JP6337462B2 - 球帯状シール体 - Google Patents
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Description
濃度98%の濃硫酸を攪拌しながら、酸化剤として過酸化水素の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回繰り返し、酸処理黒鉛粉末から硫酸分を充分除去する。ついで、硫酸分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。
上記と同様の方法で得た酸処理黒鉛粉末に燐酸塩として濃度50%の第一燐酸アルミニウム〔Al(H2PO4)3〕水溶液をメタノールで希釈した溶液を噴霧状に配合し、これらを均一に攪拌して湿潤性を有する混合物を作製し、この混合物を120℃の温度に保持した乾燥炉で2時間乾燥し、ついで、これを上記と同様の方法で膨張処理して膨張黒鉛粒子(膨張倍率240〜300倍)を形成する。この膨張処理工程において、第一燐酸アルミニウムでは構造式中の水が脱離する。この膨張黒鉛粒子から上記と同様の方法で膨張黒鉛シートIIを作製し、この膨張黒鉛シートIIから形成された耐熱材を耐熱材IIとし、斯かる耐熱材IIには、第一燐酸アルミニウムが0.1〜16質量%の割合で含有されている。
上記と同様の方法で得た酸処理黒鉛粉末に燐酸塩として濃度50%の第一燐酸アルミニウム水溶液と燐酸として濃度84%のオルト燐酸(H3PO4)水溶液をメタノールで希釈した溶液を噴霧状に配合し、これらを均一に攪拌して湿潤性を有する混合物を作製し、この混合物を、120℃の温度に保持した乾燥炉で2時間乾燥し、ついで、これを上記と同様の方法で膨張処理して膨張黒鉛粒子(膨張倍率240〜300倍)を形成する。この膨張処理工程において、第一燐酸アルミニウムでは構造式中の水が脱離し、オルト燐酸では脱水反応を生じて五酸化燐を生成する。この膨張黒鉛粒子から上記と同様の方法で膨張黒鉛シートIIIを作製し、この膨張黒鉛シートIIIから形成された耐熱材を耐熱材IIIとし、斯かる耐熱材IIIには、第一燐酸アルミニウムが0.1〜16質量%及び五酸化燐が0.05〜5質量%の割合で含有されている。
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鋼線(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っており、好ましくは、0.15〜0.50mmの線径を、より好ましくは、0.15mmから0.32mmの線径を有している金属細線を使用した複数の縦線と複数の横線とが格子状に織られていると共に相隣り合う縦線と相隣り合う横線とに囲まれた方形状の網目、好ましくは縦幅及び横幅共に1.5〜5mm程度の目幅の網目をもった平織金網であって、互いに平行である一対の平行辺とこの一対の平行辺に対して傾斜した一対の傾斜辺とで規定された平行四辺形状の形状をもっていると共に方形状の網目を形成する相隣り合う縦線と相隣り合う横線との交点群において各網目での交点を結ぶ一対の対角線のうちの一方の対角線上に位置する一方の交点群が平行辺に対して平行に配列されている一方、他方の対角線上に位置する他方の交点群が平行辺に対して直交する方向に配列された長尺の平行四辺形状平織金網が補強材となる平織金網に使用されるとよい。
固体潤滑剤におけるPTFE、FEP及びh−BNの含有割合は、好ましくは、PTFE、FEP及びh−BNの組成割合(質量%)に関する図38における右側辺でもってPTFEの含有量(質量%)を、底辺でもってFEPの含有量(質量%)を、左側辺でもってh−BNの含有量(質量%)を夫々示す正三角形の三元系組成図において、PTFE10質量%、FEP10質量%及びh−BN80質量%とする組成点A、PTFE10質量%、FEP45質量%及びh−BN45質量%とする組成点B、PTFE45質量%、FEP45質量%及びh−BN10質量%とする組成点C並びにPTFE40質量%、FEP10質量%及びh−BN50質量%とする組成点Dを頂点とする四角形80で境界付けられる領域P内に相当する数値範囲内にあり、より好ましくは、図38に示す三元系組成図において、PTFE25質量%、FEP15質量%及びh−BN60質量%とする組成点E、PTFE12質量%、FEP28質量%及びh−BN60質量%とする組成点F、PTFE10質量%、FEP40質量%及びh−BN50質量%とする組成点G、PTFE20質量%、FEP40質量%及びh−BN40質量%とする組成点H、PTFE38質量%、FEP22質量%及びh−BN40質量%とする組成点J並びにPTFE35質量%、FEP15質量%及びh−BN50質量%とする組成点Kを頂点とする六角形81で境界付けられる領域Q内に相当する数値範囲内にある。
(1)平均粒子径が0.01〜1μmのPTFE粉末、平均粒子径が0.01〜1μmのFEP粉末及び平均粒子径が0.1〜20μmのh−BN粉末からなると共に図38に示す三元系組成図において四角形80で境界付けられる領域P内に相当する数値範囲内にある組成割合をもった固体潤滑剤粉末39質量%と、界面活性剤4質量%と水57質量%とからなる水性ディスパージョン、
(2)上記(1)の組成割合をもった固体潤滑剤粉末において、h−BN粉末の含有量45質量%以上を確保して当該h−BN粉末含有量の一部に代えてアルミナ水和物粉末20質量%以下を含有した上記(1)の固体潤滑剤粉末39質量%と界面活性剤4質量%と水57質量%とからなる水性ディスパージョン、
(3)上記(1)の水性ディスパージョンに、更に水溶性有機溶剤を0.1〜22.5質量%含有した水性ディスパージョン、
(4)上記(2)の水性ディスパージョンに、更に水溶性有機溶剤を0.1〜22.5質量%含有した水性ディスパージョン
