WO2007135722A1

WO2007135722A1 - 球帯状シール体及びそれを用いた排気管継手装置ならびに球帯状シール体の製造方法

Info

Publication number: WO2007135722A1
Application number: PCT/JP2006/310066
Authority: WO
Inventors: Takeshi Furukido; Toshihiko Shimura; Tomoyuki Inagaki; Masao Tomomatsu
Original assignee: Oiles Corporation
Priority date: 2006-05-19
Filing date: 2006-05-19
Publication date: 2007-11-29
Also published as: US20110049869A1; US8186721B2; EP2080875B1; EP2080875A1; EP2080875A4

Description

球帯状シール体及びそれを用いた排気管継手装置ならびに球帯状シール体の製造方法

技術分野

[0001] 本発明は、球帯状シール体及びそれを用いた自動車の排気管継手装置ならびに球帯状シール体の製造方法に関する。

背景技術

[0002] 特許文献 1：特公昭 58— 21144号公報

[0003] 自動車エンジンの排気ガスは、エンジンから車体フレームなどに配置された排気管に導かれて大気中に排出されるが、この排気管はエンジンのトルク反力及び慣性力などにより操り返し曲げ応力を受ける。とくに前輪駆動横置きエンジン (FF車)の場合は、縦置きエンジンの場合に比較して、この曲げ応力はかなり大きいものとなる。したがって、エンジンの振動が排気管つり架具を伝わって車室内にもたらされたり、あるいは騒音の原因にもなるば力りでなく排気管の疲労折損などの不具合を生じさせる危険もある。このような問題を解決するために、従来、排気管の所定箇所に球面管継手 (球帯状シール体)を有した排気管継手装置を配置して応力を吸収させるなどの手段が講じられてヽる (特許文献 1)。

[0004] 斯カる球面管継手は、多くの場合、その部分凸球面状外面で、下流側排気管の端部に固着されたフランジ部材の部分凹球面状内面に摺動自在に接触するようにして、その円筒内面で上流側排気管の管端部の外面に嵌装されて用いられ、フランジ部材の部分凹球面状内面に対する部分凸球面状外面の相対的な摺動で応力を吸収するようにしている。

[0005] ところで、前輪駆動横置きエンジン (FF車)では、近年、エンジンの後ろ側に排気管

(マ-ホールド）が設けられるので、マ-ホールドに接続される排気管には剪断方向（排気管の管軸方向と直交する方向）の力に加えて、とくに捩り方向 (排気管の管軸を中心とした回転方向）の力が大きく加わり、この力が排気管継手装置にも入力されることになる。 [0006] 排気管継手装置に捩り方向の力が大きく加わると、互いに嵌合された球面管継手の円筒内面と上流側排気管の管端部との間でスティックスリップが生じ、当該ステイツクスリップに起因する異常音が発生して自動車の運転者、乗客に不快感を与えることになる。

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0007] 本発明は前記諸点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、球帯状シール体を上流側排気管の管端部に確実に固定することができ、下流側排気管力も球帯状シール体に捩り方向（回転方向）の力が入力された場合においても、互いに嵌合された円筒内面と上流側排気管の管端部との間でスティックスリップ等に起因する異常音を発生させることがなぐ運転者に不快感を与えることのない球帯状シール体及びそれを用いた自動車の排気管継手装置並びに斯カる球帯状シール体を短時間で容易に作製することができる製造方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0008] 本発明による球帯状シール体は、円筒内面と部分凸球面状外面と部分凸球面状外面の大径側及び小径側の環状端面とにより規定された球帯状基体と、この球帯状基体の円筒内面に一体的に形成された膨張可能な環状の被覆層とを具備しており、該被覆層は酸処理黒鉛とワックスとの混合物カゝらなって、る。

