特許 5936682 ブラシシール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5936682

(24)【登録日】2016年5月20日

(45)【発行日】2016年6月22日

(54)【発明の名称】ブラシシール

(51)【国際特許分類】

   F16J 15/22 20060101AFI20160609BHJP

   F01D 25/00 20060101ALI20160609BHJP

   F01D 11/00 20060101ALI20160609BHJP

   F02C 7/28 20060101ALI20160609BHJP

【ＦＩ】

   F16J15/22

   F01D25/00 M

   F01D11/00

   F02C7/28 B

【請求項の数】3

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2014-510072(P2014-510072)

(86)(22)【出願日】2013年2月28日

(86)【国際出願番号】JP2013055316

(87)【国際公開番号】WO2013153867

(87)【国際公開日】20131017

【審査請求日】2015年8月19日

(31)【優先権主張番号】特願2012-87999(P2012-87999)

(32)【優先日】2012年4月8日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000101879

【氏名又は名称】イーグル工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100098729

【弁理士】

【氏名又は名称】重信 和男

(74)【代理人】

【識別番号】100116506

【弁理士】

【氏名又は名称】櫻井 義宏

(74)【代理人】

【識別番号】100163212

【弁理士】

【氏名又は名称】溝渕 良一

(74)【代理人】

【識別番号】100148161

【弁理士】

【氏名又は名称】秋庭 英樹

(74)【代理人】

【識別番号】100156535

【弁理士】

【氏名又は名称】堅田 多恵子

(74)【代理人】

【識別番号】100195833

【弁理士】

【氏名又は名称】林 道広

(74)【代理人】

【識別番号】100116757

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 英雄

(74)【代理人】

【識別番号】100123216

【弁理士】

【氏名又は名称】高木 祐一

(72)【発明者】

【氏名】井上 秀行

【審査官】 岩谷 一臣

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０００／０３１６４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００３−３４３７３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１８２６４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第５４７４３０６（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許第６１３９０１８（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００３／００９４８４８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｊ１５／２２

Ｆ０１Ｄ１１／００

Ｆ０１Ｄ２５／００

Ｆ０２Ｃ ７／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

間隙を有して相対回動する静止部と回転部との間の前記静止部に取り付けられた複数のブリストルで形成されたブリストル部と、
前記ブリストル部の低圧側に隣接して取り付けられ、該ブリストル部の運動を制限する背板部と、が備えられ、前記静止部および前記回転部の間を流れる流体をシールするブラシシールであって、
前記複数のブリストルで形成されたブリストル部において、高圧側と低圧側との差圧方向に沿って配列される複数のブリストルが基端部と自由端部との間において相互に固着されて面状ブリストルに形成され、該面状ブリストルが周方向に積層状に連続して配列されて環状のブリストル部が形成され、
前記ブリストル部の自由端部側の摺動面には、前記回転部との相対回転摺動により動圧を発生する動圧発生溝が高圧側と連通するように周方向に独立して複数形成されていることを特徴とするブラシシール。

【請求項2】

前記動圧発生溝は、高圧側と低圧側との差圧方向に沿って配列される複数のブリストルのうち自由端部側の高さの低いブリストルを高圧側に配列した面状ブリストルが周方向に積層状に連続して配列されて形成されるものであって、前記面状ブリストルは、前記回転部の回転方向に向かって、高圧側に配列される高さの低いブリストルの多い面状ブリストルから少ない面状ブリストルの順に徐々に配列されることを特徴とする請求項１記載のブラシシール。

【請求項3】

前記動圧発生溝は、平面形状が高圧側に一辺が連通するとともに他の一辺が回転部の回転に伴って生成される流れに対して高圧側へ向かう分力が付与されるように傾斜した辺を有する略三角形をなし、側面形状が段差を有する凹部形状をしていることを特徴とする請求項２記載のブラシシール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば、航空機、ガスタービン及び蒸気タービン等の回転軸と相対移動する相手部品との間をシールするブラシシールに関する。

【背景技術】

【0002】

ガスタービンの回転軸の軸周りには、例えば、高圧側から低圧側にガスが漏れるのを防止するシール機構が設けられている。
従来、このシール機構としては、非接触シールとしてのラビリンスシールが一般的に用いられているが、ラビリンスシールは、非接触であるため、シール性能の向上には限界がある。このため、シール性能を向上するためにブラシシールが用いられるようになってきている。

