(57)【要約】【課題】細菌等を人の手から付き難くし、高品位の製品を効率良く生産できる濾過シート材のひだ折り装置を提供する。【解決手段】ひだに対応する稜線（Ｗ）及び谷線（Ｖ）が交互に形成された円錐形の型面（４１）で濾過シート材（１）を上方から型押しする上型（４０）と、それを昇降させる上型昇降手段と、上型昇降手段が下限（Ｋ）より上型（４０）の高さ（Ｈ）分だけ高い作動位置（Ｊ）から下限（Ｋ）まで移動する動作に連動し、型面（４１）を円錐形の頂部（Ｔ）から稜線（Ｗ）及び谷線（Ｖ）に沿って放射方向に転動するようにひだの数だけ配設されたローラ（１０，２０）と、それらを上型（４０）の型面（４１）に押圧させる付勢手段（１１）と、それに抗して下降する型面（４１）によりローラ（１０，２０）が押し退けられる経路を案内する転動支援機構（６０）と、を備えた。【選択図】図４
2018118218.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円形の濾過シート材に対し所定の中心角で山折り及び谷折りのひだを交互に形成して円錐形の蛇腹面を形成する濾過シート材のひだ折り装置であって、
前記ひだに対応する稜線及び谷線が交互に形成された円錐形の型面で前記濾過シート材を上方から型押しする上型と、
該上型の中心を鉛直に貫く鉛直軸に沿って該上型を昇降させるため、基台に配設された上型昇降手段と、
該上型昇降手段が可動範囲の下限より前記上型の高さ分だけ高い作動位置から前記下限まで移動する動作に連動し、
前記型面を円錐形の頂部から前記稜線及び前記谷線に沿って放射方向に転動するように前記ひだの数だけ配設されたローラと、
該ローラを前記上型の型面に押圧させる付勢手段と、
該付勢手段に抗して前記下降する前記型面により前記ローラが押し退けられる経路を案内するため、前記基台に配設された転動支援機構と、
を備え、
前記上型昇降手段が前記上型を下降させる動作に応じて、前記型面との間に挟まれた前記濾過シート材に、前記ローラが圧接しながら転動して折り目を付ける濾過シート材のひだ折り装置。
【請求項２】
前記転動支援機構は、
前記鉛直軸を中心とする仮想円の接線方向に並ぶ回転軸が先端に配設された棒状部材と、
前記回転軸に個別に軸支された前記ローラを、前記棒状部材の動きに応じて、前記鉛直軸から遠ざける方向に退避させる退避機構と、
を備え、
前記ローラは、
前記上型の前記谷線に係合して転動する凸状周縁部を有する第１ローラと、
前記上型の前記稜線に係合して転動する凹状周縁部を有する第２ローラと、
により構成された請求項１に記載の濾過シート材のひだ折り装置。
【請求項３】
前記第１ローラは、鋭角で薄刃状に形成された前記凸状周縁部が、前記谷線の奥に、前記濾過シート材を押し込みながら転動することが可能であり、
前記第２ローラは、軸方向の断面を峡谷状に形成された前記凹状周縁部が、前記稜線の両面に、前記濾過シート材を被せて挟みながら転動することが可能である請求項２に記載の濾過シート材のひだ折り装置。
【請求項４】
前記基台は、前記作動位置に概ね一致する高さの水平面を有して配設され、
該水平面には、概ね中央部に前記上型が通過可能な製品通過孔が穿設され、
前記棒状部材は、前記製品通過孔の周縁部から前記鉛直軸に向けて配設され、
前記ローラは、前記上型が前記製品通過孔の通過を阻止する姿勢で待機するとともに、前記上型の通過時に押し退けられて退避するように構成された請求項２又は３に記載の濾過シート材のひだ折り装置。
【請求項５】
前記退避機構は、
前記基台の上面で前記第１ローラを伴ってシーソー型に構成された第１退避機構と、
前記基台の下面で前記第２ローラを伴ってスライダ型に構成された第２退避機構と、
を備えている請求項２〜４の何れかに記載の濾過シート材のひだ折り装置。
【請求項６】
前記上型昇降手段の昇降機構は、手動操作のみにより駆動される請求項２〜５の何れかに記載の濾過シート材のひだ折り装置。
【請求項７】
請求項１〜５の何れかに記載の濾過シート材のひだ折り装置に付設して動作可能なユニットを組み合わせた濾過シート材のひだ折りシステムであって、
前記上型が可動範囲の上限近傍に到達したタイミングで補充スペースから前記濾過シート材を負圧により１枚だけ装填する単一シート掴み取り手段を有する給紙ユニットと、
ひだ折り加工済みの製品が積み上げられた高さをエッジ位置検出センサで管理する積層高さ管理手段、又は製品が積み上げられた枚数を積算する枚葉機能の、少なくとも何れかを有する製品受け取りユニットと、
操作受付部を有し各ユニットを統合制御する制御部と、
を組み合わせた濾過シート材のひだ折りシステム。
【請求項８】
円形の濾過シート材に山折り及び谷折りのひだを交互に形成して円錐形の蛇腹面を形成する濾過シート材のひだ折り方法であって、
下方に頂部を向けた円錐形の型面に前記ひだに対応する谷線及び稜線が形成された上型を基台から上昇させて、ひだ折り加工前の前記濾過シート材を装填する濾過シート材装填工程と、
前記上型を下降させて前記濾過シート材を上面から押下げることにより下面の中心近傍に当接するローラが前記稜線及び前記谷線に沿って前記ひだ毎の放射方向に転動して型押しする型押し工程と、
さらに下降する前記上型の前記型面に当接した前記濾過シート材の周縁部より外周側へ前記ローラが転動することにより前記上型からひだ折り加工後の製品が離脱して落下するひだ折り製品落下工程と、
