JP2003166648A

JP2003166648A - 板ブラシシール装置

Info

Publication number: JP2003166648A
Application number: JP2001363943A
Authority: JP
Inventors: Toru Kono; 徹河野
Original assignee: Eagle Engineering Aerospace Co Ltd
Current assignee: Eagle Engineering Aerospace Co Ltd
Priority date: 2001-11-29
Filing date: 2001-11-29
Publication date: 2003-06-13

Abstract

(57)【要約】【課題】シール板の取付部を積層して環状に形成する
とき、取付部の接合面を接合すれば容易に環状に形成で
きるようにすることである。しかも、シール部に作用力
方向へ可撓性を付与すると共に、被密封流体方向へは剛
性を持たせることにある。【解決手段】シール板（３）のシール部（６）を形成
するシール部接合面間の各間隔に対応するシール板
（３）の取付部（４）を積層する積層接面間の各間隔
が、前記接着部（５）の厚さで保持して環状に形成さ
れ、シール部で被密封流体をするものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、航空機、
ガスタービン等の回転軸周りの相対移動する二構成部品
間をシールする板ブラシシール装置に関する。特に、二
構成部品の一方部品が微少な変動をしても板ブラシシー
ル装置が一方部品の変動に対応して応動変形可能にする
と共に、製作に於いても薄板を容易に積層できるように
したいたブラシシール装置の技術分野に係わるものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】本発明に関する関連技術には、図１０に
示すブラシシール装置１００が存在する。図１０は、回
転軸１２０と、この回転軸１２０が貫通するケーシング
１１０の貫通孔の外周面との間に取り付けられたブラシ
シール装置１００の断面図である。このケーシング１１
０は、蒸気タービンやガスタービンの部品である。この
ケーシング１１０に設けられた回転軸１２０との間隙を
ブラシシール装置１００が仕切るようにしてガス等の被
密封流体をシールするものである。

【０００３】図１０に於いて、ブラシシール装置１００
は、全体がリング状に形成されて、ケーシング１１０の
溝部１１２に取り付けられている。このブラシシール装
置１００の主要な構成は、ブラシシール１０９と背板１
０２と支持板１０３である。この環状を成すブラシシー
ル１０９は、剛毛１０１が径方向に対して傾斜して取り
付けられており、この数万、数十万本の多数の剛毛１０
１がある厚さの束を成しながら円周に沿って壁状に配列
されている。そして、結合された外周の一端部が取付部
１０４を成していると共に、ブラシシール１０９の内周
の自由端面１０５が、回転軸１２０に対向するように周
面に形成されている。

【０００４】この剛毛１０１の線径は、一般に、０．２
５ｍｍ前後の太さのものが用いられている。そして、こ
の剛毛１０１により回転軸との間をシールのためには、
シール方向にある厚さの壁に形成しなければならない。
このため、数万本以上の剛毛１０１を束状にして多数配
列しなければならないから、ブラシシール１０９を製作
に於いて、剛毛１０１を配列する困難さ及び取付部１０
４の固着方法の困難さが伴うことになる。

【０００５】このブラシシール１０９の側面には、環状
に形成された背板１０２が側面１０８をブラシシール１
０９と接触状態にして配置され、被密封流体の圧力の作
用に対して剛毛１０１を支持している。又、ブラシシー
ル１０９の他方の面には、保持板１０３がリング板に形
成されて背板１０２との間でブラシシール１０９の取付
部１０４側を狭持するごとくして一体に配置されてい
る。この保持板１０３は、被密封流体が作用した場合、
又は回転軸１２０が当接した場合でも、自由度を有する
ように径方向の幅が狭く形成されてブラシシール１０９
を露出している。そして、背板１０２と、ブラシシール
１０９の取付部１０４と、保持板１０３とは、一端が溶
接されて結合部１０６を成している。しかし、ブラシシ
ール１０９は多数の剛毛１０１で構成されているために
バラバラに成りやすく、又線径が細いために、溶接が困
難になる。

【０００６】図１０に示す軸の仮想線は、軸１２０がブ
ラシシール１０９に対し回転中に揺動しない正常に嵌合
した状態を示すものである。この正常状態は、図１０の
仮想線で示す回転軸１２０がブラシシール１０９の自由
端面に近接、又は軽く接触しているものである。そし
て、回転軸１２０が偏心して実線で示すようにブラシシ
ール１０９を圧接すると、ブラシシール１０９は曲げら
れたような変形状態になる。このため、剛毛１０１は回
転軸１２０が当接しても変形しやすいように、回転軸１
２０の径方向に対して傾斜させた状態に配置されてい
る。しかし、この剛毛１０１を設定角度に正確に傾斜さ
せて取り付けることは、極めて困難な作業である。

