KR20030046496A

KR20030046496A - 폴리머 적층 금속성 구조물로 형성된 실

Info

Publication number: KR20030046496A
Application number: KR10-2003-7005056A
Authority: KR
Inventors: 코스티존더블유.; 렌허트존엠.; 매시사아크마이클에이.
Original assignee: 생-고뱅 퍼포먼스 플라스틱스 코포레이션
Priority date: 2001-08-13
Filing date: 2002-06-28
Publication date: 2003-06-12
Also published as: US20030031828A1; NO20031661D0; NO20031661L; AU2002345975A1; DE10293217T5; EP1423629A4; JP2005500482A; US20050140097A1; CA2425163C; WO2003016754A2; RU2003112617A; CA2425163A1; US7384494B2; US6830641B2; KR100508325B1; WO2003016754A3; EP1423629A2; RU2256114C2

Abstract

본 발명의 밀봉 장치는 폴리머 재료를 금속성 기재에 부착하여 복합 구조물을 형성하고 상기 복합 구조물을 밀봉 장치의 형상으로 성형하는 공정에 의해 제조된다. 이와 같이 성형된 밀봉 장치는 금속성 기재로 형성되는 케이싱 부재 및 폴리머 재료로 형성되고 상기 케이싱 부재의 표면을 따라 부착되며 밀봉면에 맞대어 설치되는 밀봉 엘리먼트를 포함한다. 본 발명의 밀봉 장치는 예를 들면 립 실, L자형 실, 및 U-컵 실과 같은 여러 가지 형태의 실로 성형될 수 있으며, 활력화될 수도, 되지 않을 수도 있다. 본 발명에 따라 예비성형된 복합 구조물을 이용하여 제조된 밀봉 장치는 개별적 밀봉 부재를 제조 및 성형한 후 이어서 별도로 형성된 밀봉 부재를 조합 또는 결합할 필요 없이 단일 단계의 성형에 의해 실 형성을 가능하게 한다.

Description

폴리머 적층 금속성 구조물로 형성된 실{SEALS FORMED FROM POLYMER LAMINATED METALLIC CONSTRUCTIONS}

실 링 등의 밀봉 장치는 마주 대한 밀봉면 사이에 실을 제공하기 위한 것으로서 잘 알려져 있다. 그러한 밀봉 장치를 사용하여 서로에 대해 정적(static)인 밀봉면들 사이 및/또는 서로 상대적으로 동적(dynamic)인 밀봉면들 사이, 예를 들면 정적 표면과 동적 표면 사이 또는 두 개의 동적 밀봉면 사이에 누설 방지(leak-tight) 실을 제공할 수 있다. 동적 밀봉 용도의 예시적 한 형태는 정적 하우징과 회전 운동 밀봉면 또는 왕복 운동 밀봉면 사이에 설치되는 실 링이다.

그러한 밀봉 장치는 특정 밀봉 용도에 따라 상이한 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 실 링은 실 본체로부터 돌출하여 동적 밀봉면과 접촉하도록 설계된 하나 이상의 립 엘리먼트(lip element)를 포함하는 립 실(lip seal) 형태, 또는 실 링 내부에 설치된 활력 부재에 의해 동적 밀봉면에 접촉하도록 가압되는 하나 이상의 실 엘리먼트를 포함하는 활력화 실(energized seal) 형태로 구성될 수 있다.그러한 실 링은 오일 또는 오일 이외의 밀봉 용도 또는 임의 형태의 가스나 유체를 밀봉하는 용도에 이용될 수 있다.

립 실은 종래 기술에서 잘 알려져 있고, 비가요성(non-flexible) 금속성 실 부재 및 폴리머와 같은 비교적 유순한(conformable) 비금속 실 부재를 포함하는 구조로 이루어질 수 있다. 금속성 실 부재는 일반적으로 소정의 실 글랜드 내에 맞추어지는 동시에 비금속 실 부재를 위한 장착 기재(substrate)를 제공하는 형상을 가지는 케이싱 형태로 되어 있다. 보다 구체적으로, 금속성 실 부재는 부착되어 립을 형성하는 비금속성 실 부재에 대해 소정량의 압축 또는 장력(tension)을 제공하도록 설계된 고리 형상의 케이싱 형태로 되어 있다. 경우에 따라서, 고리 형상의 케이싱은 원하는 장력 또는 압축 부하를 비금속성 실 립 부재에 제공하는 동시에 유지시키도록 소정의 배열로 함께 부착된 다수의 상이한 비가요성 금속성 실 부재로 형성될 수 있다.

활력화 실은 종래 기술에 잘 알려져 있으며, 특정한 밀봉 용도에 따라 금속성 재료와 비금속성 재료 중 하나로 형성된 실 본체 및 실 본체 내에 위치하여 그 실 본체의 일부를 동적 밀봉면에 접촉하도록 가압하는 활력화 부재를 포함하는 구조를 가질 수 있다. 하나의 적용예에서, 활력화 실은 비교적 가요성이거나 유연한 폴리머 재료로 형성되는 고리 형상의 본체 및 U-형상의 실 본체를 구획하는 채널 내에 설치되는 금속성 재료로 형성되는 에너자이저(energizer)를 포함한다. 특정한 밀봉 용도에 따라, 그러한 U-형상의 실은 예를 들면 반경 방향으로 정렬된 동적 밀봉면과 실 본체의 내경부(inside diameter) 또는 외경부(outside diameter) 표면사이에 반경 방향 밀봉면을 제공하거나, 또는 예를 들면 축 방향으로 정렬된 동적 밀봉면과 실 본체의 내경부 또는 외경부 표면 사이에 축 방향 밀봉면을 제공하는 데에 이용될 수 있다.

이와 같이 공지의 립 실 및 활력화 실은 예를 들면 금속성 실 부재 및/또는 폴리머계 실 부재 등의 상이한 실 부재를 성형하는 단계, 및 상기 실 부재를 함께 접합하는 단계를 포함하는 다단계 공정에 따라 형성된다. 예를 들면, 종래 기술로 알려진 립 실은 단일 금속성 엘리먼트 또는 다중 금속성 엘리먼트를 불문하고, 기계가공 및/또는 몰딩 공정에 의해 금속 케이싱을 형성하고, 이어서 기계가공 및/또는 몰딩 공정에 의해 별도로 폴리머 립 부재를 형성함으로써 만들어진다. 서로 분리된 금속성 실 부재와 폴리머 실 부재가 형성되면, 종래의 화학적 및/또는 기계적 부착 기술에 의해 서로 부착된다. 실 부재들을 벌도로 형성하고 그것들을 부착해야 하는 이러한 제조 방법은 시간 소모적일 뿐 아니라 노동 집약적이며, 그의 제조에 대한 생산성과 비용 모두에 영향을 준다.

따라서, 하나 이상의 제조 단계를 감축하는 방식으로 제조를 가능하게 하고 용이하게 함으로써 생산성을 증대하는 동시에 제조에 관련된 인건비 및/또는 재료비를 감소시키는 단순화된 구조를 갖는 밀봉 장치가 요구된다. 또한 그러한 밀봉 장치는 종래의 실과 비교할 때 밀봉 성능을 손상하지 않고 그러한 제조 효율을 제공할 수 있는 것이 소망된다. 나아가서 그러한 밀봉 장치가 기존의 실 하우징 내에서 개장(retrofit) 용도로 사용할 수 있음으로써 실 하우징의 변형이 전혀 없거나 극히 최소한으로 하여 종래의 밀봉 장치를 교체할 수 있는 것이 소망된다.

본 발명은 적층된 구조물로 형성된 밀봉 장치, 보다 구체적으로, 폴리머 적층 금속성 시트 구조물로 형성된 실 링(seal ring)과 같은 밀봉 장치 및 그러한 밀봉 장치를 형성하는 방법에 관한 것이다.

본 발명의 이러한 특징 및 기타 이점은 이하의 상세한 설명, 청구의 범위 및 도면을 참고하여 보다 잘 이해됨으로써 명백해질 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 립 실을 형성하는 다중 부품 실 조립체를 예시하는 측면 단면도.

도 2는 또 하나의 종래 기술에 따른 립 실을 형성하는 실 조립체를 예시하는 측면 단면도.

도 3a는 본 발명의 원리에 따라 구성된 실 링을 형성하는 데 사용되는 폴리머 적층 구조물 시트 스톡(sheet stock)을 예시하는 개략적 측면 단면도.

도 3b는 본 발명의 원리에 따라 구성된 실 링을 형성하는 데 사용될 수 있는 폴리머 적층 구조물 시트 스톡을 예시하는 사시도.

도 4는 폴리머 적층 구조물을 사용하여 본 발명의 원리에 따라 구성된 립 실 형태의 실 링을 예시하는 측면 단면도.

도 5a 내지 5c는 폴리머 적층 구조물을 사용하여 본 발명의 원리에 따라 구성된 장착된 립 실의 여러 가지 실시예를 나타내는 측면 단면도.

도 6은 원하는 탄성력을 제공하도록 구성된 금속 기재를 포함하는 폴리머 적층 구조물을 사용하여 형성된 본 발명의 밀봉 장치의 평면도.

도 7은 폴리머 적층 구조물을 사용하여 본 발명의 원리에 따라 구성된 장착된 L자형 실을 예시하는 측면 단면도.

도 8a 및 8b는 폴리머 적층 구조물을 사용하여 본 발명의 원리에 따라 구성된 U-컵 실로서 축 방향 밀봉을 목적으로 축 방향 실 글랜드에 장착된 것을 예시하는 측면 단면도.

도 9a는 폴리머 적층 구조물을 사용하여 본 발명의 원리에 따라 구성된 U-컵실로서 반경 방향 밀봉을 목적으로 반경 방향 실 글랜드에 장착된 것을 예시하는 측면 단면도.

