(57)【要約】【課題】  ケースからのフィルタエレメントの取り外しの際にケースの流出口へゴミが入るのを防止するための構造のコスト低減を図る。【解決手段】  フィルタエレメント２をケース３の内部に着脱自在に保持し、ケース３の流入口１０から流入した気体を濾材２１によって濾過した後、ケース３の流出口１２から流出させるエアフィルタ装置１において、濾材２１として、開口２４が形成された袋部２５が開口２４側から見てロール状に形成され、その袋部２５において径方向で隣り合う開口２４の縁部２８が一体化されて形成された濾材２１を採用し、袋部２５の内側から外側へ向けて気体を流すようにした。これにより、濾材２１に捕捉されたゴミが袋部２５の内側に溜まり、フィルタエレメント２の取り外しの際にゴミがケース３の流出口１２に入るのを防止でき、従来のエアフィルタ装置に設けられているゴミ対策用のインナーフィルタエレメントが不要となる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口が形成された袋部が前記開口側から見てロール状に形成され前記袋部において径方向で隣り合う前記開口の縁部が一体化されて形成された濾材を有するフィルタエレメントと、
このフィルタエレメントを内部に着脱自在に保持し、前記袋部の内側に連通され気体が流入する流入口と前記袋部の外側に連通され流入した気体が流出する流出口とを有するケースと、
を備えるエアフィルタ装置。
【請求項２】
前記袋部の開口が閉じるのを規制する規制部を備える請求項１記載のエアフィルタ装置。
【請求項３】
前記規制部は、前記濾材に設けられ前記袋部の内側に突出した突部である請求項２記載のエアフィルタ装置。
【請求項４】
前記濾材は、１枚のシート状の基濾材が２つ折りにされて２つの壁を形成した状態でロール状に巻回されることにより、一方の前記壁が前記袋部の外周壁を形成し他方の前記壁が前記袋部の内周壁を形成した構造であり、
前記濾材には、前記外周壁と前記記内周壁とのロール半径差による前記内周壁の歪みを吸収した歪吸収構造が設けられている請求項１，２又は３記載のエアフィルタ装置。
【請求項５】
前記歪吸収構造は、前記濾材に形成された襞である請求項４記載のエアフィルタ装置。
【請求項６】
前記フィルタエレメントは、可燃性を有する材質で形成されている請求項１，２，３，４又は５記載のエアフィルタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体を濾過するエアフィルタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車や建機に搭載されるエンジンなどに用いられるエアフィルタ装置では、一般的に、装置の小型化を図りつつ濾過容量を大きくするために、濾材としては、円筒状に形成され周方向に複数の襞が形成された襞付き円筒タイプの濾材が採用されている。この濾材は、フィルタエレメントとしてユニット化されて、フィルタエレメントごと、交換可能とされている。
【０００３】
このような従来のエアフィルタ装置を図８及び図９に基づいて説明する。エアフィルタ装置１０１では、ケース１０２の内部にフィルタエレメント１０３が設けられており、ケース１０２の蓋１０４を開けることによりフィルタエレメント１０３を取り出すことが可能となっている。ケース１０２には、空気が流入する流入口１０５と、空気が流出する流出口１０６とが設けられている。流出口１０６は、エンジンに連通されている。フィルタエレメント１０３には、襞付き円筒タイプの濾材が設けられている。このエアフィルタ装置１０１では、流入口１０５から流入した空気がフィルタエレメント１０３の濾材１０７の外周面から内周面に向かって濾材１０７を通過して、フィルタエレメント１０３の内部に流れ込む。この際、濾材１０７によって濾過が行われる。その後、空気は、流出口１０６からエンジンへ供給される。このように、濾材１０７の外側から内側へ空気を流すことで、襞の外側をゴミ溜めとして機能させている。
【０００４】
