JP2015532399A - 平形ガスケット - Google Patents

Abstract

本発明は、少なくとも一部が拡張されたキャリア層を備えた平形ガスケットに関する。平形ガスケットは、例えば、透過板やシリンダーヘッドガスケットとして使用され、また、燃焼機関の排気ラインにおいても使用される。平形ガスケットは、第１表面（１１）および第１表面（１１）に対向した第２表面（１２）を有し、少なくとも一部が拡張されたキャリア層（１０）と、キャリア層（１０）を貫通する流体用の通路開口（２）と、を備え、通路開口（２）の周縁（３）は、第１および第２表面（１１、１２）のそれぞれの周縁（３）が、通路開口（２）の少なくとも一部を囲み、かつ通路開口（２）内に突出した１または複数の突起（１５、１５’）を含み、通路開口（２）に機能要素（２０）が配置され、機能要素（２０）は、１または複数の突起（１５、１５’）によって通路開口（２）内に保持されることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、少なくとも一部が拡張されたキャリア層を備えた平形ガスケットに関する。当該平形ガスケットは、例えば、透過板やシリンダーヘッドガスケットとして使用される。また、当該平形ガスケットは、燃焼機関の排気ラインにおいても使用される。

平形ガスケットは、多くの場合、流体が平形ガスケットの一方の側から平形ガスケットの一方と反対の側に流れる、流体用の通路開口を含む。さらに、通路開口には、機能要素、例えば、通路の一方向を塞ぐバルブ要素、または一方向もしくは双方向における通路の範囲を定めるオリフィス要素を挿入することができる。

平形ガスケット内への機能要素の閉じ込めは、通常、追加の手段もしくは追加の特殊設計、すなわちキャリア層に隣接した機能層によって、または封止される部分の特殊設計によって実現される。このような機能要素の閉じ込めは、困難かつ費用がかかり、特殊なガスケット設計によってのみ実現される。

この技術水準の観点から、本発明の目的は、拡張されたキャリア層を有し、例えばバルブ要素またはオリフィス要素のような機能要素を、簡単に、経済的に、紛失を防止でき、かつ信頼できる方法でキャリア層内に閉じ込めることができる平形ガスケットおよびその用途を提供することである。さらに、簡単かつ経済的な製造プロセスが実現されるように、自動的な機能要素の閉じ込めを可能にすることである。

この目的は、請求項１または請求項２に係る平形ガスケットによって達成される。本発明に係る平形ガスケットの好適な実施形態は、従属請求項によって与えられる。

請求項１に係る本発明の平形ガスケットは、少なくとも一部が拡張されたキャリア層を含む。キャリア層の近傍には、さらにガスケット層のような機能層を好適な方法で配置することができる。

公知の技術水準とは対照的に、キャリア層を貫通する通路開口内に、紛失を防止できる方法で機能要素を配置するための追加の層または追加の固定要素を必要としない。むしろ、請求項１に係るキャリア層の通路開口の周縁は、通路開口の少なくとも一部を囲む周縁のそれぞれが、通路開口内に突出する突起を含むように設計されている。機能要素の表面間、より詳しくは突起間には、突起が設けられていない領域が残っている。これは、キャリア層が通路開口の周縁の両側に突起を含み、突起が通路開口とともに一種の溝を形成することを意味する。この「溝」は、周縁に沿って連続的または部分的に通路開口を囲む。さらに、溝は、互いに対向した突起によって形成されるだけでなく、周方向に互いにシフトした溝の両側の突起によって形成されてもよい。溝内に機能要素が配置されることで、機能要素は通路開口内に置かれる。

突起および機能要素は、機能要素が通路開口内で移動できるように形成される。しかしながら、通路開口を通って流れる流体によって、機能要素がキャリア層の一表面に押し付けられると、機能要素は、当該一表面側にある通路開口を囲む突起に当接する。この方向における突起への当接は、機能要素と突起との間において形状による固定接続を生じさせるため、機能要素は紛失を防止できるように配置されて、機能要素のさらなる移動が防止される。流体の流れが反対方向になると、機能要素は、反対方向に押されてキャリア層の反対側の突起と力による固定接続がなされ、これにより機能要素が通路開口から出て行くのが防止される。ここで、形状による固定接続は、機能要素の一表面が突起（複数の突起）の対向表面に当接し、この突起またはこれらの突起の方向にさらに移動することができなくなる、といった一時的な一方向での形状による固定として理解される。十分に高い流体の圧力が生じているのであれば、機能要素は、反対方向にも移動することができなくなる。それが力および形状による固定接続であり、これについては後述する。