【0003】

ブラシシールは、複数のブリストルがリング状（ブラシシールブリストル）に形成され、このブラシシールブリストルの先端部が回転側に接触することによってシールするものである。
回転側、例えば、ガスタービンのロータは、運転に伴い遠心力と熱によって変形し、一方、静止側のハウジングも熱によって膨張するので、ブラシシールとロータとの距離が変動する。
この変動はブリストルの撓みによって吸収されているが、低圧側に撓むとシール性能が低下する恐れがあるので、ブラシシールブリストルの低圧側に背板を備え低圧側への撓みを防止している。また、ブリストルの撓みを許容するため、ブリストルの高圧側に空間を設けることが行われている（例えば、特許文献１第１０頁図８〜１０参照）。

【0004】

しかし、蒸気タービンなどの高圧部分に用いた場合、特に高圧側でブリストルをばたつかせ、ブリストルが折損する事態が発生する。
このように、ブリストルが折損すると、その部分がロータに接触しない状態となりブラシシールのシール性能が劣化する。
ブラシシールのシール性能が劣化すると、例えば、タービンの出力が低下するという問題がある。

【0005】

高圧側でのブリストルのばたつきを解消するものとして、ブラシシールブリストルの高圧側にも制動板を備え、ブラシシールブリストルの撓みを制限するとともに制動板に貫通孔を設けて乱流の発生を抑制し、特に高圧側のブリストルのばたつきを防止しようとするものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
しかしながら、特許文献２に示されるものは、ブラシシールブリストルが低圧側の背板および高圧側の制動板によってロータの近傍まで動きを強く規制されているので、ブラシシールブリストルの自由に撓める長さが短くなっている。
このため、ブラシシールブリストルの剛性が大きくなり、ロータへの接触圧力が大きくなるので、ブリストルおよびロータの定常状態での摩耗が大きくなるという問題があった。

【0006】

特許文献２に示されるものの問題を解決するものとして、ブリストル部の高圧側の制動板の代わりにブリストル部の接触変形を妨げない程度の弾性を有する抑制ブリストルを備えたものが提案されている（例えば、特許文献３参照。）。
この特許文献３に示されたブラシシールは、静止部と回転部との間隔の変動をブリストル部が撓むことで吸収するものであって、ブリストル部は、低圧側の背板によって運動を制限されているので、抑制ブリストルの方向に撓むことになるが、抑制ブリストルはブリストル部の接触変形を妨げない程度の弾性を有しているので、抑制ブリストルが弾性変形してこのブリストル部の撓みを吸収し、静止部と回転部との間隔の変動に対応して接触摩擦力を増加させることがなく、定常的な摩耗の増加を防止することができるというものである。

【0007】

しかしながら、特許文献３に示されたブラシシールでは、ブリストル部の高圧側に、ワイヤ（ブリストル）を束ねて形成された抑制ブリストルを配設する必要があり、製造コストが嵩むという問題があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２００３−１４１２８号公報（第１０頁、図８）

【特許文献2】特開２００１−７３７０８号公報

【特許文献3】特開２００８−１２１５１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明は、上記した従来技術の問題を解決するためになされたものであって、簡単な構成でもって、ブリストルの高圧側と低圧側との差圧方向の剛性を高めるとともに、差圧方向と直交する方向の剛性を低くしてブリストルの摩耗を低減し、かつ被密封流体の漏洩を低減するようにしたブラシシールを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上述の目的を達成するために本発明のブラシシールは、第１に、
間隙を有して相対回動する静止部と回転部との間の前記静止部に取り付けられた複数のブリストルで形成されたブリストル部と、
前記ブリストル部の低圧側に隣接して取り付けられ、該ブリストル部の運動を制限する背板部と、が備えられ、前記静止部および前記回転部の間を流れる流体をシールするブラシシールであって、
前記複数のブリストルで形成されたブリストル部において、高圧側と低圧側との差圧方向に沿って配列される複数のブリストルが基端部と自由端部との間において相互に固着されて面状ブリストルに形成され、該面状ブリストルが周方向に積層状に連続して配列されて環状のブリストル部が形成され、
前記ブリストル部の自由端部側の摺動面には、前記回転部との相対回転摺動により動圧を発生する動圧発生溝が高圧側と連通するように周方向に独立して複数形成されていることを特徴としている。
この特徴によれば、従来公知のブラシシールブリストルと比べて、高圧側と低圧側との差圧方向（ロータの軸方向）の剛性が高く、蒸気タービンなどの高圧機器に対しても適用可能となる。
また、ブリストルの先端の差圧方向と直交する方向（周方向）の自由度が確保されているので、差圧方向と直交する方向の剛性が低く、回転部の低速時における回転においてもその動圧で自由端部が回転部の外周面から浮上でき、摩耗が小さくなり、耐摩耗性を向上することができる。
さらに、回転部のコニカル振動（軸が傾いて動く振動）に対しても、ブリストルの先端が独立して動くことができるので、摩耗が小さくなり、耐摩耗性を向上することができる。
さらに、回転部の回転に伴う流体せん断力により発生する流体力により、流体を高圧側に押し戻すポンピング力が発生し、被密封流体の漏洩を低減することができる。
さらに、発生する流体力がブリストルの浮上力を発生し、ブリストルの摩耗を一層低減することができる。

