JP2001032936A - パッキン材料およびそれを用いたパッキン - Google Patents
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Abstract
って良好なシール性を維持することができるパッキンお
よびそれに用いられるパッキン材料の提供。 【解決手段】 パッキン材料は、1本または複数本の硬
金属線材と1本または複数本の軟金属線材を、前者対後
者の本数の比率が1:1〜0.3の割合となるように1
つに束ねて或いは1本に撚り合わせて緯糸材を構成し、
この緯糸材に平編、ゴム編、パール編、タック編、浮き
編、片畦編、両畦編、添糸編、両面編等の緯編加工を施
してなるパッキン材料であって、前記硬金属線材のブリ
ネル硬さは90〜240(kg/mm2 )であるととも
に、前記軟金属線材のブリネル硬さは40〜55(kg
/mm2 )である。パッキンは、このパッキン材料を帯
状としたものをリング状に巻回し、これを巻回体の軸方
向に加圧成形してなる。
Description
びそれを用いたパッキンに関し、より詳しくは、高温下
で使用された場合でも、長期間にわたって良好なシール
性を維持することができるパッキンおよびそれに用いら
れるパッキン材料に関する。
ータ、サイレンサ等から構成されている。また、最近
は、排気ガスの規制条件が厳しくなったため、4サイク
ルのオートバイの排気系にも触媒コンバータが装備され
つつある。このような車両の排気系において、排気管と
触媒コンバータの連結部分、すなわち排気管の端部に設
けられたフランジと触媒コンバータの端部に設けられた
フランジの間には、排気の漏洩を防止するためのパッキ
ン(ガスケット)が介装されている。そのようなパッキ
ンとしては、例えば、膨張黒鉛の粉体やシート体をリン
グ状に加圧成形してなるものが存在している。
た従来のパッキンは、排気管と触媒コンバータの連結部
分に設けられるパッキンとしてはあまり好ましいもので
はなかった。排気管と触媒コンバータの連結部分には、
通常、400〜850°程度の排気が流通する。膨張黒
鉛は、比較的低温下で使用される場合には、接触する相
手材とのなじみ性、自己潤滑性、耐薬品性に優れてい
る。しかしながら、膨張黒鉛は、400〜850°とい
った高温雰囲気中では、酸化したりあるいは昇華しやす
いという欠点を有している。従って、膨張黒鉛のみから
なるパッキンは、そのような高温流体に曝された状態で
使用されると比較的短期間のうちに応力緩和が生じてシ
ール性が低下してしまうという問題を有していた。
排気系が排気の脈動等によって常に振動していることに
起因して、比較的短期間のうちにシール性が低下すると
いう問題を有していた。すなわち、膨張黒鉛からなるパ
ッキンの表面近傍は、鱗片状の黒鉛がパッキンの厚み方
向に積層された構造となっている。このため、排気系の
振動がパッキンに伝わると、パッキンの表面層が容易に
剥離してしまう。表面層の剥離が始まると、排気管の端
部に設けられたフランジとパッキンの間、また触媒コン
バータの端部に設けられたフランジとパッキンの間に隙
間が形成され、その隙間に高温の排気が侵入して、一層
早く剥離が促進されるのであった。この場合、フランジ
とパッキンの間に形成された隙間を通じて高温流体が外
部へ漏出し、シール性を維持できないのであった。
気の脈動によって振動する各排気系部材の振動を低減す
る役目を担っている。前記したパッキンは、使用初期の
段階では、その弾力性によって振動を低減することがで
きる。しかしながら、前記したようにパッキンが酸化あ
るいは昇華したり、またパッキンの表面に剥離が生じる
と、パッキンとこのパッキンが接触する部材との間に隙
間が生じてパッキン本来の弾力性を生かすことができ
ず、排気系部材の振動を低減することができなかった。
この場合、排気系部材から大きな振動音が生じるととも
に、その振動が運転席へ伝わって、快適に運転すること
ができなくなる恐れがあった。
に曝される箇所としては、上記した車両の排気系の他
に、例えば、高温流体を扱う各種流体機械の軸封部分を
挙げることができる。従来は、この軸封部分においても
前記した膨張黒鉛のみからなるパッキンが多用されてい
た。このため、比較的短期間のうちにパッキンのシール
性が低下し、頻繁にパッキンを交換しなければならない
という問題があった。本発明は、このような実情に鑑み
てなされたもので、高温下で使用された場合でも、長期
間にわたって良好なシール性を維持することができるパ
ッキンおよびそれに用いられるパッキン材料の提供を目
的とする。なお、ここで言うパッキンとは、具体的には
例えば、高温下で用いられるシールリング、リングジョ
イント、シールワッシャ、スペーサリング、振動吸収用
シール等のことを指す。
1本または複数本の硬金属線材と1本または複数本の軟
金属線材を、前者対後者の本数の比率が1:1〜0.3
の割合となるように1つに束ねて或いは1本に撚り合わ
せて緯糸材を構成し、この緯糸材に平編、ゴム編、パー
ル編、タック編、浮き編、片畦編、両畦編、添糸編、両
面編等の緯編加工を施してなるパッキン材料であって、
前記硬金属線材のブリネル硬さは90〜240(kg/
mm2 )であるとともに、前記軟金属線材のブリネル硬
さは40〜55(kg/mm2 )であることを特徴とす
るパッキン材料である。
の硬金属線材と1本または複数本の軟金属線材を、前者
対後者の本数の比率が1:1〜0.3の割合となるよう
に1つに束ねて或いは1本に撚り合わせて経糸材を構成
し、この経糸材を複数本用意してこれら経糸材にシング
ルトリコット編、シングルアトラス編、プレーンコード
編、ダブルトリコット編、レース編、ミラニーズ編、ラ
ッセル編等の経編加工を施してなるパッキン材料であっ
て、前記硬金属線材のブリネル硬さは90〜240(k
g/mm2 )であるとともに、前記軟金属線材のブリネ
ル硬さは40〜55(kg/mm2 )であることを特徴
とするパッキン材料である。
の硬金属線材と1本または複数本の軟金属線材を、前者
対後者の本数の比率が1:1〜0.3の割合となるよう
に1つに束ねて或いは1本に撚り合わせて経糸材および
