JP6287744B2 - フィルタエレメント及びエアクリーナ - Google Patents

Description

本発明は、濾過部の一端面の外周縁に環状のシール部材が設けられたフィルタエレメント、及び同フィルタエレメントを備えるエアクリーナに関する。

内燃機関のエアクリーナは、インレットを有するケース及びアウトレットを有するキャップを備えており、ケースとキャップとの間には、エアを濾過する濾過部を有するフィルタエレメントが設けられている。

フィルタエレメントの濾過部は、濾紙を襞折りすることにより形成されており、同濾過部の一端面の外周縁には、独立気泡のポリウレタンよりなる環状のシール部材が設けられている（例えば特許文献１参照）。そして、ケースの開口周縁に形成されたフランジと、キャップの開口周縁に形成されたフランジとによってシール部材が挟持されている。

図９に示すように、一般的なフィルタエレメント９０のシール部材９４は、平面状の第１シール部９５と、第１シール部９５の反対側に形成された凸面状の第２シール部９６とを有している。シール部材９４の外周面は、第１シール部９５に近接するほど外周側に位置するように形成されている。また、エアクリーナにおいては、第１シール部９５がケースのフランジに当接され、第２シール部９６がキャップのフランジに当接される（図示略）。

シール部材９４は、図９に二点鎖線にて示す型割面の成形型によって成形されることから、シール部材９４の第１シール部９５の外周縁にバリ９８が生じやすい。このようにシール部材にバリが形成されると、フィルタエレメントの見栄えが損なわれる。

これに対して、特許文献１に記載の技術においては、成形型に設けられた刃部によってバリを除去するようにしている。

特開昭６４―５８３１８号公報

ところで、特許文献１に記載の技術においては、バリを除去するための刃部を成形型に設ける必要があるため、成形型の構成が複雑なものとなる。また、シール部材の成形後に作業者がバリを手作業により除去する場合には、バリの除去に手間を要することとなる。

本発明の目的は、シール部材のバリを除去する工程を省略することができるフィルタエレメント及びエアクリーナを提供することにある。

上記目的を達成するためのフィルタエレメントは、濾過部と、前記濾過部の一端面の外周縁に設けられた環状のシール部材とを備える。前記シール部材の外周面には、同シール部材のうち最も外周側に位置する突出部と、同突出部から前記濾過部に向けて傾斜する傾斜部とが形成されている。

同構成のフィルタエレメントのシール部材においては、突出部が最も外周側に位置している。このため、例えば作業者がフィルタエレメントをエアクリーナのケースの開口に対して組み付ける際など、濾過部の前記一端面を手前側にしてフィルタエレメントを視たときには、突出部によってその後側に位置するバリが隠れることとなり、バリが目立たなくなる。従って、バリを除去しなくともフィルタエレメントの見栄えを良くすることができる。

本発明によれば、シール部材のバリを除去する工程を省略することができる。

第１実施形態に係るエアクリーナの断面図。 同実施形態に係るフィルタエレメントの斜視図。 同実施形態に係るフィルタエレメントの断面図であって、シール部材を中心として示す断面図。 同実施形態に係るエアクリーナの断面図であって、シール部材を中心として示す断面図。 同実施形態に係るフィルタエレメントの平面図。 第２実施形態に係るフィルタエレメントの断面図であって、シール部材を中心として示す断面図。 同実施形態に係るエアクリーナの断面図であって、シール部材を中心として示す断面図。 変形例に係るエアクリーナの断面図であって、シール部材を中心として示す断面図。 従来のフィルタエレメントの断面図であって、シール部材を中心として示す断面図。

＜第１実施形態＞
以下、図１〜図５を参照して、第１実施形態について説明する。
図１に示すように、エアクリーナ１０は、内燃機関の吸気通路に設けられるものであり、上部開口２２を有するケース２０と、下部開口３２を有するキャップ３０とを備えている。ケース２０及びキャップ３０は共に硬質の合成樹脂材料によって形成されている。

ケース２０の周壁には、筒状のインレット２１が外側に向けて突設されている。ケース２０の上部開口２２の周縁には、外周側に向けて延びるフランジ２３が設けられている。
キャップ３０の周壁には、筒状のアウトレット３１が外側に向けて突設されている。キャップ３０の周壁における下部開口３２に近接する外周面からは、外周側に向けてフランジ３３が延びている。また、フランジ３３には、同フランジ３３の外周縁から屈曲してケース２０側に向けて延びる延設部３４が形成されている。

