JP4667487B2 - フィルタ装置の製造法及びそのフィルタ装置 - Google Patents

Description

本発明は、硬化性板体の割れを防止すると共に、分解作業ができ、且つ比較的高圧に耐えるのみならず、高効率な濾過作業ができるフィルタ装置の製造法及びそのフィルタ装置に関する。

従来より、フィルタ装置としては，その内部のフィルタが、通常，濾紙，繊維，織布又は不織布から構成されている。例えば，放電加工機の加工液浄化するフィルタにおいては、使用する時間につれてスラッジがフィルタに捉えられるに従って，供給側での圧力が高くなり、スラッジで詰まり且つ耐圧力に達する前に、フィルタ効率は極端に落ちるために、その圧力を検知してフィルタ装置を交換している現状である。

該フィルタ装置では、特に、省スペース内で、フィルタ効率を上げるために、可能な限りの濾過面積を確保するため，フィルタを，連続する襞状に形成した筒状フィルタとして浄化装置のケース内に収納している。また、放電加工機の加工液浄化のフィルタ装置には，大別すると，スラッジを含み加圧して供給される加工液を，筒状のフィルタの内外のどちら側で濾過するかにより，内圧式フィルタ装置と外圧式フィルタ装置とに区別される。

内圧式フィルタ装置としては、内部にスラッジを集めるので，濾過が進めば進むほど濾過能力が低下する。濾過能力を一定以上にするには，フィルタ全体を大型化せざるを得ず，フィルタを大型化すると，スラッジが蓄積したときに装置全体が重くなり，フィルタの交換の作業性が悪化する。供給される加工液はフィルタに対し外側に向かって圧力を及ぼすので，フィルタを耐圧性のあるものに製作する必要もある。フィルタの内側に付着されたスラッジはフィルタから除去し難いので，フィルタの清掃が困難であり，そのためフィルタは使い捨てされるのが一般である。

また、市販されているフィルタ装置としては、供給される加工液はフィルタに対し外側に向かって圧力を及ぼすため、耐圧性の優れたものに製作している。つまり、筒状フィルタの上下端と、上蓋、下蓋とが接着剤にて水密的に固着され、筒状フィルタの上下端と上蓋、下蓋とが一体化している。このように、耐圧性には優れているものの、使用後において、筒状フィルタの上下端と上蓋、下蓋とを分解することができないものであった。

また、フィルタそれ自体は消耗品として考えられていたことに加え，使用後に内部に詰まったスラッジは、フィルタ内から除去することが困難でもあった。このため、フィルタが目詰まりを起こす寿命となる年度が来れば使い捨てとして処分され，再使用することは考慮されていなかった点もある。このような点から、使い捨てにせざるを得なかった。その場合、フィルタは紙、不織布などであっても、上蓋、下蓋等は金属プレートであるため、全体を廃棄することは、環境保護の点からも重大な問題があった。

その使い捨てに対して、分解できる装置として特許文献１が開発されている。つまり、内側筒状フィルタの内側及び外側筒状フィルタの上下端の上蓋、下蓋は分離することができ、分解可能である。このため、環境対策も良好であるが、この特許文献１は比較的低圧力（例えは、１kg／cm^２〜約２kg／cm^２程度）であっても、第一端部プレート又は第二端部プレートがその加圧力にて変形などして使用に供することができないという重大な欠点があった。さらに、フィルタ装置における加熱硬化させた硬化性板体は、筒状フィルタの下端を前記合成樹脂製接着剤内に挿入して成形しているが、このような場合には、運送時又は作業時においての振動又は圧力などの要因にて、前記硬化性板体が割れて破損することがあった。
特開平１０−７６１１２号

そこで、使用圧力にも充分に耐えうるものとしつつ、分解再利用ができるフィルタ装置であって、硬化性板体箇所の破損防止を提供することにあり、本発明が解決しようとする課題（技術的課題又は目的等）は、硬化性板体箇所を破損防止しつつ、分解再利用ができるフィルタ装置を製造できることである。さらには、比較的高圧に耐え得るフィルタ装置の開発を実現することである。

