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KR20070047830A - 시일 조립체 및 상기 시일 조립체를 제조하기 위한 방법 - Google Patents

시일 조립체 및 상기 시일 조립체를 제조하기 위한 방법 Download PDF

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KR20070047830A
KR20070047830A KR1020077006245A KR20077006245A KR20070047830A KR 20070047830 A KR20070047830 A KR 20070047830A KR 1020077006245 A KR1020077006245 A KR 1020077006245A KR 20077006245 A KR20077006245 A KR 20077006245A KR 20070047830 A KR20070047830 A KR 20070047830A
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데이비드 엠. 토쓰
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페더럴-모걸 코오포레이숀
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Abstract

시일 조립체 및 상기 시일 조립체를 제조하기 위한 방법이 제공된다. 상기 시일 조립체는 보어를 갖는 하우징과 상기 보어 내에서 회전하는 외부면을 갖는 샤프트 사이의 동적 유체의 시일을 제공한다. 상기 시일 조립체는 상기 하우징의 보어 내에서 상기 시일 조립체를 지지하기 위한 강성 캐리어를 포함한다. 가요성 부재가 상기 강성 캐리어에 장착된다. 상기 가요성 부재는 엘라스토머 재로 형성되며 상기 엘라스토머 재는 상기 가요성 부재를 사용중에 휨 가능하게 한다. 실링 부재는 상기 외부면에 대해 상기 가요성 부재에 의해 유지된다. 상기 실링 부재는 상기 가요성 부재의 엘라스토머 재의 경도보다 비교적 큰 경도를 갖는 non-폴리테트라플루오로에틸렌 베어링 그레이드 플라스틱재로 형성된다. 상기 실링 부재는 상기 가요성 부재가 굽어질 수 있으므로 상기 가요성 부재와 함께 운동한다. 상기 실링 부재는 복수의 나선으로 감진 나선부에서 외부면을 따라 뻗어있다.
Figure 112007021732792-PCT00002
외부면, 동적 유체 시일, 시일 조립체, 강성 캐리어, 가요성 부, non-폴리테트라플루오로에틸렌, 실링 부재.

Description

시일 조립체 및 상기 시일 조립체를 제조하기 위한 방법{SEAL ASSEMBLY AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 전반적으로 하우징과 상기 하우징과 관련된 외부면을 갖는 샤프트 사이에서 동적 유체 시일을 제공하는데 사용되는 시일 조립체에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 상기 시일 조립체에 사용되는 실링 부재와 상기 실링 부재를 제조하기 위한 방법에 관한 것으로, 상기 실링 부재는 상기 실링 부재를 형성하는데 사용되는 재료와 형상을 갖는다.
보어를 구비한 하우징과, 상기 보어를 통해 돌출하고 상기 하우징과 관련해 회전하는 외부면을 구비한 샤프트 사이에서 동적 유체 시일을 제공하는 시일 조립체가 공지되었다. 이러한 시일 조립체는 전형적으로 상기 보어에서 시일 조립체를 지지하기 위한 강성 캐리어를 포함한다. 고무로 형성된 장착 칼라는 종종 상기 시일 조립체와 상기 하우징 사이에 억지끼워맞춤 연결부를 제공하도록 상기 강성 캐리어에 대해 주조되어 상기 외부면에 대한 상기 보어 내에 시일 조립체를 정렬시킨다. 상기 강성 캐리어는 실링 조립체, 예를 들면 립(lip) 시일을 지지하여, 상기 샤프트의 상기 외부면을 에워싸고 동적으로 시일한다.
실링 부재, 예를 들면 립 시일은 종종 폴리테트라플루오로에틸 렌(polytetrafluoroethylene(PTFE))로 형성되는데, 그 이유는 PTFE가 내열성, 내화학성, 및 저 마찰계수를 제공하기 때문이다. 그러나, PTFE가 비교적 저 마모성 및 부식성을 갖고 저렴할지라도, 그 사용이 정해진 실링 경우만으로 제한되거나 또는 상기 PTFE가 주위로부터 손상을 방지하는데 여분의 치수를 필요로 한다.
본 발명의 목적은 시일 조립체를 제공하는 것으로, 상기 조립체는 전형적인 PTFE 시일의 단점을 극복하거나 최소화하여, 상기 시일 조립체의 장점을 유지하는 것이다.
