JPS62502487A - ブラシパツキング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ブラシバッキング 五五立見 本発明は相対的に相互に可動であり、且つ少なくとも−・つは回転可能である、 少なくとも二つの機械部分用のブラシバッキングに関する。このブラシバッキン グは異なる圧力の２つの空間の間を密封するための、保持具に一端が固定された 多数の剛毛を有し、バッキング機能を改良するためにこれらの剛毛はより高い圧 力の側に向けられている。

遣」ＵＬ亙 従来のブラシバンキングの場合、保持具から突き出た剛毛は、それと相対する部 分の滑走面に対して、９０″の面に位置するか、或いはこれに加えて平行に位置 する。

平行もしくはほぼ平行の配置の場合、剛毛のそれと相対する部品に接する滑走面 があまりにも大きくなる。これは、二つの機械部分の一つが回転するとき、不都 合である。それ故、回転する装置の場合、剛毛を軸の周方向にそらせることによ って摩擦を減少させることが試みられている。しかしながら、この場合ブラシが 組み込まれた状態における剛毛先端の接触圧をまえもって算出することは、組み 込まれる前の剛毛がその長さで量的に定められているので、困難である（英国特 許Ｇ　Ｂ　２０２１２１０号）。

西独特許公開公報ＤＥ−ＯＳ　４４６６６号がら、剛毛保持具をばね圧のもとで 、即ち、こする相手（他方の機械部品）の方へ向けての初応力のもとで配置する ことが知られている。しかしながらこの場合ばねの力を制御することはむずかし い６また剛毛の滑走面への圧接を精密に調整することはほとんど不可能である。

文玉文員主 本発明の課題は異なる圧力の二つの空間の間を密封すること、特に少なくとも一 つは軸である。或いは一つの軸が一つの中空軸内にある。或いは二つの中空軸よ りなり、一方の中空軸内に他方の中空軸が入り込んでいる、相対的に相互に可動 である二つの機械部分の間の間隙を、前記軸の回転方向によらずに密封すること に関して使用特性が改良されたブラシバッキングを提供することである。

その場合、ブラシバンキングの剛毛の調整角度、及び滑走する相手に接する剛毛 の先端領域の滑走特性を予め選択することが出来る。即ち、機械を運転開始する 前に。

例えば組立時に、予め選ぶことができる。さらに組み込まれる前の剛毛の長さの 最終値に依存することはなく、保持具を押しつけるための特別のばねを必要とは しない。

本発明の解は特許請求の範囲から知ることができる。

ブラシバッキングの剛毛はそれ自身弾力性があり、その仕上げに応じて、即ちそ の長さの最終値に応じて、調整することが出来る。そして所望の向き、及び二つ の機械部分間の半径方向の所望の間隙調整を得ることができる。

密封作用は剛毛を圧力方向にそらせることによって改良される。

剛毛の先端領域の接触は選択することができ、優先的に極力少なくすることがで きる。また剛毛を簡単に、平行に、相互に所望の角度で整列されることが出来る ので、剛毛はわずかの場所とわずかな直径を必要とするだけである。

本発明はブラシバッキングに関し、滑走面に対して垂直な面に対して剛毛先端が 軸方向に角度位置（β）を取り、且つ圧力側を指し示している　（第１ｂ図及び 第１Ｃ図参照）。同時にブラシは滑走面に対して垂直な面に対して半径方向に角 度（α）をとり、その結果、ブラシの自由端は滑走する相手の運動方向にも傾斜 している（第１ａ図参照）。ブラシの角度位置は担持リングにおける固定及び／ 又は支持リングによって決定することが出来る。調節可能な支持リングによって 、支持リングの状態でブラシの形状を変えることができる（第１ｄ、ｅ及びｆ図 参照）。

この新しい装置によれば、わずかの剛毛のみが一面内で（密封度に相当する）弾 性を示すだけであるので、滑走する相手の半径方向が剛毛の方向からそれている とき、ブラシを自由に運動させることができる。さらに使用特性について次のよ うな利点がある。

１、　ブラシバッキングと滑走する相手間の半径方向の向きのちがいを大きくと ることができる。ばね手段は剛毛がそれて位置することによってばね手段が限定 されることはない。

２、　生ずるばね力ないし摩擦力は少ない。且つその力は個々のブラシが内方へ そることが何ら妨げられないので、滑走する相手の半径方向が剛毛の方向からそ れているときにおいてもわずかしか変わらない。

３、　上記の新しい装置によれば、ブラシに密接圧が存在するとき、すべり面に 直角に作用する圧力成分が生ずる、そして滑走する相手の半径方向が剛毛の方向 からそれているときにもブラシ端部が全周に存在する。これにより漏れがいっそ う少ないことが明らかである。