のいずれかが使用される。
(第一工程)
図4に示すように、線径0.15〜0.50mmの金属細線を使用して、複数本の縦線1及び横線2が格子状に織られていると共に相隣り合う一対の縦線1と相隣り合う一対の横線2とに囲まれて縦P及び横Qの目幅をもった方形状の網目3を有する平織金網4を準備し、平織金網4を用いて、図5に示すように、方向Xに伸びる互いに平行な一対の平行辺5と平行辺5に対して傾斜すると共に互いに平行な一対の傾斜辺6とにより規定された平行四辺形状であって、網目3を形成する相隣り合う一対の縦線1と相隣り合う一対の横線2との交点7a、7b、7c及び7d群において、各網目3での交点7a、7b、7c及び7dを結ぶ一対の対角線のうちの一方の対角線上に位置する一方の交点群7b及び7cが平行辺5と平行な方向Xに配列され、他方の対角線上に位置する他方の交点群7a及び7dが方向Xと直交する方向Yに配列されている長尺の平行四辺形状平織金網8を二枚準備する。
図6に示すように、長尺の平行四辺形状平織金網8の方向Yの幅Dと同じ方向Yの幅dを有すると共に平行四辺形状平織金網8の方向Xの長さLよりも長い方向Xの長さlを有し、方向Xに伸びる互いに平行な一対の平行辺10と平行辺10に対して傾斜すると共に互いに平行な一対の傾斜辺11により規定された平行四辺形状に形成されており、密度が0.3〜1.5Mg/m3、好ましくは0.5〜1.2Mg/m3の膨張黒鉛を含む耐熱材I、II又はIIIとなる長尺の膨張黒鉛シート12を準備する。
図7及び図8に示すように、二枚の平行四辺形状平織金網8の間に膨張黒鉛シート12を、一方の傾斜辺11を除いて残る傾斜辺11を平行四辺形状平織金網8の一方の傾斜辺6に、一対の平行辺10を各一対の平行辺5にそれぞれ合致させて挟み込んで、膨張黒鉛シート12と膨張黒鉛シート12の表裏面に重ね合わされた二枚の平行四辺形状平織金網8との重合シート13を作製した後、重合シート13を、図9に示すように、一対のローラ14及び15間の隙間δに通して加圧し、図10に示すように、膨張黒鉛シート12のみの部位Aと、方形状の網目3に充填された膨張黒鉛シート12からなる膨張黒鉛を含む面16及び平行四辺形状平織金網8からなる平織金網4の面17が両面で露出した部位Bとを有すると共に部位Aの傾斜辺11からなる傾斜辺18と部位Bの一致した傾斜辺6及び11からなる傾斜辺18とを有する平行四辺形状の長尺の複合シート19を形成する。
図11、図12及び図13に示すように、複合シート19において、部位Aの傾斜辺18を最内周に位置させ、部位Aの傾斜辺18と径方向において重畳しないように部位Bの傾斜辺18を最外周に位置させるようにして、長尺の複合シート19を円筒状に捲回して円筒成形体20を形成する。
図14に示すように、円筒壁面21と円筒壁面21に連なる部分凹球面状壁面22と部分凹球面状壁面22に連なる円環状壁面23とを備え、円環状壁面23により規定される貫通孔に段付きコア24を嵌挿することによって内部に円筒状中空部25と円筒状中空部25に連なる球帯状中空部26とが形成された金型27を準備し、金型27の段付きコア24の外周面に円筒成形体20を挿入する。
図15に示すように、金型27の円筒壁面21に嵌合する円筒外面28及び段付きコア24の小径円中部の円筒外面に嵌合する円孔29を規定する円筒内面30を有した円盤状本体30a及び円孔29の一方の開口部の周縁に円筒内面30に連接する円筒内面31をもって円盤状本体30aの一方の環状端面32において突出すると共に外面に環状テーパ面部33を有する環状突起部34を具備している押圧パンチ35を金型27の円筒壁面21に嵌合させて配置し、金型27の円筒状中空部25及び球帯状中空部26に配された円筒成形体20を、押圧パンチ35を介して段付きコア軸方向に98〜294N/mm2(1〜3トン/cm2)の圧力で圧縮成形し、図1、図2及び図3に示すような、中央部に貫通孔36を有すると共に貫通孔36を規定する円筒内面37と部分凸球面状外面38と部分凸球面状外面38の大径側及び小径側の環状端面39及び40とを備えた球帯状シール体41を作製する。
(第一工程)
第一の製造方法における第一工程で準備した平行四辺形状平織金網8と同様の長尺の平行四辺形状平織金網8を二枚準備する。
(第二工程)
第一の製造方法における第二工程で準備した膨張黒鉛シート12と同様であって第一工程で準備した平行四辺形状平織金網8の長さLと同じ長さlをもった長尺の膨張黒鉛シート12を準備する。
第二工程で準備した膨張黒鉛シート12と同様であって、当該膨張黒鉛シート12の長さlよりも短い長さlをもった短尺の膨張黒鉛シート12を準備する。
図16に示すように、第一工程で準備した二枚の平行四辺形状平織金網8の間に第二工程で準備した長尺の膨張黒鉛シート12を、各辺をそれぞれ合致させて挟み込んで重合した重合シート13を形成後、重合シート13を図9に示す一対のローラ14及び15間の隙間δに通して加圧し、図17に示すように、方形状の網目3に充填された膨張黒鉛シート12からなる膨張黒鉛を含む面16及び平行四辺形状平織金網8からなる平織金網4の面17が両面で露出していると共に一致した傾斜辺6及び11からなる傾斜辺46を有する平行四辺形状の長尺の複合シート47を形成する。
図18に示すように、第三工程で準備した短尺の膨張黒鉛シート12を、一方の傾斜辺11を最内周に位置させると共に重畳部48を形成するようにして他方の傾斜辺11を該一方の傾斜辺11を超えて位置させて円筒状に一回捲回した後、円筒状に捲回された短尺の膨張黒鉛シート12の外周に、当該膨張黒鉛シート12の他方の傾斜辺11に一方の傾斜辺46を突き合わせると共に最外周に膨張黒鉛シート12の一方の傾斜辺11と平行な他方の傾斜辺46が一方の傾斜辺46と径方向において重なり合わないようにして、複合シート47を円筒状に捲回して円筒成形体49を形成する。
