JP5488026B2

JP5488026B2 - フィルタエレメント及びその取付構造

Info

Publication number: JP5488026B2
Application number: JP2010032479A
Authority: JP
Inventors: ▲ミン▼衡趙; 靖成田
Original assignee: Toyota Boshoku Corp
Current assignee: Toyota Boshoku Corp
Priority date: 2010-02-17
Filing date: 2010-02-17
Publication date: 2014-05-14
Anticipated expiration: 2030-02-17
Also published as: JP2011169194A

Description

本発明は、自動車の内燃機関用のエアクリーナにおけるフィルタエレメント及びその取付構造に関し、特にはフィルタエレメントがエアクリーナ内の空気流により大きな圧力を受けた時、ハウジングを構成するキャップとケースとの間に挟持されたシール部が、その挟持位置からずれることを防止するフィルタエレメント及びその取付構造に関する。

自動車の内燃機関にクリーンエアを供給するためのエアクリーナにおいて、種々形態のフィルタエレメントが用いられているが、その一つに、波板状の濾材とその外周縁に一体形成されたシール部とにより構成されたフィルタエレメントがある。そのフィルタエレメントをエアクリーナに取り付ける際、キャップとケースとのそれぞれのフランジ部間の閉合部にシール部を挟持して、外気がキャップとケースとの間からフィルタエレメントで濾過されずに吸引されることを防止している。

特許文献１に開示されているフィルタ部材の取付装置においては、襞状のフィルタエレメントが保持枠内に収容されると共に、そのフィルタエレメントと保持部とがポリウレタンゴムやニトリルブタジエンゴム等の弾力的なパッキング材によって結合されている。そして、そのパッキング材によって、ケース本体と保持枠との間がシールされるようになっている。

特許文献２に開示されているエアクリーナにおいては、襞状の濾材と、その濾材の外周縁に一体成形された発泡ウレタン製のシール部とよりなるフィルタエレメントが、フレームと共にハウジングに装着されている。そして、シール部がハウジングのシール面に押圧されている。

特開平９−２０１５０９号公報特開２００８−２２３４８５号公報

特許文献１、２におけるパッキング材やシール部は、対向する二つのフランジ部間等において挟持されることによりシールに供されると共に、濾材を支持している。一般的なエアクリーナにおけるこれらの態様を図１０に示す。このシール部３は、濾材５の外周縁に一体に成形された発泡ウレタンであって、シール部３には濾材５の撓みを抑制するための例えば格子状をなす補強プレート４の外周の枠体４ａが埋設されている。枠体４ａには複数の孔４ｂが穿設されている。この孔４ｂを、シール部３を構成する発泡ウレタンが充填することにより、ポリウレタンの接着力に加えて、シール部３と枠体４ａとの結合力が高められている。そして、シール部３が、キャップ１のフランジ部１ａとケース２のフランジ部２ａとの間に押圧状態で挟持されている。

図１１に示すように、図示しないエンジン側の吸気系に発生する吸気圧により、高速吸引される空気流にとって濾材５は抵抗となるため、濾材５は、その流動抵抗によりエンジン側（矢印６で示す）へ引かれることになる。この時、濾材５は、中央部をエンジン側へ撓ませる力を受けると共に、外周縁には、矢印７で示すように内側に引張るような力が作用する。

ところが、自動車の走行条件によっては、濾材５に多量の塵埃や水分が付着する場合がある。そして、例えば、多量の塵埃が付着した濾材５において、エンジンの吸気系と反対側の表面に、更に水膜ができるほどに水分が付着したような極端な場合には、濾材５はエンジンによる強い吸引力を受けることになる。すると、図１１に示すように、シール部３がフランジ部１ａとフランジ部２ａとの間から内方へずれて脱落したり、シール部３の内方への移動により、濾材５が補強プレート４と共に大きく撓んだりする虞がある。波板状の濾材５は、撓むことにより谷折れ部や山折れ部の間隔が狭まって、目詰まり状態が更に強くなる。

