JP2006000779A - 洗浄フィルタ - Google Patents

Abstract

【課題】洗浄しても型崩れを起こさずに、再利用可能な車両用の洗浄フィルタを提供すること。
【解決手段】洗浄フィルタ１０は、ジグザグ状に折り返して円環状に巻き付けて形成する濾材１１と、濾材１１の外周面を覆う外メッシュ部１３と、濾材１１の内周面を覆う内メッシュ部１４と、内メッシュ部１４内で中空部に形成される主通気路１５と、外メッシュ部１３の外周面に円周上にわたって形成するフィルタ折返し固定部２０とを有している。濾材１１は、不織布の表面にアクリル樹脂層を含浸させて形成し、外メッシュ部１３及び内メッシュ部１４は、防錆材としてのアルミニウム製で形成する。フィルタ折返し固定部２０は、ホットメルトを溶着して形成し、凸部を濾材１１の通気路内に挿入して各通気路を等間隔に固定している。
【選択図】図１

Description

本発明は空気内に含まれる塵埃を濾過する濾材を備えた洗浄フィルタに関し、さらに詳しくは、濾材を洗浄することによって繰り返し使用可能な洗浄フィルタに関する。

一般に、自動車やトラック等の車両用のエンジン用エアフィルタは、導入される空気を清浄化してエンジンの燃費の低下を防止するために空気回路内に配置されている。従来、このエンジン用エアフィルタは、紙材を連続的に折り返して円環状に形成した濾材と、円環状の濾材の外周面と内周面とを覆う亜鉛板又は鉄板で形成された保護網部とを備えて構成されていた。一方、外気には各種の粉塵や有害物質が混入されていて、長期間の使用で、この粉塵や有害物質がフィルタの濾材に付着することによって、必然的に汚れてくることとなっていた。

このエアフィルタを洗浄して再利用しようとしても、紙材で形成された濾材は、洗浄すると破れたり溶けたりし、また亜鉛板や鉄板で形成された保護網部は、洗浄すると錆びやすくなっていた。そのため、従来では、汚れたエアフィルタは消耗品として扱われ、廃棄して新規のエアフィルタと交換することが一般的に行われていた。

しかし、トラックや自動車の数は極めて多く、それぞれのトラックや自動車に装着されているエアフィルタを廃棄することは、莫大な数の廃棄物を生み出すこととなり、産業廃棄物の増大となって環境問題にまで発展することとなっていた。

このために従来では、特許文献１に示すように、洗浄後、再利用可能なエアフィルタが開発されていた。この特許文献１に示される発明は、エアフィルタの洗浄を可能にする装置であるものの、不織布で形成されて洗浄可能なエアフィルタが同時に開示されている。開示されたエアフィルタは、連続的に折り返して円環状に形成された濾材を有している。このエアフィルタを再利用することによって廃棄することが少なくなって環境問題の改善を図ることができることとなっていた。
特開平５−１１１６０７号公報（２〜４頁、図１参照）

しかし、通常、自動車やトラック等に使用されている従来のカートリッジタイプのエアフィルタは、空気回路内において着脱が容易な筒状に形成されている。つまり、このエアフィルタの濾材を形成する際、上述のように１枚の布又は紙を、長手方向に沿って連続的にジグザグ状に折返すとともに、円周方向に巻き付けることによって円環状に形成している。これによって、円環状の濾材は、外周面と、内周面に全周にわたって連続的な折返し部を形成することとなり、隣接する折返し部間に通気路を形成することとなる。このような形状のエアフィルタでは、例えば、使用したエアフィルタを洗浄して再利用する場合、洗浄によって、隣接する折返し部の一部が接触して重なり合ったままの状態になりやすい。隣接する折返し部が重なり合うことにより、一部の通気路では空気が遮断されることとなっていた。そのため、正常な濾過が行われなくなりエアフィルタの効果を低下させることとなっていた。

特許文献１に示されている従来のエアフィルタでは、材質的に通気性が確保されているものの、濾材の形状が示されているものではなく、洗浄する際に発生する折返し部の重なりを、改良することについては、何等開示もしくは示唆されていない。つまり、円環状に形成された上述の濾材では、洗浄後における通気性の向上に対しては何等対策がなされていなかった。

本発明は、上述の課題を解決するものであり、洗浄可能な洗浄フィルタを構成して、再利用できるようにするとともに、円環状に形成された濾材の通気性を向上できる洗浄フィルタを提供することを目的とする。

