JP2004340285A

JP2004340285A - 高弾性パッキン

Info

Publication number: JP2004340285A
Application number: JP2003138365A
Authority: JP
Inventors: Takahisa Ueda; 隆久上田; Akio Otani; 章夫大谷
Original assignee: Nippon Pillar Packing Co Ltd
Current assignee: Nippon Pillar Packing Co Ltd
Priority date: 2003-05-16
Filing date: 2003-05-16
Publication date: 2004-12-02

Abstract

【課題】複数本の編み糸を断面角形の編組構造体に編組して形成するパッキンにおいて、前記編組構造体の内部に弾性芯材をパッキンの長手方向へ挿通配置することなく、パッキン全体の復元力（弾性力）不足を補い、柔軟性に優れた高弾性パッキンを得る。
【解決手段】複数本の編み糸Ｓａ・・・，Ｓｂ・・・を断面角形の編組構造体１Ａ，１０Ａに編組して形成するパッキンにおいて、角部を通過する編み糸Ｓａ・・・をマルチフィラメントなど、曲げ弾性率が大きい材料で構成し、角部を通過しない編み糸Ｓｂ・・・を紡績糸など、曲げ応力に対し塑性変形する糸で構成した。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、複数本の編み糸を断面角形の編組構造体に編組して形成するパッキンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複数本の編み糸を編組して形成する断面角形の編組構造体の内部に、炭素繊維やガラス繊維よりなる弾性芯材をパッキンの長手方向へ挿通配置し、パッキン全体の復元力（弾性力）不足を補う技術があった。（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特公昭６−２１６６２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の芯有りパッキンは、弾性芯材が編組構造体長手方向に挿通配置されていることで、パッキン全体の復元力は高くなるが、柔軟に曲げることができなくなる問題があった。
【０００５】
したがって本発明は、芯無しパッキンでありながら、パッキン全体に高い復元力（弾性力）が付与され、柔軟性に優れた高弾性パッキンを提供することを主たる目的としている。
【０００６】
ところで、当該出願人は、複数本の編み糸を断面角形の編組構造体に編組して形成したパッキンの圧縮・復元試験を行い、編組構造体の圧縮は、角部を通過する編み糸と角部を通過しない編み糸において発生する配向角の変化と、角部を通過する編み糸の直線部分がジグザグ状にうねることで発生し、編組構造体の復元は、角部を通過する編み糸と角部を通過しない編み糸において発生した圧縮による配向角の変化と、角部を通過する編み糸の直線部分において発生した圧縮によるうねりの変化が元に戻ろうとすることで発生することを見出した。その結果、編組構造体の角部を通過する編み糸の復元力にパッキン全体の復元力、即ち弾性力が影響されると考え、本発明に至った。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そして本発明は、複数本の編み糸を断面角形の編組構造体に編組したパッキンにおいて、角部を通過する編み糸を曲げ弾性率が大きい材料で構成し、角部を通過しない編み糸を曲げ応力に対し塑性変形する糸で構成したことを特徴とする。
