JP2004051037A - 鉄道車両用エアフィルター - Google Patents
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Abstract
【課題】振動に強く、ケーシングを壊さずともフィルターの脱着が容易に行なえ、ケーシング、フィルターが何度も使用可能で、長期使用における圧力損失の上昇も抑えることが出来、長寿命の鉄道車両用エアフィルターを提供する。
【解決手段】ケーシングを有し、プリーツ状に加工されたフィルター部がＪＩＳＢ９９０８に準じて測定した５．３ｃｍ／ｓｅｃ時の圧力損失が２Ｐａ以下である不織布であり、該ケーシングの内側に、該フィルター部の弾性により圧接して装着することにより達成する。さらに、上流側に面ファスナー介してシート状プレフィルターを装着することによりフィルター部、フィン部を長寿命化し、作業性を向上させ、全ての材料を難燃性にすることにより鉄道車両用エアフィルターとした。
【選択図】 図１
【解決手段】ケーシングを有し、プリーツ状に加工されたフィルター部がＪＩＳＢ９９０８に準じて測定した５．３ｃｍ／ｓｅｃ時の圧力損失が２Ｐａ以下である不織布であり、該ケーシングの内側に、該フィルター部の弾性により圧接して装着することにより達成する。さらに、上流側に面ファスナー介してシート状プレフィルターを装着することによりフィルター部、フィン部を長寿命化し、作業性を向上させ、全ての材料を難燃性にすることにより鉄道車両用エアフィルターとした。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄道車両（地下鉄、モノレール、ライトレールトレイン、新交通システムなどを含む）の鉄道車両用エアフィルターに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、鉄道車両用エアフィルターは、難燃性が要求されることから主として塩化ビニリデン系繊維で作られたフィルター、金属でハニカム状に加工し積層したフィルターなどをシート状で使用されているのが現状であった。
しかしながら、これらのフィルターは初期の通気性は良いものの、砂、土埃、綿埃、塵埃などが付着しフィルター内部に蓄積されるため一定期間使用後の通気性が著しく悪くなり、水洗洗浄後も土埃や綿埃などがフィルター内部に蓄積されていってしまうといった問題があった。
【０００３】
また、難燃性樹脂（あるいは難燃性を付与した樹脂）を網目状に加工したシート、金属をハニカム状に加工したシートなどは通気性は良好であるが粉塵保持量が乏しく綿埃、塵埃などは捕集するが、砂、土埃などはフィルターを通過し、例えばエアコンなどの機器のフィンを傷めてしまう原因になっていた。
【０００４】
さらに、客車などの鉄道車両に使用されることから、振動などにより脱落が無いようにしっかりと固定されたケーシングに固定されているのが現状であった。これらのフィルターおよびケーシングは高価であるため、再利用が強く要望されていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、粉塵保持容量が大きく、通気性がよく、除塵性能に優れ、フィルター部の寿命が延び、エアコンなどの機器のフィンの汚れが少なく、ケーシングの形状を一時的に変えたりバラしたり壊したりすることなくケーシングからフィルター部を脱着して再生できるようにした鉄道車両用エアフィルターの提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、本発明に到達したものである。
【０００７】
第１の発明は、ケーシングを有し、プリーツ状に加工されたフィルター部がＪＩＳ Ｂ９９０８に準じて測定した５．３ｃｍ／ｓｅｃ時の圧力損失が２Ｐａ以下である不織布であり、該ケーシングの内側に、該フィルター部の弾性により圧接して装着されることを特徴とする鉄道車両用エアフィルターに関するものである。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明において、上流側にシート状難燃性プレフィルターを装着することを特徴とする鉄道車両用エアフィルターに関するものである。
【０００９】
第３の発明は、第１の発明または第２の発明に於いて、ケーシングに面ファスナーを設け、面ファスナーを介してシート状プレフィルターを該ケーシングから着脱することによりプレフィルターの交換が可能であることを特徴とする鉄道車両用エアフィルターに関するものである。
【００１０】
第４の発明は、第１〜第３の何れかの発明において、フィルター部が可撓性であることを特徴とする鉄道車両用エアフィルターに関するものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の鉄道車両用エアフィルターについて、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、符号１に示される（アルミ製）ケーシング、符号２に示されるプリーツ状加工されたフィルター部で構成される請求項１〜４の基本的なフィルター形態を示す図である。これらを分離して説明すると、図２の符号１は（アルミ製）ケーシングを示す。図３の符号２はプリーツ状加工したフィルター部を示し、符号３は（アルミ製）ケーシングに圧接する枠部を示す。
図４は符号１に示す（アルミ製）ケーシングから、符号３に示される枠部を設けた符号２に示される可撓性フィルター部を符号１に示される（アルミ製）ケーシングをバラす事なく、あるいは壊すことなく取り外すことが可能な請求項４の形態である。
【００１２】
図５は符号１に示される（アルミ製）ケーシング、符号３に示され枠部を備えた符号２に示されるプリーツ状加工されたフィルター部により構成される請求項１〜４の基本的なフィルター形態にフィルターの上流側に、フィルター部の長寿命化、エアコン機器の長寿命化を目的として、符号４に示されるシート状プレフィルターを装着する請求項２の形態を示す図である。符号５は空気の流れを表す。
【００１３】
図６〜８は前記シート状プレフィルターを着脱するための符号６で示される面ファスナーを符号１に示される（アルミ製）ケーシングの長手側側面、長手側流入面、短手側側面、短手側流入面にシート状プレフィルターが（アルミ製）ケーシングに平面的に固定できるよう一面に、あるいは部分的に間隔をおいて設けた請求項３の形態を示す図である。
【００１４】
尚、フィルター部、枠部、シート状プレフィルター、面ファスナー、ケーシングは難燃性を付与するが、さらに必要に応じて、フィルター部、枠部、シート状プレフィルター、面ファスナー、ケーシングには、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、所望により、脱臭、抗菌、防黴、抗ウイルス、防虫、殺虫、消臭、芳香、保温、蓄温、蓄熱、発熱、吸熱、防水、耐水、撥水、疎水、親水、除湿、調湿、吸湿、撥油、親油、油や揮発性薬剤などの車内拡散の防止除法など各種機能を設けることができる。
【００１５】
脱臭、消臭機能などの付与は鉄道列車内の新型車両の新車臭、喫煙者、衣類などに付着したたばこ臭、飲酒後のアルデヒド臭（酒臭）、アンモニア臭、化粧臭、親父臭（人体臭）などの不快臭に有効である。
【００１６】
抗菌、防黴、坑ウイルスなどの機能の付与は鉄道車両内に浮遊する菌、黴、ウイルスなどを該鉄道車両用エアフィルターにより菌、黴あるいはウイルスの増殖を抑え、エアコン機器内への進入を防ぐのに有効である。
【００１７】
保湿、吸湿、除湿、などの機能の付与は空気清浄機内の水分の捕集や、除湿後の水分の捕集、結露などによる水分の発生を抑え該鉄道車両用エアフィルターからの液漏れを防止するのに有効である。
【００１８】
以下に、本発明の鉄道車両用エアフィルターに係わる構成要素を詳細に説明する。
【００１９】
本発明に係わる鉄道車両用エアフィルターは表面積が大きく、且つ通気性に優れるプリーツ状加工が施されている。
更に本発明に係わる鉄道車両用エアフィルターはフィルター部、プレフィルターおよびケーシングで構成される。また、フィルター部を可撓性にする事によりケーシングをバラす事なく、あるいは壊すことなく何の加工も加えずにフィルター部をケーシングから着脱して使用する事ができる。
