JP2004100872A - グランドパッキン材料およびグランドパッキン - Google Patents
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Abstract
【課題】脆性繊維材料の外補強を可能にした外補強構造の安価なグランドパッキン材料およびこのグランドパッキン材料を用いて製造された安価なグランドパッキンを提供する。
【解決手段】グランドパッキン材料１は、極細で長尺の多数本のガラス繊維２よりなる補強材２０を帯状膨張黒鉛３の片面に設け、このようにした基材４をガラス繊維２が外向きになるように端から長手方向に順次に撚りをかけて、ガラス繊維２で帯状膨張黒鉛３を被覆し、この撚られた補強材２０に備えられている多数の開口２０Ａに帯状膨張黒鉛３を臨ませるようにして、かつガラス繊維２の一部と帯状膨張黒鉛３の幅方向の一端部５をのり巻きき状にグランドパッキン材料１の内部に巻き込んで、帯状膨張黒鉛３の間にガラス繊維２の一部を介在させた外補強構造に構成してある。
【選択図】 図１
【解決手段】グランドパッキン材料１は、極細で長尺の多数本のガラス繊維２よりなる補強材２０を帯状膨張黒鉛３の片面に設け、このようにした基材４をガラス繊維２が外向きになるように端から長手方向に順次に撚りをかけて、ガラス繊維２で帯状膨張黒鉛３を被覆し、この撚られた補強材２０に備えられている多数の開口２０Ａに帯状膨張黒鉛３を臨ませるようにして、かつガラス繊維２の一部と帯状膨張黒鉛３の幅方向の一端部５をのり巻きき状にグランドパッキン材料１の内部に巻き込んで、帯状膨張黒鉛３の間にガラス繊維２の一部を介在させた外補強構造に構成してある。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、グランドパッキンの製造に用いられるグランドパッキン材料と、このグランドパッキン材料によって製造されたグランドパッキンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、グランドパッキンの製造に用いられるグランドパッキン材料として、図２１および図２２に示すものが知られている。図２１のグランドパッキン材料５０は、膨張黒鉛テープ５１を長手方向に折りたたんで形成した紐状体５２を、ステンレス、インコネル、モネルなどの金属線の編組体よりなる補強材５３で被覆した外補強構造のもので（例えば、特許文献１参照）、図２２のグランドパッキン材料５０は、膨張黒鉛テープ５１の紐状体５２を前記金属線の編組体よりなる補強材５３で被覆した外補強構造のものを、長手方向にＶ字状に折りたたんだものである（例えば、特許文献２参照。）。
グランドパッキン材料５０には、前記金属線の編組体よりなる補強材５３によって高い引張り強さが付与されるので、編組またはひねり加工することができる。したがって、このグランドパッキン材料５０を複数本集束して、編組またはひねり加工することによりグラントパッキンを製造することできる。たとえば、グランドパッキン材料５０を８本集束して８打角編みすることで、図２３（ａ），（ｂ）に示すように編組したグラントパッキン５４を製造することができ、また、グランドパッキン材料５０を６本集束してひねり加工することで、図２４（ａ），（ｂ）に示すようにひねり加工したグラントパッキン５４を製造することができる。
【０００３】
図２１および図２２のグラントパッキン５４には、膨張黒鉛テープ５１によってパッキンとして不可欠な耐熱性、圧縮性、復元性などの封止上好ましい特性が付与されるので、高い封止性を有して流体機器の軸封部を封止することができる。
【０００４】
【特許文献１】
特公平６−２７５４６号公報
【特許文献２】
特許第２５８３１７６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記従来のグランドパッキン材料５０を製造するためには、編組機によって金属線のニット編みまたはその他の編組を行なう必要がある。ところが、金属線は構造の複雑な編組機によって編組されるので、高速編組が困難で製造作業性に劣る上に膨張黒煙の脱落を生じる。このため、グランドパッキン材料５０がコスト高になって、グランドパッキン５４のコストも高くなる問題を有している。
【０００６】
この問題を解決するために、膨張黒鉛テープ５１の紐状体５２を被覆する外補強材として、安価なガラス、シリカ、アルミナまたはアルミナシリカなどのセラミックよりなる脆性繊維材料の補強材で外補強したグランドパッキン材料５０によってグラントパッキン５４を製造し、グランドパッキン材料５０およびグランドパッキン５４のコストを削減したい要望がある。なお、前記の脆性繊維材料は、靭性が低いもののグラントパッキン５４を製造するための編組またはひねり加工には充分に耐え得るとともに、撚りをかけても折損し難い特性を有している。
【０００７】
しかし、脆性繊維材料よりなる補強材で膨張黒鉛テープ５１を外補強するためのニット編みまたはその他の編組をしようとすると折損する。このため、脆性繊維材料よりなる補強材で外補強したグランドパッキン材料５０を得ることができなかった。
【０００８】
本発明は、脆性繊維材料の外補強を可能にした安価な外補強構造のグランドパッキン材料およびこのグランドパッキン材料を用いて製造された安価なグランドパッキンを提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明に係るグランドパッキン材料は、脆性繊維材料よりなる補強材を帯状膨張黒鉛の少なくとも片面に設けた基材が、前記脆性繊維材料よりなる補強材を外側にしてかつ該該脆性繊維材料よりなる補強材が内部に巻き込まれるように撚られており、この撚られた補強材には多数の開口が備えられていて、これら開口に前記帯状膨張黒鉛を臨ませるようにしたことを特徴としている。
【００１０】
請求項２に記載の発明に係るグランドパッキン材料は、脆性繊維材料よりなる補強材を帯状膨張黒鉛の少なくとも片面に設けた基材が、前記脆性繊維材料よりなる補強材を外側にしてかつ該該脆性繊維材料よりなる補強材が内部に巻き込まれるように巻かれており、この巻かれた補強材には多数の開口が備えられていて、これら開口に前記帯状膨張黒鉛を臨ませるようにしたことを特徴としている。
【００１１】
請求項３に記載の発明に係るグランドパッキン材料は、脆性繊維材料よりなる補強材を帯状膨張黒鉛の少なくとも片面に設けた基材が、前記脆性繊維材料よりなる補強材を外側にしてかつ該該脆性繊維材料よりなる補強材が内部に巻き込まれるように巻かれて撚られており、この巻かれて撚られた補強材には多数の開口が備えられていて、これら開口に前記帯状膨張黒鉛を臨ませるようにしたことを特徴としている。
【００１２】
請求項４に記載の発明のように、脆性繊維材料の折り曲げ部が表面に露出していることが好ましい。
【００１３】
請求項５に記載の発明のように、帯状膨張黒鉛の片面に脆性繊維材料よりなる補強材を設けることが好ましい。
【００１４】
請求項６に記載の発明のように、帯状膨張黒鉛の両面に脆性繊維材料よりなる補強材を設けてもよい。
【００１５】
請求項７に記載の発明のように、脆性繊維材料がＥガラス，Ｔガラス，Ｃガラス，Ｓガラスなどのガラスもしくはシリカまたはアルミナ，アルミナシリカなどのセラミックのいずれかであることが好ましい。
【００１６】
請求項８に記載の発明に係るグランドパッキンは、請求項１，２，３，４，５，６，７のいずれかに記載のグランドパッキン材料を複数本用いて編組していることを特徴としている。
【００１７】
請求項９に記載の発明にに係るグランドパッキンは、請求項１，２，３，４，５，６，７のいずれかに記載のグランドパッキン材料を複数本用いてひねり加工していることを特徴としている。
【００１８】
請求項１に記載の発明によれば、脆性繊維材料は、撚りをかけても折損し難い特性を有しているので、脆性繊維材料よりなる補強材は、折損されることなく帯状膨張黒鉛を外補強することができる。
また、帯状膨張黒鉛が脆性繊維材料よりなる補強材に備えられた多数の開口に臨んで前記補強材に係合するアンカー作用によって、帯状膨張黒鉛と補強材との結合力が高められるので、接着剤の使用量を零もしくは極少量に制限しても、グランドパッキンを製造するための編組時またはひねり加工時に補強材が帯状膨張黒鉛と分離し難くなり外補強効果を有効に発揮することができる。
さらに、接着剤の使用量を零もしくは極少量に制限できることで、接着剤硬化による帯状膨張黒鉛の特性（親和性、圧縮復元性など）の低下を抑制することができる。
また、グランドパッキン材料の内部に補強材が巻き込まれていることにより、圧縮または圧力がかかった場合にサンドイッチ構造となるので、膨張黒鉛粒子の移動が抑止され、すなわち膨張黒鉛粒子のはみだし量が抑えられ、シール面圧の低下を防止して、耐圧性能を向上させ、相手側部材への圧接力を高めることで、シール性も向上させることができる。
