(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング内に突出するエア排出口に取り付けられて収容される、筒状の濾過部を有するエアフィルタエレメントであって、
前記エア排出口に取り付けられる側において前記濾過部の端面を閉塞するエンドプレートが、前記エア排出口の外面に密着する軟質な内周壁部と、その径方向の外側に位置する硬質合成樹脂部とが一体成形された複合構造からなり、
前記内周壁部と前記硬質合成樹脂部との境界に、可撓性材料からなる仕切部材が設けられているエアフィルタエレメント。
【請求項２】
ケーシング内に突出するエア排出口に取り付けられて収容される、筒状の濾過部を有するエアフィルタエレメントであって、
前記エア排出口に取り付けられる側において前記濾過部の端面を閉塞するエンドプレートが、前記エア排出口の外面に密着する軟質な内周壁部と、その径方向の外側に位置する硬質合成樹脂部とが一体成形された複合構造からなり、
前記濾過部の内側に多孔内筒を有しており、前記エア排出口に取り付けられる側において、前記多孔内筒と軸方向に連接する支承体を有し、該支承体は、前記エンドプレート内に少なくとも一部が埋設され、かつ多孔内筒と協同して、濾過部に相当する高さを形成するエアフィルタエレメント。
【請求項３】
請求項１に記載のエアフィルタエレメントにおいて、前記濾過部の内側に多孔内筒を有しており、前記エア排出口に取り付けられる側において、前記多孔内筒と軸方向に連接する支承体を有し、該支承体は、前記エンドプレート内に少なくとも一部が埋設され、かつ多孔内筒と協同して、濾過部に相当する高さを形成するエアフィルタエレメント。
【請求項４】
請求項２又は３に記載のエアフィルタエレメントにおいて、前記支承体は、合成樹脂製で径方向の内外を自由に連通可能なものであるエアフィルタエレメント。
【請求項５】
ケーシング内に突出するエア排出口に取り付けられて収容される、筒状の濾過部を有するエアフィルタエレメントであって、前記エア排出口に取り付けられる側において前記濾過部の端面を閉塞するエンドプレートが、前記エア排出口の外面に密着する軟質な内周壁部と、その径方向の外側に位置する硬質合成樹脂部とが一体成形された複合構造からなるエアフィルタエレメントの製造方法であって、
エンドプレートを成形するためのリング状凹部を形成した金型のリング状凹部の内周側に、硬化後において軟質な合成樹脂材を注入し、リング状凹部の外周側に、硬化後において硬質な合成樹脂材を注入し、筒状の濾過部の端面をリング状凹部に挿入して両合成樹脂材を硬化させ、濾過部の端面を閉塞するエンドプレートを一体成形することからなるエアフィルタエレメントの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エアフィルタエレメント、特に内燃機関用として好適なエアフィルタエレメントに関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関等に使用されるエアクリーナにおいては、筒状の濾過部を有するエアフィルタエレメントを、ケーシング内に突出して形成したエア排出口に取り付けてケーシング内に収容するものが知られている。このようなエアフィルタエレメントには、エア排出口に取り付けられる側において、濾過部の端面を閉塞するエンドプレートが設けられ、かつ中央には開口部が形成されており、この開口部を、エア排出口の外面に嵌め込んで取り付ける。ケーシング内エアフィルタエレメントの外側に形成された空間内に、ケーシングの外からエアを導入して筒状の濾過部を外側から内側へ通過させ、浄化したエアをエアフィルタエレメントの内側の空間（濾過室）からエア排出口を通してケーシング外へと排出する。
【０００３】
