JP4058314B2 - 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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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１８および図１９に示すものが知られている。図１８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１９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２０（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２１（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２０および図２１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、流体機器の軸封部を好適に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、高速編組が困難で生産性に劣る。このため、で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。また、保形性が悪いので編組時に膨張黒煙の脱落を生じてシール性を低下させるおそれもある。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、生産性を向上させることで安価に提供できるとともに、保形性を良くしてシール性を高めることが可能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グランドパッキンを提供することを目的としている。
【０００７】
【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、繊維束を幅広く薄い状態にした多数本の繊維材料で形成される開繊シート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、前記補強材を外側にしてかつ該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開繊シート中の繊維間に形成されかつ膨張黒鉛を臨ませる多数の開口が備えられていて、これら開口が備えられた補強材上に膨張黒鉛粉末を重ねて圧縮成形することで前記開口に膨張黒鉛を臨ませるようにしたことを特徴としている。
【０００８】
請求項２に記載の発明に係るグランドパッキン材料は、繊維束を幅広く薄い状態にした多数本の繊維材料で形成される開繊シート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、前記補強材を外側にしてかつ該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開繊シート中の繊維間に形成されかつ膨張黒鉛を臨ませる多数の開口が備えられていて、これら開口が備えられた補強材上に膨張黒鉛粉末を重ねて圧縮成形することで前記開口に膨張黒鉛を臨ませるようにしたことを特徴としている。
【０００９】
請求項３に記載の発明に係るグランドパッキン材料は、繊維束を幅広く薄い状態にした多数本の繊維材料で形成される開繊シート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、前記補強材を外側にしてかつ該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た補強材には開繊シート中の繊維間に形成されかつ膨張黒鉛を臨ませる多数の開口が備えられていて、これら開口が備えられた補強材上に膨張黒鉛粉末を重ねて圧縮成形することで前記開口に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４に記載の発明のように、帯状膨張黒鉛の片面に繊維束を幅広く薄い状態にした多数本の繊維材料で形成される開繊シートよりなる補強材を設けることが好ましい。
【００１１】
請求項５に記載の発明のように、帯状膨張黒鉛の両面に繊維束を幅広く薄い状態にした多数本の繊維材料で形成される開繊シートを設けてもよい。
【００１２】
請求項６に記載の発明のように、開繊シートの厚さは、１０μｍ〜３００μｍ、好ましくは３０μｍ〜１００μｍに設定することが好ましい。
【００１３】
請求項７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。
【００１４】
請求項７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。
【００１５】
請求項１に記載の発明によれば、開繊シートよりなる補強材で帯状膨張黒鉛を外補強することができる。
また、補強材上に膨張黒鉛粉末を重ねて圧縮成形することで帯状膨張黒鉛が開繊シート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に制限しても、保形性が高められて、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、帯状膨張黒鉛がサンドイッチ構造となるので、膨張黒鉛粒子の移動が抑制され、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。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、開繊シートよりなる補強材で帯状膨張黒鉛を外補強することができる。
また、補強材上に膨張黒鉛粉末を重ねて圧縮成形することで帯状膨張黒鉛が開繊シート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に制限しても、保形性が高められて、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、帯状膨張黒鉛がサンドイッチ構造となるので、膨張黒鉛粒子の移動が抑制され、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。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、開繊シートよりなる補強材で帯状膨張黒鉛を外補強することができる。
また、補強材上に膨張黒鉛粉末を重ねて圧縮成形することで帯状膨張黒鉛が開繊シート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に制限しても、保形性が高められて、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、帯状膨張黒鉛がサンドイッチ構造となるので、膨張黒鉛粒子の移動が抑制され、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。
【００１８】
請求項４に記載の発明のように、帯状膨張黒鉛の片面に開繊シート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。
【００１９】
請求項５に記載の発明のように、帯状膨張黒鉛の両面に開繊シート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。
【００２０】
請求項６に記載の発明のように、開繊シートの厚さを１０μｍ〜３００μｍ、好ましくは３０μｍ〜１００μｍに設定することで、開繊シート２の製作が容易になり、かつ撚りをかけ易くして外補強効果を高めることができるとともに、補強材部分からの漏れの発生を防止することができる。
【００２１】
