JP2007100568A - フィルタ及びクリーナ - Google Patents

Abstract

【課題】構造が簡単でコストの低減を図ることができるとともに、使用後に構成部材を材料ごとに容易に分解して分別処理することができるフィルタを提供する。
【解決手段】 クリーナハウジング１１内に配置されるフィルタ１８において、濾材よりなる濾過部２１の外周にプレスにて加熱加圧処理を施すことにより、環状の取付部２２を一体に形成する。この取付部２２の外周側の環状領域にシール材２４を抜け止め保持するための厚肉部２２ａを形成するとともに、その厚肉部２２ａの端面に厚肉部２２ａの解れを防止するための圧縮処理部２２ｂを形成する。
【選択図】図４

Description

この発明は、例えば車両用エンジンに吸入されるエアを濾過するためのエアクリーナに組み込まれるフィルタ及びそのフィルタを用いたクリーナに関するものである。

従来、この種のフィルタとしては、例えば、特許文献１及び特許文献２に開示されるような構成のものが提案されている。
すなわち、特許文献１に記載のフィルタにおいては、濾紙が樹脂フレームの内部に保持されている。さらに、この樹脂フレームの外周縁の取付部にはゴム製のシール材が被覆嵌着されている。そして、このフィルタはシール材を介してケースハウジングに装着される。

また、特許文献２に記載のフィルタにおいては、濾材の外周に合成樹脂よりなる枠が結合され、その枠の外周縁にシール機能を有する繊維集合帯が接着やインサート成形等により一体に接合固定されている。そしてフィルタは繊維集合帯を介してクリーナハウジングに装着される。
特開２００３−３３６５５２号公報 特開平９−７０５１５号公報

ところが、これらの従来のフィルタにおいては、次のような問題があった。
すなわち、特許文献１の構成では、濾紙に樹脂フレーム及びシール材が設けられて、異なる材料の合計３部品が用いられ，特許文献２に記載の構成では、濾材，枠及び繊維集合帯の３部品が異なる材料で一体に成形されている。このため、特許文献１及び２の構成においては、使用後のフィルタを廃棄する場合、材料ごとに分別して処理するのが面倒であった。特に、特許文献２のように、接着構成を用いた場合には、分別のために接着部を分離するのに手間がかかり、分別処理に支障をきたすおそれもあった。

このような問題に対処するため、濾材よりなる濾過部の外周に環状の取付部を一体に成形し、その取付部の外周縁にゴム製のシール材をインサート成形にて一体に被覆形成した構成のフィルタも、従来から提案されている。この構成においては、濾材とシール材との間に別部品が介在しないため、部品点数が少なくなるが、この構成のフィルタにおいても、濾材とシール材との間に接着剤が用いられているため、前記のように分別処理が困難であった。加えて、接着剤が用いられているため、フィルタの製造組立て時に、接着剤の塗布工程が必要になって、部品点数が少ないにもかかわらず、製造におけるコストアップを招くという問題が生じた。

また、このような構成において、濾材の取付部の外周縁において、濾材を構成する繊維が部分的に解れるおそれがあり、このように部分的にほつれが発生すると、その解れ部分と解れていない部分との厚さが異なる。このため、厚い部分と薄い部分との間において取付部とシール材との間に隙間が生じるおそれがあり、このように隙間が生じた場合には、濾過部を通過しないエアがこの隙間を介してバイパスしてしまい、フィルタの濾過機能が低下することになる。

この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、部品点数を少なくすることができるとともに、接着剤を用いる必要がなく、このため、構造が簡単で製造コストの低減を図ることができるとともに、使用後に構成部材を材料ごとに分解して容易に分別処理することができ、しかも、濾過機能に優れたフィルタを提供することにある。また、この発明は、前記のようなフィルタを有するクリーナを提供することにある。

