JP4242615B2

JP4242615B2 - Manufacturing method of plate brush seal veneer

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Publication number: JP4242615B2
Application number: JP2002242557A
Authority: JP
Inventors: 秀行井上
Original assignee: Eagle Industry Co Ltd
Current assignee: Eagle Industry Co Ltd
Priority date: 2002-08-22
Filing date: 2002-08-22
Publication date: 2009-03-25
Anticipated expiration: 2022-08-22
Also published as: JP2004084690A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軸と相対変位する相対部品との間をシールする板ブラシシール単板の製造方法に関する。
【０００２】
更に詳しくは、例えば、航空機、ガスタービン等の回転軸と相対変位する相対部品との間をシールする板ブラシシール単板の製造方法に係わるものである。
【０００３】
【従来技術】
本発明の関連技術には、図８に示すブラシシール装置１００Ａが存在する。
図８は、回転軸１２０が貫通するケーシング１１０との間に取り付けられたブラシシール装置１００Ａの断面図である。このブラシシール装置１００Ａはケーシング１１０に取り付けられて回転軸１２０との間を多数の剛毛１０１により仕切って被密封流体をシールしている。
【０００４】
このブラシシール装置１００Ａは、リング状に形成されて、ケーシング１１０の取付溝部１１２に取り付けられる。このブラシシール装置１００Ａの主要な構成は、ブラシシール１０９と背板１０２と支持板１０３である。このブラシシール１０９は、多数の剛毛１０１が円周に沿ってある厚さに束ねられて壁状に配列され、一端部が結合されて取付部１０４を形成している。又、ブラシシール１０９の自由端面１０５は回転軸１２０に対向して配置される。この剛毛１０１の線径は、一般に、０．０２ｍｍから０．２mmのものが用いられている。このため、その壁状に形成される本数は何万、何十万本となる。
【０００５】
このブラシシール１０９の低圧側領域Ｐ２側の側面には、環状に形成された背板１０２が側面１０８をブラシシール１０９と接触状態にして配置されおり、この背板１０２は、高圧側領域Ｐ１の被密封流体の圧力を受ける剛毛１０１が変形しないように支持している。又、ブラシシール１０９の他方の面には、保持板１０３がリング板に形成されて背板１０２との間でブラシシール１０９の取付部１０４側を狭持している。この保持板１０３は、ブラシシール１０９の自由端面１０５側が変形の自由度を発揮できるように径方向の幅が狭くされてブラシシール１０９を被密封流体側に露出させている。
【０００６】
そして、背板１０２とブラシシール１０９の取付部１０４と保持板１０３とは、一端が溶接されて結合部１０６を成している。
この結合部１０６に於いて、前述したように剛毛１０１は細線から形成されているから、束ねた剛毛１０１を背板部１０２と保持板部１０３との間に挟持して溶接すると、剛毛１０１が背板部１０２や保持板部１０３よりも早く溶けてしまうので、特殊の溶接機で溶接しなければならない。このために製造がコスト高になる。
【０００７】
又、このブラシシール１０９は、何万本数の剛毛１０１がある厚さの束にされて周方向に沿って配列されている。更に、剛毛１０１は、回転軸１２０の径方向に対して回転軸１２０の回転する方向へ傾斜している。
このような状態に多数の剛毛１０１を配列することは、剛毛１０１が細線で、しかも短いから、その配列が困難をきたしている。
そして、このブラシシール１０９の正常状態は、図８の実線で示すように回転軸１２０が自由端面１０５に接触又は近接している。このために、ブラシシール１０９の自由端面１０５は、回転軸１２０に嵌合するようにワイヤ放電加工機などにより精密仕上げ加工されている。しかし、剛毛１０１は変形しやすいので、この加工が極めて困難になっている。
【０００８】
更に、他の関連技術として、図９に示す板シール装置１００Ｂが存在する。この図９は、薄板の板シール２０９を回転軸１２０の周方向に積層状態に重ねて高圧側領域Ｐ１と低圧側領域Ｐ２をシールするものである。
この板シール２０９の外周部は、ろう付けされて取付部１０４に形成されている。そして、ろう付けされたろう付け部２０５により接着される取付部１０４を介してケーシング１１０の溝部に取り付けられる。又、板シール２０９の低圧側領域Ｐ２の側面には背板１０２が配置されていると共に、高圧領域側Ｐ１の側面には保持板１０３が配置されており、この両板１０２，１０３により板シール２０９の両側を支持している。
【０００９】
しかし、この様に形成された板シール２０９に対し、回転軸１２０が偏心して圧接したときに、円弧状を成すのみの板シール２０９は、弾性変形が容易でないから、弾性変形に対応するバネ常数が大きくなるので、回転軸６０の偏心に対して追随することが困難になる問題を惹起している。このために板シール２０９の自由端面とロータ１２０の外周面との間隔を大きくとっているので、被密封流体をシールする能力に問題が生じる。又、板シール２０９の製作に於ける板シール２０９の厚さを薄く設計することが困難である。
【００１０】
しかも、板シール２０９は、０．０２から０．２mmのような薄板を方形に加工すると共に、円弧状に曲げなければならないので、この円弧状にした曲げ加工が困難である。更に、回転軸１２０の周面に積層するので何十万枚も積層しなければならない上に、積層した環状の外周側が内径より大径になる寸法だけ各板シール２０９の積層間にスペーサを設けなければならない。これらの加工と組立作業が困難を来すことになる。
【００１１】
更に、被密封流体の圧力が作用する方向へ重ねられた板シール２０９は、単なる平板のみであるために、その平板の接合面間方向に作用する被密封流体の圧力が容易に平板の接合した隙間から流出し、被密封流体の漏れを防止するシール能力に問題が生じてくる。このため、板シール２０９の積層や組立が問題となる。更に又、可撓性が阻害される構成の積層構造は、板シール２０９の自由端面を早期に摩耗させる結果となっている。このため、板シール２０９の回転軸１２０に対する組立が問題である。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述のような問題点に鑑み成されたものであって、その技術的課題は、板ブラシシール単板の製作を容易にして安価に製造することにある。又、薄板から容易に板ブラシシール単板を製作できるようにすることにある。
更に又、板ブラシシール単板の自由端部の加工を容易にすると共に、自由端部の加工精度を向上させることにある。そして、板ブラシシールに於ける材料の歩留まりを向上させることにある。
【００１３】
そして、この製造方法で製作された板ブラシシール単板を組み合わせた板ブラシシールが回転軸からの押圧力に対する板ブラシシールの弾性変形能力を向上させ、板ブラシシールが回転軸により摩耗させられるのを低減することにある。
又、板ブラシシールの回転軸との接触力と変動に対応する追随性を良好にし、動力のエネルギーの低減を図ると共に、変動に対してもシール能力を向上させることにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述のような課題を解決するために成されたものであって、その課題を解決するための技術的手段は以下のように構成されている。
【００１５】