を有する濾過シート材のひだ折り方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、濾過シート材のひだ折り装置、そのシステム及び方法に関し、より詳細には、シート状の濾過材料に連続的な蛇腹状の折り目を付けた円錐部を形成して漏斗の内面に沿うような形に立体化した濾過シート材のひだ折り装置、そのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
化学分析等における固体と液体の分離は、セルロース製の濾紙を介して行う。通常は、円形の濾紙を四つ折りにして、円錐状に広げたものをロートに載置して行う。この場合、濾紙の濾過性能は、その濾過面積が大きい程に有利となる。したがって、その濾紙に対し、濾過速度を上げるために、ひだ折りを付けて濾紙をひだ折り状にして溶液と接触する表面積を広く確保する方法を採用することが多い。このため、濾紙にひだ折り加工を施すことが必要となる。
【０００３】
しかし、円形の濾紙にひだ折り加工を施して一枚のひだ折り濾紙に完成させるための手折り作業は、熟練者でも１分程度を要する。このため、使用量の多い分析機関では、その手折り作業に膨大な労力を費やしている。このような、手折り作業による弊害として、膨大な労力のみならず、作業者の手から濾紙に不純物が付着する害も無視できない。これについて、本出願人・発明者らが本出願の前年に行った検査の結果、手折り作業者の手からナトリウム及びカリウムが濾紙に付着し、濾液へ溶出することを定量的に確認した。その結果、上述の不純物が、濾液100mlにつき約0.5mgの濃度で混入することをつきとめた。
【０００４】
特許文献１には、円錐形ひだ付き濾紙製造用プレス装置が開示されている。これは、上述の手折り作業による弊害をなくすようにしながら、実験用の円錐形ひだ付き濾紙を製造する装置である。具体的には、（上型の）凸部に円錐型ひだ付き凸部を、（下型の）凹部に円錐型ひだ付き凹部、を設けてプレス装置が構成され、（上型の）凸部と（下型の）凹部との間に円形濾紙を挟んでプレスする、というものである。
【０００５】
また、特許文献２には、円錐形ひだ付き濾紙の製造装置が開示されている。これも、濾紙を円錐形のロートに使用できるように加工するための装置である。具体的には、上部開閉式の折り型部と、その開閉動作に連動するような下部開閉式の折り型部を備えて構成されたものである。これらの折り型部は、中央部まで延びている放射線状の凹部と凸部が設けられている。これらの凹部と凸部は、上部開閉式の折り型部が開閉動作することによって大きさを変化しながら、それに連動するような下部の折り型部の凹部や凸部と交互に深く噛み合うことができる、というものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−３３３２１７号公報
【特許文献２】特開２００１−２１９０１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の円錐形ひだ付き濾紙製造用プレス装置は、弁当箱内で具材を小分けして配置するために用いるプラスチックフィルムその他の皿型仕切りに対してひだ折りするプレス装置としては有用かも知れないが、当該装置は、コシの強い繊維質の濾紙をひだ折するプレス装置としては不適格である。当該装置には、濾紙を破らないように丁寧な紙折り加工を施すための工夫が決定的に不足しており、改善余地が多分にある。したがって、当該装置では、ほとんどの濾紙に対し、良好に折り目を付けることが困難である。そのせいか、特許文献１に記載の発明が実施された形跡を本願発明者らは確認できていない。
【０００８】
ちなみに、アルミ箔やプラスチックフィルムなどは、厚さが0.1mm程度のため、特許文献１に記載の発明に係る装置によるプレスが容易である。しかし、理化学用の濾紙は厚みが0.25mm程度あり、さらには場所によって厚みが不均一であるため、当該装置では、濾紙が均等にそれぞれの溝に入り成型されるとは考えにくい。なお、特許文献１に記載の発明について、本出願人・発明者が実施を試みたところ、多くの濾紙が破損することを確認した。
【０００９】
また、特許文献２に記載の円錐形ひだ付き濾紙の製造装置についても、特許文献１に記載の装置と同様の点で工夫が足りず、改善余地が少なからず残されている。特に、厚めの濾紙に対しては、均一に良好に折り目を付けることは困難であり、より高品位な安定性が求められる。そのせいか、特許文献２に記載の発明についても、実施された形跡を本願発明者らは確認できていない。
【００１０】
上述のように理化学用の濾紙は厚みがあり、厚さが不均一であるため、特許文献２に記載の発明に係る傘状の型を備えた装置では、濾紙の山谷が等間隔で折られることは困難である。また、特許文献２に係る、その他の図面に記載された手段では、山谷エッジ部分に十分な力が伝わらない構造となっているため、しっかりとした折り目をつけることが困難であり、分析者が求めているガラスロート上にフィットした形状の成果物とならない。
【００１１】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、シート状の濾過材料に極力手を触れずに完結するひだ折り工程とすることで、細菌や汚染物質等が人の手から付着する不具合と、ひだ折り工程の最中に濾過材料を破断する不具合と、高度かつ均質な濾過性能を保証するための形状同一性を欠くような不具合を避け易く、１枚の濾過材料を折り目付け成形する工程を短時間で効率良くする濾過シート材のひだ折り装置、そのシステム及び方法を提供することにある。例えば、今まで手折りで１分かかっていたところを、汚染もなく１０秒程度の短時間で折れるほどの省力化を目指す。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、このような目的を達成するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、円形の濾過シート材（１）に対し所定の中心角で山折り（Ｌ）及び谷折り（Ｍ）のひだを交互に形成して円錐形の蛇腹面（２）を形成する濾過シート材のひだ折り装置（１００，２００）であって、
