JPH0510450A

JPH0510450A - パツキン

Info

Publication number: JPH0510450A
Application number: JP16311991A
Authority: JP
Inventors: Takahisa Ueda; 隆久上田; Shinichiro Tanaka; 紳一郎田中
Original assignee: Nippon Pillar Packing Co Ltd
Current assignee: Nippon Pillar Packing Co Ltd
Priority date: 1991-07-03
Filing date: 1991-07-03
Publication date: 1993-01-19
Anticipated expiration: 2010-04-26
Also published as: JPH0737828B2

Abstract

(57)【要約】【目的】膨脹黒鉛テープ層にスクレーパー機能をもた
せて、所定のシール性を長期間にわたり十分に確保でき
る以外に、層間剥離による摺動面の破壊をなくするとと
もに、膨脹黒鉛の軸外周面への付着による回転トルクの
上昇を防止することができるようにする。【構成】複数層の膨脹黒鉛テープ２Ａ，２Ｂ，２Ｃを
その厚さ方向に山折り、谷折りの繰り返しでジグザグ状
に折り畳んで形成した紐状体４を上記膨脹黒鉛テープの
切断端面２ａ，２ｂ，２ｃが径方向の内外に露出する状
態で回転軸５の外周に巻回させるように構成されたパッ
キン１において、上記膨脹黒鉛テープ２Ａ，２Ｂ，２Ｃ
またはこれに積層されたシートの少なくとも径方向の内
側に露出する切断端面の硬度を他の部分よりも高い硬度
に構成している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばバルブやポンプ
などの流体機器の軸封部に用いるグランドパッキンなど
に好適なパッキンに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば流体機器の軸封部に用いる
グランドパッキンとして、図１１に示すように、膨脹黒
鉛テープ１２をうず巻き状または同心円状に巻き重ねた
後、金型内で加圧してリング状に成形したダイモールド
式パッキン１３や、図１２に示すように、シート状の膨
脹黒鉛テープ１２をリング状に打抜き、その打抜いたリ
ング状の膨脹黒鉛テープ１２の多数枚を積層して成形し
たラミネート式パッキン１４が知られている。その他
に、図示は省略するが、図１１に示したダイモールド式
パッキンの軸線方向の両側に、強度の大きいアダプタパ
ッキンを組合わせたパッキンセットや、図１１に示した
ラミネート式パッキンの各膨脹黒鉛テープの表面にポリ
テトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥと略称する）
樹脂を含浸させて補強したものも知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記したような構成の
従来のパッキンのうち、図１１に示すダイモールド式パ
ッキン１３では、径方向に層状を呈する膨脹黒鉛テープ
１２が各層間において回転軸の軸方向にすべりを生じて
層間剥離しやすく、このような層間剥離にともない、摺
動面が層間で剪断破壊し、その結果、回転軸の外周面に
膨脹黒鉛が付着しこれが続くと、表面粗度の大きい膨脹
黒鉛同志の摺動となって、摺動抵抗が異常に増大し動力
ロスを招く。また、このダイモールド式パッキンにアダ
プタパッキンを組合わせたパッキンセットにおいても、
ダイモールド式パッキンに対応する回転軸の外周面に膨
脹黒鉛が付着することは避けられない。

【０００４】また、図１２に示すラミネート式パッキン
１４やその膨脹黒鉛テープの表面にＰＴＦＥ樹脂を含浸
させたものは、膨脹黒鉛テープ１２が軸方向に層状を呈
するために、軸方向のすべりによる層間剥離を生じにく
いが、材料の歩留まりが悪いとともに、膨脹黒鉛テープ
１２自体が伸縮性の低いものであるから、加圧時の変形
による軸外周面への密着性、なじみ性に欠けて所期のシ
ール性、特に摩耗に対する追随性が悪くて経時的にシー
ル破壊を招きやすい。

