(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
2つの配管の間をシールするために、前記2つの配管のうちの一方の配管の端部に外嵌された状態で、前記2つの配管の各々に設けられた接触部間に介装される環状のガスケットであり、しかも膨張黒鉛及び金属メッシュ材を用いて構成されるガスケットであって、
当該ガスケットの軸心方向端面と当該ガスケットの外周面との間に配置されたシール面であって、前記ガスケットの軸心方向端面に向かって先細りとなり且つ前記ガスケットの外周面と角状に接続された拡径側端部を含むシール面を有し、当該ガスケットの軸心方向端部に配置されたシール部を備え、
前記2つの接触部間への介装時に、前記シール部が径方向内方へ圧縮変形するように、前記シール面が前記拡径側端部から対向する前記接触部に接触する構成とされていることを特徴とするガスケット。
【発明を実施するための形態】
【0013】
まず、本発明の第1実施形態について図面を参照しつつ説明する。
【0014】
図1に、本発明の第1実施形態に係るガスケット1の使用時の状態を示す。
図2に、前記ガスケット1の正面図を示す。
図3に、
図2のA−A矢視断面図を示す。
図4に、
図3の一部拡大図を示す。
【0015】
図1に示すように、前記ガスケット1は、例えば、自動車等の排気管(第1配管3及び第2配管4)の継手部分に使用される。前記排気管の継手部分等への使用時において、前記ガスケット1は、互いに対向する前記第1配管3の端部と前記第2配管4の端部との間をシールするために、前記第1配管3と前記第2配管4との間に介装される。
【0016】
前記ガスケット1は、
図1、
図2、
図3に示すように環状に形成されおり、その使用時には、前記第1配管3の端部に外嵌した状態で装着され、前記第1配管3の端部に一体(又は別体)に備えられた環状の第1接触部5と、前記第2配管4の端部に一体(又は別体)に備えられた環状の第2接触部6との間に挟圧されるようになっている。
【0017】
前記ガスケット1は、金属メッシュ材及び膨張黒鉛を用いて構成されている。前記ガスケット1は、その全体で前記金属メッシュ材をなす金属線と膨張黒鉛とが混在するように成形されている。なお、図中、これらの金属線と膨張黒鉛の具体的な配置構成についての図示は
図5の一部を除いて省略している。
【0018】
前記ガスケット1は、互いに接続された前記第1配管3及び前記第2配管4内の流路7からの流体の漏洩を防止するためのシール部を備えている。本実施形態において、前記ガスケット1は、
図1、
図2、
図3、
図4に示すように、第1シール部11と、第2シール部12とを備えている。
【0019】
前記第1シール部11は、前記ガスケット1の軸心方向一端部に設けられ、前記ガスケット1の径方向外側に配置されている。前記第1シール部11は、前記ガスケット1の軸心方向一端面14に向かって先細りとなる第1シール面13を有している。
【0020】
そして、前記ガスケット1が前記第1接触部5及び前記第2接触部6間に介装されるとき、前記第1シール部11が前記ガスケット1の径方向内方(前記第1配管3側)へ圧縮変形するように、前記第1シール面13がその拡径側端部15から対向する前記第1接触部5(詳しくは、その傾斜環状の対向面8)に接触する構成とされている。
【0021】
詳しくは、前記第1シール面13は、前記第1接触部5に対向配置される前記軸心方向一端面14と、前記ガスケット1の外周面16との間に配置されている。そして、前記第1シール面13は、本実施形態においては、前記外周面16(前記ガスケット1の軸心方向中央)側から前記軸心方向一端面14に向かって徐々に縮径するようにテーパ状に形成されている。
【0022】
前記第1シール面13は、軸心方向一端側に位置する縮径側端部18で前記軸心方向一端面14と接続されている。前記縮径側端部18は、前記ガスケット1の軸心17を含む断面において、前記ガスケット1の軸心方向一方に且つ径方向外方に向かって外部に凸となる湾曲形状(R形状)を呈するように形成されている。
【0023】
また、
