JP2010131568A - 空調用フィルタ - Google Patents

Abstract

【課題】枠体の有無に係わらずバイパス弁を設けることができると共に、濾過面積を十分に確保することができる空調用フィルタを提供する。
【解決手段】空調用フィルタは、空気中のダストを濾過する濾材１４を有するフィルタ本体１１を備え、濾材１４には、該濾材１４が目詰まりして生じた濾材１４の両面における圧力差に基づいて開口するバイパス弁１６が設けられている。また、濾材１４は襞状に折曲げ形成された襞折り部１３と、その両端部に設けられた平坦部１５とにより構成され、バイパス弁１６は平坦部１５に設けられている。バイパス弁１６は濾材１４自体により構成されている。すなわち、濾材１４に複数のミシン目孔１７が透設されて構成され、濾材１４両面の圧力差によりミシン目孔１７間の連結部１８が破断されて開口されるように構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば自動車の車室内の冷暖房を行うエアコン（エアコンディショナー）のフィルタなどとして使用される空調用フィルタに関するものである。

従来、この種の空調用フィルタにおいては、エアコンを長期間使用したとき空気中のダスト（塵埃）によって目詰まりが生じ、風量の低下、冷暖房効率の悪化及び窓ガラスの曇りなどの不具合が発生する。このような不具合を解消するために、例えば枠体内を、濾過体を取付けた濾過部と、濾過体のないバイパス部とに区画したエアフィルタが知られている（特許文献１を参照）。このエアフィルタでは、バイパス部を可撓性の板状弁で閉塞すると共に、該板状弁は所定以上の風圧で撓んで開弁するように構成されている。

さらに、合成樹脂製の枠体に波付け濾材を張設すると共に、枠体内の一部に濾材の存在しない窓孔からなるバイパス部を設け、該バイパス部の入り口側を可撓性の板状弁体で閉じるように構成したエアフィルタが知られている（特許文献２を参照）。このエアフィルタにおいては、板状弁体の一側縁部を枠体の端壁又は区画壁に取付ける一方、自由な他側縁部を枠体中に設けた受け片で保持するようになっている。
特開平７−２６５６３３号公報（第２頁及び第３頁） 特開平８−３３２３３４号公報（第２頁及び第３頁）

しかしながら、枠体に該枠体とは別体のバイパス弁を設けた場合、バイパス弁が設けられる枠体部分を幅広に形成する必要があってその分だけ濾材部分が減り、濾過面積が減少するという問題があった。具体的には、特許文献１及び２に記載されているエアフィルタでは、バイパス部が枠体の両短辺部に設けられ、それらバイパス部の幅は長辺部の枠体の幅よりも５倍程度幅広く設定されていることから、濾過面積が約２０％も減少するという問題があった。

本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、枠体の有無に係わらずバイパス弁を設けることができると共に、濾過面積を十分に確保することができる空調用フィルタを提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１に係る空調用フィルタは、濾材よりなるフィルタ本体を備えたものである。そして、前記濾材には、該濾材が目詰まりして生じた濾材の両面における圧力差に基づいて開口するバイパス弁を設けたことを特徴とする。

請求項２に係る空調用フィルタは、請求項１に係る発明において、前記濾材は襞状に折曲げ形成された襞折り部と、その一部に設けられた平坦部とにより構成され、バイパス弁は前記平坦部に設けられていることを特徴とする。

請求項３に係る空調用フィルタは、請求項１又は請求項２に係る発明において、前記バイパス弁は複数箇所に設けられていることを特徴とする。
請求項４に係る空調用フィルタは、請求項１から請求項３のいずれか一項に係る発明において、前記バイパス弁は濾材自体により構成されていることを特徴とする。

請求項５に係る空調用フィルタは、請求項４に係る発明において、前記バイパス弁は濾材に複数のミシン目孔が透設されて構成され、前記圧力差によりミシン目孔間の連結部が破断されて開口されるように構成されていることを特徴とする。

請求項６に係る空調用フィルタは、請求項１から請求項５のいずれか一項に係る発明において、前記バイパス弁は前記圧力差の増大により複数段階に開口するように構成されていることを特徴とする。

本発明によれば、次のような効果を発揮することができる。
本発明の空調用フィルタにおいては、濾材には、該濾材が目詰まりして生じた濾材の両面における圧力差に基づいて開口するバイパス弁が設けられている。このため、該バイパス弁を濾材の一部に設けておくことにより、濾材の目詰まりで生じた濾材両面の圧力差に基づいてバイパス弁を開口させ、通気を図ることができる。従って、枠体の有無に係わらずバイパス弁を設けることができると共に、濾過面積を十分に確保することができる。