本発明は、このような問題に着目してなされたものであり、その目的とするところは、エアクリーナを構成するキャップとケースとの閉合部において挟持された位置から、シール部と共に補強プレートの枠体が内方へずれることを防止するフィルタエレメント及びその取付構造を提供することにある。

上記問題を解決するために請求項１に記載のフィルタエレメントの発明は、波板状の濾材と、その外周縁の枠体とを発泡ウレタン製のシール部により埋設し、エアクリーナのキャップとケースとの閉合部において前記シール部が挟持されるフィルタエレメントにおいて、前記枠体の外縁には、突出長の異なる第一の突出部と第二の突出部が一体に形成され、前記第二の突出部は、全体が前記シール部内に埋設されており。前記第一の突出部は、その一部が前記シール部内に埋設されるとともに、残りの部分が前記シール部の外方へ露出されており、前記露出された部分には、前記キャップ又はケースに突設された突起部に掛止されるための掛止受部が形成されていることを特徴とするものである。

上記構成によれば、補強プレートの枠体の一部がシール部の外方へ露出した部分に、キャップ又はケースに突設された突起部に掛止されるための掛止受部が形成されている。このため、補強プレートの枠体は、キャップとケースとの閉合部において挟持されるシール部に支持されると共に、掛止受部が突起部に掛止されるので、内方への移動が防止される。従って、濾材及び補強プレートに大きな圧力が作用した場合であっても、補強プレートが大きく撓むことが防止される。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のフィルタエレメントにおいて、前記掛止受部は、前記第一の突出部に穿設された孔であることを特徴とするものである。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のフィルタエレメントにおいて、前記掛止受部は、前記第一の突出部において、突出方向に直交する方向に形成された凸部又は凹部であることを特徴とするものである。

請求項４に記載のフィルタエレメントの取付構造の発明は、請求項１ないし３のうちいずれか一項に記載のフィルタエレメントを取付けるための取付構造であって、エアクリーナハウジングのキャップとケースとが閉合される時に閉合部を形成するそれぞれのフランジ部のいずれかに突起が形成され、前記シール部が前記閉合部に挟持された時、前記突起部が前記掛止受部を掛止することにより、前記枠体の内方への移動を防止するようにしたことを特徴とするものである。

本発明によれば、掛止受部が突起部に掛止されるようになっているので、補強プレートの枠体の内方への移動が防止されることにより、補強プレートの撓みが過度に大きくなることが防止されるフィルタエレメントを提供することができる。

フィルタエレメントの全体を示す斜視図。第１実施形態の補強プレートの枠体の掛止受部を示す斜視図。図２のＡ−Ａ矢視の断面図。図３のＢ−Ｂ矢視の断面図。第２実施形態の突出部を示す断面図。第３実施形態の突出部を示す断面図。第４実施形態の突出部を示す断面図。第５実施形態の突出部を示す断面図。第６実施形態のケースの突起部を示す断面図。従来技術を示す断面図。従来技術において、補強プレートと共に濾材が撓む態様を示す断面図。

（第１の実施形態）
以下、本発明を具体化した実施形態を図１〜４を用いて説明する。なお、従来技術と同一の構成については、その説明において用いた同一の符号を用いるものとする。

図１〜４に示すように、本実施形態のフィルタエレメント９は、波板状の紙製の濾材５の外周に枠体４ａが形成された合成樹脂製の補強プレート４を備えている。そして、濾材５と補強プレート４とが重ねられると共に、枠体４ａと濾材５の外周縁とが発泡ウレタン製のシール部３によって埋設されて一体化されている。補強プレート４は、前述した外側の枠体４ａと、枠体４ａの内側の斜め格子状の補強部４ｃとよりなっている。この補強部４ｃが、図示しないエンジン吸気系側における濾材５の山折れ部の頂部に当接するように配置されて、吸気圧による濾材５のエンジン吸気系側への撓みを防止するようになっている。

