(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルブ用ボデー内に設けた弁体を弁軸を介して回転可能に又は昇降動可能に設け、前記弁軸を軸装した軸封室内に断面略Ｖ字形に形成した環状のパッキン本体を複数個積層し、かつ、積層したパッキン本体の上方にトップアダプタを、下方にボトムアダプタを積層したバルブ用軸封パッキン構造であって、前記パッキン本体の上側の頂点より谷側の頂点を軸封室側である外径方向に偏心させ、前記パッキン本体の弁軸側である内径側の積層面同士を面接触状態に密接させ、かつ、軸封室側である外径側の上下積層面のテーパ角度を山側角度＞谷側角度に設定して外径側の積層面同士の間に所定の空隙を形成すると共に、外径側の下積層面の外端部位に設けたリップ部に外側当接部と内側当接部を設け、当該外側当接部を軸封室側に線接触状態とし、一方、内側当接部に対応する外径側の上積層面に接触状態とし、前記パッキン本体の山側と谷側の角度に対応した山側と谷側の角度を有するトップアダプタからの押圧力により、パッキン本体を押圧してパッキン本体の内径側が内径側の傾斜角度に沿ってスライドして内径側の内周面が弁軸外周面に面接触状態でシールし、かつ、前記外径側が前記空隙を保持した状態で、前記リップ部が前記スライドに伴って広がることにより外径側の上積層面と軸封室側に線接触状態で密封シールするようにしたことを特徴とするバルブ用軸封パッキン構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸封性能をより高めた軸封パッキンであり、例えば、ボールバルブやゲートバルブ等のバルブの軸封部位の動的部と静的部のシール性能と動的部の摺動性を有機的に向上させたバルブ用軸封パッキン構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、ボールバルブは、流体を制御するボール弁体等の弁体と、この弁体を作動するステムを有し、このステムを回転させることにより弁の開閉操作を行うため、ステムの回転部にはシール機構が必要になっている。ステム回転部のシール機構は、ステムを回転するときの摩擦力を小さくし、かつ、ステムやボデーとのシール性を維持する機能を有する必要がある。また、ゲートバルブ等の昇降動するバルブにおいても、ステム昇降動時の摩擦力を小さくし、かつ、シール性を同様に維持する必要がある。
これらを満足するために、ステム軸装部のシールには、一般的に、樹脂（例えば、ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂）製の成形パッキンが用いられている。
【０００３】
このとき、樹脂でパッキンを形成する場合には、このパッキンを断面Ｖ字形に形成し、このＶパッキンをバルブ内に積層して取付けて締付力を加えてシール性を高めている。また、ステム及びボデーの内壁に流体が作用したときに自動的に緊塞する、いわゆる、自封性と呼ばれる封止力を発揮させるような構造になっている。
【０００４】
Ｖパッキンを用いたバルブとしては、例えば、特許文献１のボールバルブがある。このボールバルブは、ステムとボデーの間に略円筒状のＶパッキンを装着している。また、図１８、図１９におけるボールバルブ１も特許文献１と同様に、ＰＴＦＥ等の樹脂製のＶパッキンを用いたボールバルブの一般的な構造を示している。
【０００５】
このボールバルブ１は、ボルト・ナット体２の締め込みによって得られるステム部４の軸方向の押圧力によってグランド９を押圧し、このグランド９を介して下部に配設した環状パッキン３を押圧している。環状パッキン３は、断面Ｖ型の山型テーパ面部３ａで、軸方向の押圧力を半径方向に変換し、ステム部４やパッキン収納室５の側壁５ａとの面圧を高めてシールするものである。また、流体を環状パッキン３に導き、これを断面Ｖ型の谷型テーパ面部３ｂで受け、環状パッキン３を半径方向に押し広げることにより、ステム部４や側壁５ａとの間の面圧を流体圧によって高め、自封性によってシールするようにしている。
【０００６】
これを詳述すると、図１９（ａ）において、例えば、山型テーパ面部３ａの垂線からの角度である山側テーパ角度αを４７．５°、谷型テーパ面部３ｂの垂線からの角度である谷側テーパ角度βを４５°に形成し、これを同様の角度に形成した谷型テーパ面部６ａを有する上アダプタ６、山型テーパ面部７ａを有する下アダプタ７の間に装着して積層リング８を構成する。
積層リング８の初期押圧時には、上アダプタ６、環状パッキン３、下アダプタ７の間には、頂点を中心として、内径側及び外径側共に、２．５°の角度差によって隙間Ｓが生じる。
【０００７】
環状パッキン３、上アダプタ６において、谷型テーパ面部３ｂ、６ａの内外周側における縁部３ｂ１、６ａ１は、それぞれ図において下方に位置する環状パッキン３、下アダプタ６の山型テーパ面部３ａ、７ａに接しており、ボルト・ナット体２を締め込んだときに、この縁部３ｂ１、６ａ１がステム部４側・パッキン収納室５側にそれぞれ押圧されて当接シールする。
【０００８】
また、図１９（ｂ）において、図１８のボルト・ナット体２を増し締めすると、積層リング８の山型テーパ面部３ａ、７ａと、谷型テーパ面部３ｂ、６ａ同士が全面に渡って互いに密着しようとする。このとき、谷型テーパ面部３ｂ、６ａの内外周側の縁部３ｂ１、６ａ１は、それぞれ内外径側にやや突出するように変形し、この変形部分がステム部４やパッキン収納室５側に押圧されて密接する。このように、増し締めすることによって、シール性のアップが図られる。
【０００９】
一方、図１９（ｃ）において、ボールバルブ１内を流体が流れてこの流体圧を受圧すると、この流体圧によって下アダプタ７を押し上げる力が作用する。この力は軸方向に加わるが、積層リング８に形成された各テーパ面部３ａ、３ｂ、６ａ、７ａによって径方向（内外径側）への荷重に変換され、この結果、積層リング８はステム部４外周面やパッキン収納室５に押圧され、これらをシールする。このように、積層リング８が流体圧によって押圧されると、自封性が働き、これによってシールしている。
【００１０】
積層リング８を構成する上アダプタ６、環状パッキン３、下アダプタ７は、山側テーパ角度α、谷側テーパ角度βが外径側と内径側において等しくなっているため、流体圧を受圧したときに、山型テーパ面部３ａ、７ａ及び谷型テーパ面部３ｂ、６ａが中心部位から対称的に均等に変形し、積層リング８間の隙間Ｓが狭くなる構造になっている。
このとき、積層リング８は、半径方向に押し広げられるように変形し、この積層リング８の内外径側先端部位がステム部４外周面やパッキン収納室５に当接シールし、いわゆるリップ効果（線接触によるシール効果）によって封止を行っている。
【００１１】
【特許文献１】特開平１０−２３１８２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献１や図１８のボールバルブは、長期間に渡って使用すると、積層リング８による軸封構造が押圧された状態で長期間保持されることになり、積層リング８を構成する部材が応力により変形し、この変形した部位がステム部４やパッキン収納室側壁５ａとの間隙、或は、積層リング間の隙間Ｓに逃げ込む、いわゆる、クリープ現象が生じることがある。
【００１３】
また、流体や周囲が高温になると積層リング８も高温になり、この積層リング８は、全体が膨張し、この膨張によりクリープ現象化が更に進むことに加え、軟化して摩耗しやすい状態になる。
一方、流体や周囲が低温（例えば、−３０℃）になると積層リング８も低温になり、この積層リング８は、全体が収縮して軸封部位の間の隙間が大きくなりやすくなる。低温時には、積層リングは、ステム部４を外周側から抱え込もうとするため、必然的にパッキン側壁５ａ側よりステム部４側の方が面圧が高くなる。常温（約３０℃）時には、ステム部４とパッキン室側壁５ａにパッキン面圧が加わって摩擦力が働くときに、周長が長く積層リング８との接触面積が大きいパッキン室側壁５ａ側の方が摩擦力が大になっているため、ステム部４のみが回転することができるが、このような低温時の状態では、パッキン室側壁５ａ側の摩擦抵抗が小さくなり、積層リング８がステム部４と共回りして、本来固定部である外周側が摺動することによりシール性能が低下することがあった。
このように、積層リング８は、流体や周囲の温度変化に対して熱膨張・収縮現象が生じやすくなっており、シール性に悪影響を及ぼすことがあった。
【００１４】
積層リング８には、このようなクリープ現象や熱膨張収縮現象による体積変化の結果として、ボデー側・ステム側とのシールに必要な面圧が低下する、いわゆる応力緩和現象が生じることがある。このため、この種のＶパッキンを用いたバルブは、積層リング８を押圧するボルト・ナット体２の増し締めを行うことが必要になっている。
【００１５】
ところが、ボルト・ナット体２の増し締めを過度に行うと、図１９（ｃ）のように、積層リング８間の隙間Ｓが狭くなり、延いてはこの隙間Ｓが無くなることがある。このように、従来の環状パッキン３は、内外周側において、パッキン同士の間に隙間Ｓを設けておき、増し締めしたときにこの隙間Ｓを埋めるように変形させるため増し締め効果には限界があり、また、高さ方向の寸法変化も大きいことから、ステム部４やパッキン収納室５とのシール面圧を回復することが困難になっていた。また、環状パッキン３は、流体圧を受ける部分が極端に少なくなるため、縁部３ｂ１、６ａ１によるリップ効果が効き難くなって自封性も得られ難くなるという問題が生じていた。
