(57)【要約】高温用途、ならびに侵襲的化学反応物、副産物、および／または反応環境を伴う用途に有用なシールアセンブリが、本明細書に説明される。アセンブリは、シール受容面積を画定する２つの内向きに延在する突起を有する内部表面を有する、外側リングと、シール受容面積を画定する２つの外向きに延在する突起を有する外部表面を有する、内側リングと、外側リングおよび内側リングのシール受容面積内に位置付けられるように構成される、中心シールリングとを含む。シールアセンブリが、高温用途に据え付けられると、エラストマ中心シールリングは、中心シールリングの熱膨張を可能にしながら、中心シールリングを保護するように、外側および内側リング内に包囲される。さらなる実施形態では、接合されたシールリング本体も同様に、開示される。
2018533702.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温用途のためのシールアセンブリであって、
シール受容面積を画定する２つの内向きに延在する突起を有する内部表面を有する、外側リングと、
シール受容面積を画定する２つの外向きに延在する突起を有する外部表面を有する、内側リングと、
前記外側リングおよび前記内側リングのシール受容面積内に位置付けられるように構成される、中心シールリングであって、前記シールアセンブリが、高温用途に据え付けられると、エラストマの前記中心シールリングは、前記中心シールリングの熱膨張を可能にしながら、前記中心シールリングを保護するように、前記外側および前記内側リング内に包囲される、中心シールリングと、
を備える、シールアセンブリ。
【請求項２】
前記高温用途は、半導体製造において使用するための減圧シールアセンブリである、請求項１に記載のシールアセンブリ。
【請求項３】
前記高温用途は、約１００℃〜約３００℃の使用温度を含む、請求項２に記載のシールアセンブリ。
【請求項４】
前記高温用途は、約１８０℃〜約３００℃の使用温度を含む、請求項３に記載のシールアセンブリ。
【請求項５】
前記中心シールリングは、エラストマを含む、請求項１に記載のシールアセンブリ。
【請求項６】
前記エラストマは、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る、請求項５に記載のシールアセンブリ。
【請求項７】
前記外側リングのシール受容面積は、内向きに面する切頭Ｖの長手方向断面外形を有する、請求項１に記載のシールアセンブリ。
【請求項８】
前記外側リングの内向きに面する突起はそれぞれ、相互から離間され、それぞれ、前記外側リングの内部表面の高さの約５０％〜約６０％の距離だけ、前記外側リングの内部表面の長手方向中心から離間される、請求項７に記載のシールアセンブリ。
【請求項９】
前記外側リングの各内向きに面する突起は、前記外側リングを通る横断方向中心軸および相互から離れて角度付けられ、それぞれ、前記外側リングの横断方向中心軸と約５°〜約２５°の角度を形成する、請求項７に記載のシールアセンブリ。
【請求項１０】
前記外側リングの各内向きに面する突起は、前記外側リングの横断方向中心軸と約１０°〜約２０°の角度を形成する、請求項９に記載のシールアセンブリ。
【請求項１１】
前記内側リングのシール受容面積は、外向きに面する切頭Ｖの長手方向断面外形を有する、請求項１に記載のシールアセンブリ。
【請求項１２】
前記内側リングの外向きに面する突起はそれぞれ、相互から離間され、それぞれ、前記内側リングの外部表面の高さの約４３％〜約５３％の距離だけ、前記内側リングの外部表面の長手方向中心から離間される、請求項１１に記載のシールアセンブリ。
【請求項１３】
前記内側リングの各外向きに面する突起は、前記内側リングを通る横断方向中心軸および相互から離れて角度付けられ、それぞれ、前記内側リングの横断方向中心軸と約５°〜約２５°の角度を形成する、請求項１１に記載のシールアセンブリ。
【請求項１４】
前記内側リングの各外向きに面する突起は、前記内側リングの横断方向中心軸と約１０°〜約２０°の角度を形成する、請求項１３に記載のシールアセンブリ。
【請求項１５】
前記外側リングのシール受容面積は、内向きに面する切頭Ｖの長手方向断面外形を有し、前記内側リングのシール受容面積は、外向きに面する切頭Ｖの長手方向断面外形を有する、請求項１に記載のシールアセンブリ。
【請求項１６】
前記外側リングの内向きに面する突起はそれぞれ、相互から離間され、それぞれ、前記外側リングの内部表面の高さの約５０％〜約６０％の距離だけ、前記外側リングの内部表面の長手方向中心から離間され、前記内側リングの外向きに面する突起はそれぞれ、相互から離間され、それぞれ、前記内側リングの外部表面の高さの約４３％〜約５３％の距離だけ、前記内側リングの外部表面の長手方向中心から離間される、請求項１５に記載のシールアセンブリ。
【請求項１７】
前記外側リングの各内向きに延在する突起は、前記外側リングを通る横断方向中心軸および相互から離れて角度付けられ、それぞれ、前記外側リングの横断方向中心軸と約５°〜約２５°の角度を形成し、前記内側リングの各外向きに延在する突起は、前記内側リングを通る横断方向中心軸および相互から離れて角度付けられ、それぞれ、前記内側リングの横断方向中心軸と約５°〜約２５°の角度を形成する、請求項１５に記載のシールアセンブリ。
【請求項１８】
前記中心シールリングは、横向き樽形状を有する、長手方向断面を有する、請求項１に記載のシールアセンブリ。
【請求項１９】
前記中心シールリングは、平坦である内側に面する側と、湾曲した外側に面する側とを伴う、切頭横向き涙滴形状を有する、長手方向断面を有し、前記内側に面する側は、前記外側に面する側より小さい、請求項１に記載のシールアセンブリ。
【請求項２０】
前記中心シールリングは、湾曲した内側に面する側と、湾曲した外側に面する側とを伴う、切頭横向き涙滴形状を有する、長手方向断面を有し、前記内側に面する側は、前記外側に面する側より小さい、請求項１に記載のシールアセンブリ。
【請求項２１】
前記中心シールリングは、平坦である内側に面する側と、平坦である外側に面する側とを伴う、切頭横向き涙滴形状を有する、長手方向断面を有し、前記内側に面する側は、前記外側に面する側より小さい、請求項１に記載のシールアセンブリ。
【請求項２２】
高温用途のためのシールアセンブリであって、
シール受容面積を画定する２つの内向きに延在する突起を有する内部表面を有する、外側リングと、
内側リングの外部表面の中心部分上の外向きに延在する長方形部分および前記長方形部分から外向きに延在するさらに丸みを帯びた突起を有する、外部表面を有する、内側リングと、
内向きに面し、略Ｃ形状であって、内側リング受容面積を画定する、長手方向断面を有する、中心シールリングであって、前記中心シールリングは、前記外側リングのシール受容面積内に位置付けられ、前記内側リングの前記外向きに延在する丸みを帯びた突起を前記内側リング受容面積内に受容するように構成され、前記シールアセンブリが、高温用途に据え付けられると、エラストマの前記中心シールリングは、前記中心シールリングの熱膨張を可能にしながら、前記中心シールリングを保護するように、前記外側リング内に包囲され、前記内側リングに対して圧縮される、中心シールリングと、
を備える、シールアセンブリ。
【請求項２３】
前記外側リングのシール受容面積は、内向きに面する切頭Ｖの長手方向断面外形を有する、請求項２２に記載のシールアセンブリ。
【請求項２４】
前記外側リングの内向きに面する突起はそれぞれ、相互から離間され、それぞれ、前記外側リングの内部表面の高さの約５０％〜約６０％の距離だけ、前記外側リングの内部表面の長手方向中心から離間される、請求項２３に記載のシールアセンブリ。
【請求項２５】
前記外側リングの各内向きに面する突起は、前記外側リングを通る横断方向中心軸および相互から離れて角度付けられ、それぞれ、前記外側リングの横断方向中心軸と約５°〜約２５°の角度を形成する、請求項２３に記載のシールアセンブリ。
【請求項２６】
前記外側リングの内向きに面する突起はそれぞれ、前記外側リングの横断方向中心軸と約１０°〜約２０°の角度を形成する、請求項２５に記載のシールアセンブリ。
【請求項２７】
前記外側リングおよび前記内側リングは、金属、金属合金、またはフルオロポリマーを含む、請求項２２に記載のシールアセンブリ。
【請求項２８】
前記外側リングおよび／または前記内側リングは、アルミニウム６０６１、アルミニウム７０７５、ステンレス鋼３１６、およびステンレス鋼３０４から成る群から選択される、金属または金属合金を含む、請求項２７に記載のシールアセンブリ。
