JP2008230565A - フィルタ及びエアクリーナ - Google Patents

Abstract

【課題】エレメントの変形防止とフィルタの脱落防止とを兼ねることができて、構造が簡単で部品点数を削減することができるフィルタ及びエアクリーナを提供する。
【解決手段】エレメント３１と、そのエレメント３１に固定された枠体３２とにより、フィルタ２７を構成する。エレメント３１は、複数の山部３３ａと谷部３３ｂとを交互に有するようにプリーツ加工された本体３３と、その本体３３の谷部３３ｂの両端開口を閉鎖するように本体３３の両端に固定された端板３４とより構成する。枠体３２は、環状の外枠部３５と、その外枠部３５内に一体に架設形成された架設枠部３６とより構成する。枠体３２の外枠部３５をエレメント３１の外周部の端板３４に接着するとともに、架設枠部３６をエレメント３１の本体３３の山部３３ａの配列方向に延長させて、その山部３３ａの頂部に接着する。
【選択図】図２

Description

この発明は、乗用車等の車両において空調装置に組み込まれるエアクリーナ用のフィルタ、及びそのフィルタを備えたエアクリーナに関するものである。

一般に、この種のエアクリーナにおいては、エア流路を形成するクリーナハウジングに、そのエア流路を横切るようにフィルタが着脱可能に装着されている。
すなわち、図１２〜図１５に示すように、フィルタ５１には、複数の山部と谷部とを交互に有するようにプリーツ加工されたエレメント５１ａが設けられている。そして、エア流路に沿ってエアが流れるとき、そのエアに含まれる塵埃がフィルタのエレメント５１ａにより捕捉除去されて、エアが濾過される。

前記のような構成のエアクリーナにおいて、フィルタ５１のエレメント５１ａに塵埃が堆積して目詰まりを生じた場合、通過可能なエア量が少なくなってエレメント５１ａの下流側におけるエア流路が過度に負圧になる。このような場合、そのエレメント５１ａのプリーツ形状が変形してエアが通り難くなる。このため、エア流路の負圧がさらに高くなって送風用のモータに大きな負荷がかかったり、フィルタ５１が吸引されるようにして下流側に移動されてハウジングに対する所定の装着位置から脱落したりするおそれがある。

このような問題に対処するために、例えばエレメントの変形防止構造としては、図１２（ａ）（ｂ）び図１３示すフィルタ５１が知られている。また、フィルタ５１の変形及び脱落防止構造としては、特許文献１に開示されるようなエアクリーナが従来から提案されている。

前記図１２（ａ）（ｂ）に示すフィルタ５１においては、エレメント５１ａの谷部内に、その谷部の配列方向に沿って帯状に、かつ平行に延びるように複数箇所において充填材５２が充填されている。そして、この充填材５２により、エレメント５１ａの山部と谷部とが所定の間隔に保持されて、エレメント５１ａの変形が防止される。この充填材５２は、溶融状態で谷部内に供給されて、硬化されたものである。

また、図１３に示すフィルタ５１においては、エレメント５１ａの谷部内に、その谷部の配列方向に延びる複数の櫛歯状体５３が嵌合されて固定されたものである。この場合も、櫛歯状体５３によりエレメント５１ａの山部と谷部とが所定の間隔に保持されて、エレメント５１ａの変形が防止される。

さらに、前記特許文献１に記載のエアクリーナにおいては、図１４に示すように、フィルタ５１のエレメント５１ａを収容支持するための枠体５４が設けられている。そして、この枠体５４内にエレメント５１ａが収容支持された状態で、フィルタ５１がクリーナのエア流路を形成するハウジング内に着脱可能に装着される。枠体５４には、フィルタの外周部を包囲する外枠部５４ａと、その外枠部５４ａ内に一体に形成された格子状の支持部５４ｂとが設けられている。そして、ハウジングに対するエレメント５１ａの装着状態においては、この枠体５４の支持部５４ｂにより、エレメント５１ａの変形と脱落とが防止される。

また、フィルタの脱落防止構造としては、図１５に示すように、エア流路を形成するハウジング５５の内部に格子状の支持部５５ａを設けて、その支持部５５ａ上にフィルタ５１のエレメント５１ａを着脱可能に装着するように構成したものも知られている。

