JP2020062610A - フィルタパック、及びエアフィルタ - Google Patents

Abstract

【課題】プリーツ加工された濾材を簡易に折り畳むことができ、濾材のプリーツ間隔を安定して保持することができるフィルタパックを提供する。
【解決手段】フィルタパックは、プリーツ加工された濾材と、濾材の隣り合う山折り部あるいは谷折り部の間隔を保持する間隔保持部材と、を備える。濾材は、濾材の折り目の両側に延在し、濾材が折り畳まれた状態で互いに向き合う２つの延在部を有している。複数の間隔保持部材は、延在部のそれぞれに折り目と直交する方向に線状に延びるよう設けられた間隔保持部材の対を有している。対をなす間隔保持部材は、濾材が折り畳まれた状態で互いに当接している。対をなす間隔保持部材の互いに当接する表面は、当該間隔保持部材の延在方向に見たときに当該間隔保持部材が互いに向き合う方向と直交する方向に延在する平坦面を有している。
【選択図】図３

Description

本発明は、プリーツ加工された濾材を備えるフィルタパック、及びエアフィルタに関する。

空気中に浮遊する塵埃等の微粒子を捕集するエアフィルタに用いられる濾材は、微粒子を捕集可能な濾材の面積を大きくするために、ジグザグ形状をなすようプリーツ加工される場合がある。プリーツ加工された濾材には、隣り合うプリーツの間隔を保つために、例えば、スペーサと呼ばれる線状に延びる複数の間隔保持部材が設けられている。スペーサが設けられた濾材は、ジグザグ形状に折り畳まれた状態で、隣り合うスペーサ同士が当接し、折り畳まれた濾材のプリーツ間隔が均一に保たれる。これにより、気流の流れ難い箇所が局所的に発生することが抑えられ、圧力損失の上昇が抑制される。
従来、スペーサの材料となるホットメルト接着剤を溶融状態で濾材に塗布し、ホットメルト接着剤がまだ軟化しているうちに濾材を折り畳んで、向き合うホットメルト接着剤同士を接合した形態のスペーサ付き濾材が知られている（特許文献１）。

特開２０１４−１９８３１３号公報

しかし、上記したスペーサ付き濾材では、濾材を折り畳む際に、軟化した状態のホットメルト接着剤同士が位置ずれして接合されることのないよう、ホットメルト接着剤の互いの位置を確認しながら、精度良く折り畳む必要がある。このような作業は面倒である。
本発明は、プリーツ加工された濾材を簡易に折り畳むことができ、濾材のプリーツ間隔を安定して保持することができるフィルタパック、及びエアフィルタを提供することを目的とする。

本発明の一態様は、フィルタパックであって、
気体中の微粒子を捕集し、山折り及び谷折りが交互に繰り返されるようプリーツ加工された濾材と、
前記濾材の隣り合う山折り部あるいは谷折り部の間隔を保持する複数の間隔保持部材と、を備え、
前記濾材は、前記プリーツ加工により形成された前記濾材の折り目の両側に延在し、前記濾材が折り畳まれた状態で互いに向き合う２つの延在部を有し、
前記複数の間隔保持部材は、前記延在部のそれぞれに前記折り目と直交する方向に線状に延びるよう設けられた間隔保持部材の対を有し、
前記対をなす間隔保持部材は、前記濾材が折り畳まれた状態で互いに当接し、
前記対をなす間隔保持部材の互いに当接する表面は、当該間隔保持部材の延在方向に見たときに当該間隔保持部材が互いに向き合う方向と直交する方向に延在する平坦面を有している、ことを特徴とする。

前記平坦面の延在方向と平行な方向に沿った当該間隔保持部材の幅は、前記濾材と接する当該間隔保持部材の底面において最大であることが好ましい。

前記平坦面の延在方向と平行な方向において、前記平坦面の配置位置は、前記底面の配置位置の範囲内にあり、
当該平坦面を有する間隔保持部材の幅は、前記底面から離れるに連れて短くなっていることが好ましい。

前記対をなす間隔保持部材は、前記濾材と接する当該間隔保持部材の底面及び前記平坦面の、前記平坦面の延在方向と平行な方向の端同士を接続する２つの平坦な側面をさらに有していることが好ましい。

前記平坦面の延在方向と平行な方向において、前記対をなす間隔保持部材の前記濾材と接する底面の幅Ｗ２に対する前記平坦面の幅Ｗ１の比Ｗ１／Ｗ２は、０．３〜０．９であることが好ましい。

前記平坦面の延在方向と平行な方向に沿った、前記対をなす間隔保持部材の前記濾材と接する底面の幅Ｗ２に対する前記底面を基準とした前記平坦面の高さＨの比Ｈ／Ｗ２は０．５より大きいことが好ましい。

前記対をなす間隔保持部材の延在方向の前記折り目側の端は、前記折り目と間隔をあけて配置されていることが好ましい。

前記対をなす間隔保持部材のうち第１の間隔保持部材の第２の間隔保持部材と当接する表面は、前記平坦面に囲まれ、前記濾材から離れるよう前記平坦面から突出する凸部をさらに有し、
前記第２の間隔保持部材の前記第１の間隔保持部材と当接する表面は、前記平坦面に囲まれ、前記凸部を受け入れる凹部をさらに有していることが好ましい。

本発明の別の一態様は、フィルタパックであって、
気体中の微粒子を捕集し、山折り及び谷折りが交互に繰り返されるようプリーツ加工された濾材と、
前記濾材の隣り合う山折り部あるいは谷折り部の間隔を保持する複数の間隔保持部材と、を備え、
前記濾材は、前記プリーツ加工により形成された前記濾材の折り目の両側に延在し、前記濾材が折り畳まれた状態で互いに向き合う２つの延在部を有し、
前記複数の間隔保持部材は、前記延在部のそれぞれに設けられた間隔保持部材の対を有し、
前記対をなす間隔保持部材は、前記濾材が折り畳まれた状態で互いに当接し、
前記対をなす間隔保持部材のうち第１の間隔保持部材の第２の間隔保持部材と当接する表面は、前記濾材から離れるよう突出する凸部を有し、
前記第２の間隔保持部材の前記第１の間隔保持部材と当接する表面は、前記凸部を受け入れる凹部を有している、ことを特徴とする。

