JPS6311551B2

JPS6311551B2 -

Info

Publication number: JPS6311551B2
Application number: JP57215147A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Ashizawa; Kazuo Nishimoto
Original assignee: Nichias Corp
Current assignee: Nichias Corp
Priority date: 1982-12-08
Filing date: 1982-12-08
Publication date: 1988-03-15
Also published as: JPS59106763A

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は、バルブやポンプなどの軸の貫通す
る個所のスタフインボツクスに詰めて使用するグ
ランドパツキンに係るもので、とくに木綿、石
綿、合成繊維、金属線などの材料を紐状に編み上
げた編組体からなるグランドパツキンの改良に関
するものである。従来、前記編組体をグランドパツキンとして使
用する場合、紐状の編組体を軸の周囲長さに合わ
せて切断し、それを必要の数だけ１個ずつスタフ
インボツクス内にリング状に詰めて積層し、最後
にグランドで圧縮する手段がとられている。ま
た、前記紐状の編組体をスタフインボツクス内に
リング状に詰める場合、第１図に示すように、紐
状編組体１がリング状に突き合わされる切断面１
ａは流体の漏れ道となるので、積層されるリング
状編組体は、その突き合わせ切断面の位相を順次
にずらして詰めるようにしている。上記のようにしてグランドで押圧されたリング
状編組体はグランドの押圧方向に圧縮されると共
にその巾方向に展延変形し、その巾方向の展延変
形が軸面およびスタフインボツクス壁に圧接する
ことにより、流体に対する軸封作用が形成され
る。しかし、前記編組体を１個ずつスタフインボツ
クス内に詰めてグランドパツキンとする作業は、
熟練を必要とし、手数と時間もかかり、ハンドリ
ング性が極めて悪い。また、ハンドリング性の悪
さがシール性の不安定要因ともなつている。それ
がため、バルブやポンプの製造にあつては、他の
部品が殆んど量産可能とされているなかで、前述
したグランドパツキンの装着は熟練を必要とする
手作業で行われているので、ハンドリング性が良
くて自動組立てが容易にできるグランドパツキン
の出現が望まれている。上記要望に対応するものとして、紐状編組体を
金型によつて予めリング形に成形した「リング成
形パツキン」があり、また紐状編組体をリング状
に突き合わせ、それを所要数積層して金型で一体
に成形した「リング積層パツキン」が提案されて
いる。しかしながら、前者の「リング成形パツキン」
は、紐状パツキンに比べると、装着性は改善され
るものゝ、その積層に当つて、その突き合わせ切
断面の位相をずらせながら装着しなければなら
ず、面倒な手作業が残る。また、後者の「リング積層パツキン」にあつて
は、装着性は飛躍的に改善されるが、金型内での
一体成型時に、編組体に予め含浸させてある潤滑
剤が、積層表面に押し出されるので、一体化がむ
づかしい。そこで、一体化するには、相当に強い
押圧力を加える必要があるが、それによると成形
体の密度が高くなりすぎるため、機器に装着後、
パツキンを巾方向に展延変形させるためのグラン
ド押圧力が過大となり、袋ナツトなどの締付け部
分の構造は強度の高いものが要求されるようにな
る。加えて、高密度のパツキンであると、軸に対
して強く圧接するため、たとえばバルブの場合で
あれば、バルブの開閉操作力が過大となり、操作
性が著しく阻害される。そこで、前記成型押圧力を強くするかわりに、
積層面に接着剤を塗布して接着する手段が考えら
れているが、ハンドル操作力を小さくする目的で
潤滑剤を含浸させたパツキンに対して接着剤を適
用することは、その初期の目的に反するものであ
る。また、パツキン表面の潤滑剤層の上から接着
しても、接着機能が充分に発揮されない。この発明は、前述した問題点を解決するために
