JPH02207807A - 環状フィルタエレメント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はフィルタエレメントに係り、特に内燃機関のエ
アクリーナに使用されるフィルタエレメントに関する。

〔従来の技術〕

内燃機関等のエアークリーナに使用されるエレメントに
は、乾式タイプと湿式タイプがあることは一般的に知ら
れている。いずれの場合も濾過方法としては表面濾過、
深層濾過がその主流を占めている。斯かるエアークリー
ナエレメントとして要求される条件としては被濾過流体
中に存在するダストなどの微粒子を効果的に除去する濾
過性能を有し、しかも長期間にわたって良好な濾過性能
を維持し続けることが重要である。

このような観点から、従来から種々のエレメントが提供
されており、表面濾過としては濾紙の表面を毛羽立ちさ
せたもの、または特殊加工により凹凸をつけ実表面積を
増加させたもの、または特殊粘着体やオイルを塗布する
ことによりダストケーキ層の形成を容易にさせロングラ
イフ化を計ったものなどがある。一方、深層濾過として
は、繊維密度の異なる濾紙を接合などして、濾紙の厚さ
方向に密度勾配を設けたエレメントなどが知られている
。

ところで、内燃機関用のエアークリーナ用フィルタは上
記のようなフィルタエレメントを使用するものであるが
、従来のエアークリーナ用フィルタ２１は第１７図乃至
第１８図に示されるように、エアークリーナケース２２
内に多数の山形状に摺曲形成した濾紙を円筒状に構成し
たフィルタエレメント２３を収納したものからなり、被
濾過流体であるエアーは人口２２．からエアークリーナ
ケース２２内に吸入され、エアークリーナケース２２の
内周面に沿って流れ、そして円筒形のフィルタエレメン
ト２３の外周側より内周側に流れ込む。このとき、フィ
ルタエレメント２３によりエアーは濾過され、ダストが
除去された清浄なエアーのみが出口２２　から排出され
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記のような従来のエアークリーナ用フ
ィルタエレメントにおいては、エアークリーナケースと
エレメントとの間に面積的制約を受けて設計されている
関係上、流路長が一定でなく（流路長は例えばａ点とｂ
点では異なりｂ点の方が長い）フィルタエレメント各部
分での流速が一様でないため、フィルタエレメント濾紙
にかかるエアー流路抵抗が均一でなく、部分的に濾紙を
通過する流速が異なり均一な濾過が不可能という問題点
がある。

また、従来フィルタにおいては、ダストを捕捉するスペ
ースが同一形状で連通されており、−度捕捉して溜まっ
たダストが未だダストが付着していない圧損の低い部分
に移動して、ダスト付着面積を広くし圧損上昇を促して
しまうという問題点があった。

さらに、従来フィルタにおいてはかなり広い面積で濾過
流体が当たり、乱流となるため圧損上昇原因となり、ダ
ストの付着も衝突効果が小さくなって山盛り状態の捕捉
が少なくライフサイクルが短くなってしまうという問題
点もあった。

本発明は、上記事情に鑑みて創案されたもので、その目
的とする処は、濾過性能の向上を図ることができるとと
もに圧損上昇を防止し、ライフサイクルの長いエアーク
リーナ用フィルタエレメントを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するため本発明は、シート状の濾材を折
曲して多数の山部と谷部を連設したフィルタエレメント
において、濾材の一方端から他方端に複数の第１の山部
と谷部を設け、前記第１の山部および谷部と交差する方
向に所定間隔毎に折曲して複数の第２の山部と谷部を設
けるとともに、前記第２の山部の頂部および前記第２の
谷部の底部をそれぞれ内方に押し込むことにより、また
は、折り込むことにより凹部を形成し、さらに前記第１
の山谷部と平行な両端面を接合することにより環状フィ
ルタエレメントを構成した。

また、濾材の一方端から他方端に複数の第１の山部と第
１の谷部を設け、前記第１の山谷部と交差する方向に折
曲して第２の山部と第２の谷部を設けたフィルタエレメ
ントであって、前記第２の谷部を境に前記第１の山部に
は前記第１の谷部が、前記第１の谷部には前記第１の山
部が連設されているとともに、前記第２の山部の頂部を
内方に押し込むことにより、または、折り込むことによ
り凹部を形成し、さらに前記第１の山谷部と平行な両端
面を接合することにより環状フィルタエレメントを構成
した。