円筒成形体49を図14に示す金型27の段付きコア24の外周面に挿入し、金型27の円筒状中空部25及び球帯状中空部26に配された円筒成形体49を、押圧パンチ35を介して段付きコア軸方向に98〜294N/mm2(1〜3トン/cm2)の圧力で圧縮成形し、図1、図2及び図3に示すような、球帯状シール体41を作製する。
(第一工程)
第一の製造方法における第一工程で準備した平行四辺形状平織金網8と同様の長尺の平行四辺形状平織金網8を二枚準備する。
第一の製造方法における第二工程で準備した膨張黒鉛シート12と同様の長尺の膨張黒鉛シート12を準備する。
第一工程で準備した二枚の平行四辺形状平織金網8と、第二工程で準備した長尺の膨張黒鉛シート12とから第二の製造方法の第四工程と同様にして傾斜辺46を有した平面視平行四辺形状の長尺の複合シート47を形成する。
長尺の複合シート47を、図19に示すように、最内周に一方の傾斜辺46を位置させ、最外周に一方の傾斜辺46と平行な他方の傾斜辺46が径方向に重畳しないようにして、円筒状に捲回し、最内周及び最外周の夫々に平行四辺形状平織金網8の方形状の網目3に充填された膨張黒鉛シート12からなる膨張黒鉛を含む面16と平行四辺形状平織金網8からなる平織金網4の面17とが露出した筒状母材52を形成する。
第一の製造方法の第二工程での膨張黒鉛シート12と同様であって、筒状母材52の外周面を一回捲回する長さと筒状母材52を形成する膨張黒鉛シート12の幅よりも狭い幅を有する平面視平行四辺形状の短尺の膨張黒鉛シート12と、この短尺の膨張黒鉛シート12と同じ長さ及び同じ幅を有する平面視平行四辺形状の短尺の二枚の平行四辺形状平織金網8とを準備する。
図20に示すように、第五工程で準備した短尺の膨張黒鉛シート12を、第五工程で準備した二枚の短尺の平行四辺形状平織金網8の間に各辺をそれぞれ合致させて挟み込んで重合して重合シート13を作製後、重合シート13を図9に示す一対のローラ14及び15間の隙間δに通して加圧し、図21に示すように、方形状の網目3に充填された膨張黒鉛シート12からなる膨張黒鉛を含む面16及び平行四辺形状平織金網8からなる平織金網4の面17が両面で露出していると共に一致した傾斜辺6及び11からなる傾斜辺53とを有する図17に示す複合シート47と同様の平行四辺形状の短尺の外面形成部材54を形成する。
筒状母材52の外周面に、図22及び23に示すように、筒状母材52の下端に一方の平行辺を一致させて外面形成部材54を、その両端の平行な傾斜辺53及び53との間に円周方向に隙間をもって捲回した複合円筒成形体55を形成する。
複合円筒成形体55を、図24に示すように金型27の段付きコア24の外周面に挿入し、段付きコア24を金型27内に配置すると共に金型27内において複合円筒成形体55を、押圧パンチ35を介してコア軸方向に98〜294N/mm2(1〜3トン/cm2)の圧力で圧縮成形し、図1、図2及び図3に示すような、球帯状シール体41を作製する。
(第一工程)
第一の製造方法における第一工程で準備した長尺の平行四辺形状平織金網8を二枚準備する。
第一の製造方法における第二工程で準備した膨張黒鉛シート12と同様であって、第一工程で準備した平行四辺形状平織金網8の長さLよりも少なくとも後述の円筒成形体62の最内周の一周分に相当する長さだけ長い長さlをもった長尺の膨張黒鉛シート12を準備し、図25及び図26に示すように、膨張黒鉛シート12において後述の円筒成形体62の最外周の一周分に相当する長さの一方の端部56の一方の表面57に、固体潤滑剤を適用して当該表面57に固体潤滑剤からなる被覆層58を形成する。
図27に示すように、第一工程で準備した二枚の平織金網8の間に、第二工程で作製した被覆層58付き膨張黒鉛シート12を、膨張黒鉛シート12の一方の端部56と平織金網8の一方の端部との各辺をそれぞれ合致させて挟み込んで重合して重合シート13を作製後、重合シート13を図9に示す一対のローラ14及び15間の隙間δに通して加圧し、図28に示すように、膨張黒鉛シート12のみの部位Aと、方形状の網目3を形成する相隣り合う縦線1と相隣り合う横線2との交点群7a、7b、7c及び7dにおいて各網目3での交点を結ぶ一対の対角線のうちの一方の対角線上に位置する一方の交点群7b及び7cが平行辺6と平行に方向Xに配列されている一方、当該一対の対角線のうちの他方の対角線上に位置する他方の交点群7a及び7dが一方の交点群7b及び7cと直交して方向Yに配列された平行四辺形状平織金網8からなる平織金網4の網目3に充填された膨張黒鉛シート12からなる膨張黒鉛を含む面16及び膨張黒鉛シート12からなる膨張黒鉛を充填した平織金網8の面17が露出した部位Bと、交点群7a及び7dが方向Xに、交点群7a及び7dが方向Yに夫々配列された平行四辺形状平織金網8からなる平織金網4の網目3に被覆層58を充填した平織金網4の面17及び被覆層58の固体潤滑剤からなる面59が露出した部位Cとを具備しており、方向Xの両端が同じ方向に傾いた傾斜辺60を有した平面視平行四辺形状の長尺の複合シート61を形成する。
図29に示すように、複合シート61を、最内周に部位Aの傾斜辺60を、最外周に部位Cの傾斜辺60を夫々配すると共に部位Aを最内周側で一巻き、部位Cを固体潤滑剤からなる面59を外側にして最外周側で一巻きするようにして、円筒状に捲回して円筒成形体62を形成する。
円筒成形体62を図14に示す金型27の段付きコア24の外周面に挿入し、段付きコア24を金型27内に配置すると共に金型27内において円筒成形体62を、押圧パンチ35を介してコア軸方向に98〜294N/mm2(1〜3トン/cm2)の圧力で圧縮成形し、図1、図3及び図37に示す球帯状シール体41を作製する。
