JP2015202488A - エアーフィルタ - Google Patents

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裕一 小野田
Yuichi Onoda
裕一 小野田
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Abstract

【課題】熟練作業者でなくともフィルタ枠を精度良く簡便に組み立てることができ、安全に取り扱うことができ、しかも、品質の高いエアーフィルタを提供する。【解決手段】断面コ字状を有する4つの金属製の枠板を矩形に組み合わせて形成されたフィルタ枠内に濾材を収納したエアーフィルタにおいて、隣接する枠板30,33の端部を接続する樹脂製の接続部品34を有する。接続部品34は、フィルタ枠の角部を形成する角部形成部34aと、角部形成部34aから延設され、各枠板30,33にそれぞれ接合される固定片34b,34cとを有する。【選択図】図2

Description

本発明は、ビルや工場内に設置される空調設備、空気清浄機等に使用されるエアーフィルタに関するものである。
従来、エアーフィルタは、図8の分解斜視図に示すように、プリーツ型の濾材50とその濾材50を収納するフィルタ枠51とから構成されている。
濾材50を交換することができるこの種のエアーフィルタでは、一般的にフィルタ枠51は、取り外し可能な上板51aと、固定された下板51bおよび側板51c,51dとから構成されている。
上板51aの両端部には折曲部52が設けられており、それら一対の折曲部52,52を、それぞれ側板51c,51dと板片53との隙間に差し込めば、上板51aを着脱可能に側板51c,51dと接続することができるようになっている(例えば、特許文献1参照)。
上板51a、下板51b、側板51cおよび側板51dを製作する場合、例えば、チャンネルタイプのアルミ型材を所定の寸法に切断し、各端部をそれぞれ45°に切断し、その切断部についてバリ取りを行い、額縁状に仮組みし、固定すべき接続部分については当て板を用いてカシメを行い、各コーナー部について面取りが行われる。
また、図9に示す別のエアーフィルタでは、フィルタ枠を構成する上板54aと側板54bとを接続部品55を介して接続するように構成されている。
側板54bの接続側端部には小窓54cが設けられており、接続部品55には柱部55aと弾性変形し得る舌部材55bが形成されている。
濾材50の上縁部を把持するようにして上板54aの柱部55aを側板54bに差し込むと、舌部材55bの突起部55cが上記小窓54cに嵌合するようになっており、それにより、上板54aと側板54bとを接続することができるようになっている。なお、接続部品55の基部55dは上板54aに予めねじ止めされている(例えば、特許文献2参照)。
特開2006−110530号公報 特開2004−41879号公報
しかしながら、前者のエアーフィルタでは、作業者の熟練度によって組み立て精度にバラツキが発生するという問題があり、また、フィルタ枠の角部が鋭利になるため作業者や顧客が怪我をしないよう、面取り作業を入念にしなければならない。さらに、フィルタ枠を製造する場合に多くの加工工程を経なければならず、加工時に発生する削りカスが製品に付着した場合は製品の品質を低下させる虞もある。
これに対して、後者のエアーフィルタの構成では、上板54aや側板54bの接続側端部を45°に切断する必要が無いものの、上板54aについては切欠き部(図9のC部参照)や小窓54cを形成するための工程が必要となる。
また、接続部品55を上板54aに対し正確に位置決めしてねじ止めする必要があり、作業者の熟練度によって組み立て精度にバラツキが発生するという問題は解消されていない。
本発明は以上のような従来のエアーフィルタのフィルタ枠組み立て時における課題を考慮してなされたものであり、熟練作業者でなくともフィルタ枠を精度良く簡便に組み立てることができ、安全に取り扱うことができ、しかも、品質の高いエアーフィルタを提供するものである。
