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特表2024-536542インサート付きシール、並びにその製造方法及び使用方法

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(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】2024-10-04

(54)【発明の名称】インサート付きシール、並びにその製造方法及び使用方法

(51)【国際特許分類】

F16J 15/3236 20160101AFI20240927BHJP

【ＦＩ】

F16J15/3236

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024523104

(86)(22)【出願日】2022-10-25

(85)【翻訳文提出日】2024-04-17

(86)【国際出願番号】 US2022078639

(87)【国際公開番号】W WO2023076886

(87)【国際公開日】2023-05-04

(31)【優先権主張番号】63/263,136

(32)【優先日】2021-10-27

(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】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

【氏名又は名称原語表記】Ｓａｉｎｔ－ＧｏｂａｉｎＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＰｌａｓｔｉｃｓ，Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ

【住所又は居所原語表記】３１５００ＳｏｌｏｎＲｏａｄＳｏｌｏｎ，４４１３９ＯＨＵＳＡ

(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】スターク，コルビー

【テーマコード（参考）】

3J006

【Ｆターム（参考）】

3J006AB02

3J006AE12

3J006AE17

3J006AE29

3J006AE34

3J006AE39

3J006AE41

3J006CA03

3J006CA05

(57)【要約】

【解決手段】シールは、環状凹部を画定するヒール、第１のリップ、及び第２のリップを備える環状ジャケットと、ヒール、第１のリップ、及び第２のリップに接触する、環状凹部内に配置された少なくとも３つのプロングを備えるインサートと、を含む。
【選択図】図１Ａ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

シールであって、
環状凹部を画定するヒール、第１のリップ、及び第２のリップを備える環状ジャケットと、
前記ヒール、前記第１のリップ、及び前記第２のリップに接触する、前記環状凹部内に配置された少なくとも３つのプロングを備えるインサートと、
を備える、シール。

【請求項2】

シールであって、
環状凹部を画定するヒール、第１のリップ、及び第２のリップを備える環状ジャケットと、
前記第１のリップ及び前記第２のリップのうちの少なくとも１つに隣接して前記環状凸部内に配置されたエナジャイザと、
前記ヒール、前記第１のリップ、及び前記第２のリップに接触する、前記環状凹部内に配置された少なくとも３つのプロングを備えるインサートと、
を備える、シール。

【請求項3】

シールアセンブリであって、
第１の部材と、
第２の部材と、
前記第１の部材と前記第２の部材との間に半径方向に配置されたシールと、
を備え、前記シールが、
環状凹部を画定するヒール、第１のリップ、及び第２のリップを備える環状ジャケットと、
前記第１のリップ及び前記第２のリップのうちの少なくとも１つに隣接して前記環状凸部内に配置されたエナジャイザと、
前記ヒール、前記第１のリップ、及び前記第２のリップに接触する、前記環状凹部内に配置された少なくとも３つのプロングを備えるインサートと、
を含む、シールアセンブリ。

【請求項4】

前記インサートが、第１のプロング、第２のプロング、及び第３のプロングを備える、請求項１～３のいずれか一項に記載のシール又はシールアセンブリ。

【請求項5】

前記インサートが、Ｙ字形のインサートである、請求項１～４のいずれか一項に記載のシール又はシールアセンブリ。

【請求項6】

前記インサートが、Ｘ字形のインサートである、請求項１～５のいずれか一項に記載のシール又はシールアセンブリ。

【請求項7】

前記第１のリップが長さＬ_ＦＬを有し、前記第２のプロングが前記長さＬ_ＦＬの少なくとも３０％で前記第１のリップに接触する、請求項５に記載のシール又はシールアセンブリ。

【請求項8】

前記第２のリップが長さＬ_ＳＬを有し、前記第３のプロングが前記長さＬ_ＳＬの少なくとも３０％で前記第２のリップに接触する、請求項５に記載のシール又はシールアセンブリ。

【請求項9】

前記環状凹部が、前記インサートのプロングを収容する内部空洞を含む、請求項１～８のいずれか一項に記載のシール又はシールアセンブリ。

【請求項10】

前記インサートの前記プロングが前記内部空洞内に固定される、請求項９に記載のシール又はシールアセンブリ。

【請求項11】

前記インサートのプロングが前記第１のリップに接触して、前記第１のリップに付勢力を提供する、請求項１～１０のいずれか一項に記載のシール又はシールアセンブリ。

【請求項12】

前記インサートのプロングが前記第２のリップに接触して、前記第２のリップに付勢力を提供する、請求項１１に記載のシール又はシールアセンブリ。

【請求項13】

前記第１のプロングと前記第２のプロングとの交点が角度αを形成し、αが１８０°以下である、請求項４に記載のシール又はシールアセンブリ。

【請求項14】

前記第１のプロングと前記第３のプロングとの交点が角度δを形成し、δが１８０°以下である、請求項４に記載のシール又はシールアセンブリ。

【請求項15】

前記第２のプロングと前記第３のプロングとの交点が角度θを形成し、θが１８０°以下である、請求項４に記載のシール又はシールアセンブリ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、シールに関し、より具体的には、圧力条件に配置されるように適合されたシールに関する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0002】

シールは、流体（液体、気体、スラリーなど）を互いに分離するために環境内で使用される。多くの場合、これらのシールは、圧力条件下又は振動下で繰り返し圧縮及び拡張するジャケット及びエナジャイザを含み得る。多くの場合、ジャケット又はエナジャイザへの圧力負荷は不均一であり得、シールへのより高い歪みをもたらし、その有効寿命を短くする。産業において、長期にわたって動作有効性を維持しながら、高圧及び高振動条件に耐えることができる改善されたシールに対する需要が継続している。

【0003】

第１の態様によれば、シールは、環状凹部を画定するヒール、第１のリップ、及び第２のリップを含む環状ジャケットと、ヒール、第１のリップ、及び第２のリップに接触する環状凹部内に配置された少なくとも３つのプロングを含むインサートとを含むことができる。

【0004】

別の態様によれば、シールは、環状凹部を画定するヒール、第１のリップ、及び第２のリップを含む環状ジャケットと、第１のリップ及び第２のリップのうちの少なくとも１つに隣接して環状凹部内に配置されたエナジャイザと、ヒール、第１のリップ、及び第２のリップに接触する環状凹部内に配置された少なくとも３つのプロングを含むインサートと、を含むことができる。

【0005】

更に別の態様によれば、シールアセンブリは、第１の部材と、第２の部材と、第１の部材と第２の部材との間に半径方向に配置されたシールと、を含むことができ、シールは、環状凹部を画定するヒール、第１のリップ、及び第２のリップを含む環状ジャケットと、第１のリップ及び第２のリップのうちの少なくとも１つに隣接する環状凹部内に配置されたエナジャイザと、ヒール、第１のリップ、及び第２のリップに接触する環状凹部内に配置された少なくとも３つのプロングを含むインサートと、を含むことができる。

