JP4242615B2 - 板ブラシシール単板の製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、軸と相対変位する相対部品との間をシールする板ブラシシール単板の製造方法に関する。
【0002】
更に詳しくは、例えば、航空機、ガスタービン等の回転軸と相対変位する相対部品との間をシールする板ブラシシール単板の製造方法に係わるものである。
【0003】
【従来技術】
本発明の関連技術には、図8に示すブラシシール装置100Aが存在する。
図8は、回転軸120が貫通するケーシング110との間に取り付けられたブラシシール装置100Aの断面図である。このブラシシール装置100Aはケーシング110に取り付けられて回転軸120との間を多数の剛毛101により仕切って被密封流体をシールしている。
【0004】
このブラシシール装置100Aは、リング状に形成されて、ケーシング110の取付溝部112に取り付けられる。このブラシシール装置100Aの主要な構成は、ブラシシール109と背板102と支持板103である。このブラシシール109は、多数の剛毛101が円周に沿ってある厚さに束ねられて壁状に配列され、一端部が結合されて取付部104を形成している。又、ブラシシール109の自由端面105は回転軸120に対向して配置される。この剛毛101の線径は、一般に、0.02mmから0.2mmのものが用いられている。このため、その壁状に形成される本数は何万、何十万本となる。
【0005】
このブラシシール109の低圧側領域P2側の側面には、環状に形成された背板102が側面108をブラシシール109と接触状態にして配置されおり、この背板102は、高圧側領域P1の被密封流体の圧力を受ける剛毛101が変形しないように支持している。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側を狭持している。この保持板103は、ブラシシール109の自由端面105側が変形の自由度を発揮できるように径方向の幅が狭くされてブラシシール109を被密封流体側に露出させている。
【0006】
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。
この結合部106に於いて、前述したように剛毛101は細線から形成されているから、束ねた剛毛101を背板部102と保持板部103との間に挟持して溶接すると、剛毛101が背板部102や保持板部103よりも早く溶けてしまうので、特殊の溶接機で溶接しなければならない。このために製造がコスト高になる。
【0007】
又、このブラシシール109は、何万本数の剛毛101がある厚さの束にされて周方向に沿って配列されている。更に、剛毛101は、回転軸120の径方向に対して回転軸120の回転する方向へ傾斜している。
このような状態に多数の剛毛101を配列することは、剛毛101が細線で、しかも短いから、その配列が困難をきたしている。
そして、このブラシシール109の正常状態は、図8の実線で示すように回転軸120が自由端面105に接触又は近接している。このために、ブラシシール109の自由端面105は、回転軸120に嵌合するようにワイヤ放電加工機などにより精密仕上げ加工されている。しかし、剛毛101は変形しやすいので、この加工が極めて困難になっている。
【0008】
更に、他の関連技術として、図9に示す板シール装置100Bが存在する。この図9は、薄板の板シール209を回転軸120の周方向に積層状態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。
この板シール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。そして、ろう付けされたろう付け部205により接着される取付部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が配置されており、この両板102,103により板シール209の両側を支持している。
