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JP7482826B2 - Yarn, gland packing, and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description

本発明は、ヤーンと、それを含むグランドパッキンとに関し、特に、それらの構造と製造方法とに関する。 The present invention relates to yarns and gland packings containing the same, and in particular to their structure and manufacturing methods.

グランドパッキンは、断面が角形または丸形である紐状または環状の部材であり、ポンプまたはバルブ等の可動軸の外周面に密着することにより、可動軸の周囲の隙間をシールするのに利用される。最も一般的なグランドパッキンはその主要な構成要素として、ヤーンの束を含む。ヤーンは、膨張黒鉛等、耐熱性の高い材料から成る線材である。グランドパッキンに含まれるヤーンの束は、ひねり加工または編組加工により、紐状または環状に成形されている。ヤーンの構造は様々であり、たとえば、紐状に丸められた1本の細長い膨張黒鉛製のテープをコアとして含むもの(特許文献1参照。)、金属製の繊維材で編まれた筒状部材の中に、繊維状または短冊状の膨張黒鉛材が充填されているもの(特許文献2、3参照。)が知られている。 A gland packing is a cord-like or annular member with a square or round cross section, and is used to seal gaps around a movable shaft of a pump or valve by adhering closely to the outer surface of the movable shaft. The most common gland packing contains a bundle of yarn as its main component. The yarn is a wire made of a highly heat-resistant material such as expanded graphite. The yarn bundle contained in the gland packing is formed into a cord-like or annular shape by twisting or braiding. There are various yarn structures, and for example, one that contains a single long and thin expanded graphite tape rolled into a cord-like shape as a core (see Patent Document 1), and one in which a tubular member woven with a metallic fiber material is filled with fibrous or strip-like expanded graphite material (see Patent Documents 2 and 3).

グランドパッキンが膨張黒鉛を含む場合、可動軸との摩擦によってグランドパッキンから膨張黒鉛の粉末が剥がれて可動軸に付着する結果、グランドパッキンが可動軸に与える抵抗(摺動抵抗)が増大しやすい。この増大を防ぐ目的で、グランドパッキンには一般に潤滑剤が組み込まれている。潤滑剤の種類は様々であり、常温で液体のもの(潤滑油)、半固体のもの(グリース)、固体のものがある。可動軸と接触するグランドパッキンの表面(摺動面)が摩耗すると、その摺動面へグランドパッキンの内部から潤滑剤が供給される。これにより、可動軸に対するグランドパッキンの摺動抵抗が低く抑えられる。潤滑剤をグランドパッキンへ組み込む方法も様々であり、たとえば、潤滑剤を成形後のグランドパッキンに含浸するもの(特許文献4参照。)、繊維状の潤滑剤を膨張黒鉛製のテープに接着し、そのテープを紐状にねじってヤーンのコアにするもの(特許文献5参照。)、潤滑剤の粉末を膨張黒鉛の粉末に混合し、それらからグランドパッキンを成形するもの(特許文献6参照。)が知られている。 When the gland packing contains expanded graphite, the friction with the movable shaft causes the powder of the expanded graphite to peel off from the gland packing and adhere to the movable shaft, which increases the resistance (sliding resistance) that the gland packing exerts on the movable shaft. To prevent this increase, a lubricant is generally incorporated into the gland packing. There are various types of lubricants, including those that are liquid at room temperature (lubricating oil), semi-solid (grease), and solid. When the surface (sliding surface) of the gland packing that contacts the movable shaft wears, the lubricant is supplied to the sliding surface from inside the gland packing. This keeps the sliding resistance of the gland packing against the movable shaft low. There are various methods for incorporating the lubricant into the gland packing, such as one in which the lubricant is impregnated into the gland packing after molding (see Patent Document 4), one in which fibrous lubricant is adhered to a tape made of expanded graphite and the tape is twisted into a string-like shape to form a yarn core (see Patent Document 5), and one in which lubricant powder is mixed with expanded graphite powder and the gland packing is molded from them (see Patent Document 6).

特許第5205184号公報Japanese Patent No. 5205184 特許第4340647号公報Japanese Patent No. 4340647 特許第4378351号公報Patent No. 4378351 特許第3578625号公報Patent No. 3578625 特開2006-349070号公報JP 2006-349070 A 特開2012-246973号公報JP 2012-246973 A

膨張黒鉛からヤーンを作製し、それらの束からグランドパッキンを製造する場合、製造コストの削減には、既製の膨張黒鉛シートを利用することが有利である。しかし、既製の膨張黒鉛シートは一般に、特許文献6に開示された膨張黒鉛の粉末とは異なり、潤滑剤を含まない。したがって、潤滑剤を、膨張黒鉛シート、それから切り出された膨張黒鉛材、それらから成形されたヤーン、または、それらの束から成形されたグランドパッキンのいずれかへ組み込む必要がある。しかし、潤滑剤を組み込む従来の方法はいずれも煩雑であり、特に、その方法に従った作業は、組み込み先を成形する作業から、場所的に、または時間的に分離されなければならない。たとえば、特許文献4に開示された方法では、グランドパッキンへの潤滑剤の含浸または塗布をグランドパッキンの成形と同じ場所で行うことができない。特許文献5に開示された方法では、膨張黒鉛製のテープへ潤滑剤を接着し終えた後でなければ、そのテープを丸めてヤーンとして成形することができない。したがって、潤滑剤の組み込み工程はグランドパッキンの製造方法の更なる簡単化を困難にしている。これは、グランドパッキンの製造コストの削減には不利である。 When making yarns from expanded graphite and manufacturing gland packings from bundles of the yarns, it is advantageous to use pre-made expanded graphite sheets to reduce manufacturing costs. However, pre-made expanded graphite sheets generally do not contain lubricants, unlike the powder of expanded graphite disclosed in Patent Document 6. Therefore, it is necessary to incorporate a lubricant into either the expanded graphite sheet, the expanded graphite material cut out from it, the yarns formed therefrom, or the gland packing formed from the bundles of the expanded graphite sheets. However, all of the conventional methods for incorporating a lubricant are cumbersome, and in particular, the work according to the method must be separated in space or time from the work of forming the object to which the lubricant is to be incorporated. For example, in the method disclosed in Patent Document 4, the lubricant cannot be impregnated or applied to the gland packing at the same place as the formation of the gland packing. In the method disclosed in Patent Document 5, the tape made of expanded graphite cannot be rolled and formed into a yarn until the lubricant has been bonded to the tape. Therefore, the lubricant incorporation process makes it difficult to further simplify the manufacturing method of the gland packing. This is detrimental to reducing the manufacturing costs of gland packing.

本発明の目的は上記の課題を解決することであり、特に、潤滑剤の組み込みが簡単なグランドパッキン、およびその製造方法を提供することにある。 The object of the present invention is to solve the above problems, and in particular to provide a gland packing that is easy to incorporate lubricant into, and a method for manufacturing the same.

本発明の1つの観点によるヤーンは、筒状部材、膨張黒鉛材、および、潤滑部材を有する。筒状部材の中に、膨張黒鉛材と共に、潤滑部材が充填されている。筒状部材は、筒状に編まれ、または組まれた繊維材を含む。膨張黒鉛材は短冊状である。潤滑部材は、潤滑剤を含み、融点が常温よりも高く、グランドパッキンの最高使用温度よりも低い材料から成り、筒状部材の繊維材が成す編み目の長さと幅とのいずれよりもサイズが大きい。潤滑部材は短冊状であってもよい。 A yarn according to one aspect of the present invention has a tubular member, an expanded graphite material, and a lubricating member. The tubular member is filled with the lubricating member together with the expanded graphite material. The tubular member includes a fiber material woven or braided into a tubular shape. The expanded graphite material is in a strip shape. The lubricating member includes a lubricant, is made of a material having a melting point higher than room temperature and lower than the maximum operating temperature of the gland packing, and is larger in size than both the length and width of the mesh formed by the fiber material of the tubular member. The lubricating member may be in a strip shape.

本発明の1つの観点によるグランドパッキンは、本発明による上記のヤーンを含む。 A gland packing according to one aspect of the present invention includes the above-described yarn according to the present invention.

