JPS6053224B2

JPS6053224B2 - 高温シ−ルの製造方法

Info

Publication number: JPS6053224B2
Application number: JP55025351A
Authority: JP
Inventors: ピ−タ−・ピ−・アツシヤ−
Original assignee: METEX CORP
Current assignee: METEX CORP
Priority date: 1980-03-03
Filing date: 1980-03-03
Publication date: 1985-11-25
Also published as: JPS56124766A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、一般的に高温排気シールに関するもので、
更に詳細には、たわみ可能な耐火薄板材料と、金網とを
含んでおり、特に、自動車の排気系統に有用である合成
シールに関するものである。

自動車機関を取付けるのに一般的に二つの方法がある。
一つの方法においては、機関は、そのクランク軸が自動
車車体に関して長手方向に延びるように取付けられる（
以下、「長手方向取付け機関」と呼ぶ）。他の方法にお
いては、機関は、そのクランク軸が自動車車体に関し横
方向に延びるように取付けられる（以下、「横方向取付
け機関」と呼ぶ）。後者の配置は、特に、前輪駆動自動
車に対して有用である。これらの機関に附属している排
気系統に関して、自動車に関する機関の取付け位置、す
なわち、長手方向か横方向かに応じて、機関排気マニホ
ルド及び尾筒を含んでいる特定の排気系統が、その輪部
の変わることは明らかなところである。

例えば、長手方向取付け機関の場合には、排気マニホル
ド管は機関排気マニホルドから下方に機関に沿つて延び
、また、普通には、その開放端部に、自動車の下部を延
びている尾筒の上の適合するフランジに連結するために
下方を向いているフランジを取付けられている。この輪
部においては、排気ガスが連結されたフランジの回りに
漏れ出ることを防止するために、連結されたフランジの
間にシールが普通には配置されている。機関の正常の運
転によつて起こされるような排気マニホルドの運動は、
連結されたフランジによつて尾筒に完全に伝達される。
尾筒の運動によつて起こされる応力は、尾筒を自動車車
体の下側に固着しているたわみ可能な金具（つり手とし
ても知られている）によつて、吸収される。それ故、典
形的な．排気シールは、これらの応力を何ら吸収する必
要はなく、また、このために、これらのシールは、比較
的に簡単な構造のものである。また、長手方向取付け機
関に適用するのに使用される典形的なシールは、鋳鉄製
であり、テーパされた支承面を！有しており、これがフ
ランジの表面と協同し、緊密なシールを生じさせる。こ
れらの応用に対する他のシールは、石綿と、穴あき鋼板
とを含んでいる積層構造物を使用している。更に従来の
シールは、金網の内部に、編まれた充満された石綿糸を
・含んでおり、これらの材料はシールを形成するために
一諸に圧縮される。ある場合には、シールが全然使用さ
れず、フランジそれ自身が一諸に連結された時に、シー
ルされた継手の作用をする。しかしながら、横方向取付
け機関は、更に複雑な問題を有している。普通には、排
気マニホルド管は機関に沿つて下方に延び、その開放端
部にフランジを有しており、これも普通には下方に面し
ている。しかしながら、クランク軸の回転運動量から生
じ且つ駆動軸のねじり力に対抗する正常の機関の運動が
、排気マニホルド管を、フランジの面に対して垂直であ
る管の中心軸が実質的に垂直な線から離れるように往復
運動をさせ、自動車の）前方及び後方に交互に傾斜され
るようにする。排気マニホルドと尾筒との間にこの運動
を吸収するようにたわみ可能な継手を使用することが必
要である。さもなければ、この運動は、尾筒に直接的に
伝達され、許されないような応力及びひずみを門生じさ
せる。このような応力及びひずみは、金属疲労を生じさ
せ、尾筒の疲労を加速させる。過剰の騒音もまた、応力
の逆転によつて誘起される振動によつて、発生されるこ
とがあり得る。それ故、横方向取付け機関においては、
たわみ・可能な継手における排気シールは、排気マニホ
ルドと尾筒との間にある程度の相対回転を許し、しかも
、有効な排気ガスシールを維持することができなければ
ならない。

