(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングの面で圧縮しシールを形成するガスケットを有する、ハウジング内へと据付けるためのフィルタであって、
多孔質材料製のフィルタ本体と、
前記フィルタ本体の周縁部の周りに形成されるガスケットと、
前記ガスケット上に形成され、前記ハウジングの前記面に係合するよう位置決めされるシールであって、異なるサイズを有する、圧縮可能材料である２つの隆起形成物を含むシールと
を含み、
圧縮可能材料である前記２つの隆起形成物が、前記ハウジングにより画定される共通の平面に対して異なる高さを有し、
より長尺の第１隆起形成物が前記ハウジングからの圧縮力下に丸まること及び折れることの少なくとも一方が可能になる幅‐高さ比を、前記より長尺の第１隆起形成物が有し、
前記より長尺の第１隆起形成物が、より短尺の第２隆起形成物の方へ動くような構造であり、
前記２つの隆起形成物が各々、前記ハウジング面と共にシールを形成するフィルタ。
【請求項２】
圧縮可能材料である一方の前記隆起形成物が、約１．２５ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内の高さを有し、圧縮可能材料である前記第２隆起形成物が、約０．７５ｍｍ〜７ｍｍの前記範囲内の高さを有する、請求項１に記載のフィルタ。
【請求項３】
圧縮可能材料である一方の前記隆起形成物が、封止のため前記第２隆起形成物よりも約０．２５ｍｍ〜５ｍｍ長尺である、請求項１に記載のフィルタ。
【請求項４】
前記より長尺の第１隆起形成物が非対称に形成される、請求項１に記載のフィルタ。
【請求項５】
前記より長尺の第１隆起形成物の、幅Ｗ（Ｔ）の、高さＨ（Ｔ）に対する比が１：１から１：７までである、請求項１に記載のフィルタ。
【請求項６】
より短尺の第２隆起形成物が前記ハウジングからの圧縮力下に折り重ならないような、２：１から１：３までである、幅Ｗ（Ｓ）の、高さＨ（Ｓ）に対する比を、前記より短尺の隆起形成物が有する、請求項１に記載のフィルタ。
【請求項７】
前記ハウジングは、前記より長尺の第１隆起形成物がより短尺の第２隆起形成物の方へ丸まるような構造である、請求項１に記載のフィルタ。
【請求項８】
より長尺の第１隆起形成物が２０〜２５％圧縮し、より短尺の第２隆起形成物が１０〜１５％圧縮する、請求項１に記載のフィルタ。
【請求項９】
前記より短尺の第２隆起形成物が、前記より長尺の第１隆起形成物上への、前記ハウジングによる圧縮力の量を限定する止めを形成するようなサイズ及び構造である、請求項８に記載のフィルタ。
【請求項１０】
前記より長尺の第１隆起形成物の前記丸まり及び折れの少なくとも一方が、前記２つの隆起形成物間に空隙を作り出す、請求項１に記載のフィルタ。
【請求項１１】
前記フィルタ本体がフラットパネルとして形成される、請求項１に記載のフィルタ。
【請求項１２】
前記フィルタ本体が円筒形フィルタとして形成される、請求項１に記載のフィルタ。
【請求項１３】
フィルタ本体とハウジングとの間に封止メカニズムを有し、組立体を未濾過空気が通過しないようにするための手段を含むフィルタハウジング組立体であって、
流体流れ用の入口及び出口を備えたハウジングと、
多孔質材料製のフィルタ本体と、
前記フィルタ本体の前記周縁部の周りに形成されるガスケットと、
前記ガスケット上に形成され、前記ハウジングの前記面に係合するよう位置決めされるシールであって、或る平面に対して異なる高さを有する圧縮可能材料である２つの隆起形成物を含むシールと
を含み、
より長尺の第１隆起形成物が前記ハウジングからの圧縮力下に丸まること及び折れることの少なくとも一方が可能になる幅‐高さ比を、前記より長尺の第１隆起形成物が有し、
前記より長尺の第１隆起形成物が、より短尺の第２隆起形成物の方へ動くような構造であり、
前記２つの隆起形成物が各々、前記ハウジング面と共にシールを形成するフィルタハウジング組立体。
【請求項１４】
圧縮可能材料である一方の隆起形成物が、約１．２５ｍｍ〜１０ｍｍの前記範囲内の高さを有し、圧縮可能材料である前記第２隆起形成物が、約０．７５ｍｍ〜７ｍｍの前記範囲内の高さを有する、請求項１３に記載のフィルタハウジング組立体。
【請求項１５】
圧縮可能材料である一方の前記隆起形成物が、封止のため前記第２隆起形成物よりも約０．２５ｍｍ〜５ｍｍ長尺である、請求項１３に記載のフィルタハウジング組立体。
【請求項１６】
前記多孔質材料が折り畳まれて多数のプリーツを作り出す、請求項１３に記載のフィルタハウジング組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本特許文献は、２０１７年４月２６日に出願された米国特許仮出願第６２／４９０，１０２号の、合衆国法典第３５巻第１１９（ｅ）条に基づく出願日の利益を主張する。この米国特許仮出願を参照により本明細書に援用する。
【０００２】
技術分野
本開示は、ハウジング内部のエアフィルタの封止全般に関し、より詳細には、組立体内の又はハウジング内の接合部又は開口を横切るハウジングの空気及び塵埃の漏れから保護するために、フィルタハウジングに抗して圧縮して協働するように使用される、エアフィルタの周縁部上での複合圧縮シール構造体の使用に関する。