本発明の1つの観点によるヤーンの製造方法は次の4つの工程を含む。第1工程では、繊維材を筒状に編み、または組むことにより、筒状部材を作製する。第2工程では、膨張黒鉛シートを切断することにより、膨張黒鉛材を作製する。第3工程では、潤滑剤を含み、融点が常温よりも高く、グランドパッキンの最高使用温度よりも低い材料を、筒状部材の繊維材が成す編み目の長さと幅とのいずれよりも大きいサイズに成形することにより、潤滑部材を作製する。第4工程では、筒状部材の中へ膨張黒鉛材を送り込む作業と、筒状部材の中へ潤滑部材を送り込む作業とを並行させる。第4工程では、膨張黒鉛材と潤滑部材とを同じ漏斗へ投入し、その漏斗の脚から筒状部材の中へ落下させてもよい。 A method for manufacturing a yarn according to one aspect of the present invention includes the following four steps. In the first step, a tubular member is manufactured by weaving or braiding a fiber material into a tubular shape. In the second step, an expanded graphite sheet is cut to manufacture an expanded graphite material. In the third step, a material containing a lubricant and having a melting point higher than room temperature and lower than the maximum operating temperature of the gland packing is molded into a size larger than both the length and width of the mesh formed by the fiber material of the tubular member to manufacture a lubricating member. In the fourth step, the operation of feeding the expanded graphite material into the tubular member and the operation of feeding the lubricating member into the tubular member are performed in parallel. In the fourth step, the expanded graphite material and the lubricating member may be placed in the same funnel and dropped into the tubular member from the leg of the funnel.

本発明の1つの観点によるグランドパッキンの製造方法は、本発明による上記の方法によって複数のヤーンを製造する工程と、それらのヤーンをひねり加工または編組加工によって紐状または環状に成形する工程とを有する。 A method for manufacturing a gland packing according to one aspect of the present invention includes a step of manufacturing a plurality of yarns by the above-described method according to the present invention, and a step of forming the yarns into a string-like or ring-like shape by twisting or braiding.

本発明による上記のヤーンでは、筒状部材の中に、膨張黒鉛材と共に、潤滑部材が充填されている。潤滑部材の材料は潤滑剤を含み、融点が常温よりも高く、グランドパッキンの最高使用温度よりも低い。したがって、このヤーンの束で構成されたグランドパッキンでは、可動軸との摩擦で発生する熱、または、高温の流体から伝わる熱により、温度が上昇して潤滑部材の融点に達すると、潤滑部材が溶融して周囲の膨張黒鉛材へ拡散し、それらの表面を覆う。その結果、潤滑剤がグランドパッキンの内部に行き渡るので、グランドパッキンの摺動面には、その摩耗がかなり進んでも、グランドパッキンの内部から十分な量の潤滑剤が供給される。こうして本発明による上記のヤーンは、グランドパッキンの摺動抵抗を長期にわたって抑えることができる。 In the above yarn according to the present invention, the cylindrical member is filled with a lubricating material together with the expanded graphite material. The material of the lubricating material contains a lubricant, and has a melting point higher than room temperature and lower than the maximum operating temperature of the gland packing. Therefore, in the gland packing made of this yarn bundle, when the temperature rises due to heat generated by friction with the movable shaft or heat transmitted from a high-temperature fluid and reaches the melting point of the lubricating material, the lubricating material melts and diffuses into the surrounding expanded graphite material, covering their surfaces. As a result, the lubricant spreads throughout the inside of the gland packing, so that a sufficient amount of lubricant is supplied from inside the gland packing to the sliding surface of the gland packing, even if the gland packing is considerably worn. In this way, the above yarn according to the present invention can suppress the sliding resistance of the gland packing for a long period of time.

本発明による上記のヤーンは本発明による上記の製造方法によって製造される。特にこのヤーンへの潤滑剤の組み込みは、第4工程のとおり、筒状部材の中へ膨張黒鉛材を送り込む作業と、筒状部材の中へ潤滑部材を送り込む作業とを並行させることで達成される。これは、ヤーンへ潤滑剤を組み込む従来の方法のいずれよりも簡単であり、特に、ヤーンの成形と同時に行うことができる。したがって、このヤーンを使ってグランドパッキンを製造することは、グランドパッキンの製造コストの削減に有利である。 The above-mentioned yarn according to the present invention is manufactured by the above-mentioned manufacturing method according to the present invention. In particular, the incorporation of a lubricant into the yarn is achieved by simultaneously feeding an expanded graphite material into the tubular member and feeding a lubricant into the tubular member, as in the fourth step. This is simpler than any of the conventional methods for incorporating a lubricant into a yarn, and in particular can be carried out simultaneously with the formation of the yarn. Therefore, using this yarn to manufacture a gland packing is advantageous in reducing the manufacturing costs of the gland packing.

第4工程では、膨張黒鉛材の形状に潤滑部材の形状が似ているほど、膨張黒鉛材に潤滑部材が混ざりやすい。したがって、潤滑部材は短冊状である場合、膨張黒鉛材によく混ざる。その結果、グランドパッキンの内部における潤滑剤の均一度を高め、グランドパッキンの摺動抵抗が抑えられる期間を延長することができる。 In the fourth step, the more similar the shape of the lubricating member is to the expanded graphite material, the easier it is for the lubricating member to mix with the expanded graphite material. Therefore, if the lubricating member is in the shape of a strip, it mixes well with the expanded graphite material. As a result, the uniformity of the lubricant inside the gland packing can be increased, and the period during which the sliding resistance of the gland packing is suppressed can be extended.

第4工程に漏斗が利用される場合、膨張黒鉛材に潤滑部材が簡単に混ざる。その上、潤滑部材の混合度が高いので、グランドパッキンの内部における潤滑剤の均一度を高め、グランドパッキンの摺動抵抗が抑えられる期間を延長することができる。 When a funnel is used in the fourth step, the lubricating material is easily mixed into the expanded graphite material. Furthermore, since the lubricating material is highly mixed, the uniformity of the lubricant inside the gland packing is increased, and the period during which the sliding resistance of the gland packing is suppressed can be extended.

(a)は、本発明の実施形態によるグランドパッキンの外観を模式的に示す斜視図である。(b)は、そのグランドパッキンの横断面とその近傍との外観を模式的に示す斜視図である。(c)は、本発明の実施形態によるヤーンの構造を模式的に示す斜視図である。1A is a perspective view showing the external appearance of a gland packing according to an embodiment of the present invention, FIG. 1B is a perspective view showing the external appearance of a cross section of the gland packing and its vicinity, and FIG. 1C is a perspective view showing the structure of a yarn according to an embodiment of the present invention. 図1のグランドパッキンを利用する軸封装置の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a shaft seal device using the gland packing of FIG. 1. 本発明の実施形態によるグランドパッキンの製造方法の工程図である。1 is a process diagram of a method for manufacturing a gland packing according to an embodiment of the present invention. FIG. 本発明の実施形態によるヤーンの製造装置の構造を模式的に示す斜視図である。1 is a perspective view showing a schematic structure of a yarn manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention; 筒状部材の中へ同時に送り込まれる膨張黒鉛材と潤滑部材とを模式的に示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing an expanded graphite material and a lubricating member simultaneously fed into a cylindrical member.

図1の(a)は、本発明の実施形態によるグランドパッキン100の外観を模式的に示す斜視図である。グランドパッキン100は横断面が角形の紐であり、幅と厚みとが、たとえば数mm~数十mmである。 Figure 1 (a) is a perspective view showing a schematic appearance of a gland packing 100 according to an embodiment of the present invention. The gland packing 100 is a cord with a rectangular cross section, and has a width and thickness of, for example, several mm to several tens of mm.

