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JP2830080B2 - ▲ろ▼過エレメントおよびその製造方法 - Google Patents

▲ろ▼過エレメントおよびその製造方法

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JP2830080B2
JP2830080B2 JP1158714A JP15871489A JP2830080B2 JP 2830080 B2 JP2830080 B2 JP 2830080B2 JP 1158714 A JP1158714 A JP 1158714A JP 15871489 A JP15871489 A JP 15871489A JP 2830080 B2 JP2830080 B2 JP 2830080B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば、車両のフューエルフィルタ、オイ
ルフィルタ等、各種フィルタに好適に使用される過エ
レメントおよびその製造方法に関する。
〔従来の技術〕
フィルタ性能の向上のため、従来のシート状の材を
菊花形に折曲げ成形した過エレメントに代えて、単位
容積当たりの有効過面積の大きいハニカム構造を有す
る過エレメントが提案されている。
例えば、特公昭61-50612号公報あるいは米国特許2599
604号公報では、平面状材と波形材とを溶着してス
パイラル状に巻き、多数の小径孔を有する円筒状の成形
体となしたものが開示されている。
上記構造の過エレメントは、成形体の一方の端面で
は、第36図に示すように、波形材７の谷部71と平面状
材８とで形成される流路91の入口をシールしてあり、
一方、他方の端面では上記流路91の出口を開放し、山部
72と平面状材８とで形成される流路92の出口をシール
してある。そして、被過流体は、上記流路92より導入
されて材７、８を通過する間に過され、流路91より
清浄な流体が導出する。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、上記従来の構造においては、被過流
体の圧力、あるいは材の目詰り等により入口側の流路
92と出口側の流路91との差圧が増大して、平面状材８
が変形し（第37図に点線で示す）、出口側の流路91を閉
塞して過性能の低下をまねくという不具合があった。
また、スパイラル状に巻く際に内側の平面状材８と
外側の波形材７とで周長差が生じるため、流路のつぶ
れが生ずるなどの問題があった。
本発明は上記従来の問題点に鑑みなされたもので、フ
ィルタエレメントの耐圧性向上を目的としてなされたも
のである。
特に本発明は流体の圧力あるいは差圧の増加があって
も材の変形が生じにくい耐圧性の高いフィルタエレメ
ントを提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、小さい占有容積内で広い材面
積をもつフィルタエレメントを提供することである。
本発明の他の目的は、材の周長差に起因する材の
変形やつぶれなどが抑制されたフィルタエレメントを提
供することである。
また本発明の別の目的は、耐圧性に優れたフィルタエ
レメントを製造することである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明では、上記課題を解決するために以下の手段が
採用される。
請求項１記載の発明では、 材からなり、かつ断面が略円形の多数の筒部を、軸
方向に並列させて筒体形状となし、 上記筒部の流体の流入口となる一方では上記筒部間
を、他方では筒部内をそれぞれ閉鎖すると共に、 すべての筒部間の総断面積は、すべての筒部内の総断
面積よりも小さく、さらに、前記筒部に流体を供給する
系路中の最小断面積よりも大きく設定することを特徴と
する過エレメント という技術的手段が採用される。
また、請求項２記載の発明では、 断面が略円形の複数の筒部とこれら筒部間を連絡する
連結部とを有する材をスパイラル状に巻いて、上記筒
部をスパイラルの軸方向に並列させて筒体形状と特徴と
する過エレメントという技術的手段が採用される。
また、請求項８記載の発明では、 波形に山部と谷部を整形した２枚の材を重ね合わせ
て谷部と谷部を接合し、接合された材をスパイラル状
に巻いて、 軸方向に並列する略円形断面の多数の流体路を有する
筒体形状となし、 かつ上記筒体の一方の端面では上記流体路間を、他方
の端面では上記流体路をそれぞれ閉鎖すると共に、 上記２枚の材のうち、スパイラル状に巻いたときに