본 발명의 제 1 측면에 따라 구성된 시일 조립체는 보어를 갖는 하우징과 상기 보어 내에서 회전하는 외부면을 갖는 샤프트 사이에서 동적 유체 시일을 제공하도록 작용한다. 상기 외부면은 상기 하우징에 대한 작동축을 중심으로 회전한다. 상기 시일 조립체는 상기 하우징의 상기 보어 내에서 그리고 외부면에 대하여 상기 시일 조립체를 지지하기 위하여 강성 캐리어를 포함한다. 엘라스토머 재로 이루어진 가요성 부재는 상기 강성 캐리어에 장착된다. 상기 가요성 부재는 실링 부재를 상기 외부면과 실링 관계로 유지하면서 상기 외부면은 작동축을 중심으로 회전한다. 상기 실링 부재는 non-폴리테트라플루오로에틸렌(non-polytetrafluoroethylene(non-PTFE)) 베어링 그레이드(grade) 플라스틱재로 형성된다. 상기 non-PTFE 재는 상기 가요성 부재의 엘라스토머 재의 경도보다 비교적 큰 경도를 갖는다.
이러한 시일 조립체의 장점 중 하나는 상기 실링 부재용 non-PTFE 베어링 그레이드 플라스틱 재를 사용하는 능력에 있다. 이것은 PTFE와 같은 전통적인 재료에 비해 실질적으로 비용을 절감하면서, 동적 유체 시일에 적합한 보다 높은 내마모재 및 내부식재를 제공한다. 전통적으로, 말하자면, 샤프트가 상기 보어 내에서 오정렬되어 상기 실링 부재가 일정하지 않게 마모되어 상기 샤프트와 관련된 실링을 저하시키는 재료의 강성 특성을 갖는 부재를 실링하는데 상기 재료는 사용되지 않는다. 따라서, 상기 실링 부재가 상기 가요성 부재와 함께 이동하므로, 상기 가요성 부재에 의해 유지되는 실링 부재가 보다 덜 굽어질 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 있어서, 상기 실링 부재는 외부면을 중심으로 복수의 나선으로 감긴 나선부에 뻗어있다. 상기 나선부는 시일상태에서 상기 시일의 내부("오일 시일") 쪽 뒤로 임의의 유체가 그 경로를 찾아서 다시 향하도록 펌프 역할을 하는 유체역학 효과를 제공한다. 상기 나선부는 단일 또는 복합으로 시작하는 나사산 형태일 수 있고, 필요하다면 단방향 또는 양방향일 수 있다.
본 발명은 복수의 나선형으로 감겨진 나선부를 구비한 시일 조립체를 제조하는 방법을 또한 제공한다. 상기 방법은 저장부 내에서 파단선(fracture line)을 형성하도록 실링 재료의 저장부의 표면 내에 나선형으로 뻗어있는 홈을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 저장부는 상기 파단선을 따라서 파단되어 실링 부재를 형성한다. 상기 파단선을 형성하도록 상기 홈을 형성함으로써, 상기 시일 조립체를 제조하는 방법은 복수의 나선부를 구비한 실링 부재를 형성하기 위한 간단하고 비용 효율이 높은 방식을 제공한다.
도 1은 본 발명에 따른 시일 조립체의 부분 단면도;
도 2는 작동축을 중심으로 회전하는 샤프트의 오정렬을 도시한 시일 조립체의 부분 단면도;
도 3은 시일 조립체의 실링 부재의 사시도;
도 4는 시일 조립체의 선택적인 실링 부재의 사시도;
도 5는 본 발명의 선택적인 실시예에 따른 시일 조립체의 실링 부재의 부분 단면도;
도 5A는 도 5에 도시된 실링 부재를 형성하는데 사용된 non-PTFE 재로 이루어진 원통형 저장부의 부분 단면도;
도 6은 본 발명의 선택적인 실시예에 따른 시일 조립체의 실링 부재의 부분 단면도; 및
도 6A는 도 6에 도시된 실링 부재를 형성하는데 사용된 non-PTFE 재로 이루어진 원통형 저장부의 부분 단면도.
도면을 살펴보면, 동일 부재번호는 여러 도면에서 동일하거나 또는 대응되는 부분을 지시하며, 본 발명의 시일 조립체는 부재번호 10으로 지시되었다. 상기 시일 조립체(10)는 동적 유체 시일이 요구되는 여러 경우에 적용된다. 이러한 경우에는 자동차 및 산업상 경우가 포함될 수 있다. 상기 시일 조립체(10)는 본 명세서에서 샤프트 시일 시스템(11)에 사용된다.
