JP3272356B2 - 流体をろ過するためのフィルター装置 - Google Patents

流体をろ過するためのフィルター装置

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JP3272356B2 JP51163493A JP51163493A JP3272356B2 JP 3272356 B2 JP3272356 B2 JP 3272356B2 JP 51163493 A JP51163493 A JP 51163493A JP 51163493 A JP51163493 A JP 51163493A JP 3272356 B2 JP3272356 B2 JP 3272356B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明の背景と分野 本発明は、複数の屈曲線と、それらの間に位置するほ
ぼ平坦な複数のフィルター部材折畳部分とを有する波形
すなわちジグザグ形に折り畳まれたフィルター部材を備
え、このフィルター部材が、折畳部分の連続方向に伸張
しその逆方向に圧縮するようになっている、流体、特に
気体、をろ過するための、特に車両の客室内に流れる空
気をろ過するための、フィルター装置に関する。
そのエッジに細長い紙が接着されているひだ状のペー
パーフィルターがフランス特許第1,289,456号より周知
となっている。このペーパーフィルターは、周囲の硬い
フレーム及び縦と横の支持ワイヤにより、ひだの付いた
ジグザグ状態に保持される。横のワイヤは、フィルター
の側方エッジに設けられた２本の平行な縦ワイヤに取り
付けられている。この横の支持ワイヤは、各ひだの折目
の屈曲線でフィルターと係合したひだ構造を保持し、間
隔を保つ。
車両の客室内に流れる空気をろ過するフィルター装置
は、様々な種類のものがあり、広範囲において知られて
いる。そのような周知のフィルター装置の何例かが、公
開されているドイツ出願第25 57 444号、35 29 579
号、35 34 318号、37 16 243号、及び38 15 907
号と、ドイツ特許第21 38 412号及び34 39 255号明
細書、さらにドイツ実用新案第80 01 798号に示され
ている。これら全てのフィルター装置に共通する特徴
は、フィルター部材をフィルターフレームに固定してい
るのでフィルターフレームを共に交換しないことにはフ
ィルター部材を交換することができないという点にあ
る。
従来のフィルター装置では、ろ過面積を拡大するため
にフィルター部材を波形すなわちジグザグ形に折り畳ん
でいる。ろ過材料（例えば紙もしくは不織布）の形状に
は安定性がほとんど備わっていないので、通気性のある
網状支持構造体をフィルター部材に追加するか、また
は、フィルター部材の連続する屈曲線の間のほぼ平坦な
折畳部分を互いに離してＶ字形に保持するスペーサーを
設ける。スペーサーを設けると、フィルター装置の構造
が複雑になる。
ヨーロッパ特許第０ 170 643号より周知のフィルタ
ー装置は、フィルターフレーム内に挿入するようになっ
ているフィルター部材を有している。このフィルター部
材は、交換できるようにフィルターフレームに収容され
る。フィルター部材のジグザグ形状に安定性を与えるた
めに、さらに、周知のこのフィルター装置では、２つに
分かれるフィルターフレームに、相互に係合する特別の
歯を設けている。このような歯すなわちスペーサーによ
り、フィルター装置の構造だけでなく、新しいフィルタ
ー部材を挿入する工程も、より複雑になる。
フィルター部材を伸張させながらその形状を自動的に
安定させることのできるフィルター装置を提供すること
が本発明の目的である。
上記目的を解決すべく、本発明によれば、以下のよう
な構成を有する、冒頭に言及したタイプのフィルター装
置が提供される。すなわち、本発明に係るフィルター装
置では、フィルター部材には、フィルター部材の伸張を
制限できるだけのモジュラスを有し、さらに、張力を受
けて伸びたときにフィルター部材折畳部分を固定する２
つの引張部材が設けられており、伸張方向に延在するフ
ィルター部材の２つの側方エッジに位置するこの引張部
材は、フィルター部材に密に接続している。
本発明に係るフィルター装置では、フィルター部材に
は、伸張方向に延在するその２つのエッジそれぞれに引
張部材が設けられている。この引張部材は、耐引張性
（引っ張りに対する抵抗力）を有しており、張力を受け
ても著しい程には伸張しない。引張部材には、例えば、
耐引張性がありほとんど伸張しない柔軟な引張バンドを
