JPH0288B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は自動車内燃機関用空気清浄器などに用
いられる気体あるいは液体濾過用の濾過エレメン
トに関するものである。

〔従来の技術〕

従来公知の濾過エレメントとしては、例えば英
国特許第1012534号明細書、英国特許第1331175号
明細書に示されたものがある。

これは、外方へ向かつて伸びる多数の平面リン
グ状の断面波形部を有したリング状の濾過体を備
えたものであつて、その濾過体の軸方向に流体を
通過させる構成となつている。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記従来公知のものによると、前記リング状の
濾過体はその多数の断面波形部がその形状から該
濾過体の軸方向へ撓み易いことがわかつた。特
に、該濾過体に流体を通過させた場合において、
該濾過体の流体通過時には前記多数の断面波形部
の前記軸方向への撓みが発生し易い。このため、
該撓みによる断面波形部の変形、ひいてはその損
傷を招くという問題が生ずる。

本発明は、多数の断面波形部の、濾過体の軸方
向への撓みを効果的に軽減しようとするものであ
る。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記の点に鑑みて案出されたものであ
つて、外方へ向かつて伸びる平面リング状の形状
を有する多数の断面波形部を備えたリング状濾過
体と、該リング状濾過体の前記多数の断面波形部
のうち最内側部の断面波形部に設けられた樹脂製
中心部と、前記リング状濾過体の前記多数の断面
波形部のうち最外側部の断面波形部に設けられた
樹脂製支持部と、前記リング状濾過体の前記多数
の断面波形部のうち前記最内側部と前記最外側部
との間を架橋するようかつ該多数の断面波形部の
隣合う間に位置するように該多数の断面波形部に
樹脂成形により設けられていて前記リング状濾過
体の平面リング状の形状を保持する筋状の樹脂製
保持部とを具備するという技術手段を採用したも
のである。

〔実施例〕

以下本発明を具体的実施例により詳細に説明す
る。

まず、第１図〜第３図により、本発明の濾過エ
レメントの基本構成を説明する。

第１図は出発素材としての濾材形状を示してお
り、一端の幅寸法が短く他端の幅寸法が長い台形
型の板体である。この台形型濾材５を、その前記
一端と前記他端との間で折り返し幅を一定にして
第１図に示すＢ−B′，Ｃ−C′，……，Ｋ−K′の
折り返し線でひだ折りすると、第２図の如く濾材
５の両端間で連続した頂部列と底部列とが複数形
成された断面波形部を持つた濾材６が得られる。
この濾材６を第３図のごとく、第２図のひだ折り
濾材６のひだ折り面積が小さい即ち幅寸法の短い
面Ａ−A′，Ｂ−B′を内周側にし幅寸法の長いＪ
−J′，Ｋ−K′を外周側にしてリング状に湾曲す
る。その後、このリング状に湾曲された濾過体７
の両端A′−K′およびＡ−Ｋを互いに樹脂材料の
保持部８で結合する。

これにより、第３図のごとく、個々の平面形状
がリング状の多数の断面波形部７ａが中心から外
方へ向かつて互いに隔置された状態で連続して並
んだ、リング状に湾曲された濾過体７が得られ
る。この濾過体７は本発明濾過エレメントの基本
構成である。なお、前記保持部８は前記多数の断
面波形部７ａのリング状形状を保持するためのも
のである。

本実施例の濾過エレメントでは上述の第３図の
基本構成の濾過体７に対し、第４図のごとく、上
記樹脂製保持部８の樹脂成形時に中心部２１およ
びリング状支持部２２を濾過体７に一体成形した
ものである。

具体的な構成について述べると、多数の平面リ
ング状の断面波形部７ａの最内周部に中心部２１
が、その最外周部に支持部２２が設けてある。ま
た、上記保持部８は筋状の形状を有していて多数
の断面波形部７ａの上記最内周部と上記最外周部
との間を架橋しながら上記中心部２１および支持
部２２に接している。また、この保持部８は第４
図から明白なように多数の断面波形部７ａの隣合
う間に位置している。

上記保持部８、中心部２１、および支持部２２
はポリウレタン等の弾性エラストマーで例えば構
成されており、濾過体７に結合している。濾過エ
レメント７０の中心部２１は、第３図の濾過体７
の最内周部における断面波形部７ａの端部を第５
図のごとく埋設しており、その中心部２１の両端
は例えば第５図のごとくシール部２１ａ，２１ｂ
としてある。

