JP2019503463A - 一体化したセンサーアレイを有する回転継手 - Google Patents

Abstract

本開示は、回転装置であって、ハウジングと、回転する機械コンポーネントと、回転する機械コンポーネントと関連付けられた回転する部材と、回転する部材に隣接してハウジング内に配置された回転しない部材と、ハウジング中に配置されたセンサーアレイとを含む前記回転装置を説明している。センサーアレイは、制御装置および無線通信装置と一体化した複数の感知素子を含んでいる。無線通信装置は、電磁波を用いて、ハウジングに関して遠くに配置された中央制御装置と通信するように構成されている。
【選択図】図４Ａ

Description

関連出願の相互参照
本願は、２０１６年２月１日出願の米国仮特許出願シリアル番号第６２／２８９，６５９号の利益を主張し、その内容は、参照により本明細書に組み込まれる。

開示の技術分野
本発明は、回転継手（rotary union）、スイベル継手（swivel union）、スリップリングなどのような回転装置に関する。

開示の背景
回転継手などの流体連結デバイス（fluid coupling device；流体カップリング装置）は、産業上の用途において使用されており、それら用途は、例えば、金属またはプラスチックのマシニング、ワークホールディング、印刷、プラスチックフィルムの製造、製紙、半導体ウエハーの製造、および、固定された供給源（ポンプやリザーバーといったようなもの）から回転する要素（工作機械のスピンドル、ワーク片をクランプするシステム、または、回転するドラム、もしくは、シリンダーといったようなもの）へと流体媒質（fluid medium）を移送することを必要とする他の産業上の処理である。これらの用途は、しばしば、比較的高い媒質圧力、流速、または、機械工具（machine tool）の高い回転速度を必要とする。

そのような用途において使用される回転継手は、冷却のために、加熱のために、または、１つ以上の回転する要素を作動させるために、該機器が使用する流体媒質を送る。典型的な流体媒質は、水を主成分とする（water-based）液体、液圧（hydraulic）オイルまたは冷却オイル、空気およびその他のものを含む。場合によっては、例えば、流体通路から媒質を排出する時に、回転継手は真空下で機能し得る。回転継手を使用する機械は、典型的には、ベアリング、ギア、電気部品、およびその他のものなどの精密部品を有するが、これらは、高価であり、および／または、点検の間の修理または交換が難しい。これらの部品はしばしば、作動の間に回転継手からの流体の漏れまたは排出に曝された場合に、腐食性の環境下に置かれるか、または、損傷を被る。

回転継手は、典型的には、固定部材（stationary member）を有し、該固定部材は、ハウジングと呼ばれることもあり、流体媒質を受け入れるための入り口を有する。回転しないシール部材が、ハウジング内に取り付けられる。回転する部材（rotating member）は、ローターと呼ばれることもあり、回転するシール部材と、回転する部品に流体を送るための出口とを含んでいる。回転しないシール部材のシール面（seal surface）は、通常、バネ、媒質の圧力、またはその他の方法によって、回転するシール部材のシール面に対して、液密（fluid-tight）な係合をするように付勢（biased；バイアス）されており、それにより、継手の回転する部品と回転しない部品との間のシール（seal；密封）が形成されることが可能になっている。該シールは、回転しない部分と回転する部分との間での重大な漏れを伴うことなく、流体媒質を継手を通じて移送することを可能とする。回転継手を通過する流体媒質は、係合されたシール面を滑らかにして、シール部材の磨耗を最小にし得る。回転継手が非潤滑性の媒質（乾燥空気など）を伴って、または、いかなる媒質も伴わずに使用された場合、係合されたシール面は「ドライラン（dry running）」状態を経験し、これが、十分な潤滑が欠如していることに起因した、シールの早い磨耗を引き起こす。長期間のドライランは、それらシール部材に対して深刻な損傷を引き起こすことがあり、それにより、一方または両方のシール部材の高価かつ時間のかかる交換が必要となる。

コンピューター数値制御（computer-numerical-control；ＣＮＣ）のミーリングマシン、ドリリングマシン、ターニングマシン、および、伝達ラインなどのような高速のマシニング機器は、回転継手を使用して、装置内の冷却および潤滑のために、工具の切れ刃（カッティングエッジ）に媒質を直接的に供給しており、該媒質は、通常「スルー・スピンドル・クーラント(through spindle coolant)」と呼ばれている。スルー・スピンドル・クーラント装置は、高価な切断工具の耐用年数を延ばし、切断速度をより高くすることを可能とすることで生産性を向上させ、かつ、ワークピースまたは該工具を損傷し得る材料チップを切断工具の切断表面から流し取る。異なるワークピースの材料は、典型的には、最適な生産性および性能のために、異なる媒質を必要とする。例えば、空気またはエアロゾル媒質は、非常に硬い材料をマシニングする時に、より良い熱制御を提供でき、一方、液体クーラントは、アルミニウムなどのより軟らかい材料をマシニングする時に、より良いパフォーマンスを提供し得る。加えて、ある種の作業は、スルー・スピンドルの媒質なしでより効率的に、かつ、より安価に行うことができる。

非潤滑性の媒質を伴って、または、いかなる媒質も伴わずにドライランを回避することを意図した種々の設計が知られている。例えば、米国特許第５，５３８，２９２号明細書に開示される装置のように、対立する流体圧力が存在する時に脱係合するシール面を有する回転継手は、製造するのが複雑かつ高価であり得る。米国特許第４，９７６，２８２号に開示される装置のように、媒質の不存在下で自動的に脱係合するシール面を有する回転継手は、製造および機械への組み込みがそれほど複雑ではないが、非潤滑性の媒質が用いられる時、シール面が係合する傾向にある。米国特許第６，３２５，３８０号明細書および米国特許第６，７２６，９１３号明細書に開示されるもののように、気体との非接触的作動用の特殊な幾何学的配置（geometries）を有するシール面は、液体媒質を用いた効果的な密封を提供しない。同様に、米国特許第６，１４９，１６０号明細書に開示されるシール装置のように、均一に媒質を分配するために特殊な幾何学的配置を有するシール面は、非潤滑性の媒質が用いられる時、いかなる利点も提供しない。米国特許第６，９２９，０９９号明細書に開示される継手のように、いつでも、付勢が低減された時でさえ、シール面に係合する回転継手は、高い回転速度においてドライランから損傷を被る傾向にある。

