特許 6442523 回転軸シール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6442523

(24)【登録日】2018年11月30日

(45)【発行日】2018年12月19日

(54)【発明の名称】回転軸シール

(51)【国際特許分類】

   F16J 15/18 20060101AFI20181210BHJP

【ＦＩ】

   F16J15/18 C

【請求項の数】14

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2016-558065(P2016-558065)

(86)(22)【出願日】2015年3月20日

(65)【公表番号】特表2017-512949(P2017-512949A)

(43)【公表日】2017年5月25日

(86)【国際出願番号】US2015021875

(87)【国際公開番号】WO2015143401

(87)【国際公開日】20150924

【審査請求日】2016年9月16日

(31)【優先権主張番号】61/968,434

(32)【優先日】2014年3月21日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】500149223

【氏名又は名称】サン−ゴバン パフォーマンス プラスティックス コーポレイション

(74)【代理人】

【識別番号】100076428

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 康徳

(74)【代理人】

【識別番号】100115071

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 康弘

(74)【代理人】

【識別番号】100112508

【弁理士】

【氏名又は名称】高柳 司郎

(74)【代理人】

【識別番号】100116894

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 秀二

(74)【代理人】

【識別番号】100130409

【弁理士】

【氏名又は名称】下山 治

(74)【代理人】

【識別番号】100134175

【弁理士】

【氏名又は名称】永川 行光

(74)【代理人】

【識別番号】100188857

【弁理士】

【氏名又は名称】木下 智文

(72)【発明者】

【氏名】マリオ・ボスコフスキー

【審査官】 杉山 悟史

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０２４２９２７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開平０４−２６６６６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６３−１０１３６６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特表２０１３−５１１０１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００４／０１３１４７５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｊ １５／００ − １５／５６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転軸シールであって、
中心軸と内面を形成する開口を有する環状の本体と、
前記環状の本体内部に少なくとも部分的に位置し、径方向に延在し、前記環状の本体と前記環状の本体の前記開口の内部に配設された軸の間にシールを形成するように構成されたシーリング要素と、
前記シーリング要素の少なくとも一部を径方向に付勢する付勢要素と、を備え、
前記環状の本体は、前記環状の本体が配置される筐体に対してシールを提供する外径を備える、前記回転軸シール。

【請求項2】

回転軸シールであって、
中心軸を形成し、開口及び保持要素を有する環状の本体と、
前記環状の本体内部に少なくとも部分的に配設され、フランジを有するシーリング要素と、を備え、
前記シーリング要素の少なくとも一部を径方向に付勢する付勢要素と、を備え、
前記環状の本体は、前記環状の本体が配置される筐体に対してシールを提供する外径を備える、前記回転軸シール。
前記回転軸シール。

【請求項3】

回転軸シールであって、
中心軸を形成し、開口及びＣ字形状の断面を有する環状の本体と、
前記環状の本体内部に少なくとも部分的に配設されたシーリング要素と、
前記シーリング要素の少なくとも一部を径方向に付勢する付勢要素と、を備え、
前記シーリング要素は、断面がＵ字形であり、
前記環状の本体は、前記環状の本体が配置される筐体に対してシールを提供する外径を備える、前記回転軸シール。

【請求項4】

前記回転軸シールは、前記開口を介して軸を受容するように構成されており、前記軸の直径は１０ｍｍ以下である、請求項３に記載の回転軸シール。

【請求項5】

前記環状の本体は、Ｃ字形状の断面を有する請求項１及び２のいずれか１項に記載の回転軸シール。

【請求項6】

前記環状の本体が第１の端部と第２の端部を有する外側部材と、前記外側部材の前記第１の端部に近接して配設され、前記外側部材から径方向内方に延在する第１のフランジと、前記外側部材の第２の端部に近接して配設され、前記外側部材から径方向内方に延在する第２のフランジと、を形成する、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の回転軸シール。

【請求項7】

前記第１のフランジが、前記外側部材から測定した時に径方向の距離Ｄ１だけ延在し、前記第２のフランジは、前記外側部材から測定したときに径方向の距離Ｄ２だけ延在し、Ｄ１／Ｄ２は、少なくとも１．０５である、請求項６に記載の回転軸シール。

【請求項8】

環状の本体は、前記開口の前記中心軸に同軸であるとともに前記中心軸から前記環状の本体内まで延在する環状の空洞を形成する請求項１ないし７のいずれか１項に記載の回転軸シール。

【請求項9】

前記シーリング要素は、少なくとも部分的に前記環状の空洞の内部に配設される請求項８に記載の回転軸シール。

【請求項10】

前記シーリング要素は、断面がＵ字形状である請求項１、２、及び４ないし９のいずれか１項に記載の回転軸シール。

【請求項11】

前記シーリング要素は、断面がＶ字形状である請求項１、２、及び４ないし９のいずれか１項に記載の回転軸シール。

【請求項12】

前記シーリング要素の少なくとも一部が前記付勢要素と前記環状の本体の間に位置する請求項１、２、及び４ないし１１のいずれか１項に記載の回転軸シール。

【請求項13】

前記付勢要素は、断面がＬ字形状である請求項１、２、及び４ないし１２のいずれか１項に記載の回転軸シール。

【請求項14】

前記回転軸シールは、システム圧３０００ｍｂａｒ、室温、５００，０００サイクルで測定すると、漏出率が約１５ｍＬ／分以下、例えば、約１４ｍＬ／分以下、約１３ｍＬ／分以下、約１２ｍＬ／分以下、約１１ｍＬ／分以下、約１０ｍＬ／分以下、約５ｍＬ／分以下、または約２ｍＬ／分以下である請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の回転軸シール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、軸シールに関し、さらに詳しくは、付勢要素を有する軸シールに関する。

【背景技術】

【0002】

回転または往復機械は、軸を駆動する閉鎖された内部機構を特徴付けることができる。場合によっては、その軸は、一端または両端がその機械の筐体を通り抜けることができる。そのような場合、回転軸シール、リップシールと呼ばれることもあるが、出口点の近くに配設して筐体内のオイルやグリースのような潤滑流体を保持するとともに、湿気や埃のような汚染物の侵入を防ぐことができる。回転軸シールは、筐体対してシールを形成する外径を有し、軸に対してシールを形成するシーリングリップを有していてもよい。シーリングリップは、過分な摩擦や摩耗を起こすことなく軸に対して径方向に負荷をかけて十分な密閉特性を提供しなければならない。

【0003】

シーリング特性が改善された回転軸シールのニーズが依然として必要とされている。

【図面の簡単な説明】

【0004】

実施形態は、例示のために示すものであり、添付の図面に限定されない。

【図1】図１は、実施形態によるシールの上断面図である。

【図2】図２は、実施形態によるシールの上断面図である。

【図3】図３は、実施形態による付勢要素の斜視図である。

【図4】図４は、実施形態による付勢要素の斜視図である。

【図5A】図５Ａは、実施形態によるシールの上断面図である。

【図5B】図５Ｂは、実施形態によるシールの斜視断面図である。

【図6A】図６Ａは、実施形態によるシールの上断面図である。

【図6B】図６Ｂは、実施形態によるシールの斜視図である。

【図7A】図７Ａは、実施形態によるシールの上断面図である。

【図7B】図７Ｂは、実施形態によるシールの斜視図である。

【図8】図８は、実施形態による軸に係合するシールの上断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0005】

図面に関連付けた下記の説明は、ここで開示された教示の理解を助けるためのものである。下記の説明では、その教示の特定の実施及び実施形態に焦点を当てる。この焦点は、その教示を説明するのを助けるために提供するものであり、その教示の範囲や応用性を限定するものとして理解されるべきではない。しかしながら、本願にて開示された教示に基づき、他の実施形態も利用可能である。

【0006】

備える、含む、有する、などの語、または他の変形は、非排他的な含有を意味するよう意図して使用している。例えば、一連の特徴を有する方法、物品、または装置は、必ずしもこれらの特徴のみに限定されるものではなく、それらの方法、物品、または装置に明示的に列記されていなくても、他の特徴も含みうるものである。さらに、明らかに反対のことを述べない限り、「または」という表現は、包括的な「または」であり、排他的な「または」ではない。例えば、条件ＡまたはＢとは、下記のうちのいずれか１つによって満たされるものである。Ａは真実（または存在する）でＢは虚偽（または存在しない）、Ａは虚偽（または存在しない）でＢは真実（または存在する）、そして、ＡとＢともに真実（または存在する）。

