JPS6357968A - グランドパツキンおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、回転軸あるいはバルブステムなどの密封に使
用されるグランドパツキンおよびその製造方法に関する
。

口の技術的背景ならびにその問題点 膨脹黒鉛テープから形成されたグランドパツキンは、石
綿製グランドパツキンと比較して応力緩和特性、耐熱性
、耐薬品性などの物性面で優れているため広く使用され
ている。

このような膨脹黒鉛製グランドパツキンは、膨脹黒鉛テ
ープを金型内にうず巻状に立てて配置してリング状とな
し、この巻回されたテープを縦方向に圧縮成形して成形
されてきた。

このようにして得られた膨脹黒鉛製グランドパツキンは
、厚さが薄いため、バルブに形成されたスタフィングボ
ックス内のステムに複数枚装着され、ステムから外部に
流体が漏洩するのを防止してステムを密封するのに用い
られている。この際流体の圧力、膨脹黒鉛の機械的強度
あるいはその他の事情を考慮して、膨脹黒鉛製グランド
パツキンは単独では使用されず、通常、このグランドパ
ツキンの上下にそれぞれ機械的強度に優れた硬貿リング
からなるボトムリングとヘッダーリングとを配置して、
このボトムリングとヘッダーリングとの間に膨脹黒鉛製
グランドパツキンをはさみ込むようにして使用されてい
る。

このように膨脹黒鉛製グランドパツキンの上下に硬質リ
ングからなるボトムリングとヘッダーリングとを配置す
る理由は、もし膨脹黒鉛製グランドパツキンを単独で使
用すると、スタフィングボックスから膨脹黒鉛の一部が
変形してはみ出してくることがあり、密封特性が低下し
てしまう恐れがあるためである。

ところが従来公知のグランドパツキンでは、スタフィン
グボックス内にまず硬質リングからなるボトムリングを
装着し、次いで複数枚の膨脹黒鉛製グランドパツキンを
１枚づつあるいは複数枚重ねてボトムリング上に装着し
、その後さらに硬質リングからなるヘッダーリングを膨
脹黒鉛製グランドパツキン上に装着しなければならない
ため、装着に手間がかかり極めて作業性に劣っていた。

またグランドパツキンとともに硬質リングを常に準備し
ておかなければならず、グランドパツキンの保管管理上
に問題点があった。

発明の目的 本発明は、上記のような従来技術に伴なう問題点を一挙
に解決しようとするものであって、グランドパツキンが
スタフィングボックス内からはみ出すのを防止できるた
め密封性に優れ、しかも簡単にかつ作業性よくスタフィ
ングボックス内に装着することができ、その上グランド
パツキンの保管管理が容易であるようなグランドパツキ
ンならびにその製造方法を提供することを目的としてい
る。

発明の概要 本発明に係るグランドパツキンは、膨脹黒鉛からなる円
筒状のパツキン本体と、このパツキン本体の上下両端に
パツキン本体と一体的に接合された硬質リングとからな
ることを特徴としている。

また本発明に係るグランドパツキンの製造方法は、リン
グ成形用金型内に第１硬質リングを入れた後に、この硬
質リング上に膨脹黒鉛テープをうず巻状または同心円状
に配置し、次いでこのテープ上に第２硬質リングを載置
し、これを加圧圧縮して、膨脹黒鉛からなる円筒状のパ
ツキン本体とこのパツキン本体の上下両端の第１および
第２硬質リングとを一体的に接合することを特徴として
いる。

本発明に係るグランドパツキンは、膨脹黒鉛からなる円
筒状のパツキン本体と、このパツキン本体の上下両端に
パツキン本体と一体的に接合された硬質リングとからな
るため、グランドパツキンがスタフィングボックスから
はみ出すのが防止できるため密封性に優れ、しかも簡単
にかつ作業性よくスタフィングボックス内に装着でき、
その上グランドパツキンの保管管理が容易である。

発明の詳細な説明 以下本発明に係るグランドパツキンならびにその製造方
法について具体的に説明する。

本発明に係るグランドパツキン１は、その斜視図が第１
図に示されるように、膨脹黒鉛からなる円筒状のパツキ
ン本体２と、このパツキン本体の上端に設けられた第１
硬質リング３と、パツキン本体の下端に設けられた第２
硬質リング４とからなっている。そしてパツキン本体２
と、第１硬質リング３および第２硬質リング４とは、一
体的に接合されている。

