(57)【要約】【課題】鉄道車両用ロールフィルターの巻き取り濾材とシャフトの脱着が容易で巻き取り濾材の走行性に優れる鉄道車両空調機用フィルターを提供する。【解決手段】鉄道車両室内空気を循環させる空調機における空気通路に配置され、シャフトに巻かれた帯状巻き取り濾材が移動する少なくとも１の帯状巻き取り濾材を備えた鉄道車両空調機用フィルターにおいて、該巻き取り濾材とシャフトとが面ファスナーにより接合されていることを特徴とする鉄道車両空調機用フィルター。さらに、巻き取り濾材が不織布である事を特徴とする鉄道車両空調機用フィルター。【選択図】  図２
2005119569.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄道車両室内空気を循環させる空調機における空気通路に配置され、シャフトに巻かれた帯状巻き取り濾材が移動する少なくとも１の帯状巻き取り濾材を備えた鉄道車両空調機用フィルターにおいて、該巻き取り濾材とシャフトとが面ファスナーにより接合されていることを特徴とする鉄道車両空調機用フィルター。
【請求項２】
帯状巻き取り濾材が不織布である事を特徴とする請求項１記載の鉄道車両空調機用フィルター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両室内の空調機用フィルターに関する。さらに詳しくは、鉄道車両用ロールフィルターの巻き取り濾材とシャフトの脱着が容易で巻き取り濾材の走行性に優れる接合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、社会全体で環境と健康に関する関心が高まり、室内等の生活空間の環境にも強い関心が持たれている。鉄道車両も例外ではなく、利用客により良い車内環境を提供することが重要な課題となっている。
従来、室内や鉄道車両室内の空調機には、吸気口に大きな繊維埃を捕集する粗塵フィルターが用いられているのみで、細かい塵埃は捕集できないため車内環境の改善には限界があった。また、空調機部品のファン部ならびにフィン部に汚れが付着し、空調機の寿命が低下するという問題があった。
【０００３】
従来、鉄道車両室内の除塵用の空調機用フィルター（以下空調用フィルターと略記する）は、ロール状フィルター（例えば特許文献１参照）と、箱形フィルターに大別される。箱型フィルターは例えば塩化ビニリデン繊維からなる厚手マットが使用され、汚れにより目詰まりが生じた段階で交換する必要がある。交換周期が長く、メンテナンスが簡便な点から、最近はロール状のものが多く使われる傾向がある。ロール状のものは、２つのシャフトの間に帯状巻き取り濾材が一般的に両面テープで固定されている。シャフトが駆動して、一定の運転時間ごとに新しい濾材が巻き出され、除塵を行った帯状巻き取り濾材が、もう一方のシャフト側に巻き取られる構造である。１シーズン使用した帯状巻き取り濾材は、次シーズンの為に洗浄、あるいは交換の為に取り外される。洗浄、あるいは交換の際にシャフトに付いて残った両面テープは、帯状巻き取り濾材の脱着の繰り返し、温度、湿度の影響により接着面の乾燥や、接着層が液化状態（接着層がぬるぬるになる現象）となり再使用の際に接着不良を起こす原因となる。また、鉄道車両空調機用フィルターの走行不良、巻ズレの原因となる場合がある。
【０００４】
また、帯状巻き取り濾材が織布の場合は、耐久性もあるが価格も高いことから、定期的に取り外した後、清掃されて何年も繰り返し使用されている。清掃にて汚れを全て落とすことは難しく、長年の汚れが堆積し、高湿度状況では、まれに臭いが発生する問題がある。帯状巻き取り濾材が不織布の場合は、価格が比較的安い事から、１シーズン毎に交換して使用する。客室内環境をさらに快適なものとし、空調機の長寿命化、メンテナンスの簡素化を同時に満足させる鉄道車両用としての空調機用フィルターはないのが現状である。