【００１９】
請求項２に記載の発明によれば、脆性繊維材料は、巻いても折損し難い特性を有しているので、脆性繊維材料よりなる補強材は、折損されることなく帯状膨張黒鉛を外補強することができる。
また、帯状膨張黒鉛が脆性繊維材料よりなる補強材に備えられた多数の開口に臨んで前記補強材に係合するアンカー作用によって、帯状膨張黒鉛と補強材との結合力が高められるので、接着剤の使用量を零もしくは極少量に制限しても、グランドパッキンを製造するための編組時またはひねり加工時に補強材が帯状膨張黒鉛と分離し難くなり外補強効果を有効に発揮することができる。
さらに、接着剤の使用量を零もしくは極少量に制限できることで、接着剤硬化による帯状膨張黒鉛の特性（親和性、圧縮復元性など）の低下を抑制することができる。
また、グランドパッキン材料の内部に補強材が巻き込まれていることにより、圧縮または圧力がかかった場合にサンドイッチ構造となるので、膨張黒鉛粒子の移動が抑止され、すなわち膨張黒鉛粒子のはみだし量が抑えられ、シール面圧の低下を防止して、耐圧性能を向上させ、相手側部材への圧接力を高めることで、シール性も向上させることができる。
【００２０】
請求項３に記載の発明によれば、脆性繊維材料は、巻いて撚りをかけても折損し難い特性を有しているので、脆性繊維材料よりなる補強材は、折損されることなく帯状膨張黒鉛を外補強することができる。
また、帯状膨張黒鉛が脆性繊維材料よりなる補強材に備えられた多数の開口に臨んで前記補強材に係合するアンカー作用によって、帯状膨張黒鉛と補強材との結合力が高められるので、接着剤の使用量を零もしくは極少量に制限しても、グランドパッキンを製造するための編組時またはひねり加工時に補強材が帯状膨張黒鉛と分離し難くなり外補強効果を有効に発揮することができる。
さらに、接着剤の使用量を零もしくは極少量に制限できることで、接着剤硬化による帯状膨張黒鉛の特性（親和性、圧縮復元性など）の低下を抑制することができる。
また、グランドパッキン材料の内部に補強材が巻き込まれていることにより、圧縮または圧力がかかった場合にサンドイッチ構造となるので、膨張黒鉛粒子の移動が抑止され、すなわち膨張黒鉛粒子のはみだし量が抑えられ、シール面圧の低下を防止して、耐圧性能を向上させ、相手側部材への圧接力を高めることで、シール性も向上させることができる。
【００２１】
請求項４に記載の発明によれば、脆性繊維材料の折り曲げ部が表面に露出していることにより、グランドパッキンを製造するための編組時またはひねり加工時に前記表面に露出している折り曲げ部が互いにからみあって、グランドパッキン材料の相対すべりを抑え、グランドパッキンの保形性を高めることができる。なお、脆性繊維材料は撚りをかけられることで折り曲げ部が発生し、この折り曲げ部が表面に露出する。
【００２２】
請求項５に記載の発明のように、帯状膨張黒鉛の片面に脆性繊維材料よりなる補強材を設けても、外補強効果を有効に発揮することができる。
【００２３】
請求項６に記載の発明のように、帯状膨張黒鉛の両面に脆性繊維材料よりなる補強材を設けることで、補強材を内部に巻き込む巻き込み量が多くなって、内補強することができるので、グランドパッキン材料の引張強度がより向上する。また、内部への巻き込み量が多くなることで、より相手側部材への接圧力を高めることができる。
【００２４】
請求項７に記載の発明によれば、金属線と比較して相手側部材に大きな傷を付けない。また、摺動抵抗が小さいために相手側部材の回転性能または軸方向の摺動性能を向上させることができ、優れた耐熱性を得ることができる。
【００２５】
請求項８に記載の発明によれば、前記のグランドパッキン材料を複数本用いて編組しているグランドパッキンであるので、金属線と比較して相手側部材に大きな傷を付けない。また、摺動抵抗が小さいために相手側部材の回転性能または軸方向の摺動性能を向上させることができるとともに、優れた耐熱性を得ることができる。また、前記したとおり、グランドパッキン材料の相対すべりが抑えられることでグランドパッキンの保形性が高められることと、接圧力が高められることにより、シール性を向上させることができる。さらに、高熱条件下で使用しても、接着剤の焼失によるシール性の低下が生じることはない。
【００２６】
請求項９に記載の発明によれば、前記のグランドパッキン材料を複数本用いてひねり加工しているグランドパッキンであるので、金属線と比較して相手側部材に大きな傷を付けない。また、摺動抵抗が小さいために相手側部材の回転性能または軸方向の摺動性能を向上させることができるとともに、優れた耐熱性を得ることができる。また、前記したとおり、グランドパッキン材料の相対すべりが抑えられることでグランドパッキンの保形性が高められることと、接圧力が高められることにより、シール性を向上させることができる。さらに、高熱条件下で使用しても、接着剤の焼失によるシール性の低下が生じることはない。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、請求項１に記載の発明に係るグランドパッキン材料の実施の形態を示す斜視図であり、この図において、グランドパッキン材料１は、極細で長尺の多数本の脆性繊維材料２よりなる補強材２０を帯状膨張黒鉛３の片面に設け、このようにした基材４を前記脆性繊維材料２よりなる補強材２０が外向きになるように端から長手方向に順次に撚りをかけて、補強材２０で帯状膨張黒鉛３を被覆し、この撚られた補強材２０に備えられている図２，図３に示す多数の開口２０Ａに帯状膨張黒鉛３を臨ませるようにして、脆性繊維材料２の一部と帯状膨張黒鉛３の幅方向の一端部５をのり巻き状にグランドパッキン材料１の内部に巻き込んで、領域Ｌで示すように、帯状膨張黒鉛３の間に脆性繊維材料２の一部を介在させた外補強構造に構成されている。なお、前記多数の開口２０Ａは、極細で長尺の多数本の脆性繊維材料２よりなる補強材２０が撚られる時に自然発生的に形成されることで備わる場合と、極細で長尺の多数本の脆性繊維材料２よりなる補強材２０の多数の部位で隣接し合う脆性繊維材料２同士を離間させるように少し押し拡げて、撚る前に予め局部的な裂け目を形成することによって人為的に備える場合もある。
【００２８】
極細で長尺の多数本の脆性繊維材料２よりなる補強材２０として、Ｅガラス，Ｔガラス，Ｃガラス，Ｓガラスなどのガラス繊維が適用される。よって、以下の実施の形態の説明では、極細で長尺の多数本の脆性繊維材料２をガラス繊維２という。
【００２９】
ガラス繊維２は、撚りをかけても折損し難い特性を有しているので、折損されることなく補強材として帯状膨張黒鉛３を被覆した外補強構造のグランドパッキン材料１を得ることができる。また、帯状膨張黒鉛３がガラス繊維２よりなる補強材２０に備えられた多数の開口２０Ａに臨んで補強材２０に係合するアンカー作用によって、帯状膨張黒鉛３と補強材２０との結合力が高められるので接着剤の使用を省略できる。つまり、接着剤を使用しなくても、グランドパッキンを製造するための編組時またはひねり加工時に補強材２０が帯状膨張黒鉛３と分離し難くなり外補強効果を有効に発揮することができる。さらに、接着剤の使用を省略することで、接着剤硬化による帯状膨張黒鉛３の特性（親和性、圧縮復元性など）の低下を抑制することができる。また、ガラス繊維２の一部と帯状膨張黒鉛３の幅方向の一端部５がのり巻き状にグランドパッキン材料１の内部に巻き込まれているので、圧縮または圧力がかかった場合にサンドイッチ構造となることにより、膨張黒鉛粒子の移動が抑止され、すなわち膨張黒鉛粒子のはみだし量が抑えられ、シール面圧の低下を防止して、耐圧性能を向上させ、相手側部材への圧接力を高めることで、シール性も向上させることができる。しかも、実用上優れた耐熱性を得ることができる。
【００３０】
さらに、基材４に撚りをかけて外補強構造を構成するための製造は容易であるので、金属線の編組体によって外補強構造を構成している従来のグランドパッキン材料５０の製造と比べて製造作業性が向上する。したがって、安価なグランドパッキン材料１を提供することができる。
【００３１】
図４は、請求項２に記載の発明に係るグランドパッキン材料の実施の形態を示す斜視図であり、この図において、グランドパッキン材料１は、極細で長尺の多数本のガラス繊維２よりなる補強材２０を帯状膨張黒鉛３の片面に設け、このようにした基材４を前記ガラス繊維２よりなる補強材２０を外向きにして、かつ該補強材２０の一部と帯状膨張黒鉛３の幅方向の一端部５をのり巻き状にグランドパッキン材料１の内部に巻き込んで、ガラス繊維２で帯状膨張黒鉛３を被覆し、この巻かれた補強材２０に備えられている図２，図３に示す多数の開口２０Ａに帯状膨張黒鉛３を臨ませるようにして、ガラス繊維２の一部と帯状膨張黒鉛３の幅方向の一端部５をのり巻き状にグランドパッキン材料１の内部に巻き込んで、領域Ｌで示すように、帯状膨張黒鉛３の間にガラス繊維２の一部を介在させた外補強構造に構成されている。なお、前記多数の開口２０Ａは、極細で長尺の多数本のガラス繊維２よりなる補強材２０が撚られる時に自然発生的に形成されることで備わる場合と、極細で長尺の多数本のガラス繊維２よりなる補強材２０の多数の部位で隣接し合うガラス繊維２同士を離間させるように少し押し拡げて、撚る前に予め局部的な裂け目を形成することによって人為的に備える場合もある。
