JP6254104B2 - ブラシシール装置 - Google Patents
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Description
しかし、回転軸が移動してブラシシールの剛毛を圧接した場合、これに作用する摩擦力は、剛毛の弾性変形に対するバネ定数はもとより、剛毛の取付構造等に起因する複雑な摩擦力等が影響し、これを最適な状態に設定するのは非常に困難である。
回転軸の変動に対する剛毛の追随性が適切でない場合には、剛毛と回転軸との間に隙間が生じて被密封流体が漏洩したり、剛毛の自由端部あるいは回転軸の周面を早期に摩耗させることとなる。
本発明の第1実施形態のブラシシール装置100について図1〜図4を参照して説明する。
ただし、剛毛121としては、本願明細書に記載の作用、動作あるいは効果等が発揮できることを前提に、任意の形状のものを用いてよい。例えば、断面が矩形の線状部材等、円形以外の任意の断面形状を有する部材を用いてよいし、上記の範囲以外の直径を有する部材を用いてもよい。また、断面形状や断面サイズ(直径)等が変化するような剛毛を用いてもよいし、多数の剛毛の中に、そのような形状、形態の異なる剛毛を混在させて使用してもよい。
特に本実施形態においては、背板部180と保持部185とは、図1に示すように、ブラシシール110の内周ブラシシール120を挟持するように構成されている。すなわち、背板部180と内周ブラシシール120の取付部122と保持部185とが、内周ブラシシール120の取付部122を中心にして溶接され、これらが三者一体に結合されている。
また、二次シールを併用する形態においても、二次シール面からの被密封流体の漏洩を適切に防止することができ、二次シールの負担を軽減し寿命を長期化することができる。また、二次シールに要求される性能が高くなることを防ぎ、装置のコスト低減等の効果を得ることもできる。
本発明の第2実施形態のブラシシール装置200について、図5〜図7を参照して説明する。
前述した第1実施形態のブラシシール装置100は、図2及び図4を参照して説明したように、剛毛121を有する内周ブラシシール120と剛毛141を有する外周ブラシシール140とを別部材として形成し、内周ブラシシール120の取付部122と外周ブラシシール140の取付部142とを連結部112として連結することによりブラシシール110を構成していた。
すなわち、ブラシシール210は、図7Aに示すように、多数の剛毛211を束状にし、これを円周に沿って壁状に配列し、図7Bに示すように、この剛毛211の途中部分212を溶接し、複数の剛毛211を相互に結合してリング状に形成したものである。
ブラシシール装置200は、このような構造及び製造方法により、取付部212の内周側がブラシ部123及び外周側自由端部125を有する内周ブラシシール220として形成され、取付部212の外周側がブラシ部143及び外周側自由端部145を有する外周ブラシシール240として形成されたものである。
そして、第1実施形態のブラシシール装置100に係る作用、効果、変形例のうち、内周ブラシシール120と外周ブラシシール140とが分離可能であることに関係するもの以外の作用、効果、変形例等は、いずれも第2実施形態のブラシシール装置200に対しても適用可能である。従って、第2実施形態においても、回転軸周囲から及び外周側からの被密封流体が漏洩を防止することができ、ブラシシール、回転軸あるいはハウジング等の摩耗を防止することができ、これらの機能、作用を長期にわたり適切に維持することのできるブラシシール装置を提供することができる。
これに対してブラシシール装置200においては、そもそも同一の剛毛211により内周ブラシシール220及び外周ブラシシール240を形成しているので、図5及び図6に示すように、内周ブラシシール220及び外周ブラシシール240に個別の取付部は無く、ブラシシール210として1つの取付部212が存在するのみである。
また、これにより製造されたブラシシール210は、内周ブラシシール220と外周ブラシシール240とが一体化されたものなので、取り扱いが簡単であり好適である。
第2実施径板のブラシシール装置200は、さらにこのような特徴を有するものである。
本発明の第3実施形態のブラシシール装置300について図8〜図10を参照して説明する。
第3実施形態のブラシシール装置300に係る以下の説明においても、図1〜図4を参照して前述した第1実施形態のブラシシール装置100、あるいは、図5〜図7を参照して前述した第2実施形態のブラシシール装置200等と実質的に同一の構成については、同じ参照符号を付するとともにその説明を省略する。第3実施形態としては、これら前述した第1実施形態のブラシシール装置100あるいは第2実施形態のブラシシール装置200との相違点を主として説明をする。
