JP2006159191A - 空気フィルタ - Google Patents

Abstract

【課題】簡単で製造コストが安く、清浄側を損傷することがない軸方向貫流しきのフィルタエレメントを提供する。
【解決手段】少なくとも一つの面状層と少なくとも一つの折畳まれた層を有して、前記少なくとも一つの面状層に前記少なくとも一つの折畳まれた層が配置されて流体が通過できる、特に断面が三角形状の通路が交互に形成され、前記通路のうち第１のグループの1端側に気密栓を有し、前記グループに属しない残りの第2の通路の他端側に気密栓を有して、濾過される流体がフィルタエレメントを貫流する際に該フィルタエレメントの一方の正面に形成された流入側から流体を濾過するための前記層の他方の正面に形成された流出側に流出しなければならないようにされたフィルタエレメントを取り扱う際に、利用される載置面に対して該載置面と前記正面との間の直接接触を避けるように前記正面と載置面との間に間隙を保たせるための手段を有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、特許請求範囲１記載の型の空気フィルタに関する。

軸方向貫流式のフィルタエレメントは、多くの分野でガスあるいは液体の濾過に用いられている。これらのエレメントは全てハウジングに装着され、規定の負荷量あるいは規定の整備時期に達すると交換あるいは清掃しなければならない。そして、取扱い性の悪いフィルタエレメントは全く交換あるいは清掃されないか、あるいは決められた工具を用いずに取り扱う場合にはエレメントあるいはシステムに損傷を生じる可能性があるので、取扱い性が決定的に重要である。EP1169109Bに、ガスが一方の側の正面から流入し、方向を変えることなく反対側の正面から流出する軸方向貫流式のフィルタエレメントで、第１の正面から軸方向に延びる取っ手がフィルタエレメント、特にフィルタエレメントの中心コアに固定されたものが開示されている。該取っ手は、工具を用いずに人手でフィルタエレメントを取り扱えるようにフィルタエレメントの正面から延びている。このようなエレメントは、製作過程及び／或は整備過程で、底面あるいは作業面に載置されることがあり、その際清浄側の正面が載置面に直接に置かれることになる。特にある程度重く外径の大きな大型のフィルタエレメントの場合、しばらくの間でエレメントを載置することは避けられない。その際、基底部の汚れのために異物がフィルタエレメントの傷つき易い清浄側の正面に押し付けられる。したがって、一方において交互に閉じられている溝構造のフィルタエレメントが損傷され、他方において本来フィルタエレメンにより遮られなければならない例えば金属切り屑や外れたねじやナットなどの異物が装置に吸込まれことがあり得る。したがって、例えば内燃機関や圧縮機などの装置では避けねばならない異常な磨耗や惹いては損傷が生じることもある。
ＥＰ１１６９１０９Ｂ

