JP6394804B2 - 濾過フィルター - Google Patents

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Description

本発明は、流体中の濾過対象物を濾過する濾過フィルターに関する。
近年、流体中の濾過対象物を濾過するフィルターの使用例として、細胞捕捉システムが開示されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１に開示された細胞捕捉システムは、細胞を捕捉するためのフィルターを、張力をかけた状態で蓋部材と収納部材との間に嵌合している。特許文献１に開示された細胞捕捉システムでは、張力をかけた状態のフィルターに、細胞を含む流体を通過させることで細胞を捕捉している。
国際公開第２０１５／０１９８８９号
特許文献１の細胞捕捉システムにおいては、張力をかけた状態でフィルターを保持している。そのため、特許文献１の細胞捕捉システムにおいては、流体がフィルターを通過する際に、フィルターにかかる応力によってフィルターが破損するという課題がある。
本発明は、上記の課題を解決するものであり、フィルターにかかる応力を緩和し、フィルターの破損を抑制することができる濾過フィルターを提供することを目的とする。
本発明の一態様の濾過フィルターは、
流体中の濾過対象物を分離する濾過フィルターであって、
複数の貫通孔を有する膜部、及び前記膜部に隣接する端部からなる多孔膜と、
前記多孔膜の端部が前記多孔膜の厚み方向に動くと共に前記膜部が前記端部の動く方向と反対方向へ動くように、前記端部を保持する保持部と、
を備える。
本発明によれば、フィルターにかかる応力を緩和し、フィルターの破損を抑制することができる濾過フィルターを提供することができる。
本発明に係る実施の形態１の濾過フィルターの概略構成図 図１の濾過フィルターのＡ−Ａ線断面図 本発明に係る実施の形態１の多孔膜の膜部の一部を示す概略図 図３の膜部の一部を厚み方向から見た概略図 液体通過時における本発明に係る実施の形態１の濾過フィルターの動作を示す図 液体通過時における本発明に係る実施の形態１の濾過フィルターの変形例の動作を示す図 本発明に係る実施の形態２の濾過フィルターの概略構成図 液体通過時における本発明に係る実施の形態２の濾過フィルターを示す図 本発明に係る実施の形態３の濾過フィルターの概略構成図 本発明に係る実施の形態３における保持部の概略構成図 液体通過時における本発明に係る実施の形態３の濾過フィルターを示す図 本発明に係る実施の形態３の別の濾過フィルターの概略構成図 本発明に係る実施の形態３における別の保持部の概略構成図 本発明に係る実施の形態３における支持部の変形例を示す図 本発明に係る実施の形態３における支持部の変形例を示す図 本発明に係る実施の形態３における支持部の変形例を示す図 本発明に係る実施の形態３における支持部の変形例を示す図 本発明に係る実施の形態３における支持部の変形例を示す図
本発明の一態様の濾過フィルターは、
流体中の濾過対象物を分離する濾過フィルターであって、
複数の貫通孔を有する膜部、及び前記膜部に隣接する端部からなる多孔膜と、
前記多孔膜の端部が前記多孔膜の厚み方向に動くと共に前記膜部が前記端部の動く方向と反対方向へ動くように、前記端部を保持する保持部と、
を備えてもよい。
このような構成により、多孔膜の端部が多孔膜の厚み方向に動くと共に膜部が端部の動く方向と反対方向に動くことによって、膜部を撓ませることができる。このように、膜部を撓ませることによって膜部にかかる応力を緩和することができるため、濾過フィルターの破損を抑制することができる。
前記多孔膜は、金属からなっていてもよい。
このような構成により、濾過フィルターの破損を更に抑制することができる。また、膜部に応力がかかったときに膜部の貫通孔が変形するのを抑制することができる。
前記端部は、保持孔を有し、
前記保持部は、前記保持孔に挿入される第１突起部を有し、
前記保持孔の径は、前記第１突起部の径より大きくてもよい。
このような構成により、多孔膜の端部の保持孔に保持部の第１突起部を挿入することによって、保持部によって多孔膜の端部を確実に保持することができる。また、保持孔の径が第１突起部の径よりも大きいため、多孔膜の端部の厚み方向への動きを許容して膜部を端部の動く方向と反対方向へ動かすことによって、膜部を確実に撓ませることができる。
