シールアセンブリの製造方法
【課題】典型的なＰＴＦＥシールの利点を保ちながら、その欠点を克服または最小限にするシールアセンブリを提供する。
【解決手段】シールアセンブリは、ボアを有するハウジングと、ボア内で回転する、外側転走面を有するシャフトとの間に動的流体シールを設ける。シールアセンブリは、ハウジングのボア内にシールアセンブリを支持するための剛性キャリヤを備える。可撓性部材は剛性キャリヤに取付けられる。可撓性部材は、使用中に可撓性部材が撓むことができるエラストマー材料から形成される。封止要素は、外側転走面の周りに可撓性部材によって保持される。封止要素は、硬度が可撓性部材のエラストマー材料の硬度よりも比較的大きい非ポリテトラフルオロエチレンのベアリンググレードプラスチック材料から形成される。封止要素は、可撓性部材が撓むときに可撓性部材とともに動く。封止要素は、複数の螺旋状に巻いた回旋の状態で、外側転走面に沿って延在する。
【解決手段】シールアセンブリは、ボアを有するハウジングと、ボア内で回転する、外側転走面を有するシャフトとの間に動的流体シールを設ける。シールアセンブリは、ハウジングのボア内にシールアセンブリを支持するための剛性キャリヤを備える。可撓性部材は剛性キャリヤに取付けられる。可撓性部材は、使用中に可撓性部材が撓むことができるエラストマー材料から形成される。封止要素は、外側転走面の周りに可撓性部材によって保持される。封止要素は、硬度が可撓性部材のエラストマー材料の硬度よりも比較的大きい非ポリテトラフルオロエチレンのベアリンググレードプラスチック材料から形成される。封止要素は、可撓性部材が撓むときに可撓性部材とともに動く。封止要素は、複数の螺旋状に巻いた回旋の状態で、外側転走面に沿って延在する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明は概して、ハウジングと、ハウジングに対して回転する、外側転走面を有するシャフトとの間に動的流体シールを設けるために使用されるシールアセンブリに関する。より詳細には、本発明は、封止要素を形成するために使用される材料および形状を含む、このようなシールアセンブリにおいて使用されるこのような封止要素、ならびにこのような封止要素を製造するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
シールアセンブリは、ボアを有するハウジングと、ボアから突出しかつハウジングに対して回転する、外側転走面を有するシャフトとの間に動的流体シールを設けることで周知である。このようなシールアセンブリは典型的には、シールアセンブリをボアに支持するための剛性キャリヤを備える。シールアセンブリとハウジングとの間にプレス嵌め接続をもたらすために、ゴムから形成された取付つばがしばしば剛性キャリヤの周りに成形され、それによって、ボア内で外側転走面の周りにシールアセンブリを位置合せする。剛性キャリヤは、シャフトの外側転走面を取囲み、シャフトの外側転走面を動的に封止する封止要素、たとえばリップシールを支持する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−０６８８８９号公報
【特許文献２】米国特許第３４９０７７５号明細書
【特許文献３】特開昭５８−２２２８１３号公報
【特許文献４】特開昭５６−１２７４３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
封止要素、たとえばリップシールはしばしばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）から形成される。なぜなら、ＰＴＦＥは優れた耐熱性および耐薬品性、ならびに低い摩擦係数をもたらすためである。しかしながら、ＰＴＦＥの耐磨耗性は比較的低く、高価であり、その使用は特定の封止の用途のみに限定されるか、または環境による損傷からＰＴＦＥを保護するために追加の対策が必要である。
【０００５】
本発明の目的は、典型的なＰＴＦＥシールの利点を保ちながら、その欠点を克服または最小限にするシールアセンブリを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
発明および利点の簡単な概要
本発明の第１の局面によって構成されるシールアセンブリは、ボアを有するハウジングと、ボア内で回転する、外側転走面を有するシャフトとの間に動的流体シールを設けるよう動作する。外側転走面は、ハウジングに対して動作軸を中心に回転する。シールアセンブリは、ハウジングのボア内および外側転走面の周りにシールアセンブリを支持するための剛性キャリヤを含む。エラストマー材料からなる可撓性部材が剛性キャリヤに取付けられる。可撓性部材は、外側転走面が動作軸を中心に回転するとき、外側転走面と封止関係を有するように封止要素を柔軟に保持する。封止要素は、非ポリテトラフルオロエチレン（非ＰＴＦＥ）ベアリンググレードプラスチック材料から形成される。非ＰＴＦＥ材料の硬度は、可撓性部材のエラストマー材料の硬度よりも比較的大きい。
【０００７】
このシールアセンブリの１つの利点は、封止要素のために非ＰＴＦＥベアリンググレードプラスチック材料を使用できることである。これによって、ＰＴＦＥなどの従来の材料よりも大幅にコストが削減され、動的流体封止に好適な耐磨耗性がより高い材料がもたらされる。従来、このような材料の剛性の性質、すなわちシャフトがボアにおいて位置ずれを起こしたときに封止要素が不均一に磨耗し、したがってシャフトとの封止関係を悪化さ
せることを考慮して、このような材料は封止要素のためには使用されてこなかった。本発明のシールアセンブリでは、シャフトがボアにおいて位置ずれを起こしたときに可撓性部材は撓むことが可能である。したがって、封止要素が可撓性部材とともに動くので、可撓性部材によって保持される封止要素の可撓性はより小さい可能性がある。
【０００８】
本発明の別の局面では、封止要素は、複数の螺旋状に巻いた回旋の状態で、外側転走面の周りに延在する。回旋は、シールの内部（「油の側」）のほうに戻るようにシールの下に入るいかなる流体の方向も変えるようにポンプの役割を果たす流体力学効果をもたらす。回旋は、一条のねじの形態である場合もあれば複数条のねじの形態である場合もあり、所望であれば、１方向のものである場合もあれば２方向のものである場合もある。
【０００９】
本発明はさらに、複数の螺旋状に巻いた回旋を有するシールアセンブリを製造する方法を提供する。この方法は、ストック部品内に破断線を規定するために、封止材料からなるストック部品の面内に螺旋状に延在する溝を形成することを含む。ストック部品は次いで、破断線に沿って割れて、封止要素を形成する。破断線を規定するために溝を形成することによって、シールアセンブリを製造する方法は、複数の回旋を有する封止要素を形成するための単純で、費用対効果の高い手順を提供する。
【００１０】
本発明のこれらの利点および特徴は、添付の図面に関連して考慮されるときに以下の詳細な説明を参照することによってよりよく理解されるように容易に認識されることになる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明によるシールアセンブリの部分断面図である。
【図２】動作軸を中心に回転するシャフトの位置ずれを示すシールアセンブリの部分断面図である。
【図３】シールアセンブリの封止要素の斜視図である。
【図４】シールアセンブリの代替的な封止要素の斜視図である。
【図５】本発明の代替的な実施例によるシールアセンブリの封止要素の部分断面図である。
【図５Ａ】図５に示される封止要素を形成するために使用される、非ＰＴＦＥ材料からなる円筒形ストック部品の部分断面図である。
【図６】本発明の代替的な実施例によるシールアセンブリの封止要素の部分断面図である。
【図６Ａ】図６に示される封止要素を形成するために使用される、非ＰＴＦＥ材料からなる円筒形ストック部品の部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
発明の詳細な説明
