(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）  半径方向内側部分に環状の固定子かみ合いフランジを有する固定子と、
ｂ）  半径方向外側部分に環状の回転子かみ合いフランジを有する回転子とを備え、上記固定子かみ合いフランジと上記回転子かみ合いフランジは、上記固定子と回転子とを機械的にかみ合わせるための協働手段を有し、
上記協働手段は、上記固定子かみ合いフランジに形成された外方半径方向かみ合い切り欠きと、上記回転子かみ合いフランジに形成された内方半径方向かみ合い切り欠きとを含んでいることを特徴とする、回転軸と、流体潤滑剤を収容している軸受ハウジングとの間に配置するための動的密封装置。
【請求項２】
請求項１に記載の動的密封装置において、上記外方半径方向かみ合い切り欠きと上記内方半径方向かみ合い切り欠きは、それぞれ、斜めのかみ合い面を含んでいることを特徴とする動的密封装置。
【請求項３】
請求項２に記載の動的密封装置において、上記固定子かみ合いフランジと上記回転子かみ合いフランジそれぞれは、対向する前部及び後部軸方向面を有し、上記両半径方向かみ合い切り欠きの上記斜めのかみ合い面は、上記回転子かみ合いフランジの上記前部軸方向面と上記固定子かみ合いフランジの上記後部軸方向面とを軸方向に並置するために、上記両かみ合いフランジが互いに対して略軸方向反対側に漸進的に撓むのを容易にするような寸法と形状を有することを特徴とする動的密封装置。
【請求項４】
請求項１に記載の動的密封装置において、少なくとも一つの環状凹部が、上記固定子と上記軸受ハウジングの間のエラストマー・オーリングを保持するために上記固定子の半径方向外側部分に形成されていることを特徴とする動的密封装置。
【請求項５】
請求項１に記載の動的密封装置において、少なくとも一つの環状凹部が、上記回転子と上記回転軸の間のエラストマー・オーリングを保持するために上記回転子の半径方向内側部分に形成されていることを特徴とする動的密封装置。
【請求項６】
請求項１に記載の動的密封装置において、少なくとも一つの環状溝が、上記軸受ハウジングからの潤滑流体を受けるために、上記固定子かみ合いフランジから間隔を置いて、上記固定子の上記半径方向内側部分に形成されていることを特徴とする動的密封装置。
【請求項７】
請求項６に記載の動的密封装置において、軸方向の排出口が上記環状溝と連合していることを特徴とする動的密封装置。
【請求項８】
請求項１に記載の動的密封装置において、少なくとも一つの環状溝が、上記軸受ハウジングの外側から上記密封装置内に引き寄せられた異物を捕捉するために、上記回転子かみ合いフランジから間隔を置いて、上記回転子の半径方向外側部分に形成されていることを特徴とする動的密封装置。
【請求項９】
請求項７に記載の動的密封装置において、半径方向の排出スロットが、捕捉された異物の上記密封装置からの排出を容易にするために上記固定子に形成されていることを特徴とする動的密封装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の動的密封装置において、環状シールリップが、上記回転子の半径方向外側部分の前端に密封的にかみ合うために、上記固定子の上記半径方向外側部分の前端から突出していることを特徴とする動的密封装置。
【請求項１１】
ａ）半径方向内側部分に環状の固定子かみ合いフランジを有する固定子を備え、上記固定子かみ合いフランジは、対向する前部および後部軸方向面を有すると共に、斜めのかみ合い面のある半径方向かみ合い切り欠きを含んでおり、
ｂ）また、半径方向外側部分に環状の回転子かみ合いフランジを有する回転子を備え、上記回転子かみ合いフランジは、対向する前部および後部軸方向面を有すると共に、斜めのかみ合い面がある半径方向かみ合い切り欠きを含んでおり、
上記両半径方向かみ合い切り欠きの上記斜めの面は、上記固定子と上記回転子を機械的に結合すべく、上記両かみ合いフランジが互いに対して略軸方向反対側に漸進的に撓むのを容易にして、上記回転子かみ合いフランジの上記前部軸方向面と上記固定子かみ合いフランジの上記後部軸方向面とを軸方向に並置するような寸法と形状を有することを特徴とする、回転軸と、流体潤滑材を収容している軸受ハウジングとの間に配置するための動的密封装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の動的密封装置において、少なくとも一つの環状凹部が、上記固定子と上記軸受ハウジングとの間のエラストマー・オーリングを保持するために上記固定子の半径方向外側部分に形成されていることを特徴とする動的密封装置。
