JP3122967B2 - パッキン用編み糸 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流体機器の軸封部
に用いるグランドパッキン用材料などに好適なパッキン
用編み糸に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば流体機器の軸封部などに用
いられるグランドパッキンを得るためのパッキン材料と
して、圧縮復元性が高く封止性にすぐれた特性をもって
いる膨張黒鉛を基材としたものが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
パッキン材料を用いて形成されるグランドパッキンは、
ラミネート式，ダイモールド式，チップモールド式，リ
ボンパック式などの圧縮成形方式によって製造される
が、これらのものは、あらかじめ用いる軸径にあわせて
リング状に形成しておく必要があり、軸径の異なる他の
ものには使用し得ない。したがって、汎用性に乏しく、
また膨張黒鉛自体、引張強さが弱く脆いため、スタフィ
ンボックスなどに装着したものを交換のために取り出す
作業が困難であり使用性に劣る。

【０００４】さらに、上記各圧縮成形方式の個々の問題
点として、ラミネート式の場合は、歩留りが悪くコスト
アップにつながる。ダイモールド式およびチップモール
ド式の場合は、金型成形となリコスト高になるとともに
汎用性に乏しい。リボンパック式の場合は、作業性が悪
いなどを挙げることができる。

【０００５】これらの問題点は、他の編組パッキンと同
様、膨張黒鉛を軸径に合せて所定の長さに切断して使用
し得るように、紐状体に構成することで解決できるけれ
ども、膨張黒鉛自体は、黒鉛粒子の結晶のＣ軸方向に膨
張させた外観上芋虫状粒子（粉体）であるため、これら
芋虫状粒子を集合して圧縮成形によってシート状に形成
できるが、シート状に形成しても前述のように引張強さ
が弱く、脆い性質のものであるから、糸（ヤーン）とす
ることができないので編組できない。したがって、他の
編組パッキンのように軸径に合せて所定長さに切断した
のち、この切断されたものを軸外周に巻回してパッキン
として使用することが不可能とされていた。

【０００６】本発明は上記のような実情に鑑みてなされ
たもので、編組に必要な膨張黒鉛製編み糸、即ち、膨張
黒鉛を用いた編み糸構成を基礎研究とする鋭意研究の結
果、膨張黒鉛本来の圧縮復元性が高く封止性にすぐれて
いる特性を損なうことなく、引張り強さおよび靭性を高
くして、高い封止特性を確保しつつ使用性および汎用性
に優れたパッキンを構成することができるパッキン用編
み糸を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明に係るパッキン用編み糸は、
相互に間隔をあけて長手方向に配置した複数本の補強繊
維糸を接着剤によりシート状膨張黒鉛中において一体に
接着して埋設してあり、かつ、これに撚りをかけてなる
ことを特徴とするものである。

【０００８】上記構成の請求項１に記載の発明によれ
ば、脆い性質の膨張黒鉛中に相互に間隔をあけて配置し
た複数本の補強繊維糸を接着剤によりシート状膨張黒鉛
中にお いて一体に接着して埋設することで脆い性質のシ
ート状膨張黒鉛に補強繊維糸のもっている高い引張り強
さと靭性が付与され、これに撚りをかけることで、シー
ト状膨張黒鉛の幅方向両端がまるめ込まれたり、二次元
的に配置されている複数本の補強繊維糸の配置が膨張黒
鉛に対して三次元的な関係になることと、接着剤の使用
により補強繊維糸に対する膨張黒鉛の付着性が高められ
ることとが相俟って、膨張黒鉛の脱落が防止され、編み
糸全体の膨張黒鉛密度が一様になる。これによって、膨
張黒鉛同士の密着性を利用して所定量の膨張黒鉛の集合
体を構成させて膨張黒鉛が本来もっている高い圧縮復元
性とすぐれた封止性を維持しつつ、補強繊維糸のもって
いる高い引張り強さと靭性とが付与されて複雑な力が作
用する編組時やひねり加工時に膨張黒鉛が剥離したり脱
落したりすることのない、また、糸切れを生じることの
ない丈夫な編み糸が得られる。したがって、このような
編み糸の複数本を集束し編組して高い引張り強さおよび
靭性をもった編組体（角編み）を形成させたり、ひねり
加工して高い引張り強さおよび靭性をもつひねり加工紐
状体を形成させたりすることが可能となり、膨張黒鉛本
来の特性である高い圧縮復元性によりパッキンとして不
可欠な高い封止特性を確保しつつ、紐状体を軸径に合わ
せて所定長さに切断したものを軸外周に巻回して使用す
るといった汎用性および使用性にも優れたパッキンを構
成しやすい。

