(57)【要約】【課題】本発明は、フィルターエレメントを容易に製造することができると共に、フィルターエレメントの反りを抑制することができるフィルターエレメントの製造方法を提供することを課題としている。【解決手段】平板に多数のフィルター孔を形成したフィルター母材３２から、フィルターエレメント１２を打ち抜いて製造するフィルターエレメント１２の製造方法であって、周縁部がフランジ状の着座部２１となると共に、中央部が、段部を存して着座部２１に連なるエレメント本体２２となるように、立体形状にプレス成形しつつ、所定の平面形状にプレス打抜きして、フィルターエレメント１２を製造する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板に多数のフィルター孔を形成したフィルター母材から、フィルターエレメントを打ち抜いて製造するフィルターエレメントの製造方法であって、
周縁部がフランジ状の着座部となると共に、中央部が、段部を存して前記着座部に連なるエレメント本体となるように、立体形状にプレス成形しつつ、所定の平面形状にプレス打抜きして、フィルターエレメントを製造することを特徴とするフィルターエレメントの製造方法。
【請求項２】
前記段部および前記エレメント本体は、これらが成す形状が前記着座部に対し濾過方向に凹状を成すように、プレス成形されることを特徴とする請求項１に記載のフィルターエレメントの製造方法。
【請求項３】
前記フィルター母材が金属製であることを特徴とする請求項１または２に記載のフィルターエレメントの製造方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載のフィルターエレメントの製造方法を実施するフィルターエレメントの製造装置であって、
前記着座部、前記段部および前記エレメント本体をプレス成形する成形雄型部、および前記平面形状に切断するパンチ刃部を有するパンチと、
前記成形雄型部に対応すると共に、プレス方向に可動する成形雌型部、および前記パンチ刃部に対応するダイ刃部を有するダイと、を備えたことを特徴とするフィルターエレメントの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平板に多数のフィルター孔を形成したフィルター母材から、所定の平面形状に打ち抜いてフィルターエレメントを製造するフィルターエレメントの製造方法およびフィルターエレメントの製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、濾過用のフィルターエレメントとして、多数のフィルター孔（開口）を有する円板状の金属フィルターエレメントが知られている（特許文献１参照）。このフィルターエレメントは、ハウジングにその周縁部を溶接し、一体の金属フィルターとして用いるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３０７６８１２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、このようなフィルターエレメントを製造する方法として、プレス金型により、多数のフィルター孔を形成した平板のフィルター母材からフィルターエレメントを所定の形状に打ち抜く方法が考えられる。すなわち、フィルター母材をプレス金型にセットし、櫛歯状のパンチにより、多数のフィルター孔を形成すると共に、打抜き用のパンチによりフィルター母材から小判のフィルターエレメントを複数打ち抜いて、フィルターエレメントを複数枚取りする方法である。
しかしながら、このような方法を用いると、プレス金型によってフィルター孔を形成したときの残留応力により、打ち抜いたフィルターエレメントが反ってしまい、フィルターエレメントの設置が煩雑になってしまうという問題があった。これに対し、多数のフィルター孔を形成した後、プレス加工装置によって縦横に波状の凹凸を形成して、反りを抑えることも考えられるが、かかる場合、フィルターエレメントの製造に係る工程が増えてしまい、フィルターエレメントの製造が煩雑となってしまう。
【０００５】
本発明は、フィルターエレメントを容易に製造することができると共に、フィルターエレメントの反りを抑制することができるフィルターエレメントの製造方法およびフィルターエレメントの製造装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のフィルターエレメントの製造方法は、平板に多数のフィルター孔を形成したフィルター母材から、フィルターエレメントを打ち抜いて製造するフィルターエレメントの製造方法であって、周縁部がフランジ状の着座部となると共に、中央部が、段部を存して着座部に連なるエレメント本体となるように、立体形状にプレス成形しつつ、所定の平面形状にプレス打抜きして、フィルターエレメントを製造することを特徴とする。
【０００７】
この場合、段部およびエレメント本体は、これらが成す形状が着座部に対し濾過方向に凹状を成すように、プレス成形されることが好ましい。
【０００８】