内側となる材の山部の周長と、外側となる材の山部
の周長とを異ならせたことを特徴とする過エレメント
という技術的手段が採用される。
また、請求項13記載の発明では、 材を折り曲げ加工を施すことで、所定の幅を重ねた
複数の重なり部と、これら重なり部をつなぐ複数の連結
部とを形成する第１工程と、 隣接する連結部の端部間を接着により接続する第２工
程と、 前記重なり部を円筒状にひろげて、円筒部を形成する
第３工程と、 上記円筒部が軸方向に並列する如く、スパイラル状に
巻く第４工程と、 上記円筒部の一方の端面では、上記円筒部間をシール
するとともに、他方の端面では上記円筒部内を閉鎖する
第５工程と、 から成る過エレメントの製造方法という技術的手段
が採用される。
また、請求項16記載の発明では、 材にその幅方向に沿って延びる谷部と山部とを交互
に形成し、山部の両側に位置する谷部間を他の材ある
いは接着材によって連結して材の幅方向に沿って延在
する複数の筒状の流体路を形成し、その流体路の一端を
閉塞してなるフィルタエレメントにおいて、 前記材の前記山部はその両側に位置する前記谷部を
両端とする専ら凸形状である円弧状に形成されており、
前記谷部は前記山部より狭く前記山部に対して非対称な
形状であることを特徴とするフィルタエレメントという
技術的手段が採用される。
また、請求項17記載の発明では、 ２枚の材（１、２）の間をそれらの幅方向の一方の
端部で閉塞して両材（他方の材（１）は前記平板
材（２）より長く、しかもその長さ方向に関して前記平
板材（２）と所定間隔ごとに接合されてもり、さらに
他方の材（１）は前記平板材（２）との接合部間に
着いて前記平板材（２）から離れる方向に向けて、前
記接合部を端部とする専ら凸形状である円弧状に膨出し
て前記接合部とは非対称な形状をもって形成されている
ことを特徴とするフィルタエレメントという技術的手段
が採用される。
請求項１、２、８、13、16の構成および製造方法は、
例えば第１図および第２図にて説明される実施例によっ
て実現することができる。
第１図および第２図において、材エレメントは波形
に成形した２枚の材１、２を重ね合わせて谷部12と谷
部22とを接合し、接合された材をスパイラル状に巻い
て、軸方向に並列する略円形断面の多数の流体路３を有
する筒体形状となし、かつ該筒体の一方の端面では上記
流体路３間をシール52するとともに、他方の端面では上
記流体路３を閉鎖してある。
このように略円形あるいは円筒状の流体路が形成さ
れ、または筒状の流体路を形成する材が専ら凸形状で
ある円弧状に形成され、谷部と山部が非対称な形状であ
ることが重要である。
上記波型材１、２のうち、スパイラル状に巻いたと
きに内側となる材１の山部11の周長は、外側となる
材２の山部21の周長より短く設定してあり、両山部の周
長は異ならせてある。
また、スパイラルの内側と外側とで、流体路間の距離
を変えることで、隣り合う上記流体路３が接するように
配置すれば、有効材面積を増加することができる。
また、すべての筒部間の総断面積を、すべての筒部内
の総断面積より小さくし、かつ流体を通す経路中の最小
断面積よりも大きく設定することがよい。
また、第10図のように上記２枚の材１、２の接合を
部分的に行って上記谷部12、22に非接着部51を設けても
よい。
さらに、１枚の材を折り曲げ加工する際に、複数の
重なり部とこれら重なり部をつなぐ連結部を形成し、そ
の後、重なり部を円筒状に拡げることで筒状部を形成す
るようにしてもよい。
これらの実施例では、ほぼ平板状の平板材２により
これより長い他の材が長さ方向に関して所定間隔ごと
に接合されており、この他方の材は平板材２との接
合部間において平板材２から離れる方向に向けて膨出
して形成されており、しかもその膨由形状は平板材と
の接合部を端部とする専ら凸形状である円弧状に膨出し
て接合部とは非対称に形成されている。
このように材が接合部を端部とする専ら凸形状であ
る円弧状に膨出して接合部とは非対称に形成されている
ことが、その材が優れた耐圧性を発揮するために重要
である。
〔作用および発明の効果〕
請求項１記載の発明によると、多数の筒部が略円形の
断面を持つように形成されるため、筒部の内外いずれか
ら圧力が作用した場合であっても、筒部全体に均等に圧
力が作用し、しかも局部的な変形しやすい形状を持たず
筒部全体で圧力に抗して略円形の状態を維持するため、
高い耐圧性が得られる。このため、被材流体の圧力が
上昇したり、材の目詰まりによって筒部内外の圧力差
