JP5978989B2 - 球帯状シール体 - Google Patents
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Description
濃度98%の濃硫酸を攪拌しながら、酸化剤として過酸化水素の60%水溶液を加え、これを反応液とする。この反応液を冷却して10℃の温度に保持し、これに粒度30〜80メッシュの鱗片状天然黒鉛粉末を添加して30分間反応を行う。反応後、吸引濾過した酸処理黒鉛粉末を分離し、この酸処理黒鉛粉末を水で10分間攪拌して吸引濾過するという洗浄作業を2回繰り返し、酸処理黒鉛粉末から硫酸分を充分除去する。ついで、硫酸分を充分除去した酸処理黒鉛粉末を110℃の温度に保持した乾燥炉で3時間乾燥し、これを酸処理黒鉛粉末とする。
上記酸処理黒鉛粉末を攪拌しながら、この酸処理黒鉛粉末にリン酸として濃度84%のオルトリン酸水溶液及びリン酸塩として濃度50%の第一リン酸アルミニウム水溶液のうちの少なくとも一方をメタノールで希釈した溶液を噴霧状に配合し、均一に攪拌して湿潤性を有する混合物を作製する。この湿潤性を有する混合物を、120℃の温度に保持した乾燥炉で2時間乾燥する。ついで、これを950〜1200℃の温度で1〜10秒間加熱(膨張)処理して分解ガスを発生せしめ、そのガス圧により黒鉛層間を拡張して膨張させた膨張黒鉛粒子(膨張倍率240〜300倍)を形成する。この膨張処理工程において、成分中のオルトリン酸は脱水反応を生じて五酸化リンを生成し、第一リン酸アルミニウムは構造式中の水が脱離する。この膨張黒鉛粒子を所望のロール隙間に調整した双ローラ装置に供給してロール成形し、所望の厚さの膨張黒鉛シートを作製し、この膨張黒鉛シートを耐熱シート材II及びIIIとする。
補強材には、鉄系としてオーステナイト系のSUS304、SUS310S、SUS316、フェライト系のSUS430などのステンレス鋼線若しくは鉄線(JISG3532)若しくは亜鉛メッキ鉄線(JISG3547)又は銅系として銅−ニッケル合金(白銅)線、銅−ニッケル−亜鉛合金(洋白)線、黄銅線、ベリリウム銅線からなる金属細線を1本又は2本以上を使用して織ったり、編んだりして形成された金網シートが使用される。
固体潤滑剤は、本例では、六方晶窒化硼素(以下「h−BN」と略称する。)70〜85重量%と酸化硼素0.1〜10重量%とアルミナ水和物5〜20重量%とを含有しているか又はこの該潤滑組成物100重量部に対して、四ふっ化エチレン樹脂(以下「PTFE」と略称する。)粉末を200重量部以下、好ましくは50〜150重量部の割合で含有している。
図3に示すように、線径0.28〜0.32mmの金属細線を円筒状に編んで形成した網目の目幅が縦4〜6mm及び横3〜5mm程度(図4参照)の円筒状編組金網1をローラ2及び3間に通して幅Dを有する帯状の金網シート4を作製し、金網シート4を所定の長さLに切断する。
図5に示すように、金網シート4の幅Dと同幅又は幅Dよりも若干小幅であって金網シート4の長さLに対して1.30×Lから2.70×Lの長さlを有し、密度が1〜1.15Mg/m3で、厚さが0.3〜0.6mmのシート状の耐熱材(膨張黒鉛又はリン酸及びリン酸塩のうちの少なくとも一方を含有する膨張黒鉛からなる耐熱材)6を準備する。
図6に示すように、耐熱材6の幅方向の一方の端縁6aから補強材5の幅方向の一方の端縁7までの長さがδ1(はみ出し量δ1)となるようにして補強材5を幅方向に耐熱材6からはみ出させ、補強材5の幅方向の他方の端縁8から耐熱材6の幅方向の他方の端縁6bまでの長さがδ2(はみ出し量δ2)となるようにして耐熱材6を幅方向に補強材5からはみ出させ、且つ、補強材5の長さ方向の一方の端縁9から最大で0.3×Lから1.7×Lだけ耐熱材6を長さ方向にはみ出させ、そして、補強材5の長さ方向の他方の端縁10と当該端縁10に対応する耐熱材6の長さ方向の端縁11とを合致させて当該耐熱材6と補強材5とを互いに重ね合わせた重合体12を得る。
重合体12を図7に示すように耐熱材6を内側にしてうず巻き状であって耐熱材6が1回多くなるように捲回して、内周側及び外周側の両方に耐熱材6が露出した筒状母材13を形成する。耐熱材6としては、筒状母材13における耐熱材6の巻き回数が補強材5の巻き回数よりも多くなるように、補強材5の長さLに対して1.30×Lから2.70×Lの長さlを有したものが予め準備される。筒状母材13においては、図8に示すように、補強材5は、その幅方向の一方の端縁7側において耐熱材6の一方の端縁6aから幅方向にδ1だけはみ出している一方、耐熱材6は、その幅方向の他方の端縁6b側において補強材5の他方の端縁8から幅方向にδ2だけはみ出している。
