JP2004100883A - グランドパッキン材料 - Google Patents

Abstract

【課題】補強材により高い引張り強さが付与され、容易に編組またはひねり加工することができるばかりか、外補強構造のグランドパッキン材料が保有している優れた保形性と、内補強構造のグランドパッキン材料が保有している優れたシール性の両者を兼ね備えているグランドパッキン材料を提供する。
【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られているとともに、補強材２０に備わっている多数の開口２０Ａ，２０Ａ…に帯状膨張黒鉛３が入り込んで補強材２０の表面に面一または略面一に臨出して、炭素繊維２よりなる補強材２０に帯状膨張黒鉛３がランダムに散在した補強材２０と帯状膨張黒鉛３とのミックス構造になっている。
【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１３および図１４に示すものが知られている。図１３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１４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）。
【０００３】
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１５（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１６（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。
図１５および図１６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】
一方、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１７または図１８に示すものが知られている（例えば、特許文献３）。図１７のグランドパッキン材料５０は、炭素繊維よりなる補強材５３の表面を膨張黒鉛５１で被覆した内補強構造のもので、図１８のグランドパッキン材料５０は、複数本の炭素繊維よりなる補強材５３の両面を膨張黒鉛５１で被覆した内補強構造のものである。
【０００５】
図１７および図１８のグランドパッキン材料５０には、前記炭素繊維よりなる補強材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１５（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１６（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。
【０００６】
図１５および図１６のグラントパッキン５４には、膨張黒鉛５１によってパッキンとして不可欠な圧縮性、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。
【０００７】
【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
【特許文献３】
特許第３１０１９１６号公報（図２　図８）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図１３，図１４に示す外補強構造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を補強材５３で被覆してあるので、優れた保形性を得ることができる反面、シール性に劣る欠点があり、図１７，図１８に示す内補強構造のグランドパッキン材料５０は、補強材５３の表面を膨張黒鉛５１で被覆してあるので、優れたシール性を得ることができる反面、保形性に劣る欠点がある。このように、シール性に劣る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で製造されたグラントパッキン５３では、高いシール性を期待することができない。また、保形性に劣る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で製造されたグラントパッキン５３では、編組時またはひねり加工時に膨張黒鉛５２に脱落が生じて、グラントパッキン５３の弾力性が低下し、圧縮性、復元性などの封止上好ましい特性が失われて、グラントパッキン５３のシール性が低下することになる。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、補強材により高い引張り強さが付与されて、容易に編組またはひねり加工することができるばかりか、外補強構造のグランドパッキン材料が保有している優れた保形性と、内補強構造のグランドパッキン材料が保有している優れたシール性の両者を兼ね備えているグランドパッキン材料を提供することを目的としている。
