JP6142965B1 - 濾過フィルタ - Google Patents

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Abstract

金属製多孔膜に対する第1枠部材及び第2枠部材の保持力を向上させて、部品点数を減らすことができる濾過フィルタを提供する。本発明に係る濾過フィルタ(1)は、流体に含まれる濾過対象物を濾過する金属製多孔膜(11)と、金属製多孔膜(11)の外周部を挟持する第1枠部材(21)及び第2枠部材(22)とを備えている。金属製多孔膜(11)の外周部は、第1曲げ部(31)と第2曲げ部(32)とを有するとともに、第1曲げ部(31)と第2曲げ部(32)との間に筋状凸部(33)を有する。

Description

本発明は、流体に含まれる濾過対象物を濾過する濾過フィルタ及び濾過フィルタデバイスに関する。
従来、この種の濾過フィルタは、流体に含まれる濾過対象物を濾過する金属製多孔膜の外周部を、第1枠部材と第2枠部材とで挟持するように構成されている(例えば、国際公開公報第2015/019889号参照)。
国際公開公報第2015/019889号
しかしながら、従来の濾過フィルタによれば、第1枠部材と第2枠部材とを金属製多孔膜を挟持した状態で保持するために複数の固定部品を別途必要とし、部品点数が多いという課題がある。
本発明の目的は、前記課題を解決することにあって、金属製多孔膜に対する第1枠部材及び第2枠部材の保持力を向上させて、部品点数を減らすことができる濾過フィルタ及び当該濾過フィルタを備える濾過フィルタデバイスを提供することにある。
前記目的を達成するために、本発明の一態様に係る濾過フィルタは、
流体に含まれる濾過対象物を濾過する金属製多孔膜と、
前記金属製多孔膜の外周部を挟持する第1枠部材及び第2枠部材と、
を備える濾過フィルタであって、
前記金属製多孔膜の外周部は、第1曲げ部と第2曲げ部とを有するとともに、前記第1曲げ部と前記第2曲げ部との間に筋状凸部を有することを特徴とする。
本発明に係る濾過フィルタによれば、金属製多孔膜に対する第1枠部材及び第2枠部材の保持力を向上させて、部品点数を減らすことができる。
本発明の実施の形態に係る濾過フィルタの概略構成を示す平面図である。 図1のA1−A1線断面図である。 図1の濾過フィルタの金属製多孔膜を示す平面図である。 本実施の形態に係る濾過フィルタの製造方法の一実施例を示す断面図である。 図4の製造方法により製造された濾過フィルタの一部を電子顕微鏡で観察した図である。 図1の濾過フィルタを備える濾過フィルタデバイスの概略構造を示す分解斜視図である。 図1の濾過フィルタを備える濾過フィルタデバイスの概略構造を示す分解断面図である。 図7の破線で囲まれた部分の拡大断面図である。 図6の濾過フィルタデバイスの変形例を示す分解斜視図である。 図6の濾過フィルタデバイスの概略構造を一部拡大して示す組立断面図である。
本発明の一態様に係る濾過フィルタは、
流体に含まれる濾過対象物を濾過する金属製多孔膜と、
前記金属製多孔膜の外周部を挟持する第1枠部材及び第2枠部材と、
を備える濾過フィルタであって、
前記金属製多孔膜の外周部は、第1曲げ部と第2曲げ部とを有するとともに、前記第1曲げ部と前記第2曲げ部との間に筋状凸部を有することを特徴とする。
この構成によれば、金属製多孔膜が第1曲げ部と第2曲げ部との間に筋状凸部を有することによって、第1枠部材及び第2枠部材と金属製多孔膜の外周部との間の摩擦力を増加させることができる。これにより、金属製多孔膜に対する第1枠部材及び第2枠部材の保持力を向上させることができる。その結果、第1枠部材と第2枠部材とを金属製多孔膜を挟持した状態で保持するために複数の固定部品を設ける必要性を減らすことができ、部品点数を減らすことができる。
なお、前記筋状凸部は、前記第1曲げ部と前記第2曲げ部との間に複数設けられることが好ましい。この構成によれば、筋状凸部により金属製多孔膜の厚みが実質的に厚くなる部分が増加して力が掛かりやすくなる。その結果、第1枠部材及び第2枠部材と金属製多孔質膜の外周部との間の摩擦力を増加させることができ、金属製多孔膜に対する第1枠部材及び第2枠部材の保持力を一層向上させることができる。