緯糸材を構成し、これら経糸材および緯糸材をそれぞれ
複数本用意して該複数本の経糸材および緯糸材に一重
織、重ね織、搦み織、紋織等の織加工を施してなるパッ
キン材料であって、前記硬金属線材のブリネル硬さは9
0〜240(kg/mm2 )であるとともに、前記軟金
属線材のブリネル硬さは40〜55(kg/mm2 )で
あることを特徴とするパッキン材料である。
が、炭素鋼、ニッケル、ニッケル合金のうちのいずれか
から構成されているとともに、前記軟金属線材は、銅、
銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金のうちのいず
れかから構成されていることを特徴とする請求項1乃至
3いずれかに記載のパッキン材料である。
ずれかに記載のパッキン材料の一方の面側に銅粉末、銅
合金粉末、アルミニウム粉末、アルミニウム合金粉末、
炭素鋼粉末、ニッケル粉末、ニッケル合金粉末うちの少
なくともいずれか一種からなる金属粉末層が一体的に設
けられるとともに、該パッキン材料の他方の面側に膨張
黒鉛層が一体的に設けられてなることを特徴とするパッ
キン材料である。請求項6記載の発明は、請求項1乃至
4いずれかに記載のパッキン材料からなる筒状体の中に
銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、炭素
鋼、ニッケル、ニッケル合金のうちの少なくともいずれ
か一種からなる帯状、綿状、もしくは不織布状の目詰材
が挿入されてなることを特徴とするパッキン材料であ
る。請求項7記載の発明は、請求項1乃至4いずれかに
記載のパッキン材料を窒化処理してなることを特徴とす
るパッキン材料である。請求項8記載の発明は、前記硬
金属線材および軟金属線材の表面に、銅またはニッケル
めっきが施されてなることを特徴とする請求項1乃至4
いずれかに記載のパッキン材料である。
ずれかに記載のパッキン材料が帯状とされ、この帯状の
パッキン材料をリング状に巻回したものを該巻回体の軸
方向に加圧成形してなることを特徴とするパッキンであ
る。請求項10記載の発明は、請求項1乃至4いずれか
に記載のパッキン材料を板状に加圧成形したものを、中
央孔を有する所望形状に剪断加工してなることを特徴と
するパッキンである。請求項11記載の発明は、請求項
5に記載のパッキン材料が帯状とされ、この帯状のパッ
キン材料をリング状に巻回したものを該巻回体の軸方向
に加圧成形してなることを特徴とするパッキンである。
のパッキン材料が偏平化され、これをリング状に巻回し
たものを該巻回体の軸方向に加圧成形してなることを特
徴とするパッキンである。請求項13記載の発明は、請
求項7に記載のパッキン材料が帯状とされ、この帯状の
パッキン材料をリング状に巻回したものを該巻回体の軸
方向に加圧成形してなることを特徴とするパッキンであ
る。
のパッキン材料が帯状とされ、この帯状のパッキン材料
をリング状に巻回したものを該巻回体の軸方向に加圧成
形してなることを特徴とするパッキンである。請求項1
5記載の発明は、請求項9乃至13に記載のパッキンの
表面に、銅またはニッケルめっきを施してなることを特
徴とするパッキンである。これらの発明を提供すること
により、上記課題を悉く解決する。
キンおよびそれに用いられるパッキン材料について、図
面を参照しつつ説明する。図1は、第1実施形態に係る
パッキン材料の一部を示す平面図である。図2は、図1
に示すパッキン材料を構成する緯糸材を示す斜視図であ
る。図3は、帯状のパッキン材料の一部を示す平面図で
ある。図4は、第1実施形態に係るパッキンを示す斜視
図である。第1実施形態に係るパッキン(1)は、パッ
キン材料(2)を帯状とし、この帯状のパッキン材料
(26)をリング状に巻回したものを該巻回体の軸方向
に加圧成形してなるものである。
編加工を施すことにより構成される。緯糸材(3)は、
1本または複数本の硬金属線材(4)と1本または複数
本の軟金属線材(5)を、前者対後者の本数の比が1:
1〜0.3となるように1つに束ねて或いは1本に撚り
合わせてなるものである。なお、図示例では、4本の硬
金属線材(4)と3本の軟金属線材(5)が束ねられて
1本の緯糸材(3)とされており、硬金属線材(4)と
軟金属線材(5)の本数の比は4:3、すなわち1:
0.75となっている。
械的強度を高めるためのものである。硬金属線材(4)
を構成する金属材料のブリネル硬さは、90〜240
(kg/mm2 )とされる。このような硬さを有する金
属材料は、高温下における引張強度等の機械的強度が高
く、また繰り返し荷重に対する疲れ限度も高い。従っ
て、硬金属線材(4)は、パッキン材料(2)の高温下
における機械的強度を高め、ひいてはパッキン(1)の
機械的強度を高めることができる。また、このような硬
度を有する金属は、高温下においてクリープが生じにく
い。従って、このような金属を使用することにより、高
温下におけるパッキン材料(2)の耐クリープ性を高め
て、パッキン(1)に応力緩和が生じないようにするこ
とができる。このような金属としては、例えば、ステン
レス、インコネル等の炭素鋼、ニッケル、ニッケル合金
を挙げることができる。硬金属線材(4)の直径は、
0.05〜0.35mmとされることが好ましい。この
直径が0.05mm未満であると、緯糸材(3)を緯編
加工する際に、硬金属線材(4)が破断する恐れがあ
る。逆に、直径が0.35mmを超えると、緯糸材
(3)を緯編加工しにくくなる。
性を良くするとともに、緯糸材(3)のなじみ性を良く
するためのものである。軟金属線材(5)を構成する金
属材料のブリネル硬さは、40〜55(kg/mm2 )
とされる。このような硬さを有する金属材料は、接触す
る相手材料よりも硬度が低い。このため、相手材料がパ
ッキン(1)に対して相対変位したときに、パッキン
(1)がその相手材料を傷つけることがない。また、こ
の金属材料は、柔軟性に優れ、塑性加工を容易に行うこ
とができる。従って、軟金属線材(5)の占める割合が
多い程、緯糸材(3)を容易に緯編加工することができ
る。また、緯編加工したものを加圧成形してパッキン
(1)とする際、表面および内部が緻密に詰んだパッキ
