JPH06123362A - 球帯状シール体 - Google Patents

球帯状シール体

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JPH06123362A
JPH06123362A JP4300551A JP30055192A JPH06123362A JP H06123362 A JPH06123362 A JP H06123362A JP 4300551 A JP4300551 A JP 4300551A JP 30055192 A JP30055192 A JP 30055192A JP H06123362 A JPH06123362 A JP H06123362A
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spherical
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隆 前田
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修市 久保田
Takeshi Kokido
剛 古城戸
Toshiyuki Nishio
俊幸 西尾
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 常温から５００℃の広範囲の雰囲気温度にお
いて適用可能であって、排気ガスの熱の作用による相手
材への固着現象を回避し、保持性に優れた潤滑すべり層
として得、初期はいうに及ばず長期の使用においても摺
動特性の低下ならびに異常音の発生のない球帯状シール
体を提供することにある。 【構成】 中央に貫通孔１１を、外面に部分凸球面部１
２を備えており、該部分凸球面部１２の表面は、窒化ホ
ウ素７０〜９０重量％、アルミナおよびあるいはシリカ
１０〜３０重量％から成る潤滑組成物の潤滑すべり層と
該潤滑すべり層を覆って該潤滑すべり層と一体化された
金網から成る補強材とが混在一体となった平滑な面１５
に形成されてなる球帯状シール体１０。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車排気管の球面管
継手に使用される球帯状シール体に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、自動車排気管の球面管継手に使用
される球帯状シール体としては、例えば特開昭５４ー７
６７５９号公報（以下「先行公報Ｉ」という）に開示され
ているものがある。この先行公報Ｉに開示されたシール
体は耐熱性を有し、相手材とのなじみ性に優れ、また衝
撃強度も著しく改善されているという反面、乾燥摩擦条
件下の摩擦においては往々にして異常音を発生するとい
う欠点がある。すなわち、このシール体の欠点は該シー
ル体を形成する耐熱材料（膨張黒鉛など）の静止摩擦係
数と動摩擦係数との差が大きいこと、及びこの耐熱材料
からなるシール体のすべり速度に対する摩擦抵抗が負性
抵抗（すべり速度が増加すると摩擦抵抗が減少する現
象）を示すこと、などが原因と考えられる。
【０００３】そこで、本出願人は特願昭５６ー１２０７
０１号（特開昭５８ー２４６２０号公報：以下「先行公
報ＩＩ」という）において、上述した欠点を解決したシ
ール体を提案した。この先行公報ＩＩに開示されたシー
ル体は、膨張黒鉛、雲母、石綿の１種又は２種以上を混
合した耐熱材料を金属細線を織ったり、編んだりして得
られる金網から成る補強材と一緒に造形して得られるシ
ール体であって、該シール体の表面には四ふっ化エチレ
ン樹脂あるいは四ふっ化エチレンと六ふっ化プロピレン
との共重合体からなる潤滑組成物が被着形成されたもの
である。このシール体は表面に被着形成された潤滑組成
物が、摩擦係数の低減、母材を形成する耐熱材料の相手
材表面への移着防止、静止摩擦係数と動摩擦係数との差
の縮小、などの作用効果を発揮するほか、四ふっ化エチ
レン樹脂はすべり速度に対する摩擦抵抗が負性抵抗を示
さないので、上述した効果と相俟って「付着ーすべり」に
