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特開2022-115970シール、アセンブリ、およびその使用方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022115970
(43)【公開日】2022-08-09
(54)【発明の名称】シール、アセンブリ、およびその使用方法
(51)【国際特許分類】
   F16J 15/3236 20160101AFI20220802BHJP
   F16J 15/3208 20160101ALI20220802BHJP
   F16J 15/3272 20160101ALI20220802BHJP
【FI】
F16J15/3236
F16J15/3208
F16J15/3272
【審査請求】有
【請求項の数】14
【出願形態】OL
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2022076187
(22)【出願日】2022-05-02
(62)【分割の表示】P 2020529509の分割
【原出願日】2018-11-29
(31)【優先権主張番号】62/592,757
(32)【優先日】2017-11-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【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】110003281
【氏名又は名称】特許業務法人大塚国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】タスラキアン、ベドロス ジェイ.
(72)【発明者】
【氏名】ドゥルーズ、チャールズ
(72)【発明者】
【氏名】ファン ギルス、クリス
(72)【発明者】
【氏名】プロースト、ベニー
(72)【発明者】
【氏名】アーツ、ピーター
(57)【要約】      (修正有)
【課題】困難な設置環境および過酷な作動条件において、改善されたシーリング特性およびより高い信頼性を有するシールおよびシールアセンブリを提供する。
【解決手段】シールであって、第1の環状本体であって、内側半径および外側半径と、第1の環状本体の円周に沿って第1の分割部を画定する第1の周端および第2の周端とを備える、第1の環状本体と、第2の環状本体であって、内側半径および外側半径と、第2の環状本体の円周に沿って第1の分割部を画定する第1の周端および第2の周端とを有する、第2の環状本体とを含み、第1の環状本体の円周方向分割部は、中心角Cによって規定される弧距離で第2の環状本体の円周方向分割部からずらされ、中心角Cは、15°以上であり、または第2の環状本体は、第1の環状本体の第1の分割部を流体構成要素の周りで強制的に閉じるように適合される、シール。
【選択図】図1A
【特許請求の範囲】
【請求項1】
シールであって、
第1の環状本体であって、内側半径および外側半径と、前記第1の環状本体の円周に沿って第1の分割部を画定する第1の周端および第2の周端とを備える、第1の環状本体と、
第2の環状本体であって、内側半径および外側半径と、前記第2の環状本体の円周に沿って第1の分割部を画定する第1の周端および第2の周端とを有する、第2の環状本体とを備え、
前記第1の環状本体の前記円周方向分割部は、中心角Cによって規定される弧距離で前記第2の環状本体の前記円周方向分割部からずらされ、前記中心角Cは、15°以上、例えば30°以上、45°以上、60°以上、または90°以上などである、シール。
【請求項2】
シールであって、
第1の環状本体であって、内側半径および外側半径と、前記第1の環状本体の円周に沿って第1の分割部を画定する第1の周端および第2の周端とを有し、前記第1の環状本体は、第1および第2のリップを有する、第1の環状本体と、
内側半径および外側半径を有する付勢装置を備える第2の環状本体であって、前記第2の環状本体は、前記第1の環状本体の前記第1の分割部を流体構成要素の周りで強制的に閉じるように適合され、前記付勢装置は、前記第1の環状本体の前記第1のリップと第2のリップとの間に位置決めされ、前記第1のリップおよび前記第2のリップを強制分離するように適合される、第2の環状本体とを備える、シール。
【請求項3】
アセンブリであって、
軸および第1の端部を有する第1の流体構成要素と、
軸および第2の端部を有する第2の流体構成要素と、
前記第1の流体構成要素の前記第1の端部を前記第2の流体構成要素の前記第2の端部に動作可能に連結するシールであって、前記シールは、
第1の環状本体であって、内側半径および外側半径と、前記第1の環状本体の円周に沿って第1の分割部を画定する第1の周端および第2の周端とを有する、第1の環状本体と、
第2の環状本体であって、内側半径および外側半径と、前記第2の環状本体の円周に沿って第1の分割部を画定する第1の周端および第2の周端とを有する、第2の環状本体とを備え、1)前記第1の環状本体の前記円周方向分割部は、中心角Cによって規定された弧距離で前記第2の環状本体の前記円周方向分割部からずらされ、前記中心角Cは、15°以上、例えば30°以上、45°以上、60°以上、または90°以上などであり、または2)前記第2の環状本体は、付勢装置を備え、ここで前記付勢装置は、前記第1の環状本体の前記第1の分割部を流体構成要素の周りで強制的に閉じるように適合され、前記付勢装置は、前記第1の環状本体の第1のリップと第2のリップとの間に位置決めされ、前記第1のリップおよび第2のリップを強制分離するように適合される、シールとを備える、アセンブリ。
【請求項4】
前記第1のリップおよび前記第2のリップが、前記第1の環状本体内に凹部を画定して径方向にU字形断面を形成する、請求項1から3のいずれか一項に記載のシールまたはアセンブリ。
【請求項5】
前記第2の環状本体が、前記第1の環状本体の前記第1のリップと前記第2のリップとの間に形成された前記凹部内に配設される、請求項4に記載のシールまたはアセンブリ。
【請求項6】
前記第1の環状本体が、少なくとも1つの軸方向段を備えて、前記第2の環状部材を前記第1の環状部材に径方向にロックする、請求項4に記載のシールまたはアセンブリ。
【請求項7】
前記第1の環状本体が、エラストマー、ポリマー、ポリウレタン、金属、または複合繊維を含む、請求項1から6のいずれか一項に記載のシールまたはアセンブリ。
【請求項8】
前記第1の環状本体が、シリコーン、炭素、アラミド、レーヨン、キノール、ケブラー、綿、およびポリテトラフルオロエチレン(PTFE)の1つまたは組み合わせを含む複合繊維、またはゴム繊維を含む、請求項7に記載のシールまたはアセンブリ。
【請求項9】
前記付勢装置が、アルミニウム、ニッケル、鉄、またはクロム合金を含む金属ばねを備える、請求項2または3に記載のシールまたはアセンブリ。
【請求項10】
前記付勢装置が、エラストマー、発泡体、シリコーン、フルオロカーボン、エチレンプロピレンジエンモノマー(Mクラス)ゴム(EPDM)、ニトリル、スポンジ、または金属ばねを含む、請求項2または3に記載のシールまたはアセンブリ。
【請求項11】
前記シールが、第3の環状本体であって、内側半径および外側半径と、前記第3の環状本体の円周に沿った第3の分割部とを有する、第3の環状本体をさらに備え、前記第3の環状本体は、軸方向または径方向の少なくとも一方において前記第1の環状本体を少なくとも部分的に取り囲むように適合された第1の径方向リップおよび第2の径方向リップを備える、請求項1から10のいずれか一項に記載のシールまたはアセンブリ。
【請求項12】
前記第3の環状本体が、U字形断面を有する、請求項11に記載のシールまたはアセンブリ。
【請求項13】
前記第3の環状本体が、エラストマー、ポリマー、ポリウレタン、金属、または複合繊維を備える、請求項11に記載のシールまたはアセンブリ。
【請求項14】
前記シールが、第4の環状本体であって、内側半径および外側半径と、前記第4の環状本体の円周に沿った第3の分割部とを有する、第4の環状本体をさらに備え、前記第4の環状本体は、前記第3の環状本体との機械的連結を形成するように適合された少なくとも1つの軸方向または径方向のリップを備える、請求項11に記載のシールまたはアセンブリ。
【請求項15】
前記第1の分割部が、前記第1の環状本体の軸方向の平面内に真っ直ぐな切断部または傾斜した切断部で形成される、請求項1から14のいずれか一項に記載のシールまたはアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、シールおよびシールアセンブリに関し、より詳細には、複数の構成要素を有するシールに関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、流体構成要素は、流体の流れを抑制または促進するために使用される。流体構成要素は、例えば、ピストン、管接合部、管継手、管、管ベンド、マニホールド、エルボ、弁、ポンプ、レギュレータ、シームもしくは溶接ライン、ノズルもしくは噴霧器、ねじ付きポート、サンプリング弁、排気ライン、流体入口もしくは出口を含むことができ、または別の構成要素であってもよい。いくつかの場合、流体構成要素はシールまたはシールアセンブリを使用して、漏れを防止し、圧力を封じ込め、流体構成要素内に所望の物質を封じ込め、または流体構成要素からの汚染を排除することができる。いくつかの特定の場合、流体構成要素は、ピストンシール内の直接到達できない溝などの困難な設置環境、または極端もしくは過酷な温度および圧力を伴う海中弁などの作動条件において使用されるシールまたはシールアセンブリを必要とし得る。そのような場合、シールまたはシールアセンブリには、設置および使用をより効率的にする、これらの環境および条件に耐えるためのより高い信頼性が必要である。
【発明の概要】
【0003】
困難な設置環境および過酷な作動条件において、改善されたシーリング特性およびより高い信頼性を有するシールおよびシールアセンブリが引き続き必要とされている。
【0004】
実施形態が、例として示され、添付の図に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【0005】
図1A】一実施形態によるシールの断面平面図である。
図1B】一実施形態によるシールの上から見た拡大図である。
図1C】一実施形態によるシールの真上から見た図である。
図2A】一実施形態によるシールの断面平面図である。
図2B】一実施形態によるシールの上から見た拡大図である。
図2C】一実施形態によるシールの真上から見た図である。
図3A】一実施形態によるシールの断面平面図である。
図3B】一実施形態によるシールの上から見た拡大図である。
図3C】一実施形態によるシールの真上から見た図である。
図4A】一実施形態によるシールの断面平面図である。
図4B】一実施形態によるシールの上から見た拡大図である。
図4C】一実施形態によるシールの真上から見た図である。
図5A】一実施形態によるシールの断面平面図である。
図5B】一実施形態によるシールの上から見た拡大図である。
図6】いくつかの実施形態および従来技術による、シールの時間対圧力試験のグラフである。
図7A】いくつかの実施形態によるシールアセンブリの断面平面図である。
図7B】いくつかの実施形態によるシールアセンブリの断面平面図である。
図8A】いくつかの実施形態によるシールアセンブリの断面平面図である。
図8B】いくつかの実施形態によるシールアセンブリの断面平面図である。
図8C】いくつかの実施形態によるシールアセンブリの断面平面図である。
図8D】いくつかの実施形態によるシールアセンブリの断面平面図である。
図9】いくつかの実施形態によるシールアセンブリの断面平面図である。
図10A】いくつかの実施形態によるシールアセンブリの断面平面図である。
図10B】一実施形態によるシールの真上から見た図である。
図10C】いくつかの実施形態によるシールアセンブリの断面平面図である。
図11A】一実施形態によるシールの上から見た拡大図である。
図11B】一実施形態によるシールの上から見た拡大図である。
図11C】一実施形態によるシールの上から見た拡大図である。
図11D】一実施形態によるシールの上から見た拡大図である。
図12】一実施形態によるシールの時間対圧力試験のグラフである。
図13】一実施形態による、シールの呼びシート直径対最大シート漏れの表である。
【発明を実施するための形態】
【0006】
図と組み合わせた以下の説明は、本明細書に開示する教示を理解するのを助けるために提供される。以下の論議では、教示の特定の実装および実施形態に焦点を当てる。この焦点は、教示の説明を助けるために提供されており、教示の範囲または適用性に対する制限として解釈されるべきではない。しかし、本出願に開示する教示に基づいて、他の実施形態を使用することができる。