濾過室への汚れたエアの流入を防ぐために必要な、エアフィルタエレメントとケーシングとの間のシールは、エア排出口に取り付けられる側のエンドプレートの上面（濾過部の端面側）とこれに対向するケーシングの内面とで行う場合（軸方向シール）、エンドプレートの内周面側（濾過部の内周側）とエア排出口の外面との間で行う場合（センターシール（Ｏリング等））、その両者で行う場合等がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記のようなエアクリーナに収容されて使用されるエアフィルタエレメントにおいて、新規なシール部の構造を有するエアフィルタエレメント及びその製造方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
〔請求項１に係る発明〕  ケーシング内に突出するエア排出口に取り付けられて収容される、筒状の濾過部を有するエアフィルタエレメントであって、
前記エア排出口に取り付けられる側において前記濾過部の端面を閉塞するエンドプレートが、前記エア排出口の外面に密着する軟質な内周壁部と、その径方向の外側に位置する硬質合成樹脂部とが一体成形された複合構造からなり、
前記内周壁部と前記硬質合成樹脂部との境界に、可撓性材料からなる仕切部材が設けられているエアフィルタエレメントである。
【０００６】
（作用）硬質合成樹脂部の内側に位置してエア排出口の外面に密着する軟質な内周壁部によって、センターシールが確実に行われるとともに、その径方向の外側の硬質合成樹脂部によって、エアフィルタエレメントの剛性を向上させることができる。軟質な内周壁部と、その外側の硬質合成樹脂部とが一体成形された複合構造からなるので、両者の結合が強固であり、シール部が離脱してしまうようなこともない。
また、前記内周壁部と前記硬質合成樹脂部との境界に設けられた可撓性材料からなる仕切部材によって、内周壁部と硬質合成樹脂部とが区分けされ、均等な厚みを有する内周壁部が形成され、製造も容易である。
【０００７】
〔請求項２に係る発明〕  ケーシング内に突出するエア排出口に取り付けられて収容される、筒状の濾過部を有するエアフィルタエレメントであって、前記エア排出口に取り付けられる側において前記濾過部の端面を閉塞するエンドプレートが、前記エア排出口の外面に密着する軟質な内周壁部と、その径方向の外側に位置する硬質合成樹脂部とが一体成形された複合構造からなり、
前記濾過部の内側に多孔内筒を有しており、前記エア排出口に取り付けられる側において、前記多孔内筒と軸方向に連接する支承体を有し、該支承体は、前記エンドプレート内に少なくとも一部が埋設され、かつ多孔内筒と協同して、濾過部に相当する高さを形成するエアフィルタエレメントである。
【０００８】
〔請求項３に係る発明〕  請求項１に記載のエアフィルタエレメントにおいて、前記濾過部の内側に多孔内筒を有しており、前記エア排出口に取り付けられる側において、前記多孔内筒と軸方向に連接する支承体を有し、該支承体は、前記エンドプレート内に少なくとも一部が埋設され、かつ多孔内筒と協同して、濾過部に相当する高さを形成するエアフィルタエレメントである。
【０００９】
〔請求項４に係る発明〕  請求項２又は３に記載のエアフィルタエレメントにおいて、前記支承体は、合成樹脂製で径方向の内外を自由に連通可能なものであるエアフィルタエレメントである。
【００１０】
〔請求項５に係る発明〕  ケーシング内に突出するエア排出口に取り付けられて収容される、筒状の濾過部を有するエアフィルタエレメントであって、前記エア排出口に取り付けられる側において前記濾過部の端面を閉塞するエンドプレートが、前記エア排出口の外面に密着する軟質な内周壁部と、その径方向の外側に位置する硬質合成樹脂部とが一体成形された複合構造からなるエアフィルタエレメントの製造方法であって、
