(57)【要約】  集塵フィルターユニット１００は、フィルター材料を折り曲げて構成するプリーツフィルター１０５と、プリーツフィルター１０５が内側に取り付けられる枠体１０６に加えて、プレーツフィルター１０５の支持構造を備えている。支持構造は、枠体１０６の内側に設けられ、プリーツフィルター１０５の複数の折り曲げ部を支持してプリーツフィルター１０５の形状を維持する。
2012105208.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルター材料を折り曲げて構成するプリーツフィルターと、
前記プリーツフィルターが内側に取り付けられる枠体と、
前記枠体の内側に設けられ、前記プリーツフィルターの複数の折り曲げ部を支持して該プリーツフィルターの形状を維持する支持手段とを備えていることを特徴とする集塵フィルターユニット。
【請求項２】
前記支持手段は、前記枠体に支持され、それぞれが異なる折り曲げ部を支持する複数の支持柱を備えていることを特徴とする請求項１に記載の集塵フィルターユニット。
【請求項３】
前記プレーツフィルターの折り曲げ部は、前記支持柱に固着されていることを特徴とする請求項２に記載の集塵フィルターユニット。
【請求項４】
前記プレーツフィルターの折り曲げ部は、前記支持柱に埋設されていることを特徴とする請求項３に記載の集塵フィルターユニット。
【請求項５】
前記プレーツフィルターの外周部は、前記枠体に埋設されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の集塵フィルターユニット。
【請求項６】
前記プレーツフィルターは、前記枠体および前記支持柱を成形する際にインサート成形されることで前記枠体および前記支持柱に埋設されることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１つに記載の集塵フィルターユニット。
【請求項７】
前記プリーツフィルターは、各折り曲げ部を山又は谷とした場合の山と谷の高低差をＬ、前記プレーツフィルターの片面側において隣接する折り曲げ部間の折り曲げピッチをＰとした場合にＬ／Ｐ≦３の関係を満たすように構成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つに記載の集塵フィルターユニット。
【請求項８】
前記プリーツフィルターは、空気が侵入する吸気側に、塵埃を補足するフィルター部、前記フィルター部で埃が除かれた空気が排出される排気側に、前記フィルター部よりも撓みにくい前記フィルター部の補強のための補強ネットが配されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１つに記載の集塵フィルターユニット。
【請求項９】
前記プレーツフィルターは、静電フィルターとして機能する部分が少なくとも２種類の合成繊維の混繊維からなることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１つに記載の集塵フィルターユニット。
【請求項１０】
前記プレーツフィルターの厚みは１ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１つに記載の集塵フィルターユニット。
【請求項１１】
前記支持柱は、前記枠体と一体に形成されていることを特徴とする請求項２乃至６のいずれか１つに記載の集塵フィルターユニット。
【請求項１２】
前記複数の支持柱は、前記プレーツフィルターの複数の折り曲げ部の一部に対して設けられていることを特徴とする請求項２乃至６のいずれか１つに記載の集塵フィルターユニット。
【請求項１３】
前記プレーツフィルターの吸気口側の複数の折り曲げ部では、１つおきに前記支持柱が設けられていることを特徴とする請求項１２に記載の集塵フィルターユニット。
【請求項１４】
前記複数の支持柱は、前記プレーツフィルターの排気側の折り曲げ部を支持する支持柱の本数が、前記プレーツフィルターの吸気側の折り曲げ部を支持する支持柱の本数以下であることを特徴とする請求項２乃至６のいずれか１つに記載の集塵フィルターユニット。
【請求項１５】
前記支持柱では、前記プレーツフィルターの折り曲げ部を支持する箇所の間に、前記プレーツフィルターを支持しない凹部が形成されていることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１つに記載の集塵フィルターユニット。
【請求項１６】
請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の集塵フィルターユニットを吸気部に備えたことを特徴とする投影型画像表示装置。
【請求項１７】
請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の集塵フィルターユニットを吸気部に備えたことを特徴とする空気清浄機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉塵を捕捉するプレーツフィルターを用いた集塵フィルターユニット、その集塵フィルターユニットを用いた投写型画像表示装置、及びその集塵フィルターユニットを用いた空気清浄機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、投写型画像表示装置は、光源からの強力な光を液晶パネルやデジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）などの画像表示素子に集光し、その光を画像信号にあわせて変調し、その画像表示素子上の画像を拡大投射して大画面を得るものである。投射型画像表示装置は、強力な光にさらされる画像表示素子、光源、及び装置電源などの発熱が大きく、適当な冷却がなされないと熱的に破壊されてしまう。したがって、投写型画像表示装置は、ファンにより外気を装置内部に導入し装置内を冷却する構成を取っている。【０００３】
しかしながら、この構成の場合は、外気と一緒に粉塵を装置外部から装置内部に導いてしまい、その粉塵が画像表示素子や光源周辺に付着することで明るさの低下や色むらを引き起こすおそれがある。このため、一般的に、吸気口に粉塵侵入を抑える集塵フィルターを配置している。集塵フィルターは、投射型画像表示装置だけでなく、空気清浄機などの他の装置にも必要なものである。集塵フィルターとしては、発泡ウレタンのフィルターが一般的に用いられている。発泡ウレタンのフィルターは、数百時間毎でのフィルター清掃で再利用が可能である。しかし、発泡ウレタンのフィルターは、目が粗く、花粉や１μｍ以下の微小粉塵を捕捉できない。【０００４】
そこで、微小粉塵を捕捉するために、静電フィルターが採用されてきている。静電フィルターは、帯電した化学繊維からなり、静電気を利用して微小な粉塵を捕捉することができる濾材である。静電フィルターは、目が粗く、通る空気の圧力損失が小さいという利点もある。しかし、静電フィルターは、使用時間が長くなると埃付着で帯電効果による集塵効率が低下していく。静電フィルターは、水により洗浄することで埃を除去できるが、繊維表面の電荷も失ってしまうので集塵効率が極度に低下してしまう。そのため、静電フィルターは、再利用することができず、使い捨てとなる問題点があった。この問題点に対して、再生可能な静電フィルターが提案されている（特許文献１、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−１５４３１８号公報
【特許文献２】特開２００８−９３５０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般に、投写型画像表示装置や空気清浄機などの装置の吸入口に装着される集塵フィルターは、限られた面積でフィルター交換時間を伸ばすために、プリーツフィルターを採用する場合が多い。プリーツフィルターは、フィルター材料をジグザグに折って形成されたフィルターである。従来のプリーツフィルターは、単体で形状を維持できる程度の固さがあり、例えば外周が枠体に支持される。【０００７】
一方、再生可能な静電フィルターは、異なる２種以上の化学繊維からなる布材（例えば、不織布）を備え、化学繊維同士が摩擦することで再帯電する。そのため、このような静電フィルターは、化学繊維を固着することができず、柔軟で形状が崩れしやすい。このような静電フィルターは、前記布材だけでは形状維持が困難であり、プリーツ形状にして放置すると、形状が崩れてしまう。特に洗浄作業を行うと形状の崩れは顕著となる。【０００８】
このような形状の崩れは、再生可能な静電フィルターだけでなく、柔軟なプリーツフィルターに起こり得る。プレーツフィルターの外周を支持する従来の支持構造では、柔軟なプリーツフィルターの形状が大きく崩れ、その形状の崩れにより、埃を補足する領域が減ったり、埃が付着する領域が偏ったりする問題が生じる。【０００９】
