TWI543889B - 球帶狀密封體 - Google Patents

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TWI543889B
TWI543889B TW102142319A TW102142319A TWI543889B TW I543889 B TWI543889 B TW I543889B TW 102142319 A TW102142319 A TW 102142319A TW 102142319 A TW102142319 A TW 102142319A TW I543889 B TWI543889 B TW I543889B
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黑瀨講平
志村俊彥
宮下磨
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翁令司工業股份有限公司
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Description

球帶狀密封體
本發明係關於用於汽車排氣管之球面管接頭之球帶狀密封體。
汽車用引擎所排放之廢氣係經由排氣管而排放至大氣中，該排氣管因引擎之轉動及振動等反復承受應力之結果，而有導致排氣管疲勞損壞之風險；此外，亦有引擎之振動使排氣管共振而造成車廂內之安靜品質惡化之情形。為解決此種問題，而採取於排氣管之必要部位配置排氣管接頭來吸收應力等方法。
作為用於排氣管接頭之球帶狀密封體，於專利文獻1中提出有例如具備球帶狀基體，其係由圓筒內表面、部分凸球面狀面、及部分凸球面狀面之大直徑側與小直徑側之環狀端面而界定；及外層，其係一體形成於該球帶狀基體之部分凸球面狀面上者。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]國際公開第2009/072295號
然而，在將此種球帶狀密封體配置於向鉛直方向或斜下方延伸之排氣管之端部之情形下，若該球帶狀密封體之圓筒內表面與排氣管之端部之外周面之間之空隙(嵌合間隙)很大，就有作業中球帶狀密封 體從排氣管脫落、落下之風險，造成組裝作業性變差；若為防止此種脫落、落下而縮小空隙，則會因製造誤差等而使得將球帶狀密封體配置於排氣管之端部變得困難，無論為任一情形皆期望可提高組裝作業性。
本發明係鑒於上述各點而完成者，其目的在於提供可消除從向鉛直方向或斜下方延伸之排氣管之端部落下之風險，且可提高組裝作業性之球帶狀密封體。
用於排氣管接頭之本發明之球帶狀密封體係具備：球帶狀基體，其係由圓筒內表面、部分凸球面狀面、及部分凸球面狀面之大直徑側與小直徑側之環狀端面而界定；及外層，其係一體形成於該球帶狀基體之部分凸球面狀面上；且於圓筒內表面上，從該圓筒內表面朝軸心方向突出地一體設置有至少三個突部，該等突部包含可由被插入由該圓筒內表面而界定之貫通孔之排氣管削掉之膨脹石墨而成，且於大直徑側之環狀端面與小直徑側之環狀端面之間於圓周方向上彼此隔著間隔朝軸方向延伸。
根據本發明之球帶狀密封體，尤其因為至少三個突部從該圓筒內表面向軸心方向突出且一體而設置於圓筒內表面上，且該等突部係由可被插入由該圓筒內表面而界定之貫通孔之排氣管削掉之膨脹石墨而構成，且於大直徑側之環狀端面與小直徑側之環狀端面之間於圓周方向上隔著間隔朝軸方向延伸，故可經由該突部而於圓筒內表面與排氣管之一端部之外周面緊密接觸，藉此，不僅可消除自排氣管落下之風險，又可提高組裝作業性，亦可極力降低排出氣體經由排氣管之外周面與圓筒內表面之間而漏出之危險。
於本發明之球帶狀密封體中，大直徑側之環狀端面亦可包含：以圓環狀之大直徑邊連接於部分凸球面狀面之大直徑側之圓環狀端 邊，且以圓環狀之小直徑邊連接於圓筒內表面之軸方向之圓環狀之一端邊之圓環狀平坦端面；亦可具備：圓環狀平坦端面部，其係以圓環狀之大直徑邊連接於部分凸球面狀面之大直徑側之圓環狀端邊；及圓環狀之凹狀端面部，其係以大直徑邊連接於該圓環狀平坦端面部之圓環狀之小直徑邊，且以小直徑邊連接於圓筒內表面之軸方向之圓環狀之一端邊；此外，亦可具備：圓環狀之第一凹狀端面部，其係以圓環狀之大直徑邊連接於部分凸球面狀面之大直徑側之圓環狀端邊；圓環狀平坦端面部，其係以圓環狀之大直徑邊連接於該第一凹狀端面部之圓環狀之小直徑邊；及圓環狀之第二凹狀端面部，其係以大直徑邊連接於該圓環狀平坦端面部之圓環狀之小直徑邊，且以小直徑邊連接於圓筒內表面之軸方向之圓環狀之一端邊；連接於圓筒內表面之軸方向之圓環狀之一端邊之圓環狀之凹狀端面部，係在將排氣管之一端部插入由圓筒內表面而界定之貫通孔時，成為球帶狀密封體之相對於排氣管之一端部之定位引導部，可提高將該排氣管之一端部插入貫通孔之作業性。此種情形中，突部亦可於圓筒內表面之軸方向之一端邊與其之另一端邊之間朝軸方向延伸。
本發明之球帶狀密封體中，突部亦可延伸至圓筒內表面之軸方向之一端邊與其另一端邊中至少一者，亦可以圓筒內表面之軸方向之一端邊與其另一端邊中至少一者之近前側為終端，此外，亦可以圓筒內表面之軸方向之一端邊與其另一端邊中一者之近前側為終端，且延伸至圓筒內表面之軸方向之一端邊與其另一端邊中之另一者，在較佳之例中，以圓筒內表面之軸方向之一端邊為終端，且延伸至圓筒內表面之軸方向之另一端邊之近前側。
在本發明之球帶狀密封體中，突部亦可於軸方向上連續或斷續地延伸，又，亦可以與軸方向平行之直線狀、相對於軸方向傾斜之螺旋狀、或於軸方向上波浪線狀地延伸。
