JPH01203761A - エンジンの排気系用ガスケット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産呈上坐剋■分互 本発明は、自動車、トラック、船舶あるいはその他の各
種輸送手段のエンジンにおける排気系用のガスゲット、
特に排気マニホールド用のガスケットに関する。

従来の技術 従来から自動車エンジンの排気系用ガスケットとして、
アスベストベースのものが使用されているが、アスベス
トは人体に吸入されると肺癌を発生する危険があること
が指摘されるに至って、現在アスベストフリーのガスケ
ットの開発が重要課題となっている。

ところで、エンジンの稼働中における排気ガスは６００
〜１０００℃にも達する高温度であるので、排気マニホ
ールドのガスケットとしてはこのような高温度に長時間
曝されても所要のシール性を保持し得る耐熱性のものが
要求される。このため、金属、黒鉛などの耐熱性の材料
からなるガスケットが提案されている。

しかしながら金属製ガスケットや黒鉛製ガスケットを使
用した場合、それらガスケットが熱絶縁性に乏しいので
下記の理由で排気マニホールド自体に亀裂が生じる問題
がある。

亀裂が生じる理由は、前記した通り排気ガスは極めて高
温度であること、エンジン本体はそれの運転中は常に水
冷されていて意外と低温度に保持されていること、およ
びエンジン本体の低温度の影響を受は難い排気管の前半
部は排気ガスの高温度により赤熱する程に加熱されてい
ることに起因する。すなわち、エンジンの運転中は、排
気マニホールドの全体は高温度の排気ガスにより加熱さ
れるが、そのエンジン本体に近い部分は、低温度のエン
ジン本体へ熱が伝わるために比較的に低温度となり、一
方排気管に近い部分は該排気管の温度に近い高温度とな
る。この結果、排気マニホールドのエンジン本体側と排
気管側との間に大きな温度差が生じてそれに亀裂が入る
ことになる。

解°を　すべき間　占 以上の理由から、耐熱性、熱絶縁性、並びに高温度での
シール性に優れた排気マニホールド用などの排気系用の
ガスケットの開発が大きな問題点となっている。

問題中を　°するための 本発明は、上記の問題点を解決するための手段として、
耐熱性のセラミック繊維、無機質の結合剤、および５０
μ翔以下の微粉末無機質充填剤とからなるセラミック繊
維シート層、および／または耐熱性のセラミック繊維、
無機質の結合剤、有機質の結合剤および５０μ請以下の
微粉末無機質充填剤とからなるセラミック繊維シート層
、をフック鉄板の片面または両面に有することを特徴と
するエンジンの排気系用ガスケットを提供しようとする
ものである。

又肌二止里 本発明のガスケットは、断熱性の優れたセラミック繊維
シート層を有するために排気管とエンジン本体間を断熱
する作用に優れている。またさらにセラミック繊維シー
ト層は、フック鉄板のフックにより該鉄板と常態並びに
高温度において強固に結合して一体化するので機械的強
度にも優れている。該セラミック繊維シート層は、耐熱
性のセラミック繊維と無機質の結合剤および無機質充填
剤などの耐熱性の優れた材料からなるものであるので６
００℃以上の高温度にも耐える耐熱性を有する。

なおセラミック繊維シート層が耐熱性のセラミック繊維
と無機質の結合剤のみで形成されている場合は、それが
高温度に加熱されたときに剛直なセラミック繊維結合物
が生成し易く、其の剛直性の故に長時間使用の場合は結
合した繊維同士の間に隙間が生じてシール性が低下する
場合が時々あるが、本発明においては５０μ秦以下の微
粉末無機質充填剤が配合されているので、該充填剤によ
る繊維間の充填作用にて繊維間での隙間発生が防止され
、このために核層は長時間にわたって良好なシール性を
維持する。

さらにセラミック繊維シート層に少量の有機質の結合剤
を含有せしめておくと、上記した本発明の作用を実質的
に損なうことなく常態でのシートの機械的強度や纏まり
性が向上する。

