WO2009113350A1

WO2009113350A1 - リーフシール装置

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Publication number: WO2009113350A1
Application number: PCT/JP2009/052158
Authority: WO
Inventors: 河野　徹
Original assignee: イーグル工業株式会社
Priority date: 2008-03-10
Filing date: 2009-02-09
Publication date: 2009-09-17
Also published as: JP5432719B2; EP2123951A4; EP2757293A1; JP2013064506A; EP2123951A1; US8608174B2; JPWO2009113350A1; US20100320697A1; EP2123951B1; EP2757293B1; US8678396B2; JP5706865B2; US20120200044A1

Abstract

　本発明は、組立てが容易でシール部の傾斜角度や隙間を容易に設定及びコントロールすることが可能なリーフシール装置を提供する。本発明のリーフシール装置においては、シール板１２の連結保持部２１を第１の折り曲げ部２２で折り曲げる。これにより、積層される複数のシール板１２が第１の折り曲げ部２２により順次係合されるので、径方向の位置が規定され組立てが容易になる。また、連結保持部２１の内周側の面２４が傾斜することにより、この傾斜角度によってシール部３１のピッチ及び隙間が変化する。従って、第１の折り曲げ部２２の屈曲角度を制御すれば、シール部３１の隙間をコントロールできる。

Description

リーフシール装置

　本発明は、例えば、航空機エンジン、ガスタービン等に適用され、回転軸周りで相対移動する２構成部品間をシールするリーフシール装置に関する。

　従来、薄板状の部材を積層してリング状に構成したシール装置としては、例えば日本国特許出願公開２００３－２９４１５３号公報（特許文献１）に開示されている板ブラシシール装置が知られている。日本国特許出願公開２００３－２９４１５３号公報に開示されている板ブラシシール装置は、多数のシール板が全体が環状をなすように軸の周方向に沿って積層されたものであり、その外周側の取付部においては、間隔保持部たるスペーサを介在させながら各シール板の外周側端部が重ね合わせて整列されている。また、内周側のシール部は、取付部との境界において折り曲げられて、軸の周面に対して所定の傾斜角度で傾斜して配設されている。このような構成により、日本国特許出願公開２００３－２９４１５３号公報に開示の板ブラシシール装置は、シール部の接面状態を適切にして効果的なシールを行うとともに、薄板を容易に積層可能にして組立てが容易にできるようにしている。
日本国特許出願公開２００３－２９４１５３号公報

　ところでこの種のシール装置において、各シール板の内周側のシール部は、設置対象の装置、被密封流体の種類、温度あるいはその他の種々の条件に応じて、適宜好適な傾斜角度、ピッチあるいは隙間等に設定されて、回転軸の周面に接触又は近接するように配設されるのが望ましい。
　しかしながら、従来のこの種の装置においては、シール部の傾斜角度や間隔は、構成上特定の角度や間隔に特定されている場合が多く、適用対象等に応じて任意に形態を設定あるいは調整できる構成にはなっていなかった。例えば、前述した日本国特許出願公開２００３－２９４１５３号公報に開示されている装置においても、各シール板の取付部の間隔はスペーサ（間隔保持部）の厚さによって決まっており、従ってシール部の傾斜角度やピッチ等の配設形態、構成についても特定の形態に限定されており、これらを設置対象の条件等に応じて任意に設定したり調整したりすることはできなかった。

　従って、配設形態を変更したい場合や設置条件が異なる場合には、間隔保持部たるスペーサを交換せざるを得ず、すなわち環状に構成されたシール板を分解した後に再度シール板を積層して組立てる必要が生じ、非常に煩雑で面倒な作業が必要であった。しかも実際には、そのようなスペーサの交換のための分解作業等は非現実的であり、わずかな設置条件の変更に対してもシール装置自体を別個のシール装置に交換することになるという問題があった。また、そのため、わずかな設置条件の相違に対応するために非常に多くの種類の別個のシール装置を用意しなければならず、非効率的であるとともに生産効率等の低下ももたらし、シール装置はもとよりこれを用いた製品のコストの上昇にもつながっていた。

　本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、組立てが容易でシール部の傾斜角度や隙間を容易に設定、調整及びコントロールすることが可能なリーフシール装置を提供することにある。

　前記課題を解決するために、本発明のリーフシール装置は、外周側の連結保持部と内周側のシール部とを有する薄板状のシール板を、前記連結保持部を重ね合わせることにより複数連結して中心に回転軸を嵌合可能に環状に形成したリーフシールを有するリーフシール装置であって、前記各シール板は、前記連結保持部と前記シール部との境界において、前記連結保持部と前記シール部とが所定の角度をなすように折り曲げ状態に形成されており、前記各シール板の前記連結保持部は、前記リーフシールの周方向及び径方向に対して各々所定の角度で傾斜した状態で順次積層されて連結されており、前記各シール板の前記シール部は、前記連結保持部との前記境界から内周側に向かって、前記周方向に対して所定の角度で傾斜するように配設されていることを特徴とする。

