JP3128543B2 - シールリングの製造方法 - Google Patents

シールリングの製造方法

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JP3128543B2
JP3128543B2 JP10249467A JP24946798A JP3128543B2 JP 3128543 B2 JP3128543 B2 JP 3128543B2 JP 10249467 A JP10249467 A JP 10249467A JP 24946798 A JP24946798 A JP 24946798A JP 3128543 B2 JP3128543 B2 JP 3128543B2
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正克 高橋
修司 星野
勝秀 藤沢
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明に係るシールリングの製
造方法は、例えば自動車用エンジンから排出される排気
を流す為の排気管の継手部分に組み込み、この継手部分
の気密保持を図る為のシールリングを造る為に利用す
る。
【0002】
【従来の技術】自動車用エンジンから排出される排気
は、排気管を含んで構成する排気系を通じて大気中に放
出する。この為の排気系は、車体の前部に設けられるエ
ンジンから車体後部に迄排気を導く様に構成するが、こ
の様な排気系の途中には、複数の継手を設けている。そ
して、これら各継手により、排気系の上流端をエンジン
のエキゾーストマニホールドに接続したり、排気系を構
成する排気管同士を接続したり、更には排気系の途中に
消音器や排気浄化器を接続したりしている。又、この様
に各排気管の端部同士を接続する為の継手には環状のシ
ール材を組み込んで、上記継手を構成する1対のフラン
ジ同士の間の気密保持を図る様にしている。この様に、
継手に組み込むシール材として従来から、例えば実開昭
53−101962号公報には、図9〜10に示す様な
渦巻ガスケットやシールリングが記載されている。
【0003】このうち、図9に示した渦巻ガスケット1
は、SUS304等のステンレス鋼製の帯状金属薄板2
と軟質のコンパウンド層3とが直径方向に亙って交互に
存在する様に、互いに重ね合わされた帯状金属薄板2と
コンパウンド層3を構成する帯状のシート材とを、螺旋
状に巻回する事により構成している。上記帯状金属薄板
2の断面は波形に形成して、この帯状金属薄板2が圧縮
方向の力に基づいて弾性変形し易くし、上記渦巻ガスケ
ット1を1対のフランジ同士の間で挟持した場合に、十
分なシール性を得られる様にしている。
【0004】又、図10に示したシールリング4は、複
数枚(図10の例では3枚)の充填材5、5の周囲を、
やはりSUS304等の金属薄板6で巻回する事により
構成している。上記各充填材5、5は、それぞれがフッ
ク付鉄板等の金属製芯材の両面に、軟質材製のコンパウ
ンド7、7の層を形成したもので、それぞれをシート材
を円輪状に打ち抜く事により構成している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述の様に構成され、
継手を構成する1対のフランジ同士の間で挟持した状態
で使用される従来の渦巻ガスケット1やシールリング4
等のシール材は、製作費が嵩む為、より安価なシール材
の実現が望まれている。先ず、図9に示した渦巻ガスケ
ットの場合、幅の狭い帯状金属薄板2を断面波形に形
成し、更にこの帯状金属薄板2をコンパウンド層3と共
螺旋状に巻く作業が面倒で、製作費を高くする原因と
なる。又、コンパウンド層3の一部が外部に露出してい
るので、排気管継手部の様な高温環境下で使用する場合
には、十分な耐熱性を得られない。更に、単に帯状金属
薄板2と軟質のコンパウンド層3とを交互に重ね合わせ
ただけの、上記渦巻ガスケット1の場合、圧縮方向の力
に対する剛性が高く、変形しにくい。この為、必要とす
るシール性を確保する為に、排気管継手部等に設けたフ
