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JPS6120730B2 - - Google Patents
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JPS6120730B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6120730B2
JPS6120730B2 JP13374578A JP13374578A JPS6120730B2 JP S6120730 B2 JPS6120730 B2 JP S6120730B2 JP 13374578 A JP13374578 A JP 13374578A JP 13374578 A JP13374578 A JP 13374578A JP S6120730 B2 JPS6120730 B2 JP S6120730B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ball joint
inner cylinder
expanded graphite
inorganic binder
graphite
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP13374578A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5560712A (en
Inventor
Tsutomu Saito
Hiroshi Yamazoe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Carbon Co Ltd
Eneos Corp
Original Assignee
Nippon Carbon Co Ltd
Nippon Petrochemicals Co Ltd
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Publication date
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Priority to JP13374578A priority Critical patent/JPS5560712A/en
Publication of JPS5560712A publication Critical patent/JPS5560712A/en
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、耐高温、耐低温、耐化学薬品性にす
ぐれた広範な領域で使用可能な環状シール部材
(以下、単にシール部材という)を有するボール
ジヨイントに関するものである。 シール部材は、ボールジヨイントの重要構成部
材であり、球状内筒、外筒間の回転を円滑ならし
めるには、摺動する部材間の摩擦係数が小さい事
が必要であるが、ボールジヨイントの機能上から
は、さらにシール部材自体の不透性、熱安定性、
機械的強度、および適度の剛性が望まれる。 また、シール部材は、その他に圧縮機、圧縮復
元性を有することが必要である。 従来のシール部材材質のうち、アスベストまた
はゴム製のシール部材は、潤滑性、密封性、熱安
定性および圧縮復元性に問題がある。 ポリテトラフルオルエチレン(PTFE)のごと
き高分子材料製のシール部材は、潤滑性にはすぐ
れているが、温度安定性、機械的強度に問題があ
る。 PTFEの如き高分子材料製のシール部材を備え
るボールジヨイントを、通常の温度条件下で使用
した場合には、実用上問題はあまりない。しかし
このようなボールジヨイントを、極低温領域(液
化石油ガスLPG、液化天然ガスLNGを流す場合
のごとき)で使用したり、あるいは高温、(たと
えば250℃以上)流体に使用した場合には、高分
子材料の熱変形により、高い膨張係数のために、
シール部材に漏洩が生ずる。 また、火災時のごとく、数100℃以上の高温に
加熱されると、高分子材料は熱分解してしまう。
この分解ガスは有毒性ありかつ腐食性が強い。逆
に、極低温領域では、収縮あるいは破壊する。 さらに、PTFEは圧力によりコールドフローを
起こすので密封性を維持し難く、150℃で20Kg/
cm2程度が許容範囲である。 これらの欠点を改善するために、PTFEにアス
ベスト、グラスフアイバー、カーボン、グラフア
イト、ブロンズ、二硫化モリブデン、炭素繊維を
充填することも行なわれているが、耐熱性、機械
的強度が若干向上するにすぎない。 固体潤滑材として使用されている炭素材料は、
耐熱性にすぐれているが、透過性があり、また機
械的強度に劣るため、十分なシール面圧がとれ
ず、しかも摩耗が比較的多い等の欠陥がある。 これらの欠陥を除くべく、炭素材料の補強手段
として、その材料の空隙もしくは空孔に、フエノ
ール樹脂等の合成樹脂を充填することも、すでに
行われているが、その効果が保持できるのは、通
常は200℃までの使用温度であり、加熱処理を施
して耐熱性を向上させたものでも、300℃が使用
の限界である。 本発明の目的は、かかる従来の欠点を解消し、
従来のボールジヨイント用シール部材に使用され
ている材料では、到底満足させることのできない
幾多のすぐれた利点を有するシール部材を備えた
ボールジヨイントを提供することにある。 すなわち、本発明のボールジヨイントは、球面
形状を有する内筒と、当該内筒を収容する当該内
筒の同心球状の内周面を有する収容ケースと、内
筒と収容ケースとの間に位置する環状シール部材
とからなり、当該環状シール部材の収容ケースと
の接触部が (a) 膨張黒鉛の圧縮成形体、および (b) 膨張黒鉛と無機バインダーの複合体の圧縮成
形体 よりなるグループから選ばれ、かつ内筒との接触
部が (c) 炭素材(膨張黒鉛を除く)と金属との複合
体、および (d) 炭素材(膨張黒鉛を除く)と無機バインダー
の複合体 よりなるグループから選ばれたものであることを
特徴とするものである。 以下、本発明の一実施例を図面を参照しつつ、
詳細に説明する。 第1図は、本発明のボールジヨイントの一例の
縦断正面図である。 第2A図乃至2I図は、シール部材のそれぞれ
異ななる例を示す縦断正面図である。 第3図は、前記第2H図に示すシール部材をボ
ールジヨイントに組込んだ状態を示す要部縦断面
図である。 第1図中、1はシール部材、2は収容ケース、
3は内筒、4はストツパー、5,6はフランジで
ある。 第2A図乃至第2I図を通じて、11は本発明
のシール部材における収容ケース2との接触部
材、12は同じく内筒3との接触部材、13は内
筒との接触部材12に外嵌された補強リング、1
4は環溝、15は補助リングである。 各符号に付された添字a,b,c…はそれによ
り示される部材が、第2A図より始まる異なる実
施例におけるものであることを示している。 第2A図及び2D図においては、収容ケースと
の接触部材11a,11bは、内筒との接触部材
12a,12dと補強リング13a,13dの外
側面にまたがつて付設された環状溝内に嵌入固着
され、その外側面は、内筒との接触部材12a,
12d及び補強リング13a,13dより若干突
