JP2015090174A - パッキング及びこれを用いたシール装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高温域で使用が可能であるとともに、シール性に優れ、取り付けの際にヒューマンエラーを防ぐことが可能な、パッキング及びシール装置を提供すること。【解決手段】パッキング１００の有する外観を算盤玉状の形状とし、内部に片断面がステム等の軸体Ｓの軸線に沿った平行な線を底辺とする三角形状の空洞ＤＨを設けて、軸体Ｓとの接触面積を減少させると共に、軸体Ｓとの接触部分である端面１７０での接面圧力を向上させ、少なくとも重量比９９．８％のグラファイトを含む素材又は少なくとも重量比２５．０％のバーミキュライトを含む素材により形成し、更に、前記パッキング１００を効果的に機能させるシール装置１０００として、軸線Ｓに沿って前記パッキング１００を取り囲む第１中間パッキング２００と、少なくとも重量比２５．０％のバーミキュライトを含む素材から形成される第１バックアップリング３００とを設けた。【選択図】図３

Description

本発明は、回転や往復運動等を行なう軸体の、軸線方向乃至その径方向に沿った、高温・高圧の流体の漏れに対するパッキング及びこれを用いたシール装置に関する。

軸線廻りに回転運動を行ったり軸線方向に沿って往復運動等を行なったりする、ステムなどの軸体の、軸線方向乃至その径方向に沿った流体の漏れに対するパッキングには、流体のシールを効果的に行ないつつ、当該軸体の回転や往復運動等を妨げないようにする、との相反した要請が存在する。

すなわち、充分なシールを行なうために、パッキングと軸体との接触面積や接面圧力を増加させると、シール性は向上するものの、回転や往復運動等に対する抵抗を増加させる要因となり、逆に、上記接触面積や接面圧力を低下させると、上記回転や往復運動等に対する抵抗の増加は防げるが、シール性は悪化するという結果となる。

従来から、こうしたパッキングには、例えば、グラファイト(膨張黒鉛)をフラットに成型したリング状のパッキングなどが用いられ、これらはスタフィングボックス内に重ねて収納するなどして使用されている。

しかし、こうした重ねたパッキングに対して、スタフィングボックスのグランド押えによるパッキングの締め付けなどにより、軸体の軸線方向に沿った圧力がかかった場合には、当該パッキングが軸体の表面とスタフィングボックスの内面との両方向に対して、均等に変形して潰れる事から、軸体を当該パッキングが過大に圧迫する場合がある。その結果、当該パッキングにより、軸体が回転や往復運動等をする際の摺動抵抗を大きくするという欠点があった。

更に、スタフィングボックス内において軸体の軸線方向に沿って、グランド押えにより、パッキングを締め付けた場合、上記グランド押えによりパッキングの端面（加圧面）に加えられた圧力の一部は、上記のように、パッキングによるスタフィングボックス内面方向と軸体表面方向とに対する接面圧力に変換される。しかし、当該接面圧力は、上記端面（加圧面）から離れた下層に近いほど弱くなることから、当該下層に近いほど面圧低減を起こし、上記端面（加圧面）から離れた下層の領域で、シール性が悪くなる問題があった。

そこで、これらの欠点を改善するため、グラファイトを傘型に成型した複数のパッキングを積層して用いられることもあり、その一例として、特許文献１に記載されたものが挙げられる。

しかし、こうした傘型に成型したパッキングを複数積層した構造のものを使用する場合には、パッキングの装着時に人手によって方向を揃える必要があることから、ヒューマンエラーによって逆方向に装着されることがある、という問題があった。

また、この問題を解決するために、特許文献２に示すような、全体を算盤玉形状とし、その断面を三角形状とするパッキンを含むシール構造が提唱されている。そして、この特許文献２に示す発明は、各パッキングのグラファイトの密度に濃淡を持たせることによって、グランド押えによる締め付け圧力をステムの軸線方向に沿った上記下層だけでなく、ステムの内外径方向へ有効な側圧として伝えることで高いシール性を確保しようとするものでもある。

しかし、かかる特許文献２に示す発明では、上記ヒューマンエラーは防止できるものの、傘型と同等のシール性が確保できる締め付け圧力を加えると、ステムへの摺動抵抗が大きくなるという性質があった。
また、グラファイト製パッキングが酸化雰囲気で使用できるのは400℃〜450℃が限界であることから、バルブ等においてこれ以上の高温で使用する場合は、バルブに使用される軸体のヨーク(首の部分)を伸ばし、パッキングの使用箇所を熱源から遠ざける方法が採られている。
しかし、ヨークを伸ばすことで、バルブが大型化し、設置場所が限定されることになり、その結果プラント全体の配置に影響を及ぼすこともあった。
また、このように、グラファイトが高温下の酸化雰囲気で使用された場合には、酸化による消耗によって質量減量を生じ易いという欠点を有する。そこで、そうした欠点を補うため、マイカ等を編組した紐状パッキングを、複数の重ねたグラファイトの上下に用いるなどして、これらを組み合わせて使用されることもある。
しかし、このように、グラファイトをマイカ等の紐状パッキングと組み合わせて使用した場合には、耐熱温度は800℃程度迄上がるものの、当該紐状パッキングは概して製品寿命が短いという問題があった。
更に、グラファイトが軸体及びスタフィングボックスの内面に圧接されることで、当該軸体表面及びスタフィングボックスの内面に沿って当該グラファイトがはみ出しシール性を損なう事がある。そこで、これを防止する目的で炭素繊維材料を用いたパッキングを組み合わせて使用されることもあるが、炭素繊維材料のパッキングとの組合せでは、グラファイトのはみ出しは防止できるが、耐熱温度は上がらないという問題があった。

特開２００２−１８１１９７号公報 国際公開第９８／１４７２４号パンフレット

本発明は上記の各問題点の解決を課題とするものであり、高温域での使用が可能であり、軸体に対するシール性を向上しつつ摺動抵抗を低減し、更に、装着時のミスを防止する事も可能な、パッキング及びそれを用いたシール装置を提供する事にある。

上記課題を解決するために本発明は、算盤球型のリング状の外形をした、片断面が二等辺三角形の等辺部分に厚みを設けた形状を有するパッキングであって、内部に前記片断面が三角形状の空洞を有し、前記外形を構成するリング面中央部の空間は、軸体を貫通させるための、前記リング面に垂直な中心軸を有する概ね円筒形状の貫通孔であり、前記二等辺三角形は前記貫通孔の前記中心軸に平行な側面を底辺としており、前記二等辺三角形の等辺部分に厚みを設けた形状の端部が属する端面は、前記貫通孔に軸体を貫通させた場合に、前記軸体の側面と平行になるように形成したことを特徴とするパッキングを提供する。
また、上記課題を解決するために本発明は、前記パッキングの前記等辺部分の前記厚みは、前記等辺部分の端部から、前記等辺部分の頂点部にかけて増加していることにより、
或いは、前記パッキングの片断面を構成する前記等辺部分の頂点部の外周側からは、前記貫通孔の前記中心軸に対して垂直な切れ込みを設け、前記軸体を前記貫通孔に貫通させ、前記パッキングを前記中心軸に平行な方向に外側から内側に加圧した場合には、前記切れ込みに沿って、前記切れ込みの幅が、前記中心軸に対して垂直な方向の中心軸側から外側にかけて拡大することにより、或いは、前記パッキングが、少なくとも重量比９９．８％のグラファイトからなる素材から形成されていることにより、又は、前記パッキングが、少なくとも重量比２５．０％のバーミキュライトを含む素材から形成されていることにより、更に効果的に達成される。

