WO2020166471A1 - エアクリーナ及びその製造方法 - Google Patents

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WO
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air
filter paper
portions
air cleaner
inhibition
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浩司 夏目
文雄 小倉
崇彰 稲森
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Isuzu Motors Ltd
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Isuzu Motors Ltd
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/52—Particle separators, e.g. dust precipitators, using filters embodying folded corrugated or wound sheet material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00—Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/02—Air cleaners
    • F02M35/024—Air cleaners using filters, e.g. moistened

Definitions

  • the present disclosure relates to an air cleaner and a method of manufacturing the same, and more particularly, to an air cleaner that improves detection accuracy of a flow rate and a method of manufacturing the same.
  • the support material of the air cleaner described in Patent Document 1 is made of punching metal or expanded metal so as to support the filter paper and allow the air after passing through the filter paper to pass through.
  • the support material has a tubular shape by rolling these plate materials and stacking and joining both end portions in the cylinder circumferential direction.
  • the parts that are laminated and joined obstruct the air flow with respect to the other parts, and the part that obstructs the air flow is formed in a part of the support material in the cylinder circumferential direction. become.
  • the detection value of the flow rate sensor arranged on the downstream side of the air cleaner with respect to the air flow varies, and the flow rate detection accuracy decreases. It was In particular, it is preferable to install the flow rate sensor in a location where the flow path is straight and the inner diameter has little variation in the intake pipe for accuracy improvement, but due to vehicle layout restrictions, the condition immediately after the air cleaner is suitable for that condition. There are cases. However, when the air cleaner and the flow rate sensor are brought close to each other, the above-mentioned variation in the detected value becomes large.
  • An object of the present disclosure is to provide an air cleaner that can improve the detection accuracy of the flow rate by reducing the variation in the detection value of the flow rate sensor arranged on the downstream side with respect to the air flow, and a manufacturing method thereof.
  • An air cleaner according to an embodiment of the present disclosure that achieves the above object is a casing, a cylindrical filter paper installed inside the casing, and a cylinder installed inside or outside of the filter paper in the cylinder radial direction to support the filter paper.
  • An air cleaner having a plurality of air holes through which air that has passed through the filter paper passes in the cylinder radial direction.
  • the ventilation part and the plurality of blocking parts are alternately arranged, and the blocking part has a smaller air passage amount to the ventilation part when compared in the same cylindrical area.
  • a support member formed in a cylindrical shape is installed inside a housing, and the support member is formed in a cylindrical shape inside or outside in the cylinder radial direction.
  • a plate member is provided with a large number of air holes through which the air passing through the filter paper can pass, and when a comparison is made in the same area, a large amount of air is passed through the ventilation part and air.
  • Forming an inhibition portion having a small passage amount forming the plate material into a tubular shape by rolling it, and arranging the ventilation portion and the inhibition portion alternately in the circumferential direction of the cylinder to create the support material. Characterize.
  • a support member formed in a cylindrical shape is installed inside a housing, and the support member is formed in a cylindrical shape inside or outside in the cylinder radial direction.
  • a large number of air holes through which the air passing through the filter paper can pass are formed in the plate material, and a part of the air holes that have been opened is closed to compare the same area.
  • the plate member is rolled into a tubular shape, and the ventilation portion and the inhibition portion are arranged in the cylinder circumferential direction. It is characterized in that the supports are formed by staggering them.
  • the ventilation portion and the inhibition portion having a large air passage amount are alternately arranged in the cylinder circumferential direction when compared with each other in the same area, and the air is periodically generated in the cylinder circumferential direction.
  • the portion that obstructs the flow the flow of air after passing through the support material can be rectified. This is advantageous for reducing the variation in the detected value of the flow rate sensor arranged on the downstream side of the air cleaner with respect to the air flow, and the flow rate detection accuracy of the flow rate sensor can be improved.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating the configuration of the air cleaner according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a punching metal forming the support material.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a state in which the punching metal is formed into a tubular shape.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an expanded metal forming the support member according to the second embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 5 is a figure which illustrates the structure which made the expanded metal of FIG. 4 cylindrical.
  • the Z-direction is defined as the cylinder axis direction of the cylindrical support member 4, the ⁇ direction is defined as the cylinder circumferential direction, and the plate-shaped support member 4 before the Z direction is cylindrically formed.
  • the short side direction and the ⁇ direction are defined as the long side direction.
  • the filter paper 3 and the support members 4 and 9 described later have a cylindrical shape. However, even if these members have other shapes such as a rectangular tube shape, the joint portion is formed on the support member 4 or the support member 9. If present, the present disclosure can be applied.
  • the air cleaner 1 removes impurities in the air A that is taken into the vehicle engine.
  • the air cleaner 1 includes a housing 2, a filter paper 3, and support members 4 and 9.
  • the housing 2 is a case in which the filter paper 3 and the supporting materials 4 and 9 are housed inside to protect the filter paper 3 and the supporting materials 4 and 9 from an impact force or the like acting from the outside of the housing 2.
  • the housing 2 has a cylindrical shape having an upper end closed and a lower end opened to communicate with the intake passage 13.
  • the housing 2 has an air inlet 11 for allowing air (intake air) to flow from the atmosphere into the housing 2 on a side surface (cylindrical surface), and a central portion (cavity) 12 for air flowing into the housing 2 at a lower end.
  • An air outlet is provided through which the air flows out to the intake passage 13 on the engine side.
  • the intake passage 13 is provided with a MAF sensor (flow rate sensor) 14 that detects the amount of air A flowing from the air cleaner 1 into the intake passage 13. It is preferable to install the MAF sensor 14 in a location where the flow passage is straight and the inner diameter has a small variation in dimension in the intake pipe (intake passage) 13 for improving accuracy. It may be suitable for the condition. However, when the air cleaner 1 and the MAF sensor 14 are brought close to each other, the above-mentioned variation in the detected values becomes large.