【００１６】
本発明は、従来の課題点を解決するために開発したものであり、その目的とするところは、初期組立て時に高いシール性を発揮し、また、増し締めを行った後でも、押圧によるシール面圧の向上と流体圧による自封性を発揮して優れたシール性を確保することができるバルブ用軸封パッキン構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、バルブ用ボデー内に設けた弁体を弁軸を介して回転可能に又は昇降動可能に設け、前記弁軸を軸装した軸封室内に断面略Ｖ字形に形成した環状のパッキン本体を複数個積層し、かつ、積層したパッキン本体の上方にトップアダプタを、下方にボトムアダプタを積層したバルブ用軸封パッキン構造であって、前記パッキン本体の上側の頂点より谷側の頂点を軸封室側である外径方向に偏心させ、前記パッキン本体の弁軸側である内径側の積層面同士を面接触状態に密接させ、かつ、軸封室側である外径側の上下積層面のテーパ角度を山側角度＞谷側角度に設定して外径側の積層面同士の間に所定の空隙を形成すると共に、外径側の下積層面の外端部位に設けたリップ部に外側当接部と内側当接部を設け、当該外側当接部を軸封室側に線接触状態とし、一方、内側当接部に対応する外径側の上積層面に接触状態とし、前記パッキン本体の山側と谷側の角度に対応した山側と谷側の角度を有するトップアダプタからの押圧力により、パッキン本体を押圧してパッキン本体の内径側が内径側の傾斜角度に沿ってスライドして内径側の内周面が弁軸外周面に面接触状態でシールし、かつ、前記外径側が前記空隙を保持した状態で、前記リップ部が前記スライドに伴って広がることにより外径側の上積層面と軸封室側に線接触状態で密封シールするようにしたバルブ用軸封パッキン構造である。
【００１９】
パッキン本体の締付荷重と流体圧を、内径側の積層面のテーパ角度により径方向への力に変換させて内径側の内周面を摺動側の弁軸の外周面に面接触シールし、かつ、空隙により外径側のリップ部を押し広げて固定側の軸封室に線接触シールするようにした。
【００２０】
バルブ内に設けた貫通孔を有するボール弁体を弁軸を介して回転自在に設けたボールバルブであって、弁軸を軸装したバルブの軸封室にグランドワッシャを介して締付荷重を与えて軸封パッキンを装着した。
【００２１】
グランドワッシャを円錐皿ばね形状の座金とし、この座金で軸封パッキンの外径側と軸封室との面圧を高めた。
【００２２】
グランドワッシャと軸封パッキンとの摩擦抵抗を大きくして一体化することにより、軸封パッキンと弁軸との共回りを防いだ。
【００２３】
グランドワッシャの外周に適宜の間隔で切欠部を形成し、この切欠部を介してグランドワッシャと軸封パッキンを一体化することにより、軸封パッキンと弁軸との共回りを防いだ。
【発明の効果】
【００２４】
請求項１に係る発明によると、初期組立て時にパッキン内径側が面接触により接触し、変形が少なく、パッキンの体積が変化する余地が小さいことから、応力緩和が低減され、これにより、押圧によるシール面圧の向上と流体圧による自封性を発揮して優れたシール性を確保することができる軸封パッキンを提供できる。
【００２５】
増し締めしたときに積層したパッキン本体同士の間の空隙を確保することができ、シール性を回復することができる軸封パッキンである。パッキン本体は、高い精度によって容易に形成することができ、たとえパッキン本体の環径などの大きさが変わった場合でもシール面圧の向上と自封性を発揮することができる軸封パッキンである。
【００２６】
パッキン本体を積層したときにこのパッキン本体同士の間に簡単かつ確実に空隙を形成することができる軸封パッキンを構成することができる。更には、偏位量を変えることで空隙の量を軸方向と径方向の双方に調節することができ、これにより、ボルト・ナットの締付け力や流体圧力を考慮したパッキンやリップ部の体積を設定することができる。
【００２７】
装着時や増し締め時のシール性を最も高めることができ、ボルト・ナットによる締付け力が小さい場合でもパッキン本体によって高いシール性を維持することができる軸封パッキンである。
【００２８】
あらゆる高さの軸封部位に対応させながら所定の位置に収納することができる軸封パッキンであり、バルブをはじめとする各種の軸着部位に適用することができ、操作時の摺動性を兼ね備えつつ、押圧と自封性によるシール性を高めることのできる軸封パッキンである。
【００２９】
他の発明によると、各種の構造のバルブに利用することができ、初期締付け力での応力緩和が少なく、増し締め時においても、確実にシール性を高めて保持することができ、押圧によるシール面圧の向上と流体圧による自封性を保持又は回復して優れたシール性を持続することができる。
【００３０】
内径側を面接触シールとすることにより、摺動部であるステムを回転したときに優れた摺動性を確保しつつ高いシール性を発揮でき、動的なシール性を向上することができる操作性に優れた強度の強いバルブ用軸封構造を提供できる。
一方、外径側を線接触シールとすることにより、固定シール側であるボデーとパッキン本体を最も高いシール面圧によって軸封することができ、優れた密封性を発揮して静的シール性を向上することができる。
【００３１】
軸封部分が摩耗や変形した場合でも、繰り返し増し締めを行うことによりステム側とボデー側の双方のシール性を確実に高めることができ、更に小さい締付け力でシール性を保持及び回復できるため、操作性にも優れたボールバルブを設けることができる。
【００３２】
バルブに温度変化が生じても、軸封パッキンの外径側の面圧を特に高めた状態を維持でき、この軸封パッキンと、内径側に装着された弁軸との共回りを防いで、弁軸と軸封パッキンによる高い動的シール性を確保しながら、軸封パッキンと軸封室の静的なシール性を維持でき、優れた軸封性能を発揮できる。
【００３３】
バルブに温度変化が生じても、グランドワッシャと軸封パッキンを略一体化してこの軸封パッキンを軸封室に固定でき、弁軸と軸封パッキンが共回りするのを防いで優れた軸封性能を発揮できる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の軸封パッキンを使用したバルブの一例を示した一部切欠き断面図である。
【図２】図１のバルブの分解斜視図である。
【図３】図１のバルブの初期押圧時の状態を示した原理説明図である。
【図４】図１のバルブの増し締め押圧時の状態を示した原理説明図である。
【図５】図１のバルブの流体圧受圧時の状態を示した原理説明図である。
【図６】グランドボルト締め込み時の作用説明図であり、（ａ）は積層したパッキン本体の作用説明図、（ｂ）は軸封パッキンの作用説明図である。
【図７】軸封パッキンのシール状態を示した要部拡大図である。
【図８】本発明の軸封パッキンの一実施形態を示した断面図である。
【図９】グランドワッシャの一例を示した断面図であり、（ａ）はグランド部材の増し締め前の状態を示す断面図、（ｂ）は増し締め状態を示した断面図である。
【図１０】グランドワッシャの他例を示した説明図であり、（ａ）は、グランドワッシャの平面図、（ｂ）は、グランドワッシャの断面図、（ｃ）は、グランドワッシャを装着した状態を示す断面図である。
【図１１】グランドワッシャの更に他例を示した説明図であり、（ａ）は、グランドワッシャの平面図、（ｂ）は、グランドワッシャを装着した状態を示す平面図、（ｃ）は、（ｂ）におけるＡ−Ａ端面図である。
【図１２】ボールバルブの一部拡大斜視図である。
【図１３】ストッパー機構付近を示した平面図であり、（ａ）はバルブの全開状態を示した平面図、（ｂ）は全閉状態の平面図である。
【図１４】本発明の軸封パッキンの他の実施形態を示した断面図である。
【図１５】本発明の軸封パッキンの更に他の実施形態を示した断面図である。
【図１６】Ｖパッキンを示した断面図である。
【図１７】軸封パッキンの応力緩和試験の結果を示したグラフである。
【図１８】従来のＶパッキンを用いたバルブの例を示した一部切欠き断面図である。
【図１９】図１８のバルブの軸封構造の原理説明図であり、（ａ）は、初期押圧時の状態を示した原理説明図、（ｂ）は、増し締め押圧時の状態を示した原理説明図、（ｃ）は、流体圧受圧時の状態を示した原理説明図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０  ボールバルブ（バルブ本体）
１０ａ  バルブボデー
１１  ボール弁体
１１ａ  貫通孔
１２  弁軸
１３  軸封室
１４  軸封パッキン
１５  パッキン本体
１６  上積層面
１６ａ  内径側積層面
１６ｂ  外径側積層面
１６ｃ  頂点
１７  下積層面
１７ａ  内径側積層面
１７ｂ  外径側積層面
１７ｃ  頂点
１９  内周面
２０  リップ部
２１  トップアダプタ
２２  下積層面
２５  ボトムアダプタ
２６  上積層面
３７  グランドワッシャ（座金）
Ｇ  空隙
θ１  山側角度（テーパ角度）
θ２  谷側角度（テーパ角度）