本発明の課題は、したがって上記欠点を避け、簡単で製作コストが安く、清浄側を損傷することがない軸方向貫流式のフィルタエレメントを提供することである。

この課題は、特許請求項１の特徴により解決される。
フィルタエレメントの正面から流入する流体を濾過する本発明のフィルタエレメントは、流体を軸方向に流す濾過媒体と、該濾過媒体の外側に前記フィルタエレメントの流入側と前記流出側とを気密に分ける手段と、該フィルタエレメントの中心部に配置された少なくとも一つの支持体とを有する。前記濾過媒体は交互に配置された面状層および折畳まれた層を有して、流体が通過できる、特に断面が三角形状の通路が形成される。このようにして形成された通路は、濾過される流体がフィルタエレメントを貫流する際に該フィルタエレメントの一方の正面に形成された流入側から流体を濾過するための前記層の他方の正面に形成された流出側に流出しなければならないように正面が交互に閉じられる。この実施形態では前記支持体がフィルタエレメントの中心部に設けられて前記通路で取り囲まれ、該支持体は軸方向に基本的に少なくともフィルタエレメントの第１の正面まで延びる。濾過媒体の層は、好ましくは濾紙で製作されるが、例えば全体を合成媒体で形成してもよい。前記折畳まれた層は合成媒体を浸透させて補強しなければならないであろう。フィルタエレメントの断面は、角張った形、円形、楕円あるいは長円形とすることができ、好ましくは両外端側が丸く中間が直線の長円形に形成される。フィルタエレメントの中心部に配置される前記支持体は、好ましくは射出成形で製作されるが、プラスチックなどの他の材料で他の方法で製作してもよい。該支持体の両正面は好ましくは濾過媒体の対応する両正面まで延びる。流体が通る通路を交互に閉じることにより、適切な配置によって流体が前記支持体を囲繞する濾過媒体の第１の流入側通路の全表面を通過して第2の流出側通路に達することができる。最も外側の通路のみが例外となる。フィルタエレメントの少なくとも一方の正面に、フィルタエレメントを取り扱う際に利用される載置面と前記フィルタエレメントの正面との間に間隙を保つための手段が設けられる。該間隙保持手段によって、前記正面と載置面が直に接触することが回避される。このように直接接触が回避されるので、フィルタエレメントは取り扱いの際に汚れた載置面の上でも載置することができる。載置面にある金属破片、ねじ、ナット、あるいはそのような異物がフィルタエレメントの濾過媒体に押し付けられるようなことがなくなり、フィルタエレメントの損傷を回避することができる。さらに、好ましくは間隙保持手段をフィルタエレメントの清浄側に設けることにより、保護すべき装置に異物が入るのが防止される。該装置は、例えば内燃機関あるいは圧縮機などである。間隙保持手段を適切に選定することにより、フィルタエレメントの正面と載置面間の間隙を状況に応じた間隙とすることができる。間隙保持手段は、フィルタエレメントに取外し可能に、あるいは取外し不可能に接合してもよく、その際、意図しないのに間隙保持手段が外れるようなことは防止されなければならない。したがって本発明のフィルタエレメントでは、載置する際の載置面について特に注意を払う必要がなく、フィルタエレメントの取扱いを迅速、容易に行なうことができる。

本発明の有利な実施形態によれば、間隙保持手段はフィルタエレメントの正面で濾過媒体に取外し不可能に接合された少なくとも一つの成形部材を含む。該成形部材により、フィルタエレメントを載置した際にその正面が載置面に対して所定の間隙を保つことになる。さらに、前記成形部材を取り付けることにより、フィルタエレメントを載置した際にその正面が載置面に平行に保たれる。 前記成形部材は、例えば一つあるいは互いに連結された又は互いに離れた複数のスペーサ部材からなってもよく、スペーサ部材は、プラスチック、金属、あるいは他の形状安定な材料で製作することができ、フィルタエレメントの正面に接合される。この接合は、例えば溶接、あるいは接着剤により行なわれる。使用される成形部材は、丸い、あるいは角張った、あるいは長円形の断面の棒状に形成することができる。球状、円錐状、あるいは円錐台形状に形成してもよいし、フィルタエレメントと載置面との間に間隙を保持させるものであればその他の形状であってもよい。または、上記した部材を3次元形状の部材に組み合わせた、例えば間隙保持部を備えた棒状成形部材としてもよく、その場合明らかに鋳造により製作される。このような成形部材を用いることにより、フィルタエレメントの形状および大きさに容易に適合させることが可能であり、簡単で安価な手段で所望の結果を達成することができる。

フィルタエレメントの正面の向き合う両側にそれぞれ形成部材を配置するのが有利で、それらの形成部材は共に構造体に接合されたスペーサ部材で形成される。各スペーサ部材はそれぞれ前記正面の両側の輪郭に沿い、各スペーサ部材にはさらに支持体の方向に延びるスペーサ部材が接合されるのが好ましい。このように成形部材を基本的に対称に配置することによりフィルタエレメントを載置する際のしっかりした基底面が得られ、それにより特に高い安定性が確保される。

