WO2017022419A1 - 濾過フィルタ - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a filtration filter and a filtration filter device for filtering a filtration object contained in a fluid.
- this type of filtration filter is configured to sandwich an outer peripheral portion of a metal porous membrane that filters a filtration target contained in a fluid between a first frame member and a second frame member (for example, International Publication No. 2015/019889).
- An object of the present invention is to solve the above-mentioned problem, and to improve the holding force of the first frame member and the second frame member with respect to the metal porous membrane and reduce the number of parts, and the filtration
- the object is to provide a filtration filter device comprising a filter.
- a filtration filter comprises: A metal porous membrane for filtering a filtration object contained in a fluid; A first frame member and a second frame member that sandwich an outer peripheral portion of the metal porous membrane; A filtration filter comprising: The outer peripheral portion of the metal porous film has a first bent portion and a second bent portion, and has a streaky convex portion between the first bent portion and the second bent portion. .
- the holding power of the first frame member and the second frame member with respect to the metal porous membrane can be improved, and the number of parts can be reduced.
- FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line A1-A1 of FIG. It is a top view which shows the metal porous membrane of the filtration filter of FIG. It is sectional drawing which shows one Example of the manufacturing method of the filtration filter which concerns on this Embodiment. It is the figure which observed a part of filtration filter manufactured by the manufacturing method of FIG. 4 with the electron microscope.
- It is a disassembled perspective view which shows schematic structure of a filtration filter device provided with the filtration filter of FIG.
- It is a disassembled sectional view which shows schematic structure of a filtration filter device provided with the filtration filter of FIG.
- FIG. 7 is an assembly cross-sectional view showing a partially enlarged schematic structure of the filtration filter device of FIG. 6.
- the filtration filter according to one aspect of the present invention is A metal porous membrane for filtering a filtration object contained in a fluid; A first frame member and a second frame member that sandwich an outer peripheral portion of the metal porous membrane; A filtration filter comprising: The outer peripheral portion of the metal porous film has a first bent portion and a second bent portion, and has a streaky convex portion between the first bent portion and the second bent portion. .
- the metal porous film has streak-shaped convex portions between the first bent portion and the second bent portion, so that the first frame member, the second frame member, and the outer peripheral portion of the metal porous film.
- the frictional force between the two can be increased.
- the retention strength of the 1st frame member and the 2nd frame member with respect to a metal porous film can be improved.
- a plurality of the line-like convex portions are provided between the first bent portion and the second bent portion. According to this configuration, the portion where the thickness of the metal porous film is substantially increased due to the streak-like convex portion increases, and a force is easily applied. As a result, the frictional force between the first frame member and the second frame member and the outer peripheral portion of the metal porous membrane can be increased, and the first frame member and the second frame member are held against the metal porous membrane. The power can be further improved.
- At least one of the plurality of streaky convex portions is formed in a direction intersecting with a radial direction from the central portion of the metal porous membrane toward the outer peripheral portion.
- a tensile force is generated from the outer peripheral portion toward the central portion of the metal porous membrane, and the metal porous membrane is easily loosened.
- the frictional force between the first frame member and the second frame member and the outer peripheral portion of the metal porous film can be increased, The holding power of the first frame member and the second frame member with respect to the metal porous film can be improved.
- the plurality of streaky convex portions are more on the second bent portion side away from the central portion of the metallic porous membrane than on the first bent portion side near the central portion of the metallic porous membrane. Preferably they are arranged. According to this configuration, it is possible to increase the frictional force between the second bent portion side portion, which has a longer circumference than the first bent portion, and the first frame member and the second frame member. The holding force of the first frame member and the second frame member can be further improved.
- the plurality of streaky convex portions are arranged in an irregular direction. According to this configuration, it is possible to improve the holding force of the first frame member and the second frame member with respect to the metal porous film, rather than arranging the plurality of streaky convex portions in a regular direction.
- the angle at which the metallic porous film is bent can be made smaller than 90 degrees, so that it is possible to suppress the load on the metallic porous film.
- the precision which aligns a 1st frame member and a 2nd frame member is improved. Can be lowered.
- the streaky convex portion may be a wrinkle of the metal porous film.
- the metal-made porous film itself can constitute the streak-like convex portion, and the necessity of separately providing a member that becomes the streaky convex portion can be eliminated.
