JPH06129546A - 回転用シール - Google Patents
回転用シールInfo
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- JPH06129546A JPH06129546A JP4308285A JP30828592A JPH06129546A JP H06129546 A JPH06129546 A JP H06129546A JP 4308285 A JP4308285 A JP 4308285A JP 30828592 A JP30828592 A JP 30828592A JP H06129546 A JPH06129546 A JP H06129546A
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- Japan
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- seal
- outer peripheral
- storage chamber
- shaft member
- fluid storage
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- Sealing With Elastic Sealing Lips (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 軸静止時においても、確実な密封性を得るこ
とができ、安価製作可能な回転用シールを提供する。 【構成】 ハウジング２と回転軸部材３の間に介装され
る回転用シール１であって、回転軸部材３の外周面４に
摺接する溝付シールリップ部13，14を夫々有する第１シ
ールエレメント11と第２シールエレメント９を、流体収
納室５側と低圧７側に順次配設する。第１シールエレメ
ント11よりも流体収納室５側に弾性シール部材12をさら
に付設する。シール部材12が、ハウジング２の内面２ａ
に密接する外周当接片部20と、第１シールエレメント11
の流体収納室側端面27に密着するエレメント圧接片部18
と、回転軸部材３の外周面４に略線接触状に摺接するシ
ールリップ部17と、を一体に有する構成である。
とができ、安価製作可能な回転用シールを提供する。 【構成】 ハウジング２と回転軸部材３の間に介装され
る回転用シール１であって、回転軸部材３の外周面４に
摺接する溝付シールリップ部13，14を夫々有する第１シ
ールエレメント11と第２シールエレメント９を、流体収
納室５側と低圧７側に順次配設する。第１シールエレメ
ント11よりも流体収納室５側に弾性シール部材12をさら
に付設する。シール部材12が、ハウジング２の内面２ａ
に密接する外周当接片部20と、第１シールエレメント11
の流体収納室側端面27に密着するエレメント圧接片部18
と、回転軸部材３の外周面４に略線接触状に摺接するシ
ールリップ部17と、を一体に有する構成である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は回転軸に使用されるシー
ルに関する。
ルに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、図６に示すような回転用シールａ
が、カーエアコンのコンプレッサー等の回転軸部材ｂに
使用されていた。このシールａは、ハウジングｃ内面に
装着され、一対のシールエレメントｄ，ｅの溝付シール
リップ部ｆ，ｇを回転軸部材ｂ外周面に摺接させると共
に、Ｏリングｍをハウジングｃ内面と保持部材ｎに圧接
し、さらに、ゴムガスケットｈをシールエレメントｅと
押え金具ｐの間に介装して、ガス状の冷媒や、冷凍機油
等の流体ｉを密封していた。
が、カーエアコンのコンプレッサー等の回転軸部材ｂに
使用されていた。このシールａは、ハウジングｃ内面に
装着され、一対のシールエレメントｄ，ｅの溝付シール
リップ部ｆ，ｇを回転軸部材ｂ外周面に摺接させると共
に、Ｏリングｍをハウジングｃ内面と保持部材ｎに圧接
し、さらに、ゴムガスケットｈをシールエレメントｅと
押え金具ｐの間に介装して、ガス状の冷媒や、冷凍機油
