JP5984360B2 - グランドパッキン - Google Patents
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Description
図9は、従来のグランドパッキンにおける編み糸90の編み方の一例を示す説明図である。この図に示すように、8本(又は4本)の編み糸を八編み(八打ち)によって編み組することによって、紐状パッキン基材89が製造され、その断面形状は、ほぼ正方形となる。そして、編み組されたこの紐状パッキン基材89を所定長さに切断し、切断面同士を突き合わせて環状とし、これを金型により加圧成型し、環状のグランドパッキンが製造される。
そして、締め付け部材94がボルト96によって流体99側(軸方向内部側)へ締め付けられると、グランドパッキン93は軸方向に圧縮され、さらに、グランドパッキン93は圧縮されるにつれてハウジング91の内周面91a及び軸92の外周面92aに密着する。これにより、ハウジング91内の流体99が大気側へ漏れるのを防止することができる。
このように、グランドパッキン93の一部93aが、本来グランドパッキン93が存在すべき領域からはみ出ると、グランドパッキン93をさらに締め付けても、その密度はさほど高まらず、所望の密封性能を得ることができない場合がある。
この場合、細糸が網状に編まれた編組体からなる補強材によって膨張黒鉛材料の外周が被覆され、この膨張黒鉛材料を編み糸として平打組物が構成される。そして、この平打組物からなる帯状パッキン基材が渦巻き状に複数重ね巻きされる。したがって、渦巻き状となって重なっている帯状パッキン基材間では、編組体からなる補強材が密な状態となり、グランドパッキンの剛性をより一層高めることができる。
そして、ハウジング1と軸2との間に形成されている環状空間Aに、グランドパッキン3が軸方向に並べて配置されている。本実施形態では3つのグランドパッキン3が並べて配置されている。なお、軸2は、軸2の中心線回りに回転したり、軸方向に往復移動したりする。
そして、グランドパッキン3は、この平打組物20からなる帯状パッキン基材7を、図3と図4とに示すように、渦巻き状に複数重ね巻きした状態で、径方向及び軸方向から圧縮して断面角形としたものである。本実施形態のグランドパッキン3は、1本の長い帯状パッキン基材7を渦巻き状にほぼ4周巻き、4重に重ね巻きしたものである。そして、これを加圧成型して断面矩形としている。加圧成型は、プレス及び金型により行われる。つまり、金型に、渦巻き状に重ね巻きしたパッキン基材7を設置し、これをプレスが金型内で圧縮成型する。
図2において、平打組物20は、複数本の編み糸8を単一の軌道(経路)に沿って動かしながら編んで構成されている。図5(A)は、編み機の一部と、この編み機によって編まれている平打組物20の説明図である。編み機は、編み糸8と同数(本実施形態では四つ)の組錘27を有している。組錘27は、単一の編み糸8を保持しつつ当該編み糸8を繰り出す機能を有している。各組錘27は、波状の軌道Kに沿って導かれて移動することができ、四つの組錘27が交互に交差することにより、各組錘27から繰り出された編み糸8は編まれる。四つの組錘27の軌道Kは1本であり、編み糸8それぞれは、この単一の軌道Kに沿って動きながら編まれることとなる。図5(A)の破線が、軌道Kを示しており、この軌道Kに沿って付されている矢印が、各組錘27(各編み糸8)の移動経路を示している。
この平打組物20によれば、編み糸8は、平打組物20の長手方向及び幅方向に対して傾斜した構成となる。図2(A)では、幅方向の直線Lに対して、編み糸8の直線部分が角度θで傾斜している。
以上の構成を備えたグランドパッキン3は、編み糸8を平編みすることによって得られた平打組物20からなる帯状パッキン基材7を、渦巻き状に重ね巻きし、径方向及び軸方向から加圧成型してなるものであるため、図4に示すように、編み糸8が径方向及び軸方向に重なるようにして配置され、編み糸8が半径方向及び軸方向に整列して密に並んだ状態となり、剛性の高いグランドパッキン3となる。このため、図1に示している締め付け部材4及びボルト6によって、このグランドパッキン3への軸方向の締め付け力を大きくしても、従来と比べて異常変形し難い。
このように、帯状パッキン基材7が平打組物20からなることにより、編み糸8の数を変更することによって帯状パッキン基材7の幅を変更することができる。この結果、帯状パッキン基材7の幅方向が渦巻きの中心線と平行となるようにして、パッキン基材7は渦巻き状に巻かれることから、編み糸8の数を変更することによって、グランドパッキン3の軸方向寸法A(図4参照)を容易に変更することができる。
このように、本発明のグランドパッキン3によれば、軸方向寸法A及び径方向寸法Bを容易に変更可能であることから、グランドパッキン3の断面形状のアスペクト比を様々な値(例えば2以上の大きな値)に設定することが可能となる。
なお、従来のグランドパッキンでは、図8に示しているように断面形状がほぼ正方形となるように作製しているため、このようなアスペクト比の変更には限界がある。
以上より、製造可能なグランドパッキン3の寸法範囲が、従来よりも広くなり、グランドパッキン3を様々な機器に適用可能となる。
実施例として、厚み0.38mm、幅1mm、長さ200mmの矩形状の膨張黒鉛材料11を、その端部を互いにずらしながら、補強材12として金属製細糸12a(線径0.1mmのインコネル糸)からなるニット編筒状部に挿入し、膨張黒鉛材料11と金属製細糸の重量比が7:3となる編み糸8を製作した。この編み糸8を用いて、図2のように平編みして平打組物20からなる帯状パッキン基材7とし、このパッキン基材7を図3に示すように渦巻き状に重ね巻きし、径方向及び軸方向から加圧成型して断面矩形のグランドパッキン3を製造した。加圧成型前の帯状パッキン基材7の厚さは4.5mmであり、幅が13mmである。このパッキン基材7を加圧成型した後の密度は、1.95g/cm3である。
試験は、無負荷状態から58.8N/mm2の面圧で締め付け、その後、無負荷状態とした際の、各グランドパッキン(実施例及び従来例)の圧縮率と復元率とを測定した。
このため、実施例のグランドパッキンによれば、その一部が、本来グランドパッキンが存在すべき領域から、はみ出すのを防ぐことができ、グランドパッキンの締め付け力に応じてグランドパッキンの密度は高まり、所望のシール性を確保することが可能となる。
つまり、軸方向の締め付け力が従来例と実施例とで同じであっても、実施例では、従来品に比べて軸2に対する面圧(シール面圧)を高くすることが可能となる。
Claims (2)
- 複数本の編み糸を単一の軌道に沿って動かしながら、各編み糸が、他の編み糸に対して上下交互に編まれ、これが繰り返されることにより、帯状とした平打組物からなる所定長さの帯状パッキン基材を、その幅方向が渦巻きの中心線と平行となるようにして渦巻き状に重ね巻きし、
前記帯状パッキン基材を、渦巻き状に重ね巻きした状態で、前記中心線と直交する径方向及び前記中心線と平行する軸方向から圧縮成形することを特徴とするグランドパッキンの製造方法。 - 前記編み糸は、膨張黒鉛材料と、当該膨張黒鉛材料の外周を被覆している補強材と、を有し、前記補強材は、細糸が網状に編まれた編組体からなる請求項1に記載のグランドパッキンの製造方法。
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