JP2002045624A - エアフィルタ - Google Patents
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
- B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
- B01D39/16—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres
- B01D39/18—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres the material being cellulose or derivatives thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B01D—SEPARATION
- B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
- B01D46/0027—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours with additional separating or treating functions
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- B01D—SEPARATION
- B01D2275/00—Filter media structures for filters specially adapted for separating dispersed particles from gases or vapours
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
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- Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 大気中のダストに対し、長寿命を保ちつつ、
カーボン粒子を効率よく捕捉することができ、しかもコ
ストを低く抑えることができるエアフィルタを提供す
る。 【解決手段】油が含浸された第１のフィルタ層１１と、
第１のフィルタ層１１よりも下流に設けられ、油をはじ
く性質を有する撥油層たる第２のフィルタ層１２とを備
え、第１のフィルタ層１１のフィルタ材を第２のフィル
タ層１２のフィルタ材より密に設ける。
カーボン粒子を効率よく捕捉することができ、しかもコ
ストを低く抑えることができるエアフィルタを提供す
る。 【解決手段】油が含浸された第１のフィルタ層１１と、
第１のフィルタ層１１よりも下流に設けられ、油をはじ
く性質を有する撥油層たる第２のフィルタ層１２とを備
え、第１のフィルタ層１１のフィルタ材を第２のフィル
タ層１２のフィルタ材より密に設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エアフィルタ、と
くにカーボン粒子を効率よく捕捉できるエアフィルタに
関する。
くにカーボン粒子を効率よく捕捉できるエアフィルタに
関する。
【０００２】
【従来の技術】車両用のエアフィルタとして、濾紙に油
を含浸させたウェットタイプのフィルタが知られてい
る。一般的には含浸油としてビスカスオイルが用いら
れ、通称「ビスカスタイプ」のエアフィルタと呼ばれて
いる。ビスカスタイプのエアフィルタは、油を含浸させ
ないドライタイプのフィルタに比較すると寿命を長くで
きる特長がある。ビスカスタイプのエアフィルタでは、
フィルタ表面の油にダストを捕捉させた後、捕捉された
ダストにさらに油が浸透することによって、ダストの表
面に次のダストを捕捉する作用が発生する。このように
ダストを連鎖的に捕捉することができるため、フィルタ
の容積当たりの捕捉量が増大する。
を含浸させたウェットタイプのフィルタが知られてい
る。一般的には含浸油としてビスカスオイルが用いら
れ、通称「ビスカスタイプ」のエアフィルタと呼ばれて
いる。ビスカスタイプのエアフィルタは、油を含浸させ
ないドライタイプのフィルタに比較すると寿命を長くで
きる特長がある。ビスカスタイプのエアフィルタでは、
フィルタ表面の油にダストを捕捉させた後、捕捉された
ダストにさらに油が浸透することによって、ダストの表
面に次のダストを捕捉する作用が発生する。このように
ダストを連鎖的に捕捉することができるため、フィルタ
の容積当たりの捕捉量が増大する。
【０００３】また、改良されたビスカスタイプのエアフ
ィルタが実公昭６３−２７７６７号公報に記載されてい
る。実公昭６３−２７７６７号公報に記載のエアフィル
タでは、比較的密な第１フィルタ材と、比較的粗な第２
フィルタ材とを積層している。このような積層構造を採
用することにより、第１フィルタ材および第２フィルタ
材の油の含浸率を異なるものとし、これによってフィル
タの目詰まりを防止して、効率よくダストを捕捉するよ
うにしている。
ィルタが実公昭６３−２７７６７号公報に記載されてい
る。実公昭６３−２７７６７号公報に記載のエアフィル
タでは、比較的密な第１フィルタ材と、比較的粗な第２
フィルタ材とを積層している。このような積層構造を採
用することにより、第１フィルタ材および第２フィルタ
材の油の含浸率を異なるものとし、これによってフィル
タの目詰まりを防止して、効率よくダストを捕捉するよ
うにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、油を含浸させ
たウェットタイプのフィルタではカーボン粒子を効率よ