間隙保持手段は、支持部材に取外し可能に、あるいは取外し不可能に接合してもよい。その際の接合は、例えばクリップまたはねじ結合、あるいは接着剤または溶接により行なうことができる。間隙保持手段を接合することにより、フィルタエレメントが載置された際にフィルタエレメントの正面と載置面との間に所定の間隙を持って該正面が基本的に載置面に平行に保持されるようになる。

好ましくは、間隙保持手段は複数のスペーサ部材を有し、該スペーサ部材は前記支持体に接合されて該支持体から別々の方向にフィルタエレメントの正面に平行に延びる。スペーサ部材は上記したスペーサ部材と同じように配置することができる。さらに、スペーサ部材を支持体から好ましくは対称に外向きに延ばすことにより、フィルタエレメントを安全確実に載置できる。例えば3個あるいは4個のスペーサ部材を用いると、スペーサ部材による圧力損失を最も小さくすることができる。

他の実施例では間隙保持部材は少なくとも部分的にフィルタエレメントの正面を囲む座屈に対して安全な側面バンドで形成される。該側面バンドの下部はフィルタエレメントの外筒面に接合され、上部はフィルタエレメントの正面を越えて軸方向に延びるように形成される。フィルタエレメントの正面と載置面との間の間隙の高さは、したがって前記フィルタエレメントの正面を越えて軸方向に延びる上部の長さによって決まる。該側面バンドは、好ましくはプラスチックによって形成されるが、金属あるいは他の座屈に対して安全な材料で平たいバンド状に形成してもよい。これにより、フィルタエレメントが載置面に載置された際にフィルタエレメントの正面と載置面との間間隙が保たれて前記正面が保護されるとともに、さらにフィルタエレメントの取扱いの際にその外筒面が衝突により損傷を受ける危険から保護されるという利点が得られる。

本発明の有利な実施形態では、側面バンドは、上部の自由端の径がフィルタエレメントの外筒面に接合された下端の径よりも小さく形成される。この直径変化により言わば挿入傾斜が形成されるので、フィルタエレメントの取扱いに際してこのように形成されたフィルタエレメントはハウジングへの装着が容易になる。側面バンドは、フィルタエレメントの外筒面に、例えば接着剤または溶接により接合され、あるいは取外し可能な方法で取付けることができる。

本発明の他の実施形態では、間隙保持手段は、フィルタエレメントの正面に取外し可能に取付けられて該正面全体を覆うカバー部材である。該カバー部材は、載置面に存在する例えばねじ、金属切り屑などの異物が前記カバーを突き抜けることができないような、したがってフィルタエレメントに何らの損傷が生じる事がないような強度を有する例えばプラスチックで形成される。さらに、カバー部材は上記した条件を満たす紙、ボール紙、金属、あるいはそのような形状安定な材料で製作してもよい。好ましくはカバー部材は、フィルタエレメントの正面部における外筒面の端部保護部を形成するために、フィルタエレメントの外筒面に少なくとも部分的に折り返された周縁が形成される。

カバー部材には、該カバー部材が前記フィルタエレメントから取外されていることを認知できる手段が接合されていることが好ましいい。この手段は、フィルタエレメントを取り扱う者が、フィルタエレメントの正面に取付けられたカバー部材が未だフィルタエレメントに取付いていることを視覚、触覚、あるいは聴覚により明確に認知できるようなシグナルを発する手段とする。このようにして、取扱いにおける誤動作が予防される。例えば、カバー部材から延びて第2の正面を跨ぐようにカバー部材に接合された、目につきやすいように着色されたバンド、あるいはカバー部材から延びる表面がざらざらした箔により、取扱いの際に取扱者がカバー部材が取付いていることを知らせる所望のシグナルを直ちに認知できるようにすることが考えられる。

認知手段は前記フィルタエレメントが取りつけられた状態で認知できるものであるのが好ましい。エレメントをハウジングに組付けた後でもシグナルを認知できるように、認知手段は外筒面に取付けられたシール部材の外側から認知できる必要がある。