そこで、発明者は上記課題を解決すべく鋭意，研究を重ねた結果、請求項１の発明を、外周立上がり縁を有し、適宜の深さを有する下蓋又は上蓋のいずれか一方に隔離フィルムを載置し、前記下蓋又は上蓋上の隔離フィルム上に、全体で２回分とした合成樹脂製接着剤の１回分目の所定量を充填し、所定時間経過後に前記合成樹脂製接着剤の２回分目の所定量を充填し、襞を有する筒状フィルタの下端を前記合成樹脂製接着剤内の途中の深さ位置まで挿入して、該合成樹脂製接着剤を加熱硬化させて硬化性板体として形成し、さらに、前記下蓋又は上蓋のいずれか他方に前記隔離フィルムを載置し、前記下蓋又は上蓋のいずれか他方上の隔離フィルム上に前記同一の合成樹脂製接着剤を２段階の時間差にて充填し、該合成樹脂製接着剤内の途中の深さ位置まで前記筒状フィルタの上端の未接着側箇所を挿入し、前記合成樹脂製接着剤を加熱硬化させて硬化性板体として形成することを特徴とするフィルタ装置の製造法としたことにより、前記課題を解決した。

請求項２の発明を、請求項１において、前記隔離フィルムを載置した後に、該隔離フィルムの上から複数の結合用突起を前記下蓋又は上蓋に取付けることを特徴とするフィルタ装置の製造法としたことにより、前記課題を解決した。また、請求項３の発明を、請求項２において、前記結合用突起の本体突起は、先鋭部と括れ中間部とを有することを特徴とするフィルタ装置の製造法としたことにより、前記課題を解決した。請求項４の発明を、請求項３において、前記本体突起に雌螺子部が形成され、該雌螺子部に対し前記上蓋及び下蓋の外側からの取付螺子にて螺合自在とされてなることを特徴とするフィルタ装置の製造法としたことにより、前記課題を解決した。

請求項５の発明を、請求項４において、前記上蓋及び下蓋において前記取付螺子箇所に凹部が形成され、前記合成樹脂製接着剤の１回分目の所定量は、前記凹部の裏面側の凸部が埋設するように充填してなることを特徴とするフィルタ装置の製造法としたことにより、前記課題を解決した。また、請求項６を、請求項１，２，３，４又は５の請求項のいずれか１項のフィルタ装置の製造法から製造されたことを特徴とするフィルタ装置としたことにより、前記課題を解決したものである。

請求項１の発明では、運送時又は作業時においての振動又は圧力などの要因にて、フィルタ装置における硬化性板体を著しく割れにくくできる利点がある。また、分解作業ができ、且つ比較的高圧に耐え得るフィルタ装置を提供できる。特に、使用時において、硬化性板体箇所が強固にできるために、上蓋と硬化性板体箇所との間、或いは下蓋と硬化性板体箇所との間に良好に密閉しており、圧力水（浄化水）で硬化性板体箇所のフィルタが損傷などすることを回避できる。使用後において、上蓋とフィルタ、下蓋とフィルタとのスムーズなる分割を実現でき、少なくとも上蓋及び下蓋の再利用ができ、従来では産業廃棄物処理をしていたが、これらを有効利用でき地球環境保護の観点から良好にできる。さらには、割れ防止を図ることで長期的に耐え、ひいては高効率な濾過作業ができる利点がある。

請求項２及び３の発明では、前記結合用突起を前記フィルタの襞に挿入し易く製造性に優れると共に、強度性も良好にできる。請求項４の発明では、さらに組立てなどが簡単にできる。請求項５の発明においては、凹部形成タイプにおけるフィルタ装置として、上下の積み重ねができ、大型のフィルタ装置としてコンパクト化できる。請求項６の発明では、請求項１の発明と同様の効果を発揮しうるものにできる。

以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。まず、その製造法によるフィルタ装置について説明する。該フィルタ装置は、内圧式に対応するタイプであり、図６乃至図１０に示すように、主に、フィルタ１と、上蓋２と、ほぼ同一形状の下蓋３と、隔離フィルム４と、合成樹脂製接着剤５ａが硬化した硬化性板体５と、結合用突起６と、注水パイプ７及びパンチング胴体８等とから構成されている。前記フィルタ１は、紙，繊維，織布又は不織布などで構成され、断面円形の筒状フィルタ１１が基本型である。濾過効率を上げるように平面的に見て多数の折返し片１ｃ，１ｃ，…が連続襞状をなして環状形成され、筒状の長手方向の上端１ａ及び下端１ｂは、前記硬化性板体５にて水密且つ補強される。