도 9b는 폴리머 적층 구조물을 사용하여 본 발명의 원리에 따라 구성된 U-컵 실로서 립 밀봉 형상을 갖는 것을 예시하는 측면 단면도.

도 10은 폴리머 적층 구조물을 사용하여 형성되며, 단일 유연성 밀봉 엘리먼트에 대해 원하는 힘을 가하도록 구성된 단일 경성 기재를 포함하는 본 발명의 립 실을 예시하는 측면 단면도.

도 11은 폴리머 적층 구조물을 사용하여 형성되며, 이중(dual) 결합형 경성 기재를 구비한 이중 밀봉 엘리먼트를 포함하는 본 발명의 립 실을 예시하는 측면 단면도.

도 12는 폴리머 적층 구조물을 사용하여 형성되며, 이중 결합형 경성 기재를 구비한 이중 밀봉 엘리먼트를 포함하되, 경성 기재 단부 중 하나는 밀봉 엘리먼트에 대해 원하는 힘을 가하는 형상으로 되어 있는 본 발명의 립 실을 예시하는 측면 단면도.

도 13은 폴리머 적층 구조물을 사용하여 형성되며, 이중 밀봉 엘리먼트 및 서로 결합된 완전 경성 기재와 부분적 경성 기재를 포함하는 본 발명의 립 실을 예시하는 측면 단면도.

도 14는 폴리머 적층 구조물을 사용하여 형성되며, 이중 밀봉 엘리먼트 및 서로 결합된 완전 경성 기재와 부분적 경성 기재를 포함하되, 경성 기재 단부 중 하나는 밀봉 엘리먼트에 대해 원하는 힘을 가하는 형상으로 되어 있는 본 발명의립 실을 예시하는 측면 단면도.

도 15는 폴리머 적층 구조물을 사용하여 형성되며, 이중 밀봉 엘리먼트 및 분리된 경성 기재를 포함하는 본 발명의 립 실을 예시하는 측면 단면도.

도 16은 폴리머 적층 구조물을 사용하여 형성되며, 이중 밀봉 엘리먼트 및 분리된 경성 기재를 포함하되, 경성 기재 단부 중 하나는 밀봉 엘리먼트에 대해 원하는 힘을 가하는 형상으로 되어 있는 본 발명의 립 실을 예시하는 측면 단면도.

도 17은 폴리머 적층 구조물을 사용하여 형성되며, 이중으로 서로 결합된 밀봉 엘리먼트를 포함하는 본 발명의 립 실을 예시하는 측면 단면도.

도 18은 폴리머 적층 구조물을 사용하여 형성되며, 이중 밀봉 엘리먼트 및 서로 결합된 경성 기재를 포함하되, 밀봉 엘리먼트가 유사하게 배향되는 본 발명의 립 실을 예시하는 측면 단면도.

도 19는 폴리머 적층 구조물을 사용하여 형성되며, 스레드(thread)가 형성된 밀봉면을 갖는 밀봉 엘리먼트를 포함하는 본 발명의 립 실을 예시하는 측면 단면도.

본 발명의 원리에 따라 밀봉 장치는 폴리머 적층 금속성 기재를 포함하는 예비성형된 복합 구조물(composite construction)을 성형함으로써 제조된다. 상기 밀봉 장치는 특정한 밀봉 용도에 따라 상이한 형상을 가질 수 있으나, 일반적으로 경성(rigid) 케이싱 부재(구조물의 금속성 기재부에 의해 형성됨) 및 거기에 부착되는 비교적 유연성(compliant)인 밀봉 엘리먼트(폴리머계 재료에 의해 형성됨)를 포함한다. 대안으로서, 본 발명의 밀봉 장치는 금속성 기재가 탄성 부재의 형태로 되어 있음으로써 유연성 밀봉 엘리먼트에 대해 원하는 부하력(loading force)을 제공하도록 복합 구조물로 이루어지는 형상을 가질 수 있다.

상기 적층 구조물(laminated construction) 또는 복합 구조물로 이루어진 밀봉 장치는 종래의 방법에 따라 제조된 밀봉 장치와 비교하면, 그러한 예비성형된 적층 구조물을 사용함으로써 (1) 개별적 밀봉 부재를 별도로 제조 및 성형하고(즉, 별도의 캐이싱 부재 및 밀봉 엘리먼트를 제조 및 성형하고), 및 (2) 계속해서 별도로 제조된 밀봉 부재를 서로 결합하거나 조립할 필요를 회피할 수 있기 때문에 실 링을 만드는 단계에서 제조상 이점을 제공한다. 반면에, 본 발명에 따라 밀봉 장치는 밀봉 부재들을 모두 동시에 성형하는 간단한 공정으로 제조될 수 있고, 그 결과 인건비의 절감, 재료비의 절감 및 제조 생산성의 증가가 얻어진다.

본 발명의 밀봉 장치는 금속과 같이 비교적 경성인 부재 및 유연성, 즉 비금속성 부재를 모두 가지는 실 링 또는 선형 실(linear seal) 형태일 수 있고, 성형 단계 이전에 폴리머계 재료가 적층되어 있는 기재를 사용하여 제조된다. 그러한 폴리머 적층 기재 구조물을 사용함으로써 비교적 경성인 밀봉 부재와 가요성인 밀봉 부재 모두를 제조하는 별도의 단계를 실행할 필요가 없고, 또한 두 재료를 함께부착시키는 후속 단계를 실행할 필요가 없는 단일 단계 성형에 의해 비교적 경성인 부재와 비교적 가요성인 비금속성 부재 모두를 가지는 실을 형성할 수 있으며, 그 결과 제조 시간 및 관련 인건비를 줄일 수 있다.

본 발명의 원리에 따라 제조되는 밀봉 장치는 예를 들면 고리 형상의 실, 선형 실 등과 같은 여러 가지 상이한 형상을 가지게 할 수 있다. 예를 들면, 실 링 형태로 만들어진 본 발명의 밀봉 장치는 비교적 가요성이 없는 금속성 부재(실 글랜드와의 정적 체결 표면을 제공하는 데 이용됨)와 비교적 가요성 폴리머계 부재(동적 밀봉면과의 체결 표면을 제공하는 데 이용됨)을 모두 포함하는 립 실 형태, 활력화 실 형태, 기타 공지되어 있는 실의 형태로 만들어질 수 있다. 따라서, 특정 실에 대한 본 발명의 실시예를 설명하고 예시하지만, 본 발명에 따른 실과 그 제조 방법은 본 명세서에 명시적으로 설명 및/또는 예시되는 것과 상이하게 이루어질 수 있음을 이해해야 할 것이다.

도 1은 기계가공 및/또는 몰딩 공정에 의해 각각 독립적으로 형성되고 이어서 함께 조립되는 4개의 독립적 실 엘리먼트를 포함하는 종래의 립 실(10)을 예시한다. 구체적으로, 립 실(10)은 금속과 같은 구조적으로 경성인 재료로 형성될 수 있고, 실 글랜드 내에서 정적 밀봉면에 맞대어 놓이도록 구성되는 외측 표면을 갖는 환형 외측 케이스를 포함한다. 이 예에서, 외측 케이스(12)는 축 방향 연장면(14), 반경 방향 연장면(16) 및 상기 축 방향 연장면(14)의 말단 에지를 구획하는 내향하여 돌출되는 립(18)을 포함한다. 일반적으로, 나머지 3개의 립 엘리먼트는 반경 방향 연장면(16)과 돌출되는 립(18) 사이에서 외측 케이스 내에 배치된다.

도 1에서 반경 방향 연장면(16)으로부터 멀어지는 방향으로 우측에서 좌측으로 이동하면, 립 실은 금속성 재료, 폴리머 재료, 및/또는 예를 들면 니트릴 엘라스토머 등의 탄성 재료로 형성될 수 있는 환형 개시킷(20)을 포함한다. 개시킷(20)은 축 방향 표면 중 하나를 따른 외측 케이스(12)와 다른 하나의 축 방향 표면을 따른 밀봉 엘리먼트(22) 사이에 삽입된다. 밀봉 엘리먼트(22)는 환형 형상을 가지며 축 방향 연장면(14)의 외측 케이스로부터 반경 방향으로 내향하여 연장된다. 이 립 실의 실시예에서, 밀봉 엘리먼트(22)는 실의 립 부위(24)를 형성하는 반경 방향 연장면(16)의 외측 케이스로부터 외향하여 90도 굴록을 갖는 형상으로 되어 있다. 밀봉 엘리먼트는 동축(dynamic shaft) 표면에 대해 누설 방지 밀봉을 제공하는, 예를 들면 폴리머계 재료와 같은, 유연성 재료로 형성되는 것이 바람직하다.

마지막으로, 내측 케이스(26)는 외측 케이스 내에 설치되며 밀봉 엘리먼트(24)와 외측 케이스의 돌출 립(18) 사이에 삽입된다. 내측 케이스는 외측 케이스의 축 방향 연장면(14)의 일부분에 맞대어 위치하는 축 방향 연장면(28) 및 밀봉 엘리먼트(24)의 축 방향 표면에 맞대어 위치하는 반경 방향으로 내향하는 연장면(30)을 포함한다. 내측 케이스, 외측 케이스 및 개시킷은 함께 립 실 내의 밀봉 엘리먼트를 유지하도록 구성된다. 또한 내측 케이스 및 외측 케이스는 립 실이 사용을 위해 실 글랜드 내에 설치되면 동축 표면과 밀봉 상태로 체결되도록 밀봉 엘리먼트 상에 원하는 압축 부하를 가하고 유지하도록 구성된다.