【図面の簡単な説明】

【0006】

実施形態は、例として示されており、添付の図面に限定されることを意図しない。

【図1A】図１Ａは、一実施形態によるシールの断面斜視図を含む。

【図1B】図１Ｂは、一実施形態によるシールの断面斜視図を含む。

【図2A】図２Ａは、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。

【図2B】図２Ｂは、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。

【0007】

当業者は、図中の要素が簡略化及び明瞭化を目的として例解されており、必ずしも縮尺どおりに描画されていないことを理解されたい。例えば、図中の一部の要素の寸法は、本発明の実施形態の理解を向上させるのに役立つように、他の要素に対して誇張されている場合がある。

【発明を実施するための形態】

【0008】

図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の理解を助けるために、提供される。以下の考察は、教示の特定の実施態様及び実施形態に、焦点を当てている。この焦点は、教示の説明を助けるために提供されており、教示の範囲又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、本出願に開示される教示に基づいて、その他の実施形態を使用することができる。

【0009】

「備える（comprises）」、「備える（comprising）」、「含む（includes）」、「含む（including）」、「有する（has）」、「有する（having）」という用語、又はこれらの任意のその他の変形は、非排他的包含を網羅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、又は装置は、必ずしもそれらの特徴のみに限定されるものではないが、明示的に列挙されていないその他の特徴、又はこのような方法、物品、若しくは装置に固有のその他の特徴を含んでもよい。更に、矛盾する記載がない限り、「又は（or）」は、包含的なｏｒを指し、排他的なｏｒを指すものではない。例えば、条件Ａ又は条件Ｂは、以下のいずれか１つによって満たされる：Ａが真であり（又は存在し）、Ｂが偽である（又は存在しない）、Ａが偽であり（又は存在せず）、Ｂが真である（又は存在する）、及び、ＡとＢとの両方が真である（又は存在する）。

【0010】

また、「ａ」又は「ａｎ」の使用は、本明細書に記載される要素及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、及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。本説明は、そうでないことを意味することが明らかでない限り、１つ、少なくとも１つ、又は単数形が複数形もまた含むものとして、又はその逆として、理解されるべきである。例えば、単一の物品が本明細書に記載されている場合、単一の物品の代わりに２つ以上の物品を使用してもよい。同様に、２つ以上の物品が本明細書に記載されている場合、その２つ以上の物品を、単一の物品に置き換えてもよい。

【0011】

特に定義されない限り、本明細書で使用される全ての技術用語及び科学用語は、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ものと、同じ意味を有する。材料、方法、及び実施例は、例示であるに過ぎず、限定的であることを意図するものではない。本明細書に記載されていない範囲で、特定の材料及び処理行為に関する多くの詳細は従来どおりであり、封止部の技術分野における教科書及びその他の情報源に見出され得る。

【0012】

最初に図１Ａを参照すると、本明細書に説明される一部の実施形態によるシール１００は、概して、ジャケット１０２と、ばね１０８と、インサート１２２とを含むことができる。ジャケット１０２は、環状凹部１０６を画定する、ヒール１１６、第１のリップ１１２、及び第２のリップ１１４を有する、本体１０４を含むことができる。いくつかの実施形態では、ばね１０８を環状凹部１０６内に配置することができる。更に、いくつかの実施形態では、インサート１２２を環状凹部１０６内に配置することができる。

【0013】

高圧用途で示されるような負荷条件下では、ばね１０８は、ジャケット１０２のリップ１１２、１１４に接触するか、更にはそれを押すように、シール１００の軸方向又は半径方向のうちの少なくとも一方に変形し得る。更に、インサート１２２は、ジャケット１０２の他方のリップ１１２、１１４に接触するか、更にはそれを押すように、軸方向又は半径方向のうちの少なくとも一方に変形し得る。したがって、リップ１１２、１１４は、アセンブリ内のそれぞれ隣接する第１の部材及び第２の部材に対して外向きの力を提供することができる。一方で、第１の部材と第２の部材との間で圧縮されたリップ１１２及び１１４は、シール１００の軸方向高さを横切る方向にばね１０８及びインサート１２２を付勢することができ、したがって、概して４つの付勢力方向、すなわち２つの内向き軸方向力及び２つの対向する外向き軸方向力を生成する。ばね１０８によってリップ１１２、１１４のいずれかに与えられる力は、インサートによってリップ１１２、１１４の他方に与えられる力と異なっていてもよい。したがって、リップ１１２、１１４のいずれかにかかる力は、リップ１１２、１１４の他方にかかる力から分離され得る。換言すれば、各リップ１１２、１１４は、アセンブリ内で互いに独立して付勢することができる。説明される付勢力は、特定の用途では、ばね１０８及びインサート１２２に対して間接的に負荷され得ることに留意されたい。

