JPH0366493B2 - - Google Patents

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JPH0366493B2
JPH0366493B2 JP58185207A JP18520783A JPH0366493B2 JP H0366493 B2 JPH0366493 B2 JP H0366493B2 JP 58185207 A JP58185207 A JP 58185207A JP 18520783 A JP18520783 A JP 18520783A JP H0366493 B2 JPH0366493 B2 JP H0366493B2
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JP
Japan
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seal
wire mesh
wires
metal oxide
woven wire
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Pii Atsushaa Piitaa
Jei Gyabaretsutsu Yuujin
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METEX CORP
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METEX CORP
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    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features
    • F01N13/18—Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly
    • F01N13/1805—Fixing exhaust manifolds, exhaust pipes or pipe sections to each other, to engine or to vehicle body
    • F01N13/1827—Sealings specially adapted for exhaust systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/02—Sealings between relatively-stationary surfaces
    • F16J15/06—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces
    • F16J15/10—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with non-metallic packing
    • F16J15/12—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with non-metallic packing with metal reinforcement or covering
    • F16J15/121—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with non-metallic packing with metal reinforcement or covering with metal reinforcement
    • F16J15/126—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with non-metallic packing with metal reinforcement or covering with metal reinforcement consisting of additions, e.g. metallic fibres, metallic powders, randomly dispersed in the packing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L27/00—Adjustable joints; Joints allowing movement
    • F16L27/02—Universal joints, i.e. with mechanical connection allowing angular movement or adjustment of the axes of the parts in any direction
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    • F16L27/06—Universal joints, i.e. with mechanical connection allowing angular movement or adjustment of the axes of the parts in any direction with partly-spherical engaging surfaces with special sealing means between the engaging surfaces
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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
ものであり、一層詳細には、耐熱性金属酸化物
が、圧縮された編まれた金網の中に含浸された排
気シールに関するものである。