前記保持部は、前記端部を保持するために前記膜部に向かって開口する凹部を有し、
前記保持部の厚み方向における前記凹部の寸法は、前記端部の厚みよりも大きくてもよい。
このような構成により、保持部の凹部によって多孔膜の端部を確実に保持することができる。また、保持部の厚み方向における凹部の寸法が端部の厚みより大きいため、多孔膜の端部の厚み方向への動きを許容し、膜部を端部の動く方向と反対方向へ動かすことによって、膜部を撓ませることができる。
前記保持部は、前記膜部の主面に対して前記膜部の厚み方向に離れた位置に支持部を有し、
前記支持部は、流体が前記膜部を通過する際に前記膜部接触するように配置されてもよい。
このような構成により、流体が膜部を通過する際に、支持部が膜部に接触することで膜部が撓みすぎないように規制することができる。その結果、膜部の撓みによって応力集中が生じることを抑制することができる。
前記支持部は、前記膜部側に突出した第２突起部を有してもよい。
このような構成により、流体が膜部を通過する際に、第２突起部が膜部に接触することで、支持部によって流体の流れが妨げられることを抑制することができる。
前記第２突起部は、複数設けられ、
複数の前記第２突起部は、前記膜部の中央から外側へ向かって前記第２突起部と前記膜部の主面との間の距離が小さくなるように設けられてもよい。
このような構成により、流体が膜部を通過する際に、複数の第２突起部が膜部に接触することによって膜部にかかる応力を分散することができる。また、膜部の中央から外側へ向かって第２突起部と膜部の主面との間の距離が小さくなることで、それぞれの突起部で膜部にかかる応力を均等に分散することができる。
前記支持部は、前記流体が前記膜部を通過する際に前記膜部の桟部に接触してもよい。
このような構成により、支持部が膜部の桟部に接触することによって、流体の流れを妨げずに膜部の撓みを規制することができる。
以下、本発明に係る実施の形態について、添付の図面を参照しながら説明する。また、各図においては、説明を容易なものとするため、各要素を誇張して示している。
（実施の形態１）
［全体構成］
図１は、本発明に係る実施の形態１の濾過フィルター１００Ａの概略図を示す。図２は、図１中の濾過フィルター１００ＡのＡ−Ａ線断面図を示す。図１及び図２に示すように、濾過フィルター１００Ａは、流体に含まれる濾過対象物を分離する多孔膜１０と、多孔膜１０の端部を保持する保持部２０とを備える。多孔膜１０は、複数の貫通孔１１を有する膜部１２と、膜部１２に隣接する端部１３とからなる。実施の形態１において、多孔膜１０の端部１３は、保持部２０の凹部２１によって多孔膜１０の厚み方向に動くように保持されている。
濾過フィルター１００Ａは、多孔膜１０に濾過対象物を含む流体を通過させることによって、流体中から濾過対象物を分離するものである。本明細書において、「濾過対象物」とは、多孔膜１０によって濾過する対象物を意味する。実施の形態１においては、濾過対象物として生物由来物質を用い、流体として液体を用いて説明する。
なお、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。実施の形態１においては、濾過フィルター１００Ａは、特に、人工多能性幹細胞（ｉＰＳ細胞）、ＥＳ細胞、幹細胞、血中循環がん細胞（ＣＴＣ）、を液体中から分離するのに優れる。
＜多孔膜＞
多孔膜１０は、生物由来物質を分離する多孔膜である。具体的には、多孔膜１０は、複数の貫通孔１１を有する膜部１２と、膜部１２に隣接する端部１３とからなる金属製薄膜である。図１に示すように、実施の形態１において、多孔膜１０は、円形の金属メッシュであり、互いに対向する一対の主面を有し、膜部１２の両主面を貫通する複数の貫通孔１１を有する構造体である。複数の貫通孔１１は、膜部１２の主面上の全体にわたって周期的に配置されている。多孔膜１０は、例えば、Ｎｉで形成されている。多孔膜１０の寸法は、例えば、直径６ｍｍ、厚さ１．２μｍである。多孔膜１０の厚みは、０．５μｍ以上１００μｍ以下が好ましい。空隙率は、１０％以上９０％以下が好ましい。より好ましくは、空隙率は２０％以上５０％以下である。このような構成により、濾過対象物を含む流体を多孔膜１０に通過させたときに多孔膜１０を撓み易くすることができる一方、流体を多孔膜１０に通過させていないとき、多孔膜１０が撓みにくいようにすることができる。多孔膜１０の材料は、金、銀、銅、白金、鉄、ニッケル、クロム、ステンレス鋼、パラジウム、チタン、およびこれらの合金であってもよい。特に、多孔膜１０の材料としては、生物由来物質を捕捉する場合、生物由来物質との生体親和性の観点から、金、ニッケル、ステンレス、チタンが好ましい。また、多孔膜１０の材料は、ヤング率が１ＧＰ以上の弾性体材料であってもよい。
