特表 2024-517157 ポリマー破裂板システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-04-19

(54)【発明の名称】ポリマー破裂板システム

(51)【国際特許分類】

   F16K 17/14 20060101AFI20240412BHJP

   H05K 5/06 20060101ALI20240412BHJP

【ＦＩ】

F16K17/14

H05K5/06 E

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023565633

(86)(22)【出願日】2022-04-26

(85)【翻訳文提出日】2023-11-06

(86)【国際出願番号】 US2022026355

(87)【国際公開番号】W WO2022232149

(87)【国際公開日】2022-11-03

(31)【優先権主張番号】63/179,735

(32)【優先日】2021-04-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】591163214

【氏名又は名称】ドナルドソン カンパニー，インコーポレイティド

(74)【代理人】

【識別番号】110003281

【氏名又は名称】弁理士法人大塚国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ボミネニ， サレシュ ビー．

(72)【発明者】

【氏名】ムアマン，ジェームズ ピー．

(72)【発明者】

【氏名】キャンベル， シェーン ビー．

(72)【発明者】

【氏名】ラーマチュラン， アフラル

【テーマコード（参考）】

3H059

4E360

【Ｆターム（参考）】

3H059AA13

3H059BB06

3H059CA03

3H059CA17

3H059CB17

3H059CB28

3H059CD07

3H059CF05

3H059EE02

3H059FF04

4E360AB34

4E360BD03

4E360BD07

4E360EA29

4E360EC05

4E360ED02

4E360ED03

4E360ED07

4E360EE13

4E360GA22

4E360GA23

4E360GA25

4E360GA29

4E360GA42

4E360GC08

4E360GC20

(57)【要約】

破裂板システムは、中心軸を定めるハウジングと、軸方向開口部を画定する第１の軸方向端部と、第２の軸方向端部とを有する。空気流経路が、第１の軸方向端部から第２の軸方向端部に向かって延びる。シール面が、第１の軸方向端部に向かって空気流経路の周りに画定される。シールドが、第２の軸方向端部で空気流経路を横切って延びる。半径方向開口部が中心軸の周囲に画定され、半径方向開口部は第１の軸方向端部と第２の軸方向端部との間に位置決めされ、その結果、空気流経路は軸方向開口部から半径方向開口部まで延びる。破裂板は、空気流経路を横切ってハウジングに結合される。破裂板はポリマー層を有する。破裂板は、第１の厚さを有する非弱化領域と、第２の厚さを有する弱化領域とを有する。閾値破裂圧力は、弱化領域によって規定される。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

破裂板システムであって、
中心軸を定めるハウジングであって、
軸方向開口部を画定する第１の軸方向端部、
第２の軸方向端部、
前記第１の軸方向端部から前記第２の軸方向端部に向かって延びる空気流経路、
前記第１の軸方向端部に面する、前記空気流経路の周りのシール面、
前記第２の軸方向端部で前記空気流経路を横切って延びるシールド、及び
前記中心軸の周りに画定された半径方向開口部であって、前記第１の軸方向端部と前記第２の軸方向端部との間に位置決めされ、それにより、前記空気流経路は前記軸方向開口部から前記半径方向開口部まで延びる、半径方向開口部、
を備えるハウジングと、
前記空気流経路を横切って前記ハウジングに結合された破裂板であって、ポリマー層を含み、第１の厚さを有する非弱化領域、及び第２の厚さを有する弱化領域を有し、前記弱化領域によって規定される閾値破裂圧力を有する、破裂板と
を備える破裂板システム。

【請求項2】

前記ポリマー層が通気性である、請求項１及び３～１７のいずれか一項に記載の破裂板システム。

【請求項3】

前記ポリマー層が非通気性である、請求項１～２及び４～１７のいずれか一項に記載の破裂板システム。

【請求項4】

前記ポリマー層がＰＴＦＥを含む、請求項１～３及び５～１７のいずれか一項に記載の破裂板システム。

【請求項5】

前記ポリマー層が、０．５ミル（１２．７μｍ）～１０ミル（２５４μｍ）の第１の厚さを有する、請求項１～４及び６～１７のいずれか一項に記載の破裂板システム。

【請求項6】

前記破裂板が、前記空気流経路を横切って前記ハウジングに結合された支持具をさらに備え、前記支持具が前記ポリマー層に当接する、請求項１～５及び７～１７のいずれか一項に記載の破裂板システム。

【請求項7】

前記支持具が成形プラスチックを備える、請求項６及び８のいずれか一項に記載の破裂板システム。

【請求項8】

前記支持具がドーム状である、請求項６及び７のいずれか一項に記載の破裂板システム。

【請求項9】

前記ポリマー層が、キャリア層と、前記キャリア層の第１の表面にわたって配置された第１の接着剤とを備え、前記第１の接着剤は前記ハウジングに結合される、請求項１～８及び１０～１７のいずれか一項に記載の破裂板システム。

【請求項10】

前記ポリマー層が、前記ポリマー層の周囲領域において前記ハウジングに熱溶接される、請求項１～９及び１１～１７のいずれか一項に記載の破裂板システム。

【請求項11】

前記ポリマー層中の前記弱化領域が、前記ポリマー層において２つの別個のエリアを分離する、請求項１～１０及び１２～１７のいずれか一項に記載の破裂板システム。

【請求項12】

前記破裂板が、５０ｍｍ未満の外側寸法を有する、請求項１～１１及び１３～１７のいずれか一項に記載の破裂板システム。

【請求項13】

前記ポリマー層が周囲領域及び中央領域をさらに備え、前記周囲領域は、前記キャリア層の第２の表面にわたって配置された接着剤層を備え、前記中央領域は前記第２の接着剤層を欠いている、請求項１～１２及び１４～１７のいずれか一項に記載の破裂板。

