JP2015090083A - フィルタエレメント、エアクリーナ、及びフィルタエレメントの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】端部シール材に要する接着剤の使用量を低減することができる。
【解決手段】フィルタエレメント４０は、襞折りされた濾過部４１と、濾過部４１の外周縁に設けられたシール部材４３と、濾過部４１における襞の稜線方向の端部とシール部材４３とによって囲まれた領域をシールする端部シール材４２と、を備える。シール部材４３は濾過部４１の襞の山部４１ａと谷部４１ｂとの間に設けられている。端部シール材４２は、シール部材４３と山部４１ａとによって囲まれた領域と、シール部材４３と谷部４１ｂとによって囲まれた領域との双方をシールするように設けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関のエアクリーナに設けられる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、及びフィルタエレメントの製造方法に関する。

内燃機関のエアクリーナには、平形のフィルタエレメントが設けられている（例えば特許文献１参照）。フィルタエレメントの濾過部は、濾材シートを襞折りすることによって形成されている。濾過部における襞の山部の外周縁には、弾性体からなる環状のシール部材が設けられている。また、この濾過部における襞の稜線方向の端部とシール部材とによって囲まれた領域は接着剤からなる端部シール材によってシールされている。

特開平８―１０８０１５号公報

ところが、こうした従来のフィルタエレメントにおいては、濾過部の互いに隣接する山部と、これら山部の間に位置する谷部と、シール部材とによって囲まれた領域をシールするように端部シール材が設けられている。そのため、端部シール材を形成するために多くの接着剤が必要となる。

本発明の目的は、端部シール材に要する接着剤の使用量を低減することができるフィルタエレメント、エアクリーナ、及びフィルタエレメントの製造方法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、襞折りされた濾過部と、前記濾過部の外周縁に設けられたシール部材と、前記濾過部における襞の稜線方向の端部と前記シール部材とによって囲まれた領域をシールする端部シール材と、を備える。前記シール部材は前記濾過部の襞の山部と谷部との間に設けられ、前記端部シール材は、前記シール部材と前記山部とによって囲まれた領域と、前記シール部材と前記谷部とによって囲まれた領域との双方をシールするように設けられている。

また上記目的を達成するためのエアクリーナは、インレット及びアウトレットを有するハウジングと、前記ハウジングの内部に設けられる請求項１又は請求項２に記載のフィルタエレメントと、を備える。

また上記目的を達成するためのフィルタエレメントの製造方法は、濾材シートを襞折りして濾過部を形成する襞折り工程と、前記濾過部における襞の稜線方向の端部になる部位であって同襞の山部の内面及び同襞の谷部の内面になる部位に対して端部シール材を形成する端部シール材形成工程と、前記濾過部における前記襞の山部と谷部との間に位置する外周縁にシール部材を形成するシール部材形成工程と、を備える。

同構成及び同方法によれば、シール部材が濾過部の襞の山部に設けられ、且つ端部シール材がシール部材と濾過部の襞の谷部とによって囲まれた領域に設けられる構成に比べて、端部シール材のシール対象となる領域の断面積が小さくなる。

本発明によれば、端部シール材に要する接着剤の使用量を低減することができる。

一実施形態に係るエアクリーナの断面図。 同実施形態のフィルタエレメントの斜視図。 図１の一部を拡大して示す拡大断面図。 図３の４−４線に沿った断面図。 （ａ）は、折り筋が形成された濾材シートを示す平面図、（ｂ）は、接着剤が塗布された濾材シートを示す平面図。 （ａ）は、濾材シートの表面に接着剤が塗布されている様子を示す断面図、（ｂ）は、濾材シートの裏面に接着剤が塗布されている様子を示す断面図。 同実施形態における襞折りされた濾過部の斜視図。 同実施形態における成形型に載置された濾過部を示す断面図。 従来のフィルタエレメントにおいて必要となる端部シール材の面積を示す模式図。 同実施形態のフィルタエレメントにおいて必要となる端部シール材の面積を示す模式図。

以下、図１〜図１０を参照して、フィルタエレメント、エアクリーナ、及びフィルタエレメントの製造方法を具体化した一実施形態について説明する。
まず、図１〜図４を参照して、エアクリーナ１０及び同エアクリーナ１０に設けられるフィルタエレメント４０の構成について説明する。

