JP2002525192A - 流体フィルタおよびそれを作成する方法 - Google Patents
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Abstract
Description
定された特徴的な入口を有するフィルタに関する。本発明は、さらに、特にこの
ようなフィルタを作成する方法に関する。本発明のフィルタは、体外血液システ
ムに顕著な利点を呈する。
る。例えば、パイプまたは管システムの入口に配置されるフィルタは、同様に管
状の形態であることが多い。円錐形および先細の円筒形は、これらの状況で使用
される代替形状である。口のサイズおよび数も、用途に合わせて選択した最終的
幾何学形状の決定要因となる。濾過される流体もそうである。
例は、体外の血流システム、つまり体外血液システムである。不良の血流パター
ンは、体外血液システムを通って流れる血液に問題を生じることがある。過度の
乱れまたは不当に低速または停滞した血流は、血液の凝固プロセスを活性化して
、血液凝固および血液の糸を形成する。体外血液システムで血液が凝固すると、
管線が閉塞するか、患者に傷害を与えることがある。
では概ねバブル・トラップと呼ぶ)として知られる装置を含む。このような装置
の1つの目的は、血液を処理するかそれを患者に戻す前に、潜在的に危険な要素
(気泡または血液凝固物など)を捕捉し、血液から除去することである。この除
去、特に血液凝固物および他の微粒子を捕捉する際に、フィルタを補助に使用す
ることが多い。このタイプの典型的なフィルタは、無数の孔が形成された円錐形
または円筒形の装置である。このようなフィルタの例は、Brugger(第5
,503,801号および第5,591,251号)およびRaabeその他(
第5,489,385号)に帰される米国特許で開示されたバブル・トラップに
使用されているのを見ることができる。このタイプのフィルタを有するバブル・
トラップは、特にHeathその他(第4,666,598号および第4,77
0,787号)で開示されたような体外血液管およびカートリッジ・セットのカ
ートリッジ・カセットにも一般に組み込まれ、その独特の部品を形成している。
。というのは、他にも可能な障害があるが、通常の血流に固有の抵抗を呈するか
らである。血流路での抵抗は血液の前進を低下させ、血液の凝固開始を許す。こ
のような凝固は鬱血箇所で、または摩擦抵抗の程度が高い表面に沿って生じるこ
とがある。抵抗により、血流フィルタでの乱れは、血液中の凝固または気泡の形
成にもつながる。これはいずれも、血液中で患者に戻ると、患者の健康に有害な
結果を生じる危険がある。
血流の摩擦、鬱血および/または全体的な減速を呈する幾何学的能力不足を被り
、これらはいずれも、血液凝固に至る可能性がある状態である。例えば、Bru
ggerの第‘801号および第‘251号(上記で言及)のバブル・トラップ
のフィルタは、ほぼ(断面が)正方形で直角の複数の入口窓を呈し、これはこれ
らのバブル・トラップ内で概ね下流に流れる血液を、個々のフィルタに入れるた
めに直角に方向転換させる。このような直角の方向転換は、血流を減速させ、流
れが逸脱する線で鬱血箇所を生じる効果を有することがある。Raabeその他
の第‘385号のフィルタデザインは、同様の流れを阻害する幾何学的欠点を有
する。Raabeで示されたフィルタは外部突起を有し、これも血液をこのフィ
ルタに入れるため、ほぼ直角に流れを方向転換させる。このような方向転換は減
速および鬱血を引き起こし、これは凝固を促進し、それによって流れを制限する
と考えられる。
阻害しない血流フィルタを改良し続けるという、明瞭な要求があることが明白で
ある。本発明はこの目的に指向されている。
に先細の本体デザインを有する。各口は、各口の両側に1つずつ配置された一対
の細長い楔状のリブ部材によって横方向が画定され、ほぼ正方形の上側および角
度付き下方傾斜底側を呈する一対の横材によって頂部と底部が画定される。最終
的結果は、流体が流れるほぼ長方形の入口であるが、下方傾斜する下側は滑らか
で抵抗の小さい入口流を促進する。
に、好ましい方法は、(高密度ポリエチレン、HDPEなどの)溶融プラスチッ
クを2部品の型に注入する射出成形プロセスを含む。型は、概ね、滑らかでほぼ
円筒形のキャビティと、部分的に表面間密封接触状態でキャビティに挿入され、
フィルタの型を完成させる切欠きおよび溝付きの中子とを備える。このような中
子およびキャビティの表面間密封状態に必要な非常に厳密な公差のため、独特の
型アラインメントの改良法も開発した。
わせて読まれる以下の詳細な記述に示される。
向される。特に、主に図1および図3で示されるように、フィルタ20は、開放