　このような構成のリーフシール装置によれば、シール部の傾斜角度や隙間を容易に設定及びコントロールすることが可能なリーフシール装置を提供することができる。

　好適には、本発明のリーフシール装置は、前記各シール板の前記連結保持部は、前記薄板状のシール板が外周側の端辺で折り返された二重に重ねあわされた状態に形成されていることを特徴とする。

　このような構成のリーフシール装置によれば、シール部の傾斜が大きい場合やシール部間に十分な隙間が必要な場合にも、これに対応した適切なリーフシール装置を提供することができる。

　また好適には、本発明のリーフシール装置は、前記各シール板の前記連結保持部は、内周面と外周面とが所定の角度をなすように中間部において折り曲げ状態に形成されており、前記各シール板は、前記連結保持部の中間部の前記折り曲げ状態に形成されている箇所が順次嵌合されて結合されていることを特徴とする。

　このような構成のリーフシール装置によれば、複数のシール板を適切な位置関係で効率よく容易に積層して固定設置することができ、組立ての容易なリーフシール装置を提供することができる。

　また好適には、本発明のリーフシール装置は、前記各シール板において、前記連結保持部と前記シール部との境界における前記折り曲げ状態と、前記連結保持部の中間部における前記内周側の面と外周側の面との前記折り曲げ状態とは、前記リーフシールの周方向において同じ向きに折り曲げられた状態であることを特徴とする。

　また好適には、本発明のリーフシール装置は、前記各シール板において、前記連結保持部と前記シール部との境界における前記折り曲げ状態と、前記連結保持部の中間部における前記内周側の面と外周側の面との前記折り曲げ状態とは、前記リーフシールの周方向において反対向きに折り曲げられた状態であることを特徴とする。

　このような構成のリーフシール装置においては、各々、適用形態や形状等に応じた所望の形態で、本発明のリーフシール装置を実現することができる。

図１は、本発明の一実施形態のリーフシール装置の全体構成を示す図である。図２は、図１に示すリーフシール装置のリーフシールを示す図である。図３は、図１に示すリーフシール装置を内径側から見た図である。図４は、図２に示すシール板の第１の折り曲げ部及び第２の折り曲げ部付近の拡大図である。図５Ａは、図２に示したリーフシールにおいて、第１の折り曲げ部の屈曲角度に応じてシール部のピッチ及び隙間が変化する状態を示す図であって、第１の折り曲げ部の屈曲角度が相対的に大きい場合のピッチ及び隙間の状態を示す図である。図５Ｂは、図２に示したリーフシールにおいて、第１の折り曲げ部の屈曲角度に応じてシール部のピッチ及び隙間が変化する状態を示す図であって、第１の折り曲げ部の屈曲角度が相対的に小さい場合のピッチ及び隙間の状態を示す図である。図６は、本発明の第２実施形態としてのシール板の構成を示す図である。図７Ａは、図６に示したリーフシールにおいて、第１の折り曲げ部の屈曲角度に応じてシール部のピッチ及び隙間が変化する状態を示す図であって、第１の折り曲げ部の屈曲角度が相対的に大きい場合のピッチ及び隙間の状態を示す図である。図７Ｂは、図６に示したリーフシールにおいて、第１の折り曲げ部の屈曲角度に応じてシール部のピッチ及び隙間が変化する状態を示す図であって、第１の折り曲げ部の屈曲角度が相対的に小さい場合のピッチ及び隙間の状態を示す図である。図８Ａは、本発明の第３実施形態としての、連結保持部に折り曲げ部が形成されない構成のシール板を示す第１の図であって、シール板の連結保持部側の端部付近を示す図である。図８Ｂは、図８Ａと同様に本発明の第３実施形態としての、連結保持部に折り曲げ部が形成されない構成のシール板を示す第２の図であって、シール板の連結保持部側の端部付近を示す図である。図９Ａは、本発明の第４実施形態としての、連結保持部に折り曲げ部が形成されておらず外周側の端部において折り返されているシール板を示す第１の図であって、シール板の連結保持部側の端部付近を示す図である。図９Ｂは、本発明の第４実施形態としての、連結保持部に折り曲げ部が形成されておらず外周側の端部において折り返されているシール板を示す第２の図であって、シール板の連結保持部側の端部付近を示す図である。図１０は、本発明のさらに実施形態としてのリーフシールの構成を示す図である。図１１は、本発明のさらに他の実施形態としてのリーフシールの構成を示す図である。

第１実施形態
　本発明のリーフシール装置の第１実施形態について、図１～図５Ｂを参照して説明する。
　本実施形態においては、蒸気タービンやガスタービンに用いられ、ケーシングに形成された貫通孔と当該貫通孔を通過する回転軸との間を仕切ってガス等の被密封流体をシールするリーフシール装置を例示して本発明を説明する。

　まず、そのリーフシール装置の全体構成について図１～図３を参照して説明する。
　図１は、そのリーフシール装置１の全体構成を示す半断面図であり、図２は、図１に示したリーフシール装置１のリーフシール１０のシール板１２の構成を示す斜視図であり、図３は、リーフシール装置１を内径側から見た図である。
　リーフシール装置１は、全体がリング状に形成されて、図１に示すように回転軸６０が貫通するケーシング５０の貫通孔の内周面５２に形成された溝５１に設置され、ケーシング５０と回転軸６０との間隙において高圧Ｐ１側と低圧Ｐ２側とをシールする。

