(57)【要約】【課題】エアクリーナのハウジングとフィルタエレメントとの間のシール性を保持することが可能なフィルタエレメントの取付構造を提供する。【解決手段】エアクリーナ１のキャップ２とケース４とのそれぞれのフランジ部７、８間に挟持されるシール部１０を、濾材６のエア流の下流側外周縁に一体形成された基部と、その基部の長手方向に沿って内側端を連結してエア流の上流側に開口する被挟持部と、その被挟持部の外周端において外方へ延在した脚部とにより構成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
波板状の濾材と、その外周縁に一体形成された発泡ウレタン製のシール部とにより構成され、エアクリーナのケースとキャップ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の取付構造において、前記シール部には、エア流の上流側に開口する被挟持部と、その被挟持部の外周端において外方へ延在した脚部とを設けたことを特徴とするフィルタエレメントの取付構造。
【請求項２】
前記被挟持部の断面形状における内側面の形状が上流側に向かって拡開してい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の取付構造。
【請求項３】
前記被挟持部の内側には補強リブが形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のフィルタエレメントの取付構造。
【請求項４】
前記補強リブは、前記ケースとキャップとの間の連結部に設けられたことを特徴とする請求項３に記載のフィルタエレメントの取付構造。
【請求項５】
前記被挟持部の肉厚が、側部に比較して頂部の方が厚くなっていることを特徴とする請求項１ないし４のうちいずれか一項に記載のフィルタエレメントの取付構造。
【請求項６】
前記シール部が当接する前記ケースのフランジ部において、前記被挟持部の脚部の外方への移動を阻止する堤部が形成されたことを特徴とする請求項１ないし５のうちいずれか一項に記載のフィルタエレメントの取付構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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の取付構造に関し、特にはエアクリーナのハウジングを構成するケースとキャップとの間に挟持されたフィルタエレメントのシール部が優れたシール性を発揮するフィルタエレメントの取付構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
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発泡ウレタン製のシール部とにより構成されたフィルタエレメントを用いているものがある。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、ケースとキャップ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、外気がケースとキャップ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。
【０００３】
特許文献１に開示されているエアフィルタにおいては、このシール部として、弾性フレキシブル材料から形成された支持密封フレームが濾材に接合されている。
また、特許文献２に開示されているフィルタ部材の取付装置においては、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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１９２５２５号公報
【特許文献２】特開平９−２０１５０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記支持密封フレームやパッキング材は、弾性材料で形成された中実体であって、フランジ部等に挟持されることにより圧縮変形しながらシール性を発揮するものである。
即ち、図８（ａ）に示すように、濾材８２の外周縁に一体成形されたシール部８１は、ケースのフランジ部８４とキャップのフランジ部８３との間に挟持されて、変形することにより、フランジ部８３の内面８３ａに対する十分な接触面積を得ている。しかし、エアクリーナは、自動車のエンジンルーム内に設置されるので、高温環境下に置かれることが多い。すると、合成樹脂製のケースの一部であるフランジ部８４或いはフランジ部８３やその周囲の部分は、圧縮変形したシール部８１の反発力を受けてクリープ現象により変形し、図８（ｂ）に示すように、シール部８１とフランジ部８３の内面８３ａとの接触面積が減少することが起こる場合がある。このため、接触面積が小さくなったシール部８１と内面８３ａとの間から塵埃を含んだ外気が吸引される虞がある。
