特許 5884447 円筒状ガスケット及びその製造方法並びに該円筒状ガスケットを使用した差し込み型排気管継手

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5884447

(24)【登録日】2016年2月19日

(45)【発行日】2016年3月15日

(54)【発明の名称】円筒状ガスケット及びその製造方法並びに該円筒状ガスケットを使用した差し込み型排気管継手

(51)【国際特許分類】

   F16J 15/12 20060101AFI20160301BHJP

   F16J 15/00 20060101ALI20160301BHJP

   F16J 15/10 20060101ALI20160301BHJP

   F16L 21/06 20060101ALI20160301BHJP

【ＦＩ】

   F16J15/12 H

   F16J15/00 B

   F16J15/10 L

   F16L21/06

【請求項の数】12

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2011-262740(P2011-262740)

(22)【出願日】2011年11月30日

(65)【公開番号】特開2013-113416(P2013-113416A)

(43)【公開日】2013年6月10日

【審査請求日】2014年10月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000103644

【氏名又は名称】オイレス工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100098095

【弁理士】

【氏名又は名称】高田 武志

(72)【発明者】

【氏名】塩野谷 真一

(72)【発明者】

【氏名】石田 晃一

【審査官】 本庄 亮太郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−１０４５５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−００３６０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５３−０１３６１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６１−２４４８１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２０６７３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実公平０６−０３６２７３（ＪＰ，Ｙ２）

【文献】 特開平０６−１４６８７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０５−０４７６２０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 欧州特許出願公開第２７８１８０７（ＥＰ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｊ １５／１２

Ｆ１６Ｊ １５／００

Ｆ１６Ｊ １５／１０

Ｆ１６Ｌ ２１／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

差し込み型排気管継手に用いられる円筒状ガスケットであって、圧縮された金網からなる補強材と、該補強材の金網の網目に充填されていると共に圧縮された黒鉛、酸処理黒鉛及び無機バインダーを含有した耐熱材と、当該補強材及び耐熱材に分散されて配された気孔とを具備しており、当該補強材と耐熱材とが互いに絡み合って構造的一体性を有しており、補強材は、円筒状の内周面から円筒状の外周面にかけて径方向に密に含有されており、円筒状ガスケット全体の体積に対して、補強材は、３２〜６０％の体積を、耐熱材は、５〜５８％の体積を、そして、気孔は、１０〜３５％の体積を夫々占めていることを特徴とする円筒状ガスケット。

【請求項2】

黒鉛は、天然黒鉛、人造黒鉛及び膨張黒鉛のうちの少なくとも一つから選択されている請求項１に記載の円筒状ガスケット。

【請求項3】

酸処理黒鉛は、膨張処理前の酸処理黒鉛である請求項１又は２に記載の円筒状ガスケット。

【請求項4】

無機バインダーは、燐酸二水素アルミニウム、燐酸水素アルミニム、燐酸二水素マグネシウム、燐酸水素マグネシウム、燐酸二水素カルシウム、燐酸水素カルシウム及び燐酸のうちの少なくとも一つから選択されている請求項１から３のいずれか一項に記載の円筒状ガスケット。

【請求項5】

黒鉛と酸処理黒鉛との質量比は、１：０．０１〜０．５であり、黒鉛及び酸処理黒鉛と無機バインダーとの質量比は、１：０．１〜１である請求項１から４のいずれか一項に記載の円筒状ガスケット。

【請求項6】

（１）黒鉛粉末と酸処理黒鉛粉末と無機バインダーと蒸留水とを所定の割合で配合してこれらを混練して湿潤性を有すると共に黒鉛粉末と酸処理黒鉛粉末と無機バインダーとを含有した混合物を作製する工程と、
（２）金属細線を編んで得られた筒状金網を準備し、該筒状金網を一対のローラ間に通して径方向に圧縮して帯状金網を作製する工程と、
（３）帯状金網の両面に前記混合物を供給すると共にロール間で混合物を圧延して該帯状金網の網目に混合物を充填した後、帯状金網の網目に充填された混合物を乾燥して当該混合物中の水分を除去し、該帯状金網の網目に混合物が充填保持された複合帯状材を作製する工程と、
（４）複合帯状材を円筒状に少なくとも２周捲回して筒状母材を作製する工程と、
（５）該筒状母材を金型の円筒状中空部に挿入すると共に該金型内において該筒状母材をその軸方向に圧縮成形する工程と、
を具備しており、差し込み型排気管継手に用いられる円筒状ガスケットであって、圧縮された帯状金網からなる補強材と、該補強材の帯状金網の網目に充填されていると共に圧縮された黒鉛、酸処理黒鉛及び無機バインダーを含有した耐熱材と、補強材及び耐熱材に分散されて配された気孔とを具備しており、当該補強材と耐熱材とが互いに絡み合って構造的一体性を有すると共に補強材が円筒状の内周面から円筒状の外周面にかけて径方向に密に含有されており、円筒状ガスケット全体の体積に対して、補強材は、３２〜６０％の体積を、耐熱材は、５〜５８％の体積を、そして、気孔は、１０〜３５％の体積を占めていることを特徴とする円筒状ガスケットの製造方法。

【請求項7】

黒鉛粉末は、天然黒鉛粉末、人造黒鉛粉末及び膨張黒鉛粉末のうちの少なくとも一つから選択される請求項６に記載の円筒状ガスケットの製造方法。

【請求項8】

膨張黒鉛粉末は、膨張黒鉛シートを裁断、粉砕して形成された粉末である請求項７に記載の円筒状ガスケットの製造方法。

【請求項9】

酸処理黒鉛粉末は、膨張処理前の酸処理黒鉛粉末である請求項６から８のいずれか一項に記載の円筒状ガスケットの製造方法。

【請求項10】

無機バインダーは、燐酸二水素アルミニウム、燐酸水素アルミニム、燐酸二水素マグネシウム、燐酸水素マグネシウム、燐酸二水素カルシウム、燐酸水素カルシウム及び燐酸のうちの少なくと一つから選択されるる請求項６から９のいずれか一項に記載の円筒状ガスケットの製造方法。

【請求項11】

湿潤性を有する混合物に含有される黒鉛粉末と酸処理黒鉛粉末との質量比は、１：０．０１〜０．５であり、黒鉛粉末及び酸処理黒鉛粉末と無機バインダーとの質量比は、１：０．１〜１である請求項６から１０のいずれか一項に記載の円筒状ガスケットの製造方法。

【請求項12】

管端部、当該管端部に環状肩部を介して拡径して設けられた拡径円筒部、当該拡径円筒部の軸方向の一方の端部に設けられた開口端部、当該開口端部の外周面に径方向外方に伸びて設けられたフランジ部、該拡径円筒部及びフランジ部に該開口端部の開口端面から軸方向に沿いかつ円周方向に等配されて設けられた複数個のスリットを夫々備えた外管と、当該外管の拡径円筒部の内部を通ると共に一端部で外管の管端部に嵌合された管端部、当該管端部の他端部の外周面に立設されたフランジを備えた内管と、該内管の管端部の円筒外面と外管の拡径円筒部の円筒内面との間の環状隙間に嵌合された請求項１から５のいずれか一項に記載の円筒状ガスケットと、締結により、外管の拡径円筒部の円筒内面を円筒状ガスケットの円筒状の外周面に押し付け、この押し付けを介して円筒状ガスケットの円筒状の内周面を内管の管端部の円筒外面に押し付けるべく、外管の拡径円筒部の円筒外面に配された締結バンドとを具備しており、前記環状隙間において、軸方向の一方の端部の環状の端面が内管のフランジに当接して配された円筒状ガスケットは、該耐熱材に含有された酸処理黒鉛が内管内を流動する排気ガスの熱により体積膨張するようになっており、円筒状ガスケットの円筒状の外周面と外管の拡径円筒部の円筒状の内周面との間の隙間と、円筒状ガスケットの円筒状の内周面と内管の管端部の円筒外面との間の隙間とを密封すると共にその一方の端面と内管の管端部と外管の径拡大部の環状肩部とによって形成された空間を密封するようになっていることを特徴とする差し込み型排気管継手。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ＡＴＶ（Ａｌｌ Ｔｅｒｒａｉｎ Ｖｅｈｉｃｌｅ：四輪バギー）、雪上車、二輪自動車等の車輌に使用される差し込み型排気管継手に使用されて好適な円筒状ガスケット及びその製造方法並びに該円筒状ガスケットを使用した差し込み型排気管継手に関する。