また、前記複数の筋状凸部の少なくとも1つは、前記金属製多孔膜の中心部から外周部に向かう放射方向に対して交差する方向に形成されることが好ましい。流体の濾過が行われるとき、金属製多孔膜は外周部から中心部に向けて引張力が発生し、金属製多孔膜が緩み易くなる。これに対して、筋状凸部を前記のように配置することで、第1枠部材及び第2枠部材と金属製多孔質膜の外周部との間の摩擦力を大きくすることができ、金属製多孔膜に対する第1枠部材及び第2枠部材の保持力を向上させることができる。
また、前記複数の筋状凸部は、前記金属製多孔膜の中心部に近い前記第1曲げ部側よりも、前記金属製多孔膜の中心部から離れた第2曲げ部側の方が多く配置されることが好ましい。この構成によれば、第1曲げ部よりも周長が長い第2曲げ部側の部分と第1枠部材及び第2枠部材との間の摩擦力を増加させることができ、金属製多孔膜に対する第1枠部材及び第2枠部材の保持力を一層向上させることができる。
また、前記複数の筋状凸部は、不規則な向きに配置されていることが好ましい。この構成によれば、複数の筋状凸部を規則的な向きに配置するよりも、金属製多孔膜に対する第1枠部材及び第2枠部材の保持力を向上させることができる。
なお、前記第1曲げ部と前記第2曲げ部との間は、前記金属製多孔膜の中心部から離れるに従い、前記金属製多孔膜の主面から離れるように傾斜していてもよい。この構成によれば、金属製多孔膜を曲げる角度を90度よりも小さくすることができるので、金属製多孔膜に負荷がかかることを抑えることができる。また、第1曲げ部と第2曲げ部との間を金属製多孔膜の主面に対して垂直に配置する場合に比べて、第1枠部材と第2枠部材とを位置合わせする精度を低くすることができる。
また、前記筋状凸部は、前記金属製多孔膜のしわであってもよい。この構成によれば、金属製多孔膜自体で筋状凸部を構成することができ、筋状凸部となる部材を別途設ける必要性を無くすことができる。
また、前記金属製多孔膜の前記第1曲げ部と前記第2曲げ部との間の部分が位置する第1枠部材と第2枠部材との隙間よりも、前記金属製多孔膜の前記第2曲げ部よりも外側の部分が位置する前記第1枠部材と前記第2枠部材との隙間の方が大きくなるように構成されることが好ましい。
本発明の一態様に係る濾過フィルタデバイスは、
前記濾過フィルタと、
前記金属製多孔膜を内包し、前記金属製多孔膜の第1主面に対向するように設けられた流体流入路と、前記金属製多孔膜の第2主面に対向するように設けられた流体排出路とを有するハウジングと、
を備える濾過フィルタデバイスであって、
前記ハウジングは、
前記流体流入路が設けられ、前記第1枠部材と一体に形成された第1ハウジング部と、
前記流体排出路が設けられ、前記第2枠部材と一体に形成された第2ハウジング部と、
を備え、
前記第1ハウジング部と前記第2ハウジング部とは、互いに嵌合するように構成されていることを特徴とする。
この構成によれば、前記筋状凸部を有する濾過フィルタを備えているので、金属製多孔膜に対する第1枠部材及び第2枠部材の保持力を向上させて、部品点数を減らすことができる。また、第1枠部材が第1ハウジング部と一体に形成され、第2枠部材が第2ハウジング部と一体に形成されているので、濾過フィルタデバイスの部品点数を減らすことができる。すなわち、濾過フィルタデバイスを3部品で構成することが可能になる。
また、前記第1枠部材と前記第2枠部材とが前記金属製多孔膜の外周部を挟持するように前記第1ハウジング部と前記第2ハウジング部とが互いに嵌合した状態において、前記第1ハウジング部の外周部と前記第2ハウジング部の外周部との間には、隙間が設けられていることが好ましい。この構成によれば、組立時において、筋状凸部が位置する第1枠部材と第2枠部材との隙間が適切な寸法になる前に、第1ハウジング部の外周部と第2ハウジング部の外周部とが接触することを回避することができる。これにより、前記隙間を適切な寸法にして、筋状凸部による摩擦力を増加させ、金属製多孔膜に対する第1枠部材及び第2枠部材の保持力を向上させることができる。また、第1ハウジング部の外周部と第2ハウジング部の外周部との隙間が所定の範囲にあるか否かを確認することによって、筋状凸部が位置する第1枠部材と第2枠部材との隙間が適切な寸法であるか否かを推測することができる。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
