JP7041591B2

JP7041591B2 - エアフィルタ装置

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Publication number: JP7041591B2
Application number: JP2018115470A
Authority: JP
Inventors: 誠茂田; 佳代上本; 利哉北内
Original assignee: Nitta Corp
Current assignee: Nitta Corp
Priority date: 2018-06-18
Filing date: 2018-06-18
Publication date: 2022-03-24
Anticipated expiration: 2038-06-18
Also published as: JP2019217434A

Description

本発明は、空気中の塵や埃を除去するためのエアフィルタ装置に関し、特に正常な空気を室内に取り込むためのエアフィルタ装置に関する。

従来、工場、事務所、家庭などで、空気の清浄化を目的としてエアフィルタ装置が用いられている。このようなエアフィルタ装置としては、従来から種々の提案がなされている（例えば特許文献１など）。例えば、図１０（ａ）に示すエアフィルタ装置は、プリーツ状（ひだ状）に折られたフィルタ材９２と、フィルタ材９２を内部に収容するフィルタ枠９１とから構成される。フィルタ枠９１は、図１０（ｂ）に示すように、断面コ字形の横枠９１１ａ、９１１ａと縦枠９１１ｂ，９１１ｂとを組立てたものであり、中央部に通気用の開口９３が形成される。

横枠９１１ａ、９１１ａと縦枠９１１ｂ，９１１ｂには、Ｌ形アングル９１２ａ、９１２ｂがリベットなどで取り付けられている。Ｌ形アングル９１２ａ、９１２ｂは、図１１に示すように、フィルタ枠９１の外周側に位置し、フィルタ枠取付用開口の周縁部Ｗに係止して、ねじ止めなどによってフィルタ枠９１を固定するものである。

このようなエアフィルタ装置では、図１１に示すように、横枠９１１ａ、９１１ａと縦枠９１１ｂ，９１１ｂと各Ｌ形アングル９１２ａ、９１２ｂとの間の接合部９４にわずかな隙間があると、該接合部９４から外気が侵入するおそれがある。特にフィルタ材９２として捕集効率の高いフィルタ（例えば中性能フィルタ、ＨＥＰＡフィルタ、ＵＬＰＡフィルタなど）を用いる場合、フィルタ材９２の周囲にある接合部９４からの空気の侵入は阻止しなければならない。
また、図１１に示すように、Ｌ形アングル９１２ａ、９１２ｂがフィルタ枠９１の外側にあり、その板厚分だけ突出しているため、エアフィルタ装置９０をその取付用開口に挿入して取り付ける際に、Ｌ形アングル９１２ａ、９１２ｂが開口に引っかかって、取付作業に支障をきたすことがあった。

実開昭５９－１７６６２９号公報

本発明の課題は、フィルタ枠の周囲から空気が侵入するのを防ぎ、且つ取付用開口への設置を容易にしたエアフィルタ装置を提供することである。

本発明者らは、上記課題を解決するべく鋭意検討を行った結果、以下の構成からなる解決手段を見出し、本発明を完成するに至った。
（１）ウェブと、このウェブの両側部から互いに反対方向に折曲された一対のフランジとを有する断面Ｚ形で構成され、それぞれの両端同士を接続して中央部に通気用開口を設けるように組み立てられる複数の枠材と、前記複数の枠材がそれぞれ有する前記一対のフランジのうち一方のフランジの折曲方向と逆方向のウェブ面上に固定され、該ウェブ面上で他方のフランジと相対向してフィルタ材周縁部の収容部を形成したＬ形アングルと、を備えたフィルタ枠と；前記フィルタ枠内に配置され前記通気用開口を塞ぐフィルタ材と、を備えたエアフィルタ装置。
（２）前記枠材は、２つの第１枠材と、２つの第２枠材との４つからなり、これらの枠材の両端同士を接続して、四角形のフィルタ枠を形成した（１）に記載のエアフィルタ装置。
（３）前記一方のフランジは、フィルタ枠取付用開口の周縁部に係止されるものであって、前記フィルタ枠の全周にわたって前記一方のフランジが配置されるように、前記フィルタ枠内で互いに隣接する前記枠材は、それぞれが有する前記一方のフランジの端部を当接させている（１）または（２）に記載のエアフィルタ装置。
（４）前記第１枠材および第２枠材のうち一方は、ウェブの長手方向両端部に、それぞれ前記他方のフランジの折曲方向と同一方向に折曲した側壁部を有し、この側壁部は前記他方のフランジおよびＬ形アングルと共に、前記フィルタ材周縁部の収容部を構成する（２）または（３）に記載のエアフィルタ装置。
（５）前記側壁部と、前記他方のフランジあるいは前記Ｌ形アングルとの間に、隣接する前記第１枠材または第２枠材のウェブ端部を差し込むための隙間を有する（４）に記載のエアフィルタ装置。
（６）前記フィルタ材の周縁部と、前記フィルタ枠との間が密封材で塞がれている（１）～（５）のいずれかに記載のエアフィルタ装置。
（７）前記一方のフランジは、前記フィルタ枠取付用開口の周縁部に当接する面に弾性部材を備える（１）～（６）のいずれかに記載のエアフィルタ装置。

