JPH0425670A - リング状パッキンおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、流体機器の軸封部に用いられるグランドパツ
キンなどのように、特に、径方向に切断された切り口合
せ面を有す構成のパツキンとして好適なリング状パツキ
ンおよびその製造方法に関する。

［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
ドパツキンとして、テープ状のパヤキン材料を渦巻き状
または同心円状に巻き重ねたのち、金型内で加圧してリ
ング状に成形するグイモールド式もしくはシート状のパ
ツキン材料をリング状に打ち抜いたのち、これを多数枚
積層して成形するラミネート式、または細幅に切断した
テープを編み糸として編組することによって紐状体に形
成する編組パツキンなどが知られている。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、前記従来のパツキンにおいて、グイモールド式
によって製造されたパツキンでは、軸径の異なるものに
使用できないので汎用性に乏しくしたがって、異なる軸
径に対応する多種類のパツキンをあらかじめ用意してお
かなくてはならない難点がある。

また、第１６図に示すように、パツキンＰが径方向に層
状ｐ　１−　ｐ　ｎを呈する構成であるため、各層Ｐ１
〜ｐｎの間において軸方向のすべりを生じ易く、例えば
軸Ｓとパツキンボックス（スタフィンボックス）ＳＢの
間、軸Ｓとパツキン押えＰＰの間およびパツキンボック
スＳＢとパツキン押えＰＰの間などの隙間にはみ出し、
体積減少による応力緩和を招いてシール性を低下させ、
流体の漏れ量を増大させる欠点につながり、かつ各ＭＰ
１〜ｐｎの間からの浸透漏洩（矢印Ｘｉからｘ２参照）
が発生する問題点を有している。

さらに、第１７図に示すように、径方向に切断された切
り口合せ面Ｃ，Ｃを有するパツキンＰを、前記軸Ｓの外
周に外嵌させるのに際して、第１６図のように切り口合
せ面Ｃ，Ｃを開口した場合にも、各層ｐ　ｌ　＝　ｐ　
ｎの間において軸方向および周方向のすベリを生じ、元
来、面一であるべき切り口合せ面Ｃ，Ｃの形態が損なわ
れて密着性が悪くなり、ここからの浸透漏洩も起こり得
る問題点を有している。

一方、ラミネート式によって製造されたパツキンは、軸
方向に層状を呈する構成であるため、グイモールド式に
よって製造されたパツキンのような、軸方向のすべりに
よって隙間にはみだす不都合を生じないので、体積減少
による応力緩和が回避され、したがってシール性が低下
しない利点を有してはいるものの、グイモールド式によ
って製造されたパツキンと同様、軸径の異るものには使
用できないので汎用性に乏しく、したがって、具なる軸
径に対応する多種類のパツキンをあらかじめ用意してお
かなくてはならない難点があり、しかも材料取りの点で
ロスが多い問題点を有している。

他方、７１組パツキンは、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使用
することができるので、汎用性が向上する利点を有して
いる。しかじ編組そのものが比較的煩雑で多重数を必要
とするから、生産性が悪い上に、引張り強さと靭性の高
い編み糸を使用しなければならいので、使用可能な編み
糸材料が大幅に制限される難点を有している。

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、軸径
に合せて所定長さに切断したのちに、軸外周に巻回して
使用することを可能にして、汎用性の向上を図り、かつ
軸方向のすべりによって前述の隙間にはみだす不都合と
体積減少による応力緩和をなくすとともに、切り口合せ
面の面一な形態保持を可能にしてシール性の低下を防止
し、しかも材料のロスがない上４生産性の向上を実現す
ることのできるリング状パツキン、つまり従来のグイモ
ールド式パツキン、ラミネート式パツキンおよび編組パ
ツキンのもっている利点を併有するリング状パツキンお
よびその製造方法の提供を目的としている。

［課題を解決するための手段］ 前記目的を達成するために、本発明は、シート状パツキ
ン材料が、長手方向に山折り、谷折りの繰りかえしでジ
グザグ状に折りたたまれて紐状体に形成したものおよび
この紐状体を芯材として、その周囲を被覆編組すること
で形成したものである。

