(57)【要約】本発明は、特に、発火区域内の油圧構成要素で使用するために適している耐火シールアセンブリを提供する。耐火シールアセンブリは、エラストマ材料から作製される第１のシールと、第１のシールを受容し、それに沿って延在する溝を画定するための第１のシールに面した表面と、縦断面図で斜切端部分を伴う切頂Ｖ字形部分を有する外面とを有する、第１の押出防止シールと、第１の押出防止シールを受容し、それに沿って延在する溝を画定するための第２のシールに面した表面と、縦断面図で斜切端部分を伴う切頂Ｖ字形部分を有する外面とを有する、少なくとも１つの第２の押出防止シールと、第２の押出防止シールを受容し、それに沿って延在する溝を画定するための第３のシールに面した表面と、縦断面図で切頂Ｖ字形構成を有する外面とを有する、少なくとも１つのバッカリングとを含む。
2021515161.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐火シールアセンブリであって、
エラストマ材料を含む第１のシールと、
前記第１のシールを受容するための第１のシールに面した表面を有する第１の押出防止シールであって、前記第１のシールに面した表面は、前記第１のシールに面した表面に沿って延在する溝と、縦断面で視認されたときにグランドとのシール接触のために構成される切頂Ｖ字形部分および斜切端部分を有する外面とを画定する、第１の押出防止シールと、
前記第１の押出防止シールを受容するための第２のシールに面した表面を有する少なくとも１つの第２の押出防止シールであって、前記第２のシールに面した表面は、前記第２のシールに面した表面に沿って延在する溝と、縦断面で視認されたときにグランドとのシール接触のために構成される切頂Ｖ字形部分および斜切端部分を有する外面とを画定し、前記第１の押出防止シールの外面は、前記第１の押出防止シールの外面の一部が、前記少なくとも１つの第２の押出防止シールの第２のシールに面した表面に接触するように、少なくとも部分的に前記少なくとも１つの第２の押出防止シールの溝内に位置付けられる、少なくとも１つの第２の押出防止シールと、
前記少なくとも１つの第２の押出防止シールを受容するための第３のシールに面した表面を有する少なくとも１つのバッカリングであって、前記第３のシールに面した表面は、前記第３のシールに面した表面に沿って延在する溝と、縦断面で視認されたときに切頂Ｖ字形を有する外面とを画定し、前記少なくとも１つの第２の押出防止シールの外面は、前記少なくとも１つの第２の押出防止シールの外面の一部が、前記少なくとも１つのバッカリングの第３のシールに面した表面に接触するように、少なくとも部分的に前記少なくとも１つのバッカリングの溝内に位置付けられる、少なくとも１つのバッカリングと
を備える、耐火シールアセンブリ。
【請求項２】
前記シールアセンブリは、不燃性である、請求項１に記載の耐火シールアセンブリ。
【請求項３】
前記第１のシールは、環状であり、略円形縦断面を有する、請求項１に記載の耐火シールアセンブリ。
【請求項４】
前記エラストマ材料は、エチレンプロピレンゴム、ニトリルゴム、シリコーン、フルオロシリコーン、フルオロエラストマ、およびパーフルオロエラストマから選択される、請求項１に記載の耐火シールアセンブリ。
【請求項５】
前記エラストマ材料は、エチレンプロピレンゴム、ニトリルゴム、およびフルオロエラストマから選択される、請求項４に記載の耐火シールアセンブリ。
【請求項６】
前記第１の押出防止シールの第１のシールに面した表面によって画定される前記溝は、前記第１のシールに面した表面の周囲に環状に延在する、請求項１に記載の耐火シールアセンブリ。
【請求項７】
前記第１の押出防止シールの第１のシールに面した表面は、縦断面図で略Ｖ字形である、請求項１に記載の耐火シールアセンブリ。
【請求項８】
前記第１の押出防止シールの第１のシールに面した表面は、第１の脚部と、第２の脚部とを備え、前記第１の脚部および前記第２の脚部は、交差点において交差し、前記交差点から前記第１の脚部と前記第２の脚部との間で測定される角度は、約６０度〜約１２０度である、請求項７に記載の耐火シールアセンブリ。
【請求項９】
前記第１のシールに面した表面の前記第１の脚部と前記第２の脚部との間で測定される角度は、約８０度〜約１００度である、請求項８に記載の耐火シールアセンブリ。
【請求項１０】
前記第１の脚部および前記第２の脚部は、前記第１のシールに面した表面内の円弧状屈曲部において交差する、請求項８に記載の耐火シールアセンブリ。
【請求項１１】
前記第１の押出防止シールは、第１のポリマー材料を含み、前記第１のポリマー材料は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリイミド（ＰＩ）、およびそれらのコポリマー、誘導体、および組み合わせから選択される、請求項１に記載の耐火シールアセンブリ。
【請求項１２】
前記第１のポリマー材料は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）である、請求項１１に記載の耐火シールアセンブリ。
【請求項１３】
前記第１のポリマー材料は、充填材、補強材料、または充填材および補強材料の組み合わせを含む、請求項１１に記載の耐火シールアセンブリ。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの第２の押出防止シールは、前記第１のポリマー材料と異なる第２のポリマー材料を含む、請求項１１に記載の耐火シールアセンブリ。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの第２のポリマー材料は、前記第１のポリマー材料の分解温度よりも高い分解温度を有する、請求項１４に記載の耐火シールアセンブリ。
【請求項１６】
前記第２のポリマー材料は、ポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリイミド（ＰＩ）、およびそれらのコポリマー、誘導体、および組み合わせを含む、請求項１４に記載の耐火シールアセンブリ。
【請求項１７】
前記第２のポリマー材料は、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）である、請求項１６に記載の耐火シールアセンブリ。
【請求項１８】
前記第２のポリマー材料は、充填材、補強材料、または充填材および補強材料の組み合わせを含む、請求項１４に記載の耐火シールアセンブリ。
【請求項１９】
前記第１の押出防止シールは、第１のポリマー材料を含み、前記少なくとも１つの第２の押出防止シールはそれぞれ、第２のポリマー材料を含み、前記少なくとも１つのバッカリングは、前記第１のポリマー材料または前記第２のポリマー材料のいずれかよりも剛性である第３の材料を含む、請求項１に記載の耐火シールアセンブリ。
【請求項２０】
前記少なくとも１つのバッカリングの第３の材料は、金属または金属合金を含む、請求項１９に記載の耐火シールアセンブリ。
【請求項２１】
前記第３の材料は、アルミニウム−ニッケル−青銅合金を含む、請求項２０に記載の耐火シールアセンブリ。
【請求項２２】
前記第３の材料は、真鍮を含む、請求項２０に記載の耐火シールアセンブリ。
【請求項２３】
前記少なくとも１つのバッカリングは、実質的に一様な厚さを有し、前記厚さは、前記少なくとも１つのバッカリングを通して前記第３のシールに面した表面と垂直な軸に沿って、前記第３のシールに面した表面から前記少なくとも１つのバッカリングの外面まで測定される、請求項１に記載の耐火シールアセンブリ。
【請求項２４】
少なくとも２つのバッカリングを備え、前記少なくとも２つのバッカリングは、対向係合でスタックされる、請求項１に記載の耐火シールアセンブリ。
【請求項２５】
前記耐火シールアセンブリは、双方向構成を有する、請求項１に記載の耐火シールアセンブリ。
【請求項２６】
前記耐火シールアセンブリが、油圧構成要素のグランド内に配設され、前記油圧構成要素が、約２，０００°Ｆの温度を有する火炎に暴露されるとき、前記耐火シールアセンブリは、前記耐火シールアセンブリの破損に先立って少なくとも約６分にわたってシールを維持する、請求項１に記載の耐火シールアセンブリ。
【請求項２７】
前記耐火シールアセンブリは、前記耐火シールアセンブリの破損に先立って少なくとも１５分にわたってシールを維持する、請求項２６に記載の耐火シールアセンブリ。
【請求項２８】
３つの押出防止シールを有し、第３の押出防止シールが、前記第１の押出防止シールと前記少なくとも１つの第２の押出防止シールとの間に位置する、請求項１に記載の耐火シールアセンブリ。
【請求項２９】
耐火油圧構成要素であって、
請求項１に記載の耐火シールアセンブリを有する油圧構成要素を備え、前記耐火シールアセンブリは、前記油圧構成要素からの油圧流体の漏出を防止するように構成される、耐火油圧構成要素。
【請求項３０】
前記油圧構成要素は、油圧アクチュエータである、請求項２６に記載の耐火油圧構成要素。
【請求項３１】
油圧構成要素のグランド内に請求項１に記載の耐火シールアセンブリを配設するステップを含む、油圧構成要素内の耐火性を改良する方法。
【請求項３２】
前記油圧構成要素が、加熱されるとき、前記耐火シールアセンブリの破損時の前記油圧構成要素の最高内部温度は、少なくとも約１，０７５°Ｆである、請求項２８に記載の方法。
【請求項３３】
前記油圧構成要素が、加熱されるとき、前記耐火シールアセンブリの破損時の前記油圧構成要素の最高内部温度は、少なくとも約１，１７５°Ｆである、請求項２９に記載の方法。
【請求項３４】
耐火シールアセンブリであって、
エラストマ材料を含む第１のシールと、
前記第１のシールを受容するための第１のシールに面した表面を有する第１の押出防止シールであって、前記第１のシールに面した表面は、前記第１のシールに面した表面に沿って延在する溝と、外面とを画定し、前記第１の押出防止シールは、前記第１のシールのエラストマ材料の分解温度よりも高い分解温度を有する、第１のポリマー材料を含む、第１の押出防止シールと、
前記第１の押出防止シールを受容するための第２のシールに面した表面を有する少なくとも１つの第２の押出防止シールであって、前記第２のシールに面した表面は、前記第２のシールに面した表面に沿って延在する溝と、外面とを画定し、前記第２のシールに面した表面は、前記第１の押出防止シールの外面に面し、前記少なくとも１つの第２の押出防止シールはそれぞれ、前記第１の押出防止シールの第１のポリマー材料の分解温度よりも高い分解温度を有する第２のポリマー材料を含む、第２の押出防止シールと、
前記少なくとも１つの第２の押出防止シールを受容するための第３のシールに面した表面を有する少なくとも１つのバッカリングであって、前記第３のシールに面した表面は、前記第３のシールに面した表面に沿って延在する溝を画定し、前記少なくとも１つのバッカリングの第３のシールに面した表面は、前記少なくとも１つの第２の押出防止シールの外面に面し、前記少なくとも１つのバッカリングは、金属または金属合金を含む、少なくとも１つのバッカリングと
を備える、耐火シールアセンブリ。
【請求項３５】
前記第１のポリマー材料は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリイミド（ＰＩ）、およびそれらのコポリマー、誘導体、および組み合わせから選択される、請求項３４に記載の耐火シールアセンブリ。
【請求項３６】
前記第２のポリマー材料は、ポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリイミド（ＰＩ）、およびそれらのコポリマー、誘導体、および組み合わせから選択され、前記少なくとも１つの第２の押出防止シールはそれぞれ、同一または異なる第２のポリマー材料を有する、請求項３５に記載の耐火シールアセンブリ。
【請求項３７】
前記第１のポリマー材料および／または前記第２のポリマー材料は、充填材料、補強材料、または充填材料および補強材料の組み合わせを含む、請求項３４に記載の耐火シールアセンブリ。
【請求項３８】
前記第１のシール、前記第１の押出防止シール、前記少なくとも１つの第２の押出防止シール、および前記少なくとも１つのバッカリングは、スタックされた構成で配列される、請求項３４に記載の耐火シールアセンブリ。
【請求項３９】
縦断面図では、前記第１の押出防止シールの外面は、グランドとのシール接触のために構成される斜切端部分を有する、切頂Ｖ字形構成を備える、請求項３４に記載の耐火シールアセンブリ。
【請求項４０】
前記第１の押出防止シールの第１のシールに面した表面は、縦断面図で略Ｖ字形である、請求項３４に記載の耐火シールアセンブリ。
【請求項４１】
耐火油圧構成要素であって、
請求項３４に記載の耐火シールアセンブリを有する油圧構成要素を備え、前記耐火シールアセンブリは、前記油圧構成要素からの油圧流体の漏出を防止するように構成される、耐火油圧構成要素。
【請求項４２】
前記油圧構成要素は、油圧アクチュエータである、請求項４１に記載の耐火油圧構成要素。
【請求項４３】
油圧構成要素のグランド内に請求項３４に記載の耐火シールアセンブリを配設するステップを含む、油圧構成要素内の耐火性を改良する方法。
【請求項４４】
前記耐火シールアセンブリが、加熱されるとき、前記耐火シールアセンブリの破損時の前記油圧構成要素の最高内部温度は、少なくとも約１，０７５°Ｆである、請求項４３に記載の油圧構成要素に耐火性を提供する方法。
【請求項４５】
前記耐火シールアセンブリが、加熱されるとき、前記耐火シールアセンブリの破損時の前記油圧構成要素の最高内部温度は、少なくとも約１，１７５°Ｆである、請求項４４に記載の油圧構成要素に耐火性を提供する方法。
【請求項４６】
耐火シールアセンブリであって、
エラストマ材料を含む第１のシールと、
前記シールに面した表面に沿って延在する溝を画定するシールに面した表面を有する少なくとも１つの固体押出防止シールであって、前記シールに面した表面は、縦断面図内のＶ字形と、縦断面で視認されたときにグランドとのシール接触のために構成される切頂Ｖ字形部分および斜切端部分を有する外面とを有し、前記シールに面した表面は、前記第１のシールの少なくとも一部が、前記シールに面した表面と接触するように、前記第１のシールに面し、前記少なくとも１つの固体押出防止シールは、前記耐火シールアセンブリが、油圧構成要素内に配設され、加熱されるときに、前記耐火シールアセンブリの破損時の前記油圧構成要素の最高内部温度が、少なくとも約１，０２０°Ｆであるように、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）を含む、少なくとも１つの固体押出防止シールと
を備える、耐火シールアセンブリ。
【請求項４７】
１つだけの固体押出防止シールが存在する、請求項４６に記載の耐火シールアセンブリ。
【請求項４８】
耐火シールアセンブリであって、
エラストマ材料を含む第１のシールと、
前記第１のシールを受容するための第１のシールに面した表面を有する第１の押出防止シールであって、前記第１のシールに面した表面は、前記第１のシールに面した表面に沿って延在する溝と、縦断面で視認されたときにグランドとのシール接触のために構成される切頂Ｖ字形部分および斜切端部分を有する外面とを画定し、前記第１の押出防止シールは、第１のポリマー材料を含む、第１の押出防止シールと、
前記第１の押出防止シールを受容するための第２のシールに面した表面を有する少なくとも１つの第２の押出防止シールであって、前記第２のシールに面した表面は、前記第２のシールに面した表面に沿って延在する溝と、縦断面で視認されたときに切頂Ｖ字形部分および斜切端部分を有する外面とを画定し、前記第１の押出防止シールの外面は、前記第１の押出防止シールの外面の一部が、前記少なくとも１つの第２の押出防止シールの第２のシールに面した表面に接触するように、少なくとも部分的に前記少なくとも１つの第２の押出防止シールの溝内に位置付けられ、前記第２の押出防止シールは、前記第１のポリマー材料と異なる第２のポリマー材料を含む、少なくとも１つの第２の押出防止シールと、
前記少なくとも１つの第２の押出防止シールを受容するための第３のシールに面した表面を有する、１つのバッカリングであって、前記第３のシールに面した表面は、前記第３のシールに面した表面に沿って延在する溝と、外面とを画定し、前記少なくとも１つの第２の押出防止シールが、少なくとも部分的に前記バッカリングの溝内に位置付けられるとき、前記少なくとも１つの第２の押出防止シールの外面の一部は、前記バッカリングの第３のシールに面した表面に接触し、前記バッカリングは、前記第２のポリマー材料の分解温度よりも高い分解温度を有する、ポリマー材料を含む、１つのバッカリングと
を備える、耐火シールアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本非仮特許出願は、その開示全体が参照することによって本明細書に組み込まれる、２０１８年３月９日に出願された米国仮特許出願第６２／６４０，９６１号の３５  Ｕ．Ｓ．Ｃ．  §１１９（ｅ）の下での利益を主張する。
【０００２】
本発明は、シールアセンブリに関する。具体的には、本発明は、特に、航空機エンジンの発火区域等の発火区域内の油圧アクチュエータおよび他の構成要素で使用するために適している、耐火シールアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００３】
耐火および／または不燃性シールが、種々の業界および環境で要求される。耐火シールは、多くの場合、逆推力装置システム、ホース結合部、および燃料ポンプ等の航空機エンジン構成要素内で、および火災条件に暴露され得る他の航空機面積内で使用される。火災事象が、航空機エンジン内または周囲で発生するとき、油圧アクチュエータおよび他の油圧または燃料取扱構成要素は、火を伝搬するであろう流体を漏出することを可能にされてはならない。故に、油圧および燃料取扱構成要素のためのシールは、高温および火炎への暴露に耐え、流体がこれらの構成要素から漏出しないことを確実にするように設計されなければならない。
【０００４】
航空機エンジン構成要素で使用されるシールは、概して、火災シールが、５分または１５分等の固定時間周期にわたって火炎に暴露されたときにシールを維持することを要求する、「耐火性」または「不燃性」のための業界標準を満たさなければならない。業界標準は、Ｒａｄｉｏ  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ  ｆｏｒ  Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃｓ  （ＲＴＣＡ）によって公開されたＤＯ−１６０Ｇ（Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ  Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ  ａｎｄ  Ｔｅｓｔ  Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ  ｆｏｒ  Ａｉｒｂｏｒｎｅ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）、Ｆｅｄｅｒａｌ  Ａｖｉａｔｉｏｎ  Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ  （ＦＡＡ）  Ａｄｖｉｓｏｒｙ  Ｃｉｒｃｕｌａｒ  ２０−１３５（Ｐｏｗｅｒｐｌａｎｔ  Ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  Ｆｉｒｅ  Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄｓ，  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ  ａｎｄ  Ｃｒｉｔｅｒｉａ）、ＦＡＡ  Ａｄｖｉｓｏｒｙ  Ｃｉｒｃｕｌａｒ  ３３．１７−１Ａ（Ｅｎｇｉｎｅ  Ｆｉｒｅ  Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ  ３３．１７）、およびＩＳＯ  ２６８５（Ａｉｒｃｒａｆｔ−Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ  Ｔｅｓｔ  Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ  ｆｏｒ  Ａｉｒｂｏｒｎｅ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ−Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ  ｔｏ  Ｆｉｒｅ  ｉｎ  Ｄｅｓｉｇｎａｔｅｄ  Ｆｉｒｅ  Ｚｏｎｅ）に記載される火災試験要件を含む。ＲＴＣＡ／ＤＯ−１６０Ｇは、「耐火性」が、構成要素が「構造劣化を伴わずに５分の火災の間に危険な条件を引き起こしてはならない。流体取扱構成要素に関しては、バーナが除去された後に火炎を支援するための漏出が存在しないものとする」ことを要求すると規定する。異なる標準の間にある程度の変動が存在するが、発火区域で使用されるべき構成要素を試験するための一般的火災試験パラメータは、１，１００℃（２，０１２°Ｆ）±８０℃（１７６°Ｆ）の火炎温度および４，５００ＢＴＵ／時間の最小火炎熱流束密度を用いた、動作圧力における試験を含む。ＡＣ  ２０−１３５およびＦＡＡ  （およびＴＣＣＡ）の下でのより新しい標準は、「不燃性」材料を、少なくとも１５分にわたって２，０００°Ｆの火炎（±１５０°Ｆ）、または較正の間に１，８５０°Ｆを下回る熱電対読取値を伴わずに平均で最低２，０００°Ｆに耐えることが可能であると解釈する。
【０００５】
耐火性を提供するための従来の解決策が、概して、航空機の発火区域内の油圧ユニットまたは他の類似構成要素のための防火障壁または外部遮蔽の使用を含む一方で、従来のシールは、油圧ユニットの内側の流体構成要素に使用される。防火障壁は、概して、火災が航空機エンジンに到達しないように、かつ航空機の他の部品に拡散することを防止することに役立つように構成される。防火障壁は、航空機の本体とエンジン室との間等の航空機内の対向面または部品の間に位置付けられるべき高温シール構造を説明する、米国特許第４，４６８，０４３号に開示される。高温シールは、側方に圧縮可能である長いばね部材と、アブレーション材料の外側円形カバーと、耐高温材料の内側コアとを含む。カバーは、熱障壁として作用し、そのコアは、熱および火炎障壁としての役割を果たす。
【０００６】
他の防火障壁タイプデバイスは、タービンエンジン構成要素の間の間隙をシールし、エンジン火災がタービンエンジンの別の部品に拡散することを防止するための防火シールを開示する、米国特許出願公開第２０１４／００７５９４８号を含む。防火シールは、基礎部分およびそこから延在する曲線状部分を伴う、成型された本体を含む。防火シールはさらに、基礎部分を囲繞する金属シール支持体と、曲線状部分の半径方向内向きの表面とを含む。
【０００７】
米国特許第５，２５１，９１７号は、航空機エンジン室とエンジン支持構造との間の相対移動が存在する面積内で効果的な熱および火炎障壁を維持するように、航空機エンジンで使用するための耐火シールを開示する。防火シールは、エラストマ材料の内層、耐火性であるセラミック繊維の中間層、および弾性生地の外層から形成される。耐火シールは、環状形の圧縮可能部分と、一体的に形成されたフランジ部分とを有してもよい。
【０００８】
同様に、外部遮蔽が、油圧ユニットの加熱を防止する、または最小限にするために、かつ油圧ユニットが火炎に直接暴露されることを防止するために、油圧ユニットの上または周囲に位置付けられている。防火障壁および外部遮蔽は、延焼が油圧ユニットに到達することを防止する、および／または油圧ユニットの加熱を防止することに役立つが、空間制約が、典型的には、防火障壁および外部遮蔽の使用を困難または非実用的にする。さらに、外部防火解決策は、流体が火災事象を加速するように火災事象において油圧構成要素から漏出することを防止しない。
【０００９】
防火シールが、油圧構成要素内での使用のために公知である。そのようなシールは、概して、典型的Ｏリングシールまたは金属シールのいずれかを含む。金属シールは、概して、完全に金属または合金から構築され、多くの場合、全ての温度レベルにおいて使用され得る、ＣまたはＥ字形シールの形態である。金属を使用して形成されるシールは、良好な耐高温性を提供し、多くの場合、定期的に高温条件に暴露されるエンジンホースおよびエンジン結合部内の面シールとして使用される。しかしながら、金属シールは、概して、金属間界面により、不良な漏出制御を有し、ロッドまたはピストンタイプシール用途では頻繁に使用されない。さらに、金属シールは、高価であり、特に、閉鎖グランド内に配設することが困難であり得る。
【００１０】
油圧構成要素内での使用のための１つの防火シール解決策は、プレスリリース“Ｇｒｅｅｎｅ，  Ｔｗｅｅｄ  Ｄｅｖｅｌｏｐｓ  Ｎｅｗ  Ｌｉｎｅ  ｏｆ  Ｆｌａｍｅ  Ｒｅｓｉｓｔａｎｔ  Ｓｅａｌｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  ｆｏｒ  Ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ  Ａｉｒｃｒａｆｔ，”  Ｇｒｅｅｎｅ，  Ｔｗｅｅｄ（２０１５年６月）、また、“Ｄｅｓｉｇｎ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ  ｔｏ  Ｐｒｏｔｅｃｔ  Ｅｌａｓｔｏｍｅｒｉｃ  Ｓｅａｌｓ  Ｄｕｒｉｎｇ  Ｅｎｇｉｎｅ  Ｆｉｒｅ  Ｔｅｓｔｓ，”  ＡＳＴＮ  Ａｅｒｏｓｐａｃｅ  Ｓｅａｌｉｎｇ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｎｅｗｓｌｅｔｔｅｒ，  ｖｏｌ．  １０，  ｎｏ．  １（１９９４年春）（その開示は、参照することによって関連性がある部分において本明細書に組み込まれる）に説明されるような本出願人のシール設計である。これらの出版物は、Ｌ字形エラストマシールと、１，０００°Ｆを超える温度において押出抵抗を提供するためのカム付きバックアッププリングアセンブリとを有する、防火シールアセンブリを開示する。カム付きバックアッププリングアセンブリは、充填された熱可塑性材料の内蔵または内側バックアップリングと、銅合金から成る外付けまたは外側バックアップリングとを含む。
【００１１】
加えて、Ｔａｙｌｏｒ  ｅｔ  ａｌ．の米国特許第３，８６９，１３２号は、火災の場合にフェイルセーフとして動作する、高温および圧力における流体を閉じ込めるためのシーリングリングの組み合わせを開示する。そのようなシーリングリングの組み合わせは、航空機内の油圧配管システムで使用するために教示される。シーリングリングの組み合わせは、一次エラストマシーリングリングと、エラストマシーリングリングの一部を少なくとも部分的に囲繞する曲線状脚部分を有する、二次偏向可能金属シーリングリングとを含む。
【００１２】
特に、航空機内で、シールを維持し、延焼を防止することの重大な性質に起因して、火災事象の間に、高温においてより長い周期にわたって確実に、かつ一貫してシールを維持し得る、油圧および燃料取扱構成要素で使用するための耐火シールアセンブリの必要性が、当技術分野内に存在する。従来の防火シール解決策に対して削減されたコストにおいて十分な耐火性を提供する、耐火シール解決策も、所望される。