【０００５】本発明は上記のような実情に鑑みてなされ
たもので、所定のシール性を長期間にわたり十分に確保
できるとともに、層間剥離およびそれにともなう膨脹黒
鉛の軸外周面への付着を防止することができるパッキン
をを提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係るパッキンは、少なくとも二層の膨脹黒
鉛テープを、その厚さ方向に山折り、谷折りの繰り返し
でジグザグ状に折り畳んで紐状体を形成し、この紐状体
を上記膨脹黒鉛テープの切断端面が径方向の内外に露出
する状態で回転軸の外周に巻回させて、その回転軸の外
周面との間をシールするように構成されたパッキンにお
いて、上記膨脹黒鉛テープまたはこれに積層されたシー
トの少なくとも径方向の内側に露出する切断端面の硬度
を他の部分よりも高い硬度に構成したものである。

【０００７】また、前記膨脹黒鉛テープ層のうち、少な
くとも一層の膨脹黒鉛テープの切断端面を含む表面全体
に樹脂コーティング層を形成して、その樹脂コーティン
グにより補強された切断端面部分を径方向の内側に露出
させる構成としてもよい。

【０００８】また、前記膨脹黒鉛テープ層のうち、少な
くとも一層の膨脹黒鉛テープの厚さ方向の中間部に網状
体を配置して、この網状体により補強された切断端面部
分を径方向の内側に露出させる構成としてもよい。

【０００９】さらに、前記膨脹黒鉛テープに、この膨脹
黒鉛テープよりも硬度の高い材料からなるシートを、そ
の切断端面が径方向の内側に露出するように積層させた
構成としてもよい。

【００１０】

【作用】本発明によれば、紐状体を回転軸の外周に巻回
させたとき、この紐状体を構成する膨脹黒鉛テープ層の
幅方向が径方向に指向されて、各膨脹黒鉛テープ層に
は、その厚み方向に対して直角方向の剪断力が作用する
ことになり、軸方向のすべりによる層間剥離、およびそ
の層間剥離にともなう摺動面の破壊が生じにくい。ま
た、硬度の高い切断端面部分が径方向の内側に露出さ
れ、この露出部分が回転軸の外周面に摺接してスクレー
パー機能を発揮することになるので、破損した一部の膨
脹黒鉛が軸外周面に付着しても、それをスクレープして
付着の進行を防止し、摺動抵抗が増大することを抑制す
る。さらに、三次元的に折り畳まれているので、加圧時
の変形性に優れ、軸外周面への密着性、なじみ性を良好
にして、特に摩耗に対する追随性を向上することができ
る。

【００１１】また、径方向の内側に露出する切断端面を
樹脂コーティングにより補強したり、膨脹黒鉛テープの
厚さ方向の中間部に配置した網状体により補強された切
断端面部分を径方向の内側に露出させたり、さらには、
膨脹黒鉛テープよりも硬度の高い材料からなるシート
を、その切断端面が径方向の内側に露出するように積層
させる構成とすることにより、スクレーパー機能を一層
強力確実なものにできるとともに、そのスクレーパー機
能部の耐磨耗性も高めて長期間の使用に耐応させること
ができる。

【００１２】特に、膨脹黒鉛テープに樹脂を含浸させて
補強する場合は、回転軸とパッキンとの間の潤滑性能の
向上にも有効である。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面にに基づいて詳
細に説明する。図１は本発明に係るパッキンの第１実施
例を示す部分斜視図、図２は図１の拡大斜視図であり、
同図において、パッキン１は、３枚の膨脹黒鉛テープ２
Ａ，２Ｂ，２Ｃを三層重ねにして、その厚さ方向に山折
り、谷折りの繰り返しでジグザク状に折り畳んで山折り
部３Ａと谷折り部３Ｂとが形成されているとともに、そ
の折り畳み方向、つまり厚さ方向に直交して加圧するこ
とで、くの字状に曲げて保形された紐状体４から構成さ
れている。