【0007】

また、不定冠詞も、ここで説明する要素や構成要素を説明する際に使用する。これは、単に便宜上、また、本発明の一般的な範囲を表す意味で使用するものである。この説明は、そうでないことが明らかでない限りは１つ、少なくとも１つ、あるいは単数を含むだけでなく、複数、またはその逆も含むものとして読取るべきである。例えば、単数の項目をここで説明した場合、単数の項目の変わりに２つ以上の項目を使用してもよい。同様に、ここで２つ以上の項目を説明した場合、２つ以上の項目の代わりに単一の項目に置き換えてもよい。

【0008】

特に定義しない限り、ここで使用するすべての技術的、科学的用語は、本発明が帰属する一般の当業者の一人によって一般的に理解されるものと同じ意味を持つものとする。材料、方法、及び例は、単に例示を目的とするものであり、限定することを意味するものではない。ここで説明しないが、特定の材料に関する多くの詳細と処理作業は従来どおりであり、軸シール分野の教本や他の資料で見つけることができよう。

【0009】

第１の局面では、軸シールは、概ね、本体、すなわち環状の本体と、前記本体の内部に配設されたシーリング要素と、回転軸に対してシーリング要素を付勢するように構成された付勢要素とを備えていてもよい。

【0010】

まず図１を参照する。シール１は、概ね、環状の本体２と、少なくとも部分的に環状の本体２の内部に位置するシーリング要素４とを備えていてもよい。

【0011】

環状の本体２の材料のブリネル硬度（ＨＢ）は、約７０から１５０を含むそれらの間の範囲、例えば、約７５から約１４５の間の範囲、約８０から約１４０の間の範囲、約８５から約１３５の間の範囲、約９０から約１３０の間の範囲、約９５から約１２５の間の範囲、約１００から約１２０の間の範囲、または約１０５から約１１５の間の範囲でもよい。

【0012】

また特定の局面では、環状の本体２の材料の最大抗張力は、少なくとも約３５０メガパスカル（ＭＰａ）、例えば、少なくとも約３６０ＭＰａ、少なくとも約３７０ＭＰａ、少なくとも約３８０ＭＰａ、少なくとも約３９０ＭＰａ、少なくとも約４００ＭＰａ、あるいは少なくとも約４１０ＭＰａでもよい。さらなる実施形態では、環状の本体２は、最大抗張力が約５０００ＭＰａ以下、例えば、約４０００ＭＰａ以下、約２０００ＭＰａ以下、約１０００ＭＰａ以下、あるいは約５００ＭＰａ以下のような材料を含んでいてもよい。さらに、環状の本体２の材料の抗張力は、上記の値のいずれかを含むそれらの間の範囲、例えば約２７５と約３５５の間でもよい。

【0013】

別の局面では、環状の本体２は、弾性係数（ＭＯＥ）が約１０ＭＰａと約１０００ＭＰａの間、例えば、約１５ＭＰａと約７５０ＭＰａの間、約２０ＭＰａと約５００ＭＰａの間、約３０ＭＰａと約２５０ＭＰａの間、約４５ＭＰａと約２００ＭＰａの間、約７５ＭＰａと約１５０ＭＰａの間、あるいは約９０ＭＰａと約１３０ＭＰａの間の材料を含んでいてもよい。さらに別の特殊な実施形態では、環状の本体２は、ＭＯＥが約１００ＭＰａと約１２５ＭＰａの間の材料を含んでいてもよい。

【0014】

さらに別の局面では、環状の本体２の材料の熱膨張係数（ＣＴＥ）は、約１ｘ１０^−６ｉｎ／ｉｎ°Ｆと約７５ｘ１０^−６ｉｎ／ｉｎ°Ｆの間、例えば、約２ｘ１０^−６ｉｎ／ｉｎ°Ｆと約５０ｘ１０^−６ｉｎ／ｉｎ°Ｆの間、約３ｘ１０^−６ｉｎ／ｉｎ°Ｆと約２５ｘ１０^−６ｉｎ／ｉｎ°Ｆの間、約５ｘ１０^−６ｉｎ／ｉｎ°Ｆと約１５ｘ１０^−６ｉｎ／ｉｎ°Ｆの間、あるいは約７ｘ１０^−６ｉｎ／ｉｎ°Ｆと約１１ｘ１０^−６ｉｎ／ｉｎ°Ｆの間でもよい。

【0015】

さらに別の局面では、環状の本体２の材料の破断点伸び（ＥＡＢ）は、約６０％以下、例えば、約５５％以下、約５０％以下、約４５％以下、約４０％以下、約３０％以下、約２０％以下、あるいは約１０％以下の材料を含んでいてもよい。さらなる実施形態では、環状の本体２の材料のＥＡＢは、約０．５％以上、例えば、約１％以上、約２％以上、あるいは約５％以上の材料を含んでいてもよい。さらに、環状の本体２の材料のＥＡＢは、上記の値のいずれかを含むそれらの間の範囲、例えば約４５％と約５５％の間である材料を含んでいてもよい。

【0016】

ある実施形態では、環状の本体２は、金属を含んでいてもよい。例えば、特定の実施形態では、環状の本体２は、アルミニウム、ブロンズ、銅、または鉛を含んでいてもよい。

【0017】

他の実施形態では、環状の本体２は、合金を含んでいてもよい。例えば、限定しない実施形態では、環状の本体２は、銅−亜鉛合金、銅−亜鉛−鉛合金、銅−ニッケル−亜鉛合金、有鉛銅、真鍮、青銅、鉄、合金鉄、あるいは鋼などを含んでいてもよい。本開示は、いかなる場合も、上記の実施形態で述べたように、環状の本体２の材料によって限定されることを意図したものではない。例えば、さらに他の実施形態では、環状の本体２は、ポリマー、例えば、超高分子量ポリウレタン（ＵＨＭＷＰＥ）、ポリ（塩化ビニル）（ＰＶＣ）、脂肪族ポリアミド、あるいはパラアラミド、例えばケブラーなどを含む。

【0018】

環状の本体２は、概ね筒型でもよく、さらに、内面８と中心軸１０を形成する孔６を含んでいてもよい。また特定の局面では、孔６は、中心軸１０と同軸、または略同軸でもよい。

【0019】

ある実施形態では、環状の本体２は、共に接続された多重要素で形成してもよい。多重要素は、例えば、溶融、焼結、溶接、ねじ山付きまたはねじ山なし係合、またはその組み合わせのような、従来技術で知られたいかなる方法によっても環状の本体２を形成するように係合されていてもよい。

【0020】

環状の本体２は、均質な組成を有していても、異なる組成を有する二つ以上の別の部分を含んでいてもよい。

【0021】

さらに、１つの限定しない実施形態では、すべての実施形態には適用できないが、環状の本体２はポリマーを含まなくてもよく、特に、いかなる／すべてのポリマーを本質的に含まないものでもよい。特定の局面では、環状の本体２の材料はいかなるコーティングも、または表面層を含まないものでもよい。

【0022】

環状の本体２は、その物理または化学特性を高めるための処理をしていなくてもしていてもよい。例えば、特定の実施形態では、環状の本体２はレーザ溶融または溶発、機械的サンドブラスティングまたは化学的なピッキングなどのような技術を使って処理してもよい。さらなる実施形態では、環状の本体２は亜鉛めっき、クロム酸塩またはリン酸処理または陽極化によって処理されたものでもよい。

【0023】

特定の局面では環状の本体２は、中心軸１０から径方向に延在する面に垂直な方向に見たとき、概ねＣ形状の断面を有していてもよい。別の局面では、環状の本体２は、中心軸１０から径方向に延在する面に垂直な方向に見たとき、に見たときに例えば、概ねＩ形、概ねＪ形、もしくは概ねＬ形のような、他の形状を有していてもよい。

【0024】

特定の実施形態では、環状の本体２は、第１の端部１４と第１の端部１４と反対側の第２の端部１６を有する外側部材１２を形成してもよい。第１のフランジ１８は、外側部材１２の第１の端部１４に近接して配設しても、そこから径方向内側に延在してもよい。第２のフランジ２０は、外側部材１２の第２の端部１６に近接して配設しても、そこから径方向内側に延在してもよい。