しかしながら、継手のドライランを回避するために改善された密封および機構を用いる場合でさえ、あらゆる継手が、やがては修理または交換を必要とするであろう。突然性能が失われることを防止するために定期的に継手を交換する、または、交換を必要とする継手を用いて機械を作動させる機械操作者がいるかも知れない。かかる措置およびその他の措置は、典型的には、結果的に高価となる。継手の定期的な検査はまた、時間がかかり、かつ、高価である。なぜなら、継手は典型的には機械の内部に見られ、かつ、それらにアクセスし、かつ、それらの状況を評価するためには技術者による尽力が必要となるからである。

開示の要約
本開示は、１つの態様において、流体を移送するように構成された回転継手を説明する。当該回転継手は、ハウジングを含んでおり、該ハウジングはその中に媒質チャンネルを有し、該ハウジングはさらに、ポケットを有し、該ポケットは、媒質チャンネルから流体的に隔離されており；ハウジング中に回転可能に支持された、回転する機械コンポーネントを含んでおり；回転する機械コンポーネントと関連付けられた、回転するシール部材を含んでおり；回転するシール部材に隣接してハウジング内に摺動可能（slidably）かつシール可能（sealably）に配置された、回転しないシール部材を含んでおり；かつ、ポケット中に配置されたセンサーアレイを含んでおり、該センサーアレイは、制御装置および通信装置と一体化した複数の感知要素を含んでいる。回転しないシール部材が、機械的な端面シール（mechanical face seal）を形成するために回転するシール部材と接触する時、センサーアレイは、媒質チャンネルから流体的に隔離されている。

別の態様において、本開示は回転装置を説明する。当該回転装置は、非金属材料から作成されたハウジングと、ハウジング中に回転可能に支持された回転する機械コンポーネントと、回転する機械コンポーネントと関連付けられた回転する部材と、回転する部材に隣接してハウジング内に配置された回転しない部材と、ハウジング中に配置されたセンサーアレイとを含んでいる。センサーアレイは、制御装置および無線通信装置と一体化した複数の感知要素を含んでいる。無線通信装置は、電磁波を用いて、ハウジングに関して遠くに配置された中央制御装置と通信するように構成されている。無線通信装置は、センサーアレイおよび中央制御装置に関するハウジングの任意の取付配向について中央制御装置と通信したままであるように配置されている。

さらに別の態様において、本開示は、回転装置を作動させるための方法を説明する。当該方法は、ハウジングを提供することを含んでおり、該ハウジングは、非金属材料から作成されており、かつ、ポケットを含んでいる。当該方法はさらに、ハウジング中に回転可能な機械コンポーネントを回転可能に支持することを含んでおり、回転可能な機械コンポーネントは、それと関連付けられた回転可能な部材を有し、当該方法はさらに、回転する部材に隣接してハウジング内に回転しない部材を取り付けることを含んでおり、かつ、ポケット中にセンサーアレイを提供することを含んでおり、該センサーアレイは、制御装置および無線通信装置と一体化した複数の感知要素を含んでいる。当該方法はまた、ポケット内のセンサーアレイを流体的に隔離することと、センサーアレイを用いて複数の作動パラメーターをモニタリングすることと、電磁波を用いて、ハウジングに関して遠くに配置された中央制御装置に作動パラメーターを無線通信することとを含んでいる。無線通信は、センサーアレイおよび中央制御装置に関するハウジングの配向から独立している。

図１は、本開示による回転継手の斜視図である。 図２は、図１に示される回転継手の断面図である。 図３は、本開示によるシールの斜視図である。 図４Ａは、本開示によるシールの拡大された詳細図である。 図４Ｂは、本開示によるシール用のカラー（collar）の代替的な実施形態の拡大された詳細図である。 図５および図６は、本開示によるセンサーモジュールの異なる図である。 図５および図６は、本開示によるセンサーモジュールの異なる図である。 図７は、本開示による継手モニタリングシステムまたは部品の配置構成の概略図である。 図８−図１０は、本開示による方法のためのフローチャートである。 図８−図１０は、本開示による方法のためのフローチャートである。 図８−図１０は、本開示による方法のためのフローチャートである。 図１１および図１２は、本開示による回転継手の斜視図である。 図１１および図１２は、本開示による回転継手の斜視図である。

詳細な説明
本明細書の一部を成す図面において、図１は、回転継手１００の斜視図を示しており、かつ、図２は、種々の内部部品を示すために回転継手１００を通る断面図を示している。本明細書に示される例示的な実施形態においては、回転継手が示されているが、本開示に記載のシステムおよび方法が、互いに摺動接触（sliding contact）している、固定部品と、完全に、または部分的に回転可能である部品とを含んでいるあらゆる回転装置に等しく適用可能であることは理解されるべきである。回転装置の例は、したがって、完全に、もしくは部分的に回転可能であるジョイントまたは部品を通して流体を運搬するのに用いられる回転継手およびスイベルジョイントを含み得、また、スリップリングのような完全に、または部分的に回転可能である境界面を横切るように電気導線を接続するための装置も含み得る。本明細書に示される例示的な回転継手を参照すると、回転継手１００は、回転するシール部材１０２と、ハウジング１０６に関して軸方向に移動可能である回転しないシール部材１０４とを含んでいる。区間分けされた（segmented）導管または媒質チャンネル１１２は、ハウジング１０６、ならびに、回転するシール部材１０２および回転しないシール部材１０４もまたそれぞれ通過して延びている。

回転するシール部材１０２および回転しないシール部材１０４が係合した時に、回転継手１００を通過する流体通路が提供されるように、媒質チャンネル１１２の部分が、当該回転継手１００の異なる部品内に定められている。媒質チャンネル１１２は、回転するシール部材１０２と回転しないシール部材１０４とが互いに係合した時には、流体を密封して(sealingly、シールして）閉じ込めるように、かつ、回転するシール部材１０２と回転しないシール部材１０４とが係合していない時には、外気への排出のために開くように、選択的に構成されていてもよい。

回転する機械コンポーネント１０８に取り付けられるシールリングとして本明細書において具現化されたが、代替的には回転する機械コンポーネント１０８と一体化していてもよい回転するシール部材１０２は、ＣＮＣのミーリングマシン上のスピンドルなど、あらゆるタイプの機械コンポーネントであり得る。回転するシール部材１０２が回転しないシール部材１０４に係合した時に作り出される機械的な端面シールは、ハウジング１０６の流体入口１１０から回転する機械コンポーネント１０８の端部に形成された出口１１１へと、流体媒質を移送するための媒質チャンネル１１２をシールするが、このことは本技術分野において公知である。回転する機械コンポーネント１０８は、媒質チャンネル１１２の一部を定めている内腔１０９を有している。