【請求項１３】
請求項１１に記載の動的密封装置において、少なくとも一つの環状凹部が、上記回転子と上記回転軸との間のエラストマー・オーリングを保持するために上記回転子の半径方向内側部分に形成されていることを特徴とする動的密封装置。
【請求項１４】
請求項１１に記載の動的密封装置において、少なくとも一つの環状溝が、上記軸受ハウジングからの潤滑流体を受けるために、上記固定子かみ合いフランジから間隔を置いて、上記固定子の半径方向内側部分に形成されていることを特徴とする動的密封装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の動的密封装置において、軸方向の排出口が上記環状溝と連合していることを特徴とする動的密封装置。
【請求項１６】
請求項１１に記載の動的密封装置において、少なくとも一つの環状溝が、上記軸受ハウジングの外側から上記密封装置内に引き寄せられた異物を捕捉するために、上記回転子かみ合いフランジから間隔を置いて、上記回転子の半径方向外側部分に形成されていることを特徴とする動的密封装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載の動的密封装置において、半径方向の排出スロットが、捕捉された異物の上記密封装置からの排出を容易にするために上記固定子に形成されていることを特徴とする動的密封装置。
【請求項１８】
請求項１１に記載の動的密封装置において、環状シールリップが、上記回転子の半径方向外側部分の前端に密封的にかみ合うために、上記固定子の半径方向外側部分の前端から突出していることを特徴とする動的密封装置。
【請求項１９】
ａ）本体部と覆い部を有する環状の固定子を備え、上記覆い部は、この覆い部と連合する半径方向内方のかみ合い部を有し、
ｂ）また、上記覆い部によって囲まれ、上記固定子の半径方向内方のかみ合い部とかみ合う半径方向外方のかみ合い部を有する環状の回転子を備え、
上記固定子は、上記回転子の前端部に密封的にかみ合うために上記覆い部の半径方向外方の前端部から突出している半径方向密封リップを有し、
上記固定子の半径方向内方のかみ合い部は環状の固定子かみ合いフランジを含むとともに、上記回転子の半径方向外方のかみ合い部は環状の回転子かみ合いフランジを含んでおり、上記固定子かみ合いフランジと上記回転子かみ合いフランジは、上記固定子と回転子とを機械的にかみ合わせるための協働手段を有し、
上記協働手段は、上記固定子かみ合いフランジに形成された外方半径方向かみ合い切り欠きと、上記回転子かみ合いフランジに形成された内方半径方向かみ合い切り欠きとを含んでいることを特徴とする回転軸と軸受ハウジングの間に配置するための動的密封装置。
【請求項２０】
ａ）半径方向内側部分に環状の固定子かみ合いフランジを有し、上記固定子かみ合いフランジが、対向する前部及び後部軸方向面を有すると共に、斜めのかみ合い面を有する半径方向かみ合い切り欠きを含む固定子を用意する工程と、
ｂ）半径方向外側部分に環状の回転子かみ合いフランジを有し、上記回転子かみ合いフランジが、対向する前部及び後部軸方向面を有すると共に、斜めのかみ合い面を有する半径方向かみ合い切り欠きを含む回転子を用意する工程と、
ｃ）上記半径方向のかみ合い切り欠きそれぞれの上記斜めのかみ合い面の一端を互いに接触させる工程と、
ｄ）上記固定子と上記回転子を機械的にかみ合わせるために、上記回転子かみ合いフランジの上記前部面が、上記回転子かみ合いフランジの上記後部面と軸方向に並置されるよう漸進的に移動するように、上記回転子と上記固定子を互いに対して回転させる工程とを備えたことを特徴とする回転軸と軸受ハウジングの間に配置するための動的密封装置を組み立てる方法。
【発明の詳細な説明】
関連出願へのクロスリファレンス
この出願は、１９９６年１０月９日に出願されたアメリカ仮出願第６０／０２８，１０３号の優先権を主張している。
発明の背景
１．発明の分野
本発明は、機械接合パッキング装置、より詳しくは、回転軸と軸受ハウジングの間の動的シールを供給するためのラビリンス密封装置、および上記密封装置を組み立てる方法に関する。