本発明の別の一態様は、エアフィルタであって、
前記フィルタパックと、
前記フィルタパックの濾材の折り目が前記濾材を通過する気流方向の上流側及び下流側に配置されるよう、前記フィルタパックを取り囲む枠体と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、プリーツ加工された濾材を簡易に折り畳むことができ、濾材のプリーツ間隔を安定して保持することができる。

本実施形態の一例によるエアフィルタを示す外観斜視図である。 折り畳まれたフィルタパックの一部を示す図である。 線状突起の断面形状を示す図である。 変形例の線状突起の断面形状を示す図である。 変形例の線状突起の断面形状を示す図である。 比較例の線状突起の断面形状を示す図である。 変形例の線状突起の断面形状を示す図である。 変形例の線状突起の断面形状を示す図である。 変形例の線状突起の断面形状を示す図である。

以下、本実施形態のエアフィルタ及びフィルタパックについて説明する。本実施形態には、後述する種々の実施形態が含まれる。
図１は、本実施形態の一例によるエアフィルタ１を示す外観斜視図である。
エアフィルタ１は、フィルタパック３と、枠体５と、を備えている。

図２は、折り畳まれたフィルタパック３の一部をプリーツの折り目１０ａ，１０ｂが延びる方向に見て示す図である。
フィルタパック３は、濾材１１と、複数の間隔保持部材１３と、を有している。

濾材１１は、気体中の微粒子を捕集する部材である。濾材１１は、例えば、粒径２．５μｍ以下、濃度が０．３ｍｇ／ｍ^３以下の粉塵の除去に用いられ、計数法による捕集効率が８０％以上、圧力損失が７９〜４９３Ｐａ、粉塵保持容量（保塵量）が２００〜８００ｇ／ｍ²のものが用いられる。計数法では、粒径０．３μｍの、大気塵、ポリアルファオレフィン（ＰＡＯ）、シリカのいずれかの粒子を含んだ空気を通風させて測定を行う。粉塵保持容量は、フィルタが所定の最終圧力損失に達するまでに捕集した粉塵量である。また、濾材１１は、例えば、HEPAフィルタ用の濾材、ULPAフィルタ用の濾材、あるいはガス除去フィルタ用の濾材であってもよい。

濾材１１は、例えば、ガラス繊維、有機繊維、あるいは、これらの繊維の混合繊維からなる繊維体であり、例えば、不織布、あるいはフェルトである。ガラス繊維からなる濾材１１は、例えば、湿式法又は乾式法によって抄紙することにより作製される。有機繊維からなる濾材１１は、例えば、スパンボンド法、メルトブロー法、サーマルボンド法、ケミカルボンド法等によって作製される。また、濾材１１は、例えば、捕集効率の異なる複数の不織布を積層したものであってもよい。

濾材１１は、図示されるように、山折り及び谷折りが交互に繰り返されるようプリーツ加工されている。プリーツ加工は、レシプロ式またはロータリー式の折り機を用いて行われる。濾材１１は、プリーツ加工されていることで、互いに平行な、山折りされた折り目１０ａ及び谷折りされた折り目１０ｂをそれぞれ複数有している。濾材１１は、折り目１０ａ，１０ｂそれぞれの両側に延在する２つの延在部１１ａ，１１ｂを有している。すなわち、延在部１１ａと延在部１１ｂは、プリーツが並ぶ方向に交互に配置されている。延在部１１ａと延在部１１ｂは、濾材１１が折り畳まれた状態で互いに向き合う。

間隔保持部材１３は、濾材１１のプリーツ間隔を保持する部材である。間隔保持部材１３は、例えば、ホットメルト接着剤と呼ばれる熱可塑性樹脂を材質とする。そのような熱可塑性樹脂として、例えば、ポリアミド系、ウレタン系、オレフィン系、またはポリオレフィン系の熱可塑性樹脂が挙げられる。

複数の間隔保持部材１３は、延在部１１ａ，１１ｂのそれぞれに線状に延びるよう設けられた間隔保持部材１３ａ，１３ｂの対を有している。図１及び図２に示す例において、複数の間隔保持部材１３は、間隔保持部材１３ａ，１３ｂの対を複数有している。間隔保持部材１３ａ，１３ｂは、具体的に、濾材１１の折り目１０ａ，１０ｂと直交する方向に沿って延びるよう濾材１１の表面に形成されている。これにより、間隔保持部材１３ａ，１３ｂは、濾材１１が折り畳まれた状態で互いに当接する。

図３は、間隔保持部材１３ａ，１３ｂの延在方向（紙面奥行き方向）と直交する仮想平面で切断した断面形状を示す図である。
間隔保持部材１３ａ，１３ｂの互いに当接する表面（以降、当接表面ともいう）は、図３に示すように、間隔保持部材１３ａ，１３ｂの延在方向に見たときに間隔保持部材１３ａ，１３ｂが互いに向き合う方向（図３の上下方向）と直交する方向（図３の左右方向）に延在する平坦面１７ａを有している。間隔保持部材１３ａ，１３ｂは、このような定まった形態を有しており、例えば、固化した状態のホットメルト接着剤からなる。軟化した状態のホットメルト接着剤では、表面張力によって丸みを帯びた断面形状になり、平坦面は形成されず、互いに当接する表面を有しない。なお、固化した状態とは、間隔保持部材１３ａ，１３ｂの材質である熱可塑性樹脂の軟化点未満の状態を意味する。すなわち、間隔保持部材１３ａ，１３ｂは、流動性を有しない。本実施形態では、間隔保持部材１３ａ，１３ｂが固化した状態にあり、当接表面を有しているため、折り畳む際に、軟化したホットメルト接着剤を接合する場合のように、ホットメルト接着剤同士が位置ずれして接合されることがなく、仮に、位置ずれして当接した場合であっても、当接した間隔保持部材１３ａ，１３ｂ同士を平坦面１７ａに沿って互いに滑らせる、あるいは、折り畳んだ濾材１１を広げて一旦互いに離間させ、再度折り畳みを試みることができる。このため、濾材１１を折り畳む際に、互いに当接する間隔保持部材１３ａ，１３ｂの位置を確認する必要がなく、簡易に折り畳むことができる。なお、位置ずれとは、間隔保持部材１３ａ，１３ｂの幅方向（Ｚ方向）へのずれを意味する。このような位置ずれは、例えば、エアフィルタ１の組立時などに、間隔保持部材１３ａ，１３ｂを互いに押し付け合う成分を有する外力をフィルタパック３に作用させたときに生じやすい。