この構造では、フィルタエレメント１０３の濾材１０７の外周面に、捕捉した塵埃などのゴミが付着している。従って、フィルタエレメント１０３が交換などのために取り外される際には、濾材１０７の外周面に付着したゴミが濾材１０７から剥離して、ケース１０２の内部に落ちることがある。この飛び散ったゴミがケース１０２の流出口１０６からエンジンに入ることを防止するために、ケース１０２には、フィルタエレメント１０３の内側に位置させて流出口１０６に連通させたインナーフィルタエレメント１０８が設けられており、このインナーフィルタエレメント１０８が飛び散ったゴミを捕捉する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、フィルタエレメント１０３の取り外しの際にエンジンにゴミが入るのを防止するためにインナーフィルタエレメント１０８を設けることにより、エアフィルタ装置１０１の構造が複雑化する、コストが増加する等の問題が発生する。
【０００６】
本発明の目的は、ケースからのフィルタエレメントの取り外しの際にケースの流出口へゴミが入るのを防止するための構造のコスト低減を図ることである。
【０００７】
本発明の目的は、ケースからのフィルタエレメントの取り外しの際にケースの流出口へゴミが入るのを簡素な構造で防止することができるエアフィルタ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載の発明のエアフィルタ装置は、開口が形成された袋部が前記開口側から見てロール状に形成され前記袋部において径方向で隣り合う前記開口の縁部が一体化されて形成された濾材を有するフィルタエレメントと、このフィルタエレメントを内部に着脱自在に保持し、前記袋部の内側に連通され気体が流入する流入口と前記袋部の外側に連通され流入した気体が流出する流出口とを有するケースと、を備える。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のエアフィルタ装置において、前記袋部の開口が閉じるのを規制する規制部を備える。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項２記載のエアフィルタ装置において、前記規制部は、前記濾材に設けられ前記袋部の内側に突出した突部である。
【００１１】
請求項４記載の発明は、請求項１，２又は３記載のエアフィルタ装置において、前記濾材は、１枚のシート状の基濾材が２つ折りにされて２つの壁を形成した状態でロール状に巻回されることにより、一方の前記壁が前記袋部の外周壁を形成し他方の前記壁が前記袋部の内周壁を形成した構造であり、前記濾材には、前記外周壁と前記記内周壁とのロール半径差による前記内周壁の歪みを吸収した歪吸収構造が設けられている。
【００１２】
請求項５記載の発明は、請求項４記載のエアフィルタ装置において、前記歪吸収構造は、前記濾材に形成された襞である。
【００１３】
請求項６記載の発明は、請求項１，２，３，４又は５記載のエアフィルタ装置において、前記フィルタエレメントは、可燃性を有する材質で形成されている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ケースからのフィルタエレメントの取り外しの際にケースの流出口へゴミが入るのを防止するための構造のコスト低減を図ることができる。
【００１５】
本発明によれば、ケースからのフィルタエレメントの取り外しの際にケースの流出口へゴミが入るのを簡素な構造で防止することができるエアフィルタ装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の第１の実施の形態を図１ないし図４に基づいて説明する。
【００１７】
図１は本実施の形態のエアフィルタ装置１を概略的に示す縦断正面図である。図１に示すように、エアフィルタ装置１には、内部に円筒状のフィルタエレメント２を着脱自在に保持するケース３が設けられている。
【００１８】
