JP2001286715A - フィルタエレメント及びフィルタ装置 - Google Patents

フィルタエレメント及びフィルタ装置

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JP2001286715A
JP2001286715A JP2000106748A JP2000106748A JP2001286715A JP 2001286715 A JP2001286715 A JP 2001286715A JP 2000106748 A JP2000106748 A JP 2000106748A JP 2000106748 A JP2000106748 A JP 2000106748A JP 2001286715 A JP2001286715 A JP 2001286715A
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Naoharu Hasegawa
直治 長谷川
Koichi Kanai
晃一 金井
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Toyo Element Industry Co Ltd
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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
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    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2411—Filter cartridges
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/56—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours with multiple filtering elements, characterised by their mutual disposition
    • B01D46/62—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours with multiple filtering elements, characterised by their mutual disposition connected in series
    • B01D46/64—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours with multiple filtering elements, characterised by their mutual disposition connected in series arranged concentrically or coaxially
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01D—SEPARATION
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    • B01D2271/02—Gaskets, sealings
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 装着しやすく、またシール性能に優れたフィ
ルタエレメント及びフィルタ装置を提供する。 【解決手段】 ケーシング２内に収容されるインナーフ
ィルタエレメント１１は、その一方端部に、濾材１２の
外周側に位置しシール機能を有する弾性材からなる外周
壁部１４を有し、外周壁部１４がケーシング２内に設け
られた筒状部６の内面に密着するように、筒状部６に内
嵌される。インナーフィルタエレメント１１の外周壁部
１４は、該フィルタエレメントの一方端部側よりも、該
一方端部側と対向する側の外径の方が大きくなるように
形成され、かつ、前記一方端部側と対向する側の上面部
１４ａから一方端部側に向けて凹状溝１５が形成され
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、フィルタエレメン
ト及びフィルタ装置、特に内燃機関用エアフィルタとし
て好適に用いられるフィルタエレメント及びフィルタ装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関等に使用されるエアフィルタ装
置においては、アウターフィルタエレメントとその内部
に挿入されるインナーフィルタエレメントとの二重管構
造のものが知られている。このようなエアフィルタ装置
として、筒状のフィルタエレメントの一方端部に、濾材
の内周側に位置しシール機能を有する弾性材からなる内
周壁部を有し、該内周壁部がケーシング内に設けられた
筒状部の外面に密着するように、筒状部に外嵌されて収
容されるアウターフィルタエレメントと、筒状のフィル
タエレメントの一方端部に、濾材の外周側に位置しシー
ル機能を有する弾性材からなる外周壁部を有し、該外周