請求項１に係わる本発明の板ブラシシール単板の製造方法は、板ブラシシールの構成部品である板ブラシシール単板の製造方法であって、スリットの間に形成されたブラシ部分とブラシ部分の一端部に連結してブラシ部を支持する基部とを有する板ブラシシール単板とブラシ部分の自由端部に一体でスリット方向へ複数に分割された抑え板とを金属薄板から微細加工して切り出すと共に板ブラシシール単板と抑え板との境界に切断溝を微細加工し、その後に板ブラシシール単板と抑え板とを切断溝から切断して板ブラシシール単板を形成し、板ブラシシール単板と抑え板と切断溝とを金属薄板にエッチング用レジストし、エッチングレジストの形に沿ってエッチング処理して切断溝の加工をすると共に板ブラシシール単板と抑え板とを切り出すものである。
【００１６】
この請求項１に係わる本発明の板ブラシシール単板の製造方法では、金属薄板からエッチング加工等の微細加工によりシールする側にブラシ部分とスリットとを交互に形成して可撓性を有するブラシ部分に形成するが、このブラシ部分の根本側が基部により保持されているとともに、ブラシ部分の自由端部が抑え板に保持されているから、生産後の保管中又は組み立て中にブラシ部分が折れ曲がり不良品となるのを効果的に防止することが可能になる。
そして、板ブラシシール単板を板ブラシシールに組み立てるときに、又は、組み立て中に、板ブラシシール単板と抑え板との境の切断溝を折り曲げて切断すると抑え板が簡単に分離できる。
【００１８】
また、この請求項１に係わる本発明の板ブラシシール単板の製造方法では、ブラシ部分をエッチングにより加工するから、極微な金属薄板であっても、更に、微細で複雑な細梁のブラシ部分であっても、不良を惹起することもなく精密に加工することが可能になる。しかも、切断溝底の厚さ寸法も設定通りに加工することができる。この切断溝の加工は、金属薄板をエッチング処理するから、切断溝を折り曲げると簡単に切断できる切断溝の底の厚さにできる。
しかも、ブラシ部分等の形状が複雑であっても、エッチングレジストにより形成するから、正確に加工することができる。そして、製作コストを低減することが可能になる。又、金属薄板から多数の板ブラシシール単板を切り出せるから、材料歩留まりが向上する。
【００１９】
請求項２に係わる本発明の板ブラシシール単板の製造方法は、抑え板の幅寸法は切断溝の溝方向長さがほぼ直線を成す範囲である。
【００２０】
この請求項２に係わる本発明の板ブラシシール単板の製造方法では、切断溝の溝方向が略直線状をなしているので、抑え板を板ブラシシール単板に対して折り曲げると切断溝に沿って均一な力が作用するから、板ブラシシール単板の自由端部が正確に切断できる。その結果、板ブラシシール単板を組み立てる直前、又は組み立てた直後に、板ブラシシール単板から抑え板を除去することができるので、ブラシ部分が他の部品に当接して不良になるのを効果的に防止できる。
【００２１】
請求項３に係わる本発明の板ブラシシール単板の製造方法は、スリットが切断溝を横断して抑え板に達しているものである。
【００２２】
請求項３に係わる本発明の板ブラシシール単板の製造方法では、スリットが切断溝を横断して抑え板に達している形状は、ブラシ部分に切断溝が形成されている形状であるので、幅の狭いブラシ部分に形成された切断溝の溝方向の長さは直線を成すことになる。
このために、板ブラシシール単板に対して抑え板を折り曲げると、幅の狭いブラシ部分は、正確に自由端部が切断できる。しかも、1回折り曲げただけで簡単に切断できることになる。
その結果、板ブラシシール単板を板ブラシシールに組み立てるとき、抑え板を取り除く作業が容易になり、板ブラシシールの組み立てが容易になると共に、板ブラシシールの自由端部の寸法精度が正確に形成できる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係わる実施の形態について、板ブラシシール単板の製造方法を図面に基づいて詳述する。尚、以下の図面は、設計に基づく図面である。
【００２４】
先ず、本発明の板ブラシシール単板３を組み立てた板ブラシシール２の構成を説明する。
図１は、ガスタービンに於けるケーシング５０の孔５０Ａにロータ（回転軸とも言う）６０が嵌通した両部品間の間隙を高圧Ｐ１側と低圧Ｐ２側とに仕切る板ブラシシール装置１の半断面図である。又、図２は、図１に示す板ブラシシール２の平面図である。
更に、図３は、図２の板ブラシシール２を構成する板ブラシシール単板３の平面図である。更に又、図４は、図３の板ブラシシール単板３に組み立てる部品である第１実施の形態に係わる第２板ブラシシール単板４である。
【００２５】
図１において、１は板ブラシシール装置である。この板ブラシシール装置１は、板ブラシシール２をケーシング５０に組み立てた全体の構造を言う。板ブラシシール装置１の固定部２０は、一方の部品であるケーシング５０の内周面に設けられた段部５１にスナップリング１２を介して取り付けられている。尚、固定部２０は組み合わせた構造の溝部に取り付けることもできる。又、板ブラシシール２の内周側の自由端部５は他方の部品であるロータ６０の外周面と対向して接面又は近接した状態に配置されている。そして、板ブラシシール２により高圧Ｐ１側の被密封流体をシールする。
【００２６】
図２に於いて、板ブラシシール２は、板ブラシシール２のみからなる場合と、板ブラシシール２に背板部６と保持部１０とを取り付けた構成からなる場合とがある。この背板部６及び保持部１０は板ブラシシール２の補助部品である。
この板ブラシシール２は一般に複数枚の板ブラシシール単板３の積層構造であるが、シール構造によって被密封流体の圧力が小さいときは、板ブラシール単板３の１枚構造でも機能する。
【００２７】
この板ブラシシール２は、図２に示すように、複数枚のリング状の板ブラシシール単板３を積層状態に配置し、所定の厚さの環状体に形成されている。そして、板ブラシシール単板３の環状を成す内周側がロータ６０の回転方向へ傾斜した列状の細梁により板ブラシ部３Ａに形成されている。
又、板ブラシシール２の内周側は、板ブラシ部３Ａの積層構造又はブラシ部分４Ａとスリット４Ｂを噛み合せた板ブラシ部３Ａの積層構造である。
更に、板ブラシシール単板３の基部３Ｂを積層した積層構造の全体が取付部２Ａであり、背板部６等を取り付けた構造が板ブラシシール２の固定部２０となる。この取付部２Ａは溶接又はピン止め等により一体化される。ピン止めとは、積層した取付部２Ａに軸方向へ貫通したピン用孔を設けピンを打ち込んで固着するものである。
【００２８】
板ブラシシール単板３の板ブラシ部３Ａは、環状の薄板の内径が細梁状に形成したもので、その断面が長方形状又は正方形状の方形にしたブラシ部分４Ａとスリット４Ｂを噛み合わせて列状に配列したもの又はかみ合わせることなく積層にしたものである。又、外周の基部３Ｂは、板ブラシ部３Ａを保持する基板の役目をする。
【００２９】
図２に示す板ブラシシール２は、図３に示す板ブラシシール単板３が複数枚に積層されて環状体を成している。この板ブラシシール単板３は、図５に示すように、円弧状を成す第２板ブラシシール単板４を環状に連結して形成されている。この第２板ブラシシール単板４は、薄板からの材料取りの歩留まりを向上させるために、径の大きさに応じて分割したものである。径が小さいものは分割することなく１枚板のリングに形成することもできる。従って、この板ブラシシール単板３と第２板ブラシシール単板４とを総称して板ブラシシール単板３、４という。
【００３０】
図４は、本発明に係わる第１実施の形態の板ブラシシール単板３に組み立てる第２板ブラシシール単板４を金属薄板Ｐから切り出した平面図である。
図４に示す第２板ブラシシール単板４は、図５に示すように抑え板７を切断してから、図３に示すように第２板ブラシシール単板４の各両端の凹部１２Ａと凸部１２Ｂを互いに結合して1枚の環状をなす板ブラシシール単板３に形成するものである。この第２板ブラシシール単板４は材料の歩留まりを向上させるために板ブラシシール単板３を分割した状態に製造するものである。
そして、第２板ブラシシール単板４は、内径となる側が板ブラシ部３Ａであり、その板ブラシ部３Ａの構造がブラシ部分４Ａとスリット４Ｂとが交互に形成されている。更に、板ブラシ部３Ａの内端は、自由端部５に形成されて、他方の部品（回転軸）と游合するように形成されている。
【００３１】
