JP3252919B2 - フィルタユニット及びその製造方法 - Google Patents

フィルタユニット及びその製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はフィルタユニット及びそ
の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、３個以上のプラスチック部品を接
合する場合、各部品間をＯリング、デルタリングなどの
ガスケットを用いてねじ込み方式やフランジ締め方式で
組み立てる方法、あるいはこれらの方法より簡便な方法
として部品を順次２個ずつ溶着接合する方法などが採用
されてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の接
合方法はそれぞれ次のような欠点を有していた。即ち、
ガスケットを用いる接合方法は複雑な構造の部品製作が
必要となり部品数が増加する、形も大きくなるなどの欠
点を有していた。一方溶着接合する方法も、近接した溶
着箇所を有する部品においては溶着を重ねると部品の変
形が避けられないという欠点を有していた。また、部品
点数に応じ溶着を繰り返すこと自体、低い生産性の原因
と言わざるを得ない。
【０００４】本発明は、上述した背景のもとに部品点数
を少なくし得、部品の構造も簡潔で、接合に当たって工
数を著しく合理化することを課題としてなされたもので
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載の発明は、フィルタを巻きつけ支持す
るコアと、このコアを収容してフィルタ周りに外部と繋
がる流路となる空間を形成するハウジング本体と、ハウ
ジング本体の開口部を塞いでコア内の空間に連通する外
部と繋がる流路を形成する蓋部材とから成るフィルタユ
ニットにおいて、コア、ハウジング本体及び蓋部材が同
一プラスチック材料から成り、かつハウジング本体の開
口部周縁の端面に段部を形成すると共に、段部に嵌合し
ハウジング本体の開口部周縁の端面と同一平面となる端
面を有するフランジをコアに設け、ハウジング本体の段
部とコアのフランジ部とを嵌合させて一つの端面を形成
すると共に蓋部材の端面と対向させ、１つの平面上で互
いに対向する蓋部材とコア及びハウジング本体の端面同
士を溶着により接合させるようにしている。
【０００６】また、このフィルタユニットの製造方法
は、コア、ハウジング本体及び蓋部材を同一プラスチッ
ク材料で構成し、かつハウジング本体の開口部周縁の端
面に段部を形成すると共に、段部に嵌合しハウジング本
体の開口部周縁の端面と同一平面となる端面を有するフ
ランジをコアに設け、ハウジング本体の段部とコアのフ
ランジ部とを嵌合させて一つの端面を形成してから蓋部
材の端面と対向させ、嵌合状態にあるコア及びハウジン
グ本体の端面と蓋部材の端面とを同時に加熱溶融させて
から突き合わせることにより接合するようにしている。
【０００７】本発明におけるコア、ハウジング本体及び
蓋部材のプラスチック部品はそれぞれ１個と２個の部品
からなる２つの群に分けられるが、その際両群が接触可
能な共通の接合面を形成し得るように、プラスチック部
品が分割されることが不可欠である。
【０００８】更に、２つの群の溶融溶着工程を確実で容
易な操作とするために、２個以上の部品からなる群にあ
っては群を形成する各部品が互いに嵌め込み可能な嵌合
構造を有し嵌合することにより１個の部品のごとくに取
り扱うことができ、あたかも「２個の部品を溶融溶着さ
せる」操作と同様になされることが好ましい。しかしな
がら、上記嵌合構造は本発明の必要条件ではない。
【０００９】各群において接触可能な接合面を含む面は
接合面そのものである場合加熱溶融溶着がやり易いが、
両群の接合面を含む互いに対向する面の一方が接合面よ
り大きくても両群間に設置された加熱装置により加熱さ
れ溶融し加熱装置移動後溶着し得るような受熱面を形成
していれば何等問題ではない。
【００１０】また、接合面の昇温にあたり、各群におい
て接合面を形成する各部品の接合面において受熱し部品
温度上昇がほぼ等しいことが好ましく、接合面における
部品形状を適宜決定して対応し得る。
【００１１】本発明になる加熱は、接合面を均等に加熱
し溶融可能なら発熱方式を選ばないが溶融温度が低い場
合でも、構造上振動溶着法が採用できない場合なども通
常のヒータ採用で済む特徴を有する。溶融温度の高い場
合、赤外線ヒータや遠赤外線ヒータが特に有効である。