した下端にフランジ26を有し、閉じた上端28にヘッダ30を有する、中空で
ほぼ円筒形または管状の本体部分22を備える。本体部分22内に、それを通る
複数の口32が形成され、フィルタ20の使用時には、濾過される流体がこれを
通過する。使用中は、流体がフィルタ20の外部から、例えば図3および図5で
概ね参照番号34によって特定される内部の開放区域へと流れるよう意図される
ことに留意されたい。
部材36、および下方傾斜したフィレット・タイプの横断部分38によって形成
される。図2から図4に見られるように、リブ部材36および横断部分38は、
別個の実体のように見えるかもしれないが、以下で述べる射出成形プロセス中に
一体形成される。図1および図3に示されるフィルタ20の外観は、リブ部材3
6と横断部分38との一体性をよりよく示す。
それぞれが比較的狭いノーズ部分35および比較的広いベース36を有する、ほ
ぼ角柱状の楔形部材である。各楔のそれぞれのノーズ部分35は、フィルタ20
の開放内部34に向かって内向きである。リブ部材36は、凸状に丸くなったベ
ース37が本体22の外側の湾曲に対応する、ほぼ二等辺三角形の断面を有する
ことが好ましい。二等辺三角形の2つの底角α(アルファ)は、互いにほぼ等し
く、全リブ36についてもほぼ等しい。同様に、個々のノーズ角度β(ベータ)
は、互いにほぼ等しい。ノーズ角度βのサイズは、フィルタ20に使用したい口
32のサイズおよび数に関連することに留意されたい。約60度から約90度の
角度βが実際的であることが判明しているが、これより小さい角度も大きい角度
も有効である。約80度から85度の角度βが現在好ましい。ノーズ部分35も
それぞれ、図示のように、凸状に丸くなるか、あるいは主に(以下でさらに詳細
に述べるように)製造方法に応じて凹状に丸まる。同様に図3から図5で、そし
て図6で特によく分かるように、下方傾斜する横断部分38もほぼ角柱状であり
、この場合はほぼ直角三角形の断面を有する。個々の内角κ(カッパ)およびλ
(ラムダ)が、図6で、2つの例示的横断部分38の直角三角形の断面図として
図示されている。全部の横断部分38の角度κは、好ましくは20度であるが、
他の角度も有効である。20度の角度κは、概ね水平から下方に約70度という
好ましい角度ω(オメガ)に対応することに留意されたい。したがって、角度ω
は、水平からの面40の好ましい下方傾斜角度を形成する。
タ20に重要性を与える。これらの面40は、流体の流れがフィルタ20に入る
時に、それに対する抵抗が小さいという明瞭な利点を提供する。図7の流れの矢
印で示すように、流体は、角度はあるが常に下向きの方向でフィルタ20の口3
2に入る。比較すると、図8および図9に示されるように、先行技術のフィルタ
は入る流れにほぼ水平の方向転換を与える。図8のフィルタ20Aは、Brug
gerの特許第‘801号および第‘251号で図示され、記載されたフィルタ
を示し、図9のフィルタ20Bは、Raabeの第‘385号の円筒形フィルタ
をほぼ表すことに留意されたい。Raabeは、その外部横断部分23Bの下側
に下方傾斜面21Bを有するが、特に(以下で述べるように)外部の形成を伴う
その射出成形プロセスのため、強制的な水平流入が避けられない。
たい。ここで本発明のフィルタ20は、血液循環バブル・トラップ室50の内側
での例示的な使用状態で図示されている。フランジ26を使用して、フィルタ2
0を室50内の所定の位置に固定することに留意されたい。そうするため、フラ
ンジ26は室出口54のカラー52の直径より広い直径を有する。したがって、
フィルタ20は出口54に挿入され、本体22とヘッダ30とが完全に、または
ほぼ完全に室50の下部分55内に配置されるように配置される。フィルタ20
のフランジ26は、カラー52より広いので、室50の外側に残る。出口結合部
56は出口54を囲み、フィルタ20のフランジ26を受けて、さらに出口導管
60を受けられる状態で保持する。出口導管60は、出口導管60とカラー52
との間にフィルタ・フランジ26を挟んだ状態で、出口結合部56と摩擦嵌合し
、好ましくはこれと溶剤接着され、それによって体外治療中にフィルタ20およ
び出口導管60の転位を防止する。
流入する。血液は室の出口54に向かって下向きに流れる。ここでは、血液はフ
ィルタ20を通って流れ、出口54を出て出口導管60に入り、これを通って最
終的に患者(図示せず)に戻る。
である。もう一つの例示的使用は、特にHeathその他に帰される米国特許(
第4,666,598号および第4,770,787号)で開示されたような流
体流カセットの内側である。このような装置におけるフィルタ20の使用を、図