【００１０】
【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、繊維材料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、前記繊維材料よりなる補強材を外側にして撚られており、この補強材には多数の開口が備わっていて、これら開口に前記帯状膨張黒鉛が入り込んで該補強材の表面に臨出していることを特徴としている。
【００１１】
請求項２に記載の発明に係るグランドパッキン材料は、繊維材料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、前記繊維材料よりなる補強材を外側にして巻かれており、この補強材には多数の開口が備わっていて、これら開口に前記帯状膨張黒鉛が入り込んで該補強材の表面に臨出していることを特徴としている。
【００１２】
請求項３に記載の発明に係るグランドパッキン材料は、繊維材料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、前記繊維材料よりなる補強材を外側にして巻かれて撚られており、この補強材には多数の開口が備わっていて、これら開口に前記帯状膨張黒鉛が入り込んで該補強材の表面に臨出していることを特徴としている。
【００１３】
請求項４に記載の発明のように、帯状膨張黒鉛の片面に繊維材料よりなる補強材を設けることが好ましい。
【００１４】
請求項５に記載の発明のように、帯状膨張黒鉛の両面に繊維材料よりなる補強材を設けてもよい。
【００１５】
請求項６に記載の発明のように、繊維材料が炭素繊維であればよい。
【００１６】
請求項７に記載の発明のように、繊維材料が脆性繊維材料であってもよい。
【００１７】
請求項８に記載の発明のように、繊維材料が靭性繊維材料であってもよい。
【００１８】
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、帯状膨張黒鉛が繊維材料よりなる補強材に備わっている多数の開口に入り込んで該補強材の表面に臨出していることにより、グランドパッキン材料の表面は、繊維材料よりなる補強材に帯状膨張黒鉛がランダムに散在した補強材と帯状膨張黒鉛とのミックス構造になる。このため、繊維材料よりなる補強材によって優れた保形性を確保し、また帯状膨張黒鉛によって優れたシール性を確保して、保形性とシール性の両作用を発揮することができる。
【００１９】
請求項４に記載の発明のように、帯状膨張黒鉛の片面に繊維材料よりなる補強材を設けても、繊維材料よりなる補強材に帯状膨張黒鉛がランダムに散在した補強材と帯状膨張黒鉛とのミックス構造の表面を有して、撚られるか巻かれるかあるいは巻かれて撚られたグランドパッキン材料を得ることができる。
【００２０】
請求項５に記載の発明のように、帯状膨張黒鉛の両面に繊維材料よりなる補強材を設けても、繊維材料よりなる補強材に帯状膨張黒鉛がランダムに散在した補強材と帯状膨張黒鉛とのミックス構造の表面を有して、撚られるか巻かれるかあるいは巻かれて撚られたグランドパッキン材料を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。
【００２１】
請求項６に記載の発明によれば、炭素繊維は、撚りをかけても巻いてもあるい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に帯状膨張黒鉛がランダムに散在した補強材と帯状膨張黒鉛とのミックス構造の表面を有して、撚られるか巻かれるかあるいは巻かれて撚られたグランドパッキン材料を得ることができる。
【００２２】
請求項７に記載の発明によれば、脆性繊維材料は、撚りをかけても巻いてもあるい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、脆性繊維材料よりなる補強材に帯状膨張黒鉛がランダムに散在した補強材と帯状膨張黒鉛とのミックス構造の表面を有して、撚られるか巻かれるかあるいは巻かれて撚られたグランドパッキン材料を得ることができる。また、脆性繊維材料は、金属線と比較して相手側部材に大きな傷を付けない。しかも、脆性繊維材料は、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、優れた耐熱性を得ることができる。
【００２３】
請求項８に記載の発明によれば、靭性繊維材料よりなる補強材に帯状膨張黒鉛がランダムに散在した補強材と帯状膨張黒鉛とのミックス構造の表面を有して、撚られるか巻かれるかあるいは巻かれて撚られたグランドパッキン材料を得ることができる。また、靭性繊維材料は、屈曲性がよいので、基材に撚りをかけるか巻くかあるいは巻いて撚りをかけてグランドパッキン材料を構成するための製造が容易になるとともに、耐久性を向上させることができる。