【００３２】
ガラス繊維２は、巻いても折損しないので、ガラス繊維２よりなる補強材２０は折損されることなく帯状膨張黒鉛２を被覆した外補強構造のグランドパッキン材料１を得ることができる。また、帯状膨張黒鉛３がガラス繊維２よりなる補強材２０に備えられた多数の開口２０Ａに臨んで補強材２０に係合するアンカー作用によって、帯状膨張黒鉛３と補強材２０との結合力が高められるので接着剤の使用を省略できる。つまり、接着剤を使用しなくても、グランドパッキンを製造するための編組時またはひねり加工時に補強材２０が帯状膨張黒鉛３と分離し難くなり外補強効果を有効に発揮することができる。さらに、接着剤の使用を省略することで、接着剤硬化による帯状膨張黒鉛３の特性（親和性、圧縮復元性など）の低下を抑制することができる。また、ガラス繊維２の一部と帯状膨張黒鉛３の幅方向の一端部５がのり巻き状にグランドパッキン材料１の内部に巻き込まれているので、圧縮または圧力がかかった場合にサンドイッチ構造となることにより、膨張黒鉛粒子の移動が抑止され、すなわち膨張黒鉛粒子のはみだし量が抑えられ、シール面圧の低下を防止して、耐圧性能を向上させ、相手側部材への圧接力を高めることで、シール性も向上させることができる。しかも、実用上優れた耐熱性を得ることができる。
【００３３】
さらに、基材４をのり巻き状に巻き込んで外補強構造を構成するための製造は容易であるので、金属線の編組体によって外補強構造を構成している従来のグランドパッキン材料５０の製造と比べて製造作業性が向上する。したがって、安価なグランドパッキン材料１を提供することができる。
【００３４】
請求項３に記載の発明に係るグランドパッキン材料のように、ガラス繊維２の一部と帯状膨張黒鉛３の幅方向の一端部５がのり巻き状にグランドパッキン材料１の内部に巻き込まれるように巻かれて撚られている外補強構造であっても、図１の請求項１または図４の請求項２の発明に係るグランドパッキン材料１と同様の作用・効果を奏することができる。このように構成されたグランドパッキン材料１の外観は図１と略同じであるので図示は省略する。
【００３５】
一方、ガラス繊維２は、請求項１または請求項３に記載のグランドパッキン材料１のように撚られることで、図５に示すようにガラス繊維２の折り曲げ部２ａがランダムに表面に露出する。このため、後述するグランドパッキンを製造するための編組時またはひねり加工時に前記ランダムに表面に露出しているガラス繊維２の折り曲げ部２ａ同士が互いにからみあって、グランドパッキン材料１の相対すべりを抑え、グランドパッキンの保形性を高めることができる。
【００３６】
グランドパッキン材料１は、たとえば以下の手順によって構成することができる。
まず、図６に示すように、１本の直径が５μｍのガラス繊維２を１０，０００本集束したマルチフィラメント糸を使用して、幅Ｗ＝４．００ｍｍ、厚さＴ＝０．２０ｍｍの偏平状に集束したガラス繊維束２Ａを設け、このガラス繊維束２Ａを幅方向に拡展して、図７に示す幅Ｗ１＝２５．００ｍｍ、厚さＴ１＝０．０３ｍｍの展延シート２Ｂを形成する。
【００３７】
つぎに、図８に示すように、幅Ｗ２＝２５．００ｍｍ、厚さＴ２＝０．２５ｍｍの帯状膨張黒鉛３の上面に前記展延シート２Ｂを重ねてガラス繊維２よりなる補強材２０を帯状膨張黒鉛３の片面に設けた基材４を形成し、この基材４に撚りをかけるかあるいは巻いて撚りをかけることで、図１のグランドパッキン材料１が構成され、前記基材４をのり巻き状に巻き込むことで、図４のグランドパッキン材料１が構成される。つまり、帯状膨張黒鉛３がガラス繊維２よりなる補強材２０に備えられた多数の開口２０Ａに臨んで補強材２０に係合するアンカー作用によって、帯状膨張黒鉛３と補強材２０との結合力が高められ、したがって、接着剤を使用しなくても、グランドパッキンを製造するための編組時またはひねり加工時に補強材２０が帯状膨張黒鉛３と分離し難くなり外補強効果を有効に発揮することができ、接着剤の使用を省略することで、接着剤硬化による帯状膨張黒鉛３の特性（親和性、圧縮復元性など）の低下を抑制した図１または図４のグランドパッキン材料１を構成できる。
【００３８】
一方、図９に示すように、幅Ｗ２＝２５．００ｍｍ、厚さＴ２＝０．２０ｍｍの帯状膨張黒鉛３の上面にエポキシ樹脂系、アクリル樹脂系またはフェノール樹脂系の接着剤６をスポット状に設けた状態で、図８のように補強材２０を重ねて、ガラス繊維２よりなる補強材２０を帯状膨張黒鉛３の片面に設けた基材４を形成することにより、接着剤６の使用量を極少量に制限して、接着剤硬化による帯状膨張黒鉛３の特性（親和性、圧縮復元性など）の低下を抑制した図１または図４のグランドパッキン材料１を構成することもできる。
【００３９】
図１０に示す幅Ｗ１＝２５．００ｍｍ、厚さＴ１＝０．２０ｍｍのシ−ト状に形成したガラス繊維２に膨張黒鉛粉末３Ａを重ねて、これを圧縮成形することで、図１１に示すように、幅Ｗ２＝２５．００ｍｍ、厚さＴ２＝０．２０ｍｍに圧縮された帯状膨張黒鉛３の片面にガラス繊維２を設けて基材４を形成してもよい。
【００４０】
なお、図１２に示すように、帯状膨張黒鉛３の上面に帯状膨張黒鉛３よりも幅狭のシ−ト状に形成したガラス繊維２を重ねて基材４を形成してもよい。また、図１３に示すように、帯状膨張黒鉛３の上面に帯状膨張黒鉛３よりも幅広のシート状に形成したガラス繊維２を重ねて基材４を形成してもよい。
【００４１】
このように、ガラス繊維２よりなる補強材２０を帯状膨張黒鉛３の片面に設けた基材４を形成し、この時に、補強材２０の多数の部位で隣接し合うガラス繊維２同士を離間させるように少し押し拡げて、予め局部的な裂け目を形成することによって人為的に多数の開口２０Ａを備わせて、ここに帯状膨張黒鉛３を臨ませる手法、あるいは基材４に撚りをかけるかまたはのり巻き状に巻くかあるいは巻いて撚りをかける時に、自然発生的に備わる多数の開口２０Ａに帯状膨張黒鉛３が臨むことによって、アンカー作用が生じることになる。
【００４２】
ガラス繊維２としては、１本の直径が３μｍ〜１５μｍのものが好ましい。直径が３μｍ未満であると撚りをかける時に折損するおそれがあり、直径が１５μｍを超えると撚りをかけ難くなる。ただし、ガラス繊維２の直径が小さいほどシール性がよくなるので、３μｍ〜１０μｍの範囲が最適である。
【００４３】
また、シート状に形成したガラス繊維２の厚さＴ１（ガラス繊維層の厚さＴ１）は、１０μｍ〜２００μｍの範囲が好ましい。厚さＴ１が１０μｍ未満であると、外補強効果が低下し、しかも均一なシート製作が難しい、また、厚さＴ１が２００μｍを超えると、外補強効果を高めることができる反面撚りをかけ難くなり、しかも、補強部分から漏れが発生する。
【００４４】
図１４に示すように、帯状膨張黒鉛３の両面にシート状に形成したガラス繊維２を重ねて基材４を形成し、この基材４に撚りをかけるかまたは巻いて撚りをかけることにより、図１５（ａ）のグランドパッキン材料１を構成するか、基材４をのり巻き状に巻き込んで図１５（ｂ）のグランドパッキン材料１を構成することで、ガラス繊維２を内部に巻き込む巻き込み量が多くなって内補強することができるので、グランドパッキン材料１の引張強度がより向上する。また、内部への巻き込み量が多くなることで、より相手側部材への接圧力を高めることができる。
【００４５】
なお、図１６に示すように、帯状膨張黒鉛３の両面に帯状膨張黒鉛３よりも幅狭のシート状に形成したガラス繊維２，２を重ねて基材４を形成してもよい。また、図１７に示すように、帯状膨張黒鉛３の両面に帯状膨張黒鉛３よりも幅広のシート状に形成したガラス繊維２，２を重ねて基材４を形成してもよい。さらに、図１８に示すように、幅広のシート状に形成したガラス繊維２の両面に帯状膨張黒鉛３を重ねて基材４を形成してもよい。
【００４６】
以上説明した実施の形態のグランドパッキン材料１を複数本用意し、これら複数本を編組機により集束して編組することで、たとえば、図１９のような紐状のグランドパッキン８を製造することができる。なお、図１９では、８本のグランドパッキン材料１を集束して、８打角編みしたグランドパッキン８を示している。
【００４７】