11に概略的に示す。血液が図10および図10Aのバブル・トラップ50に入
るのとほぼ同じ方法で、血液は(この例では右下から)入口94を通ってカセッ
ト90の濾過室92に入り、室92を通ってフィルタ20へと下向きに流れる。
次に、血液はフィルタ20に入り、最終的に出口96を通ってカセット・システ
ムを出る。次に血液は、出口導管98を通って患者(図示せず)に戻る。図示さ
れているが検討しないカセット90のその他の部分は、Heathその他の第‘
598号および第‘787号に記載されているように、当技術分野では理解され
ている。
、さらに濾過される流体によって多少決定される。したがって、例えば口32全
体の総入口面積は、それぞれ図10および図11で示す出口54または95のい
ずれかによって表される出口の面積より大きいことが好ましい。したがって、出
口面積が与えられれば、口の好ましい数およびサイズを決定することができ、総
数に対するサイズの比率によって幾つかの代替値が与えられる。体外血液は最大
の口サイズも必要とする。したがって、口当たりの最大サイズが全体的な口の数
を決定し、それが本体の最小長さおよび/または幅を決定する。同様に、上述し
たタイプのフィルタの口の幅は、細長いリブ36の楔の角度にも影響を与える。
口の幅が狭くなると、通常は楔の角度を広く(または円周の口の数を多く)する
必要がある。1.5mmの高さおよび0.20から0.35mmの幅を有する口
のサイズが、BruggerおよびHeathその他の先行技術のフィルタより
圧力低下が小さい状態で操作可能であることが判明していることに留意されたい
(先行技術の10のフィルタでは平均で502mmHgの圧力低下であり、これ
に対して本発明のそれぞれ0.20、0.28および0.33の口幅を有するフ
ィルタ10個ずつでは、平均して433、430および427mmHgの圧力低
下)。
撓性のHDPE(高密度ポリエチレン)で構築することが好ましい。可撓性は、
この特定の部品を単純に成形することを見込んだものであり、中子の切欠き上お
よび切欠きの中でフィルタが多少重複しても、完成したフィルタから型の中子を
容易に抜き取れるよう考慮したものである。HDPEが生物学的適合性であり、
気体およびガンマ線で殺菌可能であり、したがって血液が通過する体外治療シス
テムでの使用に適していることからも、HDPEは好ましい。この場合は、他の
材料も使用可能であることが予想される。例えば、本発明には、ポリプロピレン
、ポリ塩化ビニル(PVC)、線状低密度ポリエチレン(LLDP)、または軟
質PVCゴム様の特徴を提供する任意のポリオレフィンを使用することができる
。
して高密度ポリエチレン(HDPE)を射出成形する。2部品は、滑らかでほぼ
円筒形のキャビティと、切欠きおよび溝を有する中子とを含む。これらの型の要
素を、図12および図13でさらに詳細に示す。図12から分かるように、中子
70は、中空の円筒形中心部分72が内部に形成された、ほぼ中実の本体である
。中空部分72は、ノックアウトピン(図12には図示せず)の収容に使用する
。中子70は、横断部分38の角度が付いた下方傾斜面40を形成するのに使用
する複数の円周方向切欠き74も、内部に形成されている。図12には、中子7
0の下端に平坦で中空の円錐区域76も図示されている。円錐区域76は、フィ
ルタ20のヘッダ30を生成するのに使用する開口を提供する。
役立つ。特に、図12Aは細長い隆起79に形成され、その間にある細長い溝7
8の端面図を示す。溝78は、長手方向にフィルタ20の頂部から底部まで伸び
る細長い楔様のリブ36を鋳造するのに使用する型の空隙を形成する。この隆起
78は、図12では、その側面図部分しか見えない。というのは、図12Aおよ
び図12Bの断面図を画定する線12−12で示すように、図12の断面部分が
半径方向に対向する隆起79の中心を通るからである。図12Bは、切欠きのほ
ぼ中央で切り取った断面図で、切欠き74と溝78との相互接続を示す。
ィ80は、中空のほぼ円筒形の開口82が内部に形成された中実の単品部材であ
る。フィルタ20の好ましい実施形態は、ほぼ円筒形であるが、図13の角度θ
(シータ)で最もよく分かるように、わずかに先細であることに留意されたい。
本明細書の好ましい実施形態の描写は全て、このような角度θを有するよう意図
され、例えば図12の中子70にも、本明細書でも図示されているように固有の
角度θが形成されている。したがって、わずかに先細のフィルタ20が生成され
る。(角度θは、以前の図1から図11のフィルタでは図示されていないが、そ
のフィルタもこのような角度θで画定された先細を有することが好ましいことに