【0025】

第１と第２のフランジ１８及び２０は、それぞれ、外側部材１２の最も内側の面から測定して、径方向Ｄ_１及びＤ_２に延在していてもよい。

【0026】

実施形態によっては、Ｄ_１はＤ_２と等しくてもよい。

【0027】

他の実施形態では、Ｄ_１はＤ_２以上でもよい。例えば、Ｄ_１／Ｄ_２は、少なくとも１．０１、例えば、少なくとも約１．０５、少なくとも約１．２５、少なくとも約１．５０、少なくとも約１．７５、少なくとも約２．０、少なくとも約２．２５、少なくとも約２．５０、少なくとも約２．７５、あるいは少なくとも約３．０でもよい。さらなる実施形態では、Ｄ_１／Ｄ_２は、約６．０以下、例えば、約５．０以下、約４．０以下、あるいは約３．５以下でもよい。さらに、Ｄ_１／Ｄ_２は、上記の値のいずれかを含むそれらの間の範囲、例えば約２．０と約２．７５の間でもよい。

【0028】

外側部材１２は、第１と第２の端部１４及び１６の間距離によって測定したときに、高さがＨ_ＯＭであってもよい。特定の実施形態では、Ｈ_ＯＭ／Ｄ_２は、少なくとも約０．５、例えば、少なくとも約０．７５、少なくとも約１．０、少なくとも約１．２５、少なくとも約１．５、あるいは少なくとも約２．０でもよい。さらなる実施形態では、Ｈ_ＯＭ／Ｄ_２は、約８．０以下、例えば、約７．０以下、約６．０以下、約５．０以下、約４．０以下、あるいは約３．０以下でもよい。さらに、Ｈ_ＯＭ／Ｄ_２は、上記の値のいずれかを含むそれらの間の範囲、例えば約１．７５と約２．２５の間でもよい。

【0029】

ある実施形態では、Ｈ_ＯＭ／Ｄ_１は、少なくとも約０．７５、例えば、少なくとも約１．０、少なくとも約１．２５、少なくとも約１．５、あるいは少なくとも約２．０でもよい。さらなる実施形態では、Ｈ_ＯＭ／Ｄ_１は、約１０．０以下、例えば、約９．０以下、約８．０以下、約７．０以下、約６．０以下、あるいは約５．０以下でもよい。さらに、Ｈ_ＯＭ／Ｄ_１は、上記の値のいずれかを含むそれらの間の範囲、例えば約２．０と約２．５の間でもよい。

【0030】

特定の実施形態では、環状の本体２は、中心軸１０から径方向外方に向けて環状の本体２内に延在する環状の空洞２２を形成してもよい。環状の空洞２２は、中心軸１０と同軸でもよい。ある局面では、環状の空洞２２は外側部材１２の内面８と第１と第２のフランジ１８及び２０の間に形成された空間内に含まれていてもよい。

【0031】

環状の空洞２２は、中心軸１０から径方向に延在する面に垂直な方向に見たとき、概ね直線的な断面を形成していてもよい。さらに、環状の空洞は、１つ以上のフィレ、面取りした縁部、尖った要素、またはそれらの組み合わせを有していてもよい。

【0032】

シーリング要素４は、少なくとも部分的に環状の本体２の内部に配設されていてもよい。特に、シーリング要素４は、環状の本体２の環状の空洞２２の内部に部分的に配設されていてもよい。

【0033】

特定の実施形態では、シーリング要素４は、第１のフランジ２４と第２のフランジ２６を形成してもよい。シーリング要素４の第１のフランジ２４は、環状の本体２の第１と第２のフランジ１８及び２０間に配設されていてもよい。部材２８は、第１と第２のフランジ２４及び２６の間に延在するか、あるいはそれらを結合してもよい。

【0034】

第１と第２のフランジ２４及び２６は、それぞれ、部材２８から測定した長さがＬ_１及びＬ_２でもよい。特定の実施形態では、Ｌ_１は、Ｌ_２（図１）と等しくてもよい。

【0035】

別の実施形態では、Ｌ_１は、Ｌ_２以上でもよい。例えば、Ｌ_１／Ｌ_２は少なくとも約１．０１、例えば、少なくとも約１．０５、少なくとも約１．２５、少なくとも約１．５０、少なくとも約１．７５、少なくとも約２．０、少なくとも約２．２５、少なくとも約２．５０、少なくとも約２．７５、あるいは少なくとも約３．０でもよい。さらなる実施形態では、Ｌ_１／Ｌ_２は、６．０以下、例えば、約５．０以下、約４．０以下、あるいは約３．５以下でもよい。さらに、Ｌ_１／Ｌ_２は、上記の値のいずれかを含むそれらの間の範囲、例えば約１．０５と約１．２５の間でもよい。

【0036】

ある実施形態では、シーリング要素４は、径方向の幅が、変形していない状態で第１と第２のフランジ２４及び２６の間の最大径方向距離によって測定したときに、径方向の幅がＷ_Ｍでもよい。Ｗ_Ｍ／Ｌ_２は少なくとも約０．０５、例えば、少なくとも約０．１、少なくとも約０．２５、少なくとも約０．５、少なくとも約０．７５、あるいは少なくとも約１．０でもよい。Ｗ_Ｍ／Ｌ_２は約３．０以下、例えば、約２．０以下、約１．５以下、約１．２５以下、あるいは約１．０５以下でもよい。さらに、Ｗ_Ｍ／Ｌ_２は、上記の値のいずれかを含むそれらの間の範囲、例えば約０．１５と約０．２５の間でもよい。

【0037】

第１のフランジ２４は、変形していない状態、すなわちシール１が軸と係合前に、部材２８に対して測定したときに、相対角Ａ_１を有していてもよい。特定の実施形態では、Ａ_１は、約９０度より大きい、例えば、約１００度より大きくても、約１１０度より大きくても、約１２０度より大きくても、約１３０度より大きくても、あるいは約１４０度より大きくてもよい。さらなる実施形態では、Ａ_１は、約１８０度より小さくても、例えば、約１７０度より小さくても、約１６０度より小さくても、約１５０度より小さくてもよい。さらに、Ａ_１は、上記の値のいずれかを含むそれらの間の範囲、例えば約１０５度と約１１５度の間でもよい。

【0038】

同様に、第２のフランジ２６は、変形していない状態で部材２８に対して測定した時に相対角Ａ_２を有していてもよい。特定の実施形態では、Ａ_２は、約９０度より大きい、例えば、約１００度より大きくても、約１１０度より大きくても、約１２０度より大きくても、約１３０度より大きくても、あるいは約１４０度より大きくてもよい。さらなる実施形態では、Ａ_２は、約１８０度より小さい、例えば、約１７０度より小さくても、約１６０度より大きくても、約１５０度より小さくてもよい。さらに、Ａ_２は、上記の値のいずれかを含むそれらの間の範囲、例えば、約１０５度と約１１５度の間でもよい。

【0039】

変形していない状態で、角度Ａ_１とＡ_２は、同じでも異なっていてもよい。さらに、Ｌ_１とＬ_２は、同じでも異なっていてもよい。これに関し、シーリング要素４は、中心軸１０から径方向に延在する面に垂直な方向に見たとき、対称の断面図である必要はない。例えば、図２を参照すると、特定の実施形態では、シーリング要素４は、それぞれ分割された、または多角形の断面形状を有していてもよい。

【0040】

図１を参照する。特定の実施形態では、シーリング要素４は、中心軸１０から径方向に延在する面に垂直な方向に見たとき、概ねＶ字形の断面を有していてもよい。第１と第２のフランジ２４及び２６は、変形していない状態でその間を測定したときに相対角Ａ_３を形成することができる。ある局面では、Ａ_３は約２０度以上、例えば、約３０度以上、約４０度以上、約５０度以上、約６０度以上、約７０度以上、約８０度以上、あるいは約９０度以上でもよい。別の局面では、Ａ_３は約１５０度以下、例えば、約１４０度以下、約１３０度以下、約１２０度以下、約１１０度以下、あるいは約１００度以下でもよい。さらに、Ａ_３は、上記の値のいずれかを含むそれらの間の範囲、例えば、約４５度と約５５度の間でもよい。

【0041】

ある局面では、シーリング要素４は、モノリシック構造から形成されていてもよい。別の局面では、シーリング要素４は、従来技術で知られた何らかの手段、例えば、機械的変形（例えば圧接やスプライン）、接着、溶接、溶融、またはそれらの組み合わせによって結合された多数の要素から形成してもよい。