基づく自励振動の発生を抑え、異常音の発生防止に貢献
するという効果を有するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述した先行公報ＩＩ
に開示されたシール体は、性能面で前記先行公報Ｉに開
示されたシール体の欠点を解決するものであったが、先
行公報ＩＩに開示されたシール体の適用可能な雰囲気温
度は表面に被着形成された潤滑組成物の耐熱性に委ねら
れ、自ずから３００℃以下の雰囲気温度での使用に制限
されるという問題と、つぎのような問題が新たに提起さ
れた。すなわち、自動車排気管の球面管継手に組み込ま
れて使用された場合、排気管を流動する排気ガスの熱の
作用により、シール体の表面に被着形成された潤滑組成
物が溶融し、エンジン停止後の排気管冷却時に溶融した
潤滑組成物が相手材表面に固着し、当該球面管継手の相
対角変位を阻害するという現象を生じるという問題であ
る。
【０００５】このような現象は、特にシール体の表面に
形成された潤滑組成物を溶融させるような排気管の温度
条件であって、かつ球面管継手に加わる相対角変位が小
さい部位への適用において顕著に生じることを実験によ
り確認した。したがって、このような固着現象を生じる
と、球面管継手の初期の目的を達成し難いばかりか、エ
ンジンの再始動後に大きな相対角変位が球面管継手に加
わると、固着現象の解消に基づく大きな異常音を発生さ
せるという問題を惹起することになる。
【０００６】本発明は前記諸点に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、常温（２０℃）から５０
０℃の広範囲の雰囲気温度において適用可能なシール体
であって、排気ガスの熱の作用によるシール体の表面に
形成された潤滑組成物から成る潤滑すべり層の相手材へ
の固着現象を回避し、シール体表面への保持性に優れた
潤滑すべり層とし得、その結果、初期はいうに及ばず長
期の使用においても摺動特性の低下ならびに異常音の発
生のない球帯状シール体を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によれば前記目的
は、金属細線を織ったり、編んだりして得られる金網か
ら成る補強材と膨張黒鉛、マイカ又はアスベストから成
る耐熱材との圧縮成形物から成り、中央に貫通孔を備
え、外面に部分凸球面部を備えた、とくに排気管継手に
使用される球帯状シール体であって、該部分凸球面部の
表面は、窒化ホウ素７０〜９０重量％並びにアルミナお
よびあるいはシリカ１０〜３０重量％から成る潤滑組成
物の潤滑すべり層と該潤滑すべり層を覆って該潤滑すべ
り層と一体化された金網から成る補強材とが混在一体と
なった平滑な面に形成されてなる球帯状シール体によっ
て達成される。
【０００８】また、部分凸球面部の表面に潤滑すべり層
を形成する他の潤滑組成物は、窒化ホウ素７０〜９０重
量％並びにアルミナおよびあるいはシリカ１０〜３０重
量％から成る潤滑組成物を１００重量部とし、これに２
００重量部以下、好ましくは５０〜１５０重量部の割合
でポリテトラフルオロエチレン樹脂が含有された潤滑組
成物である。
【０００９】以下、上記球帯状シール体における構成材
料ならびに該シール体の製造方法について説明する。 （補強材）補強材は、鉄系としてオーステナイト系のＳ
ＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６、フェライト系のＳＵＳ４３
０などのステンレス鋼線あるいは鉄または亜鉛メッキ鉄
線（ＪＩＳ−Ｇ−３５３２）、また銅系としては銅−ニ
ッケル合金（白銅）、銅−ニッケル−亜鉛合金（洋
白）、黄銅、ベリリウム銅からなる線材を織ったり、編
んだりして形成される金網（金属メッシュ）が使用され
る。該金網を形成する金属細線の線径は０．１０〜０．
３２ｍｍ程度のものが使用され、該金網の網目３〜６ｍ
ｍ程度のものが使用されて好適である。 （耐熱材）耐熱材としては、膨張黒鉛、マイカ、アスベ
ストが選択されて使用される。膨張黒鉛は、特公昭４４