が増加しても筒部を形成する材の変形が抑えられ、
材どうしの接触による材面積の低下などが防止され
る。また、筒部間の総断面積をすべての筒部内の総断面
積よりも小さくするとともに、筒部に流体を供給する系
路中の最小断面積よりも大きく設定しているので、広い
材の表面積を確保することができる。
請求項２記載の発明によると、複数の筒部が略円形の
断面を持つように形成されるため、筒部の内外いずれか
ら圧力が作用した場合であっても、筒部全体に均等に圧
力が作用し、しかも局部的な変形しやすい形状を持たず
筒部全体で圧力に抗して略円形の状態を維持するため、
高い耐圧性が得られる。このため、被材流体の圧力が
上昇したり、材の目詰まりによって筒部内外の圧力差
が増加しても筒部を形成する材の変形が抑えられ、
材どうしの接触による材面積の低下などが防止され
る。
請求項８記載の発明によると、多数の筒部が略円形の
断面を持つように形成されるため、筒部の内外いずれか
ら圧力が作用した場合であっても、筒部全体に均等に圧
力が作用し、しかも局部的な変形しやすい形状を持たず
筒部全体で圧力に抗して略円形の状態を維持するため、
高い耐圧性が得られる。このため、被材下などが防止
される。また、スパイラル状に巻いたときに内側となる
材の山部の周長と、外側となる材の山部の周長とを
異ならせているので、スパイラル状に巻く際に流体路の
変形やつぶれが防止される。
例えば第１図の実施例のように外側の材の山部の周
長を内側の材の山部の周長より長く設定すること、あ
るいは第７図の実施例のように外側の材の山部の周長
を内側の材の山部の周長より短く設定することが可能
である。
請求項13記載の発明によると、耐圧性に優れた円筒状
の流体路をもつフィルタエレメントが、材によって重
なり部を作った後にその重なり部を拡げるという製造工
程で作られるから、所定形状の筒状の流体路を確実に得
ることができる。
請求項16記載の発明によると、材の山部は谷部より
広いので、流体の流れを妨げることなく流体路の表面積
を大きくして過効率を上げることができる。それとと
もに、流体路を専ら凸形状の円弧状であり谷部と山部と
が非対称な形状に形成し易くしている。また、山部はそ
の両側に位置する谷部を両端とする専ら凸形状である円
弧状に形成されることから、この専ら凸形状である円弧
状の材全体に対して被材流体の圧力が均等に作用
し、しかも局部的な変形し易い形状を持たず専ら凸形状
の円弧部全体で圧力に抗して円弧状の形状を維持するた
め、高い耐圧性が得られる。このため、被材流体の圧
力が上昇したり、材の目詰まりによって筒部内外の圧
力差が増加しても筒部を形成する円弧状の材の変形が
抑えられ、材どうしの接触による材面積の低下など
が防止される。
請求項17記載の発明によると、流体路が、ほぼ平板状
の平板材と、この平板材から離れる方向に向けて専
ら凸形状である円弧状に膨出して接合部とは非対称に形
成された他方の材とによって形成される。しかもこの
他方の材は、平板材との接合部を端部とする専ら凸
形状である円弧状に膨出して形成されている。そのた
め、この専ら凸形状である円弧状の材全体に対して被
材流体の圧力が均等に作用し、しかも局部的な変形し
易い形状を持たず専ら凸形状の円弧部全体で圧力に抗し
て円弧状の形状を維持するため、高い耐圧性が得られ
る。このため、被材流体の圧力が上昇したり、材の
目詰まりによって筒部内外の圧力差が増加しても流体路
を形成する円弧状の材の変形が抑えられ、材どうし
の接触による材面積の低下などが防止される。
以下、本発明を図示の実施例により説明する。
第12図はエンジンに燃料を供給するフューエルライン
途中に設けられたフューエルフィルタで、鉄または樹脂
製のフィルタケースＦ内には、詳細を後述する本発明の
過エレメントＥが収納されている。上記過エレメン
トＥは上端外周を上記フィルタケースＦ内壁に接着剤F1
にて接着固定してある。フィルタケースＦには上方より
蓋体F2が覆着され、該蓋体F2は外周を上記フィルタケー
スＦ上端開口にかしめ固定してある。
燃料は、上記蓋体F2中央に設けた導入口F3よりフュー
エルフィルタ内に導入され、過エレメントＥで過さ
れて、フィルタケースＦ底面に設けた導出口F4より図略
のエンジンに供給される。
第１図には本発明の過エレメントＥを示す。図に示
すように、過エレメントＥは円筒体形状で、軸方向に
並列する円形断面の流体路３を多数有し、以下第３図〜
第４図に示す手順で製作される。
上記過エレメントＥは、第３図に示すように、波形
ローラー等で、ほぼ半円形断面の山部11,21と、平面状
