JP4139119B2 - グランドパッキン - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の技術分野】
本発明はグランドパッキンに関し、さらに詳しくは、グランドパッキンをバルブステムや回転軸（軸）などに装着した際に、装着されたグランドパッキンの大気と接する側（大気側）が酸化性雰囲気下におかれても酸化劣化せず減量されにくく、酸化雰囲気下でしかも４００℃以上の高温条件下に使用し得るような、膨張黒鉛を主原料とするグランドパッキン（膨張黒鉛系グランドパッキンとも言う。）に関する。
【０００２】
【発明の技術的背景】
従来より、バルブ、ポンプ等の流体用機器の軸封部、すなわち軸と機器ケーシングとで画成されるスペースには、グランドパッキンを複数個詰め込み封止することにより、内部流体が機外に漏出するのを防止している。
例えば、（１）：特開昭５５−６９３６０号公報には、膨張黒鉛テープの一側面に、金属網を重合してなる複合テープ素材を、渦巻き状に複数回巻き込み、これを圧縮してリング状に成形してなるグランドパッキンが開示されている。
【０００３】
このグランドパッキンによれば、膨張黒鉛のもつ優れた性能を生かし、優れたパッキン性能を具備しながら、しかも取付、抜出しが非常に容易となる旨記載されている。また、テープ素材としては、膨張黒鉛の他に、ゴム、フッ素樹脂テープ、石綿テープ等を用いることができる旨記載されている。そして該公報▲３▼の第２図には、膨張黒鉛テープと、この膨張黒鉛テープよりも狭幅の金属網とを重ね合せた複合テープが具体的に開示されている。
【０００４】
しかしながら、該公報（１）の第２図に具体的に開示された膨張黒鉛系グランドパッキンでは、抜き取り性は良好であるが、スタフィングボックス内に装着した場に、膨張黒鉛が大気と接する側に露出しており、膨張黒鉛の耐酸化劣化性に劣るという問題点がある。
また、（２）：特公平７−２６６８５号公報において、本願出願人らは、膨脹黒鉛からなる円筒状のパッキン本体と、このパッキン本体の上下両端にパッキン本体と一体的に接合された硬質リングとからなるグランドパッキンを提案した。またその製法としては、該公報において、リング成形用金型内に第１硬質リングを入れた後に、この硬質リング上に膨脹黒鉛テープをうず巻状または同心円状に配置し、次いでこのテープ上に第２硬質リングを載置し、これを加圧圧縮して、膨脹黒鉛からなる円筒状のパッキン本体とこのパッキン本体の上下両端の第１硬質リングおよび第２硬質リングとを一体的に接合する、グランドパッキンの製造方法を提案した。
【０００５】
このような公報（２）に記載のグランドパッキンによれば、グランドパッキンがスタフィングボックスからはみ出すのが防止できるため密封性に優れ、しかもグランドパッキンを簡単にかつ作業性よくスタフィングボックス内に装着でき、その上グランドパッキンの保管管理が容易であるという効果が得られている。
しかしながら、該公報（２）に記載のグランドパッキンにおいても、硬質リングと膨張黒鉛リングとの接着力が必ずしも充分でなく、比較的容易に分離する恐れもあり、装着前の取り扱い性、抜き取り交換性、製造容易性などの点で更なる改良の余地があった。
【０００６】
そこで、上述したような従来技術に伴う問題点を解決すべく鋭意研究を重ねたところ、少なくとも幅方向の端部が重なり合うように多重に巻回された膨張黒鉛テープと耐熱酸化性テープとからなるグランドパッキンであって、該耐熱酸化性テープが、該多重に巻回された膨張黒鉛テープの少なくとも一方の端部から、巻回された膨張黒鉛テープの幅方向外側に延設されており、かつ 該耐熱酸化性テープの延設部がテープ幅方向に圧縮座屈されているグランドパッキンを創出するに至った。
【０００７】
このグランドパッキンによれば、膨張黒鉛テープと耐熱酸化性金属テープとが順次重なり合うように巻回されている部分は密接一体化され、また、膨張黒鉛テープと耐熱酸性金属テープとが重なり合わず、テープの幅方向に延在した耐熱酸化性金属テープのみからなる部分（耳部）同士は互いに絡み合いつつ重なり合って円筒中心軸方向に押し潰されているため、得られたグランドパッキンの軸方向両端部はこのように押し潰されて生じた、耐熱酸化性テープよりなる耐熱酸化性リングにて密封される。
【０００８】
そして、膨張黒鉛のみからなる部分は、スタフィングボックス内部の流体を完全に封止でき、より優れたシール性を発揮する。
このため、グランドパッキン中の膨張黒鉛は、スタフィングボックス内に装着された状態では、外気側すなわちスタフィングボックスのグランドパッキン取り出し口側からの空気酸化などを一層受けにくくより高温下で使用可能となり、しかも、グランドパッキン中の耐熱酸性金属テープは、膨張黒鉛テープ全面と緊密に面接触しているため、グランドパッキン装着時は元より、取り出し時においてもグランドパッキンの崩壊などはより生じ難くなるという効果が得られることなどを見出して本発明を完成するに至った。
【０００９】
【発明の目的】
本発明は、上記のような従来技術に伴う問題点を一挙に解決しようとするものであって、グランドパッキンをバルブステムや回転軸（軸）などに装着した際に、装着されたグランドパッキンの大気と接する側（大気側）が酸化性雰囲気下におかれても酸化劣化せず減量されにくく、酸化雰囲気下でしかも４００℃以上の高温条件下に使用し得るような、膨張黒鉛を主原料とするグランドパッキン（膨張黒鉛系グランドパッキン）を提供することを目的としている。
【００１０】
また本発明は、グランドパッキン装着時は元より、取り出し時においてもグランドパッキンの崩壊などが生じ難くく、グランドパッキンの点検、交換作業を効率よく行うことができる膨張黒鉛系のグランドパッキンを提供することを目的としている。
また本発明は、効率良く、安価に製造することができる上記特性の膨張黒鉛系グランドパッキンを提供することを目的としている。
【００１１】
【発明の概要】
本発明に係るグランドパッキンは、
少なくとも幅方向の端部が重なり合うように多重に巻回された膨張黒鉛テープと耐熱酸化性テープとからなるグランドパッキンであって、
該耐熱酸化性テープが、該多重に巻回された膨張黒鉛テープの少なくとも一方の端部から、巻回された膨張黒鉛テープの幅方向外側に延設されており、かつ
該耐熱酸化性テープの延設部がテープ幅方向に圧縮座屈されていることを特徴としている。
【００１２】
本発明に係るグランドパッキンの第１の態様においては、上記耐熱酸化性テープは、上記膨張黒鉛テープの一方の端部のみから、巻回された膨張黒鉛テープの幅方向外側に延設されていることが好ましい。
上記第１の態様においては、上記耐熱酸化性テープは、グランドパッキン内で、幅方向の一部のみで重なり合うように、巻回されていることが好ましい。
【００１３】
本発明に係るグランドパッキンの第２の態様においては、上記耐熱酸化性テープは、上記膨張黒鉛テープの両方の端部から、巻回された膨張黒鉛テープの幅方向外側に延設されていることが好ましい。
上記第２の態様においては、上記膨張黒鉛テープと耐熱酸化性テープとが、グランドパッキン内で幅方向の端部のみで重なり合うように、耐熱酸化性テープは、幅方向に所定距離離間して２列に巻回されていることが好ましい。
【００１４】
本発明に係る上記第２の態様においては、上記耐熱酸化性テープは、上記膨張黒鉛テープよりも幅広であり、膨張黒鉛テープの幅方向の全体が上記耐熱酸化性テープと重なり合っていてもよい。
本発明においては、上記グランドパッキンの内周面と外周面とが膨張黒鉛にて構成されていることが好ましい。
【００１５】