前記上蓋２は、鉄又は鋼製の金属製をなし、圧力に対して十分な強度を有する円板部２０と外周立上り縁２１とがプレス加工にて一体形成されている。該外周立上り縁２１の高さは、前記硬化性板体５の厚みにも影響することから種々選択される。前記円板部２０の中央には前記外周立上り縁２１と同一高さの内筒縁２２が形成されている。該内筒縁２２もプレス加工にて一体形成されている。該内筒縁２２は吸入口を兼ねている。前記円板部２０の周囲には、前記結合用突起６に対応した孔部２０ａが複数設けられている。

前記隔離フィルム４は、合成樹脂製などのフィルムで、約−６０℃〜約１４０℃前後の耐候性を有し、他部材（前記上蓋２又は下蓋３）の形状に沿うように構成されていれば、材質及び厚みなどに制限されない。前記硬化性板体５は、エポキシ系硬化性接着剤，塩化ビニル系接着剤又はウレタン系硬化性接着剤などの合成樹脂製接着剤５ａにて構成されている。該合成樹脂製接着剤５ａは、常温では、ゲル状又はゼリー状の流動性を有した接着剤であり、加熱（約１００度乃至約１５０度程度）することにより、硬化して強固な板材となる。また、常温では、ゲル状又はゼリー状の流動性を有した接着剤であって、常温を超える適宜の温度で硬化して強固な板体を構成する材質であれば、前述の材質に限定されない。本発明では、好ましくは、ウレタン系硬化性接着剤が使用される。

前記結合用突起６は、図１０に示すように、突起本体６１と取付螺子６２とから構成されている。前記突起本体６１は、先端に先鋭部６１ａが形成され、中間箇所には括れ中間部６１ｂを有し、基部側寄りに格段と小径となる挿入部６１ｃが形成されている。前記突起本体６１の端面には螺子穴６１ｄが形成されている。前記挿入部６１ｃが前記円板部２０の凹部２０ｂに形成された孔に挿入され、前記先鋭部６１ａが前記外周立上り縁２１側となるように設けられ、前記凹部２０ｂの凹面から前記取付螺子６２が螺合される。

また、前記括れ中間部６１ｂの両側が扁平状となる側部平坦部６１ｅ，６１ｅが形成されたり〔図１０（Ａ），（Ｂ）及び（Ｃ）参照〕、或いはそのまま断面円形に形成されることもある〔図１０（Ｄ）参照〕。側部平坦部６１ｅ，６１ｅが形成された突起本体６１の場合には、前記硬化性板体５としての接着剤が、比較的粘性計数が高い場合に、フィルタ１の折返し片１ｃに対して隙間などを形成しないで対応できる利点がある。

本発明のフィルタ装置の製造法について図１乃至図５に基づき説明する。まず、Ｓ１にて、下蓋３又は上蓋２に隔離フィルム４を載置し［図２（Ａ）及び図３（Ａ）参照］、この上から複数の結合用突起６を取付螺子６２を介して前記下蓋３又は上蓋２に取付ける［図２（Ｂ）及び（Ｃ）並びに図３（Ｂ）及び（Ｃ）参照］。Ｓ２にて、硬化性板体５としての第１の合成樹脂製接着剤５ａの全２回分とした１回分目の所定量（例えば、約５分の１の量）を、前記下蓋３又は上蓋２上の隔離フィルム４上に充填する［図２（Ｄ）及び図３（Ｄ）参照］。