図３は、２次元周期構造体である多孔膜１０の膜部１２の一部の概略構成図を示す。図３中のＸ、Ｙ、Ｚ方向は、それぞれ構造体の縦方向、横方向、厚み方向を示している。図４は、図３の膜部１２の一部をＺ方向から見た図を示す。図３及び図４に示すように、膜部１２は、マトリックス状に一定の間隔で複数の貫通孔１１が配置された板状構造体（格子状構造体）であってもよい。膜部１２は、その主面側であるＺ方向から見て正方形の貫通孔１１が複数設けられた板状構造体である。複数の貫通孔１１は、正方形の各辺と平行な２つの配列方向、即ち図３中のＸ方向とＹ方向に等しい間隔で設けられている。なお、貫通孔１１は、正方形に限定されず、例えば長方形や円や楕円などでもよい。また、孔の配列も正方格子配列に限定されず、例えば方形配列であれば、２つの配列方向の間隔は等しくない長方形配列でもよく、三角格子配列や準周期配列などでもよい。
膜部１２の貫通孔１１の形状や寸法は、濾過する生物由来物質の大きさ、形状に応じて適宜設計されるものである。貫通孔１１は、例えば、膜部１２の主面側から見て、即ちＺ方向から見て正方形であり、縦０．１μｍ以上５００μｍ以下、横０．１μｍ以上５００μｍ以下に設計される。貫通孔１１間の間隔は、例えば、貫通孔１１の１倍より大きく１０倍以下であり、より好ましくは貫通孔１１の３倍以下である。あるいは、開口率にして１０％以上が好ましい。
＜保持部＞
保持部２０は、多孔膜１０の端部１３を保持するものである。図１に示すように、実施の形態１において、保持部２０は、環状の部材で形成されている。図２に示すように、保持部２０には、多孔膜１０の端部１３を保持するために多孔膜１０に向かって開口する凹部２１が設けられている。保持部２０の厚み方向における凹部２１の寸法は、端部１３の厚みよりも大きく設計されている。また、保持部２０の厚み方向における凹部２１の寸法は、多孔膜１０に流体が通過する際、多孔膜１０の端部１３の先端が凹部２１の上側の内壁に接触すると共に、端部１３の下面の一部が凹部２１の下側の内壁に接触するように設計されている。実施の形態１では、保持部２０の厚み方向における凹部２１の寸法は、多孔膜１０の端部１３の先端が凹部２１の上側の内壁に接触すると共に、端部１３の下面の一部が凹部２１の開口の下側端部に接触するように設計されている。このように凹部２１の寸法を設計することにより、膜部１２が撓んだとき、凹部２１の上側の内壁と下側の内壁とが、多孔膜１０の端部１３を保持することができる。
例えば、保持部２０の厚み方向における凹部２１の寸法は、端部１３の厚さに対して１００％より大きく５００％以下で設計されている。より好ましくは、保持部２０の厚み方向における凹部２１の寸法は、端部１３の厚みの２００％以上４００％以下で設計されている。これにより、多孔膜１０の端部１３が多孔膜１０の厚み方向に動くことを許容しつつ、保持部２０から多孔膜１０が抜け出さない隙間を形成することができる。このように、保持部２０では、多孔膜１０を固定せず、張力をかけない状態で多孔膜１０の端部１３を保持している。なお、保持部２０は、多孔膜１０の端部１３の全周を保持する必要はなく、例えば、端部１３において対向する２箇所部分を保持する形態や、一定間隔ごとに複数箇所を保持する形態であってもよい。
実施の形態１では、保持部２０は、２つの枠体を備える。具体的には、保持部２０は、第１枠体と第２枠体とを備える。実施の形態１の保持部２０では、第１枠体の内部に多孔膜１０を挿入した後、第２枠体を第１枠体に嵌合している。これにより、多孔膜１０を保持部２０の内部に保持することができる。
［液体通過時の濾過フィルターの動作］