【0009】
しかし、この様に形成された板シール209に対し、回転軸120が偏心して圧接したときに、円弧状を成すのみの板シール209は、弾性変形が容易でないから、弾性変形に対応するバネ常数が大きくなるので、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の自由端面とロータ120の外周面との間隔を大きくとっているので、被密封流体をシールする能力に問題が生じる。又、板シール209の製作に於ける板シール209の厚さを薄く設計することが困難である。
【0010】
しかも、板シール209は、0.02から0.2mmのような薄板を方形に加工すると共に、円弧状に曲げなければならないので、この円弧状にした曲げ加工が困難である。更に、回転軸120の周面に積層するので何十万枚も積層しなければならない上に、積層した環状の外周側が内径より大径になる寸法だけ各板シール209の積層間にスペーサを設けなければならない。これらの加工と組立作業が困難を来すことになる。
【0011】
更に、被密封流体の圧力が作用する方向へ重ねられた板シール209は、単なる平板のみであるために、その平板の接合面間方向に作用する被密封流体の圧力が容易に平板の接合した隙間から流出し、被密封流体の漏れを防止するシール能力に問題が生じてくる。このため、板シール209の積層や組立が問題となる。更に又、可撓性が阻害される構成の積層構造は、板シール209の自由端面を早期に摩耗させる結果となっている。このため、板シール209の回転軸120に対する組立が問題である。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
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、その技術的課題は、板ブラシシール単板の製作を容易にして安価に製造することにある。又、薄板から容易に板ブラシシール単板を製作できるようにすることにある。
更に又、板ブラシシール単板の自由端部の加工を容易にすると共に、自由端部の加工精度を向上させることにある。そして、板ブラシシールに於ける材料の歩留まりを向上させることにある。
【0013】
そして、この製造方法で製作された板ブラシシール単板を組み合わせた板ブラシシールが回転軸からの押圧力に対する板ブラシシールの弾性変形能力を向上させ、板ブラシシールが回転軸により摩耗させられるのを低減することにある。
又、板ブラシシールの回転軸との接触力と変動に対応する追随性を良好にし、動力のエネルギーの低減を図ると共に、変動に対してもシール能力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、その課題を解決するため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単板の製造方法は、板ブラシシールの構成部品である板ブラシシール単板の製造方法であって、スリットの間に形成されたブラシ部分とブラシ部分の一端部に連結してブラシ部を支持する基部とを有する板ブラシシール単板とブラシ部分の自由端部に一体でスリット方向へ複数に分割された抑え板とを金属薄板から微細加工して切り出すと共に板ブラシシール単板と抑え板との境界に切断溝を微細加工し、その後に板ブラシシール単板と抑え板とを切断溝から切断して板ブラシシール単板を形成し、板ブラシシール単板と抑え板と切断溝とを金属薄板にエッチング用レジストし、エッチングレジストの形に沿ってエッチング処理して切断溝の加工をすると共に板ブラシシール単板と抑え板とを切り出すものである。
【0016】
この請求項1に係わる本発明の板ブラシシール単板の製造方法では、金属薄板からエッチング加工等の微細加工によりシールする側にブラシ部分とスリットとを交互に形成して可撓性を有するブラシ部分に形成するが、このブラシ部分の根本側が基部により保持されているとともに、ブラシ部分の自由端部が抑え板に保持されているから、生産後の保管中又は組み立て中にブラシ部分が折れ曲がり不良品となるのを効果的に防止することが可能になる。