【００１３】
さらに、火災を加速する、または部品破損を引き起こすであろう、構成要素からの流体の漏出を防止するように、航空機内の発火区域内、または他の環境内の発火区域内の油圧および燃料取扱構成要素で使用するために好適である、耐火シールアセンブリの必要性が、当技術分野内に存在する。さらに、火災から構成要素を保護するための既存の方法および不燃性または耐火性を提供するための既存の方法に対して、単純な設計、改良された耐火性、および改良された流体シールを有する、耐火シールアセンブリの必要性が存在する。加えて、航空機および／またはエンジン製造業者によって設定される耐火性および／または不燃性標準を満たし、または達成し、外部遮蔽または金属防火シールを必要とすることなく、火災事象の間に確実なシールを提供する、耐火シールアセンブリの必要性が当技術分野内に存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】米国特許第４，４６８，０４３号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、シールアセンブリ、特に、航空機の発火区域内の油圧構成要素で使用するために適したものに関する。本発明は、最小限でも耐火性であり、また、いくつかの実施形態では不燃性である、アセンブリを含む。本明細書で使用されるように、用語「耐火」または「耐火性」は、上記の標準によって定義されるような「耐火」の定義を少なくとも満たし、いくつかの事例では、本明細書の「耐火」シールアセンブリの言及が、特定の事例において別様に示されない限り、少なくとも耐火性である、および／または不燃性でもある、シールアセンブリを包含するであろうように、その用語がそれらの同一標準で定義される際に「不燃性」のレベルも達成する、レベルを達成することを意図している。（「耐火」とは対照的な）「不燃性」単独の言及は、「不燃性」のレベルを達成する、高レベルの「耐火性」が適用されることを伝えることを意図している。
【００１６】
本明細書の本発明は、エラストマ材料を含む第１のシールと、第１のシールを受容するための第１のシールに面した表面を有する、第１の押出防止シールであって、第１のシールに面した表面は、第１のシールに面した表面に沿って延在する溝と、縦断面で視認されたときに、グランドとのシール接触のために構成される切頂Ｖ字形部分および斜切端部分を有する、外面とを画定する、第１の押出防止シールと、第１の押出防止シールを受容するための第２のシールに面した表面を有する、少なくとも１つの第２の押出防止シールであって、第２のシールに面した表面は、第２のシールに面した表面に沿って延在する溝と、縦断面で視認されたときに、グランドとのシール接触のために構成される切頂Ｖ字形部分および斜切端部分を有する、外面とを画定し、第１の押出防止シールの外面は、第１の押出防止シールの外面の一部が、少なくとも１つの第２の押出防止シールの第２のシールに面した表面に接触するように、少なくとも部分的に少なくとも１つの第２の押出防止シールの溝内に位置付けられる、少なくとも１つの第２の押出防止シールと、少なくとも１つの第２の押出防止シールを受容するための第３のシールに面した表面を有する、少なくとも１つのバッカリングであって、第３のシールに面した表面は、第３のシールに面した表面に沿って延在する溝と、縦断面で視認されたときに切頂Ｖ字形を有する、外面とを画定し、少なくとも１つの第２の押出防止シールの外面は、少なくとも１つの第２の押出防止シールの外面の一部が、少なくとも１つのバッカリングの第３のシールに面した表面に接触するように、少なくとも部分的に少なくとも１つのバッカリングの溝内に位置付けられる、少なくとも１つのバッカリングとを備える、耐火シールアセンブリを含む。
【００１７】
上記の耐火シールアセンブリの一実施形態では、アセンブリは、不燃性である。そのさらなる実施形態では、第１のシールは、環状であり得、略円形縦断面積を有してもよい。第１のシールのエラストマ材料は、エチレンプロピレンゴム（エチレンプロピレンゴム（ＥＰＭ）およびエチレンプロピレンジエン（ＥＰＤＭ）等）、ニトリルゴム、シリコーン、フルオロシリコーン、フルオロエラストマ、およびパーフルオロエラストマの群から選択され得る。好ましくは、エラストマ材料は、エチレンプロピレンゴム、ニトリルゴム、およびフルオロエラストマから選択される。
【００１８】
第１の押出防止シールの第１のシールに面した表面によって画定される溝は、第１の押出防止シールの第１のシールに面した表面の周囲に環状に延在してもよい。第１の押出防止シールの第１のシールに面した表面は、縦断面図で略Ｖ字形であり得る。第１のシールに面した表面が、縦断面図で略Ｖ字形であるとき、第１のシールに面した表面は、第１の脚部と、第２の脚部とを備えてもよく、第１の脚部および第２の脚部は、交差点において交差し、交差点から第１の脚部と第２の脚部との間で測定される角度は、約６０〜約１２０度である。好ましくは、第１の脚部と第２の脚部との間で測定される角度は、約８０〜約１００度である。第１の脚部および第２の脚部は、第１のシールに面した表面内の円弧状屈曲部において交差してもよい。
【００１９】
第１の押出防止シールは、本明細書のある実施形態では、熱可塑性または熱硬化性ポリマー材料であり得る、第１のポリマー材料を含む。第１のポリマー材料は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリイミド（ＰＩ）、およびそれらのコポリマー、誘導体、および組み合わせの群から選択され得る。好ましくは、第１のポリマー材料は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）である。いくつかの実施形態では、第１のポリマー材料は、充填材料および／または補強材料を含む。
【００２０】
少なくとも１つの第２の押出防止シールはそれぞれ、好ましくは、同様に熱可塑性または熱硬化性ポリマー材料であり得、第１のポリマー材料と同一である、または異なり得る、第２のポリマー材料を含む。１つを上回る第２の押出防止シールが存在する場合、それらは、好ましくは、上記の第２のポリマー材料から選択される、同一または異なる材料を含んでもよい。好ましくは、第２のポリマー材料は、第１の押出防止シールの第１のポリマー材料の分解温度よりも高い分解温度を有する。好ましい実施形態では、第２のポリマー材料は、ポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）（例えば、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリイミド（ＰＩ）、およびそれらのコポリマー、誘導体、および組み合わせの群から選定され得る。好ましくは、第２のポリマー材料は、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）である。第２のポリマー材料は、充填材料および／または補強材料を含んでもよい。
【００２１】
第１の押出防止シールは、第１のポリマー材料を含んでもよく、少なくとも１つの第２の押出防止シールはそれぞれ、第２のポリマー材料のうちの１つを含んでもよく、少なくとも１つのバッカリングは、第１または第２のポリマー材料のいずれかよりも剛性である第３の材料を含んでもよい。少なくとも１つのバッカリングの第３の材料は、高弾性率プラスチック、またはより好ましくは、とりわけ、アルミニウム−ニッケル−青銅合金または真鍮等の金属または金属合金を含んでもよい。少なくとも１つのバッカリングは、実質的に一様な厚さを有してもよく、厚さは、少なくとも１つのバッカリングを通して第３のシールに面した表面と垂直な軸に沿って、少なくとも１つのバッカリングの第３のシールに面した表面からその外面まで測定される。少なくとも１つのバッカリングは、２つのバッカリングを備えてもよく、バッカリングは、対向係合でスタックされる。
【００２２】
本明細書に説明されるような耐火シールアセンブリは、一方向構成を有してもよい、または双方向構成を有してもよい。
【００２３】
耐火シールアセンブリは、耐火シールアセンブリが、油圧構成要素のグランド内に配設され、油圧構成要素が、約２，０００°Ｆの温度を有する火炎に暴露されるときに、耐火シールアセンブリが、耐火シールアセンブリの破損に先立って少なくとも約６分にわたってシールを維持し、好ましい実施形態では、耐火シールアセンブリの破損に先立って少なくとも１５分にわたってシールを維持するように、構築されてもよい。
【００２４】
一実施形態では、耐火シールアセンブリは、第３の押出防止シールが、第１の押出防止シールと少なくとも１つの第２の押出防止シールとの間に位置するように、３つの押出防止シールを有する。
【００２５】
本発明はさらに、油圧構成要素からの油圧流体の漏出を防止するように構成される、本明細書に説明されるような耐火シールアセンブリを有する、油圧構成要素を備える、耐火油圧構成要素に関する。油圧構成要素は、とりわけ、油圧アクチュエータであってもよい。
【００２６】
本発明はまた、油圧構成要素のグランド内に本明細書に説明されるような耐火シールアセンブリを配設するステップを含む、油圧構成要素内の耐火性を改良する方法に関する。耐火シールアセンブリが、油圧構成要素のグランド内に配設され、加熱されるとき、耐火シールアセンブリの破損時の油圧構成要素の最高内部温度は、好ましくは、少なくとも約１，０７５°Ｆであり、より好ましくは、少なくとも約１，１７５°Ｆである。
【００２７】
本発明のさらなる実施形態によると、本発明は、エラストマ材料を含む第１のシールと、第１のシールを受容するための第１のシールに面した表面を有する、第１の押出防止シールであって、第１のシールに面した表面は、第１のシールに面した表面に沿って延在する溝と、外面とを画定し、第１の押出防止シールは、第１のシールのエラストマ材料の分解温度よりも高い分解温度を有する、第１のポリマー材料を含む、第１の押出防止シールと、第１の押出防止シールを受容するための第２のシールに面した表面を有する、少なくとも１つの第２の押出防止シールであって、第２のシールに面した表面は、第２のシールに面した表面に沿って延在する溝と、外面とを画定し、第２のシールに面した表面は、第１の押出防止シールの外面に面し、少なくとも１つの第２の押出防止シールは、第１のポリマー材料の分解温度よりも高い分解温度を有する、第２のポリマー材料を含む、第２の押出防止シールと、少なくとも１つの第２の押出防止シールを受容するための第３のシールに面した表面を有する、少なくとも１つのバッカリングであって、第３のシールに面した表面は、第３のシールに面した表面に沿って延在する溝と、外面とを画定し、少なくとも１つのバッカリングの第３のシールに面した表面は、少なくとも１つの第２の押出防止シールの外面に面し、少なくとも１つのバッカリングは、金属または金属合金を含む、少なくとも１つのバッカリングとを備える、耐火シールアセンブリに関する。
【００２８】
第１のポリマー材料および第２のポリマー材料は、それぞれ、第１および第２の押出防止シールに関して上記に説明されるような材料のうちのいずれかであってもよい。第１のシール、第１の押出防止シール、第２の押出防止シール、および少なくとも１つのバッカリングは、好ましくは、スタックされた構成で配列され、少なくとも１つの第２の押出防止シールに関して、２つ以上のそのようなシールが存在するとき、それらは、同一であり、または異なり得、両方とも、好ましくは、上記の第２のポリマー材料から選定される。第１の押出防止シールの外面は、縦断面で視認されたときに、グランドとのシール接触のために構成される切頂Ｖ字形部分および斜切端部分を有してもよい。さらなる実施形態では、第１の押出防止シールの第１のシールに面した表面は、縦断面図で略Ｖ字形である。
【００２９】
本発明の別の実施形態では、本発明は、エラストマ材料を含む第１のシールと、第１のシールを受容するためのシールに面した表面を有する、少なくとも１つの固体押出防止シールであって、シールに面した表面は、シールに面した表面に沿って延在する溝を画定し、シールに面した表面は、縦断面図内の略Ｖ字形構成と、縦断面で視認されたときに、グランドとのシール接触のために構成される切頂Ｖ字形部分および斜切端部分を有する、外面とを有し、シールに面した表面は、第１のシールの少なくとも一部が、シールに面した表面と接触するように、第１のシールに面し、少なくとも１つの固体押出防止シールは、耐火シールアセンブリが、油圧構成要素内に配設され、加熱されるときに、シールアセンブリの破損時の油圧構成要素の最高内部温度が、少なくとも約１，０２０°Ｆであるように、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）を含む、少なくとも１つの固体押出防止シールとを備える、耐火シールアセンブリに関する。そのようなアセンブリの一実施形態では、１つだけの固体押出防止シールが存在する。
【００３０】
さらなる実施形態では、本発明は、エラストマ材料を含む第１のシールと、第１のシールを受容するための第１のシールに面した表面を有する、第１の押出防止シールであって、第１のシールに面した表面は、第１のシールに面した表面に沿って延在する溝と、縦断面で視認されたときに、グランドとのシール接触のために構成される切頂Ｖ字形部分および斜切端部分を有する、外面とを画定し、第１の押出防止シールは、第１のポリマー材料を含む、第１の押出防止シールと、第１の押出防止シールを受容するための第２のシールに面した表面を有する、少なくとも１つの第２の押出防止シールであって、第２のシールに面した表面は、第２のシールに面した表面に沿って延在する溝と、縦断面で視認されたときに、グランドとのシール接触のために構成される切頂Ｖ字形部分および斜切端部分を有する、外面とを画定し、第１の押出防止シールの外面は、第１の押出防止シールの外面の一部が、少なくとも１つの第２の押出防止シールの第２のシールに面した表面に接触するように、少なくとも部分的に少なくとも１つの第２の押出防止シールの溝内に位置付けられ、少なくとも１つの第２の押出防止シールは、第１のポリマー材料の分解温度よりも高い分解温度を有する、第２のポリマー材料を含む、少なくとも１つの第２の押出防止シールと、少なくとも１つの第２の押出防止シールを受容するための第３のシールに面した表面を有する、１つのバッカリングであって、第３のシールに面した表面は、第３のシールに面した表面に沿って延在する溝と、外面とを画定し、少なくとも１つの第２の押出防止シールは、第２の押出防止シールの外面の一部が、少なくとも１つのバッカリングの第３のシールに面した表面に接触するように、少なくとも部分的にバッカリングの溝内に位置付けられ、バッカリングは、第２のポリマー材料の分解温度よりも高い分解温度を有する、ポリマー材料を含む、１つのバッカリングとを備える、耐火シールアセンブリに関する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
前述の概要、および本発明の好ましい実施形態の以下の詳細な説明は、添付の図面と併せて熟読されたときに、より理解されるであろう。本発明を例証する目的のために、現在好ましい実施形態が、図面に示されている。しかしながら、本発明は、示される精密な配列および手段に限定されないことを理解されたい。
【００３２】
【図１】図１は、本発明の耐火シールアセンブリの実施形態の斜視図である。
【００３３】
【図２】図２は、図１の耐火シールアセンブリの分解斜視図である。
【００３４】
【図３】図３は、図１の耐火シールアセンブリの縦断面の斜視図である。
【００３５】
【図４】図４は、図３の耐火シールアセンブリの縦断面の分解斜視図である。
【００３６】
【図５】図５は、図１の耐火シールアセンブリの拡大縦断面図である。
【００３７】
【図６】図６は、図５の耐火シールアセンブリの分解縦断面図である。
【００３８】
【図６Ａ】図６Ａは、図１の耐火シールアセンブリの第１のシールの上平面図である。
【００３９】
【図６Ｂ】図６Ｂは、線６Ｂ−６Ｂに沿って得られた図６Ａの縦断面図である。
【００４０】
【図６Ｃ】図６Ｃは、図１の耐火シールアセンブリの第１の押出防止シールの上平面図である。
【００４１】
【図６Ｄ】図６Ｄは、図６Ｃの第１の押出防止シールの側面立面図である。
【００４２】
【図６Ｅ】図６Ｅは、線６Ｅ−６Ｅに沿って得られた図６Ｃの第１の押出防止シールの拡大部分縦断面図である。
【００４３】
【図６Ｆ】図６Ｆは、図１の耐火シールアセンブリの第２の押出防止シールの上平面図である。
【００４４】
【図６Ｇ】図６Ｇは、図６Ｆの第２の押出防止シールの側面立面図である。
【００４５】
【図６Ｈ】図６Ｈは、線６Ｈ−６Ｈに沿って得られた図６Ｆの第２の押出防止シールの拡大部分断面図である。
【００４６】
【図６Ｉ】図６Ｉは、図１の耐火シールアセンブリの第１のバッカリングの上平面図である。
【００４７】
【図６Ｊ】図６Ｊは、図６Ｉの第１のバッカリングの側面立面図である。
【００４８】
【図６Ｋ】図６Ｋは、線６Ｋ−６Ｋに沿って得られた図６Ｉの第１のバッカリングの拡大部分縦断面図である。
【００４９】
【図６Ｌ】図６Ｌは、図１の耐火シールアセンブリの第２のバッカリングの上平面図である。
【００５０】
【図６Ｍ】図６Ｍは、図６Ｌの第２のバッカリングの側面立面図である。
【００５１】
【図６Ｎ】図６Ｎは、線６Ｎ−６Ｎに沿って得られた図６Ｌの第２のバッカリングの拡大部分縦断面図である。
【００５２】
【図７Ａ】図７Ａは、動作に先立ったグランド内に位置付けられた図１の耐火シールアセンブリの縦断面図である。
【００５３】
【図７Ｂ】図７Ｂは、動作時のグランド内に位置付けられた図７Ａの耐火シールアセンブリの縦断面図である。
【００５４】
【図８】図８は、双方向構成を有する、図１の耐火シールアセンブリの代替実施形態である。
【００５５】
【図９】図９は、本発明による、単一のバッカリングのみを有する、耐火シールアセンブリのさらなる代替実施形態の縦断面図である。
【００５６】
【図１０】図１０は、本発明による、単一の押出防止シールを有する、耐火シールアセンブリのさらなる代替実施形態の分解斜視図である。
【００５７】
【図１１】図１１は、組み立てられたときの図１０の耐火シールアセンブリの縦断面図である。
【００５８】
【図１２】図１２は、火災条件下で種々のサンプルシールアセンブリの性能を試験するための実験装置の縦断面図である。
【００５９】
【図１３】図１３は、図１２の実験装置の斜視図である。
【００６０】
【図１４】図１４は、その外部の周囲にサンプルシールアセンブリが試験のために位置付けられる、図１２の実験設定の円筒形構成要素の斜視図である。
【００６１】
【図１５】図１５は、実施例２における比較サンプル１で使用されるような従来技術のシールアセンブリの縦断面図である。
【００６２】
【図１６】図１６は、実施例２における比較サンプル２で使用されるようなシールアセンブリの縦断面図である。
【００６３】
【図１７】図１７は、実施例２における発明サンプル１で使用されるようなシールアセンブリの実施形態の縦断面図である。
【００６４】
【図１８】図１８は、実施例２における発明サンプル２で使用されるようなシールアセンブリの実施形態の縦断面図である。
【００６５】
【図１９】図１９は、実施例２における発明サンプル３で使用されるようなシールアセンブリの実施形態の縦断面図である。
【００６６】
【図２０】図２０は、実施例５における比較サンプル３で使用されるようなシールの縦断面図である。
【００６７】
【図２１】図２１は、実施例５における発明サンプル７で使用されるようなシールアセンブリの縦断面図である。
【００６８】
【図２２】図２２は、実施例２における発明サンプル５および６で使用されるようなシールアセンブリの実施形態の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００６９】
本発明は、シールアセンブリに関する。シールアセンブリは、特に、航空機の発火区域内の油圧アクチュエータ等の発火区域内の油圧構成要素で有用である。本発明のシールアセンブリは、逆推力装置作動システム（ＴＲＡＳ）、燃料または流体ラインおよび結合部、および航空機エンジン内の他の燃料取扱構成要素等の発火区域内の種々の他の構成要素で使用されてもよい。「発火区域」は、火災検出および／または消火機器および高度な固有耐火性を要求するように製造業者によって指定される、航空機の面積である。航空機内の発火区域は、限定ではないが、とりわけ、エンジン、補助電源ユニット（ＡＰＵ）、貨物および手荷物コンパートメント、トイレ、電子ベイ、車輪格納部、および抽気ダクトを含む。シールアセンブリの使用は、主に、航空機内の発火区域に関連して説明されるが、本発明のシールアセンブリはまた、耐火性が所望される他の環境内で使用するためにも適し得る。さらに、シールアセンブリは、ユニットが動作不可能にされることに先立った単一の事象として、シールアセンブリが配設されるユニットが、８００°Ｆ以上の等の高温を受ける用途で使用されてもよい。
【００７０】
配設されたとき、本発明のシールアセンブリは、動作条件の間に油圧構成要素からの油圧流体の漏出を防止するように、かつ火災条件の間にある時間周期にわたってシールを維持するように構成される。従来技術で識別される欠点に対処するために、本発明のシールアセンブリは、ある範囲の温度および条件を通して、一貫した確実なシールを提供するように構成される。さらに、本発明のシールアセンブリは、外部遮蔽または全ての金属シールを使用することなく、耐火性、好ましい実施形態では、不燃性を提供し、これは、シールアセンブリの生産のコストが、油圧構成要素のための防火を提供するための従来の解決策に対して削減される、または最小限にされることを可能にする。本発明のシールアセンブリはまた、従来の防火シールに対して改良された耐火性を提供し、好ましくは、不燃性でもある。本明細書で使用されるような用語「耐火」または「耐火性」および「不燃性」は、上記に記載されるように、かつ上記に議論されるＲＴＣＡ／ＤＯ−１６０ＧおよびＩＳＯ  ２６８５等の適用可能な業界標準およびＦＡＡ規制で定義されるように、定義されるものとする。
【００７１】
本明細書で使用されるように、「内側」および「外側」、「上側」および「下側」、「上部」および「底部」、「左」および「右」、「内向きに」および「外向きに」、および類似趣旨の言葉等の言葉は、付随する図を参照して、図に示されるようなシーリングアセンブリの配向に関して、本発明の好ましい実施形態の理解を支援することを意図しており、本発明の範囲に限定的であること、または本発明の範囲を図に示される好ましい実施形態に限定することを意図していない。本明細書の実施形態はそれぞれ、同様の参照番号を使用し、特定の特徴のための代替構成を反対に説明する言語がない場合、当業者が、本開示およびそれに添付された図面に基づいて、１つのそのような特徴の説明が、別様に規定されない限り、本明細書の別の実施形態における類似特徴に適用可能であることを理解するであろうように、本明細書に説明されるような、かつ図面に示されるような本発明の類似特徴を指す。
【００７２】
さらに、本明細書で使用されるように、用語「ａ」および「少なくとも１つの」は、具体的な数を示す用語等の反対の言語がない場合、「１つ以上の」を意味することができる。
【００７３】
ここで図１−７Ｂを参照すると、概して、本明細書ではアセンブリ１００と称される、本発明による、耐火シールアセンブリの実施形態の図が示されている。軸Ｚ−Ｚ’が、図１に示されるように、耐火シールアセンブリ１００の中心を通して縦方向に延在する軸として画定される。第２の軸Ｘ−Ｘ’が、耐火シールアセンブリ１００の中心から半径方向に、かつＺ−Ｚ’軸と垂直に延在する軸として画定される。耐火シールアセンブリ１００の縦断面が、Ｘ−Ｘ’およびＺ−Ｚ’軸によって形成される平面（Ｘ−Ｚ）によって耐火シールアセンブリ１００を通して得られる断面として画定される。横断面は、平面Ｘ−Ｚに直交するＸ−Ｘ’軸を含む、平面を通して得られる断面である。
【００７４】
ここで図２を参照すると、耐火シールアセンブリ１００は、第１のシール１０１と、第１の押出防止シール１１０と、少なくとも１つの第２の押出防止シール１２０と、少なくとも１つのバッカリング１３０とを含む。図示される実施形態では、１つだけの第２の押出防止シール１２０が示され（しかしながら、２つ以上のものが、本発明の範囲内に該当する）、２つだけのバッカリング１３０、１４０が、示される（但し、より多いまたは少ないものが組み込まれ得る）。シール１１０、１２０、１３０、１４０は、好ましくは、示されるようなシールアセンブリ１００が、構成において一方向であるように、第１のシール１０１の大気圧または低圧側でＺ−方向にスタックされた構成で配列される。
【００７５】
各シール１１０、１２０、１３０、１４０は、独立して、固体シールまたは分割シールであってもよい。「固体シール」は、裂け目、切り込み、分割、または同等物を伴わない、単一の連続環状本体として画定される。固体シールは、概して、シールが配設されるものであるグランドが、単一のハードウェアから成り、「閉鎖」されるときに、使用に適していない。２つ以上の構成要素から形成されるグランドを有する、ハードウェアでは、固体シールが、使用されてもよい。「分割シール」は、１つ以上の切り込みを有するシールとして画定され、第１の端部および第２の端部を有する、単一の連続本体として画定され、第１の端部および第２の端部は、環状シールを形成するように、対向係合で設置されることができる。図示される実施形態では、押出防止シール１１０、１２０およびバッカリング１３０、１４０は、各シールの配設および交換を促進するように、分割シールとして示される。各分割シールは、切り込み１１１、１２１、１３１、１４１を含む。分割の実施例が、スカーフ切り込みとして図２に示されるが、切り込みのタイプは、変動し得る。切り込みは、Ｘ−Ｚ平面に沿って、またはいくつかある角度の中でも、Ｘ−Ｚ平面に対して３０度の角度等のＸ−Ｚ平面に対してある角度において、各シールを通して加えられてもよい。さらに、隣接するシール内の切り込みは、対向角度において形成されてもよく、例えば、第１の押出防止シールが、Ｘ−Ｚ平面に対して３０度の角度で形成されてもよい一方で、隣接する第２の押出防止シールは、Ｘ−Ｚ平面に対して１５０度の角度で形成される切り込みを有してもよい。これは、隣接するシール内の切り込みが、相互と重複または干渉することを防止することに役立つ。
【００７６】
組み込まれた場合、シールアセンブリ１００内の隣接するシール内の切り込みは、好ましくは、約９０度だけ、より好ましくは、約１８０度だけ、シールの円周の周囲で相互から円周方向にオフセットされる。このように、隣接するシール内の切り込みは、相互から変位される。シールの切り込みは、シールアセンブリ１００を通した流体の漏出のための潜在的通路を提供し、連続または隣接するシール内の切り込みをオフセットすることによって、シールアセンブリ１００を通した漏出の伝搬が、阻止される。
【００７７】
ここで図３および４を参照すると、図１のシールアセンブリ内のシールの縦断面の斜視図が示されている。示されるような第１のシール１０１は、好ましくは、構成が環状であり、その縦方向断面１０２で略円形である。第１のシール１０１は、Ｏリングであってもよい。いくつかの実施形態では、第１のシール１０１は、斜切端部分を伴う、八角形、七角形、六角形、楕円形、卵形、または切頂Ｖ字形である、縦断面１０２を有してもよい。第１のシール１０１は、好ましくは、用途、動作温度、流体媒質適合性、動的対静的条件、および他の関連性があるシール使用因子に応じて選択され得る、いくつかある好適な材料の中でも、エチレンプロピレンジエン（ＥＰＤＭ）ゴムまたは他のエチレンプロピレン（ＥＰＭ）ゴム、ニトリルゴム、シリコーン、フルオロシリコーン、フルオロエラストマ、またはパーフルオロエラストマ等のエラストマ材料から形成される。好ましくは、エラストマ材料は、エチレンプロピレンゴム、ニトリルゴム、またはフルオロエラストマである。