【0007】
「備える」、「備えている」、「含む」、「含んでいる」、「有する」、「有している」またはそれらの任意の他の変形は、非排他的な包含を対象とすることを意図している。例えば、特徴のリストを含む方法、物品、または装置は、必ずしもそれらの特徴に限定されず、明示的にリストされていないか、またはそのような方法、物品、または装置に固有の他の特徴を含むことができる。さらに、反対に明確に述べられていない限り、「または」は、排他的論理和ではなく包含的論理和を指す。例えば、条件AまたはBは、次のいずれかによって満たされる:Aは真(true)であり(または存在し)かつBは偽(false)であり(または存在せず)、Aは偽であり(または存在せず)かつBは真であり(または存在し)、AとBの両方は真である(または存在する)。
【0008】
また、「1つ(a)」または「1つ(an)」の使用は、本明細書で説明する要素および構成要素を説明するために使用される。これは、単に便宜上であり、本発明の範囲の全般的な意味を与えるために行われる。この説明は、別の意味であることが明らかでない限り、1つ、少なくとも1つ、または単数形を含み、複数形も含むように、またはその逆も含むように読みとられるべきである。例えば、本明細書において単一のアイテムが説明される場合、単一のアイテムの代わりに2つ以上のアイテムが使用されてもよい。同様に、2つ以上のアイテムが本明細書で説明される場合、2つ以上のアイテムの代わりに単一のアイテムが代用されてもよい。
【0009】
別途定義されない限り、本明細書で使用するすべての技術的および科学的用語は、本発明が属する技術分野の当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。材料、方法、および例は、単なる例示であり、限定することを意図するものではない。本明細書に説明していない範囲で、特定の材料および処理行為に関する多くの詳細は従来のものであり、シールおよび/またはシールアセンブリ技術内の教本および他の情報源に見出され得る。
【0010】
最初に図1A~5Cを参照すれば、シール1が、いくつかの実施形態によって示されている。シール1は、中心軸100の周りに配設された第1の環状本体2を含むことができる。第1の環状本体2は、中心軸100の周りに内側半径IRFABおよび外側半径ORFABを有することができる。第1の環状本体2はまた、呼び軸方向厚さTFABを含むことができる。第1の環状本体2は、第1の環状本体2の円周に沿って第1の分割部102を画定する第1の周端20および第2の周端22をさらに含むことができる。いくつかの実施形態では、第1の環状本体2は、全体的に円筒形とすることができ、開口600をさらに含むことができる。特定の態様では、開口600は、中心軸100と同軸または実質的に同軸であることができる。第1の環状本体2は、シール1の外面35を画定することができる。いくつかの実施形態では、第1の環状本体2は、少なくとも1つの軸方向または径方向のリップ52を含むことができる。少なくとも1つの軸方向または径方向のリップ52は、第1の環状本体2から軸方向または径方向に延びることができる。いくつかの実施形態では、少なくとも1つの軸方向または径方向のリップ52は、第1の環状本体2と一体であってもよい。いくつかの実施形態では、少なくとも1つの軸方向または径方向のリップ52は、第1の環状本体2の組成とは異なる材料組成を有することができる。いくつかの実施形態では、少なくとも1つの軸方向または径方向のリップ52は、径方向または軸方向に延びる傾斜路27を含むことができる。一実施形態では、1つの軸方向または径方向のリップ52は、凹部54を形成することができる。一実施形態では、第1の環状本体2は、凹部54を形成することができる第1の軸方向リップ52aおよび第2の軸方向リップ52bを含むことができる。いくつかの実施形態では、第1の環状本体2は、径方向または軸方向に延びる傾斜路27a、27bをそれぞれが含むことができる第1の軸方向リップ52aおよび第2の軸方向リップ52bを含むことができる。いくつかの実施形態では、第1の環状本体2は、径方向に「U字型」断面を形成する凹部54を形成することができる第1の軸方向リップ52aおよび第2の軸方向リップ52bを含むことができる。凹部54は、中心軸100と同軸であることができる。凹部54は、軸方向または径方向のリップ52に隣接して軸方向または径方向に位置することができる。凹部54は、中心軸100から径方向に延びる平面に垂直な方向で見て、全体的に直線的な断面を画定することができる。さらに、凹部54は、1つまたは複数のフィレット、丸みを帯びた縁、角のある構成要素、またはそれらの任意の組み合わせを含むことができる。第1の環状本体2は、異なる断面形状で形成され得る。適切な形状は、正方形、長方形、台形、および当業者によく知られている他のシーリング要素の形状を含むことができる。
【0011】
いくつかの実施形態では、シール1の第1の環状本体2の内側半径IRFABは、少なくとも1mm、5mm、少なくとも10mm、少なくとも25mm、少なくとも50mm、少なくとも75mm、少なくとも100mm、少なくとも150mm、少なくとも250mm、少なくとも500mmであってもよい。シール1の第1の環状本体2の内側半径IRFABは、5000mm以下、4000mm以下、3000mm以下、2000mm以下、1500mm以下、1000mm以下であってもよい。
【0012】
いくつかの実施形態では、シール1の第1の環状本体2の外側半径ORFABは、少なくとも1mm、5mm、少なくとも10mm、少なくとも25mm、少なくとも50mm、少なくとも75mm、少なくとも100mm、少なくとも150mm、少なくとも250mm、少なくとも500mmであってもよい。シール1の第1の環状本体2の外側半径ORFABは、5000mm以下、4000mm以下、3000mm以下、2000mm以下、1500mm以下、1000mm以下であってもよい。
【0013】
いくつかの実施形態では、シール1の第1の環状本体2の呼び軸方向厚さTFABは、少なくとも1mm、5mm、少なくとも10mm、少なくとも25mm、少なくとも50mm、少なくとも75mm、少なくとも100mm、少なくとも150mm、少なくとも250mm、少なくとも500mmであってもよい。シール1の第1の環状本体2の呼び軸方向厚さTFABは、5000mm以下、4000mm以下、3000mm以下、2000mm以下、1500mm以下、1000mm以下であってもよい。
【0014】
さらに図1A~5Cを参照すれば、シール1は、中心軸100の周りに配設された第2の環状本体4を含むことができる。第2の環状本体4は、中心軸100の周りに内側半径IRSABおよび外側半径ORSABを有することができる。第2の環状本体4はまた、呼び軸方向厚さTSABを含むことができる。第2の環状本体4は、第2の環状本体4の円周に沿って第1の分割部104を画定する第1の周端30および第2の周端32をさらに含むことができる。いくつかの実施形態では、第2の環状本体4は、全体的に円筒形であることができ、開口700をさらに含むことができる。特定の態様では、開口700は、中心軸100と同軸または実質的に同軸であることができる。開口700は、第1の環状本体2の開口600と同軸、または実質的に同軸であり得る。第2の環状本体4は、シール1の外面35を画定することができる。いくつかの実施形態では、第2の環状本体4は、少なくとも1つの軸方向または径方向のリップ62を含むことができる。いくつかの実施形態では、少なくとも1つの軸方向または径方向のリップ52は、第1の環状本体2と一体であってもよい。いくつかの実施形態では、少なくとも1つの軸方向または半径方向のリップ52は、第2の環状本体4の組成とは異なる材料組成を有することができる。少なくとも1つの軸方向または径方向のリップ62は、第2の環状本体4から軸方向または径方向に延びることができる。一実施形態では、1つの軸方向または径方向のリップ62は、凹部64を形成することができる。いくつかの実施形態では、図2A、3A、および4Aに示すように、第2の環状本体4は、径方向に「U字型」断面を形成する凹部64を形成することができる第1の軸方向リップ62aおよび第2の軸方向リップ62bを含むことができる。一実施形態では、図1Aおよび9に示すように、第2の環状本体4は、その内部に形成された凹部64を備えた円形断面を有することができる。凹部64は、中心軸100と同軸であることができる。凹部64は、軸方向または半径方向のリップ62に隣接して軸方向または径方向に位置することができる。凹部64は、中心軸100から径方向に延びる平面に垂直な方向で見て、全体的に直線的な断面を画定することができる。さらに、凹部64は、1つまたは複数のフィレット、丸みを帯びた縁、角のある構成要素、またはそれらの任意の組み合わせを含むことができる。第2の環状本体4は、異なる断面形状で形成され得る。適切な形状は、正方形、長方形、台形、および当業者によく知られている他のシーリング要素の形状を含むことができる。いくつかの実施形態では、第2の環状本体4は、第1の環状本体2の第1のリップ52aと第2のリップ52bとの間に形成された凹部54内に配設され得る。いくつかの実施形態では、第1の環状本体2は、少なくとも1つの軸方向段72を含むことができる。いくつかの実施形態では、図8Aに示すように、第1の環状本体2は、複数の軸方向段72を含むことができる。いくつかの実施形態では、少なくとも1つの軸方向段72は、第2の環状部材4の第1の環状部材2への移動をロックするか、または抑制することができる。複数の実施形態では、図2A、3A、4A、および5Aに示すように、少なくとも1つの軸方向段72は、第2の環状部材4の第1の環状部材2への径方向の移動をロックするか、または抑制することができる。別の実施形態では、図1Aに示すように、第1の環状本体2は、第2の環状本体4を軸方向および/または径方向に圧縮して、2つの構成要素間に締まり嵌めを形成することができる。動作および設置において、第1の環状本体2の内側半径と第1の環状本体2の外径との間の環状領域(すなわち、凹部54)内の第2の環状本体4の機械的圧縮により、第2の環状本体4の周端30、32は、一緒に圧迫され、互いに押し付けられる。したがって、第2の環状本体4の周端30、32は、シーリング面と対になったときに漏れ防止面35を形成する。したがって、プロセス流体の漏れが、防止され得る。一実施形態では、図9に示すように、第1のリップ52aまたは第2のリップ52のうちの少なくとも1つは、軸方向にテーパになり得る。
【0015】
一実施形態では、第1の環状本体2の凹部54は、少なくとも1mm、5mm、少なくとも10mm、少なくとも25mm、少なくとも50mm、少なくとも75mm、少なくとも100mm、少なくとも150mm、少なくとも250mm、少なくとも500mmの長さLR1を有することができる。第1の環状本体2の凹部54は、5000mm以下、4000mm以下、3000mm以下、2000mm以下、1500mm以下、1000mm以下であってもよい長さLR1を有することができる。一実施形態では、第1の環状本体2の凹部54は、少なくとも1mm、5mm、少なくとも10mm、少なくとも25mm、少なくとも50mm、少なくとも75mm、少なくとも100mm、少なくとも150mm、少なくとも250mm、少なくとも500mmの幅WR1を有することができる。第1の環状本体2の凹部54は、5000mm以下、4000mm以下、3000mm以下、2000mm以下、1500mm以下、1000mm以下であってもよい幅WR1を有することができる。いくつかの実施形態では、第1の環状本体2の凹部54の幅WR1は、その長さLR1に沿って変化し得る。
【0016】
いくつかの実施形態では、シール1の第2の環状本体4の内側半径IRSABは、少なくとも1mm、5mm、少なくとも10mm、少なくとも25mm、少なくとも50mm、少なくとも75mm、少なくとも100mm、少なくとも150mm、少なくとも250mm、少なくとも500mmであってもよい。シール1の第2の環状本体4の内側半径IRSABは、5000mm以下、4000mm以下、3000mm以下、2000mm以下、1500mm以下、1000mm以下であってもよい。
【0017】
いくつかの実施形態では、シール1の第2の環状本体4の外側半径ORSABは、少なくとも1mm、5mm、少なくとも10mm、少なくとも25mm、少なくとも50mm、少なくとも75mm、少なくとも100mm、少なくとも150mm、少なくとも250mm、少なくとも500mmであってもよい。シール1の第2の環状本体4の外側半径ORSABは、5000mm以下、4000mm以下、3000mm以下、2000mm以下、1500mm以下、1000mm以下であってもよい。