出している。 第2B、2E、2G、2H、2I図において
は、収容ケースとの接触部材11b,11e…
は、内筒との接触部材12b,12e…の外側面
に付設された環状溝内に嵌入固着され、その外側
面は、内筒との接触部材12b,12e…より若
干突出している。 第2C図及び第2F図においては、収容ケース
との接触部材11c,11fは扁平環状をなし、
内筒との接触部材12c,12fの外側面に粘着
されている。 第2D図における収容ケースとの接触部材11
dには、荷重の分布をよくするとともに、それ自
身の圧縮復元性を向上させるために、内側方へ向
くテーパが付されている。 第2E図における収容ケースとの接触部材11
eの外側面には、面圧を分散させて、シール性を
向上させる目的で、同心円状の複数の環状凹凸が
付されている。 第2G図においては、低い面圧でも良好なシー
ル性が得られるように、収容ケースとの接触部材
11gは2個に分割されている。 内筒との接触部材12の内筒3との接触面は、
12bが平面であることを除いて、それ以外のも
のは、概ね内筒3と対応する弧状面に形成されて
いる。 内筒との接触部材12d−12iにおける内筒
3との接触面には、円周方向をなす環溝14が刻
設されている。 これらの環溝は、14h,14i以外は角形を
呈し、14dは1本、14eは2本、14fは1
本で、収容ケースとの接触部材15fと同様の材
料よりなる補助リング15f入り、14gは2本
で、それぞれ、15fと同様の補助リング15g
入り、14hは、流路に対して遠心方向に開口
し、14iは浅V形を呈している。 本発明のボールジヨイントにおいて、シール部
材の収容ケースとの接触部材11の材質は、次の
(a)及び(b)の中から選ばれる。 (a) 膨張黒鉛の圧縮成形体、 (b) 膨張黒鉛と無機バインダーの複合体の圧縮成
形体。 膨張黒鉛の宛縮成形体は、不浸透性およびスプ
リング機能を有し、シール部材が収容ケースと内
筒の間で締付されるに際して、シール機能を発揮
する。 膨張黒鉛は耐熱性にすぐれるとともに、低温に
おいてもその機能を失なわないため、火災時のご
とき数100℃の高温から、LPG、LNGのごとき極
低温領域まで使用可能である。 さらに、膨張黒鉛の機械的強度、圧縮復元率、
密度、不透過性を向上させるために、(b)、すなわ
ち、膨張黒鉛と無機バインダーとの配合物を圧縮
成形した黒鉛複合体として使用するのが好まし
い。 特に、ボールジヨイントを高圧流体に対して使
用する場合は、膨張黒鉛だけを圧縮したものよ
り、無機バインダーと複合したものの方が同じ成
形圧でも、より高密度となり、圧縮強度がすぐ
れ、かつ不滲透性の成形体を得ることができるの
で好ましい。 このような材料からなる収容ケースとの接触部
材11は、熱膨張係数が小さく、−250℃〜3600℃
の広い温度範囲にわたつて、形状及び寸法が安定
であり、特性にも変化を生じないし、急激な加熱
によつても何ら支障がない。 また、この収容ケースとの接触部材は、自己潤
滑性にすぐれ、酸、アルカリ、有機化合物に対
し、耐食性にすぐれている。 さらにこの収容ケースとの接触部材は、その比
重を規定することにより、他の諸特性を制御でき
る。 該比重は1.1〜2.1が好ましく、好ましくは1.4〜
1.8である。比重が1.1未満であるときは、強度お
よび他の諸特性が低下し、比重が2.1を超える
と、硬度が上昇しすぎて圧縮復元性が低下する。 比重の調節は、膨張黒鉛の圧縮成形時の圧力、
温度、時間を適宜調節することによつて達成でき
る。無機バインダーを使用する場合は、その種類
又は量をも調節して、比重を調節できる。 無機バインダーは、酸化黒鉛、リン酸アルミニ
ウム、ホウ酸、水ガラス、コロイダルシリカが使
用できる。特に好ましいものは、酸化黒鉛、リン
酸アルミニウム、ホウ酸である。 無機バインダーの使用量は、膨張黒鉛100重量
部に対して1〜20重量部、好ましくは2〜15重量
部、さらに好ましくは3〜10重量部である。 無機バインダーの使用量が1重量部未満である
と、複合圧縮成形体の強度が不充分であり、20重
量部を超えると、硬度が上昇しすぎて圧縮復元性
に乏しくなる。 なお膨張黒鉛とは、つぎのようにして得られた
ものをいう。 天然黒鉛、熱分解黒鉛、キツシユ黒鉛等の黒鉛
を濃硫酸、濃硝酸、濃硝酸と塩素酸カリウムの混
合物、濃硫酸と過マンガン酸カリウムの混合物等
の強酸化剤、又は塩化アルミニウム等のハロゲン
化合物で処理して層間化合物を形成させる。この
層間化合物を形成した黒鉛粒子を1000℃以上の高
温に急激に加熱すると、層間化合物は分解してガ
スを発生し、そのガス圧により、黒鉛層間距離
(C軸方向)が10倍〜300倍に拡張された膨張黒鉛
が粒子状で得られる。 膨張黒鉛と無機バインダーの複合体は、つぎの
ようにして得られる。 膨張黒鉛と無機バインダー溶液とを混合し、こ
れを乾燥し、圧縮し、必要に応じ加熱する。 酸化黒鉛は、コロイド水溶液の形で使用するの
が好ましい。 ホウ酸は、メタノール、エタノール、アセト
ン、水等の溶剤を使用した溶液として用いること
ができる。 溶媒は、常温でホウ酸を飽和する程度の量が用
いられる。溶媒を除去するには、自然乾燥、加熱
乾燥いずれでもよいが、自然蒸発に続いて、緩慢
に加熱し、さらに、その溶媒の沸点以上に前記混
合物をかきまぜながら加熱して、溶剤を完全に追
い出す方法が好ましい。 リン酸アルミニウムをバインダーとして使用す
る場合、その成分としては、A2O3、3P2O5
6H2O、A2O3・3P2O5、A2O3・P2O5、A
(H2PO43、A(HPO43、APO4あるいは
A(PO33等で示されるアルミニウムのリン酸
塩、またはナトリウム、カリウム、アンモニウ
ム、クロル等を含むアルミニウムのリン酸塩およ
びこれらを2種以上含む組成物をいう。これらを
バインダーとして使用した場合の黒鉛複合体の製
造方法は、上記ホウ酸の場合と同様である。 無機バインダーとしては、他に水ガラスやコロ
イダルシリカが使用できるが、その場合の黒鉛複
合体の製造は、上記と同様に行ない得る。 上記(a)および(b)を製造する場合の圧力は20Kg/
cm2〜2000Kg/cm2である。 ホウ酸を使用する場合は加熱温度は、少なくと
も600℃以上、望ましくは1000〜2400℃が適切で
ある。 なお、リン酸アルミニウム、酸化黒鉛、水ガラ
ス、またはコロイダルシリカの場合、室温で成形
できるが、酸化黒鉛以外は成形後500℃以上、好
ましくは600〜1300℃で加熱処理することが好ま
しい。 内筒との接触部材12は、つぎの(c)〜(d)のいず
れかの材質からなつている。 (c) 膨張黒鉛を除く炭素材と非鉄金属もしくはこ
れらの合金との複合体 (d) 膨張黒鉛を除く炭素材に前記無機バインダー
の少なくとも1種を含浸させたもの 本発明において、「炭素材」と称する場合は、
黒鉛質(結晶質)、炭素質(非晶質)の両材質を
包含するものとする。摺動性に特に主眼を置く場
合は黒鉛質を、耐摩耗性に主眼を置く場合は、炭
素質を使用するのが好ましい。 ただし、この黒鉛質には、膨張黒鉛、酸化黒鉛
のごとき変性処理を施した黒鉛は含まれない。 (c)の炭素−金属複合材は、炭素材の金属に対す
る容積比が90〜60%が好ましい。 即ち、炭素材が60%未満となると、潤滑性が低