本発明における可撓性とは一般的に変形しないケーシングから脱着可能に変形する事ができ再装着の際は前と同様の装着された状態を保つことができる性状をいう。
その実現手段は、フィルター部の素材の持つ弾性を利用するのであるが、例えば、素材が繊維の場合は、型くずれしない程度に繊維を交絡し、不織布をプリーツ状加工（プリーツ加工、コルゲート加工）して立体構造にすることによって実現することができる。用いる不織布としては、厚さ０．１〜５０ｍｍ、好ましくは０．５〜３０ｍｍ、嵩密度０．００３〜０．５ｇ／ｃｍ３、好ましくは、０．００５〜０．０５ｇ／ｃｍ３、さらに好ましくは０．０１〜０．０２ｇ／ｃｍ３の比較的厚みのある不織布となすことにより、外力に対して、復元可能な可撓性のあるフィルター部にすることができる。さらに、フィルター部の側面に弾性を持つ可撓性の枠部を接着することにより、より安定した可撓性を実現することができる。
また、可撓性の枠部を設けることにより、ケーシングとフィルター部との密着性も向上する利点も得ることができる。
【００２０】
本発明に係わるフィルター部、プレフィルターの素材としては、織布、不織布、ネット、及びスポンジ等が用いられる。その中でも、特に不織布は、比較的均一な通気性を確保することができるため、優位に使用される。
【００２１】
不織布は、ポリアミド系繊維、ポリエステル系繊維、ポリアルキレンパラオキシベンゾエート系繊維、ポリウレタン系繊維、ポリビニルアルコール系繊維、ポリ塩化ビニリデン系繊維、ポリ塩化ビニル系繊維、ポリアクリロニトリル系繊維、ポリオレフィン系繊維、フェノール系繊維などの合成繊維、ガラス繊維、金属繊維、アルミナ繊維、活性炭素繊維などの無機繊維、木材パルプ、麻パルプ、コットンリンターパルプなどの天然繊維、レーヨンなどの再生繊維等を単独またはいくつかを混合して使用し、製造することが出来る。
さらに鉄道用に使用するため難燃性を付与することが必要である。また、必要により前記した撥水性、抗菌性及び防黴性などの機能を付与することができる。
【００２２】
不織布の製造方法については特に制限はなく、目的・用途に応じて、乾式法、湿式抄造法、メルトブローン法、スパンボンド法などで得られたウェブを水流交絡法、ニードルパンチ法、ステッチボンド法などの物理的方法、サーマルボンド法などの熱による接着方法、レジンボンドなどの接着剤による接着方法で強度を発現させる方法を適宜組み合わせて製造することができる。その中でも乾式法にて製造することが特に好ましい。
【００２３】
また、大気中の塵埃等の浮遊粒子を捕捉する除塵性能をもつエレクトレットフィルター、ＨＥＰＡフィルター、中・高性能フィルターなどを本発明の趣旨を逸脱しない範囲に於いて組み合わせて使用することにより捕集効率が向上する。また、脱臭剤を含浸加工、封入加工、漉き込みなどにより担持してもかまわない。
【００２４】
本発明に係わるフィルター部はプリーツ状加工を施したフィルター及び好ましくはプリーツ状に加工された可撓性フィルター、即ち、山谷状の折り加工されたフィルター部であり、一定の開口面積に対して、フィルター基材の面積を増すことができる。
プリーツの形状は特に限定されるものではなく、使用する基材の面積や厚さなどに応じて適宜設定すればよいが、山の高さ（Ｈ）と山と山の間隔であるピッチ（Ｐ）とがＨ／Ｐ＝２〜２０の関係を満たすことが好ましい。Ｈ／Ｐが２より小さいと基材面積の増加が少なく、一方Ｈ／Ｐが２０より大きいと隣り合う基材の面同士が接近し過ぎて通気性が阻害される傾向がある。
【００２５】
プリーツ状に加工を施したフィルター部には必要により、プリーツの間隔を一定に保ち、通気性を確保するための加工である、ビート加工、あるいはリボン加工などの加工を施しても良い。
【００２６】
本発明に係わるフィルター部の形成で必要により接着剤を使用する場合は、水溶性のＰＶＡ系接着剤やセルロース系接着剤、ラテックス系接着剤、ホットメルト系接着剤、有機溶剤系の接着剤などさまざまなものが使用できるが、ハンドリング性、加工性からホットメルト系接着剤を用いることが多い。さらに、耐水性接着剤を使用することにより水洗いが可能となる。
【００２７】
耐水性接着剤としてはユリア樹脂系接着剤、メラミン樹脂系接着剤、フェノール樹脂系接着剤、エポキシ樹脂系接着剤、アクリルエマルジョン系接着剤、ポリウレタン系接着剤、レゾルシン系接着剤、酢酸ビニル系接着剤、ホットメルト接着剤などを用いることができる。その中でもアクリル系接着剤がハンドリング性、加工性の面から更に好ましく用いることができる。
【００２８】
本発明に係わる枠部を構成する材料としては不織布、軟質ウレタンフォーム、硬質ウレタンフォームなどを用いることができる。その中でも加工性、ケーシングとの密着性に優れる軟質ウレタンフォームが好ましい。その際に使用する接着剤としては、酢酸ビニル系接着剤、ホットメルト接着剤などを用いることができる。その中でもアクリル系接着剤がハンドリング性、加工性の面から更に好ましく用いることができる。
【００２９】
軟質ウレタンフォームを使用することでケーシングとの密着性が向上し、鉄道車両の振動などでも空気の漏洩が少なく適している。尚、鉄道車両で使用する場合は難燃性を付与する必要がある。また、軟質ウレタンフォームは水・中性洗剤による洗浄再生が可能なためフィルターの再利用が可能である。さらに、スキ、タチ、ヌキなどの加工が容易であるのも特徴である。
【００３０】
軟質ウレタンフォームの密度は１４〜３００ｋｇ／ｍ３ のものが使用され、その中でも４０〜６０ｋｇ／ｍ３ のものが好ましい。
セル数１６〜６０個／２５ｍｍのものが使用され、その中でも４０〜６０個／２５ｍｍのものが好ましい。
伸び率は１００〜３００％以上のものが多く使用される。
【００３１】
本発明に係わるケーシングはどんな素材のものでもかまわないが、例えば紙、不織布、金属、アルミニウム、木、プラスチックなどが用いられるが、加工性に優れ形状がしっかりしていることからプラスチック、金属が好ましく、特に軽量で小ロットでも手軽に対応でき経済的にも優位であるアルミニウム製のものが多く使用される。
【００３２】
また、ケーシングの形状は、開口面に対して垂直なフラット型、空気の流入側または流出側が折れ曲がり形がアルファベットのＬに似ているＬ型、Ｌ型の先端が曲がりコの字型に近い形状の変則コの字型、図９に示すような開口面に対して垂直でフィルターの端部がケーシングに引っかかり状態を保持できる額縁型が通常のフィルター用ケーシングとして用いられる。
【００３３】
フラット型はケーシングとフィルター部またはフィルター枠部の接着が必要であり、Ｌ型は空気の流入側にフィルター押さえ手段が必要となる。
その中でも変則コの字型、図９に示す様な額縁型を用いることによりケーシングと必要により使用するフィルターの枠を固定するための接着剤が不要となり容易に脱着が可能となるため特に好ましい。
【００３４】
額縁型の折り返し部に関しての長さの制限は特にないが、大きく取り過ぎると空気の流れを阻害してしまい、小さ過ぎるとフィルター端部から空気漏洩の可能性が生じるため５〜３０ｍｍが好ましい。
【００３５】
本発明に係わるプレフィルターはシート状で用いられる。シート状プレフィルターを用いることにより、組み合わせて使用するフィルター部への塵埃量が著しく減り、綿埃のような繊維状の比較的大きな塵埃をプレフィルターが捕集する事により、前記フィルター部での捕集の負荷が軽減でき、またフィルター部の寿命を著しく延ばすことができる。このように、プレフィルターは再生しにくい塵埃捕集があった場合、一定期間毎に取り替えて使用するとさらに有用である。
本発明においてプレフィルターを組み合わせてエアコン機器などで使用する場合では吸引フィンなどの機器への負荷が大幅に減り、装置の部品交換期間の延長や、部品をいためないなどの高価な機器にかかる費用よりも安価な可撓性フィルター、さらに安価なプレフィルターを交換する経済的なメリットがある。
【００３６】
プレフィルターの性能はＪＩＳ Ｂ９９０８に準じて測定される圧力損失が５．３ｃｍ／秒において２Ｐａ以下が好ましい。坪量は１５〜１００ｇ／ｍ２のものが使用されるが３０〜７０ｇ／ｍ２のものが好ましい。
【００３７】
本発明の面ファスナーとは、フックとループからなるもので、衣料、家庭用品から工業用品にまで幅広く使用されている。ワンタッチで押さえるだけでしっかりと締まり、軽く剥がせることが特徴である。素材はナイロン、ポリエステルが一般的に使用されている。