前記のグランドパッキン材料１を複数本用いて編組しているグランドパッキン８であるので、接圧力を高めることができ、シール性を向上させることができるとともに、安価なグランドパッキン８として提供することができる。さらに、前記した撚られることで、ガラス繊維２の折り曲げ部２ａがランダムに表面に露出しているグランドパッキン材料１でグランドパッキン８を編組した場合には、編組時にガラス繊維２の折り曲げ部２ａが互いにからみあって、グランドパッキン材料１の相対すべりを抑え、グランドパッキン８の保形性を高めることができる。また、のり巻き状に巻かれているグランドパッキン材料１では、その表面にガラス繊維２の折り曲げ部２ａが露出しないものの、編組時においてガラス繊維２の折り曲げ部２ａが表面に露出して互いにからみあうことになるので、グランドパッキン材料１の相対すべりを抑え、グランドパッキン８の保形性を高めることができる。しかも圧接力が高められることにより、シール性を向上させることができる。さらに、高熱条件下で使用しても、接着剤の焼失によるシール性の低下が生じることはないので、このことによっても優れたシール性を得ることができる。
【００４８】
一方、前記のグランドパッキン材料１を複数本用意し、これら複数本を集束してひねり加工することで、たとえば、図２０のような紐状のグランドパッキン８を製造することができる。なお、図２０では、６本のグランドパッキン材料１を集束してひねり加工を施しながらロール成形を行なったものである。このように、ひねり加工されたグランドパッキン８であってもよい。また、前記した撚られることで、ガラス繊維２の折り曲げ部２ａがランダムに表面に露出しているグランドパッキン材料１でグランドパッキン８をひねり加工した場合には、ひねり加工時にガラス繊維２の折り曲げ部２ａが互いにからみあって、グランドパッキン材料１の相対すべりを抑え、グランドパッキン８の保形性を高めることができる。また、のり巻き状に巻かれているグランドパッキン材料１では、その表面にガラス繊維２の折り曲げ部２ａが露出しないものの、ひねり加工時においてガラス繊維２の折り曲げ部２ａが表面に露出して互いにからみあうことになるので、グランドパッキン材料１の相対すべりを抑え、グランドパッキン８の保形性を高めることができる。しかも圧接力が高められることにより、シール性を向上させることができる。さらに、高熱条件下で使用しても、接着剤の焼失によるシール性の低下が生じることはないので、このことによっても優れたシール性を得ることができる。
【００４９】
なお、前記各実施の形態では、極細で長尺の多数本の脆性繊維材料２としてガラス繊維２を適用しているが、ガラス繊維２に代えて、シリカ、アルミナ、アルミナシリカなどのセラミックのいずれかの極細で長尺の多数本の繊維によって脆性繊維材料２を構成して補強材２０としても、前記ガラス繊維２と同様の作用・効果を奏することができる。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、グランドパッキン材料およびグランドパッキンは構成されているので、以下のような格別の効果を奏する。
【００５１】
請求項１、請求項２または請求項３に記載の発明によれば、帯状膨張黒鉛を脆性繊維材料で外補強した外補強構造のグランドパッキン材料を得ることができる。また、帯状膨張黒鉛が脆性繊維材料よりなる補強材に備えられた多数の開口に臨んで前記補強材に係合するアンカー作用によって、帯状膨張黒鉛と補強材との結合力が高められるので、接着剤の使用量を零もしくは極少量に制限しても、グランドパッキンを製造するための編組時またはひねり加工時に補強材が帯状膨張黒鉛と分離し難くなり外補強効果を有効に発揮することができる。さらに、接着剤の使用量を零もしくは極少量に制限できることで、接着剤硬化による帯状膨張黒鉛の特性（親和性、圧縮復元性など）の低下を抑制することができる。また、グランドパッキン材料の内部に補強材が巻き込まれていることにより、圧縮または圧力がかかった場合にサンドイッチ構造となるので、膨張黒鉛粒子の移動が抑止され、すなわち膨張黒鉛粒子のはみだし量が抑えられ、シール面圧の低下を防止して、耐圧性能を向上させ、相手側部材への圧接力を高めることで、シール性も向上させることができる。さらに、基材に撚りをかけるかまたはのり巻き状に巻くかあるいは巻いて撚りをかけて、外補強構造を構成するための製造は容易であるので、製造作業性が向上するため、安価なグランドパッキン材料を提供することができる。
【００５２】
請求項４に記載の発明によれば、表面に露出している脆性繊維材料の折り曲げ部がグランドパッキンを製造するための編組時またはひねり加工時に互いにからみあって、グランドパッキン材料の相対すべりを抑え、グランドパッキンの保形性を高めることができる。
【００５３】
請求項５に記載の発明によれば、帯状膨張黒鉛と脆性繊維材料の両者を分離させることなく撚りをかけるかまたはのり巻き状に巻くかあるいは巻いて撚りをかけて、脆性繊維材料を内部に巻き込んだグランドパッキン材料を容易に得ることができる。
【００５４】
請求項６に記載の発明によれば、帯状膨張黒鉛と脆性繊維材料の両者を分離させることなく撚りをかけるかまたはのり巻き状に巻くかあるいは巻いて撚りをかけて、脆性繊維材料を内部に巻き込んだグランドパッキン材料を容易に得ることができるとともに、補強材を内部に巻き込む巻き込み量が多くなって、内補強することができるので、グランドパッキン材料の引張強度がより向上する。また、内部への巻き込み量が多くなることで、より相手側部材への接圧力を高めることができる。
【００５５】
請求項７に記載の発明によれば、金属線と比較して相手側部材に大きな傷を付けない。また、摺動抵抗が小さいために相手側部材の回転性能または軸方向の摺動性能を向上させることができ、優れた耐熱性を得ることができるとともに、安価である。
【００５６】
請求項８または請求項９に記載の発明によれば、前記のグランドパッキン材料を複数本用いて編組またはひねり加工しているので、金属線と比較して相手側部材に大きな傷を付けない。また、摺動抵抗が小さいために相手側部材の回転性能または軸方向の摺動性能を向上させることができるとともに、優れた耐熱性を得ることができる。さらに、表面に露出している脆性繊維材料の折り曲げ部または編組時やひねり加工時に表面に露出する折り曲げ部がグランドパッキンを製造するための編組時またはひねり加工時に互いにからみあって、グランドパッキン材料の相対すべりを抑え、グランドパッキンの保形性を高めることと、接圧力が高められることにより、シール性を向上させることができる。さらに、高熱条件下で使用しても、接着剤の焼失によるシール性の低下が生じることはない。しかも、安価なグランドパッキンとして提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１に記載の発明に係るグランドパッキン材料の実施の形態を示す斜視図である。
【図２】脆性繊維材料よりなる補強材の多数の開口に帯状膨張黒鉛が臨んでいる状態の一例を拡大して部分的に示す平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】請求項２に記載の発明に係るグランドパッキン材料の実施の形態を示す斜視図である。
【図５】脆性繊維材料の折り曲げ部の拡大説明図である。
【図６】ガラス繊維束の一例を示す斜視図である。
【図７】シート状ガラス繊維の一例を示す斜視図である。
【図８】基材の一実施の形態を示す斜視図である。
【図９】少量接着剤の使用状態の一例を示す斜視図である。
【図１０】ガラス繊維に膨張黒鉛粉末を重ねた状態を示す断面図である。
【図１１】基材の他の例を示す断面図である。
【図１２】図８、図１１に示す基材の第１変形例を示す断面図である。
【図１３】図８、図１１に示す基材の第２変形例を示す断面図である。
【図１４】基材の他の実施の形態を示す断面図である。
【図１５】請求項６に記載のグランドパッキン材料の実施の形態を示す斜視図である。
【図１６】図１４に示す基材の第１変形例を示す断面図である。
【図１７】図１４に示す基材の第２変形例を示す断面図である。
【図１８】図１２に示す基材の変形例を示す断面図である。
【図１９】請求項８に記載の発明に係るグランドパッキンの実施の形態を示す斜視図である。
【図２０】請求項９に記載の発明に係るグランドパッキンの実施の形態を示す斜視図である。
【図２１】従来のグランドパッキン材料の一例を示す斜視図である。
【図２２】従来のグランドパッキン材料の他の例を示す斜視図である。
【図２３】従来のグランドパッキンの一例を示す斜視図である。
【図２４】従来のグランドパッキンの他の例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ グランドパッキン材料
２ 極細のガラス繊維（極細の脆性繊維材料）
２ａ ガラス繊維の折り曲げ部（脆性繊維材料の折り曲げ部）
３ 帯状膨張黒鉛
４ 基材
８ グランドパッキン
２０ 脆性繊維材料よりなる補強材
２０Ａ 多数の開口
【発明の属する技術分野】