(実施の形態)
図1は、本発明の実施の形態に係る濾過フィルタの概略構成を示す平面図である。図2は、図1のA1−A1線断面図である。
本実施の形態において、濾過対象物は、液体に含まれる生物由来物質である。本明細書において、「生物由来物質」とは、細胞(真核生物)、細菌(真性細菌)、ウィルス等の生物に由来する物質を意味する。細胞(真核生物)としては、例えば、卵、精子、人工多能性幹細胞(iPS細胞)、ES細胞、幹細胞、間葉系幹細胞、単核球細胞、単細胞、細胞塊、浮遊性細胞、接着性細胞、神経細胞、白血球、リンパ球、再生医療用細胞、自己細胞、がん細胞、血中循環がん細胞(CTC)、HL−60、HELA、菌類を含む。細菌(真性細菌)としては、例えば、グラム陽性菌、グラム陰性菌、大腸菌、結核菌を含む。ウィルスとしては、例えば、DNAウィルス、RNAウィルス、ロタウィルス、(鳥)インフルエンザウィルス、黄熱病ウィルス、デング熱病ウィルス、脳炎ウィルス、出血熱ウィルス、免疫不全ウィルスを含む。
図1又は図2に示すように、本実施の形態に係る濾過フィルタ1は、金属製多孔膜11と、当該金属製多孔膜11の外周部を保持する枠体12とを備えている。
金属製多孔膜11は、互い対向する一対の主面11bを有し、両主面を貫通する複数の貫通孔11aを有している。貫通孔11aは、液体から生物由来物質を分離するものである。貫通孔11aの形状及び寸法は、生物由来物質の形状、大きさに応じて適宜設定されるものである。貫通孔11aは、例えば、等間隔又は周期的に配置される。貫通孔11aの形状は、例えば、金属製多孔膜11の主面側から見て正方形である。貫通孔11aのサイズは、例えば、縦0.1μm以上500μm以下、横0.1μm以上500μm以下である。貫通孔11a間の間隔は、例えば、貫通孔11aの開口径の1倍よりも大きく10倍以下であり、より好ましくは3倍以下である。また、金属製多孔膜11における貫通孔11aの開口率は、例えば、10%以上である。
金属製多孔膜11の材料としては、例えば、金、銀、銅、白金、ニッケル、ステンレス鋼、パラジウム、チタン、コバルト、及びこれらの合金が挙げられる。金属製多孔膜11の直径は、例えば、直径6mmである。金属製多孔膜11の厚さは、例えば、0.1μm以上100μm以下であり、好ましくは、0.1μm以上50μm以下である。金属製多孔膜11の外形は、例えば、円形、楕円形、又は多角形のいずれかである。本実施の形態においては、金属製多孔膜11の外形は、円形とする。金属製多孔膜11の外周部には、貫通孔11aが設けられても、貫通穴11aが設けられなくてもよい。
枠体12は、第1枠部材21と第2枠部材22とを備えている。第1枠部材21と第2枠部材22とは、環状(例えば、円環状)に形成されている。第1枠部材21の外周部は下方に突出し、それに対応して、第2枠部材22の外周部は下方に凹んでいる。第1枠部材21は、中心部から離れるに従い下方に傾斜する傾斜面21aを有している。第2枠部材22は、中心部から離れるに従い下方に傾斜する傾斜面22aを有している。
枠体12の第1枠部材21及び第2枠部材22の材料としては、例えば、ジュラルミン、アルミニウムなどの金属や、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリエーテルイミド、などの樹脂が挙げられる。枠体12の幅は、例えば、0.9mmである。枠体12の厚さは、例えば、3mmである。
第1枠部材21と第2枠部材22とは、金属製多孔膜11の外周部が第1曲げ部31と第2曲げ部32とを有するように、金属製多孔膜11の外周部を挟持する。第1曲げ部31及び第2曲げ部32は、それぞれ環状(例えば、円環状)に形成されている。第1曲げ部31は、第2曲げ部32よりも直径が小さく、金属製多孔膜11の中心側に配置されている。第1曲げ部31及び第2曲げ部32は、例えば、円弧状に曲げられた部分であってもよいし、鈍角に折り曲げられた部分であってもよい。
