JPH07198043A - 万能割りメカニカルシール - Google Patents
万能割りメカニカルシールInfo
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- JPH07198043A JPH07198043A JP6332383A JP33238394A JPH07198043A JP H07198043 A JPH07198043 A JP H07198043A JP 6332383 A JP6332383 A JP 6332383A JP 33238394 A JP33238394 A JP 33238394A JP H07198043 A JPH07198043 A JP H07198043A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/34—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
- F16J15/3464—Mounting of the seal
- F16J15/3488—Split-rings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
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- Mechanical Sealing (AREA)
- Sealing Material Composition (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 異なる圧力条件下で強力な密封能力を発揮す
る割りメカニカルシールを提供すること。 【構成】 回転軸の周りに配置された静止及び回転シー
ルリング組立体と、弾性付勢手段と、軸方向付勢手段と
から成る割りメカニカルシール。静止及び回転シールリ
ング組立体の各々は、弾性的に支持された１対のシール
リングセグメントで構成されたシールリングを有する。
弾性付勢手段は、シールリングの外表面に緊密に接触せ
しめられ、シールリングセグメントのセグメントシール
面を互いに密封接触させるように付勢する第１半径方向
内向き力を与える。軸方向付勢手段は、シールリングに
組み合わせて設けられ、弾性付勢手段と協同して第２半
径方向内向き力を創生する。
る割りメカニカルシールを提供すること。 【構成】 回転軸の周りに配置された静止及び回転シー
ルリング組立体と、弾性付勢手段と、軸方向付勢手段と
から成る割りメカニカルシール。静止及び回転シールリ
ング組立体の各々は、弾性的に支持された１対のシール
リングセグメントで構成されたシールリングを有する。
弾性付勢手段は、シールリングの外表面に緊密に接触せ
しめられ、シールリングセグメントのセグメントシール
面を互いに密封接触させるように付勢する第１半径方向
内向き力を与える。軸方向付勢手段は、シールリングに
組み合わせて設けられ、弾性付勢手段と協同して第２半
径方向内向き力を創生する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、メカニカルシール（機
械的密封装置）に関し、特に、いろいろな異なる作動条
件下で強力な密封能力を発揮する万能割りメカニカルシ
ール（以下、単に「シール」とも称する）に関する。こ
こで、「シール」とは、「密封装置」又は「密封部材」
を意味するばかりでなく、「密封状態」をも意味するも
のとする。
械的密封装置）に関し、特に、いろいろな異なる作動条
件下で強力な密封能力を発揮する万能割りメカニカルシ
ール（以下、単に「シール」とも称する）に関する。こ
こで、「シール」とは、「密封装置」又は「密封部材」
を意味するばかりでなく、「密封状態」をも意味するも
のとする。
【０００２】
【従来の技術】弾性装着フェースを有する割りメカニカ
ルシールは、圧密及び流体密シールを設定するために広
範囲の機械的装置に使用されている。「弾性装着面」と
は、弾性的に取り付けられる面のことであり、「面」又
は「シール面」とは、作用面即ち密封面のことをいう。
「圧密シール」とは、圧力を密封するシールという意味
であり、「流体密シール」とは、流体（気体及び液体）
を密封するシールという意味である。メカニカルシール
は、通常、静止ハウジング内に取り付けられてハウジン
グから突出している回転軸の周りに装着される。シール
は、通常、軸出口（ハウジングから軸が突出している部
位）のところでハウジングにボルト止めされ、高圧プロ
セス流体がハウジングから漏失されるのを防止する。従
来の割りメカニカルシールとしては、密封すべき軸の周
りに同心的に配設され互いに軸方向に離隔された１対の
シールリングを有する面型メカニカルシールがある。各
シールリング（以下、単に「リング」とも称する）は、
互いに密封接触するように付勢されるシール面を有して
おり、通常は、一方のシールリングは、静止（固定）リ
ングであり、他方のリングは軸に接触して軸と共に回転
する回転リングである。
ルシールは、圧密及び流体密シールを設定するために広
範囲の機械的装置に使用されている。「弾性装着面」と
は、弾性的に取り付けられる面のことであり、「面」又
は「シール面」とは、作用面即ち密封面のことをいう。
「圧密シール」とは、圧力を密封するシールという意味
であり、「流体密シール」とは、流体（気体及び液体）
を密封するシールという意味である。メカニカルシール
は、通常、静止ハウジング内に取り付けられてハウジン
グから突出している回転軸の周りに装着される。シール
は、通常、軸出口（ハウジングから軸が突出している部
位）のところでハウジングにボルト止めされ、高圧プロ
セス流体がハウジングから漏失されるのを防止する。従
来の割りメカニカルシールとしては、密封すべき軸の周
りに同心的に配設され互いに軸方向に離隔された１対の
シールリングを有する面型メカニカルシールがある。各
シールリング（以下、単に「リング」とも称する）は、
互いに密封接触するように付勢されるシール面を有して
おり、通常は、一方のシールリングは、静止（固定）リ
ングであり、他方のリングは軸に接触して軸と共に回転
する回転リングである。
【０００３】メカニカルシールは、そのシールリングの
シール面を互いに密封接触させることによって高圧プロ
セス流体が外部環境へ漏出するのを防止する。回転シー
ルリングは、通常、グランド組立体によって画定される
チャンバー内に配設されたホルダ組立体内に装着され
る。ホルダ組立体は、ねじによって締め合わされた１対
のホルダ半分体（ホルダセグメント）から成り、同様
に、グランド組立体は、ねじによって締め合わされた１
対のグランド半分体（グランドセグメント）から成る。
各シールリングは、各々１対のシール面を有する２個又
は複数個のセグメントに分割された、いわゆる割りリン
グとされることが多く、周知のように、割りリングは、
軸の一端を解放する必要なしに軸の周りに装着すること
ができる。
シール面を互いに密封接触させることによって高圧プロ
セス流体が外部環境へ漏出するのを防止する。回転シー
ルリングは、通常、グランド組立体によって画定される
チャンバー内に配設されたホルダ組立体内に装着され
る。ホルダ組立体は、ねじによって締め合わされた１対
のホルダ半分体（ホルダセグメント）から成り、同様
に、グランド組立体は、ねじによって締め合わされた１
対のグランド半分体（グランドセグメント）から成る。
各シールリングは、各々１対のシール面を有する２個又
は複数個のセグメントに分割された、いわゆる割りリン
グとされることが多く、周知のように、割りリングは、
軸の一端を解放する必要なしに軸の周りに装着すること
ができる。
【０００４】弾性装着面を有する従来の割りメカニカル
シールの１つの欠点は、周囲圧力がプロセス流体の圧力
より大きくなったとき、シールリングの密封能力が低下
することである。密封能力の低下は、割りリングセグメ
ントを引き離そうとする半径方向外向きの力がシールリ
ングに作用することに基因しており、その結果高圧流体
を外部環境へ逃がしてしまう。
シールの１つの欠点は、周囲圧力がプロセス流体の圧力
より大きくなったとき、シールリングの密封能力が低下
することである。密封能力の低下は、割りリングセグメ
ントを引き離そうとする半径方向外向きの力がシールリ
ングに作用することに基因しており、その結果高圧流体
を外部環境へ逃がしてしまう。
【０００５】従来の割りメカニカルシールのもう１つの
欠点は、ホルダセグメント及びグランドセグメントを締
め合わせるねじが所定のねじ穴に挿入するようになされ
ており、１つのねじを締めた後、他のねじを挿入するに
は軸を回転させなければならないことである。更に、メ
カニカルシールを分解するとき、ねじがホルダ及びグラ
ンドのどれかのセグメントから外れ落ちることがあり、
外れたねじがハウジングの他の構成部品を損傷したり、
紛失したりすることもある。
欠点は、ホルダセグメント及びグランドセグメントを締
め合わせるねじが所定のねじ穴に挿入するようになされ
ており、１つのねじを締めた後、他のねじを挿入するに
は軸を回転させなければならないことである。更に、メ
カニカルシールを分解するとき、ねじがホルダ及びグラ
ンドのどれかのセグメントから外れ落ちることがあり、
外れたねじがハウジングの他の構成部品を損傷したり、
紛失したりすることもある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、従来
の割りメカニカルシールの上述した欠点を克服すること
である。従って、本発明の目的は、いろいろな作動圧力
条件下で流体密シールを設定する改良されたメカニカル
シールを提供することである。本発明の他の目的は、い
ろいろな異なる作動圧力条件下で機能することができ、
従っていろいろな異なるシールを用いる必要性を排除す
る単一の（万能の）割りメカニカルシールを提供するこ
とである。本発明の更に他の目的は、組み立て及び分解
が容易である割りメカニカルシールを提供することであ
る。
の割りメカニカルシールの上述した欠点を克服すること
である。従って、本発明の目的は、いろいろな作動圧力
条件下で流体密シールを設定する改良されたメカニカル
シールを提供することである。本発明の他の目的は、い
ろいろな異なる作動圧力条件下で機能することができ、
従っていろいろな異なるシールを用いる必要性を排除す
る単一の（万能の）割りメカニカルシールを提供するこ
とである。本発明の更に他の目的は、組み立て及び分解
が容易である割りメカニカルシールを提供することであ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の一側面によれば、回転軸を収容したハウジ
ングに取り付けるための割りメカニカルシールであっ
て、前記軸の周りに配置された第１シールリング組立体
と第２シールリング組立体と、少くとも１つの弾性付勢
手段と、少くとも１つの軸方向付勢手段とから成るメカ
ニカルシールが提供される。第１及び第２シールリング
組立体の各々は、弾性的に支持された少くとも２つのシ
ールリングセグメントで構成されたシールリングを有す
る。それらのシールリングセグメントは、外表面と、両
端にそれぞれ軸方向に延長したセグメントシール面を有
する。第１シールリング組立体は、静止シールリング組
立体であり、第２シールリング組立体は、回転シールリ
ング組立体である。
に、本発明の一側面によれば、回転軸を収容したハウジ
ングに取り付けるための割りメカニカルシールであっ
て、前記軸の周りに配置された第１シールリング組立体
と第２シールリング組立体と、少くとも１つの弾性付勢
手段と、少くとも１つの軸方向付勢手段とから成るメカ
ニカルシールが提供される。第１及び第２シールリング
組立体の各々は、弾性的に支持された少くとも２つのシ
ールリングセグメントで構成されたシールリングを有す
る。それらのシールリングセグメントは、外表面と、両
端にそれぞれ軸方向に延長したセグメントシール面を有
する。第１シールリング組立体は、静止シールリング組
立体であり、第２シールリング組立体は、回転シールリ
ング組立体である。
【０００８】本発明の一側面においては、前記弾性付勢
手段は、前記シールリングセグメントのセグメントシー
ル面を互いに密封接触させるように付勢する働きをする
第１半径方向内向き力を与えるために前記シールリング
の１つの外表面の周りに同心的に配設されて該外表面に
緊密に接触せしめられる。好ましい実施例では、各シー
ルリングの周りに１つづつ１対の弾性付勢手段を設ける
ことが好ましく、弾性付勢手段は、弾性部材であること
が好ましい。
手段は、前記シールリングセグメントのセグメントシー
ル面を互いに密封接触させるように付勢する働きをする
第１半径方向内向き力を与えるために前記シールリング
の１つの外表面の周りに同心的に配設されて該外表面に
緊密に接触せしめられる。好ましい実施例では、各シー
ルリングの周りに１つづつ１対の弾性付勢手段を設ける
ことが好ましく、弾性付勢手段は、弾性部材であること
が好ましい。
【０００９】本発明の別の側面においては、前記軸方向
付勢手段は、前記弾性付勢手段と協同して第２半径方向
内向き力を創生するために少くとも１つのシールリング
に組み合わせて設ける。この第２半径方向内向き力は、
該メカニカルシールが所定の圧力条件に露呈されたと
き、セグメントシール面を互いに密封接触させるように
付勢する働きをする。好ましい実施例では、この軸方向
付勢手段は、両方のシールリングのシールリングセグメ
ントに一体的に形成された、半径方向外方に傾斜した外
表面を有する衝接面とする。
付勢手段は、前記弾性付勢手段と協同して第２半径方向
内向き力を創生するために少くとも１つのシールリング
に組み合わせて設ける。この第２半径方向内向き力は、