く捕捉することができないという問題がある。これに対
して、油を含浸させないドライタイプのフィルタを用い
ればカーボン粒子を効率よく捕捉することができるが、
フィルタの容積当たりのダスト捕捉量が少ないという欠
点がある。また、不織布を用いる場合には、高流速時お
よび高脈動時においてダスト透過が発生し、またコスト
が上昇するという問題がある。
たウェットタイプのフィルタではカーボン粒子を効率よ
く捕捉することができないという問題がある。これに対
して、油を含浸させないドライタイプのフィルタを用い
ればカーボン粒子を効率よく捕捉することができるが、
フィルタの容積当たりのダスト捕捉量が少ないという欠
点がある。また、不織布を用いる場合には、高流速時お
よび高脈動時においてダスト透過が発生し、またコスト
が上昇するという問題がある。
【０００５】本発明は、フィルタの容積当たりのダスト
捕捉量を大きくとりつつ、カーボン粒子を効率よく捕捉
することができ、しかもコストを低く抑えることができ
るエアフィルタを提供することを目的とする。
捕捉量を大きくとりつつ、カーボン粒子を効率よく捕捉
することができ、しかもコストを低く抑えることができ
るエアフィルタを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】以下、本発明について説
明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図
面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本
発明が図示の形態に限定されるものではない。
明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図
面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本
発明が図示の形態に限定されるものではない。
【０００７】請求項１の発明は、油が含浸された第１の
フィルタ層（１１）と、第１のフィルタ層よりも下流に
設けられ、前記油をはじく性質を有する撥油層からなる
第２のフィルタ層（１２）とを備え、第1のフィルタ層
（１１）および第２のフィルタ層（１２）は濾紙により
形成されていて、第１のフィルタ層（１１）のフィルタ
材は、第２のフィルタ層（１２）のフィルタ材より密に
設けられ、前記第２のフィルタ層（１２）は、その厚さ
方向の全体が前記撥油層からなることを特徴とするエア
フィルタ（１０）により前記課題を解決する。
フィルタ層（１１）と、第１のフィルタ層よりも下流に
設けられ、前記油をはじく性質を有する撥油層からなる
第２のフィルタ層（１２）とを備え、第1のフィルタ層
（１１）および第２のフィルタ層（１２）は濾紙により
形成されていて、第１のフィルタ層（１１）のフィルタ
材は、第２のフィルタ層（１２）のフィルタ材より密に
設けられ、前記第２のフィルタ層（１２）は、その厚さ
方向の全体が前記撥油層からなることを特徴とするエア
フィルタ（１０）により前記課題を解決する。
【０００８】この発明によれば、密な濾紙により形成さ
れ且つオイルが含浸された第１のフィルタ層がダストを
捕捉し、粗い濾紙により形成され且つ撥油処理を行うこ
とでオイルが含浸されない第２のフィルタ層がカーボン
粒子を捕捉するので、両者により効率的な濾過を実現す
ることができる。また、一般に第２のフィルタ層の厚み
は、カーボン粒子を捕捉するための仕様によって定めら
れる。本発明によれば、第２のフィルタ層の厚さ方向の
全体が撥油性を有しているので、第１のフィルタ層の油
分が下流側の第２のフィルタ層の厚さ方向のいずれの部
分にも持ち去られることがなく、これにより、第２のフ
ィルタ層の厚さ方向の全体が効率良くカーボン粒子を捕
捉することができる。これに対し、第２のフィルタ層の
上流側の一部分のみに撥油層を設けた場合、第１のフィ
ルタ層の油分がこの撥油層を通過することがあり、これ
により第２のフィルタの厚さ方向の全体で効率良くカー
ボン粒子を捕捉することができなくなるという問題が生
じる。また、２つのフィルタ層は濾紙で形成されている
ので、高流速時および高脈動時においてダスト透過を防
止し、かつ材料コストを低く抑えることができる。さら
に第２のフィルタ層のフィルタ材は第１のフィルタ層よ
り粗となるように設けられているので、圧力損失を低く
抑えることもできる。
れ且つオイルが含浸された第１のフィルタ層がダストを
捕捉し、粗い濾紙により形成され且つ撥油処理を行うこ
とでオイルが含浸されない第２のフィルタ層がカーボン
粒子を捕捉するので、両者により効率的な濾過を実現す
ることができる。また、一般に第２のフィルタ層の厚み
は、カーボン粒子を捕捉するための仕様によって定めら
れる。本発明によれば、第２のフィルタ層の厚さ方向の
全体が撥油性を有しているので、第１のフィルタ層の油
分が下流側の第２のフィルタ層の厚さ方向のいずれの部
分にも持ち去られることがなく、これにより、第２のフ
ィルタ層の厚さ方向の全体が効率良くカーボン粒子を捕
捉することができる。これに対し、第２のフィルタ層の
上流側の一部分のみに撥油層を設けた場合、第１のフィ
ルタ層の油分がこの撥油層を通過することがあり、これ
により第２のフィルタの厚さ方向の全体で効率良くカー
ボン粒子を捕捉することができなくなるという問題が生
じる。また、２つのフィルタ層は濾紙で形成されている
ので、高流速時および高脈動時においてダスト透過を防
止し、かつ材料コストを低く抑えることができる。さら
に第２のフィルタ層のフィルタ材は第１のフィルタ層よ
り粗となるように設けられているので、圧力損失を低く
抑えることもできる。