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明における軸封パッキンとバルブ用軸封構造の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１、図２において、バルブ本体１０は、例えば、ボール弁体１１を作動伝達部材である弁軸（ステム）１２を介して回転自在に設けたボールバルブからなっている。バルブ本体１０において、ボデー１０ａの両端には、開口部であって流体の流入出部である流入口１０ｂと流出口１０ｃが設けられ、また、ボデー１０ａ上部には、軸装部１０ｄが延設され、この軸装部１０ｄ内部に軸封室１３を設けている。
【００３７】
弁軸１２は、下端部近傍位置に鍔部１２ａを一体に形成している。また、弁軸１２の上端部には、ネジ部１２ｂを設け、このネジ部１２ｂに固定ボルト９５を螺着できるようにしている。さらに、弁軸１２の上部には、平行な二面の面取りによって、平行二面部１２ｃを形成している。また、弁軸１２の下部にも、同様に平行二面部１２ｄを設けている。
【００３８】
ボール弁体１１は、貫通孔１１ａを有し、また、上部には弁軸１２の平行二面部１２ｄが嵌合する嵌合溝１１ｂを設けている。このボール弁体１１は、嵌合溝１１ｂに平行二面部１２ｄを嵌合させ、また、２片のシートリング３８、３８に挟持された状態でボデー１０ａ内に取り付けられ、このシートリング３８によりシール性を維持しながらボデー１０ａ内を回動自在に設けている。シートリング３８は、例えば、ＰＴＦＥ等の気密性、又は、水密性の高い素材から成り、良好なシール特性を確保している。
【００３９】
ボデーキャップ１０ｅは、ボデー１０ａの開口側（本例においては、流入口１０ｂ側）に、図示しない締付ボルト・ナットによって取付け可能に設けたものであり、ボデー１０ａ内の所定箇所にボール弁体１１や弁軸１２、軸封パッキン１４等を装着した後にこのボデーキャップ１０ｅを一体に取付けることで、シートリング３８を、ボール弁体１１に対して押圧シールした状態で組み付け可能となる。
【００４０】
軸封パッキン１４は、例えば、ＰＴＦＥ等の樹脂で成形した環状パッキン本体１５を複数個積層し、この積層状態のパッキン本体１５の上方にトップアダプタ２１、下方にボトムアダプタ２５を積層して構成している。パッキン本体１５は、ボデー１０ａ内の軸封室１３に装着するが、このとき、バルブ本体１０の形態に応じて適宜の数を配設することができ、弁軸１２の軸径や封止する圧力等に応じてこのパッキン本体１５の配設する数を設定し、軸封室１３の広さに合わせて収納して軸封パッキン１４を構成できる。
【００４１】
図８に示すように、パッキン本体１５は、断面略Ｖ字形の環状に形成しており、上面に山形状の上積層面１６、下面に谷形状の下積層面１７を形成している。パッキン本体１５は、山側の上積層面１６の頂点１６ｃより、谷側の下積層面１７の頂点１７ｃを外径方向に偏芯量ｅにて偏位させてこの頂点１６ｃと頂点１７ｃを偏芯させている。
【００４２】
また、パッキン本体１５は、略Ｖ字形に形成していることで、上下積層面１６、１７にはそれぞれ内径側積層面１６ａ、１７ａと、外径側積層面１６ｂ、１７ｂを有している。
内径側積層面１６ａ、１７ａは、傾斜角度δによって等しい角度に設けており、本実施形態においては、この傾斜角度δを４８°としている。傾斜角度δは、ボルト３０からの締付け力の有無や締付け荷重の強弱にかかわらず一定の角度（４８°）に保持可能にしている。
【００４３】
一方、外径側積層面１６ｂ、１７ｂのテーパ角度は異ならせるように形成し、外径側の上積層面１６のテーパ角度である山側角度θ１を４２．５°〜５０°とし、外径側の下積層面１７のテーパ角度である谷側角度θ２を４０°〜４７．５°の範囲とし、山側角度θ１＞谷側角度θ２に設定している。本実施形態においては、山側角度θ１を４８°、谷側角度θ２を３９°としている。
【００４４】
パッキン本体１５は、上記のように形成することにより、軸封室１３に装着したときに、図３のように内径側の積層面１６ａ、１７ａ同士を密着させると共に、外径側の積層面１６ｂ、１７ｂ同士の間に所定の空隙Ｇを形成できるようにしている。この空隙Ｇは、山側角度θ１及び谷側角度θ２や、頂点１６ｃと頂点１７ｃの偏芯量ｅを調整することで、適宜の広さに調節できる。例えば、山側角度θ１と谷側角度θ２の差を大きくしつつ偏芯量ｅを大きくすると空隙Ｇは広くなり、また、この逆の場合、空隙Ｇは狭くなる。
【００４５】
また、パッキン本体１５は、内径側の傾斜角度δを上積層面１６と下積層面１７において一定に保持し、外径側の山側角度θ１、谷側角度θ２を空隙Ｇの範囲内で可変とした非対称構造に形成している。このとき、傾斜角度δを一定に保持しつつ、この傾斜角度δ上に山側の上積層面１６の頂点１６ｃと、谷側の下積層面１７の頂点１７ｃとを偏芯配置していることにより、空隙Ｇを軸方向と径方向の双方に確保している。
【００４６】
更に、パッキン本体１５を上記のように偏芯形状に設けることにより、外径側が内径側に比較してやや薄肉に形成され、この形状によって、流体圧によって拡径しやすくなるようになっている。パッキン本体１５の下側の外周側積層面１７ｂは、後述のようにアール形状に設けてもよいが、本実施形態においては、この部位の剛性を確保し、バルブ本体１０の軸封室１３側に強く押圧できるようにするという観点から、テーパ形状に形成している。また、上記のような偏芯量ｅの調整により、空隙Ｇの量を調整すると共に、グランドボルト３０の締付け力や流体圧によるシール性を考慮したパッキン本体１５（後述するリップ部２０）の体積を設定することができる。
【００４７】
パッキン本体１５の内径側には、弁軸１２の外周面１２ｅ側に面接触可能な内周面１９を設けている。一方、パッキン本体１５の外径側には、軸封室１３に線接触可能なリップ部２０を形成し、このリップ部２０は、図７に示すように、面取り部２０ａを施すことにより外側当接部２０ｂ、内側当接部２０ｃを設けて、やや剛性をもたせながら、この外側当接部２０ｂ、内側当接部２０ｃにおいて確実に線接触するようになっている。
【００４８】
図３において、トップアダプタ２１は、谷側に下積層面２２を有し、この下積層面２２は、内径側・外径側においてパッキン本体１５の下積層面１７と同様の角度に形成している。トップアダプタ２１の上面側は平坦面状になるように形成し、この平坦面の上に後述のグランドワッシャ３７を装着している。
一方、ボトムアダプタ２５は、山側に上積層面２６を有し、この上積層面２６は、内径側・外径側においてパッキン本体１５の上積層面１６と同様の角度に形成している。ボトムアダプタ２５の下面側は平坦面状になるように形成し、この平坦面の下に座金３１を配設している。
【００４９】
軸封パッキン１４を軸封室１３に装着すると、パッキン本体１５の締付け荷重と流体圧により、内径側の上下の積層面１６ａ、１７ａの傾斜角度δにより径方向への力に変換させて内径側の内周面１９を摺動側の弁軸１２の外周面１２ｅに面接触シールし、かつ、空隙Ｇに流体圧を導くことによって外径側のリップ部２０を押し広げて固定側の軸封室１３に線接触シールするようにしている。このとき、内径側の傾斜角度δは、上積層面１６、下積層面１７において必ずしも同じ角度である必要は無く、これらが内径側において密接できるような角度であればよい。
【００５０】
軸封パッキン１４の上部にはグランド部材３２を設け、このグランド部材３２にはボルト貫通穴３２ａを設け、このボルト貫通穴３２ａとボデー１０ａ側の対応する位置に設けためねじ１０ｆを固定部材であるグランドボルト３０によって締め付け可能に設けている。グランド部材３２が締め付けられると、このグランド部材３２下部に設けた押圧部３２ｂによって軸封パッキン１４を上方から押圧することができ、これにより、軸封パッキン１４の締付けや増し締めを可能にしている。
グランドボルト３０とグランド部材３２との間には、図示しない皿ばねを介在させており、この皿ばねによって軸封パッキン１４に軸方向の力を与えて封止性を向上させるにあたっての補助を行っている。
【００５１】
弁軸１２の上下の軸支部位には軸受け用としてグランドブッシュ３５並びにステムベアリング３６をグランド部材３２、バルブ本体１０のボデー１０ａとの間にそれぞれ介在させ、これらにより弁軸１２を軸支している。グランドブッシュ３５、ステムベアリング３６は、摺動抵抗や強度に考慮して、例えば、図示しない充填材を混入したフッ素樹脂を材料として設けるようにするのがよい。この場合、弁軸１２の回転を滑らかにでき、繰り返しの回転操作にも耐え得るようにしている。
【００５２】
グランドワッシャ３７は、グランド部材３２とトップアダプタ２１の間に挟着されて弁軸１２の軸支を補助し、また、トップアダプタ２１の上面側を覆って、グランド部材３２からの軸方向の力をトップアダプタ２１の上面に対して均一に与えて、軸封パッキン１４のシール作用を補助している。
【００５３】
このグランドワッシャ３７を介して締付荷重を与えて、軸封パッキン１４を装着するようにしており、図９（ａ）において、グランドワッシャ３７を、例えば、円錐皿ばね形状の座金とすることもでき、この座金３７を軸封パッキン１４の上部に配設可能に設けている。また、図９（ｂ）においては、グランド部材３２を締付け、座金３７を平坦状に変形させた状態を示したものである。このように、図９（ａ）の非圧縮状態から、図９（ｂ）の圧縮状態にすることにより、グランドワッシャ３７にばね力を発生させ、その復元力により軸封パッキン１４の外径側を常に押圧し、この軸封パッキン１４と軸封室１３との面圧を高めている。
【００５４】