該メカニカルシールが所定の圧力条件に露呈されたと
き、セグメントシール面を互いに密封接触させるように
付勢する働きをする。好ましい実施例では、この軸方向
付勢手段は、両方のシールリングのシールリングセグメ
ントに一体的に形成された、半径方向外方に傾斜した外
表面を有する衝接面とする。
【００１０】本発明の別の側面によれば、該メカニカル
シールが前記所定の圧力条件、例えば、該メカニカルシ
ールの内部圧力より高い周囲圧力に露呈されたとき、前
記弾性部材（弾性付勢手段）が前記衝接面に圧接されて
該衝接面に軸方向の力を及ぼす。衝接面は、その軸方向
の力を軸方向力成分と、第２半径方向内向き力に変換す
る。この第２半径方向内向き力は、第１半径方向内向き
力と協同して、シールリングセグメントのシール面を互
いに密封接触させるように付勢する働きをする。
シールが前記所定の圧力条件、例えば、該メカニカルシ
ールの内部圧力より高い周囲圧力に露呈されたとき、前
記弾性部材（弾性付勢手段）が前記衝接面に圧接されて
該衝接面に軸方向の力を及ぼす。衝接面は、その軸方向
の力を軸方向力成分と、第２半径方向内向き力に変換す
る。この第２半径方向内向き力は、第１半径方向内向き
力と協同して、シールリングセグメントのシール面を互
いに密封接触させるように付勢する働きをする。
【００１１】本発明の好ましい実施例によれば、回転軸
と一緒に回転するホルダ組立体内に１つの回転シールリ
ングを設け、軸を囲う静止ハウジングに固定されたグラ
ンド組立体内に１つの静止シールリングを設ける。各シ
ールリングは、相対的に回転するが、互いに密封接触せ
しめられてシールを設定するシール面を有する。このメ
カニカルシールを軸の周りに組み立て、あるいは分解す
るのを容易にするために、ホルダ組立体及びグランド組
立体だけでなく、これらのシールリングもセグメントと
して形成する。本発明の重要な特徴の１つは、個々のシ
ールリングを互いに密封接触するように付勢した状態
で、各シールリングセグメントを互いに軸方向に移動す
ることができるようにしたことである。これは、各シー
ルリングをそれらの間の界面に向けて軸方向に付勢した
状態で、それぞれホルダ組立体とグランド組立体内に弾
性的に取り付けることによって可能にされる。
と一緒に回転するホルダ組立体内に１つの回転シールリ
ングを設け、軸を囲う静止ハウジングに固定されたグラ
ンド組立体内に１つの静止シールリングを設ける。各シ
ールリングは、相対的に回転するが、互いに密封接触せ
しめられてシールを設定するシール面を有する。このメ
カニカルシールを軸の周りに組み立て、あるいは分解す
るのを容易にするために、ホルダ組立体及びグランド組
立体だけでなく、これらのシールリングもセグメントと
して形成する。本発明の重要な特徴の１つは、個々のシ
ールリングを互いに密封接触するように付勢した状態
で、各シールリングセグメントを互いに軸方向に移動す
ることができるようにしたことである。これは、各シー
ルリングをそれらの間の界面に向けて軸方向に付勢した
状態で、それぞれホルダ組立体とグランド組立体内に弾
性的に取り付けることによって可能にされる。
【００１２】この構成においては、複数の円弧状シール
リングセグメントが円形のシールリングを構成するよう
に締め合わされたセグメント界面における密封接触を維
持する半径方向に各シールリングセグメントを弾性的に
付勢することも肝要である。典型的な実施例では、これ
は、各シールリングの周りに円形の弾性Ｏリングを配設
することによって達成される。このメカニカルシール全
体の目的は、周囲雰囲気と、回転軸の周りの内部流体
（プロセス媒体）との間にシールを維持することである
が、周囲雰囲気と内部流体との間のいろいろな圧力条件
下で密封状態を維持することができるものでなければな
らない。圧力条件としては、例えば、周囲雰囲気が、内
部流体に比べて高い圧力である場合もあれば、あるいは
低い圧力である場合もある。
リングセグメントが円形のシールリングを構成するよう
に締め合わされたセグメント界面における密封接触を維
持する半径方向に各シールリングセグメントを弾性的に
付勢することも肝要である。典型的な実施例では、これ
は、各シールリングの周りに円形の弾性Ｏリングを配設
することによって達成される。このメカニカルシール全
体の目的は、周囲雰囲気と、回転軸の周りの内部流体
（プロセス媒体）との間にシールを維持することである
が、周囲雰囲気と内部流体との間のいろいろな圧力条件
下で密封状態を維持することができるものでなければな
らない。圧力条件としては、例えば、周囲雰囲気が、内
部流体に比べて高い圧力である場合もあれば、あるいは
低い圧力である場合もある。
【００１３】弾性Ｏリングは、又、シールリングを軸方
向に移動し得るように弾性的に取り付けることを可能に
し、それらのシールリングに互いに近づける方向に若干
の軸方向付勢力を与える。
向に移動し得るように弾性的に取り付けることを可能に
し、それらのシールリングに互いに近づける方向に若干
の軸方向付勢力を与える。
【００１４】このメカニカルシール内に画定される流体
チャンネル又は通路内に存在する内部流体の圧力が周囲
雰囲気に対して負圧であるときは、周囲雰囲気の圧力が
半径方向の付勢力を創生してシールリングセグメント間
シールを破り、周囲流体が内部流体（プロセス媒体）内
へ漏入する。この事態は、流体圧が前記Ｏリングに軸方
向の力を及ぼしてＯリングを付勢し、回転シールリング
と静止シールリングをより強い圧力で圧着させるのにも
拘らず発生する。本発明のメカニカルシールにおいて
は、この問題は、シールリングセグメントを囲繞する前
記Ｏリングのための座部即ち衝接面として傾斜した外表
面を設け、Ｏリングが衝接面の傾斜外表面に及ぼす軸方
向の力を軸方向力成分と半径方向力成分に変換し、シー
ルリングの中心方向に向けられる半径方向力成分が上記
シールリングセグメント間シールを維持するようにした
ことによって解決された。
チャンネル又は通路内に存在する内部流体の圧力が周囲
雰囲気に対して負圧であるときは、周囲雰囲気の圧力が
半径方向の付勢力を創生してシールリングセグメント間
シールを破り、周囲流体が内部流体（プロセス媒体）内
へ漏入する。この事態は、流体圧が前記Ｏリングに軸方
向の力を及ぼしてＯリングを付勢し、回転シールリング
と静止シールリングをより強い圧力で圧着させるのにも
拘らず発生する。本発明のメカニカルシールにおいて
は、この問題は、シールリングセグメントを囲繞する前
記Ｏリングのための座部即ち衝接面として傾斜した外表
面を設け、Ｏリングが衝接面の傾斜外表面に及ぼす軸方
向の力を軸方向力成分と半径方向力成分に変換し、シー
ルリングの中心方向に向けられる半径方向力成分が上記
シールリングセグメント間シールを維持するようにした
ことによって解決された。
【００１５】本発明の更に別の側面によれば、グランド
セグメント及びホルダセグメントのの両端にそれぞれシ
ール面を形成し、各シール面にガスケットを装着するた
めのガスケット溝を形成する。ガスケットをグランドセ
グメント又はホルダセグメントのシール面のガスケット
溝内に装着すると、ガスケットの一部分がシール面から
突出するようになされており、ガスケットの突出した部
分が、対向する他のセグメントのシール面のガスケット
溝内に受容されて捕捉されるようになされている。
セグメント及びホルダセグメントのの両端にそれぞれシ
ール面を形成し、各シール面にガスケットを装着するた
めのガスケット溝を形成する。ガスケットをグランドセ
グメント又はホルダセグメントのシール面のガスケット
溝内に装着すると、ガスケットの一部分がシール面から
突出するようになされており、ガスケットの突出した部
分が、対向する他のセグメントのシール面のガスケット
溝内に受容されて捕捉されるようになされている。
【００１６】
【実施例】図１〜４を参照すると、本発明の好ましい実
施例による割りメカニカルシール１０が示されている。
メカニカルシール１０は、好ましくは、第１軸線１３に
沿って延長した軸１２の周りに同心的に配置され、ポン
プ等のハウジング１４の外壁に固定される。軸１２は、
少くともその一部分がハウジング１４内に取り付けられ
ている。本発明の教示に従って構成されたメカニカルシ
ール１０は、１対の割りシールリング、即ち、第１又は
回転シールリング２０と第２又は静止リング３０を有す
る。回転シールリング２０は、１対の円弧状リングセグ
メント２５，２５から成り、静止シールリング３０は、
１対の円弧状リングセグメント３３，３３から成る。メ
カニカルシール１０は、流体密シールを設定し、プロセ
ス媒体、例えば液圧流体がハウジングから逃出するのを
防止する。流体密シールは、回転シールリング２０，２
０の平滑な円弧状シール表面２１，２１及びセグメント
シール面２２，２２と、静止シールリング３０の平滑な
円弧状シール表面３１，３１及びセグメントシール面３
２，３２によって設定される。即ち、各リングセグメン
ト２５の平滑な円弧状シール表面２１は、対応するリン
グセグメント３３の平滑な円弧状シール表面３１に互い
に密封接触するように付勢される。同様にして、各リン
グセグメント２５のセグメントシール面２２は、対応す
るリングセグメント２５のセグメントシール面２２に互
いに密封接触するように付勢される。かくして、これら
の個々のシール面は、後述するように、真空状態を含む
広範囲の作動条件下で機能することができる流体密シー
ルを設定する。
施例による割りメカニカルシール１０が示されている。
メカニカルシール１０は、好ましくは、第１軸線１３に
沿って延長した軸１２の周りに同心的に配置され、ポン
プ等のハウジング１４の外壁に固定される。軸１２は、
少くともその一部分がハウジング１４内に取り付けられ
ている。本発明の教示に従って構成されたメカニカルシ
ール１０は、１対の割りシールリング、即ち、第１又は
回転シールリング２０と第２又は静止リング３０を有す
る。回転シールリング２０は、１対の円弧状リングセグ
メント２５，２５から成り、静止シールリング３０は、
１対の円弧状リングセグメント３３，３３から成る。メ
カニカルシール１０は、流体密シールを設定し、プロセ
ス媒体、例えば液圧流体がハウジングから逃出するのを
防止する。流体密シールは、回転シールリング２０，２
０の平滑な円弧状シール表面２１，２１及びセグメント
シール面２２，２２と、静止シールリング３０の平滑な
円弧状シール表面３１，３１及びセグメントシール面３
２，３２によって設定される。即ち、各リングセグメン
ト２５の平滑な円弧状シール表面２１は、対応するリン
グセグメント３３の平滑な円弧状シール表面３１に互い
に密封接触するように付勢される。同様にして、各リン
グセグメント２５のセグメントシール面２２は、対応す
るリングセグメント２５のセグメントシール面２２に互
いに密封接触するように付勢される。かくして、これら
の個々のシール面は、後述するように、真空状態を含む
広範囲の作動条件下で機能することができる流体密シー
ルを設定する。
【００１７】図示のメカニカルシール１０は、回転シー
ルリング２０及び静止リング３０に加えて、シールグラ
ンド組立体４０及びシールリングホルダ組立体１１０を
含む。シールグランド組立体４０は、１対の同じ円弧状
のグランドセグメント４１，４２から成る。シールグラ
ンド組立体及びグランドセグメントは、便宜上、単に
「グランド」とも称する。グランドセグメント４１は、
第１面４６と、第１面４６と一体に形成され、それから
半径方向外方に段差を付された第２面５０と、第２面５
０と一体に形成され、それから半径方向外方に段差を付
された第３面５４と、第３面５４と一体に形成され、そ
れから半径方向内方へ延長した傾斜第４面５６を有す
る。第１面４６と第２面５０との間に第１連接環状壁４
８が画定され、第２面５０と第３面５４との間に第２連
接環状壁５２が画定されている。
ルリング２０及び静止リング３０に加えて、シールグラ
ンド組立体４０及びシールリングホルダ組立体１１０を
含む。シールグランド組立体４０は、１対の同じ円弧状
のグランドセグメント４１，４２から成る。シールグラ
ンド組立体及びグランドセグメントは、便宜上、単に
「グランド」とも称する。グランドセグメント４１は、
第１面４６と、第１面４６と一体に形成され、それから
半径方向外方に段差を付された第２面５０と、第２面５
０と一体に形成され、それから半径方向外方に段差を付
された第３面５４と、第３面５４と一体に形成され、そ
れから半径方向内方へ延長した傾斜第４面５６を有す
る。第１面４６と第２面５０との間に第１連接環状壁４
８が画定され、第２面５０と第３面５４との間に第２連
接環状壁５２が画定されている。
【００１８】グランド組立体４０は、その底部５９に沿
って形成されたガスケット溝５８を有する。ガスケット
溝５８は、平坦な環状の弾性ガスケット又は平坦なＯリ
ング６０を受容し座着させるための溝である。図２及び
３に示されるように、ガスケット６０は、溝５８の深さ
より大きい軸方向の寸法（厚さ）を有することが好まし
く、それによってメカニカルシール１０とハウジング１
４との間に圧密及び流体密シールを設定する。好ましい
実施例では、ガスケット６０（メカニカルシール１０と
ハウジング１４との間を密封するためのものであるから
「ハウジングガスケット」とも称する）は、各グランド
セグメント４１，４２にそれぞれ装着するための２つの
円弧状ガスケットセグメントに予め切断しておくことが
好ましい。それらのハウジングガスケットセグメント
は、溝５８に取り付け、接着剤によって固定することが
好ましい。この構成は、メカニカルシール１０をハウジ
ング１４に取付けたとき、プロセス媒体がシール１０に
沿って漏出するのを防止する働きをする。
って形成されたガスケット溝５８を有する。ガスケット