本発明は、断面コ字状を有する4つの金属製の枠板を矩形に組み合わせて形成されたフィルタ枠内に、濾材を収納したエアーフィルタにおいて、
隣接する上記枠板の端部を接続する樹脂製の接続部品を有し、
上記接続部品は、上記フィルタ枠の角部を形成する角部形成部と、
上記角部形成部から延設され、隣接する上記各枠板にそれぞれ接合される固定片とを有するエアーフィルタである。
本発明において、上記枠板は、対向する一対の部分の内壁のそれぞれに、上記固定片をスライドさせて挿入させるための溝部を形成することが好ましい。
本発明において、上記接続部品は、上記角部形成部と上記固定片との境界部分に、上記枠板の端部を上記角部形成部に対して面一に接続するための段部を形成することが好ましい。
本発明において、上記濾材の外周縁部を、接着剤を介して上記フィルタ枠に固着することが好ましい。このような構成にすれば、上記フィルタ枠と上記濾材の外周縁部とが接着されて一体化されるため、上記枠板に対して上記接続部品を固着する必要がない。
本発明において、上記エアーフィルタは、上記4つの金属製の枠板の少なくとも1つの外壁に、他のエアーフィルタを継ぎ合わせる連結金具を備えることが好ましい。
本発明において、上記連結金具は、上記フィルタ枠の少なくとも一辺に隙間なく形成されていることが好ましい。
本発明において、上記接続部品は、上記連結金具を備える枠板に隣接する側の上記固定片と上記角部形成部との境界部分の方が、上記連結金具を備えない枠板に隣接する側の上記固定片と上記角部形成部との境界部分よりも、上記角部形成部の角に近いことが好ましい。
本発明のエアーフィルタによれば、作業者の熟練度に関係なくエアーフィルタのフィルタ枠を少ない工程で精度良く組み立てることができる。
また、フィルタ枠の角部が樹脂製の接続部品で構成されているため、鋭利な金属部分が存在せず安全に取り扱うことができる。
また、フィルタ枠の角部を形成する場合に切断作業を必要としないため、品質の高いエアーフィルタを提供することができる。
本発明に係るエアーフィルタの全体構成を示す斜視図である。 図1に示したエアーフィルタの要部分解斜視図である。 図1の接続部品の拡大図であり、(a)は平面図、(b)は正面図、(c)は右側面図である。 接続部品の変形例を示した斜視図である。 本発明に係るフィルタ枠の別の形態を示す要部分解斜視図である。 図5に示すフィルタ枠を用いて組み立てられたエアーフィルタの要部斜視図である。 本発明に係るフィルタ枠のさらに別の形態を示す要部分解斜視図である。 従来のエアーフィルタの構成を示す分解斜視図である。 従来の別のエアーフィルタの構成を示す分解斜視図である。
以下、図面に示した実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
[1]エアーフィルタの全体構成
図1は、本発明に係るエアーフィルタの全体構成を示す斜視図である。
本発明は、使用済みとなった場合に、濾材とフィルタ枠を共に廃棄するいわゆる使い捨てエアーフィルタに好適なエアーフィルタを提供するものである。
同図において、エアーフィルタ1は、平板状の濾材に山谷状のひだ(プリーツ)を多数形成した、いわゆるプリーツ型の濾材2と、その濾材2の外周縁部を把持することにより濾材2を収納するフィルタ枠3とから主として構成されており、空気や排気ガス中の微細な汚染粒子を除去するものである。また、符号2aは濾材2のジグザク折り形状を保持するために必要に応じて設けられる保持ビードである。
濾材2の形態としては不織布、織物、微多孔膜等を用いることができる。濾材2の素材としては合成樹脂、合成繊維、天然繊維、無機繊維、金属繊維等を用いることができるが、本実施形態では合成樹脂を素材として採用している。
なお、濾材2の縦サイズ(Y方向)、横サイズ(X方向)、プリーツの深さ(Z方向)はエアーフィルタ1が取り付けられる環境、用途等に応じて適宜選択される。また、濾材2は、必ずしもプリーツ型でなくてもよいので、例えば平板状等の他の形状の型であってもよい。
フィルタ枠3は、矩形に組み合わされる4つの金属製の枠板、具体的には、上板30、底板31、側板32および側板33と、隣接する枠板の各角部をそれぞれ接続する4つの樹脂製の接続部品34とから構成されている。