【０００７】又、回転軸１２０が振動したり、偏心した
りして、ブラシシール１０９に接触すると、ブラシシー
ル１０９は、回転軸１２０と圧接された状態になりなが
ら傾斜角度も増加させる。一方、反対周面は、ブラシシ
ール１０９から回転軸１２０が離れることになる。この
とき、ブラシシール１０９の内周の自由端側は、回転軸
１２０と間隙を大きくした非接触状態になるから、この
回転軸１２０との間隙を流れる被密封流体の圧力により
各剛毛１０１が押し分かられて剛毛１０１間に間隙が惹
起するので被密封流体が漏洩することになる。

【０００８】更に、他の従来技術として、特開平１０−
１９６８０１号公報が存在する。この公報には、図１１
に示す様に周方向に沿って薄板を積層に重ねたものが示
されている。この図１１には、板シール２０９として薄
板を回転軸１２０の周方向に重ねて高圧側領域Ｐ１と低
圧側領域Ｐ２をシールするものである。そして、板シー
ル２０９の外周部はろう付けされて取付部１０４に形成
されていると共に、このろう付けされた取付部１０４を
介してケーシング１１０の溝部に取り付けられる。又、
板シール２０９の低圧側領域Ｐ２の側面には背板１０２
が配置されていると共に、高圧領域側Ｐ１の側面には保
持板１０３が配置され、この両側の背板１０２と保持板
１０３とにより板シール２０９の両側を支持している。

【０００９】しかし、この様に接触状態に積層された板
シール２０９に対し、回転軸１２０が偏心して圧接した
ときに、積層の環状体を成す板シール２０９は、弾性変
形する逃げ場が無く、更に、積層状態の上に、弾性変形
に対応するバネ常数が大きくなる構成のために、回転軸
６０の偏心に対して追随することが困難になる問題を惹
起している。このために板シール２０９とロータ１２０
の外周面との間隔を大きくとっているので、被密封流体
のシールに問題が生じてくる。又、この薄板は、回転軸
１２０の軸方向へある幅に形成されているから、１枚づ
つ重ね合わせれば、シールする方向（軸方向）にある厚
さの壁が形成される。しかし、単に厚さ方向に重ね合わ
せたのみでは、図１２に示すように、薄板１１５はどこ
までも直線方向に重ねられるだけで、環状に形成するこ
とは困難である。この薄板１１５を環状に重ね合わせる
には、図１１に示すように、積層方向へ薄板を円弧状に
曲げなければならない。この円弧状の曲率半径は、回転
軸１２０の外径から割り出して設計しなければならな
い。この設計、製作が困難である。

【００１０】この困難な設計、製作を解決する他の方法
として薄板１１５を回転軸１２０の周りに環状を成すよ
うに重ね合わせるには、内周より外周となる長さにより
形成される薄板１１５の外周取付部１０４の重ね面１１
６間ごとの隙間にスペーサの板を介在させて自由端面１
０５側の重ね面１１６間と取付部１０４の重ね面１１６
間とを同一に接触させなければならない。このような重
ね面１１６間にスペーサを設けた薄板１１５の取付は、
スペーサの重ね合わせの困難と共に、数万枚から数万十
枚を重ねるようになるので、その取付が極めて困難にな
る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、ブラ
シシール装置は、何十万個の剛毛１０１を被密封流体の
作用方向へ束にしながら仕切る方向へ壁状にしたブラシ
シール１０９を製作することが極めて困難であると共
に、シール能力を向上させることに限界がある。それ
は、ブラシシール１０９を構成する剛毛１０１の数があ
まりに多いので、剛毛１０１を傾斜させて取り付ける取
付上の困難な問題及びその取付部１０４を固着させる固
定方法の困難な問題、更に、設定されたシール能力に合
わせてシールする方向へ剛毛１０１を配列する幅の問
題、更には、ブラシシール１０９が回転軸の偏心により
回転軸１２０から離間したときに、剛毛１０１の自由端
側がシール方向へ変形するので、被密封流体の漏洩が増
加する問題等が存する。