도 1을 살펴보면, 상기 샤프트 시일 시스템(11)은 보어(14)를 갖는 하우 징(12)과 상기 보어(14) 내에서 회전하는 외부면(15)을 갖는 샤프트(16) 사이에서 동적 유체 시일을 제공하도록 시일 조립체(10)를 사용한다. 상기 외부면(15)은 상기 하우징(12)과 관련된 작동축(A)을 중심으로 회전한다. 도 1에 있어서, 외부면(15)은 샤프트(16)에 억지끼워맞춤되는 환형 마모 슬레이브(28)에 의해 나타난다. 상기 마모 슬레이브(28)는 실제 당업자에게 잘 알려진 바와 같이 제조된 면을 제공하도록 샤프트(16)와 억지끼워맞춤된다. 또한 당업자라면 잘 알 수 있는 바와 같이, 본 발명은 마모 슬리브(28) 없이도 실시될 수 있다. 상기 마모 슬리브(28)는 보어(14)에 있는 샤프트(16)와 회전한다. 상기 하우징(12)의 상기 보어(14)는 상기 샤프트(16)에 대해 배치된 원통형 단차식 보어 벽부(17)와 상기 보어 벽부(17)를 가로질러 배치된 환형 축방향으로 마주한 쇼율더(19)로 형성된다.
캐리어(18)는 상기 보어(14)에 있는 시일 조립체(10)를 지지한다. 상기 캐리어(18)는 U형상 베이스부(20)와 상기 베이스부(20)의 단부로부터 반경방향 내측으로 뻗어있는 환형 플랜지(22)를 포함한다. 상기 캐리어(18)는 바람직하게 금속과 같은 강성재로 형성된다. 엘라스토머의 장착 칼라(24)가 강성 캐리어(18)에 대해 환형으로 형성되어 상기 보어(14) 내로 시일 조립체(10)를 억지끼워맞춤시키고 배리어를 제공하여 상기 하우징(12) 내에 유체를 유지한다. 상기 엘라스토머의 장착 칼라(24)는 상기 보어 벽부(17)와 쇼율더(19)를 가압하여 억지끼워맞춤시킨다. 리테이너 링(32)은 하우징(12)에 있는 유사하게 형성된 포켓(34)내에 착좌될 수 있어 시일 조립체(10)를 상기 보어(14)와 결합시킨다.
환형 배플(30)은 마모 슬리브(28)에 고정될 수 있고 강성 캐리어(18)의 U형 상 베이스부(20)에 의해 형성된 환형 챔버 내에 위치될 수 있어 상기 시일 내로 오물과 부스러기의 침입을 방지하기 위한 래버린스(labyrinth) 경로를 형성한다. 필터(26)는 상기 래버린스 내에 배치될 수 있고 캐리어(20) 또는 마모 슬리브(28)에 장착될 수 있어, 필요하다면 상기 오물과 부스러기를 제거하는 것을 더욱 돕는다. 필터(26)가 상기 캐리어(20)에 장착될 때, 상기 마모 슬리브(28)와 환형 배플(30)은 상기 필터(26)에 대해 회전하므로 상기 샤프트(16)는 작동축(A)을 중심으로 회전한다.
엘라스토머 재로 이루어진 가요성 부재(36)는 강성 캐리어(18)에 장착되고 그로부터 현수된다. 상기 엘라스토머 재는 형상을 유지하기 위해 가요성 부재(36)가 사용되는 동안에 굽어질 수 있는 크기의 경도, 예를 들면 25-75의 쇼어 A 경도 또는 50보다 작은 쇼어 D 경도를 갖는다.
가요성 부재(36)는 작동축(A)에 전반적으로 평행하게 놓여있는 길이방향 부(39)를 포함한다. 제 1 환형 립(40)과 제 2 환형 립(42)은 길이방향 부(39)로부터 반경방향 외측으로 돌출하여 강성 캐리어(18)의 환형 플랜지(22)를 수용하기 위하여 이들 사이에서 노치(44)를 형성한다. 이것은 가요성 부재를 환형 플랜지(22)에 시일되게 결합한다. 상기 가요성 부재(36)는 또한 상기 길이방향 부(39)로부터 반경방향 내측으로 돌출한 제 3 립(46)과 제 4 립(48)을 포함한다. 갭은 제 3 립(46) 및 제 4 립(48) 각각과 외부면(15) 사이에 유지될 수 있다.