【００２４】
【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るとともに、図２および図３に示すように、炭素繊維２よりなる補強材２０に備わっている多数の開口２０Ａ，２０Ａ…に帯状膨張黒鉛３が入り込んで補強材２０の表面に面一または略面一臨出した構造、すなわち、グランドパッキン材料１の表面は、炭素繊維２よりなる補強材２０に帯状膨張黒鉛３がランダムに散在した補強材２０と帯状膨張黒鉛３とのミックス構造になっている。なお、前記多数の開口２０Ａ，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人為的に少し押し拡げることによって、局部的な裂け目を多数形成することによって備えることができる。
【００２５】
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に帯状膨張黒鉛３がランダムに散在した補強材２０と帯状膨張黒鉛３とのミックス構造の表面を有して、撚られたグランドパッキン材料１を得ることができる。
【００２６】
前記構成のように、帯状膨張黒鉛３が炭素繊維２よりなる補強材２０に備わっている多数の開口２０Ａ，２０Ａ…に入り込んで該補強材２０の表面に臨出した状態で撚られて、グランドパッキン材料１の表面は、炭素繊維２よりなる補強材２０に帯状膨張黒鉛３がランダムに散在した補強材２０と帯状膨張黒鉛３とのミックス構造になっていることにより、炭素繊維２よりなる補強材２０によって優れた保形性を確保し、また帯状膨張黒鉛３によって優れたシール性を確保することができるので、グランドパッキン材料１は、保形性とシール性の両作用を発揮することができる。
【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が外向きにして、のり巻き状に巻くことによって、図２および図３に示すように、炭素繊維２よりなる補強材２０に備わっている多数の開口２０Ａ，２０Ａ…に帯状膨張黒鉛３が入り込んで補強材２０の表面に面一または略面一臨出した構造、すなわち、グランドパッキン材料１の表面は、炭素繊維２よりなる補強材２０に帯状膨張黒鉛３がランダムに散在した補強材２０と帯状膨張黒鉛３とのミックス構造になっている。
【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に帯状膨張黒鉛３がランダムに散在した補強材２０と帯状膨張黒鉛３とのミックス構造の表面を有して、撚られたグランドパッキン材料１を得ることができる。
【００２９】
このように、帯状膨張黒鉛３が炭素繊維２よりなる補強材２０に備わっている多数の開口２０Ａ，２０Ａ…に入り込んで該補強材２０の表面に臨出した状態で巻かれて、グランドパッキン材料１の表面は、炭素繊維２よりなる補強材２０に帯状膨張黒鉛３がランダムに散在した補強材２０と帯状膨張黒鉛３とのミックス構造になっていることにより、炭素繊維２よりなる補強材２０によって優れた保形性を確保し、また帯状膨張黒鉛３によって優れたシール性を確保することができるので、グランドパッキン材料１は、保形性とシール性の両作用を発揮することができる。
【００３０】
請求項３に記載の発明のように、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巻いて撚りをかけることによっても、図１，図２，図３に示すように、炭素繊維２よりなる補強材２０に備わっている多数の開口２０Ａ，２０Ａ…に帯状膨張黒鉛３が入り込んで補強材２０の表面に面一または略面一臨出して、炭素繊維２よりなる補強材２０に帯状膨張黒鉛３がランダムに散在した補強材２０と帯状膨張黒鉛３とのミックス構造のグランドパッキン材料１を得ることができ、前記請求項１または請求項２に記載の発明に係るグランドパッキン材料１と同様に、炭素繊維２よりなる補強材２０によって優れた保形性を確保し、また帯状膨張黒鉛３によって優れたシール性を確保することができるので、グランドパッキン材料１は、保形性とシール性の両作用を発揮することができる。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。
【００３１】
前記構成の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製造することができる。
まず、図５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６に示す幅Ｗ１＝２４．００ｍｍ、厚さＴ１＝０．０６ｍｍの展延シート２Ｂ、すなわちシート状の補強材２０を形成する。
【００３２】
