JPH01135361A - 小型フィルタおよびその製造方法 - Google Patents

小型フィルタおよびその製造方法

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JPH01135361A
JPH01135361A JP62293802A JP29380287A JPH01135361A JP H01135361 A JPH01135361 A JP H01135361A JP 62293802 A JP62293802 A JP 62293802A JP 29380287 A JP29380287 A JP 29380287A JP H01135361 A JPH01135361 A JP H01135361A
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Hiroyuki Hattori
服部　博行
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明はフィルタおよびその製造方法に関する。さらに
詳しくは、ハウジングを構成する２つのケースの内部に
フィルタエレメントが挾持されてなる小型フィルタおよ
びその製造方法に関する。
〈従来の技術〉 従来、気体や液体中に存在する細菌や異物を除去したり
、液体中の物質を分離する場合に、一般にフィルタが使
用されている。
このような目的に使用されるフィルタのうち、特に輸液
セットや輸血セットなどの医療目的に使用されるフィル
タは一般に小型であり、簡便かつ安価な小型フィルタと
して、ハウジングを構成する２つのケースの内部にフィ
ルタエレメントを装着してこれを挾持した形式のフィル
タが知られている。このような形式のフィルタを製造す
る方法には、代表的なものとして次の２つの方法がある
。
その第１の方法は、下部ケース内にフィルタエレメント
をセットしてヒートシールにより両者を溶着し、次いで
上部ケースと下部ケースとをその外周縁において超音波
シールする方法であり、その第２の方法は、上部および
下部ケースの溶着部分にフィルタエレメントを挾み、２
台の超音波ウエルダーにより上下から両ケースおよびフ
ィルタエレメントを同時に溶着する方法である。
しかしながら第１の方法は、フィルタエレメントを下部
ケースにヒートシールし、次いで上部および下部のケー
スを超音波シールするという２つの組立工程を必要とし
、またシール方法も異なり、繁雑な作業を伴うという欠
点を有しており、また第２の方法は、上下のケースの間
にフィルタエレメントを挾んで一度に超音波溶着するも
のであるため、組立工程は少なくて済むが、異る要素を
同一の条件で溶着する関係で、溶着に際してフィルタエ
レメントまたはケースに不必要な負荷をかけることにな
り、フィルタエレメントのシール部分が弱くなる傾向が
ある。
そして、いずれの方法にしても、フィルタエレメントは
ハウジングに溶着されることになるので、たとえばフィ
ルタエレメントの溶融温度がケースのそれより低い場合
にはこの方法を採用できないなど、フィルタの材質が制
限される上、その耐圧性に劣るという重大な欠点がある
。
そこでこのような欠点を解消するために、ハウジングを
形成する２つのケースの間にフィルタエレメントをセッ
トして、両ケースを液密状態にシールする際に、一方の
ケースに形成したカシメリプと他方のケースとでフィル
タエレメントを濾過すべき液体のリークがないように抑
圧固定するよう構成したことを特徴とする医療用−過器
が提案されている（特開昭５７−１３９３５６号公報）
。
しかしながら特開昭５７−１３９３５６号公報の発明は
、上部ケースも下部ケースも形状が複雑であるため、そ
の分ケースを成形する金型が割高になり、また成形歩留
りも悪くなる可能性がある。さらに、上部ケースの溶融
リブを下部ケースの段部に押し当てて超音波溶着する方
法なので、短時間で確実に、しかも十分な耐圧力とシー
ル性を有する溶着を行うことが難かしい。
〈発明が解決しようとする問題点〉 本発明は上記のような問題点に鑑みてなされたもので、