補強プレート４の枠体４ａの外縁には、第１突出部１０と第２突出部１３とが所定間隔で交互に形成されている。第１、第２突出部１０、１３には孔４ｂがそれぞれ穿設されている。第１突出部１０は第２突出部１３より長く形成されている。孔４ｂは枠体４ａの位置まで延びている。第２突出部１３は、全体がシール部３内に埋設されている。また、孔４ｂを充填する発泡ウレタンが、枠体４ａ及び第１、第２突出部１０、１３の上下の発泡ウレタンを連結している。

また、第１突出部１０は、シール部３の外周縁３ａよりも外方へ延設されている。孔４ｂも拡大されて、一部が外周縁３ａより外側に露出している。本実施形態では、この露出した部分が、掛止受部としての孔１２となっている。

次に、フィルタエレメント９の取付構造を図３、４を用いて説明する。
フィルタエレメント９のエアクリーナハウジング内への装着は、同ハウジングのケース２内にフィルタエレメント９をセットした後、キャップ１のフランジ部１ａとケース２のフランジ部２ａとの間にシール部３を挟持するようにして、キャップ１とケース２とを閉合することにより行われる。この閉合の際、フランジ部１ａにおいて、第１突出部１０の孔１２に対応する位置に突設された突起部１１が、孔１２に挿入される。このため、フィルタエレメント９に対する大きな吸気圧により、枠体４ａに対する内方への引張力が働いても、孔１２が突起部１１に掛止されているので、枠体４ａは内方へ移動することがない。即ち、挟持されたシール部３は、位置ずれすることなく、その状態が維持される。

なお、フランジ部１ａの外縁には側板部１ｂが一体形成されているので、突起部１１が突設された部分のフランジ部１ａは十分な剛性を有している。このため、突起部１１に孔１２を介して内方への引張力が作用しても、突起部１１は、引張力に十分に抗することができる。そして、補強プレート４は、枠体４ａが内方へずれることなく突起部１１により支持されているので、大きな吸気圧が濾材５を介して作用しても、大きく撓むことなくその姿勢を維持することができる。従って、補強プレート４により支持される濾材５は殆ど撓むことがない。このため、濾材５の湾曲によって濾材５の目詰まり状態が悪化することはない。

従って、上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）上記実施形態では、補強プレート４の枠体４ａに第１突出部１０を形成すると共に、第１突出部１０に掛止受部としての孔１２を穿設した。そして、キャップ１とケース２とが閉合される際、キャップ１のフランジ部１ａに突設された突起部１１に、孔１２が掛止されるようにした。このため、枠体４ａは、キャップ１とケース２との閉合部において挟持されるシール部３に支持されると共に、孔１２が突起部１１に掛止されるので、内方への移動が防止される。従って、濾材５及び補強プレート４に大きな吸気圧が作用した場合であっても、補強プレート４及び濾材５が大きく撓むことを防止するフィルタエレメント９及びその取付構造を提供することができる。

（２）上記実施形態では、枠体４ａが発泡ウレタン製のシール部３に埋設された状態で、枠体４ａとシール部３との結合力を高めるために穿設した孔４ｂを、拡大してシール部３より外方へ露出するようにした。そして、孔４ｂの露出部分が孔１２となるようにした。このため、孔４ｂに充填されて枠体４ａの上下の発泡ウレタンを連結する部分の面積が増加するので、枠体４ａとシール部３との結合力を更に高めることができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明を具体化した第２実施形態を、第１実施形態と異なる部分を中心に図５を用いて説明する。

本実施形態の第１突出部１０における掛止受部としての孔１２は、図４に示した孔１２と異なり、第１突出部１０の先端部の位置に、孔４ｂとは別に穿設されたものである。このため、孔１２と孔４ｂとの間には中実部１０ａが存在するので、第１突出部１０は、引張力に対してより強いものとなる。また、補強プレート４の枠体４ａを埋設するように、シール部３を濾材５に対して成形する成形型において、シール部３を成形する部分のパーティング部分の加工において、拡大した孔４ｂに関る部分が除かれるので、成形型の加工が容易となる。

