(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔性濾過材から形成されるフィルタ本体と、プラスチックから形成される支持構造体とを備え、水平軸と垂直軸とを画定する、流体を濾過するためのフィルタを製造する方法であって、
前記支持構造体の一次部分を形成する第１積層造形ステップを実施する工程と、
前記支持構造体の前記一次部分の上方に又は上に前記多孔性濾過材を位置決めする工程と、
前記支持構造体の前記一次部分の連続部分として、前記支持構造体の二次部分を形成する第２積層造形ステップを実施する工程であって、前記一次部分と前記二次部分との間に前記多孔性濾過材が位置決めされ、それにより前記支持構造体が前記多孔性濾過材に接合される工程と、
前記多孔性濾過材の第１部分を位置決めして前記多孔性濾過材の第２部分に重ねる工程と、
前記多孔性濾過材の前記第１部分を前記多孔性濾過材の前記第２部分にシームにて接続して、前記フィルタ本体内で前記多孔性濾過材の前記第１部分と前記第２部分との間にポケットを画定する工程であって、前記支持構造体が、前記多孔性濾過材の前記第１部分と前記第２部分との間隔を維持するように構成される工程と、
を備える方法。
【請求項２】
前記第１積層造形ステップ中に形成される前記支持構造体の前記一次部分は、複数の不連続のピラーである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記不連続のピラーは、前記多孔性濾過材を介して間接的に接続される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１積層造形ステップは、前記支持構造体の前記一次部分と一体であり該一次部分から前記垂直軸と平行な方向に延びる少なくとも１つの接続突起を形成する工程を含み、前記少なくとも１つの接続突起は、所定の形状及び所定の高さを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記支持構造体の前記二次部分は、前記第２積層造形ステップ中に、前記少なくとも１つの接続突起の連続部分として、前記接続突起の前記高さと等しい距離だけ前記支持構造体の前記一次部分から離間するように形成される、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記少なくとも１つの接続突起の前記高さは、前記多孔性濾過材の厚さに対応する、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記垂直軸と平行な前記方向において前記多孔性濾過材を通る少なくとも１つの通路を形成する工程を更に含み、前記少なくとも１つの通路は、前記少なくとも１つの接続突起の前記形状に対応する、請求項４に記載の方法。
【請求項８】
前記支持構造体の前記一次部分の上方に又は上に前記多孔性濾過材を位置決めする前記工程は、前記多孔性濾過材において前記少なくとも１つの通路内に前記少なくとも１つの接続突起を合わせる工程を含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記支持構造体は、前記垂直軸と平行な方向における不均一な断面形状を有して形成される、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記第２積層造形ステップ中に形成される前記支持構造体の前記二次部分は、複数の不連続のピラーである、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１積層造形ステップ中にコネクタポートの一次部分を形成し、前記コネクタポートの前記一次部分上に前記多孔性濾過材を位置決めし、前記第２積層造形ステップ中に前記コネクタポートの二次部分を形成する工程であって、前記コネクタポートの複数層の間に前記多孔性濾過材が位置決めされ、それにより前記多孔性濾過材に前記コネクタポートが接合される工程を更に備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１積層造形ステップ及び前記第２積層造形ステップ中に、複数の異なるプラスチック材料又はエラストマー材料を使用して、前記支持構造体上に少なくとも１つの一体ヒンジを形成する、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１積層造形ステップ及び前記第２積層造形ステップ中に、複数の異なるプラスチック材料又はエラストマー材料を使用して、前記支持構造体上に少なくとも１つの密封領域を形成する、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