【0018】
いくつかの実施形態では、シール1の第2の環状本体4の呼び軸方向厚さTSABは、少なくとも1mm、5mm、少なくとも10mm、少なくとも25mm、少なくとも50mm、少なくとも75mm、少なくとも100mm、少なくとも150mm、少なくとも250mm、少なくとも500mmであってもよい。シール1の第2の環状本体4の呼び軸方向厚さTSABは、5000mm以下、4000mm以下、3000mm以下、2000mm以下、1500mm以下、1000mm以下であってもよい。
【0019】
いくつかの実施形態では、第1の環状本体2の円周方向分割部102は、第2の環状本体4の円周方向分割部104からずらされ得る。いくつかの実施形態では、第1の環状本体2の円周方向分割部102は、中心角Cによって規定される弧距離で第2の環状本体2の円周方向分割部104からずらされてよく、ここで中心角Cは、15°以上、例えば30°以上、45°以上、60°以上、または90°以上などであってもよい。いくつかの実施形態では、第1の環状本体2の円周方向分割部102は、中心角Cによって規定される弧距離で第2の環状本体2の円周方向分割部104からずらされてもよく、ここで中心角Cは、180°以下、例えば135°以下、120°以下、90°以下、または60°以下などであってもよい。いくつかの実施形態では、第2の環状本体4は、第1の環状本体2の第1の円周方向分割部102を流体構成要素150の周りで強制的に閉じるように適合され得る。このようにして、第1の環状本体2の径方向の外面は、第2の環状本体4に面する。動作中、第2の環状本体4は、第2の環状本体4の少なくとも一部が第1の環状本体2の径方向外側を押し付けるように圧縮され得る。したがって、第1の環状本体2を付勢することができ、径方向に向けられたシーリング力をかけることができる。したがって、シール1は、アセンブリ200のシーリング面に対するシールを確立することができる。
【0020】
図5A~5Bを参照すれば、シール1は、中心軸100の周りに配設された第3の環状本体6を含むことができる。第3の環状本体6は、中心軸100の周りに内側半径IRTABおよび外側半径ORTABを有することができる。第3の環状本体6はまた、呼び軸方向厚さTSABを含むことができる。第3の環状本体6は、第3の環状本体6の円周に沿って第1の分割部106を画定する第1の周端40および第2の周端42をさらに含むことができる。いくつかの実施形態では、第3の環状本体6は、全体的に円筒形とすることができ、開口800をさらに含むことができる。特定の態様では、開口800は、中心軸100と同軸または実質的に同軸であることができる。開口800は、第1の環状本体2の開口600および/または第2の環状本体4の開口700と同軸または実質的に同軸であり得る。第3の環状本体6は、シール1の外面35を画定することができる。いくつかの実施形態では、第3の環状本体6は、少なくとも1つの軸方向または径方向のリップ82を含むことができる。いくつかの実施形態では、少なくとも1つの軸方向または径方向のリップ82は、第3の環状本体6と一体であってもよい。いくつかの実施形態では、少なくとも1つの軸方向または径方向のリップ82は、第3の環状本体6の組成とは異なる材料組成を有することができる。少なくとも1つの軸方向または径方向のリップ82は、第3の環状本体6から軸方向または径方向に延びることができる。一実施形態では、1つの軸方向または径方向のリップ82は、凹部94を形成することができる。いくつかの実施形態では、図5A~5Bに示すように、第3の環状本体6は、径方向に「U字型」断面を形成する凹部94を形成することができる第1の軸方向リップ82aおよび第2の軸方向リップ82bを含むことができる。凹部94は、中心軸100と同軸であることができる。凹部94は、軸方向または径方向のリップ82に隣接して軸方向または径方向に位置することができる。凹部94は、中心軸100から径方向に延びる平面に垂直な方向で見て、全体的に直線的な断面を画定することができる。さらに、凹部94は、1つまたは複数のフィレット、丸みを帯びた縁、角のある構成要素、またはそれらの任意の組み合わせを含むことができる。第3の環状本体6は、異なる断面形状で形成され得る。適切な形状は、正方形、長方形、台形、および当業者によく知られている他のシーリング要素の形状を含むことができる。いくつかの実施形態では、第1の環状本体2および/または第2の環状本体4は、第3の環状本体6の第1のリップ82aと第2のリップ82bとの間に形成された凹部94内に配設され得る。いくつかの実施形態では、第3の環状本体6は、第1の環状本体2との締まり嵌めを提供するように適合された縁部84a、84bを含むことができる。一実施形態では、第3の環状本体6は、第1の環状本体2を径方向に圧縮して、2つの構成要素間に締まり嵌めを形成することができる。一実施形態では、図8A~8Cに示すように、凹部は、円形または楕円形の第2の環状本体4を収容するために、円形または楕円形であってもよい。一実施形態では、図8B図8Dに示すように、第3の環状本体6の長さは、第1の環状本体2の長さよりもかなり長くなり得る。別の実施形態では、図8Dに示すように、第1の環状本体2は、第3の環状本体6との機械的連結を形成するためにあり継ぎ55を含むことができる。
【0021】
一実施形態では、図8Bに最もよく示すように、第3の環状本体6は、少なくとも1mm、5mm、少なくとも10mm、少なくとも25mm、少なくとも50mm、少なくとも75mm、少なくとも100mm、少なくとも150mm、少なくとも250mm、少なくとも500mmの長さLTABを有することができる。第3の環状本体6は、5000mm以下、4000mm以下、3000mm以下、2000mm以下、1500mm以下、1000mmであってもよい長さLTABを有することができる。一実施形態では、第3の環状本体6の凹部94は、少なくとも1mm、5mm、少なくとも10mm、少なくとも25mm、少なくとも50mm、少なくとも75mm、少なくとも100mm、少なくとも150mm、少なくとも250mm、少なくとも500mmの長さLR2を有することができる。第3の環状本体6の凹部94は、5000mm以下、4000mm以下、3000mm以下、2000mm以下、1500mm以下、1000mm以下であってもよい長さLR2を有することができる。一実施形態では、第3の環状本体6の凹部94は、少なくとも1mm、5mm、少なくとも10mm、少なくとも25mm、少なくとも50mm、少なくとも75mm、少なくとも100mm、少なくとも150mm、少なくとも250mm、少なくとも500mmの幅WR2を有することができる。第1の環状本体2の凹部94は、5000mm以下、4000mm以下、3000mm以下、2000mm以下、1500mm以下、1000mm以下であってもよい幅WR2を有することができる。いくつかの実施形態では、第3の環状本体6の凹部94の幅WR2は、その長さLR2に沿って変化し得る。
【0022】
いくつかの実施形態では、シール1の第3の環状本体6の内側半径IRTABは、少なくとも1mm、5mm、少なくとも10mm、少なくとも25mm、少なくとも50mm、少なくとも75mm、少なくとも100mm、少なくとも150mm、少なくとも250mm、少なくとも500mmであってもよい。シール1の第3の環状本体6の内側半径IRTABは、5000mm以下、4000mm以下、3000mm以下、2000mm以下、1500mm以下、1000mm以下であってもよい。
【0023】
いくつかの実施形態では、シール1の第3の環状本体6の外側半径ORTABは、少なくとも1mm、5mm、少なくとも10mm、少なくとも25mm、少なくとも50mm、少なくとも75mm、少なくとも100mm、少なくとも150mm、少なくとも250mm、少なくとも500mmであってもよい。シール1の第3の環状本体6の外側半径ORTABは、5000mm以下、4000mm以下、3000mm以下、2000mm以下、1500mm以下、1000mm以下であってもよい。
【0024】
いくつかの実施形態では、シール1の第3の環状本体6の呼び軸方向厚さTTABは、少なくとも1mm、5mm、少なくとも10mm、少なくとも25mm、少なくとも50mm、少なくとも75mm、少なくとも100mm、少なくとも150mm、少なくとも250mm、少なくとも500mmであってもよい。シール1の第3の環状本体6の呼び軸方向厚さTTABは、5000mm以下、4000mm以下、3000mm以下、2000mm以下、1500mm以下、1000mm以下であってもよい。
【0025】
図10A~10Cを参照すれば、シール1は、中心軸100の周りに配設された第4の環状本体8を含むことができる。第4の環状本体8は、中心軸100の周りに内側半径IRFOABおよび外側半径ORFOABを有することができる。第4の環状本体8はまた、呼び軸方向厚さTFOABを含むことができる。第4の環状本体8は、第4の環状本体8の円周に沿って第1の分割部206を画定する第1の周端70および第2の周端72をさらに含むことができる。いくつかの実施形態では、第4の環状本体8は、実質的に円筒形とすることができ、開口900をさらに含むことができる。特定の態様では、開口900は、中心軸100と同軸または実質的に同軸であることができる。開口900は、第1の環状本体2の開口600、第2の環状本体4の開口700、および/または第3の環状本体6の開口800と同軸または実質的に同軸であり得る。第4の環状本体8は、シール1の外面35を画定することができる。いくつかの実施形態では、第4の環状本体8は、少なくとも1つの軸方向または径方向のリップ92を含むことができる。いくつかの実施形態では、少なくとも1つの軸方向または径方向のリップ92は、第4の環状本体8と一体であってもよい。いくつかの実施形態では、少なくとも1つの軸方向または径方向のリップ92は、第4の環状本体8の組成とは異なる材料組成を有することができる。少なくとも1つの軸方向または径方向のリップ92は、第4の環状本体8から軸方向または径方向に延びることができる。一実施形態では、図10Aに示すように、1つの軸方向または径方向のリップ92は、雄型舌部またはあり継ぎを形成することができる。別の実施形態では、図10Cに示すように、1つの軸方向または径方向のリップ92は、第1のフランジ94Aおよび第2のフランジ94BとのT字連結を形成することができる。T字連結は、高圧状態(約3ksi超)下で動作することができる。第4の環状本体8は、異なる断面形状で形成され得る。適切な形状は、正方形、長方形、台形、および当業者によく知られている他のシーリング要素の形状を含むことができる。いくつかの実施形態では、図10A~10Cに示すように、少なくとも1つの軸方向または径方向のリップ92は、第3の環状本体6の対向する雌型部分88との機械的連結を形成して、2つの構成要素6間に締まり嵌めを形成することができる。一実施形態では、第4の環状本体8は、第3の環状本体6を径方向に圧縮して、2つの構成要素間に締まり嵌めを形成することができる。
【0026】
一実施形態では、図10Aに最もよく示すように、第4の環状本体8は、少なくとも1mm、5mm、少なくとも10mm、少なくとも25mm、少なくとも50mm、少なくとも75mm、少なくとも100mm、少なくとも150mm、少なくとも250mm、少なくとも500mmの長さLFOABを有することができる。第4の環状本体8は、5000mm以下、4000mm以下、3000mm以下、2000mm以下、1500mm以下、1000mm以下であってもよい長さLFOABを有することができる。
【0027】
いくつかの実施形態では、図10Bに示すように、シール1の第4の環状本体8の内側半径IRFOABは、少なくとも1mm、5mm、少なくとも10mm、少なくとも25mm、少なくとも50mm、少なくとも75mm、少なくとも100mm、少なくとも150mm、少なくとも250mm、少なくとも500mmであってもよい。シール1の第4の環状本体8の内側半径IRFOABは、5000mm以下、4000mm以下、3000mm以下、2000mm以下、1500mm以下、1000mm以下であってもよい。
【0028】
いくつかの実施形態では、図10Bに示すように、シール1の第4の環状本体8の外側半径ORFOABは、少なくとも1mm、5mm、少なくとも10mm、少なくとも25mm、少なくとも50mm、少なくとも75mm、少なくとも100mm、少なくとも150mm、少なくとも250mm、少なくとも500mmであってもよい。シール1の第4の環状本体8の外側半径ORFOABは、5000mm以下、4000mm以下、3000mm以下、2000mm以下、1500mm以下、1000mm以下であってもよい。
