JPH0755016A - メカニカル面シール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 相対的に回転するシール部材間の隙間を維持
するために、そのシール面内に浅溝を備える面シールを
提供する。 【構成】 オプションとしての堰と環状溝領域とを含む
パターンを有する非接触、隙間形成のメカニカル端面シ
ールに使用される少なくとも一つのリングのシール面。
環状溝領域はほぼ三角形で環状溝領域の一つの円周辺縁
と連続する一辺を有する進入ランドを含む若干の実施例
の一つを備える。これらの実施例は更に一組の収斂する
溝辺を備え、圧力ゾーン効果をつくりだす。シール面パ
ターンはシール面の円周の周りの連続する溝と、２つの
隣接し、しかも逆方向に向いたランドの間に介在するほ
ぼ三角形の一連の溝の繰り返しパターンから成る一連の
環状帯と、を備える。一つのシール面パターンは円周辺
縁に対して開放した円形又は楕円形の溝を備えることに
よって進入ランド効果をつくりだし、同溝は内部に円形
又は楕円形のランドを備えることによってランドと溝間
の境界が収斂して圧力ゾーン効果を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は１９９２年２月２１日付
同時係属出願ＮＯ．０７／839,584 の一部継続出願であ
る（上記出願ＮＯ．０７／839,584 は１９９０年７月１
７日付ＮＯ．０７／553,397 の継続で現在、米国特許Ｎ
Ｏ．5,090,712 となっているものである）。

【０００２】

【従来の技術】本発明は全体としてハウジングと相対的
回転を行う軸間のスペースをシールするメカニカル面シ
ール、殊に、そのシール面内に前記相対的に回転するシ
ール部材どうしの間の隙間を維持する浅溝を備える面シ
ールに関する。

【０００３】螺旋溝メカニカルシールは回転軸とそのハ
ウジング間に非接触シールをつくりだすために使用され
る。その一方が他方に対して回転する二個のシール面ど
うしの間の隙間が前記シール面の少なくとも一つに螺旋
溝により面どうしの間で汲み移される加圧流体の膜によ
り維持される螺旋溝面シールの例は米国特許ＮＯ.3,80
4,424（発明者、ガード）と4,290 （発明者、セディ）
中に見ることができる。以上の特許は全て本発明の譲受
人に共に付与されている。

【０００４】以上の特許に記述の螺旋溝面シールと今日
使用されているものは全体として環状の嵌合リングの径
方向に延びる面とシール関係に径方向に延びる面を有す
る環状の一次シールリングを備えている。作用中、一次
リングか嵌合リングの何れかがシャフトと共に回転し、
それ自体ハウジングに対してシールされた他方リングの
径面に対してシール関係にある径面を備える。従来の接
触シールでは二面間の摩擦は相対的回転中に熱を発生さ
せ、シール面が変形し、シール構成部品の老化の加速や
その他の不都合の条件をつくりだす。

【０００５】相対回転する径面どうしの間、隙間やスペ
ースを非常に狭くすると非常に小量のシール流体が低圧
側へ漏れたり流れたりするようにできるが、相対回転シ
ール面どうしの間を導通する流体は不都合な発熱を防ぐ
対流冷却効果をあたえることができることが判った。そ
のような隙間は一次又は嵌合リングの何れか一方、又は
その双方の面内の一連の螺旋溝によって得られ、リング
の一方が他方に対して回転するとポンプ機構として作用
して流体をシール面どうしの間に押し出すようになって
いる。流体の流れは面どうしを隔て、膜潤滑剤として作
用し、隙間を維持し、面どうしを互いに接触せずに互い
に対してスライドさせることができるようになってい
る。

【０００６】また、溝付き表面を活用するその他のメカ
ニカル面シールも提案されている。例えば、米国特許Ｎ
Ｏ．4,420,162 はシール面の回転方向に対して前後に傾
斜する螺旋溝で内周から外周へと延びるものを備えた面
シールについて記載している。前後何れかに傾斜した溝
の一組はシール面どうしの間の隙間から出たシール流体
を汲み移す一方、それと反対の傾斜した一組の溝がそれ
とは異なる流体を隙間内へ汲み移す働きをする。

【０００７】だが、これらシール面の設計は、特にシー
ル設計変数値の柔軟さが求められる場合には、理想的な
シール構造を与えるものではない。例えば、米国特許Ｎ
Ｏ．4,420,162 に記載のシール面螺旋溝構造はシール面
が接触した環境で流体をシールを介して汲み移すように
なっている。

【０００８】流体を一方方向のみに汲み移すシールは、
面どうしの間に過剰な流体膜厚を与えるため、結果とし
て不必要な漏れが生じて不都合である。その漏れはシー
ルリングの内径か外径の何れかに隣接してシール堰が存
在する場合には幾分軽減することができる。シール堰は
溝付き環状面に隣接する溝の付かない環状面である。更
に、従来シール面の螺旋方向は非対称であるため、それ
らは一方向のみにしか回転せず、面どうしの間に隙間を
与えることになる。

【０００９】軸が逆方向に回転したりシールリングの取
り付けが不適当であると、隙間の代わりにシール面どう
しの間に真空がつくりだされ、設備の運転によってシー
ル要素が深刻な損傷を蒙る恐れがある。

【００１０】上記米国特許ＮＯ．4,212,475 でセディに
より認められているように、流体膜厚を出来る限り小さ
くして漏れを少なくすると同時に膜強度を大きくしてシ
ール面と隙間寸法に安定性を与えるようにすることが望
まれる。セディの提案した解答は、ランドと堰の寸法に
対する溝の長さ、幅、厚さの特定値を考慮したものであ
る。この解答は流体の漏れが問題ではない場合には十分
な効果をあげることができるにもかかわらず必要以上の
漏れをつくりだす。同様に、米国特許ＮＯ．4,212,475
号のセディのシール設計は軸速度や方向のような特定の
変数に限定されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は米国特許Ｎ
Ｏ．5,090,712 の一部継続出願であり、同特許と共通し
て開示された主題の利益を主張するものである。本特許
の開示は軸回転方向に関わらずハウジングと相対的に回
転する軸の間をシール可能な非接触式の隙間型シールに
対するニーズに取り組むものである。

【００１２】米国特許ＮＯ．5,090,712 に開示され主張
されるシール面パターンは何れの方向に軸が回転して
も、以上のタイプのシールがシール可能な能力を提供し
ている。本発明人たちは、このたび米国特許ＮＯ．5,09
0,712 と特定出願に記載のものと共通の若干の原理に基
づき、同特許のシール面設計と同等又はそれ以上に流体
をシール流体の漏れを抑止可能なシール面パターンの改
良例、その他の実施例を考案するに至った。