ケース２０とキャップ３０との間には、エアを濾過するフィルタエレメント４０が設けられている。
図２に示すように、フィルタエレメント４０は、シート状の濾材を襞折りすることによって形成された角形の濾過部４１を備えている。濾過部４１は、平面視四角形状をなしている。図１〜図４に示すように、濾過部４１の各襞の延びる方向における両端には、接着剤よりなり、互いに隣接する濾材間を封止する封止材４３が設けられている。濾過部４１の上端面４２の外周縁には、独立気泡のポリウレタンよりなる四角環状のシール部材４４が設けられている。本実施形態のフィルタエレメント４０においては、前記上端面４２が濾過部４１の上側の各襞を含む仮想平面である。

図３に示すように、シール部材４４の下側面には、上端面４２に平行な平面状の第１シール部４５が形成されている。シール部材４４の上側面には、湾曲凸面状の第２シール部４６が形成されている。シール部材４４の外周面には、上下方向において第１シール部４５と第２シール部４６との間に位置するとともにシール部材４４のうち最も外周側に位置する突出部４７が形成されている。突出部４７は、上下方向において第１シール部４５よりも第２シール部４６に近接した位置に設けられている。また、シール部材４４の外周面には、突出部４７から濾過部４１に向けて傾斜する傾斜部４９が形成されている。なお、第１シール部４５の外周縁には、同第１シール部４５に沿って外周側に向けて延びるバリ４８が形成されているが、同バリ４８は突出部４７よりも内周側に位置している。

図４に示すように、エアクリーナ１０が組み付けられた状態において、ケース２０のフランジ２３とキャップ３０のフランジ３３とによってシール部材４４が挟持されている。具体的には、シール部材４４の第１シール部４５がケース２０のフランジ２３の上面に圧接されている。このことにより、ケース２０と濾過部４１との間、すなわち、エアクリーナ１０のダスティサイドがシールされている。また、シール部材４４の第２シール部４６がキャップ３０のフランジ３３の下面に圧接され、シール部材４４の突出部４７がキャップ３０の延設部３４の内周面に圧接されている。このことにより、キャップ３０と濾過部４１との間、すなわちエアクリーナ１０のクリーンサイドが二重にシールされている。

なお、キャップ３０の下部開口３２の周縁には、フランジ３３におけるシール部材４４の第２シール部４６が接する下面よりも下方に位置する規制壁３５が形成されている。内燃機関の運転時には吸気管負圧によってシール部材４４が内周側に引き込まれようとするが、こうしたシール部材４４の内周側への変位が前記規制壁３５によって規制される。

次に、シール部材４４を成形する成形型５０について説明する。
図３に示すように、成形型５０は、いずれも四角環状の第１型５１及び第２型５３を有している。第１型５１の下面には、シール部材４４における第１シール部４５の下面よりも上側の部位の形状に対応した凹部５２が形成されている。第２型５３の上面には、シール部材４４における第１シール部４５の下面よりも下側の部位の形状に対応した凹部５４が形成されている。従って、これら第１型５１と第２型５３との型割面は、シール部材４４の第１シール部４５の下面に沿っている。

シール部材４４を成形する際には、図３に示す成形型５０が上下反転された状態、すなわち第１型５１が鉛直方向下側に配置されるとともに第２型５３が第１型５１の上方に配置された状態にて使用される。

まずは、封止材４３が設けられた濾過部４１が第２型５３に内嵌される。続いて、第１型５１と第２型５３とが型閉めされる。その後、上記凹部５２，５４によって区画されたキャビティ内にウレタンが注入される。そして、ウレタンを発泡させた後、これを固化させることによって、濾過部４１の上端面４２の外周縁に四角環状のシール部材４４が成形される。

次に、本実施形態の作用について説明する。
フィルタエレメント４０のシール部材４４においては、突出部４７が最も外周側に位置している。このため、例えば作業者がフィルタエレメント４０をケース２０の上部開口２２に対して組み付ける際など、図５に示すように、濾過部４１の上端面４２を手前側にしてフィルタエレメント４０を視たときには、突出部４７によってその後側に位置するバリ４８が隠れることとなり、バリ４８が目立たなくなる。従って、バリ４８を除去しなくともフィルタエレメント４０の見栄えを良くすることができる。

ところで、熱劣化などによってシール部材４４の厚さ方向における圧縮量が低下すると、キャップ３０のフランジ３３と第２シール部４６との間のシール圧が低下してシール性能が低下するおそれがある。そのため、シール部材４４の圧縮量が低下した場合であってもシール性能が確保されるようにシール部材４４の厚さがある程度の余裕をもって大きくされている。

これに対して、本実施形態によれば、シール部材４４の厚さ方向における圧縮量が低下した場合であっても、突出部４７がフランジ３３の延設部３４の内周面に接していることから、キャップ３０とシール部材４４との間が二重にシールされることとなる。このため、シール部材４４の厚さをそれほど大きくしなくともシール性能を確保することができる。