溝５８は、平坦な環状の弾性ガスケット又は平坦なＯリ
ング６０を受容し座着させるための溝である。図２及び
３に示されるように、ガスケット６０は、溝５８の深さ
より大きい軸方向の寸法（厚さ）を有することが好まし
く、それによってメカニカルシール１０とハウジング１
４との間に圧密及び流体密シールを設定する。好ましい
実施例では、ガスケット６０（メカニカルシール１０と
ハウジング１４との間を密封するためのものであるから
「ハウジングガスケット」とも称する）は、各グランド
セグメント４１，４２にそれぞれ装着するための２つの
円弧状ガスケットセグメントに予め切断しておくことが
好ましい。それらのハウジングガスケットセグメント
は、溝５８に取り付け、接着剤によって固定することが
好ましい。この構成は、メカニカルシール１０をハウジ
ング１４に取付けたとき、プロセス媒体がシール１０に
沿って漏出するのを防止する働きをする。
【００１９】グランドセグメント４１，４２の各グラン
ドシール面６４，６６にグランドガスケット溝７０が形
成されている。溝７０は、グランドの第２面５０から第
４面にまで延長した軸方向の主溝セグメント７１と、主
溝セグメント７１に対して横断方向にそれぞれグランド
の第２壁５２と第４面５６に沿って延長した溝セグメン
ト７２，７３と、グランドの第２面５０に沿って延長し
た溝セグメント７４を有する。
ドシール面６４，６６にグランドガスケット溝７０が形
成されている。溝７０は、グランドの第２面５０から第
４面にまで延長した軸方向の主溝セグメント７１と、主
溝セグメント７１に対して横断方向にそれぞれグランド
の第２壁５２と第４面５６に沿って延長した溝セグメン
ト７２，７３と、グランドの第２面５０に沿って延長し
た溝セグメント７４を有する。
【００２０】グランド溝７０にはそれに嵌合する形状の
弾性のグランドガスケット７６が座着される。本発明の
重要な特徴の１つは、ガスケット７６が、溝７０内に装
着されたとき、図１、４及び５に示されるようにグラン
ドの割りグランドシール面６４，６６から突出すること
である。一方のグランドセグメント４１の割りグランド
シール面６４，６６から突出したガスケット７６の露出
部分は、他方のグランドセグメント４２の割りグランド
シール面６４，６６に形成された嵌合形状のグランド溝
に捕捉される。このように、ガスケット７６の両端を互
いに対面する割りグランドシール面６４，６６と６４，
６６との間に捕捉することにより、ガスケット７６が選
定された最大限圧力より高い圧力に露呈された場合でも
互いに対面する割りグランドシール面の間に形成された
間隙から飛び出すのを防止する。従って、このダブル捕
捉（両端捕捉）の特徴は、メカニカルシール１０の他の
構成部品の機械的公差の厳密性を緩和するばかりでな
く、グランドセグメント４１，４２が圧力漏れを起すこ
となくより高い圧力に耐えることを可能にする。グラン
ドガスケット７６は、エラストマーゴムのような任意の
適当な弾性材料で形成することが好ましい。又、ガスケ
ット７６及びそれに対応する溝７０の形状は、図示のも
のに限定されるものではなく、他の任意の適当な形状と
することができることは当業者には明らかであろう。
弾性のグランドガスケット７６が座着される。本発明の
重要な特徴の１つは、ガスケット７６が、溝７０内に装
着されたとき、図１、４及び５に示されるようにグラン
ドの割りグランドシール面６４，６６から突出すること
である。一方のグランドセグメント４１の割りグランド
シール面６４，６６から突出したガスケット７６の露出
部分は、他方のグランドセグメント４２の割りグランド
シール面６４，６６に形成された嵌合形状のグランド溝
に捕捉される。このように、ガスケット７６の両端を互
いに対面する割りグランドシール面６４，６６と６４，
６６との間に捕捉することにより、ガスケット７６が選
定された最大限圧力より高い圧力に露呈された場合でも
互いに対面する割りグランドシール面の間に形成された
間隙から飛び出すのを防止する。従って、このダブル捕
捉（両端捕捉）の特徴は、メカニカルシール１０の他の
構成部品の機械的公差の厳密性を緩和するばかりでな
く、グランドセグメント４１，４２が圧力漏れを起すこ
となくより高い圧力に耐えることを可能にする。グラン
ドガスケット７６は、エラストマーゴムのような任意の
適当な弾性材料で形成することが好ましい。又、ガスケ
ット７６及びそれに対応する溝７０の形状は、図示のも
のに限定されるものではなく、他の任意の適当な形状と
することができることは当業者には明らかであろう。
【００２１】各グランドセグメント４１，４２には又、
１対のねじハウジング８０，８２が一体に形成されてい
る。各ねじハウジング８０，８２は、実質的にそれを貫
通した横断方向の締着具受容孔８４を有している。孔８
４は、図１、６Ａ及び６Ｂに示されるように、小径のね
じ付き部分８６と、それと同心で大径のねじなし部分８
８を有する。孔８４のねじなし部分８８は、グランドシ
ール面６４，６６に近い側に配置することが好ましい。
１対のねじハウジング８０，８２が一体に形成されてい
る。各ねじハウジング８０，８２は、実質的にそれを貫
通した横断方向の締着具受容孔８４を有している。孔８
４は、図１、６Ａ及び６Ｂに示されるように、小径のね
じ付き部分８６と、それと同心で大径のねじなし部分８
８を有する。孔８４のねじなし部分８８は、グランドシ
ール面６４，６６に近い側に配置することが好ましい。
【００２２】横断方向の締着具受容孔８４には、図示の
形状を有するねじ９０を装着する。ねじ９０は、主軸９
２と頭部９６を有することが好ましく、主軸９２は、図
１及び６Ａに示されるように、ねじ付き先端部分９３と
ねじなし後端部分９４を有する。ねじ付き先端部分９３
の外径はねじなし後端部分９４の外径より大きい。図６
Ｂに示されるように、各ねじ９０は、１対のねじハウジ
ング８０と８２を締め合わせる。ねじ９０のねじ付き先
端部分９３は、孔８４のねじ付き部分８６にねじ込まれ
ることにより孔８４内に確実に保持される。ねじ９０を
孔８４を通して更に螺進させると、ねじのねじ付き先端
部分９３は孔８４のねじ成し部分即ちクリアランス間隙
に進入する。この位置では、ねじ９０は、締まった状態
で固定されてはいないが、孔８４内に確実に（即ち、離
脱し得ない状態に）保持される。好ましい実施例では、
ねじ付き先端部分９３の直径は、ねじハウジング８０，
８２の小径ねじ付き部分８６のそれに近い大きさとす
る。
形状を有するねじ９０を装着する。ねじ９０は、主軸９
２と頭部９６を有することが好ましく、主軸９２は、図
１及び６Ａに示されるように、ねじ付き先端部分９３と
ねじなし後端部分９４を有する。ねじ付き先端部分９３
の外径はねじなし後端部分９４の外径より大きい。図６
Ｂに示されるように、各ねじ９０は、１対のねじハウジ
ング８０と８２を締め合わせる。ねじ９０のねじ付き先
端部分９３は、孔８４のねじ付き部分８６にねじ込まれ
ることにより孔８４内に確実に保持される。ねじ９０を
孔８４を通して更に螺進させると、ねじのねじ付き先端
部分９３は孔８４のねじ成し部分即ちクリアランス間隙
に進入する。この位置では、ねじ９０は、締まった状態
で固定されてはいないが、孔８４内に確実に（即ち、離
脱し得ない状態に）保持される。好ましい実施例では、
ねじ付き先端部分９３の直径は、ねじハウジング８０，
８２の小径ねじ付き部分８６のそれに近い大きさとす
る。
【００２３】本発明のねじ９０と孔８４の構成は幾つか
の重要な利点を提供する。特に有利な利点は、グランド
セグメント４１，４２を組み立てる前に、ねじ９０をど
ちらのグランドセグメント４１，４２のどちらの側から
でも締着具受容孔８４内に装着することができるので、
窮屈な場所で組み立てるのに好都合であり、しかも、ね
じ９０をねじハウジング８０内に確実に係留することが
できることである。ねじ９０をねじハウジング８０から
離脱しないようにすることにより、メカニカルシールの
組み立て又は分解中ねじの偶発的な紛失が防止されるの
で、メカニカルシールの組み立てを容易にすうるととも
に、組み立て時間を短縮する。ねじハウジング８２も、
ねじハウジング８０と同じ構造である。
の重要な利点を提供する。特に有利な利点は、グランド
セグメント４１，４２を組み立てる前に、ねじ９０をど
ちらのグランドセグメント４１，４２のどちらの側から
でも締着具受容孔８４内に装着することができるので、
窮屈な場所で組み立てるのに好都合であり、しかも、ね
じ９０をねじハウジング８０内に確実に係留することが
できることである。ねじ９０をねじハウジング８０から
離脱しないようにすることにより、メカニカルシールの
組み立て又は分解中ねじの偶発的な紛失が防止されるの
で、メカニカルシールの組み立てを容易にすうるととも
に、組み立て時間を短縮する。ねじハウジング８２も、
ねじハウジング８０と同じ構造である。
【００２４】グランド組立体４０は、更に、複数のボル
トタブ３８を有する。ボルトタブ３８は、本体３７を有
し、本体３７の一端に挿入用突起３９（図１）が一体に
形成されている。突起３９は、グランド組立体４０の周
縁に形成された環状溝６８内に装着される。ボルトタブ
３８の円周方向の角度位置は、ボルトタブ３８及びその
突起３９を溝６８に沿って摺動させることによって調節
することができる。ボルトタブ３８は、取り付けボルト
（図示せず）を座着させることによって寝かし１０をハ
ウジング１４に固定するためのものであり、使用に当っ
ては隣接する１対のボルトタブ３８と３８の間に取り付
けボルトを挿入する。ボルトタブの詳細は、本出願人の
米国特許第５，２０９，４９６号に記載されている。
トタブ３８を有する。ボルトタブ３８は、本体３７を有
し、本体３７の一端に挿入用突起３９（図１）が一体に
形成されている。突起３９は、グランド組立体４０の周
縁に形成された環状溝６８内に装着される。ボルトタブ
３８の円周方向の角度位置は、ボルトタブ３８及びその
突起３９を溝６８に沿って摺動させることによって調節
することができる。ボルトタブ３８は、取り付けボルト
（図示せず）を座着させることによって寝かし１０をハ
ウジング１４に固定するためのものであり、使用に当っ
ては隣接する１対のボルトタブ３８と３８の間に取り付
けボルトを挿入する。ボルトタブの詳細は、本出願人の
米国特許第５，２０９，４９６号に記載されている。
【００２５】図１〜４に示されるように、ホルダ組立体
１１０は、グランド組立体４０によって画定されるチャ
ンバー２４内にグランド組立体４０から半径方向内方に
離隔させて配置される。ただし、ホルダ組立体１１０
は、必ずしもグランド組立体４０内に配置する必要はな
く、グランド組立体４０から軸方向に離隔させて配置し
てもよい。ホルダ組立体１１０は、１対の同じ円弧状の
ホルダセグメント１１２，１１４を有する。シールリン
グホルダ組立体及びホルダセグメントは、便宜上、単に
「ホルダ」とも称する。各ホルダセグメント１１２，１
１４は、外表面１１６及び内表面１２４を有する、ホル
ダセグメントの内表面１２４は、半径方向内方に傾斜し
た第１面１２６と、それに連接して軸方向に延長した第
２面１３０と、半径方向内方にそれぞれ段差を付された
第３面１３４及び第４面１３８と、第２面１３０と第３
面１３４の間に一体に形成された半径方向内方に延長し
た第１壁１３２と、第３面１３４と第４面１３８の間に
一体に形成された半径方向内方に延長した第２壁１３６
を有する。第４面１３８の直径は、ホルダ組立体１１０
を取り付ける軸１２の直径と等しいか、それより僅かに
大きい寸法とすることが好ましい。
１１０は、グランド組立体４０によって画定されるチャ
ンバー２４内にグランド組立体４０から半径方向内方に
離隔させて配置される。ただし、ホルダ組立体１１０
は、必ずしもグランド組立体４０内に配置する必要はな
く、グランド組立体４０から軸方向に離隔させて配置し
てもよい。ホルダ組立体１１０は、１対の同じ円弧状の
ホルダセグメント１１２，１１４を有する。シールリン
グホルダ組立体及びホルダセグメントは、便宜上、単に
「ホルダ」とも称する。各ホルダセグメント１１２，１
１４は、外表面１１６及び内表面１２４を有する、ホル
ダセグメントの内表面１２４は、半径方向内方に傾斜し
た第１面１２６と、それに連接して軸方向に延長した第
２面１３０と、半径方向内方にそれぞれ段差を付された
第３面１３４及び第４面１３８と、第２面１３０と第３
面１３４の間に一体に形成された半径方向内方に延長し
た第１壁１３２と、第３面１３４と第４面１３８の間に
一体に形成された半径方向内方に延長した第２壁１３６
を有する。第４面１３８の直径は、ホルダ組立体１１０
を取り付ける軸１２の直径と等しいか、それより僅かに
大きい寸法とすることが好ましい。
【００２６】ホルダセグメントの外表面１１６は、軸方
向に延長した第１外表面１４６と、半径方向内方に傾斜
した第２外表面１４８と、半径方向内方に段差を付され
た第３外表面１５４と、第２外表面１４８と第３外表面
１５４との間に形成された半径方向内方に延長した第１
外壁１５０を有する。好ましい実施例では、ホルダセグ
メントの第３外表面１５４の外径は、グランドセグメン
トの第４面５６のそれより小さくする。このクリアラン
スは、ホルダ組立体１１０をグランド組立体４０内に自
由に回転し得るように座着させるのに必要である。第１
外表面１４６の外径は、グランドセグメントの第３面５
４のそれより小さく、グランドセグメントの第２面５０
のそれより大きくすることが好ましい。
向に延長した第１外表面１４６と、半径方向内方に傾斜
した第２外表面１４８と、半径方向内方に段差を付され
た第３外表面１５４と、第２外表面１４８と第３外表面
１５４との間に形成された半径方向内方に延長した第１
外壁１５０を有する。好ましい実施例では、ホルダセグ
メントの第３外表面１５４の外径は、グランドセグメン