上板30、底板31、側板32および側板33としては、軽量であるという利点のある、おおよそ厚さ0.5mm〜2.0mm程度の同じアルミニウム型材を使用している。
また、上板30、底板31、側板32および側板33は、長手方向と直交する方向の断面形状がコ字状(チャンネル)をなしており、その長さは濾材2の縦横各辺のサイズに合わせて切断されている。
[2]エアーフィルタの各部の構成
図2は、図1に示したエアーフィルタ1を分解して示した要部斜視図である。
ここで、図2に示すように、上記コ字状の断面を有する上板30において、長手方向における対向する一対の部分を折曲部30aと称し、同様に、上記コ字状の断面を有する側板33において、長手方向における対向する一対の部分を折曲部33aと称する。なお、図1と同じ構成要素については同一符号を付してその説明を省略する。
同図において、接続部品34は、隣接する上板30と側板33の間に介設されてそれら上板30と側板33とをL字形に接続すると同時に、フィルタ枠3の各角部を形成するようになっている。
上記接続部品34は、ABS樹脂、ポリプロピレン樹脂等から構成することができる。
詳しくは、接続部品34は、フィルタ枠3の角部を形成する角部形成部34aと、その角部形成部34aから延設され、上板30と側板33とにそれぞれ接合される固定片34bおよび固定片34cを備えている。
角部形成部34aにおいて、その一辺の長さSは、本実施形態では上板30における折曲部30aの折曲げ長さS、および、側板33における折曲部33aの折曲げ長さSに合わせて成形されている。また、角部形成部34aの幅Wは、上板30および側板33における横幅Wに合わせて成形されている。なお、上記一辺の長さSは、必ずしも折曲部30aおよび折曲部33aの折り曲げ長さに一致させる必要はない。
また、固定片34bの幅W′は、上板30の内面横幅に合わせて成形されており、固定片34bを上板30の内面に沿わせて挿入すれば、折曲部30aの外面と角面34dが面一に接続されるようになっている。
また、折曲部30aの内壁には一対の突条30bが対向して形成されており、上記固定片34bは一対の突条30bのそれぞれと上板30の内壁との間に形成される凹み(対向する一対の溝部)に挿入されるようになっている。同様に、折曲部33aの内壁には、一対の突条33bが対向して形成されており、上記固定片34cは一対の突条33bのそれぞれと側板33の内壁との間に形成される凹み(対向する一対の溝部)に挿入されるようになっている。
また、固定片34bは角部形成部34aの外面よりも、上板30の厚み分低い位置から延設されており、固定片34bを上板30の内面に沿わせて挿入すれば、上板30の外面と角部形成部34aが面一に接続されるようになっている。
固定片34cと側板33との接続も上記と同様の方法により行われる。
なお、本発明は使い捨てのエアーフィルタとして好適なものであるため、濾材2をフィルタ枠3内に収納するにあたっては、フィルタ枠3の内面にホットメルト接着剤を塗布し、濾材2の外周縁部とフィルタ枠3とを固着し、濾材2をフィルタ枠3に固定している。
なお、濾材2とフィルタ枠3とを接着するにあたっては、上記ホットメルト接着剤に限らず、ウレタン樹脂接着剤やエポキシ樹脂接着剤等も使用することができる。
上記構成を有するエアーフィルタ1の組み立て順序の一例を挙げれば以下の通りである。
まず、図1に示した側板32、側板33および底板31を、接続部品34を用いて上向きコ字状に組み立てる。
次いで、側板32、側板33および底板31の内面にホットメルト接着剤を塗布する。
次いで濾材2を側板32、側板33に沿わせながら挿入し、底板31と接触するまで押し入れる。
最後に、接続部品34を接合した上板30を用意し、その内面にホットメルト接着剤を塗布し、その接続部品34付きの上板30を側板32と側板33とに接続し、フィルタ枠3を完成させる。
それにより、フィルタ枠3と濾材2の外周縁部とが接着されて一体化されるため、上板30、底板31、側板32および側板33に対して接続部品34を固着する必要がない。