上記およびその他の本発明の好ましい実施例の特徴が、請求項のほか、明細書及び図面から読み取れ、それらの特徴が個々にあるいは幾つかが組み合わされて本発明の実施形態に実施され、および他の分野で適用されて有利かつそれ自身保護され得る実施形態を具現することができ、それらに対して茲に保護を要請するものである。

本発明のさらなる詳細は以下に実施例の概略を示す図面を参照して行なわれる。

図１は、ガス状流体を濾過するための一般的用途のフィルタエレメント１０を示す。該フィルタエレメント１０は、例えば圧縮機や自動車の分野など空気流の濾過が必要とされるところにはどこにでも使用することができる。該フィルタエレメント１０は軸方向貫流式であり、第１の正面は流入口１１を、第２の正面は流出口１２を指す。フィルタエレメント１０は、未清浄側と清浄側とを仕切るために、フィルタエレメント１０の第１の正面に周囲を囲むシール１３が設けられ、該シールは図示しないハウジングの内側のシール面に密接して未清浄側と清浄側の間をフィルタエレメント１０により気密にする。フィルタエレメント１０は、該フィルタエレメント１０の中心に配置された支持体１６の周囲を取り囲む交互に重なる面状のフィルタ層１４と折畳まれたフィルタ層１５とからなる。面状フィルタ層１４と折畳まれたフィルタ層１５が交互に重なるように支持体１６に巻付けられてできた通路構造体の通路を粘着材により交互に開いた通路１７と閉じた通路１８にる。濾過すべき空気は、フィルタエレメントを貫流する際に、先ず開いた通路１７に流入し、該通路１７を通りながら面状フィルタ層１４あるいは折畳まれたフィルタ層１５を通過して隣の通路からフィルタエレメント１０の外に流出する。つまり、第１の正面が開いた各通路は第２の正面が閉じられており、これらの各通路を囲んで隣り合う通路は第１の正面が閉じられ第２の正面が開いている。前記支持体１６の底部には止め縁部２５が認められるが該止め縁部は支持体１６に沿って上側正面まで延びている。面状フィルタ層１４と折畳まれたフィルタ層１５からなる濾過媒体の最初の層が前記止め縁部２５に突き当てられてそこに接着剤を塗布して接着され、そこから前記支持体１６の回りに時計方向に巻きつけられる。図１の“X”詳細部に前記開いた通路１７と閉じた通路１８が前記面状フィルタ層１４と折畳まれたフィルタ層１５と共に特に明瞭に描かれている。図ではフィルタエレメント１０は２つに分割して示されていて、フィルタエレメント１０の一方の正面を図示しない載置面から離して置くための２通りの間隙保持手段が示されている。左側には第２の正面にスペーサ部材１９が取り付けられている。該スペーサ部材は幾つかの点で、あるいはスペーサ部材の全面で前記正面に分離できないように接着されている。前記スペーサ部材は、好ましくは熱可塑性プラスチック材の射出成形で形成される。勿論他の材料で形成することも考えられる。スペーサ部材１９の輪郭形状は基本的にフィルタエレメント１０の正面の外側輪郭の一部に沿う形状にし、スペーサ部材１９は正面のどの位置に設けてもよい。右側にはフィルタエレメントの正面を載置面から離して置くための間隙保持手段は成形部材２０、２０a、２０b、２０cの組合せで形成されていて、これらの成形部材は前記左側のスペーサ部材１９よりも細く、成形部材２０、２０a、２０b、２０cの組合せで安定性が確保されるように形成されている。この場合も成形部材２０、２０a、２０b、２０cがそれぞれ点で接着剤により接着されるのが好ましく、点接着でもフィルタエレメントの正面に強固に固着することができる。載置面に安定してフィルタエレメントの正面を確実に載置面から離して置くことができるように、前記左側の間隙保持手段は図１の右側のそれと鏡像をなす形状にするのが好ましい。