第1曲げ部31と第2曲げ部32との間は、第1及び第2枠部材21,22の傾斜面21a,22aによって、金属製多孔膜11の中心部から離れるに従い、金属製多孔膜11の主面11bから離れるように傾斜している。第1曲げ部31と第2曲げ部32との間には、複数の筋状凸部33が形成されている。なお、筋状凸部33は、金属製多孔膜11の厚みの0.1倍〜2倍の高さをもって金属製多孔膜11の主面11bが突出している部位を指す。
図3は、第1曲げ部31と第2曲げ部32との間に複数の筋状凸部33が形成された金属製多孔膜11を示す平面図である。図3に示すように、複数の筋状凸部33は、不規則な向きに配置されている。また、複数の筋状凸部33の少なくとも1つは、金属製多孔膜11の中心部から外周部に向かう放射方向Xに対して交差する方向に形成されている。
本実施の形態に係る濾過フィルタによれば、金属製多孔膜11が第1曲げ部31と第2曲げ部32との間に筋状凸部33を有することによって、第1枠部材21及び第2枠部材22と金属製多孔膜11の外周部との間の摩擦力を増加させることができる。これにより、金属製多孔膜11に対する第1枠部材21及び第2枠部材22の保持力を向上させることができる。第1枠部材21と第2枠部材22とを金属製多孔膜11を挟持した状態で保持するために複数の固定部品を設ける必要性を減らすことができ、部品点数を減らすことができる。
また、本実施の形態に係る濾過フィルタによれば、筋状凸部33が複数設けられるので、筋状凸部33により金属製多孔膜11の厚みが実質的に厚くなる部分が増加して力が掛かりやすくなる。その結果、第1枠部材21及び第2枠部材22と金属製多孔質膜11の外周部との間の摩擦力を増加させることができ、金属製多孔膜11に対する第1枠部材21及び第2枠部材22の保持力を一層向上させることができる。
また、本実施の形態に係る濾過フィルタによれば、複数の筋状凸部33の少なくとも1つが、金属製多孔膜11の中心部から外周部に向かう放射方向Xに対して交差する方向に形成されている。これに対して、筋状凸部33を前記のように配置することで、第1枠部材21及び第2枠部材22と金属製多孔質膜11の外周部との間の摩擦力を大きくすることができ、金属製多孔膜11に対する第1枠部材21及び第2枠部材22の保持力を向上させることができる。
また、本実施の形態に係る濾過フィルタによれば、複数の筋状凸部33が不規則な向きに配置されているので、複数の筋状凸部33を規則的な向き(例えば、全ての筋状凸部33を平行な向き)に配置するよりも、金属製多孔膜11に対する第1枠部材21及び第2枠部材22の保持力を向上させることができる。
また、本実施の形態に係る濾過フィルタによれば、第1曲げ部31と第2曲げ部32との間が、金属製多孔膜11の中心部から離れるに従い、金属製多孔膜11の主面11aから離れるように傾斜している。これにより、例えば、図2に示すように、金属製多孔膜11を曲げる角度θ(金属製多孔膜11の主面11bの延在方向に対して傾斜する角度)を90度よりも小さくすることができるので、金属製多孔膜11に負荷がかかることを抑えることができる。また、第1曲げ部31と第2曲げ部32との間を金属製多孔膜11の主面11bに対して垂直に配置する場合に比べて、第1枠部材21と第2枠部材22とを位置合わせする精度を低くすることができる。
なお、複数の筋状凸部33の表面積は、第1曲げ部31側よりも第2曲げ部32側の方が大きいことが好ましい。この構成によれば、第1曲げ部31よりも周長が長い第2曲げ部側の部分と第1枠部材21及び第2枠部材22との間の摩擦力を増加させることができ、金属製多孔膜11に対する第1枠部材21及び第2枠部材22の保持力を一層向上させることができる。
また、筋状凸部33は、金属製多孔膜11のしわにより形成されてもよい。ここで、「しわ」とは、金属製多孔膜11がたるんだり、縮んだりしてできる細かい筋目をいう。この場合、金属製多孔膜11自体で筋状凸部33を構成することができ、筋状凸部33となる部材を別途設ける必要性を無くすことができる。
なお、本実施の形態では、濾過対象物が液体に含まれる生物由来物質であるとしたが、本発明はこれに限定されない。濾過対象物は、気体に含まれる物質であってもよい。すなわち、濾過対象物は、流体に含まれる物質であればよく、例えば、空気中に含まれるPM2.5であってもよい。
