JPWO2017022419A1 - 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）。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
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 (10)
- 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、濾過フィルタ。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 前記筋状凸部は、前記金属製多孔膜のしわである、請求項１〜６のいずれか１つに記載の濾過フィルタ。
- 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１〜７のいずれか１つに記載の濾過フィルタ。
- 請求項１〜８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。 - 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９に記載の濾過フィルタデバイス。
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