下し、かつ金属弁体との間の摩擦係数が増大す
る。 又炭素材が90%を超えると、機械的強度が低下
する。機械的強度として、曲げ強さが1000Kg/cm2
以上を達成するようにすることが好ましい。 炭素材原料として、ピツチコークス、オイルコ
ークス、石炭、カーボンブラツク、天然黒鉛又は
人造黒鉛等の粒径149μ以下、好ましくは105μ以
下の微粉末、又はこれらの微粉末にタール、ピツ
チや其の他の有機質バインダーを添加し混〓後、
再粉末化(以下再粉末という)し型込成形し800
℃〜3000℃で熱処理した炭素焼結体を用いる。 複合材に用いる金属は、融点が200℃〜1300℃
の金属が好ましく、Al又はAl合金、Cu又はNi合
金が耐熱性の観点から望ましい。但し、使用温度
が400℃以下であれば、Sb或はSb合金でも差支え
ない。 非鉄金属又は合金としては、例えばつぎのもの
が好ましい。 Al、Zn、Cu、Al−Cu、Al−Mg、Al−Mn、Al
−Si、Al−Zn、Al−Cu−Mg、Al−Cu−Si、Al
−Zn−Mg、Cu−Be、Cu−Mg、Cu−Mn、Cu−
Pb、Cu−Si、Cu−Zn、Cu−Zn−Sn、Cu−Sn−
P、Cu−Sn、Cu−Sn−Pb、Cu−Sn−Ni、Cu−
Pb−Si、Cu−Ni−Si、Zn−Al、Zn−Cu、Zn−
Al−Cu、Sn−Zn、Sn−Al、Sn−Pb、Sn−Pb−
Sb、Sn−Sb−Cu、Pt−Cd、Pb−Sb−Sn、Ag−
Al、Ag−CuおよびAg−Sn。 上記金属と炭素材との複合化にあたつて、炭素
材とぬれの良い金属であることが重要である。 Al又はAl合金の場合、Al自体が炭素材とよく
ぬれる金属であるから、どのような合金でも実用
に供せられる。 Cu又はNiの場合、炭素材とのぬれが悪いの
で、Sn、Zn、Si、P等との合金での形で用い、
更に炭素材とのぬれを十分ならしめるために、金
属又は合金に対し、0.5〜25wt%のTiまたはZrの
ぬれ部材を添加すると効果が増す。然し実験によ
ると、これらを最大25%入れても、効果のあるこ
とが分かつた。 次に複合化の方法について述べる。 前述微粉末原料の場合は、薄板鋼板製の容器内
に炭素微粉末を充填し、蓋をした後、オートクレ
ープ内に吊し、含浸金属がその融点より50〜200
℃高い溶湯温度となつた時、被含浸物を溶湯中に
浸漬し、N2等不活性ガスで50〜150Kg/cm2に加圧
する。 これにより、溶湯が容器と蓋との隙間から浸入
し、容器内の炭素微粉末を、一種の等静圧現象で
圧縮成形し、複合剛体化する。 炭素焼結体を用いる場合には、同じくオートク
レーブ中に吊し、槽内を減圧して、炭素焼結体中
の気孔中の空気を脱気する。この際の真空度は、
5mmHg以下であることが必要である。 次いで、前述微粉末原料の場合と同様、被含浸
物を金属溶湯中に浸漬し、N2ガス等で加圧圧入
する。 前記(d)の炭素材と、前記無機バインダーの少な
くとも1種を複合させたものは、前記(b)と同様に
して、炭素材原料とバインダーとを混〓、成型
し、更に必要に応じて硬化、又は焼成して成形体
とすることができる。 あるいは、あらかじめ炭素材にて成型してお
き、これの気孔部に、バインダーの溶液を、減圧
−常圧、又は減圧−加圧下で含浸した後、100〜
200℃で水分を蒸発させ、ついで500〜1300℃で脱
水硬化させても得ることができる。 この処理により、水分が離脱して行く分だけ、
理論上空孔が残るが、これは、くり返し含浸操作
を行なうことで解決出来る。実用上、十分な不通
気性を得るには少なくとも3回くり返し含浸が好
ましい。 無機バインダーを配合する後者の方法による方
が、耐摩耗性向上に寄与するので好ましい。無機
バインダーの含浸量は、炭素材に対して0.5〜
30wt%、好ましくは、5〜20wt%である。 その際、機械的強度として、曲げ強さが600
Kg/cm2を達成することが好ましい。 この場合無機バインダーは、前記(b)とは異な
り、単なるバインダーではなく、炭素材の空げき
充てん剤としての作用を有する。 この場合の空げき充てん率は、70〜100%、好
ましくは85〜100%である。 好ましい無機バインダーとしては、リン酸アル
ミニウム、ホウ酸又はコロイダルシリカが使用し
うるが、特に好ましいのは、リン酸アルミニウ
ム、又はコロイダルシリカである。 無機バインダーを含浸した炭素材は、炭素材そ
のものと比較して、耐摩耗性の向上、機械的強度
の向上、炭素材の空隙をバインダーで充填するこ
とによる不浸透性の向上、耐熱性の向上等が得ら
れる。 シール部材の製造例1〜4および比較例並びに
該シール部材をボールジヨイントに組み込んだ試
験例 第1図に示した構造の呼径2インチ(50A)の
ボールジヨイントのシール部材として第1表に示
した構造、材質のものを用意した。以下の説明に
おいて特に指示しない限り、部は重量部である。 第1表において: (1) 補強リングはステンレス鋼(SUS316)を使
用した。 (2) 製造例1〜4における内筒との摺動接触部に
使用されている炭素材は、つぎの方法により得
られたものである。 日鉄化学(株)製コークス(固定炭素99.01%、
揮発分0.61%、灰分0.25%)を粉砕して、最大
粒径を40μ以下とした。この微粉砕コークス
100部に対しタール1部とピツチ9部の割合よ
りなるバインダーを43部加え、この混合物をバ
ンバリーミキサーにかけて混〓物1Kgに対し
10kwの動力で混〓した。 得られた混〓物を、放冷して室温まで冷却し
た後、これを再粉砕して篩分けし149μ以下と
した。 再粉砕した送素材料を金型に入れて成形圧力
2t/cm2〜4t/cm2で成形した。この成形品を窒素
ガス雰囲気炉中で1時間あたり5℃の割合で昇
温した。得られた焼成品(炭素材)の嵩比重は
第2表のとおりであつた。この炭素材をオート
クレーブ内に入れ圧力80Kg/cm2、温度450〜900
℃で第1表に示す合金を含浸させて摺動接触部
材を得た。得られた摺動接触部材の諸特性を第
2表に示す。 (3) 製造例1〜4における収容ケースとの接触部
に使用されている膨張黒鉛成形体および膨張黒
鉛複合体はつぎの方法により得られたものであ
る。 製造例1〜4で使用するための膨張黒鉛は、
次のようにして製造した。天然黒鉛(−24〜+
48メツシユが70〜90%)100部を濃硫酸920部と
硝酸ナトリウム50部を混合した液中で反応させ
る。この反応時間は約16時間であつた。この酸
処理した天然黒鉛粒子を十分な水で水洗する。
次に水洗した粒子を100℃で乾燥し、水分を蒸
発させる。この乾燥後の粒子を熱処理温度1300
℃、熱処理時間5〜10秒の条件で処理した。そ
の結果、黒鉛粒子のC方向の原寸法の約300倍
に膨張した粒子を得た。これを100Kg/cm2で圧
縮成形し接触部材を得た(製造例1で使用)。 バインダーである酸化黒鉛の製造方法は次の
とおりであつた。天然黒鉛粒子(300メツシユ
以下が95%)80部、濃硫酸3422部、硝酸ナトリ
ウム40部を混合し、液温をドライアイスによ
り、0℃以下に保持した後、過マンガン酸カリ
ウムを1時間おきに30部ずつ添加し、総量240
部になるまで行なつた。次にこれを18時間撹拌
し、液温を徐々に室温まで上げる。液温が室温