【００１４】上記紐状体４を構成する各膨脹黒鉛テープ
２Ａ，２Ｂ，２Ｃは、それぞれ厚さ0.38mm、幅12.5mm、
密度1.0g／cm³のものが使用され、これを例えばフェノ
ールやエポキシなどの熱硬化性の樹脂溶液に浸したの
ち、圧縮成形し、かつ熱処理して樹脂分を硬化させるこ
とで補強され、かつ、密度が1.38／cm³に高められて保
形性が向上されており、このように樹脂の含浸により補
強された各膨脹黒鉛テープ２Ａ，２Ｂ，２Ｃの切断端面
２ａ，２ｂ，２ｃが径方向の内外に露出する状態で、上
記紐状体４をリング状に巻回させることでパッキン１が
構成されている。

【００１５】上記のような構成のパッキン１において
は、図３に示すように、回転軸５とパッキンボックス６
との間に介挿するとともに、軸方向の外方からパッキン
押え７を介して押圧し締め付けることにより、各膨脹黒
鉛テープ２Ａ，２Ｂ，２Ｃの切断端面２ａ，２ｂ，２ｃ
を回転軸５の外周面に密着させて所定の軸シールをおこ
なうべく使用される。ここで、上記各膨脹黒鉛テープ２
Ａ，２Ｂ，２Ｃが径方向に層を呈しないので、強い締め
付け力を付与したとしても、軸方向のすべりを生じず、
層間剥離による摺動面の破壊が発生しない。そのため、
シール性の低下が抑制される。

【００１６】また、上記各膨脹黒鉛テープ２Ａ，２Ｂ，
２Ｃの切断端面２ａ，２ｂ，２ｃが径方向の内外に露出
しており、特に径方向の内方へ露出する補強された内側
切断端面２ａ，２ｂ，２ｃが回転軸５の外周面に擦れる
ことによるスクレーパー機能によって、破損あるいは破
断した一部の黒鉛が回転軸５の外周面に付着したとして
も、その付着が進行しないうちにスクレープすることが
可能であり、摺動抵抗が次第に増大されることを防止で
きる。

【００１７】さらに、紐状体４は三次元的に折り畳まれ
ており、押圧締め付け時の変形性に優れ、摩耗にともな
う追随性が良いため、経時的なシール破壊も確実に防止
して長期間にわたり良好なシール性を確保できる。

【００１８】図４は本発明の第２実施例を示し、三層重
ねの膨脹黒鉛テープ２Ａ，２Ｂ，２Ｃのうち、上下二層
の膨脹黒鉛テープ２Ａ，２Ｃに熱硬化性樹脂を含浸させ
て補強し、これら二層の膨脹黒鉛テープ２Ａ，２Ｃの内
側切断端面２ａ，２ｃにスクレーパー機能をもたせたも
のであり、上記第１実施例のものと同様な作用効果を奏
する。

【００１９】図５は本発明の第３実施例を示し、三層重
ねの膨脹黒鉛テープ２Ａ，２Ｂ，２Ｃそれぞれの切断端
面２ａ，２ｂ，２ｃを含む表面全体に、上記したような
熱硬化性樹脂を含浸させて樹脂コーティング層８Ａ，８
Ｂ，８Ｃを形成したものである。この実施例の場合も、
樹脂コーティング層８Ａ，８Ｂ，８Ｃにより補強されて
硬度が他の部分よりも高い状態にある径方向内側への露
出切断端面２ａ，２ｂ，２ｃにより、スクレーパー機能
が発揮されて上記の各実施例と同様な作用効果を奏す
る。

【００２０】図６は本発明の第４実施例を示し、三層重
ねの膨脹黒鉛テープ２Ａ，２Ｂ，２Ｃのうち、上下二層
の膨脹黒鉛テープ２Ａ，２Ｃの軸方向に露出する表面に
ＰＴＦＥ樹脂によるコーティング層９Ａ，９Ｃを熱処理
により硬化形成したものであり、この実施例による場合
は、コーティング層９Ａ，９Ｃが膨脹黒鉛よりも硬度が
高く、この硬度の高いコーティング層９Ａ，９Ｃの径方
向内側への露出切断端面２ａ，２ｃにより、スクレーパ
ー機能が発揮されるとともに、回転軸との間の潤滑性の
向上を図ることができる。

