JP6319977B2

JP6319977B2 - カプセルフィルタ

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Publication number: JP6319977B2
Application number: JP2013201549A
Authority: JP
Inventors: 幸久岡田; 隆一福田
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2013-09-27
Filing date: 2013-09-27
Publication date: 2018-05-09
Anticipated expiration: 2033-09-27
Also published as: JP2015066486A

Description

本発明は、カプセルフィルタに関する。

特許文献１には、円筒状のフィルタであるカートリッジを備えたカプセルカートリッジと、カプセルカートリッジに原水を供給するハウジングとを備えた浄水器が記載されている。このカプセルカートリッジでは、上記カートリッジと、ハウジングから原水をカートリッジに供給する原水供給管と、カートリッジによって濾過された浄水をハウジングに排出する浄水排出管と、がカプセルに内蔵されている。原水供給管では、ハウジングに設けられた棒状の押し上げ具がボールバルブを突き上げることによって流路が開放され、ハウジングから原水をカートリッジに供給することが可能となる。原水供給管及び浄水排出管のそれぞれには、管内の流路を開閉するボールバルブと、各管の内周面から突出しボールバルブのハウジング側への移動を規制する凸状体と、各管の内部でボールバルブを凸状体側に付勢するスプリングと、が設けられている。

上記のスプリングは、カプセル内でカートリッジを支持する押え板によって押えられている。押え板の下面からは、スプリングを囲むように３本の保持杆が垂下しており、これらの保持杆によってスプリングの横ずれが防止されている。このカプセルカートリッジでは、原水供給管から原水がカプセル内に供給されると、この原水がカプセルとカートリッジの間に入り込むと共に順次カートリッジ内に浸入することによって浄化される。カートリッジで浄化された浄水は、カートリッジ内の貫通孔に浸入して流下し、押え板に形成された孔部及び浄水排出管を経て浄水管に送り出される。

特開平９−２３４４６１号公報

上述した特許文献１に記載されているカプセルフィルタでは、カプセルの内部に保持杆を備えた押さえ板が設けられると共に、カプセルの底部に２個の孔部が設けられ、それらの孔部に原水供給管と浄水排出管とが挿入された構成となっている。よって、上記のカプセルカートリッジを製造する際には、カプセルに２個の孔部を形成すると共に複雑な形状の押さえ板を製造する必要がある。よって、上述したようなカプセルフィルタにおいては、部品点数を減らすと共に製造プロセスを簡易にすることが重要である。

本発明は、一つの態様において、フィルタ材をケース内に収容し、ケース内における第１の流路及び第２の流路のうち一方の流路に供給された流体が、フィルタ材を通じて他方の流路に流れ込むことで流体を濾過するカプセルフィルタであって、第１の流路に連通する筒状の第１の流出入部と、第２の流路に連通する筒状の第２の流出入部とを有し、ケースの開口を塞ぐように固定されるヘッド部と、第１の流出入部を開閉する第１の弁体と、を備え、第１の流出入部は、第１の流出入部の内周面から突出する第１の突出部と、第１の流出入部の内周面から突出すると共に第１の突出部よりもケース側に位置する第２の突出部と、を有し、第１の突出部と第２の突出部は、流体の流れ方向に離間しており、弁体は、第１の突出部と第２の突出部との間に配置されている。

この態様に係るカプセルフィルタでは、筒状の第１の流出入部と筒状の第２の流出入部とを有するヘッド部と、第１の流出入部を開閉する第１の弁体と、を備えており、ヘッド部はケースの開口を塞ぐように固定される。そして、第１の弁体は、第１の流出入部の内周面から突出する第１の突出部と、第１の流出入部の内周面から突出すると共に第１の突出部よりもケース側に位置する第２の突出部と、の間に配置されている。また、ヘッド部をハウジングに取り付ける際には、例えばハウジングに設けられた棒状の押し上げ具でハウジング側から弁体が押し上げられケース側に移動することによって、弁体が第１の流出入部を開放する。一方、ヘッド部をハウジングから取り外した際には、ケース内の流体が第１の流出入部から流出しようとしても、弁体が第１の突出部側に移動し第１の突出部に当接することで第１の流出入部が閉塞するので、弁体によって第１の流出入部からの流体の漏れは防止されることとなる。よって、第１の流出入部を有するヘッド部と弁体とで流体の漏れ止めを実現させることができるので、第１の流出入部における漏れ止めのための構成を簡易にすることができる。また、従来よりも部品点数を減らすことができると共に製造プロセスを簡易にすることも可能となる。このように、部品点数の低減及び製造プロセスの簡易化を実現可能となっているので製造等のコストの低減にも寄与する。

他の態様において、ヘッド部は、樹脂により一体成形されていてもよい。

他の態様において、第１の流出入部内には、第１の弁体を第１の突出部側に付勢する第１の弾性部材が設けられていてもよい。

他の態様において、第２の突出部は、第１の流出入部の周方向で略等間隔に少なくとも３個設けられていてもよい。

他の態様において、第２の流出入部を開閉する第２の弁体を更に備え、第２の流出入部は、第２の流出入部の内周面から突出する第３の突出部を有し、第２の流出入部におけるケース側の開口の少なくとも一部は、フィルタ材に覆われていてもよい。