  • the filter paper 3 is a cylindrical filtering device that is installed inside the housing 2 and removes dust and the like contained in the air A that flows in from the air inflow port 11, and is pleated when viewed in the Z direction.
  • the pleats are formed by alternately arranging the portions protruding outward and the portions recessed inward in the cylinder radial direction.
  • the support material (inner liner) 4 is a tubular device installed inside the filter paper 3 in the tubular radial direction.
  • the support material (outer liner) 9 is a tubular device installed outside the filter paper 3 in the tubular radial direction.
  • the filter paper 3 is supported by the support members 4 and 9.
  • the element in which the filter paper 3 and the supporting members 4 and 9 are integrated with each other by urethane foam or the like is called an element 10.
  • the support members 4 and 9 are provided with a large number of air holes 5 through which the air A that has passed through the filter paper 3 passes in the cylinder radial direction.
  • the support member 4 has a configuration in which a plurality of ventilation portions 6 (three in FIG. 1) and a plurality of inhibition portions 7 (three in FIG. 1) are alternately arranged in the ⁇ direction.
  • the ventilation part 6 is a part that is formed without blocking the large number of air holes 5 that were formed in the plate material that constitutes the support material 4.
  • the inhibition portion 7 is a part of the plate material forming the support material 4 where the air holes 5 are not formed, or a part or all of the large number of air holes 5 already formed in the plate material forming the support material 4. It is a part blocked with an adhesive member such as hot melt.
  • the passage amount of the air A in the inhibition portion 7 is smaller than that of the ventilation portion 6 when compared in the same cylinder area.
  • each of the inhibition portions 7 is arranged at equal intervals in the ⁇ direction. It is preferable to provide two or more inhibition portions 7 with respect to the support material 4, and it is more preferable to provide three or more inhibition portions 7 because the rectifying effect of the air A in the central portion 12 is dramatically improved. However, since the suction resistance of the support member 4 is increased by the inhibition portion 7, it is preferable that the total area of the ventilation portion 6 is larger than the total area of the inhibition portion 7, and it is more preferable that the total area of the inhibition portion 7 is at least twice as large. preferable.
  • one of the inhibition portions 7 is configured such that both end portions in the ⁇ direction of the plate material forming the support material 4 (the air holes 5 are not formed at these both end portions) are joined in a laminated state. .. That is, one of the inhibition portions 7 is the joint portion 8 of the plate materials forming the support material 4.
  • the support member 4 is formed by rolling punching metal into a tubular shape.
  • the punching metal is a metal plate material having a long side in the ⁇ direction and a short side in the Z direction, in which a large number of perforations are formed as air holes 5.
  • the joint portions 8 are arranged at both ends in the ⁇ direction, and the ventilation portions 6 and the inhibition portions 7 are alternately arranged at the center portion in the ⁇ direction.
  • the ventilation part 6 is a part constituted by a large number of air holes 5 arranged at equal intervals in the Z direction and a large number of holes arranged at equal intervals in the ⁇ direction.
  • the air holes 5 may be displaced in the Z direction in the row of holes adjacent to each other in the ⁇ direction.
  • the inhibition portion 7 is a portion where the air hole 5 is not formed.
  • the joining portion 8 is a portion where the air holes 5 are not formed, and is a portion that is laminated and joined by spot welding or the like when the punching metal is rolled into a tubular shape.
  • the lengths of the ventilation parts 6 in the ⁇ direction are equal, and the total value of the lengths of the ventilation parts 6 in the ⁇ direction is longer than the total value of the lengths of the inhibition parts 7 and the joints 8 in the ⁇ direction.
  • the length of each inhibition portion 7 in the ⁇ direction is equal to the length of the joint portion 8 in the ⁇ direction.
  • the inhibition portion 7 is formed on the support member 4 periodically in the circumferential direction of the joint portion 8 at every 60°, 90°, and 120°, for example.
  • the cycle is set based on the relationship between the increase in the fluid resistance and the increase in the air A rectification effect due to the increase in the number of the blocking portions 7 installed.
  • each inhibition portion 7 in the ⁇ direction is formed to be substantially equal to the width of the joint portion 8.
  • This manufacturing method is roughly classified into three methods, that is, a method for producing the filter paper 3, a method for producing the support material 4, and a method for assembling the air cleaner 1.
  • the method of making the filter paper 3 is a method of sequentially performing the following first to third steps.
  • the filter paper 3 is preheated, and the filter paper 3 is pleated to form pleats.
  • the filter paper 3 pleated in the first step is cut in a direction orthogonal to the folds to form a plurality of filter papers 3.
  • the filter paper 3 formed by cutting in the second step is rolled and both ends thereof are adhered to form a tubular shape.
  • the above-mentioned metal plate material is placed on the transport rail of the punching machine, and the metal plate material is transported to a processing section in which a punch for punching is installed above the transport rail.
  • a large number of holes are punched (punched) in the metal plate material that has reached the processed portion to form the air holes 5 and the punching metal is produced.
  • the hole pitch of the punching machine is adjusted to form a region in which the holes are punched and a region in which the holes are not punched.
  • the ventilation part 6 and the inhibition part 7 which are alternately arranged in the central part.
  • the supporting material 9 may be formed by the same method as the supporting material 4, but the inhibiting portion 7 does not have to be formed because it is not necessary to provide the inhibiting portion 7. Further, the support material 9 itself does not have to be created.
  • This assembling method is a method of sequentially performing the following first to sixth steps.
  • the tubular filter paper 3 is attached to the inside of the support material 9 in the tubular radial direction.