上述之至少三個突部亦可於圓周方向上彼此以等間隔配置，突部以於正交於軸方向之剖面下，為具有圓滑之三角形或梯形又或半圓形之形狀為佳，較佳具有半圓形之形狀，該等突部在正交於軸方向之方向，於較佳之例中，具有1mm以下之高度，於更佳之例中，具有0.5mm以下之高度。
上述之圓筒內表面亦可以於與經插入之排氣管之圓筒外表面之間不產生嵌合間隙以上之間隙之方式，具有相對於該圓筒外表面之外徑的內徑。
在本發明之球帶狀密封體中，球帶狀基體係具備：補強材料，其包含金屬網；及耐熱材料，其包含填充該補強材料之金屬網格，且與該補強材料混合一體化並被壓縮之膨脹石墨；且外層經壓縮：包含膨脹石墨之耐熱材料、至少包含含有六方晶氮化硼及氧化鋁水合物之潤滑組合物之固體潤滑劑、及包含金屬網之補強材料，且將固體潤滑劑及耐熱材料填充至補強材料之網格，而使該固體潤滑劑及耐熱材料與補強材料混合一體化；外層之外表面亦可形成為包含補強材料之面與包含固體潤滑劑之面混合存在之平滑之面、或包含固體潤滑劑之平滑之面。根據此種球帶狀密封體，可避免固體潤滑劑從外表面脫落，結果由於與對象材料於固體潤滑劑與補強材料混合存在之平滑之面、或包含固體潤滑劑之平滑之面滑動，故可極力防止摩擦異常音之產生，尤其，若形成為固體潤滑劑與補強材料混合存在之平滑之面，則因可以補強材料適當刮削移著至對象材料之固體潤滑劑及耐熱材料，故可更有效地防止摩擦異常音之產生。在上述固體潤滑劑中，六方晶氮化硼尤其於高溫區域內可發揮優秀潤滑性。此外，雖然成分中之氧化鋁水合物本身未顯現任何潤滑性，但可改善固體潤滑劑對於耐熱材料表面之黏附性，對堅固之黏附層之形成可發揮效果，且可促進六方晶氮化硼之板狀結晶之層間之滑動，發揮引出六方晶氮化硼之潤滑性 之作用。
上述之潤滑組合物中亦可含有聚四氟乙烯樹脂。聚四氟乙烯樹脂本身具有低摩擦性，藉由包含於潤滑組合物，可提高潤滑組合物之低摩擦性，且將低摩擦性賦予包含潤滑組合物之固體潤滑劑，在與對象材料摩擦時，不發生滯滑(附著-滑移)且可極力避免摩擦異常音之產生。此外，將壓縮成形時提高延展性之作用賦予潤滑組合物，結果可形成較薄之黏附層。
氧化鋁水合物係以組成式Al2O3‧nH2O(組成式中，0<n<3)表示之化合物。於該組成式中，n通常為超過0(零)但未滿3之數，較佳為0.5~2，進而更佳為0.7~1.5左右。作為氧化鋁水合物，例如例舉有軟水鋁石(Al2O3‧H2O)或硬水鋁石(Al2O3‧H2O)等氧化鋁一水合物(氫氧化鋁氧化物)、三水鋁石(Al2O3‧3H2O)或拜耳石(Al2O3‧3H2O)等之氧化鋁三水合物、及假軟水鋁石等，且較好係使用該等中至少一者。
在本發明之球帶狀密封體中，於球帶狀基體及外層係以40~65重量%之比例含有包含金屬網之補強材料，且以35~60重量%之比例含有包含膨脹石墨之耐熱材料及固體潤滑劑，球帶狀基體及外層中之耐熱材料及固體潤滑劑較佳具有1.20~2.00Mg/m3之密度，此外，外層較佳以60~75重量%之比例含有包含金屬網之補強材料，且以25~40重量%之比例含有包含膨脹石墨之耐熱材料及固體潤滑劑。
若於球帶狀基體及外層，以較65重量%多之比例含有補強材料，且以較35重量%少之比例含有耐熱材料，耐熱材料對產生於補強材料周圍之複數個微小通路(間隙)之密封(填充)便會變得不完全，結果就會引起排出氣體之初期外洩，假設即使偶然完全完成對微小通路之密封，亦會因高溫下耐熱材料之氧化消耗等，使此種密封提早消失，且提早發生排出氣體之外洩，另一方面，若補強材料較40重量%少，且耐熱材料較60重量%多，則外層及外層附近之補強材料會變得極少， 使對於外層及外層附近之耐熱材料之補強變得不佳，不僅使耐熱材料產生顯著的剝離(脫離)，亦難以期待補強材料之補強效果。
此外，於球帶狀基體及外層之耐熱材料及固體潤滑劑，若耐熱材料之密度較1.20Mg/m3小，則長期使用會引起排出氣體之外洩，另一方面，若耐熱材料之密度較2.00Mg/m3大，則在與對象材料摩擦時，往往容易產生摩擦異常音。
在本發明之球帶狀密封體中，因外層係具有由包含補強材料之面與包含固體潤滑劑之面混合存在之露出面所構成之外表面，故可確保外層之外表面與接觸(滑動)之對象材料更流暢之滑動，此外，不僅可以包含補強材料之面來保持外表面中包含固體潤滑劑之面，且可適當進行固體潤滑劑之從外層之外表面到對象材料表面之移著，並刮削移著到對象材料表面之過量之固體潤滑劑，結果可確保長期流暢之滑動，且與對象材料滑動時不產生摩擦異常音。
在本發明之球帶狀密封體中，耐熱材料亦可包含作為氧化抑制劑之五氧化二磷0.05~5.0重量%與磷酸鹽1.0~16.0重量%中之至少一者、及膨脹石墨。
包含作為氧化抑制劑之五氧化二磷與磷酸鹽中至少一者及膨脹石墨之耐熱材料，可提高球帶狀密封體本身之耐熱性及耐氧化消耗性，且可使球帶狀密封體用於高溫區域。
根據本發明，可提供能消除自排氣管落下之風險，且可提高組裝作業性之球帶狀密封體。
1‧‧‧金屬網
2‧‧‧滾輪
3‧‧‧滾輪
4‧‧‧金屬網
5‧‧‧補強材料
6‧‧‧耐熱材料
7‧‧‧端邊
8‧‧‧端邊
9‧‧‧端邊
10‧‧‧端邊
11‧‧‧重疊體
13‧‧‧筒狀母材
14‧‧‧覆蓋層
15‧‧‧滾輪
16‧‧‧滾輪
17‧‧‧補強材料之面
18‧‧‧固體潤滑劑之面
19‧‧‧外層形成構件
20‧‧‧預備圓筒成形體
21‧‧‧圓筒壁面
22‧‧‧部分凹球面狀壁面
23‧‧‧貫通孔
24‧‧‧階梯式核心
25‧‧‧中空圓筒部
26‧‧‧球帶狀中空部
27‧‧‧模型
28‧‧‧貫通孔
29‧‧‧圓筒內表面
30‧‧‧凸球面狀面
31‧‧‧環狀端面
32‧‧‧環狀端面
33‧‧‧球帶狀基體
34‧‧‧外層
