KR20180115936A - 브러쉬씰 제조방법 - Google Patents

Abstract

브리스틀의 정렬 상태 및 밀도가 균일화되고 실링성능이 향상되어 제품의 품질이 개선되도록, 본 발명은 복수개의 브리스틀의 단부가 호스테일링되어 브리스틀 번들로 제조되는 제1단계; 제1플레이트와 제2플레이트 사이에 상기 브리스틀 번들이 원주방향을 따라 배열되는 제2단계; 상기 제1플레이트, 상기 브리스틀 번들 및 상기 제2플레이트의 외주부가 접합되는 제3단계; 및 상기 제1플레이트, 상기 브리스틀 번들 및 상기 제2플레이트 접합체가 열처리되고, 상기 접합체의 외면이 정삭 가공되는 제4단계를 포함하는 브러쉬씰 제조방법을 제공한다.

Description

브러쉬씰 제조방법{method for manufacturing brush seal}

본 발명은 브러쉬씰 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 브리스틀의 정렬 상태 및 밀도가 균일화되고 실링성능이 향상되어 제품의 품질이 개선된 브러쉬씰 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 터빈(turbine)은 물, 가스 혹은 증기 등의 유체가 가지는 에너지를 유용한 기계적 일로 변환시키는 기계를 말한다. 즉, 회전체의 원주를 따라 여러 개의 블레이드(blade)를 심고, 블레이드에 증기 또는 가스를 내뿜어 고속회전시키는 터보형의 기계를 터빈이라고 한다. 최근에는, 산업화 및 기술발전에 따라 증기터빈, 가스 터빈과 같은 터빈이 점점 대형화, 고온화 및 고압화 되는 경향을 나타내고 있다.

이러한, 터빈에서 회전체와 고정된 케이싱 사이의 실링부로 누설되는 증기는 터빈의 효율을 저하시키고, 연료비용을 증가시키는 중요 요인이므로 증기 누설을 줄이기 위한 실링(Sealing) 장치의 설계기술은 매우 중요하다.

여기서, 증기나 가스 터빈 같은 고온 및 고압 터빈에 사용되는 스테인리스 소재의 실링장치는 증가나 가스의 누설을 방지하여 발전기의 에너지 생산 효율을 상승시키고 유체로 인한 회전체의 진동방지에 중요한 역할을 한다.

한편, 종래에는 누설되는 유체의 흐름이 감소되도록 고정체와 회전체 사이 간극을 없애고 고압 영역과 저압 영역으로 분할하여 유연하게 상호 접촉되는 브러쉬씰이 사용되고 있다.

상세히, 상기 브러쉬씰은 복수개의 브리스틀과, 상기 브리스틀의 전측 및 후측, 즉 양측에 배치되어 상기 브리스틀을 지지하는 한쌍의 플레이트를 포함하며, 상기 복수개의 브리스틀과 한쌍의 플레이트는 용접 등의 방법으로 결합된다.

또한, 상기 브리스틀은 상기 회전체의 고속 회전시 마찰로 인한 분리가 방지되도록 상기 회전체의 회전방향에 대응하여 반경방향 내측으로 경사지게 형성된다. 그리고, 상기 한쌍의 플레이트와 로터의 접촉시 열 발생이 방지되도록 각 플레이트의 끝단부가 회전체의 외주면으로부터 이격 배치되는 길이로 형성된다.

그러나, 상기 브러쉬씰의 제조 과정에서 원주방향을 따라 배열되는 복수개의 브리스틀의 밀도가 불균일하게 분포되어 제품의 품질이 저하되는 문제점이 있었다.

더욱이, 상기 브리스틀의 밀도가 불균일하게 분포되는 경우, 상기 브리스틀의 끝단부와 로터의 외주 사이의 실링성능이 저하되는 문제점이 있었다. 그리고, 고정체와 회전체 사이에 유동되는 유체의 흐름이 상기 브리스틀의 밀도가 적은 부분으로 편중되어 제품의 부분적인 마모 내지 손상으로 인한 내구성이 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 상기 각 브리스틀 사이의 간격이 불균일하게 배치되거나 상기 브리스틀 및 플레이트가 용접되는 과정에서 상기 각 브리스틀의 경사각 내지 길이가 변경되어 제품의 균일한 생산이 어려운 문제점이 있었다. 더욱이, 상기 각 브리스틀의 경사각이 상이하고 길이가 불균일한 경우 상기 브리스틀의 끝단부와 로터의 외주 사이에 유체 누설량이 증가하여 실링성능이 저하되는 문제점이 있었다.

한국 등록특허 제10-1552919호

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 브리스틀의 정렬 상태 및 밀도가 균일화되고 실링성능이 향상되어 제품의 품질이 개선된 브러쉬씰 제조방법을 제공하는 것을 해결과제로 한다.

상기의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 복수개의 브리스틀의 단부가 호스테일링되어 브리스틀 번들로 제조되는 제1단계; 제1플레이트와 제2플레이트 사이에 상기 브리스틀 번들이 원주방향을 따라 배열되는 제2단계; 상기 제1플레이트, 상기 브리스틀 번들 및 상기 제2플레이트의 외주부가 접합되는 제3단계; 및 상기 제1플레이트, 상기 브리스틀 번들 및 상기 제2플레이트 접합체가 열처리되고, 상기 접합체의 외면이 정삭 가공되는 제4단계를 포함하는 브러쉬씰 제조방법을 제공한다.

여기서, 상기 제1단계는, 상기 복수개의 브리스틀이 별도의 고정수단에 일방향 정렬 배치되고 단부가 가압 고정되는 단계와, 가압 고정된 상기 복수개의 브리스틀의 단부가 접합되는 단계를 포함함이 바람직하다.

이때, 상기 제2단계는, 상기 브리스틀 번들의 외측단이 기설정된 제1원주 프로파일을 따라 정렬 처리되는 단계를 더 포함함이 바람직하다.

그리고, 상기 제3단계에서, 상기 브리스틀 번들, 상기 제1플레이트 및 제2플레이트의 외주부는 플라즈마 용접 또는 티그 용접으로 접합됨이 바람직하다.

한편, 상기 제2단계에서, 상기 브리스틀 번들은 메인 지그에 원주방향을 따라 기설정된 간격으로 반경방향 내측 및 외측 중 어느 일방향으로 형성된 복수개의 빗살홈에 각각 삽입되어 배열됨이 바람직하다.

상기의 해결 수단을 통하여, 본 발명에 따른 브러쉬씰 제조방법은 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 상기 브리스틀 번들은 복수개의 브리스틀이 고정수단에 일방향 정렬 배치되고 단부가 가압 고정 및 접합되어 제조됨에 따라 묶음 단위로 구비되어 상기 제1플레이트 및 제2플레이트 사이에 원주방향을 따라 배열시 브러쉬씰의 내주를 따라 균일한 밀도로 배치되므로 제품의 실링성능 및 품질이 더욱 향상될 수 있다.

둘째, 상기 브리스틀 번들은 제1플레이트 및 제2플레이트 사이에 원주방향을 따라 산업용 로봇에 의해 정밀한 배열 작업이 가능하므로 각 브리스틀 번들 사이의 간격 오차가 감소되어 제품의 품질이 향상될 뿐만 아니라 자동화된 공정으로 작업 인력이 감소하고 전체 공정시간이 단축되므로 생산성이 현저히 향상될 수 있다.