２．関連技術の背景
ラビリンス式回転軸シールは、上記技術で公知である。これらの装置は、典型的に、回転子と固定子を定める２つのコンセントリック・リング構造を含んでいる。上記回転子は密封的に回転軸に係合しており、固定子は密封的に軸受ハウジングに係合している。詳しくは、形をつけられた経路や溝が、上記軸受ハウジングの外側から内側まで延びている迷路（maze）つまりラビリンスを作るために、上記シールリングの内部表面に形成される。上記ラビリンス経路は、上記軸受ハウジング内の流体潤滑剤を維持すると共に異物が上記軸受ハウジングに入り込むことを防ぐための流体力学的防壁として役立つ。上記経路が複雑であればあるほど、汚染物質が上記構造を通り抜けて上記軸受ハウジングに入り込む機会は少なくなる。より複雑精巧な経路を作る方法の一つは、汚染物質に横切られるに違いない表面積の量を増やすこと、すなわち経路の長さを増やすことである。
一般的に、ラビリンス経路の表面積の大きさは、組み立て時の装置の２つの部品の間の機械的結合の程度によって制限される。もし上記部品の間の結合接触領域が比較的小さいならば、上記２つの部品の間にラビリンス経路を形成するための表面積はより小さいだろう。逆に、もし上記２つの部品間の結合接触領域が比較的大きいならば、上記２つの部品間により複雑なラビリンス経路を形成するための表面積はより大きいだろう。
回転子と固定子の間に低程度の機械的結合がある先行技術のラビリンス密封装置の一例は、オルロウスキーの米国特許第４，４６６，６２０号に開示されている。上記オルロウスキーの装置において、回転子は、固定子に形成された軸方向に延在している相補的な環状凹部にかみ合うための軸方向に延在する環状フランジを備えている。回転子と固定子の間に高度の機械的結合がある先行技術のラビリンス密封装置の一例は、フェドロヴィッチらの米国特許第５，３１６，３１７号と５，４３１，４１４号において開示されている。この機械的結合は、固定子の接続部分を初めに熱してその直径を広げることによって、組み立ての間に達成される。そのとき、回転子の接続部分が、上記固定子の接続部分の半径方向内側に設置される。そのとき、上記固定子は、これら２つの部品間の結合を生み出すために冷却することが許される。
上記フェドロヴィッチらの装置は、異物が上記構造を通り抜けるのを防ぐために複雑なラビリンス経路を提供するが、その組み立て方法は、時間を浪費するものであると同時に非効率的である。したがって、上記技術において、素早く且つ効率的に組み立てられ、上記部品間に高度の機械的結合があるようなラビリンス式回転軸シールを提供する必要性がある。
発明の概要
本発明は、回転軸と軸受ハウジング間に配置するための動的ラビリンス密封装置を対象とする。この装置は、密封するように上記軸受ハウジングにかみ合うための固定子と、密封するように上記回転軸にかみ合うための回転子を含んでいる。複雑なラビリンス経路は、異物が構造を通り抜けるのを防ぐために上記固定子と上記回転子との間に定められる。上記固定子は環状の固定子かみ合いフランジをその半径方向内側部分に有し、上記回転子は環状の回転子かみ合いフランジをその半径方向外側部分に有する。本発明の好ましい実施形態によると、上記固定子かみ合いフランジと、上記回転子かみ合いフランジは、上記固定子と回転子とを機械的にかみ合わせるための協働手段を有する。いったんかみ合うと、上記環状の固定子かみ合いフランジおよび回転子かみ合いフランジはラビリンス経路の一部を形成する。
好ましくは、上記協働手段は、上記固定子かみ合いフランジに形成された半径方向外方のかみ合い切り欠きと、上記回転子かみ合いフランジに形成された半径方向内方のかみ合い切り欠きとを含んでいる。上記半径方向外方のかみ合い切り欠きと上記半径方向内方のかみ合い切り欠きは、斜めの（angled）かみ合い面を含んでいる。上記固定子かみ合いフランジと上記回転子かみ合いフランジそれぞれは、対向する前部及び後部軸方向面を有し、上記両半径方向かみ合い切り欠きの斜めの面は、上記両かみ合いフランジが反対横方向つまり互いに対して略軸方向反対側に漸進的に撓むのを容易にして、上記回転子かみ合いフランジの全部軸方向面と上記固定子かみ合いフランジの後部軸方向面とを軸方向に並置するような寸法と形状を有する。