【請求項２９】
前記外側リングおよび／または前記内側リングは、ポリテトラフルオロエチレン、パーフルオロアルキルビニルエーテルとテトラフルオロエチレンのコポリマー、およびヘキサフルオロプロピレンとテトラフルオロエチレンのコポリマーから選択される、フルオロポリマーを含む、請求項２７に記載のシールアセンブリ。
【請求項３０】
前記中心シールリングは、フルオロエラストマまたはパーフルオロエラストマを含む、請求項２２に記載のシールアセンブリ。
【請求項３１】
高温用途のための接合されたシールアセンブリであって、
外側リング部分と、内側リング部分と、前記外側および前記内側リング部分間に延在する中心横断方向に延在するブリッジとを有する、長手方向断面を有する、シールリング本体であって、前記外側リング部分は内向きに延在する長方形部分を有し、前記内側リング部分は内向きに延在する長方形部分を有し、前記内側リング部分および前記外側リング部分の長方形部分はそれぞれ、前記シールリング本体を通る中心横断方向軸に対して長手方向にセンタリングされるように位置付けられ、前記ブリッジは、上側表面と、下側表面とを有し、前記外側および内側リング部分は、前記ブリッジとともに、上側および下側シール受容面積を画定する、シールリング本体と、
上側シールローブ部分および下側シールローブ部分であって、それぞれ、前記ブリッジの前記上側表面および前記下側表面にそれぞれ接合され、それぞれ、前記シールリング本体のシール受容面積内にそれぞれ位置し、前記上側および前記下側シールローブ部分は、それぞれ、上向きに延在するおよび下向きに延在する略放物線状の長手方向断面を有する、上側シールローブ部分および下側シールローブ部分と、
を備える、シールアセンブリ。
【請求項３２】
前記シールリング本体は、金属、金属合金、および／またはフルオロポリマーを含み、前記上側および下側シールローブ部分は、エラストマを含み、前記シールリング本体および前記シールローブ部分は、化学的に接合される、請求項３１に記載の接合されたシールアセンブリ。
【請求項３３】
前記シールリング本体は、アルミニウム６０６１、アルミニウム７０７５、ステンレス鋼３１６、およびステンレス鋼３０４から成る群から選択される、金属または金属合金である、請求項３２に記載の接合されたシールアセンブリ。
【請求項３４】
前記シールリング本体は、ポリテトラフルオロエチレン、パーフルオロアルキルビニルエーテルとテトラフルオロエチレンのコポリマー、およびヘキサフルオロプロピレンとテトラフルオロエチレンのコポリマーから選択されたフルオロポリマーである、請求項３２に記載の接合されたシールアセンブリ
【請求項３５】
前記エラストマは、パーフルオロエラストマまたはフルオロエラストマである、請求項３１に記載の接合されたシールアセンブリ。
【請求項３６】
前記シールリング本体および前記シールローブ部分は、機械的に接合される、請求項３１に記載の接合されたシールアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願への相互参照
本出願は、２０１５年１１月１１日に出願された“Ｓｅａｌｉｎｇ  Ｒｉｎｇｓ  ａｎｄ  Ｓｅａｌｉｎｇ  Ｒｉｎｇ  Ａｓｓｅｍｂｌｉｅｓ  ｆｏｒ  Ｈｉｇｈ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｅｎｄ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ”と題する米国仮特許出願番号第６２／２５４，１１９号の米国特許法第１１９条（ｅ）項の下での利益を主張しており、その全体の開示は参考として本明細書中に援用される。
【０００２】
発明の背景
発明の分野
本発明は、シールリングをアセンブリ内に有するシールアセンブリおよびそのようなアセンブリにおいて使用するためのシールリングの分野に関し、特に、半導体製造用途において有用であって、より具体的には、減圧シールリングを含む、減圧および圧力シールアセンブリとして使用するため含む、「製造工場下（ｓｕｂｆａｂ）」エリアにおいて有用なものに関する。
【背景技術】
【０００３】
関連技術の説明
シールアセンブリは、種々の最終用途のため、例えば、ドア、ゲート、パイプ、坑口、通気口、および類似継合または可逆的噛合部品等の継合される部品をシールする際に使用するために公知である。シールアセンブリは、代表的には、１つまたはそれを上回るシールリングを組み込み、流体取扱い、航空宇宙、および半導体エリア等の種々の産業において採用される。半導体エリアでは、マイクロチップ製造エリアにおける半導体処理設備内の種々の反応チャンバ間のドアおよびゲートのためのシールアセンブリが存在する。また、製造支援システム、例えば、反応物のための流入送達導管、空気取扱導管、および排気減圧システム配管等の「製造工場下」環境において採用される、種々のアセンブリにおいて使用するためのシールも存在する。
【０００４】
これらの産業最終用途の多くでは、シールアセンブリおよびそれらに付随するシールリングは、種々の規格を満たす必要がある。例えば、減圧配管内のシールアセンブリに関して、代表的な設計が、ドイツ規格ＤＩＮ２８４０４（１９８１年）および／または国際規格ＩＳＯ２８６１（２０１３年）ならびに国際規格ＩＳＯ１２０６（１９８６年）に説明されるように見出され得る。図１に示されるように、ＩＳＯ２８６１におけるような標準的減圧シールは、Ｏリング１と、２つの減圧カップリングまたは継手２と、Ｏリング担体またはセンタリングリング３と、クランプ４とを有するように示される。そのような設計には、異なる減圧シールアセンブリ構成を収容するために、種々の変形例が存在する。図１に示されるようなそのような代表的なシール構成は、室温から約１００℃までの温度の使用を伴う、大部分の用途に好適である。１００℃を超えると、代表的な先行技術設計は、シールへの損傷および潜在的故障をもたらし得る。さらにまた、代表的には、そのようなアセンブリ内には、より高い温度における熱膨張のための空間が十分ない。
【０００５】
先行技術シールアセンブリは、ＩＳＯ２８６１：２０１３；ＩＳＯ１６０９：１９８６；ＤＩＮ２８４０４：１９８６；ＤＩＮ２８４０３：１９８６、およびＰＮＥＵＲＯＰ６６０６：１９８１を含む、種々の既存の産業仕様によってガイドされる。そのような設計は、例えば、図１に示されるようなアセンブリを説明する。そのような設計は、Ｔ形状の金属センタリングリング（Ｏリング支持体）を内部減圧用途において使用するためのエラストマシールリングの内径上のリングとして使用する。これらの設計は、概して、約１８０℃を超える温度におけるシールの膨張のための余裕を可能にするが、内圧条件を可能にしない。他の設計に示されるように、図１ａは、金属センタリングリング（Ｏリング支持体）と、過圧リングと、エラストマシールとを有する。そのような設計は、概して、シールの熱膨張のための不十分な空間を有する。これは、特に、温度が最終用途において上昇するとき、シールへの損傷を生じさせ得る。さらに、これらの設計は、代表的には、主に、長方形断面であって、プロセスガスへのシールの暴露増加を生じさせる、金属内側リングを有する。そのような設計は、室温から約１００℃まで有用である。本温度を超えると、損傷が、シールに生じ得、これは、潜在的故障につながり得る。
【０００６】
本出願人は、より高い温度におけるシール能力を改良するために、二重ローブ付きシールを有し、内側リングのみを有する（Ｇｒｅｅｎｅ，  Ｔｗｅｅｄ  Ｓｅａｌ  Ｎｏ．  ５６４１−０７３６−ＳＣ５１３）。そのようなアセンブリは、改良ではあるが、シールは、依然として、暴露されたままであって、依然として、熱膨張から影響を受け得る。
【０００７】
米国特許第６，２８６，８３９号は、装置内への据付に応じて圧着される内側の圧縮可能金属リングを有する、減圧シールリングを示す。内側金属リングは、横向きおよび外向きに面するＵ形状の断面外形を有する。金属リングは、円形断面を有する、外側エラストマシール用Ｏリングを取り囲む。シール用Ｏリングは、使用時、金属リング内に圧縮される。本設計は、Ｏリングの外部に外側リングを有していない。内側金属リングは、内部空間をエラストマＯリングシールからの微粒子からシールするために成形される。横向きＵ形状の内側リングの内部を補完するように成形される外側シールを有する、類似設計は、米国特許第６，３５７，７５９号に示される。圧縮に応じて、内側金属リングの内部を充填する、外側エラストマシール材料は、外向きに湾曲する。
