フィルタ装置のコア部材

【課題】コア部材を周方向に分割して成形することにより、コア部材全体を一体的に成形する従来の製造法では得ることのできない開口形態を有するフィルタ装置のコア部材を提供する。
【解決手段】周方向に分割された複数の分割体をそれぞれ射出成形した後、該複数の分割体を周方向に連結することにより、フィルタ装置の円筒状のコア部材を形成する。コア部材のコア壁を貫通する液体通路を、通路断面が半径方向内側へと拡大するか、及び／又は、液体が水平面内半径方向から外れる方向に通るように形成する。前記液体通路は、例えば、通路断面が半径方向内側へと軸方向に拡大するように形成され得、あるいは、液体を水平面内半径方向から軸方向に外れる方向に通すように形成され得る。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルタ装置のコア部材に関し、更に詳しくは、高純度薬品、フォトケミカル、ファインケミカル、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）スラリー等のろ過・精製、純水・超純水等の製造等に使用されるフィルタ装置におけるコア部材（コアスリーブ、内筒等とも称される）に関する。
【背景技術】
【０００２】
フィルタ装置は、例えば、半導体ウエハや液晶ガラス基板の製造時におけるプロセス薬液の精密ろ過等に一般的に使用されており、フィルタ装置の一般的な構成は特開２００２−８５９４５号公報等に開示されている。すなわち、フィルタ装置は、処理対象液の導入口、ろ過液の吐出口、ベント等が組み込まれたハウジングと、ハウジング内に収容される円筒状もしくは円柱状のフィルタ組立体（フィルタカートリッジ）とを備え、フィルタ組立体は、一般に、それぞれ多数の開口を有する円筒状の外側スリーブ及びコア部材と、これら外側スリーブ・コア部材間に収納されるフィルタ要素と、外側スリーブ、フィルタ要素及びコア部材の軸方向上下端部に固着される上下のエンドキャップとから構成される。フィルタ要素としては、液体との接触面積を増やすため、膜素材を半径方向外側及び内側で順次折り返しながら周方向に連続させたものが多用されている。
【０００３】
処理対象の液体は、導入口からハウジング内に導入され、外側スリーブの開口から外側スリーブ内に入り、フィルタ要素を通過してろ過され、次いで、コア部材の開口からコア部材の内部に至った後、吐出口からハウジング外に排出され、下流側に送られる。なお、導入口及び吐出口の両方がハウジングの軸方向一端側に設けられる場合と、導入口がハウジングの軸方向一端側に、吐出口が他端側に設けられる場合がある。
【０００４】
従来から、コア部材は、円筒形状のコア部材全体を一体的に射出成形して形成されている。すなわち、半径方向内側の中心部に配置される円柱又は円筒状の内側金型と、半径方向外側に配置され、開口を出す複数の外側金型との間に合成樹脂材を射出して冷却等した後、内外金型を取り去ることにより、多数の開口を有する円筒形状のコア部材が製造される。しかしながら、コア部材の全体成形では、開口形態が外側金型の型抜きが可能となるものに限定されるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−８５９４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、以上のような点に着目してなされたもので、その目的は、コア部材を周方向に分割して成形することにより、全体成形では得ることのできない開口形態を有するフィルタ装置のコア部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明によれば、周方向に分割された複数の分割体をそれぞれ射出成形した後、該複数の分割体を周方向に連結して成る、フィルタ装置における円筒状のコア部材であって、液体をコア部材の半径方向外側のコア外部と半径方向内側のコア内部との間に通すための多数の液体通路をコア壁に有し、前記液体通路は、通路断面が半径方向内側へと拡大するフィルタ装置のコア部材が提供される。
【０００８】
本発明において、液体通路の通路断面とは、液体通路の半径方向に垂直な断面（コア部材の外周面（又は内周面）に平行な断面）をいう。
【０００９】