- first portion of the metal porous membrane is more than the gap between the first frame member and the second frame member where the portion between the first bent portion and the second bent portion of the metal porous membrane is located. It is preferable that the gap between the first frame member and the second frame member in which the portion outside the two bent portions is located is configured to be larger.
- the filtration filter device is The filtration filter;
- the metal porous membrane is included, and the fluid inflow passage provided to face the first main surface of the metal porous membrane and the second main surface of the metal porous membrane are provided.
- a filtration filter device comprising: The housing is A first housing part provided with the fluid inflow path and formed integrally with the first frame member; A second housing part provided with the fluid discharge path and formed integrally with the second frame member; With The first housing part and the second housing part are configured to be fitted to each other.
- the filtration filter having the streaky convex portion since the filtration filter having the streaky convex portion is provided, the holding force of the first frame member and the second frame member with respect to the metal porous membrane can be improved, and the number of parts can be reduced. Moreover, since the 1st frame member is integrally formed with the 1st housing part and the 2nd frame member is formed integrally with the 2nd housing part, the number of parts of a filtration filter device can be reduced. That is, the filtration filter device can be composed of three parts.
- the outer peripheral part of the first housing part and the second housing part are arranged before the gap between the first frame member and the second frame member where the streak-like convex portion is located has an appropriate dimension. It is possible to avoid contact with the outer peripheral portion.
- the said clearance gap can be made into an appropriate dimension, the frictional force by a streaky convex part can be increased, and the retention strength of the 1st frame member and 2nd frame member with respect to a metal porous film can be improved.
- the first frame member and the second frame in which the streak-shaped convex portion is located by checking whether or not the gap between the outer peripheral portion of the first housing portion and the outer peripheral portion of the second housing portion is within a predetermined range. It can be estimated whether or not the gap with the member has an appropriate dimension.
- FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of a filtration filter according to an embodiment of the present invention.
- 2 is a cross-sectional view taken along line A1-A1 of FIG.
- the filtration object is a biological substance contained in the liquid.
- the “biological substance” means a substance derived from a living organism such as a cell (eukaryotic organism), a bacterium (eubacteria), or a virus.
- cells eukaryotes
- examples of cells include eggs, sperm, induced pluripotent stem cells (iPS cells), ES cells, stem cells, mesenchymal stem cells, mononuclear cells, single cells, cell masses, suspension cells, and adhesions.
- sex cells nerve cells, leukocytes, lymphocytes, cells for regenerative medicine, autologous cells, cancer cells, circulating cancer cells (CTC), HL-60, HELA, and fungi.
- bacteria examples include gram positive bacteria, gram negative bacteria, Escherichia coli, and tuberculosis bacteria.
- virus examples include DNA virus, RNA virus, rotavirus, (bird) influenza virus, yellow fever virus, dengue fever virus, encephalitis virus, hemorrhagic fever virus, and immunodeficiency virus.
- the filtration filter 1 includes a metal porous membrane 11 and a frame body 12 that holds the outer peripheral portion of the metal porous membrane 11.
- the metal porous film 11 has a pair of main surfaces 11b facing each other, and has a plurality of through holes 11a penetrating both main surfaces.
- the through hole 11a separates a biological substance from the liquid.
- the shape and size of the through-hole 11a are appropriately set according to the shape and size of the biological material.
- the through holes 11a are, for example, arranged at regular intervals or periodically.
- the shape of the through hole 11 a is, for example, a square when viewed from the main surface side of the metal porous film 11.
- the size of the through hole 11a is, for example, from 0.1 ⁇ m to 500 ⁇ m in length and from 0.1 ⁇ m to 500 ⁇ m in width.
- the interval between the through holes 11a is, for example, greater than 1 time and less than 10 times, more preferably less than 3 times the opening diameter of the through holes 11a.
- the aperture ratio of the through-hole 11a in the metal porous film 11 is, for example, 10% or more.
- Examples of the material of the metal porous film 11 include gold, silver, copper, platinum, nickel, stainless steel, palladium, titanium, cobalt, and alloys thereof.
- the metal porous film 11 has a diameter of, for example, 6 mm.