【０００９】上記請求項１に記載の発明に係るパッキン
用編み糸における膨張黒鉛としては、請求項２に記載の
ような芋虫状黒鉛粉を使用しても、請求項３に記載のよ
うな細幅シート状のものを使用してもよい。

【００１０】また、上記請求項１〜３に記載の発明に係
るパッキン用編み糸における補強繊維糸としては、請求
項４に記載のように、木綿，レーヨン，フェノ一ル，ア
ラミド，ＰＢＩ，ＰＴＥＦ，ＰＰＳ，ＰＥＥＫなどの有
機繊維の中から選択された少なくとも１つのものであっ
ても、請求項５に記載のように、ガラス繊維，炭素繊
維，セラミック繊維などの無機繊維の中から選択された
少なくとも１つのものであっても、請求項６に記載のよ
うに、ステンレス，インコネル，モネルなどの金属線の
中から選択された少なくとも１つのものであってもよ
く、また、請求項７に記載のように、上記有機繊維から
選択された少なくとも１つと上記無機繊維または金属線
の中から選択された少なく１つとの複合体であってもよ
い。

【００１１】さらに、上記請求項１〜３に記載の発明に
係るパッキン用編み糸における補強繊維糸として、請求
項８に記載のように、上記無機繊維もしくは金属線の中
から選択された少なくとも１つまたはこれらの複合体の
表面を、上記有機繊維の中から選択された１つの短繊維
もしくはこれらの複合短繊維糸によって被覆したもの、
請求項９に記載のように、上記無機繊維もしくは金属線
の中から選択された１つまたはこれらの複合体の表面
を、抄造物によって被覆したもの、請求項１０に記載の
ように、上記有機繊維と無機繊維もしくは金属線とを撚
ったもの、請求項１１に記載のように、上記有機繊維も
しくは無機繊維または金属線をニット編みしたもの、あ
るいは、請求項１２に記載のように、長手方向に平行に
延びる複数の無機繊維もしくは金属線と、これらの間に
交絡されて平行を保持する有機繊維とからなるもの、の
いずれであってもよい。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
にもとづいて説明する。図１は本発明に係るパッキン用
編み糸を用いて構成されるパッキンの一例を示す一部切
断斜視図であり、同図において、パッキン１は中芯２と
この中芯２の外周を被覆している例えば袋編みされた編
組体３によって構成されており、中芯２は編み糸４を複
数本集束して長手方向に配置することによって形成さ
れ、編組体３は編み糸４を袋編みすることによって形成
されている。

【００１３】上記編み糸４は、図２に示すように、幅方
向に相互に間隔をあけて長手方向に配置した例えば木綿
によってなる複数本の補強繊維糸４０を、その両面に図
示されていない接着剤（例えばアクリル酸エステル）に
よって芋虫状の膨張黒鉛粉からなるシート状膨張黒鉛４
１中において一体に接着して埋設することで脆い性質の
膨張黒鉛に補強繊維糸のもっている高い引張り強さと靭
性が付与されたシート状膨張黒鉛となり、このシート状
膨張黒鉛に図５に示すように、撚りをかけた構成になっ
ている。補強繊維糸４０として用いられる木綿は、その
表面に極く短く細い繊維が無数に立つ、いわゆる毛羽立
ちが認められるので、接着剤との付着性がよく、そのた
めに補強繊維糸４０と膨張黒鉛４１とを互いに強固に接
着して編み糸４を袋編みして編組体３を形成する時に膨
張黒鉛４１が補強繊維糸４０から剥離したり、脱落する
ことを防止できる。

