JP2017516041A - シール面の延長部を備えたリングシール - Google Patents

Abstract

【課題】流体流路を画定し、半導体製造モジュール型ガス供給システムなどの用途に適した対向流れ成分シール面をシールするための例示的なリングシールを提供する。【解決手段】リングシールは、リングシールの一方又は両方のシール面から延びる改変「デルタ」の形の環状延長部を含む。改変「デルタ」は、リングシールのシール面の上方の頂点又は点まで延びる。第１及び第２の延長面は、頂点から反対方向にリングシールのシール面の後方に延びる。一態様では、第１の延長面は、第１の延長面の傾斜が変化してリングシールのシール面に対してより速く低下する隆起部を画定する。別の態様では、頂点は、環状シール体の外半径よりも軸方向の穴に近い環状延長部内に配置されている。【選択図】図５

Description

[0001] 本発明は、ガスケットと呼ばれる場合が多い、対向平行面間の液密シールジョイント（ｆｌｕｉｄ ｔｉｇｈｔ ｓｅａｌｅｄ ｊｏｉｎｔ）を作製するためのシールに関する。

[0002] リングシールは、流体（液体又は気体）通路のための軸方向に整列した穴、軸方向に対向した２つの端面、半径方向内面、及び半径方向外面を画定する、典型的には環状に形成されている。単純なリングシールは、リングシールの内径（ＩＤ）及び外径（ＯＤ）を画定する平らな端面及び滑らかな円形の半径方向の内側表面及び外側表面を有する。しかしながら、様々な流体流れ環境（ｆｌｕｉｄ ｆｌｏｗ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ）に対して様々なシール能力を得るために、異なる半径方向断面を有するシールを利用することは、業界における常識である。

[0003] 一般に使用されるリングシールは円形であり、「Ｃ」字形半径方向の断面を有する。これらの「Ｃシール」は、米国特許第５，３５４，０７２号（「‘０７２特許」）に記載されているように、リングの中心に面したＣ構造の開放側で構成され、又は２つの合わせ面の中心から離れて面するＣの開放側がＣシールと一緒に中央に運ばれ、ここでＣシールは圧縮中に閉鎖するＣ断面の開放側で圧縮されている。シールの延性特性は、合わせ面を損傷することなく塑性変形が起こることを可能にする。シールの弾性回復を増大させるために、いくつかのＣシールにはシールの中心内に同心円状に配置された円形の弾性螺旋ばねが設けられているが、これは特定のシールアセンブルに望ましい圧縮抵抗及び弾性特性も変えてしまう。残念ながら、典型的に非反復性である許容可能なシールの構成をもたらす内部螺旋ばねを有するＣシールを製造することは比較的複雑である。

[0004] いくつかのＣシールには、シールされることが意図されている対向平行面と接触する表面上に形成された、当該技術分野では「デルタ」とも呼ばれる円形の隆起部が設けられている。これらの隆起部はシールと平行対向面との間の初期接触面積を少なくし、それによってシールを塑性変形させるのに必要とされる負荷が少なくなり、変形によりシールが平行面内の小さな歪みを吸収し、シールすることが可能となる。残念ながら、これらの円形隆起部を備えたＣシールは、シールが圧縮されるときに、円形隆起部とＣシールの外面との間に空洞を形成する場合が多い。このシールは防漏であること、又は公差内にあるように十分に低い値の漏れを有してもよいが、この円筒形の空洞とシールの内部通路との間に漏れがある場合は、「仮想漏れ（ｖｉｒｔｕａｌ ｌｅａｋ）」が生じ、それによって気体又は液体がその間をゆっくり流れるようにする。防漏シールは有効ではあるが、シールの試験では漏れが存在することを誤って不必要に反映する可能性があり、この状態が「仮想漏れ」と呼ばれる。

[0005] 例えば、その全体が本明細書中で書き換えのように参照によって組み込まれている米国特許第６，６８８，６０８号に記載されているように、シールのシール面の上に延びる延長部を含む改変Ｃシールが周知である。そのような延長部は、シールが流路のシール面の間で圧縮されたときにシールの塑性変形を開始するために使用される負荷又は圧縮力の低減を可能にする。このような周知のシールの一例が図１及び図２に示されている。図中に示されているように、前のリングシール１は、気体又は液体の通過を可能にするための軸方向に整列した中心穴４を有する環状の本体要素３を含む。リングシール１の環状構成により、リングシール１は、半径方向内面５、半径方向外面６、第１の軸方向端面１１、及び第２の軸方向端面１７を含む。これらの面の各々は、任意の数の構成を取ってよい。それらは実質的に平坦であり、平面であっても、又は実質的に湾曲していてもよい。例えば、半径方向内面５は平坦領域７及び湾曲領域９を含む。同様に、外側半径方向面６は平坦面及び傾斜させた当たり面を含むように示されている。これらの表面は他の形であってもよい。

