JP2019178444A - ヤーン及びグランドパッキン - Google Patents

Abstract

【課題】ヤーンの太さの均一化を図って、当該ヤーンから構成されるグランドパッキンのシール性を向上させる。【解決手段】ヤーン１が、複数の細長状の膨張黒鉛シート片７と、繊維材を編む又は組むことにより形成される筒状部材５とを備える。そして、筒状部材５内に、膨張黒鉛シート片７がひねられた状態で充填されている。また、このヤーン１の複数本が、編組されることにより、又は、束ねられた状態でひねられることにより、グランドパッキンが構成されている。【選択図】図２

Description

本発明は、ヤーン及びグランドパッキンに関する。

従来、細長状の膨張黒鉛と、この膨張黒鉛を充填された筒状部材とを備えるヤーンが知られている。たとえば、特許文献１に記載のヤーンは、所定の長さを有する繊維状の膨張黒鉛を筒状部材に充填することにより構成されている。

特開２００７−１３８３１５号公報

特許文献１に記載のヤーンにおいて、繊維状の膨張黒鉛は、細長状でかつ真っ直ぐな状態で筒状部材に入れられていた。したがって、前記膨張黒鉛が前記筒状部材に充填されたときに前記膨張黒鉛どうしが絡みにくくなり、前記ヤーンの成形後に前記ヤーンの太さ（厚み）が不均一になりやすかった。結果、前記ヤーンを用いて構成されたグランドパッキンのシール性が不十分となるおそれがあった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ヤーンの太さの均一化を図って、当該ヤーンから構成されるグランドパッキンのシール性を向上させることを目的とする。

本発明の一態様は、
繊維材を編む又は組むことにより形成される筒状部材内に、複数の細長状の膨張黒鉛シート片がひねられた状態で充填されている、ヤーンである。

この構成によれば、前記筒状部材内において、前記膨張黒鉛シート片を他の前記膨張黒鉛シート片と絡みやすくすることが可能となる。したがって、前記膨張黒鉛シート片を、他の前記膨張黒鉛シート片に対してずれて移動しにくいものにできる。よって、前記膨張黒鉛シート片を充填した前記筒状部材に対して前記膨張黒鉛シート片を前記筒状部材の軸方向に移動させようとする外力が付与された場合であっても、前記筒状部材内に前記膨張黒鉛シート片の充填ムラができにくい（充填密度がばらつきにくい）。そのため、前記ヤーンの太さを略均一に保つことができる。結果、このヤーンを用いて構成されるグランドパッキンのシール性を向上させることが可能となる。

本発明の別の一態様は、
前記膨張黒鉛シート片のひねり回数が１００ｍｍあたり５回以下である。

この構成によれば、前記張黒鉛シート片のひねり回数が多すぎる場合には前記筒状部材への充填後の成形時に前記膨張黒鉛シート片の破断や欠落という不具合が発生しやすくなるが、この不具合の発生を抑制することが可能となる。したがって、この不具合の発生を抑制しつつ前記ヤーンの太さの均一化を図ることができる。そして、このヤーンを用いて構成される前記グランドパッキンのシール性を更に向上させることができる。

本発明のまた別の一態様は、
前述のヤーンの複数本が、編組されることにより、又は、束ねられた状態でひねられることにより構成されている、グランドパッキンである。

この構成によれば、シール性を向上させたグランドパッキンを得ることができる。

本発明によれば、ヤーンの太さの均一化を図って、当該ヤーンから構成されるグランドパッキンのシール性を向上させることができる。

本発明の一実施形態に係るヤーンを備えるグランドパッキンの概略斜視図である。 図１のヤーンの一部正面図である。 図１のヤーンにおける膨張黒鉛シート片の正面図である。 （ａ）図３の膨張黒鉛シート片がひねられる前の状態を示す正面斜視図である。（ｂ）（ａ）の膨張黒鉛シート片がひねられる前の状態を示す背面斜視図である。（ｃ）（ａ）の膨張黒鉛シート片が１回ひねられた状態を示す正面図である。 図１のヤーンの製造装置の一部を示す第１の模式図である。 図５のヤーンの製造装置の別の部分を示す第２の模式図である。 （ａ）図５の製造装置において膨張黒鉛シート片が作製される際の第１の状態を示す模式図である。（ｂ）（ａ）の膨張黒鉛シート片が作製される際の第２の状態を示す模式図である。（ｃ）（ａ）の膨張黒鉛シート片が作成される際の第３の状態を示す模式図である。 （ａ）図７（ａ）に対応する状態を示す、膨張黒鉛シート片に係るシート状部材が向かってくる方向から視た図である。（ｂ）図７（ｂ）に対応する状態を示す、シート状部材が向かってくる方向から視た図である。（ｃ）図７（ｃ）に対応する状態を示す、シート状部材が向かってくる方向から視た図である。

