JPH0627546B2 - グランドパッキン用編み糸およびグランドパッキン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、流体機器の軸封部などに用いられるグランド
パッキン用編み糸およびグランドパッキンに関する。

［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
ドパッキンとして、圧縮復元性が高く封止性にすぐれた
特性をもっているテープ状の膨張黒鉛を渦巻き状または
同心円状に巻き重ねたのち、金型内で加圧してリング状
に成形するダイモールド式もしくはシート状の膨張黒鉛
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によって製造されているものが知ら
れている。

しかし、前記従来のパッキンにおいて、ダイモールド式
によって製造されたパッキンでは、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ッ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、かつ膨張黒鉛自体、
引張強さが弱く脆いため、スタフインボックスなどに装
着したものを交換のために取り出す作業が困難で使用性
が劣る。

また、パッキンが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く、例えば
軸とパッキンボックス（スタフインボックス）の間、軸
とパッキン押えの間およびパッキンボックスとパッキン
押え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、しかも各層の間からの浸透漏洩が
発生す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ッキンは、軸
方向に層状を呈する構成であるため、ダイモールド式に
よって製造されたパッキンのような、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、ダイモールド式によ
って製造されたパッキンと同様、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、異なる軸
径に対応する多種類のパッキンをあらかじめ用意してお
かなくてはならない上に、スタフインボックスなどに装
着したものを交換のために取り出す作業が困難で使用性
に劣る難点があり、しかも材料取りの点でロスが多くコ
スト高になるなどの問題点を有している。

これらの問題点は、他の編組パッキンと同様、膨張黒鉛
を軽径に合せて所定の長さに切断して使用できるよう
に、編組または撚り加工することで解決できる。

しかし、膨張黒鉛自体は、黒鉛粒子の結晶のＣ軸方向に
膨張させた外観芋虫状粒子（粉体）であるため、引張強
さが弱く脆い性質のものであるから、膨張黒鉛のみを編
組または撚り加工のための編み糸として使用することが
できない。

そこで、第１２図に示すように、細幅に切断した膨張黒
鉛テープ１を糸状補強材２の外周にスパイラル状に巻回
被覆した複合構造の紐状体３によって構成した編み糸
４、第１３図に示すように、細幅に切断した膨張黒鉛テ
ープ１の複数枚重ね合せによって紐状体３を形成し、そ
の外周を繊維のニット編みまたは袋編みなどの編組体補
強材５で被覆した複合構造の編み糸４、第１４図に示す
ように、細幅に切断した膨張黒鉛テープ１の複数枚重ね
合せによって紐状体３を形成し、紐状体３の層間に長手
方向に沿って複数の糸状補強材２を配置するとともに、
紐状体３の外周を繊維のニット編みまたは袋編みなどの
編組体補強材５で被覆した複合構造の編み糸４および第
１５図に示すように、複数本の糸状補強材２の両面に接
着材によって芋虫状の膨張黒鉛１Ｂを一体に接着した複
合構成の編み糸４などが提案されている。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、第１２図に示す編み糸４は、膨張黒鉛シート
を細幅に切断して、膨張黒鉛テープ１を形成する作業が
困難である。しかも細幅の膨張黒鉛テープ１を糸状補強
材２の外周に、単にスパイラル状に巻回被覆しただけの
ものであるから、両者１，２の一体結合力が小さく、保
形性に劣るため両者１、２が分離し易い。

このような保形性の悪い紐状体３では、グランドパッキ
ンを製造するための編組または撚り加工が困難であると
ともに、編組または撚り加工されたグランドパッキンの
保形性が悪くなってパッキンの封止機能を低下させる。

また、第１３図に示す編み糸４は、膨張黒鉛テープ１製
の紐状体３と編組体補強材５との一体結合力が強いの
で、前記第１２図の編み糸４と比較して保形性が向上
し、両者３、５の分離を抑えられる。しかし、膨張黒鉛
シートを細幅に切断して、膨張黒鉛テープ１を形成する
作業が困難であり、かつ膨張黒鉛テープ１が複数枚重ね
合せられている紐状体３の層間に、相対移動、つまり層
間すべりを生じる。