大立■ 以下、実施例により本発明を一層詳細に説明する。第１
図は本発明の１実施例の断面図であり、第２図は本発明
の他の実施例の断面図である。

第１図および第２図において、１はフック鉄板であり、
２はセラミック繊維シート層である。第１図に示す実施
例は、所謂スチールベストタイプのものであって、両面
にフックを有するフック鉄板１の両面にセラミック繊維
シート層２が設けられている。第２図に示す実施例は、
所謂パワーベストタイプのものであって、片面のみにフ
ックを有するフック鉄板１の２枚の間にセラミック繊維
シート層２が設けられている。

フック鉄板１としては、スチールベストやパワーベスト
用として従来から周知のものを使用することができる。

セラミック繊維シート層２は、耐熱性のセラミック繊維
と無機質の結合剤とからなる。しかして該耐熱性のセラ
ミック繊維としては、アルミナシリカ繊維、ジルコニヤ
繊維、アルミナ繊維、シリカ繊維、各種組成のガラスの
繊維、ロックウールなど、少なくとも６００℃以上の耐
熱性を有するものの１種がまたは２種以上の混合物が用
いられる。特に好ましくはアルミナシリカ繊維、ジルコ
ニヤ繊維、ガラス繊維などである。

セラミック繊維の太さは０．１〜５０μ翔、特に１〜３
０Ｉ！ｓ、長さは１〜１５０　ａｍ、特に５〜１００龍
程度が好ましい。

無機質の結合剤としては、未硬化状態あるいは半硬化状
態において無ａ質であるものは勿論のこと、それらの状
態でたとえ有機質であっても結合剤として実質的に作用
する状態においては本質的に無機質であるものが用いら
れる。

しかして本発明において用いられる無機結合剤としては
、各種のセラミック化性シリコン、（たとえば、関西ペ
イント社製ＣＥＬＡ４００やトーレ・シリコーン社製Ａ
Ｙ４９−２０８）などが例示される。無機結合剤の使用
量は、セラミック繊維１００重量部あたり２０〜３００
重量部、好ましくは５０〜２００重量部程度である。

無機質充填剤としては、本発明のガスケントの使用温度
で充分な耐熱性を有するものであれば特に制限なく種々
のものが用いられる。たとえばクレー、タルク、珪砂、
マイカ、シリカ、ジルコニア、グラファイト、ベントナ
イト、ゼオライト、硫酸バリウムなどである。ただし無
機質充填剤として、平均粒径が５０μ錆より大きい粗粒
のものを使用した場合は、前記したセラミック繊維間の
充填作用が不充分である。したがって本発明においては
、平均粒径が５０μ糟以下の微粉末のものが、好ましく
は平均粒径が１０μｍ以下、さらには５μ個以下の微粒
のものが用いられる。

微粉末無機質充填剤の使用量は、セラミック繊維１００
重量部あたり２０〜４００重量部程度が適当であり、好
ましくは３０〜２００重量部である。

セラミック繊維シートは、上記したセラミック繊維、無
機結合剤、および微粉末無機質充填剤とを予め均一に混
合した組成物、あるいは粥状物を用いて製造してもよく
、また先にセラミック繊維と微粉末無機質充填剤とのみ
でシートを作製し、ついで該シートに無機結合剤を塗布
、含浸などして添加するようにしてもよい。

セラミック繊維シート層中に含有されるセラミック繊維
の坪量は、３００〜２０００　ｇ／ｍ”、特に４００”
１５００　ｇ／ｍ”程度が好ましい。

セラミック繊維シート層に少量の有機質の結合剤を含有
せしめておくと、常態でのシートの機械的強度や纏まり
性が向上するので、必要に応じてそれを上記の無機結合
剤と併用してもよい、有機質の結合剤としては、たとえ
ばＮＢＩ？エマルジョン、アクリルエマルジョン、ポリ
ビニルアルコール水溶液などが例示される。その使用量
は、固形分にしてセラミック繊維１００重量部あたり３
〜１００重量部、特に５〜７０重量部程度が適当である
。

１訓Ｉと防栗 本発明のガスケットは、断熱性、耐熱性、並びに高温度
での長時間にわたるシール性において優れている。従来
からエンジンの排気マニホールド用ガスケットとして提
案されている金属製ガスケットや黒鉛製ガスケット代わ
って本発明のガスケットを使用すると排気管の高温度が
排気マニホールドに伝熱することが効果的に防止される
。

