JP2010065757A - ヤーン - Google Patents

Abstract

【課題】グランドパッキン用として好適な膨張黒鉛とＰＴＦＥとを用いて成るヤーンが、コア材である膨張黒鉛が露出することがなく、かつ、簡便に作成することが可能なものに改良して提供する。
【解決手段】ＰＴＦＥフィルム２と膨張黒鉛シート材１とが互いに長手方向が揃えられる状態において、よろい巻きされるＰＴＦＥフィルム２で膨張黒鉛シート材１が包まれることでヤーンＹが形成される。膨張黒鉛シート材１は丸められた断面形状を有しているとともに、膨張黒鉛シート材１の内部及び／又は外部に補強材Ｈが配備されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ポンプやバルブ等の流体機器のシール部品として使用されるグランドパッキンに好適に用いられるヤーンに関するものである。

ポンプ、バルブ等の流体機器の軸封部などに用いるグランドパッキンや、それに用いるヤーン（編み糸）に関する従来技術としては、従来から膨張黒鉛を用いたものが知られている。そして、特許文献１や特許文献２においては、膨張黒鉛に加えてＰＴＦＥ（ポリ四フッ化エチレン）も用いて成るものが開示されている。

つまり、膨張黒鉛本来の高い圧縮復元性及びなじみ性を維持しつつ、引張り強さ及び靭性の高いヤーンを形成し、それによってパッキンとして高い封止特性を発揮可能となることを目指して創作されたものである。しかしながら、それら前記特許文献１，２のものでは、次のような問題があった。

即ち、コアとなる膨張黒鉛又は高強度材料の回りにＰＴＦＥ等のシートを巻回することによって成るもの、或いは膨張黒鉛テープの表面にＰＴＦＥをラミネートすることによって成るものであるので、コア材料（膨張黒鉛）が露出し易い。また、シートを螺旋状に巻き付けて行くものであるから、製作するに比較的多くの時間が掛る不利もあった。

要約すると、巻回（螺旋巻き）製法によって成るヤーンは、コア材の回りにＰＴＦＥ等のシートを巻付けているから、コア材料が露出し易い傾向があるととも多くの製作時間を要する。そして、ラミネート法によって成るヤーンでは、シートの両端部にコア材が露出する問題が残る。
特開２０００−３２０６８１号公報 実用新案登録第２６００８８７号公報

本発明の目的は、グランドパッキン用として好適な膨張黒鉛とＰＴＦＥとを用いて成るヤーンが、コア材である膨張黒鉛が露出することがなく、かつ、簡便に作成することが可能なものに改良して提供する点にある。

請求項１に係る発明は、ヤーンにおいて、ＰＴＦＥフィルム２と膨張黒鉛シート材１とが互いに長手方向が揃えられる状態において、よろい巻きされるＰＴＦＥフィルム２で前記膨張黒鉛シート材１が包まれて形成されることを特徴とするものである。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載のヤーンにおいて、よろい巻きされる前記ＰＴＦＥフィルム２で前記膨張黒鉛シート材１が包まれて成る基材３が加撚されることで形成されることを特徴とするものである。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載のヤーンにおいて、よろい巻きされる前記ＰＴＦＥフィルム２で包まれる前記膨張黒鉛シート材１が、丸められた断面形状を有していることを特徴とするものである。

請求項４に係る発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載のヤーンにおいて、前記膨張黒鉛シート材１の内部及び／又は外部に補強材Ｈが配備されていることを特徴とするものである。

請求項５に係る発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載のヤーンにおいて、前記膨張黒鉛シート材１と前記ＰＴＦＥフィルム２とが又は／及び前記ＰＴＦＥフィルム２の重ね合わさり部分どうし５，６が接着されていることを特徴とするものである。

請求項６に係る発明は、請求項１〜５の何れか一項に記載のヤーンにおいて、前記ＰＴＦＥフィルム２の重量割合が５〜３０％に設定されていることを特徴とするものである。

請求項１の発明によれば、膨張黒鉛シート材をＰＴＦＥフィルムでよろい巻きして包み込む構造、即ち、従来のような螺旋状巻き付けではなく、膨張黒鉛シート材と長手方向を揃えた状態でフィルムを捻るようにして重ね代を設けて巻き付けるように覆う構造であるから、膨張黒鉛の弾性を維持しつつ、膨張黒鉛の露出が生じない。しかも、ＰＴＦＥフィルムをその長手方向に沿って捻ることで形成されるよろい巻きで膨張黒鉛シート材を覆うようにしたので、被覆構造が単純化されて製作が容易化されるとともに、ＰＴＦＥフィルムの必要量の低減による低コスト化も可能となる。その結果、膨張黒鉛とＰＴＦＥとを用いて成るヤーンを、コア材である膨張黒鉛が露出することがなく、かつ、簡便に作成することが可能なものに改良して提供することができる。