가요성 부재(36)는 상기 외부면(15)에 대하여 반경반향으로 작용하는 실링 부재(38)를 굽혀질 수 있게 유지한다. 바람직한 실시예에 있어서, 상기 가요성 부 재(36)는 상기 실링 부재(38)에 주조된다. 상기 가요성 부재(36)는 강성 캐리어(18)의 환형 플랜지(22)와 실링 부재(38) 사이에서 환형 힌지(36)로 작용한다. 상기 실링 부재(38)는 상기 가요성 부재(36)와 마찰 주조 접촉하는 외부면(50)을 포함하여 상기 가요성 부재(36)에 대하여 상기 실링 부재(38)를 유지한다. 다른 실시예에 있어서, 상기 외부면(50)은 상기 가요성 부재(36)와 화학적으로 결합된다. 상기 실링 부재(38)는 실링관계로 외부면(15)을 따라서 축방향으로 뻗어있는 반경방향의 내부 환형 실링면(52)을 더 포함한다. 이와 동시에, 상기 가요성 부재(36)의 제 3 립(46)은 실링 부재(38)와 맞닿아 상기 실링 부재(38)가 축방향으로 한방향으로 이동하지 않게 한다.
도 2를 살펴보면, 상기 실링 부재(38)는 상기 가요성 부재(36)와 같이 이동하므로 상기 가요성 부재(36)는 상기 샤프트(16)가 상기 강성 캐리어(18)에 대해 반경방향으로 오정렬(매우 과장하여 도시함) 될 때 상기 강성 캐리어(18)에 대해 굽어진다. 이와 동시에, 상기 반경방향 내측의 환형 실링면(52)은 상기 외부면(15)과 실링 관계를 유지한다. 따라서, 상기 가요성 부재(36)는 상기 샤프트(16)가 상기 보어(14) 내에서 런아웃(runout) 상태 또는 다른 오정렬 상태일 때조차도 상기 실링 부재(38)의 가요성 연장부로 작용하여 상기 반경방향 내측의 환형 실링면(52)을 상기 외부면(15)과 실링 관계를 유지한다.
상기 실링 부재(38)는 non-폴리테트라플루오로에틸렌(non-polytetrafluoroethylene(non-PTFE)) 베어링 그레이드 플라스틱재로 형성된다. non-폴리테트라플루오로에틸렌가 약간의 PTFE 필러(filler)를 포함할 수 있으나, 중량 및 부피에 대해서는 오십퍼센트보다 적은 레벨임을 알 수 있다. 상기 non-PTFE 재는 상기 가요성 부재(36)를 형성하는 엘라스토머 재의 경도보다 비교적 큰 경도를 갖는 열가소성 재인 것이 바람직하다. 그러나, 상기 실링 부재(38)가 상기 가요성 부재(36)보다 더 강성이다. 상기 non-PTFE 재는 평방 인치당 오천파운드 보다 더 큰 인장강도와 평방 인치당 오천파운드 보다 더 큰 압축강도를 갖는다(인장강도를 측정하는데 ASTM D638을 사용하고 압축강도를 측정하는데 ASTM D695를 사용함). 부가적으로, non-PTFE 재는 200 X 10-10 in.3 min/ft.lbs.hr. 보다 작은 마모율을 갖는다.
실링 부재(38)를 형성하는데 사용되는 non-PTFE 재는 나일론, 아세탈, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET-P), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리페닐렌 술파이드(PPS), 폴리아미드이미드(PAI), 상기 기재한 리스트와 유사한 특성을 갖는 임의의 다른 재료와 같은 임의의 이미다이즈(imidized), 세미크리스탈라인(semi-crystalline), 또는 비정질(非晶質) 베어링 그레이드 열가소성 재를 포함할 수 있다. 아래 표 1은 상기 재료를 PTFE와 인장강도, 압축강도, 및 마모 저항에 관하여 비교한 것을 도시한다.
[표 1]
Figure 112007021732792-PCT00001
도 3을 살펴보면, 상기 실링 부재(38)는 그 제 1 단부(54)와 제 2 단부(56) 사이에서 복수의 나선형으로 감긴 나선부(58)로 뻗어있다. 따라서, 상기 실링 부재(38)는 원통형 스파이럴의 형상이다. 도 1을 다시 살펴보면, 상기 가요성 부재(36)는 복수의 나선부(58) 각각을 외부면(15)과 실링관계로 가압하여 동적 유체 시일을 제공한다.
복수의 나선부(58)는 외부면(15)에 대하여 감기거나 랩되는 연속성 스트랜드의 non-PTFE 재를 포함한다. 상기 외부면(15)은 작동축(A)을 중심으로 회전함에 따라 상기 실링 부재(38)가 상기 외부면(15)을 따라서 축방향으로 팽창 및 접촉하기 위하여 복수의 나선부(58) 각각은 서로에 대해 축방향으로 이동한다. 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 실링 부재(38)가 상기 외부면(15)을 따라서 축방향으로 뻗어있음이 도시되었다.