図５は、液体通過時における濾過フィルター１００Ａの動作を示す。図５中の符号５０が付された白矢印は、上流側から下流側への液体の流れを示す。図５に示すように、濾過フィルター１００Ａにおいて、生物由来物質を含む液体が方向５０の向きに多孔膜１０を通過すると、膜部１２の中央部において方向５０の向きに応力がかかる。このとき、凹部２１内では、多孔膜１０の端部１３が方向５０と逆向きに動く。具体的には、多孔膜１０の端部１３は、膜部１２の中央部に対して角度を有して方向５０と逆向きに湾曲して持ち上がる。このように、多孔膜１０の端部１３が固定されずに多孔膜１０の厚み方向に動くことができるため、多孔膜１０の中央部を、端部１３の動く方向と反対方向の方向５０の向きに撓ませることができる。
多孔膜１０の端部１３の動きは、凹部２１の壁面によって規制される。具体的には、多孔膜１０の端部１３が方向５０と逆向きに持ち上がると、凹部２１の上側の内壁に多孔膜１０の端部１３の先端が接触すると共に、凹部２１の下側の内壁に端部１３の一部が接触する。即ち、端部１３の先端が凹部２１の上側の内壁で支持される一方、端部１３の下面の一部が凹部２１の下側の内壁で支持される。このため、多孔膜１０の端部１３が凹部２１から抜け出すことなく保持部２０によって保持される。膜部１２の撓み量は、保持部２０の厚み方向における凹部２１の寸法に依存する。具体的には、凹部２１の上壁と端部１３との間の隙間の寸法に依存する。この隙間が大きくなると、液体通過時における多孔膜１０の端部１３の動く量が増えるため、膜部１２の撓み量が大きくなる。
このように、液体が濾過フィルター１００Ａを通過する際に、膜部１２が液体の流れる方向５０に撓むことによって、膜部１２に対して垂直方向の液体の力を弱めて、膜部１２にかかる応力を緩和することができる。即ち、濾過フィルター１００Ａは、膜部１２を撓ませることによって、膜部１２において液体の流れる方向５０への力を逃がし、膜部１２にかかる応力を緩和することができる。また、液体が濾過フィルター１００Ａを通過していないときは、膜部１２は、図２に示すように、撓まない状態で保持部２０に保持される。
以上のように、濾過フィルター１００Ａでは、生物由来物質を含む液体を多孔膜１０に通過させたときに、膜部１２を撓ませることによって膜部１２にかかる応力を緩和しつつ、液体から生物由来物質を分離している。
［効果］
実施の形態１に係る濾過フィルター１００Ａによれば、以下の効果を奏することができる。
濾過フィルター１００Ａにおいて、保持部２０の凹部２１は、多孔膜１０の端部１３を多孔膜１０の厚み方向に動くように保持している。即ち、保持部２０は、多孔膜１０を固定せず、張力をかけない状態で保持している。このような構成により、液体が濾過フィルター１００Ａを通過する際に、液体の流れる方向５０に膜部１２を撓ませることができる。その結果、濾過フィルター１００Ａは、液体が通過する際に、膜部１２の撓みによって膜部１２にかかる応力を緩和し、膜部１２の破損を抑制することができる。
濾過フィルター１００Ａにおいては、保持部２０の厚み方向における凹部２１の寸法は、多孔膜１０の端部１３の厚さより大きく設計されている。このような構成により、凹部２１内に多孔膜１０の端部１３が多孔膜１０の厚み方向に動くことを許容する隙間を形成することができる。この隙間内で多孔膜１０の端部１３が、多孔膜１０の厚み方向に動くことによって、膜部１２を端部１３の動く方向と反対方向へ動かすことができる。これにより、膜部１２を確実に撓ませることができる。また、濾過フィルター１００Ａにおいては、保持部２０の厚み方向における凹部２１の寸法を調整することによって、膜部１２の撓み量を調整することができる。
濾過フィルター１００Ａにおいては、液体が多孔膜１０を通過していないときは、膜部１２が撓まない状態で保持されている。このように、濾過フィルター１００Ａでは、液体通過時に膜部１２が撓む構成であるため、ユーザのハンドリング性を向上させることができる。例えば、濾過フィルター１００Ａを濾過装置に取り付ける際などにおいて、ユーザは保持部２０のみを持って取り付けを行うことができる。このとき、膜部１２は撓まない状態で保持されている。このため、膜部１２が常時撓んだ状態となる濾過フィルターと比べて、濾過フィルター１００Ａは、ユーザが誤って膜部１２に触れることを抑制し、膜部１２の汚染の可能性を低減することができる。
多孔膜１０は、金属からなる。このような構成により、更に多孔膜１０が破損することを抑制することができる。また、液体が膜部１２を通過する際においても、貫通孔１１が変形しにくいため、貫通孔１１の変形により生物由来物質が膜部１２を通過してしまうのを抑制することができる。