また、本実施の形態では、濾過フィルタ1は、液体から生物由来物質を濾過するために使用されるものとしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、濾過フィルタ1は、液体を濃縮するために使用されてもよい。
また、本実施の形態では、第1曲げ部31と第2曲げ部32との間に複数の筋状凸部33が形成されるものとしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、第1曲げ部31と第2曲げ部32との間に1つの筋状凸部33が形成されてもよい。当該1つの筋状凸部33は、例えば、蛇行形状に形成されてもよいし、第1曲げ部31を囲むように環状に形成されてもよい。
(実施例)
次に、本実施の形態に係る濾過フィルタ1の製造方法の一実施例について説明する。図4は、当該製造方法の一実施例を示す断面図である。
まず、図4に示すように、台座41上に第2枠部材22を配置するとともに、当該第2枠部材22上に金属製多孔膜11の外周部を配置した。このとき、台座41として、主面が15cm×10.5cm、厚さ3mmの台座を用いた。また、このとき、台座41に設けた深さ1.5cmの穴又は溝(図示せず)に第2枠部材22を載置し、台座41と第2枠部材22との相対位置を固定した。
その後、プレス機42を用いて第1枠部材21を金属製多孔膜11の外周部を介して第2枠部材22へ押圧し、第1枠部材21と第2枠部材22とを一体化させた。このとき、第1枠部材21及び第2枠部材22は、内径12mm、外径14mmのものを用いた。また、プレス機42として、直径14mmの円形のプレス面を有するプレス機を用いた。プレス機42による加圧力は20kgとし、プレス速度は2秒とし、プレス状態の保持時間は1秒とした。台座41及びプレス機42のプレス面の材質は、ステンレス鋼(SUS304:規格硬度187HB以下)とした。また、このとき、第1枠部材21に設けたピン用貫通孔(図示せず)に第2枠部材22に設けたピン(図示せず)を差し込むことにより、第1枠部材21と第2枠部材22とを一体化させた。なお、プレス速度を1秒とすると、第2枠部材22のピンが折れ、不良率が上昇することを確認している。
前述したような条件で第1枠部材21と第2枠部材22とを一体化させたとき、金属製多孔膜11は、図2に示すように、第1枠部材21と第2枠部材22との間に挟まれて、第1曲げ部31及び第2曲げ部32を有するように変形した。また、第1曲げ部31と第2曲げ部32との間には、複数の筋状凸部33となるしわが形成された。
図5は、図4の製造方法により製造された濾過フィルタ1の一部を電子顕微鏡で観察した図である。図5により、前述した製造方法によって、筋状凸部33となる部材を別途設けること無く、第1曲げ部31と第2曲げ部32との間に複数の筋状凸部33を形成できることが確認できる。
なお、前述した製造方法により製造された濾過フィルタ1においては、金属製多孔膜11の第2曲げ部32よりも外周端側の部分に、放射状のしわ(平面視において金属製多孔膜11の略半径方向に延在する凹凸)が生じることを確認している。
なお、金属製多孔膜11の第1曲げ部31と第2曲げ部32との間の部分が位置する第1枠部材21と第2枠部材22との隙間W1が大きすぎる場合には、複数の筋状凸部33によって発生する摩擦力が低下することになる。従って、金属製多孔膜11に対する第1枠部材21及び第2枠部材22の保持力が低下することになる。また、金属製多孔膜11の第2曲げ部32よりも外側の部分(外周端部)が位置する第1枠部材21と第2枠部材22との隙間W2が小さすぎる場合には、当該外側の部分が第1枠部材21及び第2枠部材22に接触することにより、隙間W1を十分小さくすることができないことが起こり得る。この場合、複数の筋状凸部33によって発生する摩擦力が低下し、金属製多孔膜11に対する第1枠部材21及び第2枠部材22の保持力が低下することになる。また、この場合、金属製多孔膜11の第2曲げ部32よりも外側の部分が第1枠部材21と第2枠部材22とに挟まれることにより、金属製多孔膜11の面方向に張力が発生し、金属製多孔膜11が破れることが起こり得る。