また、上記課題を解決するために本発明は、上記記載の何れかのパッキングを第１パッキングとし、前記第１パッキングをスタフィングボックス内に収納すると共に、前記第１パッキングの前記貫通孔に軸体を貫通させ、前記軸体の軸線方向に沿って、前記第１パッキングを両側から挟持するように配設された、前記軸体を取り巻くリング状の２つの第１中間パッキングと、前記軸体の軸線方向に沿って、前記第１中間パッキングを前記第１パッキングとは反対の側から挟持するように配設された、前記軸体を取り巻くリング状の２つの第１バックアップリングとから前記軸体のシールを行なうシール装置であって、前記第１中間パッキングは、片断面が四辺形状をしており、前記軸体に面した側は、前記軸体の軸線の方向と平行な面を有し、前記スタフィングボックスの内面に面した側は前記スタフィングボックスの内面に平行な面を有すると共に、前記スタフィングボックスの内面に面した側の前記軸線に沿った長さは、前記軸体に面した側の前記軸線に沿った長さよりも長く、前記第１パッキングを挟持する側とは反対の側は、前記軸体の軸線方向と垂直な面を有し、前記第１パッキングを挟持する側は、前記第１パッキングの前記等辺部分の端部の外縁から前記等辺部の頂点部にかけて、前記第１パッキングの前記等辺部分がつくる外周面と平行な面を有しており、前記第１バックアップリングは、片断面が四辺形状をしており、前記軸体に面した側は、前記軸体の軸線の方向と平行な面を有し、前記スタフィングボックスに面した側は前記スタフィングボックスの内面と平行な面を有し、前記第１中間パッキングに面する側と反対の側は、前期軸体の軸線方向に垂直な面を有し、前記第１中間パッキングに面した側は前記第１中間パッキングの対向する面に平行な面を有することを特徴とするシール装置を提供する。

また上記課題の解決は、上記シール装置の前記第１中間パッキングの前記第１パッキングを挟持する側の表面は、前記第１パッキングの前記等辺部の端部から前記等辺部の頂点部にかけて、前記第１パッキングの前記等辺部分との距離を拡大するように形成したことにより、或いは、前記第１バックアップリングを、少なくとも重量比２５．０％のバーミキュライトを含む素材から形成したことにより、或いは、前記第１中間パッキングを、前記第１パッキングよりも密度を低く形成したことにより、更に効果的に達成される。

更に、上記課題の解決のために本発明は、算盤球型のリング状の外形から、前記外形を構成するリング面に垂直に前記外形の外縁の一部を切り取った形状を有し、前記リング状の外形の片断面が、外周側が等脚台形の上底部と２つの脚部の部分とからなる形状を有すると共に、内周側が頂点を前記上底部側に向けた二等辺三角形の等辺部と前記等辺部の末端と前記等脚台形の脚部の末端とを結ぶ線分からなる形状を有するパッキングであって、内部に前記片断面が三角形状の空洞を有し、前記リング面の中央部に設けられた空間は、軸体を貫通させるための、前記リング面に垂直な中心軸を有する概ね円筒形状の貫通孔であり、前記片断面を構成する前記二等辺三角形は前記貫通孔の前記中心軸に平行な側面を底辺とし、前記片断面を構成する前記等脚台形の上底部の中点と前記二等辺三角形の等辺部の頂点とは、前記中心軸から垂直方向に同一線上に位置し、前記片断面の、前記二等辺三角形の等辺部の末端と前記等脚台形の２つの脚部とをそれぞれ結ぶ線分が属する端面は、前記貫通孔に軸体を貫通させた場合に、前記軸体の側面に対して、前記貫通孔の前記中心軸の軸線の両端に向かって間隔を拡大して形成したことを特徴とする第２のパッキングを提供する。

また、上記課題の解決は、前記第２のパッキングの片断面の外周側を構成する前記上底部の中央部分から、前記片断面の内周側を構成する前記等辺部の頂点に向けて、前記貫通孔の中心軸に対して垂直な切れ込みを設け、前記切れ込みの延長線上の前記等辺部の頂点部分には、断面が円形の円環状の空隙を設け、前記軸体を前記貫通孔に貫通させ、前記第２のパッキングを前記中心軸に沿った方向に外側から内側に加圧した場合には、前記切れ込みに沿って、前記切れ込みの幅が、前記中心軸に対して垂直な方向の中心軸側から外側にかけて拡大し、前記第２のパッキングの片断面の前記端面は、前記軸体の表面に対して平行に接する構成としたことにより、或いは、前記第２のパッキングを、少なくとも重量比９９．８％のグラファイトからなる素材により形成したことにより、又は、前記第２のパッキングを、少なくとも重量比２５．０％のバーミキュライトを含む素材から形成したことにより、更に効果的に達成される。
また、上記課題の解決のために本発明は、上記記載の何れかの第２のパッキングを第２パッキングとし、前記第２パッキングをスタフィングボックス内に収納すると共に、前記第２パッキングの前記貫通孔に軸体を貫通させ、前記軸体の軸線方向に沿って、前記第２パッキングを両側から挟持するように配設された、前記軸体を取り巻くリング状の２つの第２中間パッキングと、前記軸体の軸線方向に沿って、前記第２中間パッキングを前記第２パッキングとは反対の側から挟持するように配設された、前記軸体を取り巻くリング状の２つの第２バックアップリングとから前記軸体のシールを行なうシール装置であって、前記第２中間パッキングの片断面は、前記スタフィングボックスの内面側に前記軸体の軸線方向に沿った底辺を有し、前記軸体の側面側に頂点を有する、鋭角三角形状をしており、前記第２中間パッキングの片断面と前記第２パッキングの片断面とは、前記第２パッキングの等脚部の前記上底部側ではない端点が、対向する前記第２中間パッキングの辺上に接点を有しており、前記第２中間パッキングの前記接点を含む面と前記第２パッキングの前記端点の属する等脚部を構成する面とのなす角度は、前記第２パッキングの片断面が作る二等辺三角形の等辺部の末端と前記等脚台形の脚部の末端とを結ぶ線分が属する端面が、前記貫通孔に軸体を貫通させた場合に、前記軸体の表面に対してなす角度と同一であり、前記第２バックアップリングは片断面が四辺形状であり、前記軸体を取り巻く側は前記軸体に平行であり、前記スタフィングボックスに面した側は前記スタフィングボックスの内面に平行であり、前記第２中間パッキングに面しない側は前記軸体の中心軸に垂直な面に属し、前記軸体を取り巻く側の軸線方向の長さが前記スタフィングボックスに面した側の軸線方向の長さよりも長く、前記第２バックアップリングの片断面の、前記軸体を取り巻く面の側と前記第２中間パッキングに面した側とのなす角度は、前記第２中間パッキングの片断面の、前記スタフィングボックスの内面に面した側と前記第２バックアップリングに面した側とのなす角度よりも大きいことを特徴とするシール装置を提供する。

また、上記課題の解決は、前記第２バックアップリングを、少なくとも重量比２５．０％のバーミキュライトを含む素材から形成したことによって、或いは、前記第２中間パッキングを、前記第２パッキングよりも密度を低く形成したことにより、更に効果的に達成される。

本発明のパッキング及びこれを用いたシール装置によれば、高温域での使用が可能となることから、バルブ本体の小型化、軽量化が可能となり、当該バルブを用いた駆動装置等においても小型、軽量化を図ることができる。また、省スペースが可能となりプラント設計の自由度が高まり、バルブ全体のコスト削減にも寄与できる。

