JPH04314778A - 渦巻形ガスケットのフィラー材 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は渦巻形ガスケットのフィ
ラー材に関し、特に自動車排ガス等の高温流体をシール
するための渦巻形ガスケットにおいて好適に使用される
フィラー材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、自動車のエンジン部や排気系に
おいては、極めて高温雰囲気（８００℃）となることか
ら、排気管のフランジ接続部等は金属材（通常、炭素鋼
又は鋳鋼）で構成される傾向にあり、かかるフランジ接
続部においては、図１に示す如く、フランジ１，２間を
渦巻形ガスケット３によってシールさせるようにしてい
る。

【０００３】かかる渦巻形ガスケット１は、図１に示す
如く、重合させた帯状の金属フープ材４とフィラー材５
とを渦巻状に巻回してなるものであり、フィラー材５と
しては、伝統的にアスベスト紙が使用される他、セラミ
ック繊維，ガラス繊維にマイカ，タルク等の無機粉体を
配合した無機質紙や膨張黒鉛シートが使用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、近年、エンジ
ンの高出力化に伴いエンジン部や排気系においては、更
に高温雰囲気（９００℃）となる傾向にあり、上記した
ようなフィラー材５を使用した渦巻形ガスケット３によ
っては、自動車排ガスのような高温流体を長期に亘って
安定した状態でシールさせることができないといった問
題が指摘されている。

【０００５】すなわち、上記した何れのフィラー材５に
おいても内部に空隙部分が存在することから、自動車排
気系等の如き高温に晒される条件下においては、フィラ
ー材５が徐々に減量したり酸化して、その内部やフラン
ジ１，２に接触している部分（以下「シール面接触部分
」という）５ａ，５ｂに隙間が発生することになる。 そして、フィラー材５のシール面接触部分５ａ，５ｂに
隙間が発生すると、フランジ１，２の対向面におけるフ
ィラー材５が接触している部分（以下「フィラー材接触
部分」という）１ａ，２ａが、上記隙間の発生箇所にお
いて局部的に酸化し、所謂面荒れを生じる。かかる酸化
，面荒れは時間の経過と共に成長することになり、その
結果、フランジ１，２間におけるガスケット３によるシ
ール機能が著しく低下することになる。

【０００６】勿論、かかる問題は、フランジ１，２を炭
素鋼や鋳鋼のような酸化性金属ではなく、耐酸化性に富
むステンレス鋼等で構成しておくことにより解決するこ
とができるが、大幅なコストアップになり実用的な解決
策とは到底いい難い。

【０００７】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
で、排気管フランジ等のフィラー材接触部分の材質に拘
わらず、自動車排気系等の高温条件下においても、フィ
ラー材接触部分における酸化，面荒れを効果的に抑制し
得て、渦巻形ガスケットによるシール機能を長期に亘っ
て安定した状態で良好に発揮させることができるフィラ
ー材を提供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この課題を解決した本発
明のフィラー材は、特に、一種の添加型酸化抑制剤を含
有させてなるものである。

【０００９】すなわち、酸化抑制剤としては、構成材料
の分子構造中に化学的に酸化抑制元素の原子団を導入す
る反応型のものと、酸化抑制元素を含む化合物を添加す
る添加型のものとがあるが、本発明においては、臭化ア
ンモニウム、リン酸水素アンモニウム、水酸化アルミニ
ウム、三酸化アンチモン及び硼素化合物から選択される
添加型酸化抑制剤を少なくとも一種用いるものであり、
その選定はフィラー構成基体の性状，組成やシール条件
等に応じて行う。また酸化抑制剤の含有量は、フィラー
構成基体の性状，組成やシール条件等に応じて適宜に設
定されるが、一般には、フィラー構成基体に対して１〜
４重量％程度としておく。

【００１０】このように、フィラー材として酸化抑制剤
を含有させたものを使用すると、前述した如くフィラー
材のシール面接触部分に隙間が生じても、酸化抑制剤が
ガス化して非酸化雰囲気を形成したり、吸熱反応が発生
することにより、フィラー材接触部分の酸化や表面荒れ
が効果的に抑制されることになる。したがって、フラン
ジ等のフィラー材接触部分が炭素鋼や鋳鋼等の酸化性金
属で構成されている場合にも、長期に亘って安定したシ
ール機能を発揮させうる。

【００１１】ところで、フィラー構成基体としては耐熱
性に優れた無機質紙等を使用することが好ましい。しか
し、アスベストが衛生上，資源上の観点から制限ないし
禁止される傾向にあることから、アスベストフリーのも
のを使用することが望ましく、例えば、セラミック繊維
，セピオライト，有機繊維からなる繊維状物にタルク等
の無機粉体及びバインダーを配合した無機質紙を使用す
るのがよい。

【００１２】但し、かかる無機質紙を抄造するに当たっ
ては、次のような点に留意する。すなわち、繊維状物は
フィラー材に復元性及び強度を与えるために配合される
ものであるが、繊維状物の配合量が３６．５重量％未満
であると、充分な復元性及び強度を確保できないし、５
０重量％を超えると、フィラー材の空隙率が高くなり、
シール性が損われる虞れがある。