【００３８】
本発明では、面ファスナーのフック部をケーシングに用いることにより、シート状プレフィルターの繊維がループ部の代わりとなり、しっかりと付き、軽く剥がれるような構成が好ましい。
面ファスナーのフック部とプレフィルターの剥離強度は自然に剥がれ落ちない程度に付いていれば構わないが、ＪＩＳ−Ｌ−３４１６−８８に準じた試験方法では０．１Ｎ／ｃｍ〜３．０Ｎ／ｃｍで、好ましくは０．１Ｎ／ｃｍ〜１．０Ｎ／ｃｍ程度の比較的弱い接着強度でよい。
【００３９】
面ファスナーとケーシングの接着方法は、両面テープ、アクリル系接着剤、ホットメルト系接着剤、エポキシ系接着剤、ウレタン系接着剤などが可能であるがこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で考えられるあらゆる方法が可能である。尚、接着に於いても難燃性の付与が好ましい。
【００４０】
本発明に好ましく付与される難燃性とは、一般にＪＩＳ Ｌ１０９１、Ａ−１法で評価される特性を有することであり、難燃性を付与する手段は特に限定されるものではない。使用する分野によりその使用する機関が定める難燃性の規格があるが、鉄道車両用に使用する場合には社団法人日本鉄道車両機械技術協会が定める燃焼試験を行い規定で定める難燃性を満足する必要がある。
【００４１】
本発明に好ましく用いられる難燃性材料としては、塩化ビニル、塩化ビニリデン、塩化ビニル・酢酸ビニル共重合、ポリクラール、モダアクリルハロゲンやリン系難燃剤などを含む難燃性ポリエステルなどの繊維素材や難燃加工された天然繊維、例えばプロバン加工された綿やサブロ加工された羊毛などの繊維素材がある。また、得られた不織布等の構成材料、難燃剤を付与することも好ましい方法である。
【００４２】
本発明のケーシングには必要により、ラスアミ、ネット、金属棒などを空気の流入側または流出側に設けフィルターの固定、脱落防止などを補助的に行う機能を持たせても良い。
【００４３】
【実施例】
以下、実施例によりさらに本発明を詳細に説明するが、本発明はその主旨を越えない限りこれらに限定されるものではない。
【００４４】
［フィルター部用基材の作製］
ポリエチレンテレフタレート繊維４０質量％、塩化ビニリデン・アクリルニトリル共重合体繊維４０質量％、バインダーとしてエチレン酢酸ビニール・塩化ビニール共重合体１６質量％、難燃剤としてハロゲン・リン酸エステル４質量％を材料として、乾式法により不織布を作製し、フィルター部用基材（坪量：２００ｇ／ｍ２、厚さ：１０ｍｍ）とした。
作製したフィルター部用基材は社団法人 日本鉄道車両機械協会の燃焼試験により難燃性（車材燃試１２−９５Ｋ）を確認した。
【００４５】
［枠部の作製］
プリーツフィルター用枠として、軟質ウレタンフォーム（密度：６０Ｋｇ／ｍ３、セル数：５５±１０個／２５ｍｍ、引張強度：９８ＫＰａ以上、伸び：１００％以上）を厚さ５ｍｍにスライスし、４００ｍｍ（長さ）×５０ｍｍ（幅）、３００ｍｍ（長さ）×５０ｍｍ（幅）の大きさに作製した。
作製した枠部は社団法人 日本鉄道車両機械協会の燃焼試験により難燃性（車材燃試１１−４８９Ｋ）を確認した。
【００４６】
［プレフィルターの作製］
プレフィルターとして、ポリビニルアルコール繊維（７．７ｄｔｅｘ、１０２ｍｍ／３．３ｄｔｅｘ、５１ｍｍ）とポリエチレン繊維（３．３ｄｔｅｘ、５１ｍｍ）と、乾式法によりウエッブを形成し、難燃剤を熱可塑性のバインダーであるアクリルのラテックス中に混合して、ウエッブに含浸し、繊維を接着して、不織布（坪量：４０ｇ／ｍ２、厚さ：１ｍｍ）を作製した。
作製したプレフィルターは社団法人 日本鉄道車両機械協会の燃焼試験により難燃性（車材燃試１１−４９０Ｋ）を確認した。
【００４７】
［ケーシングの作製］
ケーシングとして、折り返し部１５ｍｍの額縁形状のアルミ製ケーシングをサイズ：４００ｍｍ（長さ）×３００ｍｍ（幅）×５４ｍｍ（高さ）に加工した。
【００４８】
［面ファスナー付きケーシング１の作製］
前記ケーシングの短手方向背面に接着剤付きの面ファスナー（吉田工業株式会社製 商品名：クイックロン１ＱＮ−Ｎ−ＦＡ−ＡＤＳ、車材燃試３−６０５Ｋ）：６０ｍｍ×２５ｍｍを額縁の折り返し部から３ｍｍの位置に２カ所ずつ合計４カ所に取り付けた。
【００４９】
［面ファスナー付きケーシング２の作製］
前記ケーシングの長手方向背面に接着剤付きの面ファスナー（吉田工業株式会社製 商品名：クイックロン１ＱＮ−Ｎ−ＦＡ−ＡＤＳ、車材燃試３−６０５Ｋ）：６０ｍｍ×２５ｍｍを額縁の折り返し部から３ｍｍの位置に３カ所ずつ合計６カ所に取り付けた。
【００５０】
実施例１
前記フィルター部用基材をレシプロ折り機にて折り高さ：５０ｍｍのプリーツ状加工を施し、ピッチ（プリーツの頂点と頂点の間隔）が２５ｍｍとなるよう加工し、上記で作製した枠部をケーシングに当たる部分４辺にホットメルト接着剤により接着し、サイズ：３９０ｍｍ（長さ）×２９０ｍｍ（幅）×５０ｍｍ（高さ）、ピッチ２５ｍｍの枠付きフィルター部（枠部を設けたフィルター部）を作製した。作製した枠付きフィルター部はサイズ：４００ｍｍ（長さ）×３００ｍｍ（幅）×５４ｍｍ（高さ）折り返し部１５ｍｍの額縁形状のアルミ製ケーシングに装着し実施例１の鉄道車両用エアフィルターを作製した。
ＪＩＳ Ｂ９９０８に準じて、５．３ｃｍ／ｓｅｃ時の圧力損失を測定した結果、１Ｐａであった。
【００５１】
実施例２
実施例１同様に枠付きフィルター部を作製した。次に上流側に前記プレフィルターを、サイズ：３９８ｍｍ（長さ）×２９８ｍｍ（幅）にカットして、下流側に前記枠付きフィルター部を、サイズ：４００ｍｍ（長さ）×３００ｍｍ（幅）×５４ｍｍ（高さ）折り返し部１５ｍｍの額縁形状のアルミ製ケーシングに一緒に装着し実施例２の鉄道車両用エアフィルターを作製した。
ＪＩＳ Ｂ９９０８に準じて、５．３ｃｍ／ｓｅｃ時の圧力損失を測定した結果、１Ｐａであった。
【００５２】
実施例３
実施例１同様に枠付きフィルター部を作製した。次に前記枠付きフィルター部を、サイズ：４００ｍｍ（長さ）×３００ｍｍ（幅）×５４ｍｍ（高さ）折り返し部１５ｍｍの額縁形状のアルミ製面ファスナー付きケーシング１に装着した。次にサイズ：４６０ｍｍ（長さ）×３００ｍｍ（幅）にカットした前記プレフィルターを枠付きフィルター部の上流側となるよう面ファスナーにより固定し実施例３の鉄道車両用エアフィルターを作製した。
ＪＩＳ Ｂ９９０８に準じて、５．３ｃｍ／ｓｅｃ時の圧力損失を測定した結果、１Ｐａであった。
【００５３】
実施例４
実施例１同様に枠付きフィルター部を作製した。次に前記枠付きフィルター部を、サイズ：４００ｍｍ（長さ）×３００ｍｍ（幅）×５４ｍｍ（高さ）折り返し部１５ｍｍの額縁形状のアルミ製面ファスナー付きケーシング２に装着した。次にサイズ：４６０ｍｍ（長さ）×３００ｍｍ（幅）にカットした前記プレフィルターを枠付きフィルター部の上流側となるよう面ファスナーにより固定し実施例４の鉄道車両用エアフィルターを作製した。
ＪＩＳ Ｂ９９０８に準じて、５．３ｃｍ／ｓｅｃ時の圧力損失を測定した結果、１Ｐａであった。
【００５４】
実施例５
枠部として通常プリーツで使用する厚さ３ｍｍの不織布枠を使用した以外は実施例１と同様の手順により枠付きフィルター部を作製し、サイズ：４００ｍｍ（長さ）×３００ｍｍ（幅）×５４ｍｍ（高さ）、折り返し部１５ｍｍの額縁形状のアルミ製ケーシングに装着し実施例５の鉄道車両用エアフィルターを作製した。
ＪＩＳ Ｂ９９０８に準じて、５．３ｃｍ／ｓｅｃ時の圧力損失を測定した結果、１Ｐａであった。
【００５５】
実施例６
枠部をプリーツ状加工したフィルター部の折り方向に対して垂直な２辺のみホットメルト接着剤により接着た以外は実施例１と同様の手順によりフィルター部を作製し、プリーツ形状をサイズ：４００ｍｍ（長さ）×３００ｍｍ（幅）×５４ｍｍ（高さ）、折り返し部１５ｍｍの額縁形状のアルミ製ケーシングに装着し実施例６の鉄道車両用エアフィルターを作製した。
ＪＩＳ Ｂ９９０８に準じて、５．３ｃｍ／ｓｅｃ時の圧力損失を測定した結果、０．８Ｐａであった。
枠部がプリーツ状加工したフィルター部の折り方向に対して垂直な２辺のみであったため枠部を設けていない２辺から若干の空気の漏れが見られた。
【００５６】
比較例１