【0042】

特定の実施形態では、シーリング要素４は、約０．０１ギガパスカル（ＧＰａ）以上の、例えば、弾性係数（ＭＯＥ）を有する材料を含んでいてもよい。約０．５ＧＰａ以上、約０．７５ＧＰａ以上、あるいは約１．０ＧＰａ以上でもよい。さらなる実施形態では、シーリング要素４の材料のＭＯＥは、５．０ＧＰａ以下、例えば、約４．０ＧＰａ以下、約３．０ＧＰａ以下、約２．０ＧＰａ以下、あるいは約１．５ＧＰａ以下でもよい。さらに、シーリング要素４の材料のＭＯＥは、上記の値のいずれかを含むそれらの間の範囲、例えば約０．４５と約１．５の間でもよい。

【0043】

ある実施形態では、シーリング要素４はポリマーを含んでいてもよい。例えば、シーリング要素４の材料は、ポリケトン、ポリエステルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）のようなポリアリルエーエルケトン（ＰＥＡＫ）、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、硫化ポリフェニレン、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリフェニレンスルホン、ポリアミドイミド、超高分子量ポリエチレン、フッ素重合体ポリアミド、ポリベンゾイミダゾール、またはその組み合わせを含んでいてもよい。フッ素重合体の例としては、フッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ペルフルオロアルコキシ（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、フッ化ビニリデンのターポリマー（ＴＨＶ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、エチレン／テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、エチレントリフルオロエチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、あるいは上記の工程の任の組み合わせを含む材料を含むものでもよい。フッ素重合体は、特定の実施形態で使用されている。

【0044】

特定の実施形態では、シーリング要素４の材料は定温硬質コーティング、例えば、その内部に含浸させたダイヤモンド様コーティング（ＤＬＣ）を含んでいてもよい。特定の実施形態では、ＤＬＣは、各炭素原子が４つ炭素原子を等間隔で含む、ダイヤモンドに類似した格子構造を有していてもよい。あるいはシーリング要素４は、高速酸素燃料（ＨＶＯＦ）コーティングを使って内部に含浸させた材料を含んでいてもよい。ＨＶＯＦコーティングは、シーリング要素の、摩耗や腐食に対する抵抗を大幅に高めることによってシーリング面の寿命を延ばすことができる。さらに、ＨＶＯＦコーティングは、１平方インチに対して結合強度が約１０，０００ポンドのより円滑な表面仕上げに作用するようにしてもよい。

【0045】

特定の局面では、シーリング要素４はさらに、一つもしくはそれ以上の賦形剤、例えば、グラファイト、ガラス、芳香族ポリエステル（ＥＫＯＮＯＬ（登録商標））、青銅、亜鉛、窒化ホウ素、炭素、及び／またはポリイミドなどを含んでいてもよい。ＰＴＦＥなどのようなポリマー内のこれら賦形剤それぞれの濃度は、重量で１％より大きく、例えば、５％より大きく、１０％より大きく、または２０％よりも大きくてもよい。

【0046】

さらに、シーリング要素４は、さらに軸に対する摺動特性を高めるための潤滑剤を含んでいてもよい。例示の潤滑剤は、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、黒鉛、グラフェン、膨張黒鉛、窒化ホウ素、タルク、フッ化カルシウム、またはその組み合わせを含んでいてもよい。さらに、潤滑剤は、アルミナ、シリカ、二酸化チタン、フッ化カルシウム、窒化ホウ素、マイカ、珪灰石、炭化珪素、窒化ホウ素、ジルコニア、カーボンブラック、色素、またはその組み合わせを含んでいてもよい。

【0047】

図２を参照する。シーリング要素４は、中心軸１０から径方向に延在する面に垂直な方向に見たとき、厚みＴ_ＳＥを有していてもよい。特定の局面では、Ｔ_ＳＥは、変化するものでもよく、あるいはシーリング要素４全体にわたり略均一でもよい。

【0048】

特定の実施形態では、Ｔ_ＳＥは、約０．０５インチ以上であり、例えば、約０．１０インチ以上、約０．１５インチ以上、あるいは約０．２０インチ以上でもよい。さらなる実施形態では、Ｔ_ＳＥは、約１．５インチ以下、約１．２５インチ以下、約１．０ンチ以下、約０．７５インチ以下、約０．５インチ以下、あるいは約０．２５インチ以下でもよい。さらに、Ｔ_ＳＥは、上記の値のいずれかを含むそれらの間の範囲でもよい。

【0049】

別の実施形態では、シーリング要素４の合計幅は、中心軸１０から径方向に延在する面に垂直な方向に見たときに、Ｗ_ＳＥとなるようにしてもよい。すなわち、Ｌ_１＋Ｌ_２＋Ｗ_Ｍ及びＷ_ＳＥ／Ｔ_ＳＥは、少なくとも１０、例えば、少なくとも約２５、少なくとも約５０、少なくとも約７５、少なくとも約１００、少なくとも約１２５、少なくとも約１５０、あるいは少なくとも約２００でもよい。さらなる実施形態では、Ｗ_ＳＥ／Ｔ_ＳＥは、約１０００以下でもよく、例えば、約９００以下、約８００以下、約７００以下、約６００以下、約５００以下、約４００以下、あるいは約３００以下でもよい。さらに、Ｗ_ＳＥ／Ｔ_ＳＥは、上記の値のいずれかを含むそれらの間の範囲、例えば、約３０と約４５の間の範囲でもよい。

【0050】

図１から７を参照すると、ある実施形態では、シール１は、さらにシーリング要素４に隣接して位置する付勢要素３０を含んでいてもよい。

【0051】

ある実施形態では、シーリング要素４は、中心軸１０から径方向に延在する面に垂直な方向に見たときに付勢要素３０と環状の本体２との間に配設してもよい。このように、付勢要素３０は、少なくともシーリング要素４の一部に対して少なくとも部分的に径方向の力をかけることができる。

【0052】

さらに特定の実施形態では、付勢要素３０は、少なくとも部分的にシーリング要素４の内面３２に沿って、例えば、径方向に見たシーリング要素４の第１と第２のフランジ２４及び２６の間に位置させることができる。このように、付勢要素３０は、シーリング要素４の第１と第２のフランジ２４及び２６に径方向に付勢する力を提供してもよい。

【0053】

ある実施形態では、付勢要素３０は、少なくとも、シーリング要素４の径方向または略径方向の一部を付勢するように構成されたバネを備えていてもよい。さらに特定の実施形態では、付勢要素３０は、例えば、ガーターばね（図６）、リム付きばね（例えば図３）、または圧縮ばね（螺旋ばね）などをまげて環状にした環状ばねを備えていてもよい。

【0054】

限定しない実施形態では、付勢要素３０は、中心軸１０から径方向に延在する面に垂直な方向に見たとき、概ねＬ形状の断面を有していてもよい（図２及び３）。他の実施形態では、図５Ａ及び５Ｂに示すように、付勢要素３０は他の形状、例えば、概ねＶ字形、概ねＵ字形、概ねＣ字形、またはそれらの組み合わせを含んでいてもよい。

【0055】

ある実施形態では、付勢要素３０は、軸方向の長さに沿って少なくとも部分的に延在する軸方向の隙間３４を含むことができる。軸方向の隙間３４により、軸方向の隙間がない円周方向に連続した付勢要素と比較すると、シール１の製造や組立てが容易になる。ある実施形態では、軸方向の隙間３４周縁を固定して連続的な本体を形成してもよい。周縁は、例えば、溶接、機械的変形（例えば、圧接）、接着、ファスナ（ねじ山付き、またはねじ山なし）またはその組み合わせになど、隣接する部材を結合する周知の工程で固定することができる。

【0056】

図３に示すように、付勢要素３０は、環状部材３６と、環状部材３６から延在する環状フランジ３８を含むものでもよい。変形していない状態で、すなわち、シーリング要素４と係合する前に見たときに、環状部材３６と環状フランジ３８の間に相対角Ａ_４を形成してもよい。特定の実施形態では、Ａ_４は、約９０度より大きくても、例えば、約１００度より大きくても、あるいは約１１０度より大きくてもよい。さらなる実施形態では、Ａ_４は、約１５０度より小さくても、例えば、約１４０度より小さくても、約１３０度より小さくても、または約１２０度より小さくてもよい。さらに、Ａ_４は、上記の値のいずれかを含むそれらの間の範囲、例えば、約１１０度と約１２０度の間の範囲でもよい。