留意されたい。) さらに、図12の中子70はキャビティ80の内面82の内側と嵌合し、密封
状態で壁同士が合う。特に、中子70の隆起79の頂点で、面84はそれぞれ内
面82と壁同士が合う。密封状態とは、これらの面84がそれぞれ、内面82と
十分に接触し、したがって型の材料がその間のいずれの空間にも入れないという
意味である。したがって、ここで密封状態とは、弾性接触があるという意味では
なく、面同士の接触のみという意味である。このように、これら複数の表面接触
区域は、完成したフィルタ20に形成される最終的な口32を形成する。したが
って、それには対応する型、つまり中子70および対応するキャビティ80を非
常に精密に機械加工する必要がある。このように、各接触点における対応する直
径は、等しくなければならない。特に、中子70およびキャビティ80の角度θ
は等しい。同様に、図12の下端で示すように、中子70の直径dは、図13の
下端で示すキャビティ80の対応する直径dと等しい。同様に、中子70の任意
の高さにおける直径d’は、キャビティ80の対応する高さにおけるd’と等し
い。そのように、中子70とキャビティ80との対応する頂部における直径d”
も等しい。この対応は、図14でさらに詳細に図示され、ここで中子70はキャ
ビティ80の内部に配置されて図示されている。キャビティ80の内面82は、
結果として生じるフィルタ20の外面が可能な限り滑らかであり、流体の流れに
対してさらに抵抗が小さくなるよう、ダイアモンドで研磨することが好ましい。
子70がキャビティ80の内側に配置された閉位置を示す。この断面図では、フ
ィルタ20のフランジ26、幾つかの横断部分38およびヘッダ30のみが、フ
ィルタの20の見える部分であることに留意されたい。中子70の外面84とキ
ャビティ80とキャビティ80の内面82との突き合わせにも留意されたい。
の内側に配置されたノックアウトピン100、およびノズル・ブッシング104
の内側に配置されて見える噴射ノズル102である。これらの部品を図示のよう
に所定の位置に置くと、型は完成し、次にノズル102を通して溶融した原料、
通常はHDPEを、図示された型の構成要素の間に残された空隙に注入し、フィ
ルタ20の成型を完成させることができる。
フィルタ材料が冷却したら(キャビティ80が多少、初期冷却を提供することが
できる)、フィルタ20を中子70上に残した状態で、中子70をキャビティ8
0から取り出す。この取出しステップ中に、ノックアウトピン100を中子70
およびフィルタ20と同時に持ち上げ、キャビティ80から出す。この取出しを
補助するため、ノズル管腔106を通してキャビティ80に空気を吹き込み、ヘ
ッダ30に当てる。次に、中子の取出しが終了した後、中子70を静止させるか
、相対的に上方向の軌跡を継続している間に、図14の相対的に下方向に向かっ
て、強制的にノックアウトピン100を中子70に通す。この動作により、ヘッ
ダ30が押し下げられて中子70から離れ、フィルタ20の残りの一体部品を一
緒に運んで、中子から離す。ここで、本明細書で述べるように、ほぼ円筒形、ま
たはわずかのみ先細の設計が望ましい場合は、使用する材料の選択も重要である
ことに留意しなければならない。特に、本明細書で図示し、述べるように中子7
0からフィルタ20を取り出すには、弾性の(変形可能であるが、形状を保持す
る)材料が必要となる。というのは、図示されたように成形された横断部材38
は、中子70の対応する外面84を滑り降り、乗り越えるために、その個々の切
欠き付き空隙から外側に変形する必要があるからである。
間に空気を下方向に向けてもよい。空気で補助した変形のこの原理を示す誇張し
た略図を、図15に示す。特に、図15に示すように、フィルタのフランジ26
と中子70との間にある円周方向の空間に、空気を強制的に送り込む。これで、
ノックアウトピン(図15には図示せず)が下向きの力を与えて、フィルタ20
を押し、中子70から容易に離すことができる。フィルタ20は、概して、図1
5に示した誇張した程度には変形しないと予想される。ヘッダ30は、好ましい
フィルタ20の全体的な変形および弾性をよりよく示すため、図15では伸張し
て図示されていることに留意されたい。
、この時点で紹介する。図16に示すような中子70Aは、図16Aに示す横断
部分38Aを生成する特殊な切欠き74Aを有する。横断部分38Aは、ほぼ理
想的な形状を呈する。というのは、上下の下方傾斜表面40Aおよび42Aがそ
れぞれ、ともに流入に対する抵抗が非常に小さいからである。しかし、図16に
示すように、製造プロセス中に、中子70Aの外面に沿って、中子70Aとフィ
ルタ20Aとの間の対応する空間に空気を導入しても、図16で75Aと番号付