本発明の一実施形態について図面を参照しつつ説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るヤーン１を備えるグランドパッキン３の概略斜視図である。図２は、ヤーン１の一部正面図である。

図１に示すように、ヤーン１は、グランドパッキン３を構成するために用いられる。なお、ヤーン１は、グランドパッキン３以外の製品、例えば断熱材用クロス等を構成するために用いることも可能である。

本実施形態において、ヤーン１の複数本が編組されることにより、グランドパッキン３が構成されている。グランドパッキン３は、複数本のヤーン１のみから構成されている。

なお、ヤーン１は、その複数本が束ねられた状態でひねられることにより、グランドパッキンを構成することも可能である。また、ヤーン１は、別途用意された芯材等の他の材料と共にグランドパッキンを構成することも可能である。

図２に示すように、ヤーン１は、筒状部材５と、複数の細長状の膨張黒鉛シート片７とを備えている。ヤーン１は、筒状部材５内に膨張黒鉛シート片７がひねられた状態で充填されることにより構成されている。

ここで、筒状部材５は、繊維材を編むことにより形成されるものである。この筒状部材５は、網目状構造物である。たとえば、筒状部材５は、繊維材（線材１１）がニット編みされることにより構成された丸編み構造物とされる。

筒状部材５において、繊維材としての線材１１は、インコネル線又はステンレス線等の金属線である。線材１１は、例えば、０．１ｍｍ程度の直径を有する丸線である。

なお、この繊維材は、本実施形態においては金属線の線材１１としているが、これに限定するものではなく、絹糸、綿糸、化繊糸の線材としてもよい。

また、筒状部材５は、充填後の膨張黒鉛シート片７が外部に脱落しない大きさを有する網目１３を複数有している。筒状部材５は、複数の網目１３を介して、充填後の膨張黒鉛シート片７の一部を外部へ露出させる。

筒状部材５において、膨張黒鉛シート片７は、長手方向が筒状部材５の軸方向（長手方向）に沿うように延びかつ他の膨張黒鉛シート片７と筒状部材５の径方向に並んだ状態で、当該筒状部材５の内部に収容されている。

図３は、ヤーン１における膨張黒鉛シート片７の正面図である。図４（ａ）は、膨張黒鉛シート片７がひねられる前の状態を示す正面斜視図である。図４（ｂ）は、膨張黒鉛シート片７がひねられる前の状態を示す背面斜視図である。

図４（ｃ）は、図４（ａ）、（ｂ）に示す膨張黒鉛シート片７が１回ひねられた状態を示す正面図である。なお、説明の便宜上、図４において、膨張黒鉛シート片７の正面部分の色と背面部分の色とを変えている。

図２、図３、図４に示すように、膨張黒鉛シート片７は、細長状に形成されている。膨張黒鉛シート片７は、図３に示すようにひねられた状態で筒状部材５内に充填され得る所定の寸法を有している。

すなわち、膨張黒鉛シート片７は、筒状部材５の軸方向長さよりも小さい長さ（長手方向寸法）を有している。膨張黒鉛シート片７は、筒状部材５の径方向長さよりも小さい幅（短手方向寸法）及び厚さを有している。

図４（ａ）、（ｂ）に示すように、ひねられる前の状態の膨張黒鉛シート片７は、略正面視矩形を呈する薄板形状に形成されたものである。この膨張黒鉛シート片７は、その幅Ｗよりも小さい厚さＴを有している。

ひねられる前の状態の膨張黒鉛シート片７は、１００ｍｍ〜３００ｍｍ程度の長さＬと、０．２５ｍｍ〜２．５ｍｍ程度の幅Ｗと、０．２５ｍｍ〜１．０ｍｍ程度の厚さＴを有する。