また、上記環状フィルタエレメントの最も内側に位置す
る任意の前記第１の山部の折曲稜線を含む仮想中央横断
平面を想定し、前記仮想中央横断平面上において前記第
１の山部の折曲稜線を任意角度に傾斜させるとともに、
外側方向に連接する全ての前記第２の山部も連動させて
傾斜するように構成した。

〔作用〕

本発明の構成によれば、流路長がほぼ一定となりフィル
タエレメント各部分での流速が一様となるため、フィル
タエレメントにかかる被濾過流体の流路抵抗が均一にな
るため、均一な濾過を行うことができる。

また、ダスト付着のスペースを小さな部屋に区分けする
ことにより被濾過流体が多くの小さな部屋を通過するた
め、−度捕捉して溜まったダストが他の部分へ動かない
のでライフサイクルを長くすることができ、被濾過流体
の流れが層流となるので圧損が減って衝突濾過効果が大
きくなり濾過効率が上昇する。

さらにまた、環状フィルタエレメントの最も内側に位置
する任意の前記第１の山部の折曲稜線を含む仮想中央横
断平面を想定し、前記仮想中央横断平面上において前記
第１の山部の折曲稜線を任意角度に傾斜させるとともに
、外側方向に連接する全ての前記第２の山部も連動させ
て傾斜するように構成することにより、従来の菊花状フ
ィルタエレメントと同様な濾過流路を形成することがで
きるので収納部の形状をほとんど変更すること無くフィ
ルタエレメントを収納容器内に装着することができると
ともに、濾過効率が上昇する。

〔実施例〕

第１図乃至第１６図を参照して本発明の実施例について
説明する。

第１図に本発明の一実施例の斜視図をを示す。

フィルタエレメント１は円筒状をなしており、放射状に
位置する第１山部２、第１谷部３と、同心円状に位置す
る第２山部４、第２谷部（図示せず）よりなっており、
第２山部の頂部および第２谷部の底部（図示せず）には
それぞれ凹部５が形成されている。

第２図に接合前の基本フィルタエレメントの斜視図を示
す。

基本フィルタエレメントＢＩは第２図に示すようにシー
ト状の濾材を折曲して、濾材の一方端から他方端に複数
の第１山部２と第１谷部３を設け、第１山部２および第
１谷部３と交差する方向に所定間隔毎に折曲して複数の
第２山部４と第２谷部６を設けるとともに、第２山部４
の頂部および第２谷部６の底部をそれぞれ内方に押し込
むことにより、または、折り込むことにより凹部５を形
成している。

第１図のフィルタエレメントを形成するためには、基本
フィルタエレメントＢ１を屈曲して手前および後方の端
面７．８を接合することにより得られる。

第３図に第１図および第２図のフィルタエレメントの展
開図を示す。

フィルタエレメント９は矩形をしており、幅方向に第１
山部と第１谷部を形成するための複数本の第１山谷部用
すじ（Ｗ　　−Ｘ　　、・・・Ｗ　　−Ｘ　　）Ｌ　　
　ｌ　　　　ｎｎ が付けである。また、所定間隔ごとに第１山谷部用すじ
とは交差する方向に第２山部と第２谷部を形成するため
の第２山谷部用すじ（Ｙ　　−２１、・・・Ｙ　　−２
３）が付けである。さらに山部用すじの交点および谷部
用すじの交点を取り囲むように凹部形成用すじ１０、・
・・　１０が設けられている。

なお、図面上、実線は山折り、破線は谷折りを示してい
る。

次にフィルタエレメントの製造方法について第４図乃至
第５図を参照して・詳細に説明する。

第４図にすじ付は工程の概要説明図を、第５図にひだ折
り込み工程の概要説明図を示す。

まず、ロール上に巻回されたシート上濾材Ｓにひだを折
り込みやすくするため、溝を有した台座１１と上下動す
るすし付は工具１２とによりシート状濾材を挟むことに
より一定ピッチですじ付けを行う（第４図）。