【0029】
いくつかの実施形態では、シール1の第4の環状本体8の呼び軸方向厚さTFOABは、少なくとも1mm、5mm、少なくとも10mm、少なくとも25mm、少なくとも50mm、少なくとも75mm、少なくとも100mm、少なくとも150mm、少なくとも250mm、少なくとも500mmであってもよい。シール1の第4の環状本体8の呼び軸方向厚さTFOABは、5000mm以下、4000mm以下、3000mm以下、2000mm以下、1500mm以下、1000mm以下であってもよい。
【0030】
図12~13は、時間対圧力試験のグラフ、および図10A~10Bそれぞれに示すようなシールの呼びシート直径対最大シート漏れの表を示す。図12~13に示すように、図10A~10Bのシール1は、ANSIFCl_70-2仕様に従って、8バールの圧力通過クラスVIで流量計を使用して測定されたとき、わずかな漏れを示している。
【0031】
図7A~7Bを参照すれば、いくつかの実施形態では、シール1は、中心軸100の周りに配設されたアセンブリ200内で使用され得るか、またはその構成要素であり得る。非限定的な実施形態では、アセンブリ200は、弁アセンブリであり得る。非限定的な実施形態では、弁アセンブリ200は、ボール弁アセンブリであり得る。いくつかの実施形態では、アセンブリ200は、その構成要素(すなわち、流体構成要素)のいずれかのいくつかのシーリング面を含むことができる。いくつかの実施形態では、アセンブリ200は、シーリング面を含むハウジング201を含むことができる。いくつかの実施形態では、アセンブリ200は、シーリング面を含む少なくとも1つのロッドまたはステム202を含むことができる。一実施形態では、任意選択により、アセンブリ200またはハウジング201は、シーリング面を含む少なくとも1つのボンネット204を含むことができる。ボンネット204は、通常、中心軸100の周りに配設された環状本体を含むことができる。いくつかの実施形態では、アセンブリ200またはハウジング201は、シーリング面を含む第1のボンネット204aおよび第2のボンネット204bを含むことができる。ステム202は、第1のボンネット204aまたは第2のボンネット204bの少なくとも1つを通って軸方向に延びることができる。(第1の環状本体2、第2の環状本体4、または任意選択により第3の環状本体6の少なくとも1つを含む)シール1の外面は、(それだけに限定されないがハウジング201、ボンネット204a、204b、またはステム202を含む)アセンブリ200の構成要素の少なくとも1つと接触して、アセンブリ200の少なくとも1つの構成要素に対して径方向または軸方向の力を提供することができる。いくつかの実施形態では、シール1は、少なくとも1つのボンネット204a、204bと接触してこれらとのシールを提供し、ステム202と接触してこれとのシールを提供するように適合されて、シール1に対して軸方向および径方向の少なくとも一方にシールを提供することができる。いくつかの実施形態では、アセンブリ200は、それだけに限定されないが、ボール部材、弁への第1の通路、弁からの第2の通路を含む追加の部品(図示せず)を含むことができ、または別の要素であってもよい。いくつかの実施形態では、アセンブリ200は、第1の流体構成要素(例えば、軸および第1の端部204a’を有する第1のボンネット204a)と、第2の流体構成要素(例えば、軸および第2の端部204b’を有する第2のボンネット204b)との間にシール1を含むことができ、それにより、シールは、第1の流体構成要素204aの第1の端部204a’を第2の流体構成要素204bの第2の端部204b’に動作可能に連結する。いくつかの実施形態では、アセンブリ200は、第1の流体構成要素(例えば、軸および第1の端部204a’を有する第1のボンネット204aまたは軸および第2の端部204b’を有する第2のボンネット204b)と、第2の流体構成要素(例えば、第2の端部202’を有するステム202)との間にシール1を含むことができ、それにより、シールは、第1の流体構成要素204a、204bの第1の端部204a’、204b’を第2の流体構成要素202の第2の端部202’に動作可能に連結する。図7Aに示すように、ロッドまたはステム202は、シール1に接触するシーリング面を有することができ、一方でハウジング201の少なくとも1つのボンネット204または他の構成要素もまた、シールに接触するシーリング面を有することができ、ここでハウジング201は、シールが配設される場所にボイドを有する。図7Bに示すように、ロッドまたはステム202は、シール1に接触するシーリング面を有することができ、一方で、ハウジング201の少なくとも1つのボンネット204または他の構成要素も、シールに接触するシーリング面を有することができ、ここでロッドまたはステム202は、シールが配設される場所にボイドを有する。
【0032】
いくつかの実施形態では、追加の回転防止要素850をアセンブリ内に含めて、シール1を確実に捕捉し、シール1が回転するのを防止することができる。回転防止要素850は、アセンブリ200の構成要素に径方向の形で施与される1つまたは複数のピン、ステープル、またはねじであり得る。1つまたは複数の貫通穴をアセンブリ200の構成要素に穿孔することができ、回転防止要素850をシール1に施与することができる。貫通穴および回転防止要素850は、ねじ切りされてもされなくてもよい。いくつかの実施形態では、回転防止要素850は、アセンブリ200の構成要素およびシールを通って径方向に延びることができる。いくつかの実施形態では、回転防止要素850は、アセンブリ200の構成要素およびシールを通って軸方向に延びることができる。回転防止要素850は、プラスチックまたはポリマーで形成され得る。回転防止要素850は、通常、金属で形成されない。
【0033】
いくつかの実施形態では、シール1(またはそれだけに限定されないが、第1の環状本体2もしくはそのリップ52のいずれか、第2の環状本体4もしくはそのリップ64のいずれか、第3の環状本体6もしくはそのリップ82のいずれか、または第4の環状本体8もしくはその少なくとも1つのリップ92を含むその副構成要素のいずれか)は、シール業界で一般に使用される任意の材料を含むことができる。シール1(またはそれだけに限定されないが、第1の環状本体2もしくはそのリップ52のいずれか、第2の環状本体4もしくはそのリップ64のいずれか、第3の環状本体6もしくはそのリップ82のいずれか、または第4の環状本体8もしくはその少なくとも1つのリップ92を含むその副構成要素のいずれか)は、軸方向および長手方向力に耐えるのに十分な剛性を有する任意の適切な材料を含むことができる。特定の実施形態では、シール1(またはそれだけに限定されないが、第1の環状本体2もしくはそのリップ52のいずれか、第2の環状本体4もしくはそのリップ64のいずれか、第3の環状本体6もしくはそのリップ82のいずれか、または第4の環状本体8もしくはその少なくとも1つのリップ92を含むその副構成要素のいずれか)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)、ポリケトン、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)などのポリアリールエーテルケトン(PEAK)、ポリアラミド、ポリイミド、ポリテルイミド、ポリフェニレンスルフィド、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、フルオロポリマー、ポリアミド、ポリベンゾイミダゾール、またはそれらの任意の組み合わせなどを含むことができる。フルオロポリマーの例は、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)、パー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、およびフッ化ビニリデン(THV)のターポリマー、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コポリマー(ETFE)、エチレンクロロトリフルオロエチレンコポリマー(ECTFE)、脂肪族ポリアミド、またはさらにはケブラー(登録商標)などのパラアラミド、またはそれらの任意の組み合わせを含む。ポリマーは、射出成形され得る。別の実施形態では、シール1(またはそれだけに限定されないが、第1の環状本体2もしくはそのリップ52のいずれか、第2の環状本体4もしくはそのリップ64のいずれか、第3の環状本体6もしくはそのリップ82のいずれか、または第4の環状本体8もしくはその少なくとも1つのリップ92を含むその副構成要素のいずれか)は、機械加工プロセスで形成された金属または合金(それだけに限定されないが、アルミニウム、クロム、ニッケル、亜鉛、銅、マグネシウム、スズ、白金、チタン、タングステン、鉛、鉄、青銅、鋼、ばね鋼、ステンレス鋼など)を含むことができる。いくつかの実施形態では、金属は、滑らかであり得る。さらに別の実施形態では、シール1(またはそれだけに限定されないが、第1の環状本体2もしくはそのリップ52のいずれか、第2の環状本体4もしくはそのリップ64のいずれか、第3の環状本体6もしくはそのリップ82のいずれか、または第4の環状本体8もしくはその少なくとも1つのリップ92を含むその副構成要素のいずれか)は、セラミックまたは任意の他の適切な材料を含むことができる。シール1(またはそれだけに限定されないが、第1の環状本体2もしくはそのリップ52のいずれか、第2の環状本体4もしくはそのリップ64のいずれか、第3の環状本体6もしくはそのリップ82のいずれか、または第4の環状本体8もしくはその少なくとも1つのリップ92を含むその副構成要素のいずれか)は、均質な組成を含むことができ、または異なる組成を有する2つ以上の別個の部分を含むことができる。シール1(またはそれだけに限定されないが、第1の環状本体2もしくはそのリップ52のいずれか、第2の環状本体4もしくはそのリップ64のいずれか、第3の環状本体6もしくはそのリップ82のいずれか、または第4の環状本体8もしくはその少なくとも1つのリップ92を含むその副構成要素のいずれか)は、単一の部片、2つの部片、または溶融、焼結、溶接、接着剤、締結具、ねじ切り、またはその他の任意の適切な締結手段によって接合されたいくつかの部片から形成することができる。さらに、1つの非限定的な実施形態では、すべての実施形態に適用できるわけではないが、シール1(またはそれだけに限定されないが、第1の環状本体2もしくはそのリップ52のいずれか、第2の環状本体4もしくはそのリップ64のいずれか、第3の環状本体6もしくはそのリップ82のいずれか、または第4の環状本体8もしくはその少なくとも1つのリップ92を含むその副構成要素のいずれか)は、ポリマーを含まなくてもよく、より具体的には、本質的にいかなる/すべてのポリマーを有さなくてもよい。特定の態様では、シール1(またはそれだけに限定されないが、第1の環状本体2もしくはそのリップ52のいずれか、第2の環状本体4もしくはそのリップ64のいずれか、第3の環状本体6もしくはそのリップ82のいずれか、または第4の環状本体8もしくはその少なくとも1つのリップ92を含むその副構成要素のいずれか)は、いかなるコーティングまたは表面層も有さない単一の材料を含むことができる。特定の態様では、シール1(またはそれだけに限定されないが、第1の環状本体2もしくはそのリップ52のいずれか、第2の環状本体4もしくはそのリップ64のいずれか、第3の環状本体6もしくはそのリップ82のいずれか、または第4の環状本体8もしくはその少なくとも1つのリップ92を含むその副構成要素のいずれか)は、モノリシック構造から形成することができる。別の態様では、シール1(またはそれだけに限定されないが、第1の環状本体2もしくはそのリップ52のいずれか、第2の環状本体4もしくはそのリップ64のいずれか、第3の環状本体6もしくはそのリップ82のいずれか、または第4の環状本体8もしくはその少なくとも1つのリップ92を含むその副構成要素のいずれか)は、例えば、機械的変形(例えば、圧着またはスプライン)、接着剤、溶接、溶融、またはその任意の組み合わせによるなどの当業界で認識可能な任意の手段によって互いに接合された複数の構成要素から形成することができる。例えば、図1Aおよび9に示すように、第1の環状本体2は、本体2内の切断部302によって2つの構成要素2a、2bに分割され得る。切断部302は、軸方向に平面内で傾斜していても、または真っ直ぐであってもよい。切断部302は、異なるスロープを有する異なるセクションを有することができる。切断部302は、設置中および設置後のシール1の改善されたシーリング特性を提供するのに役立ち得る。