サランロック（旭化成社製 登録商標）をサイズ：３９０ｍｍ（長さ）×２９０ｍｍ（幅）×２５ｍｍにカットし、２枚重ねて４００ｍｍ（長さ）×３００ｍｍ（幅）×５４ｍｍ（高さ）折り返し部１５ｍｍの額縁形状のアルミ製ケーシングに装着し比較例１の鉄道車両用エアフィルターを作製した。
【００５７】
比較例２
ステンレス製ブラシウール（５ｍｍ目合メッシュ）をサイズ：３９０ｍｍ（長さ）×２９０ｍｍ（幅）×５０ｍｍとなるよう加工し、４００ｍｍ（長さ）×３００ｍｍ（幅）×５４ｍｍ（高さ）折り返し部１５ｍｍの額縁形状のアルミ製ケーシングに装着し比較例２の鉄道車両用エアフィルターを作製した。
【００５８】
比較例３
フィルター部用基材としてＭ６０２０ＡＳ（三菱製紙製）を使用した以外は実施例１と同様の手順により枠付きフィルター部を作製し、サイズ：４００ｍｍ（長さ）×３００ｍｍ（幅）×５４ｍｍ（高さ）、折り返し部１５ｍｍの額縁形状のアルミ製ケーシングに装着し比較例３の鉄道車両用エアフィルターを作製した。
ＪＩＳ Ｂ９９０８に準じて、５．３ｃｍ／ｓｅｃ時の圧力損失を測定した結果、３Ｐａであった。
【００５９】
比較例４
枠部として通常プリーツで使用する厚さ５ｍｍの難燃性厚紙（王子製紙製 商品名 アドニス）を使用した以外は実施例１と同様の手順により枠付きフィルター部を作製し、サイズ：４００ｍｍ（長さ）×３００ｍｍ（幅）×５４ｍｍ（高さ）、折り返し部１５ｍｍの額縁形状のアルミ製ケーシングに装着し比較例４の鉄道車両用エアフィルターを作製した。
ＪＩＳ Ｂ９９０８に準じて、５．３ｃｍ／ｓｅｃ時の圧力損失を測定した結果、１Ｐａであった。
【００６０】
以上、実施例および比較例で得られた鉄道車両用エアフィルターは、以下の方法で試験を行い、その性能を評価した。
【００６１】
［初期圧力損失の評価方法］
実施例および比較例で作製した鉄道車両用エアフィルターを、ＪＩＳ Ｂ９９０８による面風速１ｍ／秒で測定した。
【００６２】
［経時圧力損失の評価方法］
実施例および比較例で作製した鉄道車両用エアフィルターを３週間鉄道車両に設置後、エア吹き洗浄またはジェットシャワー水洗洗浄後天日干し乾燥した。さらに３週間鉄道車両に設置後、同様にエア吹き洗浄またはジェットシャワー水洗洗浄後天日干し乾燥した。尚、プレフィルターの付いているものは外した後にエア吹き洗浄または洗浄乾燥を行った。これを６回繰り返し行い、約６ヶ月後のＪＩＳ Ｂ９９０８による面風速１ｍ／秒で測定した。尚、プレフィルターの付いているものは外した後に測定を行った。
【００６３】
［フィルター部洗浄性の評価方法］
実施例および比較例で作製した鉄道車両用エアフィルターを、ジェットシャワー水洗洗浄後天日干し乾燥した。尚、プレフィルターの付いているものは外した後に洗浄乾燥を行った。その後目視により汚れ具合の評価を、汚れがほとんど無くなる：「○」、多少の汚れが残る：「△」、汚れが残る：「×」に分類し３段階評価を行った。
【００６４】
［エアコンフィン部の汚れ評価方法］
実施例および比較例で作製した各々の鉄道車両用エアフィルターを、各１２枚ずつ同一の鉄道車両に１年間設置後、エアコンフィンの汚れ具合を観察した。その結果を、汚れはほとんど付着なし：「◎」、拭けば落ちる程度の汚れが付着：「○」、大きな汚れが付着：「△」、フィンの目が詰まる位の汚れが付着：「×」に分類し４段階評価を行った。
【００６５】
［プレフィルターの装着性の評価方法］
実施例２〜４で作製した鉄道車両用エアフィルターのプレフィルターの装着性を装着し易さ、作業時間のかかり具合などにより評価した。その結果を、作業がスムーズで容易に装着できる：「◎」、容易に装着できる：「○」、シワなどが入ることがあるが装着できる：「△」、装着に時間がかかる：「×」に分類し４段階評価を行った。
【００６６】
［フィルター部脱着性の評価方法］
実施例及び比較例に用いたアルミ製ケーシングからの実施例及び比較例で作製したフィルター部および枠付きフィルター部の脱着性を主観により評価を行った。その結果を、容易に脱着可能で密着性が良い：「◎」、容易に脱着可能：「○」、脱着可能だが困難：「△」、脱着不可能：「×」に分類し４段階評価を行った。
【００６７】
以上の評価結果を表１および表２にまとめた。
【００６８】
【表１】
【００６９】
【表２】
【００７０】
〈評価結果〉
実施例１〜６の鉄道車両用エアフィルターは、フィルター部をプリーツ状に加工することにより、通気性を従来のものと同様あるいはそれ以上にすることが可能となった。さらに長期間の使用に於いては、従来のフィルターは捕集した砂埃、塵埃、綿埃などがエア吹きしても除去しにくくを水洗洗浄の際にフィルター内部に固定物として蓄積されていってしまうため、圧力損失の上昇が起きてしまっていたが、本発明のようなプリーツ状の加工をすることにより、砂埃、塵埃、綿埃などを簡単に落とすことが可能となり、長期的に使用した場合でも砂埃、塵埃、綿埃などの蓄積が起こらず圧力損失の上昇が少なく良好であった。
【００７１】
実施例２〜４の鉄道車両用エアフィルターは、プレフィルターを装着することにより、長期的な圧力損失の上昇を抑えることと、フィルター部の洗浄性が向上した。即ち、プレフィルターで綿埃などの繊維状の埃を除去するので砂埃などが繊維状の綿埃とともにフィルター内部に固定物として蓄積されるのが防げる。また、プレフィルターを面ファスナーにより容易に装着を可能とすることにより、フィルター洗浄作業の時間の短縮となった。さらに面ファスナーを長手側側面に設置することにより、長手側でケーシングを抑えるような鉄道用車両に於いて著しい作業性の向上がみられた。
【００７２】
さらに実施例１〜５の鉄道車両用エアフィルターは、フィルター部にケーシングと圧接する枠部を４辺に設けたため、空気の漏れが少なく、塵埃、砂埃などの捕集効率が向上した。
【００７３】
フィルター部を可撓性にする事によりケーシングからのフィルターの脱着性が良好となった。さらに、フィルター部が可撓性でフィルターの脱着が容易に出来ることにより、フィルターが寿命により使用できなくなった場合でもケーシングをそのままの状態で再利用して使用することが可能で環境に優しくゴミの産出量が軽減できた。
【００７４】
従来３〜４年でフィン部の清掃を行い、７〜８年でフィンクリーナーを使用しての高圧洗浄を行っていたが、実施例のフィルター部を不織布のプリーツ状にすることにより、さらに実施例２〜４のプレフィルターを装着することにより、フィン部の汚れが極めて少なくなり、ブラシ洗浄あるいは高圧洗浄清掃時期を延長することが出来た。
【００７５】
さらに実施例で示すような難燃性を有するフィルター部材を使用することにより鉄道車両用エアフィルターが得られた。
【００７６】
さらに実施例５に示す様に枠部に不織布をした場合に比べ、実施例１〜４に示すような枠部に可撓性であるウレタンフォームを使用し、４辺しっかりと固定することにより空気の漏洩が少なく、振動に強い鉄道車両用エアフィルターが得られた。
【００７７】
さらに実施例１〜６に示す鉄道車両用エアフィルターは、比較例１および２に示す鉄道車両用エアフィルターに比べフィルターの重量が格段に軽くなったことから清掃時の鉄道車両用エアフィルターの脱着や、清掃時の作業効率が向上した。
【００７８】
【発明の効果】
振動に強く、ケーシングを壊さずともフィルターの脱着が容易に行なえ、ケーシング、フィルターが何度も使用可能で、さらにフィルター部の負荷を軽減することが出来、長期使用における圧力損失の上昇も抑えることが出来、ケーシングに面ファスナーを設置することによりエア吹き洗浄または水洗洗浄作業時間を短縮する事が出来た。さらに、フィルター部に難燃性を付与することにより乗り物用として使用可能で極めて優れた通気性であり除塵性能を有し長寿命の鉄道車両用エアフィルターが得られた。
【図面の簡単な説明】
【図１】アルミ製ケーシングにフィルター部を装着した鉄道車両用エアフィルターを示す図。
【図２】（アルミ製）ケーシングを示す図。
【図３】（アルミ製）ケーシングから取り外したフィルター部を示す図。
【図４】（アルミ製）ケーシングからフィルター部を取り出しを示す図。
【図５】（アルミ製）ケーシングにフィルター部、シート状プレフィルターを装着することを示す図。
【図６】（アルミ製）ケーシングの長手側側面の両側それぞれ３カ所に面ファスナーを設けた図。
【図７】（アルミ製）ケーシングの長手側側面の両側２カ所に面ファスナーを設けた図。
【図８】（アルミ製）ケーシングの長手側流入面の両側それぞれ３カ所に面ファスナーを設けた図。
