压盖密封件及密封件结构的制作方法

本发明涉及压盖密封件和密封件结构。

背景技术：

日本特开平7-217745号公报(专利文献1)公开了以密封可动轴的周围的方式构成的密封装置。该密封装置包括分别配置在可动轴的周围的多个压盖密封件(膨胀石墨制的密封环)和包夹该多个压盖密封件的2个转接器密封件(参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平7-217745号公报

技术实现要素：

发明所要解决的课题

在上述专利文献1公开的密封装置中，例如在可动轴滑动时，因压盖密封件而产生的膨胀石墨(磨损粉)附着于可动轴，附着于可动轴的膨胀石墨由转接器密封件刮起。其结果是，例如由转接器密封件刮起的膨胀石墨可能会残留在可动轴与压盖密封件的滑动面上。若在可动轴与压盖密封件的滑动面上残留有膨胀石墨，存在该膨胀石墨使压盖密封件的内周面磨损，导致密封装置的气密性下降的可能性。

此外，在上述专利文献1公开的密封装置中，例如在对压盖密封件的内周面涂敷有润滑剂的情况下，存在因可动轴的滑动而润滑剂提前从可动轴与压盖密封件的滑动面流出的可能性。

本发明为了解决这样的问题而完成的，其目的在于提供可抑制可动轴与压盖密封件的滑动面上的膨胀石墨的残留，并且抑制滑动面上的润滑剂用尽的压盖密封件和密封件结构。

用于解决课题的技术方案

根据本发明的某方面的压盖密封件配置于可动轴的周围。该压盖密封件包括膨胀石墨制的压盖密封件主体。该压盖密封件主体为筒状且沿径向形成有多个层。该压盖密封件主体具有作为轴向的两端面的第1面和第2面。压盖密封件还包括膨胀石墨制的环状的第1片部、膨胀石墨制的环状的第2片部、环状的第1多孔部件、和环状的第2多孔部件。第1片部配置在上述第1面上。第2片部配置在上述第2面上。第1多孔部件配置在第1片部上。第2多孔部件配置在第2片部上。

该压盖密封件包括第1多孔部件和第2多孔部件。因而，根据该压盖密封件，在滑动面上产生的膨胀石墨由第1多孔部件和第2多孔部件吸附，因此能够抑制滑动面上的膨胀石墨的残留。此外，根据该压盖密封件，在对压盖密封件的内周面以及第1多孔部件和第2多孔部件涂敷有润滑剂的情况下，润滑剂由第1多孔部件和第2多孔部件保持，在滑动面上的润滑剂不足时，可以从第1多孔部件和第2多孔部件向滑动面供给润滑剂，因此能够抑制滑动面上的润滑剂用尽。另外，在该压盖密封件中，由于在压盖密封件主体上沿径向形成有多个层，所以液体可能在可动轴的轴向上渗透，但因为在第1和面第2面上分别配置有第1片部和第2片部，所以能够抑制可动轴的轴向上的渗透泄漏。

在上述压盖密封件中，第1片部和第2片部可以将位于第1面和第2面的中间的面作为对称面而呈面对称。

在该压盖密封件中，第1片部和第2片部以位于第1面和第2面的中间的面为对称面呈面对称。因而，根据该压盖密封件，无论从哪个面插入填料盒，均能够得到同样的密封效果。结果是压盖密封件的设置者能够无需在意压盖密封件的反正而将压盖密封件配置在填料盒内。

在上述压盖密封件中，第1片部和第2片部分别包括第1片和第2片，第1片和第2片的一者覆盖第1面和第2面的内周侧，另一方面，不覆盖第1面和第2面的外周侧，第1片和第2片的另一者覆盖第1面和第2面的外周侧，另一方面，不覆盖第1面和第2面的内周侧，第1片和第2片可以部分重合。