【0011】

また、本発明のブラシシールは、第２に、第１の特徴において、
前記動圧発生溝は、高圧側と低圧側との差圧方向に沿って配列される複数のブリストルのうち自由端部側の高さの低いブリストルを高圧側に配列した面状ブリストルが周方向に積層状に連続して配列されて形成されるものであって、前記面状ブリストルは、前記回転部の回転方向に向かって、高圧側に配列される高さの低いブリストルの多い面状ブリストルから少ない面状ブリストルの順に徐々に配列されることを特徴としている。
この特徴によれば、動圧発生溝を高さの違うブリストルの配列によって形成することができるので、動圧発生溝の形成が容易となる。

【0012】

また、本発明のブラシシールは、第３に、第２の特徴において、
前記動圧発生溝は、平面形状が高圧側に一辺が連通するとともに他の一辺が回転部の回転に伴って生成される流れに対して高圧側へ向かう分力が付与されるように傾斜した辺を有する略三角形をなし、側面形状が段差を有する凹部形状をしていることを特徴としている。
この特徴によれば、動圧発生溝により発生されるポンピング力により、効率よく流体を高圧側に押し戻すことができる。

【発明の効果】

【0013】

本願発明は、従来公知のブラシシールブリストルと比べて、高圧側と低圧側との差圧方向（ロータの軸方向）の剛性が高く、蒸気タービンなどの高圧機器に対しても適用可能となる。
また、ブリストルの先端の差圧方向と直交する方向（周方向）の自由度が確保されているので、差圧方向と直交する方向の剛性が低く、回転部の低速時における回転においてもその動圧で自由端部が回転部の外周面から浮上でき、摩耗が小さくなり、耐摩耗性を向上することができる。
さらに、回転部のコニカル振動に対しても、ブリストルの先端が独立して動くことができるので、摩耗が小さくなり、耐摩耗性を向上することができる。
さらに、回転部の回転に伴う流体せん断力により発生する流体力により、流体を高圧側に押し戻すポンピング力が発生し、被密封流体の漏洩を低減することができる。
さらに、発生する流体力がブリストルの浮上力を発生し、ブリストルの摩耗を一層低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の実施形態に係るブラシシールの上半分を示す縦断面図である。

【図2】図１のブラシシールを高圧側からみた正面図である。

【図3】本発明の実施形態に係るブリストル部の形成過程を説明する斜視図である。

【図4】本発明の実施形態に係るブリストル部の摺動面に設けられる動圧発生溝の形成過程を説明する斜視図である。

【図5】本発明の実施形態に係るブリストル部の摺動面に形成された動圧発生溝を説明する図である。

【図6】図１の状態において回転部が偏心した場合のブラシシールの状態を高圧側からみた正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

本発明に係るブラシシールを実施するための形態を図面を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれに限定されて解釈されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良を加えうるものである。

【0016】

図１は、本発明の実施形態に係るブラシシールの上半分を示す縦断面図である。

【0017】

図１において、ブラシシール装置１はリング状に形成されて、外周側の固定部２０は、構成部品の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。
また、ブラシシール装置１の内周側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、ブラシシール装置１により高圧側の被密封流体の低圧側への漏洩が封止される。
尚、上記ケーシング５０は本発明の静止部を、また、上記ロータ６０は本発明の回転部を構成する。