図2は、グランドパッキン100を利用する軸封装置500の断面図である。軸封装置500は、ポンプの回転軸510の周囲の隙間をシールするための装置であり、スタフィングボックス520とパッキン押さえ530とを含む。スタフィングボックス520は、回転軸510を同軸に囲む円筒部材であり、軸方向の一端部(図2では左端部)521がポンプ室540に面し、他端部(図2では右端部)522がポンプのケーシング550の外側へ露出している。スタフィングボックス520の一端部521から内周方向へはリブ523が突出している。リブ523とスタフィングボックス520の他端部522との間では、スタフィングボックス520の内周面524と回転軸510の外周面511との隙間にグランドパッキン100が詰め込まれている。グランドパッキン100は5つの円環に切り分けられ、回転軸510へ同軸に巻きつけられている。パッキン押さえ530は、回転軸510を同軸に囲む円環部材であり、スタフィングボックス520の他端部522と回転軸510の外周面511との隙間を閉じている。パッキン押さえ530の軸方向の一端面(図2では左端面)531はグランドパッキン100と接触している。パッキン押さえ530の軸方向の他端部(図2では右端部)から外周方向へはフランジ532が張り出しており、スタフィングボックス520の他端部522に複数のボルト533で固定されている。ボルト533の軸圧により、パッキン押さえ530はグランドパッキン100をリブ523へ押し付ける。これにより、グランドパッキン100は軸方向に圧縮されるので、径方向に膨張する。その結果、グランドパッキン100が回転軸510の外周面511に密着するので、回転軸510とリブ523との隙間がシールされる。 2 is a cross-sectional view of a shaft seal device 500 that uses a gland packing 100. The shaft seal device 500 is a device for sealing the gap around the rotating shaft 510 of the pump, and includes a stuffing box 520 and a packing gland 530. The stuffing box 520 is a cylindrical member that coaxially surrounds the rotating shaft 510, with one axial end (left end in FIG. 2) 521 facing the pump chamber 540 and the other end (right end in FIG. 2) 522 exposed to the outside of the casing 550 of the pump. A rib 523 protrudes from one end 521 of the stuffing box 520 in the inner circumferential direction. Between the rib 523 and the other end 522 of the stuffing box 520, the gland packing 100 is packed into the gap between the inner circumferential surface 524 of the stuffing box 520 and the outer circumferential surface 511 of the rotating shaft 510. The gland packing 100 is cut into five rings and is wound coaxially around the rotating shaft 510. The packing gland 530 is a ring member that coaxially surrounds the rotating shaft 510 and closes the gap between the other end 522 of the stuffing box 520 and the outer circumferential surface 511 of the rotating shaft 510. One axial end face (left end face in FIG. 2) 531 of the packing gland 530 is in contact with the gland packing 100. A flange 532 protrudes from the other axial end (right end in FIG. 2) of the packing gland 530 in the outer circumferential direction and is fixed to the other end 522 of the stuffing box 520 by a plurality of bolts 533. The packing gland 530 presses the gland packing 100 against the rib 523 by the axial pressure of the bolt 533. As a result, the gland packing 100 is compressed in the axial direction and expands in the radial direction. As a result, the gland packing 100 adheres closely to the outer circumferential surface 511 of the rotating shaft 510, sealing the gap between the rotating shaft 510 and the rib 523.

図1の(b)は、グランドパッキン100の横断面とその近傍との外観を模式的に示す斜視図である。グランドパッキン100は1本の芯材110と8本のヤーン120とを含む。芯材110は、膨張黒鉛材が紐状に成形されたものである。ヤーン120は、筒状部材121の中に膨張黒鉛材122が充填され、紐状に成形されたものである。8本のヤーン120は芯材110のまわりで八つ編みにされている。図示されてはいないが、芯材110とヤーン120とはいずれも、編み組みされる前の状態では、横断面が直径数mmの円形である。一方、図1の(b)が示すように編み組みされた後の状態では、編み組み時とグランドパッキン100の成形時とにおいて加圧されたことにより、横断面が円形から大きく歪んでいる。 Figure 1 (b) is a perspective view showing a cross section of the gland packing 100 and the appearance of the vicinity thereof. The gland packing 100 includes one core material 110 and eight yarns 120. The core material 110 is an expanded graphite material formed into a string shape. The yarn 120 is a cylindrical member 121 filled with expanded graphite material 122 and formed into a string shape. The eight yarns 120 are eight-stranded around the core material 110. Although not shown, the cross section of both the core material 110 and the yarn 120 is a circle with a diameter of several mm before being braided. On the other hand, after being braided as shown in Figure 1 (b), the cross section is significantly distorted from a circle due to pressure applied during braiding and during molding of the gland packing 100.

図1の(c)は、ヤーン120の構造を模式的に示す斜視図である。筒状部材121は筒状に編まれた繊維材123を含む。繊維材123はインコネルまたはステンレス等の金属製であり、横断面が、たとえば直径0.1mmの円形である。繊維材123が成す編み目124は、たとえば、それぞれの長さと幅とが数mmであり、筒状部材121の軸方向に沿って螺旋状に並んでいる。筒状部材121は、ヤーン120が編み組みされる際にその形状を保持すると共に、グランドパッキン100の機械的強度を向上させる。膨張黒鉛材122は、短冊状に成形された膨張黒鉛である。ここで、「短冊状」とは、幅と厚みとのそれぞれに対して長さが、たとえば1桁~3桁、大きい形状を意味する。具体的には、膨張黒鉛材122の横断面は、幅0.5mm~2.5mm、厚み0.2mm~1.0mmの角形であり、長さが100mm~300mmである。膨張黒鉛材122の重量は、たとえば数g/mである。 (c) of FIG. 1 is a perspective view showing a schematic structure of the yarn 120. The cylindrical member 121 includes a fiber material 123 woven into a cylindrical shape. The fiber material 123 is made of metal such as Inconel or stainless steel, and has a cross section that is, for example, a circle with a diameter of 0.1 mm. The stitches 124 formed by the fiber material 123 are, for example, several mm in length and width, and are arranged in a spiral shape along the axial direction of the cylindrical member 121. The cylindrical member 121 maintains its shape when the yarn 120 is woven, and improves the mechanical strength of the gland packing 100. The expanded graphite material 122 is expanded graphite formed into a strip shape. Here, "strip shape" means a shape in which the length is, for example, one to three orders of magnitude larger than the width and thickness. Specifically, the cross section of the expanded graphite material 122 is rectangular with a width of 0.5 mm to 2.5 mm, a thickness of 0.2 mm to 1.0 mm, and a length of 100 mm to 300 mm. The weight of the expanded graphite material 122 is, for example, several g/m.

ヤーン120では更に、複数の潤滑部材125が複数の膨張黒鉛材122の間に混在している。潤滑部材125のそれぞれは、筒状部材121の編み目124の長さと幅とのいずれよりもサイズが大きい。好ましくは潤滑部材125が短冊状であり、特に膨張黒鉛材122と同様、幅と厚みとのそれぞれに対して長さが1桁~3桁大きい。具体的には、横断面が角形であり、幅と厚みとが10分の数mm~数mmである一方、長さが数百mmである。 The yarn 120 further includes a plurality of lubricating members 125 intermingled among the plurality of expanded graphite materials 122. Each of the lubricating members 125 is larger in size than both the length and width of the stitches 124 of the tubular member 121. The lubricating members 125 are preferably rectangular, and in particular, like the expanded graphite material 122, the length is one to three orders of magnitude larger than both the width and thickness. Specifically, the cross section is rectangular, the width and thickness are a few tenths of a millimeter to a few millimeters, and the length is several hundred millimeters.

潤滑部材125の材料は、好ましくはパラフィンである。このパラフィンは、融点が常温よりも高く、グランドパッキン100の最高使用温度、たとえば数百℃よりも低い。したがって、グランドパッキン100が、たとえば、回転軸510との摩擦で発生する熱、またはポンプ室540内の高温の流体から伝わる熱により、自身の温度をパラフィンの融点以上、すなわち数百℃まで上昇させると、溶融によって流動化したパラフィンが潤滑部材125から周囲の膨張黒鉛材122へ拡散する。流動化したパラフィンは更に、拡散先の膨張黒鉛材122の表面を覆うことにより、潤滑剤として機能する。すなわち、それらの膨張黒鉛材122がグランドパッキン100の摺動面に露出した際、それらの膨張黒鉛材122と回転軸510との間の摩擦を抑える。 The material of the lubricating member 125 is preferably paraffin. This paraffin has a melting point higher than room temperature and lower than the maximum operating temperature of the gland packing 100, for example, several hundred degrees Celsius. Therefore, when the gland packing 100 raises its own temperature above the melting point of paraffin, i.e., to several hundred degrees Celsius, for example, due to heat generated by friction with the rotating shaft 510 or heat transmitted from the high-temperature fluid in the pump chamber 540, the paraffin that has been melted and made fluid diffuses from the lubricating member 125 to the surrounding expanded graphite material 122. The fluidized paraffin further functions as a lubricant by covering the surface of the expanded graphite material 122 to which it has been diffused. In other words, when the expanded graphite material 122 is exposed to the sliding surface of the gland packing 100, it suppresses friction between the expanded graphite material 122 and the rotating shaft 510.