このような、紐状体３に層間すべりの生じる編み糸４で
は、グランドパッキンを製造するための編組または撚り
加工時に膨張黒鉛テープ１に切断が生じて、編組または
撚り加工を困難にし、パッキンの封止機能を低下させ
る。

さらに、第１４図に示す編み糸４も、膨張黒鉛テープ１
の紐状体３と編組体補強材５との一体結合力が強いの
で、前記第１３図の編み糸４と同様に保形性が向上し両
者３、５の分離を抑えられる上、糸状補強材２と編組体
補強材４との併用によって強度がさらにアップする。し
かし、膨張黒鉛シートを細幅に切断して、膨張黒鉛テー
プ１を形成する作業が困難であり、かつ膨張黒鉛テープ
１が複数枚重ね合せられている紐状体３の層間に層間す
べりを生じ、紐状体３と糸状補強材２との一体結合力が
弱められているので、糸状補強材２が偏在し易い。その
ために、強度の均一性が損なわれるおそれを有してい
る。

このような、層間すべりおよび糸状補強材２の偏在など
が生じる編み糸４では、グランドパッキンを製造するた
めの、編組または撚り加工時に膨張黒鉛テープ１に切断
が生じて編組または撚り加工を困難にするとともに、強
度が不均一になってパッキンの封止機能を低下させる。

そして、第１５図に示す編み糸４は、膨張黒鉛の高密度
化および大きいサイズの製造が困難であるとともに、複
数の糸状補強材２が分離し易いなどの欠点を有してい
る。

本発明は上記のような実情に鑑みなされたもので、膨張
黒鉛シートの切断による膨張黒鉛テープの形成作業およ
び編み糸の基体となる紐状体の形成作業が容易であると
ともに、層間すべりがなく、強度が均一で、保形性に優
れたグランドパッキン用編み糸を提供することを主たる
目的としている。

本発明の目的は、上記のような編み糸を利用することに
よって、編組または撚り加工を容易にして、封止機能を
大幅に向上することができるグランドパッキンを提供す
ることにある。

さらに、本発明のもう１つの目的は、パッキン強度の大
幅な向上を図ることにある。

［課題を解決するための手段］ 前記の主目的を達成するために、請求項１の発明に係る
グランドパッキン用編み糸は、脆性材料である膨張黒鉛
テープを編み糸とすべく長手方向に山折り，谷折りの少
なくともいずれか一方に折りたたんで塑性変形させた折
畳層構造の紐状体と、この紐状体の外周全体を被覆する
ニット編みまたは編組体によってなる第１補強材および
前記折畳層間に長手方向に沿って配置される糸状の第２
補強材の少なくともいずれか一方との複合構造で編み糸
を形成したものである。

また、前記の他の目的を達成するために、請求項２の発
明に係るグランドパッキンは、脆性材料である膨張黒鉛
テープを編み糸とすべく長手方向に山折り、谷折りの少
なくともいずれか一方に折りたたんで塑性変形させた折
畳層構造の紐状体と、この紐状体の外周全体を被覆する
ニット編みまたは編組体によってなる第１補強材および
前記折畳層間に長手方向に沿って配置される糸状の第２
補強材の少なくともいずれか一方との複合構造で編み糸
を形成し、この編み糸を複数本集束して編組または撚り
加工したものである。

さらに、前記のもう１つの目的を達成するために、請求
項３の発明に係るグランドパッキンは、棒状の中芯と、
この中芯の外周を被覆するニット編みまたは編組体の補
強被覆層とからなるグランドパッキンにおいて、前記中
芯が、脆性材料である膨張黒鉛テープを編み糸とすべく
長手方向に山折り，谷折りの少なくともいずれか一方に
折りたたんで塑性変形させた折畳層構造の紐状体と、こ
の紐状体の外周全体を被覆するニット編みまたは編組体
によってなる第１補強材および前記折畳層間に長手方向
に沿って配置される糸状の第２補強材の少なくともいず
れか一方との複合構造で編み糸を形成し、この編み糸を
複数本集束して編組または撚り加工したものである。

