JPH0660688B2 - リング状パッキンおよびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、流体機器の軸封部の用いるグランドパッキン
などに好適なリング状パッキンおよびその製造方法に関
する。

［従来の技術］ 流体が、ポンプやバルブなどの流体機器の軸封部から機
外に漏洩するのを防止するために、軸封部を構成してい
るパッキンボックス（スタフィンボックス）に装入され
るグランドパッキンとして、テープ状のパッキン素材を
うず巻き状に巻回したのち、金型で加圧成形するダイモ
ールド方式によって製造されるリング状パッキンが用い
られている。

この種のパッキンは、第９Ａ図ないし第９Ｇ図に示すよ
うに、所定の幅寸法と厚さ寸法を有する、例えば可撓性
膨張黒鉛製のテープ状パッキン素材Ａ（第９Ａ図）を適
当な長さに切断（第９Ｂ図）したのち、計量を行なって
リング状パッキンの成形に必要な重量、つまり適当な長
さに切断されたテープ状パッキン素材ａの量を確認し
（第９Ｃ図）、計量をパスしたテープ状パッキン素材ａ
をうず巻き状に巻回して、金型によってなる環状加圧手
段Ｂに装入して加圧することによって（第９Ｄ図）、所
定の内・外径寸法および幅寸法（軸方向寸法）を有する
エンドレスの成形素材Ｐ１を成形し（第９Ｅ図）、つい
で円周方向の１箇所を刃物Ｂ′で切断するか、または切
断したのちに、再度、環状加圧手段Ｂに装入して、前回
よりも低い加圧力によって加圧して（第９Ｆ図）切断面
の変形を修正した環状体に成形することによって第９Ｇ
図のリング状パッキンＰが製造される。

［発明が解決しようとする課題］ この種従来のリング状パッキンＰは、突き合わせられて
いる切断面同士を、一旦、離間させたのち、第１０図の
軸Ｓの外周に巻回してパッキンボックスＰＢに装入する
ことによって、切断面Ｃ１，Ｃ２同士を再度突き合わせ
た状態で装着される。

ところが、切断面Ｃ１，Ｃ２が真直かつ平坦なであるか
ら、単純な平坦面同士の突き合わせによって接合される
ことになる。したがって、突き合わせ部の接面距離がリ
ング状パッキンＰの半径方向寸法に等しい長さに短く制
限されるので、突き合わせ部を通って流体が漏洩するお
それを有している。

前述の接面距離は、斜めに切断することで幾分増大させ
ることができる。しかし、斜めに切断して接面距離を少
し大きくしたとしても、単純な平坦面同士の突き合わせ
では流体の漏れ抵抗が小さいので、その漏洩を確実に防
止することが期待できない難点を有している。

また、テープ状パッキン素材Ａを適当な長さに切断した
のち、計量を行なってリング状パッキンの成形に必要な
重量を確認し、計量をパスしたテープ状パッキン素材ａ
をうず巻き状に巻回する比較的煩雑な作業が必要である
ため、生産製に劣る問題点が有る。

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、切断
面同士の突き合わせ部からの流体漏洩が確実に防止さ
れ、しかも生産製の向上を達成できるリング状パッキン
およびその製造方法の提供を目的としている。

［問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、複数枚積層され
たテープ状パッキン素材の所定間隔位置を局部加圧手段
により少なくとも幅方向に圧縮して高密度部分を形成
し、この高密度部分の切断面を互いに突合せて形成した
環状体が環状加圧手段によって径方向の膨出を制約され
て幅方向に圧縮され、前記切断面が３次元方向に変形し
た突き合わせによって接合されているものである。

また、テープ状パッキン素材を複数枚積層して積層体を
形成する工程と、局部加圧手段により所定間隔を有して
前記積層体を局部的に少なくとも幅方向に圧縮して高密
度部分を形成する工程と、この高密度部分を切断する工
程と、切断面同士を互いに突合せて環状加圧手段に装入
した環状体の径方向膨出を制約して幅方向に圧縮し、前
記切断面を３次元方向に変形した突き合せ状態で接合す
る工程によって製造できる。

［作用］ 本発明のリング状パッキンによれば、高密度部分の切断
面が互いに突合せられて形成された環状体を、環状加圧
手段によって径方向の膨出を制約して幅方向に圧縮する
場合、この圧縮力は、局部加圧手段によって少なくとも
幅方向（環状体の軸方向）に圧縮されて幅方向寸法を縮
小させられた高密度部分に負荷されず、まず幅方向寸法
の大きい低密度部分に負荷されて、ここから圧縮するこ
とになる。