なされたものであつて、紐状編組体を用いて形成
されるグランドパツキンにおいて、装着性（ハン
ドリング性）が良く、自動組立てが容易にでき、
しかもすぐれたシール性能が発揮されるグランド
パツキンを提供することを目的としているもので
ある。この発明は、紐状編組体を巻き回わして筒形状
に積層してグランドパツキンの主部とするものに
おいて、その積層筒形状パツキン主部は、圧縮状
態において、その全表面のうち、外周面から軸に
触れない部分が、鉛合金、アルミニウム合金、銅
合金、錫合金、ニツケル、純鉄製のホイル、石綿
織布、ガラス織布のいずれかの耐熱材料による薄
膜状外皮で包囲保持されている構成に特徴を有す
るものである。以下、この発明を、その実施例を示した図面に
基づいて詳細に説明する。第２図および第３図において、Ａはグランドパ
ツキンの主部であつて、木綿、石綿、合成繊維、
金属線などの材料を紐状に編み上げて形成した角
形の編組体が用いられ、その編組体を所要長さに
切断してリング状に突き合わせてなる複数個のリ
ング状編組体１が積層され、潤滑剤が含浸された
構成になつている。そして、そのパツキン主部Ａ
は、所要の押圧力で圧縮された状態で、その外周
面ならびにそれに続く環状の両端面の一部が、バ
ビツトメタルのような鉛合金、アルミ合金、銅合
金、あるいはニツケル、純鉄、石綿布、ガラスク
ロスなどの軟質な耐熱材料からなる薄膜状外皮２
で包囲保持されている。前記薄膜状外皮２は、パツキングの装着性（ハ
ンドリング性）を良くし、かつすぐれたシール性
能を発揮させるためのもので、パツキンを一体化
する作用ならびにパツキンを、たとえばバルブな
どに装着して締付けたときにパツキンが巾方向に
展延変形できるように、その材質、性状、形態が
選択される。たとえば、第５図に示すように、パツキン１を
バルブに装着した場合の漏れについてみると、そ
の漏れ道としては、バルブステムとパツキン面間
の漏れ道Ｘ（動的接触シール部分）と、パツキン
面とスタフインボツクス内面間の漏れ道Ｙ（静的
接触シール部分）と、パツキン実体内を通過する
漏れ道Ｚ（充填シール部分）とがあり、それらの
漏れ道を同時にシールできる機能をそなえなけれ
ばならない。その漏れ量としては、Ｘ≫Ｙ＞Ｚの順で、パツ
キンとバルブステム間の漏れが絶対的に多いが、
ＹおよびＺの漏れ量も無視できない。そのため、たとえば外皮２をパビツトメタルで
形成する場合、外皮厚さが１mmを超えると、パツ
キンを一体化させる作用は強まり、装着性は飛躍
的に向上するが、逆に締付けられたときの展延変
形性が阻害され、Ｙの漏れ量が増大するようにな
る。また、外皮２の厚さが0.02mmに満たない薄い
場合には、パツキンの巾方向の展延性に問題は生
じないが、パツキンを一体化させる作用が弱ま
り、寸法安定性ならびにハンドリング性向上の効
果が薄れるようになる。そのため、前記外皮２の厚さは0.02mm〜１mmの
範囲が有効であり、バルブ構造による締付け荷重
の大きさと、パツキンの巾方向の展延性とによつ
て、前記目的を達成するための厚さが選択され
る。一般的には、前記外皮２の厚さは0.1mm〜0.5mm
の範囲が良好であり、厚さの選択は外皮の材質に
より、この範囲内で変えられることはいうまでも
ない。なお、パツキンの実体内を通過する漏れ道Ｚは
外皮２がパツキンの上下端面を被覆しているた
め、液の進入は阻止され、漏れは殆んどなくなる
か、非常に少なくなる効果がある。また、パツキ
ンの編組体に含浸されている潤滑剤は漏れ道Ｙや
Ｚの部分で消費されず、動的接触シール部分の潤
滑剤のみに作用するので、同じ含浸量の潤滑寿命
が大巾に延びる効果があり、それによりパツキン
の耐久性の向上が図れる。前記パツキン主部Ａを薄膜状外皮２で包囲保持
する製品は、たとえば薄膜状外皮を筒状にまるめ
て成形金型内に配設し、その内部に前記リング状
編組体を入れて積層し、そのうえから押型を介し
て押圧することによつて容易に得られる。第４図に示したものは、この発明の他の実施例
であつて、この例では、紐状の角形編組体１は螺
旋状に積層されている。前記のグランドパツキンの構成によれば、下記
の効果が得られる。 (1) 紐状編組体を筒形状に積層して成るパツキン