【0014】

シール１００（ジャケット１０２、ばね１０８、又はインサート１２２のうちの少なくとも１つを含む）は、シーリング技術における任意の適切な材料から形成され得る。特定の実施形態では、シール１００（ジャケット１０２、ばね１０８、又はインサート１２２のうちの少なくとも１つを含む）は、少なくとも部分的にポリマーを含むことができる。ポリマーは、ポリケトン、ポリアラミド、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、ポリベンズイミダゾール、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリプロピレン（polypropylene、ＰＰ）、ポリカーボネート（polycarbonate、ＰＣ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（acrylonitrile butadiene styrene、ＡＢＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリスルホン、ポリアミド（ＰＡ）、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリウレタン、ポリエステル、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、又はこれらの任意の組み合わせを含む群から選択されてもよい。ポリマーは、熱可塑性ポリマー又は熱硬化性ポリマーであってもよい。一実施形態では、ジャケット部１０２は、フルオロポリマーを含むか、又は本質的にそれからなり得る。例示的なフルオロポリマーとしては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（polyamide-imide、ＰＡＩ）、フッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、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及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（ＥＴＦＥ）コポリマー、エチレンクロロトリフルオロエチレン（ＥＣＴＦＥ）コポリマー、又はこれらの任意の組み合わせが挙げられる。その他のフルオロポリマー、ポリマー、及びブレンドが、ジャケット部１０２の組成物に含まれてもよい。別の特定の実施形態では、シール１００（ジャケット１０２、ばね１０８、又はインサート１２２のうちの少なくとも１つを含む）は、超高分子量ポリエチレン（ultra-high-molecular-weight polyethylene、ＵＨＭＷＰＥ）などのポリエチレン（ＰＥ）を少なくとも部分的に含むか、又は更には本質的にそれからなることができる。別の特定の実施形態では、シール１００（ジャケット１０２、又はエナジャイザ１０８のうちの少なくとも１つを含む）は、熱可塑性エラストマー炭化水素ブロックコポリマー、ポリエーテル－エステルブロックコポリマー、熱可塑性ポリアミドエラストマー、熱可塑性ポリウレタンエラストマー、熱可塑性ポリオレフィンエラストマー、熱可塑性加硫物、オレフィン系コポリマー、オレフィン系ターポリマー、ポリオレフィンプラストマー、又はそれらの組み合わせを含み得る。一実施形態では、シール１００（ジャケット１０２、ばね１０８、又はインサート１２２のうちの少なくとも１つを含む）は、例えば、スチレン－ブタジエン、スチレン－イソプレン、それらのブレンド若しくは混合物、又はそれらの混合物などのスチレン系ブロックコポリマーを含み得る。例示的なスチレン系熱可塑性エラストマーとしては、スチレン－ブタジエン－スチレン（styrene-butadiene-styrene、ＳＢＳ）、スチレン－イソプレン－スチレン（styrene-isoprene-styrene、ＳＩＳ）、スチレン－エチレンブチレン－スチレン（styrene-ethylene butylene-styrene、ＳＥＢＳ）、スチレン－エチレンプロピレン－スチレン（styrene-ethylene propylene-styrene、ＳＥＰＳ）、スチレン－エチレン－エチレン－ブタジエン－スチレン（styrene-ethylene-ethylene-butadiene-styrene、ＳＥＥＢＳ）、スチレン－エチレン－エチレン－プロピレン－スチレン（styrene-ethylene-ethylene-propylene-styrene、ＳＥＥＰＳ）、スチレン－イソプレン－ブタジエン－スチレン（styrene-isoprene-butadiene-styrene、ＳＩＢＳ）、又はこれらの組み合わせなどのトリブロックスチレン系ブロックコポリマー（styrenic block copolymer、ＳＢＣ）が挙げられる。市販の例としては、いくつかのグレードのＫｒａｔｏｎ（商標）樹脂及びＨｙｂｒａｒ（商標）樹脂が挙げられる。一実施形態では、シール１００（ジャケット１０２、ばね１０８、又はインサート１２２のうちの少なくとも１つを含む）は、アクリロニトリル－ブタジエン（Acrylonitrile-Butadiene、ＮＢＲ）、カルボキシル化ニトリル（Carboxylated Nitrile、ＸＮＢＲ）、エチレンアクリレート（Ethylene Acrylate、ＡＥＭ、Ｖａｍａｃ（登録商標））、エチレンプロピレンゴム（Ethylene Propylene Rubber、ＥＰＲ、ＥＰＤＭ）、ブチルゴム（Butyl Rubber、ＩＩＲ）、クロロプレンゴム（Chloroprene Rubber、ＣＲ）、フルオロカーボン（Fluorocarbon、ＦＫＭ、ＦＰＭ）、フルオロシリコーン（Fluorosilicone、ＦＶＭＱ）、水素化ニトリル（Hydrogenated Nitrile、ＨＮＢＲ）、パーフルオロエラストマー（Perfluoroelastomer、ＦＦＫＭ）、ポリアクリレート（Polyacrylate、ＡＣＭ）、ポリウレタン（Polyurethane、ＡＵ、ＥＵ）、シリコーンゴム（Silicone Rubber、Ｑ、ＭＱ、ＶＭＱ、ＰＶＭＱ）、テトラフルオロエチレン－プロピレン（Tetrafluoroethylene-Propylene、ＡＦＬＡＳ（登録商標））（ＦＥＰＭ）のうちの少なくとも１つを含む、エラストマーを含み得る。

【0015】

一実施形態では、シール１００（ジャケット１０２、ばね１０８、又はインサート１２２のうちの少なくとも１つを含む）は、ガラス、シリカ、粘土マイカ、カオリン、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、又はこれらの任意の組み合わせのうちの少なくとも１つを含むセラミックを、含み得る。

【0016】

一実施形態では、シール１００（ジャケット１０２、ばね１０８、又はインサート１２２のうちの少なくとも１つを含む）は、潤滑性材料で処理、含浸、充填、又はコーティングされ得る。例示的な潤滑性材料としては、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、又はそれらの任意の組み合わせが含まれる。更に、潤滑性材料は、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、又はそれらの任意の組み合わせを含み得る。

【0017】

一実施形態では、シール１００（ジャケット１０２、ばね１０８、又はインサート１２２のうちの少なくとも１つを含む）は、少なくとも部分的に金属を含むことができる。特定の実施形態によれば、金属は、鉄、銅、チタン、スズ、アルミニウム、それらの合金を含んでもよく、又は別の種類の金属であってもよい。一実施形態では、シール１００（ジャケット１０２、ばね１０８、又はインサート１２２のうちの少なくとも１つを含む）は、金属（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、鉄、青銅、鋼、ばね鋼、ステンレス鋼など）、金属合金（列挙された金属を含む）、陽極酸化金属（列挙された金属を含む）、又はそれらの任意の組み合わせを含むことができる。

【0018】

シール１００は、０．２５４ｍｍ～２５，０００ｍｍの内径を有し得る。シール１００は、０．５ｍｍ～４０，０００ｍｍの外径を有し得る。シール１００は、０．２４ｍｍ～４０，０００ｍｍの高さを有し得る。

【0019】

上述したように、シール１００は、ジャケット１０２を含み得る。ジャケット１０２は、環状凹部１０６を画定する複数のリップ１１２、１１４を含み得る。特定の事例では、リップ１１２及び１１４は、本体１０４のヒール１１６から延在することができる。特定の実施形態では、リップ１１２及び１１４は、互いに対して概して同じ方向にヒール１１６から延在することができる。一実施形態では、第１のリップ１１２は、第２のリップ１１４の半径方向外側に位置し得る。別の特定の実施形態では、リップ１１２及び１１４は、互いに対して平行に延在することができる。任意選択の実施形態では、リップ１１２及び１１４のいずれか又は両方は、研磨材料若しくは粘性材料、又は汚れ、破片、及び環境流体などの環境構成要素を封止するためのスクレーパ界面を提供するように適合されたスカイビングされたリップ（図示せず）を含むことができる。特定の実施形態では、ヒール１１６は、シール１００がアセンブリ内のハードウェアに対して回転することを防止するために、ハードウェア（例えば、バルブハウジング又はシャフト）に固定され得るフランジ（図示せず）を含むことができる。

【0020】

一実施形態では、リップ１１２及び１１４のうちの少なくとも一方は、ヒール１１６から延在する略平面であり得る。一実施形態では、リップ１１２及び１１４のうちの少なくとも一方は、環状凹部１０６から離れる方向にそれぞれのリップ１１２又は１１４から外向きに延在する半径方向バルジ１１５を含むことができる。半径方向バルジ１１５は、シール１００の全周にわたって延在し得る。上述のスカイビングされたリップと同様に、半径方向バルジ１１５は、より低い摩擦抵抗を示しながら、材料の進入又は退出を防止し得る。別の実施形態では、リップ１１２又は１１４のうちの一方は、スカイビングされたリップを含むことができ、他方のリップ１１２又は１１４は、半径方向バルジ１１５を含むことができる。別の実施形態では、図１Ａに示すように、リップ１１２又は１１４の両方が、半径方向バルジ１１５を含むことができる。

【0021】

図示されるように、ジャケット１０２のリップ１１２及び１１４は、ばね１０８の設置後に外向きに曲がることができる。ばね１０８の設置後、リップ１１２及び１１４のうちの少なくとも一方は、図１Ａに示すように、ばね１０８又はインサート１２２によって提供される半径方向付勢力によって外向きに付勢される、断面で見て弓形であり得る。ばね１０８の設置後、リップ１１２及び１１４のうちの少なくとも一方は、断面で見て直線又は平面であり得、ばね１０８又はインサート１２２によって提供される半径方向付勢力によって外向きに付勢される。