以下、本発明の最良と思われる実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
（第１実施形態）
図１に示すように、空調用フィルタを構成するフィルタ本体１１は、対向する一対の枠体１２間に襞状に折曲げ形成された襞折り部１３を有する濾材１４が挟持されて構成されている。前記枠体１２は合成樹脂により板状に形成されている。濾材１４はポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の合成樹脂製の不織布よりなる濾布で形成され、空気中のダストを濾過するようになっている。濾材１４の襞配列方向の両端部には襞折りされていない平坦部１５が設けられている。該平坦部１５には、濾材１４が目詰まりして生じた濾材１４の両面における圧力差に基づいて開口するバイパス弁１６が設けられている。

図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、前記バイパス弁１６は濾材１４に平面円弧状及び平面直線状に透設された複数（本実施形態では４つ）のミシン目孔１７と、それらミシン目孔１７間の連結部１８とで形成されている。斯るミシン目孔１７と連結部１８で囲まれた部分によりバイパス弁１６は舌片状（Ｕ字状）に構成されている。前記連結部１８はバイパス弁１６の円弧の頂部に位置する第１連結部１８ａと両側部に位置する一対の第２連結部１８ｂとにより構成され、２段階に開口するように構成されている。すなわち、図２（ｃ）に示すように、濾材１４の両面に圧力差が生じると、まず頂部の第１連結部１８ａが破断されてバイパス弁１６が開口して第１開口部１９ａが形成されるようになっている。さらに、図２（ｄ）に示すように、前記圧力差が増大すると両側部の第２連結部１８ｂが破断されてバイパス弁１６がさらに広い面積で開口して第２開口部１９ｂが形成されるようになっている。

さて、空調用フィルタが例えば車両のエアコンに取付けられた状態において、空調用フィルタの濾材１４を所定の温度及び風量の空気が通過し、車室内の冷暖房が行われる。このとき、濾材１４の襞折り部１３、平坦部１５及びバイパス弁１６はいずれも不織布よりなる濾布で形成されているため、空気は常時通過することができる。ところが、空調用フィルタの濾材１４をそのままの状態で長期間使用していると、濾材１４はダストにより目詰まりを起こし、通気抵抗が高くなる。この場合、濾材１４の両面における圧力差すなわち吸入側の圧力と吹き出し側の圧力との圧力差が次第に大きくなる。

このとき、濾材１４両端の平坦部１５にはバイパス弁１６が設けられていることから、前記圧力差が大きくなるに従ってまず図２（ｃ）に示すようにバイパス弁１６を形成する第１連結部１８ａが破断され、バイパス弁１６が開口して第１開口部１９ａが形成される。従って、濾材１４が目詰まりを起こして濾材１４を通しての通気量が減少しても、その通気量の減少を補うように２つのバイパス弁１６から必要な通気量が得られる。前記圧力差がさらに増大すると、図２（ｄ）に示すように一対の第２連結部１８ｂが破断し、バイパス弁１６がさらに広い開口面積で開口して第２開口部１９ｂが形成される。その結果、濾材１４を通しての通気が遮断されても、両バイパス弁１６から十分な風量を得ることができる。この場合、バイパス弁１６の開口面積は狭いため、ダスト等はほとんど入ってこない。

次に、上記第１実施形態により発揮される効果について、まとめて記載する。
・ 本実施形態の空調用フィルタにおいては、濾材１４に、該濾材１４が目詰まりして生じた濾材１４両面における圧力差に基づいて開口する一対のバイパス弁１６を設けた。このようにバイパス弁１６を濾材１４の平坦部１５に設けておくことにより、濾材１４の目詰まりで生じた濾材１４両面の圧力差に基づいてバイパス弁１６を開口させることができる。従って、枠体１２の有無に係わらずバイパス弁１６を設けることができると共に、濾過面積を十分に確保することができる。よって、エアコンの風量の低下、冷暖房効率の悪化及び窓ガラスの曇りなどを効果的に抑制することができる。

・ 濾材１４は襞状に折曲げ形成された襞折り部１３と、その両端部に設けられた平坦部１５とにより構成され、バイパス弁１６は濾材１４の平坦部１５に設けられている。このため、バイパス弁１６の機能を良好に発揮することができると共に、その作製を容易に行うことができる。

・ バイパス弁１６が濾材１４の複数箇所に設けられていることにより、濾材１４が目詰まりしたときに複数箇所のバイパス弁１６が開口し、十分な風量が得られ、冷暖房効率の悪化や窓ガラスの曇りを抑制することができる。

・ バイパス弁１６は濾材１４自体により構成されていることにより、濾材１４の目詰まりが生じていない場合にバイパス弁１６は濾材１４としての機能を果たすことができると共に、バイパス弁１６が濾材１４と別部材ではないためリサイクルを容易に行うことができる。