셋째, 상기 메인 지그에는 원주방향을 따라 기설정된 간격으로 반경방향 내측 및 외측 중 어느 일방향으로 형성된 복수개의 빗살홈이 형성됨에 따라 각 브리스틀 번들이 작업자의 수작업에 의해 상기 빗살홈에 각각 삽입되어 배열되어도 균일한 간격의 배열이 가능하므로 조립된 브러쉬씰의 불량률이 크게 감소될 수 있다.

넷째, 상기 외부 지그에는 제1플레이트 및 제2플레이트가 기설정된 제1원주 프로파일에 대응하여 정렬 배치되어 고정되도록 제1단차홈 및 제2단차홈이 형성됨에 따라 안정적으로 브리스틀 번들의 외측단이 와이어 커팅될 수 있으므로 제조편의성이 더욱 향상될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 브러쉬씰의 제조방법을 나타낸 흐름도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 브러쉬씰을 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 브리스틀 번들을 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 메인 지그를 이용한 브러쉬씰의 제조과정을 나타낸 개략도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 메인 지그를 나타낸 평면도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 메인 지그를 이용한 브러쉬씰의 제조과정을 나타낸 개략도.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 메인 지그를 나타낸 평면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 브러쉬씰 제조방법을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 브러쉬씰의 제조방법을 나타낸 흐름도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 브러쉬씰을 나타낸 단면도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 브리스틀 번들을 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 메인 지그를 이용한 브러쉬씰의 제조과정을 나타낸 개략도이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 메인 지그를 나타낸 평면도이다.

먼저, 도 2를 참조하면, 발명의 일실시예에 따라 제조되는 브러쉬씰(5)은 터빈의 케이싱과 같은 고정체(3) 및 회전체(4) 사이의 간극으로 유동하는 유체(f)가 실링되도록 상기 고정체(3)에 장착된다. 이때, 상기 브러쉬씰(5)은 제1플레이트(1a), 제2플레이트(1b) 및 복수개의 브리스틀(도 3의 b)로 구비된 브러쉬부(6)를 포함하여 구비된다.

한편, 도 1 내지 도 5에서 보는 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 브러쉬씰의 제조방법은 다음과 같은 과정으로 진행된다.

먼저, 복수개의 브리스틀(b)의 단부가 호스테일링되어 브리스틀 번들(2)로 제조된다(s10). 여기서, 복수개의 브리스틀(b)의 단부가 호스테일링된다 함은 기설정된 개수로 구비된 각 브리스틀(b)의 단부가 상호 접합되어 원형 내지 사각형 등의 단면을 갖는 하나의 브리스틀 번들(2)로 번들링(bundling) 제조되는 공정으로 이해함이 바람직하다.

상세히, 도 3을 참조하면, 상기 브리스틀(b)은 100~200개 등과 같이 기설정된 개수로 준비된다. 이때, 상기 브리스틀(b)은 상기 브러쉬씰(5)의 제조 공정에 사용되는 장치의 크기 등을 고려하여 80mm 이하의 기설정된 길이로 구비될 수 있다.

여기서, 상기 브리스틀(b)이 준비되는 과정은 다음과 같이 진행된다. 먼저, 상기 브리스틀(b)과 대응되는 직경 및 재질로 형성된 브리스틀 와이어가 권취수단에 권취된다.

이때, 상기 권취수단은 원통형의 권취드럼 등으로 구비될 수 있으며, 상기 권취드럼을 지지하는 축부의 양단이 회전지지되도록 지지부가 구비되어 상기 권취드럼이 회전됨에 따라 상기 브리스틀 와이어가 상기 권취드럼의 외주에 권취된다.

그리고, 상기 권취드럼에 권취된 상기 브리스틀 와이어는 외주부가 가압 고정된 상태로 기설정된 길이에 대응되도록 절단된다.

여기서, 상기 권취드럼에 권취된 상기 브리스틀 와이어는 절단되는 양단부가 기설정된 각도로 경사지게 절단될 수 있다. 상세히, 상기 권취드럼에 권취된 상기 브리스틀 와이어는 상기 브리스틀(b)에 대응되는 외면 프로파일로 형성되도록 기설정된 길이에 대응하여 외주부의 일측 및 타측이 절단될 수 있다.

이때, 상기 브리스틀 와이어가 절단되는 부분은 흐트러짐이 방지되도록 가압 고정되고 절단되는 각 단부가 기설정된 각도로 축방향의 일측에서 타측으로 갈수록 상향 또는 하향 경사지게 절단될 수 있다. 이를 통해, 상기 절단된 브리스틀 와이어가 복수개의 브리스틀(b)로 준비된다.

한편, 상기 브리스틀(b)이 복수개로 준비되면, 상기 복수개의 브리스틀(b)은 일방향으로 정렬 배치되되, 상기 각 브리스틀(b)의 단부가 상호 대응되는 높이를 갖도록 배치됨이 바람직하다. 이를 위해, 상기 복수개의 브리스틀(b)은 별도의 고정수단에 일방향 정렬 배치됨이 바람직하다.

여기서, 상기 고정수단이라 함은 상기 복수개의 브리스틀(b)이 기설정된 단면 프로파일로 밀집된 상태가 고정되도록 단부 일측을 고정하는 장치를 포함하는 개념으로 이해함이 바람직하며, 치구장치 내지 로봇암 등으로 구비될 수 있다.

예컨대, 상기 고정수단이 치구장치로 구비된 것을 예로써 설명하면, 상기 복수개의 브리스틀(b)은 상호 대향하는 내면이 형합되도록 구비되는 한쌍의 치구장치 사이에 각 브리스틀(b)이 대응되는 높이를 갖도록 배치될 수 있다. 여기서, 상기 복수개의 브리스틀(b)은 상기 각 치구장치가 체결되어 조임됨에 따라 상호 대향되는 방향으로 발생되는 가압력에 의해 상기 각 치구장치의 대향하는 내면 사이에 단부의 일측이 가압 고정될 수 있다.

이를 통해, 상기 복수개의 브리스틀(b)은 단부가 상호 대응되는 높이를 갖도록 배치되어 상기 각 치구장치의 외측으로 노출되되 단부의 일측이 가압 고정되어 밀집된 상태가 유지될 수 있다.

더욱이, 상기 고정수단이 로봇암 등으로 구비된다면 기설정된 제어정보에 따라 상기 브리스틀 와이어가 절단되어 제조된 복수개의 브리스틀(b)을 기설정된 개수에 대응하여 운반하고 단부의 일측이 가압 고정되는 과정이 연속적으로 진행되도록 자동화되어 생산성이 더욱 향상될 수 있다.

이와 같이, 상기 고정수단은 상기 복수개의 브리스틀(b)의 단부가 외부에 노출되되 일방향 정렬된 상태로 고정할 수 있는 구조라면 다양한 형태로 구비될 수도 있으며 이러한 변형예는 본 발명에 속한다.

한편, 상기 고정수단에 의해 복수개의 브리스틀(b)이 고정되면, 고정된 상기 복수개의 브리스틀(b)의 단부가 접합된다. 이때, 상기 복수개의 브리스틀(b)의 단부는 티그(tig) 용접에 의해 상호 접합된다.