トの第４面５６のそれより小さくする。このクリアラン
スは、ホルダ組立体１１０をグランド組立体４０内に自
由に回転し得るように座着させるのに必要である。第１
外表面１４６の外径は、グランドセグメントの第３面５
４のそれより小さく、グランドセグメントの第２面５０
のそれより大きくすることが好ましい。
【００２７】ホルダ組立体１１２の第４面１３８には、
割り軸ガスケット又はＯリング１４２を装着するための
環状チャンネル１４０が形成されている。軸ガスケット
１４２は、環状チャンネル１４０内に装着されると、軸
１２に密封係合し、ホルダ１１２と軸１２との界面に沿
って流体密シールを設定する（図２参照）。第２壁１３
６には円筒状突起１４４を軸方向に突設することが好ま
しい。突起１４４は、後述するように、回転シールリン
グ２０を回転運動するように付勢することによって機械
的回転手段として機能する。
割り軸ガスケット又はＯリング１４２を装着するための
環状チャンネル１４０が形成されている。軸ガスケット
１４２は、環状チャンネル１４０内に装着されると、軸
１２に密封係合し、ホルダ１１２と軸１２との界面に沿
って流体密シールを設定する（図２参照）。第２壁１３
６には円筒状突起１４４を軸方向に突設することが好ま
しい。突起１４４は、後述するように、回転シールリン
グ２０を回転運動するように付勢することによって機械
的回転手段として機能する。
【００２８】ホルダセグメント１１２，１１４の各割り
ホルダシール面１１８，１２０には、図１〜４に示され
た形状を有するホルダガスケット溝１５８が形成されて
いる。溝１５８にはそれに嵌合する形状の弾性のホルダ
ガスケット１６０が座着される。本発明の重要な特徴の
１つは、ガスケット１６０が、溝１５８内に装着された
とき、図４に示されるようにホルダシール面１１８，１
２０から突出することである。一方のホルダセグメント
のシール面から突出したガスケット１６０の露出部分
は、他方のホルダセグメントのシール面に形成された嵌
合形状の溝に座着される。この構成は、グランド組立体
に関連して先に説明したように、選択された値より高い
圧力において流体密シールを設定することを可能にす
る。ガスケット１６０は、エラストマーゴムのような任
意の適当な変形自在の材料で形成することが好ましい。
ホルダシール面１１８，１２０には、図１〜４に示され
た形状を有するホルダガスケット溝１５８が形成されて
いる。溝１５８にはそれに嵌合する形状の弾性のホルダ
ガスケット１６０が座着される。本発明の重要な特徴の
１つは、ガスケット１６０が、溝１５８内に装着された
とき、図４に示されるようにホルダシール面１１８，１
２０から突出することである。一方のホルダセグメント
のシール面から突出したガスケット１６０の露出部分
は、他方のホルダセグメントのシール面に形成された嵌
合形状の溝に座着される。この構成は、グランド組立体
に関連して先に説明したように、選択された値より高い
圧力において流体密シールを設定することを可能にす
る。ガスケット１６０は、エラストマーゴムのような任
意の適当な変形自在の材料で形成することが好ましい。
【００２９】各ホルダセグメント１１２，１１４には
又、ねじ１７０を装着する締着具受容孔１６４が形成さ
れている。ホルダの締着具受容孔１６４は、上述したグ
ランド組立体のねじハウジング８０，８２の締着具受容
孔８４と同様のものであり、ねじ１７０は、ねじ９０と
同様のものである。ねじ１７０と孔１６４とは、ねじ９
０と孔８４に関連して先に説明したのと同様の態様で機
能する。ホルダ組立体１１０、グランド組立体４０及び
ねじ９０は、ステンレス鋼のような任意の適当な剛性材
料で形成することができる。
又、ねじ１７０を装着する締着具受容孔１６４が形成さ
れている。ホルダの締着具受容孔１６４は、上述したグ
ランド組立体のねじハウジング８０，８２の締着具受容
孔８４と同様のものであり、ねじ１７０は、ねじ９０と
同様のものである。ねじ１７０と孔１６４とは、ねじ９
０と孔８４に関連して先に説明したのと同様の態様で機
能する。ホルダ組立体１１０、グランド組立体４０及び
ねじ９０は、ステンレス鋼のような任意の適当な剛性材
料で形成することができる。
【００３０】回転シールリング組立体２０も、１対の同
じ円弧状の回転シールリングセグメント２５，２５から
成る。回転シールリング及び回転シールリングセグメン
トは、便宜上、単に「回転シールリング」又は「シール
リング」とも称する。各回転シールリングセグメント２
５は、図３に示されるように実質的に平滑な円弧状内表
面１７２と、外表面１７６を有する。内表面１７２に
は、ホルダの突起１４４を受容するための長方形の切欠
き１７４が形成されている。外表面１７６は、軸方向に
延長した第１外表面１８０と、それに連接して半径方向
内方に傾斜した第２外表面即ち衝接面１８２と、軸方向
に延長した第３外表面１８４を有する。回転シールリン
グセグメント２５の図３でみて頂部には、平滑な円弧状
シール表面２１が形成されている。回転シールリングセ
グメント２５の内表面１７２の内径は、軸１２の回転を
許すように軸１２の外径より大きくされている。回転シ
ールリングセグメント２５の第３外表面１８４は、ホル
ダ組立体１１０に取り付け係合するようにホルダセグメ
ントの第３面１３４の直径と等しいかそれより僅かに小
さい寸法とされている。回転シールリングセグメント２
５の第１外表面１８０の直径は、ホルダセグメントの第
１面１２６の内径より小さく、ホルダセグメントの第３
面１３４の直径より大きい寸法とする。図に示されたシ
ールリング２０の外表面１７６は、半径方向内方に傾斜
した衝接面１８２を有しているが、衝接面として、傾斜
していない、段差付きの環状表面を用いてもよいことは
当業者には明らかであろう。
じ円弧状の回転シールリングセグメント２５，２５から
成る。回転シールリング及び回転シールリングセグメン
トは、便宜上、単に「回転シールリング」又は「シール
リング」とも称する。各回転シールリングセグメント２
５は、図３に示されるように実質的に平滑な円弧状内表
面１７２と、外表面１７６を有する。内表面１７２に
は、ホルダの突起１４４を受容するための長方形の切欠
き１７４が形成されている。外表面１７６は、軸方向に
延長した第１外表面１８０と、それに連接して半径方向
内方に傾斜した第２外表面即ち衝接面１８２と、軸方向
に延長した第３外表面１８４を有する。回転シールリン
グセグメント２５の図３でみて頂部には、平滑な円弧状
シール表面２１が形成されている。回転シールリングセ
グメント２５の内表面１７２の内径は、軸１２の回転を
許すように軸１２の外径より大きくされている。回転シ
ールリングセグメント２５の第３外表面１８４は、ホル
ダ組立体１１０に取り付け係合するようにホルダセグメ
ントの第３面１３４の直径と等しいかそれより僅かに小
さい寸法とされている。回転シールリングセグメント２
５の第１外表面１８０の直径は、ホルダセグメントの第
１面１２６の内径より小さく、ホルダセグメントの第３
面１３４の直径より大きい寸法とする。図に示されたシ
ールリング２０の外表面１７６は、半径方向内方に傾斜
した衝接面１８２を有しているが、衝接面として、傾斜
していない、段差付きの環状表面を用いてもよいことは
当業者には明らかであろう。
【００３１】Ｏリング（環状の弾性部材）１８８のよう
な弾性付勢手段が回転シールリング２０の周りに同心的
に装着される。好ましい実施例では、Ｏリング１８８
は、図２に示されるように、ホルダ組立体１１０の第１
壁１３２に沿って座着させ、回転シールリング２０の第
２及び第３外表面１８２，１８４に衝接させる。Ｏリン
グ１８８は、各回転シールリングセグメントのシール面
を他の回転シールリングセグメントに密封接触させるの
に十分な弾性を有しており、それによって流体密及び圧
力密シールを設定する。Ｏリング１８８は、又、機械的
クリップ２００と協同して、回転シールリング２０及び
静止シールリング３０をグランド組立体４０及びホルダ
組立体１１０の剛性の壁及び面に対して浮動関係に離隔
して軸方向に非剛的に（弾性的に）浮動自在に支持する
ことによって軸方向の弾性的付勢手段として機能する。
このような浮動関係は、本出願人の米国特許第４，５７
６，３８４号において始めて開示された。
な弾性付勢手段が回転シールリング２０の周りに同心的
に装着される。好ましい実施例では、Ｏリング１８８
は、図２に示されるように、ホルダ組立体１１０の第１
壁１３２に沿って座着させ、回転シールリング２０の第
２及び第３外表面１８２，１８４に衝接させる。Ｏリン
グ１８８は、各回転シールリングセグメントのシール面
を他の回転シールリングセグメントに密封接触させるの
に十分な弾性を有しており、それによって流体密及び圧
力密シールを設定する。Ｏリング１８８は、又、機械的
クリップ２００と協同して、回転シールリング２０及び
静止シールリング３０をグランド組立体４０及びホルダ
組立体１１０の剛性の壁及び面に対して浮動関係に離隔
して軸方向に非剛的に（弾性的に）浮動自在に支持する
ことによって軸方向の弾性的付勢手段として機能する。
このような浮動関係は、本出願人の米国特許第４，５７
６，３８４号において始めて開示された。
【００３２】図３に明示されているように、静止シール
リング組立体３０も同様に、１対の同じ円弧状の静止シ
ールリングセグメント３３，３３から成る。静止シール
リング及び静止シールリングセグメントは、便宜上、単
に「静止シールリング」又は「シールリング」とも称す
る。各静止シールリングセグメント３３は、第１軸線１
３に平行に延長した実質的に平滑な円弧状内表面３５
と、外表面３６を有する。外表面３６は、軸方向に延長
した第１外表面１９０と、それに連接して半径方向外方
に傾斜した第２外表面即ち衝接面１９２を有する。静止
シールリングセグメント３３の図３でみて頂部には、平
滑な円弧状頂部表面１９４が形成されており、底部には
平滑な円弧状シール表面３１が形成されている。頂部表
面１９４に沿って凹部１９６が形成されている。
リング組立体３０も同様に、１対の同じ円弧状の静止シ
ールリングセグメント３３，３３から成る。静止シール
リング及び静止シールリングセグメントは、便宜上、単
に「静止シールリング」又は「シールリング」とも称す
る。各静止シールリングセグメント３３は、第１軸線１
３に平行に延長した実質的に平滑な円弧状内表面３５
と、外表面３６を有する。外表面３６は、軸方向に延長
した第１外表面１９０と、それに連接して半径方向外方
に傾斜した第２外表面即ち衝接面１９２を有する。静止
シールリングセグメント３３の図３でみて頂部には、平
滑な円弧状頂部表面１９４が形成されており、底部には
平滑な円弧状シール表面３１が形成されている。頂部表
面１９４に沿って凹部１９６が形成されている。
【００３３】グランド組立体４０の頂部表面６２にクリ
ップ溝６３（図２参照）を介して機械的に結合された機
械的クリップ２００は、静止シールリングセグメント３
３の頂部表面１９４の凹部１９６に座着する。この構成
により、静止シールリング３０を軸１２及び回転シール
リング２０と共に回転するのを防止するための回り止め
として機能するとともに、静止シールリング３０を心合
させ座着させるのを助成する。
ップ溝６３（図２参照）を介して機械的に結合された機
械的クリップ２００は、静止シールリングセグメント３
３の頂部表面１９４の凹部１９６に座着する。この構成
により、静止シールリング３０を軸１２及び回転シール
リング２０と共に回転するのを防止するための回り止め
として機能するとともに、静止シールリング３０を心合
させ座着させるのを助成する。
【００３４】静止シールリングセグメント３３の内表面
３５の内径は、軸１２及び回転シールリング２０の回転
を許すように軸１２の外径及び回転シールリング２０の
ない表面１７２の直径よりより大きくされている。Ｏリ
ング（環状の弾性部材）２０２のような弾性付勢手段が
静止シールリング３０の周りに同心的に装着される。Ｏ
リング２０２は、各静止シールリングセグメント３３の
シール面３２を他の静止シールリングセグメントに密封
接触させるのに十分な半径方向内向きの付勢力を及ぼ
す。Ｏリング２０２は、又、グランド組立体４０と静止
シールリング３０との間に流体密及び圧力密シールを設
定する。Ｏリング２０２は、グランドセグメントの第１
壁４８と、グランドセグメントの第２面５０と、静止シ
ールリングの外表面１９０と、静止シールリングの衝接
面１９２とによって画定される第１取り付け領域２０４
内に座着する。好ましい実施例では、衝接面１９２は、
静止シールリングの外表面１９０に対して好ましくは約
３０°〜６０°の範囲の、最も好ましくは約４５°の角
度をなす。静止シールリング３０は、炭素又はセラミッ
ク材、例えばアルミナ又は炭化珪素等で形成することが
好ましい。
３５の内径は、軸１２及び回転シールリング２０の回転
を許すように軸１２の外径及び回転シールリング２０の
ない表面１７２の直径よりより大きくされている。Ｏリ
ング（環状の弾性部材）２０２のような弾性付勢手段が
静止シールリング３０の周りに同心的に装着される。Ｏ
リング２０２は、各静止シールリングセグメント３３の
シール面３２を他の静止シールリングセグメントに密封
接触させるのに十分な半径方向内向きの付勢力を及ぼ
す。Ｏリング２０２は、又、グランド組立体４０と静止
シールリング３０との間に流体密及び圧力密シールを設
定する。Ｏリング２０２は、グランドセグメントの第１
壁４８と、グランドセグメントの第２面５０と、静止シ
ールリングの外表面１９０と、静止シールリングの衝接
面１９２とによって画定される第１取り付け領域２０４
内に座着する。好ましい実施例では、衝接面１９２は、
静止シールリングの外表面１９０に対して好ましくは約
３０°〜６０°の範囲の、最も好ましくは約４５°の角