までもどつた後、氷により発熱を除去しなが
ら、混合液を水で薄める。次に、過マンガン酸
塩をマンガン塩に還元するために約10%の過酸
化水素水をKMnO4の紫紅色が消えるまで加え
た。その後中性の液になるまで数回水洗をくり
返した。かくして製造された酸化黒鉛1部に水
20部を加え、この分散された酸化黒鉛と上記製
造例で使用される膨張黒鉛10部を混合し、次に
これを130℃で乾燥し、圧縮成形し、接触部材
を製造した。圧縮成形圧力は100Kg/cm2であつ
た(製造例2で使用)。 製造例用に製造された膨張黒鉛100部にホウ
酸の50%メタノール溶液をホウ酸添加量10部に
なるごとく配合し、成形圧200Kg/cm2、温度
1300℃、時間10分で圧縮成形して接触部材を得
た(製造例3で使用)。 製造例用に製造された膨張黒鉛100部に第一
リン酸アルミニウムの50%水溶液を第一リン酸
アルミニウム添加量10部になるごとく配合し、
成形圧200Kg/cm2で圧縮成形し、ついで600℃、
2時間加熱処理して、接触部材を得た(製造例
4で使用)。 (4) 製造例4において、第2G図の15に該当す
る部材は、収容ケースとの接触部と同じ部材で
ある。各材質の諸性質を第2表ないし第4表に
示した。第2表から明らかなように、製造例の
各材質は比較例と比較して耐熱温度範囲がきわ
めて広いこと、熱膨張係数が小さいこと、摩擦
係数が小さいこと、およびその他の各物性値の
バランスがとれ、シール部材として要求される
数値を満たしている。 つぎに、これらのシール部材をボールジヨイン
トに組み込んで、各種の性能評価試験を行なつ
た。 (1) 低温試験 ボールジヨイントを−55℃、空気圧6Kg/cm2
保ち、漏れ試験をした。 比較例のボールジヨイントでは、シール部材質
のテトラフルオルエチレンが収縮したため漏れが
著るしかつた。他は全然漏れが認められず合格で
あつた。 (2) 水圧試験 シール部水漏れ試験として、18、21、53、
105、155の各圧力(Kg/cm2)での試験を行なつ
た。 ボールジヨイント内部に、呼称圧力に相当する
水圧を加えて、密閉し上記各試験圧力を加えて5
分間保持した後にシール部からの漏水、にじみを
測定した。 製造例、比較例のいずれも全然漏れが認められ
ず合格であつた。 (3) 空気試験 ボールジヨイントに盲フランジを取り付け(第
1図中6のフランジ部に)、他端(第1図中5の
フランジ部)より2、6、10、16および20の各圧
力(Kg/cm2)の空気圧を加え密封して、シール部
からの漏れを測定した。 その結果いずれも漏れは全く認められず合格で
あつた。 (4) 水蒸気試験 水蒸気として、6Kg/cm2(158℃)、10Kg/cm2
(179℃)、15Kg/cm2(197℃)、20Kg/cm2(211℃)
を用い、ボールジヨイント全体がほぼ等温になる
まで加熱を持続しシール部からの漏れを試験し
た。比較例において、10Kg/cm2以上の場合、シー
ル部材の熱変形が生じ、漏れが認められた。その
他はいずれもシール部材の熱変形もなく、漏れも
全然認められず合格であつた。また、比較例以外
は、摺動接触部の焼き付けは認められなかつた。
The present invention relates to a ball joint having an annular seal member (hereinafter simply referred to as a seal member) that has excellent high temperature resistance, low temperature resistance, and chemical resistance and can be used in a wide range of areas. The seal member is an important component of the ball joint.In order to smooth the rotation between the spherical inner cylinder and the outer cylinder, it is necessary that the coefficient of friction between the sliding members be small. In terms of functionality, the impermeability of the sealing member itself, thermal stability,
Mechanical strength and appropriate rigidity are desired. In addition, the seal member needs to have a compressor and compression recovery properties. Among conventional seal member materials, seal members made of asbestos or rubber have problems in lubricity, sealing performance, thermal stability, and compression recovery. Seal members made of polymeric materials such as polytetrafluoroethylene (PTFE) have excellent lubricity, but have problems with temperature stability and mechanical strength. When a ball joint equipped with a sealing member made of a polymeric material such as PTFE is used under normal temperature conditions, there are not many practical problems. However, if such a ball joint is used in an extremely low temperature region (such as when flowing liquefied petroleum gas LPG or liquefied natural gas LNG) or in high temperature fluids (e.g. 250℃ or higher), Due to the thermal deformation of polymeric materials, due to the high coefficient of expansion,
Leakage occurs in the seal member. Furthermore, when heated to a high temperature of several hundred degrees Celsius or higher, such as during a fire, polymer materials decompose thermally.