【0057】

環状部材３６から延在する環状フランジ３８の距離によって測定したときに、付勢要素３０の環状部材３６の径方向の幅はＷ_ＡＭでもよく、環状フランジ３８の径方向の長さは、Ｌ_ＡＦでもよい。ある実施形態では、Ｌ_ＡＦ／Ｗ_ＡＭは約１．０以上、例えば約１．２５以上、約１．５以上、約１．７５以上、あるいは約２．０以上でもよい。他の実施形態では、Ｌ_ＡＦ／Ｗ_ＡＭは、約１０以下、例えば、約５．０以下、約４．０以下、約３．０以下、あるいは約２．５以下でもよい。さらに、Ｌ_ＡＦ／Ｗ_ＡＭは、上記の値のいずれかを含むそれらの間の範囲、例えば、約４．０と約４．５の間の範囲でもよい。

【0058】

さらなる実施形態では、図４に示すように、付勢要素３０は環状フランジ３８の反対側の環状部材３６から延在する少なくとも１つの歯４０を備えていてもよい。少なくとも１つの歯４０は、環状部材３６に対し、相対角Ａ_５を形成していてもよい。特定の実施形態では、Ａ_５は、約９０度より大きくても、例えば、約１００度より大きくても、あるいは約１１０度より大きくてもよい。さらなる実施形態では、Ａ_５は、約１５０度より小さくても、例えば、約１４０度より小さくても、約１３０度より小さくても、または約１２０度より小さくてもよい。さらに、Ａ_５は、上記の値のいずれかを含むそれらの間の範囲、例えば、約１１０度と約１２０度の間の範囲でもよい。

【0059】

付勢要素３０は、代替的に複数の歯４０、例えば、少なくとも２個の歯、少なくとも３個の歯、少なくとも４個の歯、少なくとも５個の歯、少なくとも６個の歯、少なくとも７個の歯、少なくとも８個の歯、少なくとも９個の歯、少なくとも１０個の歯、少なくとも２０個の歯、あるいは少なくとも５０個の歯を有していてもよい。好ましい実施形態では、隣接する歯４０を付勢要素３０の周りの円周方向に均等に間隔を空けて設けてもよい。別の実施形態では、隣接する歯４０は、付勢要素３０の環状部材３６の円周の周りで異なる間隔をあけて配置されていてもよい。

【0060】

各歯４０の径方向の長さは、歯４０が環状部材３６から延在する距離によって測定されるとき、Ｌ_Ｔでもよい。特定の実施形態では、Ｌ_ＡＦ／Ｌ_Ｔは約０．７５以上、約１．０以上、約１．２５以上、約１．５以上約１．７５以上、あるいは約２．０以上でもよい。他の実施形態では、Ｌ_ＡＦ／Ｌ_Ｔは約１０．０以下、例えば、約５．０以下、約４．０以下、約３．０以下、あるいは約２．５以下でもよい。さらに、Ｌ_ＡＦ／Ｌ_Ｔは、上記の値のいずれかを含むそれらの間の範囲、例えば、約４．５と約５．５の間の範囲でもよい。

【0061】

ある実施形態では、付勢要素３０の材料の弾性係数は、約５．０ギガパスカル（ＧＰａ）以上、例えば、約１０．０ＧＰａ以上、約２５．０ＧＰａ以上、約５０ＧＰａ以上、約１００ＧＰａ以上、あるいは１５０ＧＰａ以上でもよい。さらなる実施形態では、付勢要素３０の材料の弾性係数は、約３００ＧＰａ以下、例えば、約２５０ＧＰａ以下、あるいは約２２５ＧＰａ以下でもよい。さらに、付勢要素３０の材料の弾性係数は、上記の値のいずれかを含むそれらの間の範囲、例えば約１２０ＭＰａと約１８０ＭＰａの間のでもよい。

【0062】

特定の局面では、付勢要素３０の材料の抗張力は、約１０００メガパスカル（ＭＰａ）以上、例えば、約１２００ＭＰａ以上、あるいは約１５００ＭＰａ以上でもよい。さらなる実施形態では、付勢要素３０の材料の抗張力は、約２５００メガパスカル（ＭＰａ）以下、例えば、約２０００ＭＰａ以下、あるいは約１８００ＭＰａ以下のような材料を含んでいてもよい。さらに、付勢要素３０の材料の抗張力は、上記の値のいずれかを含むそれらの間の範囲、例えば上記の値のいずれかを含むそれらの間、例えば、約１６００ＭＰａと約１７５０ＭＰａの間のでもよい。

【0063】

別の局面では、付勢要素３０の材料の熱膨張係数（ＣＴＥ）は、約５．０ｘ１０^−６ｉｎ／ｉｎ°Ｆと約１５．０ｘ１０^−６ｉｎ／ｉｎ°Ｆの間、例えば、約７．０ｘ１０^−６ｉｎ／ｉｎ°Ｆと約１２．０ｘ１０^−６ｉｎ／ｉｎ°Ｆの間、約８．５．０ｘ１０^−６ｉｎ／ｉｎ°Ｆと約１１．５ｘ１０^−６ｉｎ／ｉｎ°Ｆの間、あるいは約１０．０ｘ１０^−６ｉｎ／ｉｎ°Ｆと約１０．５ｘ１０^−６ｉｎ／ｉｎ°Ｆの間でもよい。

【0064】

特定の実施形態では、付勢要素３０は、金属を含んでいてもよい。また別の特定の実施形態では、付勢要素３０は、スチール、例えば、スプリングスチールでもよい。

【0065】

図７を参照する。特定の実施形態では、シール１は、筐体２内にシーリング要素４を保持するプレスリング４２を含んでいてもよい。プレスリング４２は、概ね環状のリングを含んでいてもよい。さらに、プレスリング４２は、任意でフランジ１８において筐体２に取り付けられていてもよい。例えば、プレスリング４２は、溶接、接着、スプライン、機械的変形（例えば圧接）またはその組み合わせによって筐体２に取り付けてもよい。代替の実施形態では、プレスリング４２は、筐体２と干渉嵌合を形成してもよい。

【0066】

ある実施形態では、組み立て中、プレスリング４２の上面が筐体２の上面と面一となり、シーリング要素４が固定できる点にくるまでプレスリング４２をシール１の中心軸１０に沿って摺動させてもよい。また代替の実施形態では、プレスリング４２の上面は、筐体２の上面の下方または上方でもよい。

【0067】

図８は、ここで示す実施形態に従った軸１００の周囲に係合されたシール１の断面図である。このように、シーリング要素４の部分は、軸１００との接触面４４を形成することができる。シーリング要素４は付勢要素３０によって径方向に付勢でき、これにより軸１００に対してシーリング要素４の接触面４４がかける力を増すことができる。

【0068】

図１に示すように、シーリング要素４の最小直径は、シーリング要素４の対向する直径方向に対向する内面の間の最短距離によって測定したときにＤ_ＭＩＮとなるようにしてもよい。当業者は、自由状態、すなわち、軸と係合する前のシーリング要素４の直径Ｄ_ＭＩＮは軸１００の直径より小さくてもよいことは理解できよう。このように、シール１、すなわち、シーリング要素４は、軸１００に対して有効なシールを形成してもよい。

【0069】

特定の実施形態では、付勢要素３０は、シール１に取り付けられると、少なくとも約１．０キロパスカル（ＫＰａ）、例えば、少なくとも約５ＫＰａ、少なくとも約１０ＫＰａ、少なくとも約２５ＫＰａ、少なくとも約５０ＫＰａ、少なくとも約１００ＫＰａ、あるいは少なくとも約２５０ＫＰａの径方向の付勢力を提供できるように構成されていてもよい。さらなる実施形態では、付勢要素３０は、約５００ＫＰａ以下、例えば、約４００ＫＰａ以下、あるいは約３００ＫＰａ以下の付勢力を提供するように構成されていてもよい。さらに、付勢要素３０が提供する付勢力は、上記の値のいずれかを含むそれらの間の範囲、例えば約２２５ＫＰａと約２７５ＫＰａの間としてもよい。

【0070】

特定の実施形態では、シール１は、直径が約５０ｍｍ以下、例えば約１５ｍｍ以下、約１０ｍｍ以下、約９ｍｍ以下、約８ｍｍ以下、約７ｍｍ以下、約６ｍｍ以下、あるいは約５ｍｍ以下の軸１００を受容するように構成してもよい。他の実施形態では、シール１は、直径が約５１ｍｍと約１００ｍｍの間の軸を受容するように構成してもよい。さらなる実施形態では、シール１は、直径が１００ｍｍより大きい軸を受容するように構成してもよい。

