JPH1130238A - 高温用摺動シート材およびパッキン - Google Patents

高温用摺動シート材およびパッキン

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JPH1130238A
JPH1130238A JP9205381A JP20538197A JPH1130238A JP H1130238 A JPH1130238 A JP H1130238A JP 9205381 A JP9205381 A JP 9205381A JP 20538197 A JP20538197 A JP 20538197A JP H1130238 A JPH1130238 A JP H1130238A
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sheet
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Koju Ozaki
幸樹 尾崎
Masatoshi Inoue
正俊 井上
Shigehiro Kawai
重広 河合
Yutaka Yamada
山田　　豊
Hideyumi Matsumura
秀弓 松村
Takayuki Shibayama
隆之 柴山
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Daido Metal Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 膨張黒鉛のクッション性、耐熱性などの優れ
た特徴を生かし、製造が容易で耐久性のある高温用摺動
シート材とする。 【解決手段】 平行に配設した二枚の金網２ａ、２ｂ
と、これらの金網２ａ、２ｂ間に充填被覆した膨張黒鉛
シート３とからなり、膨張黒鉛シート３の表面３ａおよ
び裏面３ｂに金網２ａ、２ｂの一部を露出する。露出し
た金網２ａ、２ｂによりって耐久性が確保され、クッシ
ョン性、耐熱性などに優れるとともに、製造の容易な摺
動シート材となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば軸受ブシ
ュ、ワッシャ、パッキンなどの摺接する部材間に介装す
る高温用摺動シート材に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、自動車のエンジンの排気管路
は、排気ガスによって高温に加熱され、また、エンジン
の振動が伝播する。このため、排気管路の途中で排気管
同士を直列に連結される連結部では、パッキンなどの摺
動部材を介装してガス漏れを防止するとともに振動を緩
衝することが従来から行われている。
【０００３】特開昭６０ー８４４７７号公報（従来技術
１）には、帯状の筒状の母材と、帯状の摺動面形成部材
を重ねた上で圧縮変形して、表面の一部に金属線が露出
したパッキン等の摺動部材を開示している。ここで、筒
状母材は膨張黒鉛などの耐熱シート材にステンレス細線
からなる金網を重ね合わせてロール状に巻回した上で扁
平に押し潰して帯状としたものである。また、摺動面形
成部材は、膨張黒鉛シートと、この表面にアスベストな
どの耐熱シートと、この耐熱シート上に粉末状の固体潤
滑剤を被着し、さらに、これに金属細線とフッ素樹脂糸
を共織り又は共編みした合成網を被せて扁平に押し潰し
て帯状としたものである。そして、両部材を重ね合わせ
てパッキンに圧縮成形している。これにより、この摺動
部材ではフッ素樹脂と金属細線と固体潤滑剤が混在した
摺動表面となり、長期にわたって優れた摺動特性を示す
摺動部材とすることができるとしている。
【０００４】また、特開平１ー３０７５９１号公報（従
来技術２）に開示されたパッキンは、一枚の金網（エキ
スパンドメタル）と一枚のシート状膨張黒鉛を重ね合わ
せてロール状に巻き付けた上で、これを圧縮成形してパ
ッキンとしている。これにより製造が容易でかつ破損す
ることの少ないパッキンとすることができるとしてい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術１及