用いることができる。通常、引張部材は、非弾性かつ高
弾性の柔軟なウェブである。この引張バンドすなわち引
張部材は、側面から見て波形をなす、フィルター部材の
両エッジに固定されている。引張部材に柔軟性があるの
で、フィルター部材は、その伸張方向と反対の方向に圧
縮可能である。このとき、引張部材の、フィルター部材
に接続していない部分がひだ状に折れ曲がる。
フィルター部材の両エッジに設けた引張部材により、
フィルター部材の伸張範囲が制限される。フィルター部
材が限界まで伸張すると、高弾性の引張部材が張力を受
けてぴんと張る。フィルター部材の両エッジは引張部材
に固定されているので、互いにＶ字形をなす個々のフィ
ルター部材折畳部分が動くことはない。と言うのは、フ
ィルター部材折畳部分は、ぴんと張った引張部材によ
り、その側方端で所定位置に保持されるからである。本
発明に係るフィルター装置のフィルター部材では、隣合
うフィルター部材折畳部分間のＶ字形の中間空間内に突
出するスペーサーを追加する必要はないので、所望であ
れば、フィルター部材を受け入れるフィルターフレーム
の構造を単純にすることができる。
フィルター部材は、ろ過材料層、好ましくはエレクト
レットろ過材料層、を保持する網状支持構造体を有する
ことが好ましい。曲げ抵抗性を比較的備えたこの網状支
持構造体は、フィルター部材の折畳部分に対応して折り
畳まれ、伸張方向に延在するその側方エッジにおいて例
えば接着あるいは溶接により引張部材に接続される。ろ
過材料層は、必ずしも引張部材に接続する必要があるわ
けではないが、接続することが好ましい。網状支持構造
体は、ろ過材料層よりも数倍強い引裂抵抗を有してい
る。
引張部材は、隣合う２つの屈曲線（折目すなわち屈曲
線）間の水平距離に等しいあるいはほぼ等しい幅を有す
る引張バンドとして設けることが好ましい。従って、フ
ィルター部材の、空気流れ方向上流側にある屈曲線は引
張バンドの長手エッジの一方に沿い、フィルター部材
の、下流側にある屈曲線は、引張バンドの平行する反対
側のエッジに配置される。
引張部材をフィルター部材に組み付ける（接続する）
際には、まず、フィルター部材を所望の程度まで伸張
し、隣合うフィルター部材折畳部分が互いに一定角度を
なすようにする。フィルター部材がこの状態にあるとき
に、引張バンドすなわち引張部材を長手方向の両側面に
おいて接着しもしくは超音波溶接によって取り付けもし
くはその他何らかの適当な方法で固定する。固定作業中
は、引張バンドすなわち引張部材は十分に伸張した状態
とされる。その後に伸ばしても、フィルター部材は、引
張部材に固定されたポイントを越えることはない。従っ
て、フィルター部材を限界まで伸張したとき、隣合うフ
ィルター部材折畳部分は一定角度のＶ字形をなす。
実質的に非伸張性又は高弾性の引張部材は、耐引張性
を有する繊維ウェブ材、特に熱可塑性繊維よりなる補強
された不織布、から形成されることが好ましい。フィル
ター部材をフィルターフレーム内に挿入すると、引張部
材すなわち引張バンドはフィルターフレームの相対する
２つの内面に接する。繊維材すなわち不織布により、必
然的に、個々の繊維が引張バンドの表面から突出すると
いう効果が生じる。これらの繊維がフィルターフレーム
の内面に接するので、この部分においても媒体流をろ過
することができる。
熱処理及び／もしくは圧延等、補強目的において周知
の処理・加工法によって不織布を強化することによって
も、繊維材を引張部材に利用することができる。これ
は、繊維の突出端によって付加的ろ過作用が上記のよう
に行われるので都合が良い。特に、引張部材は、複合的
に熱接着して無作為に配置した熱可塑性繊維（ステープ
ルファイバー）よりなる。
フィルター部材を挿入するためのフィルターフレーム
には、フィルター部材を伸張してその伸張状態に保持す
る伸張手段が設けられている。この伸張手段は、フィル
ターフレームの一部分のみに配置することもできるが、
フィルター部材の長手方向の２つの端部それぞれに設け
ることもできる。上記１つのもしくは複数の引張手段に
より、フィルター部材は、引張部材が引張力を受けてぴ
んと張る程度までフィルターフレーム内で伸張する。伸
張手段は、引張部材の端部かもしくは外側のフィルター
部材折畳部分と係合する。伸張手段はロック部材に接続
しており、このロック部材によって、伸張手段の伸張力
をかける部分は、フィルター部材を伸張する伸張位置に
ロックされるので都合が良い。
伸張手段の都合の良い実施例では、フィルターフレー
ムには、２つの最外のフィルター部材折畳部分を伸張方
向に保持する２つの保持部材が設けられており、この最