幅方向寸法の大きい低密度部分が環状加圧手段によって
圧縮されても、径方向の膨出が制約されるので、環状体
の低密度部分を構成している複数枚積層されたテープ状
パッキン素材の層間に、不均一な円周方向のすべりを生
じ、この層間のすべりによって高密度部分の層間にも不
均一な円周方向のすべりが起こる。

したがって、両高密度部分の切断面がたとえ平坦面であ
っても、平坦な切断面が円周方向に不規則に凸凹した凹
凸面に変形し、凹凸面同士が互いに干渉し合って突き合
わせられる。

環状加圧手段による加圧が進行することで、高密度部分
も幅方向に圧縮され、この圧縮によって各層が不規則な
ジグザグ状もしくは略ジグザグ状に折曲させられる。し
たがって切断面が径方向、幅方向および円周方向の３次
元方向に複雑に変形した迷走状の突き合せによって接合
されることになる。その結果、突き合わせ部の接面距離
が半径方向寸法よりも十分に長くなる。

また、本発明のリング状パッキンの製造方法によれば、
切断面が径方向、幅方向および円周方向の３次元方向に
複雑に変形した突き合せによって接合されたリング状パ
ッキンを容易に得ることができる。

［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、本発明に係るリング状パッキンの一実施例を
示す正面図、第２図は第１図の右側面図を示し、これら
の図において、リング状パッキン１は、厚さ0.3mm×幅1
6mmで密度1.0ｇ／cm³の可撓性膨張黒鉛によってなるテ
ープ状パッキン素材２を１５枚積層して、長手方向に12
0mmの間隔を有して後述する局部加圧手段により幅方向
および厚さ方向に圧縮して高密度部分を形成し、この高
密度部分の長手方向中央部を、幅方向に切断し、その切
断面を互いに突合せた環状体として環状加圧手段に装入
したのち、径方向の膨出を制約した状態で幅方向に圧縮
して、内径φ32mm×外径φ48mm×幅８mmで密度1.45ｇ／
cm³に圧縮成形することによって、切断面を３次元方向
に変形した突き合せによって接合させているものであ
る。

即ち、リング状パッキン１は、第３Ａ図に示すように、
前述のテープ状パッキン素材２を複数枚積層して積層体
３を形成し、この積層体３の先端部を、第３Ｂ図に示す
ように、Ｕ字状のガイド４（ただし、このガイドの長さ
は、図示されていない調整機構によってリング状パッキ
ン１のサイズに応じて伸縮可能に構成されている）の入
口側に設けられている局部加圧手段５に対応する位置で
一旦停止させ、局部加圧手段５を構成している４つの加
圧板５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄを矢印方向に移動させ、先
端部6₁を局部的に幅方向および厚さ方向に圧縮して、密
度を1.3ｇ／cm³にアップさせた高密度部分６Ａを形成し
たのち、第３Ｃ図に示すように、Ｕ字状のガイド４に沿
って積層体３を押し込むことで、前記高密度部分６Ａを
出口側に配置されている切断刃体７に対応する位置まで
移動させ、ここで一旦停止させ、切断刃体７によって高
密度部分６Ａの長手方向中央部を、幅方向に切断すると
ともに、局部加圧手段５に対応している部分6₂を、前記
同様に局部的に幅方向および厚さ方向に圧縮して、高密
度部分６Ｂを形成する。

つぎに、高密度部分６Ｂを切断刃体７に対応する位置ま
で移動させ、ここで一旦停止させ、切断刃体７によって
高密度部分６Ｂの長手方向中央部を、幅方向に切断する
ことによって、第３Ｄ図に示すように、Ｕ字状積層体３
Ａの両端部に幅方向および厚さ方向に圧縮された高密度
部分６Ａ，６Ｂが形成されることになり、以下、Ｕ字状
のガイド４に沿って積層体３を順次押し込みながら前述
と同様に高密度部分を形成し、かつ形成された高密度部
分を切断する動作を反復することによって、第３Ｄ図と
同様のＵ字状積層体３Ａを連続的に形成することができ
る。

つづいて、Ｕ字状積層体３Ａにおける高密度部分６Ａ，
６Ｂの切断面６ａ，６ｂを互いに突合せて、第３Ｅ図に
示す環状加圧手段８に装入して環状体９に形成したの
ち、この環状体９を環状加圧手段８によって圧縮する。