長手方向取付け機関において有用である排気シールは、
横方向取付け機関を有している自動車に使用するのには
、望ましくない。なぜならば、それらのシールは、横方
向取付け機関と共に使用されるたわみ可能な排気継手に
おいて出合う相対回転運動及び応力に耐えることができ
ないからである。この問題を克服するための一つの企て
は、排気マニホルドと尾筒との間に波形管の部分を、波
形部分がそれらの間において生成される相対回転運動及
び応力を吸収することができることを希望して、含むこ
とにあつた。実際上、この解決は、成功しないことが分
かつた。なぜならば、波形管は、しばしば、高温運転条
件の下における機械的な疲労の結果として、破損するか
らである。例えば、米国特許第３１８８１５５号に開示
されるような「玉継手」の形の継手も、排気管が、相互
に横方向の整列をはずしてシールされて連結されること
を許すことが知られている。

しかしながら、この特許において開示されている継手は
、連結された管の相対的回転運動を許すには不満足であ
る。なせならば、継手の加圧板の中のみぞを付けられて
いない開口を通るボルトが、管を一諸に回転させるよう
にするからである。相対的な管の回転運動を許すように
されたたわみ可能な継手において使用されるような他の
排気シールは、穴あき金属板を包囲している黒鉛金属板
を含んでいる。

しかしながら、このようなシールは、たわみ可能は継手
の苛酷な運転要求を満たすのには、不満足であることが
分かつた。特に、このシールは構造的な一体性を欠いて
おり、また、正常の運転応力の下において、その黒鉛と
金属板との合成層が、相互に分離し、シールの破壊を生
じきせる傾向を有している。本発明は、たわみ可能な排
気継手によつて課せられる苛酷な運転要求に合うことが
でき、横方向取付け機関に使用するのに特に適しており
、この方式並びに多くの他の応用において有効に使用さ
れることができる排気シールの製造方法を提供するもの
である。

本発明による排気シールは、その内部に開放しているす
きまを有している金網のたわみ可能なスリーブの内部に
、耐火材の薄板材料のたわみ可能なストリップを差し込
むことによつて作られる。

金網スリーブは、その中に薄板材料を入れてうず巻き状
に巻かれ、円筒形の予備成形体を形成するようにする。
この予備成形体は、それから、軸方向に圧縮され、これ
によつて、薄板材料及び金網が、それらが希望されたシ
ールの形状に強固に結合した時に、相互に実質的に変形
されるようにする。本発明による排気シールの一つの重
要な利点．は、異常に高い弾性であり、この弾性は、こ
のシールを、横方向取付け機関を有している自動車にお
いて排気マニホルドと尾筒とを一諸に連結するたわみ可
能な排気継手において使用するのに、特に適させる。

この弾性は、シールが、たわみ可能．な継手の内部に置
かれる時に、高度の回転応力を吸収させることを可能と
させる。その上、本発明によるシールは、その支承面に
係合する管の相対回転運動を許し、しかも、両方の連結
された管を通過する排気ガスに対する有効なシールを維
持す・る。以下、本発明をその実施例を示す添附図面に
基づ゛いて説明する。

さて、ます、第１図を参照する。

そこには本発明による排気シールが一般的に参照数字１
０によつて示されている。このシール１０は、無端のリ
ングの形状であり、内部放射面１２と、外部放射面１４
とを有している。面１２及び１４は、相互に連結される
べき管の上及び管フランジの上の、向き合つている表面
をシールして係合させるように形成されるが、これらの
表面は、それぞれ、機関排気系統の中にあるたわみ可能
な「玉継手」によつて現わされるような表面を含んでい
る。例え・ば、内部放射面１２が第一の排気管の外端部
を緊密に滑ベリばめさせるように寸法決めされ、他の表
面１４が、第二の管の対応して朝顔形に拡大された端部
に適合するような輪部とされ、第一の管に対して相対回
転運動をするように連結されるようにする。排気シール
１０は、耐火材料１６と、編まれた金網１８とを含んで
いる。

本発明によると、耐火材料１６と金網１８とは、第１図
に示されるようなシールのための希望された最終的な輪
部に、相互に変形される。しかしながら、第１図のシー
ル１０とは相違する全体の輪部を有するシールが設けら
れ、これによつて、種々の向きあつている表面が、この
シールによつて相対回転運動に適合されることができる
ようにすることのできることは、理解されるところであ
る。第２〜４図は、本発明によるシール１０の製作方法
を示すものである。