膨脹黒鉛からなる円筒状のパツキン本体２は、後述する
ように膨脹黒鉛テープを用いてこれを加圧圧縮して形成
される。この膨脹黒鉛テープは、膨脹黒鉛粒子を、バイ
ンダーを用いずに、あるいは必要に応じて酸化黒鉛、ホ
ウ酸、またはケイ素と炭素を主な骨格成分とする有機ケ
イ素高分子化合物などのバインダーとともに圧縮して得
られたものであって、テープ状あるいはそれに近い形状
をなしている。この膨脹黒鉛テープはこのように主とし
てテープ状であるが、鱗片状などテープ状以外の形状の
ものが含まれてもかまわない。

このような膨脹黒鉛テープは、切断されて短尺状にされ
て用いられる。このテープの形状は、完成後のグランド
パツキンの大きさに応じて決定されるが、好ましくは長
さ２０〜１００ｃｍ、幅５ｍｍ〜２０ｍ、かさ比重０．
３〜１．８であることが望ましい。

また第１硬質リング３および第２硬質リング４は、膨脹
黒鉛製パツキン本体よりも硬質であって、しかも後述す
る加圧圧縮時に、パツキン本体とアンカー接合などによ
り機械的に一体に接合される材料から形成されている。

具体的には、潤滑剤および黒鉛で処理された、アルミニ
ウムリボンまたは箔あるいは鉛リボンまたは箔などを主
材とし、これを撚り合せてリング状に成形したパツキン
が用いられる。また、＆１貿リングとして、石綿系を組
状に編組し、この表面をフッ素樹脂またはその他の潤滑
剤あるいは黒鉛などで被覆してリング状に成形したパツ
キンなども用いられる。

硬質リングとして上述したようなアルミニウムリボンあ
るいは鉛リボンなどからなるパツキンを用いると、この
パツキンは表面が凹凸状となっているため、後述する加
圧圧縮時にアルミニウムあるいは鉛の一部が膨脹黒鉛製
パツキン本体２中に入り込んだ状態となり、パツキン本
体２と硬質リング３および４との一体化が達成される。

本発明に係るグランドパツキン１では、通常、膨脹黒鉛
製パツキン本体２の密度は１．０〜２．０’３／ｃｍ３
でその高さは０．５〜１０ｃｍであり、硬質リング３お
よび４の密度は１．５〜４．０３／ｃｍ３で高さはそれ
ぞれ０．１〜２ｃｍであることが好ましい。

このようなパツキン本体２と硬質リング３ｅＪ：び４と
を、引張り試験機にて５０ｍｍ１分の速度で引張り、そ
の際破断した時の荷重を求めて両者の間の結合力を測定
すると、５００〜１０００ｇ程度の結合力を有している
ことがわかる。

次に本発明に係るグランドパツキンの製造方法について
説明する。

まず、第２図（ａ）に示すようなリング形成用金型５の
リング状凹部６内に、上述したような第１硬質リング３
を挿入し、この硬質リング３上に上述したような膨脹黒
鉛テープ７をうず巻き状あるいは同心円状には圧縮方向
に立てて配置する。

次に、この膨脹黒鉛テープ７の上に、第２硬質リング４
を載置した後、第２図（ｂ）に示すように、金型５の凹
部６に凸状金型８を挿入して、凹部６内に配置された膨
脹黒鉛テープ７を押しつぶすよう加圧圧縮にする。この
際の加圧面圧は２５０〜３００ＫＩｆ　／ｃｔＡである
ことが好ましい。

このようにすると、パツキン本体２と、第１硬質リング
３および第２硬質リング４とが機械的に一体的に接合さ
れたグランドパツキン１を得ることができる。

また場合によっては、上記のようなリング形成用金型５
を用いて、上記と同様にして膨脹黒鉛テープ７をこの金
型５の凹部６にうす巻状あるいは同心円状に配置した後
、加圧圧縮して膨脹黒鉛からなる円筒状のパツキン本体
２を形成し、次いでこのパツキン本体２の上下面に第１
硬質リング３および第２硬質リング４を配置し、これを
２５０〜３αＱｋｇｆ／ｃ１７ｉの面圧で加圧圧縮して
パツキン本体２と、第１硬質リング３および第２硬質リ
ング４とを機械的に一体的に接合して、グランドパツキ
ン１を１昇ることができる。

