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公開番号2025106314
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-15
出願番号2025047158,2022500916
出願日2025-03-21,2020-07-24
発明の名称フィルタエレメント及びフィルタエレメントの製造方法
出願人ドナルドソンカンパニー,インコーポレイティド
代理人弁理士法人大塚国際特許事務所
主分類B01D 46/52 20060101AFI20250708BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】ロバストでコスト効率の良い、流体をろ過するためのフィルタエレメントを提供する。
【解決手段】フィルタエレメント100は、長手方向に延在する外周面6と、長手方向と交差する第1の軸周りの面7とを含む、ろ材パック10;及びシール120と、シールキャリア140とを含む、成形された単一構造のシール配置構成であって、シールは第1の材料を含み、及びシールキャリアは第2の材料を含み、及びシールはシールキャリアに結合された、成形された単一構造のシール配置構成を含み、シールキャリアは第1の軸周りの側面を含み、シールキャリアの第1の軸周りの側面は、ろ材パックの第1の軸周りの面の少なくとも周囲部分に熱溶接されており、シールキャリアは、ろ材パックの流体入口又は出口チャンネルを形成するように、長手方向に延在する管状延長部を含み、シールは、外向きラジアルシールを形成するように、管状延長部の外周面を取り囲む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
長手方向に延在する外周面と、前記長手方向と交差する第１の軸周りの面とを含む、ろ材パック；及び
シールと、シールキャリアとを含む、成形された単一構造のシール配置構成であって、前記シールは第１の材料を含み、及び前記シールキャリアは第２の材料を含み、及び前記第２の材料は前記第１の材料とは異なる、成形された単一構造のシール配置構成
を含む、フィルタエレメントであって、
前記シールキャリアは第１の軸周りの側面を含み、及び前記シールキャリアの前記第１の軸周りの側面は、前記ろ材パックの前記第１の軸周りの面の少なくとも周囲部分に熱溶接されている、フィルタエレメント。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
フィルタシステムのハウジング内に配置されるように構成されたフィルタエレメントであって、
前記成形された単一構造のシール配置構成は、前記フィルタエレメントが前記ハウジング内に動作可能に配置されているとき、ろ過済みの流体をろ過されていない流体から分離し；
前記シールは前記シールキャリアに結合され、及び前記シールキャリアへの前記シールの前記結合は、多成分射出成形製造プロセスを使用して、前記第１の材料及び前記第２の材料から前記シール配置構成を製造することによって得られ；及び
前記シールキャリアの前記第１の軸周りの側面は、熱溶接製造プロセスによって、前記ろ材パックの前記第１の軸周りの面の少なくとも周囲部分に熱溶接されている、請求項１に記載のフィルタエレメント。
【請求項３】
前記第１の材料の転移温度は前記第２の材料の転移温度を上回る、請求項１又は２に記載のフィルタエレメント。
【請求項４】
前記第１の材料は、ゴム、熱可塑性エラストマー、熱硬化性エラストマー、熱可塑性加硫物、又はそれらの混合物若しくは組み合わせを含み；及び／又は
前記第２の材料は熱可塑性樹脂を含む、請求項１～３のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【請求項５】
第１の材料は熱可塑性エラストマーを含み、及び前記熱可塑性エラストマーは、ポリアミド熱可塑性エラストマー、コポリエステル熱可塑性エラストマー、オレフィン系熱可塑性エラストマー、スチレン系熱可塑性エラストマー、ウレタン熱可塑性エラストマー、又は動的に加硫された熱可塑性エラストマー、又はそれらの混合物若しくは組み合わせを含む、請求項１～４のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【請求項６】
前記シールのショアＡ値は、少なくとも２５、少なくとも３０、少なくとも３５、少なくとも４０、少なくとも４５、少なくとも５０、少なくとも５５、又は少なくとも６０であり；及び／又は
前記シールのショアＡ値は、４０まで、４５まで、５０まで、５５まで、６０まで、６５まで、７０まで、７５まで、８０まで、８５まで、又は９０までである、請求項１～５のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【請求項７】
前記シールキャリアのショアＡ値は、少なくとも５０、少なくとも６０、少なくとも７０、少なくとも８０、又は少なくとも９０であり；及び／又は