【００７８】
第１のシール１０１のエラストマ材料は、シールを提供し、通常の動作温度および圧力において漏出を防止するように選択され、シールアセンブリ１００の耐火性質に有意に寄与しない。エラストマ材料は、当業者によって理解されるであろうように、期待動作温度、流体媒質適合性に基づいて、シールアセンブリが静的または動的条件で使用されるかどうかに応じて、選択される。例えば、流体媒質が、Ｓｋｙｄｒｏｌ（Ｒ）または他のリン酸エステルベースの流体である場合、エラストマ材料は、ＥＰＭゴムであってもよい。流体媒質が、ジェット燃料であるとき、エラストマ材料は、フルオロエラストマまたはパーフルオロエラストマであってもよい。
【００７９】
図４−６に示されるように、第１の押出防止シール１１０は、外面１１６と、第１のシール１０１を受容するための第１のシールに面した表面１１４とを有する。第１のシールに面した表面１１４は、第１のシールに面した表面１１４に沿って延在する溝１１８を画定する。溝１１８は、好ましくは、第１のシールに面した表面１１４の周囲に環状に延在する。いくつかの実施形態では、第１のシールに面した表面１１４は、縦断面図で略Ｖ字形であり、ある点において交差する、または円弧状屈曲部１８１によって接続される、第１の脚部１１４ａおよび第２の脚部１１４ｂを含む。第１のシール１０１は、第１のシール１０１が、第１のシールに面した表面１１４の少なくとも一部１９３に接触するように、第１のシールに面した表面１１４によって受容される。部分１９３に類似する接触部分もまた、好ましくは、シールの下側脚部１１４ｂ上で見出され、複数の接触部分が、シールの設計に応じて形成され得ることが、当業者によって理解されるであろう。第１のシール１０１の少なくとも一部は、溝１１８内に位置付けられ、第１のシール１０１は、（例えば、図７Ａに示されるように）シールアセンブリ１００が位置付けられるグランドとシールを形成するように構成される。第１のシール１０１が溝１１８内に位置付けられる程度および接触点は、本発明の範囲内の本明細書の実施形態の変形例において、第１のシール１０１および第１の押出防止シール１１０のために選定される具体的構成に応じて、若干変動され得る。
【００８０】
縦断面図では、第１の押出防止シール１１０の外面１１６は、切頂Ｖ字形部分１１３と、切端部分１１５ａ、１１５ｂとを有する。切頂Ｖ字形部分１１３は、切頂区画１１７によって分離される、第１の脚部１１６ａおよび第２の脚部１１６ｂを含む。斜切端部分１１５ａ、１１５ｂは、切頂Ｖ字形部分１１３から延在し、第１のシールに面した表面１１４に向かってテーパ状になる。斜切端部分１１５ａ、１１５ｂは、（例えば、図７Ａに示されるように）シールアセンブリ１００が位置付けられるグランドとのシール接触のために構成される。斜切端部分１１５ａ、１１５ｂはそれぞれ、グランドとのシール接触のための頂点１５１ａ、１５１ｂであって、半径方向への斜切端部分１１５ａ、１１５ｂ上の最外ピークまたは点である、頂点１５１ａ、１５１ｂを形成してもよい、またはシール接触が行われ得る限り、丸みを帯びた、またはより軟質の屈曲部であり得る。接触が、本明細書で使用されるシール設計に応じて、少なくとも頂点および／または斜面の一部においてグランドと行われてもよい。
【００８１】
第２の押出防止シール１２０も、実施形態１００に示される。しかしながら、下記にさらに議論されるように、本明細書のアセンブリに１つを上回る第２の押出防止シールを組み込むことが、本発明の範囲内に該当する。１つの第２の押出防止シールが図示される、図１−７Ａに示される例示的実施形態では、第２の押出防止シール１２０は、外面１２６と、第１の押出防止シール１１０を受容するための第２のシールに面した表面１２４とを有する。第２のシールに面した表面１２４は、第２のシールに面した表面１２４に沿って延在する溝１２８を画定する。溝１２８は、好ましくは、第２のシールに面した表面１２４の周囲に環状に延在する。いくつかの実施形態では、第２のシールに面した表面１２４は、縦断面図で略Ｖ字形である。第２のシールに面した表面１２４は、好ましくは、第１の脚部１２４ａと、第２の脚部１２４ｂとを含む。第２のシールに面した表面１２４の第１の脚部１２４ａおよび第２の脚部１２４ｂは、ある点において交差してもよい、または丸みを帯びた、または円弧状屈曲部１８２によって接続されてもよい。
【００８２】
第１の押出防止シール１１０の外面１１６は、第１の押出防止シール１１０の外面１１６の一部１９４が、第２の押出防止シール１２０の第２のシールに面した表面１２４に接触するように、少なくとも部分的に第２の押出防止シール１２０の溝１２８内に位置付けられる。上記のように、１つを上回る接触点または部分が、存在し得る。第１の押出防止シール１１０の外面１１６の第１の脚部１１６ａおよび第２の脚部１１６ｂは、それぞれ、第２の押出防止シール１２０の第２のシールに面した表面１２４の第１の脚部１２４ａおよび第２の脚部１２４ｂと対向係合するように構成されてもよい。第１の押出防止シール１１０が、少なくとも部分的に溝１２８内に位置付けられるとき、斜切端部分１１５ａ、１１５ｂは、第２の押出防止シール１２０の溝１２８から外向きに延在し、シールアセンブリ１００が位置付けられる、グランドの壁とのシール接触のために構成される。
【００８３】
縦断面図では、第２の押出防止シール１２０の外面１２６は、切頂Ｖ字形部分１２３を有し、また、斜切端部分１２５ａ、１２５ｂも有する。切頂Ｖ字形部分１２３は、切頂区画１２７によって分離される、第１の脚部１２６ａおよび第２の脚部１２６ｂを含む。斜切端部分１２５ａ、１２５ｂは、切頂Ｖ字形部分１２３から延在し、第２のシールに面した表面１２４に向かってテーパ状になる。斜切端部分１２５ａ、１２５ｂは、（例えば、図７Ａに示されるように）シールアセンブリ１００が位置付けられるグランドとのシール接触のために構成される。斜切端部分１２５ａ、１２５ｂはさらに、グランドとのシール接触のために構成される頂点１６１ａ、１６１ｂであって、半径方向への斜切端部分１２５ａ、１２５ｂ上の最外ピークまたは点である、頂点１６１ａ、１６１ｂを含んでもよい、またはシール接触が行われ得る限り、丸みを帯びた、またはより軟質の屈曲部であり得る。グランドとの接触が、シール構成に応じて、斜切端部分の頂点および／またはある部分において生じ得る。
【００８４】
第１の押出防止シール１１０は、好ましくは、第１のシール１０１のエラストマ材料の分解温度よりも高い分解温度を有する、第１のポリマー材料から形成される。「分解温度」は、シールが、もはやグランドとシールを形成することができなくなるように、シールが分解する、劣化する、または別様に最終的または不可逆的に破損する、温度として定義されることができる。このように、耐火シールアセンブリ１００が、高温または火災条件に暴露されるとき、第１の押出防止シール１１０は、第１のシール１０１が崩壊または別様に破損した後に、シールを形成することができる。同様に、第２の押出防止シール１２０は、好ましくは、第１の押出防止シール１１０が崩壊または別様に破損したときに、シールを提供するように、第１のポリマー材料の分解温度よりも高い分解温度を有する、第２のポリマー材料から形成される。
【００８５】
第１のポリマー材料は、熱可塑性ポリマー材料または熱硬化性ポリマー材料であってもよい。第１のポリマー材料は、好ましくは、いくつかある熱可塑性または熱硬化性ポリマー材料の中でも、個別に、またはともに、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリイミド（ＰＩ）、またはポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）、およびポリエーテルケトンエーテルケトンケトン（ＰＥＫＥＫＫ）等のポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）、および上記のポリマーのコポリマー、誘導体、および組み合わせの群から選択される。第１のポリマー材料は、充填材、補強材料、または充填材および補強材料の組み合わせを含んでもよい。好適な充填材は、いくつかある既知の充填材および補強材料の中でも、炭素またはガラス粒子または繊維を含む。充填材および／または補強材料の使用は、未使用または未充填熱可塑性または熱硬化性ポリマー材料に対して、より高い温度において改良された耐崩壊性を提供する。好ましい実施形態では、第１の押出防止シール１１０は、Ａｖａｌｏｎ（Ｒ）  ８９またはＡｒｌｏｎ（Ｒ）  １２６３から成る。
【００８６】
第２の押出防止シール１２０は、冗長シールを提供するように、第１の押出防止シール１１０と同一のポリマー材料から形成されてもよい。しかしながら、第２の押出防止シール１２０は、好ましくは、第１の押出防止シール１１０を形成するために使用される第１のポリマー材料よりも高い分解温度を有する、第２のポリマー材料から成る。第２のポリマー材料もまた、熱可塑性または熱硬化性ポリマー材料であってもよい。第１のポリマー材料の選択に応じて、第２のポリマー材料は、好ましくは、いくつかある熱可塑性または熱硬化性ポリマー材料の中でも、個別に、またはともに、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリイミド（ＰＩ）、またはポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）、ポリエーテルケトンエーテルケトンケトン（ＰＥＫＥＫＫ）等のポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）、およびこれらのポリマーのコポリマー、誘導体、および組み合わせの群から選択される。第２のポリマー材料は、未使用または未充填熱可塑性または熱硬化性ポリマー材料に対して、より高い温度において改良された耐崩壊性を提供するように、炭素またはガラス粒子または繊維等を用いて、充填および／または補強されてもよい。好ましい実施形態では、第２の押出防止シール１２０は、Ａｒｌｏｎ（Ｒ）  １２６３またはＡｒｌｏｎ（Ｒ）  ３０００ＸＴ等の充填、補強、または強化ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）から成る。１つを上回る第２の押出防止シールが、使用される場合、そのような第２の押出防止シールはそれぞれ、好ましくは、上記の第２のポリマー材料のうちの１つである、同一または異なるポリマーから形成されてもよい。
【００８７】
シールアセンブリの一実施形態では、第１のポリマー材料は、未使用または充填ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）材料であり、第２のポリマー材料は、ポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）等の第１のポリマー材料よりも高い分解温度または高い弾性率を有する、ポリマー材料であり、より好ましくは、充填、補強、または強化ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）である。
【００８８】
耐火シールアセンブリ１００はさらに、少なくとも１つのバッカリング１３０を含む。好ましい実施形態では、２つのバッカリング１３０および１４０が、例えば、図５に示されるように、使用される。２つのバッカリング１３０、１４０の使用は、シールアセンブリ１００を生産するコストを最小限にしながら、良好な耐高温性および耐火性を提供する。２つのバッカリングは、全体的である、または分割され得る。２つのバッカリング１３０、１４０が、分割される場合、２つのバッカリング１３０、１４０は、第１のバッカリング１３０内の切り込みが、バッカリング１３０、１４０を通した漏出を阻止するために、隣接する第２のバッカリング１４０内の切り込みから円周方向にオフセットされるように、配列されてもよい。しかしながら、代替実施形態では、耐火シールアセンブリ１００は、単一のバッカリング１３０を含んでもよい、または３つ以上のバッカリング１３０を有してもよい。単一のバッカリングが、使用される場合、これは、好ましくは、分割されないが、分割された単一のバッカリングは、本発明の範囲内に該当する。バッカリング１３０、１４０は、シールアセンブリ１００が高温および／または火災条件に暴露されるときに、第１および第２の押出防止シール１１０、１２０が、耐火シールアセンブリ１００が配設されるグランドから外に押出すことを防止することに役立つ。さらに、バッカリング１３０、１４０は、高温においてシールを提供する。
【００８９】
各バッカリング１３０、１４０（および任意の付加的バッカリング）は、第２の押出防止シール１２０（または別のバッカリング）を受容するための第３のシールに面した表面１３４、１４４と、外面１３６、１４６とを有する。第３のシールに面した表面１３４、１４４は、第３のシールに面した表面１３４、１４４に沿って延在する溝１３８、１４８を画定する。好ましくは、溝１３８、１４８は、第３のシールに面した表面１３４、１４４の周囲に環状に延在する。第３のシールに面した表面１３４、１４４は、第３のシールに面した表面が、切頂区画１３３、１４３によって分離される、第１の脚部１３４ａ、１４４ａおよび第２の脚部１３４ｂ、１４４ｂを有するように、縦断面図で切頂Ｖ字形を有してもよい。バッカリング１３０、１４０の外面１３６、１４６もまた、縦断面で視認されたときに、切頂Ｖ字形を有する。外面１３６、１４６の切頂Ｖ字形は、切頂区画１３７、１４７によって分離される、第１の脚部１３６ａ、１４６ａおよび第２の脚部１３６ｂ、１４６ｂを含む。第２の押出防止シール１２０の外面１２６は、外面１２６の少なくとも一部１９５が、バッカリング１３０の第３のシールに面した表面１３４に接触するように、少なくとも部分的に第１の（または唯一の）バッカリング１３０の溝１３８内に位置付けられる。第２の押出防止シール１２０の第１の脚部１２６ａは、第３のシールに面した表面１３４の第１の脚部１３４ａと対向係合してもよく、第２の脚部１２６ｂは、同様に、第３のシールに面した表面の第２の脚部１３４ｂと対向係合してもよい。第２の押出防止シール１２０が、少なくとも部分的にバッカリング１３０の溝１３８内に位置付けられるとき、斜切端部分１２５ａ、１２５ｂは、溝１３８から外向きに延在し、（例えば、図７Ａに示されるように）グランドの対向する壁に接触し、シールを形成するように構成される。
【００９０】
図５に示されるように、各バッカリング１３０、１４０は、実質的に一様な厚さを有してもよく、バッカリング１４０の厚さ（ｗｏ）は、バッカリング１４０を通してシールに面した表面１４４と垂直な線（ａ）に沿って、第３のシールに面した表面１４４上の点１９１からバッカリング１４０の外面１４６上の点１９２まで測定される。シールアセンブリのいくつかの実施形態では、各バッカリング１３０、１４０は、約０．００５インチ〜約０．０１５インチ厚を有する。しかしながら、バッカリング１３０、１４０は、シールアセンブリの全体的寸法、シールアセンブリの意図された用途、および耐火性の所望のレベルに応じて、任意の厚さを有するように選択されることができる。
【００９１】
複数のバッカリング１３０、１４０を有する実施形態では、各バッカリング１３０、１４０は、好ましくは、同一形状と、同一または類似寸法とを有する。複数のバッカリング１３０、１４０が、図５に示されるように使用されるとき、バッカリング１３０、１４０は、第１のバッカリング１３０が、第２のバッカリング１４０の溝１４８内に位置付けられるように、スタックされた構成で配列されてもよい。このように、第１のバッカリング１３０の外面１３６は、間隙または空洞が、連続バッカリング１３０、１４０の間に殆どまたは全く画定されないように、第２のバッカリング１４０の第３のシールに面した表面１４４と対向係合する。
【００９２】
本発明の耐火シールアセンブリの各バッカリング１３０は、好ましくは、それぞれ、第１および第２の押出防止シール１１０、１２０を形成するために使用される第１または第２のポリマー材料のいずれかを上回る剛性を有する、剛性材料から成る。このように、バッカリング１３０は、第１および第２の押出防止シール１１０、１２０を支持することができる。材料の「剛性」は、ショア硬度等の材料の硬度に基づいてもよい、および／または弾性率に基づいてもよい。バッカリング１３０、１４０は、好ましくは、アルミニウム−ニッケル−青銅合金、Ｃ２６０真鍮、または他の好適な材料等の金属または金属合金から成る。複数のバッカリングを有する実施形態では、各バッカリングは、異なる材料から成ってもよい。例えば、第１のバッカリングが、アルミニウム−ニッケル−青銅合金から成ってもよい一方で、第２のバッカリングは、Ｃ２６０真鍮から成ってもよい。バッカリングは、選択される材料およびバッカリングの所望の寸法に応じて、スタンピング、機械加工、または他の形成方法によって形成されてもよい。
【００９３】
バッカリングはまた、所望のシール設計、および本発明の範囲内で選定される材料に応じて、急な屈曲部を有する切頂面積内に屈曲部を有してもよい、またはバッカリングの内部および外部に面した表面のいずれか一方または両方の上の屈曲部に丸みを帯びた、または軟化した縁角を有してもよい。
【００９４】
ここで図６を参照すると、図１の耐火シールアセンブリの分解縦断面図が示されている。耐火シールアセンブリ１００の第１の押出防止シール１１０は、第１のシールに面した表面１１４によって画定される溝１１８を有する。好ましくは、約６０〜約１２０度、より好ましくは、約８０〜約１００度である、角度（θ１）が、交差点１７１を参照して、第１の押出防止シール１１０の第１のシールに面した表面１１４の第１の脚部１１４ａと第２の脚部１１４ｂとの間で測定されることができる。同様に、交差点１７２を参照して、第１の押出防止シール１１０の外面１１６の第１および第２の脚部１１６ａ、１１６ｂの間で測定される角度（θ２）は、好ましくは、約６０〜約１２０度、より好ましくは、約８０〜約１００度である。第１の押出防止シール１１０では、θ１およびθ２は、同一である、または異なり得る。
【００９５】
第２の押出防止シール１２０に関して、好ましくは、約６０〜約１２０度、より好ましくは、約８０〜約１００度である、角度（θ３）が、交差点１７３を参照して、第２のシールに面した表面１２４の第１の脚部１２４ａと第２の脚部１２４ｂとの間で測定されることができる。第１の押出防止シール１１０の角度θ２は、第２の押出防止シール１２０の第２のシールに面した表面１２４によって形成されるθ３と同一である、または異なり得る。θ２が、θ３に等しいとき、第１の押出防止シール１１０の外面１１６の第１の脚部および第２の脚部１１６ａ、１１６ｂは、それぞれ、第２のシールに面した表面１２４の第１の脚部および第２の脚部１２４ａ、１２４ｂと対向係合する。θ２が、θ３に等しくないとき、より大きい空洞１２９が、（図５に最良に示されるように）形成され、高温または火災条件へのシールアセンブリの暴露に応じて、第１の押出防止シール１１０の変形のための付加的空間を提供する。
【００９６】
交差点１７４を参照して、第２の押出防止シール１２０の外面１２６の第１の脚部１２６ａと第２の脚部１２６ｂとの間で測定される角度（θ４）は、約６０〜約１２０度、より好ましくは、約８０〜約１００度であってもよい。第２の押出防止シール１２０では、θ３およびθ４は、同一である、または異なり得る。
【００９７】
各バッカリング１３０は、交差点１７５を参照して、第３のシールに面した表面１３４の対向する脚部１３４ａ、１３４ｂの間で測定される、角度（θ５）を含む。角度θ５は、好ましくは、約６０〜約１２０度、より好ましくは、約８０〜約１００度である。第２の押出防止シール１２０の角度θ４は、好ましくは、第２の押出防止シール１２０の外面１２６の一部が、バッカリング１３０のシールに面した表面１３４に接触するように、θ５と同一である、または類似する。θ４が、θ５と同一であるとき、第２の押出防止シール１２０の外面１２６の第１の脚部１２６ａおよび第２の脚部１２６ｂは、それぞれ、バッカリング１３０の第３のシールに面した表面１３４の第１の脚部１３４ａおよび第２の脚部１３４ｂと対向係合である。空洞１３９が、第２の押出防止シール１２０がバッカリング１３０の溝を完全に充填しないときに、外面１２６と第３のシールに面した表面１３４との間に形成されてもよい。
【００９８】
さらに、各バッカリング１３０は、好ましくは、約６０〜約１２０度、より好ましくは、約８０〜約１００度である、交差点１７６を参照して外面１３６の第１の脚部１３６ａと第２の脚部１３６ｂとの間で測定される角度（θ６）を有する。好ましくは、θ５は、複数のバッカリングが、対向係合して相互の上にスタックされ得、最小限の間隙または空洞がその間に形成される、または全く形成されないように、θ６と同一である。剛性材料から成るバッカリング１３０、１４０が、高温に暴露されたときに有意に変形しないため、隣接するバッカリング１３０、１４０の間に空洞が要求されない。
【００９９】
図１のシールアセンブリの各構成要素が、図６Ａ−６Ｎにさらに詳細に示される。
シールアセンブリ１００は、図に示される正確な寸法および／または割合に限定されず、図は、本発明の実施形態に従って構築されるシールの実施例として提供されるにすぎない。
【０１００】
ここで図７Ａ−７Ｂを参照すると、それぞれ、動作に先立った、または動作時の、グランド内に配設された際の図１の耐火シールアセンブリの縦断面図が示されている。図示される実施形態では、耐火シールアセンブリ１００は、第１のシール１０１と、第１の押出防止シール１１０と、第２の押出防止シール１２０と、一対のバッカリング１３０、１４０とを含む。配設の間に、本発明の耐火シールアセンブリ１００が、流体取扱構成要素等の他のタイプの装置の中でも油圧アクチュエータ等の油圧構成要素８００内のグランド８０１内に設置され、グランド８０１は、同心円状に配列された表面８０６、８０８の間に形成される。耐火シールアセンブリ１００は、耐火シールアセンブリ１００の第１のシール１０１が、油圧構成要素８００の高圧側８０２に位置付けられ、押出防止シールおよびバッカリングのスタックが、油圧構成要素８００の大気／低圧側８０４に一方向構成で配列されるように、配設される。油圧構成要素８００のグランド８０１内に配設されたとき、耐火シールアセンブリ１００は、油圧構成要素８００からの油圧流体がそこから漏出することを防止するため、さらに、火災条件下である時間周期にわたってそのようなシールを維持するために、シールを形成するように構成される。シールアセンブリ１００は、シールアセンブリ１００が配設されるグランドの半径方向高さ（ｈｇ）と少なくとも同一であり、好ましくは、それを若干上回る、半径方向に測定される高さ（ｈ１）を有する。このように、シールアセンブリ１００は、グランド内でわずかな半径方向圧縮を受ける。
【０１０１】
いったんシールアセンブリ１００が、図７Ａに示されるように配設されるとき、第１のシール１０１は、対向する同心円状に配列された表面８０６、８０８に接触し、シールを提供する。第１のシール１０１は、第１のシール１０１の一部１９３が、第１の押出防止シール１１０の溝内に位置付けられ、第１のシールに面した表面１１４に接触するように、第１の押出防止シール１１０内に部分的に着座される。第１のシール１０１は、空洞１１９がその間に形成されるように、第１の押出防止シール１１０の溝１１８を完全には充填しない。
【０１０２】
斜切端部分１１５ａ、１１５ｂ、特に、第１の押出防止シール１１０の頂点１５１ａ、１５１ｂは、グランド８０１の対向する同心円状に配列された表面８０６、８０８と接触している。第１の押出防止シール１１０は、第１の押出防止シール１１０の外面１１６の一部１９４が、第２のシールに面した表面１２４と接触するように、第２の押出防止シール１２０の溝内に少なくとも部分的に着座される。第１の押出防止シール１１０は、空洞１２９がその間に形成されるように、第２の押出防止シール１２０の溝を完全には充填しない。
【０１０３】
斜切端部分１２５ａ、１２５ｂ、特に、第２の押出防止シール１２０の頂点１６１ａ、１６１ｂもまた、グランド８０１の同心円状に配列された表面８０６、８０８と接触している。第２の押出防止シール１２０は、第２の押出防止シール１２０の外面１２６の一部１９５が、バッカリング１３０の第３のシールに面した表面１３４に接触するように、第１のバッカリング１３０内に少なくとも部分的に着座される。２つのバッカリング１３０、１４０は、グランド８０１の同心円状に配列された表面８０６、８０８とシール係合している。さらに、２つのバッカリング１４０のうちの第２のものは、グランド８０１の大気圧側８０４に当接するように位置付けられる。
【０１０４】
図７Ｂに示されるような油圧構成要素８００の動作の間に、第１のシール１０１は、溝の中にさらに押進される。温度が上昇するにつれて、第１のシール１０１はまた、変形し得、第１のシール１０１の変形された部分１０１ａは、空洞１１９を充填または部分的に充填し得る。第１のシール１０１が空洞１１９の中に押進されるにつれて、第１の押出防止シール１１０は、斜切端部分１１５ａ、１１５ｂが、さらなる程度まで、グランド８０１の同心円状に配列された表面８０６、８０８と接触するように、グランド８０１をシールするように半径方向に拡張する。同様に、圧力は、さらに第２の押出防止シール１２０の溝の中に第１の押出防止シール１１０を押進し、その斜切端部分１２５ａ、１２５ｂが、さらなる程度にグランド８０１の対向する同心円状に配列された表面８０６、８０８に接触し、グランド８０１をシールするように、第２の押出防止シール１２０を半径方向に拡張させてもよい。剛性材料から成る１つまたは複数のバッカリング１３０、１４０は、圧力下および高温において有意に偏移または変形しない。第１のシール１０１および／または押出防止シール１１０、１２０が、熱および圧力下で変形するにつれて、バッカリング１３０、１４０は、シールを維持し、押出防止シール１１０、１２０がグランド８０１から外に押出すことを防止することに役立つ。
【０１０５】
ここで図８を参照すると、耐火シールアセンブリの双方向実施形態６００が示されている。双方向耐火シールアセンブリ６００は、図１−７Ｂの実施形態と同一の様式で構築され、第１のシール６０１の対向側の図１−７Ｂのシールスタックと同じシールスタックのその包含のみが異なる。したがって、第１のシール６０１の第１の側面は、第１の押出防止シール６１０ａと、第２の押出防止シール６２０ａと、図示される実施形態では、第１のバッカリング６３０ａと、第２のバッカリング６４０ａとを含む。第１のシール６０１の対向側は、第１の押出防止シール６１０ｂと、第２の押出防止シール６２０ｂ、図示される実施形態では、第１のバッカリング６３０ｂと、第２のバッカリング６４０ｂとを含む。押出防止シールおよびバッカリングは、上記に議論されるものと同一の様式で、かつ同一の材料から構築されてもよい。双方向耐火シールアセンブリ６００は、動的シール用途で使用するために適しており、特に、ピストンシールとして使用するために適している。
【０１０６】
