(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子機器筐体において使用するためのフィルターアセンブリであって、
スクリム層および媒質層を含み、前記媒質層が静電材料を含んでいる実質的に平坦な第１のシートと、
スクリム層および媒質層を含み、実質的に凹状であって且つ開放した前面と閉鎖した後面とを規定する第２のシートと、
前記第１および第２のシートによって規定された内部凹部と、
前記内部凹部内に位置決めされた吸着材と
を含み、
前記吸着材が炭素ビーズを含み、
前記第１のシートが、前記開放した前面の端部で前記第２のシートに接続され、
前記開放した前面が、前記電子機器筐体内の空気の循環流れに関して、前記閉鎖した後面の上流側に位置するように構成されている、フィルターアセンブリ。
【請求項２】
前記静電材料が、ポリプロピレン繊維とアクリル繊維の混合物を含む、請求項１に記載の電子機器筐体において使用するためのフィルターアセンブリ。
【請求項３】
前記フィルターアセンブリの前記内部凹部の内部表面積が、前記開放した前面の面積の少なくとも３倍である、請求項１に記載の電子機器筐体において使用するためのフィルターアセンブリ。
【請求項４】
前記第２のシートが、その形状を実質的に保持する、請求項１に記載の電子機器筐体において使用するためのフィルターアセンブリ。
【請求項５】
前記第１および第２のシートが、前記フィルターアセンブリの境界の周辺に溶接領域を規定し、
前記第１のシートが、前記溶接領域で前記第２のシートに接続される、請求項１に記載の電子機器筐体において使用するためのフィルターアセンブリ。
【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、米国国内企業のＤｏｎａｌｄｓｏｎ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．の名義（全ての指定国に対する出願人）で２０１３年８月１０日にＰＣＴ国際特許出願として出願されており、およびＳｔａｎｌｅｙ  Ｂ．  Ｍｉｌｌｅｒ，ＩＩＩ（米国民）；Ａｌｌｅｎ  Ｎ．  Ｎｉｃｋｌａｙ（米国民）；Ｃｈｒｉｓｔｏｐｈｅｒ  Ｊ．  Ｆｉｓｃｈｅｒ（米国民）；およびＤａｎｉｅｌ  Ｌ．  Ｔｕｍａ（米国民）は、指定の州に対する出願人および発明人であり、および２０１２年８月１０日出願の米国仮特許出願第６１／６８１，６１８号、および２０１３年３月１４日出願の米国特許出願第１３／８３１，４５８号の優先権を主張し、それらの内容全体が、参照することにより本書に援用される。
【０００２】
本発明は、電子機器筐体において使用するためのフィルターに関する。特に、本発明は、電子機器筐体の内部を循環する汚染物質を除去するためのフィルターに関する。
【背景技術】
【０００３】
ハードディスクドライブ筐体などの電子機器筐体内の汚染物質は、筐体内の構成要素の効率を下げ、かつ寿命を短くし得る。汚染物質は、化学物質および粒状物質を含むことがあり、および外部電源からハードドライブ筐体に入ることができるか、または製造または使用中に筐体内で生成され得る。汚染物質は、ドライブを徐々に損傷してドライブ性能を低下させ、かつさらには、ドライブを完全に故障させ得る。それゆえ、ハードディスクドライブなどのデータ記憶システムは、一般に、ディスクドライブ筐体内の空気中の粒状物質および／または汚染化学物質を除去できるまたはそれらをそこに入らないようにすることができる１つ以上のフィルターを含む。そのようなフィルターの１つのタイプは再循環フィルターであり、このフィルターは、一般的に、ディスクドライブ内で１つ以上のディスクが回転することによって生じる空気の流れの経路から汚染物質を濾過して取り除くことができるように、配置される。既存の再循環フィルターは、多くの汚染物質を除去できるが、ある種の汚染物質、特に、大きな粒子状汚染物質を除去する性能の改善に対するニーズが存在する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本出願は、一部には、電子機器筐体において使用するためのフィルターアセンブリに関する。フィルターアセンブリは、電子機器筐体内を循環する粒子状汚染物質を除去するように設計される。特に、フィルターアセンブリは、粒子を捕獲することによって粒子状汚染物質レベルを効果的に下げかつ電子機器筐体にもう一度放出されないように構造および配置される。一般にフィルターアセンブリは、粒子の捕獲を支援しかつフィルターアセンブリでの粒子の反射を回避する媒質の幾何学形状で構造される。
【０００５】
様々な実施形態において、フィルターアセンブリは、さらに、粒子状汚染物質の捕獲を促進するようにさらに設計された媒質構成を含む。これらの媒質構成は、例えば、フィルターアセンブリの内部で、静電媒質がスクリム材の全てまたは一部を覆う構造を含む。特定の動作機構に縛られるものではないが、静電気は、粒子が媒質に当たったり、その後、跳ね返ったり（反射と呼ばれることが多い）しないようにし、これは、そうでなければ、露出したスクリム材で発生し得ると考えられる。静電気はまた、さらに、粒子の捕獲を助けて、それらが電子機器筐体を継続的に循環しないようにし得る。
【０００６】