このシールは、特に、自動車の排気系統におい
て有用である。
自動車機関を取付けるには、一般に、二つの方
式がある。一つの方式においては、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ている（以後、「長手方向
取付け機構」と呼ぶ）。他の方式においては、機
関が、そのクランク軸が自動車車体に関して横方
向に延びるように取付けられている（以後、「横
方向取付け機関」と呼ぶ）。この後者の配置は、
前車輪駆動自動車に対して、特に、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
は、機関排気マニホルド及び尾筒を含んでいる特
殊な排気系統は、自動車に関する機関の取付け位
置に依存して、すなわち、長手方向取付け機関
か、横方向取付け機関かに依存して、その輪郭が
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
部にフランジ継手を有しており、更に、この開放
端部は、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ように下方に面してい
る。この輪郭においては、排気が継手フランジの
回りから漏れ出すことを阻止するために、普通に
は、連結されたフランジの間にシールが配列され
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、尾筒へ接続された
フランジによつて十分に伝達される。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めみ可能な金具（ハンガと
しても知られている）によつて吸収される。それ
故、典型的な排気シールは、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、排気シ
ールは、比較的に簡単な構成のものである。長手
方向取付け機関に対する応用において使用される
一つの典型的なシールは、鋳鉄製であり、また、
緊密な漏れ止めを生じさせるために、フランジの
表面と協同するテーパを付けられた軸受面を有し
ている。これらの応用に対する他のシールは、ア
スベスト及び穴をあけられた鋼板を含んでいる積
層構造物を使用している。なお他の月並みなシー
ルは、金網の内部に編まれた含浸されたアスベス
ト糸を含んでおり、これらの材料は、シールも形
成するように一諸に押圧される。ある場合には、
何らのシールも全然使用されず、フランジそれら
自体が、一諸に連結された時に、シールされた継
手を形成するようにしている。
しかしながら、横方向取付け機関は、一層困難
な問題を提起する。普通には、排気マニホルド管
は下方に機関に沿つて延び、その開口端部にフラ
ンジを有しているが、この開口端部も一般に下方
に面している。しかしながら、クランク軸の回転
運動量及び駆動軸の対向するねじり力から生ずる
正常の機関の作転運動は、排気マニホルド管フラ
ンジに、フランジの面に対して垂直である管の中
心軸が、実質的に垂直線から離れ、自動車の前部
及び後部に向かつて傾斜されるように交互の往復
運動を生じさせる。排気マニホルドと、尾筒との
間に、この運動を吸収させるために、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、尾筒に直接的に連通され、耐え
られない応力及びひずみを生じさせる。このよう
な応力及びひずみは、金属疲労を生じさせ、尾筒
の破損を加速させることがあり得る。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、横方向に取付けられた機関において
は、たわみ継手の中の排気シールは、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す
ことができ、しかも、依然として有効な排気の漏
れ止めを維持しなければならない。長手方向取付
け機関に対し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おいて使用する
ためには、望ましくない。なぜならば、それらの
シールは、後者と共に使用されるたわみ可能な排
気シールにおいて出会わされる相対回転運動及び
応力に耐えることができないからである。横方向
取付け機関に対する「玉継手」の形式の継手の１
例が、米国特許第4097071号に示されている。
自動車の排気系統は、現在、横方向取付け機関
の排気系統の玉継手の排気通路を漏れ止めするた
めに、圧縮された、編まれた金網シールを利用し
ている。これらの公知のシールは、次ぎの材料を
使用している。(1)編まれた金網と組合わされた黒
鉛シート材料；(2)編まれた金網と組合わされる再
構成されたマイカペーパ；(3)金属線と平行に編ま
れたアスベスト糸。
これらの材料を使用して構成されているシール
は、最終形状及び寸法にダイの中において高密度
に圧縮される。各シールの非金属部分は、相互に
変形され且つ針金部分と組合わされ、強い、耐久
性のある弾性のある、耐酸化性のシールを与え、
このシールは、良好な排気シールに対する要求を
満たしている。
現在、米国政府環況制御局は、自動車及びトラ
ツクに対して一層厳格な公害制御仕様書を作りつ
つある。公害のレベルを減少させるために設計技
術者によつて使用されている技術の一つは、排ガ
スの温度を、例えば、871℃（1600〓）の近くに
上げることにある。これらの上昇された温度にお
いては、全体の排気系統は、赤色に輝き、上述の
３種類のシール構造のどれも、シールの非金属部
分に対する最高許容作動温度が超過されるので、
不成功である。例えば、黒鉛は、約371℃（700
〓）において酸化し、石綿は、649℃（1200〓）
において破壊的な化学的な変化を受け、ある形状
の石綿は、約760℃（1400〓）において悪化し始
める。
従つて、排気ガスの中における公害レベルを減