ン(1)とすることができる。また、このような硬さを
有する金属材料は、相手材料に対するなじみ性が良好で
ある。このため、軟金属線材(5)の占める割合が多い
程、緯糸材(3)のなじみ性が向上し、パッキン(1)
を構成したときにそのシール性を向上させることができ
る。また、このような硬さを有する金属材料は、400
〜850°程度の高温下では変質しにくい。従って、パ
ッキン(1)のシール性を高温下において安定させるこ
とができる。このような金属としては、例えば、銅、モ
ネルメタル等の銅合金、アルミニウム、アルミニウム合
金を挙げることができる。軟金属線材(5)の直径は、
0.05〜0.35mmとされることが好ましい。この
直径が0.05mm未満であると、緯糸材(3)を緯編
加工する際に、軟金属線材(5)が破断する恐れがあ
る。逆に、直径が0.35mmを超えると、緯糸材
(3)を緯編加工しにくくなる。
(4)と軟金属線材(5)とからなる。硬金属線材
(4)と軟金属線材(5)の本数の比は、前記したよう
に、1:1〜0.3とされ、これを比の値で表すと1〜
約3.3となる。比の値が1未満であると、軟金属線材
(5)の性質が必要以上に顕著に現れるとともに、硬金
属線材(4)の性質が抑制されてしまう。従って、緯糸
材(3)は十分な強度を得ることができない。逆に、比
の値が3.3を超えると、硬金属線材(4)の性質が必
要以上に顕著に現れるとともに、軟金属線材(5)の性
質が抑制されてしまう。従って、緯糸材(3)を緯編加
工しにくくなる。また、パッキン(1)としたときに、
そのなじみ性が悪くなり、パッキン(1)のシール性を
低下させる恐れがある。
属線材(5)を集合させたものであるが、その集合形態
は、前記したように、硬金属線材(4)と軟金属線材
(5)を1つに束ねた構造であってもよいし、あるいは
1本に撚り合わせた構造であってもよい。1本に撚り合
わせた構造であれば、緯糸材(3)の纏まりがよくな
り、緯糸材(3)を緯編加工しやすくなる。
編加工することで得られる。緯編加工の形態は、特に限
定されるものではないが、例えば、平編、ゴム編、パー
ル編、タック編、浮き編、片畦編、両畦編、添糸編、両
面編を挙げることができる。図1には、パール編によっ
て構成されたパッキン材料(2)を例示している。この
パール編によって構成されたパッキン材料(2)は、平
編によって構成されたパッキン材料(2)よりも弾力性
に富み、編組織の安定性に優れている。従って、パッキ
ン(1)を構成したときに、そのシール性を高くするこ
とができ、耐久性にも優れたものとすることがきる。ま
た、パール編によって構成されたパッキン材料(2)
は、平編によって構成されたパッキン材料(2)よりも
編み地が厚くなる。従って、パッキン(1)の厚みを大
きくすることが容易となる。パッキン(1)の厚みを大
きくすれば、接触する相手面が粗であったり或いはその
面に疵がある場合でも、確実にシールすることができ
る。
材料(2)は、平編によって構成されたパッキン材料
(2)より弾力性に富むとともに、組織の安定性に優
れ、さらに編み地が厚くなる。従って、パール編によっ
て構成されたパッキン材料(2)と同様に、パッキン
(1)のシール性を高めるとともに、耐久性に優れたも
のとすることができる。
は、高温下において耐熱性、機械的強度、疲れ限度、耐
クリープ性に優れる硬金属線材(4)と、なじみ性、柔
軟性に優れ、しかも高温下で変質しにくい軟金属線材
(5)を適切な割合で有する緯糸材を緯編加工してなる
ものであるから、常温下のみならず高温下においてもそ
れらの優れた性質をバランス良く発現させることができ
る。
なパッキン材料(2)を帯状にしたものである。帯状の
パッキン材料(26)は、パッキン材料(2)を帯状に
裁断することで得てもよいし、緯糸材(3)をあらかじ
め帯状に緯編加工することで得てもよい。なお、帯状の
パッキン材料(26)の強度を向上させるために、帯状
のパッキン材料(26)に窒化処理を施すことも可能で
ある。この場合、帯状のパッキン材料(26)が硬くな
り、パッキン(1)を構成した際に、その耐磨耗性、耐
食性、疲れ限度を向上させることができる。また、なじ
み性および耐食性を向上させるために、帯状のパッキン
材料(26)の表面に銅またはニッケルめっきを施して
もよい。この場合、パッキン(1)を構成した際に、そ
のなじみ性および耐食性を向上させることができる。ま
た、パッキン(1)の表面に銅またはニッケルめっきを
施してもよい。この場合も、そのなじみ性および耐食性
を向上させることができる。
(26)をリング状に巻回したものを該巻回体の軸方向
に加圧成形することにより構成される。加圧成形に要す
る圧力の大きさは、特に限定されるものではないが、好
ましくは300〜1,200kgf/cm2 とされる。
このような圧力で加圧成形することにより、パッキン材
料(2)は十分に圧縮され、金型の内面に沿って確実に
変形する。このとき、軟金属線材(5)がパッキン材料
(2)の編目を埋めるように変形する。従って、パッキ
ン材料(2)の編目は密に詰むことになる。これによ
り、パッキン(1)のシール性を確実に高めることがで
きる。なお、図4に示す例では、パッキン(1)の内周
面は円筒状とされるとともに外周面は凸球面状とされて
いる。また、パッキン(1)の両端面は軸線に対して直
角な平面とされるとともに、その一端面の外径は、他端
面の外径より大きくなっている。なお、第1実施形態に
係るパッキン(1)の形状はこれに限定されるものでは
なく、例えば、図4示例における外周面を円筒状とした
形状であってもよい。また、図14に示すように、パッ
キン材料(2)を筒状に編んで筒状体(40)を構成
し、その内部に銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウ
ム合金、炭素鋼、ニッケル、ニッケル合金のうちの少な
くともいずれか一種からなる帯状、綿状、もしくは不織
布状の目詰材(41)(図14には帯状のものを例示)
を挿入して、パッキン材料(42)を構成してもよい。
この場合、パッキン材料(42)を偏平化したものをリ
ング状に巻回した後、その軸方向に加圧成形することに