けられた型のアンダーカット部分38Aのために、対応する横断部分38Aをそ
の個々の切欠き付き空隙から離すには必ずしも十分でない。そのため、この代替
実施形態の成形が困難になる。排出を阻害する型のアンダーカットによる困難は
、当技術分野では理解されている。にもかかわらず、フィルタ20Aの実施形態
は、本発明による使用には効果的な代替品である。
使用し、中子をキャビティに挿入して型を完成させる。これは、2部品のキャビ
ティに封入可能な中子を実現できる3部品の型とは対照的である。2部品のキャ
ビティは、横方向から中子の周囲で一緒になる。したがって、この型は一般的に
横スライド型として知られる。横スライド型の使用は、この場合、多くの明瞭な
欠点がある。最初に、横スライド型は2つのキャビティ部品が合う縁に沿ってば
りを生成するという固有の欠点を有する。このばりは、成形プロセス後に完成製
品の外側に付着する余分な成形材料(例えばHDPE)である。大量のばりは、
この材料を除去するために余分な処理ステップを必要とする。さらに、除去が困
難または有効でないような最低量のばりがある場合、ばりはそれでもフィルタに
滑らかでない外面を呈し、最低でも流れの抵抗を増加させて血液凝固の危険を最
大にし、上記の背景の部分で扱った危険を招く。上述した単一の型キャビティは
、極めて滑らかでばりのない最終製品を生み出すダイアモンド研磨の内面を考慮
に入れる。
ビティの内面に形成された切欠きによって生成される型の空隙とを使用する。こ
のように、本明細書で述べるフィルタ20の角度が付いた内部下方傾斜面38を
生成するために形成される従来通りの横スライド型は、アンダーカットの型特徴
を生じ、このためキャビティからフィルタを取り出すのが非常に困難になる。実
際、横スライドで製品を取り出す通常のプロセスは、最初に2つのキャビティ部
品を開き、中子上に製品を残す。しかし、内部に下方傾斜面があると、成形後に
側部キャビティ部分を横方向に移動させると、製品を引き裂く可能性がある。型
のアンダーカット部分は、完成したフィルタに差し込み、フィルタを把持するフ
ィンガーであると効果的であり、したがって滑らかな横方向のスライドが不可能
になる。このように、従来通りの横スライドは、Raabeが示したような垂直
、水平および外側に傾斜した表面のみを伴う(例えば図9参照)。Raabeは
、このような横スライドの困難について提示していないが、したがって図9に示
す下方で垂直に入る問題がある。
公差により、さらなる型の位置合わせ方法が開発された。図17および図18に
示すように、特に型の1つまたは複数のベースに1つまたは複数の細長い台形の
隆起を形成し、中子とキャビティの位置合わせを確保する。図17に示すように
、特に、中子70は、図14に示し、述べたのと同じ方法でキャビティ80内部
に配置される。しかし、中子70およびキャビティ80を収容する個々の型のプ
レートも部分的に図示されている。このように、中子70を収容する中子プレー
ト110を、キャビティ80を収容するキャビティ・プレート112と同様、断
面で示す。ノズル・ブッシュ104を収容するベース・プレート114も示す。
台形の雄ガイド122は、台形の雌ガイド122と嵌合した状態で、プレート1
10の一体部品として図示されている。当技術分野で理解されているように、プ
レート112および114は(少なくとも図17に対して縦方向では)静止し、
プレート110は繰り返されるフィルタ成形作業中に上下し、中子70およびノ
ックアウトピン100を自身と一緒に運ぶ。台形ガイド120および122は、
中子プレート110が(中子70をキャビティ80に挿入した状態で)下限に到
達すると、キャビティ・プレート112とキャビティ80が十分かつ正確に中子
70と位置合わせされ、したがって物理的に損傷を生じる動作がないことを確保
するために使用される。
ャビティ80に出入りする包括的な往復運動をし、常に(中子70の外面84が
キャビティ80の内面82と完全に接触する状態で)キャビティ80との壁同士
の接触を達成しなければならない部材であることが好ましい。このように、キャ
ビティ80が中子70からほんのわずかに片寄るだけでも、中子70に高度の物
理的応力がかかることがある。また、以上で述べたタイプの往復射出成形装置で
は、型の一部分が時間および使用量を超えて動くことになる。これは、温度変化
または他の効果によって生じる膨張が原因であることもある(射出の力も、縦方
向および横方向の両方に有害な応力を与える)。通常、より高度の温度変化が蓄
積し、したがって膨張および相対的移動が蓄積するのは、静止している型プレー
ト、この場合はキャビティ・プレート112などである。したがって、キャビテ