基本的には、排気シール１０は、第２図に示されるよう
に、編まれた金網のスリーブ又は「ストツキング」１８
の内部に且つそれと長手方向に整列して耐火材料の薄板
のたわみ可能なストリップ１６を置くことによつて作ら
れる。種々の公知の薄板状の耐火材料、例えば、黒鉛又
は接着された雲母のような材料が、ストリップ１６に対
して使用されることができる。ストリップ１６及び金網
スリーブ１８のそれぞれの長さが、シール１０の仕上げ
られた寸法に合うように配置される。ストリップ１６及
び金網スリーブ１８の幅も、各シールの寸法に合うよう
に選択されるが、これらの幅は、それぞれ、仕上げられ
たシールの高さの２倍又はそれ以上、すなわち、仕上げ
られたシールの圧縮率は、５０％又は、それ以上である
。その後、金網スリーブ１８は、円筒形のマンドレルの
回りに、ストリップ１６がソーブ１８の中に拘速されて
緊密に巻かれ、第３図に２０によつて現わされるように
、ほぼ円筒形の予備成形体を形成するようにする。

金網スリーブ１８の外表面は、全体の予備成形体の内部
において相互に実質的に接触のまま維持される。この予
備成形体は、それから、その壁を通して１箇所又はそれ
以上の箇所において止め金によつて留めること又は溶接
することなどによつて、その希望された形状に確保され
る。巻かれた予備成形体は、それから、仕上げられたシ
ール１０の直径にほぼ相当するように形成されたくぼみ
を有している従来の圧縮ダイ（図示されていない）の中
に装入される。

ダイは、圧縮力が予備成形体２０に軸方向に加えられる
ように、公知の方方法で設計されている。本発明をダイ
の中に入れた後、予備成形体を仕上げられたシール１０
の希望された寸法及び形状につぶすのに十分な軸方向荷
重が加えられる。押圧作業の間、薄板及び金網スリーブ
は相互に実質的に変形される。これによつて、それらを
強固に組合わせ、シール１０に高度の機械的安定と構造
的完全さとを与えるようにする。この場合、薄板材料は
、第４図に示されるように、金網の中のすきまを充満す
る。１例として、仕上げ寸法が約１．７０ｃｍ（４）．
６７インチ）の高さ及び約５．１８ｃｍ（２．０４イン
チ）の内径のものである、雲母薄板材料を含んでいる排
気シールが本発明によつて、次ぎのようにして作られた
。

約７．６２ｃｍ（３インチ）の幅、約５９．７ａｒ１（
２３．５インチ）の長さの金網が、編まれた鋼金網のス
リー．ブから切断されたが、この金網は、針金の直径が
約０．２７抽（４）．０１１インチ）であり、隣接する
針金の間の開口又はすきまが、約３．１８ｗｎ（イ）．
１２５インチ）〜６．３５ｗ！（イ）．２５０インチ）
の範囲内である。

切断された金網スリーブは、それから、溶媒溶液．の中
に浸漬すること又は他の普通の手段によつて脱脂された
。米国オハイオ州クリープランドのＭｉｄｗｅｓｔＭｉ
ｃａａｎｄＩｎｓｕＩａｔｉＯｎｃＯｍｐａｎｙによつ
て供給されるＮＯ．２２−０５−２５のような０．３５
Ｔｎ！ＦＬ（イ）．０１５インチ）−厚さのシリコン接
着の雲母薄板が、それを長さ約４１．９ｃ！ｎ（１６．
５インチ）、幅約６．３５ｄ（２．５インチ）の寸法の
ストリップに切断することによつて準備された。

切断された雲母ストリップは、それから、切断された金
網スリーブ１８（第２図）の内部に、金網スリーブ１８
の約１７．１泗（６．７５インチ）を１端において充満
されずに残して差し込まれた。

その後、ストリップ１６は、金網スリーブ１８の内部に
この位置において止め金によつて締着された。次ぎに、
スリーブ１８は、円筒形のマンドレルの助けでそれ自身
の回りに、緊密に巻かれた。

第゛３図に示されるように、充満されていない端部２２
を始まりとして巻かれた後、これによつて形成された予
備成形体は、その壁を通して数箇所において仮付け溶接
又は止め金によつて留められ、マンドレルから取去られ
た時にその形状を保持させるようにした。それから、予
備成形体は普通の手動ブレスの中に装荷され、約７５ｔ
の荷重で軸方向に圧縮された。