【特許文献１】特開平１０−１９３６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記問題点を解消するためになされたもので、空調機に負担をかけない通気性を有し、除塵性能に優れた帯状巻き取り濾材を用いた鉄道車両空調機用フィルターであり、濾材交換や操作時のメンテナンスが簡便な鉄道車両空調機用フィルターを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、帯状巻き取り濾材とシャフトとの接合に面ファスナーを用いることで上記課題を解決できることを見いだし、本発明に到達した。
【０００７】
第１の発明は鉄道車両室内空気を循環させる空調機における空気通路に配置され、シャフトに巻かれた帯状巻き取り濾材が移動する少なくとも１の帯状巻き取り濾材を備えた鉄道車両空調機用フィルターにおいて、該巻き取り濾材とシャフトとが面ファスナーにより接合されていることを特徴とする鉄道車両空調機用フィルターである。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明において帯状巻き取り濾材が不織布である事を特徴とする請求項１記載の鉄道車両空調機用フィルターである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、帯状巻き取り濾材とシャフトとを面ファスナーにより接合する事により、帯状巻き取り濾材の着脱が容易に出来、シャフトの再利用の際に簡単でゴミの発生が無く、メンテナンスが簡便な鉄道車両空調機用フィルターである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、本発明の鉄道車両用空調機用フィルターの一例を図面を用いて詳細に説明する。図１は濾材（帯状巻き取り濾材）１、シャフト２及びシャフト３からなる鉄道車両空調機用フィルターに用いられる帯状巻き取り濾材の斜視図である。濾材（帯状巻き取り濾材）の一端はシャフトに固定され、濾材（帯状巻き取り濾材）の他の一端は別のシャフトに固定されて巻き取られる。
【００１１】
図２〜４は符号２及び３に示されるシャフトに符号４に示される面ファスナーを固定した図である。図２はシャフトの長手方向に対して面ファスナーを平行に１枚貼り付けた図である。図３はシャフトの長手方向に対して面ファスナーを垂直に複数枚貼り付けた図である。図４はシャフトの長手方向に対して面ファスナーを平行に複数枚貼り付けた図である。図５はシャフトの長手方向に対して面ファスナーをスパイラル状に全周貼り付けた図である。
【００１２】
以下、本発明の鉄道車両用空調機用フィルターの構成要素について詳細に説明する。本発明で用いる濾材（帯状巻き取り濾材）は、社団法人日本鉄道車両機械技術協会が定める鉄道車両用材料燃焼試験（以下車材燃試と略記する）において認定されている難燃性不織布からなることが好ましい。
車材燃試とは、４５度の角度に傾斜した検体ガイドに取り付けた検体に、２５．４ｍｍの間隔に設置した燃料容器に燃料用アルコール０．５ＣＣを入れ、燃料用アルコールに点火し、アルコールが無くなり消火するまでの燃焼具合を観察する試験を言う。着火しないもの、または着火しても着火後に消炎し燃え広がらないものがよい。
【００１３】
本発明に用いる帯状巻き取り濾材の表面形状は平面状、クレープ状あるいはコルゲート状の形状であって、巻き取り形状に加工できることが好ましい。クレープ状、コルゲート状である場合、濾過面積を増やすことが出来るため、圧力損失が小さくなり、ダスト保持量を大きくすることができる。素材としては、織布、不織布、ネット、及びスポンジ等の他、多孔ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、及びポリエステルフィルムの様な汎用の熱可塑性フィルムや薄板等が挙げられる。これらの内、フィルムや薄板等の通気性に乏しいシートは、微細な穴を多数あけて通気性を向上させて用いる。その中でも、特に不織布等を用いれば、比較的均一な通気性を確保することができるため、優位に使用される。