【０００８】
【発明の作用・効果】
本発明は、編組構造体の角部を通過する編み糸が、角部を通過しない編み糸に比べて曲げ弾性率が大きいため、角部を通過する編み糸の復元力が高く、パッキン全体に高い復元力（弾性力）を付与でき、しかも前記の従来技術と異なって長手方向に弾性芯材を設ける必要がないので柔軟性にも優れる。この結果、圧縮時に均一に変形し、かつ均一な接触状態（密着状態）を維持できる高弾性パッキンを得ることができると共に、この高弾性パッキンは弾性芯材を必要としない分前記の従来技術に比べて廉価に得ることができる。
【０００９】
また、角部を通過する編み糸の曲げ弾性率が小さいと、圧縮時に角部を通過する編み糸の直線部分に発生するうねりが大きくなリ過ぎ、パッキンの角部が引き込まれ、中央部分が大きく突出して不均一な接触状態となり、シール性能を低下させる引き込み現象を発生させるが、本発明では角部を通過する編み糸の曲げ弾性率が大きいため、前記引き込み現象も防止することができる。
【００１０】
さらに、角部を通過する編み糸をマルチフィラメントなど、曲げ弾性率の大きい材料で構成し、角部を通過しない編み糸を紡績糸など、曲げ応力に対し塑性変形する糸で構成することで、角部を通過くる編み糸と角部を通過しない編み糸との曲げ弾性率の差を大きくできると共に、初期締めで角部を通過しない編み糸を塑性変形させて、角部を通過する編み糸になじませることができ、パッキン全体により高い復元力（弾性力）を付与できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図１乃至図４に基づいて説明する。図１に示す高弾性パッキン１は、所定の組成点に導いた編み糸Ｓを、図２に示す３つの編み糸経路Ｐ上を、各々の編み糸経路Ｐ上の複数本の編み糸Ｓを他の編み糸経路Ｐ上の各編み糸Ｓと交互に重合交差するように矢印方向に順次周回移動させながら格子状に編組させていくことによって得られた、断面正方形の紐状の格子編み構造体である編組構造体１Ａからなる。
【００１２】
なお、図２では各編み糸経路Ｐの各々に１本の編み糸Ｓを図示しているが、編み糸Ｓの本数ｎと編み糸経路Ｐの数Ｎとの関係は、次の数式１によって表される。
ｎ＝２Ｎ^２＋２Ｎ−４・・・・・（１）
したがって、編み糸経路Ｐの数が３の場合には、２・３^２＋２・３−４＝２０であるから、編み糸Ｓの本数は２０本となり、各編み糸経路Ｐのうち、編組構造体１Ａの角部を通過する長円形の２つの編み糸経路Ｐ（以下、編組構造体１Ａの対向する一組の角部を通過する一方の編み糸経路Ｐを第１経路Ｐ１，編組構造体１Ａの対向する他の一組の角部を通過する他方の編み糸経路Ｐを第３経路Ｐ３という。）上では、各々６本の編み糸Ｓが移動し、編組構造体１Ａの角部以外の中央部を通過し角部を通過しない正方形状の１つの編み糸経路Ｐ（以下、編組構造体１Ａの角部を通過しない編み糸経路Ｐを第２経路Ｐ２という。）上では、８本の編み糸Ｓが移動する。
【００１３】
上記から明らかなように、図１に示す高弾性パッキン１は、３つの編み糸経路Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３で複数本（２０本）の編み糸Ｓを編組して形成する断面四角形状の編組構造体１Ａからなる。