多孔性濾過材と支持構造体とを含む、濾過システム内の流体を濾過するための流体フィルタを製造する方法であって、
積層造形法を使用して、前記多孔性濾過材のシート上に前記支持構造体を一度に一層形成する工程と、
前記支持構造体の複数層の間に前記多孔性濾過材の前記シートを積層する工程と、
を備える方法。
【請求項１５】
前記支持構造体は、垂直軸と平行な方向における不均一な断面形状を有して形成される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記多孔性濾過材は、折り畳まれて多数のプリーツを形成する、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
この出願は、２０１７年１月１３日に出願された米国特許仮出願第６２／４４６，１２８号に基づく優先権を主張し、その内容を本願に援用する。
【０００２】
技術分野
本開示は、一般に、流体タンク内で通常使用される漉し器又はタンク内フィルタの製造方法に関し、より詳細には、積層造形法を使用したそのようなフィルタの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
本セクションの記載は、本開示に関連する背景情報を単に提供するものであり、先行技術を構成しない場合がある。
【０００４】
流体システムから不純物及び有害粒子を濾過するために、一般に、フィルタ及び漉し器、例えば燃料フィルタ、尿素フィルタ及び粗フィルタが流体システム内へ設置される。このようなフィルタは、外周縁にて共に密封される平らな濾過媒体シートの層から成りフィルタ内部で濾過媒体層間にポケットを形成する、従来のソックス型フィルタであってもよい。これらのフィルタは、液体タンク内、即ち燃料タンク内に設置してもよい。ソックス型タンク内フィルタは、燃料又はその他の濾過流体の汚染除去又は濾過のために使用される。粗フィルタ等の漉し器は、大きな破片や汚染物質を捕捉するために、流体が流れる導管内又はパイプ内に設置されてもよい。更に、該フィルタは、ハウジング内へ設置して空気やその他の流体を濾過又は汚染除去するのに使用される、従来のプリーツ型又は平らに形成されたフィルタであってもよい。
【０００５】
一般に、フィルタ及び漉し器は、濾過部品及び構造部品を含む。濾過部品とは、通常、所定の孔径を有する多孔性濾過材であり、流体がこの材料を通過できるようにする一方で、孔径よりも大きい不要微粒子が通過するのを防止する。多孔性材料は通常、自立しておらず、即ち、この材料は、流体が通過すると崩れる又は歪む傾向にある。いくつかの事例において、濾過材の歪みは、濾過材の層が束になったり、押し縮められたりすることを含む場合があり、これにより、フィルタの効果が低下することがある。
【０００６】
濾過材の歪みは、通常、多孔性濾過材内又はその周りに構造部品を設けることにより低減又は防止される。構造部品は通常、フィルタを通過するときの流体の力、及び、濾過される微粒子により濾過材に及ぼされる力に充分耐え得る剛性がある。構造部品は、フィルタの所望の形状、及び濾過材の層間の所望の間隔を維持するのを助けることもできる。構造部品は通常、多孔性濾過材に支持及び剛性を与える１つの又は多数の成形プラスチック片である。更に、構造部品は、多孔性濾過材を横切って流れる流体の力を濾過材が受ける際に該濾過材の層間の所望の間隔を維持するのを助けることができる。
【０００７】