【背景技術】

【0002】

差し込み型排気管継手は、内管と、この内管の外径とほぼ同一の内径を有する外管とを有しており、外管は、その管端部に径拡大部を有しており、内管は、外管の径拡大部を通ると共に一端部で外管の管端部に嵌合する管端部とを有しており、内管の管端部と外管の径拡大部との間の環状の隙間の中にガスケットが嵌められており、外管の外周面に配された締付けバンドにより、内、外管の間における隙間をシールするようになっている（特許文献１、特許文献２及び特許文献３参照）。

【0003】

そして、上記排気管継手に使用されるガスケットとしては、膨張黒鉛シートを一定の幅と長さとを有するように切断して条片とし、この条片の上に、該膨張黒鉛シートの長さとほぼ等しい長さに切断した金網を重ね合わせ、これを円筒状の芯金の回りに、金網を内側として捲回して円筒状体を作製し、この円筒状体を金型内に入れ、その軸線方向に圧縮成形し、内周面に金網又は膨張黒鉛が露出し、その両端面と外周面とは、膨張黒鉛によって覆われたガスケットが提案されている（特許文献１及び特許文献３参照）。

【0004】

また、膨張黒鉛シートの表面全面に金属製の網材により包囲してなるガスケット主体を設け、該ガスケット主体を環状に湾曲してプレス機により圧縮して膨張黒鉛と網材とを一体的に固着した環状ガスケットも提案されている（特許文献４参照）。

【0005】

上記特許文献１ないし特許文献３において提案されたガスケットに使用される膨張黒鉛において、耐熱性、耐薬品性、低摩擦性を有するという特性は、普通の黒鉛（グラファイト）と同等であるが、斯かる膨張黒鉛は、結合剤を使用することなく、加圧することによって容易に薄板やブロックに成形でき、得られた造形物は、前記黒鉛と異なり、柔軟で、可撓性を有するという特性を有している。

【0006】

したがって、排気管継手の内管と外管の径拡大部との間に配された膨張黒鉛と金網からなるガスケットは、内管内を流動する排気ガスの熱により体積膨張すると共に柔軟性と可撓性を有しているので、内管と外管の間のすきまに良く順応し、適合して内管と外管の間の密封性を向上させることができるというものである（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開昭６１−２４４８１５号公報

【特許文献2】実公平６−３６２７３号公報

【特許文献3】特開平６−１４６８７５号公報

【特許文献4】実開平５−４７６２０号公報

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、近年においては、騒音対策として排気管が大型化し、また排気ガス対策として排気管には触媒装置が装着されるようになり、差し込み型排気管継手に過大な荷重が負荷されるようになっている。特に、悪路走行により該継手部位に振動荷重、曲げトルクや内、外管間にこじれが繰返し生じることになる。

【0009】

上記した繰返し生じる振動荷重、曲げトルクやこじれに対し、ガスケットには、密封性を発揮させるために要求される柔軟性と、締付けバンドで締付ける際にヘタリ等を生じることなく締付け力を受け止める剛性とが要求される。この相反する二つの性能に対し、上記した従来のガスケットは、柔軟性又は剛性のいずれかの性能に特化しており、双方の性能を両立させることが難しく、その結果、剛性に特化したガスケットにおいては、密封性に問題を生じ、一方、柔軟性に特化したガスケットにおいては、ガスケットのヘタリ等に起因する締付けバンドの緩み等により、内、外管間における隙間の密封性を低下させるという問題を生じる虞がある。

【0010】

本発明は前記諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、密封性と剛性とを合わせもつと共に差し込み型排気管継手に使用されて好適な円筒状ガスケット及びその製造方法並びに該円筒状ガスケットを使用した差し込み型排気管継手を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明の差し込み型排気管継手に用いられる円筒状ガスケットは、圧縮された金網からなる補強材と、該補強材の金網の網目に充填されていると共に圧縮された黒鉛、酸処理黒鉛及び無機バインダーを含有した耐熱材と、当該補強材及び耐熱材に分散されて配された気孔とを具備しており、当該補強材と耐熱材とが互いに絡み合って構造的一体性を有しており、補強材は、円筒状の内周面から円筒状の外周面にかけて径方向に密に含有されており、円筒状ガスケット全体の体積に対して、補強材は、３２〜６０％の体積を、耐熱材は、５〜５８％の体積を、そして、気孔は、１０〜３５％の体積を占めていることを特徴とする。

【0012】

本発明の円筒状ガスケットによれば、補強材及び耐熱材の含有率が体積割合で、夫々３２〜６０％及び５〜５８％であり、補強材が円筒状の内周面から円筒状の外周面にかけて径方向に密に含有されているため、締付けバンドによる締付力や振動による荷重を主として金網からなる補強材が負担する結果、ヘタリが生じ難く、また当該補強材の金網の網目には耐熱材が充填されていると共に気孔の含有率が体積割合で１０〜３５％であるため、密封性にも優れており、而して密封性と剛性とを合わせもつと共に差し込み型排気管継手に使用されて好適な円筒状ガスケットを提供することができる。

【0013】

また、本発明の円筒状ガスケットによれば、耐熱材に含有された酸処理黒鉛は、当該円筒状ガスケットが組込まれる排気管継手の排気管内を流動する排気ガスの熱により体積膨張を来たし、円筒状ガスケットの内、外周面及び端面側に膨張して該円筒状ガスケットと排気管の内、外周面との間の隙間を密封し、それによって円筒状ガスケットの密封性をより高めることができる。

【0014】

さらに、本発明の円筒状ガスケットによれば、円筒状ガスケットが組込まれる排気管継手の排気管内を流動する排気ガスの熱の作用で、耐熱材に含有された無機バインダーに加熱脱水による縮合及び高温加熱による結晶の転移等により硬化結合性が発現され、それによって円筒状ガスケットの剛性がより高められる。

【0015】

本発明の円筒状ガスケットにおいて、耐熱材に含有される黒鉛には、好適には、鱗状黒鉛、土状黒鉛、鱗片状黒鉛及び塊状黒鉛からなる天然黒鉛、キッシュ黒鉛、熱分解黒鉛からなる人造黒鉛及び膨張黒鉛のうちの少なくとも一つから選択されて使用される。

【0016】

本発明の円筒状ガスケットにおいて、耐熱材に含有される膨張処理前の酸処理黒鉛には、上記天然黒鉛又は人造黒鉛の粉末を濃硫酸、硝酸、セレン酸等の無機酸と濃硝酸、過塩素酸、過塩素酸塩、過マンガン酸塩、重クロム酸塩、過酸化水素等の強酸化剤とを利用して、黒鉛の層間に無機酸を挿入し、酸処理をして得られる炭素の層状構造を維持した結晶化合物が好適に使用される。

【0017】

本発明の円筒状ガスケットにおいて、耐熱材に含有される無機バインダーには、燐酸二水素アルミニウム（第一燐酸アルミニウム）〔Ａｌ（Ｈ_２ＰＯ_４）_３〕、燐酸水素アルミニウム（第二燐酸アルミニウム）〔Ａｌ_２（ＨＰＯ_４）_３〕、燐酸二水素マグネシウム（第一燐酸マグネシウム）〔Ｍｇ（Ｈ_２ＰＯ_４）_２〕、燐酸水素マグネシウム（第二燐酸マグネシウム）（ＭｇＨＰＯ_４）、燐酸二水素カルシウム（第一燐酸カルシウム）〔Ｃａ（Ｈ_２ＰＯ_４）_２〕、燐酸水素カルシウム（ＣａＨＰＯ_４）及び燐酸（Ｈ_３ＰＯ_４）のうちの少なくとも一つが選択されて使用されるとよい。

【0018】

これら無機バインダーは、耐熱材に含有された黒鉛同士の接合及び黒鉛と酸処理黒鉛との接合と、耐熱材の補強材の金網の網目への接合とを行うと共に円筒状ガスケットが組込まれる排気管継手の排気管内を流動する排気ガスの熱の作用で、加熱脱水による縮合及び高温加熱による結晶の転移等により硬化結合性を発現し、円筒状ガスケットの剛性を高めるという効果を発揮する。

