JP4869493B2 - 高温継手部用ガスケットおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車用エンジンに接続される排気管の途中の継手部等の高温継手部に用いられるガスケットおよびその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
自動車用エンジンから排出される高温の排気ガスを触媒装置や消音器を通して大気中に放出する排気管の途中には通常、エンジンの振動を触媒装置や消音器に直接伝えないようにすべく、図5に示す如き継手部1が設けられており、排気ガスで高温になるその継手部1には、そこからの排気ガスの漏洩を防止するために通常、ガスケット2が組み込まれている。
【0003】
かかる排気管途中の高温継手部1に組み込まれるガスケット2は、従来は、図6(a)に示すように可焼性グラファイトシート(膨張黒鉛シート)からなる耐熱シート3とステンレスワイヤーのニット袋編み金網からなる補強材4とを混在一体化させた後、図6(b)に示すようにその耐熱シート3が一体化した補強材4を筒状に巻回し、その筒状巻回物を金型内で圧縮成形して、図6(c)および(d)に示すように、カップ状の継手部1に対応する球面状の外周面を持つ環状物に形成し、その環状物の外周面に、異常摩擦音および摩擦係数を低減させる目的で、窒化ホウ素、マイカ、シリカ、アルミナあるいはポリテトラフルオロエチレン樹脂等の潤滑材からなる被覆5をコーティングで設けている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の上述の如き高温継手部用のガスケット2は、500℃以下の温度域にて使用されてきたが、近年、自動車の排気ガスの規制がますます厳しくなるにつれて、排気ガスの温度が上昇して、当該ガスケットの温度が500℃を超える環境にさらされ、従来のガスケット2の耐熱シート3としての可焼性グラファイトシート(膨張黒鉛シート)では、500℃以上の酸化雰囲気中では昇華および分解してしまうことから使用に耐えられない可能性があるという問題が生じた。
【0005】
上記問題を解決すべく、本願発明者は、研究過程において、筒状に巻回した金網を仮金型で圧縮成形して作製した金網単体の仮成形品を補強材として、その補強材の隙間に耐熱充填材または耐熱潤滑材を充填してその内部及び周囲で固化させたものに耐熱潤滑材をコーティングして、乾燥、圧縮成形の過程を経て高温継手部用ガスケットを製造することに想到した。
【0006】
さらに、本願発明者は、かかる高温継手部用ガスケットの、圧縮成形後の金網形状の復元や実装中の三次元微振動による金網の緩みによるガスケットの寸法精度や形状保持への影響に着目し、かかる影響を防止することができれば、先に述べた問題を解決できるだけでなく、高温継手部用ガスケットの寸法精度及び実装中のガスケットの形状保持性能を向上させ得て、さらに高精度かつ高品質の高温継手部用ガスケットを提供できることを見出した。
【0007】
この発明は、上述した本願発明者の知見に鑑みて上記課題を有利に解決した、高温継手部用ガスケットおよびその製造方法を提供することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
この発明の請求項1記載の高温継手部用ガスケットは、金属製の網状もしくはウール状の補強材の隙間に耐熱充填材または耐熱潤滑材が充填されて形成されたガスケット基体と、そのガスケット基体の表面を覆う前記耐熱潤滑材から形成された被覆とを具えてなる高温継手部用ガスケットにおいて、前記ガスケット基体の前記補強材が、仮成形された状態で還元性の焼結雰囲気中で所定時間加熱処理されて焼結された焼結補強材であり、前記耐熱充填材が主として珪藻土もしくは合成雲母またはそれらの混合物からなり、前記耐熱潤滑材が窒化ホウ素もしくはポリテトラフルオロエチレン樹脂またはそれらの混合物からなることを特徴とする。
