(57)【要約】  このフィルタは、第１の層及び第２の層とを少なくとも備える。第１の層は、第２の層よりも濾過対象物に近い側に位置する。第１の層は、第１方向に延び且つ第１方向と交差する第２方向において第１の間隔を空けて配列される第１構成材を備えると共に、第１構成材の上面と接し、第１方向とは交差する第３方向に延び且つ第３方向と交差する第４方向において第２の間隔を空けて配列される第２構成材を備える。第２の層は、第５方向に延び且つ第５方向と交差する第６方向において第３の間隔を空けて配列される第３構成材を備えると共に、第３構成材の上方と接し、第５方向とは交差する第７方向に延び且つ第７方向と交差する第８方向において第４の間隔を空けて配列される第４構成材を備える。第１の間隔と第２の間隔により第１の層に形成される第１の孔の１つの面積は、第３の間隔と第４の間隔により第２の層に形成される第２の孔の１つの面積よりも小さい。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の層、及び前記第２の層とを少なくとも備え、前記第１の層は、前記第２の層よりも濾過対象物に近い側に位置し、
前記第１の層は、
第１方向に延び、且つ前記第１方向と交差する第２方向において第１の間隔を空けて配列される第１構成材を備えるとともに、前記第１構成材の上面と接し、前記第１方向とは交差する第３方向に延び、且つ前記第３方向と交差する第４方向において第２の間隔を空けて配列される第２構成材を備え、
前記第２の層は、
第５方向に延び、且つ前記第５方向と交差する第６方向において第３の間隔を空けて配列される第３構成材を備えるとともに、前記第３構成材の上方と接し、前記第５方向とは交差する第７方向に延び且つ前記第７方向と交差する第８方向において第４の間隔を空けて配列される第４構成材を備え、
前記第１の間隔と前記第２の間隔により前記第１の層に形成される第１の孔の１つの面積は、前記第３の間隔と前記第４の間隔により前記第２の層に形成される第２の孔の１つの面積よりも小さいことを特徴とするフィルタ。
【請求項２】
前記第１の孔と前記第２の孔は、前記第１方向及び前記第３方向と直交する方向に沿って直線状に並ぶように配置される、請求項１記載のフィルタ。
【請求項３】
前記第３構成材及び前記第４構成材の前記第５方向及び前記第７方向と直交する第９方向に沿った厚さは、前記第１構成材及び前記第２構成材の前記第１方向及び前記第３方向と直交する第１０方向に沿った厚さよりも大きい、請求項１記載のフィルタ。
【請求項４】
前記第１構成材、前記第２構成材、前記第３構成材、及び前記第４構成材は、合成樹脂からなる、請求項１記載のフィルタ。
【請求項５】
フィルタの製造方法において、
第１の層を形成した後、その上方に第２の層を形成し、
第１の層は、
第１方向に延び、且つ前記第１方向と交差する第２方向において第１の間隔を空けて配列される第１構成材を形成し、且つ前記第１構成材の上面と接し、前記第１方向とは交差する第３方向に延び、且つ前記第３方向と交差する第４方向において第２の間隔を空けて配列される第２構成材を形成することにより形成され、
前記第２の層は、
第５方向に延び、且つ前記第５方向と交差する第６方向において第３の間隔を空けて配列される第３構成材を形成するとともに、前記第３構成材の上方と接し、前記第５方向とは交差する第７方向に延び且つ前記第７方向と交差する第８方向において第４の間隔を空けて配列される第４構成材をを形成することにより形成され、
前記第１の間隔と前記第２の間隔により前記第１の層に形成される第１の孔の１つの面積は、前記第３の間隔と前記第４の間隔により前記第２の層に形成される第２の孔の１つの面積よりも小さいことを特徴とする、フィルタの製造方法。
【請求項６】
前記第１の孔と前記第２の孔は、前記第１方向及び前記第３方向と直交する方向に沿って直線状に並ぶように配置される、請求項５記載のフィルタの製造方法。