[3]接続部品の構成
図3は接続部品34の構成を拡大して示したものであり、同図(a)は平面図、同図(b)は正面図、同図(c)は右側面図である。
図3(c)において、接続部品34の角面34dから互いに90°の角度を空けて補強片34e、34fが形成されており、一方の補強片34eは、上板30に接続部品34を装着した際に、上板30の折曲部30aの各内面に密着して接続状態を安定させるようになっている。
また、他方の補強片34fは、側板33に接続部品34を装着した際に、側板33の折曲部33a(図2参照)の各内面に密着して接続状態を安定させるようになっている。なお、上記補強片34e、34fは必要に応じて設けられる。
また、補強片34eと固定片34bとの間には隙間dが設けられ、補強片34fと固定片34cとの間にも隙間dが設けられている。これらの隙間dは、上板30の折曲部30a内面に形成されている突条30b(図2参照)および側板33の折曲部33a内面に形成されている突条33b(図2参照)をそれぞれ受け入れるようになっている。
上板30から見れば、折曲部30aの内壁には、固定片34bをスライドさせて挿入させるための溝部が突条30bによって形成されていることになる。同様に、側板33から見れば、折曲部33aの内壁には、固定片34cをスライドさせて挿入させるための溝部が突条33bによって形成されていることになる。
これらにより、接続部品34は、上記突条30bを挟み込んだ状態で上板30に固定され、上記突条33bを挟み込んだ状態で側板33に固定される。
なお、固定片34b、34cの先端側にはテーパtが設けられており、上板30、側板33に対する挿入を円滑にするようになっている。
さらに、接続部品34における角部形成部34aと固定片34bとの境界部分には、上板30の端部を角部形成部34aに対して面一に接続するための段部34gが形成されており、角部形成部34aと固定片34cとの境界部分にも、側板33の端部を角部形成部34aに対して面一に接続するための段部34hが形成されている。
これらの段部34g、34hに上板30、側板33の接続側端面を押し当てることにより、上板30および側板33と接続部品34との位置決めができるようになっており、同時に上板30と側板33とを90°の角度で正確に接続することができるようになっている。
[4]接続部品の変形例
図4は、接続部品34の変形例を示したものである。
同図に示す接続部品は、図3(c)に示した2つの補強片34e,34fの間の隙間を埋めて1つの補強板34iとし、接続部品34の強度をより高めたものである。
このように、角部形成部34aについては、上板30、底板31、側板32および側板33との位置決めができ、且つそれらの板を正確に90°に組み合わせるために、図3に示した形状と同じ形状になるが、補強片の形状については、フィルタ枠に要求される強度に応じて適宜、設計することができる。
[5]フィルタ枠の別の形態
図5は本発明に係るフィルタ枠の別の形態を示した要部分解斜視図である。
同図において、接続部品44は、図4に示した接続部品34と同様に、角部形成部44aに補強板44iが形成されており、この補強板44iの一部44jは角部形成部44aに対して面一となるように三角形状に隆起しており、接続部品44に接続される底板31および側板33の縁部と当接して各板を安定させるようになっている。補強片44fを設けてもよい。
また、角部形成部44aからは2つの固定片44b、44cが直角方向に延設されており、固定片44bには貫通孔44dが2箇所(Z方向)形成され、固定片44bに接続される側板33の各端部にも各貫通孔44dに対応する位置に貫通孔33cが2箇所形成されている。
固定片44cについても同様に、貫通孔44eが2箇所(Z方向)形成されており、固定片44cに接続される底板31の各端部にも各貫通孔44eに対応する位置に貫通孔31cが2箇所形成されている。
それにより、固定片44bに対して側板33の下端部を嵌め合せ、それぞれの貫通孔44dおよび貫通孔33cに、リベット(後述する)の軸部を通してかしめることにより、側板33の下端部と接続部品44とを接合することができるようになっている。