在该压盖密封件中，由第1片和第2片的一者覆盖第1面和第2面的内周侧，由第1片和第2片的另一者覆盖第1面和第2面的外周侧，第1和第2片部分重合。因而，根据该压盖密封件，压盖密封件主体的第1面和第2面分别由第1片和第2片覆盖，因此能够抑制沿可动轴的轴向的渗透泄漏。此外，在该压盖密封件中，第1片和第2片的一者不覆盖压盖密封件主体的轴向两端面的外周侧，第1片和第2片的另一者不覆盖压盖密封件主体的轴向两端面的内周侧。即在该压盖密封件中，由第1片和第2片在压盖密封件主体的内周侧和外周侧形成有台阶部。根据该压盖密封件，在该台阶部，第1片和第2片的一者与压盖密封件主体卡合，第1片和第2片的另一者与多孔部件卡合，因而能够使各部位的接合更牢固。

在上述压盖密封件中，第1和第2多孔部件分别为金属制的网眼成型品，第1片和第2片的一者的内径可以比第1多孔部件和第2多孔部件各自的内径小。

在该压盖密封件中，第1片和第2片的一者的内周比第1多孔部件和第2多孔部件各自的内径小。因而根据该压盖密封件，第1片和第2片位于更靠近可动轴的旁边的位置，因此，能够降低作为金属制的网眼成型品的第1多孔部件和第2多孔部件与可动轴接触的可能性。其结果是，能够降低作为金属制的网眼成型品的第1多孔部件和第2多孔部件使可动轴磨损的可能性。另外，在该压盖密封件中，第1多孔部件和第2多孔部件分别为金属制且硬度较高，因此，即使对压盖密封件施加紧固压力也难以发生压盖密封件主体的突出。结果是根据该压盖密封件，能够维持较高的紧固压力。

上述压盖密封件也可以含浸有润滑剂。

根据本发明的其他方面的密封件结构为多个压盖密封件配置于可动轴的周围的结构。在该密封件结构中，多个压盖密封件分别为上述压盖密封件。

发明效果

根据本发明，能够提供可抑制可动轴与压盖密封件的滑动面上的膨胀石墨的残留，并且抑制滑动面上的润滑剂用尽的压盖密封件和密封件结构。

附图说明

图1为压盖密封件的外观立体图。

图2为压盖密封件的俯视图。

图3为图2的iii-iii剖面图。

图4为表示使用了压盖密封件的密封件结构的一例的图。

图5为用于压盖密封件的制造的模具的俯视图。

图6为图5的vi-vi剖面图。

图7为表示压盖密封件的制造顺序的流程图。

图8为表示变形例中的压盖密封件的剖面的图。

图9为表示比较例中的压盖密封件的排列的图。

图10为表示实验结果的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。另外，对图中相同或相当部分标注同一符号并不再重复其说明。

[1.压盖密封件的构成]

图1为依照本实施方式的压盖密封件10的外观立体图。压盖密封件10例如用于密封阀等的贯通轴(可动轴)。

如图1所示，压盖密封件10具有圆环形状。在压盖密封件10的中央部分形成有孔h1。压盖密封件10通过使可动轴(未图示)穿过孔h1而配置在可动轴的周围。通常，在可动轴的周围配置有多个压盖密封件10。从而实现阀等的可动轴的密封。

图2为压盖密封件10的俯视图。图3为图2的iii-iii剖面图。参照图2和图3，压盖密封件10通过将筒状的压盖密封件主体100、环状的片部(片材部)110、120、和环状的网眼成型品130、140一体成型而构成。

压盖密封件主体100为膨胀石墨制造。在压盖密封件主体100，沿径向形成有多个层。具体而言，压盖密封件主体100通过将膨胀石墨带材缠绕成螺旋状或同心圆状而形成。即通过缠绕膨胀石墨带材而在压盖密封件主体100的径向上形成多个层。另外，在该膨胀石墨带材上，在带材的宽度方向上每隔规定间隔形成有沿带材的长度方向延伸的褶皱。通过预先形成该褶皱，能够控制一体成型时在膨胀石墨带材上产生的压曲点的位置。