ランジを抑え付けるボルトとナットとの緊締力を大きく
する必要が生じる。
【0006】又、図10に示したシールリングの場
合、充填材5、5を造る為のシート材の歩留まりが悪
く、やはり製作費を高くする原因となっている。即ち、
円輪状の充填材5、5を造る場合、図10に示す様に、
金属製芯材の両面にコンパウンド7、7の層を形成する
事により平板状に造られたシート材を、プレス機により
打ち抜く事で造る。ところが、充填材5として打ち抜か
れた部分の内側と外側とに、他の用途に利用出来ない、
廃材が生じる。上記シート材に対する、この廃材の割合
は相当に大きく、この結果、充填材5、5を構成する材
料の歩留まりが相当に悪くなり、製作費が嵩む事が避け
られない。更には、上記シート材を構成する金属製芯材
の面方向(図10の左右方向)が、シールリング4の軸
方向(図10の上下方向)に対し直角方向となってい
る。使用状態でこのシールリング4には、主としてその
軸方向に大きな力が加わって、このシールリング4が変
形する。十分なシール性を確保する為には、このシール
リング4を適度に変形させる必要があるが、図10に示
した様に、金属製芯材の面方向とシールリング4の軸方
向とが互いに直角方向である構造の場合には、このシー
ルリング4を変形させる為に要する力が大きくなる。こ
の結果、必要とするシール性を確保する為に、排気管継
手部等に設けたフランジを抑え付けるボルトとナットと
の緊締力を大きくする必要が生じる。
【0007】即ち、上記従来構造によれば、何れの構造
の場合でも、十分なシール性能を得る為には、渦巻ガス
ケット1やシールリング4を押圧する力を大きくしなけ
ればならない。この為、継手に設けるボルトとナットと
を緊締する為の力が大きくなり、それに伴なってフラン
ジに歪みが生じ、ボルトから離れた部分の押圧力がかえ
って低下する場合がある。更に、温度上昇等によって上
記ボルトが伸び、押圧力が低下した場合には、シール不
良が生じる等、耐久性が必ずしも良くない。本発明のシ
ールリングの製造方法は、上述の様な事情に鑑みて発明
したものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明のシールリングの
製造方法は、金属製芯材の少なくとも片面に軟質材層を
予め形成したシート材を切断する事で造られた帯状の素
材を、上記金属製芯材 と軟質材層との重ね合わせ方向に
一致するこの素材の厚さ方向に湾曲させる事により、径
方向に関してこの素材が複数の層に重ね合わされた円環
状の充填材を造り、この充填材を構成する上記各素材の
面方向と完成後のシールリングの中心軸の方向とを一致
させた状態で上記充填材の周囲全体を金属薄板で巻回す
る事により全体が円環状のシールリングとする。
【0009】
【作用】上述の様に構成する本発明のシールリングの製
造方法によれば、特に面倒な加工作業を必要とせず、し
かも充填材を造る為の材料の歩留まりを極めて高く出来
る為、製作費の低廉化を図れる。又、得られるシールリ
ングの使用時に、このシールリングに加わる力の作用方
向と、上記充填材の面方向とが一致する。従って、比較
的小さな力で上記シールリングが圧縮される。この為、
十分なシール性能を得る為に、上記シールリングに加え
なければならない荷重が小さくて済む。更に、シールリ
ングを挟持するフランジの剛性を低く出来て、このフラ
ンジ及びボルトを含めた締結部のコストダウンを図れ
る。又、上記充填材は、全体を金属薄板により巻回され
ているので、排気管継手部の様な高温環境下で使用して
も、上記充填材を構成する軟質材が直接高温の外気に曝
される事はなく、十分な耐熱性確保を図れる。
【0010】
【実施例】図1〜6は、本発明の実施例を示している。
本発明の製造方法により造られるシールリング9は、充
填材10の周囲全体を金属薄板11で巻回する事によ
り、断面が円形で全体を円環状としている。このうちの
充填材10は、図2に示す様な帯状の素材12を、図3
或は図4に示す様に、上記金属製芯材と軟質材層との重
ね合わせ方向に一致する上記素材12の厚さ方向に湾曲
させつつ螺旋状に巻回して円環状に丸め、この素材12