いくつかの図全体にわたって同様の数字が同様のまたは対応する部分を示す図を参照して、本発明のシールアセンブリは概して１０で示される。シールアセンブリ１０は、動的流体シールが必要とされる多数の用途に非常に適している。このような用途は、自動車での用途および産業上の用途を含んでもよい。シールアセンブリ１０は、シャフトシールシステム１１で使用するために本明細書において示される。
【００１３】
図１を参照して、シャフトシールシステム１１は、ボア１４を有するハウジング１２と、ボア１４内で回転する、外側転走面１５を有するシャフト１６との間に動的流体シールを設けるためにシールアセンブリ１０を使用する。外側転走面１５は、ハウジング１２に対して動作軸Ａを中心に回転する。図１では、外側転走面１５は、シャフト１６にプレス嵌めされる環状の磨耗スリーブ２８によってもたらされる。磨耗スリーブ２８は、製造されたすべり面をもたらすためなどの当業者に周知の目的でシャフト１６にプレス嵌めされる。当業者によってさらに認識されるように、本発明は磨耗スリーブ２８がなくても実施され得るであろう。磨耗スリーブ２８は、ボア１４の中でシャフト１６とともに回転する。ハウジング１２のボア１４は、シャフト１６の周りに配置された円筒形の階段状ボア壁１７と、ボア壁１７に横向きに配置された環状の軸方向に面する肩部１９とともに形成される。
【００１４】
キャリヤ１８は、ボア１４にシールアセンブリ１０を支持する。キャリヤ１８は、Ｕ字型ベース部２０と、ベース部２０の端部から径方向に内側に延在する環状フランジ２２とを含む。キャリヤ１８は好ましくは、金属などの剛性材料から形成される。エラストマー取付つば２４は、シールアセンブリ１０をボア１４にプレス嵌めするために剛性キャリヤ１８の周りに環状に形成され、それによってハウジング１２内に流体を保持するための仕切りをもたらす。エラストマー取付つば２４は、プレス嵌めをもたらすためにボア壁１７および肩部１９を押す。保持リング３２は、シールアセンブリ１０をボア１４内に固定するために、ハウジング１２に同様に形作られたポケット３４内に設置されてもよい。
【００１５】
環状バッフル３０は、ごみおよび破片がシールに侵入することを防ぐためのラビリンス経路を規定するために、磨耗スリーブ２８に据付けられてもよく、剛性キャリヤ１８のＵ字型ベース部２０によって規定される環状チャンバ内に位置決めされてもよい。ごみおよび破片を閉じ込めることにさらに役立てるために、所望であれば、フィルタ２６がラビリンス内に配置されてもよく、キャリヤ１８または磨耗スリーブ２８に取付けられてもよい。フィルタ２６がキャリヤ１８に取付けられると、磨耗スリーブ２８および環状バッフル３０は、シャフト１６が動作軸Ａを中心に回転するときにフィルタ２６に対して回転する。
【００１６】
エラストマー材料からなる可撓性部材３６は、剛性キャリヤ１８に取付けられ、剛性キャリヤ１８から垂下される。エラストマー材料の硬度は、可撓性部材３６が形状を維持しながら使用中に撓むことができるような大きさであり、たとえば２５〜７５のショアーＡ硬度または５０未満のショアーＤ硬度である。エラストマー材料は、ゴムまたは他の同様の材料を含んでもよい。
【００１７】
可撓性部材３６は、動作軸Ａに概して平行に位置する長手方向部分３９を含む。第１の環状リップ４０および第２の環状リップ４２は、剛性キャリヤ１８の環状フランジ２２を受けるためのノッチ４４を間に規定するために、長手方向部分３９から径方向に外側に突出する。これは、可撓性部材３６を環状フランジ２２に封止可能に固定する。可撓性部材３６は、長手方向部分３９から径方向に内側に突出する第３のリップ４６および第４のリップ４８も含む。第３のリップ４６および第４のリップ４８の各々と外側転走面１５との間に間隙が維持されてもよい。
【００１８】
可撓性部材３６は、外側転走面１５の周りに、径方向に作用する封止要素３８を柔軟に保持する。好ましい実施例では、可撓性部材３６は封止要素３８に成形される。可撓性部材３６は、剛性キャリヤ１８の環状フランジ２２と封止要素３８との間で環状ヒンジ３６の役割を果たす。封止要素３８は、可撓性部材３６に対して封止要素３８を保持するために可撓性部材３６と摩擦成形接触する外面５０を含む。他の実施例では、外面５０は可撓性部材３６に化学的に結合される。封止要素３８はさらに、外側転走面１５と封止関係にある、外側転走面１５に沿って軸方向に延在する径方向に内側の環状封止面５２を含む。同時に、可撓性部材３６の第３のリップ４６は、軸方向に１方向に動くことから封止要素３８を保持するように封止要素３８と当接する。
【００１９】
図２を参照して、封止要素３８は、シャフト１６が剛性キャリヤ１８に対して径方向に位置ずれを起こすとき（大幅に誇張して図示）可撓性部材３６が剛性キャリヤ１８に対して撓むように可撓性部材３６とともに動く。同時に、径方向に内側の環状封止面５２は、外側転走面１５との封止関係を維持する。したがって、可撓性部材３６は封止要素３８の可撓性延長部の役割を果たし、シャフト１６がボア１４内で振れ状況または他の位置ずれ状況を経験するときでさえ、径方向に内側の環状封止面５２が外側転走面１５との封止関係を維持できるようにする。
【００２０】
封止要素３８は、非ポリテトラフルオロエチレン（非ＰＴＦＥ）ベアリンググレードプラスチック材料から形成される。非ＰＴＦＥ材料は多少のＰＴＦＥ充填剤を含んでもよいが、そのレベルは５０重量％または容量％未満であることが認識されるべきである。非ＰＴＦＥ材料は好ましくは、可撓性部材３６を形成するエラストマー材料の硬度よりも硬度が比較的大きい熱可塑性材料である。したがって、封止要素３８は可撓性部材３６よりも剛性である。非ＰＴＦＥ材料は、１平方インチあたり５０００ポンドよりも大きい引張強さを示し、１平方インチあたり５０００ポンドよりも大きい圧縮強さを示す（ＡＳＴＭ Ｄ６３８を使用して引張強さを測定し、ＡＳＴＭ Ｄ６９５を使用して圧縮強さを測定する）。さらに、非ＰＴＦＥ材料の磨耗係数「ｋ」は、２００Ｘ１０-10ｉｎ．3−ｍｉｎ／ｆｔ．ｌｂｓ．ｈｒ未満である。
【００２１】
封止要素３８を形成するために使用される非ＰＴＦＥ材料は、ナイロン、アセタール、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ−Ｐ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）などの任意のイミド化された、半結晶性のもしくは非晶質のベアリンググレード熱可塑性プラスチック、または列挙されたものと同様の特性を有する他の材料を含んでもよい。以下の表１は、これらの材料が引張強さ、圧縮強さおよび耐磨耗性の点でいかにＰＴＦＥに匹敵するかを示す。
【００２２】
【表１】
【００２３】
図３を参照して、封止要素３８は、複数の螺旋状に巻いた回旋５８の状態で、その第１の端部５４と第２の端部５６との間に延在する。したがって、封止要素３８は、円筒形のスパイラルの形状をしている。図１を再び参照して、可撓性部材３６は、動的流体シールを設けるために、外側転走面１５と封止関係を有するように複数の回旋５８の各々を付勢する。
【００２４】
複数の回旋５８は、外側転走面１５の周りに巻着または巻付けられた非ＰＴＦＥ材料の連続的なストランドを備える。複数の回旋５８の各々は、外側転走面１５が動作軸Ａを中心に回転するときに封止要素３８が外側転走面１５に沿って軸方向に拡張および収縮できるように互いに対して軸方向に可動である。図３および図４の例では、外側転走面１５に沿って軸方向に拡張された封止要素３８が示されている。
【００２５】
図３の好ましい実施例では、封止要素３８は、第１の端部５４および第２の端部５６の各々において外側転走面１５を完全に取囲む先細りになった同心リング６０、６２を含む。この実施例では、封止要素３８は螺旋状の形状で同心リング６０、６２の間に延在する。これは、封止要素３８にとってスリンキーのような（slinky-like）形状を生出す。図
４の代替的な実施例では、同心リング６０、６２は除去され、封止要素３８全体は、螺旋状の形状で端部５４、５６の間に延在して、外側転走面１５の周りに巻かれたコイルのような形状を生出す。
【００２６】