도 3의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 실링 부재(38)는 제 1 단부(54)와 제 2 단부(56)의 각각에서 외부면(15)을 완전히 둘러싸는 테이퍼진 동심 링(60, 62)을 포함한다. 본 실시예에 있어서, 상기 실링 부재(38)는 상기 동심 링(60, 62) 사이에서 나선형상으로 뻗어있다. 이것은 상기 실링 부재(38)가 슬린키(slinky)와 같은 형상을 갖게 한다. 도 4의 선택적인 실시예에 있어서, 상기 동심링(60, 62)이 제거되고 상기 실링 부재(38) 모두가 상기 단부(54, 56) 사이에서 나선형상으로 뻗어있어 상기 외부면(15)에 대하여 감겨진 코일 형상을 만든다.
도 5를 살펴보면, 상기 실링 부재(38)의 또 다른 선택적인 실시예에 있어서, 상기 실링 부재(38)의 외부면(50)은 거기에 외부 홈(64)을 형성한다. 상기 외부 홈(64)은 상기 실링 부재(38)의 제 1 단부(54)와 제 2 단부(56) 사이에서 나선형상으로 뻗어있다. 이와 같이, 도 6에 도시된 또 다른 실시예에 있어서, 상기 실링 부재(38)의 반경방향 내측의 환형 실링면(52)은 거기에 제 1 내부 홈(66)을 형성한다. 상기 내부 홈(66)은 상기 실링 부재(38)의 제 1 단부(54)와 제 2 단부(56) 사이에서 나선형상으로 뻗어있다. 제 2 내부 홈(70)은 또한 상기 제 1 내부 홈(66)을 가로지르는 반경방향 내측 환형 실링면(52)에 형성된다. 상기 내부 홈(66, 70)은 상기 하우징(12) 내에 유체를 더 수용하기 위하여 상기 실링 부재(38)에 유체역학적 작용(function)을 제공한다. 물론, 당업자라면 잘 알 수 있는 바와 같이 추가 홈(도시 생략) 또는 다른 유체역학적 특징(도시 생략)은 반경방향 내측 환형 실링면(52)에 형성될 수 있다. 도 5 및 도 6에 복합 외부 홈(64)과 내부 홈(66, 70)이 도시되는 한편, 복합 숫자가 편리를 위해 사용되고 하나의 외부 홈(64) 만이 실제로 도 5에 도시되고 하나의 외부 홈(64)과 2개의 내부 홈(66, 70)만이 실제로 도 6에 도시되었음을 알 수 있다. 이것은 상기 홈(64, 66, 70)의 나선형의 특성 때문이다.
도 5A 및 도 6A를 살펴보면, 상기 시일 조립체(10)를 제조하기 위한 방법이 본 발명에 의해 또한 제공된다. 상기 방법은 non-PTFE 재로 이루어진 원통형 저장부(72) 내에서 상기 실링 부재(38)의 외부 홈(64) 및/또는 제 1 내부 홈(66)을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 홈(64, 66)은 non-PTFE 재의 특성을 갖는 상기 저장부(72)로 주조되거나 또는 기계가공될 수 있다. 상기 가요성 부재(36)는 홈(64 및/또는 66)을 형성한 이후에 상기 저장부(72) 상에 주조되거나 또는 결합되는게 바람직하다. 상기 가요성 부재(36)는 상기 강성 캐리어(18)의 상기 환형 플랜지(22) 상에 상기 환형 립(40, 42)을 지나서 고정된다.
일단 상기 가요성 부재(36)와 상기 저장부(72)가 상기 강성 캐리어(18)와 결합되면, 상기 저장부(72)는 도 5 및/또는 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 실링 부재(38)를 형성하도록 상기 파단선(68)을 따라서 파단된다. 이것은 상기 외부면(15)보다 약간 소직경의 상기 저장부(72)를 형성함으로써 상기 저장부(72)가 상기 외부면(15) 상에 끼워맞춰짐에 따라, 상기 저장부(72)가 상기 파단선(68)을 따라서 파단되는 것이 바람직하다. 이러한 절차는 특별한 공구를 요구할 수 있다. 게다가, 상기 실링 부재(38)가 상기 외부면(15) 상에 끼워맞춰질 때, 상기 부재는 언코일된다, 즉 복수의 나선부(58)가 상기 외부면(15)에 대하여 펼쳐진다. 이러한 언코일링은 상기 결합된 가요성 부재(36)를 비틀어 펼침에 따라, 상기 실링 부재(38)와 상기 외부면(15) 사이에서 실링관계로 추가 하중 작용을 제공한다. 실제로, 복수의 나선부(58) 각각은 상기 외부면(15)을 실링함에 있어서 독립적으로 작용을 한다. 상기 복수의 나선부(58)는 시일의 뒤에서 시일의 내부("오일 쪽")로 가려는 어떠한 유체도 다시 향하게 하는 펌프로서 작용하는 유체역학적 효과를 제공한다. 상기 복수의 나선부(58)는 단일 또는 복수로 시작하는 나사산의 형태일 수 있고, 필요하다면 단방향 또는 양방향일 수도 있다.