本発明では、円筒形状のコア部材を周方向に分割して射出成形を行うことにより、外側金型のみならず内側金型によってもコア壁を貫通する液体通路（開口）の形態を形成することができるため、液体通路の通路断面を半径方向内側へと軸方向及び／又は周方向に拡大させることができる。これにより、液体通路を通る液体の流速、流れ方向等に変化を与えて、コア内部への流入を円滑にしたり、コア内部から吐出口へ向かう流れを促進することができる。なお、従来のコア部材全体成形では、液体通路の通路断面を半径方向内側へと拡大させることは、外側金型の型抜きができなくなるため、困難であった。また、コア部材の周方向での分割数は二つが好ましいが、これに限らず、三つ以上であってもよい。
【００１０】
コア部材の材質としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリ酢酸ビニル（ＰＶＡｃ）、テフロン（登録商標）（ポリテトラフルオロエチレン、ＰＴＦＥ）、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂）、ＡＳ樹脂、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）等の合成樹脂等を好ましく挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【００１１】
本発明の一実施形態において、前記液体通路は、通路断面が半径方向内側へと軸方向に拡大する。この場合、液体通路を規定するコア壁境界面に付着して残留することがある気泡をフィルタ装置の稼働の初期段階において下流へと排出し易くなる。なお、このような気泡が後に下流に排出されると、製造中の半導体ウエハ、液晶ガラス基板等に悪影響を及ぼすおそれがある。
【００１２】
本発明の一実施形態において、前記各液体通路は、コア壁における半径方向外側部分に設けた複数の小開口と、これら複数の小開口に連通する、コア壁における半径方向内側部分に設けた一つの大開口とから成る。従来のコア部材として、コア壁に大開口（本発明の当該実施形態における大開口に相当する開口）のみを有するものが知られており、フィルタ要素が使用時に大開口の縁に繰り返し接触することにより、フィルタ要素が損傷等して寿命が短くなる場合があった。そのため、従来は、コア部材の外周面を保護シートで覆うと共に、該保護シートにおける大開口に対応する部分に複数の小開口を形成して、フィルタ要素の損傷等を防いでいた。本実施形態では、そのような保護シートを別途設けることなく、コア部材自体でフィルタ要素に対する損傷等を防ぐ開口形態を実現することができる。
【００１３】
本発明によればまた、周方向に分割された複数の分割体をそれぞれ射出成形した後、該複数の分割体を周方向に連結して成る、フィルタ装置における円筒状のコア部材であって、液体をコア部材の半径方向外側のコア外部と半径方向内側のコア内部との間に通すための多数の液体通路をコア壁に有し、前記液体通路は、液体を水平面内半径方向から外れる方向に通すフィルタ装置のコア部材が提供される。
【００１４】
本発明において、水平面内半径方向とは、コア部材の軸線に垂直な同一水平面内におけるコア部材の外周面に対する接線に垂直な半径方向をいう。
【００１５】
本発明では、円筒形状のコア部材を周方向に分割して射出成形を行うことにより、外側金型のみならず内側金型によってもコア壁を貫通する液体通路（開口）の形態を形成することができるため、液体通路を通る液体の方向を水平面内半径方向から軸方向及び／又は周方向に外すことができる。これにより、液体通路を通る液体の流速、流れ方向等に変化を与えて、コア内部への流入を円滑にしたり、コア内部から吐出口へ向かう流れを促進することができる。なお、従来のコア部材全体成形では、液体が水平面内半径方向から外れる方向に流れるように流体通路を形成することは、外側金型の型抜きができなくなるため、困難であった。
【００１６】
本発明の一実施形態において、前記液体通路は、液体を水平面内半径方向から軸方向に外れる方向に通る。これにより、コア内部から吐出口に向かう流れを促進することができる。
【００１７】
本発明の一実施形態において、前記液体通路は、半径方向内側へと軸方向に分岐する。この場合、液体の流れを軸方向に分散させることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明では、コア部材を周方向に分割して射出成形したため、従来のコア部材全体の一体的に射出成形では得ることができなかった開口形態を得ることができ、例えば、液体通路の通路断面を半径方向内側へと拡大させたり、液体通路における液体の流れる方向を同一平面内半径方向から外すことができる。これにより、液体通路を通る液体の流速、流れ方向等に変化を与えて、コア内部への流入を円滑にしたり、コア内部から吐出口へ向かう流れを促進することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係るコア部材を概略的に示す斜視図である。