図５を参照して、封止要素３８の別の代替的な実施例では、封止要素３８の外面５０は中に外部溝６４を規定する。外部溝６４は、螺旋状の形状で、封止要素３８の第１の端部５４と第２の端部５６との間に延在する。同様に、図６に示されるさらなる代替的な実施例では、封止要素３８の径方向に内側の環状封止面５２は、中に第１の内部溝６６を規定する。内部溝６６は、螺旋状の形状で、封止要素３８の第１の端部５４と第２の端部５６との間に延在する。第２の内部溝７０も、第１の内部溝６６を横切って、径方向に内側の環状封止面５２に規定される。内部溝６６、７０は、ハウジング１２内に流体をさらに保持するために封止要素３８に流体力学機能をもたらすように意図される。もちろん、さらなる溝（図示せず）または当業者に周知の他の流体力学機構（図示せず）が径方向に内側の環状封止面５２に形成され得るであろう。図５および図６は複数の外部溝６４および内部溝６６、７０を示しているように見えるが、複数の数字は便宜上使用されており、図５に実際に示される外部溝６４は１つだけであり、図６に実際に示される外部溝６４は１つだけであり、内部溝６６、７０は２つである。これは溝６４、６６、７０の螺旋状の性質に起因する。
【００２７】
図５Ａおよび図６Ａを参照して、シールアセンブリ１０を製造する方法も本発明によって提供される。この方法は、部品７２内に螺旋状の破断線６８を規定するために、非ＰＴＦＥ材料からなる円筒形ストック部品７２内に封止要素３８の外部溝６４および／または第１の内部溝６６を形成することを含む。溝６４、６６は、非ＰＴＦＥ材料の特性を考慮して、部品７２に成形または機械加工されることが可能である。可撓性部材３６は好ましくは、溝６４および／または６６を形成した後に部品７２の上に成形または結合される。可撓性部材３６は次いで、環状リップ４０、４２によって剛性キャリヤ１８の環状フランジ２２の上に据付けられる。
【００２８】
一旦可撓性部材３６および部品７２が剛性キャリヤ１８に固定されると、図５および／または図６に示されるように、部品７２は破断線６８に沿って割れて、封止要素３８を形成する。これは好ましくは、部品７２が外側転走面１５上に嵌合されると部品７２が破断線６８に沿って割れるように、直径が外側転走面１５よりもわずかに小さい部品７２を形成することによって達成される。このような手順は特別なツーリングを必要とするかもしれない。さらに、封止要素３８は、外側転走面１５上に嵌合されると、解ける。すなわち、複数の回旋５８が外側転走面１５の周りに拡張される。この解きによって、結合された可撓性部材３６はねじれて伸び、したがって、封止要素３８と外側転走面１５との間の封止関係にさらなる荷重機能がもたらされる。実際には、複数の回旋５８の各々は、封止の際に独立して、外側転走面１５に逆らって動作することになる。複数の回旋５８は、シールの内部（「油の側」）のほうに戻るようにシールの下に入るいかなる流体の方向も変えるようにポンプの役割を果たす流体力学効果をもたらす。複数の回旋５８は、一条のねじの形態である場合もあれば複数条のねじの形態である場合もあり、所望であれば、１方向のものである場合もあれば２方向のものである場合もある。
本発明の実施例は、次のようなものであってもよい。
【００２９】
（実施例１）
ボアを有するハウジングと、ハウジングに対して動作軸を中心にボア内で回転する、外側転走面を有するシャフトとの間に動的流体シールを設けるためのシールアセンブリであって、剛性キャリヤと、前記剛性キャリヤに取付けられたエラストマー材料からなる可撓性部材と、硬度が前記エラストマー材料の硬度よりも比較的大きい非ポリテトラフルオロエチレンベアリンググレードプラスチック材料から作られた封止要素とを備え、前記封止要素は、前記可撓性部材によって保持され、シャフトの外側転走面の周りを封止するように前記剛性キャリヤに対して前記可撓性部材とともに動くための径方向に内側の環状封止面を有する、アセンブリ。
【００３０】
（実施例２）
前記封止要素は、動的流体シールを設けるために複数の螺旋状に巻いた回旋の各々がシャフトの外側転走面と封止関係にあるように、前記複数の回旋の状態で、その第１の端部と第２の端部との間に延在する、実施例１に記載のアセンブリ。
【００３１】
（実施例３）
前記複数の回旋は、巻着された非ポリテトラフルオロエチレンベアリンググレードプラスチック材料の連続的なストランドを備える、実施例２に記載のアセンブリ。
【００３２】
（実施例４）
前記封止要素は、前記端部の各々に先細りになった同心リングを含む、実施例３に記載のアセンブリ。
【００３３】
（実施例５）
前記径方向に内側の環状封止面は、螺旋状の形状で前記端部の間に延在する第１の内部溝を中に規定する、実施例２に記載のアセンブリ。
【００３４】
（実施例６）
前記径方向に内側の環状封止面はさらに、螺旋状の形状で前記端部の間に、前記第１の内部溝を横切って延在する第２の内部溝を中に規定する、実施例５に記載のアセンブリ。
【００３５】
（実施例７）
前記剛性キャリヤは環状フランジを含み、前記可撓性部材はさらに、前記環状フランジから垂下され、前記環状フランジと前記封止要素との間で作用する環状ヒンジとして規定される、実施例１に記載のアセンブリ。
【００３６】
（実施例８）
前記環状ヒンジは、そこから径方向に外側に突出する第１および第２の環状リップを含み、前記環状リップは、前記環状ヒンジを前記環状フランジに封止可能に固定するために前記剛性キャリヤの前記環状フランジを受けるためのノッチを間に規定する、実施例９に記載のアセンブリ。
【００３７】
（実施例９）
前記環状ヒンジは、前記封止要素の前記第１の端部を軸方向に保持するために、径方向に内側に突出し、前記封止要素の第１の端部と当接する第３のリップを含む、実施例１０に記載のアセンブリ。
【００３８】
（実施例１０）
前記非ポリテトラフルオロエチレンベアリンググレードプラスチック材料は、引張強さが１平方インチあたり５０００ポンドよりも大きく、圧縮強さが１平方インチあたり５０００ポンドよりも大きい熱可塑性材料としてさらに規定される、実施例１に記載のアセンブリ。
【００３９】
（実施例１１）
前記熱可塑性材料の磨耗係数は、２００Ｘ１０-10ｉｎ．3−ｍｉｎ／ｆｔ．ｌｂｓ．ｈｒ未満である、実施例１０に記載のアセンブリ。
【００４０】
（実施例１２）
前記熱可塑性材料は、ナイロン、アセタール、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、およびポリアミドイミドのうちいずれか１つを含む、実施例１０に記載のアセンブリ。
【００４１】
（実施例１３）
シールアセンブリであって、キャリヤと、動的流体シールを設けるために、回転するシャフトの外側転走面の周りを封止するための、前記キャリヤによって支持される複数の螺旋状に巻いた回旋の状態で延在する封止要素とを備える、アセンブリ。
【００４２】
（実施例１４）
前記封止要素は第１および第２の端部を含み、前記複数の回旋は巻着された材料の連続的なストランドを前記端部の間に備える、実施例１３に記載のアセンブリ。
【００４３】
（実施例１５）
前記封止要素は、前記第１および第２の端部の各々に先細りになった同心リングを含む、実施例１４に記載のアセンブリ。
【００４４】
（実施例１６）
外側転走面と封止関係を有するように前記封止要素を柔軟に保持するための、前記キャリヤに取付けられたエラストマー材料からなる可撓性部材を含む、実施例１３に記載のアセンブリ。
【００４５】
（実施例１７）
前記封止要素は径方向に内側の環状封止面を含み、前記径方向に内側の環状封止面は、螺旋状の形状で前記端部の間に延在する第１の内部溝を中に規定する、実施例１４に記載のアセンブリ。
【００４６】
（実施例１８）
前記径方向に内側の環状封止面はさらに、螺旋状の形状で前記端部の間に、前記第１の内部溝を横切って延在する第２の内部溝を中に規定する、実施例１７に記載のアセンブリ。
【００４７】
（実施例１９）
前記キャリヤは環状フランジを含み、前記可撓性部材はさらに、前記環状フランジから垂下され、前記環状フランジと前記封止要素との間で作用する環状ヒンジとして規定される、実施例１８に記載のアセンブリ。
【００４８】
（実施例２０）
前記環状ヒンジは、そこから径方向に外側に突出する第１および第２の環状リップを含み、前記環状リップは、前記環状ヒンジを前記環状フランジに封止可能に固定するために前記キャリヤの前記環状フランジを受けるためのノッチを間に規定する、実施例１９に記載のアセンブリ。
【００４９】
（実施例２１）
