JP3336166B2 - うず巻形ガスケットの製造方法 - Google Patents

うず巻形ガスケットの製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高温高圧の機器や
配管の継手部に使われ、水、油、蒸気、ガス等の流体を
シールする目的で、テープ状の金属製波形薄板(以下フ
ープと略する)と石綿や膨張黒鉛等のテープ状の充填材
(以下フィラーと略する)を互いに重ね合わせた状態で
複数回うず巻状に巻回してなるうず巻形ガスケットに係
り、特に自動車用排気系部品等の差し込み型構造のフラ
ンジ継手に使用する場合に有用なうず巻形ガスケットの
製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】うず巻形ガスケットは、事前に略V字形
やW字形等に形成されているテープ状の金属製のフープ
と石綿テープ等のフィラーをはさみ、互いに重ね合わせ
て巻回する方法で製造されており、これを基本形と称し
ている。図6〜図7に、従来の渦巻形ガスケット1を示
す。同図中、2は断面波形の金属薄板(厚さ約0.13
mm〜0.15mm)からなるフープ材、3は無機繊維等を
主材として形成されたフィラー材である。
【0003】上記構成の渦巻形ガスケットを製作するに
は、初めにフープ材2のみを巻取り駒(図示してない)
に1〜3周にわたって巻き付け(空巻き)、その空巻部
分の所要部位にスポット溶接による溶接固定部を形成
し、そのあとフィラー材3を挿入し、フープ材とフィラ
ー材を重ねて巻き込み、巻き終り部分では、フープ材の
みを巻き付け、スポット溶接してフープ材同士を固定し
ている。
【0004】そして、内周側フープ材の溶接固定部2b
は、製作上、巻き初め先端から約1/4周程度離れた部
位で行われ、その1/4周に当るフープ材部分2aが残
されるが、その端部のバリが取り扱い時危険なため、前
記フープ材部分2aを溶接固定部2bの近傍で切断除去
し、製品としている。
【0005】また、それ以外に締付圧力によるガスケッ
ト本体の変形の防止や中心出しを目的として、金属製補
強リングをガスケット本体の内側や外側あるいは両方に
付けた内輪付、外輪付、内外輪付などと称される種々の
タイプが知られている。このうず巻形ガスケットは、金
属製フープとクッション性を持つフィラーを交互に重ね
合わせて巻回する構造をしているため弾力性に富み、熱
による膨張収縮にも対応できるためシール性が優れてお
り、高温用の理想的なガスケットの一つと考えられてい
る。そして、自動車のエキゾーストマニホールドやフロ
ントチューブやマフラー等の排気系部品の接合部に使わ
れているガスケットとして広く知られていた。
【0006】フィラーの種類としては、従来は石綿ペー
パーを帯状にスリットした石綿テープが一般的であった
が、石綿繊維は天然鉱物であり資源の枯渇が心配される
ことや石綿繊維が原因と推測されている健康障害が社会
問題となって世界的に石綿の使用が制限される傾向とな
ってきたため、現在は石綿以外の無機繊維を主材料とし
たノンアスベストペーパーをスリットしたもの(以下N
Aテープと略する)が使われるようになってきた。
【0007】このNAテープに用いられる材料として
は、各種の無機繊維(石綿以外)と針状や鱗片状の充填
材を組み合わせてバインダーで固着させて使用している
が、繊維径が細くフィブリル状になっている石綿繊維に
比べると、いずれも繊維径が太くて剛直なものが多く無
機材料相互間の絡まりがない。そのため、このNAテー
プをフィラーとしたうず巻形ガスケットは高温のガスに
直接さらされNAテープ中のバインダーが分解してしま
うと、振動等により容易にフィラーが脱落してしまう問
題が生じることがあった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】一般に、自動車用の排
気系部品の接合部には、フランジを接合する時の操作性
を上げるために、図5に示すように排気ガスが流れ込む
上流側フランジ9を下流側フランジ10内に突出させて
インロー部11を形成させ、これを下流側のフランジ1
0を溶接した排気管内に差し込む構造となっているもの
があり、うず巻形ガスケット1はインロー部11にはめ
込み上流側と下流側のフランジ9,10の間をシールす
るものである。このとき、ガスケット1の寸法はインロ
ー部11に装填する時やフランジを接合する時の操作性
を上げるために、インロー部11の外径より大きく、フ
ランジ部10の内径より小さくしてある。従って、図5
に示すように排気管12の中心とガスケットの中心がず
れてしまい、ガスケット1のフィラー材3が直接排気ガ
スにさらされるように取り付けられる場合が出てきてし
まうことがある。このような場合、従来の石綿テープを
フィラーに用いた時は大きな問題にはならなかったが、
NAテープは無機材料間の結合力が弱いため、バインダ
ーが熱分解すると振動等により容易に脱落し、ガスケッ