本発明によると、少なくとも一つの環状凹部が、上記固定子と上記軸受ハウジングの間のエラストマー・オーリングを保持するために、上記固定子の半径方向外側部分に形成されている。同様に、少なくとも一つの環状凹部が、上記回転子と上記回転軸の間のエラストマー・オーリングを保持するために上記回転子の半径方向内側部分に形成されている。さらに、少なくとも一つの環状溝が、上記軸受ハウジングからの潤滑流体を受けるために、上記固定子の半径方向内側部分の上記固定子かみ合いフランジから間隔を置いた場所に形成され、軸方向の排出口が上記環状溝と連合している。
少なくとも一つの環状溝が、上記軸受ハウジング外側から上記密封装置内に引き寄せられた異物を捕捉するために、上記回転子の半径方向外側部分の上記回転子かみ合いフランジから間隔を置いた箇所に形成されている。半径方向の排出スロットは、好ましくは、捕捉された異物の上記密封装置からの排出を容易にするために上記固定子に形成されている。環状シールリップは、上記回転子の半径方向外側部分の前端に密封的にかみ合うために、上記固定子の半径方向外側部分の前端から突出しており、異物への追加的な防壁を提供する。
本発明の上記密封装置を組み立てるために、上記固定子と回転子とを互いに対して適切に方向付けて、上記半径方向かみ合い切り欠きそれぞれの斜めのかみ合い面が互いに一端を接する（abutting contact）ようにしなければならない。次に、上記回転子と固定子は互いに対して回転させられて、上記かみ合いフランジは漸進的に横方向へ撓む。そして、上記回転子のかみ合いフランジの前部面が移動して、上記固定子かみ合いフランジの後部面の隣りに近接して並ぶことにより、上記固定子と回転子とを機械的にかみ合わせる。
本発明の動的ラビリンス密封装置のこれら及び他の特徴は、当業者には、添付の図面と共に取り挙げられた以下の詳細な説明からより容易に明らかになる。
【図面の簡単な説明】
本発明の属する技術分野において通常の技術を有する者が、本発明のラビリンス密封装置の製作法と使用法をより容易に理解するために、本発明の好ましい実施の形態が図面を参照して以下に詳細に述べられる。
図１は、好ましい実施の形態に応じて構成され、回転軸と軸受ハウジングの間に設置されたラビリンス密封装置の斜視図である。
図２は、図１の２−２線に沿って見た本発明のラビリンス密封装置の横断面図である。
図３は、上記装置の前端部から見た本発明のラビリンス密封装置の分解斜視図である。
図４は、上記装置の後端部から見た本発明のラビリンス密封装置の分解斜視図である。
図５は、本発明のラビリンス密封装置の固定子部材の正面図である。
図６は、本発明のラビリンス密封装置の上記固定子部材の側面図である。
図７は、本発明のラビリンス密封装置の上記固定子部材の背面図である。
図８は、本発明のラビリンス密封装置の回転子部材の背面図である。
図９は、本発明のラビリンス密封装置の上記回転子部材の側面図である。
図１０は、本発明のラビリンス密封装置の上記回転子部材の正面図である。
図１１は、上記固定子部材の詳細な構成を示している図７の１１−１１線に沿って見た拡大横断面図である。
図１２は、上記回転子部材の詳細な構成を示している図１０の１２−１２線に沿って見た拡大横断面図である。
図１３は、底部中心部における上記固定子の半径方向内側部分を示している図５の１３−１３線に沿って見た上記固定子の拡大平面図である。
図１４は、底部中心部における上記回転子の半径方向外側部分を示している図８の１４−１４線に沿って見た上記回転子の拡大平面図である。
図１５から図２１は、本発明におけるラビリンス密封装置の組み立て方法を順番に示す。
図１５は、組み立て前に、上記回転子と上記固定子が最初に互いに対して向きを決められる様子を示す斜視図である。
図１６は、斜めの互いに相補のかみ合い面が一端を接するような上記かみ合い切り欠きの互いに対する最初の配置を示す立面図である。
図１７は、斜めの互いに相補のかみ合い面の相対的な位置を示す図１６の１７−１７線に沿って見た横断面図である。
図１８は、ラビリンス密封装置の組み立ての間、上記固定子に対して上記回転子が回転されるにつれての上記固定子と上記回転子のかみ合いフランジの漸進的な反対側への横方向の撓みを示す斜視図である。
図１９は、ラビリンスシール装置の組み立ての間、上記固定子のかみ合いフランジの後部軸方向面と並列になるような上記回転子のかみ合いフランジの前部軸方向面の漸進的な動きを示している図１８の１９−１９線に沿って見た横断面図である。