　リーフシール装置１は、リーフシール１０、背板４１及び保持板４５を有する。
　リーフシール１０は、図２に示すように複数（多数）のシール板１２が重ね合わせられて全体が環状に形成され、これが回転軸６０の周方向に沿って配置されたものである。

　シール板１２の各々は、連結保持部２１とシール部３１から構成される。
　連結保持部２１は、複数のシール板１２を相互に連結されるための箇所であるとともに、背板４１及び固着部４２（図１参照）とともに一体化されてリーフシール装置１の固定部４０を構成する。また、本実施形態のリーフシール装置１において、連結保持部２１は、後述するようにシール部３１のピッチ及び間隙を所望の値とする機能及び作用を有する。
　シール部３１は、連結保持部２１から回転軸６０方向に延伸して、その先端の自由端部３２が、図３に示すように、回転軸６０の外周面に接触又は近接するように配置される。これにより、シール部３１は、ケーシング５０と回転軸６０との間を軸方向にシールする。

　各シール板１２は、図１及び図２に示すように、薄板状部材を、連結保持部２１の中間部分の第１の折り曲げ部２２、及び、連結保持部２１とシール部３１との境界部分の第２の折り曲げ部３０で、例えばプレス加工により各々所定の角度に折り曲げることにより形成される。
　本発明の特徴は、シール板１２のこのような形状、すなわち、第１の折り曲げ部２２を有する連結保持部２１、折り曲げ部３０及びシール部３１の構成にあるが、これについては後に詳細に説明する。

　背板４１は、図１に示すように、リーフシール１０の低圧Ｐ２側、すなわちリーフシール１０の被密封流体が作用する面の反対側に、リーフシール１０を支持するように配設されるリング状の部材である。背板４１は、リーフシール１０の連結保持部２１を保持する固着部４２と、被密封流体の圧力が作用した際にリーフシール１０が極端に曲げられないように支持する支持面４３とを有する。背板４１は、リーフシール１０が被密封流体の圧力を受けても変形しないように、リーフシール１０を支持面４３により支持している。

　保持板４５は、リーフシール１０の高圧Ｐ１側に、すなわちリーフシール１０の被密封流体が作用する面側に、背板４１とともにリーフシール１０を挟持するように配設されるリング状の部材である。本実施形態において保持板４５は、その円環部分の幅が、背板４１の円環部分の幅よりも小さい幅で、シール板１２の連結保持部２１が配設される範囲に相当する幅に形成されている。保持板４５は、背板４１と協働してリーフシール１０を保持する。
　なお、保持板４５の円環部分の幅は、背板４１の円環部分の幅に近い幅にしてもよい。

　これら背板４１の固着部４２、リーフシール１０の連結保持部２１、及び、保持板４５は、溶接等により一体に結合されており、全体としてリーフシール装置１の固定部４０を形成している。
　リーフシール装置１は、前述したように、この固定部４０がケーシング５０の貫通孔の内周面５２に設けられた溝５１等の固着部に取り付けられることにより、ケーシング５０に設置される。リーフシール１０のシール部３１の内周端部の自由端部３１は、回転軸６０の外周面に接触又は近接した状態に嵌合して配置される。

　リーフシール１０のシール板１２、背板４１及び保持板４５の材料は、被密封流体の種類、温度、あるいはその他の条件によって任意の材質を選定してよいが、一般的かつ好適には、鋼板、ステンレス板、ニッケル合金板、コバルト合金板、アルミニウム板、あるいはその他の非鉄金属等により形成される。これらの材料は、ケーシング５０の線膨張係数に合わせて選定することが好ましい。

　次に、リーフシール１０を構成する各シール板１２の構成、及び、シール板１２を積層してリーフシール１０を形成する方法について、さらに図４、図５Ａ及び図５Ｂを参照して詳述する。
　図４は、図２に示したリーフシール１０のシール板１２の、第１の折り曲げ部２２及び第２の折り曲げ部３０付近の拡大図である。

　前述したように、リーフシール１０のシール板１２の各々は、外周側に配置される連結保持部２１と、内周側に回転軸６０と接触又は近接して配置されるシール部３１とを有する。連結保持部２１及びシール部３１は、１枚の薄板状の部材（シール板）が、第１の折り曲げ部２２及び第２の折り曲げ部３０においてプレス加工等により折り曲げられて（屈曲されて）形成される。第１の折り曲げ部２２及び第２の折り曲げ部３０は、いずれも、折り曲げた稜線がリーフシール装置１の軸方向（回転軸６０の軸方向）に平行となり、折り曲げ方向がリーフシール装置１の周方向（回転軸６０の周方向）となるように折り曲げ加工される。

　本実施形態においては、第１の折り曲げ部２２と第２の折り曲げ部３０との折り曲げる方向は、図示のごとく周方向において反対向きである。すなわち、図４に示すように、シール板１２を縁側面方向からの断面で見た時には、その断面形状がジグザグとなるように、第１の折り曲げ部２２及び第２の折り曲げ部３０は加工される。