【請求項７】
前記第３構成材及び前記第４構成材の前記第５方向及び前記第７方向と直交する第９方向に沿った厚さは、前記第１構成材及び前記第２構成材の前記第１方向及び前記第３方向と直交する第１０方向に沿った厚さよりも大きくされる、請求項５記載のフィルタの製造方法。
【請求項８】
フィルタと、前記フィルタを担持する筐体とを備え、
前記フィルタは、第１の層、及び前記第２の層とを少なくとも備え、
前記第１の層は、前記第２の層よりも濾過対象物に近い側に位置し、
前記第１の層は、
第１方向に延び、且つ前記第１方向と交差する第２方向において第１の間隔を空けて配列される第１構成材を備えるとともに、前記第１構成材の上面と接し、前記第１方向とは交差する第３方向に延び、且つ前記第３方向と交差する第４方向において第２の間隔を空けて配列される第２構成材を備え、
前記第２の層は、
第５方向に延び、且つ前記第５方向と交差する第６方向において第３の間隔を空けて配列される第３構成材を備えるとともに、前記第３構成材の上方と接し、前記第５方向とは交差する第７方向に延び且つ前記第７方向と交差する第８方向において第４の間隔を空けて配列される第４構成材を備え、
前記第１の間隔と前記第２の間隔により前記第１の層に形成される第１の孔の１つの面積は、前記第３の間隔と前記第４の間隔により前記第２の層に形成される第２の孔の１つの面積よりも小さい
ことを特徴とする分級機。
【請求項９】
前記筐体は、前記濾過対象物を通過させ且つ洗浄水を通過させる孔部を有する、請求項８記載の分級機。
【請求項１０】
前記筐体は円筒形状を有し、前記円筒の軸方向を中心として回転可能に構成され、
前記フィルタは、前記円筒形状の内壁に形成されている、請求項８記載の分級機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルタ及びその製造方法、並びに分級機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば土壌をサイズ分級するフィルタが知られている。また、土壌中の汚染物質を除去する場合には、土壌に水を混ぜて懸濁液とし、これをフィルタに通すことで分級を行っている。【０００３】
従来の土壌分級用のフィルタの多くは金属製である（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。土壌中の汚染物質を分離するには、土壌の懸濁液に強アルカリ性又は強酸性溶液を混合させる必要があるが、その場合、金属製のフィルタは溶解してしまう。【０００４】
このため、化学的に安定で、しかも小さい粒子を分級することができるフィルタが望まれている。また、このようなフィルタにおいて、フィルタ内に目詰まりした粒子を洗い流して、フィルタを再利用可能にすることが求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１０９９８５号公報
【特許文献２】特開２０１１−１４７８７２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、化学的に安定で、しかも小さい粒子を分級することができ、しかも目詰まりした粒子を洗い流して再利用可能としたフィルタ及びその製造方法、並びに分級機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様に係るフィルタは、第１の層、及び前記第２の層とを少なくとも備える。第１の層は、前記第２の層よりも濾過対象物に近い側に位置する。