−２３９６６号公報に開示されている米国ユニオンカー
バイド社製の「グラフォイル（商品名）」あるいは日本
カーボン社製の「ニカフィルム（商品名）」など、厚さ
０．３〜１．０ｍｍのシート状のものが使用されて好適
である。マイカはシリコン樹脂で接合したマイカペーパ
ー、アスベストはクリソタイルまたはアモサイト系のア
スベストペーパーまたはシートが使用される。
【００１０】（潤滑組成物）潤滑組成物は、窒化ホウ素
７０〜９０重量％並びにアルミナおよびあるいはシリカ
１０〜３０重量％から成る潤滑組成物を固形分として２
０〜５０重量％分散含有した水性ディスパージョンが、
また他の潤滑組成物として窒化ホウ素７０〜９０重量％
並びにアルミナおよびあるいはシリカ１０〜３０重量％
から成る潤滑組成物を１００重量部とし、これに２００
重量部以下、好ましくは５０〜１５０重量部の割合でポ
リテトラフルオロエチレン樹脂が含有された潤滑組成物
を固形分として２０〜５０重量％分散含有した水性ディ
スパージョンが使用される。上記潤滑組成物の水性ディ
スパージョンは、後述する製造方法において、シート状
耐熱材の表面に刷毛塗り、スプレー等の手段によって被
覆され、最終の圧縮工程においてシール状の外面部分凸
球面部表面に均一かつ微小厚さ（１０〜３００μｍ）に
展延されて潤滑すべり層を形成する。被覆するにあた
り、水性ディスパージョン中の固形分が２０〜３０重量
％（水分７０〜８０重量％）の場合には、被覆操作を２
〜３回繰り返すことにより所望の厚さの潤滑すべり層と
することができる。
【００１１】成分中の窒化ホウ素は、とくに高温におい
て優れた潤滑性を発揮するものであるが、窒化ホウ素単
独では前記シート状耐熱材表面への被着性、ひいては最
終の圧縮工程におけるシール体の外面部分凸球面部表面
への被着性に劣り、これらの表面から容易に剥離してし
まうという欠点がある。本発明では、窒化ホウ素に対し
一定量の割合でアルミナおよびあるいはシリカを配合す
ることにより、上記窒化ホウ素単独の欠点を回避し、シ
ート状耐熱材表面への被着性、ひいては最終の圧縮工程
におけるシール体の外面部分凸球面部表面への被着性を
大幅に改善し、該シール体の外面部分凸球面部表面への
潤滑組成物から成る潤滑すべり層の保持性を高めること
を見出した。そして、窒化ホウ素に対するアルミナおよ
びあるいはシリカの配合割合は、窒化ホウ素の具有する
潤滑性を損なうことなく、かつ被着性を改善するという
観点から決定され、１０〜３０重量％の範囲が好ましい
ことを確認した。
【００１２】上述した窒化ホウ素７０〜９０重量％、ア
ルミナおよびあるいはシリカ１０〜３０重量から成る潤
滑組成物を１００重量部とし、これに一定量の割合でポ
リテトラフルオロエチレン樹脂を含有した潤滑組成物に
おいて、ポリテトラフルオロエチレン樹脂はそれ自身低
摩擦性を有するもので、窒化ホウ素並びにアルミナおよ
びあるいはシリカから成る潤滑組成物に配合されること
により、該潤滑組成物の低摩擦性を向上させる作用と、
圧縮成形時の該潤滑組成物の展延性を高める作用、さら
に潤滑組成物の被着性を高める作用をなす。上記窒化ホ
ウ素７０〜９０重量％並びにアルミナおよびあるいはシ
リカ１０〜３０重量％から成る潤滑組成物１００重量部
に対し、ポリテトラフルオロエチレン樹脂の配合割合は
２００重量部以下、好ましくは５０〜１５０重量部の範
囲である。このポリテトラフルオロエチレン樹脂の配合
割合が２００重量部を超えると、潤滑組成物中に占める
割合が多くなり、結果として従来公報ＩＩにおける欠点
を回避できない。また、ポリテトラフルオロエチレン樹
脂の配合割合が５０〜１５０重量部の範囲であれば、上
記作用をいかんなく発揮させることができる。
【００１３】水性ディスパージョンを形成する窒化ホウ
素、アルミナおよびあるいはシリカ、あるいはこれらに
配合されるポリテトラフルオロエチレン樹脂は可及的に
微粉末であることが好ましく、これらは平均粒径１０μ
ｍ以下、さらに好ましくは０．５μｍ以下の微粉末が使
用される。
【００１４】つぎに、上述した構成材料からなる球帯状