　リーフシール装置１のリーフシール１０は、このような構成の同一形状のシール板１２を多数連結して構成する。シール板１２の連結は、シール板１２の外周側の連結保持部２１を積層することにより、すなわち順次重ね合わせることにより行う。
　図４に示すように、シール板１２の連結保持部２１は、その中間部分の第１の折り曲げ部２２により周方向に折り曲げられており、径方向には図示のごとく凹部（凸部）が形成されている。従って、連結保持部２１のこの凹部を隣接するシール板１２の連結保持部２１の凸部（凹部の裏面）に順次重ね合わせて行けば、順次隣接するシール板１２は各々相互に径方向に嵌合した状態となり、径方向の位置が規定される。すなわち、複数のシール板１２の連結保持部２１を順次嵌め合わせて重ねて行くことにより、複数のシール板１２の径方向の位置は特定の位置に決定され、また、これを順次リング状に重ね合わせて行くことにより、シール板１２の集合体としてのリーフシール１０も容易に形成される。

　このように構成したリーフシール１０においては、図４に示すように、各シール板１２の第１の折り曲げ部２２及び第２の折り曲げ部３０を結ぶ線ａ及びｂは、各々回転軸６０及びリーフシール装置１と同心の円となる（以下、このような線ａ及びｂを周線と称する）。なお、円環状のリーフシール１０のごく一部のシール板１２のみを参照して説明をする時には、円（周線）ａ及びｂは、図４に示すように、ほぼ直線とみなして差し支えない。また、その場合、径の異なるこれら２つの円ａ及びｂは、平行線とみなすことができる。

　そしてこのような円（周線）ａ及び（周線）ｂを想定した場合には、シール板１２の形状、すなわち第１の折り曲げ部２２及び第２の折り曲げ部３０の折れ曲がりの形状は、図示のごとく、周線ａ及びｂに対する角度θ１及びθ２により規定することができる。
　すなわち、連結保持部２１の形状は、図４に示すように、第１の折り曲げ部２２を形成する連結保持部２１の外周側の面２３及び内周側の面２４が各々周線ａに対してなす角度θ２により規定することができる。
　また、シール部３１の形状は、シール部３１の面の周線ｂに対してなす角度θ１により規定することができる。
　なお、角度θ２を屈曲角度、角度θ１を傾斜角度と称する場合もある。

　そして、本実施形態のリーフシール装置１においては、シール板１２の板厚ｔと、シール板１２の第１の折り曲げ部２２及び第２の折り曲げ部３０における屈曲角度θ２及び傾斜角度θ１を制御することにより、シール部３１の隙間を所望の長さにコントロールすることができる。

　すなわち、図４に示すように、連結保持部２１の内周側の面２４が周線ａとなす角度をθ２、シール部３１の面が周線ｂとなす角度をθ１、シール板１２の板厚をｔとすると、シール部３１の周線ｂ上におけるピッチＰは、次式（１）により規定される。

　Ｐ＝ｔ／ｓｉｎθ２　　　…（１）

　また、各シール板１２の隙間Ｇは、次式（２）により規定される。

　Ｇ＝Ｐ×ｓｉｎθ１－ｔ　…（２）

　従って、シール板１２の板厚ｔが一定の時には、連結保持部２１の第１の折り曲げ部２２における屈曲角度θ２、及び、第２の折り曲げ部３０におけるシール部３１の傾斜角度θ１によって、シール部３１のピッチ及びシール部３１間の隙間を調整することができる。

　具体的には、例えばシール板１２の板厚ｔ及びシール部３１の傾斜θ１を同一にするという条件において、図５Ａに示すように、連結保持部２１の第１の折り曲げ部２２の屈曲角度がθ２ａである時に、ピッチＰａ及び隙間Ｇａが得られていたとすると、図５Ｂに示すように、連結保持部２１の第１の折り曲げ部２２の屈曲角度θ２をθ２ａより小さいθ２ｂ（θ２ｂ＜θ２ａ）に変化させると、シール部３１のピッチＰｂは図５Ａに示した場合のピッチＰａよりも大きくなり（Ｐｂ＞Ｐａ）、また、シール部３１の隙間Ｇｂも図５Ａに示した隙間Ｇａよりも大きくなる（Ｇｂ＞Ｇａ）。すなわち、このように連結保持部２１の第１の折り曲げ部２２の屈曲角度θ２を変更することにより、シール部３１のピッチＰ及びシール部３１の隙間Ｇを調整することができる。

　このように、本実施形態のリーフシール装置１においては、シール板１２のシール部３１は、第２の折り曲げ部３０により連結保持部２１に対して折り曲げられており、これによりシール部３１は、回転軸６０の外周面に対して回転軸６０の回転方向において傾斜して装着される。そして、第２の折り曲げ部３０によるシール部３１の傾斜角度θ１、及び、各シール部３１のピッチＰあるいは間隔（隙間）Ｇは、連結保持部２１の第１の折り曲げ部２２の屈曲角度θ２を調整することにより、容易に所望の値に設定することができる。すなわち、軸の回転速度、軸の偏心の大きさ、あるいは、軸の揺動状態等に基づいた所望の値にすることができる。