【０００８】
米国特許第７，１５９，９０６号は、Ｖ切り欠き受容面積を有する減圧フランジを含む、減圧シールアセンブリのための金属および／またはエラストマリングを教示する。金属フランジリングはまた、平坦な外側に面する表面に角度付けられる、よりＶ形状の外部表面上に成形される。修正されたＶ角度付け部分は、フランジ内のＶ切り欠き受容面積に係合する。エラストマシールと併用するために、フランジリップは、圧縮し、所望のシールを内部シールリングに対して与える。
【０００９】
米国特許第６，３２５，３９０号は、円形断面外形を伴うＯリングを受容するための円周方向フランジ（Ｏリング支持体）を伴うセンタリングリングを有する、減圧シールアセンブリを示す。センタリングリングは、上側および下側減圧継手内の噛合表面の中に着座するために、その外部に上側および下側ベベル表面を有する。圧着リングが、エラストマを圧縮するために使用される。
【００１０】
米国特許第５，７２２，６６８号は、２つのエラストマシールを組み込む、減圧シールアセンブリを開示し、そのうちの１つは、シールを取り囲む熱可塑性犠牲保護カラーを備える。外側カラーは、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、またはポリイミド（ＰＩ）から形成され得る一方、内側シールは、フルオロエラストマから形成される。アセンブリカラーは、Ｏリングシールの外側表面の一部を取り囲み、また、アセンブリが据え付けられる空間をシールすることに役立つ、２つのフィンガを有する。本設計は、エラストマＯリングシールの片側に遮蔽効果を提供するためのものである。
【００１１】
米国特許第６，９３２，３５４号は、略放物線状の断面設計を有する断面図を有するシールを組み込む、半導体製造チャンバゲートドアを教示する。
【００１２】
韓国特許出願公開第ＫＲ２０１４−０７３０８１Ａ号は、ありつぎ溝を有する、減圧アセンブリのためのシールを示す。実施形態は、より「樽」形状を有する、修正されたシールも同様に示す。
【００１３】
Ｍ  ＆  ＥＥ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｃｏ．，  Ｌｔｄ．の韓国特許第ＫＲ１−４７１７７２Ｂ１号は、接合されたシールを教示する。これは、パーフルオロエラストマ（ＦＦＫＭ）シールに接合された金属部分を有する。内側および外側リング１００ａ、１００ｂは、略横向き角錐形状であって、ＦＦＫＭから形成される。２つのリング間に跨架する、接続部片は、フッ素化樹脂から形成される。
【００１４】
そのような設計は、シール材料を損傷および／または環境に到達するシールからの汚染から保護する方法の生成を試みるが、内部減圧、内圧、および衛生的液体シールアセンブリ等の産業用途内の使用における、据付に応じて、かつ使用時、密着したアセンブリを留保しながら、シールリング内のシール材料の熱膨張のための十分な空間を提供し、より高い温度におけるシールリングへの損傷を防止する、シール部材間の種々のシール構成のためのシールアセンブリの必要性が、当技術分野において依然として存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】米国特許第６，２８６，８３９号明細書
【特許文献２】米国特許第６，３５７，７５９号明細書
【特許文献３】米国特許第７，１５９，９０６号明細書
【特許文献４】米国特許第６，３２５，３９０号明細書
【特許文献５】米国特許第５，７２２，６６８号明細書
【特許文献６】米国特許第６，９３２，３５４号明細書
【特許文献７】韓国公開特許第ＫＲ  ２０１４−０７３０８１号公報
【特許文献８】韓国特許第ＫＲ  １−４７１７７２号公報
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１６】
発明の簡単な要旨
本明細書のある実施形態では、本発明は、高温用途のためのシールアセンブリであって、シール受容面積を画定する２つの内向きに延在する突起を有する内部表面を有する、外側リングと、シール受容面積を画定する２つの外向きに延在する突起を有する外部表面を有する、内側リングと、外側リングおよび内側リングのシール受容面積内に位置付けられるように構成される、中心シールリングであって、シールアセンブリが、高温用途に据え付けられると、エラストマの中心シールリングは、中心シールリングの熱膨張を可能にしながら、中心シールリングを保護するように、外側および内側リング内に包囲される、中心シールリングとを含む。
【００１７】
高温用途は、半導体製造において使用するための減圧シールアセンブリであってもよい。本明細書の実施形態における高温用途は、約１００℃〜約３００℃の使用温度、別の実施形態では、約１８０℃〜約３００℃の使用温度であってもよい。
【００１８】
中心シールリングは、エラストマ、好ましくは、フルオロエラストマまたはパーフルオロエラストマを含んでいてもよい。
【００１９】
好ましい実施形態では、前述のアセンブリの外側リングのシール受容面積は、内向きに面する切頭Ｖの長手方向断面外形を有する。外側リングの内向きに面する突起はそれぞれ、相互から離間され、それぞれ、外側リングの内部表面の高さの約５０％〜約６０％の距離だけ、外側リングの内部表面の長手方向中心から離間されてもよい。外側リングの各内向きに面する突起は、外側リングを通る横断方向中心軸および相互から離れて角度付けられてもよく、それぞれ、外側リングの横断方向中心軸と約５°〜約２５°の角度を形成し、好ましくは、外側リングの横断方向中心軸と約１０°〜約２０°の角度を形成してもよい。
【００２０】
好ましい実施形態では、内側リングのシール受容面積は、外向きに面する切頭Ｖの長手方向断面外形を有してもよい。内側リングの外向きに面する突起はそれぞれ、相互から離間され、それぞれ、内側リングの外部表面の高さの約４３％〜約５３％の距離だけ、内側リングの外部表面の長手方向中心から離間されてもよい。内側リングの各外向きに面する突起は、内側リングを通る横断方向中心軸および相互から離れて角度付けられてもよく、それぞれ、内側リングの横断方向中心軸と約５°〜約２５°の角度、好ましくは、内側リングの横断方向中心軸と約１０°〜約２０°の角度を形成してもよい。
【００２１】
さらなる好ましい実施形態では、外側リングのシール受容面積は、内向きに面する切頭Ｖの長手方向断面外形を有し、内側リングのシール受容面積は、外向きに面する切頭Ｖの長手方向断面外形を有する。そのような実施形態では、外側リングの内向きに面する突起はそれぞれ、相互から離間されてもよく、それぞれ、外側リングの内部表面の高さの約５０％〜約６０％の距離だけ、外側リングの内部表面の長手方向中心から離間されてもよい。内側リングの外向きに面する突起はそれぞれ、相互から離間され、それぞれ、内側リングの外部表面の高さの約４３％〜約５３％の距離だけ、内側リングの外部表面の長手方向中心から離間されてもよい。さらに、外側リングの各内向きに延在する突起は、外側リングを通る横断方向中心軸および相互から離れて角度付けられてもよく、それぞれ、外側リングの横断方向中心軸と約５°〜約２５°、好ましくは、約１０°〜約２０°の角度を形成してもよく、内側リングの各外向きに延在する突起はまた、内側リングを通る横断方向中心軸および相互から離れて角度付けられてもよく、それぞれまた、内側リングの横断方向中心軸と約５°〜約２５°、好ましくは、約１０°〜約２０°の角度を形成してもよい。
【００２２】
また、そのような実施形態では、中心シールリングは、横向き樽形状を有する長手方向断面と、平坦である内側に面する側と、湾曲した外側に面する側とを伴い、内側に面する側は、外側に面する側より小さい、切頭横向き涙滴形状と、湾曲した内側に面する側と、湾曲した外側に面する側とを伴い、内側に面する側は、外側に面する側より小さい、切頭横向き涙滴形状とを含む、可変形状を有してもよい。中心シールリングはまた、平坦である内側に面する側と、平坦である外側に面する側とを伴い、内側に面する側は、外側に面する側より小さい、切頭横向き涙滴形状を有してもよい。
【００２３】