壁部が前記筒状部の内面に密着するように、筒状部に内
嵌されて収容されるインナーフィルタエレメントとを具
備したものが知られている。通常、アウターフィルタエ
レメントの外側から流体を導入し、インナーフィルタエ
レメントの内側（濾過室）に向けて流体を濾過し、イン
ナーフィルタエレメントの内側から、ケーシング外へ、
濾過された流体を排出する。また、外周壁部は、濾材の
端面を閉塞するエンドプレートによって構成されること
が多い。
【０００３】一般に、濾過室への汚れたエアの流入を防
ぐために必要な、フィルタエレメントとケーシングとの
間のシールは、筒状部に取り付けられる側（フィルタエ
レメントの一方端部）のエンドプレートの端面とこれに
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壁又は外周壁と筒状部との
間で行う場合、その両者で行う場合等がある。
【０００４】上記のような二重管構造のエアフィルタ装
置においては、アウターフィルタエレメントは、筒状部
の外面とのシールを行うインナーシール構造、インナー
フィルタエレメントは、筒状部の内面とのシールを行う
アウターシール構造が知られている。このようなシール
構造では、シール性と装着性を考慮して、外周壁部（エ
ンドプレート）に軟質な発泡性樹脂を用いることが多
い。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、軟質な発泡性
樹脂は、その硬度が配合比や季節要因等により変化しや
すく、その調整、管理が難しく、求める硬度よりも硬く
なることがある。しかも、上記の二重管構造のエアフィ
ルタ装置においては、筒状部は、アウターフィルタエレ
メントのインナーシール及びインナーフィルタエレメン
トのアウターシールの両方を兼ねているにもかかわら
ず、その構造上、あるいは軽量化等の要請から、１．５
ｍｍ程度と比較的肉厚が薄く、充分な強度を有していな
い。このため、外周壁部の硬度の高いインナーフィルタ
エレメントを、筒状部に嵌める際、無理をすると、筒状
部が破損するおそれがあった。
【０００６】また、二重管構造ではない筒状のフィルタ
エレメントの一方端部に、濾材の内周側に位置しシール
機能を有する弾性材からなる内周壁部を有し、前記筒状
部の外面に密着するように、筒状部に外嵌されて収容さ
れる形式のフィルタエレメントにおいて、筒状部の外面
とのシールを行うインナーシール構造については、種々
の検討がなされているが、上記のような二重管構造のエ
アフィルタ装置においては、インナーフィルタエレメン
トにおける、筒状部の内面とのシールを行うアウターシ
ール構造についての検討はあまりなされていない。
【０００７】本発明は、上記のような従来技術における
問題点を考慮してなされたものであり、その目的とする
ところは、装着しやすく、またシール性能に優れたフィ
ルタエレメント及びフィルタ装置を提供することにあ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】〔請求項１に係る発明〕
筒状のフィルタエレメントの一方端部に、濾材の外周
側に位置しシール機能を有する弾性材からなる外周壁部
を有してなり、該外周壁部がケーシング内に設けられた
筒状部の内面に密着するように、筒状部に内嵌されて収
容されるフィルタエレメントにおいて、前記外周壁部
は、フィルタエレメントの一方端部側よりも、該一方端
部側と対向する側の外径の方が大きくなるように形成さ
れ、かつ、前記一方端部側と対向する側の上面部から一
方端部側に向けて凹状溝が形成されたことを特徴とする
フィルタエレメントである。
【０００９】（作用） 外周壁部は、フィルタエレメン
トの一方端部側よりも、該一方端部側と対向する側の外
径の方が大きくなるように形成されているので、外周壁
部の筒状部への内嵌がしやすく、かつ、一方端部側と対
向する側の上面部から一方端部側に向けて凹状溝が形成
されているので、この凹状溝の外側が可撓部となって、
比較的小さな力で装着可能であり、筒状部への装着がス
ムースに行われれる。したがって、筒状部に無理な力が
かかりにくく、筒状部の破損が防がれる。
【００１０】〔請求項２に係る発明〕 前記凹状溝は、
その断面がＶ字形、レ字形、Ｕ字形のいずれかである請
求項１に記載のフィルタエレメントである。
【００１１】〔請求項３に係る発明〕 筒状のフィルタ
エレメントの一方端部に、濾材の内周側に位置しシール
機能を有する弾性材からなる内周壁部を有し、該内周壁
部がケーシング内に設けられた筒状部の外面に密着する
ように、筒状部に外嵌されて収容されるアウターフィル
タエレメントと、筒状のフィルタエレメントの一方端部
に、濾材の外周側に位置しシール機能を有する弾性材か
らなる外周壁部を有し、該外周壁部が前記筒状部の内面
に密着するように、筒状部に内嵌されて収容されるイン
ナーフィルタエレメントと、を備えたフィルタ装置にお
いて、前記インナーフィルタエレメントの外周壁部は、
該フィルタエレメントの一方端部側よりも、該一方端部
側と対向する側の外径の方が大きくなるように形成さ
れ、かつ、前記一方端部側と対向する側の上面部から一
方端部側に向けて凹状溝が形成されたことを特徴とす
る、フィルタ装置である。
【００１２】（作用） インナーフィルタエレメントの
外周壁部は、フィルタエレメントの一方端部側よりも、