【図９】額縁型形状の（アルミ製）ケーシングにフィルター部を固定した断面図。
【符号の説明】
１ ケーシング
２ フィルター部
３ 枠部
４ シート状プレフィルター
５ 空気の流れ方向を示す
６ 面ファスナー
７ 額縁型形状のケーシング
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄道車両（地下鉄、モノレール、ライトレールトレイン、新交通システムなどを含む）の鉄道車両用エアフィルターに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、鉄道車両用エアフィルターは、難燃性が要求されることから主として塩化ビニリデン系繊維で作られたフィルター、金属でハニカム状に加工し積層したフィルターなどをシート状で使用されているのが現状であった。
しかしながら、これらのフィルターは初期の通気性は良いものの、砂、土埃、綿埃、塵埃などが付着しフィルター内部に蓄積されるため一定期間使用後の通気性が著しく悪くなり、水洗洗浄後も土埃や綿埃などがフィルター内部に蓄積されていってしまうといった問題があった。
【０００３】
また、難燃性樹脂（あるいは難燃性を付与した樹脂）を網目状に加工したシート、金属をハニカム状に加工したシートなどは通気性は良好であるが粉塵保持量が乏しく綿埃、塵埃などは捕集するが、砂、土埃などはフィルターを通過し、例えばエアコンなどの機器のフィンを傷めてしまう原因になっていた。
【０００４】
さらに、客車などの鉄道車両に使用されることから、振動などにより脱落が無いようにしっかりと固定されたケーシングに固定されているのが現状であった。これらのフィルターおよびケーシングは高価であるため、再利用が強く要望されていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、粉塵保持容量が大きく、通気性がよく、除塵性能に優れ、フィルター部の寿命が延び、エアコンなどの機器のフィンの汚れが少なく、ケーシングの形状を一時的に変えたりバラしたり壊したりすることなくケーシングからフィルター部を脱着して再生できるようにした鉄道車両用エアフィルターの提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、本発明に到達したものである。
【０００７】
第１の発明は、ケーシングを有し、プリーツ状に加工されたフィルター部がＪＩＳ Ｂ９９０８に準じて測定した５．３ｃｍ／ｓｅｃ時の圧力損失が２Ｐａ以下である不織布であり、該ケーシングの内側に、該フィルター部の弾性により圧接して装着されることを特徴とする鉄道車両用エアフィルターに関するものである。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明において、上流側にシート状難燃性プレフィルターを装着することを特徴とする鉄道車両用エアフィルターに関するものである。
【０００９】
第３の発明は、第１の発明または第２の発明に於いて、ケーシングに面ファスナーを設け、面ファスナーを介してシート状プレフィルターを該ケーシングから着脱することによりプレフィルターの交換が可能であることを特徴とする鉄道車両用エアフィルターに関するものである。
【００１０】
第４の発明は、第１〜第３の何れかの発明において、フィルター部が可撓性であることを特徴とする鉄道車両用エアフィルターに関するものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の鉄道車両用エアフィルターについて、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、符号１に示される（アルミ製）ケーシング、符号２に示されるプリーツ状加工されたフィルター部で構成される請求項１〜４の基本的なフィルター形態を示す図である。これらを分離して説明すると、図２の符号１は（アルミ製）ケーシングを示す。図３の符号２はプリーツ状加工したフィルター部を示し、符号３は（アルミ製）ケーシングに圧接する枠部を示す。
図４は符号１に示す（アルミ製）ケーシングから、符号３に示される枠部を設けた符号２に示される可撓性フィルター部を符号１に示される（アルミ製）ケーシングをバラす事なく、あるいは壊すことなく取り外すことが可能な請求項４の形態である。
【００１２】
図５は符号１に示される（アルミ製）ケーシング、符号３に示され枠部を備えた符号２に示されるプリーツ状加工されたフィルター部により構成される請求項１〜４の基本的なフィルター形態にフィルターの上流側に、フィルター部の長寿命化、エアコン機器の長寿命化を目的として、符号４に示されるシート状プレフィルターを装着する請求項２の形態を示す図である。符号５は空気の流れを表す。
【００１３】
図６〜８は前記シート状プレフィルターを着脱するための符号６で示される面ファスナーを符号１に示される（アルミ製）ケーシングの長手側側面、長手側流入面、短手側側面、短手側流入面にシート状プレフィルターが（アルミ製）ケーシングに平面的に固定できるよう一面に、あるいは部分的に間隔をおいて設けた請求項３の形態を示す図である。
【００１４】
尚、フィルター部、枠部、シート状プレフィルター、面ファスナー、ケーシングは難燃性を付与するが、さらに必要に応じて、フィルター部、枠部、シート状プレフィルター、面ファスナー、ケーシングには、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、所望により、脱臭、抗菌、防黴、抗ウイルス、防虫、殺虫、消臭、芳香、保温、蓄温、蓄熱、発熱、吸熱、防水、耐水、撥水、疎水、親水、除湿、調湿、吸湿、撥油、親油、油や揮発性薬剤などの車内拡散の防止除法など各種機能を設けることができる。
【００１５】
脱臭、消臭機能などの付与は鉄道列車内の新型車両の新車臭、喫煙者、衣類などに付着したたばこ臭、飲酒後のアルデヒド臭（酒臭）、アンモニア臭、化粧臭、親父臭（人体臭）などの不快臭に有効である。
【００１６】
抗菌、防黴、坑ウイルスなどの機能の付与は鉄道車両内に浮遊する菌、黴、ウイルスなどを該鉄道車両用エアフィルターにより菌、黴あるいはウイルスの増殖を抑え、エアコン機器内への進入を防ぐのに有効である。
【００１７】
保湿、吸湿、除湿、などの機能の付与は空気清浄機内の水分の捕集や、除湿後の水分の捕集、結露などによる水分の発生を抑え該鉄道車両用エアフィルターからの液漏れを防止するのに有効である。
【００１８】
以下に、本発明の鉄道車両用エアフィルターに係わる構成要素を詳細に説明する。
【００１９】
本発明に係わる鉄道車両用エアフィルターは表面積が大きく、且つ通気性に優れるプリーツ状加工が施されている。
更に本発明に係わる鉄道車両用エアフィルターはフィルター部、プレフィルターおよびケーシングで構成される。また、フィルター部を可撓性にする事によりケーシングをバラす事なく、あるいは壊すことなく何の加工も加えずにフィルター部をケーシングから着脱して使用する事ができる。
本発明における可撓性とは一般的に変形しないケーシングから脱着可能に変形する事ができ再装着の際は前と同様の装着された状態を保つことができる性状をいう。
その実現手段は、フィルター部の素材の持つ弾性を利用するのであるが、例えば、素材が繊維の場合は、型くずれしない程度に繊維を交絡し、不織布をプリーツ状加工（プリーツ加工、コルゲート加工）して立体構造にすることによって実現することができる。用いる不織布としては、厚さ０．１〜５０ｍｍ、好ましくは０．５〜３０ｍｍ、嵩密度０．００３〜０．５ｇ／ｃｍ３、好ましくは、０．００５〜０．０５ｇ／ｃｍ３、さらに好ましくは０．０１〜０．０２ｇ／ｃｍ３の比較的厚みのある不織布となすことにより、外力に対して、復元可能な可撓性のあるフィルター部にすることができる。さらに、フィルター部の側面に弾性を持つ可撓性の枠部を接着することにより、より安定した可撓性を実現することができる。
また、可撓性の枠部を設けることにより、ケーシングとフィルター部との密着性も向上する利点も得ることができる。
【００２０】
本発明に係わるフィルター部、プレフィルターの素材としては、織布、不織布、ネット、及びスポンジ等が用いられる。その中でも、特に不織布は、比較的均一な通気性を確保することができるため、優位に使用される。