【0009】
この高温継手部用ガスケットにあっては、仮成形した金属製の網状もしくはウール状の補強材を還元性の焼結雰囲気中で所定時間加熱処理して焼結された焼結補強材を形成し、その焼結補強材の隙間に前記耐熱充填材または耐熱潤滑材を充填してガスケット基体を形成し、そのガスケット基体の表面を前記耐熱潤滑材から形成した被覆で覆っている。
【0010】
従って、この発明の高温継手部用ガスケットによれば、焼結補強材で、高温継手部用ガスケットの圧縮成形後の金網形状の復元及び三次元微振動等の外力による金網の緩みを防止することができるので、ガスケットの寸法精度や形状保持を向上させることができる。
【0011】
しかも、耐熱充填材または耐熱潤滑材を充填してガスケット基体を形成し、そのガスケット基体の表面を前記耐熱潤滑材から形成した被覆で覆っているから、従来の可焼性グラファイトシートを用いたガスケットと異なり、500℃以上の高温で使用してもそれらガスケット基体および被覆が昇華・分解してしまうことが無い。
【0012】
それゆえこの発明の高温継手部用ガスケットによれば、高温継手部用ガスケットの寸法精度及び実装中の三次元微振動等の外力に対するガスケットの形状保持性能を向上させることができるとともに、高温下でも高いシール性を長期間維持し得る、高精度かつ高品質な高温継手部用ガスケットを提供することができる。
【0014】
またこの発明によれば、ガスケット基体の表面を、主として窒化ホウ素もしくはポリテトラフルオロエチレン樹脂またはそれらの混合物からなる耐熱潤滑材から形成した被覆で覆っているから、上記のように高い耐熱性を有すると同時にガスケット表面に低い摩擦係数を有する。従って、この発明の高温継手部用ガスケットによれば、継手部内での補強材と継手部との摺接により円滑な摺動をもたらすので、エンジンの振動の遮断が可能となる。
【0015】
一方この発明の請求項2記載の高温継手部用ガスケットの製造方法は、金属製の網状もしくはウール状の補強材の隙間に耐熱充填材または耐熱潤滑材を水溶液の状態にて充填し、前記耐熱充填材または前記耐熱潤滑材を固化させた後乾燥させてガスケット基体を形成し、前記耐熱潤滑材でそのガスケット基体の表面を覆うとともに、そのガスケット基体を所定寸法・形状に成形することにて高温継手部用ガスケットを製造する方法において、前記ガスケット基体の前記補強材を、仮成形した状態で還元性の焼結雰囲気中で所定時間加熱処理することにて焼結して焼結補強材とし、前記耐熱充填材が主として珪藻土もしくは合成雲母またはそれらの混合物からなり、前記耐熱潤滑材が窒化ホウ素もしくはポリテトラフルオロエチレン樹脂またはそれらの混合物からなることを特徴とする。
【0016】
かかる製造方法によれば、焼結補強材で、高温継手部用ガスケットの圧縮成形後の金網形状の復元及び三次元微振動等の外力による金網の緩みを防止することができるので、ガスケットの寸法精度や形状保持を向上させることができる。
【0017】
しかも、かかる製造方法によれば、その焼結補強材の隙間に耐熱充填材または耐熱潤滑材を水溶液の状態にて充填するので、焼結補強材の隙間への耐熱充填材または耐熱潤滑材の充填を容易に行うことができ、その後、耐熱充填材または耐熱潤滑材を固化させてから焼結補強材を引き上げ、耐熱充填材または耐熱潤滑材を乾燥させてガスケット基体を形成するので、耐熱充填材または耐熱潤滑材の水溶液から焼結補強材を引き上げる際に液垂れがほとんど生じないことから、焼結補強材の隙間に耐熱充填材または耐熱潤滑材を容易かつ確実に保持し得て、ガスケット基体を効率的に形成することができる。
【0018】
そしてその後、耐熱潤滑材でそのガスケット基体の表面を覆うとともに、そのガスケット基体を所定の寸法および形状に成形するので、表面が充分に耐熱潤滑材の被覆で覆われた正確な寸法および形状の高温継手部用ガスケットを製造することができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施の形態を実施例によって、図面に基づき詳細に説明する。ここに、図1は、この発明の高温継手部用ガスケットの一実施例を示す断面図であり、図中従来例と同様の部分はそれと同一の符号にて示す。