［作用］ 請求項１の発明によれば、紐状体を形成するための脆性
材料である膨張黒鉛テープをその長手方向に山折り，谷
折りの少なくともいずれか一方に折りたたんで塑性変形
させた折畳層構造としているので、膨張黒鉛シートを細
幅に切断しなくても、広幅に切断すればよく、膨張黒鉛
テープの形成が容易であるとともに、この膨張黒鉛テー
プを塑性変形させて折畳層構造を採用したことにより、
膨張黒鉛テープから形成される紐状体の層間、つまり、
折畳層間にすべりを生じることがない。

加えて、請求項１の発明の編み糸は、上記紐状体と、そ
の外周全体を被覆するニット編みまたは編組体によって
なる第１補強材および折畳層間に長手方向に沿って配置
される糸状の第２補強材の少なくともいずれか一方との
複合構造に形成されているので、紐状体と補強材との一
体結合力が高められて、補強材と紐状体との分離を抑
え、もって、編み糸としての保形性の向上を図れる。

また、請求項２の発明によれば、上記したような編み糸
を複数本集束して編組または撚り加工してグランドパッ
キンを構成しているので、編組または撚り加工時におけ
る膨張黒鉛テープが切断することが回避される。したが
って、上記編み糸の編組または撚り加工によるグランド
パッキンの製造が容易になるとともに、封止機能の向上
が図れる。

さらに、請求項３の発明によれば、上記した編み糸を複
数本集束して編組または撚り加工した棒状の中芯の外周
全体を、ニット編みまたは編組体の補強被覆層によって
被覆しているので、上述のような優れた封止機能に加え
て、パッキン強度の大幅な向上を図ることができる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の第１実施例を示す斜視図であり、図に
おいて、グランドパッキン１０は、第２図に示すように
比較的広幅に切断した脆性材料である膨張黒鉛テープ１
に、幅方向に延びるコルゲート加工もしくはエンボス加
工による波状成形（しわ付け工）１Ａを施したのち、長
手方向に山折り，谷折りに折りたたんで塑性変形させる
ことで折畳層３Ａ、３Ｂ、３Ｃを形成した紐状体３と、
この紐状体３の外周を被覆するニット編み編組体によっ
てなる第１補強材１１との複合構造で編み糸４を形成
し、この編み糸４を第１図のように８本用いて８打角編
みしたものである。

即ち、第２図の編み糸４は、厚さ0.38mm、幅９mmの膨張
黒鉛テープ１に前述の波状成形１Ａを施したのち、Ｓ字
形に折りたたんで塑性変形させることで折畳層３Ａ、３
Ｂ、３Ｃを形成し紐状体３の表面に、直径0.1mmφのイ
ンコネル線のニット編み編組体によってなる第１補強材
１１を被覆したものである。

したがって、紐状体３を形成するために、膨張黒鉛シー
トを細幅に切断しなくてもよいので、膨張黒鉛テープ１
を形成する作業が容易になる。

また、紐状体３が比較的広幅にした脆性材料製の膨張黒
鉛テープ１を長手方向に山折り，谷折りして折畳層３
Ａ、３Ｂ、３Ｃを形成した構造になっているから、各層
３Ａ、３Ｂ、３Ｃ間にすべりを生じない編み糸４が得ら
れるので、グランドパッキン１０を製造するための編組
時に膨張黒鉛テープ１に切断を生じないから編組が容易
になり、封止機能の高いグランドパッキン１０を得るこ
とができる。

さらに、第１補強材１１によって紐状体３の外周を被覆
しているので、紐状体３と第１補強材１１との一体結合
力が強く、両者３、１１の分離を抑えることができるか
ら、編み糸４の保形性が良くなり、この点から編組も容
易にしてグランドパッキン１０の封止機能を向上させ
る。

第３図は本発明の第２実施例を示し、前記第１実施例と
同一もしくは相当部分には同一符号を付し、その詳しい
説明は省略する。この図において、グランドパッキン１
０は、前記編み糸４を６本用いて撚り加工しながらロー
ル成形したものである。

このように構成しても、前記第１実施例と同様の作用・
効果を奏することができる。

第４図は本発明の第３実施例を示し、前記第１実施例お
よび第２実施例と同一もしくは相当部分には同一符号を
付し、その詳しい説明は省略する。この図において、グ
ランドパッキン１０Ａは、第１実施例で述べたグランド
パッキン１０を中芯１３として使用しており、その外周
を炭素繊維の編組体によってなる補強被覆層１４で被覆
したものである。

