JP7298055B2 - 空気清浄機用フィルタ及び空気清浄機用フィルタ構造体 - Google Patents

Description

本発明は、空気清浄機用フィルタ及び空気清浄機用フィルタ構造体に関する。

従来より、性炭を用いた空気清浄機用フィルタが提案されている（特許文献１及び特許文献２）。

特許文献１のフィルタでは、ハニカム状芯材のセル内に活性炭等の吸着剤を収容し、ハニカム状芯材の両面に、不織布の表面に熱可塑性樹脂が付着した通気性シート材を熱可塑性樹脂により溶着することにより、経済的で製造が容易で、しかも通気性シート材とハニカム状芯材との接合強度が高いものを提供するというものである。

特許文献２のフィルタは、集塵用フィルタとハニカム型活性炭セルとを空気流方向に並べてなる空気清浄用フィルタであって、ハニカム型活性炭セルは、活性炭を主原料とした材料をハニカム形状に型成形したものであり、その活性炭素量：６０重量％以上、セル表面（空気流と直交する面）における開口部の占める面積割合：５０～８０％、セルサイズ：３００セル／ｉｎｃｈ２以上のものが用いられる。これにより、集塵機能と大きな容量の脱臭脱ガス機能を併せ持つというものである。

特開平１０ －１３７５２９号公報 特開２０００－３２５７２４号公報

しかしながら、従来よりも浄化能力が高いフィルタが望まれていた。

そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、従来よりも浄化能力が高い空気清浄機用フィルタ及び空気清浄機用フィルタ構造体を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、（１）本発明は、空気清浄機用のフィルタであって、前記フィルタの外枠を構成する外フレームと、活性炭が内部に収容された小部屋を水平及び垂直方向にそれぞれ複数個形成する内フレームと、前記小部屋に収容された活性炭を閉じ込めるとともに、前記活性炭が外部に出ないよう微細な孔が多数形成されるシート部材と、を備え、前記内フレームは、前記水平方向に形成された小部屋をそれぞれ仕切る第１フレーム部と、前記垂直方向に形成された小部屋をそれぞれ仕切らない第２フレーム部と、を有し、前記垂直方向に形成された小部屋に収納された活性炭は、他の垂直方向に形成された小部屋に移動可能である。

（２）上記（１）の構成において、前記外フレームは、前記垂直方向の一番上の小部屋を構成するフレーム部分に設けられ、前記垂直方向の一番上の小部屋に収納された活性炭の一部を前記フレーム部分内に収めることができる第１凹部が形成されている。

（３）上記（１）又は（２）の構成において、前記第１フレーム部は、それぞれの小部屋に収納された活性炭の一部を前記第１フレーム部内に収めることができる第２凹部が形成されている。

（４）上記（１）から（３）のいずれかに記載において、前記シート部材は、前記内フレームに接着又は溶着されている。

（５）本発明は、空気清浄機用フィルタ構造体であって、第１フィルタと、前記第１フィルタに接続される第２フィルタと、を有し、前記第１フィルタ及び前記第２フィルタは、上記（１）から（４）のいずれかに記載のフィルタである。

（６）上記（５）の構成において、前記第１フィルタ及び前記第２フィルタは、前記垂直方向に位置する一方の端部に設けられる凹部と、前記垂直方向に位置する他方の端部に設けられる凸部と、を備え、前記第１フィルタの凹部と、前記第２フィルタの凸部を係合させて前記第１フィルタと前記第２フィルタが接続される。

（７）上記（５）又は（６）の構成において、前記第２フィルタは、前記第１フィルタと接触する箇所に設けられる緩衝部材を有し、前記緩衝部材は、前記外フレームのうち前記第１フィルタと接触する部分より前記第１フィルタ側に突出して設けられている。

本発明によれば、従来よりも浄化能力が高い空気清浄機用フィルタ及び空気清浄機用フィルタ構造体を提供することができる。

本発明の実施形態に係る空気清浄機用フィルタ構造体の正面図である。 本発明の実施形態に係る空気清浄機用フィルタ構造体の右側面図である。 本発明の実施形態に係る空気清浄機用の第１フィルタの正面図である。 本発明の実施形態に係る空気清浄機用の第１フィルタの背面図である。 本発明の実施形態に係る空気清浄機用の第１フィルタの平面図である。 本発明の実施形態に係る空気清浄機用の第１フィルタの底面図である。 本発明の実施形態に係る空気清浄機用の第１フィルタの右側面図である。 図３のＡ－Ａ断面図である。 図８のＣ－Ｃ部分の拡大図である。 図８に示す第１フィルタに活性炭を入れた状態を示す図である。 図３のＢ－Ｂ断面図である。 図１１のＤ－Ｄ部分の拡大図である。 図１１に示す第１フィルタに活性炭を入れた状態を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明するが、これらは例示の目的で掲げたものであり、これらにより本発明を限定するものではない。なお、実施形態の説明の全体を通して同じ要素には同じ符号を付する。