また、グランドワッシャは、図１０（ａ）、図１０（ｂ）に示すように、波形に形成することもでき、このグランドワッシャ３７´を軸封パッキン１４に装着したときに、波形形状によって局部的に面圧を上げ、摩擦抵抗を大きくして一体化することにより、軸封パッキン１４と弁軸１２との共回りを防ぐようにしてもよい。
【００５５】
この場合、図１０（ｃ）のようにグランド部材３２を締付けたときに、グランドワッシャ３７´とトップアダプタ２１との間に滑りが発生しなければ、トップアダプタ２１とパッキン本体１５、パッキン本体１５とボトムアダプタ２５の間の滑りが防がれる。これは、パッキン体１５同士は、締付け時の力によりお互い径方向に開こうとする力が働き、且つ、このときの互いの接触面積が大きく、摩擦抵抗が大きくなるためである。また、グランドワッシャ３７´とグランド部材３２は、双方が金属部品同士であるため、摩擦抵抗が大きくなって摺動が防がれる。
【００５６】
更に、図示しないが、上記以外にも、例えば、グランドワッシャの下面側に凹凸を設けて軸封パッキン１４との摩擦抵抗を大きくしたり、或は、軸封室１３表面の仕上げ粗さの精度を、軸封パッキン１４とのシール性が低下しない程度に粗くして、軸封パッキン１４外周側と軸封室１３との摩擦抵抗を大きくしてもよい。
また、図示しない金属製のアダプタを設け、この金属製アダプタと樹脂又はゴム製によって設けた軸封パッキンを組合わせることにより、摩擦抵抗を大きくすることもできる。この場合、金属製（又は高剛性の樹脂）アダプタを構成することにより、パッキン部分の剛性を向上したり、弁軸１２を軸受けするときの機能性を高めることができる。
【００５７】
図１１（ａ）においては、グランドワッシャ３７″の外周に適宜の間隔で切欠部３９を形成し、この切欠部３９を介して図１１（ｂ）のようにグランドワッシャ３７″と軸封パッキン１４を重ねたときに、軸封パッキン１４の一部にグランドワッシャ３７″の当接しない部分を設けたものである。これにより、締付け時に軸封パッキン１４の当接しない部分がはみ出し部１４ａとなって、図１１（ｃ）のようにグランドワッシャ３７″側にはみ出し、このはみ出し部１４ａによりグランドワッシャ３７″の外周側を包み込むことができる。これにより、グランドワッシャ３７″と軸封パッキン１４を一体化して、軸封パッキン１４と弁軸１２との共回りを防いでいる。
【００５８】
なお、グランド部材３２の内周上方には、図１のように、縮径部３２ｃを形成しており、この縮径部３２ｃとグランドワッシャ３７、座金３１、及びステムベアリング３６の３点により、弁軸１２を回動自在に支持しており、これにより、弁軸１２の振れを抑制して、軸封パッキン１４によるシール性を更に高めている。縮径部３２ｃは、グランド部材３２の内周下方にも設けてもよく、この場合、上方側のグランドワッシャ３７を省略することができる。
【００５９】
以上のように、本実施形態においては、軸封パッキン１４をボールバルブに装着した例を説明しているが、バルブ本体は、ボデー内に設けた弁体を弁軸を介して回転可能に又は昇降動可能に設けたものであればよく、ボールバルブに限定することなく各種のバルブに同様に軸封パッキンを装着できる。この発明におけるバルブ用軸封構造は、前記のように弁軸１２を装着したバルブの軸封室１３に軸封パッキン１４を装着し、この軸封パッキン１４は、パッキン本体１５を積層し、この内径側の積層面１６ａ、１７ａ同士を密接させ、かつ、外径側の積層面１６ｂ、１７ｂ同士の間に所定の空隙Ｇを形成したものである。グランドボルト３０により締付け荷重を加えると、この締付け荷重を支持しながら積層面１６ａ、１７ａに沿って内径側のシール性を高め、外径側の初期シール性も締付けで得られる。さらに、その一方で、空隙Ｇに流体圧を導いてシール可能とし、パッキン本体１５を含む軸封パッキン１４の内径側と外径側を非対称構造に設けることによって内径側と外径側のシール特性が異なり、各部位において特有のシール機能を発揮できるようにしたものである。
【００６０】
更に、本実施形態のバルブ本体１０は、弁軸１２側に開閉位置を指示・規制するためのストッパー部位を設け、本体側にこの弁軸１２の位置を定める係止部位を取り付け、弁軸１２を回転したときにストッパー部位を係止部位に当接させて、バルブの全開・全閉位置を定めることができるストッパー機構６０を設けている。バルブ本体をこのような構造に設けた場合、特許文献１や図１８のボールバルブと同様に、グランドボルトによってパッキンの締付けや増し締めを行えることができることは勿論、同文献１、図１８のバルブの場合のように、バルブを開閉操作したときに、増し締め用のボルトに振れる方向の力が加わってグランドボルトが緩むことがない。すなわち、本実施形態のバルブ本体１０は、軸封パッキン１４のシール性に悪影響を及ぼすことなく手動操作でき、軸封パッキン１４の高いシール性を維持しながら手動操作できる構造になっている。また、このストッパー機構６０は、組立て容易で、作業性に優れ、高い安全性を発揮でき、しかも、低コストにて製作することができるボールバルブである。以下に、ストッパー機構６０を詳しく説明する。
【００６１】
図１、図１２、図１３のストッパー機構６０において、固定部材６１は、ボデー１０ａ上面側の載置部１０ｇに固定可能に設けたストッパプレートであり、このストッパプレート６１は、下方位置にボデー１０ａ上部に固定可能に固定部６２を折り曲げ形成して設け、この固定部６２にボデー１０ａの凸部１０ｈの外周側に係合可能な略円弧状の底面円弧部６３を形成している。このように、ストッパプレート６１は、図１に示すような断面略Ｊ字状に形成しており、固定部６２の上方位置には係止プレート部６４を形成している。この係止プレート部６４は、グランド部材３２の上面側に係止可能に設けている。
【００６２】
係止プレート部６４の略中央付近には開口部６５を形成しており、この開口部６５に、図１３に示すように中心に向けて２ヶ所の係合部６６、６６を設けており、この係合部６６、６６を１８０°の角度で設けている。係合部６６の突設する角度γ１は、中心Ｏから４５°になるように形成している。
また、係止プレート部６４の端部である扇状部６４ａには孔部８７、８７を形成しており、この２つの孔部８７、８７の角度をバルブ本体１０のボール弁体１１の回転角度である９０°の角度に形成し、後述するキーロックプレート８０の孔部８４が弁閉・弁開時において連通可能になるように設けている。
【００６３】
ストッパプレート６１は、凸部１０ｈによって位置決めされた状態でボデー１０ａの載置部１０ｇに載置され、この載置部１０ｇに形成されたアクチュエータ取付用のボルト穴１０ｉに、図２に示すように２本の固定部材（ストッパーボルト）６８、６８によって固定することでボデー１０ａの軸装部１０ｄ近傍に固着され、開口部６５内の中央位置に弁軸１２を配設するようにしている。
これにより、ボール弁体１１の開閉位置決め部分であるストッパプレート６１を、ボデー１０ａの軸装部１０ｄに加工を施すことなく、簡単かつ確実に位置決めした状態で装着でき、軸装部分と別に設けることにより軸封パッキン１４への悪影響を防いでいる。
【００６４】
回転部材６９は、プレート状のキーロック部材（キーロックプレート）８０と、このキーロックプレート８０の一面に設けたプレート状の可動係止部材（ストッパー）７０とからなり、これらは弁軸１２に固着されている。これにより、弁軸１２を回転したときには、バルブの開閉停止動作とキーロックを可能にするための動作が一度に行われる。
【００６５】
キーロックプレート８０は、図２、図１３に示すように、環状部８１と、この環状部８１より延設した突設片８２を有している。
環状部８１は、開口部６５よりも大径に形成し、図１に示すように、ストッパプレート６１上に取付けたときに開口部６５を塞ぐことができるようにしている。環状部８１の略中央位置には、平行二面部１２ｃに嵌合可能な嵌合穴８３を形成し、また、突設片８２の先端側には孔部８４を形成している。この孔部８４は、ストッパプレート６１の孔部８７と略同じ穴径によって形成している。
【００６６】
キーロックプレート８０は、突設片８２をストッパプレート６１の一面に面接触させた状態で摺動可能に取付け、このキーロックプレート８０（弁軸１２）をストッパプレート６１に対して回転させたときに孔部８４とストッパプレート６１の前記開・閉位置用の孔部８７と合わせて、図１３（ａ）に示すような南京錠等の施錠具８５の施錠用の施錠穴８６を有している。この施錠穴８６を施錠具８５で施錠することにより、弁閉或は弁開状態を維持できる。
【００６７】
一方、ストッパー７０は、弁軸１２の平行二面部１２ｃに嵌合可能な穴部７１を設けており、また、放射状の係止部７２を設け、この係止部７２を図１３に示すように１８０°の角度で２ヶ所に突設形成することで、この係止部７２がストッパプレート６１の係合部６６に対して２ヶ所で当接し、開口部６５内で回転を規制した状態で回転可能に設けている。
【００６８】
係止部７２の突設する角度γ２は、図１３に示すように中心Ｏから４５°になるようにしており、ストッパー７０を回転したときに、この係止部７２と係合部６６の当接により回転角度γ３がストッパプレート６１に対して、図のように０〜９０°となるようにしている。これにより、弁軸１２が０〜９０°の回転角度で回転できるようになっている。
【００６９】