【０００９】また、本発明の一態様は、第１のフィルタ
層と第２のフィルタ層とが一体に構成されていることを
特徴とする。
層と第２のフィルタ層とが一体に構成されていることを
特徴とする。
【００１０】この発明によれば、第１のフィルタ層と第
２のフィルタ層とを一体に構成できるので、層構成を単
純なものとすることができるとともに、必要な場合には
フィルタ全体の厚みを調整することができる。
２のフィルタ層とを一体に構成できるので、層構成を単
純なものとすることができるとともに、必要な場合には
フィルタ全体の厚みを調整することができる。
【００１１】また、本発明の一態様は、さらに他の層を
含ませてなることを特徴とする。
含ませてなることを特徴とする。
【００１２】この発明によれば、他の層を含ませること
により、濾材の性能を向上させることができる。
により、濾材の性能を向上させることができる。
【００１３】また、本発明の一態様は、第１のフィルタ
層のポアサイズは７０〜１２０μｍであり、第２のフィ
ルタ層のポアサイズは１００〜１８０μｍであることを
特徴とする。
層のポアサイズは７０〜１２０μｍであり、第２のフィ
ルタ層のポアサイズは１００〜１８０μｍであることを
特徴とする。
【００１４】第１のフィルタ層のポアサイズを７０〜１
２０μｍにし、第２のフィルタ層のポアサイズは１００
〜１８０μｍにした根拠について説明する。まず、第１
のフィルイタ層のポアサイズを７０〜１２０μｍにした
根拠について説明する。本発明者は、ポアサイズを徐々
に変え、第１のフィルタを透過するＪＩＳ♯８のダスト
の量を実験により調べた。その結果を図８に示す。横軸
はポアサイズ（μｍ）を示し、縦軸は第１のフィルタを
透過するＪＩＳ♯８のダストの捕捉量を示している。こ
の図８から、ポアサイズが１２０μｍを超えると、目が
粗くなるので、第１のフィルタを通過するダストの量が
多くなり、清浄効率が悪くなるのがわかる。一方、ポア
サイズが７０μｍ以下では、第１のフィルタを透過する
ダストの量が急激に低減する。したがって、第１のフィ
ルタが捕捉するダストの量が急激に多くなり、フィルタ
寿命が低減してしまう。
２０μｍにし、第２のフィルタ層のポアサイズは１００
〜１８０μｍにした根拠について説明する。まず、第１
のフィルイタ層のポアサイズを７０〜１２０μｍにした
根拠について説明する。本発明者は、ポアサイズを徐々
に変え、第１のフィルタを透過するＪＩＳ♯８のダスト
の量を実験により調べた。その結果を図８に示す。横軸
はポアサイズ（μｍ）を示し、縦軸は第１のフィルタを
透過するＪＩＳ♯８のダストの捕捉量を示している。こ
の図８から、ポアサイズが１２０μｍを超えると、目が
粗くなるので、第１のフィルタを通過するダストの量が
多くなり、清浄効率が悪くなるのがわかる。一方、ポア
サイズが７０μｍ以下では、第１のフィルタを透過する
ダストの量が急激に低減する。したがって、第１のフィ
ルタが捕捉するダストの量が急激に多くなり、フィルタ
寿命が低減してしまう。
【００１５】次に、第２のフィルタ層のポアサイズを１
００〜１８０μｍにした根拠について説明する。本発明
者は、ポアサイズを徐々に変え、第２のフィルタを透過
するカーボンの量を実験により調べた。その結果を図９
に示す。横軸はポアサイズ（μｍ）を示し、縦軸は第２
のフィルタを透過するカーボンの捕捉量を示している。
この図９から、ポアサイズが１８０μｍを超えると、目
が粗くなるので、第２のフィルタを通過するカーボンの
量が多くなり、清浄効率が悪くなるのがわかる。一方、
ポアサイズが１００μｍ以下では、第２のフィルタを透
過するカーボンの量が急激に低減する。したがって、第
１のフィルタが捕捉するダストの量が急激に多くなり、
フィルタ寿命が低減してしまう。
００〜１８０μｍにした根拠について説明する。本発明
者は、ポアサイズを徐々に変え、第２のフィルタを透過
するカーボンの量を実験により調べた。その結果を図９
に示す。横軸はポアサイズ（μｍ）を示し、縦軸は第２
のフィルタを透過するカーボンの捕捉量を示している。
この図９から、ポアサイズが１８０μｍを超えると、目
が粗くなるので、第２のフィルタを通過するカーボンの
量が多くなり、清浄効率が悪くなるのがわかる。一方、
ポアサイズが１００μｍ以下では、第２のフィルタを透
過するカーボンの量が急激に低減する。したがって、第
１のフィルタが捕捉するダストの量が急激に多くなり、
フィルタ寿命が低減してしまう。
【００１６】第１のフィルタ層及び第２のフィルタ層の
ポアサイズを上述のように設定することで、フィルタの
清浄効率も悪くなることなく、しかもフィルタ寿命を延
ばすことができる。
ポアサイズを上述のように設定することで、フィルタの
清浄効率も悪くなることなく、しかもフィルタ寿命を延
ばすことができる。
【００１７】また、本発明の一態様は、前記第２のフィ
ルタ層の下流側の端面が露出していることを特徴とす
る。
ルタ層の下流側の端面が露出していることを特徴とす
る。
【００１８】この発明によれば、第２のフィルタ層の下
流側の端面に油が付着するのが防止されるので、第２の
フィルタ層がより効率良くカーボン粒子を捕捉すること
ができる。
流側の端面に油が付着するのが防止されるので、第２の
フィルタ層がより効率良くカーボン粒子を捕捉すること
ができる。
【００１９】また、エアフィルタは、第２のフィルタ層
を撥油処理した後に、第１のフィルタ層及び第２のフィ
ルタ層を一体に構成することで製造されてもよいし、第
１のフィルタ層及び第２のフィルタ層を一体に構成した
後に、第２のフィルタ層を撥油処理し、第１のフィルタ
層に油を含浸することで製造されてもよい。
を撥油処理した後に、第１のフィルタ層及び第２のフィ