また、常法に従い、接合面の形状に応じたヒータの大き
さ・形の選択は効率的な接合に欠かせないのはもちろん
のことである。
【００１２】
【作用】このようにして、ハウジング本体の段部とコア
のフランジ部とを嵌合させて一つの端面を形成すると共
に蓋部材の端面と対向させ、１つの平面上で互いに対向
する蓋部材とコア及びハウジング本体の端面同士を溶着
により接合させるようにしているので、コア、ハウジン
グ本体及び蓋部材の３部品を接合すると同時にフィルタ
ユニットが製造される。しかも、この構成は、シールを
必要とする部分が全て溶着により接合されているのでＯ
リングなどの部品点数を増やす必要がないし、シール不
良の虞もない。
【００１３】
【実施例】以下、本発明を実施例にて示す。
【００１４】図１の（Ａ）に接合すべき管状構造のテフ
ロン系プラスチックＰＦＡ（テトラフロロエチレンとパ
ーフロロアルコキシエチレンの共重合体）よりなる部品
３個２１，２２，２３を示した。更に、該図１は部品２
２が部品２３に嵌合されており、かつ部品２１の接合面
２５と、部品２２と部品２３の接合面２６，２７は対向
して配置されていることを示している。図１の（Ｂ）は
対向して配置されている接合面間に遠赤外線ヒータ２４
を設置し接合面２５，２６，２７を加熱溶融することを
示している。ついで溶着に十分かつ適切な溶融状態に達
した後、ヒータを取り除き、接合面２５と接合面２６，
２７を圧し溶着しているところを図１の（Ｃ）に示した
（想定接合面を符号２８で示した）。かくして接合せし
められた部分的に二重管構造を有するパイプ状構造物が
製造された。
【００１５】なお本発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、プラスチックの種類、組合せ、部品形状、部
品点数、接合面の形状は種々考えられ同様に実施できる
ものである。
【００１６】以下、図２〜図５に本発明を更に具体化し
た応用例を示す。この応用例は、例えば超純水製造プラ
ント等で使用されるフィルタユニットに適用したもので
ある。
【００１７】フィルタユニット１は、ハウジング２とフ
ィルタ４及びこのフィルタ４を支持してハウジング２内
に収容されるコア（内蔵部品）３とから成り、少なくと
もフィルタ４を除くハウジング２及びコア３が同じテフ
ロン系プラスチック例えばＰＦＡやＰＴＦＥ（ポリテト
ラフルオロエチレン）などで成形されている。
【００１８】ハウジング２はコア３を収容するハウジン
グ本体５とこのハウジング本体５の開口部５ａを塞ぐ蓋
部材６とから成る。ハウジング本体５には開口部５ａと
は反対側の端部からろ過流体を導入する流入口７が設け
られている。また、ハウジング本体５の周面には、必要
に応じて２箇所の排出口８，９が１８０°置きに設けら
れ、エア抜きとドレン抜きに利用される。流入口７及び
各排出口８，９にはねじ１０が形成され、他の機器類あ
るいはパイプ等と接続可能に設けられている。更に、ハ
ウジング本体５の内周面にはコア３を保持する突起１７
が複数例えば４条形成され、コア３の周りのフィルタ４
との間に一定の隙間を形成して保持するように設けられ
ている。ハウジング本体５の開口部５ａには段部１２が
形成され、この段部１２にコア３のフランジ部分３ａが
嵌め込まれ、コア３を開口部５ａにおいて固定可能に設
けられている。そして、段部１２にコア３のフランジ３
ａを嵌め合せたとき、ハウジング本体５とコア３とは端
面が揃うようにフランジ３ａの厚みと段部１２の深さと
は設けられている。
【００１９】蓋部材６はハウジング本体５の開口部５ａ
を閉塞してコア３をハウジング内に密封するためのもの
で、フィルタ４を通過したろ過流体を排出させるための
排液口１３を有する。排液口１３はコア３の内側の空間
１４に連通し、コア３の外側のハウジング内空間１５と
はフィルタ４を介さずに直接には連通しないように設け
られている。コア３の内外の空間１４，１５はコア３の
周面に形成された半径方向の連通口１６及びコア周面に
巻きつけられるフィルタ４を介して連通される。依っ
て、蓋部材６の端部６ａはハウジング本体５の開口部側
端部５ｂ及びこれに嵌合するコア３の端部３ｂと同時に
当接して密着するように平坦面に形成されている。尚、
コア３は一端が開口された円筒形を成し、その周面にフ
ィルタ４を線接触で支持する凹凸１７を多数形成すると
共にろ過流体を半径方向に通過させる連通口１６を設け
ている。フィルタ４としては特に限定されるものではな
く、分離目的に応じた穴径を有するフィルタの使用が好