通常、構造部品は成形工程により形成される。タンク内フィルタでは、この工程はインサート成形であってもよい。インサート成形は通常、新しい成形用ダイ及び工具一式を設計、生産、及び検査する多くの開発時間及び投資を必要とする。これらの制限に起因して、インサート成形工程が費用効果の高いプロトタイプの生産又は少量生産にあまり適していないことを、本発明者らは発見した。更に、インサート成形工程では、構造部品の形状及び設計が限定される。例えば、インサート成形は、一般に、均一な断面を有する単純な連続的形状の形成に限定される。構造部品の形状の複雑さにより、通常、付加的な成形工程、付加的なツールキャビティ及び複雑さ、ならびに付加労力が生じ、これらのことが生産時間及び費用を増加させる。インサート成形工程において使用される道具は、ばりを減少させるために、成形するエリアの周りで濾過材を破砕するように設計され、それによりフィルタの濾過面積及び濾過性能が低減することをも本発明者らは発見した。同様に、濾過材の孔を構造部品自体が閉塞し、それによりフィルタの濾過面積及び濾過性能が低減することもある。
【０００８】
本明細書において提供される記載から、更なる適用可能領域が明らかになるであろう。記載及び具体例は、例示のみを目的としており、本開示の範囲を限定するものではないことを理解されたい。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示は、多孔性濾過材から形成されるフィルタ本体と、このフィルタ本体に接合されるプラスチック等の剛性又は半剛性の支持構造体とを含み、水平軸及び垂直軸を画定する、流体を濾過するための漉し器又はフィルタを製造する方法を提供する。該製造方法は、支持構造体の初期部分を形成する第１積層造形ステップを実施する工程と、支持構造体の初期部分の上方に又は上に多孔性濾過材を位置決めする工程と支持構造体の初期部分の連続部分として、支持構造体の二次部分を形成する第２積層造形ステップを実施する工程であって、初期部分と二次部分との間に多孔性濾過材が位置決めされ、それにより支持構造体が濾過材に接合される工程と、多孔性濾過材の第１部分を位置決めして多孔性濾過材の第２部分に重ねる工程と、多孔性濾過材の第１部分を多孔性濾過材の第２部分にシーム又は折り目にて接続して、フィルタ本体内で多孔性濾過材の第１部分と第２部分との間にポケットを画定する工程であって、支持構造体が、濾過材の第１部分と第２部分との間隔を維持するように構成される工程とを備える。
【００１０】
本開示の一形態によれば、第１積層造形ステップ中に形成される支持構造体の初期部分は、複数の不連続のピラーであってもよい。不連続のピラーは、多孔性濾過材を介して間接的に接続されてもよい。
【００１１】
本開示の一形態によれば、第１積層造形ステップは、支持構造体の初期部分と一体でありこの初期部分から延びる少なくとも１つの接続突起を形成する工程を含んでもよい。接続突起は、フィルタの垂直軸と平行な方向に延びていてもよい。接続突起は、所定の形状及び所定の高さを有して形成される。支持構造体の初期部分が接続突起を含む場合、支持構造体の二次部分は、第２積層造形ステップ中に、少なくとも１つの接続突起の連続部分として、接続突起の高さと等しい距離だけ支持構造体の初期部分から離間するように形成してもよい。少なくとも１つの接続突起の高さは、多孔性濾過材の厚さに対応してもよい。
【００１２】
本開示の一形態によれば、この方法は、垂直軸と平行な方向において多孔性濾過材を通る少なくとも１つの通路を形成する工程を更に含んでもよい。少なくとも１つの通路は、少なくとも１つの接続突起の形状に対応してもよい。本開示のこの形態によれば、支持構造体の初期部分の上方に又は上に多孔性濾過材を位置決めする工程は、多孔性濾過材において少なくとも１つの通路内に少なくとも１つの接続突起を合わせる工程を含んでもよい。
【００１３】
本開示の様々な形態によれば、支持構造体は、不均一な断面形状を有して形成されてもよい。更に、第２積層造形ステップ中に形成される支持構造体の二次部分は、複数の不連続のピラーであってもよい。
【００１４】
更に、この方法は、第１積層造形ステップ中にコネクタポートの初期部分を形成し、コネクタポートの初期部分の上方に又は上に多孔性濾過材を位置決めし、第２積層造形ステップ中にコネクタポートの二次部分を形成する工程であって、コネクタポートの複数層の間に多孔性濾過材が位置決めされ、それにより濾過材にコネクタポートが接合される工程を、更に含んでもよい。