さらに、エレメントの変形防止構造としては、エレメント内にグラスファイバ等よりなる網状の芯材を埋め込むことにより、エレメントのプリーツ形状を保持するように構成したものも知られている。
特開２００１−３４１５１７号公報

ところが、図１２（ａ）（ｂ）に示すフィルタ５１は、多量の充填材が必要であるばかりでなく、充填材５２が硬化するまでに時間がかかり、製造コストが増大する。図１３に示すフィルタ５１においては、エレメント５１ａの谷部内に、櫛歯状体５３を倒れないように保持した状態で櫛歯状体５３を接着剤によって接着する必要があり、組み付けに手間がかかるものであった。しかも、図１２（ａ）（ｂ）及び図１３に示すフィルタ５１においては、ハウジングに装着するために、図１４に示すような枠体が用いられる。このため、充填材５２や櫛歯状体５３に加えて枠体が必要になって、部品点数が増える結果となる。

一方、図１４に示す特許文献１の構成においては、大きな形状の枠体５４が必要であって、ハウジング側のフィルタ装着部の構成も大がかりな形状になって、エアクリーナ全体として重量増を招くことになる。

さらに、図１５に示す構成においては、ハウジング５５内にエア流路内を横切るように支持部５５ａが形成されるため、ハウジングの構成が複雑になるものであった。
さらに、エレメント内に補強用のグラスファイバ等の芯材を埋め込んだ構成においては、その芯材の存在のためにエレメントの通気抵抗が高くなって、濾過処理可能な通気量が少なくなる。しかも、芯材の剛性のために各山や谷を狭い角度に形成することが困難になり、結果としてエレメントの濾過面積が小さくなる。従って、このように構成されたフィルタは、濾過機能の劣るものであった。

この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、エレメントの変形防止とフィルタの脱落防止とを兼ねることができて、構造が簡単で部品点数を削減することができるとともに、軽量化を達成でき、しかも高い濾過機能を得ることができるフィルタ及びエアクリーナを提供することにある。

上記の目的を達成するために、フィルタに係る発明では、複数の山部と谷部とを交互に有するようにプリーツ加工されたエレメントと、そのエレメントに固定された枠体とを備えたフィルタにおいて、前記枠体は、環状の外枠部と、その外枠部内に一体に架設形成された架設枠部とを有し、前記外枠部がその外周縁をエレメントから突出させて同エレメントの外周部に接着されるとともに、前記架設枠部がエレメントの山部の配列方向に延びて、その山部の頂部に接着されたことを特徴としている。

従って、この発明のフィルタでは、枠体の外枠部をエレメントの外周部に接着するとともに、枠体の架設枠部をエレメントの山部の頂部に接着したことで、エレメントの変形防止とフィルタの脱落防止とを兼ねることができる。よって、それらの防止構造を別々に設ける必要がなく、構造が簡単で部品点数を削減することができるとともに、軽量化を達成できる。そして、このフィルタは外枠部の外周縁においてクリーナハウジングに対して容易に支持することができる。

また、前記フィルタの構成において、前記エレメントは、プリーツ加工された本体と、その本体の山部及び谷部の両端開口を閉鎖するように本体の両端に固定された端板とよりなり、その端板を前記枠体の外枠部に接着するとよい。このように構成した場合には、エレメントの外周部を端板に沿って枠体の外枠部に接着することができる。

さらに、前記フィルタの構成において、前記枠体に前記エレメントの端板を位置決めするための位置決め部を形成するとよい。このように構成した場合には、エレメントを枠体に対して所定位置に正確に位置決めして接着固定することができる。

しかも、エアクリーナに係る発明では、エア流路を形成するクリーナハウジングに、その内部のエア流路を横切るようにフィルタを着脱可能に装着したエアクリーナにおいて、このフィルタとして前記のような構成のフィルタを用い、前記クリーナハウジングには前記枠体の外枠部を支持するフィルタ支持部を設けたことを特徴としている。

従って、枠体の外枠部をクリーナハウジングのフィルタ支持部に支持させることにより、フィルタをクリーナハウジング内に容易に着脱することができ、簡単な構造で軽量化されたエアクリーナを得ることができる。