【0020】
この実施例のガスケット6は、仮成形した金属製の網状の補強材を水素ガスを用いた還元性の焼結雰囲気中で焼結されて形成された焼結補強材4の隙間に主として珪藻土からなる耐熱充填材7を充填して形成したガスケット基体8と、そのガスケット基体8の表面を覆う主として窒化ホウ素とポリテトラフルオロエチレン樹脂とを混合した耐熱潤滑材からなる被覆9と、を具えてなるものである。
【0021】
かかる実施例のガスケット6は、この発明の製造方法の一実施例としての、図2に示す製造方法によって、以下に述べるようにして製造する。すなわちここでは、まず図2のステップS1にて、補強材としての、ステンレス製ワイヤーの(ニット袋編み)金網を筒状に巻回したものを仮金型内にセットする。なお、ここでのステンレス製ワイヤーには、オーステナイト系ステンレス鋼SUS304からなるものを使用している。
【0022】
次のステップS2では、上記筒状に巻回した金網を上記仮金型で圧縮成形して金網単体の仮成形品(以下、仮成形金網という。)を作製する。この仮成形金網は、製品としてのガスケットと同様の形状を持つが、製品よりも外径が僅かに小さい一方内径が僅かに大きくなるように形成して、後述の本金型内にセットし易くする。そして続くステップS3では、この仮成形金網を、水素ガスを用いた還元性の焼結雰囲気(ガス流量16m3/hour)中で、温度1150℃にて7分間加熱処理して焼結された焼結金網を作製する。
【0023】
そして続くステップS4では、攪拌により流動性を与えてある耐熱充填材の水溶液に上記の焼結金網を大気中で約5分間浸漬(常圧浸漬処理)して、その焼結金網からなる焼結補強材4の隙間に耐熱充填材の水溶液を充填し、その後、耐熱充填材をチキソトロピー現象により焼結補強材4の内部および周囲で固化させてから焼結補強材4を引き上げる。
【0024】
なお、ここにおける耐熱充填材の水溶液としては、例えば、以下の表1に示す組成のものであり、容器に所定量のイオン交換水を入れ、それを常温下で攪拌しながらそれに例えば以下の表2に示す合成ベントナイト(コープケミカル株式会社製の商品名合成スメクタイトSWF−100)を上記組成分だけ少しずつ加えてチクソトロピックな透明性のある液を作り、それに高攪拌下で例えば以下の表3に示す珪藻土(昭和化学工業株式会社製の商品名ラジオライトF)を上記組成分だけ除々に添加し、それを充分攪拌することで、チクソトロピックで不透明な分散液として調製したものを用いることができる。
【0025】
【表1】
【0026】
【表2】
【0027】
【表3】
【0028】
上記ステップS4に代えてステップS5で、耐熱充填材の減圧浸漬処理を行っても良く、この減圧浸漬処理では、焼結金網である焼結補強材4と耐熱充填材の水溶液とを好ましくは10Torr以下の減圧容器に別々に入れて、金網の物理吸着ガスおよび水溶液の溶存ガスをそれぞれ脱気した後、攪拌により流動性を与えてある耐熱充填材の水溶液にその焼結金網を上記と同様の減圧値の減圧容器中で約5分間浸漬して、その焼結金網からなる焼結補強材4の隙間に耐熱充填材の水溶液を充填し、その後、耐熱充填材をチキソトロピー現象により焼結補強材4の内部および周囲で固化させてから焼結補強材4を引き上げる。
【0029】
次のステップS6では、上記のようにして隙間に耐熱充填材7を充填した焼結補強材4に100℃の熱風乾燥機で30分から40分間加熱処理を行ってその耐熱充填材7から水分を除去した後、それを室温まで冷却してガスケット基体8を形成し、続くステップS7では、そのガスケット基体8を耐熱潤滑材の水溶液に大気中で約2〜3分間浸漬(常圧浸漬処理)して、その耐熱潤滑材をガスケット基体8の表面にコーティングする。
【0030】