ルタ層を一体に構成することで製造されてもよいし、第
１のフィルタ層及び第２のフィルタ層を一体に構成した
後に、第２のフィルタ層を撥油処理し、第１のフィルタ
層に油を含浸することで製造されてもよい。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、図１〜図６を参照しつつ本
発明によるエアフィルタの実施形態につき説明する。
発明によるエアフィルタの実施形態につき説明する。
【００２１】図１に示すエアフィルタ１０は、折り曲げ
られたフィルタ材１と、矩形状に形成され、フィルタ材
１を保持するプラスチック製の枠材２とからなる。図１
に示すようにフィルタ材１はその周辺部において枠材２
にインサート成形され、枠材２に固定される。
られたフィルタ材１と、矩形状に形成され、フィルタ材
１を保持するプラスチック製の枠材２とからなる。図１
に示すようにフィルタ材１はその周辺部において枠材２
にインサート成形され、枠材２に固定される。
【００２２】図２に示す第１の実施形態にかかるフィル
タ材１ａはフィルタ材にビスカスオイル等の油を含浸さ
せた第１のフィルタ層１１と、油をはじく性質を有する
撥油層からなる第２のフィルタ層１２とを備えている。
第１のフィルタ層１１及び第２のフィルタ層１２は、い
ずれも濾紙により形成され、第１のフィルタ層１１のフ
ィルタ材は、第２のフィルタ層１２のフィルタ材より密
に設けられている。また、第２のフィルタ層１２はその
厚さ方向の全体が、すなわち上流側の端面１２ａから下
流側の端面１２ｂまでが撥油層として形成されており、
撥油層の油をはじく性質によって、第１のフィルタ層１
１に含浸された油が第２のフィルタ層１２に移動するこ
とを阻止ないし抑制している。第２のフィルタ層１２の
下流側の端面１２ｂは露出、すなわち空気に接触してい
る。第１のフィルタ層１１の上面には第１のフィルタ層
１１に含浸された油が滲み出ており、ダストを捕捉しや
すい状態が形成される。一方第２のフィルタ層１２に撥
油性を持たせることにより、油を含浸させた第１のフィ
ルタ層１１によっては捕捉されず、第１のフィルタ層１
１を通過してきたカーボン粒子を、接触濾過等により捕
捉するフィルタ層が形成される。
タ材１ａはフィルタ材にビスカスオイル等の油を含浸さ
せた第１のフィルタ層１１と、油をはじく性質を有する
撥油層からなる第２のフィルタ層１２とを備えている。
第１のフィルタ層１１及び第２のフィルタ層１２は、い
ずれも濾紙により形成され、第１のフィルタ層１１のフ
ィルタ材は、第２のフィルタ層１２のフィルタ材より密
に設けられている。また、第２のフィルタ層１２はその
厚さ方向の全体が、すなわち上流側の端面１２ａから下
流側の端面１２ｂまでが撥油層として形成されており、
撥油層の油をはじく性質によって、第１のフィルタ層１
１に含浸された油が第２のフィルタ層１２に移動するこ
とを阻止ないし抑制している。第２のフィルタ層１２の
下流側の端面１２ｂは露出、すなわち空気に接触してい
る。第１のフィルタ層１１の上面には第１のフィルタ層
１１に含浸された油が滲み出ており、ダストを捕捉しや
すい状態が形成される。一方第２のフィルタ層１２に撥
油性を持たせることにより、油を含浸させた第１のフィ
ルタ層１１によっては捕捉されず、第１のフィルタ層１
１を通過してきたカーボン粒子を、接触濾過等により捕
捉するフィルタ層が形成される。
【００２３】第２のフィルタ層１２は、油をはじく性質
を有する物質、例えばフッ素樹脂含浸濾紙などを適宜選
択して使用することにより、撥油性を与えることができ
る。例えば、後工程でオイル等が含浸される第１のフィ
ルタ層と、後工程で上記フッ素樹脂が含浸される濾紙か
らなる第２のフィルタ層をすき合わせて、両者を一体に
構成しても良い。また、第１のフィルタ層及び第２のフ
ィルタ層を一体に構成した後に（例えば、一層に構成さ
れたフィルタ層に）、第１のフィルタ層（例えば、前記
一層のフィルタ層の上半分）に油を含浸し、第２のフィ
ルタ層（例えば、前記一層のフィルタ層の下半分）に撥
油剤を塗布する方法によっても上記二層を一体に構成す
ることができる。この場合の塗布方法としては、例えば
スプレー法、ロール塗工法（ダイレクトロール法、キス
コート法等）、ディッピング法等、各種の塗工法を用い
ることができる。塗工法を用いれば、簡単な工程により
撥油層を形成できるという利点がある。
を有する物質、例えばフッ素樹脂含浸濾紙などを適宜選
択して使用することにより、撥油性を与えることができ
る。例えば、後工程でオイル等が含浸される第１のフィ
ルタ層と、後工程で上記フッ素樹脂が含浸される濾紙か
らなる第２のフィルタ層をすき合わせて、両者を一体に
構成しても良い。また、第１のフィルタ層及び第２のフ
ィルタ層を一体に構成した後に（例えば、一層に構成さ
れたフィルタ層に）、第１のフィルタ層（例えば、前記
一層のフィルタ層の上半分）に油を含浸し、第２のフィ
ルタ層（例えば、前記一層のフィルタ層の下半分）に撥
油剤を塗布する方法によっても上記二層を一体に構成す
ることができる。この場合の塗布方法としては、例えば
スプレー法、ロール塗工法（ダイレクトロール法、キス
コート法等）、ディッピング法等、各種の塗工法を用い
ることができる。塗工法を用いれば、簡単な工程により
撥油層を形成できるという利点がある。
【００２４】図３（Ａ）に示す第２の実施形態にかかる
フィルタ材１ｂはフィルタ材に油を含浸させた第１のフ
ィルタ層１１と、撥油層からなる第２のフィルタ層１２
とを接着剤層１３により接合している。第１のフィルタ
層１１と第２のフィルタ層１２とは接合面を空気が通過
できるような状態で互いに接合されている。接着剤層１
３は製造完了後、図３（Ｂ）に示すように、第１のフィ
