(57)【要約】【課題】ワイヤをコイル型に巻き、このコイル間スリットによりサブミクロンオーダーの濾過性能をもつフィルターエレメントの製造に関し、高精度のコイル型フィルターエレメントを容易に、かつ安定的に製造すること。【解決手段】ワイヤ１０をコイル型に巻き、このコイル１０ａ，１０ａ間の微細スリットによるフィルターエレメントの製造方法であって、目標とするスリット幅の１／２相当の厚さの金属メッキを施したワイヤ１０を製作し、上記金属メッキを施したワイヤを、縦方向の多数の押え棒１２ａを外周に備えた籠形フレーム１２に一定の張力をかけて密着巻きしてコイル型アセンブリを構成し、ワイヤ１０が上記籠形フレーム１２に密着巻きされたコイル型アセンブリに対して化学的、電気的、或は電気化学的に処理を施して、そのワイヤ表面のメッキ層１１を除去して、コイル間にスリット１３を形成するコイル型フィルターエレメントの製造方法。【選択図】図  １
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤをコイル型に巻き、このコイル間の微細スリットにより液体、気体あるいは粉体等を濾過するフィルターのフィルターエレメントの製造方法であって、
目標とするスリット幅の１／２相当の厚さの金属メッキを施したワイヤを製作し、
上記金属メッキを施したワイヤを、縦方向の多数の押え棒を外周に備えた籠形フレームに一定の張力をかけて密着巻きしてコイル型アセンブリを構成し、
ワイヤが上記籠形フレームに密着巻きされたコイル型アセンブリに対して化学的、電気的、あるいは電気化学的に処理を施して、そのワイヤ表面のメッキ層を除去して、コイル間にスリットを形成するコイル型フィルターエレメントの製造方法。
【請求項２】
コイル型アセンブリを構成して後に、当該コイル型アセンブリにおけるワイヤを上記籠形フレームの上記押え棒に溶接して固着する請求項１のコイル型フィルターエレメントの製造方法。
【請求項３】
上記金属メッキ層の厚さが０．５μｍ以下である、請求項１のコイル型フィルターエレメントの製造方法。
【請求項４】
上記ワイヤ線径が０．０５〜０．５ｍｍであり、上記金属メッキ層の厚さが０．０５〜０．５μｍである、請求項１のコイル型フィルターエレメントの製造方法。
【請求項５】
上記ワイヤがステンレス鋼製のものである、請求項１乃至請求項４のコイル型フィルターエレメントの製造方法。
【請求項６】
上記金属メッキが銅メッキ又は亜鉛メッキあるいはニッケルメッキである、請求項１のコイル型フィルターエレメントの製造方法。
【請求項７】
上記金属メッキ層の除去方法が、酸洗処理または電解処理によるものであることである、請求項１のコイル型フィルターエレメントの製造方法。
【請求項８】
ワイヤをコイル型に巻き、このコイル間の微細スリットにより液体を濾過するフィルターのフィルターエレメントであって、
上記ワイヤが表面加工されていない単純形状の金属線材であり、
縦方向の多数の押え棒を外周に備えた籠形フレームに一定の張力をかけて上記ワイヤが巻回されており、
各コイル間に幅１μｍ未満のスリットが螺旋状に形成されている、コイル型フィルターエレメント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はワイヤをコイル型に巻き、このコイル間スリットによって液体、気体あるいは粉体等を濾過するフィルターに使用されるフィルターエレメントの製造方法、殊に、サブミクロン（０．１μｍ）オーダーの濾過性能をもつコイル型フィルターエレメントの製造方法に関するものであり、高精度のコイル型フィルターエレメントを簡単容易にかつ安定的に製造することができるものである。
【背景技術】
【０００２】
コイル型フィルターエレメントとして、特開平８−１９６８２１号公報に記載されているもの、特開２００１−３００２１３号公報に記載されているもの、特開２００２−１０２６号公報に記載されているものなどがある。
上記公報に記載されたフィルターエレメントはコイルスプリングのコイル間の微小スリットを利用するものであり、微小で均一なスリットを、コイル巻きピッチの調整によってコイル間に形成するのは困難であるので、より精密な濾過性能を得るためには濾過助材をスプリングフィルターに付加して複合フィルターとするか、ワイヤに表面加工を施して密着したコイル間に微小スリットが機械的に形成されるようにする等の工夫を講じるのが、これまでの技術である。