図3及び図5に於いて、図３の板ブラシシール単板３は周方向に沿って略等配に分割され図５の第２板ブラシシール単板４が組み合わされている。この第２板ブラシシール単板４に於ける基部３Ｂの一方の分割面１１には、円形状に内設された凹部１２Ａが形成されている。又、基部３Ｂの他方の分割面１１には円形状に突出する凸部１２Ｂが形成されている。この凹部１２Ａと凸部１１Ｂは、互いに填め合うように形成されており、この凹部１２Ａと凸部１１Ｂが結合して一対の係合部１２を構成する。
【００３２】
次に、この第２板ブラシシール単板４の製造方法を説明する。
図４は、本発明の第２板ブラシシール単板４の製造方法の第１実施の形態に係わるものである。板ブラシシール単板３は、図４に示す第２板ブラシシール単板４を環状に組み合わせて形成される。
図4に於いて、ニッケル基合金板、ステンレス鋼板、鋼板等の金属薄板Ｐに図4に示すような第２板ブラシシール単板４と各抑え板７と切断溝４Ｆとのパターンを金属薄板Ｐにエッチングするためにパターン化のためのレジストをする。このレジストは０．００５から０．５ｍｍの厚さの金属薄板の表面をクリーニングし、その後に、金属薄板Ｐの表面にスクリーン印刷法、ドライフイルム／写真法、液体レジスト／写真法などの方法により板ブラシシール単板３、抑え板７及び切断溝４Ｆのパターンをする。
この第２板ブラシシール単板４では、コストと加工精度の点で、エッチング用レジストがパターン形成に適している。
【００３３】
次に、薄板金属Ｐのパターン面を、レジストに沿って微細加工する。この微細加工としてはエッチングが好ましい。この微細加工は、レーザルーチング、プラズマエッチング、化学エッチング、ショットブラスト等の技術を利用して行う。第２板ブラシシール単板４の加工精度は、上記の加工技術で十分な寸法精度が保証できる。
又、図6に示すような位置決孔４Ｃ２等は、ガイドホール、パンチング、ルーチング加工等で行うことも可能である。これらの精密微細加工は、現在、開発されたエッチング等の加工技術で行うことができる。
【００３４】
図４は、第２板ブラシシール単板４と抑え板７と切断溝４Ｆとの形にレジストした金属薄板Ｐからエッチング処理により外形を切断して多数の第２板ブラシシール単板４に加工した金属薄板Ｐの1部を示すものである。この第１実施の形態では、１枚の金属薄板Ｐから３５個から４５個の第２板ブラシシール単板４を切り出すことが可能となり材料の歩留まりが向上する。
そして、この第２板ブラシシール単板４を次々に結合することにより大型の板ブラシール単板３を容易に製作できるから、従来の高価な金属薄板Ｐから１個しか取り出せない板ブラシール単板３に比較して本発明の第２ブラシール単板４の材料コストを大きく低減することが可能になる。
【００３５】
図４に示すように第２板ブラシシール単板４は、両端の分割面１１に凹部１２Ａと凸部１２Ｂとが形成されるように切り出される。又、内方と成る板ブラシ部３Ａはブラシ部分４Ａとスリット４Ｂとが交互になるように微細加工されたものである。
更に、板ブラシ部３Ａの自由端部５にはブラシ部分４Ａがばらつくのを防止する多数に分割されて抑え板７が一体に形成される。この抑え板７と板ブラシ部３Ａとの境界には、切断溝４Ｆが形成される。この切断溝４Ｆの溝方向の線は、略直線状又は直線に近い緩やかな円弧状に形成されている。このために、抑え板７は、この切断溝４Ｆが円弧状にならない間隔に分割面７Ａで分割されている。
この切断溝４Ｆを直線状にすると、各抑え板７を第２板ブラシシール単板４に対して折り曲げたときに、切断溝４Ｆに均一に応力が作用するので簡単に切断溝４Ｆから切断される。この折り曲げ切断は、０．００５ｍｍのような薄肉の金属薄板でも簡単に切断が可能になる。
【００３６】
又、切断溝４Ｆの幅は、抑え板７の板厚寸法よりも小さな寸法に形成されている。この切断溝４Ｆの幅が小さくされる技術は、抑え板７の付け根の切断溝４Ｆを切断したときに惹起するかえりバリの高さを小さくし、板ブラシシール単板３のシール能力を向上させることができる。
このように各抑え板７の付け根に切断溝４Ｆを形成することにより、第２板ブラシシール単板４を板ブラシシール２に組み立てるときに各抑え板７を板ブラシ部３Ａから簡単に折り曲げ切断できる。
このために、板ブラシ部３Ａは、作業中に又は保管中に、ブラシ部分４Ａが他の部品に当接してブラシ部分４Ａが不良になるのを効果的に防止できる。
【００３７】
次に、この第２板ブラシシール単板４を金属薄板Ｐからエッチングにより切り出すときは、第２板ブラシシール単板４を固定して保持されていないと、第２板ブラシシール単板４がばたついて（変動して）加工中に加工寸法精度が不正確になる場合がある。このような場合、板ブラシ部３Ａの加工精度が不良となり、板ブラシ部３Ａのシール能力に影響することになる。
このために、第２板ブラシシール単板４の基部３Ｂと金属薄板Ｐとの間の１部をエッチングせずに連結する帯状の連結部４Ｅが形成されている。この連結部４Ｅにより第２板ブラシシール単板４はエッチング中でも金属薄板Ｐに保持されているから、第２板ブラシシール単板４は、エッチング中にばたつく（変動して）こともなく、加工精度が保持される。
【００３８】
特に、連結部４Ｅで板ブラシシール単板４を保持する方法は、細梁から成る板ブラシ部３Ａの寸法が正確に加工することが可能になる。更に又、抑え板７の付け根に形成される切断溝４Ｆの深さ（溝底の肉厚）の加工が正確になるので、切断が容易になると共に、板ブラシ部３Ａの自由端部の寸法精度が向上する。このため、板ブラシシール単板３の生産コストが低減できると共に、板ブラシ部３Ａのシール能力が向上する。
【００３９】
この連結部４Ｅは、図４に示すように、基部３Ｂの凹部４Ｃ１に入り込んだ連結部４Ｅで基部３Ｂと連結している。この連結部４Ｅは３カ所に渡り設けられている。
そして、この連結部４Ｅには、連結部４Ｅを横断する切取溝４Ｆ１が形成されている。この切取溝４Ｆ１の配列は、３カ所が１直線上に形成されている。このために、切取溝４Ｆ１を折曲げると、応力が直線上に集中して簡単に切取溝４Ｆ１から切断できることになる。
【００４０】
又、切取溝４Ｆ１の幅は、連結部４Ｅの板厚寸法よりも小さな寸法に形成されている。この切取溝４Ｆ１の幅を小さくする技術は、連結部４Ｅの切取溝４Ｆ１を切断したときに惹起するかえりバリの高さを小さくすることである。そして、板ブラシシール単板３がかえりバリに当接することなく設計通りの積層を可能にすることである。
この連結部４Ｅは、この第１実施の形態の他に１カ所、２カ所等保持強度に応じて任意に設計することが可能である。この連結部４Ｅにより、エッチング中でも第２板ブラシシール単板４は、金属薄板Ｐに保持されているから、ブラシ部分４Ａやスリット４Ｂや切断溝４Ｆの幅や深さの寸法を正確に加工することが可能になる。
【００４１】
次に、本発明に係わる第２実施の形態の第２板ブラシシール単板４について説明する。図６は、図４の第２板ブラシシール単板４と全体形状が類似する。相違する点は、板ブラシ部３Ａからスリット４Ｂが切断溝４Ｆを横断して各抑え板７に複数個に形成されている。このように抑え板７に複数個のスリット４Ｂを形成することにより、板ブラシ部３Ａの自由端部が円環状を成していても各ブラシ部分４Ａに形成された切断溝４Ｆの溝方向の線は直線になる。このために、各抑え板７を折り曲げると簡単に第２板ブラシシール単板４から抑え板７を切断することが可能になる。
【００４２】
更に、この第２板ブラシシール単板４は、各ブラシ部分４Ａに切断溝４Ｆが形成されているので、切断が容易である上に、正確に切断できることになる。更に、このブラシ部分４Ａから抑え板７を切断可能にすることは、極薄肉の金属薄板Ｐから板ブラシシール単板４を切り出すことを可能にする。更に、幅の狭い各ブラシ部分４Ａに切断溝４Ｆが形成されているから、各抑え板７の分割面７Ａ間の分割幅を大きくすることも可能になる。
尚、基部３Ｂに形成されている位置決孔４Ｃ２は、第２板ブラシシール単板４を板ブラシシール単板３に組み立ててから、板ブラシシール２に積層するときに、対向する各位置決孔４Ｃ２を１ピッチだけ周方向へずらすことにより対向するブラシ部分４Ａとスリット４Ｂとを重なるように設計することが可能になる。