主部が薄膜状外皮で包囲保持されるものにおい
ては、外皮のないものに比べ、成形圧力を過大
にしないでも、その積層物を一体に保持でき
る。 (イ) 袋ナツトなどのグランド締付け部構造を変
更しないで良い。（通常の締付け力で良い）。 (ロ) バルブへの使用においては、ハンドル操作
性にも影響がない。 (ハ) バルブの操作軸との接触面に異物（接着
剤）が触れるような不都合な問題はなくな
る。 (2) パツキンの装着性が大巾に改善される。 (イ) リング状編組体を１個々々詰める作業に比
べ、１個の筒状単体を装填する作業は熟練を
要することなく、極めて簡単で、作業能率を
向上できる。 (ロ) 自動組立てが可能になる。 (ハ) 積層された紐状積層体が薄膜状外皮で一体
化されたものは、寸法精度が良い。 (3) シール性能が向上する。 (イ) 薄膜状外皮で一体化されたパツキン主部
は、これをスタフインボツクス内に均一に充
填できるため、そのシール性能が安定する。 (ロ) パツキン主部の外周面ならびに両端面だけ
を薄膜状外皮で包囲保持し、軸面と接触する
内周面を包囲しないものにあつては、潤滑剤
は軸面以外の部分で浪費されないので、耐久
性の大巾な向上が図れる。次に、この発明の実施例を、比較例と共に下記
に示す。実施例 (1) 石綿グレード4Aクラスの石綿系をブレイダー
にて八ツ編みし、組み紐状に編組した断面形状
6.4mm角の紐状編組体をつくり、これを鉱物油100
部、鱗片状黒鉛10部をよく混合した液中に浸漬し
て含浸処理を行つたのち、引き出して余分な潤滑
含浸剤を四点成形ロールで絞り出し、断面6.4mm
角の紐状編組体を得る。これを24φのステムシヤ
フトに巻き付け所定寸法に切断する。別途、140×38mmに切り出した厚さ0.15mmのバ
ビツトホイルを筒状にまるめて成形金型内にセツ
トし、その内部に５個の前記リング状編組体を、
その切口を180゜ずつずらして、挿入して積層し、
その上から押型を介して油圧プレスにて915Kgｆ
（押し面圧150Kgｆ／cm²）を負荷し、一体成形され
たパツキンを得た。実施例 (2) 石綿グレード3Aクラスの石綿系をブレイダー
にて八ツ編みし、組み紐状に編組した断面形状
6.4mm角の紐状編組体をつくり、これを鉱物油系
潤滑油100部、合成油系潤滑油15部、鱗片状黒鉛
10部をよく混合撹拌した液中に３時間含浸処理を
行つたのち、引き出して余分な潤滑含浸剤を四点
成形ロールで絞り出し、断面6.4mm角の紐状編組
体を得る。これをステムシヤフトと同径の27φの
金属棒状治具に５層の螺旋状に巻き付け、その上
下両端は水平となるようにバイアスカツトしてパ
ツキン主部を得る。別途、ガラスヤーンにて袋編みした外径40φ、
布厚0.3mmの筒状体をブレイダーにて製作し、こ
のガラス織布の筒状体の一端から、前記のように
して予備形付けされたパツキン主部を挿入し、余
つた筒状体を切断し、これを成形金型内にセツト
し、押型を介して油圧プレスにて1013Kgｆ（押し
面圧150Kgｆ／cm²）を負荷し、一体成形されたパ
ツキングを得た。比較例 (1) 実施例と同一の断面6.4mm角の紐状編組体を24φ
のステムシヤフトに巻き付けて所定寸法に切断
し、これを成形金型内に切口を180゜ずつずらして
５リング分挿入し、その上から押型を介して油圧
プレスにて915Kgｆ（押し面圧150Kgｆ／cm²）を負
荷し、一体成形されたパツキングを得た。比較例 (2) 比較例(1)と同様に、油圧プレスにて1830Kgｆ
（押し面圧300Kgｆ／cm²）を負荷して一体成形され
たパツキングを得た。ただし、各リング重ね合せ
面およびパツキング切口には接着剤（ペンギンセ
メント）をハケで塗布した。以上、実施例(1)(2)、比較例(1)(2)について、外径
寸法、内径寸法、高サ、外観、ハンドリング性の
比較を行つたものを表１に示す。表中で明らかな
ように従来法で成形した比較例(1)(2)は寸法および
ハンドリング性が不充分であつたが、同一押し面
圧で成形したこの発明品は寸法およびハンドリン
グ性ともに良好であることが認められた。従来法
は比較例２のように相当大きな押し面圧を負荷す
れば一体成形が可能となる。

