KR100518036B1 - 자동차용 에어필터 제조장치 - Google Patents

자동차용 에어필터 제조장치 Download PDF

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KR100518036B1
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Abstract

본 발명에 의한 자동차용 에어필터 제조장치는, 공기와의 접촉면적을 최대화하여 필터링 효율을 높이고, 모든 부분에서 균등하게 필터링 효과가 발생되도록 함을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 자동차용 에어필터 제조장치는, 필터(10)가 개재되어 고압에 의해 성형되도록 하는 금형(40) 및 금형(40)의 개폐를 이루는 구동장치로 이루어지는 가압수단과, 상기 금형(40)에 용융된 합성수지를 공급하도록 합성수지가 투입되는 호퍼 및 상기 호퍼로부터 유입된 합성수지를 금형으로 압송시키는 실린더, 상기 실린더에 의해 이동되는 합성수지를 용융시키는 가열장치, 상기 금형의 내부로 삽입되어 합성수지가 금형 내부로 분사되도록 하는 노즐(50)로 구성된 공급수단을 포함하고, 상기 금형(40)은 그 내벽에 다수 개의 제 1 산(42)이 형성되어 필터(10)를 주름 모양으로 성형하도록 하고, 상기 제 1 산(42)의 둘레에 제 1 홈부(43)가 형성되어 합성수지가 채워지면 케이스(20)를 이루도록 한 제 1 블록(41)과; 상기 제 1 블록(41)과 대응되는 면에 다수 개의 제 2 산(47)이 상기 제 1 산(42)과 이격되게 형성되고, 상기 제 2 산(47)의 둘레에 제 2 홈부(48)가 형성되며, 제 2 홈부(48)의 내부에서 상기 제 1 산(42)과 대응되는 모든 부위에 분사홀부(48a)가 형성된 제 2 블록(46)이 포함되어 구성되고; 상기 노즐(50)은 분사홀부(48a)와 동일한 개수의 게이트(51)가 설치되어 제 2 블록(46)의 후면으로부터 삽입되며, 상기 분사홀부(48a)에 연결되어 제 1 블록(41)과 제 2 블록(46)이 압착될 때에 상기 제 1 홈부(43) 및 제 2 홈부(48)에 용융된 합성수지를 공급하여 에어필터의 케이스(20) 및 보강살(30)이 형성되도록 한다.

Description

자동차용 에어필터 제조장치 {Apparatus for manufacturing air-filter of a vehicle}
본 발명은 자동차용 에어필터 제조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 주름부의 단면이 곡면으로 형성되고, 각각의 주름마다 보강살이 설치됨으로써, 유입 공기와의 접촉면적이 최대화되어 필터링 효과가 향상되고, 보강살에 의해 변형 및 파손을 방지할 수 있도록 한 자동차용 에어필터 제조장치에 관한 것이다.
일반적으로 자동차용 에어필터는 엔진의 흡기 매니폴드 및 자동차 실내의 공기 흡입구 등에 설치되어 유입되는 공기 중의 불순물을 포집함으로써, 엔진에서 완전연소에 가까운 연소가 이루어지도록 하여 매연의 발생을 억제하고, 쾌적한 운전을 행할 수 있도록 하는 필터이다.
종래 기술에 의한 자동차용 에어필터는 부직포를 주름 모양으로 형성하고, 그 테두리에 합성수지재로 이루어지는 케이스가 설치되는 바, 이는 부직포가 주름지게 삽입되도록 다수 개의 산이 형성된 사출금형에 부직포를 끼워 넣고, 고온, 고압을 공급하면서 부직포의 테두리로 합성수지를 공급함으로써, 부직포의 테두리에 합성수지재의 케이스가 융착되도록 한다.
이때, 부직포의 테두리로 공급되는 합성수지는 케이스로부터 상측 및 하측으로 유동되면서 부직포의 측면에 융착되므로 부직포가 주름지게 형성되면서 발생되는 측면의 공간을 메우는 보강살을 이룬다.
