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(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】P2023159240
(43)【公開日】2023-10-31
(54)【発明の名称】シール
(51)【国際特許分類】
   F16J 15/10 20060101AFI20231024BHJP
【FI】
F16J15/10 A
F16J15/10 T
【審査請求】有
【請求項の数】12
【出願形態】OL
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2023132023
(22)【出願日】2023-08-14
(62)【分割の表示】P 2021552911の分割
【原出願日】2020-03-25
(31)【優先権主張番号】62/825,227
(32)【優先日】2019-03-28
(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】弁理士法人大塚国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】アーツ、ピーター
(72)【発明者】
【氏名】プルースト、ベニー
(72)【発明者】
【氏名】クステルマンス、ヤン
(72)【発明者】
【氏名】ファンデンヒューベル、ビム
(72)【発明者】
【氏名】グロスマン、マルクス
(57)【要約】      (修正有)
【課題】ハウジングとシールとの相対的な動きを制限するように適合されたシールアセンブリを提供する。
【解決手段】シールアセンブリは溝を画定するハウジングと、ハウジングの溝に配置されたシールと、ハウジングとシールとの相対的な動きを制限するように適合された結合要素を備える。
【選択図】図3
【特許請求の範囲】
【請求項1】
シールアセンブリであって、
溝を画定するハウジングと、
前記ハウジングの前記溝に配置されたシールと、
前記ハウジングと前記シールとの相対的な動きを制限するように適合された結合要素と
、を備える、シールアセンブリ。
【請求項2】
前記シールアセンブリは、スプリットシールアセンブリを含み、前記ハウジングおよび前記シールは、前記スプリットシールアセンブリの一部分を構成する、請求項1に記載のシールアセンブリ。
【請求項3】
前記シールアセンブリは、第1の部分および第2の部分を含み、前記第1および第2の部分は、相互に比較して同じ円周長さを画定する、請求項1に記載のシールアセンブリ。
【請求項4】
前記シールは、弛緩した円周長さLSRを画定し、前記溝は、円周長さLGを画定し、LSは、LGよりも大きい、請求項1に記載のシールアセンブリ。
【請求項5】
前記溝は、前記ハウジングの半径方向内側の表面に配置され、前記シールアセンブリの内径は前記シールによって画定される、請求項1に記載のシールアセンブリ。
【請求項6】
前記結合要素は、前記ハウジングのボア内に配置され、前記ボアは、前記ハウジングの軸長未満の深さを画定する、請求項1に記載のシールアセンブリ。
【請求項7】
前記ボアは、前記ハウジングの前記溝と流体連通している、請求項6に記載のシールアセンブリ。
【請求項8】
前記結合要素は、前記シールのボア内にさらに配置されている、請求項6に記載のシールアセンブリ。
【請求項9】
前記ハウジングは、第1の部分を含み、前記第1の部分は、前記第1の部分の円周長さで離間されている円周端を画定し、前記ボアは、その中間部分よりも前記第1の部分の前記円周端の近くに配置されている、請求項6に記載のシールアセンブリ。
【請求項10】
前記結合要素は、第1の結合要素および第2の結合要素を含む複数の結合要素を含む、請求項1に記載のシールアセンブリ。
【請求項11】
シールアセンブリであって、
スプリットハウジングであって、
第1の部分、および
第2の部分、を含み、前記第1および第2の部分は、各々、溝を画定する、スプリットハウジングと、
スプリットシールであって、
前記スプリットハウジングの前記第1の部分の前記溝に配置された第1のシール要素、および
前記スプリットハウジングの前記第2の部分の前記溝に配置された第2のシール要素、を含む、スプリットシールと、
前記スプリットハウジングの前記第1の部分と前記スプリットシールの前記第1のシール要素との相対的な動きを制限するように適合された第1の結合要素と、
前記スプリットハウジングの前記第2の部分と前記スプリットシールの前記第2のシール要素との相対的な動きを制限するように適合された第2の結合要素と、を備える、シールアセンブリ。
【請求項12】
シールを形成する方法であって、
ハウジングによって画定された溝内にシーリング要素を取り付けることと、
前記ハウジングと前記シーリング要素との相対的な動きを制限するために、前記シーリング要素を前記ハウジングに結合することと、
前記シーリング要素を前記ハウジングに結合した後、前記シーリング要素をサイズ調整することと、を含む、方法。
【請求項13】
前記シーリング要素を前記ハウジングに結合することは、結合要素によって行われる、請求項12に記載の方法。
【請求項14】
前記シーリング要素を前記ハウジングに結合することは、
前記ハウジング内にボアを形成することと、
前記シーリング要素内にボアを形成することと、をさらに含む、請求項12に記載の方法。
【請求項15】
前記シールは、第1の半体および第2の半体を含むスプリットシールを含み、前記複数のボアは、前記第1の半体の第1の円周端に隣接して配置された第1のボア、および前記第1の半体の第2の円周端に隣接して配置された第2のボアを含む、請求項12に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、シールに関する。