ヤーン120に対する潤滑部材125の重量比は、好ましくは5%~15%である。この重量比の下限は、「グランドパッキン100の摺動面の焼き付きが十分に防止される」という条件で決まり、上限は、「潤滑部材125の溶融に伴うヤーン120の変形(フロー)にかかわらず、グランドパッキン100の締付圧力が十分に高く維持される」という条件で決まる。
[グランドパッキンの製造方法]
The weight ratio of the lubricating member 125 to the yarn 120 is preferably 5% to 15%. The lower limit of this weight ratio is determined by the condition that "seizing of the sliding surface of the gland packing 100 is sufficiently prevented," and the upper limit is determined by the condition that "the tightening pressure of the gland packing 100 is maintained sufficiently high regardless of the deformation (flow) of the yarn 120 caused by the melting of the lubricating member 125."
[Manufacturing method of gland packing]

図3は、グランドパッキン100の製造方法の工程図である。この製造方法は5つの工程201、202、203、204、205を含む。第1工程201から第4工程204までは、ヤーン120の製造方法である。第1工程201では、繊維材123を筒状に編むことにより、筒状部材121を作製する。第2工程202では、膨張黒鉛シートを切断することにより、膨張黒鉛材122を作製する。第3工程203では、シート状に成形された潤滑部材125、たとえばパラフィンシートを繊維状に切断する。第4工程204では、筒状部材121の中へ膨張黒鉛材122と潤滑部材125とを同時に送り込む。こうして、1本のヤーン120が完成する。第5工程205では、ヤーン120の束をグランドパッキン100に成形する。具体的には、まず、膨張黒鉛材の束を紐状に成形して芯材110を作製する。次に、芯材110のまわりで8本のヤーン120を八つ編みにすることにより、芯材110とヤーン120との束を紐状に成形する。さらに、その束を加圧してその横断面を角形に成形する。こうして、グランドパッキン100が完成する。 Figure 3 is a process diagram of the method for manufacturing the gland packing 100. This manufacturing method includes five steps 201, 202, 203, 204, and 205. The first step 201 to the fourth step 204 are the method for manufacturing the yarn 120. In the first step 201, the fiber material 123 is woven into a cylindrical shape to produce a cylindrical member 121. In the second step 202, the expanded graphite sheet is cut to produce the expanded graphite material 122. In the third step 203, the lubricating member 125 formed in a sheet shape, for example a paraffin sheet, is cut into fibers. In the fourth step 204, the expanded graphite material 122 and the lubricating member 125 are fed simultaneously into the cylindrical member 121. In this way, one yarn 120 is completed. In the fifth step 205, the bundle of yarns 120 is formed into the gland packing 100. Specifically, a bundle of expanded graphite material is first formed into a string-like shape to produce the core material 110. Next, eight yarns 120 are braided around the core material 110 to form the bundle of core material 110 and yarns 120 into a string-like shape. The bundle is then pressurized to form its cross section into a square shape. In this way, the gland packing 100 is completed.

図4は、ヤーン120の製造装置300の構造を模式的に示す斜視図である。この製造装置300は、第1供給部310、第1切断部320、第2供給部330、第2切断部340、充填部350、および制御部(図示せず。)を含む。 Figure 4 is a perspective view showing a schematic structure of a manufacturing device 300 for yarn 120. This manufacturing device 300 includes a first supply section 310, a first cutting section 320, a second supply section 330, a second cutting section 340, a filling section 350, and a control section (not shown).

第1供給部310は、第1リール311、第1搬送ローラー対312、および第1駆動機構313を含む。第1リール311は、中心軸のまわりで回転可能に支持されている円筒状の枠であり、周囲に膨張黒鉛シート314が巻きつけられている。膨張黒鉛シート314は、たとえば、幅が数十mm~数百mmであり、厚みが0.2mm~1.0mmである。搬送ローラー対312は、中心軸が互いに平行に支持されている1対の円柱部材であり、膨張黒鉛シート314の厚みと同程度に狭い隙間を隔てて、互いの外周面を対向させている。その隙間には、第1リール311から引き出された膨張黒鉛シート314の先端部分が挟まれている。第1駆動機構313は第1搬送ローラー対312をそれぞれの中心軸のまわりで回転可能に支持すると共に、内蔵のモーター(図示せず。)の回転力を使って第1搬送ローラー対312を互いに逆方向へ回転させる。これにより、第1搬送ローラー対312の隙間から第1切断部320へ膨張黒鉛シート314の先端部が送出されると共に、膨張黒鉛シート314の後続部分が第1リール311から第1搬送ローラー対312の隙間へ引き出される。 The first supply section 310 includes a first reel 311, a first conveying roller pair 312, and a first driving mechanism 313. The first reel 311 is a cylindrical frame supported rotatably around its central axis, and an expanded graphite sheet 314 is wound around it. The expanded graphite sheet 314 has a width of, for example, several tens to several hundreds of mm and a thickness of 0.2 mm to 1.0 mm. The conveying roller pair 312 is a pair of cylindrical members supported with their central axes parallel to each other, and their outer circumferential surfaces face each other across a narrow gap approximately equal to the thickness of the expanded graphite sheet 314. The tip portion of the expanded graphite sheet 314 pulled out from the first reel 311 is sandwiched in the gap. The first driving mechanism 313 supports the first conveying roller pair 312 rotatably around their respective central axes, and rotates the first conveying roller pair 312 in opposite directions to each other using the rotational force of a built-in motor (not shown). As a result, the leading end of the expanded graphite sheet 314 is sent out from the gap between the first transport roller pair 312 to the first cutting section 320, and the trailing portion of the expanded graphite sheet 314 is pulled out from the first reel 311 into the gap between the first transport roller pair 312.

第1切断部320は、第1受け台321と第1平刃322とを含む。第1受け台321は、上面が矩形状の水平面であり、直線状のスリット323を含む。第1受け台321の上面には、第1供給部310から送出された膨張黒鉛シート314の先端部分が載せられて、スリット323と交差している。第1平刃322は、一辺に刃が付いた板状部材であり、第1リニアアクチュエーター(図示せず。)により、受け台321の上方で、刃先が下に向き、かつ、板面が受け台321の板面に対して垂直であるように支持されている。第1リニアアクチュエーターは第1平刃322を上下に移動させ、その刃先を第1受け台321のスリット323に出し入れさせる。これにより、スリット323の上方に位置する膨張黒鉛シート314の部分が切断される。膨張黒鉛シート314から切り離された短冊状の切片、すなわち膨張黒鉛材122は、第1供給部310から第1受け台321へ搬送される膨張黒鉛シート314の後続部分により、第1受け台321から押し出されて落下する。 The first cutting section 320 includes a first receiving table 321 and a first flat blade 322. The first receiving table 321 has a rectangular horizontal upper surface and includes a linear slit 323. The tip portion of the expanded graphite sheet 314 sent from the first supply section 310 is placed on the upper surface of the first receiving table 321 and intersects with the slit 323. The first flat blade 322 is a plate-shaped member with a blade on one side, and is supported by a first linear actuator (not shown) above the receiving table 321 so that the cutting edge faces downward and the plate surface is perpendicular to the plate surface of the receiving table 321. The first linear actuator moves the first flat blade 322 up and down, and moves the cutting edge into and out of the slit 323 of the first receiving table 321. As a result, the portion of the expanded graphite sheet 314 located above the slit 323 is cut. The rectangular pieces cut off from the expanded graphite sheet 314, i.e., the expanded graphite material 122, are pushed out of the first receiving tray 321 and fall by the subsequent portion of the expanded graphite sheet 314 being transported from the first supply section 310 to the first receiving tray 321.

第2供給部330は、第2リール331、第2搬送ローラー対332、および第2駆動機構333を含む。第2リール331は、中心軸のまわりで回転可能に支持されている円筒状の枠であり、周囲にパラフィンシート334が巻きつけられている。パラフィンシート334は、たとえば、幅が数十mm~数百mmであり、厚みが10分の数mm~数mmである。第2搬送ローラー対332は、中心軸が互いに平行に支持されている1対の円柱部材であり、パラフィンシート334の厚みと同程度に狭い隙間を隔てて、互いの外周面を対向させている。その隙間には、第2リール331から引き出されたパラフィンシート334の先端部分が挟まれている。第2駆動機構333は第2搬送ローラー対332をそれぞれの中心軸のまわりで回転可能に支持すると共に、内蔵のモーター(図示せず。)の回転力を使って第2搬送ローラー対332を互いに逆方向へ回転させる。これにより、第2搬送ローラー対332の隙間から第2切断部340へパラフィンシート334の先端部が送出されると共に、パラフィンシート334の後続部分が第2リール331から第2搬送ローラー対332の隙間へ引き出される。 The second supply unit 330 includes a second reel 331, a second transport roller pair 332, and a second drive mechanism 333. The second reel 331 is a cylindrical frame supported rotatably around its central axis, and a paraffin sheet 334 is wound around it. The paraffin sheet 334 has a width of, for example, several tens of mm to several hundreds of mm, and a thickness of several tenths of mm to several mm. The second transport roller pair 332 is a pair of cylindrical members supported with their central axes parallel to each other, and their outer circumferential surfaces face each other across a narrow gap approximately equal to the thickness of the paraffin sheet 334. The tip portion of the paraffin sheet 334 pulled out from the second reel 331 is sandwiched in the gap. The second drive mechanism 333 supports the second transport roller pair 332 rotatably around its respective central axis, and rotates the second transport roller pair 332 in opposite directions to each other using the rotational force of a built-in motor (not shown). As a result, the leading end of the paraffin sheet 334 is sent from the gap between the second transport roller pair 332 to the second cutting section 340, and the trailing portion of the paraffin sheet 334 is pulled from the second reel 331 into the gap between the second transport roller pair 332.