This decomposed gas is highly toxic and corrosive. Conversely, in extremely low temperature regions, they shrink or break. Furthermore, PTFE causes cold flow due to pressure, making it difficult to maintain sealing.
About cm 2 is an acceptable range. In order to improve these shortcomings, PTFE has been filled with asbestos, glass fiber, carbon, graphite, bronze, molybdenum disulfide, and carbon fiber, but this slightly improves heat resistance and mechanical strength. It's nothing more than that. Carbon materials used as solid lubricants are
Although it has excellent heat resistance, it is permeable and has poor mechanical strength, so it has defects such as insufficient sealing surface pressure and relatively high wear. In order to eliminate these defects, filling the voids or pores of carbon materials with synthetic resins such as phenolic resin has already been carried out as a means of reinforcing carbon materials, but the effect can only be maintained if Normally, it can be used at a temperature of up to 200°C, and even if it has been heat-treated to improve its heat resistance, the upper limit of its use is 300°C. The purpose of the present invention is to eliminate such conventional drawbacks,
It is an object of the present invention to provide a ball joint equipped with a sealing member that has a number of excellent advantages that cannot be completely satisfied with the materials used in conventional sealing members for ball joints. That is, the ball joint of the present invention has an inner cylinder having a spherical shape, an accommodation case that houses the inner cylinder and has a concentric spherical inner peripheral surface, and a ball joint located between the inner cylinder and the accommodation case. from the group consisting of an annular seal member in which the contact portion of the annular seal member with the storage case is (a) a compression molded product of expanded graphite, and (b) a compression molded product of a composite of expanded graphite and an inorganic binder. A group in which the parts selected and in contact with the inner cylinder are (c) a composite of a carbon material (excluding expanded graphite) and a metal, and (d) a composite of a carbon material (excluding expanded graphite) and an inorganic binder. It is characterized by being selected from. Hereinafter, one embodiment of the present invention will be explained with reference to the drawings.
Explain in detail. FIG. 1 is a longitudinal sectional front view of an example of the ball joint of the present invention. FIGS. 2A to 2I are longitudinal sectional front views showing different examples of the sealing member. FIG. 3 is a vertical cross-sectional view of a main part showing a state in which the seal member shown in FIG. 2H is assembled into a ball joint. In Fig. 1, 1 is a seal member, 2 is a storage case,
3 is an inner cylinder, 4 is a stopper, and 5 and 6 are flanges. 2A to 2I, 11 is a contact member with the storage case 2 in the sealing member of the present invention, 12 is a contact member with the inner cylinder 3, and 13 is externally fitted on the contact member 12 with the inner cylinder. Reinforcement ring, 1
4 is an annular groove, and 15 is an auxiliary ring. The subscripts a, b, c, . . . attached to each reference numeral indicate that the indicated member is in a different embodiment starting from FIG. 2A. In FIGS. 2A and 2D, the contact members 11a and 11b with the storage case are fitted into annular grooves provided across the outer surfaces of the inner cylinder contact members 12a and 12d and the reinforcing rings 13a and 13d. The outer surface of the contact member 12a is fixed to the inner cylinder.
12d and the reinforcing rings 13a, 13d. In Figures 2B, 2E, 2G, 2H, and 2I, contact members 11b, 11e...
are fitted and fixed in annular grooves attached to the outer surfaces of the contact members 12b, 12e, . In FIGS. 2C and 2F, the contact members 11c and 11f with the storage case have a flat annular shape,
It is adhered to the outer surface of the contact members 12c and 12f with the inner cylinder. Contact member 11 with the storage case in FIG. 2D
d is tapered inward in order to improve load distribution and to improve its own compression resilience. Contact member 11 with the storage case in FIG. 2E
A plurality of concentric annular irregularities are provided on the outer surface of e for the purpose of dispersing surface pressure and improving sealing performance. In FIG. 2G, the contact member 11g with the storage case is divided into two pieces so that good sealing performance can be obtained even with low surface pressure. The contact surface of the inner cylinder contact member 12 with the inner cylinder 3 is as follows:
Except for 12b, which is a flat surface, the other parts are formed into arcuate surfaces that generally correspond to the inner cylinder 3. An annular groove 14 extending in the circumferential direction is carved on the contact surface with the inner cylinder 3 of the inner cylinder contact members 12d-12i. These annular grooves are rectangular except for 14h and 14i, one for 14d, two for 14e, and one for 14f.
This book includes auxiliary rings 15f made of the same material as the contact member 15f with the storage case, 2 pieces of 14g, each with 15g of auxiliary rings similar to 15f.
14h opens in the centrifugal direction with respect to the flow path, and 14i has a shallow V shape. In the ball joint of the present invention, the material of the contact member 11 of the seal member with the storage case is as follows.
Selected from (a) and (b). (a) Compression molded product of expanded graphite, (b) Compression molded product of composite of expanded graphite and inorganic binder. The expanded graphite compacted body has impermeability and a spring function, and exhibits a sealing function when the sealing member is tightened between the housing case and the inner cylinder. Expanded graphite has excellent heat resistance and does not lose its functionality even at low temperatures, so it can be used from high temperatures of several 100 degrees Celsius, such as during fires, to extremely low temperatures, such as LPG and LNG. Furthermore, the mechanical strength, compression recovery rate,
In order to improve density and impermeability, it is preferable to use (b), ie, a blend of expanded graphite and an inorganic binder, as a compression-molded graphite composite. In particular, when ball joints are used for high-pressure fluids, a composite of expanded graphite with an inorganic binder has a higher density, superior compressive strength, and is superior to a composite of expanded graphite with an inorganic binder at the same molding pressure. This is preferred because a permeable molded article can be obtained. The contact member 11 with the storage case made of such a material has a small coefficient of thermal expansion, and has a temperature range of -250°C to 3600°C.
The shape and dimensions are stable over a wide temperature range, the properties do not change, and there is no problem even with rapid heating. Further, the contact member with the storage case has excellent self-lubricating properties and excellent corrosion resistance against acids, alkalis, and organic compounds. Furthermore, other characteristics of the contact member with the storage case can be controlled by specifying its specific gravity. The specific gravity is preferably 1.1 to 2.1, preferably 1.4 to 2.1.