それ故に、本発明の目的は、このようなプレーツフィルターの形状崩れの問題を解決する集塵フィルターユニット、集塵フィルターユニットを用いた投写型画像表示装置、及び集塵フィルターユニットを用いた空気清浄機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の集塵フィルターユニットは、フィルター材料を折り曲げて構成するプリーツフィルターと、前記プリーツフィルターを取り付ける通気口が形成された枠体と、前記通気口に設けられ、前記プリーツフィルターの複数の折り曲げ部を支持して該プリーツフィルターの形状を維持する支持手段とを備えている。【００１１】
典型的に、前記集塵フィルターユニットは、支持手段が、前記枠体に支持され、それぞれが異なる折り曲げ部を支持する複数の支持柱を備えていてもよい。また、前記プレーツフィルターの折り曲げ部は、前記支持柱に固着されていてもよい。また、前記プレーツフィルターの折り曲げ部は、前記支持柱に埋設されていてもよい。また、前記プレーツフィルターの外周部は、前記枠体に埋設されていてもよい。また、前記プレーツフィルターは、前記枠体および前記支持柱を成形する際にインサート成形されることで前記枠体および前記支持柱に埋設されてもよい。【００１２】
また、前記プリーツフィルターは、各折り曲げ部を山又は谷とした場合の山と谷の高低差（プレーツフィルターの山谷方向の長さ）をＬ、前記プレーツフィルターの片面側において隣接する折り曲げ部間の折り曲げピッチをＰとした場合にＬ／Ｐ≦３の関係を満たすように構成してもよい。【００１３】
また、前記プリーツフィルターは、空気が侵入する吸気側に、塵埃を補足するフィルター部、前記フィルター部で埃が除かれた空気が排出される排気側に、前記フィルター部よりも撓みにくい前記フィルター部の補強のための補強ネットが配されていてもよい。また、前記プレーツフィルターは、静電フィルターとして機能する部分が少なくとも２種類の合成繊維の混繊維からなっていてもよい。また、前記プレーツフィルターの厚みは１ｍｍ以上であってもよい。【００１４】
また、前記支持柱は、前記枠体と一体に形成されていてもよい。また、前記複数の支持柱は、前記プレーツフィルターの複数の折り曲げ部の一部に対して設けられていてもよい。また、前記プレーツフィルターの吸気口側の複数の折り曲げ部では、１つおきに前記支持柱が設けられていてもよい。また、前記複数の支持柱は、前記プレーツフィルターの排気側の折り曲げ部を支持する支持柱の本数が、前記プレーツフィルターの吸気側の折り曲げ部を支持する支持柱の本数以下であってもよい。また、前記支持柱では、前記プレーツフィルターの折り曲げ部を支持する箇所の間に、前記プレーツフィルターを支持しない凹部が形成されていてもよい。【００１５】
また、前記集塵フィルターユニットを投写型画像表示装置の吸気部に備えてもよい。また、前記集塵フィルターユニットを空気清浄機の吸気部に備えてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
前記本発明によれば、プリーツフィルターの複数の折り曲げ部を支持してプリーツフィルターの形状を維持しているため、形状の崩れによりプレーツフィルターの機能が低下することを抑制することが可能になる。【００１７】
この集塵フィルターユニットを投写型画像表示装置に用いることで、高い集塵性能で長時間に渡って埃付着による明るさの低下や色ムラの発生を抑えることが可能となる。また、再生可能な静電フィルターを用いる場合に、埃で見詰まりが発生しても洗浄再生することで維持費用を抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、実施の形態１における空気清浄機の断面図である。
【図２】図２は、実施の形態１における集塵フィルターユニットの横断面図である。
【図３】図３は、実施の形態１において静電フィルターを省略したフィルター枠の斜視図である。
【図４】図４は、実施の形態１における静電フィルターの折り曲げ部の拡大図である。
【図５】図５は、静電フィルターにおいてＬ／Ｐの最適値を説明するための図表である。
【図６】図６は、実施の形態１における集塵フィルターユニットの別案１であり、静電フィルターを省略した斜視図である。
【図７】図７は、実施の形態１における集塵フィルターユニットの別案２の横断面図である。
【図８】図８は、実施の形態１における集塵フィルターユニットの別案３であり、静電フィルターを省略した斜視図である。
【図９】図９は、実施の形態２における投写型画像表示装置を示す概略構成図である。
【図１０】図１０は、実施の形態２における集塵フィルターユニットの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における空気清浄機１５５の断面図であり、図２は、そのうちの集塵フィルターユニット１００の断面図であり、図３は、静電フィルター１０５を省略したフィルター枠１０６の斜視図である。筐体１０１は吸気部１０２、および排気部１０３を備えている。筐体１０１の内部には、外部電源により駆動される軸流ファン１０４と、その吸気側に配置された集塵フィルターユニット１００とを備えている。集塵フィルターユニット１００は、静電フィルター１０５と、その静電フィルター１０５を取り付ける通気口が形成されたフィルター枠１０６とを備えている。
【００２０】
集塵フィルターユニット１００では、インサート成形により静電フィルター１０５の外周部がフィルター枠１０６に埋設されている。静電フィルター１０５をプリーツ形状（山と谷が交互に繰り返すように折られた形状）に維持するため、静電フィルター１０５をフィルター枠１０６成型時にインサートしてフィルター枠１０６の樹脂内に静電フィルター１０５の外周部（周囲部）を納めている。インサート成形は、フィルター枠１０６の金型内に静電フィルター１０５を挿入した状態で、フィルター枠１０６を樹脂成形する成形手法である。インサート成形により静電フィルター１０５の外周をフィルター枠１０６に埋設すると、フィルター枠１０６の通気口の外周部に隙間ができない。そのため、吸気部１０２からの空気が静電フィルター１０５を通ることなく排気部１０３に抜けない。このフィルター枠１０６は筐体１０１に脱着可能に構成されている。
【００２１】
以上の構成により、軸流ファン１０４の回転により、筐体１０１の吸気部１０２から吸い込まれた外気をプリーツ形状の静電フィルター１０５に通過せしめることで、外気内の埃を静電フィルター１０５に捕捉することができる。こうして埃が除去された空気は筐体１０１の排気部１０３から放出され、清浄化された空気を提供することができる。前述の通り静電フィルター１０５をプリーツ形状のプリーツフィルターとすることでフィルター通風面積を拡大することができ、捕捉した埃による目詰まりに至る時間を伸ばすことが可能となる。
【００２２】
図２は、フィルター枠１０６に静電フィルター１０５を備えた集塵フィルターユニット１００の拡大図である。静電フィルター１０５においてプリーツ（ひだ）を構成する山折りの折り曲げ部（頂点部）に対して、支持壁１０７（板状の支持柱（スリット柱））がフィルター枠１０６成型時に同時に形成されている。静電フィルター１０５と支持壁１０７は一体となっていることで、静電フィルター１０５が固定されてプリーツ形状に維持される。
【００２３】
支持壁１０７は、全ての折り曲げ部（折り曲げの頂点とその周辺部分からなる部分）に対して設けられている。複数の支持壁１０７のうち、一部はフィルター枠１０６の吸気側を空気の流通方向に沿って延びる吸気側支持壁を構成し、残りはフィルター枠１０６の排気側を空気の流通方向に沿って延びる排気側支持壁を構成する。吸気側支持壁１０７の排気側の端部には、静電フィルター１０５の折り曲げ部（図２のように吸気側を上側にして集塵フィルターユニット１００を置いた場合に谷となる折り曲げ部）が埋設されている。排気側支持壁１０７の吸気側の端部には、静電フィルター１０５の折り曲げ部（図２のように吸気側を上側にして集塵フィルターユニット１００を置いた場合に山となる折り曲げ部）が埋設されている。これらの折り曲げ部は、それぞれ支持壁１０７に固着されている。支持壁１０７のうち静電フィルター１０５と一体となっている部分は、支持部１０９となる。また、静電フィルター１０５は、その外周部がフィルター枠１０６に埋設されている。静電フィルター１０５は、フィルター枠１０６に固着されている。なお、静電フィルター１０５は、上述したように、フィルター枠１０６および支持壁１０７を成形する際にインサート成形されることでフィルター枠１０６および支持壁１０７に埋設される。
【００２４】
ちなみに、この静電フィルター１０５は、異なる２種類の合成繊維の混繊維材の不織布部分（フィルター部）と、その不織布部分を支持するための補強ネット１０８とからなっている。補強ネット１０８は、不織布部分の片面を覆うように不織布部分に一体化されている。補強ネット１０８は、不織布部分よりも撓みにくいネットである。補強ネット１０８を設けることで、静電フィルター１０５の形状の崩れが緩和される。静電フィルター１０５では、不織布部分の排気側に補強ネットが配置されている。なお、静電フィルター１０５に用いられる合成繊維の種類は３種類以上であってもよい。
【００２５】
