特開 2024-133936 フィルタ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024133936

(43)【公開日】2024-10-03

(54)【発明の名称】フィルタ

(51)【国際特許分類】

   B01D 46/52 20060101AFI20240926BHJP

【ＦＩ】

B01D46/52 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023043967

(22)【出願日】2023-03-20

(71)【出願人】

【識別番号】000241500

【氏名又は名称】トヨタ紡織株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】金 鎭▲チョル▼

(72)【発明者】

【氏名】森山 修

(72)【発明者】

【氏名】柳田 竜二

【テーマコード（参考）】

4D058

【Ｆターム（参考）】

4D058JA13

4D058JB22

4D058KA01

4D058KA08

4D058SA06

(57)【要約】

【課題】空気が濾材を通過する際の圧力損失が大きくなることを抑制できるフィルタを提供する。
【解決手段】フィルタにおいては、シート状の濾材１２を厚さ方向の両側から挟む外枠１１と支持枠１３とにより、濾材１２が外枠１１と支持枠１３との間に保持される。外枠１１と支持枠１３とはそれぞれ四角枠状に形成される。濾材１２は、外枠１１の一辺の延びる方向に沿って山１２ａと谷１２ｂとが交互に連なるよう折られる。支持枠１３は、濾材１２の形状を保持するための保持バー１６を備える。保持バー１６は、濾材１２を折ることによって形成された山１２ａの裏側で、外枠１１の上記一辺と交差する別の一辺と同じ方向に延びるようにされる。このため、空気が濾材１２を通過する際、濾材１２の山１２ａ同士が接触することは保持バー１６によって抑制される。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

シート状の濾材を厚さ方向の両側から挟む外枠と支持枠とにより、前記濾材が前記外枠と前記支持枠との間に保持されるフィルタにおいて、
前記外枠と前記支持枠とはそれぞれ四角枠状に形成され、
前記濾材は、前記外枠の一辺の延びる方向に沿って山と谷とが交互に連なるよう折られており、
前記支持枠は、前記濾材の形状を保持するための保持バーを備え、
前記保持バーは、前記濾材を折ることによって形成された山の裏側で、前記外枠の前記一辺と交差する別の一辺と同じ方向に延びているフィルタ。

【請求項2】

前記外枠の高さ方向の第１端であって前記外枠の平行となる二辺には、対向するように突出するとともに前記二辺の長手方向に延びるフランジが形成され、
前記支持枠は、前記外枠の高さ方向の第２端に取り付けられることにより、前記外枠の前記フランジとの間に前記濾材を挟むものであり、
前記保持バーは、前記支持枠が前記外枠の前記第２端に取り付けられるとき、前記濾材の前記山の裏側に挿入されるものである請求項１に記載のフィルタ。

【請求項3】

前記支持枠は、前記外枠の前記第２端に取り付けられる本体を備えており、
前記保持バーは、前記外枠の前記第２端に取り付けられた前記本体から、前記外枠の前記第１端側に向けて突出するものであり、
前記保持バーの前記本体に対する突出高さは、前記外枠の高さよりも小さくされており、
前記保持バーの前記本体に対する突出高さと前記外枠の高さとの差は、前記濾材の厚さ以上の値とされている請求項２に記載のフィルタ。

【請求項4】

前記保持バーは、前記濾材における前記山の頂点と同じ方向に直線状に延びる直線部と、その直線部における長手方向の両端部をそれぞれ前記本体に繋ぐ脚部と、を備えている請求項３に記載のフィルタ。

【請求項5】

前記直線部の厚さは、前記保持バーにおける前記本体に対する突出方向の先端に向かうほど薄くされている請求項４に記載のフィルタ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、フィルタに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に示されるように、車両の空調装置等に用いられるフィルタは、外枠と支持枠と濾材とを備えている。濾材はシート状に形成されている。シート状の濾材には、山と谷とがひだ折り加工によって一方向において交互に連なるよう形成されている。濾材は、その厚さ方向の両側から外枠と支持枠とで挟まれることにより、外枠と支持枠との間に保持される。そして、フィルタの濾材を空気が通過するとき、その空気に含まれる異物が濾材によって空気から分離される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平９－２７６６３７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記濾材におけるひだ折りの回数を多くすれば、空気が濾材を通過するときの濾材と空気との接触面を大きくとることができ、フィルタによる空気からの異物の分離を効果的に行うことが可能である。しかし、濾材におけるひだ折りの回数を多くすると、ひだ折り加工に伴って濾材に形成された山同士の間隔が短くなるため、空気が濾材を通過する際に山同士が接触する。このように濾材の山同士が接触すると、空気が濾材を通過する際の圧力損失が大きくなる。