前記耐熱材6と同様であるが、幅dを有すると共に筒状母材13を1回巻きできる程度の長さl+αを有した図9に示すような耐熱材6を別途用意する。
解膠剤として作用する硝酸を含有した分散媒としての水にアルミナ水和物が分散含有した水素イオン濃度(pH)が2〜3を呈するアルミナゾルに、h−BN粉末及び酸化硼素粉末を分散含有した水性ディスパージョンであって、h−BN70〜85重量%、酸化硼素0.1〜10重量%及びアルミナ水和物5〜20重量%を含む潤滑組成物を固形分として30〜50重量%分散含有した水性ディスパージョン又はh−BN70〜85重量%、酸化硼素0.1〜10重量%及びアルミナ水和物5〜20重量%を含む潤滑組成物に、該潤滑組成物100重量部に対し200重量部以下、好ましくは50〜150重量部のPTFE粉末を含有した潤滑組成物を固形分として30〜50重量%分散含有した水性ディスパージョンを準備する。
<第一の方法>
図11ないし図13に示すように、線径が0.28〜0.32mmの金属細線を編み機(図示せず)で連続的に編んで得られる円筒状編組金網1の内部に、固体潤滑剤の被覆層14を備えた耐熱材6を連続的に挿入(図11参照)し、耐熱材6を挿入した円筒状編組金網1をその挿入開始端側から平滑な円筒状の外周面を有する一対の円筒ローラ15及び16間の隙間Δ1に供給し耐熱材6の厚さ方向に加圧(図12参照)して一体化させ、外層用の補強材5の金網シート4の網目に耐熱材6と耐熱材6の表面に形成された固体潤滑剤の被覆層14とを充填して、表面に外層用の補強材5からなる面17と固体潤滑剤からなる面18とが混在して露出した扁平状の外層形成部材19を作製する(図13参照)。
第一工程で説明した金網シート4からなる補強材5を別途用意し、図14に示すように、金網シート4からなる外層用の補強材5内に、固体潤滑剤の被覆層14を備えた耐熱材6を挿入すると共にこれらを図15に示すように円筒ローラ15及び16間の隙間Δ1に供給し耐熱材6の厚さ方向に加圧して一体化させ、外層用の補強材5の金網シート4の網目に耐熱材6と耐熱材6の表面に形成された固体潤滑剤の被覆層14とを充填して、表面に外層用の補強材5からなる面17と固体潤滑剤からなる面18とが混在して露出した扁平状の外層形成部材19を作製する。
線径が0.28〜0.32mmの金属細線を織って形成される織組金網シートとして平織の金網シート4を用意し、この平織の金網シート4からなる外層用の補強材5を所定の長さと幅に切断し、2枚の補強材5を用意する。2枚の外層用の補強材5間に固体潤滑剤の被覆層14を備えた耐熱材6を挿入すると共に一対の円筒ローラ15及び16間の隙間Δ1に供給し耐熱材6の厚さ方向に加圧して一体化させ、外層用の補強材5の金網シート4の網目に耐熱材6と耐熱材6の表面に形成された固体潤滑剤の被覆層14とを充填して、表面に外層用の補強材5からなる面17と固体潤滑剤からなる面18とが混在して露出した扁平状の外層形成部材19を作製する。
このようにして得た外層形成部材19を被覆層14を外側にして筒状母材13の外周面に巻付け、図16に示すような予備円筒成形体20を作製する。
内面に円筒壁面21と円筒壁面21に連なる部分凹球面状壁面22と部分凹球面状壁面22に連なる貫通孔23とを備え、貫通孔23に段付きコア24を嵌挿することによって内部に中空円筒部25と中空円筒部25に連なる球帯状中空部26とが形成された図17に示すような金型27を準備し、予備円筒成形体20の補強材5において耐熱材6の幅方向の一方の端縁6aからはみ出し量δ1をもって軸方向Xにはみ出している金網シート4の部分を図17に示すように径方向に外方に折り曲げた予備円筒成形体20を金型27の段付きコア24に挿入する。
29 円筒内面
30 部分凸球面状面
31、32 環状端面
33 球帯状基体
34 外層
35 球帯状シール体
39 部分凸球面状滑り面
62 折り曲げ延長部
Claims (13)