【００１２】更に又、これを解決するための薄板による
板ブラシシール装置においても、その薄板１１６を環状
に形成するための取付部の重ね合わせの困難な問題が解
決できない状況にある。更には、薄板のシール部側の重
ねる面間を可撓性を有するようなある間隙に形成するこ
とも困難である。

【００１３】本発明は、上述のような問題点に鑑み成さ
れたものであって、その解決しようとする技術的課題
は、シール板を重ねて環状に形成するときに、内径側の
間隔を密に、外径側の間隔を疎に形成する板ブラシシー
ルを容易に製作できるようにすることにある。更に、板
ブラシシールの取付部の固定方法を容易にすることにあ
る。又、板ブラシシールのシール部のシール能力を向上
させるために、シール板の各間隔を取付部の接着部によ
り簡単に保持できるようにすることにある。更に又、シ
ール板のシール部接合面間の重ねた各間隔を容易に設定
できるようにして重ねた周方向の可撓性を向上させるこ
とにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は上述のような課
題を解決するために成されたものであって、その技術的
手段は、以下のように構成されている。

【００１５】請求項１に係わる本発明の板ブラシシール
装置は、嵌合して相対移動する一方の部品に外周の固定
部が取付けられて内周のシール部が他方の軸との間をシ
ールするブラシシール装置であって、薄板（７）を有す
るシール板（３）を前記軸の周方向へ積層して環状に形
成される外周に取付部（４）を有する板ブラシシール
（２）と、前記取付部（４）の積層された積層接面
（８）に有する接着部（５）と、前記シール板（３）の
前記内周側のシール部接合面（６Ａ）が接触又は近接に
積層されて被密封流体をシールするシール部（６）とを
有し、前記シール部（６）の前記シール部接合面（６
Ａ）間の各間隔に対応する前記取付部（４）の前記積層
接面（８）間の各間隔が前記接着部（５）の厚さに形成
されているものである。

【００１６】請求項１に係わる本発明の板ブラシシール
装置では、各シール板の取付部に於ける接着部を接合し
て重ねると、シール部接合面間を接触又は近接させて軸
の周面に沿った環状を成すシール部に形成することが可
能になる。このため、例えば、ケーシングの貫通孔に軸
が嵌合した間隙をシール部により効果的にシールするこ
とが可能になる。特に、シール板は矩形板のように形成
されているから、シール部の両側面を背板と保持板で保
持して溝部にはめ込むと、又は取付部を直接溝部にはめ
込んで保持すると簡単に板ブラシシールを組み立てるこ
とが可能になる成る。このため、シール板の枚数が多く
とも組立は容易である。又、接着部は、金属被膜処理、
例えば電気メッキにより、スペーサとなるある厚さの層
に形成するものであるから、接着部の厚さの精度の向上
と共に、生産能力を向上させることが可能になる。

【００１７】又、シール板の接着部を隣接するシール板
の接着部に接合すると、取付部全体が一体化できるか
ら、ケーシングの溝部に板ブラシシール装置の取付部又
は固定部を容易に取り付けることができる。又、シール
部はシール部接合面を互いに接触又は近接させて配置で
きると共に、円形状に形成することが可能になる。この
ためにシール部のシール能力を向上させることが可能に
なる。

【００１８】請求項２に係わる本発明の板ブラシシール
装置は、前記取付部（４）の接着部がメッキにより形成
されているものである。

【００１９】請求項２に係わる本発明の板ブラシシール
装置では、接着部が電気メッキ等で形成したメッキ層で
あるから、接着部の厚さ寸法を精度良く成形することが
できる。このため、シール部側のシール部接合面間に対
して取付部側の積層接面間の間隔寸法を接着部の厚さで
精密に保持することが可能になる。

【００２０】請求項３に係わる本発明の板ブラシシール
装置は、前記取付部（４）の接着部が超弾性合金又はニ
ッケルにより形成されているものである。

【００２１】請求項３に係わる本発明の板ブラシシール
装置では、板ブラシシールの薄板をニッケル系合金で製
作する場合が多いので、この接着部をニッケル合金にす
ると両者の熱膨張係数がほぼ同一となるから高熱の雰囲
気中での取付部の接着部の熱変形、熱に伴う剥離が効果
的に防止される。又、接着部を超弾性合金にすると、積
層接合面の接着力が改善されてシール部側のシール部接
合面の間隔を精度良く保持することが可能になり、シー
ル能力が向上する。