エンドプレートを成形するためのリング状凹部を形成した金型のリング状凹部の内周側に、硬化後において軟質な合成樹脂材を注入し、リング状凹部の外周側に、硬化後において硬質な合成樹脂材を注入し、筒状の濾過部の端面をリング状凹部に挿入して両合成樹脂材を硬化させ、濾過部の端面を閉塞するエンドプレートを一体成形することからなるエアフィルタエレメントの製造方法である。この方法により、簡単かつ確実に前記エアフィルタエレメントを得ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明方法によって得ることのできるエアフィルタエレメント１を筒状のケーシング１１に収容した状態を示す。ケーシング１１内エアフィルタエレメント１の外周側には、非清浄エア室１２が形成され、エアフィルタエレメント１の内周側には、濾過室１３が形成される。ケーシング１１の側面には、非清浄エア室１２につながる導入口１１ａが形成されている。ケーシング１１の上部中央には、濾過室１３につながるエア排出口１１ｂが形成されている。エア排出口１１ｂは、ケーシング内に突出しており、管状に形成されている。エア排出口１１ｂの径方向外側には、ケーシング天井面１１ｃが形成される。
【００１２】
外部のエアを導入口１１ａから、ケーシング１１内における非清浄エア室１２に導入し、エアフィルタエレメント１の濾過部２を通過させて、エアを除塵する。清浄化されたエアは、濾過室１３を通ってエア排出口１１ｂからケーシング１１の外部に排出され、図示しない内燃機関に導かれる。
【００１３】
エアフィルタエレメント１は、エア排出口１１ｂに取り付けられる側において濾過部２の端面を閉塞するエンドプレート３を有し、中央には開口部が形成されており、この開口部を、エア排出口１１ｂの外面に嵌め込んで取り付けるようになっている。エア排出口１１ｂに取り付けられる側と反対側における濾過部２の端面は、公知の適宜手段により閉塞される。濾過部２の構成は特に限定されないが、濾紙を交互にひだ折りした濾材等が好適に用いられる。
【００１４】
図１に示すエアフィルタエレメントのエンドプレート３は、エア排出口１１ｂの外面に密着する軟質な内周壁部３ａと、その径方向の外側の硬質合成樹脂部３ｂとが一体成形された複合構造からなっている。
【００１５】
軟質な内周壁部３ａは、シール機能を発揮するのに適当な弾性材からなり、例えば、軟質な発泡合成樹脂、好ましくは発泡ウレタン樹脂等からなる。硬質合成樹脂部３ｂは、内周壁部３ａよりも硬質な合成樹脂、例えば、硬質のウレタン樹脂等からなる。エア排出口１１ｂの外面に密着する軟質な内周壁部３ａによって、センターシールが行われる。硬質合成樹脂部の内側に位置してエア排出口１１ｂの外面に密着する軟質な内周壁部３ａによって、センターシールが確実に行われるとともに、その外側の硬質合成樹脂部３ｂによって、エアフィルタエレメントの剛性を向上させることができる。濾過部２の端部は硬質合成樹脂部３ｂ内に埋設された態様となっている。
【００１６】
内周壁部３ａの形状（内周面形状）は、エア排出口１１ｂの外面と密着してシール機能を発揮し得るものであれば、特に限定されるものではない。適宜凸部又は凹部を形成したり、テーパー形状となしたりすることができる。
【００１７】
エンドプレート３の上面（濾過部の端面側）には、これに対向するケーシングの内面１１ｃ（ケーシング天井面１１ｃ）側に向かって凸部３ｃが形成されている。凸部３ｃは、ケーシング天井面１１ｃに当接する。この凸部３ｃは、エンドプレート３の上面において、部分的に複数個設ける他、周方向全域に亙って環状に設けてもよい。
【００１８】
図２は、図１のエアフィルタエレメントとは異なる形態のエアフィルタエレメント１を示す。このエアフィルタエレメント１が図１のものと異なるのは、内周壁部３ａと硬質合成樹脂部３ｂとの境界に、可撓性材料からなる仕切部材５が設けられている点である。仕切部材５は内周壁部３ａの外側に隣接してリング状に形成される。仕切部材５としては、合成樹脂製のネット状のものが好適に使用される。また、紙等を用いることもできる。仕切部材５は、可撓性であるから、それ自体剛性のある壁として機能するものではない。ネット状のものでは、内周壁部３ａと硬質合成樹脂部３ｂとが、同部において互いに混じりあっているものである。仕切部材５は、内周壁部３ａと硬質合成樹脂部３ｂとの位置関係を定める上で、仕切として機能するものである。仕切部材５のさらなる機能については、製造方法に関する説明において述べる。
【００１９】
