JPH06109142A

JPH06109142A - 長寿命のメカニカル面シール組立体

Info

Publication number: JPH06109142A
Application number: JP3115871A
Authority: JP
Inventors: John C Dahlheimer; チャールズダールヘイマージョン; Robert E Doucette; エドワードドウセットロバート; Kevin F Ice; フレデリックアイスケビン
Original assignee: Freudenberg NOK GP
Current assignee: Freudenberg NOK GP
Priority date: 1990-09-20
Filing date: 1991-05-21
Publication date: 1994-04-19
Anticipated expiration: 2012-12-08
Also published as: DE4115115A1; US5123660A; JP2686186B2; DE4115115C2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】使用期間の長さまたは流体の作動圧力の変動に
無関係に一定の低い閉鎖力により作動できるようにし
て、封止性の向上を図る。【構成】弾性的なブート３８の輪郭形状を附されたダイ
アフラム６４を密に支持する碗状のインサート４０を設
け、ダイアフラムが積極的に撓みを受けないようにし
て、圧力差の変動が存在する場合でも運動する界面を封
止する。管状のインサートをブート内にモールド成形
し、封止される孔に対する流体密の封止固定作用を得、
シール組立体３２の諸構成要素を正確に位置決めして回
転滑動する面を完全に接触状態に保持し、諸構成要素の
軸線方向公差を補償する。また隆起陸部を有するワッシ
ャー形状のインサートをシールワッシャー５２内に埋設
して負荷担持部材の安定性を保証し、使用寿命を延長さ
せる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はメカニカルシールおよび
封止作用を行うことに関し、特に軸およびこの軸が貫通
して伸長する壁部の間のような１対の相対的に回転可能
の機素の間を封止することに関する。図示の目的で本発
明は内燃機関の水ポンプに使用される流体シール組立体
を参照して説明される。

【０００２】

【従来の技術】自動車の水ポンプおよび同様の比較的低
い流体圧封止装置に普通使用されるメカニカル回転面シ
ール組立体は通常変形可能の弾性材料のシールブート
と、シール座と、シールワッシャーと、このシールワッ
シャーをシール座に対して封止するように押圧するばね
と、これらの構成要素を静止ハウジングおよびこのハウ
ジングの孔を貫通する回転軸に対して封止関係に保持す
る配列体とを含んでいる。メカニカル回転面シールは19
43年６月29日付ドーンホーファーに附与された米国特許
第2,322,834 号、1949年６月21日付シュミッツに附与さ
れた米国特許第2,474,123 号、1957年３月19日付ソラリ
に附与された米国特許第2,785,913 号、1958年２月25日
付ギッツに附与された米国特許第2,824,760 号、1959年
８月11日付ペインに附与された米国特許第2,899,219 号
および1971年１月12日付ダールハイマーに附与された米
国特許第3,554,559 号に示されていて、それぞれの特許
は参考のために本明細書に特に組込まれている。

【０００３】軸線方向の封止力は屡モールド成形された
時の状態から使用される時の撓み状態になるように撓ま
されたシールブートによって生じるようになされてい
る。この撓みを生じさせるのに必要な力は通常封止作用
には積極的に寄与しないで、必要な場合には結局弾性材
料の弛緩および劣化のために無視可能のレベルまで減少
する。さらに、これらの組立体に普通使用されるばねは
通常、組合される構成要素の通常の軸線方向の公差また
はばねの負荷公差または封止される流体の圧力の変動に
よる実際の使用時における閉鎖力の変化に対して順応さ
れた後でも正しい封止作用を保証するのに必要な最小の
力よりも著しく大きい公称ばね力を有するのである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の主な目的は、
使用期間の長さまたは封止される流体の作動圧力の変動
に無関係に一定の比較的低い公称閉鎖力によって作動で
きるようになすことにより、延長された期間の間封止作
動を与える独特の特徴およびこれらの特徴の組合せを含
む改良されたメカニカル回転面シールを提供することで
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によって、回転軸
およびこの軸が貫通して伸長するハウジングの間の流体
の封止を行う面シールが提供されるのであるが、このシ
ールはハウジング内の協働する孔に流体密に係合するよ
うに寸法決めされた静止組立体およびこの軸に固定され
た回転組立体を含んでいる。１つの望ましい実施例にお
いては、これらの回転組立体および静止組立体はともに
１つのユニットとして、軸とともに回転するようにこの
軸に固定される円筒形のケーシング内に保持され、回転
組立体がケーシングの一端に形成されるシュラウド内に
取付けられたシール座を含むようになされている。この
シュラウドはシール座に形成された平坦部の廻りに変形
され、ケーシングの他端が外方に拡げられて組立体を一
体化して諸部品を互いに同心的に配置させるようになし
ている。

【０００６】静止組立体は半径方向に間隔をおかれた環
状の外側部分および凹入部分の間に配置される輪郭形状
を附されたダイアフラムを有する弾性ブートと、シール
座の半径方向のシール面に当接する同様の半径方向のシ
ール面および前記内側の凹入部分を受入れる環状空所を
有する環状のシールワッシャーと、前記凹入部分をシー
ルワッシャーに対して押圧してこの凹入部分を環状空所
内に錠止めする円筒形本体を有する口金部材であって、
前記ダイアフラムに対して密に支持する関係に配置され
て第１のばね座を形成する半径方向に拡張する輪郭形状
を附されたスカートを含む前記口金部材と、前記ブート
の外側部分の内壁に円周部にて固定的に支持される碗状
のばねリテーナーであって、前記ダイアフラムに対して
密に支持する関係に配置される環状のＵ形の部分および
第２のばね座を含む前記ばねリテーナーと、前記ばね座
に支持されてこれらのばね座の間に圧縮されて前記口金
部材および前記シールワッシャーを軸線方向に前記シー
ル座に対して押圧するばねとを含んでいる。シールワッ
シャーはフェノールプラスティック材料または焼結炭素
グラファイトおよびさらに樹脂接着炭素によって一体的
にモールド成形されているのが望ましい。シール座はセ
ラミックまたはシリコンカーバイトより成り、例えば熱
による衝撃によって亀裂を生じるのを阻止するようにＯ
リングにより圧縮状態に支持されるのが望ましい。

【０００７】こゝに述べるシールの１つの特別な特徴に
おいて、ブートの環状の外側部分は厚さを増された構造
になされていて、それぞれ半径方向に内方および外方の
指向される端部フランジ（またはタブ）を有する特別の
形状になされた管状のインサートの廻りに一体的にモー
ルド成形されている。これらのフランジは有利な具合に
ブートを孔内位置決めし、ばねをブートに対して相対的
に位置決めする。

【０００８】さらに、特別な形状になされたワッシャー
状のインサートがシールワッシャー内に一体的にモール
ド成形され、このインサートは非封止面の廻りに配置さ
れる角度的に間隔をおかれた陸部を有している。このよ
うな複合シールワッシャーはダイアフラムから間隔をお
かれた突部を有し、摩擦による熱を封止面および／また
はシールワッシャーの内部から引出して消散させ、これ
を直接に封止される流体に伝達するのである。

【０００９】さらに他の特徴において、交換可能のフィ
ンガーおよび凹部がばね座および口金部材をそれらの間
で相対的な軸線方向および小さい角度運動を行い得るよ
うにともに錠止めするようになっている。

【００１０】上述のシール組立体の１つの利点は、弾性
的なブートの輪郭形状を附されたダイアフラムの部分
が、最初にモールド成形された時と実際に同じ形状で使
用されて、シールワッシャーをシール座に対して押圧す
るのにばね力だけしか必要がないようになす構造を与え
ることである。このばねは、ばねリテーナーのばね座お
よび口金部材を介して働いて、輪郭形状を附されたダイ
アフラムの撓みにより与えられる閉鎖力を実際上用いな
いでシール座に対するシールワッシャーの実際上総ての
機械的な軸線方向の閉鎖力を与えるのである。ダイアフ
ラムは効果的に負荷を附加したり、負荷を軽減すること
がなく、このようにしてブートの形状の展伸、撓み、折
畳み、またはその他の変形に必要な力を排除させるので
ある。このようにして、本発明のシールは、使用期間の
長さまたは封止される流体の温度または水力学的圧力の
変動には無関係に殆ど一定の封止力を有して作動するの
である。

【００１１】上述のシール組立体の構造の他の利点は、
フランジを附された管状のインサートがブートの厚さを
増された外側の環状部分の内部にモールド成形されるこ
とによって与えられ、管状の部分が孔内の漏洩を行わな
い保持力のある半径方向の狭窄作用を与え、フランジの
一方がばね座を、ばねリテーナーが組込まれる正確な軸
線方向位置に保持するようになすのである。このことに
よって、ばね座はシール組立体の他の構成要素に対して
軸線方向に位置決めされて保持され、これによってばね
がそれぞれのシール組立体内のそれぞれの構成要素の通
常の軸線方向の長さの変化に無関係に、またばね自体の
撓み荷重の変動に無関係に正確な最良の負荷状態を得ら
れるようになすのである。

【００１２】上述のシール組立体の別の利点は、輪郭形
状を附されたダイアフラムが密に合致する形状のばねリ
テーナーおよび口金部材の構成要素によって支持され
て、水力学的な圧力の作用を受けるブートの有効な環状
面積および直径が、封止される水力学的な圧力の変動に
よってその面積または寸法を変化しないことにより水力
学的な力が相殺されて除去されるようになす構造を提供
することである。

【００１３】上述のシール組立体のさらに他の利点は、
輪郭形状を附されたダイアフラムが摩擦によって加熱さ
れるシールワッシャーから間隔をおかれ、これによって
使用中のダイアフラムの応力および熱による劣化、ダイ
アフラムの潰れ(pinching)の恐れ、またはシールに対す
る不具合な擦過作用を最少になすような構造を提供する
ことである。

【００１４】金属インサートをシールワッシャー内に埋
設させる利点は、２つの負荷担持部材の内の一方の剛性
および寸法な安定性を増加させることである。シール組
立体の寿命の増加は一部分平坦性、従ってその形状を保
持する当接シール面によるのである。さらに、この金属
インサートは支持面を形成するようにシールワッシャー
と協働するのに利用されることができる。