【００１４】このように、幅方向に相互に間隔をあけて
長手方向に配置した例えば木綿によってなる複数本の補
強繊維糸４０をシート状膨張黒鉛４１中において接着剤
により一体に接着して埋設したシート状膨張黒鉛に撚り
をかけて編み糸４を構成することで、編み糸４の幅方向
両端がまるめ込まれたり、二次元的に配置された複数本
の補強繊維糸４０の配置が膨張黒鉛４１に対して三次元
的な関係になることと、接着剤の使用により補強繊維糸
４０に対する膨張黒鉛４１の付着性が高められることと
が相俟って、膨張黒鉛４１の脱落が防止され、編み糸４
全体の膨張黒鉛密度が一様になり、同時に編み糸４には
補強繊維糸４０のもっている高い引張り強さと靭性とが
付与されることになるから、この編み糸４は糸切れする
ことなく編組できる。したがって、編み糸４によって形
成された中芯の外周を、該編み糸４で袋編みした編組体
３によって被覆した紐状体５、つまり高い引張り強さを
もち、靭性に富んだ特性を有する紐状体５に形成し、こ
の紐状体５を例えば軸径に合せて所定に長さに切断して
パッキン１として使用することができるので、汎用性と
使用性が向上する。しかも、パッキン１を構成している
中芯２および編組体３には、膨張黒鉛４１が本来もって
いる高い圧縮復元性とすぐれた封止性が付与されること
になるから、パッキン１として不可欠な高い封止特性を
確保できる。

【００１５】図３は本発明に係るパッキン用編み糸４
（図２）を用いて構成されるパッキン１の他の例を示す
斜視図であり、図１に示すパッキンと同一もしくは相当
部分には同一の符号を付し、それらの詳しい説明は省略
する。図３において、パッキン１は編み糸４を８本用い
て８打角編みした編組体３Ａによって紐状体５を形成し
ている。

【００１６】この図３に示すパッキン１の場合も、編み
糸４全体の膨張黒鉛密度が一様であるとともに、この編
み糸４には補強繊維糸４０のもっている高い引張り強さ
と靭性とが付与されることになるので、この編み糸４を
糸切れすることなく編組（角編み）できる。したがっ
て、高い引張り強さをもち、靭性に富んだ特性を有する
編組体３Ａによって紐状体５を形成し、この紐状体５を
例えば軸径に合せて所定に長さに切断してパッキン１と
して使用することができるので、汎用性と使用性が向上
する。しかも、パッキン１を構成している編組体３Ａに
は、膨張黒鉛４１が本来もっている高い圧縮復元性とす
ぐれた封止性が付与されることになるから、パッキン１
として不可欠な高い封止特性を確保できる。

【００１７】図４は本発明に係るパッキン用編み糸４
（図２）を用いて構成されるパッキン１の別の例を示す
斜視図であり、前記各例と同一もしくは相当部分には同
一の符号を付し、それらの詳しい説明は省略する。図４
において、パッキン１は、編み糸４を６本束ねて、２０
回／ｍのひねり加工を施しながらロール成形を行い、ひ
ねり加工された紐状体５を形成している。

【００１８】この図４に示すパッキン１の場合も、編み
糸４全体の膨張黒鉛密度が一様であるとともに、編み糸
４には補強繊維糸４０のもっている高い引張り強さと靭
性とが付与されることになるので、この編み糸４を糸切
れすることなくひねり加工することができる。したがっ
て、高い引張り強さをもち、靭性に富んだ特性を有する
ひねり加工された紐状体５を形成し、この紐状体５を例
えば軸径に合せて所定に長さに切断してパッキン１とし
て使用することができるので、汎用性と使用性が向上す
る。しかも、パッキン１を構成しているひねり加工され
た紐状体５には、膨張黒鉛４１が本来もっている高い圧
縮復元性とすぐれた封止性が付与されることになるか
ら、パッキン１として不可欠な高い封止特性を確保でき
る。

