JP2000170921A - リング状グランドパッキン - Google Patents
リング状グランドパッキンInfo
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- JP2000170921A JP2000170921A JP10366120A JP36612098A JP2000170921A JP 2000170921 A JP2000170921 A JP 2000170921A JP 10366120 A JP10366120 A JP 10366120A JP 36612098 A JP36612098 A JP 36612098A JP 2000170921 A JP2000170921 A JP 2000170921A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の膨張黒鉛製リング状グランドパッキン
と比較してシール性を維持しながら軸トルクの低減化を
可能としたリング状グランドパッキンを提供する。 【解決手段】 膨張黒鉛製テープ１を成形用金型２内で
渦巻き状に巻回し、これを押し型３で加圧成形して得ら
れる膨張黒鉛製グランドパッキンにおいて、成形前の膨
張黒鉛製テープの幅Ｗを成形後のパッキン高さＨの２．
１〜３．４倍になるように構成する。
と比較してシール性を維持しながら軸トルクの低減化を
可能としたリング状グランドパッキンを提供する。 【解決手段】 膨張黒鉛製テープ１を成形用金型２内で
渦巻き状に巻回し、これを押し型３で加圧成形して得ら
れる膨張黒鉛製グランドパッキンにおいて、成形前の膨
張黒鉛製テープの幅Ｗを成形後のパッキン高さＨの２．
１〜３．４倍になるように構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、バルブ等の機器の
スタフィングボックス内に装填し、バルブステムからの
流体の漏れを防止する等の用途に使用されるリング状グ
ランドパッキンの改良に関する。
スタフィングボックス内に装填し、バルブステムからの
流体の漏れを防止する等の用途に使用されるリング状グ
ランドパッキンの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、バルブステムあるいは回転軸（以
下、軸と称する）からの漏れを防止するために使用する
パッキンとしては、石綿繊維やカーボン繊維等の耐熱繊
維を八編み、袋編みあるいは格子編み等に編組し、潤滑
剤などを含浸させるか表面処理を行った、いわゆる編組
パッキンが多く使用されている。
下、軸と称する）からの漏れを防止するために使用する
パッキンとしては、石綿繊維やカーボン繊維等の耐熱繊
維を八編み、袋編みあるいは格子編み等に編組し、潤滑
剤などを含浸させるか表面処理を行った、いわゆる編組
パッキンが多く使用されている。
【０００３】上記構成のパッキンは、耐熱性・耐薬品性
・耐摩耗性等が優れているために現在でも広く使用され
ているが、近時、環境問題に対する意識の高まり等から
微少な漏れも問題とされるようになり、シール性の高い
膨張黒鉛を主原料として用いるパッキン（以下、膨張黒
鉛系パッキンと称する）が使用されるようになってきて
いる。
・耐摩耗性等が優れているために現在でも広く使用され
ているが、近時、環境問題に対する意識の高まり等から
微少な漏れも問題とされるようになり、シール性の高い
膨張黒鉛を主原料として用いるパッキン（以下、膨張黒
鉛系パッキンと称する）が使用されるようになってきて
いる。
【０００４】前記膨張黒鉛系パッキンには種々のタイプ
があるが、最も一般的なものは、テープモールド式とい
われ、膨張黒鉛製シートを所定の幅にスリットして得た
テープ状素材を成形用金型内に渦巻き状または同心円状
に配置した後、これを縦方向に加圧成形して得られたリ
ング状グランドパッキンである。
があるが、最も一般的なものは、テープモールド式とい
われ、膨張黒鉛製シートを所定の幅にスリットして得た
テープ状素材を成形用金型内に渦巻き状または同心円状
に配置した後、これを縦方向に加圧成形して得られたリ
ング状グランドパッキンである。
【０００５】また、別の成形方法としては、ラミネート
式といわれ、膨張黒鉛製シートからリング状に打ち抜い
たリング状素材を成形用金型内に所定枚数積層し、これ