前記ひだに対応する稜線（Ｗ）及び谷線（Ｖ）が交互に形成された円錐形の型面（４１）で前記濾過シート材（１）を上方から型押しする上型（４０）と、
該上型（４０）の中心を鉛直に貫く鉛直軸（Ｚ）に沿って該上型（４０）を昇降させるため、基台（３０）に配設された上型昇降手段（５０）と、
該上型昇降手段（５０）が可動範囲の下限（Ｋ）より前記上型（４０）の高さ（Ｈ）分だけ高い作動位置（Ｊ）から前記下限（Ｋ）まで移動する動作に連動し、
前記型面（４１）を円錐形の頂部（Ｔ）から前記稜線（Ｗ）及び前記谷線（Ｖ）に沿って放射方向に転動するように前記ひだの数（Ｎ）だけ配設されたローラ（１０，２０）と、
該ローラ（１０，２０）を前記上型（４０）の型面（４１）に押圧させる付勢手段（１１，１２）と、
該付勢手段（１１，１２）に抗して前記下降する前記型面（４１）により前記ローラ（１０，２０）が押し退けられる経路を案内するため、前記基台（３０）に配設された転動支援機構（６０）と、
を備え、
前記上型昇降手段（５０）が前記上型（４０）を下降させる動作に応じて、前記型面（４１）との間に挟まれた前記濾過シート材（１）に、前記ローラ（１０，２０）が圧接しながら転動して折り目を付けるものである。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の濾過シート材のひだ折り装置（１００，２００）において、前記転動支援機構（６０）は、
前記鉛直軸（Ｚ）を中心とする仮想円（８）の接線（９）方向に並ぶ回転軸（６３）が先端に配設された棒状部材（６１，６２）と、
前記回転軸（６３）に個別に軸支された前記ローラ（１０，２０）を、前記棒状部材（６１，６２）の動きに応じて、前記鉛直軸（Ｚ）から遠ざける方向に退避させる退避機構（６４，６５）と、
を備え、
前記ローラ（１０，２０）は、
前記上型（４０）の前記谷線（Ｖ）に係合して転動する凸状周縁部（１３）を有する第１ローラ（１０）と、
前記上型（４０）の前記稜線（Ｗ）に係合して転動する凹状周縁部（１４）を有する第２ローラ（２０）と、
により構成されたものである。
【００１４】
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の濾過シート材のひだ折り装置（１００，２００）において、前記第１ローラ（１０）は、鋭角で薄刃状に形成された前記凸状周縁部（１３）が、前記谷線（Ｖ）の奥に、前記濾過シート材（１）を押し込みながら転動可能であり、
前記第２ローラ（２０）は、軸方向の断面を峡谷状に形成された前記凹状周縁部（１４）が、前記稜線（Ｗ）両側に、前記濾過シート材（１）を被せて挟みながら転動可能にしたものである。
【００１５】
また、請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載の濾過シート材のひだ折り装置（１００，２００）において、前記基台（３０）は、前記作動位置（Ｊ）に概ね一致する高さの水平面（３２）を有して配設され、
該水平面（３２）には、概ね中央部に前記上型（４０）が通過可能な製品通過孔（３３）が穿設され、
前記棒状部材（６１，６２）は、前記製品通過孔（３３）の周縁部（３４）から前記鉛直軸（Ｚ）に向けて配設され、
前記ローラ（１０，２０）は、前記上型（４０）が前記製品通過孔（３３）の通過を阻止する姿勢で待機するとともに、前記上型（４０）の通過時に押し退けられて退避するように構成されたものである。
【００１６】
また、請求項５に記載の発明は、請求項２〜４の何れかに記載の濾過シート材のひだ折り装置（１００，２００）において、前記基台（３０）の上面で前記第１ローラ（１０）を伴ってシーソー型に構成された第１退避機構（６４）と、
前記基台（３０）の下面で前記第２ローラ（２０）を伴ってスライダ型に構成された第２退避機構（６５）と、
を備えている。
【００１７】
また、請求項６に記載の発明は、請求項２〜５の何れかに記載の濾過シート材のひだ折り装置（２００）において、前記上型昇降手段（５０）の昇降機構（５８，５９）は、手動操作のみにより駆動されるものである。
【００１８】
また、請求項７に記載の発明は、請求項１〜５の何れかに記載の濾過シート材のひだ折り装置（１００）に付設して動作可能なユニットを組み合わせた濾過シート材のひだ折りシステム（３００）であって、
前記上型（４０）が可動範囲の上限（Ｕ）近傍に到達したタイミングで補充スペース（７３）から前記濾過シート材（１）を負圧により１枚だけ装填する単一シート掴み取り手段（７１）を有する給紙ユニット（７０）と、
ひだ折り加工済みの製品（１Ｘ）が積み上げられた高さ（Ｆ）をエッジ位置検出センサ（８１）で管理する積層高さ管理手段（８２）、又は製品（１Ｘ）が積み上げられた枚数を積算する枚葉機能（８３）の、少なくとも何れかを有する製品受け取りユニット（８０）と、
操作受付部（９１）を有し各ユニットを統合制御する制御部（９０）と、
を組み合わせたものである。
【００１９】
また、請求項８に記載の発明は、円形の濾過シート材（１）に山折り（Ｌ）及び谷折り（Ｍ）のひだを交互に形成して円錐形の蛇腹面（２）を形成する濾過シート材のひだ折り方法であって、