【００２２】請求項４に係わる本発明の板ブラシシール
装置は、前記取付部（４）の接着部が前記各シール板の
一方面又は両方面に形成されているものである。

【００２３】請求項４に係わる本発明の板ブラシシール
装置では、シール板の片側に接着部を設けたものは取付
部側の積層接面間の間隔が大きくなるので板ブラシシー
ルへの軸等の当接に対する弾性変形を容易にし、接触面
の摩耗を防止する。又両側に接着部を設けたものは、接
着部の厚さ寸法を精密にすることができる。同時に、取
付部全体を被覆できるから、取付部の防触効果が発揮で
きる。更に、両面に接着部を設けたものは、裏表がない
から積層するときにどちらの面でも積層できて積層組立
能率を向上できる。更に、板ブラシシールの薄板素材を
片面又は両面メッキして、その薄板素材から多数のシー
ル板を切断加工すれば、多数のシール板を必要とする板
ブラシシールに於いて、シール板の大量生産が可能にな
る。

【００２４】請求項５に係わる本発明の板ブラシシール
装置は、前記シール板（３）が前記軸（６０）の径方向
に対して傾斜しているものである。

【００２５】請求項５に係わる本発明の板ブラシシール
装置では、自由端部と取付部との間の積層接面間に接着
部により間隙が形成されるから揺動する軸等の当接に対
して可撓性を発揮する。この可撓性の機能が付与された
板ブラシシールが、軸の径方向に対して傾斜しているの
で、例え、軸が触れ回ったときに当接しても、軸に対し
て弾性変形して対応し、圧接や摩耗を防止することが可
能になる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係わる好ましい実
施の形態を示す板ブラシシール装置を詳述する。尚、以
下の図面は発明を説明する概念図ではなく、実施に基づ
く設計図である。

【００２７】図１は、ケーシング５０と軸６０との間隙
を高圧Ｐ１側と低圧Ｐ２側とに仕切る板ブラシシール装
置１の断面図である。又、図２は、図１の板ブラシシー
ル装置１の内径側から見た一部の正面図である。更に、
図３は、図１の板ブラシシール２の正面図である。又、
図４は、図３の板ブラシシール２の取付部近傍の接着部
を示すためのＡ部の拡大した正面図である。更に図５
は、図３の一部を拡大した正面図である。又、図６は、
薄板７の取付部４の片側に接着部５を設けたシール板３
の側面図である。更に、図７は、薄板７の取付部４の両
側に接着部５を設けたシール板３の側面図である。

【００２８】本発明に係わる第一実施の形態を示す板ブ
ラシシール装置１を上述の各図面に基づいて以下に詳述
する。図１及び図２において、１は板ブラシシール装置
である。又、この板ブラシシール装置１の取付部４を含
む固定部２０は、一方の部品であるケーシング５０の内
周面５２に設けられた溝部５１に取り付けられている
（以下、一方の部品をケーシングとする）。又、板ブラ
シシール装置１の内周側の自由端部１５は他方の部品で
ある軸６０の外周面と対向して接触又は近接した状態に
配置される（以下、他方の部品を軸とする）。そして、
高圧Ｐ１側の被密封流体を板ブラシシール２によりシー
ルする。

【００２９】このブラシシール装置１は、板ブラシシー
ル２、背板部６及び保持板部１０が主要な構成部品とな
っている。このうち、板ブラシシール２は、シール板３
が軸６０の周方向に沿って積層状態に重ねられ、全体が
環状に形成されている。このシール板３は、図３に示す
ように軸６０の回転方向に傾斜して取り付けられてい
る。又、シール板３は、図６及び図７に示すように、薄
板７の一端の積層接面８にメッキによる設定された厚さ
の接着部５に形成されている。そして、シール板３の接
着部５の接合面５Ａが接触状態に積層されると共に、外
周側が全周に渡って溶接等により固着されて取付部４に
形成している。

【００３０】シール板３は、薄板７と、薄板７の一端側
積層接面８に設けられた接着部５とから構成されてい
る。図６では、取付部４の片側にメッキによる接着部５
が形成されている。又、図７では、取付部４の両側に接
着部５が形成されている。薄板７は、厚さが０．０５か
ら０．５mmの範囲であり、長さが３００mmで、幅が５０
mmの長方形に形成されている。この厚さ、長さ、幅は、
必要に応じてこの寸法以外の大きさにも設計される。