また、本実施形態において、平坦面１７ａは、上述したように、間隔保持部材１３ａ，１３ｂが互いに向き合う方向と直交する方向に延在している。このため、濾材１１が折り畳まれた状態で、互いに押し付け合う成分を有する外力がフィルタパック３に作用して、間隔保持部材１３ａ，１３ｂが当接表面において横滑りし、位置ずれしても、互いに向き合う２つの延在部１１ａ，１１ｂの間隔は保たれる。これにより、濾材１１のプリーツ間隔は安定して保持される。
これに対し、対をなす間隔保持部材の断面形状が、図６に示す例のように、楕円弧、円弧等の断面輪郭を有する湾曲した形状であると、濾材が折り畳まれた状態で、互いに押し付け合う成分を有する外力がフィルタパックに作用し、横滑りし、位置ずれすると、互いに向き合う延在部１１ａ，１１ｂの間隔が狭まる。このような箇所が折り畳まれたフィルタパックにおいて発生すると、プリーツ間隔が不均一になり、気流の流れ難い箇所が発生する。この結果、圧力損失が上昇しやすくなる。図６は、後述する比較例の間隔保持部材４３ａ，４３ｂの断面形状を示す図である。

このように、本実施形態のフィルタパック３によれば、プリーツ加工された濾材１１を簡易に折り畳むことができ、濾材１１のプリーツ間隔を安定して保持することができる。

さらに、本実施形態において、間隔保持部材１３ａ，１３ｂは、上述したように、当接表面を有し、固化した状態にあるため、互いに押し付けられたときに変形することがなく、間隔保持部材１３ａ，１３ｂと濾材１１との接触面積が変化しない。したがって、微粒子を捕集可能な濾材１１の面積（濾材面積）が小さくなることがなく、濾材１１の寿命が短くなることを抑制できる。
ここで、濾材１１を通過する気流の圧力損失の上昇を抑制する観点からは、濾材１１の延在部１１ａ，１１ｂが、折り目１０ａ，１０ｂの方向に見たときに、図２に示したように、Ｖ字形状をなしていることが好ましい。しかし、特許文献１に記載された上記スペーサ付き濾材では、線状に塗布されたホットメルト接着剤は軟化した状態で互いに接合されるため、Ｖ字形状にしようとすると、Ｖ字の先端部（谷折り部）に近い位置であるほど、向き合う延在部１１ａ，１１ｂ間の隙間が狭いため、ホットメルト接着剤が幅方向に広がり、ホットメルト接着剤と濾材との接触面積は大きくなる。その分、濾材面積は小さくなり、濾材１１の寿命が短くなる。

なお、平坦面１７ａに関して、互いに向き合う方向と直交する方向とは、濾材１１と接する間隔保持部材１３ａ，１３ｂの底面の延在方向と平行な方向、あるいは、当該平行な方向と交差する方向であって、当該平行な方向となす角のうち小さい方の角が１０度以下、好ましくは５度以下である方向を意味する。

本実施形態の間隔保持部材１３ａ，１３ｂは、例えば、転写法を用いて作製することができる。具体的には、加熱し、軟化させたホットメルト接着剤を、治具の表面に設けた溝に塗布し、当該表面が濾材１１と向き合うように治具を濾材１１に接触させることで、溝内のホットメルト接着剤を濾材１１に接着させ、その後、治具を濾材１１から離すことで、ホットメルト接着剤を濾材１１に設け（転写し）、作製する。治具の溝の形状は、間隔保持部材１３ａ，１３ｂの断面形状に応じて調整される。治具には、具体的に、溝を設けた表面が平坦な、棒状、板状等の部材、あるいは、溝を設けた外周表面を有する円筒状の部材（ローラ）を用いることができる。

一実施形態によれば、平坦面１７ａの延在方向と平行な方向（Ｚ方向）に沿った間隔保持部材１３ａ，１３ｂの幅は、底面１７ｂにおいて最大であることが好ましい。図６に示す例のように、幅が最大となる間隔保持部材４３ａ，４３ｂの高さ位置（最大幅位置）が、底面４７ｂ以外の高さ位置にあると、濾材１１を通過する気流のうち間隔保持部材４３ａ，４３ｂに沿った気流の流れが、最大幅位置となる間隔保持部材４３ａ，４３ｂの部分によって遮られ、当該部分より下方（底面４７ｂ側）のスペースに流れ難くなる。このように気流の流れ難い箇所ができると、圧力損失が上昇しやすくなる。

一実施形態によれば、平坦面１７ａの延在方向と平行な方向（Ｚ方向）において、平坦面１７ａの配置位置（図３において符号Ｗ１で示すＺ方向に沿った位置）は、図３に示すように、底面１７ｂの配置位置（図３において符号Ｗ２で示すＺ方向に沿った位置）の範囲内に位置し、かつ、間隔保持部材１３ａ，１３ｂの幅は、底面１７ｂから離れるに連れて短くなっていることが好ましい。このような断面形状を有する間隔保持部材１３ａ，１３ｂは、最大幅位置が底面１７ｂにあり、かつ、底面１７ｂの配置範囲の外側（図３において符号Ｗ２で示す範囲の左方又は右方）にＺ方向に飛び出した間隔保持部材１３ａ，１３ｂの部分が存在しないため、濾材１１を通過する際に間隔保持部材１３ａ，１３ｂに沿った気流の流れが底面１７ｂより上方の位置で妨げられ難い。このため、圧力損失の上昇は抑制される。