여기서, 상기 복수개의 브리스틀(b)의 일단부(2a)는 상호 분리되되, 타단부에는 각 브리스틀(b)이 접합되는 접합부(2b)가 형성된다. 이때, 상기 접합부(2b)에 의해 밀집되어 형성되는 상기 복수개의 브리스틀(b)의 단부가 원형 내지 사각형 등의 단면을 가지도록 기설정된 단면 프로파일에 대응되어 형성될 수 있다. 이를 통해, 후술하는 브리스틀 번들(2)의 배열 단계에서 기설정된 패턴에 따라 배열되는 경우 상기 각 브리스틀 번들(2) 사이의 공극이 최소화되도록 배열될 수 있다.

예컨대, 상기 브리스틀 번들(2)이 사각형의 단면 프로파일로 형성된다면 원주방향을 따라 이웃하는 브리스틀 번들(2)의 측면이 상호 밀착되도록 배열되어 각 브리스틀 번들(2) 사이의 공극이 최소화될 수 있다.

또한, 상기 접합부(2b)의 끝단부는 기설정된 단면을 갖도록 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 접합부(2b)는 단부로 향할수록 단면적이 협소화되도록 외면 프로파일이 라운드지게 형성될 수도 있으며, 끝단이 각 브리스틀(b)에 직교하는 단면을 갖도록 형성될 수도 있다.

이를 통해, 상기 브리스틀 번들(2)은 상기 접합부(2b)가 후술하는 빗살홈(11)에 상기 브리스틀(b)이 흐트러짐없이 안정적으로 삽입되어 제조편의성이 향상될 수 있다.

물론, 경우에 따라 상기 복수개의 브리스틀(b)은 왁싱(waxing) 처리하여 타단부가 접합될 수도 있다. 즉, 상기 복수개의 브리스틀(b)의 타단부를 가열 융해된 납에 넣은 후, 상기 융해된 납이 응고됨에 따라 각 브리스틀(b)의 단부가 상호 접합될 수 있다. 이때, 상기 복수개의 브리스틀(b)의 납이 응고된 단부는 수분의 침입이 방지될 수 있다.

더욱이, 상기 복수개의 브리스틀(b)은 고온에도 안정화된 접착제에 의해 본딩(bonding)되어 타단부가 접합될 수도 있다. 즉, 상기 복수개의 브리스틀(b)의 단부가 호스테일링된다 함은 상기 각 브리스틀(b)의 단부가 상호 접합되도록 용접, 왁싱 및 본딩 등의 다양한 접합 방법을 포함하는 개념으로 이해함이 바람직하다.

그리고, 타단부가 접합된 복수개의 브리스틀(b)은 상기 고정수단이 분리됨에 따라 상기 브리스틀 번들(2)로 제조가 완료된다. 이를 통해, 상기 브리스틀 번들(2)은 각 브리스틀(b)의 타단부가 접합되어 묶음 단위로 구비되되 타단부는 분리되어 실질적으로 브러쉬 형상으로 구비될 수 있다.

이에 따라, 상기 브리스틀 번들(2)은 복수개의 브리스틀(b)이 묶음 단위로 구비되도록 단부가 호스테일링되어 제조됨에 따라 원주방향을 따라 기설정된 간격으로 배치되면, 제조되는 브러쉬씰(5)의 내주를 따라 상기 브리스틀(b)이 균일한 밀도로 배치되므로 제품의 실링 성능 및 품질이 더욱 향상될 수 있다.

한편, 상기 복수개의 브리스틀(b)의 단부가 호스테일링되어 상기 브리스틀 번들(2)로 제조되면(s10), 상기 제1플레이트(1a)와 상기 제2플레이트(1b) 사이에 상기 브리스틀 번들(2)이 원주방향을 따라 배열된다(s20).

상세히, 도 4를 참조하면, 기설정된 규격으로 가공된 제1플레이트(1a), 제2플레이트(1b)가 준비되고 상기 제1플레이트(1a) 및 제2플레이트(1b) 및 브리스틀 번들(2)이 배치되도록 외부 지그(20)가 준비된다. 이때, 상기 외부 지그(20)는 하부 지그(20a) 및 상부 지그(20b)를 포함하여 구비된다.

먼저, 상기 하부 지그(20a)가 배치되고, 상기 제1플레이트(1a)는 상기 하부 지그(20a)의 상면부에 상기 제1플레이트(1a)의 외면 프로파일에 형합되도록 함몰 형성된 제1단차홈(21a)에 삽입된다. 이때, 상기 하부 지그(20a)의 외주 프로파일은 기설정된 제1원주 프로파일(P1)에 대응되도록 형성될 수 있다. 여기서, 기설정된 제1원주 프로파일(P1)이라 함은 제조가 완료된 상기 브러쉬씰(5)의 외측단에 대응되는 프로파일로 이해함이 바람직하다.

이때, 상기 제1단차홈(21a)은 함몰 형성된 테두리의 바닥면이 상기 하부 지그(20a)의 외주면에 연속적인 프로파일로 형성될 수 있다. 즉, 상기 제1단차홈(21a)은 상기 하부 지그(20a)의 외주로부터 반경방향 내측을 향해 함몰되어 상기 하부 지그(20a)의 외주 일측이 개구되도록 형성될 수 있다. 이를 통해, 상기 제1플레이트(1a)는 상기 제1단차홈(21a)에 삽입된 상태로 외주부가 반경방향 외측을 향해 노출될 수 있으며 기설정된 제1원주 프로파일(P1)에 중첩되도록 배치될 수 있다.

그리고, 상기 제1플레이트(1a)가 상기 제1단차홈(21a)에 삽입되면 상기 제1플레이트(1a)의 상부에 상기 브리스틀 번들(2)이 배열된다.

여기서, 상기 브리스틀 번들(2)은 제조되는 설비 공정에 따라 산업용 로봇에 의해 자동으로 원주방향을 따라 기설정된 간격으로 배열되거나, 작업자에 의해 상기 메인 지그(10)의 빗살홈(11)에 수동으로 삽입되어 기설정된 간격으로 배열될 수 있다.

상세히, 상기 브리스틀 번들(2)은 복수개로 구비되어 원주방향을 따라 상기 제1플레이트(1a)의 상부에 안착되도록 배열된다. 여기서, 상기 브리스틀 번들(2)은 원주방향을 따라 기설정된 간격으로 일단(column)으로 배열될 수 있으며, 경우에 따라 상기 각 브리스틀(b) 사이의 간극을 최소화하여 상기 브러쉬씰(5)에 구비되는 상기 브리스틀(b)의 밀도가 증가되도록 상기 브리스틀 번들(2)이 원주방향 및 축방향으로 다단 배열될 수도 있다.

이때, 상기 복수개의 브리스틀 번들(2)은 산업용 로봇 등에 의해 원주방향을 따라 기설정된 간격으로 상기 제1플레이트(1a)의 상부에 배열될 수 있다. 여기서, 상기 산업용 로봇은 기설정된 배열정보에 대응하여 상기 브리스틀 번들(2)이 자동으로 배열되도록 동작되어 각 브리스틀 번들(2) 사이의 간격 오차가 최소화된 신속하고 정밀한 배열작업이 가능하다.