【0071】

シール１は、同時に有効なシール率を維持しながら広い温度範囲内で操作できるように構成してもよい。例えば、シール１は、約−２７５℃と約３００℃の間の範囲内、たとえば約−２５０℃と約２５０℃の間の範囲内、約−１００℃と約１００℃の間の範囲内、あるいは約−４０℃と約２０℃の間の範囲内の温度で、約１０ｍＬ／分／ｍｍ未満、例えば、約９ｍＬ／分／ｍｍ未満、約８ｍＬ／分／ｍｍ未満、約７ｍＬ／分／ｍｍ未満、約６ｍＬ／分／ｍｍ未満、約５ｍＬ／分／ｍｍ未満、約４ｍＬ／分／ｍｍ未満、約３ｍＬ／分／ｍｍ未満、約２ｍＬ／分／ｍｍ未満、約０ｍＬ／分／ｍｍ未満、約０．７５ｍＬ／分／ｍｍ未満、約０．５ｍＬ／分／ｍｍ未満、約０．２５ｍＬ／分／ｍｍ未満、約０．１ｍＬ／分／ｍｍ未満、あるいは約０．０１ｍＬ／分／ｍｍ未満の漏出率を呈しながら操作するように構成してもよい。さらに、シール１は、上記の温度範囲内で、約０ｍＬ／分／ｍｍの漏出率で操作できるように構成してもよい。

【実施例】

【0072】

サンプル１は、部分的に筐体内に配設されたＶ字形シーリング要素を有する筐体を含むシールである。シーリング要素は、厚みが約０．４ｍｍ、テスト前に測定したときの表面粗さは０．１、ＡＳＴＭ Ｄ１７０８にしたがって測定したときの伸長率は１５０％、そしてＡＳＴＭ Ｄ１７０８に従って測定した抗張力は１７．２ＭＰａである。サンプル１のシールは、内部付勢要素を持たない。

【0073】

サンプル２は、筐体と、部分的に筐体内に配設されたＶ字形シーリング要素と、Ｌ字型を有し、シーリング要素をここで示す実施形態に従って概ね径方向に付勢する付勢要素とを備えるシールである。シーリング要素は、厚みが約０．４ｍｍ、テスト前に測定したときの表面粗さは０．１、ＡＳＴＭ Ｄ６３８にしたがって測定したときの伸長率は４５０％、そしてＡＳＴＭ Ｄ６３８に従って測定した抗張力は２６．９ＭＰａである。

【0074】

静止試験は、まず、孔を有する外側要素の中に挿入する筒型軸を使って行う。各シールは、軸と孔の間の環状の空間の中に挿入する。サンプルは、室温（約２３℃）に保たれ、漏出率を記録する。サンプル１と２は、−４０℃と１６０℃の間で所定の率で循環させて、シール及び外側要素の孔に対して軸を静止させて漏出率を記録する。テストは、３回繰り返され、サンプル１及び２両者に対して平均漏出率を算出する。

【0075】

【表1】

【0076】

【表2】

【0077】

表１及び２に示すように、サンプル２は、全温度サイクルを通して測定したとき、平均漏出率が約１０ｍＬ／分であり、一方、サンプル１は、約２２ｍＬ／分の平均漏出率である。よって、サンプル２は、サンプル１の平均漏出率に比べ、約４５％の平均漏出率を呈する。

【0078】

そして、孔を有する外側要素の中に挿入する往復動筒型軸を使ってシールをテストする。各シールは、軸と孔の間の環状の空間の中に挿入する。サンプルは、室温（約２３℃）に維持され、漏出率は、軸を毎秒１線形サイクルで往復させて記録する（１サイクルは、孔内で軸の線形に一回フルに移動する動きを含む）。シールは、それぞれ６段階のテスト条件を経ることになる。ステージ１では、システムの圧力は、０．００ｍｂａｒ、すなわち、シールの両サイド間で圧力の勾配はない状態で、２００，０００サイクル行う。ステージ２では、システムの圧力は１，０００ｍｂａｒ、すなわち、圧力の勾配は１，０００ｍｂａｒとし、８００，０００サイクルを行う。ステージ３では、システムの圧力は２，０００ｍｂａｒとし、５００，０００サイクルを行う。ステージ４では、システムの圧力は２，０００ｍｂａｒとし、１，０００，０００サイクルを行う。ステージ５では、システムの圧力は２，０００ｍｂａｒとし、２，０００，０００サイクルを行う。ステージ６では、システムの圧力は３，０００ｍｂａｒとし、５００，０００サイクルを行う。

【0079】

【表3】

【0080】

表３に示すように、サンプル２は、毎秒１線形サイクルで往復する軸に露出すると、６つのすべてのテストステージ中の漏出率が同じ、もしくは低くなっている。

【0081】

項目
項目１
回転軸シールであって、
中心軸と内面を形成する開口を有する環状の本体と、
前記環状の本体内部に少なくとも部分的に位置し、径方向に延在し、前記環状の本体と前記環状の本体の前記開口の内部に配設された軸の間にシールを形成するように構成されたシーリング要素と、
前記シーリング要素の少なくとも一部を径方向に付勢する付勢要素と、を備える前記回転軸シール。

【0082】

項目２
回転軸シールであって、
中心軸を形成し、保持要素を有する環状の本体と、
前記環状の本体内部に配設された少なくとも部分的にシーリング要素と、
前記フランジ付きシーリング要素の少なくとも一部を径方向に付勢する付勢要素と、を備える前記回転軸シール。

【0083】

項目３
回転軸シールであって、
中心軸を形成し、前記中心軸から径方向に延在する面に垂直な方向に見たとき、概ねＣ形の断面を有する環状の本体と、
前記環状の本体の内部に少なくとも部分的に配設され、前記中心軸から径方向に延在する面に垂直な方向に見たとき、概ねＵ形の断面を有するシーリング要素と、を備える前記回転軸シール。

【0084】

項目４
前記本体が前記中心軸と同軸である開口を形成している項目２または３のいずれか１つに記載の回転軸シール。

【0085】

項目５
前記回転軸シールは、前記開口を介して軸を受容するように構成されており、前記軸の直径は、約５０ｍｍ以下、約１５ｍｍ以下、約１０ｍｍ以下、約９ｍｍ以下、約８ｍｍ以下、約７ｍｍ以下、約６ｍｍ以下、あるいは約５ｍｍ以下である、項目３または４のいずれか１つに記載の回転軸シール。

【0086】

項目６
前記回転軸シールは、約−２７５℃と約３００℃の間、約−２５０℃と約２５０℃の間、約−１００℃と約１００℃の間、あるいは約−４０℃と約２０℃の間の温度で動作するように構成されている前記項目のいずれか１つに記載の回転軸シール。

【0087】

項目７
環状の本体は、前記中心軸から径方向に延在する面に垂直な方向に見たとき、概ねＣ字形の環状の本体を有する項目１に記載の回転軸シール。

【0088】

項目８
前記環状の本体は、第１の端部と第２の端部を有する外側部材と、前記外側部材の前記第１の端部に近接して配設され、前記外側部材から径方向内方に延在する第１のフランジと、前記外側部材の前記第２の端部に近接して配設され、前記外側部材から径方向内方に延在する第２のフランジと、を形成する前記項目のいずれか１つに記載の回転軸シール。

【0089】

項目９
前記第１のフランジは、前記外側部材から測定したときに径方向の距離Ｄ_１だけ延在し、前記第２のフランジは、前記外側部材から測定したときに径方向の距離Ｄ_２だけ延在し、Ｄ_１はＤ_２以上である、項目８に記載の回転軸シール。

【0090】

項目１０
Ｄ_１／Ｄ_２が少なくとも約１．０１、少なくとも約１．０５、少なくとも約１．２５、少なくとも約１．５０、少なくとも約１．７５、少なくとも約２．０、少なくとも約２．２５、少なくとも約２．５０、少なくとも約２．７５、あるいは少なくとも約３．０である、項目９に記載の回転軸シール。

【0091】

項目１１
Ｄ_１／Ｄ_２は約６．０以下、約５．０以下、約４．０以下、または約３．５以下である、項目８または９のいずれか１つに記載の回転軸シール。

【0092】

項目１２
前記外側部材の高さはＨ_ＯＭでありＨ_ＯＭ／Ｄ_２は、少なくとも約０．５、少なくとも約０．７５、少なくとも約１．０、少なくとも約１．２５、少なくとも約１．５、あるいは少なくとも約２．０である、項目９〜１１のいずれか１つに記載の回転軸シール。