例示的な実施形態では、フィルターアセンブリは、開放した前端部、閉鎖した後端部、および開放した前端部と閉鎖した後端部との間に内部凹部を含む媒質構造を含む。透過性濾材は、凹部の少なくとも一部分を形成する。凹部は、一般に、比較的深く、場合によっては、フィルターアセンブリの幅と同程度の深さか、またはそれよりも深い。それゆえ、一部の実施形態では、凹部は、円錐状または柱状とし得る（例えば）。大きな開放前部表面積を有する一方で、濾材を含むさらに大きな内部表面積を有することによって、内部凹部を備えるこの再循環フィルターの構造は粒子状汚染物質の捕獲および保持を促す。内部媒質表面は、一般的に、空気の流れの方向に対して角度が付けられているため、粒子は媒質に鋭角で当たり、最初に接触した点で媒質によって保持されるか、またはフィルターアセンブリ内に深く保持されるように十分に減速されるかのいずれかとし得る。
【０００７】
一部の実装例では、内部凹部の表面積の少なくとも５０パーセントは、開口部に対して４５度以下の角度を有する。いくつかの例示的な実装例では、内部凹部の表面積の少なくとも７５パーセントは、開口部に対して４５度以下の角度を有する。任意選択的に、内部凹部の表面積の少なくとも５０パーセントは、開口部に対して３０度以下の角度を有する。一部の例示的な実施形態では、内部凹部の表面積の少なくとも７５パーセントは、開口部に対して３０度以下の角度を有する。
【０００８】
いくつかの実装例では、フィルターアセンブリの内部凹部の、開放した前面の最大深さ対最大直径の比は、少なくとも１．０であるが、この最大深さ対最大直径の比は変化し得、および、例えば１．２５、１．５、１．７５を上回る；または２．０など、１．０を上回ることが多い。フィルターアセンブリの内部凹部の内部表面積は、開放した前面における面積において少なくとも２倍、他の実装例では、開放した前面における面積の少なくとも３倍、および他の実装例では、開放した前面における面積の少なくとも４倍、一部の実装例では、開放面の面積の少なくとも４倍、またはいくつかの実施形態では、開放した前面における面積の少なくとも５または６倍とし得る。
【０００９】
一部の実施形態では、透過性スクリム材は、織りまたは不織の材料、例えばポリプロピレン繊維を含み得る。一部の実施形態では、スクリム材の水の透過性は、例えば０．５インチで約１００ｆｔ．／分〜０．５インチで約８００ｆｔ．／分とし得る。いくつかの実施形態では、スクリム材の水の透過性は、０．５インチで約２５０ｆｔ．／分〜０．５インチで約６００ｆｔ．／分である。いくつかの例示的な実装例では、スクリム材の水の透過性は、０．５インチで約３００ｆｔ．／分〜０．５インチで約５００ｆｔ．／分である。好適なスクリム材の水の透過性は、例えば０．５インチで１００ｆｔ．／分超；０．５インチで２５０ｆｔ．／分超；または０．５インチで３００ｆｔ．／分超とし得ることが理解される。好適なスクリム材の水の透過性は、例えば、一部の実施形態では０．５インチで約８００ｆｔ．／分未満；一部の実施形態では０．５インチで６００ｆｔ．／分未満；または一部の実施形態では０．５インチで５００ｆｔ．／分未満とし得る。
【００１０】
静電材料は、様々な繊維を含むことができ、および任意選択的に、ポリプロピレンおよびアクリル繊維を含む混合繊維媒質である。静電材料の水の透過性は、例えば０．５インチで約２５０ｆｔ．／分〜０．５インチで約７５０ｆｔ．／分とし得る。一部の実施形態では、静電材料の粉塵捕集効率は、２０〜３０ミクロンの粒子状汚染物質に対し約２０％〜約９９．９９％とし得る。好適な静電体の粉塵捕集効率は、例えば、２０〜３０ミクロンの粒子状汚染物質に対し２０％超；２０〜３０ミクロンの粒子状汚染物質に対し４０％超；または２０〜３０ミクロンの粒子状汚染物質に対し６０％超とし得る。いくつかの例示的な実装例では、静電材料の粉塵捕集効率は、２０〜３０ミクロンの粒子状汚染物質に対し９９．９９％未満；２０〜３０ミクロンの粒子状汚染物質に対し８０％未満；または２０〜３０ミクロンの粒子状汚染物質に対し６０％未満とし得る。
【００１１】
本発明の上記の要約は、本発明のそれぞれ説明された実施形態を説明するものではない。これは、図面および以下の詳細な説明の目的である。
【００１２】
以下の図面を参照して、本発明をより完全に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】ディスクドライブアセンブリの上部が取り除かれた状態で示す、ディスクドライブアセンブリの単純化した斜視図である。
【図２】本発明の実装例に従って構造および配置されたフィルターアセンブリの斜視図である。
【図３】図２に示す本発明の実装例に従って構造および配置されたフィルターアセンブリの側面図である。
【図４】図２に示す本発明の実装例に従って構造および配置されたフィルターアセンブリの正面図である。
【図５】（ａ）は線３−３’に沿って取った図３のフィルターアセンブリの断面図であって、（ｂ）は媒質層を示す、（ａ）に断面で示すフィルターアセンブリの一部分の詳細図である。
【図６】本発明の例示的な実装例に従って構造および配置された、フィルターアセンブリを含む、ディスクドライブアセンブリの部分的な上面の平面図である。
【図７Ａ−７Ｄ】本明細書で説明するフィルターアセンブリの作製方法を示す概略図である。
【図８】本発明の実装例に従って作製された、傾斜開口部を有するフィルターアセンブリの断面図である。
【図９】本発明の実装例に従って作製された、複数の濾過用凹部を有するフィルターアセンブリの斜視図である。
【図１０】線９−９’に沿って取った図９のフィルターアセンブリの断面図である。
【図１１Ａ−１１Ｉ】本明細書で説明するフィルターアセンブリの作製方法を示す概略図である。
【図１１Ｊ】フィルターアセンブリの作製方法を示すチャートである。