【０００３】
上記特開平８−１９６８２１号公報に記載されているものは、ワイヤ表面に一定間隔で微細な突起を形成し、コイル密着面に上記突起が介在するようにしてワイヤを密着巻きすることで、上記突起の高さに相当するスリットをコイル間に形成するようにしている。しかし、ミクロンオーダーの微細突起を安定的に形成することさえ容易でなく、また、この微細突起を隣接ワイヤに正確に当接させながら密着巻きすることも容易ではないので、高精度のフィルターエレメントを製作するのは極めて困難であり、まして、サブミクロンオーダーの高精度フィルターエレメントを製造することは実際上不可能である。
【０００４】
また、特開２００１−３００２１３号公報に記載されているものは、ワイヤに一定間隔で微細切り込みを設け、密着巻きされたコイル間に上記微細切り込みによる微細孔を形成するものである。これには濾過効率が低いという問題があり、また、ミクロンオーダーの微細切り欠きを均一に多数形成することは容易でないという問題もある。
さらに、特開２００２−１０２６号公報に記載されているものは、図６乃至図８に示すものであり、縦の多数の押え棒４と上下両端の押え金具３とによるフレームＦにワイヤを巻き付け、コイル１の両端を上記押え金具３で押えてコイル型フィルターエレメントを構成したものである。そしてこのものは、特別な加工を施したワイヤを用いることなしに、微小スリットを備えたコイル型フィルターエレメントを構成したものであり、コイル１，１の間に、スペーサ２の放射方向に延びた薄いプレート２ａを介在させておいてコイルスプリングを圧縮して、上記プレート２ａにコイルを密着させて、該プレート２ａの厚さ相当のスリット幅ｔをコイル１，１間に形成するものである。このプレート２ａの厚さを加減することで、所定のスリットをコイル間に形成することができる。しかし、スリット幅ｔを厳格に規定し得る強さを薄いプレート２ａが備えていることが必要であり、そのようなプレートを均等に極めて薄くするには限界があるので、これによってサブミクロンオーダーのスリットを備えた高精度コイル型フィルターエレメントを構成することは実際上困難である。
【特許文献１】特開平８−１９６８２１号公報
【特許文献２】特開２００１−３００２１３号公報
【特許文献３】特開２００２−１０２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
濾過性能がサブミクロンオーダーの高精度のコイル型フィルターエレメントを構成することは、従来技術では不可能であり、また、ワイヤをコイル型に密着巻きする場合にその巻きピッチを正確に一定にすることは比較的容易であるが、コイル間にサブミクロンオーダーの微小スリットを介在させた状態で正確に一定ピッチでコイル巻きすることは、ほとんど不可能である。他方、コイル型でコイル間のスリットを一定にしたコイル型フィルターエレメントはその濾過精度が安定しており、濾過効率も比較的に高い。
そこで、この発明は、コイル間のサブミクロンオーダーのスリットによる高精度のコイル型フィルターエレメントを簡便にかつ高品質で製造できる、コイル型フィルターエレメント製造方法を工夫することをその課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題解決のための手段は、ワイヤをコイル型に巻き、このコイル間の微細スリットによって液体、気体あるいは粉体等を濾過するフィルターに使用されるコイル型フィルターエレメントの製造方法について、次の（イ）〜（ハ）によるものである。
（イ）目標とするスリット幅の１／２相当の厚さの金属メッキを施したワイヤを製作すること、
（ロ）上記金属メッキを施したワイヤを、縦方向の多数の押え棒を外周に備えた籠形フレームに一定の張力をかけて密着巻きしてコイル型アセンブリを構成したこと、
（ハ）ワイヤが上記籠形フレームに密着巻されたコイル型アセンブリに対して化学的、電気的、あるいは電気化学的に処理を施して、そのワイヤ表面のメッキ層を除去して、コイル間にスリットを形成すること。
【０００７】
〔作用〕
