JPH0451256Y2

JPH0451256Y2 -

Info

Publication number: JPH0451256Y2
Application number: JP1989014793U
Authority: JP
Priority date: 1989-02-10
Filing date: 1989-02-10
Publication date: 1992-12-02
Also published as: JPH02105657U

Description

【考案の詳細な説明】

［産業上の利用分野］本考案は流体機器の軸封部に用いる膨張黒鉛を
主体としたリング状パツキンに係り、特にパツキ
ンの締付時に、軸封部の軸とパツキンボツクスの
間、軸とパツキン押えの間およびパツキンボツク
スとパツキン押えの間等に形成されている隙間
に、パツキンがはみ出す現象を防止して、シール
性の向上を実現する技術に関する。［従来の技術］膨張黒鉛テープをうず巻き状に巻回したのち、
金型で加圧成形するダイモールド方式によつて製
造されたリング状パツキン（以下、環状膨張黒鉛
成形体という）は、例えばグランドパツキンとし
て、バルブやポンプ等の流体機器の軸封部を構成
しているパツキンボツクス（スタフインボツク
ス）に、複数装入することで流体が機外に漏れる
のを防止している。しかし、環状膨張黒鉛成形体をグランドパツキ
ンとして用いた場合、第１１図に示すように、複
数の環状膨張黒鉛成形体ＡがパツキンボツクスＢ
内でパツキン押えＣより締付けられると、軸Ｄと
パツキンボツクスＢの間、軸Ｄとパツキン押えＣ
の間およびパツキンボツクスＢとパツキン押えＣ
の間にそれぞれ形成されている隙間ｅにやみ出し
ｘの生じる現象が起こる。このような現象は、パツキン押えＣによる締付
力（押圧力）や密封流体圧力が高くなるほど著し
くなり、その結果、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る。そこで、第１２図に示すように、繊維編組体に
よつてなるリング状パツキンＦを、複数の環状膨
張黒鉛成形体Ａの両端に配置したり、第１３図に
示すように、テープ状のシール材Ｇの表面を補強
繊維Ｈでニツト編み被覆し、これをうず巻き状に
巻回したのち、加圧成形してリング状パツキンと
し、このリング状パツキンを、第１４図において
Ｊで示すように、複数の環状膨張黒鉛成形体Ａの
両端に配置して、前述のはみ出しｘの生じる現象
を防止するような工夫がなされている。［考案が解決しようとする課題］ところが、前記第１２図に示す前者のリング状
パツキンＦは、圧縮率が環状膨張黒鉛成形体Ａよ
りも大きく（因に締付圧400Kg／cm²にてＡの圧縮
率が約20％であるのに対して、Ｆの圧縮率は30％
である）、そのため、体積減少が著しく、応力緩
和を招いて流体の漏れ量を増大させることにな
る。また、繊維編組自体が、一般に薄肉断面、つ
まり矩形断面に形成できず、正方形断面に形成さ
れるものであるから、摺動面積が大きくなつて、
摺動抵抗を増大させるととも、パツキンボツクス
Ｂの軸方向寸法が長くなつて軸封部を大形化させ
る等の不都合がある。しかも、編組そのものが比
較的煩雑で多工数を必要とするから、高価格化に
つながる等の欠点を有している。また、第１３図および第１４図に示す後者のリ
ング状パツキンＪは、テープ状のシール材Ｇを補
強繊維Ｈでニツト編み被覆したものであるから、
補強繊維Ｈの被覆効果によつてはみ出しを抑える
ことができるように考えられるけれども、環状膨
張黒鉛成形体Ａと同様に、径方向に層状を呈する
構成であるため、各層間において軸方向のすべり
を生じ易い、即ち、軸方向のすべりがはみ出し現
象につながり、はみ出し現象を防止する大きい効
果が期待できない欠点を有している。本考案は、このような実情に鑑みてなされたも
ので、低コストに製作可能でありながら高い締付