このように構成することによって、前記各実施例と同様
の作用・効果を奏するとともに、パッキン強度を大幅に
向上させることができる。

前記各実施例に使用される紐状体３としては、第２図の
ような幅方向に延びるコルゲート加工もしくはエンボス
加工による波状成形（しわ付け加工）１Ａを施したもの
に限らず、第５図のように波状成形を省略して、膨張黒
鉛テープ１を長手方向に山折り，谷折りに折りたたんで
塑性変形させることで折畳層３Ａ、３Ｂ、３Ｃを形成し
た構成のものを使用して編み糸４としてもよい。

また、第６図に示すように、波状成形１Ａが施された膨
張黒鉛テープ１を長手方向に山折りの２度繰り返しによ
って折りたたんで塑性変形させることで、折畳層３Ａ、
３Ｂ、３Ｃを形成した構成の紐状体３を使用してもよい
し、第７図に示すように、波状成形を省略し、膨張黒鉛
テープ１を長手方向に山折りの２度繰り返えしによって
折りたたんで塑性変形させることで、折畳層３Ａ、３
Ｂ、３Ｃを形成した構成の紐状体３を使用して編み糸４
としてもよい。

そして、第８図に示すように、比較的広幅に切断した膨
張黒鉛テープ１に、幅方向に延びるコルゲート加工もし
くはエンボス加工による波状成形（しわ付け加工）１Ａ
を施したのち、長手方向に山折り，谷折りに折りたたん
で塑性変形させることで折畳層３Ａ、３Ｂ、３Ｃを形成
した紐状体３と、この紐状体３の折畳層３Ａ、３Ｂ、３
Ｃ間に長手方向に沿って複数本配置される、例えば直径
0.1mmφのSUS304線によってなる糸状の第２補強材１２
との複合構造で編み糸４を形成してもよい。

この編み糸４は、紐状体３の折畳層３Ａ、３Ｂ、３Ｃ間
にすべりを生じないので、紐状体３と糸状の第２補強材
１２との一体結合力が高められるから、糸状の第２補強
材１２の偏在が抑えられ、強度の均一性を確保できる。

また、第９図に示すように、第２図の第１補強材１１
と、第８図の第２補強材１２とを併用した複合構造で編
み糸４を形成してもよい。

このように構成することで、第１および第２補強材１
１、１２の相乗効果によりパッキン強度が高められる。

さらに、第１０図に示すように、波状成形１Ａが施され
た膨張黒鉛テープ１を長手方向に山折りの２度繰り返え
しによって折りたたんで塑性変形させることで、折畳層
３Ａ、３Ｂ、３Ｃを形成した構成の紐状体３と、この紐
状体３の折畳層３Ａ、３Ｂ、３Ｃ間に長手方向に沿って
複数本配置される糸状の第２補強材１２との複合構造で
編み糸４を形成してもよい。

この編み糸４では、第８図の紐状体３と同様、その折畳
層３Ａ、３Ｂ、３Ｃ間にすべりを生じないので、紐状体
３と糸状の第２補強材１２との一体結合力が高められる
から、糸状の第２補強材１２の偏在が抑えられ、強度の
均一性を確保できる。

そして、第１１図に示すように、第６図の第１補強材１
１と、第１０図の第２補強材１２とを併用した複合構造
で編み糸４を形成してもよい。

なお、第１、第２補強材１１、１２にステンレス線およ
びインコネル線を用い、中芯１３を被覆する補強被覆層
１４として炭素繊維を用いて説明しているが、第１、第
２補強材１１、１２および補強被覆層１４には、前記ス
テンレス線、インコネル線および炭素繊維の他に、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，ＰＥＥ
Ｋ，ポリアクリレートなどの有機繊維、モネルなどの金
属細幅または金属繊維を使用することもできる。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、つぎのような効果を奏
する。