【請求項14】

前記ポリマー層がＰＥＳを含む、請求項１～１３及び１５～１７のいずれか一項に記載の破裂板システム。

【請求項15】

前記ポリマー層が、剥離されたＰＴＦＥを備える、請求項１～１４及び１６～１７のいずれか一項に記載の破裂板システム。

【請求項16】

前記破裂板が、０．５ミル（１２．７μｍ）～３ミル（７６．２μｍ）の範囲の第１の厚さを有する、請求項１～１５及び１７のいずれか一項に記載の破裂板システム。

【請求項17】

前記シールドが、軸方向において前記破裂板から１０ｍｍ以下離間される、請求項１～１６のいずれか一項に記載の破裂板システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は、２０２１年４月２６日に提出された米国仮特許出願第６３／１７９，７３５号の利益を主張するものであり、その開示内容は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

【0002】

本開示は概して破裂板に関する。より詳細には本開示は、破裂板アセンブリに関する。

【背景技術】

【0003】

破裂板は、閾値を超える圧力差が生じたときにシールされた環境と外部環境との間の圧力を均等化するために、様々な産業において使用される。破裂板は、通常、シールされた接続部を形成するために筐体に取り付けられる。必要な圧力差が発生すると、破裂板が破裂し、筐体と外部環境との間の空気の流れを可能にする。様々なタイプの破裂板は、所望の圧力差で壊れる弱化された線をポリマー層を横切って形成するように、エッチング又はレーザ加工などによって選択的に薄くされたポリマー層で構成される。しかしながら、このような製造作業は、少なくとも部分的には、必要とされる精度のレベルのために、比較的高価になる可能性がある。さらに、破裂板が使用される環境は、設計上の難題を提示し得る。例えば、破裂板のサイズが小さくなるにつれて、より低い閾値破裂圧力を達成することがより難しくなる可能性がある。別の例として、差圧が定期的に循環する環境では、破裂板は、閾値破裂圧力が時間の経過とともに低下しないように、比較的耐久性のあるものでなければならない。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0004】

本明細書に開示される技術のいくつかの実施形態は、中心軸を定めるハウジングを有する破裂板システムに関する。ハウジングは、軸方向開口部を画定する第１の軸方向端部と、第２の軸方向端部とを有する。空気流経路が、第１の軸方向端部から第２の軸方向端部に向かって延びる。シール面が、第１の軸方向端部に面して空気流経路の周りに配置される。シールドが、第２の軸方向端部で空気流経路を横切って延びる。半径方向開口部が中心軸の周りに画定され、半径方向開口部は、空気流経路が軸方向開口部から半径方向開口部まで延びるように、第１の軸方向端部と第２の軸方向端部との間に位置決めされる。破裂板は、空気流経路を横切ってハウジングに結合される。破裂板はポリマー層を有する。破裂板は、第１の厚さを有する非弱化領域と、第２の厚さを有する弱化領域とを有し、破裂板は、弱化領域によって規定される閾値破裂圧力を有する。

【0005】

いくつかのそのような実施形態において、ポリマー層は通気性である。追加的又は代替的に、ポリマー層は非通気性である。追加的又は代替的に、ポリマー層はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を有する。追加的又は代替的に、破裂板は０．５ミル（１２．７μｍ）～１０ミル（２５４μｍ）の第１の厚さを有する。追加的又は代替的に、破裂板は、空気流経路を横切ってハウジングに結合された支持具をさらに有し、支持具はポリマー層に当接している。追加的又は代替的に、支持具は成形プラスチックである。追加的又は代替的に、支持具はドーム状である。追加的又は代替的に、ポリマー層は、キャリア層と、キャリア層の第１の表面を横切って配置された第１の接着剤とを有し、第１の接着剤はハウジングに結合されている。追加的又は代替的に、ポリマー層は、ポリマー層の周囲領域においてハウジングに熱溶接される。

【0006】

追加的又は代替的に、ポリマー層中の弱化領域は、ポリマー層において２つの別個のエリアを分離する。追加的又は代替的に、破裂板は５０ｍｍ未満の外側寸法を有する。追加的又は代替的に、ポリマー層は周囲領域と中央領域とを有し、周囲領域は、キャリア層の第２の表面を横切って配置された接着剤層を有し、中央領域は、第２の接着剤層を欠いている。追加的又は代替的に、ポリマー層はポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）を含む。追加的又は代替的に、ポリマー層は、剥離されたＰＴＦＥである。追加的又は代替的に、破裂板は０．５ミル（１２．７μｍ）～３ミル（７６．２μｍ）の範囲の第１の厚さを有する。追加的又は代替的に、シールドは、軸方向において破裂板から１０ｍｍ以下離間される。

【0007】

上記の概要は、各実施形態又はすべての実施態様を記載することを意図していない。むしろ、例示的な実施形態のより完全な理解は、図面の添付図を考慮して、以下の例示的な実施形態の詳細な記載及び特許請求の範囲を参照することによって明らかになり、認識されるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】様々な実施形態と一致する例示的な破裂板の正面図を描いている。

