JPS6237569A - 防振継手用シ−ル部材 - 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】 ａ、　発明の目的 （産業上の利用分野） この発明の対象である防振継手用シール部材は、自動車
用エンジンから排出される排気を大気中に放散するため
の排気管の途中に設ける防振継手に組込み、この防振継
手の間から排気が漏洩しないようにするのに利用される
。

（従来の技術） 自動車用エンジンから排出される排気は、床下に沿って
設けた長い排気管を通して大気中に放散される。この排
気管の途中には排気浄化器や消音器が設けられ、排気中
に含まれる有害成分を無害化処理し、騒音成分を減衰さ
せるようにしている。

回転時に振動するエンジンの排気口に一端を接続した排
気管にはこのエンジンの振動が伝達されるが、この振動
がそのまま排気管全体に伝わると、比較的重量の嵩む排
気浄化器や消音器が大きく振動して、排気管とこれらの
機器との接続部が破損したり、或は床下で異音を発生す
るため好ましくない。

このため、従来から第１図に示すような防振継手ｌを排
気管途中のエンジンに近い部分に設け、エンジンの振動
がそのまま排気管全体に伝わらないようにしている。こ
の防振継手は、接続すべき２木の排気管２．３のうちの
一方の排気管３の端部に、全体がフランジ状でこの排気
管３と反対側位置に球面状の受面４を有する受具５を固
定し。

他方の排気管２の端部に上記受具５の受面４と密接する
摺接面６を有する円環状のシール部材７とフランジ片８
とを固定している。受Ａ５の受面４よりも外周寄り部分
に穿設した通孔９．９にフランジ片８と反対側から挿通
したポルト１０．１０は、に記フランジ片８の外周寄り
部分に設けたねじ孔１１．１１に螺合し、更にロック千
−／　ト１２．１２により固定しており、各ポル）１０
．１０の頭部１３．１３と受Ａ５との間には圧縮ばね１
４．１４を設けて、受ｆＡ５の受面４にシール部材７の
摺接面６を押し付けている。

このような防振継手ｌにより互いに接続された排気管２
，３は、受具５の受面４とシール部材７の摺接面６とが
互いに摺れ合うことにより、接続部が折れ曲がる方向に
変位自在なため、エンジンの振動が一方の排気管２に伝
わった場合でも、この振動がそのまま他方の排気管３に
まで伝わることはない。

ところで、このように構成され作用する防振継手１によ
り、一方の排気管２から他方の排気′ｉ？３に振動が伝
わるのを有効に防ＩＪ二するためには、シール部材７の
摺接面６が受具５の受面４と軽い力で摺動するようにし
なければならない、このため、従来から種々の材質のシ
ール部材７が使用され、或は提案されている。

このうち、特公昭５８−２１１４４号公報に開示された
シール部材は、第２図に示すように、黒鉛等から成る帯
状の耐火材１７と金網１８とを沿わせたものを第３図に
示すように円筒状に巻回し、これを成形型内でプレス成
形して第４図に示すようなシール部材７とするものであ
る。このプレス成形時に耐火材は、芯材である金網の網
目の内側にまでまんべんなく充填される。更に、実開昭
５８−８０６６７号公報にも、金網のような骨組材に黒
鉛を主成分とする粉末材料を組合せた防振継手用シール
部材が開示されている。

（発［ｊが解決しようとする問題点） ところが、上述のように金網を芯材とし、この芯材と黒
鉛等とをプレス成形して造られる従来のシール部材に於
いては、シール部材７の表面に金網の一部が露出するこ
とが避けられず、これに伴って次に述べるような不都合
を生じる。

即ち、圧縮ばね１４が、シール部材７の摺接面６を受具
５の受面４に向けて押圧する力の大きさは、自動車用排
気管（直径３８〜６０．５■／濡、肉厚１〜２腸／腸）
に用いる防振継手の場合、エンジンの振動に伴って防振
継手を介して接続された排気管同士が変位自在で、しか
もその際に受面４と摺接面６とが離れない程度として、
通常は４０〜１００ｋｇの範囲に定められるが、摺接面
６の表面に硬い金網の一部が露出していた場合、この部
分を通じて排気の一部が漏洩してしまう。

