JP2004100871A

JP2004100871A - グランドパッキン材料およびグランドパッキン

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Publication number: JP2004100871A
Application number: JP2002265877A
Authority: JP
Inventors: Takahisa Ueda; 上田　隆久; Masaru Fujiwara; 藤原　優
Original assignee: Nippon Pillar Packing Co Ltd
Current assignee: Nippon Pillar Packing Co Ltd
Priority date: 2002-09-11
Filing date: 2002-09-11
Publication date: 2004-04-02
Anticipated expiration: 2022-09-11
Also published as: JP4058311B2

Abstract

【課題】炭素繊維の外補強を可能にした外補強構造のグランドパッキン材料およびこのグランドパッキン材料を用いて製造されたグランドパッキンを提供する。
【解決手段】グランドパッキン材料１は、極細で長尺の多数本の炭素繊維２よりなる補強材２０を帯状膨張黒鉛３の片面に設け、このようにした基材４を炭素繊維２が外向きになるように端から長手方向に順次に撚りをかけて、炭素繊維２で帯状膨張黒鉛３を被覆し、この撚られた補強材２０に備えられている多数の開口２０Ａに帯状膨張黒鉛３を臨ませるようにして、炭素繊維２の一部と帯状膨張黒鉛３の幅方向の一端部５をのり巻き状にグランドパッキン材料１の内部に巻き込んで、帯状膨張黒鉛３の間に炭素繊維２の一部を介在させた外補強構造に構成してある。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、グランドパッキンの製造に用いられるグランドパッキン材料と、このグランドパッキン材料によって製造されたグランドパッキンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、グランドパッキンの製造に用いられるグランドパッキン材料として、図２１および図２２に示すものが知られている。図２１のグランドパッキン材料５０は、膨張黒鉛テープ５１を長手方向に折りたたんで形成した紐状体５２を、ステンレス、インコネル、モネルなどの金属線の編組体よりなる補強材５３で被覆した外補強構造のもので（例えば、特許文献１参照）、図２２のグランドパッキン材料５０は、膨張黒鉛テープ５１の紐状体５２を前記金属線の編組体よりなる補強材５３で被覆した外補強構造のものを、長手方向にＶ字状に折りたたんだものである（例えば、特許文献２参照。）。
グランドパッキン材料５０には、前記金属線の編組体よりなる補強材５３によって高い引張り強さが付与されるので、編組またはひねり加工することができる。したがって、このグランドパッキン材料５０を複数本集束して、編組またはひねり加工することによりグラントパッキンを製造することできる。たとえば、グランドパッキン材料５０を８本集束して８打角編みすることで、図２３（ａ），（ｂ）に示すように編組したグラントパッキン５４を製造することができ、また、グランドパッキン材料５０を６本集束してひねり加工することで、図２４（ａ），（ｂ）に示すようにひねり加工したグラントパッキン５４を製造することができる。
【０００３】
図２３および図２４のグラントパッキン５４には、膨張黒鉛テープ５１によってパッキンとして不可欠な耐熱性、圧縮性、復元性などの封止上好ましい特性が付与されるので、高い封止性を有して流体機器の軸封部を封止することができる。
【０００４】
【特許文献１】
特公平６−２７５４６号公報
【特許文献２】
特許第２５８３１７６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記従来の外補強構造のグランドパッキン材料５０で製造されたグラントパッキン５４では、金属線の編組体よりなる補強材５３が回転または軸方向に摺動するポンプ軸や弁棒などの流体機器の部材、つまり相手側部材に摺接して、相手側部材に傷を付け易い問題があるとともに、補強材５３の摺動抵抗が大きいので、相手側部材の回転性能または軸方向の摺動性能を低下させる問題もある。