第１の層は、第１方向に延び、且つ第１方向と交差する第２方向において第１の間隔を空けて配列される第１構成材を備えるとともに、第１構成材の上面と接し、前記第１方向とは交差する第３方向に延び、且つ第３方向と交差する第４方向において第２の間隔を空けて配列される第２構成材を備える。一方、第２の層は、第５方向に延び、且つ前記第５方向と交差する第６方向において第３の間隔を空けて配列される第３構成材を備えるとともに、第３構成材の上方と接し、第５方向とは交差する第７方向に延び且つ第７方向と交差する第８方向において第４の間隔を空けて配列される第４構成材を備える。第１の間隔と第２の間隔により第１の層に形成される第１の孔の１つの面積は、第３の間隔と第４の間隔により第２の層に形成される第２の孔の１つの面積よりも小さい。
本発明の一態様に係るフィルタの製造方法は、第１の層を形成した後、その上方に第２の層を形成する工程を有する。第１の層は、第１方向に延び、且つ前記第１方向と交差する第２方向において第１の間隔を空けて配列される第１構成材を形成し、且つ前記第１構成材の上面と接し、前記第１方向とは交差する第３方向に延び、且つ前記第３方向と交差する第４方向において第２の間隔を空けて配列される第２構成材を形成することにより形成される。一方、前記第２の層は、第５方向に延び、且つ前記第５方向と交差する第６方向において第３の間隔を空けて配列される第３構成材を形成するとともに、前記第３構成材の上方と接し、前記第５方向とは交差する第７方向に延び且つ前記第７方向と交差する第８方向において第４の間隔を空けて配列される第４構成材をを形成することにより形成される。前記第１の間隔と前記第２の間隔により前記第１の層に形成される第１の孔の１つの面積は、前記第３の間隔と前記第４の間隔により前記第２の層に形成される第２の孔の１つの面積よりも小さい。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施の形態に係るフィルタＦＳの構造を示す斜視図である。
【図２】フィルタＦＳの下層における構成材の配列を示す平面図である。
【図３】フィルタＦＳの上層における構成材の配列を示す平面図である。
【図４】フィルタＦＳの平面図である。
【図５】三次元造形装置の概略構成を示す斜視図である。
【図６】三次元造形装置の概略構成を示す正面図である。
【図７】ＸＹステージ１２の構成を示す斜視図である。
【図８】昇降テーブル１４の構成を示す平面図である。
【図９】フィルタＦＳを用いた分級機の構成例を示す。
【図１０】フィルタＦＳを用いた分級機の構成例を示す。
【図１１】フィルタＦＳを用いた分級機の構成例を示す。
【図１２】フィルタＦＳを用いた分級機の構成例を示す。
【図１３】第２の実施の形態に係るフィルタＦＳの構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
次に、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
【００１０】
［第１の実施の形態］
図１は、第１の実施の形態に係るフィルタＦＳの構造を示す斜視図である。このフィルタＦＳは、一方向に長手方向を有する構成材Ｒｉ、Ｒｉ’を、いわゆる井桁構造に積層させて構成される。すなわち、フィルタＦＳは、複数の層Ｌ１〜Ｌｎを備えており、各層Ｌｉ（ｉ＝１〜ｎ）には、それぞれ互いに交差する構成材Ｒｉ、Ｒｉ’が含まれる。構成材Ｒｉはある一方向、例えばＹ方向を長手方向として延びる材料であり、構成材Ｒｉ’は構成材Ｒｉとは異なる方向、例えばＸ方向を長手方向として延びる材料である。図１はｎ＝５の場合を図示している。
【００１１】
図１に示すように、最も下に位置する層Ｌ１では、構成材Ｒ１がＹ方向を長手方向として延引されるとともに、Ｘ方向に所定の間隔Ｗｇ１ｘを空けて、横幅Ｗｓ１ｘをもって配列される。
【００１２】
更に、これらの構成材Ｒ１とその上面で接するよう、構成材Ｒ１’が、Ｘ方向を長手方向として延引されるとともに、例えばＹ方向に所定の間隔Ｗｇ１ｙを空けて、横幅Ｗｓ１ｙをもって配列される。構成材Ｒ１とＲ１’は同じ材料で良いが、その交差部で所定以上の強度を持って接合可能であるならば、互いに異なる材料であってもよい。
【００１３】