このように構成することにより、板ブラシ部３Ａは、スリット４Ｂが対向する板ブラシ部３Ａのブラシ部分４Ａにより覆われるから、シール能力を向上させることが可能になる。
【００４３】
図７は、本発明に係わる第３実施の形態の板ブラシシール単板３の１部を示すものである。
この第２板ブラシシール単板４は環状板を大きく４等配に分割した場合又は分割せずに環状板を１枚に形成した場合の実施例である。この第２板ブラシシール単板４の抑え板７は切断溝４Ｆの溝方向の線が略直線になるように分割面７Ａ間の各抑え板７を周方向に小さく分割する。或いは、図６に示したように板ブラシ部３Ａからのスリット４Ｂを延長して抑え板７にまで加工し、切断溝４Ｆの溝方向の長さがブラシ部分４Ａの幅になるように小さくする。このようにスリット４Ｂを抑え板７の１部にまで加工することにより、切断溝４Ｆは各ブラシ部分４Ａに形成されて溝方向の長さが極めて小さくなるから、板ブラシ部３Ａから抑え板７を容易に切断することが可能になる。
【００４４】
図６及び図７の第２板ブラシシール単板４も、ニッケル基合金薄板、ステンレス鋼薄板、鋼板等の金属薄板Ｐに第２板ブラシシール単板４と抑え板７と切断溝４Ｆをレジストによりパターン形成する。このパターン形成は、０．００５mmから０．５mmの厚さの金属薄板Ｐの表面をクリーニングし、その後に金属薄板Ｐの表面にスクリーン印刷法、ドライフイルム／写真法、液体レジスト／写真法によりエッチング用レジストする。
【００４５】
又、エッチング加工は、レーザルーチング、プラズマエッチング、化学エッチング、ショットブラスト、マイクロ加工等の技術を利用して行う。第２板ブラシシール単板４の板ブラシ部３Ａ及び切断溝４Ｆの加工精度は、上記の加工技術で十分な寸法精度が保証できる。
【００４６】
又、ピン孔等は、ガイドホール、パンチング、ルーチング加工等で行うことも可能である。これらの精密加工は、現在開発されたエッチング加工技術で加工することができる。
【００４７】
上述した各実施の形態のブラシ部分４Ａの断面は方形状（長方形又は正方形）に形成される。そして、その実施例１は、ブラシ部分４Ａの断面寸法の幅の各辺が、０．５〜０．００５×０．５〜０．００５ｍｍ、好ましくは０．２０〜０．００８×０．２〜０．０１８ｍｍである。又、各ブラシ部分４Ａが側面から噛み合わせる場合には、各スリット４Ｂの各辺の寸法も同様に形成する。更に、第２板ブラシシール単板４のブラシ部分４Ａの長さは、この実施例では５〜５０ｍｍの範囲を採用した。
【００４８】
図５に示す第２板ブラシシール単板４は、両分割面１１、１１に設けられた凹部１２Ａと凸部１２Ｂを係合させた係合部１２により結合して板ブラシシール単板３を環状に形成する。この板ブラシシール単板３は図３のような形状になる。又は、板ブラシシール単板４の分割面１１、１１に凹凸部を設けることなく分割面１１、１１を接合した係合部により円環状に形成することもできる。又、板ブラシシール単板３が小径の場合には、１枚の第２板ブラシシール単板４にすることも可能である。
【００４９】
上述した各実施例の板ブラシシール単板３の積層厚さは０．１〜５ｍｍの範囲に積層されているが、この積層厚さは、被密封流体の圧力により決められるものである。
図７は、板ブラシシール単板３の円周が４等配に分割された場合は、この第２板ブラシシール単板４の分割面１１を結合して板ブラシシール単板３に形成する。
このように形成された各板ブラシシール単板３を積層するときに積層する互いに隣り合わせの分割面１１を同一位置に配置しても良いが、互いに位置を周方向へ設定寸法だけ相対移動して積層すると分割面１１及びスリット４Ｂが対向する積層した板ブラシシール単板４により塞がれるからシール能力が向上する。
【００５０】
このように形成された板ブラシシール２は、本発明の製造方法により極微の薄板の板ブラシシール単板４を製作可能にする。又、各板ブラシシール単板４の寸法も高精度に加工できる。そして、板ブラシ部３Ａのスリット４Ｂをほとんど隙間がなく密集させて結合できるので、シール能力が飛躍的に向上する。
【００５１】
一方、最新の加工方法でも、従来では、薄板にスリット４Ｂを加工する場合に薄板の厚さより小さな隙間寸法のスリット４Ｂを形成することが困難である。このため、各ブラシ部分４Ａ間に間隙が生じるため、これらの板ブラシシール２では、シール能力を向上させることが困難であった。
しかし、本発明の板ブラシシール単板３を積層して組み合わせることにより、板ブラシシール２はシール能力を向上させることが可能になる。しかも、板ブラシ部３Ａは、多数の細梁が組み合わされているだけであるから、可撓性を有し、板ブラシシール２のブラシ部分４Ａに回転軸６０が当接しても摩擦を和らげるように弾性変形し、この回転軸６０との当接によって生じる摩耗が効果的に防止できる。
この板ブラシシール単板３は種々のエッチング加工、更には、ワイヤ放電加工、プレス加工などの微細加工により容易に形成される。
【００５２】
【発明の効果】
本発明の板ブラシシールの製造方法は、抑え板を板ブラシシール単板から折り曲げて簡単に切断できるので、製造から組み立てまでに板ブラシ部を変形させることなく組み立てることが可能になる。このために、製造上の不良を大きく低減できる効果を奏する。
又、板ブラシシール単板から抑え板を簡単に切断できるので、板ブラシシール単板の金属薄板の厚さを極微の厚さにすることが可能になる。このために板ブラシシールの可撓性を発揮させる効果を奏する。
更に、板ブラシシールが磨耗するのを防止できる効果を奏する。又、抑え板を切断して板ブラシ部の精度を向上させる方法は、一枚の金属薄板から多数の板ブラシシール単板が切り出せるから、材料歩留まりが向上する。このために、板ブラシシールのコストを飛躍的に低減する効果を奏する。
【００５３】
更に、抑え板を分割して切断溝の長さを小さくして直線状にすると板ブラシシール単板から抑え板を簡単に切断できると共に、板ブラシ部の自由端部の寸法精度を向上する効果を奏する。このために、回転軸との嵌合する精度を向上させると共に、組立コストを低減する効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の図５の板ブラシシール単板４を組立てた板ブラシシール装置の半断面図である。
【図２】図１に示す軸方向の板ブラシシールの正面図である。
【図３】図２の板ブラシシールに於ける板ブラシシール単板の平面図である。
【図４】図３に示す板ブラシシール単板の組み立て部品である第２板ブラシシール単板を金属薄板からエッチングにより切り出した第１実施の形態に係わる第２板ブラシシール単板の平面図である。
【図５】図４から板ブラシシール単板の抑え板を切断した第２板ブラシシール単板の平面図である。
【図６】本発明の第２実施の形態を示す第２板ブラシシール単板を金属薄板からエッチングにより切り出した平面図である。
【図７】本発明の第３実施の形態を示す第２板ブラシシール単板を金属薄板からエッチングにより切り出した平面図である。
【図８】関連技術のブラシシール装置の半断面図である。
【図９】関連技術の他のブラシシール装置の斜視図である。
【符号の説明】
１板ブラシシール装置
２板ブラシシール
２Ａ取付部
３板ブラシシール単板
３Ａ板ブラシ部
３Ｂ基部
４第２板ブラシシール単板
４Ａブラシ部分
４Ｂスリット
４Ｃ１凹部
４Ｃ２位置決孔
４Ｅ連結部
４Ｆ切断溝
４Ｆ１切取溝
５自由端部
６背板部
７抑え板
７Ａ分割面
１０保持部
１１分割面
１２係合部
１２Ａ凹部
１２Ｂ凸部
２０固定部
５０一方の部品（ケーシング）
５１段部
６０他方の部品（ロータ）
Ｐ金属薄板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of manufacturing a plate brush seal single plate that seals between a shaft and a relative component that is relatively displaced.