【００１３】

【課題を解決するための手段】従って、本発明は米国特
許ＮＯ．5,090,712 の開示による双方向メカニカル面シ
ールに基づき、シールリング面の円周の小さな径をもつ
円形又は楕円形のランドを有し、溝の内周部分に配置さ
れるが、シール面の他の円周には延びていない。溝の外
周部分はシール面の他の円周との交点を２つ有し、溝と
他方円周とがそれぞれ交差することによって円周と所定
の弧角を形成し、流体進入効果を与えている。

【００１４】

【実施例】以下、本発明によるシール面が使用される環
境を図１に示す。この環境はコンプレッサ（図示せず）
のハウジング１０と、同ハウジングを貫通する回転軸１
２と、を備える。

【００１５】本発明のメカニカル面シールは空間１４内
の高圧が大気中に漏れないようにシールするために使用
される。上記空間はＡで示す。

【００１６】本発明の基本的部品は、環状の嵌合リング
２６の径方向に延びる面２４とシールされた関係に径方
向に延びる面２２を有する環状の一次ジールリング２０
を備える。

【００１７】反対側に配置され、径方向内側に配置され
る帯域において、円周方向に隣接する三角形ランドの三
角形底辺はほぼ連続し、共通の第２の交点を有し、外側
方向に配置された帯域の第１の交点は、直ぐ径方向内側
に配置された環状帯域の第２の共通交点と符合し、溝の
ない堰部分がシール面の前記その他の円周から延びる。

【００１８】本発明の更にもう一つの実施例は、前記少
なくとも一つのリングのシール面の円周の一つから内側
方向へ延びる溝のない部分と、少なくとも一つのリング
のシール面の他の円周から延びる溝付き部分と、を備
え、同溝付き部分は、その周りに均等に隔たり、複数の
ランドによって互いに隔てられた複数の離散的な半円形
又は楕円形の溝を備える。それぞれの半円形又は楕円形
の溝は他方円周側で開いており、半円形又は楕円形の溝
の軌跡が他方円周の径方向内側に配置され、それぞれの
溝は更にその内部に半円形溝の径よりも径方向幅Ｗの寸
法と幾何学的高さＨ₁ ，Ｈ₂ とが以下の通りであるもの
から成る。

【００１９】Ｈ₁ ＞Ｏ； Ｈ₂ ＞Ｏ； Ｗ − Ｈ₁ ＜Ｈ₂ 第２の実施例では、シール面パターンはリング面の内周
から外周へと外側方向に延びる全体として平面状の表面
を備える。同面は、シール面上に順次径方向に配置され
た少なくとも三つの同心円状の環状帯を備え、同心円状
環状帯は径方向内側に配置された帯域と、同帯域の径方
向外側方向に配置された少なくとも二つの環状帯から成
り、上記帯域の各々は複数の円周方向に隣接するほぼ三
角形のランドを備え、それぞれの三角形ランドは、径方
向外側方向に配置された底辺と他の二辺の比較的内側方
向に配置された第１の交点とを備える。

【００２０】前記他の二辺は実質上互いに鏡像であっ
て、第１の交点とシール面の軸方向中心線を貫いて取っ
た径方向中心線の三角形の辺の一つが環状溝部分の第１
の辺縁と空間的に同一の広がりをもち、その弧部分によ
り形成される三角形底辺を形成するようになったもの
と、上記三角形の他の二辺の交点で三角形底辺に対して
全体として径方向に沿って向かい合うようになったもの
と、三角形底辺と交点間の半径に沿って測った時に幾何
学的高さＨ₁ を有する第１のランドの各々と、環状溝部
分の第２のの辺縁付近に配置され連続する溝により第１
のランドから隔てられる円周方向に隔たった複数の第２
ランドで、その各々がそれぞれ浅い弧により形成される
少なくとも４つの辺から成る四角形を全体として有し、
第１辺が環状溝部分の第２の辺縁と空間上同一の広がり
をもち、その弧部分により形成され、第２辺が前記第１
辺に対向し、全体として平行で、そこから径方向に隔て
られ、前記四角形が第１と第２の辺間に径方向寸法とし
て定義される幾何学的高さＨ₂を有し、第１のランドの
少なくとも一つが第２のランドの二つの間に円周状に配
置され、（前記第２のシールリングは第１のシールリン
グと軸整合して取付ける）と、前記第１のシールリング
のシール面を軸方向に弾力的に駆動して第２のシールリ
ングのシール面とシール係合する手段と、から成る一対
の相対的に回転可能な構成部品どうしの間にシールを提
供するメカニカル面シールを開示する。

【００２１】前記シールリングの少なくとも一つは以下
のシール面パターンの一つを備えるシール面を備える。

【００２２】シールリングの少なくとも一つのシール面
の一円周から内側方向に延びる溝のない堰部分と、第１
と第２の辺縁間を径方向に取った径幅Ｗを形成する第１
と第２の辺縁とを有する環状溝部分（同溝部分は第１の
辺縁から第２の辺縁へと環状溝部分の全円周の付近に連
続的に接続された少なくとも一つの連続溝を備える）
と、環状溝部分の第１の辺縁付近に配置された複数の隔
たった第１のランドで、その各々がほぼ三角形状であっ
て、全体として浅い溝を備え、前記辺縁と符合する各入
口ランドの一側部と、シールリングの回転方向に対して
前方に傾斜する各入口ランドの径方向に延びる辺縁と、
シールリングの回転方向に対して後部方向に傾斜するも
う一つの径方向に延びる辺縁と、を備えることによって
形成される一連の円周方向に配置された進入ランドに依
拠している。前記前後方向に傾斜する側部は、それぞれ
接線に対して前記シールリングの円周辺縁と交差する角
度を形成し、それぞれの交差する角度は、ほぼ５度から
９０度の範囲内にある。各入口の軸の回転に対して前方
に傾斜した、それぞれの径方向に延びる辺縁の交差角は
軸が何れかの方向に回転した時、前記シールリング面に
対する進入の効果を与える。

【００２３】また本文には、前記構成部品の一方上に非
回転式に取り付けられた前記一構成部品に対してシール
される第１のシールリングと、他方構成部品上に非回転
式に取り付けられる同構成部品に対してシールされる第
２のシールリングと、構造と作用の詳細は以下、本発明
に関係する限りで論ずる。