回転しないシール部材１０４は、ハウジング１０６の内腔１２８内に摺動可能かつシール可能に配置されている。回転しない機械コンポーネント１１０に対して、回転しないシール部材１０４の摺動を可能にする構造的な配置は、回転しないシール部材１０４の、回転するシール部材１０２との選択的な係合および脱係合を可能にし、かつ、回転する機械コンポーネント１０８およびハウジング１０６の間に存在し得る軸方向の変位を補償する。

回転継手１００の作動中の媒質チャンネル１１２内の流体圧力の選択的なバリエーションは、移動可能である回転しないシール部材１０４がハウジング１０６に関して移動することを促すためにかけられる正味の液圧力（net hydraulic force）を生み出し、回転するシール部材１０２と回転しないシール部材１０４との間の境界面１１４に沿って、シール係合（sealing engagement）が発生し得るようになっている。ハウジング１０６に関してシール部材１０４が伸び出ること、ならびに、回転するシール部材１０２および回転しないシール部材１０４の対向面に形成された対応する密封面（sealing surface）が係合することは、媒質チャンネル１１２に沿った流路を作り出す。回転しないシール部材１０４は、特に、回転するシール部材１０２と回転しないシール部材１０４との間にシール係合が存在する時、その回転を防止するために、ハウジング１０６中のその受け入れ内腔（receiving bore）へとキー固定されて（keyed）もよい。

ハウジング１０６は、回転しないシール部材１０４に密封して係合しており、かつ、その中に、回転するシール部材１０２と回転しないシール部材１０４との間の選択的係合のための種々の液圧チャンバーを定めている。より具体的には、ハウジング１０６は、段差のある（stepped）内腔部１１６を含んでおり、該内腔部は、その中に、拡張シール１１８の一端を収容しており、かつ、拡張シール１１８の一端にシール可能に係合しており、該拡張シールは、直線部１２２の間に配置されたベローズ部１２０を有して形成されている（図３、ならびに、図４Ａおよび図４Ｂに示される拡大された詳細な断面も参照）。拡張シール１１８は、ゴム、ＴＰＥ、フルオロエラストマー、およびその他の材料のような弾性材料から形成されていてもよく、かつ、直線部１２２に沿って硬いカラー１２４を含んでいる。拡張シール１１８は、一端において段差のある内腔部１１６に係合しており、かつ、他端において回転しないシール部材１０４に形成された凹部１２６に係合している。回転しないシール部材１０４が、回転するシール部材１０２との係合に向かって移動するように液圧力によって促される時、ベローズ部１２０が拡張シール１１８の中心線１２８に沿って長さを増加させるにつれて、拡張シール１１８は軸方向に拡張するが、該拡張シールは、図示される実施形態では、回転する機械コンポーネント１０８および回転するシール部材１０２と同心円状に配置された略円筒形状を有している。

図４Ａおよび図４Ｂに見られ得るように、段差のある内腔部１１６と凹部１２６とは、所定の位置にシールを保持することを助けるため、また、使用中のシール材料への損傷もしくは裂け目を回避するために、丸みを帯びた、または、面取りされた縁部を形成しており、該縁部は拡張シール１１８に面している。具体的には、図４Ａおよび図４Ｂにおいては縁部１３０として示されているこれら縁部は、拡張シール１１８の上にある直線部１２２とベローズ部１２０との間の境界面１３２の曲率半径Ｒ’と概して一致する曲率半径Ｒを有する（図３を参照）。境界面１３２と縁部１３０との間の接触領域における半径の一致は、拡張シール１１８、ハウジング１０６および回転しないシール部材１０４の移動する、または変形する部分の間の低応力の接触を確実にする。

回転継手１００の作動中、拡張シール１１８は、概して所定の位置に保持されている。なぜなら、それが、ハウジング１０６および回転しないシール部材１０４によって、両端において軸方向に拘束されているからである。拡張シール１１８はまた、直線部１２２の外側円筒面の、段差のある内腔部１１６の内側円筒面との係合を通して、所定の位置に半径方向に保持されている。かかる係合は、内圧または正圧なしで、作動中、所定の位置に拡張シール１１８を維持するのに十分であるかも知れない。しかしながら、媒質チャンネル１１２内の流体を排出するのに用いられてもよいように、媒質チャンネル１１２が負圧（真空）に曝されれば、拡張シールが、特に直線部１２２との半径方向外側の円筒形の接触界面に沿った領域において、少なくとも一時的に伸縮自在に変形するかも知れない可能性が存在するかも知れない。

継続的な接触が直線部に沿って存在することを確実にするために、カラー１２４が直線部１２２に内挿されている。各カラー１２４は、中空の円筒形状を有するシャフト部１３４を形成しており、かつ、任意には、シャフト部に関して半径方向外側に延びているレッジ（ledge；突出体）１３５（図４Ｂに示されている）もまた含んでいてもよい。レッジ１３５は、媒質チャンネル１１２の典型的な内径１３８または回転しないシール部材１０４およびハウジングにおける開口部１４０のような拡張シール１１８を包囲している部品の少なくとも内径より大きな外径まで、シャフト部１３４に関して半径方向外側に延びていてもよい。

各直線部１２２に挿入される時、各カラーは、レッジ１３５がベローズ部１２０の側面に配置されるように配向されていてもよい。レッジが含まれていない図示される実施形態では、カラー１２４は、各々の直線部１２２に完全に挿入されており、それらが、直線部１２２の、ハウジングまたは回転しないシール部材との係合領域を軸方向に完全に覆うようになっている。拡張シール１１８が回転継手１００に搭載されており、かつ、カラー１２４が所定の位置にある時、各カラー１２４は、拡張シール１１８の２つの端部とそれぞれの相手部品との間にシール係合を提供するために、拡張シール１１８の直線部１２２に予め選択された半径方向外側の圧縮力を与えるようにサイズ決めされており、該相手部品は、図４Ａおよび図４Ｂに見られ得るように、ハウジング１０６と回転しないシール部材１０４とを含んでいる。媒質チャンネル１１２において、拡張シール１１８とそれが中に搭載される部品との間の境界面に沿って中に入ってもよい潤滑剤が用いられる時、軸方向力が、シールのいずれかの端部をその相手部品に関して軸方向に押す傾向にあるかも知れない。かかる摺動状態を制限するために、カラー１２４は、直線部１２２の軸方向運動を制限するように作用する。