【図１２Ａ−１２Ｇ】本明細書で説明するフィルターアセンブリの作製方法を示す概略図である。
【図１２Ｈ】本明細書で説明するフィルターアセンブリの作製方法を示すチャートである。
【図１３Ａ】フィルターアセンブリの断面図である。
【図１３Ｂ】フィルターアセンブリの断面図である。
【図１４Ａ】本明細書で説明するようなフィルターアセンブリの断面図である。
【図１４Ｂ】本明細書で説明するようなフィルターアセンブリの断面図である。
【図１５Ａ−１５Ｅ】本明細書で説明するようなフィルターアセンブリの作製方法を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の原理は、様々な修正および代替形態の影響を受けやすいが、それらの詳細を、図面に例として示してあり、かつ詳細に説明する。しかしながら、本発明を、説明する特定の実施形態に限定するものではないことを理解されたい。反対に、本開示および特許請求の趣旨および範囲内にある全ての修正例、等価物、および代替例を網羅するものとする。
【００１５】
ディスクドライブアセンブリ、ならびに他の電子機器筐体から汚染物質を減少させるまたは除去するために使用される様々なフィルタリングシステムが知られている。特に、再循環フィルターは、ディスクドライブ筐体に入ったまたはディスクドライブの使用中に生成された粒状物質および／または汚染化学物質を減少させるまたは除去するために使用されることが多い。典型的な再循環フィルターは、ディスクの回転によって誘発された空気流の経路に位置決めされるフィルター素子を含み、空気流中に存在する汚染物質が濾過されるようにする。
【００１６】
しかしながら、フィルターに接触する粒子の全てが首尾よく捕獲されるわけではない。多くの利用可能なフィルターアセンブリの面速度は非常に高く、これにより、粒子運動量を増し得る。高運動量は、フィルターに取り込まれるのではなく、フィルター面から「反射する」または「跳ね返る」粒子状汚染物質を生じ得る。この現象は、「粒子の跳ね返り」と呼ばれ得る。多くの既存の再循環フィルターの表面を構成する、露出したスクリム材は、粒子が比較的高い割合でスクリム繊維で跳ね返るため、特に問題とし得る。それゆえ、比較的高運動量を有する粒子状汚染物質でも捕獲できる改良型再循環フィルターに対するニーズが存在する。
【００１７】
粒子状汚染物質除去を改良するための、電子機器筐体において使用するためのフィルターアセンブリが、本明細書で説明されている。例示的な実施形態では、フィルターアセンブリは、開放した前面、閉鎖した後面、および開放した前面と閉鎖した後面との間に内部凹部を有する媒質構造を含む。透過性スクリム材が、媒質構造の少なくとも一部分を形成できる。フィルターアセンブリの内部凹部には静電材料が配置され、静電材料は、透過性スクリムを少なくとも部分的に覆う。例示的な実施形態では、静電材料は、透過性スクリムの全てまたはほとんどの上に置かれる。一部の実施形態では、静電材料およびスクリムは、フィルターアセンブリの生産前に一緒に組み合わされ（例えば、ラミネーション、熱ボンディング、または光カレンダリング（ｌｉｇｈｔ  ｃａｌｅｎｄａｒｉｎｇ）などによって）、その後、フィルターアセンブリの少なくとも一部分を生じる媒質構造に形成される。
【００１８】
いくつかの実装例では、フィルターアセンブリの内部凹部の、開放した前面の最大深さ対最大直径の比は、少なくとも１．０であるが、この最大深さ対最大直径の比は変更でき、例えば１．２５、１．５、１．７５；または２．０など、１．０を上回ることが多い。フィルターアセンブリの内部凹部は、開放した前面における面積の少なくとも２倍、他の実装例では、開放した前面における面積の少なくとも３倍、および他の実装例では、開放した前面における面積の少なくとも４倍、または開放した前面における面積の少なくとも５または６倍の内部表面積を有し得る。
【００１９】
一部の実施形態では、透過性スクリム材は、織りまたは不織の材料、例えばポリプロピレン繊維を含む。一部の実施形態では、スクリム材の水の透過性は、例えば、０．５インチで約１００ｆｔ．／分〜０．５インチで約８００ｆｔ．／分とし得る。一部の実施形態では、スクリム材の水の透過性は、０．５インチで約２５０ｆｔ．／分、および０．５インチで約６００ｆｔ．／分である。さらに他の実装例では、スクリム材の水の透過性は、０．５インチで約３００ｆｔ．／分、および０．５インチで約５００ｆｔ．／分である。好適なスクリム材の水の透過性は、例えば、０．５インチで１００ｆｔ．／分超；０．５インチで２５０ｆｔ．／分超；または０．５インチで３００ｆｔ．／分超とし得ることが理解される。好適なスクリム材の水の透過性は、例えば、一部の実施形態では、０．５インチで約８００ｆｔ．／分未満；一部の実施形態では０．５インチで６００ｆｔ．／分未満；または一部の実施形態では０．５インチで５００ｆｔ．／分未満をとし得る。
【００２０】
静電材料は様々な繊維を含むことができ、および任意選択的に、ポリプロピレンおよびアクリル繊維を含む繊維媒質と混合される。静電材料の水の透過性は、例えば、０．５インチで約２５０ｆｔ．／分〜０．５インチで約７５０ｆｔ．／分とし得る。一部の実施形態では、静電体の粉塵捕集効率は、２０〜３０ミクロンの粒子状汚染物質に対し約２０％〜約９９．９９％である。好適な静電体の粉塵捕集効率は、例えば２０〜３０ミクロンの粒子状汚染物質に対し２０％超；２０〜３０ミクロンの粒子状汚染物質に対し４０％超；または２０〜３０ミクロンの粒子状汚染物質に対し６０％超とし得る。いくつかの例示的な実装例では、静電体の粉塵捕集効率は、２０〜３０ミクロンの粒子状汚染物質に対し９９．９９％未満；２０〜３０ミクロンの粒子状汚染物質に対し８０％未満；または２０〜３０ミクロンの粒子状汚染物質に対し６０％未満とし得る。