【0018】

このブラシシール１装置の主要な構成部材であるブリストル部２の低圧側には、環状をした背板部３がブリストル部２と接触状態にして配置され、被密封流体の圧力の作用に対してブリストル部２を支持している。
また、ブリストル部２の高圧側の面には、保持部４がリング板に形成されて背板部３との間でブリストル部２の外周側の基端部６を狭持するごとく一体に配置されている。この保持部４は、被密封流体がブリストル部２の側面に作用できるように径方向の幅が狭くされてブリストル部２を露出させている。
そして、背板部３とブリストル部２の基端部６と保持部４とは、外周において溶接されて固定部２０を構成し、ケーシング５０の内周面に設けられた段部５１に固定されている。

【0019】

ブリストル部２は、何万ないし何十万本のブリストル（剛毛）５が外周側から内周側に向けて配列されて形成されるものであって、高圧側と低圧側との差圧方向に所定の幅を形成するように複数本配列され、また、所定の幅を形成する複数本のブリストル５が周方向にも連続して配列されて環状に形成されるものである。
そして、ブリストル５の内周側の自由端部７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。

【0020】

ブリストル５の線径は、一般に、０．０２ｍｍから０．５ｍｍのものが用いられている。ブリストル５の材質は、鋼、ステンレス、ニッケル基の合金、コバルト耐熱合金等が用いられる。また、ブリストル５の断面形状は、円形以外に、楕円、三角形、四角形、その他、多角形でもよい。

【0021】

図２は、図１のブラシシールを高圧側からみた正面図である。
図２のブラシシール１は、ブラシシール１とロータ６０とが揺動しない正常な状態を示しており、ブリストル５は、直線状をなしてロータ６０の回転する方向へ傾斜して配列されている。このブラシシール１の正常な状態では、ブリストル５の自由端部７はロータ６０の外周面に接面又は近接している。

【0022】

図３は、本発明の実施形態に係るブリストル部の形成過程を説明する斜視図であって、（ａ）（ｂ）はブリストル部の摺動面に動圧発生溝が設けられない場合を、（ｃ）はブリストル部の摺動面に動圧発生溝が設けられる場合を示している。
なお、図３の上方が回転部と摺動するブリストル部の自由端部側であり、下方が基端部側（静止部側)である。

【0023】

図３においては、説明の都合上、高圧側と低圧側との差圧方向に配列されるブリストルについて実際の本数より少ない本数が示されているが、実際には、所定の幅を形成するように何百本ものブリストルが配列されるものである。

【0024】

図３（ａ）に示すように、断面形状が円形で所定の長さを有する複数のブリストル５を準備する。次に、図３（ｂ）に示すように、複数のブリストル５を、高圧側と低圧側との差圧方向に所定の幅を形成するように、かつ隣接するブリストル５が接触するようにして一列に配列する。そして、基端部６と自由端部７の間において隣接するブリストル５を溶接あるいは溶着などの手段により固着する。

【0025】

図３（ｂ）では、固着部８は、基端部６と自由端部７の間において径方向の３箇所に設定されているが、これに限らず、少なくとも１箇所あるいはそれ以上であればよく、ブリストル部２に要求される剛性に応じて、その部位及び数が設定される。固着部８のうち、自由端部７に近接する固着部８の位置は、ブリストル５の自由端の剛性を決める上で重要である。
上記のように、径方向の中間位置にて相互に固着された複数のブリストル５は、図３（ｂ）に示すように、面状に形成され、面状ブリストル１０を形成する。

【0026】

図３（ｃ）に示す面状ブリストル１０では、所定の幅を形成する複数のブリストル５のうち、右端のブリストル５０は自由端部側の高さが低くなっている。図３（ｃ）では、高さの低いブリストル５０が右端に配列されたものが示されているが、右端だけに限らず、右端から左側に向かって高さの低いブリストル５０の本数を異ならせた種々の面状ブリストル１０が準備されるものである。

【0027】

一部のブリストルの自由端部側の高さを低くする手法としては、図３（ｂ）に示すような同じ高さのブリストルを配列した面状ブリストル１０を形成後、所定の位置のブリストルの自由端部側を切断する方法、または、予め長さの短いブリストル５０を準備しておき、複数のブリストルを一列に配列する際に長さの短いブリストル５０を所定の位置に配列させ、隣接するブリストルを固着する方法などがある。

【0028】

上記の面状ブリストル１０は、ブリストル５の自由端部７がロータ６０の外周面に接面又は近接するようにして周方向に積層状に連続して配列され、図２に示すような環状のブリストル部２が形成されるものである。

