JP2012510028A - テキスタイルガスケットおよびその構成方法 - Google Patents

Abstract

高温用途において嵌め合い部材の間を封止するためのテキスタイルガスケットおよびその構成方法が提供される。ガスケットは、少なくとも一部が非金属の耐熱ヤーンで構成された、編まれた筒状本体を有する。本体は、対向する端部の間で延び、端部のうち少なくとも一方の端部が他方の端部に向けて巻かれ、嵌め合い部材の間で受けるための予め定められた直径を有する、周方向に延びる巻かれた部分を形成する。

Description

関連出願の相互参照
本願は、２００８年８月１３日に提出された米国仮出願第６１／０８８，４４１号の利益を主張し、その全体を本明細書に引用により援用する。

発明の背景
１．技術分野
本発明は、一般的には嵌め合い部材の間を封止するためのガスケットに関し、より特定的には耐熱テキスタイルガスケットに関する。

２．関連技術
嵌め合い部材の間を、フェルト部分とロープ部分といった複数の構成要素を有するガスケットまたは一対の別個のロープ部分で形成されたガスケットを用いて耐熱封止することは公知である。これらのガスケットによって信頼性のある封止を設けることができるが、一般的にこれらのガスケットは、特に複数の構成要素を使用してガスケットを形成する場合、製造コストが高い。複数の構成要素があると、材料コストが増すことに加えて、故障の原因が増えることになる。故障状態が増す原因は、主に構成要素が一般的には互いに貼付けられまたは接着されているので分離する場所となり、使用時の故障を引起すことにある。

上記のガスケットだけでなく、編まれたワイヤメッシュからガスケットを形成することも公知である。このワイヤメッシュガスケットは、型の中で成形されて目的の用途に合った特定の形状にされる。加えて、耐熱材料をワイヤメッシュに浸透させることによってその封止特性を高めることができる。これらのガスケットにあるいくつかの潜在的な問題には、たとえば、使用時の膨張に対する耐性が限られていること、使用時の圧縮に対する耐性が限られていること、およびワイヤ材料の腐食が含まれる。使用時の膨張に対する耐性に限界があることに加えて、これらのガスケットはまた、一般的に硬く可撓性がないので、特定用途向けになる。したがって、これらのガスケットの用途は一般的に特定用途を意図しており、このため、これらのガスケットは、嵌め合い表面構成が異なる用途にわたって使用できない。加えて、ガスケットワイヤ材料は比較的可撓性に欠けるので、これらのガスケットは一般的に嵌め合い表面の封止欠陥に対する耐性がなく、このため、最終的には漏れが生じる。またさらに、ワイヤガスケットは腐食しやすいので、一般的に使用前の保存期間が限られている。

発明の概要
本発明の現在好ましいある局面に従い、高温用途において嵌め合い部材の間を封止するためのテキスタイルガスケットが提供される。このガスケットは、複数の編み目を用いて互いに編まれた複数の非金属耐熱ヤーンを有する、編まれた継目のない筒状本体を備える。この本体は、対向する端部の間で延在し、これらの端部のうちの少なくとも一方の端部は、他方の端部に向けて巻かれ、嵌め合い部材の間で受けるための予め定められた直径を有する周方向に延在する巻かれた部分を形成する。

本発明の別の局面に従うと、端部双方が、互いに向けて巻かれ、嵌め合い部材の間で受けるための予め定められた直径を有する、一対の周方向に延在する巻かれた部分を形成する。

本発明の別の局面に従うと、上記一対の周方向に延在する巻かれた部分は、本体の巻かれていないブリッジ部分によって軸方向に離れた状態を保つようにされて、嵌め合い部材の軸方向に離れた領域の間を封止するための、間隔が置かれた別々の第１および第２の封止部分として、上記巻かれた部分を与える。

本発明の別の局面に従うと、筒状本体は、非金属ヤーンとともに編まれた複数の金属ヤーンを含む。

本発明の別の局面に従うと、一方の端部から内側に延びる本体の第１の部分は、全体が非金属ヤーンで形成され、他方の端部から内側に延びる本体の第２の部分は、全体が金属ヤーンで形成される。非金属の第１の部分は金属の第２の部分の内側に折り返され、前記端部のうち一方を巻くと、第１の部分の非金属ヤーンは、本体から径方向外側を向く。