下方に頂部（Ｔ）を向けた円錐形の型面（４１）に前記ひだに対応する谷線（Ｖ）及び稜線（Ｗ）が形成された上型（４０）を基台（３０）から上昇させて、ひだ折り加工前の前記濾過シート材（１）を装填する濾過シート材装填工程（Ｓ１０）と、
前記上型（４０）を下降させて前記濾過シート材（１）を上面（１Ｐ）から押下げることにより下面（１Ｑ）の中心（Ｏ）近傍に当接するローラ（１０，２０）が前記稜線（Ｗ）及び前記谷線（Ｖ）に沿って前記ひだ毎の放射方向に転動して型押しする型押し工程（Ｓ２０）と、
さらに下降する前記上型（４０）の前記型面（４１）に当接した前記濾過シート材（１）の周縁部（１Ｒ）より外周（４１Ｒ）側へ前記ローラ（１０，２０）が転動することにより前記上型（４０）からひだ折り加工後の製品（１Ｘ）が離脱して落下するひだ折り製品落下工程（Ｓ３０）と、
を有するものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、シート状の濾過材料に極力手を触れずに完結するひだ折り工程とすることで、細菌や汚染物質等が人の手から付着する不具合と、ひだ折り工程の最中に濾過材料を破断する不具合と、高度かつ均質な濾過性能を保証するための形状同一性を欠くような不具合を避け易く、１枚の濾過材料を折り目付け成形する工程を短時間で効率良くする濾過シート材のひだ折り装置、そのシステム及び方法を提供することができる。その結果、今まで手折りで１分かかっていたところを、汚染もなく１０秒程度の短時間で折れる程に省力化できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施例に係る濾過シート材のひだ折り装置（以下、「本装置」又は「ひだ折りユニット」ともいう）の概略を一部透視して示す側面図である。
【図２】本装置の概略を一部透視して示す正面図である。
【図３】本装置の転動支援機構の配置を一部透視して示す平面図である。
【図４】本装置で採用された退避機構の動作を説明する側面図である。
【図５】本装置で採用されたシーソー型の退避機構を説明する単品の図であり、図５（Ａ）はシーソーを鉛直方向から視認した平面図、図５（Ｂ）はシーソーを直角方向から視認した平面図、図５（Ｃ）は側面図、図５（Ｄ）は図５（Ｃ）のシーソーを後方向から視認した背面図である。
【図６】本装置で採用されたスライダ型の退避機構を説明する単品の図であり、図６（Ａ）は平面図、図６（Ｂ）は側面図である。
【図７】本装置の上型とその支援機構を示す説明図であり、図７（Ａ）は押さえ羽根枠の平面図、図７（Ｂ）は昇降フレームに固定された上型と、上下摺動可能な押さえ羽根の側面図である。る。
【図８】本発明の実施例に係る濾過シート材のひだ折りシステム（以下、「本システム」ともいう）を一部透視して説明する図であり、図８（Ａ）は側面図、図８（Ｂ）は正面図、図８（Ｃ）は型面から円形濾紙が離脱する直前の斜視図である。
【図９】本装置、本ユニット又は本方法により成形されたひだ折り濾紙を示す斜視図である。
【図１０】本方法の手順を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
［基本実施例］
以下、図１〜図１０を参照して本発明の基本実施例について説明する。
図１は、本発明の実施例に係る濾過シート材のひだ折り装置（以下、「本装置１００」又は「ひだ折りユニット６９」ともいう）の概略を一部透視して示す側面図である。図２は、本装置の概略を一部透視して示す正面図である。図１及び図２に示す本装置１００は、図８を用いて後述するように濾過シート材のひだ折りシステム（以下、「本システム」ともいう）３００を構成するひだ折りユニット６９としても有用である。
【００２３】
本装置１００は、基台３０と、上型４０と、上型昇降手段５０と、ローラ１０，２０と、回転軸６３（図５、図６）と、スプリング（付勢手段）１１，１２（図６）と、転動支援機構６０と、を備えて主要部が構成されている。また、本装置１００は、ローラ１０，２０と上型４０との間に生じる空間Ｇの下方には装填ガイド枠５４（図４）に基づく装填ステージが形成されている。この装填ステージに装填した円形の濾過シート材（以下、「円形濾紙」ともいう）１に対し、所定の中心角で山折りＬ及び谷折りＭのひだを交互に形成して円錐形の蛇腹面２（図９）を形成するものである。なお、図１において、２点鎖線等による仮想線で示した昇降レバー５８と、それに係合する昇降連接機構５９については、［変形実施例］として後述する。
【００２４】
基台３０は、その水平面３２の高さが作動位置Ｊに設定されている。作動位置Ｊについては後述する。水平面３２には、概ね中央部に上型４０が通過可能な製品通過孔３３（図３参照）が穿設され、棒状部材６１，６２は、製品通過孔３３の周縁部３４から鉛直軸Ｚに向けて配設されている。
【００２５】
上型４０には、図７に示して後述するように、下向きの円錐面に稜線Ｗ及び谷線Ｖが形成されている。これら稜線Ｗ及び谷線Ｖは、円形濾紙１に対し所定の中心角で山折りＬ及び谷折りＭのひだを交互に形成して円錐形の蛇腹面２（図９）を形成するものである。上型４０は、ひだに対応する稜線Ｗ及び谷線Ｖが交互に形成された円錐形の型面４１で円形濾紙１を上方から型押しする。上型昇降手段５０は、基台３０に配設されて上型４０を鉛直に貫く鉛直軸Ｚに沿って昇降させる。なお、図２の下方において、稜線Ｗ及び谷線Ｖについて、煩雑さを避けるため一部を間引いて記載している。
【００２６】
上型昇降手段５０は、上型４０のストロークを上限Ｕから下限Ｋまでに規定し、そのストロークを上下動する。本装置１００の上型昇降手段５０では、操作受付部９１（図８（Ｂ））が受け付けた操作指示に応じて電力や空気圧によって駆動する。上型昇降手段５０として、例えば、圧縮空気の配管設備が整った事業所では空気圧によるエアシリンダを用いることが有利であり、そうでない場合は、電動式、あるいは手動式［変形実施例］であることが好ましい。