【０００６】
これらの問題を解決するために、膨張黒鉛テープ５１の紐状体５２を被覆する外補強材として、炭素繊維を採用したグランドパッキン材料５０によってグラントパッキン５４を製造し、このグラントパッキン５４で流体機器の軸封部を封止することにより、相手側部材に傷を付けず、摺動抵抗が小さく抑えられて相手側部材の回転性能や軸方向の摺動性能を向上させ、さらに耐熱性を高めたい要望がある。
【０００７】
しかし、炭素繊維は、金属線と異なり、膨張黒鉛テープ５１を外補強するためのニット編みまたはその他の編組をしようとすると、靭性が低いので折損する。このため、炭素繊維の外補強構造のグランドパッキン材料５０を得ることができなかった。
【０００８】
本発明は、炭素繊維の外補強を可能にした外補強構造のグランドパッキン材料およびこのグランドパッキン材料を用いて製造されたグランドパッキンを提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明に係るグランドパッキン材料は、炭素繊維よりなる補強材を帯状膨張黒鉛の少なくとも片面に設けた基材が、前記炭素繊維よりなる補強材を外側にしてかつ該炭素繊維よりなる補強材が内部に巻き込まれるように撚られており、この撚られた補強材には多数の開口が備えられていて、これら開口に前記帯状膨張黒鉛を臨ませるようにしたことを特徴としている。
【００１０】
請求項２に記載の発明に係るグランドパッキン材料は、炭素繊維よりなる補強材を帯状膨張黒鉛の少なくとも片面に設けた基材が、前記炭素繊維よりなる補強材を外側にしてかつ該炭素繊維よりなる補強材が内部に巻き込まれるように巻かれており、この巻かれた補強材には多数の開口が備えられていて、これら開口に前記帯状膨張黒鉛を臨ませるようにしたことを特徴としている。
【００１１】
請求項３に記載の発明に係るグランドパッキン材料は、炭素繊維よりなる補強材を帯状膨張黒鉛の少なくとも片面に設けた基材が、前記炭素繊維よりなる補強材を外側にしてかつ該炭素繊維よりなる補強材が内部に巻き込まれるように巻かれて撚られており、この巻かれて撚られた補強材には多数の開口が備えられていて、これら開口に前記帯状膨張黒鉛を臨ませるようにしたことを特徴としている。
【００１２】
請求項４に記載の発明のように、炭素繊維の折り曲げ部が表面に露出していることが好ましい。
【００１３】
請求項５に記載の発明のように、帯状膨張黒鉛の片面に炭素繊維よりなる補強材を設けることが好ましい。
【００１４】
請求項６に記載の発明のように、帯状膨張黒鉛の両面に炭素繊維よりなる補強材を設けてもよい。
【００１５】
請求項７に記載の発明に係るグランドパッキンは、請求項１，２，３，４，５，６のいずれかに記載のグランドパッキン材料を複数本用いて編組していることを特徴としている。
【００１６】
請求項８に記載の発明にに係るグランドパッキンは、請求項１，２，３，４，５，６のいずれかに記載のグランドパッキン材料を複数本用いてひねり加工していることを特徴としている。
【００１７】
請求項１に記載の発明によれば、炭素繊維は、撚りをかけても折損し難い特性を有しているので、炭素繊維よりなる補強材は折損されることなく帯状膨張黒鉛を外補強することができる。
また、帯状膨張黒鉛が炭素繊維よりなる補強材に備えられた多数の開口に臨んで前記補強材に係合するアンカー作用によって、帯状膨張黒鉛と補強材との結合力が高められるので、接着剤の使用量を零もしくは極少量に制限しても、グランドパッキンを製造するための編組時またはひねり加工時に補強材が帯状膨張黒鉛と分離し難くなり外補強効果を有効に発揮することができる。
さらに、接着剤の使用量を零もしくは極少量に制限できることで、接着剤硬化による帯状膨張黒鉛の特性（親和性、圧縮復元性など）の低下を抑制することができる。
また、グランドパッキン材料の内部に補強材が巻き込まれていることにより、圧縮または圧力がかかった場合にサンドイッチ構造となるので、膨張黒鉛粒子の移動が抑止され、すなわち膨張黒鉛粒子のはみだし量が抑えられ、シール面圧の低下を防止して、耐圧性能を向上させ、相手側部材への圧接力を高めることで、シール性も向上させることができる。
【００１８】
