JP2023518259A - ガスケット - Google Patents

Abstract

２つの合わせ面を封止するためのガスケット（１００）が提供され、ガスケットは、孔（１０４）を画定する堅固な非金属コア（１０２）であって、コアは、孔から遠ざかって延在する第１の面（１０６）、及び第１の面の反対側の第２の面（１２２）を含む、堅固な非金属コア（１０２）と、少なくとも１つの封止層（１０８）であって、第１の面は、平面を画定する実質的に平坦な内部領域（１１２）、及び平面に実質的に垂直に延在する複数の鋸歯（１１８）を含む鋸歯状領域（１１０）であって、実質的に平坦な内部領域は、孔と鋸歯状領域との間に置かれる、鋸歯状領域（１１０）を含む、少なくとも１つの封止層（１０８）とを含み、鋸歯は、鋸歯が平面と交差しないように第１の面内に窪み、少なくとも１つの封止層は、第１の面の鋸歯状領域の少なくとも一部に重なる。

Description

本発明は、２つの合わせ面を封止するためのガスケット、及びガスケットを生成する方法に関する。

より詳細には、本発明は、２つの合わせ面を封止するための鋸歯状部を含む非金属コアを含むガスケット、及び鋸歯状部を含む非金属コアを含むガスケットを生成する方法に関する。

封止用途にガスケットを使用することは、多くの業界でよくあることである。ガスケットの周知の用途は、組立て及び分解が容易でより良好な封止のために、一般的にフランジ継手の形である隣接したパイプ又は導管の２つの端部の間などの、２つの合わせ面の間に流体封止を提供することである。

ガスケットを封止するフランジ継手は、封止される導管に一致する大きさの孔を画定する圧縮可能なリング、及びフランジ合わせ面の寸法に一致する本体を通常含む。

高圧の封止用途では、ある好ましいガスケットは、カンプロファイル・ガスケットとして公知である。これは、合わせ面の一方又は両方の上の一連の同心鋸歯又は折畳式輪郭を備えた効果的なガスケットである。輪郭は、一連の同心鋸歯により、通常金属である中実コアの上に重ね合わせられる。封止プロセス中に、圧縮可能なリングに重ねるより柔らかい封止材料（一般に仕上面と呼ばれる）は、封止面上に応力集中を誘発し、フランジ上の微細な不完全部を封止することにより、封止を向上させるために鋸歯の間の隙間の中に押し込まれる。鋸歯は、仕上面の封止材料の横方向の動きも最小にする一方で、コアは剛性及び破裂耐性を提供する。このような輪郭により、ガスケットは高圧用途に強度を加える。

ガスケットの仕上面は、圧縮可能であり、良好な封止を提供し、クリープに耐性がある必要がある。

しかしこれらのカンプロファイル・ガスケットに関連した問題は、カンプロファイル・ガスケットが金属から作成され、その結果としてカンプロファイル・ガスケットは導電性であるので、効率的な絶縁体ではないことである。更に鋸歯を含む金属ガスケットについては、鋸歯は、鋸歯の山が明らかにあらゆる内部又は外部領域の高さより上にあるように配置され、仕上面を穿孔する可能性がある。

非金属の隔離ガスケットが公知である。これらは、典型的にはガラス強化エポキシ（ＧＲＥ）コア及びゴムビーズ（時にはＰＴＦＥビーズ）である。しかしビーズは、特にゴムの圧縮ひずみ（又はＰＴＦＥのコールドフロー）（これは長期的には封止の問題をもたらす可能性がある）に起因して、いくつかの制限がある。ゴムは、温度制限（高温（変質）及び低温（Ｔｇ）の両方）も有することがある。また幾何形状も、薄く（８分の１インチ（約３．１８ミリメートル））幅広いビーズにされ、これは、フランジの不良又は欠陥がある時などに問題を起こす可能性がある。封止がこの不良の上にある場合、これは効率的に封止しないことがある。