等の流体ｉを密封していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、シールエレメ
ントｄ，ｅはふっ素系樹脂（ＰＴＦＥ等）製であるた
め、製作時の表面粗さ等のばらつきにより、（回転軸を
回転させたことのない未使用品の）シールａの初使用時
においては、溝付シールリップ部ｆ，ｇの摺接面ｊ，ｋ
による封止が不完全となり、（ある程度回転軸部材ｂを
回転させて上記表面粗さ等のばらつきを無くしてからで
ないと）回転軸部材ｂが静止した状態で、ガス状の流体
漏れが発生する場合があった。
ントｄ，ｅはふっ素系樹脂（ＰＴＦＥ等）製であるた
め、製作時の表面粗さ等のばらつきにより、（回転軸を
回転させたことのない未使用品の）シールａの初使用時
においては、溝付シールリップ部ｆ，ｇの摺接面ｊ，ｋ
による封止が不完全となり、（ある程度回転軸部材ｂを
回転させて上記表面粗さ等のばらつきを無くしてからで
ないと）回転軸部材ｂが静止した状態で、ガス状の流体
漏れが発生する場合があった。
【０００４】また、このシールａでは、部品数が多く組
付けに手間がかかりコスト高となる問題点もあった。
付けに手間がかかりコスト高となる問題点もあった。
【０００５】そこで本発明は、回転使用前───未運転
時───においても、確実な密封性を得ることができ、
安価製作可能な回転用シールを提供することを目的とす
る。
時───においても、確実な密封性を得ることができ、
安価製作可能な回転用シールを提供することを目的とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、ハウジングと回転軸部材の間に介装され
る回転用シールであって、該回転軸部材の外周面に摺接
する溝付シールリップ部を夫々有する第１シールエレメ
ントと第２シールエレメントを、流体収納室側と低圧側
に順次配設し、該第１シールエレメントよりも流体収納
室側に弾性シール部材をさらに付設して、該シール部材
が、上記ハウジング内面に密接する外周当接片部と、上
記第１シールエレメントの流体収納室側端面に密着する
エレメント圧接片部と、上記回転軸部材の外周面に略線
接触状に摺接するシールリップ部と、を一体に有してい
る。
成するために、ハウジングと回転軸部材の間に介装され
る回転用シールであって、該回転軸部材の外周面に摺接
する溝付シールリップ部を夫々有する第１シールエレメ
ントと第２シールエレメントを、流体収納室側と低圧側
に順次配設し、該第１シールエレメントよりも流体収納
室側に弾性シール部材をさらに付設して、該シール部材
が、上記ハウジング内面に密接する外周当接片部と、上
記第１シールエレメントの流体収納室側端面に密着する
エレメント圧接片部と、上記回転軸部材の外周面に略線
接触状に摺接するシールリップ部と、を一体に有してい
る。
【０００７】
【作用】シール部材の外周当接片部、エレメント圧接片
部及びシールリップ部が、夫々、ハウジング内面、第１
シールエレメントの流体収納室側端面及び回転軸部材の
外周面に、弾性圧接するので、ガス状の流体であって
も、回転軸部材が静止した状態において完全に密封でき
る。
部及びシールリップ部が、夫々、ハウジング内面、第１
シールエレメントの流体収納室側端面及び回転軸部材の
外周面に、弾性圧接するので、ガス状の流体であって
も、回転軸部材が静止した状態において完全に密封でき
る。
【０００８】回転軸部材の回転時には、上記シール部材
と、第１・第２シールエレメントの各溝付シールリップ
部との組合わせによって、確実に流体を密封できる。
と、第１・第２シールエレメントの各溝付シールリップ
部との組合わせによって、確実に流体を密封できる。
【０００９】また、従来、別個に必要であったＯリング
やゴムガスケット等の部品を、シール部材に集約して一
体化させてあるので、部品点数及び組付け工数の削減を
図ることができる。
やゴムガスケット等の部品を、シール部材に集約して一
体化させてあるので、部品点数及び組付け工数の削減を
図ることができる。
【００１０】
【実施例】以下実施例を示す図面に基づいて本発明を詳
説する。
説する。
【００１１】図１と図２は本発明に係る回転用シールを
示しており、例えばカーエアコンのコンプレッサーに使
用される。この回転用シール１は、コンプレッサーのケ