本明細書における別の実施形態では、本発明は、高温用途のためのシールアセンブリであって、シール受容面積を画定する２つの内向きに延在する突起を有する内部表面を有する、外側リングと、内側リングの外部表面の中心部分上の外向きに延在する長方形部分および長方形部分から外向きに延在するさらに丸みを帯びた突起を有する、外部表面を有する、内側リングと、内向きに面し、略Ｃ形状であって、内側リング受容面積を画定する、長手方向断面を有する、中心シールリングであって、中心シールリングは、外側リングのシール受容面積内に位置付けられ、内側リングの外向きに延在する丸みを帯びた突起を内側リング受容面積内に受容するように構成され、シールアセンブリが、高温用途に据え付けられると、エラストマ中心シールリングは、中心シールリングの熱膨張を可能にしながら、中心シールリングを保護するように、外側リング内に包囲され、内側リングに対して圧縮される、中心シールリングとを備える、シールアセンブリを含む。
【００２４】
本実施形態における外側リングのシール受容面積は、内向きに面する切頭Ｖの長手方向断面外形を有してもよい。外側リングの内向きに面する突起はそれぞれ、相互から離間され、それぞれ、外側リングの内部表面の高さの約５０％〜約６０％の距離だけ、外側リングの内部表面の長手方向中心から離間されてもよい。外側リングの各内向きに面する突起は、外側リングを通る横断方向中心軸および相互から離れて角度付けられ、それぞれ、外側リングの横断方向中心軸と約５°〜約２５°、好ましくは、外側リングの横断方向中心軸と約１０°〜約２０°の角度を形成してもよい。
【００２５】
本実施形態における外側リングおよび／または内側リングは、金属、金属合金、もしくはフルオロポリマーのうちの１つ以上を含み得る。外側リングおよび／または内側リングは、アルミニウム６０６１、アルミニウム７０７５、ステンレス鋼３１６、および／またはステンレス鋼３０４等の金属もしくは金属合金を含み得る。外側リングおよび／または内側リングはまた、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、パーフルオロアルキルビニルエーテル（ＰＡＶＥ）とテトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）のコポリマー、例えば、Ｔｅｆｌｏｎ  ＰＦＡおよび他の類似溶融処理可能コポリマー、ならびに／またはヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）とＰＴＦＥのコポリマー、例えば、Ｔｅｆｌｏｎ  ＦＥＰおよび類似溶融処理可能コポリマー等のフルオロポリマーを含み得る。中心シールリングは、フルオロエラストマまたはパーフルオロエラストマを含み得る。
【００２６】
本明細書のさらなる実施形態では、本発明は、高温用途のための接合されたシールアセンブリであって、外側リング部分と、内側リング部分と、外側および内側リング部分間に延在する、中心横断方向に延在するブリッジとを有する、長手方向断面を有する、シールリング本体であって、外側リング部分は、内向きに延在する長方形部分を有し、内側リング部分は、内向きに延在する長方形部分を有し、内側リング部分および外側リング部分の長方形部分はそれぞれ、シールリング本体を通る中心横断方向軸に対して長手方向にセンタリングされるように位置付けられ、ブリッジは、上側表面と、下側表面とを有し、外側および内側リング部分は、ブリッジとともに、上側および下側シール受容面積を画定する、シールリング本体と、上側シールローブ部分および下側シールローブ部分であって、それぞれ、ブリッジの上側表面および下側表面にそれぞれ接合され、それぞれ、シールリング本体のシール受容面積内にそれぞれ位置し、上側および下側シールローブ部分は、それぞれ、上向きに延在するおよび下向きに延在する略放物線状の長手方向断面を有する、上側シールローブ部分および下側シールローブ部分とを備える、シールアセンブリを含む。
【００２７】
本実施形態では、シールリング本体は、金属、金属合金、および／またはフルオロポリマーを含み得る。上側および下側シールローブ部分は、エラストマ含み得る。シールリング本体およびシールローブ部分は、化学的にまたは機械的に接合されてもよい。
【００２８】
シールリング本体はさらに、アルミニウム６０６１、アルミニウム７０７５、ステンレス鋼３１６、および／またはステンレス鋼３０４等の金属もしくは金属合金であってもよい。シールリング本体は、ＰＴＦＥ、ＰＡＶＥとＴＦＥのコポリマー、およびＨＦＰとＴＦＥのコポリマー等のフルオロポリマーを含んでもよい。シールローブ部分内のエラストマは、パーフルオロエラストマまたはフルオロエラストマを含み得る。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
前述の発明の概要ならびに以下の発明の好ましい実施形態の詳細な説明は、添付の図面と併せて読まれるとき、より深く理解される。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、図面に示される。しかしながら、本発明は、示されるまさにその配列および手段に限定されないことを理解されたい。
【００３０】
【図１】図１は、センタリングリングのみを伴う、先行技術減圧シールアセンブリの長手方向断面図である。
【００３１】
【図１Ａ】図１Ａは、内側センタリングリングおよび外側過圧リングを伴う、先行技術減圧シールアセンブリの長手方向断面図である。
【００３２】
【図２】図２は、本発明による、シールアセンブリの種々の実施形態における使用のための外側リングの斜視図である。
【００３３】
【図３】図３は、図２の外側リングの上部立面図である。
【００３４】
【図４】図４は、線４−４に沿って得られた図３の外側リングの長手方向断面図である。
【００３５】
【図５】図５は、図４の外側リングの拡大部分である。
【００３６】
【図６】図６は、図２の外側リングの側面立面図である。
【００３７】
【図７】図７は、本発明による、シールアセンブリの種々の実施形態における使用のための内側リングの斜視図である。
【００３８】
【図８】図８は、図７の内側リングの上部立面図である。
【００３９】
【図９】図９は、線９−９に沿って得られた図８の内側リングの長手方向断面図である。
【００４０】
【図１０】図１０は、図９の内側リングの拡大部分である。
【００４１】
【図１１】図１１は、図７の内側リングの側面立面図である。
【００４２】
【図１２】図１２は、横向き樽形状の中心シールリングを有する、本明細書におけるある実施形態による、シールアセンブリの側面立面図である。
【００４３】
【図１３】図１３は、線１３−１３に沿って得られた図１２によるシールアセンブリの長手方向断面図である。
【００４４】
【図１４】図１４は、図１３の中心シールリングの上部立面図である。
【００４５】
【図１５】図１５は、図１３の中心シールリングの長手方向断面図である。
【００４６】
【図１６】図１６は、図１５の中心シールリングの拡大部分である。
【００４７】
【図１７】図１７は、図１３の中心シールリングの側面立面図である。
【００４８】
【図１８】図１８は、切頭横向き涙滴形状を有する、本発明のさらなる実施形態による、側面立面図シールアセンブリであって、内側に面する側は、平坦であって、外側に面する側は、湾曲され、内側に面する側は、外側に面する側より小さい。
【００４９】
【図１９】図１９は、線１９−１９に沿って得られた図１８に記載のシールアセンブリの長手方向断面図である。
【００５０】
【図２０】図２０は、図１９の中心シールリングの斜視図である。
【００５１】
【図２１】図２１は、図１９の中心シールリングの上部立面図である。
【００５２】
【図２２】図２２は、線２２−２２に沿って得られた図２１の中心シールリングの長手方向断面図である。
【００５３】
【図２３】図２３は、図２２の中心シールリングの拡大部分である。
【００５４】
【図２４】図２４は、図１９の中心シールリングの側面立面図である。
【００５５】
【図２５】図２５は、湾曲した内側に面する側と、湾曲した外側に面する側とを有する、切頭横向き涙滴形状を有する、本発明のさらなる実施形態による、シールアセンブリの側面立面図であって、内側に面する側は、外側に面する側より小さい。
【００５６】
【図２６】図２６は、図２５によるシールアセンブリの長手方向断面図である。
【００５７】
【図２７】図２７は、図２６のアセンブリの中心シールリングの斜視図である。
【００５８】
【図２８】図２８は、図２７の中心シールリングの上部立面図である。
【００５９】
【図２９】図２９は、線２９−２９に沿って得られた図２８の中心シールリングの長手方向断面図である。
【００６０】
【図３０】図３０は、図２９のシールリングの拡大部分である。