幅広いゴム封止は、作動中にＯリングが溝からできる限りはみ出さない状態で、制約された溝内で最良に機能するＯリング型封止として理想的ではないことがある。

本発明者らは、既存のガスケットの欠点の一部又は全てを克服する鋸歯を含むガスケットを提供することを追及する。

第１の態様によれば、２つの合わせ面を封止するためのガスケットが提供され、ガスケットは、孔を画定する堅固な非金属コアであって、コアは、孔から遠ざかって延在する第１の面、及び第１の面の反対側の第２の面を含む、堅固な非金属コアと、少なくとも１つの封止層であって、第１の面は、平面を画定する実質的に平坦な内部領域、及び複数の鋸歯を含む鋸歯状領域であって、実質的に平坦な内部領域は、孔と鋸歯状領域との間に置かれる、鋸歯状領域を含む、少なくとも１つの封止層とを含み、鋸歯は、鋸歯が平面と交差しないように、第１の面内に窪み、少なくとも１つの封止層は、第１の面の鋸歯状領域の少なくとも一部に重なる。一例では、複数の鋸歯は山及び谷を含み、鋸歯の山は平面と交差しない。

ガスケットは、使用時に合わせ面に接触するように配置された堅固な平坦な内部領域を備えた堅固な非金属コアを提供する。非金属コアは、圧縮に耐性がある材料から構成されてもよい。より良好な封止がガスケットと合わせ面との間に提供されるように、使用時に封止層が鋸歯の中に圧縮可能であるように、封止層は、鋸歯に重なるように配置される。窪んだ鋸歯は、使用時に合わせ面との接触を最小にする、又は接触を防ぐために、コア内に配置される。平坦な内部領域は、合わせ面と接触中に耐荷重面を提供する。平坦な内部領域も、使用時に鋸歯と合わせ面との接触を最小にする、又は接触を防ぐ。

非金属コアの鋸歯状領域は、機械形成されてもよい。機械形成は、工具の助けで材料を取り除くことと定義される。形成された鋸歯は、折目加工面／粗面を有してもよい。折目加工面／粗面は、封止層が鋸歯の中に圧縮された時に、より効率的な封止を提供することがある。

鋸歯は、平面に実質的に垂直に延在してもよい。

非金属コアは、単一片から形成されてもよい。単一片は、２つ以上の部品から構成されたコアより、例えば機械加工によって、より容易に形成され得る。単一片から形成されたコアは、他のコアより構造的に耐性があることがある。

第１の面は、典型的には平面上で内部領域と位置合わせされた、実質的に平坦な外部領域を含んでもよい。平坦な内部及び外部領域は、鋸歯と合わせ面との接触を最小にする、又は接触を防ぐ助けになるために、耐荷重面を協働して提供する。

平坦な内部及び外部領域は、より大きい表面積にわたって圧縮圧力を広げる助けにもなる。これは、ガスケット全体の封止及び一体化の維持の助けになる。

平坦な内部及び外部領域は、鋸歯状領域の両側に置かれてもよい。平坦な内部及び外部領域は、鋸歯状領域のすぐ隣に置かれてもよい。

鋸歯は、コアの第１の面内にチャネルを画定するために平面の前で終了してもよい。これは、鋸歯と合わせ面との接触を最小にする、又は接触を防ぐ助けになる。一例では、鋸歯の山は、コアの第１の面内にチャネルを画定するために平面の前で終了してもよい。

チャネルは、孔を中心に半径方向に延在してもよい。チャネルは、環状チャネルであってもよい。一例では、チャネルは、孔などの周囲から離間した周囲方向に延在する。

少なくとも１つの封止層は、鋸歯状領域によって画定されたチャネル内に少なくとも一部が置かれてもよい。これは、封止層をコアに固定する助けになる。少なくとも１つの封止層をチャネル内に位置付けることは、封止層の横方向の動きを最小にする、又は横方向の動きを防ぐ助けにもなる。

チャネル又はチャネルベースは、平坦な内部領域によって画定された平面に対して実質的に傾斜してもよい。これにより、封止層が、封止層と鋸歯状領域との間により効率的な封止を提供するために外方に押される際に、内圧を増加することがある。一例では、チャネルは、実質的に孔から遠ざかって傾斜する。好ましくは、チャネルは、外部領域に隣接したチャネルの深さに比べて、内部領域に隣接した方が比較的大きい深さを有する。換言すると、チャネルは、内部領域から外部領域に外方に深さが低減してもよい。傾斜した配置は、封止を活発にする助けになることが可能である、すなわち内圧は、構造をより良好な封止にさせる。理論上、孔から遠ざかって傾斜することにより、圧力は封止層を外方に押し、鋸歯が狭くなり、従って密度が高くなるので、ガスケットが「自己活発化」することができる。内圧は、封止が外方に押されると、封止機能全体を向上するために封止に作用することができる。

鋸歯は、内部領域によって画定された平面に延在するように構成されてもよい。従って封止層は、封止層がチャネルの中に嵌合する必要がないので、いかなる特定の形状からなる必要はない。