  • the support material 4 is attached to the inside of the tubular filter paper 3 attached in the first step in the tube radial direction.
  • the outlet side is fixed with urethane foam or the like in a shape having a passage so that the cylindrical filter paper 3 and the supporting materials 4 and 9 are integrated.
  • the element 10 is completed by fixing the Z direction in FIG.
  • the urethane foam and the like in the third and fourth steps prevent air leakage at both ends of the filter paper 3, prevent air leakage between the element 10 and the housing 2, and fix the element 10 in the housing 2. It is formed.
  • silicon or hot melt may be applied to the gaps between the filter paper 3 and the support materials 4 and 9 so that the filter paper 3 is securely fixed by the support materials 4 and 9.
  • the element 10 is installed in the housing 2 in the sixth step. As described above, the assembly of the air cleaner 1 is completed, and the air cleaner 1 is completed.
  • the pleating process may or may not be performed when the filter paper 3 is formed, in the case of performing the pleating process, the filter paper 3 in the region of the support material 4 facing the ventilation portion 6 closely faces the inhibition portion 7. It is preferable to perform the pleating process so that the filter paper 3 in the region becomes sparse because most of the dust contained in the air A is removed before the ventilation part 6 having a relatively large ventilation amount.
  • Air A flows in from the air inlet 11 of the air cleaner 1, and the inflowing air A passes through the air holes of the support member 9, the filter paper 3, and the air holes 5 of the support member 4, and is radially inward of the support member 4. Flows to the central part 12 of the.
  • the air A does not become turbulent only in the vicinity of the joint portion 8 in the central portion 12, and the air cleaner 1 is used for the intake passage.
  • the air A in the central portion 12 when viewed from the 13 side is rectified.
  • the rectified air A flows out from the air outlet to the intake passage 13 side.
  • the support member 4 has the ventilation portions 6 and the inhibition portions 7 that pass a large amount of the air A when compared in the same area and are arranged alternately in the cylinder circumferential direction.
  • the portion that periodically blocks the flow of the air A in the cylinder circumferential direction the flow of the air A that has passed through the support member 4 can be rectified. This is advantageous for reducing the variation in the detected value of the flow rate sensor 14 arranged on the downstream side of the air cleaner 1 with respect to the flow of the air A, and the flow rate detection accuracy of the flow rate sensor 14 can be improved.
  • the inhibiting portions 7 are arranged at equal intervals in the cylinder circumferential direction, the flow of the air A in the central portion 12 when the air cleaner 1 is viewed from the intake passage 13 side is in the cylinder circumferential direction of the support member 4. Since the flow is the same, the rectifying effect of the air A can be further increased.
  • one of the inhibition portions 7 is a joint portion 8 that is joined in a state where both end portions of the plate material constituting the support material 4 in the cylinder circumferential direction are laminated.
  • the air cleaner 1 uses the joint portion 8 that is inevitably formed when the support member 4 is formed, and the amount of passage of the air A is smaller than that of other portions, and the air that is equivalent to the joint portion 8 is used.
  • the inhibition portion 7 that becomes the passage amount of A is formed. Therefore, the joint portion 8 and the inhibition portion 7 function like a rectifying blade to suppress turbulence of the air A caused by the joint portion 8 and rectify the flow of the air A inside the air cleaner 1. Can be converted.
  • the support member 4 when the support member 4 is made of punching metal, it can be formed relatively easily by alternately forming a region where the air holes 5 are formed and a region where the air holes 5 are not formed.
  • the punching metal forming the support member 4 is preferably one in which the air holes 5 adjacent to each other have an equal pitch d, and the diameter D of the air holes 5 is smaller than the pitch d. It is more preferable that the diameter D of the air holes 5 is half or less of the pitch d.
  • this punching metal three air holes 5 adjacent to each other are arranged in an equilateral triangle shape with sides of equal pitch d.
  • the space between the air holes 5 adjacent to each other may be the same pitch d, and the arrangement of the air holes 5 is not particularly limited.
  • the four air holes 5 adjacent to each other may be arranged in a square shape whose sides have an equal pitch d.
  • the punching metal having the diameter D of the air holes 5 smaller than the pitch d has one end portion at the joint portion 8 formed by laminating both end portions in the cylinder circumferential direction when laminating both end portions in the cylinder circumferential direction.
  • the air holes 5A formed and the air holes 5B formed at the other end do not overlap in the stacking direction. That is, the air holes 5B formed at the other end are arranged between the air holes 5A formed at the one end. In other words, one air hole 5B at the other end is arranged inside the diamond-shaped region formed by the four adjacent air holes 5A at the one end.
  • the punching metal in which the diameter D of the air holes 5 is smaller than the pitch d it is easy to simply dispose the air holes 5A at one end and the air holes 5B at the other end at the joining portion 8 so that the obstruction portion is easily formed.
  • One of seven can be formed.
  • the air cleaner 1 of the second embodiment is different in that the support member 4 of the air cleaner 1 of the first embodiment is made of expanded metal instead of punching metal, and has the same configuration in other points. ..
  • Expanded metal has a large number of holes in the shape of a rhombus or a carved shell formed by expanding staggered cuts as air holes 5 in a metal plate material whose longitudinal direction is in the ⁇ direction and short direction is in the Z direction. It has a mesh shape.
  • a method of creating the support material 4 of this embodiment will be described. First, using a mesh manufacturing machine, cuts are made in a zigzag arrangement on the upper side and the lower side in the width direction of the metal plate material. Then, the plate material with the cuts is stretched in the width direction to prepare a mesh-shaped expanded metal having a large number of rhombic or hexagonal holes.
  • the expanded metal that has been created is rolled, and both ends in the ⁇ direction are laminated and joined by spot welding or the like to form a tubular shape.