ここで図９を参照すると、本発明の耐火シールアセンブリの代替実施形態が示されている。図示される実施形態では、耐火シールアセンブリ２００は、図１−７Ｂで上記に説明される耐火シールアセンブリ１００と実質的に同一であるが、バッカリング１３０、１４０に関して上記に説明される構造の代替構造を有する、単一のみのバッカリング２３０を含む。したがって、シールアセンブリ２００は、第１のシール２０１と、第１の押出防止シール２１０と、第２の押出防止シール２２０（但し、２つ以上のそのような第２の押出防止シールが、所望され得る場合、使用されてもよい）と、単一のバッカリング２３０とを含む。バッカリング２３０は、第２の押出防止シール２２０を受容するためのシールに面した表面２３４と、外面２３６とを含む。シールに面した表面２３４は、シールに面した表面２３４に沿って延在する溝を画定する。好ましくは、溝は、シールに面した表面２３４の周囲で環状に延在する。シールに面した表面２３４は、縦断面図で略Ｖ字形であり得る。
【０１０７】
縦断面図では、バッカリング２３０の外面２３６は、第１および／または第２の押出防止シール２１０、２２０の外面と同様に成形されるように、切頂Ｖ字形部分および斜切端部分（図示せず）を有してもよい。代替として、バッカリング２３０の外面２３６は、図９に示されるように、シールアセンブリ２００が位置付けられる長方形グランド８０１を充填するように、略正方形または長方形を有してもよい。
【０１０８】
アセンブリ２００内のバッカリング２３０は、好ましくは、熱可塑性または熱硬化性ポリマー材料である第３のポリマー材料から成る。好ましくは、第３のポリマー材料は、第１のシール２０１および第１の押出防止シール２１０の両方よりも高い分解温度を有する。第３のポリマー材料は、示される第２の押出防止シール２２０と同一の分解温度を有してもよく、好ましくは、第２の押出防止シール２２０よりも高い分解温度を有する。好ましい実施形態では、第３のポリマー材料は、Ａｒｌｏｎ（Ｒ）  ３０００ＸＴ等の充填、補強、および／または強化ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）である。
【０１０９】
ここで図１０および１１を参照すると、本発明の耐火シールアセンブリの別の代替実施形態が示されている。本発明はさらに、固体の第１のシール３０１と、固体押出防止シール３１０とを有する、耐火シールアセンブリ３００に関する。したがって、第１のシール３０１も固体押出防止シール３１０も、スカーフ切り込みまたは同等物等の切り込みを含まない。分割または切り込みは、多くの場合、構成要素上のシールまたはシールアセンブリの配設を促進し、また、損傷または磨耗したシールの簡略化された交換も可能にするために使用される。しかしながら、分割または切り込みは、流体がシールを通して漏出するための通路としての役割を果たし得る。そのような分割または切り込みを伴わない固体押出防止シールの使用は、本潜在的漏出経路を排除し、火災条件下で向上したシール性能を提供する。
【０１１０】
図示される実施形態では、第１のシール３０１は、円形縦断面３０２を有する。
しかしながら、代替実施形態では、第１のシール３０１は、いくつかある断面形状の中でも、八角形、七角形、六角形、楕円形、卵、または斜切端部分を伴う切頂Ｖ字形等の他の縦断面形状を有してもよい。第１のシール３０１は、好ましくは、いくつかある好適な材料の中でも、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）または他のエチレンプロピレン（ＥＰＭ）ゴム、ニトリルゴム、シリコーン、フルオロシリコーン、フルオロエラストマ、またはパーフルオロエラストマ等のエラストマ材料から成る。
【０１１１】
固体押出防止シール３１０は、第１のシール３０１を受容するためのシールに面した表面３１４と、外面３１６とを有する。所望される場合、第２のそのような固体押出防止シールが、使用されてもよいが、示される好ましいアセンブリでは、１つだけが採用される。シールに面した表面３１４は、シールに面した表面３１４に沿って延在する溝３１８を画定する。好ましくは、溝３１８は、シールに面した表面３１４の周囲で環状に延在する。シールに面した表面３１４は、縦断面図で略Ｖ字形である。さらに、縦断面図では、外面３１６は、グランドとのシール接触のために構成される、斜切端部分３１５ａ、３１５ｂを伴う切頂Ｖ字形部分３１３を有する。斜切端部分はそれぞれ、頂点３５１ａ、３５１ｂであって、半径方向への斜切端部分３１５ａ、３１５ｂ上の最外ピークまたは点である、頂点３５１ａ、３５１ｂを含む、またはシール接触が行われ得る限り、丸みを帯びた、またはより軟質の屈曲部であり得る。切頂Ｖ字形部分３１３は、切頂区画３１７によって分離される、第１の脚部３１６ａおよび第２の脚部３１６ｂを含む。斜切端部分３１５ａ、３１５ｂは、切頂Ｖ字形部分３１３から延在し、シールに面した表面３１４に向かってテーパ状になる。
【０１１２】
第１のシール３０１は、少なくとも部分的に固体押出防止シール３１０の溝３１８内に位置付けられる。第１のシール３０１の少なくとも一部３８１は、シールに面した表面３１４と接触している。第１のシール３０１は、固体押出防止シール３１０の溝３１８を完全には充填せず、空洞３１９が、固体押出防止シール３１０と第１のシール３０１との間に形成される。
【０１１３】
固体押出防止シール３１０は、好ましくは、いくつかある好適な熱可塑性または熱硬化性ポリマー材料の中でも、個別に、またはともに、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリイミド（ＰＩ）、またはポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）、またはポリエーテルケトンエーテルケトンケトン（ＰＥＫＥＫＫ）等のポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）、およびこれらのポリマーのコポリマー、誘導体、および組み合わせ等の熱可塑性または熱硬化性ポリマー材料から成る。ポリマー材料は、炭素またはガラス粒子または繊維等で充填または補強されてもよい。好ましい実施形態では、ポリマー材料は、充填または補強ＰＥＥＫ等の高弾性率ポリマー材料である。好ましい実施形態では、ポリマー材料は、Ａｒｌｏｎ（Ｒ）  ３０００ＸＴである。
【０１１４】
本発明による、シールアセンブリのさらなる実施形態が、１つを上回る第２の押出防止シールを有して、図１１Ａに示される。概して、アセンブリ４００と示される、本実施形態では、第１のシール４０１（上記の実施形態に記述される第１のシールのうちのいずれかと同一であり得るが、好ましくは、実施形態１００のものに類似する）の隣に、３つの押出防止シール、すなわち、第１の押出防止シール４１０、および２つの第２の押出防止シール４２０および４９６が存在する。図１１Ａに示されるように、第１の押出防止シール４１０および第２の押出防止シールのそれぞれの一般的な構成は、実施形態１００の第１の押出防止シール１０１および第２の押出防止シール１２０に類似する。しかしながら、他の構成も、本開示内の情報に基づいて、本実施形態に組み込まれてもよい。バッカリングは、実施形態１００のものよりも若干厚く、単一のバッカリングとして形成されるが、複数のバッカリングが、使用されてもよい。示されるように、バッカリングは、より厚く、斜切であり、上記のポリマー材料のうちのいずれかから形成されてもよいか、または金属バッカリングであってもよいかのいずれかである。好ましくは、示される実施形態におけるバッカリング４３０は、実施形態１００および２００に関する上記の第２のポリマーまたは第３のポリマー材料のうちの１つから形成される。
【０１１５】
図１１Ａでは、他の実施形態と同様に、同様の参照番号が、類似する、または類似部品を示す。
【０１１６】
示されるような第１のシール４０１は、好ましくは、示されるような構成では環状であり、断面構成が、所望される場合、変動され得る、上記に説明される実施形態のシールに類似する。第１のシール４０１は、好ましくは、以前の実施形態に記述されるような材料と一致する、上記に説明されるようなエラストマ材料から形成され、分割される、または固体であり得る。
【０１１７】
第１のシール４０１のエラストマ材料は、シールを提供し、通常の動作温度および圧力において漏出を防止するように選択され、実施形態１００のように、シールアセンブリ４００の耐火性質に有意に寄与することを意図していない。
【０１１８】
図１１Ａに示されるように、第１の押出防止シール４１０は、外面４１６と、第１のシール４０１を受容するための第１のシールに面した表面４１４とを有する。第１のシールに面した表面４１４は、第１のシールに面した表面４１４に沿って延在する溝４１８を画定する。溝４１８は、好ましくは、第１のシールに面した表面４１４の周囲で環状に延在する。いくつかの実施形態では、第１のシールに面した表面４１４は、縦断面図で略Ｖ字形であり、ある点において交差する、または円弧状屈曲部４８１によって接続される、第１の脚部４１４ａおよび第２の脚部４１４ｂを含む。第１のシール４０１は、第１のシール４０１が、第１のシールに面した表面４１４の少なくとも一部４９３に接触するように、第１のシールに面した表面４１４によって受容される。部分４９３に類似する接触部分もまた、好ましくは、シールの下側脚部４１４ｂ上で見出され、複数の接触部分が、シールの設計に応じて形成され得ることが、当業者によって理解されるであろう。第１のシール４０１の少なくとも一部は、溝４１８内に位置付けられ、第１のシール４０１は、実施形態１００に関して実証されるように、シールアセンブリ４００が位置付けられるグランドとシールを形成するように構成される。第１のシール４０１が溝４１８内に位置付けられる程度および接触点は、本発明の範囲内の本明細書の実施形態の変形例において、第１のシール４０１および第１の押出防止シール４１０のために選定される具体的構成に応じて、若干変動され得る。
【０１１９】
図１１Ａの縦断面図では、第１の押出防止シール４１０の外面４１６は、切頂Ｖ字形部分４１３と、斜切端部分４１５ａ、４１５ｂとを有する。切頂Ｖ字形部分４１３は、切頂区画４１７によって分離される、第１の脚部および第２の脚部４１６ａおよび４１６ｂを含む。斜切端部分４１５ａ、４１５ｂは、切頂Ｖ字形部分４１３から延在し、第１のシールに面した表面４１４に向かってテーパ状になる。斜切端部分４１５ａ、４１５ｂは、シールアセンブリ１００が位置付けられるグランドとのシール接触のために構成される。斜切端部分４１５ａ、４１５ｂはそれぞれ、グランドとのシール接触のための頂点４５１ａ、４５１ｂであって、半径方向への斜切端部分４１５ａ、４１５ｂ上の最外ピークまたは点である、頂点４５１ａ、４５１ｂを形成してもよい、または本明細書の実施形態１００と一致し、それと同様に、シール接触が行われ得る限り、丸みを帯びた、またはより軟質の屈曲部であり得る。接触が、本明細書で使用されるシール設計に応じて、少なくとも頂点および／または斜面の一部においてグランドと行われてもよい。
【０１２０】
２つの第２の押出防止シールのうちの第１のもの、すなわち、第２の押出防止シール４２０も、実施形態４００に示される。第２の押出防止シール４２０は、外面４２６と、第１の押出防止シール４１０を受容するための第２のシールに面した表面４２４とを有する。第２のシールに面した表面４２４は、第２のシールに面した表面４２４に沿って延在する溝４２８を画定する。溝４２８は、好ましくは、第２のシールに面した表面４２４の周囲で環状に延在する。いくつかの実施形態では、第２のシールに面した表面４２４は、縦断面図で略Ｖ字形である。第２のシールに面した表面４２４は、好ましくは、ある点において交差し得る、または丸みを帯びた、または円弧状屈曲部４８２によって接続され得る、第１の脚部４２４ａおよび第２の脚部４２４ｂを含む。
【０１２１】
第１の押出防止シール４１０の外面４１６は、第１の押出防止シール４１０の外面４１６の一部４９４が、第２の押出防止シール４２０の第２のシールに面した表面４２４に接触するように、少なくとも部分的に第２の押出防止シール４２０の溝４２８内に位置付けられる。上記のように、１つを上回る接触点または部分が、存在し得る。第１の押出防止シール４１０の外面４１６の第１の脚部４１６ａおよび第２の脚部４１６ｂは、それぞれ、第２の押出防止シール４２０の第２のシールに面した表面４２４の第１の脚部４２４ａおよび第２の脚部４２４ｂと対向係合するように構成されてもよい。第１の押出防止シール４１０が、少なくとも部分的に溝４２８内に位置付けられるとき、斜切端部分４１５ａ、４１５ｂは、第２の押出防止シール４２０の溝４２８から外向きに延在し、シールアセンブリ１００が位置付けられる、グランドの壁とのシール接触のために構成される。
【０１２２】
縦断面図では、第２の押出防止シール４２０の外面４２６は、切頂Ｖ字形部分４２３を有し、また、斜切端部分４２５ａ、４２５ｂも有する。切頂Ｖ字形部分４２３は、切頂区画４２７によって分離される、第１の脚部４２６ａおよび第２の脚部４２６ｂを含む。斜切端部分４２５ａ、４２５ｂは、切頂Ｖ字形部分４２３から延在し、第２のシールに面した表面４２４に向かってテーパ状になる。斜切端部分４２５ａ、４２５ｂは、シールアセンブリ４００が位置付けられるグランドとのシール接触のために構成される。斜切端部分４２５ａ、４２５ｂはさらに、グランドとのシール接触のために構成される頂点４６１ａ、４６１ｂであって、半径方向への斜切端部分４２５ａ、４２５ｂ上の最外ピークまたは点である、頂点４６１ａ、４６１ｂを含んでもよい、またはシール接触が行われ得る限り、丸みを帯びた、またはより軟質の屈曲部であり得る。グランドとの接触が、シール構成に応じて、斜切端部分の頂点および／またはある部分において生じ得る。
【０１２３】
第１の押出防止シール４１０は、好ましくは、実施形態１００におけるシール１０１に関して上記のものと同一の様式で、かつ同一の材料を使用して、第１のシール４０１のエラストマ材料の分解温度よりも高い分解温度を有する、第１のポリマー材料から形成される。
【０１２４】
第２の押出防止シール４２０は、冗長シールを提供するように、第１の押出防止シール４１０と同一のポリマー材料から形成されてもよい。しかしながら、第２の押出防止シール４２０は、好ましくは、実施形態１００における第１の押出防止シール１１０および第２の押出防止シール１２０と同一の様式で第１の押出防止シール４１０を形成するために使用される第１のポリマー材料よりも高い分解温度を有する、第２のポリマー材料から成る。
【０１２５】
示されるように、さらなる第２の押出防止シール４９６（第３の押出防止シールである）が、第２の押出防止シール４２０との直列組立において提供される。第３の押出防止シールが、示されるように、またはシール４２０の逆位置に位置し得ることを留意されたい。示されるようなシール４９６は、第２の押出防止シール４２０と同一の構成および形状であり、第２の押出防止シール４２０に対して噛合様式で位置する。２つの第２の押出防止シール４２０、４９６は、本発明の範囲内でも若干異なるように、または示されるような同一の構成であるように構成されてもよい。それらはまた、グランド内に設置されたときに、例えば、実施形態１００に関して図７Ａおよび７Ｂに示される様式でシールがグランドと生じる限り、対向係合する、または間隙を有し得るように、衝合してもよい。押出防止シール４９６の外面４８４は、押出防止シール４２０と同一の様式で、斜面４８３と、切頂部分４８５とを有する。シール４９６のシールに面した表面４８６は、最内の第２の押出防止シール４２０の外面４２６を受容する溝４８７を形成する。
【０１２６】
耐火シールアセンブリ４００はさらに、少なくとも１つのバッカリング４３０を含む。示される実施形態では、１つだけのバッカリングが、提供されるが、２つが、上記のように使用されてもよい。バッカリング１３０は、外部に位置付けられた第２の押出防止シール４９６を受容するための第３のシールに面した表面４３４と、外面４３６とを有する。第３のシールに面した表面４３４は、第３のシールに面した表面４３４に沿って延在する溝４３８を画定する。好ましくは、溝４３８は、第３のシールに面した表面４３４の周囲で環状に延在する。第３のシールに面した表面４３４は、縦断面図で略Ｖ字形を有してもよいが、好ましくは、示されるように丸みを帯びている。バッカリング４３０の外面４３６は、縦断面図で視認されたときに、切頂Ｖ字形を有する。外面４３６の切頂Ｖ字形は、切頂区画４３７によって分離される、第１の脚部４３６ａおよび第２の脚部４３６ｂを含む。最外の第２の押出防止シール４９６の外面４８４は、外面４８４の少なくとも一部４９５が、バッカリング４３０の第３のシールに面した表面４３４に接触するように、少なくとも部分的にバッカリング４３０の溝４３８内に位置付けられる。最外の第２の押出防止シール１２０の第１の脚部４８８ａは、第３のシールに面した表面４３４の第１の脚部４３４ａと対向係合してもよく、第２の脚部４８８ｂは、同様に、第３のシールに面した表面の第２の脚部４３４ｂと対向係合してもよい。最外の第２の押出防止シール４９６が、少なくとも部分的にバッカリング４３０の溝４３８内に位置付けられるとき、押出シール４９６の上部および底部上の斜切端部分４８３は、溝４３８から外向きに延在し、グランドの対向する壁に接触し、シールを形成するように構成される。
【０１２７】
本発明の耐火シールアセンブリのバッカリング４３０は、それぞれ、第１の押出防止シール４１０および第２の押出防止シール４２０、４９６を形成するために使用される第１または第２のポリマー材料のいずれかを上回る剛性を有する、剛性材料を使用して形成されてもよい。バッカリングは、金属である、またはより好ましくは、上記のような第３のポリマー材料から形成されてもよい。このように、１つ以上のものが使用される場合の１つまたは複数のバッカリングは、第１の押出防止シールおよび第２の押出防止シールを支持することができる。材料の「剛性」は、上記の実施形態のうちのいずれかに上記される通りであってもよい。
【０１２８】
バッカリングはまた、所望のシール設計、および本発明の範囲内で選定される材料に応じて、急な屈曲部を有する切頂面積内に屈曲部を有してもよい、または図１１Ａに示されるようにバッカリングの内部および外部に面した表面のいずれか一方または両方の上の屈曲部に丸みを帯びた、または軟化した縁角を有してもよい。さらに、切頂または屈曲の角度は、実施形態１００および２００に関して上記されるものに類似し得る。
【０１２９】
本発明はまた、油圧構成要素内の耐火性を改良するための方法にも関する。好ましくは、構成要素は、航空機エンジンの発火区域等の発火区域内に位置する油圧構成要素である。油圧構成要素は、油圧アクチュエータを含む、種々の油圧構成要素のうちのいずれかであり得る。本発明の耐火シールアセンブリは、耐火シールアセンブリが、通常動作条件の間に、および火災条件の間に、油圧構成要素からの流体の漏出を防止するように、油圧構成要素のグランド内に配設される。
【０１３０】
加えて、本発明は、耐火油圧構成要素に関する。油圧構成要素は、当技術分野内で公知である種々の油圧構成要素のうちのいずれか、特に、本明細書に説明されるような本発明の耐火シールアセンブリをさらに含む、油圧アクチュエータ等の航空機エンジンの発火区域内で使用するためのものであってもよい。耐火シールアセンブリは、火災条件下を含む、ある範囲の温度において、油圧流体が油圧構成要素から外に漏出することを防止することに役立つ。
【０１３１】
本発明は、ここで、以下の非限定的実施例に関してさらに説明されるであろう。
【実施例】
【０１３２】
（実施例１）
サンプルシールアセンブリが、従来の耐火シール設計に対して改良された耐火性を有するシールアセンブリを開発するために試験された。種々のサンプルシールアセンブリが、調製され、ＲＴＣＡ／ＤＯ−１６０ＧおよびＩＳＯ  ２６８５に記載されるものに類似する試験条件下で試験された。各サンプルシールアセンブリは、９５４  ＥＰＤＭ（Ｇｒｅｅｎｅ，  Ｔｗｅｅｄによって供給される）から成る第１のシールと、種々の材料から形成される１つ以上の付加的シールとを含んだ。各サンプルシールアセンブリは、約１．８５９インチの内径を有した。いったんサンプルシールアセンブリが調製されると、サンプルシールアセンブリは、図１２−１４に示されるように、試験装置４００の同心円筒形構成要素４０１、４０２の間に形成されたグランド４０５内に位置付けられた。窒素ガスが、動作圧力におけるサンプルシールアセンブリの性能をシミュレートするように、試験装置４００の第１の側４０３に供給され、装置４００の対向側４０４は、大気圧にあった。サンプルシールアセンブリ１００がグランド４０５内に配設されると、試験装置４００は、プロパントーチによって生成される火炎からの熱に暴露され、火炎は、１５分にわたって、またはサンプルシールアセンブリが破損するまで、グランド筐体の前部に直接印加された。シールアセンブリの破損時の試験装置の最高内部温度が、試験装置４００内に位置付けられ、シールアセンブリに隣接する熱電対４２０によって決定された。
【０１３３】
（実施例２）
表１は、試験のために調製されたサンプルシールアセンブリの構成要素を示す。各サンプルシールアセンブリの構成が、図１５−１９および２２に示される。
【表１−１】
2021515161.tif 000003
【表１−２】
2021515161.tif 000004
【表１−３】
2021515161.tif 000005
【０１３４】
比較シールアセンブリ（「比較サンプル１」）が、出願人の従来技術の防火シール設計に従って構築され、図１５の縦断面図によって示されるような構成を有した。比較サンプル１は、９５４  ＥＰＤＭから成るＬリングの形態の第１のシール５０１と、Ａｒｌｏｎ（Ｒ）  ３０００ＸＴから成る第１のバックアップリング５０２と、それぞれ、同様にＡｒｌｏｎ（Ｒ）  ３０００ＸＴから成った、一対のカム付きバックアップリング５０３、５０４とを含んだ。約２，０００°Ｆの温度を伴う火炎が、グランドの外側に直接印加され、窒素が、６０ｐｓｉの圧力において供給された。比較サンプル１は、約１分後に破損し、シールアセンブリの破損時の試験装置の最高内部温度は、試験装置内の熱電対によって測定された際に約６５０°Ｆであった。
【０１３５】
比較サンプル２が、９５４  ＥＰＤＭから成るＯリング５１０の形態の第１のシール、単一のスカーフ切断Ａｒｌｏｎ（Ｒ）  １２６３押出防止シール５１１、および一対のＡｌ−Ｎｉ−Ｂｒバッカリング５１２、５１３から調製され、図１６の縦断面図によって示されるような構成を有した。約２，０００°Ｆの温度を伴う火炎が、グランドの外側に直接印加され、窒素が、７３．５±７．５ｐｓｉの圧力において供給された。試験の間に、漏出が、検出され、シールが、１１分におけるシールの破損に先立って再確立され、シールアセンブリの破損時の試験装置の最高内部温度は、約１，３００°Ｆであった。比較サンプル２は、比較サンプル１に対して改良された性能を実証し、破損までの増加した時間および破損時の実質的により高い最高内部温度を実証した。しかしながら、漏出が、試験周期の間に検出され、漏出は、１ｍＬ／分を上回る漏出の検出として定義される。漏出は、第１のシール５１０が破損した後にシールを形成するためにまだ十分に軟化していない、Ａｒｌｏｎ（Ｒ）  １２６３押出防止シール５１１の結果であると考えられる。いったんＡｒｌｏｎ（Ｒ）  １２６３押出防止シール５１１が、温度が上昇するにつれて軟化すると、シールが、次いで、再形成された。
【０１３６】
発明シールが、図１７の縦断面図によって示されるような構成を有するように、発明サンプル１が、９５４  ＥＰＤＭから成るＯリングの形態の第１のシール５２０、スカーフ切断Ａｖａｌｏｎ（Ｒ）  ８９押出防止シール５２１、スカーフ切断Ａｒｌｏｎ（Ｒ）  １２６３押出防止シール５２２、および０．０１５インチ厚をそれぞれ有する一対のＡｌ−Ｎｉ−Ｂｒバッカリング５２３から調製された。発明サンプル１は、比較サンプル２によって実証される早期漏出に対処しようとするために、比較サンプル２に対する第２の押出防止シールを含んだ。約２，０００°Ｆの温度を伴う火炎が、グランドの外側に直接印加され、窒素が、７３．５±７．５ｐｓｉの圧力において供給された。発明サンプル１は、１０分後に約１，３１２°Ｆの試験装置の最高内部温度において破損し、試験の間に漏出を実証しなかった。発明サンプル１は、破損までの類似時間を維持しながら、試験の間に検出される漏出を伴わずに、比較サンプル２に対してさらに改良された性能を実証し、破損時のわずかにより高い最高内部温度を実証した。
【０１３７】
発明サンプル２が、９５４  ＥＰＤＭから成るＯリングの形態の第１のシール５３０、スカーフ切断Ａｖａｌｏｎ（Ｒ）  ８９押出防止シール５３１、スカーフ切断Ａｒｌｏｎ（Ｒ）  １２６３押出防止シール５３２、および０．０１５インチ厚を有する単一のＡｌ−Ｎｉ−Ｂｒバッカリング５３３から調製され、図１８の縦断面図によって示されるような構成を有した。約２，０００°Ｆの温度を伴う火炎が、グランドの外側に直接印加され、窒素が、７３．５±７．５ｐｓｉの圧力において供給された。発明サンプル２は、６分後に約１，０７５°Ｆの試験装置の最高内部温度において破損した。発明サンプル２は、わずか１分後に６５０°Ｆの最高内部温度において破損した比較サンプル１に対して、および試験周期の間に漏出することが見出された比較サンプル２に対して、改良された性能を実証した。しかしながら、単一のＡｌ−Ｎｉ−Ｂｒバッカリングの使用は、２つのＡｌ−Ｎｉ−Ｂｒバッカリングを利用した発明サンプル１に対して、破損時のより低い最高内部温度、および破損までのより短い時間をもたらした。
【０１３８】
発明サンプル３が、図１９に示されるような構成を有して、９５４  ＥＰＤＭから成るＯリングの形態の第１のシール５４０、スカーフ切断Ａｖａｌｏｎ（Ｒ）  ８９押出防止シール５４１、スカーフ切断Ａｒｌｏｎ（Ｒ）  １２６３押出防止シール５４２、および一対のＣ２６０真鍮バッカリング５４３から調製された。発明サンプル３は、発明サンプル１に類似するが、２つのＡｌ−Ｎｉ−Ｂｒバッカリングではなく、２つの真鍮バッカリングを含んだ。約２，０００°Ｆの温度を伴う火炎が、グランドの外側に直接印加され、窒素が、７３．５±７．５ｐｓｉの圧力において供給された。発明サンプル３は、１２分後に約１，１７５°Ｆの試験装置の最高内部温度において破損した。発明サンプル３は、比較サンプル１に対して改良された性能を実証し、破損までより長い時間を有し、より高い最高内部温度において破損した。２つのＣ２６０真鍮バッカリングを有する発明サンプル３はまた、単一のＡｌ−Ｎｉ−Ｂｒバッカリングのみを利用した発明サンプル２に対して改良された性能を実証した。
【０１３９】
発明サンプル４が、発明サンプル１と同一の様式で調製され、９５４  ＥＰＤＭから成るＯリングの形態の第１のシール、スカーフ切断Ａｖａｌｏｎ（Ｒ）  ８９押出防止シール、スカーフ切断Ａｒｌｏｎ（Ｒ）  １２６３押出防止シール、および０．０１５インチ厚をそれぞれ有する一対のＡｌ−Ｎｉ−Ｂｒバッカリングから調製された。発明サンプル４はまた、図１７に示されるような構成も有した。約２，０００°Ｆの温度を伴う火炎が、グランドの外側に直接印加され、窒素が、７３．５±７．５ｐｓｉの圧力において供給された。発明サンプル４は、１４分後に約１，３６６°Ｆの試験装置の破損時の最高内部温度において破損した。発明サンプル１および発明サンプル４の性能の差異は、シールの火災試験に固有の変動性に起因し、シール性能は、とりわけ、グランド筐体に印加されるにつれて火炎に影響を及ぼす気流、および火炎を生成するプロパンタンクの圧力／条件を含む、多くの理由により、変動し得る。
【０１４０】