環状加圧手段８は、環状雌金型８Ａと、環状雄金型８Ｂ
によって構成されており、環状雌金型８Ａの溝幅ｗ１
は、第３Ｄ図のＵ字状積層体３Ａにおける厚さ寸法ｗ２
よりも僅かに大きく設定されている。したがって、Ｕ字
状積層体３Ａにおける高密度部分６Ａ，６Ｂの切断面６
ａ，６ｂを互いに突合せて環状雌金型８Ａに装入したの
ちに、環状雄金型８Ｂを押し下げることによって、環状
体９は径方向の膨出を制約された状態で幅方向に圧縮さ
れることになる。

即ち、環状雄金型８Ｂを押し下げることによって生じる
圧縮力は、幅方向寸法を縮小させられた高密度部分６
Ａ，６Ｂに負荷されず、まず幅方向寸法の大きい低密度
部分６Ｃに負荷されて、ここから圧縮することになる。

幅方向寸法の大きい低密度部分６Ｃが環状加圧手段８に
よって圧縮されても、環状雌金型８Ａによって径方向の
膨出が制約されるので、環状体９の低密度部分６Ｃを構
成している複数枚積層されたテープ状パッキン素材２の
層間に、不均一な円周方向のすべりを生じ、この層間の
すべりによって高密度部分６Ａ，６Ｂの層間にも不均一
な円周方向のすべりが起こる。

したがって、両高密度部分６Ａ，６Ｂの切断面６ａ，６
ｂが第４Ａ図のような平坦面であっても、第４Ｂ図に示
すように、各層が円周方向に不規則に凸凹する凹凸面６
ｘ，６ｙに変形し、凹凸面６ｘ，６ｙ同士が互いに干渉
し合って突き合わせられることになる。

環状加圧手段８による加圧が進行することで、高密度部
分６Ａ，６Ｂも幅方向に圧縮され、この圧縮によって各
層が、例えば第５Ａ図ないし第５Ｃ図に示すような不規
則なジグザグ状もしくは略ジグザグ状に折曲させられ
る。したがって平坦であった切断面６ａ，６ｂ（第４Ａ
図）が径方向、幅方向および円周方向の３次元方向に複
雑に変形した迷走状の突き合せによって接合されたリン
グ状パッキン１（第１図および第２図参照）が製造され
る。

前記工程によって製造されたリング状パッキン１は、凹
凸面６ｘ，６ｙの突き合わせ部の接面距離が半径方向寸
法よりも十分に長くなるとともに、流体の漏れ抵抗が大
幅に増大するので、流体の漏洩を確実に防止することが
できる。

しかも、従来のようなテープ状パッキン素材Ａを適当な
長さに切断ａしたのち、計量を行なってリング状パッキ
ンの成形に必要な重量を確認し、計量をパスしたテープ
状パッキン素材ａをうず巻き状に巻回する比較的煩雑な
作業を必要としないので、生産製が向上する。

また、第３Ａ図の積層体３を第３Ｂ図および第３Ｃ図に
示すように、Ｕ字状のガイド４に沿って押し込むこと
で、局部加圧手段５に対応する部分を、順次、局部的に
幅方向および厚さ方向に圧縮して、高密度部分６Ａまた
は６Ｂを形成するとともに、切断刃体７に対応する高密
度部分６Ａまたは６Ｂの長手方向中央部を幅方向に切断
して、Ｕ字状積層体３Ａを形成することによって、該Ｕ
字状積層体３Ａにおける高密度部分６Ａと６Ｂの間、つ
まり低密度部分６Ｃを構成するテープ状パッキン素材２
の長さを、環状体９の径内外の曲率半径によって定まる
円周長さに対応する差をもたせて設定できるから、Ｕ字
状積層体３Ａを環状加圧手段８の環状雌金型８Ａに型込
めして環状体９を形成する場合の曲げ性がよくなるの
で、曲率半径の大きさにかかわることなくリング状パッ
キン１を容易に製造できる。

このことは、第６図に示すように、伸縮可能な、しわ付
きテープ状パッキン素材２Ａを用いることによっても達
成でき、曲率半径があまり小さくないリング状パッキン
１を製造する場合には、第７図のように、テープ状パッ
キン素材２をＵ字状に折曲せずに、高密度部分６Ａ，６
Ｂを形成して、低密度部分６Ｃの長さを一定にしてもよ
い。

なお、本発明は前記実施例にのみ限定されるものではな
く、第８Ａ図に示すテープ状パッキン素材２を、第８Ｂ
図に示す巻芯１０に巻回したのち、図示されていない局
部加圧手段によって、第８Ｃ図のように、巻芯１０に巻
回されたテープ状パッキン素材２を幅方向に局部加圧し
て高密度部分６Ｄ形成し、ついで高密度部分６Ｄを図示
されていない切断刃体によって切断（第８Ｄ図参照）し
て、第８Ｅ図のように巻芯１０から環状体９として抜き
取り、この環状体９を前記第３Ｅ図と同様に加圧するこ
とによっても第１図および第２図に示したリング状パッ
キン１を製造することができる。