ここで、通常の静電フィルターは、粉塵を捕捉し、埃が堆積することで通気性が劣化した場合、洗浄するとその静電気力も除かれてしまう。そのため、静電フィルターを洗浄して再利用することができず、静電フィルターの通気性が劣化すると、静電フィルターを廃棄していた。しかし、本実施の形態１における静電フィルター１０５は、洗浄により一時的に静電気力が除かれても、上記異なる２種類の合成繊維間が擦れることにより静電気力が回復する。すなわち、本実施の形態１における静電フィルター１０５は、粉塵を捕捉し、埃が堆積することで通気性が劣化した場合に洗浄すると、同じように一時的に静電気力が除かれてしまうが、乾燥させたのち、上記異なる種類の合成繊維間に摩擦を生じさせることで静電気力が回復し、集塵性能を再度得ることができる。
【００２６】
なお、合成繊維間に摩擦を発生させるには静電フィルター１０５をもむなどの処置が望ましい。しかし、再度集塵フィルターユニット１００を筐体１０１に装備し通風させることでも、ある程度の空気の移動で合成繊維間に摩擦が発生し、静電気力が回復する。ただし、空気の移動で合成繊維間に摩擦を発生させるためには、合成繊維は、固定されず、ある程度動く余裕が必要である。静電フィルター１０５は、柔軟な不織布であり、空気の通過に伴い揺れ動く。そのため、形状維持のための補強ネット１０８を合わせた厚みは、通常の静電フィルターの０．３〜０．４ｍｍ程度に比べて厚い１ｍｍ以上となっている。また、従来のプリーツフィルターのピッチは、奥行きに関わりなく５ｍｍ程度のものが主流である。しかし、本実施の形態１における静電フィルター１０５は、前述の理由により補強ネット１０８を加えたとしても、弾力性（こし）が弱く形状が不安定であり、静電フィルター１０５は形状維持が困難である。従って、図２にあるように、静電フィルター１０５は、各折り曲げ部を山又は谷とした場合の山と谷の高低差（プリーツ奥行き方向の長さ）をＬ、静電フィルター１０５の片面側において隣接する折り曲げ部間の折り曲げピッチ（プリーツ山間のピッチ）をＰとすると、Ｌ／Ｐ≦３として構成されていることが望ましい。この点について説明する。
【００２７】
Ｌ／Ｐの値が大きいと、フィルター枠１０６の通気口（通気部開口）に対してフィルター面積が大きくなる。しかし、Ｌ／Ｐが大きくなりすぎると、静電フィルター１０５の折り曲げ部の周辺が支持壁１０７に接触することにより、集塵能力が低下する集塵能力低下領域が生じてしまう。図４は、各折り曲げ部を山又は谷とした場合の山と谷の高低差（静電フィルター１０５（濾材）の山谷方向の長さ）（Ｌ）を２５ｍｍとしたときの静電フィルター１０５の折り曲げ部の装備状態を示すものである。図４では、支持壁１０７の右側に静電フィルター１０５の折り曲げ部が接触する。左側に記載の寸法は、各Ｌ／Ｐに対応する半ピッチの開き量（Ｐ／２）を示し、右側に記載の寸法は、静電フィルター１０５の撓みによって支持壁１０７に接触して集塵能力低下領域となる部分の長さを示す。右側の寸法は、５．８がＬ／Ｐ＝４．０に対応し、４．８がＬ／Ｐ＝３．５に対応し、３．９がＬ／Ｐ＝３．０に対応し、３．１がＬ／Ｐ＝２．５に対応し、２．３がＬ／Ｐ＝２．０に対応している。
【００２８】
図５に、最も一般的と考えられる前提条件から静電フィルター１０５の寸法等を仮定した場合のフィルター面積拡大率等を示す。図５の場合の寸法等は、各折り曲げ部を山又は谷とした場合の山と谷の高低差（Ｌ）が２５ｍｍ、静電フィルター１０５の厚さが１ｍｍ、支持壁１０７の厚さが１ｍｍである。また、静電フィルター１０５の撓み量を静電フィルター１０５の厚さの半分（０．５ｍｍ）に仮定している。なお、図４では任意の山部分での値について述べているが、この図に於いてフィルター左端についても同様なたわみが発生し、これによる損失が発生することからフィルター無効部の範囲は図４の範囲（Ｘ）の２倍となる。
【００２９】
フィルター面積拡大率Ａは式１で、フィルター有効率Ｂは式２で、フィルター有効拡大率Ｃは式３で表される。
【００３０】
式１：Ａ＝√｛Ｌ２＋（Ｐ／２）２｝／（Ｐ／２）
式２：Ｂ＝（Ｌ−２×Ｘ）／Ｌ
式３：Ｃ＝Ａ×Ｂ
【００３１】
静電フィルター１０５は、通気口面積に対するフィルター有効拡大率と、コスト面からのフィルター有効率とから総合的に判断することが望ましい。静電フィルター１０５を機能面から考えるとフィルター有効拡大率が大きい方が望ましく、コスト面から考えるとフィルター有効率が大きい方が望ましい。フィルター有効拡大率にフィルター有効率を掛けた値Ｄ（Ｄ＝Ｂ×Ｃ）で判断すると、ＤはＬ／Ｐが３を超えると大きく低下する。以上より、Ｌ／Ｐ≦３が望ましいことがわかる。また、ＤはＬ／Ｐ＝２．５のとき最大となっていることから、２≦Ｌ／Ｐ≦３がさらに望ましい。
【００３２】
また、図３は、フィルター枠１０６の構造の把握を容易にするため静電フィルター１０５を除いて示した斜視図である。ここで、支持壁１０７のうち静電フィルター１０５と一体となっている支持部１０９は、静電フィルター１０５のうちフィルターとしての機能する有効領域が減らないように、支持壁１０７の高さ方向において極力短いことが望ましい。図６の様に支持壁１０７の一部をフィルターから逃げるように凹部１６１を設けることで、フィルターとして使えなくなる無効領域を少なくすることができる。凹部１６１は、フィルター枠１０６の厚さ方向において、支持壁１０７における静電フィルター１０５が埋設される側に形成される。このような凹部１６１は、後述する支持柱１１０に設けてもよい。また、支持壁１１０に静電フィルター１０５を埋設せずに、接着剤により支持壁１１０に静電フィルター１０５を固着させてもよい。また、支持壁１１０に静電フィルター１０５を固着させずに、支持壁１１０を静電フィルター１０５に当接させて静電フィルター１５０の形状を維持するようにしてもよい。
【００３３】
図７は、フィルター枠１０６の更なる別案を示している。図７では、支持壁１０７の代わりに、静電フィルター１０５を支持する支持柱１１０が、極力小さく構成されており、フィルター枠１０６が、通気に関し極力影響を与えないよう構成されている。支持柱１１０は、断面視において、折り曲げ部とその近傍領域とだけを占めている。
【００３４】
さらに、静電フィルター１０５の複数の折り曲げ部の一部に対して支持柱１１０を設けてもよい。例えば、図８に示すように、静電フィルター１０５の吸気口側の複数の折り曲げ部において、１つおきに支持柱１１０を設けてもよい。図８は、理解しやすくするため静電フィルター１０５を除いたフィルター枠１０６を吸気側から見た斜視図である。このように、プリーツ形状において１山おきに支持柱１１０を配置することで、先に述べた支持のために静電フィルター１０５の有効領域が損なわれることを抑えている。
【００３５】
また、複数の支持柱１１０は、静電フィルター１０５の排気側の折り曲げ部を支持する支持柱の本数が、静電フィルター１０５の吸気側の折り曲げ部を支持する支持柱１１０の本数以下としてもよい。支持柱１１０の必要性は、性能でなく外観的な要素が大きい。従って、特に外部から見えやすい吸気側は、プリーツ形状において支持柱１１０を１山おきとして、排気側は支持柱１１０を更に少ない本数としてもよい。このようにすることで、より静電フィルター１０５の無効領域の増大を抑えることが可能となる。
【００３６】
このように実施の形態１によれば、プリーツ状の静電フィルター１０５の複数の折り曲げ部を支持して静電フィルター１０５の形状を維持しているため、形状の崩れにより静電フィルター１０５の機能が低下することを抑制することが可能になる。また、静電フィルター１０５をプレーツ状にすることで、維持管理が容易な空気清浄機１５５を提供することができる。
【００３７】
また、以上で説明した集塵フィルターユニット１１０の構成は、以下に示す投写型画像表示装置１５０にも有効である。また、静電フィルター１０５の代わりに、静電気を利用せずにメッシュにより埃を補足する柔軟な集塵フィルターを使用してもよい。
【００３８】
（実施の形態２）
図９は、本発明の実施の形態２における投写型画像表示装置１５０の構造を示す図である。本発明は光学構成に係るものではないので、光学構成については以下に簡単に述べる。
【００３９】
この投写型画像表示装置１５０では、光源１１１から出射された光が反射鏡１１２により前方に出射せしめられ、光学ユニット１１３へ入射する。光学ユニット１１３への入射光は、ダイクロイックミラー１１４、１１５、全反射ミラー１１６、１１７、１１８を経て、赤、緑、青の色光に分離された後、入射側偏光板１１９Ｒ、１１９Ｇ、１１９Ｂ、液晶パネル１２０Ｒ、１２０Ｇ、１２０Ｂ、出射側偏光板１２１Ｒ、１２１Ｇ、１２１Ｂによって、外部（図示省略）からの入力信号に応じて強度変調せしめられる。これらの光は、ダイクロイック反射膜１２２Ｒ、１２２Ｂを備えた合成プリズムで一光路上に合成され、投写レンズ１２４に入射する。この投写レンズ１２４は、前記液晶パネル１２０Ｒ、１２０Ｇ、１２０Ｂ上の画像を、筐体１２５の開口に装着された防塵ガラス１２６を通して、前方に配置されたスクリーン（図示省略）に拡大投写可能に設計、設置されている。
【００４０】