【００２４】メカニカル溝シール一般を更に論じたもの
としては米国特許ＮＯ．4,212,475を参照されたい。

【００２５】作用上、嵌合リング２６は、その径面２４
が一次リング２０の径面２１に対してシールされる関係
にある形で軸と共に回転する。相対的に回転すると、こ
れらの面間に摩擦が生じて発熱する。不当な発熱を回避
するためにシールは例えば非常に狭い隙間又はスペース
が径面２２，２４間に存在する状態の隙間形式のシール
の作用を行い。Ａで示すように、上記スペースから低圧
側、即ち大気側への漏れ又は流れが可能になる。

【００２６】さて、図２について述べると、従来リング
のシール面の端面図が示されている。図２に示す特殊要
素はリング２０，２６のシール面どうしの間の隙間を維
持する手段を提供する。当該技術分野では周知のよう
に、この隙間は一次リング又は嵌合リングの何れかの面
内に溝７０を形成することによって得られる。回転する
とこれらの溝は流体をシール面どうしの間の隙間へ押し
込むポンプとしての働きをする。流体の圧力は上記面ど
うしを分離させて両面間に小量の流体の漏れをひきおこ
す小さな間隙を提供する。その流体の漏れは、螺旋溝値
と、その他のシール設計特性を考慮に入れることによっ
て所望の最小レベルに維持される。今日使用される溝パ
ターンの多くは螺旋状のデザインを有するから、シール
は螺旋溝メカニカル面シールとして知られている。

【００２７】従来の螺旋溝隙間形式シールに対する一般
的設計配慮は周知のものである。

【００２８】シール面の安定性は、米国特許ＮＯ．4,21
2,475 に記載の通り、シール面どうしの間に互いに対し
て平行な関係を維持することに大きく依存している。シ
ールの安定性は一部面どうしの間の流体膜の剛性に関係
している。螺旋溝シールの場合には剛性、従って、安定
性は、流体膜厚が小さくなると共に大きくなる。従っ
て、膜厚を出来る限り小さくすることが望ましい。この
ことは単にシールバランスを強化することによって行う
ことができる。だが、圧力と温度偏向によってシール面
の平面度が歪められ、面が接触、損傷しシールが破壊さ
れる危険が大きくなる。

【００２９】本発明の思想によれば、非常に薄くしかも
安定性の高い、にもかかわらずシール面どうしの平行度
を維持できるような流体膜厚を維持できるシール面をユ
ニークにパターン設計することによっ最小限にすること
ができる。

【００３０】米国特許ＮＯ．4,212,475 に記載の従来例
では同発明の自己整合特性により三個のシール変数を特
定範囲内に寸法取りすることにってシール面の平行度を
得ている。

【００３１】これらの変数は（１）溝の深さ、（２）シ
ールバランス、（３）堰幅である。これらの変数の最適
範囲の完全な記述については、米国特許ＮＯ．4,212,47
5 を再度参照されたい。米国特許ＮＯ．4,212,475 と4,
290,611 の明細書は適宜本文に参考として組み込んでい
る。

【００３２】米国特許ＮＯ．4,212,475 に詳解の三個の
変数はシール隙間、シール隙間厚、シール隙間の安定性
に影響を及ぼす要素や変数を網羅するものではない。メ
カニカル面シールの作用に影響を及ぼす変数は約７０存
在し、それらの何れを変更してもシールとシール隙間の
働きに変化を生じさせることは必定であろう。本発明の
対象はより狭く安定的なシール隙間を提供すると同時
に、しかもシール面どうしの間の流体剛性と分離を維持
し、シール面どうしの間の接触を防止するリングの一つ
のシール面内の溝を変更することである。

【００３３】親出願である連続ＮＯ．０７／553,397 で
現在の米国特許ＮＯ．5,090,712 （１９９２年２月２５
日発行）はパターン化された小堰表面を有し、軸の双方
向回転の調節を可能にするシールリングの面の側を記述
している。米国特許ＮＯ．5,090,712 の主題は適宜本文
に参照用として組み込んでいる。

【００３４】さて、図３について述べると、シールリン
グ３６は環状堰４２と、溝付き部分４４と、を備えるシ
ール面４０を備えている。堰４２は、図２の堰２４と同
様で、代替例においても堰は以上に論じたようにスタテ
ィックシールには必要ない。堰４２は、以下に説明する
ように、シール面２２，４０どうしの間の蓄圧効果のた
めに望ましい。

【００３５】環状の溝付き部分４４は２個の変数に従う
溝とランドのパターンを備える。ランド４６は全体とし
て三角形の辺に対する僅かにカーブした弧を有する三角
形状をしており、それらは複数の溝付き領域４８によっ
て隔てられている。

【００３６】さて、図４について述べると、同図は、図
３の環状溝付き領域４４の一部の詳細図である。全体と
して円周状に配置された三角形底辺５０を形成する一辺
を有するランド４６が示されている。三角形ランド４６
は更に、その他に二辺５２，５４を備え、同辺は円周方
向と共に径方向内側へ延びる僅かにカーブした領域であ
って、それぞれが環状の溝付き領域の円周と一定の角度
を形成すると共にシール面の半径に対して角度を形成し
ている。

【００３７】図３，４から容易に見てとれるように、円
周方向に隣接するランド４６の三角形底辺は空間上同一
の広がりを有する。即ち、何れのランド４６の底辺も次
の円周方向に隣接するランド４６の底辺５０と接続す
る。そのような円周方向に隣接するランド４６の回路
（図３）は、それに対応する底辺４６が溝付き部分４４
の円周の周囲にその境界と同心円状の一定の円を形成す
る。

【００３８】複数の円周方向に隣接するランド４６の各
組はランド４６とそれと対応する隣接する径方向外側に
配置された溝４８との間に一組の同心円境界を連続して
形成する三角形底辺５０を備える。正味効果は、図３に
示すように交互するランド４６と溝４８の同心円又は同
心帯を形成する環状に配置されたランド４６のパターン
である。

【００３９】環状の溝付き領域４４のパターンのもう一
つの特徴は各ランド４６の他の二つの辺５２，５４に関
する。これらの辺５２，５４は共に径方向内側へ延び、
円周方向に収斂して一点５６で出会う（図４）。上記複
数ランド４６の一組の三角形辺５２はシール面の一つの
相対的回転方向に対して全て前方方向に向かい、他の一
組の三角形辺５４はその相対回転方向に対して後部方向
に向いている。

【００４０】本例では、上記点５６は同じランド４６の
対応する底辺５０の径方向内側に配置される。各点５６
は、それと同時に次の径方向内側のランド帯域内にある
二個のランド４６の各々の少なくとも２つの底辺５０の
一端点を形成する。