片部110含有膨胀石墨片112、114，片部120含有膨胀石墨片122、124。膨胀石墨片112、114、122、124分别为膨胀石墨制。此外，膨胀石墨片112和膨胀石墨片122为相同形状，膨胀石墨片114和膨胀石墨片124为相同形状。膨胀石墨片112、122各自的内径比膨胀石墨片114、124各自的内径大，膨胀石墨片112、122的各自的外径比膨胀石墨片114、124的各自的外径大。

膨胀石墨片114配置在压盖密封件主体100的一个面(上表面)上，膨胀石墨片124配置在压盖密封件主体100的另一个面(下表面)上。膨胀石墨片112配置在膨胀石墨片114上，膨胀石墨片122配置在膨胀石墨片124上。即，在压盖密封件主体100中，片部110、120以如下的面为对称面呈面对称，所述对称面是在压盖密封件10配置于可动轴的周围的情况下相对于可动轴的轴向垂直的面中，位于作为压盖密封件主体100的轴向的两端面的上表面和下表面的中间的面。因而，根据压盖密封件10，不论从哪个面插入填料盒，均能够得到同样的密封效果。结果是压盖密封件10的设置者能够无需在意压盖密封件10的正反而将压盖密封件10配置在填料盒内。

在压盖密封件10中，膨胀石墨片114、124覆盖压盖密封件主体100的轴向两端面的内周侧(上表面和下表面的内周侧)，膨胀石墨片112、122覆盖压盖密封件主体100的轴向两端面的外周侧(上表面和下表面的外周侧)。此外，膨胀石墨片112和膨胀石墨片114部分重合，膨胀石墨片122和膨胀石墨片124部分重合。在压盖密封件10中，在压盖密封件主体100沿径向形成有多个层，因此，液体可能在可动轴的轴向上渗透。但是，根据压盖密封件10，由于压盖密封件主体100的上表面和下表面分别由片部110、120覆盖，所以能够抑制可动轴(未图示)的轴向上的渗透泄漏。此外，如上所述，根据压盖密封件10，膨胀石墨片114、124覆盖压盖密封件主体100的轴向两端面的内周侧，膨胀石墨片112、122覆盖压盖密封件主体100的轴向两端面的外周侧，因此，能够抑制在压盖密封件10的制造过程中在加压成型时压盖密封件主体100(膨胀石墨制)陷入网眼成型品130、140。

此外，在压盖密封件10中，膨胀石墨片114、124不覆盖压盖密封件主体100的轴向两端面的外周侧，膨胀石墨片112、122不覆盖压盖密封件主体100的轴向两端面的内周侧。即在压盖密封件10中，在压盖密封件主体100的外周侧形成有台阶部d1、d3，在压盖密封件主体100的内周侧形成有台阶部d2、d4。另外，台阶部d2、d4分别形成于加压成型时弯曲的膨胀石墨片114、124与膨胀石墨片112、122之间。压盖密封件主体100卡住台阶部d1、d3，片部110、120与压盖密封件主体100牢固地接合。此外，通过网眼成型品130、140分别卡住台阶部d2、d4，由此片部110、120与网眼成型品130、140分别牢固地接合。

网眼成型品130、140分别为环状，且为金属制。网眼成型品130、140例如分别通过使针织而成的金属线成为螺旋状后投入成型用模具，并进行加压成型而制成。完成的网眼成型品130、140分别成为多孔且高硬度的部件。

[2.使用压盖密封件的密封件结构]

图4是表示使用了压盖密封件10的密封件结构的一例的图。如图4所示，在密封件结构20中，在形成于可动轴30的周围的填料盒45内配置有5个压盖密封件10。在填料盒45内，压盖密封件10由压盖按压件40被向轴向按压。从而实现可动轴30的密封。另外，在压盖密封件10中，网眼成型品130、140分别为金属制且硬度高，因此即使对压盖密封件10施加紧固压力也难以发生压盖密封件主体100突出。结果是根据压盖密封件10能够维持高紧固压力。