拡張シール１１８の中心線に沿うその圧縮されていない長さに基づいて、拡張シール１１８はまた、回転するシール部材１０２および回転しないシール部材１０４に予荷重（pre-load）または予張力（pre-tension）を提供するのにも用いられ得る。かかる予張力は、図４Ａの例示的な実施形態に図示されており、かつ、圧縮バネとして示されているバネ１３６によって、静的な態様にて増大してもよく、補足されてもよい。より具体的には、特定の回転継手が、互いに接触させるためにシール部材を押す傾向にあるバネを含んでいてもよい場合、バネまたはその他の二次的なシールは、除去および交換され得、または、図示される実施形態にあるように拡張シール１１８によって補助され得るが、該拡張シールは、回転しないシール部材１０４がハウジング１０６に関して移動するにつれて、流体シールを維持する役割を果たし、また、それがシール部材に予め張力を加える、すなわち、拡張シール１１８の長さが提供されるシールのための軸方向の開口部より大きくなるように選択されれば、シール部材を伸縮自在な態様にて互いに向かうシール係合方向に向かって押す役割を果たすように選択され得る。動力学的に、正のゲージ圧下の流体が媒質チャンネル１１２中に存在する時、拡張シール１１８の付勢力は、シールを拡張させる傾向にある液圧力によってさらに増大してもよい。図示される実施形態では、拡張シール１１８は、２つの回旋部（convolution）を有するベローズまたは略Ｍ字形状のベローズを含んでいるが、単一または２つより多くの回旋部が用いられ得る。

ここで図１および図２に戻ると、回転継手１００はさらに、ハウジング１０６と回転する機械コンポーネント１０８との間に配置された２つのローラー軸受アセンブリー１４２を含んでいる。より具体的には、ハウジング１０６は、軸受領域１４４を形成しており、該軸受領域は、１つ以上の軸受１４６を収容しており、そのうちの２つが図示される実施形態に示されている。軸受１４６は、ボール軸受として示されており、各ボール軸受は、外輪１４８と、内輪１５２と、それらの間に配置された複数のボール１５４を含んでいる。各外輪１４８と内輪１５２とは、リングとして形成されており、外輪１４８は、ハウジング１０６の軸受領域１４４の内側略円筒面１５６に半径方向に係合しており、かつ、内輪１５２は、回転する機械コンポーネント１０８の外側略円筒面１５８に係合している。図示される実施形態では、軸受領域１４４の内面１５６は、別のプラスチック製のハウジング１０６に挿入され、かつ接続された金属挿入体１５９中に形成されている。

軸受１４６は、Ｃ−リング１６０によって内側略円筒面１５６内で軸方向に拘束されている。Ｃ−リング１６０がシーケンシャルに除去される時、回転する部品および回転しない部品ならびにシール部材のアセンブリー全体が、回転継手１００の組立、解体および供給を有利に容易にするために、前方開口部１６２を通して、ハウジング１０６から除去され得る。内側Ｃ−リング１６０は、回転しないシール部材１０４により近く配置されており、かつ、回転する機械コンポーネント１０８の周りでその内径に沿って係合している。前方開口部１６２により近く配置された外側Ｃ−リング１６０は、ハウジング１０６の軸受領域１４４の内側略円筒面１５６内でその外径に沿って係合している。ハウジング１０６はさらに、回転するシール部材１０２と回転しないシール部材１０４との間のシール界面に隣接して、１つ以上の排出開口部１６４を形成している。

内側軸受１４６と軸受領域１４４の環状端面との間の空間を軸方向に占めるローター１６６は、略ディスク形状を有し、かつ、回転する機械コンポーネント１０８の内端の周りに配置されている。ローター１６６は、その外周の周りに通常の角度間隔で配置された１つ以上の磁石１６８を含んでいる。回転する機械コンポーネント１０８の上に形成された外側レッジ１７０は、軸受１４６およびローター１６６と協働して、ハウジングに関する回転する機械コンポーネント１０８およびローター１６６の軸方向の拘束ならびに回転可能な取付を助ける。

本明細書に記載の回転継手１００は、種々の方法によって製造され、かつ、組み立てられていてもよい。図示される実施形態では、ハウジング１０６、回転する機械コンポーネントおよび場合によってはローター１６６のような回転継手１００の主たる部品は、三次元印刷機の使用によることを含む、任意の適切な実施形態にて形成されてもよいプラスチック材料の使用によって製造されている。金属挿入体１０７は、ハウジング１０６の流体界面において追加されてもよい。代替的には、かつ、回転継手の作動環境ならびに媒質チャンネル１１２を時々占めるであろう流体のタイプおよび温度に基づいて、これらの部品およびその他の部品のうちのいくつかまたは全部が、金属のような異なる材料および異なる製造方法を用いて製造されてもよい。

本開示に関連して、回転継手１００はさらに、例えば図１および図２に示されるように、センサーアレイ２００を含んでおり、該センサーアレイは、ハウジング１０６中に定められたポケット２０２中に配置されており、かつ、カバー２０４によって包囲されている。図示される実施形態では、回転するシール部材１０２と回転しないシール部材１０４とが接触している時、ポケット２０２は、媒質チャンネルから流体的に分離または隔離されているように示されている。さらに、センサーアレイ２００は、ポケットから突出し、かつ、排出開口部１６４のうちの１つと、また、回転するシールリング１０２および回転しないシールリング１０４の境界面と軸方向に重なる部分を有している。図示される実施形態におけるセンサーアレイ２００は、電力装置および通信装置もまた含んでいる基板上に配置された１つ以上のセンサーを含んでいる、操作性に富んだセンサーアレイである。概して、あらゆるタイプの操作性に富んだ、または独立したセンサーアレイが用いられてもよい。回路基板２０６がその中に存在するセンサーアレイ２００の例示的な図が、図５および図６において両側から示されている。アレイ２００の前側を示している図５を参照すると、センサーアレイは、アンテナ２０６、無線周波数コネクター２０８、加速度計２０９、２つの赤外線（ＩＲ）温度センサー２１０および２１１、運動センサー２１２、湿度センサー２１３、マイクロコントロールユニット（ＭＣＵ）を含む種々の部品を含んでいるが、その他のセンサーおよび装置が用いられてもよい。示されるように、第１のＩＲ温度センサー２１０は、ハウジング１０６の温度を測定するために配置されており、かつ、第２のＩＲ温度センサー２１１は、回転しないシール部材１０４に隣接して配置されており、かつ、回転するシール部材１０２および／または回転しないシール部材１０４の温度を測定するように構成されている。追加のセンサーは、流体圧力センサー、歪みゲージ、および、媒質チャンネル中に存在する流体媒質の圧力を直接的または間接的に検出するために用いられるその他のセンサーを含んでいてもよい。