請求項２に係る本発明の別の実施形態では、キャリア層が、通路開口の周縁に沿った２つの表面間において、通路開口の周縁内側の少なくとも一部に、部分的な障壁となり得るウェブ形状の突起を含む。本実施形態では、機能要素は、両表面に突起を含み、当該突起が外縁に沿って外側に突出するように設計されている。機能要素の両表面の突起は、連続的または部分的に機能要素の外縁を囲む一種の溝を形成し、かつキャリア層のウェブ状の突起を囲む。このため、キャリア層のウェブ状の突起は、舌部として機能する。この「舌部」は、連続的または部分的に通路開口の周縁を囲む。また、溝は、互いに対向した突起によって形成されるだけでなく、機能要素の両表面の互いにシフトした突起によっても形成される。

通路開口がキャリア層の一方側の表面から他方側の表面に向かって連続的に広がり、これにより突起を含めた全キャリア層を通り抜ける流体用の通路を提供することが、極めて重要である。機能要素は、通路開口内に配置され、基本的には、全ての動作状態において完全に流体の流れを遮ってしまうことなく、通路開口の内径を満たす。

キャリア層に対して垂直に測定した（通路開口を通る流れ方向に測定した）機能要素の突起間の有効幅が、キャリア層のウェブ状の突起の厚みよりも大きいのであれば、機能要素は、流れ方向に対して移動可能に配置される一方、両表面でなし得る力および形状による固定接続により、通路開口から出て行くことを立体的に回避する。

両実施形態において、キャリア層の突起または機能要素の突起は、通路開口の全外縁を完全に囲む必要はない。機能要素の縁またはキャリア層の縁のそれぞれと、キャリア層の突起または機能要素の突起のそれぞれとが、機能要素を紛失することなく通路開口内に保持するために、許容範囲内の十分な部分において常に重なるのであれば、突起が部分的に設けられていても足りる。

この目的を達成するためには、互いに離れた２つ、好ましくは３つの重なり領域があれば足りる。

通常、キャリア層の厚みは、１ｍｍよりも大きく、好ましくは１．５ｍｍ以上、最も好ましくは２ｍｍ以上である。最大の厚みに関して、キャリア層の厚みは、５ｍｍ以下、好ましくは３ｍｍ以下、最も好ましくは２．８ｍｍ以下である。

第１実施形態では、キャリア層の突起と重なる機能要素の領域の厚みは、キャリア層の２つの表面に形成された突起間の有効幅の最大８０％、好ましくは６０％以下になるように、適切に選択される。第２実施形態では、キャリア層内におけるウェブ状の突起の厚みは、機能要素の突起によって形成される溝の有効幅の最大８０％、好ましくは６０％以下になる。これにより、機能要素は、通路開口内に移動可能に配置されるが、それにもかかわらず通路開口内に紛失することなく保持される。

本発明に係るそれぞれの平形ガスケットは、通路開口の周縁のうち２つの表面のそれぞれの周縁が、通路開口の少なくとも一部を囲み、かつ通路開口内に突出する１または複数の突起を含むように、適切に設計されていてもよい。キャリア層の１または複数の突起と重なる領域における機能要素の厚みは、第１表面の周縁の突起と第２表面の周縁の突起との間の有効幅に対応する。これに代えて、上記厚みを第１表面の周縁の突起と第２表面の周縁の突起との間の有効幅の８０％以下、好ましくは６０％以下にしてもよい。

機能要素は、例えば、キャリア層の一表面の一方側で全周縁にわたって、キャリア層の突起と重なる閉塞バルブとなる。流体が機能要素をキャリア層の一方側に押すと、通路開口は機能要素によって塞がれる。キャリア層の突起は、キャリア層の反対側において、当該キャリア層の突起が機能要素の周縁と部分的にのみ重なるように設計されていてもよい。キャリア層の反対側では、流体は、機能要素の周縁とキャリア層の周縁との間を流れる。このため、流体が機能要素を部分的にのみ重なる突起に向かって押すと、それでもなお、流体は機能要素を越えて流れる。一般に、これはキャリア層の通路開口の設計および機能要素の設計に起因するバルブ機能をもたらす。

しかしながら、機能要素は、キャリア層両側のいたる所でキャリア層の突起と重なっていてもよく、これにより、突起領域において両方向に通路開口を塞ぐこともできる。さらに、機能要素は、たとえ突起が通路開口を塞いでいても、流体を機能要素の一方側からその反対側に通過させることができる穴部を含んでいてもよい。これにより、機能要素は、流路に対してオリフィスを形成する。このオリフィス機能は、バルブ機能に追加して与えられていてもよい。具体的には、穴部は、当該穴部の一方側のみが隣接部の通路開口だけに当接し、当該穴部の他方側は隣接部に当接して塞がれるように設定されていてもよい。これに代えて、穴部は、当該穴部のそれぞれの側にある隣接部の、それぞれ異なる大きさの開口に当接してもよい。