シール体の製造方法について図面に基づき説明する。金
属細線を織ったり編んだりすることによって形成される
金網を用意し、この金網を所定の幅に切断するか、金属
細線を編んで円筒状金網を形成したのち、これをローラ
間に通す（図２）かして帯状金網を作成し、これを補強
材１として使用する。耐熱材として、所定の幅に切断し
たシート状耐熱材２を用意する。そして、帯状金網から
なる補強材１とシート状耐熱材２とを重ね合わせると共
にシート状耐熱材２を内側にしかつ最外周では該耐熱材
２が位置するように円筒状に捲回し、円筒体３を作成す
る（図３）。
【００１５】上記シート状耐熱材２と同様のシート状耐
熱材４を別途用意し、該シート状耐熱材４の一方の表面
に、窒化ホウ素７０〜９０重量％並びにアルミナおよび
あるいはシリカ１０〜３０重量％から成る潤滑組成物を
固形分として２０〜５０重量％分散含有した水性ディス
パージョン、あるいは窒化ホウ素７０〜９０重量％並び
にアルミナおよびあるいはシリカ１０〜３０重量％から
成る潤滑組成物を１００重量部とし、これに２００重量
部以下、好ましくは５０〜１５０重量部の割合でポリテ
トラフルオロエチレン樹脂が含有された潤滑組成物を固
形分として２０〜５０重量％分散含有した水性ディスパ
ージョンを刷毛塗り、スプレー等の手段で被覆し、乾燥
して該潤滑組成物の被覆層５を形成する。金属細線を編
んで円筒状金網を形成したのち、これをローラ間に通し
て作成した帯状金網６を用意し、該帯状金網６内に前記
被覆層５を備えたシート状耐熱材４を挿入すると共にこ
れらをローラ間に通して一体化させた摺動面材７を作成
する。（図４、図５）
【００１６】このようにして得た摺動面材７を被覆層５
を外側にして前記円筒体３の外周面に巻付け、予備円筒
成形体８を作成する（図６）。内面に円筒壁面９１と円
筒壁面９１に連なる部分凹球壁面９２と部分凹球壁面９
２に連なる貫通孔９３とを備え、該貫通孔９３に段付き
コア９４を嵌挿することによって内部に中空円筒部９５
と該中空円筒部９５に連なる球帯状中空部９６とが形成
された金型９を用意し、該金型９の段付きコア９４に前
記予備円筒成形体８を挿入する（図７）。
【００１７】金型９の中空部に位置せしめられた予備円
筒成形体８をコア軸方向に１〜３トン／ｃｍ2の圧力で
圧縮成形し、内面に貫通孔を備え、外面に部分凸球面部
を備えた球帯状シール体を作成する。この圧縮成形によ
り、円筒体３の金網からなる補強材１と耐熱材２とは互
いに絡み合って一体化したシール体母材を形成し、該母
材の部分凸球面部表面には該母材と一体化した摺動面材
７の潤滑組成物と金網とが混在一体となった平滑な面が
形成される。図１は上述した方法によって作成された球
帯状シール体を示す縦断面説明図で、図中、符号１０は
球帯状シール体、１１は貫通孔、１２は部分凸球面部、
１３はシール体母材を形成する金網から成る補強材、１
４は該補強材と一体となった耐熱材、１５は摺動面材７
によって形成された潤滑組成物から成る潤滑すべり層と
金網とが混在一体となった平滑な面である。
【００１８】上述した構成からなる球帯状シール体１０
は、図８に示す排気管継手に組込まれて使用される。す
なわち、エンジン側に連結された上流側排気管１００の
外周面には管端部１０１を残してフランジ２００が立設
されており、該管端部１０１には球帯状シール体１０が
貫通孔１１を嵌合させ、部分凸球面部１２の大径側端面
を該フランジ２００に当接させて着座せしめられてい
る。上流側排気管１００と相対向してマフラー側に連結
され、端部に凹球面部３０２と凹球面部３０２の開口部
周縁にフランジ部３０３を備えた径拡大部３０１が一体
に形成された下流側排気管３００が凹球面部３０２を球
帯状シール体１０の部分凸球面部１２に摺接させて配置
されている。
【００１９】上、下流側排気管１００、３００には、一
端がフランジ２００に固定され、他端が径拡大部３０１
のフランジ部３０３を挿通して配された一対のボルト４
００とボルト４００とフランジ部３０３との間に配され
た一対のコイルバネ５００とにより、下流側排気管３０
０には常時、上流側排気管１００方向にバネ力が付勢さ
