JP2006255703A - フィルタ・エレメント - Google Patents

Abstract

【課題】 エレメントの内部からろ材を取り出することが容易であり、構成も簡単なフィルタ・エレメント及び該フィルタ・エレメントのろ材を提供する。
【解決手段】 フィルタ・エレメント１０は、ケーシング２０と、蓋部材４０と、ろ材３０とを備える。ケーシング２０は、中心に貫通穴２３を有する端板２２と、端板２２の外周縁に沿ってその軸方向一端が固定され、多数の貫通穴２６ａが形成された略筒状の外筒２６とを有する。蓋部材４０は、外筒２６の軸方向他端を覆うように、外筒２６の軸方向他端に着脱自在に固定される。ろ材３０は、略筒状であり、外筒２６の内側に、外筒２６の軸方向他端から抜き差し自在に配置される。ろ材３０は、蓋部材４０が外筒２６の軸方向他端に固定されたとき、蓋部材４０と端板２２との間に挟持される
【選択図】図１

Description

本発明は、フィルタ・エレメントに関する。

内燃機関の給・排気系で用いられるエアフィルタの種類としては、油そう式、乾式、湿潤式、サイクロン式、組合せ式がある。大型内燃機関では、図４に示したように、サイクロン式と乾式を組み合わせ、サイクロン翼による遠心力で大きな粒径のダストはダストパンで補足し、小さな粒径のダストのみ次のエレメントで捕捉する組合せ式のエアフィルタが用いられている（例えば、非特許文献１参照）。
「機械工学便覧 応用編 Ｂ７ 内燃機関」社団法人日本機械学会、昭和６０年１０月３０日、ｐ．１９−２０

例えば、トラックのディーゼルエンジン用の組合せ式のエアフィルタにおいて、エレメントは、全体として１個の交換部品として、定期的に新品と交換されている。このようなエレメントでは、金属のケーシング内に、金属以外の素材で作られたろ材が収納されている。このろ材は、ケーシングとの間に隙間ができないように接着等により固定されている。一般に、ケーシングは分解できないようになっているため、不要になったエレメントから、内部に収納されたろ材を取り出すことができない。そのため、素材を分別してリサイクルすることは、ほとんど行われていない。

エレメントの内部からろ材を取り出すことができれば、素材を分別してエレメントをリサイクルすることができる。また、ケーシングは再利用し、ダストが付着したろ材のみを交換することができる。さらには、ろ材を洗浄し、ろ材を再利用することも可能となる。しかし、エレメントの構造が複雑であれば、分解・組立作業の負担が大きくなり、また、製造コストも増大する。

本発明は、かかる実情に鑑み、エレメントの内部からろ材を取り出すことが容易であり、構成も簡単なフィルタ・エレメント及び該フィルタ・エレメントのろ材を提供しようとするものである。

本発明は、上記技術的課題を解決するため、以下の構成のフィルタ・エレメントを提供する。

フィルタ・エレメントは、ケーシングと、蓋部材と、ろ材とを備える。上記ケーシングは、中心に貫通穴を有する端板と、上記端板の外周縁に沿ってその軸方向一端が固定され、多数の貫通穴が形成された略筒状の外筒とを有する。上記蓋部材は、上記外筒の軸方向他端を覆うように、上記外筒の上記軸方向他端に着脱自在に固定される。上記ろ材は、略筒状であり、上記外筒の内側に、上記外筒の上記軸方向他端から抜き差し自在に配置され、上記蓋部材が上記外筒の上記軸方向他端に固定されたとき、上記蓋部材と上記端板との間に挟持される。

上記構成において、外筒の軸方向他端から、ろ材を外筒の内側に挿入し、外筒の内側にろ材を配置する。そして、外筒の軸方向他端に蓋部材を固定することにより、フィルタ・エレメントは、使用可能な状態となる。一方、蓋部材を外筒の軸方向他端から取り外すことにより、外筒の内側に配置されたろ材を、外筒の軸方向他端から取り出すことができる。

上記構成によれば、外筒に着脱自在に固定された蓋部材を外筒から取り外すだけで、ろ材をケーシングから分離することができる。フィルタ・エレメントは、筒状や板状などの単純な形状の部品で構成することができる。

好ましくは、上記ケーシングは、多数の貫通穴が形成された略筒状の内筒を有する。上記内筒は、上記端板の内周縁に沿ってその軸方向一端が固定され、上記外筒に沿って延在し、上記蓋部材が上記外筒の上記軸方向他端に固定されたとき、その軸方向他端が上記蓋部材に当接する。上記ろ材は、上記外筒と上記内筒との間に配置される。

