(57)【要約】【課題】襞折り状態の各折曲部に通気性を持たせることができて、濾過能力を向上させることができるフィルタエレメントを提供する。【解決手段】フィルタエレメント１１は、不織布１２を襞折りして構成する。エア流Ａの上流側及び下流側に配置される折曲部１１ａ，１１ｂのうちの少なくとも一方の折曲部の繊維密度を、他の部分の繊維密度よりも低くなるように形成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
不織布を襞折りして構成されたフィルタエレメントにおいて、
エア流の上流側及び下流側に配置される折曲部のうちの少なくとも一方の折曲部の繊維密度を、各折曲部間の傾斜壁部の繊維密度よりも低くなるように形成したことを特徴とするフィルタエレメント。
【請求項２】
請求項１のフィルタエレメントに用いられる不織布であって、折曲部に相当する部分の繊維密度を低く形成し、その繊維密度の低い部分に折曲部の折り線を形成したことを特徴とする不織布。
【請求項３】
一方向に移動される移動体上にメルトブローンにより繊維を供給して、フィルタエレメント用の不織布を製造する製造方法において、
前記不織布上でフィルタエレメントの襞の折曲部となる位置の繊維密度を、他の部分の繊維密度よりも低くなるように形成することを特徴とする不織布の製造方法。
【請求項４】
前記移動体の移動速度を速くすることにより、繊維密度を低くすることを特徴とする請求項３に記載の不織布の製造方法。
【請求項５】
移動体上に供給される繊維の量を少なくすることにより、繊維密度を低くすることを特徴とする請求項３または４に記載の不織布の製造方法。
【請求項６】
前記移動体にその移動方向に間隔をおいて移動方向と直交する方向に延びる凹部及び凸部を交互に形成したことを特徴とする請求項３〜５のうちのいずれか一項に記載の不織布の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エンジンに対する吸気のためのエアクリーナに用いられるフィルタエレメント、そのフィルタエレメントに加工される不織布及びそのフィルタエレメントを形成するための不織布の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のフィルタエレメントとしては、例えば特許文献１に開示されるような構成が提案されている。この従来構成においては、図８（ａ）に示すように、繊維密度を均一にした所定厚さの不織布４１を襞状に折り曲げ成形することにより、図８（ｂ）に示すように、複数の折曲部４２ａ，４２ｂを有するフィルタエレメント４２が形成されている。そして、このフィルタエレメント４２を用いてエアクリーナのフィルタエレメントを構成した場合、フィルタエレメント４２のひとつおきの折曲部４２ａがエア流Ａの上流側に配置されるとともに、残りの折曲部４２ｂがエア流の下流側に配置されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２８４０１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、この従来構成においては、前記のように不織布４１，すなわちフィルタエレメント４２の繊維密度が均一である。このため、その不織布を襞状に折り曲げた状態においては、各折曲部４２ａ，４２ｂの部分が薄肉になって繊維密度が高くなるとともに、その折曲部４２ａ，４２ｂの両側部分が重ねられて通気性が悪くなる。このため、各折曲部４２ａ，４２ｂ及びその近傍部分の濾過能力の低下と通気抵抗の増加とを招くという問題があった。
【０００５】
この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、襞折り状態の各折曲部及びその近傍部分に充分な通気性を持たせることができて、濾過能力を向上させることができるとともに、通気抵抗を低くすることができるフィルタエレメント，不織布及びフィルタエレメント用の不織布の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、この発明は、不織布を襞折りして構成されたフィルタエレメントにおいて、エア流の上流側及び下流側に配置される折曲部のうちの少なくとも一方の折曲部の繊維密度を、各折曲部間の傾斜壁部の繊維密度よりも低くなるように形成したことを特徴としている。
【０００７】
従って、この発明のフィルタエレメントにおいては、折曲部の繊維密度が低いために、折曲部及びその近傍部分の通気性を確保することができる。よって、フィルタエレメント全体の濾過能力を向上させることができるとともに、通気抵抗を低減できる。
【０００８】