그러나, 종래 기술에 의한 자동차용 에어필터는 부직포가 주름 모양으로 형성되면서 측면에 형성되는 틈새에 보강살이 메워지기 때문에 에어필터를 제조할 때에 부직포와 보강살 사이에 틈새가 형성되어 필터링 효과가 저하될 수 있는 문제점이 있다.
또한, 부직포에 주름이 형성되는 바, 이 주름의 단면 형상이 직사각형을 이루기 때문에 유입되는 공기와의 접촉면적이 일정량 이상 증가될 수 없어 필터링 효율이 일정치 이상 향상되지 못하고, 주름의 산이 직선을 이루기 때문에 단시간 내에 많은 양의 공기가 주입되면 공기와의 충돌에 의해 변형되거나 파손될 수 있는 문제점이 있다.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 주름의 산이 곡선을 이루도록 하는 에어필터가 개발되었고, 이러한 종래 기술은 부직포를 금형에 삽입시키고 별도의 합성수지를 공급하지 않으면서 고온 및 고압으로 성형하여 부직포의 테두리가 경화되면서 부직포가 케이스의 기능을 이행할 수 있도록 한 자동차용 에어필터가 생산되었다.
그러나, 종래 기술에 의한 자동차용 에어필터는 다른 재질로 이루어지는 케이스 및 보강살이 없이 부직포로만 필터를 이루기 때문에 필터 테두리를 경화시켜 케이스를 이루도록 하기 위해서는 보다 높은 온도 및 압력을 공급하여 프레스 작업을 행하여야 함으로 생산성이 낮아지는 문제점이 있고, 합성수지재로 케이스가 이루어지는 에어필터와 비교하여 상대적으로 케이스의 강도가 떨어지므로 많은 양의 공기가 주입될 때에 필터가 변형되거나 파손될 수 있는 문제점이 있으며, 보강살이 없으므로 필터의 주름이 일 측으로 몰려질 수 있어 효과적인 필터링을 이루지 못하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 에어필터를 제작하기 위해 사출금형 내에 그 단면 형상이 곡선을 이루는 다수 개의 산이 형성되고, 이 산마다 각각 개별적으로 합성수지를 공급하도록 하는 노즐이 설치됨으로써, 단면 형상이 곡선을 이루는 다수 개의 산이 형성되고, 각각의 산마다 보강살이 융착된 에어필터를 제작할 수 있도록 한 자동차용 에어필터 제조장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
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상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 자동차용 에어필터 제조장치는, 필터가 개재되어 고압에 의해 성형되도록 하는 금형 및 금형의 개폐를 이루는 구동장치로 이루어지는 가압수단과, 상기 금형에 용융된 합성수지를 공급하도록 합성수지가 투입되는 호퍼 및 상기 호퍼로부터 유입된 합성수지를 금형으로 압송시키는 실린더, 상기 실린더에 의해 이동되는 합성수지를 용융시키는 가열장치, 상기 금형의 내부로 삽입되어 합성수지가 금형 내부로 분사되도록 하는 노즐로 구성된 공급수단이 포함하고,
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상기 금형은 그 내벽에 다수 개의 제 1 산이 형성되어 필터를 주름 모양으로 성형하도록 하고, 상기 제 1 산의 둘레에 제 1 홈부가 형성되어 합성수지가 채워져 케이스를 이루도록 한 제 1 블록과;
상기 제 1 블록과 대응되는 면에 다수 개의 제 2 산이 상기 제 1 산과 이격되게 형성되고, 상기 제 2 산의 둘레에 제 2 홈부가 형성되며, 제 2 홈부의 내부에서 상기 제 1 산과 대응되는 모든 부위에 분사홀부가 형성된 제 2 블록이 포함되어 구성되고;
상기 노즐은 분사홀부와 동일한 개수의 게이트가 설치되어 제 2 블록의 후면으로부터 삽입되며, 상기 분사홀부에 연결되어 제 1 블록과 제 2 블록이 압착될 때에 상기 제 1 홈부 및 제 2 홈부에 용융된 합성수지를 공급하여 에어필터의 케이스 및 보강살이 형성되도록 한 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 의한 자동차용 에어필터 제조장치의 일 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 자동차용 에어필터 제조장치에 의해 제조된 에어필터가 도시된 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 A-A선 단면도로서, 본 발명에 의한 자동차용 에어필터에 의해 제조된 에어필터의 주요부가 도시된 단면도이다.