該一方端部側と対向する側の外径の方が大きくなるよう
に形成されているので、外周壁部の筒状部への内嵌がし
やすく、かつ、一方端部側と対向する側の上面部から一
方端部側に向けて凹状溝が形成されているので、この凹
状溝の外側が可撓部となって、比較的小さな力で装着可
能であり、筒状部への装着がスムースに行われれる。し
たがって、筒状部に無理な力がかかりにくく、筒状部の
破損が防がれる。
【００１３】
【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、フィルタエレメン
トを収容したフィルタ装置（エアフィルタ装置）を示す
もので、（Ａ）は装置全体の縦断面図、（Ｂ）は、
（Ａ）図の（Ｂ）部分の拡大図である。
【００１４】フィルタ装置１は、筒状のケーシング２
と、ケーシング２内に収容されたインナーフィルタエレ
メント１１及びアウターフィルタエレメント２１とを備
えてなる。筒状のケーシング２は、天板部３と、側壁４
と、底部５とを有する。天板部３は脱着可能である。側
壁４には、エア導入口４ａが形成され、底部５の中央に
はエア排出口５ａが形成されている。エア排出口５ａ
は、図示しない内燃機関の取付部に適宜方法で連結され
る。底部５には、エア排出口５ａから側壁４に至る間の
領域内に、筒状部６が立設されている。
【００１５】インナーフィルタエレメント１１は、筒状
のフィルタエレメントの一方端部に、濾材１２の外周側
に位置しシール機能を有する弾性材からなる外周壁部１
４を有し、外周壁部１４が筒状部６の内面に密着するよ
うに、筒状部６に内嵌されて収容されている。外周壁部
１４は、濾材１２の端面を閉塞するエンドプレート１３
によって構成されている。
【００１６】アウターフィルタエレメント２１は、筒状
のフィルタエレメントの一方端部に、濾材２２の内周側
に位置しシール機能を有する弾性材からなる内周壁部２
４を有し、内周壁部２４が筒状部６の外面に密着するよ
うに、筒状部６に外嵌されて収容されている。内周壁部
２４は、濾材２２の端面を閉塞するエンドプレート２３
によって構成されている。アウターフィルタエレメント
２１の他方端部は、濾材２２の端面がエンドプレート２
５によって閉塞される。エンドプレート２５は、ケーシ
ング２の天板部３に当接する。濾材２２の端面のみなら
ず、アウターフィルタエレメント２１の他方端部の全面
をエンドプレート２５で閉鎖して、インナーフィルタエ
レメント１１の他方端部（エンドプレート１７等）を覆
うようにしてもよい。
【００１７】ケーシング２内アウターフィルタエレメン
ト２１の外周側には、非清浄エア室７が形成され、イン
ナーフィルタエレメント１１の内周側には、濾過室８が
形成される。
【００１８】外部のエアをエア導入口４ａから、ケーシ
ング２内における非清浄エア室７に導入し、アウターフ
ィルタエレメント２１の濾材２２及びインナーフィルタ
エレメント１１の濾材１２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８を通ってエア排出口
５ａからケーシング２の外部に排出され、図示しない内
燃機関に導かれる。
【００１９】インナーフィルタエレメント１１は、筒状
をなし、その一方端部に濾材１２の端面を閉塞するエン
ドプレート１３を有する。エンドプレート１３は、中央
には開口部が形成され該開口部がエア排出口５ａに連通
する。エンドプレート１３は、シール機能を有する弾性
材からなり、濾材１２の外周側に位置し濾材の外周端よ
りも外側に張り出した外周壁部１４を有する。外周壁部
１４がケーシング内に設けられた筒状部６の内面に密着
するように、筒状部６に内嵌され、シールされる。エン
ドプレート１３（外周壁部１４）は、シール機能を有す
る弾性材であればよいが、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。濾材１２
の内周には、濾材１２を支持補強する多孔内筒１８、濾
材１２の外周には、濾材１２を支持補強する多孔外筒１
９が配設されている。濾材１２の構成は特に限定されな
い。濾紙を交互にひだ折りした濾材、あるいは比較的厚
みのない不織布等で構成される。図１は、濾材１２が濾
紙を交互にひだ折りした濾材からなる例を示している。
【００２０】インナーフィルタエレメント１１の他方端
部は、濾材１２の端面が、公知の適宜手段により閉塞さ
れる。図示の例では、インナーフィルタエレメント１１
の他方端部は、エンドプレート１７によって全面が閉鎖
されている。また、エンドプレート１７がケーシング２
の天板部３に当接するようにしている。
【００２１】外周壁部１４は、フィルタエレメントの一
方端部側（ケーシングの底部５側）よりも、該一方端部
側と対向する側の外径の方が大きくなるように形成され
ている。また、前記一方端部側と対向する側の上面部１
４ａから一方端部側に向けて凹状溝１５が形成されてい
る。凹状溝１５は、外周壁部１４の上面部１４ａの全周
にわたり形成されている。
【００２２】図２に、外周壁部１４の形成例を示す。外
周壁部１４は、一方端部側から、中間域にわたってほぼ
同一径で起立する案内部１４ｂ、続いて斜面を形成する
斜状部１４ｃ、続いてほぼ同一径で伸びる張出部１４
ｄ、張出部１４ｄに連なる上面部１４ａを備えている。