また、摺動抵抗を低減することでパッキングの摩耗が少なくなり、長期にわたり高い密封性が確保できる。

また、上記摺動抵抗の低減により、電力によって弁を動かす自動弁バルブの場合には電力の使用量が少なくなり省エネルギーが可能となる。

更に、フラット型リングに比較し、グランド押えによる締め付け面圧がパッキングに伝わり、その締め付け面圧が有効な側圧面圧となることで、シール性が向上する。

また、パッキングの外形を算盤形状とすることで、装着時のミスを防止することができる。
また、シール性を確保することで、フラットなパッキングよりも少数のパッキングで済み、省スペースが可能となる。

図１は、本発明に係るパッキングの第１実施形態を示す図であり、（Ａ）は全体の斜視図であり、（Ｂ）はその半断面斜視図である。 図２は、本発明に係るパッキングの第１実施形態を示す断面図である。 図３は、第１実施形態のパッキングを用いた本発明に係るシール装置を示す断面図であり、（Ａ）は軸線方向に沿って加圧する前の状態を示し、（Ｂ）は軸線方向に沿って加圧した後の状態を示している。 図４は、本発明に係るパッキングの第２実施形態を示す図であり、（Ａ）は全体の斜視図であり、（Ｂ）はその半断面斜視図である。 図５は、本発明に係るパッキングの第２実施形態を示す断面図である。 図６は、第２実施形態のパッキングを用いた本発明に係るシール装置を示す断面図であり、（Ａ）は軸線方向に沿って加圧する前の状態を示し、（Ｂ）は軸線方向に沿って加圧した後の状態を示している。

以下に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、同様の構成を有する部分については、重複部分の一部については省略して説明し、図面については、左右対称又は上下対称に表される部分については、適宜、記号を省略して表記する。

図１（Ａ）は本発明に係るパッキングの第１実施形態であるパッキング１００を水平面上にリング面を水平にして置いた場合の斜視図である。

本パッキング１００は、図１（Ａ）に記載したように、外観上は概ね、内部に空洞を設けた算盤玉型のリング状の外形をしている。

そして、本パッキング１００を構成する当該リングの片断面１１０は、図１（Ｂ）、及び図２で示すように、二等辺三角形状から等辺を構成する部分１２０を抜き出して、当該等辺を構成する部分１２０に厚みを設けた形状を有しており、当該等辺部分１２０を上記リングの中心軸Ｃを中心として回転させてできる面が、本パッキング１００の外周面１８０を構成し、上記片断面１１０のうち上記等辺部分１２０を含まない線分を上記リングの中心軸Ｃを中心として回転させてできる面が、本パッキング１００の内周面１９０を構成している。（なお、ここで、片断面とは、上記リング面に沿った方向から垂直な断面を見た場合には、当該断面は、図２に示すように、リング面の中心に垂直な中心軸Ｃに対して対称な２つが得られるため、その一方の断面を指すものとして用いる。）
また、上記二等辺三角形状の頂角は、図１又は図２では１１５度程度に記載しているが、１２０度や６０度又は９０度程度でも良く、シールしようとする流体の温度や圧力等により、本発明の趣旨の範囲で適切な角度を選択する事が可能である。

また、本パッキング１００を構成するリング状の外形のうち、当該リングを構成する円の中心部には、当該円の作る面に垂直に、当該円の中心を中心軸Ｃに含む概ね円筒状の貫通孔ＴＨが設けられている。上記貫通孔ＴＨは、本発明に係るパッキング１００を図１Ａのように、そのリング面を水平にして載置した場合には、上記算盤玉型の形状の仮想的な上面と下面とをつなぐ概ね円筒形状になっており、本パッキング１００を軸体Ｓのシールに使用する際には、当該貫通孔ＴＨに、バルブのステムやシリンダー等の、シールを行ないたい軸体Ｓを貫通させる。

また、本発明に係るパッキング１００の上記貫通孔ＴＨの側面部には、図２に示すように、更に片断面が三角形状の空洞ＤＨが形成されている。そして、上記三角形状の空洞ＤＨは、図１（Ｂ）及び図２に示すように、本発明のパッキング１００に係る算盤球型のリング形状を構成する片断面１１０の内側に在って、上記貫通孔ＴＨが作る、断面が略四辺形状で構成される概ね円筒形状の空洞と共に、本パッキング１００の空洞部分を形成している。

また、上記二等辺三角形状の等辺部分１２０に厚みを設けた部分１１０の形状の端部１３０が属する端面１７０は、上記内周面１９０の一部を構成しており、前記貫通孔ＴＨに軸体Ｓを貫通させた場合に、前記軸体Ｓの側面と平行になるように形成されている。

上記のように構成された本発明のパッキング１００では、上記のように算盤球状のパッキング１００に片断面が三角形状の空洞ＤＨを設けることで、本パッキング１００の上下方向から圧力が加えられた場合に、加圧されたパッキング１００が内側に潰れたとき、ステムなどの軸体Ｓへの応力が低減でき、当該軸体Ｓが回転もしくは上下動する際の摺動抵抗を軽減できると同時に、傘型パッキングと遜色ないシールを行なうことができる。

すなわち、本パッキング１００の上下方向から圧力が加えられた場合に、前記パッキング１００内に片断面が三角形状の空洞ＤＨを設けていることにより、当該圧力による変形によってステムなどの軸体Ｓに接触する部分が、本パッキング１００のうちの上記端面１７０の部分に限定される。

そのため、このように、本パッキング１００と軸体Ｓとの接触面積が制限される事で、軸体Ｓへの接面抵抗が必要以上に増加する事を防止することができ、摺動抵抗の軽減を図る事が可能である。また、これと同時に、ステムなどの軸体Ｓの軸線に沿って、本パッキング１００に加えられる圧力の一部が、本パッキング１００の変形により当該軸体Ｓの表面に垂直にかかる方向へ変換される場合に、当該方向変換された圧力を、本パッキング１００の上記端面１７０の部分に集中させることが可能となるため、接面圧力を効果的に向上させ、シール能力の向上を図る事が可能である。

また、本発明のパッキング１００では、上記二等辺三角形状の等辺部分１２０に厚みを設けた片断面部分１１０のうち、当該二等辺三角形状の頂点に当たる部分１５０から、上記中心軸Ｃの方向へ垂直に切れ込み１５５を設ける構成とする事も可能である。

このような切れ込み１５５を設けた場合には、上記パッキング１００に上下方向から圧力を加えた場合に、当該圧力による上記パッキング１００の変形が容易になる。そのため、当該変形に要する圧力の一部をステムなどの軸体Ｓへの接面圧力の向上へ向けることが可能である。

また、上記切れ込み１５５を予め設けておくことにより、上記パッキング１００に上下から圧力が加えられた場合に、変形して、上記切れ込み１５５に沿って上記パッキング１００を軸線Ｓに沿った上下に分離可能に構成する事も可能である。

そして、このように、本発明に係るパッキング１００を、ステムなどの軸体Ｓを組み込む際には、一体の形態を有するように構成しつつ、当該軸体Ｓを組み込んだ後で圧力がかかった際には、変形して分離した形態を形成するように構成した場合には、ステムなどの軸体Ｓを貫通させる際のヒューマンエラーの防止を確保しつつ、軸体Ｓを貫通させた後で軸線の上下方向から圧力がかかった場合には、本パッキング１００が変形すると同時に分離して、軸体Ｓに対する有効なシールを行う事も可能である。

また、本発明のパッキング１００は、灰分の少ない高純度グラファイト（グラファイト純度９９．８パーセント）により形成する事により、従来以上の高温で使用することが可能となる。