請求項７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、グランドパッキンの保形性が高められることと、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。
【００２２】
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ひねり加工しているグランドパッキンであるので、グランドパッキンの保形性が高められることと、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。
【００２３】
【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、開繊シート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を前記開繊シート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、開繊シート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、開繊シート２の一部と帯状膨張黒鉛３の幅方向の一端部５（図１参照）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の間に開繊シート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、開繊シート２よりなる補強材２０の多数の部位で隣接し合う繊維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備える。
【００２４】
開繊シート２よりなる補強材２０は、たとえば、極細で長尺の炭素繊維を多数本集束したマルチフィラメント糸を使用して、所定の幅寸法と厚さ寸法を有する偏平状の炭素繊維束を設け、この炭素繊維束をさらに幅方向に拡展することによって得ることができる。
このような開繊シート２よりなる補強材２０で帯状膨張黒鉛３を外補強した外補強構造のグランドパッキン材料１であれば、帯状膨張黒鉛３が開繊シート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しても、保形性を高めることができる。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、開繊シート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制され、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。
【００２５】
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、開繊シート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を前記開繊シート２よりなる補強材２０を外向きにして、かつ補強材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、補強材２０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、開繊シート２の一部と帯状膨張黒鉛３の幅方向の一端部５（図１参照）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の間に開繊シート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、開繊シート２よりなる補強材２０の多数の部位で隣接し合う繊維同士を離間させるように少し押し拡げて、巻く前に予め局部的な裂け目を形成することによって備える。
【００２６】
前記のように、開繊シート２よりなる補強材２０で帯状膨張黒鉛３を外補強した外補強構造のグランドパッキン材料１であれば、帯状膨張黒鉛３が開繊シート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しても、保形性を高めることができる。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、開繊シート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制され、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。
【００２７】
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、開繊シート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。
【００２８】
開繊シート２は、たとえば、以下の手順によって得ることができる。
【００２９】
すなわち、図５に示すように、１本の直径が７μｍの炭素繊維を１２，０００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炭素繊維束２Ａを設け、この炭素繊維束２Ａを調速制御しながら長手方向に送り出し、所定のオーバーフィード量に保ちながら交差方向に気流を通過させ、弓なりに緊張する気流通過部位において炭素繊維束２Ａを幅方向に解き分けて、図６に示すように、幅Ｗ１＝２５．００ｍｍ、厚さＴ１＝０．０３ｍｍに拡展することによって得ることができる。
【００３０】
図７に示す幅Ｗ１＝２５．００ｍｍ、厚さＴ１＝０．０３ｍｍの開繊シート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８に示すように、幅Ｗ２＝２５．００ｍｍ、厚さＴ２＝０．２５ｍｍに圧縮された帯状膨張黒鉛３の片面に開繊シート２を設けて基材４を形成する。
【００３１】
なお、図９に示すように、帯状膨張黒鉛３の上面に帯状膨張黒鉛３よりも幅狭の開繊シート２を重ねて基材４を形成してもよい。
【００３２】
また、図１０に示すように、帯状膨張黒鉛３の上面に帯状膨張黒鉛３よりも幅広の開繊シート２を重ねて基材４を形成してもよい。
【００３３】
このように、帯状膨張黒鉛３の上面に前記開繊シート２を重ね、開繊シート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炭素繊維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を臨ませることによって、アンカー作用が生じることになる。
【００３４】
炭素繊維２０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、炭素繊維２０の直径が小さいほどシール性がよくなるので、５μｍ〜９μｍの範囲が最適である。
【００３５】
また、開繊シート２の厚さＴ１は、１０μｍ〜３００μｍの範囲が好ましい。さらに好ましくは３０μｍ〜１００μｍの範囲である。厚さＴ１が１０μｍ未満であると、外補強効果が低下し、しかも均一な開繊シート２の製作が難しい。また、厚さＴ１が３００μｍ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、補強材部分からの漏れが発生する。
【００３６】
図１１に示すように、帯状膨張黒鉛３の両面に開繊シート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１２（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１２（ｂ）のグランドパッキン材料１を構成することで、開繊シート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。
【００３７】