【００２７】
上型昇降手段５０に固定された昇降フレーム５１には、その先端から鉛直下向きに上型懸垂棒５２が固定され、その上型懸垂棒５２の先端に上型４０が円錐形の頂点を下向きにして固定されている。したがって、上型４０は上型昇降手段５０により鉛直方向に昇降動作する。また、昇降フレーム５１には、上型懸垂棒５２とともに水平フレーム４２（図２）が均等振り分け状態で固定されている。
【００２８】
その水平フレーム４２の両端に１対の摺動係合部４４を介して各１本、合計２本の摺動懸垂棒４３が、鉛直方向に摺動自在に懸垂されている。２本の摺動懸垂棒４３は、それぞれの下端に押さえ羽根枠４５を固定している。押さえ羽根枠４５については図７（Ａ）を用いて後述する。
【００２９】
ローラ１０，２０は、基台３０に転動支援機構６０（図３）を介してひだの数Ｎだけ配設されている。ここでは、山谷各１２、ひだの数Ｎ＝２４を一例としている。したがって、合計２４組のローラ１０，２０は、それぞれ設定角度の異なる個別の回転軸６３に軸支されている。上述した合計２４組のローラ１０，２０は、１２組の第１ローラ１０（単に「ローラ１０」ともいう）と、１２組の第２ローラ２０（単に「ローラ２０」ともいう）と、より構成されている。
【００３０】
なお、ローラ１０，２０及び上型４０は、それぞれ金属製材料を用いても実施可能であるが、本発明の用途に鑑み、接触した相手、すなわち円形濾紙１に対する汚染が少ない点で、ジュラコン（登録商標）、ＰＯＭ（ポリオキシメチレン、polyoxymethylene）やテフロン（登録商標）等の樹脂製であることが好ましい。
【００３１】
ローラ１０，２０は、上型４０が製品通過孔３３の通過を阻止する姿勢で待機するとともに、上型４０の通過時に押し退けられて退避するように第１、第２退避機構６４，６５を有して構成されている。
【００３２】
このように、第１ローラ１０を備えた第１退避機構６４（以下、単に「退避機構６４」ともいう）（図５）は、基台３０の上面でシーソー型に構成されている。すなわち、基台３０の上面に第１ローラ１０を軸支されたシーソー型の退避機構６４が配設されている。
【００３３】
また、第２ローラ２０を備えた第２退避機構６５（以下、単に「退避機構６５」ともいう）（図６）は、基台３０の下面でスライダ型に構成されている。すなわち、基台３０の下面に第２ローラ２０を軸支されたスライダ型の退避機構６５が配設されている。
【００３４】
図２に示す装填口４は、図８（Ａ）に示した利用者の手を入れることが可能である。装填ガイド枠５４については、図４を用いて後述するように、装填口４から円形濾紙１を１枚だけ載置して装填可能な位置に配設されている。押さえ羽根５３については、図７を用いて後述する。空間Ｇの下方には装填ガイド枠５４（図４）に基づく装填ステージが形成されている。
【００３５】
図３は、本装置の転動支援機構の配置を一部透視して示す平面図である。図３に示すように、転動支援機構６０は、基台３０上で鉛直軸Ｚを中心に放射状に配設された２４組のローラ１０，２０により構成されている。図１〜図３に示すように、転動支援機構６０は、２４組のローラ１０，２０を円錐形の型面４１に対し、その頂部Ｔから稜線Ｗ及び谷線Ｖに沿って放射方向に転動させる。転動支援機構６０は、上型昇降手段５０が可動範囲の下限Ｋより上型４０の高さＨ分だけ高い作動位置Ｊから下限Ｋまで移動する動作に連動して動作する。
【００３６】
図４は、本装置で採用された退避機構の動作を説明する側面図である。図３及び図４に示すように、転動支援機構６０は、基台３０に配設されており、２４組のローラ１０，２０が押し退けられる経路を案内する。図１〜図４に示すように、ローラ１０，２０は、スプリング（付勢手段）１１，１２（図６）の付勢力に抗して下降する円錐形の型面４１により押し退けられる。
【００３７】
なお、２４組のローラ１０，２０は、図３に示したように、放射状に配置されている。これら各ローラ１０，２０は、円錐面を下向きにした型面４１で放射状に形成された稜線Ｗ及び谷線Ｖに、それぞれ係合して転動する。これに対し、図４の正面図は、各ローラ１０，２０が押し退けられる退避動作を説明するものであり、各ローラ１０，２０の転動経路を厳格に表現するものではない。
【００３８】
図４に破線で示したように、装填ガイド枠５４は、環状で、上面の内周側が低いスロープ面１５を形成し、本装置１００（ひだ折りユニット６９）の装填口４から円形濾紙１を１枚だけ載置して装填可能な位置に配設されている。円形濾紙１は紙質、紙厚、直径の違う各種の規格品が存在する。これに対し、この装填ガイド枠５４の中心には、円形濾紙１の直径より小さいが、ひだ折り後の製品１Ｘ、及び上型４０ならば通過可能な孔径の製品通過孔３７が穿設されている。製品通過孔３７は、基台３０の製品通過孔３３に連通する。
【００３９】
図４に示す製品通過孔３７の周縁部には、鉛直方向にガイドピン５５が同心円上で等間隔に植設されている。また、ガイドピン５５は、ガイド孔５６，５７の何れかに移設することが可能である。装填ガイド枠５４は、このように移設可能なガイドピン５５の構成を有するので、一般的に多用されている大中小の３種類の円形濾紙１に適応できる。すなわち、円形濾紙１が大きい場合は、それに相応する大直径の同心円上に配設されたガイド孔５６にガイドピン５５を移設し、円形濾紙１が小さい場合は、それに相応する小直径の同心円上に配設されたガイド孔５７にガイドピン５５を移設すれば適応できる。