前記不織布の繊維密度の低い部分に折曲部の折り線を形成するとよい。このようにすれば、折曲部の形成を容易に行うことができる。なお、この折り線としては、折曲部の折り曲げを容易にするために、不織布に形成した線状の溝部等がある。
【０００９】
また、この発明は、一方向に移動される移動体上にメルトブローンにより繊維を供給して、フィルタエレメント用の不織布を製造する製造方法において、前記不織布上でフィルタエレメントの襞の折曲部となる位置の繊維密度を、他の部分の繊維密度よりも低くなるように形成することを特徴としている。
【００１０】
従って、この発明の製造方法によれば、襞折り状のフィルタエレメントの形成に適応するように、繊維密度を変化させた不織布をメルトブローンにより容易に製造することができる。
【００１１】
前記の製造方法において、前記移動体の移動速度を速くすることにより、繊維密度を低くするとよい。このようにした場合には、移動体の移動速度を変化させるという簡単な制御により、不織布の繊維密度を変更することができる。
【００１２】
前記の製造方法において、供給される繊維の量を少なくすることにより、繊維密度を低くするとよい。このようにした場合には、メルトブローで供給される繊維の量を変化させるという簡単な制御により、不織布の繊維密度を変更することができる。
【００１３】
前記移動体にその移動方向に間隔をおいて移動方向と直交する方向に延びる凹部及び凸部を交互に形成するとよい。このようにすれば、折り線を容易に形成することができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、この発明によれば、襞折り状態の各折曲部に通気性を持たせることができて、濾過能力を向上と通気抵抗の低下とを達成させることができるという効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施形態のフィルタエレメントを示す要部斜視図。
【図２】（ａ）は図１のフィルタエレメントを形成するための不織布を示す部分断面図、（ｂ）は同不織布により形成されたフィルタエレメントを示す要部断面図。
【図３】図２の不織布及びフィルタエレメントを製造するための製造方法を示す斜視図。
【図４】（ａ）は第２実施形態のフィルタエレメントを形成するための不織布を示す部分断面図、（ｂ）は同不織布により形成されたフィルタエレメントを示す要部断面図。
【図５】第３実施形態のフィルタエレメントを形成するための不織布を示す部分断面図。
【図６】図５の不織布を製造するための製造方法を示す斜視図。
【図７】図６の製造装置のコンベアを示す部分斜視図。
【図８】（ａ）は従来のフィルタエレメントを形成するための不織布を示す部分断面図、（ｂ）は同不織布により形成されたフィルタエレメントを示す要部断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（第１実施形態）
以下に、この発明を具体化したフィルタエレメントの第１実施形態を、図１及び図２（ａ）（ｂ）に従って説明する。
【００１７】
図１及び図２（ｂ）に示すように、この実施形態のフィルタエレメント１１は、不織布１２を襞状に折り曲げ成形して、一定周期的に連続した複数の折曲部１１ａ，１１ｂを有するように構成されている。各折曲部１１ａ，１１ｂは、鋭角状をなしている。そして、このフィルタエレメント１１を用いてエアクリーナのフィルタエレメントを構成した場合、フィルタエレメント１１の図２（ｂ）の下部側に位置するひとつおきの折曲部１１ａがエア流Ａの上流側に配置されるとともに、残りの折曲部１１ｂがエア流の下流側に配置される。
【００１８】
図２（ａ）に示すように、前記フィルタエレメント１１に用いられる不織布１２には、繊維密度の低い部分１２ａと、繊維密度の高い部分１２ｂとが交互に設けられている。そして、図２（ｂ）に示すように、不織布１２における繊維密度の低い部分１２ａによりフィルタエレメント１１の折曲部１１ａ，１１ｂが形成されるとともに、繊維密度の高い部分１２ｂにより折曲部１１ａ，１１ｂ間の傾斜壁部１１ｃが形成される。その結果、不織布１２が襞状に折り曲げられた状態においては、その折曲部１１ａ，１１ｂ及びその両側部分の繊維密度が高くなることが防止され、それらの部分の通気性が傾斜壁部１１ｃとほぼ同等に確保される。
【００１９】
次に、前記のように構成されたフィルタエレメント１１の不織布１２を製造するための製造方法を、図３に従って説明する。