【背景技術】
【０００３】
フィルタハウジングは、主として上部の及び下部の２つの区域から成り、フィルタが据付けられ、このフィルタがハウジング区域間で機械的に封止されている。機械的シールというものは、漏れを防止することによりシステム又はメカニズムを共に接合するのに役立つ装置である。圧縮可能なシールが濾材と共に取付けられ、シールは、ハウジングに抗して圧縮し、ハウジングの接合部を未濾過液が通過しないようにするために使用される。特許文献１が、スナップラッチ封鎖体を備えたフィルタハウジングを参照している。特許文献１の内容全体を、本明細書において参照により援用する。
【０００４】
作動中、シールによりハウジング面へと及ぼされる圧縮の力によりポジティブシールが確実になり、封止接合部を未濾過流体が通過しないようにされる。現在の接合部設計はハウジング面に抗して完全に封止するその能力において幾分限定されているということを本発明者らは発見した。封止が不完全であると、接合部を未濾過流体が通過することが可能になり、フィルタが保護するよう設計されているシステムに潜在的な損傷が引き起こされることがある。フィルタは、空気ストリームから塵埃粒子及びデブリを除去し、下流のシステムを、塵埃及びデブリから生じ得る損傷から保護するよう機能する。
【０００５】
フィルタを製造するには、一般に、濾材が折畳まれて蛇腹風のプリーツにされ、濾材の縁に可撓性ガスケット材料が成形又は接着されて濾材の周縁部の周りに可撓性封止構造体を作り出し、これがハウジングに据付けられてハウジングに対して封止する。封止機構として使用される可撓性ガスケット材料が濾材の周りに製造される際、封止材料は、材料の形状を安定させ定着させるための硬化時間を必要とする。硬化時間が不十分であると、封止面上に、欠けている材料の空所が生じ得るということを本発明者らは見出した。空所とは、シール断面内の又は表面上の、材料の欠如する領域のことであり、材料を有することが意図されていたところの、材料の全くない領域のことである。更に、ガスケット材料は、可撓性ガスケット封止面上に及び可撓性ガスケット封止面内に、空所を又は材料の欠けている領域を作り出し得る空気の空洞を有し得るということを本発明者らは見出した。材料の欠けている領域とは、封止縁にて生じて、接合部を未濾過空気が通過できるバイパス路を提供し得る空所のことである。
【０００６】
シール面内に空所があることに加え、封止面の周辺への加圧力が不均一であることがシール内に間隙のできる原因となり、未濾過空気用の漏れ経路が作り出され得るということを本発明者らは更に発見した。加圧力が不均一であることは、ハウジングを閉鎖の状態で保持する力が非対称であること、及び、ハウジングの２つの区域を共に保持する封鎖メカニズム上のトルクにむらがあることを含む種々の要因により引き起こされる。ハウジングが非対称であると、封止周縁部の周りの力にむらができ、これらの力により封止面が非対称に変形することがある。領域によってはシール加圧力が低減されるものもあるため、未濾過空気の漏れ領域が生じやすい。
【０００７】
補償のために、同一である２つの冗長シールを使用する設計のものもある。このことにより、完全なシール面を得る可能性が増す。ところが、同一である両方の冗長シールが封止面に空所を有する際に又は不均一であるように圧縮される際に、このことは、封止面内の空所を補正せず、漏れを止めることができないということを本発明者らは発見した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許第５，２９５，６０２号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示は、封入型ハウジング面に抗して封止し、共に機能して封止を改良するための、フィルタ上に組み込まれる複合圧縮シール機構の使用全般に関する。本開示により、エアフィルタへの適用においては、封止構造体にて作り出された接合部から未濾過空気が入り込まないことが確実になる。フィルタは、空気及び塵埃が濾過媒体表面まで流れて、そこで塵埃の一部分がハウジングの入口からハウジングの出口へ移動するのを濾過媒体が阻止することを確実にするよう機能する。ハウジングの出口は、エンジンよりも、又は、塵埃粒子により引き起こされる損傷からフィルタが保護しているその他の構成要素よりも上流にある。本明細書ではエアフィルタ全般について記載するが、本開示は、任意の流体、例えば液体又は空気に使用されるフィルタに適用することができる。
【００１０】
封止面上の空所を補償して崩れを回避し、不均一な圧縮力を補償するために、本開示は、２つの封止ビード間の相互作用を合わせた複合封止ビード設計を組み込む。本開示は、協働して堅牢なシール面を作り出し、シール内の空所からの及び不均一な圧縮からのフィルタ破損を克服するために、異なる高さを有する２つ以上の封止ビード、又は少なくとも２つのビードを備えた隆起した突出部の使用を開示する。
【００１１】
