JP3054865B2

JP3054865B2 - 差込みフランジ用ガスケット

Info

Publication number: JP3054865B2
Application number: JP10306875A
Authority: JP
Inventors: 孝之秋元; 友久鹿摩; 猛三吉
Original assignee: Nippon Pillar Packing Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Nippon Pillar Packing Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 1998-10-28
Filing date: 1998-10-28
Publication date: 2000-06-19
Anticipated expiration: 2018-10-28
Also published as: JP2000130588A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば、自動車
や二輪車などの排気管の差込みフランジを構成する内外
管の間に介在されて排気の漏洩防止といったシール性能
を発揮させるように使用される差込みフランジ用ガスケ
ットに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の従来の差込みフランジ用ガスケ
ットとして、本願出願人の一方が提案した特開平７−１
１３４６９号公報に記載されたものがある。図８のよう
に、このガスケットＧでは、膨張黒鉛シートやセラミッ
ク繊維束などから選ばれるシート状の無機質材１とステ
ンレス線に代表される金属線をニット編みした補強材と
しての金属メッシュ材２とを一体成形することによって
リング状の基体１０を構成し、その基体１０の外周面に
径方向外側に突出する環状突起３を一体に具備させてあ
る。また、基体１０の軸方向の一端部と他端部とにそれ
ぞれテーパ面４，５を具備させてある。

【０００３】図８で説明した構造のガスケットＧは、基
体１０に備わっている環状突起３の作用によって、ガス
ケットＧの外周面に差込みフランジを形成する外管を軸
線方向から外嵌状に挿入する際の挿入荷重が比較的小さ
くて安定したものとなってそのような挿入作業を容易に
行えるという利点がある。また、図９に説明的に示した
ように、このガスケットＧを内管１００とその内管１０
０の外側に嵌合させた外管２００との間に介在させた状
態では、基体１０の環状突起３の形成箇所が、内管１０
０と外管２００とによって強く挾圧されるようになって
安定した所定のシール性が確保される利点がある。

【０００４】上記した構成の従来のガスケットＧは、た
とえば、ガスケットＧを外管２００に組み入れ、次に、
排気管の継手部としての差込みフランジを構成する内管
１００の外周面にその軸線方向から差し込んだ後、外管
２００に巻き付けたクランプ（不図示）を締め付けるこ
とにより、内管１００の膨出部１１０に外管２００の先
端カール部２１０を接触（メタルタッチ）させて両管１
００，２００を固定するといった形態で使用される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の上記
ガスケットＧでは、そのガスケットＧ自体や、内管１０
０や外管２００の仕上がり寸法によっては、内管１００
への差し込みおよびガスケットＧに対する外管２００の
差し込み時の抵抗が大きくなり、手作業で内管１００や
外管２００に対する相対的な挿入作業が困難になること
が知見された。また、基体１０の軸方向の両端部のそれ
ぞれにテーパ面４，５が形成されてこのガスケットＧに
差し込みの方向性が付与されているため、そのガスケッ
トＧの向きを前後逆向きにして内管１００に挿入してし
まうといった誤装着の問題が拭いきれなかった。

【０００６】本発明は以上の事情や問題に鑑みてなされ
たもので、シール性能として上記した従来のガスケット
と同等かそれ以上の性能を確保することができるもので
ありながら、内管や外管に対する相対的な挿入荷重が従
来のガスケットよりも小さくて済む差込みフランジ用ガ
スケットを提供することを目的とする。また、本発明
は、当該ガスケットが差し込みの方向性を持たないよう
にして前後逆向きの誤装着といった事態の生じる余地が
なくなる差込みフランジ用ガスケットを提供することを
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る差込みフランジ用ガスケットは、無機
質材と金属メッシュ材とを一体成形してリング状の基体
を構成してなる差込みフランジ用ガスケットにおいて、
上記基体の内周面が、その周方向において、円弧面によ
って形成された少なくとも１つの円弧領域と、平面によ
って形成された少なくとも１つの平面領域とに区画さ
れ、基体の軸線から上記平面領域に至る長さが上記円弧
領域の半径よりも短く形成されている、というものであ
り、このガスケットにおいて、上記円弧領域の半径が、
当該ガスケットを外嵌状に差し込む相手方管材の外周半
径よりも長く、かつ、この基体の軸線から上記平面領域
に至る長さが、当該ガスケットを外嵌状に差し込む相手
方内側管材の外周半径よりも短くなっているものである
ことが望ましい。