【００１４】
不織布は、織布やネットと異なり繊維配列がランダムなため、ねじれた構造の孔が多数形成されるので、同じ通気度でも、空気が複雑な経路を通過するため、その通過過程で塵埃が補足されやすく、除塵性能が優れたものになる。また、特に乾式法にて製造された不織布は長繊維が多く交酪しているため、面ファスナーのフック面との接着性が良好である。
【００１５】
不織布の製造方法については特に制限はなく、目的および用途に応じて、乾式法、湿式抄造法、メルトブロー法、スパンボンド法などで得られたウェブを水流交絡法、ニードルパンチ法、ステッチボンド法などの物理的方法、サーマルボンド法などの熱による接着方法、レジンボンドなどの接着剤による接着方法で強度を発現させる方法を適宜組み合わせて製造することができる。
【００１６】
本発明に用いる不織布を構成する繊維としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、およびこれらのコポリマー等のポリエステル系繊維、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン等のポリオレフィン系繊維、ポリアクリロニトリル、モダクリル等のアクリル系繊維、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１２等のポリアミド系繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリ塩化ビニリデン繊維、ポリ塩化ビニル繊維、ウレタン繊維、フェノール繊維等の合成繊維、トリアセテート繊維、ジアセテート繊維等の半合成繊維、ビスコースレーヨン、銅アンモニアレーヨン、ポリノジックレーヨン、リヨセル等の再生セルロース系繊維、コラーゲン、アルギン酸、キチン質などを溶液にしたものを紡糸した再生繊維が好ましい。これらの繊維を構成するポリマーは、ホモポリマー、変性ポリマー、ブレンド、共重合体などの形でも利用できる。当然ではあるが、これら複数の材質からなる複合繊維を用いてもよい。また、芳香族ポリアミド、全芳香族ポリエステル、ポリベンザゾール、ポリベンズイミダゾール、ポリエーテルエーテルケトン等のエンプラ繊維、ガラス、カーボン、活性炭、ステンレス、銅などの金属等の無機繊維も好ましい材料である。
【００１７】
本発明に使用する巻き取り濾材としての難燃性不織布を得る方法としては、繊維自体が難燃性を有するものを使用する方法、難燃性物質を繊維もしくは不織布に添着する方法、不織布を構成する繊維が溶断し延焼がしないもの等が一例として挙げられる。
【００１８】
難燃性の物質としては、塩化ビニル、塩化ビニリデン、ポリクラール、モダクリルあるいはこれらの共重合物からなるハロゲン系等の有機物、リン系、アンチモン系等の無機物系樹脂に、これらの複合系の物質を単独あるいは適宜組み合わせて用いることができる。
【００１９】
また、これらの繊維は吸水性、吸湿性、抗菌性、難燃性、保温性、抗アレルギー性、脱臭性などの機能を付与したものであってもよい。ここで用いる繊維の断面形状に特に制限はなく、円形、楕円形のみならず偏平、三角、Ｙ型、Ｔ型、Ｕ型、星型、ドッグボーン型など、いわゆる異型断面形状をとるもの、中空状のもの、枝別れ状のもの、パルプ状のものであってもよい。
【００２０】
尚、必要に応じて、本発明の趣旨を逸脱せず、他の性能を付加する目的において、脱臭、抗菌、防黴、抗ウイルス、防虫、殺虫、消臭、芳香、感温、保温、畜温、蓄熱、発熱、吸熱、防水、耐水、撥水、疎水、親水、除湿、調湿、吸湿、撥油、親油、油などの吸着、および水や揮発性薬剤などの蒸散または徐放などの各種機能を付加したものでも良い。