少させるための努力の結果として、発生される排
気の増加された温度に耐える排気シールを得るこ
とが、本発明の一つの目的である。
圧縮された、編まれた金属針金から作られ、耐
熱金属酸化物を含浸されたようなシールを得るこ
とが、本発明の他の目的である。
耐熱性金属酸化物が、水又は揮発性溶媒の中に
樹脂結合剤及び適当な湿潤剤と一諸に懸濁され、
適当な粘度の均一な溶液を形成し、固体成分が、
圧縮された、編まれた針金網構造物に含浸剤とし
て役立つようにすることが、本発明の一つの特別
の目的である。
本発明によると、袋編みされた金網が、まず、
円筒形状の予備成形体に形成され、圧縮ダイの中
において圧縮され、圧縮された、編まれた金網の
密度が、実際上可能な限り高くされ、好適には、
固体金属密度の40％〜70％の範囲内に高くされ、
針金がつぶされ、組合わされ、開口が針金の間に
残つている構造物を残すようにする。シールの最
終的な形状、寸法及び構造上の完全性は、プレス
作業によつて決定される。針金は、任意のステン
レス鋼、又は、高温度及び腐食条件に耐えること
のできる合金、例えば、309形式のステンレス鋼
（SS）、316形式のSS、又は、インコネル600であ
つて良い。圧縮された、編まれた金網は、それか
ら、圧縮された、編まれた金網を、適当な浸漬液
体の中に懸濁されている耐熱性金属酸化物の中に
ひたすことによつてか、耐熱性金属酸化物を含ん
でいる液体を網構造物の中の空所の中に推し進め
ることによつてか、耐熱性金属酸化物を含浸され
る。耐熱性金属酸化物は、例えば、酸化チタニウ
ムであつて良い。編まれた金網及び耐熱性金属酸
化物は、それから乾燥される。１回又はそれ以上
の浸漬作業が、編まれた金網の中の空所を十分に
満たすために、必要とされるとおりに、使用され
ても良い。
従来の排気シールよりも、より高温度における
運転に加えて、本発明による排気シールは、高い
弾性を示し、これは、横方向取付け機関を有して
いる自動車に対して、たわみ可能な排気継手にお
いて使用するのに特に適している。この弾性は、
シールが、たわみ継手の内部に置かれた時に、高
い程度の回転応力を吸収することを許し、同時
に、両方の連結された管を通過する排気に対して
有効な漏れ止めを維持する。
本発明による排気シールの他の利点は、添附図
面を参照する次ぎの説明から、明らかになるもの
と信じられる。
本発明によると、自動車の排気系統に対する排
気シールは、編まれた金網の予備成形体を最終的
なシールの寸法及び形状に圧縮することと、圧縮
された編まれた金網に耐熱性金属酸化物を含浸さ
せることによつて得られる。
まず、第１及び２図を参照する。編まれた金網
の円筒形の予備成形体１０は、例えば、編まれた
金網のスリーブを円筒形のマンドレルの回りに巻
くことによつて形成される。第２図には、５個の
巻きが示されているが、より多い又はより少ない
巻きが使用されることもできる。針金は、例え
ば、型式309のステンレス鋼、型式316のステンレ
ス鋼、又はInconel600又は他の適当な金属であつ
て良い。この予備成形体１０は、図示されていな
い月並みな圧縮ダイの中に置かれ、圧縮された、
編まれた金網シール１２を形成するように圧縮さ
れる。第３及び４図参照。圧縮された、編まれた
金網シール１２の針金は、つぶされ、強固に相互
に連結される。編まれた金網予備成形体１０をで
きる限り高い密度とするように圧縮されることが
望ましいが、実際問題として、シール１２の密度
は、金属及び針金の間の空間によつて占められる
残つている容積の40％〜70％の範囲である。圧縮
された、編まれた金網シール１２は、それから、
耐熱性金属酸化物に浸漬され、第５，６及び７図
に示されるように、含浸シール１４が形成され
る。金属耐熱酸化物は、圧縮された、編まれた金
網１２の中の空所を充てんし、内表面１６、外表
面１８及び頂面２０並びに底面２２を被覆する。
本発明の推奨実施形態においては、金属耐熱酸化
物は、均一な液体溶液の中に懸濁されている酸化
チタニウムである。圧縮された、編まれた金網シ
ール１２は、この溶液の中に浸漬される。液体
は、金網の中の空間に浸透し、シール１２の表面
を被覆する。シール１２は、液体から取出され、
空気乾燥されるか、又は、炉乾燥され、含浸シー
ル１４となる。
1093℃（2000〓）に近い温度で作動することが
できる含浸シール１４が、シールが作られている
耐熱性金属酸化物のために、可能となる。高度に
圧縮されたシールは、非常に強い針金のマトリツ
クスを与え、これは、排気管継手において使用中
に出会わされるすべての圧縮力に耐えることがで
きる。シール１４は、自動車の排気系の中におい
て、機関から、シールから下流の排気管へ振動及
び騒音を制限するのに有用である程度の弾性を有
している。
推奨実施例においては、酸化チタニウムは、水
と、アクリル樹脂と、ポリエステル樹脂との溶液
の中に懸濁される。樹脂は、圧縮された、編まれ
た針金マトリツクスの内部において、機関の排気
系統の中において出会わされる高温度に露出する
前に酸化チタンを保持するための結合剤として役
立ち、また、この温度に露出される時には、樹脂
結合剤は酸化チタンに影響を与えること無しに灰
に分解し、また、この酸化チタンは、編まれた金
網部分に対して使用されるほとんどどの合金の融
点を越える温度に耐えることができるものと信じ
られる。編まれた金網の内部における酸化チタン
及び灰の機械的な捕捉の他に、酸化チタンと、編
まれた針金との間には化学的結合もあり、これ
が、熱によつて加速されるものとも信じられる。
なぜならば、大抵のステンレス鋼の主要合金成分
であるクロムは、表面の上にクロム酸化物の保護
層を与えるからである。
以下は、含浸シール１４の形成の詳細を説明す
る特別な例である。2.79mm（0.11インチ）の直径
の型式309Aのステンレス鋼線の編まれた金網が、
袋状に幅63.5mm（2.5インチ）で、長さ914mm（36
インチ）に切断された。予備成形体が、金網を