十分な耐圧力とシール性全有する安価な小型フィルタお
よびその製造方法を提供することを目的とする。
〈問題点を解決するための手段〉 本発明者は、上記問題点に鑑み鋭意検討の結果、相対的
に小さな開口部を有する第１のケース全相対的に大きな
開口部を有する第２のケースに嵌入しながら、第１のケ
ースの外壁と第２のケースの内壁とを超音波溶着するこ
とにより、上記の問題点を解決できることを見出し、本
発明に到達した。
すなわち本願第１の発明は、底面中央部の外側に流体通
路が突設された第１“のケース′と；底面中央部の外側
に流体通路が突設されるとともに、その内壁が開口端か
ら底面に向ってテーパ状に縮径されて、開口端の内径が
前記第１のケースの開口端外径と等しくかつ底面の径が
前記第１のケースの外径よりも小さく形成され、さらに
底面内側に前記第１のケースの開口端面に対応する環状
突起が突設されてなる第２のケースと；フィルタエレメ
ント；とから構成されてなり、前記第１のケースの外壁
と第２のケースの内壁が超音波で溶着されてハウジング
が形成されるとともに、前記第１のケースの開口端面と
前記第２のケースの環状突起により前記フィルタエレメ
ントが流体密に挾持されたことを特徴とする小型フィル
タに関し、 本願第２の発明は、ハウジングを構成する２つのケース
の内部にフィルタエレメントが挾持されてなるフィルタ
の製造方法であって、相対的に小さな開口部を有する第
１のケースの開口部を、内壁が開口部から底面に向って
テーパ状に縮径して形成されかつ底面内側に環状突起が
突設されてなる相対的に大きな開口部を有する第２のケ
ースに嵌入しながら、該２つのケースの当接壁面を超音
波で溶融することにより、前記第１のケースの外壁と第
２のケースの内壁とを溶着してハウジングを形成すると
ともに、前記第１のケースを嵌入することにより、該第
１のケースの開口端面と前記第２のケースの環状突起と
でフィルタエレメントを流体密に挾持することを特徴と
する小型フィルタの製造方法に関する。
〈作用〉 本件発明の小型フィルタは、第１のケースと、その内壁
が開口端から底面に向ってテーパ状に縮径されて、開口
端の内径が前記第１のケースの開口端外径と等しくかつ
底面の径が前記第１のケースの開口端外径よりも小さく
形成された第２のケース、とてハウジングが形成される
も　くのなので、第１のケースを第２のケースに嵌入し
、第１のケースの外壁と第２のケースの内壁とを当接さ
せた状態で第１のケースの外壁に超音波をかけた場合、
その当接部分で摩擦熱が発生し、この摩擦熱により当接
壁面が溶融して、第１のケースの外壁と第２のケースの
内壁とが溶着される。そして摩擦熱で当接壁面が溶融す
れば、第１のケースと第２のケースの当接壁面における
摩擦力が小さくなり、第１のケースをさらに嵌入するの
に大きな力を必要としないので、第１のケースを第２の
ケースの所定位置までスムーズに嵌入することができる
。
また、第２のケースの底面内側に、第１のケースの開口
端面に対応する環状突起が突設されているので、超音波
をかけながら第１のケースを第２のケースの所定の位置
まで嵌入させることにより、第１のケースの開口端面と
第２０ケースの環状突起とで、流体密かつ強固にフィル
タエレメントを挾持することができる。
：実施例〉 次に本発明の実施例について図面に基づいて説明する。
第１図は本発明の一実施例に係る小型フィルタの一部断
面正面図、第２図は第１図の小型フィルタの製造方法を
説明するための図であり、溶着前の状態を示す。
第１図に示すように、本発明の小型フィルタは第１のケ
ース（１）と第２のケース（２）およびフィルタエレメ
ント（３）とから構成されており、第１のケース（１）
の外壁（８）と第２のケース（２）の内壁（９）とが超
音波溶着されて形成されたハウジングの内部には、第１
のケース（１）の開口端面０Ｉと第２のケース（２）の
環状突起によって流体密に挾持されたフィルタエレメン
ト（３）が配置されている。
第１のケース（１）は有底筒状の容器であり、その底面
中央部には外側に突出して流体通路としての流入路（５
）が設けられている。
第１のケース（１１の開口端の形状は特に限定するわけ