【0034】
いくつかの実施形態では、第1の環状本体2の第1の分割部102、第2の環状本体4の第1の分割部104、または第3の環状本体6の第1の分割部106の少なくとも1つは、真っ直ぐな切断部であり得る。真っ直ぐな切断部は、図1Bに示すように、軸方向の平面に垂直であり得る。いくつかの実施形態では、第1の環状本体2の第1の分割部102、第2の環状本体4の第1の分割部104、または第3の環状本体6の第1の分割部106の少なくとも1つは、傾斜した切断部であり得る。傾斜した切断部は、図1Bに示すように、軸方向の平面に垂直な平面に対して角度αだけずらされ得る。角度αは、-90°≦α≦90°の範囲内であり得る。いくつかの実施形態では、図1Bに示すように、第1の環状本体2の第1の分割部102、第2の環状本体4の第1の分割部104、または第3の環状本体6の第1の分割部106の少なくとも1つは、2つの異なるスロープを有する2つの異なるセクションを含むことができる。このようにして、分割部102、104、106は、径方向または軸方向の少なくとも一方に2つの異なるスロープを有する2つの異なるセクション301、303を含む、第1の環状本体2、第2の環状本体4、または第3の環状本体6の周端を形成するようにテーパにされ得る。
【0035】
いくつかの実施形態では、図2Bに示すように、第1の環状本体2の第1および第2の周端20、22は、広がった雄型端部および溝付き雌型端部をそれぞれ含むことができる。いくつかの実施形態では、図2Bに示すように、第2の環状本体4の第1および第2の周端30、32は、広がった雄型端部および溝付き雌型端部をそれぞれ含むことができる。いくつかの実施形態では、図2Bに示すように、第3の環状本体6の第1および第2の周端40、42は、広がった雄型端部および溝付き雌型端部をそれぞれ含むことができる。いくつかの実施形態では、広がった雄型端部は、円周方向のフランジ220と、径方向または軸方向の少なくとも一方のフランジ222とを有することができる。フランジ222は、第1の環状本体2、第2の環状本体4、または第3の環状本体6の雄型周端全体を取り囲むことができる。いくつかの実施形態では、溝付き雌型端部は、径方向または軸方向の少なくとも一方に溝224を有することができる。溝224は、第1の環状本体2、第2の環状本体4、または第3の環状本体6の雄型周端全体を取り囲むことができ、広がった雄型端部を溝付き雌型端部に結合することができる。いくつかの実施形態では、第1の環状本体2の広がった雄型端部および溝付き雌型端部は、第1の環状本体2の周端20、22を噛み合わせ、円周方向にロックするように適合され得る。いくつかの実施形態では、第2の環状本体4の広がった雄型端部および溝付き雌型端部は、第2の環状本体4の周端30、32を噛み合わせ、円周方向にロックするように適合され得る。いくつかの実施形態では、第3の環状本体6の広がった雄型端部および溝付き雌型端部は、第3の環状本体6の周端40、42を噛み合わせ、円周方向にロックするように適合され得る。
【0036】
いくつかの実施形態では、図3Bに示すように、第1の環状本体2の第1および第2の周端20、22は、舌状雄型端部および溝付き雌型端部をそれぞれ含むことができる。いくつかの実施形態では、図2Bに示すように、第2の環状本体4の第1および第2の周端30、32は、舌状雄型端部および溝付き雌型端部をそれぞれ含むことができる。いくつかの実施形態では、図2Bに示すように、第3の環状本体6の第1および第2の周端40、42は、舌状雄型端部および溝付き雌型端部をそれぞれ含むことができる。いくつかの実施形態では、舌状雄型端部は、円周方向にフランジ320を有することができる。いくつかの実施形態では、溝付き雌型端部は、径方向または軸方向の少なくとも一方に溝324を有することができる。溝324は、第1の環状本体2、第2の環状本体4、または第3の環状本体6の雄型周端全体を取り囲むことができ、舌状雄型端部を溝付き雌型端部に結合することができる。いくつかの実施形態では、第1の環状本体2の舌状雄型端部および溝付き雌型端部は、第1の環状本体2の周端20、22を噛み合わせ、円周方向にロックするように適合され得る。いくつかの実施形態では、第2の環状本体4の舌状雄型端部および溝付き雌型端部は、第2の環状本体4の周端30、32を噛み合わせ、円周方向にロックするように適合され得る。いくつかの実施形態では、第3の環状本体6の舌状雄型端部および溝付き雌型端部は、第3の環状本体6の周端40、42を噛み合わせ、円周方向にロックするように適合され得る。
【0037】
いくつかの実施形態では、図4Bに示すように、第1の環状本体2の第1および第2の周端20、22は、第1の縁段を画定する第1のフック側端と、第2の縁段を画定する第2のフック側端とを含むことができる。いくつかの実施形態では、図2Bに示すように、第2の環状本体4の第1および第2の周端30、32は、第1の縁段を画定する第1のフック側端と、第2の縁段を画定する第2のフック側端とを含むことができる。いくつかの実施形態では、図2Bに示すように、第3の環状本体6の第1および第2の周端40、42は、第1の縁段を画定する第1のフック側端と、第2の縁段を画定する第2のフック側端とを含むことができる。いくつかの実施形態では、第1のフック側端420は、径方向に第1の縁段422を画定し、第2のフック側端424は、径方向に第2の縁段426を画定する。いくつかの実施形態では、第1のフック側端420は、軸方向に第1の縁段422を画定し、第2のフック側端424は、軸方向に第2の縁段426を画定する。いくつかの実施形態では、第1のフック側端420は、それらのそれぞれの縁段422、426との重なり、係合、または結合を介して、第2のフック側端424に結合することができる。いくつかの実施形態では、第1の環状本体2の第1のフック側端および第2のフック側端は、第1の環状本体2の周端20、22を噛み合わせ、円周方向にロックするように適合され得る。いくつかの実施形態では、第2の環状本体4の第1のフック側端および第2のフック側端は、第2の環状本体4の周端30、32を噛み合わせ、円周方向にロックするように適合され得る。いくつかの実施形態では、第3の環状本体6の第1のフック側端および第2のフック側端は、第3の環状本体6の周端40、42を噛み合わせ、円周方向にロックするように適合され得る。リストされた分割部設計の代替として、(第1の環状本体2、第2の環状本体4、または第3の環状本体6のいずれかを含む)シール1は、バットまたはスカイブ形状によって分割されてもよい。代替の実施形態では、図11Aに示すように、第1の環状本体2の第1および第2の周端20、22または(任意の追加の構成要素を含む)シール自体1は、各周端20、22上に雄型舌部78、78’および雌型溝79、79’を備えた径方向または軸方向のスロープ状の「S」構成を含むことができる。さらなる代替の実施形態では、図11Bに示すように、第1の環状本体2の第1および第2の周端20、22または(任意の追加の構成要素を含む)シール自体1は、各周端20、22上に雄型舌部78、78’および雌型溝79、79’を備え、雄型舌部78、78’の表面上に追加の隆起部80、80’を備えた、径方向または軸方向のスロープ状の「S」構成を含むことができる。この隆起部80、80’は、シール1の収縮を防ぐことができる。さらなる代替の実施形態では、図11Cに示すように、第1の環状本体2の第1および第2の周端20、22または(任意の追加の構成要素を含む)シール自体1は、各周端20、22上に雄型舌部78、78’および雌型溝79、79’を備え、雄型舌部78、78’の表面上に複数の追加の隆起部80、80’を備えてラチェットまたはラチェット様取付具を形成する、軸方向または径方向のスロープ状の「S」構成を含むことができる。さらなる代替の実施形態では、図11Dに示すように、第1の環状本体2の第1および第2の周端20、22または(任意の追加の構成要素を含む)シール自体1は、各周端20、22上に雄型舌部78および雌型溝79’は備え、雄型舌部78および雌型溝79’の表面上に複数の追加の隆起部80、80’を備えてラチェットまたはラチェット様取付具を形成する、軸方向または径方向の雌型-雄型スピア構成を含むことができる。
【0038】
特定の態様では、シール1(またはそれだけに限定されないが、第1の環状本体2もしくはそのリップ52のいずれか、第2の環状本体4もしくはそのリップ64のいずれか、第3の環状本体6もしくはそのリップ82のいずれか、または第4の環状本体8もしくはその少なくとも1つのリップ92を含むそのサブ構成要素のいずれか)は、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、および/またはポリイミドなどの1つまたは複数の充填剤をさらに含むことができる。PTFEなどのポリマー中のこれらの充填剤のそれぞれの濃度は、1重量%を超え、例えば5重量%を超え、10重量%を超え、またはさらには20重量%を超え得る。
【0039】
加えて、シール1(またはそれだけに限定されないが、第1の環状本体2もしくはそのリップ52のいずれか、第2の環状本体4もしくはそのリップ64のいずれか、第3の環状本体6もしくはそのリップ82のいずれか、または第4の環状本体8もしくはその少なくとも1つのリップ92を含むそのサブ構成要素のいずれか)は、シャフトに対する摺動特性を高めるために潤滑をさらに含むことができる。例示的な潤滑剤は、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、グラファイト、グラフェン、膨張グラファイト、窒化ホウ素、タルク、フッ化カルシウム、またはそれらの任意の組み合わせを含むことができる。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、ウォラストナイト、炭化ケイ素、窒化ケイ素、ジルコニア、カーボンブラック、顔料、またはそれらの任意の組み合わせを含むことができる。
【0040】
いくつかの特定の実施形態では、第1の環状本体2は、エラストマー、プラスチックもしくはポリマー、ポリウレタン、金属、または複合繊維を含むことができる。いくつかの実施形態では、第1の環状本体2は、シリコーン、炭素、アラミド、レーヨン、キノール、ケブラー、綿、およびポリテトラフルオロエチレン(PTFE)の1つまたは組み合わせを含む複合繊維、またはゴム繊維を含むことができる。いくつかの実施形態では、第1の環状本体2は、弾性ポリマーを含むことができる。いくつかの実施形態では、第1の環状本体2は、シリコーン、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、またはゴムのうちの1つを含む弾性ポリマーを含むことができる。いくつかの特定の実施形態では、第2の環状本体4は、第1の環状本体2の第1のリップ52aおよび第2のリップ52bに外向きの力を提供して、シーリング性能を高め、ばね付勢されたシール1を提供するように適合された付勢装置を含むことができる。いくつかの実施形態では、第2の環状本体4は、金属を含むことができる。いくつかの実施形態では、第2の環状本体4は、金属ばねを含むことができる。第2の環状本体4は、金属または合金(それだけに限定されないが、アルミニウム、亜鉛、銅、マグネシウム、スズ、白金、チタン、タングステン、鉛、鉄、青銅、鋼、ばね鋼、ステンレス鋼を含むなど)を含むことができる。いくつかの実施形態では、第2の環状本体4は、アルミニウム、ニッケル、鉄、またはクロム合金を含む金属ばねを含む金属を含むことができる。いくつかの実施形態では、第2の環状本体4は、エラストマー、発泡体、シリコーン、フルオロカーボン、エチレンプロピレンジエンモノマー(Mクラス)ゴム(EPDM)、ニトリル、スポンジ、または金属ばねを含むことができる。例えば、第2の環状本体4は、50Aのデュロメータ材料から作られてもよい。一実施形態では、第2の環状本体4は、それだけに限定されないが、金属加工、形成、鍛造、押出、成形、印刷などの当技術分野における従来の方法によって製造することができ、または別のタイプであってもよい。いくつかの特定の実施形態では、第3の環状本体6は、エラストマー、プラスチックもしくはポリマー、ポリウレタン、金属、または複合繊維を含むことができる。いくつかの実施形態では、第3の環状本体6は、シリコーン、炭素、アラミド、レーヨン、キノール、ケブラー、綿、およびポリテトラフルオロエチレン(PTFE)の1つまたは組み合わせを含む複合繊維、またはゴム繊維を含むことができる。いくつかの実施形態では、第3の環状本体6は、弾性ポリマーを含むことができる。いくつかの実施形態では、第3の環状本体6は、シリコーン、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、またはゴムのうちの1つを含む弾性ポリマーを含むことができる。