본 발명에 따른 자동차용 에어필터 제조장치에 의해 제조된 에어필터는 다수 개의 산(14)이 형성되도록 주름 모양으로 이루어지는 필터(10)와, 상기 필터(10)에서 산(14)의 양측 단부가 부드러운 곡선을 이루면 하측 방향으로 절곡되어 이루어지는 곡면부(12)와, 상기 필터(10)의 테두리에 융착되어 자동차의 흡기구에 끼워지는 케이스(20)와, 상기 케이스(20)에서 상측으로 돌출되어 각각의 산(14)에 융착되는 바, 산의 곡면부(12) 일 부분까지 연장되는 보강살(30)이 포함되어 구성된다.
여기서, 상기 필터(10)는 통상적으로 알려진 부직포가 사용되는 바, 공지된 어떠한 필터링재가 사용되어도 무방하고, 일반적인 에어필터와 동일하게 다수 개의 산(14)을 이루는 주름이 형성되어 유입되는 공기와의 접촉면적이 넓어지도록 하며, 산(14)의 양측 단부로부터 중앙까지 부드러운 곡선을 이루어 상기 곡면부(12)가 형성된다.
상기 곡면부(12)는 유입되는 공기와 접촉되는 면이 곡선을 이루도록 하므로 유입되는 공기와의 접촉에 의해 발생되는 충격을 완화시키는 효과가 발생되어 에어필터의 변형 및 파손을 방지하고, 공기와의 접촉면적을 극대화시켜 필터링 효과가 향상되도록 한다.
상기 케이스(20)는 필터(10)가 금형(40)의 틀에 끼워져 고압으로 성형될 때에 금형에 설치된 노즐(50)에 의해 공급되는 합성수지가 경화되면서 필터(10)의 테두리에 융착되어 이루어지고, 그 외측 둘레면에 고무재질로 이루어진 개스킷(미도시)이 끼워져 자동차의 흡기 매니폴드 등과 같은 흡입구에 설치될 수 있도록 한다.
이때, 상기 케이스(20)는 섬유재로 이루어지는 필터(10)와 비교하여 그 강도가 높기 때문에 필터(10)를 흡입구에 안전하게 장착시킬 수 있도록 하며, 유입되는 공기와의 충돌에 의해 필터(10)가 변형되거나 파손되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 케이스(20)의 상면에는 각각의 산(14)에 융착되는 보강살(30)이 돌출되는 바, 상기 보강살(30)은 후술될 노즐(50)에 의해 금형(40) 내부로 공급된 합성수지가 필터(10)의 곡면부(12)를 따라 일정 높이까지 상승하면서 융착되어 이루어지고, 이로써, 주름을 이루는 산(14)이 일 측으로 몰리는 것을 방지하여 모든 부분에서 동일한 필터링 효과가 발생되도록 하고, 많은 양의 공기가 흡입될 때에도 공기와의 충격에 의해 필터(10)가 변형되거나 파손되는 것을 억제할 수 있도록 한다.
도 3은 본 발명에 의한 자동차용 에어필터 제조장치의 주요부가 도시된 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명에 의한 자동차용 에어필터 제조장치의 주요부가 도시된 단면도이다.
본 발명에 의한 자동차용 에어필터 제조장치는 그 기능에 따라 구성요소를 분류하면 필터(10)를 일정한 모양으로 성형하기 위해 고압을 가하는 가압수단과, 상기 가압수단에 의해 필터(10)가 성형될 때에 필터의 테두리로 합성수지를 분사하여 필터(10)가 일정한 모양으로 성형되면서 합성수지가 융착되어 상기 케이스(20) 및 보강살(30)이 형성되도록 하는 공급수단과, 상기 가압수단 및 공급수단이 지지되는 베이스가 포함되어 구성된다.
