JP4180851B2 - 板ブラシシールの製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【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の製造方法に係わるものである。
【０００３】
【従来技術】
本発明に関する関連技術には、図１４に示すブラシシール装置１００Ａが存在する。
【０００４】
図１４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との間を剛毛１０１により仕切って被密封流体をシールしている。
【０００５】
図１４において、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、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。そして、その本数は何万、何十万本となる。
【０００６】
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１０９と接触状態にして配置されおり、この背板１０２は被密封流体の圧力を受けて剛毛１０１が変形しないように支持している。
【０００７】
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の自由端側が動き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。
【０００８】
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。
【０００９】
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、剛毛１０１よる厚肉の背板部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。
【００１０】
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。
【００１１】
このような状態に剛毛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。
【００１２】
そして、このブラシシール１０９の正常状態は、図１４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。
【００１３】
更に、他の関連技術として、図１５に示すブラシシール装置１００Ｂが存在する。この図１５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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。このため、製作に於ける板シール板２０９の厚さを設計することが困難である。
【００１６】
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。
【００１７】
更に、被密封流体の圧力が作用する方向に接合して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。
【００１８】
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１０５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。
【００１９】
【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、板ブラシシールを安価に製造することにある。
【００２０】
更に、板ブラシシールの材料の歩留まりを向上させることにある。更に又、板ブラシシールの組立を容易にして組立コストを低減することにある。
【００２１】
そして、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。
【００２２】
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。
【００２３】
【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。
【００２４】
請求項１に係わる本発明の板ブラシシールの製造方法は、間隙を有して相対移動する部品間の前記一方の部品に取付けられて前記他方の部品との間をシールする板ブラシシールの製造方法であって、
シールする側にブラシ部分とスリットとを交互に有すると共に取付側に基部を有する半ブラシシール単板の形状を金属薄板にエッチングレジストし、前記エッチングレジストした金属薄板をエッチング加工して前記金属薄板から一対の第１半ブラシシール単板と第２半ブラシシール単板とを切り出して、前記第１半ブラシシール単板と前記第２半ブラシシール単板とを重ねると共に互いの前記ブラシ部分と前記スリットとを噛み合わせて板ブラシシール分割片を形成し、前記各板ブラシシール分割片の連結する一方の分割面と隣接する板ブラシシール分割片の他方の分割面とを互いに結合して板ブラシシール単板を形成し、しかる後に、単数枚の板ブラシシール単板の基部を、または複数枚板ブラシシール単板を重ね合わせた基部を取付部に形成するものである。