４、調整可能な支持リングを利用することによって、ブラシ直径、及び滑走する 面に対する角度位置を変えることができる。

上記のブラシ装置の試験で、角度αをほぼ任意に選択することができ、実質的に 角度βによらないことが判明した。

角度βが非常に小さいときにのみ、角度αを太き（選択することができる。

角度βについては、５ないし４５″の優先的領域が特に有利であることが判明し た。その場合、ブラシのファイバー束が厚ければ厚い程、角度βを大きく選択す ることができる。

さらに角度βをより小さく選択すればする程、圧力をより高くすることが出来る 。ブラシのファイバー束がわずかＵ、特にｌＮｌないし５ｍ麿の厚さのｔｑ　様 が好ましい。

′　の簡単なｉ゛日 第１ａ図は軸を密封するためのブラシバッキングの横第１ｂ図は剛毛保持具と共 に示す、第１ａ図示のものと似たブラシバッキングの長手方向の断面図である。

第１ｃ図は長手方向にすすむにつれて直径が異なる軸に関する他の剛毛整列の、 第１ｂ図のものと似た装置の断面図である。

第１ｄ図はより圧力の高い側へ剛毛が向けられており、円錐面に接している、剛 毛担持体もしくは保持具、及びそれと一体の支持リングの断面図を示す。

第１ｅ図は第１ｄ図示のものと似た装置であって、且つ例えば軸のような他の機 械部分の軸線に対して相対的に軸方向に可動であるものを含む第１ｄ図示の実施 例と同様な装置の断面図を示す。

第１ｆ図は円錐６例えばスライディングシートを矢印方向に移動できる、ブラシ 担体ないしは保持具の断面図を示す。

第１ｈ図は円錐を中空円錐、または類似の例えば凹面部分８と交換した且つ外側 リング７内で矢印方向に移動できる、第１ｆ図のと僚た実施例の断面図を示す。

第１ｇ図はリング３のねし山ｌＯ内にある精密調節ねじ９と共に示す第１ｆ図示 のものと似た装置の断面図を示す。

第１ｉ図は剛毛が同様な方向に、しかし入り込んでないしお互いの間に入り込み 、メアンダー模様を形成するように見えるリング状の二つのブラシ担体ないしは 保持具を有する装置の側面図を示す。

第２ａ図ないし第２ｄ図はファイバーの種々の東にしＪま た形態を示す図である。

第３図は保持具ないしはリング内にファイバーを保持した単位の図である。

第４ａないし４ｄ図は斜めにとりつけられた剛毛を有するブラシバンキングを保 持単位で示す図である。

第５ａないし５ｄ図は個々の剛毛の図である。

Ｈを　するため−ｏｉ良ｐ」腹筋− 個々の剛毛は少な（ともその表面の一部領域がいろいろな技術で、被覆された複 数のファイバーまたは中空ファイバーまたはコアー包被−構造の複数のファイバ ーよりなり、先端領域に特別の注意が払われ、先端領域は機械部分の連続回転時 に所望の滑走特性が得られるように剛毛もしくはファイバーの他の部分と異なっ ている。

相対的に相互に可動の機械部分は参照番号２及び３で示す。

また、ブラシバッキングは参照番号１で示す０機械部分２はこの場合、軸のよう な回転する部分である。また機械部分３は例えばケーシングのような固定の部分 である。しかしブラシバンキングによって二つの相互に回転し得る部分、特に回 転方向が相互に何の役割りも演じない二つの中空軸の間を密封することも出来る 。最良の実施例において、リングのような機械部分３に剛毛が配置されている。

剛毛は金属ファイバー、はう素ファイバー。

炭素ファイバー、プラスチックファイバー及びガラスファイバーまたは種々のガ ラス、ガラスメタル、ガラスセラミック、またはこれらの複合物等の複数のファ イバー４により形成されている。複数のファイバー４は単独であるが、最良に多 数本、互いに並んで層状に集められており、例えば第２ａないし第２ｄ図示のよ うに棒状にまとめられ、最良には例えばガラス化、はんだ付け、サーメント、セ ラミック材料による焼結、もしくは圧縮、プラスチックの注型、貼着、もしくは 射出などによって密なパンクにまとめられる０把持様担持部分、または固定要素 または被覆もしくは包む材料５は同様に金属、セラミック、ブラスチフク、また はガラス、またはこれらの複合物よりなる。同様なことが回転子２についても適 用しうる。たいてい、同様な材料が結合されている。かなりの場合、滑走する相 手（機械部分）の一方が他方より硬いことが望ましい。