封止ビードは、濾材の周りに形成されるガスケット内に組み込まれる。ガスケット材料は濾材の周りに、成形工程又はその他の接着工程を使用して形成することができる。濾材とは、空気ストリームからデブリを除去するために空気が流通するもののことである。ガスケット及び封止ビードは、理想的な特有の剛性、幾何学形状、堅さ、及び圧縮可能性の特性を規定することによる圧縮制御で、及び、特有の機械的特性に対して厚さ及び高さが可変である独自の形状の圧縮要素で設計される。
【００１２】
本開示では、空気が流れる間の及び圧縮中のシールビードの崩れ又は運動を回避するために、より短尺の第１封止ビードが、より長尺の第２封止ビードの曲げに著しく影響し、この曲げを制御することができる。より短尺の封止ビードと、より長尺の封止ビードとの間の相互作用により封止面が大きくなり、シール内に空所があることからの及びハウジング圧縮が不均一であることからの漏れが排除される。この複合ビード設計により、より容易、迅速、かつ一様な接合部の組立も可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１から図６は、先行技術のフィルタ設計を示している。図１は、単一の封止ビードを使用する円筒形要素フィルタにおける現在の技術の図である。
【図２】図２は、図１の現在の技術の拡大部分断面図である。
【図３】図３は、フラットパネルフィルタを使用するエアフィルタハウジング組立体の分解組立図である。
【図４】図４は、エアフィルタハウジング組立体内部のフラットパネルフィルタを示す、図３のエアフィルタハウジング組立体の断面図である。
【図５】図５は、同一である２つの封止ビードを備えた、圧縮前の図４の断面図である。
【図６】図６は、同一である２つの封止ビードを備えた、圧縮下の図４の断面図である。
【図７】図７は、高さの違う２つのシールビードの存在するフラットパネルフィルタである本開示を、断面図において示している。
【図８】図８は、フラットパネルフィルタの等角図である。
【図９】図９は、フィルタハウジング組立体の等角図である。
【図１０】図１０は、フィルタハウジング組立体内部に据付けられたフラットパネルフィルタを示す、図９のエアフィルタハウジング組立体の断面図である。
【図１１】図１１は、高さの違う２つのビードを並べて寸法ラベルを付して示している。
【図１２】図１２は、下部ハウジング内に据付けられたフラットパネルフィルタの等角図である。
【図１３】図１３は、図８のフラットパネルフィルタの周縁部の周りのフィルタ本体ガスケット上の二重シールビードの詳細等角図を示している。
【図１４】図１４は、上部ハウジング及び下部ハウジングの組立前のガスケットの位置決めを示すために上部ハウジング及び下部ハウジングが分離されている、エアフィルタハウジング組立体の断面図である。
【図１５】図１５は、図１４の封止領域の断面詳細図である。
【図１６】図１６は、上部ハウジングと下部ハウジングとが共に閉鎖を開始し、長尺のシールが最初の圧縮を開始している状態の、エアフィルタハウジング組立体の断面図である。
【図１７】図１７は、図１６の封止領域の断面詳細図である。
【図１８】図１８は、上部ハウジングと下部ハウジングとが組立のため部分的に係合され、増加された圧縮下のシールが示される、エアフィルタハウジング組立体の断面図である。
【図１９】図１９は、図１８の封止領域の断面詳細図である。
【図２０】図２０は、上部ハウジングと下部ハウジングとが最大限の組立位置において完全に係合され、最大限の圧縮下のシールが示される、エアフィルタハウジング組立体の断面詳細図である。
【図２１】図２１は、最大限の圧縮下に組立てられた最大限の組立位置において完全に係合される際の、代わりの圧縮状態における封止領域の断面詳細図を示している。
【図２２】図２２は、最大限の圧縮下に組立てられた最大限の組立位置において完全に係合される際の、代わりの圧縮状態における封止領域の断面詳細図を示している。
【図２３】図２３は、最大限の圧縮下に組立てられた最大限の組立位置において完全に係合される際の、代わりの圧縮状態における封止領域の断面詳細図を示している。
【図２４】図２４は、２つのビードが、異なる平面（３３８）、（３３９）上で出発する、代替の構成における封止領域の断面図を示している。
【図２５】図２５は、最大限の圧縮下に組立てられた最大限の組立位置において完全に係合される際の、図２４の断面図を示している。
【図２６】図２６は、２組の２つのビードが組立に使用される、代替の構成における封止領域の断面図を示している。
【図２７】図２７は、最大限の圧縮下に組立てられた最大限の組立位置において完全に係合される際の、図２６の断面図を示している。
【図２８】図２８は、円筒形フィルタハウジング内で使用される際に表される本開示を示している。
【図２９】図２９は、本開示による図２８の円筒形フィルタ要素を示している。
【図３０】図３０は、図２９の円筒形フィルタ要素の封止領域の断面詳細図を示している。
【図３１】図３１は、最大限の圧縮下に組立てられた最大限の組立位置において完全に係合される際の、図２８の円筒形要素フィルタハウジング内の封止領域の断面詳細図を示している。
【図３２】図３２は、円形フィルタ内での使用中に表される本開示を示している。
【図３３】図３３は、ハウジング内部に据付けられるものとしての図３２の円形フィルタを示している。
【図３４】図３４は、図３３の側面切取図である。