  • Reference numeral 16 in FIG. 5 indicates a spot welding point. Note that in FIG. 5, for simplification, the illustration of the mesh-shaped holes is omitted.
  • the expanded metal of the expanded metal is applied by the adhesive member 15.
  • the blocking portion 7 is formed by filling the hole. Specifically, a joint portion 8 in which both ends are laminated and joined by spot welding, and an adhesive member 15 is applied to the entire Z direction of the expanded metal with a gap in the ⁇ direction with the joint portion 8 as a base point.
  • the open air holes 5 are areas that are blocked by the adhesive member 15 such as hot melt and are not blocked by the inhibition portion 7 and the joint portion 8.
  • the ventilation portions 6 By forming the ventilation portions 6 alternately, it is possible to form relatively easily.
  • the filter paper 3 when the filter paper 3 is fixed to the support material 4, by forming the inhibition portion 7 and the joint portion 8 and the ventilation portion 6, the member can be fixed and the portion can be formed at one time. Can be simplified.
  • the mesh-shaped holes of the expanded metal may be filled with the adhesive member 15 to form the ventilation part 6, the inhibition part 7, and the joint part 8 in the expanded metal.
  • the punching metal in which the ventilation portion 6, the inhibition portion 7, and the joint portion 8 are formed is used as the support material 4, but as in the second embodiment, punching having a large number of perforations in the entire area of the metal plate material.
  • the holes present in the inhibition portion 7 and the joint portion 8 may be filled with the adhesive member 15 when the filter paper 3 is fixed.
  • the expanded metal in which the mesh-shaped holes are closed by the adhesive member 15 is used as the support material 4, but the amount of cuts in the zigzag array is adjusted at the time of manufacturing as in the first embodiment. Areas in which the notches are formed may be formed alternately with areas in which the notches are formed.
  • the blocking portion 7 and the joint portion 8 are formed by closing the mesh-shaped hole of the expanded metal with the adhesive member 15.
  • these portions have the same area as the ventilation portion 6 and the air A passes therethrough. It is only necessary to reduce the amount, and it is not necessary to close the mesh-shaped holes in the entire region of the inhibition portion 7 and the joint portion 8. For example, in consideration of an increase in ventilation resistance due to the lamination of the joint portions 8 and a decrease in the passing area due to spot welding, if the mesh-shaped holes present in the inhibition portion 7 are closed with the adhesive member 15 so as to be equivalent to that. Good.