本発明によれば、エアフィルタ装置のフィルタ枠として断面Ｚ形の複数の枠材とＬ形アングルとを使用する。各枠材の有する一対のフランジのうち一方のフランジは、フィルタ枠取付用開口の周縁部に係止して固定されるように構成し、かつＬ形アングルは一方のフランジの折曲方向と逆方向のウェブ面上に固定され、該ウェブ面上で他方のフランジと相対向してフィルタ材周縁部の収容部を形成するようにしたため、枠材とＬ形アングルとの接合部はフィルタ枠の外側でなく、フィルタ枠の内部に形成されることになる。そのため、フィルタ枠の外側周囲から空気が侵入するのを確実に阻止することができる。
また、Ｌ形アングルはフィルタ枠の内部に取付けられるので、Ｌ形アングルがその板厚分だけフィルタ枠から突出することがないので、フィルタ設置時の引っかかりを無くすことができる。

（ａ）は本発明のエアフィルタ装置の一実施形態を示す一部破断正面図、（ｂ）は側面図である。本発明のエアフィルタ装置の一実施形態を示す分解図である。（ａ）は本発明に係る上下枠の一実施形態を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）のＸ－Ｘ線断面図である。本発明に係る上下枠の一実施形態を示す展開図である。本発明に係る上下枠に取り付けるＬ形アングルの一実施形態を示す展開図である。本発明に係る側枠の一実施形態を示す斜視図である。本発明に係る側枠の一実施形態を示す展開図である。本発明に係る側枠に取り付けるＬ形アングルの一実施形態を示す展開図である。本発明に係る下枠と側枠との接続の一実施形態を示す正面図であり、（ａ）は接続前の状態、（ｂ）は接続状態を示す。（ａ）は従来のエアフィルタ装置を示す分解図、（ｂ）は正面図である。図１０（ｂ）の部分拡大断面図である。

以下、本発明の一実施形態に係るエアフィルタ装置を図に基づいて説明する。図１（ａ）、（ｂ）に示すエアフィルタ装置１００は、例えば矢印で示すような空気流路などに配置されるものである。このエアフィルタ装置１００は、中央部に通気用開口５を設けた四角形のフィルタ枠１と、このフィルタ枠１内に配置され通気用開口５を塞ぐフィルタ材２とを備え、フィルタ材２の周縁部をフィルタ枠１で保持している。このエアフィルタ装置１００は、図１（ｂ）に矢印で示す方向、もしくは矢印で示す方向とは逆から流入する空気をろ過する役割を有する。

フィルタ枠１は、図２に示すように、２つの第１枠材１０ａ、１０ａと、２つの第２枠材１０ｂ、１０ｂと、これらの枠材にそれぞれ取り付けられるＬ形アングル１２、１２０とを含み、これらの第１枠材１０ａ、１０ａおよび第２枠材１０ｂ、１０ｂから組み立てられ、中央部に通気用開口５を形成する。すなわち、本実施形態では、第１枠材１０ａ、１０ａは横枠として、第２枠材１０ｂ、１０ｂは縦枠として、それぞれ使用されている。

（第１枠材１０ａ）
図２および図３(ａ)、（ｂ）に示すように、第１枠材１０ａは、ウェブ３と、このウェブ３の両側部から互いに反対方向に折曲された一対のフランジ４ａ、４ｂを有する断面Ｚ形の部材である。一対のフランジ４ａ、４ｂのうち、フィルタ材２を収容する方向とは逆方向に折曲された一方のフランジ４ａは、フィルタ枠取付用開口の周縁部Ｗに係止される。フィルタ装置がフィルタ枠取付用開口から脱離しなければよく、固定部材を使用して固定しても良い。フィルタ装置をフィルタ枠取付用開口に固定する方法として、ねじやリベットなどで周縁部Ｗに固定する方法や、カム、回転カムなどでフィルタ枠１を押さえる方法などがある。