46.2mm（1.82インチ）の直径を有しているマンド
レルの上において巻くことによつて作られた。端
部は、取扱いを容易とさせるように予備成形体を
維持するために、点溶接された。この予備成形体
は、希望される仕上げられたシールの寸法及び形
状を有しているキヤビテイを有している圧縮ダイ
の中に置かれ、70tの荷重を使用して圧縮され、
約12.7mm（0.5インチ）の高さ、最大幅の点の外
径が64.3mm（2.53インチ）、内径が45.5mm（1.79イ
ンチ）の編まれた金網シールを製造した。この編
まれた金網は、それから、金属酸化物浸漬溶液の
中に浸漬された。浸漬溶液は、次ぎの基本的構成
を有している。
成 分 重量％ TiO2 23.2 シリケート 0.2 テトラクロロイソフタロニトリル 0.3 ポリエステル樹脂 3.1 アクリル樹脂 16.9 揮発体（水） 56.3 この基本成分は、Seas、Roebuck and Coに
よつて「Sears Best Weatherbeater House
and Trim Acrylic Latex、Exterior Satin
Finish」として販売されている。
この基本成分は、基本成分を50％の水で稀釈す
ることによつて浸漬溶液を形成するように使用さ
れ、これによつて、容積で50％の基本成分と、50
％の水との溶液が形成されるようにする。圧縮さ
れた、編まれた針金シールは、浸漬溶液の中に30
秒間浸漬され、それから、室温において30分間、
滴を乾燥した。
以上、本発明の現在推奨される１実施例を説明
したが、当業者には、この実施例に、本発明の要
旨から離れること無しに、変形や修正の加えられ
ることのできることは、明らかなところである。
【図面の簡単な説明】
第１図は、編まれた金網のスリーブを巻回する
ことによつて形成された編まれた金網から成る予
備成形体の正面図、第２図は、第１図の編まれた
金網の平面図、第３図は、編まれた金網から成る
予備成形体の圧縮ダイの中における圧縮後の正面
図、第４図は第３図の４−４線に沿う矢印の方向
に見た部分断面図、第５図は、耐熱性金属酸化物
で含浸後のシールの正面図、第６図は、第５図に
示された排気シールの平面図、第７図は、第６図
の７−７線に沿う矢印の方向に見た部分断面図で
ある。 １０……予備成形体；１２……金網シール；１
４……含浸シール；１６……内表面；１８……外
表面；２０……頂面；２２……底面。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 含浸シールにおいて、使用の際にシールに加
    えられる力に耐えるように十分な密度及び構造的
    剛性を有しているシールを与えるために、針金が
    強固に組合わされてシールの寸法及び形状に圧縮
    され且つ針金の間に開口を有している編まれた金
    網と、針金の間の開口を充てんし且つ針金の表面
    を被覆するように編まれた金網の中に含浸された
    耐火性金属酸化物とから成立つていることを特徴
    とする含浸シール。 ２ 金属酸化物が、酸化チタニウムである特許請
    求の範囲第１項記載の含浸シール。 ３ 含浸シールの製造方法において 編まれた金網の円筒形状の予備成形体を作るこ
    とと 前記予備成形体を最終的なシールの寸法及び形
    状のキヤビテイを有している圧縮ダイの中におい
    て軸方向に圧縮し、編まれた金網の針金が強固に
    組合わされ、針金の間に開口が生ずるようにする
    ことと 圧縮された編まれた金網の針金を耐熱性金属酸
    化物を含む溶液の中に浸漬し、耐熱性金属酸化物
    が編まれた金網の表面を被覆し且つ針金の間の開
    口の中に浸透することと 被覆された編まれた金網を溶液から取り去り、
    被覆された、編まれた金網を乾燥し、含浸シール
    を形成することと から成立つていることを特徴とする製造方法。 ４ 前記耐熱性金属酸化物が、酸化チタニウムで
    ある特許請求の範囲第３項記載の製造方法。
JP58185207A 1983-03-16 1983-10-05 含浸シ−ル及びその製造方法 Granted JPS59173516A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US476553 1983-03-16
US06/476,553 US4462603A (en) 1983-03-16 1983-03-16 Knitted wire mesh exhaust coupling seal with refractory metallic oxide impregnant

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS59173516A JPS59173516A (ja) 1984-10-01
JPH0366493B2 true JPH0366493B2 (ja) 1991-10-17

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ID=23892334

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58185207A Granted JPS59173516A (ja) 1983-03-16 1983-10-05 含浸シ−ル及びその製造方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US4462603A (ja)
JP (1) JPS59173516A (ja)
CA (1) CA1226883A (ja)
DE (1) DE3329056A1 (ja)
FR (1) FR2542838B1 (ja)
GB (1) GB2136512B (ja)

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