　なお、シール板１２の寸法は、適用対象の装置（本実施形態では、具体的にはケーシング５０及び軸６０）の大きさ等に応じて任意の寸法としてよいが、汎用的なリーフシール装置１として好適な一例としては、厚さ：０．０５～０．５ｍｍ、長さ：２０．０～１００．０ｍｍ、幅：３．０～１０．０ｍｍというような寸法である。なお、本実施形態においては、シール板１２の長さは３０．０ｍｍで、幅は５．０ｍｍである。また、シール板１２の厚さは０．１ｍｍである。
　また、連結保持部２１の第１の折り曲げ部２２の折り曲げ角度θ２及び、シール部３１の傾斜角度θ１は任意に設定してよいが、好適な一例としては、シール部３１の傾斜角度θ１は３０°～８０°であり、好ましくは、４０°～７８°である。

第２実施形態
　上述の第１実施形態のリーフシール１０においては、連結保持部２１の第１の折り曲げ部２２の屈曲角度θ２が、シール部３１の傾斜角度θ１よりも小さければ、シール部３１の間には隙間が生じる。例えば、シール部３１の傾斜角度θ１が４５°以上の場合には、連結保持部２１の第１の折り曲げ部２２の屈曲角度θ２が４５°以下で隙間は生じる。
　しかしながら、シール部３１の傾斜角度θ１を例えば４５°以下というようにより小さくしたい場合、あるいは、シール部３１の間にさらに大きな隙間が必要な場合がある。
　そのような場合に用いて好適なリーフシールについて、本発明の第２実施形態として図６、図７Ａ及び図７Ｂを参照して説明する。

　図６は、本発明の第２実施形態としてのリーフシール１０ｂシール板１２ｂの構成を示す図である。
　図６に示すリーフシール１０ｂにおいては、シール板１２ｂがその外周側の端部において折り返されており、連結保持部２１ｂは、シール板１２ｂが二重に構成されている。

　図６に示す構成のリーフシール１０ｂにおいては、連結保持部２１ｂの板厚が２倍になったと考えることができる。従って、図４に示した場合と同様に、連結保持部２１ｂの内周側の面２４ｂが周線ａとなす角度をθ２、シール部３１が周線ｂとなす角度をθ１、シール板１２の板厚をｔとすると、シール部３１ｂの周線ｂ上におけるピッチＰ’は、次式（３）により規定される。

　Ｐ’＝２×ｔ／ｓｉｎθ２　　　…（３）
　　　＝２×Ｐ

　すなわち、シール部３１ｂのピッチＰ’は、第１実施形態に示した連結保持部２１においてシール板１２を折り返さないリーフシール１０のピッチＰと比較すると２倍になる。
　そして、リーフシール１０ｂにおけるシール部３１の隙間Ｇ’は、次式（４）により規定されることとなり、シール部３１ｂの隙間Ｇ’は、第１実施形態に示した連結保持部２１においてシール板１２を折り返さないリーフシール１０の隙間Ｇと比較して２倍以上となる。

　Ｇ’＝Ｐ’×ｓｉｎθ１－ｔ　　　…（４）
　　　＝２×Ｐ×ｓｉｎθ１－ｔ
　　　＝２Ｇ＋ｔ

　従って、シール部３１ｂの傾斜角度θ１を例えば４５°以下というようにより小さくしたい場合、あるいは、シール部３１ｂの間にさらに大きな隙間が必要な場合には、図６に示すように、シール板１２ｂを折り返してシール板１２ｂを二重にして連結保持部２１ｂを構成すればよい。

　そして、このような構成のリーフシール１０ｂにおいても、連結保持部２１ｂの第１の折り曲げ部２２ｂにおける折り曲げ角度θ２、及び、第２の折り曲げ部３０ｂにおけるシール部３１ｂの傾斜角度θ１によって、シール部３１ｂのピッチＰ’及びシール部３１ｂ間の隙間Ｇ’を調整することができる。

　具体的には、図７Ａに示すように、例えば連結保持部２１ｂの第１の折り曲げ部２２ｂが屈曲角度θ２ａの時にシール部３１ｂがピッチＰ’ａ及び隙間Ｇ’ａに構成されていたとすると、連結保持部２１の第１の折り曲げ部２２の折り曲げ角度θ２をθ２ａより小さいθ２ｂ（θ２ｂ＜θ２ａ）とすると、図７Ｂに示すように、シール部３１ｂのピッチＰ’ｂは図７Ａに示した場合のピッチＰ’ａよりも大きくなり（Ｐ’ｂ＞Ｐ’ａ）、また、シール部３１ｂの隙間Ｇ’ｂも図７Ａに示した隙間Ｇ’ａよりも大きくなる（Ｇ’ｂ＞Ｇ’ａ）となる。すなわち、このように連結保持部２１ｂの第１の折り曲げ部２２ｂの屈曲角度θ２を変更することにより、シール部３１ｂのピッチＰ’及びシール部３１ｂの隙間Ｇ’を調整することができる。

　このような構成のリーフシール１０ｂにおいても、連結保持部２１ｂには第１の折り曲げ部２２ｂが形成されており、複数のシール板１２ｂの連結保持部２１ｂを順次嵌め合わせて重ね合わせて行くことにより、シール板１２ｂの集合体としてのリーフシール１０ｂを容易に形成することができる。