請求項１のグランドパッキン用編み糸においては、紐状
体を形成するための脆性材料である膨張黒鉛テープをそ
の長手方向に山折り，谷折りの少なくともいずれか一方
に折りたたんで塑性変形させた折畳層構造としているの
で、膨張黒鉛シートを細幅に切断しなくても、広幅に切
断すればよく、膨張黒鉛テープの形成作業が容易である
とともに、複数枚のテープの重ね合せ構造でなくて折畳
層構造を採用したことにより、この膨張黒鉛テープから
形成される紐状体の層間、つまり、折畳層間にすべりを
生じることがない。

加えて、上記紐状体と、その外周全体を被覆するニット
編みまたは紐組体によってなる第１補強材および折畳層
間に長手方向に沿って配置される糸状の第２補強材の少
なくともいずれか一方との複合構造に形成されているの
で、紐状体と補強材との一体結合力を高めて、層間すべ
りによる補強材の偏在および補強材と紐状体との分離を
抑制して、編み糸としての強度および保形性を著しく向
上することができる。

また、請求項２の発明によれば、上記したように層間す
べりや偏在を生じにくく編み糸を複数本集束して編組ま
たは撚り加工してグランドパッキンを構成しているの
で、編組または撚り加工時に膨張黒鉛テープが切断する
ことを回避して、編み糸の編組または撚り加工によるグ
ランドパッキンの構造を容易にできるとともに、強度の
均一性を保って、封止機能の向上を図ることができる。

さらに、請求項３の発明によれば、上記した編み糸を複
数本集束して編組または撚り加工した棒状の中芯の外周
全体を、ニット編みまたは編組体の補強被覆層によって
被覆しているので、上述のような優れた封止機能に加え
て、パッキン強度の大幅な向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第１１図は、本発明の実施例を示し、第１
図はグランドパッキンの第１実施例を示す斜視図、第２
図はグランドパッキン用編み糸の一例を示す斜視図、第
３図はグランドパッキンの第２実施例を示す斜視図、第
４図はグランドパッキンの第３実施例を示す斜視図、第
５図ないし第１１図はグランドパッキン用編み糸の他の
実施例を示す斜視図であり、また第１２図ないし第１５
図はグランドパッキン用編み糸の従来例を示す斜視図で
ある。 １……膨張黒鉛テープ ３……紐状体 ３Ａ〜３Ｃ……折畳層 ４……編み糸 １０、１０Ａ……グランドパッキン １１……第１補強材 １２……第２補強材 １３……中芯 １４……中芯の補強被覆層

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】脆性材料である膨張黒鉛テープを編み糸と
   すべく長手方向に山折り，谷折りの少なくともいずれか
   一方に折りたたんで塑性変形させた折畳層構造の紐状体
   と、この紐状体の外周全体を被覆するニット編みまたは
   編組体によってなる第１補強材および前記折畳層間に長
   手方向に沿って配置される糸状の第２補強材の少なくと
   もいずれか一方との複合構造で編み糸を形成したことを
   特徴とするグランドパッキン用編み糸。
2. 【請求項２】脆性材料である膨張黒鉛テープを編み糸と
   すべく長手方向に山折り，谷折りの少なくともいずれか
   一方に折りたたんで塑性変形させた折畳層構造の紐状体
   と、この紐状体の外周全体を被覆するニット編みまたは
   編組体によってなる第１補強材および前記折畳層間に長
   手方向に沿って配置される糸状の第２補強材の少なくと
   もいずれか一方との複合構造で編み糸を形成し、この編
   み糸を複数本集束して編組または撚り加工したことを特
   徴とするグランドパッキン。
3. 【請求項３】棒状の中芯と、この中芯の外周を被覆する
   ニット編みまたは編組体の補強被覆層とからなるグラン
   ドパッキンにおいて、前記中芯が、脆性材料である膨張
   黒鉛テープを編み糸とすべく長手方向に山折り，谷折り
   の少なくともいずれか一方に折りたたんで塑性変形させ
   た折畳層構造の紐状体と、この紐状体の外周全体を被覆
   する編組体によってなる第１補強材および前記折畳層間
   に長手方向に沿って配置される糸状の第２補強材の少な
   くともいずれか一方との複合構造で編み糸を形成し、こ
   の編み糸を複数本集束して編組または撚り加工されてい
   ることを特徴とするグランドパッキン。