つぎに、図７に示すように、幅Ｗ１＝２４．００ｍｍ、厚さＴ１＝０．０６ｍｍの炭素繊維よりなるシート状の補強材２０を金型７内に配置し、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人為的に少し押し拡げて、局部的な裂け目を多数形成することで、予め補強材２０に多数の開口２０Ａ，２０Ａ…（図２，図３参照）を備えておき、その上に膨張黒鉛３粉末３Ａを重ねて、図８のように押型８で圧縮成形することで、幅Ｗ１＝２４．００ｍｍ、厚さＴ２＝０．２５ｍｍの帯状膨張黒鉛３の片面に炭素繊維２よりなる補強材２０を設けた基材４、すなわち、図２，図３に示すように、炭素繊維２よりなる補強材２０に備わっている多数の開口２０Ａ，２０Ａ…に帯状膨張黒鉛３が入り込んで補強材２０の表面に面一または略面一臨出して、炭素繊維２よりなる補強材２０に帯状膨張黒鉛３がランダムに散在した補強材２０と帯状膨張黒鉛３とのミックス構造の基材４を成形し、このようにした基材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を構成し、ミックス構造の基材４をのり巻き状に巻くことで図２のグランドパッキン材料１を構成することができる。すなわち、炭素繊維２よりなる補強材２０によって優れた保形性を確保し、また帯状膨張黒鉛３によって優れたシール性を確保することができるグランドパッキン材料１を構成することができる。
【００３３】
一方、図９に示すように、炭素繊維２よりなる補強材２０，２０を帯状膨張黒鉛３の両面に設けた基材４、つまり炭素繊維２よりなる補強材２０，２０に備わっている多数の開口２０Ａ，２０Ａ…（図２，図３を参照）に帯状膨張黒鉛３が入り込んで補強材２０の表面に面一または略面一臨出して、炭素繊維２よりなる補強材２０，２０に帯状膨張黒鉛３がランダムに散在した補強材２０と帯状膨張黒鉛３とのミックス構造の基材４を成形し、このようにした基材４に撚りをかけるか巻くかあるいは巻いて撚りをかけることで、図１０に示すように、炭素繊維２よりなる補強材２０，２０に備わっている多数の開口２０Ａ，２０Ａ…に帯状膨張黒鉛３が入り込んで補強材２０，２０の表面に面一または略面一臨出して、炭素繊維２よりなる補強材２０，２０に帯状膨張黒鉛３がランダムに散在した補強材２０，２０と帯状膨張黒鉛３とのミックス構造のグランドパッキン材料１、つまり表面側の炭素繊維２よりなる補強材２０によって優れた保形性を確保し、また帯状膨張黒鉛３によって優れたシール性を確保することができるグランドパッキン材料１を得ることができるとともに、このような構造のグランドパッキン材料１であれば、図９の帯状膨張黒鉛３の裏側（図面では下側）に重ねてある炭素繊維２よりなる補強材２０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、図１のグランドパッキン材料１よりも引張強度をより向上させることができる。
【００３４】
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。
【００３５】
また、シート状の補強材２０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、補強効果が低下し、しかも均一な補強材２０の製作が難しい。また、厚さＴが３００μｍを超えると、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。
【００３６】
前記実施の形態では、極細で長尺の複数本の炭素繊維２よりなるシート状の補強材２０を、帯状膨張黒鉛３の片面あるいは両面に設けた構造の基材４を、撚るか巻くかあるいは巻いて撚りをかけた構造のグランドパッキン材料１で説明しているが、炭素繊維２に代えて、Ｅガラス，Ｔガラス，Ｃガラス，Ｓガラスなどのガラスもしくはシリカまたはアルミナ，アルミナシリカなどのセラミックのいずれかの極細で長尺の複数本の脆性繊維材料よりなるシート状の補強材２０を、帯状膨張黒鉛３の片面あるいは両面に設けた構造の基材４を、撚るか巻くかあるいは巻いて撚りをかけることによって、グランドパッキン材料１を構成してもよい。
【００３７】
前記脆性繊維材料は、撚りをかけても巻いてもあるい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、脆性繊維材料よりなる補強材２０に備わっている多数の開口２０Ａ，２０Ａ…に帯状膨張黒鉛３が入り込んで補強材２０，２０の表面に面一または略面一臨出して、脆性繊維材料よりなる補強材２０に帯状膨張黒鉛３がランダムに散在した補強材２０と帯状膨張黒鉛３とのミックス構造のグランドパッキン材料１、つまり表面側の脆性繊維材料よりなる補強材２０によって優れた保形性を確保し、また帯状膨張黒鉛３によって優れたシール性を確保することができるグランドパッキン材料１を得ることができる。しかも、脆性繊維材料は、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、優れた耐熱性を得ることができる。