【００１５】ばね座および口金部材の間の錠止め装置を
含むシール組立体の構造の利点は、シールワッシャーの
断面形状の均一性を損わないでダイアフラム内の捩り応
力を制限し、ブートに働く回転トルクを制限するように
なす装置を提供することである。シールワッシャーに働
く回転トルクは、口金部材内へのブートの凹入する内側
部分を通って口金部材からばねリテーナーへ、またばね
リテーナーからブートの厚さを増された外側部分へ伝達
され、これによってブートの環状の内側および外側部分
を連結している輪郭形状を附されたダイアフラムを側路
させるようになす。その結果として、フィンガーおよび
凹部は、断面形状の均一性を損ない、従って漏洩に対す
る抵抗力を低下させて変歪を生じさせるようなシールワ
ッシャー自体内に軸線方向の凹部を形成する必要性を排
除するのである。

【００１６】シール座と協働する一体化されたケーシン
グの利点は、市販されることができる「１部片組立体」
を提供することである。諸構成要素が組立られた後でケ
ーシングを特別な形状に拡げて一体的なシュラウドを変
形させることはそれぞれ諸構成要素の中心合せを向上さ
せ、シール座の駆動係合を与えるのである。密な係合状
態でしかも非変歪的な助勢を行う積極的な駆動装置は製
造および組立が容易で、シール座の構成要素の断面形状
の均一性に対して最小の影響しか与えないのである。

【００１７】１部片シールワッシャー（または角度的に
間隔をおかれた隆起陸部を有する金属インサートを含む
シールワッシャー）の組立られた状態において、シール
ワッシャーの最外側の面は摩擦熱の除去を向上させるた
めに一般に封止される周囲の冷たい流体に露出される。

【００１８】予備負荷されたばね（１つまたは複数）の
位置はそれぞれのシール組立体の製造の間に容易に変更
することができ、それぞれの組立体内の総ての構成要素
の公称の特定された組合された軸線方向の長さからの偏
倚を補償し、同時にばね自体内の負荷の偏倚を補償する
のである。

【００１９】別の望ましい実施例においては、非回転組
立体はポンプ軸とともに回転するように取付けられたデ
ィスクのシール面に対して当接して支持を与える同様の
シール面を有するシールワッシャーと、輪郭形状を附さ
れたダイアフラムを有する弾性的なブートと、１対の碗
状のインサートの間に配置されるコイルばねの両端をそ
れぞれ支持するフランジを有する前記１対の碗状のイン
サートとを含んでいる。これらのインサートの一方はダ
イアフラムの一部分を密に支持するように配置された環
状の壁部を有する。他方のインサートはブートの外側部
分を孔に向って半径方向に外方に押圧するように寸法決
めされた円筒形の本体およびブートの一部分を上方にポ
ンプハウジングの軸線方向の端壁に対し軸線方向に押圧
するフランジを有する。これらのインサートは、ダイア
フラムに噛み込むことがなく、これによってブートが不
必要に大きい応力を受けるような状態にならないために
弱い力量のばねを有利に使用できるようになす。

【００２０】シール組立体は孔に取付けられた静止ヘッ
ド部分および軸に取付けられた回転シール部分を有する
形状に配列されたものとして以下に詳細に説明されるけ
れども、このシール組立体およびその構成要素の諸部分
はその本来の利点を損わないで軸に取付けられた回転シ
ール部分および孔に取付けられた静止シール座部分を有
するものとして形成されることができる。

【００２１】

【実施例】本発明によるシール組立体の構造的部分の構
造、配列および特徴の組合せを有するさらに他の目的お
よび利点は添付図面を参照した以下の詳細な説明を読む
ことによって明らかになる。

【００２２】さて、図面、特に図１ないし図４を参照す
れば、本発明による回転メカニカルシールの典型的な使
用状態を示すために選ばれた構造は、循環される冷媒流
体１２のための、端面１６およびこれを貫通する軸線方
向の孔１８を有する静止ハウジング１４を含む遠心力イ
ンペラー型式のポンプ１０と考えることができる。軸線
「Ａ」を有する円筒形の軸２０が孔１８内に回転可能に
配置され、適当な軸受（図示せず）によって支持されて
いる。この軸２０はハウジング１４から外方に大気中に
伸長してファンベルトまたは同様のもの（図示せず）に
連結される外端（図示せず）および冷媒流体１２の流れ
によって取巻かれているインペラー２２を支持する内端
を有している。図示のように、このインペラー２２はハ
ウジング１４に対面する端面２６を有し、軸にねじ係合
によって連結されてこれとともに回転するようになって
いる。この冷媒流体１２は通常水およびエチレングリコ
ールのような不凍剤の５０−５０の混合物より成ってい
る。軸２０の回転は、インペラー２２が回転してこれの
ベーンを回転させ、冷媒流体を渦巻流の状態に駆動して
これにより推進される冷媒流体の圧力を増大させるよう
になす。軸２０の外周２８および孔１８を形成する内壁
３０の間に形成される環状間隙はハウジングから冷媒流
体１２が漏洩するのを阻止するために封止されなければ
ならない。

【００２３】シール組立体３２が孔１８を通る流体の流
過を阻止するように孔１８を封止し、孔１８内に流体密
の締り嵌めを行うように寸法決めされてハウジング１４
に非回転的に取付けられた静止シール組立体３４および
軸２０に流体密の締り嵌めの状態に嵌合されてこの軸２
０とともに回転する回転シール組立体３６を含んでい
る。シール組立体３２の作動機素は静止シール組立体３
４および回転シール組立体３６の間の有効な動力学的封
止作用を与えて、流体が運動部分の界面を横切って漏洩
するのを阻止するとともにこれらの両方の組立体の相対
的な回転を許すように設計されている。静止シール組立
体３４は可撓性の変形可能の管状ブート３８と、剛性的
なインサート４０と、第１のばね座を形成する平らな壁
部４４を有するばねリテーナー４２と、第２のばね座を
形成するフランジ４８を有する剛性的な口金部材４６
と、これらのばね座４４およびフランジ４８の間にある
１つまたはそれ以上のばね５０と、シールワッシャー５
２とを含んでいて、これらのものは総て全体的に円形の
形状になされている。回転シール組立体３６はシール座
５４と、弾性的なシール機素５６と、一体化ケーシング
５８とを含んでいて、これらのものは総て全体的に円筒
形の形状になされている。

【００２４】ブート３８は孔１８の内壁３０に封止係合
する環状の外側部分を形成する厚さを増された円筒形の
スリーブ６０と、シールワッシャー５２に封止係合する
環状の内端部分を形成する凹入する円筒形のスリーブ６
２と、半径方向に間隔をおかれた外側および内側スリー
ブ６０および６２を連結する可撓性の中間壁部を形成す
る輪郭形状を附されたダイアフラム６４とを含んでい
る。ブートのそれぞれの部分６０、６２および６４はそ
の厚さが大体均一で、部分６２および６４は大体同じ厚
さであるが、部分６０の厚さよりも薄くなされている。
環状のリブ６５が外側スリーブ６０の外周から半径方向
に外方に伸長して内壁３０に係合するようになってい
て、これらのリブは不規則形状の孔に対する調節を行う
ことによるようにして封止作用を向上させ、孔に対して
相対的なスリーブの軸線方向および回転方向の運動を禁
止するようになっている。望ましくは、また本発明によ
り、実際に使用するように組立られ、位置決めされた時
に、輪郭形状を附されたダイアフラム６４は実質的に応
力から解放されて、その断面形状が最初にモールド成形
された時のダイアフラムの断面形状と実質的に同じにな
されるのである。

【００２５】輪郭形状を附与されたダイアフラム６４
は、軸線方向に反対両方向に向き、それぞれ流体および
空気に露出される面を有する。このダイアフラム６４は
スリーブ６０および６２の間に円滑な連続部を形成し、
半径方向に間隔をおかれた内側および外側スリーブ６２
および６０の間に、大気圧および流体圧力の間の圧力差
に基づいて生じる恐れのある小さい相対的な軸線方向の
運動に順応させるのに必要なだけ軸線方向に撓むように
なされている。凹入される円筒形のスリーブ６２は内方
に拡がるフランジ部分６６に終端していて、シールワッ
シャー５２と確実な封止作用を行うのに充分な軸線方向
の長さになされ、ダイアフラムを突部６７の最後部の面
６８から間隔をおいて、環状空所を形成するようになっ
ている。

【００２６】ブート３８は天然ゴムまたは合成ゴムの何
れかのゴムまたはこれらの両者の組合せのような弾性材
料によって可撓性の円筒形のスリーブの形状に形成され
て、凍結防止作用、−４０℃（−４０°Ｆ）および１１
５．５℃（２４０°Ｆ）の間の範囲の環境温度および
１．４ｋｇ／ｃｍ²（２０ｐｓｉ）の流体圧力に耐え得
るようになされるのが望ましい。１つの適当な材料はＨ
ＮＢＲ、熱に対して長時間耐える抵抗力を有するゴム重
合体である。要求の少ない応用面に対してはアクリルエ
チレン（ｅｔｈｙｌｅｎｅａｃｒｙｌｉｃ）が適当で
ある。

【００２７】インサート４０は鋼のような剛性材料によ
って形成されて厚さを増された円筒形のスリーブ６０の
内部にモールド成形されている。このインサート４０は
両端にそれぞれ内方および外方に拡がるフランジ７２お
よび７４および外方に拡がるフランジ７４に近接する截
頭円錐形部分７６を有する円筒形本体７０を含んでい
る。この本体７０は水ポンプのハウジング内の孔１８の
内壁３０に対して当接する外側スリーブ６０が漏洩を生
じないように密に軸線方向に保持を行う半径方向の狭窄
部を形成するように寸法決めされている。フランジ７４
は孔１８内にブート３８を軸線方向に水ポンプのハウジ
ングの端面１６に対して相対的に位置決めを行う。フラ
ンジ７２および７４は弾性材料の薄い膜内に埋設され、
截頭円錐形の部分７６が１つまたはそれ以上の貫通孔７
８を含み、モールド成形の間に弾性材料を受入れて、こ
れによってインサート４０を弾性体の本体に対して相対
的に錠止めするようになっている。

