JPH0813322B2 - 成形パネルフィルタ - Google Patents

成形パネルフィルタ

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JPH0813322B2
JPH0813322B2 JP62504125A JP50412587A JPH0813322B2 JP H0813322 B2 JPH0813322 B2 JP H0813322B2 JP 62504125 A JP62504125 A JP 62504125A JP 50412587 A JP50412587 A JP 50412587A JP H0813322 B2 JPH0813322 B2 JP H0813322B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、内燃機関の吸気システム(空気導入装置)
に使用する成形パネル流体フィルタに関する。
関連出願として、本件出願人の所有する現に係属中の
米国特許出願第765,782号及び第765,783号があり、これ
らを参照されたい。本願においては、これらの米国特許
出願中の記載を参考として取り上げることにする。
内燃機関の吸気システムに使用されるエアクリーナ用
の既存のパネルフィルタは、含水プリーツ形濾材で構成
されている。この濾材はスクリーン(金網)により支持
されておりかつウレタン製又はプラスチゾル製のシーリ
ングフランジを支持している。従って、この形式のフィ
ルタは数個の部品を必要とし、その製造にも多くの労力
が必要になる。これに対し、本発明の成形パネルフィル
タは従来のフィルタとは異なり、フィルタ組立体の全体
を、自動化された方法で製造及び組み立てることがで
き、従って、必要な労力を大幅に低減できるものであ
る。また、本発明のフィルタ設計によれば、従来のフィ
ルタに比べて、部品の点数を大幅に低減することができ
る。
本発明によれば、2つの異なる部材からなるパネル流
体フィルタが提供される。一方の部材は、空気を含むバ
ット状材料(不織材料)を、実質的に平行なプリーツか
らなる波形に成形したものである。また、他方のフィル
タ部材は、流体の通過が殆ど制限されることがない開放
バット状材料で形成されている。両フィルタ部材は、こ
れらの両フィルタ部材の支持及びシール構造を形成す
る、流体を透過しない堅い周縁出張り部により取り囲ま
れている。これらの周縁出張り部は、フィルタが組み立
てられるときに、互いに固定される。開放バット状前置
フィルタ材料は、特に微細な粒子を捕捉するのに適して
おり、その繊維網状組織は、これらの微粒子の運動量を
低減するのに有効であるため、波形フィルタ部材により
微粒子を一層有効に捕捉することが可能になる。両フィ
ルタ部材は熱可塑性材料又は熱可塑性繊維で形成されて
おり、これらは、前述の先行出願において広範囲に亘っ
て記載されているように、両フィルタ部材がプレス内で
加熱成形されるときに軟化する。先行出願に示されてい
るように、一方の金型の温度を低温度に維持しておき、
他方の金型の温度を高くして、加熱された側の金型に接
する繊維を、低温側の金型に接する繊維よりも一層溶融
することにより、密度勾配効果を生じさせることができ
る。前述の先行出願にも記載されているように、この密
度勾配効果は、熱と同時に圧力を加えることにより、一
層高めることができる。不透過性の支持構造として形成
すべきフィルタ部材の一部に、充分な熱及び/又は圧力
を加えることにより、不透過性の補強部すなわち支持部
をフィルタ構造体の一体部分に形成することができる。
本発明によれば、波形部分の内面(すなわち、フィル
タ組立体の内部に面する波形部材の表面)の密度は、波
形フィルタ部材の反対側の面の密度よりも小さくなって
いる。波形部材の内面は他の部材の開放バット状構造よ
りも少ない開放繊維質構造を有しているが、波形内面に
は嵩の大きな繊維網状組織が設けられている。波形部材
の外面の密度は、既存の含水濾過紙の密度と同程度であ
り、従って、より開口度の大きな繊維質ウェブを通過し
た流体中の全ての異物が篩にかけられて除去される。
本発明のこれらの及び他の利点は、添付図面を参照し
て述べる以下の説明により明らかになるであろう。
第1図は、本発明に従って製造されたフィルタエレメ
ントの斜視図であり、第1及び第2濾材を互いに分離し
た状態を示すものである。
第2図は、波形フィルタ部材のプリーツを横断する断
面図であり、第1及び第2濾材の組み立て後の状態を示
すものである。
第3図は、本発明の別の実施例を示す、第2図と同様
な断面図である。
第4図は、本発明の更に別の実施例を示す、第2図と
同様な断面図である。
図示のように、全体を番号10で示す流体フィルタエレ
メントは、全体を番号12で示す第1濾材と、全体を番号