【図2】図１の例示的な破裂板の断面図である。

【図3】いくつかの実施形態と一致する別の例示的な破裂板の斜視図である。

【図4】様々な実施形態と一致する例示的な破裂板システムの斜視図を描いている。

【図5】図４の例示的な破裂板システムの断面図を描いている。

【図6】図４の例示的な破裂板システムの分解図を描いている。

【図7A】いくつかの実施形態と一致するさらに別の例示的な破裂板の斜視図を描いている。

【図7B】いくつかの実施形態と一致するさらに別の例示的な破裂板の斜視図を描いている。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本技術は、添付の図面に関連する様々な実施形態の以下の詳細な記載を考慮することによって、より完全に理解され、認識され得る。

【0010】

図は主として明瞭にするために描かれており、その結果、必ずしも原寸に比例して描かれていない。さらに、留め具、電気構成要素（配線、ケーブル、その他）等を含むがこれらに限定されない様々な構造／構成要素は、描かれた実施形態の態様をより良く示すために、又はそのような構造／構成要素を含めることが本明細書に記載される様々な例示的実施形態の理解に必要でない場合に、概略的に示されるか、又はいくつかの図若しくはすべての図から削除されることがある。しかしながら、特定の図におけるそのような構造／構成要素の図示／記載の欠如は、様々な実施形態の範囲をいかなる意味においても限定するものとして解釈されるものではない。

【0011】

図１は、様々な実施形態と一致する例示的な破裂板１６０の正面図である。図２は、図１に描かれている破裂板１６０と一致する例示的な断面図である。破裂板１６０は、一般に、圧力均一化を可能にするために、特定の閾値破裂圧力で破裂するように構成される。「閾値破裂圧力」という用語は、破裂板１６０の破裂を引き起こす、破裂板１６０を横切る最小圧力差である。閾値破裂圧力は、特定の温度又は温度範囲に特定することができる。破裂板１６０は、一般に、ポリマー層１６２を有する。

【0012】

いくつかの実施形態において、破裂板１６０は、０．５ミル（１２．７μｍ）～１０ミル（２５４μｍ）の範囲の第１の厚さｔ１を有する。いくつかの実施形態において、破裂板１６０は、１ミル（２５．４μｍ）～５ミル（１２７μｍ）の範囲の第１の厚さｔ１を有する。いくつかの特定の実施形態において、破裂板１６０は、０．５ミル（１２．７μｍ）～３ミル（７６．２μｍ）の範囲の第１の厚さｔ１を有する。破裂板１６０はまた、第２の厚さｔ２を有する弱化領域１６３を画定する。弱化領域１６３は、破裂板１６０の厚さが減少する領域である。様々な実施態様において、弱化領域１６３は、破裂板１６０の閾値破裂圧力を規定する。様々な実施形態において、弱化領域１６３の導入は、破裂板１６０の閾値破裂圧力を有利に低下させる。弱化領域１６３は、様々な構成を有することができる。一般に、弱化領域１６３は、３００μｍ未満の幅ｗ（図１参照）を有する。いくつかの実施形態において、弱化領域１６３は、少なくとも１μｍの幅ｗを有する。弱化領域１６３は、６００μｍ未満の幅ｗを有し得る。いくつかの実施形態において、弱化領域１６３は、２０μｍ～５０μｍの幅ｗを有する。弱化領域１６３は、１００μｍ～２００μｍ、１２５μｍ～１７５μｍ、又は４５０μｍ～５５０μｍの幅ｗを有し得る。

【0013】

弱化領域１６３における破裂板１６０の厚さ（第２の厚さｔ２を有する弱化領域）は、一般に、非弱化領域における破裂板１６０の厚さ（第１の厚さｔ１を有する非弱化領域）よりも小さい。いくつかの実施形態において、第２の厚さｔ２は、非弱化領域における破裂板１６０の第１の厚さｔ１の７５％未満である。いくつかの実施形態において、破裂板１６０の第２の厚さｔ２は、破裂板１６０の第１の厚さｔ１の５０％以下である。

【0014】

ポリマー層１６２は一般に連続的である。「連続的」とは、本明細書では、開口部を欠く、その幅及び長さにわたって途切れない層を形成することとして定義される。様々な実施形態において、弱化領域１６３は、ポリマー層１６２が薄くされたエリアによって画定される。ポリマー層１６２は、レーザ加工処理、エッチング、圧縮、キスカット等などの様々なアプローチによって薄くすることができる。

【0015】

ポリマー層１６２は、様々な異なる材料及び材料の組み合わせで構築することができる。様々な実施態様において、破裂板の意図された動作環境において耐腐食性であるポリマーを使用することが望ましくあり得る。様々な実施態様において、ポリマー層１６２を構築するために、その有用な寿命の間にわたる環境圧力差サイクルに応答した早期破壊を防止するために、高い疲労抵抗性及び耐久性を有するポリマーを使用することが望ましい。いくつかの実施形態において、ポリマーはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）である。いくつかのそのような実施形態において、ポリマーは、膨張ＰＴＦＥなどの通気性ＰＴＦＥである。いくつかの他の実施形態において、ポリマーは、未膨張ＰＴＦＥなどの非通気性ＰＴＦＥである。いくつかの実施形態において、ＰＴＦＥは剥離されたＰＴＦＥである。剥離されたＰＴＦＥは、いくつかの他の材料よりも低い閾値破裂圧力を有利に有し得る。いくつかの実施形態において、ＰＴＦＥはキャストＰＴＦＥである。いくつかの実施形態において、ポリマー層は通気性又は非通気性ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）で構築される。「非通気性」とは、本明細書では、ＡＳＴＭ Ｄ７３７－１８に準拠して測定される際に２０ｍｂａｒ（０．２９ｐｓｉ）の圧力差で、室温において、構成要素／層を通る測定可能な空気流が存在しないことを意味するために使用される。様々な実施形態において、ポリマーは液体不透過性である。

