JP6511350B2 - 排気管継手シール体 - Google Patents

Description

本発明は、排気管継手シール体に関する。

排気管継手シール体として、膨張黒鉛と、金属線からなる金属メッシュ材とを用いて構成されたガスケットがある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載のガスケットは、二つの排気管をつなぐための継手で使用される際、シール部を圧縮変形させつつ前記二つの排気管の各々に備えられたフランジに圧接させて、これら両フランジに挟圧されるように構成されている。

前記特許文献１に記載のガスケットは、環状に形成されており、膨張黒鉛とこれの一部を覆う金属メッシュ材とが径方向内側へ露出するように設けられてなる内周面を有している。そして、前記ガスケットは、前記両フランジに挟圧される場合に、前記シール部を初期形状から変形させた状態で前記二つの排気管のうち一方の排気管の端部に外嵌するようになっている。

前記特許文献１に記載のガスケットにおいては、その内径が軸方向一端側の内周縁部から軸方向他端側の内周縁部まで略一定となるように設定されていたので、前記フランジへの前記シール部の圧接に伴い前記シール部が圧縮変形したとき、このシール部と連続的に設けられている前記ガスケットの一部（膨張黒鉛）が前記一方の排気管の端面よりも軸方向外側へはみ出すことがあった。

このようにはみ出す事態は、前記一方の排気管の端部に対する前記ガスケットの装着状態によっては（詳しくは、前記一方の排気管の端部とこれに外嵌固定される前記ガスケットとの固定位置が前記一方の排気管の端面に近いほど）、発生しやすくなっていた。

その結果、前記一方の排気管の端部からはみ出した膨張黒鉛の存在によって、前記継手において前記二つの排気管のフランジによる挟圧動作に支障が生じ、これら両フランジの各々と前記ガスケットとの圧接状態が前記ガスケットの周方向に関して略均一化されない場合があった。つまり、前記ガスケットのシール性能を十分に発揮させることができない可能性があった。

特願２０１４−１５１７４７号公報

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、十分なシール性能を確実に発揮させることができる排気管継手シール体の提供を目的とする。

請求項１に係る発明は、
テープ状の膨張黒鉛がうず巻状に巻回された後に圧縮成形されてなる環状の膨張黒鉛製本体を備え、第１排気管と第２排気管との間をシールするために、前記本体が前記第１排気管の第１フランジと前記第２排気管の第２フランジとに挟圧されるように、前記第１排気管の端部に外嵌可能に構成された排気管継手シール体であって、
耐熱性を有し、前記テープ状の膨張黒鉛により前記本体の径方向に関して重なり合うように形成された膨張黒鉛層の間に設けられた補強部材を備え、
前記本体が、
前記本体の軸方向一端側に設けられ、圧縮変形しつつ前記第１フランジと圧接し得る第１シール部と、
前記本体の軸方向他端側に設けられ、圧縮変形しつつ前記第２フランジと圧接し得る第２シール部と、
前記第２シール部の圧接に伴う圧縮変形に従って移動する前記本体の一部を受け入れるために、前記第２シール部の径方向内側に位置する前記本体の内周縁部に設けられた第１凹部と、
前記第１シール部の圧接に伴う圧縮変形に従って移動する前記本体の他の一部を受け入れるために、前記第１シール部の径方向内側に位置する前記本体の内周縁部に設けられた第２凹部とを有する。

この構成によれば、前記排気管継手シール体が前記第１排気管の端部に外嵌した状態で、前記本体が前記第１フランジと前記第２フランジとの間に挟圧された場合に、前記第２シール部が前記第２フランジとの圧接により初期形状から圧縮変形する際、その変形に従って前記排気管継手シール体の径方向内側へ移動する前記本体の一部（膨張黒鉛）を前記第１凹部に収容できる。

したがって、前記第２シール部の変形の発生した場合であっても、前記本体の内周縁部が前記第１排気管の端部に沿って前記第１排気管よりも軸方向外側へ向かって押し上げられなくなる。そのため、前記第１排気管における前記排気管継手シール体の固定位置にかかわらず、前記本体が前記第１排気管の端面よりも飛び出すことを防止できる。

よって、前記本体において、前記第２シール部におけるシール性能が損なわれないように、前記第２フランジの形状に合わせて、前記第２シール部をなす前記膨張黒鉛を十分な量だけ確保することが可能となる。その結果、前記第２シール部におけるシール性能、ひいては前記排気管継手シール体によるシール性能を十分に且つ確実に発揮させることができる。

この構成によれば、前記排気管継手シール体をその向きを逆にした状態で前記第１排気管の端部に外嵌してしまった場合であっても、前記第１凹部に代えて前記第２凹部を利用し、前記同様の効果を得ることができる。したがって、前記排気管継手シール体の装着作業を行う際に、この排気管継手シール体の向きを考慮しなくてもよくなるので、装着容易性を高めることができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の排気管継手シール体において、
耐熱性を有し、前記テープ状の膨張黒鉛により前記本体の径方向に関して重なり合うように形成された膨張黒鉛層の間に設けられた補強部材を備えているものである。

この構成によれば、前記排気管継手シール体について十分な強度を確保することが可能となる。

本発明によれば、十分なシール性能を確実に発揮させることができる排気管継手シール体を提供できる。

本発明の一実施形態に係る排気管継手シール体によるシール構造の概略断面図である。 図１の排気管継手シール体の正面図である。 図１の排気管継手シール体の平面図である。 図３のＩ−Ｉ矢視断面図である。 図４の一部拡大図である。 図１の排気管継手シール体の一部拡大模式断面図である。 図１の排気管継手シール体を装着している途中の状態を示す概略断面図である。 （ａ）は図１の排気管継手シール体における第２シール部の初期状態を示す概略断面図であり、（ｂ）はこの第２シール部の圧縮変形後の状態を示す概略断面図である。 図３の一部拡大図である。 （ａ）は図１の排気管継手シール体における突起部の初期状態を示す概略断面図であり、（ｂ）はこの突起部に対して第１排気管の端部が作用する状態を示す概略断面図である。 図６の矢印ＩＩ方向から見た模式断面図である。 図１の排気管継手シール体の製造方法の流れを示す図である。 図１の排気管継手シール体の製造方法における複合体形成工程の状態を示す模式図である。 図１３の複合体形成工程により得られる複合体の、一部拡大図を含む図である。 図１の排気管継手シール体の製造方法における筒状体形成工程の状態を示す図である。 図１の排気管継手シール体の製造方法における圧縮成形工程の状態を示す図である。 図１４の複合体の断面図である。 図１の排気管継手シール体の製造方法における別実施形態の複合体形成工程の状態を示す模式図である。 図１の排気管継手シール体の製造方法における別実施形態の複合体形成工程により得られる複合体の断面図である。