14で示す第2濾材とで構成されている。第1濾材12は、
ランダムに配向された不織繊維のバットで作られてお
り、このバットは、前述の両先行米国特許出願に記載の
方法で製造されたものである。バットを形成する繊維
は、熱可塑性繊維(例えば、ポリビニル)を含有する繊
維の混合物、或いは架橋性熱可塑性樹脂又は2段熱硬化
性樹脂で含浸された繊維の混合物である。バットは所定
のサイズに切断され、上記米国特許出願第765,783号に
記載されているようなリング形加熱金型内に入れられ
る。金型は、バットにブレンドされる熱可塑性繊維又は
樹脂含浸剤の軟化点(stick point)よりも幾分高い所
定温度に加熱される。金型は、リング形ダイが熱可塑性
材料の軟化点より高い温度まで加熱される間、例えば1
トンの圧力下で閉鎖される。このため、周縁出張り部16
に作用する熱及び圧力により該周縁出張り部16が圧縮さ
れて堅くなり、この周縁出張り部16内に形成される第1
濾材12のバット部分18のための、流体を透過しない堅い
支持構造体が形成される。バット部分18には周縁出張り
部16に作用するような熱及び圧力が作用しないため、バ
ット部分18はその開放特性を維持しており、空気は殆ど
制限されることなくバット部分18を通って流れることが
できる。バット部分18の繊維は、バット部分18を通って
流れる流体中の微細粒子を捕捉するのに特に適したウェ
ブを形成している。微細粒子は、流体がバット18を通過
するときにバットの全深さ(厚さ)に亘って捕捉される
ため、このバット18は、デプス形濾材として知られてい
るものである。バット18を形成する繊維は一定位置に固
定されていないため、大きな粒子であっても比較的容易
にバット18を通過できる。しかしながら、バット18の繊
維網状組織により、バット18を通過する粒子の運動量を
効果的に減少させることができる。理想的には、バット
18は、フィルタエレメント10を通過する流体の流れ中の
70%以上の微細粒子を捕捉できるようにする。
第2濾材14も、ランダムに配向された不織繊維の混合
物からなるバットで作られており、このバットも上記両
先行米国特許出願に記載の方法で製造される。バットは
適当なサイズに切断され、切断されたバットは、第2濾
材14を図示のような形状に成形できる適当な形状をもつ
金型内に入れられる。この第2濾材14には、全体として
平行なプリーツ20の長手方向に延在する列が形成され
る。プリーツ20は、第1濾材12に面する内面22と、反対
側の外面24とを備えている。第2濾材14にはプリーツ20
を取り囲む周縁部26が形成されており、該周縁部26は、
後述のようにしてフィルタエレメント10が組み立てられ
るときに、第1濾材12の周縁出張り部16と整合するよう
に設計される。
前述のように、第2濾材14を形成するバットは、ビニ
ルのような熱可塑性繊維を含む繊維の混合物、又は樹脂
含浸された繊維の混合物を含有している。従って、第2
濾材14が成形されるとき、繊維は、熱可塑性樹脂の架橋
作用、熱硬化性樹脂の硬化作用、又は繊維を一緒に保持
する「グルー(接着剤)」として機能する熱可塑性繊維
の作用により堅くなる。このため、フィルタエレメント
10は自己保持性を有する程に充分堅くなり、従って、従
来のパネルフィルタに必要とされているスクリーンや他
の支持体が不要になる。
第2濾材14は、米国特許出願第765,782号に記載され
ているように、この第2濾材14を通る流体の流れ方向
に、濾材密度が増大するような密度勾配を付して製造す
るのが好ましい。かような密度勾配は、プリーツ20の形
状を備えた雄型及び雌型のダイを用い、次に、第2濾材
14の外面24を形成する側のダイを、樹脂含浸剤の硬化点
及び/又は熱可塑性繊維の軟化点以上の温度に加熱する
ことにより付することができる。第2濾材14の内面22を
形成する側のダイは、ほぼ室温に維持される。上記米国
特許出願第765,782号に記載されているように、この密
度勾配効果は、雄型及び雌型の金型を種々の温度に加熱
し、かつこれらの両金型に圧力を加えることにより付す
ることもできる。理想的には、第2濾材14の外面24は、
繊維間の通路を非常に小さくでき、第2濾材14の外面24
が殆ど全ての異物微粒子を除去できるシーブ(篩)すな
わちサーフィス形の濾材として作用し、従って非常に高
効率のフィルタを製造するのに充分な温度に加熱され
る。
第2濾材14の内面22は、第1濾材12のバット18よりも
開放度の小さな濾材であり、特に、微粒子の流動速度を
緩めて捕捉することができる。嵩の大きな繊維網状組織
を有している。第2濾材14の外面24は、従来の含水濾過
紙と同程度の密度を有している。上記のように、第2濾
材14には密度勾配を付すのが好ましいけれども、均一密
度に作られた第2濾材14も本発明の範囲内に含まれるも
のである。均一密度の濾材を作るには、雄型及び雌型の
