JPH067621A - エアクリーナエレメント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目 的】 エアクリーナ用エレメントの寿命や濾過性
能を向上させると同時に、外力によって濾材自体が多少
変形したとしても、寿命や濾過性能が低下することのな
いエアクリーナ用エレメントを提供する。 【構 成】 濾材２は、シート状の不織布を等間隔に交
互に折り畳み、多数の山部と谷部よりなる複数のひだか
ら形成されており、各ひだには、クリーンサイドからダ
スティサイドに向かって膨出する膨出部６が一定間隔を
置いて形成されている。各々の膨出部６は、隣合うひだ
に形成された膨出部６同士が、その側面で接触すること
によって、複数の膨出部６がひだ方向と直行するひだ幅
方向に並んで設けられる。膨出部６と膨出部６の間に
は、互いに対向するひだ壁面の一部がひだ山高さ方向に
細長く近接している絞り部３０が形成され、この絞り部
３０における濾材同士の近接具合はひだ山高さ方向にお
いて一定である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両に設置されている
内燃機関のエアクリーナ用エレメントに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来内燃機関の吸入空気を清浄化するた
めのエアクリーナとして、第１０図に示すような不織布
や濾紙からなるシート状の濾材１０２を等間隔に交互に
折り畳み、ひだ折り加工した後、濾材の両端部を接続し
て、その水平断面が菊花形状を呈する円筒型エレメント
１０１がある。円筒型エレメント１０１は、ひだ折りし
た濾材１０２の内側に濾材１０２のガイドと補強を兼ね
た多孔性の円筒部材１０３を嵌装し、濾材１０２の上下
方向端部には環状の合成樹脂製端板１０４、１０５を一
体成形により気密に固着したものであり、ひだ折りした
濾材１０２の径方向外側から径方向内側に向けて吸入空
気を通過させることによって、吸入空気を濾過し清浄化
させるものである。

【０００３】また、第１１図に示すように、シート状の
濾材をひだ折り加工した後所定の長さに裁断し、裁断し
た濾材１０２の周囲に合成樹脂製の端板１０６を成形固
着した角形のエレメントも従来より広く用いられてい
る。これは、端板１０６によって囲まれた濾材１０２の
一方の側から他方の側に向けて吸入空気を通過させるこ
とによって吸入空気を濾過するものである。

【０００４】ところで、シート状の濾材を折り畳み、ひ
だを形成しただけのエレメントは、濾過面積を増やすた
めにひだの数を増やすと隣接するひだ同士が著しく近接
し、更には部分的に密着するに至って濾過する流体の通
路が阻害され、有効濾過面積が減少してしまうことがあ
った。また、濾過面積を増やすもう一つの手段として、
折りひだの高さを高くする方法もあるが、折りひだを高
くすればするほどひだの腰が弱くなり、型崩れを起こし
易く、これに伴ってひだ同士が密着して、結局この場合
も有効濾過面積が減少してしまうことがあった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】これに対し、第１２図
乃至第１３図に記載するように、ひだ折りした濾材１１
の各ひだ１１ａに、外側への膨らみ高さが山部１１ｂで
最大となり谷部１１ｃで最小となる折り幅方向の膨出部
１２、または、内側への凹み深さが谷部１１ｃにおいて
最大で山部１１ｂにおいて最小となる凹条部１３を所要
数形成することによって、隣り合うひだの相互の間に、
折り幅全幅にわたる一定の隙間を確実に形成して、ひだ
同士が密着するのを防ぎ、吸気流の流れを円滑にするこ
とによって、濾過性能の向上を図った技術が実開平２−
９１６０４号によって既に開示されている。

【０００６】この技術においては、対向する二つの膨出
部の稜線及び対向する二つの凹条部の稜線において膨出
部及び凹条部がそれぞれ突き合わされることによって、
ひだとひだの間の隙間を作っている。従って、膨出部及
び凹条部の形成される位置がひだ方向にずれたり、吸気
圧等の外力によってひだのある部分がひだ方向に変位し
た場合、稜線で突き合わされるはずの膨出部及び凹条部
の相対的な位置関係がずれてしまい、膨出部及び凹条部
の側面の一部が互いに密着し、流体の通路が部分的に阻
害されるため、濾過性能の低下をきたす恐れがある。従
って、本件発明の目的は、エアクリーナ用エレメントの
寿命や濾過性能を向上させると同時に、吸気圧などの外
力によって濾材自体が多少変形したとしても、寿命や濾
過性能が低下することのないエアクリーナ用エレメント
を提供することである。