図２０は、本発明のラビリンス密封装置の横断面図であり、上記固定子の前端部分に形成された半径方向シール・リップが、組み立ての間外側に撓んで上記回転子の前端部分を密封的に係合する様子を示している。
図２１は、本発明のラビリンス密封装置の組み立ての間の上記回転子と上記固定子の相対的な回転の方向の概略図である。
発明を実施するための好ましい実施の形態の詳細な説明
図面を詳細に参照すると、図面において同一参照番号は本発明の類似構造要素を特定していて、図１には、本発明の好ましい実施形態によって構成された動的密封装置が示され、参照番号１０によって表されている。図１を参照すると、密封装置１０は、上記ハウジングから潤滑剤が漏れるのを防ぎ、上記ハウジング内に異物が入り込むのを防ぐため、回転アキシアル軸１２と流体潤滑剤を容れている軸受ハウジング１４の間で使用される。より詳細には、上記装置は、２部分構成のラビリンスシールとして設計され、それは潤滑剤や異物の双方向の移動を防ぐために働く。上記装置は、好ましくはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）から形成されるが、代わりとなる構造の自己潤滑材料もまた使用され得る。しかしながら、選択された構造材料は、弾性変形後の記憶保持力を示さなければならない。
以下の詳細な説明において、『内側』（inboard）という語は、軸受ハウジング１４の内側にもっとも近い密封装置１０の側面、あるいは構成部分に言及している。一方、『外側』（outboard）という語は、軸受ハウジング１４の外側にもっとも近い密封装置１０の側面、あるいは構成部分に言及している。さらに、『後部、後』（trailing）および『前部、前』（leading）という語は、上記密封装置１０の或る構成部の相対的な位置を述べるのに使われるとき、それぞれ『内側』（inboard）および『外側』（outboard）という語と同じ、あるいは実質上同じ意味を持つ。
図２から図４を参照すると、密封装置１０は、軸受ハウジング１４に密封的にかみ合うための環状固定子１６、および、上記アキシアル軸１２に密封的にかみ合うための環状回転子１８を含む。上記環状固定子１６は、環状本体部２０と前方に延びている環状覆い部２２によって定められ、それらはモノリシックユニットとして一体に形成されている。図２において示されるように、上記本体部２０は、一対のエラストマー・シールリング２６ａと２６ｂを収容するために一対の環状スロット２４ａと２４ｂを半径方向外面に含む。上記エラストマー・シールリング２６ａと２６ｂは、上記回転子１８に対する回転から固定子１６を守るために、軸受ハウジング１４の壁を通って延びる軸腔３０の内周に圧縮的にかみ合うように設計されている。上記環状覆い部２２は、本体部２０と軸腔３０よりも大きな外径を持ち、設置されているときショルダー面３２が上記ハウジングの外面に隣接した状態で上記軸受ハウジングの外側に位置する。
続いて図２を参照すると、一対の環状潤滑溝３４ａと３４ｂは、作動中上記回転軸に付着する流体潤滑剤を補集するために、本体部２０の半径方向内面に形成されている。図４、図７、図１３においてもっともよくわかるように、軸方向に開いている凹部３６が上記本体部２０に形成されており、それは溝３４ａおよび３４ｂに蓄積されている補集済みの潤滑剤のための排出路として役立つ。密封装置１０が設置されるとき、凹部３６は好ましくは回転軸１２の縦方向軸に関して動かない底部中心部（dead bottom center location）に設置される。
図２においてもっともよくわかるように、固定子１６の上記覆い部２２は、環状回転子１８を囲み完全に外接するような寸法および形状を有する。覆い部２２の上記半径方向内面は、雰囲気から上記軸受ハウジング１４内への異物の侵入を防ぐように設計された複雑なラビリンス経路を定める段付き環状かみ合い領域を形成すると共に、かみ合い回転子１８に回転可能に係合する構造的インターフェースを提供する。
図１１を参照すると、上記固定子１６の段付きかみ合い領域は、内側かみ合い溝４０と外側かみ合い溝４２及び半径方向かみ合いリップ４４によって定められる。環状ランド面４６は、かみ合い溝４０と４２の間に形成され、環状かみ合いフランジ４８は、外側かみ合い溝４２と半径方向かみ合いリップ４４の間に形成されている。図１１及び図２に示されるように、外側かみ合い溝４２は、内側かみ合い溝４０よりも半径方向に深い。以下により詳細に述べられるように、これらの構造の各々は、上記回転子１８の半径方向外面に形成された相補の構造を受け入れる。