図5に示すように、前記第1シール面13は、前記ガスケット1の軸心17を含む断面において、前記軸心17と前記第1シール面13とがなす角度Θ1が、前記軸心17と前記第1シール面13に対向する前記第1接触部5における傾斜状の前記対向面8とがなす角度Θ2よりも大きくなるように形成されている。
【0024】
そして、前記ガスケット1が、軸心方向に近接する前記第1接触部5及び前記第2接触部6間に挟まれるとき、前記第1シール部11が、まず前記第1シール面13の拡径側端部15から前記第1接触部5(前記対向面8)に押し付けられ、その後に前記ガスケット1の径方向内方へ圧縮変形しながら前記第1シール面13の略全体で前記第1接触部5と圧接するようになっている。
【0025】
このような構成により、前記ガスケット1が前記第1接触部5及び前記第2接触部6間に介装されるとき、前記第1シール部11と前記第1接触部5との間にシール性を確保することができる。しかも、この際、前記第1シール部11の圧縮変形により前記ガスケット1を前記第1配管3に強く押し付けて、前記ガスケット1の内周面19とこれに対向する前記第1配管3の外周面との間でもシール性を確保することができる。したがって、前記ガスケット1において、シール性の向上を図ることができる。
【0026】
一方、
図1、
図3、
図4に示すように、前記第2シール部12は、前記ガスケット1の軸心方向他端部に設けられ、前記ガスケット1の径方向外側に配置されている。前記第2シール部12は、前記ガスケット1の軸心方向他端面24に向かって先細りとなる第2シール面23を有している。
【0027】
そして、前記ガスケット1が前記第1接触部5及び前記第2接触部6間に介装されるときに、前記第2シール部12が前記ガスケット1の径方向内方(前記第1配管3側)へ圧縮変形するように、前記第2シール面23がその拡径側端部25から対向する前記第2接触部6(詳しくは、その傾斜環状の対向面9)に接触する構成とされている。
【0028】
詳しくは、前記第2シール面23は、前記第2接触部6に対向配置される前記軸心方向他端面24と、前記ガスケット1の外周面16との間に配置されている。そして、前記第2シール面23は、本実施形態においては、前記外周面16(前記ガスケット1の軸心方向中央)側から前記軸心方向他端面24に向かって徐々に縮径するようにテーパ状に形成されている。
【0029】
前記第2シール面23は、軸心方向他端側に位置する縮径側端部28で前記軸心方向他端面24と接続されている。前記縮径側端部28は、前記ガスケット1の軸心17を含む断面において、前記ガスケット1の軸心方向一方に且つ径方向外方に向かって外部に凸となる湾曲形状(R形状)を呈するように形成されている。
【0030】
また、
図5に示すように、前記第2シール面23は、前記ガスケット1の軸心17を含む断面において、前記軸心17と前記第2シール面23とがなす角度Θ3が、前記軸心17と前記第2シール面23に対向する前記第2接触部6における傾斜状の前記対向面9とがなす角度Θ4よりも大きくなるように形成されている。
【0031】
そして、前記ガスケット1が、軸心方向に近接する前記第1接触部5及び前記第2接触部6間に挟まれるとき、前記第2シール部12が、まず前記第2シール面23の拡径側端部25から前記第2接触部6(前記対向面9)に押し付けられ、その後に前記ガスケット1の径方向内方へ圧縮変形しながら前記第2シール面23の略全体で前記第2接触部6と圧接するようになっている。
【0032】
このような構成により、前記ガスケット1が前記第1接触部5及び前記第2接触部6間に介装されるとき、前記第2シール部12と前記第2接触部6との間にシール性を確保することができる。しかも、この際、前記第2シール部12の圧縮変形により前記ガスケット1を前記第1配管3に強く押し付けて、前記ガスケット1の内周面19とこれに対向する前記第1配管3の外周面との間でもシール性を確保することができる。したがって、前記ガスケット1において、高いシール性を確保することができる。
【0033】
また、本実施形態においては、
図2、
図3、