【0022】

一実施形態では、第１のリップ１１２又は第２のリップ１１４のうちの少なくとも一方は、半径方向に配向されたフランジ１２１、１２３を含み得る。一部の実施形態では、半径方向に配向されたフランジ１２１、１２３は、断面で見て弓形であり得る。一部の実施形態では、半径方向に配向されたフランジ１２１、１２３は、断面で見て直線又は平面であり得る。半径方向に配向されたフランジ１２１、１２３は、環状凹部１０６内のフランジ１２１、１２３の内側に半径方向縁部を含み得る。

【0023】

一実施形態では、ヒール１１６は、シール１００の軸方向に測定したときに、リップ１１２及び１１４の半径方向の厚さとほぼ同じ厚さを有し得る。別の実施形態では、ヒール１１６は、拡張された厚さを有し得る。すなわち、ヒール１１６は、環状凹部１０６からジャケット１０２の後面１１８まで測定して、ばね１０８の直径の少なくとも２０％、例えば、ばねの直径の少なくとも３０％、ばねの直径の少なくとも４０％、ばねの直径の少なくとも５０％、ばねの直径の少なくとも６０％、ばねの直径の少なくとも７０％、ばねの直径の少なくとも８０％、ばねの直径の少なくとも９０％、又はばねの直径の更には少なくとも１００％である、長さを有し得る。別の実施形態では、ヒール１１６は、ばねの直径の１０００％以下の長さを有することができる。

【0024】

一実施形態では、シール１００の後面１１８は、概ね直線状又は平面状であり得る。すなわち、後面１１８は、最小の表面起伏及び偏差を有する平面に概ね沿って位置し得る。より具体的な実施形態では、ジャケット１０２の後面１１８は、平面であり得る。以下でより詳細に説明するように、平坦な、又は概ね平坦な後面１１８は、隣接するシール間の接触の改善を容易にし、それによって、より良好なシール特性を提供し得る。

【0025】

図１Ａに示すように、ばね１０８は、ジャケット１０２の環状凹部１０６内に少なくとも部分的に配置することができる。ばね１０８は、ジャケット１０２の環状凹部１０６内の軸方向に配向されたばねであり得る。一実施形態では、ばね１０８は、第１のリップ１１２に沿って、隣接して、又は直接隣接して配置され得る。一実施形態では、ばね１０８は、第２のリップ１１４に沿って、隣接して、又は直接隣接して配置され得る。

【0026】

一実施形態では、図１Ａに示すように、ばね１０８は、ジャケット１０２の凹部１０６内で軸方向に配向されたばねであり得る。一実施形態では、ばね１０８は、環状凹部１０６の深さの１５０％未満、例えば、環状凹部１０６の深さの１００％未満、又は更には環状凹部１０６の深さの７５％未満の直径を有し得る。一実施形態では、ばね１０８の直径は、環状凹部１０６の深さの１０％以上であり得る。

【0027】

ばね１０８は、断面で見て弓形であり得る。一部の実施形態では、ばね１０８は、断面で見て直線又は平面であり得る。図１Ａに示すように、ばね１０８は、ジャケット１０２のリップ１１２、１１４のうちの少なくとも一方に接触し得る。一実施形態では、ばね１０８は、軸方向においてリップ１１２、１１４のうちの少なくとも一方の実質的に全体に接触し得る。一実施形態では、ばね１０８は、ジャケット１０２のリップ１１２、１１４の環状フランジ１２１、１２３のうちの少なくとも一方に接触し得る。ばね１０８は、ジャケット１０２のリップ１１２、１１４の環状フランジ１２１、１２３のうちの少なくとも一方の全体に実質的に接触し得る。ばね１０８は、ジャケット１０２のリップ１１２、１１４の環状フランジ１２１、１２３のうちの少なくとも一方の内側軸方向縁部に接触し得る。

【0028】

本明細書に記載の少なくとも１つの実施形態で想定されるように、ばね１０８は、複数のコイルを有する螺旋ばねに形成されたある長さの材料を含むことができる。一実施形態では、ばね１０８は、少なくとも２つのコイル、例えば、少なくとも３つのコイル、少なくとも４つのコイル、少なくとも５つのコイル、少なくとも１０個のコイル、少なくとも１００個のコイル、少なくとも２００個のコイル、少なくとも３００個のコイル、少なくとも４００個のコイル、少なくとも５００個のコイル、又は更には少なくとも１０００個のコイルを含むことができる。ばね１０８を形成する材料の長さは、多角形又は楕円形の断面を有することができる。例えば、一実施形態では、ばね１０８は、円形ワイヤから形成され得る。別の実施形態では、ばね１０８は、複数のコイルに巻かれた材料のリボンから形成され得る。ばね１０８のコイルは、互いに隣接していてもよいし、部分的に重なっていてもよい。特定の事例では、コイルは、互いに平行であり得る。別の事例では、コイルは、互いに対して傾くことができる。すなわち、コイルは、角度的にオフセットされ、かつ互いに対して角度付けされ得る。

【0029】

弛緩状態では、ばね１０８は、略円形の断面を有し得る。すなわち、ばね１０８は、上述したように螺旋ばねであり得る。他の実施形態では、ばね１０８は、略多角形の断面プロファイルを画定し得る。より具体的な実施形態では、ばね１０８は、略Ｔ字形の断面プロファイルを有し得る。別の実施形態では、ばね１０８は、楕円形の断面を有し得る。例えば、図示されていない実施形態では、ばね１０８は、卵形又は円形の断面プロファイルを有し得る。更に別の実施形態では、ばね１０８の断面は、部分的に楕円形及び部分的に多角形であり得る。すなわち、ばね１０８の断面は、直線部分と弓形部分とを有し得る。ばね１０８のコイルを形成するワイヤは、断面が長方形、正方形、円形、楕円形、又はキーストーンであり得る。ばね１０８のコイルを形成するワイヤは、０．０２５ｍｍ～２５．４ｍｍのピッチで回転し得る。ばね１０８のコイルを形成するワイヤは、０．０２５ｍｍ～２５．４ｍｍのワイヤ直径を有し得る。ばね１０８のコイルを形成するワイヤは、０．０５ｍｍ～４０，０００ｍｍのばね直径を有し得る。

【0030】

一実施形態では、ばね１０８は、シール１００の全周にわたって延在し得る。より具体的な実施形態では、ばね１０８は、シール１００の全周にわたって均一な形状及び材料特性を有し得る。別のより具体的な実施形態では、ばね１０８は、シール１００の円周にわたって様々な形状又は材料選択を有し得る。別の実施形態では、ばね１０８は、シール１００の周囲の一部分のみにわたって延在し得る。より具体的な実施形態では、ばね１０８は、少なくとも部分的に互いに離間した複数のばね１０８を含み得る。そのような実施形態では、隣接するばね１０８の間に円周方向の空間があり得る。

【0031】

ばね１０８は、上に列挙した材料のいずれかを含むことができる。ばね１０８は、少なくとも部分的に、鋼、又は更により本質的には鋼などの金属を含むか、又は更には本質的にそれからなることができる。金属は、腐食又は環境暴露からの別の望ましくない影響を防止するために、コーティング又は表面処理され得る。別の実施形態では、ばね１０８は、例えば、Ｅｌｉｇｌｏｙ、Ｉｎｃｏｎｅｌ、Ｈａｓｔｅｌｌｏｙ、又はそれらの組み合わせを少なくとも部分的に含むか、又は更には本質的にそれらからなることができる。