【０００７】

【問題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、エアクリーナ用エレメントとして、ひだ
折りした濾材の各ひだに、前記濾材の一方の側から他方
の側に向けて膨出する円柱状もしくは直方体状の膨出部
を複数設け、使用状態においては前記膨出部の各々は他
のひだに設けられた隣接する膨出部とを互いに接触させ
たものである。

【０００８】

【作 用】本発明のエアクリーナ用エレメントの各々の
ひだには円柱状もしくは直方体状の膨出部が形成されて
おり、このため各ひだの腰が強く、容易に変形しない。
また、膨出部同士が、その一部分で接触しており、ひだ
を倒そうとする外力が作用しても前記膨出部が互いに支
えあって、倒れ込みが発生しない。したがって、濾材に
外力が加わった場合でも、外力が加わっていない状態と
同様にひだ同士が密着する面積を小さいままに抑えるこ
とができる。

【０００９】

【実施例】図１に本発明の第一の実施例を示す。本実施
例は、角形のエアクリーナ用エレメントであり、ひだ折
りにされた濾材２と濾材２の外周を取り巻く端板３と端
板３から周方向外側に突出しているフランジ４の先端部
に被せられた環状のガスケット５より構成されている。

【００１０】端板３はポリプロピレン樹脂製であり、ガ
スケット５はウレタンゴムから成っている。濾材２は、
シート状の不織布を等間隔に交互に折りたたみ、多数の
山部と谷部よりなる複数のひだから形成されており、各
ひだには、クリーンサイドからダスティサイドに向かっ
て円柱形状に膨出する複数の膨出部６が熱プレス成形に
よって、一定間隔を置いて形成されている。各々の膨出
部６は、ダスティサイド側に平面状の頂面７を有し、ま
た隣合うひだに形成された膨出部６同士がその側面で接
触することによって、複数の膨出部６がひだ方向と直交
するひだ幅方向に並んで設けられる。

【００１１】四つの膨出部によって、囲まれ形成される
空隙部８は、膨出部６とほぼ同じ数だけ形成され、ダス
ティサイド側は開口しているものの、クリーンサイド側
は底面９によって閉塞されている。また、膨出部６と膨
出部６の間には、ひだを形成し、互いに対向しているひ
だ壁面の一部がひだ山の高さ方向に細長く近接している
絞り部３０が形成され、この絞り部３０における濾材の
近接具合はひだの高さ方向において一定である。

【００１２】以上のように、本実施例のエレメントにお
いては、ひだに設けられた膨出部６が円柱形状を呈して
いるために、吸気圧等の外力に対して膨出部６が変形し
にくく、吸気圧の加わった使用状態においても、濾材同
士が密着する面積を小さく抑えることができる。また、
円柱形状の膨出部６はひだの高さ方向の剛性にも優れて
おり、これが各ひだに複数個設けられるために、ひだ自
体の腰が強く、ひだの屈曲変形を防ぐと同時に、ひだ同
士は各円柱部の両側面で線接触しながら支え合っている
ため、ひだの倒れ込みも発生しない。

【００１３】また、何らかの原因で一部の膨出部の位置
がひだ方向にずれたとしても、膨出部同士はやはりその
側面で線接触し、濾材同士が接触するトータルの面積は
増加しない。以上より、本実施例のエレメントにおいて
は外力が加わっても、初期の成形形状を保つことがで
き、また、濾材同士が密着する面積を極力小さくするこ
とができるため、従来のエレメントに比べ有効濾過面積
が増加し、エレメントの寿命及びダスト保持量を向上さ
せることができる。

【００１４】図２は、本実施例のエレメントの試験結果
を示したものである。試験方法は、ＪＩＳ Ｄ １６１
２に基づいたものであり、通気抵抗の増加が３００ミリ
メートルアクアに達した時に試験を終了した。この結
果、図２からも明らかなように、本実施例のエレメント
は従来の単にひだ折りしただけのエレメントより約１．
５倍の寿命を持つことが確認された。