第２図において、ブラシの極力最適な面被覆を得るために最良にファイバーのバ ックないしは集束が層状に且つ極力密に形成されている。第２ａ図、及び第２ｂ 図において、少なくとも端部領域において薄片状のファイバーが例えばレンガ状 に相互に結合されており、第２ａ図は垂直の主方向に配列された結合を示し、第 ２ｂ［ｉＪは水平の主方向に配列された結合を示す。各薄片は種々に形成され、 第２ａ図及び第２ｂ図においては本質的に卵形に形成されている。第２Ｃ図は本 質的に端部領域が三角形状の、特に二等辺三角形のファイバーよりなる複合物を 示し、第２ｄ図は個々のファイバーが少なくともその端部領域において六角形状 に形成されているか、或いは端部において六角形で補強したハニカム状の複合物 を示す。

第３図は集束されたファイバ一群１をさら穴状の穴６に挿入し、且つその挿入部 に例えば通常の合成樹脂コンパウンドを充填し、リング３と固着することによっ て剛毛が半径方向に内方に或いは斜めに配置されるようにブラシバッキングが配 置されている実施例を示す０合成樹脂接着剤５による接着も可能である。第３図 示のリング３の上側も同様に可能である。ガラスコンパウンド５による接着も例 えばレーザー光線のような他のエネルギー源によって有利に行うことができる。

コンパウンド５として金属もしくはセラミック粉末を利用することも出来、機械 部分３に焼結することもできる。Ｉｍ械部分の材料の選択に応じて、相当の或い は近似の焼結材料粉末に必要に応じてバインダーを加えたものを利用することが 推奨される。焼結法の代わりに或いはそれに加えて、プレス法を適用することが できる。金属はんだ合金は周知の他の熱源を用いて溶解塗着もしくは接着するこ とができる。

サーメット及びガラスセラミック材料を含む金属もしくはセラミックの就中粉末 のキャスティングもしくはインジェクションも利用することができる。

第４図は一方の機械部分のファイバー複合物が第１図示のように半径方向にはな く、前記機械部分に対しである角度をもって、或いは回転方向に或いは回転方向 と逆方向に設けられている、第１図示のものと似た装置を示す。第４ａ図におい てファイバー複合物の配置及び固定は固定の機械部分にある。一方、第４ｂ図に おいてはそれは回転する部分である。当然に二つの反対方向に回転する部分にも 一方もしくは両方に、例えば一つの軸もしくは多軸の軸方向に特に両機械部分が 共軸に配列されているときにも、本発明のブラシバッキングを設けることができ る。

第４０図示のようにロータディスク２にコアイノ〈−複合物１が固定の機械部分 の方へ軸方向に角度をおいて相対的に可動に一位置を変えることができるように 設けることができる。

第４ｄ図示のように一方のリングにファイバー複合物１が軸方向に斜めに即ち、 ある角度をおいて回転する機械部分の中心軸に対して相対的に設けられている。

第５図示のように本発明に従って種々のコアイノく−の複合物を用いることがで きる。少なくともファイツマ−の表面の一部領域は熱伝導良好に形成されており 、且つコアはバネ特性を有する。

例えば第５ａ図はコア／外被構造を示し、外被は外コアを完全につつむ側被覆層 によって形成することもできる。

第５ｂ図においてファイバー複合物は一部表面、ここでは上半分のみコーティン グされている。相互に接触する画部分にも、同調させたやり方でコーティングす ることが出来る。

第５Ｃ図は他の機械部分と接触のために設けられた（例えば、剛毛先端における ）コート層のような表面端部領域を有するコアを示す。

第５ｄ図は突出する充填部を有する中空ファイバーを示す。この実施例について は当然に組み合わせを行うことができ、コアもし７くはスリーブが熱伝導性の材 料、または熱伝導性のない材料よりなり、且つ他のファイバ一部分である多かれ 少なかれ大きな表面領域は（比較的良好な）伝導性の材料又は伝導性のない材料 がかぶさる。

しかし、伝導性の材料は少なくとも剛毛の先端に設けられ、保持要素及び／又は 機械部分へブリッジ部を熱を排出するために有する。このブリフジは材料及び自 由に使える熱伝導面（横断面）の熱伝導特性によって（設計上奪熱が必要とされ るかもしくは望まれるとき）設けられる。