この投写型画像表示装置１５０では、黒表示のために、光源１１１からの光を入射側偏光板１１９Ｒ、１１９Ｇ、１１９Ｂ、出射側偏光板１２１Ｒ、１２１Ｇ、１２１Ｂで吸収する必要があり、この吸収に伴って高温が発せられる。一方でこれら偏光板１１９Ｒ、１１９Ｇ、１１９Ｂ、１２１Ｒ、１２１Ｇ、１２１Ｂは、主に有機材料からなっているので、適当な温度にまで冷却しないと変質する。偏光板１１９Ｒ、１１９Ｇ、１１９Ｂ、１２１Ｒ、１２１Ｇ、１２１Ｂは、仮に変質すると、画像の制御ができなくなり、使用不能に陥る。投写型画像表示装置１５０内では、このほかに、発光時に摂氏１０００度にもなる光源の管球や、周辺の機構部品、光源や画像表示のための電源１２７も自己発熱が大きい。そのため、投写型画像表示装置１５０は、信頼性を確保するために冷却手段が必要となる。
【００４１】
本実施の形態に於いては、送風部である吸気ファン１２８によって、筐体１２５の側面に設けられた吸気口１２９、プレフィルター１３０、集塵フィルターユニット１００を経て、外気（比較的温度の低い空気）を筐体１２５内に導く。吸気ダクト１３２に納められた吸気ファン１２８で押し込まれた空気は、前記ファン吹き出し口に密着して配置されている光学ユニットダクト１３３に導かれる。光学ユニットダクト１３３には、前記入射側偏光板１１９Ｒ、１１９Ｇ、１１９Ｂ、液晶パネル１２０Ｒ、１２０Ｇ、１２０Ｂ、出射側偏光板１２１Ｒ、１２１Ｇ、１２１Ｂの下部に相当する位置に、青用開口、緑用開口、赤用開口１３４を備えている。光学ユニットダクト１３３に導かれた空気は、これらの開口から光学ユニット１１３内に吹き出される。これらの開口から吹き出された空気は、前記入射側偏光板１１９Ｒ、１１９Ｇ、１１９Ｂ、液晶パネル１２０Ｒ、１２０Ｇ、１２０Ｂ、出射側偏光板１２１Ｒ、１２１Ｇ、１２１Ｂの熱を奪った後、排気ファン１３５によって引き込まれる過程で、ランプ用シロッコファン１３８の作用も手伝って、光源１１１やその周辺機構部品、電源１２７の熱をも奪う。
【００４２】
更に言えば、光源駆動回路（図示省略）、及び映像信号回路（図示省略）も発熱を伴うことから、これらも同時に冷却できるように、この投写型画像表示装置１５０は熱設計が成されている。
【００４３】
排気ファン１３５に至った空気は、筐体１２５に設けられた排気口１３９を経て、筐体１２５の外へ吹き出される。
【００４４】
本実施の形態２においては、実施の形態１に示したのと同様の集塵フィルターユニット１１０の吸気側にプレフィルター１３０を備えてなる。プレフィルター１３０は、目詰まり時間を伸ばすためにそれ自身は極めて目詰まりしにくいものであり、帯電フィルムをハニカム状に非常に目を粗く組み上げた構造のもの（例えば３Ｍ社超低圧損フィルター）を用いている。プレフィルター１３０は、図１０に示すようにフィルター枠１４０の吸気側端に圧入支持されている。
【００４５】
ここでは、フィルター枠１４０は、強度向上のため、その中央に仕切り１４１を設けている。仕切り１４１により、フィルター枠１４０の内側は、２つの部屋に分割されている。静電フィルター１４２は、プリーツ構成の山折り頂点部に支持柱１４３がフィルター枠１４０成型時に同時に形成されている。静電フィルター１４２は支持柱１４３に固着されている。静電フィルター１４２と支持柱１４３は一体となっていることで静電フィルター１４２を固定しプリーツ形状を維持している。
【００４６】
ちなみに、この静電フィルター１４２も、実施の形態１と同様に異なる２種類の合成繊維の混繊維材の不織布部分と、その不織布部分を支持するための補強ネット１４４からなっている。この静電フィルター１４２も、粉塵を捕捉し、埃が堆積することで通気性が劣化した場合に洗浄すると静電気力が一時的に除かれてしまうが、乾燥したのち上記異なる種類の合成繊維間に摩擦を生じさせることで静電気力が回復し、集塵性能を再度得ることができる。再生についても、実施の形態１と同様に、静電フィルター１４２をもむなどの処置が望ましい。しかし、再度集塵フィルターユニット１００を筐体１２５に装備し通風させることでも、吸気の際の空気の移動で繊維間の摩擦が発生し静電気力を回復する事ができる。ただし、空気の移動で合成繊維間に摩擦を発生させるためには、合成繊維は、固定されず、ある程度動く余裕が必要である。そのため、形状維持のための補強ネット１４４を合わせた厚みは、通常の静電フィルターに比べて厚い１ｍｍ以上となっている。また、この静電フィルター１４２も、図２の記載と同様に、プリーツ奥行き方向の長さをＬ、プリーツ山間のピッチをＰとすると、Ｌ／Ｐ≦３として構成されている。ピッチＰが小さいとフィルター自体が狭いので、特に折り曲げ頂点付近での通気性が損なわれてしまい、さらに外観的にもこの値Ｐが小さいと、フィルターのたわみが少しでも、たわみが目立ちやすくなる。
【００４７】
また、補強ネット１４４は、静電フィルター１４２の排気側に配置している。これにより、万一、静電フィルター１４２から繊維の脱落があっても、その繊維が投写型画像表示装置１５０の内側に吸い込まれてしまうことを防ぐことができる。
【００４８】
実施の形態１と同様に、支持柱１４３のうち静電フィルター１４２と一体となっている支持部１０９は、静電フィルター１４２のうちフィルターとしての機能する有効領域が減らないように、極力小さいことが望ましい。また、支持柱１４３の一部をフィルターから逃げるように凹みを設けることで、フィルターとして使えなくなる無効領域を少なくすることがここでも有効であることは言うまでもない。さらに、この支持柱１４３を間引くことも、図１０にあるように可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本願発明は、集塵フィルターユニット、集塵フィルターユニットを用いた投写型画像表示装置、および集塵フィルターユニットを用いた空気清浄機の生産及び販売などに利用することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１００、１３１  集塵フィルターユニット
１０１、１２５  筐体
１０２  吸気部
１０３  排気部
１０４  軸流ファン
１０５、１４２  静電フィルター
１０６  フィルター枠
１０７  支持壁
１０８、１４４  補強ネット
１０９  支持部
１１０、１４３  支持柱
１１１  光源
１１２  反射鏡
１１３  光学ユニット
１１４、１１５  ダイクロイックミラー
１１６、１１７、１１８  全反射ミラー
１１９Ｒ、１１９Ｇ、１１９Ｂ  入射側偏光板
１２０Ｒ、１２０Ｇ、１２０Ｂ  液晶パネル
１２１Ｒ、１２１Ｇ、１２１Ｂ  出射側偏光板
１２２Ｒ、１２２Ｂ  ダイクロイック反射膜
１２４  投写レンズ
１２６  防塵ガラス
１２７  電源
１２８  吸気ファン
１２９  吸気口
１３０  プレフィルター
１３２  吸気ダクト
１３３  光学ユニットダクト
１３４  赤用開口
１３５  排気ファン
１３８  ランプ用シロッコファン
１３９  排気口
１４０  フィルター枠
１４１  仕切り
１５０  投写型画像表示装置
１５５  空気清浄機
１６１  凹部
【図１】
2012105208.tif 000003
【図２】
2012105208.tif 000004
【図３】
2012105208.tif 000005
【図４】
2012105208.tif 000006
【図５】
2012105208.tif 000007
【図６】
2012105208.tif 000008
【図７】
2012105208.tif 000009
【図８】
2012105208.tif 000010
【図９】
2012105208.tif 000011
【図１０】
2012105208.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成24年11月2日(2012.11.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルター材料を折り曲げて構成するプリーツフィルターと、
前記プリーツフィルターが内側に取り付けられる枠体と、
前記枠体の内側に設けられ、前記プリーツフィルターの複数の折り曲げ部を支持して該プリーツフィルターの形状を維持する支持手段とを備えている集塵フィルターユニットにおいて、
前記支持手段は、前記枠体に支持され、それぞれが異なる折り曲げ部を支持する複数の支持柱を備えており、
前記プリーツフィルターは、空気が侵入する吸気側に、塵埃を補足するフィルター部、前記フィルター部で埃が除かれた空気が排出される排気側に、前記フィルター部よりも撓みにくい前記フィルター部の補強のための補強ネットが配された柔軟な静電フィルターであり、
前記フィルター部は、少なくとも異なる２種類の合成繊維の混繊維からなることを特徴とする集塵フィルターユニット。
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
前記プリーツフィルターの折り曲げ部は、前記支持柱に固着されていることを特徴とする請求項１に記載の集塵フィルターユニット。
【請求項４】
前記プリーツフィルターの折り曲げ部は、前記支持柱に埋設されていることを特徴とする請求項３に記載の集塵フィルターユニット。
【請求項５】
前記プリーツフィルターの外周部は、前記枠体に埋設されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の集塵フィルターユニット。
【請求項６】
前記プリーツフィルターは、前記枠体および前記支持柱を成形する際にインサート成形されることで前記枠体および前記支持柱に埋設されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の集塵フィルターユニット。