発明サンプル５および６は、同じであり、それぞれ、図２２の縦断面図に示されるような構成を有して、９５４  ＥＰＤＭから成るＯリング５７０の形態の第１のシール、Ａｖａｌｏｎ（Ｒ）  ８９の第１の押出防止シール５７１、Ａｒｌｏｎ（Ｒ）  １２６３の第２の押出防止シール５７２、および一対の機械加工された厚さ０．０１０インチのＡｌ−Ｎｉ−Ｂｒバッカリング５７３、５７４から調製された。発明サンプル５および６は、発明サンプル１および４と同一の様式で調製されたが、縮小された厚さを有するバッカリングを含んだ。約２，０００°Ｆの温度を伴う火炎が、グランドの外側に直接印加され、窒素が、７３．５±７．５ｐｓｉの圧力において試験装置を通して供給された。発明サンプル５は、１１分で約１，１９７°Ｆの試験装置の最高内部温度において破損した。発明サンプル６は、１０分で約１，１８０°Ｆの試験装置の最高内部温度において破損した。発明サンプル５および６に関する結果の差異は、議論されるような防火シールの試験の変動性に起因する。発明サンプル５および６は、比較シールに対して良好な性能を実証したが、バッカリングの縮小された厚さの結果であると考えられる、発明サンプル１および４に対して試験装置のより低い最高内部温度において破損した。
【０１４１】
（実施例３）
さらなる試験が、実施例２のサンプルシールアセンブリと異なる直径を有する、耐火シールアセンブリの性能を決定するように行われた。発明サンプル７が、実施例２における発明サンプル１および４と同一の様式で調製されたが、０．６７４インチの縮小された内径を有した。したがって、発明サンプル７は、図１７に示されるような構成を有して、９５４  ＥＰＤＭから成るＯリングの形態の第１のシールと、スカーフ切断Ａｖａｌｏｎ（Ｒ）  ８９押出防止シールと、スカーフ切断Ａｒｌｏｎ（Ｒ）  １２６３押出防止シールと、一対のＡｌ−Ｎｉ−Ｂｒバッカリングとを含んだ。発明サンプル７は、５分の周期にわたって、または破損まで、約２，０００°Ｆの火炎温度および７３．５±７．５ｐｓｉの窒素圧力を用いて試験された。発明サンプル７は、約１，６９０°Ｆの試験装置の最高内部温度において破損し、５分の試験の間に漏出が検出されなかった。したがって、発明サンプル７は、試験周期の間にシールを維持し、破損時の高い最高内部温度を実証した。発明サンプル１および４に対する破損時のより高い最高内部温度は、破損時のより高い最高内部温度が、より大きい直径のシールアセンブリに対して達成されることを可能にする、より小さいシール直径に起因し得る。
【０１４２】
（実施例４）
サンプルシールアセンブリが、改良された耐火シールアセンブリを開発するために、図１０−１１に示されるような本発明の耐火シールアセンブリの代替実施形態に従って調製および試験された。種々のサンプルシールアセンブリが、調製され、実施例１の場合と同一の装置を使用して試験された。いったんサンプルシールアセンブリが調製されると、サンプルシールアセンブリは、図１２−１４に示されるように、試験装置４００の同心円筒形構成要素４０１、４０２の間に形成されたグランド４０５内に位置付けられた。窒素ガスが、動作圧力におけるサンプルシールアセンブリの性能をシミュレートするように、６０ｐｓｉの圧力において装置４００の第１の側４０３に供給され、装置４００の対向側４０４は、大気圧にあった。サンプルシールアセンブリがグランド４０５内に配設されると、サンプルシールアセンブリは、約１，４００°の開始温度を有するプロパントーチによって生成される火炎によって約１，８００°Ｆの最高温度までゆっくり加熱され、火炎は、サンプルシールアセンブリが破損するまで、グランド筐体の前部に直接印加された。いったんサンプルシールが破損すると、シールアセンブリの破損時の試験装置の最高内部温度が、試験装置４００内に位置付けられた熱電対４２０によって決定された。
【０１４３】
（実施例５）
表２は、試験のために調製されたサンプルシールアセンブリの組成を示す。シールアセンブリの構成が、図２０−２１に示される。
【表２】
2021515161.tif 000006
【０１４４】
比較サンプル３は、固体押出防止シール５５０のみ、すなわち、Ａｒｌｏｎ（Ｒ）  ３０００ＸＴから成る、分割および切り込みを伴わない押出防止シールを含んだ。比較サンプル３は、図２０に示されるような構成を有した。比較サンプル３は、約１，０１５°Ｆの試験装置の最高内部温度において破損した。比較サンプル３は、実施例２において上記に説明され、６５０°Ｆの温度において破損した比較サンプル１に対して、改良された性能を実証した。
【０１４５】
比較サンプル４が、９５４  ＥＰＤＭから作製されたＯリングの形態の第１のシール５６０、およびＡｒｌｏｎ（Ｒ）  ３０００ＸＴのスカーフ切断押出防止シール５６１から調製された。比較サンプル４は、図２１の縦断面図によって示されるような構成を有した。試験の間に、漏出が、検出され、シールが、シールの破損に先立って再確立され、シールアセンブリは、約１，０１０°Ｆの試験装置の最高内部温度において破損した。比較サンプル４は、比較サンプル１に対して改良された高温性能を実証し、試験装置のより高い最高内部温度において破損した。
【０１４６】
発明サンプル８が、９５４  ＥＰＤＭから成るＯリングの形態の第１のシール、および固体Ａｒｌｏｎ（Ｒ）  ３０００ＸＴ押出防止シールから調製された。発明サンプル８はまた、押出防止シールが固体であり、切り込みまたは分割を有していないという点のみで比較サンプル４と異なる、図２１に示されるような構成を有した。発明サンプル８は、約１，０２０°Ｆの試験装置の最高内部温度において破損し、漏出を実証しなかった。発明サンプル８は、比較サンプル１および比較サンプル３および４に対して改良された性能を実証した。
【０１４７】
（実施例６）
さらなる発明サンプル９、１０、および１１、および１２−１９が、上記の表１に記述される結果を伴って実施された。シールアセンブリは、サンプル９では図９、サンプル１０では図２３、サンプル１１では図１９、サンプル１２に関しては図２４、サンプル１３に関しては図２５、およびサンプル１４−１９では図２６の設計を有した。
【０１４８】
変更が、その広義の発明概念から逸脱することなく、上記に説明される実施形態に行われ得ることが当業者によって理解されるであろう。したがって、本発明は、開示される特定の実施形態に限定されないが、添付の請求項によって定義されるような本発明の精神および範囲内に該当する修正を網羅することが意図されることを理解されたい。
【図１】
2021515161.tif 000007
【図２】
2021515161.tif 000008
【図３】
2021515161.tif 000009
【図４】
2021515161.tif 000010
【図５】
2021515161.tif 000011
【図６】
2021515161.tif 000012
【図６Ａ】
2021515161.tif 000013
【図６Ｂ】
2021515161.tif 000014
【図６Ｃ】
2021515161.tif 000015
【図６Ｄ】
2021515161.tif 000016
【図６Ｅ】
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【図６Ｆ】
2021515161.tif 000018
【図６Ｇ】
2021515161.tif 000019
【図６Ｈ】
2021515161.tif 000020
【図６Ｉ】
2021515161.tif 000021
【図６Ｊ】
2021515161.tif 000022
【図６Ｋ】
2021515161.tif 000023
【図６Ｌ】
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【図６Ｍ】
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【図６Ｎ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2021515161.tif 000031
【図１１】
2021515161.tif 000032
【図１１Ａ】
2021515161.tif 000033
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2021515161.tif 000036
【図１５】
2021515161.tif 000037
【図１６】
2021515161.tif 000038
【図１７】
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【図１８】
2021515161.tif 000040
【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年11月10日(2020.11.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本非仮特許出願は、その開示全体が参照することによって本明細書に組み込まれる、２０１８年３月９日に出願された米国仮特許出願第６２／６４０，９６１号の３５  Ｕ．Ｓ．Ｃ．  §１１９（ｅ）の下での利益を主張する。
【０００２】
本発明は、シールアセンブリに関する。具体的には、本発明は、特に、航空機エンジンの発火区域等の発火区域内の油圧アクチュエータおよび他の構成要素で使用するために適している、耐火シールアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００３】
耐火および／または不燃性シールが、種々の業界および環境で要求される。耐火シールは、多くの場合、逆推力装置システム、ホース結合部、および燃料ポンプ等の航空機エンジン構成要素内で、および火災条件に暴露され得る他の航空機面積内で使用される。火災事象が、航空機エンジン内または周囲で発生するとき、油圧アクチュエータおよび他の油圧または燃料取扱構成要素は、火を伝搬するであろう流体を漏出することを可能にされてはならない。故に、油圧および燃料取扱構成要素のためのシールは、高温および火炎への暴露に耐え、流体がこれらの構成要素から漏出しないことを確実にするように設計されなければならない。
【０００４】
航空機エンジン構成要素で使用されるシールは、概して、火災シールが、５分または１５分等の固定時間周期にわたって火炎に暴露されたときにシールを維持することを要求する、「耐火性」または「不燃性」のための業界標準を満たさなければならない。業界標準は、Ｒａｄｉｏ  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ  ｆｏｒ  Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃｓ  （ＲＴＣＡ）によって公開されたＤＯ−１６０Ｇ（Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ  Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ  ａｎｄ  Ｔｅｓｔ  Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ  ｆｏｒ  Ａｉｒｂｏｒｎｅ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）、Ｆｅｄｅｒａｌ  Ａｖｉａｔｉｏｎ  Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ  （ＦＡＡ）  Ａｄｖｉｓｏｒｙ  Ｃｉｒｃｕｌａｒ  ２０−１３５（Ｐｏｗｅｒｐｌａｎｔ  Ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  Ｆｉｒｅ  Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄｓ，  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ  ａｎｄ  Ｃｒｉｔｅｒｉａ）、ＦＡＡ  Ａｄｖｉｓｏｒｙ  Ｃｉｒｃｕｌａｒ  ３３．１７−１Ａ（Ｅｎｇｉｎｅ  Ｆｉｒｅ  Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ  ３３．１７）、およびＩＳＯ  ２６８５（Ａｉｒｃｒａｆｔ−Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ  Ｔｅｓｔ  Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ  ｆｏｒ  Ａｉｒｂｏｒｎｅ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ−Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ  ｔｏ  Ｆｉｒｅ  ｉｎ  Ｄｅｓｉｇｎａｔｅｄ  Ｆｉｒｅ  Ｚｏｎｅ）に記載される火災試験要件を含む。ＲＴＣＡ／ＤＯ−１６０Ｇは、「耐火性」が、構成要素が「構造劣化を伴わずに５分の火災の間に危険な条件を引き起こしてはならない。流体取扱構成要素に関しては、バーナが除去された後に火炎を支援するための漏出が存在しないものとする」ことを要求すると規定する。異なる標準の間にある程度の変動が存在するが、発火区域で使用されるべき構成要素を試験するための一般的火災試験パラメータは、１，１００℃（２，０１２°Ｆ）±８０℃（１７６°Ｆ）の火炎温度および４，５００ＢＴＵ／時間の最小火炎熱流束密度を用いた、動作圧力における試験を含む。ＡＣ  ２０−１３５およびＦＡＡ  （およびＴＣＣＡ）の下でのより新しい標準は、「不燃性」材料を、少なくとも１５分にわたって２，０００°Ｆの火炎（±１５０°Ｆ）、または較正の間に１，８５０°Ｆを下回る熱電対読取値を伴わずに平均で最低２，０００°Ｆに耐えることが可能であると解釈する。
【０００５】
耐火性を提供するための従来の解決策が、概して、航空機の発火区域内の油圧ユニットまたは他の類似構成要素のための防火障壁または外部遮蔽の使用を含む一方で、従来のシールは、油圧ユニットの内側の流体構成要素に使用される。防火障壁は、概して、火災が航空機エンジンに到達しないように、かつ航空機の他の部品に拡散することを防止することに役立つように構成される。防火障壁は、航空機の本体とエンジン室との間等の航空機内の対向面または部品の間に位置付けられるべき高温シール構造を説明する、米国特許第４，４６８，０４３号に開示される。高温シールは、側方に圧縮可能である長いばね部材と、アブレーション材料の外側円形カバーと、耐高温材料の内側コアとを含む。カバーは、熱障壁として作用し、そのコアは、熱および火炎障壁としての役割を果たす。
【０００６】
他の防火障壁タイプデバイスは、タービンエンジン構成要素の間の間隙をシールし、エンジン火災がタービンエンジンの別の部品に拡散することを防止するための防火シールを開示する、米国特許出願公開第２０１４／００７５９４８号を含む。防火シールは、基礎部分およびそこから延在する曲線状部分を伴う、成型された本体を含む。防火シールはさらに、基礎部分を囲繞する金属シール支持体と、曲線状部分の半径方向内向きの表面とを含む。
【０００７】
米国特許第５，２５１，９１７号は、航空機エンジン室とエンジン支持構造との間の相対移動が存在する面積内で効果的な熱および火炎障壁を維持するように、航空機エンジンで使用するための耐火シールを開示する。防火シールは、エラストマ材料の内層、耐火性であるセラミック繊維の中間層、および弾性生地の外層から形成される。耐火シールは、環状形の圧縮可能部分と、一体的に形成されたフランジ部分とを有してもよい。
【０００８】
同様に、外部遮蔽が、油圧ユニットの加熱を防止する、または最小限にするために、かつ油圧ユニットが火炎に直接暴露されることを防止するために、油圧ユニットの上または周囲に位置付けられている。防火障壁および外部遮蔽は、延焼が油圧ユニットに到達することを防止する、および／または油圧ユニットの加熱を防止することに役立つが、空間制約が、典型的には、防火障壁および外部遮蔽の使用を困難または非実用的にする。さらに、外部防火解決策は、流体が火災事象を加速するように火災事象において油圧構成要素から漏出することを防止しない。
【０００９】
防火シールが、油圧構成要素内での使用のために公知である。そのようなシールは、概して、典型的Ｏリングシールまたは金属シールのいずれかを含む。金属シールは、概して、完全に金属または合金から構築され、多くの場合、全ての温度レベルにおいて使用され得る、ＣまたはＥ字形シールの形態である。金属を使用して形成されるシールは、良好な耐高温性を提供し、多くの場合、定期的に高温条件に暴露されるエンジンホースおよびエンジン結合部内の面シールとして使用される。しかしながら、金属シールは、概して、金属間界面により、不良な漏出制御を有し、ロッドまたはピストンタイプシール用途では頻繁に使用されない。さらに、金属シールは、高価であり、特に、閉鎖グランド内に配設することが困難であり得る。
【００１０】
油圧構成要素内での使用のための１つの防火シール解決策は、プレスリリース“Ｇｒｅｅｎｅ，  Ｔｗｅｅｄ  Ｄｅｖｅｌｏｐｓ  Ｎｅｗ  Ｌｉｎｅ  ｏｆ  Ｆｌａｍｅ  Ｒｅｓｉｓｔａｎｔ  Ｓｅａｌｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  ｆｏｒ  Ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ  Ａｉｒｃｒａｆｔ，”  Ｇｒｅｅｎｅ，  Ｔｗｅｅｄ（２０１５年６月）、また、“Ｄｅｓｉｇｎ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ  ｔｏ  Ｐｒｏｔｅｃｔ  Ｅｌａｓｔｏｍｅｒｉｃ  Ｓｅａｌｓ  Ｄｕｒｉｎｇ  Ｅｎｇｉｎｅ  Ｆｉｒｅ  Ｔｅｓｔｓ，”  ＡＳＴＮ  Ａｅｒｏｓｐａｃｅ  Ｓｅａｌｉｎｇ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｎｅｗｓｌｅｔｔｅｒ，  ｖｏｌ．  １０，  ｎｏ．  １（１９９４年春）（その開示は、参照することによって関連性がある部分において本明細書に組み込まれる）に説明されるような本出願人のシール設計である。これらの出版物は、Ｌ字形エラストマシールと、１，０００°Ｆを超える温度において押出抵抗を提供するためのカム付きバックアッププリングアセンブリとを有する、防火シールアセンブリを開示する。カム付きバックアッププリングアセンブリは、充填された熱可塑性材料の内蔵または内側バックアップリングと、銅合金をから成る外付けまたは外側バックアップリングとを含む。
【００１１】
加えて、Ｔａｙｌｏｒ  ｅｔ  ａｌ．の米国特許第３，８６９，１３２号は、火災の場合にフェイルセーフとして動作する、高温および圧力における流体を閉じ込めるためのシーリングリングの組み合わせを開示する。そのようなシーリングリングの組み合わせは、航空機内の油圧配管システムで使用するために教示される。シーリングリングの組み合わせは、一次エラストマシーリングリングと、エラストマシーリングリングの一部を少なくとも部分的に囲繞する曲線状脚部分を有する、二次偏向可能金属シーリングリングとを含む。
【００１２】
特に、航空機内で、シールを維持し、延焼を防止することの重大な性質に起因して、火災事象の間に、高温においてより長い周期にわたって確実に、かつ一貫してシールを維持し得る、油圧および燃料取扱構成要素で使用するための耐火シールアセンブリの必要性が、当技術分野内に存在する。従来の防火シール解決策に対して削減されたコストにおいて十分な耐火性を提供する、耐火シール解決策も、所望される。
【００１３】
さらに、火災を加速する、または部品破損を引き起こすであろう、構成要素からの流体の漏出を防止するように、航空機内の発火区域内、または他の環境内の発火区域内の油圧および燃料取扱構成要素で使用するために好適である、耐火シールアセンブリの必要性が、当技術分野内に存在する。さらに、火災から構成要素を保護するための既存の方法および不燃性または耐火性を提供するための既存の方法に対して、単純な設計、改良された耐火性、および改良された流体シールを有する、耐火シールアセンブリの必要性が存在する。加えて、航空機および／またはエンジン製造業者によって設定される耐火性および／または不燃性標準を満たし、または達成し、外部遮蔽または金属防火シールを必要とすることなく、火災事象の間に確実なシールを提供する、耐火シールアセンブリの必要性が当技術分野内に存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】米国特許第４，４６８，０４３号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、シールアセンブリ、特に、航空機の発火区域内の油圧構成要素で使用するために適したものに関する。本発明は、最小限でも耐火性であり、また、いくつかの実施形態では不燃性である、アセンブリを含む。本明細書で使用されるように、用語「耐火」または「耐火性」は、上記の標準によって定義されるような「耐火」の定義を少なくとも満たし、いくつかの事例では、本明細書の「耐火」シールアセンブリの言及が、特定の事例において別様に示されない限り、少なくとも耐火性である、および／または不燃性でもある、シールアセンブリを包含するであろうように、その用語がそれらの同一標準で定義される際に「不燃性」のレベルも達成する、レベルを達成することを意図している。（「耐火」とは対照的な）「不燃性」単独の言及は、「不燃性」のレベルを達成する、高レベルの「耐火性」が適用されることを伝えることを意図している。
【００１６】
本明細書の本発明は、エラストマ材料を含む第１のシールと、第１のシールを受容するための第１のシールに面した表面を有する、第１の押出防止シールであって、第１のシールに面した表面は、第１のシールに面した表面に沿って延在する溝と、縦断面で視認されたときに、グランドとのシール接触のために構成される切頂Ｖ字形部分および斜切端部分を有する、外面とを画定する、第１の押出防止シールと、第１の押出防止シールを受容するための第２のシールに面した表面を有する、少なくとも１つの第２の押出防止シールであって、第２のシールに面した表面は、第２のシールに面した表面に沿って延在する溝と、縦断面で視認されたときに、グランドとのシール接触のために構成される切頂Ｖ字形部分および斜切端部分を有する、外面とを画定し、第１の押出防止シールの外面は、第１の押出防止シールの外面の一部が、少なくとも１つの第２の押出防止シールの第２のシールに面した表面に接触するように、少なくとも部分的に少なくとも１つの第２の押出防止シールの溝内に位置付けられる、少なくとも１つの第２の押出防止シールと、少なくとも１つの第２の押出防止シールを受容するための第３のシールに面した表面を有する、少なくとも１つのバッカリングであって、第３のシールに面した表面は、第３のシールに面した表面に沿って延在する溝と、縦断面で視認されたときに切頂Ｖ字形を有する、外面とを画定し、少なくとも１つの第２の押出防止シールの外面は、少なくとも１つの第２の押出防止シールの外面の一部が、少なくとも１つのバッカリングの第３のシールに面した表面に接触するように、少なくとも部分的に少なくとも１つのバッカリングの溝内に位置付けられる、少なくとも１つのバッカリングとを備える、耐火シールアセンブリを含む。
【００１７】
上記の耐火シールアセンブリの一実施形態では、アセンブリは、不燃性である。そのさらなる実施形態では、第１のシールは、環状であり得、略円形縦断面積を有してもよい。第１のシールのエラストマ材料は、エチレンプロピレンゴム（エチレンプロピレンゴム（ＥＰＭ）およびエチレンプロピレンジエン（ＥＰＤＭ）等）、ニトリルゴム、シリコーン、フルオロシリコーン、フルオロエラストマ、およびパーフルオロエラストマの群から選択され得る。好ましくは、エラストマ材料は、エチレンプロピレンゴム、ニトリルゴム、およびフルオロエラストマから選択される。
【００１８】
第１の押出防止シールの第１のシールに面した表面によって画定される溝は、第１の押出防止シールの第１のシールに面した表面の周囲に環状に延在してもよい。第１の押出防止シールの第１のシールに面した表面は、縦断面図で略Ｖ字形であり得る。第１のシールに面した表面が、縦断面図で略Ｖ字形であるとき、第１のシールに面した表面は、第１の脚部と、第２の脚部とを備えてもよく、第１の脚部および第２の脚部は、交差点において交差し、交差点から第１の脚部と第２の脚部との間で測定される角度は、約６０〜約１２０度である。好ましくは、第１の脚部と第２の脚部との間で測定される角度は、約８０〜約１００度である。第１の脚部および第２の脚部は、第１のシールに面した表面内の円弧状屈曲部において交差してもよい。
【００１９】
第１の押出防止シールは、本明細書のある実施形態では、熱可塑性または熱硬化性ポリマー材料であり得る、第１のポリマー材料を含む。第１のポリマー材料は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリイミド（ＰＩ）、およびそれらのコポリマー、誘導体、および組み合わせの群から選択され得る。好ましくは、第１のポリマー材料は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）である。いくつかの実施形態では、第１のポリマー材料は、充填材料および／または補強材料を含む。
【００２０】
少なくとも１つの第２の押出防止シールはそれぞれ、好ましくは、同様に熱可塑性または熱硬化性ポリマー材料であり得、第１のポリマー材料と同一である、または異なり得る、第２のポリマー材料を含む。１つを上回る第２の押出防止シールが存在する場合、それらは、好ましくは、上記の第２のポリマー材料から選択される、同一または異なる材料を含んでもよい。好ましくは、第２のポリマー材料は、第１の押出防止シールの第１のポリマー材料の分解温度よりも高い分解温度を有する。好ましい実施形態では、第２のポリマー材料は、ポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）（例えば、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリイミド（ＰＩ）、およびそれらのコポリマー、誘導体、および組み合わせの群から選定され得る。好ましくは、第２のポリマー材料は、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）である。第２のポリマー材料は、充填材料および／または補強材料を含んでもよい。
【００２１】
第１の押出防止シールは、第１のポリマー材料を含んでもよく、少なくとも１つの第２の押出防止シールはそれぞれ、第２のポリマー材料のうちの１つを含んでもよく、少なくとも１つのバッカリングは、第１または第２のポリマー材料のいずれかよりも剛性である第３の材料を含んでもよい。少なくとも１つのバッカリングの第３の材料は、高弾性率プラスチック、またはより好ましくは、とりわけ、アルミニウム−ニッケル−青銅合金または真鍮等の金属または金属合金を含んでもよい。少なくとも１つのバッカリングは、実質的に一様な厚さを有してもよく、厚さは、少なくとも１つのバッカリングを通して第３のシールに面した表面と垂直な軸に沿って、少なくとも１つのバッカリングの第３のシールに面した表面からその外面まで測定される。少なくとも１つのバッカリングは、２つのバッカリングを備えてもよく、バッカリングは、対向係合でスタックされる。
【００２２】
本明細書に説明されるような耐火シールアセンブリは、一方向構成を有してもよい、または双方向構成を有してもよい。
【００２３】
耐火シールアセンブリは、耐火シールアセンブリが、油圧構成要素のグランド内に配設され、油圧構成要素が、約２，０００°Ｆの温度を有する火炎に暴露されるときに、耐火シールアセンブリが、耐火シールアセンブリの破損に先立って少なくとも約６分にわたってシールを維持し、好ましい実施形態では、耐火シールアセンブリの破損に先立って少なくとも１５分にわたってシールを維持するように、構築されてもよい。