の谷部12,22とを交互に形成した２枚の波形材1,2によ
り構成される。上記波形材1,2は、紙，不織布，金
網，合成繊維織物等，任意の素材よりなる。そして、フ
ューエルフィルタは、過するフューエルの流速が他の
オイルフィルタ等に対し、小さいため、材1,2の厚み
を0.14〔mm〕程度の薄いものを使用できる。
これら波形材1,2を重ね合せて、谷部12と谷部22と
を接着剤51で接合し、山部11,21により囲まれる円筒状
の空間を上記流体路３となす。そして、これを、第４図
に示すように、上記流体路３の軸方向と交差する方向に
スパイラル状に巻いて過エレメントＥとする。この
時、過エレメントＥの燃料導入側の端面では、上記流
体路３の外周部に接着剤52を塗布して上記流体路３間を
シールし、他端面では上記流体路３内に接着剤53を充填
してこれを閉鎖する。これにより燃料入口側が開放し、
他端が閉鎖した上記流体路３が形成されるとともに、上
記流体路３間には燃料入口側が閉鎖され他端が開放する
流路31が形成される（第５図）。
この時、第１図に示す流体路３の断面積S1の合計値Σ
S1は、従来に対し、流体路３を円筒形状とすることで、
流体路３間で囲まれる断面積S2の合計値ΣS2よりも大幅
に大きくとることができ、流体路３の内周表面積を大き
くとれ、過能力を大幅に向上させることができる。裏
をかえせば、過能力を向上させる必要がなければ、流
体路３の数を小さくすることにより、エレメント全体の
体格を小さくすることもできる。
ただし、流体路３間で囲まれる断面積S2の合計値ΣS2
は、フューエルフィルタにフューエルを供給するための
導入口F3もしくは導出口F4等の最小径の断面積S3よりも
大きく設定する必要がある。なぜなら、流体路３間で、
フューエル（流体）の流れを妨げることをなくすためで
ある。
次に、流体路３の外周径ｄの大きさにつき、第13図に
基づいて考察する。この第13図では、横軸に外周径ｄ
〔mm〕、縦軸に、エレメント容積Ｖ〔cm3〕および流体
路の数Ｎをとっている。ここで、実線A,Bはエレメント
容積に対する曲線、破線A1,B1は流体路の数に対する曲
線、一点鎖線Ｃは流体路中の圧力損失を示す曲線であ
る。
この図から明らかな如く、流体路３の外周径ｄを小さ
くすれば、流体路３の内周表面積を多くとることができ
るため、実線A,Bに示すように、エレメント容積Ｖは小
さくできるが、一方、破線A1,B1に示すように、流体路
の数Ｎを多くしなければいけないため、製作時の工数が
急激に増大してしまうことがわかる。また、一点鎖線Ｃ
において、流体路中の圧力損失については、流体路の外
周径を1.5〔mm〕よりも小さくすると、増すことがわか
った。
そこで、上述したエレメント容積V,流体路数Ｎおよび
圧力損失から考慮すると、流体路の外周径αが1.5〔m
m〕から2.5〔mm〕の間が、最も効率的であることが判明
した。
さらに、第２図に示す如く、過エレメントＥは、ス
パイラル状に巻いたときに内側となる材１の山部11の
周長を、外側となる材２の山部21の周長より僅かに短
く設定してある。すなわち、スパイラル径ｒに対応する
円Ｃ上に、上記波形材1,2の接合部が位置するよう
に、山部11,21の長さをそれぞれ設定する。
上記構成の過エレメントＥの作動を第５図で説明す
ると、燃料は図中矢印に沿って上記流体路３内に導入さ
れ、波形材1,2を通過する間に過される。上記流体
路３間には燃料入口側をシールした流路31が形成されて
おり、該流路31を経て清浄な燃料がエンジンに供給され
る。
この時、上記流体路３はほぼ円形断面となるように構
成されているから、被過流体の圧力上昇、あるいは
材の目詰りで上記流体路３内外の差圧の増大によって上
記流体路３が変形することがなく、過性能の低下を防
止することができる。また、本実施例では波形材1,2
の山部11,21の周長を、スパイラル径ｒに応じた長さに
設定しているから、スパイラル状に巻いたときに外周部
において流体路３の変形やつぶれが生ずることがなく、
占有容積を最大限に活用し、過性能をさらに向上させ
ることができる。
第６図ないし第８図には本発明の第２実施例を示す。
上記第１の実施例では、スパイラル径ｒに対応する円
Ｃ上に波形材1,2の接合部、すなわち谷部12,22が位置
するようにしたので、接合部を挟んで隣合う流体路３が
接することがないが、この接合部をスパイラル径ｒに対
応する円Ｃの外側（あるいは内側）に設けることにより
隣合う流体路３が密着した構造とすることができる。
第６図において、外側の波形材２は、山部21の高さ