一実施形態によれば、図３に示すように、間隔保持部材１３ａ，１３ｂは、濾材１１と接する間隔保持部材１３ａ，１３ｂの底面１７ｂ及び平坦面１７ａの、平坦面１７ａの延在方向と平行な方向（Ｚ方向）の端同士を接続する２つの平坦な側面１７ｃをさらに有していることが好ましい。すなわち、間隔保持部材１３ａ，１３ｂの断面形状は、台形形状であることが好ましい。このような間隔保持部材１３ａ，１３ｂによれば、間隔保持部材１３ａ，１３ｂに沿った気流の流れが側面１７ｃによって妨げられ難く、圧力損失の上昇が抑制される。

ここで、図４及び図５を参照して、間隔保持部材１３ａ，１３ｂの変形例について説明する。図４及び図５は、変形例による間隔保持部材の断面形状を示す図である。
図４に示す間隔保持部材２３ａ，２３ｂは、底面２７ｂと平行な平坦面２７ａを有しており、さらに、底面２７ｂ及び平坦面２７ａの端同士を接続する湾曲した側面２７ｃを有している。側面２７ｃは、具体的に、底面２７ｂ及び平坦面２７ａの端同士を接続する平面よりも外側（断面形状の図心から離れる側）に膨らんだ形状を有している。このような断面形状を有する間隔保持部材２３ａ，２３ｂは、転写法で作製した場合に、上記治具に設けた溝から剥離させやすいことがわかった。

図５に示す間隔保持部材３３ａ，３３ｂは、底面３７ｂと平行な平坦面３７ａを有しており、さらに、底面３７ｂ及び平坦面３７ａの端同士を接続する湾曲した側面３７ｃを有している。側面３７ｃは、具体的に、底面２７ｂ及び平坦面２７ａの端同士を接続する平面よりも内側（断面形状３７の図心に近づく側）に膨らんだ形状を有している。このような断面形状を有する間隔保持部材３３ａ，３３ｂは、図３に示した間隔保持部材１３ａ，１３ｂと比べ、圧力損失の上昇を抑制する効果が大きいことがわかった。

一実施形態によれば、図３に示すように、平坦面１７ａの延在方向と平行な方向（Ｚ方向）において、底面１７ｂの幅Ｗ２に対する平坦面１７ａの幅Ｗ１の比Ｗ１／Ｗ２は、０．３〜０．９であることが好ましい。比Ｗ１／Ｗ２が０．３未満であると、互いに当接した間隔保持部材１３ａ，１３ｂが位置ずれしたときに、互いに向き合う延在部１１ａ，１１ｂの間隔が狭くなりやすい。一方、比Ｗ１／Ｗ２が０．９を超えると、平坦面１７ａが底面１７ｂに対して長すぎて、間隔保持部材１３ａ，１３ｂに沿った気流が、平坦面１７ａの両端の部分にぶつかって乱れやすく、圧力損失が上昇しやすくなる。比Ｗ１／Ｗ２は、好ましくは０．４〜０．８、より好ましくは０．５〜０．７である。

一実施形態によれば、図３に示すように、平坦面１７ａの延在方向と平行な方向（Ｚ方向）に沿った、底面１７ｂの幅Ｗ２に対する底面１７ｂを基準とした平坦面１７ａの高さＨの比Ｈ／Ｗ２は０．５より大きいことが好ましい。比Ｈ／Ｗ２が０．５より大きいと、間隔保持部材１３ａ，１３ｂと濾材１１との接触面積が小さく抑えられ、濾材面積を確保できるとともに、間隔保持部材１３ａ，１３ｂに沿った気流の流れが妨げられ難く、圧力損失の上昇が抑制される。比Ｈ／Ｗ２は、好ましくは０．８より大きく、より好ましくは１より大きい。なお、比Ｈ／Ｗ２は、大きすぎると、互いに当接した間隔保持部材１３ａ，１３ｂが位置ずれしたときに、延在部１１ａ，１１ｂの間隔が狭くなる場合があるため、２以下であることが好ましい。

一実施形態によれば、間隔保持部材１３ａ，１３ｂの断面形状が台形形状である場合、底面１７ｂと側面１７ｃとのなす２つの底角，βはそれぞれ、６５〜８５度であることが好ましい。底角α，βの大きさが上記範囲にあることで、濾材面積を確保しつつ、圧力損失の上昇を抑制する上記効果が得られやすい。２つの底角α，βは、間隔保持部材１３ａ，１３ｂの両側の側面１７ｃに沿った気流の流れを均一にし、圧力損失の上昇を抑える観点から、同じ大きさであることが好ましい。

ここで、間隔保持部材１３ａ，１３ｂの好ましい寸法の具体例を示す。
平坦面１７ａの幅Ｗ１は、１〜５ｍｍである。
底面１７ｂの幅Ｗ２は、２〜１０ｍｍである。
平坦面１７ａの底面１７ｂからの高さＨは、１．５〜１０ｍｍである。

ここで、図７〜図９を参照して、間隔保持部材の別の変形例について説明する。図７〜図９は、変形例による間隔保持部材の断面形状を示す。

一実施形態によれば、図７に示すように、間隔保持部材５３ａ，５３ｂのうち第１の間隔保持部材５３ａの第２の間隔保持部材５３ｂと当接する表面は、平坦面５７ａに囲まれ、濾材１１から離れるよう平坦面５７ａから突出する凸部５７ｅをさらに有し、第２の間隔保持部材５３ｂの第１の間隔保持部材５３ａと当接する表面は、平坦面５７ａに囲まれ、凸部５７ｅを受け入れる凹部５７ｆを有していることが好ましい。この実施形態では、間隔保持部材５３ａ，５３ｂが互いに当接した状態で、凸部５７ｅと凹部５７ｆは係合しており、間隔保持部材５３ａ，５３ｂが互いに拘束し合っている。このため、間隔保持部材５３ａ，５３ｂを互いに押し付け合うような成分を有する外力がフィルタパックに作用しても、横ずれが起きず、互いに位置ずれしない。これにより、プリーツ間隔が安定して保たれる。凸部５７ｅ及び凹部５７ｆは、間隔保持部材５３ａ，５３ｂの延在方向に沿って延びていてもよく、間隔保持部材５３ａ，５３ｂの延在方向に沿って互いに間隔をあけて複数箇所設けられていてもよく、間隔保持部材５３ａ，５３ｂの延在方向の一部の領域に１箇所だけ設けられていてもよい。