ィ・プレート112およびキャビティ80を適切な成形位置に戻すには、中子7
0以外のものが必要となり、当技術分野で知られているようなガイド・ピン12
4をこの目的に使用するが、ガイド・ピンは、それだけではキャビティ・プレー
トの幅および長さにわたって固有の膨張および他の力を全て吸収するのに十分で
はない。したがって、細長い経度および緯度方向の台形ガイド部材(以下で述べ
るように図18参照)の組合せが、より大きい2次元の横方向の位置合わせを提
供すると考えられる。
ド120が、個々のプレート110および112全体で、横方向の膨張(または
他の力)の最大部分を吸収する働きをする。さらに、結合した台形ガイド・シス
テムは、十分深く作成すれば、つまり中子70(図17には図示せず)より長く
下方向に延在すれば、ピン(例えば)124が提供する予備の位置合わせ機能を
実行するのに使用することができる。この方法で、中子70より長い雄台形ガイ
ドは、中子プレート110が下方向に動くにつれ、キャビティ・プレート112
の雌ガイドと嵌合し、中子70がキャビティ80に進入する前に、キャビティ・
プレート112を中子プレート110に対して適切に位置合わせした位置に強制
的に入れる。同様に、プレート110は、第1部品110を下げて、中子70が
中子プレートの第2部品110Aとともに下方向に移動する前に、ガイド120
と122を強制的に連結係合状態にするよう、図17の点線lに沿って2つの部
分に分割することができた。この方法で、中子70がキャビティ80に進入する
前に、位置合わせが確立される。
このようなフィルタを同時に成形するシステムを、図18に概略的に示す。ここ
では、キャビティ・プレート112が、4つのほぼ等しいキャビティ80と、上
述したような雌台形ガイド122とともに図示されている。さらに、このキャビ
ティ・プレート112上に形成された、雄台形ガイドが図示されている。同じプ
レート上で雄ガイドと雌ガイドとが交互になるのは、主に工具製造上の選択であ
る。記載されるような操作を変更するものではない。かえって、1つのプレート
に2つの雌ガイドを形成することができ、別のプレートに2つの雄ガイドを形成
することができるが、1つのプレート上に2つの雄ガイドを形成することは、金
属工具形成の見地から問題がある。台形ガイドは、個々のキャビティと中子の間
に形成して、上述したような個々のプレートの長さおよび幅に沿った応力分散を
強化することが好ましいことに留意されたい。
の1つまたは複数のキャビティ80で、2次元の(縦方向ではなく)横方向の応
力または動作の効果をなくすことである。プレート112は、当技術分野では動
かないプレートであると理解されているが、連続して使用すると、動かない金属
の型プレートが加熱され、したがって温度変化(ΔT)で自然に膨張することも
知られている。台形ガイド120、122および126、128は、この加熱に
よって生じる応力および潜在的な動きを軽減することを意図する。
直に移動しないキャビティ・プレート112を、プレート114に対して2次元
で浮動できるようにすることである。したがって、図18に示すように、キャビ
ティ・プレート112はX−Z面では移動できるが、それでもY次元には垂直移
動できない。中子プレート110は、X−Z面で移動できないままであるが、そ
れでも(Y次元には)垂直移動することができる。その結果、中子(単数または
複数)70を個々のキャビティ(単数または複数)80に挿入するため、中子プ
レート110が下がると、台形ガイド120、122および126、128が浮
動プレート112を所定の位置に移動させ、中子とキャビティとの位置合わせを
確保する。この場合も、図17のピン124のような予備的な位置合わせの単数
または複数のピン(図18では図示せず)を予備的な位置合わせに使用するか、
中子70がキャビティ80に進入する前に接触を達成するほど十分に深ければ、
連結ガイド120、122および126、128を単独で使用することができる
。
方法は、図17に示すような1本または複数の段付きボルト130を使用して、
プレート112をプレート114に取り付けることである。ボルト130はプレ
ート112にしっかり取り付けてあるが、ノズル・プレート114のスリーブ1
32に配置された状態で図示されている。プレート112にしっかり取り付ける
ことで、垂直の動作がないことが保証される(さもなければ、ベース114は空
間にしっかり取り付けられる)が、スリーブ132は多少の制御された横方向の
遊びを提供する。したがって、過度に使用し、キャビティ・プレート112また
はキャビティ80が少しでも動くと、スリーブ132によって提供された横方向