第１枠材１０ａの有する一対のフランジ４ａ、４ｂは、図４に示すような一枚の板材を折り曲げて形成することができる。この折曲角度は、特に限定されないが、ウェブ３の面から垂直であるのがよい。一方のフランジ４ａと他方のフランジ４ｂとの長さは、ウェブ３の長手方向の長さと等しい。

図３(ａ)、（ｂ）に示すように、第１枠材１０ａのウェブ３上には、Ｌ形アングル１２がリベット等によって固定される。固定する方法はリベット、ねじ、接着剤等、特に限定されないが、固定強度、作業性からリベットによる固定が好ましい。Ｌ形アングル１２は、一方のフランジ４ａの折曲方向と逆方向のウェブ３面上に固定され、Ｌ形アングル１２は他方のフランジ４ｂと相対向する。すなわち、ウェブ３と他方のフランジ４ｂとＬ形アングル１２との間で、フィルタ材２の周縁部を収容するためのコ字形状の収容部６を形成する。

図５に示すように、Ｌ形アングル１２は一枚の板材を折曲げて形成される。このＬ形アングル１２は、ウェブ３上に固定される面にリベット孔３１ｂを有しており、ウェブ３面上のリベット孔３１ａと、リベット（図示せず）で固定される。

図３(ａ)、（ｂ）に戻って、第１枠材１０ａのウェブ３の両端部には、それぞれ側壁部７が設けられる。この側壁部７は、他方のフランジ４ｂの折曲方向と同一方向に折曲されて形成され、他方のフランジ４ｂおよびＬ形アングル１２と共に、収容部６を形成している。このように、収容部６は周囲を壁で囲まれているので、フィルタ材２の上下縁部を塞ぐための液体状密封材を流し込むことができる。

側壁部７はフランジ４ａと同様にウェブ面３と一体形成されており、第２枠材１０ｂと接続するためのリベット孔７１を有している。側壁部７のリベット孔７１は少なくとも１つあればよい。

（第２枠材１０ｂ）
図６に示すように、第２枠材１０ｂ、１０ｂは、ウェブ３０と、このウェブ３０の両側部から、互いに反対方向に折曲された一対のフランジ４０ａ、４０ｂとを有する断面Ｚ形の部材である。

一対のフランジ４０ａ、４０ｂは、図７に示すような形状の板材を折り曲げて形成される。この折曲角度は、特に限定されないが、ウェブ３０の面から垂直であるのがよい。
一方のフランジ４０ａの長さは、ウェブ３０の長さより長く、その両端がウェブ３０より突出している。図６に示すように、この突出する長さＤ１は、第１枠材１０ａ、１０ａのフランジ４ａの幅と等しい。この一方のフランジ４０ａは、図３（ｂ）に示したように、フィルタ枠取付用開口の周縁部Ｗに係止される。また、他方のフランジ４０ｂの長さは、その両端がウェブ３０の長さより短く、その差の長さＤ２は、第１枠材１０ａの他方のフランジ４ｂの幅と等しい。

第２枠材１０ｂのウェブ３０には、Ｌ形アングル１２０が固定される。Ｌ形アングル１２０は、一方のフランジ４０ａの折曲方向と逆方向のウェブ３０の面上に固定され、他方のフランジ４０ｂと相対向する。すなわち、ウェブ３０と他方のフランジ４０ｂとＬ形アングル１２０とで、フィルタ材２の側縁部を収容するためのコ字形状の収容部６０を形成する。

図８に示すように、Ｌ形アングル１２０は一枚の板材を折曲げて形成される。このＬ形アングル１２０は、ウェブ３０面上に固定される面にリベット孔３２ｂを有し、ウェブ３０面上のリベット孔３２ａと、図示しないリベットで固定される。

（フィルタ材２）
フィルタ材２は、その周縁部をフィルタ枠１の内周面に形成された収容部６内に収容して、密封材にてフィルタ材２とフィルタ枠１の隙間を塞ぐことが好ましい。フィルタ材２の種類としては例えばプレフィルタ、中性能フィルタ、ＨＥＰＡフィルタなどが挙げられる。このフィルタ材２は、収容部６に収容可能であれば複数枚重ね合わせて使用してもよい。