一方、濾過エレメント７０のリング状支持部２
２は、第５図のごとく、第３図の濾過体７の最外
周部における断面波形部７ａの端部に設けてあ
る。

なお、本実施例においては、前記中心部２１の
内側には、この中心部２１の成形時に第６図に示
す、両端鍔付きの金属円筒プロテクタ２３が埋設
されている。

第４図および第５図から明らかなように、本実
施例の濾過エレメント７０はその濾過体７（第３
図）の多数の断面波形部７ａのうち保持部８、中
心部２１、および支持部２２が設けられていない
領域は濾過体７の周りに直接に露出した構成であ
ることが理解される。

ところで、第３図に示した濾過体７をそのまま
濾過エレメントとし、この場合の濾過エレメント
を、内燃機関用空気清浄器のケーシング内に支持
する構成を考えてみると、第３図の濾過体７自体
には何も支持構成が備えられていないため、第９
図〜第１２図、第１３図、ならびに第１４図に示
すごとく支持構成が必要となる。

各支持構成について説明すると、まず第９図〜
第１２図においては、円筒部１０ａ、リング状座
図１０ｂ、および放射状支持部１０ｃより構成さ
れた樹脂または金属製のリング状受け枠１０を用
い、この受け枠１０に第９図のごとく濾過体７を
載置してある。また、受け枠１０の外周には第１
１図の樹脂または金属製のリング状押え枠１１が
そのリング状凹溝１１ａにより接着剤を介して結
合してある。この押え枠１１の外周フランジ部１
１ｂにはゴム、樹脂の弾性を持つたリング状ガス
ケツト１２が嵌着もしくは接着してある。また、
濾過体７の外周に押え枠１１が接着してある。一
方、第１２図に示す、３本の脚部１３ａの先端１
３ｃをケース１５に溶接固定した支持枠１３の円
板部１３ｂ上に前記受け枠１０の円筒部１０ａを
支持し、かつ押え枠１１のガスケツト１２をキヤ
ツプ１４とケース１５との間に挟持してある。ま
た、ボルト１７に受け枠１０の穴１０ｄ、支持枠
１３の穴１３ｄを通し蝶ナツト１８を締め付けて
ある。なお、図中１６はリング状のガスケツト
（ゴム、樹脂）、１９はキヤツプ１４に設けたイン
レツトを各々示している。

第１３図は前記受け枠１０の支持部１０ｃが階
段状に形成してある場合を示しており、濾過体７
の支持構造は第９図と同じである。

第１４図の支持構造は、受け枠１０の外周を延
長してその外縁にガスケツト１２を設け、かつ受
け枠１０の支持部１０ｅを多孔構造とし、濾過体
７の内、外周を受け枠１０に対しＡ、Ｂの位置で
接着したものである。

以上の説明から理解されるごとく、第３図の基
本構成の濾過体７をそのまま濾過エレメントとし
た場合、その濾過体７をケースおよびキヤツプの
間で挟持し、支持するには受け枠１０および押え
枠１１を必要とし、部品点数の増大は避けられな
い。

これに対し、本実施例の第４図および第５図の
実施例においては、濾過エレメント７０の最内周
部の断面波形部７ａに中心部２１、最外周部の断
面波形部７ａに支持部２２をそれぞれ一体に樹脂
成形してあるため、この中心部２１、支持部２２
を濾過エメレント７０の支持構成とすることがで
きる。

即ち、第８図に示すごとく、ケース１５に第７
図に示す支持枠２４（樹脂、金属）をその脚部２
４ａを用いて固定する。一方、濾過エレメント７
０の中心部２１の中心孔２１ｃを支持枠２４の案
内段部２４ｂに位置決めし、この支持枠２４の座
部２４ｃに載置する。次に、濾過エレメント７０
の外周囲の支持部２２をキヤツプ１４とケース１
５との間で挟持し、ボルト１７を支持枠２４の穴
２４ｄ、中心部２１の中心孔２１ｃ、キヤツプ１
４の穴に通して蝶ナツト１８を締め付ける。

これにより、キヤツプ１４が中心部２１のシー
ル部２１ａに、支持枠２４の座部２４ｃが中心部
２１のシール部２１ｂに圧着し、シールが保たれ
る。また、濾過エレメント７０の支持部２２もキ
ヤツプ１４、ケース１５の間でシールされる。な
お、蝶ナツト１８を締め付けた際の荷重は、濾過
エレメント７０の中心部２１内に埋設したプロテ
クタ２３により支え、濾過エレメント７０の変形
を防止している。