例如，当可动轴30沿轴向滑动时，存在因压盖密封件主体100产生的膨胀石墨(磨损粉)附着于可动轴30的情况。如果在压盖密封件10与可动轴30的滑动面上残留有膨胀石墨的话，膨胀石墨会使压盖密封件10的内周面磨损，密封件结构20的气密性下降。但是，在密封件结构20中，网眼成型品130、140多孔，可吸收网眼成型品130、140在滑动面上产生的膨胀石墨。即根据密封件结构20，滑动面上产生的膨胀石墨由网眼成型品130、140被排出到滑动面的外部，因此能够抑制滑动面上的膨胀石墨的残留。尤其是在滑动面上涂敷有润滑剂(例如，烃类润滑剂)的情况下，随着润滑剂浸入网眼成型品130、140侧的流动，膨胀石墨移动至网眼成型品130、140的径向进深侧(外周侧)。由此，能够由网眼成型品130、140保持更多的膨胀石墨。

此外，在压盖密封件10中，在对压盖密封件10的内周面和网眼成型品130、140涂敷有润滑剂的情况下，润滑剂由网眼成型品130、140保持。因而，根据压盖密封件10，在滑动面上的润滑剂不足时，可以从网眼成型品130、140向滑动面供给润滑剂，因此能够抑制滑动面上的润滑剂用尽。

另外，为了使网眼成型品130、140维持强度并适当地保持润滑剂和膨胀石墨，网眼成型品130、140的空隙率优选为50～70％。

[3.压盖密封件的制造方法]

图5为用于压盖密封件10的制造的模具50的俯视图。图6为图5的vi-vi剖面图。另外，图6展示了在模具50中配置有各材料且加压成型前的状态。如图5和图6所示，模具50包括材料保持部52和加压部54。在材料保持部52的规定位置配置有多种材料，多种材料由加压部54按压。从而进行多种材料的一体成型。

图7是表示压盖密封件10的制造顺序的流程图。该流程图所示的处理例如由压盖密封件10的制造装置执行。

参照图5、图6和图7，制造装置在材料保持部52上配置网眼成型品140(步骤s100)。制造装置在网眼成型品140上配置膨胀石墨片122(步骤s110)。制造装置在膨胀石墨片122上配置膨胀石墨片124(步骤s120)。制造装置在膨胀石墨片124上配置压盖密封件主体100(步骤s130)。制造装置在压盖密封件主体100上配置膨胀石墨片114(步骤s140)。制造装置在膨胀石墨片114上配置膨胀石墨片112(步骤s150)。制造装置在膨胀石墨片112上配置网眼成型品130(步骤s160)。然后，制造装置通过使加压部54下压而进行材料的加压成型(步骤s170)。由此制造压盖密封件10。

[4.特征]

如上所述，压盖密封件10包括网眼成型品130、140。而且，根据压盖密封件10，在滑动面上产生的膨胀石墨被吸附于网眼成型品130、140，因此能够抑制滑动面上的膨胀石墨的残留。此外，根据压盖密封件10，在对压盖密封件10的内周面和网眼成型品130、140涂敷有润滑剂的情况下，润滑剂由网眼成型品130、140保持，在滑动面的润滑剂不足时，可以从网眼成型品130、140向滑动面供给润滑剂，因此能够抑制滑动面上的润滑剂用尽。另外，在该压盖密封件10中，在压盖密封件主体100中沿径向形成有多个层，因此液体可能沿可动轴的轴向渗透，但因为在压盖密封件主体100的两面上分别配置有片部110、120，所以能够抑制可动轴的轴向上的渗透泄漏。

[5.变形例]