【００６１】
【図３１】図３１は、図２７の中心シールリングの側面立面図である。
【００６２】
【図３２】図３２は、平坦である内側に面する側と、平坦である外側に面する側とを伴う、切頭横向き涙滴形状を有する、本発明の別の実施形態による、シールアセンブリの側面立面図であって、内側に面する側は、外側に面する側より小さい。
【００６３】
【図３３】図３３は、線３３−３３に沿って得られた図３２のシールアセンブリの長手方向断面図である。
【００６４】
【図３４】図３４は、図３３のアセンブリの中心シールリングの斜視図である。
【００６５】
【図３５】図３５は、図３４の中心シールリングの上部立面図である。
【００６６】
【図３６】図３６は、線３６−３６に沿って得られた図３５の中心シールリングの長手方向断面図である。
【００６７】
【図３７】図３７は、図３６の中心シールリングの拡大部分である。
【００６８】
【図３８】図３８は、図３４の中心シールリングの側面立面図である。
【００６９】
【図３９】図３９は、中心シールリングが、内向きに面し、略Ｃ形状である、本明細書におけるシールアセンブリのさらなる実施形態の側面立面図である。
【００７０】
【図４０】図４０は、線４０−４０に沿って得られた図３９のシールアセンブリの長手方向断面図である。
【００７１】
【図４１】図４１は、本明細書のシールアセンブリの種々の実施形態における使用のための外側リングの斜視図である。
【００７２】
【図４２】図４２は、図４１の外側リングの上部立面図である。
【００７３】
【図４３】図４３は、線４３−４３に沿って得られた図４２の外側リングの長手方向断面図である。
【００７４】
【図４４】図４４は、図４３の外側リングの拡大部分である。
【００７５】
【図４５】図４５は、図４１の外側リングの側面立面図である。
【００７６】
【図４６】図４６は、図４０のシールアセンブリと併用するための内側リングの斜視図である。
【００７７】
【図４７】図４７は、図４６の内側リングの上部立面図である。
【００７８】
【図４８】図４８は、線４８−４８に沿って得られた図４７の内側リングの長手方向断面図である。
【００７９】
【図４９】図４９は、図４８の内側リングの拡大部分である。
【００８０】
【図５０】図５０は、図４６の内側リングの側面立面図である。
【００８１】
【図５１】図５１は、図４０のアセンブリにおいて使用するための中心シールリングの斜視図である。
【００８２】
【図５２】図５２は、図５１の中心シールリングの上部立面図である。
【００８３】
【図５３】図５３は、線５３−５３に沿って得られた図５２の中心シールリングの長手方向断面図である。
【００８４】
【図５４】図５４は、図５３の中心シールリングの拡大部分である。
【００８５】
【図５５】図５５は、図５１の中心シールリングの側面立面図である。
【００８６】
【図５６】図５６は、接合されたシールアセンブリの側面立面図である。
【００８７】
【図５７】図５７は、線５７−５７に沿って得られた図５６の接合されたシールアセンブリの長手方向断面図である。
【００８８】
【図５８】図５８は、図５７のアセンブリの接合されたシールリング本体の上部立面図である。
【００８９】
【図５９】図５９は、線５９−５９に沿って得られた図５８の接合されたシールリング本体の長手方向断面図であって、図の両側において、シールリング本体（図６１）または接合されたシールリング本体の上側および下側シールローブ（図６０）のいずれかを強調するように、黒塗りされた部分を伴う。
【００９０】
【図６０】図６０は、図５９の接合されたシールリング本体の拡大部分であって、上側および下側シールローブを強調する。
【００９１】
【図６１】図６１は、図５９の接合されたシールリング本体の拡大部分であって、シールリング本体を強調する。
【００９２】
【図６２】図６２は、図５９の接合されたシールリング本体の側面立面図である。
【発明を実施するための形態】
【００９３】
発明の詳細な説明
本明細書における本発明は、アセンブリ、特に、内側シール部材の十分な熱膨張への先行技術設計の適応不能性に起因するもの、および／または影響が高温用途においてさらに悪化され得るような侵襲的反応物またはシール環境の影響からのシール劣化に起因するものの両方の高温最終用途において生じる問題に起因する、シール損傷および／またはシール故障を防止するための当技術分野における解決策をもたらす、シールアセンブリの種々の構成を提供する。限定する意図はないが、本アセンブリは、適正な熱膨張空間を提供し、高温最終用途における使用時、密着したシールアセンブリを維持し、また、中心シール部材を保護する。
【００９４】
そのようなシールアセンブリは、とりわけ、流体取扱い、航空宇宙、および半導体分野における様々な最終用途において有用であって、特に、（ｉ）シールアセンブリのシール部材が、侵襲的プロセス反応物もしくは副産物および／または任意の温度使用範囲における侵襲的プロセス環境からの損傷ならびに／もしくは劣化を被る場合、ならびに／もしくは（ｉｉ）シール部材を含む、シールアセンブリが、１００℃の使用温度を超えるもの等、高温最終用途で採用されるとき、そのような分野に伴う問題に対する解決策を表す。例えば、そのようなアセンブリは、半導体製造設備の「製造工場下」エリアにおいて採用される減圧シールアセンブリにおいて特定の有用性を見出すが、また、プロセス設備ゲート、ドア、および同等物においても有用である。
【００９５】
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」および「外向き」等の単語、ならびに類似意味の単語は、付随の図面を参照して、図に示されるようなシール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補助するために意図され、本発明の範囲を限定するか、または本発明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するものではない。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て、本明細書に説明され、図面に示されるような本発明の類似特徴を指し、したがって、対照的に、特定の特徴のための代替構成を説明するような言語がないときは、当業者は、本開示およびそれに添付の図面に基づいて、１つのそのような特徴の説明は、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。
【００９６】
本明細書におけるシールアセンブリは、シール部材が熱的に膨張する余裕をもたらし、侵襲的および／または高温最終用途において使用時、シールリングの損傷を防止することに役立つように、パッキン押え体積を増加させながら、アセンブリ内のカスタマイズされた内側および外側リングと組み合わせられると、シール体積を低減させる、カスタム断面構成を有する、シールリングを提示する。カスタム外形はまた、例えば、配管構成要素内への全体的シールアセンブリの据付の容易性を補助するように、使用時、内側および外側リングならびにシール部材をともに密着したまま保つように設計される。特殊内側および外側リングは、中心シールリングの直接プロセス暴露の量を低減させることに役立つ。
【００９７】
図２−３８において可変中心シールリング断面構成を伴って示される、本明細書の第１の実施形態では、本発明は、概して、本明細書ではアセンブリ１０と称される、シールアセンブリを含む。アセンブリは、内部表面１４と、外部表面１５とを有する、外側リング１２を含む。内部表面１４は、シール受容面積１８をともに画定する、独立して、１６ａ、１６ｂとして識別される、２つの内向きに延在する突起１６を含む。突起は、好ましくは、外側リング全体の周囲に円周方向に延在するが、しかしながら、当業者は、本発明の範囲内において、本開示に基づいて、本発明から逸脱することなく、エンドユーザがそれらを組み込むことを選ぶ場合、間隙または開口部もしくは周期的開口部が提供されてもよいことを理解するであろう。最良レベルのシール保護を達成し、密着したアセンブリを維持するために、突起１６が、外側リング１２全体の周囲に延在することが好ましい。
【００９８】