[0006] 周知のリングシール１は、リングシールの中心穴４に向けてリングシールの半径方向外面６から内部へ突出する複数の孔２５を含む。孔２５の形成により複数の側壁２７が生じ、これらもリングリールの半径方向外面６から半径方向に、リングシールの軸方向端面１１と１７との間の軸方向に延びる。

[0007] 図示した周知のリングシール１は、軸方向端面１１及び１７から軸方向に突出する円形隆起部又は延長部２３もまた含む。延長部２３は、第１の軸方向端面１１を第１の内側軸方向端面１３と第１の外側軸方向端面１５に分割する。同様に、第２の軸方向端面１７から突出する延長部２３は、その軸方向端面を第２の内側軸方向端面１９と第２の外側軸方向端面２１に分割する。内側軸方向端面１３及び１９は、外側軸方向端面１５及び２１に対して内部へ凹み、オフセットを生成する。内側軸方向端面１３及び１９で測定されるリングシール１の厚さは、外側軸方向端面１５及び２１で測定されるリングシール１の厚さよりも薄い。このようなリングシール１の問題点は、隆起部又は延長部２３が操作又は取り付け中に損傷し得ることである。例えば、延長部は傷つき又は凹む可能性がある。そのような損傷は結果として不十分なシールにつながりかねない。

[0008] 当業界で周知のさらに別のタイプのリングシールは「Ｗ」シールである。このようなシールシステムは、例えば、これもその全体が参照事項として本明細書中に組み込まれる、米国特許第７，１４０，６４７号（「’６４７特許」）に開示されている。’６４７特許における「Ｗ」シールでは、Ｗシールを保持子内に保持し、Ｗシール又はガスケットのシール面を傷から保護し続ける、ガイドとして同特許において識別される保持リングの内側に設置されたスナップリングが使用される。’６４７特許の保持子又はガイドはまた、その外径に設置されたスナップリングを有し、シールされることになる対向平行面を画定する端ぐり（ｃｏｕｎｔｅｒｂｏｒｅ）内に保持子を係合し続ける。

[0009] 追加の周知のシールは「Ｖシール」であり、これも円形であるが「Ｃ」断面を有する代わりに、Ｖシールは「Ｖ」断面を有し、Ｖの低点は、内部へ又はシールの中心に向かって外側に指向するように構成されている。この構成は典型的には十分な変形を提供するが、Ｖシールの点は圧縮荷重を集中させ、シールを繰り返し圧縮及び減圧するとシールを破損し易くする応力集中部を形成するので、Ｖシールは典型的には特に優れた弾性回復又は再現性を提供することはない。

[0010] 当該分野における追加のシールには「Ｚシール」及び単純な「Ｏリング」が含まれる。これらのシールの各々には様々な欠点がある。

[0011] これらの様々な手法に従って、流体流路を画定し、半導体製造モジュール型ガス供給システムなどの用途に適した対向流れ成分シール面をシールするための例示的なリングシールを記載する。

[0011] 例示的なリングシールは、リングシールの一方又は両方から延びる改変「デルタ」の形の環状延長部を含む。改変「デルタ」は、そこから改変「デルタ」が延びるリングシールのシール面より上の頂点又は点まで延びる。第１及び第２の延長面は、頂点からリングシールのシール面に向かって反対方向に延びる。一態様においては、第１の延長面は、第１の延長面の傾斜が変化してリングシールのシール面をより速く低下させる隆起部を画定する。

[0012] そのように構成されて、流れ成分シール面間のリングシールの圧縮中に、第１の荷重又は圧縮力が環状延長部又は改変「デルタ」を頂点で塑性変形させ、環状延長部の隆起部まで下方に続く。この変形加工により、このように変形されるリングシール材が硬化される。隆起部を越えてリングシールの変形を続けるには、第１の荷重よりも大きい第２の荷重又は圧縮力が必要である。力のシフトは、使用者がリングシールに流れ成分シール面を損傷する可能性がある過剰な負荷をかけるのを妨げる。