より、目詰材(41)がパッキン材料(2)の網目の中
に密に充填されるので、シール性が高いパッキン(1)
を得ることができる。
えば、以下に示すような状態で使用される。図5は、図
4に示すパッキン(1)の使用状態の一例を示す断面図
である。図5には、パッキン(1)を使用する排気系が
示されている。排気系は、エンジン(図示せず)から延
出された排気管(6)と、この排気管(6)の後端部に
連結された触媒コンバータ(7)とを備えた構造となっ
ている。排気管(6)の後端部近傍には、雌螺子部
(8)を有するフランジ(9)が立設されており、排気
管(6)の後端部は、パッキン(1)が外嵌される筒状
部(27)となっている。一方、触媒コンバータ(7)
は、本体(28)とその前側に一体に設けられた管体
(29)とから構成されている。管体(29)の前端部
近傍には、ボルト挿通孔(11)を有するフランジ(1
0)が立設されている。管体(29)の前端部は、前方
へ向かうにつれて次第に拡径される球面状拡径部(3
0)とされている。排気管(6)と触媒コンバータ
(7)は、ボルト挿通孔(11)にボルト(14)の脚
部を挿通し、このボルト(14)の雄螺子部を雌螺子部
(8)に螺合させることにより連結される。そして、ボ
ルト(14)の雄螺子部を雌螺子部(8)に螺合させる
ことにより、パッキン(1)は、筒状部(27)と球面
状拡径部(30)に締め付けられた状態となる。
れた筒状部(27)に外嵌される。また、パッキン
(1)の一端面は、排気管(6)に設けられたフランジ
(9)に当接されるとともに、外周面は、触媒コンバー
タ(7)に設けられた球面状拡径部(30)の内面に当
接される。触媒コンバータ(7)は、排気管(6)に対
して軸方向に若干移動することがあるが、このときに
は、球面状拡径部(30)がパッキン(1)の外周面上
を摺動する。
の排気は、排気管(6)を通過した後、触媒コンバータ
(7)に導入される。このとき、排気管(6)に設けら
れた筒状部(27)と触媒コンバータ(7)に設けられ
た球面状拡径部(30)の間から排気が漏れようとする
が、パッキン(1)はそれを阻止することができる。す
なわち、パッキン(1)は、前述のように、接触する相
手面とのなじみ性が良好であるとともに、弾力性に優れ
ているので排気の漏出を確実に防止することができる。
なお、パッキン(1)の前記他端面には、400〜85
0°程度の排気が当たるが、このパッキン(1)は、そ
のような温度では応力緩和を起こさないため、長期間に
わたって確実に排気の漏出を防止することができる。
(7)は、排気の脈動等によって常に振動しており、ま
た走行時に路面から受ける衝撃等によって、触媒コンバ
ータ(7)が排気管(6)に対してその軸方向に若干移
動することがあるが、パッキン(1)は、このような悪
条件の中でも確実に排気の漏出を防止するとともに、そ
の振動を吸収することができる。すなわち、パッキン
(1)は、前述のように、接触する相手面とのなじみ性
が良好であるとともに、繰り返し荷重に対する強度が高
く、しかも膨張黒鉛製パッキンのように表面が剥離する
ことがないので、このような振動の激しい箇所でも確実
にシールすることができる。また、全体が金属線材で構
成されているので弾力性が高い。従って、排気系の振動
を効率良く吸収し、その振動が運転席に伝わらないよう
にするとともに、音の発生を防止することができる。
料(2)は、緯糸材(3)を緯編加工することにより構
成されているが、第1実施形態に係るパッキン材料
(2)はこれに限定されるものではない。例えば、図6
に示すように、パッキン材料(2)は、複数本の経糸材
(15)を経編加工することにより構成されてもよい。
この場合、経糸材(15)は、緯糸材(3)と同様の構
成とすることができる。経編組織は、複数本の経糸材
(15)からなり、経糸材(15)によって構成される
編目が、隣の経糸材(15)によって構成される編目に
交絡された構造である。従って、経糸材(15)の一部
が切断しても、経編組織が崩れてしまうことがない。ま
た、経編組織は、1本の緯糸材(3)からなる緯編組織
よりも高密度に構成することができるとともに、生産
性、形状安定性、柔軟性に優れている。
編組織のそういった優れた点に着目して構成されたもの
である。従って、経糸材(15)を経編加工してパッキ
ン材料(2)を構成することにより、緻密性、生産性、
形状安定性、柔軟性等に一層優れたパッキン材料(2)
を得ることができる。なお、図6に示したパッキン材料
(2)は、シングルトリコット編と称される経編組織の
一例を適用したもので、第1実施形態における経編組織
は、これに限定されない。経編組織には、この他にも、
シングルアトラス編、プレーンコード編、ダブルトリコ
ット編、レース編、ミラニーズ編、ラッセル編等があ
り、これらの経編組織に加工することも可能である。
(2)は、他の構成を採ることも可能である。例えば、
図7に示すように、パッキン材料(2)は、複数本の緯
糸材(16)および複数本の経糸材(17)に織加工を
施して構成されてもよい。この場合、緯糸材(16)お
よび経糸材(17)は、上記した緯糸材(3)や経糸材
(15)と同様の構成とすることができる。一般に、織
組織は、編組織よりも引張強度や耐磨耗性に優れている
ことが知られている。図7に例示するパッキン材料
(2)は、織組織のそういった優れた点に着目して構成
されたものである。従って、緯糸材(16)および経糸
材(17)を織加工してパッキン材料(2)を構成する
ことにより、引張強度や耐磨耗性に一層優れたパッキン
材料(2)とすることができる。なお、図7に示したパ
ッキン材料(2)は、平織と称される一重織組織の一例
を適用したもので、第1実施形態における織組織は、こ
れに限定されない。織組織には、この他にも、斜文織、
朱子織等の一重織、重ね織、搦み織、紋織などがあり、
これらの織組織に織加工することも可能である。
面を参照しつつ説明する。図8は、第2実施形態に係る
パッキンを示す斜視図である。第2実施形態に係るパッ
キン(1)には、第1実施形態に係るパッキン材料
(2)が用いられている。しかしながら、第2実施形態