両金型を同じ温度に維持すればよい。
第1濾材12は、該第1濾材の周縁出張り部16を第2濾
材14の周縁部26に接合することにより、第2濾材14に組
み付けられる。この接合は、接着剤を用いて行うことも
できるが、両周縁部16、26を、熱硬化性樹脂及び/又は
熱可塑性繊維がべとつく状態になって互いにくっ付く温
度に加熱し、両周縁部16、26を互いに固定するのが好ま
しい。必要ならば両周縁部16、26にシーラント材料を付
着し、フィルタを適当なエアクリーナのハウジング(図
示せず)に装着するときに、フィルタを密封するための
弾性シールを形成してもよい。このシーラント材料は、
両周縁部16、26を互いに固定するときに付着してもよい
し、後の製造工程で付着してもよい。
次に、第3図及び第4図の実施例について説明する。
第3図の実施例は、この実施例の第1濾材12が前述の米
国特許出願第765,783号に示されているようなリング形
ダイで形成され、従って第1濾材12と第2濾材14とを組
み立てたときにプリーツ20に対してほぼ平行に配置され
る壁30が形成されるように構成されている点を除いて、
第1図及び第2図に示した実施例と実質的に同一であ
る。従って、第1濾材12には、第2濾材14を受け入れる
皿状のキャビティ36が形成されている。第4図の実施例
は、バット材料を互いに積層することにより密度勾配を
付した濾材を作り、この濾材で第2濾材14を成形したも
のである。バット材料からなる濾材の透過性は、バット
を形成する繊維の太さ、長さ等の幾つかのファクタによ
り決まるものである。従って、第2濾材14は、先ず、異
種の繊維混合物から2種類のバットを作り、次に両バッ
トを重ねて金型に入れることにより成形される。この方
法によれば、金型を均一温度に加熱しても、密度勾配を
付することができる。なぜならば、第4図に示すよう
に、第2濾材14が異なる層32、34で形成されているから
である。
制限的なものではないが、本発明の作業例を次に示
す。
例 1 15DPFの太いポリエステル繊維と3DPFの細いポリエス
テル繊維とを、60/40の混合比(重量比)で混合した混
合物からなる第1濾材を用いてフィルタエレメントを製
造する。この繊維混合物は開放繊維フリース(開放繊維
群)を形成し、架橋性酢酸ビニルラテックスで含浸され
る。バットの周縁出張り部は、架橋性酢酸ビニルラテッ
クスを硬化するのに充分な温度に加熱されたダイの中に
バットを入れ、約1トンの圧力をかけて金型い閉じるこ
とにより形成される。波形の濾過部分は、60重量%の木
材パルプと、該木材パルプとほぼ同サイズで1.5〜3DPF
のビスコース繊維のような15重量%の合成繊維ステープ
ルと、残余の、PVC−PVAC共重合体又は低融点ポリエス
テルのような合成バインダ繊維との混合物で構成する。
バットを適当な雄型及び雌型ダイの間に置き、一方のダ
イをバインダ繊維の軟化点より僅かに高い温度(250゜
F、約121℃)に加熱し、プレスの型締め圧力を数百psi
に調節して、濾材が流体を透過しなくなる程度まで稠密
化することがないように濾材を形成する。
例 2 第1濾材すなわちバット部分は、上記のように形成さ
れる。フィルタエレメントの波形部分は2層の不織繊維
で構成する。外側の層(バット部分から遠い側の層)
は、85重量%の木材パルプと、該木材パルプとほぼ同サ
イズで1.5〜3DPFのビスコース繊維のような15重量%の
合成繊維ステープルで構成し、内側の層は、PVC−PVAC
共重合体でブレンドした3DPFポリエステル繊維のような
大きな表面積をもつ60重量%の自己支持性繊維で構成す
る。この複合材料は15〜20重量%の架橋性酢酸ビニルラ
テックスで接合するが、他の熱可塑性バインダを用いる
こともできる。通常、外側の層の重量は、内側の層の重
量の2/3である。バットは、上記例1のように形成され
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭62−24922(JP,U)

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1濾材(12)及び第2濾材(14)を有し
    ており、前記第1濾材(12)が、ランダムに配向された
    不織繊維からなりかつ熱可塑性材料を含有している第1
    バットで構成されており、該第1バットが、主本体部
    (18)及び該主本体部(18)を取り囲む周縁出張り部
    (16)を形成しており、該周縁出張り部(16)における
    前記熱可塑性材料が加熱され及び/又は圧縮されて、周
    縁出張り部の繊維を堅くして前記第1バットに支持及び
    シール構造を形成している流体フィルタエレメントにお
    いて、前記第2濾材(14)が、ランダムに配向された不
