JP5205184B2 - ヤーン - Google Patents

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た状態で前記膨張黒鉛シート材１を、前記ＰＴＦＥフィルム２の一端２aが他端２ｂの内側となる状態に巻くように折り曲げることでなるロール状フィルム２Ｌで包んで成る基材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２に係る発明は、請求項１に記載のヤーンにおいて、前記膨張黒鉛シート材１を、その幅方向の一端１ａが他端１ｂの内側となる状態に巻くように折り曲げてロール状シート材１Ｌに形成し、
前記基材３が、丸められた断面形状を有する前記膨張黒鉛シート材１が前記ＰＴＦＥフィルム２で巻回されて成るものであ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、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５，６どうしが接着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長手方向に引き揃えたＰＴＦＥフィルム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。そして、ＰＴＦＥフィルムによる膨張黒鉛シート材の被覆構造として、従来のような螺旋状巻き付けではなく、互いの長手方向を合せて単純に巻いて包み込むようにしたので、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のように、丸められた膨張黒鉛シート材をＰＴＦＥフィルムで巻回する構造とすれば、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３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強度向上のためにその長手方向に合致される状態で配備される内部や外部、或いはそれら双方の補強材を、容易にＰＴＦＥフィルムで包み込むことが可能となる利点がある。

請求項４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５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によるヤーン及びその作り方を示す作用図、図２は図１のａ−ａ線（基材）での断面図、図３は実施例２によるヤーン及びその作り方を示す作用図である。

〔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た状態で膨張黒鉛シート材１をＰＴＦＥフィルム２で包んで成る基材３が加撚されることで形成される。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）となる状態に巻くように折り曲げ、ロール状シート材１Ｌ（図２参照）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、その一端２ａが他端２ｂの内側（又は外側）となる状態に巻くように折り曲げ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を覆って包むとによって基材３が作成される。

基材３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フィルムで巻回されて成るもの、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。そして、基材３が矢印イ方向に捻られる（加撚される）ことでヤーンＹに形成される。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い。

〔実施例２〕
実施例２によるヤーンＹは、図３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４Ｌから巻き解してＰＴＦＥフィルム２で包み込んで成るものである。つまり、実施例１によるヤーンＹに外補強も施されたものであり、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。

〔グランドパッキン〕
参考に記すが、グランドパッキンは、図示は省略するが、上述（実施例１や２）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、互いの長手方向を合せて単純に巻い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、互いの長手方向を合せて単純に巻いて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によるヤーン及びその製造方法を示す作用図 図１のａ−ａ線断面図 実施例２によるヤーン及びその製造方法を示す作用図

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、バインダー

Claims (5)

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た状態で前記膨張黒鉛シート材を、前記ＰＴＦＥフィルムの一端が他端の内側となる状態に巻くように折り曲げることでなるロール状フィルムで包んで成る基材が加撚されることで形成されるヤーン。
   
2. 前記膨張黒鉛シート材を、その幅方向の一端が他端の内側となる状態に巻くように折り曲げてロール状シート材に形成し、
   前記基材が、丸められた断面形状を有する前記膨張黒鉛シート材が前記ＰＴＦＥフィルムで巻回されて成るものである請求項１に記載のヤーン。
   
3. 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又は２に記載のヤーン。
4. 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１〜３の何れか一項に記載のヤーン。
5. 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１〜４の何れか一項に記載のヤーン。

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