앞에서 간단히 언급한 바와 같이, 종래의 립 실은 개별적으로 제조한 후 이어서 함께 조립해야 하는 여러 개의 개별적 엘리먼트를 포함한다. 또한 립 실이 기능을 성공적으로 실행할 수 있도록 모든 개별적 엘리먼트는 정의된 제조 공차(tolerance) 내에 구성되는 동시에 적합하게 함께 조립 또는 조합되어야 한다. 부적합한 엘리먼트의 크기나 형상 및/또는 부적합한 엘리먼트의 조립은 누설 방지 밀봉을 제공할 수 없거나 사용 수명이 단축된 실을 제공하게 되는 결과를 초래할 수 있다.

도 2는 2개의 엘리먼트만으로 만들어진 점에서, 앞에 설명되고 도 1에 예시된 것과 상이한 종래 기술에 의한 립 실(32)의 또 하나의 형태를 예시한다. 이 예에 따른 밀봉 엘리먼트는 본 명세서에 참고로서 인용되는 미국 특허 제5,198,053호에 기재되어 있다. 이 예에서, 립 실은 반경 방향 연장면(36) 및 축 방향 연장면(38)을 가지며, 예를 들면 금속과 같이 구조적으로 경성인 재료로 형성된 환형 케이스(34)를 포함한다. 전술한 립 실과 마찬가지로, 케이스(34)는 실 글랜드의 정적 표면에 맞대어 설치되도록 구성되는 외측 표면을 갖는다.

밀봉 엘리먼트(40)는 예를 들면 폴리머계 재료 및/또는 탄성 재료와 같은 유연성 재료로 형성되고, 케이스의 축 방향 연장면(38)을 따라 설치된다. 밀봉 엘리먼트(40)는 축 방향으로 케이스를 벗어나서 소정의 거리만큼 연장되어, 동축 표면에 대해 밀봉되는 접촉을 제공하도록 구성되는 립(42)을 포함한다. 밀봉 엘리먼트와 케이스 사이에는 적합한 접착제(44)가 삽입되어 밀봉 엘리먼트를 케이스에 부착하는 데 이용된다.

이 예의 종래 기술에 따른 립 실(32)은 공지의 실 글랜드 내에 장착될 수 있는 케이스 형상을 제공하고, 립 실이 실 글랜드 내에 설치되면 동축 표면에 대해 접촉하도록 소정의 부하력을 밀봉 엘리먼트에 제공하기 위해, 먼저 금속성 케이스를 형성하는 공정에 의해 제조된다. 밀봉 엘리먼트는 종래의 몰딜 공정에 의해 금속성 케이스와는 별도로 만들어진다. 케이스와 밀봉 엘리먼트를 형성한 후, 밀봉 엘리먼트를 접착 수단에 의해 예비성형된 케이스에 부착한다. 이러한 종래의 립 실은 조립체를 완성하는 데 필요한 엘리먼트의 수가 도 1의 립 실만큼 많지 않지만, 이 립 실을 제조하기 위한 제조 공정은 기계가공 및/또는 몰딩 공정에 의해 케이스와 밀봉 엘리먼트를 개별적으로 만드는 단계, 및 계속해서 개별적 밀봉 부재들을 조립하는 단계인 다단계 공정을 여전히 포함한다.

실 링의 제조와 관련된 제조 및 조립 단계의 수를 줄이기 위해 본 발명의 실 링은 폴리머 적층 금속성 구조물로 형성된다. 도 3a는 본 발명의 원리에 따른 실 링의 제조용으로 적합한 적층 구조물(46)의 예로서 상대적으로 경성인 기재(substrate)(50) 상에 설치된 원하는 두께의 폴리머층(48)을 포함하는 구조물을 나타낸다. 폴리머층(48)은 특정한 실 용도에 따라 다수의 상이한 이용 가능 폴리머로 형성될 수 있고, 완성된 실 링의 실시예에서 폴리머층은 밀봉 엘리먼트로서의 역할을 한다.

적층 구조물의 형성에 유용한 폴리머 재료의 예시적인 형태에는 상대적으로 경성인 기재 표면에 접합될 수 있는 임의 형태의 유기 폴리머가 포함된다. 유기 폴리머의 예는 폴리프로필렌; 폴리에틸렌; 니트릴 엘라스토머; 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 플루오르화 에틸렌-프로필렌(FEP), 퍼플루오로알콕시 플루오로카본 수지(PFA), 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE), 에틸렌-클로로트리플루오로에틸렌 코폴리머(ECTFE), 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 코폴리머(ETFE), 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 폴리비닐 플루오라이드(PVF)와 같은 플루오로폴리머; 아세탈; 폴리카보네이트; 폴리이미드; 폴리에테르이미드; 폴리에테르 에테르케톤(PEEK); 폴리설폰(예, 폴리에테르설폰); 폴리아미드(나일론); 폴리페닐렌 설파이드; 폴리우레탄; 폴리에스테르; 폴리페닐렌 옥사이드; 및 이들의 블렌드(예, 코폴리머)와 알로이를 포함하되 이들에 한정되지 않는다. 폴리머층의 형성에 유용한 다른 재료는 미국측허 제5,573,846호; 제4,632,947호; 및 제5,971,617호에 기재되어 있으며, 이들 문헌 각각은 본 명세서에 참고로서 인용된다. 하나의 실시예에서, 폴리머층(48)은 PTFR를 사용하여 형성된다.

폴리머 재료에 부가하여, 폴리머층은 기계적 강도, 윤활성, 열 및/또는 전기 전도성, 내마모성 또는 외관 즉, 색상과 같은 소정의 원하는 밀봉 성능 특성을 제공하기 위해 1종 이상의 충전재 및/또는 안료를 포함할 수 있다. 예를 들면 폴리머 재료는 밀봉제가 저마찰/내마모성 표면을 갖는 것을 소망할 경우에 흑연과 같은 특정 윤활제를 포함할 수 있다. 충전재의 예로는 비제한적으로 흑연, 탄소, 산화알루미늄, 세라믹 재료, 유리, 청동, 몰리브덴 디설파이드, 실리콘 카바이드, 방향족 폴리에스테르, 플루오로폴리머, 및 이들의 혼합물을 포함한다. 폴리머 재료층을 형성하기 위해 사용되는 충전재 및/또는 안료의 비율은 선택되는 폴리머 재료의 형태 및 밀봉 용도의 특정 형태에 따라 변동되는 것으로 이해된다.

폴리머 재료층(48)은 기재(50)와의 사이에 삽입되는 적합한 접합제(52)를 이용하여 기재(50)에 접합된다. 접합제는 기재와 폴리머층 표면 모두에 대해 즉각적으로 상용성이어서 그 둘 사이의 접착이 촉진된다. 적합한 접합제에는 PFA, MFA, ETFE, FEP, PCTFE, PVDF와 같은 플루오로폴리머, 에폭시와 같은 경화성 접착제, 폴리이미드 접착제, 및 EVA와 폴리에테르/폴리아미드 코폴리머(Pebox)와 같은 저온 핫멜트가 포함된다. 적합한 접합제의 예가 미국 특허 제5,573,846호 및 제5,971,617호에 기재되어 있다. 폴리머 재료가 PTFE인 하나의 실시예에서, 적합한 접합제는 PFA 및 ETFE와 같은 많은 고온 열가소성 필름 재료 중 임의의 1종일 수 있다.

기재(50)는 밀봉 용도에 의해 요구되는 특정 물성에 따라 여러 가지 재료 중 1종을 사용하여 형성될 수 있다. 기재용 재료의 예로는 금속성 물질 및 강, 알루미늄, 티나늄, 스테인리스강, 종래의 연신 품위의 강판, 황동 또는 기타 합금과 같은 금속이 포함된다. 기재는 또한 플라스틱, 세라믹, 또는 유리 및/또는 탄소 섬유를 이용한 복합체와 같은 비금속 재료로 형성될 수 있다. 기재 표면은 미처리 상태로 둘 수도 있고, 아연 도금(galvanizing), 크로메이트나 포스페이트 처리, 양극 처리(anodizing), 기계적 샌드블라스팅(sandblasting)이나 에칭, 및/또는 화학적 산세척(pickling)과 같은 여러 가지 기법으로 처리할 수 있다. 적합한 기재의 예는 미국 특허 제5,573,846호 및 제5,971,617호에 기재되어 있다. 기재는 예를 들면 시트 형상의 판상일 수 있고, 또는 곡면이나 튜브형 형상과 같이 평면이 아닐 수도 있다.

하나의 실시예에서, 폴리머 적층 구조물은 생-고뱅 코포레이션(Saint Gobain Corporation)사의 제품명 Norglide로 시판되고 있는 PTFE 적층 금속 시트의 형태이다. 원할 경우, 폴리머 적층 구조물은 예를 들면 계속되는 취급중에 손상되지 않도록 기재 표면을 보호할 목적에서 기재(50)의 노출된 표면에 피복층(54)을 추가로(선택적임) 포함할 수 있다. 피복층(54)은 앞에서 제시한 접합제 재료의 형태로부터 선택된 접합제(52)의 사용으로 기재에 접착된다.

부가적으로, 폴리머 적층 구조물은 미국 특허 제5,971,617호에 기재된 특별한 표면 처리가 행해진 폴리머 적층 재료를 구비하여 구성될 수 있다. 도 3b는 폴리머 재료층(48)이 그로부터 위쪽으로 연장되는 융기된 구조체(raised structure)(57)의 구획된 표면 형상을 가지고 구성되는 적층 구조물(55)의 실시예를 나타낸다. 상기 특정 실시예에서, 융기된 구조체의 형상은 육각형이다. 그러나, 상기 폴리머 재료층 표면의 특정 형상은 특별한 밀봉 장치 구조 및 특별한 밀봉 용도에 따라 변동될 수 있고 또한 변동됨을 이해해야 할 것이다.

적층 구조물은 적절한 분무, 침지 또는 기타 코팅 방법으로 접합제와 폴리머층을 기재 표면에 도포함으로써 만들어진다. 적층 구조물의 제조 방법은 미국 특허 제5,573,846호 및 제5,971,617호에 기재되어 있다. 적층 구조물은 특정 밀봉 용도 및 폴리머 재료의 선택에 따라 변동될 수 있는 폴리머층의 두께를 갖는다.