【0019】

本発明の円筒状ガスケットにおいて、耐熱材に含有される黒鉛と酸処理黒鉛との質量比は、好ましくは、１：０．０１〜０．５であり、黒鉛及び酸処理黒鉛と無機バインダーの質量比は、好ましくは、１：０．１〜１である。

【0020】

酸処理黒鉛の質量が黒鉛１に対し、０．０１未満では、排気管内を流動する排気ガスの熱の作用で酸処理黒鉛の体積膨張の割合が少なく、結果として、円筒状ガスケットの体積膨張による排気管の内管と外管との間の隙間を密封する作用が低減される虞があり、また酸処理黒鉛の質量比が黒鉛１に対し、０．５を超えると反対に排気管内を流動する排気ガスの熱の作用で酸処理黒鉛の体積膨張の割合が多くなりすぎ、円筒状ガスケットの剛性を低下させる虞がある。

【0021】

また、無機バインダーの質量が黒鉛及び酸処理黒鉛の質量１に対し、０．１未満では、無機バインダーのバインダーとしての作用が乏しく、補強材の金網の網目からの耐熱材の脱落を生じやすくなり、また無機バインダーの質量が黒鉛及び酸処理黒鉛の質量１に対し、１を超えると、無機バインダーのバインダーとしての作用に加え、無機バインダーにおける加熱脱水による縮合及び高温加熱による結晶の転移等による硬化結合性の発現により、円筒状ガスケットの剛性を高めすぎ、密封性を低下させる虞がある。

【0022】

圧縮された帯状金網からなる補強材と、該補強材の帯状金網の網目に充填されていると共に圧縮された黒鉛、酸処理黒鉛及び無機バインダーを含有した耐熱材と、補強材及び耐熱材に分散されて配された気孔とを具備しており、当該補強材と耐熱材とが互いに絡み合って構造的一体性を有すると共に補強材が円筒状の内周面から円筒状の外周面にかけて径方向に密に含有されており、円筒状ガスケット全体の体積に対して、補強材は、３２〜６０％の体積を、耐熱材は、５〜５８％の体積を、そして、気孔は、１０〜３５％の体積を占めていると共に差し込み型排気管継手に用いられる本発明の円筒状ガスケットの製造方法は、（１）黒鉛粉末と酸処理黒鉛粉末と無機バインダーと蒸留水とを所定量の割合で混合して、これらを混練して湿潤性を有すると共に黒鉛粉末と酸処理黒鉛粉末と無機バインダーとを含有した混合物を作製する工程と、（２）金属細線を編んで得られた筒状金網を一対のローラ間に通して径方向に圧縮して帯状金網を作製する工程と、（３）帯状金網の両面に前記混合物を供給すると共にローラ間で混合物を圧延して該帯状金網の網目に混合物を充填した後、帯状金網の網目に充填された混合物を乾燥して当該混合物中の水分を除去し、帯状金網の網目に混合物が充填保持された複合帯状材を作製する工程と、（４）複合帯状材を円筒状芯金の周りに円筒状に少なくとも２周捲回して筒状母材を作製する工程と、（５）該筒状母材を金型の円筒状中空部に挿入すると共に該金型内において該筒状母材をその軸方向に圧縮成形する工程とを具備していることを特徴とする。

【0023】

本発明の円筒状ガスケットの製造方法によれば、圧縮された帯状金網からなる補強材と、該補強材の帯状金網の網目に充填されていると共に圧縮された耐熱材とを具備しており、当該補強材と耐熱材とが互いに絡み合って構造的一体性を有すると共に補強材が円筒状の内周面から円筒状の外周面にかけて径方向に密に含有されており、補強材と耐熱材と気孔との含有率を体積比で夫々補強材３２〜６０％、耐熱材５〜５８％及び気孔１０〜３５％とした密封性と剛性とを合わせもった円筒状ガスケットを得ることができる。

【0024】

本発明の製造方法において、好ましくは、黒鉛粉末は、天然黒鉛粉末、人造黒鉛粉末及び膨張黒鉛粉末のうちの少なくとも一つから選択され、膨張黒鉛粉末は、膨張黒鉛シートを裁断、粉砕して形成された粉末であるとよく、また、酸処理黒鉛粉末は、膨張処理前の酸処理黒鉛粉末であるとよく、無機バインダーは、燐酸二水素アルミニウム、燐酸水素アルミニム、燐酸二水素マグネシウム、燐酸水素マグネシウム、燐酸二水素カルシウム、燐酸水素カルシウム及び燐酸のうちの少なくとも一つから選択されているとよく、好ましい例では、湿潤性を有する混合物に含有される黒鉛粉末と酸処理黒鉛粉末との質量比は、１：０．０１〜０．５であり、黒鉛粉末及び酸処理黒鉛粉末と無機バインダーとの質量比は、１：０．１〜１である。

【0025】

本発明の差し込み型排気管継手は、管端部、当該管端部に環状肩部を介して拡径して設けられた拡径円筒部、当該拡径円筒部の軸方向の一方の端部に設けられた開口端部、当該開口端部の外周面に径方向外方に伸びて設けられたフランジ部、該拡径円筒部及びフランジ部に該開口端部の開口端面から軸方向に沿いかつ円周方向に等配されて設けられた複数個のスリットを夫々備えた外管と、当該外管の拡径円筒部の内部を通ると共に一端部で外管の管端部に嵌合された管端部、当該管端部の他端部の外周面に立設されたフランジを備えた内管と、該内管の管端部の円筒外面と外管の拡径円筒部の円筒内面との間の環状隙間に嵌合された上記の円筒状ガスケットと、締結により、外管の拡径円筒部の円筒内面を円筒状ガスケットの円筒状の外周面に押し付け、この押し付けを介して円筒状ガスケットの円筒状の内周面を内管の管端部の円筒外面に押し付けるべく、外管の拡径円筒部の円筒外面に配された締結バンドとを具備しており、前記環状隙間において、軸方向の一方の端部の環状の端面が内管のフランジに当接して配された該円筒状ガスケットは、該耐熱材に含有された酸処理黒鉛が内管内を流動する排気ガスの熱により体積膨張するようになっており、円筒状ガスケットの円筒状の外周面と外管の拡径円筒部の円筒状の内周面との間の隙間と、円筒状ガスケットの円筒状の内周面と内管の管端部の円筒外面との間の隙間とを密封すると共にその一方の端面と内管の管端部と外管の径拡大部の環状肩部とによって形成された空間を密封するようになっている。

【0026】

本発明の差し込み型排気管継手によれば、内管の管端部の外周面と外管の拡径円筒部の円筒内面との間の環状隙間に嵌合された円筒状ガスケットは、補強材と耐熱材と気孔との全体に対する体積含有率を夫々補強材３２〜６０％、耐熱材５〜５８％及び気孔１０〜３５％としていることから、密封性と剛性とを合わせもっており、その結果、内管と外管との間における隙間の密封性が向上され、当該隙間からの排気ガスの漏洩が極力防止される。

【0027】

また、円筒状ガスケットは、該耐熱材に含有された酸処理黒鉛が内管内を流動する排気ガスの熱により体積膨張し、その円筒状の外周面で外管の拡径円筒部の円筒状の内周面とに密に接触し、また、その円筒状の内周面で内管の外周面と密に接触して両者間の隙間を密封すると共にその一方の端面で内管の管端部と外管の径拡大部の環状肩部とによって形成された空間を密封するので、内管と外管との間における隙間の密封性をより向上できる。

【0028】

体積膨張する円筒状ガスケットを排気管継手における外管の径拡大部の内周面に挿入する際、円筒状ガスケットの寸法公差を外管の径拡大部の内周面の寸法に対し、マイナス公差とすることができるので、円筒状ガスケットの挿入作業性を向上させることができる。

【0029】

さらに、円筒状ガスケットは、排気管内を流動する排気ガスの熱の作用で、耐熱材に含有された無機バインダーに加熱脱水による縮合及び高温加熱による結晶の転移等により硬化結合性が発現され、それによってその剛性がより高められるので、ヘタリ等の不具合を生じることなく長期間にわたって剛性を維持することができる。