第３実施形態
　第１実施形態及び第２実施形態のリーフシール１０、１０ｂは、いずれも、連結保持部２１、２１ｂに第１の折り曲げ部２２、２２ｂが形成されており、この折り曲げ部２２、２２ｂを順次嵌め合わせて重ね合わせて行くことにより、シール板１２、１２ｂの集合体としてのリーフシール１０、１０ｂを容易に形成することができるものであった。しかしながら、本願発明の趣旨は、シール部３１、３１ｂにつながる連結保持部２１、２１ｂ（内周側の面２４、２４ｂ）をシール板の整列方向（周線ｂの方向）に対して傾斜した面に形成することにより、この角度を調整することでシール部１０、１０ｂの各シール板１２、１２ｂのピッチＰや隙間Ｇを容易に調整することができることにある。従って、連結保持部２１、２１ｂに折り曲げ部２２、２２ｂが形成されない構成とすることも可能である。そのような構成のリーフシールについて、本願発明の第３実施形態及び第４実施形態として、図８Ａ、図８Ｂ、図９Ａ及び図９Ｂを参照して説明する。

　図８Ａは、本発明の第３実施形態としてのリーフシール１０ｃの構成を示す図であって、連結保持部２１ｃ側の端部付近を示す図である。
　図８Ａに示すように、リーフシール１０ｃの各シール板１２ｃは、連結保持部２１ｃとシール部３１ｃとを有し、その境界部分に折り曲げ部３０ｃが形成されている。シール板１２ｃは、薄板状部材を例えばプレス加工により折り曲げ部３０ｃで所望の角度に折り曲げることにより形成される。図４を参照して明らかなように、前述した第１実施形態のシール板１２と異なる点は、連結保持部２１ｃに折り曲げ部２２が形成されていない点にある。すなわち、本実施形態の連結保持部２１ｃは、第１実施形態のシール板１２の連結保持部２１の内周側傾斜面２４のみが具備された構成と言うことができる。

　本実施形態のリーフシール１０ｃにおいて、シール板１２ｃは、複数のシール板１２ｃの連結保持部２１ｃが図示のごとくリーフシール１０ｃの周線ｂに対して傾斜して積層されており、第１の実施形態のシール部１０と同様に、連結保持部２１ｃが背板４１と保持板４５（図１参照）との間に挟持されて、リング状のリールシール１０に形成される。

　このような構成のリーフシール１０ｃにおいても、シール板１２ｃの板厚ｔ、折り曲げ部３０ｃにおけるリーフシール１０ｃの周線ｂに対する連結保持部２１ｃの傾斜角度θ２、及び、シール部３０ｃの傾斜角度θ１を制御することにより、シール部３１ｃのピッチＰ及び隙間Ｇを所望の長さにコントロールすることができる。すなわち、シール部３１ｃの周線ｂ上におけるピッチＰは、前述した式（１）により規定され、シール板１２ｃ間の隙間Ｇは、前述した式（２）により規定される。

　その結果、シール板１２ｃの板厚ｔが一定の時には、折り曲げ部３０ｃにおける連結保持部２１ｃの傾斜角度θ２、及び、シール部３１ｃの傾斜角度θ１によって、シール部３１ｃのピッチ及びシール部３１ｃ間の隙間を調整することができる。

　このような構成の第３実施形態のリーフシール１０ｃは、シール部３１ｃのピッチ及びシール部３１ｃ間の隙間を、シール板１２ｃの板厚ｔ、あるいは、連結保持部２１ｃ及びシール部３１ｃの傾斜角度を変更することにより容易に調整することができる点は、前述した第１実施形態及び第２実施形態と同じである。
　連結保持部２１ｃに折り曲げ部が形成されていないために、多数のシール板１２ｃを積層配置する際の容易さは第１実施形態のリーフシール１０の方が優れていると考えられるものの、その分、本第３実施形態のリーフシール１０ｃにおいては、構造を簡単にすることができる。第１実施形態のリーフシール１０においては、シール板１２を２箇所でプレス加工等により折り曲げる必要があったが、本実施形態のリーフシール１０ｃにおいては、１箇所のみ折り曲げ加工すればよい。従って、本実施形態のリーフシールは、その点において構成及び製造工程を簡略化することができる。

　図８Ｂに示すリーフシール１０ｃ’は、図８Ａに示したリーフシール１０ｃと同様に、連結保持部２１ｃ’に折り曲げ部（２２（図１等参照））が形成されない構成のリーフシールである。図８Ｂに示すリーフシール１０ｃ’は、周線ｂに対する連結保持部２１ｃ’の傾斜角度が、換言すれば折り曲げ部３０ｃ’における折り曲げ角度（連結保持部２１ｃ’とシール部３１ｃ’との成す角度）とシール板１２ｃ’の積層形態（積層位置）が、図８Ａに示したリーフシール１０ｃとは異なる。図８Ａに示すリーフシール１０ｃは、連結保持部２１ｃと周線ｂとの成す角度（θ２）が鋭角となる方向と、シール部３１ｃと周線ｂとの成す角度（θ１）が鋭角となる方向とが周線ｂ上の同一方向であるが、図８Ｂに示すリーフシール１０ｃ’は、連結保持部２１ｃ’と周線ｂとの成す角度（θ２）が鋭角となる方向と、シール部３１ｃ’と周線ｂとの成す角度（θ１）が鋭角となる方向とが周線ｂ上の反対方向となっている。