35‧‧‧球帶狀密封體
36‧‧‧外層外表面
37‧‧‧包含補強材料之面
38‧‧‧包含固體潤滑劑之面
39‧‧‧平滑面
41‧‧‧突部
42‧‧‧突部
43‧‧‧突部
44‧‧‧終端
45‧‧‧突出端
46‧‧‧圓筒外表面
47‧‧‧凹部
51‧‧‧大直徑邊
52‧‧‧端邊
53‧‧‧平坦端面部
54‧‧‧小直徑邊
55‧‧‧大直徑邊
56‧‧‧小直徑邊
57‧‧‧一端邊
58‧‧‧端面部
59‧‧‧圓筒內表面另一端邊
61‧‧‧小直徑邊
62‧‧‧大直徑邊
63‧‧‧端面部
100‧‧‧排氣管
101‧‧‧管端部
200‧‧‧凸緣
300‧‧‧下游側排氣管
301‧‧‧直徑擴大部
302‧‧‧凹球面部
303‧‧‧凸緣部
304‧‧‧凹球面部內表面
400‧‧‧螺栓
500‧‧‧線圈彈簧
D‧‧‧補強材料寬度
d‧‧‧耐熱材料寬度
L‧‧‧補強材料長度
l‧‧‧耐熱材料長度
O‧‧‧軸心
R‧‧‧圓周方向
X‧‧‧軸方向
I‧‧‧耐熱片材
II‧‧‧耐熱片材
III‧‧‧耐熱片材
θ‧‧‧中心角
δ1‧‧‧超出量
δ2‧‧‧超出量
△1‧‧‧間隙
圖1之(a)及(b)係本發明之實施形態之例之說明圖。
圖2係圖1所示之球帶狀密封體之一部分放大說明圖。
圖3係圖1所示例之使用說明圖。
圖4之(a)及(b)係本發明之實施形態之其他例之說明圖。
圖5係本發明之球帶狀密封體之製造步驟中，補強材料之形成方法之說明圖。
圖6係本發明之球帶狀密封體之製造步驟中之耐熱材料之立體圖。
圖7係顯示補強材料之金屬網之網格之俯視圖。
圖8係本發明之球帶狀密封體之製造步驟中之聚合體之立體圖。
圖9係本發明之球帶狀密封體之製造步驟中之筒狀母材之俯視圖。
圖10係圖9所示之筒狀母材之縱剖面圖。
圖11係本發明之球帶狀密封體之製造步驟中之耐熱材料之立體圖。
圖12係本發明之球帶狀密封體之製造步驟中之具備固體潤滑劑之覆蓋層之耐熱材料之剖面圖。
圖13係本發明之球帶狀密封體之製造步驟中之外層形成構件之第一形成方法之說明圖。
圖14係本發明之球帶狀密封體之製造步驟中之外層形成構件之第一形成方法之說明圖。
圖15係本發明之球帶狀密封體之製造步驟中之以第一形成方法獲得之外層形成構件之縱剖面圖。
圖16係本發明之球帶狀密封體之製造步驟中之外層形成構件之第二形成方法之說明圖。
圖17係本發明之球帶狀密封體之製造步驟中之外層形成構件之第二形成方法之說明圖。
圖18係本發明之球帶狀密封體之製造步驟中之預備圓筒成形體之俯視圖。
圖19係顯示本發明之球帶狀密封體之製造步驟中之將預備圓筒成形體插入模具中之狀態之剖面圖。
圖20係裝入本發明之球帶狀密封體後之排氣管球面接頭之縱剖面圖。
接著，基於圖示之理想例進一步詳細說明本發明之實施形態。另外，本發明不會受到該等例絲毫的限制。
在圖1及圖2中，用於本例之排氣管接頭之球帶狀密封體35係具備：球帶狀基體33，其係由圓筒內表面29、部分凸球面狀面30及部分凸球面狀面30之大直徑側與小直徑側之環狀端面31及32而界定；及外層34，其一體形成於球帶狀基體33之部分凸球面狀面30上。
如圖3所示，為了與插入由圓筒內表面29而界定之貫通孔28內之上游側排氣管100之圓筒外表面46之間不產生嵌合間隙以上之間隙，而將至少三個突部41、42、及43從圓筒內表面29向軸心方向突出地一體設置在具有相對於圓筒外表面46之外徑之內徑之圓筒內表面29上，該等係包含可由被插入之上游側排氣管100削掉之膨脹石墨，且於大直徑側之環狀端面31與小直徑側之環狀端面32之間，於圓周方向R上彼此隔著等間隔並以與軸方向X平行之直線狀連續地延伸。以圓筒內表面29之軸方向X之另一端邊59之近前側為終端44之突部41、42、及43，係亦可僅由膨脹石墨所構成。
環狀端面31於本例中係具備：圓環狀平坦端面部53，其係以圓環狀之大直徑邊51連接於部分凸球面狀面30之大直徑側之圓環狀端邊52；及圓環狀之凹狀端面部58，其係以大直徑邊55連接於圓環狀平坦端面部53之圓環狀之小直徑邊54，且以小直徑邊56連接於圓筒內表面29之軸方向X之圓環狀之一端邊57。
球帶狀密封體35亦可例如包含有以圓環狀之大直徑邊51連接於 部分凸球面狀面30之大直徑側之圓環狀端邊52，且以圓環狀之小直徑邊54連接於圓筒內表面29之軸方向X之圓環狀之一端邊57之圓環狀平坦端面，來取代具備上述圓環狀平坦端面部53及凹狀端面部58之環狀端面31。
在與軸方向X正交之剖面具有半圓形之形狀之突部41、42、及43，係於圓筒內表面29之軸方向X之一端邊57與另一端邊59之間向軸方向X延伸。雖然突部41、42、及43以圓筒內表面29之軸方向X之另一端邊59之近前側為終端，且延伸至圓筒內表面29之軸方向X之一端邊57，但亦可例如分別延伸至一端邊57及另一端邊59來取代，又，亦可以一端邊57之近前側及另一端邊59之近前側為終端。
以連結突部41及42之突出端45與軸心O之線所形成之中心角θ、以連結突部42及43之突出端45與軸心O之線所形成之中心角θ、及連結突部43及41之突出端45與軸心O之線所形成之中心角θ，係彼此分別為相等之角度。
將球帶狀密封體35安裝於上游側排氣管100時，上游側排氣管100會被插入貫通孔28，且包含突出端45之突部41、42、及43之各者會被上游側排氣管100削掉。其結果，因接觸上游側排氣管100之圓筒外表面46之圓筒內表面29中，尤其突部41、42、及43係特別緊密地接觸上游側排氣管100之圓筒外表面46，故可消除球帶狀密封體35從上游側排氣管100落下之風險，並且可提高組裝作業性。