이에 따라, 상기 브리스틀 번들(2)의 배열 공정이 상기 산업용 로봇에 의해 자동화됨에 따라 작업 인력이 현저히 감소될 뿐만 아니라 전체 제조 공정시간이 단축되면서도 정밀한 배열작업에 의해 불량률이 현저히 감소되므로 생산성이 현저히 향상될 수 있다.

물론, 상기 브리스틀 번들(2)은 작업자의 수작업에 의해 수동으로 상기 제1플레이트(1a)의 상부에 배열되는 것도 가능하다. 이때, 상기 브리스틀 번들(2)이 작업자에 의해 수동으로 원주방향을 따라 배열되도록 메인 지그(10)가 구비될 수 있다.

이하에서는, 상기 메인 지그(10)를 이용하여 상기 브리스틀 번들(2)이 상기 제1플레이트(1a) 및 제2플레이트(1b) 사이에 원주방향을 따라 작업자에 의해 수동으로 배열되는 과정을 예로써 도시 및 설명한다. 이때, 상기 메인 지그(10)는 조립시 링 형상으로 구비되도록 원호형으로 분할된 브러쉬씰(5)의 제조에 이용될 수 있으며, 이에 대응하여 원호형으로 구비될 수 있다.

상세히, 도 4 내지 도 5를 참조하면, 상기 하부 지그(20a)의 상부에는 상기 메인 지그(10)가 배치된다. 이때, 상기 메인 지그(10)는 상기 제1단차홈(21a)으로부터 반경방향 내측으로 소정의 간격으로 이격되어 배치될 수 있다.

그리고, 상기 메인 지그(10)가 배치되면, 상기 메인 지그(10)에 형성된 복수개의 빗살홈(11)에 상기 브리스틀 번들(2)이 각각 삽입된다. 여기서, 상기 브리스틀 번들(2)의 접합부(2b)는 각 브리스틀(b)이 접합되도록 기설정된 프로파일로 형성되므로 상기 빗살홈(11)에 용이하게 삽입될 수 있다. 이를 통해, 작업자는 상기 접합부(2b) 측 단부가 상기 빗살홈(11)의 내부를 향하도록 삽입하여 상기 브리스틀 번들(2)이 안정적으로 상기 복수개의 빗살홈(11)에 각각 삽입될 수 있다.

이에 따라, 작업자는 상기 빗살홈(11)에 상기 브리스틀 번들(2)의 삽입시 작업편의성이 증가될 뿐만 아니라, 상기 브리스틀 번들(2)이 삽입되는 도중에도 각 브리스틀(b)이 흐트러짐 없이 안정적으로 삽입될 수 있으므로 제품의 품질이 더욱 향상될 수 있다. 더욱이, 상기 각 브리스틀 번들(2)은 작업자의 수작업에 의해 수동으로 상기 빗살홈(11)에 각각 삽입되어 배열되어도 균일한 간격의 배열이 가능하므로 조립된 브러쉬씰(5)의 불량률이 크게 감소될 수 있다.

한편, 상기 빗살홈(11)은 상기 메인 지그(10)에 원주방향을 따라 기설정된 간격으로 반경방향 내측 및 외측 중 어느 일방향으로 형성될 수 있으며, 본 실시예에서는 상기 빗살홈(11)이 반경방향 내측으로 형성된 것을 예로써 도시 및 설명한다.

상세히, 상기 빗살홈(11)은 상기 메인 지그(10)의 외주(10b)를 따라 기설정된 간격으로 반경방향 내측을 향해 함몰 형성된다. 이때, 상기 빗살홈(11)은 수직라인(v)으로부터 상기 기설정된 각도(θ1)로 경사지게 형성됨이 바람직하다.

또한, 상기 기설정된 각도(θ1)는 상기 회전체(4)의 회전 속도 내지 설치 조건 등에 따라 다양한 각도로 설정될 수 있으며, 바람직하게는 45도로 설정될 수 있다. 여기서, 상기 수직라인(v)이라 함은 상기 브러쉬씰(5)의 내측단에 대응되는 기설정된 제2원주 프로파일(P2)의 접선(t)으로부터 수직한 직선 기준으로 이해함이 바람직하다. 또한, 상기 기설정된 제2원주 프로파일(P2)이라 함은 제조가 완료된 상기 브러쉬씰(5)의 내측단에 대응되는 프로파일로 이해함이 바람직하다.

그리고, 상기 빗살홈(11)은 상기 회전체(4)의 회전 방향에 대응되도록 경사지게 형성된다. 즉, 상기 빗살홈(11)의 개구된 입구측 방향이 상기 회전체(4)의 회전 방향 측을 향하도록 경사지게 형성될 수 있다.

이를 통해, 상기 빗살홈(11)에 상기 브리스틀 번들(2)의 내측단이 삽입되면 복수개의 상기 브리스틀 번들(2)이 상기 기설정된 각도(θ1)에 대응되도록 배열될 수 있다. 이에 따라, 제조가 완료된 상기 브러쉬씰(5)은 상기 각 브리스틀(b)이 상기 회전체(4)의 고속 회전시 회전 방향에 대응되도록 경사지게 형성되므로 마찰로 인한 상기 브리스틀(b)의 분리가 방지되어 내구성이 개선될 수 있다.

한편, 상기 브리스틀 번들(2)은 내측단으로부터 외측단으로 갈수록 폭이 확대되는 형상으로 구비된다. 여기서, 상기 브리스틀 번들(2)의 내측단은 제조되는 상기 브러쉬씰(5)의 반경방향 내측으로 향하는 단부로 이해함이 바람직하며, 외측단은 제조되는 상기 브러쉬씰(5)의 반경방향 외측으로 향하는 단부로 이해함이 바람직하다.

이때, 상기 빗살홈(11)은 상기 브리스틀 번들(2)의 내측단이 빗살홈(11)에 안정적으로 삽입되도록 반경방향 외측으로 갈수록 폭이 확대되어 개구되도록 형성됨이 바람직하다.

상세히, 상기 빗살홈(11)의 양측 측면테두리(11a,11b)는 반경방향 외측으로 갈수록 상기 빗살홈(11)의 중앙부로부터 이격되도록 형성된다. 이때, 상기 빗살홈(11)의 테두리면은 상기 브리스틀 번들(2) 내측단의 외면 프로파일에 대응되도록 형성될 수 있다.

즉, 상기 빗살홈(11)의 양측 측면테두리(11a,11b)가 상기 브리스틀 번들(2) 내측단의 측면에 대응되는 경사각을 갖고 반경방향 외측으로 갈수록 상기 빗살홈(11)의 중앙부로부터 이격되는 방향으로 경사지게 형성될 수 있다. 이를 통해, 상기 브리스틀 번들(2)은 내측단이 상기 빗살홈(11)에 형합되어 안정적으로 삽입되므로 외력에 의한 이탈이 방지될 수 있다.

그리고, 상호 이웃하는 상기 빗살홈(11) 사이의 끝단부 테두리에는 합류유도에지부(12)가 형성됨이 바람직하다. 상세히, 상기 합류유도에지부(12)는 상기 복수개의 빗살홈(11) 중 어느 하나의 일측 측면테두리(11a)와 원주방향을 따라 이웃하는 빗살홈의 타측 측면테두리(11b)가 상호 연속적인 프로파일로 형성되는 끝단부 테두리에 형성된다. 또한, 상기 합류유도에지부(12)는 상호 이웃하는 상기 빗살홈(11) 사이의 끝단부 테두리에 복수개로 구비될 수 있다.