上記の目的を達成するために、この発明は、繊維集合体を成形して構成されるとともに、外周に環状の取付部が形成されたフィルタ本体と、その取付部を包被するシール材とを有し、そのシール材を介してクリーナハウジングの内部に取り付けられて、濾過部においてクリーナハウジング内を通過される流体の濾過を行うようにしたフィルタにおいて、前記濾過部と前記取付部とを一体形成し、同取付部の外周部の環状領域に取付部の他の部分よりも肉厚の厚肉部を形成するとともに、その厚肉部の外周端面に圧縮処理部を形成したことを特徴とする。

従って、フィルタ本体の取付部を濾過部と同一材料の濾材を用いて、１つのプレス工程で簡単に形成することができる。そして、このフィルタ本体の取付部にシール材を装着する場合には、厚肉部をシール部内の凹溝等に係合させることにより、接着剤を使用して接着固定する必要がなく、シール材を取付部に対して確実に抜け止め保持することができる。よって、構造が簡単で製作を容易に行うことができて、コストの低減を図ることができ、しかも、フィルタの使用後に構成部材を材料ごとに分解して容易に分別処理することができる。さらに、厚肉部の端面には圧縮処理部が形成されているため、圧縮度の低い厚肉部の端面に濾材の解れが生じるおそれを防止することができて、取付部とシール材との間において高いシール性を確保することができる。

前記厚肉部及び圧縮処理部を、取付部の加熱加圧処理における付与圧力の相違によって形成すれば、成形用の型におけるキャビティの形状を適宜に設定することにより、厚肉部及び圧縮処理部を簡単に成形できる。

前記シール材に、同シール材とクリーナハウジングとの位置関係を決定するためのシール材位置決め部を設ければ、クリーナハウジングに対してフィルタを位置関係が誤ることなく装着できる。

前記取付部に、クリーナハウジングと係合して内側方向への移動が阻止されるようにした係合部を形成すれば、フィルタ本体がエンジン等の熱によって、収縮変形しようとしても、クリーナハウジングと係合部との係合によりフィルタ本体の収縮が抑制される。

前記係合部が、取付部を屈曲して形成され、前記シール材の高さとほぼ同じ高さの断面山形状をなすように構成すれば、フィルタの組付け等の取り扱いに際して、作業者の指等により、シール材がフィルタ本体から外れる方向に移動されるのを防止できる。従って、シール材がフィルタ本体から不用意に外れたり、位置ずれしたりするのを防止できる。

前記係合部を、取付部の環状領域に沿って複数設け、各係合部間に平坦部を設ければ、係合部はその高さが低くなる方向への変形が阻止され、従って、係合部が広がることが防止されるため、接着剤等を用いてフィルタをクリーナハウジングに対して強固に固定したりしなくても、濾過部の収縮に抗することができて、取付部がハウジングケースから外れたりするのを防止できる。

前記平坦部にシール材の一部が係合して、シール材と取付部とが位置決めされるようにすれば、位置決めのための部品を設けたり、専用の位置決め部を形成したりすることなく、シール材を、ひいてはフィルタをクリーナハウジングに対して位置決めすることができる。

以上のように、この発明によれば、フィルタ機能を発揮することができるとともに、部品点数を少なくすることができて、構造が簡単でコストの低減を図ることができ、しかも使用後に構成部材を材料ごとに容易に分解して分別処理することができるという効果を発揮する。

以下に、この発明の一実施形態を、図面に基づいて説明する。
図１〜図３に示すように、このエアクリーナのクリーナハウジング１１は、上面を開口した下部ハウジング１２と、その下部ハウジング１２上に開閉可能に取り付けられる下面を開口した上部ハウジング１３とから構成されている。上下の両ハウジング１２，１３間の外周部には複数のクランプ１４が設けられ、これらのクランプ１４により上下両ハウジング１２，１３間に後述のフィルタ１８がそのシール材２４において装着された閉鎖状態で上下両ハウジング１２，１３がクランプ保持されるようになっている。