図１は、本発明の実施形態に係る空気清浄機用フィルタ構造体の正面図である。図２は、本発明の実施形態に係る空気清浄機用フィルタ構造体の右側面図である。
なお、以下の図において、図１０及び図１３はフィルタ内に活性炭を入れた状態を示しているが、その他の図のフィルタは、内部の活性炭を図示せずに説明する。実際には、フィルタ内の小部屋にはフィルタが充填されている。

図１及び図２に示すように、本発明の実施形態に係る空気清浄機用フィルタ構造体１は、第１フィルタ１０と、第１フィルタ１０に接続される第２フィルタ２０とによって構成されている。
第１フィルタ１０と第２フィルタ２０は、それぞれ単体で空気清浄機用フィルタとして用いることもできるし、第１フィルタ１０と第２フィルタ２０を接続して一つの空気清浄機用フィルタとして用いることもできる。

図２に示すように、第１フィルタ１０及び第２フィルタ２０は、それぞれ、垂直方向に位置する一方の端部に設けられる凹部１０ａ、２０ａと、垂直方向に位置する他方の端部に設けられる凸部１０ｂ、２０ｂを備えている。
第１フィルタの凹部１０ａと、第２フィルタの凸部２０ｂを係合させて第１フィルタ１０と第２フィルタ２０を接続することができる。

第１フィルタ１０及び第２フィルタ２０は、相手方のフィルタと接触する箇所に設けられる緩衝部材１０ｃ、２０ｃを有し、緩衝部材１０ｃ、２０ｃは、相手方フィルタと接触する基部１０ｄ、２０ｄ部分より相手方フィルタ側に１ｍｍ～３ｍｍ程度突出して設けられている。
緩衝部材１０ｃ、２０ｃは、ゴムやスポンジなどの弾性変形する材料で構成されている。

次に、第１フィルタと第２フィルタは同じ構成であるため、第１フィルタについて説明する。図３は、本発明の実施形態に係る空気清浄機用の第１フィルタの正面図である。図４は、本発明の実施形態に係る空気清浄機用の第１フィルタの背面図である。図５は、本発明の実施形態に係る空気清浄機用の第１フィルタの平面図である。図６は、本発明の実施形態に係る空気清浄機用の第１フィルタの底面図である。図７は、本発明の実施形態に係る空気清浄機用の第１フィルタの右側面図である。

図３～図７に示すように、第１フィルタ１０は、外フレーム１１と、内フレーム１２、１３と、シート部材１４、１８と、によって構成されている。
外フレーム１１は、第１フィルタ１０の外枠を構成するものであり、上フレーム１１ａ、右フレーム１１ｂ、下フレーム１１ｃ及び左フレーム１１ｄによって構成されている。上フレーム１１ａ、右フレーム１１ｂ、下フレーム１１ｃ及び左フレーム１１ｄは、一体成形されている。

内フレーム（１２、１３）は、活性炭が内部に収容された小部屋１６ａ～１６ｐを水平及び垂直方向にそれぞれ複数個形成するものである。
内フレームは、表側内フレーム１２と、裏側内フレーム１３とから構成されており、本実施形態では、裏側内フレーム１３は、外フレーム１１と一体成形されている。裏側内フレーム１３は、外フレーム１１と別体であってもよいし、表側内フレーム１２が外フレーム１１と一体成形されていてもよい。

表側内フレーム１２は、図３に示すように、縦方向に延びる第１フレーム部１２ｆ～１２ｊと、横方向に延びる第２フレーム部１２ａ～１２ｅと、を有する。
裏側内フレーム１３は、図４に示すように、縦方向に延びる第１フレーム部１３ｆ～１３ｊと、横方向に延びる第２フレーム部１３ａ～１３ｅとを有する。

裏側内フレーム１３は、縦方向に延びる第１フレーム部１３ｆ～１３ｊのうち第１フレーム部１３ｇ～１３ｉから、表側内フレームの第１フレーム部１２ｇ、１２ｈ、１２ｉに向かって伸び、隣り合う小部屋を仕切るための壁部１３ｇ１、１３ｈ１、１３ｉ１が形成されている（後述の図１１で詳述する）。
一方、裏側内フレーム１３は、横方向に延びる第２フレーム部１３ｂ～１３ｄからは、表側内フレームの第２フレーム部１２ｂ、１２ｃ、１２ｄに向かって延びる壁部は設けられていない（後述の図８で詳述する）。これによって、縦方向に連続する４つの小部屋１６ａ～１６ｄ、１６ｅ～１６ｈ、１６ｉ～１６ｌ、１６ｍ～１６ｐは、連通しており、活性炭が縦方向に連続する小部屋１６ａ～１６ｄと、１６ｅ～１６ｈと、１６ｉ～１６ｌ、１６ｍ～１６ｐを移動することができるよう構成されている。
表側内フレーム１２及び裏側内フレーム１３は、接着剤や複数のネジ等によって固定されている。