Ｓ３にて、充填した状態で、その１回分目の所定量の合成樹脂製接着剤５ａがある程度固形化するまで所定時間（数分乃至約１時間程度）養生させる［図２（Ｅ）及び図３（Ｅ）参照］。この養生させるのに、ヒータなどの加熱装置上で、加熱させて固形化を早めて短時間化を図ることもある。Ｓ４にて、硬化性板体５としての１回分目の所定量の合成樹脂製接着剤５ａの上であって、第１の合成樹脂製接着剤５ａの２回分目の所定量（例えば、約５分の４の量）を、前記下蓋３又は上蓋２上の隔離フィルム４上に充填する［図４（Ａ）及び（Ｂ）参照］。

Ｓ５にて、フィルタ１，注水パイプ７及びパンチング胴体８を前記硬化性板体５としての第１の合成樹脂製接着剤５ａ内に挿入する［図４（Ｃ）の状態から図５（Ａ）及び（Ｂ）状態にすること］。このとき、フィルタ１，注水パイプ７及びパンチング胴体８の挿入は、それぞれが時間的に同時でなくともほぼ同じ時間の概念に包含される。この挿入では、前記フィルタ１の折返し片１ｃの上端１ａ及び下端１ｂを、第１の合成樹脂製接着剤５ａ内の１回分目の所定量の高さ位置Ｈ１の位置（途中の深さ位置）で止めるようにすると共に、１回分目の所定量の前記合成樹脂製接着剤５ａ内に十分に浸す。Ｓ７にて、この状態にて、ヒータなどの加熱装置上で、加熱にて第１の合成樹脂製接着剤５ａを硬化させて前記硬化性板体５を成形する。

そして、Ｓ８から前述の工程を繰り返す。つまり、下蓋３又は上蓋２の逆の該上蓋２又は下蓋３に隔離フィルム４を載置し、この上から複数の結合用突起６を取付螺子６２を介して前記下蓋３又は上蓋２に取付ける。Ｓ９にて、硬化性板体５としての第２の合成樹脂製接着剤５ａの１回分目の所定量を、前記上蓋２又は下蓋３上の隔離フィルム４上に充填する。Ｓ１０にて、前記Ｓ１〜Ｓ７までの構成物の未接着箇所を前記硬化性板体５として第２の合成樹脂製接着剤５ａ内に挿入する［図５（Ｃ）は第２の合成樹脂製接着剤５ａ内に挿入せんとする状態図であって、挿入した後は図５（Ａ）及び（Ｂ）と同一となる］。

Ｓ１１にて、ヒータなどの加熱装置上で、加熱にて第２の合成樹脂製接着剤５ａを硬化させて前記硬化性板体５を成形する。そして、必要に応じて、前記隔離フィルム４の上蓋２又は下蓋３の周りに飛び出した部位を切除したり、或いは、前記注水パイプ７内にはみ出した前記隔離フィルム４の部位を切除する。また、前記フィルタ１は、筒状フィルタ１１が基本であるが、半筒状のフィルタ１を集合した２分割筒状フィルタや、筒体の３分の１のフィルタを集合した３分割筒状フィルタが存在する。

さらに、前記下蓋３の円板部３０には、平坦状に形成されることがあるが〔図２乃至図８参照〕、図１０（Ｅ）、図１１に示すように、周囲に複数の凹部３０ｂがエンボス加工にて形成されることが多い。該凹部３０ｂの存在により、ビス又はナットなどの固着具が前記円板部２０の面一に飛び出さないように形成され、積み重ねの邪魔にならないようになっている。このように、前記凹部３０ｂが形成されている場合には、また、図１１に示すように、前記上蓋２にも、同じ位置に、複数の凹部２０ｂが形成され、前記上蓋２は、前記下蓋３と同材質で同一形状に構成されている。

この凹部３０ｂ（２０ｂ）が形成されたタイプの場合の製造法では、第１又は第２の合成樹脂製接着剤５ａの１回分目の所定量を、前記上蓋２又は下蓋３上の隔離フィルム４上に充填するとき、図１１（Ｃ）に示すように、前記凹部３０ｂ（２０ｂ）の頂部（底部）が隠れるような深さになるようにすることが重要な点である。このようにすることにより、前記フィルタ１の折返し片１ｃの上端１ａ及び下端１ｂを、第１又は第２の合成樹脂製接着剤５ａ内の１回分目の所定量の高さ位置Ｈ１の位置（途中の深さ位置）で止めるようできるものである。