回転部材６９は、嵌合穴８３と穴部７１を弁軸１２の平行二面部１２ｃに嵌合させながら弁軸１２上端部のグランド部材３２に載置するように固着し、弁軸１２とともに共回り（共に回転）可能に設けている（なお、この場合の「共回り」とは、弁軸１２と共に、キーロックプレート８０とストッパー７０とが回転することをいう。）。これにより、係止部７２が開口部６５内に位置すると共に、係合部６６と係止部７２とがこの開口部６５内で係止可能に設けている。回転部材６９の装着後には、弁軸１２に対してこの回転部材６９が回転不能となり、この状態で、弁軸１２に形成した環状溝部１２ｆに対して固着部材（Ｃ型止め輪）２４を嵌め込むことにより、回転部材６９の上下方向の位置決めがなされた状態でこれらの抜け出しが防止される。
【００７０】
このように、可動側である回転部材６９は、固定側であるストッパプレート６１に対して回動可能、かつ周面接触した状態で装着され、係止部７２がストッパプレート６１に内包されて外部への露出を防いでいる。また、ストッパプレート６１内に回転部材６９が内包されることにより、ストッパプレート６１及びストッパー７０からなるストッパー機構６０の高さをストッパプレート６１の薄さ内に納めることができ、これにより、ストッパー機構６０全体を小型化している。
【００７１】
また、回転部材６９を一体化していることにより簡単な構成にでき、部品点数を減らして組立て容易となると共に、製作にかかるコストを削減している。更に、回転部材６９及びキーロックプレート５０を板材から構成し、プレス加工によって成形することで更に低コストに設けている。この回転部材６９は、本実施形態のようにキーロックプレート８０とストッパー７０によって別体に設ける以外にも、キーロックプレートの一面に係止部を一体に形成したプレート（図示せず）とすることもでき、このプレートを弁軸１２に固着して、係止部をストッパプレート６１の開口部に係止できるように設けてもよい。
【００７２】
操作部材（レバーハンドル）８８は、図１、図２に示すように弁軸１２の上部側に取付けられ、このレバーハンドル８８を手動操作することによってボール弁体１１を開閉可能に設けている。レバーハンドル８８は、通常用いられるタイプのものであり、弁軸１２の平行二面部１２ｃに対して嵌合可能な装着穴８９を形成したものであればよく、全体の形状に拘ることはない。
【００７３】
ハンドルロック部材（ハンドルロックプレート）９０は、図１、図２に示すように、プレート状に形成し、中央部には六角ボルト等の固定ボルト９５のおねじ部９６が挿入可能な口径を有する孔部９１を設け、固定ボルト９５を緩めたときに、この固定ボルト９５に対して回転可能に設けている。
【００７４】
次に、上記のように構成されたボールバルブについて、その組立て手順を説明する。
図１、図２において、ボデー１０ａ内にボール弁体１１、シートリング３８を内装し、軸装部１０内に、ステムベアリング３６を装着した弁軸１２を、開口部１０ｂ側から装着し、図示しない締付ボルト・ナットを締付けてボデー１０ａとボデーキャップ１０ｅを一体化する。
次いで、グランドワッシャ３７、座金３１で上下を挟むようにしながら軸封パッキン１４を弁軸１２に装着し、更に、この上からグランドブッシュ３５を装着したグランド部材３２を装着し、図１２に示すようにグランドボルト３０で締付けることにより、軸封パッキン１４でシールしながらグランド部材３２を固定する。
【００７５】
続いて、図２に示すように、ストッパーボルト６８によってストッパプレート６１をボデー１０ａに固定する。このとき、底面円弧部６３を環状の凸部１０ｈに合わせて装着することで、ストッパプレート６１が確実に位置決めされた状態で固着される。ストッパプレート６１は、アクチュエータ取付け用のボルト穴１０ｉを利用して固定される。
以上のようにして、ストッパプレート６１は、凸部１０ｈによってボデー１０ａの軸装部１０ｄに対して調芯した状態で、ストッパーボルト６８により固定される。
【００７６】
次に、弁軸１２に対してストッパー７０を装着する。ストッパー７０は、弁軸１２の平行二面部１２ｃに穴部７１を嵌合させた状態で装着し、これにより、ストッパー７０は、弁軸１２に位置決めされた状態となり、この弁軸１２を回転させたときにこの弁軸１２と共に回転可能になる。ストッパー７０は、平行二面部１２ｃの底面側の位置において固定される。
【００７７】
更に、ストッパー７０の上にキーロックプレート８０を装着する。キーロックプレート８０は、ストッパー７０と同様に嵌合穴８３を形成しているため、この嵌合穴８３に平行二面部１２ｃを嵌合させることで弁軸１２に回転不能に装着され、弁軸１２と共に回転可能になる。キーロックプレート８０を装着することにより、ストッパー７０は、このキーロックプレート８０とストッパプレート６１の中に内包された状態となる。続いて、この上から、弁軸１２の環状溝部１２ｆにＣ型止め輪２４を装着する。このＣ型止め輪２４によってストッパー７０及びキーロックプレート８０の脱落が確実に抑えられる。
【００７８】
次に、装着穴８９を平行二面部１２ｃの向きを合わせるようにレバーハンドル８８を弁軸１２の上部側に装着し、この上からレバーハンドル８８の取付け部８８ａにハンドルロックプレート９０を取付け、固定ボルト９５を締付ける。以上のようにして、バルブ本体１０を一体化する。
【００７９】
続いて、このバルブ本体１０を開閉操作する場合を述べる。図１３（ａ）はバルブの全開状態を示し、同図（ｂ）はバルブの全閉状態を示している。バルブ開閉時の動作の例として、バルブの全開状態から全閉状態に操作する場合を説明する。
レバーハンドル８８を手動回転し、ボール弁体１１を全開から全閉の状態に回転すると、装着穴８９と平行二面部１２ｃの嵌合によって弁軸１２も回転する。このとき、平行二面部１２ｃに嵌合しているストッパー７０とキーロックプレート８０も弁軸１２の回転とともに共に回転し、このストッパー７０とキーロックプレート８０は、ストッパプレート６１の開口部６５内において回転する。
【００８０】
図１３（ｂ）のように、係止部７２が係合部６６に当接すると、ストッパー７０はこれ以上回転することができず、弁軸１２の回転が停止する。このように、図１３（ａ）の状態から図１３（ｂ）に回転する時の回転角度を、９０°になるように係止部７２と係合部６６の位置を形成しているため、ストッパー７０が当接したときに確実に弁開又は弁閉状態となる。
【００８１】
しかも、係止部７２と係合部６６を２ヶ所で当接させて係止するようにしているため、弁軸１２を確実に停止させることができ、更に、１８０°の角度で設けた係合部６６に対して係止部７２を係止させるようにしているため、弁軸１２の回転軸を中心として、点対称の位置でこれらを係止させることができ、これによって係止時に回転軸に偏荷重が加わるのを防ぎ、強度を強くしている。
【００８２】
このバルブの回転操作時における作用は、図１３（ｂ）の状態から図１３（ａ）の状態に回転する場合でも全く同様であり、このように弁開と弁閉を係止部７２と係合部６６を係止させて行っているため、利用者は、レバーハンドル８８を回転したときにこのレバーハンドル８８の停止する位置まで回転すれば、意識することなくバルブを開閉状態まで操作することができ、しかも、正確な弁閉・弁開状態で停止することができる。
【００８３】
このとき、キーロックプレート８０もストッパー７０と同じ回転角度で回転するため、このキーロックプレート８０の突設片８２に設けた孔部８４をストッパプレート６１の弁閉、又は弁開の何れかの孔部８７に重ねることができ、孔部８４と孔部８７からなる施錠穴８６に、図１３に示すように施錠具８５を通してロックすることで、弁閉或は弁開状態を維持でき、ボール弁体１１の誤動作を防止できる。
【００８４】
このように、バルブ本体１０は、ボデー１０ａの軸装部１０ｄの近傍に固着したストッパプレート６１の開口部６５内に係合部６６を設け、弁軸１２とともに共に回転するように固着した回転部材６９の係止部７２を開口部６５内に位置させた状態で係合部６６に係止させ、ストッパプレート６１、及び回転部材６９を、グランド部材３２やグランドボルト３０とは別の組み込み構造によって独自にボデー１０ａに取付けた構造としているため、レバーハンドル８８を回転してストッパー７０（ボール弁体１１）が回転したときに、グランド部材３２やグランドボルト３０等のシール性に係る部材にストッパー７０が当接することがない。よって、弁軸１２が開又は閉状態まで回転してストップ機能が働く際に、グランド部材３２やグランドボルト３０に力が作用することがなく、グランド部材３２によって締付けられている軸封パッキン１４のシール性に悪影響を及ぼすことなく、高いシール性を確実に維持できる。
【００８５】
また、ボデー１０ａの上面側に回転停止用のピン等を突設する必要がなく、ストッパプレート６１の内側に回転部材６９を収納できるため、ボデー１０ａから弁軸１２上面までの高さを低く維持することができる。また、回転停止用のネジ込みピンを螺着するためのメネジをボデー側にあらたに切削加工する必要がなくコストアップすることもない。よって、手動操作と自動操作の何れにも対応させることができ、国際規格やその他の規格に準拠した製品を製作することができる。
【００８６】
また、バルブ本体１０を組立てる際には、ストッパプレート６１をボデー１０ａに形成されているアクチュエータ取付用のボルト穴１０ｉをそのまま利用して固定することにより、余分な加工を施す必要がなく製作コストを低減しながら簡単に組み込むことができ、組立て時の作業性を向上することができる。
【００８７】