下部ハウジング１２の一側には大気に連通するエア導入口１５が形成されるとともに、下部ハウジング１２の他側にはエンジンの吸入側に接続されるエア導出口１６が形成され、エンジンの吸入動作により、エアＥがエア導入口１５からクリーナハウジング１１内を通ってエア導出口１６に向かって流れる。下部ハウジング１２の内底部には、下部ハウジング１２の内部をエア導入口１５側とエア導出口１６側とに区画するための隔壁１７が形成されている。

前記クリーナハウジング１１内において、エア導入口１５からエア導出口１６に至る流体流路としてのエアＥの流路と交差して配置されるように、上下両ハウジング１２，１３の開口部間にはフィルタ１８がその外周の取付部２２に取付けられたシール材２４を介して挟着固定されている。

すなわち、図２〜図６に示すように、前記クリーナハウジング１１における下部ハウジング１２の開口内周縁及び隔壁１７上には、シール材２４を支持するための支持座３０が形成されている。図５及び図６に示すように、下部ハウジング１２のエア導出口１６側の区画部分における支持座３０の内周縁にはシール材２４を保持するための壁部３１が突設されている。

図２〜図４に示すように、前記クリーナハウジング１１における上部ハウジング１３の内面には、複数の補強リブ３３，３４が上部ハウジング１３の長さ方向及び幅方向へ所定間隔おきに突出形成されている。図２，図３及び図５に示すように、前記隔壁１７と対応する位置には、上部ハウジング１３の複数の補強リブ３３と一体をなすように、押圧桟３５が形成されている。下部ハウジング１２の開口内周縁及び押圧桟３５の下面には、前記シール材２４を下部ハウジング１２上の支持座３０との間に挟着するための押圧座３６が形成されている。

そして、シール材２４が支持座３０と押圧座３６との間に保持されるように、フィルタ１８が配置されることにより、クリーナハウジング１１の内部がフィルタ１８を境にしてエア導入口１５側のエア導入室１９と、エア導出口１６側のエア導出室２０とに区画されている。このため、前記エア導入口１５からエア導入室１９内に導入されたエアＥがフィルタ１８により濾過されて、エア導出室２０内に至り、エア導出口１６からエンジンに吸入される。

図７に示すように、前記フィルタ１８のフィルタ本体１８Ａは、ポリエチレンテレフタレート等の熱可塑性合成樹脂製の不織布よりなる濾材，すなわち繊維集合体よりなる濾材によって形成され、断面ほぼ波形状に形成された中央の濾過部２１と、その濾過部２１の外周に同一材料にて一体に形成された環状をなすフランジ状の取付部２２とから構成されている。このフィルタ本体１８Ａは成形型を用いたプレス加工による加熱加圧処理により成形され、濾過部２１及び取付部２２は同時に形成される。そして、取付部２２は、濾過部２１よりも高い圧力でプレス加工され、濾過部２１よりも薄肉状で高硬度となるように形成されている。

そして、図９に示すように、取付部２２の外周縁の環状領域には厚肉部２２ａが形成されるとともに、その厚肉部２２ａの外周端面には圧縮処理部２２ｂが形成されている。すなわち、厚肉部２２ａは取付部２２の他の部分と比較し、プレス型間のクリアランスを広くして、加熱加圧処理におけるプレス圧力を低く設定することにより、厚肉で低硬度及び低密度となるように形成されている。

また、圧縮処理部２２ｂ及び厚肉部２２ａ以外の部分は厚肉部２２ａと比較し、プレス型間のクリアランスを狭くして、加熱加圧処理におけるプレス圧力を高く設定することにより、厚肉部２２ａよりも薄肉状で高硬度及び高密度となるように形成されている。そして、図９に示すように、圧縮処理部２２ｂは、その成形後に、所定の切断ラインＬ−Ｌに沿って切断することにより、厚肉部２２ａの端面に所定量（０．１〜０．５ｍｍ程度）だけ突出するように形成されている。