この層Ｌ１では、Ｙ方向に伸びる構成材Ｒ１と、Ｘ方向に伸びる構成材Ｒ１’とが互いに交差するとともにその交点で上下方向で接合する井桁構造を構成する。そして、構成材Ｒ１とＲ１’とが、それぞれ間隔Ｗｇ１ｘ、Ｗｇ１ｙで配列される。この間隔Ｗｇ１ｘとＷｇ１ｙの部分において、フィルタＦＳによる濾過の対象とされる液体中の物質のうち、濾過されるべき粒子を通過させるための孔部が構成される。換言すれば、フィルタＦＳが濾過の対象とする液体中の物質は、この孔部を通るか、通らないかによりサイズ分級される。
【００１４】
この層Ｌ１よりも上層のＬ２〜Ｌ５では、層Ｌ１と同様に井桁構造が形成される。層Ｌ１中の構成材Ｒ１’の上面と層Ｌ２中の構成材Ｒ１の下面も同様にして接合され接合され、これが全ての層で繰り返されて、フィルタＦＳ全体として層Ｌ１〜Ｌ５による井桁構造を構成する。ただし、フィルタＦＳ中の複数の層のうち、上層のいくつかの層は、間隔Ｗｇｉｘ、Ｗｇｉｙ（ｉ＝２，３・・・）の大きさが、それよりも下層の間隔Ｗｇｉｘ、Ｗｇｉｙよりも大きくされている。図１に図示したフィルタＦＳでは、図２に示すように下方の層Ｌ１〜Ｌ２において間隔Ｗｇｉｘ、Ｗｇｉｙが小さくされ、これにより層Ｌ１〜Ｌ２は、小さな孔部Ａｐｄを与えられる。一方、図３に示すように、上の３つの層Ｌ３〜Ｌ５においては間隔Ｗｇｉｘ、Ｗｇｉｙが大きくされ、これにより、層Ｌ３〜Ｌ５は、層Ｌ１〜Ｌ２に比べ大きな孔部Ａｐｕを与えられる。図４に示すように、層Ｌ１〜Ｌ５が積層された場合、上層部では孔部Ａｐｕの孔径が大きい一方で、下層部では孔部Ａｐｄの孔径が小さく、下層に向かうほど孔部の大きさは小さくなっていく。孔部Ａｐｄ、及び孔部ａｐｕはフィルタＦＳの膜厚方向（Ｚ方向）において接続されており、これにより、フィルタＦＳはフィルタＦＳの表面から裏面に達する、実質的にテーパ状の形状を有し且つ連続する孔部を有する。以下では、大きな孔径を有する層を「粗目層」と呼び、小さな孔径を有する層を「細目層」と呼ぶ。
【００１５】
なお、各層Ｌｉにおける間隔Ｗｇｉｘ、Ｗｇｉｙは、互いに等しい値とされてもよいし、異なる値とされてもよい。幅Ｗｓｉｘ、Ｗｓｉｙについても同様である。
また、層Ｌ１〜Ｌｎの構成材Ｒｉは、図示の例では互いに平行であり、全てＹ方向を長手方向として延びているが、本発明はこれに限定されるものではなく、各層Ｌ１〜Ｌｎの構成材Ｒｉが異なる方向を長手方向としていてもよい。構成材Ｒｉ’についても同様である。
更に、図示の例では、各層Ｌ１〜Ｌｎの構成材Ｒｉ、Ｒｉ’は、互いに直交しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、交差角度は直角でなくても構わない。
【００１６】
構成材Ｒｉ、Ｒｉ’は、所望の配列ピッチで井桁構造が構成可能である限りどのような材料であってもよく、例えばアルミナなどのセラミック材料や、フッ素樹脂やポリエチレンなどの合成樹脂が採用し得る。金属も、濾過の対象である液体の酸性、アルカリ性の強度次第では、構成材Ｒｉ、Ｒｉ’として採用することも可能である。合成樹脂は、熱可塑性のものであってもよいし、熱硬化性のものであってもよい。
ただし、後述するように、構成材Ｒｉ、Ｒｉ’は所定の弾性率を有するのが、フィルタＦＳの内部に目詰まりした粒子をフィルタＦＳの外部に排出しフィルタＦＳを再利用可能な状態とする観点からは好適である。この点で、ナイロン又はポリスチレン樹脂などの合成樹脂は、構成材Ｒｉ、構成材Ｒｉ’の材料として好ましい。また、ポリエチレンやフッ素樹脂などの合成樹脂は、表面のすべり性及び柔軟性に優れており、このため耐久性の面で金属等に比べ優れている。
【００１７】
熱可塑性の合成樹脂を材料として構成材Ｒｉ、Ｒｉ’を構成する場合、上述のフィルタＦＳは、３Ｄプリンタを用いて形成することができる。ここで、フィルタＦＳを形成可能な樹脂溶融積層方式の３Ｄプリンタ１００の構成の一例を、図５〜図８を参照して説明する。