ではないが一般に円形に形成されており、側壁の厚さは
開口端面（１０）と環状突起（４）とでフィルタエレメ
ント（３）を確実にしかも強固に挾持できるように比較
的肉厚に形成されている。
第２のケース（２）は第１のケース（１）よりも大きな
開口を有する有底筒状の容器であり、その底面中央部に
は外側に突出して流体通路としての流出路（６）が設け
られており、さらに底面の内側に突出して壁面に近接し
た位置に、前記第１のケース（１１の開口端面α■に対
応する環状突起（４）が設けられている。第２のケース
（２）の開口端の形状は第１のケース（１）の開口端の
形状と相似形に形成されており、側壁の内壁（９）は開
口端から底面にかけてテーパ状に縮径されて、開口端の
内径が第１のケース（１）の外径と等しく、底面の径が
第１のケース（１）の外径よりも小さく形成されている
。そして第２のケース（２）の内壁（９）のテーパは、
第１のケース（１）の外壁（８）と第２のケース（２）
の内壁（９）の寸法誤差および超音波溶着を行う際の作
業性を考え、好ましくは０．１以下に形成される。テー
パが０．１以上の場合には溶着時間が長くなり、また外
側の第２のケース（２）に応力がかかりすぎるので問題
であり、またテーパがＯの場合には溶着かうまく行かな
いことがある。
また、環状突起（４）の形状については第２のケース（
２）と同様第１のケース（１）の開口端の形状と相似形
であり、突起（４）の先端の位置はハウジング形成時に
第１のケース（１）の開口端面００）が突起（４）と当
接するようになっている。
フィルタエレメント（３）は一般に合成樹脂のたとえば
ポリテトラフルオロエチレンや再生セルロース、セルロ
ースアセテート、ポリアミド、ポリエチレン、ポリプロ
ピレンなどにより板状または膜状に形成されており、第
１のケース（１）の開口端面０Ｑと第２のケース（２）
の環状突起（４）とで挾持した時にフィルタに傷が付か
ず、また強固に挾持できるということから、メンブレン
フィルタが好ましく、特にメンブレンフィルタの裏側す
なわちフィルタの第２のケース（２）側にさらに補強材
の層全形成したものが好ましい。補強材の形成材料とし
ては、たとえばポリプロピレンやポリエチレン、ポリテ
トラフルオロエチレン、グラスファイバーなどが好適に
使用しつる。
尚、フィルタの形成材料としては他に塩化ビニル樹脂や
紙、グラスファイバーなども使用可能であり、また第１
および第２のケース（１）、（２１の形成材料としては
ポリエチレンやポリプロピレン、塩化ビニル樹脂、ポリ
スチレン、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレー
ト、スチレン−アクリロニトリル共重合体、アクリロニ
トリル−ブタジェン−スチレン共重合体などの合成樹脂
を好適に使用しうる。
次に本願第２の発明の小型フィルタの製造方法について
説明する。
第２図に示すように超音波ウェルズのホーン（７）、第
１のケース（１）、フィルタエレメント（３）、第２の
ケース（２）を配置し、ホーン（７）を下降させること
により、第１のケース（１１の開口部を第２のケース（
２）の開口部に嵌入しながら第１のケース（１）の側壁
に超音波をかける。
すると第１のケース（１）の外壁（８）と第２のケース
（２）の内壁（９）とは振動によって擦られ、摩擦熱に
よって溶融するので、２つのケース（１１，（２）間の
摩擦力が小さくなり、第１のケース（１）は第２のケー
ス（２）内にスムーズに１良人させることができる。こ
うして第１のケース（１）を第２のケース（２）の所定
位置、すなわち第１のケース（１）の開口端面Ｑｌと第
２のケース（２）の環状突起（４）とでフィルタエレメ
ント（３）がしっかり挾持される位置まで嵌入させて、
ホーン（７）の下降を止め、次いでホーン（力を上昇さ
せると、第１のケース（１１の外壁（８）と第２のケー
ス（２）の内壁（９）とは十分の接着面積をもって強固
に接着され、またフィルタエレメント（３）は、２つの
ケース（１１、（２＋の間に流体密かつ強固に固定され
て、小型フィルタが形成される。
〈実施例１〉 ポリカーボネート製の第１および第２のケース、厚さ１
