JPH05285326A - フィルタエレメント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 濾材の変形に伴う濾材間の密着を防止する。 【構成】 目詰まり等によって増大する濾過抵抗に起因
する濾材の変形にあって、ひだ山１２が、突出部１８で
両端支持されて、間隔Ｌ間で、ひだ山幅方向Ｗに向けて
撓み変形する場合に、撓み変形量は、突出部１８間の中
央部に行くのに従い大きくなって中央部で最大となる。
一方、隣合うひだ山１２間でひだ山幅方向Ｗに沿って対
向するコルゲート１６の頂部間の間隙Ｓは、突出部１８
から離れて位置するコルゲート１６程、広がっており、
突出部１８間の中央部にあるコルゲート１６の頂部間の
間隙Ｓが最も広くなっている。従って、突出部１８間の
中央部の撓みが大きくなっても、ひだ山幅方向Ｗに沿っ
て隣合うコルゲート１６が接触することはなく、十分な
濾過性能が維持される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、エンジンに吸
入される空気を清浄化するフィルタエレメントに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】この種のエレメント（濾材）としては、
実開平２ー９１６０４号に開示されたものがあり、これ
は、図６及び図７に示すように、濾材３８が、空気の吸
入方向（矢印ＩＮで示す方向））と直交する面にある平
行線（矢印Ａ方向）をそれぞれ折り線として、ジグザグ
状にひだ折りされてひだ山４０が形成されるとともに、
ひだ山壁４２には、ひだ山４０の稜線方向Ｔに沿って波
状のコルゲート４４が形成されている。また、ひだ山壁
４２の頂部には、ひだ山４０の稜線方向Ａに所定間隔を
おいて膨出部４６がひだ山幅方向Ｗに突出形成されて、
組付け時には、図７に示すように、隣合うひだ山４０間
で、膨出部４６が対向して接触するとともに、コルゲー
ト４４が間隙５６を隔てて対向している。

【０００３】この構造によれば、濾過抵抗（濾過抵抗、
ないし通過抵抗は、ダストの捕捉による目詰まりが進行
するのに伴い高くなる）に基づく濾材３８の変形のう
ち、ひだ山４０の稜線部を支持部としてひだ山幅方向Ｗ
に向けて撓む撓み変形、すなわち、ひだ山４０の折り幅
に沿う撓み変形５２が、コルゲート４４による剛性向上
で減少され、また、ひだ山４０の稜線がひだ山幅方向Ｗ
に撓む撓み変形５４が、ひだ山幅方向Ｗで対向する膨出
部４６同士の接触によるひだ山４０間での支え合いによ
って防止されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
フィルタエレメントにあって、図８に示すように、コル
ゲート４４、膨出部４６に係わらず、大きな外力が作用
してひだ山４０の稜線がひだ山幅方向Ｗに撓む撓み変形
が生じた場合には、膨出部４６が両端支持部となって、
膨出部４６間のひだ山４０が撓み変形し（撓み曲線を５
６で示す）、撓み変形は、膨出部４６間の中央部で最大
となる。これにより、一のひだ山４０にあってその中央
部に位置するコルゲート４４と、その一のひだ山４０と
隣合う他のひだ山４０にあってその中央部に位置するコ
ルゲート４４との密着（隣合うひだ山４０間で、ひだ山
幅方向Ｗに沿って対向するコルゲート４４の頂部間の密
着）は避けられないばかりか、エレメントの小型化を図
るために、ひだ折りピッチ４８が小さくされたり、濾材
３８の素材強度が小さかったりすると、コルゲート４４
の頂部間の密着は、膨出部４６間の中央部に止まらず、
膨出部４６の近傍にまで及ぶ。

【０００５】この結果、密着部では、空気が流れ難くな
り、有効濾過面積が減少し、濾過抵抗が増し、寿命が短
くなる。

【０００６】これを避けるために、隣合うひだ山４０間
で対向するコルゲート４４の頂部間の間隙を広げようと
すれば、コルゲート４４のコルゲート高さ（コルゲート
の波の高さ５０が低くなり、ひだ山壁４２の折り幅に沿
う撓み変形への対抗力が減少されてしまう。

【０００７】本発明は上記事実を考慮し、濾材の変形に
伴う濾材間の密着を防止するフィルタエレメントを提供
することが目的である。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、濾材がひだ折りされてひだ山が形成され
るとともに、ひだ山壁にはひだ山の稜線方向にコルゲー
トが波状形成されるフィルタエレメントにおいて、前記
ひだ山壁の頂部からひだ山幅方向に延出される突出部が
ひだ山の稜線方向に間隔をおいて複数形成され、前記突
出部を介在接触させて隣合うひだ山間で対向するコルゲ
ートが互いに離間されるとともに、前記隣合うひだ山間
で対向するコルゲートの頂部間の間隙が、突出部から離
間するコルゲート程広くなっていることを特徴とするフ
ィルタエレメントを提案するものである。