そして、膨張黒鉛シート片７は、ひねられる前の状態から１回ひねられ（図４（ｃ）参照）、つづいて同様に複数回ひねられることにより、最終形態をなすひねられた状態となる（図３参照）。

ここで、膨張黒鉛シート片７を１回ひねるとは、ひねられる前の状態の膨張黒鉛シート片７の長手方向一端部７ａ側を長手方向他端部７ｂ側に対して長手方向中心線１７回りに１８０度回転させる（反転させる）ことをいう。

本実施形態において、膨張黒鉛シート片７の長さは約２００ｍｍとされている。そして、膨張黒鉛シート片７のひねり回数が、２００ｍｍあたり６回（１００ｍｍあたり３回）とされている。

ひねられた状態の膨張黒鉛シート片７には、ひねりにより曲部１９が形成されている。曲部１９は、膨張黒鉛シート片７の長手方向中途部が湾曲形状を呈するように、ひねり回数と同じ数形成されている。

そして、ひねられた状態の膨張黒鉛シート片７は、筒状部材５内に充填される場合に、当該膨張黒鉛シート片７の長手方向が他の膨張黒鉛シート片７の長手方向と略同じなるように配置されつつ、そのひねられた状態を維持する。

このような構成により、筒状部材５内において、膨張黒鉛シート片７を他の膨張黒鉛シート片７と絡みやすくすることが可能となる。したがって、膨張黒鉛シート片７を、他の膨張黒鉛シート片７に対してずれて移動しにくいものにできる。

よって、膨張黒鉛シート片７を充填した筒状部材５に対して膨張黒鉛シート片７を筒状部材５の軸方向に移動させようとする外力が付与されたときなどには、例えば、後述の図６に示すように、扁平なヤーン１を成形する場合に膨張黒鉛シート片７が充填された筒状部材５を平らに加工するために押圧部材（一対のローラ５７・５８を備えるもの等）により圧延するときなどには、筒状部材５内に膨張黒鉛シート片７の充填ムラができにくい（充填密度がばらつきにくい）。

そのため、このような場合であっても、ヤーン１の太さ（厚み）を略均一に保つことができる。結果、このヤーン１を用いて構成されるグランドパッキン３のシール性を向上させることが可能となる。

なお、本発明に係るグランドパッキンは、前述のように本発明に係るヤーンのみから構成されたものとすることが好ましいが、当該グランドパッキンを構成する複数本のヤーンに本発明に係るヤーンを含むものであればよい。

また、本実施形態において、膨張黒鉛シート片７のひねり回数は、２００ｍｍあたり１回以上１０回以下である。すなわち、膨張黒鉛シート片７のひねり回数は、１００ｍｍあたり１回以上５回以下である。

具体的には、前述のとおり、膨張黒鉛シート片７のひねり回数は、２００ｍｍあたり６回である。すなわち、膨張黒鉛シート片７のひねり回数は、１００ｍｍあたり３回である。

このような構成により、膨張黒鉛シート片７がひねられていることに起因する不具合の発生を抑制することが可能となる。すなわち、膨張黒鉛シート片７のひねり回数が必要以上に多すぎる場合には、膨張黒鉛シート片７が充填された筒状部材５を圧延するときなどに、膨張黒鉛シート片７が曲部１９で折れて破断する、或いは、破断した膨張黒鉛シート片７が網目１３をすり抜けて脱落し、筒状部材５内の膨張黒鉛シート片が一部欠落する（筒状部材５内に空隙が発生する）という不具合が発生しやすくなる。しかし、膨張黒鉛シート片７のひねり回数が上記所定の範囲内であれば、この不具合の発生を抑制することが可能となる。

したがって、この不具合の発生を抑制しつつヤーン１の太さの均一化を図ることができる。そして、このヤーン１を用いて構成されるグランドパッキン３のシール性を更に向上させることができる。

また、本実施形態において、ヤーン１の複数本が編組されることにより、グランドパッキン３が構成されている。この構成により、シール性を向上させたグランドパッキン３を得ることができる。

図５は、ヤーン１の製造装置３０の一部を示す第１の模式図である。図６は、製造装置３０の別の部分を示す第２の模式図である。なお、図５の『＊』部分が図６の『＊』部分とつながる。