【００３８】
前記脆性繊維材料におけるガラス繊維２よりなるシート状の補強材２０を備えた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５に示すように、１本の直径が５μｍのガラス繊維２を１０，０００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ガラス繊維束２Ａを設け、このガラス繊維束２Ａを幅方向に拡展して、図６に示す幅Ｗ１＝２４．００ｍｍ、厚さＴ１＝０．０６ｍｍの展延シート２Ｂ、すなわちシート状の補強材２０を形成する。
【００３９】
つぎに、図７に示すように、幅Ｗ１＝２４．００ｍｍ、厚さＴ１＝０．０６ｍｍのガラス繊維よりなるシート状の補強材２０を金型７内に配置し、補強材２０の多数の部位で隣接し合うガラス素繊維２同士を離間させるように人為的に少し押し拡げて、局部的な裂け目を多数形成することで、予め補強材２０に多数の開口２０Ａ，２０Ａ…を備えておき、その上に膨張黒鉛３粉末３Ａを重ねて、図８のように押型８で圧縮成形することで、幅Ｗ１＝２４．００ｍｍ、厚さＴ２＝０．２５ｍｍの帯状膨張黒鉛３の片面にガラス繊維２よりなる補強材２０を設けた基材４、すなわち、図２，図３に示すように、ガラス繊維２よりなる補強材２０に備わっている多数の開口２０Ａ，２０Ａ…に帯状膨張黒鉛３が入り込んで補強材２０の表面に面一または略面一臨出して、ガラス繊維２よりなる補強材２０に帯状膨張黒鉛３がランダムに散在した補強材２０と帯状膨張黒鉛３とのミックス構造の基材４を成形し、このようにした基材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を構成し、ミックス構造の基材４をのり巻き状に巻くことで図２のグランドパッキン材料１を構成することができる。すなわち、ガラス繊維２よりなる補強材２０によって優れた保形性を確保し、また帯状膨張黒鉛３によって優れたシール性を確保することができるグランドパッキン材料１を構成することができる。
【００４０】
一方、図９に示すように、ガラス繊維２よりなる補強材２０，２０を帯状膨張黒鉛３の両面に設けた基材４、つまりガラス繊維２よりなる補強材２０，２０に備わっている多数の開口２０Ａ，２０Ａ…（図２および図３を参照）に帯状膨張黒鉛３が入り込んで補強材２０の表面に面一または略面一臨出して、ガラス繊維２よりなる補強材２０，２０に帯状膨張黒鉛３がランダムに散在した補強材２０と帯状膨張黒鉛３とのミックス構造の基材４を成形し、このようにした基材４に撚りをかけるか巻くかあるいは巻いて撚りをかけることで、図１０に示すように、ガラス繊維２よりなる補強材２０，２０に備わっている多数の開口２０Ａ，２０Ａ…に帯状膨張黒鉛３が入り込んで補強材２０，２０の表面に面一または略面一臨出して、ガラス繊維２よりなる補強材２０，２０に帯状膨張黒鉛３がランダムに散在した補強材２０，２０と帯状膨張黒鉛３とのミックス構造のグランドパッキン材料１、つまり表面側のガラス繊維２よりなる補強材２０によって優れた保形性を確保し、また帯状膨張黒鉛３によって優れたシール性を確保することができるグランドパッキン材料１を得ることができるとともに、このような構造のグランドパッキン材料１であれば、図９の帯状膨張黒鉛３の裏側（図面では下側）に重ねてあるガラス繊維２よりなる補強材２０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、図１のグランドパッキン材料１よりも引張強度をより向上させることができる。
【００４１】
ガラス繊維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、ガラス繊維２の直径が小さいほどシール性がよくなるので、５μｍ〜１０μｍの範囲が最適である。
【００４２】
また、シート状の補強材２０の厚さＴ１は、１０μｍ〜２００μｍの範囲が好ましい。厚さＴ１が１０μｍ未満であると、補強効果が低下し、しかも均一な補強材２０の製作が難しい。また、厚さＴ１が２００μｍを超えると、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。
【００４３】
前記第１実施の形態では、極細で長尺の複数本の炭素繊維２よりなるシート状の補強材２０を、帯状膨張黒鉛３の片面あるいは両面に設けた構造の基材４を、撚るか巻くかあるいは巻いて撚りをかけた構造のグランドパッキン材料１で説明し、第２実施の形態では、極細で長尺の複数本のガラス繊維２よりなるシート状の補強材２０を、帯状膨張黒鉛３の片面あるいは両面に設けた構造の基材４を、撚るか巻くかあるいは巻いて撚りをかけた構造のグランドパッキン材料１で説明しているが、炭素繊維２やガラス繊維２に代えて、ステンレスなどの金属、アラミド、ＰＢＯのいずれかの極細で長尺の複数本の靭性繊維材料よりなるシート状の補強材２０を、帯状膨張黒鉛３の片面あるいは両面に設けた構造の基材４を、撚るか巻くかあるいは巻いて撚りをかけた構造のグランドパッキン材料１であってもよい。