また、本発明のパッキング１００を、上記グラファイトに代えて、少なくとも重量比２５．０パーセント以上のバーミキュライトを含む素材により形成した場合には、更に摺動抵抗を低減しつつ耐熱性を高める事が可能である。ここで、上記少なくとも重量比２５．０パーセント以上のバーミキュライトを含む素材としては、フレキシタリック（Ｆｌｅｘｉｔａｌｌｉｃ）社による、サーミキュライト（ＴＨＥＲＭＩＣＵＬＩＴＥ）（登録商標）を用いる事が大変効果的である。上記サーミキュライトは、バーミキュライト（蛭石）を主原料とし、無機バインダーで成型された耐熱性材料である。そのため、本発明では、上記バーミキュライトが、少なくとも重量比２５％の割合の化学的剥離バーミキュライト（ＣＥＶ）成分からなり、該ＣＥＶ成分の少なくとも一部は乾燥ＣＥＶから得られたものであっても良い。

次に、本発明に係るシール装置の第１実施形態について説明する。図３（Ａ）、（Ｂ）は本発明に係るシール装置の第１実施形態であるシール装置１０００を示す断面図である。

本発明に係るシール装置１０００は、上記本発明に係るパッキング１００を第１パッキングとして、内面９１０が円筒形を有するスタフィングボックス９００内に収納したものである。そして、装置全体としては、前記第１パッキング１００の前記貫通孔ＴＨにステム等の軸体Ｓを貫通させ、前記軸体Ｓの軸線方向に沿って、前記第１パッキング１００を両側から挟持するように配設された、前記軸体Ｓを取り巻くリング状の２つの第１中間パッキング２００と、前記軸体Ｓの軸方向に沿って、前記第１中間パッキング２００を前記第１パッキング１００とは反対の側から挟持するように配設された、前記軸体Ｓを取り巻くリング状の２つの第１バックアップリング３００とから構成されている。

このうち、上記中間パッキング２００は、片断面が四辺形状をしており、当該四辺形状を構成する四辺のうち、前記軸体Ｓに面した側２１０は、前記軸体Ｓの軸線の方向と平行な面に属し、前記スタフィングボックス９００の内面９１０に面した側２３０は前記内面９１０に平行な面に属し、前記第１パッキング１００を挟持する側とは反対側２２０は、前記軸体Ｓの軸線方向と垂直な面に属し、前記第１パッキング１００を挟持する側２４０は、前記第１パッキング１００の前記等辺部分１２０の端部１３０から前記等辺部分１２０の頂点部１５０にかけて、前記第１パッキング１００の前記等辺部分１２０がつくる外周面１８０と略平行な面に属している。

また、上記本シール装置１０００のうち、前記第１バックアップリング３００は、片断面が四辺形状をしており、当該四辺形状を構成する四辺のうち、前記軸体Ｓに面した側３１０は、前記軸体Ｓの軸線の方向と平行な面に属し、前記スタフィングボックス９００の内面９１０に面した側３３０は前記スタフィングボックスの内面９１０と平行な面に属し、前記第１中間パッキング２００に面する側と反対の側３４０は、前期軸体Ｓの軸線方向に垂直な面に属し、前記第１中間パッキング２００に面した側３２０は前記第１中間パッキング２００のつくる面に平行な面に属している。

上記のような構成を有するシール装置１０００では、軸体Ｓの軸線方向に沿って上下方向から圧力が加えられた場合には、図３（Ｂ）に示すように、各構成要素が第１パッキング１００の方向へ圧縮されて変形し、それに応じて前記第１パッキング１００自体も圧縮されて変形する。

この際、本シール装置１０００の各構成要素が変形する方向と大きさとは、各構成要素の形態により異なるが、変形による軸体Ｓの側面方向に対する接触面積の大きさとスタフィングボックス９００の内面９１０に対する接触面積の大きさとは、第１バックアップリング３００の場合を除いて、同一の構成要素でも異方性があり、これによって、シール性の向上と摺動抵抗の低減とを図っている。

具体的には、本シール装置１０００を構成する第１パッキング１００は、上述したように、軸体Ｓに沿った上下方向から圧力が加えられた場合に、当該圧力による変形によって軸体Ｓに接触する部分が、前記第１パッキング内に片断面が三角形状の空洞ＤＨを設けていることにより、本第１パッキング１００のうちの上記端面１７０の部分に限定される。

そのため、このように、本パッキング１００と軸体Ｓとの接触面積が制限される事で、軸体Ｓへの接面抵抗が必要以上に増加する事を防止することができ、摺動抵抗の軽減を図る事が可能である。また、これと同時に、軸体Ｓの軸線に沿って、本第１パッキング１００に加えられる圧力の一部が、本第１パッキング１００の変形により当該軸体Ｓの表面に垂直にかかる方向へ変換される場合に、当該方向変換された圧力を、本第１パッキング１００の上記端面１７０の部分に集中させることが可能となるため、接面圧力を効果的に向上させ、シール能力の向上を図る事が可能である。

また、本シール装置１０００を構成する上記第１中間パッキング２００は、軸体Ｓに沿った上下方向からの圧力を受ける事により、上下方向に変形して潰れると同時に、軸体Ｓの側面方向及びスタフィングボックスの内面９１０方向へも伸長する。そして、上記第１中間パッキング２００の上下方向への変形によっては、本第１中間パッキング２００が上記第１パッキング１００の二等辺三角形状の等辺部分１２０が作る外周面１８０を押圧する事になるが、当該等辺部分１２０は、軸体Ｓの軸線に沿った面を底辺とする二等辺三角形の等辺部分であるため、上記第１中間パッキング２００により押圧される事により、上記のように、本第１パッキング１００のうちの上記端面１７０を軸体Ｓの側面へ強く押し付けることになり、その結果、接面圧力を向上させる。

更に、本シール装置１０００において、上記第１中間パッキング２００の上記第１パッキング１００を挟持する側２４０の表面を、上記第１パッキング１００の上記等辺部１２０の端部１３０側から上記等辺部の頂点部１５０にかけて、上記第１パッキング１００の上記等辺部分１２０との距離を拡大するように形成した場合には、本第１パッキング１００の上記端面１７０を軸体Ｓの表面へ、より強く押し付けることが可能となる。

すなわち、上記のように、上記第１中間パッキング２００が上記第１パッキング１００に対向する面２４０が、上記第１パッキング１００の端部１３０から外周面１８０の頂点１５０側に向かうに従い当該外周面１８０と距離を拡大するように形成した場合には、上下方向に圧力がかかった場合に、上記第１中間パッキング２００が、本第１パッキング１００を構成する上記二等辺三角形の頂点部１５０を囲む等辺部の作る角度を更に狭める方向で押圧するため、本第１パッキング１００の上記端面１７０を軸体Ｓの表面へ、より強く押し付けることが可能となる。

また、本第１中間パッキング２００の軸体Ｓの側面方向及びスタフィングボックス９００の内面９１０方向への伸長は、それぞれの面に対する接面圧力の上昇となるが、それぞれの面に対する接触面積は、本第１中間パッキング２００の形態に基づいた異方性のあるものとなる。

すなわち、本第１中間パッキング２００は、軸体Ｓの側面に面した側２１０と、スタフィングボックス９００の内面９１０に面した側２３０では、これらの面に平行に形成されているが、前記軸体Ｓの軸線に沿った方向の長さについては相互に異なっており、前記スタフィングボックスの内面に面した側２３０の方が長く形成されている。そのため、本第１中間パッキング２００の軸体Ｓの表面方向及びスタフィングボックスの内面９１０方向への伸長が生じた場合には、軸体Ｓの表面方向への接触面積は、スタフィングボックスの内面９１０への接触面積よりも小さくなり、軸体Ｓの摺動抵抗が必要以上に増加する事を防止する事が可能である。