シート部材１４、１８は、小部屋に収容された活性炭を閉じ込めるとともに、活性炭が外部に出ないよう微細な孔が多数形成されている。
シート部材１４は、表側内フレーム１２の第１フレーム１２ｆ～１２ｊ及び第２フレーム１２ａ～１２ｅに、それぞれに接着又は溶着されている。また、シート部材１８は、裏側内フレーム１３の第１フレーム１３ｆ～１３ｊ及び第２フレーム１３ａ～１３ｅのそれぞれに接着又は溶着されている。
図３及び図４に示す例では、シート部材１４、１８を接着剤により表側内フレーム１２及び裏側内フレーム１３に接着している例を示している。

図２及び図７に示すように、第１フィルタ１０は、それぞれ、垂直方向に位置する一方の端部に設けられる凹部１０ａと、垂直方向に位置する他方の端部に設けられる凸部１０ｂとを備えている。
第１フィルタ１０の凹部１０ａと、第２フィルタ２０の凸部２０ｂを係合させて第１フィルタ１０と第２フィルタ２０を接続することができる。

第１フィルタ１０及び第２フィルタ２０は、相手方のフィルタと接触する箇所に緩衝部材１０ｃ、２０ｃが設けられており、この緩衝部材１０ｃ、２０ｃは、外フレームのうち相手方フィルタと接触する部分より相手側フィルタ側に例えば０．５ｍｍ～５ｍｍ程度突出して設けられている。
これにより、緩衝部材１０ｃ、２０ｃを介して第１フィルタ１０と第２フィルタ２０が接続された場合に、ガタつくことなく、安定して接続状態を維持することができる。

図８は、図３のＡ－Ａ断面図である。図９は、図８のＣ－Ｃ部分の拡大図である。図１０は、図８に示す第１フィルタに活性炭を入れた状態を示す図である。
図８に示すように、裏側内フレーム１３は、横方向に延びる第２フレーム部１３ｂ～１３ｄから、表側内フレーム１２に向かって伸びる壁部は設けられていない。
このため、図１０に示すように、縦方向に連続する小部屋１６ａ～１６ｄ、１６ｅ～１６ｈ、１６ｉ～１６ｌ、１６ｍ～１６ｐは、連通しており、活性炭が縦方向に連続する小部屋１６ａ～１６ｄ、１６ｅ～１６ｈ、１６ｉ～１６ｌ、１６ｍ～１６ｐを移動することができるよう構成されている。

また、図１０に示すように、外フレーム１１の上フレーム１１ａは、垂直方向の一番上の小部屋１６ａ、１６ｅ、１６ｉ、１６ｍを構成するフレーム部分には、垂直方向の一番上の小部屋１６ａ、１６ｅ、１６ｉ、１６ｍに収納された活性炭の一部をフレーム部分内に収めることができる第１凹部１７ａが形成されている。
この第１凹部１７ａの位置に活性炭を十分に充填しておくことで、活性炭を各小部屋１６ａ～１６ｐに詰めた後に、フィルタ１０を立てた状態にして、一部の活性炭が下の小部屋に移動しても、第１凹部１７ａの収められた活性炭が下に移動することはあっても、活性炭を通らずに通過する空気を無くすことができる。

この第１凹部１７ａが無いと仮定すると、フィルタを立てた状態にしたときに、活性炭が下の小部屋に下がってしまうため、最上流の小部屋の一番上は、活性炭が無い領域ができてしまう。そうすると、活性炭を通らない空気がフィルタを通過してしまうこととなり、十分な空気清浄ができないこととなる。

図１１は、図３のＢ－Ｂ断面図である。図１２は、図１１のＤ－Ｄ部分の拡大図である。図１３は、図１１に示す第１フィルタに活性炭を入れた状態を示す図である。
図１１に示すように、裏側内フレーム１３は、縦方向に延びる第１フレーム部１３ｇ、１３ｈ、１３ｉから、この第１フレーム１３ｇ、１３ｈ、１３ｉに沿って隣り合う小部屋を仕切るための壁部１３ｇ１、１３ｈ１、１３ｉ１が形成されている。
このため、図１３に示すように、横方向に連続する小部屋間１６ｂ、１６ｆ、１６ｉ、１６ｎは、仕切られており、横方向で隣り合う小部屋１６ｂ、１６ｆ、１６ｉ間で活性炭が移動することはない。