鋸歯状領域は、少なくとも１対の隣接した鋸歯の間に置かれた、少なくとも１つの橋を含んでもよい。橋は、少なくとも１つの封止層のための係合面を含んでもよい。係合面は、封止の有効性を低減することがある鋸歯上の応力を低減する助けになるために、耐荷重面を提供してもよい。

少なくとも１つの橋は、平面部を含んでもよい。平面は、封止の有効性を低減することがある鋸歯上の応力を低減する助けになるために、耐荷重面を提供してもよい。平面及び平坦な内部／外部領域は、鋸歯と合わせ面との接触を最小にする、又は接触を防ぐ助けになるために、耐荷重面を協働して提供することがある。

少なくとも１つの非鋸歯状平面部は、内部領域によって画定された平面に対してずれてもよい。

少なくとも１つの橋は、鋸歯状領域内の孔からの距離に対して中心に配置されてもよい。これは、鋸歯に加えられた圧縮圧力の量を最小にするために、鋸歯状領域内で中心に耐荷重面を提供してもよい。中心に置かれた橋は、鋸歯と合わせ面との接触を最小にする、又は接触を防ぐ助けにもなることがある。

少なくとも１つの橋は、鋸歯状領域内で非中心に置かれてもよい。これは、鋸歯状領域の中心に加えられる圧縮圧力が少ないように、非中心の耐荷重面を提供してもよい。

少なくとも２つの橋は、鋸歯状領域のほぼ中心に対称に置かれてもよい。この配置は、圧縮圧力が均一に加えられるように対称の耐荷重面を提供する。別法として、橋は、鋸歯状領域のほぼ中心に非対称に置かれてもよい。つまり、鋸歯状領域のほぼ中心に対称に配置されない複数の橋が存在してもよい。例えば鋸歯状領域の中心の一方の側面に置かれた２つの橋が存在してもよい。

一例では、１つの橋が、鋸歯状領域の一方の側面に置かれてもよく、少なくとも２つの橋が、鋸歯状領域の他方の側面に置かれてもよい。言い換えると、鋸歯状領域の一方の側面より鋸歯状領域の他方の側面により多くの橋が置かれてもよい。

一例では、コアは、第１の面及び第２の面に橋の非対称の配置を含む。つまり第１の面の鋸歯状領域は、第１の数の橋を有してもよく、第２の面の鋸歯状領域は、第２の数の橋を含む。

複数の鋸歯は、第１の組の鋸歯及び第２の組の鋸歯を含んでもよく、第１の組の鋸歯は、第２の組の鋸歯より大きい。より大きい第１の組の鋸歯は、ガスケットのコアを通って気体が浸透するのを妨げる、又は遅くすることがある。

少なくとも１つの封止層は、第１の組の鋸歯の少なくとも１つと結合するように構成された１つ又は複数の突起部を含んでもよい。突起部は、第１の組の鋸歯と結合した時に、ガスケットと合わせ面を圧縮中により効率的な封止を提供することがある。

非金属コアは、ガラス強化エポキシ、フェノール樹脂、ポリテトラフルオロエチレン、ポリイミド、（アルク）アクリル（コ）ポリマ若しくは他の適切な（コ）ポリマから形成されてもよく、又はガラス強化エポキシ、フェノール樹脂、ポリテトラフルオロエチレン、ポリイミド、（アルク）アクリル（コ）ポリマ若しくは他の適切な（コ）ポリマを含んでもよい。

少なくとも１つの封止層は、ポリテトラフルオロエチレン、層状ケイ酸塩、セラミック若しくはグラファイト、より典型的にはグラファイト若しくはバーミキュライト（剥離されたバーミキュライト、バイオタイト、ハイドロバイオタイト及びフロゴパイトを含む）から形成されてもよく、又はそれらを含んでもよい。

一例では、コアは、約１ｍｍ～８ｍｍの貫通厚さを有する。

一例では、少なくとも１つの封止層は、１つ若しくは複数の剥離されたグラファイト、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を含み、又はマイカ若しくは剥離されたバーミキュライトなどの層状ケイ酸塩材料から構成される。封止層用の好ましい材料は、層状ケイ酸塩、セラミック及びグラファイトを含む無機材料である。封止層用の特に好ましい材料は、層状ケイ酸塩及びグラファイトを含む。本明細書における用語層状ケイ酸塩は、マイカ及びバーミキュライトを含む。このような材料の混合物を利用することができる。本明細書における用語バーミキュライトは、時としてバイオタイト、ハイドロバイオタイト及びフロゴパイトと呼ばれることがある（この領域の命名法は論争されている）材料を含むことに留意されたい。マイカは、それらの良好な誘電特性のために本発明では有効である。