突起１６の外部に面する側２０は、平行にまたはある角度で、外側リングを通して横断方向中心軸ＡＯＲに対して配向されてもよい。示されるように、個別の突起１６ａ、１６ｂの各外部に面する側２０ａ、２０ｂは、軸ＡＯＲと平行である。突起１６の内部に面する側２２も同様に、外部に面する側に対して配向されてもよく、またはより好ましくは、示されるように、各内部に面する側２２ａ、２２ｂは、外側リングの中心横断方向軸ＡＯＲに対して個別の角度α、α’に角度付けられる。角度は、好ましくは、同一であるが、シール部材設計に応じて変動してもよい。示されるように、それらは、同一である。
【００９９】
本明細書の以下に説明される外側リングならびに内側リングはそれぞれ、好ましくは、金属、金属合金、または熱成形可能もしくは熱焼結可能フルオロポリマーのいずれかのうちの１つまたはそれを上回るものを含むように形成される。したがって、外側リングおよび／または内側リングは、指定される最終用途における適切な使用のために種々の金属またはその合金を含んでもよい。半導体および／または高温処理用途において使用するための好適な金属ならびに金属合金として、限定ではないが、アルミニウム６０６１、アルミニウム７０７５、ステンレス鋼３１６、および／またはステンレス鋼３０４が挙げられる。好適なフルオロポリマーとして、限定ではないが、一般に、当技術分野においてＴｅｆｌｏｎ（商標）ＰＦＡとして知られる、パーフルオロアルキルビニルエーテル（ＰＡＶＥ）とテトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）のコポリマー、ヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）とＴＦＥのコポリマー、例えば、Ｔｅｆｌｏｎ（商標）ＦＥＰおよび他の好適な溶融処理可能コポリマー等のポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）ならびに溶融処理可能フルオロプラスチックフルオロポリマーが挙げられる。最終使用に応じて、限定ではないが、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）、エチレン−プロピレンコポリマー、ポリエーテルスルホン、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリアミド、ポリスチレン、テレフタル酸ポリエチレン、および同等物を含む、他の複合材またはポリマー成形材料も、好適であり得る。
【０１００】
本明細書で使用されるように、高温最終用途と言及するとき、本出願人の意図として、そのような用語は、約１００℃〜約３００℃の使用温度、他の実施形態では、約１８０℃〜約３００℃の使用温度に関する。そのような温度は、当技術分野において、例えば、半導体製造において使用するための減圧シールアセンブリのための高温最終用途であると見なされる。
【０１０１】
外側リングは、既存の配管または他の嵌合部品に適合可能となるような適切なサイズであるアセンブリフランジおよびクランプ継手と噛合するように構成される寸法を有する。好適な外側リング寸法は、外径（ＯＤ）約３ｃｍ〜約８ｃｍを含む。内径（ＩＤ）は、突起の上方もしくは下方または突起間のシール受容面積１８内で測定されるかどうかに応じて、幾分変動し得る。突起の上方および下方の外側リングの部分上では（表面２０ａ、２０ｂの外部）、ＩＤは、好ましくは、約２．７ｃｍ〜約７．７ｃｍである。中心横断方向軸ＡＯＲにおいて測定されるシール受容面積１８内では、ＩＤは、約２．５ｃｍ〜約７．５ｃｍである。外側リングはまた、最終用途に応じて、約６ｃｍ〜約１．２ｃｍの外側リングの外部に沿って長手方向に測定される、可変高さを有してもよい。外側リング１２の突起１６は、好ましくは、ＩＤ寸法に関して前述のように、突起の外部の外側リングの部分をより厚くしたまま、外側リング本体の中に入り込むように、外向きに延在する、シール受容面積を生成する。当業者によって、本開示に基づいて、突起角度、リング厚さ、およびサイズは、本発明の範囲内で変動されることができることが理解されるであろう。
【０１０２】
アセンブリ１０と併用するための内側リング２４は、外部表面２６と、内部表面２８とを有する。外部表面２６は、好ましくは、シール受容面積３２をともに画定する、２つの外向きに延在する突起３０（独立して、３０ａ、３０ｂ）を有する。突起３０は、好ましくは、内側リング全体の周囲に円周方向に延在するが、しかしながら、当業者は、本発明の範囲内において、本開示に基づいて、本発明から逸脱することなく、エンドユーザがそれらを組み込むことを選ぶ場合、間隙または開口部もしくは周期的開口部が提供されてもよいこと理解するであろう。しかしながら、最良レベルのシール保護を達成し、密着したアセンブリを維持するために、突起３０は、内側リング２４全体の周囲に延在することが好ましい。
【０１０３】
突起３０の外部に面する側３４（独立して、３４ａ、３４ｂ）は、平行にまたはある角度で、内側リングを通して横断方向中心軸ＡＩＲに対して配向されてもよい。示されるように、個別の突起３０ａ、３０ｂの各外部に面する側３４ａ、３４ｂは、軸ＡＩＲと平行である。突起３０の内部に面する側３６（独立して、３６ａ、３６ｂ）も同様に、外部に面する側に対して配向されてもよく、またはより好ましくは、示されるように、各内部に面する側３６ａ、３６ｂは、内側リングの中心横断方向軸ＡＩＲに対して個別の角度β、β’で角度付けられる。角度は、好ましくは、同一であるが、シール部材設計に応じて変動してもよい。示されるように、それらは、同一である。
【０１０４】
内側リング２４は、外側リング１２に関して前述の材料のいずれかを使用して形成されてもよい。内側リングは、適切なサイズのアセンブリフランジおよびクランプ継手と噛合するように、ならびに内側リング２４の突起３０ａ、３０ｂが、それぞれ、外側リング１２の突起１６ａ、１６ｂと接触または噛合するように構成される寸法を有する。内側リング寸法は、外側リング寸法と同様に、既存の配管または他の嵌合部品に適合可能であるように変動されるべきである。好適な内側リング寸法は、内径（ＩＤ）約１．５ｃｍ〜約６．２ｃｍを含む。外径（ＯＤ）は、突起３０ａ、３０ｂの上方もしくは下方または突起３０間のシール受容面積３２内で測定されるかどうかに応じて、幾分変動し得る。突起の上方および下方の内側リングの部分上では（表面３４ａ、３４ｂの外部）、ＯＤは、好ましくは、約１．０ｃｍ〜約５．３ｃｍである。中心横断方向軸ＡＩＲにおいて測定されたシール受容面積３２内では、ＯＤは、約１．２ｃｍ〜約５．７ｃｍである。内側リングはまた、最終用途に応じて、約７ｃｍ〜約１．４ｃｍの内側リングの外部に沿って長手方向に測定される、可変高さを有してもよい。外側リング２４の突起３０は、好ましくは、ＯＤ寸法に関して前述のように、突起３０の外部の内側リングの部分をより厚くしたまま、内側リング本体の中に外部表面から内向きに延在する、シール受容面積３２を生成する。当業者によって、本開示に基づいて、突起角度、リング厚さ、およびサイズは、本発明の範囲内で変動されることができることが理解され得る。
【０１０５】
好ましい実施形態では、前述のアセンブリ１０の外側リング１２のシール受容面積１８は、図２−５に示されるように、内向きに面する切頭「Ｖ」の長手方向断面外形を有する。外側リング１２の内向きに面する突起１６は、好ましくは、相互から離間され、それぞれ、好ましくはまた、外側リング１２の内部表面１４の高さＨＯＲの約５０％〜約６０％の距離だけ、外側リング１２の内部表面の長手方向中心（外側リングの横断方向長手方向軸ＡＯＲ）から離間される。前述のように、外側リング１２の各内向きに面する突起１６は、外側リングを通る横断方向中心軸ＡＯＲおよび相互から離れて角度付けられてもよく、それぞれ、外側リングの横断方向中心軸と、それぞれ、約５°〜約２５°の角度α、α’、好ましくは、外側リングの横断方向中心軸と約１０°〜約２０°の角度を形成してもよい。
【０１０６】
さらに、内側リング２４のシール受容面積３２は、外向きに面する切頭「Ｖ」の長手方向断面外形を有することが好ましい。内側リング２４の外向きに面する突起３０ａ、３０ｂはそれぞれ、相互から離間され、それぞれ、内側リング２４の外部表面の高さＨＩＲの約４３％〜約５３％の距離だけ、内側リングの外部表面の長手方向中心（すなわち、長手方向軸）ＡＩＲから離間されてもよい。内側リング２４の各外向きに面する突起３０ａ、３０ｂは、内側リング２４を通る横断方向中心軸ＡＩＲおよび相互から離れて角度付けられてもよく、それぞれ、好ましくは、内側リングの横断方向中心軸ＡＩＲと約５°〜約２５°の角度β、β’、より好ましくは、内側リングの横断方向中心軸と約１０°〜約２０°の角度を形成する。