【００４１】上記の特徴的パターンは、これらランドが
問題の特定ランド４６の径方向内側に配置されるか径方
向外側に配置されるかに関わらず、隣接帯域にランド４
６の各々を配置することから由来するものである。更
に、また、各ランド４６の三角形底辺５２又は５４も径
方向にずれた隣接ランド４６のそれぞれ同一の三角形辺
５２又は５４と出会う。上記一組の辺５２の接合はシー
ル面の溝付き部分の外側円周辺縁３６からその内側円周
方向径へ向かう螺旋の径路に従うように、円周方向から
径方向に配置される。かくして、一辺５２の経路をそれ
が次の径方向内側のランド４６の辺５２と交差する対応
地点５６へと辿った後、その辺５２を辿って連続する弧
の経路が続く。環状の溝付き部分４６の外径からその内
径へ取った場合、連続する弧が従来の螺旋溝の境界のそ
れと似た螺旋ラインを提供することになろう（図２の溝
２０を参照）。

【００４２】本設計のもう一つの重要な特徴は、米国特
許ＮＯ．5,090,712 にも開示請求されているが、シール
リング面４０の外周３６に隣接する進入ランド５８であ
る。本例の進入ランドは米国特許ＮＯ．5,090,712 の進
入ランドに似ているが、それと同一ではない。本発明の
進入ランド５８どうしの間の具体的な一つの進入ランド
５８の辺５２と第１の内側方向に配置されたランド４６
の辺５２と底辺５０との間の交点５６がと進入溝６０と
第１の溝全体４８との間に殆ど幅をもたない点である。

【００４３】このパターンの機能的な特徴は理解された
時には一連の上記装置の目的を充たすことのできる一連
の利点をメカニカル面シールに与えることができる。ま
ず、米国特許ＮＯ．5,090,712 にも開示請求されるシー
ル面パターンにおけるように溝パターンには径方向の対
称性が存在する。本解説の目的上、径方向対称性はその
何れの辺上にもお互いに鏡像である同一要素が現われる
少なくとも一本の径線を与えるものと定義される。上記
径対称性によってメカニカル面シールがトシールしよう
とする軸に対して双方向回転させることができる。

【００４４】更に、再び米国特許ＮＯ．5,090,712 にお
けると同様に、本発明はシール面４０の外径における進
入ランド５８に依拠している。進入ランド５８はシール
外径から外側方向へ流体を引き込む作用を行い、本文に
依拠する親米国特許ＮＯ．5,090,712 の第６欄に論ずる
進入効果で同流体を内側方向へ駆り立てる。

【００４５】進入ランド５８の各々は、他の三角形ラン
ド４６と同様に、前縁と後縁とを有する。これら辺縁６
０，６２の各々の同一性は相対的な軸回転の方向に依存
している。三角形底辺６４を構成する外側辺縁と辺縁６
０，６２の各々間には鋭角αが形成される。本文に解説
の通り、２つの僅かに円形をした弧の角度は性格な記述
ではなく、弧どうしの交点で接線を取った時に円弧の各
々の接線の角度を指称したものである。

【００４６】鋭角αはメカニカル面シールを備える二個
のリングのシール面の表面間で流体を内側方向に駆り立
て、即ち“ポンプ作用”する働きを理想的に配慮したも
のである（図１）。

【００４７】上記鋭角αの値の好適範囲は５〜９０度
で、好適例ではほぼ１５度の鋭角を備えることになろ
う。

【００４８】好適例では、進入ランドを有するリングが
回転し、軸回転方向に応じて辺縁６０又は６２がシール
の高圧側における流体上のスキマーとして作用し流体を
シール面間で内側方向に駆動又は汲み移すことになろ
う。流体がシール面どうしの間に入ると、軸回転方向に
応じてランド４６の辺縁５２，５４の一つにより角度が
形成され、その結果ランド４６の走行方向が生ずるた
め、それぞれの後続するランド４６の円周方向帯域が、
流体を径方向内側へ「汲み移し」続けることになろう。
上記流体は内側方向に「汲み移され」続け、最終的に堰
部分４２にぶつかり、そこで溝付き部分４４に直ぐ隣接
する堰部分４２の付近に顕著な圧力「ゾーン」が維持さ
れることになる。シール面どうしの間に隙間を維持する
方向に最大の推進力を与えるのはこの圧力「ゾーン」で
ある。

【００４９】シール面４０の円周辺縁部と隣接しあう進
入ランド５８の三角形底辺６４の端どうしの間における
溝開口６５は流体用の入口としての働きを行い、三角形
底辺に対して一定の寸法を有し、十分な流面積を提供す
る筈である。

【００５０】溝開口６５の長さの三角形底辺６４の長さ
に対する比の好適な範囲は１と等しいか、それよりも大
きくすべきで、その具体的な比の選択は回転速度、流体
圧、流体の性質による。

【００５１】図５は、図４のシール面パターンの代替例
を示す。シール面１４０を示すためにシールリング１３
６は側面図が示されている。

【００５２】シール面１４０は堰４２と同一の環状堰１
４２（図３）と溝付き部分１４４を備える。更に、堰１
４２は溝付き部分１４４の溝が溝付き部分１４４の内側
辺縁からその外側辺縁に対して連続していないために絶
対的に必要なものではない。本構造は加圧流体の漏洩路
を提供し、軸１２が回転していない間、即ち、スタティ
ックシール状態にある時、シール面どうしの間に維持さ
れる。

【００５３】環状の溝付き部分１４４は環状溝付き部分
４４内のランドと溝のパターンに多くの点で似たランド
と溝のパターンを備えることが望ましい（図３）。両者
の差は溝付き部分１４４が更に円形に隣接するランド１
４６の環状帯域を備え、同帯域が帯域幅の径方向内側の
測定値を有するその帯域の位置に応じて増々小さくなる
幅を備える点である。

【００５４】対応する溝１４８により隔てられる円周方
向に隣接するランド１４６の固有の環状帯域の幅は何れ
も事実上ランド１４６の幾何学的「高さ」であり、同ラ
ンド１４６は、一緒にした時、環状の帯域を構成する一
つのランド１４６の「高さ」は、これらランド１４６の
辺１５２，１５４から成る弧が僅かに円形をしているた
め、一つの三角形の真の幾何学的高さではない。従っ
て、上記「高さ」とは交点１５６から三角形底辺１５０
へと延びる径方向寸法として定義される。円周方向に隣
接するランド１４６は全て同一の高さＨを備えるから、
例えば最も外側のランド帯域１４６を備える環状帯域の
径幅は同一の寸法Ｈを取る。