[0013] 別の態様においては、頂点は、軸方向の穴を画定する内面の半径方向反対側の外面によって画定される環状シール体の外半径よりも軸方向の穴に近い環状延長部内に配置されている。この構成では、頂点と隆起部との変形により、通常は延長部の頂点において、環状延長部の一部が取扱い中に損傷を受ける可能性がある場合でも、シールを提供するより大きなシール領域が得られる。

[0014] これらの利点及び他の利点は、図面及び以下の詳細な説明を徹底的に検討及び研究することによって、より明確になる可能性がある。これらの添付の図面においては、同様の参照暗号は図面全体にわたって同様の部分を示す。

[0015] 先行技術のシールの上面図である。 [0016] 図１に示した先行技術のシールの線２に沿った断面図である。 [0017] 本発明の様々な原理に従って構成された例示的なリングシールの上面図である。 [0018] 図３に示したリングシールの線Ａ〜Ａに沿った断面図である。 [0019] 線Ｂによって示される図３のリングシールの部分の等角図である。 [0020] 本発明の様々な原理に従って流路をシールする例示的な方法を示す流れ図である。 [0021] 本発明の様々な原理に従って圧縮前に流体流れ成分間にセットされた図３〜５に従って例示的なリングシールを示す流れ図である。 [0022] 本発明の様々な原理に従って圧縮後の図７例示的なリングシール及び流体流れ成分を示す断面図である。 [0023] 圧縮前の流体流れ成分間にセットされた先行技術の標準「デルタ」又は延長部を備えた例示的なリングシールを示す断面図である。 [0024] 圧縮後の図９の例示的なリングシール及び流体流れ成分を示す断面図である。 [0025] 図３〜５に従って作られた２つのシール及び図９に従って作られた２つのシールを圧縮するのに必要な力の量の実際の試験結果を示すグラフである。 [0026] 圧縮前の流体流れ成分間にセットされた先行技術の大きな「デルタ」又は延長部を備えた例示的なリングシールを示す断面図である。 [0027] 圧縮後の図１２の例示的なリングシール及び流体流れ成分を示す断面図である。 [0028] 図３〜５に従って作られたシールを圧縮するのに必要な力の量のモデリング結果を示すグラフである。 [0029] 図１２に従って作られたシールを圧縮するのに必要な力の量のモデリング結果を示すグラフである。

[0030] 当業者であれば、図中の要素は簡潔かつ明確であるように例示されており、必ずしも一定の縮尺で描かれていないことを理解するであろう。例えば、図中のいくつかの要素の寸法及び／又は相対的な位置は、本発明の様々な実施形態をより理解しやすくするために他の要素に対して誇張されてよい。また、商業的に実現可能な実施形態において有用又は必要である、一般的であるが十分に理解されている要素は、これらの様々な実施形態の図が見づらくならないように描かれていない場合が多い。特定の作用及び／又はステップが特定の発生順で記載又は描写されてよいことがさらに理解されるであろうが、当業者であれば、配列に関して、そのような特異性が実際には必要ではないことを理解するであろう。本明細書で使用される用語及び表現は、異なる特定の意味が別にここに記載されている場合を除き、上記の当業者によって係る用語及び表現に与えられている通常の技術的意味を有することも理解されるであろう。

[0031] 次に特に図３〜５を参照し、流体流路を画定する対向流れ成分シール面をシールするための例示的なリングシール３００を説明する。用語「より低い」及び「上方」は、図面に関してのみであり、必ずしも実際の設置におけるシールアセンブリの向きとは関係しない。例示したリングシール３００は、矢印３１５によって示される軸方向に流体通路のための軸方向の穴３１０を画定する環状シール体３０５を含む。シール材料は、流路を画定する要素の間で圧縮されるとき、軸方向流路に沿って優れたシールのために圧縮及びスプリングバックを可能にする弾性特性を有するべきである。流路を通過する気体の高純度が要求されているウェーハ製造環境で使用されるシールにおいては、３１６ダブルメルトステンレス鋼、ニッケル、ＨＡＳＴＥＬＬＯＹ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｓｔａｔｅｓ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ＆Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｉｎｃ．から入手可能）、及びＡＬ−６ＸＮ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｓｔａｔｅｓ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ＆Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｉｎｃ．から入手可能）などの材料が例示的な適切な材料である。