本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。

図１に、本発明の一実施形態に係る排気管継手シール体によるシール構造の概略側面断面図を示す。以下では、前記排気管継手シール体として、ガスケット１を例に挙げて説明を行う。

図１に示すように、前記ガスケット１は、自動車等の排気管における継手２に使用される。本実施形態において、前記排気管は、前記継手２を介して互いに接合可能な第１排気管３及び第２排気管４を有している。前記第１排気管３及び前記第２排気管４は、それぞれ円筒状の鋼管からなり、接合時には互いの接合部分が同軸心上に位置するように配置される。

前記継手２は、前記ガスケット１によるシール構造を実現しつつ、前記第１排気管３の軸方向一端部（以下、単に端部という）７と、これに所定間隔を隔てて対向する前記第２排気管４の軸方向一端部（以下、単に端部という）８とを接合できるように構成されている。前記継手２は、前記ガスケット１に加え、第１フランジ１１と、第２フランジ１２と、圧接機構１３とを備えている。

前記第１フランジ１１は、前記第１排気管３の端部７にこれを外側から囲むように取り付けられている。前記第１フランジ１１は、環状を有するものであり、板金材を用いて構成されている。前記第１フランジ１１は、第１フランジ面１５を前記第２排気管４側に向けることができるように、前記第１排気管３の端部７の外周面からその径方向外側へ突設されている。

本実施形態において、前記第１フランジ１１は、第１筒状部１７と、第１テーパ部１８と、第１当接部１９とを有している。前記第１筒状部１７は、前記第１排気管３の端部７に外嵌固定されている。前記第１テーパ部１８は、前記第１筒状部１７から径方向外側へ延出されている。前記第１当接部１９は、前記第１テーパ部１８から径方向外側へ延出されている。

詳しくは、前記第１筒状部１７は、前記第１排気管３の一端面２１に対して前記第１排気管３の軸方向他端側へ所定間隔を隔てた位置に配置されている。こうして、前記第１排気管３の端部７が、前記第１筒状部１７との固定位置と前記一端面２１との間に、前記ガスケット１を外嵌させるための延在部２２を含むものとされている。

前記第１テーパ部１８は、前記第１筒状部１７の軸方向一端側に配置され、前記第１筒状部１７から前記第１排気管３の軸方向一端側に向かって漸次拡径するテーパ筒状に形成されている。前記第１テーパ部１８は、前記第１フランジ面１５の一部をなすテーパ状の内周面（凹状の湾曲面）を有している。この内周面には、前記ガスケット１と圧接可能な第１圧接面２３が含まれている。

前記第１当接部１９は、前記第１テーパ部１８の径方向外側に配置されており、前記第１テーパ部１８の径方向最外側部分（軸方向一端部）に連結されている。前記第１当接部１９は、前記第１フランジ面１５の一部をなす略平坦な面を有している。この面には、前記第２フランジ１２と当接可能な第１当接面２４が含まれている。

前記第２フランジ１２は、前記第２排気管４の端部８にこれを外側から囲むように取り付けられている。前記第２フランジ１２は、環状を有するものであり、板金材を用いて構成されている。前記第２フランジ１２は、第２フランジ面２５を前記第１排気管３側に向けることができるように、前記第２排気管４の端部８の外周面からその径方向外側へ突設されている。

本実施形態において、前記第２フランジ１２は、第２筒状部２７と、第２テーパ部２８と、前記第２当接部２９とを有している。前記第２筒状部２７は、前記第２排気管４の端部８に外嵌固定されている。前記第２テーパ部２８は、前記第２筒状部２７から径方向外側へ延出されている。前記第２当接部２９は、前記第２テーパ部２８から径方向外側へ延出されている。

詳しくは、前記第２筒状部２７は、その軸方向一端部が前記第２排気管４の一端面３１よりも前記第１排気管３の軸方向一端部７に接近し得るように配置されている。すなわち、前記第２筒状部２７の軸方向一端部が、前記第２排気管４の一端面３１が前記第２筒状部２７の径方向内側に位置するように、前記第２排気管４の端部８に固定されている。

前記第２テーパ部２８は、前記第２筒状部２７の軸方向一端側に配置され、前記第２筒状部２７から前記第２排気管４の軸方向一端側に向かって漸次拡径するテーパ筒状に形成されている。前記第２テーパ部２８は、前記第２フランジ面２５の一部をなすテーパ状の内周面（凹状の湾曲面）を有している。この内周面には、前記ガスケット１と圧接可能な第２圧接面３３が含まれている。

前記第２当接部２９は、前記第２テーパ部２８の径方向外側に配置されており、前記第２テーパ部２８の径方向最外側部分（軸方向一端部）に連結されている。前記第２当接部２９は、前記第２フランジ面２５の一部をなす略平坦な面を有している。この面には、前記第１フランジ１１（前記第１当接面２４）と当接可能な第２当接面３４が含まれている。

図１に示すように、前記第２当接部２９がその第２当接面３４で前記第１当接部１９の第１当接面２４と当接したときには、前記第２テーパ部２８が前記第１テーパ部１８と所定間隔を隔てて対向する。これにより、前記第１テーパ部１８と前記第２テーパ部２８との間に、前記延在部２２に外嵌した状態の前記ガスケット１を収容可能な収容空間が形成され得るようになっている。

前記ガスケット１は、膨張黒鉛製のガスケット本体４１を備えている。前記ガスケット本体４１は、テープ状の膨張黒鉛がうず巻状に巻回された後に圧縮成形されることで環状に成形されている。本実施形態において、前記ガスケット１は、前記ガスケット本体４１を基にして環状を呈するものであり、前記第１排気管３の端部７（前記延在部２２）に密に外嵌可能に形成されている。