製造途中において、前記結合用突起６の先鋭部６１ａが形成されているため、前記フィルタ１の折返し片１ｃ又は小折返し片１ｄを広げる作用をなして、簡単にできる。また、前記注水パイプ７は、孔部７ａが多数形成されて、孔開き状態のパイプである。材質的には、強度性を問わないために、合成樹脂製とすることもある。前記パンチング胴体８は、多数の孔を形成したパンチング部８ａと、複数のタガ状の補強帯部８ｂとから構成されている。

別のフィルタ装置として、カプラタイプであり、図１１に示すように、前記上蓋２又は下蓋３の構成が僅かに相違している。前記上蓋２には、小径の吸入口を有するカプラ９ａが設けられ、その上蓋２の円板部３０の下面の中央には比較的短い長さの短パイプ９ｂが設けられている。また、前記下蓋３の構成としては、中央に孔が全く存在しないものであり、積み重ねは行わない。その他としては、上蓋２又は下蓋３には、凹部３０ｂ，２０ｂが形成されているタイプもあり、この場合は、前記硬化性板体５としての接着剤の厚さを厚めにする必要がある。他の構成は、図６の基本構成と同様であり、その構成及び説明は省略する。

また、図１２に示すように、前記注水パイプ７及び前記パンチング胴体８を前記硬化性板体５から外し易くした構成及び構成部材である。具体的には、小溝リング１０１と大溝リング１０２が製造時に使用され、フィルタ装置として装着され、分割又は分離するときに重要な役割をなす。前記注水パイプ７の上下端に、断面Ｕ字形をなした小溝リング１０１の溝部１０１ａが被覆されて、前記硬化性板体５としての接着剤内に挿入される。また、前記パンチング胴体８の上下端に、断面Ｕ字形をなした大溝リング１０２の溝部１０２ａが被覆されて、前記硬化性板体５としての接着剤内に挿入される。このように構成された場合、圧力が加わった使用状態下では取付られており、使用が完了したときには、小溝リング１０１及び大溝リング１０２を介してフィルタ１より外すことが容易にできる。

本発明においての作用状態について説明する。この状態は、フィルタ装置として取付け、圧力が加わった場合である。つまり、流体圧Ｐは、上蓋２（下蓋３）の内筒縁３２（２２）から、フィルタ１の内周側から外周に加わるとともに、未接着な前記隔離フィルム４と上蓋２（下蓋３）の内筒縁３２（２２）との隙間（図７（Ｂ）では、隙間を判りやすくするために大きくしたが、実際には、略密着状態にある。）に流体が入り込もうとする。そのとき、前記硬化性板体５が厚さも厚く固い材質であるがゆえに、該硬化性板体５に罅又は割れ又はクラックなどが発生せずに極めて強固にできるものである。

本発明の製造法によると、合成樹脂製接着剤５ａを硬化させて前記硬化性板体５が存在するが、前記フィルタ１の上端１ａ及び下端１ｂは、硬化性板体５の中間高さ位置を保持することとなり、フィルタ１の端部は硬化性板体５の上面又は下面に露出状態は回避できることになり、輸送時の振動、作業時の振動などに対する前記硬化性板体５の割れやクラック発生防止ができ、ひいては強固なフィルタ装置を製造できる。

また、作業が済んで、フィルム装置を撤去した場合には、図８に示すように、取付螺子６２を緩めて、上蓋２（下蓋３）を、隔離フィルム４付きのフィルタ１から、簡単に外すことができる。つまり、上蓋２（下蓋３）が金属製などであった場合には、再利用ができ、地球環境保護の面からも好適であるのみならず、フィルタ装置を安価に提供できる。また、取り出したフィルタ１も、上下の硬化性板体５付着箇所を適宜切断してフィルタ１を洗浄すれば、該フィルタ１も再利用可能である。以上のように、本発明は、分離、分割ができるのみならず、比較的高い圧力が必要とされるフィルタ装置に対して好適な使用に提供できる最大の効果を奏する。