このため、第1枠部材21と第2枠部材22とは、図5に示すように、隙間W1よりも隙間W2の方が大きくなるように構成されることが好ましい。これにより、複数の筋状凸部33によって発生する摩擦力が低下することを抑えて、金属製多孔膜11に対する第1枠部材21及び第2枠部材22の保持力が低下することを抑えることができる。また、金属製多孔膜11が破れることも抑えることができる。隙間W1は、例えば50μmである。隙間W2は、例えば100μmである。
(濾過フィルタデバイスについて)
濾過フィルタ1は、通常、流路流入路と流体排出路とが設けられたハウジングに内包され、流路流入路から流入した流体中の濾過対象物を金属製多孔膜11で濾過し、当該金属製多孔膜を通過した流体を流体排出路から排出するようにして使用される。以下、濾過フィルタ1とハウジングとで構成される装置を、濾過フィルタデバイスという。
図6は濾過フィルタ1を備える濾過フィルタデバイス1Aの概略構造を示す分解斜視図であり、図7はその分解断面図である。なお、図6及び図7においては、金属製多孔膜11の図示を省略している。
図6及び図7に示すように、濾過フィルタデバイス1Aは、金属製多孔膜11を内包するハウジング50を備えている。ハウジング50は、略円筒形の第1ハウジング部51と、略円筒形の第2ハウジング部52とを備えている。
第1ハウジング部51は、金属製多孔膜11の第1主面(一方の主面)に対向するように設けられた流体流入路51aを備えている。第1ハウジング部51は、第1枠部材21と一体に形成されている。すなわち、第1枠部材21は、第1ハウジング部51の一部として構成されている。第1枠部材21の内径は、例えば、6.0mmである。
第1ハウジング部51の第1枠部材21の周囲には、流体流入路51aの延在方向と交差(例えば、直交)する方向に延びるフランジ部51bが形成されている。フランジ部51bには、当該フランジ部51bの厚み方向に貫通する複数の貫通穴51cが形成されている。本実施の形態において、複数の貫通穴51cは、90度間隔で4つ形成されている。フランジ部51bの厚さは、例えば、2.1mmである。貫通穴51cの直径は、例えば、1.42mmである。貫通穴51cの長さは、例えば、0.9mmである。
第2ハウジング部52は、金属製多孔膜11の第2主面(他方の主面)に対向するように設けられた流体排出路52aを備えている。第2ハウジング部52は、第2枠部材22と一体に形成されている。すなわち、第2枠部材22は、第2ハウジング部52の一部として構成されている。第2枠部材22の内径は、例えば、6.0mmである。
第2ハウジング部52の第2枠部材22の周囲には、流体排出路52aの延在方向と交差(例えば、直交)する方向に延びるフランジ部52bが形成されている。フランジ部52bには、当該フランジ部52bの厚み方向に突出する複数の凸部52cが形成されている。本実施の形態において、複数の凸部52cは、90度間隔で4つ形成されている。凸部52cの直径は、例えば、1.4mmである。凸部52cの高さは、例えば、0.9mmである。
第1ハウジング部51と第2ハウジング部52とは、複数の凸部52cが複数の貫通穴51cに挿入されることで、互いに嵌合するように構成されている。第1ハウジング部51と第2ハウジング部52とが互いに嵌合することで、図2に示すように、金属製多孔膜11の外周部が第1枠部材21と第2枠部材22との間で保持される。
この構成によれば、筋状凸部33を有する濾過フィルタ1を備えているので、金属製多孔膜11に対する第1枠部材21及び第2枠部材22の保持力を向上させて、部品点数を減らすことができる。また、第1枠部材21が第1ハウジング部51と一体に形成され、第2枠部材22が第2ハウジング部52と一体に形成されているので、濾過フィルタデバイス1Aの部品点数を減らすことができる。すなわち、濾過フィルタデバイス1Aを3部品で構成することが可能になる。