【００２８】内方に拡がるフランジ７２は連続的になさ
れ（但し１つまたはそれ以上の角度的に間隔をおかれた
タブによって形成されることもできる）、最内方の端面
８０を有するが、この端面はばねリテーナー４２の最外
側の直径８２よりも小さい直径によって境界され、これ
によってばね座４４を正確な軸線方向位置に着座させて
保持し、インサート内からばねリテーナーが軸線方向に
押出されるのを阻止している。剛性インサート４０の内
壁８６に接着された弾性体の薄い膜８４はばねリテーナ
ー４２がインサート４０内に圧入嵌合された時にばねリ
テーナー４２の軸線方向運動を阻止するようになってい
る。

【００２９】適当に金属（真鍮のようなものが望まし
い）または剛性プラスティックによって作られた口金部
材４６は碗状に形成され、それぞれ外方に拡がるフラン
ジ４８および内方に拡がるフランジ９０を含むように形
成された反対両端部を有する円筒形部分８８を含んでい
る。フランジ４８は軸線方向に伸長するベル形の、半径
方向に外方に拡がるスカートを形成している。このフラ
ンジ４８はダイアフラムの壁部の隣接する最内方の部分
にその形状が密に合致してこれを支持していて、スカー
トの軸線方向に反対方向に向く面はばね５０のばね座４
８を形成している。円筒形部分８８および内方に拡がる
フランジ９０は、円筒形のスリーブ６２をシールワッシ
ャー５２に形成された環状の端ぐり９２の内壁に対して
当接するように半径方向に外方に狭窄し、また内方に拡
がるフランジ部分６６を軸線方向に向く端ぐりの内部の
端面９３に対して軸線方向にそれぞれ狭窄するように寸
法決めされていて、弾性体の半径方向および軸線方向の
狭窄作用は孔を通る流体の漏洩を禁止し、またブート３
８およびシールワッシャー５２の間または口金部材４６
およびブート３８の間の滑りを阻止して、これにより口
金部材４６、ブート３８およびシールワッシャー５２を
ともに有効に錠止めするのに充分になされている。

【００３０】金属（真鍮のようなものになされるのが望
ましい）または剛性プラスティックによって作られたば
ねリテーナー４２は碗状になされて、円筒形の外側およ
び内側部分９４および９６および前壁部分９８を有する
環状の、全体的にＵ形の部材およびばね５０が着座する
他方のばね座を形成する平らな壁部４４を含んでいる。
外側部分９４は剛性インサート４０の内壁８６に堅密に
嵌合してこれに当接するか、またはこの内壁に接着され
た弾性体の薄い膜８４に対して当接するように寸法決め
されている。前壁部分９８はダイアフラムの壁部の隣接
する最外側部分に密に合致して、ダイアフラムを軸線方
向に押圧する傾向のある水力学的圧力に抗してこの前壁
部分９８を支持するようになっている。管状の内側部分
９６の円筒形面１００は半径方向に内方に向き、口金部
材４６の最外側の直径１０２を中心合せして、これとと
もに保持される着座状態に案内するようになっている。

【００３１】金属（不銹鋼のような）によって作られ
て、波形のワッシャー型式になされるのが望ましいばね
５０（１つまたは多数）はばねリテーナー４２および口
金部材４６のばね座４４および４８の間に圧縮されてい
る。ばね５０の圧縮によって得られる軸線方向の力は口
金部材４６およびブート３８の内方に拡がるフランジ部
分６６を通って伝達されて、シール座５４に対するシー
ルワッシャー５２の軸線方向の閉鎖力を生じさせる。こ
の軸線方向の閉鎖力は、生じる恐れのある回転するシー
ル座５４の動揺または軸線方向の離隔運動に追従するシ
ールワッシャー５２の有効な動力学的軌道運動を保証す
るのに充分であって、しかも静止シール面１０６および
回転シール面１０８の滑動界面における摩耗および熱を
最少にするのに必要なよりも大きくないようになしてい
る。

【００３２】環状のシールワッシャー５２は焼結カーボ
ングラファイト、フェノール樹脂または樹脂接着カーボ
ンのような耐熱材料によってモールド成形されることが
できる。このシールワッシャー５２は外側の円筒形面１
１０と、それぞれ軸線方向の面６８および１０６で終端
する１対の環状の軸線方向に突出する突部６７および１
１６と、面６８から内方に端面９３まで伸長して内側ス
リーブ６２を受入れる空所を形成する環状の端ぐり９２
とを有する。面１０６はシール座５４の面１０８と滑動
接触するためのキー程度（ｋｅｙｄｅｇｒｅｅ）の精
密な平坦部を設けられ、面１１０および６８は封止され
る周囲の流体に露出されている。重要なことは、シール
面１０６および１０８が軸２０の軸線「Ａ」に垂直な平
面を形成していることである。有利な具合にシール面１
０６および１０８の間の滑動界面に発生される摩擦熱は
容易にシールワッシャー５２から解放されるように導か
れて周囲の流体に導入されるのである。

【００３３】静止シール組立体３４の望ましい形状にお
いては、軸線方向にばねリテーナー４２の前壁部分９８
によって支持されないで、軸線方向に口金部材４６から
外方に拡がるフランジ４８の輪郭形状を附された部分に
よって支持されるブート３８の可撓性ダイアフラムの壁
部の環状面積および直径はシール面１０６の外径１１４
によって規定される環状面積および凹入円筒形スリーブ
６２の外径に密に等しくなされている。この形状は静止
シール組立体３４の諸構成要素に働く流体圧力の軸線方
向の水力学的作用を有効に打消し、または相殺して、こ
れらの軸線方向の水力学的作用がばね５０によって与え
られる軸線方向の閉鎖力に実質的に附加され、またはこ
れから差引かれないようになされているのである。

【００３４】図示の実施例においては、シール座５４は
金属またはセラミック（シリコンカーバイドのような）
のような硬質材料によって作られた一体構造の構成要素
であって、一体的な外方に拡がるフランジ１１８を有
し、このフランジの外周１２０はこれに形成された１つ
またはそれ以上の浅い凹部または平坦部１２２を除いて
全体的に円筒形になされている。これらの凹部または平
坦部は約４％よりも大きくシール座の断面積を減少させ
ないで、使用中に部分的な変形を生じないようになされ
るのが望ましい。シール座５４はフランジ１１８と同心
的でこれに隣接する小さい円筒形の肩部１２４を有し、
この肩部はキー程度の平坦さを設けられた前部シール面
１０８に平行な後面１２６に終端している。

【００３５】弾性的な静止シール機素５６は円環体の形
状の「Ｏ」リングになされて、その内径がシール座５４
の円筒形の肩部１２４に対応するようになされるのが望
ましい。このシール機素５６はＮＢＲのような７０デュ
ロメーターの耐熱性材料より成るのが望ましい。シール
機素５６はシール座５４を圧縮状態になしてシール座５
４を熱衝撃から緩衝するように働く。

【００３６】金属（不銹鋼のような）から圧印加工され
て形成されるのが望ましいケーシング５８は軸線方向に
細長い全体的に円筒形の形状になされ、ポンプ軸２０の
外側２８に圧入された時に封止および駆動嵌合を与える
ように寸法決めされた内側部分１２８と、シール座５４
およびシール機素５６を捕捉するシュラウド部分１３０
と、静止および回転シール組立体３４および３６を一体
的に保持するリテーナーリップ１３２とを有する。この
シュラウド部分１３０はシール座５４の後面１２６およ
び弾性的シール機素５６が組立られた後で当接する外方
に拡がる後壁１３４およびシール座５４のフランジ１１
８を自由に受入れているだけでなく、シール座の肩部１
２４と協働して弾性的なシール機素５６を半径方向に狭
窄するように寸法決めされた内径１３８を有する円筒形
壁部１３６を含んでいる。肩部１２４および壁部１３６
は静力学的な封止作用を保証するだけでなく、シュラウ
ド部分１３０と、弾性的なシール機素５６と、シール座
５４との間の回転滑動を阻止するのに充分な摩擦力を与
えるのに充分な狭窄作用を与えるのである。

【００３７】上述の回転シール組立体３６の構造の新規
な重要な特徴は、弾性的シール機素５６およびシール座
５４の組立の後で、シール座５４のフランジ１１８を取
囲んでいる円筒形壁部１３６が半径方向に内方に変形さ
れて、大きさが小さくなされ、フランジの外周１２０お
よびこれの上に設けられた平坦部１２２の廻りに密な、
均一な、形状が合致する間隙１３９生じさせることであ
る。この形状が合致する間隙はシール座５４の変歪を阻
止し、しかも弾性的シール機素５６が異常に過酷な、ま
たは長期間の使用のために摩擦装置によって滑りに耐え
ることができなくなった場合にシュラウド部分１３０お
よびシール座５４の間の積極的な回転駆動を与えるので
ある。この間隙１３９は個々の構成要素に許される通常
の製造公差によって可能な通常または理論的に達成でき
る間隙よりも小さいのが望ましい。有利な具合にこの間
隙は組立時に諸構成要素の面倒な整合を行わないで容易
に得ることができるのである。

【００３８】ケーシング５８の円筒形部分１２８はシー
ルの総ての構成要素の組立の後で半径方向に外方に拡げ
られて、截頭円錐形のリテーナーリップ１３２を形成す
るようになされる。このリテーナーリップは静止シール
組立体および回転シール組立体をともに同心的に保持す
るのに役立ち、取扱いを容易にし、組立を容易にするよ
うに一体化されたシール組立体を形成するのである。

【００３９】従来技術においては、最良の閉鎖力または
最良の閉鎖力に極めて近い閉鎖力を得ることは、与えら
れたシール組立体における諸構成部品の組合された軸線
方向の長さの変化によってばねの組立られた状態の撓み
に変化を生じるため、およびばねの負荷が与えられた撓
みの状態にて変化する事実によって、実際上不可能なの
である。シール組立体３２の静止シール組立体３４の新
規な構造によって、ばね５０の撓みにより生じる力は、
単にばねリテーナー４２を保持する剛性インサート４０
に対してばねリテーナー４２の組込まれた状態の軸線方
向の位置を変化させて、これにより全体的な一体化され
たシール組立体３２の総ての構成要素の軸線方向の長さ
の変化およびばね自体の撓まされた負荷の公差に対して
補償を行うことによって正確な値に設定されることがで
きる。