なお、実施の形態１において、「濾過対象物」及び「流体」は、一例として、それぞれ生物由来物質及び液体を用いて説明したが、これに限定されない。流体は、気体であってもよい。濾過対象物は、例えば、粒子状物質（ＰＭ１０やＳＰＭやＰＭ２．５等）であってもよい。
実施の形態１において、多孔膜１０として金属製薄膜を用いているが、これに限定されない。多孔膜１０は、例えば、メンブレン、ろ紙、不織布等からなる膜であってもよい。
図６は、実施の形態１に係る濾過フィルター１００Ａの変形例の動作を示す。図６に示すように、保持部２０ａは、凹部２１ａの上側の内壁の面積よりも下側の内壁の面積の方が大きい構成としてもよい。このような構成により、凹部２１ａの下側の内壁で多孔膜１０の端部１３の下面が接触する面積が増えるため、膜部１２が撓んだとき、凹部２１ａの下側の内壁で端部１３の下面を支持しやすくなる。
実施の形態１では、保持部２０は、２つの枠体を備える例について説明したが、これに限定されない。例えば、保持部２０は、２つ以上の枠体を備えていてもよい。また、保持部２０は、１つの部品で構成されていてもよい。
（実施の形態２）
［全体構成］
本発明に係る実施の形態２の濾過フィルターについて図７を用いて説明する。
図７は、実施の形態２の濾過フィルター１００Ｂの概略構成を示す。実施の形態２では、主に実施の形態１と異なる点について説明する。実施の形態２においては、実施の形態１と同一又は同等の構成については同じ符号を付して説明する。また、実施の形態２では、実施の形態１と重複する記載は省略する。
図７に示すように、実施の形態２の濾過フィルター１００Ｂは、実施の形態１の濾過フィルター１００Ａと比べて、多孔膜１０を保持する構成が異なる。具体的には、多孔膜１０の端部１３に保持孔１４を設けると共に、保持部２０に凹部２１の代わりに突起部２２を設けている。
＜保持孔＞
保持孔１４は、突起部２２を挿入するための孔であり、多孔膜１０の端部１３に設けられている。保持孔１４は、多孔膜１０の対向する２つの主面を連通する孔である。保持孔１４は、多孔膜１０の主面側から見て円形の形状を有する。保持孔１４の径は、突起部２２の径よりも大きく設計されている。実施の形態２においては、複数の保持孔１４が、例えば、円形の金属メッシュである多孔膜１０の主面側から見て、多孔膜１０の同心円上の端部１３に互いに等間隔で設けられている。
＜突起部＞
突起部２２は、多孔膜１０の保持孔１４に挿入されることによって、多孔膜１０の端部１３を保持するものである。突起部２２は、保持部２０の上面において、保持部２０の厚み方向に突出している。実施の形態２においては、突起部２２は、例えば、多孔膜１０の保持孔１４に対応する位置に複数設けられている。
突起部２２は、例えば、円錐ピンである。突起部２２の径は、保持孔１４の径より小さく設計されている。即ち、保持孔１４の径は、突起部２２の径より大きく設計されており、例えば、保持孔１４の径は、突起部２２の径に対して１００％より大きく２００％以下で設計されている。これにより、突起部２２が保持孔１４に挿入されたときに、保持孔１４の内壁と突起部２２との間に多孔膜１０の端部１３が多孔膜１０の厚み方向に動くことを許容する隙間を形成することができる。また、保持部２０の厚み方向における突起部２２の高さは、保持孔１４が突起部２２から抜け出さない程度の高さに設計されている。突起部２２の高さは、保持孔１４の径、多孔膜１０の径などの寸法に応じて適切に決定される。
［液体通過時の濾過フィルターの動作］
図８は、液体通過時における濾過フィルター１００Ｂの動作を示す。図８中の符号５０が付された白矢印は、上流側から下流側への液体の流れを示す。図８に示すように、濾過フィルター１００Ｂにおいて、生物由来物質を含む液体が方向５０の向きに多孔膜１０を通過すると、膜部１２の中央部において方向５０の向きに応力がかかる。このとき、多孔膜１０の端部１３が、保持孔１４に挿入された突起部２２の外壁に沿って方向５０と逆向きに動く。具体的には、多孔膜１０の端部１３は、膜部１２の中央部に対して角度を有して方向５０と逆向きに湾曲して持ち上がる。このように、多孔膜１０の端部１３が固定されずに多孔膜１０の厚み方向に動くことができるため、膜部１２の中央部が方向５０の向きに撓ませることができる。