【図３５】図３５は、圧縮及び最大限の組立前の封止構成を示す、図３４の側部の詳細図である。
【図３６】図３６は、組立体が圧縮下の組立位置において完全に係合される際の、図３４の詳細断面図を示している。
【図３７】図３７は、コニカルフィルタ内での使用中に表される本開示を示している。
【図３８】図３８は、出口管ポート（５４０）に組み付ける前の、図３７の側面切取図を示している。
【図３９】図３９は、図３８の封止構成の詳細図を示している。
【図４０】図４０は、出口管ポート（５４０）に組み付ける際のコニカルフィルタ及びシールを示している。
【図４１】図４１は、図４０の封止構成の詳細図を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
全ての図は、例示の目的のみに適するのであり、本開示の範囲を限定することが意図されるものではない。図面は全体として一定の縮尺であるが、機構によっては縮尺通りでないことがあり、本開示の種々の態様の特定の細部を強調する役割を果たすことがある。図における異なる実施形態間の共通の品目は、共通の参照符号を有する。本明細書ではエアフィルタ全般について記載するが、本開示は、液体又は空気等の任意の流体において使用されるフィルタに適用することができる。
【００１５】
図１及び図２は、全体として、単一のビード又はブレードシール設計を使用するフィルタの先行技術の設計を描いている。
【００１６】
図１は、円筒形ハウジング内に据付けるように設計された先行技術の円筒形フィルタ要素（１０４）を示している。図２は、図１の円筒形フィルタ要素（１０４）を使用するフィルタハウジング組立体（１０１）の断面図を示している。技術の現状は、ビードとして形状された１つの面を、あるいは、単一のシールビード（１０６）を上部ハウジング（１０２）に抗して圧縮する湾曲区域を、使用している。
【００１７】
図３は、フィルタハウジング組立体（１０１）の分解組立図を示し、共に組立てられるときの上部ハウジング（１０２）、フラットパネルフィルタ（１０４）、及び下部ハウジング（１０３）を示している。フィルタはハウジング内へと据付けられ、フィルタの周縁部の周りに延びるフィルタ本体ガスケット（１０５）に圧力を加えることによりフィルタは上部ハウジング（１０２）と下部ハウジング（１０３）との間で圧縮される。
【００１８】
図３のフィルタは、２つのハウジングユニット（１０２）、（１０３）間で圧縮される。ハウジングは、しばしば形状において対称でなく、フィルタの周縁部の周りのフィルタ本体ガスケット（１０５）に加えられる圧縮力にはむらがある。このことにより、フィルタの周りの、シールを圧縮する力が十分でない領域が、空気流又はその他の流体の流れに対する障壁を作り出すことがある。封止面の周縁部への加圧力が不均一であると、シール内に間隙が生じ、未濾過空気の漏れ経路が作り出されることがある。
【００１９】
図２のように、ハウジングに接触しているビードが１つであると、材料空所があればそのことにより、あるいはフィルタの周縁部の周りでの圧縮力が不均一であればそのことにより、未濾過空気が通過する経路が作り出されることがある。第１ビードの傍に、同一である第２ビードを付加することにより、単一のシールの周りでの漏れを排除するよう、過去に試みがなされた。図４〜図６は、同一である２つの封止ビードを使用する１つの試みを示している。
【００２０】
図４は、同一である２つの封止ビード（１１５）を使用しているフラットパネルフィルタ（１０４）を有するフィルタハウジング組立体（１０１）の断面図を示している。図５には、これらのビードの、非圧縮状態における詳細図を示している。図６は、図４の、同一である２つの封止ビード（１１５）への圧縮力を示している。同一である２つの封止ビード（１１５）は、フィルタの周縁部の周りの局所領域において圧縮力を受けると、等しい量で圧縮する。周縁部の周りに圧縮力が等しく分配されず、シールが十分に圧縮されていない領域にこの圧縮力により依然として未濾過空気の漏れに対する障壁を提供できないことがあるということを本発明者らは発見した。つまり、シールを圧縮する力が空気流への障壁を作り出すのに十分でないところの周縁部の周りの領域が、両方のビードに等しく影響し、未濾過空気の漏れ経路を可能にすることになる。両方のシール内に空所が存在する際、未濾過空気の通過用の通路が存在する。シール面内に材料空所があることに起因した、あるいは、フィルタの周縁部の周りでフィルタ本体ガスケット（１０５）への力として作用する、ハウジングへの圧縮力が不均一であることに起因した未濾過空気の漏れを、この同一の２つのビード設計は修正しないということを本発明者らは見出した。
【００２１】
本開示は、シール面内に材料空所があることに起因した、及び、フィルタの周縁部の周りでの圧縮力が不均一であることに起因した未濾過空気の漏れを克服する。
【００２２】
図７に、本開示の一実施形態を示している。図７は、図８に示すフラットパネルフィルタ（２０４）の断面図である。フィルタ本体上の周縁シールは、（例えばフィルタフレームの表面、及び、上部又は下部ハウジング部の封止面の少なくとも一方と略平行な）共通の水平軸又は平面に対して高さの異なる、互いに近接している２つのビード（２３０）、（２３２）を使用する。特に、本開示は、長尺の封止ビード（２３０）及び短尺の封止ビード（２３２）を備えた周縁シールを提示する。シールフィルタ本体ガスケット（２０５）と、高さの違うシール機構（２３０）、（２３２）とを備えたフラットパネルフィルタ（２０４）のこの実施形態は、図９におけるようなフィルタハウジング組立体（２０１）内に据付けることが意図されている。