なお、ここにおける主として珪藻土からなる耐熱充填材7の水溶液には、水85重量%以下、珪藻土20重量%以下、合成ベントナイト5重量%以下で、合計100重量%となる、具体的には水82.0重量%、珪藻土16.5重量%、合成ベントナイト1.2重量%のものを使用している。これにより、耐熱充填材7の水溶液の流動性が充分にあって焼結補強材4の隙間への耐熱充填材7の充填を容易に行うことができるとともに、合成ベントナイトによって耐熱充填材7の水溶液にチキソトロピー現象を生じさせることができる。
【0031】
また、ここにおける耐熱潤滑材の水溶液には、以下の表4に示す組成のものであり、攪拌容器にそれぞれ上記組成分に対応する所定量の例えば以下の表5に示すPTFEディスパージョン(ダイキン株式会社製の商品名ポリフロンTFEディスパージョンD−1)および例えば以下の表6に示す窒化ホウ素ディスパージョン(昭和電工株式会社製の商品名ルービーエヌLBN5026)を入れ、それを常温下で攪拌しながら上記組成分に対応する所定量の例えば以下の表7に示す窒化ホウ素粉末(昭和電工株式会社製の商品名ショウビーエヌUHP−1)をそこに少しずつ加えてダイラタントで(手のひらに塗ると滑性が認められる)不透明な含浸液として調製したものを使用している。ちなみに、窒化ホウ素の基礎物性は、表8に示す如きであり、その潤滑作用は、酸化雰囲気中(空気中)では950℃程度まで認められる。
【0032】
【表4】
【0033】
【表5】
【0034】
【表6】
【0035】
【表7】
【0036】
【表8】
【0037】
次のステップS8では、上記耐熱潤滑材をコーティングしたガスケット基体8に140〜150℃の熱風乾燥機で30分から40分間加熱処理を行ってその耐熱潤滑材をベーキングすることで、PTFEを樹脂化させてフィルム状の耐熱潤滑材被覆9を形成し、続くステップS9では、その耐熱潤滑材9をコーティングしたガスケット基体8を、本金型内にセットしてその本金型で正規の寸法および形状に圧縮成形して、製品としてのガスケット6を形成する。かかる方法により形成された高温継手部用ガスケット6は、寸法精度も良く、また三次元微振動にも十分耐え得るガスケットであることが確認された。
【0038】
従って、この実施例の高温継手部用ガスケット6にあっては、金属製の網状の補強材を水素ガスの焼結雰囲気中で所定時間加熱処理して焼結された焼結補強材4の隙間に主として珪藻土からなる耐熱充填材7を充填して、ガスケット基体8を形成しているから、焼結補強材4で、高温継手部用ガスケット6の圧縮成形後の金網形状の復元及び三次元微振動等の外力による金網の緩みを防止することができるので、ガスケットの寸法精度や形状保持を向上させることができる。
【0039】
しかも、焼結補強材4の隙間に主として珪藻土からなる耐熱充填材7を充填するとともに、かかるガスケット基体8の表面を、主として窒化ホウ素とポリテトラフルオロエチレン樹脂とを混合してなる耐熱潤滑材からなる被覆9で覆っているから、従来の可焼性グラファイトシートを用いたガスケットと異なり、500℃以上の高温で使用してもそれらガスケット基体および被覆が昇華・分解してしまうことが無い。その上従来の可焼性グラファイトからなる耐熱シート3を用いたものと異なり、500℃以上の高温で使用してもそれらガスケット基体8および被覆9が昇華・分解してしまうことが無い。従って、この実施例の高温継手部用ガスケット6によれば、高温継手部用ガスケットの寸法精度及び実装中のガスケットの形状保持性能を向上させ得て、さらに高精度かつ高品質のものとすることができるとともに、高温下でも高いシール性を長期間維持することができる。
【0040】
さらに、この実施例の高温継手部用ガスケット6にあっては、ガスケット基体8の表面を、主として窒化ホウ素とポリテトラフルオロエチレン樹脂とを混合してなる耐熱潤滑材からなる被覆9で覆っているから、高い耐熱性を有すると同時にガスケット表面に低い摩擦係数を有する。従ってこの実施例の高温継手部用ガスケット6によれば、継手部1内での焼結補強材4と継手部1との摺接により円滑な摺動をもたらすので、エンジンの振動の遮断が可能となる。