[0032] 対向シール面３２０及び３２５は、環状シール体３０５の対向軸端３３０及び３３５に配置されている。環状延長部３４０及び３４２が対向シール面３２０及び３２５の少なくとも１つから軸方向に延びている（ここでは両方から延びるように示されている）。環状延長部３４０及び３４２は、リングシールが軸方向３１５に垂直な中心線３６０の周りに対称であるように、異なる構成又は同じ構成を有してもよい。簡略化のために、環状延長部３４０及び３４２に関する詳細は、そのような態様の説明は２つの延長部３４０と３４２との間の任意の組み合わせに適用することができることを理解して第１の環状延長部３４０に関して説明する。

[0033] 具体的には、環状延長部３４０は頂点３４４を含む。第１の延長面３４６及び第２の延長面３４８が、それぞれ、頂点３４４から反対方向に、環状拡張部３４０が延びるシール面３２０の後方に延びている。第１の延長面３４６は、軸方向３１５に対して第１の一般角を有し、シール面３２０の後方に延びる軸方向３１５に対して第２の一般角へ急な一般角で移行することによって、すなわち第１の延長面３４６よりもシール面３２０に向かって傾斜することによって隆起部３５０を画定する。第１の一般角は、典型的には約９１度〜約１２５度の範囲、より好ましくは約９５度〜約１１０度、最も好ましくは約９９度となり、第２の一般角は、典型的には約１１０度〜約１７５度、より好ましくは約１２５度〜約１４５度、最も好ましくは約１３５度となる。必要に応じて、第２の延長面３４８は、全体の第１の延長面３４６よりも急な一般角、好ましくは約１１０度と約１７５度の間、より好ましくは約１２５と約１４５度の間、最も好ましくは約１３５度で、シール面３２０の後方に延びる。別の任意の態様においては、頂点３４４は、軸方向の穴３１０を画定する内面３６４の半径方向反対側の外面３６２によって画定される環状シール体３０５の外半径（「ＯＤ」）よりも軸方向の穴３１０の近くに配置されている。好ましくは、頂点は、頂点が最終圧縮シール面の内側半分、より好ましくは内側３分の１に配置されるように、延長部の幅の内側半分、より好ましくは内側３分の１に配置される。この構成では、頂点に対するいかなる損傷もシール面の大部分、より好ましくはシール面の外側３分の２に干渉することはない。以前の設計では、頂点の両側の同等のシール面を有するデルタの中心に頂点があり、頂点に対する損傷によって生じる漏れを防ぐために連続シール面が残らない。

[0034] これらの延長面は断面において直線面として示されているが、これらの直線面はわずかに湾曲していてもよく、この場合には、上記の角度は軸方向に対する各表面部分の平均角度に適合する。例えば、頂点３４４と隆起部３５０との間の第１の延長面３４６の部分３４７の平均角度は、隆起部３５０とシール面３２０との間の第１の延長面３４６の点３４９の平均角度よりも、これらの部分３４７及び３４９の１つ又は両方が湾曲しているときに急でなくなる。

[0035] 結局、第１の延長面３４６及び第２の延長面３４８は、それぞれ、典型的には軸方向３１５に対してほぼ垂直になるシール面部分３２２及び３２４に移行するが、これらの部分３２２及び３２４はそのように配置される必要はない。例えば、リングシール３００の外側端に対するシール面部分３２２は垂直に始まり、次に部分３２２が軸方向の穴３１０から離れて延びると中心線３６０に向かって湾曲する。一態様においては、第２の延長面３４８は、軸方向３１５に対して垂直の環状シール体３０５のために、第１の延長面３４６がそのそれぞれのシール面部分３２２に移行するよりも中心線３６０に近いそれぞれのシール面部分３２４に移行する。言い換えれば、リングシール３００の両側のシール面部分３２４によって画定される内側軸方向端面は、リングシール３００の両側のシール面部分３２２によって画定される外側軸方向端面に対して凹んでおり、内側軸方向端面で測定されるリングシール３００の厚さが、外側軸方向端面で測定されるリングシールの厚さよりも薄くなっている。こうして構成され、リングシール３００がその外径に向かって（軸方向の穴３１０から離れて）曲がる限りにおいて、シール面部分３２４は、さらに流れ成分シール面から離れるので、流れ成分シール面と係合する可能性が低い。したがって、流れ成分シール面とシール面部分３２４との係合によって生じる仮想漏れのリスクが低減される。