そして、板ブラシシール単板を板ブラシシールに組み立てるときに、又は、組み立て中に、板ブラシシール単板と抑え板との境の切断溝を折り曲げて切断すると抑え板が簡単に分離できる。
【0018】
また、この請求項1に係わる本発明の板ブラシシール単板の製造方法では、ブラシ部分をエッチングにより加工するから、極微な金属薄板であっても、更に、微細で複雑な細梁のブラシ部分であっても、不良を惹起することもなく精密に加工することが可能になる。しかも、切断溝底の厚さ寸法も設定通りに加工することができる。この切断溝の加工は、金属薄板をエッチング処理するから、切断溝を折り曲げると簡単に切断できる切断溝の底の厚さにできる。
しかも、ブラシ部分等の形状が複雑であっても、エッチングレジストにより形成するから、正確に加工することができる。そして、製作コストを低減することが可能になる。又、金属薄板から多数の板ブラシシール単板を切り出せるから、材料歩留まりが向上する。
【0019】
請求項2に係わる本発明の板ブラシシール単板の製造方法は、抑え板の幅寸法は切断溝の溝方向長さがほぼ直線を成す範囲である。
【0020】
この請求項2に係わる本発明の板ブラシシール単板の製造方法では、切断溝の溝方向が略直線状をなしているので、抑え板を板ブラシシール単板に対して折り曲げると切断溝に沿って均一な力が作用するから、板ブラシシール単板の自由端部が正確に切断できる。その結果、板ブラシシール単板を組み立てる直前、又は組み立てた直後に、板ブラシシール単板から抑え板を除去することができるので、ブラシ部分が他の部品に当接して不良になるのを効果的に防止できる。
【0021】
請求項3に係わる本発明の板ブラシシール単板の製造方法は、スリットが切断溝を横断して抑え板に達しているものである。
【0022】
請求項3に係わる本発明の板ブラシシール単板の製造方法では、スリットが切断溝を横断して抑え板に達している形状は、ブラシ部分に切断溝が形成されている形状であるので、幅の狭いブラシ部分に形成された切断溝の溝方向の長さは直線を成すことになる。
このために、板ブラシシール単板に対して抑え板を折り曲げると、幅の狭いブラシ部分は、正確に自由端部が切断できる。しかも、1回折り曲げただけで簡単に切断できることになる。
その結果、板ブラシシール単板を板ブラシシールに組み立てるとき、抑え板を取り除く作業が容易になり、板ブラシシールの組み立てが容易になると共に、板ブラシシールの自由端部の寸法精度が正確に形成できる。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係わる実施の形態について、板ブラシシール単板の製造方法を図面に基づいて詳述する。尚、以下の図面は、設計に基づく図面である。
【0024】
先ず、本発明の板ブラシシール単板3を組み立てた板ブラシシール2の構成を説明する。
図1は、ガスタービンに於けるケーシング50の孔50Aにロータ(回転軸とも言う)60が嵌通した両部品間の間隙を高圧P1側と低圧P2側とに仕切る板ブラシシール装置1の半断面図である。又、図2は、図1に示す板ブラシシール2の平面図である。
更に、図3は、図2の板ブラシシール2を構成する板ブラシシール単板3の平面図である。更に又、図4は、図3の板ブラシシール単板3に組み立てる部品である第1実施の形態に係わる第2板ブラシシール単板4である。
【0025】
図1において、1は板ブラシシール装置である。この板ブラシシール装置1は、板ブラシシール2をケーシング50に組み立てた全体の構造を言う。板ブラシシール装置1の固定部20は、一方の部品であるケーシング50の内周面に設けられた段部51にスナップリング12を介して取り付けられている。尚、固定部20は組み合わせた構造の溝部に取り付けることもできる。又、板ブラシシール2の内周側の自由端部5は他方の部品であるロータ60の外周面と対向して接面又は近接した状態に配置されている。そして、板ブラシシール2により高圧P1側の被密封流体をシールする。
【0026】