本発明で使用するために好ましいバーミキュライトは、剥離されたバーミキュライトであり、又は剥離されたバーミキュライトを含み、剥離されたバーミキュライトは、化学的に剥離されたバーミキュライト（ＣＥＶ）、若しくは熱的に剥離されたバーミキュライト（ＴＥＶ）、又はＣＥＶとＴＥＶの混合物であってもよい。これは他の鉱物と混合されてもよい。従って他の好ましい材料は、他の鉱物、例えばタルク、マイカ及びグラファイトの１つ又は複数と混合した、剥離されたバーミキュライト（これはＣＥＶ、若しくはＴＥＶ、又はＣＥＶとＴＥＶの混合物を含んでもよい）を含む。

封止層用の特に好ましい材料は、剥離されたバーミキュライト、好ましくは化学的に剥離されたバーミキュライト及び剥離されたグラファイトを含み、バーミキュライトの場合は、任意選択で更に鉱物材料と混合される。

このような材料は圧縮可能であり、ガスケットを組み立てて設置する際に、典型的には元の厚さの４０％～８０％だけ圧縮される。圧縮は、鋸歯の谷を充填すること、及び封止層を広げることを伴う。

上に述べたように、剥離されたグラファイト及び剥離されたバーミキュライトは、ガスケットの仕上面への使用に多くの優れた特性、とりわけ優れた機械的特性、高い耐熱性及び非常に良好な耐薬品性を有する。

封止層は、約０．１ｍｍ～１．２５ｍｍの厚さを有してもよい。

少なくとも１つの封止層は、圧縮可能な材料から作成されてもよく、具体的にはシート又は繊維の形であることが好ましいことがある。使用時に、ガスケットが圧縮負荷を受けてパイプ又は導管の対向する面の間に置かれると、封止層は圧縮される。典型的には封止層の使用時の圧縮率は、使用時に圧縮率３０～９０％（（初期－最終）／初期厚さｘ１００）の範囲内、より典型的には４０～８０％、最も典型的には圧縮率５０～７０％である。いずれの場合も、封止層は、典型的には３０％を超える圧縮率、より典型的には４０％を超える圧縮率、最も典型的には５０％を超える圧縮率を使用時に有する。適切な圧縮率試験は、室温～２５℃で実行されるＡＳＴＭ Ｆ３６－１５である。

適切には、使用前に圧縮されていない時の封止層の平均厚さは、少なくとも０．２ｍｍ、好ましくは少なくとも０．４ｍｍ、好ましくは少なくとも０．５ｍｍ、一部の実施形態では少なくとも０．６ｍｍ、他の実施形態では少なくとも０．７ｍｍである。

適切には、使用前に圧縮されていない時の封止層の平均厚さは、４ｍｍ以下、好ましくは２ｍｍ以下、最も好ましくは１ｍｍ以下である。

一例では、少なくとも１つの封止層は、内部領域の少なくとも一部に当接するために延在するように構成される。従って少なくとも１つの封止層は、内部領域の少なくとも一部に当接する、又は重なるために鋸歯状領域を通過して延在するように、典型的には内部及び外部領域の両方の一部に当接する、又は重なるために鋸歯状領域を越えて延在するように構成されてもよい。使用時に、内部領域、任意選択で外部領域に当接する、又は重なる少なくとも１つの封止層の一部は、封止層の残余部と比べて比較的高い密度を有する。

一例では、圧縮されていない状態で少なくとも１つの封止層の密度は、０．８～１．６ｇ／ｃｃ、典型的には１．２～１．３ｇ／ｃｃであってもよい。

少なくとも１つの封止層の密度は、１．４～２．２ｇ／ｃｃ、典型的には圧縮された状態、すなわち鋸歯状部分に対して圧縮された時に、１．６～１．９ｇ／ｃｃであってもよい。

第２の面は、第２の平面を画定する第２の実質的に平坦な内部領域と、第２の複数の鋸歯を含む第２の鋸歯状領域であって、第２の実質的に平坦な内部領域は、孔と第２の鋸歯状領域との間に置かれる、第２の鋸歯状領域とを含んでもよく、第２の複数の鋸歯は、第２の複数の鋸歯が第２の平面と交差しないように第２の面内に窪み、少なくとも１つの封止層は、第２の面の第２の鋸歯状領域の少なくとも一部に重なる。一例では、第２の複数の鋸歯は山及び谷を含み、鋸歯の山は第２の平面と交差しない。