【0032】

更に別の実施形態では、ばね１０８は、コバルト、クロム、ニッケル、鉄、モリブデン、マンガン、ベリリウム銅、又はそれらの組み合わせを含むことができる。特定の実施形態では、ばね１０８は、少なくとも１０重量％のコバルト、例えば、少なくとも２０重量％のコバルト、少なくとも２５重量％のコバルト、少なくとも３０重量％のコバルト、少なくとも３５重量％のコバルト、又は更には少なくとも４０重量％のコバルトを含むことができる。ばね１０８は、１２００ＭＰａ未満、例えば、１１００ＭＰａ未満、１０００ＭＰａ未満、又は更には９００ＭＰａ未満の降伏強度を有することができる。特定の事例では、ばね１０８は、その特性を向上させるために熱処理又は表面処理され得る。

【0033】

ばね１０８は、ジャケット１０２に対して付勢力を提供し得る。具体的には、ばね１０８は、第１のリップ１１２又は第２のリップ１１４のうちの少なくとも一方に接触し、かつそれに対して外向き半径方向付勢力を提供し得る。特定の実施形態では、リップ１１２、１１４に対するばね１０８の付勢力は、少なくとも０．００１Ｎ／ｍｍ、例えば、少なくとも０．０１Ｎ／ｍｍであり得る。別の実施形態では、付勢力は、１０００Ｎ／ｍｍ未満、例えば、５００Ｎ／ｍｍ未満、４００Ｎ／ｍｍ未満、３００Ｎ／ｍｍ未満、２００Ｎ／ｍｍ未満、１００Ｎ／ｍｍ未満、５０Ｎ／ｍｍ未満、２５Ｎ／ｍｍ未満、又は更には１０Ｎ／ｍｍ未満であり得る。いくつかの実施形態では、第１のリップ１１２に対する半径方向付勢力は、以下で更に詳細に説明するように、第２のリップ１１４に対する半径方向付勢力と異なっていてもよい。

【0034】

高圧用途において示されるような軸方向負荷条件下で、ばね１０８は、無負荷位置から負荷位置へと変形し得る。一実施形態では、ばね１０８は、弛緩状態で測定されるような無負荷内径Ｄ_Ｕと、動作状態で測定される最小負荷内寸Ｄ_Ｌとを有し得、これらは互いに異なる。特定の実施形態では、Ｄ_Ｕ／Ｄ_Ｌは、少なくとも１．０１、例えば、少なくとも１．０５、少なくとも１．１、少なくとも１．１５、少なくとも１．２、又は更には少なくとも１．２５であり得る。別の特定の実施形態では、Ｄ_Ｕ／Ｄ_Ｌは、１０．０以下、例えば、５．０以下、４．０以下、３．０以下、２．０以下、１．７５以下、１．５以下、又は更には少なくとも１．３以下であり得る。Ｄ_Ｕ／Ｄ_Ｌがばね撓みの比を規定するので、Ｄ_Ｕ／Ｄ_Ｌは、インサート１２２の調整、形状、若しくは材料選択、又は更にはばね１０８の形状、設計、若しくは材料選択によって調整され得る。

【0035】

図１Ａに示すように、ジャケット１０２は、環状凹部１０６内に配置されたインサート１２２を含み得る。インサート１２２は、環状凹部１０６の半径方向リップ１１２、１１４のうちの少なくとも一方に沿って、隣接して、又は直接隣接して配置され得る。一実施形態では、インサート１２２は、第１のリップ１１２に沿って、隣接して、又は直接隣接して配置され得る。一実施形態において、インサート１２２は、第２のリップ１１４に沿って配置され得る。具体的には、インサート１２２は、環状凹部１０６の表面を形成し得る。

【0036】

インサート１２２は、上に列挙した材料のいずれかを含むことができる。特定の事例では、インサート１２２は、ＵＨＭＷＰＥ若しくはＰＴＦＥなどのフルオロポリマー、又はＰＥＥＫなどの材料を少なくとも部分的に含むか、又は更には本質的にそれらからなっていてもよい。インサート１２２は、鋼などの金属を少なくとも部分的に含むか、又は更には本質的にそれからなってもよい。

【0037】

一実施形態において、インサート１２２は、シール１００の全周にわたって延在し得る。より具体的な実施形態では、インサート１２２は、シール１００の全周にわたって均一な形状及び材料特性を有し得る。別のより具体的な実施形態では、インサート１２２は、シール１００の円周にわたって様々な形状又は材料選択を有し得る。別の実施形態では、インサート１２２は、シール１００の周囲の一部分のみにわたって延在し得る。より具体的な実施形態では、インサート１２２は、少なくとも部分的に互いに離間した複数のインサート１２２を含み得る。そのような実施形態では、隣接するインサート１２２の間に円周方向の空間があり得る。

【0038】

一実施形態では、インサート１２２は、概ね多角形の断面を有することができる。例えば、インサート１２２は、略三角形の断面、略四角形の断面、略五角形の断面、又は略直線状の側壁セグメントを含む任意の断面を有し得る。別の実施形態では、インサート１２２は、概ね楕円形の断面を有することができる。更に別の実施形態では、インサート１２２は、部分的に多角形及び部分的に楕円形の断面プロファイルを有し得る。すなわち、インサート１２２は、弓形部分及び直線部分を有する、断面を有し得る。インサート１２２は、断面で見て弓形であり得る。一部の実施形態では、インサート１２２は、断面で見て直線又は平面であり得る。いくつかの実施形態では、インサート１２２は、少なくとも３つのプロング１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃを含むことができる。プロングは、中心軌跡から延在する突出部分として定義され得る。いくつかの実施形態では、図１Ａに示すように、インサート１２２は、「Ｙ字形」を形成する少なくとも３つのプロング１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃを含むことができる。いくつかの実施形態では、図１Ｂに示すように、インサート１２２は、「Ｘ字形」を形成する少なくとも４つのプロング１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｄを含むことができる。一実施形態では、インサート１２２は、３個より多いプロングを含み得る。例えば、プロング１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃのうちの少なくとも１つは、略三角形の断面、略四角形の断面、略五角形の断面、又は略直線状の側壁セグメントを含む任意の断面を有し得る。別の実施形態では、プロング１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃのうちの少なくとも１つは、概ね楕円形の断面を有することができる。更に別の実施形態では、プロング１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃのうちの少なくとも１つは、部分的に多角形及び部分的に楕円形の断面プロファイルを有し得る。すなわち、プロング１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃのうちの少なくとも１つは、弓形部分及び直線部分を有する断面を有することができる。特定の事例では、インサート１２２の断面プロファイルは、インサート１２２の円周にわたって均一であり得る。別の特定の事例では、インサート１２２の断面プロファイルは、インサート１２２の円周にわたって一定でなくてもよい。例えば、インサート１２２は、第１の円周方向場所において第１の断面プロファイルを有し、第２の円周方向場所において第２の断面プロファイルを有し得、第１の断面プロファイル及び第２の断面プロファイルは、互いに異なる。これは、特定の又は不均一な圧力が予想される用途において有利であり得る。