び従来技術２のシート材（パッキン）では、いずれも金
網と膨張黒鉛シートとを重ね合わせた上でロール状に巻
回している。このため、厚肉のシート材となり、薄肉の
シート材とすることには限界があった。また、その構造
が複雑であり、コスト高となっていた。
【０００６】また、従来から、一枚の膨張黒鉛シートを
一枚の金網に重ね合わせた上で圧縮して、金網の間にシ
ート状の膨張黒鉛を充填被覆した摺動用シート材が知ら
れている。この摺動用樹脂シートは次のようにして充填
されている。図６（Ａ）に示すように金網５１に膨張黒
鉛シート５０を重ね合わせた上で、図６（Ｂ）に示すよ
うに圧縮して行なう。この際、過剰に圧縮すると、図６
（Ｃ）に示すように金網５１の各網目を構成する枠材に
よって、表面側５０ａのみならず裏面側５０ｂまでもが
切断されてしまい、膨張黒鉛シート５０が金網５１から
剥離しやすくなる。このため、圧縮する際には、その圧
縮力を調整して図６（Ｄ）に示すように裏面側５０ｂは
切断されていない状態になるように圧縮がなされてい
る。すなわち、膨張黒鉛シート５０は、表面側５０ａの
みが切断され、裏面側５０ｂでは切断されていない層ｎ
により、連続している状態とされている。
【０００７】従って、裏面側５０ｂでは、金網が露出し
ておらず、膨張黒鉛によって覆われた状態に形成されて
いることになる。その表面側５０ａは、膨張黒鉛と金網
が混在した状態になっている。この摺動用シート材を切
断し、成形加工することによって得られるパッキン等
は、少なくとも一面が耐摩耗性が十分でない膨張黒鉛に
よって完全に覆われているために、摩耗して薄肉となる
と、がた付きを生じる原因となっていた。また、摩耗に
より、金網が露出すると、膨張黒鉛シートの両面が金網
の網目によって分断されて、剥離しやすくなるなどの課
題を有している。
【０００８】そこで、この発明では、高温用摺動シート
材として、膨張黒鉛のクッション性、耐熱性などの優れ
た特徴を生かしつつ、製造が容易で耐久性のあるシート
材を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明では、平
行に配設された二枚以上の複数枚の金網と、これらの金
網間に充填被覆された膨張黒鉛シートとからなり、該膨
張黒鉛シートの表面及び裏面には、前記金網の一部が露
出している。金網は膨張黒鉛の保持性や機械的強度を高
める。金網の内、エキスパンドメタルや、経糸と緯糸と
の交差点が結合された平織金網などは、シート材に加わ
るせん断力によって、交差点の経糸と緯糸にずれを生じ
ないため、膨張黒鉛シートの保持性が高くなり、望まし
い。特にエキスパンドメタルは、千鳥状のスリットを入
れて引き伸ばされているためにエッジが鋭く、膨張黒鉛
を保持する作用が大きい。膨張黒鉛シートは、クッショ
ン性、耐熱性などにすぐれた特性を示すとともに、相手
材とのなじみ性に優れている。
【００１０】また、膨張黒鉛シートを摺接する部材間に
介装する摺動シート材として使用すると、膨張黒鉛は普
通の黒鉛と比較して摩擦係数がやや高いために、スティ
クスリップと称する断続的スリップ現象を生じる場合が
あり、このスティクスリップに伴って鳴き（異常音）が
発生する場合がある。係る場合には、３０重量％以下の
固体潤滑剤を含有させて、摩擦係数を下げることが望ま
しい（請求項３）。
【００１１】固体潤滑剤としては、Ｃ（カーボン、グラ
ファイト）、ＢＮ、ＣａＦ2、ＢａＦ2、ＮａＦ、Ｌｉ
Ｆ、ＭｏＯ3、ＭｏＳ2、ＷＳ2などが使用できる。特に耐
熱性に優れるＣ、ＢＮなどが望ましい。混合する固体潤
滑剤は、３０重量％を越えると、成形性が低下するた
め、３０重量％以下とする。なお、１重量％未満では、
添加する十分な効果が発揮されないため、１〜３０重量
％添加することが望ましい。なお、フェノール樹脂、エ
ポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂な
どのバインダを添加すると膨張黒鉛の保持性が向上する
ため、１〜１５重量％添加することが望ましい。さら
に、バーミキライトを添加することによって耐熱性を向