【００１５】
本開示の様々な形態によれば、第１積層造形ステップ及び第２積層造形ステップ中に、複数の異なるプラスチック材料を使用して、支持構造体上に少なくとも１つの一体ヒンジを形成してもよい。更に、第１積層造形ステップ及び第２積層造形ステップ中に、プラスチック及びエラストマー等の複数の材料を使用して、支持構造体上に少なくとも１つの密封領域を形成してもよい。
【００１６】
本開示は更に、多孔性濾過材及び支持構造体を含む、システム内の気体又は液体を濾過するための、フィルタを製造する方法を提供する。この方法は、積層造形法を使用して、支持構造体を一度に一層形成する工程と、支持構造体の複数層の間に多孔性濾過材のシートを積層する工程とを含む。この方法のこれらの工程は、所定の回数、反復して実施してもよい。支持構造体は、垂直軸方向における不均一な断面形状を有して形成してもよい。濾過材のシートは、支持構造体内で、所定の増分で離間させて積層してもよい。積層造形の形成ステップ中に、複数のプラスチック材料を使用して、支持構造体上に少なくとも１つの一体ヒンジ及び少なくとも１つの密封領域の少なくとも一方を形成してもよい。
【００１７】
本明細書において提供する記載から、更なる適用可能領域が明らかになるであろう。記載及び具体例は例示のみを目的としており、本開示の範囲を限定するものではないことを理解されたい。
【００１８】
本開示を十分に理解できるようにするために、その様々な形態を例示によって、添付の図面を参照して記載する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本開示の製造方法の一形態により製造される流体フィルタの等角図である。
【図２】本開示による第１積層造形ステップにおいて形成される支持構造体の初期部分の等角図である。
【図３】図２の支持構造体の初期部分上に更に形成される支持構造体の初期部分の等角図である。
【図４Ａ】図２の支持構造体の初期部分上に更に形成される支持構造体の、代わりの初期部分の等角図である。
【図４Ｂ】図２の支持構造体の初期部分の断面図であるが、支持構造体の制限されない寸法及び形状の幅を限定するものではない。
【図４Ｃ】図２の支持構造体の初期部分の断面図であるが、支持構造体の制限されない寸法及び形状の幅を限定するものではない。
【図４Ｄ】図２の支持構造体の初期部分の断面図であるが、支持構造体の制限されない寸法及び形状の幅を限定するものではない。
【図４Ｅ】図２の支持構造体の初期部分の断面図であるが、支持構造体の制限されない寸法及び形状の幅を限定するものではない。
【図５Ａ】本開示の形態による方法の第１積層造形ステップ中に形成される、接続突起を有する支持構造体の初期部分の形態の等角図であるが、支持構造体の制限されない寸法及び形状の幅を限定するものではない。
【図５Ｂ】本開示の位置決め工程により多孔性濾過材が位置決めされている、図５Ａの支持構造体の初期部分の等角図であるが、支持構造体の制限されない寸法及び形状の幅を限定するものではない。
【図６Ａ】本開示の形態による方法の第１積層造形ステップ中に形成される、接続突起を有する支持構造体の初期部分の形態の等角図であるが、支持構造体の制限されない寸法及び形状の幅を限定するものではない。
【図６Ｂ】本開示の位置決め工程により多孔性濾過材が位置決めされている、図６Ａの支持構造体の初期部分の等角図であるが、支持構造体の制限されない寸法及び形状の幅を限定するものではない。
【図７Ａ】本開示の形態による方法の第１積層造形ステップ中に形成される、接続突起を有する支持構造体の初期部分の形態の等角図であるが、支持構造体の制限されない寸法及び形状の幅を限定するものではない。
【図７Ｂ】本開示の位置決め工程により多孔性濾過材が位置決めされている、図７Ａの支持構造体の初期部分の等角図であるが、支持構造体の制限されない寸法及び形状の幅を限定するものではない。
【図８Ａ】本開示の形態による方法の第１積層造形ステップ中に形成される、接続突起を有する支持構造体の初期部分の形態の等角図であるが、支持構造体の制限されない寸法及び形状の幅を限定するものではない。