It is 1.8. If the specific gravity is less than 1.1, the strength and other properties will decrease, and if the specific gravity exceeds 2.1, the hardness will increase too much and the compression recovery property will decrease. Specific gravity can be adjusted by adjusting the pressure during compression molding of expanded graphite,
This can be achieved by adjusting temperature and time appropriately. When using an inorganic binder, the specific gravity can be adjusted by adjusting its type or amount. As the inorganic binder, graphite oxide, aluminum phosphate, boric acid, water glass, and colloidal silica can be used. Particularly preferred are graphite oxide, aluminum phosphate, and boric acid. The amount of the inorganic binder used is 1 to 20 parts by weight, preferably 2 to 15 parts by weight, and more preferably 3 to 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of expanded graphite. If the amount of the inorganic binder used is less than 1 part by weight, the strength of the composite compression molded product will be insufficient, and if it exceeds 20 parts by weight, the hardness will increase too much and the compression recovery property will be poor. Note that expanded graphite refers to one obtained in the following manner. Graphite such as natural graphite, pyrolytic graphite, and hardwood graphite is treated with a strong oxidizing agent such as concentrated sulfuric acid, concentrated nitric acid, a mixture of concentrated nitric acid and potassium chlorate, a mixture of concentrated sulfuric acid and potassium permanganate, or a halogen compound such as aluminum chloride. to form an intercalation compound. When the graphite particles that have formed this intercalation compound are rapidly heated to a high temperature of 1000℃ or higher, the intercalation compound decomposes and generates gas, and the gas pressure increases the graphite interlayer distance (C-axis direction) by 10 to 300 times. Expanded graphite is obtained in particulate form. A composite of expanded graphite and an inorganic binder is obtained as follows. The expanded graphite and inorganic binder solution are mixed, dried, compressed, and heated if necessary. Graphite oxide is preferably used in the form of a colloidal aqueous solution. Boric acid can be used as a solution in a solvent such as methanol, ethanol, acetone, water, or the like. The amount of solvent used is such that it saturates the boric acid at room temperature. To remove the solvent, either natural drying or heat drying may be used, but after natural evaporation, the mixture is heated slowly and then stirred and heated above the boiling point of the solvent to completely drive out the solvent. The method is preferred. When aluminum phosphate is used as a binder, its components include A 2 O 3 , 3P 2 O 5 .
6H 2 O, A 2 O 3・3P 2 O 5 , A 2 O 3・P 2 O 5 , A
Aluminum phosphates represented by (H 2 PO 4 ) 3 , A 2 (HPO 4 ) 3 , APO 4 or A(PO 3 ) 3 , or aluminum phosphates containing sodium, potassium, ammonium, chlorine, etc. Refers to salts and compositions containing two or more of these salts. The method for producing a graphite composite using these as a binder is the same as in the case of boric acid. Other inorganic binders that can be used include water glass and colloidal silica, and in that case, the graphite composite can be produced in the same manner as described above. The pressure for manufacturing (a) and (b) above is 20Kg/
cm2 to 2000Kg/ cm2 . When using boric acid, the appropriate heating temperature is at least 600°C or higher, preferably 1000 to 2400°C. Note that aluminum phosphate, graphite oxide, water glass, or colloidal silica can be molded at room temperature, but materials other than graphite oxide are preferably heat-treated at 500°C or higher, preferably 600 to 1300°C, after molding. The contact member 12 with the inner cylinder is made of one of the following materials (c) to (d). (c) A composite of a carbon material other than expanded graphite and a non-ferrous metal or an alloy thereof. (d) A carbon material other than expanded graphite impregnated with at least one of the above inorganic binders. In the present invention, "carbon material" If it is called,
This includes both graphite (crystalline) and carbonaceous (amorphous) materials. It is preferable to use graphite when the main focus is on sliding properties, and carbonaceous when the main focus is on wear resistance. However, this graphite does not include modified graphite such as expanded graphite and oxidized graphite. In the carbon-metal composite material (c), the volume ratio of the carbon material to the metal is preferably 90 to 60%. That is, when the carbon material content is less than 60%, the lubricity decreases and the coefficient of friction with the metal valve body increases. Moreover, when the carbon material exceeds 90%, mechanical strength decreases. As for mechanical strength, bending strength is 1000Kg/cm 2
It is preferable to try to achieve the above. As a carbon material raw material, fine powder of pitch coke, oil coke, coal, carbon black, natural graphite or artificial graphite with a particle size of 149μ or less, preferably 105μ or less, or these fine powders mixed with tar, pitch, or other organic matter. After adding and mixing the binder,
Re-powdered (hereinafter referred to as re-powdered) and molded 800
A carbon sintered body heat-treated at ℃~3000℃ is used. The melting point of metals used in composite materials is 200°C to 1300°C.
metals are preferable, and Al or Al alloys, Cu or Ni alloys are preferable from the viewpoint of heat resistance. However, if the operating temperature is 400°C or less, Sb or Sb alloy may be used. As the non-ferrous metal or alloy, for example, the following are preferable. Al, Zn, Cu, Al−Cu, Al−Mg, Al−Mn, Al
−Si, Al−Zn, Al−Cu−Mg, Al−Cu−Si, Al
−Zn−Mg, Cu−Be, Cu−Mg, Cu−Mn, Cu−
Pb, Cu−Si, Cu−Zn, Cu−Zn−Sn, Cu−Sn−
P, Cu-Sn, Cu-Sn-Pb, Cu-Sn-Ni, Cu-
Pb−Si, Cu−Ni−Si, Zn−Al, Zn−Cu, Zn−
Al−Cu, Sn−Zn, Sn−Al, Sn−Pb, Sn−Pb−
Sb, Sn−Sb−Cu, Pt−Cd, Pb−Sb−Sn, Ag−
Al, Ag−Cu and Ag−Sn. When forming a composite of the metal and carbon material, it is important that the metal has good wettability with the carbon material. In the case of Al or an Al alloy, since Al itself is a metal that wets well with carbon materials, any alloy can be put to practical use. In the case of Cu or Ni, it has poor wettability with carbon materials, so it is used in the form of an alloy with Sn, Zn, Si, P, etc.
Furthermore, in order to ensure sufficient wetting with the carbon material, the effect is enhanced by adding 0.5 to 25 wt% of a Ti or Zr wetting agent to the metal or alloy. However, experiments have shown that even up to 25% of these ingredients can be effective. Next, the method of compounding will be described. In the case of the above-mentioned fine powder raw material, the fine carbon powder is filled in a container made of thin steel plate, the lid is placed on the container, and the material is suspended in an autoclave so that the impregnated metal reaches a temperature of 50 to 200 degrees above its melting point.