【００２１】
不織布は、ポリアミド系繊維、ポリエステル系繊維、ポリアルキレンパラオキシベンゾエート系繊維、ポリウレタン系繊維、ポリビニルアルコール系繊維、ポリ塩化ビニリデン系繊維、ポリ塩化ビニル系繊維、ポリアクリロニトリル系繊維、ポリオレフィン系繊維、フェノール系繊維などの合成繊維、ガラス繊維、金属繊維、アルミナ繊維、活性炭素繊維などの無機繊維、木材パルプ、麻パルプ、コットンリンターパルプなどの天然繊維、レーヨンなどの再生繊維等を単独またはいくつかを混合して使用し、製造することが出来る。
さらに鉄道用に使用するため難燃性を付与することが必要である。また、必要により前記した撥水性、抗菌性及び防黴性などの機能を付与することができる。
【００２２】
不織布の製造方法については特に制限はなく、目的・用途に応じて、乾式法、湿式抄造法、メルトブローン法、スパンボンド法などで得られたウェブを水流交絡法、ニードルパンチ法、ステッチボンド法などの物理的方法、サーマルボンド法などの熱による接着方法、レジンボンドなどの接着剤による接着方法で強度を発現させる方法を適宜組み合わせて製造することができる。その中でも乾式法にて製造することが特に好ましい。
【００２３】
また、大気中の塵埃等の浮遊粒子を捕捉する除塵性能をもつエレクトレットフィルター、ＨＥＰＡフィルター、中・高性能フィルターなどを本発明の趣旨を逸脱しない範囲に於いて組み合わせて使用することにより捕集効率が向上する。また、脱臭剤を含浸加工、封入加工、漉き込みなどにより担持してもかまわない。
【００２４】
本発明に係わるフィルター部はプリーツ状加工を施したフィルター及び好ましくはプリーツ状に加工された可撓性フィルター、即ち、山谷状の折り加工されたフィルター部であり、一定の開口面積に対して、フィルター基材の面積を増すことができる。
プリーツの形状は特に限定されるものではなく、使用する基材の面積や厚さなどに応じて適宜設定すればよいが、山の高さ（Ｈ）と山と山の間隔であるピッチ（Ｐ）とがＨ／Ｐ＝２〜２０の関係を満たすことが好ましい。Ｈ／Ｐが２より小さいと基材面積の増加が少なく、一方Ｈ／Ｐが２０より大きいと隣り合う基材の面同士が接近し過ぎて通気性が阻害される傾向がある。
【００２５】
プリーツ状に加工を施したフィルター部には必要により、プリーツの間隔を一定に保ち、通気性を確保するための加工である、ビート加工、あるいはリボン加工などの加工を施しても良い。
【００２６】
本発明に係わるフィルター部の形成で必要により接着剤を使用する場合は、水溶性のＰＶＡ系接着剤やセルロース系接着剤、ラテックス系接着剤、ホットメルト系接着剤、有機溶剤系の接着剤などさまざまなものが使用できるが、ハンドリング性、加工性からホットメルト系接着剤を用いることが多い。さらに、耐水性接着剤を使用することにより水洗いが可能となる。
【００２７】
耐水性接着剤としてはユリア樹脂系接着剤、メラミン樹脂系接着剤、フェノール樹脂系接着剤、エポキシ樹脂系接着剤、アクリルエマルジョン系接着剤、ポリウレタン系接着剤、レゾルシン系接着剤、酢酸ビニル系接着剤、ホットメルト接着剤などを用いることができる。その中でもアクリル系接着剤がハンドリング性、加工性の面から更に好ましく用いることができる。
【００２８】
本発明に係わる枠部を構成する材料としては不織布、軟質ウレタンフォーム、硬質ウレタンフォームなどを用いることができる。その中でも加工性、ケーシングとの密着性に優れる軟質ウレタンフォームが好ましい。その際に使用する接着剤としては、酢酸ビニル系接着剤、ホットメルト接着剤などを用いることができる。その中でもアクリル系接着剤がハンドリング性、加工性の面から更に好ましく用いることができる。
【００２９】
軟質ウレタンフォームを使用することでケーシングとの密着性が向上し、鉄道車両の振動などでも空気の漏洩が少なく適している。尚、鉄道車両で使用する場合は難燃性を付与する必要がある。また、軟質ウレタンフォームは水・中性洗剤による洗浄再生が可能なためフィルターの再利用が可能である。さらに、スキ、タチ、ヌキなどの加工が容易であるのも特徴である。
【００３０】
軟質ウレタンフォームの密度は１４〜３００ｋｇ／ｍ３ のものが使用され、その中でも４０〜６０ｋｇ／ｍ３ のものが好ましい。
セル数１６〜６０個／２５ｍｍのものが使用され、その中でも４０〜６０個／２５ｍｍのものが好ましい。
伸び率は１００〜３００％以上のものが多く使用される。
【００３１】
本発明に係わるケーシングはどんな素材のものでもかまわないが、例えば紙、不織布、金属、アルミニウム、木、プラスチックなどが用いられるが、加工性に優れ形状がしっかりしていることからプラスチック、金属が好ましく、特に軽量で小ロットでも手軽に対応でき経済的にも優位であるアルミニウム製のものが多く使用される。
【００３２】
また、ケーシングの形状は、開口面に対して垂直なフラット型、空気の流入側または流出側が折れ曲がり形がアルファベットのＬに似ているＬ型、Ｌ型の先端が曲がりコの字型に近い形状の変則コの字型、図９に示すような開口面に対して垂直でフィルターの端部がケーシングに引っかかり状態を保持できる額縁型が通常のフィルター用ケーシングとして用いられる。
【００３３】
フラット型はケーシングとフィルター部またはフィルター枠部の接着が必要であり、Ｌ型は空気の流入側にフィルター押さえ手段が必要となる。
その中でも変則コの字型、図９に示す様な額縁型を用いることによりケーシングと必要により使用するフィルターの枠を固定するための接着剤が不要となり容易に脱着が可能となるため特に好ましい。
【００３４】
額縁型の折り返し部に関しての長さの制限は特にないが、大きく取り過ぎると空気の流れを阻害してしまい、小さ過ぎるとフィルター端部から空気漏洩の可能性が生じるため５〜３０ｍｍが好ましい。
【００３５】
本発明に係わるプレフィルターはシート状で用いられる。シート状プレフィルターを用いることにより、組み合わせて使用するフィルター部への塵埃量が著しく減り、綿埃のような繊維状の比較的大きな塵埃をプレフィルターが捕集する事により、前記フィルター部での捕集の負荷が軽減でき、またフィルター部の寿命を著しく延ばすことができる。このように、プレフィルターは再生しにくい塵埃捕集があった場合、一定期間毎に取り替えて使用するとさらに有用である。
本発明においてプレフィルターを組み合わせてエアコン機器などで使用する場合では吸引フィンなどの機器への負荷が大幅に減り、装置の部品交換期間の延長や、部品をいためないなどの高価な機器にかかる費用よりも安価な可撓性フィルター、さらに安価なプレフィルターを交換する経済的なメリットがある。
【００３６】
プレフィルターの性能はＪＩＳ Ｂ９９０８に準じて測定される圧力損失が５．３ｃｍ／秒において２Ｐａ以下が好ましい。坪量は１５〜１００ｇ／ｍ２のものが使用されるが３０〜７０ｇ／ｍ２のものが好ましい。
【００３７】
本発明の面ファスナーとは、フックとループからなるもので、衣料、家庭用品から工業用品にまで幅広く使用されている。ワンタッチで押さえるだけでしっかりと締まり、軽く剥がせることが特徴である。素材はナイロン、ポリエステルが一般的に使用されている。
【００３８】
本発明では、面ファスナーのフック部をケーシングに用いることにより、シート状プレフィルターの繊維がループ部の代わりとなり、しっかりと付き、軽く剥がれるような構成が好ましい。
面ファスナーのフック部とプレフィルターの剥離強度は自然に剥がれ落ちない程度に付いていれば構わないが、ＪＩＳ−Ｌ−３４１６−８８に準じた試験方法では０．１Ｎ／ｃｍ〜３．０Ｎ／ｃｍで、好ましくは０．１Ｎ／ｃｍ〜１．０Ｎ／ｃｍ程度の比較的弱い接着強度でよい。
【００３９】
面ファスナーとケーシングの接着方法は、両面テープ、アクリル系接着剤、ホットメルト系接着剤、エポキシ系接着剤、ウレタン系接着剤などが可能であるがこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で考えられるあらゆる方法が可能である。尚、接着に於いても難燃性の付与が好ましい。
【００４０】
本発明に好ましく付与される難燃性とは、一般にＪＩＳ Ｌ１０９１、Ａ−１法で評価される特性を有することであり、難燃性を付与する手段は特に限定されるものではない。使用する分野によりその使用する機関が定める難燃性の規格があるが、鉄道車両用に使用する場合には社団法人日本鉄道車両機械技術協会が定める燃焼試験を行い規定で定める難燃性を満足する必要がある。