【００２５】
この請求項１に係わる本発明の板ブラシシールの製造方法では、金属薄板からエッチング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板ブラシ部に形成するので、基部によりブラシ部分が保持されているから、ブラシ部分の配列取付が極めて容易になり、製作コストを低減することが可能になる。
【００２６】
更に、被密封流体の作用方向へ板状に仕切るので、部品点数を従来に比較して大きく低減することが可能になる。
【００２７】
又、金属薄板から多数の半ブラシシール単板を切り出せるから、材料の歩留まりが向上する。しかも、金属薄板をエッチング加工して形成するので、薄板を加工することが容易になり、且つ寸法精度も向上し、更に、製作コストも飛躍的に低減することが可能になる。
【００２８】
請求項２に係わる本発明の板ブラシシールの製造方法は、前記第１半ブラシシール単板と前記第２半ブラシシール単板の基部とを前記半ブラシシール単板に加工する金属薄板の厚さより薄肉にエッチング加工して前記ブラシ部分を前記薄肉にされた基部より突出させた形状にし、且つ一対の前記半ブラシシール単板が互いに噛み合う形の前記ブラシ部分と前記スリットとに加工するものである。
【００２９】
この請求項２に係わる本発明の板ブラシシールの製造方法では、基部をエッチングにより薄肉に加工してブラシ部分を側面へ基部より突出させて一対の半ブラシシール単板のブラシ部分とスリットとを互いに噛み合わせることを可能にする。この加工は金属薄板からエッチング加工により形成できるから、噛み合わせの精度が向上すると共に、製作コストを低減することが可能になる。しかも、金属薄板から多数の半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。更に、基部がブラシ部分を保持する構造で、被密封流体の作用方向へ板状に仕切るので、部品点数が低減できると共に、組立が極めて容易になる。
【００３０】
請求項３に係わる本発明の板ブラシシールの製造方法は、金属薄板がニッケル基合金材製にしたものである。この金属薄板の材料として、この他に銅、アルミニウム、ステンレススチール等が使用できる。
【００３１】
この請求項３に係わる本発明の板ブラシシールの製造方法では、被密封流体の高温、耐液体、耐気体性に優れ、耐久性を発揮することができる。
【００３２】
【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の板ブラシシール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。
【００３３】
先ず、本発明の板ブラシシール２を組み立てた板ブラシシール２の構成を説明する。
【００３４】
図１は、ガスタービンのケーシング５０の孔にロータ６０が嵌通した両部品間の間隙を高圧Ｐ１側と低圧Ｐ２側とに仕切るように組み立てた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を等配に分割した第１実施例に係わる板ブラシシール分割片４である。
【００３５】
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はケーシング５０の部品を組み合わせて形成した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。
【００３６】
図２に於いて、板ブラシシール２は、板ブラシシール２のみから成る場合と、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成る場合とがある。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。
【００３７】
この板ブラシシール２は一般に複数枚の板ブラシール単板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、板ブラシール単板の１枚構造でも機能する。
【００３８】
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、この板ブラシ部３Ａの噛み合い積層構造である。更に、板ブラシシール単板３の積層基部３Ｂの積層構造が、背板部６等を取り付けて板ブラシシール２の取付部２Ａ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。
【００３９】
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、その細梁の断面が長方形状又は正方形状の方形にした第１及び第２ブラシ部分４Ａ１、４Ｂ１と対向するスリット４Ａ２、４Ｂ２を互いに噛み合わせて列状に配列したものである。又、外周の積層基部３Ｂは第１基部４Ａ３と第２基部４Ｂ３とを重ねた積層体から構成されている。
【００４０】