そして、前記ガスケット１は、前記第１排気管３の端部７と前記第２排気管４の端部８との間をシールするため、前記第１排気管３の端部７に密に外嵌したうえで、前記ガスケット本体４１が前記第１フランジ１１の第１テーパ部１８と前記第２フランジ１２の第２テーパ部２８とに挟圧され得るように、これら両フランジ１１・１２間に介装される構成とされている。

前記圧接機構１３は、前記ガスケット１が前記第１排気管３の端部７に密に外嵌した状態で前記第１フランジ１１と前記第２フランジ１２との間に介装されたとき、前記第１テーパ部１８の第１圧接面２３と第２テーパ部２８の第２圧接面３３とが前記ガスケット１を挟圧するように、前記第１フランジ１１と前記第２フランジ１２とを締結可能に構成されている。

本実施形態において、前記圧接機構１３は、ボルト４５と、ナット４６とを有している。前記ボルト４５は、互いに当接する前記第１フランジ１１の第１当接部１９と前記第２フランジ１２の第２当接部２９とを貫通することができるように構成されている。前記ナット４６は、前記ボルト４５に対して締付可能に構成されている。

こうして、前記ガスケット１が前記第１フランジ１１と前記第２フランジ１２との間に介装された場合、これら両フランジ１１・１２に前記ボルト４５を貫設して前記ボルト４５・前記ナット４６を締め付けることにより、前記第１圧接面２３及び前記第２圧接面３３をそれぞれ前記ガスケット１とその一部が圧縮変形するように圧接させ得るようになっている。

次に、前記ガスケット１について詳細に説明する。

図２に、前記ガスケット１の正面図を示す。図３に、前記ガスケット１の平面図を示す。図４に、図３のＩ−Ｉ矢視断面図を簡略化したものを示す。図５に、図４の一部拡大図を示す。図６に、前記ガスケット１の一部拡大模式断面図を示す。

図１、図２、図３、図４、図５及び図６に示すように、前記ガスケット１は、膨張黒鉛５１と金属メッシュ材５２とを用いて構成されており、前記ガスケット本体４１を備えている。なお、前記ガスケット１に関して、前記膨張黒鉛５１及び前記金属メッシュ材５２は、便宜上、図６において具体的に示し、他の図においては省略している。

前記ガスケット１において、前記ガスケット本体４１は、テープ状の膨張黒鉛がうず巻状に巻回された後に圧縮成形されてなる膨張黒鉛製の環状体である。そのため、前記ガスケット１は、に示すように、前記膨張黒鉛５１からなる膨張黒鉛層５１ａが前記ガスケット本体４１の径方向に関して複数重ねられた断面形状を有するものとなっている。

そのうえで、前記ガスケット本体４１の径方向に関して重なり合うように形成された膨張黒鉛層５１ａの間に、前記金属メッシュ材５２が設けられている。前記金属メッシュ材５２は、耐熱性を有する補強部材の一例であり、本実施形態においては、前記膨張黒鉛層５１ａに接触した状態で前記ガスケット本体４１の軸方向中途部に配置されている。

前記金属メッシュ材５２は、前記ガスケット本体４１の軸方向に関して所定幅を有しており、前記膨張黒鉛層５１ａのうち前記ガスケット本体４１の最も径方向外側に位置する最外膨張黒鉛層５１ａに接触する部分においては、その幅方向両端部５２ａ・５２ｂがそれぞれ前記最外膨張黒鉛層５１ａにかかる後述の第１シール部５３・第２シール部５４の内側に連続するように設けられている。

前記金属メッシュ材５２は、前記ガスケット本体４１の外部（前記ガスケット本体４１の径方向外側及び軸方向外側）に露出しないように、前記膨張黒鉛層５１ａによって囲まれている。なお、前記金属メッシュ材５２は、前記ガスケット本体４１の周方向に前記膨張黒鉛層５１ａに沿って切れ目なく延設しているが、前記膨張黒鉛層５１ａの間の一部領域にのみ設けてもよい。

前記金属メッシュ材５２は、金属線がニット編み又は袋編み等の所定の編み方（本実施形態においては、ニット編み）で網目状に編まれることにより、隙間を有するようにテープ状に形成された、柔軟性のある部材である。前記金属線としては、所定の線径（太さ）を有する金属線、例えば、０．１〜０．３ｍｍ（好ましくは、０．１５ｍｍ）程度の直径を有するステンレス線が採用され得る。

なお、ここでは、前記補強部材として、前記金属メッシュ材５２を採用しているが、この金属メッシュ材５２に代えて、例えば、筒状の金属メッシュ材と、これに包囲されたテープ状の膨張黒鉛とからなる部材を採用してもよい。

また、前記ガスケット本体４１は、前記第１シール部５３と前記第２シール部５４とを有している。前記第１シール部５３は、圧縮変形しつつ前記第１フランジ１１の第１フランジ面１５の一部（前記第１圧接面２３）と圧接し得るものである。前記第２シール部５４は、圧縮変形しつつ前記第２フランジ１２の第２フランジ面２５の一部（前記第２圧接面３３）と圧接し得るものである。

本実施形態において、前記ガスケット本体４１は、軸方向一端側及び他端側で先細りする円筒形状を有している。すなわち、前記ガスケット本体４１では、軸方向中途部から軸方向一端に向かって漸次縮径するテーパ状の第１外周テーパ部分が軸方向一端側に設けられ、軸方向中途部から軸方向他端側に向かって漸次縮径するテーパ状の第２外周テーパ部分が軸方向他端側に設けられている。

前記第１シール部５３は、前記ガスケット本体４１の軸方向他端側に設けられるとともに、前記ガスケット本体４１の径方向外側に配置されている。具体的には、前記第１シール部５３は、前記ガスケット本体４１における前記第２外周テーパ部分及びその近傍に設けられている。こうして、前記第１シール部５３が、軸方向他端側に向かって先細りとなるシール面を備える構成とされている。