度をなす。静止シールリング３０は、炭素又はセラミッ
ク材、例えばアルミナ又は炭化珪素等で形成することが
好ましい。
【００３５】機械的クリップ２００は、又、回転シール
リング２０と静止シールリング３０とをそれらのシール
表面２１と３１が互いに密封接触せしめられるように軸
方向に付勢することにより回転及び静止シールリング２
０，３０に弾性的な支持を与える軸方向の付勢手段とし
ても機能する。
リング２０と静止シールリング３０とをそれらのシール
表面２１と３１が互いに密封接触せしめられるように軸
方向に付勢することにより回転及び静止シールリング２
０，３０に弾性的な支持を与える軸方向の付勢手段とし
ても機能する。
【００３６】図２に示されるように、シールリング２
０，３０は、グランド組立体４０及びホルダ組立体１１
０の剛性の壁及び面に対して離隔した浮動関係をなして
非剛的に（弾性的に）浮動自在に支持されている。この
ような浮動自在の非剛的支持と離隔関係は、軸１２に対
する回転シールリングセグメント２５，２５及び静止シ
ールリングセグメント３３，３３の僅かな半径方向並び
に軸方向の浮動を許し、しかもなお、回転シール表面２
１が静止シールリング３０の平滑な円弧状シール表面３
１に追従してそれと密封接触を保つことを可能にする。
かくして、回転シールリングのシール表面２１と静止シ
ールリングのシール表面３１とは、この浮動作用の結果
として自動的に心合することができる。
０，３０は、グランド組立体４０及びホルダ組立体１１
０の剛性の壁及び面に対して離隔した浮動関係をなして
非剛的に（弾性的に）浮動自在に支持されている。この
ような浮動自在の非剛的支持と離隔関係は、軸１２に対
する回転シールリングセグメント２５，２５及び静止シ
ールリングセグメント３３，３３の僅かな半径方向並び
に軸方向の浮動を許し、しかもなお、回転シール表面２
１が静止シールリング３０の平滑な円弧状シール表面３
１に追従してそれと密封接触を保つことを可能にする。
かくして、回転シールリングのシール表面２１と静止シ
ールリングのシール表面３１とは、この浮動作用の結果
として自動的に心合することができる。
【００３７】図７に概略的に示されるように、Ｏリング
１８８及び２０２の両自由端には、同じ構造の玉継手が
設けられている。Ｏリング２０２を例にとって説明する
と、Ｏリング２０２の一方の自由端は、小径のほぼ半球
状の肩部２２２と、それに連接した環状頸部２２４と、
それに連接した球状頭部２２６から成る、玉継手の
「玉」部を有し、それに対応して、Ｏリング２０２の他
方の自由端には、球状ソケット部（受口）２２７と、そ
れに連接した環状カラー部２２８と、それに連接した環
状ジャケット部２３０から成る、玉継手の「ソケット」
が形成されている。Ｏリング２０２の両自由端を締着す
るには、一端の球状頭部２２６をそれた合致する形状の
他端の球状ソケット部２２７に挿入すればよく、それに
よって環状カラー部２２８が頸部２２４の周りに嵌合し
て頸部を係留し、肩部２２２が環状ジャケット部２３０
に密着する。メカニカルシール１０及びその関連部品
は、割り部品として示されているが、Ｏリング１８８及
び２０２はその両端が連結されれば、円形の一体部品で
ある。
１８８及び２０２の両自由端には、同じ構造の玉継手が
設けられている。Ｏリング２０２を例にとって説明する
と、Ｏリング２０２の一方の自由端は、小径のほぼ半球
状の肩部２２２と、それに連接した環状頸部２２４と、
それに連接した球状頭部２２６から成る、玉継手の
「玉」部を有し、それに対応して、Ｏリング２０２の他
方の自由端には、球状ソケット部（受口）２２７と、そ
れに連接した環状カラー部２２８と、それに連接した環
状ジャケット部２３０から成る、玉継手の「ソケット」
が形成されている。Ｏリング２０２の両自由端を締着す
るには、一端の球状頭部２２６をそれた合致する形状の
他端の球状ソケット部２２７に挿入すればよく、それに
よって環状カラー部２２８が頸部２２４の周りに嵌合し
て頸部を係留し、肩部２２２が環状ジャケット部２３０
に密着する。メカニカルシール１０及びその関連部品
は、割り部品として示されているが、Ｏリング１８８及
び２０２はその両端が連結されれば、円形の一体部品で
ある。
【００３８】組み立てに当っては、回転シールリングセ
グメント２５，２５を、その長方形の切欠き１７４をホ
ルダ組立体１１０の軸方向に突出した突起１４４に整列
させることによって軸１２の周りにホルダ組立体１１０
内に装着する。その際、Ｏリング１８８を回転シールリ
ングセグメント２５，２５の周りに同心的に配設し、ホ
ルダの第２面１３０及び第１壁１３２、及び回転シール
リングの外表面１８２，１８４に密封接触させる。Ｏリ
ング１８８は、又、一方の回転シールリングセグメント
２５のシール面２２を他方の回転シールリングセグメン
ト２５のシール面２２に密封接触させるのに十分な半径
方向内向き力を及ぼす。
グメント２５，２５を、その長方形の切欠き１７４をホ
ルダ組立体１１０の軸方向に突出した突起１４４に整列
させることによって軸１２の周りにホルダ組立体１１０
内に装着する。その際、Ｏリング１８８を回転シールリ
ングセグメント２５，２５の周りに同心的に配設し、ホ
ルダの第２面１３０及び第１壁１３２、及び回転シール
リングの外表面１８２，１８４に密封接触させる。Ｏリ
ング１８８は、又、一方の回転シールリングセグメント
２５のシール面２２を他方の回転シールリングセグメン
ト２５のシール面２２に密封接触させるのに十分な半径
方向内向き力を及ぼす。
【００３９】次いで、ホルダセグメント１１２と１１４
を、それらの締着具受容孔１６４内に確実に保持されて
いるねじ１７０を締めることによって締め合わせる。図
１〜３に示されるように、回転シールリングセグメント
２５，２５は、ホルダ組立体の１２４から離隔されてお
り、ホルダ組立体１１０内にＯリング１８８によって非
剛的に支持され、回転シールリング２０の僅かな半径方
向及び軸方向の浮動を許す。
を、それらの締着具受容孔１６４内に確実に保持されて
いるねじ１７０を締めることによって締め合わせる。図
１〜３に示されるように、回転シールリングセグメント
２５，２５は、ホルダ組立体の１２４から離隔されてお
り、ホルダ組立体１１０内にＯリング１８８によって非
剛的に支持され、回転シールリング２０の僅かな半径方
向及び軸方向の浮動を許す。
【００４０】次に、静止シールリングセグメント３３と
３３を軸１２の周りに同心的に取り付け、Ｏリング２０
２によって締め合わせる。Ｏリング２０２は、一方の静
止シールリングセグメント３３のシール面３２を他方の
静止シールリングセグメント３３のシール面３２に密封
接触させるのに十分な半径方向内向き力を静止シールリ
ングの外表面３６に及ぼす。
３３を軸１２の周りに同心的に取り付け、Ｏリング２０
２によって締め合わせる。Ｏリング２０２は、一方の静
止シールリングセグメント３３のシール面３２を他方の
静止シールリングセグメント３３のシール面３２に密封
接触させるのに十分な半径方向内向き力を静止シールリ
ングの外表面３６に及ぼす。
【００４１】次いで、グランドセグメント４１と４２を
ホルダ組立体１１０及び回転及び静止シールリング２
０，３０の周りに同心的に位置づけし、ねじハウジング
８０，８２の締着具受容孔８４内に確実に保持されてい
るねじ９０を締めることによって締め合わせる。先に述
べたように、ねじ９０は、本発明の締着具受容孔８４及
びねじ９０の構成によりグランド組立体４０に係留され
ているので、メカニカルシール１０から偶発的に脱落す
ることがない。更に、２本のねじ９０は、グランド組立
体４０の同じ側からでも、あるいは反対側からでも締め
ることができるので、軸１２を回す必要がない。
ホルダ組立体１１０及び回転及び静止シールリング２
０，３０の周りに同心的に位置づけし、ねじハウジング
８０，８２の締着具受容孔８４内に確実に保持されてい
るねじ９０を締めることによって締め合わせる。先に述
べたように、ねじ９０は、本発明の締着具受容孔８４及
びねじ９０の構成によりグランド組立体４０に係留され
ているので、メカニカルシール１０から偶発的に脱落す
ることがない。更に、２本のねじ９０は、グランド組立
体４０の同じ側からでも、あるいは反対側からでも締め
ることができるので、軸１２を回す必要がない。
【００４２】ねじ９０をハウジング１４に完全に締め付
ける前に、軸１２、ホルダ組立体１１０及び回転及び静
止シールリング２０，３０をチャンバー２４内に心合さ
せなければならない。本発明のメカニカルシールによれ
ば、軸１２及びホルダ組立体１１０は、図１０に示され
るようにホルダ組立体１１０の外表面１１６に沿って形
成された複数個の調心スペーサ２４０を介してグランド
セグメント４１，４２を軸及びホルダ組立体に対して心
合させる。調心スペーサ２４０は、ホルダ組立体１１０
の外表面１１６に一体に形成してもよく、あるいは外表
面１１６に形成した凹部内に別体の部材として取り付け
てもよい。好ましい実施例においては、スペーサ２４０
は、ホルダ組立体１１０の第１外表面１４６の周りに円
周方向に等間隔に配置される。スペーサ２４０は、ホル
ダ組立体１１０の回転中グランドの内表面を傷つけるこ
とがなく、しかも耐久性のある柔らかい材料、例えばテ
フロンで形成するのが好ましい。図１０の実施例は４つ
の等間隔に配置されたスペーサ２４０を示しているが、
スペーサの個数及び間隔は任意に定めることができる。
更に、スペーサ２４０は、必ずしもホルダ組立体１１０
の第１外表面１４６に形成する必要はなく、ホルダの他
のいろいろな部位に形成することができる。
ける前に、軸１２、ホルダ組立体１１０及び回転及び静
止シールリング２０，３０をチャンバー２４内に心合さ
せなければならない。本発明のメカニカルシールによれ
ば、軸１２及びホルダ組立体１１０は、図１０に示され
るようにホルダ組立体１１０の外表面１１６に沿って形
成された複数個の調心スペーサ２４０を介してグランド
セグメント４１，４２を軸及びホルダ組立体に対して心
合させる。調心スペーサ２４０は、ホルダ組立体１１０
の外表面１１６に一体に形成してもよく、あるいは外表
面１１６に形成した凹部内に別体の部材として取り付け
てもよい。好ましい実施例においては、スペーサ２４０
は、ホルダ組立体１１０の第１外表面１４６の周りに円
周方向に等間隔に配置される。スペーサ２４０は、ホル
ダ組立体１１０の回転中グランドの内表面を傷つけるこ
とがなく、しかも耐久性のある柔らかい材料、例えばテ
フロンで形成するのが好ましい。図１０の実施例は４つ
の等間隔に配置されたスペーサ２４０を示しているが、
スペーサの個数及び間隔は任意に定めることができる。
更に、スペーサ２４０は、必ずしもホルダ組立体１１０
の第１外表面１４６に形成する必要はなく、ホルダの他
のいろいろな部位に形成することができる。
【００４３】図１１は、軸調心機構の変型実施例を示
す。この実施例では、軸調心機構は、ねじハウジング８
０，８２に形成された横断ポート２４２に通された調心
ストラップ２４１から成る。調心ストラップ２４１は、
ハンドル２４８に取り付けられた１対の可撓性の細長ス
トラップセグメント２４４，２４６を含む。横断ポート
２４２は、ねじハウジング８０（又は８２）の外部に開
口し、グランド組立体４０によって画定されるチャンバ
ー２４に連通する。横断ポート２４２の内部を周囲環境
から隔絶するために横断ポート２４２のこの開口部を覆
う六角ボルト（図示せず）を設ける。ストラップ２４１
は、プラスチック材で形成することが好ましい。
す。この実施例では、軸調心機構は、ねじハウジング８
０，８２に形成された横断ポート２４２に通された調心
ストラップ２４１から成る。調心ストラップ２４１は、
ハンドル２４８に取り付けられた１対の可撓性の細長ス
トラップセグメント２４４，２４６を含む。横断ポート
２４２は、ねじハウジング８０（又は８２）の外部に開
口し、グランド組立体４０によって画定されるチャンバ
ー２４に連通する。横断ポート２４２の内部を周囲環境
から隔絶するために横断ポート２４２のこの開口部を覆
う六角ボルト（図示せず）を設ける。ストラップ２４１
は、プラスチック材で形成することが好ましい。
【００４４】軸１２及びホルダ組立体１１０をチャンバ
ー２４内に心合させるときは、調心ストラップ２４１の
各セグメントの前端２５０，２５２を、それらの前端が
ホルダ組立体１１０に接触してそれ以上の進入を一時的
に止められるまでポート２４２内に挿入する。ストラッ
プ２４１をポート２４２内へ更に挿入すると、各セグメ
ントの前端２５０，２５２がホルダ組立体１１０の外周
の周りに巻きつけられ、両方のセグメントでホルダ組立
体１１０の外周の周りをほぼ囲包する。かくして、スト
ラップ２４１は、ホルダ組立体１１０の全周を、従って
軸１２をグランド組立体４０の内表面から均一に離隔さ
せる働きをする。この調心機構は、割りメカニカルシー
ルにも、非割り型（全周一体の）メカニカルシールにも
適用することができることは、当業者には明らかであろ
う。
ー２４内に心合させるときは、調心ストラップ２４１の
各セグメントの前端２５０，２５２を、それらの前端が
ホルダ組立体１１０に接触してそれ以上の進入を一時的
に止められるまでポート２４２内に挿入する。ストラッ
プ２４１をポート２４２内へ更に挿入すると、各セグメ
ントの前端２５０，２５２がホルダ組立体１１０の外周
の周りに巻きつけられ、両方のセグメントでホルダ組立
体１１０の外周の周りをほぼ囲包する。かくして、スト
ラップ２４１は、ホルダ組立体１１０の全周を、従って
軸１２をグランド組立体４０の内表面から均一に離隔さ
せる働きをする。この調心機構は、割りメカニカルシー
ルにも、非割り型（全周一体の）メカニカルシールにも
適用することができることは、当業者には明らかであろ