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３又は図４に示すように、円弧状を成す板ブラシシール分割片４を環状に連結して形成されている。この板ブラシシール分割片４は一対の第１及び第２半ブラシシール単板４Ａ、４Ｂから形成されている。そして、分割した板ブラシシール分割片４に形成する効果は、薄板からの材料取りの歩留まりを向上させるためである。
【００４１】
図４の板ブラシシール分割片４は、第１実施例に係わるもので、図５に示すように第１半ブラシシール単板４Ａと第２半ブラシシール単板４Ｂとを切り出して互いに積層した状態の構造に成されている。尚、図４に示す板ブラシシール分割片４には、各基部４Ａ、４Ｂにピン止め用の４個のピン用孔及び凹部１２Ａ、凸部１２Ｂが設けられているが、図３の板ブラシシール分割片４のようにピン用孔等を設けなくとも機能する。更に、第１半ブラシシール単板４Ａは、内径となる側がブラシ部分４Ａ１とスリット４Ａ２とが交互に形成されている。
【００４２】
又、他方の第２半ブラシシール単板４Ｂも、一方の第１半ブラシシール単板４Ａのブラシ部分４Ａ１とスリット４Ａ２とに積層したときに交互に噛み合うように、ブラシ部分４Ｂ１とスリット４Ｂ２とが交互に形成されている。
【００４３】
このブラシ部分４Ａ１、４Ｂ１の側面の凸部は、各第１及び第２半ブラシシール単板４Ａ、４Ｂの第１及び第２基部４Ａ３、４Ｂ３を各ブラシ部分４Ａ１、４Ｂ１の厚さより薄い寸法に加工することにより形成される。この各基部４Ａ３、４Ｂ３の厚さは、ブラシ部分４Ａ１、４Ｂ１の厚さの１／２の厚さに研削やエッチングして形成されているが、ブラシ部分４Ａ１、４Ｂ１の厚さよりも２／３とか１／４とか設計に応じて設定される。尚、以下の各実施例に於いても、第１及び第２基部４Ａ３、４Ｂ３の厚さは、そのブラシ部分４Ａ１、４Ｂ１の厚さの１／２の厚さ寸法にされているが、２／３とか１／３とか１／４とか設計に応じてこの厚さが設定されている。
【００４４】
この図４の板ブラシシール分割片４は環状に形成される内径が小さいので、一方の第１半ブラシシール単板４Ａのスリット４Ａ２が台形状に形成されている。又、他方の第２半ブラシシール単板４Ｂのブラシ部分４Ｂ１は、対応する第１半ブラシシール単板４Ａのスリット４Ａ２に積層したとき側面から噛み合う台形状に形成されている。この噛み合う台形は第１及び第２基部４Ａ３、４Ｂ３側が内周側より大径になる寸法だけ大きくなる。しかし、内外径の寸法差が少ない場合には（全体が大径の場合、又は全体が平行な場合）この台形状は長方形状にすることもできる。
【００４５】
こ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板ブラシシール分割片４が組み合わされている。板ブラシシール分割片４に於ける積層基部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、積層基部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。
【００４６】
次に、この板ブラシシール分割片４を構成する半ブラシシール単板４Ａの製造方法を説明する。
【００４７】
図５は、本発明の半ブラシシール単板の製造方法の第１実施の形態に係わるもので、図４に示す一対の第１及び第２半ブラシシール単板４Ａ、４Ｂを金属薄板Ｐから化学的エッチング加工により多数の第１及び第２半ブラシシール単板４Ａ、４Ｂに加工したものである。
【００４８】
この製造方法の１例は、次のようになる。先ず、ニッケル基合金、ステンレス鋼、鋼板等の金属薄板Ｐに第１及び第２半ブラシシール単板４Ａ、４Ｂの形状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／写真法によりパターンのエッチングレジストする。
【００４９】
次に、薄板金属Ｐの第１及び第２基部４Ａ３、４Ｂ３になる面を、例えば１／２の厚さになるように削り込みのエッチングする。このエッチングは、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、微細研剤等の技術を利用して行う。第１及び第２半ブラシシール単板４Ａ、４Ｂ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。
【００５０】
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行うことができる。
【００５１】
次に、エッチングレジストの第１及び第２基部４Ａ３、４Ｂ３の積層となる面を１／２の厚さに彫り込みエッチングするが、この彫り込みエッチングは、第１及び第２半ブラシシール単板４Ａ、４Ｂに加工した後にも行うことも可能である。この第１及び第２基部４Ａ３、４Ｂ３の彫り込み加工した状態の斜視図は、図１０に示すようになる。この第１及び第２基部４Ａ３、４Ｂ３を薄肉に加工した後に、金属薄板Ｐから第１及び第２半ブラシシール単板４Ａ、４Ｂの形にエッチングにより外形加工と切断とを行う。
【００５２】
このようにして、図４に示すように、ブラシ部分４Ａ１、４Ｂ１とスリット４Ａ２、４Ｂ２を形成した第１及び第２半ブラシシール単板４Ａ、４Ｂに製作される。
【００５３】
板ブラシシール分割片４は、図７に示すようにして一対の第１及び第２半ブラシシール単板４Ａ、４Ｂの接合面を対向し、ブラシ部分４Ａ１、４Ｂ１とスリット４Ａ２、４Ｂ２とを噛み合わせて各ブラシ部分４Ａ１、４Ｂ１が１枚の厚さになるように組み合わせる。尚、図５では、図４のピン孔を省略している。
