(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気部を形成した下ケースと排出部を形成した上ケースとによりフィルタエレメントを挟持して構成されるとともに、前記吸気部から吸入した空気をフィルタエレメントにより濾過し、濾過された空気を前記排出部より排出するエアクリーナであって、
フィルタエレメントは吸気部と排出部の間に配置されたフィルタエレメントであって、
フィルタエレメントには、密部と粗部とが面方向にわたって分割して形成され、
密部は空間率が低くオイルを含浸した濾材で形成されるとともに、粗部は前記密部より空間率が高く形成されたオイルを含浸していない濾材で形成され、
吸気部の軸方向に沿って吸気部の吸気口をフィルタエレメント上に投影した部分を第一投影部とし、
吸気部から排出部に向かう方向に前記吸気部の吸気口をフィルタエレメント上に投影した部分を第二投影部として、
第一投影部と第二投影部とを含むように前記密部を形成したエアクリーナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関などの吸気系において空気を濾過する際に使用されるフィルタエレメントおよびエアクリーナに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、フィルタエレメントは粗層と密層を有する密度勾配型の不織布からなる濾材を襞折り状又は菊花状に成形し、枠で固定したフィルタエレメントが知られている。例えば、特許文献１には不織布からなる第一のフィルタ層と第一のフィルタ層よりも下流に設けられ、第一のフィルタ層の不織布よりも目が細かい不織布からなる第二のフィルタ層とを備え、第一のフィルタ層にはオイルが含浸され、一方、第二のフィルタ層はオイルをはじく性質を有するフィルタエレメントが開示されている。
【特許文献１】特開２００３―２９９９２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１記載の第二のフィルタ層にはオイルが塗布されていないため、カーボンダストが入り込みカーボン捕捉量の悪化を引き起こし易く、また、フィルタ層にオイルの有無の層を設ける作業は、フィルタに一定の厚みでオイルなどを塗布する必要があることから作業が困難であり、生産性を低下する問題があった。
【０００４】
上記問題を解決するため本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、従来全く考えられていなかったフィルタエレメントの面上に投影された吸気部の吸気口の投影部の少なくとも一部に密部を形成することで効率的にカーボンやダストを捕捉できることなどを知見し、本発明を完成するに至ったものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
すなわち、本発明は、吸気部を形成した下ケースと排出部を形成した上ケースとによりフィルタエレメントを挟持して構成されるとともに、前記吸気部から吸入した空気をフィルタエレメントにより濾過し、濾過された空気を前記排出部より排出するエアクリーナであって、フィルタエレメントは吸気部と排出部の間に配置されたフィルタエレメントであって、フィルタエレメントには、密部と粗部とが面方向にわたって分割して形成され、密部は空間率が低くオイルを含浸した濾材で形成されるとともに、粗部は前記密部より空間率が高く形成されたオイルを含浸していない濾材で形成され、吸気部の軸方向に沿って吸気部の吸気口をフィルタエレメント上に投影した部分を第一投影部とし、吸気部から排出部に向かう方向に前記吸気部の吸気口をフィルタエレメント上に投影した部分を第二投影部として、第一投影部と第二投影部とを含むように前記密部を形成したエアクリーナである。
【０００６】
フィルタエレメントの面上に空間率が低い密部および密部より空間率が高い粗部を形成することで、吸気部から吸入された空気は粗部へ流れ易く、密部へは流れ難くなる。ダストはカーボンに比べると大きく、重いため、吸気部から吸入されたダストは慣性力によって直進して流れる。また、空気の流れは排出部へ向かって偏向しているためダストも排出部側へと、若干偏向する。これらのことから、吸気部の吸気口の第一投影部と前記吸気部から排出部へ向かって前記フィルタエレメントに投影された前記吸気口の第二投影部を包絡する包絡部にダストが集まる。よって、この包絡部に密部を形成することで確実に効率よくダストを捕捉することができる。一方、カーボンはダストに比べて小さく、軽いため、吸気部から吸入されたカーボンは空気の流れに乗って移動し、空気の流れ易い粗部に集まる。このことから、密部より空間率が高い粗部を形成することで粗部においてカーボンを効率よく捕捉することができる。また、若干のカーボンは密部へも移動し、捕捉されるが、密部にオイルを塗布していることから、密部におけるカーボンの目詰まりを防止することができる。また、密部にオイルを塗布することで、ダストの捕捉量を向上することができる。また、主にダストの捕捉が行われる密部にオイルが塗布されているので、吸気脈動によるダスト透過も防止することができる。フィルタエレメントの面上の密部は吸気部の吸気口の第一投影部と吸気部から排出部へ向かって投影された吸気口の第二投影部を包絡する包絡部の少なくとも一部に形成されればよい。また、同一空間率や組成を持つ不織布で粗部、密部を構成し、オイルや粘着剤などを塗布することで容易に密部を形成することができ、生産性も向上する事ができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、カーボンダストを効率的に捕捉できると共に、吸気脈動によるダスト透過量を少なくすることができ、両特性を兼ね備えたエアクリーナが提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明によるフィルタエレメントについて実施例を参照して説明する。