[0002]
More specifically, for example, the present invention relates to a method for manufacturing a plate brush seal single plate that seals between a rotating shaft and a relative component that is relatively displaced, such as an aircraft or a gas turbine.
[0003]
[Prior art]
The related art of the present invention includes a brush seal device 100A shown in FIG.
FIG. 8 is a cross-sectional view of the brush seal device 100A attached to the casing 110 through which the rotary shaft 120 passes. The brush seal device 100A is attached to the casing 110, and seals the fluid to be sealed by partitioning the rotary shaft 120 with a large number of bristles 101.
[0004]
The brush seal device 100 A is formed in a ring shape and attached to the attachment groove 112 of the casing 110. The main components of the brush seal device 100A are a brush seal 109, a back plate 102, and a support plate 103. In the brush seal 109, a large number of bristles 101 are bundled in a certain thickness along the circumference and arranged in a wall shape, and one end portions are joined to form an attachment portion 104. Further, the free end surface 105 of the brush seal 109 is disposed so as to face the rotating shaft 120. The wire diameter of the bristles 101 is generally 0.02 mm to 0.2 mm. For this reason, the number formed in the wall shape is tens of thousands or hundreds of thousands.
[0005]
This brush seal 109 Low pressure side region P2 side On the side surface, an annular back plate 102 is arranged with the side surface 108 in contact with the brush seal 109. Of the high pressure side region P1 The bristles 101 that receive the pressure of the sealed fluid are supported so as not to be deformed. A holding plate 103 is formed as a ring plate on the other surface of the brush seal 109 so as to hold the mounting portion 104 side of the brush seal 109 with the back plate 102. The holding plate 103 is narrowed in the radial direction so that the free end face 105 side of the brush seal 109 can exhibit the degree of freedom of deformation, and the brush seal 109 is exposed to the sealed fluid side.
[0006]
The back plate 102, the attachment portion 104 of the brush seal 109, and the holding plate 103 are welded at one end to form a coupling portion 106.
As described above, the bristle 101 is formed from a thin line in the coupling portion 106. Therefore, when the bundled bristles 101 are sandwiched and welded between the back plate portion 102 and the holding plate portion 103, the bristles 101 are formed. Since it melts faster than the back plate part 102 and the holding plate part 103, it must be welded by a special welding machine. This increases manufacturing costs.
[0007]
The brush seal 109 is bundled in a thickness with tens of thousands of bristles 101 and arranged along the circumferential direction. Further, the bristles 101 are inclined in the rotating direction of the rotating shaft 120 with respect to the radial direction of the rotating shaft 120.
It is difficult to arrange a large number of bristles 101 in such a state because the bristles 101 are thin lines and short.
In the normal state of the brush seal 109, the rotating shaft 120 is in contact with or close to the free end surface 105 as shown by the solid line in FIG. For this purpose, the free end surface 105 of the brush seal 109 is precision finished by a wire electric discharge machine or the like so as to be fitted to the rotary shaft 120. However, since the bristles 101 are easily deformed, this processing is extremely difficult.
[0008]
Further, as another related technique, there is a plate sealing device 100B shown in FIG. In FIG. 9, a thin plate seal 209 is stacked in the circumferential direction of the rotating shaft 120 to seal the high pressure side region P1 and the low pressure side region P2.
The outer peripheral portion of the plate seal 209 is formed on the mounting portion 104 by brazing. And brazed Bonded by brazing part 205 It is attached to the groove portion of the casing 110 via the attachment portion 104. In addition, a back plate 102 is disposed on the side surface of the low pressure side region P2 of the plate seal 209, and a holding plate 103 is disposed on the side surface of the high pressure region side P1. 209 supports both sides of 209.
[0009]
However, when the rotary shaft 120 is eccentrically pressed against the plate seal 209 formed in this manner, the plate seal 209 that only forms an arc shape is not easily elastically deformed, and therefore, a spring constant corresponding to the elastic deformation. Therefore, the problem that it becomes difficult to follow the eccentricity of the rotating shaft 60 is caused. For this reason, since the space | interval of the free end surface of the plate seal | sticker 209 and the outer peripheral surface of the rotor 120 is taken large, a problem arises in the capability to seal to-be-sealed fluid. In addition, it is difficult to design the thickness of the plate seal 209 to be thin when manufacturing the plate seal 209.
[0010]
In addition, since the plate seal 209 must be formed by processing a thin plate having a thickness of 0.02 to 0.2 mm into a square shape and bending it into an arc shape, it is difficult to perform the bending process into the arc shape. Furthermore, since it is laminated | stacked on the surrounding surface of the rotating shaft 120, hundreds of thousands of sheets must be laminated | stacked, and a spacer is provided between the lamination | stacking of each board seal | sticker 209 by the dimension from which the laminated | annular outer periphery side is larger than an internal diameter. There must be. These processing and assembly operations become difficult.
[0011]
Further, since the plate seal 209 overlapped in the direction in which the pressure of the sealed fluid acts is only a flat plate, the pressure of the sealed fluid acting in the direction between the joining surfaces of the flat plates easily joins the flat plates. A problem arises in the sealing ability that flows out of the gap and prevents leakage of the sealed fluid. For this reason, lamination and assembly of the plate seal 209 become a problem. Furthermore, the laminated structure in which the flexibility is hindered results in early wear of the free end face of the plate seal 209. For this reason, the assembly of the plate seal 209 with respect to the rotating shaft 120 is a problem.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and a technical problem thereof is to facilitate manufacture of a plate brush seal single plate at low cost. Another object of the present invention is to make it possible to easily manufacture a plate brush seal single plate from a thin plate.
It is another object of the present invention to facilitate processing of the free end portion of the plate brush seal single plate and improve processing accuracy of the free end portion. Another object is to improve the material yield in the plate brush seal.
[0013]
And the plate brush seal which combined the plate brush seal single plate manufactured by this manufacturing method improves the elastic deformation ability of the plate brush seal with respect to the pressing force from the rotating shaft, and the plate brush seal is worn by the rotating shaft. It is to reduce.
Another object of the present invention is to improve the followability corresponding to the contact force and fluctuation with the rotating shaft of the plate brush seal, to reduce the energy of the power, and to improve the sealing ability against the fluctuation.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and technical means for solving the problems are configured as follows.
[0015]
The manufacturing method of the board brush seal single board of this invention concerning Claim 1 is a manufacturing method of the board brush seal single board which is a component of board brush seal, Comprising: The brush part and brush part which were formed between the slits A sheet brush seal single plate having a base portion that is connected to one end of the brush and supporting a brush portion, and a pressing plate that is integrated with the free end portion of the brush portion and divided into a plurality of slits are finely processed from a thin metal plate. Cut and finely cut the cutting groove at the boundary between the plate brush seal single plate and the holding plate, and then cut the plate brush seal single plate and the holding plate from the cutting groove to form a plate brush seal single plate The plate brush seal single plate, the holding plate and the cutting groove are etched on a metal thin plate, and the cutting groove is processed by etching along the shape of the etching resist, and the plate brush seal single plate and the holding plate are Cut out Is.
[0016]
In the manufacturing method of the plate brush seal single plate of this invention concerning this Claim 1, a brush part and a slit are alternately formed in the side sealed by fine processing, such as an etching process, from a metal thin plate, and the brush which has flexibility Although the base side of the brush part is held by the base and the free end of the brush part is held by the holding plate, the brush part is not bent during storage or assembly after production. It becomes possible to prevent effectively becoming a non-defective product.
When the plate brush seal single plate is assembled into the plate brush seal or during assembly, the cut plate at the boundary between the plate brush seal single plate and the hold plate is folded and cut, so that the hold plate can be easily separated.