本発明は、グランドパッキンの製造に用いられるグランドパッキン材料と、このグランドパッキン材料によって製造されたグランドパッキンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、グランドパッキンの製造に用いられるグランドパッキン材料として、図２１および図２２に示すものが知られている。図２１のグランドパッキン材料５０は、膨張黒鉛テープ５１を長手方向に折りたたんで形成した紐状体５２を、ステンレス、インコネル、モネルなどの金属線の編組体よりなる補強材５３で被覆した外補強構造のもので（例えば、特許文献１参照）、図２２のグランドパッキン材料５０は、膨張黒鉛テープ５１の紐状体５２を前記金属線の編組体よりなる補強材５３で被覆した外補強構造のものを、長手方向にＶ字状に折りたたんだものである（例えば、特許文献２参照。）。
グランドパッキン材料５０には、前記金属線の編組体よりなる補強材５３によって高い引張り強さが付与されるので、編組またはひねり加工することができる。したがって、このグランドパッキン材料５０を複数本集束して、編組またはひねり加工することによりグラントパッキンを製造することできる。たとえば、グランドパッキン材料５０を８本集束して８打角編みすることで、図２３（ａ），（ｂ）に示すように編組したグラントパッキン５４を製造することができ、また、グランドパッキン材料５０を６本集束してひねり加工することで、図２４（ａ），（ｂ）に示すようにひねり加工したグラントパッキン５４を製造することができる。
【０００３】
図２１および図２２のグラントパッキン５４には、膨張黒鉛テープ５１によってパッキンとして不可欠な耐熱性、圧縮性、復元性などの封止上好ましい特性が付与されるので、高い封止性を有して流体機器の軸封部を封止することができる。
【０００４】
【特許文献１】
特公平６−２７５４６号公報
【特許文献２】
特許第２５８３１７６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記従来のグランドパッキン材料５０を製造するためには、編組機によって金属線のニット編みまたはその他の編組を行なう必要がある。ところが、金属線は構造の複雑な編組機によって編組されるので、高速編組が困難で製造作業性に劣る上に膨張黒煙の脱落を生じる。このため、グランドパッキン材料５０がコスト高になって、グランドパッキン５４のコストも高くなる問題を有している。
【０００６】
この問題を解決するために、膨張黒鉛テープ５１の紐状体５２を被覆する外補強材として、安価なガラス、シリカ、アルミナまたはアルミナシリカなどのセラミックよりなる脆性繊維材料の補強材で外補強したグランドパッキン材料５０によってグラントパッキン５４を製造し、グランドパッキン材料５０およびグランドパッキン５４のコストを削減したい要望がある。なお、前記の脆性繊維材料は、靭性が低いもののグラントパッキン５４を製造するための編組またはひねり加工には充分に耐え得るとともに、撚りをかけても折損し難い特性を有している。
【０００７】
しかし、脆性繊維材料よりなる補強材で膨張黒鉛テープ５１を外補強するためのニット編みまたはその他の編組をしようとすると折損する。このため、脆性繊維材料よりなる補強材で外補強したグランドパッキン材料５０を得ることができなかった。
【０００８】
本発明は、脆性繊維材料の外補強を可能にした安価な外補強構造のグランドパッキン材料およびこのグランドパッキン材料を用いて製造された安価なグランドパッキンを提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明に係るグランドパッキン材料は、脆性繊維材料よりなる補強材を帯状膨張黒鉛の少なくとも片面に設けた基材が、前記脆性繊維材料よりなる補強材を外側にしてかつ該該脆性繊維材料よりなる補強材が内部に巻き込まれるように撚られており、この撚られた補強材には多数の開口が備えられていて、これら開口に前記帯状膨張黒鉛を臨ませるようにしたことを特徴としている。
【００１０】
請求項２に記載の発明に係るグランドパッキン材料は、脆性繊維材料よりなる補強材を帯状膨張黒鉛の少なくとも片面に設けた基材が、前記脆性繊維材料よりなる補強材を外側にしてかつ該該脆性繊維材料よりなる補強材が内部に巻き込まれるように巻かれており、この巻かれた補強材には多数の開口が備えられていて、これら開口に前記帯状膨張黒鉛を臨ませるようにしたことを特徴としている。
【００１１】
請求項３に記載の発明に係るグランドパッキン材料は、脆性繊維材料よりなる補強材を帯状膨張黒鉛の少なくとも片面に設けた基材が、前記脆性繊維材料よりなる補強材を外側にしてかつ該該脆性繊維材料よりなる補強材が内部に巻き込まれるように巻かれて撚られており、この巻かれて撚られた補強材には多数の開口が備えられていて、これら開口に前記帯状膨張黒鉛を臨ませるようにしたことを特徴としている。
【００１２】
請求項４に記載の発明のように、脆性繊維材料の折り曲げ部が表面に露出していることが好ましい。
【００１３】
請求項５に記載の発明のように、帯状膨張黒鉛の片面に脆性繊維材料よりなる補強材を設けることが好ましい。
【００１４】
請求項６に記載の発明のように、帯状膨張黒鉛の両面に脆性繊維材料よりなる補強材を設けてもよい。
【００１５】
請求項７に記載の発明のように、脆性繊維材料がＥガラス，Ｔガラス，Ｃガラス，Ｓガラスなどのガラスもしくはシリカまたはアルミナ，アルミナシリカなどのセラミックのいずれかであることが好ましい。
【００１６】
請求項８に記載の発明に係るグランドパッキンは、請求項１，２，３，４，５，６，７のいずれかに記載のグランドパッキン材料を複数本用いて編組していることを特徴としている。
【００１７】
請求項９に記載の発明にに係るグランドパッキンは、請求項１，２，３，４，５，６，７のいずれかに記載のグランドパッキン材料を複数本用いてひねり加工していることを特徴としている。
【００１８】
請求項１に記載の発明によれば、脆性繊維材料は、撚りをかけても折損し難い特性を有しているので、脆性繊維材料よりなる補強材は、折損されることなく帯状膨張黒鉛を外補強することができる。
また、帯状膨張黒鉛が脆性繊維材料よりなる補強材に備えられた多数の開口に臨んで前記補強材に係合するアンカー作用によって、帯状膨張黒鉛と補強材との結合力が高められるので、接着剤の使用量を零もしくは極少量に制限しても、グランドパッキンを製造するための編組時またはひねり加工時に補強材が帯状膨張黒鉛と分離し難くなり外補強効果を有効に発揮することができる。
さらに、接着剤の使用量を零もしくは極少量に制限できることで、接着剤硬化による帯状膨張黒鉛の特性（親和性、圧縮復元性など）の低下を抑制することができる。
また、グランドパッキン材料の内部に補強材が巻き込まれていることにより、圧縮または圧力がかかった場合にサンドイッチ構造となるので、膨張黒鉛粒子の移動が抑止され、すなわち膨張黒鉛粒子のはみだし量が抑えられ、シール面圧の低下を防止して、耐圧性能を向上させ、相手側部材への圧接力を高めることで、シール性も向上させることができる。
【００１９】
請求項２に記載の発明によれば、脆性繊維材料は、巻いても折損し難い特性を有しているので、脆性繊維材料よりなる補強材は、折損されることなく帯状膨張黒鉛を外補強することができる。
また、帯状膨張黒鉛が脆性繊維材料よりなる補強材に備えられた多数の開口に臨んで前記補強材に係合するアンカー作用によって、帯状膨張黒鉛と補強材との結合力が高められるので、接着剤の使用量を零もしくは極少量に制限しても、グランドパッキンを製造するための編組時またはひねり加工時に補強材が帯状膨張黒鉛と分離し難くなり外補強効果を有効に発揮することができる。
さらに、接着剤の使用量を零もしくは極少量に制限できることで、接着剤硬化による帯状膨張黒鉛の特性（親和性、圧縮復元性など）の低下を抑制することができる。
また、グランドパッキン材料の内部に補強材が巻き込まれていることにより、圧縮または圧力がかかった場合にサンドイッチ構造となるので、膨張黒鉛粒子の移動が抑止され、すなわち膨張黒鉛粒子のはみだし量が抑えられ、シール面圧の低下を防止して、耐圧性能を向上させ、相手側部材への圧接力を高めることで、シール性も向上させることができる。
【００２０】
請求項３に記載の発明によれば、脆性繊維材料は、巻いて撚りをかけても折損し難い特性を有しているので、脆性繊維材料よりなる補強材は、折損されることなく帯状膨張黒鉛を外補強することができる。
また、帯状膨張黒鉛が脆性繊維材料よりなる補強材に備えられた多数の開口に臨んで前記補強材に係合するアンカー作用によって、帯状膨張黒鉛と補強材との結合力が高められるので、接着剤の使用量を零もしくは極少量に制限しても、グランドパッキンを製造するための編組時またはひねり加工時に補強材が帯状膨張黒鉛と分離し難くなり外補強効果を有効に発揮することができる。
さらに、接着剤の使用量を零もしくは極少量に制限できることで、接着剤硬化による帯状膨張黒鉛の特性（親和性、圧縮復元性など）の低下を抑制することができる。