を、内側の波形材１の山部11のそれに比べて低く形成
してあり、波形材１を内側としてスパイラル状に巻い
た際に、スパイラル径ｒに対応する円Ｃの外側に、上記
波形材1,2の接合部が位置するように、波形材1,2の
山部11,21の形状および周長を設定している（第７
図）。
上記構造によれば、隣合う流体路３間の隙間が縮小さ
れ、単位容積当たりの流体路３の密度が増大するので、
有効過面積が大幅に増加する。また、従来と同等の
過性能を実現するために必要な容積が少なくて済むの
で、過エレメントの小型・軽量化を図ることができ
る。
また、材1,2をスパイラル状に巻くときに、第８図
（ａ），（ｂ）に示す如く、内側に巻くものは、曲率半
径が大きくなり、一方、外周側にいくにつれて、曲率半
径が小さくなる。そこで、内側に巻くものについては、
外側に巻くものに対して、材２の山部21間の長さl1を
長さl2よりも長くする必要がある。
従って、本実施例では、第７図に示す如く、材１の
山部11の円弧長l4と材２の山部21の円弧長l3との関連
は、以下表１の如く設定している。
つまり、内側に巻くものから順に円筒の所定数に応じ
て、円弧長l3と円弧長l4との関係を変えることで、流体
路３間の隙間を失くして、密にスパイラル状に巻くこと
ができる。
第９図には本発明の第３実施例を示す。本実施例で
は、予め過エレメントＥの外周が略真円となるように
各流体路３の配置を決め、それに応じて山部11,21の形
状および周長を設定してあり、スパイラル状に巻く際
に、各流体路３の位置を制御して過エレメントＥの外
周がほぼ真円をなすようにしてある。
第１図に示した第１の実施例では、材の巻き終わり
位置において段差ａを生じ、フィルタケースに収納する
際にケース内周面に完全に密着せず、シール作業が難し
い場合があったが、本実施例では、過エレメント外周
をほぼ真円としたので、過エレメント外周がケース内
周に完全に密着し、シールが容易である。また、ケース
内の空間を有効に利用することができる。
第10図には本発明の第４実施例を示す。本実施例では
波形材1,2を谷部12,22で接合する際に、接着剤51を谷
部12の全面に塗布せず、部分的に塗布して谷部12に非接
着部13を設けてある。これにより非接着部13が過機能
を有し、有効過面積が増大して過性能が向上する。
上述した実施例では、第４図に示す如く、接着剤52,5
3を用いて、流体路３の閉鎖を行っているが、第14図な
いし第18図に示すようにしてもよい。
つまり、第14図および第15図に示す如く、波状材1,
2の端部に、ポリアミド系ホットメルト接着剤よりなる
接着シート54をあらかじめ熱圧着等により仮接着する。
ここで、接着シート54は100μの板厚で形成されてい
る。そして、接着シート54を仮接着した帯状材１を波
形ローラー等でほぼ半円形断面の山部11と平面状の谷部
12を形成し、同様に形成した材２と重ね合せて、谷部
12と22を接着剤51で接着すると共に、第17図（ａ）から
第17図（ｂ）に示す如く、端部を熱圧着して、接着シー
ト54を貼りあわせて、流体路３を閉鎖する。
流体路３間のシールは、第16図に示すごとく、両側を
波形に成形されたポリアミド系接着部材６を流体路３の
入口側へ挟みながら巻回し、熱風等で加熱溶着しシール
される。接着部材６は山部61、谷部62をもつ波形状であ
り、それぞれ波形材の山部11,21、谷部12,22と対応し
た形状となっており巻回した時に、流体路３が谷部62に
入り、加熱接着することにより、流体路３間をシールす
ることができる。
上述の如く、流体路３の閉鎖を第17図（ｂ）のごと
く、接着シート54を用いたため、第４図に示す接着方法
では円筒部の隅々まで接着が完全に回り切らず部分的に
シール不良を起す恐れがあったが、本接着シートを用い
て熱圧着することで、閉鎖の信頼性が高く、工法も簡易
である。
また、流体路間３のシール方法としてスパイラル状に
巻いた時に流体路間で形成されるシール部形状に所定幅
で波状に形成した接着部材６を用いたため、従来方法で
は流体路近傍の微少隙間でシール不良が発生する恐れが
あったが、完全なシール性と接着工程の簡素化を計るこ
とができる。
接着シート54および接着部剤６は、前記ポリアミド系
接着剤に限らず、ポリマステル系、ウレタン系等のホッ
トメルト系接着剤、あるいはエポキシ系、ポリウレタン
系の熱硬化型の可撓性接着剤を用いてもよい。
第19図ないし第21図に、本発明の第５実施例を示す。
この第５実施例では、第20図に示す如く、１枚の材１
にて、材同士を合わせた重ね部13と、これら重ね部13