図６に示されているように、その裏側に、センサーアレイ２００は、メモリー記憶装置２１６、磁気ピックアップセンサー２１８、蓄電装置２２０およびその他の装置を含んでいる。これら種々の装置およびセンサーは、回転継手１００と機械であってその中で回転継手１００が作動している前記機械の「健康」を判定するために用いられ得た作動状態および一般的な操作パラメーターを判定するために用いられ得る回転継手の種々の作動パラメーターを有利に検出、追跡、モニタリング、警告、通知および推測するために用いられてもよい。集められたデータはまた、作動を比較、分析および最適化するために用いられてもよい。

１つの熟慮された実施形態では、ローター１６６に沿って配置された磁石１６８は、継手１００の作動中、回転する磁界を生成するために用いられてもよく、このことは、蓄電装置２２０を充電するために、または、概してセンサーアレイ２００に動力を供給するために、コイルにおいて電力を生成するために用いられ得る。磁気ピックアップセンサー２１８と一緒に具現化され得るコイルまたは別の同等の電気部品は、センサーアレイ２００に動力を与えるため、および、電池を再充電するための解決策を提供し得、したがって、電池を定期的に充電する必要性を除去する。これらの傾向にしたがうと、継手が振動する時に電位を生成するために作動する圧電素子、継手が自然照明または人工照明に曝される用途用の光起電力電池などのようなその他の動力源が用いられてもよい。代替的な実施形態では、蓄電装置２２０は、動力が枯渇した時に交換され得る電池として具現化されていてもよく、または、それはまた、外部供給源からの電力の有線の供給用のコネクターであり得る。

より具体的には、回転継手およびその周囲環境の物理的状態を示す種々の信号が、センサーアレイ２００中の種々のセンサーによって生成され、かつ、処理および／または機械操作者もしくはモニターへの中継用の外部受信装置への伝達のためのＭＣＵ２１４に通信され得る。本開示において示され、かつ、説明される例示的な実施形態では、アンテナ２０６および／または無線周波数コネクター２０８は、図７に関して以下で説明されるように、センサーアレイへの、およびセンサーアレイからの情報の無線通信を実行するために用いられてもよい。回転継手の健康を判定またはモニタリングするために用いられ得る種々の信号に関して、温度センサー２１０は、回転するシール部材１０２および回転しないシール部材１０４の状況の指標として、回転継手１００の温度または回転継手１００に接している周りの空間もしくは材料の温度をモニタリングするために用いられてもよい。追加的には、この、もしくはその他のセンサーまたはセンサーアレイは、作動媒質（working media）の流体圧力および／または流体温度をモニタリングし、かつ記録するために用いられてもよい。この点、作動中のシール界面におけるドライランまたは過度の摩擦は、ハウジングに関してシール部材の温度を上昇させ、したがって、回転継手中の周囲の構造体を加熱するであろうし、このことは、温度センサー２１１によって感知される温度の増加を引き起こすであろうし、このことは、シール不良を判定するために用いられ得る温度差としてＭＣＵ２１４に提供される温度信号に反映されるであろう。

同様に、その他のセンサーが、回転継手１００の作動状態を判定するために用いられてもよい。湿度センサー２１３は、シール漏れの指標であり得る湿度の存在または増加を感知するために用いられてもよい。１つの実施形態では、偽陽性（false positive）の漏れ信号を回避するために、ＭＣＵ２１４は、多湿環境において媒質チャンネル１１２を通過する低温の流体の存在下で、凝結したもの（condensation；水滴）から湿度を検出してもよく、漏れの追加の指標、例えばシール界面の発熱および排出開口部のうちの少なくとも１つを通した流体運動が提供されなければ、漏れを信号で知らせることはない。回転継手１００が作動し、かつ、ローター１６６（図２）が回転速度の指標、また、回転継手が経験した回転数の指標を提供するために回転している一方で、磁気ピックアップセンサー２１８は、磁石１６８（図２）を、それらがセンサー２１８の側を通過するにつれて感知してもよく、このことは、計数器とともに回転継手１００の耐用年数の指標を提供し得る。加速度計２０９は、回転継手１００内の回転する部品のバランス、したがって構造状態の指標を提供するために、回転継手１００における振動を感知してもよく、かつ、それら部品は、回転継手１００または機械であってその中に回転継手１００が搭載されている前記機械と関連する構造的問題を検出するために継手に接続されている。その他のセンサーもまた、流体媒質の流速および／または圧力をモニタリングし、かつ記録するために用いられてもよい。

上記のセンサーによって生成される種々の作動パラメーター信号、および場合によってはその他のセンサーによって生成される追加的な、または異なる信号は、図７に示される概略図に示されるように、制御センター３００に、リアルタイムで、または少なくとも回転継手１００の作動中、継続的に送信されてもよい。図７は、回転継手１００、具体的にはセンサーアレイ２００と制御センター３００との間の情報の無線通信のための多数のその他の考え得る実施形態のうちの２つを示している。図示される例示的な実施形態では、２つの選択肢が示されている。