【００２１】
ここで、図面を参照すると、図１は、ディスクドライブ１００の単純化した斜視図である。ディスクドライブ１００は、筐体１０４を形成する本体１０２を含む。例示的な実施形態では、１つ以上の回転可能な磁気ディスク１０６が筐体１０４内に位置決めされている。ドライブの回転を矢印で示す（その代わりに反対方向の回転も可能であるが）。例えば読み書きヘッドなどの他のディスクドライブコンポーネントおよび配線がアマーチャ１０８に組み込まれ得る。
【００２２】
図２、図３および図４にフィルターアセンブリ２００の例示的な実施形態を示す。図２に示すように、フィルターアセンブリは、開放した前端部２０２、および閉鎖した後端部２０４を含む。フィルターアセンブリ２００は、前端部２０２と後端部２０４との間に細長い媒質構造２０６を含み、細長い媒質構造２０６は、主に濾材で作製され、例えば例示的な実施形態では、一方の側面がスクリムを、他方の側面が静電材料を備える。好ましくは、静電媒質は、細長い媒質構造２０６の内側に配置される。細長い媒質構造を形成する側壁は、開放した前端部２０２から、閉鎖した後端部２０４へ延在する。図示の実装例では、細長い媒質構造２０６はフレーム２０８に固定される。フレーム２０８は、例えば、媒質構造２０６を固定する金属やプラスチックの支持体とすることができ、および電子機器筐体への取り付けを支援し得る。
【００２３】
この例示的なフィルターアセンブリ２００はまた、図３に側面図で、および図４に（前端部２０２から見た）正面図で示される。フィルターアセンブリ２００の直径「Ｄ」の測定は、前端部２０２におけるフィルターアセンブリ２００の開放内部に沿って取られる。図２に示すように、開口部は全体的に円形とし得る。代替例では、開口部は卵形にでき、そうでなければ非円形、および矩形、またはそうでなければ、例えば多角形に近い形状にできる。しかしながら、多くの実施形態では、開口部は円形、半円形、卵、半卵にでき、またはそうでなければ、全体的に丸みを帯びた前面開口部を有し得る。この全体的に丸みを帯びた前面開口部は、フィルターアセンブリ２００の製造を簡単にすることができる。
【００２４】
図４では、２つの直径が示されている：ＤｘおよびＤｙ。Ｄｘは、開放した前端部２０２を横切る最長径を指し、およびＤｙは、開放した前端部２０２における、Ｄｘに垂直な直径を指す。非円形開口部の直径は、（ＤｘとＤｙの直径を平均するなどによって）平均直径を取ることによって、または最大直径、例えばＤｘを測定することによって測定できる。概して、ＤｘおよびＤｙの少なくとも一方は、約０．２５〜約１インチである。一般的に、図２に示すフィルターアセンブリ２００の長さ「Ｌ」は、フィルターアセンブリ２００の直径よりも大きい。具体的には、長さＬは、一般に、ＤｘおよびＤｙのうちの長い方よりも長い。一部の実装例では、長さＬは、ＤｘとＤｙの平均よりも長い。一実施形態では、フィルターアセンブリ２００の長さ「Ｌ」は、フィルターアセンブリの直径ＤｘおよびＤｙのうちの長い方の少なくとも１．５、２、または３倍とし得る。長さＬは、例えば、約０．２５〜約２インチとし得る。
【００２５】
開放した前端部２０２は、一般的に、電子機器筐体内の空気の流れに関して、閉鎖した後端部２０４から上流に位置決めされる。フィルターアセンブリ２００の細長い形状、特に細長い媒質構造２０６は、空気の流れが曝される濾過媒質の表面積を大きくし、それにより、濾過の最中にフィルターアセンブリ２００によって捕獲される粒子の量を増やし、ならびにより高い質量または運動量の粒子を取り込む。さらに、大きな前面開口部を備えかつ細長い媒質構造２０６におけるさらに大きな媒質表面積でも、フィルターアセンブリの構造は、フィルターアセンブリ２００の圧力拘束を低下させる。
【００２６】
例示的な実施形態では、フィルターアセンブリ２００は、実質的にシリンダー状構成を有する。本明細書では、用語「実質的にシリンダー状」は、フィルターアセンブリの前端部２０２および後端部２０４が実質的に円形であり、かつフィルターアセンブリ２００の側壁２１２（図３）が平行または実質的に平行であることを意味する。別の実施形態では、フィルターアセンブリ２００は、実質的に円錐状または放物線状の構成を有する。本明細書では、用語「実質的に円錐状」または「実質的に放物線状」は、開放した前端部２０２がフィルターアセンブリ２００の閉鎖した後端部２０４の方へ収束していることを意味する。他のフィルターアセンブリ構成も可能であり、特に、収束する側壁を有するまたは有しない、卵形、正方形、矩形または他の断面形状を有する他の細長い構成が、本発明の範囲内にある。
【００２７】
理論に縛られるものではないが、媒質の表面積が大きい、開放した濾過構造の使用は、粒子状汚染物質の表面速度を低下させ、かつそれにより、粒子捕獲を増加させ得ると考えられる。例示的な実施形態では、濾過媒質の２０ミクロン〜３０ミクロンの粉塵捕集効率は、約２０％〜約９９．９９％である。濾過媒質の水の透過性は、一般的に、０．５インチで約２５０ｆｔ．／分〜０．５インチで約７５０ｆｔ．／分である。基本重量は、一般的に、約４５ｇｍ／ｍ２〜約１６５ｇｍ／ｍ２である。
【００２８】