れている。そして、上、下流側排気管１００、３００に
生ずる相対角変位に対しては、球帯状シール体１０の部
分凸球面部１２と下流側排気管３００の端部に形成され
た径拡大部３０１の凹球面部３０２との摺接で許容する
ように構成されている。
【００２０】（実施例）以下、本発明の球帯状シール体
の実施例について詳細に説明する。 ＜実施例Ｉ＞金属細線として線径０．２８ｍｍのオース
テナイト系ステンレス鋼線（ＳＵＳ３０４）を使用し、
網目３ｍｍの円筒状編組金網を作成し、これをローラ間
に通して帯状の金網とし、これを補強材１とした。耐熱
材２として、厚さ０．５ｍｍのシート状膨張黒鉛（日本
カーボン社製「ニカフィルム（商品名）」を使用した。
これら補強材１と耐熱材２とを重ね合わせたのち、耐熱
材２を内側にし最外周に該耐熱材２が位置するように捲
回して円筒体３を作成した。
【００２１】上記耐熱材２と同様の耐熱材（膨張黒鉛）
４を別途用意し、該耐熱材４の一方の表面に、平均粒径
７μｍの窒化ホウ素粉末８５重量％、平均粒径０．６μ
ｍのアルミナ粉末１５重量％から成る潤滑組成物を固形
分として３０重量％分散含有した水性ディスパージョン
（窒化ホウ素２５．５重量％、アルミナ４．５重量％、
水分７０重量％）を刷毛塗りし、乾燥するという被覆操
作を３回繰り返して該潤滑組成物の被覆層５を形成し
た。上記補強材１と同様の円筒状金網を形成したのち、
これをローラ間に通して作成した帯状金網６を別途用意
し、該帯状金網６内に前記被覆層５を備えた耐熱材４を
挿入すると共にこれらをローラ間に通して一体化させ、
一方の面に潤滑組成物と金網とが混在した摺動面材７を
作成した。
【００２２】前記円筒体３の外周面に、この摺動面材７
を潤滑組成物と金網とが混在した面を外側にして巻き付
けて予備円筒成形体８を作成した。内面に円筒壁面９１
と円筒壁面９１に連なる部分凹球壁面９２と部分凹壁面
９２に連なる貫通孔９３とを備え、該貫通孔９３に段付
きコア９４を嵌挿することによって内部に中空円筒部９
５と該中空円筒部９５に連なる球帯状中空部９６とが形
成された金型９を用意し、該金型９の段付きコア９４に
前記予備成形体８を挿入し、該予備円筒成形体８を該金
型９の中空部に位置させた。
【００２３】金型９の中空部に位置させた予備円筒成形
体８をコア軸方向に３トン／ｃｍ2の圧力で圧縮形成
し、内面に貫通孔１１を備え、外面に部分凸球面部１２
を備えた球帯状シール体１０を作成した。この圧縮成形
により、予備円筒成形体８の円筒体部分は補強材と耐熱
材とが互いに絡み合って一体化したシール体母材を形成
し、その外面に摺動面材が一体化されると共に該摺動面
材の潤滑組成物が展延されて該摺動面材の補強材と混在
した潤滑すべり層が形成される。
【００２４】＜実施例ＩＩ＞前記実施例Ｉと同様の円筒
体を作成した。耐熱材として膨張黒鉛を別途用意し、該
耐熱材の一方の表面に、平均粒径７μｍの窒化ホウ素粉
末８５重量％、平均粒径０．６μｍのアルミナ粉末１５
重量％から成る潤滑組成物を１００重量とし、これに平
均粒径０．３μｍのポリテトラフルオロエチレン樹脂粉
末を５０重量部含有した潤滑組成物（窒化ホウ素５６．
７重量％、アルミナ１０重量％、ポリテトラフルオロエ
チレン樹脂３３．３重量％）を固形分として３０重量％
分散含有した水性ディスパージョン（窒化ホウ素１７重
量％、アルミナ３重量％、ポリテトラフルオロエチレン
樹脂１０重量％、水分７０重量％）を刷毛塗りし、乾燥
するという被覆操作を３回繰り返して該潤滑組成物の被
覆層を形成した。以下、実施例Ｉと同様の方法で、球帯
状シール体を作成した。
【００２５】＜実施例ＩＩＩ＞前記実施例Ｉと同様の円
筒体を作成した。耐熱材として膨張黒鉛を別途用意し、
該耐熱材の一方の表面に、平均粒径７μｍの窒化ホウ素
粉末８５重量％、平均粒径０．６μｍのアルミナ粉末１
５重量％から成る潤滑組成物を１００重量部とし、これ
に平均０．３μｍのポリテトラフルオロエチレン樹脂粉
末を１５０重量部分散含有した潤滑組成物（窒化ホウ素
３４重量％、アルミナ６重量％、ポリテトラフルオロエ