【図８Ｂ】本開示の位置決め工程により多孔性濾過材が位置決めされている、図８Ａの支持構造体の初期部分の等角図であるが、支持構造体の制限されない寸法及び形状の幅を限定するものではない。
【図９Ａ】本開示の形態による方法の第１積層造形ステップ中に形成される、接続突起を有する支持構造体の初期部分の形態の等角図であるが、支持構造体の制限されない寸法及び形状の幅を限定するものではない。
【図９Ｂ】本開示の位置決め工程により多孔性濾過材が位置決めされている、図９Ａの支持構造体の初期部分の等角図であるが、支持構造体の制限されない寸法及び形状の幅を限定するものではない。
【図１０】本開示による製造方法の一形態の位置決め工程後の流体フィルタの等角図である。
【図１１】図１１Ａ及び図１１Ｂは、本開示の一形態による、コネクタポートを有する流体フィルタを製造するための方法を示す等角図である。
【図１２】図１２Ａ及び図１２Ｂは、本開示の一形態による、コネクタポートを有する流体フィルタを製造するための方法を示す等角図である。
【図１３】図１３Ａ及び図１３Ｂは、本開示の一形態による、コネクタポートを有する流体フィルタを製造するための方法を示す等角図である。
【図１４Ａ】図１の流体フィルタを製造するための方法の、折り畳み工程の等角図である。
【図１４Ｂ】図１の流体フィルタを製造するための方法の、折り畳み工程の断面図である。
【図１５】本開示の製造方法の一形態により製造される流体フィルタの等角図である。
【図１６】図１５の流体フィルタの、本開示の一形態による積層造形法を使用して形成される支持構造体の第１層の等角図である。
【図１７】本開示の一形態により製造される、図１５のフィルタの支持構造体の複数層の間に積層される多孔性濾過材のシートの等角図である。
【図１８】図１５の流体フィルタの、本開示の一形態による製造方法のある段階における等角図である。
【図１９】図１５の流体フィルタの、本開示の一形態による製造方法のある段階における等角図である。
【図２０】図１５の流体フィルタの、本開示の一形態による製造方法のある段階における等角図である。
【図２１】図１５の流体フィルタの、本開示の一形態による製造方法のある段階における等角図である。
【図２２】図１５の流体フィルタの、本開示の一形態による製造方法のある段階における等角図である。
【図２３】図１５の流体フィルタの、本開示の一形態による製造方法のある段階における等角図である。
【図２４】図１５の流体フィルタの、本開示の一形態による製造方法のある段階における等角図である。
【図２５Ａ】プリーツ状に折り畳まれてフィルタ本体の形状に形成された多孔性濾過材の等角図である。
【図２５Ｂ】濾過材の周りの支持構造体とともに加工されて、フィルタ本体の形状を形成する、図２５Ａの多孔性濾過材の等角図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本明細書において記載される図面は、例示のみの目的のためであり、本開示の範囲を限定するものでは決してない。
【００２１】
以下の記載は、本質的に単に例示的なものであり、本開示、応用、あるいは用途を限定するものではない。図面を通して、対応する参照符号は、同様の又は対応する部分及び特性を示すことを理解されたい。
【００２２】
本明細書において提供される記載から、更なる適用可能領域が明らかになるであろう。記載及び具体例は、例示のみを目的としており、本開示の範囲を限定するものではないことを理解されたい。
【００２３】
本開示は、液体を濾過するための流体フィルタ１０の製造方法を提供する。図１に示すように、本開示の一方法により製造される流体フィルタ１０は、多孔性濾過材１４から形成されるフィルタ本体１２と、このフィルタ本体に接合されるプラスチック支持構造体１６とを含む。流体フィルタ１０は水平軸及び垂直軸を画定する。
【００２４】
本開示の一製造方法は、第１積層造形ステップを実施する工程と、多孔性濾過材を位置決めする工程と、第２積層造形ステップを実施する工程と、多孔性濾過材を折り畳む工程又は多孔性濾過材の第２層を付加する工程と、多孔性濾過材の２つの層をシームにて接続する工程とを含む。一般に、積層造形は、コンピュータ、三次元モデリングソフトウェア、三次元プリンタ等の機械設備、及び、プリンタから排出することのできるプラスチック等の積層材料の使用を含む。三次元ソフトウェアを使用してコンピュータモデル又はスケッチが生成され、機器又はプリンタが、排出されるプラスチック材料の連続層を幾層にも積層し又は付加し、三次元物体を製作する。