なお、図１３に示すように、帯状膨張黒鉛３の両面に帯状膨張黒鉛３よりも幅狭の開繊シート２，２を重ねて基材４を形成してもよい。また、図１４に示すように、帯状膨張黒鉛３の両面に帯状膨張黒鉛３よりも幅広の開繊シート２，２を重ねて基材４を形成してもよい。さらに、図１５に示すように、幅広の開繊シート２の両面に幅狭の帯状膨張黒鉛３を重ねて基材４を形成してもよい。
【００３８】
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１６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１６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。
【００３９】
グランドパッキン８は、前記のグランドパッキン材料１、つまり、保形性が高く、シール性に優れ、しかも生産性の向上が期待できることで安価であるグランドパッキン材料１を複数本用いて編組しているので、保形性とシール性に優れたグランドパッキン８として安価に提供することができる。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。
【００４０】
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１７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１７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。すなわち、保形性が高く、シール性に優れ、しかも生産性の向上が期待できることで安価であるグランドパッキン材料１を複数本用いてひねり加工しているので、保形性とシール性に優れたグランドパッキン８として安価に提供することができる。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。
【００４１】
なお、前記実施の形態では、１本の直径が７μｍの炭素繊維を１２，０００本集束したマルチフィラメント糸を使用して設けた炭素繊維束２Ａを幅方向に拡展した開繊シート２で説明しているが、炭素繊維に代えて、ガラス繊維、シリカ繊維、アルミナまたはアルミナシリカなどのセラミック繊維等の脆性繊維材料の繊維束を幅方向に拡展した開繊シート２あるいはステンレスなどの金属線、アラミド繊維、ＰＢＯ繊維等の靭性繊維材料の繊維束を幅方向に拡展した開繊シート２を使用しても、前記実施の形態と同様の作用・効果を奏することができる。
【００４２】
【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。
【００４３】
請求項１、請求項２または請求項３のいずれかに記載の発明によれば、帯状膨張黒鉛を開繊シート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、補強材上に膨張黒鉛粉末を重ねて圧縮成形することで帯状膨張黒鉛が開繊シート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に制限しても、保形性が高められて、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、生産性が向上し安価なグランドパッキン材料を提供することができる。
【００４４】
請求項４に記載の発明によれば、帯状膨張黒鉛と開繊シートよりなる補強材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、開繊シートを内部に巻き込んだ外補強構造のグランドパッキン材料を容易に得ることができる。
【００４５】
請求項５に記載の発明によれば、開繊シートよりなる補強材と帯状膨張黒鉛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、開繊シートを内部に巻き込んだ外補強構造の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っ張り強度がより向上するとともに、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。
【００４６】
請求項６に記載の発明によれば、開繊シートの製作が容易になり、かつ外補強効果を高めることができるとともに、補強材部分からの漏れの発生を防止することができる。
【００４７】
請求項７または請求項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またはひねり加工しているので、保形性とシール性に優れたグランドパッキンとして安価に提供することができる。しかも、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。
【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】 開繊シート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斜視図である。
【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】 炭素繊維束の一例を示す斜視図である。
【図６】 開繊シートの一例を示す斜視図である。
【図７】 開繊シートに膨張黒鉛粉末を重ねた状態を示す断面図である。
【図８】 基材の一例を示す断面図である。
【図９】 図８に示す基材の第１変形例を示す断面図である。
【図１０】 図８に示す基材の第２変形例を示す断面図である。
【図１１】 基材の他の実施の形態を示す断面図である。
【図１２】 請求項５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１３】 図１１に示す基材の第１変形例を示す断面図である。
【図１４】 図１１に示す基材の第２変形例を示す断面図である。
【図１５】 図１０に示す基材の変形例を示す断面図である。
【図１６】 請求項７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１７】 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１８】 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１９】 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２０】 従来のグランドパッキンの一例を示す斜視図である。
【図２１】 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 開繊シート
３ 帯状膨張黒鉛
４ 基材
８ グランドパッキン
２０ 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１８および図１９に示すものが知られている。図１８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１９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２０（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２１（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２０および図２１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、流体機器の軸封部を好適に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、高速編組が困難で生産性に劣る。このため、で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。また、保形性が悪いので編組時に膨張黒煙の脱落を生じてシール性を低下させるおそれもある。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、生産性を向上させることで安価に提供できるとともに、保形性を良くしてシール性を高めることが可能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グランドパッキンを提供することを目的としている。