図３は、図１、２のエアフィルタエレメントとは異なる形態のエアフィルタエレメントを示す。このエアフィルタエレメント１は、濾過部２の内側に多孔内筒８ａを有している。また、エア排出口１１ｂに取り付けられる側において、多孔内筒８ａと軸方向に連接する支承体７を有し、該支承体７は、エンドプレート３内に少なくとも一部が埋設され、かつ多孔内筒８ａと協同して、濾過部２に相当する高さ（図１に示すｈ）を形成する。多孔内筒８ａはエンドプレート３内に埋設されず、濾過部２に相当する高さを有する多孔外筒８ｂよりも短い高さに形成されている。支承体７は、好ましくは、硬質合成樹脂部３ｂ内に埋設されてこれと一体化される。
【００２０】
支承体７は、多孔内筒８ａの図面上側（エア排出口１１ｂに取り付けられる側）の端部と連接するようになっていれば、その連接形態は特に限定されるものではない。図３に示すように当接させる形態の他、嵌合、係合等の適宜手段を用いて連結してもよい。支承体７は、通常、合成樹脂材で形成されるため、軽量であり、通常金属製である多孔内筒８ａを短く形成できることもあって、より軽量化が可能である。支承体７は、やや軟質のものでもよいが、硬質なものを用いれば、エアフィルタエレメントの高さ方向の剛性を充分に得ることができる。
【００２１】
支承体７は、例えば、図４に示すように、その側面に透孔７ａを多数形成する等により、径方向の内外を自由に連通させ、軸方向の力にある程度耐え得る剛性を有するよう脚部７ｂを設けて形成される。径方向の内外を自由に連通可能であり、径方向においてはそれ自体剛性のある壁として機能するものではない。支承体７を、合成樹脂材を用い径方向の内外を自由に連通可能とすることにより、軽量化ができるとともに、エンドプレート３内に埋設されて該エンドプレート３とよく馴染む状態で一体化することができる。支承体７のさらなる機能については、製造方法に関する説明において述べる。
【００２２】
以上に説明したエアフィルタエレメント１の好ましい製造方法について説明する。図５は上記したエアフィルタエレメントの製造方法の説明図である。符号２１は成形用の上面開放形の金型であり、エンドプレートを成形するためのリング状凹部２２が形成されている。このリング状凹部２２の内周側（図５の右側）に、注入ノズル３１から「硬化後において軟質な合成樹脂材４１（成形後において軟質な合成樹脂材４１）」を所定量注入し、リング状凹部２２の外周側（図５の左側）に、注入ノズル３２から「硬化後において硬質な合成樹脂材４２（成形後において硬質な合成樹脂材４２）」を所定量注入する。
【００２３】
両合成樹脂材４１、４２を注入後、硬化前に、半製品状態である筒状の濾過部２の端面を、リング状凹部２２内に注入した合成樹脂材に浸かるように挿入して両合成樹脂材を硬化させる。硬化させる際は通常、加熱する。硬化後、金型２１から取り出し、濾過部２の端面を閉塞するエンドプレート３が一体成形されたものが得られる。そして、このエンドプレート３は、エア排出口１１ｂの外面に密着する軟質な内周壁部３ａと、その径方向の外側の硬質合成樹脂部３ｂとが一体成形された複合構造からなる。この後、又はこの前に濾過部２の反対側の端面を閉塞する。
【００２４】
図５において、符号５は、図２に示して説明した可撓性材料からなる仕切部材５である。金型２１のリング状凹部２２内に両合成樹脂材４１、４２を注入する前に、この仕切部材５をリング状凹部２２内の適正な位置に適宜手段を用いて位置させておくことにより、両合成樹脂材４１、４２を区分けする仕切として仕切部材５が機能し、均等な厚みを有する内周壁部３ａを形成することができる。尤も、仕切部材５を用いなくても、各合成樹脂材４１、４２の粘度、注入速度、注入量、注入位置の調整等により、内周壁部３ａと硬質合成樹脂部３ｂとを形成することができる。両合成樹脂材４１、４２の注入は、通常、金型２１を金型の中心点を軸に回転させながら行う。各合成樹脂材４１、４２の注入は、同時に又は順次行うことができる。同時注入することにより工程が簡略化され時間の短縮が図られる。
【００２５】