【００１４】
また、上記編組構造体１Ａを構成する編み糸Ｓは曲げ弾性率の異なる２種類を使用するもので、第１及び第３経路Ｐ１，Ｐ３上を移動して編組構造体１Ａの角部を通過する編み糸Ｓに曲げ弾性率の大きい側の編み糸Ｓａを使用し、第２経路Ｐ２上を移動して編組構造体１Ａの角部以外の中央部を通過し角部を通過しない編み糸Ｓに曲げ弾性率の小さい側の編み糸Ｓｂを使用し、編組構造体１Ａの角部を通過する編み糸Ｓａを、編組構造体１Ａの角部を通過しない編み糸Ｓｂの曲げ弾性率に比べて大きくしている。
【００１５】
ところで、編み糸Ｓの曲げ弾性率の差は、編み糸Ｓがマルチフィラメントなどの連続体か紡績糸などの断続体かの構造が異なることで発生する。さらに材料の種類を異ならせてもよい。特に、紡績糸は曲げ弾性が無いか無いに等しいため、構造の異なりが曲げ弾性率に大きい差を与えることができる。
【００１６】
そして、編み糸Ｓの材料の種類としては、例えば、アラミド繊維、ガラス繊維、炭素繊維、ＰＴＦＥ繊維、膨張黒鉛など従来周知のものを使用することができる。本実施例１では、編み糸Ｓａとして曲げ弾性率が０．１ＭＰａのアラミド繊維のマルチフィラメントを使用し、編み糸Ｓｂとして曲げ弾性率が０．００１ＭＰａのアラミド繊維の紡績糸を使用（材料の種類が同じマルチフィラメントと紡績糸を使用）することで、即ち編組構造体１Ａの角部を通過する編み糸Ｓａを曲げ弾性率が大きい材料で構成し、角部を通過しない編み糸Ｓｂを曲げ応力に対し塑性変形する糸で構成し、編組構造体１Ａの角部を通過する編み糸Ｓａを、角部を通過しない編み糸Ｓｂに比べて曲げ弾性率を大きくしている。
【００１７】
また、実施例２として、編み糸Ｓａとして曲げ弾性率が０．２ＭＰａのガラス繊維のマルチフィラメントを使用し、編み糸Ｓｂとして曲げ弾性率が０．００１ＭＰａのアラミド繊維の紡績糸を使用（材料の種類が異なるマルチフィラメントと紡績糸を使用）することで、即ち編組構造体１Ａの角部を通過する編み糸Ｓａを曲げ弾性率の大きい材料で構成し、角部を通過しない編み糸Ｓｂを曲げ応力に対し塑性変形する糸で構成し、編組構造体１Ａの角部を通過する編み糸Ｓａを、角部を通過しない編み糸Ｓｂに比べて曲げ弾性率を大きくしている。なお、上記の曲げ弾性率の測定にはＪＩＳ−Ｋ７０５５などが考えられる。
【００１８】
上記実施例１及び２の編組構造体１Ａ（高弾性パッキン１）をインストロン型万能試験機により荷重０〜２Ｎ／ｍｍ^２までの圧縮と荷重２〜０Ｎ／ｍｍ^２までの除圧を、５回繰り返し行い、その圧縮率と復元率及び中央部の突出量を調べたところ、表１のような結果が得られた。その試料サイズは、１０ｍｍ角で、長さ１５０ｍｍであった。なお、周知のように編組構造体１Ａに繰り返し圧縮負荷を与えた場合の圧縮率及び復元率は、初回圧縮（初期締め）と２回目以降の圧縮では著しく異なるのに対して、２回目以降の圧縮ではある値に収斂して安定するため、表１は２回目以降の圧縮での圧縮率と復元率及び中央部の突出量を示す。
【００１９】
ここで、圧縮率は次の数式２によって表され、
（ｈ_０−ｈ_１）／ｈ_０×１００（％）・・・・・（２）
また、復元率は下記の数式３によって表される。
（ｈ’_１−ｈ_１）／（ｈ_０−ｈ_１）×１００（％）・・・・・（３）
なお、ｈ_０は圧縮前の編組構造体１Ａの高さ、ｈ_１は圧縮後の編組構造体１Ａの高さ、ｈ’_１は除圧後の編組構造体１Ａの高さである。
【００２０】
【表１】