【課題を解決するための手段】

【0005】

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決するフィルタにおいては、シート状の濾材を厚さ方向の両側から挟む外枠と支持枠とにより、濾材が外枠と支持枠との間に保持される。外枠と支持枠とはそれぞれ四角枠状に形成される。濾材は、外枠の一辺の延びる方向に沿って山と谷とが交互に連なるよう折られる。支持枠は、濾材の形状を保持するための保持バーを備える。保持バーは、濾材を折ることによって形成された山の裏側で、外枠の上記一辺と交差する別の一辺と同じ方向に延びるようにされる。

【0006】

上記構成によれば、シート状の濾材が外枠の一辺の延びる方向に沿って山と谷とが交互に連なるよう折られているため、空気がフィルタの濾材を通過するときに空気と濾材との接触面積を大きくとることができる。濾材における山の裏側には濾材の形状を保持するための保持バーが通っているため、空気が濾材を通過する際に山同士が接触することは上記保持バーによって抑制される。従って、濾材の山同士が接触することによって空気が濾材を通過する際の圧力損失大がきくなることを抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】フィルタを示す斜視図である。

【図2】図１のフィルタを分解した状態を示す斜視図である。

【図3】図１のフィルタを矢印III－III方向から見た状態を示す断面図である。

【図4】図３のフィルタにおける二点鎖線で示す箇所を拡大して示す断面図である。

【図5】図１のフィルタを矢印V－V方向から見た状態を示す断面図である。

【図6】濾材を外枠内に配置した状態を示す斜視図である。

【図7】保持バーにおける直線部の他の例を示す断面図である。

【図8】保持バーにおける脚部の他の例を示す断面図である。

【図9】保持バーにおける脚部の他の例を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、フィルタの一実施形態について、図１～図６を参照して説明する。
図１及び図２に示すように、フィルタは、外枠１１と濾材１２と支持枠１３とを備えている。外枠１１と支持枠１３とはそれぞれ四角枠状に形成されている。濾材１２は、シート状に形成されている。外枠１１と支持枠１３とは、濾材１２を厚さ方向の両側から挟んでいる。これにより、濾材１２が外枠１１と支持枠１３との間に保持されている。そして、空気がフィルタの外枠１１と支持枠１３との間の濾材１２を通過すると、その空気に含まれる異物が濾材１２によって空気から分離される。

【0009】

＜外枠１１＞
外枠１１における高さ方向の両端、すなわち図２の上下方向の両端のうち、下端は第１端となり、上端は第２端となっている。図２に示すように、外枠１１の第１端であって外枠１１の平行となる二辺には、対向するように突出するとともに上記二辺の長手方向に延びるフランジ１４が形成されている。フランジ１４は、外枠１１の内側に濾材１２を支持するためのものである。

【0010】

＜濾材１２＞
濾材１２は、外枠１１の一辺の延びる方向、すなわち図２の矢印Ｙ１方向に沿って山１２ａと谷１２ｂとが交互に連なるよう折られている。濾材１２としては、通過する空気から異物を分離することに特化したものや、空気からの異物の分離に加えて脱臭機能等を備えたものなどがある。このように濾材１２としては複数の種類があり、各種類毎に濾材１２の厚さが異なっている。

【0011】

＜支持枠１３＞
支持枠１３は、外枠１１の第２端に取り付けられる本体１５と、濾材１２の形状を保持するための保持バー１６と、を備えている。支持枠１３は、本体１５を外枠１１の第２端に取り付けることにより、外枠１１のフランジ１４との間に濾材１２を挟むものとなっている。保持バー１６は、本体１５から外枠１１の第１端側に向けて突出している。

【0012】

図３及び図４に示すように、保持バー１６は、支持枠１３の本体１５が外枠１１の第２端に取り付けられるとき、濾材１２の山１２ａの裏側に挿入される。保持バー１６の本体１５に対する突出高さは、外枠１１の高さよりも小さくされている。保持バー１６の本体１５に対する突出高さと外枠１１の高さとの差は、濾材１２の厚さ以上の値とされている。