請求項２に係る別の実施形態では、バルブ機能および／またはオリフィス機能は、機能要素の周縁が径方向に溝を形成し、当該溝内にキャリア層のウェブ形状の突起が部分的に突出しているのであれば、同一または類似の方法で実現される。

バルブ機能に関し、周縁全体に沿ったキャリア層の外縁における突起は、機能要素の少なくとも１つの表面における突起と重なる。その重なりが１つの表面のみで実現するのであれば、通常、リターンバルブとなり、両表面とも重なるのであれば、ストップバルブとなる。第１実施形態におけるストップバルブでは、オリフィス機能が穴部により実現される。

さらに、機能要素は、少なくとも１つの表面が、周方向に封止要素、例えばリング形状の封止要素を含み、機能要素とキャリア層の一方側の周縁突起との間において良好な封止効果が実現される。

この点において、機能要素は、一定の厚みで成形されないのであれば、テーパー状の周縁領域、特に、周方向に拡張されたテーパー状の周縁領域を含むことが好ましい。機能要素は、テーパー状の周縁領域の一表面、好ましくは両表面に、封止要素、例えば、通路開口を囲む内蔵型の封止舌部を含むことが好ましく、封止舌部は、機能要素がキャリア層の一方側の周縁突起に隣接したときに封止を行うことが好ましい。同様に、機能要素は、一表面または両表面の少なくとも一部に、一表面に接したときの封止効果を向上させるコーティングが設けられていてもよい。

機能要素の役割は、流体のそれぞれの流れ方向に移動すること、または流体によって押されると突起に当接して静止することである。その際、機能要素は、寸法安定性を保つことができる。このため、機能要素は、流体により検出可能な程度に曲がったり伸びたりすることはない。機能要素は、金属材もしくはプラスチック材のみからなるか、または金属材もしくはプラスチック材を含むことが好ましい。代表的な金属材は、金属板、特に鋼板、例えば、ステンレス鋼、カーボン鋼およびばね硬鋼から作られる。原理的には、軽金属を使用することもできる。プラスチック材は、オイルおよび／または１５０℃以下の温度および／または４０バール以下の圧力に対して、安定していることが好ましい。これにより、広範囲にわたる熱可塑性材料、エラストマー材料およびデュロプラスチック材料の使用を可能にする。通常選択されるバルブプレートの中央領域の厚みは、０．７ｍｍから１．６ｍｍの間、好ましくは０．６ｍｍから１．２ｍｍの間にある。機能要素が軽金属で作られているのであれば、より大きな厚みのもの使用し、かつキャリア層の厚みに対応させることが好ましい。

好ましい熱可塑性材料は、ポリアミド（ＰＡ）、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリスルホン（ＰＳＵ）、ポリフェニレンスルホン（ＰＰＳＵ）、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリベンズイミダゾール（ＰＢＩ）およびポリプロピレン（ＰＰ）を含む。好ましいエラストマー材料は、アクリルゴム（例えば、ＡＣＭおよびＡＥＭ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）、フロロシリコーンゴム（ＦＶＭＱ）、水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）、シリコーンゴム（ＶＭＱ）およびエピクロロヒドリンゴム（ＥＣＯ）を含む。好ましいデュロプラスチック材料は、ポリエステル、ビニールエステル、フェノール樹脂およびメラミン樹脂を含む。これらの材料は、単独または２もしくは複数の構成要素として使用することができる。これらの材料は、補強なしで使用してもよいし、繊維系および/または粒子系の補強材とともに使用してもよい。

キャリア層は、金属板、特に鋼板、例えば、ステンレス鋼およびカーボン鋼から作られることが好ましい。代表的な厚みは、１．０ｍｍから５．０ｍｍの間にある。

図１〜図７および請求項１に係る上述の第１実施形態によって例示されているように、キャリア層の両表面における通路開口の周縁に突起が設けられているのであれば、突起の高さは、機能要素の中央領域の厚みの１／３未満、好ましくは１／５未満となることが好ましい。図８および請求項２に係る上述の第２実施形態によって例示されているように、キャリア層の中間帯、すなわちキャリア層の両表面から離れた位置における通路開口の周縁に突起が設けられているのであれば、突起の高さは、機能要素の中央領域の厚みの１／２未満、好ましくは１／３未満となることが好ましい。一般に、機能要素は、押された方向において、キャリア層の表面を越えて飛び出ないことが好ましい。