本発明に係る上記の目的を達成するために、以下のように構成するものである。すなわち、
請求項１記載の発明では、塵埃を除去する濾材と前記濾材を覆う保護網部とを有して構成される洗浄フィルタであって、
前記濾材が、円周方向断面において、外周縁部と内周縁部に連続的に折り返される折返し部を全周にわたって形成して円環状に形成されるとともに、引張強度・耐洗浄性に優れて洗浄可能に形成され、
さらに、前記濾材が、隣接する外周縁部の折返し部間を通気路として形成するとともに、隣接する前記通気路間のピッチを略一定にする通気路等間隔維持手段を備えていることを特徴とするものである。

請求項２記載の発明では、前記濾材が、表面にアクリル樹脂を含浸させた不織布で形成されていることを特徴としている。

請求項３記載の発明では、前記通気路等間隔維持手段が、前記通気路内に挿入する凸部を備えて円周方向に形成されていることを特徴としている。

請求項４記載の発明では、前記保護網部は、防錆材料で形成されていることを特徴としている。

請求項１記載の発明によれば、洗浄フィルタを洗浄剤で洗浄することになっても、洗浄フィルタを構成する濾材を引張強度・耐洗浄性に優れた材料で形成していることから、濾材が破れたり、溶けたりすることがなく洗浄可能となる。また、濾材は、外周縁部と内周縁部とが折り返されて円環状に形成されるとともに、折返し部間に形成された通気路には通気路等間隔維持手段が配置されていることから、洗浄フィルタを何回洗浄しても、隣接する折返し部は接触することなく常に略一定の間隔に保たれる。従って、洗浄した洗浄フィルタを所定の空気回路内に装着しても安定した通気が確保でき、フィルタとしての品質を維持することができる。これによって、洗浄フィルタの廃棄を少なくして環境問題を解決することができる。

請求項２記載の発明によれば、前記濾材を、表面にアクリル樹脂を含浸させた不織布で形成することから、含浸させたアクリル樹脂によって引張強度を向上することができる。又、不織布で形成されていることから耐洗浄性を向上できる。

請求項３記載の発明によれば、前記通気路等間隔維持手段が、各通気路内に挿入する凸部を備えていることから、凸部を強制的に通気路内に挿入して固定すれば、通気路を一定の間隔で維持することが可能となる。この通気路等間隔維持手段は、例えば、濾材を円環状に形成した後で、各通気路内に挿入するように外周面全周にわたってオレフィン系樹脂材（ホットメルト）を溶着することによって形成したり、あるいは、円環状の帯材に櫛状の突起部を一体的に多数形成したり、また、アルミ箔を波状に加工したものを円環状の濾材に貼り付けることによって形成する。

請求項４記載の発明では、前記保護網部が、防錆材料、例えば、アルミニウムやステンレス材や、防錆処理を施した鉄材等で形成することによって、洗浄しても錆を発生させることがないことから、長期使用が可能となってそのまま再利用することができる。

以下、本発明における一形態の洗浄フィルタを図面に基づいて詳細に説明する。実施形態の洗浄フィルタは、主に乗用車又はトラック・バス等の車両におけるエンジン用洗浄フィルタに好適に使用できる。

図１は、洗浄フィルタ（以下、フィルタとも言う。）１０の全体斜視図を示し、図２は、軸心方向で切断した断面図を示すものである。フィルタ１０は、円環状に形成された濾材１１と、濾材１１の外周面を覆うように配置された外保護網部（以下、外メッシュ部という。）１３と、濾材１１の内周面を覆うように配置された内保護網部（以下、内メッシュ部という。）１４と、濾材１１の軸方向における一端側に配置された取付凸部１７と、他端側に配置された取付凹部１９とを有してカートリッジタイプとして、円環状に形成されている。又、内メッシュ部１４の内部の中空部は主通気路１５として形成されている。

外メッシュ部１３の外周面には、軸心方向に沿って３箇所で並設するように、通気路等間隔維持部（以下、フィルタ折返し固定部という。）２０が全周にわたって形成されている。

濾材１１は、図３〜４に示すように、表面にアクリル樹脂層１１２を含浸させた不織布１１１をジグザグ状に折り返して円環状に巻き付けるようにして形成する。円環状の濾材１１には、外周縁部に外折返し部１１３が形成されるとともに内周縁部に内折返し部１１４が形成される。そして隣接する各外折返し部１１３・１１３間に通気路１１５が形成される。