他の態様において、第２の流出入部内には、第２の弁体を第３の突出部側に付勢する第２の弾性部材が設けられていてもよい。

本発明によれば、弁体を押さえる部品を製造したり取り付けたりするプロセスが不要となるので、部品点数を減らすと共に製造プロセスを簡易にすることが可能なカプセルフィルタを提供することができる。また、第１の流出入部及び第２の流出入部を有するヘッド部がケースの開口を塞ぐように固定されるので、ケースの内部における流体が残留する箇所を減らすことによってケース内に残る残留流体を減らすことができる。更に、弁体によって第１の流出入部からの流体の漏れが防止されるので、ヘッド部をハウジングから取り外しても流体が作業者に接する事態を回避することができる。

本実施形態に係るカプセルフィルタを示す側面図である。図１のＡ−Ａ線に沿ったカプセルフィルタの断面図である。図１のカプセルフィルタの分解斜視図である。図１のカプセルフィルタを取り付け可能なハウジングを示す斜視図である。ハウジング側から見たヘッド部の斜視図である。ケース側から見たヘッド部の斜視図である。ヘッド部を示す断面図である。ヘッド部をケース側から見た底面図である。流出部とボールバルブとの位置関係を示す図である。ボールバルブを突起の上に置いた状態を示す斜視図である。バネ部材を流出部に挿入した状態を示す斜視図である。バネ部材の流出部への挿入が完了した状態を示す斜視図である。変形例に係るカプセルフィルタを示す側面図である。図１３のＢ−Ｂ線に沿ったカプセルフィルタの断面図である。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

図１〜図３に示す本実施形態のカプセルフィルタ１は、例えば図４に示すハウジング５０の流出口５１から受け入れた濾過対象の流体から汚れを除去しハウジング５０の流入口５２に供給することによって、濾過対象の流体を濾過するための装置である。ハウジング５０には、濾過後の流体を流出させる流出部（第１の流出入部）１３におけるボールバルブ（第１の弁体）２１を押し上げて流出部１３を開放する棒状の押し上げ具５３が設けられており、この押し上げ具５３は、ハウジング５０の流入口５２に対して上下に移動可能となっている。押し上げ具５３は、例えば金属製であるが、別の材料で構成されていてもよい。

カプセルフィルタ１の濾過対象の流体としては、例えば、リチウムイオンの電解液、電極材スラリー、コーティング液（感光剤、粘着剤、接着剤等）、フィルム材料（輝度向上フィルム、表面保護フィルム、偏光フィルム、反射防止フィルム、配向フィルム、ラッピングフィルム等）、透明樹脂、レジスト液、洗剤、化粧品（ジェル等）、薬剤、有機溶剤、食品原料、又は飲料水等が挙げられる。

以下ではカプセルフィルタ１の構成について図１〜図３を参照して説明する。カプセルフィルタ１は、筒状のフィルタカートリッジ（フィルタ材）２と、フィルタカートリッジ２を収容する円筒状又は袋状のケース３と、フィルタカートリッジ２及びケース３が接着又は溶着等で固定されるヘッド部１０と、を備えている。なお、各図においては、ヘッド部１０からフィルタカートリッジ２を見た方向をＺ軸正方向としており、このＺ軸とＸ軸及びＹ軸とを記載している。

ケース３は、円形の開口３ａを有しており、例えばフィルム等、柔軟性が高い材料で構成されている。ケース３における開口３ａの反対側の端部は、例えば直線状に延びる溶着部３ｂで封止されている。なお、ケース３の形状は、上記に限られず適宜変更可能である。また、ケース３の材料はフィルム等の柔軟性が高い材料に限られず、ケース３に代えて例えば円筒状のハードケースを用いることも可能である。

フィルタカートリッジ２は上下方向に延在しており、ケース３内に入り込んだフィルタカートリッジ２は、フィルタカートリッジ２の内側に形成される内部流路２ａと、フィルタカートリッジ２の外側に形成される外部流路２ｂとを形成する。外部流路２ｂは濾過前の流体が流れ込む流路（一方の流路）であり、内部流路２ａは濾過後の流体が流下する流路（他方の流路）である。濾過対象の流体は、フィルタカートリッジ２の下側から外部流路２ｂに供給され、外部流路２ｂに供給された流体はフィルタカートリッジ２を通じて内部流路２ａに流れ込むことで濾過される。

フィルタカートリッジ２の下側にはヘッド部１０が接合されており、フィルタカートリッジ２における内部流路２ａの上端は円板状のキャップ部４によって封止されている。なお、キャップ部４とフィルタカートリッジ２は別部材であってもよいし、キャップ部４及びフィルタカートリッジ２が一体的に固定された一体構造体であってもよい。また、キャップ部４の形状は、円板状に限られず適宜変更可能である。

ヘッド部１０は、外部流路２ｂにハウジング５０からの流体を供給すると共に、内部流路２ａを流下した流体をハウジング５０に排出する機能を有する。ヘッド部１０は、例えば、一体成形によって製造されており、ＰＰ（ポリプロピレン）若しくはＰＥ（ポリエチレン）等のオレフィン系材料、又はポリアセタール若しくはポリアミド等の樹脂材料で構成されている。