図２は本発明の他の実施例を示す。図１の同じ構成とには同じ符号を付してある。図２の実施例では、成形部材２０はある角度をもって配置され、支持体１６に固定されている。この固定は、例えばクリップあるいはねじ結合で取外し可能に、あるいは接着剤あるいは溶接により行なうことができる。この実施例においても前記成形部材は好ましくは熱可塑性プラスチック材の射出成形で製作されるが、金属や連結材料等の他の材料で製作することも可能である。該成形部材を一対の対称な配置とすることにより、この場合もフィルタエレメントの正面が図示しない載置面に平行になるように載置面と間隙をおいて安定に載せることができる。スペーサ部材１９あるいは成形部材２０、２０a、２０b、２０cの接着は次のようにして行なうことができる。
即ち、巻かれた濾過媒体を第１の正面側に設けるシール、好ましくはPUR発砲材を流し込めるように型枠の底板に載せる。該底板には成形部材あるいはスペーサ部材の輪郭をナス溝がフライス加工で形成されており、成形部材あるいはスペーサ部材がフライス加工された前記溝に挿入されている。最初に接着剤があてがわれ、続いて濾過媒体あるいは支持体と接合される。一方、シール材が流し込まれて硬化し、成形部材あるいはスペーサ部材の接着剤も乾く。このようにして、僅かな製作時間の増加でフィルタエレメント１０を完成することができる。

図３はさらに他のフィルタエレメントの正面を載置面との間に間隙をもって載置面の載せることができる他の実施例を示す。前の図と同じ構成には同じ符号が付してある。この実施例では、座屈に対して安全な側面バンド２１がフィルタエレメント１０の外筒面２２に接合されている。これにより、フィルタエレメント１０は２重に保護される。つまり第１にはフィルタエレメントの損傷を受けやすい正面の表面が保護され、第２には該正面の縁が衝突により損傷を受けることから保護される。前記座屈に対して安全な側面バンド２１は、好ましくはプラスチックバンドあるいは金属バンドで形成されるが、他の座屈に対して安全な材料で形成してもよい。該側面バンド２１は、好ましくは接着剤を介して、あるいは溶接により前記外筒面２２の部分に取外しできないように接合される。該座屈に対して安全な側面バンドの一部分はフィルタエレメント１０の正面よりも張り出している。その張出し部分の高さによりフィルタエレメントの正面と載置面との間の間隙が決まる。外筒面２２の外周を座屈に対して安全な側面バンドで完全に囲めばフィルタエレメントの正面の縁を最もよく保護することができるが、座屈に対して安全な側面バンドを外筒面２２に部分的に設けるようにしてもよい。

図４は本発明のさらに別の実施例を示す。前の図と同じ構成には同じ符号が付してある。本実施例の場合、フィルタエレメントの正面全体が該正面全体を覆い外筒面２２の一部分にまで延びるカバー２３により覆われる。該カバー２３は、好ましくはプラスチックあるいは金属で形成され、その強度と材質は載置面にある異物が該カバーを通してフィルタエレメントの正面を押しつぶすことがないように選ばなければならない。フィルタエレメント１０を使用する際にはカバー２３は取り外さなければならない。カバー２３がフィルタエレメント１０に取り付いていることを視認できるようにするために、カバー２３には止め輪２４が取付けてある。該止め輪２４はカバー２３の外筒面２２を囲む部分から少なくともフィルタエレメントの反対側の正面まで延びるか、あるいは止め輪２４はカバー２３の反対側まで延ばされる。そうすると、フィルタエレメント交換の際にあらゆる視線方向からカバー２３がまだフィルタエレメント１０に取付いていることを視認することができる。好ましくは、止め輪２４は視認しにくい状況下においても認知し易い色に着色するのがよい。そうすると、フィルタエレメントを使用する前にカバー２３を取り外すことを忘れることがなくなる。止め輪２４は、好ましくは容易に破断することができる薄片に形成するのがよい。