図１に示すように、エアクリーナ１０のハウジング１１は、ケース２０及びキャップ３０を備えている。ケース２０及びキャップ３０は、それぞれ上面及び下面に開口が形成されたケース本体２１及びキャップ本体３１を有している。ケース本体２１の上部開口とキャップ本体３１の下部開口とは互いに対向している。ケース本体２１の上部開口の外周縁及びキャップ本体３１の下部開口の外周縁にはそれぞれフランジ２３、３３が形成されている。また、ケース本体２１とキャップ本体３１との間には、フィルタエレメント４０が設けられている。

ケース本体２１の側壁には、ケース本体２１内部にエアを導入するための筒状のインレット２２が設けられている。キャップ本体３１の側壁には、フィルタエレメント４０によって濾過されたエアをエンジンに向けて供給するための筒状のアウトレット３２が設けられている。

図１〜図４に示すように、フィルタエレメント４０は、濾材シートを襞折りすることによって平形に形成された濾過部４１を備えている。濾過部４１の外周縁には、例えば発泡ウレタンなどの弾性体からなる環状のシール部材４３が設けられている。シール部材４３は、濾過部４１の襞の山部４１ａと谷部４１ｂとの間の中間位置に設けられている。

図１及び図３に示すように、ケース２０のフランジ２３のシール面とキャップ３０のフランジ３３のシール面とによってシール部材４３が挟持されている。
図３及び図４に示すように、濾過部４１における襞の稜線方向の端部には、同端部とシール部材４３とによって囲まれた領域をシールする端部シール材４２が設けられている。端部シール材４２は、例えば熱可塑性樹脂などの接着剤からなり、図４に示すように、シール部材４３と濾過部４１の襞の山部４１ａとによって囲まれた領域と、シール部材４３と濾過部４１の襞の谷部４１ｂとによって囲まれた領域との双方をシールするように設けられている。

なお、上記山部４１ａに対応して設けられた端部シール材４２の下面と、上記谷部４１ｂに対応して設けられた端部シール材４２の上面とには、凹部４２ａが形成されている。これら凹部４２ａは、本実施形態の後述するフィルタエレメント４０の製造方法によって端部シール材４２が形成される際に生じるものであり、同凹部４２ａの深さはシール部材４３の上下幅の中に収まる大きさとされている。従って、濾過部４１を通過することなく上記凹部４２ａを通じてケース２０側からキャップ３０側にエアが漏出することが阻止されるようになっている。

次に、図５〜図８を参照して、前記フィルタエレメント４０の製造方法について説明する。
図５（ａ）に示すように、フィルタエレメント４０の製造に際しては、まず、搬送中の濾材シート４１Ａに対して、図示しないコルゲートローラによって、同シート４１Ａの搬送方向において所定の間隔毎に折り筋Ｐ（ｎ）が形成される。

そして、次に、図５（ｂ）、図６（ａ），（ｂ）に示すように、濾材シート４１Ａの幅方向における両端部に対して、アプリケータ６１，６２によってホットメルト接着剤（以下、単に接着剤４２Ａと称する。）が塗布される（塗布工程）。この塗布工程では、濾材シート４１Ａの表面及び裏面に上記接着剤４２Ａが交互に塗布される。

すなわち、図５（ｂ）、図６（ａ）に示すように、濾材シート４１Ａの互いに隣接する折り筋Ｑ，Ｐの中間位置Ｍ３から、同位置Ｍ３よりも濾材シート４１Ａの搬送方向の上流側であって互いに隣接する折り筋Ｐ，Ｑの中間位置Ｍ２までの範囲にわたって、同シート４１Ａの表面に対して上側のアプリケータ６１から接着剤４２Ａが塗布される。

次に、図５（ｂ）、図６（ｂ）に示すように、上記中間位置Ｍ２から、同位置Ｍ２よりも濾材シート４１Ａの搬送方向の上流側であって互いに隣接する折り筋Ｑ，Ｐの中間位置Ｍ１までの範囲にわたって、同シート４１Ａの裏面に対して下側のアプリケータ６２から接着剤４２Ａが塗布される。