第2切断部340は、第2受け台341と第2平刃342とを含む。第2受け台341は、上面が矩形状の水平面であり、直線状のスリット343を含む。第2受け台341の上面には、第2供給部330から送出されたパラフィンシート334の先端部分が載せられて、スリット343と交差している。第2平刃342は、一辺に刃が付いた板状部材であり、第2リニアアクチュエーター(図示せず。)により、第2受け台341の上方で、刃先が下に向き、かつ、板面が第2受け台341の板面に対して垂直であるように支持されている。第2リニアアクチュエーターは第2平刃342を上下に移動させ、その刃先を第2受け台341のスリット343に出し入れさせる。これにより、スリット343の上方に位置するパラフィンシート334の部分が切断される。パラフィンシート334から切り離された短冊状の切片、すなわち潤滑部材125は、第2供給部330から第2受け台341へ搬送されるパラフィンシート334の後続部分により、第2受け台341から押し出されて落下する。 The second cutting unit 340 includes a second receiving table 341 and a second flat blade 342. The second receiving table 341 has a rectangular horizontal upper surface and includes a linear slit 343. The tip of the paraffin sheet 334 sent from the second supply unit 330 is placed on the upper surface of the second receiving table 341 and intersects with the slit 343. The second flat blade 342 is a plate-shaped member with a blade on one side, and is supported by a second linear actuator (not shown) above the second receiving table 341 so that the cutting edge faces downward and the plate surface is perpendicular to the plate surface of the second receiving table 341. The second linear actuator moves the second flat blade 342 up and down, and moves the cutting edge into and out of the slit 343 of the second receiving table 341. As a result, the part of the paraffin sheet 334 located above the slit 343 is cut. The rectangular piece cut off from the paraffin sheet 334, i.e., the lubricating member 125, is pushed out of the second receiving tray 341 and falls by the subsequent portion of the paraffin sheet 334 transported from the second supply unit 330 to the second receiving tray 341.

充填部350は漏斗351と丸編機352とを含む。漏斗351の円錐部353は第1受け台321と第2受け台341との両方の下方に広がっている。円錐部353には、第1受け台321から落下した膨張黒鉛材122と、第2受け台341から落下した潤滑部材125とが投入される。投入された膨張黒鉛材122と潤滑部材125とは、それぞれの一端が漏斗351の円錐部353の内面に衝突することにより、他端が下方へ傾いた姿勢となり、その姿勢で円錐部352の内面に沿って滑落する。漏斗351の脚354は円筒形状であり、下端部が丸編機352の内部へ挿入されている。脚354の内側では膨張黒鉛材122と潤滑部材125とがいずれも上下方向に対してほぼ平行となり、丸編機352の内部へ落下する。丸編機352は繊維材123から筒状部材121を作製する(図1の(c)参照)。丸編機352の内部では筒状部材121は、その中心軸が上下方向に対して平行であるように支持されている。漏斗351の脚354の下端は筒状部材121の空洞の真上に配置され、脚354の下端の内径は筒状部材121の内径以下に設計されている。これにより、脚354を通過した膨張黒鉛材122と潤滑部材125とは、上下方向に対してほぼ平行な姿勢のまま、筒状部材121の内側へ落下する。 The filling section 350 includes a funnel 351 and a circular knitting machine 352. The cone section 353 of the funnel 351 extends below both the first receiving stand 321 and the second receiving stand 341. The expanded graphite material 122 dropped from the first receiving stand 321 and the lubricating member 125 dropped from the second receiving stand 341 are put into the cone section 353. The put-in expanded graphite material 122 and the lubricating member 125 are in a position where their respective ends are inclined downward as a result of collision with the inner surface of the cone section 353 of the funnel 351, and slide down along the inner surface of the cone section 352 in that position. The legs 354 of the funnel 351 are cylindrical, and the lower end is inserted into the inside of the circular knitting machine 352. Inside the legs 354, the expanded graphite material 122 and the lubricating member 125 are both approximately parallel to the vertical direction and fall into the inside of the circular knitting machine 352. The circular knitting machine 352 produces the tubular member 121 from the fiber material 123 (see FIG. 1C). Inside the circular knitting machine 352, the tubular member 121 is supported so that its central axis is parallel to the vertical direction. The lower end of the leg 354 of the funnel 351 is placed directly above the cavity of the tubular member 121, and the inner diameter of the lower end of the leg 354 is designed to be equal to or smaller than the inner diameter of the tubular member 121. As a result, the expanded graphite material 122 and the lubricating member 125 that have passed through the leg 354 fall inside the tubular member 121 while remaining approximately parallel to the vertical direction.

制御部は、搬送ローラー対312、332、平刃322、342、および丸編機352の動作を制御する電子回路系統であり、制御回路と駆動回路とを含む。制御回路は、マザーボード、パーソナルコンピューター等の産業用コンピューターであり、各種ソフトウェアを実行することにより、駆動回路へ指示を送る。駆動回路は、マイクロプロセッサー(MPU/CPU)、特定用途向け集積回路(ASIC)、またはプログラム可能な集積回路(FPGA)等の論理回路と、スイッチングコンバーター等の電源回路との組み合わせであり、供給部310、330の駆動機構313、333、切断部320、340のリニアアクチュエーター、および丸編機352のそれぞれに設置されている。論理回路は、制御回路からの指示に応じ、モーター、ソレノイド等のアクチュエーターの出力の目標値を設定する。電源回路は、アクチュエーターへの供給電力を調節して、アクチュエーターの出力を目標値に維持する。 The control unit is an electronic circuit system that controls the operation of the transport roller pairs 312, 332, the flat blades 322, 342, and the circular knitting machine 352, and includes a control circuit and a drive circuit. The control circuit is an industrial computer such as a motherboard or a personal computer, and sends instructions to the drive circuit by executing various software. The drive circuit is a combination of a logic circuit such as a microprocessor (MPU/CPU), an application specific integrated circuit (ASIC), or a programmable programmable gate array (FPGA), and a power circuit such as a switching converter, and is installed in each of the drive mechanisms 313, 333 of the supply units 310, 330, the linear actuators of the cutting units 320, 340, and the circular knitting machine 352. The logic circuit sets the target value of the output of actuators such as motors and solenoids in response to instructions from the control circuit. The power circuit adjusts the power supplied to the actuators to maintain the output of the actuators at the target value.