여기서, 상기 복수개의 빗살홈(11) 중 어느 하나의 일측 측면테두리(11a)와 원주방향을 따라 이웃하는 빗살홈의 타측 측면테두리(11b)는 각 측면테두리(11a,11b) 사이의 폭이 반경방향 외측으로 갈수록 협소화되도록 연장 형성될 수 있다. 그리고, 상기 일측 측면테두리(11a)와 상기 이웃하는 빗살홈의 타측 측면테두리(11b)는 반경방향 외측으로 갈수록 협소화되도록 연장 형성되어 상호 연속적인 프로파일로 연결되는 끝단부 테두리에 상기 합류유도에지부(12)가 형성될 수 있다.

즉, 상기 빗살홈(11)의 테두리가 형성되도록 원주방향을 따라 기설정된 각도로 이격되어 반경방향 외측을 향해 돌출된 돌기가 반경방향 외측으로 갈수록 단면적이 협소화되는 형상을 갖도록 형성될 수 있다.

이에 따라, 상기 빗살홈(11)에 삽입된 상기 브리스틀 번들(2)은 상기 합류유도에지부(12)에 의해 원주방향을 따라 이웃하는 각 브리스틀 번들(2) 사이에 이격된 공간이 최소화되어 상호 합류되도록 배치될 수 있으므로 제조되는 브러쉬씰(5)의 실링성능이 더욱 향상될 수 있다.

한편, 상기 브리스틀 번들(2)이 상기 빗살홈(11)에 삽입되어 상기 제1플레이트(1a)의 상부에 배열되면, 상기 브리스틀 번들(2)의 상부에 상기 제2플레이트(1b)가 안착되도록 배치된다. 그리고, 상기 상부 지그(20b)는 하면에 형성된 상기 제2단차홈(21b)에 상기 제2플레이트(1b)가 형합되도록 상기 하부 지그(20a)의 상부에 배치된다. 여기서, 상기 상부 지그(20b)의 외주 프로파일은 기설정된 제1원주 프로파일(P1)에 대응되도록 형성될 수 있다.

이때, 상기 제2단차홈(21b)은 상기 제2플레이트(1b)의 외면 프로파일에 형합되도록 상기 상부 지그(20b)의 하면으로부터 함몰 형성되며 상기 제1단차홈(21a)에 대향되도록 형성될 수 있다. 그리고, 상기 제2단차홈(21b)은 함몰 형성된 테두리의 바닥면이 상기 상부 지그(20b)의 외주면에 연속적인 프로파일로 형성될 수 있다.

즉, 상기 제2단차홈(21b)은 상기 상부 지그(20b)의 외주로부터 반경방향 내측을 향해 함몰되어 상기 상부 지그(20b)의 외주 일측이 개구되도록 형성될 수 있다. 이를 통해, 상기 제2플레이트(1b)는 상기 제2단차홈(21b)에 삽입된 상태로 외주부가 반경방향 외측을 향해 노출될 수 있으며 기설정된 제1원주 프로파일(P1)에 중첩되도록 배치될 수 있다.

그리고, 상기 제2플레이트(1b)가 배치되고, 상기 상부 지그(20b)가 상기 하부 지그(20a)의 상부에 배치되면, 상기 하부 지그(20b) 및 상기 상부 지그(20b)는 볼트 부재 등의 체결 수단에 의해 결합될 수 있다.

이를 통해, 상기 제1플레이트(1a) 및 상기 제2플레이트(1b)가 상기 하부 지그(20b) 및 상부 지그(20b)에 의해 가압 고정될 수 있으며, 상기 브리스틀 번들(2)이 상기 제1플레이트(1a) 및 상기 제2플레이트(1b) 사이에 원주방향을 따라 배열된 상태로 고정될 수 있다.

이때, 상기 브리스틀 번들(2)이 상기 제1플레이트(1a) 및 상기 제2플레이트(1b) 사이에 원주방향을 따라 배열되면(s20), 상기 브리스틀 번들(2)의 외측단이 기설정된 제1원주 프로파일(P1)을 따라 와이어 커팅된다(s30).

여기서, 상기 브리스틀 번들(2)의 접합부(2b)가 상기 빗살홈(11)에 삽입됨에 따라 상기 브리스틀 번들(2)의 일단부(2a)가 반경방향 외측으로 향하게 되므로 상기 브리스틀 번들(2)의 외측단은 실질적으로 상기 브리스틀 번들(2)의 일단부(2a) 측 방향으로 이해함이 바람직하다.

상세히, 상기 브리스틀 번들(2)은 후술하는 상기 제1플레이트(1a) 및 상기 제2플레이트(1b)와의 접합 단계에서 상호 안정적인 접합을 위해 외측단이 기설정된 제1원주 프로파일(P1)을 따라 정렬 처리됨이 바람직하다.

여기서, 상기 브리스틀 번들(2)의 외측단이 기설정된 제1원주 프로파일(P1)을 따라 정렬 처리된다 함은 상기 브리스틀 번들(2)이 배열 단계에서 외측단이 기설정된 제1원주 프로파일(P1)을 따라 상기 제1플레이트(1a) 및 제2플레이트(1b)의 외측단에 대응되도록 배치되거나, 외측단이 기설정된 제1원주 프로파일(P1)을 따라 와이어 커팅되는 과정을 포함하는 것으로 이해함이 바람직하다.

즉, 상기 브리스틀 번들(2)의 외측단이 배열 단계에서 기설정된 제1원주 프로파일(P1)에 대응되도록 배치될 수 있으며, 외측단이 기설정된 제1원주 프로파일(P1)로부터 반경방향 외측으로 돌출되도록 배열된 후 기설정된 제1원주 프로파일(P1)에 대응되도록 돌출된 외측단이 와이어 커팅될 수 있다.

여기서, 상기 브리스틀 번들(2)이 상기 빗살홈(11)에 삽입되어 수동으로 배열되는 경우 기설정된 제1원주 프로파일(P1)을 따라 정렬 처리되도록 와이어 커팅된다.

이때, 상기 브리스틀 번들(2)의 외측단이 상기 제1플레이트(1a) 및 상기 제2플레이트(1b) 사이에서 반경방향 외측으로 노출되도록 배치된 후 기설정된 제1원주 프로파일(P1)을 따라 와이어 커팅되면, 상기 브리스틀 번들(2)은 상기 제1플레이트(1a) 및 상기 제2플레이트(1b) 사이에 공극없이 배치될 수 있다.

더욱이, 상기 각 브리스틀(b)이 상기 제1플레이트(1a) 및 상기 제2플레이트(1b)의 외주부에 대응되도록 균일한 길이로 배치됨에 따라 접합되지 않는 브리스틀(b)의 발생이 방지되므로 제품의 품질이 향상되고 브리스틀(b)의 낭비가 최소화되어 생산성이 향상될 수 있다.

그리고, 상기 브리스틀 번들(2)은 외측단이 와이어 커팅됨에 따라 기설정된 제1원주 프로파일(P1)에 대응되도록 형성된 상기 제1플레이트(1a) 및 제2플레이트(1b)는 외주부를 따라 자동으로 정렬될 수 있다.