外のフィルター部材折畳部分は、フィルター部材が完全
にあるいは少なくとも部分的に伸張した状態で上方から
保持部材に載せるようになっている。例えばプレート状
の部材であるこの各保持部材は、フィルターフレームの
向かい合う２つの各部分に関節接合することが好まし
く、このとき、保持部材は、フィルターフレームの対応
する部分の、空気流れ方向において下流側の内側エッジ
に関節接合することが好ましい。少なくとも一方の保持
部材は、伸張すべく、他方の保持部材から遠ざかってフ
ィルターフレームに向かう方向にピボットポイントを中
心として回動することができる。移動自在の保持部材
を、伸張したフィルター部材の機械的応力によって戻る
ことのないように固定するために、その保持部材を、フ
ィルターフレームの内面に接する回動位置にロックする
ロック用フックを設けている。さらに、このロック用フ
ックは、外側の屈曲線の一方あるいは双方においてフィ
ルター部材の上方で係合することができる。保持部材
は、下方からフィルター部材折畳部分と係合しかつ屈曲
線まで延在するので、フィルター部材を把持するロック
用フックにより保持される。
本発明に係るフィルター装置は比較的安価に製造でき
る。特に、フィルター部材折畳部分の互いに対して傾斜
したその位置は引張部材により保持されるのでフィルタ
ー部材それ自体は比較的小さな形状安定性さえ備えてい
ればよいという理由により、製造コストを減らすことが
できる。網状支持構造体などを備えると、フィルター部
材の強度や安定性を落としても、Ｖ字形をなす隣合った
フィルター部材折畳部分が広がるすなわちくずれる虞れ
はない。
本発明の都合の良い実施例では、フィルター部材に
は、不織布よりなるエレクトレットろ過層を接続した網
状支持構造体が設けられている。この不織布層は空気流
れ方向において網状支持構造体の下流側に配置すること
が好ましく、エレクトレットろ過層は、網状支持構造体
から離れる方向つまり空気流れ方向へ自在に拡張でき
る。網状支持構造体とエレクトレットろ過層の双方を引
張手段に固定している。不織布よりなるエレクトレット
層は接着もしくは溶接もしくは機械的方法で網状支持構
造体に接続するので、網状支持構造体に対して（直接も
しくは関節的）に保持される。従って、フィルター部材
を通過する媒体流は、透過性を有する網状支持構造体を
まず通過し、次に、エレクトレットろ過層を、目のあら
いその不織布を広げながら、通過する。その結果体積が
増すことによりフィルター部材の収容量が増大するので
有効寿命が長くなる。特に、エレクトレットろ過層の個
々の繊維の間隔が大きくなることにより、繊維の周囲の
より広い空間において、各繊維の電荷により粒子を結合
させることができる。エレクトレットろ過層は、フィル
ター部材の、流れをけ入れる側で網状支持構造体に覆わ
れているので、不織布から突出する繊維は押し込まれ、
網状支持構造体を通り抜ける繊維はごくわずかなものと
なる。このようにＶ字形の中間空間内に突出する不織布
繊維の数が減るので、Ｖ字形のくぼみに発生する乱流が
弱まる。言い換えれば、空気流れ方向において網状支持
構造体の前方に不織布を配置したフィルター部材に生じ
る乱流と同程度の乱流が許容されるのであれば、フィル
ター部材の波形をより密にすることができる。これは、
長さ単位の折目の数すなわちフィルター部材折畳部分の
数を増やせることを意味する。従って、折畳部分の互い
に対する角度を一層鋭くしてろ過面積を拡大することが
できる。空気抵抗を変えないでろ過表面を拡大した場
合、不織布層を網状支持構造体の下流側に配置すること
により、最終的には空気抵抗を改善することができる。
このように、一方では、フィルター部材層は流体が流
れているときに自在に拡張しうるのでその体積が大きく
なるという点で、他方では、空気抵抗が一定であるとろ
過面積を拡大できるという点で、本発明に係るフィルタ
ー装置のフィルター部材の収容量は増大する。さらに、
エレクトレットろ過層の上流側に網状支持構造体を１つ
だけ配置することにより、フィルター部材の流動性は向
上する。
本発明のさらなる実施例では、不織布層の、網状支持
構造体から離れた側すなわち表面には、不織布を共に保
持するためのカバー層が設けられている。上記のよう
に、媒体がフィルター部材を通過する際に不織布層は広
がりうる。ろ過材料層を構成する不織布が「飛び出す」
のを防ぐために、この繊維材を網状支持構造体から離れ
ている自由面においてもカバー層によって共に固定すな
わち保持している。
カバー層は、不織布の拡張を制限することはなく、流
体がフィルター部材を通過するときに、不織布が拡張す