多孔膜１０の端部１３が方向５０と逆向きに動いていくと、保持孔１４の内壁が突起部２２の外壁に引っかかり、多孔膜１０の端部１３が角度を有した状態で保持部２０に保持される。このように、突起部２２が多孔膜１０の端部１３の動きを規制しつつ、多孔膜１０の抜け止めとして機能する。また、膜部１２の撓み量は、保持孔１４の径に依存する。具体的には、保持孔１４の内壁と突起部２２の外壁との間の隙間の寸法に依存する。この隙間が大きくなると、液体通過時における多孔膜１０の端部１３の動く量が増えるため、膜部１２の撓み量が大きくなる。
［効果］
実施の形態２に係る濾過フィルター１００Ｂによれば、以下の効果を奏することができる。
濾過フィルター１００Ｂにおいて、保持部２０は、多孔膜１０の端部１３に設けられた保持孔１４に保持部２０の突起部２２を挿入することによって多孔膜１０を保持している。また、保持孔１４の径は、突起部２２の径より大きいため、突起部２２を保持孔１４に挿入したとき、保持孔１４の内壁と突起部２２との間に隙間を形成することができる。このような構成により、液体が濾過フィルター１００Ｂを通過する際に、多孔膜１０の端部１３を多孔膜１０の厚み方向に角度を有して動かすことによって、膜部１２を液体の流れる方向５０に撓ませることができる。その結果、濾過フィルター１００Ｂは、液体が通過する際に、膜部１２の撓みによって膜部１２にかかる応力を緩和し、膜部１２の破損を抑制することができる。
また、濾過フィルター１００Ｂにおいては、保持孔１４の径と突起部２２との径を調整することによって、膜部１２の撓み量を調整することができる。
なお、実施の形態２においては、保持孔１４について、多孔膜１０の主面側から見て円形の形状を有する例を説明したが、これに限定されない。保持孔１４は、突起部２２を挿入できる形状であればよい。保持孔１４は、例えば、三角形、四角形、台形、楕円等の任意の形状であってもよい。また、保持孔１４は、多孔膜１０の中央方向に延びる長孔であってもよい。保持孔１４を多孔膜１０の中央方向に延びる長孔に形成することによって、多孔膜１０の端部１３における厚み方向以外の動き、例えば、多孔膜１０の円周方向への動きを抑制することができる。
実施の形態２において、突起部２２は、円錐ピンを例として説明したが、これに限定されない。突起部２２は、多孔膜１０の保持孔１４に挿入することによって、多孔膜１０の端部１３が多孔膜１０の厚み方向へ動くことを許容しつつ、多孔膜１０を保持できる形状であればよい。突起部２２は、例えば、三角柱、四角柱、円柱などの形状であってもよい。
実施の形態２において、突起部２２は、保持部２０の上面に設けた構成について説明したが、これに限定されない。例えば、実施の形態１の凹部２１内に突起部２２を設けてもよい。このような構成により、凹部２１と突起部２２で多孔膜１０の端部１３を保持することができるため、より確実に膜部１２を撓ませつつ、多孔膜１０を保持することができる。
（実施の形態３）
［全体構成］
本発明に係る実施の形態３の濾過フィルターについて図９及び図１０を用いて説明する。
図９は、実施の形態３の濾過フィルター１００Ｃの概略構成を示す。図１０は、実施の形態３における保持部２０の概略構成を示す。なお、図１０は、説明を簡単にするため、膜部１０を省略している。
実施の形態３では、主に実施の形態１と異なる点について説明する。実施の形態３においては、実施の形態１と同一又は同等の構成については同じ符号を付して説明する。また、実施の形態３では、実施の形態１と重複する記載は省略する。
図９及び図１０に示すように、実施の形態３の濾過フィルター１００Ｃは、実施の形態１の濾過フィルター１００Ａと比べて、支持部３０を備えている点が異なる。
＜支持部＞
支持部３０は、液体が濾過フィルター１００Ｃを通過する際に、撓んだ膜部１２を支持するものである。図９及び図１０に示すように、支持部３０は、膜部１２の主面に対して厚み方向に離れた位置に配置されている。具体的には、保持部２０の内壁に設けられており、膜部１２よりも下流側に配置される。支持部３０は、２つの板状の部材を備え、それぞれの部材が膜部１２の中央部分に対応する位置で交差するように配置されている。膜部１２側の支持部３０の表面には、複数の突起部３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅが設けられている。