【0041】
いくつかの実施形態では、第2の環状本体4の材料および形状は、適切な応力/ひずみ特性を有するように選択され得る。いくつかの実施形態では、第2の環状本体4は、マトリックスにどれだけのシーリング力を加えることができるかを決定するばね定数を有する。第2の環状本体4は、1ポンド/インチのばね荷重を加えることができるが、0.5~10ポンド/インチの範囲のばね荷重も、例示的な実施形態に適している。第2の環状本体4によって第1の環状本体2に加えられるシール力は、異なる硬度の付勢装置材料および異なる密度の発泡体を使用することによって変えることができる。これらの材料内のたわみの範囲も、適用される負荷力を決定することになる。第2の環状本体4は、第2の環状本体4が第1の環状本体2の前に変形できるように、第1の環状本体2よりも剛性が小さくなるように選択され得る。同じ応力レベルでは、第2の環状本体4上のひずみは、通常、第1の環状本体2よりも1桁以上大きいはずである。
【0042】
いくつかの実施形態では、シール1(またはそれだけに限定されないが、第1の環状本体2もしくはそのリップ52のいずれか、第2の環状本体4もしくはそのリップ64のいずれか、第3の環状本体6もしくはそのリップ82のいずれか、または第4の環状本体8もしくはその少なくとも1つのリップ92を含むその副構成要素のいずれか)は、処理しなくても、またはその物理的または化学的特性を高めるように処理することもできる。例えば、特定の実施形態では、シール1は、レーザー溶融またはアブレーション、機械的サンドブラストまたは化学的ピッキングなどの技術を使用して処理することができる。さらなる実施形態では、シール1は、亜鉛めっき、クロム酸塩もしくはリン酸塩処理、または陽極酸化によって処理することができる。いくつかの実施形態では、シール1の表面35は、機械加工では達成できない表面仕上げを含むことができる。いくつかの実施形態では、シール1の表面35は、研磨され得る。いくつかの実施形態では、シール1は、電解研磨によって提供される表面仕上げを有することができる。
【0043】
いくつかの実施形態では、シール1(またはそれだけに限定されないが、第1の環状本体2もしくはそのリップ52のいずれか、第2の環状本体4もしくはそのリップ64のいずれか、第3の環状本体6もしくはそのリップ82のいずれか、または第4の環状本体8もしくはその少なくとも1つのリップ92を含むその副構成要素のいずれか)の表面35仕上げは、0.1μm以下、例えば0.05μm以下、0.01μm以下、0.005μm以下、または0.001μm以下などの表面粗さ平均Raを提供することができる。いくつかの実施形態では、シール1(またはそれだけに限定されないが、第1の環状本体2もしくはそのリップ52のいずれか、第2の環状本体4もしくはそのリップ64のいずれか、第3の環状本体6もしくはそのリップ82のいずれか、または第4の環状本体8もしくはその少なくとも1つのリップ92を含むその副構成要素のいずれか)の表面35仕上げは、0.6μm以下、例えば、0.5μm以下、0.1μm以下、0.05μm以下、または0.01μm以下などのプロファイルRtの表面最大高さを提供することができる。
【0044】
特定の態様では、第1の環状本体2、第2の環状本体4、または第3の環状本体6は、中心軸100から径方向に延びる平面に垂直な方向で見たときに、略U字形の断面を有することができる。別の態様では、第1の環状本体2、第2の環状本体4、または第3の環状本体6は、中心軸100から径方向に延びる平面に垂直な方向で見たときに、例えば、略I字型、略J字型、またはさらには略L字型などの任意の他の形状を有することができる。
【0045】
特定の態様では、シール1(またはそれだけに限定されないが、第1の環状本体2もしくはそのリップ52のいずれか、第2の環状本体4もしくはそのリップ64のいずれか、第3の環状本体6もしくはそのリップ82のいずれか、または第4の環状本体8もしくはその少なくとも1つのリップ92を含むその副構成要素のいずれか)は、約70から約150の間およびその値を含む範囲、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、またはさらには約105から約115の間の範囲のブリネル硬度(HB)を有する材料を含むことができる。
【0046】
別の特定の態様では、シール1(またはそれだけに限定されないが、第1の環状本体2もしくはそのリップ52のいずれか、第2の環状本体4もしくはそのリップ64のいずれか、第3の環状本体6もしくはそのリップ82のいずれか、または第4の環状本体8もしくはその少なくとも1つのリップ92を含むその副構成要素のいずれか)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、またはさらには少なくとも約410MPaの極限引張強度または材料強度を有する材料を含むことができる。さらなる実施形態では、環状本体2は、約5000MPa以下、例えば、約4000MPa以下、約2000MPa以下、約1000MPa以下、またはさらには約500MPa以下の極限引張強度を有する材料を含むことができる。さらに、シール1は、例えば、約500MPaから約1800MPaの間などの、上記で説明した値の任意のもの間およびその任意の値を含む範囲内の引張強度を有する材料を含むことができる。
【0047】
別の態様では、シール1(またはそれだけに限定されないが、第1の環状本体2もしくはそのリップ52のいずれか、第2の環状本体4もしくはそのリップ64のいずれか、第3の環状本体6もしくはそのリップ82のいずれか、または第4の環状本体8もしくはその少なくとも1つのリップ92を含むその副構成要素のいずれか)は、約50GPaから約1000MPaの間、例えば約65GPaから約750GPaの間、約75GPaから約500GPaの間、約80GPaから約250GPaの間、約85GPaから約200GPaの間、約95GPaから約150GPaの間、またはさらには約100GPaから約130GPaの間などの弾性係数(MOE)を有する材料を含むことができる。より特定の実施形態では、シール1は、約100GPaから約300GPaの間のMOEを有する材料を含むことができる。
【0048】
別の態様では、シール1(またはそれだけに限定されないが、第1の環状本体2もしくはそのリップ52のいずれか、第2の環状本体4もしくはそのリップ64のいずれか、第3の環状本体6もしくはそのリップ82のいずれか、または第4の環状本体8もしくはその少なくとも1つのリップ92を含むその副構成要素のいずれか)は、約0.5から約0.1の間、例えば約0.45から約0.15の間、約0.4から約0.2の間、約0.35から約0.25の間などのポアソン比を有する材料を含むことができる。より特定の実施形態では、シール1は、約0.2から0.4の間のポアソン比を有する材料を含むことができる。
【0049】
さらなる態様では、シール1(またはそれだけに限定されないが、第1の環状本体2もしくはそのリップ52のいずれか、第2の環状本体4もしくはそのリップ64のいずれか、第3の環状本体6もしくはそのリップ82のいずれか、または第4の環状本体8もしくはその少なくとも1つのリップ92を含むその副構成要素のいずれか)は、約1x10-6in/in°Fから約75x10-6in/in°F、例えば約2x10-6in/in°Fから約50x10-6in/in°Fの間、約3x10-6in/in°Fから約25x10-6in/in°Fの間、約5x10-6in/in°Fから約15x10-6in/in°Fの間、またはさらには約7x10-6in/in°Fから約11x10-6in/in°Fの間の熱膨張係数(CTE)を有する材料を含むことができる。
【0050】
さらに別の態様では、シール1(またはそれだけに限定されないが、第1の環状本体2もしくはそのリップ52のいずれか、第2の環状本体4もしくはそのリップ64のいずれか、第3の環状本体6もしくはそのリップ82のいずれか、または第4の環状本体8もしくはその少なくとも1つのリップ92を含むその副構成要素のいずれか)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、またはさらに約10%以下などの破断点伸び(EAB)を有する材料を含むことができる。さらなる実施形態では、環状本体2は、約0.5%以上、例えば約1%以上、約2%以上、またはさらには約5%以上のEABを有する材料を含むことができる。さらに、シール1は、例えば、約45%から約55%の間などの、上記で説明した値のいずれかの間およびその任意の値を含む範囲内のEABを有する材料を含むことができる。
【0051】
いくつかの実施形態では、シール1(またはそれだけに限定されないが、第1の環状本体2もしくはそのリップ52のいずれか、第2の環状本体4もしくはそのリップ64のいずれか、第3の環状本体6もしくはそのリップ82のいずれか、または第4の環状本体8もしくはその少なくとも1つのリップ92を含むその副構成要素のいずれか)は、その表面35上にコーティング20を含むことができる。いくつかの実施形態では、コーティング20は、例えば、その中に含浸されたダイヤモンド様コーティング(DLC)などの低温ハードコーティングを有する材料を含むことができる。特定の実施形態では、DLCは、ダイヤモンドと同様の格子構造を有することができ、各炭素原子は、等間隔で配置された4つの炭素原子を含む。あるいは、シール1(またはそれだけに限定されないが、第1の環状本体2もしくはそのリップ52のいずれか、第2の環状本体4もしくはそのリップ64のいずれか、第3の環状本体6もしくはそのリップ82のいずれか、または第4の環状本体8もしくはその少なくとも1つのリップ92を含むその副構成要素のいずれか)は、高速酸素燃料(HVOF)コーティングを使用してその中に含浸された材料を含むことができる。HVOFコーティングは、摩耗および腐食に対するシーリング要素の耐性を大幅に高めることで、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平方インチあたり約10,000ポンドを超える接着強度で、より滑らかな表面仕上げに影響を与えることができる。
【0052】
一態様では、シール1は、有効なシーリング速度を同時に維持しながら、幅広い温度範囲内で動作するように適合させることができる。例えば、シール1は、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未満/分/mm、約0.25mL/分/mm未満、約0.1mL/分/mm未満、またはさらには約0.01mL/分/mm未満などの漏れ速度を示しながら、約-275℃から約300℃の間の範囲内、例えば、約-250℃から約250℃の間の範囲内、-100°Cから約100°Cの間の範囲内、またはさらには約-40°Cから約20°Cの間の範囲内の温度で動作するように適合させることができる。さらに、シール1は、約0mL/分/mmの漏れ速度を有しながら、上記で説明した温度範囲内で動作するように適合させることができる。
【0053】
いくつかの実施形態では、(それだけに限定されないが、ハウジング201、ボンネット204a、204b、またはステム202を含む)アセンブリ200の構成要素は、シール技術で一般に使用される任意の材料を含むことができる。アセンブリ200の構成要素は、軸方向および長手方向の力に耐えるのに十分な剛性を有する任意の適切な材料を含むことができる。特定の実施形態では、(それだけに限定されないが、ハウジング201、ボンネット204a、204b、またはステム202を含む)アセンブリ200の構成要素は、例えば、超高分子量ポリウレタン(UHMWPE)、ポリ(塩化ビニル)(PVC)、ポリケトン、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)などのポリアリールエーテルケトン(PEAK)、ポリアラミド、ポリイミド、ポリテルイミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリファイレンスルホン、ポリアミドイミド、超高分子量ポリエチレン、フルオロポリマー、ポリアミド、ポリベンゾイミダゾール、またはそれらの任意の組み合わせなどのポリマーを含むことができる。フルオロポリマーの例は、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)、パー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、およびフッ化ビニリデン(THV)のターポリマー、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コポリマー(ETFE)、エチレンクロロトリフルオロエチレンコポリマー(ECTFE)、脂肪族ポリアミド、またはさらにはケブラー(登録商標)などのパラアラミド、またはそれらの任意の組み合わせを含む。ポリマーは、射出成形され得る。別の実施形態では、アセンブリ200の構成要素は、機械加工プロセスによって形成された金属または合金(それだけに限定されないがアルミニウム、クロム、ニッケル、亜鉛、銅、マグネシウム、スズ、白金、チタン、タングステン、鉛、鉄、青銅、鋼、ばね鋼、ステンレス鋼など)を含むことができる。さらに別の実施形態では、アセンブリ200の構成要素は、セラミックまたは任意の他の適切な材料を含むことができる。アセンブリ200の構成要素は、単一部品、二部品、または溶接、接着剤、締結具、ねじ切り、または任意の他の適切な締結手段によって互いに接合されたいくつかの部品から形成することができる。