る範囲まで網状支持構造体から離れる。このカバー層
は、流体がフィルター部材を通過しているときに個々の
繊維がエレクトレットろ過層から分離するすなわちそこ
から剥がれるのを防ぐために不織布を共に保持するとい
う機能のみを果たす。
カバー層は補強された不織布よりなることが好まし
い。不織布の補強は、その目的において周知である通常
の処置・加工技術によって達成することができる。特
に、カバー層は、複合的に熱接着され無作為に配置され
た熱可塑性繊維（ステープルファイバー）よりなる。エ
レクトレットろ過層を構成する不織布は、刺し縫いなど
何らかの方法で補強されていたとしてもカバー層に比べ
て比較的ゆるく結合しており、カバー層はエレクトレッ
トろ過層よりも（引裂に対して）大きな強度を有してい
る。しかし、補強されたこの不織布は本来的に安定性を
備えていない、すなわち、フィルター部材のジグザグ形
状の折目は、対応するように折り畳まれたすなわち形成
された網状支持構造体と引張部材とによって保持され
る。
網状支持構造体と（ろ過材料層及び、あれば、カバー
層の）不織布とは、同じ熱可塑性材料、好ましくはポリ
プロピレン、から形成されているので都合が良い。再生
利用する上で都合良いという点で、フィルター部材の全
構成要素及びフィルター装置全体の全構成要素を同じ熱
可塑性材料より構成することが好ましい。フィルター装
置にはポリプロピレンが特に役立つということが分かっ
ている。
網状支持構造体が、流体と接触するフィルター部材の
最初の層となるように、本発明に係るフィルター装置を
ろ過すべき流体の流れの中に位置決めすることが好まし
い。網状支持構造体の次にエレクトレットろ過層を配置
し、あれば、カバー層をそれに続ける。流体の流れを保
つために、空気をフィルター部材内に送る例えば送風機
などの適当な手段を設けている。「手段」という用語
は、本発明に関する文脈では非常に広い意味を有してお
り、フィルター部材に（流体を）通過させるあらゆる器
具と環境とを含むものとされている。究極的には車両そ
れ自体もそのような手段になりうる。と言うのは、本発
明に係るフィルター装置を備えた車両は、駆動時に、フ
ィルター装置のフィルター部材内に流れる空気流を発生
させるからである。
図面の簡単な説明 本発明の実施例を、図面を参照しながら以下に詳細に
説明する。
図１は、フィルター部材が伸張した状態の斜視図であ
る。
図２は、密に折り畳んだ状態で箱から取り出している
フィルター部材を部分的に挿入したフィルターフレーム
の側面図である。
図３は、フィルターフレーム内におけるフィルター部
材の波形構成を示している。
図４は、フィルターフレームの伸張手段によりその伸
張位置に保持されているフィルター部材を示す図であ
る。
図５は、図４のＶ−Ｖ線断面図である。
図６〜10は、フィルター部材をフィルターフレーム内
で伸張する伸張手段の変形例を示す図である。
図11は、図１のフィルター部材の構成を示す、引張部
材を省略した分解図である。
図12は、フィルター部材の下流側屈曲線の拡大横断面
図である。
図13は、不織布ろ過材料層の拡張を図示するために流
体が通過している状態を示す、図12のフィルター部材と
同様の図である。
発明の詳細な説明 図１は、波形すなわちジグザグ形に折り畳まれたフィ
ルター部材10の斜視図である。フィルター部材10は、Ｖ
字形に対をなすほぼ直線状の複数のフィルター部材折畳
部分12と、フィルター部材折畳部分12を接続する複数の
屈曲線14とを有する。フィルター部材10は、その波形状
により、図１の両方向矢印16の方向に伸張もしくは圧縮
することができる。波形の両側方エッジ18は、耐伸張性
（伸びに対する抵抗力）を有する（すなわち高弾性の）
柔軟な非弾性引張バンド20に接着されている。これらの
引張バンド20は、一方ではフィルター部材10が伸張する
範囲を制限し、他方では、フィルター部材の波形を、そ
れが限界まで伸張した状態に固定して保持する機能を果
たす。この伸張状態では、引張バンド20は張力を受けて
いるので、個々のフィルター部材折畳部分12はその側方
エッジで実際きつく固定されていて、その移動は抑制さ
れる。フィルター部材は、図２〜４に示すようにフィル
ターフレーム22内に挿入することができる。フィルター
フレーム22は、長手方向に延在する２つの平行な縦部分
24と、縦部分24を接続する２つの平行な横部分26とを有
する。フィルターフレーム22の、空気流れ方向（図１の
矢印28）において下流側の内側エッジには周フランジ30
が一体的に接続しており、この周フランジ30にフィルタ