When the temperature of the molten metal reaches a temperature higher than 0.degree. C., the object to be impregnated is immersed in the molten metal and pressurized to 50 to 150 Kg/cm 2 with an inert gas such as N 2 . As a result, the molten metal enters through the gap between the container and the lid, and the fine carbon powder in the container is compressed and molded by a type of isostatic pressure phenomenon, forming a composite rigid body. When using a carbon sintered body, the carbon sintered body is similarly suspended in an autoclave, and the pressure inside the tank is reduced to degas the air in the pores in the carbon sintered body. The degree of vacuum at this time is
It is necessary to be 5 mmHg or less. Next, as in the case of the fine powder raw material described above, the object to be impregnated is immersed in molten metal and pressurized with N 2 gas or the like. A composite of the carbon material and at least one of the inorganic binders described in (d) above is obtained by mixing and molding the carbon material raw material and the binder in the same manner as in (b) above, and further adding as necessary. It can be hardened or fired to form a molded body. Alternatively, after forming the carbon material in advance and impregnating the pores with a binder solution under reduced pressure and normal pressure or reduced pressure and increased pressure,
It can also be obtained by evaporating water at 200°C and then dehydrating and curing at 500 to 1300°C. Through this process, the amount of water that is removed is
In theory, voids remain, but these can be resolved by repeated impregnation operations. In practice, it is preferable to repeat the impregnation at least three times to obtain sufficient air impermeability. The latter method of blending an inorganic binder is preferable because it contributes to improving wear resistance. The amount of inorganic binder impregnated with the carbon material is 0.5~
30wt%, preferably 5 to 20wt%. At that time, the bending strength is 600 as mechanical strength.
Preferably, Kg/cm 2 is achieved. In this case, unlike (b) above, the inorganic binder is not just a binder, but has an action as a filler for the voids of the carbon material. The void filling rate in this case is 70 to 100%, preferably 85 to 100%. As preferred inorganic binders, aluminum phosphate, boric acid or colloidal silica can be used, particularly preferred is aluminum phosphate or colloidal silica. Compared to the carbon material itself, carbon material impregnated with an inorganic binder has improved wear resistance, improved mechanical strength, improved impermeability by filling the voids in the carbon material with binder, and improved heat resistance. etc. can be obtained. Manufacturing Examples 1 to 4 of seal members, comparative examples, and test examples in which the seal members were incorporated into ball joints Table 1 shows seal members for a ball joint with a nominal diameter of 2 inches (50A) having the structure shown in Figure 1. We prepared the structure and material shown in . In the following description, unless otherwise indicated, parts are parts by weight. In Table 1: (1) Stainless steel (SUS316) was used for the reinforcing ring. (2) The carbon material used in the sliding contact portion with the inner cylinder in Production Examples 1 to 4 was obtained by the following method. Coke manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd. (99.01% fixed carbon,
Volatile content: 0.61%, ash content: 0.25%) was pulverized to a maximum particle size of 40μ or less. This finely pulverized coke
Add 43 parts of a binder consisting of 1 part tar and 9 parts pitch to 100 parts, and mix this mixture with a Banbury mixer to give 1 kg of mixture.
It was mixed with 10kw power. The obtained mixture was allowed to cool to room temperature, and then re-pulverized and sieved to a particle size of 149 μm or less. The re-ground feed material is put into a mold and molded under pressure.
It was molded at 2t/cm 2 to 4t/cm 2 . The temperature of this molded article was raised at a rate of 5° C. per hour in a nitrogen gas atmosphere furnace. The bulk specific gravity of the obtained fired product (carbon material) was as shown in Table 2. This carbon material was placed in an autoclave at a pressure of 80 kg/cm 2 and a temperature of 450 to 900.
A sliding contact member was obtained by impregnating the alloy shown in Table 1 at ℃. Table 2 shows various properties of the obtained sliding contact member. (3) The expanded graphite molded body and expanded graphite composite used in the contact portion with the storage case in Production Examples 1 to 4 were obtained by the following method. Expanded graphite for use in Production Examples 1 to 4 is
It was manufactured as follows. Natural graphite (-24~+
48 mesh (70-90%) is reacted in a mixture of 920 parts of concentrated sulfuric acid and 50 parts of sodium nitrate. The reaction time was approximately 16 hours. The acid-treated natural graphite particles are washed with sufficient water.
Next, the washed particles are dried at 100°C to evaporate the water. After this drying, the particles are heat-treated at a temperature of 1300
The treatment was carried out under the conditions of temperature and heat treatment time of 5 to 10 seconds. As a result, particles expanded to about 300 times the original size of the graphite particles in the C direction were obtained. This was compression molded at 100 kg/cm 2 to obtain a contact member (used in Production Example 1). The method for producing graphite oxide as a binder was as follows. Mix 80 parts of natural graphite particles (95% less than 300 mesh), 3422 parts of concentrated sulfuric acid, and 40 parts of sodium nitrate, keep the liquid temperature below 0℃ with dry ice, and add potassium permanganate every hour. Add 30 parts each to make a total of 240
I continued doing this until I became a member of the department. This is then stirred for 18 hours, and the liquid temperature is gradually raised to room temperature. After the temperature of the liquid has returned to room temperature, the mixture is diluted with water while removing heat with ice. Next, in order to reduce permanganate to manganese salt, approximately 10% hydrogen peroxide solution was added until the purplish color of KMnO 4 disappeared. Thereafter, washing with water was repeated several times until the liquid became neutral. Add water to 1 part of graphite oxide thus produced.
20 parts of the dispersed graphite oxide was mixed with 10 parts of the expanded graphite used in the above production example, which was then dried at 130°C and compression molded to produce a contact member. The compression molding pressure was 100 Kg/cm 2 (used in Production Example 2). A 50% methanol solution of boric acid was mixed with 100 parts of expanded graphite manufactured for the production example so that the amount of boric acid added was 10 parts, and the molding pressure was 200 kg/cm 2 and the temperature was
A contact member was obtained by compression molding at 1300°C for 10 minutes (used in Production Example 3). A 50% aqueous solution of monobasic aluminum phosphate was added to 100 parts of expanded graphite produced for the production example so that the amount added was 10 parts,
Compression molding at a molding pressure of 200Kg/ cm2 , then 600℃,
A contact member was obtained by heat treatment for 2 hours (used in Production Example 4). (4) In Manufacturing Example 4, the member corresponding to 15 in Fig. 2G is the same member as the contact portion with the storage case. The properties of each material are shown in Tables 2 to 4. As is clear from Table 2, each material of the manufacturing example has a much wider heat-resistant temperature range, a smaller coefficient of thermal expansion, a smaller coefficient of friction, and a better balance of other physical properties than the comparative example. is removed and satisfies the numerical values required for a sealing member. Next, these seal members were assembled into ball joints and various performance evaluation tests were conducted. (1) Low-temperature test The ball joint was maintained at -55°C and the air pressure was 6Kg/cm 2 and a leakage test was conducted. In the ball joint of the comparative example, leakage was significant due to shrinkage of tetrafluoroethylene, which is a material of the sealing member. The rest passed with no omissions observed. (2) Water pressure test As a seal water leak test, 18, 21, 53,
Tests were conducted at pressures of 105 and 155 kg/cm 2 . Apply water pressure equivalent to the nominal pressure inside the ball joint, seal it, and apply each of the above test pressures.