図５は、第１の実施の形態で用いる３Ｄプリンタ１００の概略構成を示す斜視図である。３Ｄプリンタ１００は、フレーム１１と、ＸＹステージ１２と、造形ステージ１３と、昇降テーブル１４と、ガイドシャフト１５とを備えている。
【００１８】
この３Ｄプリンタ１００を制御する制御装置としてコンピュータ２００が、この３Ｄプリンタ１００に接続されている。また、３Ｄプリンタ１００中の各種機構を駆動するためのドライバ３００も、この３Ｄプリンタ１００に接続されている。
【００１９】
フレーム１１は、図５に示すように、例えば直方体の外形を有し、アルミニウム等の金属材料の枠組を備えている。このフレーム１１の４つの角部に、例えば４本のガイドシャフト１５が、図５のＺ方向、すなわち造形ステージ１０の平面に対し垂直な方向に延びるように形成されている。
ガイドシャフト１５は、後述するように昇降テーブル１４を上下方向に移動させる方向を規定する直線状の部材である。ガイドシャフト１５の本数は４本には限られず、昇降テーブル１４を安定的に維持・移動させることができる本数に設定される。
【００２０】
造形ステージ１３は、造形物であるフィルタＦＳが載置される台であり、後述する造形ヘッドから吐出される熱可塑性樹脂が堆積される台である。
【００２１】
昇降テーブル１４は、図５及び図６に示すように、その４つの角部においてガイドシャフト１５を貫通させており、ガイドシャフト１５の長手方向（Ｚ方向）に沿って移動可能に構成されている。昇降テーブル１４は、ガイドシャフト１５と接触するローラ３４，３５を備えている。ローラ３４，３５は昇降テーブル１４の２つの角部に形成されたアーム部３３において回動可能に設置されている。このローラ３４，３５がガイドシャフト１５上と接触しつつ回動することで、昇降テーブル１４はＺ方向にスムーズに移動することが可能とされている。
また、昇降テーブル１４は、図６に示すように、モータＭｚの駆動力をタイミングベルト、ワイヤ、プーリ等からなる動力伝達機構により伝達することにより、上下方向に所定間隔（例えば０．１ｍｍピッチ）で移動する。モータＭｚは、例えば、サーボモータ、ステッピングモータなどが好適である。なお、実際の昇降テーブル１４の高さ方向の位置を連続的又は間欠的にリアルタイムで、図示しない位置センサを用いて測定し、適宜補正をかけることによって、昇降テーブル１４の位置精度を高めるようにしてもよい。後述する造形ヘッド２５Ａ、２５Ｂについても同様である。
【００２２】
ＸＹステージ１２は、この昇降テーブル１４の上面に載置されている。図７は、このＸＹステージ１２の概略構成を示す斜視図である。ＸＹステージ１２は、枠体２１と、Ｘガイドレール２２と、Ｙガイドレール２３と、リール２４Ａ、２４Ｂと、造形ヘッド２５Ａ、２５Ｂと、造形ヘッドホルダＨを備えている。
Ｘガイドレール２２は、その両端がＹガイドレール２３に嵌め込まれ、Ｙ方向に摺動自在に保持されている。リール２４Ａ、２４Ｂは、造形ヘッドホルダＨに固定されており、造形ヘッドホルダＨによって保持された造形ヘッド２５Ａ、２５Ｂの動きに追従してＸＹ方向を移動する。造形物の材料となる熱可塑性樹脂は、径が３〜１．７５ｍｍ程度の紐状の樹脂（フィラメント３８Ａ、３８Ｂ）であり、通常リール２４Ａ，２４Ｂに捲かれた状態で保持されているが、造形時には後述する造形ヘッド２５Ａ，２５Ｂに設けられたモータ（エクストルーダ）によって造形ヘッド２５Ａ，２５Ｂ内に送り込まれる。
【００２３】
なお、リール２４Ａ、２４Ｂを造形ヘッドホルダＨに固定せずに枠体２１等に固定し、造形ヘッド２５の動きに追従させない構成とすることもできる。また、フィラメント３８Ａ、３８Ｂを露出した状態で造形ヘッド２５内に送り込まれる構成としたが、ガイド（例えば、チューブ、リングガイド等）を介在させて造形ヘッド２５Ａ，２５Ｂ内に送り込むようにしても良い。なお、フィラメント３８Ａ、３８Ｂは、それぞれ異なる材料とすることができる。
【００２４】