図５に示されるように、ヘッド部１０は、フィルタカートリッジ２とケース３が接合される円筒状のヘッド本体１１と、ヘッド本体１１におけるハウジング５０側（図５における上側）の端部に形成されたフランジ部１２と、ヘッド本体１１の表面１１ａからハウジング５０側に突出し内部流路２ａからハウジング５０に向かう流体が流通する円筒状の流出部１３と、ヘッド本体１１の表面１１ａからハウジング５０側に突出しハウジング５０から外部流路２ｂに向かう流体が流通する円筒状の流入部（第２の流出入部）１４と、を備えている。円筒状の流出部１３の中心軸線である軸線Ｌ１の延在方向から見て、流出部１３はヘッド部１０の中央部分に位置しており、流入部１４は流出部１３よりもヘッド部１０の外縁側に位置している。

図２及び図６に示されるように、ヘッド本体１１の底面１１ｂには、フィルタカートリッジ２の内周面２ｃが当接する円筒状のフィルタ当接部１１ｃと、フィルタカートリッジ２の端面２ｄの内周側が押し込まれることによって端面２ｄを押圧するフィルタ押圧部１１ｄと、が設けられている。フィルタカートリッジ２は、ヘッド本体１１内に押し込まれることによって、フィルタ当接部１１ｃの外周面がフィルタカートリッジ２の内周面２ｃに当接すると共にフィルタ押圧部１１ｄがフィルタカートリッジ２における端面２ｄの内周側を押圧し、内部流路２ａの密封が実現されている。

フィルタ当接部１１ｃの外径は、フィルタカートリッジ２の内周面２ｃの径よりも若干長い程度となっており、フィルタカートリッジ２をヘッド本体１１内部に接合する際には、フィルタ当接部１１ｃで内周面２ｃが押し広げられた状態でフィルタカートリッジ２がヘッド本体１１に接合される。また、フィルタ当接部１１ｃの内部空間は流出部１３に連通しており、フィルタカートリッジ２の内部流路２ａの流体はフィルタ当接部１１ｃの内部空間と流出部１３とを通ってハウジング５０に排出される。

フィルタ押圧部１１ｄは、フィルタ当接部１１ｃを中心として略同心円状に形成された３つの環状突起１１ｅを含んでおり、環状突起１１ｅの一部が切り欠かれて流入部１４の内周面と連なる切り欠き部１１ｇが形成されている。このように形成された環状突起１１ｅがフィルタカートリッジ２における端面２ｄの内周側に接することによって内部流路２ａの密封性が確保される。

なお、ヘッド本体１１において、フィルタ当接部１１ｃ及びフィルタ押圧部１１ｄの形状や配置態様は適宜変更可能であり、フィルタ当接部１１ｃ及びフィルタ押圧部１１ｄ以外の構成で内部流路２ａの密封を実現させてもよい。

ヘッド本体１１の直径は、ケース３における開口３ａ（図３参照）の直径に対して、相互に密封性を確保可能な寸法となっており、ヘッド本体１１を開口３ａ内に挿入可能となっている。また、ヘッド本体１１の外周面１１ｆは、ケース３の内面３ｃが接合される接合部となっており、ケース３の内面３ｃが例えば接着又は溶着で外周面１１ｆに接合されることによって、ケース３内の密封性が確保される。

円筒状に形成された流出部１３は、例えばハウジング５０の流入口５２に挿入され、フィルタカートリッジ２の内部流路２ａから流入口５２に濾過後の流体を流出させるために設けられている。図７及び図８に示されるように、流出部１３の外周面１３ａには、Ｏリング５（図２参照）を装着させるための環状凹部１３ｂが形成されており、Ｏリング５が環状凹部１３ｂに装着されることによって、流出部１３とハウジング５０の流入口５２との密封性が確保される。

流出部１３の内周面１３ｃには、内周面１３ｃから突出し軸線Ｌ１の延在方向から見て環状に形成された突出部１３ｄと、突出部１３ｄよりもケース３側に位置する３個の突起１３ｅとが設けられており、突出部１３ｄと３個の突起１３ｅとは、流体の流れ方向（軸線Ｌ１方向）に離間している。突出部１３ｄと３個の突起１３ｅとの間には、流出部１３を開閉する弁体として機能するボールバルブ２１と、ボールバルブ２１を突出部１３ｄ側に付勢するバネ部材（第１の弾性部材）２２と、を配置する配置空間１３ｆが形成されている。

カプセルフィルタ１をハウジング５０に取り付けていない状態において、ボールバルブ２１は突出部１３ｄに押し付けられている。突出部１３ｄは、流出部１３の内周面１３ｃにおいて、周方向に延びると共に全周にわたって形成されている。よって、バネ部材２２の付勢力でボールバルブ２１が突出部１３ｄに当接することによって流出部１３が閉塞されるので、流体が流出部１３から流出することが防止される。