【０００７】
【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、繊維束を幅広く薄い状態にした多数本の繊維材料で形成される開繊シート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、前記補強材を外側にしてかつ該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開繊シート中の繊維間に形成されかつ膨張黒鉛を臨ませる多数の開口が備えられていて、これら開口が備えられた補強材上に膨張黒鉛粉末を重ねて圧縮成形することで前記開口に膨張黒鉛を臨ませるようにしたことを特徴としている。
【０００８】
請求項２に記載の発明に係るグランドパッキン材料は、繊維束を幅広く薄い状態にした多数本の繊維材料で形成される開繊シート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、前記補強材を外側にしてかつ該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開繊シート中の繊維間に形成されかつ膨張黒鉛を臨ませる多数の開口が備えられていて、これら開口が備えられた補強材上に膨張黒鉛粉末を重ねて圧縮成形することで前記開口に膨張黒鉛を臨ませるようにしたことを特徴としている。
【０００９】
請求項３に記載の発明に係るグランドパッキン材料は、繊維束を幅広く薄い状態にした多数本の繊維材料で形成される開繊シート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、前記補強材を外側にしてかつ該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た補強材には開繊シート中の繊維間に形成されかつ膨張黒鉛を臨ませる多数の開口が備えられていて、これら開口が備えられた補強材上に膨張黒鉛粉末を重ねて圧縮成形することで前記開口に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４に記載の発明のように、帯状膨張黒鉛の片面に繊維束を幅広く薄い状態にした多数本の繊維材料で形成される開繊シートよりなる補強材を設けることが好ましい。
【００１１】
請求項５に記載の発明のように、帯状膨張黒鉛の両面に繊維束を幅広く薄い状態にした多数本の繊維材料で形成される開繊シートを設けてもよい。
【００１２】
請求項６に記載の発明のように、開繊シートの厚さは、１０μｍ〜３００μｍ、好ましくは３０μｍ〜１００μｍに設定することが好ましい。
【００１３】
請求項７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。
【００１４】
請求項７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。
【００１５】
請求項１に記載の発明によれば、開繊シートよりなる補強材で帯状膨張黒鉛を外補強することができる。
また、補強材上に膨張黒鉛粉末を重ねて圧縮成形することで帯状膨張黒鉛が開繊シート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に制限しても、保形性が高められて、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、帯状膨張黒鉛がサンドイッチ構造となるので、膨張黒鉛粒子の移動が抑制され、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。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、開繊シートよりなる補強材で帯状膨張黒鉛を外補強することができる。
また、補強材上に膨張黒鉛粉末を重ねて圧縮成形することで帯状膨張黒鉛が開繊シート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に制限しても、保形性が高められて、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、帯状膨張黒鉛がサンドイッチ構造となるので、膨張黒鉛粒子の移動が抑制され、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。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、開繊シートよりなる補強材で帯状膨張黒鉛を外補強することができる。
また、補強材上に膨張黒鉛粉末を重ねて圧縮成形することで帯状膨張黒鉛が開繊シート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に制限しても、保形性が高められて、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、帯状膨張黒鉛がサンドイッチ構造となるので、膨張黒鉛粒子の移動が抑制され、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。
【００１８】
請求項４に記載の発明のように、帯状膨張黒鉛の片面に開繊シート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。
【００１９】
請求項５に記載の発明のように、帯状膨張黒鉛の両面に開繊シート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。
【００２０】
請求項６に記載の発明のように、開繊シートの厚さを１０μｍ〜３００μｍ、好ましくは３０μｍ〜１００μｍに設定することで、開繊シート２の製作が容易になり、かつ撚りをかけ易くして外補強効果を高めることができるとともに、補強材部分からの漏れの発生を防止することができる。
【００２１】
請求項７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、グランドパッキンの保形性が高められることと、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。
【００２２】
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ひねり加工しているグランドパッキンであるので、グランドパッキンの保形性が高められることと、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。
【００２３】
【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、開繊シート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を前記開繊シート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、開繊シート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、開繊シート２の一部と帯状膨張黒鉛３の幅方向の一端部５（図１参照）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の間に開繊シート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、開繊シート２よりなる補強材２０の多数の部位で隣接し合う繊維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備える。