００μｍのポリテトラフルオロエチレン製のメンブレン
フィルタ全用意し、これらを第２図に示すように配置し
て、超音波ウェルズ（超音波工業■製５ＷＰ６００Ｚ−
２０）により周波数１９）Ｇ（ｚの超音波をかけ、押付
圧力２０ｐｓｉ、溶着時間０．３秒で超音波溶着を行っ
た。得られた小型フィルタは、メンブレンフィルタ、ハ
ウジングとも２ｋｇ／ｃｎｌの圧力でリークはすく、ハ
ウジングの耐圧力は５ｋｇ／ｃｒ？１以上であった。
〈発明の効果） 以上説明してきたことから明らかなように本発明は次の
ような利点を有する。
（１）本願第１の発明により、十分な耐圧力とシール性
を有する安価な小型フィルタを提供することができる。
（２）本願第２の発明全採用すれば、フィルタエレメン
トに傷が付きにくく、２つのケースの溶着強度が大きく
、かつ確実にフィルタエレメントをシールすることがで
きるので、安価かつ安全な小型フィルタを製造すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の実施例の一部断面正面図、第２図は第
１図の小型フィルタの製造方法を説明するための図であ
り、溶着前の状態を示す。 〈主な符号の説明〉 １：第１のケース　　　２：第２のケース３：フィルタ
エレメント　４：環状突起５：流入路　　　　　　６：
流出路

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １）底面中央部の外側に流体通路が突設された第１のケ
    ースと； 底部中央部の外側に流体通路が突設されるとともに、そ
    の内壁が開口端から底面に向ってテーパ状に縮径されて
    、開口端の内径が前記第１のケースの開口端外径と等し
    くかつ底面の径が前記第１のケースの外径よりも小さく
    形成され、さらに底面内側に前記第１のケースの開口端
    面に対応する環状突起が突設されてなる第２のケースと
    ； フィルタエレメント； とから構成されてなり、 前記第１のケースの外壁と第２のケースの内壁が超音波
    で溶着されてハウジングが形成されるとともに、前記第
    １のケースの開口端面と前記第２のケースの環状突起に
    より前記フィルタエレメントが流体密に挾持されたこと
    を特徴とする小型フィルタ。 ２）フィルタエレメントの形成材料が、ポリテトラフル
    オロエチレン、再生セルロース、セルロースアセテート
    、ポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレンの群から
    選ばれた１つである特許請求の範囲第１項に記載の小型
    フィルタ。 ３）フィルタエレメントがメンブレンフィルタである特
    許請求の範囲第２項に記載の小型フィルタ。 ４）メンブレンフィルタの裏面に補強材の層を形成して
    なる特許請求の範囲第３項に記載の小型フィルタ。 ５）補強材の形成材料が、ポリプロピレン、ポリエチレ
    ン、ポリテトラフルオロエチレン、グラスファイバーの
    群から選ばれた１つである特許請求の範囲第４項に記載
    の小型フィルタ。 ６）ハウジングを構成する２つのケースの内部にフィル
    タエレメントが挾持されてなるフィルタの製造方法であ
    って、 相対的に小さな開口部を有する第１のケースの開口部を
    、内壁が開口部から底面に向ってテーパ状に縮形して形
    成されかつ底面内側に環状突起が突設されてなる相対的
    に大きな開口部を有する第２のケースに嵌入しながら、
    該２つのケースの当接壁面を超音波で溶融することによ
    り、前記第１のケースの外壁と第２のケースの内壁とを
    溶着してハウジングを形成するとともに、前記第１のケ
    ースを嵌入することにより、該第１のケースの開口端面
    と前記第２のケースの環状突起とでフィルタエレメント
    を流体密に挾持することを特徴とする小型フィルタの製
    造方法。
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