【0093】

項目１３
Ｈ_ＯＭ／Ｄ_２は、約８．０以下、約７．０以下、約６．０以下、約５．０以下、約４．０以下、または約３．０以下である、項目１２に記載の回転軸シール。

【0094】

項目１４
前記環状の本体は、前記開口の前記中心軸に同軸であるとともに前記中心軸から前記環状の本体内まで外方に延在する環状の空洞を形成する前記項目のいずれか１つに記載の回転軸シール。

【0095】

項目１５
前記シーリング要素は、前記環状の空洞の内部に少なくとも部分的に配設される項目１４に記載の回転軸シール。

【0096】

項目１６
前記環状の本体の材料のブリネル硬度（ＨＢ）は、約７０から約１５０の範囲内、約７５から約１４５の範囲内、約８０から約１４０の範囲内、約８５から約１３５の範囲内、約９０から約１３０の範囲内、約９５から約１２５の範囲内、約１００から約１２０の範囲内、あるいは約１０５から約１１５の範囲内である前記項目のいずれか１つに記載の回転軸シール。

【0097】

項目１７
前記環状の本体の材料の抗張力は、少なくとも約３５０メガパスカル（ＭＰａ）、少なくとも約３６０ＭＰａ、少なくとも約３７０ＭＰａ、少なくとも約３８０ＭＰａ、少なくとも約３９０ＭＰａ、少なくとも約４００ＭＰａ、少なくとも約４１０ＭＰａである前記項目のいずれか１つに記載の回転軸シール。

【0098】

項目１８
前記環状の本体の材料の抗張力は、約５０００ＭＰａ以下、約４０００ＭＰａ以下、約２０００ＭＰａ以下、約１０００ＭＰａ以下、あるいは約５００ＭＰａ以下である前記いずれか１つの項目に記載の回転軸シール。

【0099】

項目１９
前記環状の本体は、銅−亜鉛合金を含む前記いずれか１つの項目に記載の回転軸シール。

【0100】

項目２０
前記環状の本体がさらに鉛を含む、項目１９に記載の回転軸シール。

【0101】

項目２１
前記シーリング要素の断面は、前記中心軸から径方向に延在する面に垂直な方向に見たとき、概ねＵ字形である前記項目１、２、または４〜２０のいずれか１つに記載の回転軸シール。

【0102】

項目２２
前記シーリング要素が第１の端部と第２の端部を有する部材と、前記部材の前記第１の端部に近接して配設され、前記部材から少なくとも部分的に径方向内方に延在する第１のフランジと、前記部材の第２の端部に近接して配設され、前記部材から少なくとも部分的に径方向内方に延在する第２のフランジとを形成する前記項目のいずれか１つに記載の回転軸シール。

【0103】

項目２３
前記第１のフランジが、前記外側部材から測定した時に径方向の距離Ｄ_１だけ延在し、前記第２のフランジは、前記外側部材から測定したときに径方向の距離Ｄ_２だけ延在し、Ｄ_１はＤ_２以上である、項目２２に記載の回転軸シール。

【0104】

項目２４
Ｄ_１／Ｄ_２が少なくとも約１．０１、少なくとも約１．０５、少なくとも約１．２５、少なくとも約１．５０、少なくとも約１．７５、少なくとも約２．０、少なくとも約２．２５、少なくとも約２．５０、少なくとも約２．７５、あるいは少なくとも約３．０である、項目２３に記載の回転軸シール。

【0105】

項目２５
Ｄ_１／Ｄ_２は約６．０以下、約５．０以下、約４．０以下、または約３．５以下である、項目２３または２４のいずれか１つに記載の回転軸シール。

【0106】

項目２６
外側部材の幅は、Ｗ_Ｍであって、Ｗ_Ｍ／Ｄ_２は、少なくとも約０．０５、少なくとも約０．１、少なくとも約０．２５、少なくとも約０．５、少なくとも約０．７５、あるいは少なくとも約１．０である、項目２３〜２５のいずれか１つに記載の回転軸シール。

【0107】

項目２７
Ｗ_Ｍ／Ｄ_２が、約３．０以下、約２．０以下、約１．５以下、約１．２５以下、または約１．０５以下である、項目２６に記載の回転軸シール。

【0108】

項目２８
前記第１のフランジは、変形していない状態で測定したとき、外側部材との相対角度がＡ_１であり、Ａ_１は、約９０度より大きい、約１００度より大きい、約１１０度より大きい、約１２０度より大きい、約１３０度より大きい、あるいは約１４０度より大きい、項目２２〜２７のいずれか１つに記載の回転軸シール。

【0109】

項目２９
Ａ_１は、約１８０度より小さい、例えば、約１７０度より小さい、約１６０度より小さい、または約１５０度より小さい、項目２８に記載の回転軸シール。

【0110】

項目３０
前記第２のフランジは、変形していない状態で測定したとき、外側部材との相対角度がＡ_２であり、Ａ_２は、少なくとも約９０度、少なくとも約１００度、少なくとも約１１０度、少なくとも約１２０度、少なくとも約１３０度、あるいは少なくとも約１４０度である前記項目２２〜２９に記載の回転軸シール。

【0111】

項目３１
Ａ_２は、約１８０度より小さい、例えば、約１７０度より小さい、約１６０度より小さい、あるいは約１５０度より小さい、項目３０に記載の回転軸シール。

【0112】

項目３２
前記シーリング要素の断面は、前記中心軸から径方向に延在する面に垂直な方向に見たとき、概ねＶ字形である、前記項目のいずれか１つに記載の回転軸シール。

【0113】

項目３３
前記シーリング要素は、変形していない状態でその間を測定したときに相対角度Ａ_３を有する第１のフランジと第２のフランジを備え、Ａ_３は、約２０度以上、約３０度以上、約４０度以上、約５０度以上、約６０度以上、約７０度以上、約８０度以上、あるいは約９０度以上である、項目３２に記載の回転軸シール。

【0114】

項目３４
Ａ_３は、約１５０度以下、約１４０度以下、約１３０度以下、約１２０度以下、約１１０度以下、あるいは約１００度以下である、項目３３に記載の回転軸シール。

【0115】

項目３５
シーリング要素の材料の弾性係数（ＭＯＥ）は、約０．０５ギガパスカル（ＧＰａ）以上、約０．５ＧＰａ以上、約０．７５ＧＰａ以上、あるいは約１．０ＧＰａ以上である、前記項目のいずれかに記載の回転軸シール。

【0116】

項目３６
前記シーリング要素の材料のＭＯＥは、約５．０ＧＰａ以下、約４．０ＧＰａ以下、約３．０ＧＰａ以下、約２．０ＧＰａ以下、あるいは約１．５ＧＰａ以下である、項目３５に記載の回転軸シール。

【0117】

項目３７
前記シーリング要素は、ポリマーを含む前記項目のいずれかに記載の回転軸シール。

【0118】

項目３８
前記シーリング要素は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のようなフッ素重合体を含む前記項目のいずれか１つに記載の回転軸シール。

【0119】

項目３９
前記シーリング要素は、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）のようなポリアリルエーテルケトン（ＰＥＡＫ）を含む前記項目のいずれか１つに記載の回転軸シール。

【0120】

項目４０
前記シーリング要素は、モノリシック片を含む前記項目のいずれか１つに記載の回転軸シール。

【0121】

項目４１
前記シーリング要素は、前記中心軸から径方向に延在する面に垂直な方向に見たとき、平均の厚みがＴ_ＳＥであり、Ｔ_ＳＥは、約０．０５インチ以上、約０．１０インチ以上、約０．１５インチ以上、あるいは約０．２０インチ以上である前記項目のいずれか１つに記載の回転軸シール。

【0122】

項目４２
Ｔ_ＳＥは、約０．７５インチ以下、約０．５０インチ以下、あるいは約０．２５インチ以下である、項目４１に記載の回転軸シール。

【0123】

項目４３
前記回転軸シールは、さらに前記シーリング要素の少なくとも一部を径方向に付勢する付勢要素を備える、項目３に記載の回転軸シール。

【0124】

項目４４
前記シーリング要素は、前記中心軸から径方向に延在する面に垂直な方向に見たとき、前記付勢要素と前記環状の本体の間に位置する、前記項目１、２、または４〜４３のいずれか１つに記載の回転軸シール。