【0041】
その上、この実施例の高温継手部用ガスケット6によれば、金属製の網状の焼結補強材4はステンレスワイヤーからなるものとしているので、焼結補強材4の耐熱性および耐食性を高めて、当該ガスケット6のより長期間の使用を可能にすることができる。
【0042】
また、この実施例の製造方法によれば、仮成形した金属製の網状の補強材を水素ガスの焼結雰囲気中で所定時間加熱処理することにて焼結された焼結補強材4を形成しているから、焼結補強材4で、金属製の網状の補強材の形状の復元及びそのガスケット6の実装中の三次元微振動のような外力による金網の緩みを防止させ得て、ガスケットの寸法精度や形状保持を向上させることができる。
【0043】
しかも、かかる製造方法によれば、焼結補強材4の隙間に耐熱充填材7を水溶液の状態にて充填しているから、焼結補強材4の隙間への耐熱充填材7の充填を容易に行うことができ、その後、耐熱充填材7を固化させてから焼結補強材4を引き上げ、耐熱充填材7を乾燥させてガスケット基体8を形成しているから、耐熱充填材7の水溶液から焼結補強材4を引き上げる際に液垂れがほとんど生じない。それゆえ、焼結補強材4の隙間に耐熱充填材7を容易かつ確実に保持し得て、ガスケット基体8を効率的に形成することができる。
【0044】
そしてその後、主として窒化ホウ素とポリテトラフルオロエチレン樹脂とを混合した耐熱潤滑材でガスケット基体8の表面を覆うとともに、そのガスケット基体8を本金型で所定寸法・形状に成形するので、表面が充分に耐熱潤滑材の被覆9で覆われた正確な寸法・形状の高温継手部用ガスケットを製造することができる。
【0045】
さらにこの実施例の製造方法において、金属製の網状の焼結補強材4の隙間に主として珪藻土からなる耐熱充填材7を水溶液の状態で充填する際、上記ステップ4を採用して、焼結補強材4と耐熱充填材7の水溶液とをそれぞれ減圧雰囲気中で脱気した後、焼結補強材4を耐熱充填材7の水溶液中に浸漬すれば、耐熱充填材7の内部に気泡が入るのを確実に防止し得て、ガスケット基体8の強度を高めることができる。
【0046】
なお、金属製の網状の補強材がステンレス製のものであったが、これに替えて鉄鋼製のものでも良く、例えば、鉄鋼製の網状の補強材として一般構造用圧延鋼材SS400を使用した場合には、上記実施例に示す、図2中ステップS1で鉄鋼製の金網を筒状に巻回したものを仮金型内にセットし、続くステップS2でかかる金網を仮金型内で圧縮成形して仮成形金網を作製し、続くステップS3で、先の実施例にてステンレス鋼SUS304を焼結した際の焼結条件と同一の焼結条件、即ち、焼結温度1150℃,焼結時間7分,還元性の焼結雰囲気として水素ガス(ガス流量16m3/hour)の雰囲気中で上記実施例と同様に仮成形金網を焼結して焼結補強材を作製する。以下、ステップS3から続くステップS4以降のステップと同様の処理を行うことにより、上記実施例に示す効果と同様の効果を有する高温継手部用ガスケットを製造することができる。
【0047】
図3は、この発明の高温継手部用ガスケットの他の一実施例を示す断面図であり、図中従来例と同様の部分はそれと同一の符号にて示す。
【0048】
この実施例のガスケット10は、金属製の網状の焼結補強材4の隙間に主として窒化ホウ素とポリテトラフルオロエチレン樹脂とを混合してなる耐熱潤滑材11を充填して形成したガスケット基体12と、そのガスケット基体12の表面を覆う上記耐熱潤滑材からなる被覆13と、を具えてなるものである。
【0049】