【０１０７】
さらなる好ましい実施形態では、外側リングのシール受容面積および内側リングのシール受容面積は両方とも、図２−４、７−１０、および１３に示され、各リングに関して個々に上記に説明されるように、内向きに面する切頭「Ｖ」外向きに面する切頭「Ｖ」の長手方向断面外形を有する。
【０１０８】
アセンブリ１０はさらに、それぞれ、外側リング１２および内側リング２４のシール受容面積１８、３２内に位置付けられるように構成される、中心シールリング３８を含む。シールアセンブリ１０は、高温用途に据え付けられると、エラストマの中心シールリング３８は、示されるように（図１２、１３参照）、中心シールリング３８の熱膨張を可能にしながら、中心シールリング３８を保護するように、外側リング１２および内側リング２４内に包囲される。図１３に示されるように、外側および内側リングは、中心シールリング３８の周囲に組み立てられ、減圧部品４０等の２つの噛合部品間に位置付けられる。定位置では、外側リング１２は、その外部リング本体部分が、部品４０の外側にあって、突起１６ａ、１６ｂが、部品４０間に内向きに延在するように着座する。部品４０は、組み立てられた接触または噛合する外側および内側リングの突起１６、３０に圧接するように構成される、噛合フランジ４２を有する。内側リング２４は、内側リング本体が、噛合フランジ４２に対して内向きに位置付けられ、内側リングの突起３０が、噛合フランジ４２内にあるように、部品４０内に着座される。使用時、当技術分野において公知の任意の好適な構成のクランプが、シールアセンブリを定位置に保持するように、フランジをともに圧接するために使用されてもよい。
【０１０９】
中心シールリング３８は、好ましくは、エラストマ材料（当技術分野において公知の種々の添加剤を有してもよい）から形成される。高温および／もしくは高圧における用途または侵襲的環境もしくは反応物を採用する用途のために、フルオロエラストマ（ＦＫＭ）またはパーフルオロエラストマ（ＦＦＫＭ）が、好ましい。好適な材料は、限定ではないが、Ｇｒｅｅｎｅ，  Ｔｗｅｅｄ（Ｋｕｌｐｓｖｉｌｌｅ，  ＰＡ）、Ｄｙｎｅｏｎ（Ｍｉｎｎｅａｐｏｌｉｓ，  Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）、Ｄａｉｋｉｎ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，  Ｌｔｄ．（日本）、Ｓｏｌｖａｙ（イタリア）、およびＤｕＰｏｎｔ  Ｅｌａｓｔｏｍｅｒｓ，  ＬＬＣ（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，  ＤＥ）を含む、いくつかの供給業者から利用可能である。他の最終用途のために、シリコーンエラストマ、ニトリルエラストマ、および種々のジエンエラストマ、エチレン−プロピレンゴム、および同等物を含む、他のエラストマが、使用されてもよい。
【０１１０】
本好ましい実施形態では、中心シールリング３８は、可変形状を有してもよい。図１３−１７に示されるように、中心シールリング３８は、横向き樽形状を有する、長手方向断面を有する。中心シールリング３８は、内部に面する表面４４と、外部に面する表面４６とを有する。それぞれは、それぞれが、それぞれ、上側および下側表面４８、５０に衝合するように、幾分丸みを帯びたまたは鋭的縁を有し得る、切頭平坦表面である。上側および下側表面は、図１６に最良に示されるように、上向きおよび下向き方向に外向きに延在する、湾曲バンプを有する。湾曲バンプは、個別の外側および内側リング１２、２４の接触または噛合する突起１６、３０に対して緊密にシールする。
【０１１１】
示されるような樽形状の実施形態は、好ましくは、ＩＤ約１．５ｃｍ〜約５．６ｃｍと、ＯＤ約２．５ｃｍ〜約６．８ｃｍとを有する。それぞれ、上側および下側表面４８、５０上の各上側および下側湾曲バンプの中心を横断して測定されたその最大寸法におけるシールの高さは、約０．４５ｃｍ〜約０．５１ｃｍである。ＩＤおよびＯＤでは、高さｈ１は、約０．２５ｃｍ〜約０．４０ｃｍである。サイズおよび角度付けられた構成は、切頭横向き樽実施形態内で変動し、本発明の範囲内の可変突起およびリング設計に適応してもよい。
【０１１２】
図１８−２４に示されるように、アセンブリ１００は、本質的に、アセンブリ１０の外側および内側リング１２、２４と同一である、外側リング１１２と、内側リング１２４とを有するように提供され、中心シールリング構成における変動に伴って、所望に応じて、外側および内側リング寸法を調節され得ることを理解されたい。図１９および２１−２３に示されるように、アセンブリ１００は、平坦である内側に面する側１４４と、湾曲される外側に面する側１４６とを伴う、切頭横向き涙滴形状を有する、中心シールリング１３８を有し、内側に面する側１４４は、好ましくは、外側に面する側１４６より高さが低い。そのような設計の高さは、一定率の減少高さにおいて中心シールリング１３８の上側１４８および下側１５０の両方を減少させ、所望の形状を提供するであろう。
【０１１３】
示されるような切頭横向き涙滴形状の実施形態は、好ましくは、ＩＤ約１．５ｃｍ〜約５．９ｃｍと、ＯＤ約２．５〜約７ｃｍとを有する。それぞれ、上側および下側表面１４８、１５０のそれぞれの外部部分上の最高点と最低点との間で測定されたその最大寸法におけるそのＯＤ上のシールの高さｈ２は、約０．４５ｃｍ〜約０．５１ｃｍである。ＩＤでは、高さｈ３は、約０．２７ｃｍ〜約０．３３ｃｍである。サイズおよび角度付けられた構成は、平坦内側および丸みを帯びた外側を有する、切頭横向き涙滴形状の実施形態内で変動され、本発明の範囲内の可変突起およびリング設計に適応してもよい。
【０１１４】
図２５−３１に示されるように、さらに、アセンブリ２００は同様に、本質的に、アセンブリ１０の外側および内側リング１２、２４と同一である、外側リング２１２と、内側リング２２４とを有するように提供され、中心シールリング構成における変動に伴って、所望に応じて、外側および内側リング寸法が調節され得ることを理解されたい。図２６および２８−３０に示されるように、アセンブリ２００は、湾曲される内側に面する側２４４と、同様に湾曲される外側に面する側２４６とを伴う、切頭横向き涙滴形状を有する、中心シールリング２３８を有し、内側に面する側２４４は、好ましくは、外側に面する側２４６より高さが低い。そのような設計の高さは、一定率の減少高さで中心シールリング２３８の上側２４８および下側２５０の両方を減少させ、所望の形状を提供するであろう。
【０１１５】
図２５−３１に示されるような切頭横向き涙滴形状の実施形態は、好ましくは、ＩＤ約１．４ｃｍ〜約５．７ｃｍと、ＯＤ約２．５ｃｍ〜約７ｃｍとを有する。それぞれ、上側および下側表面２４８、２５０のそれぞれの外部部分上の最高点と最低点との間の最大寸法として測定される、そのＯＤにおけるシールの高さｈ４は、約０．４５ｃｍ〜約０．５１ｃｍである。ＩＤでは、シールリングの内部部分上の最高および最低点に沿って測定された高さｈ５は、約０．３１ｃｍ〜約０．３６ｃｍである。サイズおよび角度付けられた構成は、丸みを帯びた側を伴う切頭横向き涙滴実施形態内で変動され、本発明の範囲の可変突起およびリング設計に適応してもよい。
【０１１６】
図３２−３８に示されるように、アセンブリ３００のさらなる実施形態は同様に、本質的に、アセンブリ１０の外側および内側リング１２、２４と同一である、外側リング３１２と、内側リング３２４とを有するように提供され、中心シールリング構成における変動に伴って、所望に応じて、外側および内側リング寸法が調節され得ることを理解されたい。図３３−３７に示されるように、アセンブリ３００は、シールリングの外部部分上にベベル縁３５２を組み込むことによって、平坦である外側に面する側を伴う、略平坦である内側に面する側３４４と、示されるように、切頭横向き涙滴形状を有する、中心シールリング３３８を有する。内部部分もまた、ベベル、若干丸みを帯びた、または平坦縁にされてもよい。内側に面する側３４４は、好ましくは、外側に面する側３４６より小さい。
【０１１７】
示されるような実施形態３００における図３３−３８に示される平坦側３４４、３４６を伴う、切頭横向き涙滴形状を有する、中心シールリング３３８は、好ましくは、ＩＤ約１．５ｃｍ〜約５．８ｃｍと、ＯＤ約２．５ｃｍ〜約６．９ｃｍとを有する。そのＯＤにおけるシールの高さｈ６は、それぞれ、上側および下側表面３４８、３５０のそれぞれの外部部分上の最高点と最低点との間の最大寸法として測定され、これは、約０．４５ｃｍ〜約０．５１ｃｍである。ＩＤでは、シールリングの内部部分上の最高および最低点に沿って測定された高さｈ７は、約０．２８ｃｍ〜約０．３３ｃｍである。サイズおよび角度付けられた構成は、平坦側を伴う切頭横向き涙滴実施形態内で変動され、本発明の範囲内の可変突起およびリング設計に適応してもよい。