そして次に、前記折り筋Ｐ，Ｑに沿って濾材シート４１Ａが襞折りされることによって、図７に示すように、同折り筋Ｑ，Ｐがそれぞれ襞の山部４１ａ及び谷部４１ｂになり、濾過部４１が形成される（襞折り工程）。

またこのとき、濾材シート４１Ａに塗布された前記接着剤４２Ａによって、濾過部４１の襞の山部４１ａの内面及び同襞の谷部４１ｂの内面に端部シール材４２が形成される（端部シール材形成工程）。

次に、濾過部４１の外周縁にシール部材４３を成形するための成形型５０の構成、及び同成形型５０を用いたシール部材４３の成形方法について説明する。
図８に示すように、この成形型５０は、第１の型５１及び第２の型５２を備えている。第１の型５１及び第２の型５２の互いに対向する対向面５１ａ、５２ａには、シール部材４３を成形するためのキャビティを区画する環状の凹部５１ｂ、５２ｂがそれぞれ形成されている。

そして、第２の型５２内に濾過部４１が載置され、次に、第１の型５１と第２の型５２とが型閉めされる。その後、上記凹部５１ｂ、５２ｂ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の外周縁にシール部材４３が成形される（シール部材形成工程）。

次に、本実施形態の作用について説明する。
図９に示すように、従来のフィルタエレメント１４０においては、シール部材１４３が、濾過部１４１における襞の山部１４１ａの外周縁に設けられている。また、端部シール材１４２が、濾過部１４１の互いに隣接する山部１４１ａと、これら山部１４１ａの間に位置する谷部１４１ｂと、シール部材１４３とによって囲まれた領域をシールするように設けられている。

一方、図１０に示すように、本実施形態のフィルタエレメント４０においては、シール部材４３が濾過部４１の襞の山部４１ａと谷部４１ｂとの間の中間位置に設けられている。また、端部シール材４２が、シール部材４３と山部４１ａとによって囲まれた領域と、シール部材４３と谷部４１ｂとによって囲まれた領域との双方をシールするように設けられている。

これらのことから、図９及び図１０にそれぞれ網掛け部分にて示すように、本実施形態のフィルタエレメント４０によれば、従来のフィルタエレメント１４０に比べて、端部シール材４２のシール対象となる領域の断面積がおよそ半分になる。従って、端部シール材４２に要する接着剤４２Ａの使用量を低減することができる。

以上説明した本実施形態に係るフィルタエレメント、エアクリーナ、及びフィルタエレメントの製造方法によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）シール部材４３は濾過部４１の襞の山部４１ａと谷部４１ｂとの間に設けられている。端部シール材４２は、シール部材４３と山部４１ａとによって囲まれた領域と、シール部材４３と谷部４１ｂとによって囲まれた領域との双方をシールするように設けられている。こうした構成によれば、比較例のフィルタエレメント１４０に比べて、端部シール材４２のシール対象となる領域の断面積が小さくなる。従って、端部シール材４２に要する接着剤４２Ａの使用量を低減することができる。

（２）シール部材４３は前記山部４１ａと前記谷部４１ｂとの間の中間位置に設けられている。こうした構成によれば、シール部材４３と濾過部４１の山部４１ａとによって囲まれた領域と、シール部材４３と濾過部４１の谷部４１ｂとによって囲まれた領域とが同一の断面積となり、端部シール材４２のシール対象となる領域の断面積が最小となる。従って、端部シール材４２に要する接着剤４２Ａの使用量を最も低減することができる。

（３）フィルタエレメント４０の製造方法は、濾材シート４１Ａを襞折りして濾過部４１を形成する襞折り工程と、濾材シート４１Ａにおいて濾過部４１の襞の稜線方向の端部になる部位に接着剤４２Ａを塗布して端部シール材４２を形成する端部シール材形成工程とを備える。また、同方法は、濾過部４１における襞の山部４１ａと谷部４１ｂとの間に位置する外周縁にシール部材４３を形成するシール部材形成工程を備える。また、端部シール材形成工程においては、シール部材４３と前記山部４１ａとによって囲まれた領域と、シール部材４３と前記谷部４１ｂとによって囲まれた領域との双方に端部シール材４２が形成される。この端部シール材形成工程には、襞折りされる前の濾材シート４１Ａの表面及び裏面に接着剤４２Ａが交互に塗布される塗布工程が含まれている。