【００２３】
一実施において、本開示は、プリーツ状濾材（２２０）の周縁部の周りにフィルタ本体ガスケット（２０５）を備えたフラットパネルフィルタ（２０４）を含む。図８に示すようなフラットパネルフィルタ（２０４）が、図９に示すように、上部ハウジング（２０２）と下部ハウジング（２０３）との間に、フィルタハウジング組立体（２０１）内へと据付けられる。空気流の入口（２１０）から空気がフィルタハウジング組立体（２０１）内へと流れ込む。空気ストリームがフラットパネルフィルタ（２０４）を流通し、出口（２１１）から濾過空気が退出する。図７によれば、フィルタ本体ガスケット（２０５）上に含まれるのは、ハウジング面（２０２）にまず接触するシール（２３４、２３６）の係合面を備えた圧縮可能材料であるビード（２３０）、（２３２）の２つの突出部である。フラットパネルフィルタ（２０４）は、図１０に示す２つのハウジング部分（２０２）、（２０３）間の界接面に設置され、シール面（２３４）、（２３６）がハウジング面（２０２）に抗するように据付けられる。これらの２つのビード（２３０）、（２３２）は、シールを作り出すためにそれに抗して加圧されるハウジングの面に対して、高さが異なる。封止ビード（２３０）、（２３２）は、高さ部分の圧縮されない非圧縮構成と、封止ビードへのハウジングの力により高さが変更される圧縮構成とを有する。シール（２３４、２３６）の係合面は、ハウジング面（２０２）にまず接触する。
【００２４】
フィルタ本体ガスケット（２０５）とは濾材（２２０）の保持部分を指している。このフィルタ本体ガスケットは、通常はエアフィルタ用に圧縮可能であるが、プラスチック又は金属のような中実の形態であってもよい。封止ビード（２３０）、（２３２）とは、フィルタ本体ガスケット（２０５）の部分、あるいは、ハウジング（２０２）の面に抗して加圧及び封止するために使用される、フィルタ本体に取付けられたその他の区域を指している。封止ビード材料は、好ましくは、２つの面間で圧搾されると静的シールを形成する圧縮可能なゴム様の装置である。封止材料は、均質のゴム、繊維強化ゴム、ゴム結合剤を備えた繊維材料、ニトリル、シリコーン、ポリウレタン、ウレタン、可撓性黒鉛、ＰＴＦＥ、及びその他の同様の圧縮可能材料から作成することができる。
【００２５】
フィルタ本体ガスケット（２０５）及びシール（２３０）、（２３２）の設計について、断面設計、高さ、厚さ、及び形状の変更態様がある。シール（２３４、２３６）の係合面とは、ハウジング面と接触するもののことであり、この係合面は、全体として、シールがハウジング（２０２）の面に最大限寄りかかって最大限の接触面を作り出し、空気漏れを防止できることを確実にするように設計される。
【００２６】
圧縮可能シール材料の軟度が、材料の柔軟性及び圧縮反応を決定する。軟度は、硬度計上で測定され、材料のデュロメータの単位で規定される。フィルタ本体ガスケット上の圧縮可能シールに関しては、本開示によれば、デュロメータは、約２０〜７０ショアＡ、好ましくは５０〜６０ショアＡの範囲にわたる。
【００２７】
図１０のフィルタハウジング組立体（２０１）の断面図は、上部ハウジング（２０２）と下部ハウジング（２０３）との間でフィルタ本体ガスケット（２０５）が圧縮された状態で据付けられているフィルタを示している。
【００２８】
図７及び図１３に示す、高さの違う２つの封止ビード（２３０）、（２３２）は、フラットパネルフィルタ（２０４）のフィルタ本体ガスケット（２０５）の上面に設置され、上部ハウジング（２０２）に抗して圧縮するように使用される。長尺の封止ビード（２３０）の傍に、短尺の封止ビード（２３２）が設置される。封止面上の空所を補償し、崩れを回避し、均一な圧縮力を確実にするために、本開示は、２つの封止ビード間の相互作用を合わせた複合封止ビード設計を組み込む。協働して堅牢なシール面を作り出し、シール内の空所及び不均一な圧縮からのフィルタ破損を克服するために、本開示は、１つ以上の短尺の封止ビード（２３２）、及び１つ以上の長尺の封止ビード（２３０）を使用することを開示する。封止ビードは、濾材（２２０）の周りに形成される可撓性ガスケット内に組み込まれる。
【００２９】
図１１は、長尺の封止ビード（２３０）、及びこれよりも短尺の封止ビード（２３２）、ならびに、それらの相対的な高さ、幅、及び距離に対する距離ラベルの線図を示している。２つのシール間の距離Ｗ（Ｄ）は、全体として、長尺の封止ビード（２３０）の高さＨ（Ｔ）よりも３０％〜８０％小さい。より長尺の封止ビード（２３０）の高さＨ（Ｔ）は、全体として、より短尺の封止ビード（２３２）の高さＨ（Ｓ）よりも３０％〜６０％大きい。より長尺のビード（２３０）は、長尺の封止ビード（２３０）の丸まり及び折れの少なくとも一方を可能にする幅‐高さ比を有し、好ましくは短尺の封止ビード（２３２）の方へ動くような構造にされている。高さＨ（Ｔ）に対する幅Ｗ（Ｔ）の比は、長尺の封止ビード（２３０）の丸まり及び折れを可能にする、１：１から１：７までが推奨される。短尺の封止ビード（２３２）については、高さＨ（Ｓ）に対する幅Ｗ（Ｓ）の比は、より短尺の封止ビード（２３２）の安定性及び圧縮を可能にする、２：１から１：３までが推奨される。