【００２１】
さらに、帯電によりエレクトレット不織布として、大気中の塵埃等の浮遊粒子を電気的に捕捉することにより、除塵効率を向上させることも好ましい方法の一つである。
【００２２】
帯状巻き取り濾材の性能はＪＩＳ  Ｂ９９０８記載の方法で測定される面風速５．３ｃｍ／秒における圧力損失が、２Ｐａ以下であることが好ましい。２Ｐａを超えると、除塵効率の良い濾材ではあるが、通気性が悪くなり、取り付け初期は良いが、濾材上に堆積したダストにより、目詰まりが起こりやすくなり、吸い込み音が大きくなるとともに、空調機器に負荷がかかる為、好ましくない傾向にある。
【００２３】
また、本発明の帯状巻き取り濾材の厚みは、０．２〜１．０ｍｍの範囲が好ましい。０．２ｍｍ以下の場合は、帯状巻き取り濾材のハンドリングが困難で、巻き出してから、しわが入る等、濾材走行性が低下する。１ｍｍを超える場合は巻き取りが大きくなり好ましくない。０．２〜１．０ｍｍの範囲の物は巻き取りの巻長を長くとれ、経済性の面からも好ましい。
【００２４】
帯状巻き取り濾材の目付けは１５〜１００ｇ／ｍ2のものが好ましく、３０〜７０ｇ／ｍ2のものがさらに好ましい。
【００２５】
本発明に使用するシャフトについて説明する。シャフトは、空調機にあわせて適切な形状のものを使用することが好ましく、中空円筒状の物が一般的である。シャフトの材質は、難燃性不織布濾材と同様に、車材燃試に合格しているものが好ましい。具体的には、アルミ、ステンレス等の金属製のもの、樹脂製または紙製で難燃処理が施されているもの等を使用することができる。
【００２６】
本発明における面ファスナーについて説明する。面ファスナーは、通常細かいカギ状になっているフック面と小さなループがびっしり並んだループ面の２枚１組で使用される。本発明では帯状巻き取り濾材をループ面として使用する事によりフック面をシャフトに固定して使用する。材質はナイロン、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレンが多く用いられる。さらに、面ファスナーも濾材（帯状巻き取り濾材）同様に、車材燃試の認定がされていることが好ましい。
【００２７】
濾材（帯状巻き取り濾材）と面ファスナーの接着強度は、０．５〜２．０Ｎ／ｃｍ2、面ファスナーとシャフトとの接着強度は、１０〜３０Ｎｃｍ2が好ましく、濾材（帯状巻き取り濾材）と面ファスナーの接着強度が、面ファスナーとシャフトとの接着強度よりも大きくなると面ファスナーがシャフトと剥離し面ファスナーの機能が著しく落ちる。
【００２８】
面ファスナーとシャフトの固定は、耐熱性、耐湿熱性、耐火性に優れた接着剤が好ましい。さらに車材燃試の認定がされていることが好ましい。
【００２９】
走行安定性が悪いと鉄道車両空調機用フィルターが機器に引っかかり、動作不良の原因となったり、帯状巻き取り濾材がよじれて捕集効率が低下し、空調機器の熱効率の低下の原因となる。塵埃付着量が悪いと同様に空調機器の熱効率の低下の原因となる。
【００３０】
以下、実施例によりさらに本発明を詳細に説明するが、本発明はその主旨を越えない限りこれらに限定されるものではない。
【実施例１】
【００３１】
［難燃性不織布の作製］
ポリエステル繊維（３．３ｄｔｅｘ、３８ｍｍ、５０質量％／６．６ｄｔｅｘ、５１ｍｍ、３０質量％）とビスコースレーヨン繊維（３．３ｄｔｅｘ、５１ｍｍ、２０質量％）に乾式法により、ランダム繊維ウェブとした。
次に、繊維ウェブ１００質量％に、バインダーとしてアクリル酸エステルのエマルジョン２０質量％に難燃剤として、三酸化アンチモン４０質量％を混合し、繊維ウェブに含浸、固化させ目付け４０ｇ／ｍ2、厚さ０．６ｍｍの難燃性不織布を作製した。該難燃性不織布の圧力損失は０．５Ｐａ、ダスト保持率は６５％であった。車材燃試の試験方法にて評価の結果、着火後直ちに消炎するレベルの難燃性を有していた。
【００３２】