又、ステンレス鋼等により造られた金網の表面は、黒鉛
のように自己潤滑性を持たないため、上述のように強い
力で金網の表面と受具５の受面６とが当接すると、両面
間の摩擦力が大きくなって１両面の摺接が必ずしも良好
に行なわれなくなリ、防振相手による振動吸収効果が低
減してしまう。

更に、受面６に強く押し＋１けられた金網が受面６に対
して摺動する際に、この受面６を傷付けてしまい、受面
６とシール部材７の摺接面との密着性の低下による両面
間のシール性悪化を招来してしまう。

本発明はこのような不都合のない防振継手用シール部材
を提供することを［」的としている。

ｂ０発明の構成 （問題を解決するための手段） 未発１町の防振継手用シール部材は、従来のシール部材
と同様に、全体が円環状で、受具５の受面４と密接する
球面状の摺接面を有している。

本発明の防振継手用シール部材の特徴は、その組成にあ
る。

即ち、未発【貝の防振継手用シール部材は、膨張黒鉛粒
子と弗素系樹脂粉末とを混合したものを圧１ｉｉ＋＆形
して、−上述のような所定の形状を有する、嵩密度が１
．４〜２．０ｇ／ｃｍ３の成形体とする。

成形体の嵩密度を上述のような範囲に限定する理由は、
嵩密度が２　、０　ｇ／ｃｍ”を越えると成形体の硬度
（ｐＨｌ性）が高くなり過ぎてシール性が悪化し、反対
に１　、４　　ｇ／Ｃｍ′未満であると成形体が脆く、
変形し易くなるためである。

混合する１膨張黒鉛粒子と弗素系樹脂粉末との割合は、
毛に比で１＝１〜２０：１とし、両者の混合１１３合は
、いずれの場合でも膨張黒鉛粒子が玉ｊ許比で半分以上
を占めるようにしている。

膨張黒鉛粒子と弗素系樹脂粉末との混合割合を上述のよ
うな範囲に限定する理由は、膨張黒鉛の−１，１合が２
分の１未満になると、成形体の耐熱性が悪く、変形を生
じたり、成形体の弾性が小さくなって脆くなり、反対に
弗素系樹脂粉末の混合割合が少なくなり過ぎると、成形
体表面の摩擦係数が大きくなって使用時に表面が摩耗し
易くなるためである。

又、成形体であるシール部材が、使用時に排気管の軸方
向に圧縮されることによる圧壊を防止するため、直径５
０ｐＬｍ以下の炭素繊維と金属繊維（好ましくは長さ２
〜５ｍ／■）との少なくとも一方を、重量比で３〜５０
％混合することもできる。混入するｍ！Ｉの直径を５０
ル薦以下とするのは、繊維が太くなり過ぎると膨張黒鉛
粒子と弗素系樹脂粉末との分散が不良となるだけでなく
、繊維の剛性が高くなって良質な成形を行ない難くなる
ためである。又、繊維の混入割合を５０％以下とするの
は、混入割合が５０％を越えると、膨張黒鉛粒子と弗素
系樹脂粉末とｍ＃Ｉとの成形体が脆くなり、剛性が大き
くなって防振継手に組込んだ場合のシール性が悪くなる
ためである。但し、繊維の混入割合が３％未満になると
、繊維による補強効果が期待できなくなり、繊維を混入
する意味がなくなってしまう。

このように混合物中に繊維を混入させた場合に於ける成
形体の嵩密度は、混入する繊維が炭素繊維のみの場合、
繊維を混入させない場合と同様に１．４〜２．０ｇ／ｃ
ｍ′とするが、比重の大きな金属ｍ維を混入させる場合
は、）Ｒ素ｍ！ｌとの混合割合に応じて、２　、０〜３
　、０ｇ／ｃ　ｍ”とする。