このように、本実施例によれば、濾過エレメン
ト７０の中心部２１によつて、濾過エレメント７
０の中心をキヤツプ１４およびケース１５内に支
持できるとともに、濾過エレメント７０の中心に
非清浄空気がバイパスして流れないようその中心
を閉塞できる。

一方、濾過エレメント７０の支持部２２によつ
て、濾過エレメント７０の外周をキヤツプ１４お
よびケース１５内に支持できる。

従つて、本実施例の濾過エレメント７０を用い
ることで、前述の第９図および第１３図の受け枠
１０、押え枠１１を廃止でき、また第１４図の受
け枠１０を廃止できるため、部品点数の減少なら
びに組付工数の低減を図ることができる。

第１５図および第１６図は本発明濾過エレメン
トの他の実施例を示すものである。

この実施例においては、濾過エレメント７０の
最内周部の断面波形部７ａにリング状のシール機
能をもつた中心部２５を設けたものである。この
実施例における支持構造の細部は上記第８図と基
本的に同じであるが、第８図における支持枠２４
の高さ寸法を高くし、この支持枠２４の案内段部
２４ｂを上記中心部２５の内側に位置決めし、か
つ中心部２５のリング部２５ａを支持枠２４の座
部２４ｃで支えるのである。

第１７図は本発明濾過エレメントを燃料用清浄
器に適用した例を示すものであり、濾過エレメン
ト７０の中心および外周に中心部２７、支持部２
６をそれぞれ設け、ケーシング２８、キヤツプ２
９を装着し、ケーシング２８と濾過エレメント７
０の支持部２６とを接着剤３０で、また中心部２
７と濾過エレメント７０とを更に接着剤３１で接
着してある。

この実施例によれば、濾過エレメント７０の中
心が中心部２７を介して閉塞されることになる。

本発明における濾過エレメントを構成する濾過
体の基本構成は第１図〜第３図に示してあるが、
本発明の濾過エレメントを構成する濾過体の基本
構成は第１８図〜第３３図のごとく種々の変形が
可能である。

各構成につき順次説明すると、まず第１８図〜
第２０図において、濾材５のａ−a′乃至ｋ−k′の
折り返し幅を他に比べて小さくしてひだ折りした
もので、第１９図の如く、ひだ折りによる断面波
形部におけるａ−ｂ，a′−b′……ｉ−ｊ，i′−j′の
高さ寸法がｋ−ｌ，k′−ｌ……ｑ−ｒ，q′−r′に
より低くなる。この例も濾材６のひだ折り面積の
小さい側を内側にしてリング状にして、その両端
を樹脂材料よりなる保持部８によつて結合して濾
過体７としてある。

第２１図は第３図における濾過体７の濾材間に
波状のスペーサ９を配置して濾材間の密着を防止
したものである。

第２２図は第１図における濾材５の部分に波状
部５ａをひだ山の１個置きに設けたものである。
この実施例においても第２１図と同様に濾材間の
密着を防止することができる。

第２３図は両端部を階段状に形成した濾材５を
示すものである。このような濾材５を用いること
によつても第３図のような基本構成の濾過体７を
製作できる。

第２４図〜第２５図では濾材５を円弧側面を有
した扇形形状としてある。この濾材５の短辺の円
弧の長さａ−a′を第２６図の濾過体７の内周の長
さとし、一方長辺の円弧の長さｋ−k′を濾過体７
の最外周の長さとし、この短辺ａ−a′と長辺ｋ−
k′との間に等間隔で濾過体７の内径、外径から求
められる半径ｒを用いて円弧ｂ−b′……ｊ−j′を
筋付けする。この円弧ｂ−b′……ｊ−j′を屈曲し
て第２５図の濾材６を得る。この濾材６の縁部ａ
……ｋをa′……k′にそれぞれ樹脂材料よりなる保
持部８で接合して第２６図のごとく濾過体７を得
る。

このような基本構造における濾過体７において
は、その出発濾材５が扇形であり、かつ折り曲げ
部が円弧でしかもその円弧の線（例えばｂ−b′）
が濾材５の両縁と90゜の角度を形成しているため、
濾過体７の周長差がでないので、濾材５の材質と
して伸縮性のものを使用する必要がなく、濾紙、
不織布、フエルト等いずれも使用できる。なお、
第２４図における各円弧ａ−a′……ｊ−j′の筋付
けは、筋付けローラーを用いたり、あるいは熱加
圧等の方法で行う。