該難燃性不織布を１７５ｍｍ巾にスリットして、帯状巻き取り濾材とし、外径１６ｍｍ、肉厚２ｍｍ、長さ２１０ｍｍであるアルミ製のシャフトに面ファスナーのフック面側（吉田工業株式会社製：クイックロン  １ＱＮＮ−Ｎ２０ＦＡ−ＡＤＳ）を図２に示す方法にて固定し、１２．５ｍ長を巻き付けた。もう一方を同様にシャフトに、同様に面ファスナー（フック面）を図２に示す方法にて固定することで鉄道車両空調機用フィルターに用いられる帯状巻き取り濾材とした。不織布は厚み方向のクッション性もあり、巻き径８０ｍｍであった。
【実施例２】
【００３３】
実施例１で作製した難燃性不織布を１７５ｍｍ巾にスリットして、帯状巻き取り濾材とし、外径１６ｍｍ、肉厚２ｍｍ、長さ２１０ｍｍであるアルミ製のシャフトに面ファスナーのフック面側（吉田工業株式会社製  クイックロン：１ＱＮＮ−Ｎ２０ＦＡ−ＡＤＳ）を図３に示す方法にて固定し、１２．５ｍ長を巻き付けた。もう一方を同様にシャフトに、同様に面ファスナー（フック面）を図３に示す方法にて固定することで鉄道車両空調機用フィルターに用いられる帯状巻き取り濾材とした。不織布は厚み方向のクッション性もあり、巻き径８０ｍｍであった。
【実施例３】
【００３４】
実施例１で作製した難燃性不織布を１７５ｍｍ巾にスリットして、帯状巻き取り濾材とし、外径１６ｍｍ、肉厚２ｍｍ、長さ２１０ｍｍであるアルミ製のシャフトに面ファスナーのフック面側（吉田工業株式会社製  クイックロン：１ＱＮＮ−Ｎ２０ＦＡ−ＡＤＳ）を図４に示す方法にて固定し、１２．５ｍ長を巻き付けた。もう一方を同様にシャフトに、同様に面ファスナー（フック面）を図４に示す方法にて固定することで鉄道車両空調機用フィルターに用いられる帯状巻き取り濾材とした。不織布は厚み方向のクッション性もあり、巻き径８０ｍｍであった。
【実施例４】
【００３５】
実施例１で作製した難燃性不織布を１７５ｍｍ巾にスリットして、帯状巻き取り濾材とし、外径１６ｍｍ、肉厚２ｍｍ、長さ２１０ｍｍであるアルミ製のシャフトに面ファスナーのフック面側（吉田工業株式会社製  クイックロン：１ＱＮＮ−Ｎ２０ＦＡ−ＡＤＳ）を図５に示す方法にて固定し、１２．５ｍ長を巻き付けた。もう一方を同様にシャフトに、同様に面ファスナー（フック面）を図５に示す方法にて固定することで鉄道車両空調機用フィルターに用いられる帯状巻き取り濾材とした。不織布は厚み方向のクッション性もあり、巻き径８０ｍｍであった。
【実施例５】
【００３６】
２００μm径の塩化ビニリデン樹脂モノフィラメント平織り、２２メッシュの織布を１７５ｍｍ巾にスリットして、帯状巻き取り濾材とし、外径１６ｍｍ、肉厚２ｍｍ、長さ２１０ｍｍであるアルミ製のシャフトに面ファスナー（フック面）を図４に示す方法にて固定し、１２．５ｍ長を巻き付けた。もう一方を同様にシャフトに、同様に面ファスナーのフック面側（吉田工業株式会社製  クイックロン：１ＱＮＮ−Ｎ２０ＦＡ−ＡＤＳ）を図４に示す方法にて固定することで鉄道車両空調機用フィルターに用いられる帯状巻き取り濾材とした。該帯状巻き取り濾材の圧力損失は０．５Ｐａ、ダスト保持率は１５％であった。車材燃試の試験方法にて評価の結果、着火後直ちに消炎するレベルの難燃性を有していた。巻き径は７８ｍｍであった。
【００３７】
（比較例１）
実施例１で作製した難燃性不織布を１７５ｍｍ巾にスリットして、帯状巻き取り濾材とし、外径１６ｍｍ、肉厚２ｍｍ、長さ２１０ｍｍであるアルミ製のシャフトに市販の両面テープ（ニチバン株式会社製  ナイスタック：ＮＷ−N５０）にて固定し、１２．５ｍ長を巻き付けた。もう一方を同様に市販の両面テープにて固定することで鉄道車両空調機用フィルターに用いられる帯状巻き取り濾材とした。不織布は厚み方向のクッション性もあり、巻き径８０ｍｍであった。
【００３８】
（比較例２）