【００２１】図７は本発明の第５実施例を示し、三層重
ねの膨脹黒鉛テープ２Ａ，２Ｂ，２Ｃのうち、上下二層
の膨脹黒鉛テープ２Ａ，２Ｃの軸方向に露出する表面側
に、例えば日本精線製商品名「ナスロン」フェルトなど
の膨脹黒鉛テープよりも強度が大きく、硬度の高い金属
細線不織布シート１０Ａ，１０Ｃを積層させ、その金属
細線不織布シート１０Ａ，１０Ｃの切断端面１０ａ，１
０ｃを径方向の内外に露出させるように構成したもので
ある。この実施例によれば、上記金属細線不織布シート
１０Ａ，１０Ｃの径方向の内側に露出する切断端面１０
ａ，１０ｃがスクレーパー機能を発揮するとともに、パ
ッキン全体の強度を向上させることができる。

【００２２】図８は本発明の第６実施例を示し、三層重
ねの膨脹黒鉛テープ２Ａ，２Ｂ，２Ｃの厚さ方向の中間
部それぞれに、例えば銅、アルミ、モネル、ステンレ
ス、カーボンファイバー、あるいはガラスファイバーな
どのニットメッシュからなる網状体１１Ａ，１１Ｂ，１
１Ｃを配置して、この網状体１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃに
より補強された膨脹黒鉛テープ２Ａ，２Ｂ，２Ｃの切断
端面２ａ，２ｂ，２ｃを径方向の内側に露出させる構成
としたものであり、この実施例によっても、上記各実施
例と同様にスクレーパー機能を発揮させて、膨脹黒鉛の
付着にともなう経時的な動力トルクの上昇を防止するこ
とができる。

【００２３】なお、本発明の第１実施例品と図１１に示
す従来のダイモールド式パッキンとのスクレーパー機能
に関する比較テストを行なった結果について、以下、簡
単に説明する。なお、テスト条件は、φ32×φ48×8 の
パッキン４個を使用し、300Kg ／ｃｍ²の締付け面圧を
付加した。そして、このような締付け後に回転軸を回転
させて、各回転数における回転トルクを実測した。

【００２４】上記の比較テストの結果、本発明の第１実
施例品の場合は、図９の実線で示すように、回転軸の回
転数が２回のとき、回転トルク（摺動抵抗）が減少し、
それ以降はほぼ一定の傾向を繰り返すのみで、トルクの
上昇はみられない。また、テスト後の回転軸の周面も黒
色になる程度で、膨脹黒鉛の付着はみられなかった。こ
れに対して、図１１に示す従来のダイモールド式パッキ
ンの場合は、図９の点線で示すように、回転軸の回転数
が２回のとき、回転トルク（摺動抵抗）が一旦減少する
が、それ以降は回転数の増加とともに、回転トルク（摺
動抵抗）が増大する。回転数が１００回程度になると、
トルクが２２〜２５ｋｇｍ位まで上昇する。また、テス
ト後の回転軸の周面には膨脹黒鉛が異常に付着してお
り、局部的には０．１〜０．２ｍｍの厚みで付着してい
た。

【００２５】なお、上記各実施例では、紐状体４をくの
字状に折り曲げて保形したもので説明したが、図１０に
示すように、軸線に対してθ°だけ一方向に傾斜させて
折り曲げたものであってもよい。