本発明の別の局面に従い、テキスタイルガスケットを構成する方法が提供される。この方法は、複数の非金属ヤーンを与えることと、このヤーンを互いに編み、対向する端部の間に延びる長さを有する継目のない筒状本体にすることとを含む。次に、端部のうちの少なくとも一方の端部を他方の端部に向けて巻き、封止する嵌め合い部材の間で受けるための予め定められた直径を有する第１の周方向に延在する巻かれた封止部分を形成する。

本発明の別の局面に従うと、この方法はさらに、編み機で金属ヤーンを非金属ヤーンとともに編み、非金属ヤーンおよび金属ヤーン双方を有する筒状本体を与えることを含む。

本発明の別の局面に従うと、この方法は、横編み機で編む工程を実行することを含む。
本発明の別の局面に従うと、この方法は、平台横編み機で編む工程を実行することを含む。

本発明の別の局面に従うと、この方法はさらに、筒状本体の端部のうちの一方から内側に延びるように非金属ヤーンを編み、筒状本体の端部のうちの他方から内側に延びるように金属ヤーンを編むことを含む。

本発明のさらに他の局面に従うと、この方法はさらに、非金属ヤーンを金属ヤーンの内側に向けて折り返し、次に、非金属ヤーンが金属ヤーンに対して径方向外側を向く関係になるように端部のうちの少なくとも一方の端部を巻くことをさらに含む。

本発明の別の局面に従うと、この方法はさらに、二重ジャージニット編みを用いて非金属ヤーンおよび金属ヤーンを互いに編むことを含む。

本発明の別の局面に従うと、この方法はさらに、金属ヤーンを非金属ヤーンの中に置くことを含む。

本発明のさらに他の局面に従うと、この方法はさらに、双方の端部を互いに向けて巻き、別々の第１および第２の周方向に延在する巻かれた封止部分を形成することを含む。

本発明のさらに他の局面に従うと、この方法はさらに、双方の端部を互いに向けて巻き、別々の軸方向に間隔が置かれた第１および第２の周方向に延在する巻かれた封止部分を形成することを含む。

本発明の上記およびその他の局面、特徴および利点は、現在好ましい実施例および最良の形態についての以下の詳細な説明、続く請求項ならびに添付の図面と関連付けて考慮されると容易に理解されるであろう。

本発明のある局面に従い構成されたテキスタイルガスケットが間に設けられ、封止されて互いに係合するように配置された一対の部材の概略断面分解図である。 本発明のある局面に従って編まれた、図１のガスケットの本体の概略平面図であり、この本体は巻かれていない伸張された構成で示されている。 ガスケットが逆の構成で配置されている、図１と同様の図である。 ガスケットが別の構成で配置されている、図３と同様の図である。 ガスケットがさらに他の構成で配置されている、図３と同様の図である。 本発明の別の局面に従い構成されたテキスタイルガスケットが間を封止している、相対的に移動可能な一対の部材の概略断面図である。 本発明の別の局面に従い構成されたテキスタイルガスケットを介して互いに封止された一対の部材の概略断面図である。 本発明の別の局面に従い構成されたテキスタイルガスケット材料の概略側面図であり、この材料は巻かれていない伸張された構成で示されている。 折り返された構成で示されている、図８のガスケット材料の図である。 完全に巻かれた構成で示されている、図８のガスケット材料の図である。 本発明の別の局面に従い構成されたテキスタイルガスケット材料の本体の概略平面図であり、この本体は巻かれていない伸張された構成で示されている。 巻かれた構成で示されている、図１１のガスケット材料の図である。 本発明のさらに他の局面に従い構成されたテキスタイルガスケット材料の本体の概略側面図であり、この本体は巻かれていない伸張された構成で示されている。 巻かれた構成で示されている、図１１のガスケット材料の図である。

現在好ましい実施例の詳細な説明
より詳細に図面を参照して、図１は、たとえば一対の排気管部材１１、１３といった高温用途における嵌め合い部材の間を封止するためのテキスタイルガスケット１０を示す。ガスケット１０は、全体的に１４で示される、複数の編み目で互いに編まれた少なくとも１本のまたは複数の非金属耐熱ヤーンで構成された、編まれた継目のない筒状本体１２（図２）を有する。本体１２は、対向する端部１６、１８の間に延び、好ましくは少なくとも一方の端部がロックステッチを施して編まれ、ここでは両端１６、１８として示される端部のうちの少なくとも一方が互いに向かって巻かれ、管部材１１、１３の間で受けるための予め定められた直径を有し、径方向内側を向いて周方向に延びる、スクロールされた封止部分２０、２２を形成する。本体１２は、たとえば高温耐熱玄武岩またはシリカ材料といった非金属ヤーンから編まれているので、ガスケット１０は可撓性であり設置している間径方向に拡張可能である。さらに、スクロールされた封止部分２０、２２は、設置の際に比較的巻き易く圧縮するのも容易であり、管部材１１、１３の間に気密封止を形成する。加えて、非金属ヤーン１４は、ガスケット１０に、用途においておよび保存において長く有用な寿命をもたらす。