また、前記実施例では、可撓性膨張黒鉛によってなるテ
ープ状パッキン素材２を用いて説明しているが、金属
箔、抄紙ペーパおよび金属ニットなどの異る材料によっ
てなるテープ状パッキン素材を使用することもできる。

［発明の効果］ 本発明は、前述のように構成されているので、以下に記
載されるような効果を奏する。

即ち、請求項１のリング状パッキンにおいては、高密度
部分の切断面を互いに突合せて形成した環状体が、環状
加圧手段によって径方向の膨出を制約されて幅方向に圧
縮されることで、テープ状パッキン素材の層間に生じる
不均一な円周方向のすべりによって、平坦な切断面が円
周方向に不規則に凸凹した凹凸面に変形し、凹凸面同士
が互いに干渉し合って突き合わせられるとともに、各層
が不規則なジグザグ状もしくは略ジグザグ状に折曲させ
られて、切断面が径方向、幅方向および円周方向の３次
元方向に複雑に変形した迷走状の突き合せによって接合
されることにより、突き合わせ部の接面距離が半径方向
寸法よりも十分に長くなるとともに、流体の漏れ抵抗が
大幅に増大するので、流体の漏洩を確実に防止すること
ができる。

また、請求項２のパッキンにおいては、高密度部分の切
断面を互いに突合せて形成した環状体が、環状加圧手段
によって径方向の膨出を制約されて幅方向に圧縮される
ことで、テープ状パッキン素材の層間に生じる不均一な
円周方向のすべりによって、平坦な切断面が円周方向に
不規則に凸凹した凹凸面に変形し、凹凸面同士が互いに
干渉し合って突き合わせられるとともに、各層が不規則
なジグザグ状もしくは略ジグザグ状に折曲させられて、
切断面が径方向、幅方向および円周方向の３次元方向に
複雑に変形した迷走状の突き合せによって接合されるこ
とにより、突き合わせ部の接面距離を半径方向寸法より
も十分に長くするとともに、流体の漏れ抵抗を大幅に増
大させて流体の漏洩を確実に防止することのできるリン
グ状パッキンを容易に製造できる。

しかも、従来のように、テープ状パッキン素材を適当な
長さに切断したのちに、計量を行なって必要な重量を確
認したり、計量をパスしたテープ状パッキン素材をうず
巻き状に巻回する比較的煩雑な作業を省略できるので、
生産製が大幅に向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係るリング状パッキンの一実施例を
示す正面図、第２図は第１図の右側面図、第３Ａ図ない
し第３Ｅ図はＵ字状積層体の製造工程の説明図、第４Ａ
図および第４Ｂ図は切断面の比較例を示す拡大斜視図、
第５Ａ図ないし第５Ｃ図は切断面における各層の折れ曲
り例を示す拡大正面図、第６図および第７図は積層体の
他の例を示す平面図、第８Ａ図〜第８Ｅ図は環状体形成
工程の他の例を示す説明図、第９Ａ図ないし第９Ｇ図は
従来のリング状パッキンの製造工程を示す説明図、第１
０図は従来のリング状パッキンの装着状態を示す縦断正
面図である。 １……リング状パッキン ２……テープ状パッキン素材 ３……積層体 ６Ａ，６Ｂ，６Ｄ……高密度部分 ８……環状加圧手段 ９……環状体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数枚積層されたテープ状パッキン素材の
   所定間隔位置を局部加圧手段により少なくとも幅方向に
   圧縮して高密度部分を形成し、この高密度部分の切断面
   を互いに突合せて形成した環状体が環状加圧手段によっ
   て径方向の膨出を制約されて幅方向に圧縮され、前記切
   断面が３次元方向に変形した突き合せによって接合され
   ていることを特徴とするリング状パッキン。
2. 【請求項２】テープ状パッキン素材を複数枚積層して積
   層体を形成する工程と、局部加圧手段により所定間隔を
   有して前記積層体を局部的に少なくとも幅方向に圧縮し
   て高密度部分を形成する工程と、この高密度部分を切断
   する工程と、切断面同士を互いに突合せて環状加圧手段
   に装入した環状体の径方向の膨出を制約して幅方向に圧
   縮し、前記切断面を３次元方向に変形した突き合せ状態
   で接合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。