前記環状ヒンジは、前記封止要素の前記第１の端部を軸方向に保持するために、径方向に内側に突出し、前記封止要素の第１の端部と当接する第３のリップを含む、実施例２０に記載のアセンブリ。
【００５０】
（実施例２２）
前記封止要素は、非ポリテトラフルオロエチレンベアリンググレードプラスチック材料から形成される、実施例１３に記載のアセンブリ。
【００５１】
（実施例２３）
前記非ポリテトラフルオロエチレンベアリンググレードプラスチック材料は、引張強さが１平方インチあたり５０００ポンドよりも大きく、圧縮強さが１平方インチあたり５０００ポンドよりも大きい熱可塑性材料としてさらに規定される、実施例２２に記載のアセンブリ。
【００５２】
（実施例２４）
前記熱可塑性材料の磨耗係数は、２００Ｘ１０-10ｉｎ．3−ｍｉｎ／ｆｔ．ｌｂｓ．ｈｒ未満である、実施例２３に記載のアセンブリ。
【００５３】
（実施例２５）
前記熱可塑性材料は、ナイロン、アセタール、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、およびポリアミドイミドのうちいずれか１つを含む、実施例２３に記載のアセンブリ。
【００５４】
（実施例２６）
シャフトシールシステムであって、概して円筒形の壁を有するボアと、前記壁に横向きに配置された環状の肩部とともに形成されるハウジングと、前記ボア内に動作軸を中心に配置された、外側転走面を有するシャフトと、前記シャフトの周りに配置され、剛性キャリヤを有するシールアセンブリとを備え、エラストマー材料からなる可撓性部材は前記剛性キャリヤに取付けられ、径方向に作用する封止要素は、前記シャフトの前記外側転走面と封止関係を有するように前記可撓性部材によって柔軟に保持され、前記封止要素は、硬度が前記エラストマー材料よりも比較的大きい非ポリテトラフルオロエチレンベアリンググレードプラスチック材料から形成され、前記封止要素は、複数の螺旋状に巻いた回旋の状態で前記外側転走面の周りに延在する、シャフトシールシステム。
【００５５】
（実施例２７）
前記封止要素は、前記外側転走面に面する径方向に内側の環状封止面を含み、前記径方向に内側の環状封止面は、螺旋状の形状で前記外側転走面の周りに延在する第１の内部溝を中に規定する、実施例２６に記載のアセンブリ。
【００５６】
（実施例２８）
前記径方向に内側の環状封止面はさらに、螺旋状の形状で前記外側転走面の周りに、前記第１の内部溝を横切って延在する第２の内部溝を中に規定する、実施例２７に記載のアセンブリ。
【００５７】
（実施例２９）
前記剛性キャリヤは環状フランジを含み、前記可撓性部材はさらに、前記外側転走面と封止関係を有するように前記複数の回旋の各々を付勢するために、前記環状フランジから垂下され、前記環状フランジと前記封止要素との間で作用する環状ヒンジとして規定される、実施例２６に記載のアセンブリ。
【００５８】
（実施例３０）
前記環状ヒンジは、そこから径方向に外側に突出する第１および第２の環状リップを含み、前記環状リップは、前記環状ヒンジを前記環状フランジに封止可能に固定するために前記剛性キャリヤの前記環状フランジを受けるためのノッチを間に規定する、実施例２９に記載のアセンブリ。
【００５９】
（実施例３１）
前記環状ヒンジは、前記封止要素の前記第１の端部を軸方向に保持するために、径方向に内側に突出し、前記封止要素の第１の端部と当接する第３のリップを含む、実施例３０に記載のアセンブリ。
【００６０】
（実施例３２）
ボアを有するハウジングと、ハウジングに対して動作軸を中心にボア内で回転する、外側転走面を有するシャフトとの間に動的流体シールを設けるために、剛性キャリヤと、剛性キャリヤに取付けられたエラストマー材料からなる可撓性部材と、可撓性部材によって保持され、封止材料からなるストック部品から形成される封止要素とを有するシールアセンブリを製造する方法であって、封止材料からなるストック部品内に破断線を規定するために、封止材料からなるストック部品の面内に螺旋状に延在する溝を形成するステップと、動的流体シールを設けるために、シャフトの外側転走面の周りを封止するための、複数の螺旋状に巻いた回旋を有する封止要素を形成するために、溝が形成された後に封止材料からなるストック部品を破断線に沿って割るステップとを備える、方法。
【００６１】
（実施例３３）
溝を形成した後に封止材料からなるストック部品上に可撓性部材を成形するステップを含む、実施例３２に記載の方法。
【００６２】
（実施例３４）
可撓性部材が封止材料からなるストック部品上に成形された後に、可撓性部材を剛性キャリヤに固定するステップを含む、実施例３３に記載の方法。
【００６３】
（実施例３５）
封止材料からなるストック部品の面内に螺旋状に延在する溝を形成するステップはさらに、面内に螺旋状に延在する溝を成形するステップとして規定される、実施例３２に記載の方法。
【００６４】
（実施例３６）
破断線をさらに規定するために、他の面に対向する、封止材料からなるストック部品の第２の面上に螺旋状に延在する溝を成形するステップを含む、実施例３５に記載の方法。
【００６５】
（実施例３７）
封止材料からなるストック部品の面内に螺旋状に延在する溝を形成するステップはさらに、面内に螺旋状に延在する溝を機械加工するステップとして規定される、実施例３２に記載の方法。
【００６６】
（実施例３８）
破断線をさらに規定するために、他の面に対向する、封止材料からなるストック部品の第２の面上に螺旋状に延在する溝を機械加工するステップを含む、実施例３７に記載の方法。
【００６７】
明らかに、本発明の多くの修正例および変形例が上述の教示の観点で可能である。本発明は、特許請求の範囲内に具体的に記載されたものとは異なる方法で実施され得る。標準的な図面の規則に従ってシールアセンブリ１０を示すために部分断面図が利用されることも認識されるべきである。したがって、シールアセンブリ１０の各構成要素は、いくつかの図には明確に示されていないが、外側転走面１５の周りに環状に延在する。
【符号の説明】
【００６８】
１０ シールアセンブリ、３８ 封止要素、環状封止面５２。
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明は概して、ハウジングと、ハウジングに対して回転する、外側転走面を有するシャフトとの間に動的流体シールを設けるために使用されるシールアセンブリに関する。より詳細には、本発明は、封止要素を形成するために使用される材料および形状を含む、このようなシールアセンブリにおいて使用されるこのような封止要素、ならびにこのような封止要素を製造するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
シールアセンブリは、ボアを有するハウジングと、ボアから突出しかつハウジングに対して回転する、外側転走面を有するシャフトとの間に動的流体シールを設けることで周知である。このようなシールアセンブリは典型的には、シールアセンブリをボアに支持するための剛性キャリヤを備える。シールアセンブリとハウジングとの間にプレス嵌め接続をもたらすために、ゴムから形成された取付つばがしばしば剛性キャリヤの周りに成形され、それによって、ボア内で外側転走面の周りにシールアセンブリを位置合せする。剛性キャリヤは、シャフトの外側転走面を取囲み、シャフトの外側転走面を動的に封止する封止要素、たとえばリップシールを支持する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−０６８８８９号公報
【特許文献２】米国特許第３４９０７７５号明細書
【特許文献３】特開昭５８−２２２８１３号公報
【特許文献４】特開昭５６−１２７４３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
封止要素、たとえばリップシールはしばしばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）から形成される。なぜなら、ＰＴＦＥは優れた耐熱性および耐薬品性、ならびに低い摩擦係数をもたらすためである。しかしながら、ＰＴＦＥの耐磨耗性は比較的低く、高価であり、その使用は特定の封止の用途のみに限定されるか、または環境による損傷からＰＴＦＥを保護するために追加の対策が必要である。
