JPH0929366A - 多角形パターンを有するダンパープレートの製造方法 - Google Patents

多角形パターンを有するダンパープレートの製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハニカム型のプレートを寸法精度良くかつ合
理的なコストで製造することができるような回転機械用
ダンパープレートの製造方法を提供する。 【解決手段】 多角形状の凹凸を有し、回転機械の回転
部分と静止部分のシール及び回転体のダンパー作用を行
なうダンパープレート６の製造方法であって、素材を超
塑性加工を用いて成形する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ポンプ等の回転
機械の羽根車とケーシングの間の隙間、すべり軸受のス
ラストパッド、ラジアルパッド、フローティングシール
のシールフェース等に用いられるダンバープレートの製
造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】上記のようなダンパープレートは、回転
体と静止部の間における流体の漏洩量を減少させて回転
機械の効率を上昇させるとともに、回転体の振れを抑え
るダンパー効果あるいは軸受効果を付与することを目的
としている。従って、高速回転での接触に耐えることが
必要で、しかも、回転体の振れに応じてダンパー効果を
顕すための正確な多角形パターンが必要である。また、
容易に曲げて曲面に合わせて取り付けることができるよ
うに板厚を小さくし、取付けや貼り付けが簡単にできる
形状が望ましい。
【０００３】従来は、このようなダンパープレートの製
造方法として、図６に示すように、平板上に六角形断面
を持つ凹凸を有するいわゆるハニカムプレートを用いた
ものがあり、これは、以下のような方法で作成されてい
た。 機械加工…三次元加工機で行っている。 エッチング法…金属上に多角形の穴のある薄膜を貼って
マスクとし、エッチングにて金属にへこみを作る。 レーザ加工…ビームのエネルギーで加工するが、凹凸の
加工は困難であり、穴明きプレートを作成した後、底部
分をプレージング、接着などにより一体化する。 ブラスト…エッチング方法と同様に、多角形パターンの
穴が形成された薄膜を貼り付け、ブラストを当てて凹み
を加工する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような製造方法においては、以下のような問題があっ
た。 機械加工…微細な加工のため、工具の損耗が激しく、加
工時間が長い。 エッチング法…薄膜であるために穴の周囲もエッチング
され、精度の良い多角形が得られず、また、均一なエッ
チングがなされるためには材料も制限される。 レーザ加工…工数および費用がかかる。 ブラスト…薄膜もブラストにより損耗するので、金属の
加工は薄膜が残留する間に限られ、深い凹みを形成する
ことが出来ない。硬い材料、ねばい材料には不向きで、
適用制限を受ける。
【０００５】以上の理由から、複雑な形状の、しかも素
材の選択が限定されるハニカム型のダンパープレート
を、寸法精度良く、合理的なコストで提供する実用的な
方法がなかった。特に、製造の寸法精度が得られない
と、かじりや接触を防止するためにダンパープレートと
回転部分間の隙間を大きく設定せざるを得ないので、ハ
ニカムプレートの性能を生かした効率の良い、振動の少
ない回転機械を提供することができなかった。
【０００６】この発明は、上記の課題に鑑み、ハニカム
型のプレートを寸法精度良くかつ合理的なコストで製造
することができるような回転機械用ダンパープレートの
製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記課題を
解決するために、多角形状の凹凸を有し、回転機械の回
転部分と静止部分のシール及び回転体のダンパー作用を
行なうダンパープレートの製造方法であって、素材を超
塑性加工を用いて成形することを特徴とするダンパープ
レートの製造方法である。これにより、任意の素材の薄
板を、寸法精度良くハニカム加工することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照してこの発明
の１つの実施の形態を説明する。図１において、１は成
形すべき凹凸を持つ表面が形成された成形用金型、２は
この金型の上部を覆う上部金型であり、この両者にはそ
れぞれ加圧用のガスを材料シートに導くガス流路が形成
され、またガスをこれらの部材に導入し排出するガス配
管３が取り付けられている。これらの金型１，２は、図
１（ａ）に示すように、ヒータを内蔵するセラミックス
製のプラテン４によって挟まれ、所定の温度に加熱され
るようになっている。
【０００９】このような構成の成形用金型によって、ハ