の遊びにより、台形ガイドが、成形のためにキャビティ80を中子70と適切に
係合させるため、キャビティ・プレート112を位置合わせした位置へと戻す。
た4部品キャビティ・プレートを、4つの別個の浮動プレートに分割することで
ある。この分割は、図18の点線で示すように、台形の中心線に沿って実行する
ことができる。したがって、個々のプレート部分にある各キャビティ80は、他
の各キャビティ80およびその個々のプレート部分に対して浮動することができ
、中子プレート110が下がって係合すると、まさに適切に位置合わせされる。
それでも、台形ガイド120、122および126、128が、浮動キャビティ
・プレート部分を再度位置合わせする動きを実行することが好ましい。
、述べてきた。当業者が容易に予想でき、本明細書で明示的に記載されていない
多数の代替実施形態は、添付の特許請求の範囲によってのみ制限される本発明の
範囲に入るものと見なされる。
。
の拡大等角図である。
状態で示す、本発明のフィルタの斜視図である。
フィルタおよびバブル・トラップ室の断面図である。
、本発明のフィルタの側面図である。
は断面図の切欠図である。
面図である。
、および噴射ノズルおよびベースの断面図である。
フィルタの誇張した略図である。
Claims (22)
- 【請求項1】 一端に開放したベース、他端に閉じたヘッダ部分を有する細
長くほぼ中空の本体部分を備えた流体フィルタであって、前記本体部分が、自身
の内部に形成された複数の口を有し、前記口が本体部分の長手方向に延びる細長
いリブによって横方向が画定され、少なくとも1つの角度付き下方傾斜内面を有
する横断部分によって頂部から底部まで画定されるフィルタ。 - 【請求項2】 前記少なくとも1つの角度付きの下方傾斜面が、口の底部を
画定する下面である、請求項1に記載のフィルタ。 - 【請求項3】 前記本体部分の外面がほぼ滑らかである、請求項1に記載の
フィルタ。 - 【請求項4】 複数の口を有し、各口が下方傾斜する内面によって部分的に
画定されたフィルタを射出成形する方法であって、 予め選択した中子を対応するキャビティの所定の位置に入れて型を完成させる
ステップと、 溶融材料を完成した型に射出するステップと、 溶融した材料が成形した形状で付着したままの状態で、中子をキャビティから
抜き取るステップと、 溶融材料を冷却して部分的に冷却したフィルタを形成するステップと、 中子と部分的に冷却したフィルタとの間に空気を強制的に入れるステップと、 部分的に冷却したフィルタを中子から払い落とすステップとを含む方法。 - 【請求項5】 キャビティがほぼ滑らかな内面を有する、請求項4に記載の
方法。 - 【請求項6】 中子がほぼ円筒形の部材である、請求項4に記載の方法。
- 【請求項7】 中子が、自身の内部に形成された少なくとも1つの細長い溝
を有する、請求項4に記載の方法。 - 【請求項8】 中子が、自身の内部に形成された少なくとも1つの円周方向
の切欠きを有する、請求項4に記載の方法。 - 【請求項9】 少なくとも1つの円周方向の切欠きがそれぞれ、前記フィル
タの入口で角度付きの下方傾斜面を画定する角度付きの下方傾斜面を有する、請
求項8に記載の方法。 - 【請求項10】 溶融した材料が弾性プラスチック材料である、請求項4に
記載の方法。 - 【請求項11】 プラスチック材料が高密度ポリエチレン(HDPE)であ
る、請求項10に記載の方法。 - 【請求項12】 フィルタを作成する射出成形装置であって、 滑らかでほぼ円筒形の内面を有する、縦方向に静止した型キャビティと、 ほぼ円筒形の成形表面を有する、縦方向に移動可能な型の中子とを備え、前記
可動型中子は、前記型キャビティ内に配置されてフィルタの型を形成するような
構成であり、前記可動型中子の前記成形表面は、自身の内部に形成された少なく
とも1つの細長い溝および少なくとも1つの円周方向の切欠きを有し、前記円周
方向の切欠きは、少なくとも1つの角度付きの下方傾斜面を有し、前記可動型中
子は、十分に前記型キャビティ内に配置されると、前記中子の前記成形表面が前
記キャビティの前記内面と協働して、フィルタの型を完成するよう、前記型キャ
ビティ内に入るよう移動可能である射出成形装置。 - 【請求項13】 前記可動中子の前記成形表面が、前記少なくとも1つの溝
および前記少なくとも1つの円周方向の切欠きを除き、前記型キャビティの内面
と表面どおしが密封する状態で嵌合するような構成であり、前記少なくとも1つ
の溝および前記少なくとも1つの切欠きが、前記中子の前記成形表面と前記キャ
ビティの前記内面との間に空隙を形成し、前記空隙が、成形の射出プロセス中に
射出された溶融材料で充填されるような構成である、請求項12に記載の射出成