ざらにまた、場合によっては、膨脹黒鉛シートをリング
状に打ち扱き、これを積層して形成したパツキン本体２
を用いることもできる。

さらにまた場合によっては、第２図（Ｃ）および第２図
（ｄ）に示すように、リング形成用金型５のリング状凹
部６内に、第１硬質リング３を挿入し、この硬質リング
３上に膨脹黒鉛テープ７をうず巻き状あるいは同心円状
に圧縮方向に立てて配置した後、金型５の凹部６に凸状
金型８を挿入して、凹部６内に配置された膨脹黒鉛テー
プ７を押しつぶすよう加圧圧縮して、硬質リング３上に
第１薄葉状リング９ａを形成する。前記テープを加圧圧
縮する際の圧力は、パツキンの寸法によっても変化する
が、好ましくは１５０〜３００ｋｏｆ／　ｃｎｔであり
、得られる第１薄葉状リングの厚さは１〜２＃程度であ
ることが特に好ましい。

上記のようにして膨脹黒鉛テープ７を薄葉状に圧縮成形
した後、第２図（Ｃ）に示すように得られる第１薄葉状
リング９ａの上に、上記と同様にして該テープ７をうず
巻状あるいは同心円状に１．５〜５集程度巻き付けるよ
うにして配置し、次いで第２図（ｄ）に示すように加圧
圧縮して第１薄葉状リング９ａと一体化して第２薄葉状
リング９ｂを成形する。

上記のような操作をｎ回（ｎは２以上）繰り返すことに
より、薄葉状リングを複数枚積み重ねて、第ｎ薄葉状リ
ング９ｎを形成する。次いでこの第２硬質リング４に前
記テープ７を同様にしてうず巻状あるいは同心円状に配
置した後、このテープ７上に第２硬質リング４を載置し
、これを２５　Ｃ）−３００ｋｇｆ　／ｃｒＡの面圧で
加圧圧縮することにより、グランドパツキン１を得るこ
ともできる。

このようにして膨脹黒鉛からなる円筒状のパツキン本体
２を、第１薄葉状リング９ａ、第２１葉状リング９ｂ、
・・・、第２１葉状リング９ｂ・・・というようにして
薄葉状リングを重ね合せて形成すると、グランドパツキ
ンを増し締めしても、また使用中に温度が上昇しても、
トルクが軸にかかりすぎるというトルクオーバー現象が
生じにくく、しかも小さい締付力でシールに必要な押圧
力が得られるという優れた特性を有する膨脹黒鉛製グラ
ンドパツキン本体が１ｑられる。

発明の効果 本発明に係るグランドパツキンは、膨脹黒鉛からなる円
筒状のパツキン本体と、このパツキン本体の上下両端に
パツキン本体と一体的に接合された硬質リングとからな
るため、グランドパツキンがスタフイングボックスから
はみ出すのが防止できるため密封性に優れ、しかも簡単
にかつ作業性よくスタフィングボックス内に装着でき、
その上グランドパツキンの保管管理が容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るグランドパツキンの斜視図であり
、第２図（ａ）〜（ｂ）は本発明に係るグランドパツキ
ンの製造方法の説明図であり、第２図（Ｃ）〜（ｄ）は
本発明に係るグランドパツキンの別の製造方法である。 １・・・グランドパツキン ２・・・膨脹黒鉛製パツキン本体 ３・・・第１硬質リング　　４・・・第２硬質リング５
・・・金型　　　　　　　７・・・膨脹黒鉛テープ９ａ
・・・第１薄葉状リング 代理人　　弁理士　　鈴　木　俊一部 用　　１　　図 第　　２　　図（ａ） 第　　２　　図（ｂ） 第　　２　　図（ｃ） 几 第　２　図（ｄ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、膨脹黒鉛からなる円筒状のパッキン本体と、このパ
   ッキン本体の上下両端にパッキン本体と一体的に接合さ
   れた硬質リングとからなることを特徴とするグランドパ
   ッキン。 ２、リング成形用金型内に第１硬質リングを入れた後に
   、この硬質リング上に膨脹黒鉛テープをうず巻状または
   同心円状に配置し、次いでこのテープ上に第２硬質リン
   グを載置し、これを加圧圧縮して、膨脹黒鉛からなる円
   筒状のパッキン本体とこのパッキン本体の上下両端の第
   １硬質リングおよび第２硬質リングとを一体的に接合す
   ることを特徴とするグランドパッキンの製造方法。