【００２５】
図２に示すように、本開示の一方法の第１積層造形ステップは、支持構造体１６の初期部分１８を形成する。初期部分１８は、所定の設計に基づき、幾層にも積み重ねてその高さを増加させることができる。図に示すように、本支持構造体は「ｈ」の形状であるが、支持構造体は、その他の適切な任意の形状及び寸法に形成されてもよく、所望のフィルタ構成に基づき任意の数の支持体を含んでもよい。不連続のピラーの数は、フィルタの寸法及び形状に応じて、１から２０を超える範囲にすることができる。
【００２６】
図３に示すように、初期部分１８は、複数の不連続のピラーであってもよい。支持構造体１６の初期部分１８を不連続のピラーとして設けることにより、初期部分１８の表面積が低減し、従って、支持構造体１６の、濾過材と接触することになる面積が低減し、それによりフィルタの濾過面積が増加する。初期部分の不連続のピラーは、最終的には、多孔性材料を通じて間接的にのみ接続してもよい、即ち、これらのピラーは、直接接触していない。あるいは、図４Ａに示すように、支持構造体１６の初期部分１８は、連続した相互接続片として形成してもよい。あるいは、不連続のピラーとして始めてもよく、その後、これらのピラーは、積層造形工程からの追加の層により一緒に接合される。図４Ｂ〜図４Ｅは、図２及び図３の支持構造体の初期部分の断面図を示すが、これらは、支持構造体の制限されない寸法及び形状の幅を限定するものではない。
【００２７】
本開示の一方法によれば、第１積層造形ステップは、図２及び図３に示すように、コネクタポート２０の初期部分２１を、支持構造体の初期部分１８と一緒に形成する工程をも含んでよい。コネクタポート２０の初期部分２１は、同様に、不連続のピラーであってもよい、あるいは、材料の連続片として接続されてもよい。
【００２８】
図５Ａ、図６Ａ、図７Ａ、図８Ａ、及び図９Ａに示すように、第１積層造形ステップは、支持構造体１６の初期部分１８と一体でありこの初期部分から延びる少なくとも１つの接続突起１９を形成する工程を含んでもよい。接続突起１９は、フィルタ１０の垂直軸と平行な方向に延びていてもよい。接続突起１９は、所定の形状及び所定の高さを有して形成され、好ましくは、面積が初期部分１８よりも小さい。図５Ａ、図６Ａ、図７Ａ、図８Ａ、及び図９Ａに、接続突起１９の様々な形状を示す。
【００２９】
支持構造体１６の初期部分１８が接続突起１９を含む際、支持構造体１６の二次部分２２（本明細書にて更に考察する）は、第２積層造形ステップ中に、少なくとも１つの接続突起１９の連続部分として、接続突起１９の高さと等しい距離だけ支持構造体１６の初期部分１８から離間するように形成されてもよい。少なくとも１つの接続突起の高さは、多孔性濾過材１４の厚さに対応してもよい。
【００３０】
図５Ｂ、図６Ｂ、図７Ｂ、図８Ｂ、及び図９Ｂに示すように、本開示の一形態によれば、この方法は、フィルタの垂直軸と平行な方向において多孔性濾過材１４を通る通路１７として少なくとも１つの貫通穴、開口、又はスリットを形成する工程を更に含んでもよい。少なくとも１つの通路１７は、少なくとも１つの接続突起１９の寸法及び形状に対応してもよい。本開示のこの形態によれば、支持構造体１６の初期部分１８の上方に多孔性濾過材１４を位置決めする工程は、多孔性濾過材１４において通路１７内に少なくとも１つの接続突起１９を合わせる工程を含んでもよい。支持構造体１６に接続突起１９を設けること、及び、多孔性濾過材１４に通路１７を設けることにより、多孔性濾過材料１４の介在層を備えるのではなく、積層造形ステップ中に形成されるプラスチック層を互いに直接接合することができる。このことは、多孔性濾過材１４が特に密集している又は特に小さい孔を含む際に特に有益な場合がある。フィルタ設計パラメータに基づき、通路１７は省略してもよい。例えば、４０〜７０ミクロンよりも大きい孔又はメッシュ開口を有するような粗い濾過材を使用する際には、通路１７は省略してもよい。粗い濾過材では、メッシュを介して支持構造体材を接合するための開口を設ける。