ヤーン１は、図５、図６に示す製造装置３０を用いて製造することができる。なお、この製造装置３０は、ヤーン１を製造するための製造手段の一例にすぎない。

図５、図６に示すように、製造装置３０は、供給機構３１と、搬送機構３２と、切断機構３３と、案内機構３４と、編み機３５と、押圧機３６とを備えている。また、製造装置３０は、各部の制御を実行可能な制御装置３８を備えている。

供給機構３１は、所定の寸法を有するシート状部材（帯状の膨張黒鉛シート）４１と、芯材４２とを備えている。シート状部分４１の大部分は、芯材４２に巻回された状態の巻回部分４１ａとなっている。

供給機構３１において、シート状部材４１の巻回部分４１ａは、搬送機構３２の駆動に伴って回転することにより、芯材４２への巻回が徐々に解かれ、図５の長手方向一端部４１ｂ側へ（切断機構３３に向かって）送り出される。

搬送機構３２は、一対のローラ４４・４５と、これらを回転駆動させるための搬送駆動部４６とを備えている。

搬送機構３２は、一対のローラ４４・４５により、供給機構３１から送り出されたシート状部材４１を挟持する。

搬送機構３２は、搬送駆動部４６により一対のローラ４４・４５を回転駆動させて、供給機構３１から引っ張り出したシート状部材４１を図５の長手方向一端部４１ｂ側へ（切断機構３３に向かって）送り出す。

切断機構３３は、切断刃４７と、これを駆動させるための切断駆動部４８と、受台４９とを備えている。

切断機構３３は、切断駆動部４８により、切断刃４７をシート状部材４１に対して近接する方向と離間する方向とに往復移動させる。

切断機構３３は、切断刃４７により、受台４９上に達したシート状部材４１をその搬送方向と交差する方向に切断して、シート状部材４１の長手方向一端部４１ｂを切断片としてシート状部材４１の本体側から離間させる。

案内機構３４は、大径の上側開口部５３とこれよりも小径の下側開口部５４とを有するホッパ５１を備えている。案内機構３４において、ホッパ５１は、上側開口部５３が切断機構３３の下方に位置するように設けられている。

案内機構３４は、切断機構３３で作製された切断片を膨張黒鉛シート片７として上側開口部５３から受け入れ、この上側開口部５３側から下側開口部５４に、更には編み機３５に向かって案内する。

編み機３５は、線材１１をニット編みして筒状部材５を形成することができるように構成されている。編み機３５は、筒状部材５の開口部がホッパ５１の下側開口部５４と対向するように筒状部材５を編みつつ下方へ伸ばす。

編み機３５においては、編まれた筒状部材５内に、案内機構３４からの膨張黒鉛シート片７が導入される。そして、膨張黒鉛シート片７が充填された筒状部材５が、押圧機３６に向かって送り出される。

押圧機３６は、一対のローラ５７・５８と、これらを回転駆動させるための搬送駆動部５９とを備えている。押圧機３６は、編み機３５から送り出された、膨張黒鉛シート片７が充填された筒状部材５を押圧する。

具体的には、押圧機３６は、一対のローラ５７・４８の回転駆動により、これらの間に、編み機３５から送り出された、膨張黒鉛シート片７が充填された筒状部材５を挟み込み、その挟み込んだ部分を平べったく加工する。

結果、製造装置３０は、扁平なヤーン１に成形することができる。本実施形態においては、製造装置３０による製造工程の途中（切断機構３３による切断工程）で、筒状部材５内に充填される膨張黒鉛シート片７にひねりを加えるようになっている。

図７（ａ）は、切断機構３３により前記切断片、即ち膨張黒鉛シート片７が作製される際の第１の状態を示す模式図（断面図）である。図７（ｂ）は、切断機構３３により膨張黒鉛シート片７が作製される際の第２の状態を示す模式図（断面図）である。

図７（ｃ）は、切断機構３３により膨張黒鉛シート片７が作製される際の第３の状態を示す模式図（断面図）である。切断機構３３においては、図７（ａ）、図７（ｂ）、図７（ｃ）の順に一つの膨張黒鉛シート片７の作製が進む。
図８（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、図７（ａ）〜（ｃ）に対応する状態を示す、シート状部材４１が向かってくる方向（搬送方向下流側）から視た図である。

切断機構３３による１つの膨張黒鉛シート片７（前記切断片）の作製時には、まず、図７（ａ）及び図８（ａ）に示すように、切断刃４７が、刃先４７ａをシート状部材４１にその上側から当てるように移動する。