継目のない筒状本体１２は、編み機、好ましくは横編み機、より好ましくは平台横編みプロセスまたは平台横編み機を用いて一回の編みプロセスで編まれる。しかしながら、本発明に従い構成された筒状本体１２は、たとえば丸型横編み機といった他の種類の編み機で編まれてもよいことが、意図されている。よって、二次作業の必要性は否定される。本体１２は、用途に応じておよび所望のガスケット１０の大きさに応じて、任意の適切な直径および長さを有するように編むことができる。一体化されたモノリシック部材として本体１２を編んだ後、端部１６、１８のうちのいずれか一方または双方が互いに向かって巻かれて、径方向内側を向くスクロールされた部分２０、２２を形成する（図１）、または、径方向外側を向くスクロールされた部分２０、２２を形成する（図３）。よって、巻かれていないブリッジ部分２４が形成され対向する巻かれた封止部分２０、２２をつなぐ。本体１２が連結された編み目で形成されているので、完成したガスケット１０は径方向に伸びてガスケット１０の全体の直径を増すことができる。本体１２を径方向に拡張させると、端部１６、１８は自然にカールする傾向があり、このため、スクロールされた封止部分２０、２２は望ましい巻かれた構成を保つ傾向がある。

図１に示されるように、ガスケットを一方の管部材１１の上に配置した後、他方の管部材１３を管部材１１に接合してガスケット１０を管部材１１、１３の間で圧縮された封止状態にすることができる。好ましくは、管部材１１、１３はそれぞれ径方向に延在するフランジ２５、２７を有して、スクロールされた封止部分２０、２２を互いに向かって圧縮して気密封止を行なうことを容易にする。

図３に示されるように、ガスケット１０を、図１と逆の構成で、管部材１１上に配置することができる。したがって、ブリッジ部分２４は、径方向外側を向くのではなく、径方向内側を向いて管部材１１と接触する。または、図４および図５に示されるように、スクロールされた封止部分２０、２２は、どちらも管部材１１の外面に接するように配置されることによって実質的に共通する直径を有するのではなく、一方のスクロールされた封止部分２０が他方のスクロールされた封止部分２２の径方向内側に並ぶように伸ばされることができる。所望に応じて、図４に示されるようにブリッジ部分２４を管部材１１のフランジ２５に隣接するように配置することができ、または、図５に示されるようにブリッジ部分２４を管部材１３のフランジ２７に隣接するように配置することができる。

図６に示されるように、ガスケット１０を、たとえばピストン３０といったプランジ部材の一対のリング溝２６、２８の中に入れられるように構成することができる。ブリッジ部分２４は、径方向外側を向くようにされ、別々のスクロールされた封止部分２０、２２は、ピストン３０の環状の溝２６、２８の中に嵌まる大きさであってかつピストン３０がシリンダ３２の中で往復運動する間その溝の中に留まる大きさに定められる。ブリッジ部分２４を、スクロールされた部分２０、２２が溝２６、２８の中に入るように、所望の長さにわたるようにできることが認められるはずである。

図７に示されるように、ガスケット１０を、平行でない面を有し、したがって、たとえば円錐台領域のように封止する領域が変化する領域を、気密封止するように構成できる。たとえば、ガスケット１０を介して、外側のテーパ面３６を有する円錐または円錐台形状の内側部材３４と、テーパ面３６と封止する全体的に円筒形のボア３９を有する外側部材３８とを、互いに封止することができる。平行でない面３６、３９の間の、変化し軸方向に延びる径方向領域にわたって信頼性のある気密封止を行なうために、間にブリッジ部分２４が延びた状態で、ガスケット１０の一方のスクロールされた封止部分２０をより小さく減じられた内側のボア直径を有するように形成することができるとともに、他方のスクロールされた封止部分２２をより大きく増大された内側のボア直径を有するように形成することができる。別々の封止部分２０、２２の相対的な大きさは、対向する端部１６、１８が互いに向けて巻かれる間に確定されることができ、小さい方の封止部分２０は、直径がより大きな封止部分２２と比較して、ガスケット編み材料の軸方向のより大きな長さにわたって巻かれる。したがって、直径が小さい方の封止部分２０は、断面で見たときに巻かれた層の数が多い。封止する領域の構成および大きさに従い、所望に応じてスクロールされた封止部分２０、２２いずれかをより大きくまたはより小さく形成できることが認められるはずである。