【背景技術】
【0002】
シールを利用して、同じまたは可変の特性を有する類似または異なる流体構成要素間の界接面を形成することができる。シールを利用する業界は、シールの設計および操作の改善を継続して求めている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0003】
シールを提供する。図は、例として示されており、図面に限定されることを意図するものではない。
【図面の簡単な説明】
【0004】
図1】一実施形態による、シールアセンブリの軸方向図を含む。
図2】一実施形態による、シールアセンブリの一部分の斜視図を含む。
図3】一実施形態による、シールアセンブリの一部分の円周端の斜視図を含む。
図4図3の線A-Aに沿って見た、一実施形態による、シールアセンブリの断面斜視図を含む。
【発明を実施するための形態】
【0005】
図面と組み合わせた以下の説明は、本明細書に開示される教示を理解するのを助けるために提供される。以下の考察は、本教示の具体的な実装および実施形態に焦点を合わせるであろう。この焦点は、本教示を説明するのを助けるために提供されており、本教示の範囲または適用性に対する限定として解釈されるべきではない。しかしながら、本出願で開示され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。
【0006】
用語「備える(comprises)」、「備える(comprising)」、「含む(includes)」、「含む(including)」、「有する(has)」、「有する(having)」、またはその任意の他の変形は、非排他的包含を含むことを意図する。例えば、特徴のリストを備える方法、物品、または装置は、必ずしもそれらの特徴のみに限定されず、そのような方法、物品、または装置に明示的にリスト化されないかまたは固有ではない他の特徴を含んでもよい。さらに、明示的にそうではないことが述べられていない限り、「または(or)」は、包含的な「または」を指し、排他的な「または」を指さない。例えば、条件AまたはBは、以下のいずれか1つによって満たされる。Aは真(または存在する)かつBは偽(または存在しない)、Aは偽(または存在しない)かつBは真(または存在する)、およびAとBの両方が真(または存在する)である。
【0007】
また、「1つ(a)」または「1つ(an)」の使用は、本明細書に記載の要素および構成要素を説明するために用いられる。これは単に便宜上および本発明の範囲の一般的な意味を与えるために行われる。この説明は、他を意味することが明確でない限り、1つ、少なくとも1つ、または複数も含む単数形、またはその逆を含むように読む必要がある。例えば、本明細書で単一の物品が説明される場合、単一の物品の代わりに複数の物品を使用することができる。同様に、本明細書で複数の物品が説明される場合、それらの複数の物品に代えて単一の物品が使用され得る。
【0008】
所与の値からの相対的な許容偏差を説明するために、「ほぼ(approximately)」、「概して(generally)」などの使用が用いられている。このような用語は、所与の値からの偏差を、値の1%~10%の範囲、値の1%~9%の範囲、値の1%~8%の範囲、または、値の1%~5%の範囲内で含むように読むべきである。
【0009】
他に定義されない限り、本明細書において使用されるすべての技術的および科学的用語は、本発明が属する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、例示的なものにすぎず、限定的であることを意図しない。本明細書に記載されていない範囲で、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、シーリング技術内の教科書および他のソースにおいてみることができる。
【0010】
本明細書に記載されている1つ以上の実施形態によるシールアセンブリは、概して、ハウジングと、ハウジングに結合されたシールとを含み得る。一実施形態では、シールは、ハウジングの溝に配置されて、ハウジングとシールとの相対的な動きを制限するように適合された結合要素によってハウジングに対して所定の位置に保持され得る。結合要素は、例えば、ねじ締結具、非ねじ締結具、接着剤、クランプ、またはこれらの任意の組み合わせを含み得る。特定の実施形態では、結合要素は、ハウジングおよびシールを通って延在する締結具を含み得る。
【0011】
一実施形態では、シールアセンブリは、1つ以上の円周間隙を画定するスプリットリングシールアセンブリ(スプリットシールアセンブリ)を含み得る。特定の実施形態では、シールアセンブリは、円周端で接合される、2つの半体(例えば、第1の半体および第2の半体)などの複数の円周部分を含み得る。シーリング特性を高めるために、2つの半体の円周端は、それらの間に円周間隙を生じさせることなく、組み合わせられるように適合され得る。
【0012】
図1は、一実施形態による、シールアセンブリ100の軸方向図を含む。シールアセンブリ100は、ハウジング102およびシール104を含む。シール104は、ハウジング102の内面106に配置され得る。シール104は、シャフトなどの内部構成要素(図示せず)に対してシールするように適合されているシールアセンブリ100の内径を画定することができる。一実施形態では、ハウジング102は、シャフトまたはクランクシャフトハウジングなど、より大きなシステムの一部であり得る。
【0013】