そして、この第２実施形態においては、第１の実施形態における効果に替えて、以下の効果を得ることができる。
（３）上記実施形態では、掛止受部としての孔１２を、枠体４ａの孔４ｂとは別に穿設した。このため、孔１２と孔４ｂとの間には中実部１０ａが存在するので、第１突出部１０は引張力により引き伸ばされ難いものとなる。従って、枠体４ａの内方への移動をより確実に防止することができる。

（第３の実施形態）
次に、本発明を具体化した第３実施形態を、第１、２実施形態と異なる部分を中心に図６を用いて説明する。

本実施形態においては、第１突出部１０の露出した部分の幅方向の両側のそれぞれに、掛止受部としての一対の凹部１４が形成されている。そして、この凹部１４を掛止するために、各一対の突起部１１がキャップ１のフランジ部１ａに突設されている。このため、各一対の突起部１１が一つの第１突出部１０を掛止するので、第１突出部１０に対してより強い引張力が作用する場合であっても、一対の突起部１１は、第１突出部１０を介して枠体４ａの内方への移動をより確実に防止することができる。

そして、この第３実施形態においては、第１、２実施形態における効果に替えて、以下の効果を得ることができる。
（４）上記実施形態では、第１突出部１０の一対の凹部１４が、フランジ部１ａに突設された一対の突起部１１に掛止されるようにしたので、掛止力がより強くなるため、枠体４ａの内方への移動をより確実に防止することができる。

（第４の実施形態）
次に、本発明を具体化した第４実施形態を、第１〜３実施形態と異なる部分を中心に図７を用いて説明する。

本実施形態においては、第１突出部１０の露出した先端部分の幅方向の両側のそれぞれに、掛止受部としての一対の凸部１５が形成されている。このため、孔４ｂよりも外方側の第１突出部１０は、幅長が減じることなく、全てが中実体となっているので、より大きな引張力に抗することができる。また、この一対の凸部１５は、第３実施形態と同様に一対の突起部１１により掛止される。このため、枠体４ａの内方への移動を更に確実に防止することができる。

そして、この第４実施形態においては、第１〜３実施形態における効果に替えて、以下の効果を得ることができる。
（５）上記実施形態では、第１突出部１０を一定の幅長を有する中実体とすると共に、第１突出部１０の先端部分における幅方向の両側のそれぞれに、掛止受部としての一対の凸部１５を形成した。このため、第１突出部１０はより大きな引張力に抗することができる。

（第５の実施形態）
次に、本発明を具体化した第５実施形態を、第１〜４実施形態と異なる部分を中心に図８を用いて説明する。

本実施形態の第１突出部１６は、孔１２を有することなく、第１〜４実施形態の第１突出部１０と比較して狭い幅長を有すると共に、二つの第２突出部１３の間において、枠体４ａの外端部４ｄから外方へ延設されている。そして、先端部分の幅方向の両側のそれぞれに、掛止受部としての一対の凸部１５が形成されている。また、第１突出部１６は、隣合う第１突出部１６の間に二つの第２突出部１３が介在するように配置されている。

この第１突出部１６は、補強プレート４を射出成形により成形する場合、キャビティの溶融樹脂が枠体４ａを形成する部分から、第１突出部１６を形成する部分に流入する時、孔１２が形成されていないため、ウエルドラインを形成する虞がない。従って、ウエルドラインに沿って亀裂が生じやすい場合と異なり、第１突出部１６はより強い引張力に抗することができる。

そして、この第５実施形態においては、第１〜４実施形態における効果に替えて、以下の効果を得ることができる。
（６）上記実施形態では、第１突出部１６をウエルドラインがない状態で形成することができるので、第１突出部１６はより強い引張力に抗することができる。