ト1のシール性能が短期間のうちに低下する欠点が見ら
れた。
【0009】この対策としては、金属製補強リングをガ
スケット本体の内側に取り付けた内輪付きのものを使用
することが考えられるが、ガスケット全体の重量が増え
るため軽量化に逆行することや打ち抜きあるいは切り出
した金属製のリングを使用するために価格が高くなると
いう問題があった。
【0010】また、他の方法としては、うず巻形ガスケ
ット本体の内周側にセンタリングのための環状体を一体
に設ける技術(実開平3−93654号)が知られてい
るが、環状体を本体形成後に取り付ける場合は工程数が
増え作業も繁雑であり、環状体を本体のフープの形状を
変形したものとし連続的に製造する場合はフープの折り
曲げ加工するロールが2種類必要であることなどから、
いずれもコストアップの要因となってしまった。
【0011】さらに他の技術として、多角形体のガイド
をガスケット本体の内側あるいは外側に付けたもの(特
開平4−73470号)もあるが、これもまたフープの
折り曲げ加工するロールと両サイドを切断するロールの
2種類が必要となることや多角形体と本体との間に補助
巻芯が必要となることからコストアップになるのが避け
られなかった。
【0012】本発明の目的は、以上の点に鑑みてなされ
たもので、リング等を使用することなく、しかも安価で
ガスケット本体のセンタリングが可能なうず巻形ガスケ
ットの製造方法を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項1の発明のうず巻形ガスケットの製造方法は、横
断面がL字形となるように片面に溝を設けた巻型に、テ
ープ状金属薄板を所定形状に加工した後、セットし、上
記巻型と対称な形状の押え駒で、前記溝の位置にて圧力
を加えて前記金属薄板の下端部を中心に向かって曲げな
がら、得られたフープ材を1周巻回した後、その終端部
を溶接し、その後、上記押え駒を下げてから、他の押え
駒で圧力を加えながら上記最内周のフープ材上に所定回
数空巻した後、フィラー材をはさんで互いに重ね合わせ
て所定回数巻回し、最外周のフープ材のみを1周空巻し
て溶接することによりうず巻形ガスケットを構成するこ
とを要旨とする。
【0014】その場合、上記センタリング部は最内周の
フープ材に、かつその円周方向に2/3以上曲げられる
ように構成する。
【0015】本発明によって製造されたうず巻形ガスケ
ットは、ガスケット本体の内周フープ材の上端部あるい
は下端部が内側に曲げられてセンタリング部を構成して
おり、そのセンタリング部が排気管のインロー部に外接
するので、ガスケット本体が管内方にはみ出すことがな
くなり、センタリングが容易に可能となり、フィラー材
が排気ガスと接触しないため脱落が防止でき、長期間に
わたってシール性が保持できる。また、内周フープ材を
内側に曲げるにあたっては、例えば溝を設けた巻型に押
え駒を押しつけて成形すればよいので、既存の設備を多
少改良するだけで製造することができ、生産性も変わら
ないためコストアップを防ぐことができる。
【0016】
【発明の実施の態様】本発明の好ましい実施の態様は、
例えば、図3において、横断面がL字形となるように片
面に溝6aを設けた巻型6上にテープ状金属薄板2を所
定形状に加工した後、図示の如くセットし、巻型6と対
称な形状の押え駒7で、溝6aの位置にて圧力を加えて
金属薄板2の下端部を中心に向かって曲げながら、得ら
れたフープ材2を1周巻回した後、その終端部2bを点
溶接する。その後押え駒7を下げてから、他の押え駒8
で圧力を加えながら最内周のフープ材2上に所定回数空
巻した後、フィラー材3をはさんで互いに重ね合わせて
所定回数巻回し、最外周のフープ材のみを1周空巻して
その終端部を点溶接する。
【0017】この場合、例えば、その最内周のフープ材
の1周巻き部分2aの下端部が円周方向に2/3以上の
長さだけ中心側に曲げられてセンタリング部4が形成さ
れると共にその1周巻き部分2aのフープ材部分の終端
部2bを点溶接する。
【0018】
【実施例】以下図面に示す本発明の実施例を説明する。
図1及び図2は本発明によって製造するうず巻形ガスケ
ット1の一実施例を示す。同図において、うず巻形ガス
ケット1はテープ状の金属製波形薄板のフープ材2と、
無機繊維を主材とするNAテープのフィラー材3とをう
ず巻形に成巻して構成されているが、その内周部分及び
外周部分はフープ材2のみから成る空巻部分5a,5b
となっている。内周空巻部分5aの少なくとも最内周の
フープ材の1周巻き部分2aの下端部が円周方向に2/
3以上中心側に曲げられてセンタリング部4が形成され
ると共にその終端部2bは点溶接されている。なお、セ
ンタリング部4の長さは円周方向にフープ材の1周の2
/3以上曲げられている必要があるが、それ以上であれ
ば全く問題がなく、また最内周に限らず、空巻部分5a
の2周目以降のフープ材を曲げて形成しても差し支えな
い。更にセンタリング部4の幅は使用する排気管によっ