  • the support member 4 arranged inside the filter paper 3 has been described, but the ventilation member 6 and the inhibition unit 7 may be formed in the support member 9 arranged outside the filter paper 3. Further, it may be formed on both the support members 4 and 9.
  • the supporting material 4 instead of using the punching metal or the expanded metal composed of the metal plate material as described above, a material composed of a resin member may be used.
  • the present invention has an effect that the detection accuracy of the flow rate can be improved, and is useful for an air cleaner and its manufacturing method.
  • Air cleaner 2 Housing 3 Filter paper 4 Support material (inner liner) 5 Air hole 6 Ventilation part 7 Inhibition part 8 Joint part 9 Support material (outer liner) 10 elements

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Abstract

エアクリーナ１は、筐体２と、この筐体２の内部に設置された筒状の濾紙３と、この濾紙３の筒径方向内側又は外側に設置されてこの濾紙３を支持する筒状の支持材４と、を備えて、支持材４が、濾紙３を通過した空気Ａが筒径方向に通過する多数の空気穴５が形成されてなると共に、筒周方向に複数の通気部６と複数の阻害部７とが互い違いに配置されてなり、その阻害部７が、同一筒面積で比較したときに通気部６に対して空気Ａの通過量が少なくなることを特徴とする。

Description

エアクリーナ及びその製造方法
　本開示は、エアクリーナ及びその製造方法に関し、より詳細には、流量の検出精度を向上させるエアクリーナ及びその製造方法に関する。
　エンジンのエアクリーナとして、筐体の内部に設置された筒状の濾紙と、この濾紙の筒径方向内側又は外側に設置されてこの濾紙を支持する筒状の支持材とを備えたものが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
日本国特開２００１－１３２５６２号公報
　ところで、特許文献１に記載のエアクリーナの支持材は、濾紙を支持すると共に濾紙を通過後の空気が通過するように、パンチングメタルやエキスパンドメタルから構成されている。具体的に、支持材は、それらの板材を丸めて筒周方向の両端部を積層して接合することで筒状を成している。
　しかし、積層して接合した部位がそれ以外の部位に対して空気の流れを阻害しており、支持材には、筒周方向の一部に、空気の流れを阻害する部位が形成されることになる。この空気の流れを阻害する部位が筒周方向の一部に形成されることにより、空気の流れに関してエアクリーナの下流側に配置された流量センサの検出値がばらつき、流量の検出精度が低下していた。特に、流量センサは吸気管の中で流路がストレートで内径の寸法ばらつきが少ない場所に設置することが精度向上に好ましいが、車両のレイアウトの制約のためエアクリーナの直後がその条件に適している場合がある。しかし、エアクリーナと流量センサとを近接させると、前述の検出値のばらつきは大きくなる。
　本開示の目的は、空気の流れに関して下流側に配置された流量センサの検出値のばらつきを低減して、流量の検出精度を向上させることができるエアクリーナ及びその製造方法を提供することである。
　上記の目的を達成する本開示のエアクリーナは、筐体と、この筐体の内部に設置された筒状の濾紙と、この濾紙の筒径方向内側又は外側に設置されてこの濾紙を支持する筒状の支持材と、を備えて、その支持材が、前記濾紙を通過した空気が筒径方向に通過する多数の空気穴が形成されてなるエアクリーナにおいて、前記支持材は、筒周方向に複数の通気部と複数の阻害部とが互い違いに配置されてなり、前記阻害部は、同一筒面積で比較したときに前記通気部に対して空気の通過量が少なくなることを特徴とする。
　また、上記の目的を達成する本開示のエアクリーナの製造方法は、筐体の内部に筒状に形成されてなる支持材を設置し、その支持材の筒径方向内側又は外側に筒状に形成されてなる濾紙を設置したエアクリーナの製造方法において、板材に前記濾紙を通過した空気が通過可能な空気穴を多数穿って、同一面積で比較したときに空気の通過量が多い通気部と空気の通過量が少ない阻害部とを形成し、前記板材を丸めて筒状に形成すると共に、前記通気部と前記阻害部とを筒周方向に互い違いに配置して、前記支持材を作成することを特徴とする。
　また、上記の目的を達成する本開示のエアクリーナの製造方法は、筐体の内部に筒状に形成されてなる支持材を設置し、その支持材の筒径方向内側又は外側に筒状に形成されてなる濾紙を設置したエアクリーナの製造方法において、板材に前記濾紙を通過した空気が通過可能な多数の空気穴を空けると共に、空けられたその空気穴の一部を塞いで、同一面積で比較したときに空気の通過量が多い通気部と空気の通過量が少ない阻害部とを形成し、前記板材を丸めて筒状に形成すると共に、前記通気部と前記阻害部とを筒周方向に互い違いに配置して、前記支持材を作成することを特徴とする。
　本開示によれば、支持材に、同一面積で比較したときに空気の通過量が多い通気部と少ない阻害部とを筒周方向に互い違いに配置して、筒周方向に周期的に空気の流れを阻害する部位を設けることで、支持材を通過した後の空気の流れを整流することができる。これにより、空気の流れに関してエアクリーナの下流側に配置された流量センサの検出値のばらつきを低減するには有利になり、流量センサによる流量の検出精度を向上させることができる。
図１は、本開示の第１実施形態のエアクリーナの構成を例示する図である。 図２は、支持材を構成するパンチングメタルを例示する図である。 図３は、パンチングメタルを筒状に形成する際の状態を例示する図である。 図４は、本開示の第２実施形態の支持材を構成するエキスパンドメタルを例示する図である。 図５は、図４のエキスパンドメタルを筒状にした構成を例示する図である。