- the thickness of the metal porous film 11 is, for example, from 0.1 ⁇ m to 100 ⁇ m, and preferably from 0.1 ⁇ m to 50 ⁇ m.
- the outer shape of the metal porous film 11 is, for example, any one of a circle, an ellipse, and a polygon. In the present embodiment, the metal porous membrane 11 has a circular outer shape. Even if the through-hole 11a is provided in the outer peripheral part of the metal porous film 11, the through-hole 11a may not be provided.
- the frame body 12 includes a first frame member 21 and a second frame member 22.
- the first frame member 21 and the second frame member 22 are formed in an annular shape (for example, an annular shape).
- the outer peripheral part of the 1st frame member 21 protrudes below, and the outer peripheral part of the 2nd frame member 22 is dented below correspondingly.
- the 1st frame member 21 has the inclined surface 21a which inclines below as it leaves
- the 2nd frame member 22 has the inclined surface 22a which inclines below as it leaves
- Examples of the material of the first frame member 21 and the second frame member 22 of the frame body 12 include metals such as duralumin and aluminum, and resins such as polyethylene, polystyrene, polypropylene, polycarbonate, polyacetal, and polyetherimide. .
- the width of the frame 12 is, for example, 0.9 mm.
- the thickness of the frame 12 is 3 mm, for example.
- the first frame member 21 and the second frame member 22 sandwich the outer peripheral portion of the metal porous film 11 so that the outer peripheral portion of the metal porous film 11 has the first bent portion 31 and the second bent portion 32.
- the first bent portion 31 and the second bent portion 32 are each formed in an annular shape (for example, an annular shape).
- the first bent portion 31 has a smaller diameter than the second bent portion 32 and is disposed on the center side of the metal porous film 11.
- the first bent portion 31 and the second bent portion 32 may be, for example, a portion bent in an arc shape or a portion bent at an obtuse angle.
- the metal porous film is moved away from the central part of the metal porous film 11 by the inclined surfaces 21 a and 22 a of the first and second frame members 21 and 22. 11 is inclined away from the main surface 11b. Between the first bent portion 31 and the second bent portion 32, a plurality of streaky convex portions 33 are formed.
- the streaky convex portion 33 indicates a portion where the main surface 11b of the metallic porous film 11 protrudes with a height of 0.1 to 2 times the thickness of the metallic porous film 11.
- FIG. 3 is a plan view showing the metallic porous film 11 in which a plurality of streak-shaped convex portions 33 are formed between the first bent portion 31 and the second bent portion 32. As shown in FIG. 3, the plurality of streaky convex portions 33 are arranged in an irregular direction. Further, at least one of the plurality of streaky convex portions 33 is formed in a direction intersecting with the radial direction X from the central portion of the metal porous film 11 toward the outer peripheral portion.
- the metal porous film 11 has the streak-shaped convex portion 33 between the first bent portion 31 and the second bent portion 32, whereby the first frame member 21 and the first The frictional force between the two-frame member 22 and the outer peripheral portion of the metal porous film 11 can be increased. Thereby, the retention strength of the 1st frame member 21 and the 2nd frame member 22 with respect to the metal porous membrane 11 can be improved.
- the necessity of providing a plurality of fixed parts can be reduced, and the number of parts can be reduced.
- the filtration filter according to the present embodiment since a plurality of the streaky convex portions 33 are provided, the portion where the thickness of the metal porous film 11 is substantially increased by the streaky convex portions 33 is increased and the force is increased. It becomes easy to start. As a result, the frictional force between the first frame member 21 and the second frame member 22 and the outer peripheral portion of the metal porous membrane 11 can be increased, and the first frame member 21 and the first frame member 21 against the metal porous membrane 11 can be increased. The holding force of the two-frame member 22 can be further improved.
- At least one of the plurality of streak-shaped convex portions 33 is formed in a direction intersecting with the radial direction X from the central portion of the metal porous film 11 toward the outer peripheral portion.
- the frictional force between the 1st frame member 21 and the 2nd frame member 22, and the outer peripheral part of the metal porous film 11 is enlarged by arrange
- the plurality of streaky convex portions 33 are arranged in an irregular direction, the plurality of streaky convex portions 33 are arranged in a regular direction (for example, all The holding force of the first frame member 21 and the second frame member 22 with respect to the metal porous film 11 can be improved rather than arranging the line-shaped convex portions 33 in parallel directions.