図１０に示すように、突起部３１ａは、膜部１２の中央に対応する位置、即ち２つの板状の部材が交差する位置に配置されている。突起部３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅは、突起部３１ａから所定の距離の位置に配置されている。また、複数の突起部３１ａ〜３１ｅは、撓んだときの膜部１２の形状に沿って、膜部１２に接触するように配置されている。具体的には、図９に示すように、複数の突起部３１ａ〜３１ｅは、膜部１２の中央から外側に向かって突起部３１ａ〜３１ｅの先端と膜部１２の主面との間の距離が小さくなるように設計されている。即ち、膜部１０の厚さ方向の突起部３１ａの高さが、突起部３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅの高さよりも小さく設計されている。複数の突起部３１ａ〜３１ｅは、例えば、円錐ピンである。
［液体通過時の濾過フィルターの動作］
図１１は、液体通過時における濾過フィルター１００Ｃの動作を示す。図１１中の符号５０が付された白矢印は、上流側から下流側への液体の流れを示す。図１１に示すように、濾過フィルター１００Ｃにおいて、生物由来物質を含む液体が方向５０の向きに膜部１２を通過すると、膜部１２の中央部において方向５０の向きに応力がかかり、膜部１２の中央部が方向５０の向きに撓む。撓んだ膜部１２は、支持部３０の複数の突起部３１ａ〜３１ｅの先端と接触する。このように、支持部３０は、複数の突起部３１ａ〜３１ｅによって撓んだ膜部１２に接触し、膜部１２が撓みすぎるのを抑制している。
支持部３０の複数の突起部３１ａ〜３１ｅは、流体が膜部１２を通過する際に膜部１２の桟部に接触することが好ましい。膜部１２の桟部とは、膜部１２において貫通孔１１が形成されていない部分である。このような構成により、支持部３０の複数の突起部３１ａ〜３１ｅが膜部１２の桟部に接触することによって、流体の流れを妨げずに膜部１２の撓みを規制することができる。
［効果］
実施の形態３に係る濾過フィルター１００Ｃによれば、以下の効果を奏することができる。
濾過フィルター１００Ｃにおいて、保持部２０は、液体が通過する際に撓んだ膜部１０を支持する支持部３０を有している。また、支持部３０においては、膜部１２側に突出した複数の突起部３１ａ〜３１ｅが撓んだ膜部１２に接触するように配置されている。このような構成によって、液体通過時に膜部１２が撓みすぎるのを抑制している。その結果、膜部１２が撓みすぎることによって応力集中が生じることを抑制することができる。また、支持部３０の表面に複数の突起部３１ａ〜３１ｅを備える構成とすることによって、支持部３０は、膜部１２にかかる応力を分散して膜部１２を支持することができる。
濾過フィルター１００Ｃにおいて、複数の突起部３１ａ〜３１ｅは、膜部１０の中央から外側に向かって突起部の先端と膜部１２の主面との間の距離が小さくなるように設計されている。このような構成により、複数の突起部３１ａ〜３１ｅが、液体通過時の撓んだ状態の膜部１２の形状に沿って膜部１２に接触する。そのため、それぞれの突起部３１ａ〜３１ｅで膜部１２にかかる応力をより均等に分散することができる。その結果、濾過フィルター１００Ｃは、膜部１２の破損を確実に抑制することができる。
また、複数の突起部３１ａ〜３１ｅとして、円錐ピンを用いることによって、液体の流れを妨げずに膜部１２を支持することができる。
なお、実施の形態３の構成においては、実施の形態１の構成に支持部３０を追加した例について説明したが、これに限定されない。図１２は、実施の形態３の別の濾過フィルターの概略構成を示す。図１２に示すように、実施の形態２の構成に支持部３０を追加した構成としてもよい。
実施の形態３において、支持部３０は、複数の突起部３１ａ〜３１ｅを有する構成について説明したが、これに限定されない。突起部の数は、膜部１２の大きさ等によって任意の数に設定することができる。支持部３０は、例えば、突起部を有さない構成、突起部を１つのみ有する構成、又は５つより多くの突起部を有する構成であってもよい。図１３は、実施の形態３における別の保持部２０の概略構成を示す。図１３に示すように、支持部３０は、例えば、膜部１２の中央に対応する位置に１つの突起部３１ａを設けたものであってもよい。支持部３０の突起部の数を減らすことによって、突起部による液体の流れの妨げを減らすことができる。