一実施形態では、シールアセンブリ100は、多体構造を有し得る。例えば、ハウジング102は、第1の部分108および第2の部分110を含み得る。特定の実施形態では、第1の部分108は、ハウジング102の第1の半体を画定し、第2の部分110は、ハウジング102の第2の半体を画定し得る。第1の部分108および第2の部分110は、分離していてもよい(例えば、固定して結合されていない)。このようにして、第1の部分108および第2の部分110を内部構成要素に移動させて、その上に、シールアセンブリ100を曲げたり変形させたりすることなく、または、軸方向の変位を必要とすることなく、簡単に取り付けることができる。
【0014】
ハウジング102の第1の部分108および第2の部分110は、1つ以上の界接面112で接合され得る。一実施形態では、界接面112は、1つ以上の締結具、クランプ、タイ、または他の係合アセンブリを受容するように適合され得る。係合されると、第1の部分108および第2の部分110は、中心軸114を有する環状リングを形成し得る。
【0015】
図2を参照すると、一実施形態では、ハウジング102の第1の部分108を第1のシール要素116と結合し、ハウジング102の第2の部分110を第2のシール要素118と結合することができる。ハウジング102の第1の部分108および第1のシール要素116は、係合界接面120で、ハウジング102の第2の部分110および第2のシール要素118と係合することができる。一実施形態では、係合界接面120は概して平坦であり得る。係合界接面120は、中心軸114から半径方向に延在する平面に沿って置かれ得る。一実施形態では、第1のシール要素116および第2のシール要素118は、係合界接面120に沿って相互に接触し得る。別の実施形態では、ハウジング102の第1の部分108および第2の部分110は、係合界接面120に沿って相互に接触し得る。
【0016】
一実施形態では、ハウジング102は、シールアセンブリ100の通常の操作状態中にほぼ完全に変わらないままであるように適合された硬質材料を含み得る。例えば、ハウジング102は、1つ以上の金属もしくは合金、硬質ポリマー、またはこれらの組み合わせを含み得る。
【0017】
シール104はポリマー材料を含み得る。例示的なポリマーは、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)などのテトラフルオロエチレン(TFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ペルフルオロアルコキシ(PFA)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、ポリエチレンテトラフルオロエチレン(ETFE)、フッ化ビニリデン(THV)、ポリエチレンクロロトリフルオロエチレン(ECTFE)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、またはこれらの任意の組み合わせを含む。開示の範囲は、上記の例示的なポリマーに限定されることを意図するものではない。1つ以上のフィラーがシール104に含まれていてもよい。例示的なフィラーは、ガラス繊維、炭素繊維、シリコン、PEEK、芳香族ポリエステル、炭素粒子、青銅、フルオロポリマー、熱可塑性フィラー、酸化アルミニウム、ポリアミドイミド(PAI)、PPS、ポリフェニレンスルホン(PPSO2)、LCP、芳香族ポリエステル、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、またはこれらの任意の組み合わせを含む。さらに、フィラーは、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、雲母、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、またはこれらの任意の組み合わせを含むことができる。
【0018】
シールアセンブリ100は、ハウジング102とシール104との相対的な動きを制限するように適合された1つ以上の結合要素をさらに含み得る。場合によっては、1つ以上の結合要素は、分離した結合要素を含み得る。より具体的な実施形態では、結合要素のうちの少なくとも1つは、ハウジング102の少なくとも一部分およびシール104の少なくとも一部分を通って延在する締結具122を含み得る。締結具122は、例えば、ねじ締結具、非ねじ締結具、接着締結具、またはこれらの任意の組み合わせを含み得る。
【0019】
図3および図4は、ハウジング102の第2の部分110の円周端128および第2のシール要素118を示している。ハウジング102の第1の部分108および第1のシール要素116は、シールアセンブリ100の第1のサブアセンブリと見なされ得る。ハウジング102の第2の部分110および第2のシール要素118は、シールアセンブリ100の第2のサブアセンブリと見なされ得る。第1のサブアセンブリまたは第2のサブアセンブリのどちらか、サブアセンブリによって共有される部品、またはその構成要素に関して本明細書でなされる参照は、そのサブアセンブリにのみ、またはサブアセンブリの一方もしくは両方、またはアセンブリ全体に適用されると見なされ得る。場合によっては、第1のサブアセンブリおよび第2のサブアセンブリは相互に対称であってもよい。例えば、第1のサブアセンブリおよび第2のサブアセンブリは、シールアセンブリ100の中心軸114について回転対称、反射対称(例えば、係合界接面120について反射対称)、またはその両方であり得る。
【0020】