図2に於いて、板ブラシシール2は、板ブラシシール2のみからなる場合と、板ブラシシール2に背板部6と保持部10とを取り付けた構成からなる場合とがある。この背板部6及び保持部10は板ブラシシール2の補助部品である。
この板ブラシシール2は一般に複数枚の板ブラシシール単板3の積層構造であるが、シール構造によって被密封流体の圧力が小さいときは、板ブラシール単板3の1枚構造でも機能する。
【0027】
この板ブラシシール2は、図2に示すように、複数枚のリング状の板ブラシシール単板3を積層状態に配置し、所定の厚さの環状体に形成されている。そして、板ブラシシール単板3の環状を成す内周側がロータ60の回転方向へ傾斜した列状の細梁により板ブラシ部3Aに形成されている。
又、板ブラシシール2の内周側は、板ブラシ部3Aの積層構造又はブラシ部分4Aとスリット4Bを噛み合せた板ブラシ部3Aの積層構造である。
更に、板ブラシシール単板3の基部3Bを積層した積層構造の全体が取付部2Aであり、背板部6等を取り付けた構造が板ブラシシール2の固定部20となる。この取付部2Aは溶接又はピン止め等により一体化される。ピン止めとは、積層した取付部2Aに軸方向へ貫通したピン用孔を設けピンを打ち込んで固着するものである。
【0028】
板ブラシシール単板3の板ブラシ部3Aは、環状の薄板の内径が細梁状に形成したもので、その断面が長方形状又は正方形状の方形にしたブラシ部分4Aとスリット4Bを噛み合わせて列状に配列したもの又はかみ合わせることなく積層にしたものである。又、外周の基部3Bは、板ブラシ部3Aを保持する基板の役目をする。
【0029】
図2に示す板ブラシシール2は、図3に示す板ブラシシール単板3が複数枚に積層されて環状体を成している。この板ブラシシール単板3は、図5に示すように、円弧状を成す第2板ブラシシール単板4を環状に連結して形成されている。この第2板ブラシシール単板4は、薄板からの材料取りの歩留まりを向上させるために、径の大きさに応じて分割したものである。径が小さいものは分割することなく1枚板のリングに形成することもできる。従って、この板ブラシシール単板3と第2板ブラシシール単板4とを総称して板ブラシシール単板3、4という。
【0030】
図4は、本発明に係わる第1実施の形態の板ブラシシール単板3に組み立てる第2板ブラシシール単板4を金属薄板Pから切り出した平面図である。
図4に示す第2板ブラシシール単板4は、図5に示すように抑え板7を切断してから、図3に示すように第2板ブラシシール単板4の各両端の凹部12Aと凸部12Bを互いに結合して1枚の環状をなす板ブラシシール単板3に形成するものである。この第2板ブラシシール単板4は材料の歩留まりを向上させるために板ブラシシール単板3を分割した状態に製造するものである。
そして、第2板ブラシシール単板4は、内径となる側が板ブラシ部3Aであり、その板ブラシ部3Aの構造がブラシ部分4Aとスリット4Bとが交互に形成されている。更に、板ブラシ部3Aの内端は、自由端部5に形成されて、他方の部品(回転軸)と游合するように形成されている。
【0031】
図3及び図5に於いて、図3の板ブラシシール単板3は周方向に沿って略等配に分割され図5の第2板ブラシシール単板4が組み合わされている。この第2板ブラシシール単板4に於ける基部3Bの一方の分割面11には、円形状に内設された凹部12Aが形成されている。又、基部3Bの他方の分割面11には円形状に突出する凸部12Bが形成されている。この凹部12Aと凸部11Bは、互いに填め合うように形成されており、この凹部12Aと凸部11Bが結合して一対の係合部12を構成する。
【0032】
次に、この第2板ブラシシール単板4の製造方法を説明する。
図4は、本発明の第2板ブラシシール単板4の製造方法の第1実施の形態に係わるものである。板ブラシシール単板3は、図4に示す第2板ブラシシール単板4を環状に組み合わせて形成される。