【0029】

上記のように形成された面状ブリストル１０は、従来公知のブラシシールブリストルと比べて、高圧側と低圧側との差圧方向（ロータの軸方向）の剛性が高く、蒸気タービンなどの高圧機器に対しても適用可能となる。

【0030】

また、面状ブリストル１０は、各ブリストル５の先端、すなわち、自由端部７に近接する固着部８から自由端部７に至る間の各ブリストル５の先端の差圧方向と直交する方向（周方向）の自由度が確保されているので、差圧方向と直交する方向の剛性が低く、ロータ６０の低速時における回転においてもその動圧で自由端部７がロータ６０の外周面から浮上でき、摩耗が小さくなり、耐摩耗性を向上することができるという利点がある。

【0031】

さらに、ロータ６０のコニカル振動に対しても、各ブリストル５の先端が独立して動くことができるので、摩耗が小さくなり、耐摩耗性を向上することができる。

【0032】

次に、図４を参照しながら、面状ブリストルが周方向に積層した時にブリストル部の摺動面に設けられる動圧発生溝の形成過程を説明する。図４においては、紙面の上方が回転部と摺動するブリストルの自由端部側であり、同下方が基端部側（静止部側)である。また、紙面の左手前と右奥とを結ぶ方向が周方向である。更に、紙面の右側が高圧側、左側が低圧側である。

【0033】

図４において、高圧側に配列される高さの低いブリストル５０の本数の異なる種々の面状ブリストル１０が複数用意され、周方向に配列されている。
この時、高圧側と低圧側との差圧方向に沿って配列される複数のブリストル５のうち、高さの低いブリストル５０を高圧側に備えた面状ブリストル１０が周方向に積層状に連続して配列され、これらの面状ブリストル１０は、ロータ６０の回転方向に向かって、高圧側に配列される高さの低いブリストル５０の本数の多い面状ブリストルから少ない面状ブリストルの順に徐々に配列される。このため、周方向に積層した面状ブリストル１０の自由端部側の面には、平面形状がロータ６０の回転方向に向かって狭くなるとともに高圧側に連通した略三角形をなし、側面形状が段差を有する凹部形状の動圧発生溝１５が形成される。

【0034】

図５は、本発明の実施形態に係るブリストル部の摺動面に形成された動圧発生溝を説明する図であって、環状のブリストル部２の一部が示されており、紙面の上方がロータ６０と摺動するブリストル５の自由端部側であり、同下方が基端部側（静止部側)である。また、紙面の手前側から奥側に向かう方向がロータ６０の回転方向である。更に、紙面の右側が高圧側、左側が低圧側である。

【0035】

図５において、高圧側と低圧側との差圧方向に沿って配列される複数のブリストル５を備えたブリストル１０が周方向に積層状に連続して配列されて環状のブリストル部２が形成され、該環状のブリストル部２の自由端部７の側の摺動面には、ロータ６０との相対回転摺動により動圧を発生する動圧発生溝１５が高圧側と連通するように周方向に独立して複数形成されている。この動圧発生溝１５は、高さの低いブリストル５０の配列される本数がロータ６０の回転方向に向かって順次少なくなるように面状ブリストル１０が選択され周方向に複数配列されることによって、平面形状が略三角形をなし、側面形状が段差を有する凹部の形状に形成されるものである。この略三角形状の段差を有する凹部は、それぞれ、周方向に独立して形成されており、高圧側とは三辺のうちの一辺において連通し、他の二辺、すなわち、差圧方向の底辺及び斜辺が高圧側の一辺の両端から面状ブリストル１０の幅方向の途中の交点で結ばれるようになっており、低圧側とは連通されない。

【0036】

また、動圧発生溝１５を形成する三辺のうち、斜辺に相当する段差部１６は底辺に対して角度αだけロータ６０の回転方向に傾斜しており、ロータ６０の回転に伴って生成される流れに対して高圧側へ向かう分力を付与するようになっている。このため、ロータ６０の回転に伴う流体せん断力により発生する流体力により、流体を高圧側に押し戻すポンピング力が発生し、被密封流体の漏洩を低減することができる。更に、発生する流体力が動圧発生溝１５の斜めの段差部１６に衝突してブリストル５の浮上力を発生し、ブリストル５の摩耗を低減することができる。