また、突出部１３ｄの配置空間１３ｆ側には、軸線Ｌ１に向かうに従って配置空間１３ｆの外側に傾斜するテーパ面１３ｇが形成されている。このテーパ面１３ｇは、突出部１３ｄに当接するボールバルブ２１の形状に対応させるためのものであり、テーパ面１３ｇが無い場合と比較して突出部１３ｄに対するボールバルブ２１の接触面積が広くなっている。よって、ボールバルブ２１が突出部１３ｄへの当接を繰り返してもボールバルブ２１及び突出部１３ｄが傷つきにくくなっている。

突起１３ｅは、流出部１３の内周面１３ｃにおいて周方向に沿って３箇所に配置されており、各突起１３ｅは１２０度の位相角度をもって略等間隔に配置されている。軸線Ｌ１の延在方向から見たときに、各突起１３ｅは、軸線Ｌ１側に向かうに従って先細りする台形状となっており、根元側（軸線Ｌ１の反対側）を太くすることによって破損しにくい形状となっている。各突起１３ｅのボールバルブ２１側には、軸線Ｌ１に向かうに従って配置空間１３ｆの外側に傾斜するテーパ面１３ｈが形成されている。また、図９に示されるように、各突起１３ｅの先端面１３ｊを結ぶ仮想円Ａの直径は、ボールバルブ２１の直径よりも約１．０ｍｍ短くなっている。

図７に示されるように、流出部１３の配置空間１３ｆにおいて、突起１３ｅと突出部１３ｄに当接するボールバルブ２１との間には、バネ部材２２が配置されている。ここで、ボールバルブ２１の材料は、例えばヘッド部１０の材料と同一の樹脂材料とすることが可能である。また、バネ部材２２の材料は、バネ定数を適切な値にする等の観点から鉄等の金属であることが好ましいが、別の材料であってもよく、例えばヘッド部１０と同一の樹脂材料であってもよい。このように、ヘッド部１０、ボールバルブ２１及びバネ部材２２を全て樹脂製とすることも可能である。

バネ部材２２は、例えば側面視で大径部２２ａから小径部２２ｂに向かって直線的に縮径する円錐コイルバネであり、小径部２２ｂがボールバルブ２１側を向き大径部２２ａが突起１３ｅ側を向くように配置空間１３ｆ内に配置されている。なお、円錐コイルバネであるバネ部材２２に代えて、例えば側面視で大径部から小径部に向かって曲線的に縮径するコイルバネを用いてもよい。バネ部材２２が配置空間１３ｆ内に配置された状態において、流体はバネ部材２２のコイル線の間を流通する。また、バネ部材２２における小径部２２ｂの直径はボールバルブ２１の直径よりも短いので、配置空間１３ｆ内においてバネ部材２２の小径部２２ｂでボールバルブ２１を付勢することが可能となっている。

バネ部材２２における大径部２２ａの直径は、ボールバルブ２１の直径よりも長く、且つ３個の突起１３ｅの先端面１３ｊを結ぶ仮想円Ａ（図９参照）の直径よりも長くなっている。よって、配置空間１３ｆ内において、バネ部材２２の大径部２２ａが各突起１３ｅに当接するので、３個の突起１３ｅによってバネ部材２２が押さえられることとなりバネ部材２２が配置空間１３ｆよりもフィルタカートリッジ２側へ移動することは防止される。

また、円筒状に形成された流入部１４は、例えばハウジング５０の流出口５１に挿入され、流出口５１からフィルタカートリッジ２の外部流路２ｂに濾過前の流体を流入させるために設けられている。流入部１４の構成は、３個の突起１３ｅを有しない点を除いて、流出部１３の構成と同一である。

流入部１４の外周面１４ａには、Ｏリング６（図１参照）を装着させるための環状凹部１４ｂが形成されており、Ｏリング６が環状凹部１４ｂに装着されることによって、流入部１４とハウジング５０の流出口５１との密封性が確保される。流入部１４の内周面１４ｃには、内周面１４ｃから突出し流入部１４の軸線Ｌ２の延在方向から見て環状に形成された突出部（第３の突出部）１４ｄが設けられている。軸線Ｌ２は、円筒状の流入部１４の中心軸線である。

流入部１４の突出部１４ｄは、流出部１３の突出部１３ｄと同一形状であり、流出部１３のテーパ面１３ｇと同様のテーパ面１４ｇを有する。突出部１４ｄとフィルタカートリッジ２の端面２ｄとの間には、流入部１４を開閉する弁体であるボールバルブ（第２の弁体）２３と、ボールバルブ２３を突出部１４ｄ側に付勢するバネ部材（第２の弾性部材）２４と、を配置する配置空間１４ｆが形成されている。ボールバルブ２３及びバネ部材２４の構成及び機能は、流出部１３のボールバルブ２１及びバネ部材２２の構成及び機能と同一であるため説明を省略する。