本発明の第２の態様によれば、以下のステップ、すなわち、孔を画定する堅固な非金属コアを提供するステップであって、コアは、孔から遠ざかって延在する第１の面、及び第１の面の反対側の第２の面を含む、提供するステップと、第１の面が、平面を画定する実質的に平坦な内部領域を含むように、コアの第１の面内に複数の鋸歯を含む鋸歯状領域を形成するステップであって、鋸歯状領域は複数の鋸歯を含む、形成するステップとを含む、ガスケットを生成する方法が提供され、実質的に平坦な内部領域は、孔と鋸歯状領域との間に置かれ、鋸歯は、鋸歯が平面を通過して延在しないように、第１の面内に窪んでいる。一例では、複数の鋸歯は山及び谷を含み、鋸歯の山は平面と交差しない。

鋸歯状輪郭は機械形成されてもよい。別法として、鋸歯状輪郭は、鍛造及び／又は成形、例えば射出成形によって形成されてもよい。

方法は、少なくとも１つの封止層を提供し、第１の面の鋸歯状領域の少なくとも一部の上に少なくとも１つの封止層を重ねるステップを更に含んでもよい。

本明細書に含有された特徴の全ては、上記のあらゆる態様をあらゆる組み合わせで組み合わされてもよい。

次に本開示の例について、添付図面を参照して記載する。

ガスケットの例の斜視図を示す。 封止層が取り除かれたガスケットの例の斜視図を示す。 ガスケットの例の分解図を示す。 封止層が取り除かれた、コアを通る断面図の例を示す。 コアを通る断面図の例を示す。 コアを通る断面図の例を示す。 ガスケットを生成するための方法ステップの流れ図の例を示す。

本開示は、２つの合わせ面を封止するためのガスケットに関する。下に表した例では、ガスケットは非金属コアから作成される。これは、金属から形成されたガスケットコアの大部分と反対であるので、多数の異なる課題に遭遇する。

非金属コアは、複数の鋸歯を含む鋸歯状領域を含む。封止層は、ガスケットにわたって封止を提供するために、鋸歯状領域と係合するように構成される。非金属コアは、鋸歯状領域と孔との間に置かれた実質的に平坦な内部領域も含む。実質的に平坦な内部領域は、鋸歯状領域をガスケットの孔から分離するために孔の隣に置かれる。この分離は、封止層の材料が、ガスケットを通過するあらゆる流体から分離されるので、封止層とガスケットを通過する流体との間に起きる、あらゆる化学反応の可能性が大幅に低減されることを意味する。

鋸歯状領域は、ガスケットに良好な封止を提供する。鋸歯がコアの他の部分から盛り上がらないように鋸歯の範囲を限定することは、鋸歯が使用時に過剰な応力を受けないことを意味することがわかった。これは、鋸歯が使用時に、効率的な封止をもたらし難い変形及び／又は破砕を起こす傾向が少ないことを意味する。

図１は、一例によるガスケット１００の例を示す。ガスケット１００は非金属コア１０２を含み、非金属コア１０２は、そこを通る孔１０４を画定する。使用時に流体は、孔１０４を通って流れてもよい。

非金属コアは、第１の面１０６及び第２の面（図１には示されていない）を有する。第１の面１０６は、孔１０４から遠ざかって延在する。図１に示された例では、第１の面は、第２の面の上に垂直にあるように示されている、すなわちガスケット１００は、垂直方向に配置されているが、実際にはガスケット１００は、第１の面１０６及び第２の面が並んでいるはずである水平構成などのあらゆる配向での使用に適切である。第２の面（図示せず）は、第１の面１０６の反対側にある。

図１に示された例では、孔１０４は実質的に円形であるが、他の形状の孔１０４が想定される。例えば孔は、多角形形状、長円形形状、長方形形状及び／又は正方形形状であってもよい。他の形状が想定される。

ガスケット１００は、少なくとも１つの封止層１０８も含む。図１に示された例では、少なくとも１つの封止層１０８は、コア１０２と結合されたリングの形である。少なくとも１つの封止層１０８は、第１の面１０６内に形成された鋸歯と係合するように設計され、それについては図５Ａ～図５Ｅにより詳細に記載される。一例では、少なくとも１つの封止層１０８は、孔１０４と同心である。