ましい。
【００２０】上述の構成要素から成るフィルタユニット
１は、図２に示すように、ハウジング本体５とコア３及
び蓋部材６が各々の端面５ｂ，３ｂ，６ａが一平面で突
き合わされた状態で溶着されて一体化されている。この
溶着された接合面を符号１９で示す。したがって、ハウ
ジング２の一端の流入口７から導入されたろ過流体はハ
ウジング内空間１５に導入された後、フィルタ４及び連
通口１６を通過してコア３内に流入し、ろ過された後ハ
ウジング２の他端の排液口１３から排出される。また、
ハウジング２内のガスは必要に応じてガス抜き口８から
排出され、ドレンは底部のドレン排液口９から排出され
る。
【００２１】以上のように構成されたフィルタユニット
は次のようにして製造される。
【００２２】まず、フィルタ４を支持したコア３をハウ
ジング本体５の開口部５ａからハウジング本体５内に挿
入し開口部５ａにおいてハウジング本体５の端面５ｂと
コア３の端面３ｂとが同一平面となるように調整し、ハ
ウジング本体５とコア３とを一つの部品にまとめてしま
う（図３及び図４参照）。
【００２３】次に、ハウジング本体５と蓋部材６とを同
軸上で対向させて互いの端面５ｂ，３ｂ，６ａを加熱し
溶融する。例えば、同軸上で任意に接近・離反可能な一
対のホルダ（図示省略）の一方にハウジング本体５を、
他方に蓋部材６をそれぞれの端面５ｂ，３ｂ，６ａが対
向するように取付け、ホルダの相対移動によってハウジ
ング本体５と蓋部材６とを突き合せ得るようにする。そ
して、それらの中間にパネル状の遠赤外線ヒータ１８を
配置してハウジング本体５とこれに嵌合されているコア
３の端面５ｂ，３ｂ並びに蓋部材６の端面６ａを溶着可
能な状態例えば透明になるまで同時に加熱する。尚、加
熱手段としてはパネル状の遠赤外線ヒータ１８に特に限
定されず、レーザー等の他の加熱手段を用いても良い。
【００２４】加熱面が溶着に適した条件例えば透明にな
ると、遠赤外線ヒータ１８をハウジング本体５と蓋部材
６との間から取出してホルダを接近動作させ（図４参
照）、ハウジング本体５と蓋部材６とを同心上に配置し
た状態のまま突き合せて溶着する。これによって、ハウ
ジング本体５とコア３及び蓋部材６とが突き合せ面即ち
接合面１９で一体に結合されフィルタユニット１を完成
する（図２参照）。溶着状態を確認し、フィルタユニッ
トをホルダから取出す。
【００２５】以上のような工程により製造されたフィル
タユニット１は、テフロン系プラスチックで構成されか
つハウジング本体５とコア３及び蓋部材６が溶着によっ
て一体化されるため、ろ過流体が完全にテフロン系プラ
スチックで密封されて漏洩することはないし汚染される
こともない。
【００２６】尚、上述の実施例は本発明の好適な実施の
一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の
要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能であ
る。例えば、本発明方法によって得られるフィルタユニ
ットは図１あるいは図２〜図５に示すようなものに特に
限定されず、図６に示すようにハウジングにガス抜きや
ドレン排液口を設けることなく、ろ過流体の導入口７及
び排液口１３を設け、更に内ねじ形成するようにしても
良い。また、本実施形態ではテフロン（登録商標）系プ
ラスチック製コア３、ハウジング本体５及び蓋部材６を
嵌合させて溶着する例を主に説明したが、これに特に限
定されず、同一プラスチック材料即ちその他の同種プラ
スチックの組合せでも実施可能である。
【００２７】
【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
のフィルタユニットによると、ハウジング本体とコア及
び蓋部材が同一プラスチック材料で構成され溶着によっ
て一体化されるため、ろ過流体が完全に一体化されたプ
ラスチックで密封されて漏洩することはないし汚染され
ることもない。しかも、この構成は、シールを必要とす
る部分が全て溶着により接合されているのでＯリングな
どの部品点数を増やす必要がないし、シール不良の虞も
ない。また、本発明のフィルタユニットの製造方法によ
ると、１回の加熱溶融操作と突き合わせによって、ハウ
ジング本体とコア及び蓋部材の全ての部品を一挙に接合
して製品・フィルタユニットを製造することができる。
しかも、各部品の構造を複雑にすることなく、また部品