【００１３】繊維状物のうち、セラミック繊維は約１〜
５μｍの繊維径のものを使用することが好ましい。この
セラミック繊維はフィラー材の内部に網目を形成すると
共に、耐熱性に優れることから、常温時，加熱時を通じ
てフィラー材に安定した強度を与える。その反面、セラ
ミック繊維同志を強く擦り合わせたり圧縮すると、繊維
が折れる。このような点を勘案して、セラミック繊維の
配合量は５〜２０重量％が適当である。また、セピオラ
イトとしては約０．２μｍの繊維径を有するα型のもの
を使用することが好ましい。このセピオライトは、フィ
ラー材の内部に緻密な網目を形成する。そして、セピオ
ライトは常温時において固結性を有し、加熱されること
により焼結性を発揮することから、耐熱性を有する結合
材として機能する。このような機能は、配合量が１３．
５重量％未満では充分に発揮されない。また、セピオラ
イトはセラミック繊維のように繊維が折れたりするもの
ではないが、配合量が２５重量％を超えると、フィラー
材が必要以上に硬くなり、シール性が低下する。したが
って、セピオライトの配合量は１３．５〜２５重量％が
適当である。また、有機繊維としては麻パルプ等が好適
する。この有機繊維は、常温時においてフィラー材の内
部に網目を形成して、フィラー材の抄造時やガスケット
製作時に必要な強度を確保するものであるが、配合量が
１重量％未満では充分な強度を得ることができない。し
かし、その配合量が１０重量％を超えると、フィラー材
ないしガスケットの耐熱性を損なう。したがって、有機
繊維の配合量は１〜１０重量％としておくのが適当であ
る。

【００１４】また、無機粉体としては、タルク鉱物，炭
酸カルシウム，クレー，硫酸バリウム等が使用されるが
、この無機粉体はガスケットのシール性を向上させるた
めに配合されるものである。例えば、タルク鉱物は薄片
状形態をなす柔軟な鉱物であり、繊維状物による網目内
に緻密に充填されて、シール性を向上させる。無機粉体
の配合量は５９重量％以下とするが、より好ましくは４
５．５重量％以上としておく。

【００１５】さらに、バインダーとしては天然，合成ゴ
ムラテックスや樹脂エマルジョン等が使用されるが、結
合材としての機能を発揮させるために１〜１０重量％配
合しておくのが適当である。

【００１６】なお、上記においては、近年フィラー材と
して本流になりつつあるセラミック繊維を使用したフィ
ラー材の構成について述べたが、セラミック繊維を従来
のアスベスト材で代替しても充分効果を上げることが可
能である。

【００１７】

【実施例】実施例として、表１に示す配合組成をなす無
機質紙を抄造し、これに酸化抑制剤を含浸させてフィラ
ー材Ｉ，ＩＩを得た。フィラー材Ｉでは、酸化抑制剤と
して臭化アンモニウムを上記無機質紙に対して３．１重
量パーセント含浸させてあり、フィラー材ＩＩではリン
酸水素アンモニウムを１．１重量パーセント含浸させて
ある。また、比較例として、酸化抑制剤を含有せず、上
記無機質紙のみからなるフィラー材ＩＩＩ　を得た。

【００１８】

【表１】

【００１９】かくして得られたフィラー材Ｉ，ＩＩ，Ｉ
ＩＩ　を金属フープと重合させて渦巻状に巻回すること
により、夫々、内径４３．５ｍｍ，外形５７ｍｍ，厚さ
４．８５ｍｍの渦巻形ガスケットを製作し、各ガスケッ
トについてシール特性試験を行った。

【００２０】この試験は、各ガスケットを炭素鋼（ＳＳ
４１）製のフランジ間に装填し、８００℃の加熱サイク
ルを与えたときの空気０．５Ｋｇ／ｃｍ２負荷状態での
漏れを測定したものであり、まず加熱前の初期状態（常
温状態）において漏れを測定し、更に加熱開始１時間後
，２時間後，５時間後における漏れを夫々測定した。そ
の結果は、表２に示す通りであった。

【００２１】

【表２】

【００２２】この試験結果から、フィラー材ＩＩＩ　を
使用した場合には、加熱後５時間を経過すると漏れ量が
急増して、シール性が顕著に低下するが、フィラー材Ｉ
，ＩＩを使用した場合には、時間の経過と共に漏れ量は
増加するものの微増であり、長期に亘って安定したシー
ル機能が発揮されることが理解される。これは、フィラ
ー材ＩＩＩ　を使用した場合には、冒頭で述べた如く、
フィラー材ＩＩＩ　のシール面接触部分に隙間が生じて
、フランジのフィラー材接触部分が局部的に酸化，面荒
れするのに対し、フィラー材Ｉ，ＩＩを使用した場合に
は、フィラー材Ｉ，ＩＩのシール面接触部分に隙間が生
じても、酸化抑制剤の作用によりフィラー材接触部分の
酸化が抑制されるためである。

【００２３】

【発明の効果】以上の説明から容易に理解されるように
、本発明のフィラー材を使用した渦巻形ガスケットによ
れば、フランジ等のフィラー材接触部分の材質に拘わら
ず、その酸化，面荒れを効果的に抑制，防止し得て、自
動車排気系等の高温条件下においても長期に亘って良好
且つ安定したシール機能を発揮させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】渦巻形ガスケットの使用状態の一例を示す断面
図である。

【符号の説明】

３　　渦巻形ガスケット ５　　フィラー材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　臭化アンモニウム、リン酸水素アンモ
   ニウム、水酸化アルミニウム、三酸化アンチモン及び硼
   素化合物から選択される添加型酸化抑制剤を少なくとも
   一種含有させたことを特徴とする渦巻形ガスケットのフ
   ィラー材。