　以下、本開示のエアクリーナ及びその製造方法について図に示した実施形態に基づいて説明する。なお、本実施形態では、Ｚ方向を筒状に形成された支持材４の筒軸方向、α方向を筒周方向とすると共に、Ｚ方向を筒状に形成する前の板状の支持材４における短手方向、α方向を長手方向とする。また、本実施形態では、後述する濾紙３、支持材４、９を円筒形状としているが、例えばこれらの部材を角筒形状等の他の形状としても支持材４または支持材９に接合部があれば本開示を適用することができる。
　図１に示すように、本開示の第１実施形態のエアクリーナ１は、車両用のエンジンに吸入される空気Ａの不純物を取り除くものである。エアクリーナ１は、筐体２と、濾紙３と、支持材４、９とを備えている。
　筐体２は、その内部に濾紙３及び支持材４、９を収納して、濾紙３及び支持材４、９を筐体２の外部から作用する衝撃力等から保護するケースである。筐体２は、上端が閉口し、下端が開口して吸気通路１３に連通した筒状を成している。筐体２には、側面（筒面）に大気から筐体２内部に空気（吸気）を流入させる空気流入口１１と、下端に筐体２内部に流入された空気を中心部（空洞）１２を介してエンジン側の吸気通路１３に流出させる空気流出口が設けられる。
　吸気通路１３にはエアクリーナ１から吸気通路１３に流出する空気Ａの量を検出するＭＡＦセンサ（流量センサ）１４が設けられる。ＭＡＦセンサ１４は、吸気管（吸気通路）１３の中で流路がストレートで内径の寸法ばらつきが少ない場所に設置することが精度向上に好ましいが、車両のレイアウトの制約のためエアクリーナ１の直後がその条件に適している場合がある。しかし、エアクリーナ１とＭＡＦセンサ１４を近接させると、前述の検出値のばらつきは大きくなる。
　濾紙３は、筐体２の内部に設置されて、空気流入口１１から流入される空気Ａに含まれる塵等を除去する筒状の濾過装置で、Ｚ方向から見てプリーツ加工により筒径方向外側に突出した部分と筒径方向内側に窪んだ部分とが交互に配置されたひだが形成されている。支持材（インナーライナー）４は、濾紙３の筒径方向内側に設置される筒状の装置である。支持材（アウターライナー）９は、濾紙３の筒径方向外側に設置される筒状の装置である。支持材４、９により濾紙３は支持される。濾紙３と支持材４、９を発泡ウレタン等で一体化したものはエレメント１０と称される。支持材４、９には、濾紙３を通過した空気Ａが筒径方向に通過する多数の空気穴５が形成されている。
　本開示のエアクリーナ１では、支持材４はα方向に複数の通気部６（図１では３個）と複数の阻害部７（図１では３個）とが互い違いに配置される構成である。通気部６は、支持材４を構成する板材に形成されていた多数の空気穴５を塞ぐことなく形成される部位である。阻害部７は、支持材４を構成する板材における空気穴５が形成されていない部位か、あるいは、支持材４を構成する板材に既に形成されていた多数の空気穴５の一部または全部がホットメルト等の接着部材で塞がれた部位である。阻害部７における空気Ａの通過量は、同一筒面積で比較したときに通気部６に対して少なくなる。
　本実施形態では、阻害部７の各々はα方向に等間隔に配置されている。支持材４に対して、阻害部７を２つ以上設けることが好ましく、阻害部７を３つ以上設けると中心部１２内での空気Ａの整流効果が飛躍的に向上するのでより好ましい。ただし、阻害部７により支持材４の吸気抵抗が高くなるので、通気部６の合計面積は阻害部７の合計面積よりも大きいことが好ましく、阻害部７の合計面積の倍以上大きいことがより好ましい。また、阻害部７のうちの一つは、支持材４を構成する板材のα方向の両端部（この両端部には空気穴５が形成されない）が積層した状態で接合されてなる構成である。すなわち、阻害部７のうちの一つは、支持材４を構成する板材の接合部８である。
　図２に例示するように、支持材４はパンチングメタルを丸めて筒状に形成して構成される。パンチングメタルは、長手方向がα方向に、短手方向がＺ方向に向いてなる金属板材に空気穴５として多数の穿孔が形成されたものである。具体的に、パンチングメタルは、α方向の両端部に接合部８が配置され、α方向の中央部に通気部６と阻害部７とが交互に配置されている。
　通気部６は、多数の空気穴５がＺ方向に等間隔に配置された多数の穴列がα方向に等間隔に配置されて構成された部位である。通気部６において、α方向に隣り合う穴列で空気穴５がＺ方向にずれていてもよい。阻害部７は、空気穴５が形成されていない部位である。接合部８は、阻害部７と同様に空気穴５が形成されていない部位であり、パンチングメタルを丸めて筒状を成すときに、互いに積層してスポット溶接等により接合する部位である。
　各通気部６のα方向の長さは等しく、各通気部６のα方向の長さの合計値は、各阻害部７及び接合部８のα方向の長さの合計値よりも長い。また、各阻害部７のα方向の長さと、接合部８のα方向の長さは等しい。
　パンチングメタルを丸めて筒状を成すときに、阻害部７は接合部８を基点に筒周方向に、例えば、６０°、９０°、１２０°毎に周期的に支持材４に形成されるが、この周期は阻害部７の設置数増加に伴う流体抵抗増加と空気Ａの整流効果増加の関係に基づいて設定される。
　パンチングメタルの両端部には空気穴５が形成されていないので、この両端部の接合部８は空気穴５が形成されていない阻害部となる。各阻害部７のα方向の幅は接合部８の幅とほぼ等しく形成される。
　エアクリーナ１の製造方法について説明する。この製造方法は、濾紙３の作成方法、支持材４の作成方法、エアクリーナ１の組み付け方法の３つの方法に大別される。
　濾紙３の作成方法は、以下の第１～３工程を順に行う方法である。第１工程では、濾紙３を予熱（プレヒート）し、その濾紙３をプリーツ加工してひだを形成する。第２工程では、第１工程でプリーツ加工した濾紙３をひだに直交する方向に切断して複数枚の濾紙３を形成する。第３工程では、第２工程で切断して形成された濾紙３を丸めてその両端部を接着して、筒状に形成する。
　次に、支持材４の作成方法について説明する。まず、打ち抜き加工機の搬送レール上に上述した金属板材を置き、打ち抜き加工用のパンチを搬送レールの上部に設置した加工部まで金属板材を搬送する。次いで、加工部に到達した金属板材にパンチで多数の穿孔を穿つ（打ち抜く）ことで、空気穴５を形成してパンチングメタルは作成される。なお、金属板材に多数の穿孔を穿つときに、打ち抜き加工機の穴ピッチを調整して、穿孔を穿つ領域と、穿たない領域とを形成することで、α方向の両端部の接合部８と中央部に交互に配置される通気部６と阻害部７とを形成する。このパンチングメタルを丸めてα方向の両端部の接合部８を互いに積層して、スポット溶接等により接合して筒状に形成することで、通気部６と阻害部７とが筒周方向に互い違いに配置された支持材４の作成が完了する。