このように本発明では、本第１中間パッキング２００の、軸体Ｓの側面に面した側と、スタフィングボックス９００の内面９１０に面した側との、前記軸体Ｓの軸線に沿った方向の長さを適宜調整する事によって、軸体Ｓに対する摺動抵抗の大きさと接面圧力の大きさとを調整することが可能である。

また、上記第１中間パッキング２００の素材は特に限定されず、グラファイト等の任意の素材を用いる事が可能であるが、上記第１中間パッキング２００の素材の密度を上記第１パッキング１００よりも低いものとした場合には、上記上下方向からの圧力を掛けた場合に、相互に対向する部分の形状適合性が向上し、上記軸体Ｓを囲むスタフィングボックス９００内を更に有効にシールする事が可能である。

また、本シール装置１０００を構成する上記第１バックアップリング３００は、軸体Ｓに沿った上下方向からの圧力を受ける事により、上下方向に変形して潰れると同時に、軸体Ｓの側面方向及びスタフィングボックスの内面９１０方向へも伸長する。そして、上記第１バックアップリング３００を少なくとも重量比２５．０パーセント以上のバーミキュライトを含む素材により形成した場合には、本シール装置１０００を更に高温域で使用することが可能になると同時に、上記第１中間パッキング２００等にグラファイトを使用した場合でも、当該グラファイトのはみ出しを有効に防止する事が可能である。ここで、上記少なくとも重量比２５．０パーセント以上のバーミキュライトを含む素材としては、上述のように、フレキシタリック（Ｆｌｅｘｉｔａｌｌｉｃ）社による、バーミキュライト（蛭石）を主原料とし、無機バインダーで成型されたサーミキュライト（ＴＨＥＲＭＩＣＵＬＩＴＥ）（登録商標）を用いる事が大変効果的である。上記サーミキュライトは、バーミキュライト（蛭石）を主原料とし、無機バインダーで成型された耐熱性材料である。そのため、本発明では、上記バーミキュライトが、少なくとも重量比２５％の割合の化学的剥離バーミキュライト（ＣＥＶ）成分からなり、該ＣＥＶ成分の少なくとも一部は乾燥ＣＥＶから得られたものであっても良い。

そして、上記サーミキュライトを用いた第１バックアップリング３００は、酸化雰囲気での高温域（１０００℃）までの領域においても酸化することが無く、上記第１パッキング１００のバックアップを果たす事が可能である。また、バックアップリング単体で比較した場合には、マイカ等よりもサーミキュライトの方がシール性に優れることから、上記第１パッキング１００を含めた本発明に係るシール装置１０００全体のシール性が向上し、長寿命化を図る事も可能である。更に、上記のように、サーミキュライトには、はみ出し防止効果もあることから、本シール装置１０００の構成要素の素材にグラファイトを用いた場合には、はみ出しによるグラファイトの減量も効果的に防止することが可能である。

次に本発明のパッキングに係る第２実施形態について説明する。図４（Ａ）は本発明に係るパッキングの第２実施形態であるパッキング５００を水平面上にリング面を水平にして置いた場合の斜視図である。

本パッキング５００は、図４（Ａ）に記載したように、内部に空洞を設けた、概ね、算盤球型のリング状の外形から、前記外形を構成するリング面に垂直に前記外形の外縁の一部を切り取った形状を有している。

そして、本パッキング５００を構成する前記リング状の外形の片断面５１０は、図４Ｂの半断面斜視図及び図５の断面図に示すように、外周側が、仮想的な等脚台形状から上底部５２０と２つの脚部５２５の部分のみを抜き出した部分により形成された形状を有すると共に、内周側が、頂点を前記上底部側に向けた仮想的な二等辺三角形の等辺部から当該等辺部５３０のみを抜き出した部分と、前記等辺部５３０の末端５３５と前記等脚台形の２つの脚部５２５の末端５２６とをそれぞれ結ぶ線分５４０からなる形状を有している。そのため、上記上底部５２０と２つの脚部５２５により構成される外周側の線分を上記リングの中心軸Ｃを中心として回転させて形成される面が、本パッキング５００の外周面５９０を構成しており、上記等辺部５３０と２つの線分５４０により構成される内周側の線分を上記リングの中心軸Ｃを中心として回転させて形成される面が、本パッキング５００の内周面を構成している。

また、上記仮想的な等脚台形状の下底部と上記２つの脚部とがそれぞれなす内角は、図４又は図５では３０度程度に記載しており、また、上記仮想的な下底部と上記上底部との長さの比率は、４対１程度に記載しているが、これらの角度や比率は、１５度や６０度程度、また、３対１や５対１程度でも良く、シールしようとする流体の温度や圧力等により、本発明の趣旨の範囲で適切な角度や比率を選択する事が可能である。また、同様に、上記等辺部５３０を有する仮想的な二等辺三角形の頂角も、上記同様に、シールしようとする流体の温度や圧力等により、本発明の趣旨の範囲で適切な角度を選択する事が可能である。

また、本パッキング５００の前記リング面の中央部に設けられた空間は、ステムなどの軸体Ｓを貫通させるための、前記リング面に垂直な中心軸Ｃを有する概ね円筒形状の貫通孔ＴＨであり、本パッキング５００をステムなどの軸体Ｓのシールに使用する際には、当該貫通孔ＴＨに当該軸体Ｓを貫通させる。

また、前記片断面を構成する等辺部分５３０を有する仮想的な前記二等辺三角形は前記貫通孔ＴＨの前記中心軸Ｃに平行な側面を底辺ＩＬとしており、本パッキング５００では、上記貫通孔ＴＨの側面に、上記仮想的な二等辺三角形状による空洞ＤＨが形成されている。そのため、図５に示すように、上記空洞ＤＨは貫通孔ＴＨが作る断面が略四辺形状の空洞と共に、本パッキング５００の空洞部分を形成している。

また、前記本パッキング５００の前記片断面５１０を構成する、前記等脚台形状の上底部５２０の中点５２８と前記二等辺三角形の等辺部５３０の頂点５３８とは、前記中心軸Ｃの軸線から垂直方向に同一線上に位置している。そのため、本パッキング５００は、上記上底部５２０の中点５２８と上記二等辺三角形の等辺部５３０の頂点５３８と中心軸Ｃとを結ぶ直線が、当該中心軸Ｃ廻りに作る平面に対して、対称に形成されている。

また、前記本パッキング５００の前記片断面５１０の、前記二等辺三角形の等辺部５３０の末端５３５と前記等脚台形の脚部５２５の末端５２６とを結ぶ線分５４０が属する端面５７０は、前記貫通孔ＴＨに軸体Ｓを貫通させた場合に、前記軸体Ｓの側面に対して、前記貫通孔ＴＨの前記中心軸Ｃの軸線の両端に向かって間隔を拡大して形成されている。

上記のように構成された本発明の第２実施形態に係るパッキング５００では、基本的な作用と効果は、上記パッキング１００の場合と同様であり、上記のように、外形が概ね算盤球状のパッキング５００に片断面が三角形状の空洞ＤＨを設けることで、本パッキング５００の上下方向から圧力が加えられた場合に、加圧された本パッキング５００が内側に潰れたとき、ステムなどの軸体Ｓへの応力が低減でき、当該軸体Ｓが回転もしくは上下動する際の摺動抵抗を軽減できると同時に、傘型パッキングと遜色ないシールを行なうことができる。