このような本発明に係るグランドパッキンは、バルブステムや回転軸（軸）などに装着した際に、装着されたグランドパッキンの大気と接する側（大気側）が酸化性雰囲気下におかれても酸化劣化せず減量されにくく、酸化雰囲気下でしかも４００℃以上の高温条件下に使用し得る。
また本発明のグランドパッキン（膨張黒鉛系グランドパッキン）は、膨張黒鉛テープとこのテープより幅広の耐熱酸化性テープとを用いて、いわゆる「テープモールド式」にて形成されているため、１回の加圧で効率よく安価に製造でき、しかも、グランドパッキン中の耐熱酸化性テープは、膨張黒鉛テープ全面と緊密に接触しているため、グランドパッキン装着時は元より、取り出し時においてもグランドパッキンの崩壊などは生じ難くい。このため、グランドパッキンの点検、交換作業を効率よく行うことができる。
【００１６】
【発明の具体的説明】
以下、本発明に係るグランドパッキンおよびその製造方法について添付図面を参照しつつ、具体的に説明する。
図１は、本発明に係るグランドパッキンの好適な一態様を示す斜視図である。
図２は、図１に示すグランドパッキン製造用の巻回物の断面斜視図であり、図３は、本発明に係るグランドパッキン製造用の巻回物の他の態様を示す断面斜視図である。巻回物は、図２では渦巻き状に、図３では同心円状に巻回されている。
【００１７】
図４は、図１に示す本発明に係るグランドパッキンの製造工程を示す説明図である。なお、本明細書では、同一部材には、同一符号を付している。
［グランドパッキン］
本発明に係るグランドパッキンは、その好ましい態様においては、図１に示すように、グランドパッキン本体部分２と、その上端部に存在する耐熱酸化性リング３とから構成されている。
【００１８】
このようなグランドパッキン１の寸法は、その用途などによって異なり、一概に決定されないが、例えば、円筒軸方向の長さＬ（＝Ｌ1＋ｎ×Ｌ2 、ｎ：Ｌ2の個数を示し、図１に示すグランドパッキン１のようにリング３が一方端のみではｎ＝１、後述する図５に示すように耐熱酸化性リングが両方端３，４に存在するとｎ＝２となる。）が０．３〜３０ｃｍ程度であり、外径Ｒが０．５〜５０ｃｍ程度であり、内径ｒが０．３〜４５ｃｍ程度であり、グランドパッキン本体部分２の長さＬ1が０．２〜２５ｃｍ程度であり、グランドパッキン本体部分２の上下両端部に存在する耐熱酸化性リング３，４の円筒軸方向の長さＬ2がそれぞれ０．１〜５ｃｍ程度のものが挙げられる。また、Ｌ2／Ｌ1＝０．０５〜０．５程度である。
【００１９】
このようなグランドパッキンを構成している各部のうちで、グランドパッキン本体部分２は、円筒状であって、後述するように、膨張黒鉛テープと、耐熱酸化性テープとを、これらテープの幅方向の端部同士が、好ましくは一定の幅で、略重なり合うように重ね合わせた後、渦巻き状あるいは同心円状に通常複数回、多くは多重に巻回し、得られた巻回物を該巻回物の円筒軸方向に圧縮して構成されている。
【００２０】
また、耐熱酸化性リング３は、円筒状に巻回された上記耐熱酸化性テープが円筒軸方向（図１のＬ方向）に圧縮・座屈されて構成されており、上記グランドパッキン本体部分２中の耐熱酸化性テープと連続したテープにて形成されている。
すなわち、図１に示す本発明に係るグランドパッキン１は、その本体部分２が少なくとも幅方向の端部が重なり合うように多重に巻回された膨張黒鉛テープと耐熱酸化性テープとからなっており、
また耐熱酸化性リング３は、該耐熱酸化性不織布テープが、該多重に巻回された膨張黒鉛テープの少なくとも一方の端部から、巻回された膨張黒鉛テープの幅方向外側に延設されており、かつ該耐熱酸化性不織布テープの延設部がテープ幅方向に圧縮座屈されて構成されている。
【００２１】
しかも、上記耐熱酸化性テープは、上記膨張黒鉛テープの一方の端部のみから、巻回された膨張黒鉛テープの幅方向外側に延設されている。
なお、本発明のグランドパッキン１は、ポンプ等の流体用機器の軸封部に使用されるものであり、該グランドパッキン１の円筒状中空部Ｓには、回動自在あるいは前後運動自在に軸（中心軸）が挿入され、軸封するものであるから、グランドパッキン本体部分２と耐熱酸化性リング３の内径ｒ、外径Ｒ、これらの中心軸の位置はぞれぞれ一致している。
【００２２】
このような本発明に係るグランドパッキンは、膨張黒鉛を主成分としているにも拘わらず、該グランドパッキンをバルブステムや回転軸（軸）などに装着した際に、装着されたグランドパッキンの大気と接する側（大気側）が酸化性雰囲気下におかれても酸化劣化せず減量されにくく、酸化雰囲気下でしかも４００℃以上の高温条件下に使用し得る。
【００２３】
［グランドパッキンの製造］
このようなグランドパッキン１は、好ましくは下記のようにして製造される。
すなわち、本発明に係るグランドパッキン１は、図２に示すように、膨張黒鉛テープ１２と、熱酸化性テープ１４とを、これらテープの幅方向の少なくとも端部同士が好ましくは一定の幅で、略重なり合うように重ね合わせた後、渦巻き状（図２）あるいは同心円状（図３）に巻回し、得られた巻回物１０Ａ（図２）、１０Ｂ（図３）をその軸（紙面に向かって上下に貫く軸）方向に圧縮して形成される。
【００２４】
なお、熱酸化性テープ１４の幅は、該膨張黒鉛テープ１２より狭幅でも幅広でもよく、グランドパッキンの用途等に応じて適宜決定される。
以下、用いられる膨張黒鉛テープ１２、耐熱酸化性テープ１４、巻回物１０Ａ，１０Ｂおよびグランドパッキンの製法などについて順次詳説する。
＜膨張黒鉛テープ＞
この膨脹黒鉛テープとしては、本願出願人らが特公平７−２６６８５号公報にて提案したグランドパッキンに使用したものと同様のものが好ましく用いられる。
【００２５】
すなわち、この膨張黒鉛テープ１２としては、膨脹黒鉛粒子を、バインダーを用いずに、あるいは必要に応じて酸化黒鉛、ホウ酸、またはケイ素と炭素を主な骨格成分とする有機ケイ素高分子化合物などのバインダーとともに圧縮して得られたものであって、テープ状あるいはそれに近い形状をなしている。この膨脹黒鉛テープはこのように主としてテープ状であるが、鱗片状などテープ状以外の形状のものが含まれてもかまわない。
【００２６】
このような膨脹黒鉛テープは、切断されて短尺状にされて用いられる。このテープの形状は、完成後のグランドパッキンの大きさに応じて決定されるが、好ましくは長さ２０〜１００ｃｍ、幅ｍ1が５ｍｍ〜２０ｍｍ、かさ比重０．３〜１．８であることが望ましい。
＜耐熱酸化性テープ＞
耐熱酸化性テープとしては、耐食性金属やセラミックス製の不織布状物をテープ状に形成してなるもの等が挙げられる。
【００２７】
上記耐食性金属またはセラミックスとしては、具体的には、ステンレス、セラミックスなどが挙げられ、中でもステンレス製が好ましい。
また上記耐食性金属としては、「ナスロン」（日本精線（株）製、フェルト状物）をスリット化、テープ化したもの等が挙げられる。
該不織布状物をテープ状に形成するには、押圧すればよい。
【００２８】
該耐熱酸化性テープの幅ｍとしては、グランドパッキンの用途、寸法、耐熱酸化性リング４，３（押圧前の耐熱酸化性テープ耳部１４ａ，１４ｂ）を一方端（図１）または両端部（図５）に設けるか、などにもより異なり一概に決定されない。例えば、図１〜図３の場合を例に挙げれば、耐熱酸化性テープ１４の幅ｍとしては、下記の図８〜図１０中の場合に比してより幅の狭いもの〜ほぼ同様の幅のものを広く使用できる。
【００２９】
図８〜図１０中の場合を例に挙げれば、例えば、該耐熱酸化性テープ１４の幅ｍとしては、上記膨張黒鉛テープ１２より幅広（ｍ2＞０）であるものが用いられ、その幅ｍが０．３〜２０ｃｍ程度、好ましくは０．３〜１０ｃｍ程度で、その厚みが０．９〜１ｍｍ程度であり、耐熱酸化性テープ耳部の幅ｍ2が好ましくは０．１〜９ｃｍ程度、さらに好ましくは０．２〜４ｃｍ程度である。