하나의 실시예에서, 표준 밀봉 용도의 경우에 폴리머층의 두께는 0.1 mm 내지 2 mm의 범위일 수 있다. 부가적으로, 기재는 선택된 특정 재료 및 밀봉 용도에 따라 변동되는 층 두께를 가질 수 있다. 예를 들면, 기재층은 실 글랜드 내에 실의 부착을 수용하기 위해 실용 외측 케이싱으로서의 기능과 함께 밀봉 엘리먼트에 대한 원하는 압축력 또는 부하력을 가하는 수단으로서의 기능을 가질 수 있기 때문에, 기재의 두께를 결정할 때 이들 기능을 모두 고려해야 한다. 기재가 금속 시트 형태인 하나의 실시예에서, 기재의 두께는 0.05 mm 내지 2 mm의 범위일 수 있다.

도 4는 본 발명의 원리에 따라 구성된 립 실(56) 형태의 실 링을 예시한다. 립 실(56)은 앞에서 설명하고 도 3에 예시한 폴리머 적층 구조물로 구성된 실 본체를 포함한다. 립 실 본체는 금속성 기재(58) 및 기재의 최소한 일부분에 접착 방식으로 접합된 밀봉 폴리머 컴파운드(compound)(60)의 저마찰층을 포함한다. 밀봉 폴리머 컴파운드(60)는 밀봉면과 유연성 접촉을 이룸으로써 밀봉면에 대해 누설 방지 실을 제공한다. 밀봉면은 밀봉 폴리머 컴파운드(60)에 대해 정적일 수도 있고 동적일 수도 있다.

금속성 기재(58)는 동축 표면과 같은 밀봉면에 맞대어 설치될 때 실 글랜드와의 부착을 용이하게 하는 동시에 밀봉 폴리머 컴파운드(60) 상에 원하는 압축력 또는 부하력을 가하도록 구성된 경성 케이싱의 형태로 되어 있다. 이 특정 실시예에서, 케이싱(58)은 약 90도의 각도로 원호를 이루는 부분을 거쳐 반경 방향 연장면(64)으로 바뀌는 축 방향 연장면(62)을 포함한다. 이것은 립 실 형상의 일례일 뿐이며 본 발명의 범위 내에서 다른 립 실의 형상을 도모할 수 있음을 이해해야 한다.

밀봉 폴리머 컴파운드(60)는 동축 표면과 체결 상태로 설치될 때 누설 방지 실을 제공하도록 구성되는 밀봉 엘리먼트의 형태를 가진다. 밀봉 엘리먼트는 축방향 연장면(62) 및 반경 방향 연장면(64)을 따라 케이싱에 접착 방식으로 결합되며, 케이싱의 내경부(68)를 벗어나서 연장되어 밀봉 립(70)에서 끝나는 내향 돌출부(inwardly projecting portion)(66)를 포함한다.

이 립 실(56)의 중요한 특징은 실 형성 단계 이전에 이미 2개의 구조물 형태를 갖는 적층 구조물로 만들어지는 점이다. 따라서, 그러한 적층 구조물을 이용함으로써 분리된 밀봉 부재를 형성할 필요가 없을 뿐 아니라 계속되는 단계에서 분리된 밀봉 부재를 조립할 필요가 없이 립 실을 형성할 수 있다. 본 발명의 립 실은 예비조립된 폴리머층과 기재를 포함하는 적층 구조물을 취하고, 성형한 후 예비조립된 구조물을 원하는 실 구조물로 절단함으로써 간단히 제조된다. 이러한 방식으로 상기 적층 구조물로부터 실을 제조할 수 있기 때문에, 종래의 방법에 따라 종래의 재료로 만들어진 실에 비교할 때 실 생산성의 증대와 함께 인건비의 감소 형태로 제조 효율의 증대가 이루어진다.

상기 적층 구조물로부터 형성된 립 실은 다이 천공, 다이 성형, 압축 엠보싱, 고체 또는 액체 상태 수압성형(hydroforming), 화학적 에칭, 간섭광(coherent light) 레이저 절단, 또는 유체 제트 절단 등의 공정을 조합하거나 조합하지 않은 처리 절차에 의해 제조될 수 있다. 이들 절차는 접합된 판상 재료 스톡(flat material stock) 및/또는 예비성형 블랭크(preform blank)로부터 최종 제품을 형성하는 데 이용할 수도 있고 이용하지 않을 수도 있다.

도 4에 예시한 립 실이 실 링의 형태로 설명되었지만, 동일한 일반적 단면 형상을 갖는 선형 실로 이루어질 수도 있다. 본 명세서에서 사용하는 선형 실이라는 용어는 서로 동심을 이루지 않는 두 개의 인접한 밀봉 부재 사이에 사용되는 밀봉 장치를 칭하는 것이다. 선형 실 적용의 일례는 항공기 도어와 항공기 동체 사이에 누설 방지 실을 제공하는 데 실이 사용되는 항공기 도어 용도이다.

도 5a 내지 5c는 폴리머 적층 구조물을 이용하는 본 발명의 원리에 따라 구성된 립 실의 다른 실시예를 나타낸다. 도 5a는 실 글랜드 또는 그루브(73) 내에 설치되는 립 실(72)로서, 내향하여 배치된 경성 케이싱 부재(74)의 형태인 금속성 기재를 갖는 실 본체 및 케이싱 부재와 실 글랜드(73) 사이에 삽입되어 연성 보어(soft-bore) 밀봉 계면(sealing interface)을 제공하는 밀봉 엘리먼트(76) 형태의 밀봉 폴리머 컴파운드인 외향하여 배치되는 저마찰층을 포함하는 립 실을 예시한다. 이 립 실의 예에서, 케이싱 부재(74)는 실 글랜드(73)의 표면과 동적 밀봉면(78) 모두에 대해 밀봉 엘리먼트를 가압하도록 밀봉 엘리먼트(76)에 대해 내측 보강을 제공하도록 설계되어 있다. 앞에서 논의되고 도 4에 예시한 립 실의 예와 마찬가지로, 이 립 실(72)의 밀봉 엘리먼트는 동적 밀봉면(78)에 대해 유연한 누설 방지 밀봉을 제공하도록 경성 케이싱(74)으로부터 외향하여 돌출되는 밀봉 립(80)을 포함한다.

도 5b는 실 글랜드 또는 그루브(84) 내에 설치되는 립 실(82)로서, 내향하여 배치된 경성 케이싱 부재(86)의 형태인 금속성 기재를 갖는 실 본체 및 밀봉 엘리먼트(88) 형태의 밀봉 폴리머 컴파운드인 내향하여 배치되는 저마찰층을 포함하는 립 실을 예시한다. 이 특정 립 실의 예에서, 케이싱 부재(86)는 금속성 보어(metallic-bore) 밀봉 계면을 제공하도록 실 글랜드(84)와 밀봉면(88) 사이에삽입된다. 이 립 실의 예에서, 케이싱 부재(86)는 동적 밀봉면(90)에 대해 밀봉 엘리먼트를 가압하도록 상기 밀봉 엘리먼트(88)에 외측 보강을 제공하도록 설계되어 있다. 앞에서 논의된 립 실의 예와 마찬가지로, 이 립 실(82)의 밀봉 엘리먼트는 동적 밀봉면(90)에 대해 유연한 누설 방지 밀봉을 제공하도록 경성 케이싱(86)으로부터 외향하여 돌출되는 밀봉 립(92)을 포함한다.

도 5c는 실 글랜드 또는 그루브(96) 내에 설치되는 립 실(94)로서, 외향하여 배치된 경성 케이싱 부재(96)의 형태인 금속성 기재를 갖는 실 본체 및 밀봉 엘리먼트(98) 형태의 밀봉 폴리머 컴파운드인 내향하여 배치되는 저마찰층을 포함하는 립 실을 예시한다. 본 발명의 상기 립 실은 밀봉 엘리먼트(98)의 설계를 제외하고는 앞에서 설명하고 도 5b에 예시한 것과 유사하다. 구체적으로, 밀봉 엘리먼트는 동적 밀봉면(108)에 대한 밀봉성을 향상하기 위해 제공된 소정의 원하는 표면 형상을 포함하되 케이싱 부재(96)로부터 외향하여 돌출되는 섹션을 가지고 구성된다.

예를 들면, 립 실 밀봉 엘리먼트(98)는 밀봉 엘리먼트 표면을 따라 반복적 공간 간격으로 반경 방향으로 배향되는 하나 이상의 볼록부(ridge) 또는 그루브(102)를 포함하도록 엠보스 처리 또는 달리 처리된 외측 표면(100)을 포함할 수 있다. 이러한 실시예에서, 상기 외측 표면(100)은 실 상류로부터의 모든 누설 유체를 축 표면을 따라 되돌리도록 설계되어 하이드로다이나믹(hydrodynamic) 립 스레드(thread)로 작용하는 복수의 스레드(102)가 배치되는 형상을 갖는다. 원하는 표면 형상은 냉간 성형(cold formed) 하이드로다이나믹 엠보싱 또는 종래 기술에서 알려진 다른 형태의 표면 처리 방법에 의해 제공될 수 있다.

앞에서 설명하고 도 5a 내지 5c에 예시한 립 실 각각은 앞에서 립 실에 관해 설명하고 도 4에 예시한 것과 동일한 방식, 즉 폴리머 적층 금속성 시트 스톡 재료로부터 만들어진다.