なお、第2枠部材21の外周端部をL字状に形成した場合、実質的には、コーナー部を直角に形成することは困難であり、図8の点線で示すように、コーナー部はR形状部21bになる。このR形状部21bは、図6を用いて説明した隙間W2を狭くし、金属製多孔膜11の第2曲げ部32よりも外側の部分が第1枠部材21及び第2枠部材22に接触することにより、隙間W1を十分小さくすることができないことが起こり得る。すなわち、R形状部21bは、複数の筋状凸部33によって発生する摩擦力を低下させる要因となる。このため、第2枠部材21の外周端部には、図8に示すように、下方に凹む環状の溝部21cが設けられることが好ましい。これにより、複数の筋状凸部33によって発生する摩擦力が低下することを抑えることができる。溝部21cの深さ及び幅は、例えば、0.1mmである。
なお、濾過フィルタデバイス1Aは、例えば、ルアーロック型シリンジ(図示せず)に取り付けて使用することができる。この場合、第1ハウジング部51の末端部51d(図7では上端部)と第2ハウジング部52の末端部52d(図7では下端部)の少なくとも一方に、ルアーロック型シリンジと接続可能な突条部等を設ければよい。
なお、前記では、第1ハウジング部51と第2ハウジング部52とは、複数の凸部52cが複数の貫通穴51cに挿入されることで、互いに嵌合するように構成したが、本発明はこれに限定されない。例えば、第1ハウジング部51に複数の貫通穴を設け、第2ハウジング部52に複数の凸部を設け、当該複数の凸部を複数の貫通穴に挿すことで、第1ハウジング部51と第2ハウジング部52とが互いに嵌合するように構成されてもよい。第1ハウジング部51と第2ハウジング部52とが互いに嵌合する構造であればよい。
また、図9に示すように、第1ハウジング部51のフランジ部51bに複数の位置決めピン51eを設け、第2ハウジング部52のフランジ部52bに複数の貫通穴52eを設け、位置決めピン51eを貫通穴52eに挿入することにより、大まかな位置決めを行うようにしてもよい。これにより、大まかに位置決めされた状態で、複数の凸部52cを複数の貫通穴51cに挿入することができるので、第1ハウジング部51と第2ハウジング部52とをより容易に且つ確実に嵌合させることができる。
本実施の形態において、複数の位置決めピン51eは、180度間隔で2つ形成され、それぞれ、互いに隣接する貫通穴51cの中間に形成されている。位置決めピン51eの直径は、例えば1.15mmである。位置決めピン51eの高さは、例えば2.1mmである。また、複数の位置決め穴52eは、180度間隔で2つ形成され、それぞれ、互いに隣接する凸部52cの中間に形成されている。位置決め穴52eの直径は、例えば1.3mmである。位置決め穴52eの長さは、例えば2.1mmである。
また、図10に示すように、第1ハウジング部51と第2ハウジング部52とが互いに嵌合した状態において、第1ハウジング部51のフランジ部51bと第2ハウジング部52のフランジ部52bとの間には、隙間W3が設けられていることが好ましい。この構成によれば、組立(嵌合)時において、筋状凸部33が位置する第1枠部材21と第2枠部材22との隙間W1(図5参照)が適切な寸法になる前に、第1ハウジング部51と第2ハウジング部52とが接触することを回避することができる。これにより、隙間W1を適切な寸法にして、筋状凸部33による摩擦力を増加させ、金属製多孔膜11に対する第1枠部材21及び第2枠部材22の保持力を向上させることができる。また、隙間W3が所定の範囲にあるか否かを確認することによって、筋状凸部33が位置する第1枠部材21と第2枠部材22との隙間W1が適切な寸法であるか否かを推測することができる。
なお、フランジ部51bは第1ハウジング部51の外周部の一例であり、フランジ部52bは第2ハウジング部52の外周部の一例である。隙間W3は、外側から目視できるように、第1ハウジング部51の外周部と第2ハウジング部52の外周部との間に設けられればよい。また、隙間W3は、第1ハウジング部51と第2ハウジング部52との嵌合部分(例えば、貫通穴51c及び凸部52c)を除いて、第1ハウジング部51と第2ハウジング部52とが接触することを回避するように設けられればよい。なお、第1ハウジング部51の外周部の下端エッジ及び/又は第2ハウジング部52の外周部の上端エッジには、バリなどにより隙間W3が塞がれないように、面取り加工がなされてもよい。