２００μm径の塩化ビニリデン樹脂モノフィラメント平織り、２２メッシュの織布を１７５ｍｍ巾にスリットして、帯状巻き取り濾材とし、外径１６ｍｍ、肉厚２ｍｍ、長さ２１０ｍｍであるアルミ製のシャフトに市販の両面テープにて固定しもう一方を同様に市販の両面テープ（ニチバン株式会社製  ナイスタック：ＮＷ−N５０）にて固定することで鉄道車両空調機用フィルターに用いられる帯状巻き取り濾材とした。該帯状巻き取り濾材の圧力損失は０．５Ｐａ、ダスト保持率は１５％であった。車材燃試の試験方法にて評価の結果、着火後直ちに消炎するレベルの難燃性を有していた。巻き径は７８ｍｍであった。
【００３９】
［濾材の交換性の評価方法］
実施例および比較例で作製した帯状巻き取り濾材とシャフトとの脱着を５回繰り返し、帯状巻き取り濾材とシャフトとの接着性を目視にて評価した。
評価方法は、５回繰り返し後に接着性が変わらない場合を「○」、接着力が弱くなった場合を「×」とした。
【００４０】
［走行安定性の評価方法］
実施例および比較例で作製した鉄道車両空調機用フィルターを、１週間毎に約７０ｃｍ濾過部分を移動する様に設定し、首都圏を走行する鉄道車両の空調機器に装着し６ヶ月間運転し、鉄道車両空調機用フィルターの走行安定性を目視にて評価を行った。  評価方法は、帯状巻き取り濾材が問題なく巻かれている場合に「○」、帯状巻き取り濾材にしわが入ったり、巻ズレが起きた場合に「△」、装置に引っかかったり装置の動作不良が飽きた場合に「×」とした。
【００４１】
［塵埃付着量］
実施例および比較例で作製した鉄道車両空調機用フィルターの装着前の鉄道車両空調機用フィルターの総質量を測定し、６ヶ月操業後のフィルターの総質量を測定し、６ヶ月操業後の鉄道車両空調機用フィルターの総質量から装着前の鉄道車両空調機用フィルターの総質量を差し引いたものを塵埃付着量とした。
評価方法は、付着量が１１ｇ以上：「◎」、６〜１０ｇ：「○」３〜５ｇ：「△」、０〜２ｇ：「×」とした。◎が最良。
【００４２】
これらの結果を、表１にまとめた。
【００４３】
【表１】
2005119569.tif 000003
【００４４】
その結果、実施例１〜４、比較例１、２の鉄道車両空調機用フィルターは、走行不良、大きな巻き不良、大きな巻ズレが無く走行安定性に関して良好な結果であった。さらに実施例１〜４の鉄道車両空調機用フィルターは、濾材の交換性、塵埃付着量に関しても良好な結果を示した。実施例５の鉄道車両空調機用フィルターは、織布を用いているので不織布に比較して、濾材と面ファスナーとの接着性が弱く、濾材の交換に時間がかかった。比較例１、２の鉄道車両空調機用フィルターは、何れも濾材の交換性に於いて両面テープの接着性の低下が見られた。また、実施例５、比較例２の鉄道車両空調機用フィルターは、織布を用いているので不織布に比較して塵埃付着量に関して劣っていた。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】鉄道車両空調機用フィルターに用いられる帯状巻き取り濾材の一例の斜視図。
【図２】シャフトの長手方向に対して面ファスナーを平行に１枚貼り付けた図。
【図３】シャフトの長手方向に対して面ファスナーを平行に複数枚貼り付けた図。
【図４】シャフトの長手方向に対して面ファスナーを垂直に複数枚貼り付けた図。
【図５】シャフトの長手方向に対して面ファスナーをスパイラル状に全周貼り付けた図。
【符号の説明】
【００４６】
１  濾材（帯状巻き取り濾材）
２  シャフト
３  シャフト
４  面ファスナー
【図１】
2005119569.tif 000004
【図２】
2005119569.tif 000005
【図３】
2005119569.tif 000006
【図４】
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【図５】
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