図５(ａ)は、図２〜４のフィルターアセンブリ２００の断面を示す。図５（ａ）は、側壁２１２と、フィルターアセンブリ２００の前端部２０２に垂直な線２１４との間の角度αを示し、この線は、フィルターアセンブリの前端部２０２に垂直に流れる粒子の経路に対応する。この角度αは、一般に、細長い部材２０６を形成する側壁のほとんどにわたって４５度未満であり、およびあるいは、媒質のほとんどにわたって３０度未満または１５度未満である。図５（ｂ）は、フィルターアセンブリの断面の単純化した拡大図を示し、静電層２２０および支持層２２２（例えばスクリム層）を示す。角度αにおける線２１４も示し、開口部に垂直に移動する粒子が比較的鋭角（例えば好ましくは４５度未満）で媒質にぶつかることを示す。代替例では、フィルターアセンブリ２００を形成する媒質は、単一層、または３つ以上の層で形成され得る。また、いくつかの実施形態では、媒質の一部分が単一層であり、および媒質の一部分が２つ以上の層を有する。
【００２９】
一実施形態では、細長い部分２０６を形成する濾過媒質は、静電繊維を含む。本明細書では、用語「静電繊維」は、電荷を含む繊維を指す。フィルターアセンブリ２００に静電繊維を含むことの１つの利点は、フィルターが、汚染物質を機械的に捕獲できるだけでなく、電荷を含む汚染物質に静電力を加えることができ、それにより、気流から除去される汚染物質の量を増やすことである。静電媒質は、摩擦電気媒質、エルクトレット媒質、または粒子除去のための主機構として帯電できるかまたは帯電に依存する任意の他の媒質とし得る。例示的な実施形態では、静電媒質は摩擦電気繊維を含む。摩擦電気繊維は公知であり、および、例えば、（１）ポリエチレン、ポリプロピレン、またはエチレンおよびプロピレンコポリマーなどのポリオレフィン繊維と、（２）別のポリマーの繊維、例えば、ハロゲン原子、例えば塩素によって置換された炭化水素官能基を含有する繊維、またはポリアクリロニトリル繊維との混合物を使用して形成され得る。概して、ポリオレフィン繊維および他のポリマーの繊維は、約６０：４０または約２０：８０または約３０：７０の重量比で静電媒質に含まれる。
【００３０】
図６は、電子機器筐体１００（筐体１００の角のみを示す）内に取り付けられたフィルターアセンブリ２００を示す。フィルターアセンブリ２００は、開放した前端部２０２が、回転するディスク１０６によって生成された気流の方に向けられるように（矢印で方向を示す）、方向付けられる。図示の実施形態では、フィルターアセンブリ２００の開放した前端部２０２へ空気を向けるのを支援するために、バッフル１１４が存在する。フィルターアセンブリ２００は電子機器筐体内に配置されて、バッフル１１４が空気を、開放した前端部２０２の方へおよびそこを通るように向けるようにし得る。いくつかの実装例では、バッフル１１４は、任意の取付要素（図２に示すフレーム２０８など）、またはハウジングの他の部分と共に、開放した前端部２０２の方へ空気を向けるチャンネルを形成する。他の実装例では、フィルターアセンブリ２００は、フィルターアセンブリ２００へ空気を向けるチャンネルのない状態で、またはフィルターアセンブリへ空気を部分的にのみ向ける、側面が開放しているチャンネルのみ備えて、流れる気流中に位置決めされる。
【００３１】
図７Ａ〜７Ｄに、本明細書で説明するようなフィルターアセンブリを作製する１つの方法を概略的に示す。この方法では、スクリム材３０２のシートは、長さ「Ｌｍ」を有し、および幅「Ｗｍ」が提供される（図７Ａ）。スクリム材３０２は、スクリムの長さＬｍに実質的に平行な軸に沿って巻かれて、シリンダー状または円錐状の物品３０６を形成する（図７Ｂ）。スクリム３０２は、例えば接着剤を使用してまたは溶接によって、物品の長さＬｍに沿ってシールされる。その後、物品の端部３０４をシールして、閉鎖した物品を形成し、長さ「ＬＡ」を有する室を規定する（図７Ｃ）。その後、例えば接着剤を使用してまたは溶接によって、対向端部３０２をフレーム３０８に接着し（図７Ｄ）、および濾過媒質、例えば、静電濾過媒質を、プロセスによって形成された細長い部材の内部に導入する。
【００３２】
図８は、本発明の代替的な実装例に従って作製されたフィルターアセンブリ４００の断面図であり、フィルターアセンブリは、フレーム４０８に固定された傾斜開口部４０２を有する。媒質は、細長い部材４０６に構成されている。フィルターアセンブリ４００は、開口部の中心から測定した長さ「Ｌ」、および直径「Ｄ」を有する。全体的な構成および性能は上述のアセンブリ２００と同様であり、開放端部４０２およびフレーム４０８が、細長い媒質部材４０６に対して角度が付けられているにすぎない。また、フィルターアセンブリ４００は、互いに長さの異なる側壁４１０および４１２を有する。
【００３３】
図９は、本発明の実装例に従って作製されたフィルターアセンブリ５００の斜視図であり、フィルターアセンブリ５００は、複数の濾過用凹部５２０を有する。図１０は、線９−９’に沿って取った図９のフィルターアセンブリの断面図であり、凹部５２０を備えるフィルターアセンブリ５００を示す。断面は、フィルターアセンブリ５００の相対的な長さ「Ｌ」および直径「Ｄ」を有する。一般に、長さＬは、直径Ｄの少なくとも１．５倍であり、より一般的には、長さＬは直径Ｄの少なくとも２．０倍である。一部の実装例では、長さＬは、直径Ｄの少なくとも３．０倍である。フィルターアセンブリ５００は、一般に、スクリム材、またはスクリム材を覆う静電材料などの媒質によって覆われた、シールされた後端部５２２を有する。
【００３４】