また、紐状体の長手方向に折りたたまれて互いに対向し
ている面の、少なくとも選択された面間に補強材を介装
することもできる。

さらに、前記紐状体を所定長さに切断して形成した成形
素材を折りたたみ方向に加圧してもよいそして、シート
状パツキン材料を、長手方向に山折り、谷折りの繰りか
えしでジグザグ状に折りたたんで紐状体に形成する工程
と、この紐状体の所定長さ切断によって成形素材を形成
する工程と、該成形素材をリング状に加圧成形する工程
とからなる製造方法がある。

［作用］ 本発明によれば、紐状体を軸径に合せて所定長さに切断
したのちに、山折り、谷折りの方向を軸方向に指向させ
て軸外周に巻回して使用することができる。

紐状体はテープ状パツキン材料を、長手方向に山折り、
谷折りの繰りかえしでジグザグ状に折りたたんで形成さ
れているので、軸外周に巻回して使用しても、パツキン
自体に軸方向のすべりを生じないから、軸とパツキンボ
ックスの間、軸とパツキン押えの間およびパツキンボッ
クスとパツキン押えなどの隙間にはみだすこともないし
、切り口合せ面を開口した場合でも、軸方向および周方
向のすべりを生じないから、切り口合せ面の形態を損う
ことがない。

［実施例］ 以下１本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明第１実施例の一部を破断して示す斜視図
であり、図において、リング状パツキン１は、第２図の
シート状パツキン材料２に、幅方向に延びるコルゲート
加工またはエンボス加工による波状成形２ａを施したの
ち、長手方向に山折り、谷折りの繰りかえしでジグザグ
状に折り曲げて山折り部３Ａと谷折り部３Ｂを形成し、
これを折りたたんで紐状体とし、さらにこの紐状体全体
に第３図の波状成形を施して紐状体３を形成したのちに
、この紐状体３を軸径に合せた長さに切断して第４図の
成形素材４となし、この成形素材４を図示していない金
型に装入して折りたたみ方向に加圧することで、第１図
のような山折り部２Ａと谷折り部２Ｂの間かく字状に曲
げられた断面形状のリング状パツキンｌが製造される。

シート状パツキン材料２は、厚さ０．３８■膳、輻７５
■、密度１．０ｇ／ａｍ３の膨張黒鉛によってなり、前
述の加圧によって密度が１．４５ｇ／ｃｍ３　に高めら
れている。

リング状パツキン１は、例えば第８図に示す製造装置に
よって製造される。

即ち、例示されている製造装置は、上流から下流にかけ
て、前記波状成形２ａのためのコルゲートロール８，８
、折れ目付はロール９．９および折りたたみロール群１
０Ａ−１０Ｃ１前記波状成形すのためのフルゲートロー
ル１１．１１が所定の間隔を有して配置されたものであ
る。したがって、シート状パツキン材料２は、コルゲー
トロール８．８によって波付は成形されたのち、折れ目
付はロール９，９によって所定折れ幅の折れ線２ｘ、２
ｙが形成される。つまり所定の幅間隔を存して山折り部
２Ａ形成用の折れ線２ｘと、谷折り部２Ｂ形成用の折れ
線２ｙが形成され、ついで、折りたたみロール群１０Ａ
−１０ｃによって折れ線２ｘ、２ｙに沿って折りたたみ
、コルゲートロール１１．１１によって波付成形される
ことで紐状体３が形成され、この紐状体３を所定の長さ
に切断して第４図の成形素材４を形成し、さらに。

これを金型内で折りたたみ方向に加圧することによって
製造される。

このように、紐状体３を軸封部の軸径に合せて所定長さ
に切断して形成した成形素材４からリング状パツキンが
製造されるので、異なる軸径に対応する多種類のパツキ
ンをあらかじめ用意しておく必要がなく、汎用性が向上
する。

また、リング状パツキンｌには軸方向のすベリを生じな
いので、第９図の軸ＳとパツキンボックスＳＢの間、軸
Ｓとパツキン押えＦＰの間およびパ・ンキンボックスＳ
Ｂとパツキン押えＰＰの間などの隙間にはみ出すことが
ない、したがって、従来のパツキンのように、体積減少
による応力緩和を招いてシール性を低下させ、流体の漏
れ量を増大させるようなことがない。

さらに、前記軸Ｓの外周に外嵌させるのに際して、第１
８図のように切り口合せ面Ｃ，Ｃを開口した場合にも、
軸方向および周方向のすべりを生じないので、切り口合
せ面Ｃ，Ｃの形態が損われないから、密着性が良くなり
、ここからの浸透漏洩を確実に防止できる。