【０００５】
本発明の目的は、典型的なＰＴＦＥシールの利点を保ちながら、その欠点を克服または最小限にするシールアセンブリを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
発明および利点の簡単な概要
本発明の第１の局面によって構成されるシールアセンブリは、ボアを有するハウジングと、ボア内で回転する、外側転走面を有するシャフトとの間に動的流体シールを設けるよう動作する。外側転走面は、ハウジングに対して動作軸を中心に回転する。シールアセンブリは、ハウジングのボア内および外側転走面の周りにシールアセンブリを支持するための剛性キャリヤを含む。エラストマー材料からなる可撓性部材が剛性キャリヤに取付けられる。可撓性部材は、外側転走面が動作軸を中心に回転するとき、外側転走面と封止関係を有するように封止要素を柔軟に保持する。封止要素は、非ポリテトラフルオロエチレン（非ＰＴＦＥ）ベアリンググレードプラスチック材料から形成される。非ＰＴＦＥ材料の硬度は、可撓性部材のエラストマー材料の硬度よりも比較的大きい。
【０００７】
このシールアセンブリの１つの利点は、封止要素のために非ＰＴＦＥベアリンググレードプラスチック材料を使用できることである。これによって、ＰＴＦＥなどの従来の材料よりも大幅にコストが削減され、動的流体封止に好適な耐磨耗性がより高い材料がもたらされる。従来、このような材料の剛性の性質、すなわちシャフトがボアにおいて位置ずれを起こしたときに封止要素が不均一に磨耗し、したがってシャフトとの封止関係を悪化さ
せることを考慮して、このような材料は封止要素のためには使用されてこなかった。本発明のシールアセンブリでは、シャフトがボアにおいて位置ずれを起こしたときに可撓性部材は撓むことが可能である。したがって、封止要素が可撓性部材とともに動くので、可撓性部材によって保持される封止要素の可撓性はより小さい可能性がある。
【０００８】
本発明の別の局面では、封止要素は、複数の螺旋状に巻いた回旋の状態で、外側転走面の周りに延在する。回旋は、シールの内部（「油の側」）のほうに戻るようにシールの下に入るいかなる流体の方向も変えるようにポンプの役割を果たす流体力学効果をもたらす。回旋は、一条のねじの形態である場合もあれば複数条のねじの形態である場合もあり、所望であれば、１方向のものである場合もあれば２方向のものである場合もある。
【０００９】
本発明はさらに、複数の螺旋状に巻いた回旋を有するシールアセンブリを製造する方法を提供する。この方法は、ストック部品内に破断線を規定するために、封止材料からなるストック部品の面内に螺旋状に延在する溝を形成することを含む。ストック部品は次いで、破断線に沿って割れて、封止要素を形成する。破断線を規定するために溝を形成することによって、シールアセンブリを製造する方法は、複数の回旋を有する封止要素を形成するための単純で、費用対効果の高い手順を提供する。
【００１０】
本発明のこれらの利点および特徴は、添付の図面に関連して考慮されるときに以下の詳細な説明を参照することによってよりよく理解されるように容易に認識されることになる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明によるシールアセンブリの部分断面図である。
【図２】動作軸を中心に回転するシャフトの位置ずれを示すシールアセンブリの部分断面図である。
【図３】シールアセンブリの封止要素の斜視図である。
【図４】シールアセンブリの代替的な封止要素の斜視図である。
【図５】本発明の代替的な実施例によるシールアセンブリの封止要素の部分断面図である。
【図５Ａ】図５に示される封止要素を形成するために使用される、非ＰＴＦＥ材料からなる円筒形ストック部品の部分断面図である。
【図６】本発明の代替的な実施例によるシールアセンブリの封止要素の部分断面図である。
【図６Ａ】図６に示される封止要素を形成するために使用される、非ＰＴＦＥ材料からなる円筒形ストック部品の部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
発明の詳細な説明
いくつかの図全体にわたって同様の数字が同様のまたは対応する部分を示す図を参照して、本発明のシールアセンブリは概して１０で示される。シールアセンブリ１０は、動的流体シールが必要とされる多数の用途に非常に適している。このような用途は、自動車での用途および産業上の用途を含んでもよい。シールアセンブリ１０は、シャフトシールシステム１１で使用するために本明細書において示される。
【００１３】
図１を参照して、シャフトシールシステム１１は、ボア１４を有するハウジング１２と、ボア１４内で回転する、外側転走面１５を有するシャフト１６との間に動的流体シールを設けるためにシールアセンブリ１０を使用する。外側転走面１５は、ハウジング１２に対して動作軸Ａを中心に回転する。図１では、外側転走面１５は、シャフト１６にプレス嵌めされる環状の磨耗スリーブ２８によってもたらされる。磨耗スリーブ２８は、製造されたすべり面をもたらすためなどの当業者に周知の目的でシャフト１６にプレス嵌めされる。当業者によってさらに認識されるように、本発明は磨耗スリーブ２８がなくても実施され得るであろう。磨耗スリーブ２８は、ボア１４の中でシャフト１６とともに回転する。ハウジング１２のボア１４は、シャフト１６の周りに配置された円筒形の階段状ボア壁１７と、ボア壁１７に横向きに配置された環状の軸方向に面する肩部１９とともに形成される。
【００１４】
キャリヤ１８は、ボア１４にシールアセンブリ１０を支持する。キャリヤ１８は、Ｕ字型ベース部２０と、ベース部２０の端部から径方向に内側に延在する環状フランジ２２とを含む。キャリヤ１８は好ましくは、金属などの剛性材料から形成される。エラストマー取付つば２４は、シールアセンブリ１０をボア１４にプレス嵌めするために剛性キャリヤ１８の周りに環状に形成され、それによってハウジング１２内に流体を保持するための仕切りをもたらす。エラストマー取付つば２４は、プレス嵌めをもたらすためにボア壁１７および肩部１９を押す。保持リング３２は、シールアセンブリ１０をボア１４内に固定するために、ハウジング１２に同様に形作られたポケット３４内に設置されてもよい。
【００１５】
環状バッフル３０は、ごみおよび破片がシールに侵入することを防ぐためのラビリンス経路を規定するために、磨耗スリーブ２８に据付けられてもよく、剛性キャリヤ１８のＵ字型ベース部２０によって規定される環状チャンバ内に位置決めされてもよい。ごみおよび破片を閉じ込めることにさらに役立てるために、所望であれば、フィルタ２６がラビリンス内に配置されてもよく、キャリヤ１８または磨耗スリーブ２８に取付けられてもよい。フィルタ２６がキャリヤ１８に取付けられると、磨耗スリーブ２８および環状バッフル３０は、シャフト１６が動作軸Ａを中心に回転するときにフィルタ２６に対して回転する。
【００１６】
エラストマー材料からなる可撓性部材３６は、剛性キャリヤ１８に取付けられ、剛性キャリヤ１８から垂下される。エラストマー材料の硬度は、可撓性部材３６が形状を維持しながら使用中に撓むことができるような大きさであり、たとえば２５〜７５のショアーＡ硬度または５０未満のショアーＤ硬度である。エラストマー材料は、ゴムまたは他の同様の材料を含んでもよい。
【００１７】
可撓性部材３６は、動作軸Ａに概して平行に位置する長手方向部分３９を含む。第１の環状リップ４０および第２の環状リップ４２は、剛性キャリヤ１８の環状フランジ２２を受けるためのノッチ４４を間に規定するために、長手方向部分３９から径方向に外側に突出する。これは、可撓性部材３６を環状フランジ２２に封止可能に固定する。可撓性部材３６は、長手方向部分３９から径方向に内側に突出する第３のリップ４６および第４のリップ４８も含む。第３のリップ４６および第４のリップ４８の各々と外側転走面１５との間に間隙が維持されてもよい。
【００１８】