【図２】図２は、図１のコア部材を半径方向内側から見た部分斜視説明図である。
【図３】図３は、図１のコア部材のコア壁の縦断面の一部を拡大して示す説明図である。
【図４】図４は、本発明の第２実施形態に係るコア部材を概略的に示す斜視図である。
【図５】図５は、図４のコア部材を半径方向内側から見た部分斜視説明図である。
【図６】図６は、図４のコア部材のコア壁の縦断面の一部を拡大して示す説明図である。
【図７】図７は、本発明の第３実施形態に係るコア部材を概略的に示す斜視図である。
【図８】図８は、図７のコア部材を半径方向内側から見た部分斜視説明図である。
【図９】図９は、図７のコア部材のコア壁の縦断面の一部を拡大して示す説明図である。
【図１０】図１０は、本発明の第４実施形態に係るコア部材を概略的に示す斜視図である。
【図１１】図１１は、図１０のコア部材を半径方向内側から見た部分斜視説明図である。
【図１２】図１２は、図１０のコア部材のコア壁の縦断面の一部を拡大して示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の好適な実施形態を図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る（フィルタ装置の）コア部材１０を概略的に示す斜視図であり、図２はコア部材１０を半径方向内側から見た部分斜視説明図である。コア部材１０は、円筒状のコア壁１０’から成る合成樹脂成形品であり、コア壁１０’を半径方向に貫通する、周方向に沿って細長い形状の開口１１（流体通路１２）を多数有する。開口１１は、図１において一例として周方向に六つ、軸方向に十一にて配列されるが、これは単なる例示であって、開口１１の数や配列パターンは任意に設定することができる。コア部材１０は、円筒形状を周方向１８０度ずつにて軸方向に沿って縦に分割した二つの半円筒形状の分割体１０ａ、１０ｂから構成される。各分割体１０ａ、１０ｂは、周方向両端側部それぞれに軸方向全域に延びる凸部及び溝を含む略Ｌ字状の連結部１３を有する。そして、分割体１０ａの両連結部１３の凸部及び溝を、分割体１０ｂの両連結部１３の溝及び凸部に軸方向からそれぞれ合致的に噛み合わせることにより、両分割体１０ａ、１０ｂは互いに連結される。
【００２１】
分割体１０ａ、１０ｂはそれぞれ別々に射出成形された後、組み合わされる。そのため、コア部材１０は、以下に詳述するように、円筒形状のコア部材全体を一体的に射出成形する従来の製造法では得ることができない開口形態を有する。図３はコア壁１０’の縦断面の一部を拡大して示す説明図であり、該図の右側が半径方向内側であり、矢印Ａは液体が半径方向外側（コア外部）から半径方向内側（コア内部）に流れることを示す。一つの開口１１は、コア壁１０’の外周面１０’ａに沿う開口入口端１１ａと、コア壁１０’の内周面１０’ｂに沿う開口出口端１１ｂとの間に一つの流体通路１２を規定する。流体通路１２は、コア壁（の非開口部分）１０’との境界である通路上面１２ａと、通路下面１２ｂと、通路周方向両側面１２ｃ（図２参照）とによって規定される。なお、通路周方向両側面１２ｃは半径方向に沿う。通路上面１２ａは、半径方向内側へと上方（軸方向）に傾斜し、通路下面１２ｂは半径方向内側へと下方に傾斜する。そのため、液体通路１２は、開口入口端１１ａから開口出口端１１ｂへと軸方向長さ（高さ）が長くなるため、通路断面が半径方向内側へと次第に拡大する。そのため、開口入口端１１ａから液体通路１２内に入った液体は、拡散しつつ流速を増して開口出口端１１ａを出る。これにより、通路上下面１２ａ、１２ｂもしくは通路周方向両側面１２ｃに付着して残留することがある気泡がフィルタ装置の稼働の初期段階において下流へと排出され易くなるといった利点が得られる。
【００２２】