이때, 상기 브리스틀 번들(2)의 외측단은 방전가공으로 와이어 커팅됨이 바람직하다. 즉, 상기 브리스틀 번들(2)의 외측단은 기설정된 제1원주 프로파일(P1)을 따라 와이어 방전가공(Wire Electric Discharge Machining, WEDM)으로 커팅된다.

여기서, 와이어 방전가공은 공작물과 와이어 사이에 방전을 유도하여 발생하는 스파크를 톱날처럼 사용하여 가공물을 커팅하는 가공법으로 레이저 내지 수압을 이용한 가공법에 비해 더욱 정교한 커팅이 가능하다.

이에 따라, 상기 외부 지그(20)에는 상기 제1플레이트(1a) 및 제2플레이트(1b)가 기설정된 제1원주 프로파일(P1)에 대응하여 정렬 배치되어 고정되도록 제1단차홈(21a) 및 제2단차홈(21b)이 형성됨에 따라 안정적으로 브리스틀 번들(2)의 외측단이 와이어 커팅될 수 있으므로 제조편의성이 더욱 향상될 수 있다.

물론, 상기 브리스틀 번들(2)은 자동으로 배열되는 경우 산업용 로봇에 의해 외측단이 상기 하부 지그(20b) 및 상기 상부 지그(20b)로부터 반경방향 외측으로 노출되지 않도록 배치됨에 따라 기설정된 제1원주 프로파일(P1)을 따라 정렬 처리되는 것도 가능하다.

한편, 상기 브리스틀 번들(2)의 외측단이 기설정된 제1원주 프로파일(P1)을 따라 와이어 커팅되면(s30), 상기 제1플레이트(1a), 상기 브리스틀 번들(2) 및 상기 제2플레이트(1b)의 외주부가 접합된다(s40).

상세히, 상기 브리스틀 번들(2), 상기 제1플레이트(1a) 및 상기 제2플레이트(1b)의 외주부는 플라즈마(Plasma) 용접 또는 티그(Tungsten Inert Gas, TIG) 용접으로 접합된다.

여기서, 상기 제1플레이트(1a), 상기 브리스틀 번들(2) 및 상기 제2플레이트(1b)의 외주부가 플라즈마 용접되는 경우, 코발트 재질로 형성된 상기 브리스틀 번들(2)과 sus410 등과 같은 스테인리스 재질로 형성된 상기 제1플레이트(1a) 및 상기 제2플레이트(1b) 간의 용접, 즉 이종 재료 간의 용접이 가능하다.

이를 통해, 상기 브리스틀 번들(2), 상기 제1플레이트(1a) 및 상기 제2플레이트(1b)는 용접으로 소성 변형된 접합용접부(도 2의 w)에 의해 상호 밀착될 수 있다. 이때, 플라즈마 용접은 용접 속도가 빠르고 균일한 용접부를 얻을 수 있으며, 티그 용접은 플라즈마 용접과 비교하여 용입 깊이는 낮고 용접폭이 넓다는 특징이 있다.

그리고, 상기 제1플레이트(1a), 상기 브리스틀 번들(2) 및 상기 제2플레이트(1b)의 외주부가 접합되면(s40), 상기 제1플레이트(1a), 상기 브리스틀 번들(2) 및 상기 제2플레이트(1b) 접합체가 열처리되고, 상기 접합체의 외면이 정삭 가공된다(s50).

상세히, 상기 제1플레이트(1a), 상기 브리스틀 번들(2) 및 상기 제2플레이트(1b)의 외주부가 접합되면 상기 메인 지그(10) 및 외부 지그(20)가 분리된다. 그리고, 상기 제1플레이트(1a), 상기 브리스틀 번들(2) 및 상기 제2플레이트(1b) 접합체가 열처리된다. 이를 통해, 상기 브리스틀 번들(2), 상기 제1플레이트(1a) 및 상기 제2플레이트(1b)의 접합용접부(w)에 발생된 잔류응력이 제거될 수 있다.

그리고, 열처리된 상기 브리스틀 번들(2), 상기 제1플레이트(1a) 및 상기 제2플레이트(1b) 접합체는 전면에 걸쳐 정삭 가공될 수 있다. 이때, 정삭 가공은 선반 가공, 밀링 가공 또는 드릴링을 포함하는 것으로 필요한 장비를 통하여 수행될 수 있다.

예컨대, 상기 열처리된 상기 브리스틀 번들(2), 상기 제1플레이트(1a) 및 상기 제2플레이트(1b) 접합체는 컴퓨터수치제어 선반에 이동되어 기설정된 가공정보에 따라 컴퓨터수치제어 선반에 입력되어 정삭 가공될 수 있다. 이를 통해, 상기 브리스틀 번들(2), 상기 제1플레이트(1a) 및 상기 제2플레이트(1b)는 기설정된 브러쉬씰(5)의 외면 프로파일에 대응되도록 가공면이 정삭될 수 있다.

한편, 상기 제1플레이트(1a), 상기 브리스틀 번들(2) 및 상기 제2플레이트(1b) 접합체가 열처리되고, 상기 접합체의 외면이 정삭 가공되면(s50), 상기 브리스틀 번들(2)의 내측단이 상기 기설정된 제2원주 프로파일(P2)을 따라 와이어 커팅됨이 바람직하다(s60).

이때, 상기 브리스틀 번들(2)의 내측단이 기설정된 제2원주 프로파일(P2)을 따라 와이어 커팅됨에 따라 각 브리스틀(b)이 상기 회전체(4)에 대응되는 곡률로 배열되고 상기 회전체(4) 및 각 브리스틀(b)의 단부 사이에 간극이 최소화될 수 있다.

따라서, 상기 브리스틀 번들(2)은 내측단이 기설정된 제2원주 프로파일(P2)을 따라 와이어 방전가공으로 커팅됨에 따라 타단부 측의 각 브리스틀(b) 단부가 분리되고 상기 브러쉬부(6)의 외면 프로파일에 대응되도록 형성될 수 있다. 즉, 상기 브리스틀 번들(2)의 접합부(2b)가 와이어 커팅에 의해 분리되어 제거됨에 따라 각 브리스틀(b)의 타단부가 분리될 수 있다. 또한, 상기 브러쉬부(6)는 실질적으로 상기 브리스틀 번들(2)이 기설정된 원주 프로파일(P1,P2)에 대응되도록 커팅되어 형성될 수 있다. 이를 통해, 상기 브리스틀 번들(2)의 내측단이 와이어 커팅되면, 상기 제1플레이트(1a), 상기 브리스틀 번들(2) 및 상기 제2플레이트(1b) 접합체가 상기 브러쉬씰(5)로 제조될 수 있다.

여기서, 상기 메인 지그(10)에 형성된 복수개의 상기 합류유도에지부(12)는 상호 연결시 상기 브리스틀 번들(2)이 와이어 커팅되는 단면 프로파일에 대응되는 곡률을 갖는 원주형 프로파일로 형성된다.

상세히, 상기 각 합류유도에지부(12)는 상기 복수개의 빗살홈(11) 중 어느 하나의 일측 측면테두리(11a)와 원주방향을 따라 이웃하는 빗살홈의 타측 측면테두리(11b)가 연속적인 프로파일로 형성되도록 연결되는 테두리로 형성되되 상기 복수개의 브리스틀 번들(2)이 와이어 커팅되는 단면 프로파일에 대응되는 곡률을 갖도록 형성된다. 그리고, 상기 각 합류유도에지부(12)는 실질적으로 상기 메인 지그(10)의 외주(10b) 프로파일에 중첩될 수 있다.