ニカム型ダンパープレートを製造するには、 １）オーステナイトステンレス鋼、２相ステンレス鋼、
アルミ合金、チタン合金、セラミック等の超塑性材料の
薄板５を素材として用いる。 ２）薄板５をキャビティが形成された金型１上にのせ、
上部金型２で覆い、超塑性加工温度まで加熱し、加圧し
て多数の多角形の凹凸が形成されたハニカムプレート６
を作る（図１（ｃ））。 ３）ハニカムプレートを取り付ける部分の大きさに合わ
せて切断し（図１（ｄ））、ロール７を用いて特定の曲
面あるいは平面に合わせた曲げ加工を施し（図２
（ａ））、回り止めビス９でケーシング１０に固定する
（図２（ｂ））、嵌合させて取り付ける（図３
（ａ））、接着剤などで貼り付ける（図３（ｂ））、あ
るいは曲げ固定する（図３（ｃ））。
【００１０】
【実施例】上記のようにして製造されたダンパプレート
を回転機械（ポンプ）に用いて、性能試験を行った。ポ
ンプの性能を図４に示す。 板厚：０．３ｍｍ 材質：ＳＵＳ３２９Ｊ４Ｌの２相ステンレス鋼 塑性加工条件 加熱温度：９００〜１０００゜Ｃ 加圧力：２０ｋｇｆ／ｃｍ2 成形炉：アルゴンガス雰囲気炉 曲げ加工：シェアロールと下型によるロール曲げ加工 羽根車マウスリングとダンパーシール間の隙間の寸法：
０．０５ｍｍ（従来の場合の１／２）
【００１１】このように、隙間寸法を従来の機械加工で
製造したものの場合の１／２に設定したが、かじりや接
触による摩耗は見られず、その結果、ポンプの効率が約
２％上昇した。かじりや接触が発生しないのは、従来の
製法に比べて製品の寸法精度が大幅に向上しているた
め、及び従来の素材（オーステナイト系ステンレス鋼の
ＳＮＳ３０４）に比べて軟質の素材を選択しているから
である。また、効率の上昇は、羽根車とケーシング１０
の間にダンパープレート６を取付けることで、羽根車と
の隙間が狭くなるほどに流体が隙間内部に閉じ込めら
れ、羽根車の対向面に力を及ぼして一定の隙間を保つよ
うに軸受作用を行なう緩衝作用によって回転機械の振動
を減少させ、さらに緩衝作用で隙間の初期寸法を小さく
することができるので漏れ量の低減につながるからであ
ると考えられる。
【００１２】さらに、上記の実験時における振動解析の
結果を図５（ａ）に示す。これによれば、ポンプの設計
回転数Ｎ、及び１／２Ｎにおいて、図５（ｂ）に示す従
来のものに比較して、振動がそれぞれ約１／２，１／３
低下した。
【００１３】
【発明の効果】このように、この発明の製造方法によれ
ば、従来、工程的に安定して製造するのが困難であった
ハニカム型等の多角形パターンを有するダンパーシール
を、寸法精度良く、安価に製造できるので、結果として
効率の良い回転機械を提供することができる。また、こ
の方法では、用いられる材料の適用範囲が広いので、任
意の硬度差を持つ材料を選定できるため、万が一接触し
た場合でも羽根車の過度の「かじり」を防止することが
できる。また、この方法によって同一のパターンで製造
したものをつなぎ合わせたり貼り合わせることで、任意
の面をダンパープレートで覆うことができ、回転機械に
おけるダンパーリングの軸受機能付与等、産業機械の小
型、軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のダンパープレートの製造方法の一実
施例の第１工程を示す図である。
【図２】（ａ）はこの発明のダンパープレートの製造方
法の一実施例の第２工程を示す図である。（ｂ）はこの
発明のダンパープレートの製造方法により製造されたダ
ンパープレートをポンプケーシングに取り付ける工程を
示す図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、この発明のダン
パープレートの製造方法により製造されたダンパープレ
ートをポンプケーシングに取り付ける他の工程を示す図
である。
【図４】この発明の方法で製造されたダンパープレート
を用いたポンプの性能を示すグラフである。
【図５】この発明の方法で製造されたダンパープレート
を用いたポンプの振動解析結果を示すグラフである。
【図６】ハニカム型のダンパープレートを示す図であ
る。
【符号の説明】
１，２ 金型 ３ ガス配管 ４ プラテン ５ 薄板 ６ ダンパープレート ７ ロール ９ 回り止めビス １０ ケーシング

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 多角形状の凹凸を有し、回転機械の回転
    部分と静止部分のシール及び回転体のダンパー作用を行
    なうダンパープレートの製造方法であって、 素材を超塑性加工を用いて成形することを特徴とするダ
    ンパープレートの製造方法。
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