を縦方向に加圧成形する方法があり、その他にこれらを
組み合わせた方法など数多くのものが知られている。
式といわれ、膨張黒鉛製シートからリング状に打ち抜い
たリング状素材を成形用金型内に所定枚数積層し、これ
を縦方向に加圧成形する方法があり、その他にこれらを
組み合わせた方法など数多くのものが知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した従
来の膨張黒鉛系パッキンのうち、テープモールド式によ
り成形されたリング状グランドパッキンでは、鱗片状の
膨張黒鉛粒子の多くが軸と平行になるため、シール性は
非常に優れているものの軸トルクが増大するという問題
がある。
来の膨張黒鉛系パッキンのうち、テープモールド式によ
り成形されたリング状グランドパッキンでは、鱗片状の
膨張黒鉛粒子の多くが軸と平行になるため、シール性は
非常に優れているものの軸トルクが増大するという問題
がある。
【０００７】特に高温で使用される場合には膨張黒鉛の
熱膨張率が層方向でかなり大きいため、より一層側圧
（軸面を押す力）が大きくなり、最悪の場合、軸が回ら
なくなるというケースも見られる。
熱膨張率が層方向でかなり大きいため、より一層側圧
（軸面を押す力）が大きくなり、最悪の場合、軸が回ら
なくなるというケースも見られる。
【０００８】上記の問題を解消するため、一般的にグラ
ンドパッキンの表面に各種潤滑剤を処理することが行わ
れているが、３００℃を超えるような高温で連続使用が
可能な潤滑剤は少なく、長期間において潤滑効果を維持
させることが課題となっている。
ンドパッキンの表面に各種潤滑剤を処理することが行わ
れているが、３００℃を超えるような高温で連続使用が
可能な潤滑剤は少なく、長期間において潤滑効果を維持
させることが課題となっている。
【０００９】一方、ラミネート式により成形されたリン
グ状グランドパッキンでは、パッキンに締め付け荷重を
与えたときの側圧が非常に少ない上に、パッキン自体の
径方向への変形が小さいため、グランドパッキンと軸と
の間に微少な隙間が発生することが避けられず、充分な
シール性を得ることが難しい。
グ状グランドパッキンでは、パッキンに締め付け荷重を
与えたときの側圧が非常に少ない上に、パッキン自体の
径方向への変形が小さいため、グランドパッキンと軸と
の間に微少な隙間が発生することが避けられず、充分な
シール性を得ることが難しい。
【００１０】さらに、ラミネート式により成形されたリ
ング状グランドパッキンでは、リング状のシート素材の
積層体を圧縮しているため、成形体がシートの層間で剥
離しやすく扱いにくいため、シート表面をゴム等のバイ
ンダーで処理した後に積層する場合が多く、製造工程が
煩雑になることに加えて、パッキン内に有機物が残るこ
とによる加熱後の焼き付きや熱減量による応力緩和が発
生する恐れがある。
ング状グランドパッキンでは、リング状のシート素材の
積層体を圧縮しているため、成形体がシートの層間で剥
離しやすく扱いにくいため、シート表面をゴム等のバイ
ンダーで処理した後に積層する場合が多く、製造工程が
煩雑になることに加えて、パッキン内に有機物が残るこ
とによる加熱後の焼き付きや熱減量による応力緩和が発
生する恐れがある。
【００１１】本発明は、以上の問題点に鑑みてなされた
もので、テープモールド式により成形される膨張黒鉛系
パッキンのシール性を維持しながら軸トルクを低減し、
しかも製造が容易で安価に製造できるリング状グランド
パッキンを提供することを目的としている。
もので、テープモールド式により成形される膨張黒鉛系
パッキンのシール性を維持しながら軸トルクを低減し、
しかも製造が容易で安価に製造できるリング状グランド
パッキンを提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のリング状グランドパッキンは、膨張黒鉛製
テープを渦巻き状または同心円状に配置し、これを縦方
向に加圧成形して得られる膨張黒鉛製グランドパッキン
において、成形前の膨張黒鉛製テープの幅を成形後のパ
ッキン高さの２．１〜３．４倍にしたことを要旨として
いる。
め、本発明のリング状グランドパッキンは、膨張黒鉛製
テープを渦巻き状または同心円状に配置し、これを縦方
向に加圧成形して得られる膨張黒鉛製グランドパッキン
において、成形前の膨張黒鉛製テープの幅を成形後のパ