に係るパッキン(1)は、そのパッキン材料(2)を異
なる方法で成形することにより構成される。すなわち、
このパッキン(1)は、パッキン材料(2)を板状に加
圧成形した後、中央孔(18)を有する所望形状に剪断
加工して構成される。中央孔(18)は、排気を通過さ
せるための孔である。なお、パッキン(1)は、1枚の
パッキン材料(2)を加圧成形して構成してもよいし、
1枚のパッキン材料(2)を幾重にも折り畳んだものを
加圧成形して構成してもよい。また、複数枚のパッキン
材料(2)を重ね合わせたものを加圧成形して構成して
もよい。
あって、いわゆるガスケットと称されるものである。こ
のパッキン(1)は、例えば、排気系の構成要素の連結
部に配置することができる。この場合、連結部に設けら
れた2枚のフランジ(図示せず)の間にパッキン(1)
を介在させ、締め付けボルトでパッキン(1)を締め付
けることにより、それらフランジ間から排気が漏出する
のを防止することができ、しかもパッキン(1)に排気
系の振動を効率良く吸収することができる。これらの効
果は、前述したパッキン材料(2)の優れた性質により
達成される。なお、排気が通過する中央孔(18)に
は、グロメット(19)と称されるリング状補強材が内
嵌されていることが望ましい。このグロメット(19)
は、その両端面が中央孔(18)の両面からそれぞれ突
出するように設けられる。これにより、排気はグロメッ
ト(19)の内周面に当たるので、2枚のフランジの間
から排気が漏洩するのを一層確実に防止することができ
るとともに、パッキン(1)の劣化を防止することがで
きる。
面を参照しつつ説明する。図9は、第3実施形態に係る
パッキン材料の一部を示す斜視図である。図10は、第
3実施形態における帯状のパッキン材料の一部を示す斜
視図である。第3実施形態に係るパッキン材料(20)
は、第1実施形態に係るパッキン材料(2)の一方の面
側に銅粉末、銅合金粉末、アルミニウム粉末、アルミニ
ウム合金粉末、炭素鋼粉末、ニッケル粉末、ニッケル合
金粉末のうちの少なくともいずれか一種からなる金属粉
末層(21)が一体的に設けられるとともに、該パッキ
ン材料(2)の他方の面側に膨張黒鉛層(22)が一体
的に設けられることにより構成されている。以下の説明
では、便宜上、第1実施形態に係るパッキン材料(2)
を網状体(2)と称することにする。
より構成されたもの、各種織加工により構成されたもの
のうち、いずれを用いてもよい。金属粉末層(21)
は、パッキン(1)の表面および内部を密にし、パッキ
ン(1)を通じて流体が漏出するのを防止するためのも
のである。この金属粉末層(21)は、前記金属の微粉
末から構成される。金属粉末の粒径は、特に限定される
ものではないが、10〜50μm程度とされることが好
ましい。この粒径がμm未満であると、コスト高になる
とともに金属粉末の脱落が生じたり取り扱いが難しくな
る恐れがある。逆に、粒径がμmを超えると、金属微粉
末同士の隙間が大きくなり、パッキン(1)のシール性
を低下させる恐れがある。
定されるものではないが、例えば、以下の方法を採用す
ることができる。まず、網状体(2)の一方の面に薄く
接着剤を塗布して接着剤層(図示せず)を形成した後、
その接着剤層の上に金属粉末を散布する。これにより、
金属粉末層(21)を形成することができる。ここで使
用される接着剤としては、400°以上の高温に耐え得
る接着剤が使用される。そのような接着剤としては、例
えば、アルミナ、シリカ、ボロン等からなる無機質接着
剤や、ボロン、ジルコニアのペーストを挙げることがで
きる。この他にも、金属粉末層(21)は、金属粉末と
接着剤と溶剤とを混合してスラリー状あるいはペースト
状としたものを、網状体(2)の一方の面に塗布するこ
とにより形成してもよい。
が高密度で集積されたものであるから流体を透過させに
くく、しかも、接触する相手金属面に対するなじみ性が
良好であるから、パッキン(1)のシール性を向上させ
ることができる。また、必要に応じて、その相手金属面
に溶接して固着させることも可能である。また、この金
属粉末層(21)は、高温下において昇華することがな
く、パッキン(1)のシール特性を温度変化にかかわる
ことなく、常に高く保持することができる。
て機能するとともに、パッキン(1)の表面および内部
を密にし、パッキン(1)を通じて流体が漏出するのを
防止するためのものである。この膨張黒鉛層(22)の
構成は、特に限定されるものではないが、例えば、可撓
性膨張黒鉛シートから構成される。この可撓性膨張黒鉛
シートとしては、天然黒鉛、熱分解黒鉛、キッシュ黒鉛
等の黒鉛粉末を、濃硫酸、濃硝酸等と反応させて一旦層
間化合物とした後、水洗などによって残留分解させて残
留化合物とし、これを急熱して膨張させて得られる膨張
可撓性黒鉛そのものをロール材等により圧縮成形したシ
ート状のもの等が好適に使用される。膨張黒鉛は、自己
潤滑性、耐薬品性、接触する相手面に対するなじみ性に
非常に優れている。従って、膨張黒鉛層(22)は、パ
ッキン(1)にそれらの優れた性質を付与することがで
きる。また、膨張黒鉛層(22)は、膨張黒鉛が密に集
積されたものであるから、流体の透過性が非常に低い。
従って、膨張黒鉛層(22)は、パッキン(1)内部を
流体が通過するのを阻止して、パッキン(1)のシール
性を高めることができる。
黒鉛層(22)を備えたパッキン材料(20)を用いる
ことにより、網状体(2)のみからなるパッキン(1)
よりも一層、自己潤滑性、シール性に優れたパッキン
(1)を得ることができる。
1参照)は、以下のように構成される。すなわち、パッ
キン材料(20)から帯状のパッキン材料(31)を形
成し、この帯状のパッキン材料(31)をリング状に巻
回したものを、該巻回体の軸方向に圧縮成形することに
より構成される。これにより、金属粉末層(21)の一
部および膨張黒鉛層(22)の一部が、網状体(2)の
網目内に充填されるとともに、網状体(2)は圧縮され
て、その網目は密に詰むことになる。従って、このパッ
キン(1)は、表面および内部が密に詰んだシール性に
優れたパッキンとなる。なお、このパッキン(1)に
