JPH03788A - 炭素繊維複合膨張黒鉛パッ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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、流体機器の軸封部に用いられる膨張黒鉛を主
体としたパツキンおよびその製造方法に関する。

［従来の技術〕 流体がポンプやバルブなどの流体機器の軸封部から機外
に漏洩するのを防止するために、軸封部を構成している
パツキンボックス（スタフィンボックス）に装入される
グランドパツキンとして、テープ状のパツキン素材をう
ず巻き状に巻回したのち、金型で加圧成形するダイモー
ルド方式によって製造されるものが知られており、この
種のパツキンとして、■膨張黒鉛テープをうず巻き状に
巻回したのち、金型で加圧成形したもの、■膨張黒鉛テ
ープの少なくとも片面の幅方向略全域に、例えば金網な
どの網状構造体を添接したのちうず巻き状に巻回し、こ
れを金型によって加圧成形することで、膨張黒鉛テープ
の巻回層間に網状構造体を配置したもの、■真直の炭素
ｍｍを膨張黒鉛テープの長手方向に沿って少なくとも片
面の幅方向略全域に対応させて接着したのち、うず巻き
状に巻回し、これを金型によって加圧成形することで、
膨張黒鉛テープの巻回層間に複数の炭素繊維を配置した
ものなどがある。

そして、これらのパツキンは、パツキンボックスへの装
入時の作業を容易にするためや、或いは、保守点検時に
おいて、引掛は工具によって引掛けてパツキンボックス
から取り出す作業性を容易にするために、円周方向の１
箇所で切断した非無端状でパツキンボックスに装入され
ている。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、前記■で述べた従来のパツキンは、比較的脆
い性質の膨張黒鉛単味によって構成されているから、引
掛は工具を用いてパツキンボックスから取り出す場合に
折損し易く、取出作業性がきわめて悪い問題点を有して
いる。

また、前記■で述べた従来のパツキンは、膨張黒鉛テー
プの脆性を金網などの網状構造体によって補うことがで
きるので、パツキンボックスから取り出す場合の折損が
避けられ、取出作業性を向上させることができる利点を
有してはいるものの、パツキンの寸法が変るのに応じて
、メツシュなどの仕様の異なる網状構造体を使用しなけ
ればならない製作上の煩わしさが有る。しかも金網のよ
うな不燃性材料の網状構造体が使用されていると、廃棄
処分のために焼却しても金網が残存するので、弟分後の
処理が煩雑になるなどの問題点を有している。

さらに、前記■で述べた従来のパツキンは、膨張黒鉛テ
ープの脆性を複数の炭素繊維によって補うことができる
ので、前記■で述べたパツキンと同様にパツキンボック
スから取り出す場合の折損が避けられ、取出作業性を向
上させることができる利点を有している。しかし、比較
的可撓性に劣る性質を有している炭素ａｍを真直状態で
膨張黒鉛テープの少なくとも片面の幅方向全域に接着し
ているため、うず巻き状の巻回曲率の小さい小径パツキ
ンを製造する場合の巻回作業が困難である問題点を有し
ている。

また、前記■および■で述べたパツキンでは、膨張黒鉛
と比較して弾性度の低い金網や真直状態の炭素繊維を膨
張黒鉛テープの少なくとも片面の幅方向全域に添接また
は接着した複合構造になっているので、パツキンの弾性
度を低下させることになり、シール性を悪くしている。

本発明はこのような事情に鑑みなされたもので、膨張黒
鉛の脆性を補ってパツキンボックスからの取出作業性の
容易化を図り、パツキン寸法が変ることによって生じる
製作上の煩わしさおよび可撓性の低下が避けられ、しか
も膨張黒鉛の保有している高弾性度が損なわれることな
く高い復元率を確保して、シール性の向上を図ることが
できる炭素繊維複合１膨張黒鉛パツキンおよびその製造
方法の提供を目的としている。

［課題を解決するための手段］ 前記目的を達成するために、本発明にかかる第１の発明
は、幅狭膨張黒鉛テープの表面を炭素繊維の織りもしく
は編組体で被覆した芯材が、うず巻き状に巻回して加圧
成形された膨張黒鉛テープ環状体の巻回層間に配置され
たものである。

また、前記目的を達成するために、本発明にかかる第２
の発明は、幅狭膨張黒鉛テープの表面を炭素繊維の織り
もしくは編組体で被覆して芯材を製造する工程と、 この芯材の長手方向を膨張黒鉛テープの長手方向に対応
させて該膨張黒鉛テープの少なくとも片面に添接させる
工程と、 互いに添接している芯材と膨張黒鉛テープをうず巻き状
に巻回して、ｍ張黒鉛テープの巻回層間に芯材を介在さ
せた膨張黒鉛テープ環状体を形成する工程と、 この膨張黒鉛テープの環状体を型込めして加圧成形する
工程とからなるものである。