【００２４】
一実施形態では、耐火シールアセンブリは、第３の押出防止シールが、第１の押出防止シールと少なくとも１つの第２の押出防止シールとの間に位置するように、３つの押出防止シールを有する。
【００２５】
本発明はさらに、油圧構成要素からの油圧流体の漏出を防止するように構成される、本明細書に説明されるような耐火シールアセンブリを有する、油圧構成要素を備える、耐火油圧構成要素に関する。油圧構成要素は、とりわけ、油圧アクチュエータであってもよい。
【００２６】
本発明はまた、油圧構成要素のグランド内に本明細書に説明されるような耐火シールアセンブリを配設するステップを含む、油圧構成要素内の耐火性を改良する方法に関する。耐火シールアセンブリが、油圧構成要素のグランド内に配設され、加熱されるとき、耐火シールアセンブリの破損時の油圧構成要素の最高内部温度は、好ましくは、少なくとも約１，０７５°Ｆであり、より好ましくは、少なくとも約１，１７５°Ｆである。
【００２７】
本発明のさらなる実施形態によると、本発明は、エラストマ材料を含む第１のシールと、第１のシールを受容するための第１のシールに面した表面を有する、第１の押出防止シールであって、第１のシールに面した表面は、第１のシールに面した表面に沿って延在する溝と、外面とを画定し、第１の押出防止シールは、第１のシールのエラストマ材料の分解温度よりも高い分解温度を有する、第１のポリマー材料を含む、第１の押出防止シールと、第１の押出防止シールを受容するための第２のシールに面した表面を有する、少なくとも１つの第２の押出防止シールであって、第２のシールに面した表面は、第２のシールに面した表面に沿って延在する溝と、外面とを画定し、第２のシールに面した表面は、第１の押出防止シールの外面に面し、少なくとも１つの第２の押出防止シールは、第１のポリマー材料の分解温度よりも高い分解温度を有する、第２のポリマー材料を含む、第２の押出防止シールと、少なくとも１つの第２の押出防止シールを受容するための第３のシールに面した表面を有する、少なくとも１つのバッカリングであって、第３のシールに面した表面は、第３のシールに面した表面に沿って延在する溝と、外面とを画定し、少なくとも１つのバッカリングの第３のシールに面した表面は、少なくとも１つの第２の押出防止シールの外面に面し、少なくとも１つのバッカリングは、金属または金属合金を含む、少なくとも１つのバッカリングとを備える、耐火シールアセンブリに関する。
【００２８】
第１のポリマー材料および第２のポリマー材料は、それぞれ、第１および第２の押出防止シールに関して上記に説明されるような材料のうちのいずれかであってもよい。第１のシール、第１の押出防止シール、第２の押出防止シール、および少なくとも１つのバッカリングは、好ましくは、スタックされた構成で配列され、少なくとも１つの第２の押出防止シールに関して、２つ以上のそのようなシールが存在するとき、それらは、同一であり、または異なり得、両方とも、好ましくは、上記の第２のポリマー材料から選定される。第１の押出防止シールの外面は、縦断面で視認されたときに、グランドとのシール接触のために構成される切頂Ｖ字形部分および斜切端部分を有してもよい。さらなる実施形態では、第１の押出防止シールの第１のシールに面した表面は、縦断面図で略Ｖ字形である。
【００２９】
本発明の別の実施形態では、本発明は、エラストマ材料を含む第１のシールと、第１のシールを受容するためのシールに面した表面を有する、少なくとも１つの固体押出防止シールであって、シールに面した表面は、シールに面した表面に沿って延在する溝を画定し、シールに面した表面は、縦断面図内の略Ｖ字形構成と、縦断面で視認されたときに、グランドとのシール接触のために構成される切頂Ｖ字形部分および斜切端部分を有する、外面とを有し、シールに面した表面は、第１のシールの少なくとも一部が、シールに面した表面と接触するように、第１のシールに面し、少なくとも１つの固体押出防止シールは、耐火シールアセンブリが、油圧構成要素内に配設され、加熱されるときに、シールアセンブリの破損時の油圧構成要素の最高内部温度が、少なくとも約１，０２０°Ｆであるように、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）を含む、少なくとも１つの固体押出防止シールとを備える、耐火シールアセンブリに関する。そのようなアセンブリの一実施形態では、１つだけの固体押出防止シールが存在する。
【００３０】
さらなる実施形態では、本発明は、エラストマ材料を含む第１のシールと、第１のシールを受容するための第１のシールに面した表面を有する、第１の押出防止シールであって、第１のシールに面した表面は、第１のシールに面した表面に沿って延在する溝と、縦断面で視認されたときに、グランドとのシール接触のために構成される切頂Ｖ字形部分および斜切端部分を有する、外面とを画定し、第１の押出防止シールは、第１のポリマー材料を含む、第１の押出防止シールと、第１の押出防止シールを受容するための第２のシールに面した表面を有する、少なくとも１つの第２の押出防止シールであって、第２のシールに面した表面は、第２のシールに面した表面に沿って延在する溝と、縦断面で視認されたときに、グランドとのシール接触のために構成される切頂Ｖ字形部分および斜切端部分を有する、外面とを画定し、第１の押出防止シールの外面は、第１の押出防止シールの外面の一部が、少なくとも１つの第２の押出防止シールの第２のシールに面した表面に接触するように、少なくとも部分的に少なくとも１つの第２の押出防止シールの溝内に位置付けられ、少なくとも１つの第２の押出防止シールは、第１のポリマー材料の分解温度よりも高い分解温度を有する、第２のポリマー材料を含む、少なくとも１つの第２の押出防止シールと、少なくとも１つの第２の押出防止シールを受容するための第３のシールに面した表面を有する、１つのバッカリングであって、第３のシールに面した表面は、第３のシールに面した表面に沿って延在する溝と、外面とを画定し、少なくとも１つの第２の押出防止シールは、第２の押出防止シールの外面の一部が、少なくとも１つのバッカリングの第３のシールに面した表面に接触するように、少なくとも部分的にバッカリングの溝内に位置付けられ、バッカリングは、第２のポリマー材料の分解温度よりも高い分解温度を有する、ポリマー材料を含む、１つのバッカリングとを備える、耐火シールアセンブリに関する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
前述の概要、および本発明の好ましい実施形態の以下の詳細な説明は、添付の図面と併せて熟読されたときに、より理解されるであろう。本発明を例証する目的のために、現在好ましい実施形態が、図面に示されている。しかしながら、本発明は、示される精密な配列および手段に限定されないことを理解されたい。
【００３２】
【図１】図１は、本発明の耐火シールアセンブリの実施形態の斜視図である。
【００３３】
【図２】図２は、図１の耐火シールアセンブリの分解斜視図である。
【００３４】
【図３】図３は、図１の耐火シールアセンブリの縦断面の斜視図である。
【００３５】
【図４】図４は、図３の耐火シールアセンブリの縦断面の分解斜視図である。
【００３６】
【図５】図５は、図１の耐火シールアセンブリの拡大縦断面図である。
【００３７】
【図６】図６は、図５の耐火シールアセンブリの分解縦断面図である。
【００３８】
【図６Ａ】図６Ａは、図１の耐火シールアセンブリの第１のシールの上平面図である。
【００３９】
【図６Ｂ】図６Ｂは、線６Ｂ−６Ｂに沿って得られた図６Ａの縦断面図である。
【００４０】
【図６Ｃ】図６Ｃは、図１の耐火シールアセンブリの第１の押出防止シールの上平面図である。
【００４１】
【図６Ｄ】図６Ｄは、図６Ｃの第１の押出防止シールの側面立面図である。
【００４２】
【図６Ｅ】図６Ｅは、線６Ｅ−６Ｅに沿って得られた図６Ｃの第１の押出防止シールの拡大部分縦断面図である。
【００４３】
【図６Ｆ】図６Ｆは、図１の耐火シールアセンブリの第２の押出防止シールの上平面図である。
【００４４】
【図６Ｇ】図６Ｇは、図６Ｆの第２の押出防止シールの側面立面図である。
【００４５】
【図６Ｈ】図６Ｈは、線６Ｈ−６Ｈに沿って得られた図６Ｆの第２の押出防止シールの拡大部分断面図である。
【００４６】
【図６Ｉ】図６Ｉは、図１の耐火シールアセンブリの第１のバッカリングの上平面図である。
【００４７】
【図６Ｊ】図６Ｊは、図６Ｉの第１のバッカリングの側面立面図である。
【００４８】
【図６Ｋ】図６Ｋは、線６Ｋ−６Ｋに沿って得られた図６Ｉの第１のバッカリングの拡大部分縦断面図である。
【００４９】
【図６Ｌ】図６Ｌは、図１の耐火シールアセンブリの第２のバッカリングの上平面図である。
【００５０】
【図６Ｍ】図６Ｍは、図６Ｌの第２のバッカリングの側面立面図である。
【００５１】
【図６Ｎ】図６Ｎは、線６Ｎ−６Ｎに沿って得られた図６Ｌの第２のバッカリングの拡大部分縦断面図である。
【００５２】
【図７Ａ】図７Ａは、動作に先立ったグランド内に位置付けられた図１の耐火シールアセンブリの縦断面図である。
【００５３】
【図７Ｂ】図７Ｂは、動作時のグランド内に位置付けられた図７Ａの耐火シールアセンブリの縦断面図である。
【００５４】
【図８】図８は、双方向構成を有する、図１の耐火シールアセンブリの代替実施形態である。
【００５５】
【図９】図９は、本発明による、単一のバッカリングのみを有する、耐火シールアセンブリのさらなる代替実施形態の縦断面図である。
【００５６】
【図１０】図１０は、本発明による、単一の押出防止シールを有する、耐火シールアセンブリのさらなる代替実施形態の分解斜視図である。
【００５７】
【図１１】図１１は、組み立てられたときの図１０の耐火シールアセンブリの縦断面図である。
【００５８】
【図１１Ａ】図１１Ａは、本発明による、耐火シールアセンブリのさらなる実施形態の縦断面図である。
【００５９】
【図１２】図１２は、火災条件下で種々のサンプルシールアセンブリの性能を試験するための実験装置の縦断面図である。
【００６０】
【図１３】図１３は、図１２の実験装置の斜視図である。
【００６１】
【図１４】図１４は、その外部の周囲にサンプルシールアセンブリが試験のために位置付けられる、図１２の実験設定の円筒形構成要素の斜視図である。
【００６２】
【図１５】図１５は、実施例２における比較サンプル１で使用されるような従来技術のシールアセンブリの縦断面図である。
【００６３】
【図１６】図１６は、実施例２における比較サンプル２で使用されるようなシールアセンブリの縦断面図である。
【００６４】
【図１７】図１７は、実施例２における発明サンプル１で使用されるようなシールアセンブリの実施形態の縦断面図である。
【００６５】
【図１８】図１８は、実施例２における発明サンプル２で使用されるようなシールアセンブリの実施形態の縦断面図である。
【００６６】
【図１９】図１９は、実施例２における発明サンプル３で使用されるようなシールアセンブリの実施形態の縦断面図である。
【００６７】
【図２０】図２０は、実施例５における比較サンプル３で使用されるようなシールの縦断面図である。
【００６８】
【図２１】図２１は、実施例５における発明サンプル７で使用されるようなシールアセンブリの縦断面図である。
【００６９】
【図２２】図２２は、実施例２における発明サンプル５および６で使用されるようなシールアセンブリの実施形態の縦断面図である。
【００７０】
【図２３】図２３は、本明細書の実施例６のサンプル１０で使用されるアセンブリの縦断面図である。
【００７１】
【図２４】図２４は、本明細書の実施例６のサンプル１２で使用されるアセンブリの縦断面図である。
【００７２】
【図２５】図２５は、本明細書の実施例６のサンプル１３で使用されるアセンブリの縦断面図である。
【００７３】
【図２６】図２６は、本明細書の実施例６のサンプル１４〜１９で使用されるアセンブリの縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００７４】
本発明は、シールアセンブリに関する。シールアセンブリは、特に、航空機の発火区域内の油圧アクチュエータ等の発火区域内の油圧構成要素で有用である。本発明のシールアセンブリは、逆推力装置作動システム（ＴＲＡＳ）、燃料または流体ラインおよび結合部、および航空機エンジン内の他の燃料取扱構成要素等の発火区域内の種々の他の構成要素で使用されてもよい。「発火区域」は、火災検出および／または消火機器および高度な固有耐火性を要求するように製造業者によって指定される、航空機の面積である。航空機内の発火区域は、限定ではないが、とりわけ、エンジン、補助電源ユニット（ＡＰＵ）、貨物および手荷物コンパートメント、トイレ、電子ベイ、車輪格納部、および抽気ダクトを含む。シールアセンブリの使用は、主に、航空機内の発火区域に関連して説明されるが、本発明のシールアセンブリはまた、耐火性が所望される他の環境内で使用するためにも適し得る。さらに、シールアセンブリは、ユニットが動作不可能にされることに先立った単一の事象として、シールアセンブリが配設されるユニットが、８００°Ｆ以上の等の高温を受ける用途で使用されてもよい。
【００７５】
配設されたとき、本発明のシールアセンブリは、動作条件の間に油圧構成要素からの油圧流体の漏出を防止するように、かつ火災条件の間にある時間周期にわたってシールを維持するように構成される。従来技術で識別される欠点に対処するために、本発明のシールアセンブリは、ある範囲の温度および条件を通して、一貫した確実なシールを提供するように構成される。さらに、本発明のシールアセンブリは、外部遮蔽または全ての金属シールを使用することなく、耐火性、好ましい実施形態では、不燃性を提供し、これは、シールアセンブリの生産のコストが、油圧構成要素のための防火を提供するための従来の解決策に対して削減される、または最小限にされることを可能にする。本発明のシールアセンブリはまた、従来の防火シールに対して改良された耐火性を提供し、好ましくは、不燃性でもある。本明細書で使用されるような用語「耐火」または「耐火性」および「不燃性」は、上記に記載されるように、かつ上記に議論されるＲＴＣＡ／ＤＯ−１６０ＧおよびＩＳＯ  ２６８５等の適用可能な業界標準およびＦＡＡ規制で定義されるように、定義されるものとする。
【００７６】
本明細書で使用されるように、「内側」および「外側」、「上側」および「下側」、「上部」および「底部」、「左」および「右」、「内向きに」および「外向きに」、および類似趣旨の言葉等の言葉は、付随する図を参照して、図に示されるようなシーリングアセンブリの配向に関して、本発明の好ましい実施形態の理解を支援することを意図しており、本発明の範囲に限定的であること、または本発明の範囲を図に示される好ましい実施形態に限定することを意図していない。本明細書の実施形態はそれぞれ、同様の参照番号を使用し、特定の特徴のための代替構成を反対に説明する言語がない場合、当業者が、本開示およびそれに添付された図面に基づいて、１つのそのような特徴の説明が、別様に規定されない限り、本明細書の別の実施形態における類似特徴に適用可能であることを理解するであろうように、本明細書に説明されるような、かつ図面に示されるような本発明の類似特徴を指す。
【００７７】
さらに、本明細書で使用されるように、用語「ａ」および「少なくとも１つの」は、具体的な数を示す用語等の反対の言語がない場合、「１つ以上の」を意味することができる。
【００７８】
ここで図１−７Ｂを参照すると、概して、本明細書ではアセンブリ１００と称される、本発明による、耐火シールアセンブリの実施形態の図が示されている。軸Ｚ−Ｚ’が、図１に示されるように、耐火シールアセンブリ１００の中心を通して縦方向に延在する軸として画定される。第２の軸Ｘ−Ｘ’が、耐火シールアセンブリ１００の中心から半径方向に、かつＺ−Ｚ’軸と垂直に延在する軸として画定される。耐火シールアセンブリ１００の縦断面が、Ｘ−Ｘ’およびＺ−Ｚ’軸によって形成される平面（Ｘ−Ｚ）によって耐火シールアセンブリ１００を通して得られる断面として画定される。横断面は、平面Ｘ−Ｚに直交するＸ−Ｘ’軸を含む、平面を通して得られる断面である。
【００７９】
ここで図２を参照すると、耐火シールアセンブリ１００は、第１のシール１０１と、第１の押出防止シール１１０と、少なくとも１つの第２の押出防止シール１２０と、少なくとも１つのバッカリング１３０とを含む。図示される実施形態では、１つだけの第２の押出防止シール１２０が示され（しかしながら、２つ以上のものが、本発明の範囲内に該当する）、２つだけのバッカリング１３０、１４０が、示される（但し、より多いまたは少ないものが組み込まれ得る）。シール１１０、１２０、１３０、１４０は、好ましくは、示されるようなシールアセンブリ１００が、構成において一方向であるように、第１のシール１０１の大気圧または低圧側でＺ−方向にスタックされた構成で配列される。
【００８０】
各シール１１０、１２０、１３０、１４０は、独立して、固体シールまたは分割シールであってもよい。「固体シール」は、裂け目、切り込み、分割、または同等物を伴わない、単一の連続環状本体として画定される。固体シールは、概して、シールが配設されるものであるグランドが、単一のハードウェアから成り、「閉鎖」されるときに、使用に適していない。２つ以上の構成要素から形成されるグランドを有する、ハードウェアでは、固体シールが、使用されてもよい。「分割シール」は、１つ以上の切り込みを有するシールとして画定され、第１の端部および第２の端部を有する、単一の連続本体として画定され、第１の端部および第２の端部は、環状シールを形成するように、対向係合で設置されることができる。図示される実施形態では、押出防止シール１１０、１２０およびバッカリング１３０、１４０は、各シールの配設および交換を促進するように、分割シールとして示される。各分割シールは、切り込み１１１、１２１、１３１、１４１を含む。分割の実施例が、スカーフ切り込みとして図２に示されるが、切り込みのタイプは、変動し得る。切り込みは、Ｘ−Ｚ平面に沿って、またはいくつかある角度の中でも、Ｘ−Ｚ平面に対して３０度の角度等のＸ−Ｚ平面に対してある角度において、各シールを通して加えられてもよい。さらに、隣接するシール内の切り込みは、対向角度において形成されてもよく、例えば、第１の押出防止シールが、Ｘ−Ｚ平面に対して３０度の角度で形成されてもよい一方で、隣接する第２の押出防止シールは、Ｘ−Ｚ平面に対して１５０度の角度で形成される切り込みを有してもよい。これは、隣接するシール内の切り込みが、相互と重複または干渉することを防止することに役立つ。
【００８１】
組み込まれた場合、シールアセンブリ１００内の隣接するシール内の切り込みは、好ましくは、約９０度だけ、より好ましくは、約１８０度だけ、シールの円周の周囲で相互から円周方向にオフセットされる。このように、隣接するシール内の切り込みは、相互から変位される。シールの切り込みは、シールアセンブリ１００を通した流体の漏出のための潜在的通路を提供し、連続または隣接するシール内の切り込みをオフセットすることによって、シールアセンブリ１００を通した漏出の伝搬が、阻止される。
【００８２】
ここで図３および４を参照すると、図１のシールアセンブリ内のシールの縦断面の斜視図が示されている。示されるような第１のシール１０１は、好ましくは、構成が環状であり、その縦方向断面１０２で略円形である。第１のシール１０１は、Ｏリングであってもよい。いくつかの実施形態では、第１のシール１０１は、斜切端部分を伴う、八角形、七角形、六角形、楕円形、卵形、または切頂Ｖ字形である、縦断面１０２を有してもよい。第１のシール１０１は、好ましくは、用途、動作温度、流体媒質適合性、動的対静的条件、および他の関連性があるシール使用因子に応じて選択され得る、いくつかある好適な材料の中でも、エチレンプロピレンジエン（ＥＰＤＭ）ゴムまたは他のエチレンプロピレン（ＥＰＭ）ゴム、ニトリルゴム、シリコーン、フルオロシリコーン、フルオロエラストマ、またはパーフルオロエラストマ等のエラストマ材料から形成される。好ましくは、エラストマ材料は、エチレンプロピレンゴム、ニトリルゴム、またはフルオロエラストマである。
【００８３】
第１のシール１０１のエラストマ材料は、シールを提供し、通常の動作温度および圧力において漏出を防止するように選択され、シールアセンブリ１００の耐火性質に有意に寄与しない。エラストマ材料は、当業者によって理解されるであろうように、期待動作温度、流体媒質適合性に基づいて、シールアセンブリが静的または動的条件で使用されるかどうかに応じて、選択される。例えば、流体媒質が、Ｓｋｙｄｒｏｌ（Ｒ）または他のリン酸エステルベースの流体である場合、エラストマ材料は、ＥＰＭゴムであってもよい。流体媒質が、ジェット燃料であるとき、エラストマ材料は、フルオロエラストマまたはパーフルオロエラストマであってもよい。
【００８４】
図４−６に示されるように、第１の押出防止シール１１０は、外面１１６と、第１のシール１０１を受容するための第１のシールに面した表面１１４とを有する。第１のシールに面した表面１１４は、第１のシールに面した表面１１４に沿って延在する溝１１８を画定する。溝１１８は、好ましくは、第１のシールに面した表面１１４の周囲に環状に延在する。いくつかの実施形態では、第１のシールに面した表面１１４は、縦断面図で略Ｖ字形であり、ある点において交差する、または円弧状屈曲部１８１によって接続される、第１の脚部１１４ａおよび第２の脚部１１４ｂを含む。第１のシール１０１は、第１のシール１０１が、第１のシールに面した表面１１４の少なくとも一部１９３に接触するように、第１のシールに面した表面１１４によって受容される。部分１９３に類似する接触部分もまた、好ましくは、シールの下側脚部１１４ｂ上で見出され、複数の接触部分が、シールの設計に応じて形成され得ることが、当業者によって理解されるであろう。第１のシール１０１の少なくとも一部は、溝１１８内に位置付けられ、第１のシール１０１は、（例えば、図７Ａに示されるように）シールアセンブリ１００が位置付けられるグランドとシールを形成するように構成される。第１のシール１０１が溝１１８内に位置付けられる程度および接触点は、本発明の範囲内の本明細書の実施形態の変形例において、第１のシール１０１および第１の押出防止シール１１０のために選定される具体的構成に応じて、若干変動され得る。
【００８５】
縦断面図では、第１の押出防止シール１１０の外面１１６は、切頂Ｖ字形部分１１３と、切端部分１１５ａ、１１５ｂとを有する。切頂Ｖ字形部分１１３は、切頂区画１１７によって分離される、第１の脚部１１６ａおよび第２の脚部１１６ｂを含む。斜切端部分１１５ａ、１１５ｂは、切頂Ｖ字形部分１１３から延在し、第１のシールに面した表面１１４に向かってテーパ状になる。斜切端部分１１５ａ、１１５ｂは、（例えば、図７Ａに示されるように）シールアセンブリ１００が位置付けられるグランドとのシール接触のために構成される。斜切端部分１１５ａ、１１５ｂはそれぞれ、グランドとのシール接触のための頂点１５１ａ、１５１ｂであって、半径方向への斜切端部分１１５ａ、１１５ｂ上の最外ピークまたは点である、頂点１５１ａ、１５１ｂを形成してもよい、またはシール接触が行われ得る限り、丸みを帯びた、またはより軟質の屈曲部であり得る。接触が、本明細書で使用されるシール設計に応じて、少なくとも頂点および／または斜面の一部においてグランドと行われてもよい。
【００８６】
第２の押出防止シール１２０も、実施形態１００に示される。しかしながら、下記にさらに議論されるように、本明細書のアセンブリに１つを上回る第２の押出防止シールを組み込むことが、本発明の範囲内に該当する。１つの第２の押出防止シールが図示される、図１−７Ａに示される例示的実施形態では、第２の押出防止シール１２０は、外面１２６と、第１の押出防止シール１１０を受容するための第２のシールに面した表面１２４とを有する。第２のシールに面した表面１２４は、第２のシールに面した表面１２４に沿って延在する溝１２８を画定する。溝１２８は、好ましくは、第２のシールに面した表面１２４の周囲に環状に延在する。いくつかの実施形態では、第２のシールに面した表面１２４は、縦断面図で略Ｖ字形である。第２のシールに面した表面１２４は、好ましくは、第１の脚部１２４ａと、第２の脚部１２４ｂとを含む。第２のシールに面した表面１２４の第１の脚部１２４ａおよび第２の脚部１２４ｂは、ある点において交差してもよい、または丸みを帯びた、または円弧状屈曲部１８２によって接続されてもよい。
【００８７】
第１の押出防止シール１１０の外面１１６は、第１の押出防止シール１１０の外面１１６の一部１９４が、第２の押出防止シール１２０の第２のシールに面した表面１２４に接触するように、少なくとも部分的に第２の押出防止シール１２０の溝１２８内に位置付けられる。上記のように、１つを上回る接触点または部分が、存在し得る。第１の押出防止シール１１０の外面１１６の第１の脚部１１６ａおよび第２の脚部１１６ｂは、それぞれ、第２の押出防止シール１２０の第２のシールに面した表面１２４の第１の脚部１２４ａおよび第２の脚部１２４ｂと対向係合するように構成されてもよい。第１の押出防止シール１１０が、少なくとも部分的に溝１２８内に位置付けられるとき、斜切端部分１１５ａ、１１５ｂは、第２の押出防止シール１２０の溝１２８から外向きに延在し、シールアセンブリ１００が位置付けられる、グランドの壁とのシール接触のために構成される。
【００８８】
縦断面図では、第２の押出防止シール１２０の外面１２６は、切頂Ｖ字形部分１２３を有し、また、斜切端部分１２５ａ、１２５ｂも有する。切頂Ｖ字形部分１２３は、切頂区画１２７によって分離される、第１の脚部１２６ａおよび第２の脚部１２６ｂを含む。斜切端部分１２５ａ、１２５ｂは、切頂Ｖ字形部分１２３から延在し、第２のシールに面した表面１２４に向かってテーパ状になる。斜切端部分１２５ａ、１２５ｂは、（例えば、図７Ａに示されるように）シールアセンブリ１００が位置付けられるグランドとのシール接触のために構成される。斜切端部分１２５ａ、１２５ｂはさらに、グランドとのシール接触のために構成される頂点１６１ａ、１６１ｂであって、半径方向への斜切端部分１２５ａ、１２５ｂ上の最外ピークまたは点である、頂点１６１ａ、１６１ｂを含んでもよい、またはシール接触が行われ得る限り、丸みを帯びた、またはより軟質の屈曲部であり得る。グランドとの接触が、シール構成に応じて、斜切端部分の頂点および／またはある部分において生じ得る。
【００８９】
第１の押出防止シール１１０は、好ましくは、第１のシール１０１のエラストマ材料の分解温度よりも高い分解温度を有する、第１のポリマー材料から形成される。「分解温度」は、シールが、もはやグランドとシールを形成することができなくなるように、シールが分解する、劣化する、または別様に最終的または不可逆的に破損する、温度として定義されることができる。このように、耐火シールアセンブリ１００が、高温または火災条件に暴露されるとき、第１の押出防止シール１１０は、第１のシール１０１が崩壊または別様に破損した後に、シールを形成することができる。同様に、第２の押出防止シール１２０は、好ましくは、第１の押出防止シール１１０が崩壊または別様に破損したときに、シールを提供するように、第１のポリマー材料の分解温度よりも高い分解温度を有する、第２のポリマー材料から形成される。
【００９０】