ース等のハウジング２の内面２ａに嵌着されて、ハウジ
ング２と回転軸部材３の間に介装され、所定方向に回転
する回転軸部材３の外周面４に摺接して、流体収納室５
内の液体や気体の流体Ｒを密封する。
示しており、例えばカーエアコンのコンプレッサーに使
用される。この回転用シール１は、コンプレッサーのケ
ース等のハウジング２の内面２ａに嵌着されて、ハウジ
ング２と回転軸部材３の間に介装され、所定方向に回転
する回転軸部材３の外周面４に摺接して、流体収納室５
内の液体や気体の流体Ｒを密封する。
【００１２】６は金属製等の環状保持部材で、保持部材
６には、低圧７側から流体収納室５側に向かって順次、
押え金具８、第２シールエレメント９、中間金具10、第
１シールエレメント11及びゴム製等の弾性シール部材12
が装着される。
６には、低圧７側から流体収納室５側に向かって順次、
押え金具８、第２シールエレメント９、中間金具10、第
１シールエレメント11及びゴム製等の弾性シール部材12
が装着される。
【００１３】薄肉円環状である第１・第２シールエレメ
ント11，９は、四ふっ化エチレン樹脂等のふっ素系樹脂
等からなり、回転軸部材３の外周面４に摺接する溝付シ
ールリップ部13，14を夫々有している。
ント11，９は、四ふっ化エチレン樹脂等のふっ素系樹脂
等からなり、回転軸部材３の外周面４に摺接する溝付シ
ールリップ部13，14を夫々有している。
【００１４】このシールリップ部13，14は、第１・第２
シールエレメント11，９の内径側を、低圧７側から流体
収納室５側に折曲げた横断面略Ｌ字型である。
シールエレメント11，９の内径側を、低圧７側から流体
収納室５側に折曲げた横断面略Ｌ字型である。
【００１５】シールリップ部13，14の摺接面15，16の溝
Ｍは、例えば、図４に示すように、第１・第２シールエ
レメント11，９の軸心を中心とする所定回転方向の螺旋
状に等間隔（又は不等間隔）のピッチＰで形成される。
Ｍは、例えば、図４に示すように、第１・第２シールエ
レメント11，９の軸心を中心とする所定回転方向の螺旋
状に等間隔（又は不等間隔）のピッチＰで形成される。
【００１６】あるいは、第１・第２シールエレメント1
1，９の内の少なくとも一方の溝Ｍを、図５に示すよう
に、軸心を中心に、等間隔（又は不等間隔）のピッチＰ
で同心円状に複数形成しても良い。また、この独立した
複数の溝Ｍを第１又は第２シールエレメント11，９の軸
心と偏芯させて等間隔（又は不等間隔）のピッチで複数
形成しても良い（図示省略）。
1，９の内の少なくとも一方の溝Ｍを、図５に示すよう
に、軸心を中心に、等間隔（又は不等間隔）のピッチＰ
で同心円状に複数形成しても良い。また、この独立した
複数の溝Ｍを第１又は第２シールエレメント11，９の軸
心と偏芯させて等間隔（又は不等間隔）のピッチで複数
形成しても良い（図示省略）。
【００１７】溝Ｍは、図２に示すように、第１・第２シ
ールエレメント11，９の厚みの略半分の深さまで至り、
摺接面15，16に対して傾斜状となっている。
ールエレメント11，９の厚みの略半分の深さまで至り、
摺接面15，16に対して傾斜状となっている。
【００１８】一方、図１と図２に示すように、円環状の
シール部材12は、シールリップ部17、エレメント圧接片
部18、連結片部19及び外周当接片部20を一体に有してお
り、焼付け等により保持部材６の内鍔部21及び外周面22
に固着される。
シール部材12は、シールリップ部17、エレメント圧接片
部18、連結片部19及び外周当接片部20を一体に有してお
り、焼付け等により保持部材６の内鍔部21及び外周面22
に固着される。
【００１９】シールリップ部17は、例えばゴム製であっ
て、断面形状がくの字形で、その先端部は、内径方向及
び流体収納室５方向へ所定角度で傾斜すると共に、該先
端部には、内径方向に突出して回転軸部材３の外周面４
に略線接触状に摺接する尖鋭状内周突条部23が形成され
る。
て、断面形状がくの字形で、その先端部は、内径方向及
び流体収納室５方向へ所定角度で傾斜すると共に、該先
端部には、内径方向に突出して回転軸部材３の外周面４
に略線接触状に摺接する尖鋭状内周突条部23が形成され
る。
【００２０】エレメント圧接片部18は、シールリップ部