(第一工程)
第一の製造方法における第一工程で準備した平行四辺形状平織金網8と同様の長尺の平行四辺形状平織金網8を二枚準備する。
第一の製造方法で準備した膨張黒鉛シート12と同様の長尺の膨張黒鉛シート12を準備し、この長尺の膨張黒鉛シート12において後述の円筒成形体65の最外周の一周分に相当する長さをもった一方の端部56の一方の表面57に固体潤滑剤を適用して当該表面57に固体潤滑剤からなる被覆層58を形成する。
図30に示すように、第一工程で準備した二枚の平織金網8の間に、第二工程で作製した膨張黒鉛シート12を、夫々の各辺を合致させて、挟み込んで重合して重合シート13を作製後、重合シート13を図9に示す一対のローラ14及び15間の隙間δに通し加圧し、図31に示すように、第四の製造方法での部位B及びCと同様の部位B及びCを具備しており、両端が同じ方向に傾いた互いに平行な傾斜辺63を有した平面視平行四辺形状の長尺の複合シート64を形成する。
図32に示すように、第一の製造方法で準備した膨張黒鉛シート12と同様であって、円筒成形体65の最内周の一周分に相当する長さをもった短尺の膨張黒鉛シート12の一方の傾斜辺11を最内周に位置させると共に他方の傾斜辺11を一方の傾斜辺11を超えて重畳部48をもって位置させて当該短尺の膨張黒鉛シート12を円筒状に一回捲回した後、短尺の膨張黒鉛シート12の他方の傾斜辺11に一方の傾斜辺63を対峙させると共に最外周で一方の傾斜辺63に他方の傾斜辺63が重なり合わないようにして、複合シート64を先に円筒状に捲回した短尺の膨張黒鉛シート12の周りに円筒状に捲回して最外周の外面に平織金網4の面17と被覆層58の面59とが露出した円筒成形体65を形成する。
円筒成形体65を図14に示す金型27の段付きコア24の外周面に挿入し、段付きコア24を金型27内に配置すると共に金型27内において円筒成形体65を、押圧パンチ35を介してコア軸方向に98〜294N/mm2(1〜3トン/cm2)の圧力で圧縮成形し、図1、図3及び図37に示す球帯状シール体41を作製する。
(第一工程)
第一の製造方法の第一工程で準備した平行四辺形状平織金網8であって、第一の製造方法の第二工程で準備した長尺の膨張黒鉛シート12と同じ幅及び長さをもった長尺の平行四辺形状平織金網8を二枚準備する。
第四の製造方法における第二工程で作製された図25及び26に示す一方の端部56の一方の表面57に固体潤滑剤の被覆層58を備えた膨張黒鉛シート12と同様の長尺の膨張黒鉛シート12を準備する。
第一工程で準備した二枚の平織金網8の間に第二工程で準備した膨張黒鉛シート12を、各辺をそれぞれ合致させて挟み込んだ後、第五の製造方法における第三工程と同様にして、複合シート64を形成する。
複合シート64を、図33に示すように、最内周に部位B側の傾斜辺63を配し、最外周に部位C側の傾斜辺63を、部位B側の傾斜辺63と径方向に重畳しないように配して、円筒状に捲回して円筒成形体68を形成する。
円筒成形体68を図14に示す金型27の段付きコア24の外周面に挿入し、段付きコア24を金型27内に配置すると共に金型27内において円筒成形体68を、押圧パンチ35を介してコア軸方向に98〜294N/mm2(1〜3トン/cm2)の圧力で圧縮成形し、図1、図3及び図37に示す球帯状シール体41を作製する。
(第一工程)
第三の製造方法と同様の方法で、図19に示す筒状母材52を形成する。
第三の製造方法における第五工程で準備する短尺の膨張黒鉛シート12と、夫々この短尺の膨張黒鉛シート12と同じ長さ及び幅の二枚の平行四辺形状平織金網8とを準備する。
図34に示すように短尺の膨張黒鉛シート12の一方の表面全体に固体潤滑剤を適用して当該表面全体に固体潤滑剤の被覆層58を形成する。
図35に示すように、固体潤滑剤の被覆層58を備えた短尺の膨張黒鉛シート12を、二枚の短尺の平織金網8の間に各辺をそれぞれ合致させて挟み込んで重合して重合シート13を作製後、重合シート13を図9に示す一対のローラ14及び15間の隙間δに通して加圧し、図36に示すように、方形状の網目3を形成する相隣り合う縦線1と相隣り合う横線2との交点群7a、7b、7c及び7dにおいて各網目3での交点を結ぶ一対の対角線のうちの一方の対角線上に位置する一方の交点群7b及び7cが平行辺6と平行な方向Xに配列されている一方、当該一対の対角線のうちの他方の対角線上に位置する他方の交点群7a及び7dが方向Xと直交する方向Yに配列された平行四辺形状平織金網8からなる平織金網4の面17と被覆層58の面59とが露出していると共に両端が同じ方向に傾いた傾斜辺69を有した平面視平行四辺形状の外面形成部材70を形成する。
筒状母材52の外周面に、図22及び23に示すように、筒状母材52の下端に一方の平行辺を一致させて外面形成部材70を、その両端の平行な傾斜辺69との間に円周方向に隙間をもって捲回した複合円筒成形体71を形成する。
複合円筒成形体71を図24に示すように金型27の段付きコア24の外周面に挿入し、段付きコア24を金型27内に配置すると共に金型27内において複合円筒成形体71を、押圧パンチ35を介して段付きコア軸方向に98〜294N/mm2(1〜3トン/cm2)の圧力で圧縮成形し、図1、図3及び図37に示すような球帯状シール体41を作製する。
金属細線として線径0.28mmのオーステナイト系ステンレス鋼線(SUS304)を一本使用して目幅が縦1.5mm、横1.5mmの方形状の網目をもって織られた平織金網と密度1.12Mg/cm3、厚さ0.28mmの耐熱材Iとしての膨張黒鉛シートとを用いて第一の製造方法で球帯状シール体を製造した。