図１２に示すように、第１フレーム部１３ｆ、１３ｇ、１３ｈ、１３ｉ、１３ｊは、それぞれの小部屋１６に収納された活性炭の一部を第１フレーム部１３ｆ、１３ｇ、１３ｈ、１３ｉ、１３ｊ内に収めることができる第２凹部１９ａ、１９ｂ、１９ｃ等が形成されている。
図１２では、３つの第２凹部１９ａ、１９ｂ、１９ｃについて示しているが、すべての小部屋に第２凹部が設けられている。

この第２凹部１９ａ、１９ｂ、１９ｃの位置に活性炭を十分に充填しておくことで、活性炭を各小部屋１６ａ～１６ｐに詰めた後に、フィルタを立てた状態にして、一部の活性炭が下の小部屋に移動したときに、各小部屋内の活性炭が移動しても、活性炭を通らずに通過する空気を無くすことができる。
この第２凹部１９ａ、１９ｂ、１９ｃが無いと仮定した場合、フィルタを立てた状態にしたときに、活性炭が移動したときに、活性炭が無い領域ができてしまうため、活性炭を通らない空気がフィルタを通過してしまうこととなり、十分な空気清浄ができない。
本発明の実施形態によれば、従来よりも浄化能力が高い空気清浄機用フィルタ及び空気清浄機用フィルタ構造体を提供することができる。

以上、実施形態を用いて本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態や実施例に記載の範囲には限定されないことは言うまでもない。上記実施形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。また、そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１ 空気清浄機用フィルタ構造体
１０ 空気清浄機用フィルタ（第１フィルタ）
２０ 空気清浄機用フィルタ（第２フィルタ）
１１ 外フレーム
１２、１３ 内フレーム
１２ｆ～１２ｊ、１３ｆ～１３ｊ 第１フレーム部
１２ａ～１２ｅ、１３ａ～１３ｅ 第２フレーム部
１４、１８ シート部材
１６ａ～１６ｐ 小部屋
１７ａ 第１凹部
１９ａ、１９ｂ、１９ｃ 第２凹部
１０ａ、２０ａ 凹部
１０ｂ、２０ｂ 凸部
１０ｃ、２０ｃ 緩衝部材

Claims (5)

1. 空気清浄機用フィルタであって、
   前記フィルタの外枠を構成する外フレームと、
   活性炭が内部に収容された小部屋を水平及び垂直方向にそれぞれ複数個形成し、表側及び裏側に配置される２つの内フレームと、
   前記小部屋に収容された活性炭を閉じ込めるとともに、前記活性炭が外部に出ないよう微細な孔が多数形成されるシート部材と、を備え、
   前記表側及び裏側に配置される２つの内フレームの一方は、前記外フレームと一体成形され、
   前記表側及び裏側に配置される２つの内フレームの他方は、前記外フレームの内側に固定され、
   前記外フレーム及び前記他方の内フレームは、前記垂直方向の一番上の小部屋を構成するフレーム部分に設けられ、前記垂直方向の一番上の小部屋に収納された活性炭の一部を前記フレーム部分内に収めることができる第１凹部が形成され、
   前記一方の内フレームは、
   前記水平方向に形成された小部屋をそれぞれ仕切る第１フレーム部と、
   前記垂直方向に形成された小部屋をそれぞれ仕切らない第２フレーム部と、
   を有し、
   前記第１フレーム部は、それぞれの小部屋に収納された活性炭の一部を前記第１フレーム部内に収めることができる第２凹部が形成され、
   前記垂直方向に形成された小部屋に収納された活性炭は、他の垂直方向に形成された小部屋に移動可能である、空気清浄機用フィルタ。
2. 前記シート部材は、前記表側及び裏側に配置される２つの内フレームのそれぞれに接着又は溶着されている請求項１に記載の空気清浄機用フィルタ。
3. 空気清浄機用フィルタ構造体であって、
   第１フィルタと、
   前記第１フィルタに接続される第２フィルタと、を有し、
   前記第１フィルタ及び前記第２フィルタは、請求項１又は請求項２に記載のフィルタである、空気清浄機用フィルタ構造体。
4. 前記第１フィルタ及び前記第２フィルタは、
   前記垂直方向に位置する一方の端部に設けられる凹部と、
   前記垂直方向に位置する他方の端部に設けられる凸部と、を備え、
   前記第１フィルタの凹部と、前記第２フィルタの凸部を係合させて前記第１フィルタと前記第２フィルタが接続される、請求項３に記載の空気清浄機用フィルタ構造体。
5. 前記第２フィルタは、前記第１フィルタと接触する箇所に設けられる緩衝部材を有し、
   前記緩衝部材は、前記外フレームのうち前記第１フィルタと接触する部分より前記第１フィルタ側に突出して設けられている、請求項３又は請求項４に記載の空気清浄機用フィルタ構造体。

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