チレン樹脂６０重量％）を固形分として３０重量％分散
含有した水性ディスパージョン（窒化ホウ素１０．２重
量％、アルミナ１．８重量％、ポリテトラフルオロエチ
レン樹脂１８重量％、水分７０重量％）を刷毛塗りし、
乾燥するという被覆操作を３回繰り返して該潤滑組成物
の被覆層を形成した。以下、実施例Ｉと同様の方法で、
球帯状シール体を作成した。
【００２６】＜比較例＞前記実施例Ｉと同様の円筒体を
作成した。耐熱材として膨張黒鉛を別途用意し、該耐熱
材の一方の表面に、平均粒径０．３μｍのポリテトラフ
ルオロエチレン樹脂粉末を固形分として３０重量％分散
含有した水性ディスパージョン（ポリテトラフルオロエ
チレン樹脂３０重量％、水分７０重量％）を刷毛塗り
し、乾燥するという被覆操作を３回繰り返して該潤滑組
成物の被覆層を形成し、これを摺動面材とした。円筒体
の外周面に、この摺動面材を潤滑組成物の被覆層が形成
された面を外側にして巻付けて予備円筒成形体を作成し
た。以下、実施例Ｉと同様の方法で、球帯状シール体を
作成した。
【００２７】つぎに、上述した実施例及び比較例からな
る球帯状シール体について、図８に示す排気管継手を使
用して、該シール体の摩擦初期における摩擦トルク（ｋ
ｇｆ・ｃｍ）及び異常音の発生の有無を試験した結果に
ついて説明する。 （試験Ｉ） （試験条件） コイルバネによる押圧力：７２ｋｇｆ 揺動角：±３゜ 振動数：１２ヘルツ 雰囲気温度（図８に示す凹球面部３０２の外表面温
度）：室温（２０℃）〜３００℃ （試験ＩＩ） コイルバネによる押圧力：７２ｋｇｆ 揺動角：±３゜ 振動数：１２ヘルツ 雰囲気温度（上記に同じ）：室温（２０℃）〜５００℃ 試験方法（試験Ｉ、試験ＩＩとも）：１２ヘルツの振動
数で±３゜の揺動運動を１回として室温で４５，０００
回行ったのち、該揺動運動を継続しながら雰囲気温度を
３００℃（試験Ｉ）、５００℃（試験ＩＩ）まで昇温し
（昇温中の揺動回数４５，０００回）、該雰囲気温度が
３００℃、５００℃に到達した時点で１１５，０００回
の揺動運動を行い、ついで該揺動運動を継続しながら雰
囲気温度を室温まで降温（降温中の揺動回数４５，００
０回）するという、全揺動回数２５０，０００回を１サ
イクルとして４サイクル行う。
【００２８】また、異常音の発生の有無の評価はつぎの
ようにして行った。 評価記号Ｉ ：異常音の発生のないもの。 評価記号ＩＩ ：試験片に耳を近づけた状態で、かすか
に異常音が聴こえるもの。 評価記号ＩＩＩ：定位置（試験片から１．５ｍ離れた位
置）では生活環境音に消され、一般には判別しがたいが
試験担当者には異常音として判別できるもの。 評価記号ＩＶ ：定位置で誰でも異常音（不快音）とし
て識別できるもの。
【００２９】表１は上記試験方法によって得られた試験
Ｉの試験結果を示す表であり、表２は上記試験方法によ
って得られた試験ＩＩの試験結果を示す表である。 （以下余白）
【００３０】
【表１】 （以下余白）
【００３１】
【表２】
【００３２】表１、表２中、１は揺動回数０〜２５万回
での結果、２は揺動回数２５万〜５０万回での結果、３
は揺動回数５０万〜７５万回での結果、４は揺動回数７
５万〜１００万回での結果を示したものである。試験Ｉ
の結果からは実施例と比較例との間に性能の差は認めら
れず、両者とも摩擦トルクが低く、かつ異常音の発生も
認められなかった。一方、試験ＩＩの結果から、比較例
の球帯状シール体は雰囲気温度の上昇に伴ない異常音の
発生が認められたが、これは雰囲気温度が３００℃を超
えると表面の潤滑すべり層が溶融軟化し、その状態での
継続する揺動運動により該潤滑すべり層が表面から流動
排出され、該シール体と相手材との摩擦が耐熱材料（膨
張黒鉛）との摩擦に移行したため異常音の発生を引き起
こしたものと推察される。
【００３３】これに対し、実施例からなる球帯状シール
体は雰囲気温度が５００℃に到達しても、表面の潤滑す
べり層には溶融軟化現象は起こらず該シール体表面に保
持されており、相手材とは潤滑すべり層との摩擦により
何ら異常音を発生することなく、低い摩擦トルクで安定