【００５４】
この板ブラシシール分割片４は、環状になるように両端の分割面１１、１１を結合して図３に示すような板ブラシール単板３に組み立てられる。
【００５５】
図５に示す金属薄板Ｐでは、この１枚の金属薄板Ｐから５０個の半ブラシシール単板４Ａ、４Ｂを切り出すことが可能となり、材料の歩留まりが大きく向上する。
【００５６】
次に、本発明の板ブラシシール２の製造方法に係わる板ブラシシール２について説明する。
【００５７】
図６は、第２実施例を示す半ブラシシール単板４Ａ、４Ｂを組み合わせる状態の斜視図である。つまり、図４に示す板ブラシシール分割片４に組み立てる前工程の組み合わせ状態である。
【００５８】
一対を成す一方の半ブラシシール単板４Ａは、取付部２Ａ側（図１参照）に第１基部４Ａ３が形成されている。この第１基部４Ａ３の反対側はブラシ部分４Ａ１とスリット４Ａ２に形成されている。そして、第１基部４Ａ３は金属薄板Ｐの１／２の厚さにエッチング等により研削されている。このためにブラシ部分４Ａ１は側面に１／２の高さに突出しいる。
【００５９】
又、他方の半ブラシシール単板４Ｂも、取付部２Ａ側に第２基部４Ｂ３が形成されている。この第２基部４Ｂ３の反対側はブラシ部分４Ｂ１とスリット４Ｂ２に形成されている。そして、第２基部４Ｂ３は金属薄板Ｐの１／２の厚さにエッチング等により研削されている。このためにブラシ部分４Ｂ１は側面に第２基部4Ｂ３より１／２の高さに突出しいる。
【００６０】
図７は、一対の第１及び第２半ブラシシール単板４Ａ、４Ｂを図６の状態から互いに組み合わせて一対の組み合わせから成る板ブラシシール分割片４に形成した斜視図である。
【００６１】
この板ブラシシール分割片４は、組み合わせることにより図７に示すように金属薄板Ｐと同じ厚さの平板状に形成される。そして、又、第１半ブラシシール単板４Ａのブラシ部分４Ａ１と第２半ブラシシール単板４Ｂのスリット４Ｂ２が噛み合うことになる。又、第２半ブラシシール単板４Ｂのブラシ部分４Ｂ１と第１半ブラシシール単板４Ａのスリット４Ａ２が噛み合うことになる。そして、図７に示すように一体に結合される。このために各ブラシ部分４Ａ１、４Ｂ１間は隙間が微小に形成できる。
【００６２】
この板ブラシシール分割片４の分割面１１、１１は対応する第１基部４Ａ３の端の段部と第２基部４Ｂ３の段部とを接合することにより、図３に示すような、板ブラシシール単板３が容易に形成される。
【００６３】
次に、この板ブラシシール分割片４の第２実施の形態に係わる製造方法について述べる。
【００６４】
図８は、板ブラシシール分割片４の第２実施例に係わるものであって、ニッケル基合金、ステンレス鋼、鋼板等の金属薄板Ｐに第１及び第２半ブラシシール単板４Ａ、４Ｂの形状をレジストによりパターン形成したものである。このパターン形成は、０．００５から０．５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／写真法によりパターンのエッチングレジストする。
【００６５】
次に、薄板金属Ｐの第１及び第２基部４Ａ３、４Ｂ３になる面を、例えば１／２の厚さになるように彫り込みエッチングする。このエッチングは、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。
【００６６】
第１及び第２半ブラシシール単板４Ａ、４Ｂ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。
【００６７】
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行うことができる。
【００６８】
図９は、図８のエッチングレジストの基部４Ａ３、４Ｂ３の積層される面を１／２の厚さに切り込みエッチングをした平面図である。この彫り込みエッチングは、第１及び第２半ブラシシール単板４Ａ、４Ｂに加工した後にも行うことが可能である。その第１及び第２基部４Ａ３、４Ｂ３の彫り込み加工した状態の拡大図した斜視図は、図１０に示すようになる。この第１及び第２基部４Ａ３、４Ｂ３を薄肉に加工した後に、金属薄板Ｐから第１及び第２半ブラシシール単板４Ａ、４Ｂの形になるように外形加工と切断とを行う。
【００６９】
そして、図１１に示すように、ブラシ部分４Ａ１、４Ｂ１とスリット４Ａ２、４Ｂ２を形成した第１及び第２半ブラシシール単板４Ａ、４Ｂに製作できる。
【００７０】
尚、図１１では、図４のピン孔と凹部１２Ａ、凸部１２Ｂを省略している。この図１１のような第１及び第２半ブラシシール単板４Ａ、４Ｂに形成して図３に示すような板ブラシール単板３に組み立てることも可能である。この場合は取付部２Ａがピン止め、溶接等の方法で固着される。
【００７１】
又、このような製造方法では、図９に示すように１枚の金属薄板Ｐから４０個の半ブラシシール単板４Ａ、４Ｂを切り出すことも可能になる。そして、この第１及び第２半ブラシシール単板４Ａ、４Ｂを組み立て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１及び第２半ブラシール単板４Ａ、４Ｂの材料コストを大きく低減することが可能になる。