[0036] さらに、軸方向の穴３１０を画定する内面３６４の半径方向反対側の外面３６２によって画定される環状シール体３０５の外半径（「ＯＤ」）よりも軸方向の穴３１０に近い環状延長部内に頂点３４４が配置されている場合には、漏れを引き起こす頂点３４４における傷（ｎｉｃｋ）の可能性は、傷は軸方向の穴３１０に向かってシール面の内側部分に配置されることになるので、さらに低減される。この内側部分は、第１の延長面３４６の比較的厚い又は長い第１の部分３４７の残りの部分が変形し、流体成分シール面と係合して頂点のシールの欠陥とシールの外側との間に大きなシール面を提供するので完全にシールされるべきである。

[0037] さらに別の態様においては、例示的なリングシール３００は、リングシールの中心に向かってリングシールの半径方向外面から内部へ突出する複数の孔３８０をさらに含む。孔の形成により孔の長さを半径方向に、かつリングシールの軸方向端面間を軸方向に延びる複数の側壁が生じる。複数の孔は任意の数の構成であってよい。例えば、孔はリングシールの半径方向外面からリングシールの中心に向かって半径方向に穿孔することによって構成され、コストを最小限に抑えて製造上の困難性を低減するように構成されることが好ましい。このようにして構成された孔は円形断面を有する。孔はリングシールの軸方向端面の間に軸方向に延び、リングシールの内側及び外側半径方向面の間に半径方向に延びる実質的に平坦な側壁を形成する形状が実質的に矩形であってもよい。別の手法では、これら平坦な側壁はリングシールの軸に対してある角度で構成され、リングシールの半径方向外面に平行四辺形の形で開口を形成する。

[0038] 簡略化のために、孔は円形の断面を有するものとして示されているが、孔は本発明の精神又は範囲から逸脱することなく他の形状の断面を有してもよい。孔の数及びその直径は、シーリングアセンブリの所望の機械的特性に応じて変化し得る。例えば、孔の数の増加又は孔の直径の増加は、シールの機械的特性を変えるリングシールの内部側壁の厚さの対応する減少を引き起こし、シールの変形能力を増加させることを含む。しかしながら、孔の数の増加又は孔の直径の増加は、圧縮及び減圧後のシールの弾性回復（リバウンド）を減少させる可能性がある。好ましい実施形態においては、孔は円筒状であり、リングシールの厚さの２５％〜７５％の直径を有する。２５％未満の直径は、リングシールの弾性変形能力を著しく低下させる。一方、リングシールの厚さの７５％を超えて孔の直径を増加させると、シールの構造的完全性が弱くなり、圧縮中にシールが破損しやすくなる。好ましい手法では、孔はリングシールの厚さの約５０％の直径を有する。

[0039] 上記のようなリングシールを用いて２つの流体流れ成分７１０と７２０との間に延びる流体流路をシールする方法を図６〜８を参照して説明する。環状シール体３０５は、環状シール体３０５（具体的には、頂点３４０）が２つの流体流れ成分の第１の流体流れ成分７１０のための流れ成分シール面７１５に接触するように流れ成分シール面７１５に配置されている６１０。２つの流体流れ成分７１０及び７２０は、互いに（典型的には、流路の両側にネジを用いて）固定され６２０、流体流路に沿って２つの流体流れ成分７１０及び７２０の流れ成分シール面７１５及び７２５を整列させ、対向シール面３２０及び３２５を流れ成分シール面７１５及び７２５を備えた環状シール体３０５の対向軸端３３０及び３３５に圧縮する。この圧縮により環状シール３０５の変形がもたらされる。