【００３１】
図５Ａ〜図９Ｂに示すように、接続突起１９は様々な形状及び構成を有してもよい。例えば、図５Ａ及び図７Ａでは、接続突起は点である。接続突起１９の数は、設計要件に基づき変更してもよい。図６Ａでは、接続突起１９は、バーにより接続された点のパターンである。図８Ａに示すように、接続突起１９は複数の線形のバーであり、図９Ａでは、接続突起１９は、Ｔ字状に構成される不連続のバー又は矩形である。
【００３２】
図５Ｂ、図６Ｂ、図７Ｂ、図８Ｂ、及び図９Ｂに示すように、この方法は、支持構造体１６の初期部分１８の上方に又は上に多孔性濾過材１４を位置決めする工程を更に含む。支持構造体１６の初期部分１８の上方に又は上に、多孔性濾過材の単一層又は複数層を積層してもよい。第１積層造形ステップが、コネクタポート２０の初期部分２１を形成する工程を含む場合には、接続ポート２０の初期部分２１の上方に又は上に多孔性濾過材１４を同様に位置決めしてもよい。
【００３３】
図１０に示すように、この製造方法は、初期部分１８と二次部分２２との間に多孔性濾過材１４が位置決めされ、それにより支持構造体が濾過材に接合されるように、支持構造体１６の二次部分２２を支持構造体１６の初期部分１８の連続部分として形成する第２積層造形ステップを実施することにより継続する。換言すれば、支持構造体１６の初期部分１８と二次部分２２とは、例えば、直接に、あるいは接続突起１９において、のいずれかで、濾過材１４を介して接合される。支持構造体１６の二次部分２２は、図１０に示すように、連続片として、あるいは、複数の不連続のピラーとして、形成されてもよい。二次部分２２は、支持構造体１６の初期部分１８の上方に形成される。一方、二次部分２２は、形状又は寸法が初期部分１８と同一である必要はない。例えば、初期部分１８は、不連続のピラーとして形成されてもよく、一方、二次部分は、連続した連続片として形成される。又はその逆である。あるいは、両方の部分を連続又は不連続にしてもよい。
【００３４】
第２積層造形ステップは、コネクタポート２０の二次部分２３を形成する工程を含んでもよい。この場合、コネクタポート２０の複数の層の間に、つまり、コネクタポート２０の初期部分２１と二次部分２３との間に多孔性濾過材１４が位置決めされ、それにより、濾過材１４にコネクタポート２０が接合される。図１１Ａ〜図１３Ｂに示すように、付加的な積層造形ステップを行い、コネクタポート２０の細部の形成を続けてもよい。初期部分１８、２１は、二次部分２２、２３とは異なる寸法及び形状で形成してもよく、二次部分から横方向に延びてもよく、様々な断面を有してもよい。これらの初期部分１８、２１は最終的に、フィルタの内部に位置することになる。
【００３５】
図１４Ａに示すように、この方法は、多孔性濾過材１４の第１部分２４を位置決めして多孔性濾過材１４の第２部分２６に重ねることにより継続する。これは、多孔性濾過材１４の層を折り畳むことにより、あるいは、多孔性濾過材１４の第２の不連続層を付加することにより行ってもよい。図１４Ｂに示すように、多孔性濾過材１４の第１部分２４と第２部分２６とを重ねることにより、支持構造体１６の初期部分１８又は支持構造体１６の二次部分２２のうちの一方が多孔性濾過材の第１部分２４と第２部分２６との間に位置決めされる結果となる。同様に、コネクタポートが第１積層造形ステップ又は第２積層造形ステップにおいて形成された場合、コネクタポートの初期部分２１又は二次部分２３が、濾過材１４の第１部分２４と第２部分２６との間に位置決めされることになる。
【００３６】
図１４Ａ及び図１４Ｂと共に図１を再度参照すると、この方法は、多孔性濾過材１４の第１部分２４を多孔性濾過材１４の第２部分２６にシーム２８にて接続し、多孔性濾過材１４の第１部分２４と第２部分２６との間のフィルタ本体１２内にポケットを画定する工程を更に含む。多孔性濾過材の第１部分２４と第２部分２６とは、濾過材１４の周囲全体で接続しても、あるいは、例えば多孔性濾過材１４の単一層が折り畳まれる場合は濾過材１４の周囲の一部分のみで接続してもよい。多孔性濾過材１４がその周囲に沿って固定され、流体の流れを、多孔性濾過材１４に通す方向に、及び軸方向においてコネクタポート２０の外へ、向ける。