【００７２】
又、図１２は、半ブラシシール単板４Ａ、４Ｂの第３実施例である。この第１及び第２半ブラシシール単板４Ａ、４Ｂは、製造方法として図９に示す金属薄板Ｐからプラズマエッチング加工をして金属薄板Ｐの厚さのままの切出モジュール板４Ｃに加工する。
【００７３】
この金属薄板Ｐである切出モジュール板の第１及び第２基部４Ａ３、４Ｂ３の厚さは、金属薄板Ｐの厚さと同じで半ブラシシール単板４Ａ、４Ｂに製作する。
【００７４】
この一対の対向する第１及び第２半ブラシシール単板４Ａ、４Ｂの各ブラシ部分４Ａ１、４Ｂ１と各スリット４Ｂ２、４Ａ２を互いに対向して合わせて内周側を噛み合わせる。そして、図７に示すように板ブラシシール分割片４に組み立てる。
【００７５】
この第１半ブラシシール単板４Ａのブラシ部分４Ａ１の形状とスリット４Ａ２の形状とが略同一形状にし、この一対の第１及び第２半ブラシシール単板４Ａ、４Ｂを積層に組み合わせると、各ブラシ部分４Ａ１、４Ｂ１と各スリット４Ａ２、４Ｂ２とが同一幅で側面から少し噛み合い重なることになる。
【００７６】
この組み合わされた板ブラシシール分割片４は、図３に示すように、各分割面１１、１１、１１・・を接合することにより板ブラシシール単板３に組み立てられる。
【００７７】
上述した各実施例は、ブラシ部分４Ａ１、４Ｂ１の断面が方形状（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４Ａ１、４Ｂ１の断面寸法の幅各辺が、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４Ａ１、４Ｂ１が側面から噛み合う各スリット４Ａ２、４Ｂ２の各辺の寸法も同様に形成されている。更に、長さはこの実施例では５〜５０ｍｍの範囲を採用した。
【００７８】
図４に示す板ブラシシール分割片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により結合して環状に形成する。
【００７９】
又は、図７に示すように分割面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。
【００８０】
このようにして形成された板ブラシシール２は、各ブラシ部分４Ａ１、４Ｂ１の各接合面が互いに接合又は微小な間隙を有して噛み合っているのでシール能力が飛躍的に向上する。
【００８１】
しかも、板ブラシシール単板３を用いることにより板ブラシ部３Ａの弾性変形により可撓性が発揮される。更に、ブラシ部分４Ａ１、４Ｂ１を側面に突出させた板ブラシシール２の積層基部３Ｂは、ブラシ部分４Ａ１、４Ｂ１とスリット４Ｂ２、４Ａ２が噛み合うので、積層基部３Ｂの結合力が強くなり、溶接することなくピン等で固着することも可能になる。
【００８２】
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。
【００８３】
更に、板ブラシシール単板３の材質は、鋼、ステンレス、ニッケル基の合金、セラミック材等が用いられる。
【００８４】
図１３は、板ブラシシール単板３の円周が４等配に分割されたものである。この板ブラシシール分割片４の分割面１１を結合した板ブラシシール単板３が第４実施例である。この一対にされた板ブラシシール単板３を積層するときに分割面１１は円周方向を互いに同一位置に配置しても良いが、互いに位置を周方向へ変えて接合するとシール能力の点で優れる効果を発揮する。
【００８５】
このブラシ部分４Ａ１とスリット４Ａ２の形状は、図３と略同様な形状に形成されている。この第１及び第２基部４Ａ３、４Ｂ３は薄肉に加工されないまま又は薄肉に加工されて積層される各例である。この第１及び第２半ブラシシール単板４Ａ、４Ｂの製造方法も上述と同様に金属薄板Ｐから多数切り出して製作する。そして、上述と同様にして組み立てる。この第３実施例は半ブラシシール単板４Ａ、４Ｂを形成する材料の歩留まりに優れる。又、製作コストも低減できる。
【００８６】
この第１実施例から第４実施例の板ブラシシール単板３は、積層して板ブラシシール２に形成される。そして、この板ブラシシール２を図１と同様にケーシング６０に組み立てられて板ブラシシール装置１に構成される。
【００８７】
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高精度に加工できるので、板ブラシ部３Ａのスリット４Ａ２をほとんど隙間がなく密集させて結合されている。このために、シール能力が飛躍的に向上する。
【００８８】
一方、最新の加工方法でも、従来のように薄板にスリット４Ａ２、４Ｂ２を加工する場合は、薄板の厚さより小さな隙間寸法のスリット４Ａ２、４Ｂ２を形成することが不可能である。このため、各ブラシ部分４Ａ１、４Ｂ１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る。
【００８９】
しかし、本発明の一対の第１及び第２半ブラシシール単板４Ａ、４Ｂ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４Ａ１、４Ｂ１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。