一実施形態によれば、図８及び図９に示すように、間隔保持部材のうち第１の間隔保持部材の第２の間隔保持部材と当接する表面は、濾材１１から離れるよう突出する凸部を有し、第２の間隔保持部材の第１の間隔保持部材と当接する表面は、凸部を受け入れる凹部を有していることが好ましい。図８及び図９に示す間隔保持部材の当接表面は、上記説明した平坦面を有しない。また、図８及び図９に示す間隔保持部材は、折り目１０ａ，１０ｂと直交する方向に線状に延びていてもよく、線状に延びていなくてもよい。線状に延びていない場合、間隔保持部材は、折り目１０ａ，１０ｂと直交する方向に沿って複数の位置に設けられていてもよく、１つの位置にだけ設けられていてもよい。複数の位置に設けられた間隔保持部材は、それぞれが間隔保持部材の対をなす。この実施形態でも、間隔保持部材が互いに当接した状態で、凸部と凹部は係合しており、間隔保持部材が互いに拘束し合っている。このため、間隔保持部材を互いに押し付け合うような成分を有する外力がフィルタパックに作用しても、横ずれが起きず、互いに位置ずれしない。これにより、プリーツ間隔が安定して保たれる。

図８に示す例では、間隔保持部材６３ａ，６３ｂの当接表面は、凸部６７ｅ及び凹部６７ｆを除いて、楕円弧、円弧等の断面輪郭を有する湾曲した形状を有している。

図９に示す例では、間隔保持部材７３ａ，７３ｂの当接表面それぞれが、互いに隣り合うよう設けられた凸部及び凹部を有している。具体的に、間隔保持部材７３ａは、凸部７７ｇ及び凹部７７ｆを有し、間隔保持部材７３ｂは、凸部７７ｇを受け入れる凹部７７ｈ、及び、凹部７７ｆに受け入れられる７７ｅを有している。間隔保持部材７３ａ，７３ｂそれぞれに設けられる凸部及び凹部は、間隔保持部材７３ａ，７３ｂの延在方向にも隣り合うよう設けられていてもよい。すなわち、間隔保持部材７３ａ，７３ｂそれぞれに設けられる凸部及び凹部の数は、それぞれ複数個であってもよい。

図７から図９に示す例において、延在部１１ａを基準とした凸部の最大突出高さ、あるいは、当該凸部を受け入れる凹部の最大凹み深さ（図９において符号Ｐで示す）は、例えば、０．５〜３ｍｍである。

従来、プリーツ加工された濾材のプリーツ間隔を保持するために、間隔保持部材を用いる代わりに、エンボス加工を行って、濾材を折り畳んだときに互いに当接する突起を延在部のそれぞれに設けることが知られている。しかし、エンボス加工を行うと、濾材を構成する繊維体の繊維が有機繊維以外の繊維（例えばガラス繊維）である場合に、突起の高さによっては繊維が折れたり、繊維体の繊維間隔が広がったりし、濾材の捕集性能が低下するおそれがある。これに対し、図７〜９に示す変形例では、間隔保持部材を用いてプリーツ間隔を保持するため、繊維が折れる等、濾材が損傷を受けることがない。このため、繊維体の繊維の材質を、制限されることなく選択することができる。

一実施形態によれば、間隔保持部材１３ａ，１３ｂの延在方向の折り目１０ａ，１０ｂ側の端は、図１及び図２に示すように、折り目１０ａ，１０ｂと間隔Ｇをあけて配置されていることが好ましい。間隔保持部材１３ａ，１３ｂが折り目１０ａ，１０ｂと交差するように、折り目１０ａ，１０ｂを跨いで設けられていると、濾材１１を折り畳んだときに、間隔保持部材１３ａ，１３ｂが折れ、あるいは、断面形状が崩れ、間隔保持部材１３ａ，１３ｂに沿った気流の流れが妨げられやすくなる。この実施形態では、濾材１１の山折り部あるいは谷折り部が折り目１０ａ，１０ｂ付近で間隔保持部材１３ａ，１３ｂの底面１７ｂに接着した濾材１１の部分が間隔保持部材１３ａ，１３ｂに引っ張られて折り目１０ａ，１０ｂの両側に膨らむように変形することを抑制でき、延在部１１ａ，１１ｂがＶ字形状をなしやすくなる。また、間隔保持部材１３ａ，１３ｂが折り目１０ａ，１０ｂと間隔をあけて設けられていると、固化した状態の間隔保持部材１３ａ，１３ｂであっても、濾材１１を容易に折り畳むことができる。さらに、間隔保持部材１３ａ，１３ｂと濾材１１との接触面積が低減されることで、濾材面積が増え、濾材１１の寿命が長くなる。