ケース３は、上側が開口２４されたケース本体４と、このケース本体４の上側を開閉する蓋５とから構成されている。蓋５の外周の下部には、蓋５をケース本体４に固定する固定手段としての複数のフック６（図では、一つだけを示している）が設けられている。これらのフック６をケース本体４の上部に形成された係止め部７に係止めすることにより、蓋５がケース本体４に固定される。これらのケース本体４と蓋５との間にはパッキン８が挟まれており、これによりケース本体４と蓋５との間の気密性が確保される。ここで、図２に、フック６による係止め部７に対する係止めが解除されて蓋５が開けられ、フィルタエレメント２が取り出される状態のエアフィルタ装置１を示す。なお、蓋５をケース本体４に固定する固定手段としては、フック６による係止めに限るものではなく、例えば、ネジ（図示せず）によるネジ止めであってもよい。
【００１９】
蓋５の上壁９には、濾過対象である空気などの気体をケース３の内部に流入させるための流入口１０が設けられている。ケース本体４の底壁１１には、ケース３の内部から気体を流出させるための流出口１２が設けられている。流入口１０、流出口１２、フィルタエレメント２は同軸上に配置されている。
【００２０】
フィルタエレメント２を説明する。図３はフィルタエレメント２を示す平面図である。図２及び図３に示すように、フィルタエレメント２は、ロール状の濾材２１と、この濾材２１の内周側に設けられた円筒状の芯部材２２と、濾材２１の外周を覆う円筒状の外筒部材２３とによって構成されている。濾材２１の内周側の上部は、芯部材２２に接着固定され、濾材２１の外周側の上部は外筒部材２３に接着固定されている。これにより、芯部材２２と外筒部材２３とは、濾材２１を保持する濾材保持部材として機能している。
【００２１】
芯部材２２の一方の端面（本実施の形態では下面）は、閉止されている。外筒部材２３の両端は、開口２４されている。これらの芯部材２２及び外筒部材２３の材質としては、例えば、紙、木、樹脂等の可燃性を有する材質や金属等を挙げることができる。
【００２２】
濾材２１は、上面側に開口２４が形成された袋部２５を有しており、開口２４側から見てロール状に形成されている。従って、袋部２５も開口２４側から見てロール状に形成されている（図３参照）。ここで、袋部２５における外周側のロール状の壁が外周壁２６、内周側のロール状の壁が内周壁２７である。また、濾材２１では、袋部２５においてロールの径方向で隣り合う開口２４の縁部２８が一体化されて形成されている。従って、濾材２１の縦断面は、蛇腹状となっている（図２参照）。袋部２５の内周壁２７には、上下方向に沿った形状の襞２９がロール方向に所定間隔で複数形成されている（図３参照）。これらの襞２９は、袋部２５の内側に突出した形状に形成されている。この襞２９は、後述する歪吸収構造であるとともに、袋部２５の開口２４が閉じるのを規制する規制部である突部としても機能する。濾材２１には、複数の空孔（図示せず）が形成されており、この構造によって、濾材２１は空気などの気体を濾過する。この濾材２１の材質としては、例えば、紙、布、樹脂等の可燃性を有する材質を挙げることができる。
【００２３】
このような濾材２１の製造方法を説明する。図４は濾材２１の製造工程を説明するための斜視図である。図４に示すように、まず、加工前の濾材２１である長尺状の１枚のシート状の基濾材２１´を短手方向の中心で２つ折りにして２重構造の壁２６´，２７´を形成する。これらの壁２６´，２７´の一方の壁２６´が外周壁２６となり、他方の壁２７´が内周壁２７となるものである。以後の説明においては、これらの壁２６´，２７´も外周壁２６、内周壁２７と呼ぶ。次に、内周壁２７に、外周壁２６に向かって突出するように襞２９を所定の間隔で複数作製する。このとき、襞２９の内側の両面を接着剤により貼り合せる。そして、長手方向の一端部側の外周壁２６と内周壁２７とを互いに接着剤により接着する。そして、この一端部側を芯部材２２に接着剤で接着しながら巻き付けて、基濾材２１´をロール状に巻く。このとき、基濾材２１´の外周壁２６の外周側の面の上部２６ａに接着剤を塗布しながら巻く。これにより、外周壁２６の外周側の面の上部２６ａとその外周に巻かれる内周壁２７の内周側の面の上部が接着される。そして、基濾材２１´の長手方向の他端部側（巻き終了側）の外周壁２６と内周壁２７とを互いに接着剤により接着する。これにより、開口２４を有したロール状の袋部２５が形成されるとともに、袋部２５において径方向で隣り合う開口２４の縁部２８が一体化されて形成される。