また耐熱酸化性テープ１４の幅ｍと、膨張黒鉛テープ１２の幅ｍ1とが、ｍ／ｍ1＝１．０１〜５であることが好ましく、また耳部の幅ｍ2と膨張黒鉛テープの幅ｍとは、ｍ2／ｍ＝１／２未満〜１／１０以上の関係にあることが好ましい。
＜巻回物およびグランドパッキンの作製＞
本発明では、上記膨張黒鉛テープ１２と耐熱酸化性テープ１４とを、これらテープ１２，１４の幅方向の少なくとも端部同士が略一定幅で重なり合うように重ね合わせた後、１０Ａ（図２）に示すように渦巻き状あるいは１０Ｂ（図３）に示すように同心円状に巻回している。
【００３０】
すなわち、図２（または図３）に示す巻回物１０Ａ（または１０Ｂ）では、上記耐熱酸化性テープ１４は、得られるグランドパッキン内で、幅方向の一部のみで重なり合うように、巻回されている。
このような巻回操作の際には、図４（ａ）に模式的に示すような断面形状のリング形成用金型５のリング状凹所６内に、図４（ｂ）で示すように、上述したような膨張黒鉛テープ１２と耐熱酸化性テープ１４とを重ね合わせた状態で挿入して、リング形成用金型５の凹所６内に渦巻き状あるいは同心円状に巻回することができる。
【００３１】
その巻回方法は特に限定されないが、小径（例：外径が２ｃｍ以下程度で、内径が１ｃｍ以下程度）のグランドパッキンでは、通常、このリング形成用金型５内の中心軸７の周りに渦巻き状あるいは同心円状に所定回数、内周壁６ａ側から外周壁６ｂ側へと緊密に巻回することが多く、また外径、内径ともに大径（例：外径が１０〜１５ｃｍ程度で、内径が８〜１２ｃｍ程度）のグランドパッキンでは、これとは反対に、リング形成用金型５内の凹所６の外周壁６ｂの内側に密着するようにして、外周壁６ｂ側から内周壁６ａ側へ、渦巻き状あるいは同心円状に巻回することができる。
【００３２】
また、重ね合わされる膨張黒鉛テープ１２と、耐熱酸化性テープ１４それぞれの枚数は、特に限定されず、用いられる膨張黒鉛テープ１２や耐熱酸化性テープ１４の厚み、求められるグランドパッキンの性能、用途などにより適宜決定され、それぞれ独立に、一枚でも、複数枚でもよい。
何れの場合にも、中心軸７の表面、すなわち凹所６の内周壁６ａと接する最内層は、得られるグランドパッキンの内周側表面となるものであり、膨張黒鉛テープ１２にて形成され、凹所６の外周壁６ｂと接する最外層は得られるグランドパッキンの外周面となるものであり、気密性の点で膨張黒鉛テープ１２にて形成されていることが好ましい。
【００３３】
次いで、本発明では、このような巻回物１０Ａまたは１０Ｂをリング形成用金型５内に配置した状態で、図４（ｃ）に示すように、凸状金型８を押し下げて、凹所６内に配置されている巻回物１０Ａまたは１０Ｂを軸方向（上下方向）に押し潰すように圧縮する。
この際の加圧面圧は、２５０〜４００ｋｇｆ／ｃｍ2であることが好ましい。
【００３４】
このように圧縮すると、図１に示すようなグランドパッキン１が得られる。
すなわち、図３又は図４において、膨張黒鉛テープ１２と、耐熱酸化性テープ１４とが渦巻き状あるいは同心円状に重なり合った巻回部分（すなわちテープ１２，１４の幅方向の端部）１５と、膨張黒鉛テープ１２のみからなる部分１６とは、図１あるいは図４（ｃ）に示すように、グランドパッキン本体部分２となり、図２において、耐熱酸化性テープの上端部（耳部）１４ｂは、押圧され、図１あるいは図４（ｃ）に示すように、それぞれ耐熱酸化性リング３となる。
【００３５】
このため、特公平７−２６６８５号公報に記載のグランドパッキンの製造方法のようにパッキン本体の上下両端に１〜数個の硬質リングをそれぞれ配置し、しかも１〜複数回押圧する必要がなく、上記本発明によれば、膨張黒鉛テープ１２、および耐熱酸化性テープ１４を用いて、しかも該テープ１４としては、膨張黒鉛テープ１２より狭い幅〜広い幅の範囲で用途等に応じて任意の幅のものを用いて、凸状金型８による１回の押圧を行うだけで、所望の厚みの耐熱酸化性リング３を有するグランドパッキン１を効率よく製造することができるというメリットがある。
【００３６】
特に、この図１に示すグランドパッキンでは、膨張黒鉛テープ１２とテープ１４の重なり部分（幅方向の端部）１５に対応する部分は、相互に緊密に接合しているから、該グランドパッキン１の装填、抜き取り、交換時に、膨張黒鉛テープのみからなる部分１６などの崩壊が生じにくく、グランドパッキン１の交換作業性などに優れている。
【００３７】
しかも、膨張黒鉛テープのみからなる部分１６に対応する部分は、グランドパッキン１の密封性を良好に保持できる利点がある。このようなグランドパッキン１は、スタフィングボックス（図示せず）内に１〜複数個、好ましくは複数個装着して用いられる。その場合、複数個のグランドパッキン１のうち、スタフィングボックス内最奥部（底部）と開口端部との両端部（開口端側）に位置するグランドパッキン１は、その耐熱酸化性リング３側が、底部、開口端部側となるように配置することが配列された複数個のグランドパッキンの崩壊を防止でき、密封性を高く維持できるため望ましい。
【００３８】
また、本発明に係るグランドパッキン１Ａは、その好ましい態様においては、図５に示すように、グランドパッキン本体部分２と、その上下両端部に存在する耐熱酸化性リング３、４とから構成されている。
このようなグランドパッキン１Ａは、図６，図７あるいは、図８に示すようなグランドパッキン製造用の巻回物を用いる点以外は、上記グランドパッキン１の場合と同様である。
【００３９】
特に、図６（または図７）に示す巻回物１０Ｃ（または１０Ｄ）では、上記耐熱酸化性テープ１４は、上記膨張黒鉛テープ１２の両方の端部から、巻回された膨張黒鉛テープの幅方向外側に、付番１４ａ、１４ｂで示すように、延設されている。
しかも、上記膨張黒鉛テープ１２と耐熱酸化性テープ１４とが、得られるグランドパッキン１Ａ内で、幅方向の端部のみで重なり合い、本体内の一部１６では、この異種テープの重なりが生ぜず、膨張黒鉛テープ１２のみに構成されるように、耐熱酸化性テープは、幅方向に所定距離離間して２列に巻回されている。
【００４０】
このような巻回物１０Ｃ、１０Ｄを用いると、グランドパッキン本体（図６、図７では付番１５ａ＋１６＋１５ｂの部分に対応する部分）に、図６、図７における膨張黒鉛テープ１４のみからなる部分１６に対応する部分（図示せず）が存在するため、気密性に優れたグランドパッキン１が得られる。しかも、膨張黒鉛テープ１２と耐熱酸化性テープ１４との重なり部分１５ａ，１５ｂが、各テープの幅方向の両端部に存在しているため、得られたグランドパッキン１Ａをバルブステムや回転軸（軸）などへ装着する時に、グランドパッキンが崩壊しにくく、また装着されたグランドパッキンの取り出しや装着もスムーズに実施できる。しかも、得られたグランドパッキン１Ａは、その両端部３，４が上記耐熱酸化性リングにて構成されているため、大気と接する側（大気側）が酸化性雰囲気下におかれても酸化劣化せず減量されにくく、酸化雰囲気下でしかも４００℃以上の高温条件下に使用し得る。しかも、実使用時におけるグランドパッキンの端部の崩壊も生じにくい。
【００４１】
また、特に図８に示す巻回物１０Ｅまたは図９に示す巻回物１０Ｆでは、上記耐熱酸化性テープ１４は、上記膨張黒鉛テープ１２の両方の端部から、巻回された膨張黒鉛テープの幅方向外側に、付番１４ａ、１４ｂで示すように、延設され、しかも、上記膨張黒鉛テープ１２と耐熱酸化性テープ１４とが、得られるグランドパッキン１Ａ内で、幅方向の全部（１５）に対応する部分（図示せず）で重なり合っている。なお、図８には、渦巻き状の巻回物１０Ｅが示され、図９には、同心円状の巻回物１０Ｆが示されている。
【００４２】