[0009] 本発明の球帯状シール体は、球帯状基体の円筒内面に一体的に形成されていると共に熱膨張可能な酸処理黒鉛とワックスとの混合物からなる環状の被覆層を具備しているため、斯カる球帯状シール体をその被覆層の環状の内面で上流側排気管の管端部の外面に嵌合し、その球帯状基体の大径側の環状端面で上流側排気管に固着されたフランジに接触させ、その球帯状基体の部分凸球面状外面で下流側排気管に固着されたシール座部材の部分凹球面状内面に摺動自在に接触させるようにして、弾性連結手段により上流側排気管と下流側排気管とを相対角変位自在に互 V、に弾性的に連結した排気管継手装置に用いると、排気管内を流動する排気ガスの熱により、球帯状基体の円筒内面に一体的に形成された熱膨張可能な環状の被覆層が上流側排気管の管端部を締め付けるように膨張して該球帯状シール体と上流側排気管の管端部の外面との一体化が図られ、而して、球帯状シール体を上流側排気管の管端部に確実に固定することができ、下流側排気管力球帯状シール体に捩り方向（回転方向）の力が入力された場合においても、環状の被覆層の内面と上流側排気管の管端部の外面との間及び球帯状基体の大径側の環状端面とフランジとの間に摺動を生じることがなぐここでのスティックスリップ等に起因する異常摩擦音を発生させることがなぐ運転者に不快感を与えることのな、球帯状シール体とし得る

[0010] 本発明の球帯状シール体にお!、ては、球帯状基体としては、膨張黒鉛を含んだ耐熱材と金網からなる補強材とを圧縮成形し、耐熱材が金網からなる補強材の隙間に充填されてなるものが好まし、。

[0011] 本発明の排気管継手装置は、上流側排気管と、この上流側排気管の端面と隙間を残して相対畤した端面を有した下流側排気管と、上流側排気管の管端部の外面に固着されたフランジと、下流側排気管の管端部に固着されていると共に部分凹球面状内面を有したシール座部材と、上流側排気管と下流側排気管とを相対角変位自在に互いに弹性的に連結する弾性連結手段と、上記の、ずれかの球帯状シール体とを具備しており、ここで、球帯状シール体は、環状の被覆層の内面で上流側排気管の管端部の外面に嵌合されていると共に球帯状基体の大径側の環状端面でフランジに接触され、かつ、球帯状基体の部分凸球面状外面でシール座部材の部分凹球面状内面に摺動自在に接触されて、る。

[0012] 本発明の排気管継手装置によれば、球帯状シール体が球帯状基体の部分凸球面状外面で下流側排気管の管端部に固着されたシール座部材の部分凹球面状内面に摺動自在に接触されている結果、上流側排気管及び下流側排気管間に生じる相対角変位は、球帯状基体の部分凸球面状外面とシール座部材の部分凹球面状内面との間の摺動で許容される一方、上流側排気管及び下流側排気管間におけるシールは、球帯状基体の部分凸球面状外面とシール座部材の部分凹球面状内面との密な接触に加えて、球帯状基体の大径側の環状端面とフランジとの接触により行われること〖こなる。

[0013] そして、本発明の排気管継手装置によれば、排気管内を流動する排気ガスの熱により、球帯状基体の円筒内面に一体的に形成された熱膨張可能な環状の被覆層が上流側排気管の管端部を締め付けるように膨張し、該球帯状シール体と上流側排気管の管端部の外面との一体化が図られる結果、球帯状シール体を上流側排気管の管端部に確実に固定することができ、下流側排気管から球帯状シール体に捩り方向 (回転方向）の力が入力された場合においても、環状の被覆層の内面と上流側排気管の管端部の外面との間及び球帯状基体の大径側の環状端面とフランジとの間に摺動を生じることがなぐここでのスティックスリップ等に起因する異常摩擦音を発生させることがなぐ運転者に不快感を与えることのない排気管継手装置とし得る。