前記第１シール部５３は、第１テーパ部分５３ａ、第２テーパ部分５３ｂ及び湾曲部分５３ｃを有し、前記第１テーパ部分５３ａ、前記第２テーパ部分５３ｂ及び前記湾曲部分５３ｃをそれぞれ圧縮変形させつつ前記第１圧接面２３と圧接し得るように構成されている。前記第２テーパ部分５３ｂは、前記第１テーパ部分５３ａと異なるテーパ角度を有している。

詳しくは、前記第２テーパ部分５３ｂは、前記第１テーパ部分５３ａと前記湾曲部分５３ｃとの間に配置され、前記第１テーパ部分５３ａよりも大きなテーパ角度を有するように形成されている。前記湾曲部分５３ｃは、前記第２テーパ部分５３ｂと前記ガスケット本体４１の軸方向他端部５５との間に配置され、外側に向かって凸となる湾曲形状（Ｒ形状）に形成されている。

前記第２シール部５４は、前記ガスケット本体４１の軸方向一端側に設けられるとともに、前記ガスケット本体４１の径方向外側に配置されている。具体的には、前記第２シール部５４は、前記ガスケット本体４１における前記第１外周テーパ部分及びその近傍に設けられている。こうして、前記第２シール部５４が、軸方向一端側に向かって先細りとなるシール面を備える構成とされている。

前記第２シール部５４は、第１テーパ部分５４ａ、第２テーパ部分５４ｂ及び湾曲部分５４ｃを有し、前記第１テーパ部分５４ａ、前記第２テーパ部分５４ｂ及び前記湾曲部分５４ｃをそれぞれ圧縮変形させつつ前記第２圧接面３３と圧接し得るように構成されている。前記第２テーパ部分５４ｂは、前記第１テーパ部分５４ａと異なるテーパ角度を有している。

詳しくは、前記第２テーパ部分５４ｂは、前記第１テーパ部分５４ａと前記湾曲部分５４ｃとの間に配置され、前記第１テーパ部分５４ａよりも大きなテーパ角度を有するように形成されている。前記湾曲部分５４ｃは、前記第２テーパ部分５４ｂと前記ガスケット本体４１の軸方向一端部５６との間に配置され、外側に向かって凸となる湾曲形状（Ｒ形状）に形成されている。

ここで、前記第１シール部５３及び前記第２シール部５４は、共に前記ガスケット本体４１にあり、膨張黒鉛のみから形成されている。そのため、前記第１シール部５３及び前記第２シール部５４は、それぞれ、前記ガスケット本体４１の内部に設けられた前記金属メッシュ材５２に影響されることなく、前述の圧接に伴い所定量だけ圧縮変形可能となっている。

そのため、前記第１シール部５３及び前記第２シール部５４は、それぞれ、前記ガスケット１が前記第１排気管３の端部７に外嵌した後で（図７参照）、前記第１フランジ１１における前記第１圧接面２３及び前記第２フランジ１２における前記第２圧接面３３と圧接するとき（図１参照）、ガスケット潰し量が周方向にわたって略均一となるように圧縮変形し得るようになっている。

このような構成により、前記継手２の設置のため、前記ガスケット１を前記第１排気管３の端部７に外嵌させながら前記第１フランジ１１と前記第２フランジ１２とにより挟圧するとき、前記第１シール部５３及び前記第２シール部５４をそれぞれ前記第１圧接面２３及び前記第２圧接面３３に前記ガスケット本体４１の周方向の略全周にわたって密に圧接させやすくなる。

したがって、前記ガスケット１によるシール性能の向上を図ることができる。しかも、前記ガスケット本体４１において前記膨張黒鉛層５１ａの間に前記金属メッシュ材５２を備えるので、前記ガスケット１について十分な強度を確保することが可能となる。また、前記ガスケット１に関して、前記第１排気管３に対する装着容易性（挿入性）を高めることができる柔軟性を得ることもできる。

また、本実施形態においては、図６に示すように、前記ガスケット１は、前記ガスケット本体４１の径方向に関して、前記膨張黒鉛層５１ａと前記金属メッシュ材５２とが交互に重なり合う断面形状を有している。すなわち、前記ガスケット本体４１の軸心を含む断面視において、前記金属メッシュ材５２が、隣り合う前記膨張黒鉛層５１ａ間のいずれにも設けられている。

このような構成により、前記ガスケット１の周方向の略全周わたって、前記膨張黒鉛層５１ａと前記金属メッシュ材５２との積層構造を得ることができる。したがって、前記ガスケット１の強度をさらに高めることができる。なお、ここでは、前記ガスケット１の柔軟性を考慮して、前記膨張黒鉛層５１ａ及び前記金属メッシュ材５２の各々の厚さが適宜設定される。

また、本実施形態においては、図６に示すように、前記ガスケット１は、別の金属メッシュ材５７をさらに備えている。前記別の金属メッシュ材５７は、前記ガスケット本体４１の径方向内側に露出するように、前記ガスケット本体４１の内周に設けられ、前記複数の膨張黒鉛層５１ａのうち最も径方向内側に位置する膨張黒鉛層５１ａと隣接するように配置されている。

前記別の金属メッシュ材５７は、前記金属メッシュ材５２と同様の構造をもち、これと一体構成されている。前記別の金属メッシュ材５７は、前記ガスケット本体４１の軸方向外側へ露出しないように、前記膨張黒鉛５１に覆われている。そして、前記別の金属メッシュ材５７は、前記第１排気管３の端部７への前記ガスケット１外嵌時に当該端部７と接触するように形成されている。

このような構成により、前記ガスケット１と前記第１排気管３の端部７とを装着しやすいものにでき、かつ、その装着作業時に前記ガスケット本体４１に欠損が生じるように前記膨張黒鉛５１の一部が大きく削り取られることを抑制できる。したがって、前記ガスケット１の装着容易性を高めることができるとともに、前記ガスケット１のシール性能の低下を防止できる。

また、本実施形態においては、図２、図３、図４及び図５に示すように、前記ガスケット本体４１における前記第１シール部５３と前記第２シール部５４との間に、外周部５８が設けられている。前記外周部５８は、前記膨張黒鉛層５１ａのうち最も径方向外側に位置する膨張黒鉛層５１ａにより外部に露出するように形成された部分であり、径方向外側へ突出する突出部分５８ａを含んでいる。