従って、前記厚肉部２２ａは加熱加圧処理度合が低くて、低密度に形成されているため、その厚肉部２２ａの端面が露出していると、濾材を構成する繊維の解れが生じるおそれがあるが、厚肉部２２ａの端面に、圧縮処理部２２ｂが形成されていると、繊維の解れが生じるおそれは抑制される。よって、厚肉部２２ａの外周端面の部分的な解れによって、その外周端面とシール材２４の内面との間に隙間が生じるおそれを防止でき、このため、非濾過のバイパス流を防止できて、濾過効率を向上できる。

図７に示すように、前記取付部２２の内周側の環状領域には上方へ向かって断面ほぼ逆Ｕ字状（山形状）の係合部としての係合壁２２ｄが屈曲により一体に形成されている。図７に示すように、この係合壁２２ｄは、所定間隔おきに複数の切り通し状の平坦部２３により複数に分割形成されている。従って、この平坦部２３により、係合壁２２ｄの部分が広がるように、すなわち山が低くなるように延びるのが抑制される。これに対して、係合壁２２ｄ間に平坦部２３が形成されることなく、全周一様な環状に形成されていると、物理的な外力や、熱によるフィルタ本体１８Ａの収縮により係合壁２２ｄの屈曲角度が広くなるように変形するおそれがあるが、平坦部２３が形成されることにより、このようなおそれを払拭できる。

図２〜図７に示すように、前記シール材２４はほぼ四角枠状をなし、その中央部には前記隔壁１７及び押圧桟３５に対応する区画桟２５が形成され、この区画桟２５によりシール材２４の一側部にフィルタ装着部２６が区画形成されており、このフィルタ装着部２６にフィルタ本体１８Ａが装着されている。フィルタ装着部２６は、フィルタ本体１８Ａの取付部２２をその表裏両面から挟持する下部挟持部２４Ａ及び上部挟持部２４Ｂを一体に備え、それらの間にはフィルタ本体１８Ａの取付部２２に被覆装着するための装着溝２７が形成されている。そして、図４及び図５に示すように、その装着溝２７の内端部には取付部２２上の厚肉部２２ａと係合可能な凹溝２７ａが形成され、この凹溝２７ａに前記厚肉部２２ａが係合することにより、フィルタ本体１８Ａの取付部２２がシール材２４の装着溝２７内に抜け止め状態で保持されている。

また、係合壁２２ｄの裏面側に位置する前記下部挟持部２４Ａは上部挟持部２４Ｂよりも幅広に形成されていて、フィルタ装着部２６の内側に向かって突出しており、その内周縁が係合壁２２ｄの位置にまで達している。従って、図１０に示すように、シール材２４を表裏間違えて誤って組み付けようとした場合、下部挟持部２４Ａが係合壁２２ｄと干渉して組付けることができない。このため、シール材２４、すなわちフィルタ本体１８Ａの誤組付けを未然に防止できる。

さらに、図１１に示すように、前記係合壁２２ｄは、前記シール材２４の上部挟持部２４Ｂの前端縁に近接するとともに、その上部挟持部２４Ｂとほぼ同じ高さに形成されている。従って、フィルタ１８をクリーナハウジング１１に組付ける場合等において、作業者の手指によってシール材２４がフィルタ本体１８Ａから外れたり、位置ずれしたりすることを防止できる。

前記シール材２４の上面及び下面には、周方向に延びる複数条のひだよりなる突条部としてのシール部２４ａが一体に形成され、このシール部２４ａが前記支持座３０及び押圧座３６に接合している。従って、この突条部により、シール材２４と下部ハウジング１２及び上部ハウジング１３との間のシール性が良好に維持される。

図７及び図８に示すように、フィルタ本体１８Ａの短辺において一対の平坦部２３においては、それらの間隔が他の部分の平坦部２３よりも広く形成されて、位置決め部２３ａが形成されている。一方、シール材２４のフィルタ装着部２６の内周面には一対の位置決め突起２８が形成され、図８に示すように、これらの位置決め突起２８がフィルタ本体１８Ａ上の前記位置決め部２３ａに係合している。このため、フィルタ本体１８Ａとシール材２４のフィルタ装着部２６とが所定の位置関係に位置決めされる。