を連結する平面状の連結部14とを交互に形成した後、
材１の平面に、シート状のポリアミド系ホットメルト接
着剤シート55を重ね合わせて接合する。そして、接着シ
ート55は接着剤55aと支持材55bで構成されている。
その後、重ね部13の材間に、断面円形のピンを差し
込んで、第21図に示す如く、円筒状の流体路３を有する
円筒部15を形成する。
そして、第１実施例の第４図で示したものと同様に、
流体路３の軸方向と交差する方向にスパイラル状に巻い
て過エレメントを作成する。
また、第22図に示す如く、円筒部15を内側にして、ス
パイラル状に巻いたときに隣接する円筒部15が接するよ
うに、連結部14の長さを、第23図において示す円筒径d,
円筒間ピッチＰを、Ｐ≒ｄ＋αに設定すれば、スパイラ
ル状に巻いた時に、流体路３が接する構造となり、同一
容積内に最大過面積を確保することができる。ここで
αはスパイラル状に巻く時の曲率により、設計的に求め
られる。
つまり、第28図（ａ）に示す円筒部15を内側に巻く時
には、連結部14（円筒部15間の長さ）の長さl1を、第28
図（ｂ）に示す外側に巻くものである連結部14の長さl2
に対し、長さを長くとる必要がある。
また、エレメントＥの製造段階において、流体路３の
形状は、材折曲げ、重ね部13を形成後、平板状の接着
剤シート55を接合することによって行うため、工程が簡
略化できる。
第24図（ａ），（ｂ）および第25図（ａ），（ｂ）の
第6,第７実施例は、１枚の平板材を折曲げ後、重ね部
13の窪みの部分でのみ、接着剤56で接合を行うものであ
り、接着剤56の使用量を削減することができる。
第26図の第８実施例は、材１の連結部14と平板状の
材２の間に、接着剤57を、重ね部13の軸方向と平行に
間歇的に配置したものである。第27図に示す第９実施例
では、重ね部13の軸方向と垂直に配置したものであり、
非接着部16も過部となるため有効過面積を増加し、
また接着剤の使用量削減にもなる。
第22図では、円筒部15を内側に、接着シート55を外側
にして、巻いたが、第29図に示すごとく、流体路３を外
側に接着シート55を内側にして巻くこともできる。この
場合、円筒径d,円筒間ピッチＰをＰ≒ｄ−αとすれば、
スパイラル状に巻いた時に、流体路３が接する構造とな
る。
この場合には、円筒部15は、スパイラル状に巻くと同
時に、第20図に示す如く、ピンを挿入して、円筒部15を
形成しなければいけない。
次に、第30図に示す第10実施例について説明する。
第31図において、材1,2に重なり部13,23および連結
部14,24を形成し、重なり部と連結部を接着剤58で互い
に接着する。続いて、第20図に示す如く、先細りの断面
円形ピンを使用し、重なり部13,23を開いて、円筒部15,
25を形成すると共に、上述した第４図に示す如く、流体
路32,33の出口側をシールし、袋状とし、流体路32,33の
外側を接着剤52でシールしながら、スパイラル状に巻層
し、過体Ｅを得る。
また、第32図に示す円筒部15,25の径d1,d2と、円筒部
15,25との間のピッチP1,P2については、P2≒d2＋α，P1
≒d1−αの関係が成りたつようにする。ここで、αはス
パイラル状に巻く時の曲率により、設計的に求められ
る。
上記第10実施例においては、ピッチP1,P2を円筒径d1,
d2に対し、大きくとっているため、スパイラル状に巻い
た時に隣り合う円筒部15,25同志が離れているが、第33
図に示すごとく、円筒部15,25同士が接し合う形状にす
れば、単位容積当り最大の過面積を確保でき、最大効
果を得ることができる。
また、第34図に示すごとく、ピッチP4,P5は、それぞ
れ同一の必要はなく、ピッチP4をピッチP5に対して大き
くするようにしてもよい。
なお、上述した実施例において、第35図（ａ），
（ｂ）に示す如く、円筒部15,25の内周面に、接着剤シ
ート59を接合し、第17図に示すように接着して、円筒部
15,25の流体路32,33をふさぐようにしてもよい。
上記実施例では、円筒部15,25を形成するのに、円形
ピンを差し込んで形成したが、圧縮空気を吹付ける方
法、重なり部13,23を押圧して、形成する方法等種々考
えられる。
なお、上記実施例では複数の流体路３が全て同径とな
るように構成したが、本発明では、複数の流体路３の径
が部分的に異なるように構成してももちろんよい。これ
により、部分的に過速度を変えて過性能の異なる領
域を設けることができる。
また、流体路３の断面形状は、楕円形，長円形，もし
くは多角形状でもよい。さらに材をスパイラル状に巻