以上のように、この発明によれば、エレメントの変形防止とフィルタの脱落防止とを兼ねることができて、構造が簡単で部品点数を削減することができ、しかも軽量化が可能となる。

（第１実施形態）
以下に、この発明の第１実施形態を、図１〜図３に基づいて説明する。
図１及び図２に示すように、エアクリーナのクリーナハウジング（以下、単にハウジングという）２１はほぼ箱型に形成され、そのハウジング２１の上部にはインレット２２が突設されるとともに、ハウジング２１の下部にはアウトレット２３が突設されている。そして、このアウトレット２３に図示しない空調装置の送風ファンが接続されて、その空調装置が作動されたとき、ハウジング２１内においてインレット２２とアウトレット２３との間に形成されたエア流路２４に沿ってエアが流れる。

前記インレット２２とアウトレット２３との間において、ハウジング２１にはフィルタ挿入口２５が開口され、そのフィルタ挿入口２５の両側上部には幅広部２５ａが形成されている。この幅広部２５ａと対応するように、ハウジング２１の内部両側には一対のフィルタ支持部としてのフィルタ支持レール２６が平行に延びるように配設され、それらの支持レール２６の内面にはフィルタ挿入口２５の幅広部２５ａに連続する溝部２６ａが形成されている。

図１及び図２に示すように、前記ハウジング２１内のフィルタ支持レール２６間にはフィルタ２７がフィルタ挿入口２５を介して着脱可能に装着支持されて、ハウジング２１内のエア流路２４を横切るように配置されている。そして、前記空調装置の作動に伴いエア流路２４に沿ってエアが流れたとき、そのエアに含まれる塵埃がフィルタ２７によって捕捉除去されて、吸入エアが濾過される。

そこで、前記フィルタ２７の構成について詳細に説明する。
図１及び図３に示すように、フィルタ２７は、エレメント３１と、そのエレメント３１に接着剤を用いて接着固定された枠体３２とより構成されている。エレメント３１は、複数の山部３３ａと谷部３３ｂとを交互に有するようにプリーツ加工された不織布等よりなる本体３３と、その本体３３の山部３３ａ及び谷部３３ｂの両端開口を閉鎖するように本体３３の両端に接着剤によって固定された不織布等よりなる端板３４とより構成されている。この端板３４は、本体３３よりも厚く、高剛性を有するように形成されている。

前記フィルタ２７の枠体３２は、合成樹脂よりなる四角環状の外枠部３５と、その外枠部３５内にフィルタ２７の着脱方向と直交する横方向に沿って平行に延びるように外枠部３５と一体に同外枠部３５の対向辺間に架設形成された複数の架設枠部３６とより構成されている。そして、枠体３２の外枠部３５がエレメント３１の外周部の端板３４に接着によって固定されるとともに、架設枠部３６がエレメント３１の本体３３の山部３３ａの配列方向に延長されて、その山部３３ａの頂部に接着によって固定されている。また、前記外枠部３５の外周縁は、エレメント３１の外周縁から外方に突出している。

図１及び図２に示すように、フィルタ２７をハウジング２１のフィルタ挿入口２５からハウジング２１内に装着する場合には、枠体３２の外枠部３５の両側部における外周縁がフィルタ挿入口２５の幅広部２５ａから両フィルタ支持レール２６の溝部２６ａ内に挿入案内されることにより、フィルタ２７がハウジング２１内の所定位置に配置される。そして、この装着状態では、一方の端板３４がハウジング２１のフィルタ挿入口２５を閉鎖する。

この状態において、空調装置が運転されると、前述のように、吸入エアがエレメント３１により濾過される。
そして、この第１実施形態においては、以下の効果がある。

（１） フィルタ２７がエレメント３１と枠体３２とから構成されている。そして、枠体３２の外枠部３５がエレメント３１の外周部の端板３４に接着されるとともに、枠体３２の架設枠部３６がエレメント３１の本体３３の山部３３ａ頂部に接着されている。従って、フィルタ２７のエレメント３１に塵埃が堆積した場合でも、そのエレメント３１の本体３３の山部３３ａと谷部３３ｂとのプリーツ形状が架設枠部３６によって保持される。従って、エレメント３１が変形したり、フィルタ２７がハウジング２１に対する所定の装着状態から脱落したりするおそれを防止することができ、良好な濾過機能を維持できる。