【００１５】図３は、本発明の第二実施例である円筒型
エレメント１０を表す。円筒型エレメント１０は、樹脂
製の端板１４と濾材１５と濾材１５のガイドと補強を兼
ねた金属製の多孔性円筒部材（図示せず）とからなる。
濾材１５は、シート状の不織布を等間隔にひだ折りした
後、第一実施例と同じ形状に熱プレス成形したものであ
り、ひだ方向と直交する方向の不織布両端部を細幅の金
属板でかしめ付け、筒状に形成されている。また、本実
施例のエレメントは、円筒形状を呈しているため、円周
方向内側の部分ほどその径は漸次小さくなる。従って、
各ひだに形成される膨出部は円柱状ではなく略円錐台形
状を呈する。

【００１６】図４は、本発明の第三の実施例を表す。エ
レメントのタイプとしては、第一実施例と同じ角形エレ
メントであり、端板並びにガスケット等の構成は、第一
実施例と同じであるが、膨出部１６の頂面１７が平面で
はなく、ダスティサイド側に突出した曲面に形成されて
いることと、空隙部１８の底面１９がクリーンサイド側
に突出した曲面に形成されていることが第一実施例と異
なる構成である。このように膨出部１６の頂面１７と空
隙部１８の底面１９を曲面に形成したために、これらの
面に対して垂直にぶつかる吸気流がごく僅かとなり、吸
気がスムースに濾過されるために、エレメント全体とし
ての通気抵抗を低減させることができる。

【００１７】図５は、本発明の第四の実施例を示す。エ
レメントのタイプとしては、角形エレメントであり、濾
材２０以外の構成は第一実施例と同じである。濾材２０
は、シート状の不織布を交互に折り畳んで形成した多数
のひだを有し、この各ひだには熱プレス成形によってク
リーンサイドからダスティサイドに向かって膨出する直
方体部２１が一定間隔を隔てて複数個設けられている。
また、あるひだに形成される直方体部２１の列は、その
隣合うひだに形成された直方体部２１の列とひだ方向に
互い違いにずれながら形成されており、また、隣接する
直方体部同士は、直方体部２１のひだ方向端部２２の側
面でオーバーラップしながら接触している。

【００１８】一つのひだにおける直方体部２１と直方体
部２１の間には、通常のひだ山部２３が形成されてい
る。直方体部２１のひだ方向の長さは任意であるが、あ
まり直方体部２１が長くなるのも好ましくない。即ち、
直方体部２１がひだ方向に長過ぎてしまうと、直方体部
同士がオーバーラップする部分が多くなり、濾過効率に
有利ではない濾材の重なり部分が増加してしまうこと、
そして、吸気流がほぼ垂直にぶつかる直方体部の頂面２
４の面積が増加することにより通気抵抗が大きくなって
しまう恐れがあるためである。従って、直方体部端部が
オーバーラップする部分の長さは、直方体部のひだ方向
の長さの１／１０程度が望ましく、また、ひだ山部２３
のひだ方向長さは、直方体部のひだ方向長さの４／５程
度であることが望ましい。

【００１９】前述したように本実施例のひだは、複数個
設けられた直方体部が他のひだの直方体部と接触しあう
ことによって、両隣のひだと互いに支え合っており、何
らかの外力が加わったとしても、ひだは倒れ込むことは
ない。また、図６に示すように、吸気流が矢印の方向か
ら吸入された場合、吸気圧によって、直方体部２１の側
面２５が破線で示すようにクリーンサイド側へ湾曲する
が、両側面間の間隔ｄが十分に空いているため、側面同
士が密着することがなく、初期の有効濾過面積を確保す
ることができる。

【００２０】また、ある直方体部の位置がひだ方向にず
れたとしても、オーバーラップしている部分の長さで、
そのずれを吸収することができるため、依然としてひだ
同士は直方体部の両端で接触しながら支え合い、また、
直方体部同士が接触している面積も変わらないため、こ
のような場合でも、有効濾過面積は減少しない。また、
剛性に優れる直方体部を一つのひだに複数個設けている
ため、ひだ自体の腰も強くなる。図７は、本実施例にお
けるエレメント濾過性能試験の結果を示したグラフであ
る。この試験は、ＪＩＳ Ｄ １６１２に基づいて行っ
たものであり、試験終了時の増加通気抵抗値を３００ミ
リメートルアクアとした。この結果、濾材を単にひだ折
りにしただけの従来のエレメントに比べ、本実施例のエ
レメントは、その寿命が約１．２倍に伸びることが確認
できた。

【００２１】図８は、本発明の第五の実施例を示してい
る。本実施例は、円筒型のエレメントであり、濾材２６
以外は、第二の実施例と同じ構成である。濾材２６は、
第四の実施例で用いた濾材２０と同じ要領で折り曲げ、
その後、成形加工を施した材である。本実施例において
は、直方体部２７の頂面２８は平面状に形成されている
が、第三の実施例のように、この頂面２８を曲面形状に
成形してもよい。