【００４１】
本発明に好ましく用いられる難燃性材料としては、塩化ビニル、塩化ビニリデン、塩化ビニル・酢酸ビニル共重合、ポリクラール、モダアクリルハロゲンやリン系難燃剤などを含む難燃性ポリエステルなどの繊維素材や難燃加工された天然繊維、例えばプロバン加工された綿やサブロ加工された羊毛などの繊維素材がある。また、得られた不織布等の構成材料、難燃剤を付与することも好ましい方法である。
【００４２】
本発明のケーシングには必要により、ラスアミ、ネット、金属棒などを空気の流入側または流出側に設けフィルターの固定、脱落防止などを補助的に行う機能を持たせても良い。
【００４３】
【実施例】
以下、実施例によりさらに本発明を詳細に説明するが、本発明はその主旨を越えない限りこれらに限定されるものではない。
【００４４】
［フィルター部用基材の作製］
ポリエチレンテレフタレート繊維４０質量％、塩化ビニリデン・アクリルニトリル共重合体繊維４０質量％、バインダーとしてエチレン酢酸ビニール・塩化ビニール共重合体１６質量％、難燃剤としてハロゲン・リン酸エステル４質量％を材料として、乾式法により不織布を作製し、フィルター部用基材（坪量：２００ｇ／ｍ２、厚さ：１０ｍｍ）とした。
作製したフィルター部用基材は社団法人 日本鉄道車両機械協会の燃焼試験により難燃性（車材燃試１２−９５Ｋ）を確認した。
【００４５】
［枠部の作製］
プリーツフィルター用枠として、軟質ウレタンフォーム（密度：６０Ｋｇ／ｍ３、セル数：５５±１０個／２５ｍｍ、引張強度：９８ＫＰａ以上、伸び：１００％以上）を厚さ５ｍｍにスライスし、４００ｍｍ（長さ）×５０ｍｍ（幅）、３００ｍｍ（長さ）×５０ｍｍ（幅）の大きさに作製した。
作製した枠部は社団法人 日本鉄道車両機械協会の燃焼試験により難燃性（車材燃試１１−４８９Ｋ）を確認した。
【００４６】
［プレフィルターの作製］
プレフィルターとして、ポリビニルアルコール繊維（７．７ｄｔｅｘ、１０２ｍｍ／３．３ｄｔｅｘ、５１ｍｍ）とポリエチレン繊維（３．３ｄｔｅｘ、５１ｍｍ）と、乾式法によりウエッブを形成し、難燃剤を熱可塑性のバインダーであるアクリルのラテックス中に混合して、ウエッブに含浸し、繊維を接着して、不織布（坪量：４０ｇ／ｍ２、厚さ：１ｍｍ）を作製した。
作製したプレフィルターは社団法人 日本鉄道車両機械協会の燃焼試験により難燃性（車材燃試１１−４９０Ｋ）を確認した。
【００４７】
［ケーシングの作製］
ケーシングとして、折り返し部１５ｍｍの額縁形状のアルミ製ケーシングをサイズ：４００ｍｍ（長さ）×３００ｍｍ（幅）×５４ｍｍ（高さ）に加工した。
【００４８】
［面ファスナー付きケーシング１の作製］
前記ケーシングの短手方向背面に接着剤付きの面ファスナー（吉田工業株式会社製 商品名：クイックロン１ＱＮ−Ｎ−ＦＡ−ＡＤＳ、車材燃試３−６０５Ｋ）：６０ｍｍ×２５ｍｍを額縁の折り返し部から３ｍｍの位置に２カ所ずつ合計４カ所に取り付けた。
【００４９】
［面ファスナー付きケーシング２の作製］
前記ケーシングの長手方向背面に接着剤付きの面ファスナー（吉田工業株式会社製 商品名：クイックロン１ＱＮ−Ｎ−ＦＡ−ＡＤＳ、車材燃試３−６０５Ｋ）：６０ｍｍ×２５ｍｍを額縁の折り返し部から３ｍｍの位置に３カ所ずつ合計６カ所に取り付けた。
【００５０】
実施例１
前記フィルター部用基材をレシプロ折り機にて折り高さ：５０ｍｍのプリーツ状加工を施し、ピッチ（プリーツの頂点と頂点の間隔）が２５ｍｍとなるよう加工し、上記で作製した枠部をケーシングに当たる部分４辺にホットメルト接着剤により接着し、サイズ：３９０ｍｍ（長さ）×２９０ｍｍ（幅）×５０ｍｍ（高さ）、ピッチ２５ｍｍの枠付きフィルター部（枠部を設けたフィルター部）を作製した。作製した枠付きフィルター部はサイズ：４００ｍｍ（長さ）×３００ｍｍ（幅）×５４ｍｍ（高さ）折り返し部１５ｍｍの額縁形状のアルミ製ケーシングに装着し実施例１の鉄道車両用エアフィルターを作製した。
ＪＩＳ Ｂ９９０８に準じて、５．３ｃｍ／ｓｅｃ時の圧力損失を測定した結果、１Ｐａであった。
【００５１】
実施例２
実施例１同様に枠付きフィルター部を作製した。次に上流側に前記プレフィルターを、サイズ：３９８ｍｍ（長さ）×２９８ｍｍ（幅）にカットして、下流側に前記枠付きフィルター部を、サイズ：４００ｍｍ（長さ）×３００ｍｍ（幅）×５４ｍｍ（高さ）折り返し部１５ｍｍの額縁形状のアルミ製ケーシングに一緒に装着し実施例２の鉄道車両用エアフィルターを作製した。
ＪＩＳ Ｂ９９０８に準じて、５．３ｃｍ／ｓｅｃ時の圧力損失を測定した結果、１Ｐａであった。
【００５２】
実施例３
実施例１同様に枠付きフィルター部を作製した。次に前記枠付きフィルター部を、サイズ：４００ｍｍ（長さ）×３００ｍｍ（幅）×５４ｍｍ（高さ）折り返し部１５ｍｍの額縁形状のアルミ製面ファスナー付きケーシング１に装着した。次にサイズ：４６０ｍｍ（長さ）×３００ｍｍ（幅）にカットした前記プレフィルターを枠付きフィルター部の上流側となるよう面ファスナーにより固定し実施例３の鉄道車両用エアフィルターを作製した。
ＪＩＳ Ｂ９９０８に準じて、５．３ｃｍ／ｓｅｃ時の圧力損失を測定した結果、１Ｐａであった。
【００５３】
実施例４
実施例１同様に枠付きフィルター部を作製した。次に前記枠付きフィルター部を、サイズ：４００ｍｍ（長さ）×３００ｍｍ（幅）×５４ｍｍ（高さ）折り返し部１５ｍｍの額縁形状のアルミ製面ファスナー付きケーシング２に装着した。次にサイズ：４６０ｍｍ（長さ）×３００ｍｍ（幅）にカットした前記プレフィルターを枠付きフィルター部の上流側となるよう面ファスナーにより固定し実施例４の鉄道車両用エアフィルターを作製した。
ＪＩＳ Ｂ９９０８に準じて、５．３ｃｍ／ｓｅｃ時の圧力損失を測定した結果、１Ｐａであった。
【００５４】
実施例５
枠部として通常プリーツで使用する厚さ３ｍｍの不織布枠を使用した以外は実施例１と同様の手順により枠付きフィルター部を作製し、サイズ：４００ｍｍ（長さ）×３００ｍｍ（幅）×５４ｍｍ（高さ）、折り返し部１５ｍｍの額縁形状のアルミ製ケーシングに装着し実施例５の鉄道車両用エアフィルターを作製した。
ＪＩＳ Ｂ９９０８に準じて、５．３ｃｍ／ｓｅｃ時の圧力損失を測定した結果、１Ｐａであった。
【００５５】
実施例６
枠部をプリーツ状加工したフィルター部の折り方向に対して垂直な２辺のみホットメルト接着剤により接着た以外は実施例１と同様の手順によりフィルター部を作製し、プリーツ形状をサイズ：４００ｍｍ（長さ）×３００ｍｍ（幅）×５４ｍｍ（高さ）、折り返し部１５ｍｍの額縁形状のアルミ製ケーシングに装着し実施例６の鉄道車両用エアフィルターを作製した。
ＪＩＳ Ｂ９９０８に準じて、５．３ｃｍ／ｓｅｃ時の圧力損失を測定した結果、０．８Ｐａであった。
枠部がプリーツ状加工したフィルター部の折り方向に対して垂直な２辺のみであったため枠部を設けていない２辺から若干の空気の漏れが見られた。
【００５６】
比較例１
サランロック（旭化成社製 登録商標）をサイズ：３９０ｍｍ（長さ）×２９０ｍｍ（幅）×２５ｍｍにカットし、２枚重ねて４００ｍｍ（長さ）×３００ｍｍ（幅）×５４ｍｍ（高さ）折り返し部１５ｍｍの額縁形状のアルミ製ケーシングに装着し比較例１の鉄道車両用エアフィルターを作製した。
【００５７】
比較例２
ステンレス製ブラシウール（５ｍｍ目合メッシュ）をサイズ：３９０ｍｍ（長さ）×２９０ｍｍ（幅）×５０ｍｍとなるよう加工し、４００ｍｍ（長さ）×３００ｍｍ（幅）×５４ｍｍ（高さ）折り返し部１５ｍｍの額縁形状のアルミ製ケーシングに装着し比較例２の鉄道車両用エアフィルターを作製した。
【００５８】
比較例３
フィルター部用基材としてＭ６０２０ＡＳ（三菱製紙製）を使用した以外は実施例１と同様の手順により枠付きフィルター部を作製し、サイズ：４００ｍｍ（長さ）×３００ｍｍ（幅）×５４ｍｍ（高さ）、折り返し部１５ｍｍの額縁形状のアルミ製ケーシングに装着し比較例３の鉄道車両用エアフィルターを作製した。
ＪＩＳ Ｂ９９０８に準じて、５．３ｃｍ／ｓｅｃ時の圧力損失を測定した結果、３Ｐａであった。
【００５９】
比較例４