一実施形態では、第2のシール要素118は、弛緩した状態の第2のシール要素118の円周長さによって測定された、弛緩した円周長さLSRを画定し得る。これは、第2のシール要素118が配置されるハウジング102の第2の部分110の溝124の円周長さLGとは異なる。一実施形態では、LSRは、LGよりも大きくすることができる。例えば、LSRは、少なくとも1.001LG、少なくとも1.005LG、少なくとも1.01LG、少なくとも1.02LG、少なくとも1.03LG、または少なくとも1.05LGとすることができる。
【0021】
一実施形態では、第2のシール要素118の円周端128は、ハウジング102の第2の部分110の円周端128を越えてある距離に延在することができる。一実施形態では、第2のシール要素118の円周端128は、ハウジング102の第2の部分110の円周端128を、少なくとも0.1mm、少なくとも0.2mm、少なくとも0.3mm、少なくとも0.4mm、または少なくとも0.5mmだけ張り出し得る。一実施形態では、第2のシール要素118は、ハウジング102の第2の部分110を1つのその円周端のみにおいて張り出し得る。別の実施形態では、第2のシール要素118は、ハウジング102の第2の部分110の両方の円周端を張り出していてもよい。より具体的な実施形態では、第2のシーリング要素118は、ハウジング102の第2の部分110に対して円周方向に中心に置かれていてもよい。このようにして、円周方向の張り出しは、サブアセンブリの両方の円周端128でほぼ等しくなり得る。
【0022】
一実施形態では、溝124は、ハウジング102の半径方向内側の表面128から延在し得る。一実施形態では、溝124は、ハウジング102の円周で測定されて均一なプロファイルを有し得る。別の実施形態では、溝124は、可変プロファイルを有し得る。シール104は、溝124内に少なくとも部分的に配置されるテール126を含み得る。
【0023】
シール104のシーリングエッジ130は、内部構成要素(図示せず)に対して効果的なシーリング特性を提供するように適合された断面プロファイルを含み得る。図示の実施形態では、シール104は、ハブ134に接続されたデュアルリップ132Aおよび132Bを画定する。特定の実施形態では、リップ132Aおよび132Bは、シール104の中心線について反射対称または概して反射対称であり得る。シーリングエッジ130は、図示または上記の実施形態に限定されることを意図するものではない。別の実施形態では、シーリングエッジは、非反射対称であるか、1つ以上の追加の特徴を含むか、またはリップを1つだけ含むか、またはハブを含まなくてもよい。
【0024】
図4は、図3の線A-Aに沿って見た、シールアセンブリ100の断面図を含む。一実施形態では、ハウジング102は、ハウジング102の第1の軸端138の表面から、その第2の軸端140に向かう方向に延在するボア136を画定し得る。一実施形態では、ボア136は、ハウジング102の軸長未満の深さを画定し得る。つまり、ボア136はハウジング102内で終端し得る。特定の実施形態では、ハウジング102は軸長LHAを画定することができ、ボア136は、0.99LHA未満、0.95LHA未満、0.9LHA未満、0.8LHA未満、0.7LHA未満、0.6LHA未満、0.5LHA未満の深さDBを画定することができる。別の特定の実施形態では、DBは、0.2LHA以上、0.3LHA以上、または0.4LHA以上であり得る。
【0025】
図示のように、ボア136は、ハウジング102の溝124と流体連通し得る。このようにして、結合要素122は、ボア136を通過し、シール104が配置される溝124によって画定されるボリュームの少なくとも一部分を通り延在し得る。別の実施形態では、ボア136は、半径方向内側の表面128から測定して、溝124の深さDGに概して垂直に方向付けられた中心軸を画定し得る。さらなる実施形態では、ボア136は、溝124の深さDGから角度を付けてオフセットされていてもよい。例えば、ボア136の中心軸は、1°~89°の範囲、5°~80°の範囲、または10°~70°の範囲で深さDGと相対角度を画定し得る。
【0026】
一実施形態では、ボア136は、シール104内のボア142と同軸上に位置合わせされ得る。一実施形態では、ボア142は、シール104のテール126部分を通過し得る。ボア142は、結合要素122を受容するように適合された直径を画定し得る。特定の実施形態では、ボア142は、ハウジング102内のボア136と同じまたは類似の直径を画定し得る。結合要素122は、ハウジング102のボア136内に取り付けられ、シール104のボア142内へと通され得る。一実施形態では、結合要素122は、シール104の反対側のハウジング102のボア136内へとさらに通され得る。結合要素122は、操作使用中に、ボア136および142から流体が流出するのを防止するために、ハウジング102内で終端することができる。一実施形態では、結合要素122は、ハウジング102の第1の軸端138と第2の軸端140との間に画定された領域内で完全に配置され得る。別の実施形態では、結合要素122の一部分を、ハウジング102の第1の軸端138から露出させてもよい。
【0027】
一実施形態では、結合要素122は、複数の結合要素を含み得る。例えば、結合要素122は、少なくとも2つの結合要素、少なくとも3つの結合要素、または少なくとも4つの結合要素を含み得る。一実施形態では、結合要素122は、各々、ハウジング102およびシール104を少なくとも部分的に通って延在するボア内に配置され得る(例えば、各結合要素122は、ハウジング102内のボア136およびシール104内のボア142を通り延在し得る)。場合によっては、結合要素122は、サブアセンブリの円周端128に隣接して配置される。
【0028】