図１１Ａ〜１１Ｉに、本明細書で説明するようなフィルターアセンブリの作製方法を概略的に示す。例示的な方法では、フィルター材１１０２のシートが提供される（図１１Ａ）。フィルター材１１０２のシートは、静電層１１２０および支持層１１２２（スクリム層など）を含み得る。フィルター材１１０２のシートは、所望の構成にプレス加工され得る。方法は、ネスト１１０４の使用を含み得る。ネスト１１０４は、凹部１１０６を含み得る（図１１Ｂ）。凹部１１０６は、フィルターアセンブリの所望の最終形状と同様の形状にされ得る。方法は、ホーン１１０８の使用を含み得る（図１１Ｃ）。ホーン１１０８は、フィルターアセンブリの所望の最終形状と同様の形状を有し得る。フィルター材１１０２のシートは、ホーン１１０８とネスト１１０４との間に位置決めできる（図１１Ｄ）。
【００３５】
ホーン１１０８は、ホーン１１０８がネスト１１０４の凹部１１０６内に少なくとも部分的に配置される位置に動かされ得る。フィルター材１１０２は、ホーン１１０８の外形、および凹部１１０６の形状に適合し得る。実施形態では、十分な力がフィルター材１１０２に加えられて、フィルター材１１０２を永久的に変形させる。少量の熱または音響エネルギーが適用されて媒質の一部を溶融させ、その形状を保持するのを助ける境界１１０３を形成する。
【００３６】
ホーン１１０８は、ホーン１１０８が凹部１１０６内に少なくとも部分的に配置される位置から取り出すことができ（図１１Ｅ）、かつフィルター材１１０２は、ホーン１１０８が凹部１１０６内に少なくとも部分的に配置されていたときにフィルター材１１０２が有した構成に酷似した構成を保持できる。
【００３７】
フィルター材１１０２の上部にスクリーン層１１１０が配置されて、ネスト１１０４とスクリーン層１１１０との間にフィルター材１１０２を挟むようにし得る（図１１Ｆ）。スクリーン層１１１０は、フィルター材１１０２に溶接、融合または他の方法でボンディングされ得る。実施形態では、フィルター材１１０２は静電層１１２０および支持層１１２２を含み、およびスクリーン層１１１０がフィルター材１１０２に溶接されると、静電層１１２０は、支持層１１２２に溶接され得る。フィルターアセンブリは、例えば線１１１４に沿って溶接できる。フィルターアセンブリは、複数の線１１１４で溶接できる。溶接線を越えた余分な材料は全て（図１１Ｈ）、トリミングなどによってフィルターアセンブリから除去でき、フィルターアセンブリ１１００を生じる（図１１Ｉ）。
【００３８】
スクリーン層１１１０は、フィルターアセンブリの開放端部を部分的に被覆できる。スクリーン層１１１０は、空気がスクリーン層を通ってフィルターアセンブリの凹部１１０６まで通過できるようにする。スクリーン層１１１０は支持を提供して、フィルターアセンブリを所望の構成に保つのを支援できる。
【００３９】
図１１Ｊは、フィルターアセンブリの作製方法を示すフローチャートを示す。フィルター材は、静電層および支持層を含み得る。フィルター材は、ホーンとネストとの間に挟まれ得る。ホーンは、ネストの凹部まで下げられ得るかまたは他の方法でそこに動かされ、それにより、ホーンの外表面の形状およびネストにある凹部の形状に実質的に似た形状に、フィルター材を構成し得る。ホーンは凹部から取り除くことができる。ホーンが凹部から取り除かれても、フィルター材は、その形状を実質的に保持するように構成し得る。スクリーン層は、フィルター材の上部に配置できる。スクリーン層は、フィルター材の開放側の一部分を被覆できる。層は、溶接などによって一緒にボンディングされ得る。フィルターアセンブリは、ネストから取り除くことができる。余分な材料はフィルターアセンブリから除去できる。
【００４０】
図１２Ａ〜１２Ｇに、本明細書で説明するようなフィルターアセンブリの作製方法を概略的に示す。この方法では、フィルター材１２０２のシートが提供される（図１２Ａ）。フィルター材１２０２のシートは、静電層１２２０および１つ以上の支持層１２２２（例えばスクリム層）を含み得る。フィルター材１２０２のシートは、溶接線１２１４に沿ってなど、１箇所以上で溶接できる（図１２Ｂ）。２つの溶接線１２１４間の距離は、フィルター材１２０２の第１のシートからフィルター材１２０２の第２のシートまで異なり得る。
【００４１】
方法はまた、ネスト１２０４の使用を含み得る。ネスト１２０４は凹部１２０６を含み得る（図１２Ｃ）。凹部１２０６は、フィルターアセンブリの所望の最終形状と同様の形状にし得る。フィルター材１２０２の第１のシートは、ネスト１２０２に配置できる。溶接線１２１４はネスト１２０４に垂直とし得る。フィルター材１２０２の第１のシートはネスト１２０４に配置でき、凹部１２０６の一部分は依然として露出したままにする。実施形態では、第１のフィルターシートの縁部（例えば溶接線１２１４）を、ネスト１２０４の縁部と位置合わせする。
【００４２】
方法は、ホーン１２０８の使用を含み得る（図１２Ｄ）。ホーン１２０８は、フィルターアセンブリの所望の最終形状と同様の形状を有し得る。フィルター材１２０２のシートは、ホーン１２０８とネスト１２０４との間に位置決めし得る。ホーン１２０８は、凹部１２０６に押し付けられ、フィルター材１２０２を、凹部１２０６およびホーン１２０８と酷似した形状に構成するようにし得る（図１２Ｅ）。
【００４３】
フィルター材１２０２の第２のシートは、フィルター材１２０２の第１のシートの上部に配置でき、それらの間にホーン１２０８を挟み得る（図１２Ｆ）。フィルター材１２０２の第１のシートは、線１２１４に沿った溶接などによってフィルター材１２０２の第２のシートにボンディングできる。ホーン１２０８は、フィルターアセンブリの開放端部を通すなどして凹部１２０６から取り除くことができる。ホーン１２０８を除去することによって、フィルターアセンブリの凹部を規定する。余分な材料１２１６を、トリミングなどによってフィルターアセンブリから除去でき、フィルターアセンブリ１２００を生じる（図１２Ｇ）。