【００４０】
図５は、本装置で採用されたシーソー型の退避機構を説明する単品の図であり、図５（Ａ）はシーソー（棒状部材６１）を鉛直方向から視認した平面図、図５（Ｂ）はシーソーを直角方向から視認した平面図、図５（Ｃ）は側面図、図５（Ｄ）は図５（Ｃ）のシーソーを後方向から視認した背面図である。図５（Ａ）に示すように、第１ローラ１０は、鉛直軸Ｚに対する仮想の同心円６の接線７と一致する方向の回転軸６３に軸支されている。図３に示した転動支援機構６０の半分は、鉛直軸Ｚを中心として放射状に配設された棒状部材６１に軸支されたローラ１０を鉛直軸Ｚから退避させるシーソー型の退避機構６４により構成されている。
【００４１】
棒状部材６１は、製品通過孔３３の周縁部３４（図３）から鉛直軸Ｚに向けて配設されている。棒状部材（シーソー）６１の先端には、第１ローラ１０が軸支され、後端にはコイル型のスプリング１１の一端が係合されている。スプリング１１の他端は基台３０に係止されている。
【００４２】
退避機構６４は、鉛直軸Ｚに対する仮想の同心円３３（図３）の接線（不図示）７と一致する方向の回転軸６６に軸支されたシーソー６１により構成されている。シーソー６１は、図５（Ｃ）に示す左下がりの状態が待機状態であり、後端と基台３０との間に張架されたスプリング１１の張力によって後端を下げ、ローラ１０が軸支された前端を上げる方向に付勢されている。したがって、ローラ１０は、上型４０が下降すれば、その型面４１によって弾力的に押し下げられる。なお、装填ガイド枠５４の上面に形成されたスロープ面１５は、環状体の内周側が低くなるように傾斜しているので、シーソー６１が押し下げられる動作を妨げない。
【００４３】
図６は、本装置で採用されたスライダ型の退避機構を説明する単品の図であり、図６（Ａ）は平面図、図６（Ｂ）は側面図である。図６（Ａ）に示すように、第２ローラ２０は、鉛直軸Ｚに対する仮想の同心円８の接線９と一致する方向の回転軸６３に軸支されている。図３に示した転動支援機構６０の残り半分は、鉛直軸Ｚを中心として放射状に配設された棒状部材６２に軸支されたローラ２０を鉛直軸Ｚから退避させるスライダ型の退避機構６５により構成されている。
【００４４】
上述した合計２４組のローラ１０，２０は、１２組の第１ローラ１０と、１２組の第２ローラ２０と、により区別される。これら２種類のローラ１０，２０は、図３に示す平面視認において、交互に隣接するとともに、放射状に配設されている。また、図１、図２及び図４に示す正面視認において、１２組の第１ローラ１０は基台３０の上側に配設され、１２組の第２ローラ２０は基台３０の下側に配設されている。
【００４５】
２種類のうち一方の第１ローラ１０は、鋭角で薄刃状に形成された凸状周縁部１３を有する。その凸状周縁部１３は、上型４０の型面４１に形成された谷線Ｖの奥に濾過シート材１を押し込みながら転動することが可能である。また、他方の第２ローラ２０は、軸方向の断面を峡谷状に形成された凹状周縁部１４を有する。その凹状周縁部１４は、上型４０の型面４１に形成された稜線Ｗの両面に、濾過シート材１を被せて挟みながら転動することが可能である。
【００４６】
上述のように、両者は、周縁部１３，１４の形状が異なるほか、転動する相手、及び押し退けられる経路も、それぞれが異なる。一方の第１ローラ１０が転動する相手は型面４１の谷線Ｖであり、押し退けられる経路は縦斜め方向である。他方の第２ローラ２０が転動する相手は型面４１の綾線Ｗであり、押し退けられる経路は鉛直軸Ｚに対する直径方向のみである。
【００４７】
このように、転動支援機構６０は、２４組のローラ１０，２０が押し退けられる経路を案内する。ローラ１０，２０は、スプリング１１，１２の付勢力に抗して下降する円錐形の型面４１により押し退けられる。このため、第１ローラ１０は、上型４０の谷線Ｖに係合して転動する凸状周縁部１３を有する。第２ローラ２０は、上型４０の稜線Ｗに係合して転動する凹状周縁部１４を有する。これら、第１、第２ローラ１０，２０は、スプリング（付勢手段）１１，１２により、上型４０の型面４１に弾性的に押圧されている。
【００４８】
すなわち、スプリング１１，１２の付勢力に抗して上型４０が下降すると、その型面４１によって、ローラ１０，２０は押し退けられる構成である。ただし、上型４０が転動支援機構６０を全部押し退けて貫通してしまうと、上型４０が、「かえし」のついた罠（トラップ、trap）を形成し、「かえし」に捉えられた状態となり戻れない。したがって、上型４０のストロークは、上型昇降手段５０その他により、上限Ｕと下限Ｋとを規定され、それらの間を上下動するように制限されている。
【００４９】
上述のように、上型４０の型面４１は、下向きの円錐面に稜線Ｗ及び谷線Ｖが形成されており、これらの稜線Ｗ及び谷線Ｖのそれぞれに対応づけられた各ローラ１０，２０が転動する。このとき、円形濾紙１は、上型４０と各ローラ１０，２０との間に挟まれる位置、すなわち、図１、図２及び図８に示す空間Ｇに装填されている。本装置１００は、上型昇降手段５０が上型４０を下降させるように動作し、その動作に連動するローラ１０，２０が、上型４０の型面４１に当接する円形濾紙１を下方から圧接しながら転動して折り目を付ける。
【００５０】
図７は、本装置の上型とその支援機構を示す説明図であり、図７（Ａ）は押さえ羽根枠の平面図、図７（Ｂ）は昇降フレームに固定された上型と、上下摺動可能な押さえ羽根の側面図である。図７（Ａ）に示す環状の板材でなる押さえ羽根枠４５は、図７（Ｂ）に示すように２本の摺動懸垂棒４３それぞれの下端に、板面が水平になるように固定されている。この押さえ羽根枠４５には、１２枚の押さえ羽根５３が等間隔に放射状かつ下向きに植設されている。