（２） 枠体３２の外枠部３５をエレメント３１の端板３４に接着するとともに、枠体３２の架設枠部３６をエレメント３１の山部３３ａ頂部に接着したことで、エレメント３１の変形防止とフィルタ２７の脱落防止とを兼ねている。このため、それらの防止構造を別々に設ける必要がなく、構造が簡単で部品点数を削減することができるとともに、軽量化を達成できる。

（３） 枠体３２はエレメント３１に対して少量の接着剤で固定できるため、接着剤の硬化に長時間を要することはなく、組み付けに手間がかかることを防止でき、コストダウンに有効である。

（４） このエアクリーナにおいては、ハウジング２１内にフィルタ２７の枠体３２の外枠部３５を案内支持するためのフィルタ支持レール２６が設けられている。よって、枠体３２の外枠部３５をフィルタ支持レール２６に支持させることにより、フィルタ２７をハウジング２１内の所定装着位置に対して容易に着脱することができる。

（第２実施形態）
次に、この発明の第２実施形態を説明する。なお、この第２実施形態以降の各実施形態及び変形例においては、前記第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。

この第２実施形態では、図４に示すように、フィルタ２７の枠体３２において、外枠部３５内に架設枠部３６が縦方向及び横方向へクロス状に延びるように一体に形成されている。そして、枠体３２の外枠部３５がエレメント３１の外周部の端板３４に接着されるとともに、枠体３２の架設枠部３６うちでエレメント３１の本体３３の山部３３ａの配列方向に延びる架設枠部３６が、それらの山部３３ａの頂部に接着により接着されている。

従って、この第２実施形態においても、前記第１実施形態に記載の効果とほぼ同様の効果を得ることができる。
（第３実施形態）
次に、この発明の第３実施形態を説明する。

この第３実施形態においては、図５に示すように、フィルタ２７の枠体３２において、外枠部３５内に架設枠部３６が対角線方向へクロス状に延びるように一体に形成されている。また、枠体３２の両側内面には、一対の補助架設枠部４１が横方向へ延びるように一体に形成されている。そして、枠体３２の外枠部３５がエレメント３１の外周部の端板３４に接着されるとともに、枠体３２の架設枠部３６及び補助架設枠部４１がエレメント３１の本体３３の山部３３ａの頂部に接着により固定されている。

従って、この第３実施形態においても、前記第１実施形態に記載の効果とほぼ同様の効果を得ることができる。
（第４実施形態）
次に、この発明の第４実施形態を説明する。

この第４実施形態においては、図６及び図７に示すように、フィルタ２７の枠体３２における外枠部３５の下面に、エレメント３１の各端板３４を位置決めするための位置決め部としての位置決め溝４２が形成されている。そして、エレメント３１の各端板３４の端縁が位置決め溝４２内に係合された状態で、枠体３２の外枠部３５に接着により固定されている。

従って、この第４実施形態においても、前記第１実施形態に記載の効果とほぼ同様の効果を得ることができる。また、この第４実施形態においては、エレメント３１の各端板３４を枠体３２の位置決め溝４２に係合させることにより、エレメント３１を枠体３２に対して所定位置に正確に位置決めして固定することができる。

（第５実施形態）
次に、この発明の第５実施形態を説明する。
この第５実施形態においては、図８及び図９に示すように、フィルタ２７の枠体３２における外枠部３５の下面両側縁に、エレメント３１の各端板３４を位置決めするための位置決め部としての位置決め突条４３が形成されている。そして、エレメント３１の各端板３４の端縁が位置決め突条４３に係合された状態で、枠体３２の外枠部３５に接着により固定されている。

従って、この第５実施形態においても、前記第１実施形態に記載の効果とほぼ同様の効果を得ることができる。また、この第５実施形態においても、前記第４実施形態の場合とほぼ同様に、エレメント３１の各端板３４を枠体３２の位置決め突条４３に係合させることにより、エレメント３１を枠体３２に対して所定位置に正確に位置決めして接着固定することができる。また、この第５実施形態においては、枠体３２の厚みを増して、その枠体３２の強度を向上できる。