円筒内面と部分凸球面状外面と部分凸球面状外面の大径側及び小径側の環状端面とにより規定された球帯状基体と、この球帯状基体の円筒内面に熱膨張可能な環状の被覆層とを具備した、とくに排気管継手に用いられる本発明の球帯状シール体の製造方法は、膨張黒鉛を含むシートからなる耐熱材を準備する工程と、該耐熱材の一方の表面に、その端部力長さ方向の所定の長さにわたって膨張処理前の酸処理黒船粉末とワックス粉末との混合物を散布し、っヽで該混合物を該ワックスの融点ないしそれ以上の温度に加熱して該ワックス粉末を溶融させたのち常温まで放置して該混合物を固化させる工程と、固化した混合物を含む耐熱材をロール間に通して該混合物を耐熱材の表面に被覆形成層として圧着させる工程と、金属細線を織つたり編んだりして得られる金網からなる補強材を準備する工程と、前記被覆形成層が形成された耐熱材に該被覆形成層が形成された面とは反対側の面で金網からなる補強材を重ね合わせて重合体を形成したのち、被覆形成層を内側にしてうず巻き状であって耐熱材が 1回多くなるように捲回して、内周側の全周にわたって被覆形成層が、外周側の全周にわたって耐熱材が夫々露出した筒状母材を形成する工程と、該筒状母材を金型のコア外周面に挿入し、該コアを金型内に配置すると共に該金型内において筒状母材をコア軸方向に圧縮する工程とからなり、ここで、球帯状基体は、膨張黒鉛を含んだ耐熱材と金網からなる補強材とが圧縮され、互いに絡み合って構造的一体性を有するように構成されて、圧縮された金網からなる補強材と、この補強材の金網の網目を充填し、かっこの補強材と混在一体化されて圧縮された膨張黒鉛を含んだ耐熱材とを有しており、円筒内面には、圧縮された膨張処理前の酸処理黒鉛とワックスとの混合物からなる熱膨張可能な環状の被覆層が貫通孔において外部に露出して形成されることを特徴とする。

[0015] 本発明の製造方法にお!、て、酸処理黒鉛粉末は、つぎの製造方法で作製されたものが好適に使用される。濃度 98%の濃硫酸を攪拌しながら、酸化剤として過酸化水素の 60%水溶液の所定量を加えて反応液を作製し、この反応液に鱗片状天然黒鉛粉末を所定量添加し、所定時間反応を行う。反応後、吸引濾過して酸処理黒鉛粉末を分離し、該酸処理黒鉛粉末を水で所定時間攪拌して吸引濾過するという洗浄作業を繰り返し、酸処理黒鉛粉末から硫酸分を充分除去する。ついで、硫酸分を充分除去した酸処理黒鉛粉末を乾燥炉で乾燥し、これを酸処理黒鉛粉末とする。このようにして得た酸処理黒鉛粉末は、熱の影響により黒鉛層間を拡張して膨張する性質を具有している。

[0016] 本発明の製造方法によれば、膨張黒鉛を含むシートからなる耐熱材の一方の表面にその端部から長さ方向の所定の長さにわたって熱膨張可能な被覆層を形成するにあたり、酸処理黒鉛とワックスとは粉末の形態で混合物とされるので、膨張黒鉛を含むシートからなる耐熱材の表面に散布することにより行われ、その散布量の調整が容易となるなど作業性が極めて良好となる。また、ワックスはその融点が 50〜150°C と比較的低い温度であるため、最終の被覆層の作製を短時間で行うことができる。

[0017] 本発明におヽて、被覆層中の酸処理黒鉛とワックスとの混合割合は、酸処理黒鉛の重量に対しワックスの重量が 0. 2〜1. 5倍の範囲であることが好ましい。ワックスは混合物からなる被覆層を膨張黒鉛を含むシートからなる耐熱材の表面に圧着させる際の接着剤の役割を果たすものであるが、このワックスの接着力は球帯状シール体力 S排気管継手に組み込まれるまでの間に該被覆層が脱落しない程度の接着力で充分である。