【０００８】このようなガスケットであると、相手方管
材の外側に基体を挿入するときに、その基体の内周面の
平面領域が主にその管材の外周面と擦れ合い、その円弧
領域は、その管材の外周面にはほとんど擦れ合わない
か、たとえ擦れたとしても軽く擦れ合うだけである。そ
のため、基体の内周面の全体が相手方管材の外周面と擦
れ合うようなガスケットに比べると、挿入に必要な荷
重、すなわち挿入荷重が小さくて済む。

【０００９】上記基体の外周面の半径は、上記相手方管
材の外側に嵌合される外管の内周面の半径よりも短くな
っているものであってもよい。この場合、基体の外周面
の半径が、上記外管の内周面の半径よりもわずかに小さ
く設定されていることが望ましく、また、基体の外周面
が上記外管の内周面との重なり面として形成されている
ことが望ましい。このようなガスケットにおいては、上
記外管に組み入れるのに必要な挿入荷重が小さくて済
む。そして、外管に組み入れたガスケットを相手方管材
（たとえば内管）に挿入するときには、基体の円弧領域
に対応する部分が、平面領域に対応する部分よりも径内
方向に変形しやすい状態になっているので、基体の円弧
領域に対応する部分が挿入荷重を小さくすることに役立
つようになる。なお、外管の挿入荷重については実験値
を掲げて後述する。このようなガスケットは、冒頭で説
明したところの、自動車や二輪車などの排気管の差込み
フランジを構成する内外管の間に介在されて排気の漏洩
防止といったシール性能を発揮させるように使用される
差込みフランジ用ガスケットとして好適に使用すること
ができる。

【００１０】本発明に係るガスケットにおいて、上記平
面領域及び上記円弧領域は、上記基体の内周面の周方向
の等角度おきの２箇所あるいは４箇所というように、基
体の内周面の周方向の複数箇所にそれぞれ設けられてい
ることが望ましい。このようなガスケットは、上記した
挿入荷重の軽減作用を顕著に発揮する。

【００１１】本発明に係るガスケットは、上記平面領域
が、上記基体の軸線方向中間部に設けられ、その平面領
域の上記軸線方向両側では上記基体の内周面が円形にな
っているというものであっても、上記平面領域が、上記
基体の軸線方向全長に亘って設けられているものであっ
てもよい。挿入荷重の軽減作用については、前者が後者
よりも顕著に現れることが後述する実験によって確認さ
れている。

【００１２】上記無機質材は、膨張黒鉛シート、マイカ
シート、セラミック繊維混抄品およびバーミキュライト
混抄品の中から選択されたものであり、金属メッシュ材
は金属線をニット編みしてなるものであることが望まし
い。

【００１３】上記金属メッシュ材は、上記基体の軸線方
向中間部に配置されていることが、シール性能を高める
上で望ましい。

【００１４】さらに、本発明に係るガスケットでは、上
記基体の軸線方向中央部を境にして左右対称形状になっ
ていることが望ましい。このようなガスケットは、差し
込みの方向性がないので、前後逆向きに挿入するといっ
た誤装着の問題を生じる余地がない。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
もとづいて説明する。