実施例1と同様の金属細線を用いて目幅が縦2.0mm、横2.0mmの方形状の網目をもって織られた平織金網と実施例1と同様の膨張黒鉛シートとを用いて第一の製造方法で球帯状シール体を製造した。
実施例1と同様の金属細線を使用して目幅が縦2.5mm、横2.5mmの方形状の網目をもって織られた平織金網と実施例1と同様の膨張黒鉛シートとを用いて、第二の製造方法で球帯状シール体を製造した。
実施例1と同様の平織金網及び膨張黒鉛シートを用いた筒状母材と、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)を一本使用して目幅が縦2.0mm、横2.0mmの方形状の網目をもって織られた平織金網及び実施例1と同様の膨張黒鉛シートを用いた外面形成部材とから第三の製造方法で球帯状シール体を得た。
金属細線として線径0.32mmのオーステナイト系ステンレス鋼線(SUS304)を一本使用して目幅が縦2.5mm、横2.5mmの方形状の網目をもって織られた平織金網及び実施例1と同様の膨張黒鉛シートを用いた筒状母材と、金属細線として線径0.28mmのオーステナイト系ステンレス鋼線(SUS304)を一本使用して目幅が縦2.5mm、横2.5mmの方形状の網目をもって織られた平織金網及び実施例1と同様の膨張黒鉛シートを用いた外面形成部材とから第三の製造方法で球帯状シール体を得た。
平均粒径0.20μmのPTFE粉末25質量%、平均粒径0.15μmのFEP粉末15質量%、平均粒径8μmのh−BN粉末60質量%を含有する固体潤滑剤用粉末39質量%、界面活性剤としてポリオキシエチレンアルキルエーテル(非イオン性界面活性剤)4質量%及び水57質量%からなる水性ディスパージョン(PTFE9.75質量%、FEP5.85質量%、h−BN23.4質量%、非イオン性界面活性剤4質量%及び水57質量%)がローラ塗りされて、100℃の温度で乾燥されて、PTFE、FEP及びh−BNの固体潤滑剤(PTFE25質量%、FEP15質量%及びh−BN60質量%)の被覆層が一方の端部の一方の表面に形成された実施例1と同様の膨張黒鉛シートと、実施例1と同様の平織金網とから第四の製造方法で球帯状シール体を得た。
平均粒径0.20μmのPTFE粉末12質量%、平均粒径0.15μmのFEP粉末28質量%、平均粒径8μmのh−BN粉末60質量%を含有する固体潤滑剤用粉末39質量%、界面活性剤としてポリオキシエチレンアルキルエーテル(非イオン性界面活性剤)4質量%及び水57質量%からなる水性ディスパージョン(PTFE4.68質量%、FEP10.92質量%、h−BN23.4質量%、非イオン性界面活性剤4質量%及び水57質量%)がローラ塗りされて、100℃の温度で乾燥されてPTFE、FEP及びh−BNの固体潤滑剤(PTFE12質量%、FEP28質量%及びh−BN60質量%)の被覆層が一方の端部の一方の表面に形成された実施例1と同様の膨張黒鉛シートと金属細線として線径0.42mmのオーステナイト系ステンレス鋼線(SUS304)を一本使用して目幅が縦2.5mm、横2.5mmの方形状の網目をもって織られた平織金網とから第四の製造方法で球帯状シール体を得た。
金属細線として線径0.28mmのオーステナイト系ステンレス鋼線(SUS304)を一本使用して目幅が縦3.0mm、横3.0mmの方形状の網目をもって織られた平織金網と、平均粒径0.20μmのPTFE粉末20質量%、平均粒径0.15μmのFEP粉末40質量%及び平均粒径8μmのh−BN粉末40質量%を含有する固体潤滑剤用粉末39質量%、界面活性剤としてポリオキシエチレンアルキルエーテル(非イオン性界面活性剤)4質量%及び水57質量%からなる水性ディスパージョン(PTFE7.8質量%、FEP15.6質量%、h−BN15.6質量%、非イオン性界面活性剤4質量%及び水57質量%)がローラ塗りされて、100℃の温度で乾燥されてPTFE、FEP及びh−BNの固体潤滑剤(PTFE20質量%、FEP40質量%及びh−BN40質量%)の被覆層が一方の端部の一方の表面に形成された実施例1と同様の膨張黒鉛シートとを用いて第六の製造方法で球帯状シール体を得た。
金属細線として線径0.32mmのオーステナイト系ステンレス鋼線(SUS304)を一本使用して目幅が縦2.5mm、横2.5mmの方形状の網目をもって織られた平織金網と、平均粒径0.20μmのPTFE粉末38質量%、平均粒径0.15μmのFEP粉末22質量%及び平均粒径8μmのh−BN粉末40質量%を含有する固体潤滑剤用粉末39質量%、界面活性剤としてポリオキシエチレンアルキルエーテル(非イオン性界面活性剤)4質量%及び水57質量%からなる水性ディスパージョン(PTFE14.82質量%、FEP8.58質量%、h−BN15.6質量%、非イオン性界面活性剤4質量%及び水57質量%)がローラ塗りされ、100℃の温度で乾燥されたPTFE、FEP及びh−BNの固体潤滑剤(PTFE38質量%、FEP22質量%及びh−BN40質量%)の被覆層が一方の端部の一方の表面に形成された実施例1と同様の膨張黒鉛シートとを用いて第六の製造方法で球帯状シール体を得た。
金属細線として線径0.5mmのオーステナイト系ステンレス鋼線(SUS304)を一本使用して目幅が縦2.0mm、横2.0mmの方形状の網目をもって織られた平織金網と、平均粒径0.20μmのPTFE粉末22質量%、平均粒径0.15μmのFEP粉末22質量%、平均粒径8μmのh−BN粉末53質量%及びアルミナ水和物としてベーマイト粉末3質量%を含有する固体潤滑剤用粉末39質量%、界面活性剤としてポリオキシエチレンアルキルエーテル(非イオン性界面活性剤)4質量%及び水57質量%からなる水性ディスパージョン(PTFE8.58質量%、FEP8.58質量%、h−BN20.67質量%、非イオン性界面活性剤4質量%及び水57質量%)がローラ塗りされ、100℃の温度で乾燥されてPTFE、FEP及びh−BNの固体潤滑剤(PTFE22質量%、FEP22質量%、h−BN53質量%及びベーマイト3質量%)の被覆層が一方の端部の一方の表面に形成された実施例1と同様の膨張黒鉛シートとを用いて第六の製造方法で球帯状シール体を得た。