ても変わるが、1〜3mm程度とすれば十分である。また
曲げる位置は長さに応じて適宜定めることができる。フ
ィラー材3の種類としてはNAテープ、あるいは膨張黒
鉛テープに対し効果が見られるが、コストの点から言え
ばNAテープが好ましく、またフープ材2の種類や形状
には限定されない。
【0019】図3は前記うず巻形ガスケットの製造方法
の一実施例の概略を示す。同図において、6は横断面が
L字形となるように片面溝6aを設けた巻型、7は該巻
型と対称な形状の回転可能な押え駒で、巻型6に対し係
合、離脱可能に設けられている。
【0020】まず、テープ状金属(例えば、SUS30
4)薄板を略W字形に絞り加工した後、得られたフープ
材2を図示の如く巻型6にセットし、巻型6を回転させ
ると共に押え駒7をこれに係合するように接近させ前記
溝6aと対向する位置にて圧力を加えてフープ材2の最
内周2aの下端部を中心側に曲げてセンタリング部4を
形成し、フープ材2を1周巻いた後、その終端部を点溶
接する。その後、押え駒7を下げて離脱させてから、押
え駒8を係合させて圧力を加えながら巻型6を回転させ
て上記1周巻いたフープ材2の上に続けて2周フープ材
2のみを空巻して、前記内周空巻部分5aを作った後、
NAテープのフィラー材をはさみ互いに重ね合わせて5
周巻回し、その後再度フープ材2のみを1周空巻し、そ
の終端部を点溶接して前記外周空巻部分5bを作って完
成させる。
【0021】上述した製造方法によって得られたうず巻
形ガスケット1は、例えば図4に示すように排気管12
のインロー部11にはめ込んで使用されるが、その際、
前記センタリング部4によりセンタリングされるので、
ガスケット1の幅方向の両端面が上流側フランジ10と
下流側フランジ9の対向面に確実に接し、フィラー材3
が直接排気ガスにさらされないために脱落等が起こらず
長期間にわたり高いシール性を保持することができる。
【0022】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の製造方法によれば、上記センタリング部の成形は巻型
の溝にこれと対称な形状の押し駒を押圧させるだけでよ
いので、従来装置の巻型と押え駒を多少改良するだけで
よく、またフィラー材に対する溶接は、フープ材を1周
巻いた後の1箇所で行なえばよく、生産性の良い状態で
センタリング用突起部を有するうず巻形ガスケットを得
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の製造方法で形成されるうず巻形ガスケ
ットの一実施例を示す横断面図である。
【図2】図1の平面図である。
【図3】本発明の製造方法を実施する装置の主要部を示
す概略図である。
【図4】本発明で得られるうず巻形ガスケットの使用状
態の一例の横断面図である。
【図5】従来のうず巻形ガスケットの使用状態の一例の
横断面図である。
【図6】従来のうず巻形ガスケットを示す平面図であ
る。
【図7】図6の横断面図である。
【符号の説明】
1 うず巻形ガスケット 2 フープ材 2a フープ材2の最内周巻き部分 2b フープ材2の最内周の終端溶接部分 3 フィラー材 4 突起部 5a 内周空巻部分 5b 外周空巻部分 6 巻型 6a 溝 7 押え駒 8 押え駒 9 上流側フランジ 10 下流側フランジ 11 インロー部 12 排気管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−180771(JP,A) 実開 平7−41141(JP,U) 実開 昭56−70249(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16J 15/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 横断面がL字形となるように片面に溝を
    設けた巻型に、テープ状金属薄板を所定形状に加工した
    後、セットし、上記巻型と対称な形状の押え駒で、前記
    溝の位置にて圧力を加えて前記金属薄板の下端部を中心
    に向かって曲げながら、得られたフープ材を1周巻回し
    た後、その終端部を溶接し、その後、上記押え駒を下げ
    てから、他の押え駒で圧力を加えながら上記最内周のフ
    ープ材上に所定回数空巻した後、フィラー材をはさんで
    互いに重ね合わせて所定回数巻回し、最外周のフープ材
    のみを1周空巻して溶接することによりうず巻形ガスケ
    ットを構成することを特徴とするうず巻形ガスケットの
    製造方法。
  2. 【請求項2】 上記センタリング部は最内周のフープ材
    に、かつその円周方向に2/3以上曲げられていること
    を特徴とする請求項1に記載のうず巻形ガスケットの製
    造方法。
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