【0039】

インサート１２２は、シール１００に対する軸方向におけるインサート１２２の高さＨ_Ｉに対するシール１２２に対する半径方向におけるインサート１２２の幅の比、すなわち幅／高さによって定義されるようなアスペクト比を有し得る。一実施形態では、インサート１２２の幅／高さは、１．０以下、例えば、０．９以下、０．８以下、０．７以下、０．６以下、０．５以下、０．４以下、０．３以下、０．２５以下、０．２以下、又は更には０．１５以下であり得る。別の実施形態では、インサート１２２の幅／高さは、０．００１以上、例えば、０．０１以上、又は更には０．１以上であり得る。

【0040】

一実施形態では、図１Ａに示すように、インサートの第１のプロング１１２ａと第２のプロング１１２ｂとの交点は、角度αを形成することができる。一実施形態では、インサートの第１のプロング１１２ａと第２のプロング１１２との交点は、角度αを形成してもよく、αは、１８０°以下、例えば１６０°以下、例えば１４５°以下、例えば１２０°以下、又は例えば９０°以下であってもよい。

【0041】

一実施形態では、図１Ａに示すように、インサートの第１のプロング１１２ａと第３のプロング１１２ｃとの交点は、角度δを形成することができる。一実施形態では、インサートの第１のプロング１１２ａと第３のプロング１１２ｃとの交点は、角度δを形成してもよく、δは、１８０°以下、例えば１６０°以下、例えば１４５°以下、例えば１２０°以下、又は例えば９０°以下であってもよい。

【0042】

一実施形態では、図１Ａに示すように、インサートの第２のプロング１１２ｂと第３のプロング１１２ｃとの交点は、角度θを形成することができる。一実施形態では、インサートの第２のプロング１１２ｂと第３のプロング１１２ｃとの交点は、角度θを形成してもよく、θは、１８０°以下、例えば１６０°以下、例えば１４５°以下、例えば１２０°以下、例えば９０°以下、例えば７５°以下、例えば６０°以下、例えば４５°以下、又は例えば３０°以下であってもよい。

【0043】

一実施形態では、インサート１２２の第１のプロング１２２ａは、環状凹部１０６の内部空洞１０７内に固定され得る。ある実施形態では、第１のプロング１２２ａは、圧縮嵌合を介して固定されてもよい。一実施形態では、第１のプロング１２２ａは、第１のプロング１２２ａと内部空洞１０７との間の低公差クリアランスを介して固定することができる。

【0044】

図１Ａに示すように、インサート１２２は、ジャケット１０２のリップ１１２、１１４のうちの少なくとも一方に接触し得る。一実施形態では、インサート１２２は、軸方向においてリップ１１２、１１４のうちの少なくとも一方の実質的に全体に接触し得る。一実施形態では、第２のプロング１２２ｂは、第１のリップ１１２の長さＬ_ＦＬの少なくとも３０％、例えば、第１のリップ１１２の長さＬ_ＦＬの少なくとも３５％、少なくとも４０％、少なくとも４５％、少なくとも５０％、又は少なくとも６０％で第１のリップ１１２と接触する。一実施形態では、第３のプロング１２２ｃは、第２のリップ１１４の長さＬ_ＳＬの少なくとも３０％、例えば、第２のリップ１１４の長さＬ_ＳＬの少なくとも３５％、少なくとも４０％、少なくとも４５％、少なくとも５０％、又は少なくとも６０％で第２のリップ１１４と接触する。

【0045】

特定の実施形態によれば、弛緩状態にあるときに、インサート１２２は、ばね１０８及び／又はジャケット１０２から離間され得る。その結果、一実施形態では、環状凹部１０６は、インサート１２２とばね１０８との間に空隙１４５を含み得る。空隙１４５の体積は、環状凹部１０６の体積の少なくとも５％、例えば、少なくとも１０％、例えば、少なくとも１５％、例えば、少なくとも２０％、又は例えば、少なくとも２５％であり得る。別の実施形態では、空隙１４５の体積は、環状凹部１０６の体積の５０％未満、例えば、４５％未満、４０％未満、３０％未満、２５％未満、２０％未満、１５％未満、１０％未満、又は更には５％未満であり得る。

【0046】

一実施形態では、第２のプロング１２２ｂは、第１のリップ１１２に付勢力を提供するために第１のリップ１１２に接触してもよい。具体的には、インサート１２２の第２のプロング１２２ｂは、第１のリップ１１２に接触し、かつそれに対して外向き半径方向付勢力を提供することができる。特定の実施形態では、第１のリップ１１２に対するインサート１２２の第２のプロング１２２ｂの付勢力は、少なくとも０．００１Ｎ／ｍｍ^２、例えば、少なくとも０．０１Ｎ／ｍｍ^２であり得る。別の実施形態では、付勢力は、１０００Ｎ／ｍｍ^２未満、例えば、５００Ｎ／ｍｍ^２未満、４００Ｎ／ｍｍ^２未満、３００Ｎ／ｍｍ^２未満、２００Ｎ／ｍｍ^２未満、１００Ｎ／ｍｍ^２未満、５０Ｎ／ｍｍ^２未満、２５Ｎ／ｍｍ^２未満、又は更には１０Ｎ／ｍｍ^２未満であり得る。

【0047】

一実施形態では、第３のプロング１２２ｃは、第２のリップ１１４に付勢力を提供するために第２のリップ１１４に接触してもよい。具体的には、インサート１２２の第３のプロング１２２ｃは、第２のリップ１１４に接触し、それに対して外向き半径方向付勢力を提供することができる。特定の実施形態では、第２のリップ１１４に対するインサート１２２の第３のプロング１２２ｃの付勢力は、少なくとも０．００１Ｎ／ｍｍ^２、例えば、少なくとも０．０１Ｎ／ｍｍ^２であり得る。別の実施形態では、付勢力は、１０００Ｎ／ｍｍ^２未満、例えば、５００Ｎ／ｍｍ^２未満、４００Ｎ／ｍｍ^２未満、３００Ｎ／ｍｍ^２未満、２００Ｎ／ｍｍ^２未満、１００Ｎ／ｍｍ^２未満、５０Ｎ／ｍｍ^２未満、２５Ｎ／ｍｍ^２未満、又は更には１０Ｎ／ｍｍ^２未満であり得る。一実施形態では、第１のリップ１１２に対する第２のプロング１２２ｂの付勢力は、第２のリップ１１４に対する第３のプロング１２２ｃの付勢力と同じであってよい。一実施形態では、第１のリップ１１２に対する第２のプロング１２２ｂの付勢力は、第２のリップ１１４に対する第３のプロング１２２ｃの付勢力と異なっていてもよい。

【0048】

更に別の実施形態では、インサート１２２は、ジャケット１０２の環状凹部１０６内に、ばね１０８から離間して配置され得る。例として、インサート１２２の高さは、ばね１０８の内面の直径の１００％未満、例えば、直径の９９％未満、直径の９８％未満、直径の９７％未満、直径の９６％未満、直径の９５％未満、又は更には直径の９０％未満であり得る。別の実施形態では、インサート１２２の高さは、内面の直径の１０％以上、例えば、直径の２５％以上、又は更には直径の５０％以上であり得る。