また、グランドパッキン材料の内部に補強材が巻き込まれていることにより、圧縮または圧力がかかった場合にサンドイッチ構造となるので、膨張黒鉛粒子の移動が抑止され、すなわち膨張黒鉛粒子のはみだし量が抑えられ、シール面圧の低下を防止して、耐圧性能を向上させ、相手側部材への圧接力を高めることで、シール性も向上させることができる。
【００２１】
請求項４に記載の発明によれば、脆性繊維材料の折り曲げ部が表面に露出していることにより、グランドパッキンを製造するための編組時またはひねり加工時に前記表面に露出している折り曲げ部が互いにからみあって、グランドパッキン材料の相対すべりを抑え、グランドパッキンの保形性を高めることができる。なお、脆性繊維材料は撚りをかけられることで折り曲げ部が発生し、この折り曲げ部が表面に露出する。
【００２２】
請求項５に記載の発明のように、帯状膨張黒鉛の片面に脆性繊維材料よりなる補強材を設けても、外補強効果を有効に発揮することができる。
【００２３】
請求項６に記載の発明のように、帯状膨張黒鉛の両面に脆性繊維材料よりなる補強材を設けることで、補強材を内部に巻き込む巻き込み量が多くなって、内補強することができるので、グランドパッキン材料の引張強度がより向上する。また、内部への巻き込み量が多くなることで、より相手側部材への接圧力を高めることができる。
【００２４】
請求項７に記載の発明によれば、金属線と比較して相手側部材に大きな傷を付けない。また、摺動抵抗が小さいために相手側部材の回転性能または軸方向の摺動性能を向上させることができ、優れた耐熱性を得ることができる。
【００２５】
請求項８に記載の発明によれば、前記のグランドパッキン材料を複数本用いて編組しているグランドパッキンであるので、金属線と比較して相手側部材に大きな傷を付けない。また、摺動抵抗が小さいために相手側部材の回転性能または軸方向の摺動性能を向上させることができるとともに、優れた耐熱性を得ることができる。また、前記したとおり、グランドパッキン材料の相対すべりが抑えられることでグランドパッキンの保形性が高められることと、接圧力が高められることにより、シール性を向上させることができる。さらに、高熱条件下で使用しても、接着剤の焼失によるシール性の低下が生じることはない。
【００２６】
請求項９に記載の発明によれば、前記のグランドパッキン材料を複数本用いてひねり加工しているグランドパッキンであるので、金属線と比較して相手側部材に大きな傷を付けない。また、摺動抵抗が小さいために相手側部材の回転性能または軸方向の摺動性能を向上させることができるとともに、優れた耐熱性を得ることができる。また、前記したとおり、グランドパッキン材料の相対すべりが抑えられることでグランドパッキンの保形性が高められることと、接圧力が高められることにより、シール性を向上させることができる。さらに、高熱条件下で使用しても、接着剤の焼失によるシール性の低下が生じることはない。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、請求項１に記載の発明に係るグランドパッキン材料の実施の形態を示す斜視図であり、この図において、グランドパッキン材料１は、極細で長尺の多数本の脆性繊維材料２よりなる補強材２０を帯状膨張黒鉛３の片面に設け、このようにした基材４を前記脆性繊維材料２よりなる補強材２０が外向きになるように端から長手方向に順次に撚りをかけて、補強材２０で帯状膨張黒鉛３を被覆し、この撚られた補強材２０に備えられている図２，図３に示す多数の開口２０Ａに帯状膨張黒鉛３を臨ませるようにして、脆性繊維材料２の一部と帯状膨張黒鉛３の幅方向の一端部５をのり巻き状にグランドパッキン材料１の内部に巻き込んで、領域Ｌで示すように、帯状膨張黒鉛３の間に脆性繊維材料２の一部を介在させた外補強構造に構成されている。なお、前記多数の開口２０Ａは、極細で長尺の多数本の脆性繊維材料２よりなる補強材２０が撚られる時に自然発生的に形成されることで備わる場合と、極細で長尺の多数本の脆性繊維材料２よりなる補強材２０の多数の部位で隣接し合う脆性繊維材料２同士を離間させるように少し押し拡げて、撚る前に予め局部的な裂け目を形成することによって人為的に備える場合もある。
【００２８】
極細で長尺の多数本の脆性繊維材料２よりなる補強材２０として、Ｅガラス，Ｔガラス，Ｃガラス，Ｓガラスなどのガラス繊維が適用される。よって、以下の実施の形態の説明では、極細で長尺の多数本の脆性繊維材料２をガラス繊維２という。
【００２９】
ガラス繊維２は、撚りをかけても折損し難い特性を有しているので、折損されることなく補強材として帯状膨張黒鉛３を被覆した外補強構造のグランドパッキン材料１を得ることができる。また、帯状膨張黒鉛３がガラス繊維２よりなる補強材２０に備えられた多数の開口２０Ａに臨んで補強材２０に係合するアンカー作用によって、帯状膨張黒鉛３と補強材２０との結合力が高められるので接着剤の使用を省略できる。つまり、接着剤を使用しなくても、グランドパッキンを製造するための編組時またはひねり加工時に補強材２０が帯状膨張黒鉛３と分離し難くなり外補強効果を有効に発揮することができる。さらに、接着剤の使用を省略することで、接着剤硬化による帯状膨張黒鉛３の特性（親和性、圧縮復元性など）の低下を抑制することができる。また、ガラス繊維２の一部と帯状膨張黒鉛３の幅方向の一端部５がのり巻き状にグランドパッキン材料１の内部に巻き込まれているので、圧縮または圧力がかかった場合にサンドイッチ構造となることにより、膨張黒鉛粒子の移動が抑止され、すなわち膨張黒鉛粒子のはみだし量が抑えられ、シール面圧の低下を防止して、耐圧性能を向上させ、相手側部材への圧接力を高めることで、シール性も向上させることができる。しかも、実用上優れた耐熱性を得ることができる。
【００３０】
さらに、基材４に撚りをかけて外補強構造を構成するための製造は容易であるので、金属線の編組体によって外補強構造を構成している従来のグランドパッキン材料５０の製造と比べて製造作業性が向上する。したがって、安価なグランドパッキン材料１を提供することができる。
【００３１】
図４は、請求項２に記載の発明に係るグランドパッキン材料の実施の形態を示す斜視図であり、この図において、グランドパッキン材料１は、極細で長尺の多数本のガラス繊維２よりなる補強材２０を帯状膨張黒鉛３の片面に設け、このようにした基材４を前記ガラス繊維２よりなる補強材２０を外向きにして、かつ該補強材２０の一部と帯状膨張黒鉛３の幅方向の一端部５をのり巻き状にグランドパッキン材料１の内部に巻き込んで、ガラス繊維２で帯状膨張黒鉛３を被覆し、この巻かれた補強材２０に備えられている図２，図３に示す多数の開口２０Ａに帯状膨張黒鉛３を臨ませるようにして、ガラス繊維２の一部と帯状膨張黒鉛３の幅方向の一端部５をのり巻き状にグランドパッキン材料１の内部に巻き込んで、領域Ｌで示すように、帯状膨張黒鉛３の間にガラス繊維２の一部を介在させた外補強構造に構成されている。なお、前記多数の開口２０Ａは、極細で長尺の多数本のガラス繊維２よりなる補強材２０が撚られる時に自然発生的に形成されることで備わる場合と、極細で長尺の多数本のガラス繊維２よりなる補強材２０の多数の部位で隣接し合うガラス繊維２同士を離間させるように少し押し拡げて、撚る前に予め局部的な裂け目を形成することによって人為的に備える場合もある。
【００３２】
ガラス繊維２は、巻いても折損しないので、ガラス繊維２よりなる補強材２０は折損されることなく帯状膨張黒鉛２を被覆した外補強構造のグランドパッキン材料１を得ることができる。また、帯状膨張黒鉛３がガラス繊維２よりなる補強材２０に備えられた多数の開口２０Ａに臨んで補強材２０に係合するアンカー作用によって、帯状膨張黒鉛３と補強材２０との結合力が高められるので接着剤の使用を省略できる。つまり、接着剤を使用しなくても、グランドパッキンを製造するための編組時またはひねり加工時に補強材２０が帯状膨張黒鉛３と分離し難くなり外補強効果を有効に発揮することができる。さらに、接着剤の使用を省略することで、接着剤硬化による帯状膨張黒鉛３の特性（親和性、圧縮復元性など）の低下を抑制することができる。また、ガラス繊維２の一部と帯状膨張黒鉛３の幅方向の一端部５がのり巻き状にグランドパッキン材料１の内部に巻き込まれているので、圧縮または圧力がかかった場合にサンドイッチ構造となることにより、膨張黒鉛粒子の移動が抑止され、すなわち膨張黒鉛粒子のはみだし量が抑えられ、シール面圧の低下を防止して、耐圧性能を向上させ、相手側部材への圧接力を高めることで、シール性も向上させることができる。しかも、実用上優れた耐熱性を得ることができる。
【００３３】
さらに、基材４をのり巻き状に巻き込んで外補強構造を構成するための製造は容易であるので、金属線の編組体によって外補強構造を構成している従来のグランドパッキン材料５０の製造と比べて製造作業性が向上する。したがって、安価なグランドパッキン材料１を提供することができる。