図７の左側に示されている第１の選択肢では、機械３０１に搭載された回転継手１００のアンテナ２０６（図５に示されている）は、適切な無線ネットワークを介するか、かつ／または、有線接続を通すかのいずれかで情報を送受信するように構成されている。図示される実施形態では、モバイルコンピューティングデバイス（mobile computing device）３０２と通信するためにローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）３０４が用いられているが、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）または直接ｗｉｆｉ接続のようなあらゆるその他の無線ネットワークが用いられてもよい。モバイルコンピューティングデバイス３０２は、スマートフォン、タブレット、ポータブルコンピューターまたは無線信号ゲートウェイ装置を含む、任意の公知のタイプの装置に具現化されてもよい。モバイルコンピューティングデバイスは、携帯型装置であってもよく、代替的には、回転継手１００がその中に搭載され、かつ作動している機械３０１のようなより大きな機械と一体化した、またはその一部である装置であってもよい。ネットワーク３０４への無線接続に加えて、モバイルコンピューティングデバイスはさらに、インターネット３０８にモバイルコンピューティングデバイス３０２を接続するインターネット回線３０６を含んでいる。インターネット回線３０６は、例えば携帯電話のデータ接続を介して直接的であってもよく、ｗｉｆｉを通すように間接的であってもよい。１つの実施形態では、制御センター３００の機能は、モバイルコンピューティングデバイス３０２に局部的に統合されていてもよく、したがって、さらなる回線の必要性を除去する。理解され得るように、インターネット３０８は、ワールドワイドウェブの一部であってもよく、代替的には、同時に複数の場所を横切るようにクラウド構成で作動する分散ネットワークであってもよい。この配置構成では、制御センター３００は、専用の回線３１０の使用によってインターネット３０８を介して回転継手１００と情報を交換するように構成されている。特定のタイプのネットワークの領域制限、また、モバイルコンピューティングデバイスを用いることの柔軟性を理由に、第１の選択肢は、少数の機械３０１が互いに比較的近接して搭載された、より小さな設備によく適合するかも知れない。より大きな設備については、図７の右側に示されている第２の選択肢が用いられてもよい。

第２の選択肢では、機械３１１に搭載された回転継手１００のアンテナ２０６（図５に示されている）は、専用の低出力ローカルエリアネットワーク３１２、または、代替的な実施形態ではワイドエリアネットワークにおいて無線で情報を送受信するように構成されている。ローカルエリアネットワーク３１２は、無線制御およびモニタリング用途における電池寿命の長い装置の幅広い開発を標的とした、低価格、低出力の無線メッシュネットワーク規格である。ネットワーク３１２全体にわたる情報は、専用のゲートウェイ装置３１４によって管理されていてもよく、該ゲートウェイ装置は、その中で、または複数の機械３１１の中で作動している１つ以上の回転継手１００を扱うスタンドアローンな（standalone；独立型の）装置であってもよい。ゲートウェイは、ネットワーク３１２からインターネット回線２１６へと情報を輸送しており、該インターネット回線は、インターネット３０８に、したがって制御センター３００に接続されている。代替的には、制御センター３００への接続は、直接的なインターネット接続が可能である継手の構成において、回転継手１００と直接的になされていてもよい。これら２つの選択肢とは別に、追加の実施形態は、回転継手１００と制御センター３００との間の直接ｗｉｆｉ、有線ネットワークまたは携帯電話のデータネットワーク接続を含み得る。

図７に示される情報交換システムでは、回転継手１００に関する種々の診断およびモニタリング機能が実現され得る。例えば、モバイルコンピューティングデバイス３０２において作動するカスタマイズされたモバイルアプリケーションまたは制御センター３００に配置されたコンピューターにおいて作動する特化したコンピューターアプリケーションが、特定の回転継手１００の作動をモニタリングして、局部的または遠隔的のいずれかでそれらの作動状態を評価するために用いられ得る。かかるアプリケーションは、これらのシステムの使用によって耐用年数に近付いていると判定された回転継手を交換するために回転継手の再注文を自動化すること、センサーアレイ２００によって検出された通常でない作動状態のためのトラブルシューティグガイドを提供すること、および、問題が起こった時にチャットまたは電話接続を介して顧客または技術専門家への生の接続を提供さえすることのような、さらなる利点を提供し得る。

回転継手を作動させる方法のためのフローチャートが、図８に示されている。当該方法は、４０２において機械中の回転継手を作動させることを含んでいる。本開示によれば、回転継手は、センサーアレイを含んでおり、該センサーアレイは、回転継手と一体化しており、かつ、無線通信機能を含んでいる。任意の実施形態では、回転継手の作動は、継手の回転運動を用いて、４０４においてセンサーアレイを作動させるために電力を生成することを含んでいる。継手を作動させる方法はさらに、４０６においてセンサーアレイの１つ以上のセンサーを用いて回転継手の１つ以上の作動パラメーターを感知することを含んでいる。１つ以上のセンサーのそれぞれは、４０８においてセンサー信号を生成し、該センサー信号は、４１０において制御ユニットによって受信および／または処理される。制御ユニット４１０は、４１２において制御センターへのセンサー信号の送信を実行する。１つの実施形態では、制御ユニット４１０はさらに、基板上のメモリー記憶装置を用いてセンサー信号を記憶するように構成されている。タイムスタンプ、日付およびその他の情報もまた含んでいてもよい記憶されたセンサー信号は、制御ユニットからの後の呼び出しのために利用可能であってもよい。さらに、制御センター４１２は、１つ以上の継手のための中心に配置された処理センターであってもよく、かつ、追加的または代替的には、モバイル電子デバイスであって、永久的か、または、操作者が例えば継手の作動状態の生の検査中に該モバイル電子デバイスを持って回転継手の側を通過するにつれて過渡的かのいずれかにおいて、回転継手に物理的に近接して存在する前記モバイル電子デバイスであってもよい。

制御センターは、４１６において回転継手の作動状態を診断するために、センサー信号４１４を受信および処理する。４１８において判定される通常でない作動状態の場合、制御センターは、４２０において軽減プロセスを開始させてもよく、該軽減プロセスは、機械操作者に通常でない作動状況を知らせること、または、操作者の好みによっては、回転継手の交換品の発送を操作者に自動的に勧めること、および／もしくは、機械操作者の事前の承諾を受けて回転継手の交換品の発送を自動的に開始させることを含むが、これらに限定されない。さらに、４１８における判定は、登録者への警告の作成および送信を自動的に促すか、または開始させてもよく、該警告は、登録者に継手の作動状態を知らせる。

回転装置におけるシール不良を検出する方法のためのフローチャートが、図９に示されている。当該方法は、５０２において装置を作動させることを含んでおり、このことは、少なくとも２つの温度センサーと制御器とを作動させることを含んでいる。第１の温度センサーは、例えば５０４において回転する部材および／または回転しない部材の本体温度を測定することによって、回転する部材と回転しない部材との間の機械的インターフェースと関連する温度を測定するように構成されている。該部材は、回転装置がスリップリングとして具現化される時、シールリングであってもよく、代替的には、電気接続リングであってもよい。１つの実施形態では、５０４における温度は、ＩＲセンサーを用いて獲得される。第２の温度センサーは、５０６において、回転装置のハウジングと関連する温度、例えばハウジング材料の混合平均温度（bulk housing material temperature）を測定するように構成されている。制御器は、５０８において第１および第２の温度測定値を受信し、かつ、５１０において本体温度を機械的インターフェースの温度と比較する。第１および第２の温度が５１２において互いの所定の範囲内である時、モニタリングが継続する。第１の温度が５１４において第２の温度を所定の量だけ越える時、制御器は、５１６において不良を信号で知らせてもよい。