【0037】

図６は、図１の状態において回転部が偏心した場合のブラシシール１の状態を高圧側からみた正面図である。
ブラシシール１は、ロータ６０が回転し、振動や揺動などによりロータ６０がブリストル５の自由端部７に接触すると、ブリストル５はロータ６０に圧接された状態になりながら傾斜角度を増加させる。その際、ブリストル５は、各ブリストル５の先端の差圧方向と直交する方向の自由度が確保されているので、差圧方向と直交する方向の剛性が低く、ロータ６０の低速時における回転においてもその動圧で自由端部７がロータ６０の外周面から浮上でき、摩耗が小さくなり、耐摩耗性を向上することができるという利点がある。さらに、ロータ６０のコニカル振動に対しても、各ブリストル５、１５が独立して動くことができるので、摩耗が小さくなり、耐摩耗性を向上することができる。

【0038】

さらに、環状のブリストル部２の自由端部７の側の摺動面には、ロータ６０との相対回転摺動により動圧を発生する動圧発生溝１５が高圧側と連通するように周方向に独立して複数形成されているので、ロータ６０の回転に伴う流体せん断力により発生する流体力により、ブリストル５の浮上力が発生され、ブリストル５の摩耗を一層低減することができる。

【0039】

本発明の実施形態に係るブラシシールの作用・効果を整理すると以下のとおりである。
高圧側と低圧側との差圧方向に沿って配列される複数のブリストルが基端部と自由端部との間において相互に固着されて面状ブリストルに形成されているため、従来公知のブラシシールブリストルと比べて、高圧側と低圧側との差圧方向（ロータの軸方向）の剛性が高く、蒸気タービンなどの高圧機器に対しても適用可能となる。
また、面状ブリストル１０は、各ブリストル５の先端、すなわち、自由端部７に近接する固着部８から自由端部７に至る間の各ブリストル５の先端の差圧方向と直交する方向（周方向）の自由度が確保されているので、差圧方向と直交する方向の剛性が低く、ロータ６０の低速時における回転においてもその動圧で自由端部７がロータ６０の外周面から浮上でき、摩耗が小さくなり、耐摩耗性を向上することができるという利点がある。
さらに、ロータ６０のコニカル振動に対しても、各ブリストル５の先端が独立して動くことができるので、摩耗が小さくなり、耐摩耗性を向上することができる。
さらに、環状のブリストル部２の自由端部７の側の摺動面に動圧発生溝１５が形成されるため、ロータ６０の回転に伴う流体せん断力により発生する流体力により、流体を高圧側に押し戻すポンピング力が発生し、被密封流体の漏洩を低減することができる。更に、発生する流体力が動圧発生溝１５の斜めの段差部１６に衝突してブリストル５の浮上力を発生し、ブリストル５の摩耗を低減することができる。

【0040】

以上、本発明の実施の形態を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。

【0041】

例えば、前記実施の形態では、一部のブリストルの自由端部側の高さを低くする手法として、所定の位置のブリストルの自由端部側を切断する方法、または、予め長さの短いブリストルを所定の位置に配列させる方法について説明したが、これらに限らず、例えば、所定の位置のブリストルの自由端部側をレーザにより除去してもよい。

【0042】

また、前記実施の形態では、動圧発生溝の形成について、高圧側に配列される高さの低いブリストルの多い面状ブリストルから少ない面状ブリストルの順に徐々に配列される手法について説明したが、これに限らず、環状のブリストル部を形成後、摺動面にレーザを照射して高圧側に連通する段差を有する凹部を形成するようにしてもよい。

【0043】

また、前記実施の形態では、ブリストルについて、円形の断面形状のものを説明したが、これに限らず、三角形、多角形あるいは楕円形などの断面形状のブリストルでもよい。

【0044】

また、例えば、前記実施の形態では、一列に配列された複数のブリストル基端部と自由端部の間において隣接するブリストルを固着する径方向の位置について、３箇所の場合について説明しているが、これに限らず、少なくとも１箇所あるいはそれ以上であればよい。また、周方向に配列される面状ブリストルごとに固着位置を変更して、固着位置が径方向の一箇所に集中しないようにしてもよい。

【符号の説明】

【0045】

１ ブラシシール装置
２ ブリストル部
３ 背板部
４ 保持部
５ ブリストル
６ 基端部
７ 自由端部
８ 固着部
１０ 面状ブリストル
１２ スナップリング
１５ 動圧発生溝
１６ 段差部
５０ ケーシング（静止部）
５１ 段部
６０ ロータ（回転部）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】