【００３７】
支持構造体１６は、濾過材１４に、与えられなければ自立できない構造及び剛性を与える。支持構造体１６は、更に、濾過材１４の第１部分２４と第２部分２６との間の間隔を維持するのを、例えば初期部分１８、２１を介して助け、それにより、フィルタ１０は所望の効率を保持する。
【００３８】
支持構造体は多孔性濾過材１４の一方の部分（例えば第１部分２４）に接続されていればよく、フィルタの一つの側全体を形成する他方の部分（例えば第２部分２６）は完全に開放されており障害物がない、ということも認識されよう。交互に、多孔性濾過材１４は、支持構造体にフィルタの両側で接続されても、あるいは、どちらの側でも接続しなくてもよい。
【００３９】
本開示の様々な形態によれば、第１積層造形ステップ及び第２積層造形ステップ中に、複数の異なるプラスチック材料を使用して、支持構造体１６上に少なくとも１つの一体ヒンジを形成してもよい。例えば、図５Ａにおいて、支持構造体１６の区域間に一体ヒンジ２５が形成されることにより、フィルタを、例えば所定の地点及び程度にて、より簡単に曲げることが可能になる。更に、第１積層造形ステップ及び第２積層造形ステップ中に、複数の材料を使用して、支持構造体１６上に少なくとも１つの密封領域を形成してもよい。例えば、コネクタ２０上に、シール２９を一体に形成してもよい。複数の材料は、プラスチック及びエラストマーを含んでもよい。この密封領域は、フィルタ使用中に変形する圧縮可能な又は柔軟な表面として機能し、咬合部品と密閉を作り出す。更に、本開示の様々な形態によれば、支持構造体１６は、垂直軸方向における不均一な断面形状を有して形成されてもよい。
【００４０】
図１５は、本開示の製造方法の別の形態により製造される、流体システム内の流体を濾過するためのフィルタ又は漉し器を示す。流体フィルタ１０は多孔性濾過材１４と支持構造体１６とを備える。図１６に示すように、この方法は、積層造形法を使用して、支持構造体１６を、一度に一層形成する工程を含む。支持構造体１６は、任意の所定の幾何学形状を有してもよい。積層造形法を使用して、この構造体が所望の高さを得るまで、プラスチック材料の層を繰り返し敷設してもよい。図１７に示すように、この方法は、支持構造体１６の複数の層の間に多孔性濾過材１４の１つ以上のシートを積層する工程を更に含む。この方法の工程は、図１８及び図１９に示すように、所定の回数、反復して実施してもよい。図２３及び図２４に示すように、支持構造体１６は、コネクタポート２０を含むように形成してもよい。支持構造体１６は、垂直方向における不均一な断面形状を有して形成してもよい。支持構造体１６内で、濾過材１４のシートを、所定の増分にて離間させて積層してもよい。積層造形の形成ステップ中に、複数のプラスチック材料を使用して、支持構造体１６上に、少なくとも１つの一体ヒンジ及び少なくとも１つの密封領域の少なくとも一方を形成してもよい。
【００４１】
図１７に示すように、本開示により形成されるフィルタは、支持構造体１６と多孔性濾過材１４とを備えた平らなディスクとしてもよい。
【００４２】
交互に、図２５Ａ及び２５Ｂに示すように、フィルタは、プリーツ型多孔性濾過材３０の周りに支持構造体１６を備えて形成してもよい。このプリーツ型多孔性濾過材３０は、表面積を増加させるために折り畳まれてプリーツ状にした多孔性濾過材１４である。支持構造体１６は、積層造形の形成工程を使用して、プリーツ型多孔性濾過材の側面及び縁部の周りに形成される。
【００４３】
本開示の記載は、本質的に単に例示的なものであり、従って、本開示の内容から逸脱しない変形形態は、本開示の範囲内にあることを意図する。このような変形形態は、本開示の精神及び範囲からの逸脱と見なされるべきではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５Ａ】
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【図２５Ｂ】
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