偽陽性の漏れ指標を回避する、漏れを検出する方法のためのフローチャートが、図１０に示されている。当該方法は、６０２において回転装置を作動させることを含んでおり、このことは、漏れセンサー、湿度センサー、流体温度センサー、ハウジング温度センサー、および、任意には運動センサー、またＩＲ温度センサーを作動させることを含んでいる。漏れセンサーは、６０４において排出路における流体の存在をモニタリングしており、湿度センサーは、６０６において周囲湿度をモニタリングしており、流体温度センサーは、媒質チャンネル中に存在する流体媒質の温度６０８をモニタリングしており、ハウジング温度センサーは、６１０においてハウジングの温度を測定しており、かつ、ＩＲ温度センサーは、６１２において回転するシール部材と回転しないシール部材との間の境界面における温度を測定している。運動センサーは、任意には、回転継手の振動を測定していてもよい。すべての信号は制御器に提供され、該制御器は、６１４において種々のセンサー信号を組み合わせてセットにし、かつ、６１６において該セットをメモリーに存在する１つ以上の所定の状態のセットと比較する。該セットがメモリーに存在する漏れ状態のセットと一致する時、制御器は、６１８において不良を信号で知らせ、そうでなければ、先に説明した種々のパラメーターのモニタリングを継続する。

メモリーに存在するセットはまた、作動効果に起因して、たとえ漏れセンサーが漏れ指標を提供しても、偽陽性であると判定されるセットを含んでいる。例えば、ハウジングもまた冷却する低温の流体を用いて作動する継手の高い周囲湿度において、実際の漏れが存在することなく、漏れセンサーの周りに凝結したものが形成されるかも知れない。メモリーに記憶された所定のセットは、例えば、作動中の継手の温度が所定の周囲湿度についての露点温度より下であるか否かを示し、この場合、不良のさらなる指標なしに、液水が継手内から漏れているのではなく、継手上で凝結していると仮定されてもよい。したがって、漏れ信号は、別の不良の指標、例えばオーバーヒートしたシール界面、継手の過度の振動などもまた存在する場合のみ、凝結状況下で提供されてもよい。

出版物、特許出願、技術文書およびユーザーマニュアル、特許ならびにその他の材料を含む、本明細書で引用した全ての参考文献は、各参考文献が個別かつ具体的に参照したことによって組み込まれることが示され、かつ、その全体が本明細書に示されているのと同じ程度まで、参照したことによって本明細書に組み込まれる。

本発明を説明する文脈（特に添付の特許請求の範囲の文脈）における用語「a」および「an」および「the」ならびに同様の指示対象の使用は、本明細書に別段の指示がないかまたは明らかに文脈に矛盾しない限り、単数および複数の両方を含むと解釈されるべきである。用語「有する」、「持つ」、「含む」および「含有する」は、別段の記載が無ければ、限定されない（open-ended）用語（即ち、「含むが、それに限定されない」ということを意味する）として解釈されるべきである。本明細書における値の範囲の列挙は、本明細書に別段の指示がない限り、その範囲内に入る各個別の値を個別に言及する簡易な方法としての役目を持つことを単に意図しており、各個別の値は、それが個別に本明細書に記載されたかのように本明細書に組み込まれる。本明細書に記載したすべての方法は、本明細書に別段の指示がない限り、または明らかに文脈に矛盾しない限り、任意の好適な順序で実行され得る。本明細書で与えた、任意およびすべての例、または例示的な言葉使い（例、「といったような（such as）」の使用は、本発明をよりよく明らかにすることを単に意図しており、別段の請求が無ければ、本発明の範囲を制限しない。本明細書中の言葉使いはあらゆる非請求の要素が本発明の実施に不可欠であることを指示していると解釈されてはならない。

本発明者らが知っている、本発明を実施するための最良の態様を含めて、本発明の好ましい実施形態が本明細書に記載されている。それら好ましい実施形態のバリエーションは、以上の説明を読んだ当業者に明らかとなり得る。本発明者らは、当業者がそのようなバリエーションを適宜採用することを考慮しており、また、本発明者らは、本発明が、本明細書に具体的に説明したものとは異なるようにして実施されることを意図している。したがって、本発明は、本明細書に添付の特許請求の範囲に記載されている主題の、適用法によって許容されるあらゆる修正および均等物を含む。また、上述した要素の全ての可能なバリエーションでの任意の組み合わせが、本明細書に別段の指示がないか、または明らかに文脈に矛盾しない限り、本発明に包含される。

Claims (20)