ルタ層１１と第２のフィルタ層１２に滲み込み、第１の
フィルタ層１１と第２のフィルタ層１２との間には隙間
が開かなくなる。この実施形態においても第１のフィル
タ層１１の上面には第１のフィルタ層１１に含浸された
油が滲み出ており、ダストを捕捉しやすい状態が形成さ
れる。一方第２のフィルタ層に撥油性を持たせることに
より、カーボン粒子を接触濾過等により捕捉するフィル
タ層が形成される。なお、この実施形態では、製造完了
後に第１のフィルタ層１１と第２のフィルタ層１２との
間に隙間が開かなくなる状態を示したが、製造完了後に
第１のフィルタ層１１と第２のフィルタ層１２との間に
接着剤層１３が残り、隙間が開いていてもよい。
フィルタ材１ｂはフィルタ材に油を含浸させた第１のフ
ィルタ層１１と、撥油層からなる第２のフィルタ層１２
とを接着剤層１３により接合している。第１のフィルタ
層１１と第２のフィルタ層１２とは接合面を空気が通過
できるような状態で互いに接合されている。接着剤層１
３は製造完了後、図３（Ｂ）に示すように、第１のフィ
ルタ層１１と第２のフィルタ層１２に滲み込み、第１の
フィルタ層１１と第２のフィルタ層１２との間には隙間
が開かなくなる。この実施形態においても第１のフィル
タ層１１の上面には第１のフィルタ層１１に含浸された
油が滲み出ており、ダストを捕捉しやすい状態が形成さ
れる。一方第２のフィルタ層に撥油性を持たせることに
より、カーボン粒子を接触濾過等により捕捉するフィル
タ層が形成される。なお、この実施形態では、製造完了
後に第１のフィルタ層１１と第２のフィルタ層１２との
間に隙間が開かなくなる状態を示したが、製造完了後に
第１のフィルタ層１１と第２のフィルタ層１２との間に
接着剤層１３が残り、隙間が開いていてもよい。
【００２５】本実施形態のフィルタ材を製造する場合、
第１のフィルタ層１１と第２のフィルタ層１２とを接着
剤をはさんで重ね合わせて接合した後に、第１のフィル
タ層１１に油を含浸させる。
第１のフィルタ層１１と第２のフィルタ層１２とを接着
剤をはさんで重ね合わせて接合した後に、第１のフィル
タ層１１に油を含浸させる。
【００２６】接着剤層１３に使用される接着剤は、フィ
ルタの製造工程、及びその製造されたフィルタが使用さ
れる条件を考慮した上で、選択され、例えばホットメル
ト材等を用いることが望ましい。このようなホットメル
ト材の一例としては、オレフィン系、ポリエステル系等
がある。
ルタの製造工程、及びその製造されたフィルタが使用さ
れる条件を考慮した上で、選択され、例えばホットメル
ト材等を用いることが望ましい。このようなホットメル
ト材の一例としては、オレフィン系、ポリエステル系等
がある。
【００２７】第１および第２の実施形態において、第１
のフィルタ層１１のポアサイズは、エアフィルタに要求
される性能に応じて適切な値を選択することができ、例
えば、７０〜１２０μｍに設定される。第１のフィルタ
層１１ではダストがフィルタの目に引っ掛かるようにし
てダストの捕捉効率を決定するため、捕捉すべきダスト
の粒子径や圧力損失等を考慮してポアサイズの値を設定
する。
のフィルタ層１１のポアサイズは、エアフィルタに要求
される性能に応じて適切な値を選択することができ、例
えば、７０〜１２０μｍに設定される。第１のフィルタ
層１１ではダストがフィルタの目に引っ掛かるようにし
てダストの捕捉効率を決定するため、捕捉すべきダスト
の粒子径や圧力損失等を考慮してポアサイズの値を設定
する。
【００２８】一方、撥油性を有する第２のフィルタ層１
２では、ポアサイズを、例えば、１００〜１８０μｍに
設定する。これらによるとフィルタ材全体としてのポア
サイズは７０〜１２０μｍとなる。このように、第２の
フィルタ層１２には比較的ポアサイズの大きいフィルタ
材を用いるが、これは接触濾過等によってカーボン粒子
を捕捉するものであって、必ずしもフィルタ材を密にす
る必要がないからである。むしろ第１のフィルタ層１１
より第２のフィルタ層１２のフィルタ材を粗に設定する
ことにより、圧力損失を低く抑えることができる。
２では、ポアサイズを、例えば、１００〜１８０μｍに
設定する。これらによるとフィルタ材全体としてのポア
サイズは７０〜１２０μｍとなる。このように、第２の
フィルタ層１２には比較的ポアサイズの大きいフィルタ
材を用いるが、これは接触濾過等によってカーボン粒子
を捕捉するものであって、必ずしもフィルタ材を密にす
る必要がないからである。むしろ第１のフィルタ層１１
より第２のフィルタ層１２のフィルタ材を粗に設定する
ことにより、圧力損失を低く抑えることができる。
【００２９】図４に示す第３の実施形態にかかるフィル
タ材１ｃは、フィルタ材に油を含浸させた第１のフィル
タ層１１と、第1中間層１５と、第２中間層１６と、ク
リーン層１７が上流側から下流側に向けて配置されてい
る。本実施形態においては、油をはじく性質を有する撥
油層からなる第２のフィルタ層は、第1中間層１５、第
２中間層１６、クリーン層１７のいずれかで良く、他の
層はそのフィルタの使用目的等を考慮して、材料、ポア
サイズ、厚さ等を決定することができる。他の層の材質
は例えば濾紙であっても良く、また不織布であっても良
い。濾紙を用いる場合には、例えば撥水処理を施すこと
により、インテークの吸入口が水を吸い込みやすい位置
にあっても、エンジン内部への水の吸い込みを防止する
ことができる。
タ材１ｃは、フィルタ材に油を含浸させた第１のフィル
タ層１１と、第1中間層１５と、第２中間層１６と、ク
リーン層１７が上流側から下流側に向けて配置されてい
る。本実施形態においては、油をはじく性質を有する撥
油層からなる第２のフィルタ層は、第1中間層１５、第