そして、前記第１シール部５３及び前記第２シール部５４が、前述のように、それぞれ前記第１フランジ１１の第１フランジ面１５及び前記第２フランジ１２の第２フランジ面２５の一部に当接可能な先細り形状の前記シール面を有し、前記外周部５８を挟んで対称的な形状（前記ガスケット本体４１の軸心と直交し且つ軸方向中央を通る平面に対して対称的な形状）に形成されている。

この構成により、前記第１フランジ１１及び前記第２フランジ１２の各々の形状に合わせて、前記ガスケット１の第１シール部５３を前記第１フランジ１１における前記第１圧接面２３に確実に強く押し付けることができるとともに、前記ガスケット１の第２シール部５４を前記第２フランジ１２における前記第２圧接面３３に確実に強く押し付けることができる。

したがって、前記ガスケット１によるシール性能が低下することを防止できる。しかも、前記ガスケット１の装着後には、前記ガスケット１の向きにかかわらず、シール性能を確実に発揮させることが可能となる。そのため、前記ガスケット１の装着作業を行う際に、このガスケット１の向きを考慮しなくてもよくなるので、装着容易性をさらに高めることができる。

また、図６に示すように、前記ガスケット１は、前記ガスケット本体４１の径方向へ鋭角状に屈曲する屈曲部５１ｂを前記ガスケット本体４１に備えている。本実施形態において、前記屈曲部５１ｂは、前記膨張黒鉛層５１ａのうち前記最外膨張黒鉛層５１ａを用いて構成されており、前記ガスケット本体４１の軸方向中途部に設けられている。

前記屈曲部５１ｂは、前記ガスケット本体４１の軸心と直交する断面視で前記最外膨張黒鉛層５１ａがＶ字状に屈曲することにより形成されている。こうして、前記屈曲部５１ｂが、前記第１シール部５３及び前記第２シール部５４にて挟まれるように設けられている。なお、前記屈曲部５１ｂに沿う屈曲部５２ｃが、前記金属メッシュ材５２に備えられている。

この構成により、前記ガスケット１が前記第１フランジ１１と前記第２フランジ１２とに挟圧される際、前記屈曲部５１ｂ（さらには前記屈曲部５２ｃ）の屈曲による反発力を利用して、前記第１シール部５３が前記第１テーパ部１８と接触するときの接触面圧、及び、前記第２シール部５４が前記第２テーパ部２８と接触するときの接触面圧を増加させることが可能となる。よって、前記第１シール部５３及び前記第２シール部５４に高いシール性を確保することができる。

また、図１、図３、図４、図５及び図９に示すように、前記ガスケット１は、第１凹部６１を備えている。前記第１凹部６１は、前記第２シール部５４の圧接に伴う圧縮変形に従って移動する前記膨張黒鉛５１からなる前記ガスケット本体４１の一部を受け入れるために、前記第２シール部５４の径方向内側に位置するように前記ガスケット本体４１の軸方向一端側の内周縁部に設けられている。

前記第１凹部６１は、略一定の径方向幅及び軸方向幅を有し、前記ガスケット本体４１の内周方向全周にわたって環状（円環状）に延在するように形成されている。前記第１凹部６１は、その内面の変位が前記第２シール部５４の圧縮変形に伴い発生するように（図８（ａ）及び（ｂ）参照）、前記第２シール部５４をなす膨張黒鉛５１と連続的に配置された膨張黒鉛５１にて形成されている。

なお、前記第１凹部６１の径方向幅は、前記第２シール部５４におけるシール性能が損なわれないように、前記ガスケット本体４１の径方向幅に対して適宜設定されている。また、前記第１凹部６１の軸方向幅は、前記ガスケット本体４１の強度が大きく損なわれないように、前記ガスケット本体４１の軸方向幅に対して適宜設定されている。

前記第１凹部６１の内面には、前記ガスケット本体４１の軸心と略直交する平面に含まれる平坦部６１ａと、前記平坦部６１ａの径方向外側及び軸方向一端側に位置する傾斜部６１ｂとが備えられている。前記傾斜部６１ｂは、前記第１凹部６１で最も前記第２シール部５４側に位置しており、前記平坦部６１ａから軸方向一端側に向かって漸次拡径するように形成されている。

このような構成により、前記ガスケット１が前記第１排気管３の端部７に外嵌した状態で、前記ガスケット本体４１が前記第１フランジ１１と前記第２フランジ１２とに挟圧された場合に、図８に示すように、前記第２シール部５４が前記第２フランジ１２との圧接により初期形状から圧縮変形する際、径方向内側へ移動する前記ガスケット本体４１の一部を前記第１凹部６１に収容できる。

したがって、前記第２シール部５４の変形の発生した場合であっても、前記ガスケット本体４１の内周縁部が前記第１排気管３の端部７に沿って前記第１排気管３よりも軸方向外側へ向かって押し上げられなくなる。そのため、前記第１排気管３における前記ガスケット１の固定位置にかかわらず、前記ガスケット本体４１が当該端面２１よりも飛び出すことを防止できる。

よって、前記第２シール部５４におけるシール性能が損なわれないように、前記第２フランジ１２の形状に合わせて、前記第２シール部５４をなす前記膨張黒鉛５１を十分な量だけ確保することが可能となる。その結果、前記第２シール部５４におけるシール性能、ひいては前記ガスケット１によるシール性能を十分に且つ確実に発揮させることができる。

さらに、図１、図４及び図５に示すように、前記ガスケット１は、環状の第２凹部６２を備えている。前記第２凹部６２は、前記第１シール部５３の圧接に伴う圧縮変形に従って移動する前記膨張黒鉛５１からなる前記ガスケット本体４１の他の一部を受け入れるために、前記第１シール部５３の径方向内側に位置するように前記ガスケット本体４１の軸方向他端側の内周縁部に設けられている。

詳しくは、前記第２凹部６２は、前記第１凹部６１と前記ガスケット本体４１の外周部５８を挟んで対称的に形成されている。こうして、前記第２凹部６２の内面に、前記ガスケット本体４１の軸心と略直交する平面に含まれる平坦部６２ａと、前記平坦部６２ａの径方向外側及び軸方向他端側に位置する傾斜部６２ｂとが備えられている。