前述した第1及び第2実施形態のブラシシール装置100及び200のブラシシール110、220は、いずれも、多数の線形の剛毛121、141あるいは211を束状にし、束状にした剛毛を円周に沿って壁状に配列し、外周側、内周側あるいは中間部分を溶接により結合してリング状に形成したものであった。
板ブラシシール単板311は、環状体を成し、内周側が円環状の板ブラシシール単板311の周方向(回転軸830の回転方向となる方向)へ傾斜したスリット312に加工され、その間が細梁321に形成され、全体として内周側板ブラシ部313に構成されている。
なお、一般的にこの細梁321及び341を剛毛と称する場合もある。
このように形成されたブラシシール310においては、溶接された基部316の部分が取付部に相当する(以下、基部316を取付部316と称する場合もある)。
これに対して第3実施形態のブラシシール装置300においては、ブラシ受部190を設けておらず、外周ブラシシール340のブラシ部343の自由端部345は、ハウジング810の内周面811に対して直接接する構成となっている。
従って、第3実施形態においても、回転軸周囲から及び外周側からの被密封流体が漏洩を防止することができ、ブラシシール、回転軸あるいはハウジング等の摩耗を防止することができ、これらの機能、作用を長期にわたり適切に維持することのできるブラシシール装置を提供することができる。
本発明の第4実施形態のブラシシール装置について図11〜図13を参照して説明する。
第4実施形態のブラシシール装置は、第3実施形態のブラシシール装置300の変形例として説明する。従って、第3実施形態のブラシシール装置300等と実質的に同一の構成については、同じ参照符号を付するとともにその説明を省略する。
そして、前述した各実施形態のブラシシール装置に係る作用、効果、変形例などは、第4実施形態として説明したブラシシール装置に対しても適用可能である。従って、第4実施形態においても、回転軸周囲から及び外周側からの被密封流体が漏洩を防止することができ、ブラシシール、回転軸あるいはハウジング等の摩耗を防止することができ、これらの機能、作用を長期にわたり適切に維持することのできるブラシシール装置を提供することができる。
また、この構成は、板ブラシシール単板に細梁を形成しこれを積層する形態に限られるものではない。第1、第2実施形態として説明した剛毛により外周ブラシシールを形成する構成にも適用可能である。
また、同様の方法を内周ブラシシール320に対しても適用可能であり、その場合には、内周ブラシシール320のブラシ部323における被密封流体の漏洩を低減あるいは防止することができ好適である。
本発明の第5実施形態について図14〜図16を参照して説明する。
第5実施形態のブラシシール装置500に係る以下の説明においては、前述した各実施形態のブラシシール装置と実質的に同一の構成については、同じ参照符号を付するとともにその説明を省略する。
これに対して第5実施形態のブラシシール装置500は、外周ブラシシール540が、軸方向において傾斜して配設されているものである。
以下、図面を参照して詳細に説明する。
ブラシシール装置500は、ハウジング810の内周面811に設けられた傾斜面815に取り付けられる。傾斜面815は、内周面811に対して略45°傾斜した面である。
背板部580は、外周ブラシシール540の低圧P2側に設置される、外周ブラシシール540と同様の裁頭円錐体(円錐台)形状の部材であり、外周ブラシシール540の剛毛541を低圧P2側から支持する。
これら、背板部580及び保持部585の材質は、第1実施形態の背板部180及び保持部185等と同じである。
そして、前述した各実施形態のブラシシール装置の作用、効果、変形例等は、いずれも第5実施形態のブラシシール装置500に対しても適用可能である。従って、第5実施形態においても、回転軸周囲から及び外周側からの被密封流体が漏洩を防止することができ、ブラシシール、回転軸あるいはハウジング等の摩耗を防止することができ、これらの機能、作用を長期にわたり適切に維持することのできるブラシシール装置を提供することができる。
また、外周ブラシシール540の傾斜角度は、本実施形態においては45°としたが、適用対象、被密封流体の圧力、各方向の負荷の強さ、振動、変位の形態や大きさ等に応じて、任意の角度としてよい。
本発明の第6実施形態について図17を参照して説明する。
第6実施形態のブラシシール装置600に係る以下の説明においても、前述した各実施形態のブラシシール装置と実質的に同一の構成については、同じ参照符号を付するとともにその説明を省略する。
なお、ここではブラシシール610のみを図示し、背板部や保持部等の構成は図示省略する。
また、内周ブラシシール620は、第3実施形態として図9を参照して説明した板ブラシシール単板311の基部(取付部)316より内側の部分を積層して構成したブラシシールである。なお、内周ブラシシール620の外周には取付部622が形成されている。