【請求項７】
前記プリーツフィルターは、各折り曲げ部を山又は谷とした場合の山と谷の高低差をＬ、前記プリーツフィルターの片面側において隣接する折り曲げ部間の折り曲げピッチをＰとした場合にＬ／Ｐ≦３の関係を満たすように構成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つに記載の集塵フィルターユニット。
【請求項８】
（削除）
【請求項９】
（削除）
【請求項１０】
前記プリーツフィルターの厚みは１ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１つに記載の集塵フィルターユニット。
【請求項１１】
前記支持柱は、前記枠体と一体に形成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つに記載の集塵フィルターユニット。
【請求項１２】
前記複数の支持柱は、前記プリーツフィルターの複数の折り曲げ部の一部に対して設けられていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つに記載の集塵フィルターユニット。
【請求項１３】
前記プリーツフィルターの吸気口側の複数の折り曲げ部では、１つおきに前記支持柱が設けられていることを特徴とする請求項１２に記載の集塵フィルターユニット。
【請求項１４】
前記複数の支持柱は、前記プリーツフィルターの排気側の折り曲げ部を支持する支持柱の本数が、前記プリーツフィルターの吸気側の折り曲げ部を支持する支持柱の本数以下であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つに記載の集塵フィルターユニット。
【請求項１５】
前記支持柱では、前記プリーツフィルターの折り曲げ部を支持する箇所の間に、前記プリーツフィルターを支持しない凹部が形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の集塵フィルターユニット。
【請求項１６】
請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の集塵フィルターユニットを吸気部に備えたことを特徴とする投影型画像表示装置。
【請求項１７】
請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の集塵フィルターユニットを吸気部に備えたことを特徴とする空気清浄機。
【手続補正書】
【提出日】平成25年7月12日(2013.7.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉塵を捕捉するプリーツフィルターを用いた集塵フィルターユニット、その集塵フィルターユニットを用いた投写型画像表示装置、及びその集塵フィルターユニットを用いた空気清浄機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、投写型画像表示装置は、光源からの強力な光を液晶パネルやデジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）などの画像表示素子に集光し、その光を画像信号にあわせて変調し、その画像表示素子上の画像を拡大投射して大画面を得るものである。投射型画像表示装置は、強力な光にさらされる画像表示素子、光源、及び装置電源などの発熱が大きく、適当な冷却がなされないと熱的に破壊されてしまう。したがって、投写型画像表示装置は、ファンにより外気を装置内部に導入し装置内を冷却する構成を取っている。
【０００３】
しかしながら、この構成の場合は、外気と一緒に粉塵を装置外部から装置内部に導いてしまい、その粉塵が画像表示素子や光源周辺に付着することで明るさの低下や色むらを引き起こすおそれがある。このため、一般的に、吸気口に粉塵侵入を抑える集塵フィルターを配置している。集塵フィルターは、投射型画像表示装置だけでなく、空気清浄機などの他の装置にも必要なものである。集塵フィルターとしては、発泡ウレタンのフィルターが一般的に用いられている。発泡ウレタンのフィルターは、数百時間毎でのフィルター清掃で再利用が可能である。しかし、発泡ウレタンのフィルターは、目が粗く、花粉や１μｍ以下の微小粉塵を捕捉できない。
【０００４】
そこで、微小粉塵を捕捉するために、静電フィルターが採用されてきている。静電フィルターは、帯電した化学繊維からなり、静電気を利用して微小な粉塵を捕捉することができる濾材である。静電フィルターは、目が粗く、通る空気の圧力損失が小さいという利点もある。しかし、静電フィルターは、使用時間が長くなると埃付着で帯電効果による集塵効率が低下していく。静電フィルターは、水により洗浄することで埃を除去できるが、繊維表面の電荷も失ってしまうので集塵効率が極度に低下してしまう。そのため、静電フィルターは、再利用することができず、使い捨てとなる問題点があった。この問題点に対して、再生可能な静電フィルターが提案されている（特許文献１、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−１５４３１８号公報
【特許文献２】特開２００８−９３５０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般に、投写型画像表示装置や空気清浄機などの装置の吸入口に装着される集塵フィルターは、限られた面積でフィルター交換時間を伸ばすために、プリーツフィルターを採用する場合が多い。プリーツフィルターは、フィルター材料をジグザグに折って形成されたフィルターである。従来のプリーツフィルターは、単体で形状を維持できる程度の固さがあり、例えば外周が枠体に支持される。
【０００７】
一方、再生可能な静電フィルターは、異なる２種以上の化学繊維からなる布材（例えば、不織布）を備え、化学繊維同士が摩擦することで再帯電する。そのため、このような静電フィルターは、化学繊維を固着することができず、柔軟で形状が崩れしやすい。このような静電フィルターは、前記布材だけでは形状維持が困難であり、プリーツ形状にして放置すると、形状が崩れてしまう。特に洗浄作業を行うと形状の崩れは顕著となる。
【０００８】
このような形状の崩れは、再生可能な静電フィルターだけでなく、柔軟なプリーツフィルターに起こり得る。プリーツフィルターの外周を支持する従来の支持構造では、柔軟なプリーツフィルターの形状が大きく崩れ、その形状の崩れにより、埃を捕捉する領域が減ったり、埃が付着する領域が偏ったりする問題が生じる。
【０００９】
それ故に、本発明の目的は、このようなプリーツフィルターの形状崩れの問題を解決する集塵フィルターユニット、集塵フィルターユニットを用いた投写型画像表示装置、及び集塵フィルターユニットを用いた空気清浄機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の集塵フィルターユニットは、フィルター材料を折り曲げて構成するプリーツフィルターと、前記プリーツフィルターを取り付ける通気口が形成された枠体と、前記通気口に設けられ、前記プリーツフィルターの複数の折り曲げ部を支持して該プリーツフィルターの形状を維持する支持手段とを備えている。
【００１１】
典型的に、前記集塵フィルターユニットは、支持手段が、前記枠体に支持され、それぞれが異なる折り曲げ部を支持する複数の支持柱を備えていてもよい。また、前記プリーツフィルターの折り曲げ部は、前記支持柱に固着されていてもよい。また、前記プリーツフィルターの折り曲げ部は、前記支持柱に埋設されていてもよい。また、前記プリーツフィルターの外周部は、前記枠体に埋設されていてもよい。また、前記プリーツフィルターは、前記枠体および前記支持柱を成形する際にインサート成形されることで前記枠体および前記支持柱に埋設されてもよい。
【００１２】
また、前記プリーツフィルターは、各折り曲げ部を山又は谷とした場合の山と谷の高低差（プリーツフィルターの山谷方向の長さ）をＬ、前記プリーツフィルターの片面側において隣接する折り曲げ部間の折り曲げピッチをＰとした場合にＬ／Ｐ≦３の関係を満たすように構成してもよい。
【００１３】
また、前記プリーツフィルターは、空気が侵入する吸気側に、塵埃を捕捉するフィルター部、前記フィルター部で埃が除かれた空気が排出される排気側に、前記フィルター部よりも撓みにくい前記フィルター部の補強のための補強ネットが配されていてもよい。また、前記プリーツフィルターは、静電フィルターとして機能する部分が少なくとも２種類の合成繊維の混繊維からなっていてもよい。また、前記プリーツフィルターの厚みは１ｍｍ以上であってもよい。
【００１４】
また、前記支持柱は、前記枠体と一体に形成されていてもよい。また、前記複数の支持柱は、前記プリーツフィルターの複数の折り曲げ部の一部に対して設けられていてもよい。また、前記プリーツフィルターの吸気口側の複数の折り曲げ部では、１つおきに前記支持柱が設けられていてもよい。また、前記複数の支持柱は、前記プリーツフィルターの排気側の折り曲げ部を支持する支持柱の本数が、前記プリーツフィルターの吸気側の折り曲げ部を支持する支持柱の本数以下であってもよい。また、前記支持柱では、前記プリーツフィルターの折り曲げ部を支持する箇所の間に、前記プリーツフィルターを支持しない凹部が形成されていてもよい。