부가적으로, 립 실은 밀봉 립(106)을 동적 밀봉면(108)과 밀봉 접촉하도록 더욱 가압하기 위해 밀봉 립(106)에 인접하게 배치되는 부하 수단(loading means)(106)을 밀봉 엘리먼트(98)가 구비하도록 구성할 수 있다. 하나의 실시예에서, 립에 대해 직각 방향으로 외향하여 돌출되며, 부하 수단을 거기에 유지시키도록 구성되는 볼록부(110)를 구비한 밀봉 립(102)을 가지는 형상으로 되어 있다. 그러한 실시예에서, 부하 수단(104)은 밀봉 엘리먼트의 내측 표면 둘레에 반경 방향으로 연장되고 볼록부(110)와 체결되어 유지되는 부하 스프링(loading spring), 예를 들면 금속성 가터(garter) 부하 스프링의 형태를 갖는다. 앞에서 언급한 바와 같이, 부하 스프링은 동적 밀봉면에 대해 밀봉 엘리먼트의 밀봉 립 부위를 가압하여 그들 사이에 누설 방지 밀봉을 확실히 하는 데 도움을 준다.

도 6은 적층된 시트 스톡 재료의 금속성 기재 부위(110)가 스프링 와셔 형태로 되어 있는 본 발명의 밀봉 장치(109)의 실시예를 예시한다. 이 특정 실시예는 연속형 구조, 즉 스프링을 형성하는 개별적 기재 부재가 서로 연결되어 있는 것으로 구성되었지만, 본 발명의 범위 내에서 상기 기재는 특정 밀봉 장치 형상 및/또는 밀봉 용도에 따라 여러 가지로 상이한 방식(독립적 또는 연속형/일체형)의 기재 부재로 구성될 수 있음을 이해해야 한다.

금속성 기재로 형성된 부하 수단을 포함하는 본 발명의 밀봉 장치는 여러 가지 상이한 방식으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 금속성 기재는 레이저 또는 다른 형태의 절단 또는 패터닝 방법에 의해 원하는 부하 수단으로 만들 수 있다. 그와 같이 형성된 부하 수단은 이어서 원하는 밀봉 장치 형상으로 성형될 수 있다. 대안으로서, 금속성 기재는 에칭 또는 다른 동등한 방법으로 폴리머 적층 구조물을 형성한 후 원하는 부하 수단 형상이 되도록 할 수 있다. 이와 같이 형성된 폴리머 적층 구조물은 이어서 원하는 밀봉 장치 형상으로 성형된다.

도 7은 본 발명의 원리에 따라 제조되는, 실 외경부 및 내경부 대면(facing) 형상 모두에 사용되는 링 실 형태인 L자형 밀봉 장치 실시예(112)를 나타낸다. 상기 L자형 실 링 실시예는 내경부의 밀봉면(즉, 원통형 보어) 또는 외경부의 밀봉면(원통형 샤프트)과 원통형 표면 축에 직교하는 동심 표면 사이에 밀봉을 제공하는 데 이용될 수 있다.

L자형 실 링(114)은 각각 L자형 형상을 가지며, 각각 실 글랜드(116) 내에 배치된다. 실 링(114)은 모두 앞에서 설명한 폴리머 적층 금속성 구조물, 즉 바람직한 실시예에서의 시트 스톡으로 형성되고, 경성 금속성 케이싱(118) 및 거기에 적층된 밀봉 엘리먼트(120)를 가지는 실 본체를 포함한다. 전술한 바와 같이, 경성 금속성 케이싱(118)의 형상은 실 링에 대해 필요한 형상을 제공하도록 이루어짐으로써 밀봉 엘리먼트가 반대 방향으로 배향된 동적 표면(도시되지 않음)에 맞대어지도록 유도한다. 그러한 L자형 실 링은 본 발명의 립 실에 관하여 앞에서 설명한 바와 동일한 방식, 즉 적합한 성형 기법으로 제조된다. 부가적으로, 본 발명의 L자형 실을 실 링의 형태로 기술하였지만, 본 발명의 L자형 실은 원통형이 아닌 두개의 면 사이에 실을 제공하는 선형일 수도 있음을 이해해야 한다.

도 8a 및 8b는 본 발명의 원리에 따라 제조되는, 일반적으로 평행인 평탄 표면들 사이의 처리에 사용되는 축 방향 U-컵 밀봉 장치의 실시예를 나타낸다. 구체적으로, 도 8a는 내측 대면(inside facing)의 축 방향 실 글랜드(124)에 배치되는 U-컵 실 링(122)을 예시한다. 상기 U-컵 실 링은 전술한 폴리머 적층 금속성 구조물, 즉 바람직한 실시예에서의 시트 스톡으로 만들어진 "U" 형상을 가지며, 내향하여 배치된 경성 금속성 케이싱(126) 및 그 케이싱에 적층되고 실 글랜드(124)와 케이싱 사이에 삽입되는 폴리머계 밀봉 엘리먼트(128)를 갖는 실 본체를 포함한다. 실 링(122)은 제1 축 방향 대면 표면(130)이 인접한 실 글랜드 표면에 맞대어 배치되고 제2 축 방향 대면 표면(132)이 동적 밀봉면(134)에 맞대어 배치된 상태로 실 글랜드 내에 자리잡는다. 금속성 케이싱(126)의 형상은 실 링에 대해 필요한 형상을 제공하도록 이루어짐으로써 밀봉 엘리먼트(128)의 축 방향 대면 표면이 각각의 글랜드와 동적 밀봉면에 맞대어지도록 유도한다.

도 8b는 외측 대면(outside facing)의 축 방향 실 글랜드(138)에 배치되는 U-컵 실 링(136)을 예시한다. 도 8a에 예시한 실 링의 실시예와 마찬가지로, 이 U-컵 실 링은 전술한 폴리머 적층 금속성 구조물, 즉 바람직한 실시예에서의 시트 스톡으로 만들어진 "U" 형상을 가지며, 내향하여 배치된 경성 금속성 케이싱(140) 및 그 케이싱에 적층되고 실 글랜드(138)와 케이싱 사이에 삽입되는 폴리머계 밀봉 엘리먼트(142)를 갖는 실 본체를 포함한다. 실 링(136)은 제1 축 방향 대면 표면(144)이 인접한 실 글랜드 표면에 맞대어 배치되고 제2 축 방향 대면표면(146)이 동적 밀봉면(148)에 맞대어 배치된 상태로 실 글랜드 내에 자리잡는다. 금속성 케이싱(140)의 형상은 실 링에 대해 필요한 형상을 제공하도록 구성됨으로써 밀봉 엘리먼트(142)의 축 방향 대면 표면이 각각의 글랜드와 동적 밀봉면에 맞대어지도록 유도한다.

하나의 실시예에서, 도 8a 및 8b의 실 링은 인접하게 위치한 피스톤 부재의 축 방향 단부면에 대한 원하는 밀봉을 제공하도록 원통형 부재의 축 방향 말단에 위치한 실 글랜드 내에 배치된다. 대안으로서, 실 링은 인접하게 위치한 원통형 부재의 축 방향 단부면에 대한 원하는 밀봉을 제공하도록 피스톤 부재의 축 방향 말단에 위치한 실 글랜드 내에 배치될 수도 있다.

도 9a는 표면 부재(154, 156)에 의해 형성된 반경 방향으로 분할된 실 글랜드(152) 내에 배치된 본 발명의 반경 방향 U-컵 실 링(150)을 예시한다. 본 발명의 반경 방향 U-컵 실 링은 일반적으로 두 개의 상이한 동심을 이루고 배열된 표면 사이의 공극을 밀봉하는 데 이용된다. 상기 U-컵 실 링은 전술한 폴리머 적층 금속성 구조물, 즉 바람직한 실시예에서의 시트 스톡으로 만들어진 "U" 형상을 가지며, 내향하여 배치된 경성 금속성 케이싱(158) 및 그 케이싱에 적층되고 실 글랜드(152)와 케이싱 사이에 삽입되는 폴리머계 밀봉 엘리먼트(160)를 갖는 실 본체를 포함한다. 실 링(150)은 제1 반경 방향 대면(radial-facing) 표면(162)이 인접한 실 글랜드 표면에 맞대어 배치되고 제2 반경 방향 대면 표면(164)이 동적 밀봉면(166)에 맞대어 배치된 상태로 실 글랜드 내에 자리잡는다. 금속성 케이싱(158)의 형상은 실 링에 대해 필요한 형상을 제공하도록 이루어짐으로써 밀봉 엘리먼트(160)의 반경 방향 대면 표면이 각각의 글랜드와 동적 밀봉면에 맞대어지도록 유도한다.

하나의 실시예에서, 도 9a의 실 링은 동심을 이루고 위치한 피스톤 부재 표면에 대한 원하는 밀봉을 제공하도록 원통형 부재의 내경부를 따라 위치한 실 글랜드 내에 배치된다. 대안으로서, 실 링은 동심을 이루고 위치한 원통형 부재 표면에 대한 원하는 밀봉을 제공하도록 피스톤 부재의 외경부를 따라 위치한 실 글랜드 내에 배치될 수도 있다.

도 9b는 반경 방향으로 외향하여 밀봉 립(169)을 형성하도록 설치되는 하나 이상의 축 방향 단부를 포함하는 점을 제외하고는, 앞에서 설명하고 도 8a, 8b, 및 9a에 예시한 것과 약간 유사한 본 발명의 U-컵 실 링(167)을 예시한다. 상기 밀봉 립은 특정 밀봉 용도에 따라 실 링의 내경부 및/또는 외경부 상에 위치할 수 있다.

앞에서 설명하고 도 8a, 8b, 및 9a에 예시한 U-컵 실 링의 실시예 각각은 본 발명의 립 실 실시예에 대해 앞에서 설명한 것과 동일한 방식, 즉 적합한 성형 기술에 의해 제조된다. 한 실시예에서, 그러한 U-컵 실은 천공이나 고체-액체 상태 수압성형 또는 다른 성형 방법을 이용하여 예를 들면 시트 스톡과 같은 적층 구조물로부터 성형된다. 이 방법은 열적 증강(thermal enhancement), 화학적 에칭, 간섭광 레이저 절단 또는 유체 제트 절단을 이용하여 실행될 수도 있고, 그렇지 않을 수도 있다.