【００９０】
この第１及び第２半ブラシシール単板４Ａ、４Ｂは種々のエッチング加工、更には、ワイヤー放電加工、プレス加工などの微細加工により容易に形成される。
【００９１】
【発明の効果】
本発明に係わる板ブラシシールの製造方法によれば、以下のような効果を奏する。
【００９２】
本発明の板ブラシシールの製造方法は、１枚の金属薄板からから多数の半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。
【００９３】
更に、積層基部に互いに接合できる薄肉に形成して一対の半ブラシシール単板をブラシ部分とスリットとを噛み合わせて結合するので、積層基部の装着が極めて容易になる効果を奏する。このために、組立コストを低減する効果を奏する。
【００９４】
又、本発明の板ブラシシールを構成する板ブラシシール単板は一対の半ブラシシール単板をブラシ部分とスリットとを噛み合わせて結合するので、間隙が少なくなりシール能力を飛躍的に向上させることが可能になる。
【００９５】
しかも、板ブラシシール単板を積層するときに隣接するブラシ部分とスリットとの接合面間を積層方向に連通しないようにずらして積層することもでき、板ブラシシールは、更に、シール能力が向上する。
【００９６】
その上、板ブラシシールは、板ブラシール単板を板状にして被密封流体を仕切るので、板ブラシール単板の枚数が少なくなり、部品点数が少なくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の図４に係わる板ブラシシール分割片４を組み合わせ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１の板ブラシシール単板の平面図である。
【図４】図３の板ブラシール単板の第１実施例に係わる板ブラシシール分割片の平面図である。
【図５】図４に示す半ブラシシール単板を金属薄板からプラズマエッチングにより多数切り出す第１実施の形態に係わるブラシシール単板の平面図である。
【図６】本発明の第２実施例を示す半ブラシシール単板を組み合わせる状態の斜視図である。
【図７】図６に示す一対の半ブラシシール単板を組み合わせた状態の板ブラシシール分割片の斜視図である。
【図８】金属薄板に多数の半ブラシシール単板をパターン印刷した本発明に係わる第１実施の形態を示す平面図である。
【図９】図７の各半ブラシシール単板の基部となる面に、基部を薄肉にするためにエッチング加工した第１実施例に係わる平面図である。
【図１０】図８の基部の彫り込み面を拡大した斜視図である。
【図１１】図９から半ブラシシール単板を切り出した１個の斜視図である。
【図１２】本発明の第３実施例を示す半ブラシシール単板の拡大した斜視図である。
【図１３】本発明の第４実施例を示す板ブラシシール単板の平面図である。
【図１４】関連技術のブラシシール装置の半断面図である。
【図１５】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 積層基部
４ 板ブラシシール分割片
４Ａ 第１半ブラシシール単板
４Ａ１ ブラシ部分
４Ａ２ スリット
４Ａ３ 第１基部
４Ｂ 第２半ブラシシール単板
４Ｂ１ ブラシ部分
４Ｂ２ スリット
４Ｂ３ 第２基部
５ 自由端部
６ 背板部
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)

1. 間隙を有して相対移動する部品間の前記一方の部品に取付けられて前記他方の部品との間をシールする板ブラシシールの製造方法であって、
   シールする側にブラシ部分とスリットとを交互に有すると共に取付側に基部を有する半ブラシシール単板の形状を金属薄板にエッチングレジストし、
   前記エッチングレジストした金属薄板をエッチング加工して前記金属薄板から一対の第１半ブラシシール単板と第２半ブラシシール単板とを切り出して、
   前記第１半ブラシシール単板と前記第２半ブラシシール単板とを重ねると共に互いの前記ブラシ部分と前記スリットとを噛み合わせて板ブラシシール分割片を形成し、
   前記各板ブラシシール分割片の連結する一方の分割面と隣接する前記板ブラシシール分割片の他方の分割面とを互いに結合して板ブラシシール単板を形成し、
   しかる後に、単数枚の板ブラシシール単板の基部を、または板ブラシシール単板を複数枚に重ね合わせた基部を取付部に形成することを特徴とする板ブラシシールの製造方法。
2. 前記第１半ブラシシール単板と前記第２半ブラシシール単板の基部とを前記半ブラシシール単板に加工する金属薄板の厚さより薄肉にエッチング加工して前記ブラシ部分を前記薄肉にされた基部より突出させた形状にし、
   且つ一対の前記半ブラシシール単板が互いに噛み合う形の前記ブラシ部分と前記スリットとに加工することを特徴とする請求項１に記載の板ブラシシールの製造方法。
3. 前記金属薄板がニッケル基合金又はステンレス鋼材であ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の製造方法。

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