분명한 것은, 본 발명에 대한 여러 변경과 수정이 본 발명의 범주내에서 가능하다는 것이다. 또한 본 발명은 첨부된 청구범위의 범주 내로 특별하게 기술된 바와 같이 실시될 수 있다. 또한 부분 단면도가 상기 시일 조립체(10)를 종래의 통상적인 도면에 따라 도시하여 사용하였음을 알 수 있다. 그러나, 상기 시일 조립체(10)의 각각의 구성요소가 여러 도면에 보다 명확하게 도시되지 않았을 지라도 상기 외부면(15)에 대해 환형으로 뻗어있다.

Claims (38)

  1. 보어를 구비한 하우징과, 상기 하우징과 관련된 작동축을 중심으로 상기 보어 내에서 회전하는 외부면을 구비한 샤프트 사이에서 동적 유체 시일을 제공하기 위한 시일 조립체로서,
    강성 캐리어;
    상기 강성 캐리어에 장착된 엘라스토머 재로 이루어진 가요성 부재; 및
    상기 엘라스토머 재의 경도 보다 비교적 큰 경도를 갖는 non-폴리테트라플루오로에틸렌 베어링 그레이드 플라스틱재로 제조된 실링 부재;를 포함하고 있고,
    상기 실링 부재는 상기 가요성 부재에 의해 유지되고, 상기 샤프트의 외부면을 시일하기 위하여 상기 강성 캐리어와 관련된 상기 가요성 부재와 함께 이동하기 위한 반경방향 내측의 환형 실링면을 구비하는 것을 특징으로 하는 시일 조립체.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 실링 부재는 제 1 단부와 제 2 단부 사이에서 복수의 나선형으로 감긴 나선부로 뻗어있어 상기 각각의 복수의 나선부가 샤프트의 외부면과 실링관계로 되어 동적 유체 시일을 제공되는 것을 특징으로 하는 시일 조립체.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 복수의 나선부는 감긴 non-폴리테트라플루오로에틸렌 베어링 그레이드 플라스틱 재의 연속의 스트랜드를 포함하는 것을 특징으로 하 는 시일 조립체.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 실링 부재는 테이퍼진 동심의 링을 각각의 단부에서 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 시일 조립체.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 반경방향 내측의 환형 실링면에는 상기 단부 사이에서 나선 형상으로 뻗어있는 제 1 내부 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 시일 조립체.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 반경방향 내측의 환형 실링면에는 상기 단부 사이에서 나선형상으로 뻗어있고 상기 제 1 내부 홈을 가로지르는 제 2 내부 홈이 더 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 시일 조립체.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 강성 캐리어는 환형 플랜지를 포함하고 있고 상기 가요성 부재는 상기 환형 플랜지로부터 현수되고 상기 환형 플랜지와 상기 실링 부재 사이에서 작용하는 환형 힌지로서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 시일 조립체.
  8. 제 9 항에 있어서, 상기 환형 힌지는 상기 힌지로부터 외측 반경방향으로 돌출한 제 1 및 제 2 환형 립을 포함하고 있으며, 상기 제 1 및 제 2 환형 립은 그 사이에 상기 강성 캐리어의 상기 환형 플랜지를 유지하기 위한 노치가 형성되어 있어 상기 환형 힌지가 상기 환형 플랜지에 시일상태로 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 시일 조립체.
  9. 제 10 항에 있어서, 상기 환형 힌지는 상기 실링 부재의 제 1 단부를 축방향으로 유지하기 위하여 상기 실링 부재의 상기 제 1 단부와 맞닿고 반경방향 내측으로 돌출한 제 3 립을 포함하는 것을 특징으로 하는 시일 조립체.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 non-폴리테트라플루오로에틸렌 베어링 그레이드 플라스틱재는 평방 인치당 오천 파운드보다 더 큰 인장강도와 평방 인치당 오천 파운드보다 더 큰 압축강도를 갖는 열가소성 재인 것을 특징으로 하는 시일 조립체.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 열가소성 재는 200 X 10-10 in.3 min/ft.lbs.hr. 보다 적은 마모율을 갖는 것을 특징으로 하는 시일 조립체.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 열가소성 재는 나일론, 아세탈, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에테르에테르케톤, 폴리페닐렌 술파이드, 및 폴리아미드이미드 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 시일 조립체.