図４は、本発明の第２実施形態に係る（フィルタ装置の）コア部材２０を略示する斜視図であり、図５はコア部材２０を半径方向内側から見た斜視断面部分説明図である。コア部材２０は、円筒状のコア壁２０’から成る合成樹脂成形品であり、コア壁２０’を半径方向に貫通する矩形状の開口２１（流体通路２２）を多数有する。開口２１は、図４において一例として周方向に四つ、軸方向に七つにて配列されるが、これは単なる例示であって、開口２１の数や配列パターンは任意に設定することができる。コア部材２０は、円筒形状を周方向１８０度ずつにて軸方向に沿って縦に分割した二つの半円筒形状の分割体２０ａ、２０ｂから構成される。各分割体２０ａ、２０ｂは、周方向両端側部それぞれに軸方向全域に延びる凸部及び溝を含む略Ｌ字状の連結部２３を有する。そして、分割体２０ａの両連結部２３の凸部及び溝を、分割体２０ｂの両連結部２３の溝及び凸部に軸方向からそれぞれ合致的に噛み合わせることにより、両分割体２０ａ、２０ｂは互いに連結される。
【００２３】
分割体２０ａ、２０ｂはそれぞれ別々に射出成形された後、組み合わされる。そのため、コア部材２０は、以下に詳述するように、円筒形状のコア部材全体を一体的に射出成形する従来の製造法では得ることができない開口形態を有する。図６はコア壁２０’の縦断面の一部を拡大して示す説明図であり、該図の右側が半径方向内側である。一つの開口２１は、コア壁２０’の外周面２０’ａに沿う開口入口端２１ａと、コア壁２０’の内周面２０’ｂに沿う開口出口端２１ｂとの間に一つの流体通路２２を規定する。流体通路２２は、コア壁（の非開口部分）２０’との境界である通路上面２２ａと、通路下面２２ｂと、通路周方向両側面とによって規定される。図示はしないが、各流体通路２２は半径方向内側へと周方向に次第に拡大する。また、通路上下面２２ａ、２２ｂは、半径方向内側へと上方（軸方向）に互いに平行に傾斜する。そのため、液体通路２２は、開口入口端２１ａから開口出口端２１ｂへと上方に傾斜し、液体を水平面内半径方向から軸方向上方に逸れる矢印Ｂ方向に通す。これにより、開口入口端２１ａから液体通路２２内に入った液体は、軸方向上方に方向付けられて開口出口端２１ｂからコア内部に出るため、コア部材２０の軸方向上方にあるろ過液の吐出口（図示せず）に向かってコア内部を上方に進む液体の流れを助長する。なお、吐出口がコア部材２０の下方にある場合は、コア部材２０の上下を逆にして液体通路２２を半径方向内側へと下方に傾斜させて、液体の流れを下方に向けることができる。
【００２４】
図７は、本発明の第３実施形態に係る（フィルタ装置の）コア部材３０を略示する斜視図であり、図８はコア部材３０を半径方向内側から見た斜視断面部分説明図である。更に、図９はコア部材３０の壁構造の縦断面を拡大して示す部分説明図であり、該図の右側が半径方向内側（コア内部）である。コア部材３０は、半径方向に薄い板状の第１環状部材３１ａと、第１環状部材３１ａに比べ半径方向に厚い縦断面矩形状の第２環状部材３１ｂとが軸方向交互に多数並ぶと共に、一直径方向に対向する二つの縦フレーム３１ｃが第１及び第２環状部材３１ａ、３１ｂを連結しながらコア部材３０の軸方向全域に延びて成る円筒状の合成樹脂成形品である。コア部材３０は、円筒形状を周方向１８０度ずつにて軸方向に沿って縦に分割した二つの半円筒形状の分割体３０ａ、３０ｂから構成される。各分割体３０ａ、３０ｂは、周方向両端側部それぞれに軸方向全域に延びる凸部及び溝を含む略Ｌ字状の連結部３３を有する。そして、分割体３０ａの両連結部３３の凸部及び溝を、分割体３０ｂの両連結部３３の溝及び凸部に軸方向からそれぞれ合致的に噛み合わせることにより、両分割体３０ａ、３０ｂは互いに連結される。分割体３０ａ、３０ｂはそれぞれ別々に射出成形された後、組み合わされる。そのため、コア部材３０は、以下に詳述するように、円筒形状のコア部材全体を一体的に射出成形する従来の製造法では得ることができない開口形態を有する。
【００２５】
コア部材３０は、周方向に沿って細長い形状の開口３２を多数有し、各開口３２は、軸方向に隣り合う第１環状部材３１ａ間でかつ周方向の縦フレーム３１ｃ間に規定され、コア部材３０の外周面３０’に現れる。開口３２は、図７において一例として周方向に二つ、軸方向に九つにて配列されるが、これは単なる例示であって、開口３２の数や配列パターンは任意に設定することができる。図９を参照して、第２環状部材３１ｂは、第１環状部材３１ａの内径よりも若干小さい外径を有し、軸方向に隣り合う第１環状部材３１ａ間において半径方向内側に若干引っ込んで位置付けられる。そのため、開口３２から流入した液体は、矢印Ｃに示すように、第２環状部材３１ｂの外周面にぶつかり、軸方向上下に分岐される。このような開口形態では、コア部材３０の半径方向外側に配置される図示しないフィルタ要素が開口３２から半径方向内側へともぐり込むことを第２環状部材３１ｂによって防止することができる。
【００２６】