このような構成により、前記ガスケット１をその向きを逆にした状態で前記第１排気管３の端部７に外嵌してしまった場合であっても、前記第１凹部６１に代えて前記第２凹部６２を利用し、前記同様の効果を得ることができる。したがって、前記ガスケット１の装着作業を行う際に、このガスケット１の向きを考慮しなくてもよくなるので、装着容易性を高めることができる。

また、図３、図４、図５及び図９に示すように、前記ガスケット１は、突起部７１を備えている。前記突起部７１は、前記ガスケット本体４１の内周で径方向内側へ突出するように、軸方向の一部に設けられている。そして、前記突起部７１は、前記第１排気管３の端部７への外嵌時に前記ガスケット本体４１内へ進入する当該端部７に一部を削り取られながら圧接するように構成されている。

本実施形態において、前記突起部７１は、複数（３つ）設けられている。これらの複数の突起部７１は、前記ガスケット１の周方向に関して所定間隔で配置されている。具体的には、前記複数の突起部７１は、略120度間隔で略均等に配置されている。また、前記複数の突起部７１は、それぞれ、前記ガスケット１の内周面において軸方向中途部に配置されている。

前記各突起部７１は、主として膨張黒鉛を用いて構成されたものであり、前記複数の膨張黒鉛層５１ａのうち最も径方向内側に位置する膨張黒鉛層５１ａと一体構成されている。なお、前記各突起部７１の表面には前記別の金属メッシュ材５７を構成する金属線が重合する部分もあるが、これにより前記各突起部７１の露出が大きく阻害されることはない。

前記各突起部７１は、前記第１排気管３の端部７への外嵌時に前記ガスケット１内へ進入させる前記第１排気管３の端部７の挿入性が損なわれないように、また、前記各突起部７１が挿入中の前記第１排気管３の端部７に当たって一部を削り取られた場合に当該端部７に圧接し得るように、前記ガスケット１の径方向に関して所定の突出量を有している。

このような構成により、図１０（ａ）及び（ｂ）に示すように、前記ガスケット１を前記第１排気管３の端部７に外嵌するために当該端部７を前記ガスケット１内へ進入させる際、前記各突起部７１をその一部を削り取った前記第１排気管３の端部７と圧接させ、この端部７に対して前記ガスケット１を抜け止め保持できる。よって、前記ガスケット１の装着容易性を高めることができる。

また、本実施形態においては、前記複数の突起部７１が前記ガスケット１の内周面に備えられているので、前記複数の突起部７１の各々と前記第１排気管３の端部７とを良好に圧接させて、前記第１排気管３の端部７に対する前記ガスケット１の抜け止め効果を高めることができる。

なお、前記ガスケット１において、前記突起部７１は本実施形態においては３つ設けているが、前記ガスケット１内への前記第１排気管３の端部７の挿入性等を考慮した任意の数だけ設けてもよい。

また、本実施形態においては、前記各突起部７１は、前記ガスケット本体４１の軸方向中途部に位置する頂部７１ａと、この頂部７１ａの軸方向他端側（前記第１排気管３の端部７の進入側）に位置する第１傾斜部７１ｂとを有している。前記第１傾斜部７１ｂは、前記各突起部７１の突出量が前記頂部７１ａから軸方向他端側に向かうに従って徐々に小さくなる傾斜状に形成されている。

すなわち、前記各突起部７１は、前記ガスケット本体４１の軸心を含む断面視において、前記ガスケット本体４１の径方向内側へ凸となる台形状（又は円弧状）に形成されている。これにより、前記ガスケット１内への前記第１排気管３の端部７の進入時、前記各突起部７１の第１傾斜部７１ｂに当たった後、前記第１排気管３の端部７をその進行方向に円滑に案内することが可能となる。

また、本実施形態においては、図５に示すように、前記各突起部７１は、前記ガスケット本体４１の軸方向に関して、前記頂部７１ａに対し前記第１傾斜部７１ｂと反対側に位置する第２傾斜部７１ｃとを有している。前記第２傾斜部７１ｃは、前記各突起部７１の突出量が前記頂部７１ａから軸方向一端側（反進入側）に向かうに従って徐々に小さくなる傾斜状に形成されている。

詳しくは、前記２傾斜部７１ｃは、前記第１傾斜部７１ｂと前記頂部７１ａを挟んで対称的に形成されている。これにより、外嵌のために前記ガスケット１内へ前記第１排気管３の端部７を逆の向きから挿入してしまった場合であっても、前記第１傾斜部７１ｂに代えて前記第２傾斜部７１ｃを利用し、前記第１排気管の端部の進入を円滑に行うことが可能となる。

また、本実施形態においては、図１１に示すように、前記金属メッシュ材５２は、ステンレス線等の金属線７８がニット編みで編まれてなる編物から構成されている。詳しくは、前記金属メッシュ材５２は、前記金属線７８をよこ方向から供給することによりループ５２ｄをたて方向（長手方向）に連綴させる緯編の編物から構成されている。

そして、前記金属メッシュ材５２は、前記ガスケット本体４１に対して、前記ループ５２ｄが概ね前記ガスケット１の軸方向に膨出しつつ周方向に向かって凸となる膨出形状をもつように設けられている。これにより、前記金属メッシュ材５２は、前記ガスケット本体４１（前記ガスケット１）に軸方向の弾性力を付与し得るようになっている。

したがって、前記ガスケット１が、前記ガスケット本体４１の軸方向両側に配置された前記第１フランジ１１の第１テーパ部１８と前記第２フランジ１２の第２テーパ部２８とに挟圧されたとき、前記ループ５２ｄが持つ弾性による反発力を利用して、前記第１シール部５３及び前記第２シール部５４の各々における接触面圧を維持、つまり、応力の緩和を抑制することができる。

次に、前記ガスケット１を製造するための方法について説明する。

図１２に、前記ガスケット１の製造方法の流れを示す。図１３に、前記ガスケット１の製造方法における複合体形成工程の状態を示す。図１４に前記複合体形成工程により得られる複合体８３の、一部拡大図を含む図を示す。図１５に、前記ガスケット１の製造方法における筒状体形成工程の状態を示す。図１６に、前記ガスケット１の製造方法における圧縮成形工程の状態を示す。