すなわち、上記耐熱酸化性テープ１４は、上記膨張黒鉛テープ１２よりも幅広であり、膨張黒鉛テープ１２の幅方向の全体１５で上記耐熱酸化性テープ１４と重なり合っている。
このような巻回物を用いると、取り出し、挿入、交換等の作業時に、極めて崩壊しにくく、作業性に優れたグランドパッキンが得られる。すなわち、耐熱酸化性テープ１４が軸方向の全体に延在しているため、得られたグランドパッキン１Ａをバルブステムや回転軸（軸）などへ装着する時に、グランドパッキンが極めて崩壊しにくく、また装着されたグランドパッキンの取り出しや装着もスムーズに実施できる。しかも、得られたグランドパッキン１Ａは、その両端部３，４が上記耐熱酸化性リングにて構成されているため、大気と接する側（大気側）が酸化性雰囲気下におかれても酸化劣化せず減量されにくく、酸化雰囲気下でしかも４００℃以上の高温条件下に使用し得る。しかも、実使用時におけるグランドパッキンの端部の崩壊も生じにくい。
【００４３】
但し、気密性の点では、上記したような膨張黒鉛テープのみからなる部分１６を有する上述したようなタイプのグランドパッキンの方が優れている。
このようなグランドパッキン１Ａは、グランドパッキン製造用巻回物１０Ｅ、１０Ｆとして図８〜図９に示すようなものを用いる点以外は、前記図４のグランドパッキン１と同様にすれば得られる。
【００４４】
すなわち、このようなグランドパッキン１Ａは、膨張黒鉛テープ１２と、該膨張黒鉛テープ１２より幅広の耐熱酸化性テープ１４とを、これらテープの幅方向の中心線同士が略同一直線上に重なり合うように重ね合わせた後、渦巻き状あるいは同心円状に巻回し、得られた巻回物をその軸方向に圧縮して形成される。このようなグランドパッキンの内周面の全体が膨張黒鉛にて構成され、また、外周面の少なくとも一部、好ましくは耳部を除く本体の全部は、膨張黒鉛にて構成されていることが望ましい。
【００４５】
なお、上記例では、気密性の点でより優れるため、何れもグランドパッキンの外周面が膨張黒鉛テープにて構成された態様を示したが、本発明では、この外周面の一部が図１１，１２に示すように、膨張黒鉛テープ１２のみにて形成された部分１６を有する限り、外周面の一部１５ａ、１５ｂが、耐熱酸化性テープ１４にて被覆されていてもよい。このような構成のグランドパッキン製造用巻回物１０Ｇ、１０Ｈを用いると、気密性に優れたグランドパッキンが得られる。
【００４６】
また、上記説明では、リング形成用金型５として、何れも、中心軸７を有するものを用いた例を挙げて説明したが、本発明ではリング形成用金型としては、上記例に限定されず、金型として、この中心軸のないもの（図示せず）を用いてもよい。その場合には、予め、リング形成用金型５の中心軸７と同様の寸法の中心軸の周りに、上記と同様に膨張黒鉛テープと耐熱酸化性テープとをそれらの幅方向の一部が略一定の幅で重ね合わされた状態で所定回数巻回した後、中心軸を有しないリング形成用金型内に配置して、所定の圧力で中心軸方向に加圧すればよい。
【００４７】
【発明の効果】
本発明に係るグランドパッキンは、その軸方向一方端部〜両端部が、本体を構成している部材のうちの１つである耐熱酸化性テープよりなり、しかもこれらは本体中の該テープと連続しており、その上、上記の軸方向一方端部〜両端部は、該耐熱酸化性テープ耳部を圧縮、座屈してなる耐熱酸化性リングにて形成されており、密封性に優れる。
【００４８】
このため、本発明のグランドパッキンを、バルブステムや回転軸（軸）などに装着した際に、装着されたグランドパッキンの大気と接する側（大気側）が酸化性雰囲気下におかれても酸化劣化せず減量されにくく、酸化雰囲気下でしかも４００℃以上の高温条件下に使用し得る。
しかも、このグランドパッキンでは、その装着時は元より、取り出し時においてもグランドパッキンの崩壊などが生じ難くく、グランドパッキンの点検、交換作業を効率よく行うことができる。
【００４９】
また本発明に係る上記特性を具備したグランドパッキンは、特公平７−２６６８５号公報に記載したような従来のグランドパッキンと異なり、グランドパッキン用部材と、これと別体に製造されたヘッダリング用部材やボトムリング用部材とを一体化して製造する必要がなく、グランドパッキン本体部分中の耐熱酸化性テープと耐熱酸化性リング用部材は連続した同一の耐熱酸化性テープにて形成されているため、用いられる部品点数がより少なく、効率良く、安価に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係るグランドパッキンの一態様を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１に示すグランドパッキン製造用の渦巻き状巻回物の断面斜視図である。
【図３】図３は、図１に示すグランドパッキン製造用の同心円状巻回物の断面斜視図である。
【図４】図４は、図１に示す本発明に係るグランドパッキンの製造工程を示す説明図である。
【図５】図５は、本発明に係るグランドパッキンの他の一態様を示す斜視図である。
【図６】図６は、図５に示すグランドパッキン製造用の渦巻き状巻回物の断面斜視図である。
【図７】図７は、図５に示すグランドパッキン製造用の同心円状巻回物の断面斜視図である。
【図８】図８は、図５に示すグランドパッキン製造用の渦巻き状巻回物の断面斜視図である。
【図９】図９は、図５に示すグランドパッキン製造用の同心円状巻回物の他の態様を示す断面斜視図である。
【図１０】図１０は、図５に示す本発明に係るグランドパッキンの製造工程を示す説明図である。
【図１１】図１１は、図５に示すグランドパッキン製造用の渦巻き状巻回物の他の態様を示す断面斜視図である。
【図１２】図１２は、図５に示すグランドパッキン製造用の同心円状巻回物の他の態様を示す断面斜視図である。
【符号の説明】
１、１Ａ・・・・・・グランドパッキン
２・・・・・・グランドパッキン本体部分
３，４・・・・・・耐熱酸化性リング
５・・・・・・金型、
７・・・・・・金型の中心軸
８・・・・・・凸状金型
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ、１０Ｆ、１０Ｇ、１０Ｈ
・・・・・・グランドパッキン製造用の巻回物
１２・・・・・・膨脹黒鉛テープ
１４・・・・・・耐熱酸化性テープ
１４ａ、１４ｂ・・・・・・耐熱酸化性テープのみから成る部分（耳部）
１５・・・・・・膨張黒鉛テープと耐熱酸化性テープとの幅方向の端部を含むこれらの重なり部分
１６・・・・・・膨張黒鉛テープのみにてなる部分
ｍ・・・・・・耐熱酸化性テープの幅
ｍ１・・・・・・膨張黒鉛テープの幅
ｍ２・・・・・・耐熱酸化性テープのみから成る部分の幅（耳幅）
Ｌ・・・・・・グランドパッキンの高さ
Ｌ1・・・・・・グランドパッキン本体部分の軸方向長さ
Ｌ2・・・・・・グランドパッキンの耐熱酸化性リングの軸方向長さ
Ｒ・・・・・・グランドパッキンの外径
ｒ・・・・・・グランドパッキンの内径
【発明の技術分野】
本発明はグランドパッキンに関し、さらに詳しくは、グランドパッキンをバルブステムや回転軸（軸）などに装着した際に、装着されたグランドパッキンの大気と接する側（大気側）が酸化性雰囲気下におかれても酸化劣化せず減量されにくく、酸化雰囲気下でしかも４００℃以上の高温条件下に使用し得るような、膨張黒鉛を主原料とするグランドパッキン（膨張黒鉛系グランドパッキンとも言う。）に関する。
【０００２】
【発明の技術的背景】
従来より、バルブ、ポンプ等の流体用機器の軸封部、すなわち軸と機器ケーシングとで画成されるスペースには、グランドパッキンを複数個詰め込み封止することにより、内部流体が機外に漏出するのを防止している。