[0018] 本発明において、環状の被覆層を形成するワックスには、融点が 50〜150°Cを示す炭化水素系ワックスが使用されて好適であり、炭化水素系ワックスとしては、石油の潤滑油成分から抽出されたパラフィンワックス (炭素数 20〜40の直鎖炭化水素を主成分とする)若しくは石油の重質潤滑油留分力抽出されたマイクロクリスタリンヮックス (炭素数 30〜60の非直鎖炭化水素を主成分とする）などの石油ワックス又はフイツシヤー ·トロプッシュワックス (炭素数 17〜78の炭化水素を主成分とする）若しくはポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス等のポリオレフインワックスなどの合成系ヮッタスなどが挙げられ、これらのうちの単独又は 2種以上を混合して用いることができる発明の効果

[0019] 本発明によれば、球帯状シール体を上流側排気管の管端部に確実に固定することができ、下流側排気管力も球帯状シール体に捩り方向（回転方向）の力が入力された場合においても、スティックスリップ等に起因する異常音を発生させることがなぐ運転者、乗客に不快感を与えることのな、球帯状シール体及びそれを用いた自動車の排気管継手装置を提供することができる。また、本発明の製造方法によれば、球帯状基体の円筒内面に熱膨張可能な環状の被覆層を備えた球帯状シール体を短時間で容易に作製することができる。

[0020] つぎに本発明及びその実施の形態を、図に示す例を参照して更に詳細に説明する。なお、本発明はこの例に何等限定されないのである。

図面の簡単な説明

[0021] 図 1は、本発明の球帯状シール体を示す縦断面図、

図 2は、本発明の球帯状シール体の製造工程における補強材の形成方法の説明図、

図 3は、本発明の球帯状シール体の製造工程における耐熱材の斜視図、図 4は、本発明の球帯状シール体の製造工程における耐熱材と被覆形成層との斜視図、

図 5は、本発明の球帯状シール体の製造工程における重合体の斜視図、図 6は、本発明の球帯状シール体の製造工程における筒状母材の平面図、図 7は、図 6に示す筒状母材の縦断面図、

図 8は、本発明の球帯状シール体の製造工程における金型中に筒状母材を挿入した状態を示す縦断面図、そして

図 9は、本発明の球帯状シール体を組込んだ排気管継手装置の縦断面図である。発明を実施するための最良の形態 [0022] <酸処理黒鉛粉末について >

濃度 98%の濃硫酸 300重量部を攪拌しながら、酸化剤として過酸化水素の 60% 水溶液 5重量部を加え、これを反応液とする。この反応液を冷却して 10°Cの温度に保持し、粒度 30〜80メッシュの鱗片状天然黒鉛粉末 100重量部を添加し、 30分間反応を行う。反応後、吸引濾過して酸処理黒鉛粉末を分離し、該酸処理黒鉛粉末を 300重量部の水で 10分間攪拌して吸引濾過するという洗浄作業を 2回繰り返し、酸処理黒鉛粉末から硫酸分を充分除去する。ついで、硫酸分を充分除去した酸処理黒鉛粉末を 110°Cの温度に保持した乾燥炉で 3時間乾燥し、これを酸処理黒鉛粉末とする。

[0023] <而す熱材について >

上記酸処理黒鉛粉末を別途作製し、該膨張処理前の酸処理黒鉛粉末を、 950〜1 200°Cの温度で 1〜： L0秒間加熱 (膨張)処理して、分解ガスを発生せしめ、そのガス圧により黒鉛層間を拡張して膨張黒鉛粒子 (膨張倍率 200〜300倍)を形成する。この膨張黒鉛粒子を双ローラー装置にてロール成形し、所望の厚さの膨張黒鉛シートを作製し、この膨張黒鉛シートを耐熱材とする。