図２及び図３においてもっともよくわかるように、半径方向外方に延在している排出スロット５０は、上記固定子と回転子のかみ合い面の間に形成された上記ラビリンス経路に入り得る異物を排出するために、上記固定子１６の環状覆い部２２を通って、外側かみ合い溝４２から上記雰囲気へ延びている。上記密封装置１０が設置されるとき、排出スロット５０は、好ましくは、上記回転軸１２の長手方向軸に対して動かない底部中心部の位置に設置される。
続いて図２から図４を参照すると、回転子１８は、回転軸１２を受け入れることのできる寸法の内腔５４を有する環状本体部５２によって定められる。環状保持スロット５６は、エラストマー・シールリング５８を受け入れるため、上記本体部５２の半径方向内面に形成されている。上記エラストマー・シールリング５８は、上記アキシアル軸１２の外周に密封的に係合し、且つその結果、固定子１６と軸受ハウジング１４に関して、回転子１８がシールリングと共に動くのを容易にするような寸法に形成されている。
図９及び図１２において示されるように、様々な半径方向の寸法の半径方向外方に突出する一連のフランジが、回転子１８の上記環状本体部５２から延在して、密封装置１０の上記ラビリンス経路をさらに画定している。これらは、内側溝４０と相互作用するような寸法と形状に形成された第１内側かみ合いフランジ６０と、環状ランド面４６に対向した位置にある中間防壁フランジ６２と、外側かみ合い溝４２と相互作用するための寸法と形状に形成された外側かみ合いフランジ６４を含んでいる。内側かみ合いフランジ６０は、中間防壁フランジ６２よりも半径方向に高く、一方、外側かみ合いフランジ６４は上記内側フランジ６０および中間フランジ６２の両方よりも半径方向に高い。
図８から図１０と共に再び図２を参照すると、回転子１８は、外側面プレート６６をも含んでいる。この外側面プレートは半径方向かみ合いリップ４４によってかみ合わされるとき、固定子１６と回転子１８の間に形成された上記ラビリンス経路を封じ込め、かみ合いリップ４４と共に、軸受ハウジング１４に入り込む異物への一次防壁を形成する。図２０においてもっともよくわかるように、かみ合いリップ４４は、覆い部２２の外周に関して可撓であり、それゆえ組み立ての間、リップ４４は、半径方向外方に撓んで外側面プレート６６を受け入れ、密封係合する。本発明の好ましい実施形態において、強められた密封効果は、面プレート６６の内側側面６６ａ（図１２）の固有の角（かど）によっても与えられる。その形状によって、面プレート６６の内側側面６６ａは、固定子１６の上記環状かみ合いフランジ４８の外側側面に寄りかかる傾向があり、異物への追加的な防壁を形成する。
図２においてもっともよくわかるように、回転子１８の上記外側かみ合いフランジ６４と、固定子１６の上記外側かみ合い溝４２との間に、半径方向の寸法『ｄ』によって示されるように、高度の機械的な結合がある。この構造的な相互作用によって与えられた上記高度の機械的結合は、実質的に先行技術のラビリンス密封装置によって与えられた機械的結合よりもはるかによい。この結合は、上記２つの密封部品が作動中に互いが遊離することを防ぎ、先行技術の装置と比べて、より優れた密封構造を提供できる。
密封装置１０の上記固定子１６と回転子１８の間に存在する高度の機械的結合を達成するために、上記２つの部品は、密封装置１０の手動の組み立てを容易にする固定子のかみ合いフランジ４８と回転子のかみ合いフランジ６４に形成された一対の協働する相補のかみ合い切り欠きを含む独特のかみ合い機構を備えている。より具体的には、図５と図８それぞれに示されるように、半径方向外方に延びるかみ合い切り欠き７０は固定子かみ合いフランジ４８に形成され、半径方向内方に延びるかみ合い切り欠き７２は、回転子かみ合いフランジ６４に形成される。固定子かみ合い切り欠き７０には、図１３においてもっともよくわかるように、対向する斜めのかみ合い面７０ａと７０ｂが形成され、回転子かみ合い切り欠き７２には、図１４においてもっともよくわかるように、対向する斜めのかみ合い面７２ａと７２ｂが形成されている。以下により詳細に述べられるように、切り欠き７０と７２の協働する相補の、斜めのかみ合い面は密封装置１０の機械的な組み立てを始めるのに役立つ。
