JP2004204991A

JP2004204991A - 膨張黒鉛製シール材

Info

Publication number: JP2004204991A
Application number: JP2002376482A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Watanabe; 健一渡辺; Masahiro Ueno; 雅弘上野
Original assignee: DIGIC KK; Tokyo Kogyo Boyeki Shokai Ltd
Current assignee: DIGIC KK; Tokyo Kogyo Boyeki Shokai Ltd
Priority date: 2002-12-26
Filing date: 2002-12-26
Publication date: 2004-07-22
Anticipated expiration: 2022-12-26
Also published as: JP4172691B2

Abstract

【課題】耐熱性、耐腐食性、耐衝撃性に優れ、安価に製造することができ、かつ、補強部材が単にはみ出しを防止するための補強材でなく、部材そのものがパッキンとして使用し得る膨張黒鉛製シール材を提供すること。
【解決手段】膨張黒鉛材をリング状に形成してなるシール材であって、前記膨張黒鉛材の角部に断面が矩形状のはみ出し防止部材を加圧接合して膨張黒鉛製シール材を成型する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばパッキンやガスケット等のシールに使用されるリング状膨張黒鉛製のシール材に関し、さらに詳細には、耐熱性、耐腐食性、耐衝撃性に優れ、補強用部材が単にはみ出しを防止するための補強材でなく、部材そのものをパッキンとして使用し得る膨張黒鉛製シール材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
膨張黒鉛材は、耐熱性、耐薬品性、柔軟性、不透液性等を有していることから、従来、パッキンやガスケット等のシール材として広く使用されている。しかし、このような膨張黒鉛製のシール材をそのまま使用すると、機器側との装着部分の隙間にシール材がはみ出し、シール材の体積減少によるシール性の低下やシール材の損傷を招き、寿命低下をきたす欠点がある。
【０００３】
そこで、従来、上述したような膨張黒鉛材の特性を損なうことなく隙間部へのはみ出しを防止することを目的として、図６に断面図で示すように、断面が矩形状の膨張黒鉛材１０１をリング状に形成し、その周方向の四隅の角部周縁を、ステンレス製の極薄鋼板等からなる断面がＬ型状の補強用金属片１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄで被覆保護して一体化した膨張黒鉛製シール材１００が知られている（例えば特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
実公平２−４２８５号公報（第２頁、第１図）
【０００５】
しかしながら、この膨張黒鉛製シール材１００は、機器との接触対応面間の隙間部に対しては補強用のＬ型金属片１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄが対応し、隙間部へのはみ出し防止を図ってはいるが、これらＬ型金属片の膨張黒鉛材１０１と加圧接合される面が平坦かつ狭小であるため、密着強度が低く、外力に対して剥がれ易いという欠点があった。また、このような耐衝撃性の弱さに加え、耐熱性や耐腐食性の面でも十分とはいえなかった。
【０００６】
さらにまた、このようなＬ型金属片の成型は、通常、絞り加工によって行なわれ、シール材の各サイズに対し成型金型を必要とするため、製造コストが高くなるという問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記事情によりなされたもので、その目的とするところは、従来の膨張黒鉛製シール材が有する上述したような欠点を除去し、耐熱性、耐腐食性、耐衝撃性に優れ、安価に製造することができ、補強用部材が単にはみ出しを防止するための補強材でなく、部材そのものをパッキンとして使用し得る膨張黒鉛製シール材を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、膨張黒鉛材をリング状に形成してなるシール材であって、前記膨張黒鉛材の角部に断面が矩形状のはみ出し防止部材を加圧接合してなることを特徴とする膨張黒鉛製シール材を提供することによって達成される。
【０００９】
また、本発明の上記目的は、前記はみ出し防止部材の前記膨張黒鉛材と加圧接合される面に網目状の凹凸が施されていることを特徴とする膨張黒鉛製シール材を提供することによって、より効果的に達成される。
