JPH0325669B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明は流体機械の軸封部等に用いる例えばグ
ランドパツキンに好適なパツキン材料に関する。 （従来の技術） 従来、例えば流体機械の軸封部等に用いられる
グランドパツキンを得るためのパツキン材料とし
て、可撓性黒鉛を主体にしたものが知られてい
る。 （発明が解決しようとする問題点） このような可撓性黒鉛を主体とするグランドパ
ツキンは、ラミネート式、ダイモールド式、チツ
プモールド式、リボンバツク式等の所謂成形方式
によつて製造されている。これは、可撓性黒鉛を
主体とするパツキン材料で例えば編組タイプのグ
ランドパツキンを製作しようとすると、可撓性黒
鉛が脆い性質を有するため、編組時に加えられる
曲げやひねり、引張りなどによつて、可撓性黒鉛
の成形体が簡単に亀裂や破断などを起してしまう
からである。そのために、可撓性黒鉛を主体とす
るグランドパツキンは、あらかじめ用いる軸径に
あわせて個々にリング状に成形する方式をとらざ
るを得ず、軸径の異なる他のものには使用し得な
かつたのである。したがつて、従来の可撓性黒鉛
を主体とするグランドパツキンは、汎用性に乏し
く、また可撓性黒鉛自体、引張強さが弱く脆いた
め、一度装着したものを交換のために取り出す作
業が困難であり使用性に劣る等の問題があつた。 さらに、前記各方式の個々の問題点としては、
ラミネート式による場合、歩留りが悪くコストア
ツプにつながる。ダイモールド式及びチツプモー
ルド式による場合、金型成形となりコスト高にな
るとともに汎用性に乏しい。リボンパツク式によ
る場合、作業性が悪い等を挙げることができる。 これらの問題点は、他の繊維編組パツキンと同
様、可撓性黒鉛を軸径に合せて所定の長さに切断
して使用し得るように、紐状体に構成することで
解決できるけれども、可撓性黒鉛自体、前述のよ
うに引張強さが弱く、しかも圧縮率及び許容ひね
り回数が少ない脆い性質のものであるから、編組
することができない。したがつて、他の編組パツ
キンのように軸径に合わせて所定長さに切断した
のち、この切断された編組パツキンを軸外周に巻
回して使用することが不可能とされていた。 本発明はこのような従来技術の背景に鑑みてな
されたもので、まず第１の可撓性黒鉛シートは幅
５mm以下に切断すると圧縮効率及び許容ひねり回
数がそれぞれ第４図及び第５図のように飛躍的に
増大する特性を有している点に着目し、切断幅５
mm以下の可撓性黒鉛シートを使用するとともに、
この可撓性黒鉛シートと、補強繊維又は箔材の少
なくとも一種を積層し、この表面を繊維材にて被
覆し、該繊維材と可撓性黒鉛シート及び補強繊維
又は箔材との相乗作用により、ひねり加工、ある
いは編組とひねり加工が可能なパツキン材料を提
供することを目的とするものである。 また、第２に可撓性黒鉛粒子を主体とし、この
主体に、短繊維、ゴム、樹脂或いは潤滑剤の少な
くとも一種を含ませて断面円形状の中実の棒状体
を形成し、この表面を繊維にて被覆し、該繊維材
と棒状体との相乗作用により、ひねり加工、ある
いは編組とひねり加工が可能なパツキン材料を提
供することを目的とし、もつて使用性及び汎用性
の向上を図ろうとするものである。 （問題点を解決するための手段） 本発明に係るパツキン材料は、５mm幅以下に切
断した可撓性黒鉛シートと、補強繊維又は箔材の
少なくとも一種とを積層し、この表面を繊維にて
被覆したものである。 また、本発明に係るパツキン材料は、可撓性黒
鉛粒子を主体とし、この主体に、短繊維、ゴム、
樹脂或いは潤滑剤の少なくとも一種を含ませて断
面円形状の中実の棒状体を形成し、この表面を繊
維にて被覆したものである。 （作用） 第１の発明においては、本発明者が鋭意研究の
結果発見した、可撓性黒鉛シートを５mm幅以下に
切断する点を採用しているので、可撓性黒鉛シー
トの圧縮率や許容ひねり回数が飛躍的に増大し、
編組などの時の曲げやひねりに対して耐えられる
ようになる。そして、この５mm幅以下に切断した
可撓性黒鉛シートに、補強繊維又は箔材の少なく
とも一種を積層し、さらに、この積層した表面を
繊維にて被覆して補強するようにしているので、
編組などの時に強く加わる引張りに対して、可撓
性黒鉛シートが破断されることなく、これに耐え
られるようになる。したがつて、このパツキン材
料は、編組タイプのグランドパツキンなどにも十
分適用が可能になる。 また、第２の発明においては、可撓性黒鉛粒子
の主体とするものを、曲げやひねりに対してこれ
に追随変形容易な断面円形状の中実の棒状体にし