さて、この不織布の製造方法においては、水平面上に配置された移動体としてのコンベア１６が図３の矢印方向に走行されながら、メルトブロー装置１７の下面に列設された複数のノズル１７ａからコンベア１６上に溶融状態の合成樹脂繊維１８がブローされながら供給される。この合成樹脂繊維１８の供給により、コンベア１６上にシート状の不織布１２が連続的に形成される。この場合、コンベア１６の移動速度が、通常速度とそれよりも速い速度とに交互に切り換えられる。この速度の切り換えにより、不織布１２には、繊維密度の高い部分１２ｂと、繊維密度の低い部分１２ａとが交互に形成される。つまり、コンベア１６の速度が速いときにメルトブロー装置に対向する部分においては、不織布１２の繊維密度が低くなる。
【００２０】
そして、不織布１２の移動方向の下流側において、一対の上方ブレード１９及び１枚の下方ブレード２０が不織布１２に対して接近及び離間の方向へ往復移動されることにより、不織布１２が襞折りされて、複数の折曲部１１ａ，１１ｂを有するフィルタエレメント１１が形成される。この場合、不織布１２に対向配置された透光素子２１ａと受光素子２１ｂとよりなる光センサ２１により、不織布１２上の繊維密度の低い部分１２ａが検出される。そして、繊維密度の低い部分が規則的に一定ピッチで形成されるように、光センサ２１による前記検出に基づいてコンベア１６の移動速度が調節される。また、繊維密度の低い部分１２ａに折曲部１１ａ，１１ｂが規則的に一定ピッチで形成されるように、光センサ２１による前記検出に基づいて両ブレード１９，２０の作動タイミングが決定される。
【００２１】
そして、以上のようにして襞折りされた不織布１２が適宜な大きさに切断されて、フィルタエレメント１１となる。このようにして襞状に構成されたフィルタエレメント１１は、折曲部１１ａ，１１ｂ及びその近傍部分である両側部分の繊維密度が傾斜壁部１１ｃの繊維密度とほぼ等しくなるため、エアがフィルタエレメント１１全体にわたってそのエレメント１１の繊維間を均等に透過する。このため、フィルタエレメント１１全体にわたって均等な濾過能力を得ることができるとともに、通気抵抗を低くすることができて、エンジンの燃焼効率を向上できる。
【００２２】
従って、この実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）  このフィルタエレメント１１においては、襞折り状態の各折曲部１１ａ，１１ｂとなる部分の繊維密度が、傾斜壁部１１ｃの繊維密度よりも低くなるように形成されている。このため、エレメント１１全体が均等な通気性を確保することができ、濾過能力と通気抵抗低下とを達成できる。
【００２３】
（２）  フィルタエレメント１１においては、繊維密度の低い部分が、周期的に形成されているため、軽量化が可能となる。また、前記のように、濾過能力を向上できるため、フィルタエレメント１１を小形化でき、従って、さらなる軽量化が可能となる。このため、このフィルタエレメント１１は、自動車のエアクリーナ用として好適である。
【００２４】
（３）  このフィルタエレメント用の不織布の製造方法においては、メルトブローンにより不織布１２を形成する際に、コンベア１６の速度を変化させるのみで繊維密度の低い部分１２ａを形成している。このため、繊維密度を変化させた不織布１２を容易に製造することができる。
【００２５】
（第２実施形態）
次に、この発明を具体化した第２実施形態を、前記第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００２６】
さて、この第２実施形態においては、図４（ａ）に示すように、フィルタエレメント１１用の不織布１２が基布（不織布）２４と、その基布２４上に所定間隔おきで重ね合わされた重合布（不織布）２５とより構成されている。基布２４は全体が均一な繊維密度である。基布２４と重合布２５とはニードルパンチングによって一体化されている。以上の構成により、不織布１２において重合布２５が設けられていない部分に繊維密度の低い部分１２ａが形成されるとともに、重合布２５の設けられている部分に繊維密度の高い部分１２ｂが形成されている。
【００２７】
そして、図４（ｂ）に示すように、この不織布１２よってフィルタエレメント１１を襞折りする際に、重合布２５が存在しない繊維密度の低い部分１２ａにより、フィルタエレメント１１の折曲部１１ａ，１１ｂが形成されている。それとともに、重合布２５が存在する繊維密度の高い部分１２ｂにより、折曲部１１ａ，１１ｂ間の傾斜壁部１１ｃが形成されている。
【００２８】
従って、この第２実施形態においても、前記第１実施形態に記載の（１）（２）の効果と同様な効果を得ることができる。
（第３実施形態）
次に、この発明を具体化した第３実施形態を、前記第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００２９】