また、上記パッキング５００では、本パッキング５００の上記内周面の一部を構成する上記端面５７０が、上記貫通孔ＴＨに軸体Ｓを貫通させた場合に、上記軸体Ｓの側面に対して、上記貫通孔ＴＨの上記中心軸Ｃの軸線の両端に向かって間隔を拡大して形成されている。

そのため、上記パッキング５００の貫通孔ＴＨに軸体Ｓを貫通させる場合に、当該軸体Ｓと接触する部分が少ない結果、貫通させる場合の抵抗が少ない構造となっており、これによって作業性の向上を図る事が可能である。また、上記の作業後に、本パッキング５００の上下方向から圧力を加えることによって、加圧された本パッキング５００が内側に潰れた際には、上記端面５７０の部分が、ステムなどの軸体Ｓの側面に接触し、当該軸体を押圧するため、接面圧力を上記端面５７０の部分へ集中させて、シール性の向上を図ると共に、上記パッキング５００と軸体Ｓとの接触面積を当該部分に限定させることで摺動抵抗の低減を図る事が可能である。

また、上記パッキング５００において、パッキング５００の片断面５１０の外周側を構成する前記上底部５２０の中央部分５２８から、前記片断面５１０の内周側を構成する前記等辺部５３０の頂点５３８に向けて、前記貫通孔ＴＨの中心軸Ｃに対して垂直な切れ込みを設ける事も可能である。その際、前記切れ込みの延長線上の前記等辺部５３０の頂点部分５３８に、断面が円形の、中心軸Ｃを取り巻く円環状の空洞を設けた場合には、本パッキング５００が上記のように加圧された場合に、上記切れ込み沿った本パッキング５００の変形が容易となる効果を有する。

また、前記軸体Ｓを前記貫通孔ＴＨに貫通させ、前記パッキング５００を前記中心軸Ｃに沿った方向に外側から内側に加圧した場合には、前記切れ込みに沿って、前記切れ込みの幅が、前記中心軸Ｃに対して垂直な方向の軸心から外側にかけて拡大し、前記パッキング５００の片断面５１０の前記端面５７０が、前記軸体Ｓの側面に対して平行に接する構成とした場合には、上記端面５７０の部分から軸体Ｓへ接面圧力を集中させてシール性の向上を図ると共に、上記パッキング５００と軸体Ｓとの接触面積を限定させることで摺動抵抗の低減を図る事も可能である。

また、本発明のパッキング５００は、上記パッキング１００の場合と同様に、灰分の少ない高純度グラファイト（グラファイト純度９９．８パーセント）又は、上記グラファイトに代えて、少なくとも重量比２５．０パーセント以上のバーミキュライトを含む素材により形成する事も可能である。

そして、上記高純度のグラファイトを使用した場合には、従来以上の高温で使用することが可能となり、上記グラファイトに代えて、少なくとも重量比２５．０パーセント以上のバーミキュライトを含む素材により形成した場合には、更に摺動抵抗を低減しつつ耐熱性を高める事も可能である。ここで、上記少なくとも重量比２５．０パーセント以上のバーミキュライトを含む素材としては、上述のように、フレキシタリック（Ｆｌｅｘｉｔａｌｌｉｃ）社による、サーミキュライト（ＴＨＥＲＭＩＣＵＬＩＴＥ）（登録商標）を用いる事が大変効果的である。上記サーミキュライトは、バーミキュライト（蛭石）を主原料とし、無機バインダーで成型された耐熱性材料である。そのため、本発明では、上記バーミキュライトが、少なくとも重量比２５％の割合の化学的剥離バーミキュライト（ＣＥＶ）成分からなり、該ＣＥＶ成分の少なくとも一部は乾燥ＣＥＶから得られたものであっても良い。

次に、本発明に係るシール装置の第２実施形態について説明する。図６（Ａ）、（Ｂ）は本発明に係るシール装置の第２実施形態である、シール装置２０００を示す断面図である。

本発明に係るシール装置２０００は、上記本発明の第２実施形態に係るパッキング５００を第２パッキングとして、スタフィングボックス９００内に収納したものである。そして、装置全体としては、前記第２パッキング５００の前記貫通孔ＴＨにステム等の軸体Ｓを貫通させ、前記軸体Ｓの軸線方向に沿って、前記第２パッキング５００を両側から挟持するように配設された、前記軸体Ｓを取り巻くリング状の２つの第２中間パッキング６００と、前記軸体Ｓの軸線方向に沿って、前記第２中間パッキング６００を前記第２パッキング５００とは反対の側から挟持するように配設された、前記軸体Ｓを取り巻くリング状の２つの第２バックアップリング７００とから構成されている。

そして、本シール装置２０００では、前記第２パッキング５００に、その片断面５１０の外周側を構成する前記上底部５２０の中央部分５２８から、前記片断面５１０の内周側を構成する前記等辺部の頂点５３８に向けて、前記貫通孔ＴＨの中心軸Ｃに対して垂直な切れ込み５５０を設け、前記切れ込み５５０の延長線上の前記等辺部５３０の頂点部分５３８に、断面が円形の、中心軸Ｃを取り巻く円環状の空洞５６０を設けている。そのため、本第２パッキング５００を軸体Ｓの軸線方向に加圧した場合に、上記切れ込み５５０に沿った本第２パッキング５００の変形ないし分離が容易となり、上述のように、スタフィングボックス９００内に本装置２０００を組み込む場合の容易性を確保しつつ、当該組込み後に本シール装置２０００により軸体Ｓのシールを行う場合には、本第２パッキング５００の変形を容易化しつつシール性を向上させる効果を有する。

また、上記第２中間パッキング６００の片断面は、前記スタフィングボックス９００の内面９１０側に前記軸体Ｓの軸線方向に沿った底辺６１０を有し、前記軸体Ｓの側面側に頂点６３０を有する鋭角三角形状をしている。そして、前記第２中間パッキング６００の片断面と前記第２パッキング５００の片断面とは、前記第２パッキング５００の端点５２６が、対向する前記第２中間パッキング６００の上記鋭角三角形が作る一方の辺上に接点６５０で接しており、前記第２中間パッキング６００の前記接点６５０を含む面６７０と前記第２パッキング５００の前記端点５２６の属する等脚部５２５における外周面５９０とのなす角度αは、前記第２パッキング５００の片断面５１０が作る端面５７０が、前記貫通孔ＴＨに軸体Ｓを貫通させた場合に、前記軸体Ｓの側面に対してなす角度α’と同一となっている。

そのため、本シール装置の第２実施形態では、第２パッキング５００と第２中間パッキング６００とが相互に対向する面が、上記のような関係を有していることから、本シール装置２０００が軸体Ｓの軸線方向から圧力を受けた場合に、第２中間パッキング６００により、第２パッキング５００の変形が上記角度αとα’とを減少させる方向に誘導される。そして、上記角度の減少により、第２パッキング５００の端面５７０が、軸体Ｓの側面に沿うように、上記第２パッキング５００の変形が誘起されやすく構成されている。

また、前記第２中間パッキング６００は、前記第２パッキング５００よりも密度を低く形成しても良く、その場合には、上記のように軸線方向上下からの圧力を掛けた場合に、上記軸体Ｓを囲むスタフィングボックス９００内を更に有効にシールする事が可能である。