上記構成によれば、蓋部材を外筒に固定したとき、蓋部材を外筒と内筒とで支持し、蓋部材がろ材に無理な力を加えないようにすることができる。

好ましくは、上記蓋部材は、上記内筒の内側の空間に連通する貫通穴を有する。

上記構成によれば、例えばフィルタ・エレメントを固定するためのねじロッドの先端側を、端板側から内筒の内側の空間に挿通し、蓋部材の貫通穴を貫通させ、ねじロッドの先端側からナットを螺合することにより、蓋部材をねじロッドの基端側に押圧し、フィルタ・エレメントを固定すると同時に、外筒の他端に蓋部材を固定するようにすることができる。二つの固定操作を同時に行うことができるので、操作が簡単になる。また、外筒の他端に蓋部材を固定するためだけに用いる構成が不要となるので、構成が簡単になる。

好ましくは、上記ろ材は、上記軸方向一端と上記軸方向他端とに、それぞれ、中心に貫通穴を有する端部材が固定される。

上記構成によれば、ろ材の両端に端部材を固定することで、ろ材の形状を保持することができるので、外筒に抜き差しするろ材の取り扱いが容易になる。また、蓋部材が外筒の軸方向他端に固定されたときに、ろ材の両端近傍に隙間ができないようにすることができるので、ダストの捕捉率の低下を防止することができる。

好ましくは、上記ろ材は、その軸方向に折り線が延在するように、ひだ状に折り曲げられる。

ろ材は、外筒に抜き差しするときの取り扱いが容易になるよう、ある程度の剛性を必要とするが、上記構成によれば、折り線という簡単な構成で、ろ材そのものの剛性を高めることができる。

また、本発明は、上記各構成のフィルタ・エレメントにおいて用いられる、フィルタ・エレメントのろ材を提供する。

すなわち、フィルタ・エレメントのろ材は、中心に貫通穴を有する端板と、上記端板の外周縁に沿ってその軸方向一端が固定され、多数の貫通穴が形成された略筒状の外筒とを有するケーシングと、上記外筒の軸方向他端を覆うように、上記外筒の上記軸方向他端に着脱自在に固定される蓋部材とともに用いられる。上記ろ材は、略筒状であり、上記外筒の内側に、上記外筒の上記軸方向他端から抜き差し自在に配置され、上記蓋部材が上記外筒の上記軸方向他端に固定されたとき、上記蓋部材と上記端板との間に挟持される。

好ましくは、上記ケーシングは、多数の貫通穴が形成された略筒状の内筒を有する。上記内筒は、上記端板の内周縁に沿ってその軸方向一端が固定され、上記外筒に沿って延在し、上記蓋部材が上記外筒の上記軸方向他端に固定されたとき、その軸方向他端が上記蓋部材に当接する。上記ろ材は、上記外筒と上記内筒との間に配置される。

好ましくは、上記蓋部材は、上記内筒の内側の空間に連通する貫通穴を有する。

好ましくは、上記軸方向一端と上記軸方向他端とに、それぞれ、中心に貫通穴を有する端部材が固定される。

好ましくは、上記ろ材は、その軸方向に折り線が延在するように、ひだ状に折り曲げられる。

本発明のフィルタ・エレメントは、エレメントの内部からろ材を取り出することが容易であり、構成も簡単である。また、本発明のフィルタ・エレメントのろ材は、エレメントの内部から取り出することが容易であり、構成も簡単である。

以下、本発明の実施の形態として実施例を、図１〜図３を参照しながら説明する。

図１の断面図に示すように、フィルタ・エレメント（以下、単に「エレメント」という。）１０は、ケーシング２０内にろ材３０を収納し、蓋部材４０で閉じるようになっている。エレメント１０は、トラックのディーゼルエンジン用の組合せ式のエアフィルタにおいて用いられている分解不可能な従来品のエレメントの代りに、使用することができる。ケーシング２０の外周面の一端側（図において左側）に、不図示のサイクロン翼を着脱自在に取り付けるようになっている。空気は、ろ材３０の外側（周囲）から内側（中心）に流れてダストが除去され、貫通穴２３を通ってエンジンに供給される。

ケーシング２０は、端板２２、内筒２４と、外筒２６と、パッキン２８とを備える。端板２２は、ケーシング２０の一端に配置される。端板２２は、中心に貫通穴２３を有するドーナツ状の本体部２２ｂの内周縁及び外周縁に沿って、本体部２２ｂに対して垂直かつ同じ側に内周壁２２ａ及び外周壁２２ｃが立設されている。内筒２４は、その一端側が端板２２の内周壁２２ａの外周面に沿って配置され、外筒２６は、その一端側が端板２２の外周壁２２ｃの内周面に沿って配置され、それぞれ、端板２２に固定される。内筒２４及び外筒２６には、多数の貫通穴２４ａ，２６ａが形成されている。内筒２４の内側には、端板２２の貫通穴２３から連通する中空穴１１が形成される。端板２２、内筒２４、及び外筒２６は、例えば、それぞれを金属板で作って溶接する。パッキン２８はリング状であり、端板２２の本体部２２ｂの外側の面に接着される。