【００１６】図１は本発明の第１実施形態に係る差込み
フランジ用ガスケットＧの正面図、図２は図１のＩＩ−
ＩＩ線に沿う断面図である。

【００１７】図１及び図２のガスケットＧは、リング状
の基体１０が、無機質材１とその無機質材１の層内に保
持された補強材としての金属メッシュ材２とを有する成
形体からなる。無機質材１には、膨張黒鉛シート、マイ
カシート、セラミック繊維混抄品およびバーミキュライ
ト混抄品の中から選択したものを用いることが可能であ
り、また、金属メッシュ材２にはステンレス線などの金
属線をニット編みしたものを用いることが可能である。
このガスケットＧは、たとえば図４に示したシート状の
無機質材１で金属メッシュ材２をくるんだものを、図３
に示した内外一対の固定型６，７間に投入した後、それ
らの固定型６、７間に可動型８を押し込むといったプレ
ス成形による一体成形で製作される。なお、内側の固定
型６は、離型可能なように上型６ａと下型６ｂとに分割
されている。

【００１８】図１のように、基体１０の内周面９は、そ
の周方向において、円弧面によって形成された４つの円
弧領域９ａと、平面によって形成された４つの平面領域
９ｂとに区画されている。この実施形態において、平面
領域９ｂ及び円弧領域９ａは、基体１０の内周面９の周
方向の等角度おき（９０°おき）の４箇所にそれぞれ設
けられている。したがって、２つずつの平面領域９ｂや
円弧領域９ａが、基体１０の軸線を挟んで相対峙した状
態になっている。また、図２で判るように、４つの平面
領域９ｂ…は、基体１０の軸線方向中間部に設けられて
おり、それらの平面領域９ｂ…の上記軸線方向両側で
は、基体１０の内周面が円形でかつ同一長さになってい
る。図１及び図２では、基体１０の軸線に符号Ｏ−Ｏ
を、平面領域９ｂ…の両側の内周面に符号９ｃをそれぞ
れ付してある。

【００１９】図５は本発明の第２実施形態に係る差込み
フランジ用ガスケットＧの正面図、図６は図５のＶＩ−
ＶＩ線に沿う断面図である。この第２実施形態において
は、上記平面領域９ｂが、基体１０の軸線方向全長に亘
って設けられていて、その平面領域９ｂの両側には、図
１及び図２に符号９ｃで示した円形の内周面が存在しな
い、という点だけが上記した第１実施形態に係るガスケ
ットＧと相違している。したがって、図５及び図６にお
いては、図１及び図２で説明した部分と同一又は相応す
る部分にそれらと同一符号を付すことによって詳細な説
明を省略する。

【００２０】上記した第１実施形態及び第２実施形態の
各ガスケットＧは、基体１０の軸線方向中央部を境にし
て左右対称形状になっている。したがって、これらのガ
スケットＧをその相手方管材（後述する）に挿入すると
きには、差し込み方向の方向性がなく、一端部及び他端
部のどちら側を前にして挿入しても、挿入後には同じ状
態になる。

【００２１】図７に排気管の継手部としての差込みフラ
ンジに図１及び図２や図５及び図６で説明したガスケッ
トＧを用いた事例を説明的に示している。図７（ａ）
（ｂ）に示した継手部の外管２００は、ガスケット装着
部に対応する一端開口部がほゞガスケットＧの厚さ分に
対応した径大な筒状のシール部２３０を形成していると
共に、そのシール部２３０に連続してそのシール部２３
０から遠ざかるほど径小になるように縮径したテーパ部
２２０を有している。図７（ａ）のように、相手方管材
としての内管１００とその内管１００の外側に嵌合させ
た外管２００との間にガスケットＧを介在させた初期状
態では、ガスケットＧの平面領域９ｂが内管１００の外
周面に抱き付いており、ガスケットＧの円弧領域９ａと
内管１００の外周面、並びに、ガスケットＧの外周面と
外管２００の内周面とは、わずかな隙間（クリアラン
ス）を隔てているか、あるいは、力の加わらない状態で
接触しているかのいずれかである。このような初期状態
から外管２００に巻き付けたクランプ（不図示）を締め
付けることにより、同図（ｂ）のように内管１００の膨
出部１１０に外管２００の先端カール部２１０を接触
（メタルタッチ）させて両管１００，２００を固定する
と、内管１００の膨出部１１０側に位置する基体１０の
内周面がその膨出部１１０に当接してシール作用を発揮
すると同時に、基体の反対側の外周端部が外管２００の
テーパ部２２０に当接してシール作用を発揮する。ま
た、基体１０が内管１００と外管２００とによって径方
向に強く挾圧されるので、基体１０の内周面９を形成し
ている４つの円弧領域９ａと４つの平面領域９ｂとが内
管１００の外周面に強く当接し、同時に基体１０の外周
面が、外管２００の内周面との重なり面１２として外管
２００の内周面に強く当接して、ガスケットＧの介在箇
所での内管１００と外管２００との間のシール性能が安
定したものになる。