２中間層１６、クリーン層１７のいずれかで良く、他の
層はそのフィルタの使用目的等を考慮して、材料、ポア
サイズ、厚さ等を決定することができる。他の層の材質
は例えば濾紙であっても良く、また不織布であっても良
い。濾紙を用いる場合には、例えば撥水処理を施すこと
により、インテークの吸入口が水を吸い込みやすい位置
にあっても、エンジン内部への水の吸い込みを防止する
ことができる。
【００３０】次に、本実施の形態のエアフィルタによる
フィルタリングの作用について説明する。図１〜図４に
おける符号Ａで示す矢印は空気が流れる方向を示してい
る。図２〜４に示すように、空気は最初に第１のフィル
タ層１１を通過し、次いで第２のフィルタ層を通過す
る。
フィルタリングの作用について説明する。図１〜図４に
おける符号Ａで示す矢印は空気が流れる方向を示してい
る。図２〜４に示すように、空気は最初に第１のフィル
タ層１１を通過し、次いで第２のフィルタ層を通過す
る。
【００３１】上記のように第１のフィルタ層１１は油が
含浸されたウェットタイプのフィルタ層である。ダスト
を効率良く捕捉するには、フィルタ材が密で、かつ油含
浸が必要不可欠である。また、この油を含む密なフィル
タ層が空気流路表面にあることがダストを十分に捕捉す
るに欠かせない。したがって、これらの条件を満たす第
１のフィルタ層１１において空気中のダストを効率よく
捕捉できる。しかし、一般に、油を含浸させたフィルタ
材では空気中のカーボン粒子を効率よく捕捉することは
できず、第１のフィルタ層１１で効率よく捕捉されるの
はカーボン粒子以外のダストである。
含浸されたウェットタイプのフィルタ層である。ダスト
を効率良く捕捉するには、フィルタ材が密で、かつ油含
浸が必要不可欠である。また、この油を含む密なフィル
タ層が空気流路表面にあることがダストを十分に捕捉す
るに欠かせない。したがって、これらの条件を満たす第
１のフィルタ層１１において空気中のダストを効率よく
捕捉できる。しかし、一般に、油を含浸させたフィルタ
材では空気中のカーボン粒子を効率よく捕捉することは
できず、第１のフィルタ層１１で効率よく捕捉されるの
はカーボン粒子以外のダストである。
【００３２】第１のフィルタ層１１を通過した空気は第
２のフィルタ層１２へ入る。上記のように第２のフィル
タ層１２は、フィルタ材が粗で、油をはじく撥油性のフ
ィルタであり、カーボン粒子を効率よく捕捉することが
できる。第２のフィルタ層１２では接触濾過等によって
カーボン粒子を捕捉する。
２のフィルタ層１２へ入る。上記のように第２のフィル
タ層１２は、フィルタ材が粗で、油をはじく撥油性のフ
ィルタであり、カーボン粒子を効率よく捕捉することが
できる。第２のフィルタ層１２では接触濾過等によって
カーボン粒子を捕捉する。
【００３３】このように、本発明にかかる各実施形態の
エアフィルタでは、第１のフィルタ層１１においてカー
ボン粒子以外のダストを効率よく捕捉し、第２のフィル
タ層１２の厚さ方向の全体において第１のフィルタ層１
１を通過したカーボン粒子を効率よく捕捉する。したが
って、エアフィルタ全体としては、カーボン粒子および
ダストのいずれをも効率よく捕捉することができる。ま
た、空気の下流に向かって密なフィルタ材を配置する従
来のエアフィルタと異なり、本実施の形態では第２のフ
ィルタ層１２において接触濾過等によってカーボン粒子
を捕捉するので、第２のフィルタ層１２のフィルタ材を
第１のフィルタ層１１のものより粗くすることができ、
もって圧力損失を小さく抑えることもできる。
エアフィルタでは、第１のフィルタ層１１においてカー
ボン粒子以外のダストを効率よく捕捉し、第２のフィル
タ層１２の厚さ方向の全体において第１のフィルタ層１
１を通過したカーボン粒子を効率よく捕捉する。したが
って、エアフィルタ全体としては、カーボン粒子および
ダストのいずれをも効率よく捕捉することができる。ま
た、空気の下流に向かって密なフィルタ材を配置する従
来のエアフィルタと異なり、本実施の形態では第２のフ
ィルタ層１２において接触濾過等によってカーボン粒子
を捕捉するので、第２のフィルタ層１２のフィルタ材を
第１のフィルタ層１１のものより粗くすることができ、
もって圧力損失を小さく抑えることもできる。
【００３４】一般にウェットタイプのフィルタでは、い
わゆる空気による持ち去りと呼ばれる現象によって、油
が空気の流れの下流に向けて転移する。しかし、本実施
の形態のエアフィルタでは、第１のフィルタ層１１の下
流に撥油層たる第２のフィルタ層１２を設けているの
で、撥油層の油をはじく性質によって油が第２のフィル
タ層１２に転移しにくい状態とされている。
わゆる空気による持ち去りと呼ばれる現象によって、油
が空気の流れの下流に向けて転移する。しかし、本実施
の形態のエアフィルタでは、第１のフィルタ層１１の下
流に撥油層たる第２のフィルタ層１２を設けているの
で、撥油層の油をはじく性質によって油が第２のフィル
タ層１２に転移しにくい状態とされている。
【００３５】一般に、カーボン粒子を捕捉する性能はフ
ィルタ層における油の含浸量の影響を受け、油が含浸さ
れると捕捉性能が低下する。したがって、仮に第２のフ
ィルタ層１２に油が含浸されると、カーボン粒子を効率
よく捕捉することができなくなる。ところが本実施の形
態では、上記のように第２のフィルタ層１２は撥油層で
あり油の転移が抑制されるので、第１のフィルタ層１１
から第２のフィルタ層１２に向けてほとんど油が転移し
ない。このため第２のフィルタ層１２を油分の無い状態
のまま維持することができ、よってカーボン粒子の捕捉
性能を長期にわたり高い状態に保つことができる。
ィルタ層における油の含浸量の影響を受け、油が含浸さ