図4に示すように、前記ガスケット1の軸心方向一端面14と前記ガスケット1の内周面19との間に、第1面取り部31が形成されている。前記第1面取り部31は、前記内周面19側から前記軸心方向一端面14に向かって徐々に拡径する傾斜状面を有し、前記ガスケット1の全周にわたって設けられている。
【0034】
本実施形態においては、
図3、
図4に示すように、前記ガスケット1の軸心方向他端面24と前記ガスケット1の内周面19との間に、第2面取り部32が形成されている。前記第2面取り部32は、前記内周面19側から前記軸心方向他端面24に向かって徐々に拡径する傾斜状面を有し、前記ガスケット1の全周にわたって設けられている。
【0035】
また、本実施形態においては、
図1に示すように、前記ガスケット1は、露出部35を備えている。前記露出部35は、前記ガスケット1の使用時に前記流路7に露出するように、前記ガスケット1の軸心方向他端部に設けられている。前記露出部35には、
図5に誇張して示すように、前記金属メッシュ材の金属線36が集中的に配置されている。
【0036】
詳しくは、前記露出部35は、前記ガスケット1の軸心方向他端部において、前記第2シール部12の径方向内側に配置されている。前記露出部35は、前記ガスケット1が前記第1接触部5及び前記第2接触部6間に配置されたとき、前記ガスケット1と前記第2接触部6との間に形成された空間37に臨むように構成されている(
図1、
図5参照)。
【0037】
ここで、前記空間37は、その径方向内側において間隙38を介して前記流路7と連通されている。前記間隙38は、互いに対向する前記第1配管3の端部と前記第2配管4の端部との間に形成されている。こうして、前記露出部35は、前記空間37及び前記間隙38を介して前記流路7に露出するようになっている。
【0038】
そして、前記露出部35において、前記金属線36が、その露出割合が膨張黒鉛の露出割合よりも大きくなるように設けられている。なお、前記露出部35の径方向外側にある前記第2シール部12においては、膨張黒鉛が、その露出割合が前記金属線36の露出割合よりも大きくなるように設けられている。
【0039】
すなわち、前記露出部35においては、前記金属線36が、前記ガスケット1の外部空間である前記空間37に露出するように表面側に偏在して密に配置されている。そして、この密に配置された金属線36が、前記流路7に前記ガスケット1の膨張黒鉛が露出することをできるだけ阻害するように設けられている。
【0040】
このような構成により、前記ガスケット1が前記第1接触部5と前記第2接触部6との間に挟圧されるとき、前記露出部35及びその近傍において、前記流路7に向かって膨張黒鉛がはみ出すように前記ガスケット1が変形しようとするが、前記露出部35で密に配置された前記金属線36により、この膨張黒鉛のはみ出しを規制することが可能となる。
【0041】
つまり、この際に前記ガスケット1全体の過剰な変形を阻止することができる。よって、前記第2接触部6の対向面9に対する前記第2シール部12の第2シール面23の接触面圧を所定圧に保持して、前記ガスケット1によるシール性の低下を抑制することができる。
【0042】
しかも、前記ガスケット1においては、前記金属メッシュ材の金属線36により膨張黒鉛を、前記第1配管3及び前記第2配管4の内部(前記流路7)を流れる流体(排気等)に触れにくくすることができる。したがって、流体との接触による膨張黒鉛の劣化を抑制し、前記ガスケット1の耐久性の向上を図ることができる。
【0043】
また、本実施形態においては、
図3、
図4に示すように、前記ガスケット1が軸心方向に対称的な形状に形成されている。すなわち、前記ガスケット1において、前記第1シール部11と前記第2シール部22、前記第1面取り部31と前記第2面取り部32が軸心方向に対称的な形状になっている。
【0044】
このような構成により、前記ガスケット1を前記第1配管3の端部に装着したとき、前記ガスケット1の向きにかかわらず、高いシール性を発揮させやすくなる。前記第1配管3及び前記第2配管4への装着に際しては、前記ガスケット1の向きを考慮しなくてもよくなるので、作業性を向上させることができる。