【００３１】そして、薄板７の一端側の積層接面８に電
気メッキ処理によりニッケル合金より成る接着部５が形
成されている。この接着部５の厚さは、シール板３を環
状に積層したときに取付部４の積層接面８に生じる間隙
の寸法に設定される。この間隙は、シール板３の内径側
の自由端部１５を互いに接触又は近接させて軸６０の円
周面に沿って環状に積層したときに、取付部４の外径は
自由端部１５の内径より大径の長さだけ各シール板３の
積層接面８間が大きな寸法となる。この間隙の寸法に対
応した厚さに接着部５の厚さを形成する。この接着部５
の厚さは電気メッキ等の金属被膜処理であるために、微
少な厚さでも容易に形成することが可能になる。

【００３２】図２は、図１に於いて、シール板３の自由
端部１５側のシール部接合面６Ａ（積層接面８）間が接
触状態に配列されてい１実施例である。この状態で、取
付部４の接着部５の接合面５Ａが積層対向する取付部４
の接合面５Ａに接触状態で積層されている。そして、取
付部４の外周面と共に、背板部１６及び保持板部１０の
外周面を溶接等により固着して固定部２０として一体化
することもできる。

【００３３】シール板３の傾斜角度は、軸の回転速度、
軸の偏心の大きさ、更には、軸の揺動状態により決めら
れる。図３に示す板ブラシシール２は、シール板３の角
度を３２度に設計した１実施例である。そして、このシ
ール板３の長さが３００mmで、幅が５０mmである。又、
シール板３の薄板７の厚さが０．1mmである。更に、薄
板７の材質は、ニッケル合金（INCO718)で、接着部５は
NIメッキである。

【００３４】この他の実施例に於けるシール板３の一般
的に設定された数字範囲は、シール板３の角度は２８度
から４５度に設計されている。好ましくは、３０度から
３８度にしている。そして、このシール板３の薄板７
は、矩形状に形成されているものである。又、この薄板
７の矩形状の長さは８０〜５５０ｍｍの範囲に形成さ
れ、幅が２５〜７５ｍｍの範囲に形成したものを利用し
た。更に好ましい例としては、３００×３０mm、３００
×５０mm、４５０×６０mmのものがある。又、薄板７の
厚さの範囲は、０．０１〜０．５ｍｍの範囲で、好まし
くは０．０８〜０．３ｍｍのものを使用した。

【００３５】これらの寸法は、板ブラシシール装置１の
大きさにより設定されるものであり、大径であればある
程、それに応じて薄板７の大きさも大きく形成される。
又、被密封流体の圧力が高ければ高いほど幅寸法も大き
く形成される。又、薄板７は、鋼板、ステンレス板、ニ
ッケル基の合金板、コバルト合金板、セラミック板等の
材質が用いられる。更に、接着部５は、電気メッキ等に
より大量生産可能な方法により製作される。この接着部
５の材質は、ニッケル、コバルトなどが適しているが、
薄板７の材質と同様にすると、両者の接合性及び熱膨張
係数の差による剥離などの点から良好な結果がいられ
る。

【００３６】次に、ブラシシール装置１に於いて、被密
封流体が作用する側に板ブラシシール２を支持するリン
グ状の背板部１６が設けられている。この背板部１６に
は、板ブラシシール２の取付部４を保持する固着部１６
Ａと板ブラシシール２に被密封流体の圧力が作用して極
端に曲げられないように支持する支持面１６Ｂとが設け
ている。そして、板ブラシシール２が被密封流体の圧力
を受けても変形しないように支持面１６Ｂにより支持し
ている。この背板部１６は、鋼板、ステンレス板、ニッ
ケル合金板、コバルト合金板、アルミニウム板等が用い
られる。

【００３７】板ブラシシール２を支持する背板部１６に
対し反対側には、保持板部１０が配置されている。保持
板部１０は、背板部１６の径方向の幅より小さい幅のリ
ング状に形成されている。この保持板部１０は背板部１
６と協働して板ブラシシール２を保持するものである。
この保持板部１０も、背板部１６と同様な材質により製
作されている。

【００３８】板ブラシシール２は、上述したように、背
板部１６と保持板部１０とにより取付部４を境にして電
子ビーム等の溶接により一体に結合されている。この背
板部１６と板ブラシシール２と保持板部１０の結合部
は、固定部２０を形成する。図１では、保持板部１０の
長さが固定部２０の長さに形成されているが、背板部６
に近い径方向の長さに形成することも可能である。この
図１より長くした保持板部１０の場合には、板ブラシシ
ール２と保持板部１０との間に僅かな間隙が形成され
る。