図１２に示すように、前記ガスケット１の製造方法には、素材準備工程（第１工程）Ｓ１と、複合体形成工程（第２工程）Ｓ２と、筒状体形成工程（第３工程）Ｓ３と、圧縮成形工程（第４工程）Ｓ４とが含まれている。そして、前記素材準備工程Ｓ１、前記複合体形成工程Ｓ２、前記筒状体形成工程Ｓ３及び前記圧縮成形工程Ｓ４が、この記載の順に進められるようになっている。

前記素材準備工程Ｓ１においては、耐熱性及び柔軟性を有する材料である、テープ状の膨張黒鉛８１、及び、このテープ状の膨張黒鉛８１よりもテープ面積が小さいテープ状の補強部材を準備する（図１３参照）。このテープ状の補強部材は、ここではテープ状の金属メッシュ材８２である。なお、前記テープ状の膨張黒鉛８１が前記ガスケット本体４１をなし、前記テープ状の補強部材が前記ガスケット１の補強部材をなす。

本実施形態において、前記テープ状の膨張黒鉛８１及び前記テープ状の金属メッシュ材８２は、それぞれ矩形状に形成されている。図１３及び図１４に示すように、前記テープ状の金属メッシュ材８２は、前記テープ状の膨張黒鉛の長手方向長さと同程度の長手方向長さを有し、かつ、前記テープ状の膨張黒鉛８１の短手方向幅よりも小さく短手方向幅を有している。

例えば、前記テープ状の膨張黒鉛８１は、０．２〜０．３ｍｍ程度の厚さを有するように形づくられる。前記テープ状の金属メッシュ材８２は、約０．１５ｍｍの直径を有する金属線８４がニット編みで編まれてなる編物とされ、０．２〜０．３ｍｍ程度の厚さを有するよう形づくられる。

前記複合体形成工程Ｓ２においては、図１３及び図１４に示すように、前記複合体８３を形成するため、前記テープ状の金属メッシュ材８２の外周縁部が前記テープ状の膨張黒鉛８１の外周縁部よりも内側に位置するようにこれら両者８１・８２を対向させた状態で、前記テープ状の膨張黒鉛８１と前記テープ状の金属メッシュ材８２とを重なり合わせる。

前記テープ状の膨張黒鉛８１は、短手方向の両側の各々で、その外周縁部が前記テープ状の金属メッシュ材８２の外周縁部よりも外側へ飛び出るように設ける。本実施形態においては、前記テープ状の金属メッシュ材８２を、前記テープ状の膨張黒鉛８１の長手方向に沿って延設しつつ、前記テープ状の膨張黒鉛８１の短手方向略中央に配置している。

すなわち、図１４に示すように、前記テープ状の膨張黒鉛８１の短手方向幅Ｗ１とし、前記テープ状の金属メッシュ材８２の短手方向幅Ｗ２とした場合、前記複合体８３において、前記テープ状の膨張黒鉛８１がその短手方向両側にそれぞれ前記テープ状の金属メッシュ材８２と所定の短手方向幅Ｗ３・Ｗ４だけ重合しない部分を備えるようにしている。

前記筒状体形成工程Ｓ３においては、図１５に示すように、前記複合体８３の短手方向を軸方向とする多重巻き状態のうず巻き筒状体８５を形成すべく、互いに重なり合う前記テープ状の膨張黒鉛８１及び前記テープ状の金属メッシュ材８２のうち前記テープ状の金属メッシュ材８２が内側に位置するように前記複合体８３をうず巻き状に巻回する。

前記圧縮成形工程Ｓ４においては、前記ガスケット１を得るため、前記うず巻き筒状体８５を圧縮成形する。例えば、図１６に示すように、前記ガスケット１の形状に対応する固定型８６とこの固定型８６に対して進退可能な可動型８７とを準備し、前記固定型８６及び前記可動型８７を用いて前記うず巻き筒状体８５を圧縮成形する。

具体的には、まず、前記うず巻き筒状体８５を前記固定型８６において内側固定型８８に外嵌させつつこの内側固定型８８と外側固定型８９との間に設置する。次に、前記可動型８７を、矢印９０の方向へ移動させて、前記内側固定型８８と前記外側固定型８９との間に向かって押し込む。こうして、前記うず巻き筒状体８５を圧縮成形する。

前記圧縮成形工程Ｓ４の終了により、前記膨張黒鉛５１、前記金属メッシュ材５２及び前記別の金属メッシュ材５７を用いて構成された前記ガスケット１を得ることができる。なお、本実施形態においては、前記圧縮成形工程Ｓ４が、前記第１凹部６１、前記第２凹部６２及び前記突起部７１を形成すべく、前記うず巻き筒状体８５の圧縮成形を適宜行うようになっている。

このような構成により、前記ガスケット１に、前記膨張黒鉛５１だけを用いて、前記第１排気管３の第１フランジ１１（前記第１圧接面２３）に密に圧接可能な前記第１シール部５３と、前記第２排気管４の第２フランジ１２（前記第２圧接面３２３）に密に圧接可能な前記第２シール部５４とを備え得る。よって、シール性能を高めた前記ガスケット１を簡単に且つ確実に得ることができる。

しかも、前記ガスケット１の内周面においては、前記テープ状の金属メッシュ材８２に由来する金属部分を比較的多く露出させやすくなるので、前記第１排気管３の端部７への前記ガスケット１の外嵌時に、前記金属部分により前記ガスケット本体４１の内周面を前記第１排気管３の端部７から保護できる。つまり、前記膨張黒鉛５１の一部が脱落することを抑制できる。

また、前記ガスケット１の製造方法においては、前記複合体形成工程Ｓ２が、前記テープ状の膨張黒鉛８１と前記テープ状の金属メッシュ材８２とを互いに重なり合った状態に接着するための接着工程Ｓ３Ａを含んでいる。前記接着工程Ｓ３Ａは、ここでは図１７に示すように、前記テープ状の金属メッシュ材８２を前記テープ状の膨張黒鉛８１に食い込せるものとなる。