実施例1と同様の膨張黒鉛シートと実施例10と同様の平織金網とを用いて作製した筒状母材と、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)を一本使用して目幅が縦1.5mm、横1.5mmの方形状の網目をもって織られた平織金網並びに平均粒径0.20μmのPTFE粉末35質量%、平均粒径0.15μmのFEP粉末15質量%及び平均粒径8μmのh−BN粉末50質量%を含有する固体潤滑剤用粉末39質量%、界面活性剤としてポリオキシエチレンアルキルエーテル(非イオン性界面活性剤)4質量%及び水57質量%からなる水性ディスパージョン(PTFE13.65質量%、FEP5.85質量%、h−BN19.5質量%、非イオン性界面活性剤4質量%及び水57質量%)がローラ塗りされ、100℃の温度で乾燥されたPTFE、FEP及びh−BNの固体潤滑剤(PTFE35質量%、FEP15質量%及びh−BN50質量%)の被覆層が一方の表面全体に形成された実施例1と同様の膨張黒鉛シートで形成された外面形成部材とを用いて第七の製造方法で球帯状シール体を得た。
実施例12と同様にして筒状母材と、金属細線として線径0.28mmのオーステナイト系ステンレス鋼線(SUS304)を一本使用して目幅が縦2.5mm、横2.5mmの方形状の網目をもって織られた平織金網及び実施例6と同様の水性ディスパージョン(PTFE9.75質量%、FEP5.85質量%、h−BN23.4質量%、非イオン性界面活性剤4質量%及び水57質量%)がローラ塗りされて100℃の温度で乾燥され、更に加熱炉内において340℃の温度で20分間焼成されてPTFE、FEP及びh−BNの固体潤滑剤(PTFE25質量%、FEP15質量%及びh−BN60質量%)の被覆層が一方の端部の一方の表面に形成された実施例1と同様の膨張黒鉛シートで形成された外面形成部材とを用いて第七の製造方法で球帯状シール体を得た。
金属細線として線径0.28mm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4mm、横5mm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帯状金網とし、耐熱材Iとして密度1.12Mg/cm3、厚さ0.38mmの実施例1と同様の膨張黒鉛シートを使用し、膨張黒鉛シートをうず巻き状に一周分捲回したのち、膨張黒鉛シートの内側に帯状金網を重ね合わせ、うず巻き状に捲回して最外周に膨張黒鉛シートを位置させた筒状母材を作製した。この筒状母材においては、膨張黒鉛シートの幅方向(方向Y)の両端部はそれぞれ帯状金網の幅方向に突出(はみ出し)している。
比較例1と同様の膨張黒鉛シートの幅方向の両端部がそれぞれ比較例1と同様の編組金網の幅方向に突出(はみ出し)している筒状母材を作製した。
温度(図41に示す径拡大部301の表面の温度) 300℃
振幅(揺動角) ±2°
加振周波数 25Hz
加振時間 42Hr
コイルバネによるセット荷重 650N
加振回数 374万回
相手材材質(図41に示す径拡大部301の材質) SUS304
温度(図41に示す径拡大部301の表面の温度) 室温(25℃)〜500℃
加振周波数 25Hz
摺動距離(振幅) ±0.05〜±2.05mm
加振時間 40分間(1サイクル)
コイルバネによるセット荷重 650N
図41に示す排気管継手の上流側排気管100を固定すると共に上流側排気管100に高温ガスを流通させて相手材(図41に示す径拡大部301)の表面温度を300℃まで昇温し、相手材の表面温度が300℃に到達した時点で、他方の排気管300を25Hzの加振周波数で±2°の振幅で揺動運動を42時間(加振回数374回)行った後、一旦温度を室温まで降下させる(揺動試験)。引き続き、10分間で相手材の表面温度を500℃に昇温し、相手材の表面温度が500℃に到達した時点で、周波数25Hz、振幅±0.05mmの条件で10分間加振する。次いで、相手材の表面温度を500℃から室温まで降下させながら振幅を±0.05mmから±2.05mmの範囲で変化させ、当該振幅での摩擦異音の有無の測定を行った(摩擦異音の有無の試験)。
コイルバネによる押圧力(スプリングセットフォース):650N
揺動角度:±2°
加振周波数(揺動速度):5Hz
温度(図41に示す径拡大部301):室温(RT=25℃)〜500℃
揺動回数:100万回
相手材(図41に示す径拡大部301の材質):SUS304
揺動試験の試験条件により揺動試験を行った後、室温において5Hzの加振周波数で±2°の揺動運動を継続しながら相手材表面の温度を500℃まで昇温し、その温度を保持した状態で揺動運動を継続し、(1)試験開始前、(2)揺動回数25万回後、(3)揺動回数50万回後及び(4)揺動回数100万回に到達した時点でのガス漏れ量について測定した。
図41に示す排気管継手の上流側排気管100の開口部を閉塞し、下流側排気管300側から、49kPa(0.5kgf/cm2)の圧力で乾燥空気を流入し、継手部分(球帯状シール体41の部分凸球面状外面38と凹球面部302の内面304との摺接部、球帯状シール体41の円筒内面37と上流側排気管100の管端部101との嵌合部及び環状端面39と上流側排気管100に立設されたフランジ部200との当接部からの(1)試験開始前、(2)揺動回数25万回到達時、(3)揺動回数50万回到達時及び(4)揺動回数100万回到達時のガス漏れ量を流量計にて測定した。