    織繊維からなりかつ熱可塑性材料を含有している第2バ
    ットで構成されており、該第2バットの繊維は堅くさ
    れ、圧縮されて波形部分(20)に形成されており、前記
    第1バットの主本体部(18)は実質的に圧縮されておら
    ずかつ堅くされてもおらず、前記第2バットの繊維は前
    記第1バットの繊維よりも稠密であって、第1バットが
    第2バットよりも一層開放しているフィルタ構造を形成
    し、濾過される流体は最初に前記第1バットを通り次い
    で前記第2バットを通るように導かれ、前記第2濾材
    (14)は前記熱可塑性材料により堅くされた繊維を含ん
    でいて、前記周縁出張り部(16)と補充する支持及びシ
    ール構造を形成する周縁部(26)を備えており、前記周
    縁出張り部(16)が前記周縁部(26)に対してシールさ
    れていることを特徴とする流体フィルタエレメント。
  2. 【請求項2】前記周縁出張り部(16)及び前記周縁部
    (26)が流体を透過しないことを特徴とする請求の範囲
    第1項に記載の液体フィルタエレメント。
  3. 【請求項3】前記第1バットの前記主本体部(18)の前
    記繊維は実質的に圧縮されていなくて、前記主本体部
    (18)が流体の流れを比較的制限しないことを特徴とす
    る請求の範囲第1項に記載の液体フィルタエレメント。
  4. 【請求項4】前記第1濾材(12)がデプス形濾材であ
    り、前記第2濾材(14)が、濾過される流体から異物粒
    子を除去する表面を備えていることを特徴とする請求の
    範囲第1項に記載の流体フィルタエレメント。
  5. 【請求項5】前記波形部分(20)が、実質的に平行なプ
    リーツの列からなることを特徴とする請求の範囲第1項
    に記載の液体フィルタエレメント。
  6. 【請求項6】前記周縁出張り部(16)の繊維の少なくと
    も幾分かは、前記周縁部(26)の繊維の少なくとも幾分
    かと融合していて、前記第1及び第2濾材を一緒に接合
    していることを特徴とする請求の範囲第1項に記載の流
    体フィルタエレメント。
  7. 【請求項7】前記第2濾材(14)が、木材パルプと合成
    繊維との混合物であることを特徴とする請求の範囲第1
    項に記載の流体フィルタエレメント。
  8. 【請求項8】前記第1濾材(12)が合成繊維を備えてい
    ることを特徴とする請求の範囲第4項に記載の流体フィ
    ルタエレメント。
  9. 【請求項9】前記第2濾材(14)の密度が、この第2濾
    材(14)を通って流れる流体の方向に沿って変化してい
    ることを特徴とする請求の範囲第1項に記載の流体フィ
    ルタエレメント。
  10. 【請求項10】前記第2濾材(14)は、前記両濾材(1
    2、14)が組み立てられたときに前記第1濾材(12)に
    面する内面(22)と、該内面とは反対側の外面(24)と
    を備えており、この外面(24)の繊維密度の方が、前記
    内面(22)の繊維密度よりも大きいことを特徴とする請
    求の範囲第9項に記載の流体フィルタエレメント。
  11. 【請求項11】前記第2濾材(14)が、密度の大きな層
    (32)と、密度の小さな層(34)とからなることを特徴
    とする請求の範囲第9項に記載の流体フィルタエレメン
    ト。
JP62504125A 1986-10-07 1987-06-29 成形パネルフィルタ Expired - Lifetime JPH0813322B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US916,270 1986-10-07
US06/916,270 US4701197A (en) 1986-10-07 1986-10-07 Molded panel filter
PCT/US1987/001552 WO1988002657A1 (en) 1986-10-07 1987-06-29 Molded panel filter

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JPH05500628A JPH05500628A (ja) 1993-02-12
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EP (1) EP0325582B1 (ja)
JP (1) JPH0813322B2 (ja)
KR (1) KR950004136B1 (ja)
BR (1) BR8707817A (ja)
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