図4に於いて、ニッケル基合金板、ステンレス鋼板、鋼板等の金属薄板Pに図4に示すような第2板ブラシシール単板4と各抑え板7と切断溝4Fとのパターンを金属薄板Pにエッチングするためにパターン化のためのレジストをする。このレジストは0.005から0.5mmの厚さの金属薄板の表面をクリーニングし、その後に、金属薄板Pの表面にスクリーン印刷法、ドライフイルム/写真法、液体レジスト/写真法などの方法により板ブラシシール単板3、抑え板7及び切断溝4Fのパターンをする。
この第2板ブラシシール単板4では、コストと加工精度の点で、エッチング用レジストがパターン形成に適している。
【0033】
次に、薄板金属Pのパターン面を、レジストに沿って微細加工する。この微細加工としてはエッチングが好ましい。この微細加工は、レーザルーチング、プラズマエッチング、化学エッチング、ショットブラスト等の技術を利用して行う。第2板ブラシシール単板4の加工精度は、上記の加工技術で十分な寸法精度が保証できる。
又、図6に示すような位置決孔4C2等は、ガイドホール、パンチング、ルーチング加工等で行うことも可能である。これらの精密微細加工は、現在、開発されたエッチング等の加工技術で行うことができる。
【0034】
図4は、第2板ブラシシール単板4と抑え板7と切断溝4Fとの形にレジストした金属薄板Pからエッチング処理により外形を切断して多数の第2板ブラシシール単板4に加工した金属薄板Pの1部を示すものである。この第1実施の形態では、1枚の金属薄板Pから35個から45個の第2板ブラシシール単板4を切り出すことが可能となり材料の歩留まりが向上する。
そして、この第2板ブラシシール単板4を次々に結合することにより大型の板ブラシール単板3を容易に製作できるから、従来の高価な金属薄板Pから1個しか取り出せない板ブラシール単板3に比較して本発明の第2ブラシール単板4の材料コストを大きく低減することが可能になる。
【0035】
図4に示すように第2板ブラシシール単板4は、両端の分割面11に凹部12Aと凸部12Bとが形成されるように切り出される。又、内方と成る板ブラシ部3Aはブラシ部分4Aとスリット4Bとが交互になるように微細加工されたものである。
更に、板ブラシ部3Aの自由端部5にはブラシ部分4Aがばらつくのを防止する多数に分割されて抑え板7が一体に形成される。この抑え板7と板ブラシ部3Aとの境界には、切断溝4Fが形成される。この切断溝4Fの溝方向の線は、略直線状又は直線に近い緩やかな円弧状に形成されている。このために、抑え板7は、この切断溝4Fが円弧状にならない間隔に分割面7Aで分割されている。
この切断溝4Fを直線状にすると、各抑え板7を第2板ブラシシール単板4に対して折り曲げたときに、切断溝4Fに均一に応力が作用するので簡単に切断溝4Fから切断される。この折り曲げ切断は、0.005mmのような薄肉の金属薄板でも簡単に切断が可能になる。
【0036】
又、切断溝4Fの幅は、抑え板7の板厚寸法よりも小さな寸法に形成されている。この切断溝4Fの幅が小さくされる技術は、抑え板7の付け根の切断溝4Fを切断したときに惹起するかえりバリの高さを小さくし、板ブラシシール単板3のシール能力を向上させることができる。
このように各抑え板7の付け根に切断溝4Fを形成することにより、第2板ブラシシール単板4を板ブラシシール2に組み立てるときに各抑え板7を板ブラシ部3Aから簡単に折り曲げ切断できる。
このために、板ブラシ部3Aは、作業中に又は保管中に、ブラシ部分4Aが他の部品に当接してブラシ部分4Aが不良になるのを効果的に防止できる。
【0037】
次に、この第2板ブラシシール単板4を金属薄板Pからエッチングにより切り出すときは、第2板ブラシシール単板4を固定して保持されていないと、第2板ブラシシール単板4がばたついて(変動して)加工中に加工寸法精度が不正確になる場合がある。このような場合、板ブラシ部3Aの加工精度が不良となり、板ブラシ部3Aのシール能力に影響することになる。
このために、第2板ブラシシール単板4の基部3Bと金属薄板Pとの間の1部をエッチングせずに連結する帯状の連結部4Eが形成されている。この連結部4Eにより第2板ブラシシール単板4はエッチング中でも金属薄板Pに保持されているから、第2板ブラシシール単板4は、エッチング中にばたつく(変動して)こともなく、加工精度が保持される。