【0049】

図２Ａは、一実施形態による、シールアセンブリ内のシールの断面斜視図を含む。図２Ａに示すように、シール２００は、半径方向シールとして、中心軸３０００に沿ってシールアセンブリ２０００内の第１の部材２０２と第２の部材２０４との間に半径方向に位置し得る。第１の部材２０２は、シャフトであり得る。第２の部材２０４は、ハウジングであり得る。第１の部材２０２又は第２の部材２０４のうちの少なくとも一方は、シール２００、又は第１の部材２０２若しくは第２の部材２０４のうちの他方のうちの少なくとも１つに対して作動し得る。作動は、回転、半径方向、又は軸方向移動であり得る。図２Ａのシール２００の構成要素は、図１Ａ～図１Ｂにおいて上述したものと同じであり得る。一実施形態では、第１のリップ２１２又は第２のリップ２１４のうちの少なくとも一方は、シールアセンブリ内で静的であり得、一方で、第１のリップ２１２又は第２のリップ２１４のうちの他方は、シールアセンブリ内で動的であり得る。これは、シール２００に対する望ましくない圧力を引き起こす可能性がある。更に、第１の部材２０２は、第２の部材２０４とは異なる膨張係数を有する材料で作られ得、又はその逆であり得る。これは、シール２００に対する望ましくない圧力を引き起こす可能性がある。

【0050】

図２Ｂは、一実施形態による、シールアセンブリ内のシールの断面斜視図を含む。図２Ｂに示すように、シール２００は、面シールとして、中心軸３０００に沿ってシールアセンブリ２０００内の第１の部材２０２と第２の部材２０４との間に軸方向に位置し得る。第１の部材２０２は、シャフトであり得る。第２の部材２０４は、ハウジングであり得る。第１の部材２０２又は第２の部材２０４のうちの少なくとも一方は、シール２００、又は第１の部材２０２若しくは第２の部材２０４のうちの他方のうちの少なくとも１つに対して作動し得る。作動は、回転、半径方向、又は軸方向移動であり得る。図２Ｂのシール２００の構成要素は、図１Ａ～図１Ｂにおいて上述したものと同じであり得る。一実施形態では、第１のリップ２１２又は第２のリップ２１４のうちの少なくとも一方は、シールアセンブリ内で静的であり得、一方で、第１のリップ２１２又は第２のリップ２１４のうちの他方は、シールアセンブリ内で動的であり得る。これは、シール２００に対する望ましくない圧力を引き起こす可能性がある。更に、第１の部材２０２は、第２の部材２０４とは異なる膨張係数を有する材料で作られ得、又はその逆であり得る。これは、シール２００に対する望ましくない圧力を引き起こす可能性がある。

【0051】

本明細書の実施形態に従って説明されるシールは、双方向圧力用途において利用され得るアセンブリを形成してもよい。本明細書の実施形態に従って説明されるシールは、前方軸方向への流体の漏れに対して配向され、漏れを防いでもよく、又はシールは、中心軸線に沿って後方軸方向への流体の漏れに対して配向され、漏れを防いでもよい。本明細書の実施形態に従って説明されるシールは、内向き半径方向の流体の漏れに対して配向され、漏れを防いでもよく、又はシールは、中心軸線に垂直な方向における外向き半径方向の流体の漏れに対して配向され、漏れを防いでもよい。この点に関して、本明細書の実施形態に従って説明されるシールは、それらの特定の配向において、効果的な封止を可能にする、特定の特性を有するように選択されてもよい。本明細書の実施形態に従って説明されるシールは、半径方向、軸方向、又は面シールとして配置され得る。特定の適切な用途としては、低温バルブ、ピストン、海底双方向カップリング、及びそれらの間のシーリングを必要とする他の可動構成要素が含まれる。

【0052】

本明細書の実施形態に従って説明されるシールは、低温でのアセンブリ内のシール又は他の構成要素の急速な高圧振動又は作動による個々の構成要素（例えば、ばね、インサートジャケット）の繰り返し圧縮及び応力を低減する適切に配置された力により、シールの構成要素がより長い寿命を有することを可能にし得る。更に、本明細書の実施形態によるインサートは、ジャケット全体にわたって圧力負荷をより良好に分散させ、空洞及びジャケットヒールを保護することができる。結果として、構成要素及びシール自体の寿命を、シールの寿命にわたって改善された漏れ及びシール負荷性能とともに改善することができる。

【0053】

多くの異なる態様及び実施形態が可能である。これらの態様及び実施形態のいくつかを以下に記載する。本明細書を読んだ後、当業者には、それらの態様及び実施形態が例示に過ぎず、本発明の範囲を限定するものではないことが理解されよう。実施形態は、以下に列挙される項目のうちのいずれか１つ以上に沿ったものであってよい。

【0054】

実施形態１：環状凹部を画定するヒール、第１のリップ、及び第２のリップを備える環状ジャケットと、ヒール、第１のリップ、及び第２のリップに接触する環状凹部内に配置された少なくとも３つのプロングを備えるインサートと、を備えるシール。

【0055】

実施形態２：シールであって、環状凹部を画定するヒール、第１のリップ、及び第２のリップを備える環状ジャケットと、第１のリップ及び第２のリップのうちの少なくとも１つに隣接して環状凸部内に配置されたエナジャイザと、ヒール、第１のリップ、及び第２のリップに接触する環状凹部内に配置された少なくとも３つのプロングを備えるインサートと、を備える、シール。

【0056】

実施形態３：第１の部材と、第２の部材と、第１の部材と第２の部材との間に半径方向に配置されたシールと、を備え、シールが、環状凹部を画定するヒール、第１のリップ、及び第２のリップを備える環状ジャケットと、第１のリップ及び第２のリップのうちの少なくとも１つに隣接して環状凸部内に配置されたエナジャイザと、ヒール、第１のリップ、及び第２のリップに接触する環状凹部内に配置された少なくとも３つのプロングを備えるインサートと、を含む、シールアセンブリ。

【0057】

実施形態４：エナジャイザは円周方向コイルばねである、実施形態２～３のいずれか１つに記載のシール又はシールアセンブリ。

【0058】

実施形態５：インサートが、第１のプロング、第２のプロング、及び第３のプロングを備える、上記の実施形態のいずれか１つに記載のシール又はシールアセンブリ。

【0059】

実施形態６：インサートが、Ｙ字形のインサートである、上記の実施形態のいずれか１つに記載のシール又はシールアセンブリ。

【0060】

実施形態７：インサートが、Ｘ字形のインサートである、上記の実施形態のいずれか１つに記載のシール又はシールアセンブリ。

【0061】

実施形態８：第１のリップが長さＬ_ＦＬを有し、第２のプロングが長さＬ_ＦＬの少なくとも３０％で第１のリップに接触する、実施形態５に記載のシール又はシールアセンブリ。

【0062】

実施形態９：第２のリップが長さＬ_ＳＬを有し、第３のプロングが長さＬ_ＳＬの少なくとも３０％で第２のリップに接触する、実施形態５に記載のシール又はシールアセンブリ。