そして、請求項２にように、膨張黒鉛シート材を包んでよろい巻きされて成る基材をさらに加撚してヤーンとすれば強度改善が可能となって好都合である。また、請求項３のように、丸められた膨張黒鉛シート材をＰＴＦＥフィルムで包む構造とすれば、ヤーンとして好適な断面形状のものとすることができる。

請求項４の発明によれば、ＰＴＦＥフィルムと膨張黒鉛シート材との互いの長手方向が揃っているので、膨張黒鉛シート材の長手方向に合致される状態で強度向上のために内包される補強材を、よろい巻きされるＰＴＦＥフィルムで容易に包み込むことが可能となる利点が追加される。

請求項５の発明によれば、接着によって基材としての強度向上、或いはＰＴＦＥフィルムの重ね合せ部分が開いて内部の膨張黒鉛シート材が露出するおそれを皆無とすることが可能であり、より安定性や信頼性に優れる利点も有するヤーンを提供することができる。

請求項６の発明によれば、ヤーンを用いて製品（グランドパッキン等）に形成した場合における特性、即ちシール特性に優れるものとなるヤーンを提供することができる。

以下に、本発明によるヤーンの実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図１は実施例１によるヤーンとその作り方を示す斜視図、図２は図１のヤーンの断面図、図３はＰＴＦＥフィルムのよろい巻きの原理を示す作用図、図４は実施例２によるヤーンとその作り方を示す作用図、図５は実施例３によるヤーンの部分図である。

〔実施例１〕
実施例１によるヤーンＹは、図１，図２に示すように、ＰＴＦＥフィルム２と膨張黒鉛シート材１とが互いに長手方向が揃えられる状態において、よろい巻きされるＰＴＦＥフィルム２で膨張黒鉛シート材１が包まれて形成される。つまり、後述するが、丸められて外径２ｍｍとなる内補強膨張黒鉛シート材１をＰＴＦＥフィルム２にて包み込んで成るヤーン（編み糸）である。

コア材である膨張黒鉛シート材１は、複数の補強線１ｈ（補強材Ｈの一例）を並列状態で内装する断面形状が扁平矩形で長尺状の膨張黒鉛（内補強膨張黒鉛）を用いて形成されている。この膨張黒鉛シート材１を、その幅方向の一端１ａが他端１ｂの内側（又は外側）となる状態に内側に巻き込むように長手方向に沿って単純に折り曲げることにより、ロール状シート材１Ｌ（図２も参照）に形成する。

ＰＴＦＥフィルム２は、例えば図１に示すように、ロール状に巻回されているフィルムロール２Ｒから巻き解されての長尺状のものとして用いられる。長手方向に引き出されたＰＴＦＥフィルム２は、図３に示すよろい巻きの原理のように、幅方向の一端２ａが幅方向の他端２ｂの内側（又は外側）となるようにその長手方向どうしを互いに逆方向に捻るように巻いて、即ちよろい巻きすることでロール状フィルム２Ｌとなり、そのロール状フィルム２Ｌでロール状シート材１Ｌを覆って包むことにより、ヤーンＹが作成される。

図３を用いてよろい巻きの原理を説明すると、例えば、図３（ａ）に示すように、ある長さを有する長尺状のＰＴＦＥフィルム２の長手方向の一端２ｃを矢印イ方向に捻るとともに、長手方向の他端２ｄを矢印イ方向とは反対の矢印ロ方向に捻ることにより、長手方向に沿って丸め始める。そして、図３（ｂ）に示すように、長手方向の一端２ｃを続けて捻ることにより、幅方向の一端２ａが幅方向の他端２ｂの内側に入る状態でそれら一端２ａと他端２ｂとが重なり代を持つ状態でロール状に巻かれて行く。

さらに、長手方向の一端２ｃを矢印イ方向に捻ることにより、図３（ｃ）に示すように、幅方向の一端２ａが幅方向の他端２ｂの内側に入って内外の重なり代５，６を有してロール状に巻かれた、即ちＰＴＦＥフィルム２をよろい巻きして成るロール状フィルム２Ｌが作成される。つまり、本明細書において「よろい巻き」とは、フィルム状（シート状や板状でも可）のものを、その一端と他端との重なり代を有する状態に捻って巻くことであると定義できる。

ヤーンＹ３は、図２に示すように、丸められた断面形状を有する膨張黒鉛シート材１がＰＴＦＥフィルム２でよろい巻きされて成るもの、即ち、膨張黒鉛シート材１が露出されない状態で全体として丸められた断面形状を呈している。実施例１によるヤーンＹにおけるＰＴＦＥフィルム２の重量割合（単位長さ当りのヤーンＹの重量に対するＰＴＦＥフィルム２の重量割合）は２２．１％であった。

尚、膨張黒鉛シート材１とＰＴＦＥフィルム２とが、即ちロール状シート材１Ｌの外周面とロール状フィルム２Ｌの内周面とが接着剤を用いる等して接着されるようにしても良いし、ＰＴＦＥフィルム２の、即ちロール状フィルム２Ｌの重ね合わさり部分５，６どうしが接着されているようにしても良い。また、それら双方共に接着されている構成でも良