従来の方法では上述したように、例えば封止層のような追加の機能層を、キャリア層に隣接して配置することができる。封止層は、封止用のエラストマーコーティングおよび／または封止用のビーズを備えていてもよい。しかしながら、本発明では、たとえ１つのキャリア層のみからなるガスケットであっても、紛失を防止できるように、機能要素を通路開口内に保持することが極めて重要である。キャリア層における通路開口の周縁および機能要素の周縁の種々の設計に対して、上述したように、機能要素の特定の機能的性質を実現することができる。

さらに、バルブ機能またはオリフィス機能が実現され、かつ／または封止効果が向上するように、封止相手を設計することもできる。バルブ機能は、例えば、機能要素の突起とキャリア層の突起とがお互いに部分的にのみ重なっていれば実現されるが、機能要素の突起（第２実施形態における機能要素の少なくとも１つの表面の突起）が、封止相手の表面で円周方向に静止するのであれば、結果として機能要素と封止相手との間で力および形状による固定接続が実現され、機能要素と封止相手との間の通路が塞がれる。機能要素とキャリア層とが当接する当接領域における通路が、全て通路開口に隣接するのではなく、封止相手によって一部のみ塞がれると、結果としてオリフィス機能が生じる。平形ガスケットが、少なくとも１つの表面に封止層を含むのであれば、キャリア層、機能要素および封止相手間の相互作用としての効果が生じる。キャリア層の領域と機能要素の領域との間の相互作用に起因して生じる効果は、通路開口および封止層の範囲を定める。本発明では、機能要素がキャリア層のみによって保持されることが、極めて重要である。

一般的に有利な発明の特徴として、キャリア層と形状および力による固定接続が行われた場合、機能要素は、押された方向にキャリア層の一表面または両表面を越えて飛び出すことはない。

以下、本発明に係る平形ガスケットのいくつかの実施形態を示す。ここで、同一または類似の構成要素には、同一または類似の参照符号を付し、説明を一部省略する。以下の各実施形態における個々の特徴は、各実施形態の全ての特徴を組み合わせて本発明の実施形態として示すだけでなく、個々に考慮したときは、それぞれが本発明の平形ガスケットの有利な実施形態として見なされるべきである。

本発明の第１の平形ガスケットにおけるキャリア層内の通路開口の上面／領域内の概略図である。 本発明の第１の平形ガスケットであって、それぞれ図１のＡ‐Ａ線およびＢ‐Ｂ線における垂直断面図である。 本発明の第１および第２の平形ガスケットにおける通路開口の詳細図である。 本発明の第３の平形ガスケットにおける通路開口の上面／領域内の概略図、および対応する断面図である。 本発明の第４の平形ガスケットにおける通路開口の上面／領域内の概略図である。 本発明の第５の平形ガスケットにおける通路開口の領域内の断面図である。 本発明の第６の平形ガスケットにおける通路開口の領域内の断面図である。 本発明の第７の平形ガスケットにおける通路開口の上面／領域内の図および断面図である。

図１に、本発明に係る平形ガスケット１のキャリア層１０および機能要素２０の平面図を、それぞれ透過的に示したキャリア層１０の輪郭すなわち内輪郭、および機能要素の輪郭すなわち外輪郭とともに示す。キャリア層１０は、通路開口２の周縁部分が示されている。通路開口は、当該通路開口を囲むキャリア層１０の２つの表面間の周縁３を示す。機能要素２０は、中央領域２４の周りに、外周縁２５を有するフランジ状のランド２６を有しいている。本実施形態では、機能要素２０は、第１厚さの内部領域と、第２厚さの外縁部すなわちフランジ状のランドとを有するディスクである。２つの厚みの段差は、参照符号２２で示されている。ディスクは、図の描写面に垂直な軸に対して回転対称になっている。ここで、ディスクは、熱可塑性材料、具体的には粒子強化ポリアミドで成形されている。キャリア層１０は、機能要素２０の面の下側に位置する表面の領域が、周縁突起１５’を含む。この周縁突起１５’は、通路開口２の周縁１３を含む。周縁１３は、同様に回転対称となり、かつ機能要素２０の周縁２５よりも小さい径となる。このため、もし機能要素２０が、図の描写面の下側にあるキャリア層の周縁１３に押し付けられると、通路開口２は塞がれる。

キャリア層１０は、図の描写面の上側に位置する表面に、お互い等距離にある全４つの突起領域１５を示す周縁１４を含む。キャリア層の上側表面の周縁全体は、部分的に周縁突起を形成する。周縁突起は、領域１５において最も際立ち、かつ機能要素２０の周縁２５と重なるように通路開口２の中に突出する突部を有する。