17の基端から、内鍔部21に沿って外径方向に延伸し、エ
レメント圧接片部18の流体収納室側端面24が保持部材６
の内鍔部21内端面に固着される。
17の基端から、内鍔部21に沿って外径方向に延伸し、エ
レメント圧接片部18の流体収納室側端面24が保持部材６
の内鍔部21内端面に固着される。
【００２１】エレメント圧接片部18の低圧側端面25に
は、（自由状態において破線の如き形状の）凹凸周部26
が形成され、この低圧側端面25は、第１シールエレメン
ト11の流体収納室側端面27と圧接して密着する。
は、（自由状態において破線の如き形状の）凹凸周部26
が形成され、この低圧側端面25は、第１シールエレメン
ト11の流体収納室側端面27と圧接して密着する。
【００２２】外周当接片部20は、保持部材６の外周面22
に沿って延伸し、外周当接片部20の内周面が外周面22に
固着される。外周当接片部20の外周面には、複数の外周
突条部28…が形成され、この外周当接片部20の外周面
が、ハウジング２の内面２ａに密接する。
に沿って延伸し、外周当接片部20の内周面が外周面22に
固着される。外周当接片部20の外周面には、複数の外周
突条部28…が形成され、この外周当接片部20の外周面
が、ハウジング２の内面２ａに密接する。
【００２３】この外周当接片部20とシールリップ部17と
を連結する連結片部19は、保持部材６の内鍔部21に沿っ
て延伸し、連結片部19の低圧側端面29が、内鍔部21外端
面に固着される。
を連結する連結片部19は、保持部材６の内鍔部21に沿っ
て延伸し、連結片部19の低圧側端面29が、内鍔部21外端
面に固着される。
【００２４】このように、シールリップ部17の基端部、
エレメント圧接片部18、連結片部19及び外周当接片部20
にて、保持部材６の内鍔部21全体及び外周面22が被覆さ
れると共に、内鍔部21にてシール部材12が補強されてい
る。
エレメント圧接片部18、連結片部19及び外周当接片部20
にて、保持部材６の内鍔部21全体及び外周面22が被覆さ
れると共に、内鍔部21にてシール部材12が補強されてい
る。
【００２５】しかして、図１と図３に示すように、第１
・第２シールエレメント11，９においては、その摺接面
15，16が回転軸部材３の外周面４に圧接すると、溝Ｍ
は、その断面形状が鋭角三角形状に拡開し、溝Ｍの底部
が流体収納室５側から低圧７側に傾斜する。
・第２シールエレメント11，９においては、その摺接面
15，16が回転軸部材３の外周面４に圧接すると、溝Ｍ
は、その断面形状が鋭角三角形状に拡開し、溝Ｍの底部
が流体収納室５側から低圧７側に傾斜する。
【００２６】このとき、第１・第２シールエレメント1
1，９の摺接面15，16による回転軸部材３上の接触面圧
は、破線Ｔで示す如く、尖鋭状となり、低圧７側への流
体Ｒの浸入を確実に防止する。
1，９の摺接面15，16による回転軸部材３上の接触面圧
は、破線Ｔで示す如く、尖鋭状となり、低圧７側への流
体Ｒの浸入を確実に防止する。
【００２７】また、上記図４に示す螺旋状の溝Ｍとする
ことによって、回転軸部材３が（高速）回転すると、流
体Ｒが溝Ｍに浸入しても、流体Ｒの粘性による連れ廻り
回転流を、低圧７側から流体収納室５方向へ発生させて
押戻し、低圧７側への流体Ｒの漏れを確実に防止でき
る。即ち、いわゆるスクリューによるポンピング作用に
より流体を押戻すことができる。
ことによって、回転軸部材３が（高速）回転すると、流
体Ｒが溝Ｍに浸入しても、流体Ｒの粘性による連れ廻り
回転流を、低圧７側から流体収納室５方向へ発生させて
押戻し、低圧７側への流体Ｒの漏れを確実に防止でき
る。即ち、いわゆるスクリューによるポンピング作用に
より流体を押戻すことができる。
【００２８】図１と図２に示すように、シール部材12に
おいては、シールリップ部17の内周突条部23が、回転軸
部材３の外周面４に線接触状に弾性圧接（密接）すると
共に、外周当接片部20の外周面（外周突条部28…）が、
ハウジング２の内面２ａに弾性圧接（密接）して、回転
軸部材３が静止した状態においても、流体収納室５から
低圧７側への流体Ｒ（特に気体）の浸入を確実に防止で
きる。
おいては、シールリップ部17の内周突条部23が、回転軸
部材３の外周面４に線接触状に弾性圧接（密接）すると