また、固定片44cについても、底板31の一方端部を嵌め合せ、それぞれの貫通孔44eと貫通孔31cにリベットの軸部を通してかしめることにより、底板31の一方端部と接続部品44とを接合することができる。
このような接合作業を、フィルタ枠を構成している各板と接続部品44との間で行うことにより、フィルタ枠を組み立てることができる。
なお、上記リベットとしては、フィルタ枠の厚み方向両側からかしめ接合を行うリベット、フィルタ枠の厚み方向片方側からかしめ接合を行うことができるブラインドリベット、具体的にはPOP(登録商標)リベット等を使用することができる。
また、上記実施形態ではリベットを例に取り説明したが、リベットに限らず、ボルト・ナットを使用することもできる。
図6は図5に示したフィルタ枠を用いて組み立てられたエアーフィルタの要部斜視図である。
上板30、底板31、側板32、側板33およびそれらの各角部に配置された接続部品44によって仮組みされたフィルタ枠に対し、各接続部品の貫通孔と各板の貫通孔とにブラインドリベット44f’を挿入し、リベットボディ内に収納されているマンドレルを専用工具で引き抜き、中空となったリベットボディを丸頭状に変形させることによって各接続部品と各板が接合されている。フィルタ枠内には濾材2が収納されている。
図6に示したエアーフィルタは、フィルタ枠を構成している接続部品と各板とをリベットによって一体化しているため、図1に示したエアーフィルタに比べ、より耐久性が高められている。
[6]フィルタ枠の別の形態
図7は本発明に係るフィルタ枠のさらに別の形態を示した要部分解斜視図である。なお、図2に示すエアーフィルタ1と同様の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
図7に示すフィルタ枠は、複数個のエアーフィルタを継ぎ合わせて1つのエアーフィルタとして使用することができる連結仕様になっている。なお1つの大型のエアーフィルタでは取扱いが面倒であったり、装着性が悪い等の問題が生じることがあるので、小型のエアーフィルタを継ぎ合わせて1つの大きなエアーフィルタとすることが好ましい。
ここでエアーフィルタの連結には、例えば4つの金属製の枠板の少なくとも1つの外壁に、L字型等の連結金具を設けたエアーフィルタを複数個準備し、異なるエアーフィルタの連結金具同士を噛み合わせる方法等が考えられる。
側板43は、図2に示した側板33の外壁に、他のエアーフィルタを継ぎ合わせる連結金具43aを追加したものである。なお、本形態においては、4つの金属製の枠板(上板、底板、側板および側板)の少なくとも1つの外壁に連結金具を備えていればよい。また連結金具43aは、連結部分の隙間から汚れたエアが通り抜け難いように、フィルタ枠の少なくとも一辺に隙間なく形成されており、該一辺と同程度の長さであることが好ましい。
接続部品45は、接続部品34と同様に、ABS樹脂、ポリプロピレン樹脂等から構成することができる。
接続部品45は、隣接する上板30と側板43の間に介設されて、それら上板30と側板43とをL字形に接続すると同時に、フィルタ枠3の各角部を形成する。詳しくは、接続部品45は、フィルタ枠3の角部を形成する角部形成部45aと、その角部形成部45aから延設され、上板30と側板43とにそれぞれ接合される固定片34bおよび固定片45cを備えている。
ここで連結金具を備える枠板である側板43に隣接する側の固定片45cと角部形成部45aとの境界部分の方が、連結金具を備えない枠板である上板30に隣接する側の固定片34bと角部形成部45aとの境界部分よりも、角部形成部45aの角に近い。よって角部形成部45aにおいて、連結金具を備える枠板である側板43側の辺の長さS1は、連結金具を備えない枠板である上板30側の辺の長さS2よりも短い。詳しくは、側板43側の辺の長さS1は、上板30の板厚S0に合わせて成形され、上板30側の辺の長さS2は、側板43における折曲部33aの折曲げ長さSに合わせて成形されている。また角部形成部45aの幅Wは、上板30および側板43における横幅Wに合わせて成形されている。なお、上記一方の辺の長さS1は必ずしも上板30の板厚S0に一致させる必要はなく、一辺の長さS2は必ずしも折曲部33aの折り曲げ長さSに一致させる必要もないが、これらを一致させることにより美観が得られるとともに適度な強度を保つことができる。