【発明の効果】

【0030】

本発明によれば、補強材と耐熱材と気孔との含有率を体積比で夫々補強材３２〜６０％、耐熱材５〜５８％及び気孔１０〜３５％としているので、密封性と剛性とを合わせもった円筒状ガスケット及びその製造方法を提供することができ、また、当該円筒状ガスケットを組込むことにより、円筒状ガスケットの耐熱材に含有された酸処理黒鉛が内管内を流動する排気ガスの熱により体積膨張し、内管と外管との間における隙間の密封性を向上でき、当該隙間からの排気ガスの漏洩を極力防止することができる差し込み型排気管継手を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】図１は、本発明の実施の形態の一例で製造された円筒状ガスケットの斜視説明図である。

【図2】図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線矢視断面模式説明図である。

【図3】図３は、本発明の円筒状ガスケットの製造工程における補強材の形成方法の斜視説明図である。

【図4】図４は、補強材の金網の網目の平面説明図である。

【図5】図５は、本発明の円筒状ガスケットの製造工程における複合帯状材の形成方法の断面説明図である。

【図6】図６は、本発明の円筒状ガスケットの製造工程における筒状母材の平面説明図である。

【図7】図７は、図６に示す筒状母材のＶＩＩ−ＶＩＩ線矢視断面説明図である。

【図8】図８は、本発明の円筒状ガスケット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断面説明図である。

【図9】図９は、本発明の円筒状ガスケットの一例を組込んだ差し込み型排気管継手の縦断面説明図である。

【図10】図１０は、差し込み型排気管継手の内管の斜視説明図である。

【図11】図１１は、差し込み型排気管継手の外管の斜視説明図である。

【図12】図１２は、差し込み型排気管継手の締結バンドの斜視説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0032】

次に本発明を、図に示す実施の形態の例に基づいて更に詳細に説明する。なお、本発明はこれらの例に何等限定されない。

【0033】

本発明の円筒状ガスケットにおける構成材料及び円筒状ガスケットの製造方法について説明する。

【0034】

＜耐熱材（混合物）：酸処理黒鉛について＞
耐熱材に用いる酸処理黒鉛粉末は、天然黒鉛又は人造黒鉛の粉末を濃硫酸、硝酸、セレン酸等の無機酸と濃硝酸、過塩素酸、過塩素酸塩、過マンガン酸塩、重クロム酸塩、過酸化水素等の強酸化剤とを利用して、黒鉛の層間に無機酸を挿入し、酸処理をして得られる炭素の層状構造を維持した結晶化合物である。

【0035】

酸処理黒鉛粉末の製造方法の一例について説明する。無機酸として濃度９８％の濃硫酸を攪拌しながら強酸化剤として過酸化水素水の６０％水溶液を加え、これを反応液とする。この反応液を冷却して１０℃の温度に保持し、該反応液に粒度３０〜８０メッシュの鱗片状天然黒鉛粉末を添加して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、硫酸を充分除去した酸処理黒鉛粉末を１１０℃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。

【0036】

＜耐熱材（混合物）：黒鉛について＞
耐熱材に用いる黒鉛粉末は、鱗状黒鉛、土状黒鉛及び鱗片状黒鉛のうちの少なくとも一つからなる天然黒鉛粉末、キッシュ黒鉛及び熱分解黒鉛のうちの少なくとも一つからなる人造黒鉛粉末及び膨張黒鉛粉末のうちの少なくとも一つから選択される。

【0037】

ここで、膨張黒鉛粉末は、上記した酸処理黒鉛粉末を、９５０〜１２００℃の温度で１〜１０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させた膨張黒鉛粉末（膨張倍率２４０〜３００倍）である。この膨張黒鉛粉末は、本発明における耐熱材として使用することができるが、この膨張黒鉛粉末は、かさ密度が０．０５ｇ／ｃｍ^２と非常に低いため、その取り扱いが難しい。そこで、本発明においては、上記膨張黒鉛粉末を所望のロール隙間に調整した双ロール装置に供給してロール成形し、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裁断し、粉砕機で粉砕して得られる膨張黒鉛粉砕粉末を膨張黒鉛粉末として使用することが好ましい。膨張黒鉛シートを使用することにより、例えば、膨張黒鉛シートを所望の型に沿って切り出した際に生じる余分な切れ端、所謂端材を有効利用することができ、それにより膨張黒鉛粉末の材料コストの低減を図り得、ひいては円筒状ガスケット自体のコスト低減を図ることができる。

【0038】

＜耐熱材（混合物）：無機バインダーについて＞
上記黒鉛粉末同士の接合と同時に黒鉛粉末と酸処理黒鉛粉末との混合粉末を補強材となる帯状金網及びその網目に保持する接合剤として作用する無機バインダーとしては、燐酸二水素アルミニウム、燐酸水素アルミニウム、燐酸二水素マグネシウム、燐酸水素マグネシウム、燐酸二水素カルシウム、燐酸水素カルシウム及び燐酸のうちの少なくとも一つが選択されて使用される。

【0039】

＜補強材について＞
補強材となる金網は、鉄系としてオーステナイト系のＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１０Ｓ、ＳＵＳ３１６、フェライト系のＳＵＳ４３０などのステンレス鋼線、鉄線（ＪＩＳＧ３５３２）もしくは亜鉛メッキ鉄線（ＪＩＳＧ３５４７）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、ベリリウム銅線からなる金属細線を一本又は二本以上使用して編んで形成される編組金網、平板状の編組金網、特に円筒状編組金網からなる筒状金網が使用されて好適である。

【0040】

金網を形成する金属細線において、線径は０．０５〜０．５０ｍｍ程度のものが使用され、該線径の金属細線で編まれた補強材用の金網には、その網目の目幅（編組金網を示す図４参照）が縦１．５〜６．０ｍｍ、横１．０〜５．０ｍｍ程度のものが使用されて好適である。

【0041】

次に、上記した構成材料からなる円筒状ガスケットの製造方法について、図面に基づき説明する。

【0042】

（第一工程）
酸処理黒鉛粉末として天然黒鉛、人造黒鉛、膨張黒鉛及び膨張黒鉛シートを粉砕した天然黒鉛粉末、人造黒鉛粉末及び膨張黒鉛粉末のうちの少なくとも一つから選択された黒鉛粉末と、燐酸二水素アルミニウム、燐酸水素アルミニウム、燐酸二水素マグネシウム、燐酸水素マグネシウム、燐酸二水素カルシウム、燐酸水素カルシウム及び燐酸のうちから選択された少なくとも一つの無機バインダーと、酸処理黒鉛粉末と、蒸留水とを所定量の割合で混合し、これらを混練して湿潤性を有する混合物１を作製する。この湿潤性を有する混合物１に含有される黒鉛粉末と酸処理黒鉛粉末との質量比を１：０．０１〜０．５とすると共に無機バインダーの質量比を黒鉛と酸処理黒鉛との質量１に対し０．１〜１とすることが好ましい。

【0043】

（第二工程）
図３に示すように、線径が０．０５〜０．５０ｍｍの金属細線を編み機（図示せず）で連続的に編んで得られる網目の目幅が縦１．５〜６．０ｍｍ、横１．０〜５．０ｍｍ程度（図４参照）の円筒状編組金網からなる筒状金網２を一対のローラ３及び４間に通して所望の幅の帯状金網５を作製する。

【0044】

（第三工程）
図５に示すように、圧延装置６におけるホッパー７に帯状金網５を挿入し、帯状金網５の挿入端部を一対のローラ８及び９間に通過させ、帯状金網５によって二分されたホッパー７内にコンベア１０及び１１から湿潤性を有する混合物１を供給する。ホッパー７に供給された混合物１は、ローラ８及び９間の帯状金網５に供給され、ローラ８及び９間で混合物１を圧延して、帯状金網５の網目に混合物１を充填し、帯状金網５と当該帯状金網５及びその網目に保持された混合物１とが一体となった複合帯状素材１２ａを作製し、該複合帯状素材１２ａをロール状に巻き取る。なお、図５中、符号１３は一方のローラ８側に配されたロードセル、符号１４は他方のローラ９側に配された流体シリンダを示す。