【００４４】
このように、靭性繊維材料よりなるシート状の補強材２０を、帯状膨張黒鉛３の片面あるいは両面に設けた構造の基材４を、撚るか巻くかあるいは巻いて撚りをかけた構造のグランドパッキン材料１であれば、靭性繊維材料よりなる補強材２０に備わっている多数の開口２０Ａ，２０Ａ…に帯状膨張黒鉛３が入り込んで補強材２０，２０の表面に面一または略面一臨出して、靭性性繊維材料よりなる補強材２０に帯状膨張黒鉛３がランダムに散在した補強材２０と帯状膨張黒鉛３とのミックス構造のグランドパッキン材料１、つまり表面側の靭性繊維材料よりなる補強材２０によって優れた保形性を確保し、また帯状膨張黒鉛３によって優れたシール性を確保することができるグランドパッキン材料１を得ることができる。しかも、靭性繊維材料は、屈曲性がよいので、基材４に撚りをかけるか巻くかあるいは巻いて撚りをかけてグランドパッキン材料１を構成するための製造が容易になるので、生産性が向上し、したがって安価なグランドパッキン材料１を提供することができる。また、前記第１および第２実施の形態のグランドパッキン材料１よりも耐久性を向上させることができる。
【００４５】
前記脆性繊維材料におけるガラス繊維２よりなるシート状の補強材２０を備えた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。
【００４６】
前記靭性繊維材料におけるステンレスなどの金属繊維２よりなるシート状の補強材２０を備えた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５に示すように、１本の直径が７μｍの金属繊維２を多数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金属繊維束２Ａを設け、この金属繊維束２Ａを幅方向に拡展して、図６に示す幅Ｗ１＝２４．００ｍｍ、厚さＴ１＝０．０６ｍｍの展延シート２Ｂ、すなわちシート状の補強材２０を形成する。
【００４７】
つぎに、図７に示すように、幅Ｗ１＝２４．００ｍｍ、厚さＴ１＝０．０６ｍｍの金属繊維よりなるシート状の補強材２０を金型７内に配置し、補強材２０の多数の部位で隣接し合う金属素繊維２同士を離間させるように人為的に少し押し拡げて、局部的な裂け目を多数形成することで、予め補強材２０に多数の開口２０Ａ，２０Ａ…を備えておき、その上に膨張黒鉛３粉末３Ａを重ねて、図８のように押型８で圧縮成形することで、幅Ｗ２＝２４．００ｍｍ、厚さＴ２＝０．２５ｍｍの帯状膨張黒鉛３の片面に金属繊維２よりなる補強材２０を設けた基材４、すなわち、図２，図３に示すように、金属繊維２よりなる補強材２０に備わっている多数の開口２０Ａ，２０Ａ…に帯状膨張黒鉛３が入り込んで補強材２０の表面に面一または略面一臨出して、金属繊維２よりなる補強材２０に帯状膨張黒鉛３がランダムに散在した補強材２０と帯状膨張黒鉛３とのミックス構造の基材４を成形し、このようにした基材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を構成し、ミックス構造の基材４をのり巻き状に巻くことで図２のグランドパッキン材料１を構成することができる。すなわち、金属繊維２よりなる補強材２０によって優れた保形性を確保し、また帯状膨張黒鉛３によって優れたシール性を確保することができるグランドパッキン材料１を構成することができる。
【００４８】
一方、図９に示すように、金属繊維２よりなる補強材２０，２０を帯状膨張黒鉛３の両面に設けた基材４、つまり金属繊維２よりなる補強材２０，２０に備わっている多数の開口２０Ａ，２０Ａ…（図２および図３を参照）に帯状膨張黒鉛３が入り込んで補強材２０の表面に面一または略面一臨出して、金属繊維２よりなる補強材２０，２０に帯状膨張黒鉛３がランダムに散在した補強材２０と帯状膨張黒鉛３とのミックス構造の基材４を成形し、このようにした基材４に撚りをかけるか巻くかあるいは巻いて撚りをかけることで、図１０に示すように、金属繊維２よりなる補強材２０，２０に備わっている多数の開口２０Ａ，２０Ａ…に帯状膨張黒鉛３が入り込んで補強材２０，２０の表面に面一または略面一臨出して、金属繊維２よりなる補強材２０，２０に帯状膨張黒鉛３がランダムに散在した補強材２０，２０と帯状膨張黒鉛３とのミックス構造のグランドパッキン材料１、つまり表面側の金属繊維２よりなる補強材２０によって優れた保形性を確保し、また帯状膨張黒鉛３によって優れたシール性を確保することができるグランドパッキン材料１を得ることができるとともに、このような構造のグランドパッキン材料１であれば、図９の帯状膨張黒鉛３の裏側（図面では下側）に重ねてある金属繊維２よりなる補強材２０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、図１のグランドパッキン材料１よりも引張強度をより向上させることができる。