  13. 캐리어; 및
    회전 샤프트의 외부면을 시일하기 위하여 상기 캐리어에 의해 지지되는 복수의 나선형으로 감긴 나선부로 뻗어있어 동적 유체 시일을 제공하는 실링 부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 시일 조립체.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 실링 부재는 제 1 및 제 2 단부를 포함하고 상기 복수의 나선부는 상기 단부 사이에서 감겨진 재료로 된 연속 스트랜드를 포함하는 것을 특징으로 하는 시일 조립체.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 실링 부재는 상기 제 1 및 제 2 단부 각각에서 테이퍼진 동심 링을 포함하는 것을 특징으로 하는 시일 조립체.
  16. 제 13 항에 있어서, 상기 외부면과 실링관계로 상기 실링 부재를 가요성 있게 유지하기 위하여 상기 캐리어에 장착된 엘라스토머 재로 이루어진 가요성 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 시일 조립체.
  17. 제 14 항에 있어서, 상기 실링 부재는 반경방향 내부 환형 실링면을 포함하고 상기 반경방향 내부 환형 실링면에는 상기 단부 사이에서 나선형으로 뻗어있는 제 1 내부 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 시일 조립체.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 반경방향 내부 환형 실링면에는 상기 단부 사이에서 나선형상으로 뻗어있고 상기 제 1 내부 홈을 가로지르는 제 2 내부 홈이 더 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 시일 조립체.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 캐리어는 환형 플랜지를 포함하고 있고 상기 가요성 부재는 상기 환형 플랜지로부터 현수되고 상기 환형 플랜지와 상기 실링 부재 사이에서 작용하는 환형 힌지로서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 시일 조립체.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 환형 힌지는 상기 힌지로부터 반경방향 외측으로 돌출한 제 1 및 제 2 환형 립을 포함하고 있으며, 상기 제 1 및 제 2 환형 립은 그 사이에 상기 캐리어의 상기 환형 플랜지를 유지하기 위한 노치가 형성되어 있어 상기 환형 힌지가 상기 환형 플랜지에 시일상태로 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 시일 조립체.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 환형 힌지는 상기 실링 부재의 제 1 단부를 축방향으로 유지하기 위하여 상기 실링 부재의 상기 제 1 단부와 맞닿고 반경방향 내측으로 돌출한 제 3 립을 포함하는 것을 특징으로 하는 시일 조립체.
  22. 제 13 항에 있어서, 상기 실링 부재는 non-폴리테트라플루오로에틸렌 베어링 그레이드 플라스틱재로 형성되는 것을 특징으로 하는 시일 조립체.
  23. 제 22 항에 있어서, 상기 non-폴리테트라플루오로에틸렌 베어링 그레이드 플라스틱재는 평방 인치당 오천파운드 보다 더 큰 인장강도와 평방 인치당 오천파운드 보다 더 큰 압축강도를 갖는 열가소성 재인 것을 특징으로 하는 시일 조립체.
  24. 제 23 항에 있어서, 상기 열가소성 재는 200 X 10-10 in.3min/ft.lbs.hr. 보다 적은 마모율을 갖는 것을 특징으로 하는 시일 조립체.
  25. 제 23 항에 있어서, 상기 열가소성 재는 나일론, 아세탈, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에테르에테르케톤, 폴리페닐렌 술파이드, 및 폴리아미드이미드 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 시일 조립체.
  26. 전반적으로 원통형 벽부를 갖는 보어와, 상기 벽부를 가로질러 배치된 환형 쇼율더로 형성된 하우징;
    상기 보어내에서 작동축을 중심으로 배치된 외부면을 갖는 샤프트; 및
    상기 샤프트에 대해 배치된 강성 캐리어, 상기 강성 캐리어에 장착된 엘라스토머 재로 이루어진 가요성 부재, 및 상기 샤프트의 상기 외부면과 실링 관계에 있는 상기 가요성 부재에 의해 가요성있게 유지된 반경방향으로 작용하는 실링 부재;를 포함하고 있고,
    상기 실링 부재는 상기 엘라스토머 재보다 비교적 큰 경도를 갖는 non-폴리테트라플루오로에틸렌 베어링 그레이드 플라스틱재로 형성되어 있으며 상기 실링 부재는 상기 외부면에 대해 복수의 나선형으로 감긴 나선부에 뻗어있는 것을 특징으로 하는 샤프트 시일 조립체.