ー部材10のエッジが支持される。
上記のように、個々のフィルター部材折畳部分12が互
いに平行に隣合うようにフィルター部材10を圧縮するこ
とができる。この状態では、フィルター部材10の占める
体積はわずかなものに過ぎないので、フィルター部材10
を、最小限の空間しか必要としない状態で小さなボール
箱32などの中に収容することができる。箱32を開ける
と、折り畳まれたフィルター部材10は、そこに内在する
ばね力により箱から突出する。このように突出したフィ
ルター部材10の端部を保持プレート34に載せる。保持プ
レート34は、フィルターフレーム22の２つの縦部分24間
の横断面部26に延在している。さらに、保持プレート34
は、フレームの横断面部26の、空気流れ方向28において
下流側のエッジに回動自在に接続しており、空気流れ方
向28に対して横方向に延在している。フィルター部材10
は、図２に示すようにその外側のフィルター部材折畳部
分12により、この保持プレート34上に位置決めされてフ
ィルターフレーム22内に突出する。箱32を引き外すこと
により、フィルター部材10はフィルターフレーム22内に
徐々に挿入される。他方すなわち第２の横断面部26に
も、上記保持プレートと同じ形状と方向性とを有する保
持プレート34が配置されている。フィルター部材10は、
他方の外側フィルター部材折畳部分12でこの第２保持プ
レート34上に位置決めされ、フィルターフレーム22内に
図３に示す位置を保つ。この位置では、フィルター部材
10はまだ完全には伸張していない。完全な伸張は、２枚
の保持プレート34をフレームのそれぞれに対応する横断
面部26の方へ回動することにより達成される。横断面部
26の上端に設けた各ロック手段により、保持プレート34
を、フレームの横断面部26に平行なロック位置に保つこ
とができる。ロック手段は、それぞれ、フレームの対応
する横断面部26の上端に対して回動する回動バー36を有
しており、回動バー36にはＶ字形バー38が接続してい
る。このＶ字形バー38は、回動バー36から離れた側に向
かって開口している。
回動バー36をフィルターフレーム24の内側へ回動する
ことにより、Ｖ字形バー38はフレームのフランジ30に向
かって開口する（図４参照）。保持プレート34を予めフ
レームの対応する横断面部26に押し付けた後、Ｖ字形バ
ー38を、外側のフィルター部材折畳部分12に続く第１屈
曲線14に上方から係合させ、保持プレート34の復帰を阻
止する。フレームの縦部分24から横方向に突出し、回動
バー36と一体であり、縦部分24の外面のロック用くぼみ
42内に係合するようになっているフック部材40によっ
て、回動バー36を適当な位置にロックして保持プレート
34を保持することができる。
保持プレート34をフレームの対応する横断面部26の方
へ回動すると、外側のフィルター部材折畳部分12は横断
面部26の内面に沿ってその内面と保持プレート34との間
に延在する。その結果、フィルター部材10が伸張して張
りつめ、引張バンド20に張力がかかる。この状態におい
て、フィルター部材10の波形を安定させるという引張バ
ンドの機能が果たされる。
図６〜10に、保持プレート34を保持する別のロック機
構を示している。図６〜10のこのろ過手段の、図２〜５
のろ過手段の各部に対応する部分は、可能な限り同じ参
照符号で示している。フィルムヒンジ44により、各保持
プレート34は、フレームのそれぞれに対応する横断面部
26に接続している。フレームの横断面部26の下端は、折
り曲げることのできる傾斜したバー48を有しており、こ
の傾斜バー48は、それぞれに対応するフィルムヒンジ46
により横断面部26の下端に対して回動する。この傾斜バ
ー48は、フレームの横断面部26に接続しかつその高さが
フィルターフレーム22の高さにほぼ等しい第１バー部50
を有している。第１バー部50には、第１バー部50に対し
て直角をなす第２バー部52が結合している。フレームの
２つの横断面部26に設けられた傾斜バー48の２つの第２
バー部52は向かい合っている。第２バー部52の端にはフ
ック状の端部54が一体的に取り付けられている。
図７から分かるように、まず、フィルター部材10を図
７の矢印56の方向に押すことにより、保持プレート34と
外側のフィルター部材折畳部分12とをフレームの横断面
部26と平行にする。それと同時に、フック状の端部54を
有する第２バー部52がフィルター部材10の第１屈曲線14
に上方から係合して外側のフィルター部材折畳部分12を
固定するまで、傾斜バー48を、その２つのバー部50,52