- the main surface of the metal porous film 11 is as the space
- the angle ⁇ at which the metallic porous film 11 is bent is made smaller than 90 degrees. Therefore, it can suppress that a load is applied to the metal porous film 11.
- the first frame member 21 and the second frame member 22 The accuracy of positioning can be reduced.
- the surface area of the plurality of line-shaped convex portions 33 is larger on the second bent portion 32 side than on the first bent portion 31 side. According to this configuration, it is possible to increase the frictional force between the second bent portion side portion having a longer circumference than the first bent portion 31, and the first frame member 21 and the second frame member 22, and the metal The holding power of the first frame member 21 and the second frame member 22 with respect to the porous film 11 can be further improved.
- the streaky convex portion 33 may be formed by wrinkles of the metal porous film 11.
- wrinkle refers to fine lines formed by the metal porous film 11 sagging or shrinking.
- the streaky convex portion 33 can be configured by the metal porous film 11 itself, and the necessity of separately providing a member that becomes the streaky convex portion 33 can be eliminated.
- the filtering object is a biological material contained in a liquid, but the present invention is not limited to this.
- the object to be filtered may be a substance contained in a gas. That is, the filtration object may be a substance contained in the fluid, and may be, for example, PM2.5 contained in the air.
- the filtration filter 1 is used for filtering a biological substance from a liquid, but the present invention is not limited to this.
- the filtration filter 1 may be used to concentrate a liquid.
- a plurality of streak-like convex portions 33 are formed between the first bent portion 31 and the second bent portion 32, but the present invention is not limited to this.
- one streak-shaped convex portion 33 may be formed between the first bent portion 31 and the second bent portion 32.
- the one line-shaped convex portion 33 may be formed in a meandering shape, or may be formed in an annular shape so as to surround the first bent portion 31.
- FIG. 4 is a cross-sectional view showing an embodiment of the manufacturing method.
- the second frame member 22 was disposed on the pedestal 41, and the outer peripheral portion of the metal porous film 11 was disposed on the second frame member 22.
- a pedestal having a main surface of 15 cm ⁇ 10.5 cm and a thickness of 3 mm was used as the pedestal 41.
- the second frame member 22 is placed in a hole or groove (not shown) having a depth of 1.5 cm provided in the base 41, and the relative position between the base 41 and the second frame member 22 is fixed. .
- the 1st frame member 21 is pressed to the 2nd frame member 22 via the outer peripheral part of the metal porous film 11 using the press machine 42, and the 1st frame member 21 and the 2nd frame member 22 are integrated. It was. At this time, the first frame member 21 and the second frame member 22 used had an inner diameter of 12 mm and an outer diameter of 14 mm. Further, as the press machine 42, a press machine having a circular press surface with a diameter of 14 mm was used. The pressing force by the pressing machine 42 was 20 kg, the pressing speed was 2 seconds, and the holding time in the pressed state was 1 second. The material of the press surfaces of the base 41 and the press machine 42 was stainless steel (SUS304: standard hardness 187 HB or less).
- the metal porous film 11 has the first frame member 21 and the second frame member 22 as shown in FIG. And the first bent portion 31 and the second bent portion 32 are deformed. Further, wrinkles that form a plurality of streak-like convex portions 33 were formed between the first bent portion 31 and the second bent portion 32.
- FIG. 5 is a diagram of a part of the filtration filter 1 manufactured by the manufacturing method of FIG. 4 observed with an electron microscope. According to FIG. 5, a plurality of streak-like convex portions 33 can be formed between the first bent portion 31 and the second bent portion 32 without separately providing a member that becomes the streaky convex portion 33 by the manufacturing method described above. I can confirm.
- radial wrinkles substantially the metal porous film 11 in plan view
- the outer peripheral end side of the second bent part 32 of the metal porous film 11 It has been confirmed that unevenness extending in the radial direction is generated.
- the frictional force generated by the plurality of streaky convex portions 33 is reduced, and the holding force of the first frame member 21 and the second frame member 22 with respect to the metal porous film 11 is reduced. Further, in this case, a portion outside the second bent portion 32 of the metal porous membrane 11 is sandwiched between the first frame member 21 and the second frame member 22, whereby tension is applied in the surface direction of the metal porous membrane 11. May occur, and the metal porous film 11 may be torn.