以上の機能部310-350を利用して、製造装置300は、図3が示す第1工程201から第4工程204までの作業を、以下のように行う。
(第1工程201)
Using the above-mentioned functional units 310-350, the manufacturing apparatus 300 performs the operations from the first step 201 to the fourth step 204 shown in FIG. 3 as follows.
(First step 201)

制御回路が丸編機352の駆動回路へ編成開始の指示を送る。この指示に応じ、その駆動回路が丸編機352を起動させ、筒状部材121を作製させる。その後、筒状部材121が所定長まで、たとえば膨張黒鉛材122の長さまで伸びるのに必要な時間が経過したとき、制御回路が丸編機352の駆動回路へ編成中断の指示を送る。この指示に応じ、その駆動回路が丸編機352を停止させる。
(第2工程202と第3工程203)
The control circuit sends a knitting start command to the drive circuit of the circular knitting machine 352. In response to this command, the drive circuit starts the circular knitting machine 352 to produce the tubular member 121. After that, when the time required for the tubular member 121 to extend to a predetermined length, for example to the length of the expanded graphite material 122, has elapsed, the control circuit sends a knitting interrupt command to the drive circuit of the circular knitting machine 352. In response to this command, the drive circuit stops the circular knitting machine 352.
(Second step 202 and third step 203)

制御回路が供給部310、330の駆動機構313、333の駆動回路へ搬送開始の指示を送る。この指示に応じ、それらの駆動回路が駆動機構313、333のモーターを起動し、搬送ローラー対312、332を断続的に回転させる。これにより膨張黒鉛シート314は、膨張黒鉛材122の幅だけ進む度に所定時間停止するという動作を繰り返し、パラフィンシート334は、潤滑部材125の幅だけ進む度に所定時間停止するという動作を繰り返す。 The control circuit sends a command to start conveying to the drive circuits of the drive mechanisms 313 and 333 of the supply units 310 and 330. In response to this command, those drive circuits start the motors of the drive mechanisms 313 and 333, intermittently rotating the conveying roller pairs 312 and 332. As a result, the expanded graphite sheet 314 repeats the operation of stopping for a predetermined time each time it advances by the width of the expanded graphite material 122, and the paraffin sheet 334 repeats the operation of stopping for a predetermined time each time it advances by the width of the lubricating member 125.

上記の搬送開始の指示を送るタイミングに合わせて、制御回路が切断部320、340のリニアアクチュエーターの駆動回路へ切断開始の指示を送る。この指示に応じ、それらの駆動回路がリニアアクチュエーターを起動させ、平刃322、342に往復運動を一定の時間間隔で繰り返させる。 In sync with the timing of sending the above-mentioned conveyance start command, the control circuit sends a cutting start command to the drive circuits of the linear actuators of the cutting units 320 and 340. In response to this command, those drive circuits start the linear actuators, causing the flat blades 322 and 342 to repeat reciprocating motion at regular time intervals.

制御回路が搬送開始の指示と切断開始の指示とを送る時刻、搬送ローラー対312、332が回転する時間と停止する時間、および、平刃322、342が往復運動を行う時間間隔は、次のように設計されている。第1平刃322は、膨張黒鉛シート314が移動している間は第1受け台321の上方で待機し、膨張黒鉛シート314が停止している間に一往復して膨張黒鉛シート314を切断する。第2平刃342は、パラフィンシート334が移動している間は第2受け台341の上方で待機し、パラフィンシート334が停止している間に一往復してパラフィンシート334を切断する。
(第4工程204)
The time when the control circuit sends a command to start conveying and a command to start cutting, the time when the pair of conveying rollers 312, 332 rotate and stop, and the time intervals for the flat blades 322, 342 to reciprocate are designed as follows: The first flat blade 322 waits above the first receiving tray 321 while the expanded graphite sheet 314 is moving, and makes one reciprocating motion to cut the expanded graphite sheet 314 while the expanded graphite sheet 314 is stopped. The second flat blade 342 waits above the second receiving tray 341 while the paraffin sheet 334 is moving, and makes one reciprocating motion to cut the paraffin sheet 334 while the paraffin sheet 334 is stopped.
(Fourth step 204)

膨張黒鉛シート314から切り離された膨張黒鉛材122は、第1搬送ローラー対312が回転する度に1本ずつ、第1受け台321から漏斗351へ投入される。パラフィンシート334から切り離された潤滑部材125は、第2搬送ローラー対332が回転する度に1本ずつ、第2受け台341から漏斗351へ投入される。第2工程202と第3工程203とは同時に進行するので、漏斗351の脚354の内側では複数の膨張黒鉛材122に複数の潤滑部材125が混合される。 The expanded graphite material 122 separated from the expanded graphite sheet 314 is fed from the first receiving tray 321 into the funnel 351 one by one each time the first transport roller pair 312 rotates. The lubricating members 125 separated from the paraffin sheet 334 are fed from the second receiving tray 341 into the funnel 351 one by one each time the second transport roller pair 332 rotates. Since the second process 202 and the third process 203 proceed simultaneously, the multiple expanded graphite materials 122 are mixed with the multiple lubricating members 125 inside the legs 354 of the funnel 351.

図5は、筒状部材121の中へ同時に送り込まれる膨張黒鉛材122と潤滑部材125とを模式的に示す斜視図である。丸編機352の内部では、漏斗351の脚354の下端355から筒状部材121の中へ膨張黒鉛材122と潤滑部材125とが落下する。図5には示されていないが、筒状部材121の下端は、たとえば丸編機352の部材によって閉じられているので、落下した膨張黒鉛材122と潤滑部材125とは筒状部材121の中に蓄積される。膨張黒鉛材122と潤滑部材125とは筒状部材121の編み目124の長さと幅とのいずれよりもサイズが大きいので、編み目124から筒状部材121の外へ抜け出すことがない。 Figure 5 is a perspective view showing the expanded graphite material 122 and the lubricating member 125 that are fed into the tubular member 121 at the same time. Inside the circular knitting machine 352, the expanded graphite material 122 and the lubricating member 125 fall into the tubular member 121 from the lower end 355 of the leg 354 of the funnel 351. Although not shown in Figure 5, the lower end of the tubular member 121 is closed by, for example, a member of the circular knitting machine 352, so that the fallen expanded graphite material 122 and the lubricating member 125 are accumulated in the tubular member 121. The expanded graphite material 122 and the lubricating member 125 are larger in size than both the length and width of the stitches 124 of the tubular member 121, so they do not slip out of the stitches 124 to the outside of the tubular member 121.

搬送開始の指示を送った時刻から第1所定時間が経過したとき、制御回路が供給部310、330の駆動機構313、333の駆動回路へ搬送中断の指示を送る。この指示に応じ、それらの駆動回路が駆動機構313、333のモーターを停止させる。さらに、切断開始の指示を送った時刻から第2所定時間が経過したとき、制御回路が切断部320、340のリニアアクチュエーターの駆動回路へ切断中断の指示を送る。この指示に応じ、それらの駆動回路がリニアアクチュエーターを停止させる。第1所定時間と第2所定時間とは、それらが経過したとき、所定長の筒状部材121の空洞を埋めるのに必要な量の膨張黒鉛材122と潤滑部材125とが作製されるように設定されている。したがって、搬送ローラー対312、332と平刃322、342とが停止したとき、筒状部材121の中には膨張黒鉛材122と潤滑部材125とが充填されている。 When a first predetermined time has elapsed since the time when the instruction to start conveying was sent, the control circuit sends an instruction to stop conveying to the drive circuits of the drive mechanisms 313 and 333 of the supply units 310 and 330. In response to this instruction, the drive circuits stop the motors of the drive mechanisms 313 and 333. Furthermore, when a second predetermined time has elapsed since the time when the instruction to start cutting was sent, the control circuit sends an instruction to stop cutting to the drive circuits of the linear actuators of the cutting units 320 and 340. In response to this instruction, the drive circuits stop the linear actuators. The first and second predetermined times are set so that when they have elapsed, the expanded graphite material 122 and the lubricating member 125 are produced in the amounts necessary to fill the cavity of the cylindrical member 121 of a predetermined length. Therefore, when the conveying roller pairs 312 and 332 and the flat blades 322 and 342 stop, the cylindrical member 121 is filled with the expanded graphite material 122 and the lubricating member 125.

以上に述べた第1工程201から第4工程204までの作業を、製造装置300は繰り返す。これにより、丸編機352が筒状部材121を所定長ずつ伸ばす度に、伸びた部分の中に膨張黒鉛材122と潤滑部材125とが充填される。こうして、製造装置300は1本のヤーン120を完成させる。
[実施形態の利点]
The manufacturing apparatus 300 repeats the above-described operations from the first step 201 to the fourth step 204. As a result, every time the circular knitting machine 352 stretches the tubular member 121 by a predetermined length, the expanded graphite material 122 and the lubricating member 125 are filled into the stretched portion. In this manner, the manufacturing apparatus 300 completes one yarn 120.
Advantages of the embodiment

ヤーン120の製造方法の第4工程204では、膨張黒鉛材122が漏斗351へ投入され、その脚354から筒状部材121の中へ落下する。さらに、それと同時に潤滑部材125が同じ漏斗351へ投入され、その脚354から筒状部材121の中へ落下する。その結果、筒状部材121の中に膨張黒鉛材122が充填されてヤーン120が成形されると同時に、ヤーン120の中へ潤滑部材125が組み込まれる。このように、ヤーン120への潤滑剤、すなわちパラフィンの組み込みは簡単であり、特にヤーン120の成形と同時に行われる。これは、グランドパッキン100の製造コストの更なる削減に有利である。 In the fourth step 204 of the method for producing the yarn 120, the expanded graphite material 122 is put into the funnel 351 and falls from its leg 354 into the tubular member 121. At the same time, the lubricating member 125 is put into the same funnel 351 and falls from its leg 354 into the tubular member 121. As a result, the expanded graphite material 122 is filled into the tubular member 121 to form the yarn 120, and at the same time, the lubricating member 125 is incorporated into the yarn 120. In this way, the incorporation of the lubricant, i.e., paraffin, into the yarn 120 is simple, and is particularly performed at the same time as the formation of the yarn 120. This is advantageous for further reducing the manufacturing cost of the gland packing 100.