【００５１】
ここで、装填ガイド枠５４（図４）に円形濾紙１が載置された状態で、上型昇降手段５０が昇降フレーム５１を下降させる。すると、円形濾紙１の上面１Ｐに対し、上型４０及び押さえ羽根５３それぞれの最下部が接触する。また、摺動懸垂棒４３は、摺動係合部４４を介して水平フレーム４２と摺動自在に懸垂されている。このとき、水平フレーム４２に対して高さ方向に摺動自在である押さえ羽根５３は、円形濾紙１の周縁部を軽く押さえ付けた状態で高さを維持する一方、上型４０だけが押さえ羽根枠４５の上型通過孔３８を通過する。
【００５２】
押さえ羽根５３は、型面４１の外側に向けて稜線Ｗを拡張した位置付けと機能を有している。つまり、上型４０が下降動作を開始してから、円形濾紙１の中心Ｏに上型４０の最下端が当接すると同時に押さえ羽根５３も周縁部１Ｒ近傍に当接する。そのとき、円形濾紙１は、合計１２点をガイドピン５５で周縁部１Ｒから位置決めされた状態で、中心Ｏ及び周縁部１Ｒ近傍の合計１３点で押されるので、不正に湾曲することなく、型面４１沿って正しく成型される。
【００５３】
本発明によれば、シート状の濾過材料に極力手を触れずに完結するひだ折り工程とすることで、細菌や汚染物質等が人の手から付着する不具合と、ひだ折り工程の最中に濾過材料を破断する不具合と、高度かつ均質な濾過性能を保証するための形状同一性を欠くような不具合を避け易く、１枚の濾過材料を折り目付け成形する工程を短時間で効率良くする濾過シート材のひだ折り装置、そのシステム及び方法を提供することができる。その結果、今まで手折りで１分かかっていたところを、汚染もなく１０秒程度の短時間で折れる程に省力化できる。
【００５４】
［システム構成］
図８は、本システムを説明する図であり、図８（Ａ）は側面図、図８（Ｂ）は正面図、図８（Ｃ）は型面から円形濾紙が離脱する直前の斜視図である。図８に示すように、本システム３００は、本装置１００（ひだ折りユニット６９）に付設して動作可能な、給紙ユニット７０と、製品受け取りユニット８０と、各ユニットを統合制御する制御部９０と、を組み合わせたものである。
【００５５】
給紙ユニット７０は、上型４０が可動範囲の上限Ｕ近傍に到達したタイミングで補充スペース７３から円形濾紙１を負圧により１枚だけ装填する単一シート掴み取り手段７１を有する。なお、本装置１００（ひだ折りユニット６９）を単独で用いる場合、制御部９０は大幅に簡略化することが可能である。あるいは不要である。
【００５６】
製品受け取りユニット８０は、積層高さ管理手段８２と、枚葉機能８３と、の少なくとも何れかを有する。積層高さ管理手段８２は、エッジ位置検出センサ８１その他から得られた情報に基づいて、ひだ折り加工済みの製品１Ｘが積み上げられた高さＦを最適管理する。枚葉機能８３は、製品１Ｘが積み上げられた枚数を積算する。制御部９０は、各ユニットを統合制御するプログラムを実行可能なコンピュータによる制御機能を有する。本システム３００は、顧客ニーズに応じて各ユニットをカスタマイズし易い長所がある。
【００５７】
製品受け取りユニット８０について、より詳細には、以下に例示するとおりである。製品受け皿８４の高さが固定されている場合、製品１Ｘが積み上がるにつれてエッジ１Ｒの高さも上昇して不都合が生じる。これを避けるため、図８（Ａ）に示す位置検出センサ８１の高さにエッジ１Ｒを一致させることが、製品１Ｘのひだを複数枚にわたって揃えた状態を維持しながら積み上げるのに都合が良い。
【００５８】
位置検出センサ８１は、図９に示す製品１Ｘのエッジ１Ｒを赤外線センサ等で捕捉する。積層高さ管理手段８２は、製品１Ｘが積み上げられた高さＦを維持するように、製品受け皿８４の高さを自動制御する。枚葉機能８３は、位置検出センサ８１を兼用しても良く、製品１Ｘが上型４０から離脱して受け皿８４へと落下する際の視覚的情報を処理して製品１Ｘが積み上げられた枚数を積算する。制御部９０は、各ユニットを統合制御する以外にも、積層高さ管理手段８２及び枚葉機能８３を作動させるためのプログラムと、それを実行可能なコンピュータを備えて最適管理する。
【００５９】
図９は、本本装置、本ユニット又は本方法により成形されたひだ折り濾紙を示す斜視図である。図９に示すように、ひだ折り加工後の製品１Ｘは、全体的に円錐形であり、円形濾紙１の中心Ｏ近傍から半径Ｒ方向の放射状にひだ毎の稜線Ｗ及び谷線Ｖが形成されている。
【００６０】
上述したように、中心Ｏ下面１Ｑの近傍に当接するローラ１０，２０が、上型４０の円錐形の型面４１に形成されたひだ毎の稜線Ｗ及び谷線Ｖに沿って、転動して型押しする。なお、稜線Ｗ及び谷線Ｖについて、ここでは、製品１Ｘの全体を外側から視認し、円錐形の１つの山に見立てた上で、山折りＬにより形成された稜線Ｗとし、谷折りＭにより形成された谷線Ｖとするように、それぞれを呼称している。
【００６１】
図１０は、本方法の手順を説明するためのフローチャートである。図１０に示すように、本方法は、円形濾紙１に対し所定の中心角で山折りＬ及び谷折りＭのひだを交互に形成して円錐形の蛇腹面２を形成する円形濾紙１のひだ折り方法であって、円形濾紙装填工程（Ｓ１０）と、型押し工程（Ｓ２０）と、ひだ折り製品落下工程（Ｓ３０）と、を有している。
【００６２】
円形濾紙装填工程（Ｓ１０）では、鉛直に昇降可能な上型４０を基台３０より高く上昇させて、基台３０との間に生じる空間Ｇを生じさせ、そこに円形濾紙１を装填する。このとき現れた空間Ｇの下方には装填ガイド枠５４に基づく装填ステージが形成されている。この装填ステージにひだ折り加工前の円形濾紙１を載置するように装填する。上型４０は、下方に頂部Ｔを向けた円錐形の型面４１に、ひだに対応する稜線Ｗ及び谷線Ｖが形成されている。