なお、フィルタカートリッジ２がヘッド本体１１に接合された状態において、流入部１４をハウジング５０側（図７の上側）から見たときには、流入部１４のケース３側の開口１４ｋの一部がフィルタカートリッジ２の端面２ｄに覆われている。フィルタカートリッジ２の端面２ｄと突出部１４ｄに当接するボールバルブ２３との間には、大径部２４ａ及び小径部２４ｂを有するバネ部材２４が流出部１３内のバネ部材２２と同様に配置されている。流入部１４では、フィルタカートリッジ２の端面２ｄでバネ部材２４が押さえられているので、バネ部材２４のケース３側への移動が防止されている。

次に、フィルタカートリッジ２、ケース３及びヘッド部１０を組み立ててカプセルフィルタ１を製造する方法について説明する。

まず、図１０に示されるように、ヘッド部１０において、流出部１３の突起１３ｅ上にボールバルブ２１を載せる。そして、ボールバルブ２１を突起１３ｅに押し込むと樹脂材料で構成された突起１３ｅが撓むので、この突起１３ｅの撓みによってボールバルブ２１が配置空間１３ｆ内に挿入される。また、流入部１４でも、ボールバルブ２３が流入部１４の配置空間１４ｆ内に挿入される。

ボールバルブ２１を流出部１３に挿入した後には、図１１に示されるように、バネ部材２２を流出部１３の配置空間１３ｆ内に挿入する。バネ部材２２を縮めた状態で配置空間１３ｆ内に入れた後には、図１２に示されるように、バネ部材２２を傾けて、小径部２２ｂがボールバルブ２１に当接し大径部２２ａが３個の突起１３ｅに当接した状態となるようにバネ部材２２を配置する。また、流入部１４において、ボールバルブ２３を流入部１４に挿入した後には、流出部１３の場合と同様にバネ部材２４を流入部１４の配置空間１４ｆ内に挿入するが、このとき、小径部２４ｂ（図７参照）がボールバルブ２３に当接した状態となるようにバネ部材２４を配置空間１４ｆ内に配置する。

また、流出部１３の配置空間１３ｆ内にバネ部材２２を挿入し流入部１４の配置空間１４ｆ内にバネ部材２４を挿入する前後に、図２及び図３に示されるように、フィルタカートリッジ２における内部流路２ａの上端をキャップ部４で封止した状態としておき、その後フィルタカートリッジ２をヘッド部１０のヘッド本体１１に接合させる。このとき、フィルタカートリッジ２は、フィルタカートリッジ２の内周面２ｃがヘッド本体１１のフィルタ当接部１１ｃで押し広げられると共にフィルタカートリッジ２の端面２ｄの内周側がヘッド本体１１のフィルタ押圧部１１ｄに押し込まれた状態で、ヘッド部１０に対して接着又は溶着等によって接合される。そして、ケース３をフィルタカートリッジ２に被せて、ケース３の内面３ｃをヘッド本体１１の外周面１１ｆに接着又は溶着等で接合させることにより、カプセルフィルタ１が完成する。

その後は、ヘッド部１０の流出部１３をハウジング５０の流入口５２に挿入させると共にヘッド部１０の流入部１４をハウジング５０の流出口５１に挿入させて、ヘッド部１０のフランジ部１２をハウジング５０の内周面５０ａに押し込んで嵌合させることにより、カプセルフィルタ１をハウジング５０に装着させる。このとき、流入口５２には棒状の押し上げ具５３が挿通されているので、この押し上げ具５３が流出部１３のボールバルブ２１をバネ部材２２の付勢力に抗して押し上げることにより、流出部１３は開放された状態となる。なお、カプセルフィルタ１をハウジング５０を装着させた後に、例えば有底円筒状となっている金属製のホルダを上からカプセルフィルタ１に被せハウジング５０に取り付けることによって、ホルダでカプセルフィルタ１を保持してもよい。

次に、カプセルフィルタ１をハウジング５０に装着させた状態における流体の流れについて説明する。

まず、ハウジング５０の流出口５１から流体がカプセルフィルタ１に向かって流れ込むと、この流体によって流入部１４内のボールバルブ２３がバネ部材２４の付勢力に抗して押し上げられ、流体が流入部１４からケース３内に進入し外部流路２ｂ内に流入する。流入部１４からケース３内に進入した流体はフィルタカートリッジ２の外周面２ｆからフィルタカートリッジ２内に入り込むことによって濾過され内部流路２ａに進入する。フィルタカートリッジ２で濾過されて内部流路２ａに進入した流体は、内部流路２ａを流下し、押し上げ具５３で開放されている流出部１３から流出してハウジング５０の流入口５２に排出される。

以上のように、本実施形態に係るカプセルフィルタ１では、筒状の流出部１３と筒状の流入部１４を有するヘッド部１０と、流出部１３を開閉するボールバルブ２１と、を備えており、ヘッド部１０はケース３の開口３ａを塞いでいる。そして、ボールバルブ２１は、流出部１３の内周面１３ｃから突出する突出部１３ｄと、流出部１３の内周面１３ｃから突出すると共に突出部１３ｄよりもケース３側に位置する３個の突起１３ｅとの間に配置されている。また、ヘッド部１０をハウジング５０に取り付ける際には、ハウジング５０に設けられた棒状の押し上げ具５３でハウジング５０側からボールバルブ２１が押し上げられケース３側に移動することによって、流出部１３が開放される。