う。
【００４５】グランド組立体４０とホルダ組立体１１０
を適正に心合させると、グランドガスケット７６及びホ
ルダガスケット１６０は、それぞれ、先に説明したグラ
ンドセグメントの対向したシール面に形成された溝、及
びホルダセグメントの対向したシール面に形成された溝
内に捕捉される。先に述べたように、このダブル捕捉
（両端捕捉）は、メカニカルシール１０がそのグランド
セグメント及びホルダセグメントのシール面によって設
定される圧力密及び流体密シールを弱めることなく、よ
り高い圧力に耐えることを可能にする。加えて、Ｏリン
グ２０２が、グランドの内表面、例えばグランドの第２
面５０及び第１壁４８と、静止シールリング３０の外表
面との間に圧力密及び流体密シールを設定する。
を適正に心合させると、グランドガスケット７６及びホ
ルダガスケット１６０は、それぞれ、先に説明したグラ
ンドセグメントの対向したシール面に形成された溝、及
びホルダセグメントの対向したシール面に形成された溝
内に捕捉される。先に述べたように、このダブル捕捉
（両端捕捉）は、メカニカルシール１０がそのグランド
セグメント及びホルダセグメントのシール面によって設
定される圧力密及び流体密シールを弱めることなく、よ
り高い圧力に耐えることを可能にする。加えて、Ｏリン
グ２０２が、グランドの内表面、例えばグランドの第２
面５０及び第１壁４８と、静止シールリング３０の外表
面との間に圧力密及び流体密シールを設定する。
【００４６】上述のようにしてメカニカルシール１０を
組み立て、ポンプハウジング１４に取り付けると、ポン
プのプロセス媒体、例えば液圧流体は、グランドの内表
面５４（グランドの第１面４６を除く）と、Ｏリング２
０２と、ホルダ組立体の外表面１１６と、静止シールリ
ングの外表面１９０及び衝接面１９２と回転シールリン
グの第１及び第２外表面１８０，１８２と、ホルダ組立
体の第１及び第２面１２６，１３０と、Ｏリング１８８
とによって画定されるプロセス媒体チャンネル（第１流
体通路）２３４（図２参照）内に密封される。周囲環境
の媒体、通常は空気が、静止シールリングの内表面３５
及び回転シールリングの内表面１７２と、静止シールリ
ングの外表面１９０と、グランドの第１及び第２面４
６，５０及び第１壁４８と、回転シールリングの外表面
１８４と、ホルダ組立体の第１壁１３２とによって画定
され、プロセス媒体チャンネル２３４から密封された周
囲環境側チャンネル（第２流体通路）２３６を満たす。
ここで、「周囲環境」とは、ハウジング１４の内部環境
以外のあらゆる外部環境をいう。
組み立て、ポンプハウジング１４に取り付けると、ポン
プのプロセス媒体、例えば液圧流体は、グランドの内表
面５４（グランドの第１面４６を除く）と、Ｏリング２
０２と、ホルダ組立体の外表面１１６と、静止シールリ
ングの外表面１９０及び衝接面１９２と回転シールリン
グの第１及び第２外表面１８０，１８２と、ホルダ組立
体の第１及び第２面１２６，１３０と、Ｏリング１８８
とによって画定されるプロセス媒体チャンネル（第１流
体通路）２３４（図２参照）内に密封される。周囲環境
の媒体、通常は空気が、静止シールリングの内表面３５
及び回転シールリングの内表面１７２と、静止シールリ
ングの外表面１９０と、グランドの第１及び第２面４
６，５０及び第１壁４８と、回転シールリングの外表面
１８４と、ホルダ組立体の第１壁１３２とによって画定
され、プロセス媒体チャンネル２３４から密封された周
囲環境側チャンネル（第２流体通路）２３６を満たす。
ここで、「周囲環境」とは、ハウジング１４の内部環境
以外のあらゆる外部環境をいう。
【００４７】回転リングセグメント２５のシール面２２
は、Ｏリング１８８によって他の回転リングセグメント
２５のトシール面２２に互いに密封接触するように付勢
され、同様にして、静止シールリングセグメント３３の
シール面３２は、Ｏリング２０２によって他の静止シー
ルリングセグメント３３のシール面３２に密封接触する
ように付勢される。更に、プロセスチャンネル２３４内
に存在するプロセス媒体の液圧は、その液圧に比例する
追加の半径方向内向きの力をシールリングセグメントの
外表面３６，１９０に及ぼし、静止シールリングセグメ
ント３３，３３のシール面３２と３２を互いに密着させ
るように付勢する。
は、Ｏリング１８８によって他の回転リングセグメント
２５のトシール面２２に互いに密封接触するように付勢
され、同様にして、静止シールリングセグメント３３の
シール面３２は、Ｏリング２０２によって他の静止シー
ルリングセグメント３３のシール面３２に密封接触する
ように付勢される。更に、プロセスチャンネル２３４内
に存在するプロセス媒体の液圧は、その液圧に比例する
追加の半径方向内向きの力をシールリングセグメントの
外表面３６，１９０に及ぼし、静止シールリングセグメ
ント３３，３３のシール面３２と３２を互いに密着させ
るように付勢する。
【００４８】全体として、Ｏリング１４２は、プロセス
媒体が軸１２に沿って周囲環境側チャンネル２３６内に
滲出するのを防止する。平坦なＯリング６０は、プロセ
ス媒体がハウジング１４とメカニカルシール１０との界
面に沿って滲出するのを防止し、Ｏリング１８８及び２
０２は、それぞれプロセス媒体がホルダ組立体１１０及
びグランド組立体４０を経て周囲環境側チャンネル２３
６内に滲出するのを防止する。
媒体が軸１２に沿って周囲環境側チャンネル２３６内に
滲出するのを防止する。平坦なＯリング６０は、プロセ
ス媒体がハウジング１４とメカニカルシール１０との界
面に沿って滲出するのを防止し、Ｏリング１８８及び２
０２は、それぞれプロセス媒体がホルダ組立体１１０及
びグランド組立体４０を経て周囲環境側チャンネル２３
６内に滲出するのを防止する。
【００４９】作動において、プロセス媒体の圧力が周囲
環境媒体それより大きいかそれに等しい場合（正圧であ
る）は、Ｏリング２０２は、図２、４及び８Ａに示され
るように第１装着領域２０４内の位置Ａに座着せしめら
れる。この位置では、プロセス媒体は、図８Ａに実線矢
印で示されるように静止シールリングの外表面３６（１
９０，１９２）に半径方向内向きの力を及ぼし、Ｏリン
グ２０２に軸方向（図８Ａでみて右方）の力を及ぼして
該Ｏリングをグランドの内表面の第１壁４８及び静止シ
ールリングの外表面１９０に密封接触させる。
環境媒体それより大きいかそれに等しい場合（正圧であ
る）は、Ｏリング２０２は、図２、４及び８Ａに示され
るように第１装着領域２０４内の位置Ａに座着せしめら
れる。この位置では、プロセス媒体は、図８Ａに実線矢
印で示されるように静止シールリングの外表面３６（１
９０，１９２）に半径方向内向きの力を及ぼし、Ｏリン
グ２０２に軸方向（図８Ａでみて右方）の力を及ぼして
該Ｏリングをグランドの内表面の第１壁４８及び静止シ
ールリングの外表面１９０に密封接触させる。
【００５０】プロセス媒体の圧力が周囲環境媒体のそれ
より低い（負圧又は真空である）場合は、周囲環境媒体
がＯリング２０２を図８Ｂに示されるように第１装着領
域２０４内の位置Ｂへ付勢して衝接面１９２に圧接させ
る。ここで「負圧」とは、プロセス媒体が周囲環境媒体
より低い圧力になるあらゆる圧力状態を意味するものと
する。この位置では、周囲環境媒体（以下、単に「周囲
媒体」とも称する）の圧力が、図８Ｂに実線矢印で示さ
れるように静止シールリングの内表面３５及び外表面３
６にそれぞれ半径方向外向き及び半径方向内向きの力を
及ぼす。第１装着領域２０４内では、前にプロセス媒体
によって占められていたが、Ｏリング２０の（図８Ｂで
みて左方への）変位によって空けられた区域が、周囲媒
体によって占められる。この周囲媒体によって及ぼされ
る半径方向外向きの力と半径方向内向きの力とは、静止
シールリングセグメント３３の図８Ｂでみて点線２６０
の右方までの長さ部分においては互いに相殺されるの
で、正味力はゼロである。しかしながら、点線２６０
の、即ちＯリング２０２の左方においては、周囲媒体に
よって静止シールリングセグメント３３の内表面３５に
及ぼされる半径方向外向きの力が、プロセス媒体によっ
て創生される対抗力より大きいので、正味半径方向外向
き力が生じる。この正味半径方向外向き力に対抗するの
がＯリング２０２である。正味半径方向外向き力がＯリ
ング２０２の付勢力を上回ると、静止シールリングセグ
メント３３と３３がそれらのシール面３２に沿って分離
し、その結果、流体密シールが破れて、プロセス媒体チ
ャンネル２３４を周囲媒体に露呈させることになる。
より低い（負圧又は真空である）場合は、周囲環境媒体
がＯリング２０２を図８Ｂに示されるように第１装着領
域２０４内の位置Ｂへ付勢して衝接面１９２に圧接させ
る。ここで「負圧」とは、プロセス媒体が周囲環境媒体
より低い圧力になるあらゆる圧力状態を意味するものと
する。この位置では、周囲環境媒体（以下、単に「周囲
媒体」とも称する）の圧力が、図８Ｂに実線矢印で示さ
れるように静止シールリングの内表面３５及び外表面３
６にそれぞれ半径方向外向き及び半径方向内向きの力を
及ぼす。第１装着領域２０４内では、前にプロセス媒体
によって占められていたが、Ｏリング２０の（図８Ｂで
みて左方への）変位によって空けられた区域が、周囲媒
体によって占められる。この周囲媒体によって及ぼされ
る半径方向外向きの力と半径方向内向きの力とは、静止
シールリングセグメント３３の図８Ｂでみて点線２６０
の右方までの長さ部分においては互いに相殺されるの
で、正味力はゼロである。しかしながら、点線２６０
の、即ちＯリング２０２の左方においては、周囲媒体に
よって静止シールリングセグメント３３の内表面３５に
及ぼされる半径方向外向きの力が、プロセス媒体によっ
て創生される対抗力より大きいので、正味半径方向外向
き力が生じる。この正味半径方向外向き力に対抗するの
がＯリング２０２である。正味半径方向外向き力がＯリ
ング２０２の付勢力を上回ると、静止シールリングセグ
メント３３と３３がそれらのシール面３２に沿って分離
し、その結果、流体密シールが破れて、プロセス媒体チ
ャンネル２３４を周囲媒体に露呈させることになる。
【００５１】しかしながら、本発明によれば、周囲媒体
がＯリング２０２を傾斜衝接面１９２に圧接させるの
で、この傾斜衝接面１９２がＯリング２０２から受ける
垂直力を軸方向の力成分２６８と半径方向の力成分２７
０に変換する。そして、この半径方向の力成分２７０
は、第２の、即ち補助的な半径方向内向き力を創生す
る。好ましい実施例として、衝接面１９２の傾斜を４５
°とすれば、第２の半径方向内向き力は、周囲媒体によ
って及ぼされる半径方向外向き力の０．７０７倍とな
る。大抵の圧力条件において、この第２の半径方向内向
き力は、静止シールリングセグメントのシール面３２と
３２が分離するのを防止し、流体密シールを維持するの
に十分である。更に、軸方向の力成分２６８は、回転シ
ールリング２０の平滑な円弧状シール表面２１と静止シ
ールリング３０の平滑な円弧状シール表面３１を互いに
密封接触した状態に維持する働きをする。
がＯリング２０２を傾斜衝接面１９２に圧接させるの
で、この傾斜衝接面１９２がＯリング２０２から受ける
垂直力を軸方向の力成分２６８と半径方向の力成分２７
０に変換する。そして、この半径方向の力成分２７０
は、第２の、即ち補助的な半径方向内向き力を創生す
る。好ましい実施例として、衝接面１９２の傾斜を４５
°とすれば、第２の半径方向内向き力は、周囲媒体によ
って及ぼされる半径方向外向き力の０．７０７倍とな
る。大抵の圧力条件において、この第２の半径方向内向
き力は、静止シールリングセグメントのシール面３２と
３２が分離するのを防止し、流体密シールを維持するの
に十分である。更に、軸方向の力成分２６８は、回転シ
ールリング２０の平滑な円弧状シール表面２１と静止シ
ールリング３０の平滑な円弧状シール表面３１を互いに
密封接触した状態に維持する働きをする。
【００５２】本発明の好ましい実施例によれば、上述し
た正味半径方向外向き力を小さくすることによって更に
確実に回転シールリング２０の平滑な円弧状シール表面
２１と静止シールリング３０の平滑な円弧状シール表面
３１を互いに密封接触した状態に維持することができ
る。そのための好ましい方法の１つは、不均衡な半径方
向外向き力に露呈される静止シールリング３０の面積を
最小限にすることである。例えば、図８Ｂに示されるよ
うに、静止シールリング３０の、点線２６０より左側の
部分をできるだけ短くし、それによって、相対的に高い
圧力の周囲媒体によって静止シールリングの内表面３５
に及ぼされる半径方向外向き力を小さくすることができ
る。
た正味半径方向外向き力を小さくすることによって更に
確実に回転シールリング２０の平滑な円弧状シール表面
２１と静止シールリング３０の平滑な円弧状シール表面
３１を互いに密封接触した状態に維持することができ
る。そのための好ましい方法の１つは、不均衡な半径方
向外向き力に露呈される静止シールリング３０の面積を
最小限にすることである。例えば、図８Ｂに示されるよ
うに、静止シールリング３０の、点線２６０より左側の
部分をできるだけ短くし、それによって、相対的に高い
圧力の周囲媒体によって静止シールリングの内表面３５
に及ぼされる半径方向外向き力を小さくすることができ
る。
【００５３】あるいは、図９に示されるように変型実施
例として、静止シールリング３０とグランドの内表面と
の間に力伝達仲介部材２８０を介設し、この仲介部材２
８０の半径方向内外両側にＯリング２０２Ａと２０２Ｂ
を設けることができる。この場合、Ｏリング２０２Ａ
は、上述したのと同様の態様で、衝接面１９２と協同
し、第２の半径方向内向き力を創生し、それによって流
体密シールを維持する。一方、Ｏリング２０２Ｂは、プ
ロセス媒体チャンネル２３４と周囲環境側チャンネル２