【００４９】
金属繊維２としては、１本の直径が３μｍ〜５０μｍ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切断しやすく、直径が５０μｍを超えると撚りをかけ難くなる。ただし、金属繊維２の直径が小さいほどシール性がよくなるので、５μｍ〜１５μｍの範囲が最適である。
【００５０】
また、補強材２０の厚さＴ１は、１０μｍ〜３００μｍの範囲が好ましい。厚さＴ１が１０μｍ未満であると、補強効果が低下し、しかも均一な補強材２０の製作が難しい。また、厚さＴ１が３００μｍを超えると、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。
【００５１】
以上説明した各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１１のような紐状のグランドパッキン５を製造することができる。なお、図１１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５を示している。また、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１２のような紐状のグランドパッキン５を製造することができる。なお、図１２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。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、グランドパッキン材料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。
【００５３】
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、帯状膨張黒鉛が繊維材料よりなる補強材に備わっている多数の開口に入り込んで該補強材の表面に臨出していることにより、グランドパッキン材料の表面は、繊維材料よりなる補強材に帯状膨張黒鉛がランダムに散在した補強材と帯状膨張黒鉛とのミックス構造になることにより、前記繊維材料よりなる補強材によって優れた保形性を確保し、また前記帯状膨張黒鉛によって優れたシール性を確保することができるので、グランドパッキン材料は、保形性とシール性の両作用を発揮することができる。
【００５４】
請求項４に記載の発明によれば、帯状膨張黒鉛の片面に繊維材料よりなる補強材を設けても、繊維材料よりなる補強材に帯状膨張黒鉛がランダムに散在した補強材と帯状膨張黒鉛とのミックス構造の表面を有して、撚られるか巻かれるかあるいは巻かれて撚られたグランドパッキン材料、つまり保形性とシール性の両作用を発揮できるグランドパッキン材料を得ることができる。
【００５５】
請求項５に記載の発明によれば、帯状膨張黒鉛の両面に繊維材料よりなる補強材を設けても、繊維材料よりなる補強材に帯状膨張黒鉛がランダムに散在した補強材と帯状膨張黒鉛とのミックス構造の表面を有して、撚られるか巻かれるかあるいは巻かれて撚られたグランドパッキン材料、つまり保形性とシール性の両作用を発揮できるグランドパッキン材料を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。
【００５６】
請求項６に記載の発明によれば、炭素繊維は、撚りをかけても巻いてもあるい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に帯状膨張黒鉛がランダムに散在した補強材と帯状膨張黒鉛とのミックス構造の表面を有して、撚られるか巻かれるかあるいは巻かれて撚られたグランドパッキン材料、つまり保形性とシール性の両作用を発揮できるグランドパッキン材料を得ることができる。
【００５７】
請求項７に記載の発明によれば、脆性繊維材料は、撚りをかけても巻いてもあるい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、脆性繊維材料よりなる補強材に帯状膨張黒鉛がランダムに散在した補強材と帯状膨張黒鉛とのミックス構造の表面を有して、撚られるか巻かれるかあるいは巻かれて撚られたグランドパッキン材料、つまり保形性とシール性の両作用を発揮できるグランドパッキン材料を得ることができる。また、脆性繊維材料は、金属線と比較して相手側部材に大きな傷を付けない。しかも、脆性繊維材料は、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、優れた耐熱性を得ることができる。