本発明のフィルターエレメントの製造装置は、上記のフィルターエレメントの製造方法を実施するフィルターエレメントの製造装置であって、着座部、段部およびエレメント本体をプレス成形する成形雄型部、および平面形状に切断するパンチ刃部を有するパンチと、成形雄型部に対応すると共に、プレス方向に可動する成形雌型部、およびパンチ刃部に対応するダイ刃部を有するダイと、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
これらの構成によれば、プレス成形によって段部を有するフィルターエレメントを成形しつつ、打ち抜いてフィルターエレメントを製造する。このように、段部を有するフィルターエレメントを製造することにより、段部が形状補強部として機能し、製造時に発生するフィルターエレメントの反りを抑制することができる。また、プレス成形とプレス打抜きとを同時に行うことで、段部の成形のみの工程を増やす必要がなく、フィルターエレメントを容易に製造することができる。
【００１０】
上記のフィルターエレメントの製造方法において、フィルター母材が金属製であることが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、フィルターエレメントが、強度に優れた金属製であることにより、フィルターエレメントの破損を抑えることができる。また、プレス加工が容易な金属製のものを用いることで、フィルターエレメントをより容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】圧力調整弁の正面図である。
【図２】圧力調整弁を流入ポートの軸線方向に切断した縦断面図である。
【図３】フィルターエレメントの斜視図である。
【図４】実施形態に係るフィルター製造装置の平面図である。
【図５】打抜き用パンチおよび打抜き用ダイを取り付けた際のプレス装置の断面図である。
【図６】孔開け用パンチおよび孔開け用ダイを取り付けた際のプレス装置の断面図である。
【図７】孔開け用パンチ（ａ）および打抜き用パンチ（ｂ）の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付の図面を参照して、本発明のフィルターエレメントの製造方法を適用したフィルター製造装置（フィルターエレメントの製造装置）について説明する。このフィルター製造装置は、圧力調整弁の流入ポートに取り付けるフィルターエレメントを製造するものである。そこで先ず、製造装置の説明に先立ち、製造物となるフィルターエレメントおよびこれを取り付ける圧力調整弁について説明する。
【００１４】
図１および図２に示すように、圧力調整弁１は、ダイヤフラムを用いて上流側と下流側の圧力を調整するものであり、具体的には、液滴吐出装置の機能液タンクと機能液滴吐出ヘッドとの間に配設されている。この液滴吐出装置は、フラットパネルディスプレイの製造ラインに組み込まれており、例えば、特殊なインクや発光性の樹脂液である機能液を導入した機能液滴吐出ヘッドを用い、液晶表示装置のカラーフィルタや有機ＥＬ装置の各画素となる発光素子等を形成するものである。圧力調整弁１は、上流側（機能液タンク側）の継手となる流入コネクター３に接続する流入ポート４と、下流側（機能液滴吐出ヘッド側）の継手となる流出コネクター５に接続する流出ポート６とを有している。
【００１５】
図２に示すように、流入ポート４は、流入コネクター３が螺合（テーパーネジ）する流入口１１と、フィルターエレメント１２を収容するフィルター収容部１３と、フィルター収容部１３の端に形成された内部流路１４とから成る。フィルター収容部１３には、機能液を濾過するフィルターエレメント１２が内部流路１４の流入端に臨むように収容されており、流入コネクター３とフィルター収容部１３との間には、フィルターエレメント１２を押える押えばね１５が収容されている。
【００１６】
フィルター収容部１３は、円柱状に形成されており、当該円柱状の端面に当たる部分には、フィルターエレメント１２が着座するよう、内部流路１４に段部を成す周縁当接部１６が形成されている。すなわち、フィルターエレメント１２は、内部流路１４の流入端に臨むように、周縁当接部１６に着座される。これにより、流入コネクター３から流入する機能液は、フィルターエレメント１２を介して内部流路１４に流れ込む構成となっている。また、押えばね１５は、流入コネクター３の流入ポート４側の端部と、周縁当接部１６に着座したフィルターエレメント１２とに当接している。そのため、流入コネクター３が流入ポート４に接合（螺合）すると、流入コネクター３の端部が押えばね１５を押圧し、その結果、押えばね１５がフィルターエレメント１２を周縁当接部１６に押圧固定する構成となっている。
【００１７】