【００４４】
図１２Ｈは、フィルターアセンブリの作製方法を示すフローチャートを示す。フィルター材は、２つの支持層（例えば２つのスクリム層）の間に挟まれた静電層を含み得る。フィルター材は、フィルターアセンブリの前部に１つおよびフィルターアセンブリの後部に１つなど、２つの溶接線を含むことができる。２つの溶接線は平行とし得る。フィルター材の第１のシートはネストに配置できる。ネストは凹部を含み得る。２つの溶接線は、凹部に垂直に位置決めできる。ホーンを凹部に挿入して、ホーンおよび凹部の形状に厳密に適合する第１のシートのフィルター材を形成できる。
【００４５】
フィルター材の第２のシートは、ホーンの上部に、およびフィルター材の第１のシートの一部分の上に配置できる。フィルター材の第２のシートは２つの溶接線を含み得る。フィルター材の第２のシート上の溶接線は、フィルター材の第１のシート上の溶接線と位置合わせできる。フィルター材の第１のシートは、溶接などによってフィルター材の第２のシートにボンディングできる。
【００４６】
ホーンは凹部から取り除くことができ、フィルターアセンブリに凹部を規定するようにする。フィルターアセンブリはネストから取り除くことができる。余分な材料を、トリミングなどによってフィルターアセンブリから除去できる。
【００４７】
図１３Ａおよび図１３Ｂは、当業界で公知の吸収性再循環フィルター１３００の断面図である。炭分などの充填要素１３０２を、上部シート１３０４（スクリム層および媒質層を含む）と下部シート１３０６（同様にスクリム層および媒質層を含む）との間に配置でき、および充填要素１３０２は、層によって規定された空洞の一部分を満たすことができる。充填要素１３０２は、フィルター１３００を通過する空気の濾過を助けることができる。代替的な実装例では、フィルター素子１３０２はスクリム層の双方を含み得る。
【００４８】
図１４Ａおよび図１４Ｂは、本明細書で説明した構造による充填要素１４０２を含むフィルター１４００の断面図である。充填要素１４０２は、フィルターによって規定された空洞に配置され得る。充填要素１４０２は、炭分または吸収要素を含み得る。炭分は、炭素ウェブ、炭素ビーズ、またはバルク炭素を含み得る。炭分に、他の形態の炭素を含めることが可能である。
【００４９】
スクリム層１３０４の一部分を媒質層１３０６の一部分に溶接することができ、およびクリアランス１３０８を生じ得る。クリアランス１３０８は、溶接１３１０と充填要素１３０２との間のフィルターの一部分を説明できる。図１３Ａおよび図１３Ｂに示す設計では、炭分は、クリアランス１３０８に起因して、媒質領域よりも著しく小さいサイズにされ得る。クリアランス１３０８は、溶接プロセスの最中に、充填要素１３０２の一部分が層間で溶接されないようにすることを保証できる。充填要素１３０２の一部分が層間で溶接される場合、フィルターは、欠陥を有するとして不良品にされ得る。フィルターが不良品にされず、およびドライブで使用される場合、充填要素１３０２の一部分がドライブに対する粒子汚染物となり得る。フィルターの外形寸法が小さくなるにつれて、充填要素１３０２の領域の削減は、さらに大きくなりうる可能性がある。フィルターが小さくなるにつれて、平坦な媒質を得ることがより困難になり、炭素にわたって曲がり、およびより薄い充填要素１３０２を使用する必要性を生じ得る。
【００５０】
図１４Ａおよび図１４Ｂに示すようにフィルター１４００を形成することによって、上述の通り、クリアランス１３０８、１４０８は小さくでき、およびより厚みのある充填要素１４０２を空洞内に配置できる。実施形態では、フィルター１４００は、８．５ｍｍ×２０ｍｍにでき、および厚さ４ｍｍとし得る。実施形態では、充填要素１４０２は炭素ビーズを含み得る。実施形態では、炭素ビーズの塊は、少なくとも３５ｍｇ、および５５ｍｇ以下、例えば４５ｍｇとし得る。実施形態では、フィルター１４００は、４ｍｍ×１５．５ｍｍにでき、および少なくとも２０ｍｇ、および４５ｍｇ以下、例えば３３ｍｇの塊の炭素ビーズを含む。
【００５１】
図１１Ａ〜１１Ｉに示すプロセスと同様に、図１５Ａ〜１５Ｅは、フィルターアセンブリの作製方法を示す概略図である。方法は、ネスト１５０４の使用を含み得る（図１５Ａに図示）。ネスト１５０４は凹部１５０６を規定し得る。凹部１５０６は、完成品フィルターの所望の形状に構成できる。フィルター材１５０２のシートをネスト１５０４とホーン１５０８との間に配置できる（図１５Ｂに図示）。ホーン１５０８は、凹部１５０６内に少なくとも部分的に配置されるように、動かされ得る。フィルター材１５０２は、凹部１５０６およびホーン１５０８の形状を実質的にとり得る（図１５Ｃに図示）。ホーン１５０８は凹部１５０６から取り除かれ得る。フィルター材１５０２は、ホーン１５０８が凹部１５０６内に少なくとも部分的に配置されていたときと同じ形状を実質的に保持できる。フィルター材１５０２は空洞１５１０を規定できる。空洞１５１０内に充填要素１５１２を配置できる（図１５Ｄに図示）。実施形態では、充填要素は、空洞の少なくとも５０％を占める。代替的な実施形態では、充填要素は、空洞１５１０の少なくとも５０％、６０％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または９９％を占め得る。図１１Ｆと同様に、スクリーン層が空洞の上部に配置され得る。図１１Ｇと同様に、スクリーン層はフィルター材に溶接できる。余分な材料をフィルターからトリミングして除き、フィルター１５００を生じ得る（図１１Ｅに図示）。