図１０は、本発明の第４実施形態に係る（フィルタ装置の）コア部材４０を略示する斜視図であり、図１１はコア部材４０を半径方向内側から見た部分斜視説明図である。コア部材４０は、円筒状のコア壁４０’から成る合成樹脂成形品であり、円筒形状を周方向１８０度ずつにて軸方向に沿って縦に分割した二つの半円筒形状の分割体４０ａ、４０ｂから構成される。各分割体４０ａ、４０ｂは、周方向両端側部それぞれに軸方向全域に延びる凸部及び溝を含む略Ｌ字状の連結部４３を有する。そして、分割体４０ａの両連結部４３の凸部及び溝を、分割体４０ｂの両連結部４３の溝及びに軸方向からそれぞれ合致的に噛み合わせることにより、両分割体４０ａ、４０ｂは互いに連結される。分割体４０ａ、４０ｂはそれぞれ別々に射出成形された後、組み合わされる。そのため、コア部材４０は、以下に詳述するように、円筒形状のコア部材全体を一体的に射出成形する従来の製造法では得ることができない開口形態を有する。
【００２７】
図１２はコア壁４０’の縦断面の一部を拡大して示す説明図である。コア壁４０’は、半径方向外側の比較的薄肉な外側壁部４０’ａと、半径方向内側の、外側壁部４０’ａよりも厚肉な内側壁部４０’ｂとから成る。外側壁部４０’ａには、外側壁部４０’ａを半径方向に貫通する複数（図１０において一例として十六）の円形状の小開口４１ａの群から成る小開口アレイ４１が周方向に一例として六つ、軸方向に六つ形成される。各小開口アレイ４１において、小開口４１ａの群は相互に近接し、一例として５（又は６）列３行にて縦横に互い違いに配列される。これらは単なる例示であって、小開口アレイ４１や小開口アレイ４１における小開口４１ａの数や配列パターンは任意に設定することができる。内側壁部４０’ｂには、各小開口アレイ４１に対応する箇所に、内側壁部４０’ｂを半径方向に貫通する大開口４１ｂがそれぞれ形成される。各大開口４１ｂは対応する小開口アレイ４１の全小開口４１ａと連通する。従って、コア壁４０’における流体通路は、通路断面が小開口４１ａから大開口４１ｂへと半径方向内側に拡大する。従来のコア部材として、コア壁に大開口（大開口４１ｂに相当する開口）のみを有するものが知られており、フィルタ要素が使用時に大開口の縁に繰り返し接触することにより、フィルタ要素が損傷等して寿命が短くなる場合があった。そのため、従来は、コア部材の外周面を保護シートで覆うと共に、該保護シートにおける大開口に対応する部分に複数の小開口を形成して、フィルタ要素の損傷等を防いでいた。上記第４実施形態では、そのような保護シートを別途設けることなく、コア部材４０自体に外側壁部４０’ａを形成してフィルタ要素に対する損傷等を防ぐ開口形態を実現することができる。
【符号の説明】
【００２８】
１０、２０、３０、４０コア部材
１０’、２０’、４０’ コア壁
１０ａ、１０ｂ、２０ａ、２０ｂ、３０ａ、３０ｂ、４０ａ、４０ｂ分割体
１１、２１、３２開口
１２、２２流体通路
３１ａ第１環状部材
３１ｂ第２環状部材
４１小開口アレイ
４１ａ小開口
４１ｂ大開口
４０’ａ外側壁部
４０’ｂ内側壁部

【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向に分割された複数の分割体をそれぞれ射出成形した後、該複数の分割体を周方向に連結して成る、フィルタ装置における円筒状のコア部材であって、
液体をコア部材の半径方向外側のコア外部と半径方向内側のコア内部との間に通すための多数の液体通路をコア壁に有し、
前記液体通路は、通路断面が半径方向内側へと拡大するフィルタ装置のコア部材。
【請求項２】
前記液体通路は、通路断面が半径方向内側へと軸方向に拡大する請求項１のフィルタ装置のコア部材。
【請求項３】
前記各液体通路は、コア壁における半径方向外側部分に設けた複数の小開口と、これら複数の小開口に連通する、コア壁における半径方向内側部分に設けた一つの大開口とから成る請求項１のフィルタ装置のコア部材。
【請求項４】
周方向に分割された複数の分割体をそれぞれ射出成形した後、該複数の分割体を周方向に連結して成る、フィルタ装置における円筒状のコア部材であって、
液体をコア部材の半径方向外側のコア外部と半径方向内側のコア内部との間に通すための多数の液体通路をコア壁に有し、
前記液体通路は、液体を水平面内半径方向から外れる方向に通すフィルタ装置のコア部材。
【請求項５】
前記液体通路は、液体を水平面内半径方向から軸方向に外れる方向に通す請求項４のフィルタ装置のコア部材。
【請求項６】
前記液体通路は、半径方向内側へと軸方向に分岐する請求項４のフィルタ装置のコア部材。

【図１】