　このような構成のリーフシール１０ｃ’においても、リーフシール１０ｃ’の周線ｂに対する連結保持部２１ｃ’の傾斜角度θ２を図示のごとく規定することにより、シール部３１ｃ’の周線ｂ上におけるピッチＰは、前述した式（１）により決定され、シール板１２ｃ’間の隙間Ｇは前述した式（２）により決定される。
　従って、前述した各実施形態のリーフシールと同様に、シール部３１ｃ’のピッチ及びシール部３１ｃ’間の隙間を、シール板１２ｃ’の板厚ｔ、あるいは、連結保持部２１ｃ’及びシール部３１ｃ’の傾斜角度を変更することにより容易に調整することができる。また、図８Ａに示したリーフシール１０ｃと同様に、構成及び製造工程を簡略化することができる。

第４実施形態
　また、図９Ａは、本発明の第４実施形態としてのリーフシール１０ｄの構成を示す図であって、連結保持部２１ｄ側の端部付近を示す図である。
　図９Ａに示すリーフシール１０ｄは、図８Ａ及び図８Ｂを参照して前述したリーフシール１０ｃ、１０ｃ’と同様に、連結保持部２１ｄには折り曲げ部は形成されておらず、連結保持部２１ｄとシール部３１ｄとの境界部分の１箇所にのみ折り曲げ部３０ｄが形成されている構成である。そして、本実施形態のリーフシール１０ｄにおいては、シール板１２ｄがその外周側の端部において折り返されており、連結保持部２１ｄは、シール板１２ｄが二重に構成されている。

　連結保持部２１ｄに折り曲げ部を形成しない構成においても、このように連結保持部２１ｄにおいてシール板１２ｄを折り曲げることで、板厚を２倍にした構成とすることができる。この場合、シール部３１ｄの周線ｂ上におけるピッチＰ’は、前述した式（３）により規定され、シール板１２ｄ間の隙間Ｇ’は、前述した式（４）により規定され、前述した第２実施形態のリーフシール１０ｂ（図６、図７Ａ及び図７Ｂ参照）と同様に、シール部３１ｄのピッチＰ’は、連結保持部２１ｄにおいてシール板１２ｄを折り返さない場合のピッチＰと比較すると２倍になり、シール部３１ｄの隙間Ｇ’は、連結保持部２１ｄにおいてシール板１２ｄを折り返さない場合の隙間Ｇと比較して２倍以上となる。

　このように、図９Ａに示すリーフシール１０ｄにおいても、シール部３１ｄのピッチ及びシール部３１ｄ間の隙間を、シール板１２ｄの板厚ｔ、あるいは、連結保持部２１ｄ及びシール部３１ｄの傾斜角度を変更することにより容易に調整することができる。
　そして、特に第４実施形態のリーフシール１０ｄにおいては、シール部３１ｄの傾斜角度θ１を例えば４５°以下というようにより小さくしたい場合、あるいは、シール部３１ｄの間にさらに大きな隙間が必要な場合には、シール板１２ｄを折り返してシール板１２ｄを二重にして連結保持部２１ｄに用いればよく、好適である。

　そして、第３実施形態のリーフシール１０ｃ、１０ｃ’と同様に、連結保持部２１ｄに折り曲げ部が形成されていないために、構造を簡単にすることができる。また、第２実施形態のリーフシール１０ｂにおいては、シール板１２ｂを２箇所でプレス加工等により折り曲げる必要があったが、本実施形態のリーフシール１０ｄにおいては、１箇所のみ折り曲げ加工すればよい。従って、本実施形態のリーフシールは、その点において構成及び製造工程を簡略化することができる。

　また、図９Ｂに示すリーフシール１０ｄ’は、図９Ａに示したリーフシール１０ｄと同様に、連結保持部２１ｄ’には折り曲げ部（２２（図１等参照））が形成されていないものの、シール板１２ｄ’の外周側の端部において薄板が折り返されており、連結保持部２１ｄ’はシール板１２ｄ’が二重に構成されているリーフシールである。そして、図９Ｂに示すリーフシール１０ｄ’は、周線ｂに対する連結保持部２１ｄ’の傾斜角度が、換言すれば折り曲げ部３０ｄ’における折り曲げ角度（連結保持部２１ｄ’とシール部３１ｄ’との成す角度）とシール板１２ｄ’の積層形態（積層位置）が、図９Ａに示したリーフシール１０ｄとは異なる。図９Ａに示すリーフシール１０ｄは、連結保持部２１ｄと周線ｂとの成す角度（θ２）が鋭角となる方向と、シール部３１ｄと周線ｂとの成す角度（θ１）が鋭角となる方向とが周線ｂ上の同一方向であるが、図９Ｂに示すリーフシール１０ｄ’は、連結保持部２１ｄ’と周線ｂとの成す角度（θ２）が鋭角となる方向と、シール部３１ｄ’と周線ｂとの成す角度（θ１）が鋭角となる方向とが周線ｂ上の反対方向となっている。