（第６の実施形態）
次に、本発明を具体化した第６実施形態を、第１〜５実施形態と異なる部分を中心に図９を用いて説明する。

本実施形態においては、第１突出部１０の孔１２を掛止するための突起部１７がケース２のフランジ部２ａに立設されている。従って、フィルタエレメント９をケース２にセットする際、第１突出部１０の孔１２を、突起部１７に外嵌することを視認しながら容易に行うことができる。なお、この突起部１７に掛止される掛止受部は、凹部１４や凸部１５であってもよい。

そして、この第６実施形態においては、第１〜５実施形態における効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
（７）上記実施形態では、突起部１７をケース２のフランジ部２ａに立設した。このため、フィルタエレメント９をケース２にセットする際、第１突出部１０の孔１２を、突起部１７に外嵌することを視認しながら行うことができる。

（変更例）
なお、上記実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・前記第１〜３実施形態では、枠体４ａの外端部４ｄの一部を延在させて第２突出部１３を形成したが、孔４ｂをシール部３から露出させるために、外端部４ｄ全体を一様に外方へ延在させて第２突出部１３を形成しないようにすること。従って、孔１２は枠体４ａに形成される。
・前記第１〜３実施形態では、孔４ｂの穿設が可能なように、枠体４ａの外端部４ｄの一部を延在させて第２突出部１３を形成したが、外端部４ｄ全体を一様に外方へ延在させて第２突出部１３を形成しないようにすること。この時、第１突出部１０を任意の位置に配置することができる。
・第１〜４実施形態において、複数の第２突出部１３のうち一つ置きの第２突出部１３を外方へ延在させて第１突出部１０を形成したが、全ての第２突出部１３を延在させて第１突出部１０を形成すること。
・第３実施形態において、第１突出部１０の幅方向の両側に一対の凹部１４を形成したが、片側のみに凹部１４を形成すること。この時、一つの第１突出部１０に対応する突起部１１は一つだけ配置されることで足りる。
・第４、５実施形態において、第１突出部１０又は第１突出部１６の幅方向の両側に一対の凸部１５を形成したが、片側のみに凸部１５を形成すること。この時、一つの第１突出部１０又は第１突出部１６に対応する突起部１１は一つだけ配置されることで足りる。
・第５実施形態において、第１突出部１６を、隣合う第１突出部１６の間に、二つの第２突出部１３が介在するように配置したが、一つの第２突出部１３のみが介在するように配置すること。

１…キャップ、１ａ，２ａ…フランジ部、２…ケース、３…シール部、３ａ…外周縁、４ａ…枠体、４ｂ，１２…孔、５…濾材、９…フィルタエレメント、１１，１７…突起部、１４…凹部、１５…凸部。

Claims

波板状の濾材と、その外周縁の枠体とを発泡ウレタン製のシール部により埋設し、エアクリーナのキャップとケースとの閉合部において前記シール部が挟持されるフィルタエレメントにおいて、
前記枠体の外縁には、突出長の異なる第一の突出部と第二の突出部が一体に形成され、
前記第二の突出部は、全体が前記シール部内に埋設されており。
前記第一の突出部は、その一部が前記シール部内に埋設されるとともに、残りの部分が前記シール部の外方へ露出されており、
前記露出された部分には、前記キャップ又はケースに突設された突起部に掛止されるための掛止受部が形成されていることを特徴とするフィルタエレメント。
前記掛止受部は、前記第一の突出部に穿設された孔であることを特徴とする請求項１に記載のフィルタエレメント。
前記掛止受部は、前記第一の突出部において、突出方向に直交する方向に形成された凸部又は凹部であることを特徴とする請求項１に記載のフィルタエレメント。
請求項１ないし３のうちいずれか一項に記載のフィルタエレメントを取付けるための取付構造であって、エアクリーナハウジングのキャップとケースとが閉合される時に閉合部を形成するそれぞれのフランジ部のいずれかに突起が形成され、前記シール部が前記閉合部に挟持された時、前記突起部が前記掛止受部を掛止することにより、前記枠体の内方への移動を防止するようにしたことを特徴とするフィルタエレメントの取付構造。