また、本シール装置２０００のうち、前記第２バックアップリング７００は、片断面が四辺形状をしており、当該四辺形状を構成する四辺のうち、前記軸体Ｓを取り巻く側７１０は前記軸体Ｓに平行な面に属し、前記スタフィングボックスに面した側７３０は前記スタフィングボックスの内面９１０に平行な面に属し、前記第２中間パッキング６００に面する側と反対の側７４０は前記軸体Ｓの中心軸Ｃに垂直な面に属している。

そして、前記第２バックアップリング７００の前記軸体Ｓを取り巻く側７１０の軸線方向の長さは、前記スタフィングボックスに面した側７３０の軸線方向の長さよりも長く構成されており、前記第２中間パッキング６００とはスタフィングボックス内面９１０側で接しているため、上記四辺形を構成するうちの第２中間パッキング６００に面した側７２０は、軸体Ｓに近い方で相互の距離を大きく形成されており、スタフィングボックスの内面９１０に近い方で相互の距離を小さく形成されている。加えて、本シール装置２０００では、前記第２バックアップリング７００の片断面の、前記軸体Ｓを取り巻く面の側７１０と前記第２中間パッキングに面した側７２０とのなす角度βは、前記第２中間パッキング６００の片断面の、前記スタフィングボックスの内面９１０に面した側６１０と前記第２バックアップリング７００に面した側６４０とのなす角度γよりも大きく形成されている。

そのため、本シール装置の第２実施形態では、本シール装置２０００が軸体Ｓの軸線方向から圧力を受けた場合に、上記第２バックアップリング７００が上記第２中間パッキング６００の上記スタフィングボックスの内面９１０寄りで、より大きく上記第２中間パッキング６００を押圧することになり、その結果、上記第２中間パッキング６００によるスタフィングボックス９００とのシール性を向上させることが可能である。その一方、軸体Ｓの側面寄りでは、上記第２バックアップリング７００と上記第２中間パッキング６００との間隔を確保する事が可能であり、これに伴い上記第２中間パッキング６００等のはみ出しを有効に防止する事が可能である。

また、上記第２バックアップリング７００を少なくとも重量比２５．０パーセント以上のバーミキュライトを含む素材により形成した場合には、本シール装置２０００を更に高温域で使用することが可能であり、その場合には、上記第２中間パッキング６００等にグラファイトを使用した場合でも、当該グラファイトのはみ出しを防止する事も可能である。また、上記少なくとも重量比２５．０パーセント以上のバーミキュライトを含む素材としては、上述のように、フレキシタリック（Ｆｌｅｘｉｔａｌｌｉｃ）社による、サーミキュライト（ＴＨＥＲＭＩＣＵＬＩＴＥ）（登録商標）を用いる事が大変効果的である。上記サーミキュライトは、バーミキュライト（蛭石）を主原料とし、無機バインダーで成型された耐熱性材料である。そのため、本発明では、上記バーミキュライトが、少なくとも重量比２５％の割合の化学的剥離バーミキュライト（ＣＥＶ）成分からなり、該ＣＥＶ成分の少なくとも一部は乾燥ＣＥＶから得られたものであっても良い。

以上のように、上記のように構成した、本シール装置の第２実施形態に係るシール装置２０００では、上記構成要素のそれぞれの機能とその相互作用により、高温域での使用が可能であり、軸体に対するシール性を向上しつつ摺動抵抗を低減し、更に、装着時のミスを防止する事も可能となる。

１００ 第１実施形態のパッキング（第１パッキング）
１１０ 第１パッキングのリングの片断面
１２０ 二等辺三角形状の等辺を構成する部分
１３０ 等辺部分１２０の端部
１５０ 等辺部分の頂点部
１５５ 切れ込み
１７０ 端面
１８０ 第１パッキングの外周面
１９０ 第１パッキングの内周面

２００ 第１中間パッキング
２１０ 第１中間パッキングの軸体Ｓに面した側
２２０ 第１中間パッキングの第１パッキングを挟持する側とは反対側
２３０ 第１中間パッキングのスタフィングボックス９００の内面９１０に面した側
２４０ 第１中間パッキングの第１パッキングを挟持する側

３００ 第１バックアップリング
３１０ 第１バックアップリングの軸体Ｓに面した側
３２０ 第１バックアップリングの第１中間パッキング２００に面した側
３３０ 第１バックアップリングのスタフィングボックス９００の内面９１０に面した側
３４０ 第１バックアップリングの第１中間パッキング２００に面する側と反対の側

５００ 第２実施形態のパッキング（第２パッキング）
５１０ 第２パッキングのリングの片断面５１０
５２０ 上底部
５２５ 脚部
５２６ 脚部の末端
５２８ 上底部の中点
５３０ 等辺部
５３５ 等辺部の末端
５３８ 等辺部の頂点
５４０ 脚部の末端と等辺部の末端とを結ぶ線分
５５０ 切れ込み
５６０ 円環状の空洞
５７０ 端面
５９０ 外周面

６００ 第２中間パッキング
６１０ 第２中間パッキングのスタフィングボックス側の面
６４０ 第２中間パッキングの第２バックアップリングに面した側
６５０ 第２中間パッキングと第２パッキングとの片断面状の接点

７００ 第２バックアップリング
７１０ 第２バックアップリングの軸体Ｓに面した側
７２０ 第２バックアップリングの第２中間パッキングに面する側
７３０ 第２バックアップリングのスタフィングボックスに面した側
７４０ 第２バックアップリングの第２中間パッキングに面する側と反対の側

９００ スタフィングボックス
９１０ スタフィングボックスの内面
１０００ 第１パッキングを用いるシール装置
２０００ 第２パッキングを用いるシール装置

ＴＨ 貫通孔
Ｃ 中心軸
Ｓ 軸体
ＤＨ 三角形状の空洞
ＩＬ 仮想的な二等辺三角形の底辺
α 第２中間パッキング６００の面６７０と、第２パッキング５００の脚部５２５を構成する面とのなす角度
α´ 第２パッキング５００の端面５７０が、軸体Ｓの側面に対してなす角度
β 第２バックアップリング７００の、軸体Ｓに面した側７１０と第２中間パッキングに面した側７２０とのなす角度
γ 第２中間パッキング６００の、スタフィングボックスの内面に面した側６１０と第２バックアップリングに面した側６４０とのなす角度

Claims (16)