【００５５】径方向内側の帯域、即ち、ランド１４６′
の第２の最も外側の帯域は異なる「高さ」Ｈを有する。
ランド１４６の第３の最も外側のランドは“Ｈ”その他
の「高さ」を有する。

【００５６】しかし、本発明の最も外側の一組のランド
１４６は、図３の例のそれと似た進入ランド１４６で平
頭形をしている点を理解されたい。即ち、最も外側の三
角形ランド１４６は空間上同じ広がりをもつ底辺１５０
を有せずに、僅かに円形の辺を備える「台形」溝の形を
した溝１４８によって隔てられている。進入ランド１４
６はシール面どうしの間に内側方向に流体を駆動又は
「汲み移す」同じ働きを与える。

【００５７】図５に示す例の高さＨ，Ｈ′，Ｈ″等は、
逆対数級数にある。即ち、逐次内側のランドの「高さ」
は構造内の特定帯域の相対位置を最も外側、その次に最
も外側等として使用する対数関数により逆方向に減少す
る。環状堰１４２に最も近いランドを備える最も内側の
環状帯域は最小の高さを有する。この構造は、溝付き部
分１４４の外側辺縁から内側辺縁へと、共に破線の「螺
旋」を形成する連続して前後に形成する三角形のなめら
かな弧を与えるものではない。環状帯域幅が小さくなる
ため、内側辺縁方向に近くを測定すると、螺旋はなめら
かでないが、連過する僅かな不連続性はシール面１４０
の作業特性に影響を及ぼさないと考えられる。

【００５８】一定のシール環境に関すると、ダム部分は
必要ではないかもしれない。例えば、上記ＵＳ特許Ｎ
Ｏ．5,090,712 では小堰は軸の非回転時には、シール面
どうしの間から漏れる流体に対する障壁を提供する。即
ち、小堰表面が溝に対して同じ高さにあるため、小堰表
面は前に論じたようにそれと対応する反対側のシール面
に対してもたらされた時形成されるスタティックシール
が存在する。

【００５９】さて、図６，７について見ると、図６はシ
ールリング面１２０の正面図であって、二重対称性を呈
し左右何れかの方向に回転するシール面の能力を備える
溝付き面とランド表面のパターンを示す。図７は、本発
明のシール面１２０の一部の詳細図である。先に述べた
例におけるようにシール面１２０は溝とランドにより示
される環状堰部分１２２と溝付き部分１２４を備えるこ
とが望ましい。環状堰部分１２２は図２に示す従来シー
ルリングのダム部分と実質上同一で、溝付き部分１２４
と堰部分１２２間の境界を形成する径ＧＤを有する円に
よって閉鎖される。他の例におけるように、堰部分と溝
付き部分との相対的な比はシールの作業特性が最適にな
るように決定することができる。

【００６０】溝付き部分１２４自体は２つのタイプの面
と、溝付き面１２６と２つの異なるタイプのランド表面
１２８，１０４を備える。溝付き面１２６は連続してい
ることが望ましく、即ち、環状の溝部分１２４の外周付
近とランド１２８，１０４の異なる２つの組の間を屈曲
する通路が辿るようにすることができる。同通路はシー
ル面１２０の周りを完全に溝付き面１２６に沿って曲が
りながら溝付き面１２６内に常時とどまるようにするこ
とができる。

【００６１】溝付き部分１２４内のランド表面は少なく
とも２つの個別のタイプのランド表面１２８，１０４か
ら構成される。一つのタイプは三角形ランド面１２８で
基本的にいって、その点１３０がシールリング面１２０
の軸中心線に対して最も近くになった二等辺三角形の形
をしている。このランド面１２８はＵＳ特許5,090,712
に記載の通りであり、本文においても進入ランド１２８
としてある。点１３０とシールリング１２０の半径を貫
いて描いた径中心線は中心線の何れの側においても径対
称線を示す。例えば、二等辺三角形ランド１２８は点１
３０に対して径方向に向かい合った三角形底辺１３２を
備え、中心線の何れの側においても互いに長さが等しい
他の２辺１３４，１３６を備えている。

【００６２】二等辺三角形の三角形底辺として解釈され
る辺１３２はシールリング１２０の外径と連続する。三
角形ランド面１２８は厳密な意味では三角形ではない
が、図３，５の例に見るように辺が僅かにカーブした弧
を備えるような実質上の三角形である。これらの僅かに
カーブした弧辺１３２，１３４，１３６は実質上三角形
のランド１２８の境界を形成している。

【００６３】だが、シールリング面１２０の溝付き部分
はＵＳ特許ＮＯ．5,090,712 に記載の例のように必ずし
も螺旋溝の形に従う必要はない。例えば、長さの等しい
上記僅かにカーブした辺１３４，１３６は必ずしもカー
ブするには及ばず、代替例（図示せず）として直線形と
することもできる。

【００６４】上記実質三角形ランド１２８は上記のよう
に各進入ランド１２８の三角形辺１３２がリング円周の
辺縁と符号又は連続するシールリング面の円周辺縁の周
囲に配置する。各進入ランド１２８の二等辺三角形１３
４，１３６はシールリングの円周辺縁に対して前後に傾
斜する。

【００６５】これらの辺１３４，１３６はそれぞれシー
ルリングの円周辺縁と交差角αを形成する。シールリン
グの円周辺縁に対する接線により形成される交差角αと
交差しあう辺１３４，１３６は前後何れに傾斜しても左
右何れかに一方に軸が回転するとシールリングに対する
進入効果を与える。円周辺縁と交差する二等辺三角形の
辺により形成される角度αはほぼ５〜９０度が好まし
く、また１５度であることが好ましい。

【００６６】進入ランド１２８はシールリング１２０の
円周の周りに均等に配置することによって２つの隣接す
る進入ランド１２８間の角度距離が何れも同一となるよ
うにすることが望ましい。即ち、２つの二等辺三角形の
辺１３４，１３６の交点１３０の各々を通って引いた中
心線は２つの隣接する進入ランド１２８が何れも他の２
つの隣接する進入ランド１２８の何れとも互いに対して
同じ角度変位にあることを示している。進入ランド１２
８の数はシールが使用しようとする軸の径によって変化
するのが普通であろう。４インチ径を有する軸の場合、
１２個の進入ランド１２８が存在し、それらの点１３０
の各々を通って引いた中心線はどの隣接する進入ランド
１２８からも３０度隔たっていることが望ましい。

【００６７】進入ランド１２８を包囲する溝領域は環状
の溝付き領域１２４の周縁部の周りに一貫して巻かれた
連続帯域とすることが望ましい。環状の溝付き領域１２
４は不連続の仮想境界と内径境界線１０２を備える。内
径境界線は上記の如く、またシルエット線で示すように
径ＧＤにより形成される。

