JPH0276972A - Vパッキン装置 - Google Patents

Vパッキン装置

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Publication number
JPH0276972A
JPH0276972A JP22899488A JP22899488A JPH0276972A JP H0276972 A JPH0276972 A JP H0276972A JP 22899488 A JP22899488 A JP 22899488A JP 22899488 A JP22899488 A JP 22899488A JP H0276972 A JPH0276972 A JP H0276972A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ptfe
temperature
packing
graphite
hole
Prior art date
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Pending
Application number
JP22899488A
Other languages
English (en)
Inventor
Keiichi Nagai
啓一 永井
Shojiro Omuro
大室 昌二郎
Katsuya Umemura
克哉 梅村
Shoji Nasu
章二 那須
Keisuke Nemoto
根本 圭介
Oaki Matsui
松井 大明
Yoshio Azuma
吉夫 東
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Cable Industries Ltd
National Space Development Agency of Japan
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Cable Industries Ltd
National Space Development Agency of Japan
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Cable Industries Ltd, National Space Development Agency of Japan, Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Cable Industries Ltd
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Publication of JPH0276972A publication Critical patent/JPH0276972A/ja
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  • Sealing With Elastic Sealing Lips (AREA)

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Vパツキン装置に係り、特に高温高圧用に通し
たVパツキン装置に関する。
〔従来の技術とその問題点〕
従来のVパツキンとしては、ゴムやPTFI!等の材料
が用いられてきた。常温の使用に於てこのような材質で
何ら問題がなかった。しかし、300℃を越・える高温
ではPTFE等は著しく軟化し、高圧ではシール部位の
間隙からはみ出して流失し、密封をなさない、また、−
50℃〜−200℃程度の低温に於ては、線膨張係数の
差異から全体の径が縮小して、外径側リップ部と孔内周
面との間が遊離し、密封性を失なう。
本発明の目的は、高温高圧に耐えて密封性を維持すると
共に、低温に於ても優れた密封性を維持するVパツキン
装置の提供を目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、PTFE製Vパツキンと、該PTFEI!!
V ハラキンの前後をバックアップ状に挾持するPTF
E充填グラァイト製Vパツキンとを備えている。
〔作用〕
常温に於て、PTFE!!lVパツキンは内径側及び外
径側リップ部が各々軸外周面及びハウジング孔内周面に
、所定の張り代で接触し、密封作用をなす300℃以上
の高温では、中間のPTFtl製Vパツキンは軟化する
が、前後のPTF[!充填グラファイト製Vパツキンは
十分な硬度を保ち、軟化した上記PTFE製Vパツキン
の流失を防止し、密封性を維持する。
一50℃〜−200℃の低温では、中間のPTFIi製
Vパツキンは収縮して軸に内径側リップ部が圧接状とし
て内径側密封作用をなすと共に、前後のPTFE充填グ
ラファイト製Vパツキンは、温度ヒステリシスによって
その外径側リップ部がハウジング孔内周面に圧接し、外
径側密封作用をなす、従って、少くとも3枚のVパツキ
ンの組合わせによって、内外径両側を密封出来る。
〔実施例〕
以下、図示の実施例を詳説する。
第1図は拡大断面図であって、この図に於て、■パツキ
ン装置lは、軸部2と、ハウジング5の孔部3との間の
円筒状間隙部4に装着され、咳軸部2とハウジング5と
は相対的に軸心り、lJiりに回転する。又は相対的に
軸心方向へ摺動する。そして、同図の右側が高圧室側で
あり、左側が低圧室側の場合を示す。
6.7は夫々雌アダプタと雄アダプタであり、黄銅・ス
テンレス鋼等の金属製とし、前者は角度Tなるv字溝8
を、後者は角度βなる山形突隆部9を、夫々有するリン
グ体であり、両角度T9 βは略等しく乃至全く同一に
設定する。
この雌雄アダプタ6,7の間に、3枚の■パツキン1.