こうした方法によれば、襞折りされる前の濾材シート４１Ａの表面及び裏面に接着剤４２Ａが交互に塗布された後、同濾材シート４１Ａを襞折りすることによって濾過部４１の襞の山部４１ａの内面及び襞の谷部４１ｂの内面に端部シール材４２が形成される。すなわち、濾材シート４１Ａの搬送中に同シート４１Ａに接着剤４２Ａを塗布するだけで端部シール材４２を形成することができるため、襞折りされた後の濾過部４１に対して接着剤を塗布する方法に比べて、フィルタエレメント４０を早期に製造することができる。

＜変形例＞
なお、本発明に係るフィルタエレメント、エアクリーナ、及びフィルタエレメントの製造方法は、上記実施形態にて例示した構成に限定されるものではなく、これを適宜変更した例えば次のような形態として実施することもできる。

・前記実施形態では、襞折りされる前の濾材シート４１Ａに対して接着剤４２Ａを塗布し、その後に濾材シート４１Ａを襞折りすることによって濾過部４１における襞の稜線方向の端部に端部シール材４２を形成するようにした。これに代えて、襞折りされた後の濾過部に対して接着剤を塗布することにより、端部シール材を形成するようにしてもよい。

・前記実施形態では、シール部材４３が濾過部４１の襞の山部４１ａと谷部４１ｂとの間の中間位置に設けられている構成について例示したが、シール部材の形成位置を、同中間位置よりも山部４１ａ側、或いは谷部４１ｂ側に変更することもできる。

１０…エアクリーナ、１１…ハウジング、２０…ケース、２１…ケース本体、２２…インレット、２３…フランジ、３０…キャップ、３１…キャップ本体、３２…アウトレット、３３…フランジ、４０，１４０…フィルタエレメント、４１，１４１…濾過部、４１ａ，１４１ａ…山部、４１ｂ，１４１ｂ…谷部、４１Ａ…濾材シート、４２，１４２…端部シール材、４２ａ…凹部、４２Ａ…接着剤、４３，１４３…シール部材、５０…成形型、５１…第１の型、５２…第２の型、５１ａ，５２ａ…対向面、５１ｂ，５２ｂ…凹部、６１，６２…アプリケータ。

Claims (5)

1. 襞折りされた濾過部と、前記濾過部の外周縁に設けられたシール部材と、前記濾過部における襞の稜線方向の端部と前記シール部材とによって囲まれた領域をシールする端部シール材と、を備えるフィルタエレメントにおいて、
   前記シール部材は前記濾過部の襞の山部と谷部との間に設けられ、
   前記端部シール材は、前記シール部材と前記山部とによって囲まれた領域と、前記シール部材と前記谷部とによって囲まれた領域との双方をシールするように設けられている、
   フィルタエレメント。
2. 前記シール部材は前記山部と前記谷部との間の中間位置に設けられている、
   請求項１に記載のフィルタエレメント。
3. インレット及びアウトレットを有するハウジングと、
   前記ハウジングの内部に設けられる請求項１又は請求項２に記載のフィルタエレメントと、を備える、
   エアクリーナ。
4. 濾材シートを襞折りして濾過部を形成する襞折り工程と、
   前記濾過部における襞の稜線方向の端部或いは前記濾材シートにおける同端部になる部位に対して接着剤を塗布して端部シール材を形成する端部シール材形成工程と、
   前記濾過部における前記襞の山部と谷部との間に位置する外周縁にシール部材を形成するシール部材形成工程と、を備え、
   前記端部シール材形成工程においては、前記シール部材と前記山部とによって囲まれた領域と、前記シール部材と前記谷部とによって囲まれた領域との双方に前記端部シール材が形成される、
   フィルタエレメントの製造方法。
5. 前記端部シール材形成工程には、襞折りされる前の前記濾材シートの表面及び裏面に前記接着剤を交互に塗布する塗布工程が含まれている、
   請求項４に記載のフィルタエレメントの製造方法。