- 貫通孔を画成している円筒内面、部分凸球面状滑り面並びに部分凸球面状滑り面の大径側及び小径側の環状端面により規定された球帯状基体を備えていると共に排気管継手に用いられる球帯状シール体であって、球帯状基体は、圧縮された膨張黒鉛を含む耐熱材と捲回されて圧縮された金網シートからなる補強材とを具備しており、膨張黒鉛を含む耐熱材は、圧縮された金網シートの網目を充填し、かつこの金網シートと混在一体化されており、大径側及び小径側の環状端面のうちの少なくとも一方の環状端面に沿って延在しかつ当該一方の環状端面で部分的かつ離散的に外部に露出した金網シートは、円筒内面に沿って延在する最内周の金網シートの折り曲げ延長部からなる球帯状シール体。
- 折り曲げ延長部は、部分凸球面状滑り面の大径側の円環状端縁の手前まで伸びている請求項1に記載の球帯状シール体。
- 折り曲げ延長部は、部分凸球面状滑り面の小径側の円環状端縁の手前まで伸びている請求項1又は2に記載の球帯状シール体。
- 貫通孔を画成している円筒内面、部分凸球面状滑り面並びに部分凸球面状滑り面の大径側及び小径側の環状端面により規定された球帯状基体を備えていると共に排気管継手に用いられる球帯状シール体であって、球帯状基体は、圧縮された膨張黒鉛を含む耐熱材と捲回されて圧縮された金網シートからなる補強材とを具備しており、膨張黒鉛を含む耐熱材は、圧縮された金網シートの網目を充填し、かつこの金網シートと混在一体化されており、大径側及び小径側の環状端面のうちの少なくとも一方の環状端面に沿って延在しかつ当該一方の環状端面で部分的かつ離散的に外部に露出した金網シートは、部分凸球面状滑り面に沿って延在する最外周の金網シートの折り曲げ延長部からなる球帯状シール体。
- 折り曲げ延長部は、大径側の環状端面において円筒内面の軸方向の一端縁の手前まで伸びている請求項4に記載の球帯状シール体。
- 折り曲げ延長部は、小径側の環状端面において円筒内面の軸方向の他端縁の手前まで伸びている請求項4又は5に記載の球帯状シール体。
- 大径側の環状端面は、円環状の大径縁で部分凸球面状滑り面の大径側の円環状端縁に連接していると共に円環状の小径縁で円筒内面の軸方向の円環状の一端縁に連接した円環状平坦端面からなる請求項1から6のいずれか一項に記載の球帯状シール体。
- 大径側の環状端面は、円環状の大径縁で部分凸球面状滑り面の大径側の円環状端縁に連接した円環状平坦端面部と、この円環状平坦端面部の円環状の小径縁に大径縁で連接していると共に小径縁で円筒内面の軸方向の円環状の一端縁に連接した円環状の凹状端面部とを具備している請求項1から7のいずれか一項に記載の球帯状シール体。
- 大径側の環状端面は、円環状の小径縁で円筒内面の軸方向の円環状の一端縁に連接した円環状平坦端面部と、この円環状平坦端面部の円環状の大径縁に小径縁で連接していると共に大径縁で部分凸球面状滑り面の大径側の円環状端縁に連接した円環状の凹状端面部とを具備している請求項1から7のいずれか一項に記載の球帯状シール体。
- 大径側の環状端面は、大径縁で部分凸球面状滑り面の大径側の円環状端縁に連接した円環状の凹状端面部と、この凹状端面部の小径縁に大径縁で連接している円環状平坦端面部と、この円環状平坦端面部の円環状の小径縁に大径縁で連接していると共に小径縁で円筒内面の軸方向の円環状の一端縁に連接した円環状の凹状端面部とを具備している請求項1から7のいずれか一項に記載の球帯状シール体。
- 球帯状本体は、球帯状基体本体と、この球帯状基体本体の外周側に形成された外層とを具備しており、外層は、膨張黒鉛を含む耐熱材と、少なくとも、六方晶窒化硼素及びアルミナ水和物を含む潤滑組成物からなる固体潤滑剤と、金網シートからなる補強材とが圧縮されて補強材の網目に固体潤滑剤及び耐熱材が充填されて当該固体潤滑剤及び耐熱材と補強材とが混在一体化されてなり、該外層の外表面は、前記部分凸球面状滑り面を形成しており、部分凸球面状滑り面は、補強材からなる面と固体潤滑剤からなる面とが混在した平滑な面又は固体潤滑剤からなる平滑な面に形成されている請求項1から10のいずれか一項に記載の球帯状シール体。
- 潤滑組成物には、四ふっ化エチレン樹脂が含有されてなる請求項11に記載の球帯状シール体。
- アルミナ水和物は、アルミナ一水和物、アルミナ三水和物及び擬ベーマイトから選択される請求項11又は12に記載の球帯状シール体。
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