かかる実施例のガスケット10は、この発明の製造方法の他の一実施例としての、図4に示す製造方法によって、以下に述べるようにして製造する。すなわちここでは、まず図4のステップS11にて、先のステップS1及びステップS2と同様、仮金型内に補強材としての、ステンレスワイヤーのニット袋編み金網を筒状に巻回したものをセットし、その筒状に巻回した金網を上記仮金型で圧縮成形して仮成形金網を作製する。この仮成形金網も、製品としてのガスケットと同様の形状を持つが、製品よりも外径が僅かに小さい一方内径が僅かに大きくなるように形成して、後述の本金型内にセットし易くする。なお、ここにおける金網にも先の実施例で用いたものと同様に、ステンレス材料としてステンレス鋼SUS304を用いている。
【0050】
次のステップS12では、先のステップ3と同様、かかる仮成形金網を水素ガスを用いた還元性の焼結雰囲気(ガス流量16m3/hour)中で、温度1150℃にて7分間加熱処理して焼結された焼結金網を作製する。
【0051】
続くステップS13では、静置により流動性を与えてある耐熱潤滑材の水溶液に上記の焼結金網を大気中で約5分間浸漬(常圧浸漬処理)して、その焼結金網からなる焼結補強材4の隙間に耐熱潤滑材の水溶液を充填し、その後、耐熱潤滑材を急激に攪拌してダイラタンシー現象により焼結補強材4の内部および周囲で固化させてから焼結補強材4を引き上げる。なお、ここにおける耐熱潤滑材の水溶液にも先の実施例で用いた表4に示す組成の、主として窒化ホウ素とポリテトラフルオロエチレン樹脂とを混合した耐熱潤滑材の水溶液を用いている。
【0052】
上記ステップS13では常圧浸漬処理に代えて、耐熱潤滑材の減圧浸漬処理を行っても良く、この減圧浸漬処理では、金網単体の仮成形品である焼結補強材4と耐熱潤滑材の水溶液とを好ましくは10Torr以下の減圧容器に別々に入れて、金網の物理吸着ガスおよび水溶液の溶存ガスをそれぞれ脱気した後、静置により流動性を与えてある耐熱潤滑材の水溶液にその焼結金網を上記と同様の減圧値の減圧容器中で約5分間浸漬して、その焼結金網からなる焼結補強材4の隙間に耐熱潤滑材の水溶液を充填し、その後、耐熱潤滑材を急激に攪拌してダイラタンシー現象により焼結補強材4の内部および周囲で固化させてから焼結補強材4を引き上げる。
【0053】
次のステップS14では、上記のようにして隙間に耐熱潤滑材11を充填した焼結補強材4に100℃の熱風乾燥機で30分から40分間加熱処理を行ってその耐熱潤滑材11から水分を除去した後、それを室温まで冷却してガスケット基体12を形成し、続くステップS15では、そのガスケット基体12を耐熱潤滑材11の水溶液に大気中で約2〜3分間浸漬(常圧浸漬処理)して、その耐熱潤滑材11をガスケット基体12の表面にコーティングする。
【0054】
次のステップS15では、上記耐熱潤滑材11をコーティングしたガスケット基体12に140〜150℃の熱風乾燥機で30分から40分間加熱処理を行ってその耐熱潤滑材11をベーキングすることで、PTFEを樹脂化させてフィルム状の耐熱潤滑材被覆13を形成し、続くステップS16では、その耐熱潤滑材11をコーティングしたガスケット基体12を、本金型内にセットしてその本金型で正規の寸法および形状に圧縮成形して、製品としてのガスケット10を形成する。かかる方法により形成された高温継手部用ガスケット10は、寸法精度も良く、また三次元微振動にも十分耐え得るガスケットであることが確認された。
【0055】
従って、この実施例の高温継手部用ガスケット10にあっては、金属製の網状の補強材を水素ガスの焼結雰囲気中で所定時間加熱処理して焼結された焼結補強材4の隙間に、主として窒化ホウ素とポリテトラフルオロエチレン樹脂とを混合した耐熱潤滑材11を充填してガスケット基体12を形成しているから、焼結補強材4で、高温継手部用ガスケット10の圧縮成形後の金網形状の復元及び三次元微振動等の外力による金網の緩みを防止することができるので、ガスケットの寸法精度や形状保持を向上させることができる。
【0056】