상기 설명되고 예시된 본 발명의 다른 밀봉 장치에서와 마찬가지로, U-컵 실은 원형 밀봉면이 아닌 면 사이에 밀봉을 제공하도록 선형 형상으로 구성될 수 있다.

도 10은 앞에서 설명하고 도 4에 예시한 것과 유사한 립 실(170) 형태의 실 링을 예시한다. 립 실(170)은 앞에서 설명하고 도 3에 예시한 폴리머 적층 구조물로 구성되는 실 본체를 포함한다. 립 실 본체는 금속성 기재(172) 및 그 기재의 최소한 일부분에 접착 방식으로 결합된 밀봉 폴리머 컴파운드(174)의 저마찰층을 포함한다. 밀봉 폴리머 컴파운드(174)는 밀봉면에 유연한 접촉을 이룸으로써 밀봉면에 대한 누설 방지 실을 제공한다.

금속성 기재(172)는 실 글랜드와의 부착을 촉진하는 동시에, 동축 표면과 같은 밀봉면에 맞대어 설치될 때 밀봉 폴리머 컴파운드(174) 상에 원하는 압축력 또는 부하력을 가하도록 구성되는 경성 케이싱 형태를 갖는다. 밀봉 폴리머 컴파운드(174)는 동축 표면과 맞물리도록 배치되면 누설 방지 밀봉을 제공하도록 구성된 밀봉 엘리먼트의 형태를 갖는다. 밀봉 엘리먼트는 축 방향 연장면(176) 및 반경 방향 연장면(178)을 따라 접착 방식으로 케이싱에 결합되며, 케이싱 내경부(182)를 벗어나서 연장되어 밀봉 립(184)에서 끝나는 내향 돌출부(180)를 포함한다.

이 특정 실시예에서, 케이싱(172)의 내경 단부(182)는 밀봉 엘리먼트 상에 원하는 가압력을 부여하도록 제공되는 축 방향으로 배향된 휨(deflection) 또는 "킥(kick)"을 갖는 형상으로 되어 있다. 이 휨은 실의 밀봉 성능을 높이기 위해 소망되는, 밀봉 엘리먼트에 대한 축 방향의 전방 가압에 도움을 준다. 그러한 휨은 성형 공정 중에 제공될 수 있다.

도 11은 본 발명의 원리에 따라, 앞에서 설명하고 도 3에 예시한 바와 같이2개의 결합된 폴리머 적층 구조물로 이루어진 실 링(186)을 예시한다. 이 특정한 실 링의 실시예에서, 립 실 본체는 서로에 대해 일치되는 형상을 가지며, 상호 외경 단부(192)에서 결합되어 있는 2개의 금속성 기재(188, 190)를 포함한다. 상기 금속성 기재는 예를 들면 스폿 용접 또는 접착성 접합과 같은 종래의 금속 결합 기법에 의해 서로 결합될 수 있다. 실 링은 각각의 금속성 기재(188, 190)에 결합되는 밀봉 엘리먼트의 형태인 이중 밀봉 폴리머 컴파운드(192, 194)를 포함한다. 금속성 기재는 실 글랜드외의 부착을 촉진하는 동시에, 동축 표면과 같은 밀봉면에 맞대어 설치될 때 밀봉 폴리머 컴파운드(192, 194) 상에 원하는 압축력 또는 부하력을 가하도록 실 링에 대해 원하는 형상을 제공하도록 구성된다.

이 특별한 실시예에서, 밀봉 엘리먼트(192)에는 실 링의 외경부가 형성된다. 실 링의 외경부를 형성하기 위해 폴리머 컴파운드를 사용하는 것은 실 글랜드에 적절히 맞추어지기 위해 비교적 유연하게 일치하는 실 링 표면이 요구되는 특정 용도에는 바람직할 수 있다. 이 실시예에서, 밀봉 엘리먼트는 각각의 금속 기재로부터 반대 방향으로 멀어지는 방향으로 축 방향으로 돌출된다. 각각의 밀봉 엘리먼트는 각각의 금속 기재의 내경부(200, 202)를 벗어나서 연장되는 축 방향으로 외향하는 돌출부(196, 198)를 포함한다. 각각의 밀봉 엘리먼트는 돌출부 각각의 말단부를 정의하는 밀봉 립(204, 206)을 포함한다.

이중 밀봉 엘리먼트를 포함하는 실 링은 불필요한 먼지를 1차 실로부터 막음으로써 실의 유효 사용 수명을 증가시키도록 1차 실에 부가하여 와이퍼 실(wiper seal)을 요하는 용도에 바람직할 수 있다. 이중 밀봉 엘리먼트를 포함하는 실 링은 앞에서 설명한 것과 동일한 방식, 즉 단일 단계의 성형 및 동일한 재료로 만들어진다. 그러나, 성형된 2개의 실 링을 결합하는 단계가 추가로 필요하다.

도 12는 금속 기재(210) 중 하나가 축 방향으로 배향된 휨 또는 "킥"을 갖는 형상으로 되어 있는 내경 단부(212)를 가진 것을 제외하고는 앞에서 설명하고 도 11에 예시한 것과 유사한 실 링(208)을 예시한다. 이 휨은 실의 밀봉 성능을 높이기 위해 소망되는, 밀봉 엘리먼트에 대한 축 방향의 전방 가압에 도움을 주기 위한 목적에서 밀봉 엘리먼트(214)에 대해 원하는 가압력을 부여하도록 제공된다. 그러한 휨은 성형 공정중에 제공될 수 있다.

도 13은 본 발명의 원리에 따라, 앞에서 설명하고 도 3에 예시한 바와 같이 2개의 결합된 폴리머 적층 구조물로 이루어진 실 링(216)을 예시한다. 이 특별한 실 링의 실시예는 부분적 금속 기재(218)와 밀봉 엘리먼트(220)의 쌍을 포함하는 것, 즉 금속 기재와 각각의 밀봉 엘리먼트의 길이가 상이한 것을 제외하고는 앞에서 설명하고 도 11에 예시한 것과 유사하다. 이 실시예에서, 금속 기재(218)가 금속 기재(222)를 따라가는 축 방향 돌출부가 포함되지 않기 때문에 단지 일부분의 길이에서만 결합되어 있다. 따라서, 금속 기재(222)는 실 글랜드 등의 내부 또는 그에 맞대어 맞추어지도록 실 링의 외경부를 정의한다. 부가적으로 이 실시예에서, 밀봉 엘리먼트(220)도 밀봉 엘리먼트(224)의 경우와 마찬가지로 축 방향 돌출부를 포함하고 있지 않다.

금속 기재(218, 222)는 종래의 기술, 예를 들면 용접 또는 접착성 접합에 의해 서로 결합되고, 반경 방향 돌출부(226, 228)의 인접 위치를 따라 서로 부착된다. 하나의 실시예에서, 금속 기재가 함께 용접되어 있으며, 용접 영역은 밀봉 엘리먼트(220)를 관통하여 설치된 개구부에 의해 제공된다.

도 11에 예시한 링 실의 실시예와 마찬가지로, 상기 밀봉 엘리먼트는 금속 기재 각각으로부터 반대 방향으로 벌어지도록 축 방향으로 돌출한다. 밀봉 엘리먼트 각각은 금속 기재의 내경부(236, 238) 각각을 벗어나서 연장되는 축 방향으로 외향하는 돌출부(232, 234)를 포함한다. 밀봉 엘리먼트 각각은 돌출부 각각의 말단부를 정의하는 밀봉 립(204, 206)을 포함한다.

도 14는 본 발명의 원리에 따라, 앞에서 설명하고 도 3에 예시한 바와 같이 2개의 결합된 폴리어 적층 구조물로 이루어진 실 링(244)을 예시한다. 이 특별한 실 링의 실시예는 금속 기재(246)가 밀봉 엘리먼트(250)에 대해 원하는 가압력을 부여하도록 제공되는 축 방향으로 배향된 휨 또는 "킥"을 갖는 형상으로 되어 있는 내경 단부(248)를 포함하는 것을 제외하고는, 앞에서 설명하고 도 13에 예시한 것과 유사하다. 이 휨은 실의 밀봉 성능을 높이기 위해 소망되는, 밀봉 엘리먼트(250)에 대한 축 방향의 전방 가압에 도움을 준다. 그러한 휨은 성형 공정 중에 제공될 수 있다.

도 15는 본 발명의 원리에 따라, 앞에서 설명하고 도 3에 예시한 바와 같이 2개의 결합된 폴리어 적층 구조물로 이루어진 실 링(252)을 예시한다. 이 특별한 실 링의 실시예에서, 립 실 본체는 2개의 금속성 기재(254, 256) 및 밀봉 엘리먼트를 형성하는 개별적인 밀봉 폴리머 컴파운드(258, 260)를 포함한다. 도 11에 예시된 실 링 실시예와 달리, 이 실시예의 실 링은 결합된 금속 기재를 포함하지 않으며, 폴리머 컴파운드로 형성된 외경부를 갖지 않는다. 반면에, 금속 기재(245, 256)는 밀봉 엘리먼트(258)에 의해 분리되고, 실 링 외경부는 금속 기재(254)로 형성된다.