【実施例】
【０００９】
図１は本発明のフィルタエレメントの実施例を示した断面図であり、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）製の枠体４で周囲を囲まれたフィルタエレメント１はエアクリーナ５を構成するＰＰ製の下ケース２とＰＰ製の上ケース３に挟持されて設置されている。下ケース２には空気を吸入する吸気部２１が形成されている。上ケース３には空気を排出する排出部３１が形成されている。フィルタエレメント１には密部１１（太線部）、粗部１２が形成されている。密部１１は吸気部２１の軸２１ａに沿って投影された吸気口２２の第一投影部Ｓ１と吸気部２１から排出部３１へ向かって投影された吸気口２２の第二投影部Ｓ２を包絡した包絡部Ｔを含むように形成されている。密部１１は粗部１２，１２間に形成されている。なお、フィルタエレメント１はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）１００％の原料をニードルパンチして形成された不織布で形成されている。また、不織布は襞折り構造に形成されている。密部１１は平均繊度が２．８７ｄｔ、繊維目付け量が３００ｇ／平方メートル、オイル含浸量が１００ｇ／平方メートルで形成されている。粗部１２はオイルを含浸させず、平均繊度が２．８７ｄｔ、繊維目付け量が３００ｇ／平方メートルで形成されている。なお、実施例では平均繊度、繊維目付け量が均一な不織布でフィルタエレメント１を形成したが、異なる濾材で密部と粗部を形成し、密部にオイルを含浸したものを使用してもよい。
【００１０】
図２は図１で使用したフィルタエレメント１の正面図である。フィルタエレメント１の周囲にはＰＰ製の枠体４が形成されている。密部１１（太線部）は粗部１２，１２と枠体４で囲まれて形成されている。密部１１は第一投影部Ｓ１と第二投影部Ｓ２を包絡した包絡部Ｔを含んでいる。なお、密部１１は包絡部Ｔを全て覆う必要はなく、包絡部Ｔの一部に密部が形成されていれば効果を発揮することができる。
【００１１】
上記実施例、比較例１、比較例２について、特性試験を行った。比較例１はオイルが塗布されていないドライ不織布で形成されたフィルタエレメントである。また、比較例２は全面にオイルを塗布したビスカス不織布で形成されたフィルタエレメントである。特性試験で使用した枠体およびエアクリーナケースは全て同じものを使用した。
【００１２】
フィルタエレメントの特性試験はＪＩＳ  Ｄ  １６１２(自動車用エアクリーナ試験方法)に準拠して行った。試験流量が安定した時の通気抵抗を測定し、２．９４Ｋｐａ上昇した時のダスト及びカーボン量をそれぞれダストライフとカーボンライフとし、その時の清浄効率も同時に測定した。また、脈動試験はダストフルライフに達した時のフィルタエレメントに対し、試験流量と最高回転数に値する脈動流を３０分間加えてときのダスト透過量をフルライフ時の捕捉量で割った数値を脈動透過率とした。その試験条件を表１に示し、結果を表２に示す。
【００１３】
【表１】
0004697799.tif 000002
【００１４】
【表２】
0004697799.tif 000003
【００１５】
上記表２より、比較例１は比較例２および実施例に比べ、カーボン清浄効率が良いが、脈動透過率が悪いことがわかる。
【００１６】
これに対し、比較例２は脈動透過率は比較例１より格段に良いが、カーボン清浄効率は比較例１よりも若干劣ることがわかる。
【００１７】
また、実施例は比較例２とダストライフ、清浄効率、脈動透過率が同等であって、比較例２よりもカーボン清浄効率が良く、比較例１と比較例２を総合的に見ると、実施例は安定した性能を持っていることがわかる。
【００１８】
上記実施例ではフィルタエレメントが不織布で形成されたものを使用したが、濾紙などを使用することもできる。また、実施例で使用したエアクリーナ以外に、例えば図３、図４に示した第一投影部と第二投影部がほぼ重なるような構成のエアクリーナ５においても実施例と同様にフィルタエレメント１上に密部１１及び粗部１２を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明のフィルタエレメントの実施例を示した断面図である。
【図２】図１のフィルタエレメントの正面図である。
【図３】他の実施例を示すエアクリーナの断面図である。
【図４】他の実施例を示すエアクリーナの断面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１  フィルタエレメント
２  下ケース
３  上ケース
４  枠体
５  エアクリーナ
１１  密部
１２  粗部
２１  吸気部
２１ａ  軸
２２  吸気口
３１  排出部
Ｓ１  第一投影部
Ｓ２  第二投影部
Ｔ  包絡部
【図１】
0004697799.tif 000004
【図２】
0004697799.tif 000005
【図３】
0004697799.tif 000006
【図４】
0004697799.tif 000007