ろ材３０は、ろ材本体３２の両端に端部材３４が固定されている。ろ材本体３２は、ろ紙や不織布などフィルター素材を、図２の断面図に示すように、繰り返しひだ状に折り曲げ、端部同士を結合部材３３で結合することにより、折り線が軸方向に延在する略円筒形状に成形する。端部材３４は、図１に示すように、ドーナツ状の本体部３４ｂの内周縁及び外周縁に沿って、本体部３４ｂに対して垂直かつ同じ側に内周壁３４ａ及び外周壁３４ｃが立設されている。本体部３４ｂと内周壁３４ａ及び外周壁３４ｃとによって形成されるドーナツ状の凹部に予め接着剤を塗布し、ろ材本体３２の端部３２ａ，３２ｂをはめ込むことによって、ろ材本体３２の端部３２ａ，３２ｂと端部材３４との間を隙間なく固定するようになっている。

蓋部材４０は、ケーシング２０の他端（図において右側）に着脱自在に配置され、ケーシング２０の他端を覆い、閉鎖するようになっている。蓋部材４０は、ドーナツ状の本体部４０ｂの内周縁及び外周縁に沿って、本体部４０ｂに対して垂直かつ同じ側に内周壁４０ｃ及び外周壁４０ａが立設されている。本体部４０ｂには、内周壁４０ｃ及び外周壁４０ａと同じ側に、パッキン４２が接着されている。内周壁４０ｃの本体部４０ｂとは反対側から、略円錐台形状に傾斜部４０ｄ及び中心部４０ｅが延在する。中心部４０ｅには、貫通穴４０ｓが形成されている。内周壁４０ｃ、傾斜部４０ｄ、中心部４０ｅは、エレメント１０の内側に入り込み、空間４０ｔを形成する。

次に、エレメント１０の着脱について、図３を参照しながら説明する。

ケーシング２０の他端側から、ケーシング２０内、すなわち内筒２４と外筒２６との間に、ろ材３０を収納し、ケーシング２０の他端に蓋部材４０を配置することにより、エレメント１０を組み立てる。次に、エアフィルタのハウジング（図示せず）内に突設されたねじロッド２に対して、矢印６で示すようにエレメント１０を移動し、ねじロッド２を、エレメント１０の一端側から中空穴１１に差し込み、蓋部材４０の貫通穴４０ｓを貫通させる。このときに、内筒２４は、ねじロッド２がろ材３０に当たらないよう、ろ材３０の内周側を保護する。次に、ねじロッド２にナット４を螺合し、エアフィルタ内にエレメント１０を固定する。このとき、ナット４は蓋部材４０の空間４０ｔに収納され、パッキン２８はエアフィルタのハウジング内壁に圧着する。蓋部材４０は内筒２４及び外筒２６に当接するので、ろ材３０には無理な力が作用しないようになっている。

エレメント１０を取り外すときには、ナット４を外し、矢印６とは反対方向に、エレメント１０を移動し、ねじロッド２から引き抜く。取り外したエレメント１０は、蓋部材４０を外せば、ケーシング２０から、ろ材３０を取り出すことができる。

以上に説明したように、エレメント１０は、その内部からろ材３０を取り出することが容易である。

エレメント１０は容易に分解できるので、素材を分別しリサイクルすることができる。また、ケーシング２０及び蓋部材４０を再利用し、ダストが付着したろ材３０のみを交換することができる。さらには、ろ材３０を洗浄して再利用することも可能である。

エレメント１０は、分解してろ材を取り出すことができない従来品のエレメントと互換性を有する寸法構成とし、従来品の代わりに用いるようにすることができる。

なお、本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、種々の態様で実施することができる。

例えば、実施例では、ナット４により、エレメント１０の固定と同時に、蓋部材４０はケーシング２０に固定されるが、これに限るものではない。例えばラッチ等の固定具を設けることにより、エレメントの固定とは別に、蓋部材をケーシングに着脱自在に固定するようにしてもよい。エレメントをエアフィルタ内に固定する態様は任意である。

また、ケーシング２０に内筒２４がない構成とすることも可能である。

ろ材３０の端部材３４とケーシング２０の端板２２との間にパッキンを設けるようにしてもよい。このパッキンは、別個独立の部材としても、ケーシング２０の端板２２又はろ材３０の端部材３４に固定してもよい。