1. 流体を移送するように構成された回転継手であって、当該回転継手は：
   ハウジングを有し、該ハウジングはその中に媒質チャンネルを有し、該ハウジングはさらにポケットを有し、該ポケットは、前記媒質チャンネルから流体的に隔離されており；
   前記ハウジング内に回転可能に支持された、回転する機械コンポーネントを有し；
   前記の回転する機械コンポーネントと関連付けられた、回転するシール部材を有し；
   前記の回転するシール部材に隣接して前記ハウジング内に摺動可能かつシール可能に配置された、回転しないシール部材を有し；かつ、
   前記ポケット内に配置された、センサーアレイを有し、該センサーアレイは、制御装置および通信装置と一体化した複数の感知素子を含んでおり；
   ここで、前記センサーアレイは、前記の回転しないシール部材が機械的な端面シールを形成するために前記の回転するシール部材と接触する時、前記媒質チャンネルから流体的に隔離されている、
   前記回転継手。
2. 前記ハウジングがプラスチック材料から作成されており、かつ、前記通信装置がアンテナを含んだ無線通信装置である、請求項１に記載の回転継手。
3. 前記制御装置が、前記の複数のセンサーのうちの少なくとも１つから当該回転継手の作動状態についての情報を受け取り、かつ、リアルタイムで前記無線通信装置を介して中央制御装置に前記情報を通信する、請求項２に記載の回転継手。
4. 前記の複数のセンサーが、加速度計、温度センサー、運動センサー、湿度センサーおよび磁気ピックアップセンサーを含んでいる、請求項１に記載の回転継手。
5. さらに：
   拡張シールを有し、該拡張シールは、前記の回転しないシール部材と前記ハウジングとの間に配置されており、かつ、前記の回転しないシール部材および前記ハウジングのそれぞれにシール可能に係合しており；
   ここで、前記拡張シールは、２つの端部を含んでおり、前記の２つの端部のうちの一方は、前記の回転しないシール部材に係合しており、かつ、前記の２つの端部のうちの他方は、前記ハウジングに係合しており、かつ、前記拡張シールは、前記の２つの端部の間に軸方向に配置された拡張部を含んでおり、該拡張部は、前記媒質チャンネル中に存在する前記流体の圧力に基づいて変わる軸方向の長さを有している、
   請求項１に記載の回転継手。
6. 前記拡張部が、少なくとも１つのベローズを含んでいる、請求項５に記載の回転継手。
7. 前記拡張シールが、ゴム、テトラフルオロエチレンまたはフルオロエラストマー材料のうちの少なくとも１つから作成されている、請求項５に記載の回転継手。
8. 回転装置であって、当該回転装置は：
   非金属材料から作成された、ハウジングを有し；
   前記ハウジング中に回転可能に支持された、回転する機械コンポーネントを有し；
   前記の回転する機械コンポーネントと関連付けられた、回転する部材を有し；
   前記の回転する部材に隣接して前記ハウジング内に配置された、回転しない部材を有し；かつ、
   前記ハウジング中に配置された、センサーアレイを有し、該センサーアレイは、制御装置および無線通信装置と一体化した複数の感知素子を含んでおり；
   ここで、前記無線通信装置は、電磁波を用いて、前記ハウジングに関して遠くに配置された中央制御装置と通信するように構成されており；かつ、
   ここで、前記無線通信装置は、前記センサーアレイおよび前記中央制御装置に関する前記ハウジングの任意の取付配向について前記中央制御装置と通信したままであるように配置されている、
   前記回転装置。
9. 前記ハウジングがプラスチック材料から作成されている、請求項８に記載の回転装置。
10. 前記制御装置が、前記の複数のセンサーのうちの少なくとも１つから当該回転装置の作動状態についての情報を受け取り、かつ、リアルタイムで前記中央制御装置に前記情報を通信する、請求項８に記載の回転装置。
11. 前記の複数のセンサーが、加速度計、少なくとも１つの温度センサー、運動センサー、湿度センサーおよび磁気ピックアップセンサーを含んでいる、請求項８に記載の回転装置。
12. 当該回転装置が回転継手であり、かつ、前記回転継手がさらに：
    拡張シールを有し、該拡張シールは、前記の回転しないシール部材と前記ハウジングとの間に配置されており、かつ、前記の回転しないシール部材および前記ハウジングのそれぞれにシール可能に係合しており；
    ここで、前記拡張シールは、２つの端部を含んでおり、前記の２つの端部のうちの一方は、前記の回転しないシール部材に係合しており、かつ、前記の２つの端部のうちの他方は、前記ハウジングに係合しており、かつ、前記拡張シールは、前記の２つの端部の間に軸方向に配置された拡張部を含んでおり、前記拡張部は、前記媒質チャンネル中に存在する前記流体の圧力に基づいて変わる軸方向の長さを有している、
    請求項８に記載の回転装置。
13. 前記拡張部が、少なくとも１つのベローズを含んでおり、かつ、ゴム、テトラフルオロエチレンまたはフルオロエラストマー材料のうちの少なくとも１つから作成されている、請求項１２に記載の回転装置。
14. 前記センサーアレイが、前記ハウジング内に定められたポケット中に配置されており、前記ポケットは、前記媒質チャンネルから流体的に分離および隔離されている、請求項８に記載の回転装置。
15. 回転装置を作動させるための方法であって、当該方法は：
    ハウジングを提供することを有し、該ハウジングは、非金属材料から作成されており、かつ、ポケットを含んでおり；
    前記ハウジング中に回転可能な機械コンポーネントを回転可能に支持することを有し、該回転可能な機械コンポーネントは、それと関連付けられた回転可能な部材を有し；
    前記の回転する部材に隣接して前記ハウジング内に回転しない部材を取り付けることを有し；かつ、
    前記ポケット中にセンサーアレイを提供することを有し、該センサーアレイは、制御装置および無線通信装置と一体化した複数の感知要素を含んでおり；
    前記ポケット内で前記センサーアレイを流体的に隔離することを有し；
    前記センサーアレイを用いて複数の作動パラメーターをモニタリングすることを有し；かつ、
    電磁波を用いて、前記ハウジングに関して遠くに配置された中央制御装置に前記作動パラメーターを無線通信することを有し；
    ここで、前記無線通信は、前記センサーアレイおよび前記中央制御装置に関する前記ハウジングの配向から独立している、
    前記方法。
16. 前記ハウジングを提供することが、プラスチック材料から前記ハウジングおよび前記ポケットを成形することを含んでいる、請求項１５に記載の方法。
17. 前記の複数のセンサーが、加速度計、温度センサー、運動センサー、湿度センサーおよび磁気ピックアップセンサーを含んでいる、請求項１５に記載の方法。
18. 拡張シールを提供することによって、前記の回転しないシール部材を摺動可能かつシール可能に取り付けることをさらに有し、該拡張シールは、前記の回転しない部材と前記ハウジングとの間に配置されており、かつ、前記の回転しない部材および前記ハウジングのそれぞれにシール可能に係合しており；
    ここで、前記拡張シールは、２つの端部を含んでおり、前記の２つの端部のうちの一方は、前記の回転しない部材に係合しており、かつ、前記の２つの端部のうちの他方は、前記ハウジングに係合しており、かつ、前記拡張シールは、前記の２つの端部の間に軸方向に配置された拡張部を含んでおり、前記拡張部は、前記媒質チャンネル中に存在する流体の圧力に基づいて変わる軸方向の長さを有している、
    請求項１５に記載の方法。
19. 前記拡張部が、少なくとも１つのベローズを含んでおり、かつ、ゴム、テトラフルオロエチレンまたはフルオロエラストマー材料のうちの少なくとも１つから作成されている、請求項１８に記載の方法。
20. さらに、前記流体の流体圧力下で前記拡張シールを伸縮自在に変形させることによって、前記の回転しない部材に対して付勢力を提供することを有する、請求項１９に記載の方法。

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