【0054】
特定の態様では、(それだけに限定されないが、ハウジング201、ボンネット204a、204b、またはステム202を含む)アセンブリ200の構成要素は、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、および/またはポリイミドなどの1つまたは複数の充填剤をさらに含むことができる。PTFEなどのポリマー中のこれらの充填剤のそれぞれの濃度は、1重量%を超え、例えば5重量%を超え、10重量%を超え、またはさらには20重量%を超え得る。
【0055】
加えて、(それだけに限定されないが、ハウジング201、ボンネット204a、204b、またはステム202を含む)アセンブリ200の構成要素は、シャフトに対する摺動特性を高めるために潤滑をさらに含むことができる。例示的な潤滑剤は、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、グラファイト、グラフェン、膨張グラファイト、窒化ホウ素、タルク、フッ化カルシウム、またはそれらの任意の組み合わせを含むことができる。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、ウォラストナイト、炭化ケイ素、窒化ケイ素、ジルコニア、カーボンブラック、顔料、またはそれらの任意の組み合わせを含むことができる。
【0056】
(それだけに限定されないが、ハウジング201、ボンネット204a、204b、またはステム202を含む)アセンブリ200の構成要素は、均質な組成を含むことができ、または異なる組成を有する2つ以上の別個の部分を含んでもよい。(それだけに限定されないが、ハウジング201、ボンネット204a、204b、またはステム202を含む)アセンブリ200の構成要素は、単一部品、二部品、または溶融、焼結、溶接、接着剤、締結具、ねじ切り、または任意のその他の適切な締結手段によって互いに接合されたいくつかの部品から形成することができる。さらに、1つの非限定的な実施形態では、すべての実施形態に適用可能ではないが、(それだけに限定されないが、ハウジング201、ボンネット204a、204b、またはステム202を含む)アセンブリ200の構成要素は、ポリマーを含まなくてもよく、より具体的には、本質的にいかなる/すべてのポリマーを含まなくてもよい。特定の態様では、(それだけに限定されないが、ハウジング201、ボンネット204a、204b、またはステム202を含む)アセンブリ200の構成要素は、いかなるコーティングまたは表面層も有さない単一の材料を含むことができる。
【0057】
さらに別の態様によれば、方法であって、軸100および第1の端部(204a’、204b’)を有する第1の流体構成要素(204a、204b)と、軸100および第2の端部(204b’、202’)を有する第2の流体構成要素(204b、202)とを提供することと、シール1をさらに提供することであって、シールは、第1の環状本体2であって、内側半径IRFABおよび外側半径ORFABと、第1の環状本体2の円周に沿って第1の分割部102を画定する第1の周端20および第2の周端22とを有する、第1の環状本体と、第2の環状本体4であって、内側半径IRSABおよび外側半径ORSABと、第2の環状本体4の円周に沿って第1の分割部104を画定する第1の周端30および第2の周端32とを有する、第2の環状本体とを有する、シール1をさらに提供することとを含み、第1の環状本体2の円周方向分割部102は、中心角Cによって規定された弧距離で第2の環状本体4の円周方向分割部104からずらされてもよく、ここで中心角Cは、15°以上、例えば30°以上、45°以上、60°以上、または90°以上であってもよく、またはここで第2の環状本体4は、第1の環状本体2の第1の分割部102を流体構成要素(204a、204b、202)の周りで強制的に閉じるように適合され得る、方法が、提供され得る。方法は、第1の流体構成要素(204a、204b)の第1の端部(204a’、204b’)に接触するシール1を第2の流体構成要素(204b、202)の第2の端部(204b’、202’)に合わせて位置決めして、第1の流体構成要素(204a、204b)および第2の流体構成要素(204b、202)を、シール1に対して軸方向および半径方向の少なくとも一方にシールすることをさらに含むことができる。
【0058】
図6は、いくつかの実施形態および従来技術のシールによるシール1の時間(秒)対圧力(バール)のグラフを示す。シールAは、図2Aに示すようなシール1の実施形態を示す。シールBは、図3Aに示すようなシール1の実施形態を示す。シールCは、図4Aに示すようなシール1の実施形態を示す。シールDは、図1Aに示すようなシール1の実施形態を示す。シールEは、図5Aに示すような2イン1の大きなヒールシール(2 in
1 big heel seal)1の実施形態を示す。シールFは、先行技術のシールを示す。シールGは、先行技術のシールを示す。シールHは、図8Bに示すようなシール1の実施形態を示す。シールIは、図8Dに示すようなシール1の実施形態を示す。図示するように、シールのいくつかは、図示する従来技術のシールよりも短い時間でより高い圧力降下で機能する。
【0059】
上記で説明したシール1、アセンブリ200または方法は、困難な設置スペースで、より厳しい作動条件(3ksiを超える圧力、200℃を超える温度、1ksi未満の圧力、0℃未満の温度など)で、より高い信頼性および品質のシーリングを提供することができる。これらは、こうした作動条件下で、高弾性、高強度、高破断点ひずみ、最大シール能力、最小摩擦、または最小塑性変形の少なくとも1つを提供することができる。さらに、第1のリップおよび/または第2のリップでシール1のシーリングを切り離すことができ、それによってシーリング強度に大きな影響を与えることなく、アセンブリ200内の公差の取り扱いが容易になる。最後に、シール1の環状本体2、4、6の分割部が連携して、標準の設置ツールまたは通常のバネ付勢式シールと比較して、シンプルで用途が広く、より堅牢な解決策として設置を容易にする。この設置により、シール1を使用した設置ステップの数を3~5ステップから追加の工具が不要となり得る1ステップに低減させることができる。いくつかの実施形態ではアセンブリは中実であってもよいが、シール1の環状本体2、4、6内に形成された分割部により、設置の容易さが促進され得る。
【0060】
多くの異なる態様および実施形態が、可能である。それらの態様および実施形態のいくつかを以下に説明する。本明細書を読んだ後、当業者は、それらの態様および実施形態が単なる例示であり、本発明の範囲を限定しないことを理解するであろう。実施形態は、以下に列挙する実施形態のうちのいずれか1つまたは複数に従うことができる。
【0061】
実施形態1:シールであって、第1の環状本体であって、内径および外径と、第1の環状本体の円周に沿って第1の分割部を画定する第1の周端および第2の周端とを備える、第1の環状本体と、第2の環状本体であって、内径および外径と、第2の環状本体の円周に沿って第1の分割部を画定する第1の周端および第2の周端とを有する、第2の環状本体とを備え、第1の環状本体の円周方向分割部は、中心角Cによって規定される弧距離で第2の環状本体の円周方向分割部からずらされ、中心角Cは、15°以上、例えば30°以上、45°以上、60°以上、または90°以上などである、シール。
【0062】
実施形態2:シールであって、第1の環状本体であって、内側半径および外側半径と、第1の環状本体の円周に沿って第1の分割部を画定する第1の周端および第2の周端とを有し、第1の環状本体は第1および第2のリップを有する、第1の環状本体と、内側半径および外側半径を有する付勢装置を備える第2の環状本体であって、第2の環状本体は、第1の環状本体の第1の分割部を流体構成要素の周りで強制的に閉じるように適合され、付勢装置は、第1の環状本体の第1のリップと第2のリップとの間に位置決めされ、第1のリップおよび第2のリップを強制分離するように適合される、第2の環状本体とを備える、シール。
【0063】
実施形態3:アセンブリであって、軸および第1の端部を有する第1の流体構成要素と、軸および第2の端部を有する第2の流体構成要素と、第1の流体構成要素の第1の端部を第2の流体構成要素の第2の端部に動作可能に連結するシールであって、第1の環状本体であって、内径および外径と、第1の環状本体の円周に沿って第1の分割部を画定する第1の周端および第2の周端とを有する、第1の環状本体と、第2の環状本体であって、内径および外径と、第2の環状本体の円周に沿って第1の分割部を画定する第1の周端および第2の周端とを有する、第2の環状本体とを備え、1)第1の環状本体の円周方向分割部は、中心角Cによって規定された弧距離で第2の環状本体の円周方向分割部かずらされ、中心角Cは、15°以上、例えば30°以上、45°以上、60°以上、または90°以上などであり、または2)第2の環状本体は、付勢装置を備え、ここで付勢装置は、第1の環状本体の第1の分割部を流体構成要素の周りで強制的に閉じるように適合され、付勢装置は、第1の環状本体の第1のリップと第2のリップとの間に位置決めされ、第1のリップおよび第2のリップを強制分離するように適合される、シールとを備える、アセンブリ。
【0064】
実施形態4:方法であって:軸および第1の端部を有する第1の流体構成要素と、軸および第2の端部を有する第2の流体構成要素とを提供することと;シールを提供することであって、シールが:第1の環状本体であって、内径および外径と、第1の環状本体の円周に沿って第1の分割部を画定する第1の周端および第2の周端とを有する第1の環状本体と、第2の環状本体であって、内径および外径と、第2の環状本体の円周に沿って第1の分割部を画定する第1の周端および第2の周端とを有する第2の環状本体とを備え、1)第1の環状本体の円周方向分割部は、中心角Cによって規定された弧距離で第2の環状本体の円周方向分割部からずらされ、中心角Cは、15°以上、例えば30°以上、45°以上、60°以上、または90°以上などであり、または2)第2の環状本体は、付勢装置を備え、ここで付勢装置は、第1の環状本体の第1の分割部を流体構成要素の周りで強制的に閉じるように適合され、付勢装置は、第1の環状本体の第1のリップと第2のリップとの間に位置決めされ、第1のリップおよび第2のリップを強制分離するように適合される、シールを提供することと;第1の流体構成要素の第1の端部に接触するシールを第2の流体構成要素の第2の端部に合わせて位置決めして、第1の流体構成要素および第2の流体構成要素をシールに対して軸方向および径方向の少なくとも一方にシールすることとを含む、方法。
【0065】
実施形態5:第1のリップおよび第2のリップが、第1の環状本体内に凹部を画定して径方向にU字形断面を形成する、前記実施形態のいずれかのシール、アセンブリ、または方法。
【0066】
実施形態6:第2の環状本体が、第1の環状本体の第1のリップと第2のリップとの間に形成された凹部内に配設される、実施形態5のシール、アセンブリ、または方法。
【0067】
実施形態7:第2の環状本体が、第1のリップおよび第2のリップ上に外向きの力を提供して、シーリング性能を高めるように適合される、実施形態5のシール、アセンブリ、または方法。
【0068】
実施形態8:第1の環状本体が、少なくとも1つの軸方向段を含んで、第2の環状部材を第1の環状部材に径方向にロックする、実施形態7のシール、アセンブリ、または方法。
【0069】
実施形態9:第1の環状本体が、第2の環状本体を径方向に圧縮して、それらの間に締まり嵌めを提供する、実施形態7のシール、アセンブリ、または方法。
【0070】
実施形態10:第1の環状本体が、エラストマー、ポリマー、ポリウレタン、金属、または複合繊維を含む、前記実施形態のいずれかのシール、アセンブリ、または方法。