一方、ヘッド部１０をハウジング５０からとりはずした際には、ケース３内の流体が流出部１３から流出しようとしても、ボールバルブ２１が突出部１３ｄ側に移動し突出部１３ｄに当接することで流出部１３が閉塞するので、ボールバルブ２１によって流出部１３からの流体の漏れは防止されることとなる。よって、ヘッド部１０をハウジング５０から取り外しても流体が作業者に接する事態を回避することができる。また、流出部１３を有するヘッド部１０とボールバルブ２１とで流体の漏れ止めを実現させることができるので、流出部１３における漏れ止めのための構成を簡易にすることができる。また、流出部１３内でボールバルブ２１を押さえる部材を別部品として用意する必要がないので、従来よりも部品点数を減らすことができ製造プロセスを簡易にすることが可能となる。このように、部品点数の低減及び製造プロセスの簡易化によって、製造等のコストの低減にも寄与する。

また、ヘッド部１０は、樹脂により一体成形されているので、製造プロセスを簡易にすることができる。

また、流出部１３内には、ボールバルブ２１を突出部１３ｄ側に付勢するバネ部材２２が設けられている。ハウジング５０からカプセルフィルタ１を外した状態では、バネ部材２２でボールバルブ２１が突出部１３ｄ側に付勢され、ボールバルブ２１が突出部１３ｄに当接しているので、流出部１３からの流体の流出を防止することができる。

流出部１３の突起１３ｅは、流出部１３の周方向で略等間隔に３個設けられている。よって、図９に示されるように、軸線Ｌ１の延在方向から見た場合における流出部１３の中心Ｏと突起１３ｅとを結ぶ直線Ｌ３上に別の突起１３ｅが存在しないので、バネ部材２２を配置空間１３ｆ内に挿入しやすくなっている。また、突起１３ｅが周方向で略等間隔に３個設けられていると、配置空間１３ｆ内のバネ部材２２が３個の突起１３ｅに当接しているときに、その当接力を各突起１３ｅにバランスよく分散させることができるので、少ない個数の突起１３ｅでバネ部材２２をバランスよく支持することができ、配置空間１３ｆ内のバネ部材２２が傾いたり外れたりする事態は発生しない。

また、図７に示されるように、流入部１４内には流入部１４を開閉するボールバルブ２３が設けられ、流入部１４は、流入部１４の内周面１４ｃから突出する突出部１４ｄを有し、流入部１４におけるケース３側の開口１４ｋの一部はフィルタカートリッジ２に覆われている。よって、バネ部材２４はフィルタカートリッジ２の端面２ｄで押さえられるので、バネ部材２４を押さえる新たな部品が不要となり、また、流出部１３における突起１３ｅも必要なくフィルタカートリッジ２の端面２ｄをバネ部材２４を押さえる構造として有効利用できるので、コストの低減に有利である。

また、流入部１４内には、ボールバルブ２３を突出部１４ｄ側に付勢するバネ部材２４が設けられているので、流出部１３内にバネ部材２２を設けた場合と同様、流入部１４からの流体の流出を防止することができる。

また、カプセルフィルタ１では、ボールバルブ２１を突起１３ｅに押し込んで突起１３ｅを撓ませることによって、ボールバルブ２１を流出部１３の配置空間１３ｆ内に挿入可能となっている。このようにボールバルブ２１を突起１３ｅに押し込むだけで配置空間１３ｆ内に簡単に入れることができるので、組立作業を容易に行うことが可能となる。

また、カプセルフィルタ１では、ヘッド部１０は外方に突出する円筒状の流出部１３及び流入部１４を備え、流出部１３は内周面１３ｃに突出部１３ｄ及び突起１３ｅを有し、流入部１４は内周面１４ｃに突出部１４ｄを有するという簡易な構成となっている。そして、ヘッド部１０がケース３の開口３ａを塞ぐように固定されるので、ケース３及びヘッド部１０の内部における流体の残留箇所を極力減らすことができる。従って、カプセルフィルタ１の内部に残る残留流体を減らすことができる。

なお、カプセルフィルタ１において、ケース３の材料は、フィルム等、柔軟性が高い材料となっているので、ケース３の内部に十分に流体を溜めることができる。また、交換のためにカプセルフィルタ１をハウジング５０から取り外す際には、ケース３をハサミ等で切断することによって簡単に残留流体を抜き取って再利用することができ、残留流体を回収しやすい構造となっている。更に、ケース３を簡単に破棄することも可能である。また、ケース３として袋状のフィルムを用いた場合には、硬質の筒状成形品を用いた場合と比較してコストを抑えることも可能となる。

ところで、従来のカプセルフィルタは、流出部及び流入部にバルブがないものもあった。このようなカプセルフィルタでは、ハウジングから取り外す際、カプセルフィルタから流体がこぼれないようにカプセルフィルタを傾けなければならない場合がある。