以上説明した本実施形態に係るフィルタエレメント及びエアクリーナによれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）シール部材４４の外周面には、同シール部材４４のうち最も外周側に位置する突出部４７と、同突出部４７から濾過部４１に向けて傾斜する傾斜部４９とが形成されている。

こうした構成によれば、シール部材４４においては、突出部４７が最も外周側に位置していることから、作業者が濾過部４１の上端面４２を手前側にしてフィルタエレメント４０を視たときには、突出部４７によってその後側に位置するバリ４８が隠れることとなり、バリ４８が目立たなくなる。従って、バリ４８を除去しなくとも済むこととなり、バリ４８の除去工程を省略することができる。

（２）第１シール部４５の外周縁には、第１シール部４５に沿って外周側に向けて延びるバリ４８が形成されており、バリ４８は突出部４７よりも内周側に位置している。
こうした構成によれば、第１型５１の凹部５２の形状を変更するだけで、突出部４７を有するシール部材４４を成形することができる。すなわち、第１型５１と第２型５３との型割面を変更する必要がない。従って、成形型５０の構成を簡易なものとすることができる。

（３）ケース２０及びキャップ３０には、シール部材４４を挟持するフランジ２３，３３が形成されている。キャップ３０のフランジ３３には、突出部４７が接する内周面を有する延設部３４が形成されている。

こうした構成によれば、シール部材４４の厚さ方向における圧縮量が低下した場合であっても、突出部４７が延設部３４の内周面に接していることから、キャップ３０とシール部材４４との間が二重にシールされることとなる。このため、シール部材４４の厚さをそれほど大きくしなくともシール性能を確保することができる。従って、シール部材４４の厚さ方向の体格を小さくすることができる。

（４）突出部４７は、濾過部４１の上端面４２に直交する方向において第１シール部４５よりも第２シール部４６に近接した位置に設けられている。
ケース２０のフランジ２３及びキャップ３０のフランジ３３によってフィルタエレメント４０のシール部材４４が挟持されると、シール部材４４が上下に圧縮されることとなる。このとき、シール部材４４では、湾曲凸面状の第２シール部４６を含む上側部分が圧縮されて変形しやすいのに対して、平面状の第１シール部４５を含む下側部分は第２シール部４６ほどは変形しない。

本実施形態によれば、突出部４７が第２シール部４６に近接した位置に設けられているため、シール部材４４が上下に圧縮された際に、突出部４７を含む部位が圧縮されやすくなる。このため、外周側に位置するフランジ３３の延設部３４の内周面に突出部４７が効果的に接するようになる。従って、キャップ３０とシール部材４４との間を適切にシールすることができる。

＜第２実施形態＞
以下、図６及び図７を参照して、第２実施形態について第１実施形態との相違点を中心に説明する。なお、第２実施形態のエアクリーナ１１０の各構成において、第１実施形態と同一のものについては第１実施形態と同一の符号を付し、第１実施形態と対応するものについては第１実施形態の符号に「１００」を加算した符号を付すことにより、重複する説明を省略する。

図６に示すように、フィルタエレメント１４０の第１シール部１４５の外周縁には、第１シール部１４５に直交する方向に沿って延びるバリ１４８が形成されている。
また、図７に示すように、ケース１２０のフランジ１２３には、同フランジ１２３の外周縁から屈曲して下方に向けて延びる延設部１２４が形成されている。この延設部１２４は、シール部材１４４のバリ１４８に対して内周側にて隣接している。

次に、シール部材１４４を成形する成形型１５０について説明する。
図６に示すように、成形型１５０を構成する第１型１５１及び第２型１５３は第１実施形態の成形型５０と同様な凹部１５２，１５４をそれぞれ有している。ただし、第１型１５１と第２型１５３との型割面は、第１シール部１４５の外周縁に対応する位置から同図の下方に向けて延びるとともに、屈曲して外周側に向けて延びている。

次に、本実施形態の作用について説明する。
ケース１２０のフランジ１２３とシール部材１４４の第１シール部１４５との間にわずかな隙間が存在する場合がある。この場合、内燃機関の運転時に吸気管負圧が発生すると、この負圧により前記隙間を通じてバリ１４８が内周側に引き込まれることで同バリ１４８がフランジ１２３の延設部１２４に密着することとなる。このため、ケース１２０とフィルタエレメント１４０の濾過部４１との間が適切にシールされる。

以上説明した本実施形態に係るフィルタエレメント及びエアクリーナによれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（５）第１シール部１４５の外周縁には、第１シール部１４５に直交する方向に沿って延びるバリ１４８が形成されている。