【００１５】
また、前記集塵フィルターユニットを投写型画像表示装置の吸気部に備えてもよい。また、前記集塵フィルターユニットを空気清浄機の吸気部に備えてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
前記本発明によれば、プリーツフィルターの複数の折り曲げ部を支持してプリーツフィルターの形状を維持しているため、形状の崩れによりプリーツフィルターの機能が低下することを抑制することが可能になる。
【００１７】
この集塵フィルターユニットを投写型画像表示装置に用いることで、高い集塵性能で長時間に渡って埃付着による明るさの低下や色ムラの発生を抑えることが可能となる。また、再生可能な静電フィルターを用いる場合に、埃で見詰まりが発生しても洗浄再生することで維持費用を抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、実施の形態１における空気清浄機の断面図である。
【図２】図２は、実施の形態１における集塵フィルターユニットの横断面図である。
【図３】図３は、実施の形態１において静電フィルターを省略したフィルター枠の斜視図である。
【図４】図４は、実施の形態１における静電フィルターの折り曲げ部の拡大図である。
【図５】図５は、静電フィルターにおいてＬ／Ｐの最適値を説明するための図表である。
【図６】図６は、実施の形態１における集塵フィルターユニットの別案１であり、静電フィルターを省略した斜視図である。
【図７】図７は、実施の形態１における集塵フィルターユニットの別案２の横断面図である。
【図８】図８は、実施の形態１における集塵フィルターユニットの別案３であり、静電フィルターを省略した斜視図である。
【図９】図９は、実施の形態２における投写型画像表示装置を示す概略構成図である。
【図１０】図１０は、実施の形態２における集塵フィルターユニットの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における空気清浄機１５５の断面図であり、図２は、そのうちの集塵フィルターユニット１００の断面図であり、図３は、静電フィルター１０５を省略したフィルター枠１０６の斜視図である。筐体１０１は吸気部１０２、および排気部１０３を備えている。筐体１０１の内部には、外部電源により駆動される軸流ファン１０４と、その吸気側に配置された集塵フィルターユニット１００とを備えている。集塵フィルターユニット１００は、静電フィルター１０５と、その静電フィルター１０５を取り付ける通気口が形成されたフィルター枠１０６とを備えている。
【００２０】
集塵フィルターユニット１００では、インサート成形により静電フィルター１０５の外周部がフィルター枠１０６に埋設されている。静電フィルター１０５をプリーツ形状（山と谷が交互に繰り返すように折られた形状）に維持するため、静電フィルター１０５をフィルター枠１０６成型時にインサートしてフィルター枠１０６の樹脂内に静電フィルター１０５の外周部（周囲部）を納めている。インサート成形は、フィルター枠１０６の金型内に静電フィルター１０５を挿入した状態で、フィルター枠１０６を樹脂成形する成形手法である。インサート成形により静電フィルター１０５の外周をフィルター枠１０６に埋設すると、フィルター枠１０６の通気口の外周部に隙間ができない。そのため、吸気部１０２からの空気が静電フィルター１０５を通ることなく排気部１０３に抜けない。このフィルター枠１０６は筐体１０１に脱着可能に構成されている。
【００２１】
以上の構成により、軸流ファン１０４の回転により、筐体１０１の吸気部１０２から吸い込まれた外気をプリーツ形状の静電フィルター１０５に通過せしめることで、外気内の埃を静電フィルター１０５に捕捉することができる。こうして埃が除去された空気は筐体１０１の排気部１０３から放出され、清浄化された空気を提供することができる。前述の通り静電フィルター１０５をプリーツ形状のプリーツフィルターとすることでフィルター通風面積を拡大することができ、捕捉した埃による目詰まりに至る時間を伸ばすことが可能となる。
【００２２】
図２は、フィルター枠１０６に静電フィルター１０５を備えた集塵フィルターユニット１００の拡大図である。静電フィルター１０５においてプリーツ（ひだ）を構成する山折りの折り曲げ部（頂点部）に対して、支持壁１０７（板状の支持柱（スリット柱））がフィルター枠１０６成型時に同時に形成されている。静電フィルター１０５と支持壁１０７は一体となっていることで、静電フィルター１０５が固定されてプリーツ形状に維持される。
【００２３】
支持壁１０７は、全ての折り曲げ部（折り曲げの頂点とその周辺部分からなる部分）に対して設けられている。複数の支持壁１０７のうち、一部はフィルター枠１０６の吸気側を空気の流通方向に沿って延びる吸気側支持壁を構成し、残りはフィルター枠１０６の排気側を空気の流通方向に沿って延びる排気側支持壁を構成する。吸気側支持壁１０７の排気側の端部には、静電フィルター１０５の折り曲げ部（図２のように吸気側を上側にして集塵フィルターユニット１００を置いた場合に谷となる折り曲げ部）が埋設されている。排気側支持壁１０７の吸気側の端部には、静電フィルター１０５の折り曲げ部（図２のように吸気側を上側にして集塵フィルターユニット１００を置いた場合に山となる折り曲げ部）が埋設されている。これらの折り曲げ部は、それぞれ支持壁１０７に固着されている。支持壁１０７のうち静電フィルター１０５と一体となっている部分は、支持部１０９となる。また、静電フィルター１０５は、その外周部がフィルター枠１０６に埋設されている。静電フィルター１０５は、フィルター枠１０６に固着されている。なお、静電フィルター１０５は、上述したように、フィルター枠１０６および支持壁１０７を成形する際にインサート成形されることでフィルター枠１０６および支持壁１０７に埋設される。
【００２４】
ちなみに、この静電フィルター１０５は、異なる２種類の合成繊維の混繊維材の不織布部分（フィルター部）と、その不織布部分を支持するための補強ネット１０８とからなっている。補強ネット１０８は、不織布部分の片面を覆うように不織布部分に一体化されている。補強ネット１０８は、不織布部分よりも撓みにくいネットである。補強ネット１０８を設けることで、静電フィルター１０５の形状の崩れが緩和される。静電フィルター１０５では、不織布部分の排気側に補強ネットが配置されている。なお、静電フィルター１０５に用いられる合成繊維の種類は３種類以上であってもよい。
【００２５】
ここで、通常の静電フィルターは、粉塵を捕捉し、埃が堆積することで通気性が劣化した場合、洗浄するとその静電気力も除かれてしまう。そのため、静電フィルターを洗浄して再利用することができず、静電フィルターの通気性が劣化すると、静電フィルターを廃棄していた。しかし、本実施の形態１における静電フィルター１０５は、洗浄により一時的に静電気力が除かれても、上記異なる２種類の合成繊維間が擦れることにより静電気力が回復する。すなわち、本実施の形態１における静電フィルター１０５は、粉塵を捕捉し、埃が堆積することで通気性が劣化した場合に洗浄すると、同じように一時的に静電気力が除かれてしまうが、乾燥させたのち、上記異なる種類の合成繊維間に摩擦を生じさせることで静電気力が回復し、集塵性能を再度得ることができる。
【００２６】
なお、合成繊維間に摩擦を発生させるには静電フィルター１０５をもむなどの処置が望ましい。しかし、再度集塵フィルターユニット１００を筐体１０１に装備し通風させることでも、ある程度の空気の移動で合成繊維間に摩擦が発生し、静電気力が回復する。ただし、空気の移動で合成繊維間に摩擦を発生させるためには、合成繊維は、固定されず、ある程度動く余裕が必要である。静電フィルター１０５は、柔軟な不織布であり、空気の通過に伴い揺れ動く。そのため、形状維持のための補強ネット１０８を合わせた厚みは、通常の静電フィルターの０．３〜０．４ｍｍ程度に比べて厚い１ｍｍ以上となっている。また、従来のプリーツフィルターのピッチは、奥行きに関わりなく５ｍｍ程度のものが主流である。しかし、本実施の形態１における静電フィルター１０５は、前述の理由により補強ネット１０８を加えたとしても、弾力性（こし）が弱く形状が不安定であり、静電フィルター１０５は形状維持が困難である。従って、図２にあるように、静電フィルター１０５は、各折り曲げ部を山又は谷とした場合の山と谷の高低差（プリーツ奥行き方向の長さ）をＬ、静電フィルター１０５の片面側において隣接する折り曲げ部間の折り曲げピッチ（プリーツ山間のピッチ）をＰとすると、Ｌ／Ｐ≦３として構成されていることが望ましい。この点について説明する。
【００２７】