ているので、曲げやひねりに対して亀裂などが発
生するのが防止され、さらに、編組の時に強く加
わる引張りに対してこれに耐えられるように、表
面を繊維にて被覆して補強するようにしているの
で、編組の時に強く加わる引張りに対してこれに
耐えられるようになる。したがつて、このパツキ
ン材料も、編組タイプのグランドパツキンなどに
適用が可能となる。 （実施例） 第１図に示すように厚さ0.38mmの可撓性黒鉛シ
ート１を３mm幅に切断して４枚用意し、上下各２
層の中間に0.15mmφのインコネル600によつてな
る１本の補強繊維２を積層介在させて中芯３を形
成し、この中芯３の表面を0.1mmφのインコネル
600繊維でニツト編み被覆した編み糸４を形成す
る。 実施例 １ 前記編み糸４を８本用いて８打角編みして第２
図に示す紐状体５を形成し、表面にシリコン油、
鱗片状黒鉛、あるいはゴム系接着剤等よりなる目
詰材６を含浸させた。 実施例 ２ 前記編み糸４を６本束ねて、20回／ｍのひねり
加工を施しながらロール成形を行い、第３図に示
す紐状体５を形成し、表面にシリコン油、鱗片状
黒鉛、あるいはゴム系接着剤等よりなる目詰材６
を含浸させた。 第４図に0.38mm厚さを有する可撓性黒鉛シート
の切断幅と圧縮率との関係の実験結果を、また第
５図に0.38mm厚さを有する長さ１ｍの可撓性黒鉛
シートの切断幅と許容ひねり回数との係の実験結
果をそれぞれ示している。 これらの図において、可撓性黒鉛シートの切断
幅が５mm以下になると、圧縮率及び許容ひねり回
数が飛躍的に増大する特性を有していることが判
る。 したがつて、切断幅３mmの可撓性黒鉛シート１
の上下各２層の中間に0.15mmφのインコネル600
によつてなる補強繊維２を積層介在させて中芯３
を形成し、この中芯３の表面を0.1mmφのインコ
ネル600繊維でニツト編み被覆した編み糸４によ
り、前記第１及び第２実施例で述べた紐状体５の
形成が容易かつ確実になされる。即ち、８打角編
み及びひねり加工を施しても、中芯材である可撓
性黒鉛シート１の切損、つまり編み糸４の糸切れ
が起らない。しかも、この編み糸４は補強繊維２
の積層介在によつて強さが著しく向上し、かつ表
面をニツト編み被覆しているから曲げ性がよくな
る。そのために、紐状体５を例えば軸径に合せて
所定長さに切断してグランドパツキンとして使用
することができるから汎用性と使用性が向上す
る。 第６図に示すように、厚さ0.38mm、幅３mmの可
撓性黒鉛シート１を３枚と、厚さ0.1mm、幅３mm
の鉛箔７を４枚、交互に積層して中芯３を形成
し、この中芯３の表面を0.1mmφのインコネル600
繊維でニツト編み被覆した編み糸４を形成する。 実施例 ３ 前記編み糸４を８本用いて８打角編みして第２
図と略同様の紐状体５を形成し、表面にシリコン
油、鱗片状黒鉛、あるいはゴム系接着剤等よりな
る目詰材６を含浸させた。 実施例 ４ 前記編み糸４を６本束ねて、20回／ｍひねり加
工を施しながら、ロール成形を行い、第３図と略
同様の紐状体５を形成し、表面にシリコン油、鱗
片状黒鉛、あるいはゴム系接着剤等よりなる目詰
材６を含浸させた。 前記第３及び第４実施例においても編み糸４に
よる紐状体５の形成が容易かつ確実になされ、８
打角編み及びひねり加工を施しても、中芯材であ
る可撓性黒鉛シート１の切損、つまり編み糸４の
糸切れが起らない。そして、第１及び第２実施例
と同様に、強さが著しく向上し、かつ曲げ性がよ
くなり、紐状体５を例えば軸径に合せて所定長さ
に切断してグランドパツキンとして使用すること
ができるから、汎用性と使用性が向上する。 第７図に示すように、可撓性黒鉛粒子60％、潤
滑剤として天然黒鉛25％、ゴム10％、、アラミド
短繊維５％を混練して、押出成形機によつて３mm
φの中実の棒状体８を形成し、この棒状体８の表
面を0.1mmφのインコネル600繊維でニツト編み被
覆した編み糸４を形成する。 実施例 ５ 前記編み糸４を８本用いて８打角編みして、第
２図と略同様の紐状体５を形成し、表面にシリコ
ン油、鱗片状黒鉛、あるいはゴム系接着剤等より
なる目詰材６を含浸させた。 実施例 ６ 前記編み糸４を６本束ねて、20回／ｍひねり加
工を施しながら、ロール成形を行い、第３図と略
同様の紐状体５を形成し、表面にシリコン油、鱗
片状黒鉛、あるいはゴム系接着剤等よりなる目詰
材５を含浸させた。 前記第５及び第６実施例においても編み糸４に
よる紐状体５の形成が容易かつ確実になされ、８
打角編み及びひねり加工を施しても、中芯材であ
る可撓性黒鉛粒子を主体とした棒状体８の切損、