【０００９】

【作用】本発明に係るフィルタエレメントによれば、目
詰まり等によって増大する濾過抵抗に起因する濾材の変
形にあって、ひだ山が、突出部で両端支持されて、ひだ
山の稜線がひだ山幅方向に撓み変形する場合には、撓み
変形は、突出部間の中央に行くのに従い大きくなって中
央部で最大となる。

【００１０】ここで、隣合うひだ山間で対向するコルゲ
ートの頂部間の間隙は、コルゲートが突出部から離れて
位置するのに従い広くなり、突出部間の中央部にあるコ
ルゲートの頂部間の間隙が最も広くなっている。従っ
て、濾材の変形にあって、ひだ山の稜線がそのひだ山幅
方向に撓み変形する場合、隣合うひだ山間で対向するコ
ルゲート同士の密着が防止される。

【００１１】これにより、濾材の変形に伴う濾材間の密
着が防止されて、濾材の濾過面積は有効に利用され、濾
過抵抗の減少、濾材の長寿化が達成される。

【００１２】これは、ひだ折りピッチを大きくすること
なく達成されて、エレメントの小型化が図れ、また、濾
材にあって過度な素材強度も必要とされない。

【００１３】

【実施例】本発明の一実施例に係るフィルタエレメント
を図１乃至図３に基づき説明する。

【００１４】図１に示すように、濾材（フィルタエレメ
ント）１０は、吸気方向ＩＮと直交する面内にある平行
線をそれぞれ折り線として、ジグザグ状にひだ折りさ
れ、複数のひだ山１２が形成されている。

【００１５】ひだ山壁１４には、ひだ山１２の稜線方向
（折り線方向）Ｔに沿って、コルゲート加工によって複
数のコルゲート１６が形成されて、ひだ山壁１４が断続
的にひだ山幅方向（矢印Ｗ方向）に膨出された態様とな
っている。

【００１６】ひだ山１２の頂部には、ひだ山壁１４に突
出部１８が形成されている。突出部１８は、ひだ山１２
の稜線方向Ｔに所定間隔Ｌをおいて複数個設けられ、突
出部１８間には、複数のコルゲート１６による凹凸が設
けられている。これらの突出部１８は、ひだ山１２の高
さ方向（矢印ＩＮ方向）から見て、頂面では略円形状に
膨出形成され（図２）、稜線方向Ｗから見て、ひだ山壁
１４の中腹から頂部に渡って倒立円錐形状とされて一部
がひだ山壁１４からひだ山幅方向Ｗに突出形成されてい
る。隣合うひだ山１２間では、各突出部１８が互いに接
触している。

【００１７】一方、突出部１８間（間隙Ｌの間）のコル
ゲート１６は、隣合うひだ山１２間で、ひだ山幅方向Ｗ
に、コルゲート１６の頂部が離れて対向配置され、突出
部１８からひだ山稜線方向Ｔに沿って離れて位置するコ
ルゲート１６程、ひだ山幅方向Ｗへの膨出量が低くされ
（コルゲート１６のコルゲート高さが低くされて）、各
コルゲート１６の頂部を通る接線Ｂが円弧状となってい
る。すなわち、対向するコルゲート１６の頂部間の間隙
Ｓが、突出部１８から離間するコルゲート１６程、広く
されている。

【００１８】次に、本実施例の作用を説明する。目詰ま
り等によって増大する濾過抵抗に起因する濾材１０の変
形が生ずると、図２に示すように、ひだ山１２が、突出
部１８を両端とする梁のように、ひだ山１２がひだ山幅
方向Ｗに撓み変形し、撓み変形量は、突出部１８間の中
央部に行くのに従い大きくなって中央部で最大となる。

【００１９】ここで、隣合うひだ山１２間で対向するコ
ルゲート１６の頂部間の間隙Ｓは、ひだ山１２の稜線方
向Ｔで突出部１８から離れて位置するコルゲート１６
程、広がっており、突出部１８間の中央部にあるコルゲ
ート１６の頂部間の間隙Ｓが最も広くなっている。従っ
て、図３に撓み曲線２１で示すように、濾材１０の変形
時に、ひだ山１２の稜線がひだ山幅方向Ｗに向けて撓み
変形する場合、ひだ山１２の突出部１８間では、対向す
るコルゲート１６同士の密着が防止される。また、製作
時には、突出部１８間の中央部から突出部１８に向かう
のに従い、コルゲート１６のコルゲート高さを高くして
あるので、ひだ山壁１４の折り幅に沿う撓み変形に対向
する剛性が大きく保持される。なお、コルゲート１６の
頂部間の間隙Ｓは、ひだ山１２の撓み量に対応して決定
されるが、例えば、図２の各コルゲート１６の頂部を通
る接線Ｂにあっては、それらのコルゲート１６を含むひ
だ山１２の撓み曲線２１（図３）と略対称の形状となっ
ている。