可撓性部材３６は、外側転走面１５の周りに、径方向に作用する封止要素３８を柔軟に保持する。好ましい実施例では、可撓性部材３６は封止要素３８に成形される。可撓性部材３６は、剛性キャリヤ１８の環状フランジ２２と封止要素３８との間で環状ヒンジ３６の役割を果たす。封止要素３８は、可撓性部材３６に対して封止要素３８を保持するために可撓性部材３６と摩擦成形接触する外面５０を含む。他の実施例では、外面５０は可撓性部材３６に化学的に結合される。封止要素３８はさらに、外側転走面１５と封止関係にある、外側転走面１５に沿って軸方向に延在する径方向に内側の環状封止面５２を含む。同時に、可撓性部材３６の第３のリップ４６は、軸方向に１方向に動くことから封止要素３８を保持するように封止要素３８と当接する。
【００１９】
図２を参照して、封止要素３８は、シャフト１６が剛性キャリヤ１８に対して径方向に位置ずれを起こすとき（大幅に誇張して図示）可撓性部材３６が剛性キャリヤ１８に対して撓むように可撓性部材３６とともに動く。同時に、径方向に内側の環状封止面５２は、外側転走面１５との封止関係を維持する。したがって、可撓性部材３６は封止要素３８の可撓性延長部の役割を果たし、シャフト１６がボア１４内で振れ状況または他の位置ずれ状況を経験するときでさえ、径方向に内側の環状封止面５２が外側転走面１５との封止関係を維持できるようにする。
【００２０】
封止要素３８は、非ポリテトラフルオロエチレン（非ＰＴＦＥ）ベアリンググレードプラスチック材料から形成される。非ＰＴＦＥ材料は多少のＰＴＦＥ充填剤を含んでもよいが、そのレベルは５０重量％または容量％未満であることが認識されるべきである。非ＰＴＦＥ材料は好ましくは、可撓性部材３６を形成するエラストマー材料の硬度よりも硬度が比較的大きい熱可塑性材料である。したがって、封止要素３８は可撓性部材３６よりも剛性である。非ＰＴＦＥ材料は、１平方インチあたり５０００ポンドよりも大きい引張強さを示し、１平方インチあたり５０００ポンドよりも大きい圧縮強さを示す（ＡＳＴＭ Ｄ６３８を使用して引張強さを測定し、ＡＳＴＭ Ｄ６９５を使用して圧縮強さを測定する）。さらに、非ＰＴＦＥ材料の磨耗係数「ｋ」は、２００Ｘ１０-10ｉｎ．3−ｍｉｎ／ｆｔ．ｌｂｓ．ｈｒ未満である。
【００２１】
封止要素３８を形成するために使用される非ＰＴＦＥ材料は、ナイロン、アセタール、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ−Ｐ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）などの任意のイミド化された、半結晶性のもしくは非晶質のベアリンググレード熱可塑性プラスチック、または列挙されたものと同様の特性を有する他の材料を含んでもよい。以下の表１は、これらの材料が引張強さ、圧縮強さおよび耐磨耗性の点でいかにＰＴＦＥに匹敵するかを示す。
【００２２】
【表１】
【００２３】
図３を参照して、封止要素３８は、複数の螺旋状に巻いた回旋５８の状態で、その第１の端部５４と第２の端部５６との間に延在する。したがって、封止要素３８は、円筒形のスパイラルの形状をしている。図１を再び参照して、可撓性部材３６は、動的流体シールを設けるために、外側転走面１５と封止関係を有するように複数の回旋５８の各々を付勢する。
【００２４】
複数の回旋５８は、外側転走面１５の周りに巻着または巻付けられた非ＰＴＦＥ材料の連続的なストランドを備える。複数の回旋５８の各々は、外側転走面１５が動作軸Ａを中心に回転するときに封止要素３８が外側転走面１５に沿って軸方向に拡張および収縮できるように互いに対して軸方向に可動である。図３および図４の例では、外側転走面１５に沿って軸方向に拡張された封止要素３８が示されている。
【００２５】
図３の好ましい実施例では、封止要素３８は、第１の端部５４および第２の端部５６の各々において外側転走面１５を完全に取囲む先細りになった同心リング６０、６２を含む。この実施例では、封止要素３８は螺旋状の形状で同心リング６０、６２の間に延在する。これは、封止要素３８にとってスリンキーのような（slinky-like）形状を生出す。図
４の代替的な実施例では、同心リング６０、６２は除去され、封止要素３８全体は、螺旋状の形状で端部５４、５６の間に延在して、外側転走面１５の周りに巻かれたコイルのような形状を生出す。
【００２６】
図５を参照して、封止要素３８の別の代替的な実施例では、封止要素３８の外面５０は中に外部溝６４を規定する。外部溝６４は、螺旋状の形状で、封止要素３８の第１の端部５４と第２の端部５６との間に延在する。同様に、図６に示されるさらなる代替的な実施例では、封止要素３８の径方向に内側の環状封止面５２は、中に第１の内部溝６６を規定する。内部溝６６は、螺旋状の形状で、封止要素３８の第１の端部５４と第２の端部５６との間に延在する。第２の内部溝７０も、第１の内部溝６６を横切って、径方向に内側の環状封止面５２に規定される。内部溝６６、７０は、ハウジング１２内に流体をさらに保持するために封止要素３８に流体力学機能をもたらすように意図される。もちろん、さらなる溝（図示せず）または当業者に周知の他の流体力学機構（図示せず）が径方向に内側の環状封止面５２に形成され得るであろう。図５および図６は複数の外部溝６４および内部溝６６、７０を示しているように見えるが、複数の数字は便宜上使用されており、図５に実際に示される外部溝６４は１つだけであり、図６に実際に示される外部溝６４は１つだけであり、内部溝６６、７０は２つである。これは溝６４、６６、７０の螺旋状の性質に起因する。
【００２７】
図５Ａおよび図６Ａを参照して、シールアセンブリ１０を製造する方法も本発明によって提供される。この方法は、部品７２内に螺旋状の破断線６８を規定するために、非ＰＴＦＥ材料からなる円筒形ストック部品７２内に封止要素３８の外部溝６４および／または第１の内部溝６６を形成することを含む。溝６４、６６は、非ＰＴＦＥ材料の特性を考慮して、部品７２に成形または機械加工されることが可能である。可撓性部材３６は好ましくは、溝６４および／または６６を形成した後に部品７２の上に成形または結合される。可撓性部材３６は次いで、環状リップ４０、４２によって剛性キャリヤ１８の環状フランジ２２の上に据付けられる。
【００２８】
一旦可撓性部材３６および部品７２が剛性キャリヤ１８に固定されると、図５および／または図６に示されるように、部品７２は破断線６８に沿って割れて、封止要素３８を形成する。これは好ましくは、部品７２が外側転走面１５上に嵌合されると部品７２が破断線６８に沿って割れるように、直径が外側転走面１５よりもわずかに小さい部品７２を形成することによって達成される。このような手順は特別なツーリングを必要とするかもしれない。さらに、封止要素３８は、外側転走面１５上に嵌合されると、解ける。すなわち、複数の回旋５８が外側転走面１５の周りに拡張される。この解きによって、結合された可撓性部材３６はねじれて伸び、したがって、封止要素３８と外側転走面１５との間の封止関係にさらなる荷重機能がもたらされる。実際には、複数の回旋５８の各々は、封止の際に独立して、外側転走面１５に逆らって動作することになる。複数の回旋５８は、シールの内部（「油の側」）のほうに戻るようにシールの下に入るいかなる流体の方向も変えるようにポンプの役割を果たす流体力学効果をもたらす。複数の回旋５８は、一条のねじの形態である場合もあれば複数条のねじの形態である場合もあり、所望であれば、１方向のものである場合もあれば２方向のものである場合もある。
本発明の実施例は、次のようなものであってもよい。
【００２９】
（実施例１）
ボアを有するハウジングと、ハウジングに対して動作軸を中心にボア内で回転する、外側転走面を有するシャフトとの間に動的流体シールを設けるためのシールアセンブリであって、剛性キャリヤと、前記剛性キャリヤに取付けられたエラストマー材料からなる可撓性部材と、硬度が前記エラストマー材料の硬度よりも比較的大きい非ポリテトラフルオロエチレンベアリンググレードプラスチック材料から作られた封止要素とを備え、前記封止要素は、前記可撓性部材によって保持され、シャフトの外側転走面の周りを封止するように前記剛性キャリヤに対して前記可撓性部材とともに動くための径方向に内側の環状封止面を有する、アセンブリ。
【００３０】
（実施例２）
前記封止要素は、動的流体シールを設けるために複数の螺旋状に巻いた回旋の各々がシャフトの外側転走面と封止関係にあるように、前記複数の回旋の状態で、その第１の端部と第２の端部との間に延在する、実施例１に記載のアセンブリ。