つまり編み糸４の糸切れが起らない。そして、第
１ないし第４実施例と同様に、強さが著しく向上
し、かつ曲げ性がよくなり、紐状体５を例えば軸
径に合せて所定長さに切断してグランドパツキン
として使用することができるから、汎用性と使用
性が向上する。 尚、前述の説明において、補強繊維２及び被覆
繊維として0.1mmφのインコネル600を使用した例
で説明しているが、このような金属繊維の他に、
石綿、セラミツクフアイバー、ガラス繊維、炭素
繊維等の無機繊維、または木綿、レーヨン、フエ
ノール、アラミド、PBI、PTFE等の有機繊維を
使用目的に応じて使用してもよい。 また、箔材として、0.1mm厚の鉛箔を使用した
例で説明しているが、銅、アルミ等の金属箔もし
くはパルプシート、アラミドシート、PTFEシー
ト等を使用目的に応じて使用してもよい。 さらに、可撓性黒鉛粒子と混練される短繊維と
しては前述の各繊維の中から使用目的に応じて選
択して使用され、ゴムとしては、ニトリルゴム、
クロロプレンゴム、弗素ゴム等を適宜選択し、樹
脂としては特にフエノール樹脂、エポキシ樹脂等
が用いられる。そして、潤滑剤としては前述の天
然黒鉛の他に膨張黒鉛、マイカ、石油ワツクス等
が使用目的に応じて使用される。 さらにまた、中実の棒状体８を可撓性黒鉛粒子
を主体として混練材の押出し成形によつて形成し
た例で説明しているが、本発明に係る棒状体８は
５mm幅以下の可撓性黒鉛シートを丸めて断面円形
中実に形成したものを使用してもよいし、或いは
５mm幅以下の短冊状に切断した可撓性黒鉛シート
を、短繊維、ゴム、樹脂の少なくとも一種と共
に、混合して断面円形中実に形成したものを用い
てもよい。 さらに加えて、前記実施例では編み糸４を複数
本集束してひねり加工又は編組するようにしてい
るが、軸封部の寸法や構成状態にあわせるべく、
１本の編み糸４をひねり加工してグランドパツキ
ンを構成させることも可能である。 尚、被覆繊維は前述のニツト編みの他に袋編
み、コンジツト編み及び筒織等の編組を適用でき
る。 下記表１に編み糸の測定データを示す。

【表】 前表１で明らかなように、本発明に係るNo.３、
No.４及びNo.６のパツキン材料は、No.１、No.２及び
No.５のパツキン材料と比較して強力であり伸びが
小さくなる上、ひねり加工及び編組が可能である
ことが判る。 尚、前記実施例においては編み糸４を編組し
て、グランドパツキンとして使用できるように説
明しているが、本発明は編み糸４をリボン織り又
は平織りすることで、ガスケツト用のリボンもし
くはクロスを得ることができ、この場合において
もグランドパツキンを製造する場合と同様の作用
効果を奏するものである。 （発明の効果） 以上説明したように、第１、第２の発明によれ
ば、可撓性黒鉛を主体とするパツキン材料であり
ながら、編組して紐状のグランドパツキンにする
ことも、また複数本を束ねてひねり加工して紐状
のグランドパツキンにすることも、さらにはその
パツキン材料自体を紐状のグランドパツキンとし
て使用することも可能となる。そのため、従来不
可能とされていた可撓性黒鉛を主体とするパツキ
ンの、軸径にあわせて所定長さ切断したのち、軸
外周に巻回す使用が可能となり、使用性及び汎用
性を大幅に向上できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の発明に係るパツキン材料の一実
施例を示す一部切断斜視図、第２図は８打角編し
た紐状体の一実施例を示す一部切断斜視図、第３
図はひねり加工した紐状体の一実施例を示す一部
切断斜視図、第４図は可撓性黒鉛シートの切断幅
と圧縮率との関係を示すグラフ、第５図は可撓性
黒鉛シートの切断幅と許容ひねり回数との関係を
示すグラフ、第６図は第１の発明に係るパツキン
材料の他の実施例を示す一部切断斜視図、第７図
は第２の発明に係る棒状中芯材を備えたパツキン
材料の一実施例を示す一部切断斜視図である。 １……可撓性黒鉛シート、２……補強繊維、３
……中芯、４……編み糸、７……箔材、８……棒
状体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ５mm幅以下に切断した可撓性黒鉛シートと、
   補強繊維又は箔材の少なくとも一種とを積層し、
   この表面を繊維にて被覆したことを特徴とするパ
   ツキン材料。 ２ 可撓性黒鉛粒子の主体に短繊維、ゴム、樹脂
   或いは潤滑剤の少なくとも一種を含ませて断面円
   形状の中実の棒状体を形成し、この表面を繊維に
   て被覆したことを特徴とするパツキン材料。