　なお、支持材９については支持材４と同様の方法で作成してもよいが、阻害部７を設ける必要性がないため阻害部７は形成しなくてもよい。また、支持材９自体を作成しなくてもよい。
　次に、筒状の濾紙３、支持材４、９を作成後、エアクリーナ１の組み付けを行う。この組み付け方法は以下の第１～６工程を順に行う方法である。第１工程では、支持材９の筒径方向内側に筒状の濾紙３を取り付ける。第２工程では、第１工程で取り付けた筒状の濾紙３の筒径方向内側に支持材４を取り付ける。第３工程では、筒状の濾紙３、支持材４、９が一体化するよう出口側を通路を設けた形状で発泡ウレタン等で固定する。第４工程では、濾紙３、支持材４、９が一体化するように図１Ｚ方向を発泡ウレタン等で固定しエレメント１０は完成する。この第３、４工程の発泡ウレタン等は濾紙３の両端部のエア漏れを防止し、エレメント１０と筐体２間のエア漏れを防止し、エレメント１０が筐体２内で固定される形状に形成される。第５工程では、濾紙３と支持材４、９の間の隙間にシリコンやホットメルトを塗布して、濾紙３が支持材４、９により確実に固定されるようにしても良い。第６工程でエレメント１０が筐体２内に設置される。以上で、エアクリーナ１の組み付けが完了して、エアクリーナ１は完成する。
　なお、濾紙３を作成する際のプリーツ加工は実施してもしなくてもよいが、実施する場合は支持材４の通気部６に対向する領域の濾紙３が密に、阻害部７に対向する領域の濾紙３が疎になるようにプリーツ加工を行うと、比較的通気量の多い通気部６の前段で空気Ａに含まれる塵の大部分が除去されるので好ましい。
　また、エアクリーナ１を組み付ける際のホットメルト等の塗布は実施してもしなくてもよいが、実施する場合は濾紙３と支持材４の間で支持材４に形成した阻害部７に対向する位置にホットメルトを塗布することが望ましい。ホットメルトなどの接着部材は、空気穴５を塞ぐおそれがある。そこで、ホットメルトなどの接着部材を阻害部７や接合部８に対向する位置に塗布することで、通気部６における通気抵抗の増加を抑制することができる。
　エアクリーナ１の空気流入口１１より空気Ａが流入し、この流入した空気Ａは支持材９の空気穴、濾紙３、支持材４の空気穴５を経由して、支持材４より筒径方向内側の中心部１２に流出する。本開示では複数の通気部６と阻害部７とが互い違いに配置される構成であるので、中心部１２内の接合部８付近でのみ空気Ａが乱流化することなく、エアクリーナ１を吸気通路１３側からみたときの中心部１２内の空気Ａは整流される。この整流された空気Ａは空気流出口より吸気通路１３側へ流出する。
　以上より、本開示のエアクリーナ１によれば、支持材４に、同一面積で比較したときに空気Ａの通過量が多い通気部６と少ない阻害部７とを筒周方向に互い違いに配置して、筒周方向に周期的に空気Ａの流れを阻害する部位を設けることで、支持材４を通過した後の空気Ａの流れを整流することができる。これにより、空気Ａの流れに関してエアクリーナ１の下流側に配置された流量センサ１４の検出値のばらつきを低減するには有利になり、流量センサ１４による流量の検出精度を向上させることができる。
　また、阻害部７が筒周方向に等間隔に配置されることで、エアクリーナ１を吸気通路１３側からみたときの中心部１２内での空気Ａの流れ方が支持材４の筒周方向で同じ流れ方となるので、空気Ａの整流効果をより増大させることができる。
　また、阻害部７のうちの一つは、支持材４を構成する板材の筒周方向の両端部が積層した状態で接合される接合部８である。つまり、エアクリーナ１は、支持材４を作成する上で必然的に形成されて、空気Ａの通過量が他の部位よりも小さくなる接合部８を利用すると共に、その接合部８と同等の空気Ａの通過量となる阻害部７を形成している。それ故、接合部８と阻害部７とが整流翼のように機能することで、接合部８に起因する空気Ａの乱流化を抑制して、エアクリーナ１内部での空気Ａの流れを整流化することができる。
　また、支持材４をパンチングメタルで構成する場合は、空気穴５を穿つ領域と穿たない領域を交互に形成することで比較的簡単に形成することができる。
　図３に例示するように、支持材４を構成するパンチングメタルは、隣り合う空気穴５間が等ピッチｄで、かつ、空気穴５の直径Ｄがこのピッチｄよりも小さくなるものが好ましく、空気穴５の直径Ｄがこのピッチｄの半分以下となるものがより好ましい。例えば、このパンチングメタルは、互いに隣り合う三つの空気穴５が辺の長さが等ピッチｄの正三角形状に配置されている。なお、隣り合う空気穴５どうしの間が等ピッチｄであればよく、空気穴５の配置は特に限定されない。例えば、隣り合う四つの空気穴５が辺の長さが等ピッチｄの正方形状に配置されてもよい。
　空気穴５の直径Ｄがピッチｄよりも小さいパンチングメタルは、筒周方向の両端部を積層して筒状にする際に、両端部が積層されて形成された接合部８において、一端部に形成された空気穴５Ａと他端部に形成された空気穴５Ｂとが積層方向に重なっていない状態である。つまり、一端部に形成された空気穴５Ａどうしの間に他端部に形成された空気穴５Ｂが配置される。換言すると、一端部の隣り合う四つの空気穴５Ａにより形成される菱形の領域の内部に、他端部の空気穴５Ｂが一つ配置される。
　つまり、空気穴５の直径Ｄがピッチｄよりも小さいパンチングメタルにおいては、接合部８で一端部の空気穴５Ａと他端部の空気穴５Ｂとをずらして配置するだけで、容易に阻害部７のうちの一つを形成することができる。
　図４に例示するように、第２実施形態のエアクリーナ１は、第１実施形態のエアクリーナ１の支持材４をパンチングメタルではなくエキスパンドメタルで構成する点で異なり、その他の点では同じ構成である。
　エキスパンドメタルは、長手方向がα方向に、短手方向がＺ方向に向いてなる金属板材に空気穴５として千鳥状の切れ込みを押し広げて構成された菱形や亀甲形を成す多数の孔が形成されたメッシュ状のものである。
　この実施形態の支持材４の作成方法について説明する。まず、メッシュ製造機を用いて金属板材の幅方向上側と下側に千鳥配列で切り込みを入れる。そして、この切り込みを入れた板材を幅方向に引き延ばすことで多数の菱形や亀甲形を成す孔を有するメッシュ状のエキスパンドメタルを作成する。