上することができる。さらに、摺動用シート材の表面を
窒化ホウ素等の固体潤滑剤の皮膜により被覆することに
よって、さらに摩擦摩耗特性に優れた摺動用シート材と
することができる。
【００１２】請求項１の発明の摺動用シート材を製造す
るには、膨張黒鉛シートの表裏面にそれぞれ金網を重ね
合わせた上で圧縮する。この際、各金網の一部がそれぞ
れの膨張黒鉛シートの面に露出するようにその圧縮力お
よび厚さを調整すればよく、圧縮行程のみで容易に製造
することができる。そして、得られた高温用摺動シート
材は、表裏両面に金網の一部が露出するとともに、膨張
黒鉛によって覆われた摺動面になるために、優れた摺動
特性と耐摩耗性が発揮される。
【００１３】
【発明の効果】請求項１の発明の摺動シート材は、平行
に配設された複数枚の金網と、これらの金網間に充填被
覆された膨張黒鉛シートとからなり、該膨張黒鉛シート
の表面及び裏面には、前記金網の一部が露出している。
この構成により、膨張黒鉛のクッション性、耐熱性など
の優れた特徴を生かしつつ、製造が容易で耐久性のある
摺動シート材とすることができる。
【００１４】特に、膨張黒鉛に固体潤滑剤を１〜３０重
量％含有させると、摩擦係数を小さくすることができ
て、スティクスリップの発生を防止することができる
（請求項３）。さらに、膨張黒鉛シートの表面を窒化ホ
ウ素の皮膜により被覆することによって、さらに摩擦摩
耗特性に優れた摺動用シート材とすることができる（請
求項４） 請求項６の発明のパッキンは、請求項１〜請求項５記載
の摺動用シート材により形成されることにより、製造が
容易であり、かつ耐摩耗性に優れたパッキンとすること
ができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、金網としてエキスパンドメ
タルを使用した実施例について詳細に説明する。図１に
示す二枚のエキスパンドメタル２ａ，２ｂを埋収した摺
動シート材１を製造するには、図２に示すように、厚さ
１．０ｍｍの膨張黒鉛シート３の表裏のそれぞれの側
に、厚さ０．４ｍｍステンレス鋼板からなるエキスパン
ドメタル２ａ，２ｂを重ね合わせ、これをロール圧着し
たものである。これによって表裏の各面側３ａ、３ｂに
一部を露出した状態に形成されている。そして両エキス
パンドメタル２ａ，２ｂの間に０．２ｍｍの膨張黒鉛３
だけの層ｍが形成され、膨張黒鉛がエキスパンドメタル
２ａ、２ｂによって分断されることなく連続している。
特にエキスパンドメタル２ａ，２ｂは、網の断面が方形
の薄板が組み合わされてエッジが鋭いために、膨張黒鉛
の保持力を大きくすることができる。
【００１６】なお、薄い膨張黒鉛シート３や厚いエキス
パンドメタル２を使用して、両エキスパンドメタル２
ａ，２ｂ同士が当接した状態となって膨張黒鉛だけの層
ｍが設けられていない摺動シート材１であっても、当然
のことであるが、金網の網目毎に膨張黒鉛３のシートが
切断されることはない。また、この実施例では、二枚の
金網として同じ厚さのエキスパンドメタル２ａ，２ｂを
使用した例を図示しているが、厚さや網目の異なる金網
を使用しても良い。また、膨張黒鉛シートは、純粋な膨
張黒鉛の他、バインダとしてフェノール樹脂を１０重量
％、固体潤滑剤としてＢＮ、ＣａＦ2を７重量％それぞ
れ含有するなど、バインダや固体潤滑剤を添加すること
もできる。また、図３は、三枚のエキスパンドメタル２
ａ，２ｂ、２ｃを埋収した摺動シート材１の例を示して
いる。この摺動シート材１では、膨張黒鉛シート３の表
面側３ａに二枚のエキスパンドメタル２ａ，２ｃを重ね
合わせ、裏面側３ｂに一枚のエキスパンドメタル２ｂを
重ね合わせて、ロール圧着したものである。これによっ
て表裏の各面側３ａ、３ｂに一部を露出した状態に形成
されている。このように、膨張黒鉛シート３の厚さや、
要求される摺動シート材１のクッション性等に応じて、
エキスパンドメタルの枚数を、三、四枚と埋収してもよ
い。
【００１７】この実施例１の摺動シート材１により、図
３に示す自動車の排気管路の連結部に装着したパッキン
４とした例を説明する。図３は、パッキン４を介装した