一実施形態によれば、間隔保持部材１３ａ，１３ｂの延在方向の長さは、延在部１１ａ，１１ｂがＶ字形状をなしやすくなる観点から、図２に示すように、異なっていることが好ましい。
図２に示す例では、折り目１０ａと直交する方向に沿った間隔保持部材１３ａの長さＬ１は、間隔保持部材１３ｂの長さＬ２よりも短い。そして、図２に示す例では、濾材１１が折り畳まれた状態で、谷折りされた濾材１１の部分において、谷折りされた折り目１０ｂに向かって延びる間隔保持部材１３ｂの先端部１３ｃは、延在部１１ａと当接し、間隔保持部材１３ｂは、間隔保持部材１３ｂの延在方向の途中の位置１３ｄで間隔保持部材１３ａと当接している。
このように、間隔保持部材１３ａ，１３ｂが当接していることで、濾材１１のプリーツ間隔が保持される。そして、折り目１０ｂ側（谷側）において、間隔保持部材１３ｂの先端部１３ｃが、濾材１１の谷折りされた部分（谷折り部）をなす延在部１１ａ，１１ｂの両方に接し、かつ、折り目１０ａ側（山側）において、対をなす間隔保持部材１３ａ，１３ｂ同士が当接していることで、延在部１１ａ，１１ｂ同士の間隔は、山側において谷側より広くなっている。このような形態を有していることで、谷折り部をなす延在部１１ａ，１１ｂは、濾材１１を通過する気流によって、平行に向かい合い難く、したがってＵ字形状をなし難く、谷側から山側に開いたＶ字形状を維持しやすい。Ｖ字形状を維持した濾材１１によれば、気流が流れやすく、圧力損失の上昇が抑制される。特に、間隔保持部材１３ｂの先端部１３ｃが、延在部１１ａ，１１ｂの両方に接していることで、プリーツ間隔が狭まる方向に力を加えられても、向かい合う２つの延在部の間隔は保持され、プリーツ間隔は一定に保たれる。このため、気流が流れ難い部分が発生し難く、圧力損失の低下が抑制される。

また、この実施形態では、間隔保持部材１３ａが、上述したように、間隔保持部材１３ｂよりも短く、間隔保持部材１３が濾材１１と接する面積が低減されている。すなわち、気流が通過せず、微粒子の捕集に寄与しない濾材１１の面積が低減されている。このため、この実施形態によれば、圧力損失を低減する効果が得られる。

間隔保持部材１３ａの長さＬ１は、例えば、隣り合う折り目１０ａ，１０ｂの間の長さ（以降、折り幅ともいう）の１０〜４０％の長さである。
間隔保持部材１３ｂの長さＬ２は、例えば、濾材１１の折り幅の５０〜８０％の長さである。また、間隔保持部材１３ｂの先端部１３ｃは、折り目１０ａから、濾材１１の折り幅の９０％以下の範囲、好ましくは８０％以下の範囲内に位置していることが好ましい。このように、先端部１３ｃの先端位置が、折り目１０ｂから離れていることで、気流が通過しない濾材１１の面積を低減できる。この実施形態のフィルタパック３は、プリーツの頂部（谷折りされた部分、及び山折りされた部分）に折り目が１本だけ存在した、エッジを有するＶ字形状をなしていることで、プリーツの頂部に折り目が２本存在する断面形状のフィルタパックと比べ、向かい合う２つの延在部１１ａ，１１ｂのなす角を大きくしやすく、上述したプリーツ間隔を広げる効果が増している。そして、このようにプリーツの頂部に折り目が１本だけ存在したＶ字形状を有するフィルタパック３では、先端部１３ｃは、折り目１０ｂから離れた位置に配置されていても、延在部１１ａ，１１ｂの両方に接することができる。
Ｌ１とＬ２の比Ｌ１／Ｌ２は、０．１〜０．５であることが好ましい。これにより、間隔保持部材１３ｂが延在部１１ａと接する位置と、間隔保持部材１３ａ，１３ｂ同士が接する位置との間隔を大きくでき、濾材１１のＶ字形状を安定して維持しやすくなる。

一実施形態によれば、間隔保持部材１３ａ，１３ｂが当接する位置１３ｂは、谷折りされた折り目１０ｂよりも、山折りされた折り目１０ａに近い位置にあることが好ましい。間隔保持部材１３ａ，１３ｂの接触位置が、山側に位置していることで、安定してＶ字形状を維持することができる。また、間隔保持部材１３ａ，１３ｂの先端が山側に位置していることで、間隔保持部材１３ａの先端が谷側に位置している場合と比べ、気流が通過しない濾材１１の面積を低減でき、圧力損失を低減する効果が増す。また、安定してＶ字形状が維持されるので、広くなったプリーツ間隔を安定して保つことができる。なお、プリーツ間隔を広げる効果が増す点で、間隔保持部材１３ａは、山側に位置しつつ、その中でも谷側に位置することが好ましい。また、間隔保持部材１３ｂの先端部１３ｃは、谷側に位置することが好ましい。なお、山側とは、折り目１０ａ，１０ｂを結ぶ線分の中点よりも折り目１０ａ側をいう。谷側とは、その中点よりも折り目１０ｂ側をいう。

間隔保持部材１３ａは、折り目１０ａから、例えば、濾材１１の折り幅の１０〜４０％の長さの範囲内に位置しており、好ましくは１０〜３０％未満の長さの範囲内に位置し、より好ましくは２０〜３０％未満の長さの範囲内に位置している。
また、間隔保持部材１３ｂは、折り目１０ａから、例えば、濾材１１の折り幅の１０〜８０％の長さの範囲内に位置しており、好ましくは１０〜７０％未満の長さの範囲内に位置している。

間隔保持部材１３は、図２に示されるように、上記説明した間隔保持部材１３ａ，１３ｂが配置された濾材１１の上流側の面と反対側の下流側の面に、当該間隔保持部材１３ａ，１３ｂが位置する折り目１０ａが延びる方向（Ｚ方向）の位置と同じ位置で折り目１０ｂと直交するよう形成された間隔保持部材１３ｅ，１３ｆをさらに有していることが好ましい。間隔保持部材１３ｅの延在方向の長さＬ３は、図２に示されるように、間隔保持部材１３ｆの延在方向の長さＬ４より短いことが好ましいが、長くてもよい。
この場合において、間隔保持部材１３ｅは、間隔保持部材１３ｂの先端部１３ｃとの間に延在部１１ａを挟む位置に形成され、間隔保持部材１３ｆは、間隔保持部材１３ｂとの間に延在部１１ｂを挟む位置に形成されていることが好ましい。このように、間隔保持部材１３ｅが、間隔保持部材１３ｂの先端部１３ｃに対して配置されていると、気流が通過するときに、延在部１１ａが下流側から支持される。このため、谷折り部が下流側に膨らむように変形し、Ｕ字形状が形成されることを抑制できる。
また、間隔保持部材１３ｂの先端部１３ｃが、間隔保持部材１３ｅ及び間隔保持部材１３ｆの間に挟まれ拘束されていることで、間隔保持部材１３ｂの先端部１３ｃがＶ字形状の中心位置に安定して位置するため、Ｖ字形状を維持しやすくする効果が増し、また、プリーツ間隔を広げやすくする効果が増す。