請求項２に記載の発明によれば、炭素繊維は、巻いても折損し難い特性を有しているので、炭素繊維よりなる補強材は折損されることなく帯状膨張黒鉛を外補強することができる。
また、帯状膨張黒鉛が炭素繊維よりなる補強材に備えられた多数の開口に臨んで前記補強材に係合するアンカー作用によって、帯状膨張黒鉛と補強材との結合力が高められるので、接着剤の使用量を零もしくは極少量に制限しても、グランドパッキンを製造するための編組時またはひねり加工時に補強材が帯状膨張黒鉛と分離し難くなり外補強効果を有効に発揮することができる。
さらに、接着剤の使用量を零もしくは極少量に制限できることで、接着剤硬化による帯状膨張黒鉛の特性（親和性、圧縮復元性など）の低下を抑制することができる。
また、グランドパッキン材料の内部に補強材が巻き込まれていることにより、圧縮または圧力がかかった場合にサンドイッチ構造となるので、膨張黒鉛粒子の移動が抑止され、すなわち膨張黒鉛粒子のはみだし量が抑えられ、シール面圧の低下を防止して、耐圧性能を向上させ、相手側部材への圧接力を高めることで、シール性も向上させることができる。
【００１９】
請求項３に記載の発明によれば、炭素繊維は、巻いて撚りをかけても折損し難い特性を有しているので、炭素繊維よりなる補強材は折損されることなく帯状膨張黒鉛を外補強することができる。
また、帯状膨張黒鉛が炭素繊維よりなる補強材に備えられた多数の開口に臨んで前記補強材に係合するアンカー作用によって、帯状膨張黒鉛と補強材との結合力が高められるので、接着剤の使用量を零もしくは極少量に制限しても、グランドパッキンを製造するための編組時またはひねり加工時に補強材が帯状膨張黒鉛と分離し難くなり外補強効果を有効に発揮することができる。
さらに、接着剤の使用量を零もしくは極少量に制限できることで、接着剤硬化による帯状膨張黒鉛の特性（親和性、圧縮復元性など）の低下を抑制することができる。
また、グランドパッキン材料の内部に補強材が巻き込まれていることにより、圧縮または圧力がかかった場合にサンドイッチ構造となるので、膨張黒鉛粒子の移動が抑止され、すなわち膨張黒鉛粒子のはみだし量が抑えられ、シール面圧の低下を防止して、耐圧性能を向上させ、相手側部材への圧接力を高めることで、シール性も向上させることができる。
【００２０】
請求項４に記載の発明によれば、炭素繊維よりなる補強材の折り曲げ部が表面に露出していることにより、グランドパッキンを製造するための編組時またはひねり加工時に前記表面に露出している折り曲げ部が互いにからみあって、グランドパッキン材料の相対すべりを抑え、グランドパッキンの保形性を高めることができる。なお、炭素繊維は撚りをかけられることで折り曲げ部が発生し、この折り曲げ部が表面に露出する。
【００２１】
請求項５に記載の発明のように、帯状膨張黒鉛の片面に炭素繊維よりなる補強材を設けても、外補強効果を有効に発揮することができる。
【００２２】
請求項６に記載の発明のように、帯状膨張黒鉛の両面に炭素繊維よりなる補強材を設けることで、補強材を内部に巻き込む巻き込み量が多くなって、内補強することができるので、グランドパッキン材料の引張強度がより向上する。また、内部への巻き込み量が多くなることで、より相手側部材への圧接力を高めることができる。
【００２３】
請求項７に記載の発明によれば、前記のグランドパッキン材料を複数本用いて編組しているグランドパッキンであるので、金属線と比較して相手側部材に大きな傷を付けない。また、摺動抵抗が小さいために相手側部材の回転性能または軸方向の摺動性能を向上させることができるとともに、優れた耐熱性を得ることができる。また、前記したとおり、グランドパッキン材料の相対すべりが抑えられることでグランドパッキンの保形性が高められることと、圧接力が高められることにより、シール性を向上させることができる。さらに、高熱条件下で使用しても、接着剤の焼失によるシール性の低下が生じることはない。
【００２４】