さて、この第３実施形態においては、図５に示すように、前記第１実施形態と同様で、フィルタエレメント１１用の不織布１２に繊維密度の低い部分１２ａと、繊維密度の高い部分１２ｂとが交互に設けられている。そして、繊維密度の低い部分１２ａには、幅方向に延びる下向きの折り溝２６及び上向きの折り溝２７が交互に形成されている。これらの折り溝２６，２７は折り曲げ線を構成し、この折り曲げ線において不織布１２を襞折りして、フィルタエレメント１１の折曲部１１ａ，１１ｂを形成するようになっている。
【００３０】
次に、前記不織布１２を製造するための製造方法について説明する。図６及び図７に示すように、この不織布１２の製造方法に使用されるコンベア１６には、その移動方向と直交する方向である幅方向に延びる凹部２８及び凸部２９が交互に一定ピッチで形成されている。凹部２８には、複数の小孔３０が形成されている。メルトブロー装置１７に対応して、コンベア１６の下方にエア吸引装置３１が配置されている。そして、このエア吸引装置３１により、コンベア１６上の凹部２８の小孔３０を介してエアが吸引されながら、メルトブロー装置１７からコンベア１６上に合成樹脂繊維１８が供給されて、不織布１２が形成される。
【００３１】
この場合、前記第１実施形態の場合と同様に、コンベア１６の移動速度が、通常速度とそれよりも高い速度とに切り換えされることにより、不織布１２に繊維密度の高い部分１２ｂと、繊維密度の低い部分１２ａとが交互に形成される。そして、不織布１２に繊維密度の低い部分１２ａが形成される際に、コンベア１６上の凹部２８及び凸部２９により、繊維密度の低い部分１２ａに折り溝２６，２７が形成される。
【００３２】
従って、この第３実施形態においても、前記第１実施形態に記載の効果とほぼ同様な効果を得ることができる。
また、この第３実施形態においては、以下の効果がある。
【００３３】
（４）  不織布１２の繊維密度の低い部分１２ａに折り曲げ線としての折り溝２６，２７が形成されるため、これらの折り曲げ線に沿って、不織布１２を容易に襞折り加工することができる。
【００３４】
（５）  コンベア１６の凹部２８には小孔３０が形成され、エア吸引装置３１によりその小孔３０からエアが吸引されるため、凹部２８上に供給された合成樹脂繊維１８は、凹部２８の内面に沿う形状となる。このため、合成樹脂繊維１８が凹部２８内に至ることなく凹部２８の開口部を跨いでしまうことを防止でき、その凹部２８によって折り溝２６を適切に形成できる。
【００３５】
（変更例）
なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・  前記各実施形態においては、不織布１２の製造に際して、コンベア１６の移動速度を周期的に一時速くすることにより、繊維密度の低い部分１２ａを形成しているが、メルトブロー装置１７から供給される合成樹脂繊維１８の量を周期的に少なくすることにより、繊維密度の低い部分１２ａを形成するように変更すること。あるいは、コンベア１６の移動速度を周期的に速くするとともに、それと同期して合成樹脂繊維１８の供給量を少なくすること。
【００３６】
・  前記各実施形態においては、エア流Ａの上流側及び下流側に配置される両折曲部１１ａ，１１ｂの繊維密度を、他の部分の繊維密度よりも低くなるように形成しているが、エア流Ａの上流側及び下流側に配置される両折曲部１１ａ，１１ｂのうちで、一方のみ、例えば下流側に配置される一方の折曲部１１ｂのみの繊維密度を他の部分の繊維密度よりも低くなるように形成すること。
【００３７】
・  前記第２実施形態においては、不織布１２の基布２４上に複数の重合布２５を所定間隔おきで配置しているが、メルトブロー装置により基布２４を形成した後に、別のメルトブロー装置により基布２４上に重合布２５を一体に形成すること。
【００３８】
・  前記第３実施形態においては、コンベア１６上の凹部２８及び凸部２９により、不織布１２の繊維密度の低い部分１２ａに折り線としての折り溝２６，２７を形成しているが、平板状の不織布１２を形成した後、襞折り加工に先立って、ブレード等により繊維密度の低い部分１２ａに浅溝状の折り溝２６，２７を形成すること。
【符号の説明】
【００３９】
１１…フィルタエレメント、１１ａ，１１ｂ…折曲部、１１ｃ…傾斜壁部、１２…不織布、１２ａ…繊維密度の低い部分、１２ｂ…繊維密度の高い部分、１６…移動体としてのコンベア、１７…メルトブロー装置、１８…合成樹脂繊維、２８…凹部、２９…凸部、Ａ…エア流。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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８】
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