JPH02195077A - 耐熱性ガスケット - 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】 童栗上皇扛堆分立 本発明は、自動車、トラック、船舶あるいはその他の各
種輸送手段のエンジンにおける排気系用のガスケットな
どとして好適な耐熱性ガスケットに関する。

亘りビリえ逝 エンジンの稼働中における排気ガスは５００℃以上の高
温度であるので、エンジンの排気系に使用されるガスケ
ット、たとえばエキゾーストマニホールド用、排気管と
ターボチャージャとの接続部に使用するガスケット用な
どとしてはこのような高温度に長時間曝されても所要の
シール性を保持し得る耐熱性のものが要求される。

この要求に応えるものとして、所定のガスケット形状に
成形したカーボンベースシートの表裏両面を耐熱性金Ｉ
１％薄板で包覆した所謂くるみ型ガスケットが従来より
周知である。このガスケットはカーボンが大気、特に酸
素と遮断された状態においては極めて優れた耐熱性を示
すことに着目して開発されたものであり、耐熱性金属薄
板による全面包覆はカーボンベースシートを酸素から遮
断保護する目的で施与される。このくるみ型ガスケット
は、内部のカーボンベースシートの弾力性と外部の耐熱
性金属包覆の保護作用とにより、前記の高温度域におい
て優れたシール効果を示す。

゛　　　べき。　占 ところでくるみ型ガスケットにおいては、カーボンベー
スシートを外気から完全に遮断すべくその上に耐熱性金
属薄板を施与する必要があるが、商業生産上からは全製
品につきそれを行うことは困難であって、実製品におい
ては耐熱性金属薄板の継目に隙間が生じているのが実情
である。また、エンジンの運転中と停止時で発生する大
きな温度変化によりフランジが熱膨張−収縮を繰り返し
、これにひきづられたくるみ型ガスケットの耐熱性金属
薄板の継目が初期の装着時より広がり、最終的には該ガ
スケット内部に酸素が侵入し、この結果、内部のカーボ
ンベースシートは前記の高温度と酸素とで、さらにカー
ボンベースシート自体の組織を破壊する方向に作用する
エンジンからの強振動も加わって予想外の短期間で焼失
する問題が贋々ある。

本発明者らは、カーボンベースシートの上記欠点に鑑み
て、さらに従来から耐熱性繊維として知られているアス
ベストのシートを芯材とするくるみ型ガスケットの開発
を試みたが、アスベストでさえ耐熱性不良のために充分
満足できる実用品が得られないことも判明した。

上記の事情から、耐熱性金属薄板の施与を比較的ラフに
行っても優れた耐熱性を長時間持続するくるみ型ガスケ
ットの開発が必要となっている。

１７ｊ題壱を”°するための 本発明は、上記問題点を解決するための手段として、所
定のガスケット形状に成形した集成マイカからなる芯材
シートの少なくとも表裏両面とガス通過口部側面とを耐
熱性金属薄板で包覆してなる耐熱性ガスケットを提供し
ようとするものである。

１１回１凪 本発明の耐熱性ガスケットは、集成マイカからなる芯材
シートが耐熱性金属薄板で包覆された構造を有する。グ
ラファイトやアスベストなどと異なって、芯材シートを
形成する集成マイカは酸素存在雰囲気下での高温度加熱
に耐え、しかも集成マイカを形成するマイカ鱗片同士は
マイカに固有の結合力により良好に結合していること、
および該芯材シートの少なくとも表裏両面とガス通過口
部側面とが耐熱性金属薄板で包覆されていることの２点
が相乗作用をなして、耐熱性金属薄板での包覆が多少不
完全であっても、ガスケット全体としては後記実施例に
おいて示す通り、強振動下において予想外の耐熱性を長
期にわたって持続する、さらに集成マイカ芯材シートは
適度の弾性を有し、本発明ガスケントのシール性に寄与
する。

の　　　　・なｉ′日 以下、図面により本発明の詳細な説明する。第１図は本
発明の１実施例の上面図、第２図は第１図のｘ−ｘｌに
沿った断面図、第３図は第１図のＸ−Ｘ線に沿った他の
実施例の断面図である。

第１図〜第３図において、１は所定のガスケット形状に
打抜き成形したものであって１つのガス通過口４と４つ
の締付用ボルト穴５とを有する芯材シート、２は芯材シ
ート１と略同形に成形したものであって芯材シートｌの
上面を覆うように設けた耐熱性金属の薄板、３は芯材シ
ート１の下面を覆うと同時に該シート１の全外周部側面
およびガス通過口４の側面を覆い、さらに耐熱性金属薄
板２の上面まで覆う耐熱性金属薄板である。耐熱性金属
薄板２や３としては、たとえば厚さ０．１〜Ｑ、３ｍｍ
のステンレス板、特に５ＵＳ３１Ｏ３，５Ｏ３３０４な
どのステンレス板が好ましい。

本発明においては、耐熱性金属薄板２と３の重なり部は
溶接してもよく、あるいは単に機械的に圧接されている
だけであってもよい０本発明のガスケットを低コストで
生産する上では、機械的に圧接するだけとすることのほ
うが好ましい。