【０００６】
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、エアクリーナのハウジングとフィルタエレメントとの間のシール性を保持することが可能なフィルタエレメントの取付構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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取付構造の発明は、波板状の濾材と、その外周縁に一体形成された発泡ウレタン製のシール部とにより構成され、エアクリーナのケースとキャップ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の取付構造において、前記シール部には、エア流の上流側に開口する被挟持部と、その被挟持部の外周端において外方へ延在した脚部とを設けたことを特徴とするものである。
【０００８】
上記構成によれば、シール部がエアクリーナのケースとキャップとの閉合部において挟持される時、上流側に開口する被挟持部は、キャップのフランジ部に対する接触状態を維持しながら、強い反発力を発揮することなく変形する。このため、フランジ部と被挟持部との接触面積が減少することなく維持されて、ケースとキャップとの閉合部におけるそれぞれのフランジ部間のシールが良好に維持される。
【０００９】
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の取付構造において、前記被挟持部の断面形状における内側面の形状が上流側に向かって拡開していることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のフィルタエレメントの取付構造において、前記被挟持部の内側には補強リブが形成されていることを特徴とするものである。
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のフィルタエレメントの取付構造において、前記補強リブは、前記ケースとキャップとの間の連結部に設けられたことを特徴とするものである。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のうちいずれか一項に記載のフィルタエレメントの取付構造において、前記被挟持部の肉厚が、側部に比較して頂部の方が厚くなっていることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のうちいずれか一項に記載のフィルタエレメントの取付構造において、前記シール部が当接する前記ケースのフランジ部において、前記被挟持部の脚部の外方への移動を阻止する堤部が形成されたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、フランジ部と被挟持部との接触面積が維持されて、ケースとキャップとのそれぞれのフランジ部間のシールが良好に維持されるフィルタエレメントの取付構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態のエアクリーナの断面図。
【図２】フランジ部間に挟持されたフィルタエレメントのシール部を示す断面図。
【図３】自然状態のフィルタエレメントのシール部を示す一部断面図。
【図４】シール部が濾材に一体形成された部分を示す一部斜視図。
【図５】第２実施形態のシール部の一部を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図。
【図６】補強リブの配置を示すエアクリーナの平面図。
【図７】第３実施形態のシール部を示す一部断面図。
【図８】従来技術の中実発泡体からなるシール部を示し、（ａ）はシール部がフランジ部間に挟持された状態を示し、（ｂ）はフランジ部が変形してシール部が殆ど圧縮されずにシール性が損なわれた状態を示す一部断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（第１の実施形態）
以下、本発明を具体化した第１実施形態を図１〜図４を用いて説明する。
図１に示すように、本実施形態のエアクリーナ１のハウジングは、塵埃を除去するためのフィルタエレメント２４を収納する上方に開口した箱状のケース４と、ケース４に閉合されるように下方に開口したキャップ２とを備えている。
【００１６】
図４に示すように、フィルタエレメント２４は、波板状の紙製の濾材６と、濾材６の外周縁に一体形成されたシール部１０とにより構成されている。ケース４には、外気を吸入するための流入口５が形成され、その流入口５は図示しないダクトを介して大気に開放されている。また、ケース４の開口側周縁にはフランジ部８が形成され、その外方端にはフランジ部８に直交する方向に堤部９が立設されている。キャップ２には、流出口３が形成され、その流出口３は図示しないダクトを介してエンジンに連結されるようになっている。また、キャップ２の開口側周縁にはフランジ部７が形成され、フランジ部７の内縁からエア流の上流側に向かって突条部２ａが延在している。この突条部２ａにより、負圧を受けたシール部１０の内側への移動が阻止される。