図２に示すように、シール材２４の区画桟２５を挟んでフィルタ装着部２６の反対側、つまりエア導出室２０側に位置する部分の内周面には、規制突起２９が形成されている。一方、前記支持座３０の壁部３１には前記規制突起２９が係合されるようにしたシール材位置決め部としての規制凹部３２が形成されている。そして、この規制突起２９と規制凹部３２との係合により、シール材２４が下部ハウジング１２の支持座３０上の所定位置に位置決め保持されるとともに、シール材２４と下部ハウジング１２の位置関係が誤っている場合は、規制凹部３２の対向側において規制突起２９と壁部３１とが干渉して、シール材２４、すなわちフィルタ１８の組付けが出来ないようになっている。

また、前記規制突起２９及び規制凹部３２の代わりに、例えば、シール材２４の一つの外側コーナの形状を他の外側コーナの形状と異ならせるとともに、下部ハウジング１２の同外側コーナと対応する位置を同形状にして、シール材２４の装着の向きが誤らないようにしてもよい。

図２〜図４に示すように、前記各補強リブ３３，３４は、その下端部がフィルタ本体１８Ａ上の係合壁２２ｄの内側に近接配置される。これにより、エンジンの熱等に起因したエンジンルーム内の熱によりフィルタ本体１８Ａが収縮変形しようとした場合、前記各補強リブ３３，３４の下端部に係合壁２２ｄが係合して、フィルタ本体１８Ａの収縮変形が抑止される。

以上のように、この実施形態のフィルタ１８においては、濾材よりなる濾過部２１の外周にプレスにて加熱加圧処理を施すことにより、取付部２２が一体に形成されている。そして、この加熱加圧処理におけるプレス圧力を加減することにより、取付部２２の外周縁に厚肉部２２ａが形成されるとともに、その厚肉部２２ａの端面に圧縮処理部２２ｂが形成されている。このため、フィルタ本体１８Ａの取付部２２を濾過部２１と同一材料の濾材を用いて、１つのプレス工程で簡単に形成することができる。

しかも、このフィルタ本体１８Ａの取付部２２にシール材２４を装着する場合には、接着剤を使用して接着固定する必要がなく、厚肉部２２ａをシール材２４の装着溝２７内の凹溝２７ａに係合させることにより、シール材２４を取付部２２に対して確実に抜け止め保持することができる。よって、部品点数が少なくなって、フィルタ１８の構造が簡単で製作を容易に行うことができて、製造コストの低減を図ることができるとともに、分別処理においては、接着剤を用いていないため、フィルタ本体１８Ａとシール材２４とをきわめて簡単に分解して分別処理に供することができる。

さらに、このフィルタ１８の使用時には、取付部２２の内周縁に形成された係合壁２２ｄの内側に、クリーナハウジング１１の上部ハウジング１３内の補強リブ３３，３４が近接して配置されている。このため、フィルタ本体１８Ａがエンジン熱等により内側に収縮変形しようとする場合、係合壁２２ｄと補強リブ３３，３４との係合によりその収縮変形を抑制できる。しかも、係合壁２２ｄは、平坦部２３により広がる方向への変形が阻止される。従って、フィルタ本体１８Ａの収縮を有効に阻止し得て、取付部２２におけるシール性の低下等を防止することができる。

以上のように、この実施形態の構成においては、バイパス流が生じたり、シール材２４のシール機能が低下したりするのを防止して、濾過機能を向上できる。また、別体の樹脂フレーム等を用いる必要がないため、部品点数を少なくすることができるとともに、接着剤を用いる必要がなく、このため、構造が簡単で製造コストの低減を図ることができるとともに、使用後に構成部材を材料ごとに容易に分解して分別処理することができる。