【0038】
特に、連結部4Eで板ブラシシール単板4を保持する方法は、細梁から成る板ブラシ部3Aの寸法が正確に加工することが可能になる。更に又、抑え板7の付け根に形成される切断溝4Fの深さ(溝底の肉厚)の加工が正確になるので、切断が容易になると共に、板ブラシ部3Aの自由端部の寸法精度が向上する。このため、板ブラシシール単板3の生産コストが低減できると共に、板ブラシ部3Aのシール能力が向上する。
【0039】
この連結部4Eは、図4に示すように、基部3Bの凹部4C1に入り込んだ連結部4Eで基部3Bと連結している。この連結部4Eは3カ所に渡り設けられている。
そして、この連結部4Eには、連結部4Eを横断する切取溝4F1が形成されている。この切取溝4F1の配列は、3カ所が1直線上に形成されている。このために、切取溝4F1を折曲げると、応力が直線上に集中して簡単に切取溝4F1から切断できることになる。
【0040】
又、切取溝4F1の幅は、連結部4Eの板厚寸法よりも小さな寸法に形成されている。この切取溝4F1の幅を小さくする技術は、連結部4Eの切取溝4F1を切断したときに惹起するかえりバリの高さを小さくすることである。そして、板ブラシシール単板3がかえりバリに当接することなく設計通りの積層を可能にすることである。
この連結部4Eは、この第1実施の形態の他に1カ所、2カ所等保持強度に応じて任意に設計することが可能である。この連結部4Eにより、エッチング中でも第2板ブラシシール単板4は、金属薄板Pに保持されているから、ブラシ部分4Aやスリット4Bや切断溝4Fの幅や深さの寸法を正確に加工することが可能になる。
【0041】
次に、本発明に係わる第2実施の形態の第2板ブラシシール単板4について説明する。図6は、図4の第2板ブラシシール単板4と全体形状が類似する。相違する点は、板ブラシ部3Aからスリット4Bが切断溝4Fを横断して各抑え板7に複数個に形成されている。このように抑え板7に複数個のスリット4Bを形成することにより、板ブラシ部3Aの自由端部が円環状を成していても各ブラシ部分4Aに形成された切断溝4Fの溝方向の線は直線になる。このために、各抑え板7を折り曲げると簡単に第2板ブラシシール単板4から抑え板7を切断することが可能になる。
【0042】
更に、この第2板ブラシシール単板4は、各ブラシ部分4Aに切断溝4Fが形成されているので、切断が容易である上に、正確に切断できることになる。更に、このブラシ部分4Aから抑え板7を切断可能にすることは、極薄肉の金属薄板Pから板ブラシシール単板4を切り出すことを可能にする。更に、幅の狭い各ブラシ部分4Aに切断溝4Fが形成されているから、各抑え板7の分割面7A間の分割幅を大きくすることも可能になる。
尚、基部3Bに形成されている位置決孔4C2は、第2板ブラシシール単板4を板ブラシシール単板3に組み立ててから、板ブラシシール2に積層するときに、対向する各位置決孔4C2を1ピッチだけ周方向へずらすことにより対向するブラシ部分4Aとスリット4Bとを重なるように設計することが可能になる。
このように構成することにより、板ブラシ部3Aは、スリット4Bが対向する板ブラシ部3Aのブラシ部分4Aにより覆われるから、シール能力を向上させることが可能になる。
【0043】
図7は、本発明に係わる第3実施の形態の板ブラシシール単板3の1部を示すものである。
この第2板ブラシシール単板4は環状板を大きく4等配に分割した場合又は分割せずに環状板を1枚に形成した場合の実施例である。この第2板ブラシシール単板4の抑え板7は切断溝4Fの溝方向の線が略直線になるように分割面7A間の各抑え板7を周方向に小さく分割する。或いは、図6に示したように板ブラシ部3Aからのスリット4Bを延長して抑え板7にまで加工し、切断溝4Fの溝方向の長さがブラシ部分4Aの幅になるように小さくする。このようにスリット4Bを抑え板7の1部にまで加工することにより、切断溝4Fは各ブラシ部分4Aに形成されて溝方向の長さが極めて小さくなるから、板ブラシ部3Aから抑え板7を容易に切断することが可能になる。