隙間W3は、例えば、0mmより大きければよく、W3を簡便に測長可能な寸法であれば良い。例えば隙間W3は0.05〜0.2mmである。
本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。
本発明は、金属製多孔膜に対する第1枠部材及び第2枠部材の保持力を向上させて、部品点数を減らすことができるので、生物由来物質やPM2.5などの流体に含まれる濾過対象物を濾過する濾過フィルタ及び濾過フィルタデバイスに有用である。
1 濾過フィルタ
1A 濾過フィルタデバイス
11 金属製多孔膜
11a 貫通孔
11b 主面
12 枠体
21 第1枠部材
21a 傾斜面
21b R形状部
22 第2枠部材
22a 傾斜面
31 第1曲げ部
32 第2曲げ部
33 筋状凸部
41 台座
42 プレス機
50 ハウジング
51 第1ハウジング部
51a 流体流入路
51b フランジ部
51c 貫通穴
51d 末端部
51e 位置決めピン
52 第2ハウジング部
52a 流体排出路
52b フランジ部
52c 凸部
52d 末端部
52e 位置決め穴

Claims (9)

  1. 流体に含まれる濾過対象物を濾過する金属製多孔膜と、
    前記金属製多孔膜の外周部を挟持する環状の第1枠部材及び環状の第2枠部材と、
    を備える濾過フィルタであって、
    前記第1枠部材の外周部は、前記金属製多孔膜の厚さ方向の一方側に突出し、
    前記第2枠部材の外周部は、前記金属製多孔膜の厚さ方向の一方側に凹み、
    前記金属製多孔膜の外周部は、前記第1枠部材と前記第2枠部材との間に挟まれて第1曲げ部と第2曲げ部とを有するように変形するとともに、前記第1曲げ部と前記第2曲げ部との間にしわにより形成される筋状凸部を有する、濾過フィルタ。
  2. 前記筋状凸部は、前記第1曲げ部と前記第2曲げ部との間に複数設けられている、請求項1に記載の濾過フィルタ。
  3. 前記複数の筋状凸部の少なくとも1つは、前記金属製多孔膜の中心部から外周部に向かう放射方向に対して交差する方向に形成されている、請求項2に記載の濾過フィルタ。
  4. 前記複数の筋状凸部は、前記金属製多孔膜の中心部に近い前記第1曲げ部側よりも、前記金属製多孔膜の中心部から離れた第2曲げ部側の方が多く配置されている、請求項2又は3に記載の濾過フィルタ。
  5. 前記複数の筋状凸部は、不規則な向きに配置されている、請求項2〜4のいずれか1つに記載の濾過フィルタ。
  6. 前記第1曲げ部と前記第2曲げ部との間は、前記金属製多孔膜の中心部から離れるに従い、前記金属製多孔膜の主面から離れるように傾斜している、請求項1〜5のいずれか1つに記載の濾過フィルタ。
  7. 前記金属製多孔膜の前記第1曲げ部と前記第2曲げ部との間の部分が位置する第1枠部材と第2枠部材との隙間よりも、前記金属製多孔膜の前記第2曲げ部よりも外側の部分が位置する前記第1枠部材と前記第2枠部材との隙間の方が大きくなるように構成された、請求項1〜のいずれか1つに記載の濾過フィルタ。
  8. 請求項1〜のいずれか1つに記載の濾過フィルタと、
    前記金属製多孔膜を内包し、前記金属製多孔膜の第1主面に対向するように設けられた流体流入路と、前記金属製多孔膜の第2主面に対向するように設けられた流体排出路とを有するハウジングと、
    を備える濾過フィルタデバイスであって、
    前記ハウジングは、
    前記流体流入路が設けられ、前記第1枠部材と一体に形成された第1ハウジング部と、
    前記流体排出路が設けられ、前記第2枠部材と一体に形成された第2ハウジング部と、
    を備え、
    前記第1ハウジング部と前記第2ハウジング部とは、互いに嵌合するように構成されている、濾過フィルタデバイス。
  9. 前記第1枠部材と前記第2枠部材とが前記金属製多孔膜の外周部を挟持するように前記第1ハウジング部と前記第2ハウジング部とが互いに嵌合した状態において、前記第1ハウジング部の外周部と前記第2ハウジング部の外周部との間には、隙間が設けられている、請求項に記載の濾過フィルタデバイス。
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