【0045】

（第四工程）
ロール状に巻き取った複合帯状素材１２ａを乾燥炉において乾燥し、複合帯状素材１２ａにおける混合物１から水分を蒸発逸散させて除去した後、複合帯状素材１２ａを所望の長さに切断して、この切断してなる複合帯状材１２を、図６及び図７に示すように、芯金（図示せず）の周りに少なくとも２周、実施の形態では３周、うず巻き状に捲回して筒状母材１５を作製する。

【0046】

（第五工程）
内部に貫通孔１６を有するキャビティ１７の当該貫通孔１６に段付きコア１８を嵌挿することによって内部に中空円筒部１９が形成された図８に示す金型２０を準備し、該金型２０の段付きコア１８に筒状母材１５を挿入する。

【0047】

金型２０の中空円筒部１９に挿入された筒状母材１５をパンチ２１でコア軸方向に９８〜２９４Ｎ／ｍｍ^２（１〜３トン／ｃｍ^２）の圧力で圧縮成形し、図１及び図２に示すような、貫通孔２２を規定する円筒状の内周面２３と、円筒状の外周面２４と、環状の端面２５及び２６とを備えた円筒状ガスケット２７を作製する。

【0048】

筒状母材１５の圧縮成形により作製された円筒状ガスケット２７は、圧縮された帯状金網５からなる補強材７０と、補強材７０の帯状金網５の網目に充填されていると共に圧縮された酸処理黒鉛粉末、黒鉛粉末及び無機バインダーの混合物１からなる耐熱材７１と、補強材７０及び耐熱材７１に分散されて配された気孔とを具備しており、補強材７０と耐熱材７１とが互いに絡み合って構造的一体性を有しており、補強材７０は、円筒状の内周面２３から円筒状の外周面２４にかけて径方向に密に含有されており、円筒状ガスケット２７の内周面２３及び外周面２４並びに環状の端面２５及び２６は、耐熱材７１と補強材７０とが混在した平滑な面になっており、円筒状ガスケット２７において、補強材７０と耐熱材７１と気孔との体積含有率は、夫々３２〜６０％、５〜５８％及び１０〜３５％である。

【0049】

円筒状ガスケット２７に含有される気孔の含有率の多寡は、円筒状ガスケット２７の密封性の良否に係るもので、特に、気孔の含有率が体積比で１０％未満では、円筒状ガスケット２７自体の剛性が高められるが、円筒状ガスケット２７の排気管内周面への挿入性に困難性をもたらし、排気管内周面との初期なじみ性が悪く、結果として密封性を低下させる虞があり、気孔の含有率が３５体積％を超えると、円筒状ガスケット２７に連続した気孔が多く現れ、密封性を低下させると共に円筒状ガスケット２７の剛性を低下させる虞がある。したがって、円筒状ガスケット２７に含有される気孔の含有率は、体積比で、好ましくは、１０〜３５％、より好ましくは、１５〜３０％である。

【0050】

円筒状ガスケット２７は、図９に示す差し込み型排気管継手に組込まれて使用される。図９に示す差し込み型排気管継手は、管端部２８、管端部２８にテーパ状の環状肩部２９を介して拡径して形成された拡径円筒部３０、拡径円筒部３０の軸方向の一方の端部に形成された開口端部３１、開口端部３１の外周面に径方向外方に伸びて形成されたフランジ部３２並びに拡径円筒部３０及びフランジ部３２に開口端部３１の開口端面３３から軸方向に沿いかつ円周方向に等配されて設けられた複数個のスリット３４を夫々備えた外管３５（図９及び図１１参照）と、外管３５の拡径円筒部３０の内部を通ると共に軸方向の一端部３６で外管３５の管端部２８に嵌合された管端部３７、管端部３７の軸方向の他端部３８の円筒外面に立設されたフランジ３９を備えた内管４０（図９及び図１０参照）と、内管４０の管端部３７の円筒外面４１と外管３５の拡径円筒部３０の円筒内面４２との間の環状空間４３に挿入された円筒状ガスケット２７と、拡径円筒部３０の円筒外面４４に配された締結バンド４５（図９及び図１２参照）とを具備しており、円筒本体４６並びに円筒本体４６から径方向外方に一体的に突設した一対の耳部４７及び４８を具備した締結バンド４５は、一対の耳部４７及び４８の貫通孔４９及び５０に挿入されたボルトなどの締結具５１の締め付けによる円筒本体４６の縮径で、円筒本体４６の内周面５２を介して外管３５の拡径円筒部３０の円筒内面４２を円筒状ガスケット２７の円筒状の外周面２４に押し付け、この押し付けを介して円筒状ガスケット２７の円筒状の内周面２３を内管４０の管端部３７の円筒外面４１に押し付けるようになっており、円筒状ガスケット２７は、環状空間４３において、軸方向の一方の端部の端面２６が内管４０のフランジ３９に当接して配されており、而して、円筒状ガスケット２７は、内管４０と外管３５との間の環状空間４３を密封し、環状空間４３からの排気ガスの漏洩を防止するようになっている。

【0051】

上記した差し込み型排気管継手において、締結バンド４５の軸方向の端部５３及び５４のうちの一方の端部５３には、径方向内方に向かって突出するフック部５５が設けられており、外管３５の拡径円筒部３０のフランジ部３２に形成された切欠き部５６と同様の横断面を有しているフック部５５は、締結バンド４５が外管３５の拡径円筒部３０の円筒外面４４に装着されたとき、フランジ部３２に形成された切欠き部５６を自由に通過して、その内面で内管４０のフランジ３９の軸方向側面に接触して、フランジ３９に係合するために、外管３５は、そのフランジ部３２において締結バンド４５と軸方向に係合する結果、内管４０と外管３５とに両者を軸方向に離間させる力が作用しても、内管４０と外管３５は離脱することがない。

【0052】

差し込み型排気管継手に組込まれて使用される円筒状ガスケット２７は、排気管継手の内管４０内を流動する排気ガスの熱により体積膨張し、円筒状ガスケット２７の円筒状の外周面２４と外管３５の拡径円筒部３０の円筒内面４２とが密に接触し、また、円筒状ガスケット２７の円筒状の内周面２３と内管４０の管端部３７の円筒外面４１とが密に接触すると共に内管４０の管端部３７と円筒状ガスケット２７の他方の端部の環状の端面２５と外管３５の拡径円筒部３０の環状肩部２９とによって形成された空間Ｓを密封するので、内管４０と外管３５と円筒状ガスケット２７との間の隙間の密封性がより向上されるので、当該隙間からの排気ガスの漏洩は一層防止される。

【0053】

また、円筒状ガスケット２７では、排気管継手の内管４０内を流動する排気ガスの熱の作用で、円筒状ガスケット２７を形成する耐熱材の無機バインダーに加熱脱水による縮合及び熱による結晶の転移等により硬化結合性が発現して、耐熱材の剛性が高められるため、円筒状ガスケット２７にヘタリ等の不具合を生じることはなく、長期間にわたって円筒状ガスケット２７の剛性が維持される。

【0054】

なお、本発明においては、剛性が高められた円筒状ガスケット２７は、締結バンド４５による大きな締付け力によってもヘタリ等を生じることがなく、締結バンド４５に締付け力の低下に起因する締結力のゆるみを生じないので、締結バンド４５に形成されたフック部５５と外管３５のフランジ部３２に形成された切欠き部５６とを必ずしも設けなくてもよい。

【実施例】

【0055】

次に、本発明を実施例に基づき詳細に説明する。なお、本発明はこれらの実施例に何等限定されない。

【0056】

実施例１
酸処理黒鉛粉末として、濃度９８％の濃硫酸を攪拌しながら強酸化剤として過酸化水素水の６０％水溶液を加えてこれを反応液とし、この反応液を冷却して１０℃の温度に保持し、該反応液に粒度３０〜８０メッシュの鱗片状天然黒鉛粉末を添加して３０分間反応を行った後、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１０分間攪拌して吸引濾過するという洗浄作業を２回繰返し、酸処理黒鉛から硫酸分を充分除去し、硫酸を充分除去した酸処理黒鉛粉末を１１０℃の温度に保持した乾燥炉で３時間乾燥して得た酸処理黒鉛粉末を使用した。