［作用］ 本発明にかかる炭素繊維複合膨張黒鉛パツキンによれば
、芯材の外層、つまり幅狭膨張黒鉛テーブの表面を被覆
している炭素繊維の織りもしくは編組体によって、膨張
黒鉛テープ環状体の脆性が補われる。

また、寸法の異なるパツキンの製造に際して芯材の仕様
を変更する必要がない、しかも幅狭に切断した膨張黒鉛
テープを主体とした芯材の使用によって、１膨張黒鉛テ
一プ環状体の可撓性が向上し、弾性が損なわれない。

また、本発明にかかる炭素繊維複合膨張黒鉛パツキンの
製造方法によれば、幅狭膨張黒鉛テープの表面を炭素ａ
ｍの織りもしくは編組体で被覆した芯材を、うず巻き状
に巻回して加圧成形された膨張黒鉛テープ環状体の巻回
層間に配置して、膨張黒鉛テープ環状体の脆性が補われ
、パツキンの寸法が変っても仕様の変更が必要でない芯
材を使用でき、しかも幅狭膨張黒鉛テープを主体とした
芯材の使用により、可撓性が向上し弾性の損なわれない
膨張黒鉛テープ環状体からなる炭素繊維複合膨張黒鉛パ
ツキンを容易に得ることができる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明にかかる炭素ｍ維複合膨張黒鉛パツキン
の一実施例の一部を断面にて示す斜視図であり、図にお
いて炭素繊維複合膨張黒鉛パツキン１は、うず巻き状に
巻回して所定の内径寸法Ｄ１、外径寸法Ｄ２および高さ
寸法りに加圧成形された膨張黒鉛テープ環状体１０と、
この膨張黒鉛テープ環状体１０の巻回層間に配置された
複数の芯材２０によって構成されている。

膨張黒鉛テープ環状体１０は、その高さ寸法りよりも幾
分太き目の寸法を幅寸法とし、厚さが例えば０．３８ｍ
ｍの膨張黒鉛、多孔質ＰＴＦＥ　、バーミキュライトな
どのテープＩＯＡを所定の長さに切断してうず巻き状に
巻回したのち、後述の金型に型込めして加圧成形するこ
とによって製造される。

膨張黒鉛テープ環状体１０の巻回層間に配置される芯材
２０は、第２図に示すように、幅３１鳳×厚さ０．３８
ｍ−の膨張黒鉛、多孔質ＰＴＦＥ　、バーミキュライト
などのテープ２１を、例えば３枚重ね合せたものによっ
てなり、その表面を炭素繊維糸の八編みによってなる編
組体２２で被覆した構成になっている。

即ち、炭素繊維複合膨張黒鉛パツキンｌは、■第２図の
芯材２０を製造する。■この芯材２０の長手方向を、第
３図に示すように、膨張黒鉛テープＩＯＡの長手方向に
対応させて、その片面に所定の間隔を有して２つの添接
する。■膨張黒鉛テープＩＯＡと芯材２０をうず巻き状
に巻回して、膨張黒鉛テープＩＯＡの巻回層間に芯材２
０を介在させた膨張黒鉛テープ環状体１０を形成する（
第４図参照）、■膨張黒鉛テープ環状体１０を、第５図
に示すように、金型２の雌型２Ａ内に型込めしたのち雄
型２Ｂで型締めすることで加圧成形する０以上■ないし
■の工程によって製造される。

前記構成によれば、膨張黒鉛テープ環状体１０の脆性は
、その巻回層間に配置されている芯材２０の表面を被覆
している炭素繊維糸の八編みによってなる編組体２２に
よって補われる。したがって、この炭素繊維複合膨張黒
鉛パツキン１の円周方向の１箇所を切断した非無端状態
でパツキンボックス（図示せず）に装入してグランドパ
ツキンとして使用した場合、例えば保守点検時において
引掛は工具によって引掛けて引き出しても、パツキンｌ
が折損する不都合を回避できるので、パツキンｌの取出
しが容易になり、取出作業性が向上する。

また、寸法の異なるパツキンを製造する場合でも、芯材
２０の仕様を変更することなく、単に使用数量を変える
だけでよいから製作上の煩わしさが著しく軽減される。

しかも、膨張黒鉛テープは、これを５層温以下の幅狭に
切断することで、引張強さと可撓性が向上する特性を有
しているから、幅狭に切断した膨張黒鉛テープ２１を主
体とした芯材２０の使用によって、膨張黒鉛テープ環状
体１０の可撓性が向上するため、巻回曲率の小さい小径
パツキンを製造する場合の巻回作業が容易になり、汎用
性が向上する。このことは炭素繊維糸のへ瑚み編組体２
２によっても助長される。

さらに、幅狭に切断した膨張黒鉛テープ２１を主体とし
た芯材２０を使用しているから、つまり膨張黒鉛テープ
ＩＯＡと略同質の芯材２０を使用しているから、膨張黒
鉛テープ環状体１０の弾性が損なわれず、高い復元性を
確保できるので、シール性が向上する。勿論、芯材２０
は可撓性のものであるから、廃棄処分のための焼却が容
易である。