圧縮が解放された後、仕上げられたシール１０はブレス
から機械的に排出されたが、その圧縮度は、圧縮後の予
備成形体の高さが、元の高さの１１４となるようなもの
であつた。上述のようにして作られたシール１０は、実
際の運転条件の下において望ましい弾性特性を示し、有
効なシールを依然として維持しながら、シール１０をそ
の支持面の上における回転運動及び応力に耐えるのに、
特に良く適していることが分かつた。ここで、本発明に
よる高温シールの製造方法及びこれによつて製造された
高温シールの特徴を要約して説明すると、次のようであ
る。耐火材薄板材料を金網の細長いスリーブの中に入れ
るので、製造時に（ａ）両者の位置ずれが完全に防止さ
れること（ｂ）耐火材薄板材料はもろいが、その取扱い
（巻回、圧縮ダイの中への装着、あるいは、工程間の移
送など）の時に、割れたりして小片となつたものが、脱
落することを防止することができること（Ｃ）以上のこ
とにより、取扱いが容易となり、一様な製品とすること
ができることなどであり、また、製品として（ａ）表面に耐火材だけが露出することなく、耐火材は
金網によつて保護された状態で露出するので、耐火材、
特に、マイカが、はげ落ちたりすることのないこと（ｂ
）このように金網によつて保護された表面を有している
シールは、表面が耐火材だけから構成されている場合に
比べ、シールとして使用された時に、摩擦面において「
附着滑り」の現象を生じにくくし、これに伴つて生じや
すい、いわゆる、「鳴き」の発生も、少なくすることが
できること（ｃ）特に、第３図に示す実施例におけるよ
うに、金網スリーブを耐火材の充満されていない端部を
始まりとして巻かれたシールは、内径面が密度が小さく
、シールとして使用した時に、相手の管との接触部にお
ける振動吸収能力が向上することなどである。

上記の説明は主として、相対回転運動及び応力が耐えら
れなければならないシール１０に本発明が適用された場
合に向けられていたが、本発明のシールは、自動車の分
野における適用だけではなく、例えば、同様に水中及び
航空の分野における他の分野にも有効に適用されること
を理解されたい。

当業者には容易に分かるように、本発明は、本発明の要
旨から離れること無しに、他の特定の形状に実現される
こともできる。それ故、本実施例は単なる例示のもので
あり、限定的なものではなく、このすべての？形が本発
明に含まれるものであることを理解されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例の一部破断斜視図、第２図は
金網のたわみ可能なスリーブと、その内部に差し込まれ
た耐火材料のたわみ可能なストリップとの斜視図、第３
図は予備成形体の拡大端面図、第４図は第１図の４−４
線による拡大部分断面図である。１０・・・・・ウール；１６・・・・・・耐火材薄板材
料；１８・・・・・・金網；２０・・・・・予備成形体
。

Claims

【特許請求の範囲】１実質的に凝集している高温シールの製造方法におい
て編まれた、針金から形成されると共に針金の間に与え
られた寸法のすきまを有している細長い金網スリーブの
内部に、たわみ可能な耐火材薄板材料を差し込むことと
、前記たわみ可能な耐火材薄板材料を前記編まれた細長
い金網スリーブの内部に置いて、前記金網スリーブを巻
くことによつてほぼ円筒状の予備成形体を作ること、前
記予備成形体を、希望された高温シールと寸法及び形状
が実質的に同一であるくぼみを有している圧縮ダイの中
に置くことと、前記予備成形体に、それを実質的に前記
高温シールの寸法及び形状につぶし且つ前記耐火材薄板
材料が前記金網スリーブの中のすきまに実質的に充てん
され且つ前記金網と強固に相互に絡み合つて一体化され
るようにするのに十分な軸方向の力を加えることと、か
ら成り立つていることを特徴とする方法。２予備成形体の高さが、圧縮の過程の間に約１／２〜
１／４に減少されるようにする特許請求の範囲第１項記
載の方法。３実質的に凝集している高温シールの製造方法におい
て編まれた、針金から形成されると共に針金の間に与え
られた寸法のすきまを有している細長い金網スリーブの
内部に、たわみ可能な耐火材薄板材料を差し込むことと
、前記たわみ可能な耐火材薄板材料を前記編まれた細長
い金網スリーブの内部に置いて、前記金網スリーブを耐
火材薄板材料の充満されていない端部を始まりとして巻
くことによつてほぼ円筒状の予備成形体を作ることと、
前記予備成形体を、希望された高温シールと寸法及び形
状が実質的に同一であるくぼみを有している圧縮ダイの
中に置くことと前記予備成形体に、それを実質的に前記
高温シールの寸法及び形状につぶし且つ前記耐火材薄板
材料が前記金網スリーブの中のすきまに実質的に充てん
され且つ前記金網と強固に相互に絡み合つて一体化され
るようにするのに十分な軸方向の力を加えることと、か
ら成り立つていることを特徴とする方法。４予備成形体の高さが、圧縮の過程の間に約１／２〜
１／４に減少されるようにする特許請求の範囲第３項記
載の方法。