【００３９】板ブラシシール２、背板部６及び保持板部
１０は、上述した材質を選定しているが、ケーシング５
０の線膨張係数に合わせて材質を選定することが好まし
い。特に、シール板３の材質は、ニッケル基の合金の他
に、その他非鉄金属で製作される場合もある。更には、
被密封流体の種類、温度、又は、その他の適用分野の条
件によって種々の材質が選定されている。

【００４０】図３は、板ブラシシール２を軸６０に装着
した正常な状態図である。又、図３のＡ部の拡大図が図
４である。図４に於いて、接着部５は薄板７の積層接面
８の片側に０．０３mmの厚さに成るようにニッケル合金
をメッキしたものである。この接着部５より薄板７の自
由端部１５側は、シール部接合面６Ａ（積層接面８）間
に形成される。このシール部接合面６Ａ間は微少な間隙
又は接触状態に形成されてシール能力を発揮する。

【００４１】図５は、図３の１部を拡大した板ブラシシ
ール２である。この板ブラシシール２の積層接面８間の
間隙は、図５から明らかなように、取付部４から自由端
部１５に近づくにつれてシール部接合面６Ａ間が小さく
なる。そして、この積層接面８間の間隙はシール板３に
可撓性を付与すると共に、自由端部１５側は、シール接
合面６Ａ間の間隙が微少になるから、シール部６のシー
ル能力を向上させる。更に、シール板３は、軸６０の径
方向に対して傾斜しているから、軸６０の当接に対して
弾性変形し、自由端部１５が軸６０に接触して摩耗する
のを防止する。しかも、板ブラシシール２のシール部６
より取付部４側は背板部１６により塞がれているから、
積層接面８間に多少の間隙が存在しても、シールされ
る。

【００４２】図６は、薄板７の取付部４の片側に接着部
５を形成したものである。この取付部４の両面は積層す
る接合面５Ａとなる。更に、シール板３の自由端１５側
の積層する面はシール部接合面６Ａとなる。そして、薄
板７の材質は、ニッケル合金である。又、接着部５はニ
ッケルメッキにより形成したものである。シール板３の
大きさは、３００mm×５０mmの長方形で、厚さが０．1m
mのものが用いられている。これに対して接着部５の厚
さは、０．０３mmに形成されている。この図６のシール
板３は、自由端部１５の面を軸６０の面にあわせて傾斜
面にする場合に、片側の接触部５は積層方向へ配列する
とときの位置決め（目印）となる。

【００４３】図７は、ニッケル合金材製の薄板７に於け
る取付部４の両側に接着部５が形成されたものである。
この接着部５の両面は積層する接合面５Ａとなる。又、
シール板３の自由端部１５側のシール部６に於ける両面
は、シール部接合面６Ａとなる。この接着部５の場合に
は、片側の接着部５よりも薄い厚さに形成することがで
きる。しかも、積層するときにシール板３の表裏がない
のでどちらの面を積層してもよく、生産性が良くなる。
このシール板３の大きさは、４５０×６０の長方形で、
厚さが０．０５mmにしたものである。又、接着部５の厚
さはニッケルメッキで０．０２mmに形成されている。

【００４４】図８は、薄板素材７Ｐの一端側に設定され
た厚さのニッケルメッキを施したものである。そして、
この薄板素材７Ｐから多数のシール板３をプレス切断又
はワイヤカットにより加工分割したものである。このよ
うにすることにより、多数のシール板３を必要とする板
ブラシシール装置１でも、容易に多数のシール板３を製
作することが可能になる。

【００４５】図９は、軸６０が偏心して板ブラシシール
２の自由端面１５側を湾曲するように押圧した状態の正
面図である。この状態は、軸６０の回転方向正面から見
ると図１に実線で示す軸６０の状態である。このような
作用力が板ブラシシール装置１に作用したときに、板ブ
ラシシール装置１に於ける積層組立の能率向上と共に、
シール能力が向上する。

【００４６】そして、軸６０が偏心又は振動してブラシ
シール２に圧接するとシール板３は、薄板７の可撓性と
共に、三角形状に形成される積層接面８間の間隙の働き
により、圧力を受ける力に対して弾性変形（可撓性）を
発揮するようになるので、しなやかに対応して摩擦抵抗
を低減することが可能になる。その結果、軸６０の大き
な偏心に対しても摩耗することなくシールすることがで
きることになる。更に、シール板３は、被密封流体の圧
力を受ける方向へ幅が広く形成されているので、被密封
流体の圧力に対して変形することなく対抗力がある。こ
のために、シール部６により被密封流体を確実にシール
することが可能になる。