実施の形態３において、支持部３０は、板状部材の上に円錐ピン形状の突起部３１ａ〜３１ｅを配置する例について説明したが、これに限定されない。支持部３０は、液体通過時に撓んだ膜部１２に接触可能な形状であればよい。図１４Ａ〜図１４Ｅは、実施の形態３における支持部の変形例を示す。図１４Ａ〜図１４Ｅに示すように、流体の流れる方向に切断した断面形状が円形の支持部３２、鋭角の三角形状の支持部３３、長方形形状の支持部３４、正方形形状の支持部３５、及び逆Ｔ字形状の支持部３６であってもよい。膜部１２を強固に支持したい場合は、膜部１２の主面と接する表面積が大きい支持部、例えば、図１４Ａ及び図１４Ｄに示す断面形状が円形の支持部３２及び正方形の支持部３５を用いてもよい。支持部による流体の流れの妨げを抑制したい場合は、膜部１２の主面と接する表面積が小さい支持部、例えば、図１４Ｂ、図１４Ｃ、及び図１４Ｅに示す、断面形状が鋭角の三角形状の支持部３３、長方形形状の支持部３４、及び逆Ｔ字形状の支持部３６を用いてもよい。
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、添付した特許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、濾過フィルターに関する発明であり、流体が通過する際に濾過フィルターの破損を抑制する点で優れている。例えば、生体検体中から細胞を取り出すことによって医療診断に役立てたり、空気中に存在するＰＭ２．５を捕捉して環境対策に役立てたりすることができる。
１０ 多孔膜
１１ 貫通孔
１２ 膜部
１３ 端部
１４ 保持孔
２０ 保持部
２１ 凹部
２２ 突起部
３０ 支持部
３１ 突起部
３２、３３、３４、３５、３６ 支持部
５０ 方向
１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ 濾過フィルター

Claims (8)

  1. 流体中の濾過対象物を分離する濾過フィルターであって、
    複数の貫通孔を有する膜部、及び前記膜部に隣接する端部からなる多孔膜と、
    前記多孔膜の前記端部が前記多孔膜の厚み方向に動くと共に前記膜部が前記端部の動く方向と反対方向へ動くように、前記端部を保持する保持部と、
    を備え、
    前記端部は、保持孔を有し、
    前記保持部は、前記保持孔に挿入される第１突起部を有し、
    前記保持孔の径は、前記第１突起部の径より大きい、濾過フィルター。
  2. 流体中の濾過対象物を分離する濾過フィルターであって、
    複数の貫通孔を有する膜部、及び前記膜部に隣接する端部からなる多孔膜と、
    前記多孔膜の前記端部が前記多孔膜の厚み方向に動くと共に前記膜部が前記端部の動く方向と反対方向へ動くように、前記端部を保持する保持部と、
    を備え、
    前記保持部は、前記端部を保持するために前記膜部に向かって開口する凹部を有し、
    前記保持部の厚み方向における前記凹部の寸法は、前記端部の厚みよりも大きい、濾過フィルター。
  3. 前記凹部は、上側の内壁の面積よりも下側の内壁の面積が大きい、請求項２に記載の濾過フィルター。
  4. 前記保持部は、前記膜部の主面に対して厚み方向に離れた位置に支持部を有し、
    前記支持部は、流体が前記膜部を通過する際に前記膜部と接触するように配置される、
    請求項１〜３のいずれか一項に記載の濾過フィルター。
  5. 前記支持部は、前記膜部側に突出した第２突起部を有する、
    請求項４に記載の濾過フィルター。
  6. 前記第２突起部は、複数設けられ、
    複数の前記第２突起部は、前記膜部の中央から外側へ向かって前記第２突起部と前記膜部の主面との間の距離が小さくなるように設けられた、
    請求項５に記載の濾過フィルター。
  7. 前記支持部は、前記流体が前記膜部を通過する際に前記膜部の桟部に接触する、請求項４〜６のいずれか一項に記載の濾過フィルター。
  8. 前記多孔膜は、金属からなる、請求項１〜７のいずれか一項に記載の濾過フィルター。
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