なお、図５〜図８では、造形ヘッド２５Ａは、フィラメント３８Ａを溶融・吐出するよう構成され、造形ヘッド２５Ｂは、フィラメント３８Ｂを溶融し吐出するよう構成され、異なるフィラメントのためにそれぞれ独立の造形ヘッドが用意されている。単一の造形ヘッドのみを用意し、単一の造形ヘッドにより単一の樹脂材料を吐出させるような構成や、単一の造形ヘッドにより複数種類のフィラメント（樹脂材料）を選択的に溶融・吐出させるような構成も採用することができる。
【００２５】
フィラメント３８Ａ、３８Ｂは、リール２４Ａ、２４ＢからチューブＴｂを介して造形ヘッド２５Ａ、２５Ｂ内に送り込まれる。造形ヘッド２５Ａ、２５Ｂは、造形ヘッドホルダＨにより保持され、リール２４Ａ、２５Ｂと共にＸ，Ｙのガイドレール２２，２３に沿って移動可能に構成されている。また、図６及び図７では図示を省略するが、造形ヘッド２５Ａ、２５Ｂ内には、フィラメント３８Ａ，３８ＢをＺ方向下方へ送り込むためのエクストルーダモータが配置される。造形ヘッド２５Ａ，２５Ｂは、ＸＹ平面内においては互いに一定の位置関係を保って造形ヘッドホルダＨと共に移動可能とされていればよいが、ＸＹ平面においても、互いの位置関係が変更可能なように構成されていてもよい。
【００２６】
なお、図６及び図７では図示を省略するが、造形ヘッド２５Ａ、２５ＢをＸＹテーブル１２に対し移動させるためのモータＭｘ、Ｍｙも、このＸＹステージ１２上に設けられている。モータＭｘ、Ｍｙは、例えば、サーボモータ、ステッピングモータなどが好適である。
【００２７】
次に、図８のブロック図を参照してドライバ３００の構造の詳細について説明する。ドライバ３００は、ＣＰＵ３０１、フィラメント送り装置３０２、ヘッド制御装置３０３、電流スイッチ３０４、及びモータドライバ３０６を含んでいる。
【００２８】
ＣＰＵ３０１は、コンピュータ２００から入出力インタフェース３０７を介して各種信号を受信して、ドライバ３００の全体の制御を行う。フィラメント送り装置３０２は、ＣＰＵ３０１からの制御信号に従い、造形ヘッド２５Ａ，２５Ｂ内のエクストルーダモータに対して、フィラメント３８Ａ、３８Ｂの造形ヘッド２５Ａ、２５Ｂに対する送り量（押し込み量又は退避量）を指令し制御する。
【００２９】
電流スイッチ３０４は、ヒータ２６に流れる電流量を切換えるためのスイッチ回路である。電流スイッチ３０４のスイッチング状態が切り替わることにより、ヒータ２６に流れる電流が増加又は減少し、これにより造形ヘッド２５Ａ，２５Ｂの温度が制御される。また、モータドライバ３０６は、ＣＰＵ３０１からの制御信号に従い、モータＭｘ、Ｍｙ、Ｍｚを制御するための駆動信号を発生させる。
【００３０】
この図５〜図８に示した３Ｄプリンタ１００において、ある層Ｌｉにおいて、Ｙ方向を長手方向として構成材Ｒｉを溶融させた上でＸ方向に所定の配列ピッチで構成材Ｒｉを形成するとともに、Ｘ方向を長手方向として構成材Ｒｉ’を溶融させた上でＹ方向に所定間隔で構成材Ｒｉ’を形成する。これを複数層に亘って繰り返すことにより、図１に示したフィルタＦＳを形成することができる。そして、複数層Ｌ１〜Ｌｎのうち、下層の少なくとも１つは、構成材Ｒｉ、Ｒｉ’（ｉ＝１、２、・・）の間隔を小さくし、これにより孔径が小さい「細目層」とする一方で、上層の少なくとも１つは、構成材Ｒ１’の間隔を大きくし、これにより孔径が大きい「粗目層」とする。このような細目層と粗目層の組合せにより、フィルタＦＳの孔部は、実質的にテーパ状、又はテーパ状に近似した形状を与えられる。本実施の形態では、濾過の対象とする液体が「細目層」と対向するようにフィルタＦＳを配置する。すなわち、「細目層」を表側（濾過対象の液体側）とし、「粗目層」を裏側とし、粗目層から濾過された粒子が排出されるように、フィルタＦＳを配置する。
【００３１】
