(57)【要約】【課題】流体と接する面に繊維が露出することなく、しかも耐圧強度が高く、ゴムリップ保持箇所の補強効果の高いシール材とその製造方法とバルブを提供する。【解決手段】補強コードを内蔵し円盤状をしたゴム製のシール材である。補強コードが、長繊維にゴムが被覆されて構成されていると共に、円周方向に配置された円周コード２ａと、この円周コード２ａと交差しつつ挟み込むようにして円周方向に巻回した巻付コード２ｂとから構成されている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
補強コードを内蔵し円盤状をしたゴム製のシール材において、前記補強コードが長繊維にゴムが被覆されて構成されていると共に、円周方向に配置された円周コードと、この円周コードと交差しつつ挟み込むようにして円周方向に巻回した巻付コードとから構成されていることを特徴とするシール材。
【請求項２】
被装着部材に対する取付箇所が形成されていて、この取付箇所を径方向から挟むように、前記円周コードが円盤の内周側と外周側の２重構造を有して配置されていると共に、前記巻付コードが前記取付箇所の内周側に沿いつつ前記円周コードを巻回する請求項１のシール材。
【請求項３】
補強コードを内蔵し円盤状をしたゴム製のシール材の製造方法において、補強繊維を芯材とし、その周囲に未加硫ゴムを被覆したゴム被覆コードを、円周方向に配置して円周コードを形成し、この円周コードを交差しつつ挟み込むように前記ゴム被覆コードを巻回して巻付コードを形成し、これにゴムを注入して円盤状に前記ゴム被覆コードを被覆し、その後、加熱・加硫するシール材の製造方法。
【請求項４】
前記円周コードを、被装着部材の取付相当箇所を径方向から挟むように、円盤の内周側と外周側の２重構造を有して配置すると共に、前記巻付コードを前記取付相当箇所の内周側に沿いつつ前記円周コードを巻回する請求項３のシール材の製造方法。
【請求項５】
請求項１又は２のシール材を用いたバルブ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はシール材とその製造方法とバルブに関し、詳しくは、補強コードを内蔵し円盤状をしたゴム製のシール材とその製造方法と前記シール材を用いたバルブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
流体を通流させる配管内、バルブあるいはダクト内には、その接続箇所にゴム製などのガスケットやパッキング等の各種シール材が多用されており、特にバルブのシール機構にはダイヤフラムやライニング材が使用されている。
【０００３】
この内、バルブのシール機構に使用されるシール材は、開閉動作の繰り返しひずみや、高いシール圧に耐えることが必要であり、高い物理的強度と大きなひずみ許容度が要求される。特に、図８に示すように、弁体１０外周上に円盤状をしたシール材であるゴムリップ１１を取り付けてシールする構造を有するバタフライバルブ１００の場合、バルブ配管１２の弁座１３とのシール時にゴムリップ１１に大きなひずみを受けることになる。
【０００４】
そこで、ゴム中に補強材として、径１〜５０μｍ、長さ０．５〜１０ｍｍ程度のポリアミド短繊維を５〜５０％程度、均一に分散させ含有させたシール材が提案されている（特許文献１、２）。
【０００５】
【特許文献１】
特公昭５９−２０７０４号公報
【特許文献２】
特公平２−１６３３９号公報
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術のシール材は、通流する流体とシール材中の短繊維とが接触するため、短繊維の劣化が生じて、シール材の寿命が短くなること、高い圧力が負荷されると強度的には不足すること、短繊維が加工時に周方向に配向するのでゴムリップ保持箇所の補強効果は必ずしも高くない、等の問題点を有しており改善の余地がある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、上記従来技術の有する問題点に鑑みて、流体と接する面に繊維が露出することなく、しかも耐圧強度が高く、ゴムリップ保持箇所の補強効果の高いシール材とその製造方法とバルブを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的は各請求項記載の発明により達成される。すなわち、本発明に係るシール材の特徴構成は、補強コードを内蔵し円盤状をしたゴム製のものにおいて、前記補強コードが長繊維にゴムが被覆されて構成されていると共に、円周方向に配置された円周コードと、この円周コードと交差しつつ挟み込むようにして円周方向に巻回した巻付コードとから構成されていることにある。
【０００８】
この構成によれば、補強コードが内蔵され、流体と接する面に露出することがないので、使用途中において補強繊維が劣化するということがなく、しかも円周コードと巻付コードとの組み合わせによって、シール材内部を均等性高く補強することができ、過酷な負荷に対しても高い耐久性を有する。
【０００９】
その結果、流体と接する面に繊維が露出することなく、しかも耐圧強度が高く、ゴムリップ保持箇所の補強効果の高いシール材を提供することができた。
【００１０】