〔実施例２〕
実施例２によるヤーンＹは、図４に示すように、膨張黒鉛シート材１によるロール状シート材１Ｌと共に外補強材としてのステンレス線４（補強材Ｈの一例）を、ステンレス線（例：太さ０．１ｍｍ）巻きロール４Ｒから巻き解して、よろい巻きされるＰＴＦＥフィルム２でロール状シート材１Ｌと共に包み込まれて成るものである。つまり、実施例１によるヤーンＹに外補強が追加されたものであり、内補強である補強線１ｈ（Ｈ）と外補強であるステンレス線４（Ｈ）との内外の補強により、より機械的特性に優れるヤーンＹが実現される。

〔実施例３〕
実施例３によるヤーンＹは、図５に示すように、実施例１及び／又は実施例２によるヤーンＹを基材３〔図５（ａ）参照〕として、さらに矢印ハ方向に加撚することで成るもの〔図５（ｂ）参照〕である。つまり、図５（ｂ）に示すように、膨張黒鉛シート材１をＰＴＦＥフィルム２でよろい巻きして成る基材３が加撚されることで形成されるヤーンＹである。加撚されることにより、機械的性質がより改善されるヤーンＹとすることができる利点がある。尚、図３に示すｍは、加撚による撚り目である。

〔グランドパッキン〕
グランドパッキンは、図示は省略するが、上述（実施例１〜３）のヤーンＹの複数本（例：８本）を芯材の周りに（芯材が無くても良い）集束してひねり加工又は編組（８打角編等）して紐状に構成されたものであり、これを連続して丸めて圧縮成形することにより、断面が矩形で全体形状がドーナツ型のリング形のグランドパッキンとすることができる。例えば、グランドパッキンは、回転軸の軸方向に複数個並ぶ状態でパッキンボックスに装備され、かつ、パッキン蓋によって軸方向に押圧されることにより、回転軸の外周面に対してシール作用するように用いられる。

本発明によるヤーンＹによれば次の１．〜５．のような作用や効果を得ることができる。１．膨張黒鉛シート材１を長手方向に引き揃えたＰＴＦＥフィルム２で包み込む構造のため、膨張黒鉛の弾性を維持しつつ、膨張黒鉛の露出が生じない。２．ＰＴＦＥフィルム２と膨張黒鉛シート材１との互いの長手方向が揃っているので、膨張黒鉛シート材１の長手方向に合致される状態で強度向上のために内包される金属線や炭素繊維等の補強用線材を容易にＰＴＦＥフィルム２で同時に包み込むことが可能になる。

３．ＰＴＦＥフィルム２を表面に配置し、コア材料である膨張黒鉛の露出が無くなるので、耐食性と摺動特性の向上を図ることが可能になる。４．ＰＴＦＥフィルム２による膨張黒鉛シート材１の被覆構造として、従来のような螺旋状巻き付けではなく、よろい巻きして包み込むようにしたので、ＰＴＦＥフィルム２の必要量の低減が可能になり、高温での安定性を得ながらも低コスト化が図れる。５．ＰＴＦＥフィルム２による膨張黒鉛シート材１の被覆構造が、よろい巻きすることで包み込むものであるから、ＰＴＦＥフィルム２自身の引張強度が利用できてヤーンＹとしての強度向上が図れる。

〔別実施例〕
ＰＴＦＥフィルム２は、多孔質なものや充填材入りのものであっても良い。

実施例１によるヤーンとその作り方を示す斜視図 図１のヤーンの断面図 ＰＴＦＥフィルムのよろい巻きの原理を示す作用図 実施例２によるヤーンとその作り方を示す斜視図 実施例３によるヤーンを示す部分図

符号の説明

１ 膨張黒鉛シート材
２ ＰＴＦＥフィルム
３ 基材
５，６ 重ね合わさり部分
Ｈ 補強材

Claims (6)

1. ＰＴＦＥフィルムと膨張黒鉛シート材とが互いに長手方向が揃えられる状態において、よろい巻きされるＰＴＦＥフィルムで前記膨張黒鉛シート材が包まれて形成されるヤーン。
2. よろい巻きされる前記ＰＴＦＥフィルムで前記膨張黒鉛シート材が包まれて成る基材が加撚されることで形成される請求項１に記載のヤーン。
3. よろい巻きされる前記ＰＴＦＥフィルムで包まれる前記膨張黒鉛シート材が、丸められた断面形状を有している請求項１又は２に記載のヤーン。
4. 前記膨張黒鉛シート材の内部及び／又は外部に補強材が配備されている請求項１〜３の何れか一項に記載のヤーン。
5. 前記膨張黒鉛シート材と前記ＰＴＦＥフィルムとが又は／及び前記ＰＴＦＥフィルムの重ね合わさり部分どうしが接着されている請求項１〜４の何れか一項に記載のヤーン。
6. 前記ＰＴＦＥフィルムの重量割合が５〜３０％に設定されている請求項１〜５の何れか一項に記載のヤーン。

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