点数を増やすこともない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法の一実施例を示す図で、（Ａ）は加
熱前の部品を２群に分割嵌合した状態を、（Ｂ）は部品
を加熱し溶融する状態から溶着前のヒータ除去直前まで
の状態を、（Ｃ）は溶着し接合された状態をそれぞれ示
す。
【図２】本発明のプラスチック部品の接合方法をフィル
タユニットに適用した応用例を示す図で、（Ａ）は中央
半截縦断面図、（Ｂ）はII-II 線断面図である。
【図３】図２のフィルタユニットの嵌合前の構成部品を
示す分解断面図である。
【図４】図２のフィルタユニットのハウジングと内蔵部
品の端面を揃えヒータにて加熱している様子を示す説明
図である。
【図５】図２のフィルタユニットの加熱されたハウジン
グと蓋部材とを突き合せ接合した状態を示す中央縦断面
図である。
【図６】本発明のプラスチック容器の接合方法を適用し
た他の具体例を示す中央半截縦断面図である。
【符号の説明】１ フィルタユニット ２ ハウジング ３ コア ３ａ コアのフランジ ３ｂ コアの端面 ４ フィルタ ５ ハウジング本体 ５ａ ハウジング本体の開口部 ５ｂ ハウジング本体の端面 ６ 蓋部材 ６ａ蓋部材の端面 １２ 蓋部材の段部 １４ コアの内側の空間 １５ フィルタの周りの空間 １９ 接合面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ // Ｂ２９Ｋ 27:12 Ｂ２９Ｋ 27:12 Ｂ２９Ｌ 31:14 Ｂ２９Ｌ 31:14 (56)参考文献 実開 昭62−144509（ＪＰ，Ｕ) 米国特許3850813（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B29C 63/00 - 65/82 B01D 39/00 - 41/04 B01D 63/10 - 63/12

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 フィルタを巻きつけ支持するコアと、こ
    のコアを収容して前記フィルタ周りに外部と繋がる流路
    となる空間を形成するハウジング本体と、前記ハウジン
    グ本体の開口部を塞いで前記コア内の空間に連通する外
    部と繋がる流路を形成する蓋部材とから成るフィルタユ
    ニットにおいて、前記コア、ハウジング本体及び前記蓋
    部材は同一プラスチック材料から成り、かつ前記ハウジ
    ング本体の開口部周縁の端面に段部を形成すると共に、
    前記段部に嵌合し前記ハウジング本体の開口部周縁の端
    面と同一平面となる端面を有するフランジを前記コアに
    設け、前記ハウジング本体の段部と前記コアのフランジ
    部とを嵌合させて一つの端面を形成すると共に前記蓋部
    材の端面と対向させ、１つの平面上で互いに対向する前
    記蓋部材とコア及びハウジング本体の端面同士を溶着に
    より接合させたことを特徴とするフィルタユニット。
  2. 【請求項２】 フィルタを巻きつけ支持するコアと、こ
    のコアを収容して前記フィルタ周りに外部と繋がる流路
    となる空間を形成するハウジング本体と、前記ハウジン
    グ本体の開口部を塞いで前記コア内の空間に連通する外
    部と繋がる流路を形成する蓋部材とから成るフィルタユ
    ニットにおいて、前記コア、ハウジング本体及び前記蓋
    部材は同一プラスチック材料から成り、かつ前記ハウジ
    ング本体の開口部周縁の端面に段部を形成すると共に、
    前記段部に嵌合し前記ハウジング本体の開口部周縁の端
    面と同一平面となる端面を有するフランジを前記コアに
    設け、前記ハウジング本体の段部と前記コアのフランジ
    部とを嵌合させて一つの端面を形成してから前記蓋部材
    の端面と対向させ、嵌合状態にある前記コア及びハウジ
    ング本体の端面と前記蓋部材の端面とを同時に加熱溶融
    させてから突き合わせることにより接合したことを特徴
    とするフィルタユニットの製造方法。
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JP4592446B2 (ja) * 2005-02-28 2010-12-01 ダイキョーニシカワ株式会社 車両用流体フィルタ装置及びその製造方法
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