しかも、この実施例の高温継手部用ガスケット10にあっては、ガスケット基体12を、金属製の網状の焼結補強材4の隙間に主として窒化ホウ素とポリテトラフルオロエチレン樹脂とを混合した耐熱潤滑材11を充填して形成し、そのガスケット基体12の表面を、上記と同様に主として窒化ホウ素とポリテトラフルオロエチレン樹脂とを混合してなる耐熱潤滑材11からなる被覆13で覆っているから、従来の可焼性グラファイトからなる耐熱シート3を用いたものと異なり、500℃以上の高温で使用してもそれらガスケット基体12および被覆13が昇華・分解してしまうことが無い。従って、この実施例の高温継手部用ガスケット10によれば、高温下でも高いシール性を長期間維持することができる。
【0057】
さらに、この実施例の高温継手部用ガスケット10にあっては、ガスケット基体12の表面を、主として窒化ホウ素とポリテトラフルオロエチレン樹脂とを混合してなる耐熱潤滑材11からなる被覆13で覆っているから、高い耐熱性を有すると同時にガスケット表面に低い摩擦係数を有する。従ってこの実施例の高温継手部用ガスケット10によれば、継手部1内での焼結補強材4と継手部1との摺接による異常摩擦音の発生を防止し得るとともに、継手部1の円滑な摺動をもたらすことができる。
【0058】
その上、この実施例の高温継手部用ガスケット10によれば、金属製の網状の補強材はステンレスワイヤーからなるものとしているので、補強材の耐熱性および耐食性を高めて、当該ガスケット10のより長期間の使用を可能にすることができる。
【0059】
また、この実施例の製造方法によれば、主として窒化ホウ素とポリテトラフルオロエチレン樹脂とを混合してなる耐熱潤滑材11を水溶液の状態で、仮金型で仮成形した金属製の網状の焼結補強材4の隙間に充填するので、焼結補強材4の隙間への耐熱潤滑材11の充填を容易に行うことができ、その後、耐熱潤滑材11をダイラタンシー現象で固化させてから焼結補強材4を引き上げ、耐熱潤滑材11を乾燥させてガスケット基体12を形成するので、焼結補強材4を耐熱潤滑材11の水溶液から引き上げる際に液垂れがほとんど生じないことから、焼結補強材4の隙間に耐熱潤滑材11を容易かつ確実に保持し得て、ガスケット基体12を効率的に形成することができる。
【0060】
そしてその後、主として窒化ホウ素とポリテトラフルオロエチレン樹脂とを混合した上記耐熱潤滑材11で上記ガスケット基体12の表面を覆うとともに、そのガスケット基体12を本金型で所定寸法・形状に成形するので、表面が充分に耐熱潤滑材11の被覆13で覆われた正確な寸法・形状の高温継手部用ガスケットを製造することができる。
【0061】
なお、上記耐熱潤滑材の水溶液は、窒化ホウ素20重量%の窒化ホウ素ディスパージョン90重量%以下、ポリテトラフルオロエチレン樹脂固形分60重量%のポリテトラフルオロエチレン樹脂ディスパージョン70重量%以下、窒化ホウ素粉末20重量%以下で、合計100重量%となる、具体的には窒化ホウ素20重量%の窒化ホウ素ディスパージョン29.8重量%、ポリテトラフルオロエチレン樹脂固形分60重量%のポリテトラフルオロエチレン樹脂ディスパージョン59.2重量%、窒化ホウ素粉末10.7重量%のものであるから、耐熱潤滑材11の水溶液の流動性が充分にあって焼結補強材4の隙間への耐熱潤滑材11の充填を容易に行うことができるとともに、窒化ホウ素粉末によって耐熱潤滑材11の水溶液にダイラタンシー現象を生じさせることができる。
【0062】
さらにこの実施例の製造方法において、金属製の網状の焼結補強材4の隙間に窒化ホウ素とポリテトラフルオロエチレン樹脂とを混合してなる耐熱潤滑材11を水溶液の状態で充填する際、焼結補強材4と耐熱潤滑材11の水溶液とをそれぞれ減圧雰囲気中で脱気した後、焼結補強材4を耐熱潤滑材11の水溶液中に浸漬すれば、耐熱潤滑材11の内部に気泡が入るのを確実に防止し得て、ガスケット基体12の強度を高めることができる。
【0063】
以上、図示例に基づき説明したが、この発明は上述の例に限定されるものでなく、例えば、ガスケットの形状や、補強材の構成、そして耐熱充填材や耐熱潤滑材の組成等を、請求の範囲の記載範囲内で適宜に変更し得ることはもちろんである。