図1は、複数の結合要素122を利用するシールアセンブリを示している。結合要素122は、サブアセンブリの円周端に隣接して配置されている。一実施形態では、結合要素122は、ハウジング102の第2の部分110および第2のシール要素118の円周端128に、それらの中間部分よりも近くに配置され得る。例えば、特定の実施形態では、ハウジング102の第2の部分110および第2のシール要素118は、取り付けられた状態での平均円周長さによって測定される円周長さLHを画定し得る。第1の結合要素122は、0.0LH~0.2LHの第1の位置で配置され、第2の結合要素122は、0.8LH~1.0LHの第2の位置で配置され得る。より具体的な実施形態では、第1の位置を0.01LH~0.2LHで配置することができ、第2の位置を0.8LH~0.99LHで配置することができる。このようにして、結合要素122は、サブアセンブリの円周端128から離間できるが、隣接して配置されてもよい。図示されていない実施形態では、結合要素122は、ハウジング102およびサブアセンブリのシール104部分を係合するように構成された他の係合要素を含み得る。
【0029】
本明細書における実施形態に従って説明されるシールアセンブリ100は、様々な方法で形成され得る。1つの例示的な方法は、ハウジングによって画定された溝内にシーリング要素を取り付け、シーリング要素をハウジングに結合して、ハウジングとシーリング要素との相対的な動きを制限することを含む。方法は、シーリング要素をハウジングに結合した後、シーリング要素をサイズ調整することをさらに含み得る。サイズ調整には、例えば、カット、トリミング、スカイビング、または別のやり方でシーリング要素から余分な材料を除去することが含まれ得る。シーリング要素をハウジングに結合した後にサイズ調整すると、特定のハウジングに対してシーリング要素の寸法を正確に決定することができる。このようにして、費用と時間のかかる工具および加工を使用せずに、シール要素の張り出しを正確に制御することができる。
【0030】
一実施形態では、シールアセンブリ100は、効果的なシーリング特性を提供するために、使用時には係合される2つの部分(例えば、2つの半体)を有するスプリットシールを含み得る。各部分は、シールの一部分とハウジングの一部分とによって画定されるサブアセンブリを含み得る。特定の実施形態では、第1のサブアセンブリおよび第2のサブアセンブリは、相互に比較して同じまたは概して同じ特性(例えば、同じ円周長さ)を有し得る。一実施形態では、第1のサブアセンブリおよび第2のサブアセンブリは相互に類似するように形成され得る。別の実施形態では、第1のアセンブリおよび第2のアセンブリは異なる方法を用いて形成されてもよい。
【0031】
場合によっては、シーリング要素は圧入で溝内に取り付けられ得る。他の場合では、シーリング要素は溝内へスライドされ得る。シールは、ハウジングの円周長さよりも大きい円周長さを有し得る。一実施形態では、シーリング要素の円周長さは、ハウジングの円周長さよりも少なくとも10mm大きく、ハウジングの円周長さよりも少なくとも15mm大きく、ハウジングの円周長さよりも少なくとも20mm大きく、ハウジングの円周長さよりも少なくとも30mm大きく、ハウジングの円周長さよりも少なくとも40mm大きく、またはハウジングの円周長さよりも少なくとも50mm大きい。別の実施形態では、シーリング要素の円周長さは、ハウジングの円周長さよりも100cm以下で大きい。
【0032】
一実施形態では、シーリング要素を取り付ける前にハウジング内にボアが形成される。シーリング要素を溝に取り付けた後、ボアがシーリング要素に通され得る。つまり、例えば、シーリング要素内のボアはその場で形成され得る。別の実施形態では、ハウジング内のボアおよびシーリング要素内のボアは、相互に同時に形成されてもよい。
【0033】
結合要素がボア内に取り付けられて、シーリング要素およびハウジングが結合され得る。結合要素は、例えば、締結具を含み得る。締結具をボアに挿入し、シールアセンブリ内を通すことで、シーリング要素がハウジングに固定され得る。一実施形態では、ピノールねじなどのねじ締結具を使用することができる。ハウジングまたはシールは、ねじ山、または締結具と連動して締結具を固定するように適合されている他の補完的な係合特徴を含んでいてもよい。一実施形態では、締結具はさらに、ハウジングまたはシールに接着されて、そこから押し出されるのを防ぐことができる。
【0034】
シーリング要素は、ハウジングに結合された後にサイズ調整され得る。サイズ調整は、(例えば、ブレード、レーザ、または他の材料除去デバイスによる)連続するパス、または1回のパスでシーリング要素の露出エッジを除去することを伴い得る。場合によっては、サイズ調整が完了した後も、シーリング要素の円周長さがハウジングの円周長さよりも大きいままであってもよい。このようにして、サブアセンブリのシーリング要素を干渉状態で相互に押し付けて流体シーリングを高めることができる。
【0035】
本明細書に記載されている実施形態によるシールアセンブリ100は、クランクシャフトハウジング内などの特定の作業環境において経験する温度勾配によって生じる収縮からの問題を回避し得る。より具体的には、本明細書に記載されている実施形態によるシールアセンブリ100は、スプリットシール設計で典型的に経験される漏れを発生させることなく、スプリットリングシーリングを可能にし得る。
【0036】