れると捕捉性能が低下する。したがって、仮に第２のフ
ィルタ層１２に油が含浸されると、カーボン粒子を効率
よく捕捉することができなくなる。ところが本実施の形
態では、上記のように第２のフィルタ層１２は撥油層で
あり油の転移が抑制されるので、第１のフィルタ層１１
から第２のフィルタ層１２に向けてほとんど油が転移し
ない。このため第２のフィルタ層１２を油分の無い状態
のまま維持することができ、よってカーボン粒子の捕捉
性能を長期にわたり高い状態に保つことができる。
【００３６】また、第２のフィルタ層１２に油が転移し
にくいため、事実上、油が第２のフィルタ層１２からさ
らに下流に持ち去られるおそれもない。このため、例え
ば、本実施の形態のエアフィルタを車両用エンジンの吸
気経路に取り付けた場合に、エアフィルタよりも下流側
に油が吸入されるという不都合を生じさせない。したが
って、第２のフィルタ層１２以降の下流側に第３のフィ
ルタ層、第４のフィルタ層等を設ける場合にも、フィル
タ材の密度は上流側より粗となるように設けられている
ことが望ましい。
にくいため、事実上、油が第２のフィルタ層１２からさ
らに下流に持ち去られるおそれもない。このため、例え
ば、本実施の形態のエアフィルタを車両用エンジンの吸
気経路に取り付けた場合に、エアフィルタよりも下流側
に油が吸入されるという不都合を生じさせない。したが
って、第２のフィルタ層１２以降の下流側に第３のフィ
ルタ層、第４のフィルタ層等を設ける場合にも、フィル
タ材の密度は上流側より粗となるように設けられている
ことが望ましい。
【００３７】なお、両実施の形態にかかるエアフィルタ
を車両用のエアフィルタとして用いる場合には、フィル
タ材１全体の厚みを好ましくは０．８０ｍｍ〜３．５０
ｍｍ、さらに好ましくは０．９０ｍｍ〜１．７５ｍｍと
する。この場合、第１のフィルタ層の厚みは０．３ｍｍ
〜０．７５ｍｍ、第２のフィルタ層の厚みは０．６ｍｍ
〜１．００ｍｍとすることが好ましい。
を車両用のエアフィルタとして用いる場合には、フィル
タ材１全体の厚みを好ましくは０．８０ｍｍ〜３．５０
ｍｍ、さらに好ましくは０．９０ｍｍ〜１．７５ｍｍと
する。この場合、第１のフィルタ層の厚みは０．３ｍｍ
〜０．７５ｍｍ、第２のフィルタ層の厚みは０．６ｍｍ
〜１．００ｍｍとすることが好ましい。
【００３８】図１〜６に示すように、本実施の形態では
フィルタ材１を折り曲げてフィルタの実質的な面積を増
大させるようにしているが、図５（ｃ）のように、フィ
ルタ材１を平面状に伸ばした状態で使用しても良い。一
方、図５（ａ）、（ｂ）は、フィルタ材１を折り曲げて
パネル型フィルタを形成した例を示している。また、図
６（ａ）、（ｂ）のようにフィルタ材１を丸めて筒状や
菊花状に形成し、筒の内側から外側、あるいは外側から
内側に向けて空気を流すようにするなど、自由に形状を
選択できる。
フィルタ材１を折り曲げてフィルタの実質的な面積を増
大させるようにしているが、図５（ｃ）のように、フィ
ルタ材１を平面状に伸ばした状態で使用しても良い。一
方、図５（ａ）、（ｂ）は、フィルタ材１を折り曲げて
パネル型フィルタを形成した例を示している。また、図
６（ａ）、（ｂ）のようにフィルタ材１を丸めて筒状や
菊花状に形成し、筒の内側から外側、あるいは外側から
内側に向けて空気を流すようにするなど、自由に形状を
選択できる。
【００３９】なお、以上において説明したポアサイズを
測定する試験法について、図７を参照しつつ以下に簡単
に説明する。２つのアルミ管２１、２２の間にサンプル
たる２９ｍｍの直径を有する円盤状フィルタ２３を気密
を保って配置する。フィルタ２３下方のアルミ管２２に
は、その内部の空気の圧力が一定となるように下端側に
バルブ２６が設けられている。さらにバルブ２６の先は
コンプレッサなどを備えたエア圧入手段２８へと導かれ
ている。
測定する試験法について、図７を参照しつつ以下に簡単
に説明する。２つのアルミ管２１、２２の間にサンプル
たる２９ｍｍの直径を有する円盤状フィルタ２３を気密
を保って配置する。フィルタ２３下方のアルミ管２２に
は、その内部の空気の圧力が一定となるように下端側に
バルブ２６が設けられている。さらにバルブ２６の先は
コンプレッサなどを備えたエア圧入手段２８へと導かれ
ている。
【００４０】アルミ管２２の側面にはエアサンプラー管
２５が取り付けられている。エアサンプラー管２５は圧
力計２７へと導かれている。このようにして、アルミ管
２２の内部２４の圧力は、圧力計２７にて把握できるよ
うになっている。
２５が取り付けられている。エアサンプラー管２５は圧
力計２７へと導かれている。このようにして、アルミ管
２２の内部２４の圧力は、圧力計２７にて把握できるよ
うになっている。
【００４１】ポアサイズを測定するときには、まずフィ
ルタ２３上方のアルミ管２１にイソプロピルアルコール
を満たす。アルミ管２２の内部２４は大気圧となってい
る。その後バルブ２６を徐々に解放してエア圧入手段２
８からエアを送り込みアルミ管２２の内部２４の圧力を
次第に高めてゆく。そして最初にフィルタ２３の上面か
らイソプロピルアルコール内に一つの気泡が出たとき、
外気とガラス管２２の内部２４の圧力との差圧を圧力計
２７にて確認する。
ルタ２３上方のアルミ管２１にイソプロピルアルコール
を満たす。アルミ管２２の内部２４は大気圧となってい
る。その後バルブ２６を徐々に解放してエア圧入手段２
８からエアを送り込みアルミ管２２の内部２４の圧力を
次第に高めてゆく。そして最初にフィルタ２３の上面か
らイソプロピルアルコール内に一つの気泡が出たとき、
外気とガラス管２２の内部２４の圧力との差圧を圧力計
２７にて確認する。
【００４２】この差圧から以下に示す換算表によりポア