なお、不織布１１１は、通気性の良好なものを使用するとともに、不織布１１１の表面に含浸されるアクリル樹脂層１１２の成分は、主に、アクリル樹脂共重合体と水で形成され、さらに界面活性剤を少量添加して形成される。これによって、引張強度・耐洗浄性を向上させる。

なお、この濾材１１では、実験を行った結果、引張強度が８０Ｎ／ｍｍ²弱となり、従来のアクリル樹脂を含浸させない不織布と比較して少なくとも３倍以上高くなっていて、美観も損なわれない。又、洗浄効果として、一定の風量時における、新品のフィルタの圧損に対して、例えば、９０％以上の圧損比率を有することとなって、再利用可能とされている。

また、濾材１１は、上記のアクリル樹脂を含浸させた不織布以外に、例えば、織布や耐洗浄性に優れている不織布を使用することができ、不織布の場合、引張強度の高いポリアミド系繊維、ポリエステル系繊維、ポリウレタン系繊維、ポリオレフィン系繊維等の繊維を使用してもよい。

フィルタ折返し固定部２０は、実施形態においては、図５に示すように、外メッシュ部１３の外周面にホットメルトを全周にわたって糸状に溶着することによって形成する。このホットメルトは、オレフィン系樹脂材で形成され、フィルタ１０を横向けにして軸心の周りを回転させている間、外メッシュ部１３の外周から円周方向に沿って溶着する。この際、ホットメルトは加熱された状態で溶着することによって、濾材１１の各通気路１１５に入り込み、リング状の本体部２０１から突出した凸部２０２を形成することとなる。凸部２０２が外メッシュ部１３の孔部を挿通して通気路１１５内に挿入することによって、ホットメルトの凝固の際、濾材１１の外折返し部１１３がホットメルトで固着されることとなる。

なお、フィルタ折返し固定部２０は、上記のホットメルトに限らず、例えば、図６に示すようなフィルタ折返し固定部２１であってもよい。このフィルタ折返し固定部２１は、櫛状に突出する突出部２０４を有する帯状の金属片２０３を、外メッシュ部１３の外周面に巻き付けて両端を固着する。この際、櫛状の突出部２０４を外メッシュ部１３の孔部を挿通して濾材１１の通気路１１５内に挿入する。これによって、通気路１１５は突出部２０４によって略一定の間隔に維持される。

さらに、アルミ箔を波状帯材に形成するとともに、谷部を通気路内に挿入して固着するようにしてもよい。

外メッシュ部１３は、アルミニウム製又はステンレス製あるいは防錆処理を施した鉄製の材料で形成されるとともに、図７に示すように、エキスパンダメタル状に形成して通気可能に濾材１１の外周面を全周にわたって覆うように配置されている。内メッシュ部１４は、外メッシュ部１３と同様、アルミニウム製又はステンレス製あるいは防錆処理を施した鉄製の材料で形成するとともに、エキスパンダメタル状に形成して通気可能に濾材１１の内周面を全周にわたって覆うように配置されている。

取付凸部１７は、外メッシュ部１３及び内メッシュ部１４の各外周端縁部と濾材１１の端面とを覆うように片側断面コ字状に形成される基部１７１と、基部１７１から外側に突出するゴムリング１７２とを有して形成されている。基部１７１はアルミニウム製又はステンレス製あるいは防錆処理を施した鉄製の材料で形成されている。

取付凹部１９は、濾材１に対して取付凸部１７と反対側の端面に装着され、外メッシュ部１３及び内メッシュ部１４の各外周端縁部と濾材１１の端面とを覆うように片側断面コ字状に形成される基部１９１と、基部１９１から、軸心方向の内方に向かって突出するテーパ部１９２とを備えている。テーパ部１９２の先端は、濾材１１の中空部と外部とを連通する連通孔１９３が形成されている。

取付凹部１９は、アルミニウム製又はステンレス製あるいは防錆処理を施した鉄製の材料で形成されている。

次に、上記のように構成されたフィルタ１０をトラックの空気回路内に装着した状態において、その作用について説明する。図８に示すように、このフィルタ１０は、トラック１のキャブ３の背面に配置される。キャブ３の背面には上下方向に吸気ダクト４が配置され外気を導入可能としている。吸気ダクト４の下方には、エアフィルタ収納筒５が、吸気ダクト４と直交する方向に横向きに配置され、エアフィルタ収容筒５にはエアフィルタ１０が装着されている。