[0024] <補強材について >

補強材は、鉄系としてオーステナイト系の SUS304、 SUS316、フェライト系の SU S430などのステンレス鋼線若しくは鉄線 (JIS-G-3532)若しくは亜鉛メツキ鉄線 (JI S-G-3547)又は銅系として銅 -ニッケル合金（白銅)線、銅—ニッケル -亜鉛合金 (洋白）線、黄銅線、ベリリウム銅線力もなる金属細線を 1本又は 2本以上使用して織つたり、編んだりして形成される金網が使用される。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、金網の網目は 3〜6mm程度のものが使用されて好適である。

[0025] つぎに、上述した構成材料力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。

[0026] (第一工程）図 2に示すように、金属細線を円筒状に編んで形成した筒状金網 1を口ーラ 2及び 3間に通して所定の幅 Dの帯状金網 4を作製し、帯状金網 4を所定の長さ Lに切断した補強材 5を準備する。 [0027] (第二工程）図 3に示すように、補強材 5の幅 Dに対して 1. 10 X D力ら 2. 10 X Dの幅 dを有すると共に、補強材 5の長さ Lに対して 1. 30 X L力ら 2. 70 X Lの長さ 1を有するように切断された耐熱材 (膨張黒鉛力なるシート) 6を準備する。

[0028] (第三工程)酸処理黒鉛粉末とワックス粉末を準備し、酸処理黒鉛粉末の重量に対して 0. 2〜1. 5倍の重量のワックス粉末を計量し、両者を均一に混合して混合物（混合粉末)を作製する。ワックス粉末としては、炭化水素系ワックス、具体的にはパラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャ^ ~ ·トロプッシュワックス、ポリ才レフィンワックスのうちの単独又は 2種以上を混合して用いる。

[0029] (第四工程）図 4に示すように、耐熱材 6の一方の端部の表面に、酸処理黒鉛粉末とワックス粉末との混合物を所定の長さ分だけ散布したのち、ワックスの融点又は融点以上の温度に加熱して混合物中のワックスを溶融させ、ついで常温（20〜25°C) まで放置し、固化して該耐熱材 6の表面に該混合物の固形物層を形成する。ついで、固形物層を含む耐熱材 6を一対のローラ（図示せず）間に通して圧延し、耐熱材 6 の表面に圧着して該混合物の被覆形成層 7を形成する。因みに、被覆形成層 7が形成された厚み 0. 60ないし 0. 70mmの而ォ熱材 6 (而ォ熱材 6の厚み 0. 40mm)のみを 3 50°Cに加熱したところ 8. 50mmの厚みとなった。

[0030] (第五工程)後述する球帯状シール体 28において部分凸球面状外面 24の軸方向の少なくとも一方の端縁側の環状端面である大径側の端面 25に全体的に耐熱材 6 が露出するようにすベぐ図 5に示すように、部分凸球面状外面 24の大径側の端面 2 5となる補強材 5の幅方向の一方の端縁 8から 0. 1 0カら0. 8 X Dだけ耐熱材 6が幅方向にはみ出すと共に、端縁 8からの耐熱材 6の幅方向のはみ出し量 δ 1が部分凸球面状外面の外面の小径端面側となる補強材 5の幅方向の他方の端縁 9からのはみ出し量 δ 2よりも多くなるようにすると共に、補強材 5の長さ方向の一方の端縁 10 力ら 0. 30 X L力ら 1. 70 X Lだけ耐熱材 6が長さ方向にはみ出すと共に、補強材 5の長さ方向の他方の端縁 11と当該端縁 11に対応する耐熱材 6の長さ方向の端縁 12とを実質的に一致させ、しかも、補強材 5と耐熱材 6との幅方向及び長さ方向を合致させるようにして、被覆形成層 7が形成された面とは反対の耐熱材 6の裏面に補強材 5 を重ね合わせて重合体 13を得る。 [0031] (第六工程)重合体 13を図 6に示すように被覆形成層 7を内側にしてうず巻き状であって耐熱材 6が 1回多くなるように捲回して、内周側の全周に亘つて被覆形成層 7 力外周側の全周に亘つて耐熱材 6が夫々露出した筒状母材 14を形成する。耐熱材 6としては、筒状母材 14における耐熱材 6の巻き回数が補強材 5の巻き回数よりも多くなるように、補強材 5の長さ Lに対して 1. 30 X L力 2. 70 X Lの長さ 1を有したものが予め準備される。筒状母材 14においては、図 7に示すように、耐熱材 6は、幅方向の一方の端縁側において補強材 5の一方の端縁 8から幅方向に δ 1だけはみ出しており、また耐熱材 6の幅方向の他方の端縁側にぉ、て補強材 5の他方の端縁 9から幅方向に δ 2だけはみ出している。