力や流体圧力によつても体積減少を生じない補強
部材を用いて、応力緩和による漏れ量の増大原因
となるはみ出し現象を効果的に防止して、シール
性の著しい向上を実現することができるリング状
パツキンを提供することを目的とする。［課題を解決するための手段］上記目的を達成するため、本考案に係るリング
状パツキンは、断面が略矩形の環状膨脹黒鉛成形
体の軸方向端面で少なくともパツキン押えによる
締付方向の一端面に、テープ状体を周方向にジグ
ザグ状に折り曲げて環状に形成された補強部材
を、各折曲げ部分が上記環状膨脹黒鉛成形体の端
面に略放射状に交差するように添着して、加圧一
体成形したものである。［作用］本考案によれば、環状膨脹黒鉛成形体の軸方向
端面で少なくともパツキン押えによる締付方向の
一端面に添着して加圧一体成形される補強部材が
テープ状体を周方向にジグザグ状に折り曲げて環
状に形成されたものであるから、編組やニツト編
み被覆などで複雑な工程を不要にして、低コスト
に製作できながら、パツキン押えによる締付力や
密封流体圧力が高い場合でも、著しい体積減少を
生じず、応力緩和を抑制できる。また、この補強部材の各折曲げ部分が環状膨脹
黒鉛成形体の端面に略放射状に交差するように添
着されているので、補強部材自体には軸方向のす
べりが発生せず、応力緩和による漏れ量の増大原
因となるはみ出し現象の発生を十分に抑制するこ
とができる。［実施例］以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明す
る。第１図は本考案の第１実施例を示す縦断面図で
あり、図において、リング状パツキン１は断面略
矩形の環状膨張黒鉛成形体２とこの環状膨張黒鉛
成形体２の軸方向一端面、つまり後述するパツキ
ン押えによる締付方向の一端面に添着して加圧一
体成形された補強部材３によつて構成されてい
る。環状膨張黒鉛成形体２は膨張黒鉛、多孔質
PTFE、バーミキユライト等のテープをうず巻き
状に巻回したのち、加圧成形することによつて製
造される。また、補強部材３は第２図に示すように、膨張
黒鉛、多孔質PTFE、バーミキユライト等のテー
プ状体３Ａを、複数枚重合したのち、アラミド、
PBI、高強度ポリエチレン、高強度ビニール、
PTFEフエノール等の有機繊維、炭素繊維、ガラ
ス繊維、セラミツク繊維等の無機繊維、インコネ
ル、ステンレス、モルネ等の金属細線（直径0.25
mm以下のもの）、または金属繊維のニツト編、編
組、筒織り等の編みまたは織りによつて被覆３Ｂ
し、ついで、第３図に示すように、ジグザグ状に
折り曲げ、さらに、第４図に示すように、ステン
レス等の金属細線３ａ，３ｂを隔数毎のジグザグ
谷部で交絡させて結びつけて、形状保持性を付与
し、つづいて、第５図に示すように、金型４内に
型込めして環状に形成し、この状態で予備加圧す
ることによつて製造され、この補強部材３を環状
膨張黒鉛成形体２の一端面に、各折曲げ部分３Ｃ
が環状膨脹黒鉛成形体１の端面に略放射状に交差
するように添着して、加圧成形することによつて
リング状パツキン１が製造される。即ち、補強部材３を、第５図に示すように、金
型４内に型込めして予備加圧したのち、その上に
膨張黒鉛、多孔質PTFE、バーミキユライト等の
テープのうず巻き状に巻回されたものを追加型込
めし、成形面圧250Kg／cm²で両者を加圧して一本
化することによりリング状パツキン１が製造され
る。リング状パツキン１は、第６図に示すように、
パツキンボツクス５の奥部に、補強部材３を奥面
５Ａに指向させた状態で装入され、ついで複数の
環状膨張黒鉛成形体単味２Ａを層入したのち、補
強部材３をパツキンボツクス５の入口５Ｂ側に指
向させた状態でもう１つのリング状パツキン１を
装入し、パツキン押え６によつて締付けられる。前記構成によれば、軸７のパツキンボツクス５