これにより、シート状の濾材の一方端から他方端に複数
の直線状の第１山谷部用すじ（Ｗ。

Ｘ　１・・・Ｗ　　−Ｘ　　）と、第１山谷部用すじと
交１　　　　ｎ　　　ｎ 差する方向に所定間隔毎に複数の第２の直線状の第２山
谷部用すじ（第３図Ｙ　　−Ｚ　　、・・・Ｙ３ｚ３）
と、第１山谷部用すじと第２山谷部用すじの交点を囲ん
でいる凹部形成用すじ１０、・・・１０が付けられるこ
とになる。

次に、各すじに沿ってシート状濾材Ｓを折り込むひだ折
り込み工程により山形状の多数のひだを形成する（第５
図）。これにより、第２図に示したような基本フィルタ
エレメントＢｌを形成することができる。

その後、上記工程により形成した基本フィルタエレメン
トＢ１を屈曲して、その両端面７．８を接合することに
より環状フィルタエレメント１を形成し工程を終了する
。

なお、上記すじ付は工程において、第６図に示すように
、第２山谷部用すじ（第３図Ｙ、−２１、・・・Ｙ　　
−２３）を省略してすし付けを行っても同様のフィルタ
エレメントを得ることができる。

また、さらに、第７図に示すように、第３図の第１山谷
部用すじ（Ｗ　　−Ｘ　　、・・・Ｗ　　−Ｘ　　）１
　　　　　１　　　　　　　　ｎ　　　　　　ｎと第２
山部用すじ（第３図ｙ　　−ｚ　　、・・・Ｙｌｌ　　
　　３ ｚ３）の交点を囲んでいる凹部形成用すじ１０内のすじ
を全て省略してすし付けを行った場合においても同様の
フィルタエレメントを得ることができる。

第８図に第１図のフィルタエレメントの平面図を示す。

第８図の表面から裏面方向に被濾過流体が通過すると仮
定すると、フィルタエレメント全域に渡り流路長がほぼ
一定となりフィルタエレメント各部分での流速がほぼ一
様となるため、フィルタエレメントにかかる被濾過流体
の流路抵抗が均一となって、均一な濾過を行うことがで
きる。

この場合において第２山谷部の段数は２段であったが、
第９図に示すような基本フィルタエレメントＢ２を用い
れば、より多段のフィルタエレメントを構成することも
可能である。

第１０図および第１１図に本発明の他の実施例の斜視図
および側面図を示す。

第１図の実施例と同一の部分には同一な符号を付し、詳
細な説明は省略する。

第１０図のフィルタエレメント１３が第１図のフィルタ
エレメント１と異なる点は、第２山部４が内側へ行くほ
ど高くなっている点である。

このような構造にすることにより、同一濾過面積を得る
ためには外径を減少させることができ、また、同一外径
にする場合においては、濾過面積を増加させることがで
きる。

この場合の基本フィルタエレメントとしては、第１２図
および第１３図に示したようなものを用いることができ
る。

第１２図に示したような基本フィルタエレメントＢ３ａ
を用いた場合においては、内部に凹状の空間が形成され
るので、その空間に他の部材を設置することができ、全
体のスペースを小さくすることができる。

第１３図に示したような基本フィルタエレメントをＢ３
ｂを用いた場合においては、非常に濾過面積を大きくす
ることができる。

なお、上記基本フィルタエレメント（第１２図、第１３
図）を屈曲する場合に逆に屈曲することにより、内側へ
行くほど低い第２山部を有する環状フィルタエレメント
を形成することも可能である。

第１４図に本発明のさらに他の環状フィルタエレメント
実施例の基本フィルタエレメントを示す。

基本フィルタエレメントＢ４は、濾材の一方端。

から他方端に複数の第１山部１４と第１谷部１５を設け
、前記第１山谷部１４．１５と交差する方向に折曲して
第２山部１６と第２谷部１７を設けたフィルタエレメン
トであって、前記第２谷部１７を境に前記第１山部１４
には前記第１谷部１５が、前記第１谷部１５には前記第
１山部１４が連設されているとともに、前記第２山部１
６の頂部を内方に押し込むことにより、または、折り込
むことにより凹部１８を形成している。

上記能の基本フィルタエレメント実施例と大きく異なる
点は第２谷部１７の底部で連続する第１山谷部が重なり
あっている点である。

その他の点については、前記能の実施例と同様である。

なお、この基本フィルタエレメントについても、第１２
図、第１３図に示した階段状の基本フィルタエレメント
Ｂ　　ＳＢ　　と同様な階段状基本フィ３ａ　　　３ｂ ルタエレメント構成にすることも可能である。