[0032] (第七工程）内面に円筒壁面 15と円筒壁面 15に連なる部分凹球面状壁面 16と部分凹球面状壁面 16に連なる貫通孔 17とを備え、貫通孔 17に段付きコア 18を嵌揷することによって内部に中空円筒部 19と該中空円筒部 19に連なる球帯状中空部 20 と力なる中空部が形成された図 8に示すような金型 21を準備し、該金型 21の段付きコア 18に筒状母材 14を挿入する。

[0033] 金型 21の中空円筒部 19及び球帯状中空部 20からなる中空部に位置せしめられた筒状母材 14をコア軸方向に 1〜3トン Zcm²の圧力で圧縮成形し、図 1に示すような、円筒内面 23、部分凸球面状外面 24並びに部分凸球面状外面 24の大径側及び小径側の環状端面 25及び 26を有した球帯状基体 27と、該球帯状基体 27の円筒内面 23に一体的に形成された酸処理黒鉛とワックスとの混合物力もなる熱膨張可能な環状の被覆層 29とを備え、被覆層 29の内面によって中央部の貫通孔 22が規定されて、る球帯状シール体 28を作製する。

[0034] この圧縮成形により作製された球帯状シール体 28は、円筒内面 23と部分凸球面状外面 24と部分凸球面状外面 24の大径側及び小径側の環状端面 25及び 26と〖こより規定された球帯状基体 27と、球帯状基体 27の円筒内面 23に一体的に形成された熱膨張可能な環状の被覆層 29とを具備しており、球帯状基体 27は、耐熱材 6と金網からなる補強材 5とが圧縮され、互いに絡み合って構造的一体性を有するように構成されて、圧縮された金網力なる補強材 5とこの補強材 5の金網の網目を充填しかつこの補強材 5と混在一体化されて圧縮された膨張黒鉛からなる耐熱材 6とを有しており、円筒内面 23には、圧縮された膨張処理前の酸処理黒鉛とワックスとの混合物力もなる熱膨張可能な環状の被覆層 29が貫通孔 22において外部に露出して形成されている。

[0035] 上述した方法によって作製された図 1に示す球帯状シール体 28において、耐熱材 6は、内部構造を形成する金網からなる補強材 5と絡み合って一体となっており、部分凸球面状外面 24は、膨張黒鉛力なる耐熱材 6の平滑な面に形成されていると共に、部分凸球面状外面 24の大径側の環状端面 25及び小径側の環状端面 26は、補強材 5から幅方向に δ 1及び δ 2はみ出した耐熱材 6が部分凸球面状外面 24の大径側の環状端面 25及び小径側の環状端面 26に曲折されかつ展延されることによって膨張黒鉛力なる耐熱材 6で覆われて、る。

[0036] 斯カる球帯状シール体 28は、図 9に示すような排気管継手装置 30に用いられる。

排気管継手装置 30は、エンジン側に連結された上流側排気管 31と、上流側排気管 31の端面 32と隙間 33を残して相対畤した端面 34を有した大気側に連結された下流側排気管 35と、上流側排気管 31の管端部 36の外面に溶接等により固着されたフランジ 37と、下流側排気管 35の管端部 38の外面に溶接等により固着されていると共に部分凹球面状内面 39を有したシール座部材 40と、上流側排気管 31と下流側排気管 35とを相対角変位自在に互いに弾性的に連結する弾性連結手段 41と、球帯状シール体 28とを具備して、る。