【0125】

項目４５
前記シーリング要素は、前記付勢要素がばねを含む項目１、２、または４〜４４のいずれか１つに記載の回転軸シール。

【0126】

項目４６
前記付勢要素は、前記中心軸から径方向に延在する面に垂直な方向に見たとき、概ねＬ字形である前記項目１、２、または４〜４５のいずれか１つに記載の回転軸シール。

【0127】

項目４７
付勢要素は、環状部材と、前記環状部材から延在する環状フランジを備え、相対角Ａ_４は前記環状部材及び前記環状フランジとの間に形成され、Ａ_４は、約９０度より大きく、約１００度より大きく、あるいは約１１０度より大きい項目４６に記載の回転軸シール。

【0128】

項目４８
Ａ_４は、約１５０度より小さい、例えば、約１４０度より小さい、約１３０度より小さい、または約１２０度より小さい、項目４７に記載の回転軸シール。

【0129】

項目４９
前記環状部材は径方向の幅がＷ_ＡＭであり、前記環状フランジの径方向の長さがＬ_ＡＦであり、Ｌ_ＡＦ／Ｗ_ＡＭは約１．０以上、約１．２５以上、約１．５以上、約１．７５以上、または約２．０以上である、項目４７または４８のいずれか１つに記載の回転軸シール。

【0130】

項目５０
Ｌ_ＡＦ／Ｗ_ＡＭは、約１０．０以下、約５．０以下、約４．０以下、約３．０以下、あるいは約２．５以下ある、項目４９に記載の回転軸シール。

【0131】

項目５１
前記付勢要素は、さらに、前記環状フランジの反対側の前記環状部材から延在する少なくとも１つの歯を備え、前記少なくとも１つの歯は、前記少なくとも１つの歯と前記環状部材との間で測定したときに相対角Ａ_５を有し、Ａ_５は、約９０度より大きく、約１００度より大きく、あるいは約１１０度より大きい、項目４６〜５０のいずれか１つに記載の回転軸シール。

【0132】

項目５２
Ａ_５は、約１５０度より小さい、例えば、約１４０度より小さい、約１３０度より小さい、または約１２０度より小さい、項目５１に記載の回転軸シール。

【0133】

項目５３
前記少なくとも１つの歯は、少なくとも２つの歯、少なくとも３つの歯、少なくとも４つの歯、少なくとも５つの歯、少なくとも１０個の歯、少なくとも２０個の歯、あるいは少なくとも５０個の歯を含む項目５１または５２のうちのいずれか１つに記載の回転軸シール。

【0134】

項目５４
前記歯は、前記環状部材の周りに等間隔をあけて配設された項目５１〜５３に記載の回転軸シール。

【0135】

項目５５
前記少なくとも１つの歯の径方向の長さはＬ_Ｔであり、Ｌ_ＡＦ／Ｌ_Ｔは約０．７５以上、約１．０以上、約１．２５以上、約１．５以上、約１．７５以上、あるいは約２．０以上である、項目５１〜５４のいずれか１つに記載の回転軸シール。

【0136】

項目５６
Ｌ_ＡＦ／Ｌ_Ｔは、約１０以下、約５．０以下、約４．０以下、約３．０以下、あるいは約２．５以下である、項目５５に記載の回転軸シール。

【0137】

項目５７
前記付勢要素は、前記シーリング要素の内面に沿って配設された環状ばねを備える項目１、２、または４〜４４のいずれか１つに記載の回転軸シール。

【0138】

項目５８
前記付勢要素は、ガータースプリングを含む、項目５７に記載の回転軸シール。

【0139】

項目５９
前記付勢要素は、圧縮ばねを含む、項目５７に記載の回転軸シール。

【0140】

項目６０
前記付勢要素は、さらに軸方向の隙間を含む、項目５７〜５９のいずれか１つに記載の回転軸シール。

【0141】

項目６１
前記付勢要素は、前記シーリング要素の外側フランジの径方向内側に配設された、項目５７〜６０のいずれか１つに記載の回転軸シール。

【0142】

項目６２
前記付勢要素の材料の弾性係数は、約５．０ギガパスカル（ＧＰａ）以上、約１０．０ＧＰａ以上、約２５．０ＧＰａ以上、約５０ＧＰａ以上、約１００ＧＰａ以上、あるいは約１５０ＧＰａである、項目１、２、または６〜６１に記載の回転軸シール。

【0143】

項目６３
前記付勢要素の材料の弾性係数は、約３００ＧＰａ以下、約２５０ＧＰａ以下あるいは約２２５ＧＰａ以下である、項目１、２、または６〜６２のいずれか１つに記載の回転軸シール。

【0144】

項目６４
前記付勢要素の材料の抗張力は、約１０００メガパスカル（ＭＰａ）以上、約１２００ＭＰａ以上、あるいは約１５００ＭＰａ以上である、項目１、２、または６〜６３のいずれか１つに記載の回転軸シール。

【0145】

項目６５
前記付勢要素の材料の抗張力は、約２５００メガパスカル（ＭＰａ）以下、約２０００ＭＰａ以下、あるいは約１８００ＭＰａ以下である、項目１、２、または６〜６４のいずれか１つに記載の回転軸シール。

【0146】

項目６６
前記付勢要素は、前記回転軸シールの内部で組立てられると、少なくとも約１．０キロパスカル（ＫＰａ）、少なくとも約５ＫＰａ、少なくとも約１０ＫＰａ、少なくとも約２５ＫＰａ、少なくとも約５０ＫＰａ、少なくとも約１００ＫＰａ、あるいは少なくとも約２５０ＫＰａの付勢力を提供する項目１、２または６〜６５のいずれか１つに記載の回転軸シール。

【0147】

項目６７
前記付勢要素は前記回転軸シールの内部で組立てられると、約５００ＫＰａ以下、約４００ＫＰａ以下、あるいは約３００ＫＰａ以下である、項目１、２、または６〜６６のいずれか１つに記載の回転軸シール。

【0148】

項目６８
前記付勢要素は、金属を含む項目１、２、または４〜６７のうちのいずれか１つに記載の回転軸シール。

【0149】

項目６９
前記付勢要素は、ばね鋼を含む項目１、２、または４〜６８のうちのいずれか１つに記載の回転軸シール。

【0150】

項目７０
前記回転軸シールは、システム圧３０００ｍｂａｒ、室温、５００，０００サイクルで測定すると、漏出率が約１５ｍＬ／分、例えば、約１４ｍＬ／分以下、約１３ｍＬ／分以下、約１２ｍＬ／分以下、約１１ｍＬ／分以下、約１０ＭＬ／分以下、約５ｍＬ／分以下、または約２ｍＬ／分以下である前記項目のいずれかに記載の回転軸シール。

【0151】

上記の特徴のすべてが必要なわけでなく、特定の特徴の一部は必要ない場合もあり、また、１つ以上の特徴を説明したものにさらに設けてもよい。さらに、特徴を説明した順番は、その特徴が設置された順番とは必ずしも限らない。

【0152】

ここで説明したある特徴は、明確にするために、別の実施形態の内容を単一の実施形態と組み合わせて設けてもよい。逆に、単一の実施形態の内容で説明した様々な特徴を簡潔にするために別々に、または小結合として設けてもよい。

【0153】

利得、他の長所、及び問題の解決について、特定の実施形態を参照しながら説明した。しかしながら、その利得や利点、問題の解決、及び何らかの利得、長所、または解決法を引き出す、あるいはより顕著にする特徴は、いかなる、あるいはすべての請求の範囲の重要な、必要な、または本質的な特徴として解釈しないものとする。

【0154】

ここで説明した実施形態の明細や図示は、各種実施形態の構造を概ね理解できようにすることを目的としている。明細や図示は、ここで説明する構造や方法を使用する装置やシステムのすべての要素と特徴を徹底的にまた、理解しやすいように説明することを目的としたものではない。別の実施形態を単一の実施形態と組み合わせ、単一の実施形態の内容で説明した様々な特徴を簡潔にするために小結合として設けてもよいし逆に、簡素化するために単一の実施形態の内容に説明した各種特徴も別々に設けても、あるいは小結合として設けてもよい。さらに、範囲で示された数値を参照する場合、その範囲のそれぞれの、またすべての数値を含む。他の別の実施形態については、この仕様書を読んだ後は、当業者には明らかである。他の実施形態は、本開示を使って、導き出すことができ、本開示の範囲を逸脱することなく、構造的代替、論理的代替、あるいはいかなる変更も行うことができる。よって、本開示は、限定的と言うよりはむしろ例示的なものである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6A】

【図6B】

【図7A】

【図7B】

【図8】