【0016】

いくつかの実施形態において、破裂板１６０及び／又はポリマー層１６２の、ＡＳＴＭ Ｄ７３７－１８、表題「テキスタイルファブリックの空気透過性の試験方法」に準拠して測定されるフラジール空気透過性は、０．５インチＨ_２Ｏ（０．０１８ｐｓｉ）の圧力降下で０～３ＣＦＭ（ｆｔ^３／ｍｉｎ）の範囲であり得る。いくつかの実施形態において、破裂板１６０及び／又はポリマー層１６２は、２ｐｓｉ～６０ｐｓｉの入水圧力を有し得る。破裂板１６０及び／又はポリマー層１６２を形成する材料は、破裂板１６０を形成するために弱化される前に、０．５ｌｂｆ／ｉｎ～７ｌｂｆ／ｉｎ、１ｌｂｆ／ｉｎ～６ｌｂｆ／ｉｎ、又は１ｌｂｆ／ｉｎ～５ｌｂｆ／ｉｎの範囲の機械方向の引張強さを有し得る。いくつかの実施形態において、破裂板１６０及び／又はポリマー層１６２を形成する材料は、弱化領域１６３を形成する前に、５０％を超える伸びを有し得る。いくつかの他の実施形態において、破裂板１６０及び／又はポリマー層１６２を形成する材料は、弱化領域１６３を形成する前に、５０％未満である伸びを有し得る。破裂板１６０及び／又はポリマー層１６２を形成する材料は、弱化領域１６３を形成する前に、一般に５％より大きい伸びを有し得る。いくつかの実施形態において、破裂板１６０及び／又はポリマー層１６２を形成する材料は、弱化領域を形成する前に、１０％～２５％の範囲の伸びを有し得る。

【0017】

様々な実施形態において、ポリマーは、そこを通る液体の流れに対して耐性がある。いくつかの実施形態において、１つ又は複数の機能性コーティングを、破裂板１６０又はポリマー層１６２に適用することができる。例えば、疎油性コーティングを、破裂板１６０及び／又はポリマー層１６２の片面又は両面に適用することができる。いくつかの実施形態において、疎水性コーティングを、破裂板１６０及び／又はポリマー層１６２の片面又は両面に適用することができる。

【0018】

いくつかの実施形態において、破裂板１６０は支持層１６４を有し得る。支持層１６４は、いくつかの実施形態において、ポリマー層１６２と実質的に同一の広がりを有し得る。支持層１６４は、一般に、ポリマー層１６２の表面を横切って配置され、ポリマー層１６２の表面に垂直な特定の厚さを画定する。様々な実施形態において、支持層１６４は、ポリマー層１６２にわたって一定の厚さを有するように構成される。支持層１６４は、様々な材料及び材料の組み合わせで構築することができる。

【0019】

いくつかの実施形態において、支持層１６４は、ポリマー層１６２上に堆積されたコーティングである。コーティングは、液体状態で塗布され得、次いで、当該技術分野で公知の硬化工程によって硬化され得る。いくつかの実施形態において、支持層１６４は、ポリマー層１６２に接着又は他の方法で積層される材料の別個の層である。支持層１６４はスクリム層であり得る。支持層１６４は、金属箔層などの金属層であり得る。いくつかの例において、支持層１６４は、ポリマー層１６２に結合される第１の側に第１の接着剤層を有し得る。いくつかのそのような実施形態において、接着剤層は、支持層１６４及びポリマー層１６２のそれぞれに直接結合し得る。いくつかの他の実施形態において、支持層１６４はキャリア層を有し得、第１の接着剤層はキャリア層の第１の表面を横切って配置される。第１の接着剤層は、ポリマー層１６２の表面に結合される。キャリア層は、様々な実施形態において、プラスチックフィルムである。しかしながら、破裂板の様々な実施形態は、支持層を有していないことが理解されよう。

【0020】

描かれているような実施形態などの様々な実施形態において、弱化領域１６３は、２つの別個のエリア１６６ａ、１６６ｂを画定し、これは、図１に見える弱化領域１６３によってそれらのエリアが互いに分離されていることを意味する。この例では、弱化領域１６３は円を定め、第１のエリア１６６ａは円の中にあり、第２のエリア１６６ｂは円の外にある。弱化領域１６３は、多角形、楕円形等など、円に代わる又は円に加えた形状を定めることができる。描かれている実施形態などの様々な実施形態において、弱化領域１６３は単一エリアの部分を分離する。現在の例において、弱化領域１６３は、それぞれが第２のポリマーエリアの部分を分離する複数の半径方向延在部を画定する。