第６図に、本発明にかかる炭素繊維複合膨張黒鉛パツキ
ン１と従来の膨張黒鉛パツキン（前記に相当する）との
圧縮−復元特性比較グラフを示す０図において、本発明
品の復元率が約５０％であるのに対し、従来品では約３
０％程度にしか達しない、これにより、本発明品では高
いシール性を得られることが判る。

なお、前記実施では、芯材２０を膨張黒鉛テープＩＯＡ
の片面に添接して説明しているが１両面に添接した構成
であってもよい、また、添接の数も２つにのみ限定され
るものではなく、膨張黒鉛テープＩＯＡの幅寸法に応じ
て、１つまたは３つ以上の数を選択して添接すればよい
。さらに炭素繊維糸の編組体２２に代えて、炭素ｍ維の
織りによって幅狭膨張黒鉛を被覆しても、前記実施例と
同様の作用効果を奏する。

［発明の効果］ 本発明は、以上のように構成されているので、以下に記
載されるような効果を奏する。

請求項（１）の炭素繊維複合膨張黒鉛パツキンにおいて
は、芯材の外層、つまり幅狭膨張黒鉛テープの表面を被
覆している炭素繊維の織りもしくはｍ組体によって、膨
張黒鉛テープ環状体の脆性が補われるので、取出作業性
が向上する。

また、寸法の異なるパツキンの製造に際して芯材の仕様
を変更する必要がないので、製作−ヒの煩わしさを著し
く制限することができる。しかも幅狭に切断した膨張黒
鉛テープを主体とした芯材の使用によって、膨張黒鉛テ
ープ環状体の可撓性が向上するので、巻回曲率の小さい
小径パツキンを製造する場合でも巻回作業が容易になり
、汎用性を向上させることができる。さらに膨張黒鉛テ
ープ環状体の弾性が損なわれないので、高い復元性を確
保して、シール性の向上を図ることができる。

また、請求項（２）の炭素繊維複合膨張黒鉛パツキンの
製造方法によれば、幅狭膨張黒鉛テープの表面を炭素ｍ
ｍの織りもしくは編組体で被覆した芯材を、うず巻き状
に巻回して加圧成形された膨張黒鉛テープ環状体の巻回
層間に配置して、膨張黒鉛テープ環状体の脆性が補われ
、パツキンの寸法が変っても仕様変更の不必要な芯材を
使用でき、しかも幅狭膨張黒鉛テープを主体とした芯材
の使用により、可撓性が向上し弾性の損なわれない膨張
黒鉛テープ環状体からなる炭素繊維複合膨張黒鉛パツキ
ン、すなわちパツキンボックスからの取出作業性にすぐ
れ、製作上の煩わしさが著しく軽減され、しかも、巻回
作業が容易で、高いシール性を有する炭素繊維複合膨張
黒鉛パツキンを容易に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる炭素ａｍ複合膨張黒鉛パツキン
の一実施例の一部を断面にて示す斜視図、第２図は芯材
の一実施例を示す斜視図、第３図は膨張黒鉛テープに芯
材を添接させた状態の一例を示す斜視図、第４図は膨張
黒鉛テープ環状体の縦断面図、第５図は加圧成形状態の
説明断面図、第６図は圧縮−復元特性の比較グラフであ
る。 ｌ・・・炭素繊維複合膨張黒鉛パツキン２・・・金型 １０・・・膨張黒鉛テープ環状体 １０Ａ・・・膨張黒鉛テープ ２０・・・芯材 ２１・・・幅狭膨張黒鉛テープ ２２・・・炭素ｉａ！ｌｌの編組体 特許出願人　　日本ビラーエ業株式会社代理人　弁理士
　　鈴　江　孝　− 図 Ｎ 塘 図 Ｃつ 軸

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）幅狭膨張黒鉛テープの表面を炭素繊維の織りもし
   くは編組体で被覆した芯材が、うず巻き状に巻回して加
   圧成形された膨張黒鉛テープ環状体の巻回層間に配置さ
   れていることを特徴とする炭素繊維複合膨張黒鉛パッキ
   ン。
2. （２）幅狭膨張黒鉛テープの表面を炭素繊維の織りもし
   くは編組体で被覆して芯材を製造する工程と、 この芯材の長手方向を膨張黒鉛テープの長手方向に対応
   させて該膨張黒鉛テープの少なくとも片面に添接させる
   工程と、 互いに添接している芯材と膨張黒鉛テープをうず巻き状
   に巻回して、膨張黒鉛テープの巻回層間に芯材を介在さ
   せた膨張黒鉛テープ環状体を形成する工程と、 この膨張黒鉛テープの環状体を型込めして加圧成形する
   工程とからなることを特徴とする炭素繊維複合膨張黒鉛
   パッキンの製造方法。