【００３０】
フラットパネルフィルタ（２０４）における開示の、現在の実施形態では、短尺の封止ビード（２３２）の高さは、約０．７５ｍｍから７ｍｍまで、好ましくは１．０ｍｍから３．０ｍｍまで、変動することができる。長尺の封止ビード（２３０）の高さは、約１．２５ｍｍから１０ｍｍまで、好ましくは１．５ｍｍから４．５ｍｍまで、変動することができる。短尺の封止ビード（２３２）と長尺の封止ビード（２３０）との間の高さの差異は、０．２５ｍｍから５ｍｍまで、好ましくは０．５ｍｍから２．５ｍｍまでの範囲にわたる。この実施形態において、２つのビードの最も近い側同士の間の距離は、約０．５ｍｍから４ｍｍまで変動することが推奨される。短尺の封止ビード（２３２）の幅は約１．５ｍｍから５ｍｍまで変動することができ、長尺の封止ビード（２３０）の幅は約１．５ｍｍから５ｍｍまで変動することができる。
【００３１】
フィルタの据付けは、ハウジングの２つの側へとなされる。図１２は、下部ハウジング（２０３）内へと据付けられたフィルタを示し、図８は、フラットパネルフィルタ（２０４）をハウジングなしに示している。図１３には、フラットパネルフィルタ（２０４）を拡張切断図において示している。フィルタはハウジング内へと据付けられ、フィルタ本体ガスケット（２０５）が圧縮される。２つの異なる突出ビード、つまり、長尺の封止ビード（２３０）及び短尺の封止ビード（２３２）が使用される。フィルタ本体ガスケット（２０５）上に封止力及び圧縮の力が及ぼされ、これにより長尺の封止ビード（２３０）及び短尺の封止ビード（２３２）は圧縮し変形する。これらの２つのビードは共に相互作用して堅牢なシールを作り出し、シールは、このシール領域を過ぎる未濾過空気の流れ及び空気漏れを阻止する。
【００３２】
長尺のビードに力が加えられると、このビードは、左右に丸まることができ、あるいは、ビード自体へと圧縮することができる。長尺の封止ビード（２３０）は、ハウジング面の構造、及び、ビード構造の対称性又は非対称性に応じて丸まることになる。好ましくは、長尺のビード（及びハウジングの少なくとも一方）は、封止の表面積が大きくなるように、より長尺のビード（２３０）が短尺の封止ビード（２３２）の方へ丸まって相互作用するような構造にされる。長尺のビードを短尺のビードの方へ丸まるよう案内するために、非対称である長尺のビード、あるいは、ハウジング面上の斜面又は角度を使用することができる。
【００３３】
長尺の封止ビード（２３０）は、据付け時に圧搾されると水平に左へ又は右へシフトし又は丸まり、上部ハウジング（２０２）及び短尺の封止ビード（２３２）に対して隙間のない接触面を作り出す。このことにより、ハウジングとの接触が広範になり、圧縮接触している表面積が大きくなり、空気漏れに対する抵抗が大きくなる。加圧力が不均一であることにより引き起こされる漏れを防止するために、より短尺の第２シールビード（２３２）が、止め制御点を提供し、ハウジングによりビード上へと及ぼされる過剰圧縮又は過度の強い力により引き起こされるであろう長尺の封止ビード（２３０）の歪みを限定する。
【００３４】
長尺の封止ビード（２３０）は、短尺の封止ビード（２３２）よりも長尺であり、長尺の封止ビード（２３）が圧縮して横にシフトし、上部ハウジング（２０２）に対する封止面が大きくなるように、両方の封止ビードは協働して圧縮する。図２０に示すように、フィルタハウジング組立体がシール上で最大限の圧縮下に最大限に組立てられる際、上部ハウジング（２０２）と下部ハウジング（２０３）とが一緒にされると、両方のシールが圧縮を受ける。
【００３５】
図１４〜図２０に、ハウジングが組立てられる際の、シール上への力の効果の進み具合を示している。
【００３６】
図１４及び図１５は上部ハウジング（２０２）と下部ハウジング（２０３）とを示し、これらのハウジングは、上部ハウジング（２０２）及び下部ハウジング（２０３）の組立前のガスケットの位置決めを示すために分離されている。
【００３７】
上部ハウジング（２０２）と下部ハウジングとが一緒に組立てられると、フィルタ本体ガスケット（２０５）は、封止ビードを圧縮する圧縮力を受ける。図１６及び図１７は、長尺の封止ビード（２３０）が最初の圧縮を開始する際に、上部ハウジング（２０２）と下部ハウジング（２０３）とが共に閉鎖を開始することを示している。これは、長尺の封止ビードの封止面（２３６）の、上部ハウジング（２０２）に対する第１係合である。図１７において、イメージは、ビード（２３０）が、１〜１０％である最初の圧縮下にどのように反応することになるかを示している。ハウジングは短尺の封止ビードの封止面（２３４）と未だ係合していない。
【００３８】