例えば、（１）：特開昭５５−６９３６０号公報には、膨張黒鉛テープの一側面に、金属網を重合してなる複合テープ素材を、渦巻き状に複数回巻き込み、これを圧縮してリング状に成形してなるグランドパッキンが開示されている。
【０００３】
このグランドパッキンによれば、膨張黒鉛のもつ優れた性能を生かし、優れたパッキン性能を具備しながら、しかも取付、抜出しが非常に容易となる旨記載されている。また、テープ素材としては、膨張黒鉛の他に、ゴム、フッ素樹脂テープ、石綿テープ等を用いることができる旨記載されている。そして該公報▲３▼の第２図には、膨張黒鉛テープと、この膨張黒鉛テープよりも狭幅の金属網とを重ね合せた複合テープが具体的に開示されている。
【０００４】
しかしながら、該公報（１）の第２図に具体的に開示された膨張黒鉛系グランドパッキンでは、抜き取り性は良好であるが、スタフィングボックス内に装着した場に、膨張黒鉛が大気と接する側に露出しており、膨張黒鉛の耐酸化劣化性に劣るという問題点がある。
また、（２）：特公平７−２６６８５号公報において、本願出願人らは、膨脹黒鉛からなる円筒状のパッキン本体と、このパッキン本体の上下両端にパッキン本体と一体的に接合された硬質リングとからなるグランドパッキンを提案した。またその製法としては、該公報において、リング成形用金型内に第１硬質リングを入れた後に、この硬質リング上に膨脹黒鉛テープをうず巻状または同心円状に配置し、次いでこのテープ上に第２硬質リングを載置し、これを加圧圧縮して、膨脹黒鉛からなる円筒状のパッキン本体とこのパッキン本体の上下両端の第１硬質リングおよび第２硬質リングとを一体的に接合する、グランドパッキンの製造方法を提案した。
【０００５】
このような公報（２）に記載のグランドパッキンによれば、グランドパッキンがスタフィングボックスからはみ出すのが防止できるため密封性に優れ、しかもグランドパッキンを簡単にかつ作業性よくスタフィングボックス内に装着でき、その上グランドパッキンの保管管理が容易であるという効果が得られている。
しかしながら、該公報（２）に記載のグランドパッキンにおいても、硬質リングと膨張黒鉛リングとの接着力が必ずしも充分でなく、比較的容易に分離する恐れもあり、装着前の取り扱い性、抜き取り交換性、製造容易性などの点で更なる改良の余地があった。
【０００６】
そこで、上述したような従来技術に伴う問題点を解決すべく鋭意研究を重ねたところ、少なくとも幅方向の端部が重なり合うように多重に巻回された膨張黒鉛テープと耐熱酸化性テープとからなるグランドパッキンであって、該耐熱酸化性テープが、該多重に巻回された膨張黒鉛テープの少なくとも一方の端部から、巻回された膨張黒鉛テープの幅方向外側に延設されており、かつ 該耐熱酸化性テープの延設部がテープ幅方向に圧縮座屈されているグランドパッキンを創出するに至った。
【０００７】
このグランドパッキンによれば、膨張黒鉛テープと耐熱酸化性金属テープとが順次重なり合うように巻回されている部分は密接一体化され、また、膨張黒鉛テープと耐熱酸性金属テープとが重なり合わず、テープの幅方向に延在した耐熱酸化性金属テープのみからなる部分（耳部）同士は互いに絡み合いつつ重なり合って円筒中心軸方向に押し潰されているため、得られたグランドパッキンの軸方向両端部はこのように押し潰されて生じた、耐熱酸化性テープよりなる耐熱酸化性リングにて密封される。
【０００８】
そして、膨張黒鉛のみからなる部分は、スタフィングボックス内部の流体を完全に封止でき、より優れたシール性を発揮する。
このため、グランドパッキン中の膨張黒鉛は、スタフィングボックス内に装着された状態では、外気側すなわちスタフィングボックスのグランドパッキン取り出し口側からの空気酸化などを一層受けにくくより高温下で使用可能となり、しかも、グランドパッキン中の耐熱酸性金属テープは、膨張黒鉛テープ全面と緊密に面接触しているため、グランドパッキン装着時は元より、取り出し時においてもグランドパッキンの崩壊などはより生じ難くなるという効果が得られることなどを見出して本発明を完成するに至った。
【０００９】
【発明の目的】
本発明は、上記のような従来技術に伴う問題点を一挙に解決しようとするものであって、グランドパッキンをバルブステムや回転軸（軸）などに装着した際に、装着されたグランドパッキンの大気と接する側（大気側）が酸化性雰囲気下におかれても酸化劣化せず減量されにくく、酸化雰囲気下でしかも４００℃以上の高温条件下に使用し得るような、膨張黒鉛を主原料とするグランドパッキン（膨張黒鉛系グランドパッキン）を提供することを目的としている。
【００１０】
また本発明は、グランドパッキン装着時は元より、取り出し時においてもグランドパッキンの崩壊などが生じ難くく、グランドパッキンの点検、交換作業を効率よく行うことができる膨張黒鉛系のグランドパッキンを提供することを目的としている。
また本発明は、効率良く、安価に製造することができる上記特性の膨張黒鉛系グランドパッキンを提供することを目的としている。
【００１１】
【発明の概要】
本発明に係るグランドパッキンは、
少なくとも幅方向の端部が重なり合うように多重に巻回された膨張黒鉛テープと耐熱酸化性テープとからなるグランドパッキンであって、
該耐熱酸化性テープが、該多重に巻回された膨張黒鉛テープの少なくとも一方の端部から、巻回された膨張黒鉛テープの幅方向外側に延設されており、かつ
該耐熱酸化性テープの延設部がテープ幅方向に圧縮座屈されていることを特徴としている。
【００１２】
本発明に係るグランドパッキンの第１の態様においては、上記耐熱酸化性テープは、上記膨張黒鉛テープの一方の端部のみから、巻回された膨張黒鉛テープの幅方向外側に延設されていることが好ましい。
上記第１の態様においては、上記耐熱酸化性テープは、グランドパッキン内で、幅方向の一部のみで重なり合うように、巻回されていることが好ましい。
【００１３】
本発明に係るグランドパッキンの第２の態様においては、上記耐熱酸化性テープは、上記膨張黒鉛テープの両方の端部から、巻回された膨張黒鉛テープの幅方向外側に延設されていることが好ましい。
上記第２の態様においては、上記膨張黒鉛テープと耐熱酸化性テープとが、グランドパッキン内で幅方向の端部のみで重なり合うように、耐熱酸化性テープは、幅方向に所定距離離間して２列に巻回されていることが好ましい。
【００１４】
本発明に係る上記第２の態様においては、上記耐熱酸化性テープは、上記膨張黒鉛テープよりも幅広であり、膨張黒鉛テープの幅方向の全体が上記耐熱酸化性テープと重なり合っていてもよい。
本発明においては、上記グランドパッキンの内周面と外周面とが膨張黒鉛にて構成されていることが好ましい。
【００１５】
このような本発明に係るグランドパッキンは、バルブステムや回転軸（軸）などに装着した際に、装着されたグランドパッキンの大気と接する側（大気側）が酸化性雰囲気下におかれても酸化劣化せず減量されにくく、酸化雰囲気下でしかも４００℃以上の高温条件下に使用し得る。
また本発明のグランドパッキン（膨張黒鉛系グランドパッキン）は、膨張黒鉛テープとこのテープより幅広の耐熱酸化性テープとを用いて、いわゆる「テープモールド式」にて形成されているため、１回の加圧で効率よく安価に製造でき、しかも、グランドパッキン中の耐熱酸化性テープは、膨張黒鉛テープ全面と緊密に接触しているため、グランドパッキン装着時は元より、取り出し時においてもグランドパッキンの崩壊などは生じ難くい。このため、グランドパッキンの点検、交換作業を効率よく行うことができる。
【００１６】
【発明の具体的説明】
以下、本発明に係るグランドパッキンおよびその製造方法について添付図面を参照しつつ、具体的に説明する。
図１は、本発明に係るグランドパッキンの好適な一態様を示す斜視図である。