[0018]
In addition, according to claim 1 In the manufacturing method of the single plate brush seal single plate of the present invention, the brush portion is processed by etching, so that even a very thin metal plate or even a fine and complicated thin beam brush portion causes defects. It becomes possible to process precisely without doing. Moreover, the thickness dimension of the cut groove bottom can be processed as set. Since the cutting groove is processed by etching the thin metal plate, the thickness of the bottom of the cutting groove can be easily cut by bending the cutting groove.
Moreover, even if the shape of the brush portion or the like is complicated, it can be accurately processed because it is formed by the etching resist. And it becomes possible to reduce manufacturing cost. In addition, since a large number of plate brush seal single plates can be cut out from the metal thin plate, the material yield is improved.
[0019]
According to claim 2 In the manufacturing method of the plate brush seal single plate of the present invention, the width dimension of the holding plate is within a range in which the groove direction length of the cutting groove forms a substantially straight line.
[0020]
Regarding this claim 2 In the method of manufacturing the plate brush seal single plate of the present invention, since the groove direction of the cutting groove is substantially linear, when the holding plate is bent with respect to the plate brush seal single plate, a uniform force is generated along the cutting groove. Since it acts, the free end of the plate brush seal veneer can be cut accurately. As a result, the restraint plate can be removed from the plate brush seal veneer just before or just after assembling the plate brush seal veneer. Can be prevented.
[0021]
According to claim 3 In the manufacturing method of the plate brush seal single plate of the present invention, the slit crosses the cutting groove and reaches the holding plate.
[0022]
According to claim 3 In the manufacturing method of the plate brush seal single plate of the present invention, the shape in which the slit reaches the holding plate across the cutting groove is a shape in which the cutting groove is formed in the brush portion. The length in the groove direction of the cutting groove formed in the above is a straight line.
For this reason, when the holding plate is bent with respect to the plate brush seal single plate, the free end portion of the narrow brush portion can be accurately cut. Moreover, it can be easily cut by bending it once.
As a result, when assembling the plate brush seal single plate to the plate brush seal, the work of removing the holding plate is facilitated, the assembly of the plate brush seal is facilitated, and the dimensional accuracy of the free end of the plate brush seal is accurate. Can be formed.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the following, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings, with reference to the drawings. In addition, the following drawings are drawings based on a design.
[0024]
First, the structure of the plate brush seal 2 in which the plate brush seal single plate 3 of the present invention is assembled will be described.
FIG. 1 shows a half of a plate brush seal device 1 that partitions a gap between two parts in which a rotor (also referred to as a rotating shaft) 60 is fitted into a hole 50A of a casing 50 in a gas turbine into a high pressure P1 side and a low pressure P2 side. It is sectional drawing. FIG. 2 is a plan view of the plate brush seal 2 shown in FIG.
Further, FIG. 3 is a plan view of the plate brush seal single plate 3 constituting the plate brush seal 2 of FIG. FIG. 4 shows a second plate brush seal single plate 4 according to the first embodiment which is a part assembled to the plate brush seal single plate 3 of FIG.
[0025]
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a plate brush seal device. The plate brush seal device 1 refers to the entire structure in which the plate brush seal 2 is assembled to the casing 50. The fixed part 20 of the plate brush seal device 1 is attached via a snap ring 12 to a step part 51 provided on the inner peripheral surface of a casing 50 which is one part. In addition, the fixing | fixed part 20 can also be attached to the groove part of the combined structure. Further, the free end portion 5 on the inner peripheral side of the plate brush seal 2 is arranged in contact with or close to the outer peripheral surface of the rotor 60 which is the other component. Then, the sealed fluid on the high pressure P1 side is sealed by the plate brush seal 2.
[0026]
In FIG. 2, the plate brush seal 2 may consist of only the plate brush seal 2 or may have a configuration in which the back plate portion 6 and the holding portion 10 are attached to the plate brush seal 2. The back plate portion 6 and the holding portion 10 are auxiliary parts for the plate brush seal 2.
The plate brush seal 2 generally has a laminated structure of a plurality of plate brush seal single plates 3. However, when the pressure of the fluid to be sealed is small due to the seal structure, the single plate brush seal single plate 3 also functions.
[0027]
As shown in FIG. 2, the plate brush seal 2 is formed in an annular body having a predetermined thickness by arranging a plurality of ring-shaped plate brush seal single plates 3 in a laminated state. And the inner peripheral side which comprises the annular shape of the plate brush seal single plate 3 is formed in the plate brush portion 3 A by a row of thin beams inclined in the rotation direction of the rotor 60.
Further, the inner peripheral side of the plate brush seal 2 has a laminated structure of the plate brush portion 3A or a laminated structure of the plate brush portion 3A in which the brush portion 4A and the slit 4B are engaged.
Further, the entire laminated structure in which the base portions 3 B of the plate brush seal single plate 3 are laminated is the attachment portion 2 A, and the structure with the back plate portion 6 and the like attached is the fixing portion 20 of the plate brush seal 2. The mounting portion 2A is integrated by welding or pinning. In the pinning, a pin hole penetrating in the axial direction is provided in the stacked mounting portion 2A, and the pin is driven and fixed.
[0028]
The plate brush portion 3A of the plate brush seal single plate 3 is an annular thin plate whose inner diameter is formed in a thin beam shape, and the cross section of the brush portion 4A having a rectangular or square shape meshes with a slit 4B. Those arranged in a line or laminated without meshing. The outer base 3B serves as a substrate for holding the plate brush 3A.
[0029]
A plate brush seal 2 shown in FIG. 2 is formed by laminating a plurality of plate brush seal single plates 3 shown in FIG. 3 to form an annular body. As shown in FIG. 5, the plate brush seal single plate 3 is formed by annularly connecting a second plate brush seal single plate 4 having an arc shape. The second plate brush seal single plate 4 is divided according to the size of the diameter in order to improve the yield of material removal from the thin plate. Those having a small diameter can be formed into a single-plate ring without being divided. Therefore, the plate brush seal single plate 3 and the second plate brush seal single plate 4 are collectively referred to as plate brush seal single plates 3 and 4.
[0030]
FIG. 4 is a plan view in which the second plate brush seal single plate 4 assembled to the plate brush seal single plate 3 of the first embodiment according to the present invention is cut out from the metal thin plate P. FIG.
The second plate brush seal single plate 4 shown in FIG. 4 cuts the holding plate 7 as shown in FIG. 5, and then the recesses 12A at both ends of the second plate brush seal single plate 4 as shown in FIG. The convex portions 12B are joined to each other to form a single plate brush seal single plate 3 having an annular shape. The second plate brush seal single plate 4 is manufactured in a state where the plate brush seal single plate 3 is divided in order to improve the yield of the material.
The second brush seal single plate 4 has a plate brush portion 3A on the inner diameter side, and the brush portion 4A and slits 4B are alternately formed in the structure of the plate brush portion 3A. Further, the inner end of the plate brush portion 3A is formed at the free end portion 5 so as to be mated with the other component (rotating shaft).
[0031]
3 and 5, the plate brush seal single plate 3 of FIG. 3 is divided into substantially equal parts along the circumferential direction, and the second plate brush seal single plate 4 of FIG. 5 is combined. A concave portion 12A provided in a circular shape is formed on one split surface 11 of the base portion 3B of the second plate brush seal single plate 4. Further, a convex portion 12B protruding in a circular shape is formed on the other dividing surface 11 of the base portion 3B. The concave portion 12A and the convex portion 11B are formed so as to fit each other, and the concave portion 12A and the convex portion 11B are combined to constitute a pair of engaging portions 12.
[0032]
Next, a method for manufacturing the second plate brush seal single plate 4 will be described.
FIG. 4 relates to the first embodiment of the method for producing the second plate brush seal veneer 4 of the present invention. The plate brush seal single plate 3 is formed by annularly combining the second plate brush seal single plates 4 shown in FIG.
In FIG. 4, the pattern of the second plate brush seal single plate 4, each holding plate 7 and the cutting groove 4F as shown in FIG. 4 is formed on a metal thin plate P such as a nickel base alloy plate, a stainless steel plate, a steel plate, etc. A resist for patterning is applied to etch P. This resist cleans the surface of a metal thin plate having a thickness of 0.005 to 0.5 mm, and then the surface of the metal thin plate P is subjected to a screen printing method, dry film / photographic method, liquid resist / photographic method, or the like. The pattern of the plate brush seal single plate 3, the holding plate 7, and the cutting groove 4F is formed.