여기서, 상기 가압수단은 제 1 블록(41) 및 제 2 블록(46)으로 이루어지는 한 쌍의 블록으로 이루어지고, 그 내부에 다수 개의 산이 서로 이격되게 형성되어 상기 산에 필터가 끼워진 후에 블록이 압착되면 필터를 주름 모양으로 형성토록 하는 금형(40)과, 상기 금형(40)이 서로 압착 또는 분리되도록 직선 운동 가능하게 지지하는 실린더 및 유압장치로 구성되는 구동장치가 포함되어 구성된다.
상기 금형(40)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 베이스에 브래킷에 의해 설치되는 제 1 취부판(41a)과, 상기 제 1 취부판(41a)에 결합되고, 그 내부에 다수 개의 제 1 산(42)이 형성된 제 1 블록(41)과, 상기 제 1 블록(41)과 대향되게 설치되고, 내부에 다수 개의 제 2 산(47)이 제 1 산(42)과 이격되게 형성된 제 2 블록(46)과, 상기 제 2 블록(46)의 후면에 배치되어 제 2 블록(46)을 직선 운동시킴으로써, 각각의 블록이 서로 압착되도록 하는 제 2 취부판(46a)이 포함되어 구성된다.
여기서, 상기 제 1 블록(41)은 제 2 블록(46)과 대응되는 면에 다수 개의 제 1 산(42)이 형성되어 상기 제 1 취부판(41a)에 설치되고, 상기 제 1 산(42)의 둘레에는 제 1 홈부(43)가 형성되어 후술될 공급장치의 노즐(50)에 의해 분사된 합성수지가 제 1 홈부(43)에 채워진 후에 경화되면서 케이스(20)를 이루도록 한다.
또한, 상기 제 1 블록(41)은 4개의 모서리에 슬라이딩 돌기(44)가 형성되어 제 2 블록(46)으로 삽입되면서 결합되어 제 1 블록(41)과 제 2 블록(46)이 정확하게 결합될 수 있도록 한다.
상기 제 2 블록(46)은 제 1 산(42)과 대응되는 면에 다수 개의 제 2 산(47)이 형성되는데, 제 2 산(47)은 제 1 산(42)과 이격되게 형성되어 각각의 산 사이에 필터(10)가 삽입되어 압착되면 주름 모양의 필터가 이루어지도록 한다.
또한, 제 2 블록(46)은 제 1 블록(41)과 같이 제 2 산(47)의 둘레에 제 2 홈부(48)가 형성되어 노즐(50)에 의해 공급되는 합성수지가 채워지고 경화되어 케이스(20)를 이루도록 하는 바, 그 내벽에 다수 개의 분사홀부(48a)가 형성되어 노즐(50)에서 배출되는 합성수지가 제 1 홈부(43) 및 제 2 홈부(48)의 내부로 유입될 수 있도록 한다.
상기 분사홀부(48a)는 도 4에 도시된 바와 같이 다수 개의 제 2 산(47)과 제 2 산(47)들 사이에 배치되어 제 1 블록(41) 및 제 2 블록(46)이 압착되면 노즐(50)에 의해 합성수지가 공급되면서 제 1 산(42)의 양측 단부에 형성된 경사부를 따라 합성수지가 상승되어 케이스(20)로부터 산의 곡면부(12)를 따라 융착되는 보강살(30)이 형성되도록 한다.
아울러, 제 2 블록(46)은 상기 슬라이딩 돌기(44)가 대응되는 부분에 각각 삽입홀부(49)가 형성되어 슬라이딩 돌기(44)가 삽입되면서 제 1 블록(41)과 제 2 블록(46)이 정확한 위치로 결합될 수 있도록 한다.
여기서, 제 1 산(42)과 제 2 산(47)은 그 정면 형상이 도 3에 도시된 바와 같이 양측 모서리가 부드러운 곡선으로 형성되기 때문에 이 금형에 삽입되어 성형되는 필터(10)는 도 2에 도시된 바와 같이 양측 모서리 및 필터 전반에 걸쳐 곡면부(12)가 형성되도록 한다.