図２は、図１に示すグランドパッキン製造用の巻回物の断面斜視図であり、図３は、本発明に係るグランドパッキン製造用の巻回物の他の態様を示す断面斜視図である。巻回物は、図２では渦巻き状に、図３では同心円状に巻回されている。
【００１７】
図４は、図１に示す本発明に係るグランドパッキンの製造工程を示す説明図である。なお、本明細書では、同一部材には、同一符号を付している。
［グランドパッキン］
本発明に係るグランドパッキンは、その好ましい態様においては、図１に示すように、グランドパッキン本体部分２と、その上端部に存在する耐熱酸化性リング３とから構成されている。
【００１８】
このようなグランドパッキン１の寸法は、その用途などによって異なり、一概に決定されないが、例えば、円筒軸方向の長さＬ（＝Ｌ1＋ｎ×Ｌ2 、ｎ：Ｌ2の個数を示し、図１に示すグランドパッキン１のようにリング３が一方端のみではｎ＝１、後述する図５に示すように耐熱酸化性リングが両方端３，４に存在するとｎ＝２となる。）が０．３〜３０ｃｍ程度であり、外径Ｒが０．５〜５０ｃｍ程度であり、内径ｒが０．３〜４５ｃｍ程度であり、グランドパッキン本体部分２の長さＬ1が０．２〜２５ｃｍ程度であり、グランドパッキン本体部分２の上下両端部に存在する耐熱酸化性リング３，４の円筒軸方向の長さＬ2がそれぞれ０．１〜５ｃｍ程度のものが挙げられる。また、Ｌ2／Ｌ1＝０．０５〜０．５程度である。
【００１９】
このようなグランドパッキンを構成している各部のうちで、グランドパッキン本体部分２は、円筒状であって、後述するように、膨張黒鉛テープと、耐熱酸化性テープとを、これらテープの幅方向の端部同士が、好ましくは一定の幅で、略重なり合うように重ね合わせた後、渦巻き状あるいは同心円状に通常複数回、多くは多重に巻回し、得られた巻回物を該巻回物の円筒軸方向に圧縮して構成されている。
【００２０】
また、耐熱酸化性リング３は、円筒状に巻回された上記耐熱酸化性テープが円筒軸方向（図１のＬ方向）に圧縮・座屈されて構成されており、上記グランドパッキン本体部分２中の耐熱酸化性テープと連続したテープにて形成されている。
すなわち、図１に示す本発明に係るグランドパッキン１は、その本体部分２が少なくとも幅方向の端部が重なり合うように多重に巻回された膨張黒鉛テープと耐熱酸化性テープとからなっており、
また耐熱酸化性リング３は、該耐熱酸化性不織布テープが、該多重に巻回された膨張黒鉛テープの少なくとも一方の端部から、巻回された膨張黒鉛テープの幅方向外側に延設されており、かつ該耐熱酸化性不織布テープの延設部がテープ幅方向に圧縮座屈されて構成されている。
【００２１】
しかも、上記耐熱酸化性テープは、上記膨張黒鉛テープの一方の端部のみから、巻回された膨張黒鉛テープの幅方向外側に延設されている。
なお、本発明のグランドパッキン１は、ポンプ等の流体用機器の軸封部に使用されるものであり、該グランドパッキン１の円筒状中空部Ｓには、回動自在あるいは前後運動自在に軸（中心軸）が挿入され、軸封するものであるから、グランドパッキン本体部分２と耐熱酸化性リング３の内径ｒ、外径Ｒ、これらの中心軸の位置はぞれぞれ一致している。
【００２２】
このような本発明に係るグランドパッキンは、膨張黒鉛を主成分としているにも拘わらず、該グランドパッキンをバルブステムや回転軸（軸）などに装着した際に、装着されたグランドパッキンの大気と接する側（大気側）が酸化性雰囲気下におかれても酸化劣化せず減量されにくく、酸化雰囲気下でしかも４００℃以上の高温条件下に使用し得る。
【００２３】
［グランドパッキンの製造］
このようなグランドパッキン１は、好ましくは下記のようにして製造される。
すなわち、本発明に係るグランドパッキン１は、図２に示すように、膨張黒鉛テープ１２と、熱酸化性テープ１４とを、これらテープの幅方向の少なくとも端部同士が好ましくは一定の幅で、略重なり合うように重ね合わせた後、渦巻き状（図２）あるいは同心円状（図３）に巻回し、得られた巻回物１０Ａ（図２）、１０Ｂ（図３）をその軸（紙面に向かって上下に貫く軸）方向に圧縮して形成される。
【００２４】
なお、熱酸化性テープ１４の幅は、該膨張黒鉛テープ１２より狭幅でも幅広でもよく、グランドパッキンの用途等に応じて適宜決定される。
以下、用いられる膨張黒鉛テープ１２、耐熱酸化性テープ１４、巻回物１０Ａ，１０Ｂおよびグランドパッキンの製法などについて順次詳説する。
＜膨張黒鉛テープ＞
この膨脹黒鉛テープとしては、本願出願人らが特公平７−２６６８５号公報にて提案したグランドパッキンに使用したものと同様のものが好ましく用いられる。
【００２５】
すなわち、この膨張黒鉛テープ１２としては、膨脹黒鉛粒子を、バインダーを用いずに、あるいは必要に応じて酸化黒鉛、ホウ酸、またはケイ素と炭素を主な骨格成分とする有機ケイ素高分子化合物などのバインダーとともに圧縮して得られたものであって、テープ状あるいはそれに近い形状をなしている。この膨脹黒鉛テープはこのように主としてテープ状であるが、鱗片状などテープ状以外の形状のものが含まれてもかまわない。
【００２６】
このような膨脹黒鉛テープは、切断されて短尺状にされて用いられる。このテープの形状は、完成後のグランドパッキンの大きさに応じて決定されるが、好ましくは長さ２０〜１００ｃｍ、幅ｍ1が５ｍｍ〜２０ｍｍ、かさ比重０．３〜１．８であることが望ましい。
＜耐熱酸化性テープ＞
耐熱酸化性テープとしては、耐食性金属やセラミックス製の不織布状物をテープ状に形成してなるもの等が挙げられる。
【００２７】
上記耐食性金属またはセラミックスとしては、具体的には、ステンレス、セラミックスなどが挙げられ、中でもステンレス製が好ましい。
また上記耐食性金属としては、「ナスロン」（日本精線（株）製、フェルト状物）をスリット化、テープ化したもの等が挙げられる。
該不織布状物をテープ状に形成するには、押圧すればよい。
【００２８】
該耐熱酸化性テープの幅ｍとしては、グランドパッキンの用途、寸法、耐熱酸化性リング４，３（押圧前の耐熱酸化性テープ耳部１４ａ，１４ｂ）を一方端（図１）または両端部（図５）に設けるか、などにもより異なり一概に決定されない。例えば、図１〜図３の場合を例に挙げれば、耐熱酸化性テープ１４の幅ｍとしては、下記の図８〜図１０中の場合に比してより幅の狭いもの〜ほぼ同様の幅のものを広く使用できる。
【００２９】
図８〜図１０中の場合を例に挙げれば、例えば、該耐熱酸化性テープ１４の幅ｍとしては、上記膨張黒鉛テープ１２より幅広（ｍ2＞０）であるものが用いられ、その幅ｍが０．３〜２０ｃｍ程度、好ましくは０．３〜１０ｃｍ程度で、その厚みが０．９〜１ｍｍ程度であり、耐熱酸化性テープ耳部の幅ｍ2が好ましくは０．１〜９ｃｍ程度、さらに好ましくは０．２〜４ｃｍ程度である。
また耐熱酸化性テープ１４の幅ｍと、膨張黒鉛テープ１２の幅ｍ1とが、ｍ／ｍ1＝１．０１〜５であることが好ましく、また耳部の幅ｍ2と膨張黒鉛テープの幅ｍとは、ｍ2／ｍ＝１／２未満〜１／１０以上の関係にあることが好ましい。
＜巻回物およびグランドパッキンの作製＞
本発明では、上記膨張黒鉛テープ１２と耐熱酸化性テープ１４とを、これらテープ１２，１４の幅方向の少なくとも端部同士が略一定幅で重なり合うように重ね合わせた後、１０Ａ（図２）に示すように渦巻き状あるいは１０Ｂ（図３）に示すように同心円状に巻回している。
【００３０】
すなわち、図２（または図３）に示す巻回物１０Ａ（または１０Ｂ）では、上記耐熱酸化性テープ１４は、得られるグランドパッキン内で、幅方向の一部のみで重なり合うように、巻回されている。