・ バイパス弁１６は濾材１４に複数のミシン目孔１７が透設されて構成され、前記圧力差によりミシン目孔１７間の第１連結部１８ａ又は第２連結部１８ｂが破断されて開口されるように構成されている。このため、バイパス弁１６の構成を簡単にすることができ、その作製を容易に行うことができる。

・ バイパス弁１６は前記圧力差の増大により２段階に開口するように構成されていることから、濾材１４の目詰まりによる前記圧力差の増大に対応してバイパス弁１６の開口面積を拡大することができる。言い換えれば、必要な大きさの開口を形成することができて、常に高い能力の濾過機能及び送風機能を維持することができる。
（第２実施形態）
続いて、本発明を具体化した第２実施形態について説明するが、本第２実施形態では主に第１実施形態と異なる点について説明する。

図３（ｃ）に示すように、濾材１４の両端に位置する平坦部１５には図３（ａ）に示す通気孔２０が透設されると共に、図３（ｂ）に示すバイパス弁１６として濾材１４と同材質の濾布が通気孔２０を塞ぐように、濾材１４の裏面側（上流側）に熱融着されている。このバイパス弁１６としての濾布は、通気孔２０よりも若干大きく形成され、常には通気孔２０から空気が漏れないようになっている。バイパス弁１６としての濾布の底部は通気孔２０よりも長く形成された重合部２１になると共に、頂部には第１突片２２が突設され、両側部には一対の第２突片２３が突設され、これら重合部２１、第１突片２２及び第２突片２３が濾材１４に熱融着されている。

そして、バイパス弁１６は図４（ａ）に示す状態から、濾材１４の両面における圧力差が大きくなるとまず図４（ｂ）に示すように第１突片２２が撓んで通気孔２０から平坦部１５の下流側へ外れ、第１開口部２４ａが形成されるように構成されている。次に、濾材１４の両面における圧力差がさらに大きくなると、図４（ｃ）に示すように一対の第２突片２３が撓んで通気孔２０から平坦部１５の下流側へ外れ、開口面積が広げられるように開口して第２開口部２４ｂが形成されるようになっている。

従って、前記第１実施形態と同様な作用、効果を得ることができる。加えて、バイパス弁１６は平坦部１５の上流側の面に設けられていることから、離脱を防止することができる。
（第３実施形態）
次に、本発明を具体化した第３実施形態について説明するが、本第３実施形態では主に第１実施形態と異なる点について説明する。

図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、濾材１４の両端に位置する平坦部１５には円孔状の取付孔２５が透設され、該取付孔２５には取付孔２５より細いバイパス弁１６の軸部２６が挿通され、取付孔２５とバイパス弁１６の軸部２６との間の空隙部が通気孔２０となっている。バイパス弁１６は弾力性を有するゴムにより形成されている。バイパス弁１６の基端側の支持部２７は平面十字状に形成されて濾材１４の裏面に密接され、先端側のリップ部２８は円形笠状に形成されてその周縁部が濾材１４の表面に密接されている。

そして、バイパス弁１６は図５（ａ）に示す状態から、濾材１４の両面における圧力差が大きくなると図５（ｃ）に示すようにリップ部２８の外周部が風圧によって通気通路２９を形成するように変形し、空気が通気孔２０及び通気通路２９を介して流通するようになっている。そして、濾材１４の両面における圧力差がさらに大きくなるにつれて、バイパス弁１６のリップ部２８の外周部が大きく開口して通気通路２９が拡大されるようになっている。なお、本実施形態のバイパス弁１６はゴムの弾性力を利用しているため、濾材１４の両面における圧力差が小さくなった場合にはそのリップ部２８の周縁部が濾材１４表面に接触するように復元し、バイパス弁１６が遮断される。

さて、濾材１４の目詰まりで濾材１４両面に圧力差が生じたときには、濾材１４両端の平坦部１５に設けられたバイパス弁１６が作動する。すなわち、図５（ｃ）に示すように、前記圧力差が大きくなるに従って風圧によりバイパス弁１６を形成するリップ部２８の外周が弾性変形し、リップ部２８の周縁部と濾材１４の表面とが離間して通気通路２９が形成され、バイパス弁１６が開口する。このため、図５（ｃ）の矢印で示すように空気が通気孔２０及び通気通路２９を介して流通する。従って、濾材１４の目詰まりにより濾材１４からの通気量が減少しても、その通気量の減少を補うように２つのバイパス弁１６の通気通路２９から所要の通気量が得られる。前記圧力差がさらに増大すると、風圧によりバイパス弁１６のリップ部２８の外周部がさらに弾性変形して通気通路２９が一層拡げられる。その結果、濾材１４を通しての通気が遮断されても、両バイパス弁１６の通気通路２９から十分な風量を得ることができる。
（変更例）
なお、前記各実施形態を次のように変更して具体化することも可能である。