【0044】
図6及び図7の第2板ブラシシール単板4も、ニッケル基合金薄板、ステンレス鋼薄板、鋼板等の金属薄板Pに第2板ブラシシール単板4と抑え板7と切断溝4Fをレジストによりパターン形成する。このパターン形成は、0.005mmから0.5mmの厚さの金属薄板Pの表面をクリーニングし、その後に金属薄板Pの表面にスクリーン印刷法、ドライフイルム/写真法、液体レジスト/写真法によりエッチング用レジストする。
【0045】
又、エッチング加工は、レーザルーチング、プラズマエッチング、化学エッチング、ショットブラスト、マイクロ加工等の技術を利用して行う。第2板ブラシシール単板4の板ブラシ部3A及び切断溝4Fの加工精度は、上記の加工技術で十分な寸法精度が保証できる。
【0046】
又、ピン孔等は、ガイドホール、パンチング、ルーチング加工等で行うことも可能である。これらの精密加工は、現在開発されたエッチング加工技術で加工することができる。
【0047】
上述した各実施の形態のブラシ部分4Aの断面は方形状(長方形又は正方形)に形成される。そして、その実施例1は、ブラシ部分4Aの断面寸法の幅の各辺が、0.5〜0.005×0.5〜0.005mm、好ましくは0.20〜0.008×0.2〜0.018mmである。又、各ブラシ部分4Aが側面から噛み合わせる場合には、各スリット4Bの各辺の寸法も同様に形成する。更に、第2板ブラシシール単板4のブラシ部分4Aの長さは、この実施例では5〜50mmの範囲を採用した。
【0048】
図5に示す第2板ブラシシール単板4は、両分割面11、11に設けられた凹部12Aと凸部12Bを係合させた係合部12により結合して板ブラシシール単板3を環状に形成する。この板ブラシシール単板3は図3のような形状になる。又は、板ブラシシール単板4の分割面11、11に凹凸部を設けることなく分割面11、11を接合した係合部により円環状に形成することもできる。又、板ブラシシール単板3が小径の場合には、1枚の第2板ブラシシール単板4にすることも可能である。
【0049】
上述した各実施例の板ブラシシール単板3の積層厚さは0.1〜5mmの範囲に積層されているが、この積層厚さは、被密封流体の圧力により決められるものである。
図7は、板ブラシシール単板3の円周が4等配に分割された場合は、この第2板ブラシシール単板4の分割面11を結合して板ブラシシール単板3に形成する。
このように形成された各板ブラシシール単板3を積層するときに積層する互いに隣り合わせの分割面11を同一位置に配置しても良いが、互いに位置を周方向へ設定寸法だけ相対移動して積層すると分割面11及びスリット4Bが対向する積層した板ブラシシール単板4により塞がれるからシール能力が向上する。
【0050】
このように形成された板ブラシシール2は、本発明の製造方法により極微の薄板の板ブラシシール単板4を製作可能にする。又、各板ブラシシール単板4の寸法も高精度に加工できる。そして、板ブラシ部3Aのスリット4Bをほとんど隙間がなく密集させて結合できるので、シール能力が飛躍的に向上する。
【0051】
一方、最新の加工方法でも、従来では、薄板にスリット4Bを加工する場合に薄板の厚さより小さな隙間寸法のスリット4Bを形成することが困難である。このため、各ブラシ部分4A間に間隙が生じるため、これらの板ブラシシール2では、シール能力を向上させることが困難であった。
しかし、本発明の板ブラシシール単板3を積層して組み合わせることにより、板ブラシシール2はシール能力を向上させることが可能になる。しかも、板ブラシ部3Aは、多数の細梁が組み合わされているだけであるから、可撓性を有し、板ブラシシール2のブラシ部分4Aに回転軸60が当接しても摩擦を和らげるように弾性変形し、この回転軸60との当接によって生じる摩耗が効果的に防止できる。
この板ブラシシール単板3は種々のエッチング加工、更には、ワイヤ放電加工、プレス加工などの微細加工により容易に形成される。