【００３１】
（実施例３）
前記複数の回旋は、巻着された非ポリテトラフルオロエチレンベアリンググレードプラスチック材料の連続的なストランドを備える、実施例２に記載のアセンブリ。
【００３２】
（実施例４）
前記封止要素は、前記端部の各々に先細りになった同心リングを含む、実施例３に記載のアセンブリ。
【００３３】
（実施例５）
前記径方向に内側の環状封止面は、螺旋状の形状で前記端部の間に延在する第１の内部溝を中に規定する、実施例２に記載のアセンブリ。
【００３４】
（実施例６）
前記径方向に内側の環状封止面はさらに、螺旋状の形状で前記端部の間に、前記第１の内部溝を横切って延在する第２の内部溝を中に規定する、実施例５に記載のアセンブリ。
【００３５】
（実施例７）
前記剛性キャリヤは環状フランジを含み、前記可撓性部材はさらに、前記環状フランジから垂下され、前記環状フランジと前記封止要素との間で作用する環状ヒンジとして規定される、実施例１に記載のアセンブリ。
【００３６】
（実施例８）
前記環状ヒンジは、そこから径方向に外側に突出する第１および第２の環状リップを含み、前記環状リップは、前記環状ヒンジを前記環状フランジに封止可能に固定するために前記剛性キャリヤの前記環状フランジを受けるためのノッチを間に規定する、実施例９に記載のアセンブリ。
【００３７】
（実施例９）
前記環状ヒンジは、前記封止要素の前記第１の端部を軸方向に保持するために、径方向に内側に突出し、前記封止要素の第１の端部と当接する第３のリップを含む、実施例１０に記載のアセンブリ。
【００３８】
（実施例１０）
前記非ポリテトラフルオロエチレンベアリンググレードプラスチック材料は、引張強さが１平方インチあたり５０００ポンドよりも大きく、圧縮強さが１平方インチあたり５０００ポンドよりも大きい熱可塑性材料としてさらに規定される、実施例１に記載のアセンブリ。
【００３９】
（実施例１１）
前記熱可塑性材料の磨耗係数は、２００Ｘ１０-10ｉｎ．3−ｍｉｎ／ｆｔ．ｌｂｓ．ｈｒ未満である、実施例１０に記載のアセンブリ。
【００４０】
（実施例１２）
前記熱可塑性材料は、ナイロン、アセタール、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、およびポリアミドイミドのうちいずれか１つを含む、実施例１０に記載のアセンブリ。
【００４１】
（実施例１３）
シールアセンブリであって、キャリヤと、動的流体シールを設けるために、回転するシャフトの外側転走面の周りを封止するための、前記キャリヤによって支持される複数の螺旋状に巻いた回旋の状態で延在する封止要素とを備える、アセンブリ。
【００４２】
（実施例１４）
前記封止要素は第１および第２の端部を含み、前記複数の回旋は巻着された材料の連続的なストランドを前記端部の間に備える、実施例１３に記載のアセンブリ。
【００４３】
（実施例１５）
前記封止要素は、前記第１および第２の端部の各々に先細りになった同心リングを含む、実施例１４に記載のアセンブリ。
【００４４】
（実施例１６）
外側転走面と封止関係を有するように前記封止要素を柔軟に保持するための、前記キャリヤに取付けられたエラストマー材料からなる可撓性部材を含む、実施例１３に記載のアセンブリ。
【００４５】
（実施例１７）
前記封止要素は径方向に内側の環状封止面を含み、前記径方向に内側の環状封止面は、螺旋状の形状で前記端部の間に延在する第１の内部溝を中に規定する、実施例１４に記載のアセンブリ。
【００４６】
（実施例１８）
前記径方向に内側の環状封止面はさらに、螺旋状の形状で前記端部の間に、前記第１の内部溝を横切って延在する第２の内部溝を中に規定する、実施例１７に記載のアセンブリ。
【００４７】
（実施例１９）
前記キャリヤは環状フランジを含み、前記可撓性部材はさらに、前記環状フランジから垂下され、前記環状フランジと前記封止要素との間で作用する環状ヒンジとして規定される、実施例１８に記載のアセンブリ。
【００４８】
（実施例２０）
前記環状ヒンジは、そこから径方向に外側に突出する第１および第２の環状リップを含み、前記環状リップは、前記環状ヒンジを前記環状フランジに封止可能に固定するために前記キャリヤの前記環状フランジを受けるためのノッチを間に規定する、実施例１９に記載のアセンブリ。
【００４９】
（実施例２１）
前記環状ヒンジは、前記封止要素の前記第１の端部を軸方向に保持するために、径方向に内側に突出し、前記封止要素の第１の端部と当接する第３のリップを含む、実施例２０に記載のアセンブリ。
【００５０】
（実施例２２）
前記封止要素は、非ポリテトラフルオロエチレンベアリンググレードプラスチック材料から形成される、実施例１３に記載のアセンブリ。
【００５１】
（実施例２３）
前記非ポリテトラフルオロエチレンベアリンググレードプラスチック材料は、引張強さが１平方インチあたり５０００ポンドよりも大きく、圧縮強さが１平方インチあたり５０００ポンドよりも大きい熱可塑性材料としてさらに規定される、実施例２２に記載のアセンブリ。
【００５２】
（実施例２４）
前記熱可塑性材料の磨耗係数は、２００Ｘ１０-10ｉｎ．3−ｍｉｎ／ｆｔ．ｌｂｓ．ｈｒ未満である、実施例２３に記載のアセンブリ。
【００５３】
（実施例２５）
前記熱可塑性材料は、ナイロン、アセタール、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、およびポリアミドイミドのうちいずれか１つを含む、実施例２３に記載のアセンブリ。
【００５４】
（実施例２６）
シャフトシールシステムであって、概して円筒形の壁を有するボアと、前記壁に横向きに配置された環状の肩部とともに形成されるハウジングと、前記ボア内に動作軸を中心に配置された、外側転走面を有するシャフトと、前記シャフトの周りに配置され、剛性キャリヤを有するシールアセンブリとを備え、エラストマー材料からなる可撓性部材は前記剛性キャリヤに取付けられ、径方向に作用する封止要素は、前記シャフトの前記外側転走面と封止関係を有するように前記可撓性部材によって柔軟に保持され、前記封止要素は、硬度が前記エラストマー材料よりも比較的大きい非ポリテトラフルオロエチレンベアリンググレードプラスチック材料から形成され、前記封止要素は、複数の螺旋状に巻いた回旋の状態で前記外側転走面の周りに延在する、シャフトシールシステム。
【００５５】
（実施例２７）
前記封止要素は、前記外側転走面に面する径方向に内側の環状封止面を含み、前記径方向に内側の環状封止面は、螺旋状の形状で前記外側転走面の周りに延在する第１の内部溝を中に規定する、実施例２６に記載のアセンブリ。
【００５６】
（実施例２８）
前記径方向に内側の環状封止面はさらに、螺旋状の形状で前記外側転走面の周りに、前記第１の内部溝を横切って延在する第２の内部溝を中に規定する、実施例２７に記載のアセンブリ。
【００５７】
（実施例２９）
前記剛性キャリヤは環状フランジを含み、前記可撓性部材はさらに、前記外側転走面と封止関係を有するように前記複数の回旋の各々を付勢するために、前記環状フランジから垂下され、前記環状フランジと前記封止要素との間で作用する環状ヒンジとして規定される、実施例２６に記載のアセンブリ。
【００５８】
（実施例３０）
前記環状ヒンジは、そこから径方向に外側に突出する第１および第２の環状リップを含み、前記環状リップは、前記環状ヒンジを前記環状フランジに封止可能に固定するために前記剛性キャリヤの前記環状フランジを受けるためのノッチを間に規定する、実施例２９に記載のアセンブリ。
【００５９】
（実施例３１）
前記環状ヒンジは、前記封止要素の前記第１の端部を軸方向に保持するために、径方向に内側に突出し、前記封止要素の第１の端部と当接する第３のリップを含む、実施例３０に記載のアセンブリ。
【００６０】
（実施例３２）
ボアを有するハウジングと、ハウジングに対して動作軸を中心にボア内で回転する、外側転走面を有するシャフトとの間に動的流体シールを設けるために、剛性キャリヤと、剛性キャリヤに取付けられたエラストマー材料からなる可撓性部材と、可撓性部材によって保持され、封止材料からなるストック部品から形成される封止要素とを有するシールアセンブリを製造する方法であって、封止材料からなるストック部品内に破断線を規定するために、封止材料からなるストック部品の面内に螺旋状に延在する溝を形成するステップと、動的流体シールを設けるために、シャフトの外側転走面の周りを封止するための、複数の螺旋状に巻いた回旋を有する封止要素を形成するために、溝が形成された後に封止材料からなるストック部品を破断線に沿って割るステップとを備える、方法。