フィルタ材２とフィルタ枠１の隙間を塞ぐための密封材としては、例えば、ゴムシート、発泡ウレタン樹脂等の発泡部材、ガラス繊維シート、不織布等のシート状部材などを含むシート状密封材；熱可塑性樹脂、接着剤（二液硬化型接着剤等）、シール材（一液型のシール材）等の液体状密封材があげられる。このうち、液体状密封材はフィルタ枠１とフィルタ材２との隙間に浸透しやすいので、確実にフィルタ材２とフィルタ枠１の隙間を塞ぐことができる。

液体状密封材は、主に以下の密封材ａと密封材ｂとに分けられる。
密封材ａは、粘度が低く、後に硬化するタイプであり、フィルタ枠１とフィルタ材２とを接着する接着剤として使用される。例えば熱可塑性樹脂や接着剤（二液混合型接着剤）、ウレタン接着剤（発泡ウレタン）などである。
密封材ｂは、粘度が高く、液垂れしないタイプであり、隙間を防ぐシール材として使用される。例えば、ウレタンシール材、シリコンシール材などの一液型のシール材などである。

上記密封材ａ、ｂは、いずれもフィルタ枠１の４つの内面(上下面および両側面)とフィルタ材２との間に塗布、流し込むなどによって適用することができる。あるいは、フィルタ枠１内の少なくとも１面、好ましくは２面(上下面および両側面のいずれか)に密封材ａおよびｂの一方を使用し、残りの面に密封材ａおよびｂの他方を使用するようにしてもよい。特に、フィルタ枠１の横枠の面に粘度が低い密封材ａを使用し、縦枠の面に液垂れし難い密封材ｂを使用するのが好ましい。

また、密封材として前記したシート状部材を使用する場合は、フィルタ枠１の４つの内面またはフィルタ材２の４つの外周面に、あらかじめ両面粘着テープまたは接着剤にてシート状部材を貼着しておき、次にフィルタ枠１にフィルタ材２を嵌め込むようにする。

さらに、シート状部材と液体状密封材とを併用してもよい。例えば、（Ａ）フィルタ枠１の横枠(上下枠)の面に密封材ａを使用し、縦枠の面にシート状部材を貼着するか、あるいは（Ｂ）フィルタ枠１の横枠(上下枠)の面にシート状部材を貼着し、縦枠の面に密封材ｂを使用するようにしてもよい。
このように、フィルタ材２とフィルタ枠１の隙間を塞ぐうえで、種々の密封材を単独でまたは幾つかを組み合わせて使用することができる。

第１枠材１０ａ、１０ａおよび第２枠材１０ｂ、１０ｂの一方のフランジ４ａ、４０ａは、フィルタ枠取付用開口の周縁部Ｗに当接する面にシール材として弾性部材（図示せず）を備えていてもよい。この弾性部材により、エアフィルタ装置１００とフィルタ枠取付用開口との隙間を塞ぎエアの漏れを防ぎ、かつ一方のフランジ４ａ、４０ａとフィルタ枠取付用開口の周縁部Ｗとが当接した際に傷を付けにくくなる。

さらに、この弾性部材は、例えばフィルタ材２の周縁部の面あるいはフィルタ枠１の内側の面に、両面テープや接着剤などで貼り付けて使用することができる。この弾性部材には、例えばゴムシート、ガラス繊維シート、スポンジのシート（発泡ウレタンシートなど）などが使用される。

（フェースガード）
フィルタ材２を外部からの物理的接触やフィルタろ材２のフィルタ枠１からの脱離を防止するために、フィルタ材２の空気の流入側および流出側の表面には、例えばアルミニウム製のフェースガードが設けられる。フェースガードは流入側および流出側のどちらか一方の表面に取り付けてよく、流入側および流出側の両方に取り付けてもよい。

（フィルタ枠１の組立て方法）
図９（ａ）に示すように、第１枠材１０ａ、１０ａは、両端の側壁部７と、ウェブ３上に固定されたＬ形アングル１２との間に隙間８を有する。この隙間８は、第２枠材１０ｂのウェブ３０の厚みと略等しい間隙を有する。