した揺動運動を繰り返した。実施例ＩＩ及び実施例ＩＩ
Ｉの潤滑すべり層にはポリテトラフルオロエチレン樹脂
が配合されているにも拘らず上記のような試験結果を示
したのは、成分組成中の窒化ホウ素及びアルミナにより
ポリテトラフルオロエチレン樹脂の溶融軟化点が見掛け
上高められていること、また相手材との摩擦面をなす部
分凸球面部の表面には金網からなる補強材が該潤滑すべ
り層と混在していることから、潤滑すべり層と相手材と
の連続した直接の摩擦を防いでいること、さらにアルミ
ナの作用により潤滑すべり層の部分凸球面表面への保持
力が高められていること、などによるものと考えられ
る。
【００３４】つぎに、球帯状シール体の表面に形成され
た潤滑すべり層の相手材表面への固着現象について試験
した結果について述べる。 （試験ＩＩＩ） （試験条件） コイルバネによる押圧力：７２ｋｇｆ 雰囲気温度（図８に示す凹球面部３０２の外表面温
度）：室温（２０℃）〜４００℃ 試験方法：図８に示す排気管継手に実施例及び比較例か
らなる球帯状シール体を組込み、雰囲気温度を室温から
４００℃に到達するまで上昇させ、４００℃の温度で１
０分間保持したのち、雰囲気温度を室温まで下げ、始動
摩擦トルクの測定及び異常音の発生を試験する。
【００３５】表３は上記試験方法によって得られた試験
結果である。
【００３６】
【表３】
【００３７】試験結果から、比較例からなる球帯状シー
ル体は部分凸球面部表面に形成されたポリテトラフルオ
ロエチレン樹脂からなる潤滑組成物の潤滑すべり層が相
手材（凹球面部）に強固に固着し、始動摩擦トルクは５
００ｋｇｆ・ｃｍ以上と極めて高く、上、下流側排気管
の相対角変位を許容することができなかった。一方、実
施例からなる球帯状シール体は相手材表面に固着するこ
となく、また異常音の発生もなく、低い摩擦トルクで
上、下流側排気管の相対角変位を許容することができ
た。
【００３８】このように、実施例と比較例からなる球帯
状シール体において、このような差が生じたのは、つぎ
のような理由からであると推察される。比較例からなる
球帯状シール体は、ポリテトラフルオロエチレン樹脂か
らなる潤滑組成物の潤滑すべり層が雰囲気温度の上昇に
より溶融軟化を生じると共にこの溶融軟化した状態でコ
イルバネの押圧力が球帯状シール体と排気管の凹球面部
との間に強固な締付け力として作用し、この状態で冷却
されることにより、該潤滑すべり層と排気管の凹球面部
との間に固着を生じたものと推察される。これに対し実
施例からなる球帯状シール体は、前述したように潤滑す
べり層は、窒化ホウ素及びアルミナから成る潤滑組成
物、あるいは窒化ホウ素、アルミナ及びポリテトラフル
オロエチレン樹脂から成る潤滑組成物で形成されてお
り、とくに実施例ＩＩ、実施例ＩＩＩから成るシール体
は潤滑組成物の成分中の窒化ホウ素及びアルミナにより
ポリテトラフルオロエチレン樹脂の溶融軟化点が見掛け
上高められていること、また相手材との摩擦面をなす部
分凸球面部の表面には金網からなる補強材が該潤滑すべ
り層と混在していることから、潤滑すべり層と相手材と
の連続した直接の摩擦を防いでいること、さらにアルミ
ナの作用により潤滑すべり層の部分凸球面表面への保持
力が高められていること、などにより比較例のような現
象を生じなかったものと推察される。
【００３９】以上の試験結果から、実施例からなる球帯
状シール体は雰囲気温度の上昇及び揺動角の大小に係わ
りなく、上、下流側排気管の相対角変位に対し低い摩擦
トルクで、かつ異常音の発生もなく許容することができ
るのに対し、比較例からなる球帯状シール体は揺動角の
小さい部位への適用においては上記問題を生じることか
ら、自ずから使用条件、使用部位に制約を受けることに
なる。なお、上記実施例においては、アルミナを使用し
た例について示したが、アルミナに代えてシリカあるい
はアルミナおよびシリカを使用しても、アルミナを使用
したものと同様である。
【００４０】
【発明の効果】本発明の球帯状シール体は、相手材との
摩擦面をなす部分凸球面部の表面に、窒化ホウ素並びに
アルミナおよびあるいはシリカから成る潤滑組成物、あ