固定片45cと側板43との接続は、固定片34cと側板33との接続と同様の方法により行われる。
なお、本発明は、上記実施形態では使い捨てエアーフィルタを例に取り説明したが、濾材交換型のエアーフィルタとしても応用することができる。
上記構成を有するエアーフィルタ1によれば、金属製のフィルタ枠の角部を製作するにあたって45°に切断し、熟練作業者による接続作業を必要としないため、熟練者でなくとも精度良く、しかも簡便にフィルタ枠を製作することができる。
本発明によれば、フィルタ枠の各角部を樹脂製の接続部品によって構成しているため、フィルタ枠の角部から金属材による鋭利な部分を排除することができ、それにより、怪我をする虞がなく安全にエアーフィルタを取り付け、取り外しすることができる。
また、アルミニウム型材4本と接続部品4個だけでフィルタ枠を簡単に製作することができるため、部品点数の保管、管理が簡便になる。さらに、フィルタ枠を仮組みする必要が無いため、作業スペースを節約することができる。
また、フィルタ枠を構成する上板、底板、両側板の接続部分を45°に切断する必要が無く、加えてカシメや面取りが不要となるため、フィルタ枠の組立工数を大幅に削減することができ、フィルタ枠のコストダウンを図ることができる。また、工数が削減された分、在庫を削減することも可能になる。
1 エアーフィルタ
2 濾材
3 フィルタ枠
30 上板(枠板)
30a 折曲部
30b 突条
31 底板(枠板)
31c 貫通孔
32 側板(枠板)
33 側板(枠板)
33a 折曲部
33b 突条
33c 貫通孔
34 接続部品
34a 角部形成部
34b,34c 固定片
34d 角面
34e,34f 補強片
34g,34h 段部
34i 補強板
44a 角部形成部
44b,44c 固定片
44d 角面
44e 貫通孔
44f 補強片
44f’ ブラインドリベット
44g,44h 段部
44i 補強板
43 側板
45 接続部品
45a 角部形成部
45c 固定片

Claims (7)

  1. 断面コ字状を有する4つの金属製の枠板を矩形に組み合わせて形成されたフィルタ枠内に、濾材を収納したエアーフィルタにおいて、
    隣接する上記枠板の端部を接続する樹脂製の接続部品を有し、
    上記接続部品は、上記フィルタ枠の角部を形成する角部形成部と、
    上記角部形成部から延設され、隣接する上記各枠板にそれぞれ接合される固定片とを有することを特徴とするエアーフィルタ。
  2. 上記枠板は、
    対向する一対の部分の内壁のそれぞれに、上記固定片をスライドさせて挿入させるための溝部が形成されている請求項1に記載のエアーフィルタ。
  3. 上記接続部品は、
    上記角部形成部と上記固定片との境界部分に、上記枠板の端部を上記角部形成部に対して面一に接続するための段部が形成されている請求項1または2に記載のエアーフィルタ。
  4. 上記濾材の外周縁部が接着剤を介して上記フィルタ枠に固着されている請求項1〜3のいずれか1項に記載のエアーフィルタ。
  5. 該エアーフィルタは、
    上記4つの金属製の枠板の少なくとも1つの外壁に、他のエアーフィルタを継ぎ合わせる連結金具を備える請求項1〜4のいずれか1項に記載のエアーフィルタ。
  6. 上記連結金具は、
    上記フィルタ枠の少なくとも一辺に隙間なく形成されている請求項5に記載のエアーフィルタ。
  7. 上記接続部品は、
    上記連結金具を備える枠板に隣接する側の上記固定片と上記角部形成部との境界部分の方が、上記連結金具を備えない枠板に隣接する側の上記固定片と上記角部形成部との境界部分よりも、上記角部形成部の角に近い請求項5または6に記載のエアーフィルタ。
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