しかしながら、本実施形態のカプセルフィルタ１では、ハウジング５０からカプセルフィルタ１を外した状態において、流出部１３内のボールバルブ２１が流出部１３を閉塞すると共に流入部１４内のボールバルブ２３も流入部１４を閉塞する。よって、ハウジング５０からカプセルフィルタ１を取り外すだけで自動的に流出部１３及び流入部１４が閉塞されるので、カプセルフィルタ１を傾けなくても流体をこぼさずに且つ簡単にハウジング５０から外すことができる。従って、ハウジング５０に対するカプセルフィルタ１の交換を簡単に行うことができる。

また、カプセルフィルタ１では、流出部１３を開閉する弁体として球状のボールバルブ２１を用いると共に、流入部１４を開閉する弁体としても球状のボールバルブ２３を用いた。ここで仮に流出部１３内の弁体が球状でない場合には、弁体が配置空間１３ｆ内で軸線Ｌ１からずれて移動したときに、弁体が突出部１３ｄに嵌り込まないことによって流出部１３の閉塞が適切になされなくなる可能性がある。しかしながら、本実施形態では、流出部１３内に球状のボールバルブ２１を配置しているので、たとえボールバルブ２１が軸線Ｌ１からずれて移動したとしても、ボールバルブ２１が突出部１３ｄに嵌り込みやすくなっているので流出部１３の閉塞を適切に行うことができる。流入部１４内における球状のボールバルブ２３についても同様である。

また、カプセルフィルタ１では、流出部１３内のボールバルブ２１と流入部１４内のボールバルブ２３とが同一であり、流出部１３内のバネ部材２２と流入部１４内のバネ部材２４とも同一である。このように部品の共通化が実現されているので、カプセルフィルタ１の製造を容易に行うことができ、製造コストの低減に寄与する。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。以下、本発明に係るカプセルフィルタの変形例について説明する。

変形例に係るカプセルフィルタ６１について、図１３及び図１４を参照して説明する。図１３及び図１４において、図１〜図１２と同じ構成要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

変形例に係るカプセルフィルタ６１は、ベント７２を有するケース７０を備える点で上記実施形態のカプセルフィルタ１と異なっている。ケース７０は、ヘッド部１０の反対側でフィルタカートリッジ２を覆う蓋部７１と、上記のベント７２と、フィルタカートリッジ２の側面を被覆すると共に蓋部７１とヘッド部１０に接合される被覆部７３とを備えている。ベント７２は、フィルタカートリッジ２の中心軸線である軸線Ｌ４周りに回転させることにより蓋部７１に対して着脱自在となっている。被覆部７３は、例えばケース３と同様フィルム等の柔軟性が高い材料で構成されているが、別の材料で構成されていてもよい。

ケース７０の蓋部７１は、フィルタカートリッジ２におけるヘッド部１０の反対側の端部２ｋとキャップ部４とを覆っており、蓋部７１の側面７１ａには、被覆部７３が接着又は溶着等によって接合されている。ベント７２は、軸線Ｌ４の延在方向から見た場合における蓋部７１の中央部分に設けられている。このベント７２を一方の方向（例えば時計回り）に回して蓋部７１に取り付けることによりフィルタカートリッジ２の外部流路２ｂを密封させることが可能となり、ベント７２を他方の方向（例えば反時計回り）に回して蓋部７１から取り外すことにより外部流路２ｂを開放させることが可能である。このようにベント７２を蓋部７１から取り外して外部流路２ｂを開放させることによって、ケース７０内から気体及び液体を取り除くことが可能となっている。

以上説明した変形例に係るカプセルフィルタ６１においても、上記実施形態のカプセルフィルタ１と同様の効果を得ることができる。

その他、本発明に係るカプセルフィルタは、上述した実施形態や変形例に限られず、種々の形態を採用することができる。

例えば、流出部１３からバネ部材２２を無くしたり、又は流入部１４からバネ部材２４を無くしてもよい。流出部１３からバネ部材２２を無くした場合、配置空間１３ｆに配置されたボールバルブ２１は、内側に移動しても突起１３ｅに当接するので、突起１３ｅによって、配置空間１３ｆよりも内側にボールバルブ２１が移動することを防止することができる。また、流入部１４からバネ部材２４を無くした場合、配置空間１４ｆに配置されたボールバルブ２３は、内側に移動したときにフィルタカートリッジ２の端面２ｄに当接するので、この端面２ｄによって、配置空間１４ｆよりも内側にボールバルブ２３が移動することを防止することができる。

また、流出部１３のバネ部材２２が無くても、ケース３内部における流体の内圧によってボールバルブ２１が外側に付勢され突出部１３ｄに当接するので、流体の流出部１３からの流出は抑えられる。同様に、流入部１４のバネ部材２４が無い場合も、流体の内圧によってボールバルブ２３が突出部１４ｄに当接するので、流体の流入部１４からの流出は抑えられる。

なお、上述したカプセルフィルタは、上下に延在する態様でハウジングの上部に装着されたが、カプセルフィルタのハウジングに対する向き及び装着態様は適宜変更可能である。例えば、ハウジングの下部にカプセルフィルタを装着してもよいし、カプセルフィルタを左右に延在させた状態でハウジングに装着してもよい。