３６との間に流体密シールを設定する。以上の説明から
分かるように、本発明は、上述した目的を能率的に達成
する。
例として、静止シールリング３０とグランドの内表面と
の間に力伝達仲介部材２８０を介設し、この仲介部材２
８０の半径方向内外両側にＯリング２０２Ａと２０２Ｂ
を設けることができる。この場合、Ｏリング２０２Ａ
は、上述したのと同様の態様で、衝接面１９２と協同
し、第２の半径方向内向き力を創生し、それによって流
体密シールを維持する。一方、Ｏリング２０２Ｂは、プ
ロセス媒体チャンネル２３４と周囲環境側チャンネル２
３６との間に流体密シールを設定する。以上の説明から
分かるように、本発明は、上述した目的を能率的に達成
する。
【００５４】以上、本発明を実施例に関連して説明した
が、本発明は、ここに例示した実施例の構造及び形態に
限定されるものではなく、本発明の精神及び範囲から逸
脱することなく、いろいろな実施形態が可能であり、い
ろいろな変更及び改変を加えることができることを理解
されたい。
が、本発明は、ここに例示した実施例の構造及び形態に
限定されるものではなく、本発明の精神及び範囲から逸
脱することなく、いろいろな実施形態が可能であり、い
ろいろな変更及び改変を加えることができることを理解
されたい。
【図１】図１は、本発明の好ましい実施例に従って２つ
のセグメントに分割された割りメカニカルシールの透視
図である。
のセグメントに分割された割りメカニカルシールの透視
図である。
【図２】図２は、図１のメカニカルシールの一部断面に
よる部分図である。
よる部分図である。
【図３】図３は、図１のメカニカルシールの線３−３に
沿って切り離された半分の分解透視図である。
沿って切り離された半分の分解透視図である。
【図４】図４は、図１のメカニカルシールの半分の透視
図である。
図である。
【図５】図５は、図１のメカニカルシールの一部分の上
からみた図である。
からみた図である。
【図６】図６Ａは、図１のメカニカルシールのグランド
のための本発明の好ましい実施例によるねじの側面図で
ある。図６Ｂは、図１のメカニカルシールのグランドの
ための本発明の好ましい実施例によるねじハウジングの
部分図である。
のための本発明の好ましい実施例によるねじの側面図で
ある。図６Ｂは、図１のメカニカルシールのグランドの
ための本発明の好ましい実施例によるねじハウジングの
部分図である。
【図７】図７は、図１のメカニカルシールの静止シール
リングのための本発明の好ましい実施例によるＯリング
の断面図である。
リングのための本発明の好ましい実施例によるＯリング
の断面図である。
【図８】図８Ａは、図１のメカニカルシールの静止シー
ルリング及びグランド組立体の部分図である。図８Ｂ
は、図８Ａと同様の図であるが、Ｏリングが変位したと
ころを示す図である。
ルリング及びグランド組立体の部分図である。図８Ｂ
は、図８Ａと同様の図であるが、Ｏリングが変位したと
ころを示す図である。
【図９】図９は、８Ａ及び８Ｂの変型実施例を示す図８
と同様の図である。
と同様の図である。
【図１０】図１０は、本発明の好ましい実施例によるホ
ルダ組立体の平面図である。
ルダ組立体の平面図である。
【図１１】図１１は、本発明の好ましい実施例による調
心機構を示す図１のメカニカルシールの平面図である。
心機構を示す図１のメカニカルシールの平面図である。
１０：メカニカルシール １２：軸 １３：第１軸線 １４：ハウジング ２０：回転シールリング組立体 ２１：平滑な円弧状シール表面 ２２：セグメントシール面 ２４：チャンバー ２５：回転シールリングセグメント ３０：静止シールリング ３１：平滑な円弧状シール表面 ３２：セグメントシール面 ３３：静止シールリングセグメント ３５：平滑な円弧状内表面 ３６：外表面 ３８：ボルトタブ ４０：グランド組立体 ４１：グランドセグメント ４６：第１面 ４８：第１壁 ６４，６６：シール面 ７０：ガスケット溝 ７６：ガスケット ８０，８２：ねじハウジング ８４：締着具受容孔 ８６：小径のねじ付き部分 ８８：ねじなし部分 ９０：ねじ ９３：ねじ付き先端部分 ９６：頭部 １１０：シールリングホルダ組立体 １１２，１１４：ホルダセグメント １１６：外表面 １１８，１２０：シール面 １４４：円筒状突起 １５８：ガスケット溝 １６４：締着具受容孔 １７０：ねじ １７２：平滑な円弧状内表面 １７４：長方形の切欠き １７６：外表面 １８２：半径方向内方に傾斜した外表面（衝接面） １８８：弾性付勢手段（Ｏリング） １９０：軸方向に延長した第１外表面 １９２：半径方向外方に傾斜した第２外表面（衝接面） １９６：凹部 ２００：機械的クリップ ２０２：弾性付勢手段（Ｏリング） ２０４：第１装着領域 ２３４：プロセス媒体チャンネル（第１流体通路） ２３６：周囲環境側チャンネル（第２流体通路） ２４０：調心スペーサ ２４１：調心ストラップ ２４２：横断ポート ２４４，２４６：ストラップセグメント ２５０，２５２：自由端
【手続補正書】
【提出日】平成７年３月１４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】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００８】本発明の一側面においては、前記弾性付勢
手段は、前記シールリングセグメントのセグメントシー
ル面を互いに密封接触させるように付勢する働きをする
第１半径方向内向き力を与えるために前記シールリング
の１つの外表面の周りに同心的に配設されて該外表面に
緊密に接触せしめられる。好ましい実施例では、各シー
ルリングの周りに１つづつ１対の弾性付勢手段を設ける
ことが好ましく、弾性付勢手段は、エラストマー製部材
であることが好ましい。
手段は、前記シールリングセグメントのセグメントシー
ル面を互いに密封接触させるように付勢する働きをする
第１半径方向内向き力を与えるために前記シールリング
の１つの外表面の周りに同心的に配設されて該外表面に
緊密に接触せしめられる。好ましい実施例では、各シー
ルリングの周りに１つづつ１対の弾性付勢手段を設ける
ことが好ましく、弾性付勢手段は、エラストマー製部材
であることが好ましい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１０】本発明の別の側面によれば、該メカニカル
シールが前記所定の圧力条件、例えば、該メカニカルシ
ールの内部圧力より高い周囲圧力に露呈されたとき、前
記エラストマー製部材（弾性付勢手段）が前記衝接面に
圧接されて該衝接面に軸方向の力を及ぼす。衝接面は、
その軸方向の力を軸方向力成分と、第２半径方向内向き
力に変換する。この第２半径方向内向き力は、第１半径
方向内向き力と協同して、シールリングセグメントのシ
ール面を互いに密封接触させるように付勢する働きをす
る。
シールが前記所定の圧力条件、例えば、該メカニカルシ
ールの内部圧力より高い周囲圧力に露呈されたとき、前
記エラストマー製部材（弾性付勢手段）が前記衝接面に
圧接されて該衝接面に軸方向の力を及ぼす。衝接面は、
その軸方向の力を軸方向力成分と、第２半径方向内向き
力に変換する。この第２半径方向内向き力は、第１半径
方向内向き力と協同して、シールリングセグメントのシ
ール面を互いに密封接触させるように付勢する働きをす
る。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１２】この構成においては、複数の円弧状シール
リングセグメントが円形のシールリングを構成するよう
に締め合わされたセグメント界面における密封接触を維
持する半径方向に各シールリングセグメントを弾性的に
付勢することも肝要である。典型的な実施例では、これ
は、各シールリングの周りに円形のエラストマー製Ｏリ
ングを配設することによって達成される。このメカニカ
ルシール全体の目的は、周囲雰囲気と、回転軸の周りの
内部流体（プロセス媒体）との間にシールを維持するこ
とであるが、周囲雰囲気と内部流体との間のいろいろな
圧力条件下で密封状態を維持することができるものでな
ければならない。圧力条件としては、例えば、周囲雰囲
気が、内部流体に比べて高い圧力である場合もあれば、
あるいは低い圧力である場合もある。
リングセグメントが円形のシールリングを構成するよう
に締め合わされたセグメント界面における密封接触を維
持する半径方向に各シールリングセグメントを弾性的に
付勢することも肝要である。典型的な実施例では、これ
は、各シールリングの周りに円形のエラストマー製Ｏリ
ングを配設することによって達成される。このメカニカ
ルシール全体の目的は、周囲雰囲気と、回転軸の周りの
内部流体（プロセス媒体）との間にシールを維持するこ
とであるが、周囲雰囲気と内部流体との間のいろいろな
圧力条件下で密封状態を維持することができるものでな
ければならない。圧力条件としては、例えば、周囲雰囲
気が、内部流体に比べて高い圧力である場合もあれば、
あるいは低い圧力である場合もある。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１３】エラストマー製Ｏリングは、又、シールリ
ングを軸方向に移動し得るように弾性的に取り付けるこ
とを可能にし、それらのシールリングに互いに近づける
方向に若干の軸方向付勢力を与える。
ングを軸方向に移動し得るように弾性的に取り付けるこ
とを可能にし、それらのシールリングに互いに近づける
方向に若干の軸方向付勢力を与える。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１８】グランド組立体４０は、その底部５９に沿
って形成されたガスケット溝５８を有する。ガスケット
溝５８は、平坦な環状のエラストマー製のガスケット又
は平坦なＯリング６０を受容し座着させるための溝であ
る。図２及び３に示されるように、ガスケット６０は、
溝５８の深さより大きい軸方向の寸法（厚さ）を有する
ことが好ましく、それによってメカニカルシール１０と
ハウジング１４との間に圧密及び流体密シールを設定す
る。好ましい実施例では、ガスケット６０（メカニカル
シール１０とハウジング１４との間を密封するためのも
のであるから「ハウジングガスケット」とも称する）
は、各グランドセグメント４１，４２にそれぞれ装着す
るための２つの円弧状ガスケットセグメントに予め切断
しておくことが好ましい。それらのハウジングガスケッ
トセグメントは、溝５８に取り付け、接着剤によって固
定することが好ましい。この構成は、メカニカルシール
１０をハウジング１４に取付けたとき、プロセス媒体が
シール１０に沿って漏出するのを防止する働きをする。
って形成されたガスケット溝５８を有する。ガスケット
溝５８は、平坦な環状のエラストマー製のガスケット又
は平坦なＯリング６０を受容し座着させるための溝であ
る。図２及び３に示されるように、ガスケット６０は、
溝５８の深さより大きい軸方向の寸法（厚さ）を有する
ことが好ましく、それによってメカニカルシール１０と
ハウジング１４との間に圧密及び流体密シールを設定す
る。好ましい実施例では、ガスケット６０（メカニカル
シール１０とハウジング１４との間を密封するためのも
のであるから「ハウジングガスケット」とも称する）
は、各グランドセグメント４１，４２にそれぞれ装着す
るための２つの円弧状ガスケットセグメントに予め切断
しておくことが好ましい。それらのハウジングガスケッ
トセグメントは、溝５８に取り付け、接着剤によって固
定することが好ましい。この構成は、メカニカルシール
１０をハウジング１４に取付けたとき、プロセス媒体が
シール１０に沿って漏出するのを防止する働きをする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２０】グランド溝７０にはそれに嵌合する形状の
エラストマー製グランドガスケット７６が座着される。
本発明の重要な特徴の１つは、ガスケット７６が、溝７
０内に装着されたとき、図１、４及び５に示されるよう
にグランドの割りグランドシール面６４，６６から突出
することである。一方のグランドセグメント４１の割り
グランドシール面６４，６６から突出したガスケット７
６の露出部分は、他方のグランドセグメント４２の割り
グランドシール面６４，６６に形成された嵌合形状のグ
ランド溝に捕捉される。このように、ガスケット７６の
両端を互いに対面する割りグランドシール面６４，６６
と６４，６６との間に捕捉することにより、ガスケット
７６が選定された最大限圧力より高い圧力に露呈された
場合でも互いに対面する割りグランドシール面の間に形
成された間隙から飛び出すのを防止する。従って、この
ダブル捕捉（両端捕捉）の特徴は、メカニカルシール１
０の他の構成部品の機械的公差の厳密性を緩和するばか
りでなく、グランドセグメント４１，４２が圧力漏れを
起すことなくより高い圧力に耐えることを可能にする。
グランドガスケット７６は、エラストマーゴムのような
任意の適当なエラストマー材で形成することが好まし
い。又、ガスケット７６及びそれに対応する溝７０の形
状は、図示のものに限定されるものではなく、他の任意
の適当な形状とすることができることは当業者には明ら
かであろう。
エラストマー製グランドガスケット７６が座着される。
本発明の重要な特徴の１つは、ガスケット７６が、溝７
０内に装着されたとき、図１、４及び５に示されるよう
にグランドの割りグランドシール面６４，６６から突出
することである。一方のグランドセグメント４１の割り
グランドシール面６４，６６から突出したガスケット７
６の露出部分は、他方のグランドセグメント４２の割り
グランドシール面６４，６６に形成された嵌合形状のグ
ランド溝に捕捉される。このように、ガスケット７６の
両端を互いに対面する割りグランドシール面６４，６６