【００１０】
また、本発明の上記目的は、前記はみ出し防止部材は、インコネル線メッシュの撚糸を角型に編み上げた素材であることを特徴とする膨張黒鉛製シール材を提供することによって、より効果的に達成される。
【００１１】
さらにまた、本発明の上記目的は、前記膨張黒鉛材は、断面が内径下方端部を傾斜状とした台形状に形成され、前記はみ出し防止部材は、この台形状膨張黒鉛材の鋭角部に設けられていることを特徴とする膨張黒鉛製シール材を提供することによって、より効果的に達成される。
【００１２】
以下、本発明の内容を実施例に基づき詳述する。
【００１３】
図１（Ａ）は本発明の実施例に係わる膨張黒鉛製シール材（以下、「本シール材」という）の平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【００１４】
本シール材１はリング状の膨張黒鉛材２と、この膨張黒鉛材２の角部に設けられたはみ出し防止部材３ａ，３ｂ，３ｃにより構成されている。なお、このはみ出し防止部材３ａ，３ｂ，３ｃは、前述した従来の膨張黒鉛製シール材１００における補強用部材（L型金属片）に対応するものである。
【００１５】
膨張黒鉛材２は、耐熱性、耐薬品性、柔軟性、不透液性等を有する公知の膨張黒鉛シートをテープ状に加工し、所定形状の金型に巻き付けてリング状に形成したものである。この膨張黒鉛材２の断面は、図１（Ｂ）に示すように、内径下方端部２ｕを傾斜状とした台形状に形成され、前記はみ出し防止部材３ａ，３ｂ，３ｃは、この台形状膨張黒鉛材２の３つの鋭角部に設けられている。
【００１６】
はみ出し防止部材３ａ，３ｂ，３ｃは、Ｎｉ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｃ等を含有した合金として一般に知られているインコネル（米国Metal Technology Inc 商標名）線メッシュの撚糸を矩形状に編み上げた素材からなっている。この素材は、高温高圧条件に耐え、各種のガスや酸、アルカリ等による腐食に抵抗力を有し、また振動や衝撃にも優れた吸収性を有しているので、シール材に適用すると、単に補強用の部材として機能するのみならず、素材自体がパッキン材として機能するので、とくに好ましい。
【００１７】
この他、はみ出し防止部材３ａ，３ｂ，３ｃの素材には、別材質の高温高圧用編上げパッキン、ステンレスメッシュの成型品、ステンレスワイヤー、ステンレスバネ、ステンレスパイプ等を用いることも可能である。
【００１８】
なお、本シール材１の形状や大きさ等は、本実施の形態に限らず、その用途に応じ種々のものに変更され得ることはいうまでもない。
【００１９】
本シール材１は、図２（Ａ）（Ｂ）に断面図で示すように、膨張黒鉛材２とはみ出し防止部材３ａ，３ｂ，３ｃとが（Ａ）の状態から（Ｂ）の状態に一体成型される。
【００２０】
図３（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）は、本シール材１の成型時に使用されるツールを点線矢印で示すようにセット順に示したもので、（Ａ）は粗打ち用金型１０を、（Ｂ）は仕上打ち用金型２０を、（Ｃ）ははみ出し防止用金型３０を、そして（Ｄ）は段付け用リング４０を夫々断面図で示したものである。
【００２１】
粗打ち用金型１０、仕上げ打ち用金型２０、はみ出し防止用金型３０は、夫々上方より、押え型１１，２１，３１、内径型１２，２２，３２、外形型１３，２３，３３よりなり、段付け用リング４０は上リング４１、下リング４２が１セットとして準備される。このようなツールを用い、本シール材１は次のようにして成型される。
【００２２】
先ず、膨張黒鉛シートをテープ状に加工し、規定重量になるように準備する。次に、粗打ち用金型１０の内径型１２に前記テープ状の膨張黒鉛シートを巻き付け、段付けリング４０の下リング４２と共に外形型１３にセットする。この後、上リング４１をセットして押え型１１を外形型に挿入し、上方より加圧して膨張黒鉛材２をリング状に予備成型する。
【００２３】
次に、はみ出し防止部材３ａ，３ｂ，３ｃを規定長さ準備し、はみ出し防止用金型３０の内径型３２にセットする。これを外形型３３にセットし、上から押え型３１を挿入して加圧することにより、はみ出し防止部材３ａ，３ｂ，３ｃを所定形状に予備成型する。なお、この成型時に、はみ出し防止部材３ａ，３ｂ，３ｃの膨張黒鉛材２と加圧接合される面にはエンボス加工等により網目状の微細な凹凸が施される。このように加圧接合面に凹凸部を設けることにより、接合面積が増大され、また、膨張黒鉛材２がこの凹凸部に入り込むことにより両者の加圧接合による密着強度がアップされる。
【００２４】