は、金属粉末層(21)が外側に位置するとともに膨張
黒鉛層(22)が内側に位置するように帯状のパッキン
材料(31)を巻回してなるものと、金属粉末層(2
1)が内側に位置するとともに膨張黒鉛層(22)が外
側に位置するように帯状のパッキン材料(31)を巻回
してなるものとが考えられるが、第3実施形態において
はそのいずれでもよい。
置し、且つ膨張黒鉛層(22)が内側に位置するように
パッキン材料(20)を巻回してなるパッキン(1)の
一例を示す斜視図である。図示例におけるパッキン
(1)は、円筒状に構成されている。このパッキン
(1)の内周面には、膨張黒鉛層(22)が露出してい
る。また、パッキン(1)の外周面には、金属粉末層
(21)が露出している。このパッキン(1)は、例え
ば、次のように使用される。図12は、パッキン(1)
を排気管同士の連結部に配設した例を示す断面図であ
る。この例では、小径の排気管(24)の一端部が、大
径の排気管(25)の一端部に内挿されるように、小径
の排気管(24)および大径の排気管(25)が設けら
れている。この排気管の連結構造においては、小径の排
気管(24)が、大径の排気管(25)に対してその軸
方向(図中の矢印A方向)に若干移動するようになって
いる。
ッキン(1)は、小径の排気管(24)の一端部に外嵌
されるとともに、大径の排気管(25)の一端部に内嵌
される。パッキン(1)の外周面に位置する金属粉末層
(21)は、金属面に対するなじみ性が良好であるの
で、パッキン(1)と大径の排気管(25)の間の気密
を保つことができる。また、パッキン(1)は、大径の
排気管(25)に固定される。パッキン(1)の外周面
には、金属粉末層(21)が位置しているので、該金属
粉末層(21)を大径の排気管(25)の内周面に溶接
によって固着することが可能である。なお、パッキン
(1)を大径の排気管(25)に固定する手段は溶接に
限定されず、接着剤や螺子等を用いて行うこともでき
る。
(24)の外周面に圧接される。パッキン(1)の内周
面に位置する膨張黒鉛層(22)は、金属面に対するな
じみ性が良好であるので、小径の排気管(24)とパッ
キン(1)の間の気密を保つことができる。また、膨張
黒鉛層(22)は、自己潤滑性に優れているので、小径
の排気管(24)との間の気密を保ちながら、小径の排
気管(24)を非常に滑らかに摺動させることができ
る。
層(22)および金属粉末層(21)が層状に位置して
いる。膨張黒鉛層(22)および金属粉末層(21)
は、網状体(2)の網目内に密に充填されているので、
上記したように、パッキン(1)内部を排気が流通する
のを阻止することができる。なお、前述のように、膨張
黒鉛は400°以上の空気に曝される状況下において酸
化あるいは昇華しやすい。しかしながら、このパッキン
(1)においては、膨張黒鉛層(22)は巻回された状
態で存在し、高温の空気に接触するのは、パッキン
(1)の一端面に位置する部分のみである。従って、膨
張黒鉛層(22)が高温の排気に接触する面積は小さ
い。これにより、パッキン(1)は、膨張黒鉛層(2
2)の優れた性質を最大限に利用しつつ、高温雰囲気下
における劣化の影響を極力抑制することができ、長期間
にわたって、排気管同士の間を確実にシールすることが
できる。また、網状体(2)は、非常に弾力性に富んで
いるとともに、その表面は、接触する相手面とのなじみ
性が良好なので、パッキン(1)を長期間使用すること
により膨張黒鉛層(22)が劣化しても、網状体(2)
によって確実シールすることができる。
置し、且つ膨張黒鉛層(22)が外側に位置するように
帯状のパッキン材料(31)をリング状に巻回してなる
パッキン(1)の一例を示す斜視図である。図13に示
すパッキン(1)は、図4に示すパッキン(1)と同じ
形状をなしている。また、パッキン(1)は、その内周
面に金属粉末層(21)が位置し、外周面に膨張黒鉛層
(22)が位置している。このパッキン(1)の使用方
法を、第1実施形態の説明図である図5を準用して説明
する。パッキン(1)は、第1実施形態の場合と同様
に、排気管(6)に設けられた筒状部(27)に外嵌さ
れ、触媒コンバータ(7)に設けられた球面状拡径部
(30)と筒状部(27)に挟まれた状態で配置され
る。また、パッキン(1)は、その一端面が、排気管
(6)に設けられたフランジ(9)に当接される。そし
て、ボルト(14)の雄螺子を雌螺子部(8)に螺合さ
せることにより、パッキン(1)は、筒状部(27)と
球面状拡径部(30)に締め付けられた状態とされる。
には金属粉末層(21)が位置しているので、パッキン
(1)は、円筒状部(27)の外周面にしっかりとなじ
む。従って、パッキン(1)と円筒状部(27)の間
は、確実にシールされる。一方、パッキン(1)の外周
面には膨張黒鉛層(22)が位置しているので、パッキ
ン(1)は、パッキン(1)と球面状拡径部(30)の
間を確実にシールしつつ、球面状拡径部(30)を非常
に滑らかに摺動させることができる。
空気に曝される状況下において酸化あるいは昇華しやす
い。しかしながら、パッキン(1)内の膨張黒鉛層(2
2)は巻回された状態で存在し、高温の空気に接触する
のは、パッキン(1)の一端面に位置する部分のみであ
る。従って、パッキン(1)は、膨張黒鉛層(22)の
優れた性質を最大限に利用しつつ、高温雰囲気下におけ
る劣化の影響を極力抑制することができる。これによ
り、パッキン(1)は、長期間にわたって、排気管
(6)と触媒コンバータ(7)の間から排気が漏出する
のを確実に防止することができる。また、網状体(2)
は、非常に弾力性に富んでいるとともに、その表面は、
接触する相手面とのなじみ性が良好なので、パッキン
(1)を長期間使用することにより膨張黒鉛層(22)
が劣化しても、網状体(2)によって確実シールするこ
とができる。
本の硬金属線材と1本または複数本の軟金属線材を、前
者対後者の本数の比が1:1〜0.3となるように1つ
に束ねて或いは1本に撚り合わせて緯糸材を構成し、こ
の緯糸材に平編、ゴム編、パール編、タック編、浮き
編、片畦編、両畦編、添糸編、両面編等の緯編加工を施