여기서, 상기 브리스틀 번들(2)의 내측단은 상기 빗살홈(11)에 삽입되어 상기 합류유도에지부(12)에 인접하도록 와이어 커팅되므로 상기 각 합류유도에지부(12)는 실질적으로 상기 기설정된 제2원주 프로파일(P2)에 대응되는 곡률을 갖도록 형성될 수 있다.

이를 통해, 상기 합류유도에지부(12)가 상기 브리스틀 번들(2)이 와이어 커팅되는 단면 프로파일에 대응되는 곡률로 형성됨에 따라 상기 복수개의 브리스틀 번들(2)이 와이어 커팅되는 부분을 따라 각 브리스틀 번들(2)의 브리스틀(b)이 균일하게 합류되도록 유도될 수 있다. 즉, 상기 각 브리스틀 번들(2)은 상기 합류유도에지부(12)에 의해 상호 이웃하는 상기 빗살홈(11) 사이의 끝단부 테두리에서 간극 없이 중첩되면서도 상기 브리스틀 번들(2)이 와이어 커팅되는 단부에 대응하여 각 브리스틀(b)이 균일하게 합류되어 배치될 수 있다.

이에 따라, 제조된 상기 브러쉬씰(5)은 상기 각 브리스틀 번들(2)이 상호 합류되어 중첩되도록 배치되므로 원주방향을 따라 상기 각 브리스틀 번들(2) 사이가 이격 공간없이 배치되어 제품의 유체에 대한 실링성능이 더욱 개선될 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 메인 지그를 이용한 브러쉬씰의 제조과정을 나타낸 개략도이고, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 메인 지그를 나타낸 평면도이다. 본 실시예에서는 메인 지그를 제외한 기본적인 구성은 상술한 일실시예와 동일하므로 동일한 구성에 대한 구체적인 설명은 생략하며, 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호로 도시한다.

도 6 내지 도 7에서 보는 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 메인 지그(110)를 이용하여 상기 브리스틀 번들(2)이 작업자의 수작업에 의해 수동으로 배열되어 브러쉬씰(5)이 제조되는 과정은 다음과 같이 진행된다.

먼저, 복수개의 브리스틀(b)의 단부가 호스테일링되어 브리스틀 번들(2)로 제조된다(s10). 그리고, 상기 브리스틀 번들(2)이 상기 제1플레이트(1a)와 제2플레이트(1b) 사이에 상기 브리스틀 번들(2)이 원주방향을 따라 배열된다(s20).

상세히, 상기 제1플레이트(1a), 제2플레이트(1b) 및 브리스틀 번들(2)이 배치되는 외부 지그(120) 및 보조 지그(130)가 준비된다. 이때, 상기 외부 지그(120)는 하부 지그(120a) 및 상부 지그(120b)를 포함하여 구비된다.

여기서, 상기 하부 지그(120a) 및 보조 지그(130)가 배치된다. 이때, 상기 보조 지그(130)는 상기 하부 지그(120a)의 외주 프로파일에 형합되는 내주 프로파일로 형성될 수 있다. 즉, 상기 보조 지그(130)의 내주에 상기 하부 지그(120a)가 형합되도록 배치될 수 있다.

그리고, 상기 제1플레이트(1a)는 상기 하부 지그(120a)의 상면부에 함몰 형성된 제1단차홈(121a)에 삽입된다. 또한, 상기 제1플레이트(1a)가 상기 제1단차홈(121a)에 삽입되면 상기 보조 지그(130)의 상부에 상기 메인 지그(110)가 배치된다.

이때, 상기 메인 지그(110)가 배치되면, 상기 메인 지그(110)에 형성된 복수개의 빗살홈(111)에는 작업자에 의해 상기 브리스틀 번들(2)이 각각 삽입된다.

상세히, 도 7을 참조하면, 상기 메인 지그(110)는 링 형상으로 구비된 브러쉬씰(5)의 제조에 이용될 수 있으며, 이에 대응하여 링 형상으로 구비될 수도 있다. 상기 메인 지그(110)는 상기 브리스틀 번들(2)이 삽입되도록 원주방향을 따라 기설정된 간격으로 반경방향에 대하여 기설정된 각도(θ2)로 경사지게 형성된 복수개의 빗살홈(111)이 형성될 수 있다.

한편, 상기 빗살홈(111)은 상기 메인 지그(110)에 원주방향을 따라 기설정된 간격으로 반경방향 내측 및 외측 중 어느 일방향으로 형성될 수 있으며, 본 실시예에서는 상기 빗살홈(111)이 반경방향 외측으로 형성된 것을 예로써 도시 및 설명한다.

상세히, 상기 빗살홈(111)은 상기 브리스틀 번들(2)의 외측단이 삽입되도록 상기 메인 지그(110)의 내주를 따라 기설정된 간격으로 반경방향 외측을 향해 함몰 형성될 수 있다.

이때, 상기 빗살홈(111)은 반경방향에 대한 수직라인(v)으로부터 상기 기설정된 각도(θ2)로 경사지게 형성된다. 또한, 상기 기설정된 각도(θ2)는 상기 회전체(4)의 회전 속도 내지 설치 조건 등에 따라 다양한 각도로 설정될 수 있으며, 바람직하게는 45도로 설정될 수 있다.

여기서, 상기 수직라인(v)이라 함은 상기 브러쉬씰(5)의 내측단에 대응되는 기설정된 제2원주 프로파일(P4)의 접선(t)으로부터 수직한 직선 기준으로 이해함이 바람직하다. 또한, 상기 기설정된 제2원주 프로파일(P4)이라 함은 제조가 완료된 상기 브러쉬씰(5)의 내측단에 대응되는 프로파일로 이해함이 바람직하다.

그리고, 상기 빗살홈(111)은 개구된 입구측 방향이 상기 회전체(4)의 회전 방향 측을 향하도록 경사지게 형성될 수 있다. 이를 통해, 상기 빗살홈(111)에 상기 브리스틀 번들(2)의 외측단이 삽입되면 상기 브리스틀 번들(2)이 상기 기설정된 각도(θ2)에 대응되도록 배열될 수 있다.

또한, 상기 빗살홈(111)은 상기 브리스틀 번들(2)의 외측단이 안정적으로 삽입되도록 반경방향 내측으로 갈수록 폭이 협소화되어 개구되도록 형성될 수 있다. 상세히, 상기 빗살홈(111)의 양측 측면테두리(111a,111b)는 반경방향 내측으로 갈수록 상기 빗살홈(111)의 중앙부를 향하도록 형성될 수 있다. 이때, 상기 빗살홈(111)의 테두리면은 상기 브리스틀 번들(2) 외측단의 외면 프로파일에 대응되도록 형성될 수 있다.

즉, 상기 빗살홈(111)의 양측 측면테두리(111a,111b)가 상기 브리스틀 번들(2) 외측단의 측면에 대응되는 경사각을 갖고 반경방향 내로 갈수록 상기 빗살홈(111)의 중앙부를 향해 경사지게 형성될 수 있다. 이를 통해, 상기 브리스틀 번들(2)의 외측단이 상기 빗살홈(111)에 형합되도록 삽입될 수 있으며 외력이 발생해도 이탈이 방지될 수 있다.