【００２２】ガスケットＧを内管１００と外管２００と
の間に介在させる作業はたとえば次の手順で行われる。
すなわち、内管１００の外周面にガスケットＧをその軸
線方向から差し込み、次にそのガスケットＧの外側に外
管２００をその軸線方向から差し込む。この場合、ガス
ケットＧは上記したように差し込み方向の方向性を持た
ないので、軸方向の一端部及び他端部のどちら側を前に
して挿入しても、挿入後には同じ状態になり、誤装着と
いう問題を生じる余地はない。上記手順を行った後、外
管２００に巻き付けたクランプ（不図示）を締め付ける
ことにより、内管１００の膨出部１１０に外管２００の
先端カール部２１０を接触（メタルタッチ）させること
によって、両管１００，２００が固定される。

【００２３】図２及び図６には、基体１０の内周面９に
区画形成されている円弧領域９ａの直径を符号Ｄ１で、
基体１０の軸線からその内周面９に区画形成されている
平面領域９ｂに至る長さを符号Ｌで、基体１０の外周面
の直径を符号Ｄ２で、それぞれ表してある。そして、図
１及び図２や図５及び図６で説明したガスケットＧにお
いて、円弧領域９ａの半径（Ｄ１／２）は、当該ガスケ
ットＧを外嵌状に差し込む上記内管１００の外周半径Ｒ
１と同等かそれよりも少し大きい（長い）。また、基体
１０の軸線から平面領域９ｂに至る長さＬは、内管１０
０の外周半径Ｒ１よりも少し小さい（短い）。一方、基
体１０の外周面（重なり面１２）の半径（Ｄ２／２）は
外管２００の内径Ｒ２と同等かそれよりも少し短い。し
たがって次の（１）（２）（３）の関係が成立してい
る。

【００２４】（Ｄ１／２）≧Ｒ１ ………（１）Ｌ＜Ｒ１ ………（２）Ｒ１＜（Ｄ２／２）＜Ｒ２） ………（３）

【００２５】上記ガスケットＧは、内管１００の外側に
基体１０を挿入するときに、その基体１０の内周面９の
平面領域９ｂが主にその内管１００の外周面と擦れ合
い、その円弧領域９ａは内管１００の外周面にはほとん
ど擦れ合わないか、たとえ擦れたとしても軽く擦れ合う
だけである。そのため、内管１００に対する挿入荷重は
きわめて小さい。したがって、外管２００に挿入された
ガスケットＧにおいては、基体１０の上記円弧領域９ａ
に対応する部分が、平面領域９ｂに対応する部分よりも
径内方向に変形しやすい状態になっている。言い換える
と、上記（１）（２）の関係が成立しているため、理論
的には、基体１０の上記円弧領域９ａに対応する部分と
内管１００の外周面との間には、微細隙間δ（δ＝（Ｄ
１／２）−Ｒ１）が形成されるか、あるいは押圧力を発
生しない状態で基体１０の円弧領域９ａと内管１００の
外周面とが接触した状態になるので、基体１０の上記円
弧領域９ａに対応する部分が、平面領域９ｂに対応する
部分よりも径内方向に変形しやすい状態になっている。
そのため、基体１０の上記平面領域９ｂが内管１００の
外周面により外側へ押されて少し拡径しているとして
も、別の管材である外管２００を、内管１００に挿入さ
れたガスケットＧの外側に挿入するときには、基体１０
の円弧領域９ａに対応する部分が挿入荷重を小さくする
ことに役立つようになる。