[0040] 圧縮工程には、環状延長部３４０の第１の部分の圧縮中に第１の圧縮力での環状延長部３４０の第１の圧縮６３０が含まれる。環状延長部３４０の第１の部分は、頂点３４４と隆起部３５０との間の第１の延長面３４７によって画定され、ここで第１の延長面３４７は、軸方向３１５に対して第１の一般角を有し、第１の延長面３４７よりも急な一般角でシール面３２２の後方に延びる軸方向３１５に対して第２の一般角に移行することによって隆起部３５０を画定する。この第１の圧縮により環状延長部３４０の第１の部分が変形し、それによって環状延長部３４０の第１の部分と流れ成分シール面７２５との間のシール係合を生成する。環状延長部３４０の第２の部分の圧縮中に第１の圧縮力よりも高い第２の圧縮力で環状延長部３４０の第２の圧縮６４０が起こる。ここで、環状延長部３４０の第２の部分は、シール面３２２の後方に延びる軸方向３１５に対して第２の一般角を有する第１の延長面部分３４９によって画定される。圧縮及び変形の工程のこの時点で、圧縮工程は環状延長部３４０の第２の部分の追加の材料を変形させ、それによって、流体流れ成分（シールを係合する部分の外側）が圧縮するまでシールを高く圧縮するのに必要な力を増大させなければならない。

[0041] 図７及び図８は、それぞれ、環状シール体３０５、及び圧縮工程の前後の流体流路に沿った２つの流体流れ成分７１０及び７２０の状態を示す。環状シール体３０５が流れ成分シール面７１５に配置される６１０と、下部の環状延長部の頂点は、図７に示されているようにシール面７１５に係合する。他のシール面７２５は、圧縮前に上部の環状延長部の頂点に同様に係合する。第１及び第２の圧縮工程が図８に示されているように完了すると、シールはいくつものやり方で変形される。最初に、環状延長部は流れ成分シール面７１５及び７２５に沿って変形し、シールと流れ成分シール面の交差部分で液密シール（ｆｌｕｉｄ−ｔｉｇｈｔ ｓｅａｌ）７７０を生成する。第１の延長面３４７によって画定される環状延長部３４０の第１の部分は完全に変形し、その変形が第１の圧縮６３０中に起こる、環状シール体とそれぞれの流れ成分シール面７１５及び７２５との間の液密シール７７０によって包摂される。第１の延長面部分３４９によって画定される環状延長部３４０の第２の部分の部分が変形し、その変形が第２の圧縮６４０中に起こる、液密シール７７０によって包摂される。頂点３４４が環状シール体３０５の外半径よりも軸方向の穴３１０の近くに配置されると、環状延長部の頂点部分は、シールのシール面部分３２４とそれぞれの流れ成分シール面７１５及び７２５（好ましくは、液密シール７７０の内側３分の１）との間の裂け目の近く又はこれに接して配置され、液密シール７７０の大部分（好ましくは、それの少なくとも３分の２）が頂点部分と、シールのシール面部分３２２とそれぞれの流れ成分シール面７１５及び７２５との間の外側裂け目との間に配置される。こうして構成され、液密シール７７０の内側部分に不良なシールをもたらし得る頂点に対する傷又は損傷が液密シール７７０の残りの部分によって外側からほぼ完全にシールされる。延長部の範囲を越えたシールの他の変形には、シールの全体の高さが圧縮されるとシールの内側部分の肥厚化が含まれる。

[0042] 開示された構成のいくつかの利点は、２つの他のシール構成の圧縮前及び圧縮後の状態を示す図９、図１０、図１２、及び図１３と上記の説明の比較で理解できる。具体的には、図９及び図１０は、それぞれ、圧縮前及び圧縮後の標準「デルタ」又は延長部を備えた先行技術のシールの断面を示す。この例では、「デルタの」先端又は頂点は、圧縮後、圧縮された頂点が変形デルタの中央にあるように延長部のほぼ中央にある。これにより両側の材料の「デルタ」又は延長部における潜在的な傷又は凹みの周りに完全なシールを生成する能力が低下する。さらに、図８に示された液密シール７７０面と比べ、標準のデルタの場合の流体シール面（ｆｌｕｉｄ−ｓｅａｌ ｓｕｒｆａｃｅ）９７０は約２．５分の１の小さい断面を有し、この流体シール面９７０は、内側真空と外側領域との間により小さいシール面を提供することを意味している。これによりシールの漏れをもたらすデルタに対する損傷の可能性が増大する。