共に、外周当接片部20の外周面（外周突条部28…）が、
ハウジング２の内面２ａに弾性圧接（密接）して、回転
軸部材３が静止した状態においても、流体収納室５から
低圧７側への流体Ｒ（特に気体）の浸入を確実に防止で
きる。
【００２９】さらに、このシールリップ部17を有するた
め、第１シールエレメント11と第２シールエレメント９
の両方に図４に示した螺旋状溝Ｍを形成可能となる。
（つまり静止時の漏れがシールリップ部17にて阻止でき
る。）従って、回転軸部材３の回転状態に於ける密封性
は一層向上することも可能となった。
め、第１シールエレメント11と第２シールエレメント９
の両方に図４に示した螺旋状溝Ｍを形成可能となる。
（つまり静止時の漏れがシールリップ部17にて阻止でき
る。）従って、回転軸部材３の回転状態に於ける密封性
は一層向上することも可能となった。
【００３０】さらに、エレメント圧接片部18の低圧側端
面25（凹凸周部26）が第１シールエレメント11の流体収
納室側端面27に弾性圧接（密接）するので、保持部材６
の内面からの流体（特にガス）漏れを防止して、一層確
実に流体Ｒを密封することができる。
面25（凹凸周部26）が第１シールエレメント11の流体収
納室側端面27に弾性圧接（密接）するので、保持部材６
の内面からの流体（特にガス）漏れを防止して、一層確
実に流体Ｒを密封することができる。
【００３１】そして、回転軸部材３の回転時には、シー
ル部材12の内周突条部23及び第１・第２シールエレメン
ト11，９の摺接面15，16が、回転軸部材３の外周面４に
摺接して、上述の優れた密封作用により、流体収納室５
から低圧７側への流体Ｒの浸入が阻止される。
ル部材12の内周突条部23及び第１・第２シールエレメン
ト11，９の摺接面15，16が、回転軸部材３の外周面４に
摺接して、上述の優れた密封作用により、流体収納室５
から低圧７側への流体Ｒの浸入が阻止される。
【００３２】この本発明シールと、従来シールを用い
て、軸静止時における気密性能を比較した試験結果を表
１と表２に示す。
て、軸静止時における気密性能を比較した試験結果を表
１と表２に示す。
【００３３】ここで、定圧気密試験結果は、シールを装
着した圧力容器を水没させた状態で、試験圧力（50kgf/
cm2 ）までＮ2 ガスで加圧し、３分間保持した場合にお
ける圧力容器からのガス漏れの有無と、ガス漏れまでの
時間（50kgf/cm2 未満でガス漏れが生じる場合はその圧
力と時間）を示している。
着した圧力容器を水没させた状態で、試験圧力（50kgf/
cm2 ）までＮ2 ガスで加圧し、３分間保持した場合にお
ける圧力容器からのガス漏れの有無と、ガス漏れまでの
時間（50kgf/cm2 未満でガス漏れが生じる場合はその圧
力と時間）を示している。
【００３４】さらに、急加圧気密試験結果は、大気圧か
ら２〜３秒で試験圧力まで加圧した場合のガス漏れの有
無と、ガス漏れが生じる場合はその圧力を示している。
また、急減圧気密試験結果は、試験圧力から約１秒で大
気圧まで減圧した場合のガス漏れの有無と、ガス漏れが
生じる場合はその圧力を示している。
ら２〜３秒で試験圧力まで加圧した場合のガス漏れの有
無と、ガス漏れが生じる場合はその圧力を示している。
また、急減圧気密試験結果は、試験圧力から約１秒で大
気圧まで減圧した場合のガス漏れの有無と、ガス漏れが
生じる場合はその圧力を示している。
【００３５】なお、各試料（シール）は、回転軸に全く
摺接させていない未使用品を用い、さらに、この各試料
には冷凍機油を塗布した。
摺接させていない未使用品を用い、さらに、この各試料
には冷凍機油を塗布した。
【００３６】
【表１】
【００３７】
【表２】
【００３８】このように、本発明シールでは、何れの気
密試験においても、ガス漏れが全く生じず、従来シール
に比べて、軸静止時の（特に未使用品の使用開始時にお
ける）気密性能に優れていることが明らかとなった。
密試験においても、ガス漏れが全く生じず、従来シール
に比べて、軸静止時の（特に未使用品の使用開始時にお
ける）気密性能に優れていることが明らかとなった。
【００３９】また、表３の条件にて、本発明シールに対
して、軸回転時の密封性能試験を行った結果を表４に示
す。