雖然球帶狀密封體35係例如圖1所示，具有以與軸方向X平行之直線狀且連續延伸之突部41、42、及43，但亦可例如具有以與軸方向X平行之直線狀且斷續延伸之突部來取代，又，亦可具有於軸方向X上相對於軸方向X為傾斜之螺旋狀或於軸方向X上為波浪線狀且連續或斷續延伸之突部。又，雖然球帶狀密封體35於本例中具有三個突部41、42、及43，但亦可具有於圓周方向R上彼此隔著等間隔而配置之 三個以上之突部來取代。此外，球帶狀密封體35亦可取代上述構成或除上述構成外，如圖4(a)及(b)所示，具備以小直徑邊61連接於大直徑邊51且以大直徑邊62連接於部分凸球面狀面30之圓環狀端邊52之圓環狀之凹狀端面部63。於此種情形，圓環狀平坦端面部53之小直徑邊54亦可經由凹狀端面部58或直接連接於圓筒內表面29之一端邊57。
以下，說明球帶狀密封體35之構成材料及球帶狀密封體35之製造方法。
<關於耐熱片材I>
一面攪拌濃度98%之濃硫酸，一面添加作為氧化劑之過氧化氫之60%水溶液，以此作為反應液。冷卻該反應液並保持在溫度10℃，對其添加粒度為30~80目之鱗片狀之天然石墨粉末，並進行反應30分鐘。於反應後，將吸引過濾後之酸處理石墨粉末分離，並重複2次以水攪拌該酸處理石墨粉末10分鐘來吸引過濾之洗淨作業，充分去除酸處理石墨粉末中硫酸成分。接著，將充分去除硫酸成分後之酸處理石墨粉末以保持在溫度110℃之乾燥爐乾燥3小時，使其成為酸處理石墨粉末。
以溫度950~1200℃對上述酸處理石墨粉末進行1~10秒鐘之加熱(膨脹)處理來產生分解氣體，且利用該氣壓來形成石墨層間擴張膨脹後之膨脹石墨粒子(膨脹倍率240~300倍)。將該膨脹石墨粒子供給至被調整成所期望之滾子間隙之雙滾輪裝置來進行滾子成形，製作所期望之厚度之膨脹石墨片，並將該膨脹石墨片作為耐熱片材I。
<關於耐熱片材II及III>
一面攪拌上述酸處理石墨粉末，一面將磷酸濃度84%之正磷酸水溶液、及磷酸鹽濃度50%之第一磷酸鋁水溶液中至少一者之以甲醇稀釋後之溶液以噴霧狀混合至該酸處理石墨粉末，且均一攪拌製作出具有濕潤性之混合物。將具有該濕潤性之混合物以保持在溫度120℃之 乾燥爐乾燥2小時。接著，以溫度950~1200℃對其進行加熱(膨脹)處理1~10秒鐘來產生分解氣體，利用該氣壓來形成石墨層間擴張膨脹後之膨脹石墨粒子(膨脹倍率240~300倍)。在該膨脹處理步驟中，成分中之正磷酸會發生脫水反應而生成五氧化二磷，第一磷酸鋁則是結構式中之水會脫離。將該膨脹石墨粒子供給至被調整成所期望之滾子間隙之雙滾輪裝置來進行滾子成形，製作所期望之厚度之膨脹石墨片，並將該膨脹石墨片作為耐熱片材II及III。
以此種方式製作之耐熱片II中含有五氧化二磷或第一磷酸鋁；耐熱片材III中則含有五氧化二磷與第一磷酸鋁。含有該磷酸及磷酸鹽中至少一者之膨脹石墨，由於膨脹石墨本身之耐熱性提高，且被賦予了氧化抑制作用，故可在例如500℃至超過500℃之高溫區域內使用。
此處，作為可使用之磷酸，除了正磷酸以外，可例舉偏磷酸、聚磷酸、及聚偏磷酸等；此外作為磷酸鹽，除了第一磷酸鋁以外，可例舉第一磷酸鋰、第二磷酸鋰、第一磷酸鈣、第二磷酸鈣、及第二磷酸鋁等。
耐熱片材係使用密度為1.0~1.15Mg/m3左右，厚度為0.3~0.6mm左右之片材較佳。
<關於補強材料>
補強材料係使用將1條或2條以上之金屬細線編織而形成之金屬網，該金屬細線包含：作為鐵系，沃斯田系之SUS304、SUS310S、SUS316、鐵氧體系之SUS430等之不鏽鋼線、或鐵線(JISG3532)或鍍鋅鐵線(JISG3547)，或作為銅系，銅-鎳合金(白銅)線、銅-鎳-鋅合金(洋白)線、黃銅線、鈹銅線。
形成金屬網之金屬細線中，線徑使用0.28~3.2mm左右者，且以該線徑之金屬細線所形成之球帶狀基體之金屬網之網格之格寬(參照顯示編結金屬網之圖7)使用縱為4~6mm、橫為3~5mm左右者較佳； 外層用之金屬網之網格之格寬(參照圖7)使用縱為2.5~3.5mm、橫為1.5~5mm左右者較佳。
<關於固體潤滑劑>
固體潤滑劑於本例中為包含六方晶氮化硼(以下簡稱為「h-BN」)70~85重量%、氧化硼0.1~10重量%、及氧化鋁水合物5~20重量%之潤滑組合物、或以相對於該潤滑組合物100重量份為200重量份以下較佳為50~150之重量份之比例含有聚四氟乙烯樹脂(以下簡稱為「PTFE」)粉末之潤滑組合物者。
上述之固體潤滑劑中含有氧化硼，該氧化硼係藉由包含於六方晶氮化硼來引出該氮化硼所具有之潤滑性，尤其有助於降低高溫區域內之摩擦，但該固體潤滑劑亦可例如不含其而構成，此種情形時，成分中之氧化鋁水合物可改善固體潤滑劑對於耐熱材料表面之黏附性，發揮形成堅固之黏附層之效果，且可促進六方晶氮化硼之板狀結晶之層間之滑動，發揮引出六方晶氮化硼之潤滑性之作用。
該固體潤滑劑在製造過程中，於作為分散介質之含酸之水中分散含有氧化鋁水合物粒子之氫離子濃度(pH)呈2~3之氧化鋁溶膠中，分散含有h-BN粉末及氧化硼粉末之水性分散液，且以將含有h-BN粉末70~85重量%、與氧化硼0.1~10重量%、及氧化鋁水合物5~20重量%之潤滑組合物作為固體成分而分散含有30~50重量%之水性分散液之形態而使用。又，水性分散液亦可為於含有h-BN70~85重量%、氧化硼0.1~10重量%、及氧化鋁水合物5~20重量%之潤滑組合物中，以相對於該潤滑組合物100重量份為200重量份以下，較佳為50~150重量份之比例分散含有PTFE之潤滑組合物，將該潤滑組合物作為固體成分而分散含有30~50重量%之水性分散液。形成水性分散液之h-BN、氧化硼、及PTFE較佳為儘量細微之粉末，使用平均粒徑為10μm以下，更佳為0.5μm以下之微粉末。