【００２２】図９は、本発明の第六の実施例を示してい
る。本実施例は、円筒型のエレメントであり、濾材３２
以外は第二の実施例と同じである。濾材３２は、シート
状の不織布を長い間隔と短い間隔とで交互にひだ折りし
た後、第二実施例と同じ円柱形状に熱プレス成形したも
のである。本実施例の濾材３２の場合、ひだを形成する
折り巾が交互に変わるため、ひだ山を形成するひだ山壁
は一方が高く、他方が低い。この様にひだ折りされた濾
材３２の両端を金属片にてかしめ付け、筒状に形成する
ため、円筒型エレメント３１に形成した時点では、図９
に示すようにひだ山の全てはある方向に傾斜する。この
ひだ山の傾斜方向を、吸気の流れ方向に沿わせることに
よって、吸気の流れが膨出部３３の頂面３４に対して垂
直ではなく、ある傾きを持って当たるようになるため、
吸気の濾過がスムーズに行なわれ、濾過に伴う圧力損失
を低減せしめることができる。また、ひだ山が傾斜して
いるがゆえに、本実施例は第二の実施例に比べ、エレメ
ント径方向の厚みが薄くなり、エレメント自体を小型化
することができる。更に、本実施例に開示したひだ山を
傾斜させる技術は、角型のエレメントに対しても容易に
応用することができる。

【００２３】

【効 果】本発明のエレメントの各ひだには、円柱状も
しくは直方体状を呈する膨出部が複数個設けられている
ために、ひだ自体の腰が強くなるとともに、膨出部同士
が干渉し合うことによって、ひだの変形や倒れ込みを抑
止して、ひだ同士が密着するのを防止している。また、
仮に一部の膨出部がひだ方向にずれることがあっても、
本発明の膨出部形状によれば、濾材の密着面積は増加し
ないため、当初の有効濾過面積を確保することができ
る。即ち、本発明によれば、濾材に吸気圧などの外力が
加わった状態であっても、密着する濾材の面積は増加し
ないため、従来のエレメントより寿命の長期化及びダス
ト保持量の増大を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図 １】本件の第一実施例の角形エレメントを示す部
分斜視図である。

【図 ２】第一実施例の性能試験の結果を示すグラフで
ある。

【図 ３】本件の第二実施例の円筒型エレメントを示す
一部記載を省略した斜視図である。

【図 ４】本件の第三実施例の角形エレメントを示す部
分斜視図である。

【図 ５】本件の第四実施例の角形エレメントを示す部
分斜視図である。

【図 ６】吸気圧が加わった場合の第三実施例の変形の
様子を記載した部分縦断面図である。

【図 ７】第四実施例の性能試験の結果を示すグラフで
ある。

【図 ８】本件の第五実施例の円筒型エレメントを表す
一部記載を省略した斜視図である。

【図 ９】本件の第六実施例の円筒型エレメントを示す
一部記載を省略した斜視図である。

【図１０】一部を切り欠いた従来の円筒型エレメントを
表す斜視図である。

【図１１】従来の角形エレメントを表す斜視図である。

【図１２】従来の濾材を若干伸ばした状態の斜視図であ
る。

【図１３】従来の濾材の一部を表す側面図である。

【符号の説明】

２、１５、２０、２６、３２ 濾材 ３、１４ 端板 ４ フランジ ５ ガスケット ６、１６、３３ 膨出部 ７、１７、２４、２８、３４ 頂面 ８、１８ 空隙部 ９、１９ 底面 １０、３１ 円筒型エレメント ２１、２７ 直方体部 ２２ ひだ方向端部 ２３ ひだ山部 ２５ 側面 ３０ 絞り部

フロントページの続き (72)発明者 堀江 一幸 愛知県刈谷市昭和町一丁目一番地 日本電 装株式会社内 (72)発明者 荒井 安成 愛知県刈谷市豊田町一丁目一番地 豊田紡 織株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ひだ折りした濾材の各ひだには、前記濾材
   の一方の側から他方の側にむけて膨出する円柱状もしく
   は直方体状の膨出部を複数設け、該膨出部の各々は他の
   ひだに設けられた隣接する膨出部と互いに接触している
   ことを特徴とするエアクリーナエレメント。