いて構成した筒体の断面形状も、円形に限らず、楕円
形，長円形あるいは多角形状であってもよい。
【図面の簡単な説明】
第１図〜第５図は本発明の一実施例を示し、第１図は本
発明の過エレメントの全体斜視図、第２図は過エレ
メントの要部断面図、第３図、第４図は本発明の過エ
レメントの製造工程を示す図、第５図は本発明の過エ
レメントの作動を示す図であり、第６図および第７図は
本発明の第２の実施例を示す過エレメントの要部拡大
図、第８図（ａ），（ｂ）は、上記第２実施例における
流体路３の内周側および外周側の状態を示す模式図、第
９図は本発明の第３の実施例を示す過エレメントの断
面図、第10図は本発明の第４の実施例を示す材の斜視
図、第11図は被過流体の作用を示す図、第12図は本発
明を適用したフューエルフィルタの全体構成図、第13図
は流体路の外周径に対する容積，数および圧力損失を示
す特性図、第14図および第15図は波状材の平面図およ
び斜視図、第16図は接着部材の斜視図、第17図（ａ），
（ｂ）はそれぞれ波状材を貼りあわせる状態と貼りあ
わせた後の状態を示す正面図、第18図は本発明の過エ
レメントの製造工程の他の実施例を示す斜視図、第19図
ないし第21図は本発明の第５実施例を示し、第19図は本
発明の過エレメントの全体斜視図、第20図、第21図は
上記過エレメントの製造工程を示す図、第22図および
第23図は過エレメントの要部拡大図、第24図（ａ），
（ｂ）は本発明の第６実施例の製造工程を示す図、第25
図（ａ），（ｂ）は本発明の第７実施例の製造工程を示
す図、第26図および第27図は本発明の第8,第９実施例の
材を示す斜視図、第28図（ａ），（ｂ）は第22図にお
ける円筒部の内周側および外周側の状態を示す模式図、
第29図は過エレメントの要部拡大図、第30図は本発明
の過エレメントの第10実施例の全体斜視図、第31図お
よび第32図は第10実施例の製造工程を示す図、第33図お
よび第34図は上記第10実施例の変形例を示す過エレメ
ントの要部拡大図、第35図（ａ），（ｂ）は流体路の接
着工程を示す図、第36図および第37図は従来の過エレ
メントの要部拡大図である。 1,2……材、11,21……山部、12,22……谷部、15,25…
…円筒部、3,31,32,33……流体路、51〜59……接着剤。
フロントページの続き (72)発明者 山口 修司 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (72)発明者 松本 典也 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (56)参考文献 特開 昭53−121268（ＪＰ，Ａ) 実公 昭56−51937（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B01D 29/06 B01D 46/00,46/52

Claims (17)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】材からなり、かつ断面が略円形の多数の
    筒部を、軸方向に並列させて筒体形状となし、 上記筒部の流体の流入口となる一方では上記筒部間を、
    他方では筒部内をそれぞれ閉鎖すると共に、 すべての筒部間の総断面積は、すべての筒部内の総断面
    積よりも小さく、さらに、前記筒部に流体を供給する系
    路中の最小断面積よりも大きく設定することを特徴とす
    る過エレメント。
  2. 【請求項２】断面が略円形の複数の筒部とこれら筒部間
    を連結する連結部とを有する材をスパイラル状に巻い
    て、上記筒部をスパイラルの軸方向に並列させて筒体形
    状となし、かつ流体の流入口となる上記筒部の一方では
    上記筒部間を、他方では筒部内をそれぞれ閉鎖すると共
    に、流体を前記筒部の一方より流すようにしたことを特
    徴とする過エレメント。
  3. 【請求項３】すべての前記筒部間の総断面積は、すべて
    の前記筒部内の総断面積よりも小さく、かつ前記過エ
    レメントに流体を供給する系路中の最小断面積よりも大
    きく設定することを特徴とする請求項（２）記載の過
    エレメント。
  4. 【請求項４】前記連結部を前記筒部間の中心よりも外周
    側にずらして、前記筒部間を近づけることを特徴とする
    請求項（２）記載の過エレメント。
  5. 【請求項５】前記筒部間の外周側の距離ｌは、内周側に