Ｌ／Ｐの値が大きいと、フィルター枠１０６の通気口（通気部開口）に対してフィルター面積が大きくなる。しかし、Ｌ／Ｐが大きくなりすぎると、静電フィルター１０５の折り曲げ部の周辺が支持壁１０７に接触することにより、集塵能力が低下する集塵能力低下領域が生じてしまう。図４は、各折り曲げ部を山又は谷とした場合の山と谷の高低差（静電フィルター１０５（濾材）の山谷方向の長さ）（Ｌ）を２５ｍｍとしたときの静電フィルター１０５の折り曲げ部の装備状態を示すものである。図４では、支持壁１０７の右側に静電フィルター１０５の折り曲げ部が接触する。左側に記載の寸法は、各Ｌ／Ｐに対応する半ピッチの開き量（Ｐ／２）を示し、右側に記載の寸法は、静電フィルター１０５の撓みによって支持壁１０７に接触して集塵能力低下領域となる部分の長さを示す。右側の寸法は、５．８がＬ／Ｐ＝４．０に対応し、４．８がＬ／Ｐ＝３．５に対応し、３．９がＬ／Ｐ＝３．０に対応し、３．１がＬ／Ｐ＝２．５に対応し、２．３がＬ／Ｐ＝２．０に対応している。
【００２８】
図５に、最も一般的と考えられる前提条件から静電フィルター１０５の寸法等を仮定した場合のフィルター面積拡大率等を示す。図５の場合の寸法等は、各折り曲げ部を山又は谷とした場合の山と谷の高低差（Ｌ）が２５ｍｍ、静電フィルター１０５の厚さが１ｍｍ、支持壁１０７の厚さが１ｍｍである。また、静電フィルター１０５の撓み量を静電フィルター１０５の厚さの半分（０．５ｍｍ）に仮定している。なお、図４では任意の山部分での値について述べているが、この図に於いてフィルター左端についても同様なたわみが発生し、これによる損失が発生することからフィルター無効部の範囲は図４の範囲（Ｘ）の２倍となる。
【００２９】
フィルター面積拡大率Ａは式１で、フィルター有効率Ｂは式２で、フィルター有効拡大率Ｃは式３で表される。
【００３０】
式１：Ａ＝√｛Ｌ２＋（Ｐ／２）２｝／（Ｐ／２）
式２：Ｂ＝（Ｌ−２×Ｘ）／Ｌ
式３：Ｃ＝Ａ×Ｂ
【００３１】
静電フィルター１０５は、通気口面積に対するフィルター有効拡大率と、コスト面からのフィルター有効率とから総合的に判断することが望ましい。静電フィルター１０５を機能面から考えるとフィルター有効拡大率が大きい方が望ましく、コスト面から考えるとフィルター有効率が大きい方が望ましい。フィルター有効拡大率にフィルター有効率を掛けた値Ｄ（Ｄ＝Ｂ×Ｃ）で判断すると、ＤはＬ／Ｐが３を超えると大きく低下する。以上より、Ｌ／Ｐ≦３が望ましいことがわかる。また、ＤはＬ／Ｐ＝２．５のとき最大となっていることから、２≦Ｌ／Ｐ≦３がさらに望ましい。
【００３２】
また、図３は、フィルター枠１０６の構造の把握を容易にするため静電フィルター１０５を除いて示した斜視図である。ここで、支持壁１０７のうち静電フィルター１０５と一体となっている支持部１０９は、静電フィルター１０５のうちフィルターとしての機能する有効領域が減らないように、支持壁１０７の高さ方向において極力短いことが望ましい。図６の様に支持壁１０７の一部をフィルターから逃げるように凹部１６１を設けることで、フィルターとして使えなくなる無効領域を少なくすることができる。凹部１６１は、フィルター枠１０６の厚さ方向において、支持壁１０７における静電フィルター１０５が埋設される側に形成される。このような凹部１６１は、後述する支持柱１１０に設けてもよい。また、支持壁１０７に静電フィルター１０５を埋設せずに、接着剤により支持壁１０７に静電フィルター１０５を固着させてもよい。また、支持壁１０７に静電フィルター１０５を固着させずに、支持壁１０７を静電フィルター１０５に当接させて静電フィルター１０５の形状を維持するようにしてもよい。
【００３３】
図７は、フィルター枠１０６の更なる別案を示している。図７では、支持壁１０７の代わりに、静電フィルター１０５を支持する支持柱１１０が、極力小さく構成されており、フィルター枠１０６が、通気に関し極力影響を与えないよう構成されている。支持柱１１０は、断面視において、折り曲げ部とその近傍領域とだけを占めている。
【００３４】
さらに、静電フィルター１０５の複数の折り曲げ部の一部に対して支持柱１１０を設けてもよい。例えば、図８に示すように、静電フィルター１０５の吸気口側の複数の折り曲げ部において、１つおきに支持柱１１０を設けてもよい。図８は、理解しやすくするため静電フィルター１０５を除いたフィルター枠１０６を吸気側から見た斜視図である。このように、プリーツ形状において１山おきに支持柱１１０を配置することで、先に述べた支持のために静電フィルター１０５の有効領域が損なわれることを抑えている。
【００３５】
また、複数の支持柱１１０は、静電フィルター１０５の排気側の折り曲げ部を支持する支持柱の本数が、静電フィルター１０５の吸気側の折り曲げ部を支持する支持柱１１０の本数以下としてもよい。支持柱１１０の必要性は、性能でなく外観的な要素が大きい。従って、特に外部から見えやすい吸気側は、プリーツ形状において支持柱１１０を１山おきとして、排気側は支持柱１１０を更に少ない本数としてもよい。このようにすることで、より静電フィルター１０５の無効領域の増大を抑えることが可能となる。
【００３６】
このように実施の形態１によれば、プリーツ状の静電フィルター１０５の複数の折り曲げ部を支持して静電フィルター１０５の形状を維持しているため、形状の崩れにより静電フィルター１０５の機能が低下することを抑制することが可能になる。また、静電フィルター１０５をプリーツ状にすることで、維持管理が容易な空気清浄機１５５を提供することができる。
【００３７】
また、以上で説明した集塵フィルターユニット１１０の構成は、以下に示す投写型画像表示装置１５０にも有効である。また、静電フィルター１０５の代わりに、静電気を利用せずにメッシュにより埃を捕捉する柔軟な集塵フィルターを使用してもよい。
【００３８】
（実施の形態２）
図９は、本発明の実施の形態２における投写型画像表示装置１５０の構造を示す図である。本発明は光学構成に係るものではないので、光学構成については以下に簡単に述べる。
【００３９】
この投写型画像表示装置１５０では、光源１１１から出射された光が反射鏡１１２により前方に出射せしめられ、光学ユニット１１３へ入射する。光学ユニット１１３への入射光は、ダイクロイックミラー１１４、１１５、全反射ミラー１１６、１１７、１１８を経て、赤、緑、青の色光に分離された後、入射側偏光板１１９Ｒ、１１９Ｇ、１１９Ｂ、液晶パネル１２０Ｒ、１２０Ｇ、１２０Ｂ、出射側偏光板１２１Ｒ、１２１Ｇ、１２１Ｂによって、外部（図示省略）からの入力信号に応じて強度変調せしめられる。これらの光は、ダイクロイック反射膜１２２Ｒ、１２２Ｂを備えた合成プリズムで一光路上に合成され、投写レンズ１２４に入射する。この投写レンズ１２４は、前記液晶パネル１２０Ｒ、１２０Ｇ、１２０Ｂ上の画像を、筐体１２５の開口に装着された防塵ガラス１２６を通して、前方に配置されたスクリーン（図示省略）に拡大投写可能に設計、設置されている。
【００４０】
この投写型画像表示装置１５０では、黒表示のために、光源１１１からの光を入射側偏光板１１９Ｒ、１１９Ｇ、１１９Ｂ、出射側偏光板１２１Ｒ、１２１Ｇ、１２１Ｂで吸収する必要があり、この吸収に伴って高温が発せられる。一方でこれら偏光板１１９Ｒ、１１９Ｇ、１１９Ｂ、１２１Ｒ、１２１Ｇ、１２１Ｂは、主に有機材料からなっているので、適当な温度にまで冷却しないと変質する。偏光板１１９Ｒ、１１９Ｇ、１１９Ｂ、１２１Ｒ、１２１Ｇ、１２１Ｂは、仮に変質すると、画像の制御ができなくなり、使用不能に陥る。投写型画像表示装置１５０内では、このほかに、発光時に摂氏１０００度にもなる光源の管球や、周辺の機構部品、光源や画像表示のための電源１２７も自己発熱が大きい。そのため、投写型画像表示装置１５０は、信頼性を確保するために冷却手段が必要となる。
【００４１】
本実施の形態に於いては、送風部である吸気ファン１２８によって、筐体１２５の側面に設けられた吸気口１２９、プレフィルター１３０、集塵フィルターユニット１００を経て、外気（比較的温度の低い空気）を筐体１２５内に導く。吸気ダクト１３２に納められた吸気ファン１２８で押し込まれた空気は、前記ファン吹き出し口に密着して配置されている光学ユニットダクト１３３に導かれる。光学ユニットダクト１３３には、前記入射側偏光板１１９Ｒ、１１９Ｇ、１１９Ｂ、液晶パネル１２０Ｒ、１２０Ｇ、１２０Ｂ、出射側偏光板１２１Ｒ、１２１Ｇ、１２１Ｂの下部に相当する位置に、青用開口、緑用開口、赤用開口１３４を備えている。光学ユニットダクト１３３に導かれた空気は、これらの開口から光学ユニット１１３内に吹き出される。これらの開口から吹き出された空気は、前記入射側偏光板１１９Ｒ、１１９Ｇ、１１９Ｂ、液晶パネル１２０Ｒ、１２０Ｇ、１２０Ｂ、出射側偏光板１２１Ｒ、１２１Ｇ、１２１Ｂの熱を奪った後、排気ファン１３５によって引き込まれる過程で、ランプ用シロッコファン１３８の作用も手伝って、光源１１１やその周辺機構部品、電源１２７の熱をも奪う。
【００４２】
更に言えば、光源駆動回路（図示省略）、及び映像信号回路（図示省略）も発熱を伴うことから、これらも同時に冷却できるように、この投写型画像表示装置１５０は熱設計が成されている。
【００４３】
排気ファン１３５に至った空気は、筐体１２５に設けられた排気口１３９を経て、筐体１２５の外へ吹き出される。
【００４４】
本実施の形態２においては、実施の形態１に示したのと同様の集塵フィルターユニット１１０の吸気側にプレフィルター１３０を備えてなる。プレフィルター１３０は、目詰まり時間を伸ばすためにそれ自身は極めて目詰まりしにくいものであり、帯電フィルムをハニカム状に非常に目を粗く組み上げた構造のもの（例えば３Ｍ社超低圧損フィルター）を用いている。プレフィルター１３０は、図１０に示すようにフィルター枠１４０の吸気側端に圧入支持されている。