周縁１３の周辺と周縁１４の周辺との間において、キャリア層は、周縁１９を示す。周縁１９は、下側の周縁１３に対して周方向に窪み、かつ上側の周縁１４に対して突起１５の領域で窪んでいる。これにより、以下１７として示す溝が形成される。言い換えれば、周縁２５を有する機能要素２０が、突起領域１５において溝１７内に拡張されている。例えば上方へ流れる流体により、機能要素２０が突起領域１５に押し付けられているとしても、それでもなお、機能要素の周縁２５とキャリア層の周縁１４との間、すなわち際立った突起領域１５間に位置する領域において、流体は通路開口２を通過することができる。

図２は、図２‐Ａおよび図２‐Ｂにおいて、図１のＡ‐Ａ線における断面図を示し、図２‐Ｃおよび図２‐Ｄにおいて、図１のＢ‐Ｂ線における断面図を示す。

図２‐Ａ〜図２‐Ｄにおいて、Ｘは、通路開口２を通る流体のそれぞれの流れ方向を示す。これらの断面図では、キャリア層１０に隣接して、キャリア層１０の上側表面１２の上側およびキャリア層１０の下側表面１１の下側に、追加的な機能層３０ａ、３０ｂがそれぞれ配置されている。これらの機能層は、例えば、封止層として機能し、隣接部を封止する。しかしながら、機能層は、当該機能層が封止する部そのものに置き換えることもでき、その場合、図２と同じ図面になり、参照符号３０ａ、３０ｂは封止する実部を指す。

図２‐Ａ〜図２‐Ｄに示すように、層３０ａにおける通路開口の有効幅（その層の平面で測定したもの）は、Ａ‐Ａ断面では、キャリア層１０の上縁の突起領域１５の有効幅と一致し（図２‐Ａおよび図２‐Ｂ参照）、突起領域１５以外では、通路開口２は層３０ａの開口により狭窄されている。

図２‐Ａ〜図２‐Ｄでは、追加の層３０ｂにおける通路開口の有効幅は、周縁１３の有効幅よりも小さくなっている。このため、層３０ｂにおける狭窄された開口は、通路開口２を通過する流体の通路を塞ぐオリフィスまたはバルブとして機能する。

流体が、通路開口２を通ってキャリア層１０の上方から図２‐Ａおよび図２‐ＣのＸ方向（図１の描写面に垂直な流れ方向に相当）に流れようとすると、機能要素２０は、周縁突起１５’の直上で静止し、これにより通路を塞ぐ。

図２‐Ｂおよび図２‐Ｄに示すように、流れが反対方向（図１の描写面から出て行く流れ方向に相当）になると、そのとき機能要素２０は、突起領域１５に上方に押し付けられる。機能要素がこの位置にあるときは、図２‐Ｄの断面図から明らかなように、流体は、機能要素の縁２５と周縁１４との間の遮るものがない領域において、機能要素２０を越えて通過することができる。その際、機能要素２０は、４つの突起１５によりキャリア層内に保持される。両方の流れ方向において、機能要素２０は、キャリア層１０の突起に当接して静止し、これにより、力および形状による固定接続が実現される。これは、キャリア層１０の通路開口２内における、機能要素２０の紛失防止配置につながる。

図３は、４つの部分図３‐Ａ〜図３‐Ｄにおいて、機能要素２０とキャリア層１０の突起１５’との間の封止に関する４つの方法を示す。これらの封止方法は、必要に応じて、他の領域（例えば、突起）にもそれに応じた方法で応用することができる。図２および図３の双方において、機能要素２０の厚みは、その直径全体にわたって一定ではない。むしろ、機能要素の周縁部は、厚みを減らした突部２６として形成されており、ランドとみなすこともできる。中央領域２４とランド２６との間の高さの減少は、円周垂直段差２２によって生じる。図３の突出したランド２６は、キャリア層１０の突起１５’に当接する。

図３Ａでは、突起２６と突起１５’との間に追加の封止要素は設けられていない。図３Ｂでは、機能要素２０の中央領域２４の表面であって追加の層３０ｂに面した表面に、追加の封止要素として円周隆起２８が設けられており、円周隆起２８によりこの領域の封止が、さらに向上する。適切な流体の流れにより、この追加の封止要素２８は、追加の層３０ｂに押し付けられて、回転封止ラインを形成し、これにより通路開口２を完全に封止する。さらに、両実施形態では、機能要素２０または追加の層３０ｂの表面に面した突起１５’の表面を、例えば、エラストマーまたは熱硬化性樹脂による部分的または全体的なコーティング４７によって、適切に覆うことができる。これにより、図３‐Ｃに示すように、機能要素２０と突起１５’との間、または機能要素２０と追加の層３０ｂとの間の封止が、それぞれさらに向上する。機能要素２０の材質で形成された隆起に代えて、図３‐Ｄに示すように、エラストマーの封止材からなる封止舌部３８を適用し、回転するよう形成および／または成型することができる。ポリマー系の機能要素には、封止舌部を形成または成型することを提案する一方で、図４の部分図に示すように、金属系の機能要素には、コーティングを施すことが好ましい。