図２および図３に示すように、フィルターエレメント１２は、厚さ１５μｍ程度のステンレス製の金属シートで形成されており、全体として円形の形状を有している。フィルターエレメント１２は、周縁部に形成されたフランジ状の着座部２１と、中央部に形成されたエレメント本体２２とから成り、着座部２１とエレメント本体２２とは、段部２３を存して連なるように形成されている。すなわち、エレメント本体２２および段部２３は、着座部２１に対し、濾過方向に凹状の形状を成している。エレメント本体２２（厳密には、フィルターエレメント１２全体）には、多数のフィルター孔が形成されている。各フィルター孔は、方形の形状に形成されており、３０μｍ以上の異物が補捉可能なよう、その外接円の直径が３０μｍ以下となるように形成されている。なお、段部２３を、テーパー状に形成しても良いし、着座部２１に対し垂直に形成しても良い。
【００１８】
ここで、図４ないし図７を参照して、フィルターエレメント１２を製造するフィルター製造装置３１の装置構成について説明する。このフィルター製造装置３１は、平板状のフィルター母材３２をプレス加工する複合プレス加工装置であり、フィルター母材３２に多数のフィルター孔を形成すると共に、フィルター母材３２から小判のフィルターエレメント１２を複数枚取りするものである。
【００１９】
図４に示すように、フィルター製造装置３１は、フィルター母材３２をＸ軸方向両端部で支持すると共に、フィルター母材３２をＸＹ方向に移動させる母材移動機構３３と、支持されたフィルター母材３２に上下から臨み、フィルター母材３２にプレス加工を施すプレス装置３４と、を備えている。
【００２０】
母材移動機構３３は、図４中手前側に位置し、フィルター母材３２の一端を把持すると共に、当該一端をＸＹ方向に移動する主動テーブル４１と、図４中奥側に位置し、フィルター母材３２の他端を把持すると共に、主動テーブル４１による移動に従動して、当該他端をＸＹ方向に移動する従動テーブル４２と、を備えている。従動テーブル４２は、例えば、リニアベアリングで構成されている。主動テーブル４１により、フィルター母材３２の一端をＸＹ方向に移動すると、従動テーブル４２はそれに従動してフィルター母材３２の他端をＸＹ方向に移動する。これにより、母材移動機構３３は、フィルター母材３２が撓むことなく、ＸＹ方向に移動することができる。
【００２１】
図５（ａ）に示すように、プレス装置３４は、フィルター母材３２に下から臨む下金型５１と、下金型５１に対し昇降自在に支持されると共に、フィルター母材３２に上から臨む上側の上金型５２と、上金型５２を降下動作（プレス動作）および上昇動作させる油圧シリンダー５３と、を備えている。下金型５１および上金型５２は、フィルター母材３２を挟んで対向しており、油圧シリンダー５３によって、上金型５２を降下し、下金型５１側に押圧することで、フィルター母材３２にプレス加工を施す（図５（ｂ）参照）。
【００２２】
下金型５１は、ダイホルダ５６と、ダイホルダ５６上に配設されたダイ５７とを備えている。ダイホルダ５６は、ベースプレート６１と、ベースプレート６１の四隅に立設し、上金型５２をスライド自在に支持する４本のガイドポスト６２と、を備えている。
【００２３】
上金型５２は、パンチホルダ６６と、パンチホルダ６６に固定されたパンチ６７（図５（ａ）では、後述する打抜き用パンチ６７ｂを図示）と、を備えている。パンチホルダ６６は、ガイドポスト６２にスライド自在に支持された支持フレーム７１と、支持フレーム７１上にパンチ６７を固定するためのパンチプレート７２と、支持フレーム７１に支持されると共に、プレス加工時にフィルター母材３２を押えるストリッパー７３と、を備えている。
【００２４】
ストリッパー７３は、フィルター母材３２に面接触する押え板７６と、支持フレーム７１にスライド自在に支持されると共に、押え板７６を支持する４本の支持ロッド７７と、各支持ロッド７７廻りに配設され、押え板７６を下方向に付勢する４つの押圧ばね７８と、支持フレーム７１に支持されると共に、押え板７６の昇降方向にガイドする４本のガイドロッド７９とを備えている。上金型５２が降下すると、押え板７６がフィルター母材３２に当接し、更に降下すると、押圧ばね７８の押圧力によってフィルター母材３２が押えられる。なお、下金型５１側には、上金型５２を降下させた際に、ガイドロッド７９が入り込むガイド孔６５が形成されている。
【００２５】
次に、パンチ６７およびダイ５７の詳細について説明する。図５ないし図７に示すように、パンチ６７およびダイ５７として、２種類のパンチおよびダイの組が用意されている。すなわち、孔開け工程に用いる孔開け用パンチ６７ａおよび孔開け用ダイ５７ａと、打抜き工程に用いる打抜き用パンチ６７ｂおよび打抜き用ダイ５７ｂと、が用意されており、パンチホルダ６６およびダイホルダ５６に適宜付け替えて使用される。
【００２６】
図６は、孔開け用パンチ６７ａおよび孔開け用ダイ５７ａを取り付けた場合のフィルター製造装置３１を示した図であり、図７（ａ）は、孔開け用パンチ６７ａの斜視図である。図６および図７（ａ）に示すように、孔開け用パンチ６７ａは、四角錐の針が複数（５本）列設した櫛歯状のパンチである。一方、孔開け用ダイ５７ａは、孔開け用パンチ６７ａに対応する平面視長方形の長穴を有している。孔開け用パンチ６７ａおよび孔開け用ダイ５７ａによって、プレス動作を実施すると、孔開け用パンチ６７ａの針の数と同数のフィルター孔がフィルター母材３２に形成される。母材移動機構３３により、ＸＹ方向に移動しつつ、当該プレス動作を繰り返すことで、フィルター母材３２の縦横全面に多数のフィルター孔が形成される（図７（ａ）参照）。