【0057】

黒鉛粉末として、密度１．１２Ｍｇ／ｍ^３であって、厚さが０．４ｍｍの膨張黒鉛シートを裁断し、粉砕して得た膨張黒鉛粉末を使用した。

【0058】

無機バインダーとして、燐酸水素マグネシウム（第二燐酸マグネシウム）を使用した。

【0059】

上記膨張黒鉛粉末と酸処理黒鉛粉末とを質量比を１：０．０１の割合で配合すると共に膨張黒鉛粉末と酸処理黒鉛粉末との質量１に対し燐酸水素マグネシウムと蒸留水とを０．２５：０．７５の質量比で配合し、これらを混練して湿潤性を有する混合物を作製した。

【0060】

金属細線として、線径０．１５ｍｍのオーステナイト系ステンレス鋼線（ＳＵＳ３０４）を７本使用して網目の目幅が縦２．０ｍｍ、横１．５ｍｍ程度の円筒状編組金網を作製し、これを一対のローラ間に通してこれを補強材用の帯状金網とした。

【0061】

図５に示す圧延装置を使用し、該圧延装置のホッパーに、帯状金網を挿入し、該帯状金網の挿入端部を一対の圧延ローラ間に通過させると共に該帯状金網によって二分されたホッパー内にコンベアから湿潤性を有する混合物を供給して、ホッパー内に供給された混合物を帯状金網の両面に供給すると同時に圧延ローラ間に供給し、当該混合物を圧延ローラ間で圧延して帯状金網と帯状金網の網目に充填保持された混合物とが一体となった複合帯状素材を作製した。

【0062】

複合帯状素材を乾燥炉内で乾燥して混合物に含有された水分を蒸発、逸散させた後、乾燥後の複合帯状素材を切断して幅６３ｍｍ、長さ１７５ｍｍ程度の複合帯状材（複合帯状材の質量：３２．７ｇ、複合帯状材中の帯状金網の質量：２７．２ｇ、膨張黒鉛粉末：４．３６ｇ、酸処理黒鉛粉末：０．０４ｇ、燐酸水素マグネシウム１．１ｇ）を作製した。

【0063】

この複合帯状材を円筒状の芯金の外周面にうず巻き状に２周捲回して筒状母材を作製した。

【0064】

内面に貫通孔を有するキャビティの該貫通孔に段付きコアを嵌挿することによって内部に中空円筒部が形成された図８に示す金型の段付きコアに筒状母材を挿入した。

【0065】

金型の中空円筒部に配した筒状母材をコア軸方向に１９６Ｎ／ｍｍ^２（２トン／ｃｍ^２）の圧力で圧縮成形し、貫通孔を規定する円筒状の内周面と円筒状の外周面と環状の端面とを備えた内径２２．１ｍｍ、外径２９．３５ｍｍ、長さ２５ｍｍの円筒状ガスケットを作製した。この円筒状ガスケットにおいて、補強材と耐熱材と気孔との含有率は、体積比で夫々４６．９％、３４．４％及び１８．７％であった。

【0066】

実施例２
酸処理黒鉛粉末として、前記実施例１と同様の酸処理黒鉛粉末を使用し、黒鉛粉末として、前記実施例１と同様の膨張黒鉛粉末を使用し、無機バインダーとして、前記実施例１と同様の燐酸水素マグネシウムを使用した。

【0067】

膨張黒鉛粉末と酸処理黒鉛粉末とを質量比１：０．０５の割合で配合すると共に膨張黒鉛粉末と酸処理黒鉛粉末との質量１に対し燐酸水素マグネシウムと蒸留水とを０．１８：０．８２の質量比で配合し、これらを混練して湿潤性を有する混合物を作製した。

【0068】

補強材用の帯状金網として、前記実施例１と同様の帯状金網を使用した。

【0069】

湿潤性を有する混合物及び帯状金網を使用し、前記実施例１と同様の方法で複合帯状素材を作製した。

【0070】

複合帯状素材を乾燥炉内で乾燥して混合物に含有された水分を蒸発、逸散させた後、乾燥後の複合帯状素材を切断して幅６３ｍｍ、長さ１７５ｍｍ程度の複合帯状材（複合帯状材の質量：３１．９２ｇ、複合帯状材中の帯状金網の質量：２７．２ｇ、膨張黒鉛粉末：３．８１ｇ、酸処理黒鉛粉末：０．１９ｇ、燐酸水素マグネシウム０．７２ｇ）を作製した。

【0071】

この複合帯状材を円筒状の芯金の外周面にうず巻き状に２周捲回して筒状母材を作製し、前記実施例１と同様の方法で、貫通孔を規定する円筒状の内周面と円筒状の外周面と環状の端面とを備えた内径２２．１ｍｍ、外径２９．３５ｍｍ、長さ２５ｍｍの円筒状ガスケットを作製した。この円筒状ガスケットにおいて、補強材と耐熱材と気孔との含有率は、体積比で夫々４６．９％、２９．４％及び２３．７％であった。

【0072】

実施例３
酸処理黒鉛粉末として、前記実施例１と同様の酸処理黒鉛粉末を使用し、黒鉛粉末として、前記実施例１と同様の膨張黒鉛粉末を使用し、無機バインダーとして、燐酸二水素アルミニウムを使用した。

【0073】

膨張黒鉛粉末と酸処理黒鉛粉末とを質量比１：０．１の割合で配合すると共に膨張黒鉛粉末と酸処理黒鉛粉末との質量１に対し燐酸二水素アルミニウムと蒸留水とを０．２５：０．７５の質量比で配合し、これらを混練して湿潤性を有する混合物を作製した。

【0074】

補強材用の帯状金網として、前記実施例１と同様の帯状金網を使用した。

【0075】

湿潤性を有する混合物及び帯状金網を使用し、前記実施例１と同様の方法で複合帯状素材を作製した。

【0076】

複合帯状素材を乾燥炉内で乾燥して混合物に含有された水分を蒸発、逸散させた後、複合帯状素材を切断して幅６３ｍｍ、長さ１７５ｍｍ程度の複合帯状材（複合帯状材の質量：３２．２ｇ、複合帯状材中の帯状金網の質量：２７．２ｇ、膨張黒鉛粉末：３．６４ｇ、酸処理黒鉛粉末：０．３６ｇ、燐酸二水素アルミニウム：１ｇ）を作製した。

【0077】

この複合帯状材を円筒状の芯金の外周面にうず巻き状に２周捲回して筒状母材を作製し、前記実施例１と同様の方法で、貫通孔を規定する円筒状の内周面と円筒状の外周面と環状の端面とを備えた内径２２．１ｍｍ、外径２９．３５ｍｍ、長さ２５ｍｍの円筒状ガスケットを作製した。この円筒状ガスケットにおいて、補強材と耐熱材と気孔との含有率は、体積比で夫々４６．９％、３３．９％及び１９．２％であった。

【0078】

実施例４
酸処理黒鉛粉末として、前記実施例１と同様の酸処理黒鉛粉末を使用し、黒鉛粉末として、前記実施例１と同様の膨張黒鉛粉末を使用し、無機バインダーとして、燐酸二水素アルミニウム（第一燐酸アルミニウム）を使用した。

【0079】

膨張黒鉛粉末と酸処理黒鉛粉末とを質量比１：０．３の割合で配合すると共に膨張黒鉛粉末と酸処理黒鉛粉末との質量１に対し燐酸二水素アルミニウムと蒸留水とを０．２５：０．７５の質量比で配合し、これらを混練して湿潤性を有する混合物を作製した。

【0080】

補強材用の帯状金網として、前記実施例１と同様の帯状金網を使用した。

【0081】

湿潤性を有する混合物及び帯状金網を使用し、前記実施例１と同様の方法で複合帯状素材を作製した。

【0082】

複合帯状素材を乾燥炉内で乾燥して混合物に含有された水分を蒸発、逸散させた後、複合帯状素材を切断して幅６３ｍｍ、長さ１７５ｍｍ程度の複合帯状材（複合帯状材の質量：３２．７ｇ、複合帯状材中の帯状金網の質量：２７．２ｇ、膨張黒鉛粉末：３．３８ｇ、酸処理黒鉛粉末：１．０２ｇ、燐酸二水素アルミニウム：１．１ｇ）を作製した。