　このような構成のリーフシール１０ｄ’においても、リーフシール１０ｄ’の周線ｂに対する連結保持部２１ｄ’の傾斜角度θ２を図示のごとく規定することにより、シール部３１ｄ’の周線ｂ上におけるピッチＰは、前述した式（３）により決定され、シール板１２ｄ’間の隙間Ｇは前述した式（４）により決定される。
　従って、前述した各実施形態のリーフシールと同様に、シール部３１ｄ’のピッチ及びシール部３１ｄ’間の隙間を、シール板１２ｄ’の板厚ｔ、あるいは、連結保持部２１ｄ’及びシール部３１ｄ’の傾斜角度を変更することにより容易に調整することができる。また、図９Ａに示したリーフシール１０ｄと同様に、構成及び製造工程を簡略化することができる。

変形例
　なお、前述した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって本発明を何ら限定するものではない。本実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含み、また任意好適な種々の改変が可能である。

　例えば、前述した第１実施形態及び第２実施形態においては、リーフシール（１０、１０ｂ）の各シール板（１２、１２ｂ）の第１の折り曲げ部（２２、２２ｂ）と第２の折り曲げ部（３０、３０ｂ）とにおけるシール板を折り曲げる方向は、図２、４、６等に示すように、いずれも周方向において反対向きであった。しかしながら、第１の折り曲げ部（２２、２２ｂ）と第２の折り曲げ部（３０、３０ｂ）の折り曲げる方向は、周方向の同じ向きであってもよい。

　連結保持部の第１の折り曲げ部における折り曲げ加工と、シール部の第２の折り曲げ部における折り曲げ加工とが、周方向の同じ方向であるようなリーフシール１０ｅ及び１０ｆを図１０及び図１１に示す。図１０は、連結保持部２１ｅがシール板の単板で構成されいてるリーフシール１０ｅを示す図であり、図１１は、連結保持部２１ｆがシール板１２ｆが折り返されて二重に構成されているリーフシール１０ｆを示す図である。
　図１０及び図１１に示す形態においても、連結保持部２１ｅ，２１ｆ及び２１ｅ、２１ｆには第１の折り曲げ部２２ｅ、２２ｆが形成されており、複数のシール板１２ｅ、ｆの連結保持部２１ｅ、２１ｆを順次嵌め合わせて重ね合わせて行くことにより、シール板１２ｅ、１２ｆの集合体としてのリーフシール１０ｅ、１０ｆを容易に形成することができる。また、連結保持部２１ｅ、２１ｆの第１の折り曲げ部２２ｅ、２２ｆの屈曲角度θ２及びシール部３１ｅ、３１ｆの傾斜角度θ１を制御することにより、シール部３１ｅ、３１ｆの隙間を所望の長さにコントロールすることができる。

　また、前述した実施形態の（例えば、第１実施形態の）リーフシール装置１は、保持板部１０と背板部１６との間にリーフシール２が挟持される構成であったが、保持板部１０及び背板部１６を設けることなくリーフシール２のみをケーシング５０の取付部に設置する構成であってもよい。

産業上の利用分野

　本発明は、航空機エンジン、ガスタービン等の回転軸周りの相対移動する２構成部品間をシールする任意の装置に適用することができる。

Claims

　外周側の連結保持部と内周側のシール部とを有する薄板状のシール板を、前記連結保持部を重ね合わせることにより複数連結して中心に回転軸を嵌合可能に環状に形成したリーフシールを有するリーフシール装置であって、
　前記各シール板は、前記連結保持部と前記シール部との境界において、前記連結保持部と前記シール部とが所定の角度をなすように折り曲げ状態に形成されており、
　前記各シール板の前記連結保持部は、前記リーフシールの周方向及び径方向に対して各々所定の角度で傾斜した状態で順次積層されて連結されており、
　前記各シール板の前記シール部は、前記連結保持部との前記境界から内周側に向かって、前記周方向に対して所定の角度で傾斜するように配設されていることを特徴とするリーフシール装置。
　前記各シール板の前記連結保持部は、前記薄板状のシール板が外周側の端辺で折り返された二重に重ねあわされた状態に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のリーフシール装置。
　前記各シール板の前記連結保持部は、内周面と外周面とが所定の角度をなすように中間部において折り曲げ状態に形成されており、前記各シール板は、前記連結保持部の中間部の前記折り曲げ状態に形成されている箇所が順次嵌合されて結合されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のリーフシール装置。
　前記各シール板において、前記連結保持部と前記シール部との境界における前記折り曲げ状態と、前記連結保持部の中間部における前記内周側の面と外周側の面との前記折り曲げ状態とは、前記リーフシールの周方向において同じ向きに折り曲げられた状態であることを特徴とする請求項３に記載のリーフシール装置。
　前記各シール板において、前記連結保持部と前記シール部との境界における前記折り曲げ状態と、前記連結保持部の中間部における前記内周側の面と外周側の面との前記折り曲げ状態とは、前記リーフシールの周方向において反対向きに折り曲げられた状態であることを特徴とする請求項３に記載のリーフシール装置。