また、図３に示して説明した支承体７を有するエアフィルタエレメント１を製造する場合について説明すると、支承体７を多孔内筒８ａに予め接合して濾過部２の内側に配設した半製品状態である筒状の濾過部２を、リング状凹部２２内に注入した合成樹脂材に浸かるように挿入してもよいし、あるいは上記した仕切部材５の場合と同様、金型２１のリング状凹部２２内に両合成樹脂材４１、４２を注入する前（又は後）に、支承体７をリング状凹部２２内の所定の場所に位置にさせておき、支承体７の一方端部が多孔内筒８ａの端部と連接するように、濾過部２の端面を、注入した合成樹脂材に浸かるように挿入するようにしてもよい。前記のとおり、支承体７は、多孔内筒８ａと協同して、濾過部２に相当する高さを形成するものであるから、多孔内筒８ａは、濾過部２に相当する高さを有する多孔外筒８ｂよりも短い高さに形成されているにもかかわらず、濾過部２の内側において、多孔内筒８ａをその高さ方向において適正な位置に配設することができる。
【００２６】
なお、図１において、多孔内筒８ａを設けない例を示したが、図６に示すとおり、多孔外筒８ｂと同じように、濾過部２に相当する高さを有する多孔内筒８ａを設けて、該多孔内筒８ａの端部をエンドプレート３内（好ましくは硬質合成樹脂部３ｂ内）に埋設させることもできる。多孔外筒８ｂを設けずに多孔内筒８ａのみを設けてもよいのは勿論である。多孔内筒８ａ、多孔外筒８ｂは、合成樹脂製のものを用いることもできる。
【００２７】
また、図２に示して説明した仕切部材５と、図３に示して説明した支承体７とを具備した構成を採ることも可能である。
【００２８】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は上記のものに限定されず、本発明の要旨の範囲で種々の変形実施が可能である。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明によれば、硬質合成樹脂部の内側に位置してエア排出口の外面に密着する軟質な内周壁部によって、センターシールが確実に行われるとともに、その径方向の外側に位置する硬質合成樹脂部によって、エアフィルタエレメントの剛性を向上させることができる。軟質な内周壁部と、その外側の硬質合成樹脂部とが一体成形された複合構造からなるので、両者の結合が強固であり、シール部が離脱してしまうようなこともない。
【００３０】
そして、本発明は、エンドプレート全体を軟質なエラストマーで成形する場合と比べ、充分な強度を得ることができ、強度が向上されるので、エンドプレートの厚みを薄くすることができ、濾過面積の向上につながる。また、エンドプレート全体を軟質な発泡エラストマー等で成形すると、ボイド（空洞や外面のへこみ）等の成形不良が発生しやすいが、これを改善することができる。
また、前記内周壁部と前記硬質合成樹脂部との境界に設けられた可撓性材料からなる仕切部材によって、内周壁部と硬質合成樹脂部とが区分けされ、均等な厚みを有する内周壁部が形成され、製造も容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明方法によって得ることのできるエアフィルタエレメント１をケーシング１１に収容した状態を示す断面図である。
【図２】  本発明に係るエアフィルタエレメント１の要部を示す部分断面図である。
【図３】  本発明に係るエアフィルタエレメント１の要部を示す部分断面図である。
【図４】  支承体７を例示する斜視図である。
【図５】  エアフィルタエレメント１の製造方法の説明図である。
【図６】  本発明方法によって得ることのできるエアフィルタエレメント１の要部を示す部分断面図である。
【符号の説明】
１  エアフィルタエレメント
２  濾過部
３  エンドプレート
３ａ  内周壁部
３ｂ  硬質合成樹脂部
５  仕切部材
７  支承体
８ａ  多孔内筒
１１  ケーシング
１１ｂ  エア排出口
２１  金型
２２  リング状凹部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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