【００２０】これにより、濾材１０の変形に伴う濾材１
０間の密着が防止されて、濾材１０の濾過面積は有効に
利用され、濾過抵抗の減少、濾材１０の長寿化が達成さ
れる。

【００２１】これは、ひだ折りピッチ２０（図２）を大
きくすることなく達成されて、濾材１０の小型化が図
れ、また、濾材１０にあって過度な素材強度も必要とさ
れない。

【００２２】なお、突出部１８間の各コルゲート１６の
コルゲート高さをコルゲート成形時に連続的に変化させ
る他に、突出部２８間の各コルゲート２６を、まず、一
定のコルゲート高さで形成し、その後の突出部２８の成
形時に、図５に示すように、突出部２８の成形に伴い、
隣合うひだ山１２で対向するひだ山壁１４を、突出部２
８間の中央部でひだ山壁１４の対向間隔が最大となるよ
うにひだ山幅方向Ｗに湾曲形成し、各コルゲート２６の
頂部を通る接線Ｄを円弧状に形成し、その結果コルゲー
ト２６の頂部間の間隙Ｓを、突出部２８から離間するコ
ルゲート２６程、広くするようにしてもよい。この場合
には、ひだ山３０の頂面の面積が、図５に格子線で示す
ように、突出部２８の近傍で大型化され、撓みに対する
強度が増す。

【００２３】また、図４のグラフには、図１の本実施例
のフィルタエレメント（実線で示す）と、図６の従来の
フィルタエレメント（破線で示す）とについて、増大抵
抗に対するダスト供給量の関係が示されている。これ
は、ＪＩＳ Ｄ１６１２に基づく試験結果である。な
お、試験終了条件は、増加抵抗が３００ｍｍＡｑに達し
たときとした。

【００２４】この結果、従来のフィルタエレメントに対
し、本実施例に係るフィルタエレメントの寿命は、約
１．１倍に延長されることが確認された。

【００２５】本発明は、上記実施例に限定されるもので
はなく、種々変更可能である。例えば、上記実施例で
は、突出部１８、１８が、隣合うひだ山壁１４、１４の
いずれにも対向形成され、両突出部１８、１８が接触し
ているが、突出部１８が、隣合うひだ山壁１４、１４の
うちの一方のみに形成されて、その突出部１８が他方の
ひだ山壁１４に接触するようにしてもよい。更に、上記
実施例では、突出部１８間の中央部から突出部１８に向
けて次第にコルゲート高さが高くなるように、隣合うコ
ルゲート１６のコルゲート高さが異なっているが、コル
ゲート１６の一部に、同一のコルゲート高さを有するも
のが隣合って含まれていても、それらコルゲート１６
が、突出部１８間に渡って全体的にみれば、上記接線Ｂ
と同様に、撓み曲線２１に対応した曲線上にある場合に
は、本発明は適用可能である。これらは、図５の変形例
についても同様である。

【００２６】また、図１では、ひだ山１２の吸入側の頂
部にある突出部１８が示されているが、反吸入側につい
ても勿論適用可能である。

【００２７】

【発明の効果】本発明に係るフィルタエレメントによれ
ば、濾材の変形に伴う濾材間の密着が防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例に係るフィルタエレメント
を示す斜視図である。

【図２】 本実施例に係るフィルタエレメントを吸引方
向から見た要部を示す図である。

【図３】 図２において、濾材の変形を示す図である。

【図４】 増加抵抗とダスト供給量の関係を示すグラフ
である。

【図５】 図２にあって、他の変形例を示す図である。

【図６】 従来のフィルタエレメントを示す斜視図であ
る。

【図７】 従来のフィルタエレメントを吸引方向から見
た要部を示す図である。

【図８】 図７において、濾材の変形を示す図である。

【符号の説明】

１０ 濾材 １２ ひだ山 １４ ひだ山壁 １６ コルゲート １８ 突出部 Ｔ 稜線方向 Ｗ ひだ山幅方向

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中山 利明 愛知県刈谷市豊田町１丁目１番地 豊田紡 織株式会社内 (72)発明者 堀江 一幸 愛知県刈谷市豊田町１丁目１番地 豊田紡 織株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 濾材がひだ折りされてひだ山が形成され
   るとともに、ひだ山壁にはひだ山の稜線方向にコルゲー
   トが波状形成されるフィルタエレメントにおいて、前記
   ひだ山壁の頂部からひだ山幅方向に延出される突出部が
   ひだ山の稜線方向に間隔をおいて複数形成され、前記突
   出部を介在接触させて隣合うひだ山間で対向するコルゲ
   ートが互いに離間されるとともに、前記隣合うひだ山間
   で対向するコルゲートの頂部間の間隙が、突出部から離
   間するコルゲート程広くなっていることを特徴とするフ
   ィルタエレメント。