して、軸回転時の密封性能試験を行った結果を表４に示
す。
【００４０】
【表３】
【００４１】
【表４】
【００４２】このように、本発明シールでは、高速（64
00rpm ），高圧（18kgf/cm2 ）の厳しい条件下において
も、確実に流体（油）漏れ及び圧力降下を防止でき、優
れた密封性能を発揮することがわかる。
00rpm ），高圧（18kgf/cm2 ）の厳しい条件下において
も、確実に流体（油）漏れ及び圧力降下を防止でき、優
れた密封性能を発揮することがわかる。
【００４３】
【発明の効果】本発明は上述の如く構成されているの
で、次に記載するような著大な効果を奏する。
で、次に記載するような著大な効果を奏する。
【００４４】本発明のシールは、特に、高圧コンプレッ
サー用に好適で、回転軸部材３が静止した状態における
気密性能に優れており、流体密封性能の安定化を図るこ
とができる。特に、回転使用前の状態での流体漏れを防
止できる。
サー用に好適で、回転軸部材３が静止した状態における
気密性能に優れており、流体密封性能の安定化を図るこ
とができる。特に、回転使用前の状態での流体漏れを防
止できる。
【００４５】シール部材12を併用してあるので、第１・
第２シールエレメント11，９の両方の溝Ｍ，Ｍを、螺旋
状にすることが可能となり、回転軸部材３の回転時に両
シールエレメント11，９のポンピング作用を生かして、
密封性能を一層向上すると共に安定させることが、可能
となった。
第２シールエレメント11，９の両方の溝Ｍ，Ｍを、螺旋
状にすることが可能となり、回転軸部材３の回転時に両
シールエレメント11，９のポンピング作用を生かして、
密封性能を一層向上すると共に安定させることが、可能
となった。
【００４６】従来、別個に必要であったＯリングやゴム
ガスケット等の部品を、シール部材12に集約して一体化
してあるので、部品点数及び組付け工数の削減を図るこ
とができ、安価製作が可能となる。
ガスケット等の部品を、シール部材12に集約して一体化
してあるので、部品点数及び組付け工数の削減を図るこ
とができ、安価製作が可能となる。
【図１】本発明の一実施例を示す拡大断面図である。
【図２】回転用シールの拡大断面図である。
【図３】第１・第２シールエレメントの作用説明図であ
る。
る。
【図４】溝を螺旋状に形成した場合のシールエレメント
の展開図である。
の展開図である。
【図５】溝を同心円状に形成した場合のシールエレメン
トの展開図である。
トの展開図である。
【図６】従来例を示す断面図である。
２ ハウジング ２ａ 内面 ３ 回転軸部材 ４ 外周面 ５ 流体収納室 ７ 低圧 ９ 第２シールエレメント 11 第１シールエレメント 12 シール部材 13 溝付シールリップ部 14 溝付シールリップ部 17 シールリップ部 18 エレメント圧接片部 20 外周当接片部 27 流体収納室側端面
Claims (1)
- 【請求項１】 ハウジングと回転軸部材の間に介装され
る回転用シールであって、該回転軸部材の外周面に摺接
する溝付シールリップ部を夫々有する第１シールエレメ
ントと第２シールエレメントを、流体収納室側と低圧側
に順次配設し、該第１シールエレメントよりも流体収納
室側に弾性シール部材をさらに付設して、該シール部材
が、上記ハウジング内面に密接する外周当接片部と、上
記第１シールエレメントの流体収納室側端面に密着する
エレメント圧接片部と、上記回転軸部材の外周面に略線
接触状に摺接するシールリップ部と、を一体に有してい
ることを特徴とする回転用シール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4308285A JP2789151B2 (ja) | 1992-10-21 | 1992-10-21 | 回転用シール |
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-
1992
- 1992-10-21 JP JP4308285A patent/JP2789151B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
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