また、積層部の居間からの浸透漏洩も生じない（第９図
の矢印ｘ３参照）。

第５図は本発明の第２実施例を示し、第１実施例と同様
の紐状体３を使用して、第６図のように両端部に斜めカ
ット部６ａを有する紐状体切断品６を形成し、この紐状
体切断品６を第７図のようにコイルばね状に巻き重ねて
成形素材７となし、さらに、これを金型内で折りたたみ
方向に加圧することによって製造される。

第１０図は本発明の第３実施例を示し、リング状パツキ
ンｌは、第８図に示すシート状パツキン材料２の上面に
おける折れ線２ｘ、２ｙ間の領域の階数ごとに、直径０
．１　ａｍφの５ＵＳ３０４線によってなる二ｙ　）編
みテープ製の補強材１２を添設させるとともに、下面に
おける折れ線２ｘ、２７間の領域の階数ごとで、かつ上
面の補強材１２が添設されていない折れ線２ｘ、２ｙ間
の領域に、前述のニット編みテープ製の補強材１２を添
設したのち、シート状パツキン材料２を長手方向に山折
り、谷折りの繰りかえしでジグザグ状に折り曲げて山折
り部３Ａと谷折り部３Ｂを形成し、これを折りたたんで
、紐状体３を形成し、この紐状体３を軸径に合せた長さ
に切断して成形素材４となし、この成形素材４を金型に
挿入して折りたたみ方向に加圧することで、第１０図に
示すように、山折り部２Ａと谷折り部２Ｂの間が〈字状
に曲げられ、居間に補強材１２が介在している断面形状
のリング状パツキン１を製造できる。

第１２図は本発明の第４実施例を示し、リング状パツキ
ンｌは、第１１図に示すシート状パツキン材料２の上面
における折れ線２ｘ、２ｙ間の領域の階数ごとに、セラ
ミックファイバー、抄紙ペーパなどによってなるテープ
状の補強材１２を添設させるとともに、下面における折
れ線２ｘ、２ｙ間の領域の階数ごとで、かつ上面の補強
材１２が添設されていない折れ線２ｘ、２ｙ間の領域に
、前述のセラミックファイバー、抄紙ペーパ製の補強材
１２を添設したのち、シート状パツキン材料２を長手方
向に山折り、谷折りの繰りかえしでジグザグ状に折り曲
げて山折り部３Ａと谷折り部３Ｂを形成し、これを折り
たたんで、紐状体３を形成し、この紐状体３を軸径に合
せた長さに切断して成形素材４となし、この成形素材４
を金型に挿入して折りたたみ方向に加圧することで、第
１２図に示すように、山折り部３Ａと谷折り部３Ｂの間
が〈字状に曲げられ、居間に補強材１２が介在している
断面形状のリング状パツキンｌを製造できる。

第１３図は本発明の第５実施例を示し、リング状パツキ
ンｌは、第１４図に示すシート状パツキン材料２の上面
における折れ線２ｘ、２ｙ間の領域の階数ごとに、後工
程で軸径に合わせて切断されるシート状パツキン材料２
の長さＬよりも短い長さ１０　に切断された、直径０．
１腸膳φの５ＯＳ３０４線によってなるニット編みテー
プ製の補強材１２を、間隔１１　を存して長手方向等間
隔に添設させるとともに、下面における折れ線２ｘ、２
ｙ間の領域の階数ごとで、かつ上面の補強材１２が添設
されていない折れ線２ｘ、２ｙ間の領域に、前述のニッ
ト編みテープ製の補強材１２を同様に添設したのち、シ
ート状パツキン材料２を長手方向に山折り、谷折りの繰
りかえしでジグザグ状に折り曲げて山折り部３Ａと谷折
り部３Ｂを形成し、これを折りたたんで、紐状体３を形
成し、この紐状体３を軸径に合せた前述の長さＬに切断
して成形素材４となし、この成形素材４を金型に挿入し
て折りたたみ方向に加圧することで、第１３図に示すよ
うに、山折り部２Ａと谷折り部２Ｂの間かく字状に曲げ
られ、居間に補強材１２が介在しているとともに、切り
口合せ面Ｃ，Ｃの付近に補強材１２が存在していないリ
ング状パツキンｌを製造できる。

前記第３ないし第５実施例のように、補強材１２が介挿
されているリング状パツキン１では、第１実施例と同様
の作用効果を奏することができるとともに、強度が大幅
に向上するので高強度パツキンとして使用できる。