図８および図９に示されるように、ガスケット１０の本体１２を、一方の端部１６から軸方向内側に延びる第１の部分４０と、他方の端部１８から軸方向内側に延びる第２の部分４２とを有するように編むことができ、第１および第２の部分４０、４２は互いに異なる構成である。たとえば、第１の部分４０全体を非金属の高温耐熱ヤーン１４で編むことができ、第２の部分４２全体をステンレス鋼ヤーンといった金属ヤーン４４で形成することができるが、これは例示であり限定ではない。本体１２の全体の長さを一回の編みプロセスで編んだ後、第１の部分４０の径方向外側に第２の部分４２を折り返すことができ、または、第１の部分４０を第２の部分４２の径方向内側に折り返すことができ、そうすることによって金属ヤーン４４が非金属ヤーン１４の径方向外側に配置される。次に、図１０に示されるように、折り返された本体１２の端部のうち一方または双方を予め定められた長さだけ巻いて軸方向に対向するスクロールされた封止部分２０、２２を形成する。折り返された本体１２の端部を巻くと、内側の非金属ヤーン１４が露出して本体１２から径方向外側を向き、金属ヤーン４４が非金属ヤーン１４によって覆われるようになることによって、信頼性のある気密封止を行なうのに適した外面が与えられる。一方、覆われた内側の金属ヤーン４４は、ガスケット１０に対して構造および剛性を与えるように、かつ、スクロールされた封止部分２０、２２がそのスクロールされた構成を保つことを促すように作用する。

図１１に示されるように、筒状本体１２を、たとえば２×２パターンといった畝パターンで非金属高耐熱ヤーン１４を用いて編まれた中央領域４６を有するように構成できる。中央領域４６は、畝パターンで編まれているので、本体１２の弾性を増す。本体１２はまた、たとえばジャージニットパターンなどで金属ヤーン４４を用いて編まれた一対の端部領域４８を有する。さらに、本体１２は、端部領域４８と中央領域４６との間の一対の中間領域５０を有するように構成される。中間領域５０は、たとえばジャージニットパターンなどで非金属耐熱ヤーン１４を用いて編まれる。したがって、本体１２は、本体１２の長さに沿って金属ヤーンおよび非金属ヤーンの別々の部分を有する。本体１２の全体の長さを編んだ後、端部領域４８を、中間領域５０の少なくとも一部が巻かれて中央領域４６の対向する側部上で巻かれた封止部分２０、２２の径方向外側を向く外面を形成するまで、予め定められた長さだけ巻くことができる。したがって、図１１Ａに示されるように、図１０との関連で先に述べた実施例のように、非金属ヤーン１４が本体１２から径方向外側を向くように露出することによって、信頼性のある気密封止を行なうのに適した外面を与える一方で、覆われた内側の金属ヤーン４４は、ガスケット１０に対して構造および剛性を与えるように、かつ、巻かれた封止部分２０、２２が巻かれた構成を保つことを促すように作用する。

図１２に示されるように、筒状本体１２を、図１１との関連で先に述べたように、中央領域４６と、たとえば二重ジャージニットパターンなどで非金属ヤーン１４および金属ヤーン４４双方を用いて編まれた一対の端部領域５２とを有するように構成することもできる。次に、図１２Ａに示されるように、本体１２の全体の長さを編んだ後、外側の領域５２を巻いて中央領域４６の両側の、軸方向に対向する一対の巻かれた封止部分２０，２２を形成する。しかしながら、図１１の実施例と異なり、巻かれた部分２０、２２の外面には金属および非金属ヤーン１４、４４双方がある。

本発明の多数の変更および変形が上記の教示に照らして可能である。たとえば、ガスケット本体の構成に非金属および金属ヤーンが使用される場合、それぞれのヤーンを互いに補い合うようにすることができる。したがって、本発明は、具体的に記載され例示された通りにではなく添付の請求の範囲の中で実施できることが理解されるはずである。