【００４０】図５ないし図１３は本発明による面シール
組立体の望ましい変形実施例を示している。本発明のこ
のような形態においては、図１ないし図４に示されたシ
ール組立体３２の全体的な形状および特性が保有されて
いる。不必要な説明の反復を避けるために、同様の符号
が、軸２０、ブート３８、インサート４０、ばねリテー
ナー４２、口金部材４６、ばね５０、シールワッシャー
５２、シール座５４およびシュラウド１３０のようなシ
ールの対応する部分およびシール組立体に与えられてい
る。

【００４１】図５において、本発明のこの形態によれ
ば、静止シール組立体は、ばねリテーナー４２がばね座
４４の内径１４２から軸線方向に前方に突出して口金部
材４６の大体円筒形の内面１４６に設けられた対応する
軸線方向の円筒形の内面１４６に設けられた対応する軸
線方向の受入れ凹部１４４に係合し、これによって口金
部材およびばねリテーナーをともに回転的に錠止めし、
しかもこれらの２つの構成要素の間の相対的な軸線方向
および角度的な運動を許して、回転シール座５４に当接
して走行するシールワッシャー５２の回転摩擦によって
伝達されるトルクによるブート３８のダイアフラム壁部
６４内の捩り応力を制限する１つまたは複数のフィンガ
ー１４０を含むように修正されている。このようなダイ
アフラム壁部に働く回転トルクを制限する新規な方法
は、シールワッシャー５２自体内に普通使用され、断面
形状の均一性を損なって使用中の変形によって漏洩を生
じさせる軸線方向の凹部の必要性を排除するのである。

【００４２】図６において、本発明のこの形態によれ
ば、シールワッシャー５２は、ワッシャー形のインサー
ト１４８が既述のような耐熱性材料の本体１５２内に埋
設された環状の内側縁部１５０と、この本体１５２から
外方に配置されて熱をこの本体から周囲の流体１２に伝
達する環状の外側縁部１５４を有する複合シールワッシ
ャーを形成するように修正されている。インサート１４
８は金属（焼結された真鍮のような）またはこの本体を
モールド成形した材料に殆ど近いが、実質的にこれより
も劣らない摩擦および摩耗特性を有する材料によって作
られて、これによって界面間の摩擦熱の増大された熱伝
導性および増大された剛性および寸法的安定性を有する
複合シールワッシャーを形成するようになされるのが望
ましい。

【００４３】このインサート１４８（図７参照）は全体
的に円筒形で、外周面１５６と、軸線方向に反対両方向
に向く平らな面１５８および１６０と、面１６０から突
出する環状の突起部分１６２（またはカラー）と、面１
５８から伸長する多数の隆起パッド１６４とを有する環
状本体を含むようにキャップ形になされている。突起部
分１６２は円周面１６６を形成し、軸線方向に配置され
る環状面１６８に終端して、平らな面１６０および円筒
形面１５６および１６６が直接に周囲の流体に露出され
るようになされている。面１６８は突起部分１１６の端
面を形成する対応する環状面１７０と協働して複合され
た平らな環状シール面１０６を形成してシール座５４の
回転シール面１０８に係合するようになっている。面１
６８および１７０は同平面になされて面１０８に係合す
るキー程度の平坦さを設けられている。若干の応用面で
は、厚さが０．０２５ｃｍ（０．０１０ｉｎ）を超過し
ないのが望ましいプラスティックの薄い噴流遮蔽カバー
（ｆｌａｓｈｃｏｖｅｒｉｎｇ）がインサート１４８
を覆うようになすことができる。環状本体１５２の外側
部分は外方に拡がるフランジを有しないシールワッシャ
ーに比較して最小４０％だけ周囲の流体に露出されるシ
ールワッシャーの外面の面積を増大させるのが望まし
い。

【００４４】望ましい構造においては、インサート１４
８は、それぞれ面１７２を有して、３０％以上インサー
トの断面積を増加させないような１６の等角度に間隔を
おかれた隆起パッド１６４を設けられている。有利な具
合に、これらのパッド１６４はプラスティック材料によ
ってモールド成形された環状本体１５２および金属のイ
ンサート１４８を相互連結してこれらの間の接着面積を
増大させ、これによってプラスティックの部分１５０の
最外側の円筒形面１１０およびインサート１４８の面１
５８の接合部における応力の集中を減少させるようにな
っている。インサート１４８の最後部の面を形成する終
端する陸部の面１７２は直接に周囲の流体１２に露出さ
れるか、またはプラスティックの、厚さが０．０２５ｃ
ｍ（０．０１０ｉｎ）を超過しないのが望ましい薄い噴
流保護カバーを設けられることができる。

【００４５】図８はこの代替的な複合シールワッシャー
の構造の変形を示し、これにおいてはシールワッシャー
が突起部分１１６の端部にシール面１０６を形成し、金
属インサート１４８の突出する環状の突起部分１６２
（またはカラー）が平らな環状のシール面１０６から離
隔して終端し、シールワッシャー内に埋設されている。
インサート１４８はその外周１６６が流体１２に露出さ
れている。望ましくは、噴流保護カバーを形成するのに
約０．０５ｃｍ（０．０２ｉｎ）のプラスティック層で
充分である。この変形例は、金属インサート１４８がシ
ール本体１５２を形成するプラスティックの特性よりも
実質的に劣る摩擦および摩耗特性を有する場合に望まし
いのである。この変形例においては、金属インサートは
複合シールワッシャー５２を強化し、安定化させ、これ
の全体的な熱伝導性を増加させるのに役立つ。

【００４６】図９はこの代替的な複合シールワッシャー
の構造のさらに他の変形を示し、これにおいては金属イ
ンサート１４８の突出する環状の突起部分１６２が全体
の平らな環状のシール面１０６を形成するように附形さ
れている。この変形例は、金属インサート１４８がシー
ル本体１５２を形成するプラスティックの特性に等しい
か、またはこれよりも優れた摩擦および摩耗特性を有す
る場合に望ましいのである。この変形例においては、プ
ラスティックの部分は複合シールワッシャー５２の全体
の重量を減少させ、端ぐり９２および最後部の環状面６
８に伝達される熱量を低下させるのに役立つようになさ
れている。

【００４７】図１０は、ばねリテーナー４２が拡大され
たＵ形の部分を有し、これの前壁部１７４がダイアフラ
ム壁部６４にさらに大なる支持程度を与え、輪郭形状を
附されたスカート４６が少ない支持しか与えないような
シール組立体の代替的な形態を示している。

【００４８】図１１は本発明による代替的な望ましい実
施例を示しているが、これにおいては、軸線方向のシー
ル面１７８を有するシール座１７６を含む回転シール組
立体がポンプ軸２０に固定的に取付けられてこの軸とと
もに回転するようになされていて、静止シール組立体が
ポンプハウジングの孔１８に取付けられている。この静
止シール組立体は弾性材料の管状ブート１８０と、シー
ル面１７８と協働するように配置されて、軸線方向に反
対両方向に向く面１８６および１８８を有する軸線方向
のシール１８４を有する環状のＬ形のシールワッシャー
１８２と、ポンプ軸の廻りに配置されてシールワッシャ
ー１８２を支持する細長い支持スリーブ１９０とを含ん
でいる。ブート１８０は輪郭形状を附されたダイアフラ
ム１９６によって連結された半径方向に間隔をおかれた
環状の内側および外側部分１９２および１９４を有し、
外側の部分１９４は孔１８の壁部３０に対して流体密に
封止される連結関係に配置されている。支持スリーブ１
９０はブート１８０の環状の内側部分１９２に係合する
円筒形壁部１９８および面１８６に係合する半径方向の
フランジ２００を有する。それぞれ支持スリーブ１９０
の半径方向のフランジ２００よりも外方にシールワッシ
ャー１８２の面１８６内に配置される相互連結突起部分
および凹部２０２および２０４は相互係合してこれらの
機素を相対的に回転しないように相互連結している。

【００４９】碗状のばねリテーナー２０６は外側部分１
９４を孔に対して半径方向に狭窄する円筒形壁部２０８
と、半径方向に外方に伸長して外側部分１９４から伸長
する弾性体の半径方向に伸長する部分２１２をハウジン
グ１４の端面１６に対して軸線方向に狭窄する半径方向
のフランジ２１０と、ばね座を形成する半径方向のフラ
ンジ２１４とを有する。碗状の口金部材２１６は軸線方
向に反対両方向に向く面２２０および２２２を有し、面
２２２が内側部分１９２の半径方向に伸長する部分２２
４に対して軸線方向に押圧されるようになされたフラン
ジ２１８を含んでいる。このフランジ２１８はブート１
８０の部分２２４をシールワッシャー１８２の端面１８
８に対して軸線方向に封止する。内側部分１９２はスリ
ーブ１９０の円筒形壁部１９８およびシールワッシャー
１８２の内側の環状面２２６の間に半径方向に圧縮され
ている。

【００５０】本発明によって、ベル形のスカート２２８
が半径方向に外方に伸長してダイアフラム１９６に対し
て密に支持を行う関係に配置される支持壁部を形成して
いる。コイルばね２３０はその両端部がフランジ２１４
および２１８に係合してばねリテーナー２０６および口
金部材２１６を軸線方向に離隔するように押圧し、Ｌ形
のシールワッシャー１８２のそれぞれの軸線方向のシー
ル面１８４および１７８およびシール座１７６を封止関
係に押圧するようになっている。