２分割されたフィルタの外観を概略的に示す図である。 他の実施例のフィルタの外観を概略的に示す図である。 他の実施例のフィルタの外観を概略的に示す図である。 他の実施例のフィルタの外観を概略的に示す図である。

Claims (10)

1. 正面流入式の流体のフィルタエレメントであって、
   少なくとも一つの面状層と少なくとも一つの折畳まれた層を有して、前記少なくとも一つの面状層に前記少なくとも一つの折畳まれた層が配置されて流体が通過できる、特に断面が三角形状の通路が交互に形成され、
   前記通路のうち第１のグループの1端側に気密栓を有し、前記グループに属しない残りの第2の通路の他端側に気密栓を有して、濾過される流体がフィルタエレメントを貫流する際に該フィルタエレメントの一方の正面に形成された流入側から流体を濾過するための前記層の他方の正面に形成された流出側に流出しなければならないようにされ、
   前記フィルタエレメントの流入側と流出側とを気密に分ける手段をハウジング部に有し、
   前記フィルタエレメントの中心部に設けられて前記通路で囲まれ基本的に少なくとも第１の正面まで軸方向に延びる少なくとも一つの支持体を有し、
   前記少なくとも一つの面状層ならびに前記少なくとも一つの折畳まれた層は流体が通過できる濾過媒体からなり、
   前記第１のグループの通路の開いた断面を形成する、前記フィルタエレメントの端部から延びる各通路の側面に第2のグループの通路が隣接して基本的に前記第１のグループの通路の全面に亘って流体が折畳まれた層を折畳みの角に至るまで通過するようにされたフィルタエレメントにおいて、
   少なくとも一方の正面に、該フィルタエレメントを取り扱う際に利用される載置面に対して該載置面と前記正面との間の直接接触を避けるように前記正面と載置面との間に間隙を保たせるための手段を有することを特徴とするフィルタエレメント。
2. 前記間隙保持手段は前記フィルタエレメントの正面において前記濾過媒体に取外しができないように接合された少なくとも一つの成形部材を有して、該成形部材により前記フィルタエレメントの正面を載置面に載置した際に該正面と載置面との間に所定の間隙を持って該正面が基本的に載置面に平行に保持されることを特徴とする請求項１記載のフィルタエレメント。
3. 前記正面で向き合う両側に二つの成形部材が配置され、これらの成形部材が構造体に接合されてスペーサ部材に形成されていることを特徴とする請求項２記載のフィルタエレメント。
4. 前記間隙保持手段が前記支持体に取外し可能あるいは取外し不可能に接合されて、該手段により前記フィルタエレメントの正面を載置面に載置した際に該正面と載置面との間に所定の間隙を持って該正面が基本的に載置面に平行に保持されることを特徴とする請求項１記載のフィルタエレメント。
5. 前記間隙保持手段が複数のスペーサ部材を含み、これらのスペーサ部材が前記支持部材に接合されて該支持部から前記フィルタエレメントの正面に平行に別々の方向に延びていることを特徴とする請求項４記載のフィルタエレメント。
6. 前記間隙保持手段が少なくとも部分的に前記正面を囲む座屈に対して安全な側面バンドからなり、該側面バンドの下部は前記フィルタエレメントの外筒部分に接合され上部は前記フィルタエレメントの正面を越えて軸方向に張り出していることを特徴とする請求項１記載のフィルタエレメント。
7. 前記側面バンドは上部の自由端の径がフィルタエレメントの外筒面に接合された下端の径よりも小さいことを特徴とする請求項６記載のフィルタエレメント。
8. 前記間隙保持手段が前記正面の全体を覆い、取外し可能に該正面に取付けられたカバー部材であることを特徴とする請求項１記載のフィルタエレメント。
9. 前記カバー部材に該カバー部材が前記フィルタエレメントから取外されていることを認知できる手段が接合されていることを特徴とする請求項８記載のフィルタエレメント。
10. 前記認知手段は前記フィルタエレメントが組み込まれた状態で認知できるものであることを特徴とする請求項９記載のフィルタエレメント。

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