を折り曲げながら、フレームの横断面部26の上端の上方
に引き寄せる。傾斜バー48の２つのバー部50,52の折れ
曲がりより、外側のフィルター部材折畳部分は機械的に
付勢される。傾斜バー48は弾性的に変形する材料から形
成されているので、２つの部分50,52はそれぞれ直線状
態になる。従って、傾斜バー48は、図９に示す位置を自
動的に保ち、対応する保持プレート34を保持する。フィ
ルター部材10の端部をフレームの横断面部26に押し付け
やすくするために、図10に示すように、傾斜バー48の第
２バー部にくぼみ56を形成している。このくぼみ56によ
り、第１バー部50をフィルターフレームの外側から横断
面部26に押し付け、それと同時に、フィルター部材10を
フィルターフレームの内側から横断面部26に押し付ける
ことができる。これにより、保持プレート34を、それが
フィルターフレーム22内でフィルター部材10を引っ張っ
て保持する位置に容易にロックすることができる。
図11を参照しながら、好ましいフィルター部材10の構
成を以下に説明する。フィルター部材10は、ポリプロピ
レンよりなる網状支持構造体58と、不織布よりなる目の
あらい層60と、不織布よりなる補強された層62とを有す
る。層60,62はポリプロピレン繊維から形成されてい
る。層60,62の双方と支持構造体とは引張バンド20に取
り付けられている。不織布層60が実際のろ過層であり、
それは網状支持構造体58に接着されている。不織布層60
の、網状支持構造体58から離れた表面には、補強された
不織布よりなるカバー層62が配置されている。補強され
た不織布62は、目のあらい不織布60を共に保持すべく、
そこに接着されている。従って、図11に示すように、網
状支持構造体58、不織布層60（ろ過材料層）、及び補強
された不織布よりなるカバー層62は、空気流れ方向28に
おいてこの順序で配置されている。図12は、フィルター
部材10の、平坦なフィルター部材折畳部分12が接続して
いる複数の屈曲線14の１つを拡大した図である。流体が
フィルター部材10内を流れるときに不織布層60が拡張す
るということが、図11に関して記載したこのフィルター
部材の構造上の利点である。尚、その拡張した状態を図
13に示している。この拡張により、不織布層60の体積延
いてはフィルター部材10の収容量が増える。それと同時
に、カバー層62により、不織布のろ過材料層からの分離
を防ぐことができる。
網状支持構造体58によって形成される比較的平滑な表
面をフィルター部材10の流入側に設けることにより、ジ
グザグ形をなすフィルター部材折畳部分12のＶ字形の中
間空間内の乱流が減り、Ｖ字形の角度を、空気流れ方向
において網状支持構造体58の前方に不織布層60を配置し
た場合よりも小さくすることができる。従って、フィル
ター部材10の所定長さにおいてフィルター部材折畳部分
12の数を増やすことができる、すなわち、フィルター部
材折畳部分12をより鋭い角度で配置することができる。
その結果、ろ過表面の面積が拡大し、ろ過特性が向上す
る。
次に、上記フィルター装置の他の特徴を図５を参照し
ながら説明する。引張バンド20は補強された不織布より
なる、すなわち、繊維の端部64が引張バンド20から横方
向に突出している。これら繊維の端部64を図５の拡大部
分に示している。フィルター部材10が伸張した状態で
は、引張バンド20はぴんと張っている。フィルター部材
10の幅は、引張バンド20の外面が、そこから個々の繊維
の端部を突出させた状態で、フレームの縦部分24の内面
に接するように選択されている。（空気の）フィルター
部材10通過時における引張バンド20の「ふれ」は、第１
に引張バンド20の張力により、第２にフィルター部材10
の網状支持構造体58により、防ぐことができる。引張バ
ンド20とフレームの縦部分24との間の中間空間は不織布
で満たされるので、これらの中間空間内に流れる空気は
ろ過される。フィルター部材10の２つの最外折畳部分12
とフレームの横部分26との間の中間空間は、フィルター
フレーム22に回動自在に接続しかつ保持プレート34の全
長にわたって延在しているヒンジにより、下流側で閉塞
している。
実例 上記の及び図に示すフィルター部材を以下に記す方法
で配置しかつ以下に示す部分と材料とから形成すること
が特に都合良い。網状支持構造体58のウェブの材料とし
て、直径約0.45mmの繊維を選択する。網状支持構造体58
の開口部はひし形であり、約3.6x4.1mmの大きさを有し
ている。網状支持構造体の厚さ（高さ）は約0.85mmであ