【００４７】以上述べたように、本発明に係わる板ブラ
シシール装置１の基本的構成は、一実施例として、ケー
シング５０の孔５１に軸６０が嵌合して相対移動する間
隙をシールするために設けられているものである。この
板ブラシシール装置１は、ケーシング５０の孔５２に設
けられた溝部５１に取付部４又は固定部２０が固着され
ていると共に、自由端部１５が軸６０側と対向するよう
に配置された板ブラシシール２を設けている。この板ブ
ラシシール２は、可撓性の薄板７から成るシール板３を
軸の周面を囲む方向へ積層して環状に形成された外周側
に取付部４を設けるとともに、内周側にシール部６を設
けている。

【００４８】この板ブラシシール２は、特殊に形成され
たシール板３を環状に積層して形成される。このため
に、このシール板３には各薄板７の取付部４となる積層
接面８に接着層５が積層されて厚肉に形成されている。
そして、この取付部４の接着層５により、シール板３を
環状に積層するときに外周側の積層接面８間の間隔をス
ペーサとして保持する。この接着層５の厚さは、シール
板３の内径側である自由端部１５のシール部接合面６Ａ
（積層接面８）間の間隔が接触又は近接状態で外径側の
取付部４の積層接面８間の開く間隔を保持する厚さに形
成されている。

【００４９】このように構成されたシール部６は、各積
層接面８間全体が接着層５側の間隔が大きくシール接合
面６Ａ側が小さく成るような状態に積層されているの
で、シール部６で被密封流体をシールすると共に、接着
部５側の微少な間隔により軸６０等の当接に対して弾性
変形できる可撓性が付与されている。更に、接着層５
は、シール部接合面６Ａの間隔に対応する外径の取付部
４の各シール板３の間隔が移動しないように保持する役
目を果たしている。そして、接着層５は、金属被膜処理
により薄板７の取付部４に形成される。

【００５０】この接着層５は、層を形成する表面処理に
より行われる。金属皮膜の場合は、電気メッキにより行
うと良好である。この電気メッキは金属イオンを含む溶
液中に処理しようとする薄板素材７Ｐを浸せきし、それ
を陰極として薄板素材７Ｐ表面に金属被膜を電解析出さ
せる。この接着部５を形成する表面処理としては、電気
メッキ、溶融メッキ、核酸メッキ、蒸着メッキ、溶射、
合わせ板、陽極酸化、化成処理（リン酸塩被膜、クロム
酸塩被膜などを形成する場合）、プラスチックライニン
グ、セラミックコーテングなどが採用された。

【００５１】この接着層の生産性を向上させる成形方法
は、素材である大きな薄板７Ｐの一端側に金属皮膜処理
により接着層を形成して切断加工によりシール板３を形
成するものである。この接着層の材質は薄板７と同系統
の材質にすると好ましいことが認められる。それは被密
封流体が温度を有する場合である。高温の場合にこの同
一材質にすると良好な結果がいられる。

【００５２】

【発明の効果】本発明に係わるブラシシール装置によれ
ば、各シール板に於ける接着部を互いに接合して積層す
ると、シール部接合面間を接触又は近接させて軸の周面
に沿った環状を成すシール部に形成することが可能にな
り、このシール部により被密封流体を効果的にシールす
ることが期待できる。又、シール板の各積層接面間の間
隙の働きにより軸の当接に対して可撓性を発揮し、しな
やかな弾性変形をして摩耗するのが防止される効果を奏
する。しかも、シール部は、被密封流体の作用方向に対
してシール板としての幅があるから弾性変形することも
なく、設計通りのシール効果を発揮する。

【００５３】特に、薄板は矩形板のように形成されてい
るから、薄板の両側面を背板と保持板で溝部に保持する
と、又は取付部を直接に溝部にはめ込むと、簡単に板ブ
ラシシールを組み立てることが可能になる成るので、薄
板の枚数が多くとも組立は極めて容易である。更に、接
着部は、金属被膜処理により設定された層に形成できる
ので、接着部の厚さに対する精度が向上できると共に、
シール板の大量生産が可能になる効果を奏する。

【００５４】請求項２に係わる本発明の板ブラシシール
装置によれば、接着部がメッキ層で形成されているか
ら、接着部の厚さ寸法を精度良く成形することが可能に
なる。又、薄板素材に接着部をメッキして、この薄板素
材からシール板を切断すればよいから、シール板の大量
生産が可能になる効果を奏する。