In the second plate brush seal single plate 4, an etching resist is suitable for pattern formation in terms of cost and processing accuracy.
[0033]
Next, the pattern surface of the thin metal plate P is finely processed along the resist. Etching is preferred as this fine processing. This microfabrication is performed using techniques such as laser routing, plasma etching, chemical etching, and shot blasting. With respect to the processing accuracy of the second plate brush seal single plate 4, sufficient dimensional accuracy can be guaranteed by the above processing technique.
Further, the positioning holes 4C2 and the like as shown in FIG. 6 can be formed by guide holes, punching, routing, or the like. These precision microfabrication can be performed by currently developed processing techniques such as etching.
[0034]
FIG. 4 shows the processing of the second plate brush seal single plate 4 by cutting the outer shape from the thin metal plate P registered in the shape of the second plate brush seal single plate 4, the holding plate 7 and the cutting groove 4F by etching. A part of the thin metal plate P is shown. In the first embodiment, 35 to 45 second plate brush seal single plates 4 can be cut out from one metal thin plate P, and the yield of the material is improved.
Then, since the large plate bra seal single plate 3 can be easily manufactured by joining the second plate brush seal single plates 4 one after another, only one plate bra seal single plate 3 can be taken out from the conventional expensive metal thin plate P. Compared to the above, it is possible to greatly reduce the material cost of the second bra seal single plate 4 of the present invention.
[0035]
As shown in FIG. 4, the second plate brush seal single plate 4 is cut out so that the concave portions 12 A and the convex portions 12 B are formed on the split surfaces 11 at both ends. Further, the inward plate brush portion 3A is finely processed so that the brush portions 4A and the slits 4B alternate.
Further, the free end portion 5 of the plate brush portion 3A is divided into a plurality of pieces to prevent the brush portion 4A from being scattered, and the holding plate 7 is integrally formed. A cutting groove 4F is formed at the boundary between the pressing plate 7 and the plate brush portion 3A. The line in the groove direction of the cutting groove 4F is formed in a substantially straight line shape or a gentle arc shape close to a straight line. For this reason, the holding plate 7 is divided by the dividing surface 7A at an interval at which the cutting groove 4F is not arcuate.
If this cutting groove 4F is linear, when each holding plate 7 is bent with respect to the second plate brush seal single plate 4, a uniform stress is applied to the cutting groove 4F, so that the cutting groove 4F is easily cut from the cutting groove 4F. The This bending cutting can be easily performed even with a thin metal plate having a thickness of 0.005 mm.
[0036]
Further, the width of the cutting groove 4 F is formed to be smaller than the thickness of the holding plate 7. This technique of reducing the width of the cutting groove 4F reduces the height of the burr caused when the cutting groove 4F at the base of the holding plate 7 is cut, and improves the sealing ability of the plate brush seal single plate 3. be able to.
Thus, by forming the cutting groove 4F at the base of each holding plate 7, when the second plate brush seal single plate 4 is assembled to the plate brush seal 2, each holding plate 7 is easily bent and cut from the plate brush portion 3A. it can.
For this reason, the plate brush portion 3A can effectively prevent the brush portion 4A from coming into contact with other parts and becoming defective during operation or storage.
[0037]
Next, when the second plate brush seal single plate 4 is cut out from the metal thin plate P by etching, the second plate brush seal single plate 4 is not fixed and held unless the second plate brush seal single plate 4 is held. In some cases, the dimensional accuracy of machining may become inaccurate during machining. In such a case, the processing accuracy of the plate brush portion 3A becomes poor, which affects the sealing ability of the plate brush portion 3A.
For this purpose, a band-like connecting portion 4E is formed to connect one portion between the base portion 3B of the second plate brush seal single plate 4 and the metal thin plate P without etching. Since the second plate brush seal single plate 4 is held by the metal thin plate P even during the etching by the connecting portion 4E, the second plate brush seal single plate 4 does not flutter (varies) during the etching. Accuracy is maintained.
[0038]
In particular, the method of holding the plate brush seal single plate 4 with the connecting portion 4E makes it possible to accurately process the size of the plate brush portion 3A made of thin beams. Furthermore, since the processing of the depth (thickness of the groove bottom) of the cutting groove 4F formed at the base of the holding plate 7 becomes accurate, the cutting is facilitated and the dimensions of the free end portion of the plate brush portion 3A. Accuracy is improved. For this reason, the production cost of the plate brush seal single plate 3 can be reduced, and the sealing ability of the plate brush portion 3A is improved.
[0039]
As shown in FIG. 4, the connecting portion 4E is connected to the base portion 3B by a connecting portion 4E that has entered the recess 4C1 of the base portion 3B. The connecting portion 4E is provided at three locations.
And in this connection part 4E, the cut-off groove 4F1 which crosses the connection part 4E is formed. The cut grooves 4F1 are arranged at three locations on one straight line. For this reason, when the cut groove 4F1 is bent, the stress concentrates on a straight line and can be easily cut from the cut groove 4F1.
[0040]
The width of the cut groove 4F1 is formed to be smaller than the plate thickness of the connecting portion 4E. The technique for reducing the width of the cut groove 4F1 is to reduce the height of the burr that is caused when the cut groove 4F1 of the connecting portion 4E is cut. The plate brush seal single plate 3 can be laminated as designed without contacting the burr.
The connecting portion 4E can be arbitrarily designed according to the holding strength such as one place, two places, etc. in addition to the first embodiment. Because of this connecting portion 4E, the second brush seal single plate 4 is held by the thin metal plate P even during etching, so that the width and depth dimensions of the brush portion 4A, slit 4B and cutting groove 4F are accurately processed. It becomes possible.
[0041]
Next, the second plate brush seal veneer 4 according to the second embodiment of the present invention will be described. 6 is similar in overall shape to the second plate brush seal single plate 4 of FIG. The difference is that a plurality of slits 4B from the plate brush portion 3A are formed in each holding plate 7 across the cutting groove 4F. By forming the plurality of slits 4B in the holding plate 7 in this way, even if the free end portion of the plate brush portion 3A has an annular shape, the cutting groove 4F formed in each brush portion 4A in the groove direction. The line becomes a straight line. For this reason, when the holding plates 7 are bent, the holding plates 7 can be easily cut from the second plate brush seal single plate 4.
[0042]
Further, since the second plate brush seal single plate 4 is formed with the cutting groove 4F in each brush portion 4A, it is easy to cut and can be cut accurately. Further, enabling the pressing plate 7 to be cut from the brush portion 4A makes it possible to cut the plate brush seal single plate 4 from the extremely thin metal sheet P. Furthermore, since the cutting groove 4F is formed in each narrow brush portion 4A, it is possible to increase the dividing width between the dividing surfaces 7A of each holding plate 7.
The positioning holes 4C2 formed in the base portion 3B are arranged so that each of the positioning holes facing each other when the second plate brush seal veneer 4 is assembled to the plate brush seal veneer 3 and then stacked on the plate brush seal 2. By shifting the holes 4C2 in the circumferential direction by one pitch, the opposing brush portion 4A and the slit 4B can be designed to overlap each other.
With this configuration, the plate brush portion 3A is covered with the brush portion 4A of the plate brush portion 3A facing the slit 4B, so that the sealing ability can be improved.
[0043]
FIG. 7 shows a part of the plate brush seal veneer 3 according to the third embodiment of the present invention.
This second plate brush seal single plate 4 is an embodiment when the annular plate is divided into four equal parts or when the annular plate is formed into one piece without being divided. The holding plate 7 of the second plate brush seal single plate 4 divides each holding plate 7 between the dividing surfaces 7A into small portions in the circumferential direction so that the line in the groove direction of the cutting groove 4F is substantially straight. Alternatively, as shown in FIG. 6, the slit 4B from the plate brush portion 3A is extended to be processed to the holding plate 7, and the length of the cutting groove 4F in the groove direction is reduced to the width of the brush portion 4A. . By processing the slit 4B to one part of the restraining plate 7 in this way, the cutting groove 4F is formed in each brush portion 4A and the length in the groove direction becomes extremely small. Can be easily cut.