【００２４】
ここで、襞２９を形成する意味を説明する。仮に襞２９を作製しないで２つ折りの基濾材２１´をロール状に巻く場合には、ロールの外周側となる外周壁２６と内周側となる内周壁２７とのロール半径差により、内周壁２７に歪みが生じてしまう。詳しくは、ロールにおいては外側よりも内側の方がロール長さが短くなるが、内周壁２７と外周壁２６とが一体となっていることから、内周側に位置する内周壁２７の長さが余ってしまい、歪みとして現れる。濾材２１の厚みが厚いほど、この歪みが大きくなり、濾材２１を巻くことが困難となってしまう。そこで、襞２９を作製して内周壁２７の余った長さを吸収することで歪みを吸収している。
【００２５】
次に、このようなフィルタエレメント２の取り付け構造を説明する。図１及び図２に示すように、ケース本体４の内部の下部には、フィルタエレメント２の下端を支持する支持板３１が設けられている。この支持板３１は、ケース本体４の内径よりも小径の円盤状に形成されるとともに、複数の空孔を有するメッシュ状に形成されている。支持板３１は、ケース本体４でのフィルタエレメント２の着脱方向である上下方向にスライド自在に設けられ、支持板３１の下方においてケース本体４に設けられたコイルバネ３２により支持されている。一方、蓋５の内側には、フィルタエレメント２の外筒部材２３の上部が嵌合する段差形状を有する円環状の嵌合部３３が設けられている。この嵌合部３３は、ウレタンやゴムなどの弾性を有する材料により形成され、パッキンとしても機能する。
【００２６】
この構造では、蓋５の嵌合部３３にフィルタエレメント２の外筒部材２３の上部を嵌合させた状態で、ケース本体４の中にフィルタエレメント２を収納し、蓋５を閉めて、フック６により蓋５をケース本体４に固定することにより、フィルタエレメント２が支持板３１に当接して支持板３１を下方に押す。このとき、コイルバネ３２が縮んで圧縮バネとして機能し、支持板３１を上方に向かって付勢する。これにより、図１に示すように、フィルタエレメント２は、嵌合部３３と支持板３１により挟持されてケース３の内部に保持される。このように、ケース３の内部にフィルタエレメント２が保持された状態においては、蓋５の流入口１０とフィルタエレメント２の袋部２５の開口２４とを連通する流路３４と、濾材２１の袋部２５の外側とケース本体４の流出口１２とを連通する流路３５とがケース３の内部に形成される。
【００２７】
フィルタエレメント２をケース３から取り出す場合には、蓋５をケース本体４から取り外した後、蓋５からフィルタエレメント２を取り外せばよい。
【００２８】
このような構成において、流入口１０からケース３の内部に流入した濾過対象の空気などの気体の流れを図１中に矢印で示す。流入口１０からケース３の内部に流入した気体は、流路３４に沿って流れ、フィルタエレメント２の袋部２５の開口２４から袋部２５の内側に流入する。袋部２５の内側に流入した気体は、濾材２１を通過して濾材２１の外部（袋部２５の外側）に流出し、その後、流路３５に沿って流れて、ケース３の流出口１２へ至り、エアフィルタ装置１の外部へ流出する。このとき、気体中に含まれている塵や埃などのゴミが気体とともに移動する過程で濾材２１により捕捉されて気体中から除去される。
【００２９】
このとき、気体がフィルタエレメント２の袋部２５の内部から外部へ流れて濾材２１を通過することから、袋部２５の内側がゴミ溜めとして機能し、濾材２１が捕捉したゴミは袋部２５の内側に溜まるようになる。よって、フィルタエレメント２を交換や洗浄などのためにケース３から取り外す際に、振動などにより濾材２１が捕捉したゴミが濾材２１から剥離しても袋部２５の内部に留まるので、濾材２１が捕捉したゴミがフィルタエレメント２の外部に落ちることが防止される。よって、濾材２１に捕捉されたゴミがケース３の内部に落ちることが防止され、流出口１２へゴミが入るのが防止される。従って、本実施の形態のエアフィルタ装置１では、従来のエアフィルタ装置１０１においてフィルタエレメント１０３の取り外しの際に流出口１０６へゴミが入るのを防止するために設けられているインナーフィルタエレメント１０８を設ける必要がなく、従来に比べ、フィルタエレメント２の取り外しの際に流出口１２へゴミが入るのを防止する構造のコスト低減を図ることができる。また、従来に比べて簡素な構造で、フィルタエレメント２の取り外しの際に流出口１２へゴミが入るのを防止することができる。また、エアフィルタ装置１の軽量化が実現される。