図４は、部分図４‐Ａにおいて、通路開口２の領域におけるキャリア層および機能要素の別の実施形態の平面図を、図１の透過要素とともに示す。本実施形態では、突起領域１５を３つしか備えていない。突起領域１５間におけるキャリア層１０の各表面１２の周縁１４は、際立った凹部を示す。当該凹部は、通路開口２を通り機能要素２０を通り越す通路としての大横断部を備えている。図１の実施形態とは対照的に、この機能要素２０は、一定の厚みのディスクとして設計されており、周縁部にテーパー状の円周ランドがない。それは、部分図４‐ＡのＤ‐Ｄ断面に相当する断面図４‐Ｂおよび部分図４‐ＡのＥ‐Ｅ断面に相当する断面図４‐Ｃから明らかである。さらに、これらは図２‐Ａおよび図２‐Ｃに関連している。この機能要素２０は、鋼板から丸いディスクに加工される。

図５に、通路開口２の領域における本発明に係る平形ガスケット１の別の実施形態を、図１の透過要素とともに平面図で示す。本実施形態では、上述の通り、４つの突起領域１５が、半径距離を有するキャリア層１０の上側周縁１４に、周縁１４の周長の１／４ごとに配置されている。機能要素２０は、規則的に配置されて外縁を形成する、言い換えれば、一定間隔で配置されて機能要素２０の周縁２５を形成する、複数の突部２６を示す。この例では、機能要素２０は１６個の領域２６を有するが、その数は減らしたり増やしたりすることができる。この機能要素は、十分な厚みを有し寸法安定性のあるＰＴＦＥ材料を打ち抜いたものであるから、花びら部が曲がることはない。

突部２６間には、入れ込みがあり、流体はその間から機能要素２０を越えて通過する。突部２６は、機能要素２０の中央領域の周囲に花びら状に配置されている。機能要素２０のこの設計によれば、機能要素の中央において図面に垂直な軸周りの機能要素２０の回転は、通路開口２から機能要素を放出することにはつながらない。その結果、本実施形態においても、機能要素２０は、キャリア層１０の表面１２の突起１５とキャリア層１０のもう一方の表面１１の突起の周縁１３（ここでは１つの周縁突起）との間で、通路開口２内に安全に閉じ込められている。機能要素２０の花びら状の突部２６間における遮るものがない領域は、全て内周縁１３の外側に位置しているが、表面１１の完全な周縁突起１５’の範囲内にある。これらの領域は、表面１１と形状による固定接続が行われた場合、表面１１により完全に覆われるので、この流れ方向において閉塞効果が実現される。

図６は、部分図６‐Ａおよび部分図６‐Ｂに、図２‐Ａ〜図２‐Ｄの実施形態とは若干異なるものの図２‐Ｃおよび図２‐Ｄの実施形態に相当する別の例を示す。図２‐Ａ〜図２‐Ｄの実施形態とは対照的に、機能要素２０は、中央に、当該機能要素２０の一方の表面から他方の表面に達する通路開口として、追加のオリフィス開口２９を含む。図６‐Ａに示す閉塞方向および図６‐Ｂに示す通過方向の双方において、機能要素２０は、機能要素２０の位置ひいては機能要素２０の動作状態とは独立に、平形ガスケット１の一方側から他方側へ恒久的に開放された通路２９を備える。

言い換えれば、図６の実施形態では、図６‐Ａに示す流れ方向Ｘにおいて、オリフィス効果が実現される一方、図６‐Ｂに示す別の流れ方向Ｘにおいては、通路２９は機能要素の周囲の大きな通路開口と比較してほとんど影響を及ぼさない。

図７に、別の実施形態を示す。本実施形態の機能要素２０は、エンボス加工された金属材料であること以外、図６の実施形態と共通している。前述の実施形態とは対照的に、追加の層３０ａの開口３３は、通路開口２の中央から離れた位置に設けられている。図６‐Ａおよび図６‐Ｂのような通路２９のオリフィス効果は、図７‐Ａに示す流れ方向において生じる。図７‐Ｂでは、流れ方向Ｘにおいて、キャリア層１０の突起領域１５が機能要素の突部２６に当接し、形状による固定がなされた状態になる。図６‐Ａおよび図６‐Ｂのように機能要素２０の中央に設けられた通路は、追加の層３０ａの通路開口３３に対してシフトした位置に設けられているので、追加の層３０ａは機能要素２０とともに、通路開口２を通る流体の上方への流れに対して閉塞効果を生じさせる。