上記籠形フレームに一定の張力をかけて金属メッキを施したワイヤを密着巻きして形成されたコイル型アセンブリは、そのワイヤが上記籠形フレームに一定の張力で密着巻きされたものであるから、籠形フレームの上記縦方向の押え棒に摩擦的に結合されしっかりと保持されている。この状態のままでワイヤ表面の金属メッキ層が化学的、電気的、あるいは電気化学的な処理によって除去されると、隣接するコイル間のメッキ層がなくなるので、そこにメッキ層の厚さの２倍の幅のスリットが形成される。
メッキ層の厚さはワイヤ全表面において均一であるから、ワイヤ間に形成される上記スリットの幅は均一であり、しかも安定的に一定に形成される。
そして、その後もワイヤは上記籠形フレームによってその巻き状態に保持されるから、ワイヤ間のスリットは一定に保持される。
そして、金属メッキ、密着巻き、メッキ除去はともに極めて一般的なものであり、金属メッキ層の厚さを安定的に±０．０１μｍオーダーの精度で制御することは十分に可能であり、そのコストは高くない。また、密着巻きの精度は高くて安定しており、メッキ除去の精度も高くて変動が極めて小さい。
したがって、スリット幅がサブミクロンオーダーの高精度高品質のコイル型フィルターエレメントが安定的にかつ簡単容易に製造される。
【０００８】
〔実施態様１〕
実施態様１は、コイル型アセンブリを構成して後に、当該コイル型アセンブリにおけるワイヤを上記籠形フレームの上記押え棒に溶接して固着することである。
〔作用〕
密着巻きするときのワイヤ張力を十分大きくすることで、密着巻きされたワイヤを上記籠形フレームの上記押え棒に摩擦的にしっかりと固定することができ、これによって巻きピッチを固定することができるが、ワイヤ張力に対抗して十分に保形される程度に上記籠形フレームの強度・剛性が高いことが必要である。しかしワイヤを上記籠形フレームの上記押え棒に溶接して固着することによって、ワイヤを籠形フレームに巻き付けるときの張力が比較的小さくても、密着巻きされたワイヤを上記籠形フレームにしっかりと固定し、巻きピッチが変わることを防止することができる。ワイヤ巻の張力を小さくすることで上記籠形フレームの強度・剛性（殊に押え棒の曲げ剛性）を小さくすることができる。
【０００９】
〔実施態様２〕
実施態様２は、解決手段における金属メッキ層の厚さが０．５μｍ以下であることである。
【００１０】
〔実施態様３〕
実施態様３は、解決手段におけるワイヤ線径が０．０５〜０．５ｍｍであり、上記金属メッキ層の厚さが０．０５〜０．５μｍであることである。
〔作用〕
極めて細いワイヤを密着巻きして、幅が０．１〜１．０μｍのスリットを備えた極めて高精度のコイル型フィルターエレメントを簡単容易に製造することができる。
【００１１】
〔実施態様４〕
実施態様４は、解決手段におけるワイヤがステンレス鋼製のものであることである。
〔作用〕
ステンレス鋼製ワイヤは金属メッキ処理、メッキ除去処理に対して化学的に安定しているので、製造工程においてワイヤ表面が損傷されるおそれがなく、したがって、予定通りのコイル型フィルターエレメントを解決手段１の製造方法で安定的に製造することができる。
【００１２】
〔実施態様５〕
実施態様５は、解決手段における金属メッキが銅メッキ又は亜鉛メッキあるいはニッケルメッキであることである。
【００１３】
〔実施態様６〕
実施態様６は、解決手段における金属メッキの除去方法が、酸洗処理又は電解処理によるものであることである。
【発明の効果】
【００１４】
この発明は所定厚さの金属メッキ層を施したワイヤを籠形フレームに密着巻きし、その各コイルを籠形フレームの縦の押え棒に固着させ、その後、上記金属メッキ層を除去することによって、サブミクロンオーダーのスリットを各コイル間に容易、正確に形成することができる。
金属メッキ層の厚さは、０．０１μｍオーダーの精度で極めて厳格に制御され、また密着巻きによる巻きピッチは容易に高精度で制御されるので、金属メッキ層を除去した後に残るスリットの幅は極めて高精度である。
また、ワイヤに特別な加工を施すものではないので、限りなく細いワイヤによる高精度のコイル型フィルターエレメントを容易に製造することができる。
また、金属メッキの厚さを加減するとコイル間のスリットの幅が加減され、このメッキの厚さの調整は極めて簡単容易であるから、スリットの幅を簡単容易に、正確に調整・変更することができる。
【００１５】
〔実施の形態〕