また、組立て後においては、ストッパー７０は、開口部６５内に収納された状態となり、この上からキーロックプレート８０を装着していることにより、ストッパー７０の可動部分が外部に露出することがなく、また、キーロックプレート８０の突設片８２は係止プレート部６４から外方にはみ出ることがないため、手動操作には手を挟んだりするのを防いで高い安全性を確保でき、このとき、ストッパー７０とストッパプレート６１が面接触によって可動するため、これらの間にも隙間が生じることがなく、手などの挟み込みをより確実に防止できる。
【００８８】
また、ストッパプレート６１における係止部７２が当接する当接面６１ａを、弁軸１２の軸芯方向に設けていることにより、この当接面６１ａが形成される係合部６６は、流路と直交方向に形成されるため、ストッパプレート６１の幅を余分に広げる必要がなく、このストッパプレート６１とグランドボルト３０との干渉を確実に避けることができる。
【００８９】
続いて、本発明の軸封パッキンとバルブ用軸封構造の上記実施形態における作用を説明する。
図３において、バルブ本体１０の使用前の軸封パッキン１４の初期押圧時においては、この軸封パッキン１４は、内径側（弁軸１２との接触側）では、図８のように、同じ傾斜角度δであることにより、積層面１６ａと積層面１７ａが互いに面接触によって密接し、傾斜角度δは一定の角度（４８°）に保持される。
【００９０】
この状態からグランドボルト３０を締め込むと、図３及び図６に示すように、荷重Ｆが働き、上側のパッキン本体１５は、下側のパッキン本体１５に押し付けられる。図において、左側が内径側（弁軸１２側）であり、右側が外径側（軸封室１３側）であって、上側のパッキン本体１５は、下側のパッキン本体１５の山側の斜面に沿って、左右に開こうとする。
内径側積層面１６ａと１７ａの傾斜角度δによる密接と、外径側積層面１６ｂと１７ｂとの間に形成された空隙Ｇにより、上側のパッキン本体１５は、傾斜角度δに沿って内径側にスライドし、軸方向の締付荷重が積層面１６ａと１７ａの傾斜角度δによって内径方向への力に変換される。すなわち、軸方向のスラスト荷重を径方向のラジアル荷重に変換し、この力によって内周面１９と外周面１２ｅをシールする。
【００９１】
このとき、内径側においては、上側のパッキン本体１５の内径側積層面１７ａが、下側のパッキン本体１５の内径側積層面１６ａに全面で接触（面接触）しているため、上側のパッキン本体１５は、内径側にスライドするように平行移動し、このパッキン本体１５の内周面１９が弁軸１２に対して面接触シールする。なお、面接触シールは、流体圧（内圧）によって下方からパッキンが押し上げられる力が働く自封性シールの場合でも発揮される。
【００９２】
一方、外径側（軸封室１３側）では、パッキン本体１５の谷側角度θ２が３９°、山側角度θ１が４５°にて保持され、パッキン本体１５の上下間では後述するリップ部２０の内側当接部２０ｃを始点とし、この６°の角度差によって空隙Ｇが形成されている。グランド部材３２の締付け力や流体圧が軸封パッキン１４に加わった際には、パッキン本体１５には、この空隙Ｇが確保されていることにより、傾斜角度δに沿って円滑に外径側にスライドすることができる。
【００９３】
このとき、図４に示すように、上側のパッキン本体１５の外径側積層面１７ｂ側におけるリップ部２０は、下側のパッキン本体１５の外径側積層面１６ｂに部分的に接しているため、このリップ部２０に集中的に力が加わって、リップ部２０付近が外径側積層面１６ｂの山側角度θ１に沿うように外径側へ部分的に広がろうとする。この力により、リップ部２０が軸封室１３に線接触により押圧されて密封シールされる。
【００９４】
このようにして、パッキン本体１５の内径側では弁軸１２に当接する内周面１９と、外径側では軸封室１３に接触するリップ部２０の外側当接部２０ｂにシール力が働き、この上側のパッキン本体１５は、下側のパッキン本体１５に対して、外径側積層面１６ｂとリップ部２０の内側当接部２０ｃが当接してシール力が働く。また、空隙Ｇは、内径側積層面１６ａ、１７ａの重なりによって図において左下方向に移動しようとするため、図６（ａ）における方向Ｃに向けて狭まっていくことになる。このとき、この空隙Ｇが潰れない限り、繰り返しの締め付け（増し締め）によるシール効果が得られるが、内径側が前記のように、面接触による密度の高い構造で接しているため、容易に空隙Ｇが完全に潰れることはない。
【００９５】
パッキン本体１５の内径側には、径方向のラジアル荷重の反力として、図３の点線に示すような、空隙Ｇ側への反力も作用する。しかし、パッキン本体１５の内径側は、積層面１６ａと１７ａが互いに面接触していることから、空隙Ｇ側への移動は抑制され、弁軸１２に対する面接触によるシールが維持される。このように、初期押圧時において高いシール性が確保される。
【００９６】
次に、図５において、バルブ本体１０内に、流体圧（内圧）が加わる場合を説明する。初期の締付け状態においては、図６（ｂ）において、各パッキン本体１５（１５ａ１、１５ａ２、１５ａ３）の内周面１９（１９ａ１、１９ａ２、１９ａ３）、外側当接部２０ｂ（２０ｂ１、２０ｂ２、２０ｂ３）、内径側積層面１７ａ（１７ａ１、１７ａ２、１７ａ３）、内側当接部２０ｃ（２０ｃ１、２０ｃ２、２０ｃ３）のそれぞれにシール力が働いている。また、このとき同時に、トップアダプタ２１の内周面２１ａ、外側当接部２２ｂ、内径側積層面２２ａ、内側当接部２２ｃのそれぞれにシール力が働いている。
【００９７】
図７において、バルブ本体１０内に流体が流れ、軸封パッキン１４が流体圧を受けると軸封パッキン１４にはボトムアダプタ２５を下方から押し上げる軸方向の力が作用し、内周面１９ａ１、外周当接部２０ｂ１、内径側積層面１７ａ１、内側当接部２０ｃ１のシール効果により、ボトムアダプタ２５が全体的に持ち上げられる。ボトムアダプタ２５に上向きの力が働くと、この力は、積層面１６ｂと積層面１７ｂによるテーパ面の作用によって径方向（内径側）への荷重に変換され、内周面１９が外周面１２ｅを押圧するようにしてこれらを面圧シールすることができる。
【００９８】
一方、外径側（軸封室１３側）においては、流体圧が加わる前には、軸封パッキン１４の谷側角度θ２が３９°、山側角度θ１が４５°となり、６°の角度差によって空隙Ｇが確保されている。
下方側から流体圧による力が加わると、この力はボトムアダプタ２５を下方から押し上げる力となり、この力は、外径側積層面１６ｂと線接触している、リップ部２０を介して径方向（外径側）への荷重に変換され、このリップ部２０と軸封室１３によって強いシール力を発揮しながら線接触シールすることができ、流体圧による自封性を働かせることができる。同時に、軸封パッキン１４間には空隙Ｇが確保されているため、流体圧がこの空隙Ｇに入り込み、外径側の下積層面である積層面１７ｂの全体に圧力が加わり、積層面１７ｂを外径側に押し広げる力が働き、リップ部２０を軸封室１３側により強く押圧することにより自封性を更に向上できる。このように、パッキン本体１５の外径側に確保した空間Ｇは、パッキン本体１５全体を内径側に移動し易くすることができ、内径側のシール性を維持するのに重要であると共に、軸封パッキン１４の外径側のシール性を維持するのにも重要である。
【００９９】
上記の軸封時には、パッキン本体１５ａ１は左に移動しようとして内周面１９ａ１の面圧が高まり、更に、リップ部２０ａ１が跳ね上げられて、更に図６（ａ）の状態のシール効果が増大し、内周面１９ａ１、外周当接部２０ｂ１、内径側積層面１７ａ１、内側当接部２０ｃ１による高いシール力が得られる。このシール効果は、パッキン本体１５ａ２、１５ａ３、及びトップアダプタ２１にも同様に働いて、優れたシール機能を発揮する。
【０１００】
仮に、軸封パッキン１４に応力緩和が生じて、パッキン本体１５ａ１の内径側積層面１７ａ１、内径側当接部２０ｃ１のシール力が弱まると、図６（ｂ）のように、空隙Ｇ１に圧力が浸入し、これにより、パッキン本体１５ａ１がＶ字形状の開く方向に力が働き、外側当接部２０ｂ１のシール性を高める自封力が得られる。
【０１０１】
また、内径側においては、内径側積層面１７ａ１側に圧力が浸入するため、パッキン本体１５ａ１が開いて内周面１９ａ１の面圧を高めようとするが、パッキン本体１５ａ１には、同時に上向きの力が働くため、内径側積層面１７ａ２の傾斜により、パッキン本体１５ａ１は、図において右側に移動しようとして内周面１９ａ１のシール力は弱まり、内周面１９ａ２、内径側積層面１７ａ２、外側当接部２０ｂ１でシール性が確保される。
【０１０２】
一方、内周面１９ａ１、１９ａ２、１９ａ３は、弁軸１２の回転により磨耗し、シール力が次第に弱まっていくが、軸封パッキン１４は、図６に（ａ）におけるシール効果により、全体的により上側のパッキン本体の方が内径へ移動する（内径の面圧を高めようとする）力が大きく働くため、この内周面１９ａ１、１９ａ２、１９ａ３が同時に磨耗した場合でも、シール性は下側のパッキン本体から順に弱まっていく。このため、個々のパッキン本体は、それぞれのシール性を維持して段階的にパッキン本体間で漏れを発生させることができ、一度に外部漏れが発生するのを防ぐことができる。
【０１０３】
パッキン本体１５は、初期押圧により、内径側が面接触によりシールしており、弁軸１２との間隙はほとんど無いことから、変形が少なく、パッキンの体積が変化する余地が小さいことから、応力緩和を抑制することができる。
【０１０４】