【００５５】請求項３に係わる本発明の板ブラシシール
装置によれば、板ブラシシールの薄板をニッケル系合金
で製作する場合が多く、この接着部の材質をニッケル合
金にすると両者の熱膨張係数がほぼ同一となるから、高
熱の雰囲気中での接着部の熱変形、熱に伴う剥離が効果
的に防止される。又、接着部を超弾性合金にすると、接
合面の接合力が改善されてシール部側のシール部接合面
間を良好に保持することが可能になる効果を奏する。

【００５６】請求項４に係わる本発明の板ブラシシール
装置によれば、シール板の片側に接着部を設けたもの
は、各接着接面間を大きくして板ブラシシール全体の弾
性変形を大きくできる効果を奏する。しかも、積層接合
面には錆が発生しやすいが、この金属メッキにより錆を
防止することが可能になる。更に、両面メッキでは接着
部の厚さの寸法精度を更に向上させることが可能になる
効果を奏する。更に薄板の取付部全体を接着部として被
覆し、取付部全体に発生する錆も防止できる効果を奏す
る。

【００５７】請求項５に係わる本発明の板ブラシシール
装置によれば、シール部と取付部との間の積層接面間に
接着部により間隙が形成されるから軸等の当接に対して
可撓性を発揮し、この可撓性が付与された機能を有する
板ブラシシールが、軸の径方向に対して傾斜しているの
で、例え、軸が触れ回ったときに当接しても、軸に対し
て弾性変形して、圧接や摩耗を防止する効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる好ましい１実施の形態を示す板
ブラシシール装置の軸方向の半断面図である。

【図２】図１の内径側から見た１部の平面図である。

【図３】本発明に係わる板ブラシシールの正面図であ
る。

【図４】図３のＡ部の拡大図である。

【図５】図３の１部を示す正面図である。

【図６】本発明に係わる第１実施例のシール板の平面図
である。

【図７】本発明に係わる第２実施例のシール板の平面図
である。

【図８】本発明に係わるシール板を生産するための薄板
素材に接着層をメッキした状態の平面図である。

【図９】板ブラシシール装置に軸が偏心して圧接した状
態の正面図である。

【図１０】従来のブラシシール装置の半断面図である。

【図１１】他の従来の板ブラシシール装置の１部の斜視
図である。

【図１２】従来の板ブラシシールを重ねて配列しようと
した参考説明例の正面図である。

【符号の説明】

１板ブラシシール装置２板ブラシシール３シール板４取付部５接着部５Ａ接合面５Ｄ接着層６シール部６Ａシール部接合面７薄板７Ｐ薄板素材８積層接面１０保持板部１５自由端部１６背板部１６Ａ固着部１６Ｂ支持面２０固定部５０ケーシング５１溝部５２内周面６０軸

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】嵌合して相対移動する一方の部品に外周
の固定部が取付けられて内周のシール部が他方の軸との
間をシールするブラシシール装置であって、薄板（７）
を有するシール板（３）を前記軸の周方向へ積層して環
状に形成される外周に取付部（４）を有する板ブラシシ
ール（２）と、前記取付部（４）の積層された積層接面
（８）に有する接着部（５）と、前記シール板（３）の
前記内周側のシール部接合面（６Ａ）が接触又は近接に
積層されて被密封流体をシールするシール部（６）とを
有し、前記シール部（６）の前記シール部接合面（６
Ａ）間の各間隔に対応する前記取付部（４）の前記積層
接面（８）間の各間隔が前記接着部（５）の厚さに形成
されていることを特徴とする板ブラシシール装置。
【請求項２】前記取付部（４）の接着部（５）がメッ
キ層により形成されていることを特徴とする請求項１に
記載の板ブラシシール装置。
【請求項３】前記取付部（４）の接着部（５）が超弾
性合金又はニッケル合金により形成されていることを特
徴とする請求項１又は請求項２に記載の板ブラシシール
装置。
【請求項４】前記取付部（４）の接着部が前記シール
板（３）の一方面又は両方面に有することを特徴とする
請求項１又は請求項２又は請求項３に記載の板ブラシシ
ール装置。
【請求項５】前記シール板（３）が前記軸の径方向に
対して傾斜していることを特徴とする請求項１又は請求
項２又は請求項３又は請求項４に記載の板ブラシシール
装置。