第１のポリマー材料は、熱可塑性ポリマー材料または熱硬化性ポリマー材料であってもよい。第１のポリマー材料は、好ましくは、いくつかある熱可塑性または熱硬化性ポリマー材料の中でも、個別に、またはともに、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリイミド（ＰＩ）、またはポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）、およびポリエーテルケトンエーテルケトンケトン（ＰＥＫＥＫＫ）等のポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）、および上記のポリマーのコポリマー、誘導体、および組み合わせの群から選択される。第１のポリマー材料は、充填材、補強材料、または充填材および補強材料の組み合わせを含んでもよい。好適な充填材は、いくつかある既知の充填材および補強材料の中でも、炭素またはガラス粒子または繊維を含む。充填材および／または補強材料の使用は、未使用または未充填熱可塑性または熱硬化性ポリマー材料に対して、より高い温度において改良された耐崩壊性を提供する。好ましい実施形態では、第１の押出防止シール１１０は、Ａｖａｌｏｎ（Ｒ）  ８９またはＡｒｌｏｎ（Ｒ）  １２６３から成る。
【００９１】
第２の押出防止シール１２０は、冗長シールを提供するように、第１の押出防止シール１１０と同一のポリマー材料から形成されてもよい。しかしながら、第２の押出防止シール１２０は、好ましくは、第１の押出防止シール１１０を形成するために使用される第１のポリマー材料よりも高い分解温度を有する、第２のポリマー材料から成る。第２のポリマー材料もまた、熱可塑性または熱硬化性ポリマー材料であってもよい。第１のポリマー材料の選択に応じて、第２のポリマー材料は、好ましくは、いくつかある熱可塑性または熱硬化性ポリマー材料の中でも、個別に、またはともに、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリイミド（ＰＩ）、またはポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）、ポリエーテルケトンエーテルケトンケトン（ＰＥＫＥＫＫ）等のポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）、およびこれらのポリマーのコポリマー、誘導体、および組み合わせの群から選択される。第２のポリマー材料は、未使用または未充填熱可塑性または熱硬化性ポリマー材料に対して、より高い温度において改良された耐崩壊性を提供するように、炭素またはガラス粒子または繊維等を用いて、充填および／または補強されてもよい。好ましい実施形態では、第２の押出防止シール１２０は、Ａｒｌｏｎ（Ｒ）  １２６３またはＡｒｌｏｎ（Ｒ）  ３０００ＸＴ等の充填、補強、または強化ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）から成る。１つを上回る第２の押出防止シールが、使用される場合、そのような第２の押出防止シールはそれぞれ、好ましくは、上記の第２のポリマー材料のうちの１つである、同一または異なるポリマーから形成されてもよい。
【００９２】
シールアセンブリの一実施形態では、第１のポリマー材料は、未使用または充填ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）材料であり、第２のポリマー材料は、ポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）等の第１のポリマー材料よりも高い分解温度または高い弾性率を有する、ポリマー材料であり、より好ましくは、充填、補強、または強化ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）である。
【００９３】
耐火シールアセンブリ１００はさらに、少なくとも１つのバッカリング１３０を含む。好ましい実施形態では、２つのバッカリング１３０および１４０が、例えば、図５に示されるように、使用される。２つのバッカリング１３０、１４０の使用は、シールアセンブリ１００を生産するコストを最小限にしながら、良好な耐高温性および耐火性を提供する。２つのバッカリングは、全体的である、または分割され得る。２つのバッカリング１３０、１４０が、分割される場合、２つのバッカリング１３０、１４０は、第１のバッカリング１３０内の切り込みが、バッカリング１３０、１４０を通した漏出を阻止するために、隣接する第２のバッカリング１４０内の切り込みから円周方向にオフセットされるように、配列されてもよい。しかしながら、代替実施形態では、耐火シールアセンブリ１００は、単一のバッカリング１３０を含んでもよい、または３つ以上のバッカリング１３０を有してもよい。単一のバッカリングが、使用される場合、これは、好ましくは、分割されないが、分割された単一のバッカリングは、本発明の範囲内に該当する。バッカリング１３０、１４０は、シールアセンブリ１００が高温および／または火災条件に暴露されるときに、第１および第２の押出防止シール１１０、１２０が、耐火シールアセンブリ１００が配設されるグランドから外に押出すことを防止することに役立つ。さらに、バッカリング１３０、１４０は、高温においてシールを提供する。
【００９４】
各バッカリング１３０、１４０（および任意の付加的バッカリング）は、第２の押出防止シール１２０（または別のバッカリング）を受容するための第３のシールに面した表面１３４、１４４と、外面１３６、１４６とを有する。第３のシールに面した表面１３４、１４４は、第３のシールに面した表面１３４、１４４に沿って延在する溝１３８、１４８を画定する。好ましくは、溝１３８、１４８は、第３のシールに面した表面１３４、１４４の周囲に環状に延在する。第３のシールに面した表面１３４、１４４は、第３のシールに面した表面が、切頂区画１３３、１４３によって分離される、第１の脚部１３４ａ、１４４ａおよび第２の脚部１３４ｂ、１４４ｂを有するように、縦断面図で切頂Ｖ字形を有してもよい。バッカリング１３０、１４０の外面１３６、１４６もまた、縦断面で視認されたときに、切頂Ｖ字形を有する。外面１３６、１４６の切頂Ｖ字形は、切頂区画１３７、１４７によって分離される、第１の脚部１３６ａ、１４６ａおよび第２の脚部１３６ｂ、１４６ｂを含む。第２の押出防止シール１２０の外面１２６は、外面１２６の少なくとも一部１９５が、バッカリング１３０の第３のシールに面した表面１３４に接触するように、少なくとも部分的に第１の（または唯一の）バッカリング１３０の溝１３８内に位置付けられる。第２の押出防止シール１２０の第１の脚部１２６ａは、第３のシールに面した表面１３４の第１の脚部１３４ａと対向係合してもよく、第２の脚部１２６ｂは、同様に、第３のシールに面した表面の第２の脚部１３４ｂと対向係合してもよい。第２の押出防止シール１２０が、少なくとも部分的にバッカリング１３０の溝１３８内に位置付けられるとき、斜切端部分１２５ａ、１２５ｂは、溝１３８から外向きに延在し、（例えば、図７Ａに示されるように）グランドの対向する壁に接触し、シールを形成するように構成される。
【００９５】
図５に示されるように、各バッカリング１３０、１４０は、実質的に一様な厚さを有してもよく、バッカリング１４０の厚さ（ｗｏ）は、バッカリング１４０を通してシールに面した表面１４４と垂直な線（ａ）に沿って、第３のシールに面した表面１４４上の点１９１からバッカリング１４０の外面１４６上の点１９２まで測定される。シールアセンブリのいくつかの実施形態では、各バッカリング１３０、１４０は、約０．００５インチ〜約０．０１５インチ厚を有する。しかしながら、バッカリング１３０、１４０は、シールアセンブリの全体的寸法、シールアセンブリの意図された用途、および耐火性の所望のレベルに応じて、任意の厚さを有するように選択されることができる。
【００９６】
複数のバッカリング１３０、１４０を有する実施形態では、各バッカリング１３０、１４０は、好ましくは、同一形状と、同一または類似寸法とを有する。複数のバッカリング１３０、１４０が、図５に示されるように使用されるとき、バッカリング１３０、１４０は、第１のバッカリング１３０が、第２のバッカリング１４０の溝１４８内に位置付けられるように、スタックされた構成で配列されてもよい。このように、第１のバッカリング１３０の外面１３６は、間隙または空洞が、連続バッカリング１３０、１４０の間に殆どまたは全く画定されないように、第２のバッカリング１４０の第３のシールに面した表面１４４と対向係合する。
【００９７】
本発明の耐火シールアセンブリの各バッカリング１３０は、好ましくは、それぞれ、第１および第２の押出防止シール１１０、１２０を形成するために使用される第１または第２のポリマー材料のいずれかを上回る剛性を有する、剛性材料を含む。このように、バッカリング１３０は、第１および第２の押出防止シール１１０、１２０を支持することができる。材料の「剛性」は、ショア硬度等の材料の硬度に基づいてもよい、および／または弾性率に基づいてもよい。バッカリング１３０、１４０は、好ましくは、アルミニウム−ニッケル−青銅合金、Ｃ２６０真鍮、または他の好適な材料等の金属または金属合金から成る。複数のバッカリングを有する実施形態では、各バッカリングは、異なる材料から成ってもよい。例えば、第１のバッカリングが、アルミニウム−ニッケル−青銅合金から成ってもよい一方で、第２のバッカリングは、Ｃ２６０真鍮から成ってもよい。バッカリングは、選択される材料およびバッカリングの所望の寸法に応じて、スタンピング、機械加工、または他の形成方法によって形成されてもよい。
【００９８】
バッカリングはまた、所望のシール設計、および本発明の範囲内で選定される材料に応じて、急な屈曲部を有する切頂面積内に屈曲部を有してもよい、またはバッカリングの内部および外部に面した表面のいずれか一方または両方の上の屈曲部に丸みを帯びた、または軟化した縁角を有してもよい。
【００９９】
ここで図６を参照すると、図１の耐火シールアセンブリの分解縦断面図が示されている。耐火シールアセンブリ１００の第１の押出防止シール１１０は、第１のシールに面した表面１１４によって画定される溝１１８を有する。好ましくは、約６０〜約１２０度、より好ましくは、約８０〜約１００度である、角度（θ１）が、交差点１７１を参照して、第１の押出防止シール１１０の第１のシールに面した表面１１４の第１の脚部１１４ａと第２の脚部１１４ｂとの間で測定されることができる。同様に、交差点１７２を参照して、第１の押出防止シール１１０の外面１１６の第１および第２の脚部１１６ａ、１１６ｂの間で測定される角度（θ２）は、好ましくは、約６０〜約１２０度、より好ましくは、約８０〜約１００度である。第１の押出防止シール１１０では、θ１およびθ２は、同一である、または異なり得る。
【０１００】
第２の押出防止シール１２０に関して、好ましくは、約６０〜約１２０度、より好ましくは、約８０〜約１００度である、角度（θ３）が、交差点１７３を参照して、第２のシールに面した表面１２４の第１の脚部１２４ａと第２の脚部１２４ｂとの間で測定されることができる。第１の押出防止シール１１０の角度θ２は、第２の押出防止シール１２０の第２のシールに面した表面１２４によって形成されるθ３と同一である、または異なり得る。θ２が、θ３に等しいとき、第１の押出防止シール１１０の外面１１６の第１の脚部および第２の脚部１１６ａ、１１６ｂは、それぞれ、第２のシールに面した表面１２４の第１の脚部および第２の脚部１２４ａ、１２４ｂと対向係合する。θ２が、θ３に等しくないとき、より大きい空洞１２９が、（図５に最良に示されるように）形成され、高温または火災条件へのシールアセンブリの暴露に応じて、第１の押出防止シール１１０の変形のための付加的空間を提供する。
【０１０１】
交差点１７４を参照して、第２の押出防止シール１２０の外面１２６の第１の脚部１２６ａと第２の脚部１２６ｂとの間で測定される角度（θ４）は、約６０〜約１２０度、より好ましくは、約８０〜約１００度であってもよい。第２の押出防止シール１２０では、θ３およびθ４は、同一である、または異なり得る。
【０１０２】
各バッカリング１３０は、交差点１７５を参照して、第３のシールに面した表面１３４の対向する脚部１３４ａ、１３４ｂの間で測定される、角度（θ５）を含む。角度θ５は、好ましくは、約６０〜約１２０度、より好ましくは、約８０〜約１００度である。第２の押出防止シール１２０の角度θ４は、好ましくは、第２の押出防止シール１２０の外面１２６の一部が、バッカリング１３０のシールに面した表面１３４に接触するように、θ５と同一である、または類似する。θ４が、θ５と同一であるとき、第２の押出防止シール１２０の外面１２６の第１の脚部１２６ａおよび第２の脚部１２６ｂは、それぞれ、バッカリング１３０の第３のシールに面した表面１３４の第１の脚部１３４ａおよび第２の脚部１３４ｂと対向係合である。空洞１３９が、第２の押出防止シール１２０がバッカリング１３０の溝を完全に充填しないときに、外面１２６と第３のシールに面した表面１３４との間に形成されてもよい。
【０１０３】
さらに、各バッカリング１３０は、好ましくは、約６０〜約１２０度、より好ましくは、約８０〜約１００度である、交差点１７６を参照して外面１３６の第１の脚部１３６ａと第２の脚部１３６ｂとの間で測定される角度（θ６）を有する。好ましくは、θ５は、複数のバッカリングが、対向係合して相互の上にスタックされ得、最小限の間隙または空洞がその間に形成される、または全く形成されないように、θ６と同一である。剛性材料から成るバッカリング１３０、１４０が、高温に暴露されたときに有意に変形しないため、隣接するバッカリング１３０、１４０の間に空洞が要求されない。
【０１０４】
図１のシールアセンブリの各構成要素が、図６Ａ−６Ｎにさらに詳細に示される。
シールアセンブリ１００は、図に示される正確な寸法および／または割合に限定されず、図は、本発明の実施形態に従って構築されるシールの実施例として提供されるにすぎない。
【０１０５】
ここで図７Ａ−７Ｂを参照すると、それぞれ、動作に先立った、または動作時の、グランド内に配設された際の図１の耐火シールアセンブリの縦断面図が示されている。図示される実施形態では、耐火シールアセンブリ１００は、第１のシール１０１と、第１の押出防止シール１１０と、第２の押出防止シール１２０と、一対のバッカリング１３０、１４０とを含む。配設の間に、本発明の耐火シールアセンブリ１００が、流体取扱構成要素等の他のタイプの装置の中でも油圧アクチュエータ等の油圧構成要素８００内のグランド８０１内に設置され、グランド８０１は、同心円状に配列された表面８０６、８０８の間に形成される。耐火シールアセンブリ１００は、耐火シールアセンブリ１００の第１のシール１０１が、油圧構成要素８００の高圧側８０２に位置付けられ、押出防止シールおよびバッカリングのスタックが、油圧構成要素８００の大気／低圧側８０４に一方向構成で配列されるように、配設される。油圧構成要素８００のグランド８０１内に配設されたとき、耐火シールアセンブリ１００は、油圧構成要素８００からの油圧流体がそこから漏出することを防止するため、さらに、火災条件下である時間周期にわたってそのようなシールを維持するために、シールを形成するように構成される。シールアセンブリ１００は、シールアセンブリ１００が配設されるグランドの半径方向高さ（ｈｇ）と少なくとも同一であり、好ましくは、それを若干上回る、半径方向に測定される高さ（ｈ１）を有する。このように、シールアセンブリ１００は、グランド内でわずかな半径方向圧縮を受ける。
【０１０６】
いったんシールアセンブリ１００が、図７Ａに示されるように配設されるとき、第１のシール１０１は、対向する同心円状に配列された表面８０６、８０８に接触し、シールを提供する。第１のシール１０１は、第１のシール１０１の一部１９３が、第１の押出防止シール１１０の溝内に位置付けられ、第１のシールに面した表面１１４に接触するように、第１の押出防止シール１１０内に部分的に着座される。第１のシール１０１は、空洞１１９がその間に形成されるように、第１の押出防止シール１１０の溝１１８を完全には充填しない。
【０１０７】
斜切端部分１１５ａ、１１５ｂ、特に、第１の押出防止シール１１０の頂点１５１ａ、１５１ｂは、グランド８０１の対向する同心円状に配列された表面８０６、８０８と接触している。第１の押出防止シール１１０は、第１の押出防止シール１１０の外面１１６の一部１９４が、第２のシールに面した表面１２４と接触するように、第２の押出防止シール１２０の溝内に少なくとも部分的に着座される。第１の押出防止シール１１０は、空洞１２９がその間に形成されるように、第２の押出防止シール１２０の溝を完全には充填しない。
【０１０８】
斜切端部分１２５ａ、１２５ｂ、特に、第２の押出防止シール１２０の頂点１６１ａ、１６１ｂもまた、グランド８０１の同心円状に配列された表面８０６、８０８と接触している。第２の押出防止シール１２０は、第２の押出防止シール１２０の外面１２６の一部１９５が、バッカリング１３０の第３のシールに面した表面１３４に接触するように、第１のバッカリング１３０内に少なくとも部分的に着座される。２つのバッカリング１３０、１４０は、グランド８０１の同心円状に配列された表面８０６、８０８とシール係合している。さらに、２つのバッカリング１４０のうちの第２のものは、グランド８０１の大気圧側８０４に当接するように位置付けられる。
【０１０９】
図７Ｂに示されるような油圧構成要素８００の動作の間に、第１のシール１０１は、溝の中にさらに押進される。温度が上昇するにつれて、第１のシール１０１はまた、変形し得、第１のシール１０１の変形された部分１０１ａは、空洞１１９を充填または部分的に充填し得る。第１のシール１０１が空洞１１９の中に押進されるにつれて、第１の押出防止シール１１０は、斜切端部分１１５ａ、１１５ｂが、さらなる程度まで、グランド８０１の同心円状に配列された表面８０６、８０８と接触するように、グランド８０１をシールするように半径方向に拡張する。同様に、圧力は、さらに第２の押出防止シール１２０の溝の中に第１の押出防止シール１１０を押進し、その斜切端部分１２５ａ、１２５ｂが、さらなる程度にグランド８０１の対向する同心円状に配列された表面８０６、８０８に接触し、グランド８０１をシールするように、第２の押出防止シール１２０を半径方向に拡張させてもよい。剛性材料から成る１つまたは複数のバッカリング１３０、１４０は、圧力下および高温において有意に偏移または変形しない。第１のシール１０１および／または押出防止シール１１０、１２０が、熱および圧力下で変形するにつれて、バッカリング１３０、１４０は、シールを維持し、押出防止シール１１０、１２０がグランド８０１から外に押出すことを防止することに役立つ。
【０１１０】
ここで図８を参照すると、耐火シールアセンブリの双方向実施形態６００が示されている。双方向耐火シールアセンブリ６００は、図１−７Ｂの実施形態と同一の様式で構築され、第１のシール６０１の対向側の図１−７Ｂのシールスタックと同じシールスタックのその包含のみが異なる。したがって、第１のシール６０１の第１の側面は、第１の押出防止シール６１０ａと、第２の押出防止シール６２０ａと、図示される実施形態では、第１のバッカリング６３０ａと、第２のバッカリング６４０ａとを含む。第１のシール６０１の対向側は、第１の押出防止シール６１０ｂと、第２の押出防止シール６２０ｂ、図示される実施形態では、第１のバッカリング６３０ｂと、第２のバッカリング６４０ｂとを含む。押出防止シールおよびバッカリングは、上記に議論されるものと同一の様式で、かつ同一の材料から構築されてもよい。双方向耐火シールアセンブリ６００は、動的シール用途で使用するために適しており、特に、ピストンシールとして使用するために適している。
【０１１１】
ここで図９を参照すると、本発明の耐火シールアセンブリの代替実施形態が示されている。図示される実施形態では、耐火シールアセンブリ２００は、図１−７Ｂで上記に説明される耐火シールアセンブリ１００と実質的に同一であるが、バッカリング１３０、１４０に関して上記に説明される構造の代替構造を有する、単一のみのバッカリング２３０を含む。したがって、シールアセンブリ２００は、第１のシール２０１と、第１の押出防止シール２１０と、第２の押出防止シール２２０（但し、２つ以上のそのような第２の押出防止シールが、所望され得る場合、使用されてもよい）と、単一のバッカリング２３０とを含む。バッカリング２３０は、第２の押出防止シール２２０を受容するためのシールに面した表面２３４と、外面２３６とを含む。シールに面した表面２３４は、シールに面した表面２３４に沿って延在する溝を画定する。好ましくは、溝は、シールに面した表面２３４の周囲で環状に延在する。シールに面した表面２３４は、縦断面図で略Ｖ字形であり得る。
【０１１２】
縦断面図では、バッカリング２３０の外面２３６は、第１および／または第２の押出防止シール２１０、２２０の外面と同様に成形されるように、切頂Ｖ字形部分および斜切端部分（図示せず）を有してもよい。代替として、バッカリング２３０の外面２３６は、図９に示されるように、シールアセンブリ２００が位置付けられる長方形グランド８０１を充填するように、略正方形または長方形を有してもよい。
【０１１３】
アセンブリ２００内のバッカリング２３０は、好ましくは、熱可塑性または熱硬化性ポリマー材料である第３のポリマー材料から成る。好ましくは、第３のポリマー材料は、第１のシール２０１および第１の押出防止シール２１０の両方よりも高い分解温度を有する。第３のポリマー材料は、示される第２の押出防止シール２２０と同一の分解温度を有してもよく、好ましくは、第２の押出防止シール２２０よりも高い分解温度を有する。好ましい実施形態では、第３のポリマー材料は、Ａｒｌｏｎ（Ｒ）  ３０００ＸＴ等の充填、補強、および／または強化ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）である。
【０１１４】
ここで図１０および１１を参照すると、本発明の耐火シールアセンブリの別の代替実施形態が示されている。本発明はさらに、固体の第１のシール３０１と、固体押出防止シール３１０とを有する、耐火シールアセンブリ３００に関する。したがって、第１のシール３０１も固体押出防止シール３１０も、スカーフ切り込みまたは同等物等の切り込みを含まない。分割または切り込みは、多くの場合、構成要素上のシールまたはシールアセンブリの配設を促進し、また、損傷または磨耗したシールの簡略化された交換も可能にするために使用される。しかしながら、分割または切り込みは、流体がシールを通して漏出するための通路としての役割を果たし得る。そのような分割または切り込みを伴わない固体押出防止シールの使用は、本潜在的漏出経路を排除し、火災条件下で向上したシール性能を提供する。
【０１１５】
図示される実施形態では、第１のシール３０１は、円形縦断面３０２を有する。
しかしながら、代替実施形態では、第１のシール３０１は、いくつかある断面形状の中でも、八角形、七角形、六角形、楕円形、卵、または斜切端部分を伴う切頂Ｖ字形等の他の縦断面形状を有してもよい。第１のシール３０１は、好ましくは、いくつかある好適な材料の中でも、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）または他のエチレンプロピレン（ＥＰＭ）ゴム、ニトリルゴム、シリコーン、フルオロシリコーン、フルオロエラストマ、またはパーフルオロエラストマ等のエラストマ材料から成る。
【０１１６】
固体押出防止シール３１０は、第１のシール３０１を受容するためのシールに面した表面３１４と、外面３１６とを有する。所望される場合、第２のそのような固体押出防止シールが、使用されてもよいが、示される好ましいアセンブリでは、１つだけが採用される。シールに面した表面３１４は、シールに面した表面３１４に沿って延在する溝３１８を画定する。好ましくは、溝３１８は、シールに面した表面３１４の周囲で環状に延在する。シールに面した表面３１４は、縦断面図で略Ｖ字形である。さらに、縦断面図では、外面３１６は、グランドとのシール接触のために構成される、斜切端部分３１５ａ、３１５ｂを伴う切頂Ｖ字形部分３１３を有する。斜切端部分はそれぞれ、頂点３５１ａ、３５１ｂであって、半径方向への斜切端部分３１５ａ、３１５ｂ上の最外ピークまたは点である、頂点３５１ａ、３５１ｂを含む、またはシール接触が行われ得る限り、丸みを帯びた、またはより軟質の屈曲部であり得る。切頂Ｖ字形部分３１３は、切頂区画３１７によって分離される、第１の脚部３１６ａおよび第２の脚部３１６ｂを含む。斜切端部分３１５ａ、３１５ｂは、切頂Ｖ字形部分３１３から延在し、シールに面した表面３１４に向かってテーパ状になる。
【０１１７】
第１のシール３０１は、少なくとも部分的に固体押出防止シール３１０の溝３１８内に位置付けられる。第１のシール３０１の少なくとも一部３８１は、シールに面した表面３１４と接触している。第１のシール３０１は、固体押出防止シール３１０の溝３１８を完全には充填せず、空洞３１９が、固体押出防止シール３１０と第１のシール３０１との間に形成される。
【０１１８】
固体押出防止シール３１０は、好ましくは、いくつかある好適な熱可塑性または熱硬化性ポリマー材料の中でも、個別に、またはともに、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリイミド（ＰＩ）、またはポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）、またはポリエーテルケトンエーテルケトンケトン（ＰＥＫＥＫＫ）等のポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）、およびこれらのポリマーのコポリマー、誘導体、および組み合わせ等の熱可塑性または熱硬化性ポリマー材料から成る。ポリマー材料は、炭素またはガラス粒子または繊維等で充填または補強されてもよい。好ましい実施形態では、ポリマー材料は、充填または補強ＰＥＥＫ等の高弾性率ポリマー材料である。好ましい実施形態では、ポリマー材料は、Ａｒｌｏｎ（Ｒ）  ３０００ＸＴである。
【０１１９】
本発明による、シールアセンブリのさらなる実施形態が、１つを上回る第２の押出防止シールを有して、図１１Ａに示される。概して、アセンブリ４００と示される、本実施形態では、第１のシール４０１（上記の実施形態に記述される第１のシールのうちのいずれかと同一であり得るが、好ましくは、実施形態１００のものに類似する）の隣に、３つの押出防止シール、すなわち、第１の押出防止シール４１０、および２つの第２の押出防止シール４２０および４９６が存在する。図１１Ａに示されるように、第１の押出防止シール４１０および第２の押出防止シールのそれぞれの一般的な構成は、実施形態１００の第１の押出防止シール１０１および第２の押出防止シール１２０に類似する。しかしながら、他の構成も、本開示内の情報に基づいて、本実施形態に組み込まれてもよい。バッカリングは、実施形態１００のものよりも若干厚く、単一のバッカリングとして形成されるが、複数のバッカリングが、使用されてもよい。示されるように、バッカリングは、より厚く、斜切であり、上記のポリマー材料のうちのいずれかから形成されてもよいか、または金属バッカリングであってもよいかのいずれかである。好ましくは、示される実施形態におけるバッカリング４３０は、実施形態１００および２００に関する上記の第２のポリマーまたは第３のポリマー材料のうちの１つから形成される。
【０１２０】
図１１Ａでは、他の実施形態と同様に、同様の参照番号が、類似する、または類似部品を示す。
【０１２１】
示されるような第１のシール４０１は、好ましくは、示されるような構成では環状であり、断面構成が、所望される場合、変動され得る、上記に説明される実施形態のシールに類似する。第１のシール４０１は、好ましくは、以前の実施形態に記述されるような材料と一致する、上記に説明されるようなエラストマ材料から形成され、分割される、または固体であり得る。