- the first frame member 21 and the second frame member 22 are preferably configured such that the gap W2 is larger than the gap W1, as shown in FIG. Thereby, it can suppress that the frictional force which generate
- the gap W1 is, for example, 50 ⁇ m.
- the gap W2 is, for example, 100 ⁇ m.
- the filtration filter 1 is usually contained in a housing provided with a flow path inflow path and a fluid discharge path, and a filtration object in the fluid flowing in from the flow path inflow path is filtered with a metal porous film 11, and the metal The fluid that has passed through the porous membrane is used so as to be discharged from the fluid discharge path.
- a filtration filter device an apparatus constituted by the filtration filter 1 and the housing is referred to as a filtration filter device.
- FIG. 6 is an exploded perspective view showing a schematic structure of a filtration filter device 1A including the filtration filter 1
- FIG. 7 is an exploded sectional view thereof. 6 and 7, the illustration of the metal porous film 11 is omitted.
- the filtration filter device 1 ⁇ / b> A includes a housing 50 that encloses the metal porous membrane 11.
- the housing 50 includes a substantially cylindrical first housing part 51 and a substantially cylindrical second housing part 52.
- the first housing portion 51 includes a fluid inflow passage 51 a provided so as to face the first main surface (one main surface) of the metal porous membrane 11.
- the first housing part 51 is formed integrally with the first frame member 21. That is, the first frame member 21 is configured as a part of the first housing part 51.
- the inner diameter of the first frame member 21 is, for example, 6.0 mm.
- a flange portion 51b extending in a direction intersecting (for example, orthogonal to) the extending direction of the fluid inflow passage 51a is formed.
- the flange portion 51b is formed with a plurality of through holes 51c penetrating in the thickness direction of the flange portion 51b.
- four through holes 51c are formed at intervals of 90 degrees.
- the thickness of the flange part 51b is 2.1 mm, for example.
- the diameter of the through hole 51c is 1.42 mm, for example.
- the length of the through hole 51c is, for example, 0.9 mm.
- the second housing portion 52 includes a fluid discharge path 52a provided so as to face the second main surface (the other main surface) of the metal porous membrane 11.
- the second housing part 52 is formed integrally with the second frame member 22. That is, the second frame member 22 is configured as a part of the second housing portion 52.
- the inner diameter of the second frame member 22 is, for example, 6.0 mm.
- a flange part 52b extending in a direction intersecting (for example, orthogonal to) the extending direction of the fluid discharge path 52a is formed.
- the flange portion 52b is formed with a plurality of convex portions 52c protruding in the thickness direction of the flange portion 52b.
- four convex portions 52c are formed at intervals of 90 degrees.
- the diameter of the convex part 52c is 1.4 mm, for example.
- the height of the convex portion 52c is, for example, 0.9 mm.
- the first housing portion 51 and the second housing portion 52 are configured to be fitted to each other by inserting a plurality of convex portions 52c into the plurality of through holes 51c.
- the outer peripheral part of the metal porous film 11 is located between the first frame member 21 and the second frame member 22 as shown in FIG. Held in.
- the filtration filter 1 having the streaky convex portion 33 since the filtration filter 1 having the streaky convex portion 33 is provided, the holding force of the first frame member 21 and the second frame member 22 with respect to the metal porous membrane 11 is improved, and the number of parts is reduced. Can be reduced. Further, since the first frame member 21 is formed integrally with the first housing portion 51 and the second frame member 22 is formed integrally with the second housing portion 52, the number of parts of the filtration filter device 1A can be reduced. it can. That is, the filtration filter device 1A can be configured with three parts.
- the outer peripheral end portion of the second frame member 21 is formed in an L shape, it is substantially difficult to form the corner portion at a right angle. As shown by the dotted line in FIG. It becomes the R-shaped part 21b.
- the R-shaped portion 21b narrows the gap W2 described with reference to FIG. 6, and the portion outside the second bent portion 32 of the metal porous film 11 contacts the first frame member 21 and the second frame member 22. By doing so, it may happen that the gap W1 cannot be made sufficiently small. That is, the R-shaped portion 21 b becomes a factor that reduces the frictional force generated by the plurality of streaky convex portions 33. For this reason, as shown in FIG.