自動車の排気管路の連結部を示し、エンジン側の排気管
（外管）１０の端部には、フランジ１１が設けられてい
て、このフランジ１１からさらに半球状に膨らむ外球面
部１２が形成されている。他方の排気側の排気管（内
管）２０の端部には、フランジ２１が設けられるととも
に、このフランジ２１からさらに外球面部１２の内面に
接するように半球状の内球面部２２が形成されている。
なお、内球面部２２は図示しないが複数のスリットによ
り分割されて、バネ性が付与されている。そして、外球
面部１２内に摺接管４を挟んで内球面部２２を挿入し、
各フランジ１１，２１の間をボルト３１とナット３２に
より直列に連結している。なお、フランジ１１側には、
このフランジ１１とボルト３１の頭３１ａとの間に圧縮
バネ３３が介装されていて、外管１０と内管２０との間
を弾力的に押圧連結している。
【００１８】このように構成された排気管路に使用する
パッキン４は、図４に示すように、摺動シート材１を所
定の大きさのリング状に切断し、これをプレス機によっ
て、塑性変形して図５に示すパッキン４を得る。このよ
うにして得られたパッキン４を組み込んだ排気管路にお
いて、図示しないエンジンが駆動されると、エンジン側
の外管１０内を進出してくる高温の排気ガスが、内管２
０を経由して外部に排気される。この高温の排気ガスに
よって外管１０及び内管２０は高温に加熱される。この
際、エンジンの駆動に伴う外管１０の振動は、圧縮バネ
３３の弾性と内球面部２２のバネ性によって、内管２０
の振動を大きく緩和するが、内球面部２２と外球面部１
２との間で、パッキン４を介して微少な繰り返し摺動す
る。この繰り返し摺動するパッキン４によって、外管１
０の振動は大幅に緩和されて内管２０に伝達される。
【００１９】本実施の形態では、自動車の排気管路の連
結部に使用するために、管状に成形したパッキン４とし
た例を示したが、必ずしもこの実施例に限定されること
なく、摺擦する部材間に介装する例えば、シール材やガ
スケット等に成形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】シート部材の一部の断面図
【図２】シート部材の一部の分離斜視図
【図３】他例のシート部材の一部の断面図
【図４】排気管路の一部切欠断面図
【図５】シート部材を切断した正面図
【図６】パッキンの斜視図
【図７】従来のシート部材の製造工程を示す一部の断面
図
【符号の説明】
１…摺動シート材 ２…エキスパンドメタル（金網） ３…膨張黒鉛
フロントページの続き (72)発明者 山田 豊 名古屋市北区猿投町２番地 大同メタル工 業株式会内 (72)発明者 松村 秀弓 名古屋市北区猿投町２番地 大同メタル工 業株式会内 (72)発明者 柴山 隆之 名古屋市北区猿投町２番地 大同メタル工 業株式会内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 平行に配設された複数枚の金網と、これ
    らの金網間に充填被覆された膨張黒鉛シートとからな
    り、該膨張黒鉛シートの表面及び裏面には、前記金網の
    一部が露出していることを特徴とする高温用摺動シート
    材。
  2. 【請求項２】 複数枚の金網が二枚の金網であることを
    特徴とする請求項１記載の高温用摺動シート材。
  3. 【請求項３】 膨張黒鉛シートは、３０重量％以下の固
    体潤滑剤を含有していることを特徴とする請求項１、２
    記載の高温用摺動シート材。
  4. 【請求項４】 表面が窒化ホウ素の皮膜により被覆され
    ていることを特徴とする請求項１〜請求項３記載の高温
    用摺動シート材。
  5. 【請求項５】 金網は、エキスパンドメタルまたは経糸
    と緯糸との交差点が結合された平織金網からなる請求項
    １〜請求項４記載の高温用摺動シート材。
  6. 【請求項６】 請求項１〜請求項５記載の摺動用シート
    材により形成したことを特徴とするパッキン。
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