締付用ボルト穴５の側面も耐熱性金属薄板３で包覆して
もよいが、ガスケットがボルトでフランジ間に蹄付けら
れた際に該ボルト穴５が高温外気に曝されなければ第２
図、第３図のように耐熱性金属薄板３で包覆しなくても
よい。また芯材シート１の全外周部側面は、包覆しなく
てもよい場合があるが、図示する通りに耐熱性金属薄板
３で包覆することは一般に好ましい。

芯材シート１は、第２図の実施例に示すように集成マイ
カのみからなっていてもよく、あるいは第３図に示す実
施例のようにフック鉄板などの耐熱性金属板１１と集成
マイカ層１２とからなる複合構造であってもよい。

金属板１１としては、スチールベスト用として従来から
周知の両面にフックを有するものを使用することができ
る。金属板１１は、集成マイカシートの内部や表面に設
けてもよい。また金属板１１に代わって、パワーベスト
用として従来から周知の片面にフックを有するものや両
面ともフックのない単なる平板なども使用することがで
きる。

マイカは一般に耐熱性に優れているので、本発明におい
ては、芯材シートを形成する集成マイカとして各種のマ
イカ、たとえば金マイカ、白マイカ、絹マイカなど、の
１種または２種以上の鱗片、特にアスペクト比（鱗片の
厚みに対する表面積の比）が少なくとも５０．好ましく
は少なくとも１００の鱗片を抄造したものなど、を用い
ることができる。各種のマイカのうち、Ｔｎｔｅｒｎａ
ｔｔｏｎａｌＳｔａｎｄａｒｄ　［５０５０２３−１９
７７（Ｅ）に従って評価した耐熱温度、または／および
下記に定義される重量減少温度が５００℃以上、特に７
００℃以上のもの、たとえばフロゴバイトなどの金マイ
カ類が特に好ましい。

重量減少温度：予め１０５℃で２時間加熱乾燥した試料
につき、それを種々の温度で１時間加熱して各温度毎の
加熱による重量減少量を測定する。

このとき、加熱による重量減少が、ｉ、ｏ１ｉｔ％以上
となる最低加熱温度を重量減少温度と定義する。

集成マイカは、接着剤を全く含まないものであってもよ
く、また有機あるいは無機の接着剤を含浸したものであ
っ°Ｃもよい。また更に集成マイカは、有機あるいは無
機の他種材料、たとえば繊維、粉末、などと前記マイカ
鱗片との混合物であってもよい、なお一般に有機性の接
着剤や他種材料は高温度加熱状態においては、集成マイ
カの焼は細りの原因となる。したがって集成マイカ中で
の含有量は、３０重世％以下、特に１０重量％以下とす
ることが好ましい、７００℃×１時間の加熱法理が５重
量％以下（但し１０５℃で２時間加熱乾燥した後におけ
る値）の耐熱性の接着剤や他種材料は、集成マイカ中で
の含有量は約７０重量％程度まで許容できるが、５０重
量％以下程度とすることが好ましい。

無機接着剤としては未硬化状態あるいは半硬化状態にお
いて無機質であるものは勿論のこと、それらの状態でた
とえ有機質であっても結合剤として実質的に作用する状
態においては本質的に無機質であるものも用いられる。

たとえば各種のセラミック化性シリコン、（たとえば、
関西ペイント社製ＣＥＬＡ４００やトーμ・シリコーン
社製ＡＹ４９−２０８）、シリカ系溶液（たとえば、朝
日化学工業社製スミセラムＰＮ２０１０）などが例示さ
れる。また消防用耐火電線の耐火層形成用集成マイカテ
ープに使用されているシリコン樹脂系接着剤も好ましい
。

有機接着剤としては、たとえばＮＢＲエマルジョン、ア
クリルエマルジョン、ポリビニルアルコール水溶液など
が例示される。

耐熱性他種材料としては、たとえばシリカ−アルミナ−
ＣａＯ−門８０繊維、シリカ繊維、アルミナ繊維、アル
ミナ−シリカ繊維、アルミナ−ボリア−シリカ繊維、シ
リカ−アルミナ−ＭｇＯ繊維、ケイ酸カルシウム繊維、
チタン酸カリウム繊維、ジルコニヤ繊維、炭化ケイ素繊
維、窒化ケイ素繊維”、ロックウールなどのセラミック
系繊維類、Ｃガラス風維、Ｅガラス繊維、石英ガラス繊
維などのガラス繊維類、ステンレス繊維、銅繊維などの
高融点金属繊維類など、前記した繊維を構成する材料の
各粉末、タルク、クレー、膨張したひる石、河川や海岸
の乾燥砂、あるいはその他各種の耐熱性鉱石の粉末など
の耐熱性粉末類が例示できる。

有機繊維としては、芳香族ポリアミド、芳香族ポリエス
テル、フェノール樹脂、カーボン繊維、あるいはその他
の熱可塑性有機高分子や熱硬化性有機高分子の繊維およ
びクラフトバルブなどの天然有機繊維を使用することが
できる。市販品ではデュポン社製の商品名ケブラー、ア
クゾ社製の商品名トワロン、日本カイノール社製の商品
名カイノールなどが例示される。