以上对实施方式进行了说明，但本发明不限于上述实施方式，能够在不脱离其宗旨的范围内进行各种变更。以下，对变形例进行说明。但是，以下的变形例能够适当组合。

<5-1>

在上述实施方式中，压盖密封件主体100和膨胀石墨片114、124的内径与网眼成型品130、140的内径大致相同。但是，各部件的内径的关系不限于此。

图8是表示变形例的压盖密封件10a的剖面的图。如图8所示，例如压盖密封件主体100a和膨胀石墨片114a、124a的内径可以比网眼成型品130、140的内径小。即膨胀石墨片114a、124a的内周可以比网眼成型品130、140的内周短。根据压盖密封件10a，压盖密封件主体100a和膨胀石墨片114a、124a位于更靠近可动轴旁边的位置，所以能够降低金属制的网眼成型品130、140与可动轴接触的可能性。结果能够降低金属制的网眼成型品130、140使可动轴磨损的可能性。

<5-2>

在上述实施方式中，内径和外径较小的膨胀石墨片114、124被配置于距压盖密封件主体100较近的位置，内径和外径较大的内外膨胀石墨片112、122被配置于距压盖密封件主体100较远的位置。但是，各膨胀石墨片的位置不限于此。例如也可以是内径和外径较小的膨胀石墨片114、124被配置于距压盖密封件主体100较远的位置，内径和外径较大的内外膨胀石墨片112、122被配置在距压盖密封件主体100较近的位置。

<5-3>

在上述实施方式中，设为网眼成型品130、140分别为金属制。但是，各网眼成型品130、140并非必须为金属制。各网眼成型品130、140例如也可以由碳纤维(carbonfiber)、碳纤维、氧化铝、陶瓷过滤网等构成。即，网眼成型品130、140分别由与压盖密封件主体100相比多孔且硬质的部件构成即可。

[6.实施例等]

以下，对实施例进行说明。

<6-1.实施例>

(网眼成型品)

使用线径(直径)0.15mm的金属线，以宽度成为16mm的方式进行针织。准备1.4g针织好的金属线。将准备好的金属线以螺旋缠绕状投入内径24mm、外径37mm的成型用模具中。然后，以40n/mm²的成型面压进行加压成型。结果制成了厚度0.75mm的成型品。用同样的方法制成了两片网眼成型品。

(膨胀石墨片)

通过将厚度0.75mm的膨胀石墨制片用内径24mm、外径35mm的冲裁模具型进行冲裁而制成了两片膨胀石墨片。此外，通过将厚度0.75mm的膨胀石墨制片用内径26mm、外径37mm的冲裁模具进行冲裁而制成了两片膨胀石墨片。

(压盖密封件主体)

准备了4.29g的厚度0.38mm、宽度14mm的膨胀石墨片(带材)，其被赋形为在片宽度方向上按2mm的间隔形成有深度0.3mm的沿片长度方向延伸的折印。通过卷绕该膨胀石墨片而制成了压盖密封件主体。

(压盖密封件)

按照图7所示的顺序，在将各材料投入模具，然后，以40n/mm²的成型面压进行加压成型。然后，对加压成型的成型品实施烃类润滑剂的含浸处理。接着，在80℃的环境干燥4小时。

<6-2.比较例>

准备了依照日本特开平7-217745号公报公开的压盖密封件的压盖密封件。

<6-3.实验和结果>

将依照实施例的压盖密封件以图4所示的方式排列，将依照比较例的压盖密封件以图9所示的方式排列。在实施例和比较例中，使压盖密封件密封的可动轴沿轴向滑动，测量流体的泄漏量。另外，实验流体压力为25.9mpa，实验温度为常温，实验流体为氦气。实验方法以iso15848-1(2015)为准。

图10是表示实验结果的图。参照图10，横轴表示滑动次数，纵轴表示流体的泄漏量。确认了与比较例的泄漏量(l2)相比，实施例的泄漏量(l1)得到了改善。

符号说明

10压盖密封件(glandpacking(压盖填料/封轴垫片))，20密封件结构(packingstructure)，30可动轴，40压盖按压件(glandholder)，45填料盒(stuffingbox)，50模具，52材料保持部，54加压部，100压盖密封件主体(glandpackingbody)，110，120片部(sheetportion)，112，114，122，124膨胀石墨片(expandedgraphitesheet)，130，140网眼成型品(meshmoldedarticle)。