本発明の製造法のフロチャートである。 （Ａ）乃至（Ｅ）は、本発明の製造法の工程状態図である。 （Ａ）乃至（Ｅ）は、図１の（Ａ）乃至（Ｅ）の工程と同一の本発明の製造法の拡大工程状態図である。 （Ａ）乃至（Ｃ）は、本発明の製造法の途中工程の状態図である。 （Ａ）乃至（Ｃ）は、本発明の製造法の終期段階における途中工程の状態図である。 （Ａ）は本発明によって製造したフィルタ装置の断面図、（Ｂ）は（Ａ）の（ア）箇所の拡大図、（Ｃ）は（Ａ）の（イ）箇所の拡大図である。 （Ａ）はフィルタ装置の要部拡大断面図、（Ｂ）は（Ａ）の（ウ）箇所の拡大作用状態図である。 本発明によるフィルタ装置を分離した要部拡大断面図である。 （Ａ）は筒状フィルタの斜視図、（Ｂ）は別の実施形態の筒状フィルタの一部拡大図、（Ｃ）は下蓋又は上蓋の斜視図、（Ｄ）はパンチング胴体の斜視図、（Ｅ）は注水パイプの斜視図である。 （Ａ）は結合用突起の斜視図、（Ｂ）は（Ａ）の側面図、（Ｃ）は（Ｂ）のＸ−Ｘ矢視断面図、（Ｄ）は（Ａ）とは別の実施形態の結合用突起の斜視図、（Ｅ）は別の実施形態の下蓋又は上蓋の斜視図である。 （Ａ）は別のフィルタ装置の断面図、（Ｂ）は（Ａ）の（エ）箇所の拡大図、（Ｃ）は（Ａ）の（オ）箇所の拡大図である。 （Ａ）は大溝リングの一部切除した斜視図、（Ｂ）及び（Ｃ）はフィルタ装置の要部拡大断面図である。

符号の説明

１…フィルタ、１ａ…上端、１ｂ…下端、１１…筒状フィルタ、２…上蓋、
２０，３０…円板部、２０ｂ，３０ｂ…凹部、３…下蓋、４…隔離フィルム、
５…硬化性板体、５ａ…合成樹脂製接着剤、６…結合用突起。

Claims (6)

1. 外周立上がり縁を有し、適宜の深さを有する下蓋又は上蓋のいずれか一方に隔離フィルムを載置し、前記下蓋又は上蓋上の隔離フィルム上に、全体で２回分とした合成樹脂製接着剤の１回分目の所定量を充填し、所定時間経過後に前記合成樹脂製接着剤の２回分目の所定量を充填し、襞を有する筒状フィルタの下端を前記合成樹脂製接着剤内の途中の深さ位置まで挿入して、該合成樹脂製接着剤を加熱硬化させて硬化性板体として形成し、さらに、前記下蓋又は上蓋のいずれか他方に前記隔離フィルムを載置し、前記下蓋又は上蓋のいずれか他方上の隔離フィルム上に前記同一の合成樹脂製接着剤を２段階の時間差にて充填し、該合成樹脂製接着剤内の途中の深さ位置まで前記筒状フィルタの上端の未接着側箇所を挿入し、前記合成樹脂製接着剤を加熱硬化させて硬化性板体として形成することを特徴とするフィルタ装置の製造法。
2. 請求項１において、前記隔離フィルムを載置した後に、該隔離フィルムの上から複数の結合用突起を前記下蓋又は上蓋に取付けることを特徴とするフィルタ装置の製造法。
3. 請求項２において、前記結合用突起の本体突起は、先鋭部と括れ中間部とを有することを特徴とするフィルタ装置の製造法。
4. 請求項３において、前記本体突起に雌螺子部が形成され、該雌螺子部に対し前記上蓋及び下蓋の外側からの取付螺子にて螺合自在とされてなることを特徴とするフィルタ装置の製造法。
5. 請求項４において、前記上蓋及び下蓋において前記取付螺子箇所に凹部が形成され、前記合成樹脂製接着剤の１回分目の所定量は、前記凹部の裏面側の凸部が埋設するように充填してなることを特徴とするフィルタ装置の製造法。
6. 請求項１，２，３，４又は５の請求項のいずれか１項のフィルタ装置の製造法から製造されたことを特徴とするフィルタ装置。

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