漏斗351の中では、膨張黒鉛材122に潤滑部材125が簡単に混ざる。さらに、潤滑部材125は膨張黒鉛材122と同様な短冊状であるので、潤滑部材125の混合度が高い。したがって、グランドパッキン100の使用温度の上昇に伴って溶融したパラフィンが、グランドパッキン100の内部に行き渡る。その結果、グランドパッキン100の摺動面には、その摩耗がかなり進んでも、グランドパッキン100の内部から十分な量のパラフィンが供給される。こうしてヤーン120は、グランドパッキン100の摺動抵抗を長期にわたって抑えることができる。 In the funnel 351, the lubricating material 125 easily mixes with the expanded graphite material 122. Furthermore, since the lubricating material 125 is in the same rectangular shape as the expanded graphite material 122, the degree of mixing of the lubricating material 125 is high. Therefore, as the operating temperature of the gland packing 100 increases, the melted paraffin spreads throughout the inside of the gland packing 100. As a result, a sufficient amount of paraffin is supplied to the sliding surface of the gland packing 100 from the inside of the gland packing 100, even if the sliding surface is considerably worn. In this way, the yarn 120 can suppress the sliding resistance of the gland packing 100 for a long period of time.

ヤーン120に対する潤滑部材125の重量比は、主に、1本の膨張黒鉛材122に対する1本の潤滑部材125の重量比と、ヤーン120が含む膨張黒鉛材122の本数に対する潤滑部材125の本数の比とで決まる。したがって、重量比は、潤滑部材125の幅にも、単位時間あたりに漏斗351へ落下する潤滑部材125の本数にも依存する。潤滑部材125の幅は、第2搬送ローラー対332が回転する速度または時間によって調節可能であり、単位時間あたりに漏斗351へ落下する潤滑部材125の本数は、第2搬送ローラー対332が回転を断続させる周期によって調節可能である。こうして、製造装置300は、それが組み立てられた後でも、ヤーン120に対する潤滑部材125の重量比を比較的自由に変更することができる。これは、グランドパッキン100の製造コストの更なる削減に有利である。
[変形例]
The weight ratio of the lubricating member 125 to the yarn 120 is mainly determined by the weight ratio of one lubricating member 125 to one expanded graphite material 122 and the ratio of the number of lubricating members 125 to the number of expanded graphite materials 122 contained in the yarn 120. Therefore, the weight ratio depends on the width of the lubricating member 125 and the number of lubricating members 125 that fall into the funnel 351 per unit time. The width of the lubricating member 125 can be adjusted by the speed or time at which the second transport roller pair 332 rotates, and the number of lubricating members 125 that fall into the funnel 351 per unit time can be adjusted by the cycle at which the second transport roller pair 332 turns on and off. In this way, the manufacturing apparatus 300 can relatively freely change the weight ratio of the lubricating member 125 to the yarn 120 even after it is assembled. This is advantageous for further reducing the manufacturing cost of the gland packing 100.
[Modification]

(1)グランドパッキン100は紐状であり、横断面が角形である。しかし、その形状の他に、本発明によるグランドパッキンは環状であってもよく、横断面が丸形であってもよい。 (1) The gland packing 100 is string-shaped and has a square cross section. However, in addition to this shape, the gland packing according to the present invention may be annular and may have a round cross section.

(2)グランドパッキン100に含まれるヤーン120の束は八つ編みにされている。しかし、本発明によるグランドパッキンではヤーンの束が、袋編み、格子編み等の他の編組加工、またはひねり加工により、紐状または環状に成形されていてもよい。 (2) The bundle of yarn 120 contained in the gland packing 100 is eight-strand braided. However, in the gland packing of the present invention, the bundle of yarn may be formed into a string or ring shape by other braiding processes such as bag braiding or lattice braiding, or by twisting.

(3)グランドパッキン100は芯材110として、膨張黒鉛材の束を含む。芯材はその他に、膨張黒鉛製のテープが積層され、紐状に成形されたものであってもよい。なお、芯材は必須の構成要素ではないので、本発明によるグランドパッキンから省略されてもよい。 (3) The gland packing 100 includes a bundle of expanded graphite material as the core material 110. The core material may also be made by laminating tapes made of expanded graphite and forming them into a string shape. Note that the core material is not an essential component and may therefore be omitted from the gland packing according to the present invention.

(4)ヤーン120の主要な材料は、膨張黒鉛である。しかし、その他にも、耐熱性、シール対象の流体等に対する耐腐食性とシール性、加工性、機械的強度等が膨張黒鉛と同等な材料であれば、本発明によるヤーンの主要な材料として採用可能である。 (4) The main material of the yarn 120 is expanded graphite. However, any other material that has heat resistance, corrosion resistance and sealing ability against the fluid to be sealed, workability, mechanical strength, etc. equivalent to expanded graphite can be used as the main material of the yarn according to the present invention.

(5)図1の(c)が示す筒状部材121の編み目124の形状と寸法とは一例に過ぎず、その他の形状または寸法であってもよい。また、本発明によるヤーンの筒状部材は、複数の繊維材が組まれたものであってもよい。 (5) The shape and dimensions of the stitches 124 of the tubular member 121 shown in FIG. 1(c) are merely examples, and other shapes or dimensions may be used. In addition, the tubular member of the yarn according to the present invention may be one in which multiple fiber materials are woven.

(6)潤滑部材125の材料はパラフィンである。しかし、その他にも、次の性質(A)、(B)を備えた物質であれば、本発明による潤滑部材の材料として採用可能である。(A)融点が常温よりも高く、グランドパッキンの最高使用温度よりも低い。(B)溶融状態では、潤滑部材から周囲の膨張黒鉛材へ拡散してそれらの表面を覆うことにより、潤滑剤として機能する。そのような材料としてはたとえば、酸化ホウ素、三酸化二ホウ素、亜鉛、臭化亜鉛、臭化銀、臭化セシウム、臭化銅、炭酸リチウム、マグネシウム、リチウムアミドが挙げられる。また、本発明による潤滑部材は、融点が常温よりも高く、グランドパッキンの最高使用温度よりも低い基材、たとえばパラフィンの中に、潤滑油、グリース、または固体潤滑剤の粉末が分散されたものであってもよい。グランドパッキンの使用温度の上昇に伴い、溶融によって流動化した基材が周囲の膨張黒鉛材へ拡散し、それらの表面に、潤滑油、グリース、または固体潤滑剤の粉末を付着させればよい。 (6) The material of the lubricating member 125 is paraffin. However, any other material having the following properties (A) and (B) can be used as the material of the lubricating member according to the present invention. (A) The melting point is higher than room temperature and lower than the maximum use temperature of the gland packing. (B) In the molten state, it diffuses from the lubricating member to the surrounding expanded graphite material and covers their surfaces, thereby functioning as a lubricant. Examples of such materials include boron oxide, diboron trioxide, zinc, zinc bromide, silver bromide, cesium bromide, copper bromide, lithium carbonate, magnesium, and lithium amide. The lubricating member according to the present invention may also be a base material having a melting point higher than room temperature and lower than the maximum use temperature of the gland packing, such as paraffin, in which lubricating oil, grease, or powder of solid lubricant is dispersed. As the use temperature of the gland packing increases, the base material that has been fluidized by melting diffuses into the surrounding expanded graphite material, and the lubricating oil, grease, or powder of solid lubricant is attached to the surface of the expanded graphite material.