【0064】
すなわち、例えば金属製の補強材として、細い鋼線を多数絡み合わせて塊にしたスチールウールの如きウール状のものを用いても良く、耐熱充填材として、主として合成雲母またはそれと珪藻土との混合物を用いても良く、そして耐熱潤滑材として、主として窒化ホウ素またはポリテトラフルオロエチレン樹脂を用いても良い。
【0065】
しかも、補強材の材料は、上記実施例に示したものに限定されるものではなく、ステンレス材料にSUS304や鉄鋼材料にSS400を用いているが、これ以外のステンレス材料や鉄鋼材料を用いても良く、また、ステンレス材料や鉄鋼材料以外の金属材料を使用しても良い。かかる場合には、焼結条件(焼結雰囲気,焼結時間,焼結温度)を適宜変更することにより、上記実施例と同様の製造方法にて高温継手部用ガスケットを製造することができる。また、上記実施例では還元性の焼結雰囲気に水素ガスを用いたが、還元性の焼結雰囲気に用いることができるガスはこれに限られず、補強材の材質等の条件に応じて他の種類のガスに適宜変更できるのはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の高温継手部用ガスケットの一実施例を略線にて示す断面図である。
【図2】 上記実施例の高温継手部用ガスケットの製造に用いる、この発明の製造方法の一実施例を示す工程図である。
【図3】 この発明の高温継手部用ガスケットの他の一実施例を略線にて示す断面図である。
【図4】 上記実施例の高温継手部用ガスケットの製造に用いる、この発明の製造方法の一実施例を示す工程図である。
【図5】 従来の継手部用ガスケットを略線にて示す断面図である。
【図6】 (a)は上記従来の継手部用ガスケットの製造に用いる補強材および耐熱シートを示す斜視図、(b)はその耐熱シートと補強材との筒状巻回物を示す平面図、(c)はその筒状巻回物からの成形後の上記従来の継手部用ガスケットを一部切り欠いて示す斜視図、(d)はその従来の継手部用ガスケットの構造を示す断面図である。
【符号の説明】
1 継手部
2 ガスケット
3 耐熱シート
4 焼結補強材
5 被覆
6 ガスケット
7 耐熱充填材
8 ガスケット基体
9 被覆
10 ガスケット
11 耐熱潤滑材
12 ガスケット基体
13 被覆
Claims (2)
- 金属製の網状もしくはウール状の補強材の隙間に耐熱充填材または耐熱潤滑材が充填されて形成されたガスケット基体と、そのガスケット基体の表面を覆う前記耐熱潤滑材から形成された被覆とを具えてなる高温継手部用ガスケットにおいて、前記ガスケット基体の前記補強材が、仮成形された状態で還元性の焼結雰囲気中で所定時間加熱処理されて焼結された焼結補強材であり、
前記耐熱充填材が主として珪藻土もしくは合成雲母またはそれらの混合物からなり、前記耐熱潤滑材が窒化ホウ素もしくはポリテトラフルオロエチレン樹脂またはそれらの混合物からなることを特徴とする高温継手部用ガスケット。 - 金属製の網状もしくはウール状の補強材の隙間に耐熱充填材または耐熱潤滑材を水溶液の状態にて充填し、前記耐熱充填材または前記耐熱潤滑材を固化させた後乾燥させてガスケット基体を形成し、前記耐熱潤滑材でそのガスケット基体の表面を覆うとともに、そのガスケット基体を所定寸法・形状に成形することにて高温継手部用ガスケットを製造する方法において、前記ガスケット基体の前記補強材を、仮成形した状態で還元性の焼結雰囲気中で所定時間加熱処理することにて焼結して焼結補強材とし、
前記耐熱充填材が、主として珪藻土もしくは合成雲母またはそれらの混合物、または窒化ホウ素もしくはポリテトラフルオロエチレン樹脂またはそれらの混合物からなり、前記耐熱潤滑材が、窒化ホウ素もしくはポリテトラフルオロエチレン樹脂またはそれらの混合物からなることを特徴とする高温継手部用ガスケットの製造方法。
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