Claims (20)

1. 嵌め合い部材の間を封止するための高温テキスタイルガスケットであって、
   複数の編み目で互いに編まれた複数の非金属耐熱ヤーンを有する、編まれた継目のない筒状本体を備え、前記本体は、長手方向の軸に沿い、対向する端部の間で延在し、前記端部のうちの少なくとも一方の端部は、前記端部のうちの他方の端部に向けて巻かれ、嵌め合い部材の間で受けるための予め定められた直径を有する周方向に延在する巻かれた部分を形成する、テキスタイルガスケット。
2. 前記筒状本体は、前記非金属ヤーンとともに編まれた複数の金属ヤーンを含む、請求項１に記載のテキスタイルガスケット。
3. 前記端部のうちの一方から軸方向内側に延びる、前記本体の第１の部分は、全体が前記非金属ヤーンで形成され、前記端部のうちの他方から軸方向内側に延びる、前記本体の第２の部分は、全体が前記金属ヤーンで形成される、請求項２に記載のテキスタイルガスケット。
4. 前記第１の部分は前記第２の部分の内側に折り返され、前記少なくとも一方の端部の前記非金属ヤーンは前記本体から径方向外側を向いている、請求項３に記載のテキスタイルガスケット。
5. 前記端部双方が、互いに向けて巻かれ、嵌め合い部材の間で受けるための予め定められた直径を有する一対の周方向に延在する巻かれた部分を形成する、請求項１に記載のテキスタイルガスケット。
6. 前記巻かれた部分のうちの一方の内径は、前記巻かれた部分のうちの他方よりも大きい、請求項５に記載のテキスタイルガスケット。
7. 巻かれていないブリッジ部分が前記巻かれた部分をつなぐ、請求項５に記載のテキスタイルガスケット。
8. 前記巻かれた部分のうちの一方は前記非金属ヤーンから形成され、前記巻かれた部分のうちの他方は金属ヤーンから形成される、請求項５に記載のテキスタイルガスケット。
9. 前記筒状本体は、前記非金属ヤーンとともに編まれた複数の金属ヤーンを含み、前記金属ヤーンおよび前記非金属ヤーンは、前記本体の長さに沿って交互にされて前記金属ヤーンおよび前記非金属ヤーンの別々の部分を形成する、請求項１に記載のテキスタイルガスケット。
10. テキスタイルガスケットを構成する方法であって、
    複数の非金属ヤーンを与えるステップと、
    前記非金属ヤーンを互いに編み、対向する端部の間に延びる長さを有する継目のない筒状本体にするステップと、
    前記端部のうちの少なくとも一方の端部を他方の端部に向けて巻き、嵌め合い部材の間で受けるための予め定められた直径を有する第１の周方向のスクロールされた封止部分を形成するステップとを含む、方法。
11. 少なくとも一本の金属ヤーンを前記非金属ヤーンとともに編み、非金属ヤーンおよび金属ヤーン双方を有する筒状本体を与えるステップをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
12. 金属ヤーンおよび非金属ヤーンを編んで前記金属ヤーンおよび前記非金属ヤーンの別々の筒状部分を形成するステップをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
13. 前記筒状本体の端部のうちの一方から内側に延びるように前記非金属ヤーンを編み、前記筒状本体の端部のうちの他方から内側に延びるように前記金属ヤーンを編むステップをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
14. 前記端部双方を互いに向けて巻き、前記非金属ヤーンから巻かれた部分を形成し前記金属ヤーンから巻かれた部分を形成するステップをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
15. 前記非金属ヤーンを前記金属ヤーンの内側に向けて折り返し、前記非金属ヤーンが径方向外側を向くように前記端部を巻くステップをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
16. 二重ジャージニット編みを用いて前記非金属ヤーンおよび金属ヤーンを互いに編むステップをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
17. 前記金属ヤーンを前記非金属ヤーンの中に置くステップをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
18. 前記端部のうちの他方の端部を巻き、嵌め合い部材の間で受けるための予め定められた直径を有する第２の周方向の巻かれた封止部分を形成するステップをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
19. 前記端部のうちの一方の端部を前記端部のうちの他方の端部よりも大きな長さだけ巻き、前記巻かれた部分のうちの一方を、前記巻かれた部分のうちの他方よりも内径が大きくなるように形成するステップをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
20. 平台横編みプロセスを用いて前記編むステップを実行することをさらに含む、請求項１０に記載の方法。

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