また、流出部内のボールバルブ及びバネ部材と、流入部内のボールバルブ及びバネ部材とが同一であったが、同一でなくてもよい。

また、流出部内において、台形状の突起が流出部の周方向に等間隔に３個配置されていたが、突起の形状、突起の配置間隔、及び突起の個数は適宜変更可能である。

また、流出部において、ボールバルブとバネ部材とが別体であったが、ボールバルブとバネ部材とが一体になっていてもよい。また、バネ部材に代えて、例えばスポンジ等、別の弾性部材を用いることも可能である。流入部においても同様である。

また、流出部内にボールバルブが設けられ流入部内にもボールバルブが設けられていたが、この形態に限られず、流出部及び流入部の少なくとも一方に弁体が設けられていればよい。

また、流出部はヘッド部の中央部分に位置しており流入部は流出部よりもヘッド部の外縁側に位置していたが、流出部と流入部の位置が逆になっていてもよい。更に、ヘッド部における流出部及び流入部の位置は、上記実施形態に限定されることなく適宜変更可能である。

また、円筒状のフィルタカートリッジが内部流路と外部流路とを形成したが、フィルタカートリッジの形状は円筒状に限定されず適宜変更可能である。すなわち、フィルタカートリッジがケースに収容された状態でケースの内部空間を仕切ることによってケース内に２つの流路を形成し、ケース内の一方の流路に供給された流体がフィルタカートリッジを通じてケース内の他方の流路に流れ込むようにカプセルフィルタが構成されていればよい。

本発明は、弁体を押さえる部品を製造したり取り付けたりするプロセスを不要とすることができ、部品点数を減らすと共に製造プロセスを簡易にすることを可能としたカプセルフィルタとして有用である。

１，６１…カプセルフィルタ、２…フィルタカートリッジ（フィルタ材）、２ａ…内部流路（他方の流路）、２ｂ…外部流路（一方の流路）、２ｃ…内周面、２ｄ…端面、２ｆ…外周面、３…ケース、３ａ…開口、３ｂ…溶着部、３ｃ…内面、１０…ヘッド部、１１…ヘッド本体、１１ａ…表面、１１ｂ…底面、１１ｃ…フィルタ当接部、１１ｄ…フィルタ押圧部、１１ｅ…環状突起、１１ｆ…外周面、１１ｇ…切り欠き部、１２…フランジ部、１３…流出部（第１の流出入部）、１３ａ…外周面、１３ｂ…環状凹部、１３ｃ…内周面、１３ｄ…突出部（第１の突出部）、１３ｅ…突起（第２の突出部）、１３ｆ…配置空間、１３ｇ，１３ｈ…テーパ面、１３ｊ…先端面、１４…流入部、１４ａ…外周面、１４ｂ…環状凹部、１４ｃ…内周面、１４ｄ…突出部（第３の突出部）、１４ｆ…配置空間、１４ｋ…開口、２１…ボールバルブ（第１の弁体）、２２…バネ部材（第１の弾性部材）、２３…ボールバルブ（第２の弁体）、２４…バネ部材（第２の弾性部材）、５０…ハウジング、５１…流出口、５２…流入口、５３…押し上げ具、７０…ケース、７１…蓋部、７２…ベント、７３…被覆部。

Claims

フィルタ材をケース内に収容し、前記ケース内における第１の流路及び第２の流路のうち一方の流路に供給された流体が、前記フィルタ材を通じて他方の流路に流れ込むことで前記流体を濾過するカプセルフィルタであって、
前記第１の流路に連通する筒状の第１の流出入部と、前記第２の流路に連通する筒状の第２の流出入部とを有し、前記ケースの開口を塞ぐように固定されるヘッド部と、
前記第１の流出入部を開閉する第１の弁体と、
を備え、
前記第１の流出入部は、
前記第１の流出入部の内周面から突出する第１の突出部と、
前記第１の流出入部の内周面から突出すると共に前記第１の突出部よりも前記ケース側に位置する樹脂材料で構成された第２の突出部と、
を有し、
前記第１の突出部と前記第２の突出部は、前記流体の流れ方向に離間しており、
前記弁体は、前記第２の突出部に押し込まれ前記第２の突出部を撓ませることにより、前記第１の突出部と前記第２の突出部との間に配置されている、
カプセルフィルタ。
前記ヘッド部は、樹脂により一体成形されている、請求項１に記載のカプセルフィルタ。
前記第１の流出入部内には、前記第１の弁体を前記第１の突出部側に付勢する第１の弾性部材が設けられている、請求項１又は２に記載のカプセルフィルタ。
前記第２の突出部は、前記第１の流出入部の周方向で略等間隔に少なくとも３個設けられている、請求項１〜３のいずれか一項に記載のカプセルフィルタ。
前記第２の流出入部を開閉する第２の弁体を更に備え、
前記第２の流出入部は、前記第２の流出入部の内周面から突出する第３の突出部を有し、
前記第２の流出入部における前記ケース側の開口の少なくとも一部は、前記フィルタ材に覆われている、
請求項１〜４のいずれか一項に記載のカプセルフィルタ。
前記第２の流出入部内には、前記第２の弁体を前記第３の突出部側に付勢する第２の弾性部材が設けられている、請求項５に記載のカプセルフィルタ。