図１８及び図１９は、上部ハウジング（２０２）と下部ハウジング（２０３）とが組立のため部分的に係合され、１０〜１５％である、増加された圧縮下のシールが示される、フィルタハウジング組立体（２０１）の断面図を示している。長尺の封止ビードの封止面（２３６）の、上部ハウジング（２０２）との更なる係合、及び、上部ハウジング（２０２）の、短尺の封止ビードの封止面（２３４）との最初の係合がある。付加的な組立の力が付加されると、短尺の封止ビード（２３２）は、長尺の封止ビード（２３０）の曲げを限定する止めとして作用する。
【００３９】
図２０に、図９のフィルタハウジング組立体（２０１）の断面図としての、最大限の組立位置を示している。図２０は、上部ハウジング（２０２）と下部ハウジング（２０３）とが最大限の組立位置において完全に係合され、１６〜２５％である最大限の圧縮下のシールが示される、その最終位置へと最大限に組立てられたフィルタハウジング組立体（２０１）を示している。図２０は、長尺の封止ビード（２３０）と短尺の封止ビード（２３２）とが、最大限の圧縮下に及びフィルタ作動中にどのように相互作用することになるかを示している。上部ハウジング（２０２）は、短尺の封止ビードの封止面（２３４）に最大限に接触し、短尺の封止ビード（２３２）にてシールを作り出し、更に、長尺の封止ビード（２３０）を短尺の封止ビード（２３２）上へと圧縮して丸め、二次的シール面を作り出している。短尺の封止ビード（２３２）は、長尺の封止ビード（２３０）の曲げ及び丸まりを限定する止めとして作用する。長尺の封止ビード（２３０）が短尺の封止ビード（２３２）上へとすっかり丸められると、この長尺の封止ビードは、フィルタの周縁部に沿った最も遠い地点へと、ハウジングカバーの力を加える。上部ハウジング（２０２）に抗したシールの表面積が最大になり、未濾過空気の通過に抗した堅牢なシールが提供される。シール（２３０）、（２３２）上での最大限の圧縮が一旦達成されると、フィルタハウジング組立体（２０１）を流通する空気の付加によりハウジング壁に空気圧が付加され、接合部領域上の圧力が増加することにより、堅牢なシールが更に維持される。
【００４０】
フィルタハウジング組立体（２０１）の周縁部の周りでの圧縮力が不均一である場合、長尺の封止ビード（２３０）はすっかり丸まって２つのビード間に小さい空隙を作り出し（図１８）、第１シールを通過し得る任意の塵埃に抗した二次的阻止を提供する。長尺の封止ビード（２３）と上部ハウジング（２０２）との間の面は最大になり、短尺の封止ビード（２３２）が、長尺の封止ビード（２３０）の曲げ及び丸まり用の止めを提供している。２つのビード間のこの相互作用は、不均一な圧縮の効果を排除し、フィルタの周りに申し分のないシールを作り出している。
【００４１】
代替の実施形態において、図２１は代わりの圧縮状態を示している。より長尺の封止ビード（２３０）は、折れずに真っ直ぐ下に圧縮される。最大限の圧縮状態のとき、２つの封止ビード（２３０）、（２３２）は個々に作用し、短尺の封止ビード（２３２）は、長尺の封止ビード（２３０）が過剰に圧縮され永続的に損傷されることのないことを確実にする止めとして作用する。この場合、短尺の封止ビード（２３２）は一次的シールを作り出すために使用され、長尺の封止ビード（２３０）は、より高圧縮の二次的安全シールを作り出すために使用される。より長尺の封止ビード（２３０）は、上部ハウジング（２０２）との大量の面接触で２０〜２５％圧縮し、長尺の封止ビード（２３０）内の任意の小さい空所を封止することになる。短尺の封止ビード（２３２）は、１０〜１５％圧縮し、より長尺の封止ビード（２３０）上の圧縮力の量を制御する止めとして作用する。
【００４２】
代替の第２実施形態において、図２２は、最大限の圧縮下に組立てられる際の封止領域の断面詳細図を示している。長尺の封止ビード（２３０）は、通常の方向とは反対に短尺の封止ビード（２３２）から離れるように丸められる。このことは、上部ハウジング（２０２）が、長尺の封止ビード（２３０）に接触する隅部にて或る角度で面取り（２５２）されることにより引き起こすことができる。短尺の封止ビード（２３２）は上部ハウジング（２０２）で１６〜２０％圧縮され、２つのビード間に大きい間隙が切り開かれる。短尺の封止ビードは、過度の組立運動を防止する止めとして作用し、長尺の封止ビード（２３０）の側と上部ハウジング（２０２）との間ではポジティブ接触が行われ、上部ハウジング（２０２）に対する封止が、大きめの表面積部分上で生じて空気流の漏れを防止する。短尺の封止ビード（２３２）は、長尺の封止ビード（２３０）上の圧縮力の量を制御する止めとして作用する。
【００４３】
図２３におけるような、代替の第３実施形態において、上部ハウジング（２０２）上に設置される突出形成物（２４４）により２つのシールが分離される。図２３は、最大限の圧縮下に組立てられる際の封止領域の断面詳細図を示している。上部ハウジング（２０２）は、ハウジングが容易に閉鎖するような位置選定機構を提供する一方でシール運動を制御して圧縮を最大にする突出形成物（２４４）を有する。複合ビード設計では、１つのビードが、突出形成物（２４４）の各側で封止する。３つの場所で封止が行われて漏れが排除される。短尺の封止ビードの封止面（２３４）は、上部ハウジング（２０２）に抗して封止し、第１シールを提供する。上部ハウジング（２０２）上の突出形成物（２４４）は、ぴったりと嵌合し、２つの封止ビード間で長尺の封止ビード（２３０）及び短尺の封止ビード（２３２）の横側にてフィルタ本体ガスケット（２０５）内へと封止する。長尺の封止ビード（２３０）は、好適な方向の反対側に折り重なるように位置決めされ、上部ハウジング（２０２）と共に第３封止面を作り出している。