そして、前述した各実施形態のブラシシール装置の作用、効果、変形例等は、第6実施形態のブラシシール装置600に対しても適用可能である。従って、第6実施形態においても、回転軸周囲から及び外周側からの被密封流体が漏洩を防止することができ、ブラシシール、回転軸あるいはハウジング等の摩耗を防止することができ、これらの機能、作用を長期にわたり適切に維持することのできるブラシシール装置を提供することができる。
Claims (9)
- ハウジングと回転軸との間を軸方向に封止するブラシシール装置であって、
内周ブラシシールと外周ブラシシールと連結部とを有し、
前記内周ブラシシールは、
前記連結部から内周方向に複数の剛毛が配列された内周側ブラシ部と、
前記内周側ブラシ部の内周側端部であり、前記回転軸の外周面と対向して当該外周面に接触又は近接した状態に配置される内周側自由端部とを有し、
前記外周ブラシシールは、
前記連結部から外周方向に複数の剛毛が配列された外周側ブラシ部と、
前記外周側ブラシ部の外周側端部であり、前記ハウジングの内周面と対向して当該内周面に接触又は近接した状態に配置される外周側自由端部とを有し、
前記内周ブラシシール又は前記外周ブラシシールの少なくともいずれか一方は、前記連結部から延びて、周方向に対して傾斜した前記剛毛としての細梁を有する内周側ブラシ部又は外周側ブラシ部を有する板ブラシシール単板を、複数、軸方向に積層して一体的に形成した
ことを特徴とするブラシシール装置。 - ハウジングと回転軸との間を軸方向に封止するブラシシール装置であって、
内周ブラシシールと外周ブラシシールと連結部とを有し、
前記内周ブラシシールは、
前記連結部から内周方向に複数の剛毛が配列された内周側ブラシ部と、
前記内周側ブラシ部の内周側端部であり、前記回転軸の外周面と対向して当該外周面に接触又は近接した状態に配置される内周側自由端部とを有し、
前記外周ブラシシールは、
前記連結部から外周方向に複数の剛毛が配列された外周側ブラシ部と、
前記外周側ブラシ部の外周側端部であり、前記ハウジングの内周面と対向して当該内周面に接触又は近接した状態に配置される外周側自由端部とを有し、
前記ハウジングの前記内周面に設置され、前記外周ブラシシールの外周側自由端部が接触又は近接した状態に配置されるとともに、当該外周ブラシシールの外周側自由端部の軸方向の広がりを防止するブラシ受部をさらに有する
ことを特徴とするブラシシール装置。 - 前記内周ブラシシール又は前記外周ブラシシールの少なくともいずれか一方は、束状にされて円周に沿って壁状に配列された複数の線状部材について、当該線状部材の一方の端部を溶接することにより前記複数の線状部材を相互に結合してリング状に形成し、前記溶接箇所から他方の端部側にシール部及び前記自由端部を形成したブラシシールであることを特徴とする請求項2に記載のブラシシール装置。
- 前記内周ブラシシール及び前記外周ブラシシールは、束状にされて円周に沿って壁状に配列された複数の線状部材について、当該線状部材の各途中部分を溶接することにより前記複数の線状部材を相互に結合してリング状に形成し、前記溶接箇所の外周側を前記外周ブラシシール、内周側を前記内周ブラシシールとして形成したものであることを特徴とする請求項2に記載のブラシシール装置。
- 前記連結部から内周側に伸びて、当該板ブラシシール単板の周方向に対して傾斜した前記剛毛としての細梁を有する前記内周側ブラシ部と、前記内周側自由端部と、からなる前記内周ブラシシールと、
前記連結部から外周側に伸びて、当該板ブラシシール単板の周方向に対して傾斜した前記剛毛としての細梁を有する前記外周側ブラシ部と、前記外周側自由端部と、からなる前記外周ブラシシールと、
前記内周ブラシシールと前記外周ブラシシールの各連結部が一体的に形成される基部と、
を有する板ブラシシール単板を積層して形成されることを特徴とする請求項1または2に記載のブラシシール装置。 - 前記内周ブラシシールと前記外周ブラシシールとは、同一の材質の剛毛からなることを特徴とする請求項1または2に記載のブラシシール装置。
- 前記内周ブラシシールと前記外周ブラシシールとは、異なる材質の剛毛からなる前記内周側ブラシ部と、外周側ブラシ部を有することを特徴とする請求項1または2に記載のブラシシール装置。
- 前記内周ブラシシールの前記内周側ブラシ部は、前記複数の剛毛が径方向に対して傾斜して配列されており、
前記外周ブラシシールの前記外周側ブラシ部は、前記複数の剛毛が径方向に対して傾斜して配列されており、
前記内周ブラシシールの前記剛毛の傾斜と前記外周ブラシシールの前記剛毛の傾斜とは、前記径方向に対して反対方向であることを特徴とする請求項1または2に記載のブラシシール装置。 - 前記外周ブラシシールは、前記回転軸の軸方向に対して傾斜した状態に形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載のブラシシール装置。
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