なお、パッキンの体積変化は、空隙Ｇに及ぶ場合があるが、パッキン本体１５の内径側は、上述のように面接触により弁軸１２とのシールが維持される一方、パッキン本体１５の外径側は、予め、空隙Ｇの容積を、パッキンのクリープ現象や熱膨張による体積変化を上回る容積に設定し、常に空隙Ｇを確保することにより、流体圧による自封性を働かせることができ、線接触により自封室１３とのシール性も維持される。
【０１０５】
次に、例えば、軸封パッキン１４に応力緩和や摩耗が生じてシール性が悪くなったときなどに、増し締めを行う場合について述べる。
図４において、グランド部材３２を増し締めすると、軸封パッキン１４の内径側においては積層面１６ａと積層面１７ａが再び強く密接し、このとき傾斜角度δが４８°にて一定に保持されているため、スラスト荷重がラジアル荷重に変換される。軸封パッキン１４は、増し締めによる強い押圧力によって内周面１９の下端部が弁軸外周面１２ｅ側に突出しようとする方向にスライドしようとするが、この押圧力は積層面１６ａ、１７ａに加わって全体的に内径側にスライドしようとするため、内周面１９が外周面１２ｅに面接触で押圧する力となる。このように、増し締めを行っても、内径側積層面１６ａ、１７ａが密接しているためクリープし難く、高さ方向の寸法変化が少ないため、応力緩和やへたりが抑制されると共に、空隙Ｇは一定以上確保される。このため、グランド部材３２を増し締めすると、軸封パッキン１４と弁軸１２との間に再び強いシール面圧が加わり、シール性が回復する。
【０１０６】
このとき、この力は、一方のパッキン本体１５から他方のパッキン本体１５に反力として働いている。この力ＦをＸ方向とＹ方向の成分に分解すると、分力Ｆｘと分力Ｆｙに分けられる。締付け力が加わったときには、径方向には分力Ｆｘの成分によって反力が働き、この力によってシール面圧を働かせることができる。
図８において、パッキン本体１５の傾斜角度δは、内径側に向かって傾斜しているため、押圧力が加わった際には、パッキン本体１５が内径側に縮径するように変形し、これによって弁軸１２との間に面圧が発生し、高いシール性によって軸封することができる。
【０１０７】
一方、パッキン本体１５の外径側では、リップ部２０が初期押圧時と同様に外径方向に押し広げられながら、図３の場合と同様の作用によって軸封パッキン１４と軸封室１３の線接触シールが行われる。これにより、図３と同様にシール力が回復する。増し締め時には、軸封パッキン１４全体が内径側に移動することにより空隙Ｇは減少するが、この空隙Ｇが完全に無くなることはなく所定のスペースを確保することができる。
【０１０８】
以上のように、軸封パッキン１４に初期及び増し締めによる締付け力や流体圧が加わった際には、弁軸外周面１２ｅは、軸封パッキン１４の内径側によって面接触シールでき、軸方向の押圧力を傾斜角度δによって径方向に変換すると共に内径側に移動しようとする力でシール力が向上する。この面接触によるシールによって、摺動部位のシール部位の強度を強くして摩耗にも耐え、弁軸１２のシール性を確保しながら、この弁軸１２を自由に回動させることができる。
【０１０９】
一方、軸封室１３は、軸封パッキン１４の外径側によって線接触シールでき、面圧を集中させてシール性を高めることができる。このように、外径側は固定部位をシールするものであるから摩耗するおそれがなく、高い強度を必要としないため、面接触シールと比較してより高いシール力を発揮できる線接触シールとすることができる。パッキン本体１５の頂点１６ｃと頂点１７ｃが偏芯していることでパッキンの上下間に空隙Ｇを確保し、この空隙Ｇによってシール力を一層向上させている。
【０１１０】
また、軸封パッキン１４が高温・低温流体や周囲の温度変化によって熱膨張・収縮したとしても、図９（ａ），（ｂ）のように、円錐皿ばね形状の座金３７により、軸封パッキン１４の外径側と軸封室１３の面圧を高めることができ、特に、低温時においても、軸封パッキン１４の外径側における面圧（摩擦力）を内径側よりも高くでき、これにより、軸封パッキン１４が弁軸１２によって共回りするのを防ぐことができる。よって、軸封パッキン１４と弁軸１２の動的シール性を確保しながら、この軸封パッキン１４と軸封室１３の静的シール性を維持できる。しかも、図９（ｂ）の状態において、内周側においても必要な面圧が加わるため、パッキン耐１５の内周側のシール性も確保できる。
【０１１１】
この場合、図１０のように、グランドワッシャ３７´を波形に形成したり、図示しないが、グランドワッシャの下面側に凹凸を設けたり、軸封室１３表面の仕上げ粗さの精度を粗くすることなどにより、グランドワッシャと軸封パッキン１４との摩擦抵抗を大きくすることにより軸封パッキン１４と弁軸１２との共回りを防ぐことができ、上記の場合と同様に優れた軸封性能を発揮できる。
【０１１２】
更に、図１１のように、グランドワッシャ３７″の外周に適宜の間隔で切欠部３９を形成した場合、前述したように、軸封パッキン１４のはみ出し部１４ａによりグランドワッシャ３７″と軸封パッキン１４を一体化して、軸封パッキン１４と弁軸１２の共回りを防いで軸封性能を向上できる。
【０１１３】
ところで、図１のようなフローティングタイプのボールバルブは、ボール弁体１１が流体によって下流側に押され、シートリング３８と密着することにより流路を閉じる構造である。従って、ボール弁体１１を回動操作する弁軸１２は、ボール弁体１１の移動に伴ってやや偏芯した状態で回動する。
軸封パッキン１４の内径側は、上述のとおり回動する弁軸１２と摺接する部位であるため、本来は弁軸１２の偏芯により偏摩耗や変形が生じやすい。本発明によれば、軸封パッキン１４の内径側でグランドボルト３０の締付け荷重を支持すると共に、この荷重を利用して、パッキン全体を一定に保持された傾斜角度δを有する積層面１６ａ、１７ａに沿って内径側に移動しようとする力を働かせ、弁軸１２の外周方向に強く押圧して面全体で拘束力を発生させることができる。このため、弁軸１２の偏芯を矯正することができ、軸封パッキン１４の偏摩耗や変形を防ぐことができる。
【０１１４】
さらに、弁軸１２は、下方側をステムベアリング３６、上方側をグランドブッシュ３５及びグランドワッシャ３７で支持していることにより、バルブ本体１０に図示しないハンドル操作によって偏芯力が加わったり、ボール弁体１１が流体の圧力によって流路の方向に移動する力などによる弁軸１２の偏芯を防止でき、軸封構造の耐久性を向上させている。
【０１１５】
一方、軸封パッキン１４の外径側は、ボデー１０ａとの固定部位をシールする部位であるため偏摩耗などは生じにくい。この部分にパッキン本体１５間の空隙Ｇを確保できるようにしていることで、長期に渡って自封性を確保することができる。
【０１１６】
なお、上記においては、軸封パッキン１４の内外周をシール機能を発揮する部位として主に説明したが、トップアダプタ２１の下方内外周とボトムアダプタ２５の上方内外周も同様にシール部位として機能するのは勿論である。
また、上記実施形態では、テーパ面の傾斜方向をボール弁体１１側とする、下向きテーパ面に設定しているが、バルブ本体１０内部を流れる流体が負圧の場合には、上向きテーパ面に設定してもよい。
【０１１７】
パッキン本体１５は、前述のように頂点１６ｃと頂点１７ｃを偏芯させ、山側角度θ１と谷側角度θ２が異なるように形成し、さらに、山側角度θ１＞谷側角度θ２の関係とした特殊なＶ型形状に形成しているので、内径側及び外径側の各々の特性に合わせたシール特性を持たせることができ、さらに、流体圧を利用した自封性により、少ない締付け力でシールを行うことができる。
このパッキン本体１５は、樹脂製とすることでゴムのように大きく変形することがなく、空隙Ｇを確保して優れたシール特性を発揮できる。軸封パッキン１４は、様々な樹脂によって形成することもできるが、ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂によって形成することでその性能を一層高めることができる。
【０１１８】
さらに、軸封パッキン１４は、例えば、一般的なＶパッキンの締付け面圧が１５Ｎ／ｍｍ２であるのに対して、１０〜２０％程度のシール面圧に抑えることができる。この締付け面圧を減少できることにより、経時や温度変化によって応力緩和現象が生じてシール面圧が低下したときにもシール性を容易に回復することができ、高いシール性を維持できる。
【０１１９】
また、軸封パッキン１４は、傾斜角度δに設けて内径側を密着させているので、増し締め時の締付け力によるリップ部２０の変形防止と内径側の弁軸１２の回転駆動に対する変形を防止することができ、耐久性を向上させることができる。
【０１２０】
軸封パッキン１４の下積層面１７の外径側積層面１７ｂは、テーパ状に形成することで成形が容易となり、この積層面１７ｂの谷側角度θ２、及び内径側積層面１７ａの山側角度θ１と、偏芯量ｅとの関係をそのまま他の軸封パッキンに応用することができ、バルブ本体１０の大小によりパッキン本体１５の径や大きさが異なる場合でも、容易に軸封パッキン１４を製作することができる。
【０１２１】
図１４においては、本発明の軸封パッキンの他の実施形態を示している。この軸封パッキン４４は、パッキン本体４５の上積層面４６と下積層面４７の偏芯量をｅとし、下積層面４７における外径側積層面４７ａをアール形状に形成したものである。この場合、剛性の点においてテーパ形状にはやや劣るものの、空隙Ｇ´をより多く確保することができ、外径側のシール性を高めることができる。