水性分散液中作為氧化鋁溶膠之分散介質之水所含有的酸，係作為用於使氧化鋁溶膠穩定化之解凝劑而發揮作用者。並且，雖然作為酸例舉有鹽酸、硝酸、硫酸、醯胺硫酸等無機酸，但硝酸尤其較佳。
作為形成水性分散液中之氧化鋁溶膠之氧化鋁水合物，係以組成式Al2O3‧nH2O(組成式中0<n<3)表示之化合物。於組成式中，n通常為超過0(零)但未滿3之數，較佳為0.5~2，更佳為0.7~1.5左右。作為氧化鋁水合物，例如例舉有軟水鋁石(Al2O3‧H2O)或硬水鋁石(Al2O3‧H2O)等氧化鋁一水合物(氫氧化鋁氧化物)、三水鋁石(Al2O3‧3H2O)或拜耳石(Al2O3‧3H2O)等氧化鋁三水合物、及假軟水鋁石等。
其次，基於圖式說明包含上述之構成材料之球帶狀密封體35之製造方法。
(第一步驟)如圖5所示，使以線徑0.28~0.32mm之金屬細線編織成圓筒狀而形成之網格之格寬為縱4~6mm、橫3~5mm左右(參照圖7)之圓筒狀編織金屬網1通過滾輪2及3之間，製作特定寬度D之帶狀金屬網4，並準備將帶狀金屬網4切斷成特定之長度L後之補強材料5。
(第二步驟)如圖6所示，準備相對於補強材料5之寬度D具有1.10×D至2.10×D之寬度d，且相對於補強材料5之長度L具有1.30×L至2.70×L之長度l，密度為1~1.15Mg/m3，厚度為0.3~0.6mm之耐熱材料6(包含含有膨脹石墨、或磷酸及磷酸鹽中至少一者之膨脹石墨之薄片)。
(第三步驟)在球帶狀密封體35(參照圖1)中，為使耐熱材料6露出於部分凸球面狀面30(參照圖2)之軸方向之至少一側之端邊側之環狀端面即大直徑側之環狀端面31整體，如圖8所示，耐熱材料6從成為部分凸球面狀面30之大直徑側之環狀端面31之補強材料5之寬度方向之 一側之端邊7朝寬度方向最大僅超出0.1×D至0.8×D，同時耐熱材料6之從端邊7之寬度方向之超出量δ1，多於從成為部分凸球面狀面30之小直徑側之環狀端面32之補強材料5之寬度方向之另一側之端邊8之超出量δ2，且耐熱材料6從補強材料5之長度方向之一側之端邊9朝長度方向最大僅超出0.3×L至1.7×L，且補強材料5之長度方向之另一側之端邊10與對應該端邊10之耐熱材料6之長度方向之端邊11合致，將該耐熱材料6與補強材料5重疊而獲得重疊體12。
(第四步驟)將重疊體12如圖9所示以耐熱材料6為內側之漩渦狀，以耐熱材料6多1次之方式捲繞，形成耐熱材料6露出於內周側及外周側之兩側之筒狀母材13。作為耐熱材料6，為使筒狀母材13中之耐熱材料6之捲繞次數多於補強材料5之捲繞次數，預先準備相對於補強材料5之長度L具有1.30×L至2.70×L之長度l者。於筒狀母材13中，如圖10所示，耐熱材料6係在寬度方向之一側之端邊側，從補強材料5之一側之端邊7朝寬度方向超出δ1，並於耐熱材料6之寬度方向之另一側之端邊側，從補強材料5之另一側之端邊8朝寬度方向超出δ2。
(第五步驟)另外準備與上述耐熱材料6相同、但具有較補強材料5之寬度D小之寬度d，且具有可將筒狀母材13圍捲1次左右之長度l之如圖11所示之耐熱材料6。
(第六步驟)準備水性分散液，其係於含有作為解凝劑發揮作用之硝酸之作為分散介質之水中分散含有氧化鋁水合物之氫離子濃度(pH)呈2~3之氧化鋁溶膠中，分散含有h-BN粉末及氧化硼粉末者，且係將含有h-BN70~85重量%、氧化硼0.1~10重量%、及氧化鋁水合物5~20重量%之潤滑組合物作為固體成分而分散含有30~50重量%者，或於含有h-BN70~85重量%、氧化硼0.1~10重量%、及氧化鋁水合物5~20重量%之潤滑組合物中，將含有相對於該潤滑組合物100重量份為200重量份以下、較佳為50~150重量份之PTFE粉末之潤滑組合物作 為固體成分而分散含有30~50重量%者。
於圖11所示之耐熱材料6之一側之表面，以刷塗、滾塗、噴塗等方法覆蓋將含有h-BN70~85重量%、氧化硼0.1~10重量%、及氧化鋁水合物5~20重量%之潤滑組合物作為固體成分而分散含有30重量%之水性分散液(h-BN21~25.5重量%、氧化硼0.03~3重量%、氧化鋁水合物1.5~6重量%及水分70重量%)，且使其乾燥而形成如圖12所示般之包含該潤滑組合物之固體潤滑劑之覆蓋層14。
或者，於耐熱材料6之一側之表面，以刷塗、滾塗、噴塗等方法覆蓋水性分散液，其係於含有h-BN70~85重量%、氧化硼0.1~10重量%、及氧化鋁水合物5~20重量%之潤滑組合物中，以相對於該潤滑組合物100重量份為200重量份以下，較佳為50~150重量份之比例分散含有PTFE粉末之潤滑組合物，意即含有h-BN23.3~56.7重量%、氧化硼0.03~6.7重量%、及氧化鋁水合物1.7~13.3重量%、及PTFE33.3~66.7重量%之潤滑組合物，將該潤滑組合物作為固體成分而分散含有30重量%者(h-BN7~17重量%、氧化硼0.009~2重量%、氧化鋁水合物0.5~4重量%、PTFE10~20重量%、水分70重量%)，且使之乾燥形成包含該潤滑組合物之固體潤滑劑之覆蓋層14。
(第七步驟) <第一方法>如圖13至圖15所示，於包含以編織機(未圖示)連續編織線徑為0.28~0.32mm之金屬細線而獲得之圓筒狀編結金屬網之外層用之補強材料5之內部，連續地插入具備固體潤滑劑之覆蓋層14之耐熱材料6(參照圖13)，且將插入耐熱材料6之補強材料5從其之插入開始端側，供給至具有平滑之圓筒狀之外周面之一對圓筒滾輪15及16間之間隙△1，向耐熱材料6之厚度方向加壓(參照圖14)而一體化，並將耐熱材料6與形成於耐熱材料6之表面之固體潤滑劑之覆蓋層14填充至外層用之補強材料5之金屬網之網格，製作包含外層用之補強材料5之 面17與包含固體潤滑劑之面18混合露出於表面之扁平狀之外層形成構件19。