【００１９】上記した各パッキン用編み糸４では、膨張
黒鉛４１として、芋虫状黒鉛粉を使用したものにてつい
て説明しているが、細幅（幅寸法、例えば５mm以下）に
切断したシート状の膨張黒鉛を使用してもよい。また、
複数本の補強繊維糸４０の片面のみを接着剤により膨張
黒鉛４１に一体に接着し埋設し、かつ撚りをかけて編み
糸４を構成してもよい。

【００２０】上記編み糸４を構成している補強繊維糸４
０としては、前記木綿に代えて、レーヨン，フェノ一
ル，アラミド，ＰＢＩ，ＰＴＦＥ，ＰＰＳ，ＰＥＥＫな
どの有機繊維の中から選択された１つもしくはガラス繊
維，炭素繊維，セラミック繊維などの無機繊維の中から
選択された１つ、またはステンレス，インコネル，モネ
ルなどの金属線の中から選択された１つのものであって
もよく、また、前記有機繊維の中から選択された少なく
とも１つと前記無機繊維の中から選択された少なくとも
１つとの複合体であってもよい。

【００２１】図６〜図１０はそれぞれ補強繊維糸４０の
変形例を示し、図６の補強繊維糸４０は、前記有機繊維
から選択された１つ４０Ａ（木綿またはアラミド）と、
前記無機繊維または金属線の中から選択された１つ４０
Ｂ（はガラス繊維、炭素繊維またはステンレス線）とを
撚って形成している。この補強繊維糸４０では、有機繊
維によって接着剤との付着性を向上させ、かつ無機繊維
または金属線によって引張り強さと靭性を向上させるこ
とができる。

【００２２】図７の補強繊維糸４０は、前記無機繊維も
しくは金属線の中から選択された少なくとも１つ４０Ｂ
（ガラス繊維、炭素繊維もしくはステンレス線）の表面
を、有機繊維の中から選択された１つ（木綿またはアラ
ミド）の短繊維６によって被覆したものである。この補
強繊維糸４０では、短繊維６の被覆層によって接着剤と
の付着性および靭性を向上させ、かつ無機繊維もしくは
金属線の中から選択された少なくとも１つ４ＯＢによっ
て引張り強さと靭性を向上させることができる。なお短
繊維６の被覆層は、有機繊維の中から選択された２つ以
上の短繊維を複合した複合短繊維糸によって形成しても
よい。

【００２３】図８の補強繊維糸４０は、前記無機繊維も
しくは金属線の中から選択された少なくとも１つ４０Ｂ
（ガラス繊維、炭素繊維もしくはステンレス線）の表面
を、例えばパルプ抄造物７によって被覆したものであ
る。この補強繊維糸４０では、パルプ抄造物７の被覆層
によって接着剤との付着性および靭性を向上させ、かつ
無機繊維もしくは金属線の中から選択された少なくとも
１つ４０Ｂによって引張り強さと靭性を向上させること
ができる。

【００２４】図９の補強繊維糸４０は、前記有機繊維か
ら選択された１つ４０Ａ（木綿またはアラミド）もしく
は前記無機繊維、または金属線の中から選択された１つ
４０Ｂ（ガラス繊維、炭素繊維またはステンレス線）の
いずれかをニット編み８したものである。この補強繊維
糸４０では、ニット編み構造体の編み目で形成される凹
凸によって接着剤との付着性が向上し、かつニット編み
構造体自体が保有している伸縮機能によって引張り力を
吸収できるので、結果的に引張りに対する許容度が大き
くなり靭性を向上させることになる。

【００２５】図１０の補強繊維糸４０は、前記無機繊
維、または金属線の中から選択された１つ４０Ｂ（ガラ
ス繊維、炭素繊維またはステンレス線）を複数本長手方
向に平行に配置し、これら複数の繊維間に前記有機繊維
から選択された１つ４０Ａ（木綿またはアラミド）を交
絡させて、平行を保持したものである。この補強繊維糸
４０では、有機繊維によって接着剤との付着性および靭
性を向上させ、かつ無機繊維または金属線によって引張
り強さと靭性を向上させることができる。