【００２７】
図５は、打抜き用パンチ６７ｂおよび打抜き用ダイ５７ｂを取り付けた場合のフィルター製造装置３１を示した図であり、図７（ｂ）は、打抜き用パンチ６７ｂの斜視図である。図５および図７（ｂ）に示すように、打抜き用パンチ６７ｂは、円形にプレス打抜きを行う円柱状のパンチ刃部８１と、パンチ刃部８１の先端面から突出して形成されると共に、皿状にプレス成形を行う円柱状の成形雄型部８２とを有している。一方、打抜き用ダイ５７ｂは、パンチ刃部８１に対応するドーナツ状のダイ刃部８３と、ダイ刃部８３の内周面によって形成された雌型収容部８４に昇降自在に収容されると共に、成形雄型部８２に対応する円柱状の凹部８５ａを有した略円柱状の成形雌型部８５と、雌型収容部８４に収容され、下から成形雌型部８５を上方に付勢する付勢ばね８６と、を備えている。雌型収容部８４は、段付き円柱状に形成されており、成形雌型部８５は、雌型収容部８４の小径部と同径の雌型部本体８５ｂと、雌型収容部８４の大径部と同径のフランジ部８５ｃとを有している。そのため、当該フランジ部８５ｃが雌型収容部８４の段部に突き当たり、付勢ばね８６に対するストッパーとして機能している。
【００２８】
図５に示すように、打抜き用パンチ６７ｂおよび打抜き用ダイ５７ｂによって、プレス動作を実施すると、成形雄型部８２および成形雌型部８５により、皿状にプレス成形が行われると共に、パンチ刃部８１およびダイ刃部８３によって、円形のプレス打抜きが行われる。厳密には、成形雄型部８２および成形雌型部８５が、フィルター母材３２を挟み込んだ状態で降下することで、パンチ刃部８１およびダイ刃部８３により、プレス打抜きが行われる。この皿状のプレス成形によって、合わせて皿状（凹状）を成すフィルターエレメント１２のエレメント本体２２および段部２３が形成され、この円形のプレス打抜きによって、円形のフィルターエレメント１２が打ち抜かれる。母材移動機構３３により、ＸＹ方向に移動しつつ、当該プレス動作を繰り返すことで、フィルター母材３２の縦横全面にプレス成形およびプレス打抜きが実施され、複数枚のフィルターエレメント１２が形成される（図７（ｂ）参照）。
【００２９】
フィルターエレメント１２を製造する際は、孔開け用パンチ６７ａおよび孔開け用ダイ５７ａを取り付けた状態で、フィルター母材３２を移動しつつ、プレス動作を繰り返し実施して、フィルター母材３２の全面に多数のフィルター孔を形成した後（孔開け工程）（図７（ａ）参照）、打抜き用パンチ６７ｂおよび打抜き用ダイ５７ｂを取り付けた状態で、フィルター母材３２を移動しつつ、プレス動作を繰り返し実施して、フィルター母材３２の各所にプレス成形およびプレス打抜きを行う（打抜き工程）（図７（ｂ）参照）。これにより、図３に示すようなフィルターエレメント１２が複数製造される。
【００３０】
以上のような構成によれば、段部２３を有するフィルターエレメント１２を製造することにより、段部２３が形状補強部として機能し、製造時に発生したフィルターエレメント１２の反りを抑制することができる。また、プレス成形とプレス打抜きとを同時に行うことで、段部２３の成形のみの工程を増やす必要がなく、フィルターエレメント１２を容易に製造することができる。
【００３１】
また、フィルターエレメント１２が、強度に優れた金属製であることにより、フィルターエレメント１２の破損を抑えることができる。また、プレス加工が容易な金属製のものを用いることで、フィルターエレメント１２をより容易に製造することができる。
【００３２】
なお、本実施形態においては、パンチ６７およびダイ５７を付け替えて同一の装置で、孔開け工程および打抜き工程を実施したが、別々の装置でこれらを実施しても良い。
【００３３】
また、本実施形態においては、底面が平坦な皿状の凹部を有するフィルターエレメント１２を形成したが、半球状の凹部を有するフィルターエレメント１２を形成しても良いし、縦横各所にエンボス状の複数の凹部を有するフィルターエレメント１２を形成しても良い。
【００３４】
さらに、本実施形態においては、エレメント本体２２および段部２３が、合わせて濾過方向（機能液の流れ方向）に凹状を成す形状であったが、濾過方向と逆方向に凹状を成す形状であっても良い。
【符号の説明】
【００３５】
１２：フィルターエレメント、  ２１：着座部、  ２２：エレメント本体、  ２３：段部、  ３１：フィルター製造装置、  ３２：フィルター母材、  ５７ｂ：打抜き用ダイ、  ６７ｂ：打抜き用パンチ、  ８１：パンチ刃部、  ８２：成形雄型部、  ８３：ダイ刃部、  ８５：成形雌型部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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