상기 공급장치는 합성수지가 투입되는 호퍼와, 상기 호퍼를 통해 유입된 합성수지를 피스톤에 의해 금형 측으로 이동시키는 실린더와, 상기 실린더 일 측에 설치되어 합성수지를 용융시킴으로써, 금형(40) 내부에서 홈부를 따라 유동되면서 정확한 모양의 케이스(20) 및 보강살(30)이 이루어질 수 있도록 하는 가열장치와, 상기 실린더 단부에 설치되고, 제 2 블록(46)의 후면으로부터 분사홀부(48a)까지 삽입되어 피스톤에 의해 압송되는 합성수지가 제 1 홈부(43) 및 제 2 홈부(48)의 내부로 공급되도록 하는 노즐(40)이 포함되어 구성된다.
도 5는 본 발명에 의한 자동차용 에어필터 제조장치의 노즐이 도시된 사시도이다.
상기 노즐(50)은 실린더의 단부에 연결되어 합성수지가 유입되는 공급관(54)과, 상기 공급관(54)의 단부에 수평 방향으로 연결되어 합성수지를 양측 방향으로 분기시키는 수평 분기관(53)과, 각각의 상기 수평 분기관(53)의 단부에 설치되어 합성수지가 수직 방향으로 배열된 산에 공급되도록 하는 한 쌍의 수직 분기관(52)과, 상기 수직 분기관(52)에 다수 개가 설치되어 제 2 홈부(48)에 형성된 분사홀부(48a)를 통해 합성수지가 제 1 홈부(43) 및 제 2 홈부(48)로 유입되도록 하는 다수 개의 게이트(51)가 포함되어 구성된다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 자동차용 에어필터 제조장치의 동작을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 사용자가 수동으로 제 1 블록(41)의 제 1 산(42)에 필터(10)를 끼우고, 스위치를 조작하여 금형을 작동시키면 상기 구동수단에 의해 제 2 취부판(46a)이 제 2 블록(46)에 밀착되면서 직선운동을 유발시켜 제 2 블록(46)이 제 1 블록(41)과 밀착된다.
이때, 제 1 산(42)과 제 2 산(47)은 서로 이격되게 형성되므로 서로 맞물리면서 그 사이에 개재되는 필터(10)가 주름 모양으로 성형되고, 상기 호퍼를 통해 피스톤에 의해 분사되는 합성수지는 가열장치에 의해 융화되어 노즐(50)을 통해 제 1 홈부(43) 및 제 2 홈부(48)에 의해 형성되는 공간으로 주입된다.
아울러, 홈부로 공급된 합성수지는 제 2 산(47) 사이로 삽입된 제 1 산(42)의 곡면부(12)를 따라 일정 부분까지 상승되어 케이스(20)의 상면에서 상측으로 산을 따라 연장되는 보강살(30)이 형성된다.
일정 시간이 지난 후에 상기 구동장치에 의해 제 2 취부판(41a) 및 제 2 블록(46)이 분리되면 케이스(20) 및 보강살(30)이 필터(10)에 융착된 에어필터의 제조가 완료된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 자동차용 에어필터 제조장치에 의하면, 한 쌍의 블록으로 이루어지는 금형에서 서로 대응되는 면에 곡면부가 형성된 다수 개의 산이 형성되고, 일 측 블록에서 산의 테두리 및 곡면부로 합성수지를 공급하도록 설치된 에어필터 제조장치에 의해서 주름 모양을 이루는 필터의 테두리에 융착되는 케이스 및 이 케이스에서 산의 곡면부 일 부분까지 연장되는 보강살이 형성되는 에어필터가 제조됨으로써, 유입되는 공기와의 접촉면적이 최대화되어 필터링 효율이 향상되고, 주름이 일 측 방향으로 몰리는 것이 억제되어 모든 부분에서 균등하게 필터링 효과가 발생되며, 필터의 강도가 향상되어 많은 공기가 유입되어도 변형되거나 파손되지 않으므로 높은 효율의 에어필터를 장시간 동안 사용할 수 있어 운전자의 차량 유지비용이 절감될 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 의한 자동차용 에어필터 제조장치에 의해 제조된 에어필터의 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 A-A선 단면도로서, 본 발명에 의한 자동차용 에어필터제조장치에 의해 제조된 에어필터의 주요부가 도시된 단면도,