【００２６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、回転軸の
外周に巻回し装着したとき、膨脹黒鉛テープ層の幅方向
が径方向に指向されて、各膨脹黒鉛テープ層にその厚み
方向に対して直角方向の剪断力が作用するようにしたの
で、軸方向のすべりによる層間剥離およびその層間剥離
にともなう摺動面の破壊を発生させないで済む。しか
も、硬度の高い切断端面部分を径方向の内側に露出させ
て、この露出部分で回転軸の外周面に対するスクレーパ
ー機能を発揮させることができるので、破損した一部の
膨脹黒鉛が軸外周面に付着しても、それをスクレープし
て付着の進行を防止し、摺動抵抗の増大を抑制し動力ロ
スを従来に比べて著しく減少することができる。また、
膨脹黒鉛テープ層からなる紐状体が三次元的に折り畳ま
れているので、加圧時の変形性に優れ、軸外周面への密
着性、なじみ性を良好にして、特に摩耗に対する追随性
を向上することができる。

【００２７】また、径方向の内側に露出する切断端面を
樹脂コーティングにより補強したり、膨脹黒鉛テープの
厚さ方向の中間部に配置した網状体により補強された切
断端面部分を径方向の内側に露出させたり、さらには、
膨脹黒鉛テープよりも硬度の高い材料からなるシート
を、その切断端面が径方向の内側に露出するように積層
させる構成とすることにより、スクレーパー機能を一層
強力確実なものにできるとともに、そのスクレーパー機
能部の耐磨耗性も高めて長期間の使用に十分に耐応させ
ることができる。

【００２８】特に、膨脹黒鉛テープに樹脂を含浸させて
補強する場合は、回転軸とパッキンとの間の潤滑性能の
向上にも有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るパッキンの第１実施例を示す部分
斜視図である。

【図２】図１の要部の拡大斜視図である。

【図３】使用例を説明する断面図である。

【図４】本発明の第２実施例を示す要部の拡大斜視図で
ある。

【図５】本発明の第３実施例を示す要部の拡大斜視図で
ある。

【図６】本発明の第４実施例を示す要部の拡大斜視図で
ある。

【図７】本発明の第５実施例を示す要部の拡大斜視図で
ある。

【図８】本発明の第６実施例を示す要部の拡大斜視図で
ある。

【図９】本発明品と従来品とのスクレーパー機能に関す
る比較テストの結果を説明するグラフである。

【図１０】本発明の他の実施例によるパッキンの部分斜
視図である。

【図１１】従来のダイモールド式パッキンの部分斜視図
である。

【図１２】従来のラミネーテ式パッキンの部分斜視図で
ある。

【符号の説明】

１パッキン２Ａ，２Ｂ，２Ｃ膨脹黒鉛テープ２ａ，２ｂ，２ｃ切断端面３Ａ山折り部３Ｂ谷折り部４紐状体５回転軸８Ａ，８Ｂ，８Ｃ樹脂コーティング層９Ａ，９ＣＰＴＦＥ樹脂によるコーティング層１０Ａ，１０Ｃ金属細線不織布シート１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ網状体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも二層の膨脹黒鉛テープを、そ
の厚さ方向に山折り、谷折りの繰り返しでジグザグ状に
折り畳んで紐状体を形成し、この紐状体を上記膨脹黒鉛
テープの切断端面が径方向の内外に露出する状態で回転
軸の外周に巻回させて、その回転軸の外周面との間をシ
ールするように構成されたパッキンにおいて、上記膨脹
黒鉛テープまたはこれに積層されたシートの少なくとも
径方向の内側に露出する切断端面の硬度を他の部分より
も高い硬度に構成していることを特徴とするパッキン。
【請求項２】少なくとも一層の膨脹黒鉛テープの切断
端面を含む表面全体に樹脂コーティング層が形成されて
いる請求項１のパッキン。
【請求項３】少なくとも一層の膨脹黒鉛テープの厚さ
方向の中間部に網状体が配置されている請求項１のパッ
キン。
【請求項４】膨脹黒鉛テープに、この膨脹黒鉛テープ
よりも硬度の高い材料からなるシートを、その切断端面
が径方向の内側に露出するように積層されている請求項
１のパッキン。