請求項８に記載の発明によれば、前記のグランドパッキン材料を複数本用いてひねり加工しているグランドパッキンであるので、金属線と比較して相手側部材に大きな傷を付けない。また、摺動抵抗が小さいために相手側部材の回転性能または軸方向の摺動性能を向上させることができるとともに、優れた耐熱性を得ることができる。また、前記したとおり、グランドパッキン材料の相対すべりが抑えられることでグランドパッキンの保形性が高められることと、接圧力が高められることにより、シール性を向上させることができる。さらに、高熱条件下で使用しても、接着剤の焼失によるシール性の低下が生じることはない。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、請求項１に記載の発明に係るグランドパッキン材料の実施の形態を示す斜視図であり、この図において、グランドパッキン材料１は、極細で長尺の多数本の炭素繊維２よりなる補強材２０を帯状膨張黒鉛３の片面に設け、このようにした基材４を前記炭素繊維２よりなる補強材２０が外向きになるように端から長手方向に順次に撚りをかけて、補強材２０で帯状膨張黒鉛３を被覆し、この撚られた補強材２０に備えられている図２，図３に示す多数の開口２０Ａに帯状膨張黒鉛３を臨ませるようにして、炭素繊維２の一部と帯状膨張黒鉛３の幅方向の一端部５（図１参照）をのり巻き状にグランドパッキン材料１の内部に巻き込んで、領域Ｌで示すように、帯状膨張黒鉛３の間に炭素繊維２の一部を介在させた外補強構造に構成されている。なお、前記多数の開口２０Ａは、極細で長尺の多数本の炭素繊維２よりなる補強材２０が撚られる時に自然発生的に形成されることで備わる場合と、極細で長尺の多数本の炭素繊維２よりなる補強材２０の多数の部位で隣接し合う炭素繊維２同士を離間させるように少し押し拡げて、撚る前に予め局部的な裂け目を形成することによって人為的に備える場合もある。
【００２６】
炭素繊維２は、撚りをかけても折損し難い特性を有しているので、炭素繊維２よりなる補強材２０は折損されることなく帯状膨張黒鉛３を被覆した外補強構造のグランドパッキン材料１を得ることができる。また、帯状膨張黒鉛３が炭素繊維２よりなる補強材２０に備えられた多数の開口２０Ａに臨んで補強材２０に係合するアンカー作用によって、帯状膨張黒鉛３と補強材２０との結合力が高められるので接着剤の使用を省略できる。つまり、接着剤を使用しなくても、グランドパッキンを製造するための編組時またはひねり加工時に補強材２０が帯状膨張黒鉛３と分離し難くなり外補強効果を有効に発揮することができる。さらに、接着剤の使用を省略することで、接着剤硬化による帯状膨張黒鉛３の特性（親和性、圧縮復元性など）の低下を抑制することができる。また、炭素繊維２の一部と帯状膨張黒鉛３の幅方向の一端部５がのり巻き状にグランドパッキン材料１の内部に巻き込まれているので、圧縮または圧力がかかった場合にサンドイッチ構造となることにより、膨張黒鉛粒子の移動が抑止され、すなわち膨張黒鉛粒子のはみだし量が抑えられ、シール面圧の低下を防止して、耐圧性能を向上させ、相手側部材への圧接力を高めることで、シール性も向上させることができる。
【００２７】
図４は、請求項２に記載の発明に係るグランドパッキン材料の実施の形態を示す斜視図であり、この図において、グランドパッキン材料１は、極細で長尺の多数本の炭素繊維２よりなる補強材２０を帯状膨張黒鉛３の片面に設け、このようにした基材４を前記炭素繊維２よりなる補強材２０を外向きにして、かつ該補強材２０の一部と帯状膨張黒鉛３の幅方向の一端部５をのり巻き状にグランドパッキン材料１の内部に巻き込んで、補強材２０で帯状膨張黒鉛３を被覆し、この巻かれた補強材２０に備えられている図２，図３に示す多数の開口２０Ａに帯状膨張黒鉛３を臨ませるようにして、炭素繊維２の一部と帯状膨張黒鉛３の幅方向の一端部５をのり巻き状にグランドパッキン材料１の内部に巻き込んで、領域Ｌで示すように、帯状膨張黒鉛３の間に炭素繊維２の一部を介在させた外補強構造に構成されている。なお、前記多数の開口２０Ａは、極細で長尺の多数本の炭素繊維２よりなる補強材２０が巻かれる時に自然発生的に形成されることで備わる場合と、極細で長尺の多数本の炭素繊維２よりなる補強材２０の多数の部位で隣接し合う炭素繊維２同士を離間させるように少し押し拡げて、巻く前に予め局部的な裂け目を形成することによって人為的に備える場合もある。
【００２８】