る。この繊維はポリプロピレンあるいは他のポリマーか
らなる。エレクトレットろ過層60の不織布は、直径10〜
40ミクロンのスプリットファイバーよりなる。不織布の
基本重量は約85g/m2である。この繊維材は、無作為に配
置して刺し縫いした繊維よりなる。このように処理した
繊維材料層の厚さは2.0mmである。この繊維は、当該技
術分野において周知の方法によって形成されたエレクト
レット特性を有するポリプロピレンからなる。エレクト
レットろ過層60と網状支持構造体58とは、ポリプロピレ
ンと適合する接着剤により接着される。エレクトレット
ろ過層の材料として、ミネソタ・マイニング・アンド・
マニュファクチュアリング・カンパニー（Minnesota Mi
ning and Manufacturing Company）より「スリーエム・
フィルトレート（3M Filtrete（登録商標））」もしく
は「スリーエム・エスビーエムエフ（3M SBMF）」とい
う名称で販売されている製品を使用することができる。
上記不織布の代わりに、メルト−ブローン・プロセス
（melt−blown process）において得られる不織布、も
しくは、直径１〜５ミクロンの円形繊維（circular fib
ers）を使用することもできる。
カバー層62は、複合的に熱接着され無作為に配置され
た繊維より従来の方法で製造された結合剤を用いない不
織布（non−woven spun−bonded material）よりなる。
結合剤を用いないこの不織布の基本重量は30g/m2であ
る。カバー層62とエレクトレットろ過層60とは周知の接
着剤により接着する。カバー層62を構成する繊維の材料
としては、ポリエステルやポリアミドも適しているが、
ポリプロピレンが好ましい。カバー層の厚さは0.22mmで
あることが好ましい。
引張バンド20はカバー層と同じ材料からなり、それと
同じ方法で製造される。
このような、網状支持構造体、エレクトレットろ過
層、及びカバー層を用いて、その全体サイズが100×300
mmであり、折畳部分の長さが25mmであり、折り畳み部分
すなわち屈曲線から屈曲線までの距離が約0.8〜1.5cm、
好ましくは1.0cm、である、ジグザグ形に折り畳んだフ
ィルター部材を形成することができる。従って、フィル
ター部材のＶ字形のくぼみすなわち突出部の幅は、先端
から離れたより広い部分において1.0cmであることが好
ましく、その脚部の長さすなわちその深さ（高さ）は約
25mmである。フィルターフレーム22の内寸はフィルター
部材10の外寸とほぼ等しい。
上記のタイプのフィルター部材は、毎時300m3の空気
をろ過するのに使用できる。圧力低下は120Paの範囲内
にある。ろ過表面の拡大とろ過材料の量の増大を同時に
達成しうるフィルター部材10の新規の構成により、この
圧力低下を約10〜20％まで減らすことができる。その結
果得られる主な利点は、本発明に係るフィルター部材の
予想寿命が延びるということである。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−177318（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−18413（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−155912（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−73129（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭43−12234（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B01D 29/07 B01D 46/52

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】複数の屈曲線（14）と、該屈曲線（14）の
    間に位置する実質的に平坦な複数のフィルター部材折畳
    部分（12）とを有する波形に折り畳まれたフィルター部
    材（10）であって、連続する上記フィルター部材折畳部
    分（12）と屈曲線（14）とにより第１の方向に延在する
    波形が形成され該第１の方向に伸張し且つ圧縮するよう
    になっているところの流体をろ過するフィルター部材
    （10）と、 該フィルター部材（10）を伸張してその伸張状態に保持
    する伸張手段を有するフィルターフレームであって、上