【0013】

図５に示すように、保持バー１６は、直線部１６ａと脚部１６ｂとを備えている。保持バー１６の直線部１６ａは、図２に示す濾材１２の山１２ａの裏側で、外枠１１の上記一辺と交差する別の一辺と同じ方向に延びている。言い換えれば、直線部１６ａは、濾材１２における山１２ａの頂点と同じ方向に直線状に延びている。脚部１６ｂは、直線部１６ａにおける長手方向の両端部をそれぞれ本体１５に繋いでいる。図４に示すように、直線部１６ａの幅方向断面の形状は、直線部１６ａの本体１５に対する突出方向、すなわち図４の下方向の先端で、円弧状に突出する形状となっている。

【0014】

次に、フィルタの組み立て、及び、フィルタにおける濾材１２の交換について説明する。
フィルタを組み立てる際、作業者は、濾材１２の山１２ａ及び谷１２ｂをそれらが連なる方向に互いに接近するよう、濾材１２の持つ弾力に抗して同濾材１２を縮める。そのように縮められた濾材１２は、図６に実線で示すように外枠１１の内側に配置される。このとき、濾材１２は、外枠１１の第１端に形成されたフランジ１４によって支持される。そして、縮められた濾材１２を作業者が開放すると、上記弾力によって濾材１２が山１２ａ及び谷１２ｂを開く方向に延びる。その結果、上記弾力によって濾材１２が図６に二点鎖線で示すように外枠１１の内側に押し付けられる。その後、支持枠１３の保持バー１６が濾材１２における山１２ａの裏側に挿入されるよう、支持枠１３の本体１５が外枠１１の第２端に取り付けられる。このように外枠１１の第２端に支持枠１３の本体１５を取り付けることにより、支持枠１３の保持バー１６が山１２ａの裏側に挿入される。

【0015】

フィルタの濾材１２を交換する際には、支持枠１３の本体１５が外枠１１の第２端から取り外される。このとき、濾材１２における山１２ａの裏側から、支持枠１３の保持バー１６が抜き出される。濾材１２は外枠１１の内側に押し付けられている。この濾材１２が外枠１１の内側から取り外された後、フィルタを組み立てるときと同じ手順で、新しい濾材１２が外枠１１の内側に配置される。更に、フィルタを組み立てるときと同じ手順で、支持枠１３が上記濾材１２を外枠１１との間に挟むよう、外枠１１に対して取り付けられる。

【0016】

次に、本実施形態におけるフィルタの作用効果について説明する。
（１）フィルタの外枠１１と支持枠１３との間に保持されたシート状の濾材１２は、外枠１１の一辺の延びる方向に沿って山１２ａと谷１２ｂとが交互に連なるよう折られている。このため、空気がフィルタの濾材１２を通過するとき、空気と濾材１２との接触面積を大きくとることができ、フィルタによる空気からの異物の分離を効果的に行うことができる。

【0017】

（２）支持枠１３の保持バー１６は、濾材１２の形状を保持するためのものであり、濾材１２における山１２ａの裏側を通っている。このため、空気が濾材１２を通過する際、濾材１２の山１２ａ同士が接触することを上記保持バー１６によって抑制することができる。従って、濾材１２の山１２ａ同士が接触することによって空気が濾材１２を通過する際の圧力損失が大きくなることを抑制できる。

【0018】

（３）フィルタの組み立てや濾材１２の交換の際には、外枠１１の内側に濾材１２が配置される。このとき、濾材１２は、山１２ａ及び谷１２ｂを開く方向に延びた状態で、外枠１１の内側に押し付けられる。この状態のもと、支持枠１３の保持バー１６が濾材１２における山１２ａの裏側に挿入されるよう、支持枠１３の本体１５が外枠１１の第２端に取り付けられる。このように外枠１１の第２端に支持枠１３の本体１５を取り付けることにより、支持枠１３の保持バー１６を簡単に濾材１２における山１２ａの裏側に挿入することができる。

【0019】

（４）濾材１２が外枠１１の内側に押し付けられた後、支持枠１３の保持バー１６が濾材１２における山１２ａの裏側に挿入されるよう、支持枠１３の本体１５が外枠１１の第２端に取り付けられることにより、濾材１２が外枠１１と支持枠１３との間に挟まれる。保持バー１６における本体１５に対する突出高さは、外枠１１の高さよりも小さくされている。更に、保持バー１６における本体１５に対する突出高さと外枠１１の高さとの差は、濾材１２の厚さ以上の値とされている。このため、濾材１２を厚さの異なるもの、例えば脱臭機能等を備えたより厚いものに交換しても、その濾材１２を外枠１１と支持枠１３との間に挟みつつ、支持枠１３の本体１５を外枠１１の第２端に対し適正に取り付けることができる。