詳しくは、図１３に示すように、ロール部材９１ａを含む接着装置９１等を用いて、前記テープ状の膨張黒鉛８１と前記テープ状の金属メッシュ材８２とを対向させたものに対してローレット加工を施す。こうして、前記テープ状の金属メッシュ材８２の隙間に前記テープ状の膨張黒鉛８１の一部をはいり込ませて、前記テープ状の膨張黒鉛８１と前記テープ状の金属メッシュ材８２とを接着する。

この接着物においては、図１７に示すように、前記テープ状の金属メッシュ材８２は、これをなす前記金属線８４の一部を、その直径の約１／２以上の部分がめり込むように前記テープ状の膨張黒鉛８１の一方の片面側に食い込ませるようになっている。こうして、前記接着物が、０．４〜０．６ｍｍ程度の厚さを有するよう形づくられ得るようになっている。

このような構成により、互いに重なり合う前記テープ状の膨張黒鉛８１と前記テープ状の金属メッシュ材８２とが接着された前記接着物、即ち前記複合体８３を得ることができる。したがって、前記筒状体形成工程Ｓ３において前記複合体８３をうず巻き状に巻回する際、前記テープ状の膨張黒鉛８１に対する前記テープ状の金属メッシュ材８２の位置ズレを防止して、加工精度を上げることができる。

前記接着工程Ｓ３Ａにおいては、前記テープ状の金属メッシュ材８２を前記テープ状の膨張黒鉛８１に食い込ませるので、前記テープ状の膨張黒鉛８１と前記テープ状の金属メッシュ材８２との接着作業の簡略化を図ることができる。しかも、ここではローレット加工を用いるので、前記テープ状の膨張黒鉛８１と前記テープ状の金属メッシュ材８２との接着性の向上を容易に実現できる。

また、前記ガスケット１の製造方法においては、前記テープ状の金属メッシュ材８２からなる前記テープ状の補強部材に代えて、別のテープ状の補強部材を用いることも可能である。この別のテープ状の補強部材としては、例えば、図１８に示すような、筒状の金属メッシュ材９３と、これに包囲されたテープ状の膨張黒鉛９４とからなるテープ状部材９５が挙げられる。

前記テープ状部材９５は、前記テープ状の膨張黒鉛８１と重なり合わせられることで複合体９６を形成する。前記複合体９６においては、図１９に示すように、前記テープ状部材９５は、前記筒状の金属メッシュ材９３の一方の片面側をなす金属線９８を、その直径の約１／２以上の部分がめり込むように前記テープ状の膨張黒鉛９４に食い込ませ得るものとなる。

さらに、前記複合体９６においては、図１９に示すように、前記テープ状部材９５は、前記筒状の金属メッシュ材９３の他方の片面側をなす金属線９９を、その直径の約１／３の部分がめり込むように前記テープ状の膨張黒鉛９４に食い込ませ得るとともに、その直径の約２／３の部分がめり込むように前記テープ状の膨張黒鉛８１に食い込ませ得るものとなる。

例えば、前記テープ状部材９５は、前記筒状の金属メッシュ材９３を約０．１５ｍｍの直径を有する金属線がニット編みで編まれてなる編物とされたうえで、これに前記テープ状の膨張黒鉛９４を収容することにより０．３〜０．５ｍｍ程度の厚さを有するよう形づくられる。こうして、前記複合体９６が、０．６〜１．１ｍｍ程度の厚さを有するよう形づくられ得る。

この場合には、得られるガスケット１の内周面において、当該ガスケット１の補強部材のうちの、前記筒状の金属メッシュ材９３に由来する金属部分の露出を比較的少なくでき、これにより、前記第１排気管３の端部７への前記ガスケット１の外嵌時に、前記第１排気管３の端部７をガスケット本体４１内へ進入させるための荷重を低減して、装着容易性の向上を図ることができる。

また、前記筒状の金属メッシュ材９３を前記テープ状の膨張黒鉛９４で拘束しながら、前記ガスケット１の製造を行うことが可能となる。すなわち、前記筒状の金属メッシュ材９３を極力偏らせないように保持しながら、前記圧縮成形工程Ｓ４を実施できる。よって、前記テープ状部材９５（前記別のテープ状の補強部材）を用いて前記ガスケット本体４１を有効に補強できる。

１ ガスケット（排気管継手シール体）
３ 第１排気管
４ 第２排気管
７ 第１排気管の端部
１１ 第１フランジ
１２ 第２フランジ
４１ ガスケット本体（本体）
５１ 膨張黒鉛
５１ａ 膨張黒鉛層
５２ 補強部材
５３ 第１シール部
５４ 第２シール部
６１ 第１凹部
６２ 第２凹部

Claims (2)

1. テープ状の膨張黒鉛がうず巻状に巻回された後に圧縮成形されてなる環状の膨張黒鉛製本体を備え、第１排気管と第２排気管との間をシールするために、前記本体が前記第１排気管の第１フランジと前記第２排気管の第２フランジとに挟圧されるように、前記第１排気管の端部に外嵌可能に構成された排気管継手シール体であって、
   耐熱性を有し、前記テープ状の膨張黒鉛により前記本体の径方向に関して重なり合うように形成された膨張黒鉛層の間に設けられた補強部材を備え、
   前記本体が、
   前記本体の軸方向一端側に設けられ、前記第１フランジと圧接可能な第１シール部と、
   前記本体の軸方向他端側に設けられ、前記第２フランジと圧接可能な第２シール部と、
   前記第２シール部の圧接に伴う圧縮変形に従って移動する前記本体の一部を受け入れるために、前記第２シール部の径方向内側に位置する前記本体の内周縁部に設けられた第１凹部と、
   前記第１シール部の圧接に伴う圧縮変形に従って移動する前記本体の他の一部を受け入れるために、前記第１シール部の径方向内側に位置する前記本体の内周縁部に設けられた第２凹部と、
   を有する
   ことを特徴とする排気管継手シール体。
2. 耐熱性を有し、前記テープ状の膨張黒鉛により前記本体の径方向に関して重なり合うように形成された膨張黒鉛層の間に設けられた補強部材を備えていることを特徴とする請求項１に記載の排気管継手シール体。

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