枠部として通常プリーツで使用する厚さ５ｍｍの難燃性厚紙（王子製紙製 商品名 アドニス）を使用した以外は実施例１と同様の手順により枠付きフィルター部を作製し、サイズ：４００ｍｍ（長さ）×３００ｍｍ（幅）×５４ｍｍ（高さ）、折り返し部１５ｍｍの額縁形状のアルミ製ケーシングに装着し比較例４の鉄道車両用エアフィルターを作製した。
ＪＩＳ Ｂ９９０８に準じて、５．３ｃｍ／ｓｅｃ時の圧力損失を測定した結果、１Ｐａであった。
【００６０】
以上、実施例および比較例で得られた鉄道車両用エアフィルターは、以下の方法で試験を行い、その性能を評価した。
【００６１】
［初期圧力損失の評価方法］
実施例および比較例で作製した鉄道車両用エアフィルターを、ＪＩＳ Ｂ９９０８による面風速１ｍ／秒で測定した。
【００６２】
［経時圧力損失の評価方法］
実施例および比較例で作製した鉄道車両用エアフィルターを３週間鉄道車両に設置後、エア吹き洗浄またはジェットシャワー水洗洗浄後天日干し乾燥した。さらに３週間鉄道車両に設置後、同様にエア吹き洗浄またはジェットシャワー水洗洗浄後天日干し乾燥した。尚、プレフィルターの付いているものは外した後にエア吹き洗浄または洗浄乾燥を行った。これを６回繰り返し行い、約６ヶ月後のＪＩＳ Ｂ９９０８による面風速１ｍ／秒で測定した。尚、プレフィルターの付いているものは外した後に測定を行った。
【００６３】
［フィルター部洗浄性の評価方法］
実施例および比較例で作製した鉄道車両用エアフィルターを、ジェットシャワー水洗洗浄後天日干し乾燥した。尚、プレフィルターの付いているものは外した後に洗浄乾燥を行った。その後目視により汚れ具合の評価を、汚れがほとんど無くなる：「○」、多少の汚れが残る：「△」、汚れが残る：「×」に分類し３段階評価を行った。
【００６４】
［エアコンフィン部の汚れ評価方法］
実施例および比較例で作製した各々の鉄道車両用エアフィルターを、各１２枚ずつ同一の鉄道車両に１年間設置後、エアコンフィンの汚れ具合を観察した。その結果を、汚れはほとんど付着なし：「◎」、拭けば落ちる程度の汚れが付着：「○」、大きな汚れが付着：「△」、フィンの目が詰まる位の汚れが付着：「×」に分類し４段階評価を行った。
【００６５】
［プレフィルターの装着性の評価方法］
実施例２〜４で作製した鉄道車両用エアフィルターのプレフィルターの装着性を装着し易さ、作業時間のかかり具合などにより評価した。その結果を、作業がスムーズで容易に装着できる：「◎」、容易に装着できる：「○」、シワなどが入ることがあるが装着できる：「△」、装着に時間がかかる：「×」に分類し４段階評価を行った。
【００６６】
［フィルター部脱着性の評価方法］
実施例及び比較例に用いたアルミ製ケーシングからの実施例及び比較例で作製したフィルター部および枠付きフィルター部の脱着性を主観により評価を行った。その結果を、容易に脱着可能で密着性が良い：「◎」、容易に脱着可能：「○」、脱着可能だが困難：「△」、脱着不可能：「×」に分類し４段階評価を行った。
【００６７】
以上の評価結果を表１および表２にまとめた。
【００６８】
【表１】
【表２】
〈評価結果〉
実施例１〜６の鉄道車両用エアフィルターは、フィルター部をプリーツ状に加工することにより、通気性を従来のものと同様あるいはそれ以上にすることが可能となった。さらに長期間の使用に於いては、従来のフィルターは捕集した砂埃、塵埃、綿埃などがエア吹きしても除去しにくくを水洗洗浄の際にフィルター内部に固定物として蓄積されていってしまうため、圧力損失の上昇が起きてしまっていたが、本発明のようなプリーツ状の加工をすることにより、砂埃、塵埃、綿埃などを簡単に落とすことが可能となり、長期的に使用した場合でも砂埃、塵埃、綿埃などの蓄積が起こらず圧力損失の上昇が少なく良好であった。
【００７１】
実施例２〜４の鉄道車両用エアフィルターは、プレフィルターを装着することにより、長期的な圧力損失の上昇を抑えることと、フィルター部の洗浄性が向上した。即ち、プレフィルターで綿埃などの繊維状の埃を除去するので砂埃などが繊維状の綿埃とともにフィルター内部に固定物として蓄積されるのが防げる。また、プレフィルターを面ファスナーにより容易に装着を可能とすることにより、フィルター洗浄作業の時間の短縮となった。さらに面ファスナーを長手側側面に設置することにより、長手側でケーシングを抑えるような鉄道用車両に於いて著しい作業性の向上がみられた。
【００７２】
さらに実施例１〜５の鉄道車両用エアフィルターは、フィルター部にケーシングと圧接する枠部を４辺に設けたため、空気の漏れが少なく、塵埃、砂埃などの捕集効率が向上した。
【００７３】
フィルター部を可撓性にする事によりケーシングからのフィルターの脱着性が良好となった。さらに、フィルター部が可撓性でフィルターの脱着が容易に出来ることにより、フィルターが寿命により使用できなくなった場合でもケーシングをそのままの状態で再利用して使用することが可能で環境に優しくゴミの産出量が軽減できた。
【００７４】
従来３〜４年でフィン部の清掃を行い、７〜８年でフィンクリーナーを使用しての高圧洗浄を行っていたが、実施例のフィルター部を不織布のプリーツ状にすることにより、さらに実施例２〜４のプレフィルターを装着することにより、フィン部の汚れが極めて少なくなり、ブラシ洗浄あるいは高圧洗浄清掃時期を延長することが出来た。
【００７５】
さらに実施例で示すような難燃性を有するフィルター部材を使用することにより鉄道車両用エアフィルターが得られた。
【００７６】
さらに実施例５に示す様に枠部に不織布をした場合に比べ、実施例１〜４に示すような枠部に可撓性であるウレタンフォームを使用し、４辺しっかりと固定することにより空気の漏洩が少なく、振動に強い鉄道車両用エアフィルターが得られた。
【００７７】
さらに実施例１〜６に示す鉄道車両用エアフィルターは、比較例１および２に示す鉄道車両用エアフィルターに比べフィルターの重量が格段に軽くなったことから清掃時の鉄道車両用エアフィルターの脱着や、清掃時の作業効率が向上した。
【００７８】
【発明の効果】
振動に強く、ケーシングを壊さずともフィルターの脱着が容易に行なえ、ケーシング、フィルターが何度も使用可能で、さらにフィルター部の負荷を軽減することが出来、長期使用における圧力損失の上昇も抑えることが出来、ケーシングに面ファスナーを設置することによりエア吹き洗浄または水洗洗浄作業時間を短縮する事が出来た。さらに、フィルター部に難燃性を付与することにより乗り物用として使用可能で極めて優れた通気性であり除塵性能を有し長寿命の鉄道車両用エアフィルターが得られた。
【図面の簡単な説明】
【図１】アルミ製ケーシングにフィルター部を装着した鉄道車両用エアフィルターを示す図。
【図２】（アルミ製）ケーシングを示す図。
【図３】（アルミ製）ケーシングから取り外したフィルター部を示す図。
【図４】（アルミ製）ケーシングからフィルター部を取り出しを示す図。
【図５】（アルミ製）ケーシングにフィルター部、シート状プレフィルターを装着することを示す図。
【図６】（アルミ製）ケーシングの長手側側面の両側それぞれ３カ所に面ファスナーを設けた図。
【図７】（アルミ製）ケーシングの長手側側面の両側２カ所に面ファスナーを設けた図。
【図８】（アルミ製）ケーシングの長手側流入面の両側それぞれ３カ所に面ファスナーを設けた図。
【図９】額縁型形状の（アルミ製）ケーシングにフィルター部を固定した断面図。
【符号の説明】
１ ケーシング
２ フィルター部
３ 枠部
４ シート状プレフィルター
５ 空気の流れ方向を示す
６ 面ファスナー
７ 額縁型形状のケーシング
Claims (4)
- ケーシングを有し、プリーツ状に加工されたフィルター部がＪＩＳ Ｂ９９０８に準じて測定した５．３ｃｍ／ｓｅｃ時の圧力損失が２Ｐａ以下である不織布であり、該ケーシングの内側に、該フィルター部の弾性により圧接して装着されることを特徴とする鉄道車両用エアフィルター。
- 上流側にシート状プレフィルターを装着することを特徴とする請求項１記載の鉄道車両用エアフィルター。
- ケーシングに面ファスナーを設け、面ファスナーを介してシート状プレフィルターを該ケーシングから着脱することによりプレフィルターの交換が可能であることを特徴とする請求項１または２記載の鉄道車両用エアフィルター。
- フィルター部が可撓性であることを特徴とする請求項１〜３何れか１項記載の鉄道車両用エアフィルター。
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