[0043] 図１１は、本明細書に記載されているように設計されたデルタの使用のさらなる予想外の結果を示す。図１１は、図９及び図１０の標準「デルタ」と比較して図３〜５の設計を有するシールを圧縮する試験結果を示す。グラフでは、Ｙ軸上に示されている力の適用に起因するシールの圧縮量がＸ軸に沿ってインチで示されている。グラフに示されているように、図３〜５の改変又は傾斜「デルタ」は、全圧縮範囲にわたってほんのわずかに多く加えられた力で一貫して圧縮する。したがって、図８に示された改変デルタの（図９及び図１０の標準「デルタ」の液密シール面（ｆｌｕｉｄ−ｔｉｇｈｔ ｓｅａｌｉｎｇ ｓｕｒｆａｃｅ）と比較して）、標準「デルタ」のより小さい液密シール面９７０を作成するのに必要な力よりもほんの少し多い力で２．５倍の液密シール面７７０を完成できることは驚きである。したがって、シールに対する損傷によって引き起こされるもの、汚染シール面、損傷シール面、不整合のシール面、又は完全には圧縮されていないシールを含む任意の漏れを停止する、より高い可能性を提供するはるかに大きなシール面７７０が、ほんのわずかに多くかけられる力で提供される。

[0044] 図１２及び図１３は、それぞれ、圧縮前及び圧縮後の平均的な「デルタ」又は延長部１２４０より大きい先行技術のシールの断面を示す。この例では、図９及び図１０の例のように、「デルタの」先端又は頂点は、圧縮後、圧縮された頂点が変形デルタ及び流体シール面１２７０の中央にあるように延長部１２４０のほぼ中央にある。延長部又は「デルタ」の大きなサイズでは、圧縮後に流体シール面１２７０は、図８に示した液密シール面７７０とほぼ同じ断面を有する。しかしながら、図８のシールとは異なり、図１２及び図１３のシールは、頂点の両側に依然として同等量の材料を有し、「デルタ」又は延長部の潜在的な傷又は凹みの周りに完全なシールを生成する。この手法により、欠陥と液密シールの縁との間の大きな連続シール面を含む、図８のバージョンとは対照的に欠陥の周りのシールの可能性が低減される。加えて、図１４及び図１５に示されているように、大きな「デルタ」を有するシールの圧縮は、説明されたシール３３０で同様のサイズに作られるシール面７７０を達成するのに必要な圧縮力（図１４に示した）と比べ相当に多くの力（図１５に示した）を必要とする。これらのグラフは、周知のソリッドワークスのコンピュータプログラムモデルを用いて計算された指示圧縮距離（Ｘ軸）をもたらすのに必要な力（Ｙ軸）を示す。

[0045] 本発明を様々な特定の例に関して説明してきたが、その範囲から逸脱することなしに様々な変更がなされ得ることが理解されるべきである。したがって、上の説明は、本発明を限定するものとしてではなく、その好ましい実施形態の具体例としてのみ解釈されるべきであり、本発明は以下の特許請求の範囲内で様々に実施することができる。

Claims (17)