の間に形成されている隙間８ａには、奥面５Ａ側
に装入されているリング状パツキン１の補強部材
３が対応し、軸７とパツキン押え６の間に形成さ
れている隙間８ｂおよびパツキンボツクス５とパ
ツキン押え６の間に形成されている隙間８ｃに
は、入口５Ｂ側に装入されているリング状パツキ
ン１の補強部材３が対応することになる。補強部材３は、膨張黒鉛、多孔質PTFE、バー
ミキユライト等のテープ状体３Ａを複数重合した
のち、前述の有機繊維、無機繊維、金属細線また
は金属繊維のニツト編み、編組、筒織り等の編み
または織りによつて被覆３Ｂされており、これを
環状膨張黒鉛成形体２に加圧一体成形したもので
あるから、補強部材３にのみ著しく体積減少が生
じない、したがつて体積減少にともなう応力緩和
が抑制され、これにより流体の漏れ量の増大を回
避することができる。また、補強部材３は、環状膨張黒鉛成形体２の
周方向にジグザグ状に折曲げて添着されている。
つまり環状膨張黒鉛成形体２のような、径方向に
層状を呈することなく、環状膨張黒鉛成形体２の
端面に放射状に交差して対応する構成になつてい
るから、補強部材３自体に軸方向のすべりを生じ
ることがなく、しかも環状膨張黒鉛成形体２の層
間に生じる軸方向のすべりを抑えることができ、
その結果、前記隙間８ａ，８ｂ，８ｃへのはみ出
し現象が防止される。このことは、被覆３Ｂによ
る被覆効果によつて一層助長される。さらに、補強部材３は、加圧成形されること
で、軸方向長さ（厚さ）を小さく設定できるか
ら、摺動面積が小さくなつて摺動抵抗を軽減させ
る。しかも、比較的簡単に製造できるので高価格
化につながらない。また、ジグザグ状に折り曲げ
る折り曲げ寸法（第３図のW1参照）を環状膨張
黒鉛成形体２の幅寸法（第１図のW2参照）に対
応して設定することで、同じ幅寸法W2を有し、
内径の異なる環状膨張黒鉛成形体２に対して添着
させることができる。即ち、補強部材３の汎用性
が向上する。第７図は本考案の第２実施例を示す縦断面図で
あり、環状膨張黒鉛成形体２の両端面にそれぞれ
補強部材３を添着して加圧一体成形している。こ
のリング状パツキン１は、第８図に示すように、
単体で使用することもできる。また、補強部材３は前記構成のものの他に、テ
ープ状または紐状に織るか編んだもので良く、例
えば炭素繊維、1000フイラメント糸を編み糸とし
て使用し、８打角編にて断面2.5mm角の紐状体を
形成し、この紐状体の表面に鱗片状黒鉛を接着塗
布したのち、ジグザグ状に折り曲げ、金型４内に
型込めして環状に形成し、この状態で予備加圧す
ることによつて製造し、環状膨張黒鉛成形体２の
少なくとも一端面に添着して、加圧一体成形した
構成としてもよい。実験例試料No.１厚さ0.38mm、幅３mmの膨張黒鉛テープを３枚積
層し、この表面を、直径0.1mmの金属細線にてニ
ツト編み被覆したのち、折り曲げ幅７mmにてジグ
ザグ状に折り曲げ、金型内でリング状に型込めし
て予備加圧し、つづいて厚さ0.38mm、幅20mmの膨
張黒鉛テープをうず巻き状に巻回したものを型込
めし、成形面圧250Kg／cm²で加圧一体成形して、
内径32mm、外径48mm、高さ８mm（補強部材の厚さ
0.7mm）の第１図に相当する構成のリング状パツ
キン。試料No.２厚さ0.38mm、幅20mmの膨張黒鉛テープをうず巻
き状に巻回したものを型込めし、成形面圧250
Kg／cm²で加圧成形した、内径32mm、外径48mm、高
さ８mmのリング状パツキン。試料No.３石綿編組による紐状体を型込めして加圧成形
し、内径32mm、外径48mm、８mm角のリング状パツ
キン。前記３種類のリング状パツキンを、第９図に示
す環状雌金型９内に型込めしたのち、先端内周エ
ツジ部１０ａにアール加圧を施した環状雄金型１
０を嵌合し、締付け面圧1000Kg／cm²で加圧した場
合のはみ出し量ｈ（第１０図参照）を表１に示す。