そして、補強材１２は前記第３および第４実施例のよう
に、シート状パツキン材料２の上下両面に添設させる構
成にのみ限定されるものではなく、上下面のいずれか一
方だけに添設した構成としてもよい。

また、補強材１２としては、前記ステンレス線およびセ
ラミックファイバー、抄紙ペーパの他に、炭素繊維、ガ
ラス繊維などの無機繊維、木綿。

ＰＴＦＥ　、アラミド、高強度ポリエチレン、高強度ビ
ニロン、ＰＰＳ　、ＰＥＥＫ　、ボリアリレートなどの
有機繊維、インコネル、モネルなどの金属細線または金
属繊維を使用してもよい。

さらに、シート状パツキン材料２としては、前述の膨張
黒鉛以外に、マイカ、バーミキュライトなどの無機テー
プ、ＰＴＦＥ、アラミド、ポリエチレンなどの樹脂テー
プ、銅、アルミ、鉛、ステンレスなどの金属箔テープ、
ＰＴＦＥ繊維、アラミド繊維、ガラス繊維、ＦＢＩ繊５
ＬＥＥＫ繊維、ＰＰＳ繊維、金属線などからなる織物も
しくは不織布の中から選択された一種、または二種以上
を複合して使用することもできるし、必要に応じて紐状
体４となす前または紐状体４とした後にＰＴＥＦ微粒子
、ワックス、鉱油などを含浸することもできる。

第１５図は本発明の第６実施例を示し、リング状パツキ
ン１はＩｓｌ実施例の紐状体３を中芯材として使用し、
その周囲に炭素繊維よりなる被覆層１３を有する編組パ
ツキンである。

被覆層１３を形成する編み糸１３Ａに使用する材料は、
炭素繊維の他に、ガラス繊維、セラミック繊維などの無
機繊維、木綿、ＰＴＦＥ　、アラミド、高強度ポリエチ
レン、高強度ビニロン、ＰＰＳ、ＦＥＢとボリアリレー
トなどの有ａｍ維、インコネル、モネル、ステンレスな
どの金属細線、金属繊維も使用できる。

下記衣１は、内径φ３２ｍｍ、外径φ４８１鵬、断面８
■腸角のリング状パツキン５個を、締付面圧４００Ｋｇ
／ＣＩＩ■２にて加圧した状態で、内部流体圧を徐々に
増大させ、各流体圧における漏れ状況を示したものであ
る。

表１ （以下次頁に続く） ［発明の効果］ 本発明は、前述のように構成されているので、つぎに記
載する効果を奏する。

請求項１のリング状パツキンにおいては、紐状体を軸径
に合わせて切断したのちに、軸外周に巻回して使用する
ことができるので、汎用性が向上する。

また、紐状体はシート状パツキン材料を、長手方向に山
折り、谷折りの繰りかえしでジグザグ状に折りたたんで
形成されているので、リング状パッキン自体に軸方向の
すべりを生じないから、軸とパツキンボックスの間、軸
とパツキン押えの間、およびパツキンボックスとパツキ
ン押えの間などの隙間にはみだすこともないので、体積
減少にともなう応力緩和が避けられ、シール性の低下を
防止することができるとともに、切り口合せ面を開口し
た場合にも、軸方向および周方向のすべりを生じないの
で、切り口合せ面の形態が損なわれないから密着性が良
くなり、ここからの浸透漏洩をなくしてシール性の低下
を防止することができる。

また積層部の居間からの浸透漏洩も生じないので流体圧
による自封効果を示す。

そして、金型を使用して、切断品をリング成形したもの
は容易に切り口の開口も可能である。

さらに、山折り、谷折りの繰り返しによりジグザグ状に
折りたたんで形成されているので、シートは軸方向のす
べりを生じないから、コイルばね状に巻き重ねたものを
金型内で加圧成形することにより、ブツシュ状に一体化
したリングを製作できる。

請求項２のリング状パツキンにおいては、補強材の介装
によってパツキン強度が向上し、高強度パツキンとして
使用できる。

請求項３のリング状パツキンにおいては、成形素材を折
りたたみ方向に加圧したことにより密度が高められるの
で保形性が向上する。

請求項４のリング状パツキンにおいては、紐状体を軸径
に合せて所定長さに切断したのちに、軸外周に巻回して
使用することができるので汎用性が向上し、リング状パ
ツキン自体に軸方向のすべりを生じないから、軸とパツ
キンボックスの間。