サイズ（μm）を求める。なお、通常使用されている換
算表においては、圧力の単位として「ｍｍＡｑ」が使用
されているので、以下の表においてはこれにＳＩ単位で
ある「Ｐａ」を併記した。
サイズ（μm）を求める。なお、通常使用されている換
算表においては、圧力の単位として「ｍｍＡｑ」が使用
されているので、以下の表においてはこれにＳＩ単位で
ある「Ｐａ」を併記した。
【００４３】
【表１】
【００４４】
【発明の効果】本発明によれば、密な濾紙により形成さ
れ且つオイルが含浸された第１のフィルタ層がダストを
捕捉し、粗い濾紙により形成され且つオイルが含浸され
ない第２のフィルタ層がカーボン粒子を捕捉するので、
両者により効率的な濾過を実現することができる。ま
た、第２のフィルタ層の厚さ方向の全体が撥油性を有し
ているので、第１のフィルタ層の油分が下流側の第２の
フィルタ層の厚さ方向のいずれの部分にも持ち去られる
ことがなく、これにより、第２のフィルタ層の厚さ方向
の全体が効率良くカーボン粒子を捕捉することができ
る。さらに、第２のフィルタ層のフィルタ材は第１のフ
ィルタ層より粗となるように設けられているので、圧力
損失を低く抑えることもできる。
れ且つオイルが含浸された第１のフィルタ層がダストを
捕捉し、粗い濾紙により形成され且つオイルが含浸され
ない第２のフィルタ層がカーボン粒子を捕捉するので、
両者により効率的な濾過を実現することができる。ま
た、第２のフィルタ層の厚さ方向の全体が撥油性を有し
ているので、第１のフィルタ層の油分が下流側の第２の
フィルタ層の厚さ方向のいずれの部分にも持ち去られる
ことがなく、これにより、第２のフィルタ層の厚さ方向
の全体が効率良くカーボン粒子を捕捉することができ
る。さらに、第２のフィルタ層のフィルタ材は第１のフ
ィルタ層より粗となるように設けられているので、圧力
損失を低く抑えることもできる。
【図１】本発明によるエアフィルタの実施の形態を示す
断面図。
断面図。
【図２】第１の実施形態にかかるフィルタ材を示す断面
図。
図。
【図３】第２の実施形態にかかるフィルタ材を示す断面
図（図中（Ａ）は製造中のフィルタ材を示し、図中
（Ｂ）は製造完了後のフィルタ材を示す）。
図（図中（Ａ）は製造中のフィルタ材を示し、図中
（Ｂ）は製造完了後のフィルタ材を示す）。
【図４】第３の実施形態にかかるフィルタ材を示す断面
図。
図。
【図５】第４の実施形態にかかるフィルタ材を示す全体
図。
図。
【図６】第５の実施形態にかかるフィルタ材を示す全体
図。
図。
【図７】ポアサイズ測定装置を示す図。
【図８】第１のフィルタ層において、ポアサイズとダス
トの捕捉量の関係を示すグラフ。
トの捕捉量の関係を示すグラフ。
【図９】第２のフィルタ層において、ポアサイズとカー
ボンの捕捉量の関係を示すグラフ。
ボンの捕捉量の関係を示すグラフ。
１ フィルタ材 １０ エアフィルタ １１ 第１のフィルタ層 １２ 第２のフィルタ層 １３ 接着層（接着剤）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｍ 35/024 ５１１ Ｆ０２Ｍ 35/024 ５１１Ｄ (72)発明者 松下 範彦 静岡県浜北市中瀬7800番地 東洋▲ろ▼機 製造株式会社内 (72)発明者 鈴木 克美 静岡県浜北市中瀬7800番地 東洋▲ろ▼機 製造株式会社内 Ｆターム(参考） 4D019 AA01 BA12 BB03 BC09 BC20 4D058 JA13 JB26 JB39 JB41 SA04 SA20 TA10
Claims (7)
- 【請求項１】 油が含浸された第１のフィルタ層と、 前記第１のフィルタ層よりも下流に設けられ、前記油を
はじく性質を有する撥油層からなる第２のフィルタ層と
を備え、 前記第１のフィルタ層および前記第２のフィルタ層は濾
紙により形成されていて、 前記第１のフィルタ層のフィルタ材は、前記第２のフィ
ルタ層のフィルタ材より密に設けられ、 前記第２のフィルタ層は、その厚さ方向の全体が前記撥
油層からなることを特徴とするエアフィルタ。 - 【請求項２】 前記第１のフィルタ層と前記第２のフィ
ルタ層とが一体に構成されていることを特徴とする請求
項１に記載のエアフィルタ。 - 【請求項３】 請求項１又は２に記載のエアフィルタ
に、さらに他の層を含ませてなるエアフィルタ。 - 【請求項４】 前記第１のフィルタ層のポアサイズは７
０〜１２０μｍであり、前記第２のフィルタ層のポアサ
イズは１００〜１８０μｍであることを特徴とする請求
項１〜３のいずれかに記載のエアフィルタ。 - 【請求項５】 前記第２のフィルタ層の下流側の端面が
露出していることを特徴とする請求項１〜４いずれかに
記載のエアフィルタ。 - 【請求項６】 前記第２のフィルタ層が撥油処理された
後に、前記第１のフィルタ層及び前記第２のフィルタ層
が一体に構成されることを特徴とする請求項２〜５いず
れかに記載のエアフィルタ。 - 【請求項７】 前記第１のフィルタ層及び前記第２のフ
ィルタ層が一体に構成された後に、 前記第２のフィルタ層が撥油処理され、前記第１のフィ
ルタ層に前記油が含浸されることを特徴とする請求項２
〜５いずれかに記載のエアフィルタ。
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|---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (3)
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|---|---|
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