上記かみ合い切り欠きは、大きさと形状において変化でき、その範囲は図１５に表されたかなり大きなくさび形切り欠きからかなり小さなスロット、または上記装置の組み立てを効果的に容易にもするはるかに薄い切り込みにまで及ぶことは想像でき、しかも十分本発明の範囲内にある。従って、上記固定子と回転子を機械的にかみ合わせるための機構は、特にここに示されている実施例に限られるべきではない。
さて図１５から図１９を参照すると、固定子１６と回転子１８が、かみ合い切り欠き７０と７２の機械的相互作用を通して組み立てられる方法が順番に示されている。図１５に示されているように、組み立てを促進するため、固定子１６と回転子１８は最初に、上記固定子かみ合い切り欠き７０が軸方向に上記回転子かみ合い切り欠き７２と位置合わせされるように、互いに対して方向付けられる。その直後に、これら２つの部品は近接して並列になるように移動させられ、かみ合い切り欠き７０と７２それぞれの相補の斜めのかみ合い面７０ａと７２ｂは、図１６と１７に示されるように、互いに一端を接した関係になるように移動させられる。組み立てを始めるために、面７０ａと７２ｂよりもむしろ相補のかみ合い面７０ｂと７２ａが一端を接した関係に移動させられるように、密封装置１０の上記２つの部品を方向付けることもできるということは技術を有する者によって容易に認識されるであろう。
図１８に示されるように、上記密封装置１０の組み立ては、互いに対して上記２つの部品を回転させることによって、図示の例においては、上記固定子に対して上記回転子を右回りに動かすことによって、行われる。この右回りの相対的な回転の最初に、上記２つの一端を接している相補の斜めの面（７０ａと７２ｂ）は付勢されて互いにすれ違い、対向するカム面または斜面として作用して、図１９においてもっともよくわかるように、固定子かみ合いフランジ４８と回転子かみ合いフランジ６４の漸進的な反対横方向への撓みを引き起こす。その結果、回転子のかみ合いフランジ６４の前部面（外側側面）は、漸進的に移動して固定子かみ合いフランジ４８の上記後部面（内側側面）と並列になる。本質的には、上記固定子と回転子の右回りの相対的な回転を通して、回転子かみ合いフランジ６４は、固定子１６の外側かみ合い溝４２に漸進的に受け入れられる。付随して、回転子１８の上記環状面プレート６６は、図２０に示されるようにかみ合いリップ４４が固定子１６の上記覆い部２２から角度的に撓んで離れるにつれて、かみ合いリップ４４によって漸進的に受け入れられる。
上記固定子と回転子の上記かみ合い構造は、組み立ての間、例えば図１９と図２０において示されているように、それらの通常の向きから撓むことが必要なので、密封装置１０の上記部品が構成される熱可塑性材料は、形状記憶保持力を示すことが不可欠である。以上に示されたように、好ましい構造材料はＰＴＦＥである。
図２１に示されるように、固定子１６に対する回転子１８の右回りの相対的な回転は、回転子かみ合いフランジ６４の全体が上記固定子１６の上記外側かみ合い溝４２内に受け入れられるときまで３６０度とおして続く。それによって、上記回転子かみ合いフランジ６４の外側側面（前部面）は、上記固定子かみ合いフランジ４８の上記内側側面（後部面）と軸方向に並列となる。そのとき、上記固定子と上記回転子が構成される材料の記憶保持特性は、上記固定子と回転子の手動で撓められたかみ合い構造の形を元通りにするのに役立つであろう。さらに、いったん組み立てられると、回転子１８は、固定子１６の環状覆い部によって完全に包囲され、密封装置１０はアキシアル軸１２と軸受ハウジング１４の間での使用がすぐにできるような組み立てられた状態にある。
本発明のラビリンス密封装置は、好ましい実施の形態に関して記載されたが、添付の請求項によって定義される本発明の精神または範囲から逸脱することなく、本発明に対して様々な変更や修正をなし得るということは明らかである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図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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