【0083】

この複合帯状材を円筒状の芯金の外周面にうず巻き状に２周捲回して筒状母材を作製し、前記実施例１と同様の方法で、貫通孔を規定する円筒状の内周面と円筒状の外周面と環状の端面とを備えた内径２２．１ｍｍ、外径２９．３５ｍｍ、長さ２５ｍｍの円筒状ガスケットを作製した。この円筒状ガスケットにおいて、補強材と耐熱材と気孔との含有率は、体積比で夫々４６．９％、３４．８％及び１８．３％であった。

【0084】

実施例５
酸処理黒鉛粉末として、前記実施例１と同様の酸処理黒鉛粉末を使用し、黒鉛粉末として、前記実施例１と同様の膨張黒鉛粉末を使用し、無機バインダーとして、燐酸二水素カルシウム（第一燐酸カルシウム）を使用した。

【0085】

膨張黒鉛粉末と酸処理黒鉛粉末とを質量比１：０．２の割合で配合すると共に膨張黒鉛粉末と酸処理黒鉛粉末との質量１に対し燐酸二水素カルシウムと蒸留水とを０．２５：０．７５の質量比で配合し、これらを混練して湿潤性を有する混合物を作製した。

【0086】

補強材用の帯状金網として、前記実施例１と同様の帯状金網を使用した。

【0087】

湿潤性を有する混合物及び帯状金網を使用し、前記実施例１と同様の方法で複合帯状素材を作製した。

【0088】

複合帯状素材を乾燥炉内で乾燥して混合物に含有された水分を蒸発、逸散させた後、複合帯状素材を切断して幅６３ｍｍ、長さ１７５ｍｍ程度の複合帯状材（複合帯状材の質量：３２．７ｇ、複合帯状材中の帯状金網の質量：２７．２ｇ、膨張黒鉛粉末：３．６７ｇ、酸処理黒鉛粉末：０．７３ｇ、燐酸二水素カルシウム：１．１ｇ）を作製した。

【0089】

この複合帯状材を円筒状の芯金の外周面にうず巻き状に２周捲回して筒状母材を作製し、前記実施例１と同様の方法で、貫通孔を規定する円筒状の内周面と円筒状の外周面と環状の端面とを備えた内径２２．１ｍｍ、外径２９．３５ｍｍ、長さ２５ｍｍの円筒状ガスケットを作製した。この円筒状ガスケットにおいて、補強材と耐熱材と気孔との含有率は、体積比で夫々４６．９％、３４．０％及び１９．１％であった。

【0090】

実施例６
酸処理黒鉛粉末として、前記実施例１と同様の酸処理黒鉛粉末を使用し、黒鉛粉末として、前記実施例１と同様の膨張黒鉛粉末を使用し、無機バインダーとして、燐酸水素カルシウム（第二燐酸カルシウム）を使用した。

【0091】

膨張黒鉛粉末と酸処理黒鉛粉末とを質量比１：０．１の割合で配合すると共に膨張黒鉛粉末と酸処理黒鉛粉末との質量１に対し、燐酸水素カルシウムと蒸留水とを０．２：０．８の質量比で配合し、これらを混練して湿潤性を有する混合物を作製した。

【0092】

補強材用の帯状金網として、前記実施例１と同様の帯状金網を使用した。

【0093】

湿潤性を有する混合物及び帯状金網を使用し、前記実施例１と同様の方法で複合帯状素材を作製した。

【0094】

複合帯状素材を乾燥炉内で乾燥して混合物に含有された水分を蒸発、逸散させた後、複合帯状素材を切断して幅６３ｍｍ、長さ１７５ｍｍ程度の複合帯状材（複合帯状材の質量：３２．０ｇ、複合帯状材中の帯状金網の質量：２７．２ｇ、膨張黒鉛粉末：３．６４ｇ、酸処理黒鉛粉末：０．３６ｇ、燐酸水素カルシウム：０．８ｇ）を作製した。

【0095】

この複合帯状材を円筒状の芯金の外周面にうず巻き状に２周捲回して筒状母材を作製し、前記実施例１と同様の方法で、貫通孔を規定する円筒状の内周面と円筒状の外周面と環状の端面とを備えた内径２２．１ｍｍ、外径２９．３５ｍｍ、長さ２５ｍｍの円筒状ガスケットを作製した。この円筒状ガスケットにおいて、補強材と耐熱材と気孔との含有率は、体積比で夫々４６．９％、２９．４％及び気孔２３．７％であった。

【0096】

実施例７
酸処理黒鉛粉末として、前記実施例１と同様の酸処理黒鉛粉末を使用し、黒鉛粉末として、前記実施例１と同様の膨張黒鉛粉末を使用し、無機バインダーとして、燐酸（Ｈ_３ＰＯ_４：７５％水溶液）を使用した。

【0097】

膨張黒鉛粉末と酸処理黒鉛粉末とを質量比１：０．３の割合で配合すると共に膨張黒鉛粉末と酸処理黒鉛粉末との質量１に対し、燐酸を０．２５の質量比で配合し、これらを混練して湿潤性を有する混合物を作製した。

【0098】

補強材用の帯状金網として、前記実施例１と同様の帯状金網を使用した。

【0099】

湿潤性を有する混合物及び帯状金網を使用し、前記実施例１と同様の方法で複合帯状素材を作製した。

【0100】

複合帯状素材を乾燥炉内で乾燥して混合物に含有された水分を蒸発、逸散させた後、複合帯状素材を切断して幅６３ｍｍ、長さ１７５ｍｍ程度の複合帯状材（複合帯状材の質量：３２．２ｇ、複合帯状材中の帯状金網の質量：２７．２ｇ、膨張黒鉛粉末：３．１ｇ、酸処理黒鉛粉末：０．９ｇ、燐酸：１ｇ）を作製した。

【0101】

この複合帯状材を円筒状の芯金の外周面にうず巻き状に２周捲回して筒状母材を作製し、前記実施例１と同様の方法で、貫通孔を規定する円筒状の内周面と円筒状の外周面と環状の端面とを備えた内径２２．１ｍｍ、外径２９．３５ｍｍ、長さ２５ｍｍの円筒状ガスケットを作製した。この円筒状ガスケットにおいて、補強材と耐熱材と気孔との含有率は、体積比で夫々４６．９％、３２．４％及び２０．７％であった。

【0102】

実施例８
酸処理黒鉛粉末として、前記実施例１と同様の酸処理黒鉛粉末を使用し、黒鉛粉末として、前記実施例１と同様の膨張黒鉛粉末を使用し、無機バインダーとして、前記実施例１と同様の燐酸水素マグネシウムを使用した。

【0103】

膨張黒鉛粉末と酸処理黒鉛粉末とを質量比１：０．５の割合で配合すると共に、膨張黒鉛粉末と酸処理黒鉛粉末との質量１に対し、燐酸水素マグネシウムと蒸留水とを０．２５：０．７５の質量比で配合し、これらを混練して湿潤性を有する混合物を作製した。

【0104】

補強材用の帯状金網として、前記実施例１と同様の帯状金網を使用した。

【0105】

湿潤性を有する混合物及び帯状金網を使用し、前記実施例１と同様の方法で複合帯状素材を作製した。

【0106】

複合帯状素材を乾燥炉内で乾燥して混合物に含有された水分を蒸発、逸散させた後、複合帯状素材を切断して幅６３ｍｍ、長さ１７５ｍｍ程度の複合帯状材（複合帯状材の質量：３２．２ｇ、複合帯状材中の帯状金網の質量：２７．２ｇ、膨張黒鉛粉末：２．６７ｇ、酸処理黒鉛粉末：１．３３ｇ、燐酸水素マグネシウム：１．０ｇ）を作製した。

【0107】

この複合帯状材を円筒状の芯金の外周面にうず巻き状に２周捲回して筒状母材を作製し、前記実施例１と同様の方法で、貫通孔を規定する円筒状の内周面と円筒状の外周面と環状の端面とを備えた内径２２．１ｍｍ、外径２９．３５ｍｍ、長さ２５ｍｍの円筒状ガスケットを作製した。この円筒状ガスケットにおいて、補強材と耐熱材と気孔との含有率は、体積比で夫々４６．９％、３１．３％及び２１．８％であった。