この実施の形態は、例えば、化学プロセス用濾過装置の溶剤を濾過するのに用いられる超高精度コイル型フィルターエレメントの製造方法、殊に、ワイヤ線径が０．１ｍｍ、スリットの幅が０．５μｍのコイル型フィルターエレメントの製造方法の例である。
【実施例１】
【００１６】
線径０．１ｍｍのステンレス鋼製ワイヤ１０に銅メッキしたものを、張力を負荷させて籠形フレーム１２に密着巻きしてコイル型アセンブリを構成する。なお、銅メッキのメッキ層１１の厚さは０．２５μｍであり、メッキ層の厚さの誤差は±０．０２５μｍである。
籠形フレーム１２はステンレス鋼製で、線径２．５ｍｍの縦の押え棒１２ａを、外周径１５ｍｍで３ｍｍ×３ｍｍの正方形断面形状を有する５つのリング１２ｂの外周に等間隔で８本縦添えして溶接したものである。
籠形フレーム１２に密着巻きされた個々のコイル１０ａを押え棒１２ａに適宜の位置で溶接して、コイル１０ａ，１０ａ間のピッチを固定している。
以上のコイル型アセンブリに対して酸洗処理を施して、コイル１０ａのメッキ層１１を除去する。メッキ層１１が除去されると各コイル１０ａの間のメッキ層１１がなくなるので、そこにメッキ層１１の厚さの２倍の幅ｔのスリット１３が形成される。そして、コイル１０ａは押え棒１２ａに固着されているので、スリットの幅ｔは一定に保持される。
【実施例２】
【００１７】
実施例２のコイル型アセンブリは実施例１のそれと基本的には違いがなく、籠形フレーム１２の基本構造、ワイヤを籠形フレーム（構造体）１２の押え棒に固定するための手段だけが異なる。
すなわち、実施例２の籠形フレーム１４のリング１４ｂは周方向幅０．１ｍｍの切り欠き１５によって一部が切断されてＣ形リングになっている点が異なる。
上記籠形フレーム１４を上記切り欠き１５の端が当接するまで半径方向に縮めた状態にし、この状態に適宜の金具で保持し、これに上記ワイヤを張力を負荷させて密着巻きし、その後、上記金具を外してリング１４ｂを弾性復元させてコイル型アセンブリを構成する。このコイル型アセンブリにおいては、リング１４ｂの弾性復元力によって押え棒１４ａが半径方向外方に押され、これによってコイル１０ａが強く張られ、押え棒１４ａの外周面に強く圧接されて摩擦的に結合する。したがって、コイル１０ａを押え棒１４ａに溶接して固定する必要はない。
その後、これを酸洗処理して、コイル１０ａのメッキ層１１を除去する。
【００１８】
なお、籠形フレーム１４のリング１４ｂの線径、切り欠き１５の幅を加減することによって上記リング１４ｂの弾性復元力が調節されるので、コイル１０ａが押え棒１４ａに確実に摩擦的に結合されるように、ワイヤ１０の線径等に応じてこれらを適当に選択すればよい。
ただし、コイル１０ａの押え棒１４ａに対する摩擦的結合だけではコイルが安定せず、コイルピッチが変化する恐れがある場合は、適宜箇所でコイル１０ａを押え棒１４ａに溶接して固着すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】は実施例１において、金属メッキしたワイヤを密着巻きしたコイルの断面図である。
【図２】は実施例１において、ワイヤを密着巻きしたコイルの金属メッキ層を除去したコイルの断面図である。
【図３】（ａ）は実施例の籠形フレームの平面図であり、（ｂ）は同正面図である。
【図４】は実施例１による、籠形フレームにワイヤを密着巻きした状態の平面図である。
【図５】は実施例２による、籠形フレームにワイヤを密着巻きした状態の平面図である。
【図６】は従来例の断面図である。
【図７】は同従来例の正面図である。
【図８】は同従来例におけるスペーサの平面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１０・・・ワイヤ
１０ａ・・・コイル
１１・・・金属メッキ層
１２，１４・・・籠形フレーム
１２ａ，１４ａ・・・押え棒
１２ｂ，１４ｂ・・・リング
１３・・・スリット
１５・・・切り欠き
ｔ・・・スリットの幅（スリット幅）
【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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【図８】
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