【００２６】

【実施例】次に、図８で説明した従来のガスケットＧを
従来品とし、図１及び図２で説明したガスケットＧを発
明品１とし、図５及び図６で説明したガスケットＧを発
明品２として、挿入荷重やそれらのガスケットＧを用い
たシール部のシール性能を評価するために行った試験方
法及び試験結果を説明する。

【００２７】＜試験方法＞従来品、発明品１、発明品２の各ガスケットについて、
内管の外側にそのガスケットを差し込んだ後、さらにそ
のガスケットの外側に外管を差し込むことによってガス
ケットを内管と外管との隙間に介在させた。このとき
に、ガスケットの外側に外管を差し込むときの挿入荷重
を調査した。また、外管に巻き付けたクランプを締め付
けることにより、図７又は図９に示した内管の膨出部１
１０に外管の先端カール部２１０を接触（メタルタッ
チ）させ、その状態でのシール性能を調査した。

【００２８】従来品、発明品１、発明品２の各ガスケッ
トについての各部の寸法は表１の通りである。

【００２９】

【表１】

【００３０】表１より、従来品、発明品１、発明品２の
各ガスケットについては、内周面直径、外周面直径、軸
長を同一とみなすことができる。なお、表１中の符号は
図２、図６、図８中の符号に対応している。

【００３１】また、各ガスケットを形成している無機質
材や金属メッシュ材の材質は表２の通りである。

【００３２】

【表２】

【００３３】挿入荷重については、外管を差し込む途中
で、図７及び図９に示した内管の膨出部１１０と外管の
先端カール部２１０との間隔Ａが２．５ｍｍ以上である
ときの挿入荷重と、その間隔Ａが２．５ｍｍ以下になっ
たときの挿入荷重とを調査した。なお、挿入荷重が８ｋ
ｇｆ以下ならば、手作業による挿入が可能である。

【００３４】シール性能については、外管に巻き付けた
クランプを締め付けて内管の膨出部１１０に外管の先端
カール部２１０をメタルタッチさせた状態での漏洩量を
調査した。なお、試験流体としては０．３Ｋｇｆ／ｃｍ
2 の圧縮空気を使用した。

【００３５】＜試験結果＞

【表３】

【００３６】

【表４】

【００３７】

【表５】

【００３８】表３，４，５中において、最大隙間とは、
製作上の許容範囲内において、内管外周面の直径が最
小、外管内周面の直径が最大となる場合であり、最小隙
間とは、製作上の許容範囲内において、内管外周面の直
径が最大、外管内周面の直径が最小となる場合であり、
標準隙間とは、内管外周面の直径と外管内周面の直径と
が基準設計値になっている場合である。また、表３中に
おいて、「メタルタッチしない」とは、ガスケットが変
形して内管の膨出部１１０と外管の先端カール部２１０
との隙間にそのガスケットが噛み込んでメタルタッチ状
態にならなかったことを意味している。

【００３９】表３，４，５において、最小隙間での挿入
荷重は、Ａ＝２．５ｍｍ以上で発明品１及び発明品２に
比べて従来品は極端に大きな値を示している。したがっ
て、発明品１及び発明品２は、従来品に比べて挿入荷重
が小さくて済むことが判る。また、Ａ＝２．５ｍｍ以下
では従来品はメタルタッチしないため、使用不可能であ
るのに対し、発明品１及び発明品２は比較的大きな挿入
荷重が必要になるものの、使用可能であることが判る。

【００４０】シール性能について、発明品１及び発明品
２、特に発明品２は、従来品に比べて高いシール性能を
発揮していることが判る。

【００４１】また、発明品１及び発明品２は、内管及び
外管の寸法のばらつきに対して、挿入荷重がそれほど大
きくばらつくことがなく、比較的安定していることが判
る。

【００４２】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、従来品
に比べ、挿入荷重が小さくて済み、しかも、シール性能
に関して遜色のない差込みフランジ用ガスケットを提供
することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態による差込みフランジ用
ガスケットの正面図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。