形装置。 - 【請求項14】 前記中子が前記キャビティ内の所定の位置に繰り返し移動
して、型を完成し、そのポイントで溶融材料を完成した型に射出し、その後、溶
融材料が冷却を開始し、成形された形状で前記中子に付着したままの状態で、中
子をキャビティから抜き取って、部分的に冷却したフィルタを形成し、前記部分
的に冷却したフィルタを、次に前記中子から剥ぎ取る、請求項12に記載の射出
成形装置。 - 【請求項15】 少なくとも1つの円周方向の切欠きがそれぞれ、形成され
るフィルタの入口にある角度付きの下方傾斜面を画定する角度付きの下方傾斜面
を有する、請求項12に記載の装置。 - 【請求項16】 完成製品を射出成形する方法であって、 キャビティ・プレートを、横方向に浮動する関係で型ベースに接続するステッ
プを含み、前記キャビティ・プレートは、自身の内部に配置された型キャビティ
と、自身の内部に形成された細長い台形の誘導溝とを有し、さらに、 中子プレートを前記キャビティ・プレートに向かって縦方向に運ぶステップを
含み、前記中子プレートは、自身上に配置された型の中子を有し、前記型中子は
、前記型プレートの前記型キャビティに縦方向に挿入する構成であり、前記中子
プレートは、自身上に形成された細長い台形の誘導隆起も有し、前記誘導隆起は
、前記キャビティ・プレートの前記誘導溝と連結する関係で嵌合する構成であり
、さらに、 前記中子プレートの前記誘導隆起を前記キャビティ・プレートの前記誘導溝と
前記連結関係で嵌合させ、前記キャビティ・プレートを前記中子プレートと位置
合わせするステップと、 前記型中子を前記型キャビティと嵌合させ、型を完成するステップと、 溶融材料を前記型に射出して成形製品を形成するステップと、 前記成形製品を前記装置から取り出すステップとを含む方法。 - 【請求項17】 型中子が切欠きおよび溝のある部材であり、型キャビティ
が滑らかな内面を有し、型中子が、型キャビティの内面と組合って完成品におけ
る口を画定する少なくとも1つの外面を有する、請求項16に記載の方法。 - 【請求項18】 完成製品を射出成形する装置であって、固定したノズル・
ベースと、前記ノズル・ベースに、それに対して2次元で横方向に浮動する関係
で取り付けられるキャビティ・プレートとを備え、前記ノズル・プレートが、自
身の内部に形成された雌台形ガイドを有し、さらに、自身上に雄台形ガイドを有
する縦方向に移動する中子プレートを備え、前記雄台形ガイドは、前記雌台形ガ
イドと係合して、射出成形プロセスの前にキャビティ・プレートに対して中子プ
レートを位置合わせする構成である完成製品を射出成形する装置。 - 【請求項19】 前記キャビティ・プレート内に配置されて縦方向に静止す
る型キャビティを備え、前記型キャビティは滑らかでほぼ円筒形の内面を有し、
さらに、 前記中子プレート内に配置されて縦方向に移動可能な型中子を備え、前記型中
子は、前記キャビティ内に配置されてフィルタの型を形成するような構成である
ほぼ円筒形の成形表面を有し、前記型中子の前記成形表面は、自身の内部に形成
された少なくとも1つの細長い溝および少なくとも1つの円周方向の切欠きを有
し、前記円周方向切欠きは少なくとも1つの角度付きの下方傾斜面を有し、前記
可動中子の前記成形表面は、十分に前記キャビティ内に配置されると、前記成形
部分と前記キャビティが相互作用してフィルタの型を完成するよう、移動して前
記型キャビティに入ることができる、請求項18に記載の射出成形装置。 - 【請求項20】 前記可動中子の前記成形表面が、前記少なくとも1つの溝
および前記少なくとも1つの円周方向切欠きを除き、前記型キャビティの内面と
表面同士が密封する状態で嵌合し、前記少なくとも1つの溝および前記少なくと
も1つの溝が、前記中子の表面と前記キャビティの表面との間に空隙を形成し、
射出プロセス中に、前記空隙に溶融材料を射出し充填する、請求項19に記載の
射出成形装置。 - 【請求項21】 前記中子が前記キャビティ内の所定の位置に繰り返し移動
して型を完成し、そのポイントで溶融材料を完成した型に射出し、その後、溶融
材料が冷却を開始し、成形した形状で前記中子に付着したまま部分的に冷却した
フィルタを形成した状態で、中子をキャビティから抜き取り、前記部分的に冷却
したフィルタを前記中子から剥ぎ取る、請求項19に記載の射出成形装置。 - 【請求項22】 少なくとも1つの円周方向切欠きがそれぞれ、形成される
フィルタの入口の角度付き下方傾斜面を画定する角度付きで下方傾斜した面を有
する、請求項19に記載の装置。
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