【００３０】
また、上記のような濾過の過程においては、気体の流れによって、袋部２５の外周壁２６と内周壁２７とを密着させて開口２４を閉じるような力が濾材２１に加えられることがあるが、本実施の形態では、袋部２５の開口２４が閉じられるのを規制する規制部である突部として機能する襞２９が濾材２１に設けられていることにより、袋部２５が閉じるのが規制されているので、袋部２５が閉じることによる濾材２１の濾過容量が減少することが防止される。ここで、濾材２１として、開口が形成された袋部が開口側から見てロール状に形成され袋部において径方向で隣り合う開口の縁部が一体化されて形成された濾材としては、液体燃料用のものが知られているが、液体においては、袋部が閉じられても液体が濾材にしみ込むので上記のような問題は生じないので上記のような対策はとられていない。即ち、上記のような規制部が有効となるのは、本発明が濾過対象を気体としているためである。
【００３１】
また、本実施の形態においては、規制部が、濾材２１に設けられ袋部２５の内側に突出した突部である襞２９であることにより、規制部を容易に実現することができる。
【００３２】
また、本実施の形態においては、濾材２１は、１枚のシート状の濾材２１が２つ折りにされて２つの壁２６´，２７´を形成した状態でロール状に巻回されることにより一方の壁２６´が袋部２５の外周壁２６を形成し他方の壁２７´が袋部２５の内周壁２７を形成した構造であり、濾材２１には、袋部２５の外周壁２６と内周壁２７とのロール半径差による内周壁２７の歪みを吸収した歪吸収構造である襞２９が設けられていることにより、歪みのない、形の整った濾材２１となる。
【００３３】
また、本実施の形態においては、歪吸収構造は、濾材２１に形成された襞２９であることにより、歪吸収構造を容易に実現することができる。このとき、襞２９を袋部２５の内部に突出して形成することにより、襞２９を規制部として機能させることができ、即ち、一つの構造によって歪吸収構造と規制部の機能を持たせることとなるので、それらの機能を別々の構造によって実現させる場合に比べて、濾材２１の構成を簡素化させることができる。
【００３４】
また、本実施の形態においては、フィルタエレメント２の材質として可燃性を有する材質を用いた場合には、フィルタエレメント２を焼却処分することができる。
【００３５】
また、本実施の形態においては、フィルタエレメント２を支持する支持板３１が、フィルタエレメント２の着脱方向である上下方向にスライド自在に設けられ、支持板３１の下方においてケース本体４に設けられたコイルバネ３２により支持されていることにより、フィルタエレメント２の軸方向の製造誤差を吸収してフィルタエレメント２をケース３の内部に収納することができる。
【００３６】
また、ロール状の濾材２１は、その製造工程において巻き取りピッチを調整する等により、濾過性能を維持したまま小型化できるので、この濾材２１を用いたフィルタエレメント２及びエアフィルタ装置１の小型化を図ることができる。
【００３７】
なお、本実施の形態では、規制部としての突部を襞２９により実現させた例を説明したがこれに限られるものではない。規制部としての突部は、例えば、樹脂製のホットメルトを濾材２１において袋部２５の内側に接着することにより設けることができる。さらには、規制部としては、袋部２５に、ネットや不織布を挿んでもよい。
【００３８】
また、本実施の形態では、歪吸収構造として襞２９を設けた例を説明したがこれに限るものではない。例えば、歪吸収構造としては、濾材を製造する際に、内周壁２７に上下方向に切り込みを入れて、切り込みの両側を重ね合わせて接着する構造を採用し、この構造を所定の間隔をおいて複数形成し、これにより、内周壁２７の長さの余り分を吸収して歪みを吸収させてもよい。
【００３９】