【００１７】
図２、３に示すように、発泡ウレタン製のシール部１０は、濾材６に成形接着された基部１１と、その基部１１の長手方向に沿って内側端１２ａを連結しエア流の上流側（図の下方）に開口する被挟持部１２と、その被挟持部１２の外周端１２ｂにおいて外方へ延在した脚部１３とにより形成されている。そして、図４に示すように、シール部１０の基部１１は、成形の際、その一部が隣合う山折部６ａの間に浸入して浸入部１１ａを形成している。
【００１８】
図２は、被挟持部１２がフランジ部８の上面８ａに載置され、図示しないクランプによりキャップ２とケース４とが閉合状態にクランプされ、エアクリーナ１内にフィルタエレメント２４が収容された状態を示す。被挟持部１２は、フランジ部７、８間に挟持されて変形している。この時、脚部１３が、フランジ部８の堤部９により、外方（図の右側）への移動が阻止されるので、被挟持部１２は、その上面とフランジ部７の下面７ａとの間で十分な接触面積を維持しながら変形する。また、この時における被挟持部１２の反発力は、従来技術の中実体のシール部８１の反発力に比較して小さいものである。従って、フランジ部７、フランジ部８又はその周囲部分のクリープ現象による変形が未然に防止され、フランジ部７、８間のシール性が良好に保たれる。この状態において、内燃機関の稼動に伴い、エアが、流入口５からエアクリーナ１のハウジング内に吸引されて、フィルタエレメント２４により濾過され、流出口３から内燃機関の吸気側に送られる。
【００１９】
ところで、図３に示されるように、自然状態の被挟持部１２は、その内側面１４が上流側に向かって拡開し、断面略放物線状をなしている。この形状により、被挟持部１２は、圧縮された時、広がり方向に容易に変形する。この場合、脚部１３が堤部９により移動を阻止されるので、被挟持部１２は、適度な反発力を伴って変形し、フランジ部７に対する接触面積を十分に保つことができる。従って、フィルタエレメント２４とエアクリーナ１のハウジングとの間のシール性を確保することができる。
【００２０】
従って、上記第１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、発泡ウレタン製のシール部１０の被挟持部１２をエア流の上流側に開口した形状とした。このため、被挟持部１２がエアクリーナ１のキャップ２のフランジ部７とケース４のフランジ部８との間に挟持される時、被挟持部１２は適度な反発力を伴って変形して、被挟持部１２とフランジ部７とはシールのために十分な面積で接触することができる。このため、強い反発力を受けないフランジ部７或いはフランジ部８やその周囲部分は、クリープ現象により変形することが起こり難く、被挟持部１２とフランジ部７との十分な接触面積により、フランジ部７、８間のシール性を良好に保つことができる。
【００２１】
（２）上記実施形態では、自然状態の被挟持部１２の断面形状を、その内側面１４がエア流の上流側に向かって拡開し、断面略放物線状をなすようにした。このため、被挟持部１２は、圧縮により広がり方向に容易に変形することができる。しかし、脚部１３がフランジ部８に形成された堤部９により広がり方向の移動を阻止されるので、被挟持部１２は、適度な反発力を伴って変形し、フランジ部７に対する接触面積を十分に保つことができる。
【００２２】
（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、６を用いて説明する。
【００２３】
図５に示すように、本実施形態のシール部１０においては、被挟持部１２の内側面１４の一部に、被挟持部１２と一体に成形された補強リブ２０を設けた。この補強リブ２０は、フランジ部７、８間に挟持された被挟持部１２の広がり方向の変形を防止するために設けられている。即ち、図２に示したように、フィルタエレメント２４がケース４に収容された時、濾材６は基部１１を介してケース４の内側面に挟持され、且つ、被挟持部１２の内側端１２ａがフランジ部８の上面８ａに掛止されているが、被挟持部１２が変形して内側端１２ａの掛止が外れることが起こりうる。ところが、補強リブ２０の存在により、被挟持部１２の広がり変形が抑制され、フランジ部７、８間からの被挟持部１２の脱落が防止されるのである。
【００２４】