【0108】

比較例１
密度が１．２Ｍｇ／ｍ^３であって、厚さが０．４ｍｍの幅７５ｍｍ、長さ２５７ｍｍの寸法に切断した短冊状の耐熱材用の膨張黒鉛シート片を準備した。

【0109】

金属細線として、線径０．１５ｍｍのオーステナイト系ステンレス鋼線（ＳＵＳ３０４）を一本使用して網目の目幅が縦４．００ｍｍ、横３．０ｍｍ程度の円筒状編組金網を作製し、これを一対のローラ間に通して幅６８ｍｍの連続した帯状金網とし、該帯状金網を長さ２５７ｍｍの寸法に切断して、これを補強材用の帯状金網とした。

【0110】

円筒状ガスケットの環状の端面となる補強材用の帯状金網の幅方向の両端縁から膨張黒鉛シート片が幅方向にはみ出していると共に、膨張黒鉛シート片の長さ方向の一方の端縁と当該端縁に対応する膨張黒鉛シート片の長さ方向の端縁を合致させて当該膨張黒鉛シート片と帯状金網とを互いに重ね合わせた重合体を作製した。

【0111】

円筒状の芯金の外周面に、重合体を、膨張黒鉛シート片を内側にしてうず巻き状であって膨張黒鉛シート片が１周多くなるように捲回して、内周面側及び外周面側の両方に膨張黒鉛シート片が露出した筒状母材を作製した。この筒状母材においては、膨張黒鉛シート片の幅方向の両端部は夫々帯状金網の幅方向に突出し（はみ出し）ている。

【0112】

内面に貫通孔を有するキャビティの該貫通孔に段付きコアを嵌挿することによって内部に中空円筒部が形成された図８に示す金型を準備し、該金型の段付きコアに筒状母材を挿入した。

【0113】

金型の中空円筒部に配した筒状母材をコア軸方向に１９６Ｎ／ｍｍ^２（２トン／ｃｍ^２）の圧力で圧縮成形し、貫通孔を規定する円筒状の内周面と円筒状の外周面と環状端面とを備えた内径２２．１ｍｍ、外径２９．４ｍｍ、長さ２５ｍｍの円筒状ガスケットを作製した。この円筒状ガスケットにおいて、圧縮された帯状金網からなる補強材と同じく圧縮された膨張黒鉛シート片からなる耐熱材と気孔との含有率は、体積比で夫々補強材９．８％、耐熱材４９．６％及び気孔４０．５％であった。

【0114】

比較例２
前記比較例１と同様の耐熱材用の膨張黒鉛シート片を準備した。

【0115】

金属細線として、前記比較例１と同様の線径０．１５ｍｍのオーステナイト系ステンレス鋼線を七本使用して網目の目幅が縦４．００ｍｍ、横３．０ｍｍ程度の円筒状編組金網を作製し、これを一対のローラ間に通して幅６８ｍｍの連続した帯状金網とし、該帯状金網を長さ２５７ｍｍの寸法に切断して、これを補強材用の帯状金網とした。

【0116】

以下、前記比較例１と同様の方法で、内径２２．１ｍｍ、外径２９．４ｍｍ、長さ２５ｍｍの円筒状ガスケットを作製した。この円筒状ガスケットにおいて、補強材と耐熱材と気孔の含有率は、体積比で夫々補強材４３．４％、耐熱材１５．１％、気孔４１．５％であった。

【0117】

次に、上記した実施例１ないし実施例８並びに比較例１及び比較例２で得た円筒状ガスケットを図９に示す差し込み型排気管継手に組込み、ガス漏れ量（ｌ／ｍｉｎ）及び締結バンドによる締付けトルクの低下率（％）について試験した。

【0118】

＜ガス漏れ量の試験条件及び試験方法＞
＜ガス漏れ量の試験条件＞
締結バンドによる締付け力：１２Ｎ・ｍ
加振角度：±０．５°（内管固定）
加振周波数（揺動速度）：５０Ｈｚ
温度（図９に示す内管の外表面温度）：室温（２５℃）〜５００℃
試験時間：２４時間

【0119】

＜ガス漏れ量の試験方法＞
室温（２５℃）において５０Ｈｚの加振周波数で±０．５°の揺動運動を継続しながら１時間で５００℃の温度まで昇温し、その温度を２２時間保持した状態で揺動運動を継続し、２２時間経過後、１時間で室温まで降温し、室温（試験開始前）でのガス漏れ量と試験時間２４時間経過後のガス漏れ量を測定した。

【0120】

＜ガス漏れ量の測定方法＞
図９に示す差し込み型排気管継手の外管の開口部を閉塞し、内管側から、３０ｋＰａの圧力で乾燥空気を流入し、継手部分（内管と外管との間の隙間）からのガス漏れ量を流量計にて、（１）試験初期（試験開始直後）及び（２）２４時間経過後の２回測定した。

【0121】

表１ないし表３は、上記試験結果を示す。

【0122】

【表1】

【0123】

【表2】

【0124】

【表3】

【0125】

表１ないし表３に示す試験結果から、実施例１ないし実施例８からなる円筒状ガスケットは、ガス漏れ量及び締付けトルクの低下率において、比較例１及び比較例２からなる円筒状ガスケットよりも優れていることがわかる。各実施例からなる円筒状ガスケットのガス漏れ量は、試験開始直後においては比較例１の円筒状ガスケットのガス漏れ量よりも多い傾向を示したが、各実施例の円筒状ガスケットのガス漏れ量は、試験時間の経過とともに減少傾向を示し、２４時間経過後のガス漏れ量は極めて低いガス漏れ量であった。これは、試験時間の経過とともに排気管の温度上昇により円筒状ガスケットに体積膨張を来たし、該円筒状ガスケットの体積膨張により、円筒状ガスケットの内、外周面は、内管の円筒状の外周面及び外管の円筒状の内周面に密に当接し、両者間の隙間を閉塞したため、当該隙間からのガス漏れが減少したものと推察される。

【0126】

これに対し、比較例１からなる円筒状ガスケットは、試験時間の経過とともにガス漏れ量が増大する傾向を示したが、これは締付けトルクの低下率が当初の半分以下に減少し、該円筒状ガスケットにヘタリを生じて両者間の隙間が増大したことによるものと推察される。また、比較例２からなる円筒状ガスケットは、剛性に特化したガスケットであり、締付けトルクの低下率は、各実施例の円筒状ガスケットと大きな差は認められなかったが、試験開始直後から２４時間経過後の試験時間を通してガス漏れ量が多い傾向を示した。

【0127】

以上説明したように、本発明の円筒状ガスケットは、補強材と耐熱材とが互いに絡み合って構造的一体性を有すると共に補強材は円筒状の内周面から円筒状の外周面にかけて径方向に密に含有されており、補強材と耐熱材と気孔との含有率が体積比で夫々補強材３２〜６０％、耐熱材５〜５８％及び気孔１０〜３５％であるので、締結バンドによる締付け力や振動による荷重に対する剛性を備えており、また当該補強材の金網の網目は耐熱材で充填されていると共に、該円筒状ガスケットは、差し込み型排気管継手に組込まれると、排気管内を流動する排気ガスの熱の作用で体積膨張を来たし、円筒状ガスケットの内、外周面は、内管の円筒状の外周面及び外管の円筒状の内周面に密に当接し両者間の隙間を閉塞するので、排気管と円筒状ガスケットとの間の隙間の密封性にも優れている。したがって、本発明の円筒状ガスケットは、差し込み型排気管継手に組込まれ、締結バンドによって強固に締め付けられてもヘタリ等の不具合を生じることがなく、悪路走行により当該継手部位に振動荷重、曲げトルクや内、外管間にこじれが繰り返し生じた場合においても、排気管の継手部位からのガス漏れを極力防止することができる。

【符号の説明】

【0128】

１ 混合物
２ 筒状金網
５ 帯状金網
１５ 筒状母材
１７ キャビティ
１８ 段付きコア
１９ 中空円筒部
２０ 金型
２１ パンチ
２７ 円筒状ガスケット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】