このため、図７‐Ａおよび図７‐Ｂでは、オリフィス効果は、図７‐Ａに示す一方向において生じ、もう一方の流れ方向においては、図７‐Ｂに示すように閉塞効果が生じる。また、層３０ａおよび３０ｂを、追加の封止層とすることができる。しかしながら、要素３０ａおよび３０ｂを、お互いに封止する封止相手とすることもできる。追加の層またはその封止相手３０ａ、３０ｂがバルブ機能またはオリフィス機能に寄与するかどうかにかかわらず、機能要素２０がキャリア層１０のみで保持されることが重要である。

図８は、平面図である部分図８‐Ｂと、部分図８‐Ｂの斜め線Ｃ‐Ｃにおける断面図である部分図８‐Ａに、図１〜図７の各実施形態と同等の別の実施形態を示す。本実施形態では、熱可塑性樹脂系の機能要素２０は、各表面に突起２６ａおよび２６ｂを示す。突起２６ａおよび２６ｂは、周方向の少なくとも一部に、機能要素を囲む溝２７を形成する。通路開口の周縁を囲むキャリア層１０の突起領域１５は、ランド状になっており、少なくとも一部が溝２７内に突出している。溝は、キャリア層の突起１５の厚みよりも大きな有効幅を有しているので、機能要素２０は、平形ガスケット１の２つの表面間の通路開口２内に、移動可能でありつつも紛失を防止できるように、配置される。

キャリア層１０は、両側に追加の封止層３０ａ、３０ｂが設けられている。封止層３０ａ、３０ｂは、それぞれ封止機能を有し、隣接部を封止する。別の方法では、層３０ａ、３０ｂは、お互いを封止する実部となることもある。さらに、断面図から分かるように、層３０ａ、３０ｂは、必ずしも拡張された形状を必要としない。層３０ａは、当該層３０ａに隣接したキャリア層１０の周縁１４と同じ幅の通路開口３３を含む。このため、層３０ａは、平形ガスケット１の一方側から他方側への流体の流れに対して、追加の機能を含まない。もう一方の追加の層３０ｂは、全く異なる設計がされている。層３０ｂの通路開口３４は、層３０ｂに隣接したキャリア層１０の周縁１３よりも小さい有効幅を有する。このため、層３０ｂは、通路開口２を通る流体の有効通路の範囲を定める。さらに、層３０ｂの有効幅は、機能要素２０の当該層３０ｂに隣接した表面の直径よりも小さい。流体が、層３０ａの通路開口３３を通り、キャリア層１０を通り、層３０ｂに向かって流れると、機能要素２０は、層３０ｂに押し付けられて、層３０ｂの開口を封止する。その結果、この流れ方向における閉塞効果が実現される。

もう一方の流れ方向では、機能要素２０が層３０ａの方向に押されるので、層３０ｂの開口３４を通り、機能要素２０を通過してキャリア層を通り、層３０ａの開口３３を通る通路が形成される。

図１〜図７の実施形態および図８の実施形態として例示したように、一般的に有利な本発明の特徴として、キャリア層１０と形状および力による固定接続がなされた場合、機能要素２０は、押された方向においてキャリア層１０の表面を越えて、またはキャリア層１０の双方の表面を越えて飛び出ることはない。

Claims (16)