炭素繊維２は、巻いても折損しないので、炭素繊維２よりなる補強材２０は折損されることなく帯状膨張黒鉛２を被覆した外補強構造のグランドパッキン材料１を得ることができる。また、帯状膨張黒鉛３が炭素繊維２よりなる補強材２０に備えられた多数の開口２０Ａに臨んで補強材２０に係合するアンカー作用によって、帯状膨張黒鉛３と補強材２０との結合力が高められるので接着剤の使用を省略できる。つまり、接着剤を使用しなくても、グランドパッキンを製造するための編組時またはひねり加工時に補強材２０が帯状膨張黒鉛３と分離し難くなり外補強効果を有効に発揮することができる。さらに、接着剤の使用を省略することで、接着剤硬化による帯状膨張黒鉛３の特性（親和性、圧縮復元性など）の低下を抑制することができる。また、炭素繊維２の一部と帯状膨張黒鉛３の幅方向の一端部５がのり巻き状にグランドパッキン材料１の内部に巻き込まれているので、圧縮または圧力がかかった場合にサンドイッチ構造となることにより、膨張黒鉛粒子の移動が抑止され、すなわち膨張黒鉛粒子のはみだし量が抑えられ、シール面圧の低下を防止して、耐圧性能を向上させ、相手側部材への圧接力を高めることで、シール性も向上させることができる。
【００２９】
請求項３に記載の発明に係るグランドパッキン材料のように、炭素繊維２の一部と帯状膨張黒鉛３の幅方向の一端部５がのり巻き状にグランドパッキン材料１の内部に巻き込まれるように巻かれて撚られている外補強構造であっても、図１の請求項１または図４の請求項２の発明に係るグランドパッキン材料１と同様の作用・効果を奏することができる。このように構成されたグランドパッキン材料１の外観は図１と略同じであるので図示は省略する。
【００３０】
一方、炭素繊維２は、図１に示す請求項１または請求項３に記載のグランドパッキン材料１のように撚られることで、図５に示すように、炭素繊維２の折り曲げ部２ａがランダムに表面に露出する。このため、後述するグランドパッキンを製造するための編組時またはひねり加工時に前記ランダムに表面に露出している炭素繊維２の折り曲げ部２ａ同士が互いにからみあって、グランドパッキン材料１の相対すべりを抑え、グランドパッキンの保形性を高めることができる。
【００３１】
グランドパッキン材料１は、たとえば、以下の手順によって構成することができる。
まず、図６に示すように、１本の直径が７μｍの炭素繊維２を１２０００本集束したマルチフィラメント糸を使用して、幅Ｗ＝４．００ｍｍ、厚さＴ＝０．２０ｍｍの偏平状に集束した炭素繊維束２Ａを設け、この炭素繊維束２Ａを幅方向に拡展して、図７に示す幅Ｗ１＝２５．００ｍｍ、厚さＴ１＝０．０３ｍｍの展延シート２Ｂを形成する。
【００３２】
つぎに、図８に示すように、幅Ｗ２＝２５．００ｍｍ、厚さＴ２＝０．２５ｍｍの帯状膨張黒鉛３の上面に前記展延シート２Ｂを重ねて、炭素繊維２よりなる補強材２０を帯状膨張黒鉛３の片面に設けた基材４を形成し、この基材４に撚りをかけるかあるいは巻いて撚りをかけることで、図１のグランドパッキン材料１が構成され、前記基材４をのり巻き状に巻き込むことで、図４のグランドパッキン材料１が構成される。つまり、帯状膨張黒鉛３が炭素繊維２よりなる補強材２０に備えられた多数の開口２０Ａに臨んで補強材２０に係合するアンカー作用によって、帯状膨張黒鉛３と補強材２０との結合力が高められ、したがって、接着剤を使用しなくても、グランドパッキンを製造するための編組時またはひねり加工時に補強材２０が帯状膨張黒鉛３と分離し難くなり外補強効果を有効に発揮することができ、接着剤の使用を省略することで、接着剤硬化による帯状膨張黒鉛３の特性（親和性、圧縮復元性など）の低下を抑制した図１または図４のグランドパッキン材料１を構成できる。
【００３３】
一方、図９に示すように、幅Ｗ２＝２５．００ｍｍ、厚さＴ２＝０．２５ｍｍの帯状膨張黒鉛３の上面にエポキシ樹脂系、アクリル樹脂系またはフェノール樹脂系の接着剤６をスポット状に設けた状態で、図８のように展延シート２Ｂを重ねて、炭素繊維２よりなる補強材２０を帯状膨張黒鉛３の片面に設けた基材４を形成することにより、接着剤６の使用量を極少量に制限して、接着剤硬化による帯状膨張黒鉛３の特性（親和性、圧縮復元性など）の低下を抑制した図１または図４のグランドパッキン材料１を構成することもできる。
【００３４】
図１０に示す幅Ｗ１＝２５．００ｍｍ、厚さＴ１＝０．０３ｍｍの展延シート２Ｂに膨張黒鉛粉末３Ａを重ねて、これを圧縮成形することで、図１１に示すように、幅Ｗ２＝２５．００ｍｍ、厚さＴ２＝０．２５ｍｍに圧縮された帯状膨張黒鉛３の片面に展延シート２Ｂを設けて基材４を形成してもよい。