실 링(252)을 형성하는 2개의 금속 기재와 폴리머 컴파운드 쌍은 용접 또는 접합에 의하지 않고 기계적 인터로크(interlock)에 의해 결합된다. 이 실시예에서, 상기 두 쌍은 종래의 롤링(rolling) 및 크림핑(crimping) 기법으로 결합된다. 구체적으로, 금속 기재(256)의 크기 및 형상은 금속 기재(254) 및 밀봉 엘리먼트(258) 쌍의 축 방향 및 반경 방향 치수 내에 맞추어지도록 설정된다. 금속 기재(256) 및 밀봉 엘리먼트(260)는 금속 기재(254)의 외경 단부(262)를 반경 방향으로 내향 크림핑하여 밀봉 엘리먼트(258)의 단부(264)가 금속 기재(256)의 단부(266)에 대해 가압되도록 함으로써 밀봉 엘리먼트(258)에 맞댄 위치 내부에 걸리게 된다. 이 가압력은 상기 엘리먼트의 쌍들 사이에 기계적 로크(lock)를 형성하는 작용을 한다.

도 11의 실 링 실시예와 같이, 금속성 기재는 실 글랜드와의 부착을 촉진하는 동시에. 동축 표면과 같은 밀봉면에 맞대어 설치될 때 밀봉 폴리머 컴파운드(268, 270)에 대해 원하는 압축력 또는 부하력을 부여하도록 실 링에 원하는 형상을 제공하도록 되어 있다. 밀봉 엘리먼트는 각각의 금속 기재로부터 반대 방향으로 멀어지는 방향으로 축 방향으로 돌출된다. 각각의 밀봉 엘리먼트는 각각의 금속 기재의 내경 단부(272, 274)를 벗어나서 연장되는 축 방향 외향하는 돌출부를 포함하고, 또한 각각의 돌출부의 말단부를 정의하는 밀봉 립(276, 278)을 포함한다.

본 발명에 따른 형상의 이중 밀봉 엘리먼트를 포함하는 실링은 앞에서 설명한 바와 같은 방식, 즉 단일 단계의 성형 및 동일한 재료로 만들어진다. 그러나, 성형된 2개의 실 링을 결합하는 단계가 추가로 필요하다.

도 16은 본 발명의 원리에 따라, 앞에서 설명하고 도 3에 예시한 바와 같이 2개의 결합된 폴리어 적층 구조물로 이루어진 실 링(280)을 예시한다. 이 특별한 실 링의 실시예는 금속 기재(282)가 밀봉 엘리먼트(286)에 대해 원하는 가압력을 부여하도록 제공되는 축 방향으로 배향된 휨 또는 "킥"을 갖는 형상으로 되어 있는 내경 단부(284)를 포함하는 것을 제외하고는, 앞에서 설명하고 도 15에 예시한 것과 유사하다. 이 휨은 실의 밀봉 성능을 높이기 위해 소망되는, 밀봉 엘리먼트(286)에 대한 축 방향의 전방 가압에 도움을 준다. 그러한 휨은 성형 공정 중에 제공될 수 있다.

도 17은 본 발명의 원리에 따라, 앞에서 설명하고 도 3에 예시한 바와 같이 2개의 결합된 폴리어 적층 구조물로 이루어진 실 링(288)을 예시한다. 이 특별한 실 링의 실시예에서, 립 실 본체는 2개의 금속성 기재(290, 292) 및 밀봉 엘리먼트를 형성하는 개별적인 밀봉 폴리머 컴파운드(294, 296)를 포함한다. 도 11에 예시된 실 링 실시예와 달리, 이 실시예의 실 링은 결합된 금속 기재를 포함하지 않으며, 또한 폴리머 컴파운드로 형성된 외경부를 갖지 않는다. 반면에, 실 링 외경부는 금속 기재(290)로 형성되고, 2개의 밀봉 엘리먼트(294, 296)는 서로 결합되어 2개의 금속 기재 사이에 삽입된다.

앞에서 설명하고 도 15에 예시한 실 링 실시예와 같이, 실 링(288)을 형성하는 2개의 금속 기재와 폴리머 컴파운드 쌍은 용접 또는 접합에 의하지 않고 기계적 인터로크에 의해 결합된다. 이 실시예에서, 상기 두 쌍은 종래의 롤링 및 크림핑 기법으로 결합된다. 구체적으로, 금속 기재(292)의 크기 및 형상은 금속 기재(290) 및 밀봉 엘리먼트(294) 쌍의 축 방향 및 반경 방향 치수 내에 맞추어지도록 설정된다. 금속 기재(292) 및 밀봉 엘리먼트(296)는 금속 기재(290)의 외경 단부(298)를 반경 방향으로 내향하여 크림핑하여 밀봉 엘리먼트(294)의 단부(300)가 밀봉 엘리먼트(296)의 단부(302)에 대해 가압되도록 함으로써 밀봉 엘리먼트(290)에 맞댄 위치 내부에 걸리게 된다. 이 가압력은 상기 엘리먼트의 쌍들 사이에 기계적 잠금을 형성하는 작용을 한다.

앞에서 설명하고 예시한 이중 밀봉 엘리먼트를 포함하는 다른 실 링 실시예와 같이, 금속성 기재는 실 글랜드와의 부착을 촉진하는 동시에, 동축 표면과 같은 밀봉면에 맞대어 설치될 때 밀봉 폴리머 컴파운드(294, 296)에 대해 원하는 압축력 또는 부하력을 부여하도록 실 링에 원하는 형상을 제공하도록 되어 있다. 밀봉 엘리먼트는 각각의 금속 기재로부터 반대 방향으로 멀어지는 방향으로 축 방향으로 돌출된다. 각각의 밀봉 엘리먼트는 각각의 금속 기재의 내경 단부(304, 306)를 벗어나서 연장되는 축 방향 외향하는 돌출부를 포함하고, 또한 각각의 돌출부의 말단부를 정의하는 밀봉 립(308, 310)을 포함한다. 이 실시예에 따른 형상의 이중 밀봉 엘리먼트를 포함하는 실링은 앞에서 설명한 바와 같은 방식, 즉 단일 단계의 성형 및 동일한 재료로 만들어진다. 그러나, 성형된 2개의 실 링을 결합하는 단계가추가로 필요하다.

도 18은 본 발명의 원리에 따라, 앞에서 설명하고 도 3에 예시한 바와 같이 2개의 결합된 폴리어 적층 구조물로 이루어진 실 링(312)을 예시한다. 도 11에 예시한 실시예와 마찬가지로, 이 환형 실의 실시예에서 립 실 본체는 서로에 대해 맞추어지는 형상을 가지며 공통의 외경 단부(318)에서 결합되는 2개의 금속성 기재(314, 316)를 포함한다. 금속성 기재(314, 316)는 예를 들면 스폿 용접 또는 접착성 접합 등의 종래의 금속 결합 기술에 의해 결합될 수 있다. 실 링은 각각의 금속성 기재(314, 316)에 접합된 밀봉 엘리먼트의 형태인 이중 밀봉 폴리머 컴파운드(320, 322)를 포함한다. 금속성 기재는 실 글랜드와의 부착을 촉진하는 동시에, 동축 표면과 같은 밀봉면에 맞대어 설치될 때 밀봉 폴리머 컴파운드(320, 322)에 대해 원하는 압축력 또는 부하력을 부여하도록 원하는 형상을 실 링에 제공하는 형상으로 되어 있다.

이 환형 실은 두 밀봉 엘리먼트(320, 322)가 반대 방향이 아닌 동일한 축 방향으로 배향된 돌출부(324, 326)를 포함하는 것을 제외하고는 도 11에 예시한 것과 유사하다. 부가적으로, 금속 기재(314, 316)의 형상은 크기, 즉 길이가 상이한 내경 단부(328, 330)를 갖는다. 구체적으로, 금속 기재(314)의 형상은 금속 기재의 내경 단부(330)보다 반경 방향으로 내향하여 더 길게 돌출되는 내경 단부(328)를 갖는다. 이것은 밀봉 엘리먼트(320)에 대한 원하는 가압력을 부여하고, 그 결과 밀봉면에 대해 접촉하도록 배치될 때 밀봉 엘리먼트의 돌출부(324)의 반경 방향으로 외향하는 방향의 휨을 조절하기 위한 것이다. 본 발명의 다른 이중 밀봉 엘리먼트의 환형 실 실시예와 마찬가지로, 밀봉 엘리먼트 각각은 개별적 돌출부의 말단부를 정의하는 밀봉 립(332, 334)를 포함한다.

도 19는 앞에서 설명하고 도 10에 예시한 바와 유사한, 립 실(336) 형태의 실 링을 예시한다. 이 실시예의 실 링은 밀봉 엘리먼트를 형성하며, 도 5c에 예시한 바와 같이 복수의 스레드가 제공된 형상의 밀봉면(342)을 포함하는 밀봉 폴리머 컴파운드(338)를 포함한다. 구체적으로, 밀봉면(342)은 실을 통과하여 누설되는 유체의 유압 펌핑 작용(hydraulic pumping action)을 제공하는 스레드 형성 표면을 갖도록 설계되어 있다. 스레드가 형성된 표면은 유체의 원천을 향하여 상류에서 밀봉 엘리먼트의 밀봉면(342)과 예를 들면 회전축의 인접한 밀봉면 사이에 배치되는 유체의 경로를 이루도록 배향됨으로써 실로부터의 유체 누설을 제어하는 작용을 한다.

이상과 같이 설명하고 예시한 각각의 실 링 실시예에서, 실 본체의 금속 케이싱의 형상은 기본적으로 필요한 실 링 형상을 제공하는 동시에 원하는 누설 방지 실을 제공하기 위해 밀봉 엘리먼트에 대해 원하는 가압력을 제공하도록 되어 있다. 원하는 가압력을 성취하기 위해서 케이싱 부재를 형성하는 적층 구조물의 금속성 기재 부위을 특수한 형상으로 할 필요가 있을 것이다. 예를 들면, 가압력이 일정 수준의 복원력 또는 탄력을 가지는 것을 원할 경우, 그러한 복원력을 제공하도록 기재가 튜브 형상을 가지는 것이 바람직할 것이다. 대안으로서, 시트 스톡인 기재를 다룰 경우에는, 금속 케이싱을 형성하는 적층 구조물의 금속 기재의 특정 부분을 에칭하거나 제거하여 예를 들면 앞에서 설명하고 도 6에 예시한 바와 같이 스프링 와셔 방식으로 작용하도록 하는 것이 바람직할 것이다. 그러한 기재의 변형은 폴리머 재료로 적층하기 전 또는 적층한 후 행할 수 있다. 그러나 궁극적으로는, 조금이라도 금속 기재를 변형할 경우, 그 방식은 특정한 밀봉 장치 실시예 및 밀봉 장치 용도에 좌우될 것이다.