[0037] 球帯状シール体 28は、酸処理黒鉛とワックスとの混合物力もなる熱膨張可能な環状の被覆層 29で上流側排気管 31の管端部 36の外面に嵌合されていると共に球帯状基体 27の大径側の環状端面 25でフランジ 37の軸方向 Xに実質的に直交した側面 51に接触しており、球帯状基体 27の部分凸球面状外面 24でシール座部材 40の部分凹球面状内面 39に摺動自在に接触されてヽる。

[0038] 弾性連結手段 41は、一端がフランジ 37に固定され、他端がシール座部材 40から一体的に延設されたフランジ部 42を貫通して配された一対のボルト 43と、ボルト 43 の外面を囲繞してボルト 43の頭部とフランジ部 42との間に配された一対のコイルばね 44とを具備しており、上流側排気管 31と下流側排気管 35とは斯力る弾性連結手段 41により互いに弾性的に連結されており、下流側排気管 35には常時、上流側排気管 31の方向に一対のコイルばね 44のばね力が付勢されて、る。

[0039] 排気管継手装置 30では、上流側排気管 31と下流側排気管 35との間に生じる相対角変位は、球帯状シール体 28の部分凸球面状外面 24とシール座部材 40の部分凹球面状内面 39との間の摺動で許容される。

[0040] 以上の排気管継手装置 30によれば、球帯状シール体 28がその部分凸球面状外面 24で下流側排気管 35の管端部 38に固着されたシール座部材 40の部分凹球面状内面 39に摺動自在に接触している結果、上流側排気管 31及び下流側排気管 35 間に生じる相対角変位は、球帯状シール体 28の部分凸球面状外面 24とシール座部材 40の部分凹球面状内面 39との間の摺動で許容される一方、上流側排気管 31 及び下流側排気管 35間における外部に対するシールは、球帯状基体 27の部分凸球面状外面 24とシール座部材 40の部分凹球面状内面 39との密な接触に加えて、球帯状基体 27の大径側の環状端面 25とフランジ 37の側面 51との接触により行われることになる。

[0041] そして、排気管継手装置 30によれば、球帯状シール体 28において、円筒内面 23 に一体的に形成された熱膨張可能な環状の被覆層 29は、排気管内を流動する排気ガスの熱により排気管の外面を締め付けるように膨張する結果、球帯状シール体 28 と上流側排気管 31の管端部 36の外面との一体化が図られ、而して、球帯状シール体 28を上流側排気管 31の管端部 36に確実に固定することができ、下流側排気管 3 5から球帯状シール体 28に捩り方向（回転方向）の力が入力された場合にぉ、ても、被覆層 29の環状の内面と上流側排気管 31の管端部 36の外面との間及び球帯状基体 27の大径側の環状端面 25とフランジ 37との間に摺動を生じさせることがなぐここでのスティックスリップ等に起因する異常摩擦音を発生させることがなぐ運転者に不快感を与えることがない。

Claims

請求の範囲

[1] 円筒内面と部分凸球面状外面と部分凸球面状外面の大径側及び小径側の環状端面とにより規定された球帯状基体と、この球帯状基体の円筒内面に一体的に形成された膨張可能な環状の被覆層とを具備しており、該被覆層は酸処理黒鉛とワックスとの混合物力なることを特徴とする球帯状シール体。

[2] 酸処理黒鉛とワックスとの混合物において、酸処理黒鉛とワックスとの配合割合は、酸処理黒船の重量に対しワックスの重量が 0. 2〜1. 5倍である請求項 1に記載の球帯状シール体。