【0021】

図３は、実施形態と一致する別の例示的な破裂板２６０の斜視図である。現在の例において、破裂板２６０は、破裂板２６０を離散的なエリアに分離しない弱化領域２６３を有する。むしろ、弱化領域２６３は、２つの離散的な端点２６１を有する円形のフラップを形成する。この例では、弱化領域２６３は、完全な円ではなく、円の一部を形成する。図７Ａ及び７Ｂはそれぞれ、弱化領域４６３、５６３が代替の形状を有する代替的な例示的な破裂板４６０、５６０の斜視図を描いている。図７Ａにおいて、弱化領域４６３は、矩形の形状の３つの辺を形成するために角で接合された３つの線状セグメントを有する。図７Ｂは、２つの線状セグメントがそれらの中間点で交差する十字形を形成する弱化領域５６３を有する破裂板５６０を描く。図７Ａ及び７Ｂは、以下により詳細に考察され、相違点が明示的に記載又は描写される場合を除き、概して図１～３の記載と一致する。しかしながら、弱化領域は、多角形形状又は卵形形状など、他の形状を有することができる。

【0022】

本明細書に開示された技術と一致する破裂板の正面は、様々な異なる形状を有することができる。図１及び３の例では、破裂板は円形の形状を有する。いくつかの実施形態において、破裂板は、卵形形状を画定し得る。図７Ａの例では、破裂板４６０の正面は矩形形状を有する。図７Ｂの例では、破裂板５６０の正面は六角形の形状を有する。破裂板が多角形の形状を有する様々な実施形態において、角は丸みを帯びた角であり得る。

【0023】

図１及び２の考察に戻ると、様々な実施形態において、破裂板１６０は、ハウジング又は筐体に結合するように構成される。例えば、破裂板１６０の表面は、開口部の周りでハウジングに結合されるように構成され得る。より詳細には、破裂板１６０は、周囲領域１６５及び中央領域１６７（図１）を画定し得、周囲領域１６５は、開口部の周りでハウジングに溶接又は他の方法で接着されるように構成される。いくつかの例において、接着剤が、ハウジングに結合されるように構成される破裂板１６０の一方の側の周囲領域１６５を画定する。より詳細には、キャリア層の周囲領域１６５は、その上に配置された第２の接着剤を有し得る。そのような実施形態において、破裂板１６０の中央領域１６７は、接着剤層を欠いている。いくつかの他の実施形態において、接着剤層は、破裂板１６０の周囲領域１６５及び中央領域１６７を横切って延びる。いくつかのそのような実施形態において、保護層が、中央領域１６７内に位置する接着剤層の上に配置され、第２の接着剤層を遮断する。ハウジングへの破裂板の取り付けの前に、取り外し可能なライナが、周囲領域１６５内に位置する接着剤に結合され得、ここで、取り外し可能なライナは、第２の接着剤から取り外されて、ハウジングへの破裂板１６０の接着を可能にするように構成される。いくつかの実施形態において、周囲領域１６５は、接着剤層を欠いている。そのような構成では、破裂板１６０の周囲領域１６５は、開口部の周りでハウジングに溶接又はオーバーモールドされるように構成され得、これについては、以下でより詳細に記載する。

【0024】

現在の例において、周囲領域１６５は、破裂板１６０の外側周囲１６８と、外側周囲１６８から半径方向内側に間隔を置いた内側周囲境界１６９との間に画定される。様々な実施形態において、周囲領域１６５の内側周囲境界１６９は、現在円形である外側周囲と同じ形状を有する。いくつかの他の実施形態において、内側周囲境界１６９は、外側周囲１６８とは異なる形状を有し得る。例えば、外側周囲は円形の形状であることができ、内側周囲境界は、周囲領域２６５が五角形である内側周囲境界２６９を有する図３に描かれているものなどの多角形の形状であることができる。図７Ａの例では、周囲領域４６５は、矩形形状を有する内側周囲境界４６９を有する。図７Ｂの例では、周囲領域５６５は、六角形の形状を有する内側周囲境界５６９を有する。周囲領域の内側周囲境界の形状は、閾値破裂圧力に有利に影響し得る。例えば、いくつかの実施態様において、多角形の形状を有する内側周囲境界は、閾値破裂圧力を有利に低下させ得る。いくつかの実施態様において、比較的鋭い角を有する内側周囲境界は、閾値破裂圧力を有利に低下させ得る。

【0025】

再び図１～２に戻ると、様々な実施形態において、破裂板１６０は、６０ｍｍ未満の外側寸法Ｄを有し、ここで、「外側寸法」は、対角線（例えば、図７Ａ及び７Ｂなどの多角形形状）又は直径などの破裂板を横切る最大寸法を意味するために使用される。しかしながら、いくつかの他の実施形態において、破裂板１６０は、７０ｍｍを超える外側寸法Ｄを有する。いくつかの実施形態において、破裂板は、５０ｍｍ、又はさらには４５ｍｍ未満の外側寸法Ｄを有する。いくつかの実施形態において、破裂板は、２０ｍｍ～４０ｍｍの外側寸法Ｄを有する。いくつかの実施形態において、破裂板は、７ｍｍ～１５ｍｍの外側寸法Ｄを有する。いくつかの実施形態において、破裂板は、２５ｍｍ～３５ｍｍの外側寸法Ｄを有する。ある特定の例では、破裂板は約３２ｍｍの外側寸法Ｄを有する。破裂板の外側寸法Ｄは、ポリマー層１６２及び支持層１６４のそれぞれの対応する外側寸法に等しくすることができる。