このような巻回操作の際には、図４（ａ）に模式的に示すような断面形状のリング形成用金型５のリング状凹所６内に、図４（ｂ）で示すように、上述したような膨張黒鉛テープ１２と耐熱酸化性テープ１４とを重ね合わせた状態で挿入して、リング形成用金型５の凹所６内に渦巻き状あるいは同心円状に巻回することができる。
【００３１】
その巻回方法は特に限定されないが、小径（例：外径が２ｃｍ以下程度で、内径が１ｃｍ以下程度）のグランドパッキンでは、通常、このリング形成用金型５内の中心軸７の周りに渦巻き状あるいは同心円状に所定回数、内周壁６ａ側から外周壁６ｂ側へと緊密に巻回することが多く、また外径、内径ともに大径（例：外径が１０〜１５ｃｍ程度で、内径が８〜１２ｃｍ程度）のグランドパッキンでは、これとは反対に、リング形成用金型５内の凹所６の外周壁６ｂの内側に密着するようにして、外周壁６ｂ側から内周壁６ａ側へ、渦巻き状あるいは同心円状に巻回することができる。
【００３２】
また、重ね合わされる膨張黒鉛テープ１２と、耐熱酸化性テープ１４それぞれの枚数は、特に限定されず、用いられる膨張黒鉛テープ１２や耐熱酸化性テープ１４の厚み、求められるグランドパッキンの性能、用途などにより適宜決定され、それぞれ独立に、一枚でも、複数枚でもよい。
何れの場合にも、中心軸７の表面、すなわち凹所６の内周壁６ａと接する最内層は、得られるグランドパッキンの内周側表面となるものであり、膨張黒鉛テープ１２にて形成され、凹所６の外周壁６ｂと接する最外層は得られるグランドパッキンの外周面となるものであり、気密性の点で膨張黒鉛テープ１２にて形成されていることが好ましい。
【００３３】
次いで、本発明では、このような巻回物１０Ａまたは１０Ｂをリング形成用金型５内に配置した状態で、図４（ｃ）に示すように、凸状金型８を押し下げて、凹所６内に配置されている巻回物１０Ａまたは１０Ｂを軸方向（上下方向）に押し潰すように圧縮する。
この際の加圧面圧は、２５０〜４００ｋｇｆ／ｃｍ2であることが好ましい。
【００３４】
このように圧縮すると、図１に示すようなグランドパッキン１が得られる。
すなわち、図３又は図４において、膨張黒鉛テープ１２と、耐熱酸化性テープ１４とが渦巻き状あるいは同心円状に重なり合った巻回部分（すなわちテープ１２，１４の幅方向の端部）１５と、膨張黒鉛テープ１２のみからなる部分１６とは、図１あるいは図４（ｃ）に示すように、グランドパッキン本体部分２となり、図２において、耐熱酸化性テープの上端部（耳部）１４ｂは、押圧され、図１あるいは図４（ｃ）に示すように、それぞれ耐熱酸化性リング３となる。
【００３５】
このため、特公平７−２６６８５号公報に記載のグランドパッキンの製造方法のようにパッキン本体の上下両端に１〜数個の硬質リングをそれぞれ配置し、しかも１〜複数回押圧する必要がなく、上記本発明によれば、膨張黒鉛テープ１２、および耐熱酸化性テープ１４を用いて、しかも該テープ１４としては、膨張黒鉛テープ１２より狭い幅〜広い幅の範囲で用途等に応じて任意の幅のものを用いて、凸状金型８による１回の押圧を行うだけで、所望の厚みの耐熱酸化性リング３を有するグランドパッキン１を効率よく製造することができるというメリットがある。
【００３６】
特に、この図１に示すグランドパッキンでは、膨張黒鉛テープ１２とテープ１４の重なり部分（幅方向の端部）１５に対応する部分は、相互に緊密に接合しているから、該グランドパッキン１の装填、抜き取り、交換時に、膨張黒鉛テープのみからなる部分１６などの崩壊が生じにくく、グランドパッキン１の交換作業性などに優れている。
【００３７】
しかも、膨張黒鉛テープのみからなる部分１６に対応する部分は、グランドパッキン１の密封性を良好に保持できる利点がある。このようなグランドパッキン１は、スタフィングボックス（図示せず）内に１〜複数個、好ましくは複数個装着して用いられる。その場合、複数個のグランドパッキン１のうち、スタフィングボックス内最奥部（底部）と開口端部との両端部（開口端側）に位置するグランドパッキン１は、その耐熱酸化性リング３側が、底部、開口端部側となるように配置することが配列された複数個のグランドパッキンの崩壊を防止でき、密封性を高く維持できるため望ましい。
【００３８】
また、本発明に係るグランドパッキン１Ａは、その好ましい態様においては、図５に示すように、グランドパッキン本体部分２と、その上下両端部に存在する耐熱酸化性リング３、４とから構成されている。
このようなグランドパッキン１Ａは、図６，図７あるいは、図８に示すようなグランドパッキン製造用の巻回物を用いる点以外は、上記グランドパッキン１の場合と同様である。
【００３９】
特に、図６（または図７）に示す巻回物１０Ｃ（または１０Ｄ）では、上記耐熱酸化性テープ１４は、上記膨張黒鉛テープ１２の両方の端部から、巻回された膨張黒鉛テープの幅方向外側に、付番１４ａ、１４ｂで示すように、延設されている。
しかも、上記膨張黒鉛テープ１２と耐熱酸化性テープ１４とが、得られるグランドパッキン１Ａ内で、幅方向の端部のみで重なり合い、本体内の一部１６では、この異種テープの重なりが生ぜず、膨張黒鉛テープ１２のみに構成されるように、耐熱酸化性テープは、幅方向に所定距離離間して２列に巻回されている。
【００４０】
このような巻回物１０Ｃ、１０Ｄを用いると、グランドパッキン本体（図６、図７では付番１５ａ＋１６＋１５ｂの部分に対応する部分）に、図６、図７における膨張黒鉛テープ１４のみからなる部分１６に対応する部分（図示せず）が存在するため、気密性に優れたグランドパッキン１が得られる。しかも、膨張黒鉛テープ１２と耐熱酸化性テープ１４との重なり部分１５ａ，１５ｂが、各テープの幅方向の両端部に存在しているため、得られたグランドパッキン１Ａをバルブステムや回転軸（軸）などへ装着する時に、グランドパッキンが崩壊しにくく、また装着されたグランドパッキンの取り出しや装着もスムーズに実施できる。しかも、得られたグランドパッキン１Ａは、その両端部３，４が上記耐熱酸化性リングにて構成されているため、大気と接する側（大気側）が酸化性雰囲気下におかれても酸化劣化せず減量されにくく、酸化雰囲気下でしかも４００℃以上の高温条件下に使用し得る。しかも、実使用時におけるグランドパッキンの端部の崩壊も生じにくい。
【００４１】
また、特に図８に示す巻回物１０Ｅまたは図９に示す巻回物１０Ｆでは、上記耐熱酸化性テープ１４は、上記膨張黒鉛テープ１２の両方の端部から、巻回された膨張黒鉛テープの幅方向外側に、付番１４ａ、１４ｂで示すように、延設され、しかも、上記膨張黒鉛テープ１２と耐熱酸化性テープ１４とが、得られるグランドパッキン１Ａ内で、幅方向の全部（１５）に対応する部分（図示せず）で重なり合っている。なお、図８には、渦巻き状の巻回物１０Ｅが示され、図９には、同心円状の巻回物１０Ｆが示されている。
【００４２】
すなわち、上記耐熱酸化性テープ１４は、上記膨張黒鉛テープ１２よりも幅広であり、膨張黒鉛テープ１２の幅方向の全体１５で上記耐熱酸化性テープ１４と重なり合っている。
このような巻回物を用いると、取り出し、挿入、交換等の作業時に、極めて崩壊しにくく、作業性に優れたグランドパッキンが得られる。すなわち、耐熱酸化性テープ１４が軸方向の全体に延在しているため、得られたグランドパッキン１Ａをバルブステムや回転軸（軸）などへ装着する時に、グランドパッキンが極めて崩壊しにくく、また装着されたグランドパッキンの取り出しや装着もスムーズに実施できる。しかも、得られたグランドパッキン１Ａは、その両端部３，４が上記耐熱酸化性リングにて構成されているため、大気と接する側（大気側）が酸化性雰囲気下におかれても酸化劣化せず減量されにくく、酸化雰囲気下でしかも４００℃以上の高温条件下に使用し得る。しかも、実使用時におけるグランドパッキンの端部の崩壊も生じにくい。