【0052】
【発明の効果】
本発明の板ブラシシールの製造方法は、抑え板を板ブラシシール単板から折り曲げて簡単に切断できるので、製造から組み立てまでに板ブラシ部を変形させることなく組み立てることが可能になる。このために、製造上の不良を大きく低減できる効果を奏する。
又、板ブラシシール単板から抑え板を簡単に切断できるので、板ブラシシール単板の金属薄板の厚さを極微の厚さにすることが可能になる。このために板ブラシシールの可撓性を発揮させる効果を奏する。
更に、板ブラシシールが磨耗するのを防止できる効果を奏する。又、抑え板を切断して板ブラシ部の精度を向上させる方法は、一枚の金属薄板から多数の板ブラシシール単板が切り出せるから、材料歩留まりが向上する。このために、板ブラシシールのコストを飛躍的に低減する効果を奏する。
【0053】
更に、抑え板を分割して切断溝の長さを小さくして直線状にすると板ブラシシール単板から抑え板を簡単に切断できると共に、板ブラシ部の自由端部の寸法精度を向上する効果を奏する。このために、回転軸との嵌合する精度を向上させると共に、組立コストを低減する効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の図5の板ブラシシール単板4を組立てた板ブラシシール装置の半断面図である。
【図2】図1に示す軸方向の板ブラシシールの正面図である。
【図3】図2の板ブラシシールに於ける板ブラシシール単板の平面図である。
【図4】図3に示す板ブラシシール単板の組み立て部品である第2板ブラシシール単板を金属薄板からエッチングにより切り出した第1実施の形態に係わる第2板ブラシシール単板の平面図である。
【図5】図4から板ブラシシール単板の抑え板を切断した第2板ブラシシール単板の平面図である。
【図6】本発明の第2実施の形態を示す第2板ブラシシール単板を金属薄板からエッチングにより切り出した平面図である。
【図7】本発明の第3実施の形態を示す第2板ブラシシール単板を金属薄板からエッチングにより切り出した平面図である。
【図8】関連技術のブラシシール装置の半断面図である。
【図9】関連技術の他のブラシシール装置の斜視図である。
【符号の説明】
1 板ブラシシール装置
2 板ブラシシール
2A 取付部
3 板ブラシシール単板
3A 板ブラシ部
3B 基部
4 第2板ブラシシール単板
4A ブラシ部分
4B スリット
4C1 凹部
4C2 位置決孔
4E 連結部
4F 切断溝
4F1 切取溝
5 自由端部
6 背板部
7 抑え板
7A 分割面
10 保持部
11 分割面
12 係合部
12A 凹部
12B 凸部
20 固定部
50 一方の部品(ケーシング)
51 段部
60 他方の部品(ロータ)
P 金属薄板
Claims (3)
- 板ブラシシールを構成する板ブラシシール単板の製造方法であって、スリットの間に形成されたブラシ部分と前記ブラシ部分の一端部に連結して前記ブラシ部を支持する基部とを有する板ブラシシール単板と前記ブラシ部分の自由端部に一体で前記スリット方向へ分割された抑え板とを金属薄板から微細加工して切り出すと共に前記板ブラシシール単板と前記抑え板との境界に切断溝を微細加工し、その後に前記板ブラシシール単板と前記抑え板とを前記切断溝から切断して前記板ブラシシール単板を形成し、
前記板ブラシシール単板と前記抑え板と前記切断溝とを前記金属薄板にエッチング用レジストし、前記エッチングレジストした個所をエッチング加工により前記切断溝の加工と前記板ブラシシール単板と前記抑え板とを切り出すことを特徴とする板ブラシシール単板の製造方法。 - 前記抑え板幅は前記切断溝の溝方向長さがほぼ直線を成す範囲であることを特徴とする請求項1に記載の板ブラシシール単板の製造方法。
- 前記スリットが前記切断溝を横断して前記抑え板に達し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単板の製造方法。
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