【００４５】
ここでは、フィルター枠１４０は、強度向上のため、その中央に仕切り１４１を設けている。仕切り１４１により、フィルター枠１４０の内側は、２つの部屋に分割されている。静電フィルター１４２は、プリーツ構成の山折り頂点部に支持柱１４３がフィルター枠１４０成型時に同時に形成されている。静電フィルター１４２は支持柱１４３に固着されている。静電フィルター１４２と支持柱１４３は一体となっていることで静電フィルター１４２を固定しプリーツ形状を維持している。
【００４６】
ちなみに、この静電フィルター１４２も、実施の形態１と同様に異なる２種類の合成繊維の混繊維材の不織布部分と、その不織布部分を支持するための補強ネット１４４からなっている。この静電フィルター１４２も、粉塵を捕捉し、埃が堆積することで通気性が劣化した場合に洗浄すると静電気力が一時的に除かれてしまうが、乾燥したのち上記異なる種類の合成繊維間に摩擦を生じさせることで静電気力が回復し、集塵性能を再度得ることができる。再生についても、実施の形態１と同様に、静電フィルター１４２をもむなどの処置が望ましい。しかし、再度集塵フィルターユニット１００を筐体１２５に装備し通風させることでも、吸気の際の空気の移動で繊維間の摩擦が発生し静電気力を回復する事ができる。ただし、空気の移動で合成繊維間に摩擦を発生させるためには、合成繊維は、固定されず、ある程度動く余裕が必要である。そのため、形状維持のための補強ネット１４４を合わせた厚みは、通常の静電フィルターに比べて厚い１ｍｍ以上となっている。また、この静電フィルター１４２も、図２の記載と同様に、プリーツ奥行き方向の長さをＬ、プリーツ山間のピッチをＰとすると、Ｌ／Ｐ≦３として構成されている。ピッチＰが小さいとフィルター自体が狭いので、特に折り曲げ頂点付近での通気性が損なわれてしまい、さらに外観的にもこの値Ｐが小さいと、フィルターのたわみが少しでも、たわみが目立ちやすくなる。
【００４７】
また、補強ネット１４４は、静電フィルター１４２の排気側に配置している。これにより、万一、静電フィルター１４２から繊維の脱落があっても、その繊維が投写型画像表示装置１５０の内側に吸い込まれてしまうことを防ぐことができる。
【００４８】
実施の形態１と同様に、支持柱１４３のうち静電フィルター１４２と一体となっている支持部１０９は、静電フィルター１４２のうちフィルターとしての機能する有効領域が減らないように、極力小さいことが望ましい。また、支持柱１４３の一部をフィルターから逃げるように凹みを設けることで、フィルターとして使えなくなる無効領域を少なくすることがここでも有効であることは言うまでもない。さらに、この支持柱１４３を間引くことも、図１０にあるように可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本願発明は、集塵フィルターユニット、集塵フィルターユニットを用いた投写型画像表示装置、および集塵フィルターユニットを用いた空気清浄機の生産及び販売などに利用することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１００、１３１  集塵フィルターユニット
１０１、１２５  筐体
１０２  吸気部
１０３  排気部
１０４  軸流ファン
１０５、１４２  静電フィルター
１０６  フィルター枠
１０７  支持壁
１０８、１４４  補強ネット
１０９  支持部
１１０、１４３  支持柱
１１１  光源
１１２  反射鏡
１１３  光学ユニット
１１４、１１５  ダイクロイックミラー
１１６、１１７、１１８  全反射ミラー
１１９Ｒ、１１９Ｇ、１１９Ｂ  入射側偏光板
１２０Ｒ、１２０Ｇ、１２０Ｂ  液晶パネル
１２１Ｒ、１２１Ｇ、１２１Ｂ  出射側偏光板
１２２Ｒ、１２２Ｂ  ダイクロイック反射膜
１２４  投写レンズ
１２６  防塵ガラス
１２７  電源
１２８  吸気ファン
１２９  吸気口
１３０  プレフィルター
１３２  吸気ダクト
１３３  光学ユニットダクト
１３４  赤用開口
１３５  排気ファン
１３８  ランプ用シロッコファン
１３９  排気口
１４０  フィルター枠
１４１  仕切り
１５０  投写型画像表示装置
１５５  空気清浄機
１６１  凹部
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルター材料を折り曲げて構成するプリーツフィルターと、
前記プリーツフィルターが内側に取り付けられる枠体と、
前記枠体の内側に設けられ、前記プリーツフィルターの複数の折り曲げ部を支持して該プリーツフィルターの形状を維持する支持手段とを備えている集塵フィルターユニットにおいて、
前記支持手段は、前記枠体に支持され、それぞれが異なる折り曲げ部を固着支持する複数の支持柱を備えており、
前記プリーツフィルターは、空気が侵入する吸気側に、塵埃を捕捉するフィルター部、前記フィルター部で埃が除かれた空気が排出される排気側に、前記フィルター部よりも撓みにくい前記フィルター部の補強のための補強ネットが配された柔軟な静電フィルターであり、
前記フィルター部は、少なくとも異なる２種類の合成繊維の混繊維からなることを特徴とする集塵フィルターユニット。
【請求項２】
前記プリーツフィルターの折り曲げ部は、前記支持柱に埋設されていることを特徴とする請求項１に記載の集塵フィルターユニット。
【請求項３】
前記プリーツフィルターの外周部は、前記枠体に埋設されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の集塵フィルターユニット。
【請求項４】
前記プリーツフィルターは、前記枠体および前記支持柱を成形する際にインサート成形されることで前記枠体および前記支持柱に埋設されることを特徴とする請求項１又は２に記載の集塵フィルターユニット。
【請求項５】
前記プリーツフィルターは、各折り曲げ部を山又は谷とした場合の山と谷の高低差をＬ、前記プリーツフィルターの片面側において隣接する前記山の折り曲げ部間の折り曲げピッチをＰとした場合に２≦Ｌ／Ｐ≦３の関係を満たすように構成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の集塵フィルターユニット。
【請求項６】
前記プリーツフィルターの厚みは１ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載の集塵フィルターユニット。
【請求項７】
前記支持柱は、前記枠体と一体に形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の集塵フィルターユニット。
【請求項８】
前記複数の支持柱は、前記プリーツフィルターの複数の折り曲げ部の一部に対して設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の集塵フィルターユニット。
【請求項９】
前記プリーツフィルターの吸気口側の複数の折り曲げ部では、１つおきに前記支持柱が設けられていることを特徴とする請求項８に記載の集塵フィルターユニット。
【請求項１０】
前記複数の支持柱は、前記プリーツフィルターの排気側の折り曲げ部を支持する支持柱の本数が、前記プリーツフィルターの吸気側の折り曲げ部を支持する支持柱の本数以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の集塵フィルターユニット。
【請求項１１】
前記支持柱では、前記プリーツフィルターの折り曲げ部を支持する箇所の間に、前記プリーツフィルターを支持しない凹部が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の集塵フィルターユニット。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の集塵フィルターユニットを吸気部に備えたことを特徴とする投影型画像表示装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の集塵フィルターユニットを吸気部に備えたことを特徴とする空気清浄機。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図９】
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【図１０】
2012105208.tif 000020
【図３】
2012105208.tif 000021
【図８】
2012105208.tif 000022
【国際調査報告】
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2012105208.tif 000024
2012105208.tif 000025
2012105208.tif 000026
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