[0044]
The second plate brush seal single plate 4 in FIGS. 6 and 7 also has a second plate brush seal single plate 4, a holding plate 7 and a cutting groove 4 F registered on a metal thin plate P such as a nickel-base alloy thin plate, stainless steel thin plate, steel plate or the like. To form a pattern. This pattern is formed by cleaning the surface of a thin metal plate P having a thickness of 0.005 mm to 0.5 mm, and then etching the surface of the thin metal plate P by screen printing, dry film / photography, or liquid resist / photography. For resist.
[0045]
Etching is performed using techniques such as laser routing, plasma etching, chemical etching, shot blasting, and micromachining. With respect to the processing accuracy of the plate brush portion 3A and the cutting groove 4F of the second plate brush seal single plate 4, sufficient dimensional accuracy can be guaranteed by the above processing technique.
[0046]
Further, the pin holes can be formed by guide holes, punching, routing, or the like. These precision processing can be processed by the etching processing technology currently developed.
[0047]
The cross section of the brush portion 4A of each embodiment described above is formed in a square shape (rectangular or square). In Example 1, the width of the cross-sectional dimension of the brush portion 4A is 0.5 to 0.005 × 0.5 to 0.005 mm, preferably 0.20 to 0.008 × 0.2. -0.018 mm. When each brush portion 4A is engaged from the side, the dimensions of each side of each slit 4B are similarly formed. Further, the length of the brush portion 4A of the second plate brush seal single plate 4 is in the range of 5 to 50 mm in this embodiment.
[0048]
The second plate brush seal veneer 4 shown in FIG. 5 is joined by the engaging portion 12 that engages the concave portion 12A and the convex portion 12B provided on the two split surfaces 11 and 11, and the plate brush seal single plate 3 is bonded. It is formed in a ring shape. The plate brush seal single plate 3 has a shape as shown in FIG. Or it can also form in an annular | circular shape by the engaging part which joined the division surfaces 11 and 11, without providing an uneven part in the division surfaces 11 and 11 of the plate brush seal single plate 4. FIG. Further, when the plate brush seal single plate 3 has a small diameter, it is possible to form a single second plate brush seal single plate 4.
[0049]
The laminated thickness of the plate brush seal single plate 3 of each embodiment described above is laminated in the range of 0.1 to 5 mm, and this laminated thickness is determined by the pressure of the fluid to be sealed.
7, when the circumference of the plate brush seal single plate 3 is divided into four equal parts, the divided surfaces 11 of the second plate brush seal single plate 4 are combined to form the plate brush seal single plate 3. .
When the plate brush seal single plates 3 formed in this way are stacked, the adjacent dividing surfaces 11 to be stacked may be arranged at the same position, but the positions are moved relative to each other by a set dimension in the circumferential direction. When laminated, the dividing surface 11 and the slit 4B are closed by the laminated plate brush seal single plate 4 facing each other, so that the sealing ability is improved.
[0050]
The plate brush seal 2 formed in this way makes it possible to produce a very thin plate brush seal single plate 4 by the manufacturing method of the present invention. Further, the size of each plate brush seal single plate 4 can be processed with high accuracy. Further, since the slits 4B of the plate brush portion 3A can be coupled together with almost no gap, the sealing ability is greatly improved.
[0051]
On the other hand, even in the latest processing method, conventionally, when the slit 4B is processed in a thin plate, it is difficult to form the slit 4B having a gap size smaller than the thickness of the thin plate. For this reason, since a gap is generated between the brush portions 4A, it is difficult to improve the sealing performance of these plate brush seals 2.
However, the plate brush seal 2 can improve the sealing ability by stacking and combining the plate brush seal single plates 3 of the present invention. In addition, the plate brush portion 3A is composed of only a large number of thin beams, so that it has flexibility so that even if the rotating shaft 60 comes into contact with the brush portion 4A of the plate brush seal 2, the friction is reduced. It is possible to effectively prevent wear caused by the elastic deformation and contact with the rotary shaft 60.
The plate brush seal single plate 3 is easily formed by various etching processes, and further by fine processing such as wire electric discharge processing and press processing.
[0052]
【The invention's effect】
The plate brush seal manufacturing method of the present invention can be easily cut by folding the holding plate from the plate brush seal single plate, so that it can be assembled without deformation of the plate brush portion from manufacture to assembly. For this reason, there is an effect that manufacturing defects can be greatly reduced.
Further, since the holding plate can be easily cut from the single plate brush seal single plate, the thickness of the thin metal plate of the single plate brush seal single plate can be made extremely small. For this reason, there exists an effect which exhibits the flexibility of a board brush seal.
In addition, it is possible to prevent the plate brush seal from being worn. Further, the method of cutting the holding plate to improve the accuracy of the plate brush portion can cut a large number of plate brush seal single plates from a single metal thin plate, thereby improving the material yield. For this reason, there is an effect of drastically reducing the cost of the plate brush seal.
[0053]
Furthermore, if the control plate is divided and the length of the cutting groove is reduced to be linear, the control plate can be easily cut from the single plate brush seal single plate and the dimensional accuracy of the free end of the plate brush portion can be improved. Play. For this reason, while improving the precision which fits with a rotating shaft, there exists an effect which reduces an assembly cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a half sectional view of a plate brush seal device in which the plate brush seal single plate 4 of FIG. 5 of the present invention is assembled.
2 is a front view of the axial plate brush seal shown in FIG. 1; FIG.
FIG. 3 is a plan view of a single plate brush seal single plate in the plate brush seal of FIG. 2;
4 is a plan view of a second plate brush seal single plate according to the first embodiment in which a second plate brush seal single plate, which is an assembly part of the plate brush seal single plate shown in FIG. 3, is cut out from a metal thin plate by etching. It is.
FIG. 5 is a plan view of a second plate brush seal single plate obtained by cutting a holding plate of the plate brush seal single plate from FIG. 4;
FIG. 6 is a plan view of a second plate brush seal veneer showing a second embodiment of the present invention cut out from a thin metal plate by etching.
FIG. 7 is a plan view of a second plate brush seal veneer showing a third embodiment of the present invention cut out from a thin metal plate by etching.
FIG. 8 is a half sectional view of a related art brush seal device.
FIG. 9 is a perspective view of another brush seal device of the related art.
[Explanation of symbols]
1 Plate brush seal device
2 Plate brush seal
2A Mounting part
3 plate brush seal veneer
3A Board brush part
3B base
4 Second plate brush seal veneer
4A brush part
4B slit
4C1 recess
4C2 positioning hole
4E connecting part
4F cutting groove
4F1 cut groove
5 Free end
6 Back plate
7 Retaining plate
7A Split surface
10 Holding part
11 Dividing plane
12 Engagement part
12A recess
12B Convex
20 Fixed part
50 One part (casing)
51 steps
60 The other part (rotor)
P sheet metal

Claims

A plate brush seal manufacturing method for forming a plate brush seal, comprising: a brush part formed between slits; and a base part connected to one end of the brush part to support the brush part A sealing plate and a pressing plate which is integrated with the free end of the brush portion and is divided in the slit direction are cut out from a thin metal plate and cut at the boundary between the plate brush sealing single plate and the pressing plate. And then cut the plate brush seal single plate and the holding plate from the cutting groove to form the plate brush seal single plate ,
The plate brush seal single plate, the holding plate, and the cutting groove are etched on the metal thin plate, and the etching groove is processed to form the cutting groove, the plate brush seal single plate, and the holding plate. And a method for producing a single plate brush seal veneer.

2. The method for manufacturing a single plate brush seal single plate according to claim 1, wherein the width of the pressing plate is within a range in which the length of the cutting groove in the groove direction is substantially a straight line.

The method for manufacturing a plate brush seal single plate according to claim 1, wherein the slit crosses the cutting groove and reaches the holding plate.