도 3은 본 발명에 의한 자동차용 에어필터의 제조장치가 도시된 분해 사시도,
도 4는 본 발명에 의한 자동차용 에어필터 제조장치의 주요부가 도시된 단면도,
도 5는 본 발명에 의한 자동차용 에어필터 제조장치의 분사노즐이 도시된 사시도이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
10 : 필터 12 : 곡면부
14 : 산 20 : 케이스
30 : 보강살 40 : 금형
41 : 제 1 블록 41a : 제 1 취부판
42 : 제 1 산 43 : 제 1 홈부
44 : 슬라이딩 돌기 46 : 제 2 블록
46a : 제 2 취부판 47 : 제 2 산
48 : 제 2 홈부 48a : 분사홀부
49 : 삽입홈부 50 : 노즐
51 : 게이트 52 : 수직 분기관
53 : 수평 분기관 54 : 공급관

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 필터(10)가 개재되어 고압에 의해 성형되도록 하는 금형(40) 및 금형(40)의 개폐를 이루는 구동장치로 이루어지는 가압수단과, 상기 금형(40)에 용융된 합성수지를 공급하도록 합성수지가 투입되는 호퍼 및 상기 호퍼로부터 유입된 합성수지를 금형으로 압송시키는 실린더, 상기 실린더에 의해 이동되는 합성수지를 용융시키는 가열장치, 상기 금형의 내부로 삽입되어 합성수지가 금형 내부로 분사되도록 하는 노즐(50)로 구성된 공급수단이 포함된 에어필터 제조장치에 있어서;
    상기 금형(40)은 그 내벽에 다수 개의 제 1 산(42)이 형성되어 필터(10)를 주름 모양으로 성형하도록 하고, 상기 제 1 산(42)의 둘레에 제 1 홈부(43)가 형성되어 합성수지가 채워지면 케이스(20)를 이루도록 한 제 1 블록(41)과;
    상기 제 1 블록(41)과 대응되는 면에 다수 개의 제 2 산(47)이 상기 제 1 산(42)과 이격되게 형성되고, 상기 제 2 산(47)의 둘레에 제 2 홈부(48)가 형성되며, 제 2 홈부(48)의 내부에서 상기 제 1 산(42)과 대응되는 모든 부위에 분사홀부(48a)가 형성된 제 2 블록(46)이 포함되어 구성되고;
    상기 노즐(50)은 분사홀부(48a)와 동일한 개수의 게이트(51)가 설치되어 제 2 블록(46)의 후면으로부터 삽입되며, 상기 분사홀부(48a)에 연결되어 제 1 블록(41)과 제 2 블록(46)이 압착될 때에 상기 제 1 홈부(43) 및 제 2 홈부(48)에 용융된 합성수지를 공급하여 에어필터의 케이스(20) 및 보강살(30)이 형성되도록 한 것을 특징으로 하는 자동차용 에어필터 제조장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 산(42) 및 제 2 산(47)은 그 양측 단부가 곡선을 이루도록 절곡되어 제 1 산(42)과 제 2 산(47) 사이에 개재되어 가압되는 필터(10)에 곡면부(12)가 형성되도록 한 것을 특징으로 하는 자동차용 에어필터 제조장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 노즐(50)은 실린더의 단부에 연결되어 합성수지가 유입되는 공급관(54)과, 상기 공급관(54)의 단부에 수평 방향으로 연결되어 합성수지를 양측 방향으로 분기시키는 수평 분기관(53)과, 각각의 상기 수평 분기관(53)의 단부에 설치되어 합성수지가 수직 방향으로 배열된 산에 공급되도록 하는 한 쌍의 수직 분기관(52)과, 상기 수직 분기관(52)에 다수 개가 설치되어 상기 분사홀부(48a)를 통해 합성수지가 제 1 홈부(43) 및 제 2 홈부(48)로 유입되도록 하는 게이트(51)가 포함되어 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 에어필터 제조장치.
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