【0026】

一般に、破裂板１６０の外側寸法が小さくなるにつれて、破裂圧力は増加する（弱化領域が存在しない）。しかしながら、本明細書に開示される破裂板の比較的小さいサイズにもかかわらず、そのような破裂板は、比較的低い閾値破裂圧力を有し、これは様々な実施態様において有利であり得る。いくつかの実施形態において、破裂板は、１０ｐｓｉ未満、７ｐｓｉ未満、又は６ｐｓｉ未満の閾値破裂圧力を有する。閾値破裂圧力は、４ｐｓｉ～６ｐｓｉであり得る。破裂板の閾値破裂圧力は、２ｐｓｉ、３ｐｓｉ、又は４ｐｓｉ超であり得る。閾値破裂圧力は室温（２５℃）時のものであり得る。

【0027】

図４は、本明細書に開示された技術と一致する例示的な破裂板システム３００の斜視図を描いており、ここで破裂板システム。図５は、筐体１０に取り付けられた例示的な破裂板システム３００の断面図を描いている。図６は、図４の例示的な破裂板システム３００の分解図を描いている。破裂板システム３００は、一般に、筐体１０の内部１１と外部環境２０（図５）との間の閾値破裂圧力が発生すると、筐体１０からの迅速な空気流出を可能にするように構成されている。破裂板システム３００は、ハウジング３１０と、破裂板３６０とを有する。ハウジング３１０は中心軸ｘを定める。

【0028】

ハウジング３１０は、一般に、破裂板の早期破裂を引き起こす可能性のある外部環境２０から破裂板３６０を保護するように構成されている。ハウジングは、一般に、第１の軸方向端部３１２及び第２の軸方向端部３１４を有する。第１の軸方向端部３１２は、軸方向開口部３１６を画定する。軸方向開口部３１６は、一般に、筐体１０の内部１１と連通するように構成されている。ハウジング３１０は、一般に、第１の軸方向端部３１２から第２の軸方向端部３１４に向かって延びる空気流経路３１８を有する。シール面３２０が、第１の軸方向端部３１２と第２の軸方向端部３１４との間で空気流経路３１８の周りに画定されている。シール面３２０は、筐体１０に対する物質の出入りを防止するために、筐体１０とシールを形成するように構成される。シール面３２０は、筐体１０内に画定された筐体開口部１２の周りで筐体１０に対してシールを形成するように構成された軸方向又は半径方向シールであり得る。いくつかの実施形態において、シール面３２０は、筐体１０との軸方向シールを形成するために、第１の軸方向端部３１２の方を向く。いくつかの実施形態において、シール面３２０は、半径方向外側に面し、筐体１０との半径方向シールを形成するように構成される。

【0029】

上の記載と一致する破裂板などの破裂板３６０が、空気流経路３１８を横切ってハウジング３１０に結合される。破裂板３６０は、（破裂板３６０が破裂するまで）ハウジング３１０の第１の軸方向端部３１２がハウジング３１０の第２の軸方向端部３１４から分離されるように、空気流経路３１８を遮断する。破裂板３６０は、上の考察と一致し得るポリマー層を有する。いくつかの実施形態において、破裂板３６０は、上の考察と一致する、ポリマー層の表面上に配置された支持層を有する。

【0030】

破裂板３６０は、一般に、ハウジング３１０によって画定された取り付け面３２８に結合される。取り付け面３２８は一般に平面であり、空気流経路３１８の周囲に延びる。取り付け面３２８は、空気流経路３１８の一部である開口部３６２を画定する。取り付け面３２８の開口部は、破裂板３６０のサイズに対応する外側寸法ｄ（対角線又は直径など）を有し得る。取り付け面３２８の開口部の外側寸法ｄは、一般に、破裂板３６０の対応する外側寸法Ｄよりも小さい。取り付け面３２８の開口部の外側寸法ｄは、破裂板３６０の外側寸法Ｄの６０％～９５％であり得る。いくつかの実施形態において、開口部の外側寸法ｄは、１ｍｍ～５６ｍｍの範囲である。いくつかの実施形態において、開口部の外側寸法ｄは、２０ｍｍ～４０ｍｍの範囲である。いくつかの実施形態において、外側寸法ｄは１５ｍｍ～３５ｍｍの範囲である。いくつかの実施形態において、開口部の外側寸法ｄは少なくとも３ｍｍである。いくつかの実施形態において、開口部の外側寸法ｄは、１５ｍｍ、１０ｍｍ、又は７ｍｍ未満である。

【0031】

様々な実施形態において、破裂板３６０は、当該技術分野で公知の様々なアプローチを通じてハウジング３１０の取り付け面３２８に結合される。破裂板３６０の周囲領域３６１は、空気流経路３１８を取り囲む領域においてハウジング３１０に結合される。破裂板３６０及びハウジング３１０は、空気流経路３１８の周りで気密シールを形成する。様々な実施形態において、破裂板３６０及びハウジング３１０は、水などの液体による衝突に抵抗するシールを形成する。破裂板３６０は、接着剤の使用、溶接（例として、熱溶接又は超音波溶接）、オーバーモールディング、又は当該技術分野で公知の他のアプローチによって、ハウジング３１０に結合され得る。接着剤が採用されるいくつかの実施形態において、接着剤は、感圧接着テープなどの感圧接着剤である。いくつかの実施形態において、接着剤は両面接着テープである。１つのそのような例は、３Ｍ（商標）社（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ，ＵＳＡ）製のアクリル接着剤３００ＭＰなどのアクリル系感圧接着剤である。別のそのような例は、シリコーン系感圧接着剤である。市販されているシリコーン系感圧接着剤の例は、Ａｄｈｅｓｉｖｅｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ（登録商標）社（Ｇｌｅｎ Ｒｏｃｋ，Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ，ＵＳＡ）製の両面接着剤ＡＲｃｌａｄ（登録商標）８４５８である。いくつかの実施形態において、接着剤は、シリコーン系接着剤などの硬化性接着材料である。いくつかの実施形態において、破裂板３６０のポリマー層（１６４、図２）は、空気流経路３１８を横切ってハウジング３１０に溶接されるように構成される。