こうした構成によれば、濾過部４１の上端面４２を手前側にしてフィルタエレメント４０を視たときに突出部１４７によってバリ１４８が隠れることでバリ１４８が目立たなくなる。従って、バリ１４８を除去する工程を省略することができる。

（６）ケース１２０のフランジ１２３には、同フランジ１２３の外周縁から屈曲して下方に向けて延びる延設部１２４が形成されている。延設部１２４は、シール部材１４４のバリ１４８に対して内周側に隣接している。

こうした構成によれば、内燃機関の運転時に発生する吸気管負圧によってバリ１４８が内周側に引き込まれることで同バリ１４８がフランジ１２３の延設部１２４に密着することとなる。このため、ケース１２０とフィルタエレメント１４０の濾過部４１との間を適切にシールすることができる。

なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・図８に示すように、シール部材１４４のバリ１４８を内周側に折り曲げた状態でフィルタエレメント１４０をケース２２０に組み付けることもできる。この場合、折り曲げられたバリ１４８と第１シール部１４５とがフランジ２２３に接することとなるため、シール部材１４４の上下方向における圧縮量を大きくしてシール圧を確保することができる。また、この場合、ケース２２０のフランジ２２３をバリ１４８よりも外周側まで延ばすことが、折り曲げられたバリ１４８をフランジ２２３に確実に圧接させる上で好ましい。なお、同図におけるフィルタエレメント１４０は第２実施形態のものと同一である。また、キャップ３０は第１実施形態のものと同一である。

・突出部４７が延設部３４の内周面に接していないものであってもよい。
・シール部材４４に突出部４７と傾斜部４９とが形成されているフィルタエレメント４０であればよく、シール部材４４のバリ４８が除去されているものであってもよい。

・濾過部はエアを濾過するものであればよく、例えば多孔体によって濾過部を形成することもできる。

１０，１１０，２１０…エアクリーナ、２０，１２０，２２０…ケース、２１…インレット、２２，１２２，２２２…上部開口、２３，１２３，２２３…フランジ、３０…キャップ、３１…アウトレット、３２…下部開口、３３…フランジ、３４…延設部、３５…規制壁、４０，１４０…フィルタエレメント、４１…濾過部、４２…上端面、４３…封止材、４４，１４４…シール部材、４５，１４５…第１シール部、４６，１４６…第２シール部、４７，１４７…突出部、４８，１４８…バリ、４９，１４９…傾斜部、５０，１５０…成形型、５１，１５１…第１型、５２，１５２…凹部、５３，１５３…第２型、５４，１５４…凹部、１２４…延設部。

Claims (4)

1. 濾過部と、前記濾過部の一端面の外周縁に設けられた環状のシール部材とを備えるフィルタエレメントにおいて、
   前記シール部材の外周面には、同シール部材のうち最も外周側に位置する突出部と、同突出部から前記濾過部に向けて傾斜する傾斜部とが形成されており、
   前記シール部材は、
   前記濾過部の前記一端面に平行な平面状の第１シール部と、
   前記第１シール部の反対側に形成された凸面状の第２シール部と、を有しており、
   前記突出部は、前記一端面に直交する方向において前記第１シール部と前記第２シール部との間に形成され、
   前記傾斜部は、前記突出部から前記第１シール部に向けて傾斜しており、
   前記第１シール部の外周縁には、同第１シール部に沿って外周側に向けて延びるバリが形成されている、
   フィルタエレメント。
2. 濾過部と、前記濾過部の一端面の外周縁に設けられた環状のシール部材とを備えるフィルタエレメントにおいて、
   前記シール部材の外周面には、同シール部材のうち最も外周側に位置する突出部と、同突出部から前記濾過部に向けて傾斜する傾斜部とが形成されており、
   前記シール部材は、
   前記濾過部の前記一端面に平行な平面状の第１シール部と、
   前記第１シール部の反対側に形成された凸面状の第２シール部と、を有しており、
   前記突出部は、前記一端面に直交する方向において前記第１シール部と前記第２シール部との間に形成され、
   前記傾斜部は、前記突出部から前記第１シール部に向けて傾斜しており、
   前記第１シール部の外周縁には、同第１シール部に直交する方向に沿って延びるバリが形成されている、
   フィルタエレメント。
3. 前記突出部は、前記濾過部の前記一端面に直交する方向において前記第１シール部よりも前記第２シール部に近接した位置に設けられている、
   請求項１又は請求項２に記載のフィルタエレメント。
4. インレットを有するケースと、
   アウトレットを有するキャップと、
   前記ケースと前記キャップとの間に設けられる請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のフィルタエレメントと、を備え、
   前記ケース及び前記キャップには、前記シール部材を挟持するフランジが形成され、
   前記キャップの前記フランジには、前記突出部が接する内周面が形成されている、
   エアクリーナ。