【００２４】
開繊シート２よりなる補強材２０は、たとえば、極細で長尺の炭素繊維を多数本集束したマルチフィラメント糸を使用して、所定の幅寸法と厚さ寸法を有する偏平状の炭素繊維束を設け、この炭素繊維束をさらに幅方向に拡展することによって得ることができる。
このような開繊シート２よりなる補強材２０で帯状膨張黒鉛３を外補強した外補強構造のグランドパッキン材料１であれば、帯状膨張黒鉛３が開繊シート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しても、保形性を高めることができる。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、開繊シート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制され、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。
【００２５】
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、開繊シート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を前記開繊シート２よりなる補強材２０を外向きにして、かつ補強材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、補強材２０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、開繊シート２の一部と帯状膨張黒鉛３の幅方向の一端部５（図１参照）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の間に開繊シート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、開繊シート２よりなる補強材２０の多数の部位で隣接し合う繊維同士を離間させるように少し押し拡げて、巻く前に予め局部的な裂け目を形成することによって備える。
【００２６】
前記のように、開繊シート２よりなる補強材２０で帯状膨張黒鉛３を外補強した外補強構造のグランドパッキン材料１であれば、帯状膨張黒鉛３が開繊シート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しても、保形性を高めることができる。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、開繊シート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制され、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。
【００２７】
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、開繊シート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。
【００２８】
開繊シート２は、たとえば、以下の手順によって得ることができる。
【００２９】
すなわち、図５に示すように、１本の直径が７μｍの炭素繊維を１２，０００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炭素繊維束２Ａを設け、この炭素繊維束２Ａを調速制御しながら長手方向に送り出し、所定のオーバーフィード量に保ちながら交差方向に気流を通過させ、弓なりに緊張する気流通過部位において炭素繊維束２Ａを幅方向に解き分けて、図６に示すように、幅Ｗ１＝２５．００ｍｍ、厚さＴ１＝０．０３ｍｍに拡展することによって得ることができる。
【００３０】
図７に示す幅Ｗ１＝２５．００ｍｍ、厚さＴ１＝０．０３ｍｍの開繊シート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８に示すように、幅Ｗ２＝２５．００ｍｍ、厚さＴ２＝０．２５ｍｍに圧縮された帯状膨張黒鉛３の片面に開繊シート２を設けて基材４を形成する。
【００３１】
なお、図９に示すように、帯状膨張黒鉛３の上面に帯状膨張黒鉛３よりも幅狭の開繊シート２を重ねて基材４を形成してもよい。
【００３２】
また、図１０に示すように、帯状膨張黒鉛３の上面に帯状膨張黒鉛３よりも幅広の開繊シート２を重ねて基材４を形成してもよい。
【００３３】
このように、帯状膨張黒鉛３の上面に前記開繊シート２を重ね、開繊シート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炭素繊維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を臨ませることによって、アンカー作用が生じることになる。
【００３４】
炭素繊維２０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、炭素繊維２０の直径が小さいほどシール性がよくなるので、５μｍ〜９μｍの範囲が最適である。
【００３５】
また、開繊シート２の厚さＴ１は、１０μｍ〜３００μｍの範囲が好ましい。さらに好ましくは３０μｍ〜１００μｍの範囲である。厚さＴ１が１０μｍ未満であると、外補強効果が低下し、しかも均一な開繊シート２の製作が難しい。また、厚さＴ１が３００μｍ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、補強材部分からの漏れが発生する。
【００３６】
図１１に示すように、帯状膨張黒鉛３の両面に開繊シート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１２（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１２（ｂ）のグランドパッキン材料１を構成することで、開繊シート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。
【００３７】
なお、図１３に示すように、帯状膨張黒鉛３の両面に帯状膨張黒鉛３よりも幅狭の開繊シート２，２を重ねて基材４を形成してもよい。また、図１４に示すように、帯状膨張黒鉛３の両面に帯状膨張黒鉛３よりも幅広の開繊シート２，２を重ねて基材４を形成してもよい。さらに、図１５に示すように、幅広の開繊シート２の両面に幅狭の帯状膨張黒鉛３を重ねて基材４を形成してもよい。
【００３８】
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１６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１６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。
【００３９】
グランドパッキン８は、前記のグランドパッキン材料１、つまり、保形性が高く、シール性に優れ、しかも生産性の向上が期待できることで安価であるグランドパッキン材料１を複数本用いて編組しているので、保形性とシール性に優れたグランドパッキン８として安価に提供することができる。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。
【００４０】
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１７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１７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。すなわち、保形性が高く、シール性に優れ、しかも生産性の向上が期待できることで安価であるグランドパッキン材料１を複数本用いてひねり加工しているので、保形性とシール性に優れたグランドパッキン８として安価に提供することができる。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。