被装着部材に対する取付箇所が形成されていて、この取付箇所を径方向から挟むように、前記円周コードが円盤の内周側と外周側の２重構造を有して配置されていると共に、前記巻付コードが前記取付箇所の内周側に沿いつつ前記円周コードを巻回することが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、補強コードが一層均一に配置されて、過酷な負荷が作用したとしても、部分的な損傷が生じ難くなり、バタフライバルブ等の被装着部材に装着された場合の一体保持性が高くなる。
【００１２】
また、本発明に係るシール材の製造方法の特徴構成は、補強コードを内蔵し円盤状をしたゴム製のシール材の製造方法において、補強繊維を芯材とし、その周囲に未加硫ゴムを被覆したゴム被覆コードを、円周方向に配置して円周コードを形成し、この円周コードを交差しつつ挟み込むように前記ゴム被覆コードを巻回して巻付コードを形成し、これにゴムを注入して円盤状に前記ゴム被覆コードを被覆し、その後、加熱・加硫することにある。
【００１３】
この構成によれば、流体と接する面に繊維が露出することなく、しかも耐圧強度が高く、ゴムリップ保持箇所の補強効果の高いシール材の製造方法を提供することができる。
【００１４】
前記円周コードを、被装着部材の取付相当箇所を径方向から挟むように、円盤の内周側と外周側の２重構造を有して配置すると共に、前記巻付コードを前記取付相当箇所の内周側に沿いつつ前記円周コードを巻回することが好ましい。
【００１５】
この構成によれば、補強コードが一層均一に配置されると共に、被装着部材に装着された場合に一体保持性が高くなって耐久性が一層向上するシール材を製造できる。
【００１６】
更に又、バルブの特徴構成は、請求項１又は２のシール材を用いたことにある。
【００１７】
この構成によれば、流体と接する面に繊維が露出することなく、しかも耐圧強度が高く、ゴムリップ保持箇所の補強効果の高いバルブを提供することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１は、配管１２内に配置されたバタフライバルブに装着されるシール材１の平面構造を示し、図２は、図１に示すシール材１のＡ−Ａ断面構造を示す。
【００１９】
このシール材１は、例えばバタフライバルブ（図示略）の外周縁に装着されるべく、全体形状がドーナツ形円盤状をしていると共に、被装着部材の１種であるバタフライバルブに装着されるための取付箇所であるボルト孔３が、外周面に沿って略等間隔で複数個穿たれている。そして、全体がゴム製で形成されていると共に、内部に補強コードが埋設されている特徴を有する。この補強コードは、芯材として高強度繊維を用いると共に、これに未加硫ゴムを被覆したゴム被覆コード（トッピングモノコード）２から構成されている。埋設されているゴム被覆コード２は、図１に破線で示すように、ボルト孔３を挟んで外周側と内周側の２重に配置されている円周コード２ａと、この円周コード２ａを交差しつつ挟み込むように巻回する巻付コード２ｂとから構成されている。
【００２０】
すなわち、２重の円周コード２ａに対して巻付コード２ｂが、ボルト孔３の内周面側で内周側の円周コード２ａを巻回し、更に、２個のボルト孔３の中間点で外周側の円周コード２ａを外周側から巻回し、これを円周方向に繰り返すことにより、円周コード２ａと交差しつつ巻回する構造を有する。シール材１がこのように構成されていることにより、補強繊維がドーナツ形円盤状の内部に均等に配置されており、これがバタフライバルブに装着された際には、流体と接する面に補強繊維が露出することなく、過酷な条件に対しても高い物理的強度と大きいひずみ許容度を有して、ゴムリップ保持箇所の補強効果を高くできるものとなる。尚、ゴム被覆コード２の製造方法については後述する。
【００２１】
高強度繊維としては、アラミド繊維、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、レーヨン繊維などの各種有機繊維、ガラス繊維、カーボン繊維などの無機繊維、スチール繊維などの金属繊維などを使用できる。
【００２２】
被覆ゴムとしては、天然ゴム、ブチルゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、エチレンプロピレンゴム等を使用できる。ゴムには、ハロゲン化ブチル、その他、特性を改善するための他のゴムや各種添加剤を加えてもよい。具体的には、カーボンブラック、シリカ等の補強材、炭酸カルシウム等の無機充填剤、プロセスオイルや可塑剤、老化防止剤、加工助剤、加硫剤、加硫促進剤、架橋調整剤、熱可塑性樹脂などが例示される。
【００２３】
つぎに、本実施形態のシール材１の製造方法を、図３〜図５を参照して説明する。また、ゴム被覆コード２の製造方法を図６を参照して説明する。
【００２４】
図３に示すように、補強繊維である高強度繊維の周囲に未加硫ゴムを被覆したゴム被覆コード２を、径方向に２重の円盤状となるように円周コード２ａを形成する。ついで、この２重円盤状とした円周コード２ａを交差しつつ挟み込むようにすると共に、被装着部材の取付相当箇所であるボルト孔相当箇所の内周側に沿うようにして、ゴム被覆コード２を巻回して巻付コード２ｂとする（図４）。巻付コード２ｂの巻き付けピッチ等は、シール材としての用途、仕様により適宜選択される。図５に、図４におけるＢ−Ｂ断面構造を示すように、ゴム被覆コード２は高強度繊維からなる芯材２ｃとその周囲の被覆ゴム２ｄとからなる。このようなゴム被覆コード２は、単に繊維のみを配置した場合に比べて、円周コード２ａと巻付コード２ｂとが接触する箇所における繊維どうしの接触磨耗や疲労が生じるのを回避できると共に、加圧しつつ加硫する際にも注入されたゴムとの隙間が生じ難いので好ましい。