1.to、11が介装される。中央の■パツキン10は
、ポリテトラフルオロエチレン□本発明に於てはrPT
FEJと表示することとする一層であり(勿論、グラフ
ァイト、二硫化モリブデン等の充瞑材を微量加えてもよ
い)、他方、これを前後からバックアップ状に挾持する
一対のVパツキンILIIは、PTFE充填グラファイ
ト製のものである。
後者のVパツキン11.11は、粉末のグラファイトに
、バインダーとしてPTF[!を2〜40%□好ましく
は5〜20%□だけ充填し、混合した後、その混合粉末
をプレスにてV字形断面のものに成形し、これを焼成し
て製造する。
第1図中の実線は非装着状□自由状態一一を示し、中央
のPTFE製Vパツキン10のv字角度αは、前後のP
TFE充填グラファイト製■パツキン11.11のV字
角度γ又はβに対して、次の関係を有するように、形状
を設定する。即ち、α〈 γ αくβ 従って、第1図のように、PTF[!製Vパツキン10
の山側面12はその頂部のみが同図左側のVパツキン1
1のv字溝中央に接触し、かつ、PTF[!製■パツキ
ン10の谷側面13は、その内周端縁部及び外周端縁部
のみが同図右側のVパツキン11の突部面の内周端縁部
及び外周端縁部に接触する。このように中央のVパツキ
ン10を基準として言えば、山側面12に内外径へ開口
状の7字溝形空隙14.15を有し、谷側面13にはブ
ーメラン乃至三ケ月形の空隙16を形成する。
そして、第1図の自由状態と、第2図に示す常温装着状
態で明らかなように、PTFEI!IVパツキン10の
内径は軸部2の外径よりも僅かに小さく設定すると共に
、外径はハウジング5の孔部3の内径よりも僅かに大き
く設定し、内外両リップ部17.18が各々軸部2・孔
部3に弾発的に(後述の弾発部材19の弾発付勢力によ
って)接触する。このようにPTF[!製Vパツキンl
Oには常温装着状態にて張り代(拘束力)を与えておく
他方、グラファイト製■パツキン11.11の内外周端
縁は、微小空隙20.21をもって軸部2と孔部3に対
応し、張り代(拘束力)を(常温装着状態では)与えな
い。
しかして、第2図に示す如く、雄アダプタ7は外フラン
ジ付き円筒形の弾発部材受け22を介して、複数枚のI
バネ等の弾発部材19によって、矢印F方向の弾発付勢
力を受けることとなる。即ち、第1図の状態から、図外
の締付具により弾発部材19の右方端を押付けると、矢
印F方向に弾発付勢力が作用し、雄アダプタ7と密着し
た右端のグラファイト製Vパツキン11はいわば楔とし
ての作用をなし、α−βとなるまで、PTF[!製Vパ
ツキン10のv字角度を拡開させて一層の張り代を与え
、もって、該Vパツキン10の内外両リップ部17.1
8を、夫々、軸部、2及び孔部3に弾発的に接触させm
−拘束力を生じさせて□確実に密封作用をなす。
なお、弾発部材19及び弾発部材受け22はステンレス
鋼等の金属を用いるのが望ましい。
次に、この第2図に示した常温状態から、300℃〜4
00℃の高温状態となれば、第3図に示す如< 、Pt
FI!充填グラファイト製Vパツキン11.11の体積
が膨張し、内外周端縁が軸部2及び孔部3の周面に接触
する。特にバインダーとして混入されたPTFEから微
量のガスが上記温度で発生するため、−層確実な膨張を
生じて、第2図に示した微小空隙20.21が無くなる
。他方、このような高温下では、PTFI!l!l V
パツキン10は、1011 Po1se程度に軟化する
。この軟化したPTFE製Vパツキン10を、前後から
上記のPTFI!充填グラファイト製Vパツキン11.
11が密閉状に保持し、流失を阻止して、全体として高
温高圧の密封性を維持する。
この高温状態から、その後、−50℃〜−200℃の低
温になった場合には、第4図に示すように、線膨張係数
の差異からPTFE製Vパツキンは径が収縮して、外リ
ツプ部18は孔部3から遊離して空隙23を発生するが
、内リップ部17は軸部2に確実に接触する。第4図中
の小矢印はこの内リップ部17と軸部2との接触面圧分
布を示す。
ところで、PTFE充填グラファイト製Vパツキン11
、ilは、独自の温度ヒステリシスにより外径のハウジ
ング5側に対して、拘束力を残し、ハウジング5の孔部
3に、第4図中の小矢印で示すような接触面圧分布をも
って、接触して、外径側の密封作用をなす。
このように、内径側密封と外径側密封を、各々PTFE
製Vパツキン10とPTF[!充填グラファイトlvパ
ツキン11.11 とが分担する。
ここで、PTFI!充填グラファイト製■パツキン11
の独自の温度ヒステリシスを以下説明する。
第7図!は本発明に用いたPTFE充填グラファイト、
同図■は従来の熱硬化性又は熱可塑性樹脂の装着状態の
温度ヒステリシスを、夫々示す。
この第7図1.nに於て、直線立は金属製ハウジング5
の孔部3の内径寸法を示し、線膨張係数が小さいために
ゆるやかに、温度上昇と共に増加する。
しかして、第7図■に示す如(、従来の樹脂の寸法(外
径)ば、A−B−C−C”−Eと変化し□即ち矢印■■
■■■と順次変化し一当初の間隙T1が、(再び同一温
度にもどったとしても)間FJtTaにまで増加する。
これに対し、本発明に係るPTFE充填グラファイトの
ものは、第7図!に示すように、A −B −C→B−
Eと変化し−即ち矢印■■■■■と順次変化し一当初の
間隙S1が、再び同一温度にもどった時には、零となる
。なお、第7図I中の0点の温度は、約300℃〜35
0℃である。
さらに詳しく説明すると、従来の樹脂のものでは、第7
図■に示す如(、常温にて当初間B!Ttを有し、温度
上昇に伴って、自由にA−Bと樹脂製シール材(リング
)は大きく膨張してゆくが、B点では孔部内周面に当接
して、低膨張率の金属の孔部によって、この膨張は抑制
されて0点に到る。従来の樹脂では、この規制状態にて