（変更例）
なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・ 図１２に示すように、シール材２４の下部及び上部の挟持部２４Ａ，２４Ｂをそれぞれ別体とし、それらを下部ハウジング１２の支持座３０及び上部ハウジング１３の押圧座３６にそれぞれ接着すること。従って、フィルタ１８の装着時には、下部ハウジング１２と上部ハウジング１３との組付けによって、フィルタ本体１８Ａの取付部２２がシール材２４により上下から挟持されてシールされる。このように構成した場合には、フィルタ本体１８Ａのみが脱着交換される。

・ 図１３に示すように、係合壁２２ｄとして、取付部２２の内周部の環状領域に多数の平面円形状のものを相互間隔をおいて配置すること。
・ 圧縮処理部２２ｂが厚肉部２２ａから突出しないように形成すること。つまり、圧縮処理部２２ｂを厚肉部２２ａと圧縮処理部２２ｂとの間の境界において切断すること。

・ この発明を、オイルや水の濾過を行うためのクリーナに具体化すること。

実施形態のフィルタを備えた同じく実施形態のエアクリーナを示す斜視図。 図１の２−２線における拡大断面図。 図２の３−３線における断面図。 図２の右端部におけるシール材の部分を拡大して示す部分断面図。 図２の中央部におけるシール材の部分を拡大して示す部分断面図。 図２の左端部におけるシール材の部分を拡大して示す部分断面図。 フィルタ本体とシール材とを分解して示す斜視図。 フィルタ本体とシール材とを示す一部平面図。 フィルタ本体の製造過程を示す部分断面図。 フィルタ本体の係合部とシール材の下部挟持部との関係を示す簡略図。 フィルタの組付け等に際してフィルタの取扱いにおける係合部の作用を示す簡略図。 変形例を示す断面図。 変形例を示す一部平面図。

符号の説明

１１…クリーナハウジング、１２…下部ハウジング、１３…上部ハウジング、１５…エア導入口、１６…エア導出口、１８…フィルタ、１８Ａ…フィルタ本体、２１…濾過部、２２…取付部、２２ａ…厚肉部、２２ｂ…圧縮処理部、２２ｄ…係合部としての係合壁、２３…平坦部、２４…シール材、２４Ａ，２４Ｂ…挟持部、２７ａ…凹溝、３３，３４…補強リブ。

Claims (8)

1. 繊維集合体を成形して構成されるとともに、外周に環状の取付部が形成されたフィルタ本体と、その取付部を包被するシール材とを有し、そのシール材を介してクリーナハウジングの内部に取り付けられて、濾過部においてクリーナハウジング内を通過される流体の濾過を行うようにしたフィルタにおいて、
   前記濾過部と前記取付部とを一体形成し、同取付部の外周部の環状領域に取付部の他の部分よりも肉厚の厚肉部を形成するとともに、その厚肉部の外周端面に圧縮処理部を形成したことを特徴とするフィルタ。
2. 前記厚肉部及び圧縮処理部は、取付部の加熱加圧処理における付与圧力の相違によって形成されたものであることを特徴とする請求項１に記載のフィルタ。
3. 前記シール材に、同シール材とクリーナハウジングとの位置関係を決定するためのシール材位置決め部を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載のフィルタ。
4. 前記取付部に、クリーナハウジングと係合して内側方向への移動が阻止されるようにした係合部を形成したことを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載のフィルタ。
5. 前記係合部は、取付部を屈曲して形成され、前記シール材の高さとほぼ同じ高さの断面山形状をなすことを特徴とする請求項４に記載のフィルタ。
6. 前記係合部は、取付部の環状領域に沿って複数設けられ、各係合部間には、平坦部を設けたことを特徴とする請求項５に記載のフィルタ。
7. 前記平坦部にシール材の一部が係合して、シール材と取付部とが位置決めされるようにしたことを特徴とする請求項６に記載のフィルタ。
8. 請求項１〜７のうちのいずれか一項に記載のフィルタを、クリーナハウジングの内部の流体流路と交差する位置にシール材を介して保持したことを特徴とするクリーナ。

Images