記号:0 摩擦異音の発生なし。
記号:0.5 集音パイプで摩擦異音の発生を確認できる。
記号:1 排気管球面継手の摺動部位から約0.2m離れた位置で摩擦異音の発 生を確認できる。
記号:1.5 排気管球面継手の摺動部位から約0.5m離れた位置で摩擦異音の発 生を確認できる。
記号:2 排気管球面継手の摺動部位から約1m離れた位置で摩擦異音の発生を 確認できる。
記号:2.5 排気管球面継手の摺動部位から約2m離れた位置で摩擦異音の発生を 確認できる。
記号:3 排気管球面継手の摺動部位から約3m離れた位置で摩擦異音の発生を 確認できる。
記号:3.5 排気管球面継手の摺動部位から約5m離れた位置で摩擦異音の発生を 確認できる。
記号:4 排気管球面継手の摺動部位から約10m離れた位置で摩擦異音の発生 を確認できる。
記号:4.5 排気管球面継手の摺動部位から約15m離れた位置で摩擦異音の発生 を確認できる。
記号:5 排気管球面継手の摺動部位から約20m離れた位置で摩擦異音の発生 を確認できる。
2 横線
3 網目
4 平織金網
5、10 平行辺
6、11、18、46、53、60、63、69 傾斜辺
7a、7b、7c、7d 交点
8 平行四辺形状平織金網
12 膨張黒鉛シート
13 重合シート
16、17、43、44,45、59 面
19、47 複合シート
20、49、62、65、68 円筒成形体
36 貫通孔
37 円筒内面
38 部分凸球面状外面
39、40 環状端面
41 球帯状シール体
42 耐熱材
48 重畳部
61、64 複合シート
52 筒状母材
54、70 外面形成部材
55、71 複合円筒成形体
57 表面
58 被覆層
Claims (18)
- 円筒内面、部分凸球面状外面並びに部分凸球面状外面の大径側及び小径側に環状端面を備えていると共に排気管継手に用いられる球帯状シール体であって、複数の方形状の網目を形成する複数の縦線及び横線を有していると共に部分凸球面状外面及び円筒内面間で複数の層を形成して当該部分凸球面状外面及び円筒内面間に配された平織金網と、この平織金網の網目を充填すると共にこの平織金網と混在一体化された膨張黒鉛を含む耐熱材とを具備しており、部分凸球面状外面は、最外層を形成する平織金網において各網目を形成する相隣り合う縦線と相隣り合う横線との交点を結ぶ一対の対角線のうちの一方の対角線上に位置すると共に軸方向に配列された一方の交点群からなる面及び当該一対の対角線のうちの他方の対角線上に位置すると共に円周方向に配列された他方の交点群からなる面を含む当該平織金網の面を具備しており、部分凸球面状外面は、最外層を形成する平織金網の網目に充填されている耐熱材からなる面を具備している球帯状シール体。
- 円筒内面、部分凸球面状外面並びに部分凸球面状外面の大径側及び小径側に環状端面を備えていると共に排気管継手に用いられる球帯状シール体であって、複数の方形状の網目を形成する複数の縦線及び横線を有していると共に部分凸球面状外面及び円筒内面間で複数の層を形成して当該部分凸球面状外面及び円筒内面間に配された平織金網と、この平織金網の網目を充填すると共にこの平織金網と混在一体化された膨張黒鉛を含む耐熱材とを具備しており、部分凸球面状外面は、最外層を形成する平織金網において各網目を形成する相隣り合う縦線と相隣り合う横線との交点を結ぶ一対の対角線のうちの一方の対角線上に位置すると共に軸方向に配列された一方の交点群からなる面及び当該一対の対角線のうちの他方の対角線上に位置すると共に円周方向に配列された他方の交点群からなる面を含む当該平織金網の面を具備しており、円筒内面は、膨張黒鉛を含む耐熱材のみからなる面を具備している球帯状シール体。
- 円筒内面、部分凸球面状外面並びに部分凸球面状外面の大径側及び小径側に環状端面を備えていると共に排気管継手に用いられる球帯状シール体であって、複数の方形状の網目を形成する複数の縦線及び横線を有していると共に部分凸球面状外面及び円筒内面間で複数の層を形成して当該部分凸球面状外面及び円筒内面間に配された平織金網と、この平織金網の網目を充填すると共にこの平織金網と混在一体化された膨張黒鉛を含む耐熱材とを具備しており、部分凸球面状外面は、最外層を形成する平織金網において各網目を形成する相隣り合う縦線と相隣り合う横線との交点を結ぶ一対の対角線のうちの一方の対角線上に位置すると共に軸方向に配列された一方の交点群からなる面及び当該一対の対角線のうちの他方の対角線上に位置すると共に円周方向に配列された他方の交点群からなる面を含む当該平織金網の面を具備しており、円筒内面は、最内層を形成する平織金網からなる面と、この平織金網の網目に充填されていると共に膨張黒鉛を含む耐熱材からなる面とを具備している球帯状シール体。
- 円筒内面、部分凸球面状外面並びに部分凸球面状外面の大径側及び小径側に環状端面を備えていると共に排気管継手に用いられる球帯状シール体であって、複数の方形状の網目を形成する複数の縦線及び横線を有していると共に部分凸球面状外面及び円筒内面間で複数の層を形成して当該部分凸球面状外面及び円筒内面間に配された平織金網と、この平織金網の網目を充填すると共にこの平織金網と混在一体化された膨張黒鉛を含む耐熱材とを具備しており、部分凸球面状外面は、最外層を形成する平織金網において各網目を形成する相隣り合う縦線と相隣り合う横線との交点を結ぶ一対の対角線のうちの一方の対角線上に位置すると共に軸方向に配列された一方の交点群からなる面及び当該一対の対角線のうちの他方の対角線上に位置すると共に円周方向に配列された他方の交点群からなる面を含む当該平織金網の面を具備しており、大径側の環状端面は、平織金網の一方及び他方の交点群からなる面を含む平織金網の面と、平織金網の網目に充填されていると共に膨張黒鉛を含む耐熱材からなる面とを具備している球帯状シール体。