【0045】
次に、前記ガスケット1を製造するための方法について説明する。
【0046】
前記ガスケット1の製造方法には、素材準備工程と、複合体形成工程と、複合体平坦化工程と、筒状体形成工程と、圧縮成形工程とが含まれる。そして、この順に工程が進められる。
【0047】
前記素材準備工程においては、
図6に示すような金属メッシュ材41と膨張黒鉛テープ42とを準備する。前記金属メッシュ材41は製造後のガスケット1の金属メッシュ材をなすものであり、前記膨張黒鉛テープ42は前記ガスケット1の膨張黒鉛をなすものである。
【0048】
前記金属メッシュ材41は、金属線36がニット編等の所定の編み方で編まれてなるものである。前記金属メッシュ材41は、本実施形態において、軸心方向(縦方向)を長手方向とする横長筒状に形成されている。
【0049】
前記金属線36としては、所定の線径(太さ)を有する金属線が採用される。例えば、前記金属線36は、0.1〜0.3mm(好ましくは、0.15mm)程度の直径を有するステンレス線とされる。
【0050】
前記膨張黒鉛テープ42は、長手方向に関して前記金属メッシュ材41の幅寸法と同程度の幅寸法を有している。前記膨張黒鉛テープ42は、また、筒状の前記金属メッシュ材41に挿入され得るように、短手方向に関して所定の幅寸法を有するとともに、厚さ方向に関して所定の厚さ寸法を有している。
【0051】
なお、前記素材準備工程において準備する素材としての膨張黒鉛は、ここでは
図6に示すようにテープ状に形成された膨張黒鉛(膨張黒鉛テープ)としているが、これに代えて、短冊状または線状(細幅)に切断された膨張黒鉛としてもよいし、粒状の膨張黒鉛としてもよい。
【0052】
前記複合体形成工程においては、
図6に示すように、前記膨張黒鉛テープ42が前記金属メッシュ材41に包囲された長尺帯状の複合体44が形成されるように、前記膨張黒鉛テープ42の周りに前記金属メッシュ材41を配置する。
【0053】
前記複合体平坦化工程においては、前記複合体44を平坦に成形する。これにより、前記複合体44を、前記金属メッシュ材41の金属線36が前記膨張黒鉛テープ42の表面に密着するように張り付いた平らな長尺矩形状のものとする。
【0054】
前記筒状体形成工程においては、
図7に示すように、前記複合体44の短手方向を軸心方向とする多重巻き状態のうず巻き筒状体46が形成されるように、前記複合体44をうず巻き状に巻回する。このときの巻き回数は、製造する前記ガスケット1に対し必要な肉厚に応じて適宜設定される。
【0055】
前記圧縮成形工程においては、前記うず巻き筒状体46をその軸心方向に圧縮成形する。例えば、
図8に示すように、前記ガスケット1の形状に対応する固定型51とこの固定型51に対して進退可能な可動型52とを用いて、前記複合体44が軸心方向に折り畳まれるように前記圧縮成形工程を実行する。
【0056】
すなわち、まず、前記うず巻き筒状体46を前記固定型51において内側固定型53に外嵌させつつこの内側固定型53と外側固定型54との間に設置する。そして、前記可動型52を矢印56の方向に移動させて前記内側固定型53と前記外側固定型54との間に押し込む。こうして、前記うず巻き筒状体46をその軸心方向及び径方向に圧縮成形する。
【0057】
前記圧縮成形工程の終了により、前記ガスケット1を得ることができる。
【0058】
次に、本発明の第2実施形態について図面を参照しつつ説明する。
【0059】
本実施形態に係るガスケットは、シール部において先細り状のシール面の拡径側端部に突出部が備えられている点で、第1実施形態に係るガスケットと相違する。なお、以下の説明では、第1実施形態と実質的に同一の構成には同一符号を付してその説明を省略する。
【0060】
図9に、本発明の第2実施形態に係るガスケット61の正面図を示す。
図10に、
図9のB−B矢視断面図を示す。
図11に、
図10の一部拡大図を示す。
【0061】
図9、
図10、