<第二方法>另外準備包含於上述第1步驟所說明之帶狀金屬網4之補強材料5，如圖16所示，於包含帶狀金屬網4之外層用之補強材料5內，插入具備固體潤滑劑之覆蓋層14之耐熱材料6，且將該等如圖17所示供給至圓筒滾輪15及16間之間隙△1，向耐熱材料6之厚度方向加壓而一體化，並將耐熱材料6與形成於耐熱材料6之表面之固體潤滑劑之覆蓋層14填充至外層用之補強材料5之金屬網之網格，製作包含外層用之補強材料5之面17與包含固體潤滑劑之面18混合露出於表面之扁平狀之外層形成構件19。
<第三方法>準備平織金屬網來作為編織線徑為0.28~0.32mm之金屬細線而形成之編結金屬網，將包含該平織金屬網之外層用之補強材料5切斷成特定長度與寬度，並準備2片補強材料5。將具備固體潤滑劑之覆蓋層14之耐熱材料6插入2片外層用之補強材料5之間，且供給至一對圓筒滾輪15及16間之間隙△1，向耐熱材料6之厚度方向加壓而一體化，並將耐熱材料6與形成於耐熱材料6之表面之固體潤滑劑之覆蓋層14填充至外層用之補強材料5之金屬網之網格，製作包含外層用之補強材料5之面17與包含固體潤滑劑之面18混合露出於表面之扁平狀之外表面層形成構件19。
在上述第一、第二及第三方法中，一對圓筒滾輪間之適當間隙△1為0.4~0.6mm左右。
(第八步驟) 將以此種方式獲得之外層形成構件19，以覆蓋層14為外側繞捲於筒狀母材13之外周面，製作如圖18所示般之預備圓筒成形體20。
(第九步驟) 準備如圖19所示般之模型27，其係於內表面具備圓筒壁面21、 連接於圓筒壁面21之部分凹球面狀壁面22、及連接於部分凹球面狀壁面22之貫通孔23，且藉由將設有對應突部41、42、及43之凹部47之階梯式核心24嵌插至貫通孔23，而於內部形成中空圓筒部25、及連接於中空圓筒部25之球帶狀中空部26者；且將預備圓筒成形體20插入模具27之階梯式核心24。
將配置於模具27之中空圓筒部25及球帶狀中空部26之預備圓筒成形體20，以98~294N/mm2(1~3噸/cm2)之壓力朝核心軸方向壓縮成形，製作球帶狀密封體35，其係如圖1及圖2所示般於中央部具有貫通孔28，且具備由圓筒內表面29、部分凸球面狀面30、及部分凸球面狀面30之大直徑側與小直徑側之環狀端面31及32而界定之球帶狀基體33、及一體形成於球帶狀基體33之部分凸球面狀面30之外層34。
藉由該壓縮成形，球帶狀基體33係以耐熱材料6與補強材料5彼此被壓縮，且彼此纏結而具有構造一體性之方式來構成；且外層34係耐熱材料6、包含潤滑組合物之固體潤滑劑、及包含金屬網之補強材料5，該等被壓縮而固體潤滑劑及耐熱材料6被填充於補強材料5之金屬網之網格，而使得該固體潤滑劑及耐熱材料6與補強材料5混合一體化；外層34之外表面36係形成包含補強材料5之面37與包含固體潤滑劑之面38混合存在之平滑面39；於圓筒內表面29，除了補強材料5外，還形成有包含被壓入填充至凹部47之耐熱材料6之三個突部41、42、及43。
所製作之球帶狀密封體35之球帶狀基體33及外層34，係以40~65重量%之比例含有包含金屬網之補強材料5，且以35~60重量%之比例含有包含膨脹石墨之耐熱材料6及固體潤滑劑，球帶狀基體33及外層34中之耐熱材料6及固體潤滑劑係具有1.20~2.00Mg/m3之密度。
又，若僅著眼於外層34，則外層34係以60~75重量%之比例含有包含金屬網之補強材料5，且以25~40重量%之比例含有包含膨脹石墨 之耐熱材料6及固體潤滑劑。
在上述第四步驟中，若將重疊體12以包含帶狀金屬網4之補強材料5為內側漩渦狀地捲繞，來取代以耐熱材料6為內側漩渦狀地捲繞，而形成筒狀母材13，則可製作於球帶狀基體33之圓筒內表面29露出包含金屬網之補強材料5之球帶狀密封體35。
球帶狀密封體35係裝入圖20所示之排氣管球面接頭而使用。意即，在圖20所示之排氣管球面接頭，於連結於引擎側之上游側排氣管100之外周面上留有管端部101並直立設置凸緣200；且於管端部101，球帶狀密封體35係於界定貫通孔28之圓筒內表面29嵌合；於大直徑側之環狀端面31，球帶狀密封體35係與凸緣200抵接而著座；與上游側排氣管100相對而配置且連結於消音器側之下游側排氣管300上，固著有一體具備凹球面部302與連接於凹球面部302之凸緣部303之直徑擴大部301；凹球面部302之內表面304係滑接於球帶狀密封體35之外層34之外表面36中，包含補強材料5之面37與包含固體潤滑劑之面38混合存在之平滑面39。
在如圖20所示之排氣管球面接頭，利用一端固定於凸緣200而另一端插通直徑擴大部301之凸緣部303而配置之一對螺栓400、與配置於螺栓400之膨大頭部及凸緣部303之間之一對線圈彈簧500，而經常性地賦予下游側排氣管300向上游側排氣管100方向之彈簧力。並且，排氣管球面接頭對於在上、下游側排氣管100、300所產生之相對角位移，係以作為球帶狀密封體35之外層34之滑移面之平滑面39、與形成於下游側排氣管300之端部之直徑擴大部301之凹球面部302之內表面304之滑接來對之容許，並以此方式構成。