【実施例】
【００５２】
実験
本発明に従って作製されたフィルターの性能を評価するために、比較のための２つの再循環フィルター素子と、本開示に従って作製された２つのフィルター素子との間で比較を行った。
【００５３】
第１の比較例では、フィルター素子は、ポリプロピレンスクリムが静電媒質を覆っている実質的に平面的な再循環フィルターであった。ポリプロピレンスクリムの水の透過性は、０．５インチで約３００フィート／分であった。静電媒質の透過性は、０．５インチで約４００フィート／分であった。フィルター素子は吸着材を含まなかった。
【００５４】
第２の比較例では、フィルター素子はまた、ポリプロピレンスクリムが静電媒質を覆っている実質的に平面的な再循環フィルターであった。ポリプロピレンスクリムの水の透過性は、０．５インチで約５００フィート／分であった。静電媒質の水の透過性は、０．５インチで約４００フィート／分であった。フィルター素子は吸着材を含まなかった。
【００５５】
単一凹部のフィルターでは、本開示に従って作製されたフィルター素子は、実質的に円錐状形状を有して作製された。フィルター素子は、フィルター素子の内部で、ポリプロピレンスクリムを覆う静電媒質を含んだ。静電媒質の水の透過性は、０．５インチで約４００フィート／分であった。ポリプロピレンスクリムの水の透過性は、０．５インチで約５００フィート／分であった。フィルター素子は吸着材を含まなかった。
【００５６】
複数凹部のフィルターでは、本開示に従って作製されたフィルター素子は、互いに実質的に平行な複数の細長い凹部を有して作製された。フィルター素子は、フィルター素子の内部で、ポリプロピレンスクリムを覆う静電媒質を含んだ。静電媒質の水の透過性は、０．５インチで約４００フィート／分であった。ポリプロピレンスクリムの水の透過性は、０．５インチで約５００フィート／分であった。フィルター素子は吸着材を含まなかった。
【００５７】
【表１】
0006313304.tif 000002
【００５８】
表１に示すように、凹部および露出した静電体を備えるフィルター構造は、粒子反射率が低く、かつまた、捕獲した粒子対反射した粒子の比は高かった。
【００５９】
表１は、フィルター素子から反射した粒子の割合が、本開示に従って作製された２つの素子に関し、２つの比較例よりも低かったことを示す：３５．０および３８．０と比較して２０．０および３４．２。さらに、本開示に従って作製された両フィルター素子は、捕獲した粒子対反射した粒子の比が高いことを示した：．７６および．４６と比較して２．４２および．７８。それゆえ、本開示に従って作製された２つの例の素子は、２つの比較例と比較して、粒子状汚染物質の除去を改善したことを実証した。
【００６０】
上述の明細書は、本発明の製造および使用の完全な説明を提供する。本発明の多くの実施形態は、本発明の趣旨および範囲から逸脱せずに形成され得るため、本発明は、下記に添付する特許請求の範囲に存在する。
【図１】
0006313304.tif 000003
【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７Ａ】
0006313304.tif 000009
【図７Ｂ】
0006313304.tif 000010
【図７Ｃ】
0006313304.tif 000011
【図７Ｄ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
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【図１１Ｅ】
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【図１１Ｆ】
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【図１１Ｇ】
0006313304.tif 000022
【図１１Ｈ】
0006313304.tif 000023
【図１１Ｉ】
0006313304.tif 000024
【図１１Ｊ】
0006313304.tif 000025
【図１２Ａ】
0006313304.tif 000026
【図１２Ｂ】
0006313304.tif 000027
【図１２Ｃ】
0006313304.tif 000028
【図１２Ｄ】
0006313304.tif 000029
【図１２Ｅ】
0006313304.tif 000030
【図１２Ｆ】
0006313304.tif 000031
【図１２Ｇ】
0006313304.tif 000032
【図１２Ｈ】
0006313304.tif 000033
【図１３Ａ】
0006313304.tif 000034
【図１３Ｂ】
0006313304.tif 000035
【図１４Ａ】
0006313304.tif 000036
【図１４Ｂ】
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【図１５Ａ】
0006313304.tif 000038
【図１５Ｂ】
0006313304.tif 000039
【図１５Ｃ】
0006313304.tif 000040
【図１５Ｄ】
0006313304.tif 000041
【図１５Ｅ】
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