時間と共に、シールは劣化する可能性があり(特に、摩耗または腐食性の高い流体にさらされる過酷な環境におけるシール)、交換が必要になる。場合によっては、近くの環境の幾何学的配置が特定の取り付け技術を妨げることがあるため、元のシールを利用した交換が難しい場合がある。例えば、最初の組み立て時に、シールは、近くの環境のさらなる組み立てによりもはや可能ではないアクションまたはステップによって取り付けられている場合がある。非限定的な例として、クランクシャフトハウジングの最初の組み立て環境は、シャフトに沿った所定位置へのシールの軸方向変位を許容していた場合がある。しかしながら、シャフトの軸端にアクセスできなくなったため、シールの交換には、横方向の平行移動が必要になり得る。本明細書に記載されている1つ以上の実施形態によるシールアセンブリ100は、内部構成要素に沿ったシールの軸方向変位を必要とすることなく、内部構成要素に対して取り付けられるように適合され得る。特定の実施形態では、本明細書に記載されている実施形態によるシールアセンブリ100は、その場で結合される、2ピースハウジングおよびシールを使用して、横向きに取り付けることができる。
【0037】
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が以下に説明される。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例示にすぎず、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、以下にリスト化される実施形態のうちのいずれか1つ以上に従うことができる。
【0038】
実施形態1.シールアセンブリであって、
溝を画定するハウジングと、
ハウジングの溝に配置されたシールと、
ハウジングとシールとの相対的な動きを制限するように適合された結合要素と、を備える、シールアセンブリ。
【0039】
実施形態2.シールアセンブリは、スプリットシールアセンブリを含み、ハウジングおよびシールは、スプリットシールアセンブリの一部分を構成する、実施形態1に記載のシールアセンブリ。
【0040】
実施形態3.シールアセンブリは、第1の部分および第2の部分を含み、第1および第2の部分は、相互に比較して同じ円周長さを画定する、前述の実施形態のいずれか1つに記載のシールアセンブリ。
【0041】
実施形態4.シールは、弛緩した円周長さLSRを画定し、溝は、円周長さLGを画定し、LSは、LGよりも大きい、前述の実施形態のいずれか1つに記載のシールアセンブリ。
【0042】
実施形態5.LSRは、LGよりも少なくとも0.1mm大きく、LGよりも少なくとも0.2mm大きく、LGよりも少なくとも0.5mm大きく、またはLGよりも少なくとも1mm大きい、実施形態4に記載のシールアセンブリ。
【0043】
実施形態6.シールは、ハウジングに対して円周方向に中心に置かれている、実施形態2~5のいずれか1つに記載のシールアセンブリ。
【0044】
実施形態7.溝は、ハウジングの半径方向内側の表面に配置され、シールアセンブリの内径はシールによって画定される、前述の実施形態のいずれか1つに記載のシールアセンブリ。
【0045】
実施形態8.結合要素は、ハウジングのボア内に配置され、ボアは、ハウジングの軸長未満の深さを画定する、前述の実施形態のいずれか1つに記載のシールアセンブリ。
【0046】
実施形態9.ボアは、ハウジングの第1の軸端からハウジングの第2の軸端に向かう方向に延在している、実施形態8に記載のシールアセンブリ。
【0047】
実施形態10.ボアは、ハウジングの溝と流体連通している、実施形態8および9のいずれか1つに記載のシールアセンブリ。
【0048】
実施形態11.ボアは、溝の深さに概して垂直に方向付けられた中心軸を画定する、実施形態8~10のいずれか1つに記載のシールアセンブリ。
【0049】
実施形態12.結合要素は、シールのボア内にさらに配置されている、実施形態8~11のいずれか1つに記載のシールアセンブリ。
【0050】
実施形態13.ハウジングは、第1の部分の円周長さで離間されている円周端を画定する第1の部分を含み、ボアは、その中間部分よりも第1の部分の円周端の近くに配置されている、実施形態8~12のいずれか1つに記載のシールアセンブリ。
【0051】
実施形態14.結合要素は、第1の結合要素および第2の結合要素を含む複数の結合要素を含む、前述の実施形態のいずれか1つに記載のシールアセンブリ。
【0052】
実施形態15.第1の結合要素は、ハウジングの第1の円周端に隣接して配置され、第2の結合要素は、ハウジングの第2の円周端に隣接して配置されている、実施形態14に記載のシールアセンブリ。
【0053】
実施形態16.ハウジングは、円周長さLHを画定し、第1の結合要素は、0.0LH~0.2LHの第1の位置に配置され、第2の結合要素は、0.8LH~1.0LHの第2の位置に配置されている、実施形態14および15のいずれか1つに記載のシールアセンブリ。
【0054】
実施形態17.結合要素は、ねじ締結具を含む、前述の実施形態のいずれか1つに記載のシールアセンブリ。
【0055】
実施形態18.シールは、ポリマー材料を含む、前述の実施形態のいずれか1つに記載のシールアセンブリ。
【0056】
実施形態19.ハウジングは、金属または合金などの硬質材料を含む、前述の実施形態のいずれか1つに記載のシールアセンブリ。
【0057】
実施形態20.シールアセンブリであって、
スプリットハウジングであって、
第1の部分、および
第2の部分、を含み、第1および第2の部分は、各々、溝を画定する、スプリットハウジングと、
スプリットシールであって、
スプリットハウジングの第1の部分の溝に配置された第1のシール要素、および
スプリットハウジングの第2の部分の溝に配置された第2のシール要素、を含む、スプリットシールと、
スプリットハウジングの第1の部分とスプリットシールの第1のシール要素との相対的な動きを制限するように適合された第1の結合要素と、
スプリットハウジングの第2の部分とスプリットシールの第2のシール要素との相対的な動きを制限するように適合された第2の結合要素と、を備える、シールアセンブリ。