第１５図に本発明のさらに他の実施例を示す。

上述したような環状フィルタエレメントの最も内側に位
置する任意の前記第１の山部の折曲稜線を含む仮想中央
横断平面を想定し、前記仮想中央横断平面上において前
記第１の山部の折曲稜線を任意角度に傾斜させるととも
に、外側方向に連接する全ての前記第２の山部も連動さ
せて傾斜することによりドーナツ、状の環状フィルタエ
レメント１９を形成している。

フィルタエレメント１９はドーナツを２段に重ねたよう
な形状をしており、中心穴Ｃから放射状に伸びる第１山
部２０、第１谷部２１と内外円周上に位置する第２山部
２２、第２谷部２３よりなっている。第２山谷部には凹
部２４が設けられている。

以上のように構成することにより、従来の菊花状フィル
タと同様な濾過流路を形成することができるので収納部
の形状をほとんど変更すること無く装着することができ
るとともに、ダスト付着のスペースを小さな部屋に区分
けすることにより被濾過流体が多くの小さな部屋を通過
するため、−度捕捉して溜まったダストが他の部分へ動
かないのでライフサイクルを長くすることができ、被濾
過流体の流れが層流となるので圧損が減って衝突濾過効
果が大きくなり濾過効率を上昇させることができる。

第１６図に第１５図のフィルタエレメントの変型側断端
面図を示す。

第１６図（ａ）は第２山部２２の先端部が互いに離間す
るように構成したものである。その他の点については１
３図のフィルタエレメントと同様である。

第１６図（ｂ）は第２山部２２の先端部が互いに近接す
るように構成したものである。その他の点については１
３図のフィルタエレメントと同様である。

〔発明の効果〕

本発明は以上のように構成したので、流路長がほぼ一定
となりフィルタエレメント各部分での流速が一様となる
ため、フィルタエレメントにかかる被濾過流体の流路抵
抗が均一になるため、均一な濾過を行うことができると
いう効果を奏する。

また、ダスト付着のスペースを小さな部屋に区分けする
ことにより被濾過流体が多くの小さな部屋を通過するた
め、−度捕捉して溜まったダストが他の部分へ動かない
のでライフサイクルを長くすることができ、被濾過流体
の流れが層流となるので圧損が減って衝突濾過効果が大
きくなり濾過効率が上昇するという効果を奏する。