【００５１】図１２および図１３は本発明による他の代
替的な望ましい実施例を示しているが、この実施例は図
５に示されたものと同様である。この実施例において
は、円筒形スリーブ２３２が口金部材４２のフランジ４
８から同軸的に伸長して口金部材４６によって形成され
る円筒形スリーブ２３４内に配置されるようになってい
る。これらのスリーブ２３２および２３４のそれぞれの
端部は、スリーブ２３２の端部が複数の平坦部２３６を
含むように外方に変形されている結果として相互連結さ
れていて、それぞれの平坦部２３６はスリーブ２３４の
内面に設けられたそれぞれの平坦部２３８から小さい半
径方向の間隙によって互いに離隔されている。内側に凹
入するスリーブ６２はスリーブ２３４に固定され、平坦
部２３６および２３８はこれらの間の相対的な回転を禁
止し、しかもこれらの間の軸線方向の運動を可能になし
ている。図示の実施例においては、１２の平坦部２３６
が１２の平坦部２３８と相互連結されて示されている。
有利な具合に、このような実施方法は、ばね座が組立の
後で口金部材内に入るように外方に変形されて、予めこ
れらの部品の相互の回転方向の配向を行わずに積極的な
相互連結された駆動を与え得るようになすのである。

【００５２】図１４は本発明による代替的な望ましい実
施例を示しているが、これにおいては、截頭円錐形に附
形された圧縮コイルばね２４０がそれぞれブート３８に
形成された環状凹部２４６およびシールワッシャー５２
の軸線方向面７２に係合する両端部２４２および２４４
を有し、これによってシール面１０６および１０８を封
止関係に強制するようになっている。環状凹部２４６が
外側スリーブ６０とダイアフラム６４の半径方向に外方
の部分との交叉によって形成されて、圧縮ばね２４０が
作用する肩部を形成している。コイルばね２４２はその
直径がコイルの端部２４４よりも大きく、凹部２４６内
に着座するようになっている。コイル端部２４４はシー
ルワッシャーの外周に密に合致し、インサート１４８の
面７２に当接している。リテーナー４２は碗状になさ
れ、円筒形の内側および外側部分２５０および２５２に
よって形成される半径方向に内方の大体平らな壁部２４
８および半径方向に外方の大体Ｕ形のチャンネル部分お
よび前壁部分２５４を含んでいて、この前壁部分はダイ
アフラム６４の半径方向に外方の部分に対して支持を行
う関係に配置されている。口金部材４６は円筒形部分８
８およびブート３８の内側の凹入スリーブ６２をシール
ワッシャー５２と封止係合自体に押圧するフランジ部分
９０を含み、さらにリテーナー４２によって形成される
碗状部分内に配置され、ダイアフラム６４の半径方向に
内方の端部を前壁部分２５４に隣接して位置決めする端
部２５６を含んでいる。

【００５３】この実施例に示されているように、ばねリ
テーナー４２は、間接的にブート３８のダイアフラム６
４の最外方の半径方向の部分を支持することによってコ
イルばね２４０の保持を行うことを除いては、コイルば
ね２４０を「保持」してはいない。さらに、コイルばね
２４０は冷媒流体１２の内部に配置されているが、これ
に反して既述の実施例に示されている波形ワッシャー５
０は冷媒流体１２には露出されていない。応用面の如何
に関係して、コイルばね２４０はその形状が大体円筒形
になされることができ、またシールワッシャーを取囲む
コイル以外の形状になされることもできるのである。

【００５４】上述の説明は本発明の望ましい実施例を示
しているが、本発明は特許請求の範囲を逸脱せず、また
特許請求の範囲の正しい意味を逸脱しないで、種々の修
正、変形および変更を行い得ることが理解されなければ
ならない。

【００５５】

【発明の効果】本発明は上述のように構成されているか
ら、使用期間の長さまたは封止される流体の作動圧力の
変動に無関係に一定の比較的低い公称閉鎖力によって作
動可能の、長い期間の間確実な封止作用を与え得るメカ
ニカルシールを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理によって構成されて、ポンプ構造
体に作動的に組込まれたシール組立体を示す回転メカニ
カル面シールの実質的に中心を通る長手方向の立面断面
図。

【図２】図１に示された面シール組立体の拡大断面図。

【図３】図１に示されたシール組立体のシール座の部分
の部分的な長手方向断面図。

【図４】図３の線４−４に沿う断面図。

【図５】本発明によって構成された回転メカニカル面シ
ール組立体の他の望ましい実施例の実質的に中心を通る
拡大された長手方向立面断面図。

【図６】本発明によって構成された回転メカニカル面シ
ール組立体の別の望ましい実施例の実質的に中心を通る
拡大された長手方向立面断面図。

【図７】図６に示された面シール組立体に使用されてい
るインサートリングの拡大された斜視図。

【図８】本発明によって構成された回転メカニカル面シ
ール組立体のさらに他の望ましい実施例の実質的に中心
を通る拡大された長手方向立面断面図。

【図９】本発明によって構成された回転メカニカル面シ
ール組立体のさらに他の望ましい実施例の実質的に中心
を通る拡大された長手方向立面断面図。

【図１０】本発明によって構成された回転メカニカル面
シール組立体のさらに他の望ましい実施例の実質的に中
心を通る拡大された長手方向立面断面図。

【図１１】本発明によって構成された回転メカニカル面
シール組立体のさらに他の望ましい実施例の実質的に中
心を通る拡大された長手方向立面断面図。

【図１２】本発明によって構成された回転メカニカル面
シール組立体のさらに他の望ましい実施例の実質的に中
心を通る拡大された長手方向立面断面図。

【図１３】図１２の線１３−１３に沿う断面図。

【図１４】本発明による代替的な望ましい実施例の実質
的に中心を通る拡大断面図。

【符号の説明】

１０遠心力インペラー型式のポンプ１２冷媒流体１４静止ハウジング２０軸２２インペラー３２シール組立体３４静止シール組立体３６回転シール組立体３８管状ブート４０剛性的なインサート４２ばねリテーナー４４ばね座４６口金部材４８フランジ５０ばね５２シールワッシャー５４シール座５６シール機素５８一体化ケーシング６０円筒形スリーブ６２円筒形スリーブ６４ダイアフラム６５環状リブ６６円筒形スリーブ６２のフランジ部分６７突部７０インサート４０の円筒形本体７２インサート４０のフランジ７４インサート４０のフランジ７６フランジ７４に接近する截頭円錐形部分８２ばねリテーナー４２の最外側の直径８４弾性体の薄い膜９０口金部材４６の長手方向に拡がるフランジ９２シールワッシャー５２の端ぐり１０６静止シール面１０８回転シール面１１８シール座５４の外方に拡がるフランジ１２２フランジ１１８の平坦部１２４シール座５４の円筒形の肩部１３０ケーシング５８のシュラウド部分１３２ケーシング５８のリテーナーリップ１３９フランジ１１８とシール座５４との間の間隙１４０フィンガー１４８インサート１５２インサート１４８の本体１６４隆起パッド１７６シール座１７８軸線方向のシール面１８０管状のブート１８２シールワッシャー１８４シール面１９０細長い支持スリーブ１９６ダイアフラム２００フランジ２０６ばねリテーナー２１０ばねリテーナー２０６の半径方向のフランジ２１４ばねリテーナー２０６の半径方向のフランジ２１６口金部材２１８フランジ２２８ベル形のスカート２３０コイルばね２３２円筒形スリーブ２３４円筒形スリーブ２３６平坦部２３８平坦部２４０圧縮コイルばね２４２コイルばね

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【手続補正書】

【提出日】平成５年１０月１８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【請求項１】孔を有するハウジングおよびこの孔を貫
通する軸線方向の軸のような１対の相対的に回転可能の
機素の間の流体密な封止を行うシール装置において、前
記軸の廻りに配置され、それぞれ軸線方向のシール面を
有する環状シールワッシャーおよび環状シール座と、半
径方向に間隔をおかれた関係に配置される内側および外
側スリーブおよび軸線方向に反対両方向に向いて、前記
スリーブの間を伸長する第１および第２の面を有する輪
郭形状を附されたダイアフラムを含む可撓性の変形可能
の管状ブートと、前記内側および外側スリーブを前記孔
および前記シールワッシャーに対してそれぞれ封止関係
に固定する固定装置と、大体軸線方向に伸長して半径方
向に外方に拡張し、前記第１の面の輪郭形状に密に合致
して前記第２の面に働く流体圧による前記ダイアフラム
の軸線方向の変形を支持して禁止する支持装置と、前記
軸線方向の面を相互滑動接触を行うように軸線方向に押
圧する押圧装置とを含み、前記封止関係が、前記固定さ
れた状態の前記輪郭形状を附されたダイアフラムが実質
的に応力から解放され、使用中のその断面がモールド成
形された状態の断面に実質的に同一であるようになさ
れ、前記支持装置が軸線方向に細長い管状部分を含む一
体物のはめ具を有し、輪郭形状を附されたスカートがこ
の管状部分から伸びて第１スプリング座を形成し、前記
はめ具は、前記内側スリーブと係合してそれを前記シー
ルワッシャーに対して密封関係に押しつけるような寸法
にされた半径方向外方に向く外表面を有し、スプリング
リテーナーが第２スプリングシールを形成し且つ管状部
分を有し、この管状部分は前記外側スリーブと半径方向
に係合し、前記押圧装置は第１と第２のスプリング座の
間で圧縮されるスプリングを有して前記スプリングリテ
ーナーと前記はめ具を軸線方向に反対両方向に押す、シ
ール装置。

【請求項２】前記スプリングを前記ブートの半径方向
内側で軸線方向に正確に位置決めして前記シール座に対
する前記シールワッシャーの予備負荷を調節し、使用さ
れる構成要素の軸線方向の長さの変化または前記スプリ
ングの負荷の公差に無関係に予備負荷の正確な最良の値
を得られるようになす位置決め装置をさらに含んでいる
請求項１に記載されたシール装置。

【請求項３】前記固定装置が前記外側スリーブに一体
的にモールド成形された剛性的な管状インサートを含ん
でいて、この管状インサートが前記外側スリーブの外側
の環状部分を前記孔に対して半径方向に外方に狭窄する
ように寸法決めされている請求項１に記載されたシール
装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ケビンフレデリックアイスアメリカ合衆国ニューハンプシャー州コンコード，ブルックウッドドライブ６