1. 流体流路を画定する対向流れ成分シール面をシールするためのリングシールであって、
   軸方向で流体通路のための軸方向の穴を画定する環状シール体と、
   前記環状シール体の対向軸方向の端の対向シール面と、
   前記対向シール面の少なくとも１つから軸方向に延びる環状延長部と、を備え、
   前記延長部は、頂点を有し、
   前記環状延長部は、前記環状延長部が延びるシール面の後方に前記頂点から反対方向にそれぞれ延びる第１の延長面及び第２の延長面を備え、
   前記第１の延長面は、前記軸方向に対して第１の一般角を有し、前記第１の延長面より急な一般角で前記シール面の後方に延びる前記軸方向に対して第２の一般角に移行することによって隆起部を画定する、リングシール。
2. 前記第１の延長面及び前記第２の延長面は、それぞれ、前記軸方向にほぼ垂直に前記シール面部分に移行する、請求項１のリングシール。
3. 前記第２の延長面は、前記第１の延長面がそのそれぞれのシール面部分に移行するよりも前記軸方向に垂直に前記環状シール体の中心線に近いそれぞれのシール面部分に移行する、請求項２のリングシール。
4. 前記頂点は、前記軸方向の穴を画定する内面の半径方向反対側の外面によって画定される前記環状シール体の外半径よりも前記軸方向の穴に近い前記環状延長部内に配置されている、請求項１のリングシール。
5. 前記頂点は、前記環状シール体の前記外半径よりも前記軸方向の穴に近い前記環状延長部の内側２分の１内に配置されている、請求項４のリングシール。
6. 前記頂点は、前記環状シール体の前記外半径よりも前記軸方向の穴に近い前記環状延長部の内側３分の１内に配置されている、請求項５のリングシール。
7. 前記第２の延長面は、前記第１の延長面より急な一般角で前記シール面の後方に延びる、請求項４のリングシール。
8. 前記第１の延長面及び前記第２の延長面は、それぞれ、前記軸方向にほぼ垂直のシール面部分に移行する、請求項７のリングシール。
9. 前記第２の延長面は、前記第１の延長面がそのそれぞれのシール面部分に移行するよりも前記軸方向に垂直な前記環状シール体の中心線に近いそれぞれのシール面部分に移行する、請求項８のリングシール。
10. ２つの流体流れ成分間に延びる流体流路をシールする方法であって、前記成分は各々が前記流体流路を取り囲む流れ成分シール面を有し、前記環状シール体の対向軸方向端に対向シール面を有する環状シール体と、前記対向シール面の少なくとも１つから軸方向に延びる環状延長部とを使用し、前記延長部は頂点を有する方法において、前記方法は、
    前記２つの流体流れ成分の第１の流体流れ成分のための流れ成分シール面を環状シール体と接触させ、前記環状シール体は軸方向で流体通路のための軸方向の穴を画定し、
    前記２つの流体流れ成分を前記流体流路に沿って前記２つの流体流れ成分の前記流れ成分シール面に互いに揃え、前記流れ成分シール面とともに前記環状シール体の対向軸方向の端に対向シール面の圧縮を確実にすることを含み、
    前記対向シール面の前記圧縮は、
    前記環状延長部の第１の部分の圧縮中に第１の圧縮力で前記環状延長部の第１の圧縮であって、前記環状延長部の前記第１の部分は、前記頂点と隆起部との間の第１の延長面によって画定され、ここで前記第１の延長面は前記軸方向に対して第１の一般角を有し、前記第１の延長面よりも急な一般角で前記シール面の後方に延びる前記軸方向に対して第２の一般角に移行することによって前記隆起部を画定する第１の圧縮と、
    前記環状延長部の第２の部分の圧縮中に前記第１の圧縮力よりも大きい第２の圧縮力での前記環状延長部の第２の圧縮であって、前記環状延長部の前記第２の部分は、前記シール面の後方に延びる前記軸方向に対して前記第２の一般角を有する前記第１の延長面部分によって画定される第２の圧縮と、
    を含む、方法。
11. 前記頂点は、前記軸方向の穴を画定する内面の半径方向反対側の外面によって画定される前記環状シール体の外半径よりも前記軸方向の穴の近くに配置され、前記対向シール面の前記圧縮は、前記環状シール体の前記外半径よりも前記軸方向の穴の近くに配置された前記頂点を有するように、前記環状延長部の前記第１の部分を変形させることをさらに含む、請求項１０の方法。
12. 前記リングシールと前記それぞれの対向シール面との間の共通部分の少なとも内側２分の１内に配置された前記頂点を有するように、前記環状延長部の前記第１の部分を変形させることをさらに含む、請求項１１の方法。
13. 前記リングシールと前記それぞれの対向シール面との間の共通部分の少なとも内側３分の１内に配置された前記頂点を有するように、前記環状延長部の前記第１の部分を変形させることを含む、請求項１２の方法。
14. 流体流路を画定する対向流れ成分シール面をシールするためのリングシールであって、
    軸方向で流体通路のための軸方向の穴を画定する環状シール体と、
    前記環状シール体の対向軸方向の端の対向シール面と、
    前記対向シール面の少なくとも１つから軸方向に延びる環状延長部と、を備え、
    前記延長部は、頂点を有し、
    前記頂点は、前記軸方向の穴を画定する内面の半径方向反対側の外面によって画定される前記環状シール体の外半径よりも前記軸方向の穴に近い前記環状延長部内に配置されている、リングシール。
15. 前記頂点は、前記環状シール体の前記外半径よりも前記軸方向の穴に近い前記環状延長部の内側２分の１内に配置されている、請求項１４のリングシール。
16. 前記頂点は、前記環状シール体の前記外半径よりも前記軸方向の穴に近い前記環状延長部の内側３分の１内に配置されている、請求項１５のリングシール。
17. 前記第２の延長面は、前記第１の延長面より急な一般角で前記シール面の後方に延びる、請求項１４のリングシール。