前記シールキャリアのショアＡ値は、８０まで、９０まで、９５まで、又は１００までである、請求項１～６のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【請求項８】
前記第２の材料は熱可塑性樹脂を含み、及び前記熱可塑性樹脂は、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、又はポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、又はこれらの混合物及び組み合わせを含む、請求項１～７のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【請求項９】
前記シールキャリアのショアＡ値は、少なくとも５０、少なくとも６０、少なくとも７０、少なくとも８０、又は少なくとも９０であり；及び／又は
前記シールキャリアのショアＡ値は、８０まで、９０まで、９５まで、又は１００までである、請求項１～８のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【請求項１０】
前記シールキャリアのショアＤ値は、少なくとも１０、少なくとも１５、少なくとも２０、少なくとも２５、又は少なくとも３０であり；及び／又は
前記シールキャリアのショアＤ値は、８０まで、９０まで、９５まで、又は１００までである、請求項１～９のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１９年７月２６日出願の米国仮特許出願第６２／８７８，９４１号の利益を主張し、該出願は参照により本明細書に援用される。
続きを表示（約 1,400 文字）【０００２】
本開示は、流体をろ過するためのフィルタエレメントに関し、より具体的には、フィルタシステムのハウジングに挿入され得且つ保全修理のために取り出され得るフィルタエレメントに関する。本開示はまた、フィルタエレメントの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
フィルタカートリッジとも呼ばれる、流体をろ過するためのフィルタエレメントは、多種多様なろ過用途に使用される。流体は、液体又は気体すなわちガス、例えば空気などとし得る。
【０００４】
実際に、多くの場合、フィルタエレメントを使用して流体ストリームから汚染物質をろ過することが望ましい。例えば、自動車用、又は発電装置、建設機器若しくは他の機器用のエンジンへの気流ストリーム、ガスタービンシステムへのガスストリーム、及び様々な燃焼炉への空気ストリームは、そこに粒子状汚染物を運んでくる。そのようなシステムにとって、汚染物質が流体から除去されるか又は少なくとも減少されることが好ましい。
【０００５】
フィルタエレメントは、一定の時間間隔で、又はろ過性能が臨界閾値レベルを下回ったときに、フィルタシステムのハウジングから取り出されて交換されるべき要素として構成され得る。
【０００６】
フィルタエレメントは、フィルタろ材を含む、ろ材パックを含む。ろ材は、流体がろ材を流れるときに汚染物質を除去する。一般的に使用されており且つ市販されているろ材は、例えばプリーツ付きろ材又はひだ付きろ材である。ひだ付きろ材はまた、Ｚ型ろ材とも呼ばれる。
【０００７】
ひだ付きろ材を含むろ材パックの例は、米国特許第７，３９６，３７６号明細書に説明されている。ろ材パックは、ろ材パックの径方向の境界を形成する外周面を含む。外周面は、全体的に、第１の軸周りの面から第２の対向する面へと長手方向に延在する。
【０００８】
フィルタエレメントはまた、ろ材パックの他に、ろ過されていない流体からろ過済みの流体を分離するためのシール配置構成を含む。実際に、フィルタエレメントの適切な動作のために、ろ材パックは、ろ材パックが挿入されるハウジングに適切に封止されることが必要である。
【０００９】
フィルタエレメント用に様々なタイプのシール配置構成が提案されてきている。一般に、例えばプリーツ付きろ材が使用されるとき、シール配置構成は、成形技術によって得られた発泡ポリウレタン（ＰＵ）によって形成される。好都合なことに、発泡ＰＵシール配置構成は、ろ材パックの第１の軸周りの面においてプリーツを閉鎖するだけでなく、ＰＵシール配置構成の周囲面も、ハウジングに適切に封止するためのラジアルシール又はアキシアルシールとして使用され得る。一般的に同様に発泡ＰＵ製のエンドキャップが、ろ材パックの第２の軸周りの面においてプリーツを閉鎖するために使用される。
【００１０】
米国特許第７，３９６，３７６号明細書には、ひだ付きろ材パックと組み合わせて使用される発泡ポリウレタン（ＰＵ）シール配置構成が開示されている。製造プロセス中、ろ材パックは、補強用フレーム要素と一緒に型内に配置される。その後、型は、ＰＵで満たされ、立ち上がり過程に続いて、いわゆる発泡ＰＵのオーバーモールドが形成される。補強用フレーム要素は、シールに強度をもたらし、且つまた、ろ材パックの不規則な形を補償する。
（【００１１】以降は省略されています）

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