【００２５】
ゴム被覆コード２は、図６に示すようにして製造される。つまり、押出機Ｅのシリンダー部８の先端にはダイス４が装着されており、このダイス４に、リール等（図示せず）から巻き戻された高強度繊維２ｃが送給され、ここで未加硫ゴム組成物が被覆ゴム２ｄとして被覆されてゴム被覆コード２として送り出されて製造される。高強度繊維２ｃとしては、撚り線、単一線のいずれをも使用することができる。
【００２６】
ゴム被覆コード２の断面形状例を図７に示す。一般には、図７（ｃ）に示す円形のものが好ましいが、用途によっては各種断面のものを使用できる。図７（ａ）は菱形あるいは平行四辺形に近い断面を有する例であり、図７（ｂ）は正方形、図７（ｃ）は円形、図７（ｄ）は台形の例を示す。いずれも高強度繊維２ｃは、未加硫ゴム組成物２ｄにより被覆されている。
【００２７】
このように構成したゴム被覆コード２を金型内に配置し、ゴムを積層すべく注入した後、加圧しつつ加熱して加硫し、ボルト孔が形成されたドーナツ形の円盤状製品を得る。このように構成すると、円盤状製品に補強コードが略均一に配置され、過酷な負荷が作用したとしても、部分的な損傷が生じ難くなると共に、バタフライバルブに装着された場合の一体保持性が高くなり、耐久力を高めることができる。
【００２８】
【実施例】
（実施例１）
約１２６０デニールのアラミド繊維のモノコードを図６に示すような装置を用いて、天然ゴムで被覆して製造したゴム被覆コードを、図１に示すように配置すると共に、これを金型内に配置して、天然ゴムを注入・被覆し、加圧しつつ加硫して、外径約４０５ｍｍφ、内径約３１６ｍｍφ、ボルト孔径約１８ｍｍφ×８個を形成したドーナツ形円盤状のシール材を製造した。このシール材の平坦部の厚みは約１２ｍｍであり、外周球状部の外径は約２５ｍｍφである。また、ゴム硬度は６０度とした。
【００２９】
このシール材を、バタフライバルブ本体に装着し、約１．５Ｍｐａのシール圧で弁座に取り付け、内径約４２３ｍｍの配管内に配置し、約０．２Ｍｐａの流体圧の６０℃の温水に曝して、繰り返しシール回数２４回／日の条件で耐久性を試験した。
【００３０】
（比較例１）
シール材の構成材料にゴム硬度６０度の天然ゴムを使用した他は、実施例１と同様な形状とし、同様な耐久性試験を行った。
【００３１】
（比較例２）
シール材の構成材料に、長さ約３ｍｍ、径６〜１０μｍのアラミド短繊維を２重量部含有させたゴム硬度６０度の天然ゴムを使用した他は、実施例１と同様な形状とし、同様な耐久性試験を行った。
【００３２】
（比較例３）
シール材の構成材料に、補強コードとして約２００デニールの長繊維（モノコード）を、密度５０本／３０ｍｍで、縦横に配置して平織とした用いた他は、実施例１と同様な形状とし、同様な耐久性試験を行った。
【００３３】
その結果を表１に示す。
【００３４】
【表１】
2004278546.tif 000003
表１の結果から、実施例１のシール材の耐久性が極めて優れていることがわかる。
【００３５】
〔別実施の形態〕
（１）シール材１の断面形状は、図に示したものに限定されるものではなく、外周側に膨出部を有する形状であればよい。
【００３６】
（２）上記実施形態では、円周コード２ａと巻付コード２ｂを同じ形状、材質のものを連続的に用いた例を示したが、これらは別々のゴム被覆コードから形成されていてもよく、又、形状、材質、巻回数などは必ずしも同一にする必要はなく、形状、材質、巻回数などを異なった構成としてもよい。用途、仕様により適宜変更可能である。
【００３７】
（３）上記実施形態では、バルブとしてバタフライバルブを例に挙げたが、本発明に係るシール材はこれに限定されるものではなく、各種バルブに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るシール材の一実施形態を表す平面図
【図２】図１のシール材のＡ−Ａ断面図
【図３】シール材の製造方法を説明する図
【図４】シール材の製造方法を説明する図
【図５】図４のＢ−Ｂ断面図
【図６】ゴム被覆コードの製造方法を説明する概念図
【図７】ゴム被覆コードの形状例を示す断面図
【図８】従来技術のシール材を備えたバタフライバルブの動作説明図
【符号の説明】
２            ゴム被覆コード
２ａ          円周コード
２ｂ          巻付コード
２ｃ          芯材
３            被装着部材の取付箇所
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2004278546.tif 000008
【図６】
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【図７】
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【図８】
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