ろ材３０の端部材３４と蓋部材４０との間のパッキン４２は、蓋部材４０に固定せずに、別個独立の部材としても、ろ材３０の端部材３４に固定してもよい。パッキン４２がない構成とすることも可能である。

本発明のフィルタ・エレメント及び該フィルタ・エレメントのろ材は、トラックのディーゼルエンジンの吸気を濾過するエアフィルタなど、エアフィルタ一般に広く使用することができる。さらには、空気以外の流体、例えば切削油などの液体用のフィルタのエレメントにも利用可能である。

本発明の実施の形態を示すエレメントの部分断面組立図である。 図１の線II−IIに沿って切断した断面図である。 図１のエレメントの分解斜視図である。 非特許文献１に記載の組合せ式エアフィルタの構成図である。

符号の説明

１０ エレメント（フィルタ・エレメント）
１１ 中空穴（内側の空間）
２０ ケーシング
２２ 端板
２３ 貫通穴
２４ 内筒
２６ 外筒
３０ ろ材
３２ ろ材本体
３４ 端部材
４０ 蓋部材
４０ｓ 貫通穴

Claims (10)

1. 中心に貫通穴を有する端板と、
   上記端板の外周縁に沿ってその軸方向一端が固定され、多数の貫通穴が形成された略筒状の外筒とを有するケーシングと、
   上記外筒の軸方向他端を覆うように、上記外筒の上記軸方向他端に着脱自在に固定される蓋部材と、
   上記外筒の内側に、上記外筒の上記軸方向他端から抜き差し自在に配置され、上記蓋部材が上記外筒の上記軸方向他端に固定されたとき、上記蓋部材と上記端板との間に挟持される、略筒状のろ材とを備えたことを特徴とする、フィルタ・エレメント。
2. 上記ケーシングは、
   上記端板の内周縁に沿ってその軸方向一端が固定され、上記外筒に沿って延在し、上記蓋部材が上記外筒の上記軸方向他端に固定されたとき、その軸方向他端が上記蓋部材に当接する、多数の貫通穴が形成された略筒状の内筒を有し、
   上記ろ材は、上記外筒と上記内筒との間に配置されることを特徴とする、請求項１に記載のフィルタ・エレメント。
3. 上記蓋部材は、上記内筒の内側の空間に連通する貫通穴を有することを特徴とする、請求項２に記載のフィルタ・エレメント。
4. 上記ろ材は、上記軸方向一端と上記軸方向他端とに、それぞれ、中心に貫通穴を有する端部材が固定されたことを特徴とする、請求項１、２又は３に記載のフィルタ・エレメント。
5. 上記ろ材は、その軸方向に折り線が延在するように、ひだ状に折り曲げられたことを特徴とする、請求項１ないし４のいずれか一つに記載のフィルタ・エレメント。
6. 中心に貫通穴を有する端板と、
   上記端板の外周縁に沿ってその軸方向一端が固定され、多数の貫通穴が形成された略筒状の外筒とを有するケーシングと、
   上記外筒の軸方向他端を覆うように、上記外筒の上記軸方向他端に着脱自在に固定される蓋部材とともに用いられる、フィルタ・エレメントのろ材であって、
   略筒状であり、上記外筒の内側に、上記外筒の上記軸方向他端から抜き差し自在に配置され、上記蓋部材が上記外筒の上記軸方向他端に固定されたとき、上記蓋部材と上記端板との間に挟持されることを特徴とする、フィルタ・エレメントのろ材。
7. 上記ケーシングは、
   上記端板の内周縁に沿ってその軸方向一端が固定され、上記外筒に沿って延在し、上記蓋部材が上記外筒の上記軸方向他端に固定されたとき、その軸方向他端が上記蓋部材に当接する、多数の貫通穴が形成された略筒状の内筒を有し、
   上記ろ材は、上記外筒と上記内筒との間に配置されることを特徴とする、請求項６に記載のフィルタ・エレメントのろ材。
8. 上記蓋部材は、上記内筒の内側の空間に連通する貫通穴を有することを特徴とする、請求項７に記載のフィルタ・エレメントのろ材。
9. 上記軸方向一端と上記軸方向他端とに、それぞれ、中心に貫通穴を有する端部材が固定されたことを特徴とする、請求項６、７又は８に記載のフィルタ・エレメントのろ材。
10. その軸方向に折り線が延在するように、ひだ状に折り曲げられたことを特徴とする、請求項６ないし９のいずれか一つに記載のフィルタ・エレメントのろ材。

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