尖施叢 以下、実施例および比較例により本発明を一層詳細に説
明する。

実施例１ 耐熱性のセラミック繊維としてアルミナシリカ繊維（大
さ：１．９．ｃ＋ｍ、平均長さニア０ｍｍ、イビデン社
製の商品名イビウールＪ）を１００重量部、無機結合剤
としてシリカエマルジョン（横浜ゴム社製の商品名ハマ
セラコン３８４）を固形分量にして８０重量部、および
微粉末無機充填剤としてタルク（平均粒径：２．５μｍ
）を１００重景部とからなる組成物を用いて両面にフッ
クを有するフック鉄板（厚さ：０．２鰭）の両面にセラ
ミック繊維シート層を形成して、スチールベストタイプ
のガスケット（厚さ：１．５ｍ）を得た。

該ガスゲットの両面の各セラミック繊維シート層は、常
態において平均厚さ０．７ｍｍであり、坪量は１１００
　ｇ／ｍ”であった。

実施例２ 微粉末無機充填剤として焼成りレー（平均粒径：２．０
μｍ）を１５０重量部使用した点においてのみ実施例１
と異なるスチールベストタイプのガスケットを得た。

実施例３ 無機結合剤としてシリカ溶液（朝日化学工業社製の商品
名スミセラムＰＮ２０１０）を固形分量にして１００重
量部使用した点においてのみ実施例１と異なるスチール
ベストタイプのガスケットを得た。

実施例４ 耐熱性のセラミック繊維としてアルミナシリカ繊維（太
さ：１．９μ鴎、平均長さニア０龍、イビデン社製の商
品名イビウールＪ）７０重量％およびガラス繊維（太さ
：１１μｍ、平均長さ８１３ｍ、富士ファイバーグラス
社製の商品名ＦＥＳ−１３）３０重量％との混合繊維を
使用した点においてのみ実施例１と異なるスチールベス
トタイプのガスケットを得た。

実施例５ 片面のみにフックを有するフック鉄板（厚さ：０．２龍
）の２枚の間に実施例１で使用したセラミック繊維シー
ト層（常態における平均厚さおよび坪量はそれぞれ　１
．　４１ｍ、　１７００　ｇ／ｍ”　）を設けたパワー
ベストタイプのガスケット（ｒｇ、さ：０．２龍）を得
た。

実施例６ ＮＢＲエマルジョンをその固形分量にしてアルミナシリ
カ繊維１００重量部あたり８重量部さらに加えた点にお
いてのみ実施例１と異なるスチールベストタイプのガス
ケットを得た。

比較例１ 実施例１とは、微粉末無機充填剤を使用していない点に
おいてのみ異なるスチールベストタイプのガスケットを
得た。

比較例２ 実施例４とは、微粉末無機充填剤を使用していない点に
おいてのみ異なるスチールベストタイプのガスケットを
得た。

実施例１〜６および比較例１〜２の各ガスケットを対象
として６００℃で１００時間加熱し、その後下記の条件
でシール性の比較試験を行った。

その結果は、下表の通りであった。

シール性試験法：外径９０關φ、内径７４鶴φのドーナ
ッツ状サンプルを各シートより打抜き、１００ｋｇ／ａ
Ｊの圧力で両側からステンレスフランチで締付は内部に
空気を送込み、０．５ｋｇ／ｃｄステップで内圧を上昇
させ、もれ始める圧力を測定した。もれの判定法はカニ
泡洗である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例の断面図であり、第２図は本
発明の他の実施例の断面図である。 第１図および第２図において、１はフック鉄板であり、
２はセラミック繊維シート層である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、耐熱性のセラミック繊維、無機質の結合剤、および
   平均粒径が５０μｍ以下の微粉末無機質充填剤とからな
   るセラミック繊維シート層をフック鉄板の片面または両
   面に有することを特徴とするエンジンの排気系用ガスケ
   ット。 ２、耐熱性のセラミック繊維、無機質の結合剤、有機質
   の結合剤、および平均粒径が５０μｍ以下の微粉末無機
   質充填剤とからなるセラミック繊維シート層をフック鉄
   板の片面または両面に有することを特徴とするエンジン
   の排気系用ガスケット。