【００３４】
請求項３に記載の発明に係るグランドパッキン材料のように、ガラス繊維２の一部と帯状膨張黒鉛３の幅方向の一端部５がのり巻き状にグランドパッキン材料１の内部に巻き込まれるように巻かれて撚られている外補強構造であっても、図１の請求項１または図４の請求項２の発明に係るグランドパッキン材料１と同様の作用・効果を奏することができる。このように構成されたグランドパッキン材料１の外観は図１と略同じであるので図示は省略する。
【００３５】
一方、ガラス繊維２は、請求項１または請求項３に記載のグランドパッキン材料１のように撚られることで、図５に示すようにガラス繊維２の折り曲げ部２ａがランダムに表面に露出する。このため、後述するグランドパッキンを製造するための編組時またはひねり加工時に前記ランダムに表面に露出しているガラス繊維２の折り曲げ部２ａ同士が互いにからみあって、グランドパッキン材料１の相対すべりを抑え、グランドパッキンの保形性を高めることができる。
【００３６】
グランドパッキン材料１は、たとえば以下の手順によって構成することができる。
まず、図６に示すように、１本の直径が５μｍのガラス繊維２を１０，０００本集束したマルチフィラメント糸を使用して、幅Ｗ＝４．００ｍｍ、厚さＴ＝０．２０ｍｍの偏平状に集束したガラス繊維束２Ａを設け、このガラス繊維束２Ａを幅方向に拡展して、図７に示す幅Ｗ１＝２５．００ｍｍ、厚さＴ１＝０．０３ｍｍの展延シート２Ｂを形成する。
【００３７】
つぎに、図８に示すように、幅Ｗ２＝２５．００ｍｍ、厚さＴ２＝０．２５ｍｍの帯状膨張黒鉛３の上面に前記展延シート２Ｂを重ねてガラス繊維２よりなる補強材２０を帯状膨張黒鉛３の片面に設けた基材４を形成し、この基材４に撚りをかけるかあるいは巻いて撚りをかけることで、図１のグランドパッキン材料１が構成され、前記基材４をのり巻き状に巻き込むことで、図４のグランドパッキン材料１が構成される。つまり、帯状膨張黒鉛３がガラス繊維２よりなる補強材２０に備えられた多数の開口２０Ａに臨んで補強材２０に係合するアンカー作用によって、帯状膨張黒鉛３と補強材２０との結合力が高められ、したがって、接着剤を使用しなくても、グランドパッキンを製造するための編組時またはひねり加工時に補強材２０が帯状膨張黒鉛３と分離し難くなり外補強効果を有効に発揮することができ、接着剤の使用を省略することで、接着剤硬化による帯状膨張黒鉛３の特性（親和性、圧縮復元性など）の低下を抑制した図１または図４のグランドパッキン材料１を構成できる。
【００３８】
一方、図９に示すように、幅Ｗ２＝２５．００ｍｍ、厚さＴ２＝０．２０ｍｍの帯状膨張黒鉛３の上面にエポキシ樹脂系、アクリル樹脂系またはフェノール樹脂系の接着剤６をスポット状に設けた状態で、図８のように補強材２０を重ねて、ガラス繊維２よりなる補強材２０を帯状膨張黒鉛３の片面に設けた基材４を形成することにより、接着剤６の使用量を極少量に制限して、接着剤硬化による帯状膨張黒鉛３の特性（親和性、圧縮復元性など）の低下を抑制した図１または図４のグランドパッキン材料１を構成することもできる。
【００３９】
図１０に示す幅Ｗ１＝２５．００ｍｍ、厚さＴ１＝０．２０ｍｍのシ−ト状に形成したガラス繊維２に膨張黒鉛粉末３Ａを重ねて、これを圧縮成形することで、図１１に示すように、幅Ｗ２＝２５．００ｍｍ、厚さＴ２＝０．２０ｍｍに圧縮された帯状膨張黒鉛３の片面にガラス繊維２を設けて基材４を形成してもよい。
【００４０】
なお、図１２に示すように、帯状膨張黒鉛３の上面に帯状膨張黒鉛３よりも幅狭のシ−ト状に形成したガラス繊維２を重ねて基材４を形成してもよい。また、図１３に示すように、帯状膨張黒鉛３の上面に帯状膨張黒鉛３よりも幅広のシート状に形成したガラス繊維２を重ねて基材４を形成してもよい。
【００４１】
このように、ガラス繊維２よりなる補強材２０を帯状膨張黒鉛３の片面に設けた基材４を形成し、この時に、補強材２０の多数の部位で隣接し合うガラス繊維２同士を離間させるように少し押し拡げて、予め局部的な裂け目を形成することによって人為的に多数の開口２０Ａを備わせて、ここに帯状膨張黒鉛３を臨ませる手法、あるいは基材４に撚りをかけるかまたはのり巻き状に巻くかあるいは巻いて撚りをかける時に、自然発生的に備わる多数の開口２０Ａに帯状膨張黒鉛３が臨むことによって、アンカー作用が生じることになる。
【００４２】
ガラス繊維２としては、１本の直径が３μｍ〜１５μｍのものが好ましい。直径が３μｍ未満であると撚りをかける時に折損するおそれがあり、直径が１５μｍを超えると撚りをかけ難くなる。ただし、ガラス繊維２の直径が小さいほどシール性がよくなるので、３μｍ〜１０μｍの範囲が最適である。
【００４３】
また、シート状に形成したガラス繊維２の厚さＴ１（ガラス繊維層の厚さＴ１）は、１０μｍ〜２００μｍの範囲が好ましい。厚さＴ１が１０μｍ未満であると、外補強効果が低下し、しかも均一なシート製作が難しい、また、厚さＴ１が２００μｍを超えると、外補強効果を高めることができる反面撚りをかけ難くなり、しかも、補強部分から漏れが発生する。
【００４４】
図１４に示すように、帯状膨張黒鉛３の両面にシート状に形成したガラス繊維２を重ねて基材４を形成し、この基材４に撚りをかけるかまたは巻いて撚りをかけることにより、図１５（ａ）のグランドパッキン材料１を構成するか、基材４をのり巻き状に巻き込んで図１５（ｂ）のグランドパッキン材料１を構成することで、ガラス繊維２を内部に巻き込む巻き込み量が多くなって内補強することができるので、グランドパッキン材料１の引張強度がより向上する。また、内部への巻き込み量が多くなることで、より相手側部材への接圧力を高めることができる。
【００４５】
なお、図１６に示すように、帯状膨張黒鉛３の両面に帯状膨張黒鉛３よりも幅狭のシート状に形成したガラス繊維２，２を重ねて基材４を形成してもよい。また、図１７に示すように、帯状膨張黒鉛３の両面に帯状膨張黒鉛３よりも幅広のシート状に形成したガラス繊維２，２を重ねて基材４を形成してもよい。さらに、図１８に示すように、幅広のシート状に形成したガラス繊維２の両面に帯状膨張黒鉛３を重ねて基材４を形成してもよい。
【００４６】
以上説明した実施の形態のグランドパッキン材料１を複数本用意し、これら複数本を編組機により集束して編組することで、たとえば、図１９のような紐状のグランドパッキン８を製造することができる。なお、図１９では、８本のグランドパッキン材料１を集束して、８打角編みしたグランドパッキン８を示している。
【００４７】
前記のグランドパッキン材料１を複数本用いて編組しているグランドパッキン８であるので、接圧力を高めることができ、シール性を向上させることができるとともに、安価なグランドパッキン８として提供することができる。さらに、前記した撚られることで、ガラス繊維２の折り曲げ部２ａがランダムに表面に露出しているグランドパッキン材料１でグランドパッキン８を編組した場合には、編組時にガラス繊維２の折り曲げ部２ａが互いにからみあって、グランドパッキン材料１の相対すべりを抑え、グランドパッキン８の保形性を高めることができる。また、のり巻き状に巻かれているグランドパッキン材料１では、その表面にガラス繊維２の折り曲げ部２ａが露出しないものの、編組時においてガラス繊維２の折り曲げ部２ａが表面に露出して互いにからみあうことになるので、グランドパッキン材料１の相対すべりを抑え、グランドパッキン８の保形性を高めることができる。しかも圧接力が高められることにより、シール性を向上させることができる。さらに、高熱条件下で使用しても、接着剤の焼失によるシール性の低下が生じることはないので、このことによっても優れたシール性を得ることができる。
【００４８】
一方、前記のグランドパッキン材料１を複数本用意し、これら複数本を集束してひねり加工することで、たとえば、図２０のような紐状のグランドパッキン８を製造することができる。なお、図２０では、６本のグランドパッキン材料１を集束してひねり加工を施しながらロール成形を行なったものである。このように、ひねり加工されたグランドパッキン８であってもよい。また、前記した撚られることで、ガラス繊維２の折り曲げ部２ａがランダムに表面に露出しているグランドパッキン材料１でグランドパッキン８をひねり加工した場合には、ひねり加工時にガラス繊維２の折り曲げ部２ａが互いにからみあって、グランドパッキン材料１の相対すべりを抑え、グランドパッキン８の保形性を高めることができる。また、のり巻き状に巻かれているグランドパッキン材料１では、その表面にガラス繊維２の折り曲げ部２ａが露出しないものの、ひねり加工時においてガラス繊維２の折り曲げ部２ａが表面に露出して互いにからみあうことになるので、グランドパッキン材料１の相対すべりを抑え、グランドパッキン８の保形性を高めることができる。しかも圧接力が高められることにより、シール性を向上させることができる。さらに、高熱条件下で使用しても、接着剤の焼失によるシール性の低下が生じることはないので、このことによっても優れたシール性を得ることができる。