ッキン高さの２．１〜３．４倍にしたことを要旨として
いる。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態としては、例
えば図２（Ａ）に示すように、膨張黒鉛製テープ１を成
形用金型２内で渦巻状に巻回し、図２（Ｂ）に示すよう
に、これを押し型３で加圧成形し、図１に示すリング状
グランドパッキンＡを構成する。
えば図２（Ａ）に示すように、膨張黒鉛製テープ１を成
形用金型２内で渦巻状に巻回し、図２（Ｂ）に示すよう
に、これを押し型３で加圧成形し、図１に示すリング状
グランドパッキンＡを構成する。
【００１４】上記成形前の膨張黒鉛製テープ１の幅Ｗ
は、成形後のパッキンの高さＨの２．１〜３．４倍、好
ましくは２．３〜３．０倍である。
は、成形後のパッキンの高さＨの２．１〜３．４倍、好
ましくは２．３〜３．０倍である。
【００１５】本発明者等は、テープモールド式により成
形された膨張黒鉛製リング状グランドパッキンの成形前
の膨張黒鉛製テープの幅と成形後の膨張黒鉛製リング状
グランドパッキンの性能について鋭意検討を行った結
果、成形前の膨張黒鉛製テープの幅によって軸トルクと
シール性が大きく変わることを知り得た。
形された膨張黒鉛製リング状グランドパッキンの成形前
の膨張黒鉛製テープの幅と成形後の膨張黒鉛製リング状
グランドパッキンの性能について鋭意検討を行った結
果、成形前の膨張黒鉛製テープの幅によって軸トルクと
シール性が大きく変わることを知り得た。
【００１６】これは、一般にテープモールド式により成
形された膨張黒鉛製リング状グランドパッキンは図３
（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示すように、成形前の膨張黒
鉛製テープの幅によってパッキンの断面構造が変化して
おり、これが実際に使用する時のパッキンの締付面圧と
側圧との関係に複雑な影響を与えているために、軸トル
クとシール性が変化するものと推定している。
形された膨張黒鉛製リング状グランドパッキンは図３
（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示すように、成形前の膨張黒
鉛製テープの幅によってパッキンの断面構造が変化して
おり、これが実際に使用する時のパッキンの締付面圧と
側圧との関係に複雑な影響を与えているために、軸トル
クとシール性が変化するものと推定している。
【００１７】すなわち、パッキンに同じ面圧を負荷した
時の軸トルクは、成形前の膨張黒鉛製テープの幅Ｗが成
形後のパッキンの高さＨの１．５倍〜２．０倍までは著
しく大きく、２．０倍を超えて３．０倍までは小さくな
り、さらに３．５倍以上では著しく小さくなる。一方シ
ール性は、２．０倍までは漏れが発生し、２．３倍〜
３．０倍までは漏れがなく、３．５倍以上では再度漏れ
が発生する。これらの特性を表わす性能曲線を図４に示
す。
時の軸トルクは、成形前の膨張黒鉛製テープの幅Ｗが成
形後のパッキンの高さＨの１．５倍〜２．０倍までは著
しく大きく、２．０倍を超えて３．０倍までは小さくな
り、さらに３．５倍以上では著しく小さくなる。一方シ
ール性は、２．０倍までは漏れが発生し、２．３倍〜
３．０倍までは漏れがなく、３．５倍以上では再度漏れ
が発生する。これらの特性を表わす性能曲線を図４に示
す。
【００１８】なお、パッキンの成形性は、成形前の膨張
黒鉛製テープの幅が１．５倍では金型に挿入する時の作
業性が非常に悪く、３．５倍では成形後のパッキンの外
観が良くなかったが、２．０倍〜３．０倍までは何れも
問題がなかった。
黒鉛製テープの幅が１．５倍では金型に挿入する時の作
業性が非常に悪く、３．５倍では成形後のパッキンの外
観が良くなかったが、２．０倍〜３．０倍までは何れも
問題がなかった。
【００１９】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
るが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
【００２０】 実施例１成形用金型内に、厚さ０．３８ｍｍ、幅１８ｍ
ｍ、長さ１２９０ｍｍの膨張黒鉛製テープを渦巻き状に
巻回して、縦方向に加圧成形してリング状（内径２６ｍ
ｍ、外径４２ｍｍ、高さ８ｍｍ）のグランドパッキンを