【０１２２】
図１５においては、本発明の軸封パッキンの更に他の実施形態を示している。この軸封パッキン４８は、パッキン本体４９の上積層面５０と下積層面５１の偏芯量を設けないものとし、下積層面５１における外径側積層面５１ａをアール形状に形成したものである。この場合、偏芯量を設けた場合に比較して外径側の肉厚を厚くすることができ、肉厚の薄くなる外径側の強度を補うことができる。このように、山側の頂点と谷側の頂点を偏芯させずに軸封パッキンを形成することもできる。この場合にも、上記と同様に空隙Ｇ″をより多く確保でき、外周側のシール性を高めることができる。
【０１２３】
以上のように、本発明の軸封パッキンでは、パッキン本体１５の山側の頂点１６ｃに対して、谷側の頂点１７ｃを外径方向に偏芯させているので、パッキン本体１５の積層面の外径側と内径側との間に隙間Ｇが形成される（図３参照）。隙間Ｇの内径側は、軸封パッキンの自封性に寄与するものではなく、パッキン本体１５が、テーパ状の内径側積層面に沿って、内径側にスライドするのを妨げない部位として機能する。
【０１２４】
そして、軸封パッキン１４の押圧時においては、内径側において傾斜密着した上下積層面により、パッキン本体１５の内径側全体が内径側にスライドすることから、パッキン本体１５の内周面１９は、その全体が弁軸１２に対して垂直に押圧されて面接触となり、シール面が磨耗しやすい内周面におけるシール性を維持することができる。
【０１２５】
また、パッキン本体１５の外周面においては、隙間Ｇが存在することにより、軸封パッキン１４の押圧時に、リップ部２０を上積層面に押圧することができ、この部位を軸封室１３に対して押圧して線接触とし、外周面におけるシール性を維持することができる。しかも、本発明の軸封パッキンでは、内径側の積層面同士を密着させているので、常に外径側の隙間Ｇが確保され、流体圧による自封性も働かせることができる。
【０１２６】
従って、本発明の軸封パッキンでは、軸封室１３などの静的部をシールする外径方向に対して従来と同等のシール性を確保する一方、シール性が損なわれやすい回転・昇降動部位、すなわち動的部をシールする内径方向に対して、指向性を高めたシール性を得ることができる。
【０１２７】
本発明の軸封パッキンを利用する場合として、例えば、ボールバルブに適用した例を説明したが、ボールバルブ以外であってもよく、例えば、バタフライバルブなどの他の回転弁や、或は、ゲートバルブ等の昇降動するバルブにも適用することができる。さらには、バルブ用軸封構造以外の軸封構造に利用することもでき、様々な軸着部分に応用することができる。
【実施例１】
【０１２８】
本発明の軸封パッキンの山側角度θ１、及び谷側角度θ２を設定するために異なるテーパ角度のパッキン本体を用いたシール面圧の試験を行った。
供試品のバルブは、１０Ｋステンレス製フローティング型ボールバルブであり、５０Ａのサイズを用いた。また、軸封パッキンは、５つのリングを積層させたものであり、ＰＴＦＥ製（内径φ２２ｍｍ×外径φ３０ｍｍ×高さ１３．５ｍｍ）とし、断面Ｖ型の対称形状とした。
【０１２９】
パッキン本体のリング幅をＷ、上積層面１６と下積層面１７を結ぶ垂直面部の高さ（シール高さ）をｔとすると、ｔ＝０．４５Ｗの関係を有するものとし、ボルト・ナットの空気圧０．６ＭＰａの圧力を封止可能な最低締付けトルクを測定し、シール面圧を測定した。
【０１３０】
各供試品は、山側の角度（山側角度θ１×２）をθ１´、谷側の角度（谷側角度θ２×２）をθ２´としたときにθ１´＞θ２´の関係を有するものとし、このテーパ角度θ１´／θ２´は、供試品１が７５°／７０°、供試品２が８５°／８０°、供試品３が９５°／９０°、供試品４が１００°／９５°、供試品５が１０５°／１００°に設定した。
【０１３１】
各供試品のシール面圧を測定した結果、供試品１、供試品５のシール面圧が６ＭＰａであったのに対し、供試品２、供試品３、供試品４のシール面圧は２〜４ＭＰａの範囲内にて空気圧をシールすることができた。
よって、この中で比較したときにシール面圧の低い、供試品２、供試品３、供試品４における角度θ１´／θ２´の角度範囲が最適な角度範囲となる。
【０１３２】
次に、角度θ１´／θ２´を供試品４である１００°／９５°に固定し、リング幅Ｗ、シール高さｔの関係を、ｔ＝０．３Ｗ、ｔ＝０．５５Ｗに設定し、前記試験と同様の試験を行った。
試験の結果、ｔ＝０．３Ｗ、ｔ＝０．５５Ｗの何れの場合もシール面圧が１０ＭＰａ、１４ＭＰａとなり、前記のものと比較して上昇する結果となった。よって、この間のｔ＝０．４５Ｗを最適の関係とした。
【０１３３】
上記の最適角度範囲を、本発明における軸封パッキンに適用し、山側角度θ１（角度θ１´／２）を４２．５〜５０°、谷側角度θ２（角度θ２´／２）を４０〜４７．５°の範囲内とし、山側角度θ１＞谷側角度θ２に設定して小さいシール面圧でシール可能に設けると好適あるとの結論が得られた。
【実施例２】
【０１３４】
次に、本発明の軸封パッキンに対して応力緩和試験を実施した。
試験用バルブとしては、呼び圧力１０Ｋボールバルブ  サイズ５０Ａとし、バルブ本体の材質は、ＳＣＳ１３Ａとした。
軸封パッキンの寸法は、内径×外径×一体に組合わせたときの全体高さを、φ２２(ｍｍ)×φ３２(ｍｍ)×１１．５(ｍｍ)とした。パッキン本体は、図３において、山側角度θ１を４８°、谷側角度θ２を３９°とし、このパッキン本体を２ケ重ねた状態で、これに対応するトップアダプタとボトムアダプタを上下に装着した。
一方、比較例としては、図１６に示すように、パッキン体１０１の山側テーパ角度α´＝(９５／２)＝４７．５°、谷側テーパ角度β´＝(９０／２)＝４５°とし、このパッキン１０１体を本発明と同様に２ケ重ねた状態（図示しない）で、これに対応する上アダプタ１０２と下アダプタ１０３を上下に装着してＶパッキン１００を構成した。これらの材質としては、何れもＰＴＦＥとし、その体積も略同等とした。
【０１３５】
続いて、試験方法を説明する。
（１）先ず、試験用バルブを４０℃に加熱し、この状態で２４時間保温する。このとき、各パッキン部材を含むその他の構成部品を同様に加熱する。
（２）この４０℃環境下において、軸封パッキン（Ｖパッキン）組付けを実施する。このときの組付け基準は、グランドボルト（呼び径 Ｍ１０）の締付トルク７Ｎ・ｍとする。そして、流体圧（空気圧）を０．６ＭＰａ負荷し、このときのシール性を確認する。
（３）次に、試験用バルブを−５℃まで冷却し、この状態で２４時間保温する。そして、２４時間後に、グランドボルトの締付トルクと、空気圧０．６ＭＰａ負荷時のシール性を確認する。
（４）次いで、試験用バルブを４０℃まで加熱してこの状態で２４時間保温し、２４時間後にグランドボルト締付トルクと、空気圧０．６ＭＰａ負荷時のシール性を確認する。このとき、４０℃環境下で、グランドボルト締付トルクが組付け基準値（７Ｎ・ｍ）を下回る場合には、基準値まで増し締めを行う。
（５）以降、（３）と（４）の工程を繰り返し、上記と同様に、グランドボルト締付トルクと、空気圧０．６ＭＰａ負荷時のシール性を確認する。
以上の試験により得られた試験結果を表１に示す。また、表１をグラフ化したものを図１７に示す。
【０１３６】
【表１】
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【０１３７】
表１、図１７の結果より、−５℃への冷却により、パッキンは収縮することから、２４時間(２４ｈ)後において、本発明・比較例共に、グランドボルトの締付トルクが低下した。これは、パッキンの材料自体（フッ素樹脂）の応力緩和特性が影響している割合が大きいものと考えられる。しかし、本発明の軸封パッキンによれば、グランドボルト締付トルクが低下した状態でも、自封性が維持され、空気圧０．６ＭＰａ負荷時の状態でシール可能であることが確認された。
【０１３８】
次に、４０℃への昇温により、パッキンは膨張することから、４８時間後において、グランドボルトの締付トルクは回復に転じた。この際、本発明は、比較例に比して締付力の回復率が良い結果となった。
【０１３９】
更に、この４０℃の状態でグランドボルトの増し締めを行った後に、再度、−５℃に冷却した７２時間後においては、パッキンの収縮により、再びグランドボルトの締付トルクの低下が確認された。しかし、その低下量は、最初の冷却時（２４時間後）に比して抑制されたものであり、これにより、本発明のパッキンにおける応力緩和の抑制効果が確認された。
この抑制効果は、更なる４０℃への昇温と−５℃への冷却を行った１２０時間後においても同様に再現され、しかも、グランドボルトの締付トルクの低下量は、７２時間後に比して抑制されたものとなった。
【０１４０】
従って、上記試験結果により、本発明は、パッキン内径側が面接触により接触し、変形が少なく、パッキンの体積が変化する余地が小さいことから、応力緩和が低減され、これにより、押圧によるシール面圧の向上と、流体圧による自封性を発揮して、優れたシール性を確保できることが確認された。
【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】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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