【0032】

ハウジングは、ハウジング３１０の第２の軸方向端部３１４上で空気流経路３１８を横切って延びるシールド３２２を有する。シールド３２２は、一般に、水及びデブリなどの外部環境中の要素と破裂板３６０との間の直接衝突を妨害するように構成される。ハウジング３１０は、第１の軸方向端部と第２の軸方向端部との間に半径方向開口部３２４を画定しており、ハウジング３１０の空気流経路３１８は、軸方向開口部から半径方向開口部３２４まで延びている。半径方向開口部３２４は、中心軸ｘの周りに画定される。空気流経路３１８は、軸方向開口部３１６から半径方向開口部３２４までハウジング３１０を通って延びている。

【0033】

シールド３２２は、一般に、軸方向において距離Ｈだけ破裂板３６０から離間される。より詳細には、シールド３２２は、破裂板３６０の破壊を容易にする特定の軸方向距離Ｈで、破裂板３６０から離間される。シールド３２２が破裂板３６０に近すぎる場合、シールド３２２は破裂板３６０に構造的支持を与え、破裂板３６０の破壊を妨げる可能性がある。シールド３２２が破裂板３６０から遠すぎる場合、システム３００が大きすぎて特定の動作環境に対応できない可能性がある。上述した弱化領域を破裂板３６０に組み込むことは、予測可能な破壊率を維持しながら、シールド３２２と破裂板３６０との間の軸方向距離Ｈを相対的に減少させることを有利に可能にし得る。シールド３２２と破裂板３６０との間の軸方向距離Ｈを減少させることは、より小さい動作環境に対応するためにシステム３００の設置面積を有利に減少させ得る。いくつかの実施形態において、シールド３２２は、破裂板３６０から軸方向に４ｍｍ～１５ｍｍ、５ｍｍ～１０ｍｍ、又は５ｍｍ～８ｍｍ離間される。いくつかの他の実施形態において、シールド３２２は、軸方向において破裂板３６０から少なくとも１０ｍｍ又は２０ｍｍである。いくつかの実施形態において、シールド３２２は、軸方向において破裂板３６０から７０ｍｍ、５０ｍｍ、４０ｍｍ、３０ｍｍ、又は２０ｍｍ以下である。

【0034】

現在の例において、ハウジング３１０の第１の軸方向端部３１２は、空気流経路３１８の周りに筐体結合構造３２６を画定する。結合構造３２６は、一般に、筐体開口部１２の周りで筐体１０に結合するように構成される。結合構造３２６は、一般に、シール面３２０を筐体開口部１２の周りで筐体１０とシール係合させるように構成されている。現在の例において、結合構造３２６は、筐体開口部１２の周りで筐体１０の相手側ねじ面と摩擦係合するように構成されたねじ面である。いくつかの他の実施形態において、ボルト、又はねじ等などの留め構造を使用して、ハウジング３１０を筐体１０に結合することができる。いくつかの実施形態において、留め構造は、筐体によって画定される相手側コネクタによって受容されるように構成されるバヨネットコネクタである。そのような例では、留め構造は、ハウジング３１０によって画定された留め具開口部と筐体１０の整列された留め開口部とによって相互に受容されるように構成され得る。このような例において、留め構造の周囲など、留め構造と空気流経路３１８との間にシール面を画定することができる。

【0035】

様々な実施形態において、破裂板システム３００は、国際電気標準会議（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｅｌｅｃｔｒｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ：ＩＥＣ）規格６０５２９に準拠して筐体１０に結合されたときにＩＰ６７防水規格を満たすように構成される。

【0036】

本明細書に開示された技術と一致する破裂板システムを構築するために、様々なアプローチを使用することができる。ポリマー層が提供される。いくつかの実施形態において、支持層がポリマー層に適用される。様々な実施形態において、ポリマー層に弱化領域が形成される。破裂板は、ハウジングにシール可能に結合される。

【0037】

ポリマー層及び支持層（使用される場合）のそれぞれは、上述した対応する構成要素と概ね一致し得る。様々な実施形態において、弱化領域は、支持層へのポリマー層の適用後にポリマー層に形成され、一方、他の実施形態において、弱化領域は、ポリマー層への支持層の適用前にポリマー層に形成される。弱化領域（１６３、図１～２）は、一般に、ポリマー層（１６２、図１～２）の厚さの一部を通って延び、３００μｍ未満の幅を有する。様々な実施形態において、弱化領域は、ポリマー層の厚さの一部を通って支持層まで延びる。いくつかの実施形態において、弱化領域は、支持層の厚さの一部を通って延びていない。

【0038】

様々な実施形態において、弱化領域は、ポリマー層に対するレーザ加工処理によって形成される。ポリマー層は、ポリマー層を支持層に適用した後にレーザ加工することができる。様々な実施形態において、レーザは比較的低動力型である。様々な実施形態において、レーザは４５ワット以下の出力を有する。