、第7図■中に八〇にて示す分だけクリープを発生し、
当接面圧は著しく減少する。その後、温度が下がると、
0点に極めて近い点C′までは、シール材(リング)と
孔部とは一体に収縮してゆくが、上記Δeで示したクリ
ープのために、つぶし代がなくなっていて、このC゛点
から矢印Φのように収縮して、E点に到り、当初間隙T
1よりも大きい間隙T3を有することとなる。
これに対し、本発明に係るグラファイトにフッ素樹脂を
含有する材質のシール材(リング)は、第7図!に示す
ように、常温にて間隙S1を有し、温度上昇に伴って自
由にA−Bと膨張し、B点で孔部内周面に当って抑制さ
れる。その後の温度上昇ではB −Cに示すように金属
の孔部に規制された状態で緩やかに膨張する。この高温
での規制状態で、グラファイト中に含まれているフッ素
樹脂はガスを内部で発生し、グラファイト中に多数の独
立ポーラスが形成され、体積が増加しようとする。しか
し、孔部内周面との当接でそれが規制されているか・ら
、内部応力及び接触面圧の増大となる。つまり、第7[
fのΔdはつぶし代と見ることができる。
その後、C−B−E(つまり■■■)と順次温度の低下
に伴って、リング外径寸法は減少するが、上述のグラフ
1イト中の独立ポーラスによる体積の増加に伴なう内部
応力によって、常につぶし代を確保出来、53−0とし
て、孔部内周面との間に間隙を生じない。
本発明は、このように中間の軟質のPTFEI Vパツ
キン10の前後を、独自の温度ヒステリシスを示すPT
FE充填グラファイト製のVパツキン11.11にて挾
持したため、高温〜低温の広い温度域にて、確実に密封
作用をなすものである。
なお、第5図に示すように、上述の実施例のものを約2
組分使用するも好ましい、即ち、前後両端にPTFE充
填グラファイト製Vパツキン11.11を配設し、その
間、PTF[!製Vバフキyio、 ioとPTFE充
虜グラファイトI!IVパツキン11を交互に介装した
ものである。勿論、約3組以上を用いるも自由である。
また、第6図に示すように、−250℃〜+420℃の
使用可能温度のポリイミド樹脂をもってV字形バックア
ップリング24.24を作り、前後端をこのポリイミド
樹脂製バンクアップリング24.24にて、Vパツキン
11,10.11を挾持するも望ましいことである。ま
たこのポリイミド樹脂の中に、グラファイト、カーボン
、ケイ素等の充填材を混入させたものを用いるも好まし
いことである。
〔発明の効果〕
本発明は上述の構成により次のような著大な効果を奏す
る。
■ 高温・常温・低温の全ての温度域で、密封性を維持
出来る。即ち、従来の材料ではとうてい耐えられない厳
しい環境条件にも適用可能となっIこ。
■ 構造・形状はシンプルであり、信頼性が高い
【図面の簡単な説明】
第1図は自由状態を示す本発明の一実施例の要部拡大断
面図′(第2図は常温装着状態の同断面図、第3図は高
温状態の同断面図、第4図は低温状態の同断面図、第5
図と第6図は他の実施例を示す要部断面図、第7図は温
度ヒステリシス曲線図である。 10・・・PTFE製Vパツキン、11・・・MFI!
充填グラファイト製Vパツキン。 特 許 出 願 人  宇宙開発事業団間    上 
   三菱重工業株式会社同    上    三菱電
線工業株式会社第タ 図 第ぎ図 第1図 イ 第3図 第2図 第4図 !

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、PTFE製Vパッキンと、該PTFE製Vパッキン
    の前後をバックアップ状に挾持するPTFE充填グラァ
    イト製Vパッキンとを備えたVパッキン装置。
JP22899488A 1988-09-13 1988-09-13 Vパッキン装置 Pending JPH0276972A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22899488A JPH0276972A (ja) 1988-09-13 1988-09-13 Vパッキン装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22899488A JPH0276972A (ja) 1988-09-13 1988-09-13 Vパッキン装置

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Publication Number Publication Date
JPH0276972A true JPH0276972A (ja) 1990-03-16

Family

ID=16885099

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP22899488A Pending JPH0276972A (ja) 1988-09-13 1988-09-13 Vパッキン装置

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JP (1) JPH0276972A (ja)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61140686A (ja) * 1984-12-12 1986-06-27 エフ・エム・シー・コーポレーシヨン 弁棒パツキン組立体

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61140686A (ja) * 1984-12-12 1986-06-27 エフ・エム・シー・コーポレーシヨン 弁棒パツキン組立体

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