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シール座およびシールワッシャーが回転
軸およびこの軸を受入れる静止ハウジングにそれぞれ取
付けられるようになされた互いに滑動関係に取付けられ
ている前記シール座およびシールワッシャーと、弾性材
料によってモールド成形されて前記回転軸およびこの軸
が貫通して伸長するハウジングとの間を流体密に封止す
る可撓性ダイアフラムを含むブートと、前記ダイアフラ
ムが組立られて設定された作動位置で流体圧によって作
動される時にそのモールド成形された時の形状および応
力を受けない状態を実質的に保持するように前記ダイア
フラムを支持する装置とを含んでいるメカニカルシー
ル。
【請求項２】前記ブートの前記可撓性のダイアフラム
の部分が、前記シール座に対する相対的な滑動運動によ
って摩擦的に加熱される前記シールワッシャーから明確
に区別される距離に配置されるようになされている請求
項１に記載されたメカニカルシール。
【請求項３】前記シールワッシャーが摩擦熱を有効に
除去するように封止されて自由に前記流体に露出される
最外側の最後部の面を有している請求項２に記載された
メカニカルシール。
【請求項４】回転可能の軸およびこの軸が貫通して伸
長するハウジングの間を流体密に封止するための弾性ブ
ートを含む型式のメカニカルシールにおいて、シールワ
ッシャーおよび前記ブートに働く流体圧による力が互い
に協働して前記シールワッシャーに働く合成力がその大
きさおよび方向の両者を調節され得るように前記弾性ブ
ートを支持する装置を有することを特徴とするメカニカ
ルシール。
【請求項５】シール座に対して着座する関係に押圧さ
れるシールヘッドを含み、対抗する流体の作用力が相殺
されてこれらの対抗する作用力が前記シール座の部分に
対する前記シールヘッドの部分の軸線方向の予備負荷を
与えるのに使用されるばね力に対して附加されず、また
このばね力から差引かれないようになされている請求項
４に記載されたメカニカルシール。
【請求項６】シールワッシャーと、シール座と、ブー
トと、前記ワッシャーを前記座に対して押圧する装置と
を含み、組立の間に前記シールワッシャーに対するばね
力を調節して諸構成要素の公差および物理的特性を補償
し、それぞれの封止作用において最良のばね力を与える
ようになす装置を有することを特徴とするメカニカルシ
ール。
【請求項７】シール面を有する環状本体およびこの本
体から伸長して前記シール面および前記シールワッシャ
ーの内部から摩擦熱を引出して消散させ、これを直接に
封止される流体に伝達するインサートを含んでいる複合
シールワッシャー。
【請求項８】前記本体が前記インサートの廻りにモー
ルド成形され、前記インサートが金属によって作られて
前記シールワッシャーのシール面の外側部分に終端して
これを境界する突出する突起部分を有し、また前記イン
サートが前記シール面から軸線方向に距離を置かれた外
方に放射を行うフランジ部分を有し、前記フランジが封
止される流体に直接露出される前側環状面および最外側
の円筒面を有するようになされている請求項７に記載さ
れた複合シールワッシャー。
【請求項９】前記本体が樹脂接合炭素より成っている
請求項７に記載された複合シールワッシャー。
【請求項１０】前記本体が重合体材料より成っている
請求項７に記載された複合シールワッシャー。
【請求項１１】前記シールワッシャーに終端してこれ
の全体のシール面を境界している突出する突起部分を有
するインサートより成っている請求項７に記載された複
合シールワッシャー。
【請求項１２】前記インサートが前記シール面から軸
線方向に距離をおかれて外方に拡がるフランジ部分を有
し、前記フランジ部分が封止される流体に直接露出され
る前側環状面および最外側の円筒面を有するようになさ
れている請求項１１に記載された複合シールワッシャ
ー。
【請求項１３】メカニカルシールにおいて、シール座
と、シールワッシャーと、前記シールワッシャーおよび
シール座の一方に積極的な連動する機械的回転駆動作用
を与えて組立の前および組立の間に諸構成要素を互いに
回転方向に配向させる必要を排除するようになす装置と
を有するメカニカルシール。
【請求項１４】前記装置が組立の後で包囲するか、ま
たは包囲される構成要素内またはその廻りに半径方向に
外方または内方に向う１つの大体円形の構成要素を再形
成し、この再形成された構成要素が全体的にさらに大き
いか、またはさらに小さくなされて前記包囲するか、ま
たは包囲される構成要素に対して密な均一に合致する嵌
合状態を生じさせることより成っていて、前記包囲する
か、または包囲される構成要素が平坦部、凹部または突
出スプラインのような円周方向に中断される形状特性を
有し、前記再形成が前記再形成される構成要素を前記包
囲するか、または包囲される構成要素に対して回転可能
に連動させるが、前記２つの連動される部分の間の軸線
方向運動を可能になしている請求項１３に記載されたメ
カニカルシール。
【請求項１５】１対の相対的に回転可能の部材と、環
状ダイアフラムを有する弾性ブートと、前記弾性ブート
のダイアフラムの壁部に働く回転トルクを制限し、これ
により断面形状の均一性を損なうようなシールワッシャ
ー内の軸線方向の凹部の必要性を排除するようになす装
置とを含んでいるメカニカルシール。
【請求項１６】孔を有するハウジングおよびこの孔を
貫通する軸線方向の軸のような１対の相対的に回転可能
の機素の間の流体密な封止を行うシール装置において、
前記軸の廻りに配置され、それぞれ軸線方向のシール面
を有する環状シールワッシャーおよび環状シール座と、
半径方向に間隔をおかれた関係に配置される内側および
外側スリーブおよび軸線方向に反対両方向に向いて、前
記スリーブの間を伸長する第１および第２の面を有する
輪郭形状を附されたダイアフラムを含む可撓性の変形可
能の管状ブートと、前記内側および外側スリーブを前記
孔および前記シールワッシャーに対してそれぞれ封止関
係に固定する固定装置と、大体軸線方向に伸長して半径
方向に外方に拡張し、前記第１の面の輪郭形状に密に合
致して前記第２の面に働く流体圧によって前記ダイアフ
ラムを支持してこれの軸線方向の変形を禁止する輪郭形
状を有するスカートを含む支持装置と、前記軸線方向の
面を相互滑動接触を行うように軸線方向に押圧する押圧
装置とを含み、前記封止関係が、前記固定された状態の
前記輪郭形状を附されたダイアフラムが実質的に応力か
ら解放され、使用中のその断面がモールド成形された状
態の断面に実質的に同一であるようになされているシー
ル装置。
【請求項１７】前記固定装置が軸線方向に細長い管状
部分を含み、前記輪郭形状を附されたスカートがこの管
状部分から垂下し、前記輪郭形状を附されたスカートが
前記ダイアフラムの唯１つの支持部を含み、前記管状部
分が前記内側スリーブに係合してこれを前記シールワッ
シャーに対して封止関係に押圧するようになされている
請求項１６に記載されたシール装置。
【請求項１８】前記固定装置が前記外側スリーブに係
合してこれを半径方向に外方に、前記孔に対して押圧す
るように寸法決めされた管状インサートを含んでいる請
求項１６に記載されたシール装置。
【請求項１９】前記インサートが前記外側スリーブ内
に埋設されている請求項１８に記載されたシール装置。
【請求項２０】前記押圧装置が軸線方向に反対両方向
に面する軸線方向面を有する環状波形ワッシャーを含ん
でいる請求項１６に記載されたシール装置。
【請求項２１】前記押圧装置を前記ブートの内部に軸
線方向に正確に位置決めして前記シール座に対する前記
シールワッシャーの予備負荷を調節し、使用される構成
要素の軸線方向の長さの変化または前記押圧装置の負荷
の公差に無関係に予備負荷の正確な最良の値を得られる
ようになす位置決め装置をさらに含んでいる請求項１に
記載されたメカニカルシール。
【請求項２２】前記押圧装置が環状ワッシャーを含ん
でいて、前記位置決め装置が前記外側スリーブから半径
方向に内方に伸長するフランジと、前記フランジによっ
て固定的に位置決めされ、前記外側スリーブに連結され
て前記ワッシャーの１つの軸線方向の面を支持する第１
のばね座を形成するばねリテーナーと、前記ワッシャー
の他方の軸線方向面を支持する第２のばね座を形成する
口金部材とを含んでいる請求項２１に記載されたメカニ
カルシール。
【請求項２３】前記外側スリーブに固定された碗状の
ばねリテーナーをさらに含み、前記固定装置が第１のば
ね座を形成して外面が前記内側スリーブを前記シールワ
ッシャーに封止関係に押圧するように寸法決めされた細
長い管状部分を含む碗状の口金部材を含み、前記リテー
ナーが第２のばね座を形成し、前記外側スリーブに半径
方向に係合する管状部分を含んでいて、前記押圧装置が
前記両方のばね座の間で圧縮されて前記ばねリテーナー
および前記口金部材を軸線方向に反対両方向に押圧する
ばねを含んでいる請求項１６に記載されたシール装置。
【請求項２４】前記口金部材の管状部分が前記輪郭形
状を附されたスカートを含むように一体的に形成されて
いる請求項５に記載されたメカニカルシール。
【請求項２５】前記輪郭形状を附されたスカートが一
部分前記ばねリテーナー内に配置されて、これとともに
軸線方向の運動を行うようになされている請求項５に記
載されたメカニカルシール。
【請求項２６】前記ダイアフラムの捩り応力を制限
し、前記口金部材および前記ばねリテーナーを、これら
の間の相対的な軸線方向の運動および僅かな回転運動を
許すようにともに錠止めする連動装置をさらに含んでい
る請求項２３に記載されたシール装置。
【請求項２７】前記連動装置が、互いに相互係合して
いる前記口金部材および前記ばねリテーナーにそれぞれ
配置される軸線方向フィンガーおよび軸線方向凹部を含
んでいて、前記連動装置が回転トルクを前記内側スリー
ブおよび前記シールワッシャーから前記リテーナーおよ