　図５に例示するように、次いで、作成したエキスパンドメタルを丸めてα方向の両端部を積層してスポット溶接などにより接合して筒状に形成する。図５の符号１６はスポット溶接箇所を示している。なお、図５では、簡略化のため、メッシュ状の孔の図示を省略している。
　次いで、濾紙３と支持材４、９の間の隙間にシリコンやホットメルトなどの接着部材１５を塗布して、濾紙３を支持材４、９に固定するときに、接着部材１５によりエキスパンドメタルの孔を埋めることで、阻害部７を形成する。具体的に、スポット溶接により両端部を積層して接合した接合部８と、その接合部８を基点にα方向に間隔を空けて、接着部材１５をエキスパンドメタルのＺ方向全体に塗布してメッシュ状の孔を塞ぐことで、孔が塞がれていない領域の通気部６と、孔が塞がれている領域の阻害部７及び接合部８を交互に形成する。
　以上のように、支持材４をエキスパンドメタルで構成する場合は、空けられた空気穴５をホットメルトなどの接着部材１５を用いて塞いだ領域として阻害部７及び接合部８と塞がない領域として通気部６を交互に形成することで比較的簡単に形成することができる。
　また、濾紙３を支持材４に固定するときに、阻害部７及び接合部８と通気部６とを形成することで、部材の固定と部位の形成とを一度に行うことができるので、製造を簡略化することができる。
　なお、濾紙３を支持材４に固定する前に、エキスパンドメタルのメッシュ状の孔を接着部材１５で埋めてエキスパンドメタルに通気部６、阻害部７、接合部８を形成してもよい。
　第１実施形態では、支持材４として通気部６、阻害部７、接合部８が形成されたパンチングメタルを用いたが、第２実施形態と同様に金属板材の全域に多数の穿孔を有するパンチングメタルを筒状に形成した後に、濾紙３を固定するときに接着部材１５で阻害部７及び接合部８に存在する穿孔を埋めてもよい。
　また、第２実施形態では、支持材４としてメッシュ状の孔が接着部材１５で塞がれたエキスパンドメタルを用いたが、第１実施形態と同様に製造時に千鳥配列の切り込みの量を調整して切り込みが形成されていない領域と切り込みが形成されている領域を交互に形成するようにしてもよい。
　加えて、第２実施形態では、エキスパンドメタルのメッシュ状の孔を接着部材１５により塞ぐことで阻害部７及び接合部８を形成したが、これらは通気部６よりも同一面積で空気Ａの通過量が少なくなればよく、阻害部７及び接合部８の部位の全領域のメッシュ状の孔を塞がなくてもよい。例えば、接合部８の積層による通気抵抗の増加や、スポット溶接による通過面積の減少などを考慮して、それと同等になるように阻害部７に存在するメッシュ状の孔を接着部材１５で塞げばよい。
　このように、支持材４としてパンチングメタルやエキスパンドメタルを用いる場合は、製造上の過程で形成される接合部８の空気Ａの通過量を基準として阻害部７を形成するとよい。これにより、阻害部７や接合部８の全領域を塞ぐ構成に比して通気抵抗を減少することが可能になる。
　既述した実施形態では、濾紙３の内側に配置される支持材４について説明したが、濾紙３の外側に配置される支持材９に通気部６や阻害部７を形成してもよい。また、支持材４、９の両方に形成してもよい。
　また、支持材４としては、上記のように金属板材から構成されるパンチングメタルやエキスパンドメタルを用いる代わりに樹脂部材から構成されるものを用いてもよい。
　本出願は、2019年2月14日付で出願された日本国特許出願（特願2019-024724）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
　本発明は、流量の検出精度を向上させることができるという効果を有し、エアクリーナ及びその製造方法等に有用である。
１　エアクリーナ
２　筐体
３　濾紙
４　支持材（インナーライナー）
５　空気穴
６　通気部
７　阻害部
８　接合部
９　支持材（アウターライナー）
１０　エレメント

Claims (8)

  1. 　筐体と、前記筐体の内部に設置された筒状の濾紙と、前記濾紙の筒径方向内側又は外側に設置されて前記濾紙を支持する筒状の支持材と、を備えて、前記支持材は、前記濾紙を通過した空気が筒径方向に通過する複数の空気穴が形成されてなるエアクリーナにおいて、
    　前記支持材は、筒周方向に複数の通気部と複数の阻害部とが互い違いに配置されてなり、
    　前記阻害部は、同一筒面積で比較したときに前記通気部に対して空気の通過量が少なくなることを特徴とするエアクリーナ。
  2. 　前記複数の前記阻害部が、筒周方向に等間隔に配置されてなる請求項１に記載のエアクリーナ。
  3. 　前記複数の前記阻害部のうちの一つは、前記支持材を構成する板材の筒周方向の両端部が積層した状態で接合されてなる請求項１又は２に記載のエアクリーナ。
  4. 　前記複数の前記通気部の合計面積は、前記複数の前記阻害部の合計面積よりも大きいことを特徴とする、請求項１乃至３いずれか一項に記載のエアクリーナ。
  5. 　前記複数の前記空気穴は、前記複数の前記通気部に形成され、前記複数の前記阻害部には形成されないことを特徴とする、請求項１乃至４いずれか一項に記載のエアクリーナ。
  6. 　前記複数の前記空気穴は、前記複数の前記通気部および前記複数の前記阻害部に形成され、
    　前記複数の前記阻害部に形成された前記複数の前記空気穴の少なくとも一部の領域は塞がれたことを特徴とする、請求項１乃至４いずれか一項に記載のエアクリーナ。
  7. 　筐体の内部に筒状に形成されてなる支持材を設置し、前記支持材の筒径方向内側又は外側に筒状に形成されてなる濾紙を設置したエアクリーナの製造方法において、
    　板材に前記濾紙を通過した空気が通過可能な空気穴を複数穿って、同一面積で比較したときに空気の通過量が多い通気部と空気の通過量が少ない阻害部とを形成し、
    　前記板材を丸めて筒状に形成すると共に、前記通気部と前記阻害部とを筒周方向に互い違いに配置して、前記支持材を作成することを特徴とするエアクリーナの製造方法。
  8. 　筐体の内部に筒状に形成されてなる支持材を設置し、前記支持材の筒径方向内側又は外側に筒状に形成されてなる濾紙を設置したエアクリーナの製造方法において、
    　板材に前記濾紙を通過した空気が通過可能な複数の空気穴を空けると共に、空けられた前記空気穴の一部を塞いで、同一面積で比較したときに空気の通過量が多い通気部と空気の通過量が少ない阻害部とを形成し、
    　前記板材を丸めて筒状に形成すると共に、前記通気部と前記阻害部とを筒周方向に互い違いに配置して、前記支持材を作成することを特徴とするエアクリーナの製造方法。
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