るいは窒化ホウ素、アルミナおよびあるいはシリカ並び
にポリテトラフルオロエチレン樹脂から成る潤滑組成物
の潤滑すべり層と金網からなる補強材が混在一体となっ
た平滑な面が形成されているので、常温から５００℃の
広範囲にわたり相手材との摩擦において低い摩擦トルク
により上、下流側排気管の相対角変位を許容することが
できる。
【００４１】また、潤滑すべり層を形成する潤滑組成物
にポリテトラフルオロエチレン樹脂が配合されたものに
おいては、成分中の窒化ホウ素並びにアルミナおよびあ
るいはシリカが該ポリテトラフルオロエチレン樹脂の溶
融軟化点を見掛け上高めること、アルミナおよびあるい
はシリカの作用により潤滑すべり層の部分凸球面表面へ
の保持力が高められていること、さらには該潤滑すべり
層は金網からなる補強材と混在していることから、相手
材との連続した直接の接触が防がれること、などにより
従来技術の問題点である雰囲気温度の上昇に起因する潤
滑すべり層の溶融軟化、これに起因する潤滑すべり層の
相手材表面への固着は生じることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の球帯状シール体の縦断面説明図であ
る。
【図２】本発明の球帯状シール体の製造過程における帯
状補強材を作成する方法を示す斜視図である。
【図３】本発明の球帯状シール体の製造過程における円
筒体の平面図である。
【図４】本発明の球帯状シール体の製造過程における摺
動面材の斜視図である。
【図５】本発明の球帯状シール体の製造過程における摺
動面材の縦断面説明図である。
【図６】本発明の球帯状シール体の製造過程における予
備円筒成形体の平面図である。
【図７】本発明の球帯状シール体の製造過程における金
型中に予備円筒成形体を挿入した状態を示す縦断面図で
ある。
【図８】本発明の球帯状シール体を組込んだ排気管継手
の縦断面図である。
【符号の説明】
１・・補強材 ２・・耐熱材 ３・・円筒体 ４・・耐熱材 ５・・被覆層 ６・・帯状金網 ７・・摺動面材 ８・・予備円筒成形体 ９・・金型 １０・・球帯状シール体 １１・・貫通孔 １２・・部分凸球面部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ１６Ｌ 23/032 (72)発明者 西尾 俊幸 神奈川県藤沢市桐原町８番地 オイレス工 業株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 金属細線を織ったり、編んだりして得ら
    れる金網から成る補強材と膨張黒鉛、マイカ又はアスベ
    ストから成る耐熱材との圧縮成型物から成り、中央に貫
    通孔を備え、外面に部分凸球面部を備えた、とくに排気
    管継手に使用される球帯状シール体であって、該部分凸
    球面部の表面は、窒化ホウ素７０〜９０重量％並びにア
    ルミナおよびあるいはシリカ１０〜３０重量％から成る
    潤滑組成物の潤滑すべり層と該潤滑すべり層を覆って該
    潤滑すべり層と一体化された金網から成る補強材とが混
    在一体となった平滑な面に形成されていることを特徴と
    する球帯状シール体。
  2. 【請求項２】 潤滑すべり層を形成する潤滑組成物は、
    窒化ホウ素７０〜９０重量％並びにアルミナおよびある
    いはシリカ１０〜３０重量％から成る潤滑組成物を１０
    ０重量部とし、これに２００重量部以下の割合でポリテ
    トラフルオロエチレン樹脂が含有されている請求項１に
    記載の球帯状シール体。
  3. 【請求項３】 潤滑すべり層を形成する潤滑組成物は、
    窒化ホウ素７０〜９０重量％並びにアルミナおよびある
    いはシリカ１０〜３０重量％から成る潤滑組成物を１０
    ０重量部とし、これに５０〜１５０重量部の割合でポリ
    テトラフルオロエチレン樹脂が含有されている請求項１
    に記載の球帯状シール体。
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