エアフィルタ１０は、取付凸部１７をエンジン側に配置して装着され、吸気ダクト４から導入された外気を濾材の通気路１１５を通って主通気路１５に導いた後、取付凸部１７からエンジン側に供給する。

外気には、各種の分塵や有害物質が混入されていて吸気ダクト４からエンジン側に向かって導入される際、塵埃はフィルタ１０で濾過される。トラック１の長期間の走行によりフィルタ１０の濾材が塵埃で汚れると、フィルタ１０は、トラック１の燃費の低下を防止するためにフィルタ収納筒５から脱着され洗浄される。

一般的な洗浄は、エアーブロー、水、湯等、あるいは界面活性剤やキレート剤を含有したもの、さらにはこれらにアルカリ剤を加えたもの等を含有したもので洗浄される。

上記のように、実施形態のフィルタ１０は、濾材１１に、不織布１１１を使用し、さらに不織布１１１の表面にアクリル樹脂層１１２を形成していることから、引張強度が高く、また耐洗浄性に優れていることから容易に破れたり溶けたりしない。また、濾材１１の外周面に装着する外メッシュ部１３及び内周面を装着する内メッシュ部１４がともに防錆材で形成されていることから、洗浄しても錆を発生させることなく長期使用を可能とすることができる。

さらに、フィルタ折返し固定部２０で各通気路１１５を等間隔に維持していることから、隣接する外折返し部１１３・１１３間で形成されるすべての通気路１１５は等間隔に維持される。従って、フィルタ１０の洗浄後、フィルタ１０の濾材１１を乾かした後でそのままフィルタ収納筒５に装着することができる。

これによって、フィルタを再利用することが可能となって、フィルタによる産業廃棄物を極めて少なくすることができ、環境問題を解決することができる。

なお、本発明のフィルタは、上記に限定するものではなく、例えば、図９に示すように、エキスパンダメタルでなく防錆材又は防錆処理を施した材料で形成するパンチングメタル状の外メッシュ部２３・内メッシュ部２４を使用しても、通気性を阻害することなく良好に使用することができる。勿論、パンチングメタル状の外メッシュ部２３には、前述のフィルタ折返し固定部２０を複数並設して溶着する。さらに濾材１１は、前述のように不織布の表面にアクリル樹脂層を含浸させて形成したものを使用することとなる。

本発明における一形態のフィルタを示す斜視図である。 同断面図である。 図２におけるIII−III断面図である。 図３における要部拡大図である。 図１におけるフィルタ折返し固定部を示す拡大図である。 図５の別の形態を示す拡大図である。 エキスパンダメタルのメッシュ部を示す部分拡大図である。 フィルタをトラックに装着した状態を示す図である。 パンチングメタルのメッシュ部を使用するフィルタの斜視図である。

符号の説明

１０、フィルタ
１１、濾材
１１１、不織布
１１２、アクリル樹脂層
１１３、外折返し部
１１４、内折返し部
１１５、通気路
１３、外メッシュ部
１４、内メッシュ部
１５、主通気路
１７、取付凸部
１９、取付凹部
２０、フィルタ折返し固定部

Claims (4)

1. 塵埃を除去する濾材と前記濾材を覆う保護網部とを有して構成される洗浄フィルタであって、
   前記濾材が、円周方向断面において、外周縁部と内周縁部に連続的に折り返される折返し部を全周にわたって形成して円環状に形成されるとともに、引張強度・耐洗浄性に優れて洗浄可能に形成され、
   さらに、前記濾材が、隣接する外周縁部の折返し部間を通気路として形成するとともに、隣接する前記通気路間のピッチを略一定にする通気路等間隔維持手段を備えていることを特徴とする洗浄フィルタ。
2. 前記濾材が、表面にアクリル樹脂を含浸させた不織布で形成されていることを特徴とする請求項１記載の洗浄フィルタ。
3. 前記通気路等間隔維持手段が、前記通気路内に挿入する凸部を備えて円周方向に形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の洗浄フィルタ。
4. 前記保護網部は、防錆材料で形成されていることを特徴とする請求項１，２又は３記載の洗浄フィルタ。