なお、樹脂溶融型の３Ｄプリンタは、あくまでも構成材Ｒｉ、Ｒｉ’として熱可塑性の合成樹脂を用いた場合の製造装置の一例であり、他の材料の場合には、他の製造装置が使用可能であることは言うまでもない。例えば、熱硬化性樹脂（例えばシリコーンなど）を材料としたフィルタＦＳは、図示は省略するが、（ｉ）熱可塑性の合成樹脂を材料として、図５のような３Ｄプリンタを用いて井桁構造を形成した後、（ｉｉ）その井桁構造の中に熱硬化性樹脂を流し込み、その後、（ｉｉｉ）熱可塑性樹脂を後から溶剤等で溶解させることにより製造することができる。
なお、構成材Ｒ１、Ｒ１’の材料の如何に関わらず、孔部やその他の空隙において触媒を担持させることができる。特に、構成材Ｒ１、Ｒ１’の配列ピッチや厚さなどを層毎に不規則に変化させることで、空隙において触媒を担持させることが容易になり、触媒の機能及び効果を向上させることができる。合成樹脂や、ポーラス状のセラミック素材の場合、金属を材料とした場合に比べ、より空隙において触媒を担持させることを容易にすることができる。
【００３２】
本実施の形態のように、井桁構造の配列ピッチを異なる層で変えることにより実質的にテーパ状の孔部を形成するフィルタＦＳでは、孔部の孔径の制御が容易となり、サイズ分級すべき粒子の粒径に合わせた孔径を形成することが容易となる。また、孔径のばらつきも少なくすることができる。すなわち、井桁構造においては、互いに略平行に並ぶ構成材Ｒｉ、Ｒｉ’の間隔Ｗｇｉｘ、Ｗｇｉｙを正確に制御することは容易であり、従って、孔部の孔径の制御も正確に行うことができる。
【００３３】
なお、図１〜図４に図示した例では、各層Ｌ１〜Ｌ５の孔部が、Ｚ方向に沿って直線状に並ぶ構造とされているが、各層Ｌ１〜Ｌ２の孔部は直線状に並んでいる必要はない。井桁構造の場合、孔部はＺ方向と交差する方向においても連続しているので、孔部はＺ方向に直線状である必要はなく、いずれかで屈曲していても問題ない。
【００３４】
次に、図９〜図１２を参照して、このフィルタＦＳを用いた分級機の構成例を説明する。図９は、フィルタＦＳを用いた分級機の正面図であり、図１０は、図９に示すドラム４０１の中心軸に垂直な断面に沿った断面図であり、また、図１１は、中心軸に沿った断面図である。
【００３５】
図９〜図１１に示すように、この分級機は、ドラム４０１と、バケット４０２とを備えている。ドラム４０１は、投入口ＩＮ１と、排出口ＯＵＴ１とを有する、メッシュ状の円筒部を有しており、円筒部の内壁に沿ってフィルタＦＳを有している。このとき、フィルタＦＳは、図１１に示すように、粗目層側がドラム４０１の内壁と対向し、細目層がドラム４０１の中心軸側（濾過対象の液体側）に向くように配置される。
【００３６】
なお、ドラム４０１は、図１０に示すように、図示しない駆動装置により、中心軸を回転軸として回転可能に構成されている。これにより、ドラム４０１の内壁の全周に亘って筒状に形成されたフィルタＦＳも回転し、あるタイミングで濾過を担っていたフィルタＦＳの部分は、回転動作により、所定時間後にはドラム４０１の上方に達し、洗浄水供給装置から供給される洗浄水による洗浄の対象とされる。
【００３７】
例えば液体（水など）と濾過すべき土壌とを混合した懸濁液が投入口ＩＮ１側から導入されると、懸濁液はドラム４０１の内部を通って排出口ＯＵＴ１側へ流れる。この際、懸濁液に含まれる成分のうち、フィルタＦＳの孔部よりも小さい粒子は、フィルタＦＳを通過し、更にドラム４０１のメッシュ部も通過してバケット部４０２に落下する。
【００３８】
前述のように、フィルタＦＳを形成する構成材Ｒｉ、Ｒｉ’は、例えばナイロン又はポリスチレン樹脂などの熱可塑性樹脂から構成され得る。ナイロン又はポリスチレン樹脂のような合成樹脂の場合、構成材Ｒｉ、Ｒｉ’は所定の弾性を有し、図１２に示すように、懸濁液がその上部を通過すると、その重みによりフィルタＦＳは徐々に変形し、フィルタＦＳの厚さＴ１’は元の厚さＴ１よりも小さくなる。厚さが小さくなると、構成材Ｒｉ、Ｒｉ’の間隔（配列ピッチ）Ｗｉｇｘ、Ｗｉｇｙは、変形前に比べ狭くなる。このため、フィルタＦＳの孔部において、フィルタＦＳの厚さが小さくなるほど、懸濁液の成分が詰まりやすくなる。