【0039】

破裂板は、ハウジングによって画定される空気流経路を横切ってハウジングにシール可能に結合される。破裂板は、上述したように、接着剤、又は熱溶接等を介してハウジングにシール可能に結合することができる。また、上述したように、ハウジングは、一般に、空気流経路を取り囲むように構成されたシール面を有し、シール面は、空気流経路の周りでハウジングと筐体との間にシールを形成するように構成される。ハウジングは、上述した留め構造を介して筐体に結合することができる。

【0040】

実施形態の説明
実施形態１．破裂板システムであって、
中心軸を定めるハウジングであって、
軸方向開口部を画定する第１の軸方向端部、
第２の軸方向端部、
第１の軸方向端部から第２の軸方向端部に向かって延びる空気流経路、
第１の軸方向端部に面する、空気流経路の周りのシール面、
第２の軸方向端部で空気流経路を横切って延びるシールド、及び
中心軸の周りに画定された半径方向開口部であって、第１の軸方向端部と第２の軸方向端部との間に位置決めされ、それにより、空気流経路は軸方向開口部から半径方向開口部まで延びる、半径方向開口部、
を備えるハウジングと、
空気流経路を横切ってハウジングに結合された破裂板であって、ポリマー層を含み、第１の厚さを有する非弱化領域、及び第２の厚さを有する弱化領域を有し、弱化領域によって規定される閾値破裂圧力を有する、破裂板と
を備える破裂板システム。

【0041】

実施形態２．ポリマー層が通気性である、実施形態１及び３～１７のいずれか１つに記載の破裂板システム。

【0042】

実施形態３．ポリマー層が非通気性である、実施形態１～２及び４～１７のいずれか１つに記載の破裂板システム。

【0043】

実施形態４．ポリマー層がＰＴＦＥを含む、実施形態１～３及び５～１７のいずれか１つに記載の破裂板システム。

【0044】

実施形態５．破裂板が、０．５ミル（１２．７μｍ）～１０ミル（２５４μｍ）の第１の厚さを有する、実施形態１～４及び６～１７のいずれか１つに記載の破裂板システム。

【0045】

実施形態６．破裂板が、空気流経路を横切ってハウジングに結合された支持具をさらに備え、支持具がポリマー層に当接する、実施形態１～５及び７～１７のいずれか１つに記載の破裂板システム。

【0046】

実施形態７．支持具が成形プラスチックを備える、実施形態１～６及び８～１７のいずれか１つに記載の破裂板システム。

【0047】

実施形態８．支持具がドーム状である、実施形態１～７及び９～１７のいずれか１つに記載の破裂板システム。

【0048】

実施形態９．ポリマー層が、キャリア層と、キャリア層の第１の表面にわたって配置された第１の接着剤とを備え、第１の接着剤はハウジングに結合される、実施形態１～８及び１０～１７のいずれか１つに記載の破裂板システム。

【0049】

実施形態１０．ポリマー層が、ポリマー層の周囲領域においてハウジングに熱溶接される、実施形態１～９及び１１～１７のいずれか１つに記載の破裂板システム。

【0050】

実施形態１１．ポリマー層中の弱化領域が、ポリマー層において２つの別個のエリアを分離する、実施形態１～１０及び１２～１７のいずれか１つに記載の破裂板システム。

【0051】

実施形態１２．破裂板が、５０ｍｍ未満の外側寸法を有する、実施形態１～１１及び１３～１７のいずれか１つに記載の破裂板システム。

【0052】

実施形態１３．ポリマー層が周囲領域及び中央領域をさらに備え、周囲領域は、キャリア層の第２の表面にわたって配置された接着剤層を備え、中央領域は第２の接着剤層を欠いている、実施形態１～１２及び１４～１７のいずれか１つに記載の破裂板。

【0053】

実施形態１４．ポリマー層がＰＥＳを含む、実施形態１～１３及び１５～１７のいずれか１つに記載の破裂板システム。

【0054】

実施形態１５．ポリマー層が、剥離されたＰＴＦＥを備える、実施形態１～１４及び１６～１７のいずれか１つに記載の破裂板システム。

【0055】

実施形態１６．破裂板が、０．５ミル（１２．７μｍ）～３ミル（７６．２μｍ）の範囲の第１の厚さを有する、実施形態１～１５及び１７のいずれか１つに記載の破裂板システム。

【0056】

実施形態１７．シールドが、軸方向において破裂板から１０ｍｍ以下離間される、実施形態１～１６のいずれか１つに記載の破裂板システム。

【0057】

また、本明細書及び添付の特許請求の範囲で使用される場合、「構成された」という語句は、特定のタスクを実行するように、又は特定の構成を採用するように構築されたシステム、装置、又は他の構造を表すことに留意されたい。「構成された」という語は、「配置された」、「構築された」、「製造された」等などの類似の語と交換可能に使用することができる。

【0058】

本明細書におけるすべての刊行物及び特許出願は、本技術が属する技術分野における通常技能のレベルを示すものである。すべての刊行物及び特許出願は、個々の刊行物又は特許出願が参照により具体的且つ個別に示されている場合と同じ程度に、参照により本明細書に組み込まれる。本出願の開示内容と、参照により本明細書に組み込まれる文書の開示内容との間に矛盾が存在する場合には、本出願の開示内容が適用されるものとする。

【0059】

本出願は、本主題の改変又は変形を網羅することを意図している。上記記載は、例示的なものであり、制限的なものではないことを意図しており、特許請求の範囲は、本明細書に記載の例示的な実施形態に限定されないことを理解されたい。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【国際調査報告】