張出部１４ｄの外径は、案内部１４ｂより大である。ま
た、張出部１４ｄの外径は、筒状部６の内径よりもわず
かに大きく形成される。図２（ａ）は、外周壁部１４の
上面部１４ａから一方端部側に向けて形成した凹状溝１
５の断面がＶ字形をなす例である。（ｂ）は凹状溝１５
の断面がレ字形をなす例であって、レ字の斜面部が外側
に位置する例である。（ｃ）は凹状溝１５の断面がレ字
形をなす例であって、レ字の斜面部が内側に位置する例
である。（ｄ）は凹状溝１５の断面がＵ字形をなす例で
ある。
【００２３】上記（ａ）〜（ｄ）のいずれの例において
も、外周壁部１４の上面部１４ａから一方端部側に向け
て形成した凹状溝１５によって、凹状溝１５の外側の上
部（角部）に、可撓部１５ａが形成され、可撓部１５ａ
が、取付時に内側に撓むので、比較的小さな力で筒状部
６に装着することができる。
【００２４】外周壁部１４を含むエンドプレート１３
は、合成樹脂材により濾材１２と一体的に成形すること
ができる。外周壁部１４を含むエンドプレート１３を単
独で成形し、これと濾材１２を接合してもよい。
【００２５】なお、エンドプレート１３の端面（底部）
は、通常、ケーシング２の底部５内面に突き当てられ、
当接又は圧接される。
【００２６】図３のフィルタ装置は、インナーフィルタ
エレメント１１の濾材１２が比較的厚みのない不織布等
で構成された例を示す。その他の構成は図１に示したも
のと同様である。
【００２７】図４のフィルタ装置は、図１，３に示した
装置と異なり、アウターフィルタエレメントとインナー
フィルタエレメントとの二重管構造ではなく、アウター
フィルタエレメント２１は筒状部６の外側に存在せず、
単一のフィルタエレメント１１のみを収容してフィルタ
装置を構成した例を示す。その他の構成は図１に示した
ものと同様である。
【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、本発明によれば、
フィルタエレメントのケーシングへの装着がしやすく、
またシール性能に優れたフィルタエレメント及びフィル
タ装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るフィルタ装置１（エアフィルタ装
置）を示すもので、（Ａ）は装置全体の縦断面図、
（Ｂ）は、（Ａ）図の（Ｂ）部分の拡大図である。
【図２】本発明に係るフィルタエレメント１の要部を示
す部分端面図である。
【図３】本発明に係るフィルタ装置１（エアフィルタ装
置）を示す装置全体の縦断面図である。
【図４】本発明に係るフィルタエレメント１を収容した
フィルタ装置１（エアフィルタ装置）を示す装置全体の
縦断面図である。
【符号の説明】
１ フィルタ装置 ２ ケーシング ６ 筒状部 １１ インナーフィルタエレメント １２ 濾材 １３ エンドプレート １４ 外周壁部 １４ａ 外周壁部の上面部 １５ 凹状溝 ２１ アウターフィルタエレメント ２２ 濾材 ２４ 内周壁部
フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D058 JA02 JA10 JB25 KA01 KA06 KA25 KA27 KB02 KB12 KC30 KC55 KC63 KC64 KC65 KC66 SA07

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 筒状のフィルタエレメントの一方端部
    に、濾材の外周側に位置しシール機能を有する弾性材か
    らなる外周壁部を有してなり、該外周壁部がケーシング
    内に設けられた筒状部の内面に密着するように、筒状部
    に内嵌されて収容されるフィルタエレメントにおいて、 前記外周壁部は、フィルタエレメントの一方端部側より
    も、該一方端部側と対向する側の外径の方が大きくなる
    ように形成され、かつ、前記一方端部側と対向する側の
    上面部から一方端部側に向けて凹状溝が形成されたこと
    を特徴とするフィルタエレメント。
  2. 【請求項２】 前記凹状溝は、その断面がＶ字形、レ字
    形、Ｕ字形のいずれかである請求項１に記載のフィルタ
    エレメント。
  3. 【請求項３】 筒状のフィルタエレメントの一方端部
    に、濾材の内周側に位置しシール機能を有する弾性材か
    らなる内周壁部を有し、該内周壁部がケーシング内に設
    けられた筒状部の外面に密着するように、筒状部に外嵌
    されて収容されるアウターフィルタエレメントと、 筒状のフィルタエレメントの一方端部に、濾材の外周側
    に位置しシール機能を有する弾性材からなる外周壁部を
    有し、該外周壁部が前記筒状部の内面に密着するよう
    に、筒状部に内嵌されて収容されるインナーフィルタエ
    レメントと、を備えたフィルタ装置において、 前記インナーフィルタエレメントの外周壁部は、該フィ
    ルタエレメントの一方端部側よりも、該一方端部側と対
    向する側の外径の方が大きくなるように形成され、か
    つ、前記一方端部側と対向する側の上面部から一方端部
    側に向けて凹状溝が形成されたことを特徴とする、フィ
    ルタ装置。
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