【００６１】
（実施例３３）
溝を形成した後に封止材料からなるストック部品上に可撓性部材を成形するステップを含む、実施例３２に記載の方法。
【００６２】
（実施例３４）
可撓性部材が封止材料からなるストック部品上に成形された後に、可撓性部材を剛性キャリヤに固定するステップを含む、実施例３３に記載の方法。
【００６３】
（実施例３５）
封止材料からなるストック部品の面内に螺旋状に延在する溝を形成するステップはさらに、面内に螺旋状に延在する溝を成形するステップとして規定される、実施例３２に記載の方法。
【００６４】
（実施例３６）
破断線をさらに規定するために、他の面に対向する、封止材料からなるストック部品の第２の面上に螺旋状に延在する溝を成形するステップを含む、実施例３５に記載の方法。
【００６５】
（実施例３７）
封止材料からなるストック部品の面内に螺旋状に延在する溝を形成するステップはさらに、面内に螺旋状に延在する溝を機械加工するステップとして規定される、実施例３２に記載の方法。
【００６６】
（実施例３８）
破断線をさらに規定するために、他の面に対向する、封止材料からなるストック部品の第２の面上に螺旋状に延在する溝を機械加工するステップを含む、実施例３７に記載の方法。
【００６７】
明らかに、本発明の多くの修正例および変形例が上述の教示の観点で可能である。本発明は、特許請求の範囲内に具体的に記載されたものとは異なる方法で実施され得る。標準的な図面の規則に従ってシールアセンブリ１０を示すために部分断面図が利用されることも認識されるべきである。したがって、シールアセンブリ１０の各構成要素は、いくつかの図には明確に示されていないが、外側転走面１５の周りに環状に延在する。
【符号の説明】
【００６８】
１０ シールアセンブリ、３８ 封止要素、環状封止面５２。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボアを有するハウジングと、ハウジングに対して動作軸を中心にボア内で回転する、外側転走面を有するシャフトとの間に動的流体シールを設けるために、剛性キャリヤと、剛性キャリヤに取付けられたエラストマー材料からなる可撓性部材と、可撓性部材によって保持され、封止材料からなるストック部品から形成される封止要素とを有するシールアセンブリを製造する方法であって、
封止材料からなるストック部品内に破断線を規定するために、封止材料からなるストック部品の面内に螺旋状に延在する溝を形成するステップと、
動的流体シールを設けるために、シャフトの外側転走面の周りを封止するための、複数の螺旋状に巻いた回旋を有する封止要素を形成するために、溝が形成された後に封止材料からなるストック部品を破断線に沿って割るステップとを備える、方法。
【請求項２】
溝を形成した後に封止材料からなるストック部品上に可撓性部材を成形するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
可撓性部材が封止材料からなるストック部品上に成形された後に、可撓性部材を剛性キャリヤに固定するステップを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
封止材料からなるストック部品の面内に螺旋状に延在する溝を形成するステップはさらに、面内に螺旋状に延在する溝を成形するステップとして規定される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
破断線をさらに規定するために、他の面に対向する、封止材料からなるストック部品の第２の面上に螺旋状に延在する溝を成形するステップを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
封止材料からなるストック部品の面内に螺旋状に延在する溝を形成するステップはさらに、面内に螺旋状に延在する溝を機械加工するステップとして規定される、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
破断線をさらに規定するために、他の面に対向する、封止材料からなるストック部品の第２の面上に螺旋状に延在する溝を機械加工するステップを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項１】
ボアを有するハウジングと、ハウジングに対して動作軸を中心にボア内で回転する、外側転走面を有するシャフトとの間に動的流体シールを設けるために、剛性キャリヤと、剛性キャリヤに取付けられたエラストマー材料からなる可撓性部材と、可撓性部材によって保持され、封止材料からなるストック部品から形成される封止要素とを有するシールアセンブリを製造する方法であって、
封止材料からなるストック部品内に破断線を規定するために、封止材料からなるストック部品の面内に螺旋状に延在する溝を形成するステップと、
動的流体シールを設けるために、シャフトの外側転走面の周りを封止するための、複数の螺旋状に巻いた回旋を有する封止要素を形成するために、溝が形成された後に封止材料からなるストック部品を破断線に沿って割るステップとを備える、方法。
【請求項２】
溝を形成した後に封止材料からなるストック部品上に可撓性部材を成形するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
可撓性部材が封止材料からなるストック部品上に成形された後に、可撓性部材を剛性キャリヤに固定するステップを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
封止材料からなるストック部品の面内に螺旋状に延在する溝を形成するステップはさらに、面内に螺旋状に延在する溝を成形するステップとして規定される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
破断線をさらに規定するために、他の面に対向する、封止材料からなるストック部品の第２の面上に螺旋状に延在する溝を成形するステップを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
封止材料からなるストック部品の面内に螺旋状に延在する溝を形成するステップはさらに、面内に螺旋状に延在する溝を機械加工するステップとして規定される、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
破断線をさらに規定するために、他の面に対向する、封止材料からなるストック部品の第２の面上に螺旋状に延在する溝を機械加工するステップを含む、請求項６に記載の方法。
【図３】
【図４】
【図５】
【図５Ａ】
【図６】
【図６Ａ】
【図１】
【図２】
【図４】
【図５】
【図５Ａ】
【図６】
【図６Ａ】
【図１】
【図２】
【公開番号】特開２０１２−７２９１５（Ｐ２０１２−７２９１５Ａ）
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−９８３１（Ｐ２０１２−９８３１）
【出願日】平成２４年１月２０日（２０１２．１．２０）
【分割の表示】特願２００７−５２８０１３（Ｐ２００７−５２８０１３）の分割
【原出願日】平成１７年８月１８日（２００５．８．１８）
【出願人】（５９９０５８３７２）フェデラル−モーグル コーポレイション (234)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１月２０日（２０１２．１．２０）
【分割の表示】特願２００７−５２８０１３（Ｐ２００７−５２８０１３）の分割
【原出願日】平成１７年８月１８日（２００５．８．１８）
【出願人】（５９９０５８３７２）フェデラル−モーグル コーポレイション (234)
【Ｆターム（参考）】
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