【表】前記表１により、本考案に係るリング状パツキ
ン１のはみ出し量ｈ（試料No.１のはみ出し量）が、
従来のリング状パツキン（試料No.２、No.３）のは
み出し量と比較して小さいことが確認できた。［考案の効果］以上説明したように、本考案は、断面が略矩形
の環状膨張黒鉛成形体におけるパツキン押えによ
る締付方向の少なくとも一端面に、周方向にジグ
ザグ状の折り曲げられた補強部材を添着して、加
圧一体成形した構成としているので、パツキン押
えによつて締付けられた時に、補強部材に著しい
体積減少が生じないので、この体積減少にともな
う応力緩和を抑制して、漏れ量の増大を招くはみ
出し現象の防止を図り、シール性を向上させるこ
とができる。また、補強部材が径方向に層状を呈することな
く、環状膨張黒鉛成形体の端面に放射状に交差し
て対応しているから、補強部材自体に軸方向のす
べりを生じることがなく、しかも環状膨張黒鉛成
形体の層間に生じる軸方向のすべりを有効に抑制
することができるので、はみ出し現象が防止され
る。したがつて、はみ出しによつて体積減少が起
こり、この体積減少にともなう応力緩和によつ
て、流体の漏れ量の増大を招く不都合の発生が回
避され、シール性の向上を実現することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第８図は本考案の実施例を示し、
第１図は第１実施例の縦断面図、第２図は補強部
材構成素材の一例を示す部分斜視図、第３図は第
２図の素材をジグザグ状に予備折曲した状態を示
す部分斜視図、第４図はジグザグ状に折曲した保
形状態を示す部分斜視図、第５図は型込め状態の
平面図、第６図は使用状態の一例を示す縦断面
図、第７図は第２実施例の縦断面図、第８図は使
用状態の他の例を示す縦断面図、第９図ははみ出
し量測定用金型を示す縦断面図、第１０図は第９
図の金型により加圧された試料の変形状態を示す
縦断面図、第１１図は環状膨張黒鉛成形体のみで
グランドパツキンを構成した従来例のはみ出しを
説明する縦断面図、第１２図は繊維編組体リング
状パツキンを配置してグランドパツキンを構成し
た従来例のはみ出しを説明する縦断面図、第１３
図はリング状パツキン構成素材の他の例を示す部
分斜視図、第１４図は第１３図のリング状パツキ
ンを配置してグランドパツキンを構成した従来例
のはみ出しを説明する縦断面図である。１……リング状パツキン、２……環状膨張黒鉛
成形体、３……補強部材、５……パツキンボツク
ス、６……パツキン押え。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

流体機器の軸封部のパツキンボツクスに収容さ
れ、パツキン押えにより締付けられて流体を密封
するリング状パツキンであつて、断面が略矩形の
環状膨脹黒鉛成形体の軸方向端面で少なくとも前
記パツキン押えによる締付方向の一端面に、テー
プ状体を周方向にジグザグ状に折り曲げて環状に
形成された補強部材を、各折曲げ部分が上記環状
膨脹黒鉛成形体の端面に略放射状に交差するよう
に添着して、加圧一体成形されていることを特徴
とするリング状パツキン。