【００４４】
図２４に示すような、代替の第４実施形態において、２つのシール（３３０）、（３３２）は、２つの異なる平行な平面（３３８）、（３３９）上で開始する基点を有する。図２５は、先行する実施形態におけるような最大限の圧縮組立中の封止ビードと同様の相互作用を示している。図２４及び図２５は、本開示の実施にとってビードが同じ平面上に存する必要がないことを示している。
【００４５】
図２６及び図２７に示す、代替の第５実施形態において、ハウジングの面上に封止を作り出す２組の２つの封止ビード（３３０）、（３３２）及び（２３０）、（２３２）を設けることができる。この図において、ハウジングを、２つの異なる平行軸平面（４３８）、（４３９）上の２つの別々の封止面と共に示している。図２７は、先行する実施形態におけるような、最大限の圧縮組立中の、封止ビードに対する同様の相互作用を示している。
【００４６】
本開示は、フラットパネルフィルタ（２０４）内での使用に限定されるものではない。図２８〜図４１は、本開示の、付加的なフィルタ形状及び構成への適用を示している。
【００４７】
図２８〜図３１は、本開示を円筒形フィルタハウジング内で使用する能力を実証する。図２８において、フィルタハウジング組立体（６６３）は、フィルタ要素（６６２）を空気入口（６１０）及び空気出口（６１１）で囲み封入している。図２９に示すように、フィルタ要素（６６２）は上部ハウジング（６７）に抗して封止し、短尺の封止ビード（６３２）及び長尺の封止ビード（６３０）が、フィルタガスケット（６６４）の一部として、濾材（６２０）を保持するために下部ガスケット（６６８）と合わせて位置決めされる。図３０は、円筒形フィルタ配置における本開示のビード構造の詳細図を示している。図３１には、シール（６３０）、（６３２）の、円筒形フィルタハウジング（６６３）の円筒形上部ハウジング（６６７）との圧縮が示される。
【００４８】
図３２〜図３６では、本開示を、フィルタ組立体（４０５）において上部ハウジング（４１０）内及び下部ハウジング（４４０）内に据付けられた円形フィルタ（４０８）内で使用している。図３６では、上部ハウジング（４１０）と相互作用する上部フィルタガスケット（４２０）上に、２組の封止ビード（４３４）、（４３６）、（４４６）、（４４４）があり、下部ハウジング（４４０）と相互作用する下部フィルタガスケット（４５０）上に、２組の同様の封止ビード（４５４）、（４５６）、（４６６）、（４６４）がある。
【００４９】
図３７〜図４１は、本開示をコニカルフィルタハウジング内で使用できることを実証する。コニカルフィルタ（５１０）は、空気流を濾過するために出口管ポート（５４０）上へと据付けられる。上部フィルタガスケット（５２０）及び下部フィルタガスケット（５５０）に濾材（５３０）が取付けられる。上部フィルタガスケット（５２０）の内径の一部として、短尺の封止ビード（５３４）及び長尺の封止ビード（５３６）が位置決めされ、組立て済みの図４１に示すように、これらの封止ビードが出口管ポート（５４０）の外面と共に封止する。
【００５０】
上記及び下記の種々の実施形態において、ハウジングに対して圧縮するための、フィルタガスケット上の突出ビードは形状が円形にされるが、薄めのブレード、楕円形、又はその他の突出する幾何学形状が、同様の又は異なる形状の、１つ以上の、より長い又は短尺のビードと同時に組み合わせられる際にも、同じやり方で機能することになる。
【００５１】
本開示は、高さの違う、互いに近接している２つのビードをフィルタの周縁部の周りで使用して先の漏れ問題を克服することを提示する。本開示は、シールの数を２つに限定することを意図するものではない。３つ以上のシールビードの使用が可能であるが、この使用が、高さの違う２つのシールの機能及び開示の価値を減ずるものではない。
【００５２】
本開示は、その精神又は新規の特徴から逸脱することなく、その他の形態において具現化することができる。本願に開示する実施形態は、あらゆる点において例示的であり限定するものではないと見なされるべきである。本開示の範囲は、前述の記載ではなく添付の請求項により示されており、請求項の等価物の意味及び範囲内にある全ての変更は、その中に包含されることが意図される。
【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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【図１４】
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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２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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