得た。本実施例でのＷ／Ｈは約２．３である。
ｍ、長さ１２９０ｍｍの膨張黒鉛製テープを渦巻き状に
巻回して、縦方向に加圧成形してリング状（内径２６ｍ
ｍ、外径４２ｍｍ、高さ８ｍｍ）のグランドパッキンを
得た。本実施例でのＷ／Ｈは約２．３である。
【００２１】実施例２ 成形用金型内に、厚さ０．３８ｍｍ、幅２０ｍｍ、長さ
１１６０ｍｍの膨張黒鉛製テープを渦巻き状に巻回し
て、縦方向に加圧成形してリング状（内径２６ｍｍ、外
径４２ｍｍ、高さ８ｍｍ）のグランドパッキンを得た。
本実施例でのＷ／Ｈは２．５である。
１１６０ｍｍの膨張黒鉛製テープを渦巻き状に巻回し
て、縦方向に加圧成形してリング状（内径２６ｍｍ、外
径４２ｍｍ、高さ８ｍｍ）のグランドパッキンを得た。
本実施例でのＷ／Ｈは２．５である。
【００２２】実施例３ 成形用金型内に、厚さ０．３８ｍｍ、幅２４ｍｍ、長さ
９７０ｍｍの膨張黒鉛製テープを渦巻き状に巻回して、
縦方向に加圧成形してリング状（内径２６ｍｍ、外径４
２ｍｍ、高さ８ｍｍ）のグランドパッキンを得た。本実
施例でのＷ／Ｈは３．０である。
９７０ｍｍの膨張黒鉛製テープを渦巻き状に巻回して、
縦方向に加圧成形してリング状（内径２６ｍｍ、外径４
２ｍｍ、高さ８ｍｍ）のグランドパッキンを得た。本実
施例でのＷ／Ｈは３．０である。
【００２３】比較例１ 成形用金型内に、厚さ０．３８ｍｍ、幅１２ｍｍ、長さ
１９３０ｍｍの膨張黒鉛製テープを渦巻き状に巻回し
て、縦方向に加圧成形してリング状（内径２６ｍｍ、外
径４２ｍｍ、高さ８ｍｍ）のグランドパッキンを得た。
本比較例でのＷ／Ｈは１．５である。
１９３０ｍｍの膨張黒鉛製テープを渦巻き状に巻回し
て、縦方向に加圧成形してリング状（内径２６ｍｍ、外
径４２ｍｍ、高さ８ｍｍ）のグランドパッキンを得た。
本比較例でのＷ／Ｈは１．５である。
【００２４】比較例２ 成形用金型内に、厚さ０．３８ｍｍ、幅１６ｍｍ、長さ
１４５０ｍｍの膨張黒鉛製テープを渦巻き状に巻回し
て、縦方向に加圧成形してリング状（内径２６ｍｍ、外
径４２ｍｍ、高さ８ｍｍ）のグランドパッキンを得た。
本比較例でのＷ／Ｈは２．０である。
１４５０ｍｍの膨張黒鉛製テープを渦巻き状に巻回し
て、縦方向に加圧成形してリング状（内径２６ｍｍ、外
径４２ｍｍ、高さ８ｍｍ）のグランドパッキンを得た。
本比較例でのＷ／Ｈは２．０である。
【００２５】比較例３ 成形用金型内に、厚さ０．３８ｍｍ、幅２８ｍｍ、長さ
８３０ｍｍの膨張黒鉛製テープを渦巻き状に巻回して、
縦方向に加圧成形してリング状（内径２６ｍｍ、外径４
２ｍｍ、高さ８ｍｍ）のグランドパッキンを得た。本比
較例でのＷ／Ｈは３．５である。
８３０ｍｍの膨張黒鉛製テープを渦巻き状に巻回して、
縦方向に加圧成形してリング状（内径２６ｍｍ、外径４
２ｍｍ、高さ８ｍｍ）のグランドパッキンを得た。本比
較例でのＷ／Ｈは３．５である。
【００２６】上記実施例１，２，３および比較例１，
２，３のリング状グランドパッキンＰを図５に示すシー
ル試験機５（ステム径２６ｍｍ、スタフィングボックス
内径４２ｍｍ、スタフィングボックス深さ１５０ｍｍ）
にそれぞれ６リング装着して面圧２００kgf/cm2で締め
付け、軸トルクと、２１kgf/cm2のＮ2ガスを負荷したと
きの漏れ量を測定した。この測定結果を表１に示す。
２，３のリング状グランドパッキンＰを図５に示すシー
ル試験機５（ステム径２６ｍｍ、スタフィングボックス
内径４２ｍｍ、スタフィングボックス深さ１５０ｍｍ）
にそれぞれ６リング装着して面圧２００kgf/cm2で締め
付け、軸トルクと、２１kgf/cm2のＮ2ガスを負荷したと
きの漏れ量を測定した。この測定結果を表１に示す。
【００２７】なお、図５において、６は軸、７はパッキ
ン押さえ、８は締め付けボルト、９はランタンリング、
１０はガス加圧口、１１はガス出口、Ｐは供試用リング
状グランドパッキンである。
ン押さえ、８は締め付けボルト、９はランタンリング、
１０はガス加圧口、１１はガス出口、Ｐは供試用リング
状グランドパッキンである。
【００２８】
【表１】
【００２９】表１に示す如く、本発明による実施例１，
２，３で得られたリング状グランドパッキンは、比較例
１，２，３の膨張黒鉛製リング状グランドパッキンに比
べて軸トルクとシール性が良いことが確認された。
２，３で得られたリング状グランドパッキンは、比較例