【００６８】内径境界線１０２はランド１０４が境界線
１０２の連続性を破壊するように見える点で不連続であ
る。ランド１０４は堰１２２のそれとほぼ同一のシール
面１２０の表面に対して一定の高さにある。

【００６９】ランド１０４は進入ランド１２８、又はシ
ール面１２０の外径円周の何れかに触れるような連続領
域を有しない。径方向に延びる辺１０６，１０８は環状
の溝付き領域１２４の外円周と比較した時、互いに対し
て逆方向に延びる。好適例では径方向に延びる辺１０
６，１０８の各々の内側部分は各辺１０６，１０８のほ
ぼ半分の長さの実質スペースだけ互いに隔たった地点で
環状の溝付き部分１２０の内径周縁と合致する。好適例
では僅かにカーブした円周方向に延びる弧である辺１１
０は径方向に延びる線１０６，１０８の末広がりの対向
端どうしを接続する。辺１１０は辺１０６，１０８の２
つの端点どうしの間の連続線中では破断して描かれてい
ないが、以下に説明するように溝領域あるいはそれより
小さな溝領域のような他の形をシール面の本質的働きか
らそらさずにランド１０４内に組み込むことができる。

【００７０】複数のランド１０４はシール面１２０の中
心から同一の径方向距離のところに円周形パターンを描
いて配置することによって各ランド１０４が一対の隣接
する進入ランド１２８の間に配置されるようにする。ラ
ンド１０４は堰１２２に直接取り付けた台形パターンと
して考えることができる。進入ランド１２８の場合と同
じく、ランド１０４はランド１０４を形成するカーブし
た僅かに弧形の辺を有する。辺１０６，１０８間の仮想
的な交点は堰部分１２２内に配置されることに注目され
たい。だが、ランド１０４と堰１２２は連続溝１２６と
比べて同じ相対的な高さにあるために、ランド１０４の
表面と堰１２２の間には断絶は存在しない。

【００７１】進入ランド１２８は本例では、図３，５に
示す例と同一の作用を実行する。即ち、ランド１２８は
流体をシール面の円周外径からシール面内のシール面ど
うしの間に向かわせ、図１について上記したように、シ
ール面１２０と反対側の嵌合リングシール面間に隙間を
維持する。流体は溝１２６内の円周から内側方向に向か
い、隣接する２つのランド１０４間にある溝領域１２２
内に向かう。左廻り方向に回転するリングの進入ランド
の辺１３４は円周方向に見てランド１０４の関連する一
辺１０８の前方に位置することになることに注目された
い。かくして、流体は進入ランド１２８により外周から
溝領域１１２内へ汲み移された後、更に、関連する辺１
０８により汲み移され、溝領域１１２の後隅方向に内側
へ汲み移される。逆方向の回転の場合、関連する辺１３
６は流体を溝領域１２６内へ汲み移した後、更に、ラン
ド１０４の反対側に配置された辺１０６によって溝１１
４の反対側の後隅内へ汲み移されることになるだろう。

【００７２】さて、第８図について見ると、双方向シー
ル面パターン２２０のもう一つの例が示されている。同
例は、堰２２２と溝部分２２４から成り、両者はそれら
を隔てるシルエット点線によって一部限定されている。
堰２２２は上記他の堰とほぼ同一である。

【００７３】だが、溝部分２２４は複数の溝２２６から
成る。

【００７４】溝２２６は溝部分２２４の円周辺縁２３２
の径方向内側にある軌跡２３０を有する半円形又は楕円
形の境界２２８により形成される半円形又は楕円形の領
域を備える。但し、上記半円形境界２２８は、以下に論
ずるように、楕円形その他の形をとることもできる。

【００７５】溝２２６内には、溝２２６から隔てる円形
又は楕円形の境界２３６を有するランド２３４を配置す
ることが望ましい。境界２３６の内側方向の径辺は溝２
２６とランド２２４の両者間の境界の内径径辺と連続す
ると共に、環状溝部分と堰２２２間のシルエット状点線
２２５に連続して接している。

【００７６】境界２３６を有する溝２２６又はランド２
３４の何れの形又は境界２２８も図解したもの以外の形
をとることができる。ランド２３４の特徴は好適とされ
る楕円又は円以外の形もとることが可能で、溝２２６が
溝部分２２４の内径辺縁２２５に近づくにつれて境界２
２８，２３６が収斂するようになっている限り、例えば
ダイヤモンド形をとることもできる点である。

【００７７】境界線２２８の軌跡２３０は円周辺縁２３
２から異なった偏位地点にあるようにすることによっ
て、溝２２８の境界と円周辺縁２３２間の角度がその円
周辺縁２３２に対して鋭角を呈するようにすることがで
きる。カーブ又は僅かにカーブした弧部分の角度は、上
記した定義に従い形成する。即ち、２つのカーブした部
分の交点がまず決定され、その点で、その２つのカーブ
した部分の各々の接線を描く。これらカーブ部分の２本
の接線間にはされまる角度が、その後の基準角となる。

【００７８】半円形又は楕円境界２２８と円周辺縁２３
２の角度については、両者の交点は回転方向に対して鋭
角をなし、ランド２３４は本発明と先に解説した発明に
従って開示されるその他の実施例に似た進入ランド効果
を提供するようにする。

【００７９】中心線の周りに溝２２６がそれぞれ対称形
となっているため、軸が何れの方向に回転しても、その
回転方向に関わりなく一定の進入ランド効果が得られる
ことになろう。

【００８０】一たび流体が溝２２６内の円周辺縁２３２
から内側方向に汲み移されると、溝２２６の半円形又は
楕円形境界２２８と円形又は楕円形境界２３６の交点に
隣接する地点に蓄圧が生じ、そこで流体の流れは圧縮さ
れ濃縮される。流体圧が増大する結果、シール面どうし
の間に他の隙間タイプのメカニカル面シールの隙間と似
た一定の隙間がつくりだされる。

【００８１】上記のシール面は軸とシールリングが左右
両方向に回転できる能力を与える。先に出願のＵＳ特許
ＮＯ．5,090,712 との類似性は明らかである。例えば、
同心円帯域における三角形ランドの例 (図３−５）も各
交点における障壁に圧力を蓄圧し、溝間の流体の流れを
制限する。同様に、上記実施例は全て一定の進入ランド
効果を与え、流体を円周から内側方向に汲み移し、小さ
な領域内へ収縮させ集中させる。

【００８２】

【発明の効果】かくして、本発明によれば、流体をシー
ルして流体の漏れを抑止可能なシール面パターンを実現
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明により使用されるメカニカル面シール
の一部の側面図である。