【表】各試料の測定値は７個の平均値を用いた。
また、上記実施例(1)および比較例(1)(2)のパツキ
ンを市販の鋳鉄バルブ３インチ用にセツトし、実
施例(2)のパツキンは市販の鋳鉄バルブ５インチ用
にセツトし、装着性、ハンドル操作性、シール
性、蒸気サイクルテストを比較した結果を表２に
示す。

【表】以上に述べたように、この発明によれば、紐状
編組体を巻き回わして筒形状に積層してグランド
パツキンの主部とするものにおいて、その積層筒
形状パツキン主部は、圧縮状態において、その全
表面のうち、外周面から軸に触れない部分が、鉛
合金、アルミニウム合金、銅合金、錫合金、ニツ
ケル、純鉄製のホイル、石綿織布、ガラス織布の
いずれかの耐熱材料からなる薄膜状外皮で包囲保
持されているので、紐状編組体を積層するための
一体成形圧力の軽減化ができるばかりでなく、パ
ツキンの装着性ならびにシール性能の大巾な向上
が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のグランドパツキンの斜視図、第
２図はこの発明の一実施例を示すグランドパツキ
ンの斜視図、第３図は縦断側面図、第４図は他の
実施例を示すグランドパツキンの斜視図、第５図
はパツキンをバルブに装着した場合の液体漏れ道
の説明図である。１……紐状編組体、１ａ……切断面、Ａ……グ
ランドパツキン主部、２……薄膜状外皮。

Claims

【特許請求の範囲】１紐状編組体を巻き回して筒形状に積層してグ
ランドパツキンの主部とするものにおいて、その
積層筒形状パツキン主部は、圧縮状態において、
その全表面のうち、外周面から軸に触れない部分
が、鉛合金、アルミニウム合金、銅合金、錫合
金、ニツケル、純鉄製のホイル、石綿織布、ガラ
ス織布のいずれかの耐熱材料からなる薄膜状外皮
で包囲保持されていることを特徴とするグランド
パツキン。２前記グランドパツキンの主部は、紐状編組体
を所要長さに切断してリング状に突き合わせてな
る複数個のリング状編組体が、その突き合わせ面
の位相をずらして筒形状に積層されている特許請
求の範囲第１項記載のグランドパツキン。３前記グランドパツキンの主部は、紐状編組体
が螺旋状で筒形状に積層されている特許請求の範
囲第１項記載のグランドパツキン。