【００３５】
なお、図１２に示すように、帯状膨張黒鉛３の上面に帯状膨張黒鉛３よりも幅狭の展延シート２Ｂを重ねて基材４を形成してもよい。また、図１３に示すように、帯状膨張黒鉛３の上面に帯状膨張黒鉛３よりも幅広の展延シート２Ｂを重ねて基材４を形成してもよい。
【００３６】
このように、帯状膨張黒鉛３の上面に前記展延シート２Ｂを重ね、炭素繊維２よりなる補強材２０を帯状膨張黒鉛３の片面に設けた基材４を形成し、この時に、補強材２０の多数の部位で隣接し合う炭素繊維２同士を離間させるように少し押し拡げて、予め局部的な裂け目を形成することによって人為的に多数の開口２０Ａを備わせて、ここに帯状膨張黒鉛３を臨ませる手法、あるいは基材４に撚りをかけるかまたはのり巻き状に巻くかあるいは巻いて撚りをかける時に、自然発生的に備わる多数の開口２０Ａに帯状膨張黒鉛３が臨むことによって、アンカー作用が生じることになる。
【００３７】
炭素繊維２としては、１本の直径が３μｍ〜１５μｍのものが好ましい。直径が３μｍ未満であると撚りをかける時に折損するおそれがあり、直径が１５μｍを超えると撚りをかけ難くなる。ただし、炭素繊維２の直径が小さいほどシール性がよくなるので、５μｍ〜９μｍの範囲が最適である。
【００３８】
また、展延シート２Ｂの厚さＴ１（炭素繊維層の厚さＴ１）は、１０μｍ〜３００μｍの範囲が好ましい。さらに好ましくは３０μｍ〜１００μｍの範囲である。厚さＴ１が１０μｍ未満であると、外補強効果が低下し、しかも均一なシート製作が難しい。また、厚さＴ１が３００μｍを超えると、外補強効果を高めることができる反面撚りをかけ難くなり、しかも、補強材部分からの漏れが発生する。
【００３９】
図１４に示すように、帯状膨張黒鉛３の両面に展延シート２Ｂを重ねて基材４を形成し、この基材４に撚りをかけるかまたは巻いて撚りをかけることにより、図１５（ａ）のグランドパッキン材料１を構成するか、基材４をのり巻き状に巻き込んで図１５（ｂ）のグランドパッキン材料１を構成することで、炭素繊維２を内部に巻き込む巻き込み量が多くなって内補強することができるので、グランドパッキン材料１の引張強度がより向上する。また、内部への巻き込み量が多くなることで、より相手側部材への接圧力を高めることができる。
【００４０】
なお、図１６に示すように、帯状膨張黒鉛３の両面に帯状膨張黒鉛３よりも幅狭の展延シート２Ｂ，２Ｂを重ねて基材４を形成してもよい。また、図１７に示すように、帯状膨張黒鉛３の両面に帯状膨張黒鉛３よりも幅広の展延シート２Ｂ，２Ｂを重ねて基材４を形成してもよい。さらに、図１８に示すように、幅広の展延シート２Ｂの両面に幅狭の帯状膨張黒鉛３を重ねて基材４を形成してもよい。
【００４１】
以上説明した実施の形態のグランドパッキン材料１を複数本用意し、これら複数本を編組機により集束して編組することで、たとえば、図１９のような紐状のグランドパッキン８を製造することができる。なお、図１９では、８本のグランドパッキン材料１を集束して、８打角編みしたグランドパッキン８を示している。
【００４２】
前記のグランドパッキン材料１を複数本用いて編組しているグランドパッキン８であるので、金属線と比較して相手側部材に大きな傷を付けない。また、摺動抵抗が小さいために相手側部材の回転性能または軸方向の摺動性能を向上させることができるとともに、優れた耐熱性を得ることができる。さらに、前記した撚られることで、炭素繊維２の折り曲げ部２ａがランダムに表面に露出しているグランドパッキン材料１でグランドパッキン８を編組した場合には、編組時に炭素繊維２の折り曲げ部２ａが互いにからみあって、グランドパッキン材料１の相対すべりを抑え、グランドパッキン８の保形性を高めることができる。また、のり巻き状に巻かれているグランドパッキン材料１では、その表面に炭素繊維２の折り曲げ部２ａが露出しないものの、編組時において炭素繊維２の折り曲げ部２ａが表面に露出して互いにからみあうことになるので、グランドパッキン材料１の相対すべりを抑え、グランドパッキン８の保形性を高めることができる。しかも圧接力が高められることにより、シール性を向上させることができる。さらに、高熱条件下で使用しても、接着剤の焼失によるシール性の低下が生じることはないので、このことによっても優れたシール性を得ることができる。
【００４３】