본 발명의 원리에 따라 구성되는 실 링의 다른 변형 및 변경은 당업자에게 명백할 것이다. 따라서 첨부하는 청구의 범위 내에서 본 발명은 구체적으로 설명된 것과 달리 실시될 수 있음을 이해해야 한다.

Claims

복합 구조물(composite construction)을 원하는 밀봉 장치의 형상으로 성형하는 공정에 의해 제조되는 밀봉 장치(seal device)로서,

상기 복합 구조물은 상기 성형 단계 이전에 폴리머가 아닌 경성 기재(rigid substrate) 상에 설치되는 폴리머 재료를 포함하고, 상기 밀봉 장치는 상기 경성 기재로 형성되는 케이싱 부재 및 상기 폴리머 재료로 형성되는 유연성(compliant) 밀봉 엘리먼트(sealing element)를 포함하는 밀봉 장치.
제1항에 있어서,

상기 폴리머 재료가 복수의 볼록부(ridge)와 오목부(valley)를 포함하는 넓은 표면적을 가진 형상으로 이루어지는 밀봉 장치.
제1항에 있어서,

상기 밀봉 엘리먼트가 상기 케이싱 부재의 소정 길이를 벗어나서 외향하여 돌출되고, 밀봉면에 대한 실(seal)을 제공하기 위한 밀봉 립(lip)을 포함하는 밀봉 장치.
제1항에 있어서,

상기 밀봉 장치가 각각 경성 기재 및 개별적인 폴리머 재료를 포함하며 서로결합되는 2개의 복합 구조물로부터 형성되는 밀봉 장치.
제4항에 있어서,

상기 폴리머 재료 각각이 분리된 유연성 밀봉 엘리먼트를 형성하는 밀봉 장치.
제1항에 있어서,

상기 밀봉 엘리먼트가 유체의 누설을 억제하는 형상의 접촉 표면을 갖는 밀봉면을 포함하는 밀봉 장치.
제1항에 있어서,

상기 케이싱 부재가 상기 유연성 밀봉 엘리먼트에 대해 원하는 가압력(urging force)을 부여하는 내경부(inside diameter)의 케이싱 단부에 인접한 변형부(deformed portion)를 포함하는 밀봉 장치.
제1항에 있어서,

상기 케이싱 부재가 L자형 단면 형상을 갖는 밀봉 장치.
제1항에 있어서,

상기 케이싱 부재가 U자형 단면 형상을 갖는 밀봉 장치.
복합 구조물을 형성하기 위해 폴리머가 아닌 경성 기재 상에 폴리머 재료를 접합하는 단계; 및 상기 복합 구조물을 원하는 형상으로 성형하는 단계에 의해 제조되는 밀봉 장치로서,

상기 밀봉 장치는 실 본체(seal body)를 포함하되, 상기 실 본체는

상기 경성 기재로 형성되는 케이싱 부재; 및

상기 폴리머 재료로 형성되며, 동적(dynamic) 밀봉면에 맞대어 놓이도록 상기 케이싱 부재의 표면을 따라 배치되는 밀봉 엘리먼트

를 포함하는 밀봉 장치.
제10항에 있어서,

상기 케이싱 부재는 금속 링의 형태로서 상기 밀봉 장치의 외경부를 정의하고, 상기 밀봉 엘리먼트는 상기 케이싱 부재의 반경 방향으로 내향하여 배치되며, 상기 밀봉 엘리먼트는 동적 밀봉면에 맞대어 놓이도록 상기 케이싱 부재로부터 외향하여 멀어지는 방향으로 돌출되는 접촉면을 포함하는 밀봉 장치.
제10항에 있어서,

상기 케이싱 부재는 금속 링의 형태로서 상기 밀봉 장치의 내경부를 정의하고, 상기 밀봉 엘리먼트는 상기 케이싱 부재의 반경 방향으로 외향하여 배치되며, 상기 밀봉 엘리먼트는 동적 밀봉면에 맞대어 놓이도록 상기 케이싱 부재로부터 외향하여 멀어지는 방향으로 돌출되는 접촉면을 포함하는 밀봉 장치.
제10항에 있어서,

상기 폴리머 재료가 복수의 지형학적(topographical) 표면 형상에 의해 제공되는 넓은 표면적을 갖는 밀봉 장치.
제10항에 있어서,

상기 케이싱 부재가 상기 밀봉 엘리먼트에 대해 미리 설정된 값의 복원력을 제공하는 형상을 갖는 밀봉 장치.
제10항에 있어서,

각각 경성 기재 및 개별적인 폴리머 재료를 포함하며 서로 결합되는 2개의 복합 구조물로 형성되는 밀봉 장치.
제15항에 있어서,

상기 2개의 복합 구조물이 상기 경성 기재 사이에서 서로 결합되어 있는 밀봉 장치.
제15항에 있어서,

상기 2개의 복합 구조물은 기계적 인터로킹(interlocking)에 의해 서로 결합되고, 상기 경성 기재는 상기 폴리머 재료 중 하나에 의해 서로 분리되어 있는 밀봉 장치.
제15항에 있어서,

개별적인 복합 구조물 폴리머 재료로 형성되는 이중(dual) 밀봉 엘리먼트를 포함하되, 상기 밀봉 엘리먼트 각각은 개별적인 경성 기재로부터 소정의 거리만큼 외향하여 돌출되며, 사용 위치에 놓일 때 인접한 동적 밀봉면과 접촉 상태를 이루는 밀봉면을 포함하는 밀봉 장치.
제18항에 있어서,

상기 밀봉 엘리먼트 각각이 대체로 동일한 방향으로 개별적 경성 기재로부터 외향하여 멀어지는 방향으로 돌출되는 밀봉 장치.
제10항에 있어서,

상기 케이싱 부재가 상기 유연성 밀봉 엘리먼트에 대해 원하는 가압력을 부여하는 내경부의 케이싱 단부에 인접한 변형부를 포함하는 밀봉 장치.
예비성형된 폴리머 적층 금속성 구조물로부터 밀봉 장치를 제조하는 방법으로서,

금속성 기재 상에 폴리머 재료를 놓고 폴리머 적층 금속성 구조물을 형성하도록 상기 폴리머 재료층을 화학적으로 접합하는 단계;

상기 폴리머 적층 금속성 구조물을 원하는 형상으로 성형하는 단계; 및

상기 성형된 구조물을 원하는 밀봉 장치 형상으로 다듬는 단계

를 포함하고,

상기 밀봉 장치는

상기 금속성 기재로 형성되는 케이싱 부재; 및

상기 폴리머 재료로 형성되고, 사용 위치에 놓일 때 인접한 동적 밀봉면에 대해 밀봉 배치가 이루어지도록 상기 케이싱 부재로부터 외향하여 멀어지는 방향으로 돌출되는 접촉면을 포함하는

밀봉 장치의 제조 방법.
제21항에 있어서,

상기 폴리머 적층 금속성 구조물이 성형 단계 이전에는 시트(sheet) 형태인 밀봉 장치의 제조 방법.
제21항에 있어서,

상기 폴리머 재료가 성형 단계 이전에는 복수의 지형학적 형상으로 만들어진 넓은 표면적을 갖는 밀봉 장치의 제조 방법.
제21항에 있어서,

상기 케이싱 부재는 L자형 형상을 갖는 고리 형태이며, 상기 밀봉 엘리먼트 접촉면은 상기 케이싱 부재로부터 멀어지는 방향으로 반경 방향으로 내향하여 연장되는 밀봉 장치의 제조 방법.
제21항에 있어서,

상기 밀봉 장치가 2개의 폴리머 적층 금속성 구조물로부터 형성되고, 상기 2개의 성형된 케이싱 부재 및 개별적 밀봉 엘리먼트를 결합하는 단계를 추가로 포함하는 밀봉 장치의 제조 방법.
제25항에 있어서,

상기 결합 단계가 상기 2개의 케이싱 부재를 접합하는 단계를 포함하는 밀봉 장치의 제조 방법.
제25항에 있어서,

상기 결합 단계가 상기 케이싱 부재 중 최소한 하나의 일부분을 상기 케이싱 부재 중 다른 하나의 인접한 위치에 있는 부분 쪽으로 변형시키는 단계를 포함하는 밀봉 장치의 제조 방법.
제25항에 있어서,

상기 결합 단계에서 상기 2개의 케이싱 부재가 서로 접촉하는 위치에 놓이도록 상기 폴리머 적층 금속성 구조물이 결합되는 밀봉 장치의 제조 방법.
제25항에 있어서,

상기 결합 단계에서 상기 2개의 밀봉 엘리먼트가 서로 접촉하는 위치에 놓이도록 상기 폴리머 적층 금속성 구조물이 결합되는 밀봉 장치의 제조 방법.
제25항에 있어서,

상기 결합 단계에서 상기 밀봉 엘리먼트 중 하나에 의해 상기 2개의 케이싱 부재가 서로 분리되도록 상기 폴리머 적층 금속성 구조물이 결합되는 밀봉 장치의 제조 방법.
제21항에 있어서,

상기 성형 단계에서 상기 밀봉 엘리먼트에 대해 원하는 가압력을 부여하도록 내경부의 케이싱 부재 단부에 인접한 부분을 따라 상기 케이싱 부재가 변형되는 밀봉 장치의 제조 방법.