【図２】 従来の螺旋溝パターンを有するシールリング
の端面図である。

【図３】 本発明のシール面の一側図である。

【図４】 図３のシール面の一部の詳細図である。

【図５】 本発明のシール面のもう一つの実施例図であ
る。

【図６】 図５のシール面の一部の詳細図である。

【図７】 本発明のシール面の他の実施例図である。

【図８】 本発明のシール面の他の実施例図である。

【符号の説明】

３６ シールリング ４２ 環状堰 ４４ 溝部分 ４０ シール面 ４６ ランド ５０ 三角形底辺 ５２，５４ その他の２辺 ５８ 進入ランド ６０，６２ 辺縁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョン ハマカー アメリカ合衆国、イリノイ州 60193 シ ャウムベーグ、キングストン レイン 1906 (72)発明者 ピーター エル．ケイ アメリカ合衆国、イリノイ州 60005 ア ーリントン ハイツ、エヌ．ロイター ド ライヴ 122

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の相対的に回転する部品間にシール
   を提供するメカニカル面シールで、前記部品の一方上に
   非回転可能に取り付けられ、同一方の部品に対してシー
   ルされる第１のシールリングと；前記他方の部品上に非
   回転可能に取り付けられ同他方の部品に対してシールさ
   れる第２のシールリングで、前記第１のシールリングと
   軸整合して取り付けられるものと；前記第１のシールリ
   ングのシール面を弾性的に駆動して第２のシールリング
   のシール面と軸方向にシール係合させるために設けられ
   た手段と；から成るものにおいて、前記シールリングの
   少なくとも一方が、以下のものから成るシール面、即
   ち、シールリングの前記少なくとも一方のシール面の一
   円周から内側方向に延びる溝なし堰部分と；第１と第２
   の周縁を備え、その両周縁間に径方向に取った径幅Ｗを
   形成する環状溝部分と；を備え、 同溝部分が、前記第１の周縁から前記第２の周縁へふと
   前記環状溝部分の全円周の周りに連続して接続される少
   なくとも一つの連続する溝と；前記環状溝部分の第１の
   周縁の周りに配置された複数の隔たった第１のランド
   で、同第１のランドの各々の形がほぼ三角形で少なくと
   も三つの三角形辺を有し、各三角形の辺が全体として浅
   い弧を備え、前記三角形辺の一つが三角形の底辺を形成
   し、同底辺が前記環状溝部分の第１の周縁と空間的に同
   一の広がりをもち、その弧部分と、前記他の二辺の交点
   とにより形成され、同交点が前記三角形底辺に対して全
   体として径方向に沿って配置され、前記第１のランドの
   各々が前記底辺と前記底辺と交点間の半径に沿って測定
   した時、幾何学的高さＨ₁ を有するようになったもの
   と；環状溝部分の第２の周縁の周りに配置され、前記連
   続する溝により前記第１のランドから隔てられる円周方
   向に隔たった複数の第２のランドで、同第２のランドの
   各々が少なくとも４辺から成る四辺形を備え、前記四辺
   の各々が浅い弧により形成され、前記四辺のうちの第１
   辺が前記環状溝部分の第２周縁と空間上同一の広がりを
   もち、その一つの弧部分により形成され、前記四辺のう
   ちの第２辺が前記第１辺に対向し、それとほぼ平行であ
   って同辺から径方向に隔たり、前記第２辺が円周方向に
   配置された浅い弧を備え、前記四辺形が前記第１と第２
   の辺間に径寸法として形成された幾何学的高さＨ₂ を備
   えるものと；から成り、 前記第１のランドの少なくとも一つが前記第２のランド
   のうちの２つの間に円周方向に配置され、前記径幅Ｗを
   幾何学的高さＨ₁ ，Ｈ₂ の寸法が以上の通りである前記
   メカニカル面シール。 Ｈ₁ ＞０ Ｈ₂ ＞０ Ｗ − Ｈ₁ ＜Ｈ₂
2. 【請求項２】 前記第１のランドが進入ランドであっ
   て、前記第１のランドの他の二辺の寸法がほぼ等しい請
   求項１のシール。
3. 【請求項３】 前記第１のランドの他の二辺の一方が、
   前記第１の周縁に対して所定の角度で包摂され、前記２
   辺のうちの一方が後縁を備え、前記２辺のうちの他方が
   前縁を備え、その何れの基準も軸の回転方向に依存する
   請求項２のシール。
4. 【請求項４】 前記所定角がほぼ５度から９０度未満の
   範囲にある請求項３のシール。
5. 【請求項５】 前記所定角がほぼ１５度である請求項４
   のシール。
6. 【請求項６】 前記幾何学的高さＨ₁ とＨ₂ とがほぼ等
   しく、Ｈ₁ とＨ₂ の双方ともがＷの半分よりも僅かに大
   きい請求項１のシール。
7. 【請求項７】 ランドと溝との間の相対的高さがほぼ２
   ５〜１５００マイクロインチの範囲にある請求項１のシ
   ール。
8. 【請求項８】 前記相対的高さがほぼ３５０マイクロイ
   ンチである請求項７のシール。
9. 【請求項９】 溝領域とランド領域とを共に有する環状
   帯より成るメカニカル端面シールにおけるシール面にお
   いて、前記溝領域がシールリングの円周の周りに連続
   し、辺縁周囲に均等に隔たったほぼ三角形状の複数の第
   １ランドを備え、前記第１の三角形ランドが２つのほぼ
   二等辺三角形と一つの僅かに円形の第三の辺を備え、同
   僅かに円形の第３の辺がシール面の円形辺縁と連続し、
   前記溝領域が一組の均等に隔たった第２の平頭略三角形
   ランドを有し、同第２の平頭三角形ランドの一つが前記
   第１の三角形ランドの何れか二つの間に介在し、前記第
   ２の三角形ランドがそれぞれ前記シール面の外周辺縁に
   最も近くそれと同心円状になった半円形の辺と、環状シ
   ール面の内径に最も近く配置された平頭部分と、を備
   え、前記第１の三角形二等辺の交点が前記第２の三角形
   二等辺の外側半円形辺の内側方向に配置されるようにな
   った前記シール面。
10. 【請求項１０】 対向して径方向に延びる面を有する固
    定シールリングと相対回転するシールリングとを有する
    隙間形式の溝面シールで前記両リングの一方がハウジン
    グに対してシールして添付され、他方が軸に対してと前
    記リングの少なくとも一方にシールして添付され、前記
    シールリングの少なくとも一方のシール面の一円周から
    内側に延びる溝なし堰部分と；第１と第２の周縁間で径