尚、使用する１膨張黒鉛粒子は、好ましくは、粒径が５
■／ｍ以下で、嵩密度が０．０５〜０．４８／ｃｍ’の
ものを使用する。

膨張黒鉛の嵩密度を上述のような範囲とすることが好ま
しい理由は、嵩密度が０．０５３／ｃｒｎ３未満になる
と成形前の嵩が大きくなり過ぎて作業性が悪くなるだけ
でなく、弗素系樹脂粉末の分散が悪くなり、反対に嵩密
度０　、４　ｇ／ｃｍ’を越えると、成形体を構成する
各粒子同士の接着性が悪くなるためである。

更に、上記膨張黒鉛粒子と混合して使用する弗、も系樹
脂粉末は、その粒径が５０ｕＬ■以下のものを使用する
のが好ましく、例えばダイキンＴ業株式会社製のルブロ
ン（商品名）等を用いることができる。

弗素系樹脂粉末の粒径を一ヒ述のように限定するのが好
ましい理由は、粒径が５０ｇｍを越える粉末を使用した
場合、樹脂粉末の分散が不良となって、均質な成形体を
得られなくなるためである。

（実　施　例） 次に、本発明の効果を明らかにするため本発明の実施例
と比較例とについて行なった実験について説明する。

実験は、第１表に示したＡ−Ｕの２１通りの組成を有す
るものについて行なった。このうち、括彊で囲まれたＡ
、Ｆ、Ｇ、に、Ｌ、Ｍ、Ｎ、０゜Ｒ，Ｕは、本発明の効
果を明らかにするための比較例で、各比較例の組成を示
す数値のうち、括孤で囲まれた数＜ａが、本発明の条件
から外れたり、或は好ましい条件から外れた数値を示し
ている、 又、この実験に供したＡ−Ｕの２１通りの組成物は、第
１〜第４の４つの群に分けられる。このうち、組成物Ａ
−Ｆが属する第１群は、他の条件を本発明の範囲内に属
する同一値としたまま、１膨張黒鉛粒子と弗素系樹脂で
あるＰＴＦＥ　（四弗化エチレン）粉末との混合割合の
みを変化させたもの、組成物Ｇ−Ｋに第１群と同じ組成
物りが属する第２群は、成形体の嵩密度のみを変化させ
たもの、組成物Ｌ〜０が属する第３群は、膨張黒鉛粒子
やＦＴＦＥ粉末の粒径、及び膨張黒鉛粒子のｊ３密度を
種々に変化させたもの、組成物Ｐ−Ｕが属する第４群は
、炭素繊維、或はステンレス繊維を混入したものをそれ
ぞれ示している。

各群に属する組成物により造られたシール部材は、第１
図に示すような防振継手に組付けてシール性壱と耐久性
との試験を行ない、第５図、或は第２表に示すような結
果を得た。実験結果を示す図表のうち、第５図は耐久試
験を行なう前のシール性能を、第２表は耐久試験後に於
けるシール部材の変形の有無、摩耗礒、シール性イムを
、それぞれ示している。この場合に於いて、第５図に示
した耐久試験前のシール性能の比較は、組成物Ｃにより
造られたシール部材の、圧力差０　、１　ｋｇ／ｃゴに
於ける空気漏れの程度を１としく第５図の点Ｘ参照）、
各組成物により造られたシール部材の使用時に、横軸に
示す圧力差により生じる空気漏れの量を、上記点Ｘに於
ける漏れ量との比較で倍率により示したものである。又
、第２表に於ける変形の有無は目視により判定し、摩耗
漬は、耐久試験の前後に於いてシール部材の利埴を測定
し、試験後に於けるｍ−Ｈ減少分をパーセントにより表
わした。更に、第２表に於ける空気漏れ程度は１組成物
Ｃにより造られたシール部材の、圧力差０゜１　ｋｇ／
ｃｒｎ’に於ける空気漏れの程度を１とし、他の組成物
により造られたシール部材の同一圧力差に於ける空気漏
れの清を、これに対する倍率で比較したものである。尚
、耐久試験は、第１図に示すような防振継手に供試片で
あるシール部材７を組付け、圧縮ばね１４によりこのシ
ール部材７を７０ｋｇの力で受具５に対して押し付けな
がら行なった。試験時に於ける周囲温度は３５０℃、排
気管２．３が互いに揺動する角度は±３度、揺動するサ
イクルは毎分７２０回で、合計１０万回揺動させた。