してなるパッキン材料であって、前記硬金属線材のブリ
ネル硬さは90〜240(kg/mm2 )であるととも
に、前記軟金属線材のブリネル硬さは40〜55(kg
/mm2 )であることを特徴とするパッキン材料である
から、以下の効果を奏する。すなわち、高温下において
耐熱性、機械的強度、疲れ限度、耐クリープ性に優れた
硬金属線材と、なじみ性、柔軟性に優れる軟金属線材を
適切な割合で備えた緯糸材を緯編加工してなるものであ
るから、常温下のみならず高温下においてもそれらの優
れた性質をバランス良く発現させるパッキン材料とする
ことができる。また、緯編加工を経て構成することによ
り、弾力性に優れたパッキン材料とすることができる。
の硬金属線材と1本または複数本の軟金属線材を、前者
対後者の本数の比が1:1〜0.3となるように1つに
束ねて或いは1本に撚り合わせて経糸材を構成し、この
経糸材を複数本用意してこれら経糸材にシングルトリコ
ット編、シングルアトラス編、プレーンコード編、ダブ
ルトリコット編、レース編、ミラニーズ編、ラッセル編
等の経編加工を施してなるパッキン材料であって、前記
硬金属線材のブリネル硬さは90〜240(kg/mm
2 )であるとともに、前記軟金属線材のブリネル硬さは
40〜55(kg/mm2 )であることを特徴とするパ
ッキン材料であるから、以下の効果を奏する。すなわ
ち、高温下において耐熱性、機械的強度、疲れ限度、耐
クリープ性に優れる硬金属線材と、なじみ性、柔軟性に
優れる軟金属線材を適切な割合で備えた緯糸材を緯編加
工してなるものであるから、常温下のみならず高温下に
おいてもそれらの優れた性質をバランス良く発現させる
パッキン材料とすることができる。また、経編加工を経
て構成することにより、弾力性に加えて、緻密性、生産
性、形状安定性、柔軟性等に一層優れたパッキン材料と
することができる。
の硬金属線材と1本または複数本の軟金属線材を、前者
対後者の本数の比が1:1〜0.3となるように1つに
束ねて或いは1本に撚り合わせて経糸材および緯糸材を
構成し、これら経糸材および緯糸材をそれぞれ複数本用
意して該複数本の経糸材および緯糸材に一重織、重ね
織、搦み織、紋織等の織加工を施してなるパッキン材料
であって、前記硬金属線材のブリネル硬さは90〜24
0(kg/mm2 )であるとともに、前記軟金属線材の
ブリネル硬さは40〜55(kg/mm2 )であること
を特徴とするパッキン材料であるから、以下の効果を奏
する。すなわち、高温下において耐熱性、機械的強度、
疲れ限度、耐クリープ性に優れる硬金属線材と、なじみ
性、柔軟性に優れる軟金属線材を適切な割合で備えた経
糸材および緯糸材を織加工してなるものであるから、常
温下のみならず高温下においてもそれらの優れた性質を
バランス良く発現させるパッキン材料とすることができ
る。また、織加工を経て構成することにより、引張強度
や耐磨耗性に一層優れたパッキン材料とすることができ
る。
が、炭素鋼、ニッケル、ニッケル合金のうちのいずれか
から構成されているとともに、前記軟金属線材は、銅、
銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金のうちのいず
れかから構成されていることを特徴とする請求項1乃至
3いずれかに記載のパッキン材料であるから、硬金属線
材および軟金属線材の優れた性質を一層確実に発現させ
ることができる。
乃至4いずれかに記載のパッキン材料の一方の面側に銅
粉末、銅合金粉末、アルミニウム粉末、アルミニウム合
金粉末、炭素鋼粉末、ニッケル粉末、ニッケル合金粉末
のうちの少なくともいずれか一種からなる金属粉末層が
一体的に設けられるとともに、該パッキン材料の他方の
面側に膨張黒鉛層が一体的に設けられてなることを特徴
とするパッキン材料であるから、以下の効果を奏する。
すなわち、前記金属粉末層は、流体を透過させにくく、
しかも、接触する相手金属面に対するなじみ性が良好で
ある。また、高温下において昇華することがない。一
方、膨張黒鉛層は、自己潤滑性、耐薬品性、接触する相
手金属面に対するなじみ性に非常に優れている。このよ
うな金属粉末層および膨張黒鉛層を備えたパッキン材料
を用いてパッキンを構成すれば、硬金属線材および軟金
属線材のみからなるパッキンの高温下における優れたシ
ール性、潤滑性を一層向上させたパッキンを得ることが
できる。
乃至4いずれかに記載のパッキン材料からなる筒状体の
中に銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、炭
素鋼、ニッケル、ニッケル合金のうちの少なくともいず
れか一種からなる帯状、綿状、もしくは不織布状の目詰
材が挿入されてなることを特徴とするパッキン材料であ
るから、以下の効果を奏する。すなわち、筒状のパッキ
ン材料の中に目詰材が設けられているので、これを圧縮
成形してパッキンを構成した際には、パッキン材料の網
目内に目詰材が密に充填される。従って、パッキンのシ
ール性を一層向上させることが可能となる。
乃至4いずれかに記載のパッキン材料を窒化処理してな
ることを特徴とするパッキン材料であるから、以下の効
果を奏する。すなわち、パッキン材料を硬化させること
ができるので、パッキンとしたときの耐久性を一層向上
させることができる。
属線材および軟金属線材の表面に、銅またはニッケルめ
っきが施されてなることを特徴とする請求項1乃至4い
ずれかに記載のパッキン材料であるから、以下の効果を
奏する。すなわち、パッキン材料のなじみ性および耐食
性を向上させることができ、パッキンとしたときのなじ
み性および耐食性を向上させることができる。
ずれかに記載のパッキン材料が帯状とされ、この帯状の
パッキン材料をリング状に巻回したものを該巻回体の軸
方向に加圧成形してなることを特徴とするパッキンであ
るから、以下の効果を奏する。すなわち、このパッキン
は、接触する相手面とのなじみ性が良好であるととも
に、表面および内部が密に詰んだ構造であり、しかも高
温下で長期間使用しても応力緩和を起こすことがないた
め、優れたシール性を高温下で長期間にわたって発現す
ることができる。
いずれかに記載のパッキン材料を板状に加圧成形したも