び前記口金部材を介して前記外側スリーブに伝達し、こ
れによって前記ダイアフラムを側路するようになしてい
る請求項２６に記載されたシール装置。
【請求項２８】前記輪郭形状を附されたスカートが前
記軸線方向の凹部を含み、前記ばねリテーナーが前記軸
線方向フィンガーを含んでいる請求項２７に記載された
シール装置。
【請求項２９】前記連動装置が前記ばねリテーナーを
前記口金部材に連動させるように作動する多数の角度的
に間隔をおかれた相互係合フィンガーおよび凹部を含ん
でいて、前記フィンガーが前記軸の軸線方向にこの軸を
包囲する関係に伸長するようになされている請求項２６
に記載されたシール装置。
【請求項３０】前記ブートが、前記外側スリーブの厚
さが前記ダイアフラムおよび前記内側スリーブの何れの
厚さよりも大きいように一体的に形成されている請求項
１６に記載されたシール装置。
【請求項３１】前記固定装置が前記外側スリーブに一
体的にモールド成形された剛性的な管状インサートを含
んでいて、この管状インサートが前記外側スリーブの外
側の環状部分を前記孔に対して半径方向に外方に狭窄す
るように寸法決めされている請求項１６に記載されたシ
ール装置。
【請求項３２】前記ブートが弾性材料によってモール
ド成形されていて、前記外側スリーブが前記ダイアフラ
ムおよび前記内側スリーブの何れの厚さよりも実質的に
さらに厚くなされていて、前記固定装置が前記外側スリ
ーブの弾性材料内に埋設された管状インサートを含み、
前記管状インサートが前記孔に対して前記外側スリーブ
の外側環状部分を半径方向に狭窄するように寸法決めさ
れている請求項１６に記載されたシール装置。
【請求項３３】前記管状インサートが前記弾性材料を
受入れるように寸法決めされた少なくとも１つの貫通開
口を有する管状本体を含み、これによって前記インサー
トを前記外側スリーブに対して連動させ、前記孔ととも
に前記弾性材料の向上された均一な半径方向の狭窄力を
与えるようになされている請求項３２に記載されたシー
ル装置。
【請求項３４】前記口金部材の前記管状部分が軸線方
向に延長されて前記軸を包囲していて、半径方向に内方
に伸長して軸線方向に反対両方向に面する第１および第
２の面を形成するようになされたフランジを含んでい
て、前記シールワッシャーが前記内側スリーブを受入れ
るように寸法決めされた環状空所を含み、前記口金部材
の管状部分および前記フランジ部分が前記環状空所の壁
部に対して封止された補捉関係に前記内側スリーブを押
圧するように寸法決めされている請求項２３に記載され
たシール装置。
【請求項３５】前記軸に剛性的に固定されてこれとと
もに回転する円筒形ケーシングを含み、このケーシング
が前記シール座を捕捉してこれとともに回転し、これに
よって前記シール座の軸線方向のシール面が前記シール
ワッシャーの対応するシール面に対して支持されるよう
になす捕捉装置を含んでいる請求項１６に記載されたシ
ール装置。
【請求項３６】前記捕捉装置が前記シール座を包囲す
る円筒形シュラウドを形成された前記ケーシングおよび
それぞれ前記シール座および前記シュラウド上にある平
坦部を含み、これらの平坦部が互いに整合して、これに
より前記シュラウドおよび前記シール座の間の錠止めさ
れた駆動関係を完成させるようになされている請求項３
５に記載されたシール装置。
【請求項３７】前記捕捉装置が前記シール座の外周お
よび前記シュラウドの内壁の間に介在される弾性装置を
さらに含んでいて、前記シール座を封止してこれを半径
方向に内方に圧縮するようになされている請求項３６に
記載されたシール装置。
【請求項３８】前記管状インサートから半径方向に外
方に伸長して前記ハウジングの軸線方向の面に対して着
座して前記孔内に前記外側スリーブの内方の軸線方向の
延長部を位置決めする第１のフランジと、前記管状イン
サートから半径方向に内方に伸長する第２のフランジ
と、前記第２のフランジに対して着座して前記押圧装置
を前記外側スリーブに対して相対的な予め選択された位
置に支持し、前記押圧装置を支持して軸線方向に位置決
めするばねリテーナーを含んでいる請求項３２に記載さ
れたシール装置。
【請求項３９】前記ばねリテーナーが前記軸の半径方
向に外方にある環状のＵ形の部分を含み、前記スカート
および前記Ｕ形の部分が前記ダイアフラムの前記第１の
面に対する唯１つの軸線方向の支持部を形成している請
求項２２に記載されたメカニカルシール。
【請求項４０】前記輪郭形状を附されたスカートが前
記内側スリーブに近接する位置から伸長して半径方向に
外方に前記外側スリーブに近接する位置に拡張している
請求項１６に記載されたシール装置。
【請求項４１】使用中に前記軸線方向のシール面の間
の相対的な滑動運動によって発生されて生じる摩擦熱を
前記シールワッシャーから除去し、また熱が前記輪郭形
状を附されたダイアフラム内に伝達されるのを禁止する
ようになす熱除去装置をさらに含んでいる請求項１６に
記載されたシール装置。
【請求項４２】前記熱除去装置が少なくとも一部分前
記シールワッシャー内に埋設され、前記シールワッシャ
ーの外周から半径方向に外方に伸長してこの外周を包囲
している環状部分を含む環状インサートを含んでいる請
求項４１に記載されたシール装置。
【請求項４３】前記環状シールワッシャーが１対の軸
線方向に間隔をおかれて軸線方向に反対両方向に向く半
径方向の端面を含んでいて、前記熱除去装置がさらに前
記ダイアフラムを前記端面から離隔させ、前記ダイアフ
ラムの前記第１の軸線方向の面および前記ワッシャーの
間に環状空所を形成する離隔装置を含んでいる請求項４
１に記載されたシール装置。
【請求項４４】前記シールワッシャーを剛性化させる
ための剛性化装置を含んでいて、前記剛性化装置が角度
的に間隔をおかれて隆起した陸部を含む前記面の１つを
含んでおり、この陸部が一部分前記ワッシャー内に埋設
されている請求項４３に記載されたシール装置。
【請求項４５】前記シールワッシャーを支持し、この
シールワッシャーに対する前記内側スリーブの確実な封
止係合を行うようになされた、前記軸を包囲して半径方
向に伸長するフランジを含む円筒形の口金部材および前
記フランジおよび前記シールワッシャー上にあってこの
シールワッシャーを前記口金部材に対して相対的な回転
を行わないように錠止めする互いに連動する突起および
凹部装置をさらに含んでいる請求項１６に記載されたシ
ール装置。
【請求項４６】回転可能の軸およびこの軸が貫通して
伸長するハウジングの間の流体の封止を行うように配列
された軸シールまたは同様のものにおいて、前記ハウジングの協働する孔と流体密の係合を行う静止
組立体と、前記軸と流体密の係合を行うように固定可能の回転組立
体と、を含んでいて、前記回転組立体が前記静止組立体および前記回転組立体
を一体化させるように互いに協働する細長い円筒形のス
リーブを含み、前記スリーブが前記軸に固定可能でそれ
ぞれ半径方向に外方に前記スリーブの軸線方向に間隔を
おかれた端部から伸長するシュラウドおよび肩部を含ん
でいて、前記肩部が截頭円錐形部分を形成するように拡
がって前記静止組立体を前記回転組立体と一体化させる
ようになしていて、また前記シュラウドに対して非回転
的に固定されるシール座を含み、これが前記シュラウド
および前記軸とともに回転するようになされていること
と、前記静止組立体が前記シール座上のシール面と協働する
ように配列された同様のシール面を有する環状シールワ
ッシャーと、前記軸の軸線に対して大体垂直な平面内に
配置される円筒形の内側および外側スリーブ部分および
軸線方向に反対両方向に向く第１および第２の面を有す
る弾性部材と、前記環状部分をそれぞれ前記孔および前
記シールワッシャーと封止関係に押圧する固定装置と、
前記弾性部材の１つの面を、他方の面に対して作用する
圧力によって軸線方向に変形しないように密に支持する
ベル形のスカートを含む支持装置とを含んでいて、前記
スカートが流体圧作用の差を生じさせる恐れのあるダイ
アフラムの軸線方向の変形を禁止し、前記スリーブが前
記ダイアフラムとは無関係に一定の封止力を与えるよう
になしていること、を含んでいる軸シール。
【請求項４７】１対の相対的に回転可能の機素の間の
封止を行うように配列された軸シールまたは同様のもの
において、前記機素の一方に連結され、前記機素の他方
に連結される同様の軸線方向のシール面に係合してこれ
との相互滑動接触によって摩擦的に加熱されるように配
置された軸線方向のシール面を有するシールワッシャー
と、前記シールワッシャーおよび前記一方の機素に対し
てそれぞれ流体密の封止関係に配置される環状の内側お
よび外側スリーブおよび半径方向に伸長する離隔形状を
附されたダイアフラムを有する弾性的な管状ブートと、
前記ダイアフラムを前記シールワッシャーに対する接触
関係から軸線方向に間隔をおくように離隔させる間隔装
置と、前記ダイアフラムの輪郭に対して密に合致する関
係で嵌合されて前記シールワッシャーを支持し、このシ
ールワッシャーから軸線方向の反対両方向の変形を禁止
する支持装置と、前記ダイアフラムとは無関係に作用し
て前記シールワッシャーを前記他方の相対的に回転可能
の機素に対して軸線方向に押圧する押圧装置とを含んで
いる軸シール。
【請求項４８】前記間隔をおかせる装置が軸線方向に
細長い前記内側スリーブを含んでいる請求項２９に記載
されたシール装置。
【請求項４９】前記支持装置が前記スリーブの一方に
連結される輪郭を有するスカートを含んでいる請求項４
７に記載された軸シール。
【請求項５０】前記シールワッシャーが適当な耐熱性
材料によって一体的にモールド成形され、前記材料内に
一部分埋設されてモールド成形されて前記ワッシャーか
らの熱の流れを増大させ、前記シールワッシャーの寸法
的な完全性を保持し、これによって前記回転可能の機素
の間の均一な相互滑動接触を向上させるようになされて