この試験結果について１組成物Ａ−Ｕを各群毎に考察す
ると、次のような事が解る。

まず、膨張黒鉛粒子とＰＴＦＥ粉末との混合割合を変え
た第１ＪＴ（組成物Ａ−Ｆが属する。）について見る。

この第１群に属する組成物Ａ−Ｆについて、まず第１表
と第５図とを比較検討すると、耐久試験前に於けるシー
ル性姿は、膨張黒鉛粒子の混合割合が増す程良くなり、
組成物Ａのように膨張黒鉛粒子の混合割合が５０％以下
になると、耐久試験前に於けるシール性能は満足できる
が、成形体の耐熱性が悪くなる結果として、第２表に示
すように、耐久試験により変形を生じ、且つシール性イ
ムも悪くなる聾が解る０反対に、組成物Ｆのように膨張
黒鉛粒子の混合割合が多くなり過ぎて、ＰＴＦＥ粉末の
混合割合が少なくなると、第５図に示した耐久試験前の
シール性能は良いが、第２表に示すように、耐久試験に
よる摩耗間がやや大きく、シール性能は悪くなる事が解
る。

次に、成形体の嵩密度を変えた第２群（組成物り、Ｇ−
Ｋが属する。）について見る。

この第２群に属する組成物り、Ｇ−Ｋについて、まず第
１表と第５図とを比較検討すると、酎久試験前のシール
性土は、嵩密度が低い程良くなる傾向があるＩＩ￥が解
る。但し、嵩密度が１，３　ｇ／ｃｍ”である組成物Ｇ
は、嵩密度１　、４　　ｇ／ｃｍ’の組成物Ｈよりも耐
久試験前のシール性姿が劣っている。これは、嵩密度が
低過ぎることで、４５られたシール部材の表面に細かな
凹凸が存在することになり、この凹凸によってシール性
の低下が生じるものと考えられる。又、第１表と第２表
とを比較検討すると、嵩密度が大きい程（成形時に圧縮
する程度が大きい程）、耐久試験に伴なう摩耗量が少な
く、変形も起し難くなる事が解る。嵩密度が１　、３３
／ｃｍ″と最も小さい組成物Ｇは、耐久試験により大き
く摩耗して破損してしまう。

次に、１膨張黒鉛粒子の粒径や嵩密度、或はＰＴＦＥ粉
末の粒径を変えた第３群に属する組成物Ｌ〜０について
比較検討して見る。

まず、組成物り、Ｍは膨張黒鉛粒子の嵩密度を変えたも
のである。組成物り、Ｍにより造られたシール部材の嵩
密度はいずれも本発明の範囲内ではあるが、嵩密度の大
きな膨張黒鉛を用いた組成物Ｍにより造られたシール部
材は、粒子間の接着不良により、耐久試験後に於けるシ
ール性が不良となった。反対に、嵩密度の小さな膨張黒
鉛を用いた組成物りにより造られたシール部材は、耐久
試験前に於けるシール性は良いが、ＰＴＦＥ粉末の分散
が不均一となる結果、耐久試験に伴って、局部的に大き
く摩耗した。又、ＰＴＦＥ粉末の粒径を犬きくした組成
物Ｎの場合、耐久試験前に於けるシール性は良好である
が、耐久試験に伴う摩耗、変形、シール性のいずれにつ
いても不良であった。更に、膨張黒鉛粒子の粒径を大き
くした組成物Ｏの場合、耐久試験前に於けるシール性は
良好であったが、ＰＴＦＥ粉末の分散が悪くなる結果と
して耐久試験に伴う変形が生じ、耐久試験後のシール性
が極端に低下した。