(7)ヤーン120の製造方法の第3工程203では、パラフィンシート334を切断することにより、潤滑部材125を短冊状に成形する。この場合、パラフィンシート334として既製品を利用することができる。これは、グランドパッキン100の製造コストの削減に有利である。しかし、潤滑部材は、筒状部材121の編み目124の長さと幅とのいずれよりもサイズが大きければよく、潤滑部材が短冊状であることは本発明にとって必須ではないので、第3工程では、たとえば材料の粉末等を所望の形状に固めてもよい。 (7) In the third step 203 of the method for manufacturing the yarn 120, the paraffin sheet 334 is cut to form the lubricating member 125 into a strip shape. In this case, a ready-made product can be used as the paraffin sheet 334. This is advantageous in reducing the manufacturing cost of the gland packing 100. However, the lubricating member only needs to be larger in size than both the length and width of the stitches 124 of the tubular member 121, and it is not essential for the present invention that the lubricating member be strip-shaped. Therefore, in the third step, for example, a powder of the material may be solidified into the desired shape.

(8)ヤーン120の製造方法の第4工程204では、膨張黒鉛材122と潤滑部材125とが同時に漏斗351へ投入され、その脚354の内側で混合され、その脚354の下端355から筒状部材121の中へ落下する。しかし、ここでいう「同時」は過度に厳格に解釈されるべきではない。本発明による第4工程では、筒状部材の中へ膨張黒鉛材を送り込む作業と、筒状部材の中へ潤滑部材を送り込む作業とを並行させさえすればよい。たとえば、膨張黒鉛材122だけが漏斗351を通して筒状部材121の中へ落下する期間と、潤滑部材125だけが漏斗351を通して筒状部材121の中へ落下する期間とが交互に小刻みに切り換えられてもよい。この場合、膨張黒鉛材122と潤滑部材125とは筒状部材121の中で混合される。また、膨張黒鉛材122が筒状部材121の中へ落下する経路と、潤滑部材125が筒状部材121の中へ落下する経路とが別であってもよい。この場合も、膨張黒鉛材122と潤滑部材125とは筒状部材121の中で混合される。その他に、膨張黒鉛シート314から切り離された直後の膨張黒鉛材122と、パラフィンシート334から切り離された直後の潤滑部材125とが、一旦同じ場所に集められて混合され、その後、一緒に筒状部材121の中へ送り込まれてもよい。 (8) In the fourth step 204 of the method for producing the yarn 120, the expanded graphite material 122 and the lubricating member 125 are simultaneously put into the funnel 351, mixed inside the leg 354, and dropped into the tubular member 121 from the lower end 355 of the leg 354. However, the term "simultaneously" should not be interpreted too strictly. In the fourth step according to the present invention, it is sufficient to carry out the operation of feeding the expanded graphite material into the tubular member and the operation of feeding the lubricating member into the tubular member in parallel. For example, a period in which only the expanded graphite material 122 falls into the tubular member 121 through the funnel 351 and a period in which only the lubricating member 125 falls into the tubular member 121 through the funnel 351 may be alternated in small increments. In this case, the expanded graphite material 122 and the lubricating member 125 are mixed in the tubular member 121. Also, the path along which the expanded graphite material 122 falls into the cylindrical member 121 and the path along which the lubricating member 125 falls into the cylindrical member 121 may be separate. In this case as well, the expanded graphite material 122 and the lubricating member 125 are mixed in the cylindrical member 121. Alternatively, the expanded graphite material 122 immediately after being cut off from the expanded graphite sheet 314 and the lubricating member 125 immediately after being cut off from the paraffin sheet 334 may be temporarily collected in the same place and mixed, and then sent together into the cylindrical member 121.

100 グランドパッキン
110 芯材
120 ヤーン
121 筒状部材
122 膨張黒鉛材
123 繊維材
124 編み目
125 潤滑部材
201 グランドパッキンの製造方法の第1工程
202 グランドパッキンの製造方法の第2工程
203 グランドパッキンの製造方法の第3工程
204 グランドパッキンの製造方法の第4工程
205 グランドパッキンの製造方法の第5工程
300 ヤーンの製造装置
310 第1供給部
311 第1リール
312 第1搬送ローラー対
313 第1駆動機構
314 膨張黒鉛シート
320 第1切断部
321 第1受け台
322 第1平刃
323 第1受け台のスリット
330 第2供給部
331 第2リール
332 第2搬送ローラー対
333 第2駆動機構
334 パラフィンシート
340 第2切断部
341 第2受け台
342 第2平刃
343 第2受け台のスリット
350 充填部
351 漏斗
352 丸編機
353 漏斗の円錐部
354 漏斗の脚
355 漏斗の脚の下端
100 Gland packing 110 Core material 120 Yarn 121 Cylindrical member 122 Expanded graphite material 123 Fiber material 124 Stitch 125 Lubricating member 201 First step of manufacturing method of gland packing 202 Second step of manufacturing method of gland packing 203 Third step of manufacturing method of gland packing 204 Fourth step of manufacturing method of gland packing 205 Fifth step of manufacturing method of gland packing 300 Yarn manufacturing device 310 First supply unit 311 First reel 312 First conveyor roller pair 313 First driving mechanism 314 Expanded graphite sheet 320 First cutting unit 321 First receiving table 322 First flat blade 323 Slit of first receiving table 330 Second supply unit 331 Second reel 332 Second conveyor roller pair 333 Second driving mechanism 334 Paraffin sheet 340 Second cutting section 341 Second receiving tray 342 Second flat blade 343 Slit of second receiving tray 350 Filling section 351 Funnel 352 Circular knitting machine 353 Cone of funnel 354 Leg of funnel 355 Lower end of leg of funnel

Claims (6)

筒状に編まれ、または組まれた繊維材を含む筒状部材と、
短冊状の膨張黒鉛材と、
潤滑剤を含み、融点が常温よりも高く、グランドパッキンの最高使用温度よりも低い材料から成り、前記繊維材が成す編み目の長さと幅とのいずれよりもサイズが大きい潤滑部材と
を有し、
前記筒状部材の中に、前記膨張黒鉛材と共に、前記潤滑部材が充填されている
ことを特徴とするヤーン。
A tubular member including a woven or braided fiber material in a tubular shape;
A rectangular expanded graphite material;
a lubricating member made of a material containing a lubricant and having a melting point higher than room temperature and lower than the maximum use temperature of the gland packing, the lubricating member being larger in size than both the length and width of the mesh formed by the fiber material;
The yarn is characterized in that the tubular member is filled with the lubricating material together with the expanded graphite material.
前記潤滑部材が短冊状である、請求項1に記載のヤーン。 The yarn according to claim 1, wherein the lubricating member is strip-shaped. 請求項1または請求項2に記載のヤーンを含むグランドパッキン。 A gland packing comprising the yarn according to claim 1 or claim 2. ヤーンを製造する方法であって、
繊維材を筒状に編み、または組むことにより、筒状部材を作製する第1工程と、
膨張黒鉛シートを切断することにより、短冊状の膨張黒鉛材を作製する第2工程と、
潤滑剤を含み、融点が常温よりも高く、グランドパッキンの最高使用温度よりも低い材料を、前記繊維材が成す編み目の長さと幅とのいずれよりも大きいサイズに成形することにより、潤滑部材を作製する第3工程と、
前記筒状部材の中へ前記膨張黒鉛材を送り込む作業と、前記筒状部材の中へ前記潤滑部材を送り込む作業とを並行させる第4工程と
を有する方法。
1. A method of making a yarn, comprising:
A first step of producing a tubular member by weaving or braiding a fiber material into a tubular shape;
A second step of cutting the expanded graphite sheet to produce rectangular expanded graphite materials;
a third step of producing a lubricating member by molding a material containing a lubricant, the material having a melting point higher than room temperature and lower than the maximum use temperature of the gland packing, into a size larger than both the length and width of the mesh formed by the fiber material;
and a fourth step of feeding the expanded graphite material into the tubular member and feeding the lubricating material into the tubular member in parallel.
前記第4工程では、前記膨張黒鉛材と前記潤滑部材とを同じ漏斗へ投入し、前記漏斗の脚から前記筒状部材の中へ落下させる、請求項4に記載の方法。 The method according to claim 4, wherein in the fourth step, the expanded graphite material and the lubricating member are placed in the same funnel and allowed to fall from the foot of the funnel into the cylindrical member. 請求項4または請求項5に記載の方法によって複数のヤーンを製造する工程と、
前記複数のヤーンをひねり加工または編組加工によって紐状または環状に成形する工程と
を有するグランドパッキンの製造方法。
producing a plurality of yarns according to the method of claim 4 or claim 5;
and forming the plurality of yarns into a string-like or annular shape by twisting or braiding the yarns.
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