上述したように、間隔保持部材１３が間隔保持部材１３ｅ，１３ｆをさらに有している場合に、折り目１０ａ，１０ｂと直交する方向に沿った間隔保持部材１３ｅの長さＬ３は、間隔保持部材１３ｆの長さＬ４よりも短いことが好ましい。
延在方向長さが短い間隔保持部材１３ａ，１３ｅがいずれも延在部１１ａに配置され、延在方向長さが長い間隔保持部材１３ｂ，１３ｆがいずれも延在部１１ｂに配置されていると、図２に示されるように、濾材１１の両面に間隔保持部材が重なって位置する面積が増える。このため、気流が通過しない濾材１１の面積の増加を抑制できる。間隔保持部材は濾材の片面にだけ形成されていても、気流が通過できないため、このように、濾材１１の両面で間隔保持部材が重なるように位置していることは好ましい。延在部１１ａの両面に位置する間隔保持部材１３ａ及び間隔保持部材１３ｅは、折り目１０ａ，１０ｂと直交する方向に、互いに離間していることが好ましく、例えば、濾材１１の折り幅の１０〜３０％互いに離間している。

一実施形態によれば、間隔保持部材１３ａ，１３ｂの平坦面１７ａは、延在部１１ａ，１１ｂがＶ字形状をなすときに互いに当接する領域であって、間隔保持部材１３ａ，１３ｂの延在方向の長さの２０％以上、好ましくは５０％以上、より好ましくは１００％の長さ領域に形成されていることが好ましい。間隔保持部材１３ａ，１３ｂの平坦面１７ａが上記領域に形成されていると、例えば、濾材１１を通過する風圧の大きさ等によって、延在部１１ａ，１１ｂがＵ字形状をなすよう濾材１１が変形して、間隔保持部材１３ａ，１３ｂが延在方向にわたって線接触するように互いに当接した場合であっても、横滑り、位置ずれしたときにプリーツ間隔がより安定して保持される。

間隔保持部材１３ａ，１３ｂの対は、折り目１０ａ，１０ｂの方向（Ｚ方向）に沿って、例えば４〜２０箇所に配置されている。

枠体５は、濾材１１の折り目１０ａ，１０ｂが気流方向の上流側及び下流側に配置されるようフィルタパック３を取り囲む部材である。図１に示す例では、濾材１１の折り目１０ａが上流側（Ｘ方向と反対側の方向）に配置されている。枠体５は、例えば、矩形状の部材である。枠体５は、例えば、亜鉛鉄板、ステンレス板、樹脂等の枠材を組み合わせて作られる。エアフィルタ１は、フィルタパック３を、枠体５に対し、例えば、ウレタン樹脂などのシール剤を用いてＺ方向の両端を固定し、Ｚ方向に線状に延びる接着剤を用いてＹ方向の両端を固定することで、フィルタパック３と枠体５との隙間をなくすように組み立てられる。

以上説明したように、本実施形態によれば、間隔保持部材の対をなす間隔保持部材の当接表面が、間隔保持部材が互いに向き合う方向と直交する方向に延在する平坦面を有していることによって、プリーツ加工された濾材１１を簡易に折り畳むことができ、濾材１１のプリーツ間隔を安定して保持することができる。また、間隔保持部材の対をなす間隔保持部材が上記凸部及び凹部を有していることによっても、プリーツ加工された濾材１１を簡易に折り畳むことができ、濾材１１のプリーツ間隔を安定して保持することができる。
また、本実施形態によれば、間隔保持部材１３ａ，１３ｂは、平坦面１７ａを有し、固化した状態にあるため、濾材面積が狭くなることがなく、濾材１１の寿命が短くなることを抑制できる。

（実施例、比較例）
ガラス繊維を抄紙してなる捕集効率９０％の濾材を、ロータリー式折り機を用いて、１２５ｍｍ毎に山折り、谷折りを交互に行ってプリーツ加工を行った。濾材の山折りされた折り目ごとに、折り目が延びる方向に間隔をあけて複数の位置で、折り目と直交する方向に沿って、加熱し、軟化させたホットメルト接着剤を転写し、図３に示す断面形状を有する間隔保持部材を、図２に示すように、濾材の両面の山折りされた折り目の両側の延在部のそれぞれに設け、フィルタパックを作製した（実施例）。
転写法で間隔保持部材を設ける代わりに、加熱し、軟化させたホットメルト接着剤を充填したガンを用いて、濾材１１の折り目１０ａ，１０ｂと交差するよう、直接、濾材１１にホットメルト接着剤を塗布し、図６に示す断面形状とした点を除いて、実施例と同様にしてフィルタパックを作製した（比較例）。なお、図６は、比較例の間隔保持部材４３ａ，４３ｂの断面形状を示す図である。

実施例及び比較例の間隔保持部材の形態を、下記表１に示す。
表１において、比較例の底角α，βは、濾材１１との接触位置における接線と底面４７ｂとのなす角を意味する。
実施例の「間隔保持部材の延在方向長さ」に関して、間隔保持部材１３ａ，１３ｅの延在方向の長さを３２．５ｍｍ、間隔保持部材１３ｂ，１３ｆの延在方向の長さを９０ｍｍとした。

次いで、実施例及び比較例のフィルタパックを、ＳＧＣＣ（ＪＩＳ Ｇ ３３０２）製枠材で囲み、シール材及び接着剤を用いて濾材との間を封止して枠体を組み立て、エアフィルタを作製した。実施例は及び比較例のいずれも、ホットメルト接着剤を固化させてから、濾材を折り畳んだ。