【００２６】以上のように、膨張黒鉛４１中にその幅方
向に相互に間隔をあけて長手方向に配置し接着剤により
膨張黒鉛４１と一体に接着させて埋設した補強繊維糸４
０のもっている高い引張り強さと靭性が編み糸４に付与
されているとともに、二次元的に配置された複数本の補
強繊維糸４０の配置が膨張黒鉛４１に対して三次元的な
関係になって、膨張黒鉛４１の脱落が防止されているの
で、この編み糸４を糸切れすることなく、また膨張黒鉛
４１を補強繊維糸４０から剥離させたり脱落させたりす
ることなく容易に編組またはひねり加工できる。

【００２７】即ち、図１１（Ａ）（Ｂ）のように、破線
で示す軌跡上を旋回移動する複数の編み糸ボビン９，９
から編み糸４を繰りだして袋編みする場合のように、編
み糸ボビン９，９が軌跡の外側に位置している時点での
編み糸ボビン９，９から編み点Ｐまでの長さ１ａと、編
み糸ボビン９，９が軌跡の内側に位置している時点での
編み糸ボビン９，９から編み点Ｐまでの長さ１ｂとの差
が小さく、したがって、編み糸４には比較的小さい引張
力が負荷される場合は勿論のこと、図１２（Ａ）（Ｂ）
のように、破線で示す対角線上の軌跡を移動する複数の
編み糸ボビン９，９から編み糸４を繰りだして角編みす
る場合のように、編み糸ボビン９，９が軌跡の外側に位
置している時点での編み糸ボビン９，９から編み点Ｐま
での長さ１ａと、編み糸ボビン９，９が軌跡の中央部位
置している時点での編み糸ボビン９，９から編み点Ｐま
での長さ１ｂとの差が大きく、したがって、編み糸４に
は比較的大きい引張力が負荷される場合でも編組が可能
である。

【００２８】

【発明の効果】以上のように、請求項１に記載の発明に
よれば、脆い性質の膨張黒鉛中に相互に間隔をあけて配
置した複数本の補強繊維糸を接着剤によりシート状膨張
黒鉛中において一体に接着して埋設することで、補強繊
維糸のもっている高い引張り強さと靭性が付与されたシ
ート状膨張黒鉛に撚りをかけることで、二次元的に配置
されている複数本の補強繊維糸を膨張黒鉛に対して三次
元的な配置関係にすることと、接着剤の使用に伴い補強
繊維糸に対する膨張黒鉛の付着性を高めることの相乗に
よって、膨張黒鉛の脱落を防止し、編み糸全体の膨張黒
鉛密度を一様にしているため、膨張黒鉛同士の密着性を
利用して所定量の膨張黒鉛の集合体を構成させて膨張黒
鉛本来の特性、すなわち、高い圧縮復元性とすぐれた封
止性を維持しつつ、補強繊維糸のもっている高い引張り
強さと靭性とを付与させ、編組時やひねり加工のような
複雑な応力が作用するパッキンの製作工程時に膨張黒鉛
が剥離したり脱落したりすることのない、また、糸切れ
を生じることのない丈夫な編み糸が得られる。したがっ
て、このような編み糸の複数本を集束し編組して高い引
張り強さおよび靭性をもった編組体（角編み）を形成さ
せたり、ひねり加工して高い引張り強さおよび靭性をも
つひねり加工紐状体を形成させたりすることが可能とな
り、膨張黒鉛本来の特性である高い圧縮復元性によりパ
ッキンとして不可欠な高い封止特性を確保しつつ、紐状
体を軸径に合わせて所定長さに切断したものを軸外周に
巻回して使用するといった汎用性および使用性にも優れ
たパッキンを構成しやすいという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るパッキン用編み糸を用いて構成さ
れるパッキンの一例を示す一部切断斜視図である。