  27. 제 26 항에 있어서, 상기 실링 부재는 상기 외부면과 마주한 반경방향 내측 환형 실링면을 포함하고 상기 반경방향 내측 환형 실링면은 상기 외부면에 대하여 나선형상으로 뻗어있는 제 1 내부 홈을 형성하는 것을 특징으로 하는 시일 조립체.
  28. 제 27 항에 있어서, 상기 반경방향 내부 환형 실링면에는 상기 외부면에 대해 나선형으로 뻗어있고 상기 제 1 내부 홈을 가로지르는 제 2 내부 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 시일 조립체.
  29. 제 26 항에 있어서, 상기 강성 캐리어는 환형 플랜지를 포함하고 있고 상기 가요성 부재는 상기 환형 플랜지로부터 현수되고 상기 환형 플랜지와 상기 실링 부재 사이에서 작용하는 환형 힌지로 형성되어 있어 상기 외부면과 실링 관계로 상기 복수의 나선부 각각을 가압하는 것을 특징으로 하는 시일 조립체.
  30. 제 29 항에 있어서, 상기 환형 힌지는 상기 힌지로부터 외측 반경방향으로 돌출한 제 1 및 제 2 환형 립을 포함하고 있으며, 상기 제 1 및 제 2 환형 립은 그 사이에서 상기 강성 캐리어의 상기 환형 플랜지를 유지하기 위한 노치가 형성되어 있어 상기 환형 힌지가 상기 환형 플랜지에 시일상태로 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 시일 조립체.
  31. 제 30 항에 있어서, 상기 환형 힌지는 상기 실링 부재의 상기 제 1 단부와 맞닿고 반경방향 내측으로 돌출한 제 3 립을 포함하여 상기 실링 부재의 제 1 단부를 축방향으로 유지하는 것을 특징으로 하는 시일 조립체.
  32. 강성 캐리어; 상기 강성 캐리어에 장착된 엘라스토머 재로 이루어진 가요성 부재; 및 보어를 구비한 하우징과, 상기 하우징과 관련된 작동축을 중심으로 상기 보어내에서 회전하는 외부면을 갖는 샤프트 사이에서 동적 유체 시일을 제공하기 위해 실링재의 저장부로 형성되고 가요성 부재에 의해 유지되는 실링 부재;를 구비한 시일 조립체를 제조하는 방법으로서,
    실링재의 상기 저장부 내에서 파단선을 형성하기 위하여 실링재의 상기 저장부의 면내에서 나선형으로 뻗어있는 홈을 형성하는 단계; 및
    상기 홈이 상기 샤프트의 외부면에 대해 실링하기 위하여 복수의 나선형으로 감긴 나선부를 갖는 실링재를 형성하도록 형성되어 동적 유체 시일을 제공한 이후에 상기 파단선을 따라서 실링재의 상기 저장부를 파단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 시일 조립체를 제조하는 방법.
  33. 제 32 항에 있어서, 상기 홈을 형성한 후에 실링재의 저장부 상에 상기 가요성 부재를 주조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 시일 조립체를 제조하는 방법.
  34. 제 33 항에 있어서, 상기 가요성 부재가 실링재의 상기 저장부 상에 주조된 이후에 상기 가요성 부재를 상기 강성 캐리어에 결합시키는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 시일 조립체를 제조하는 방법.
  35. 제 32 항에 있어서, 실링재의 상기 저장부 면내에서 나선형으로 뻗어있는 홈을 형성하는 단계는 상기 면내에서 나선형으로 뻗어있는 홈을 주조하는 단계로 더 한정되는 것을 특징으로 하는 시일 조립체를 제조하는 방법.
  36. 제 35 항에 있어서, 파단선을 더 형성하기 위하여 다른 쪽 면에 대향한 실링재의 상기 저장부의 제 2 면상에 나선형으로 뻗어있는 홈을 주조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 시일 조립체를 제조하는 방법.
  37. 제 32 항에 있어서, 실링재의 상기 저장부 면내에서 나선형으로 뻗어있는 홈을 제조하는 단계는 상기 면내에서 나선형으로 뻗어있는 상기 홈을 기계가공하는 단계로 더 한정되는 것을 특징으로 하는 시일 조립체를 제조하는 방법.
  38. 제 37 항에 있어서, 상기 파단선을 더 형성하기 위하여 다른 쪽 면에 대향한 실링재의 상기 저장부의 제 2 면상에 나선형으로 뻗어있는 홈을 기계가공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시일 조립체를 제조하는 방법.
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