さらにまた、環状フィルタエレメントの最も内側に位置
する任意の前記第１の山部の折曲稜線を含む仮想中央横
断平面を想定し、前記仮想中央横断平面上において前記
第１の山部の折曲稜線を任意角度に傾斜させるとともに
、外側方向に連接する全ての前記第２の山部も連動させ
て傾斜するように構成した場合には、従来の菊花状フィ
ルタエレメントと同様な濾過流路を形成することができ
るので収納部の形状をほとんど変更すること無くフィル
タエレメントを収納容器内に装着することができるとと
もに濾過効率を上昇させることができるという効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例斜視図、第２図は第１図の実施
例の基本フィルタエレメントの斜視図、第３図は第１図
の実施例展開図、第４図は本発明の実施例のすし付は工
程概要説明図、第５図は本発明の実施例の折り込み工程
概要説明図、第６図は本発明の他の実施例展開図、第７
図は本発明のさらに他の実施例展開図、第８図は第１図
の実施例平面図、第９図は本発明のさらに他の実施例の
基本フィルタエレメントの斜視図、第１０図は本発明の
さらに他の実施例斜視図、第１１図は第１０図の実施例
側面図、第１２図は第１０図の実施例の基本フィルタエ
レメントの斜視図、第１３図は第１０図の実施例の他の
基本フィルタエレメントの斜視図、第１４図は本発明の
さらに他の実施例の基本フィルタエレメントの斜視図、
第１５図は本発明のさらに他の実施例斜視図、第１６図
は第１５図の実施例の変形例断端面図、第１７図は従来
の実施例平面図、第１８図は従来の実施例断面図である
。 １・・・環状フィルタエレメント、２・・・第１山部、
３・・・第１谷部、４・・・第２山部、５・・・凹部、
６・・・第２谷部、７．８・・・基本フィルタエレメン
ト端面、９・・・フィルタエレメント、１ｏ・・・凹部
形成用すじ、１１・・・台座、１２・・・すし付は工具
、１３・・・環状フィルタエレメント、１４・・・第１
山部、１５・・・第１谷部、１６・・・第２山部、１７
・・・第２谷部、１８・・・凹部、１９・・・環状フィ
ルタエレメント、２ｏ・・・第１山部、２１・・・第１
谷部、２２・・・第２山部、２３・・・第２谷部、２４
・・・凹部、Ｂ１・・・基本フィルタエレメント、Ｂ２
・・・基本フィルタエレメント、Ｂ３３、Ｂ３ｂ・・・
基本フィルタエレメント、Ｂ４・・・基本フィルタエレ
メント、Ｃ・・・中心穴。 第　　１ 図 第 図 第 図 第 図 第 図 す 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、シート状の濾材を折曲して多数の山部と谷部を連設
   したフィルタエレメントにおいて、濾材の一方端から他
   方端に複数の第１の山部と谷部を設け、前記第１の山部
   および谷部と交差する方向に所定間隔毎に折曲して複数
   の第２の山部と谷部を設けるとともに、前記第２の山部
   の頂部および前記第２の谷部の底部をそれぞれ内方に押
   し込むことにより、または、折り込むことにより凹部を
   形成し、さらに前記第１の山谷部と平行な両端面を接合
   することにより環状としたことを特徴とする環状フィル
   タエレメント。 ２、前記第２の谷部の底部を境として相対向する前記第
   １の山部の頂部の折曲陵線を互いに接するか、または、
   近接するように構成したことを特徴とする請求項１記載
   の環状フィルタエレメント。 ３、前記第２の山部の頂部を境として相対向する前記第
   １の谷部の底部の折曲陵線を互いに接するか、または、
   近接するように構成したことを特徴とする請求項２記載
   の環状フィルタエレメント。 ４、前記第２の谷部の底部を境として相対向する前記第
   １の山部の頂部の折曲陵線を互いに離間するように構成
   するとともに、前記第２の谷部の底部を境として相対向
   する前記第１の山部の頂部の折曲陵線が離間するように
   構成したことを特徴とする請求項１記載の環状フィルタ
   エレメント。 ５、シート状の濾材を折曲して多数の山部と谷部を連設
   したフィルタエレメントにおいて、濾材の一方端から他
   方端に複数の第１の山部と第１の谷部を設け、前記第１
   の山谷部と交差する方向に折曲して第２の山部と第２の
   谷部を設けたフィルタエレメントであって、前記第２の
   谷部を境に前記第１の山部には前記第１の谷部が、前記
   第１の谷部には前記第１の山部が連設されているととも
   に、前記第２の山部の頂部を内方に押し込むことにより
   、または、折り込むことにより凹部を形成し、さらに前
   記第１の山谷部と平行な両端面を接合することにより環
   状としたことを特徴とする環状フィルタエレメント。 ６、前記第２の谷部の底部を境として相対向する前記第
   １の山部の頂部および前記第１の谷部の底部の折曲陵線
   が互いに近接するように構成したことを特徴とする請求
   項５記載の環状フィルタエレメント。 ７、前記第２の山部の頂部を境として相対向する前記第
   １の谷部の底部の折曲陵線が互いに接するかまたは近接
   するように構成したことを特徴とする請求項５記載の環
   状フィルタエレメント。 ８、前記第２の谷部の底部を境として相対向する前記第
   １の山部の頂部のおよび前記第１の谷部の底部の折曲陵
   線を互いに離間するように構成するとともに、前記第２
   の山部の頂部を境として相対向する前記第１の谷部の底
   部の折曲陵線が離間するように構成したことを特徴とす
   る請求項５記載の環状フィルタエレメント。 ９、最も内側に位置する任意の前記第１の山部の折曲稜
   線を含む仮想中央横断平面を想定し、前記仮想中央横断
   平面上において前記第１の山部の折曲稜線を任意角度に
   傾斜させるとともに、外側方向に連接する全ての前記第
   ２の山部も連動させて傾斜したことを特徴とする請求項
   １乃至８のいずれかに記載の環状フィルタエレメント。