更に、第４群に属する組成物Ｐ−Ｕは炭素繊維、或は金
属繊維を混入したものであるが、このうちのＰ、Ｑ、Ｓ
、Ｔについてはいずれについても耐久試験後に於ける摩
耗量が少なく、シール性詣についても許容し得る程度で
あった。但し、炭素繊維の混入割合が重賃２％と少ない
組成物Ｒの場合、第１群の組成物Ｃと比較しても、特に
繊維を混入した事による効果は見られなかった。又、金
属繊維を５５重賃％と多く混入した組成物Ｕの場合、耐
久試験前後に於けるシール性７１が悪かった。

Ｃ８発明の効果 本発明の防振継手用シール部材は、以上に述べた通り、
金網のような硬い芯材を用いることなく構成されるため
シール性に勝れ、しかも潤滑性の高いテフロンを含有し
ているため、摺接面と受面との間の摩擦係数が小さく、
受面を傷付けることがないため、高いシール性箋を長期
間に亘って維持できる。

更に、摺接面と受面との摺動が円滑に行なわれるため、
防振継手を介して接続される管同士の変位も円滑になり
、エンジンの振動を吸収する性能が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のシール部材が組込まれる防振継手の２
例を示すそれぞれ断面図、第２〜４図は従来のシール部
材の１例を示しており、第２図は成形前の金網と耐火材
とな示す斜視図、′；５３図は成形に先立ち筒状に巻回
した状態を示す平面図、第４図は成形後の状態を示す一
部切断斜視図、第５図は本発明のシール部材の性１艶を
比較例とともに示す線図である。 ｌ：防振継手、２，３：排気管、４コ受面、５：受具、
６：ＩＩＩＩ接面、７：シール部材、８：フランジ片、
９：通孔、ｌＯ：ボルト、１１：ねじ孔、１２：ロッグ
ナ−７）、１３：頭部、１４：圧縮ばね、１５：ナツト
、１６：ブラケット、１７：耐火材、１８：金網。 特許出願人　　　日本ラインツ株式会社代　理　人　　
　小　山　飲込（ほか１名）第１図 第４図 第５図 ｈヒカＬ（墜んｎす

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）全体が円環状で、受具の受面と密接する球面状の摺
   接面を有する防振継手用シール部材に於いて、膨張黒鉛
   粒子と弗素系樹脂粉末とを、重量比で１：１〜２０：１
   の割合で混合し、この混合物を圧縮成形して、嵩密度が
   １．４〜２００ｇ／ｃｍ＾３）の成形体としたことを特
   徴とする防振継手用シール部材。 ２）全体が円環状で、受具の受面と密接する球面状の摺
   接面を有する防振継手用シール部材に於いて、膨張黒鉛
   粒子と弗素系樹脂粉末とを、重量比で１：１〜２０：１
   の割合で混合し、更に、直径が５０μｍ以下の炭素繊維
   を、重量比が３〜５０％となるように混合し、この混合
   物を圧縮成形して、嵩密度が１．４〜２．０ｇ／ｃｍ＾
   ３の成形体としたことを特徴とする防振継手用シール部
   材。 ３）全体が円環状で受具の受面と密接する球面状の摺接
   面を有する防振継手用シール部材に於いて、膨張黒鉛粒
   子と弗素系樹脂粉末とを、重量比で１：１〜２０：１の
   割合で混合し、更に直径が５０μｍ以下の金属繊維と炭
   素繊維とのうちの少なくとも金属繊維を、繊維の重量比
   が合計で３〜５０％となるように混合し、この混合物を
   圧縮成形して嵩密度が２．０〜３．０ｇ／ｃｍ＾３の成
   形体としたことを特徴とする防振継手用シール部材。 ４）特許請求の範囲第１〜３項のいずれかに於いて、膨
   張黒鉛粒子を粒径が５ｍ／ｍ以下で嵩密度が０．０５〜
   ０．４ｇ／ｃｍ＾３のものとし、弗素系樹脂粉末を粒径
   が５０μｍ以下のものとしたことを特徴とする防振継手
   用シール部材。