第２７図および第２８図は第２４図〜第２６図
の変形例を示すものである。この変形例において
は、第２７図のごとく、円弧間の幅、つまり折り
曲げ幅Ａ−Ｂ，Ｂ−Ｃ……Ｅ−ＦをＦ−Ｇより短
くし、かつＧ−Ｈ，Ｈ−Ｉ……Ｌ−Ｋは先のＡ−
Ｂ，Ｂ−Ｃ……Ｅ−Ｆと同一寸法にしたものであ
る。

このような濾材５を用いると、第２８図のごと
く、Ｂ−B′，Ｄ−D′，Ｆ−F′とＨ−H′，Ｊ−J′，
Ｌ−L′との間に段差を形成することができる。

第２９図および第３０図は同じく第２４図〜第
２６図の変形例である。この例においては、第２
９図のごとく、ｌ−ｍ，ｎ−ｏ，ｐ−ｑ，ｒ−
ｓ，ｔ−ｕを同じ長さとし、一方ｍ−ｎ，ｏ−
ｐ，ｑ−ｒ，ｓ−ｔ，ｕ−ｖを同じ長さとしてか
つ上記ｌ−ｍ，ｎ−ｏ，ｐ−ｑ，ｒ−ｓ，ｔ−ｕ
より長くした濾材５を用いている。

この濾材５を用いれば、第３０図のごとく、濾
過体７の断面波形部７ａの頂部列と底部列とが互
いに平行で、しかも濾過体７の軸線に対し下方に
傾斜することになる。

第３１図は第２４図の濾材５における各円弧の
長さを3/4にして構成した濾過エレメント７を示
す。この例においても保持部８、中心部２１が設
けてある。

本発明濾過エレメントの基本構成の出発素材と
しての濾材を第３２図および第３３図に示すごと
く伸縮性を有した材料で構成してもよい。

即ち、第３２図および第３３図に示した濾材５
は表面に微細な「しわ」が形成されている。この
濾材を用いると、第３図のようにリング状に湾曲
する際、上記「しわ」が湾曲面で伸縮する。従つ
て、リング状に湾曲するときの半径の違いによる
周長の差を吸収でき、リング状に湾曲することが
極めて簡単になる。

〔発明の効果〕

以上詳述した本発明の効果を列挙すると、次の
ごとくである。

(a) 本発明の濾過エレメントによれば、そのリン
グ状濾過体の多数の断面波形部のうち最内側部
および最外側部にそれぞれ樹脂製中心部、樹脂
製支持部を設け、この前記多数の断面波形部の
うち前記最内側部と最外側部との間を架橋する
ように該多数の断面波形部に筋状の樹脂製保持
部を樹脂成形にて設け、該保持部によつて前記
濾過体の平面リング状の形状を保持したから、
濾過体の外方へ向かつて伸びる平面リング状の
多数の断面波形部はその形状から濾過体の軸方
向に撓み易いが、樹脂製中心部、支持部が多数
の断面波形部の最内側部、最外側部に設けられ
ていることと、この両側部の間をそれ自体が補
強材としての機能を有する樹脂成形の保持部が
架橋することとが相俟つて、前記断面波形部の
撓みを抑制することができる。

従つて、本発明濾過エレメントをその前記支
持部によりケース内に支持して流体を通過させ
る場合のように、その断面波形部が前述のよう
に元来濾過体の軸方向に撓み易いことに加え
て、濾過体の、流体通過抵抗の上昇に伴つて、
より一層軸方向への撓が発生し易いということ
に対して、本発明の前記中心部、支持部、保持
部の三者によりその撓みを弱める方向に効果的
に作用し、故に断面波形部の撓みが軽減され、
該断面波形部の撓みによる該波形部の変形、ひ
いては該波形部の損傷を回避できる。

(b) また、本発明によれば、前記樹脂成形保持部
は、前記のように、中心部と支持部とが設けら
れている濾過体の断面波形部の最内側部と、最
外側部との間を架橋するように、該多数の断面
波形部に設けられている構成に加えて、該多数
の断面波形部の隣合う間に位置した構成を有し
ていることから、濾過エレメントの多数の断面
波形部の半径方向に作用する荷重に対して該保
持部で抗することができるとともに、該多数の
断面波形部の隣合う間の間隔を保持部により保
持でき、従つて該多数の断面波形部の半径方向
からの荷重による該断面波形部の変形、損傷、
断面波形部の互いの密着による濾過面積の減少
といつたことを回避できる。