のを、中央孔を有する所望形状に剪断加工してなること
を特徴とするパッキンであるから、以下の効果を奏す
る。すなわち、このパッキンは、表面および内部が密に
詰んだ構造であり、しかも高温下で長期間使用しても応
力緩和を起こすことがないため、優れたシール性を高温
下で長期間にわたって発現することができる。
のパッキン材料が帯状とされ、この帯状のパッキン材料
をリング状に巻回したものを該巻回体の軸方向に加圧成
形してなることを特徴とするパッキンであるから、以下
の効果を奏する。すなわち、このパッキンは、パッキン
の内周面または外周面の一方に膨張黒鉛層が位置すると
ともに他方に銅粉末層が位置し、内部には膨張黒鉛層と
銅粉末層が巻回された状態で存在している。従って、こ
のパッキンは、シールすべき2部材間に配置された状態
で、それら部材間を確実にシールしつつ、一方の部材を
非常に滑らかに摺動させることができる。また、硬金属
線材と軟金属線材からなる網状体の優れた弾力性および
なじみ性によって、一層確実なシールを行うことができ
る。また、このパッキンは、高温雰囲気下における劣化
を極力抑制することができる。
部を示す平面図である。
視図である。
材料の一部を示す斜視図である。
視図である。
ある。
す平面図である。
す平面図である。
視図である。
部を示す平面図である。
ン材料の一部を示す平面図である。
斜視図である。
図である。
例を示す斜視図である。
斜視図である。
Claims (15)
- 【請求項1】 1本または複数本の硬金属線材と1本ま
たは複数本の軟金属線材を、前者対後者の本数の比が
1:1〜0.3となるように1つに束ねて或いは1本に
撚り合わせて緯糸材を構成し、この緯糸材に平編、ゴム
編、パール編、タック編、浮き編、片畦編、両畦編、添
糸編、両面編等の緯編加工を施してなるパッキン材料で
あって、 前記硬金属線材のブリネル硬さは90〜240(kg/
mm2 )であるとともに、前記軟金属線材のブリネル硬
さは40〜55(kg/mm2 )であることを特徴とす
るパッキン材料。 - 【請求項2】 1本または複数本の硬金属線材と1本ま
たは複数本の軟金属線材を、前者対後者の本数の比が
1:1〜0.3となるように1つに束ねて或いは1本に
撚り合わせて経糸材を構成し、この経糸材を複数本用意
してこれら経糸材にシングルトリコット編、シングルア
トラス編、プレーンコード編、ダブルトリコット編、レ
ース編、ミラニーズ編、ラッセル編等の経編加工を施し
てなるパッキン材料であって、 前記硬金属線材のブリネル硬さは90〜240(kg/
mm2 )であるとともに、前記軟金属線材のブリネル硬
さは40〜55(kg/mm2 )であることを特徴とす
るパッキン材料。 - 【請求項3】 1本または複数本の硬金属線材と1本ま
たは複数本の軟金属線材を、前者対後者の本数の比が
1:1〜0.3となるように1つに束ねて或いは1本に
撚り合わせて経糸材および緯糸材を構成し、これら経糸
材および緯糸材をそれぞれ複数本用意して該複数本の経
糸材および緯糸材に一重織、重ね織、搦み織、紋織等の
織加工を施してなるパッキン材料であって、 前記硬金属線材のブリネル硬さは90〜240(kg/
mm2 )であるとともに、前記軟金属線材のブリネル硬
さは40〜55(kg/mm2 )であることを特徴とす
るパッキン材料。 - 【請求項4】 前記硬金属線材は、炭素鋼、ニッケル、
ニッケル合金のうちのいずれかから構成されているとと
もに、前記軟金属線材は、銅、銅合金、アルミニウム、
アルミニウム合金のうちのいずれかから構成されている
ことを特徴とする請求項1乃至3いずれかに記載のパッ
キン材料。 - 【請求項5】 請求項1乃至4いずれかに記載のパッキ
ン材料の一方の面側に銅粉末、銅合金粉末、アルミニウ
ム粉末、アルミニウム合金粉末、炭素鋼粉末、ニッケル
粉末、ニッケル合金粉末のうちの少なくともいずれか一
種からなる金属粉末層が一体的に設けられるとともに、
該パッキン材料の他方の面側に膨張黒鉛層が一体的に設
けられてなることを特徴とするパッキン材料。 - 【請求項6】 請求項1乃至4いずれかに記載のパッキ
ン材料からなる筒状体の中に銅、銅合金、アルミニウ
ム、アルミニウム合金、炭素鋼、ニッケル、ニッケル合
金のうちの少なくともいずれか一種からなる帯状、綿
状、もしくは不織布状の目詰材が挿入されてなることを
特徴とするパッキン材料。 - 【請求項7】 請求項1乃至4いずれかに記載のパッキ
ン材料を窒化処理してなることを特徴とするパッキン材
料。 - 【請求項8】 前記硬金属線材および軟金属線材の表面
に、銅またはニッケルめっきが施されてなることを特徴
とする請求項1乃至4いずれかに記載のパッキン材料。 - 【請求項9】 請求項1乃至4いずれかに記載のパッキ
ン材料が帯状とされ、この帯状のパッキン材料をリング
状に巻回したものを該巻回体の軸方向に加圧成形してな
ることを特徴とするパッキン。 - 【請求項10】 請求項1乃至4いずれかに記載のパッ
キン材料を板状に加圧成形したものを、中央孔を有する
所望形状に剪断加工してなることを特徴とするパッキ
ン。 - 【請求項11】 請求項5に記載のパッキン材料が帯状
とされ、この帯状のパッキン材料をリング状に巻回した
ものを該巻回体の軸方向に加圧成形してなることを特徴
とするパッキン。 - 【請求項12】 請求項6に記載のパッキン材料が偏平
化され、これをリング状に巻回したものを該巻回体の軸
方向に加圧成形してなることを特徴とするパッキン。 - 【請求項13】 請求項7に記載のパッキン材料が帯状
とされ、この帯状のパッキン材料をリング状に巻回した
ものを該巻回体の軸方向に加圧成形してなることを特徴
とするパッキン。 - 【請求項14】 請求項8に記載のパッキン材料が帯状
とされ、この帯状のパッキン材料をリング状に巻回した
ものを該巻回体の軸方向に加圧成形してなることを特徴
とするパッキン。 - 【請求項15】 請求項9乃至13に記載のパッキンの
表面に、銅またはニッケルめっきを施してなることを特
徴とするパッキン。
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