【図２】同上パッキンを構成する編み糸を示す一部切断
斜視図である。

【図３】本発明に係るパッキン用編み糸を用いて構成さ
れるパッキンの他の例を示す一部切断斜視図である。

【図４】本発明に係るパッキン用編み糸を用いて構成さ
れるパッキンの別の例を示す一部切断斜視図である。

【図５】編み糸になるシート状膨張黒鉛に撚りをかける
状態を示す斜視図である。

【図６】補強繊維糸の変形例を示す説明図である。

【図７】補強繊維糸の変形例を示す説明図である。

【図８】補強繊維糸の変形例を示す説明図である。

【図９】補強繊維糸の変形例を示す説明図である。

【図１０】補強繊維糸の変形例を示す説明図である。

【図１１】（Ａ）は編み糸ボビンから編み点に繰りださ
れる編み糸を袋編みする時の状態を示す正面図、（Ｂ）
は編み糸ボビンから編み点に繰りだされる編み糸を袋編
みする時の編み糸の長さ変動を説明する側面図である。

【図１２】（Ａ）は編み糸ボビンから編み点に繰りださ
れる編み糸を角編みする時の状態を示す正面図、（Ｂ）
は編み糸ボビンから編み点に繰りだされる編み糸を角編
みする時の編み糸の長さ変動を説明する側面図である。

【符号の説明】

１ パッキン ３，３Ａ 編組体 ４ パッキン用編み糸 ６ 短繊維 ７ パルプ抄造物 ８ ニット編み ４０ 補強繊維糸 ４１ 膨張黒鉛

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 相互に間隔をあけて長手方向に配置した
   複数本の補強繊維糸を接着剤によりシート状膨張黒鉛中
   において一体に接着して埋設してあり、かつ、これに撚
   りをかけてなることを特徴とするパッキン用編み糸。
2. 【請求項２】 上記膨張黒鉛が芋虫状黒鉛粉である請求
   項１に記載のパッキン用編み糸。
3. 【請求項３】 上記膨張黒鉛が細幅のシート状である請
   求項１に記載のパッキン用編み糸。
4. 【請求項４】 上記補強繊維糸が木綿，レーヨン，フェ
   ノ一ル，アラミド，ＰＢＩ，ＰＴＥＦ，ＰＰＳ，ＰＥＥ
   Ｋなどの有機繊維の中から選択された少なくとも１つの
   ものである請求項１，２または３に記載のパッキン用編
   み糸。
5. 【請求項５】 上記補強繊維糸がガラス繊維，炭素繊
   維，セラミック繊維などの無機繊維の中から選択された
   少なくとも１つのものである請求項１，２または３に記
   載のパッキン用編み糸。
6. 【請求項６】 上記補強繊維糸がステンレス，インコネ
   ル，モネルなどの金属線の中から選択された少なくとも
   １つのものである請求項１，２または３に記載のパッキ
   ン用編み糸。
7. 【請求項７】 上記補強繊維糸が上記有機繊維から選択
   された少なくとも１つと、上記無機繊維または金属線の
   中から選択された少なく１つとの複合体である請求項
   １，２または３に記載のパッキン用編み糸。
8. 【請求項８】 上記補強繊維糸が上記無機繊維もしくは
   金属線の中から選択された少なくとも１つまたはこれら
   の複合体の表面を、上記有機繊維の中から選択された１
   つの短繊維もしくはこれらの複合短繊維糸によって被覆
   したものである請求項１，２または３に記載のパッキン
   用編み糸。
9. 【請求項９】 上記補強繊維糸が上記無機繊維もしくは
   金属線の中から選択された１つまたはこれらの複合体の
   表面を、抄造物によって被覆したものである請求項１，
   ２または３に記載のパッキン用編み糸。
10. 【請求項１０】 上記補強繊維糸が上記有機繊維と無機
    繊維もしくは金属線とを撚ったものである請求項１，２
    または３に記載のパッキン用編み糸。
11. 【請求項１１】 上記補強繊維糸が上記有機繊維もしく
    は無機繊維または金属線をニット編みしたものである請
    求項１，２または３に記載のパッキン用編み糸。
12. 【請求項１２】 上記補強繊維糸が長手方向に平行に延
    びる複数の無機繊維もしくは金属線と、これらの間に交
    絡されて平行を保持する有機繊維とからなるものである
    請求項１，２または３に記載のパッキン用編み糸。