と６４，６６との間に捕捉することにより、ガスケット
７６が選定された最大限圧力より高い圧力に露呈された
場合でも互いに対面する割りグランドシール面の間に形
成された間隙から飛び出すのを防止する。従って、この
ダブル捕捉（両端捕捉）の特徴は、メカニカルシール１
０の他の構成部品の機械的公差の厳密性を緩和するばか
りでなく、グランドセグメント４１，４２が圧力漏れを
起すことなくより高い圧力に耐えることを可能にする。
グランドガスケット７６は、エラストマーゴムのような
任意の適当なエラストマー材で形成することが好まし
い。又、ガスケット７６及びそれに対応する溝７０の形
状は、図示のものに限定されるものではなく、他の任意
の適当な形状とすることができることは当業者には明ら
かであろう。
Claims (33)
- 【請求項１】 回転軸を収容したハウジングに取り付け
るための割りメカニカルシールであって、 前記軸の周りに同心的に配置された第１シールリング組
立体と第２シールリング組立体から成り、第１及び第２
シールリング組立体の各々は、弾性的に支持された少く
とも２つのシールリングセグメントで構成され、第１軸
線の周りに同心的に配置されたシールリングを有し、各
シールリングセグメントは、同心関係をなす内表面及び
外表面と、両端にそれぞれ軸方向に延長したセグメント
シール面を有し、 該メカニカルシールが第１圧力条件に露呈されたとき、
少くとも１つのシールリングの１つのシールリングセグ
メントの前記各セグメントシール面を対応するシールリ
ングセグメントのセグメントシール面に密封接触させる
ように付勢する働きをする第１半径方向内向き力を該シ
ールリングセグメントに与えるための少くとも１つの弾
性付勢手段が、該少くとも１つのシールリングのシール
リングセグメントの周りに同心的に配設されて該シール
リングセグメントに緊密に接触せしめられており、 該メカニカルシールが第２圧力条件に露呈されたとき、
少くとも１つのシールリングの１つのシールリングセグ
メントの前記各セグメントシール面を対応するシールリ
ングセグメントのセグメントシール面に密封接触させる
ように付勢する働きをする第２半径方向内向き力を前記
弾性付勢手段と協同して創生し、該シールリングセグメ
ントに与えるための少くとも１つの軸方向付勢手段が、
該少くとも１つのシールリングに設けられていることを
特徴とする割りメカニカルシール。 - 【請求項２】 前記弾性付勢手段は、環状の弾性部材か
ら成ることを特徴とする請求項１に記載の割りメカニカ
ルシール。 - 【請求項３】 前記少くとも１つの弾性付勢手段は、第
１及び第２弾性付勢手段を含むことを特徴とする請求項
１に記載の割りメカニカルシール。 - 【請求項４】 前記各シールリングは、平滑な環状シー
ル表面を有し、該環状シール表面は、対応する他のシー
ルリングの環状シール表面に密封接触しており、前記軸
方向付勢手段は、各シールリングに一体的に形成され、
傾斜した外表面を有する半径方向に延長した衝接面を含
むことを特徴とする請求項３に記載の割りメカニカルシ
ール。 - 【請求項５】 前記シールリングの前記衝接面の傾斜外
表面は、前記第１軸線に対して所定の角度をなして当該
シールリングの前記環状シール表面から半径方向内方に
傾斜していることを特徴とする請求項４に記載の割りメ
カニカルシール。 - 【請求項６】 前記所定の角度は、約３０°〜約６０°
の範囲であることを特徴とする請求項５に記載の割りメ
カニカルシール。 - 【請求項７】 少くとも２つの円弧状グランドセグメン
トが、前記第１及び第２シールリング組立体の周りに同
心的に該シールリング組立体から半径方向外方に離隔し
て配設されていることを特徴とする請求項５に記載の割
りメカニカルシール。 - 【請求項８】 前記各グランドセグメントは、前記第１
軸線に平行に延長した平滑な円弧状第１面と、該第１面
と一体に形成され、第１軸線に対して半径方向外方に段
差を付された第２面を有し、該第１面と第２面とが第１
軸線に対して横断方向の第１壁によってに連接されてい
ることを特徴とする請求項７に記載の割りメカニカルシ
ール。 - 【請求項９】 前記グランドセグメントの第１面、及び
第１壁と、第１シールリング組立体の前記外表面及び衝
接面とで、前記第１弾性付勢手段を座着させるための第
１装着領域が画定されているいることを特徴とする請求
項８に記載の割りメカニカルシール。 - 【請求項１０】 少くとも２つのホルダセグメントが、
前記第１及び第２シールリング組立体の周りに同心的に
前記グランドセグメントから半径方向内方に離隔して配
設されていることを特徴とする請求項７に記載の割りメ
カニカルシール。 - 【請求項１１】 前記各ホルダセグメントは、外表面
と、前記第１軸線に沿って軸方向に延長した一連の面を
有する内表面を有し、該一連の面は、内方に傾斜した第
１面と、該第１面と一体に形成され、第１軸線に沿って
延長した第２面と、第１軸線に対して半径方向内方に段
差を付された第３面を有し、該第２面と第３面を連接し
た、第１軸線に対して横断方向の第２壁と、第３面から
半径方向内方に段差を付されて延長した第４面を含むこ
とを特徴とする請求項９に記載の割りメカニカルシー
ル。 - 【請求項１２】 前記衝接面の傾斜外表面と、前記シー
ルリングセグメントの外表面と、前記ホルダセグメント
の第２面及び第２壁とで、前記第２弾性付勢手段を座着
させるための第２装着領域が画定されているいることを
特徴とする請求項１１に記載の割りメカニカルシール。 - 【請求項１３】 前記各グランドセグメントは、その両
端にそれぞれシール面を有し、該各シール面は、第１ガ
スケットを装着するための第１溝を構成する第１ガスケ
ット溝手段を有していることを特徴とする請求項７に記
載の割りメカニカルシール。 - 【請求項１４】 前記第１ガスケットが前記第１溝の１
つに装着されたとき該第１ガスケットの一部分が当該シ
ール面から突出するようになされており、該ガスケット
の突出した部分が、他のグランドセグメントの対応する
シール面に形成された嵌合形状の溝に受容されて装着さ
れるようになされていることを特徴とする請求項１３に
記載の割りメカニカルシール。 - 【請求項１５】 前記各ホルダセグメントは、その両端
にそれぞれシール面を有し、該各シール面には、第２ガ
スケットを装着するための第２溝を構成する第２ガスケ
ット溝手段を有していることを特徴とする請求項１０に
記載の割りメカニカルシール。 - 【請求項１６】 前記第２ガスケットが前記第２溝の１
つに装着されたとき該第２ガスケットの一部分が当該シ
ール面から突出するようになされており、該第２ガスケ
ットの突出した部分が、他のホルダセグメントの対応す
るシール面に形成された嵌合形状の溝に受容されて装着
されるようになされていることを特徴とする請求項１５
に記載の割りメカニカルシール。 - 【請求項１７】 前記第１装着領域と、前記弾性付勢手
段と、前記各ホルダセグメントの外壁とで、プロセス媒
体を通すための第１流体通路を画定し、前記第１及び第
２シールリング組立体の前記内表面と、前記軸とで、第
２流体通路を画定することを特徴とする請求項１１に記
載の割りメカニカルシール。 - 【請求項１８】 前記第１圧力条件は、前記プロセス媒
体によって前記第１流体通路内に創生され、前記シール
リングセグメントの外表面に半径方向内向き力を及ぼす
正の液圧であることを特徴とする請求項１７に記載の割
りメカニカルシール。 - 【請求項１９】 前記第２圧力条件は、前記第２流体通
路内に創生され、前記シールリングセグメントの内表面
に半径方向外向きの力を及ぼす負の圧力であることを特
徴とする請求項１８に記載の割りメカニカルシール。 - 【請求項２０】 前記第１弾性付勢手段は、前記負の第
２圧力条件下において、前記シールリングの衝接面の傾
斜外表面に圧接されて該傾斜外表面に軸方向の力を及ぼ
し、該衝接面の傾斜外表面は、該軸方向の力を前記第２
半径方向内向き力に変換することを特徴とする請求項１
９に記載の割りメカニカルシール。 - 【請求項２１】 前記各シールリングは、前記平滑な円
弧状の半径方向に延長したシール表面に対向した頂部表
面を有することを特徴とする請求項１０に記載の割りメ
カニカルシール。 - 【請求項２２】 前記各シールリングに軸方向力を及ぼ
し、それによって各シールリングの前記平滑な円弧状の
シール表面を互いに密封接触させるための非剛性の軸方
向付勢手段が、前記各グランドセグメントに連結されて
前記シールリングの少くとも１つの頂部表面に圧接して
いることを特徴とする請求項２１に記載の割りメカニカ
ルシール。 - 【請求項２３】 前記非剛性の軸方向付勢手段は、機械
的クリップであることを特徴とする請求項２２に記載の
割りメカニカルシール。 - 【請求項２４】 割りメカニカルシールであって、 内側にチャンバーを画定する１対の静止グランドセグメ
ントと、 該チャンバー内に配置され、該グランドセグメントから
半径方向に離隔した１対の回転ホルダセグメントと、 前記チャンバー内に前記ホルダセグメントの上方に軸方
向に離隔して配置され、各々、内表面及び外表面と、両
端にそれぞれ軸方向に延長したセグメントシール面を有
し、該チャンバー内に弾性的に支持された１対の円弧状
シールリングセグメントを含む静止シールリング組立体
と、 前記１対の回転ホルダセグメントの内側に、前記静止シ
ールリング組立体から軸方向にずらせて該静止シールリ
ング組立体に緊密に接触するように配置され、各々、内
表面及び外表面と、両端にそれぞれ軸方向に延長したセ
グメントシール面を有し、該チャンバー内に弾性的に支
持された１対の円弧状シールリングセグメントを含む回
転シールリング組立体と、 少くとも前記静止シールリング組立体のシールリングセ
グメントの外表面に第１半径方向内向き力を及ぼすため
に前記チャンバー内に少くとも該静止シールリング組立
体の周りに同心的に配置された少くとも１つの弾性付勢
手段と、から成り、 前記回転シールリング組立体の各シールリングセグメン
トの外表面には、傾斜した外表面を有する衝接面が一体
に形成されており、 該割りメカニカルシールが所定の圧力条件下で作動して
いるとき、前記弾性付勢手段と衝接面とが協同して第２
半径方向内向き力を創生し、該第２半径方向内向き力を
少くとも前記静止シールリング組立体のシールリングセ
グメントの外表面に及ぼすことを特徴とする割りメカニ
カルシール。 - 【請求項２５】 前記第１半径方向内向き力は、少くと
も前記静止シールリング組立体の一方のシールリングセ
グメントの各セグメントシール面を対応する他方のシー
ルリングセグメントのセグメントシール面に密封接触す
るように付勢し、前記第２半径方向内向き力も、少くと
も静止シールリング組立体の一方のシールリングセグメ
ントの各セグメントシール面を対応する他方のシールリ
ングセグメントのセグメントシール面に密封接触するよ
うに付勢する働きをすることを特徴とする請求項２４に
記載の割りメカニカルシール。 - 【請求項２６】 前記弾性付勢手段は、前記回転シール
リング組立体の周りに同心的に配設されていることを特
徴とする請求項２５に記載の割りメカニカルシール。 - 【請求項２７】 前記衝接面の傾斜外表面は、前記回転
シールリング組立体のシールリングセグメントの外表面
に対して横断方向の軸線に対して所定の角度をなして当
該シールリングの外表面から外方に傾斜していることを
特徴とする請求項２５に記載の割りメカニカルシール。 - 【請求項２８】 前記所定の角度は、約３０°〜約６０
°の範囲であることを特徴とする請求項２４に記載の割
りメカニカルシール。 - 【請求項２９】 前記圧力条件は、前記静止シールリン
グ組立体及び回転シールリング組立体のシールリングセ
グメントの内表面に半径方向外向きの力を及ぼす負の圧
力であることを特徴とする請求項２７に記載の割りメカ
ニカルシール。 - 【請求項３０】 前記弾性付勢手段は、前記負の圧力条
件下において、前記シールリングの衝接面の傾斜外表面
に圧接されて該傾斜外表面に軸方向の力を及ぼし、該衝
接面の傾斜外表面は、該軸方向の力を前記第２半径方向
内向き力に変換することを特徴とする請求項２９に記載
の割りメカニカルシール。 - 【請求項３１】 回転軸を収容したハウジングに取り付
けるための割りメカニカルシールであって、 各々１対の軸方向に延長したセグメントシール面を有
し、内側にチャンバーを画定する内表面を有する少くと
も２つの円弧状のグランドセグメントと、 該チャンバー内で該グランドセグメントから半径方向内
方に離隔されて配置され、各々１対の軸方向に延長した
セグメントシール面を有する少くとも２つの円弧状のホ
ルダセグメントと、 前記チャンバー内で前記軸の周りに同心的に配置された
少くとも２つのシールリングとから成り、 前記グランドセグメント及びホルダセグメントの前記セ
グメントシール面の少くとも１つは、密封ガスケットを
装着するためのガスケット受容溝を構成する少くとも１
つのガスケット溝手段を有することを特徴とする割りメ
カニカルシール。 - 【請求項３２】 前記密封ガスケットが前記溝内に装着
されたとき該密封ガスケットの一部分がグランドセグメ
ント又はホルダセグメントのシール面から突出するよう
になされており、該ガスケットの突出した部分が、他の
グランドセグメント又はホルダセグメントの対応するシ
ール面に形成された嵌合形状の溝に受容されて装着され
るようになされていることを特徴とする請求項３１に記
載の割りメカニカルシール。 - 【請求項３３】 前記ガスケット受容溝は、前記グラン
ドセグメント及びホルダセグメントの各シール面に形成
されていることを特徴とする請求項３２に記載の割りメ
カニカルシール。
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