詳しくは、切断刃４７は、刃先４７ａが延びる方向（長さ方向）がシート状部材４１の搬送方向に垂直な方向となるように配置される。切断刃４７の刃先４７ａは、長さ方向において、シート状部材４１の上面に対して角度が付いている。すなわち、刃先４７ａに沿う直線は、シート状部材４１の上面に対して水平ではなく、傾斜している。切断刃４７の刃先４７ａは、厚み方向において、その尖状の先端部がシート状部材４１の搬送方向下流側に位置している。

そして、切断刃４７の刃先４７ａは、シート状部材４１の長手方向一端部４１ｂ側がシート状部材４１の切断位置６１よりも搬送方向下流側へ所定量移動した状態で、前記先端部がシート状部材４１の上面に接触する。

また、シート状部材４１を載置した受台４９は、切断位置６１を通過したシート状部材４１の長手方向一端部４１ｂの下側を自由状態（空間６３が形成された状態）とするように、切断位置６１よりも搬送方向上流側に設けられる。

次に、図７（ｂ）及び図８（ｂ）に示すように、切断刃４７の刃先４７ａが、切断位置６１においてシート状部材４１との当接位置から下方へ移動し、シート状部材４１の短手方向一端側部分（図７（ｂ）における奥側部分）４１ｃを切断し始める。

そして、図７（ｃ）及び図８（ｃ）に示すように、切断刃４７の刃先４７ａが、シート状部材４１の短手方向一端側部分４１ｃを完全に切断する。その後、切断刃４７の刃先４７ａが、更に下方へ移動し、シート状部材４１の短手方向他端側部分（図７（ｂ）における手前側部分）４１ｄも切断する。

なお、シート状部材４１の切断時には、切断位置６１よりも搬送方向下流側に位置するシート状部材４１の長手方向一端部４１ｂの下側が自由状態（空間６３が形成された状態）に維持される。

切断刃４７は、これのような流れで刃先４７ａをシート状部材４１にその上側から略垂直方向に当てて、膨張黒鉛シート片７が形成されるように当該刃先４７ａによりシート状部材４１を細切りに切断する。

ここで、切断刃４７の刃先４７ａは、シート状部材４１の上面に対して角度が付いているため、シート状部材４１の短手方向一端側における切断開始から短手方向他端側における切断完了までの間に時間差を生む。

また、シート状部材４１は、薄く（０．２５ｍｍ〜１．０ｍｍ程度の厚さに）形成されているため、シート状部材４１の細切りの切断により作製される切断片（膨張黒鉛シート片７）も、薄く（０．２５ｍｍ〜１．０ｍｍ程度の厚さに）形成されている。

したがって、シート状部材４１の切断が開始されると、切断片（膨張黒鉛シート片７）となる部分が曲がりはじめる現象が発生する。そして、シート状部材４１の切断が完了したときには、その切断片にひねりが生じることになる。

よって、ひねられた状態の切断片（膨張黒鉛シート片７）を作製して、案内機構３４のホッパ５１に導入できる。つまり、切断機構３３を用いた製造装置３０の切断工程で膨張黒鉛シート片７にひねりを加えることが可能となっている。

なお、膨張黒鉛シート片７のひねられ度合い（１００ｍｍあたりのひねり回数等）は、前記切断工程における切断片の寸法を変更する（本実施形態においては、シート状部材４１の短手方向幅を変更する、或いは、シート状部材４１の長手方向の切断幅を変更する）ことによりに調整することが可能である。

上述の教示を考慮すれば、本発明が多くの変更形態及び変形形態をとり得ることは明らかである。したがって、本発明が、添付の特許請求の範囲内において、本明細書に記載された以外の方法で実施され得ることを理解されたい。

１ ヤーン
３ グランドパッキン
５ 筒状部材
７ 膨張黒鉛シート片

Claims (3)

1. 繊維材を編む又は組むことにより形成される筒状部材内に、複数の細長状の膨張黒鉛シート片がひねられた状態で充填されている、ヤーン。
2. 前記膨張黒鉛シート片のひねり回数が１００ｍｍあたり５回以下である、請求項１に記載のヤーン。
3. 請求項１又は請求項２に記載のヤーンの複数本が、編組されることにより、又は、束ねられた状態でひねられることにより構成されている、グランドパッキン。

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