【0071】
実施形態11:第1の環状本体が、シリコーン、炭素、アラミド、レーヨン、キノール、ケブラー、綿、およびポリテトラフルオロエチレン(PTFE)の1つまたは組み合わせを含む複合繊維、またはゴム繊維を含む、実施形態10のシール、アセンブリ、または方法。
【0072】
実施形態12:第1の環状本体が、1つまたはシリコーン、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、またはゴムを含む弾性ポリマーを含む、実施形態10のシール、アセンブリ、または方法。
【0073】
実施形態13:付勢装置が、アルミニウム、ニッケル、鉄、またはクロム合金を含む金属ばねを備える、実施形態7のシール、アセンブリ、または方法。
【0074】
実施形態14:付勢装置が、エラストマー、発泡体、シリコーン、フルオロカーボン、エチレンプロピレンジエンモノマー(Mクラス)ゴム(EPDM)、ニトリル、スポンジ、または金属ばねを含む、実施形態7のシール、アセンブリ、または方法。
【0075】
実施形態15:シールが、第3の環状本体であって、内径および外径と、第3の環状本体の円周に沿った第3の分割部とを有する、第3の環状本体をさらに備え、第3の環状本体は、軸方向または径方向の少なくとも一方において第1の環状本体を少なくとも部分的に取り囲むように適合された第1の径方向リップおよび第2の径方向リップを備える、前記実施形態のいずれかのシール、アセンブリ、または方法。
【0076】
実施形態16:第3の環状本体が、U字形断面を有する、実施形態15のシール、アセンブリ、または方法。
【0077】
実施形態17:第3の環状本体が、エラストマー、ポリマー、ポリウレタン、金属、または複合繊維を含む、実施形態15のシール、アセンブリ、または方法。
【0078】
実施形態18:第3の環状本体が、1つまたはシリコーン、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、またはゴムを含む弾性ポリマーを含む、実施形態15のシール、アセンブリ、または方法。
【0079】
実施形態19:第1の分割部が、第1の環状本体の軸方向の平面内に真っ直ぐな切断部または傾斜した切断部で形成される、前記実施形態のいずれかのシール、アセンブリ、または方法。
【0080】
実施形態20:第2の分割部が、第2の環状本体の軸方向の平面内に真っ直ぐな切断部または傾斜した切断部で形成される、前記実施形態のいずれかのシール、アセンブリ、または方法。
【0081】
実施形態21:第1の環状本体の第1および第2の周端が、噛み合い、第1の環状本体を円周方向にロックするように適合された広がった雄型端部および溝付き雌型端部を備える、前記実施形態のいずれかのシール、アセンブリ、または方法。
【0082】
実施形態22:第2の環状本体の第1および第2の周端が、噛み合い、第2の環状本体を円周方向にロックするように適合された広がった雄型端部および溝付き雌型端部を備える、前記実施形態のいずれかのシール、アセンブリ、または方法。
【0083】
実施形態23:第1の環状本体の第1および第2の周端が、噛み合い、第1の環状本体を円周方向にロックするように適合された舌状雄型端部および溝付き雌型端部を備える、前記実施形態のいずれかのシール、アセンブリ、または方法。
【0084】
実施形態24:第2の環状本体の第1および第2の周端が、噛み合い、第2の環状本体を円周方向にロックするように適合された舌状雄型端部および溝付き雌型端部を備える、前記実施形態のいずれかのシール、アセンブリ、または方法。
【0085】
実施形態25:第1の環状本体の第1および第2の周端が、第1の縁段を画定する第1のフック側端と、第2の縁段を画定する第2のフック側端とを備え、第1の縁段および第2の縁段が、重なり合い、第2の環状本体を円周方向にロックするように適合される、前記実施形態のいずれかのシール、アセンブリ、または方法。
【0086】
実施形態26:第2の環状本体の第1および第2の周端が、第1の縁段を画定する第1のフック側端と、第2の縁段を画定する第2のフック側端とを備え、第1の縁段および第2の縁段は、重なり合い、第2の環状本体を円周方向にロックするように適合される、前記実施形態のいずれかのシール、アセンブリ、または方法。
【0087】
実施形態27:第1の分割部または第2の分割部の少なくとも1つが、異なるスロープを有する2つの異なるセクションを有する縁を形成するようにテーパにされる、前記実施形態のいずれかのシール、アセンブリ、または方法。
【0088】
本書面による説明は、最良の形態を含む例を使用し、当業者が本発明を作成および使用できるようにする。本発明の特許性のある範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者が想定する他の例を含むことができる。そのような他の例は、これらが特許請求の範囲の文字通りの言語とは異ならない構造要素を有する場合、またはこれらが、特許請求の範囲の文字通りの言語とわずかな相違を有する等価の構造要素を含む場合、特許請求の範囲内にあることを意図する。例えば、実施形態は、ウインドシールドワイパーモータなどの電気モータなどの回転装置、またはステアリングコラム調整機構などの軸方向スライド用途に関連し得る。
【0089】
実施形態はいくつかの形態でのみ示されるか、または説明されてきたが、それらはそのように限定されず、本発明の範囲から逸脱することなく様々な変更を受け入れることができることは当業者に明らかであるはずである。
【0090】
上記で説明したすべての機能が必要とされるわけではなく、特定の機能の一部は必要でない場合があり、説明したものに加えて1つまたは数の機能が提供されてもよいことに留意されたい。さらに、機能が説明される順序は、必ずしも機能が設置される順序ではない。
【0091】
特定の特徴は、明確にするために、別個の実施形態の文脈で本明細書に説明されており、単一の実施形態で組み合わせて提供されてもよい。逆に、簡潔にするために、単一の実施形態の文脈で説明される様々な特徴は、別個にまたは任意の副組み合わせで提供されてもよい。
【0092】
特定の実施形態に関して、利益、他の利点、および問題の解決策を上記で説明してきたが、利益、利点、問題の解決策、および利益、利点、もしくは解決策を発生させるか、または一層高める任意の特徴は、あらゆるすべての請求項の重要な、必要とされる、または本質的な特徴として解釈されるものではない。
【0093】
本明細書で説明する実施形態の仕様および例示は、様々な実施形態の構造の全般的な理解を提供することを意図する。仕様および例示は、本明細書に説明する構造または方法を使用する装置およびシステムのすべての要素および特徴の網羅的かつ包括的な説明として働くようことは意図しなし。別個の実施形態はまた、単一の実施形態において組み合わせて提供されてもよく、逆に、簡潔にするために単一の実施形態の文脈で説明される様々な特徴は、別個にまたは任意の副組み合わせで提供されてもよい。さらに、範囲内で述べられた値への参照は、その範囲内のありとあらゆる値を含む。この明細書を読んだ後にのみ、他の多くの実施形態が当業者には明らかであろう。本開示の範囲から逸脱することなく、構造的置換、論理的置換、または任意の変更を行うことができるように、他の実施形態を使用し、本開示から導出することができる。したがって、本開示は、制限的ではなく例示的であると見なされるものとする。
図1A
図1B
図1C
図2A
図2B
図2C
図3A
図3B
図3C
図4A
図4B
図4C
図5A
図5B
図6
図7A
図7B
図8A
図8B
図8C
図8D
図9
図10A
図10B
図10C
図11A
図11B
図11C
図11D
図12
図13
【手続補正書】
【提出日】2022-05-26
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
シールであって、
第1の環状本体であって、内側半径および外側半径と、前記第1の環状本体の円周に沿って第1の分割部を画定する第1の周端および第2の周端とを有し、前記第1の環状本体は、第1および第2のリップを有する、第1の環状本体と、
内側半径および外側半径を有する付勢装置を備える第2の環状本体であって、前記第2の環状本体は、前記第1の環状本体の前記第1の分割部を流体構成要素の周りで強制的に閉じるように適合され、前記付勢装置は、前記第1の環状本体の前記第1のリップと第2のリップとの間に位置決めされ、前記第1のリップおよび前記第2のリップを強制分離するように適合される、第2の環状本体とを備える、シール。
【請求項2】
アセンブリであって、
軸および第1の端部を有する第1の流体構成要素と、
軸および第2の端部を有する第2の流体構成要素と、
前記第1の流体構成要素の前記第1の端部を前記第2の流体構成要素の前記第2の端部に動作可能に連結するシールであって、前記シールは、
第1の環状本体であって、内側半径および外側半径と、前記第1の環状本体の円周に沿って第1の分割部を画定する第1の周端および第2の周端とを有する、第1の環状本体と、
第2の環状本体であって、内側半径および外側半径と、前記第2の環状本体の円周に沿って第1の分割部を画定する第1の周端および第2の周端とを有する、第2の環状本体とを備え、1)前記第1の環状本体の前記第1の分割部は、中心角Cによって規定された弧距離で前記第2の環状本体の前記第1の分割部からずらされ、前記中心角Cは、15°以上、例えば30°以上、45°以上、60°以上、または90°以上であり、または2)前記第2の環状本体は、付勢装置を備え、ここで前記付勢装置は、前記第1の環状本体の前記第1の分割部を流体構成要素の周りで強制的に閉じるように適合され、前記付勢装置は、前記第1の環状本体の第1のリップと第2のリップとの間に位置決めされ、前記第1のリップおよび第2のリップを強制分離するように適合される、シールとを備える、アセンブリ。
【請求項3】
前記第1のリップおよび前記第2のリップが、前記第1の環状本体内に凹部を画定して径方向にU字形断面を形成する、請求項1または2に記載のシールまたはアセンブリ。
【請求項4】
前記第2の環状本体が、前記第1の環状本体の前記第1のリップと前記第2のリップとの間に形成された前記凹部内に配設される、請求項3に記載のシールまたはアセンブリ。
【請求項5】
前記第1の環状本体が、少なくとも1つの軸方向段を備えて、前記第2の環状本体を前記第1の環状本体に軸方向にロックする、請求項3に記載のシールまたはアセンブリ。
【請求項6】
前記第1の環状本体が、エラストマー、ポリマー、ポリウレタン、金属、または複合繊維を含む、請求項1または2に記載のシールまたはアセンブリ。
【請求項7】
前記第1の環状本体が、シリコーン、炭素、アラミド、レーヨン、キノール、ケブラー、綿、およびポリテトラフルオロエチレン(PTFE)の1つまたは組み合わせを含む複合繊維、またはゴム繊維を含む、請求項6に記載のシールまたはアセンブリ。
【請求項8】
前記付勢装置が、アルミニウム、ニッケル、鉄、またはクロム合金を含む金属ばねを備える、請求項1または2に記載のシールまたはアセンブリ。
【請求項9】
前記付勢装置が、エラストマー、発泡体、シリコーン、フルオロカーボン、エチレンプロピレンジエンモノマー(Mクラス)ゴム(EPDM)、ニトリル、スポンジ、または金属ばねを含む、請求項1または2に記載のシールまたはアセンブリ。
【請求項10】
前記シールが、第3の環状本体であって、内側半径および外側半径と、前記第3の環状本体の円周に沿った第3の分割部とを有する、第3の環状本体をさらに備え、前記第3の環状本体は、軸方向または径方向の少なくとも一方において前記第1の環状本体を少なくとも部分的に取り囲むように適合された第1の軸方向リップおよび第2の軸方向リップを備える、請求項1または2に記載のシールまたはアセンブリ。
【請求項11】
前記第3の環状本体が、U字形断面を有する、請求項10に記載のシールまたはアセンブリ。
【請求項12】
前記第3の環状本体が、エラストマー、ポリマー、ポリウレタン、金属、または複合繊維を備える、請求項10に記載のシールまたはアセンブリ。
【請求項13】
前記シールが、第4の環状本体であって、内側半径および外側半径と、前記第4の環状本体の円周に沿った第3の分割部とを有する、第4の環状本体をさらに備え、前記第4の環状本体は、前記第3の環状本体との機械的連結を形成するように適合された少なくとも1つの軸方向または径方向のリップを備える、請求項10に記載のシールまたはアセンブリ。
【請求項14】
前記第1の分割部が、前記第1の環状本体の軸方向の平面内で真っ直ぐな切断部または傾斜した切断部で形成され、前記傾斜した切断部は、前記軸方向で前記平面に垂直な平面に対して傾斜する、請求項1または2に記載のシールまたはアセンブリ。
【外国語明細書】