図11に示すように、前記ガスケット61は、第1シール面13を有する第1シール部63と、第2シール面23を有する第2シール部64とを備えている。
【0062】
前記第1シール部63においては、前記第1シール面13の拡径側端部に、外部に突出する第1突出部65が備えられている。本実施形態において、前記第1突出部65は、前記第1シール面13の縮径側に対して径方向外方へ突出するとともに、前記外周面16から軸心方向一方へ突出するように、尖状に形成されている。
【0063】
そして、
図12に示すように、前記ガスケット61が第1接触部5及び前記第2接触部6間に挟まれるとき、前記第1シール部63が、前記第1突出部65(その尖端側)から前記第1接触部5の前記対向面8に押し付けられ、前記第1突出部65が潰れるように前記ガスケット61の径方向内方へ圧縮変形しながら、好ましくは次に前記第1シール面13の縮径側端部18を前記対向面8に押し付けられて、前記第1接触部5と圧接するようになっている。
【0064】
このような構成により、前記ガスケット61が前記第1接触部5及び前記第2接触部6間に介装されるとき、前記第1突出部65を前記対向面8と接触させると同時に、前記第1突出部65よりも縮径側の前記第1シール面13を前記対向面8と接触させることが可能となり、前記第1シール部63を前記第1接触部5にさらに高い接触面圧で接触させることが可能となる。したがって、前記第1シール部63のシール性を高めることができる。
【0065】
しかも、前記対向面8との接触による前記第1シール部63の圧縮変形により、前記第1シール面13が前記第1突出部65をもたないテーパ状のシール面と仮定した場合に比べて前記ガスケット61を第1配管3に強く押し付けて、前記ガスケット61の内周面19とこれに対向する前記第1配管3の外周面との間でシール性を確保することができる。したがって、前記ガスケット61において、シール性のさらなる向上を図ることができる。
【0066】
また、前記第2シール部64においては、前記第2シール面23の拡径側端部に、外部に突出する第2突出部66が設けられている。本実施形態において、前記第2突出部66は、前記第2シール面23の縮径側に対して径方向外方へ突出するとともに、前記外周面16から軸心方向一方へ突出するように、尖状に形成されている。
【0067】
そして、
図12に示すように、前記ガスケット61が第1接触部5及び前記第2接触部6間に挟まれるとき、前記第2シール部64が、前記第2突出部66(その尖端側)から前記第2接触部6の対向面9に押し付けられ、前記第2突出部66が潰れるように前記ガスケット61の径方向内方へ圧縮変形しながら、好ましくは次に前記第2シール面23の縮径側端部28を前記対向面9に押し付けられて、前記第2接触部6と圧接するようになっている。
【0068】
このような構成により、前記ガスケット61が前記第1接触部5及び前記第2接触部6間に介装されるとき、前記第2突出部66を前記対向面9と接触させると同時に、前記第2突出部66よりも縮径側の前記第2シール面23を前記対向面9と接触させることが可能となり、前記第2シール部64を前記第2接触部6にさらに高い接触面圧で接触させることが可能となる。したがって、前記第2シール部64のシール性を高めることができる。
【0069】
しかも、前記対向面9との接触による前記第2シール部64の圧縮変形により、前記第2シール面23が前記第2突出部66をもたないテーパ状のシール面と仮定した場合に比べて前記ガスケット61を前記第1配管3に強く押し付けて、前記ガスケット61の内周面19とこれに対向する前記第1配管3の外周面との間でシール性を確保することができる。したがって、前記ガスケット61において、シール性のさらなる向上を図ることができる。
【0070】
また、本実施形態においても、
図10、
図11に示すように、前記ガスケット61が軸心方向に対称的な形状に形成されている。すなわち、前記ガスケット61において、前記第1突出部65を前記第1シール面13に備える前記第1シール部63と、前記第2突出部66を前記第2シール面23に備える前記第2シール部64とが軸心方向に対称的な形状になっている。