（第６実施形態）
次に、この発明の第６実施形態を説明する。
この第６実施形態においては、図１０及び図１１に示すように、フィルタ２７の枠体３２における外枠部３５の一端に、ハウジング２１のフィルタ挿入口２５を閉鎖するための蓋体４４が一体に形成されている。蓋体４４の内面には、環状のパッキン４５が取り付けられている。そして、フィルタ２７がハウジング２１に装着された状態で、パッキン４５がフィルタ挿入口２５の開口周縁に接合されて、そのフィルタ挿入口２５が蓋体４４により気密状態で閉鎖される。

従って、この第６実施形態においても、前記第１実施形態に記載の効果とほぼ同様の効果を得ることができる。また、この第６実施形態においては、フィルタ２７の枠体３２に蓋体４４が一体に形成されているため、ハウジング２１の気密性を向上できる。

（変更例）
なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・ 前記各実施形態のフィルタ２７において、枠体３２の架設枠部３６の架設個数を任意に変更して形成すること。

・ 第６実施形態の蓋体４４を第１〜第５実施形態の枠体３２に設けること。
・ 枠体として合成樹脂以外の材料、例えば、金属や硬質ゴム等を用いること。

第１実施形態のフィルタを備えたエアクリーナを示す分解斜視図。 図１のエアクリーナの拡大断面図。 同エアクリーナのフィルタを分解して示す斜視図。 第２実施形態のフィルタを示す平面図。 第３実施形態のフィルタを示す平面図。 第４実施形態のフィルタを示す斜視図。 図６の７−７線における拡大断面図。 第５実施形態のフィルタを示す斜視図。 図８の９−９線における拡大断面図。 第６実施形態のフィルタを示す斜視図。 図１０の１１−１１線における拡大断面図。 （ａ）は充填材が設けられた従来例を示す断面図、（ｂ）は同じく平面図。 櫛歯状体が設けられた従来例を示す断面図。 外枠が設けられた従来例を示す分解斜視図。 ハウジング内に支持部が設けられた従来例を示す斜視図。

符号の説明

２１…ハウジング、２４…エア流路、２５…フィルタ挿入口、２６…フィルタ支持部としてのフィルタ支持レール、２６ａ…溝部、２７…フィルタ、３１…エレメント、３２…枠体、３３…本体、３３ａ…山部、３３ｂ…谷部、３４…端板、３５…外枠部、３６…架設枠部、４２…位置決め部としての位置決め溝、４３…位置決め部としての位置決め突条、４４…蓋体。

Claims (5)

1. 複数の山部と谷部とを交互に有するようにプリーツ加工されたエレメントと、そのエレメントに固定された枠体とを備えたフィルタにおいて、
   前記枠体は、環状の外枠部と、その外枠部内に一体に架設形成された架設枠部とを有し、前記外枠部がその外周縁をエレメントから突出させて同エレメントの外周部に接着されるとともに、前記架設枠部がエレメントの山部の配列方向に延びて、その山部の頂部に接着されたことを特徴とするフィルタ。
2. 前記エレメントは、プリーツ加工された本体と、その本体の山部及び谷部の両端開口を閉鎖するように本体の両端に固定された端板とよりなり、その端板を前記枠体の外枠部に接着したことを特徴とする請求項１に記載のフィルタ。
3. 前記枠体に前記エレメントの端板を位置決めするための位置決め部を形成したことを特徴とする請求項２に記載のフィルタ。
4. 前記外枠に、フィルタ装着用のクリーナハウジングの開口を閉鎖するための蓋体を設けたことを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載のフィルタ。
5. エア流路を形成するクリーナハウジングに、その内部のエア流路を横切るようにフィルタを着脱可能に装着したエアクリーナにおいて、
   前記フィルタとして請求項１〜４のうちのいずれか一項に記載のフィルタを用い、前記ハウジングには前記枠体の外枠部を支持するフィルタ支持部を設けたことを特徴とするエアクリーナ。

Images