直径方向に亙って2層以上重ね合わせて成る。
【0011】又、上記素材12を造る場合、先ず、金属
製芯材であるフック付鉄板13の両面に、軟質材である
膨張黒鉛粒子をプレス成形する事により板状としたもの
を貼着して、上記素材12よりも幅広のシートとする。
そして、このシートを所定の幅寸法に切断する事によ
り、上記素材12とする。尚、この素材12の厚さ寸法
Tと幅寸法Wとは、この素材12を組み込んで造られる
シールリング9の断面直径Dに応じて設計的に定める
が、例えば上記直径Dを3.5〜5mmとする場合、上記
厚さ寸法Tを1.0〜1.6mm程度、上記幅寸法Wを
2.5〜4.2mm程度とする。
【0012】上述の様にして造られた素材12は、図3
に示す様に、造るべきシールリング9の2周分の長さを
有するものを1枚、螺旋状に巻回するか、或は図4に示
す様に、造るべきシールリング9の1周分の長さを有す
るものを2枚、それぞれ円形に丸め、内周側と外周側と
に配置する事により、上述の様に、直径方向に亙って2
層に重ね合わせる。そして、この様に直径方向に亙って
2層以上重ね合わされた充填材10の周囲を、SUS3
04、SUS310S、或はインコネル製で、厚さが
0.2〜0.3mm程度の金属薄板11で巻回する事によ
り、図1に示す様なシールリング9として完成する。
の際、上記充填材10を構成する上記各素材12の面方
向(図1の上下方向)と完成後のシールリング9の中心
軸の方向(図1の上下方向)とを一致させる。
【0013】上述の様にして本発明の製造方法により造
るシールリング9は、例えば図5〜6に示す様に、継手
を構成する1対のフランジ14、15同士の間で挟持す
る。先ず、図5に示した構造の場合、一方のフランジ1
4の側面に形成した凹溝16に上記シールリング9を、
一部がこの凹溝16から突出する状態で嵌着し、この突
出部分に他方のフランジ15の側面を押し付けている。
又、図6に示した構造の場合、接続すべき管17の端部
を、上記一方のフランジ14の側面から突出させ、この
突出部に上記シールリング9を外嵌すると共に、他方の
フランジ15に形成した傾斜面18により上記シールリ
ング9を、上記一方のフランジ14の側面並びに上記管
17の端部外周面に押圧している。
【0014】前述の様にして造り、上述の様に継手部分
に組み込んで使用する、上記シールリング9の場合、特
に面倒な加工作業を必要とせず、しかも充填材10を造
る為の材料の歩留まりを極めて高く出来る為、製作費の
低廉化を図れる。即ち、本発明の製造方法により造るシ
ールリング9を構成する充填材10は、図2に示す様な
帯状の素材12を丸める事で造る。この際、金属製芯材
の両面にコンパウンドの層を形成する事により平板状に
造られたシートから、この素材12を造る場合に生じる
廃材は、極く少量となる。従って、高価な膨張黒鉛粒子
を軟質材として使用した場合でも、上記シールリング9
の製作費が徒に嵩む事はない。
【0015】又、本発明の製造方法により造ったシール
リング9の場合、使用時にこのシールリング9に加わる
力の作用方向(図1、5、6の上下方向)と、上記充填
材10の面方向とが一致する。この為、この充填材10
が変形し易く、比較的小さな力で上記シールリング9が
圧縮される。この為、十分なシール性能を得る為に、上
記シールリング9に加えなければならない荷重が小さく
て済む。
【0016】例えば、本発明者が行なった実験による
と、前述の図9に示す様な従来の渦巻ガスケット1の場
合、上記荷重とシール性(継手部からの気体の漏れ量)
及びシールリングの歪み量(圧縮変形量)との関係が、
図7に破線aで示す様に、前述の図10に示す様な従来
のシールリング4の場合、上記荷重とシール性及びシー
ルリングの歪み量との関係が、同図に鎖線bで示す様
に、それぞれ変化した。これに対して、本発明の製造方
法により造ったシールリング9の場合には、上記荷重と
シール性及びシールリングの歪み量との関係が、同図に
実線cで示す様に変化した。この図7の記載から明らか
な通り、本発明の製造方法により造ったシールリング9
によれば、継手部に設けるボルトとナットとの緊締力を