一方、前記のグランドパッキン材料１を複数本用意し、これら複数本を集束してひねり加工することで、たとえば、図２０のような紐状のグランドパッキン８を製造することができる。なお、図２０では、６本のグランドパッキン材料１を集束してひねり加工を施しながらロール成形を行なったものである。このように、ひねり加工されたグランドパッキン８であってもよい。また、前記した撚られることで、炭素繊維２の折り曲げ部２ａがランダムに表面に露出しているグランドパッキン材料１でグランドパッキン８をひねり加工した場合には、ひねり加工時に炭素繊維２の折り曲げ部２ａが互いにからみあって、グランドパッキン材料１の相対すべりを抑え、グランドパッキン８の保形性を高めることができる。また、のり巻き状に巻かれているグランドパッキン材料１では、その表面に炭素繊維２の折り曲げ部２ａが露出しないものの、ひねり加工時において炭素繊維２の折り曲げ部２ａが表面に露出して互いにからみあうことになるので、グランドパッキン材料１の相対すべりを抑え、グランドパッキン８の保形性を高めることができる。しかも圧接力が高められることにより、シール性を向上させることができる。さらに、高熱条件下で使用しても、接着剤の焼失によるシール性の低下が生じることはないので、このことによっても優れたシール性を得ることができる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、グランドパッキン材料およびグランドパッキンは構成されているので、以下のような格別の効果を奏する。
【００４５】
請求項１、請求項２または請求項３に記載の発明によれば、帯状膨張黒鉛を炭素繊維で外補強した外補強構造のグランドパッキン材料を得ることができる。また、帯状膨張黒鉛が炭素繊維よりなる補強材に備えられた多数の開口に臨んで前記補強材に係合するアンカー作用によって、帯状膨張黒鉛と補強材との結合力が高められるので、接着剤の使用量を零もしくは極少量に制限しても、グランドパッキンを製造するための編組時またはひねり加工時に補強材が帯状膨張黒鉛と分離し難くなり外補強効果を有効に発揮することができる。さらに、接着剤の使用量を零もしくは極少量に制限できることで、接着剤硬化による帯状膨張黒鉛の特性（親和性、圧縮復元性など）の低下を抑制することができる。また、グランドパッキン材料の内部に補強材が巻き込まれていることにより、圧縮または圧力がかかった場合にサンドイッチ構造となるので、膨張黒鉛粒子の移動が抑止され、すなわち膨張黒鉛粒子のはみだし量が抑えられ、シール面圧の低下を防止して、耐圧性能を向上させ、相手側部材への圧接力を高めることで、シール性も向上させることができる。
【００４６】
請求項４に記載の発明によれば、表面に露出している炭素繊維の折り曲げ部がグランドパッキンを製造するための編組時またはひねり加工時に互いにからみあって、グランドパッキン材料の相対すべりを抑え、グランドパッキンの保形性を高めることができる。
【００４７】
請求項５に記載の発明によれば、帯状膨張黒鉛と炭素繊維よりなる補強材の両者を分離させることなく撚りをかけるかまたはのり巻き状に巻くかあるいは巻いて撚りをかけて、炭素繊維を内部に巻き込んだ外補強構造のグランドパッキン材料を容易に得ることができる。
【００４８】
請求項６に記載の発明によれば、帯状膨張黒鉛と炭素繊維よりなる補強材の両者を分離させることなく撚りをかけるかまたはのり巻き状に巻くかあるいは巻いて撚りをかけて、炭素繊維を内部に巻き込んだグランドパッキン材料を容易に得ることができるとともに、補強材を内部に巻き込む巻き込み量が多くなって、内補強することができるので、グランドパッキン材料の引張強度がより向上する。また、内部への巻き込み量が多くなることで、より相手側部材への圧接力を高めることができる。
【００４９】
請求項７または請求項８に記載の発明によれば、前記のグランドパッキン材料を複数本用いて編組またはひねり加工しているので、金属線と比較して相手側部材に大きな傷を付けない。また、摺動抵抗が小さいために相手側部材の回転性能または軸方向の摺動性能を向上させることができるとともに、優れた耐熱性を得ることができる。さらに、表面に露出している炭素繊維の折り曲げ部または編組時やひねり加工時に表面に露出する折り曲げ部がグランドパッキンを製造するための編組時またはひねり加工時に互いにからみあって、グランドパッキン材料の相対すべりを抑え、グランドパッキンの保形性を高めることと、接圧力が高められることにより、シール性を向上させることができる。さらに、高熱条件下で使用しても、接着剤の焼失によるシール性の低下が生じることはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１に記載の発明に係るグランドパッキン材料の実施の形態を示す斜視図である。