また、補強リブ２０は、図６に示すように、キャップ２とケース４とを回転可能に連結する連結部としてのヒンジ部２１付近及びキャップ２とケース４とをクランプするクランプ金具よりなる連結部としてのクランプ部２２付近に配置される。補強リブ２０部分は反発力が強いが、その反発力は、ヒンジ部２１及びクランプ部２２の連結力により押さえ込まれる。従って、シール部１０の脱落が防止されると共に、補強リブ２０により被挟持部１２の反発力が高められても、フランジ部７或いはフランジ部８がクリープ現象により変形することが防止される。また、このように補強リブ２０を設けた場合は、補強リブ２０部分とフランジ部７、８間との接触圧が高くなる一方、補強リブ２０部分以外の部分の接触圧が低くなって、シール不良となる虞があるが、前記のように、補強リブ２０部分をヒンジ部２１及びクランプ部２２で押さえ込めば、このような虞はない。
【００２５】
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加えて、以下の効果を得ることができる。
（３）上記実施形態では、シール部１０における被挟持部１２の内側面１４の一部に、被挟持部１２と一体に成形された補強リブ２０を設けた。このため、補強リブ２０の存在により、被挟持部１２の脱落を防止することができる。
【００２６】
（４）上記実施形態では、補強リブ２０を、キャップ２とケース４とを回転可能に連結するヒンジ部２１付近及びキャップ２とケース４とをクランプするクランプ部２２付近に配置した。このため、補強リブ２０により高められた被挟持部１２の反発力が、ヒンジ部２１及びクランプ部２２により押さえ込まれることにより、補強リブ２０部分以外の部分の接触圧を保つことができる。従って、補強リブ２０が配置された部位においても、他の部位においても、フランジ部７、８間のシール性を良好に維持することができる。
【００２７】
（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７を用いて説明する。
【００２８】
図７に示すように、本実施形態の被挟持部１２の肉厚は、側部１２ｄに比較して頂部１２ｃの方が厚いように偏肉している。このように、頂部１２ｃの肉厚が厚く偏肉したことにより、反発力は一様な肉厚とした場合よりも強くなり、特に被挟持部１２に押し下げ力が作用した初期における反発力が強くなっている。従って、フランジ部７、８間の間隔が広くても、フランジ部７と被挟持部１２との接触圧を十分に確保できる。このため、偏肉部を被挟持部１２の長手方向の一部に設けた場合、その偏肉部を、ヒンジ部２１及びクランプ部２２の付近に配置すれば、高められた反発力を利用して、フランジ部７、８間で被挟持部１２をより確実に挟持することが可能となり、被挟持部１２がずれることを未然に防止することができる。
【００２９】
また、被挟持部１２の短辺及び長辺の全長に亘って、頂部１２ｃの肉厚が厚くなった偏肉部とした場合は、仮にクリープ現象によりフランジ部７、８間が広がったとしても、良好なシール性が保たれる。
【００３０】
（５）上記実施形態では、被挟持部１２の肉厚を、側部１２ｄに比較して頂部１２ｃの方が厚いように偏肉させた。このため、シール部１０の変形初期におけるフランジ部７との接触圧を確保できる。従って、高められた反発力を利用して、フランジ部７、８間で被挟持部１２をより確実に挟持することができる。
【００３１】
（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。
・  被挟持部１２の断面形状を略放物線状としたが、略半円状又、逆Ｕ字状或いは逆Ｖ字状とすること。
・  キャップ２とケース４とを上下に配置したが、横並びに又は斜めに配置すること。
・  第２実施形態では、補強リブ２０の配置をヒンジ部２１及びクランプ部２２付近としたが、ヒンジ部２１が設けられないエアクリーナ１にあっては、クランプ部２２付近のみとすることができる。
・  図６に示すエアクリーナ１の短辺及びコーナー部２３における被挟持部１２の肉厚を他の部分より薄くすること。コーナー部２３においては、被挟持部１２の剛性が増して反発力が強まるが、肉厚を薄くすることにより、コーナー部２３及び他の部分の反発力を等しくすることができる。
・  被挟持部１２の長辺部分の肉厚を他の部分より厚くしたり、高さを高くしたりすること。長辺部分は剛性が低下して反発力が弱くなる傾向にあるが、このようにすれば、反発力の低下を防止できる。
【符号の説明】
【００３２】
１…エアクリーナ、２…キャップ、４…ケース、６…濾材、７，８…フランジ部、９…堤部、１０，８１…シール部、１２…被挟持部、１２ｂ…外周端、１２ｃ…頂部、１２ｄ…側部、１３…脚部、１４…内側面、２０…補強リブ、２４…フィルタエレメント。
【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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【図７】
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【図８】
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