特に大きくしなくても、十分なシール性を得られる。そ
して、十分な荷重を与えておけば、多少荷重が低下した
場合でも、シール性を確保出来る。又、前記充填材10
は、全体を金属薄板11により巻回されていて外部に露
出する事はない。この為、排気管継手部の様な高温環境
下で使用しても、上記充填材10を構成する膨張黒鉛シ
ート等の軟質材が直接高温の外気に曝される事はな く、
十分な耐熱性確保を図れる。
【0017】尚、図3に示す様な充填材10を造る場
合、予め図2に示す様に帯状に切断された素材12を図
3、4に示す様に丸める他、図8(A)に示す様な矩形
の素材19を同図(B)に示す様に丸めた後、同図
(C)に示す様に、所定の幅寸法に切断して、充填材1
0とする事も出来る。この場合に於いて、上記素材19
を同図(B)に示す様に丸めた状態で、この素材19の
端縁をこの端縁が当接している外周面部分に接着すれ
ば、後に続く切断作業等を容易に行なえる。
【0018】
【発明の効果】本発明のシールリングの製造方法は、以
上に述べた通り構成され作用する為、適当な耐圧縮性を
有し、優れたシール性及び耐熱性を有するシールリング
を安価に提供出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す部分断面図。
【図2】素材の斜視図。
【図3】素材を丸めて造られる充填材の第1例を示す斜
視図。
【図4】同じく第2例を示す端面図。
【図5】使用状態の第1例を示す部分断面図。
【図6】同じく第2例を示す部分断面図。
【図7】シールリングに加えられる荷重とシール性及び
シールリングの歪み量との関係を示す線図。
【図8】充填材の製造方法の別例を示す図。
【図9】従来のシール材の第1例を示す部分断面図。
【図10】同第2例を示す部分断面図。
【符号の説明】 1 渦巻ガスケット 2 帯状金属薄板 3 コンパウンド層 4 シールリング 5 充填材 6 金属薄板 7 コンパウンド 9 シールリング 10 充填材 11 金属薄板 12 素材 13 フック付鉄板 14 フランジ 15 フランジ 16 凹溝 17 管 18 傾斜面 19 素材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 多田 義隆 神奈川県大和市深見西1丁目5番2号 日本ラインツ株式会社内 (56)参考文献 実開 平2−119568(JP,U) 実開 平5−38465(JP,U) 実開 昭62−184276(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16J 15/00 - 15/14

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属製芯材の少なくとも片面に軟質材層
    予め形成したシート材を切断する事で造られた帯状の
    素材を、上記金属製芯材と軟質材層との重ね合わせ方向
    に一致するこの素材の厚さ方向に湾曲させる事により、
    径方向に関してこの素材が複数の層に重ね合わされた円
    環状の充填材を造り、この充填材を構成する上記各素材
    の面方向と完成後のシールリングの中心軸の方向とを一
    致させた状態で上記充填材の周囲全体を金属薄板で巻回
    する事により全体が円環状のシールリングとする、シ
    ールリングの製造方法。
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KR101294323B1 (ko) * 2011-05-27 2013-08-07 박홍기 링시일용 필러 및 이의 제조방법과 상기 필러를 갖는 링시일
CN103693516B (zh) * 2013-12-06 2015-11-04 中国石油大学(华东) 柔性石墨金属缠绕式垫片高效缠绕机
CN104214344A (zh) * 2014-09-24 2014-12-17 成都达城机电设备有限公司 增强型石墨密封环

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