그리고, 상호 이웃하는 상기 빗살홈(111) 사이의 끝단부 테두리에는 합류유도에지부(112)가 형성될 수 있다. 여기서, 상기 합류유도에지부(112)는 상술한 일실시예의 합류유도에지부(12)에 실질적으로 대응되도록 형성되므로 자세한 설명은 생략한다.

이때, 상기 각 합류유도에지부(112)는 기설정된 제1원주 프로파일(P3)과 중첩되도록 형성될 수 있다. 여기서, 상기 기설정된 제1원주 프로파일(P3)이라 함은 제조가 완료된 상기 브러쉬씰(5)의 외측단에 대응되는 프로파일로 이해함이 바람직하다.

즉, 상기 빗살홈(111)에는 상기 브리스틀 번들(2)의 외측단이 삽입됨에 따라 상기 합류유도에지부(112)에 인접하도록 상기 브리스틀 번들(2)의 외측단이 와이어 커팅되므로 상기 각 합류유도에지부(112)는 실질적으로 상기 기설정된 제1원주 프로파일(P3)에 대응되는 곡률을 갖도록 형성될 수 있다.

이때, 상기 브리스틀 번들(2)이 상기 빗살홈(111)에 삽입되어 상기 제1플레이트(1a)의 상부에 배열되면, 상기 브리스틀 번들(2)의 상부에 상기 제2플레이트(1b)가 안착되도록 배치될 수 있다.

그리고, 상기 상부 지그(120b)는 하면에 형성된 상기 제2단차홈(121b)에 상기 제2플레이트(1b)가 형합되도록 상기 하부 지그(20a)의 상부에 배치될 수 있다. 또한, 상기 하부 지그(120a) 및 상기 상부 지그(120b)는 볼트 부재 등의 체결 수단에 의해 결합될 수 있다.

이를 통해, 상기 제1플레이트(1a) 및 상기 제2플레이트(1b)가 상기 하부 지그(120b) 및 상부 지그(120b)에 의해 가압 고정될 수 있으며, 상기 브리스틀 번들(2)이 상기 제1플레이트(1a) 및 제2플레이트(1b) 사이에 원주방향을 따라 배열된 상태로 고정될 수 있다.

그리고, 상기 브리스틀 번들(2)이 상기 제1플레이트(1a) 및 제2플레이트(1b) 사이에 원주방향을 따라 배열되면(s20), 상기 메인 지그(110) 및 상기 보조 지그(130)가 상기 외부 지그(120)로부터 분리된다.

이때, 상기 브리스틀 번들(2)의 외측단은 상기 메인 지그(110) 및 상기 보조 지그(130)가 분리됨에 따라 상기 제1플레이트(1a) 및 상기 제2플레이트(1b)의 외주부로부터 반경방향 외측으로 노출될 수 있다.

그리고, 상기 브리스틀 번들(2)의 외측단이 정렬 처리되도록 기설정된 제1원주 프로파일(P3)을 따라 방전가공으로 와이어 커팅된다(s30). 또한, 상기 브리스틀 번들(2)이 정렬 처리되면 상기 제1플레이트(1a), 상기 브리스틀 번들(2) 및 상기 제2플레이트(1b)의 외주부가 플라즈마 용접 또는 티그 용접으로 접합된다(s40).

한편, 상기 제1플레이트(1a), 상기 브리스틀 번들(2) 및 상기 제2플레이트(1b)의 외주부가 접합되면(s40), 상기 제1플레이트(1a), 상기 브리스틀 번들(2) 및 상기 제2플레이트(1b) 접합체가 열처리되고, 상기 접합체의 외면이 정삭 가공된다(s50).

이때, 상기 제1플레이트(1a), 상기 브리스틀 번들(2) 및 상기 제2플레이트(1b) 접합체가 열처리되고, 상기 접합체의 외면이 정삭 가공되면(s50), 상기 브리스틀 번들(2)의 내측단이 상기 기설정된 제2원주 프로파일(P4)을 따라 와이어 커팅된다(s60).

이를 통해, 상기 브리스틀 번들(2)은 내측단이 기설정된 제2원주 프로파일(P4)을 따라 와이어 방전가공으로 커팅됨으로써 각 브리스틀(b)의 단부가 분리되고 상기 브러쉬부(6)의 외면 프로파일에 대응되도록 형성되어 상기 제1플레이트(1a), 상기 브리스틀 번들(2) 및 상기 제2플레이트(1b) 접합체가 상기 브러쉬씰(5)로 제조될 수 있다.

이와 같이, 상기 브러쉬씰(5)은 작업자에 의해 수동으로 제조되는 경우에도 제조되는 형상에 대응되도록 다양한 형태의 메인 지그(10,110)를 적용하여 상기 빗살홈(11,111)에 상기 브리스틀 번들(2)의 삽입만으로도 각 브리스틀(b)이 균일한 밀도로 배열될 수 있으므로 제품의 품질 및 제조편의성이 더욱 향상될 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 각 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 청구항에서 청구하는 범위를 벗어남 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형 실시되는 것은 가능하며, 이러한 변형예는 본 발명의 범위에 속한다.

10,110 : 메인 지그 11,111 : 빗살홈
12,112 : 합류유도에지부 20,120 : 외부 지그
20a,120a : 하부 지그 20b,120b : 상부 지그
21a,121a : 제1단차홈 21b,121b : 제2단차홈
P1,P3 : 제1원주 프로파일 P2,P4 : 제2원주 프로파일

Claims (5)

1. 복수개의 브리스틀의 단부가 호스테일링되어 브리스틀 번들로 제조되는 제1단계;
   제1플레이트와 제2플레이트 사이에 상기 브리스틀 번들이 원주방향을 따라 배열되는 제2단계;
   상기 제1플레이트, 상기 브리스틀 번들 및 상기 제2플레이트의 외주부가 접합되는 제3단계; 및
   상기 제1플레이트, 상기 브리스틀 번들 및 상기 제2플레이트 접합체가 열처리되고, 상기 접합체의 외면이 정삭 가공되는 제4단계를 포함하는 브러쉬씰 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1단계는,
   상기 복수개의 브리스틀이 별도의 고정수단에 일방향 정렬 배치되고 단부가 가압 고정되는 단계와,
   가압 고정된 상기 복수개의 브리스틀의 단부가 접합되는 단계를 포함함을 특징으로 하는 브러쉬씰 제조방법.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 제2단계는, 상기 브리스틀 번들의 외측단이 기설정된 제1원주 프로파일을 따라 정렬 처리되는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 브러쉬씰 제조방법.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 제3단계에서, 상기 브리스틀 번들, 상기 제1플레이트 및 제2플레이트의 외주부는 플라즈마 용접 또는 티그 용접으로 접합됨을 특징으로 하는 브러쉬씰 제조방법.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 제2단계에서, 상기 브리스틀 번들은 메인 지그에 원주방향을 따라 기설정된 간격으로 반경방향 내측 및 외측 중 어느 일방향으로 형성된 복수개의 빗살홈에 각각 삽입되어 배열됨을 특징으로 하는 브러쉬씰 제조방법.

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