[3] ワックスは、炭化水素系ワックス力も選択される請求項 1又は 2に記載の球帯状シール体。

[4] 炭化水素系ワックスは、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャー

•トロプッシュワックス、ポリオレフインワックスのうちの単独又は 2種以上から選択される請求項 3に記載の球帯状シール体。

[5] 球帯状基体は、膨張黒鉛を含んだ耐熱材と、金網からなる補強材とを圧縮成形してなり、耐熱材が金網からなる補強材の隙間に充填されてなる請求項 1から 4のいずれか一項に記載の球帯状シール体。

[6] 上流側排気管と、この上流側排気管の端面と隙間を残して相対畤した端面を有した下流側排気管と、上流側排気管の管端部の外面に固着されたフランジと、下流側排気管の管端部に固着されていると共に部分凹球面状内面を有したシール座部材と、上流側排気管と下流側排気管とを相対角変位自在に互いに弾性的に連結する弾性連結手段と、請求項 1から 5の、ずれか一項に記載の球帯状シール体とを具備しており、球帯状シール体は、環状の被覆層の内面で上流側排気管の管端部の外面に嵌合されていると共に球帯状基体の大径側の環状端面でフランジに接触され、かつ、球帯状基体の部分凸球面状外面でシール座部材の部分凹球面状内面に摺動自在に接触されて!ヽる排気管継手装置。

[7] 円筒内面と部分凸球面状外面と部分凸球面状外面の大径側及び小径側の環状端面とにより規定された球帯状基体と、この球帯状基体の円筒内面に一体的に形成された熱膨張可能な環状の被覆層とを具備した、とくに排気管継手に用いられる球帯状シール体の製造方法であって、

(a)膨張黒鉛を含むシートからなる耐熱材を準備する工程と、

(b)該耐熱材の一方の表面に、その端部から長さ方向の所定の長さにわたって膨張処理前の酸処理黒鉛粉末とワックス粉末との混合物を散布し、つ!、で該混合物を該ワックスの融点ないしそれ以上の温度に加熱して該ワックス粉末を溶融させたのち常温まで放置して該混合物を固化させる工程と、

(c)固化した混合物を含む耐熱材をロール間に通して該混合物を耐熱材の表面に被覆形成層として圧着させる工程と、

(d)金属細線を織ったり編んだりして得られる金網力なる補強材を準備する工程と

(e)前記被覆形成層が形成された耐熱材に該被覆形成層が形成された面とは反対側の面で金網力もなる補強材を重ね合わせて重合体を形成したのち、被覆形成層を内側にしてうず巻き状であって耐熱材が 1回多くなるように捲回して、内周側の全周にわたつて被覆形成層が、外周側の全周にわたって耐熱材が夫々露出した筒状母材を形成する工程と、

(f)該筒状母材を金型のコア外周面に挿入し、該コアを金型内に配置すると共に該金型内において筒状母材をコア軸方向に圧縮する工程と、

からなり、球帯状基体は、膨張黒鉛を含んだ耐熱材と金網力なる補強材とが圧縮され、互いに絡み合って構造的一体性を有するように構成されて、圧縮された金網からなる補強材と、この補強材の金網の網目を充填し、かっこの補強材と混在一体化されて圧縮された膨張黒鉛を含んだ耐熱材とを有しており、円筒内面には、圧縮された膨張処理前の酸処理黒鉛とワックスとの混合物からなる熱膨張可能な環状の被覆層が貫通孔において外部に露出して形成されることを特徴とする球帯状シール体の製造方法。

[8] 酸処理黒鉛とワックスとの混合物にお!/、て、酸処理黒鉛粉末とワックス粉末の配合割合は、酸処理黒鉛粉末の重量に対しワックス粉末の重量が 0. 2〜1. 5倍である請求項 7に記載の球帯状シール体の製造方法。

[9] ワックスは、炭化水素系ワックス力も選択される請求項 7又は 8に記載の球帯状シール体の製造方法。

炭化水素系ワックスは、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャー •トロプッシュワックス、ポリオレフインワックスのうちの単独又は 2種以上力選択される請求項 9に記載の球帯状シール体の製造方法。