根據本例之球帶狀密封體35，其具備：球帶狀基體33，其係由圓筒內表面29、部分凸球面狀面30、及部分凸球面狀面30之大直徑側與小直徑側之環狀端面31及32而界定；及外層34，其一體形成於球帶 狀基體33之部分凸球面狀面30；且由於至少三個突部41、42、及43從該圓筒內表面29向軸心方向突出地一體設置於圓筒內表面29上，該等突部係包含可由被插入由該圓筒內表面29而界定之貫通孔28之上游側排氣管100削掉之膨脹石墨，且於大直徑側之環狀端面31與小直徑側之環狀端面32之間於圓周方向R上彼此隔著間隔向軸方向X延伸，故可使突部41、42、及43與上游側排氣管100之圓筒外表面46緊密接觸，藉此可消除從上游側排氣管100落下之風險，並可提高組裝作業性。
根據球帶狀密封體35，球帶狀基體33係具備：補強材料5，其包含金屬網；及耐熱材料6，其包含填充補強材料5之金屬網之網格，且與該補強材料5混合一體化並被壓縮之膨脹石墨；且外層34係壓縮包含膨脹石墨之耐熱材料6、至少包含具有六方晶氮化硼及氧化鋁水合物之潤滑組合物之固體潤滑劑、及包含金屬網之補強材料5，而將固體潤滑劑及耐熱材料6填充於補強材料5之網格，而使該固體潤滑劑及耐熱材料6與補強材料5混合一體化；因外層34之外表面36形成為包含補強材料5之面37與包含固體潤滑劑之面38混合存在之平滑面39，故可避免固體潤滑劑從外表面36脫落，結果由於與對象材料於固體潤滑劑與補強材料5混合存在之平滑面39滑動，故可極力防止摩擦異常音之產生。上述固體潤滑劑中，六方晶氮化硼尤其於高溫區域內可發揮優秀之潤滑性。此外，雖然成分中之氧化鋁水合物本身未顯現任何潤滑性，但可改善固體潤滑劑對於耐熱材料表面之黏附性，對堅固之黏附層之形成可發揮效果，且可促進六方晶氮化硼之板狀結晶之層間之滑動，發揮引出六方晶氮化硼之潤滑性之作用。
於上述之製造方法中，雖然以形成於包含補強材料5之面37與包含固體潤滑劑之面38混合存在之平滑面39之外表面36來形成外層34，但在以形成於包含固體潤滑劑之平滑面之外表面36來形成外層34之情 形，例如，亦可將第三方法中之2片外層用之補強材料5，於一側之面重疊具備固體潤滑劑之覆蓋層14之耐熱材料6之另一側之面，且將其供給至一對圓筒滾輪15及16間之間隙△1，向耐熱材料6之厚度方向加壓而一體化，於背面中將耐熱材料6填充至外層用之補強材料5之金屬網之網格，製作於表面具有包含固體潤滑劑之覆蓋層14之面18，另一方面，補強材料5與耐熱材料6混合露出於背面之扁平狀之外表面層形成構件19，並將以此種方式獲得之外層形成構件19，以覆蓋層14為外側捲繞筒狀母材13之外周面，製作預備圓筒成形體20。
5‧‧‧補強材料
6‧‧‧耐熱材料
28‧‧‧貫通孔
29‧‧‧圓筒內表面
30‧‧‧凸球面狀面
31‧‧‧環狀端面
32‧‧‧環狀端面
33‧‧‧球帶狀基體
34‧‧‧外層
35‧‧‧球帶狀密封體
36‧‧‧外層外表面
39‧‧‧平滑面
41‧‧‧突部
42‧‧‧突部
43‧‧‧突部
44‧‧‧終端
45‧‧‧突出端
51‧‧‧大直徑邊
52‧‧‧端邊
53‧‧‧平坦端面部
54‧‧‧小直徑邊
55‧‧‧大直徑邊
56‧‧‧小直徑邊
57‧‧‧一端邊
58‧‧‧端面部
59‧‧‧圓筒內表面另一端邊
X‧‧‧軸方向

Claims (15)

  1. 一種球帶狀密封體，其係用於排氣管接頭者，且包含：球帶狀基體，其係由圓筒內表面、部分凸球面狀面、及部分凸球面狀面之大直徑側與小直徑側之環狀端面而界定；及外層，其一體形成於該球帶狀基體之部分凸球面狀面；且於圓筒內表面上，從該圓筒內表面朝軸心方向突出地一體設置有至少三個突部，該等突部包含可利用插入於由該圓筒內表面而界定之貫通孔之排氣管削掉之膨脹石墨，且於大直徑側之環狀端面與小直徑側之環狀端面之間於圓周方向上彼此隔著間隔於軸方向上延伸。
  2. 如請求項1之球帶狀密封體，其中大直徑側之環狀端面包含以圓環狀之大直徑邊連接於部分凸球面狀面之大直徑側之圓環狀端邊、且以圓環狀之小直徑邊連接於圓筒內表面之軸方向上之圓環狀之一端邊之圓環狀平坦端面；且突部係於圓筒內表面之軸方向上之一端邊與其另一端邊之間於軸方向上延伸。
  3. 如請求項1之球帶狀密封體，其中大直徑側之環狀端面包含：圓環狀平坦端面部，其以圓環狀之大直徑邊連接於部分凸球面狀面之大直徑側之圓環狀端邊；及圓環狀之凹狀端面部，其以大直徑邊連接於該圓環狀平坦端面部之圓環狀之小直徑邊，且以小直徑邊連接於圓筒內表面之軸方向上之圓環狀之一端邊；且突部係於圓筒內表面之軸方向上之一端邊與其另一端邊之間於軸方向上延伸。
  4. 如請求項1之球帶狀密封體，其中大直徑側之環狀端面包含：圓環狀之第一凹狀端面部，其以圓環狀之大直徑邊連接於部分凸球面狀面之大直徑側之圓環狀端邊；圓環狀平坦端面部，其以圓環狀之大直徑邊連接於該第一凹狀端面部之圓環狀之小直徑 邊；及圓環狀之第二凹狀端面部，其以大直徑邊連接於該圓環狀平坦端面部之圓環狀之小直徑邊，且以小直徑邊連接於圓筒內表面之軸方向上之圓環狀之一端邊；且突部係於圓筒內表面之軸方向上之一端邊與其另一端邊之間於軸方向上延伸。
  5. 如請求項1至4中任一項之球帶狀密封體，其中突部係延伸至圓筒內表面之軸方向上之一端邊與其另一端邊中至少一者。
  6. 如請求項1至4中任一項之球帶狀密封體，其中突部係終止於於圓筒內表面之軸方向上之一端邊與其另一端邊中至少一者之近前側。
  7. 如請求項1至4中任一項之球帶狀密封體，其中突部係終止於圓筒內表面之軸方向上之一端邊與其另一端邊中一者之近前側，且延伸至圓筒內表面之軸方向上之一端邊與其另一端邊中之另一者。
  8. 如請求項1至4中任一項之球帶狀密封體，其中突部係於軸方向上連續或斷續地延伸。
  9. 如請求項1至4中任一項之球帶狀密封體，其中突部係以與軸方向平行之直線狀、相對於軸方向為傾斜之螺旋狀地、或於軸方向上波浪線狀地延伸。