- the outer peripheral edge part of the 2nd frame member 21 is provided with the cyclic
- the depth and width of the groove 21c are, for example, 0.1 mm.
- the filtration filter device 1A can be used by being attached to a luer lock type syringe (not shown), for example.
- a luer lock type syringe (not shown), for example.
- at least one of the end portion 51d (upper end portion in FIG. 7) of the first housing portion 51 and the end portion 52d (lower end portion in FIG. 7) of the second housing portion 52 can be connected to the luer lock type syringe.
- a strip or the like may be provided.
- the first housing portion 51 and the second housing portion 52 are configured to be fitted to each other by inserting the plurality of convex portions 52c into the plurality of through holes 51c. It is not limited to this.
- the first housing portion 51 is provided with a plurality of through holes
- the second housing portion 52 is provided with a plurality of convex portions
- the plurality of convex portions are inserted into the plurality of through holes, so that the first housing portion 51 and the first housing portion 51
- the two housing portions 52 may be configured to fit with each other. What is necessary is just the structure which the 1st housing part 51 and the 2nd housing part 52 fit mutually.
- a plurality of positioning pins 51e are provided in the flange portion 51b of the first housing portion 51, a plurality of through holes 52e are provided in the flange portion 52b of the second housing portion 52, and the positioning pins 51e are penetrated. Rough positioning may be performed by inserting the hole 52e. Accordingly, since the plurality of convex portions 52c can be inserted into the plurality of through holes 51c in a roughly positioned state, the first housing portion 51 and the second housing portion 52 can be more easily and reliably fitted. Can be combined.
- two positioning pins 51e are formed at an interval of 180 degrees, and are formed in the middle of through holes 51c adjacent to each other.
- the diameter of the positioning pin 51e is, for example, 1.15 mm.
- the height of the positioning pin 51e is 2.1 mm, for example.
- the plurality of positioning holes 52e are formed at intervals of 180 degrees, and are respectively formed in the middle of the adjacent convex portions 52c.
- the diameter of the positioning hole 52e is, for example, 1.3 mm.
- the length of the positioning hole 52e is 2.1 mm, for example.
- the flange portion 51 b of the first housing portion 51 and the flange portion 52 b of the second housing portion 52 It is preferable that a gap W3 is provided between them. According to this configuration, before assembling (fitting), before the gap W1 (see FIG. 5) between the first frame member 21 and the second frame member 22 where the streak-shaped convex portion 33 is located has an appropriate dimension. The contact between the first housing part 51 and the second housing part 52 can be avoided.
- the gap W1 is set to an appropriate size, the frictional force due to the streaky convex portion 33 is increased, and the holding force of the first frame member 21 and the second frame member 22 on the metal porous film 11 can be improved. . Further, by checking whether or not the gap W3 is in a predetermined range, whether or not the gap W1 between the first frame member 21 and the second frame member 22 where the streak-shaped convex portion 33 is positioned has an appropriate dimension. I can guess.
- the flange portion 51 b is an example of the outer peripheral portion of the first housing portion 51
- the flange portion 52 b is an example of the outer peripheral portion of the second housing portion 52.
- the gap W3 may be provided between the outer peripheral part of the first housing part 51 and the outer peripheral part of the second housing part 52 so that the gap W3 can be seen from the outside. Further, the gap W3 is formed between the first housing portion 51 and the second housing portion 52 except for a fitting portion (for example, the through hole 51c and the convex portion 52c) between the first housing portion 51 and the second housing portion 52. What is necessary is just to be provided so that it may contact.
- the lower end edge of the outer peripheral portion of the first housing portion 51 and / or the upper end edge of the outer peripheral portion of the second housing portion 52 may be chamfered so that the gap W3 is not blocked by burrs or the like. .
- the gap W3 may be larger than 0 mm, for example, and may be a dimension that allows easy measurement of W3.
- the gap W3 is 0.05 to 0.2 mm.
- the present invention improves the holding power of the first frame member and the second frame member with respect to the metal porous membrane and can reduce the number of parts, so that the filtration target contained in a fluid such as a biological material or PM2.5 It is useful for filtration filters and filtration filter devices for filtering things.
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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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