下記の表にファイバー複合物用のコア材料／スリーブ材料をあげる−但し、本発 明はこれに示すものに制限されることはない。

ここで、特許請求の範囲を参照しながら、スリーブまたは被覆の製作法をあげる 。光導電体を含めてガラスファイバー技術において通常の製作法をここで利用で き、例えばグラスファイバー、はう素ファイバー、炭素ファイバー、けい素また はけい素含有ファイバーガラス、セラミック、金属材料または（バイポリマー） 樹脂を含浸もしくは結合された、ファイバー複合材料の製造技術も同様に利用で きる。金属ウィスカーもしくは金属単結晶はファイバー複合物の成分として適し ている。

ファイバー複合物の材料の組み合わせは使用例（利用）及び１強度２弾性、（磁 気、電気、熱の）伝導性、又はで必要とされる特性に従ってきめられる。当然に 選択するとき、ファイバーと複合される材料ないしファイバーが容易に作れるこ と及び／又はコーティングできること及び要求される品質及び耐久性が得られる ことが考慮されなげればならない。またコアとスリーブの結合が良好である°こ とも考慮されなければならない。コアのような支持体の上に塗る、物理的又は化 学的蒸気分離法で塗る方法、または吹き付は法もしくは浸漬性があげられる。

コアはメルトスピニング、）容融射出、エクストルージョンまたはノズル法によ って作ることができ、そのときエンドレスの、または断片状のファイバーはフィ ラメント。

より糸、針金状またはチューブ状外形を取る。スリーブはコアと境界層で必要に 応じて合金などによって結合することができる。境界層は光ファイバーで通常の 方法で中空ファイバーの内側をコーティングすることによって形成することがで き、中空ファイバーをつぶした後、境界層自身がコアを形成する、コア又は被覆 ／スリーブは無定形金属（いわゆるガラスメタル）により形成することもできる 。希土類、貴金属も添加物として利用できる。

アルミニウムガラス複合材料、ガラスハンダコンパウンドも金、セラミック及び 種々のガラス類と共に適している。はんだガラスのようなハンダとして、鉛及び 亜鉛含有ガラス状硼砂が通している。

ガラス表面を薄膜でおおうために特にゾル法／ゲル法が最良に通している。スリ ーブ層は数ミクロンの範囲の厚さでなければならない。同様なことがコアにもあ てはまり、コアも同じく極力薄り、約５ミクロン、しかし極力５０ミクロンをこ えない直径でなければならない。同様なことが特にほう素、及び炭素ファイバー にもあてはまり、また合成樹脂にもあてはまる。

本発明は一つのコア構造／スリーブ構造に制限されず一つの中間層結合材料にも 制限されず、当然に多数の層を重ね合わせて種々の材料を複合することができ、 利用例について、製造コストの値ごろによって（品質の損失なしに）可能である 。例えば、ガラスファイバーコア及びガラスファイバー被膜及びコーティングは 全てのファイバーと結合しうる。（その場合、種々のＥ−モジュラスのガラスが 複合される利点がある。）ここにおけ°るコーティングの代わりに被膜を適当な 被膜のドーピングも用いることができる。理想的に複合ファイバーは極力１工程 で作るべきで、それは例えばメルトスピニング或いはコアノズル／スリーブノズ ルを用いたノズル法による場合可能である。しかし、ファイバーのエンドレス引 き伸ばし法も同時にスリーブを形成し、なから、或いはコーティングにより形成 しながら（例えば引き伸ばし装置の出口で）、例えば電解法で、或いはほかの浸 漬法、プリント法、又は静電コーティングを含めたスプレィ法でスリーブの同時 形成を行いながら良好に用いることができる。ファイバー複合物の材料を選択す るとき、グループで取り付は具、或いは取り付けないしは保持要素に対する結合 性も考慮すべきである。一方、このようなブラシの保持要素はそれが固定される 機械部分と良好に結合しなければならない。取り付けないしは保持具は分割して 作ることが出来る。特に良好なすべり特性、または潤滑特性が要求されるとき、 コアに或いは少なくとも表面の部分領域にグラファイト、Ｍ。Ｓ２＋　或いは適 当な合成樹脂を利用するごとも出来る。（例えばドーピングによって）良好に金 属的に処理できる特定の合成樹脂ファイバーを同様にファイバーとして通用する ことができる０例えばヨードを添加することによって有機Ｓｉを結合したポリマ ーを容易につくることができる。

Ｎｉ−Ｆｅ合金を薄層にして、ガラス或いは合成樹脂コアの上に例えばＴｉ／Ａ ｕ層を介して被着し、外側が磁性ないしは磁化しうるように作ることができる。

上記実施例の可能な変形も、本発明に属する。

特に同軸２１例えば第１ｆ図及び第１ｈ図示のように長手方向に同径の軸上に、 機械部２の軸の方向に、矢印で示すようにブラシの剛毛を保持するリングを移動 することができる。