・ 図６に示すように、前記第１実施形態の濾材１４の両端に設けた平坦部１５を省略し、濾材１４の襞折り部１３の中央に平坦部１５を設け、該平坦部１５に第１実施形態のバイパス弁１６を設けることもできる。或いは、この平坦部１５に第２実施形態のバイパス弁１６を設けることもできる。

・ 前記バイパス弁１６を濾材１４の襞折り部１３の斜面に設けることも可能である。
・ バイパス弁１６を、濾材１４の両端部に位置する各平坦部１５にそれぞれ２箇所以上設けることができる。

・ 第１〜第３実施形態において、濾材１４の平坦部１５を濾材１４の一端部のみに設け、その平坦部１５に１つのバイパス弁１６を設けることもできる。この場合、バイパス弁１６を各実施形態のバイパス弁１６より大きく形成することが望ましい。

・ 第１実施形態及び第２実施形態ではバイパス弁１６を２段階に開口するように構成したが、３段階以上に開口するように構成することも可能である。
・ 第１実施形態において、第１連結部１８ａの幅を、第２連結部１８ｂの幅よりも幅狭に形成し、最初に第１連結部１８ａを確実に破断させるように構成することができる。

・ 空調用フィルタとして、空気清浄機用の空調用フィルタ、換気扇用の空調用フィルタ等として利用することもできる。
・ 第２実施形態において、第１突片２２や第２突片２３の平坦部１５に対する熱融着を省略することができる。
（他の技術的思想）
次に、前記実施形態より把握できる技術的思想について以下に記載する。

・ 前記連結部の数又は幅を変更することによりバイパス弁を複数段階に開口するように構成したことを特徴とする請求項６に記載の空調用フィルタ。このように構成した場合、簡単な構成で請求項６に係る発明の効果を発揮することができる。

本発明の第１実施形態における空調用フィルタを構成するフィルタ本体を示す斜視図。 （ａ）は濾材の平坦部に設けられたバイパス弁を示す部分斜視図、（ｂ）は（ａ）の２ｂ−２ｂ線における断面図、（ｃ）は第１連結部が破断されてバイパス弁が開口した状態を示す断面図及び（ｄ）はバイパス弁が（ｃ）の状態からさらに開口した状態を示す断面図。 （ａ）は第２実施形態における濾材の平坦部に通気孔を透設した状態を示す部分斜視図、（ｂ）はバイパス弁を示す斜視図及び（ｃ）はバイパス弁を濾材の平坦部に熱融着した状態を示す斜視図。 （ａ）は濾材の平坦部にバイパス弁を熱融着した状態を示す断面図、（ｂ）はバイパス弁を構成する第１突片が撓んで通気孔から平坦部の下流側へ外れた状態を示す断面図及び（ｃ）はさらに第２突片が撓んで通気孔から平坦部の下流側へ外れた状態を示す断面図。 （ａ）は第３実施形態における濾材の平坦部にバイパス弁を設けた状態を示す断面図、（ｂ）は（ａ）の平面図及び（ｃ）はバイパス弁が作動して開口した状態を示す断面図。 本発明の変形例を示し、濾材の襞折り部の中央に平坦部を設け、該平坦部にバイパス弁を設けたフィルタ本体を示す斜視図。

符号の説明

１１…フィルタ本体、１３…襞折り部、１４…濾材、１５…平坦部、１６…バイパス弁、１７…ミシン目孔、１８…連結部、１８ａ…第１連結部、１８ｂ…第２連結部。

Claims (6)

1. 濾材よりなるフィルタ本体を備えた空調用フィルタであって、
   前記濾材には、該濾材が目詰まりして生じた濾材の両面における圧力差に基づいて開口するバイパス弁を設けたことを特徴とする空調用フィルタ。
2. 前記濾材は襞状に折曲げ形成された襞折り部と、その一部に設けられた平坦部とにより構成され、バイパス弁は前記平坦部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の空調用フィルタ。
3. 前記バイパス弁は複数箇所に設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の空調用フィルタ。
4. 前記バイパス弁は濾材自体により構成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の空調用フィルタ。
5. 前記バイパス弁は濾材に複数のミシン目孔が透設されて構成され、前記圧力差によりミシン目孔間の連結部が破断されて開口されるように構成されていることを特徴とする請求項４に記載の空調用フィルタ。
6. 前記バイパス弁は前記圧力差の増大により複数段階に開口するように構成されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の空調用フィルタ。

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