作製したエアフィルタを用いて、５６ｍ³／分の風量で通風した時の圧力損失を、差圧計を用いて測定したところ、実施例は１１８Ｐａ、比較例は１３０Ｐａであった。この結果から、間隔保持部材の対をなす間隔保持部材の当接表面が、当該間隔保持部材が互いに向き合う方向と直交する方向に延在する平坦面１７ａを有していることで、圧力損失を低減できることがわかった。

以上、本発明のエアフィルタ及びフィルタパックについて詳細に説明したが、本発明のエアフィルタ及びフィルタパックは上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。

１ エアフィルタ
３ フィルタパック
５ 枠体
１０ａ，１０ｂ 折り目
１１ 濾材
１１ａ，１１ｂ 延在部
１３ 間隔保持部材
１３ａ，１３ｂ，１３ｅ，１３ｆ，２３ａ，２３ｂ，３３ａ，３３ｂ，５３ａ，５３ｂ，６３ａ，６３ｂ，７３ａ，７３ｂ 間隔保持部材
１３ｃ 間隔保持部材１３ｂの先端部
１３ｄ 間隔保持部材１３ｂの延在方向の途中の位置
１７ａ，２７ａ，３７ａ，５７ａ，６７ａ，７７ａ 平坦面
１７ｂ，２７ｂ，３７ｂ，５７ｂ，６７ｂ，７７ｂ 底面
１７ｃ 側面
５７ｅ，６７ｅ，７７ｅ，７７ｇ 凸部
５７ｆ，６７ｆ，７７ｆ，７７ｈ 凹部

Claims (10)

1. 気体中の微粒子を捕集し、山折り及び谷折りが交互に繰り返されるようプリーツ加工された濾材と、
   前記濾材の隣り合う山折り部あるいは谷折り部の間隔を保持する複数の間隔保持部材と、を備え、
   前記濾材は、前記プリーツ加工により形成された前記濾材の折り目の両側に延在し、前記濾材が折り畳まれた状態で互いに向き合う２つの延在部を有し、
   前記複数の間隔保持部材は、前記延在部のそれぞれに前記折り目と直交する方向に線状に延びるよう設けられた間隔保持部材の対を有し、
   前記対をなす間隔保持部材は、前記濾材が折り畳まれた状態で互いに当接し、
   前記対をなす間隔保持部材の互いに当接する表面は、当該間隔保持部材の延在方向に見たときに当該間隔保持部材が互いに向き合う方向と直交する方向に延在する平坦面を有している、ことを特徴とするフィルタパック。
2. 前記平坦面の延在方向と平行な方向に沿った当該間隔保持部材の幅は、前記濾材と接する当該間隔保持部材の底面において最大である、請求項１に記載のフィルタパック。
3. 前記平坦面の延在方向と平行な方向において、前記平坦面の配置位置は、前記底面の配置位置の範囲内にあり、
   当該平坦面を有する間隔保持部材の幅は、前記底面から離れるに連れて短くなっている、請求項２に記載のフィルタパック。
4. 前記対をなす間隔保持部材は、前記濾材と接する当該間隔保持部材の底面及び前記平坦面の、前記平坦面の延在方向と平行な方向の端同士を接続する２つの平坦な側面をさらに有している、請求項１から３のいずれか１項に記載のフィルタパック。
5. 前記平坦面の延在方向と平行な方向において、前記対をなす間隔保持部材の前記濾材と接する底面の幅Ｗ２に対する前記平坦面の幅Ｗ１の比Ｗ１／Ｗ２は、０．３〜０．９である、請求項１から４のいずれか１項に記載のフィルタパック。
6. 前記平坦面の延在方向と平行な方向に沿った、前記対をなす間隔保持部材の前記濾材と接する底面の幅Ｗ２に対する前記底面を基準とした前記平坦面の高さＨの比Ｈ／Ｗ２は０．５より大きい、請求項１から５のいずれか１項に記載のフィルタパック。
7. 前記対をなす間隔保持部材の延在方向の前記折り目側の端は、前記折り目と間隔をあけて配置されている、請求項１から６のいずれか１項に記載のフィルタパック。
8. 前記対をなす間隔保持部材のうち第１の間隔保持部材の第２の間隔保持部材と当接する表面は、前記平坦面に囲まれ、前記濾材から離れるよう前記平坦面から突出する凸部をさらに有し、
   前記第２の間隔保持部材の前記第１の間隔保持部材と当接する表面は、前記平坦面に囲まれ、前記凸部を受け入れる凹部をさらに有している、請求項１から７のいずれか１項に記載のフィルタパック。
9. 気体中の微粒子を捕集し、山折り及び谷折りが交互に繰り返されるようプリーツ加工された濾材と、
   前記濾材の隣り合う山折り部あるいは谷折り部の間隔を保持する複数の間隔保持部材と、を備え、
   前記濾材は、前記プリーツ加工により形成された前記濾材の折り目の両側に延在し、前記濾材が折り畳まれた状態で互いに向き合う２つの延在部を有し、
   前記複数の間隔保持部材は、前記延在部のそれぞれに設けられた間隔保持部材の対を有し、
   前記対をなす間隔保持部材は、前記濾材が折り畳まれた状態で互いに当接し、
   前記対をなす間隔保持部材のうち第１の間隔保持部材の第２の間隔保持部材と当接する表面は、前記濾材から離れるよう突出する凸部を有し、
   前記第２の間隔保持部材の前記第１の間隔保持部材と当接する表面は、前記凸部を受け入れる凹部を有している、ことを特徴とするフィルタパック。
10. 請求項１から９のいずれか１項に記載のフィルタパックと、
    前記フィルタパックの濾材の折り目が前記濾材を通過する気流方向の上流側及び下流側に配置されるよう、前記フィルタパックを取り囲む枠体と、を備えることを特徴とするエアフィルタ。

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