1. 算盤球型のリング状の外形をした、片断面が二等辺三角形の等辺部分に厚みを設けた形状を有するパッキングであって、
   内部に前記片断面が三角形状の空洞を有し、
   前記外形を構成するリング面中央部の空間は、軸体を貫通させるための、前記リング面に垂直な中心軸を有する概ね円筒形状の貫通孔であり、
   前記二等辺三角形は前記貫通孔の前記中心軸に平行な側面を底辺としており、
   前記二等辺三角形の等辺部分に厚みを設けた形状の端部が属する端面は、前記貫通孔に軸体を貫通させた場合に、前記軸体の側面と平行になるように形成したことを特徴とするパッキング。
2. 前記パッキングの前記等辺部分の前記厚みは、前記等辺部分の端部から、前記等辺部分の頂点部にかけて増加している請求項１に記載のパッキング。
3. 前記パッキングの片断面を構成する前記等辺部分の頂点部の外周側からは、前記貫通孔の前記中心軸に対して垂直な切れ込みを設け、
   前記軸体を前記貫通孔に貫通させ、前記パッキングを前記中心軸に平行な方向に外側から内側に加圧した場合には、前記切れ込みに沿って、前記切れ込みの幅が、前記中心軸に対して垂直な方向の中心軸側から外側にかけて拡大する請求項１又は２に記載のパッキング。
4. 前記パッキングが、少なくとも重量比９９．８％のグラファイトを含む素材から形成した請求項１乃至３の何れか１項に記載のパッキング。
5. 前記パッキングが、少なくとも重量比２５．０％のバーミキュライトを含む素材から形成した請求項１乃至３の何れか１項に記載のパッキング。
6. 請求項１乃至５の何れか１項に記載のパッキングを第１パッキングとし、
   前記第１パッキングをスタフィングボックス内に収納すると共に、前記第１パッキングの前記貫通孔に軸体を貫通させ、
   前記軸体の軸線方向に沿って、前記第１パッキングを両側から挟持するように配設された、前記軸体を取り巻くリング状の２つの第１中間パッキングと、
   前記軸体の軸線方向に沿って、前記第１中間パッキングを前記第１パッキングとは反対の側から挟持するように配設された、前記軸体を取り巻くリング状の２つの第１バックアップリングとから前記軸体のシールを行なうシール装置であって、
   前記第１中間パッキングは、片断面が四辺形状をしており、前記軸体に面した側は、前記軸体の軸線の方向と平行な面を有し、前記スタフィングボックスの内面に面した側は前記スタフィングボックスの内面に平行な面を有すると共に、前記スタフィングボックスの内面に面した側の前記軸線に沿った長さは、前記軸体に面した側の前記軸線に沿った長さよりも長く、前記第１パッキングを挟持する側とは反対の側は、前記軸体の軸線方向と垂直な面を有し、前記第１パッキングを挟持する側は、前記第１パッキングの前記等辺部分の端部の外縁から前記等辺部の頂点部にかけて、前記第１パッキングの前記等辺部分がつくる外周面と平行な面を有しており、
   前記第１バックアップリングは、片断面が四辺形状をしており、前記軸体に面した側は、前記軸体の軸線の方向と平行な面を有し、前記スタフィングボックスに面した側は前記スタフィングボックスの内面と平行な面を有し、前記第１中間パッキングに面する側と反対の側は、前期軸体の軸線方向に垂直な面を有し、前記第１中間パッキングに面した側は前記第１中間パッキングの対向する面に平行な面を有することを特徴とするシール装置。
7. 前記第１中間パッキングの前記第１パッキングを挟持する側の表面は、前記第１パッキングの前記等辺部の端部から前記等辺部の頂点部にかけて、前記第１パッキングの前記等辺部分との距離を拡大するように形成した請求項６に記載のシール装置。
8. 前記第１バックアップリングは、少なくとも重量比２５．０％のバーミキュライトを含む素材から形成した請求項６又は７に記載のシール装置。
9. 前記第１中間パッキングは、前記第１パッキングよりも密度を低く形成した請求項６乃至８の何れか１項に記載のシール装置。
10. 算盤球型のリング状の外形から、前記外形を構成するリング面に垂直に前記外形の外縁の一部を切り取った形状を有し、
    前記リング状の外形の片断面が、外周側が等脚台形の上底部と２つの脚部の部分とからなる形状を有すると共に、内周側が頂点を前記上底部側に向けた二等辺三角形の等辺部と前記等辺部の末端と前記等脚台形の脚部の末端とを結ぶ線分からなる形状を有するパッキングであって、
    内部に前記片断面が三角形状の空洞を有し、
    前記リング面の中央部に設けられた空間は、軸体を貫通させるための、前記リング面に垂直な中心軸を有する概ね円筒形状の貫通孔であり、
    前記片断面を構成する前記二等辺三角形は前記貫通孔の前記中心軸に平行な側面を底辺とし、
    前記片断面を構成する前記等脚台形の上底部の中点と前記二等辺三角形の等辺部の頂点とは、前記中心軸から垂直方向に同一線上に位置し、
    前記片断面の、前記二等辺三角形の等辺部の末端と前記等脚台形の２つの脚部とをそれぞれ結ぶ線分が属する端面は、前記貫通孔に軸体を貫通させた場合に、前記軸体の側面に対して、前記貫通孔の前記中心軸の軸線の両端に向かって間隔を拡大して形成したことを特徴とするパッキング。
11. 前記パッキングの片断面の外周側を構成する前記上底部の中央部分から、前記片断面の内周側を構成する前記等辺部の頂点に向けて、前記貫通孔の中心軸に対して垂直な切れ込みを設け、
    前記切れ込みの延長線上の前記等辺部の頂点部分には、断面が円形の円環状の空隙を設け、
    前記軸体を前記貫通孔に貫通させ、前記パッキングを前記中心軸に沿った方向に外側から内側に加圧した場合には、前記切れ込みに沿って、前記切れ込みの幅が、前記中心軸に対して垂直な方向の中心軸側から外側にかけて拡大し、前記パッキングの片断面の前記端面は、前記軸体の表面に対して平行に接する構成とした請求項１０に記載のパッキング。
12. 前記パッキングが、少なくとも重量比９９．８％のグラファイトを含む素材から形成した請求項１０又は１１に記載のパッキング。
13. 前記パッキングが、少なくとも重量比２５．０％のバーミキュライトを含む素材から形成した請求項１０又は１１に記載のパッキング。
14. 請求項１０乃至１３の何れか１項に記載のパッキングを第２パッキングとし、
    前記第２パッキングをスタフィングボックス内に収納すると共に、前記第２パッキングの前記貫通孔に軸体を貫通させ、
    前記軸体の軸線方向に沿って、前記第２パッキングを両側から挟持するように配設された、前記軸体を取り巻くリング状の２つの第２中間パッキングと、
    前記軸体の軸線方向に沿って、前記第２中間パッキングを前記第２パッキングとは反対の側から挟持するように配設された、前記軸体を取り巻くリング状の２つの第２バックアップリングとから前記軸体のシールを行なうシール装置であって、
    前記第２中間パッキングの片断面は、前記スタフィングボックスの内面側に前記軸体の軸線方向に沿った底辺を有し、前記軸体の側面側に頂点を有する、鋭角三角形状をしており、
    前記第２中間パッキングの片断面と前記第２パッキングの片断面とは、前記第２パッキングの等脚部の前記上底部側ではない端点が、対向する前記第２中間パッキングの辺上に接点を有しており、前記第２中間パッキングの前記接点を含む面と前記第２パッキングの前記端点の属する等脚部を構成する面とのなす角度は、前記第２パッキングの片断面が作る二等辺三角形の等辺部の末端と前記等脚台形の脚部の末端とを結ぶ線分が属する端面が、前記貫通孔に軸体を貫通させた場合に、前記軸体の表面に対してなす角度と同一であり、
    前記第２バックアップリングは片断面が四辺形状であり、前記軸体を取り巻く側は前記軸体に平行であり、前記スタフィングボックスに面した側は前記スタフィングボックスの内面に平行であり、前記第２中間パッキングに面しない側は前記軸体の中心軸に垂直な面に属し、前記軸体を取り巻く側の軸線方向の長さが前記スタフィングボックスに面した側の軸線方向の長さよりも長く、
    前記第２バックアップリングの片断面の、前記軸体を取り巻く面の側と前記第２中間パッキングに面した側とのなす角度は、前記第２中間パッキングの片断面の、前記スタフィングボックスの内面に面した側と前記第２バックアップリングに面した側とのなす角度よりも大きいことを特徴とするシール装置。
15. 前記第２バックアップリングは、少なくとも重量比２５．０％のバーミキュライトを含む素材から形成した請求項１４に記載のシール装置。
16. 前記第２中間パッキングは、前記第２パッキングよりも密度を低く形成した請求項１４又は１５に記載のシール装置。

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