また、本実施の形態では、フィルタエレメント２の下端側に対する支持構造として、支持板３１及びコイルバネ３２を採用した例を説明したが、これに限るものではない。ここで、フィルタエレメント２の下端側に対する支持構造の別例を説明する。図５に示すように、この別例では、フィルタエレメント２の下端側をクッション材４１を介して支持台４２によって支持している。クッション材４１は、弾性材によって円環状に形成されており、その内側を気体が流れるようになっている。また、支持台４２は、五徳状に形成されており、その内側を気体が流れるようになっている。
【００４０】
次に、本発明の第２の実施の形態を図６及び図７に基づいて説明する。前述した第１の実施の形態と同じ部分は同一符号で示し、説明も省略する。
【００４１】
図６は、本実施の形態のフィルタエレメント５０を示す平面図である。本実施の形態は、歪吸収構造及び規制部としての突部として機能する濾材５１の襞５９が第１の実施の形態に対して異なる。本実施の形態の襞５９は、襞５９同士が連続的に形成されており、襞５９の間隔は、第１の実施の形態の襞２９の間隔よりも小さい。また、襞５９の上部における内側には、接着剤６０が充填されている。この接着剤６０により、気体が襞５９の内側を通過することが防止されている。
【００４２】
このような濾材５１の製造方法を図７に基づいて説明する。図７は、濾材５１の製造工程を説明するための斜視図である。本実施の形態では、襞５９に関する部分以外は、第１の実施の形態と同じであるので、その部分については説明を省略する。本実施の形態では、シート状の基濾材２１´を短手方向の中心で２つ折りにして外周壁２６，内周壁２７を形成する前に、内周壁２７とする部分を一対の噛み合いギヤ（図示せず）間に通して、襞５９を作製する。そして、基濾材２１´を２つ折りにして外周壁２６，内周壁２７を形成し、基濾材２１´の外周壁２６の外周側の面の上部２６ａに接着剤６０を塗布しながら巻くときに、襞５９の上部の内側の空間を接着剤６０で埋める。
【００４３】
このような構成においては、基濾材２１´を一対の噛み合いギヤに通すことで、襞５９を作製することができるので、襞５９を簡単に作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第１の実施の形態のエアフィルタ装置を概略的に示す縦断正面図である。
【図２】蓋が開けられケースからフィルタエレメントが取り出される状態のエアフィルタ装置を示す縦断正面図である。
【図３】フィルタエレメントを示す平面図である。
【図４】濾材の製造工程を説明するための斜視図である。
【図５】フィルタエレメントの支持構造の別例を示す斜視図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態のフィルタエレメントを示す平面図である。
【図７】濾材の製造工程を説明するための斜視図である。
【図８】従来のエアフィルタ装置を概略的に示す縦断正面図である。
【図９】蓋が開けられケースからフィルタエレメントが取り出される状態のエアフィルタ装置を示す縦断正面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１        エアフィルタ装置
２        フィルタエレメント
３        ケース
１０      流入口
１２      流出口
２１      濾材
２１´    基濾材
２４      開口
２５      袋部
２６      外周壁
２６´    壁
２７      内周壁
２７´    壁
２８      縁部
２９      規制部、突部、歪吸収構造、襞
５０      フィルタエレメント
５１      濾材
５９      規制部、突部、歪吸収構造、襞
【図１】
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【図２】
2006142200.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2006142200.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
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