いる請求項４７に記載された軸シール。
【請求項５１】前記支持装置が入れ子の関係に配置さ
れた１対の管状の碗状リテーナーを含み、さらにこれら
のリテーナーを前記ブートの内部に取付ける取付け装置
を含んでいて、一方および他方のリテーナーがそれぞれ
前記外側スリーブおよび前記内側スリーブに連結され、
それぞれの前記リテーナーが前記ダイアフラムの１つの
軸線方向の面を支持する環状部分を含むようになされて
いる請求項４７に記載された軸シール。
【請求項５２】少なくとも一部分前記外側スリーブ内
に埋設されて前記他方の機素と流体密の封止係合を保証
するようになす管状インサートを含んでいる請求項４７
に記載された軸シール。
【請求項５３】前記押圧装置が軸線方向に間隔をおか
れた反対両端を有する環状ばねを含み、さらに前記ばね
の反対両端を封止してこのばねを圧縮状態に保持し、こ
れにより前記リテーナーを離隔させるように押圧し、前
記シールワッシャーを前記一方の相対的に回転可能の機
素に対して押圧するように作用可能の位置決め装置を含
んでいる請求項４７に記載された軸シール。
【請求項５４】前記押圧装置が環状の波形ワッシャー
を含み、前記位置決め装置がそれぞれの前記リテーナー
から半径方向に伸長するフランジを含み、前記フランジ
が軸線方向に間隔をおかれていて、前記ワッシャーがこ
れらのフランジの間で圧縮されるようになされている請
求項５２に記載された軸シール。
【請求項５５】前記シールワッシャーが大体円筒形
で、軸線方向に反対両方向に向く１対の軸線方向に間隔
をおかれた端面を有し、これらの端面の一方が前記ダイ
アフラムに対面してこれから間隔をおかれた関係に保持
される輪郭形状を形成し、他方の端面が前記相対的に回
転可能の部材の前記一方に対面してこれから間隔をおか
れた関係にあり、これらの端面および前記シールワッシ
ャーの外周が、封止される流体の間の熱の伝達を向上さ
せるようになしている請求項４７に記載された軸シー
ル。
【請求項５６】前記管状ブートを前記相対的に回転可
能の機素の前記一方の前記同様のシール面に対して位置
決めする位置決め装置をさらに含んでいる請求項４７に
記載された軸シール。
【請求項５７】１対の相対的に回転可能の機素の間の
封止を行うように配列された軸シールまたは同様のもの
において、前記機素の一方に固定されてシールワッシャ
ーを含んでいる静止組立体と、前記機素の他方に固定さ
れてシール座を含んでいる回転組立体と、軸線方向に反
対両方向に向く第１および第２の面を有する輪郭形状を
附されたダイアフラムを含む可撓性の変形可能の管状ブ
ートと、前記第１の面を支持し、前記第２の面に働く圧
力によって前記ダイアフラムの軸線方向の運動を禁止
し、またこのダイアフラムを変形させるような封止され
る流体の圧力によって生じる恐れのある前記ダイアフラ
ムの有効面積の変化を禁止する支持装置と、前記シール
座および前記シールワッシャーを互いに封止係合状態に
押圧するばねとを有し、前記ばねが軸線方向の封止を与
える唯１つの力であるようになされている軸シール。
【請求項５８】前記支持装置が環状のＵ形のチャンネ
ル部分を有して前記第１の面を支持し、前記ブートの第
１の部分を前記静止組立体と封止関係に押圧する第１の
部材および円筒形部分を有して前記ブートの第２の部分
を前記静止組立体と封止関係に押圧する第２の部材を含
んでいる請求項５７に記載された軸シール。
【請求項５９】前記第１および第２の部材にあるフラ
ンジ装置をさらに含んでいて、これらのフランジ装置が
半径方向に伸長して１対の軸線方向に間隔をおかれたば
ね座を形成し、前記ばねがそれぞれ前記第１および第２
のばね座に係合する第１および第２の端部を有するよう
になされている請求項５８に記載された軸シール。
【請求項６０】前記輪郭形状を附されたダイアフラム
が前記ばねおよび前記シールワッシャーの間に配置され
ている請求項５７に記載された軸シール。
【請求項６１】前記ばねが前記輪郭形状を附されたダ
イアフラムおよび前記シールワッシャーの間に配置され
ている請求項５７に記載された軸シール。
【請求項６２】前記シールワッシャーから半径方向に
外方に伸長する肩部をさらに含んでいて、また前記ばね
がそれぞれ前記第２の面および前記肩部に対して作用す
る第１および第２の端部を有する請求項６１に記載され
た軸シール。
【請求項６３】前記第２の面が環状凹部を含んでい
て、また前記ばねが前記凹部内に前記肩部に当接して着
座する第１および第２の端部を有する円筒形のコイルば
ねを含んでいる請求項６２に記載された軸シール。
【請求項６４】前記シールワッシャーが円筒形本体を
含み、この本体が耐熱性材料によって形成され、この本
体から半径方向に外方に伸長して環状肩部を形成する環
状部分を含んでいる請求項５７に記載された軸シール。
【請求項６５】前記シールワッシャーが第１の耐熱性
材料によって形成された円筒形本体および第２の耐熱性
材料によって形成された環状インサートを含んでいて、
前記インサートが前記本体内に埋設された第１の部分お
よびこの本体から半径方向に外方に伸長して前記肩部を
形成する第２の部分を有するようになされている請求項
６２に記載された軸シール。
【請求項６６】前記ばねの形状が截頭円錐形で、前記
第１の端部の直径が前記第２の端部の直径よりも大きい
ようになされている請求項６３に記載された軸シール。
【請求項６７】流体内に配置される１対の相対的に回
転可能の部材の間の封止を行うように配列され、前記部
材の一方に連結されて前記部材の他方に連結される環状
シール座上に配置される軸線方向のシール面と協働する
ように配置された同様のシール面を有する環状シールワ
ッシャーを含む軸シールまたは同様のものにおいて、使
用中に発生されて前記軸線方向のシール面の間の相対的
な滑動接触によって生じる前記シールワッシャーからの
摩擦熱を除去するための熱除去装置を有し、前記熱除去
装置が耐熱性材料によって外周面を有する環状本体内に
モールド成形された前記シールワッシャーおよび金属の
環状インサートを含み、この金属インサートが前記材料
内に埋設されて熱を直接に前記材料から伝達する環状の
内側部分および前記外周面から半径方向に外方に間隔を
おかれて前記流体に露出される環状の外側部分を有する
ようになされている軸シール。
【請求項６８】多数の隆起した陸部が前記面の一方に
角度的に配置されている請求項６７に記載された軸シー
ル。
【請求項６９】前記インサートが軸線方向に同じ方向
に向く第１および第２の面を含み、前記第１の面が前記
シール座から軸線方向に間隔をおかれていて、前記第２
の面が前記シールワッシャーの前記軸線方向のシール面
を形成している請求項６７に記載された軸シール。
【請求項７０】環状のカラーが前記インサートから軸
線方向に伸長して前記環状本体を前記シール座から離隔
していて、前記カラーが前記シールワッシャーの前記軸
線方向のシール面から円周方向に伸長する面を形成して
いる請求項６７に記載された軸シール。
【請求項７１】環状の第１のカラーが前記インサート
から軸線方向に伸長して円周方向に伸長する面および軸
線方向に向く第１の端面を形成し、環状の第２のカラー
が前記環状本体から軸線方向に伸長して軸線方向に向く
第２の端面を形成し、前記第１および第２の端面が同一
面になされて協働して前記シールワッシャーの前記軸線
方向のシール面を形成し、両者が前記シール面を回転す
る部材の他方に係合させるようになされている請求項６
７に記載された軸シール。
【請求項７２】環状の第１のカラーが前記環状本体か
ら軸線方向に伸長して前記シールワッシャーに対するシ
ール面を形成し、環状の第２のカラーが前記インサート
から伸長する外周を有し、前記第２のカラーが前記耐熱
性材料に埋設されて、前記外周だけが露出されて冷却さ
れるようになされている請求項６７に記載された軸シー
ル。
【請求項７３】前記耐熱性材料が焼結炭素グラファイ
トである請求項６７に記載された軸シール。
【請求項７４】前記耐熱性材料が樹脂接着炭素である
請求項６７に記載された軸シール。
【請求項７５】前記耐熱性材料が重合体材料である請
求項６７に記載された軸シール。
【請求項７６】前記環状シール座がシリコンカーバイ
ドより成っている請求項６７に記載された軸シール。
【請求項７７】前記シールワッシャーに組合された第
１および第２の静止シール機素を有し、前記第２のシー
ル機素が前記シール座に対して軸線方向に運動可能であ
って、また軸線方向に反対両方向に向く第１および第２
の面を有し、前記第１および第２のシール機素の間で半
径方向に伸長する輪郭形状を附されたダイアフラムを有
し、前記第２のシール機素が前記ダイアフラムを前記シ
ールワッシャーから軸線方向に離隔させてこれらの間に
環状の熱伝達面積部分を形成するようになされているこ
とを特徴とする請求項６７に記載された軸シール。
【請求項７８】前記第１および第２のシール機素の内
部に配置されて封止される流体から絶縁されているばね
を有し、このばねが前記シール座から離隔する方向の前
記シールワッシャーの軸線方向の運動を禁止するように
なされていることをさらに特徴とする請求項７７に記載
された軸シール。
【請求項７９】前記第２の面に働く流体圧力によって
前記第１の面を運動させないように支持する支持装置
と、前記ブートの内部に配置されるばねを含む固定装置
とを有し、前記シール機素を固定して前記ダイアフラム
が実質的に応力を受けないで、軸線方向に働く前記ばね
によって軸線方向に運動するのを禁止するようになされ
ていることをさらに特徴とする請求項７７に記載された
軸シール。
【請求項８０】前記ダイアフラムおよび前記シールワ
ッシャーの間に配置され、封止される流体に露出されて
いるばねを有し、前記ばねが前記シール座から離隔する
方向の前記シールワッシャーの軸線方向の運動を禁止す
るようになされていることをさらに特徴とする請求項７
７に記載された軸シール。