１，２，３の膨張黒鉛製リング状グランドパッキンに比
べて軸トルクとシール性が良いことが確認された。
【００３０】なお、今回の実施例はいずれも表面処理剤
等を使わずに使用しているが、使用目的に応じてはリン
グ成形前後に通常パッキンに用いられるタービン油等の
鉱油系潤滑剤、シリコーンオイル、フッ素オイル、パラ
フィンワックス、ＰＥＧ等の潤滑剤や二硫化モリブデ
ン、窒化ホウ素等の固体潤滑剤を処理しても差し支えな
い。また、膨張黒鉛製テープ間に金属製メッシュ等をは
さみ、取り出し性を向上させたものが本発明に含まれる
ことも言うまでもない。
等を使わずに使用しているが、使用目的に応じてはリン
グ成形前後に通常パッキンに用いられるタービン油等の
鉱油系潤滑剤、シリコーンオイル、フッ素オイル、パラ
フィンワックス、ＰＥＧ等の潤滑剤や二硫化モリブデ
ン、窒化ホウ素等の固体潤滑剤を処理しても差し支えな
い。また、膨張黒鉛製テープ間に金属製メッシュ等をは
さみ、取り出し性を向上させたものが本発明に含まれる
ことも言うまでもない。
【００３１】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、テ
ープモールド式により成形される従来の膨張黒鉛系パッ
キンのシール性を維持しながら軸トルクを低減し、しか
も製造が容易で安価に製造できるリング状グランドパッ
キンが得られる。
ープモールド式により成形される従来の膨張黒鉛系パッ
キンのシール性を維持しながら軸トルクを低減し、しか
も製造が容易で安価に製造できるリング状グランドパッ
キンが得られる。
【図１】本発明のリング状グランドパッキンの実施例の
概略断面斜視図である。
概略断面斜視図である。
【図２】本発明のリング状グランドパッキンの成形方法
を示す概略図である。
を示す概略図である。
【図３】膨張黒鉛製リング状グランドパッキンの一般的
な概略断面斜視図である。
な概略断面斜視図である。
【図４】本発明および従来のリング状グランドパッキン
の性能曲線を示すグラフである。
の性能曲線を示すグラフである。
【図５】グランドパッキンの漏洩試験機の断面図であ
る。
る。
Ａ リング状グランドパッキン １ 膨張黒鉛製テープ ２ 成形用金型（凹側） ３ 成形用金型（凸側） Ｐ 供試用リング状グランドパッキン Ｎ2 窒素ガス ５ 漏洩試験機本体 ６ 軸 ７ パッキン押さえ ８ 締め付けボルト ９ ランタンリング １０ ガス加圧口 １１ ガス出口
Claims (1)
- 【請求項１】 膨張黒鉛製テープを渦巻き状または同心
円状に配置し、これを縦方向に加圧成形して得られる膨
張黒鉛製グランドパッキンにおいて、成形前の膨張黒鉛
製テープの幅を成形後のパッキン高さの２．１〜３．４
倍にしたことを特徴とするリング状グランドパッキン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10366120A JP2000170921A (ja) | 1998-12-07 | 1998-12-07 | リング状グランドパッキン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10366120A JP2000170921A (ja) | 1998-12-07 | 1998-12-07 | リング状グランドパッキン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000170921A true JP2000170921A (ja) | 2000-06-23 |
Family
ID=18485980
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10366120A Pending JP2000170921A (ja) | 1998-12-07 | 1998-12-07 | リング状グランドパッキン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000170921A (ja) |
-
1998
- 1998-12-07 JP JP10366120A patent/JP2000170921A/ja active Pending
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