- 円筒内面は、膨張黒鉛を含む耐熱材のみからなる面を具備している請求項1又は4に記載の球帯状シール体。
- 円筒内面は、最内層を形成する平織金網からなる面と、この平織金網の網目に充填されていると共に膨張黒鉛を含む耐熱材からなる面とを具備している請求項1又は4に記載の球帯状シール体。
- 固体潤滑剤を更に具備しており、部分凸球面状外面は、最外層を形成する平織金網の網目に充填されている固体潤滑剤からなる面を具備している請求項1から6のいずれか一項に記載の球帯状シール体。
- 固体潤滑剤は、四フッ化エチレン樹脂、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体及び六方晶窒化硼素を含む請求項7に記載の球帯状シール体。
- 四フッ化エチレン樹脂、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体及び六方晶窒化硼素の固体潤滑剤での組成割合は、四フッ化エチレン樹脂、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体及び六方晶窒化硼素の三元系組成図において、四フッ化エチレン樹脂10質量%、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体10質量%及び六方晶窒化硼素80質量%とする組成点、四フッ化エチレン樹脂10質量%、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体45質量%及び六方晶窒化硼素45質量%とする組成点、四フッ化エチレン樹脂45質量%、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体45質量%及び六方晶窒化硼素10質量%とする組成点並びに四フッ化エチレン樹脂40質量%、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体10質量%及び六方晶窒化硼素50質量%とする組成点を頂点とする四角形で境界付けられる領域内に相当する数値範囲内にある請求項8に記載の球帯状シール体。
- 四フッ化エチレン樹脂、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体及び六方晶窒化硼素の固体潤滑剤での組成割合は、四フッ化エチレン樹脂、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体及び六方晶窒化硼素の三元系組成図において、四フッ化エチレン樹脂25質量%、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体15質量%及び六方晶窒化硼素60質量%とする組成点、四フッ化エチレン樹脂12質量%、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体28質量%及び六方晶窒化硼素60質量%とする組成点、四フッ化エチレン樹脂10質量%、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体40質量%及び六方晶窒化硼素50質量%とする組成点、四フッ化エチレン樹脂20質量%、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体40質量%及び六方晶窒化硼素40質量%とする組成点、四フッ化エチレン樹脂38質量%、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体22質量%及び六方晶窒化硼素40質量%とする組成点並びに四フッ化エチレン樹脂35質量%、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体15質量%及び六方晶窒化硼素50質量%とする組成点を頂点とする六角形で境界付けられる領域内に相当する数値範囲内にある請求項8に記載の球帯状シール体。
- 固体潤滑剤は、アルミナ水和物を20質量%以下の割合で更に含有する請求項9又は10に記載の球帯状シール体。
- 固体潤滑剤は、未焼成である請求項7から11のいずれか一項に記載の球帯状シール体。
- 固体潤滑剤は、焼成されている請求項7から11のいずれか一項に記載の球帯状シール体。
- 部分凸球面状外面での平織金網の一方及び他方の交点群からなる面を含む平織金網の面は、部分凸球面状外面の全体に対して10〜60%の面積割合をもっている請求項1から13のいずれか一項に記載の球帯状シール体。
- 耐熱材は、燐酸塩を0.1〜16質量%の割合で含有する請求項1から14のいずれか一項に記載の球帯状シール体。
- 耐熱材は、五酸化燐を0.05〜5質量%の割合で含有する請求項1から15のいずれか一項に記載の球帯状シール体。
- 最外層に続く層であって少なくとも最外層に隣接する層を形成する平織金網において、各網目を形成する相隣り合う縦線と相隣り合う横線との交点を結ぶ一対の対角線のうちの一方の対角線上に位置する一方の交点群は、軸方向に配列されており、当該一対の対角線のうちの他方の対角線上に位置する他方の交点群は、円周方向に配列されている請求項1から16のいずれか一項に記載の球帯状シール体。
- 最外層から最内層を形成する平織金網において、各網目を形成する相隣り合う縦線と相隣り合う横線との交点を結ぶ一対の対角線のうちの一方の対角線上に位置する一方の交点群は、軸方向に配列されており、当該一対の対角線のうちの他方の対角線上に位置する他方の交点群は、円周方向に配列されている請求項1から17のいずれか一項に記載の球帯状シール体。
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