芯材シート１は、第２図の実施例に示すように集成マイ
カのみからなっていてもよく、あるいは第３図に示す実
施例のようにフック鉄板などの耐熱性金属板１１と集成
マイカＩＪ１２とからなる複合構造であってもよい。

集成マイカの厚さは、第２図あるいは第３図（この場合
は、両側の集成マイカ層１２の合計厚さ）において、０
．５〜２．５ｍｍ、好ましくは１．０〜２．０ｍｍ程度
である。必要な厚さの集成マイカを得るために、２枚以
上の薄い集成マイカを接着剤を用いて、あるいは接着剤
なしで重ねて使用してもよい。

又皿象殖来 本発明は、改良くるみ型ガスケントであって、耐熱性金
属薄板にて包覆される芯材シート材として外気と多少接
触した状態で高温度に加熱されても優れた耐熱性を示す
集成マイカを使用するので、上記耐熱性金属薄板による
該シートの包覆が多少不完全でも充分な高温シール性を
示す、したがって本発明のガスケットは、製造容易にし
てしかも高温度でのシール性が安定しているので各種エ
ンジンの排気系ガスケットとして頗る高性能を発揮する
。

叉■炭 以下、実施例および比較例により本発明を一層詳細に説
明する。

実施例１ 金マイカの鱗片のみを抄造してなる厚さ２ｍｍの集成マ
イカから第１図に示す構造の芯材シートを打抜き、つい
で厚さ０．２５ｍｍの５ＵＳ３１０Ｓステンレス板を使
用して第２図に示す構造のくるみ型ガスケットを得た。

ただし、ステンレス板同士の重なり部は、単に機械的に
圧接されているだけである。

実施例２ 実施例１で使用した集成マイカに代えて、金マイカ鱗片
と、それの１００重量部あたり白マイカ鱗片３０重量部
との混合ものを抄造してなる厚さ２ｍｍの集成マイカを
用いて、実施例１と同構造のくるみ型ガスケットを得た
。

実施例３ 実施例１で使用の集成マイカに代えて、金マイカ鱗片の
みを抄造してなる厚さ０．５ｍｍの集成マイカ４枚をシ
リコン樹脂系接着剤を介して重ねたものを用いて、実施
例１と同構造のくるみ型ガスケットを得た。

実施例４ 金マイカ鱗片のみを抄造してなる厚さ１ｍｍの集成マイ
カに、該集成マイカ１００重量部あたり乾燥重量で１０
重量部のシリコン樹脂系接着剤を含浸してなるもの２枚
を単に重ねて用いて、実施例１と同構造のくるみ型ガス
ケットを得た。

実施例５ 金マイカ鱗片のみを抄造してなる厚さ０．９ｍｍの集成
マイカの２枚を、両面にフックを有するフック鉄板（厚
さ０．２ｍｍ）の両面にそれぞれ施して複合シート材を
得た。これより第１図に示す構造の芯材シートを打抜き
、ついで厚さ０．２５ｍｍの５ＵＳ３１０Ｓステンレス
板を使用して第３図に示す構造のくるみ型ガスケットを
得た。ただし、ステンレス板同士の重なり部は、単に機
械的に圧接されているだけである。

実施例６ 金マイカ鱗片１００重量部、アルミナシリカ繊維（太さ
１．９μ剛、平均長さ７０ｍｍ、イビデン■社製の商品
名イビウールＪ、ショット品）５０重置部との均一混合
物を抄造し、ついで該抄造シート１００重量部あたり乾
燥重量で１０重量部のシリコン樹脂系接着剤を含浸して
なるもの（厚さ０．９ｍｍ）２枚を用いて実施例５と同
構造のくるみ型ガスケットを得た。

比較例１ 膨張黒鉛をプレス成形して造られた厚さ１．　０ｍｍ、
密度１．０ｇ／ｃｍ”のカーボンシート（日本カーボン
社製）２枚を用、いて、実施例１と同構造のくるみ型ガ
スケットを得た。

比較例２ 厚さ２ｍｍ、密度１．０ｇ／ｃｍ”のアスベストシート
を用いて、実施例１と同構造のくるみ型ガスケットを得
た。

実施例１〜６、並びに比較例１〜２の各ガスケットを実
際のエンジンのターボチャージャの入口にとりつけ、連
続２００ｈｒの耐久テストを行った。

この結果、実施例１〜６のいずれのガスケットもガス漏
れはなかったが、比較例はいずれもガス漏れの跡が見ら
れた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例の上面図、第２図は第１図の
Ｘ−Ｘ線に沿った断面図、第３図は第１図のＸ−Ｘ線に
沿った他の実施例の断面図である。 第１図〜第３図において、■は所定のガスケット形状に
打抜き成形した芯材シート、２．３は耐熱性金属の薄板
、４はガス通過口、５は締付用ボルト穴、１１はフック
鉄板。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、所定のガスケット形状に成形した集成マイカからな
   る芯材シートの少なくとも表裏両面とガス通過口部側面
   とを耐熱性金属薄板で包覆してなる耐熱性ガスケット。