【００３９】
このようにしてフィルタＦＳに詰まった成分は、詰まった部分がドラム４０１の回転によりドラム４０１の上方に移動すると、図１２に示すように、洗浄水による洗浄の対象とされる。これにより、詰まった成分をフィルタＦＳの外部に洗い流すことができる。すなわち、ドラム４０１が回転して懸濁液中の成分が詰まったフィルタＦＳの部分がドラム４０１の上方に来ると、そのフィルタＦＳの部分は懸濁液の重量から解放され、これにより当該部分のフィルタＦＳの厚さは元の厚さＴ１に戻り、構成材Ｒｉ、Ｒｉ’の間隔も元通りの広さに戻る。これにより、フィルタＦＳの内部に詰まっていた成分は、洗浄水によりフィルタＦＳの外部に押し出される。上記の例では、フィルタＦＳをその内壁に担持するドラム４０１は、円筒状の形状を有しているが、ドラム４０１はフィルタを担持する筐体の一例である。筐体は円筒状である必要はなく、フィルタＦＳを担持可能であればその形態は不問である。また、上記の例では、ドラム４０１はメッシュ状に構成されている例を示したが、フィルタＦＳで濾過すべき液体が通過可能であり、且つ洗浄水を通過させてフィルタＦＳに到達させることができれば、メッシュ状である必要はなく、少なくとも１つの、濾過すべき液体を通過させ、且つ洗浄水を通過させる孔部を有していればよい。  
【００４０】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態に係るフィルタＦＳを、図１３を参照して説明する。この第２の実施の形態では、井桁構造の層数が層Ｌ１〜Ｌ３の計３層の例を示しているが、これはあくまで一例であり、層数は図示のものとは異なるものとしてもよいことは言うまでもない。
【００４１】
この第２の実施の形態では、層Ｌ１、層Ｌ２、層Ｌ３のうち、少なくとも１つにおける構成材Ｒｉ、Ｒｉ’の間隔は、他の層に比べ大きくされ（例えばＷｇ３ｘ＞Ｗｇ２ｘ＞Ｗｇ１ｘ、Ｗｇ３ｙ＞Ｗｇ２ｙ＞Ｗｇ１ｙとされ）、これにより井桁構造を有するフィルタにおいて実質テーパ状の孔部を提供している。この点は、第１の実施の形態と同様である。
【００４２】
ただし、この実施の形態のフィルタＦＳは、構成材Ｒｉ、Ｒｉ’の間隔だけでなく、その厚さも上層に向かうにつれ大きくなる構造を有している（例えば、Ｔ３ｘ＞Ｔ２ｘ＞Ｔ１ｘ、Ｔ３ｙ＞Ｔ２ｙ＞Ｔ１ｙ）。構成材Ｒｉ、Ｒｉ’の厚さが大きいと、その分圧力を受けた場合の変形の度合も大きくなるので、構成材Ｒｉ、Ｒｉ’の間隔の変化の度合いも大きくなる。
なお、この実施形態に図示した例では、全ての層において構成材Ｒ１、Ｒ１’の厚さが異なっているが、複数層のうちの幾つかが同じ厚さを与えられても良い。
【００４３】
以上、本発明のいくつかの実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施の形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４４】
ＦＳ・・・フィルタ、  Ｌ１〜Ｌｎ・・・孔部、  Ｒｉ、Ｒｉ’・・・構成材、  
１００・・・３Ｄプリンタ、  ２００・・・コンピュータ、  ３００・・・ドライバ、  １１・・・フレーム、  １２・・・ＸＹステージ、  １３・・・造形ステージ、  １４・・・昇降テーブル、  １５・・・ガイドシャフト、  ２１・・・枠体、２２・・・Ｘガイドレール、  ２３・・・Ｙガイドレール、  ２４Ａ、２４Ｂ・・・フィラメントホルダ、  ２５Ａ、２５Ｂ・・・造形ヘッド、  ３１・・・枠体、  ３４、３５・・・ローラ、  ３８Ａ、３８Ｂ・・・フィラメント。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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