    記伸張状態においてフィルター部材（10）が挿入される
    ようになっているフィルターフレーム（22）とを備えた
    フィルター装置にして、 フィルター部材（10）には、２つの柔軟な引張部材（2
    0）が設けられており、 上記２つの柔軟な引張部材（20）は、夫々、フィルター
    部材（10）の上記第１の方向における伸張を制限するの
    に十分なモジュラスを有すると共に、張力を受けて伸び
    たときに上記フィルター部材折畳部分（12）を上記波形
    に固定し、さらに、上記フィルター部材（10）を上記第
    １の方向に圧縮するようになっており、 上記フィルター部材（10）の上記第１の方向に延在する
    ２つの側方エッジ（18）に設けられた上記柔軟な引張部
    材（20）は、上記フィルター部材（10）に密に接続して
    おり、 上記２つの柔軟な引張部材（20）は、夫々、該引張部材
    （20）の表面から突出する繊維の端部（64）を有する不
    織布よりなり、 該繊維の端部（64）は上記フィルターフレーム（22）の
    内面に接して各引張部材（20）とフィルターフレーム
    （22）の内面との間の中間空間は不織布で満たされ、該
    中間空間内の流体をろ過するようにしたフィルター装
    置。
  2. 【請求項２】上記柔軟な引張部材（20）は、その幅が、
    隣接する２本の上記屈曲線（14）間の距離に等しいか、
    若しくは実質的に等しい、柔軟な引張りバンド（20）と
    して設けられたことを特徴とする請求項１記載のフィル
    ター装置。
  3. 【請求項３】上記柔軟な引張部材（20）が上記第１の方
    向に伸びたときに上記フィルター部材（10）の上記側方
    エッジに張力がかかるように、柔軟な引張部材（20）
    は、フィルター部材（10）の上記側方エッジに接続して
    おり、 柔軟な引張部材（20）とフィルター部材（10）とは、熱
    可塑性材料から形成されており、 柔軟な引張部材（20）は、フィルター部材（10）に接着
    若しくは溶接されていることを特徴とする、請求項１又
    は２記載のフィルター装置。
  4. 【請求項４】上記柔軟な引張部材（20）は、上記張力を
    受けたときの伸張に対する抵抗力を実質的に有し且つ非
    弾性である繊維材料より形成されたことを特徴とする請
    求項１〜３のいずれかに記載のフィルター装置。
  5. 【請求項５】上記フィルターフレーム（22）は、最外の
    ２つの上記フィルター部材折畳部分（12）を保持する２
    つの保持部材（34）を有し、 上記最外のフィルター部材折畳部分（12）は、上記保持
    部材（34）に載せられるようになっており、 上記フィルター部材（10）は、上記保持部材（34）に載
    せられたときには、既に部分的に伸張しており、 上記２つの保持部材（34）の少なくとも一方は、上記フ
    ィルター部材（10）を伸張するために他方の保持部材
    （34）から遠ざかる方向に移動でき、且つ、上記フィル
    ター部材（10）をその伸張状態に保持するために固定で
    きるようになっており、 上記移動自在の保持部材（34）は、上記フィルターフレ
    ーム（22）に回動自在に接続されており、 上記フィルターフレーム（22）には、上記フィルター部
    材（10）に上記張力をかける上記引張部材（20）を伸張
    するために上記移動自在の保持部材（34）を上記フィル
    ターフレーム（22）の内面の方に回動した位置にロック
    するロック手段（40）が設けられていることを特徴とす
    る請求項１〜４のいずれかに記載のフィルター装置。
  6. 【請求項６】車両の客室内に流れる空気をろ過するのに
    用いられ、 上記フィルター部材（10）には、不織布よりなるろ過層
    （60）を接続した網状支持構造体（58）が設けられてお
    り、 上記ろ過層（60）は、空気流れ方向において網状支持構
    造体（58）の下流側に配置されており、 上記ろ過層（60）の不織布は、上記網状支持構造体（5
    8）から離れた方向へ自在に拡張できることを特徴とす
    る請求項１〜５のいずれかに記載のフィルター装置。
  7. 【請求項７】上記ろ過層（60）は、エレクトレットろ過
    層であることを特徴とする請求項６記載のフィルター装
    置。
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