【００４３】
但し、気密性の点では、上記したような膨張黒鉛テープのみからなる部分１６を有する上述したようなタイプのグランドパッキンの方が優れている。
このようなグランドパッキン１Ａは、グランドパッキン製造用巻回物１０Ｅ、１０Ｆとして図８〜図９に示すようなものを用いる点以外は、前記図４のグランドパッキン１と同様にすれば得られる。
【００４４】
すなわち、このようなグランドパッキン１Ａは、膨張黒鉛テープ１２と、該膨張黒鉛テープ１２より幅広の耐熱酸化性テープ１４とを、これらテープの幅方向の中心線同士が略同一直線上に重なり合うように重ね合わせた後、渦巻き状あるいは同心円状に巻回し、得られた巻回物をその軸方向に圧縮して形成される。このようなグランドパッキンの内周面の全体が膨張黒鉛にて構成され、また、外周面の少なくとも一部、好ましくは耳部を除く本体の全部は、膨張黒鉛にて構成されていることが望ましい。
【００４５】
なお、上記例では、気密性の点でより優れるため、何れもグランドパッキンの外周面が膨張黒鉛テープにて構成された態様を示したが、本発明では、この外周面の一部が図１１，１２に示すように、膨張黒鉛テープ１２のみにて形成された部分１６を有する限り、外周面の一部１５ａ、１５ｂが、耐熱酸化性テープ１４にて被覆されていてもよい。このような構成のグランドパッキン製造用巻回物１０Ｇ、１０Ｈを用いると、気密性に優れたグランドパッキンが得られる。
【００４６】
また、上記説明では、リング形成用金型５として、何れも、中心軸７を有するものを用いた例を挙げて説明したが、本発明ではリング形成用金型としては、上記例に限定されず、金型として、この中心軸のないもの（図示せず）を用いてもよい。その場合には、予め、リング形成用金型５の中心軸７と同様の寸法の中心軸の周りに、上記と同様に膨張黒鉛テープと耐熱酸化性テープとをそれらの幅方向の一部が略一定の幅で重ね合わされた状態で所定回数巻回した後、中心軸を有しないリング形成用金型内に配置して、所定の圧力で中心軸方向に加圧すればよい。
【００４７】
【発明の効果】
本発明に係るグランドパッキンは、その軸方向一方端部〜両端部が、本体を構成している部材のうちの１つである耐熱酸化性テープよりなり、しかもこれらは本体中の該テープと連続しており、その上、上記の軸方向一方端部〜両端部は、該耐熱酸化性テープ耳部を圧縮、座屈してなる耐熱酸化性リングにて形成されており、密封性に優れる。
【００４８】
このため、本発明のグランドパッキンを、バルブステムや回転軸（軸）などに装着した際に、装着されたグランドパッキンの大気と接する側（大気側）が酸化性雰囲気下におかれても酸化劣化せず減量されにくく、酸化雰囲気下でしかも４００℃以上の高温条件下に使用し得る。
しかも、このグランドパッキンでは、その装着時は元より、取り出し時においてもグランドパッキンの崩壊などが生じ難くく、グランドパッキンの点検、交換作業を効率よく行うことができる。
【００４９】
また本発明に係る上記特性を具備したグランドパッキンは、特公平７−２６６８５号公報に記載したような従来のグランドパッキンと異なり、グランドパッキン用部材と、これと別体に製造されたヘッダリング用部材やボトムリング用部材とを一体化して製造する必要がなく、グランドパッキン本体部分中の耐熱酸化性テープと耐熱酸化性リング用部材は連続した同一の耐熱酸化性テープにて形成されているため、用いられる部品点数がより少なく、効率良く、安価に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係るグランドパッキンの一態様を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１に示すグランドパッキン製造用の渦巻き状巻回物の断面斜視図である。
【図３】図３は、図１に示すグランドパッキン製造用の同心円状巻回物の断面斜視図である。
【図４】図４は、図１に示す本発明に係るグランドパッキンの製造工程を示す説明図である。
【図５】図５は、本発明に係るグランドパッキンの他の一態様を示す斜視図である。
【図６】図６は、図５に示すグランドパッキン製造用の渦巻き状巻回物の断面斜視図である。
【図７】図７は、図５に示すグランドパッキン製造用の同心円状巻回物の断面斜視図である。
【図８】図８は、図５に示すグランドパッキン製造用の渦巻き状巻回物の断面斜視図である。
【図９】図９は、図５に示すグランドパッキン製造用の同心円状巻回物の他の態様を示す断面斜視図である。
【図１０】図１０は、図５に示す本発明に係るグランドパッキンの製造工程を示す説明図である。
【図１１】図１１は、図５に示すグランドパッキン製造用の渦巻き状巻回物の他の態様を示す断面斜視図である。
【図１２】図１２は、図５に示すグランドパッキン製造用の同心円状巻回物の他の態様を示す断面斜視図である。
【符号の説明】
１、１Ａ・・・・・・グランドパッキン
２・・・・・・グランドパッキン本体部分
３，４・・・・・・耐熱酸化性リング
５・・・・・・金型、
７・・・・・・金型の中心軸
８・・・・・・凸状金型
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ、１０Ｆ、１０Ｇ、１０Ｈ
・・・・・・グランドパッキン製造用の巻回物
１２・・・・・・膨脹黒鉛テープ
１４・・・・・・耐熱酸化性テープ
１４ａ、１４ｂ・・・・・・耐熱酸化性テープのみから成る部分（耳部）
１５・・・・・・膨張黒鉛テープと耐熱酸化性テープとの幅方向の端部を含むこれらの重なり部分
１６・・・・・・膨張黒鉛テープのみにてなる部分
ｍ・・・・・・耐熱酸化性テープの幅
ｍ１・・・・・・膨張黒鉛テープの幅
ｍ２・・・・・・耐熱酸化性テープのみから成る部分の幅（耳幅）
Ｌ・・・・・・グランドパッキンの高さ
Ｌ1・・・・・・グランドパッキン本体部分の軸方向長さ
Ｌ2・・・・・・グランドパッキンの耐熱酸化性リングの軸方向長さ
Ｒ・・・・・・グランドパッキンの外径
ｒ・・・・・・グランドパッキンの内径
Claims (6)
- 少なくとも幅方向の端部が重なり合うように多重に巻回された膨張黒鉛テープと耐熱酸化性テープとからなるグランドパッキンであって、
該耐熱酸化性テープが、該多重に巻回された膨張黒鉛テープの少なくとも一方の端部から、巻回された膨張黒鉛テープの幅方向外側に延設されており、かつ
該耐熱酸化性テープの延設部がテープ幅方向に圧縮座屈されて互いに絡み合いつつ重なり合った耐熱酸化性テープのみからなる部分（耳部）を形成していることを特徴とするグランドパッキン。 - 上記耐熱酸化性テープは、上記膨張黒鉛テープの一方の端部のみから、巻回された膨張黒鉛テープの幅方向外側に延設されていることを特徴とする請求項１に記載のグランドパッキン。
- 上記耐熱酸化性テープは、グランドパッキン内で、幅方向の一部のみで重なり合うように、巻回されていることを特徴とする請求項２に記載のグランドパッキン。
- 上記耐熱酸化性テープは、上記膨張黒鉛テープの両方の端部から、巻回された膨張黒鉛テープの幅方向外側に延設されていることを特徴とする請求項１に記載のグランドパッキン。
- 上記膨張黒鉛テープと耐熱酸化性テープとが、グランドパッキン内で、幅方向の端部のみで重なり合うように、耐熱酸化性テープは、幅方向に所定距離離間して２列に巻回されていることを特徴とする請求項４に記載のグランドパッキン。
- 上記耐熱酸化性テープは、上記膨張黒鉛テープよりも幅広であり、膨張黒鉛テープの幅方向の全体で上記耐熱酸化性テープと重なり合っていることを特徴とする請求項４に記載のグランドパッキン。
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