1. 第１表面（１１）および前記第１表面（１１）に対向した第２表面（１２）を有し、少なくとも一部が拡張されたキャリア層（１０）と、前記キャリア層（１０）を貫通する流体用の通路開口（２）と、を備えた平形ガスケットであって、
   前記通路開口（２）の周縁（３）は、前記第１および第２表面（１１、１２）のそれぞれの周縁（３）が、前記通路開口（２）の少なくとも一部を囲み、かつ前記通路開口（２）内に突出した１または複数の突起（１５、１５’）を含み、
   前記通路開口（２）に機能要素（２０）が配置され、前記機能要素（２０）は、前記１または複数の突起（１５、１５’）によって前記通路開口（２）内に保持される
   ことを特徴とする平形ガスケット。
2. 第１表面（１１）および前記第１表面（１１）に対向した第２表面（１２）を有し、少なくとも一部が拡張されたキャリア層（１０）と、前記キャリア層（１０）を貫通する流体用の通路開口（２）と、を備えた平形ガスケットであって、
   前記キャリア層（１０）は、前記第１および第２表面（１１、１２）間の周縁の少なくとも一部が拡張され、かつ前記通路開口（２）内に突出した１または複数の突起（１５、１５’）を含み、
   前記通路開口（２）に機能要素（２０）が配置され、前記機能要素（２０）は、前記１または複数の突起（１５、１５’）によって前記通路開口（２）内に保持される
   ことを特徴とする平形ガスケット。
3. 前記機能要素（２０）の周縁（２５）は、溝（２７）を含み、
   前記溝（２７）は、前記溝（２７）内に前記１または複数の突起（１５、１５’）が突出するように、前記通路開口（２）の周縁（３）の少なくとも一部を囲む
   ことを特徴とする請求項２に記載の平形ガスケット。
4. 前記１または複数の突起（１５、１５’）は、周縁（３）の全周に拡張され、かつ少なくとも一部が前記機能要素（２０）の外縁（２５）を越えて突出している
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の平形ガスケット。
5. 前記通路開口（２）の周縁（３）の前記１または複数の突起（１５、１５’）は、一部のみが、好ましくは等間隔の少なくとも２つが、また好ましくはお互いに離れた少なくとも３つの領域が、前記機能要素（２０）の外縁（２５）を越えて突出している
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の平形ガスケット。
6. 前記１または複数の突起（１５、１５’）は、一定または不定の間隔で配置され複数の突部（１５、１５’）を含み、
   前記突部（１５、１５’）は好ましくは円弧形状であり、
   互いに隣接する２つの突部（１５、１５’）間の突起は突出量が少ないか、または２つの突部（１５、１５’）間に突起が存在しない
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の平形ガスケット。
7. 前記キャリア層（１０）の厚みは、１ｍｍ以上、好ましくは１．５ｍｍ以上、最も好ましくは２ｍｍ以上である
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の平形ガスケット。
8. 前記通路開口（２）の周縁（３）は、前記第１および第２表面（１１、１２）のそれぞれの周縁（１３、１４）の少なくとも一部に、前記通路開口（２）の少なくとも一部を囲み、かつ前記通路開口（２）内に突出している突部（１５、１５’）を有する１または複数の突起（１５、１５’）を含み、
   前記突起（１５、１５’）と重なり、かつ前記第１表面（１１）の周縁（１３）の突起（１５、１５’）と前記第２表面（１２）の周縁（１４）の突起（１５、１５’）との間の距離よりも小さい厚みを有する前記機能要素（２０）の領域は、前記機能要素（２０）の少なくとも一部を囲むフランジ部を形成する
   ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の平形ガスケット。
9. 前記機能要素（２０）の厚みは、前記キャリア層（１０）の前記１または複数の突起（１５、１５’）と重なる領域を除き、
   １ｍｍ以上、好ましくは１．５ｍｍ以上、最も好ましくは２ｍｍ以上であり、かつ／または、
   少なくとも一部が、前記第１表面（１１）の周縁（１３）の突起（１５、１５’）と前記第２表面（１２）の周縁（１４）の突起（１５、１５’）との間の有効幅よりも大きく、かつ／または、
   少なくとも一部が、前記キャリア層（１０）の厚みよりも大きい
   ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の平形ガスケット。
10. 前記機能要素（２０）は、前記機能要素（２０）の周縁（２５）から離れた流体用の通路開口（２９）を含む
    ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の平形ガスケット。
11. 前記機能要素（２０）は、少なくとも一方の表面に、回転式の封止要素（２８、３８）を含み、
    前記封止要素（２８、３８）は、Ｏリング等の封止形状を有する
    ことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の平形ガスケット。
12. 前記キャリア層（１０）は、少なくとも一方の表面の少なくとも一部に封止要素、例えばエラストマーコーティング（４７）を含む
    ことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の平形ガスケット。
13. 少なくとも１つの追加の層（３０ａ、３０ｂ）が、前記キャリア層（１０）に隣接して配置されている
    ことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の平形ガスケット。
14. 前記少なくとも１つの追加の層（３０ａ、３０ｂ）は少なくとも１つの封止要素、例えばビーズまたはエラストマーコーティングを含む
    ことを特徴とする請求項１３に記載の平形ガスケット。
15. 前記キャリア層（１０）は、金属を含むか金属のみからなり、
    機能層は、金属もしくは形状安定性のあるプラスチックを含むか、または金属もしくは形状安定性のあるプラスチックのみからなる
    ことを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項に記載の平形ガスケット。
16. 透過装置または透過板のガスケット（１）として設計されている
    ことを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一項に記載の平形ガスケット。

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