After holding for a minute, water leakage and bleeding from the seal portion were measured. In both the production example and the comparative example, no leakage was observed and the test was passed. (3) Air test Attach a blind flange to the ball joint (flange section 6 in Figure 1) and apply pressures of 2, 6, 10, 16, and 20 from the other end (flange section 5 in Figure 1). (Kg/cm 2 ) of air pressure was applied to seal the container, and leakage from the sealed portion was measured. As a result, all tests passed with no leakage observed. (4) Water vapor test As water vapor, 6Kg/cm 2 (158℃), 10Kg/cm 2
(179℃), 15Kg/cm 2 (197℃), 20Kg/cm 2 (211℃)
The ball joint was heated until the entire ball joint became almost isothermal, and leakage from the seal was tested. In the comparative example, when the pressure was 10 kg/cm 2 or more, thermal deformation of the sealing member occurred and leakage was observed. In all other cases, there was no thermal deformation of the sealing member, and no leakage was observed at all, making the test pass. In addition, no burning of the sliding contact portions was observed except for the comparative examples.

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】 【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例を示すボールジヨイ
ントの縦断正面図、第2Aないし第2I図は本発
明のボールジヨイントにおける環状シール部材の
それぞれ異なる例を示す縦断正面図、第3図は第
2H図に示される環状シール部材をボールジヨイ
ントに組込んだ状態を示す要部縦断面図である。 1…環状シール部材、2…収容ケース、3…内
筒、11…環状シール部材の収容ケースとの接触
部、12…環状シール部材の内筒との接触部。
FIG. 1 is a longitudinal sectional front view of a ball joint showing one embodiment of the present invention, FIGS. 2A to 2I are longitudinal sectional front views showing different examples of the annular seal member in the ball joint of the present invention, and FIG. 2H is a longitudinal sectional view of a main part showing a state in which the annular seal member shown in FIG. 2H is assembled into a ball joint. FIG. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Annular seal member, 2... Accommodation case, 3... Inner cylinder, 11... Contact part of annular seal member with accommodation case, 12... Contact part with inner cylinder of annular seal member.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 球面形状を有する内筒と、当該内筒を収容す
る当該内筒と同心球状の内周面を有する収容ケー
スと、内筒と収容ケースとの間に位置する環状シ
ール部材とからなり、当該環状シール部材の収容
ケースとの接触部が (a) 膨張黒鉛の圧縮成形体、および (b) 膨張黒鉛と無機バインダーの複合体の圧縮成
形体 よりなるグループから選ばれ、かつ内筒との接触
部が (c) 炭素材(膨張黒鉛を除く)と金属との複合
体、および (d) 炭素材(膨張黒鉛を除く)と無機バインダー
の複合体 よりなるグループから選ばれたものであることを
特徴とするボールジヨイント。 2 前記(a)の比重が1.1以上である特許請求の範
囲第1項記載のボールジヨイント。 3 前記(b)の比重が1.1以上である特許請求の範
囲第1項記載のボールジヨイント。 4 前記(b)における無機バインダーが、酸化黒
鉛、リン酸アルミニウム及びホウ酸よりなるグル
ープから選ばれたものである特許請求の範囲第1
項記載のボールジヨイント。 5 前記(b)における無機バインダーの使用量が膨
張黒鉛に対し、重量比で1〜20%である特許請求
の範囲第1項記載のボールジヨイント。 6 前記(c)における金属が、融点200〜1300℃の
ものである特許請求の範囲第1項記載のボールジ
ヨイント。 7 前記(c)における金属の量が、容積比において
金属量の10〜40%である特許請求の範囲第1項記
載のボールジヨイント。 8 前記(d)における無機バインダーが、リン酸ア
ルミニウムおよびコロイダルシリカからなるグル
ープより選ばれたものである特許請求の範囲第1
項記載のボールジヨイント。 9 前記(d)における無機バインダーの使用量が、
炭素材に対して重量比0.5〜30%である特許請求
の範囲第1項記載のボールジヨイント。
[Scope of Claims] 1. An inner cylinder having a spherical shape, an accommodation case that houses the inner cylinder and has a spherical inner peripheral surface concentric with the inner cylinder, and an annular seal located between the inner cylinder and the accommodation case. the contact portion of the annular seal member with the housing case is selected from the group consisting of (a) a compression molded product of expanded graphite, and (b) a compression molded product of a composite of expanded graphite and an inorganic binder; and the contact portion with the inner cylinder is selected from the group consisting of (c) a composite of a carbon material (excluding expanded graphite) and a metal, and (d) a composite of a carbon material (excluding expanded graphite) and an inorganic binder. A ball joint characterized by being 2. The ball joint according to claim 1, wherein the specific gravity of (a) is 1.1 or more. 3. The ball joint according to claim 1, wherein the specific gravity of (b) is 1.1 or more. 4. Claim 1, wherein the inorganic binder in (b) above is selected from the group consisting of graphite oxide, aluminum phosphate, and boric acid.
Ball joint as described in section. 5. The ball joint according to claim 1, wherein the amount of the inorganic binder used in (b) is 1 to 20% by weight based on the expanded graphite. 6. The ball joint according to claim 1, wherein the metal in (c) has a melting point of 200 to 1300°C. 7. The ball joint according to claim 1, wherein the amount of metal in (c) is 10 to 40% of the amount of metal in terms of volume ratio. 8. Claim 1, wherein the inorganic binder in (d) above is selected from the group consisting of aluminum phosphate and colloidal silica.
Ball joint as described in section. 9 The amount of inorganic binder used in (d) above is
The ball joint according to claim 1, wherein the weight ratio is 0.5 to 30% based on the carbon material.
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