【0063】

実施形態１０：環状凹部が、インサートのプロングを収容する内部空洞を含む、上記の実施形態のいずれか１つに記載のシール又はシールアセンブリ。

【0064】

実施形態１１：インサートのプロングは、内部空洞内に固定される、実施形態１０に記載のシール又はシールアセンブリ。

【0065】

実施形態１２：インサートのプロングが、第１のリップに接触して、第１のリップに付勢力を提供する、上記の実施形態のいずれか１つに記載のシール又はシールアセンブリ。

【0066】

実施形態１３：インサートのプロングが、第２のリップに接触して、第２のリップに付勢力を提供する、実施形態１２に記載のシール又はシールアセンブリ。

【0067】

実施形態１４：第１のリップに対する半径方向付勢力が、第２のリップに対する半径方向付勢力と異なる、実施形態１３に記載のシール又はシールアセンブリ。

【0068】

実施形態１５：インサートが、第１のリップに対して０．００１～１０００Ｎ／ｍｍの半径方向付勢力を提供する、上記の実施形態のいずれか１つに記載のシール又はシールアセンブリ。

【0069】

実施形態１６：インサートが、第２のリップに対して０．００１～１０００Ｎ／ｍｍの半径方向付勢力を提供する、上記の実施形態のいずれか１つに記載のシール又はシールアセンブリ。

【0070】

実施形態１７：第１のリップは、第２のリップの外側に位置する、上記の実施形態のいずれか１つに記載のシール又はシールアセンブリ。

【0071】

実施形態１８：インサートが、金属を含む、上記の実施形態のいずれか１つに記載のシール又はシールアセンブリ。

【0072】

実施形態１９：エナジャイザは金属を含む、上記の実施形態のいずれか１つに記載のシール又はシールアセンブリ。

【0073】

実施形態２０：インサートが、セラミックを含む、上記の実施形態のいずれか１つに記載のシール又はシールアセンブリ。

【0074】

実施形態２１：エナジャイザはセラミックを含む、上記の実施形態のいずれか１つに記載のシール又はシールアセンブリ。

【0075】

実施形態２２：インサートが、ポリマーを含む、上記の実施形態のいずれか１つに記載のシール又はシールアセンブリ。

【0076】

実施形態２３：エナジャイザはポリマーを含む、上記の実施形態のいずれか１つに記載のシール又はシールアセンブリ。

【0077】

実施形態２４：ジャケットが、金属を含む、上記の実施形態のいずれか１つに記載のシール又はシールアセンブリ。

【0078】

実施形態２５：ジャケットが、ポリマーを含む、上記の実施形態のいずれか１つに記載のシール又はシールアセンブリ。

【0079】

実施形態２６：ジャケットが、セラミックを含む、上記の実施形態のいずれか１つに記載のシール又はシールアセンブリ。

【0080】

実施形態２７：第１のリップ又は第２のリップのうちの少なくとも一方が、膨出部を備える、上記の実施形態のいずれか１つに記載のシール又はシールアセンブリ。

【0081】

実施形態２８：第１のリップ又は第２のリップのうちの少なくとも一方が、直線部を備える、上記の実施形態のいずれか１つに記載のシール又はシールアセンブリ。

【0082】

実施形態２９：第１のプロングと第２のプロングとの交点が角度αを形成し、αが１８０°以下、例えば１６０°以下、例えば１４５°以下、例えば１２０°以下、又は例えば９０°以下である、実施形態５に記載のシール又はシールアセンブリ。

【0083】

実施形態３０：第１のプロングと第３のプロングとの交点が角度δを形成し、δが１８０°以下、例えば１６０°以下、例えば１４５°以下、例えば１２０°以下、又は例えば９０°以下である、実施形態５に記載のシール又はシールアセンブリ。

【0084】

実施形態３１：第２のプロングと第３のプロングとの交点が角度θを形成し、角度θが１８０°以下、例えば１６０°以下、例えば１４５°以下、例えば１２０°以下、例えば９０°以下、例えば７５°以下、例えば６０°以下、例えば４５°以下、又は例えば３０°以下である、実施形態５に記載のシール又はシールアセンブリ。

【0085】

実施形態３２：エナジャイザが、０．０２５ｍｍ～２５．４ｍｍのピッチで回転する、上記の実施形態のいずれか１つに記載のシール又はシールアセンブリ。

【0086】

実施形態３３：エナジャイザが、０．０２５ｍｍ～２５．４ｍｍのワイヤ直径を有する、上記の実施形態のいずれか１つに記載のシール又はシールアセンブリ。

【0087】

実施形態３４：エナジャイザが、０．０５ｍｍ～４００００ｍｍのばね直径を有する、上記の実施形態のいずれか１つに記載のシール又はシールアセンブリ。

【0088】

実施形態３５：エナジャイザが、長方形、正方形、又はキーストーン断面ワイヤを有する、上記の実施形態のいずれか１つに記載のシール又はシールアセンブリ。

【0089】

実施形態３６：エナジャイザが、円形断面ワイヤを有する、上記の実施形態のいずれか１つに記載のシール又はシールアセンブリ。

【0090】

実施形態３７：シールが、０．２５４ｍｍ～２５０００ｍｍの内径を有する、上記の実施形態のいずれか１つに記載のシール又はシールアセンブリ。

【0091】

実施形態３８：シールが、０．５ｍｍ～４００００ｍｍの外径を有する、上記の実施形態のいずれか１つに記載のシール又はシールアセンブリ。

【0092】

実施形態３９：シールが、０．２４ｍｍ～４００００ｍｍの高さを有する、上記の実施形態のいずれか１つに記載のシール又はシールアセンブリ。

【0093】

上述の特徴の全てが必要とされるわけではなく、特定の特徴の一部が必要とされなくてもよく、記載した特徴に加えて、１つ以上の特徴が提供されてもよいことに留意されたい。なおも更に、特徴が記載される順序は、必ずしも特徴が設置される順序ではない。

【0094】

特定の特徴が、明確にするために、別個の実施形態の文脈において本明細書に記載されており、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記載されている様々な特徴は、別個に又は任意の部分的な組み合わせで提供されてもよい。

【0095】

利益、他の利点、及び問題の解決策は、特定の実施形態に関して上述されている。しかしながら、利益、利点、問題の解決策、及び任意の利益、利点、又は解決策をもたらすかより顕著にする可能性がある任意の特徴は、請求項のいずれか又は全ての重要な、必要な、又は本質的な特徴として解釈されるべきではない。

【0096】

本明細書に記載される実施形態の明細書及び例解図は、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している。明細書及び例解図は、本明細書に記載される構造又は方法を使用する装置及びシステムの全ての要素及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く、逆に、簡潔にするために、単一の実施形態の文脈において説明されている様々な特徴が、別々に又は任意の部分的組み合わせで提供されてもよい。更に、範囲に記載された値への言及は、その範囲内の各々の値全てを含む。多くのその他の実施形態が、本明細書を読んだ後にのみ、当業者に明らかとなり得る。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、又は任意の変更を行うことができるように、その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、限定的ではなく、例示的なものとみなされるべきである。

【図1A】