【０１１８】
本明細書のさらなる実施形態４００では、本発明は、受容面積４１８を画定する２つの内向きに延在する突起４１６を有する内部表面を有する、外側リング４１２を有する、高温用途のためのシールアセンブリシールを含む。外側リングは、本質的に、実施形態１０のものと同一である。アセンブリ４００は、外部表面４５６と、内部表面４５８とを有する、修正された内側リング４５４を含む。外部表面４５６は、中心横断方向軸ＡＩＲに沿った中心部分上および内側リングの外部表面上に外向きに延在する長方形部分４６０を有する。さらなる丸みを帯びた突起４６２が、長方形部分４６０から外向きに延在するように位置付けられる。
【０１１９】
中心シールリング４３８は、図４０および５１−５４に最良に示されるように、内向きに面し、略「Ｃ」形状の外形である、長手方向断面を有する。「Ｃ」形状の中心シールリング４３８は、内側リング受容面積４６４を画定する。中心シールリング４３８は、図４０に最良に示されるように、外側リング４１２のシール受容面積４１８内に位置付けられ、内側リング４５４の外向きに延在する丸みを帯びた突起４６２を内側リング受容面積４６４内に受容するように構成される。シールアセンブリ４００が、高温用途に据え付けられると、エラストマの中心シールリング４３８は、中心シールリング４３８の熱膨張を可能にしながら、中心シールリング４３８を保護するように、外側リング４１２内に包囲され、内側リング４５４に対して圧縮される。
【０１２０】
本実施形態における外側リング４１２のシール受容面積４１８は、好ましくは、実施形態１０の外側リング１２と同様に、内向きに面する切頭「Ｖ」の長手方向断面外形を有する。外側リング４１２の内向きに面する突起４１６ａ、４１６ｂはそれぞれ、相互から離間され、それぞれ、外側リング４１２の内部表面の高さＨＯＲ’の約５０％〜約６０％の距離だけ、外側リング４１２の内部表面４１４の横断方向中心軸ＡＯＲに沿って長手方向中心から離間されてもよい。外側リング４１２の各内向きに面する突起４１６は、外側リングを通る横断方向中心軸ＡＯＲおよび相互から離れて角度付けられてもよく、それぞれ、好ましくは、実施形態１０と同様にまた、外側リングの横断方向中心軸と約５°〜約２５°、より好ましくは、外側リングの横断方向中心軸と約１０°〜約２０°の角度を形成する。
【０１２１】
本実施形態における外側リングおよび／または内側リングは、実施形態１０、１００、２００、および３００のために使用される同一材料から形成されてもよい。
【０１２２】
図５６−６２に関して、本明細書のさらなる実施形態５００では、本発明は、高温用途のための接合されたシールアセンブリ５００を含む。本実施形態は、外側リング部分５６８と、内側リング部分５７０と、外側および内側リング部分５６８、５７０間に延在する、中心横断方向に延在するブリッジ５７２とを有する、長手方向断面を有する、シールリング本体５６６を提供する。外側リング部分５６８は、内向きに延在する長方形部分５７４を有し、内側リング部分は、内向きに延在する長方形部分５７６を有する。外側リング部分および内側リング部分５７６の長方形部分５７４、５７６はそれぞれ、シールリング本体を通して中心横断方向軸ＡＳＲＢに対して長手方向にセンタリングされるように位置付けられる。ブリッジ５７２は、上側表面５７８と、下側表面５８０とを有する。外側および内側リング部分５６８、５７０は、ブリッジ５７２とともに、上側シール受容面積５８２と、下側シール受容面積５８４とをさらに画定する。
【０１２３】
実施形態はさらに、上側シールローブ部分５８６と、下側シールローブ部分５８８とを含み、各シール部分５８６、５８８は、それぞれ、ブリッジ５７２の上側表面５７８および下側表面５８０に接合される。各ローブ部分５８６、５８８は、したがって、それぞれ、シールリング本体５６６の個別のシール受容面積５８２、５８４のそれぞれ内に位置する。上側および下側シールローブ部分５８６、５８８はそれぞれ、それぞれ、図５９、６０、および６１に最良に示されるように、上向きに延在するおよび下向きに延在する略放物線状の長手方向断面を有する。シール材料が、放物線状外形の底部縁に接近するにつれて、トラフＴが、リングの圧縮および膨張のために、上側および下側部分上に形成される。シール材料（図６０参照）は、好ましくは、シール受容面積５８２、５８４の周界に沿ったシール本体５６６の内部に沿って延在する。
【０１２４】
本実施形態では、シールリング本体５６６は、前述の実施形態に関して前述された金属、金属合金、および／またはフルオロポリマーのいずれかから形成されてもよい。上側および下側シールローブ部分は、好ましくは、エラストマから成る。
【０１２５】
シールリング本体およびシールローブ部分は、化学的または機械的に接合されてもよい。シールを機械的に接合する際、小開口部が、シール受容面積に面する表面上においてシールリング本体内に形成されてもよく、成形および硬化に応じて、エラストマ材料は、硫化ならびに膨張し、シールローブを定位置に機械的に係止するであろう。化学的に接合する際、シールローブを形成するために使用される材料（本明細書のいずれかに記載の種々のエラストマであってもよい）と互換性がある、当技術分野において公知である、または開発される任意の化学接着剤が、シールリング本体を形成するために使用される材料に対して使用されてもよい。
【０１２６】
変更が、その広義の本発明の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は、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ず、添付の請求項によって定義される本発明の精神および範囲内の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】
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【図１Ａ】
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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７】
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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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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年6月21日(2018.6.21)
【手続補正１】
【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１Ａ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2018533702.tif 000071
【図６】
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【図７】
2018533702.tif 000073
【図８】
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【図９】
2018533702.tif 000075
【図１０】
2018533702.tif 000076
【図１１】
2018533702.tif 000077
【図１２】
2018533702.tif 000078
【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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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【国際調査報告】
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