以上のとおり予備成型された膨張黒鉛材２とはみ出し防止部材３ａ，３ｂ，３ｃを仕上打ち用金型２０の内径型２２と外形型２３にセットした後、上から押え型２１を挿入し、高圧で圧縮して一体成型を行う。かくして本シール材１が完成する。
【００２５】
このように本シール材１では、はみ出し防止部材３ａ，３ｂ，３ｃが膨張黒鉛材２の角部に強固に加圧接合されるので、外部からかなり強い衝撃や振動を受けても、従来の膨張黒鉛製シール材のように剥がれ落ちることがない。
【００２６】
また、上述した成型方法は、通常のパッキン成型と同様であって従来のＬ型状補強用金属片のような絞り加工ではなく、さらにまた、Ｌ型状補強用金属片のように各サイズに対し成型金型を必要とせず、はみ出し防止用金型３０を所定のサイズ、例えば５０ｍｍ毎に用意すればよいので、製造コストを低減することができる。
【００２７】
次に、以上のとおり作られた本シール材１の使用方法について、図４及び図５に基づき説明する。
【００２８】
図４は、本シール材１の使用例を示すもので、流体５０が本体５１とボンネット５２の間の空隙を伝って漏れ出すことを防止するため、本シール材１を図示するようにボンネット５２の上方に設けられた凹部５３に矢印Ｙ１方向から装着した後、押え蓋６０を矢印Ｙ２方向から加圧してシールする場合を示したものである。
【００２９】
本シール材１を凹部５３に装填するに際し、図５（Ａ）にその要部を拡大して示すように、各部品の干渉を無くし組立てを容易にするため、本シール材１の内周面１ｆとボンネット５２の側壁表面５２ｆとの間に間隙ｄが設けられる。この状態において、本シール材１を上部から押え蓋６０により矢印Ｙ２方向から加圧して締め付けると、図５（Ｂ）に示すように本シール材１は変形し、はみ出し防止部材３ａ及び膨張黒鉛材２が側壁表面５２ｆに密着すると同時に、間隙ｄにはみ出したはみ出し防止部材３ａが上方に盛り上がって間隙ｄを完全にシールする。このとき本シール材１の外周面側でも、はみ出し防止部材３b，３c及び膨張黒鉛材２が同様に作用し、本体５１との隙間を完全にシールする。このようにして流体５０の漏れが防止される。
【００３０】
【発明の効果】
以上に詳述したように、本発明に係わる膨張黒鉛製シール材は、耐熱性、耐腐食性に加え、はみ出し防止部材が膨張黒鉛材に強固に加圧接合されているので、耐衝撃性及び耐震性に優れている。
【００３１】
また、絞り加工等とは異なり、成型方法が通常のパッキン成型と同様であり、はみ出し防止用金型もサイズ毎に準備する必要がないので、製造コストを低減することができ、製品を安価に量産することができる。
【００３２】
とくに、はみ出し防止部材をインコネル線メッシュの撚糸を角型に編上げた素材により構成すれば、このはみ出し防止部材は単にはみ出しを防止するための補強材だけではなく、部材そのものをパッキンとして使用し得る膨張黒鉛製シール材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明の実施例に係わる膨張黒鉛製シール材の平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図2】（Ａ）は一体成型前の状態を示す断面図、（Ｂ）は一体成型後の状態を示す断面図である。
【図３】本発明に係わる膨張黒鉛製シール材の成型時に使用されるツールの分解図で、（Ａ）は粗打ち用金型、（Ｂ）は仕上げ打ち用金型、（Ｃ）ははみ出し防止用金型、（Ｄ）は段付け用リングの断面図である。
【図４】本発明に係わる膨張黒鉛製シール材の使用例を示す断面図である。
【図５】図４の要部拡大図で、（Ａ）は使用前状態を、（Ｂ）は使用後状態を示す断面図である。
【図６】従来の膨張黒鉛製シール材の断面図である。
【符号の説明】
１（本発明に係わる）膨張黒鉛製シール材
２膨張黒鉛材
３ａ，３ｂ，３ｃはみ出し防止部材
１０粗打ち用金型
２０仕上げ打ち用金型
３０はみ出し防止用金型
４０段付け用リング
１００（従来の）膨張黒鉛製シール材
１０１膨張黒鉛材
１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄ補強用金属片

Claims

膨張黒鉛材をリング状に形成してなるシール材であって、前記膨張黒鉛材の角部に断面が矩形状のはみ出し防止部材を加圧接合してなることを特徴とする膨張黒鉛製シール材。
前記はみ出し防止部材の前記膨張黒鉛材と加圧接合される面に網目状の凹凸が施されていることを特徴とする請求項１に記載の膨張黒鉛製シール材。
前記はみ出し防止部材は、インコネル線メッシュの撚糸を角型に編み上げた素材であることを特徴とする請求項1ないし請求項２に記載の膨張黒鉛製シール材。
前記膨張黒鉛材は、断面が内径下方端部を傾斜状とした台形状に形成され、前記はみ出し防止部材は、この台形状膨張黒鉛材の鋭角部に設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項３に記載の膨張黒鉛製シール材。