【図２】炭素繊維よりなる補強材の多数の開口に帯状膨張黒煙が臨んでいる状態の一例を拡大して部分的に示す平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】請求項２に記載の発明に係るグランドパッキン材料の実施の形態を示す斜視図である。
【図５】炭素繊維の折り曲げ部の拡大説明図である。
【図６】炭素繊維束の一例を示す斜視図である。
【図７】展延シートの一例を示す斜視図である。
【図８】基材の一実施の形態を示す斜視図である。
【図９】少量接着剤の使用状態の一例を示す斜視図である。
【図１０】展延シートに膨張黒鉛粉末を重ねた状態を示す断面図である。
【図１１】基材の他の例を示す断面図である。
【図１２】図８、図１１に示す基材の第１変形例を示す断面図である。
【図１３】図８、図１１に示す基材の第２変形例を示す断面図である。
【図１４】基材の他の実施の形態を示す断面図である。
【図１５】請求項６に記載のグランドパッキン材料の実施の形態を示す斜視図である。
【図１６】図１４に示す基材の第１変形例を示す断面図である。
【図１７】図１４に示す基材の第２変形例を示す断面図である。
【図１８】図１２に示す基材の変形例を示す断面図である。
【図１９】請求項７に記載の発明に係るグランドパッキンの実施の形態を示す斜視図である。
【図２０】請求項８に記載の発明に係るグランドパッキンの実施の形態を示す斜視図である。
【図２１】従来のグランドパッキン材料の一例を示す斜視図である。
【図２２】従来のグランドパッキン材料の他の例を示す斜視図である。
【図２３】従来のグランドパッキンの一例を示す斜視図である。
【図２４】従来のグランドパッキンの他の例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１　グランドパッキン材料
２　極細の炭素繊維
２ａ　炭素繊維の折り曲げ部
３　帯状膨張黒鉛
４　基材
８　グランドパッキン
２０　炭素繊維よりなる補強材
２０Ａ　多数の開口

Claims

炭素繊維よりなる補強材を帯状膨張黒鉛の少なくとも片面に設けた基材が、前記炭素繊維よりなる補強材を外側にしてかつ該炭素繊維よりなる補強材が内部に巻き込まれるように撚られており、この撚られた補強材には多数の開口が備えられていて、これら開口に前記帯状膨張黒鉛を臨ませるようにしたことを特徴とするグランドパッキン材料。
炭素繊維よりなる補強材を帯状膨張黒鉛の少なくとも片面に設けた基材が、前記炭素繊維よりなる補強材を外側にしてかつ該炭素繊維よりなる補強材が内部に巻き込まれるように巻かれており、この巻かれた補強材には多数の開口が備えられていて、これら開口に前記帯状膨張黒鉛を臨ませるようにしたことを特徴とするグランドパッキン材料。
炭素繊維よりなる補強材を帯状膨張黒鉛の少なくとも片面に設けた基材が、前記炭素繊維よりなる補強材を外側にしてかつ該炭素繊維よりなる補強材が内部に巻き込まれるように巻かれて撚られており、この巻かれて撚られた補強材には多数の開口が備えられていて、これら開口に前記帯状膨張黒鉛を臨ませるようにしたことを特徴とするグランドパッキン材料。
炭素繊維の折り曲げ部が表面に露出している請求項１または請求項３のいずれかに記載のグランドパッキン材料。
帯状膨張黒鉛の片面に炭素繊維よりなる補強材を設けた請求項１、請求項２、請求項３または請求項４のいずれかに記載のグランドパッキン材料。
帯状膨張黒鉛の両面に炭素繊維よりなる補強材を設けた請求項１、請求項２、請求項３、請求項４のいずれかに記載のグランドパッキン材料。
請求項１，２，３，４，５，６のいずれかに記載のグランドパッキン材料を複数本用いて編組していることを特徴とするグランドパッキン。
請求項１，２，３，４，５，６のいずれかに記載のグランドパッキン材料を複数本用いてひねり加工していることを特徴とするグランドパッキン。