    巻く筒部間l1に対し、外周側に巻く筒部間l2を小さくす
    ることで、隣り合う筒部を接するようにしたことを特徴
    とする請求項（４）記載の過エレメント。
  6. 【請求項６】上記筒部の外周直径をｄ、筒部間のピッチ
    をＰ、スパイラル状に巻く時の曲率をαとして、Ｐ≒ｄ
    ＋αとすることで、上記円筒部間を接触させたことを特
    徴とする請求項（５）記載の過エレメント。
  7. 【請求項７】前記過エレメントはフューエルフィルタ
    に適用され、かつ円筒部の外周径を1.5〔mm〕〜2.5〔m
    m〕の範囲とする請求項（２）もしくは請求項（３）記
    載の過エレメント。
  8. 【請求項８】波形に山部と谷部を整形した２枚の材を
    重ね合わせて谷部と谷部を接合し、接合された材をス
    パイラル状に巻いて、 それぞれ閉鎖すると共に、 上記２枚の材のうち、スパイラル状に巻いたときに内
    側となる材の山部の周長と、外側となる材の山部の
    周長とを異ならせたことを特徴とする過エレメント。
  9. 【請求項９】上記内側となる材の山部の周長に対す
    る、上記外側となる材の山部の周長の比を、スパイラ
    ルの内周側に対し、外周側を小さくすることを特徴とす
    る請求項（８）記載の過エレメント。
  10. 【請求項１０】前記材は、スパイラルの外周にいくに
    つれて前記流体路の数が多くなるように複数の領域に分
    割し、これら領域毎に、上記比を変えたことを特徴とす
    る請求項（９）記載の過エレメント。
  11. 【請求項１１】上記２枚の材の接合を部分的に行い、
    上記谷部に非接着部を設けた請求項（８）記載の過エ
    レメント。
  12. 【請求項１２】前記２枚の材の他方の端部には、接着
    シートが仮接合されており、これら材の端部を熱圧着
    することで、前記シートを溶着して、前記流体路を閉鎖
    することを特徴とする請求項（８）記載の過エレメン
    ト。
  13. 【請求項１３】材を折り曲げ加工を施すことで、所定
    の幅を重ねた複数の重なり部と、これら重なり部をつな
    ぐ複数の連結部とを形成する第１工程と、 隣接する連結部の端部間を接着により接続する第２工程
    と、 前記重なり部を円筒状にひろげて、円筒部を形成する第
    ３工程と、 上記円筒部が軸方向に並列する如く、スパイラル状に巻
    く第４工程と、 上記円筒部の一方の端面では、上記円筒部間をシールす
    るとともに、他方の端面では上記円筒部内を閉鎖する第
    ５工程と、 から成る過エレメントの製造方法。
  14. 【請求項１４】前記第３工程においては、前記重なり部
    間に、先細りで断面円形状のピンを挿入して、円筒部を
    形成する請求項（13）記載の過エレメントの製造方
    法。
  15. 【請求項１５】前記第２工程において、前記隣接する連
    結部間には、シート状の熱溶着部材を重ね合わせて接合
    させることを特徴とする請求項（13）記載の過エレメ
    ントの製造方法。
  16. 【請求項１６】材にその幅方向に沿って延びる谷部と
    山部とを交互に形成し、山部の両側に位置する谷部間を
    他の材あるいは接着剤によって連結して材の幅方向
    に沿って延在する複数の筒状の流体路を形成し、その流
    体路の一端を閉塞してなるフィルタエレメントにおい
    て、 前記材の前記山部はその両側に位置する前記谷部を両
    端とする専ら凸形状である円弧状に形成されており、前
    記谷部は前記山部より狭く前記山部に対して非対称な形
    状であることを特徴とするフィルタエレメント。
  17. 【請求項１７】２枚の材（１、２）の間をそれらの幅
    方向の一方の端部で閉塞して両材（１、２）間に流体
    路を形成したフィルタエレメントにおいて、 一方の材（２）はほぼ平板状であり、 他方の材（１）は前記平板材（２）より長く、しか
    もその長さ方向に関して前記平板材（２）と所定間隔
    ごとに接合されており、さらに他方の材（１）は前記
    平板材（２）との接合部間において前記平板材
    （２）から離れる方向に向けて、前記接合部を端部とす
    る専ら凸形状である円弧状に膨出して前記接合部とは非
    対称な形状をもって形成されていることを特徴とするフ
    ィルタエレメント。
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