  10. 如請求項1至4中任一項之球帶狀密封體，其中至少三個突部係於圓周方向上彼此以等間隔配置。
  11. 如請求項1至4中任一項之球帶狀密封體，其中圓筒內表面係於與經插入之排氣管之圓筒外表面之間不產生嵌合間隙以上之間隙之方式，具有相對於該圓筒外表面之外徑的內徑。
  12. 如請求項1至4中任一項之球帶狀密封體，其中球帶狀基體係包含：補強材料，其包含金屬網；及耐熱材料，其包含填充該補強材料之金屬網之網格，且與該補強材料混合一體化並被壓縮 之膨脹石墨；外層經壓縮包含膨脹石墨之耐熱材料、至少包含含有六方晶氮化硼及氧化鋁水合物之潤滑組合物之固體潤滑劑、及包含金屬網之補強材料，並將固體潤滑劑及耐熱材料填充至補強材料之網格，而使該固體潤滑劑及耐熱材料與補強材料混合一體化；該外層之外表面係形成為包含補強材料之面與包含固體潤滑劑之面混合存在之平滑之面、或形成為包含固體潤滑劑之平滑之面。
  13. 如請求項12之球帶狀密封體，其中潤滑組合物中包含聚四氟乙烯樹脂。
  14. 如請求項12之球帶狀密封體，其中氧化鋁水合物係從氧化鋁一水合物、氧化鋁三水合物、及假軟水鋁石中選擇。
  15. 如請求項13之球帶狀密封體，其中氧化鋁水合物係從氧化鋁一水合物、氧化鋁三水合物、及假軟水鋁石中選擇。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6286310B2 (ja) * 2014-07-25 2018-02-28 日本ピラー工業株式会社 ガスケット
JP2017015014A (ja) * 2015-07-01 2017-01-19 日本ピラー工業株式会社 排気管継手シール体

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4607851A (en) * 1977-11-30 1986-08-26 Metex Corporation Method of making composite wire mesh seal
US5082294A (en) * 1990-09-20 1992-01-21 Federal-Mogul Corporation Heat conducting wear sleeve assembly for lubricant seals
JPH1061775A (ja) * 1996-08-23 1998-03-06 Nichias Corp 渦巻形ガスケット
US6129362A (en) * 1997-02-10 2000-10-10 Oiles Corporation Spherical annular seal member and method of manufacturing the same
JP3259903B2 (ja) * 1997-07-14 2002-02-25 大同メタル工業株式会社 筒形パッキンおよびその製造方法
JP4617521B2 (ja) * 1999-09-28 2011-01-26 オイレス工業株式会社 球帯状シール体ならびにその製造方法
JP2003041932A (ja) * 2001-07-27 2003-02-13 Oiles Ind Co Ltd 排気管継手装置
JP2003097718A (ja) * 2001-09-21 2003-04-03 Oiles Ind Co Ltd 球帯状シール体及びその製造方法
EP1550821B1 (en) * 2002-10-08 2010-04-14 Oiles Corporation Spherical zone seal body
JP4487494B2 (ja) * 2003-03-31 2010-06-23 オイレス工業株式会社 球帯状シール体
DE102007019330A1 (de) * 2007-04-24 2008-10-30 Reinz-Dichtungs-Gmbh Dreidimensionale Flachdichtung
JP5060883B2 (ja) 2007-09-19 2012-10-31 大王製紙株式会社 家庭用薄葉紙収納容器
RU2450188C2 (ru) * 2007-12-05 2012-05-10 Оилс Корпорэйшн Сферический кольцевой уплотнительный элемент и способ его изготовления
WO2009078165A1 (ja) * 2007-12-17 2009-06-25 Oiles Corporation 球帯状シール体及びその製造方法
JP5463236B2 (ja) * 2010-08-03 2014-04-09 日本ピラー工業株式会社 管継手用シール体
JP5760364B2 (ja) * 2010-08-19 2015-08-12 オイレス工業株式会社 球帯状シール体
JP5531885B2 (ja) * 2010-09-28 2014-06-25 トヨタ自動車株式会社 球帯状シール体及びその製造方法
JP5691772B2 (ja) * 2011-04-13 2015-04-01 オイレス工業株式会社 球帯状シール体及びその製造方法
CN202501000U (zh) * 2012-02-23 2012-10-24 天津市津卓五金标准件制造有限公司 一种新型球面垫片

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