【００５８】
請求項８に記載の発明によれば、靭性繊維材料よりなる補強材に帯状膨張黒鉛がランダムに散在した補強材と帯状膨張黒鉛とのミックス構造の表面を有して、撚られるか巻かれるかあるいは巻かれて撚られたグランドパッキン材料、つまり保形性とシール性の両作用を発揮できるグランドパッキン材料を得ることができる。また、靭性繊維材料は、屈曲性がよいので、基材に撚りをかけるか巻くかあるいは巻いて撚りをかけてグランドパッキン材料を構成するための製造が容易になるので、生産性が向上し、したがって安価なグランドパッキン材料を提供することができるとともに、耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１または請求項３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】補強材の多数の開口に帯状膨張黒鉛が入り込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】繊維束の一例を示す斜視図である。
【図６】シート状の補強材の一例を示す斜視図である。
【図７】基材の成形手順の第１工程を示す断面図である。
【図８】基材の成形手順の第２工程を示す断面図である。
【図９】基材の異なる実施の形態を示す断面図である。
【図１０】請求項５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１１】本発明に係るグランドパッキン材料で製造されたグランドパッキンの一実施の形態を示す斜視図である。
【図１２】本発明に係るグランドパッキン材料で製造されたグランドパッキンの他の実施の形態を示す斜視図である。
【図１３】グランドパッキン材料の第１従来例を示す斜視図である。
【図１４】グランドパッキン材料の第２従来例を示す斜視図である。
【図１５】従来のグランドパッキン材料で製造されたグランドパッキンの一例を示す斜視図である。
【図１６】従来のグランドパッキン材料で製造されたグランドパッキンの他の例を示す斜視図である。
【図１７】グランドパッキン材料の第３従来例を示す斜視図である。
【図１８】グランドパッキン材料の第４従来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（繊維材料）
３　帯状膨張黒鉛
４　基材
２０　繊維材料よりなる補強材
２０Ａ　多数の開口

Claims (8)

1. 繊維材料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、前記繊維材料よりなる補強材を外側にして撚られており、この補強材には多数の開口が備わっていて、これら開口に前記帯状膨張黒鉛が入り込んで該補強材の表面に臨出していることを特徴とするグランドパッキン材料。
2. 繊維材料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、前記繊維材料よりなる補強材を外側にして巻かれており、この補強材には多数の開口が備わっていて、これら開口に前記帯状膨張黒鉛が入り込んで該補強材の表面に臨出していることを特徴とするグランドパッキン材料。
3. 繊維材料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、前記繊維材料よりなる補強材を外側にして巻かれて撚られており、この補強材には多数の開口が備わっていて、これら開口に前記帯状膨張黒鉛が入り込んで該補強材の表面に臨出していることを特徴とするグランドパッキン材料。
4. 帯状膨張黒鉛の片面に繊維材料よりなる補強材を設けた請求項１、請求項２、請求項３のいずれかに記載のグランドパッキン材料。
5. 帯状膨張黒鉛の両面に繊維材料よりなる補強材を設けた請求項１、請求項２、請求項３のいずれかに記載のグランドパッキン材料。
6. 繊維材料が炭素繊維である請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５のいずれかに記載のグランドパッキン材料。
7. 繊維材料が脆性繊維材料である請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５のいずれかに記載のグランドパッキン材料。
8. 繊維材料が靭性繊維材料である請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５のいずれかに記載のグランドパッキン材料。

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