【0058】
実施形態21.スプリットハウジングの第1および第2の部分は、相互に比較して同じ円周長さを画定する、実施形態20に記載のシールアセンブリ。
【0059】
実施形態22.第1のシール要素は、弛緩した円周長さLSRと、シールアセンブリの使用時に測定される、有効円周長さLSEを画定し、LSRは、LSEよりも大きい、実施形態20および21のいずれか1つに記載のシールアセンブリ。
【0060】
実施形態23.溝は、スプリットハウジングの第1および第2の半体の半径方向内側の表面に配置されている、実施形態20~22のいずれか1つに記載のシールアセンブリ。
【0061】
実施形態24.第1および第2のシール要素は、相互に比較して同じ寸法を有する、実施形態20~23のいずれか1つに記載のシールアセンブリ。
【0062】
実施形態25.スプリットハウジングの第1および第2の部分は、1つ以上の締結具によって結合されている、実施形態20~24のいずれか1つに記載のシールアセンブリ。
【0063】
実施形態26.シールを形成する方法であって、
ハウジングによって画定された溝内にシーリング要素を取り付けることと、
ハウジングとシーリング要素との相対的な動きを制限するために、シーリング要素をハウジングに結合することと、
シーリング要素をハウジングに結合した後、シーリング要素をサイズ調整することと、
を含む、方法。
【0064】
実施形態27.溝内にシーリング要素を取り付けることは、圧入によって行われる、実施形態26に記載の方法。
【0065】
実施形態28.シーリング要素をハウジングに結合することは、ねじ締結具などの結合要素によって行われる、実施形態26および27のいずれか1つに記載の方法。
【0066】
実施形態29.シーリング要素をハウジングに結合することは、結合要素全体を、ハウジングの外径によって画定されたボリューム内に位置決めすることによって行われる、実施形態28に記載の方法。
【0067】
実施形態30.シーリング要素をハウジングに結合することは、
ハウジング内にボアを形成することと、
シーリング要素内にボアを形成することと、をさらに含む、実施形態26~29のいずれか1つに記載の方法。
【0068】
実施形態31.ハウジングおよびシーリング要素内にボアを形成することは、同時にまたは異なる時間に発生する、実施形態30に記載の方法。
【0069】
実施形態32.ハウジング内にボアを形成することは、溝内にシーリング要素を取り付ける前に行われる、実施形態30および31のいずれか1つに記載の方法。
【0070】
実施形態33.シーリング要素内にボアを形成することは、溝内にシーリング要素を取り付けた後に行われる、実施形態30~32のいずれか1つに記載の方法。
【0071】
実施形態34.ハウジング内のボアは、シーリング要素内のボアとほぼ同じ直径である、実施形態30~33のいずれか1つに記載の方法。
【0072】
実施形態35.ハウジング内にボアを形成することは、ボアの深さがハウジングの軸長未満であるように行われる、実施形態30~34のいずれか1つに記載の方法。
【0073】
実施形態36.ハウジング内にボアを形成することは、ハウジング内に複数のボアを形成することを含む、実施形態30~35のいずれか1つに記載の方法。
【0074】
実施形態37.複数のボアは、相互に比較してほぼ同じ深さを画定する、実施形態36
に記載の方法。
【0075】
実施形態38.シールは、第1の半体および第2の半体を含むスプリットシールを含み、複数のボアは、第1の半体の第1の円周端に隣接して配置された第1のボア、および第1の半体の第2の円周端に隣接して配置された第2のボアを含む、実施形態36および37のいずれか1つに記載の方法。
【0076】
実施形態39.シーリング要素をサイズ調整することは、シーリング要素の露出した端をカットすることを含む、実施形態26~38のいずれか1つに記載の方法。
【0077】
実施形態40.シールは、第1の半体および第2の半体を含むスプリットシールを含み、第1の半体のシーリング要素は、シーリング要素をサイズ調整した後に測定されて、第1の半体のハウジングの円周長さよりも大きい円周長さを画定する、実施形態26~39のいずれか1つに記載の方法。
【0078】
実施形態41.シーリング要素は、ハウジングを越えて円周方向に延在している少なくとも1つの露出部分を画定し、露出部分は、少なくとも0.1mm、少なくとも0.2mm、少なくとも0.3mm、少なくとも0.4mm、または少なくとも0.5mmの円周長さを有する、実施形態40に記載の方法。
【0079】
実施形態42.シーリング要素をサイズ調整した後に、シールの第1の円周半体をシールの第2の円周半体に係合することをさらに含む、実施形態26~41のいずれか1つに記載の方法。
【0080】
特定の特徴、明確にするために、別個の実施形態の文脈で本明細書に記載されているが、単一の実施形態において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ている様々な特徴は、別々にまたは任意の副組み合わせで提供することもできる。さらに、範囲で述べられた値への言及は、その範囲内のありとあらゆる値を含む。
【0081】
利益、他の利点、および問題に対する解決策は、特定の実施形態に関して上記で説明されている。しかしながら、利益、利点、問題の解決策、および任意の利益、利点、もしくは解決策が発生またはより顕著になる可能性のある任意の特徴(複数可)は、いずれかまたはすべての特許請求の範囲の重要な、必須の、または本質的な特徴として解釈されるべきではない。
【0082】