【０１２２】
第１のシール４０１のエラストマ材料は、シールを提供し、通常の動作温度および圧力において漏出を防止するように選択され、実施形態１００のように、シールアセンブリ４００の耐火性質に有意に寄与することを意図していない。
【０１２３】
図１１Ａに示されるように、第１の押出防止シール４１０は、外面４１６と、第１のシール４０１を受容するための第１のシールに面した表面４１４とを有する。第１のシールに面した表面４１４は、第１のシールに面した表面４１４に沿って延在する溝４１８を画定する。溝４１８は、好ましくは、第１のシールに面した表面４１４の周囲で環状に延在する。いくつかの実施形態では、第１のシールに面した表面４１４は、縦断面図で略Ｖ字形であり、ある点において交差する、または円弧状屈曲部４８１によって接続される、第１の脚部４１４ａおよび第２の脚部４１４ｂを含む。第１のシール４０１は、第１のシール４０１が、第１のシールに面した表面４１４の少なくとも一部４９３に接触するように、第１のシールに面した表面４１４によって受容される。部分４９３に類似する接触部分もまた、好ましくは、シールの下側脚部４１４ｂ上で見出され、複数の接触部分が、シールの設計に応じて形成され得ることが、当業者によって理解されるであろう。第１のシール４０１の少なくとも一部は、溝４１８内に位置付けられ、第１のシール４０１は、実施形態１００に関して実証されるように、シールアセンブリ４００が位置付けられるグランドとシールを形成するように構成される。第１のシール４０１が溝４１８内に位置付けられる程度および接触点は、本発明の範囲内の本明細書の実施形態の変形例において、第１のシール４０１および第１の押出防止シール４１０のために選定される具体的構成に応じて、若干変動され得る。
【０１２４】
図１１Ａの縦断面図では、第１の押出防止シール４１０の外面４１６は、切頂Ｖ字形部分４１３と、斜切端部分４１５ａ、４１５ｂとを有する。切頂Ｖ字形部分４１３は、切頂区画４１７によって分離される、第１の脚部および第２の脚部４１６ａおよび４１６ｂを含む。斜切端部分４１５ａ、４１５ｂは、切頂Ｖ字形部分４１３から延在し、第１のシールに面した表面４１４に向かってテーパ状になる。斜切端部分４１５ａ、４１５ｂは、シールアセンブリ１００が位置付けられるグランドとのシール接触のために構成される。斜切端部分４１５ａ、４１５ｂはそれぞれ、グランドとのシール接触のための頂点４５１ａ、４５１ｂであって、半径方向への斜切端部分４１５ａ、４１５ｂ上の最外ピークまたは点である、頂点４５１ａ、４５１ｂを形成してもよい、または本明細書の実施形態１００と一致し、それと同様に、シール接触が行われ得る限り、丸みを帯びた、またはより軟質の屈曲部であり得る。接触が、本明細書で使用されるシール設計に応じて、少なくとも頂点および／または斜面の一部においてグランドと行われてもよい。
【０１２５】
２つの第２の押出防止シールのうちの第１のもの、すなわち、第２の押出防止シール４２０も、実施形態４００に示される。第２の押出防止シール４２０は、外面４２６と、第１の押出防止シール４１０を受容するための第２のシールに面した表面４２４とを有する。第２のシールに面した表面４２４は、第２のシールに面した表面４２４に沿って延在する溝４２８を画定する。溝４２８は、好ましくは、第２のシールに面した表面４２４の周囲で環状に延在する。いくつかの実施形態では、第２のシールに面した表面４２４は、縦断面図で略Ｖ字形である。第２のシールに面した表面４２４は、好ましくは、ある点において交差し得る、または丸みを帯びた、または円弧状屈曲部４８２によって接続され得る、第１の脚部４２４ａおよび第２の脚部４２４ｂを含む。
【０１２６】
第１の押出防止シール４１０の外面４１６は、第１の押出防止シール４１０の外面４１６の一部４９４が、第２の押出防止シール４２０の第２のシールに面した表面４２４に接触するように、少なくとも部分的に第２の押出防止シール４２０の溝４２８内に位置付けられる。上記のように、１つを上回る接触点または部分が、存在し得る。第１の押出防止シール４１０の外面４１６の第１の脚部４１６ａおよび第２の脚部４１６ｂは、それぞれ、第２の押出防止シール４２０の第２のシールに面した表面４２４の第１の脚部４２４ａおよび第２の脚部４２４ｂと対向係合するように構成されてもよい。第１の押出防止シール４１０が、少なくとも部分的に溝４２８内に位置付けられるとき、斜切端部分４１５ａ、４１５ｂは、第２の押出防止シール４２０の溝４２８から外向きに延在し、シールアセンブリ１００が位置付けられる、グランドの壁とのシール接触のために構成される。
【０１２７】
縦断面図では、第２の押出防止シール４２０の外面４２６は、切頂Ｖ字形部分４２３を有し、また、斜切端部分４２５ａ、４２５ｂも有する。切頂Ｖ字形部分４２３は、切頂区画４２７によって分離される、第１の脚部４２６ａおよび第２の脚部４２６ｂを含む。斜切端部分４２５ａ、４２５ｂは、切頂Ｖ字形部分４２３から延在し、第２のシールに面した表面４２４に向かってテーパ状になる。斜切端部分４２５ａ、４２５ｂは、シールアセンブリ４００が位置付けられるグランドとのシール接触のために構成される。斜切端部分４２５ａ、４２５ｂはさらに、グランドとのシール接触のために構成される頂点４６１ａ、４６１ｂであって、半径方向への斜切端部分４２５ａ、４２５ｂ上の最外ピークまたは点である、頂点４６１ａ、４６１ｂを含んでもよい、またはシール接触が行われ得る限り、丸みを帯びた、またはより軟質の屈曲部であり得る。グランドとの接触が、シール構成に応じて、斜切端部分の頂点および／またはある部分において生じ得る。
【０１２８】
第１の押出防止シール４１０は、好ましくは、実施形態１００におけるシール１０１に関して上記のものと同一の様式で、かつ同一の材料を使用して、第１のシール４０１のエラストマ材料の分解温度よりも高い分解温度を有する、第１のポリマー材料から形成される。
【０１２９】
第２の押出防止シール４２０は、冗長シールを提供するように、第１の押出防止シール４１０と同一のポリマー材料から形成されてもよい。しかしながら、第２の押出防止シール４２０は、好ましくは、実施形態１００における第１の押出防止シール１１０および第２の押出防止シール１２０と同一の様式で第１の押出防止シール４１０を形成するために使用される第１のポリマー材料よりも高い分解温度を有する、第２のポリマー材料から成る。
【０１３０】
示されるように、さらなる第２の押出防止シール４９６（第３の押出防止シールである）が、第２の押出防止シール４２０との直列組立において提供される。第３の押出防止シールが、示されるように、またはシール４２０の逆位置に位置し得ることを留意されたい。示されるようなシール４９６は、第２の押出防止シール４２０と同一の構成および形状であり、第２の押出防止シール４２０に対して噛合様式で位置する。２つの第２の押出防止シール４２０、４９６は、本発明の範囲内でも若干異なるように、または示されるような同一の構成であるように構成されてもよい。それらはまた、グランド内に設置されたときに、例えば、実施形態１００に関して図７Ａおよび７Ｂに示される様式でシールがグランドと生じる限り、対向係合する、または間隙を有し得るように、衝合してもよい。押出防止シール４９６の外面４８４は、押出防止シール４２０と同一の様式で、斜面４８３と、切頂部分４８５とを有する。シール４９６のシールに面した表面４８６は、最内の第２の押出防止シール４２０の外面４２６を受容する溝４８７を形成する。
【０１３１】
耐火シールアセンブリ４００はさらに、少なくとも１つのバッカリング４３０を含む。示される実施形態では、１つだけのバッカリングが、提供されるが、２つが、上記のように使用されてもよい。バッカリング４３０は、外部に位置付けられた第２の押出防止シール４９６を受容するための第３のシールに面した表面４３４と、外面４３６とを有する。第３のシールに面した表面４３４は、第３のシールに面した表面４３４に沿って延在する溝４３８を画定する。好ましくは、溝４３８は、第３のシールに面した表面４３４の周囲で環状に延在する。第３のシールに面した表面４３４は、縦断面図で略Ｖ字形を有してもよいが、好ましくは、示されるように丸みを帯びている。バッカリング４３０の外面４３６は、縦断面図で視認されたときに、切頂Ｖ字形を有する。外面４３６の切頂Ｖ字形は、切頂区画４３７によって分離される、第１の脚部４３６ａおよび第２の脚部４３６ｂを含む。最外の第２の押出防止シール４９６の外面４８４は、外面４８４の少なくとも一部４９５が、バッカリング４３０の第３のシールに面した表面４３４に接触するように、少なくとも部分的にバッカリング４３０の溝４３８内に位置付けられる。最外の第２の押出防止シール４９６の第１の脚部４８８ａは、第３のシールに面した表面４３４の第１の脚部４３４ａと対向係合してもよく、第２の脚部４８８ｂは、同様に、第３のシールに面した表面の第２の脚部４３４ｂと対向係合してもよい。最外の第２の押出防止シール４９６が、少なくとも部分的にバッカリング４３０の溝４３８内に位置付けられるとき、押出シール４９６の上部および底部上の斜切端部分４８３は、溝４３８から外向きに延在し、グランドの対向する壁に接触し、シールを形成するように構成される。
【０１３２】
本発明の耐火シールアセンブリのバッカリング４３０は、それぞれ、第１の押出防止シール４１０および第２の押出防止シール４２０、４９６を形成するために使用される第１または第２のポリマー材料のいずれかを上回る剛性を有する、剛性材料を使用して形成されてもよい。バッカリングは、金属である、またはより好ましくは、上記のような第３のポリマー材料から形成されてもよい。このように、１つ以上のものが使用される場合の１つまたは複数のバッカリングは、第１の押出防止シールおよび第２の押出防止シールを支持することができる。材料の「剛性」は、上記の実施形態のうちのいずれかに上記される通りであってもよい。
【０１３３】
バッカリングはまた、所望のシール設計、および本発明の範囲内で選定される材料に応じて、急な屈曲部を有する切頂面積内に屈曲部を有してもよい、または図１１Ａに示されるようにバッカリングの内部および外部に面した表面のいずれか一方または両方の上の屈曲部に丸みを帯びた、または軟化した縁角を有してもよい。さらに、切頂または屈曲の角度は、実施形態１００および２００に関して上記されるものに類似し得る。
【０１３４】
本発明はまた、油圧構成要素内の耐火性を改良するための方法にも関する。好ましくは、構成要素は、航空機エンジンの発火区域等の発火区域内に位置する油圧構成要素である。油圧構成要素は、油圧アクチュエータを含む、種々の油圧構成要素のうちのいずれかであり得る。本発明の耐火シールアセンブリは、耐火シールアセンブリが、通常動作条件の間に、および火災条件の間に、油圧構成要素からの流体の漏出を防止するように、油圧構成要素のグランド内に配設される。
【０１３５】
加えて、本発明は、耐火油圧構成要素に関する。油圧構成要素は、当技術分野内で公知である種々の油圧構成要素のうちのいずれか、特に、本明細書に説明されるような本発明の耐火シールアセンブリをさらに含む、油圧アクチュエータ等の航空機エンジンの発火区域内で使用するためのものであってもよい。耐火シールアセンブリは、火災条件下を含む、ある範囲の温度において、油圧流体が油圧構成要素から外に漏出することを防止することに役立つ。
【０１３６】
本発明は、ここで、以下の非限定的実施例に関してさらに説明されるであろう。
【実施例】
【０１３７】
（実施例１）
サンプルシールアセンブリが、従来の耐火シール設計に対して改良された耐火性を有するシールアセンブリを開発するために試験された。種々のサンプルシールアセンブリが、調製され、ＲＴＣＡ／ＤＯ−１６０ＧおよびＩＳＯ  ２６８５に記載されるものに類似する試験条件下で試験された。各サンプルシールアセンブリは、９５４  ＥＰＤＭ（Ｇｒｅｅｎｅ，  Ｔｗｅｅｄによって供給される）から成る第１のシールと、種々の材料から形成される１つ以上の付加的シールとを含んだ。各サンプルシールアセンブリは、約１．８５９インチの内径を有した。いったんサンプルシールアセンブリが調製されると、サンプルシールアセンブリは、図１２−１４に示されるように、試験装置Ａの同心円筒形構成要素Ｄの間に形成されたグランドＬ内に位置付けられた。窒素ガスが、動作圧力におけるサンプルシールアセンブリの性能をシミュレートするように、試験装置Ａの第１の側Ｇに供給され、装置Ａの対向側Ｊは、大気圧にあった。サンプルシールアセンブリがグランドＬ内に配設されると、試験装置Ａは、プロパントーチによって生成される火炎からの熱に暴露され、火炎は、１５分にわたって、またはサンプルシールアセンブリが破損するまで、グランド筐体の前部に直接印加された。シールアセンブリの破損時の試験装置の最高内部温度が、試験装置内に位置付けられ、シールアセンブリに隣接する熱電対Ｑによって決定された。
【０１３８】
（実施例２）
表１は、試験のために調製されたサンプルシールアセンブリの構成要素を示す。各サンプルシールアセンブリの構成が、図１５−１９および２２および２３〜２６に示される。
【表１−１】
2021515161.tif 000049
【表１−２】
2021515161.tif 000050
【表１−３】
2021515161.tif 000051
【０１３９】
比較シールアセンブリ（「比較サンプル１」）が、出願人の従来技術の防火シール設計に従って構築され、図１５の縦断面図によって示されるような構成を有した。比較サンプル１は、９５４  ＥＰＤＭから成るＬリングの形態の第１のシール５０１と、Ａｒｌｏｎ（Ｒ）  ３０００ＸＴから成る第１のバックアップリング５０２と、それぞれ、同様にＡｒｌｏｎ（Ｒ）  ３０００ＸＴから成った、一対のカム付きバックアップリング５０３、５０４とを含んだ。約２，０００°Ｆの温度を伴う火炎が、グランドの外側に直接印加され、窒素が、６０ｐｓｉの圧力において供給された。比較サンプル１は、約１分後に破損し、シールアセンブリの破損時の試験装置の最高内部温度は、試験装置内の熱電対によって測定された際に約６５０°Ｆであった。
【０１４０】
比較サンプル２が、９５４  ＥＰＤＭから成るＯリング５１０の形態の第１のシール、単一のスカーフ切断Ａｒｌｏｎ（Ｒ）  １２６３押出防止シール５１１、および一対のＡｌ−Ｎｉ−Ｂｒバッカリング５１２、５１３から調製され、図１６の縦断面図によって示されるような構成を有した。約２，０００°Ｆの温度を伴う火炎が、グランドの外側に直接印加され、窒素が、７３．５±７．５ｐｓｉの圧力において供給された。試験の間に、漏出が、検出され、シールが、１１分におけるシールの破損に先立って再確立され、シールアセンブリの破損時の試験装置の最高内部温度は、約１，３００°Ｆであった。比較サンプル２は、比較サンプル１に対して改良された性能を実証し、破損までの増加した時間および破損時の実質的により高い最高内部温度を実証した。しかしながら、漏出が、試験周期の間に検出され、漏出は、１ｍＬ／分を上回る漏出の検出として定義される。漏出は、第１のシール５１０が破損した後にシールを形成するためにまだ十分に軟化していない、Ａｒｌｏｎ（Ｒ）  １２６３押出防止シール５１１の結果であると考えられる。いったんＡｒｌｏｎ（Ｒ）  １２６３押出防止シール５１１が、温度が上昇するにつれて軟化すると、シールが、次いで、再形成された。
【０１４１】
発明シールが、図１７の縦断面図によって示されるような構成を有するように、発明サンプル１が、９５４  ＥＰＤＭから成るＯリングの形態の第１のシール５２０、スカーフ切断Ａｖａｌｏｎ（Ｒ）  ８９押出防止シール５２１、スカーフ切断Ａｒｌｏｎ（Ｒ）  １２６３押出防止シール５２２、および０．０１５インチ厚をそれぞれ有する一対のＡｌ−Ｎｉ−Ｂｒバッカリング５２３から調製された。発明サンプル１は、比較サンプル２によって実証される早期漏出に対処しようとするために、比較サンプル２に対する第２の押出防止シールを含んだ。約２，０００°Ｆの温度を伴う火炎が、グランドの外側に直接印加され、窒素が、７３．５±７．５ｐｓｉの圧力において供給された。発明サンプル１は、１０分後に約１，３１２°Ｆの試験装置の最高内部温度において破損し、試験の間に漏出を実証しなかった。発明サンプル１は、破損までの類似時間を維持しながら、試験の間に検出される漏出を伴わずに、比較サンプル２に対してさらに改良された性能を実証し、破損時のわずかにより高い最高内部温度を実証した。
【０１４２】
発明サンプル２が、９５４  ＥＰＤＭから成るＯリングの形態の第１のシール５３０、スカーフ切断Ａｖａｌｏｎ（Ｒ）  ８９押出防止シール５３１、スカーフ切断Ａｒｌｏｎ（Ｒ）  １２６３押出防止シール５３２、および０．０１５インチ厚を有する単一のＡｌ−Ｎｉ−Ｂｒバッカリング５３３から調製され、図１８の縦断面図によって示されるような構成を有した。約２，０００°Ｆの温度を伴う火炎が、グランドの外側に直接印加され、窒素が、７３．５±７．５ｐｓｉの圧力において供給された。発明サンプル２は、６分後に約１，０７５°Ｆの試験装置の最高内部温度において破損した。発明サンプル２は、わずか１分後に６５０°Ｆの最高内部温度において破損した比較サンプル１に対して、および試験周期の間に漏出することが見出された比較サンプル２に対して、改良された性能を実証した。しかしながら、単一のＡｌ−Ｎｉ−Ｂｒバッカリングの使用は、２つのＡｌ−Ｎｉ−Ｂｒバッカリングを利用した発明サンプル１に対して、破損時のより低い最高内部温度、および破損までのより短い時間をもたらした。
【０１４３】
発明サンプル３が、図１９に示されるような構成を有して、９５４  ＥＰＤＭから成るＯリングの形態の第１のシール５４０、スカーフ切断Ａｖａｌｏｎ（Ｒ）  ８９押出防止シール５４１、スカーフ切断Ａｒｌｏｎ（Ｒ）  １２６３押出防止シール５４２、および一対のＣ２６０真鍮バッカリング５４３から調製された。発明サンプル３は、発明サンプル１に類似するが、２つのＡｌ−Ｎｉ−Ｂｒバッカリングではなく、２つの真鍮バッカリングを含んだ。約２，０００°Ｆの温度を伴う火炎が、グランドの外側に直接印加され、窒素が、７３．５±７．５ｐｓｉの圧力において供給された。発明サンプル３は、１２分後に約１，１７５°Ｆの試験装置の最高内部温度において破損した。発明サンプル３は、比較サンプル１に対して改良された性能を実証し、破損までより長い時間を有し、より高い最高内部温度において破損した。２つのＣ２６０真鍮バッカリングを有する発明サンプル３はまた、単一のＡｌ−Ｎｉ−Ｂｒバッカリングのみを利用した発明サンプル２に対して改良された性能を実証した。
【０１４４】
発明サンプル４が、発明サンプル１と同一の様式で調製され、９５４  ＥＰＤＭから成るＯリングの形態の第１のシール、スカーフ切断Ａｖａｌｏｎ（Ｒ）  ８９押出防止シール、スカーフ切断Ａｒｌｏｎ（Ｒ）  １２６３押出防止シール、および０．０１５インチ厚をそれぞれ有する一対のＡｌ−Ｎｉ−Ｂｒバッカリングから調製された。発明サンプル４はまた、図１７に示されるような構成も有した。約２，０００°Ｆの温度を伴う火炎が、グランドの外側に直接印加され、窒素が、７３．５±７．５ｐｓｉの圧力において供給された。発明サンプル４は、１４分後に約１，３６６°Ｆの試験装置の破損時の最高内部温度において破損した。発明サンプル１および発明サンプル４の性能の差異は、シールの火災試験に固有の変動性に起因し、シール性能は、とりわけ、グランド筐体に印加されるにつれて火炎に影響を及ぼす気流、および火炎を生成するプロパンタンクの圧力／条件を含む、多くの理由により、変動し得る。
【０１４５】
発明サンプル５および６は、同じであり、それぞれ、図２２の縦断面図に示されるような構成を有して、９５４  ＥＰＤＭから成るＯリング５７０の形態の第１のシール、Ａｖａｌｏｎ（Ｒ）  ８９の第１の押出防止シール５７１、Ａｒｌｏｎ（Ｒ）  １２６３の第２の押出防止シール５７２、および一対の機械加工された厚さ０．０１０インチのＡｌ−Ｎｉ−Ｂｒバッカリング５７３、５７４から調製された。発明サンプル５および６は、発明サンプル１および４と同一の様式で調製されたが、縮小された厚さを有するバッカリングを含んだ。約２，０００°Ｆの温度を伴う火炎が、グランドの外側に直接印加され、窒素が、７３．５±７．５ｐｓｉの圧力において試験装置を通して供給された。発明サンプル５は、１１分で約１，１９７°Ｆの試験装置の最高内部温度において破損した。発明サンプル６は、１０分で約１，１８０°Ｆの試験装置の最高内部温度において破損した。発明サンプル５および６に関する結果の差異は、議論されるような防火シールの試験の変動性に起因する。発明サンプル５および６は、比較シールに対して良好な性能を実証したが、バッカリングの縮小された厚さの結果であると考えられる、発明サンプル１および４に対して試験装置のより低い最高内部温度において破損した。
【０１４６】
（実施例３）
さらなる試験が、実施例２のサンプルシールアセンブリと異なる直径を有する、耐火シールアセンブリの性能を決定するように行われた。発明サンプル７が、実施例２における発明サンプル１および４と同一の様式で調製されたが、０．６７４インチの縮小された内径を有した。したがって、発明サンプル７は、図１７に示されるような構成を有して、９５４  ＥＰＤＭから成るＯリングの形態の第１のシールと、スカーフ切断Ａｖａｌｏｎ（Ｒ）  ８９押出防止シールと、スカーフ切断Ａｒｌｏｎ（Ｒ）  １２６３押出防止シールと、一対のＡｌ−Ｎｉ−Ｂｒバッカリングとを含んだ。発明サンプル７は、５分の周期にわたって、または破損まで、約２，０００°Ｆの火炎温度および７３．５±７．５ｐｓｉの窒素圧力を用いて試験された。発明サンプル７は、約１，６９０°Ｆの試験装置の最高内部温度において破損し、５分の試験の間に漏出が検出されなかった。したがって、発明サンプル７は、試験周期の間にシールを維持し、破損時の高い最高内部温度を実証した。発明サンプル１および４に対する破損時のより高い最高内部温度は、破損時のより高い最高内部温度が、より大きい直径のシールアセンブリに対して達成されることを可能にする、より小さいシール直径に起因し得る。
【０１４７】
（実施例４）
サンプルシールアセンブリが、改良された耐火シールアセンブリを開発するために、図１０−１１に示されるような本発明の耐火シールアセンブリの代替実施形態に従って調製および試験された。種々のサンプルシールアセンブリが、調製され、実施例１の場合と同一の装置を使用して試験された。いったんサンプルシールアセンブリが調製されると、サンプルシールアセンブリは、図１２−１４に示されるように、試験装置Ａの同心円筒形構成要素Ｄの間に形成されたグランドＬ内に位置付けられた。窒素ガスが、動作圧力におけるサンプルシールアセンブリの性能をシミュレートするように、６０ｐｓｉの圧力において装置Ａの第１の側Ｇに供給され、装置Ａの対向側Ｊは、大気圧にあった。サンプルシールアセンブリがグランドＬ内に配設されると、サンプルシールアセンブリは、約１，４００°の開始温度を有するプロパントーチによって生成される火炎によって約１，８００°Ｆの最高温度までゆっくり加熱され、火炎は、サンプルシールアセンブリが破損するまで、グランド筐体の前部に直接印加された。いったんサンプルシールが破損すると、シールアセンブリの破損時の試験装置の最高内部温度が、試験装置Ａ内に位置付けられた熱電対Ｑによって決定された。
【０１４８】
（実施例５）
表２は、試験のために調製されたサンプルシールアセンブリの組成を示す。シールアセンブリの構成が、図２０−２１に示される。
【表２】
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【０１４９】
比較サンプル３は、固体押出防止シール５５０のみ、すなわち、Ａｒｌｏｎ（Ｒ）  ３０００ＸＴから成る、分割および切り込みを伴わない押出防止シールを含んだ。比較サンプル３は、図２０に示されるような構成を有した。比較サンプル３は、約１，０１５°Ｆの試験装置の最高内部温度において破損した。比較サンプル３は、実施例２において上記に説明され、６５０°Ｆの温度において破損した比較サンプル１に対して、改良された性能を実証した。
【０１５０】
比較サンプル４が、９５４  ＥＰＤＭから作製されたＯリングの形態の第１のシール５６０、およびＡｒｌｏｎ（Ｒ）  ３０００ＸＴのスカーフ切断押出防止シール５６１から調製された。比較サンプル４は、図２１の縦断面図によって示されるような構成を有した。試験の間に、漏出が、検出され、シールが、シールの破損に先立って再確立され、シールアセンブリは、約１，０１０°Ｆの試験装置の最高内部温度において破損した。比較サンプル４は、比較サンプル１に対して改良された高温性能を実証し、試験装置のより高い最高内部温度において破損した。
【０１５１】
発明サンプル８が、９５４  ＥＰＤＭから成るＯリングの形態の第１のシール、および固体Ａｒｌｏｎ（Ｒ）  ３０００ＸＴ押出防止シールから調製された。発明サンプル８はまた、押出防止シールが固体であり、切り込みまたは分割を有していないという点のみで比較サンプル４と異なる、図２１に示されるような構成を有した。発明サンプル８は、約１，０２０°Ｆの試験装置の最高内部温度において破損し、漏出を実証しなかった。発明サンプル８は、比較サンプル１および比較サンプル３および４に対して改良された性能を実証した。
【０１５２】
（実施例６）
さらなる発明サンプル９、１０、および１１、および１２−１９が、上記の表１に記述される結果を伴って実施された。シールアセンブリは、サンプル９では図９、サンプル１０では図２３、サンプル１１では図１９、サンプル１２に関しては図２４、サンプル１３に関しては図２５、およびサンプル１４−１９では図２６の設計を有した。
【０１５３】
変更が、その広義の発明概念から逸脱することなく、上記に説明される実施形態に行われ得ることが当業者によって理解されるであろう。したがって、本発明は、開示される特定の実施形態に限定されないが、添付の請求項によって定義されるような本発明の精神および範囲内に該当する修正を網羅することが意図されることを理解されたい。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図６Ｆ】
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【図６Ｇ】
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【図６Ｈ】
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【図６Ｉ】
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【図６Ｊ】
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【図６Ｋ】
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【図６Ｌ】
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【図６Ｍ】
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【図６Ｎ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１１Ａ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【国際調査報告】
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