第１枠材１０ａ、１０ａに第２枠材１０ｂを取り付けるには、図９（ａ）に矢印で示すように、第２枠材１０ｂのウェブ３０の端部３０ａを第１枠材１０ａ、１０ａの隙間８に差し込む。これにより、図９（ｂ）に示すように、第２枠材１０ｂのＬ形アングル１２０の端面が第１枠材１０ａ、１０ａのＬ形アングル１２の上面に当接し、ウェブ３０の端部３０ａは第１枠材１０ａ、１０ａのウェブ３の上面に当接し、さらに一方のフランジ４ａ、４０ａ同士が互いに当接するようになる。これにより、フィルタ枠１の歪み強度を上げることができ、フィルタ枠１の剛性が高くなる。

このようにして、組立て後、側壁部７と第２枠材１０ｂのウェブ３０とをリベットで固定する。このとき、前記したようにフィルタ枠１の剛性が高くなっているので、リベット止めは１箇所にすることもでき、そのため生産効率が向上する。

以上、本発明の実施形態に係るエアフィルタ装置を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の改善や改良が可能である。例えば、上記の実施形態では、４つの第１、第２枠材１０ａ、１０ｂを用いて、四角形のフィルタ枠１を組み立てるようにしたが、枠材は４つに限定されるものではなく、必要に応じて複数使用してもよい。複数の枠材の個数は特に限定されず、例えば枠材を３～８つ用いてもよく、これにより三角形から八角形までのフィルタ枠を形成することができる。

また、本実施形態では、第１枠材１０ａ、１０ａを横枠として、第２枠材１０ｂ、１０ｂを縦枠として使用したが、これとは逆に、第１枠材１０ａ、１０ａを縦枠として、第２枠材１０ｂ、１０ｂを横枠として使用してもよい。

１フィルタ枠
２フィルタ材
３、３０ウェブ
４ａ、４ｂ、４０ａ、４０ｂフランジ
５通気用開口
６、６０収容部
７側壁部
８弾性部材
１０ａ第１枠材
１０ｂ第２枠材
１２、１２０Ｌ形アングル
９１フィルタ枠
９２フィルタ材
９３開口
９４接合部
Ｗ周縁部
１００エアフィルタ装置
９１１ａ上下枠
９１１ｂ側枠
９１２ａ、９１２ｂＬ形アングル

Claims

ウェブと、このウェブの両側部から互いに反対方向に折曲された一対のフランジとを有する断面Ｚ形で構成され、それぞれの両端同士を接続して中央部に通気用開口を設けるように組み立てられる複数の枠材と、
前記複数の枠材がそれぞれ有する前記一対のフランジのうち一方のフランジの折曲方向と逆方向のウェブ面上に固定され、該ウェブ面上で他方のフランジと相対向してフィルタ材周縁部の収容部を形成したＬ形アングルと、を備えたフィルタ枠と；
前記フィルタ枠内に配置され、前記通気用開口を塞ぐフィルタ材と、を備えたエアフィルタ装置。
前記枠材は、２つの第１枠材と、２つの第２枠材との４つからなり、これらの枠材の両端同士を接続して、四角形のフィルタ枠を形成した請求項１に記載のエアフィルタ装置。
前記一方のフランジは、フィルタ枠取付用開口の周縁部に係止されるものであって、前記フィルタ枠の全周にわたって前記一方のフランジが配置されるように、前記フィルタ枠内で互いに隣接する前記枠材は、それぞれが有する前記一方のフランジの端部を当接させている請求項１または２に記載のエアフィルタ装置。
前記第１枠材および第２枠材のうち一方は、ウェブの長手方向両端部に、それぞれ前記他方のフランジの折曲方向と同一方向に折曲した側壁部を有し、この側壁部は前記他方のフランジおよびＬ形アングルと共に、前記フィルタ材周縁部の収容部を構成する請求項２に記載のエアフィルタ装置。
前記側壁部と、前記他方のフランジあるいは前記Ｌ形アングルとの間に、隣接する前記第１枠材または第２枠材のウェブ端部を差し込むための隙間を有する請求項４に記載のエアフィルタ装置。
前記フィルタ材の周縁部と、前記フィルタ枠との間が密封材で塞がれている請求項１～５のいずれかに記載のエアフィルタ装置。
前記一方のフランジは、前記フィルタ枠取付用開口の周縁部に当接する面に弾性部材を備える請求項３に記載のエアフィルタ装置。