(c) 更に、本発明においては、濾過体における多
数の平面リング状の断面波形部の最内側部と最
外側部との間を架橋する保持部は筋状の形態で
あるから、保持部は前述の(a)、(b)の効果を奏し
ながらも、該多数の断面波形部に対する保持部
の占める割合を少なくでき、このため該濾過体
への流体の通過の妨げになることがほとんどな
く、流体の通過抵抗の上昇を回避できる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明濾過エレメントの基本
構成であるリング状濾過体の製作過程を示す図
で、第１図は濾材の展開図、第２図は第１図の濾
材を屈曲した状態を示す斜視図、第３図はリング
状濾過体を示す斜視図、第４図は本発明濾過エレ
メントの一実施例を示す斜視図、第５図は第４図
の半断面図、第６図は第５図のプロテクタを示す
斜視図、第７図は第８図の支持枠を示す斜視図、
第８図は第４図および第５図の濾過エレメントの
支持構成を示す断面図、第９図〜第１２図は濾過
エレメントの支持構成の比較例を示すもので、第
９図は全体の断面図、第１０図は第９図の受け枠
を示す斜視図、第１１図は第９図の押え枠を示す
斜視図、第１２図は第９図の支持枠を示す斜視
図、第１３図は第９図の比較例の変形を示す断面
図、第１４図は濾過エレメントの支持構成の他の
比較例を示す断面図、第１５図は本発明濾過エレ
メントの他の実施例を示す一部破断斜視図、第１
６図は第１５図の要部断面図、第１７図は本発明
の用途例を示す断面図、第１８図〜第２０図は本
発明における濾過エレメントの基本構成であるリ
ング状濾過体の他の例の製作過程を示す図で、第
１８図は濾材の展開図、第１９図は第１８図の濾
材を屈曲した状態を示す斜視図、第２０図はリン
グ状濾過体の他の例を示す斜視図、第２１図およ
び第２２図はリング状濾過体の他の例を示す斜視
図、第２３図は第１図の濾材の他の例を示す斜視
図、第２４図〜第２６図は本発明の濾過エレメン
トの基本構成であるリング状濾過体の他の例の製
作過程を示す図で、第２４図は濾材の展開図、第
２５図は第２４図の濾材を屈曲した状態を示す斜
視図、第２６図はリング状濾過体を示す斜視図、
第２７図および第２８図は本発明の濾過エレメン
トの基本構成であるリング状濾過体の他の例の製
作過程を示す図で、第２７図は濾材の展開図、第
２８図はリング状濾過体を示す斜視図、第２９図
および第３０図は本発明の濾過エレメントの基本
構成であるリング状濾過体の他の例の製作過程を
示す図で、第２９図は濾材の展開図、第３０図は
リング状濾過体を示す斜視図、第３１図は本発明
濾過エレメントの基本構成のリング状濾過体の他
の例を示す平面図、第３２図は第１図の濾材の他
の例における要部を拡大して示す平面図、第３３
図は第３２図の断面図である。 ５，６……濾材、７……リング状濾過体、８…
…保持部、２１……中心部、２２……支持部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 外方へ向かつて伸びる平面リング状の形状を
   有する多数の断面波形部を備えたリング状濾過体
   と、 該リング状濾過体の前記多数の断面波形部のう
   ち最内側部の断面波形部に設けられた樹脂製中心
   部と、 前記リング状濾過体の前記多数の断面波形部の
   うち最外側部の断面波形部に設けられた樹脂製支
   持部と、 前記リング状濾過体の前記多数の断面波形部の
   うち前記最内側部と前記最外側部との間を架橋す
   るようにかつ該多数の断面波形部の隣合う間に位
   置するように該多数の断面波形部に樹脂成形にて
   設けられていて前記リング状濾過体の平面リング
   状の形状を保持する筋状の樹脂製保持部、 とを具備することを特徴とする濾過エレメント。 ２ 前記筋状の保持部が前記中心部と前記支持部
   とに接していることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の濾過エレメント。 ３ 前記保持部、前記中心部、および前記支持部
   が樹脂成形により前記リング状濾過体に一体に結
   合していることを特徴とする特許請求の範囲第２
   項記載の濾過エレメント。 ４ 前記リング状濾過体は、一端が短く他端が長
   い板状の濾材を前記一端と前記他端との間で断面
   波形状に屈曲するとともに、この屈曲された前記
   濾材を、前記一端を内側、前記他端を外側にして
   平面リング状に湾曲しその湾曲端どうしを結合す
   ることにより構成されていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項ないし第３項中の１項に記載
   の濾過エレメント。 ５ 前記濾材の前記湾曲端どうしが前記保持部で
   結合されていることを特徴とする特許請求の範囲
   第４項記載の濾過エレメント。