【００６３】
つぎに、型押し工程（Ｓ２０）では、上型４０を鉛直に下降させて円形濾紙１を上面１Ｐ（図９）から押下げる。このとき、円形濾紙１の下面１Ｑ（図９）の中心Ｏ近傍に当接するローラ１０，２０が、上型４０の円錐形の型面４１に形成されたひだ毎の稜線Ｗ及び谷線Ｖに沿って、中心Ｏ近傍から半径Ｒ方向の放射状に転動して型押しする。
【００６４】
さらに、ひだ折り製品落下工程（Ｓ３０）では、上型４０が昇降動作するストロークの下限Ｋまで下降する。このとき、ローラ１０，２０は、円形濾紙１の周縁部１Ｒより外周４１Ｒ側へ転動する（図８（Ｃ）参照）。その結果、上型４０の型面４１に当接していた上型４０からひだ折り加工後の製品１Ｘが離脱して落下する。
【００６５】
［変形例］
本装置２００は、上型昇降手段５０の昇降駆動が手動操作のみにより駆動される機構である。より具体的には、図１に２点鎖線等の仮想線で示すように、昇降レバー５８と、それに係合する昇降連接機構５９で構成されている。本装置２００は、手動操作のみにより駆動される機構であるため、電力や空気圧を必要とせず、簡素な構成で目的を達成できる。その場合、当然に制御部９０（図８）は不要である。なお、図１に示した昇降レバー５８及び昇降連接機構５９は一例に過ぎない。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明に係る濾過シート材のひだ折り装置、システム又はそのひだ折り方法によれば、細菌や汚染物質等が人の手から濾過シート材に付着し難いという長所に加えて、形状同一性に基づいて高度かつ均質な濾過性能の濾過シート材を効率良く生産できる。その結果、今まで手折りで１分かかっていたところを、汚染もなく１０秒程度の短時間で折れる程に省力化できた。特に、手動操作のみにより駆動される機構で構成された変形例に係る本装置は、需要に応じた少数の円形濾紙を、使用の都度に、その場でひだ折り加工できるという長所を備えた廉価で簡素な装置として採用される可能性がある。
【００６７】
このような長所を有する本発明は、日本全国で稼動する１３５箇所の食品衛生法登録検査機関、１７２２箇所の計量証明事業所において、検査機器用の円形濾紙をひだ折りする手段として採用される可能性がある。それらの事業所では、ひだ折り濾紙を必要とする検査機器が、食品連動分析及び環境分析に用いられている。本発明は、そのような分析現場でひだ折り濾紙を使用する都度に実施される可能性がある。
【符号の説明】
【００６８】
１  円形濾紙（濾過シート材）、１Ｐ  （濾過シート材１の）上面、１Ｑ  （濾過シート材１の）下面、Ｏ  （濾過シート材１の）中心、１Ｒ  （濾過シート材１の）周縁部、１Ｘ  ひだ折り濾紙（製品）、２  （濾過シート材１の）蛇腹面、３  上金型、４  装填口、５  押さえ羽根軸、６，８  （鉛直軸Ｚに対する）仮想の同心円、７，９  （同心円８の）接線、１０，２０  第１，第２ローラ、１１，１２  スプリング（付勢手段）、１３  （第１ローラ１０の）凸状周縁部、１４  （第２ローラ２０の）凹状周縁部、１５  スロープ面、３０  基台、３２  （基台３０の）水平面、３３，３７  製品通過孔、３４  （製品通過孔３３の）周縁部、３８  上型通過孔、４０  上型、４１  型面、４１Ｒ  （型面４１のうち当接した濾過シート材１の周縁部１Ｒよりも）外周側、４２  水平フレーム、４３  摺動懸垂棒、４４  摺動係合部、４５  押さえ羽根枠、５０  上型昇降手段、５１  昇降フレーム、５２  上型懸垂棒、５３  押さえ羽根、５４  装填ガイド枠、５５  ガイドピン、５６，５７  ガイド孔、５８  昇降レバー、５９  （手動操作のみで完結する）昇降機構、６０  転動支援機構、６１，６２  棒状部材、６３  （ローラ１０，２０の）回転軸、６４  （シーソー型の第１）退避機構（シーソー）、６５  （スライダ型の第２）退避機構（スライダ）、６６  シーソー軸、６７  スライダガイドホルダ、６９  ひだ折りユニット、７０  給紙ユニット、７１  単一シート掴み取り機構（手段）、７３  補充スペース、８０  製品受け取りユニット、８１  エッジ位置検出センサ、８２  積層高さ管理手段、８３  枚葉機能、８４  製品受け皿、９０  制御部、９１  操作受付部、１００，２００  濾過シート材のひだ折り装置、３００  濾過シート材のひだ折りシステム、Ｅ  基準点、Ｆ  （製品１Ｘが積み上げられた）高さ、Ｇ  空間、Ｈ  （上型４０の）高さ、Ｋ  （可動範囲の）下限、Ｌ  山折り、Ｍ  谷折り、Ｎ  ひだの数、Ｏ  （円形濾紙１の）の中心、Ｗ  稜線、Ｖ  谷線、Ｓ１０  濾過シート材装填工程、Ｓ２０  型押し工程、Ｓ３０  ひだ折り製品落下工程、Ｔ  頂部Ｔ、Ｕ  （可動範囲の）上限、Ｚ  鉛直軸
【図１】
2018118218.tif 000003
【図２】
2018118218.tif 000004
【図３】
2018118218.tif 000005
【図４】
2018118218.tif 000006
【図５】
2018118218.tif 000007
【図６】
2018118218.tif 000008
【図７】
2018118218.tif 000009
【図８】
2018118218.tif 000010
【図９】
2018118218.tif 000011
【図１０】
2018118218.tif 000012