【0020】

（５）保持バー１６の直線部１６ａは、濾材１２の山１２ａの裏側で山１２ａの頂点と同じ方向に直線状に延びるようになる。このため、濾材１２の山１２ａの形状を保持バー１６によって安定して保持することができる。従って、空気が濾材１２を通過するとき、濾材１２の山１２ａ同士が接触することをより効果的に抑制できる。

【0021】

（６）直線部１６ａの幅方向断面の形状は、直線部１６ａの本体１５に対する突出方向、すなわち図４の下方向の先端で、円弧状に突出する形状となっている。これにより、濾材１２の山１２ａの裏面が直線部１６ａに押し付けられたとき、直線部１６ａと山１２ａの裏面とが面接触しやすくなる。このように直線部１６ａと山１２ａの裏面とを面接触させることにより、山１２ａが直線部１６ａとの接触によって破れることを抑制できる。

【0022】

（７）濾材１２は、山１２ａと谷１２ｂとが交互に連らなるように折られている。このため、それら山１２ａ及び谷１２ｂをそれらが連なる方向に互いに接近するよう、濾材１２の持つ弾力に抗して同濾材１２を縮めることができる。このように山１２ａ及び谷１２ｂが連なる方向に濾材１２を縮めることにより、濾材１２の容積を小さく抑えることができる。そして、濾材１２の容積を小さく抑えれることで、一度に多くの大量の濾材１２を運搬できるようになるため、効率良く濾材１２を運搬することができる。

【0023】

（８）フィルタの濾材１２を図３及び図４の上から下に空気が通過するよう上記フィルタを配置すれば、濾材１２を空気が通過する際の圧力損失を小さく抑えることができる。これは、上記空気の流れが保持バー１６の直線部１６ａに当たることにより、濾材１２における山１２ａの頂点を避けるように空気が濾材１２を通過することが関係している。すなわち、山１２ａの頂点は、材料密度が高いため、空気を通過させにくくなる。濾材１２を通過する空気は、直線部１６ａに当たることによって直線部１６ａの幅方向に分岐させられるため、山１２ａの頂点から離れた箇所を通過しやすくなる。その結果、濾材１２を空気が通過する際の圧力損失を小さく抑えることができる。

【0024】

なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・保持バー１６における直線部１６ａの幅方向断面の形状については適宜変更することが可能である。例えば、図７に示すように、直線部１６ａの厚さが、保持バー１６における本体１５に対する突出方向、すなわち図７の下方向の先端に向かうほど薄くされるものであってもよい。この場合、支持枠１３の本体１５を外枠１１の第２端に取り付ける際、保持バー１６の直線部１６ａを濾材１２における山１２ａの裏側に挿入しやすくなる。

【0025】

・図８に示すように、保持バー１６の脚部１６ｂの厚さは、保持バー１６における本体１５に対する突出方向の先端に向かうほど薄くなるものであってもよい。
・図９に示すように、保持バー１６の脚部１６ｂは、直線部１６ａを複数本で支えるものであってもよい。

【0026】

・保持バー１６は、必ずしも濾材１２における全ての山１２ａの裏側にそれぞれ挿入されている必要はない。この場合、支持枠１３における保持バー１６の数が少なくなる分、支持枠１３を形成する材料を少なく抑えることができるため、支持枠１３の製造コストを低く抑えることができる。一方、上記実施形態のように、濾材１２における全ての山１２ａの裏側にそれぞれ保持バー１６を挿入すれば、濾材１２を空気が通過するとき、濾材１２における山１２ａの形状を保持バー１６によって安定して保持することができる。

【0027】

・保持バー１６は、直線部１６ａにおける長手方向の一端部のみを脚部１６ｂによって本体１５に繋ぐ片持ち支持式のものであってでもよい。
・保持バー１６を上述した片持ち支持式のものとした場合、濾材１２における一つの山１２ａの裏側に二つ一組の保持バー１６が挿入されるようにしてもよい。上記一組の保持バー１６を脚部１６ｂによって支持枠１３における本体１５に繋ぐものとされる。更に、上記一組の保持バー１６における直線部はそれぞれ、脚部１６ｂから対向するように突出する。

【符号の説明】

【0028】

１１…外枠
１２…濾材
１２ａ…山
１２ｂ…谷
１３…支持枠
１４…フランジ
１５…本体
１６…保持バー
１６ａ…直線部
１６ｂ…脚部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】