【００４１】
なお、前記実施の形態では、１本の直径が７μｍの炭素繊維を１２，０００本集束したマルチフィラメント糸を使用して設けた炭素繊維束２Ａを幅方向に拡展した開繊シート２で説明しているが、炭素繊維に代えて、ガラス繊維、シリカ繊維、アルミナまたはアルミナシリカなどのセラミック繊維等の脆性繊維材料の繊維束を幅方向に拡展した開繊シート２あるいはステンレスなどの金属線、アラミド繊維、ＰＢＯ繊維等の靭性繊維材料の繊維束を幅方向に拡展した開繊シート２を使用しても、前記実施の形態と同様の作用・効果を奏することができる。
【００４２】
【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。
【００４３】
請求項１、請求項２または請求項３のいずれかに記載の発明によれば、帯状膨張黒鉛を開繊シート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、補強材上に膨張黒鉛粉末を重ねて圧縮成形することで帯状膨張黒鉛が開繊シート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に制限しても、保形性が高められて、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、生産性が向上し安価なグランドパッキン材料を提供することができる。
【００４４】
請求項４に記載の発明によれば、帯状膨張黒鉛と開繊シートよりなる補強材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、開繊シートを内部に巻き込んだ外補強構造のグランドパッキン材料を容易に得ることができる。
【００４５】
請求項５に記載の発明によれば、開繊シートよりなる補強材と帯状膨張黒鉛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、開繊シートを内部に巻き込んだ外補強構造の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っ張り強度がより向上するとともに、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。
【００４６】
請求項６に記載の発明によれば、開繊シートの製作が容易になり、かつ外補強効果を高めることができるとともに、補強材部分からの漏れの発生を防止することができる。
【００４７】
請求項７または請求項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またはひねり加工しているので、保形性とシール性に優れたグランドパッキンとして安価に提供することができる。しかも、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。
【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】 開繊シート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斜視図である。
【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】 炭素繊維束の一例を示す斜視図である。
【図６】 開繊シートの一例を示す斜視図である。
【図７】 開繊シートに膨張黒鉛粉末を重ねた状態を示す断面図である。
【図８】 基材の一例を示す断面図である。
【図９】 図８に示す基材の第１変形例を示す断面図である。
【図１０】 図８に示す基材の第２変形例を示す断面図である。
【図１１】 基材の他の実施の形態を示す断面図である。
【図１２】 請求項５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１３】 図１１に示す基材の第１変形例を示す断面図である。
【図１４】 図１１に示す基材の第２変形例を示す断面図である。
【図１５】 図１０に示す基材の変形例を示す断面図である。
【図１６】 請求項７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１７】 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１８】 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１９】 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２０】 従来のグランドパッキンの一例を示す斜視図である。
【図２１】 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 開繊シート
３ 帯状膨張黒鉛
４ 基材
８ グランドパッキン
２０ 補強材
２０Ａ 多数の開口
Claims (8)
- 繊維束を幅広く薄い状態にした多数本の繊維材料で形成される開繊シート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、前記補強材を外側にしてかつ該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開繊シート中の繊維間に形成されかつ膨張黒鉛を臨ませる多数の開口が備えられていて、これら開口が備えられた補強材上に膨張黒鉛粉末を重ねて圧縮成形することで前記開口に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。
- 繊維束を幅広く薄い状態にした多数本の繊維材料で形成される開繊シート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、前記補強材を外側にしてかつ該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開繊シート中の繊維間に形成されかつ膨張黒鉛を臨ませる多数の開口が備えられていて、これら開口が備えられた補強材上に膨張黒鉛粉末を重ねて圧縮成形することで前記開口に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。
- 繊維束を幅広く薄い状態にした多数本の繊維材料で形成される開繊シート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、前記補強材を外側にしてかつ該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開繊シート中の繊維間に形成されかつ膨張黒鉛を臨ませる多数の開口が備えられていて、これら開口が備えられた補強材上に膨張黒鉛粉末を重ねて圧縮成形することで前記開口に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。
- 帯状膨張黒鉛の片面に繊維束を幅広く薄い状態にした多数本の繊維材料で形成される開繊シートよりなる補強材を設けた請求項１、請求項２、請求項３のいずれかに記載のグランドパッキン材料。
- 帯状膨張黒鉛の両面に繊維束を幅広く薄い状態にした多数本の繊維材料で形成される開繊シートよりなる補強材を設けた請求項１、請求項２、請求項３のいずれかに記載のグランドパッキン材料。
- 前記開繊シートの厚さが１０μｍ〜３００μｍに設定されている請求項１，２，３，４，５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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