【００４９】
なお、前記各実施の形態では、極細で長尺の多数本の脆性繊維材料２としてガラス繊維２を適用しているが、ガラス繊維２に代えて、シリカ、アルミナ、アルミナシリカなどのセラミックのいずれかの極細で長尺の多数本の繊維によって脆性繊維材料２を構成して補強材２０としても、前記ガラス繊維２と同様の作用・効果を奏することができる。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、グランドパッキン材料およびグランドパッキンは構成されているので、以下のような格別の効果を奏する。
【００５１】
請求項１、請求項２または請求項３に記載の発明によれば、帯状膨張黒鉛を脆性繊維材料で外補強した外補強構造のグランドパッキン材料を得ることができる。また、帯状膨張黒鉛が脆性繊維材料よりなる補強材に備えられた多数の開口に臨んで前記補強材に係合するアンカー作用によって、帯状膨張黒鉛と補強材との結合力が高められるので、接着剤の使用量を零もしくは極少量に制限しても、グランドパッキンを製造するための編組時またはひねり加工時に補強材が帯状膨張黒鉛と分離し難くなり外補強効果を有効に発揮することができる。さらに、接着剤の使用量を零もしくは極少量に制限できることで、接着剤硬化による帯状膨張黒鉛の特性（親和性、圧縮復元性など）の低下を抑制することができる。また、グランドパッキン材料の内部に補強材が巻き込まれていることにより、圧縮または圧力がかかった場合にサンドイッチ構造となるので、膨張黒鉛粒子の移動が抑止され、すなわち膨張黒鉛粒子のはみだし量が抑えられ、シール面圧の低下を防止して、耐圧性能を向上させ、相手側部材への圧接力を高めることで、シール性も向上させることができる。さらに、基材に撚りをかけるかまたはのり巻き状に巻くかあるいは巻いて撚りをかけて、外補強構造を構成するための製造は容易であるので、製造作業性が向上するため、安価なグランドパッキン材料を提供することができる。
【００５２】
請求項４に記載の発明によれば、表面に露出している脆性繊維材料の折り曲げ部がグランドパッキンを製造するための編組時またはひねり加工時に互いにからみあって、グランドパッキン材料の相対すべりを抑え、グランドパッキンの保形性を高めることができる。
【００５３】
請求項５に記載の発明によれば、帯状膨張黒鉛と脆性繊維材料の両者を分離させることなく撚りをかけるかまたはのり巻き状に巻くかあるいは巻いて撚りをかけて、脆性繊維材料を内部に巻き込んだグランドパッキン材料を容易に得ることができる。
【００５４】
請求項６に記載の発明によれば、帯状膨張黒鉛と脆性繊維材料の両者を分離させることなく撚りをかけるかまたはのり巻き状に巻くかあるいは巻いて撚りをかけて、脆性繊維材料を内部に巻き込んだグランドパッキン材料を容易に得ることができるとともに、補強材を内部に巻き込む巻き込み量が多くなって、内補強することができるので、グランドパッキン材料の引張強度がより向上する。また、内部への巻き込み量が多くなることで、より相手側部材への接圧力を高めることができる。
【００５５】
請求項７に記載の発明によれば、金属線と比較して相手側部材に大きな傷を付けない。また、摺動抵抗が小さいために相手側部材の回転性能または軸方向の摺動性能を向上させることができ、優れた耐熱性を得ることができるとともに、安価である。
【００５６】
請求項８または請求項９に記載の発明によれば、前記のグランドパッキン材料を複数本用いて編組またはひねり加工しているので、金属線と比較して相手側部材に大きな傷を付けない。また、摺動抵抗が小さいために相手側部材の回転性能または軸方向の摺動性能を向上させることができるとともに、優れた耐熱性を得ることができる。さらに、表面に露出している脆性繊維材料の折り曲げ部または編組時やひねり加工時に表面に露出する折り曲げ部がグランドパッキンを製造するための編組時またはひねり加工時に互いにからみあって、グランドパッキン材料の相対すべりを抑え、グランドパッキンの保形性を高めることと、接圧力が高められることにより、シール性を向上させることができる。さらに、高熱条件下で使用しても、接着剤の焼失によるシール性の低下が生じることはない。しかも、安価なグランドパッキンとして提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１に記載の発明に係るグランドパッキン材料の実施の形態を示す斜視図である。
【図２】脆性繊維材料よりなる補強材の多数の開口に帯状膨張黒鉛が臨んでいる状態の一例を拡大して部分的に示す平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】請求項２に記載の発明に係るグランドパッキン材料の実施の形態を示す斜視図である。
【図５】脆性繊維材料の折り曲げ部の拡大説明図である。
【図６】ガラス繊維束の一例を示す斜視図である。
【図７】シート状ガラス繊維の一例を示す斜視図である。
【図８】基材の一実施の形態を示す斜視図である。
【図９】少量接着剤の使用状態の一例を示す斜視図である。
【図１０】ガラス繊維に膨張黒鉛粉末を重ねた状態を示す断面図である。
【図１１】基材の他の例を示す断面図である。
【図１２】図８、図１１に示す基材の第１変形例を示す断面図である。
【図１３】図８、図１１に示す基材の第２変形例を示す断面図である。
【図１４】基材の他の実施の形態を示す断面図である。
【図１５】請求項６に記載のグランドパッキン材料の実施の形態を示す斜視図である。
【図１６】図１４に示す基材の第１変形例を示す断面図である。
【図１７】図１４に示す基材の第２変形例を示す断面図である。
【図１８】図１２に示す基材の変形例を示す断面図である。
【図１９】請求項８に記載の発明に係るグランドパッキンの実施の形態を示す斜視図である。
【図２０】請求項９に記載の発明に係るグランドパッキンの実施の形態を示す斜視図である。
【図２１】従来のグランドパッキン材料の一例を示す斜視図である。
【図２２】従来のグランドパッキン材料の他の例を示す斜視図である。
【図２３】従来のグランドパッキンの一例を示す斜視図である。
【図２４】従来のグランドパッキンの他の例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ グランドパッキン材料
２ 極細のガラス繊維（極細の脆性繊維材料）
２ａ ガラス繊維の折り曲げ部（脆性繊維材料の折り曲げ部）
３ 帯状膨張黒鉛
４ 基材
８ グランドパッキン
２０ 脆性繊維材料よりなる補強材
２０Ａ 多数の開口
Claims (9)
- 脆性繊維材料よりなる補強材を帯状膨張黒鉛の少なくとも片面に設けた基材が、前記脆性繊維材料よりなる補強材を外側にしてかつ該該脆性繊維材料よりなる補強材が内部に巻き込まれるように撚られており、この撚られた補強材には多数の開口が備えられていて、これら開口に前記帯状膨張黒鉛を臨ませるようにしたことを特徴とするグランドパッキン材料。
- 脆性繊維材料よりなる補強材を帯状膨張黒鉛の少なくとも片面に設けた基材が、前記脆性繊維材料よりなる補強材を外側にしてかつ該該脆性繊維材料よりなる補強材が内部に巻き込まれるように巻かれており、この巻かれた補強材には多数の開口が備えられていて、これら開口に前記帯状膨張黒鉛を臨ませるようにしたことを特徴とするグランドパッキン材料。
- 脆性繊維材料よりなる補強材を帯状膨張黒鉛の少なくとも片面に設けた基材が、前記脆性繊維材料よりなる補強材を外側にしてかつ該該脆性繊維材料よりなる補強材が内部に巻き込まれるように巻かれて撚られており、この巻かれて撚られた補強材には多数の開口が備えられていて、これら開口に前記帯状膨張黒鉛を臨ませるようにしたことを特徴とするグランドパッキン材料。
- 脆性繊維材料の折り曲げ部が表面に露出している請求項１，請求項３のいずれかに記載のグランドパッキン材料。
- 帯状膨張黒鉛の片面に脆性繊維材料よりなる補強材を設けた請求項１，請求項２，請求項３，請求項４のいずれかに記載のグランドパッキン材料。
- 帯状膨張黒鉛の両面に脆性繊維材料よりなる補強材を設けた請求項１，請求項２，請求項３，請求項４のいずれかに記載のグランドパッキン材料。
- 脆性繊維材料がガラスもしくはシリカまたはセラミックのいずれかよりなる請求項１，請求項２，請求項３，請求項４，請求項５，請求項６のいずれかに記載のグランドパッキン材料。
- 請求項１，２，３，４，５，６，７のいずれかに記載のグランドパッキン材料を複数本用いて編組していることを特徴とするグランドパッキン。
- 請求項１，２，３，４，５，６，７のいずれかに記載のグランドパッキン材料を複数本用いてひねり加工していることを特徴とするグランドパッキン。
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