    方向に取った径幅Ｗを形成する第１と第２の周縁を有す
    る環状溝部分と；を備えるものにおいて、前記溝部分
    が、 前記第１の周縁から第２の周縁へと前記環状溝部分の全
    円周の周りに連続して接続される少なくとも一つの連続
    する溝と；前記環状溝部分の第１の周縁の周りに配置さ
    れる複数の隔たった第１のランドで、同ランドの各々の
    形がほぼ三角形で少なくとも三つの三角形辺を備え、各
    三角形辺が全体として浅い弧と前記二つの他の三角形辺
    の交点から成り、前記三角形辺の一つが一つの三角形底
    辺を形成し、同底辺が前記環状溝部分の第１の同縁と空
    間上同一の広がりをもち、その弧部分により形成され、
    前記交点が前記三角形底辺に対して全体として径方向に
    沿って向かい合い、前記第１のランドの各々が前記ベー
    スと交点間の半径に沿って測定して時幾何学的高さＨ₁
    を有するものと、環状溝部分の第２の周縁の周りに配置
    され前記連続溝によって前記第１のランドから隔てられ
    る円周方向に隔てられた複数の第２のランドで、同ラン
    ドの各々が少なくとも４辺から成るほぼ四辺形を備え、
    同四辺の各々が浅い弧により形成され、四辺のうちの第
    １辺が前記環状溝部分の第２の周縁と空間上同一の広が
    りをもち、その弧部分により形成され、前記四辺の第２
    辺が前記第１辺に向かい合い同辺に全体として平行で、
    そこから径方向に隔てられ、前記第２辺が円周方向に配
    置される浅い弧から成り、前記四辺形が前記第１辺と第
    ２辺間の径寸法として定義される幾何学的高さＨ₂ を備
    えるようになったものと；から成り、 前記第１ランドの少なくとも一つが前記第２のランドの
    ２つの間に円周方向に配置され、前記径幅Ｗと幾何学的
    高さＨ₁ 、Ｈ₂ の寸法が以下の通りである前記面シール Ｈ₁ ＞０ Ｈ₂ ＞０ Ｗ − Ｈ₁ ＜Ｈ₂
11. 【請求項１１】 ハウジングと相対的に回転する軸間を
    シールするメカニカル端面シールにおける少なくとも一
    つのリング用のシール面パターンにおいて、同シールが
    ハウジングにシールされて取り付けられる第１のシール
    リングと、前記相対的に回転する軸にシールされて取り
    付けられる第２のシールリングとから成り、シール面が
    以下のもの、即ち、前記リング面の内周から外周へと外
    側方向に延びる全体として平面状の表面から成り、同表
    面が、前記シール面上に径方向に順次配置された少なく
    とも２つの環状帯で、その各々が内径と外径の境界を有
    し、前記環状帯が径方向内側に配置された帯域と同径方
    向内側に配置された帯域の径方向外側に配置された少な
    くとも一つの環状帯域とを備え、前記少なくとも２つの
    環状帯が互いに径方向に隣接することによって一帯域の
    内径境界がそれと隣接する外径境界と符合し、前記帯域
    の各々が複数の円周方向に隣接するほぼ三角形状のラン
    ドを備え、そのランドの各々が径方向外側に配置された
    底辺と、他の二辺の相対的に内側に配置された第１の交
    点とを備え、前記他の二辺がほぼお互いの鏡像であって
    前記第１の交点とシール面の軸中心線を通って取った径
    中心線の反対側に配置され、径方向内側に配置された帯
    域内の円周方向に隣接する三角形ランドの三角形底辺が
    ほぼ連続して共通の第２の交点を備え、前記外側に配置
    された帯域の第１の交点が直ぐ径方向内側に配置された
    前記環状帯域の共通交点と符合するようになったもの
    と；前記少なくとも一つのリングのシール面の円周の一
    つから内側方向に延びる溝なし部分と；を含む前記シー
    ル面パターン。
12. 【請求項１２】 円心円環状帯の各々が径幅を有し、同
    環状帯の少なくとも２つの径幅が他の環状帯の径幅とほ
    ぼ等しい請求項１１のシール。
13. 【請求項１３】 同心円環状帯の各々が径幅を有し、同
    環状帯の径幅が逐次内側方向に配置された環状帯の各々
    について対数的に小さくなる請求項１１のシール。
14. 【請求項１４】 ランドと溝間の相対的高さがほぼ２５
    〜１５００マイクロインチの範囲にある請求項１１のシ
    ール。
15. 【請求項１５】 前記相対的高さがほぼ３５０マイクロ
    インチである請求項１４のシール。
16. 【請求項１６】 前記シール面の円周辺縁に隣接して配
    置された環状帯が進入ランドである三角形ランドから成
    り、前記他の三角形二辺の各々が前記シール面の円周辺
    縁に対して所定角で逆傾斜し、同所定角がほぼ５度から
    ９０度未満の範囲内にある請求項１１のシール。
17. 【請求項１７】 前記所定角がほぼ１５度である請求項
    １６のシール。
18. 【請求項１８】 径方向に対向して延びる面を有する固
    定シールリングと相対的に回転するシールリングとを有
    する隙間形式の溝付き面シールで前記リングの一方がハ
    ウジングに対してシールして添付され、他方が軸に対し
    てシール添付され、前記シールが軸の回転方向に関わら
    ずシール可能であって、前記シールのシールリングの少
    なくとも一方が以下のものを備えるシール面を有する前
    記溝付き面シール。前記少なくとも一方のリングのシー
    ル面の円周の一方から内側方向へ延びる溝なし部分。前
    記少なくとも一方のリングのシール面の他の円周から延
    びる溝部分で、そこから均等に隔たり複数のランドによ
    り互いに隔てられる複数の離散的な半円形又は楕円形の
    溝を備え、同半円形又は楕円形の溝の各々が他方の円周
    で開放し、同半円形又は楕円形溝の軌跡が前記他方の円
    周の径方向内側に配置され、前記溝の各々がその内部に
    前記半円形又は楕円形溝のそれよりも小さな径を有し、
    溝の内周部に配置され、同溝の外周部が前記シール面の
    外周と交差する２点を備えることによって溝と前記外周
    との各交点が前記円周と所定の鋭角を形成し、流体進入
    効果を与えるようになったもの。
19. 【請求項１９】 前記所定角が、ほぼ０〜５度の範囲に
    ある請求項１８のシール。
20. 【請求項２０】 前記所定角がほぼ１５度に等しい請求
    項１８のシール。