【図３】上記ガスケットの成形方法を示した説明図であ
る。

【図４】成形前の無機質材と金属メッシュ材とを示す概
略斜視図である。

【図５】本発明の第２実施形態による差込みフランジ用
ガスケットの正面図である。

【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。

【図７】（ａ）は差込みフランジへの本発明のガスケッ
トの初期装着状態を示した説明図である。（ｂ）は
（ａ）の初期装着状態から外管をクランプで締め付けた
状態を示した説明図である。

【図８】従来の差込みフランジ用ガスケットの縦断面図
である。

【図９】差込みフランジへの従来のガスケットの装着状
態を示した説明図である。

【符号の説明】

Ｇガスケット１無機質材２金属メッシュ材９ａ円弧領域９ｂ平面領域９ｃ平面領域の両側の内周面１０基体１２重なり面１００内管（相手方管材）２００外管Ｄ１円弧領域の直径Ｄ２基体の外周面の直径Ｌ基体の軸線から平面領域に至る長さ

フロントページの続き (72)発明者三吉猛兵庫県三田市下内神字打場541番地の１日本ピラー工業株式会社三田工場内 (56)参考文献特開平７−113469（ＪＰ，Ａ) 特開昭50−140752（ＪＰ，Ａ) 実開昭59−100161（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16J 15/00 - 15/14 F16L 21/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】無機質材と金属メッシュ材とを一体成形
してリング状の基体を構成してなる差込みフランジ用ガ
スケットにおいて、上記基体の内周面が、その周方向に
おいて、円弧面によって形成された少なくとも１つの円
弧領域と、平面によって形成された少なくとも１つの平
面領域とに区画され、基体の軸線から上記平面領域に至
る長さが上記円弧領域の半径よりも短く形成されている
ことを特徴とする差込みフランジ用ガスケット。
【請求項２】上記円弧領域の半径が、当該ガスケット
を外嵌状に差し込む相手方管材の外周面の半径よりも長
く、かつ、この基体の軸線から上記平面領域に至る長さ
が、上記相手方管材の外周半径よりも短くなっている請
求項１に記載した差込みフランジ用ガスケット。
【請求項３】上記基体の外周面の半径が、上記相手方
管材の外側に嵌合される外管の内周面の半径よりも短く
なっている請求項２に記載した差込みフランジ用ガスケ
ット。
【請求項４】上記平面領域及び上記円弧領域は、上記
基体の内周面の周方向の等角度おきの複数箇所にそれぞ
れ設けられている請求項２又は請求項３に記載した差込
みフランジ用ガスケット。
【請求項５】上記平面領域が、上記基体の軸線方向中間
部に設けられ、その平面領域の上記軸線方向両側では上
記基体の内周面が円形になっている請求項１、請求項
２、請求項３、請求項４のいずれか１項に記載した差込
みフランジ用ガスケット。
【請求項６】上記平面領域が、上記基体の軸線方向全長
に亘って設けられている請求項１、請求項２、請求項
３、請求項４のいずれか１項に記載した差込みフランジ
用ガスケット。
【請求項７】上記無機質材が、膨張黒鉛シート、マイカ
シート、セラミック繊維混抄品およびバーミキュライト
混抄品の中から選択されたものであり、金属メッシュ材
が金属線をニット編みしてなるものである請求項１、請
求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６のい
ずれか１項に記載した差込みフランジ用ガスケット。
【請求項８】上記金属メッシュ材が、上記基体の軸線方
向中間部に配置されている請求項１、請求項２、請求項
３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７のいずれ
か１項に記載した差込みフランジ用ガスケット。
【請求項９】上記基体の軸線方向中央部を境にして左右
対称形状になっている請求項１、請求項２、請求項３、
請求項４、請求項５、請求項６、請求項７、請求項８の
いずれか１項に記載した差込みフランジ用ガスケット。