また、第１ｉ図示のように一軸２上の二つのリング３が剛毛を担持し、剛毛がメ アンダ模様状に相互にいれちがいとなるようにすることができ、且つ、その場合 、剛毛の向きを変えること及び／又は逆の重なりとするために軸方向にリングを 回転することができる。

剛毛がリングのような外側の部分に同定されているが、或いは軸のような内側の 部分に固定されているが、直接に設けられているか、保持具、或いはリングに支 持部を介して間接的に設けられているが（第１ｆ図、第１ｈ図）にかかわらず、 剛毛はその傾斜角に関してリモートコントロール的に配置することができる。即 ちその方向は例えばｌｉ械的に円錐の支持部等を介してリモートコントロールす ることができるのみならず、個々の剛毛は例えば電気的に、磁気的に、ピエゾ電 気的に、剛毛コアの一定のキュリーポイントを利用して、或いは例えば剛毛スリ ーブの記憶効果その他の方法でリモートコントロールできる（角β）。

外からの調整は組立て中にできるが、運転中におこなうこともできる。

ブラシバッキングの剛毛を保持する壁を、メンブラシ状に薄く形成し、流体によ りひろがり、或いは収縮し、例えばガス圧或いは油圧（角度β）でリモートコン トロールすることができるようにすることができる。もちろん、剛毛が中空であ るとき、或いは剛毛が包みもしくは東向に空隙を有する変形も利用でき、その場 合、ガスは切欠部もしくは中空室を通しておくられ、種々の圧の空間の間のガス 経過によって密封作用が高められる。

ＦＩｏ、１α　ＦＩＧ、１ｂ　ＦＩＧ、１ｃ国際調査報告 ＡＮＮＥＸ　Ｔｏ　？ム正　ｒ　ＮＴＥλＮＡＴＩＯＮＡＬ　５ＥＡＲＣ！（Ｒ ＥＦＯＲＴ　０ＮＵＳ−Ａ−２８７８０４８Ｎｏｎ＠

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）相対的に相互に可動であり、少なくとも一つは回転することができる、少 なくとも二つの機械部分用のブラシパッキングであって、異なる圧力の二つの空 間の間を密封するように、多数の剛毛の一方が直接もしくは間接的に二つの相対 的に相互に可動である機械部分の一つに固定されており、剛毛がより圧力の高い 側へ調節手段によってそらされており、咳調節手段は回転する機械部分の回転軸 に対して垂直な面に関して、少なくとも部分的に先細りの角を有し、且つ前記調 節手段は相対的に回転軸の方向に他の機械部分の方へ調節することができ、それ により調節された角で剛毛を方向づけし、且つ角の先端で他の機械部分に連続的 に可動のバフキング面を形成することができるように構成されたブラシバフキン グ。
2. （２）保持具及び／又はブラシの剛毛用のリングが軸及び／又はリングの軸方向 に調整出来ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のブラシパッキング。
3. （３）ブラシの剛毛の保持具が支持リングとは別に形成されており、但し、支持 リングに対して固定できるように設けられていることを特徴とする特許請求の範 囲第２項記載のブラシバフキング。
4. （４）剛毛の自由端が円錐、または円錐ねじ、または中空円錐、または中空円錐 ねじ、または相当の凹／凸部によって軸方向に向けられており、且つ所望の角で 調節することができることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第３項の１ つに記載のブラシパフキング。
5. （５）保持具がリングないしは軸に対して調整できることを特徴とする特許請求 の範囲第１項ないし第４項の１つに記載のブラシパッキング。
6. （６）剛毛を有する二つのリングが相互に軸方向に相対して設けられていること を特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第５項の１つに記載のブラシパッキン グ。
7. （７）剛毛を有する二つのリングが相互に互いにかみあって（メアンダ模様状に ）設けられていることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第６項の１つに 記載のブラシパッキング。
8. （８）ブラシの自由端が例えば磁気、ピエゾー電気あるいはその他のリモートコ ントロール手段で（滑走する相手の）回転方向に向けられていることを特徴とす る特許請求の範囲第１項ないし第７項の１つに記載のブラシパッキング。
9. （９）保持具の壁が膜状に薄く形成されており、且つ圧力下で流体により衝撃が 加えられることにより剛毛の調整がおこなわれることを特徴とする特許請求の範 囲第１項ないし第８項の１つに記載のブラシバッキング。
10. （１０）剛毛がガスのカーテンを形成するように凹状に形成ないしは突出せしめ られていることを）特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第９項の１つに記載 のブラシパッキング。