【００２１】
上記表１から明らかなように、実施例１の高弾性パッキン１（編組構造体１Ａ）の圧縮率は１７％、復元率は８３％である。これに対して、編組構造体の角部を通過する編み糸と角部を通過しない編み糸とが同一であるパッキンの場合には、圧縮率は２０％前後、復元率は３０〜４０％であるから、芯無しパッキンでありながら、パッキン全体に高い復元力（弾性力）を付与できたと認められる。また中央突出量も２．３ｍｍと僅かで、引き込み現象も防止できた。
【００２２】
また、実施例２の高弾性パッキン１（編組構造体１Ａ）の圧縮率は２３％、復元率は８８％である。これに対して、編組構造体の角部を通過する編み糸と角部を通過しない編み糸とが同一であるパッキンの場合には、圧縮率は２０％前後、復元率は３０〜４０％であるから、芯無しパッキンでありながら、パッキン全体に高い復元力（弾性力）を付与できたと認められる。また中央突出量も３．２ｍｍと僅かで、引き込み現象も防止できた。
【００２３】
図３は編み糸経路Ｐの数を４として格子状に編組された編組構造体１０Ａからなる高弾性パッキン１０を示しており、編み糸経路Ｐの数が４の場合、その編み糸Ｓの本数は上記数式１から、３６本となり、各編み糸経路Ｐのうち、編組構造体１０Ａの角部を通過する長円形の２つの編み糸経路Ｐ（編組構造体１０Ａの対向する一組の角部を通過する一方の編み糸経路Ｐを第１経路Ｐ１，編組構造体１０Ａの対向する他の一組の角部を通過する他方の編み糸経路Ｐを第４経路Ｐ４とする。）上では、各々８本の編み糸Ｓが移動し、編組構造体１０Ａの角部以外の中央部を通過し角部を通過しない正方形状の２つの編み糸経路Ｐ（編組構造体１０Ａの角部を通過しない一方の編み糸経路Ｐを第２経路Ｐ２、他方の編み糸経路Ｐを第３経路Ｐ３とする。）上では、各々１０本の編み糸Ｓが移動する。
【００２４】
上記から明らかなように、図３に示す高弾性パッキン１０は、４つの編み糸経路Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４で複数本（３６本）の編み糸Ｓを編組して形成する断面四角形状の編組構造体１０Ａからなる。
【００２５】
そして、第１及び第４経路Ｐ１，Ｐ４上を移動して編組構造体１０Ａの角部を通過する編み糸Ｓａとして曲げ弾性率が０．１ＭＰａのアラミド繊維のマルチフィラメント又は曲げ弾性率が０．２ＭＰａのガラス繊維のマルチフィラメントを使用し、第２及び第３経路Ｐ２，Ｐ３上を移動して編組構造体１０Ａの角部以外の中央部を通過し角部を通過しない編み糸Ｓｂとして曲げ弾性率が０．００１ＭＰａのアラミド繊維の紡績糸を使用し、編組構造体１０Ａの角部を通過する編み糸Ｓａを曲げ弾性率が大きい材料で構成し、角部を通過しない編み糸Ｓｂを曲げ応力に対し塑性変形する糸で構成し、編組構造体１０Ａの角部を通過する編み糸Ｓａを、角部を通過しない編み糸Ｓｂに比べて曲げ弾性率を大きくしている。
【００２６】
なお、編み糸経路Ｐの数は３以上であればよく、また、編組構造体１Ａ，１０Ａの角部を通過する編み糸Ｓａをマルチフィラメントなど、曲げ弾性率が大きい材料で構成し、角部を通過しない編み糸Ｓｂを紡績糸など曲げ応力に対し塑性変形する糸で構成し、編組構造体１Ａ，１０Ａの角部を通過する編み糸Ｓａを、角部を通過しない編み糸Ｓｂに比べて曲げ弾性率を大きくする、両編み糸Ｓａ，Ｓｂの材料の種類は、上記実施例の如きアラミド繊維やガラス繊維に限定されるものではなく、使用環境などに応じて適宜選択される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る高弾性パッキンの実施例を示す外観図
【図２】図１の高弾性パッキンの編み糸経路の模式図
【図３】高弾性パッキンの変形例を示す外観図
【図４】図３の高弾性パッキンの編み糸経路の模式図
【符号の説明】
１，１０高弾性パッキン
１Ａ，１０ａ編組構造体
Ｓａ編組構造体の角部を通過する編み糸
Ｓｂ編組構造体の角部を通過しない編み糸
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４編み糸経路

Claims

複数本の編み糸を断面角形の編組構造体に編組したパッキンにおいて、角部を通過する編み糸を曲げ弾性率が大きい材料で構成し、角部を通過しない編み糸を曲げ応力に対し塑性変形する糸で構成したことを特徴とする高弾性パッキン。