本明細書に記載された実施形態の明細書および例示は、様々な実施形態の構造の一般的な理解を提供することを意図する。明細書および例示は、本明細書に記載の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役立つことを意図するものではない。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もまた、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、範囲で述べられた値への言及は、その範囲内のありとあらゆる値を含む。本明細書を読んだだけで、多くの他の実施形態が当業者には明らかであり得る。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、または別の変更を行うことができるように、本開示から他の実施形態が使用され、かつ導出され得る。したがって、本開示は限定的ではなく、例示的とみなされるべきである。
図1
図2
図3
図4
【手続補正書】
【提出日】2023-08-23
【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】
シールアセンブリであって、
溝を画定するハウジングと、
前記ハウジングの前記溝に配置されたシールと、
前記ハウジングと前記シールとの相対的な動きを制限するように適合された結合要素と、を備え、
前記結合要素は、前記ハウジングのボア内及び前記シールのボア内に配置され、前記ハウジングの前記ボアは、前記ハウジングの第1の軸端から前記ハウジングの第2の軸端に向かう方向に延びて前記第1の軸端で露出され、前記シールは、弛緩した円周長さLSRを画定し、前記溝は、円周長さLを画定し、LSRは、Lよりも大きい、シールアセンブリ。
【請求項2】
前記シールアセンブリは、スプリットシールアセンブリを含み、前記ハウジングおよび前記シールは、前記スプリットシールアセンブリの一部分を構成する、請求項1に記載のシールアセンブリ。
【請求項3】
前記シールアセンブリは、第1の部分および第2の部分を含み、前記第1および第2の部分は、相互に比較して同じ円周長さを画定する、請求項1に記載のシールアセンブリ。
【請求項4】
前記溝は、前記ハウジングの半径方向内側の表面に配置され、前記シールアセンブリの内径は前記シールによって画定される、請求項1に記載のシールアセンブリ。
【請求項5】
前記ハウジングの前記ボアは、前記ハウジングの軸長未満の深さを画定する、請求項1に記載のシールアセンブリ。
【請求項6】
前記ボアは、前記ハウジングの前記溝と流体連通している、請求項5に記載のシールアセンブリ。
【請求項7】
前記ハウジングは、第1の部分を含み、前記第1の部分は、前記第1の部分の円周長さで離間されている円周端を画定し、前記ボアは、その中間部分よりも前記第1の部分の前記円周端の近くに配置されている、請求項5に記載のシールアセンブリ。
【請求項8】
前記結合要素は、第1の結合要素および第2の結合要素を含む複数の結合要素を含む、請求項1に記載のシールアセンブリ。
【請求項9】
シールアセンブリであって、
スプリットハウジングであって、
第1の部分、および
第2の部分、を含み、前記第1および第2の部分は、各々、溝を画定する、スプリットハウジングと、
スプリットシールであって、
前記スプリットハウジングの前記第1の部分の前記溝に配置された第1のシール要素、および
前記スプリットハウジングの前記第2の部分の前記溝に配置された第2のシール要素、を含む、スプリットシールと、
前記スプリットハウジングの前記第1の部分と前記スプリットシールの前記第1のシール要素との相対的な動きを制限するように適合された第1の結合要素と、
前記スプリットハウジングの前記第2の部分と前記スプリットシールの前記第2のシール要素との相対的な動きを制限するように適合された第2の結合要素と、を備え、
前記第1の結合要素は、前記スプリットハウジングの前記第1の部分のボア内及び前記第1のシール要素のボア内に配置され、前記スプリットハウジングの前記第1の部分の前記ボアは、前記スプリットハウジングの前記第1の部分の第1の軸端から前記スプリットハウジングの前記第1の部分の第2の軸端に向かう方向に延びて前記第1の軸端で露出され、前記シールは、弛緩した円周長さLSRを画定し、前記溝は、円周長さLを画定し、LSRは、Lよりも大きい、シールアセンブリ。
【請求項10】
シールを形成する方法であって、
ハウジングによって画定された溝内にシーリング要素を取り付けることと、
前記ハウジングと前記シーリング要素との相対的な動きを制限するために、前記シーリング要素を前記ハウジングに結合することと、
前記シーリング要素を前記ハウジングに結合した後、前記シーリング要素をサイズ調整することと、を含み、
前記結合は、前記ハウジングのボア内及び前記シーリング要素のボア内に配置された結合要素によって行われ、前記ハウジングの前記ボアは、前記ハウジングの第1の軸端から前記ハウジングの第2の軸端に向かう方向に延びて前記第1の軸端で露出され、前記シールは、弛緩した円周長さLSRを画定し、前記溝は、円周長さLを画定し、LSRは、Lよりも大きい、方法。
【請求項11】
前記シーリング要素を前記ハウジングに結合することは、
前記ハウジング内にボアを形成することと、
前記シーリング要素内にボアを形成することと、をさらに含む、請求項10に記載の方法。
【請求項12】
前記シールは、第1の半体および第2の半体を含むスプリットシールを含み、前記ハウジングの前記ボアは、前記ハウジングの第1の部分の第1の円周端に隣接して配置された第1のボア、および前記ハウジングの第1の半体部分の第2の円周端に隣接して配置された第2のボアを含む、請求項10に記載の方法。
【外国語明細書】