軸とパツキン押えの間、およびパツキンボックスとパツ
キン押えの間などの隙間にはみだすこともないので、体
積減少にともなう応力緩和が避けられ、シール性の低下
を防止することができるとともに、切り口合せ面を開口
した場合にも、軸方向および周方向のすべりを生じない
ので、切り口合せ面の形態が損なわれないから密着性が
良くなりここからの浸透漏洩をなくしてシール性の低下
を防止することができる。

また積層部の層間からの浸透漏洩も生じないし切断品を
金型を使用してリング成形したものは容易に切り口の開
口も可能である。

請求項５のリング状パツキンの製造方法によれば、紐状
体を軸径に合せて切断した成形素材を軸外周に巻回して
使用することができるので、汎用性が向上し、軸方向の
すべりを生じないから、軸とパツキンボックスの間、軸
とパツキン押えの間およびパツキンボックスとパツキン
押えなどの隙間にはみだすこともないので、体積減少に
ともなう応力緩和が避けられてシール性の低下を防止で
きるとともに、切り口合せ面を開口した場合にも、軸方
向および周方向のすべりを生じないので、切り口合せ面
の形態が損なわれないから密着性が良くなり、ここから
の浸透漏洩をなくしてシール性の低下を防止することが
でき、しかも積層部の居間からの浸透漏洩も生じないし
、切断品を金型によってリング成形したものは、容易に
切り口の開口が可能であるなどの利点を有するリング状
パツキンを容易に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第１５図は本発明の実施例を示し、第１図
は第１実施例の斜視図、第２図はシート状パツキン材料
の折り曲げ状態を示す斜視図、第３図は紐状体の斜視図
、第４図は成形素材の斜視図、第５図は第２実施例の斜
視図、第６図は第２実施例に使用される紐状体切断品の
斜視図、第７図は同成形素材の斜視図、第８図は製造装
置の一例を示す概略斜視図、第９図は使用状態の一例を
示す縦断側面図、第１Ｏ図は第３実施例の斜視図、第１
１図は補強材の添設配置状態の一例を示す斜視図、第１
２図は第３実施例の斜視図、第１３図は第５実施例の斜
視図１、第１４図は第５実施例に使用される補強材の添
設配置状態の一例を示す斜視図、第１５図は第６実施例
の斜視図、また、第１６図は従来のパツキンの使用状態
の一例を示す縦断側面図、第１７図は従来のパツキンの
正面図、第１８図は切り口合せ面の開口状態を示す斜視
図である。 ｌ・・・リング状パツキン ２・・・シート状パツキン材料 ２Ａ・・・山折り部 ２Ｂ・・・谷折り部 ３・・・紐状体 ４・・・成形素材 ５・・・ブツシュ状パツキン ６・・・紐状切断品 ７・・・成形素材 ８・・・補強材 ９・・・被覆層 特許出願人　　　日本ピラーエ業株式会社代　理　人　
　弁理士　鈴江　孝− 第 第 図 図 第 図 第 図 第　６７ 第 図 第１５ 図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）シート状パッキン材料が、長手方向に山折り、谷
   折りの繰りかえしでジグザグ状に折りたたまれて紐状体
   に形成されていることを特徴とするリング状パッキン。
2. （２）前記紐状体の長手方向に折りたたまれて互いに対
   向している面の、少なくとも選択された面間に補強材が
   介装されている請求項１記載のリング状パッキン。
3. （３）前記紐状体を所定長さに切断した成形素材が折り
   たたみ方向に加圧されている請求項１または請求項２記
   載のリング状パッキン。
4. （４）棒状の中芯と、この中芯の外周を被覆する編組体
   の被覆層とからなるリング状編組パッキンにおいて、前
   記中芯がシート状パッキン材料を長手方向に山折り、谷
   折りの繰りかえしでジグザグ状に折りたたまれて紐状体
   に形成されていることを特徴とするリング状パッキン。
5. （５）シート状パッキン材料を、長手方向に山折り、谷
   折りの繰りかえしでジグザグ状に折りたたんで紐状体に
   形成する工程と、この紐状体の所定長さ切断によって成
   形素材を形成する工程と、該成形素材をリング状に加圧
   成形する工程とからなることを特徴とするリング状パッ
   キンの製造方法。