ガスケット１００を組み立て中に、少なくとも１つの封止層１０８は、鋸歯状領域１１０の鋸歯と係合する。少なくとも１つの封止層１０８は、スプレー接着剤により鋸歯状領域１１０に接合されてもよい。スプレー接着剤は、接触接着剤、例えばアクリル接触接着剤であってもよい。アクリル接触接着剤の例は、３Ｍ Ｓｕｐｅｒ ７７である。

図２は、ガスケット１００のコア１０２の例を示す。図２では、封止層１０８は、わかりやすくするためにガスケット１００から取り除かれている。図２に示されたように、第１の面１０６は、実質的に平坦な内部領域１１２を含んでもよい。この実質的に平坦な内部領域１１２は、内部領域１１２に沿って、及び内部領域１１２を越えて延在する平面を画定する。

第１の面１０６は、複数の鋸歯を含む鋸歯状領域１１０も含む。鋸歯状輪郭は、図４Ａ～図４Ｅにより詳しく示されている。

実質的に平坦な内部領域１１２は、鋸歯状領域１１０と孔１０４との間に置かれる。つまり実質的に平坦な内部領域１１２は、孔１０４と鋸歯状領域１１０との間を分離する。これは、封止層１０８がパイプを通って流れる流体などの媒体から遠ざかって位置付けられるので重要である。これは、伝導路又は腐食帯域を生成することがある、封止層１０８の間に媒体が蓄積されるのを防ぐ。また平坦な内部領域を提供することも、乱流及び乱流から起きる可能性がある問題を防止し、又は軽減する助けになることがある。内部リング１１２は、ガスケット１００を通って流れる媒体から封止層１０８を遠ざける。また孔１０４に延在する内部リング１１２を有することも、孔１０４を通る流体のための平滑路がないことによってもたらされる、乱流（及び乱流から起きる可能性がある問題）を回避するために有益である。

第１の面１０６は、平面上で内部領域１１２と位置合わせされる、実質的に平坦な外部領域１１４も含んでもよい。一例では、非金属コア１０２は、実質的にリング形状である。この例では、内部領域１１２、鋸歯状領域１１０及び外部領域１１４は、中心孔１０４を中心とした同心リングであるように構成されてもよい。一例では、外部領域１１４は鋸歯状領域１１０を実質的に包囲し、次いで鋸歯状領域１１０は内部領域１１２を実質的に包囲し、次いで内部領域１１２は孔１０４を実質的に包囲する。

少なくとも１つの封止層１０８は、第１の面１０６の鋸歯状領域１１０の少なくとも一部に重なる。一例では、少なくとも１つの封止層１０８は、第１の面１０６の鋸歯状領域１１０の全てに重なる。

図１及び図２では見えない第２の面は、第１の面１０６と実質的に同一であってもよく、実質的に同一の特徴を有する。

図３は、ガスケット１００の例の分解図を示す。この例では、コア１０２の第２の側面に結合された第２の封止層１１６が存在する。例えば第２の封止層１１６は、第２の面の鋸歯状領域の少なくとも一部に重なる。

図４Ａ～図４Ｅは、図２におけるセクションマーカーＡ－Ａによって示されたような、コア１０２を通る断面図の例を示す。図４Ａ～図４Ｅは、第１の面１０６の鋸歯状領域１１０の鋸歯の異なる輪郭を示す。図４Ａ～図４Ｅに示された例では、少なくとも１つの封止層１０８は、わかりやすくするために示されていない。

鋸歯状領域１１０は、複数の鋸歯１１８を含む。鋸歯１１８を含むコア１０２は、カンプロファイル・コアとして公知である。鋸歯状領域１１０の鋸歯１１８は、第１の面１０６上の一連の同心鋸歯又は折畳式輪郭であってもよい。輪郭は、一連の同心鋸歯によりコア１０２の上に重ね合わせられる。

封止プロセス中に重ねる封止層１０８は、封止面上に応力集中を誘発することにより封止を向上させるために、鋸歯１１８の間の隙間の中に押し込まれる。

鋸歯１１８は、封止層１０８の横方向の動きも最小にする一方で、コア１０２は剛性及び破裂耐性を提供する。このような輪郭により、ガスケット１００は高圧用途に強度を加える。

鋸歯１１８は、一連の山及び谷であると考えることができる。一例では、鋸歯は、実質的に鋸状の歯又は正弦波である。一例では、鋸歯１１８は、約０．１ｍｍ～０．６ｍｍの振幅を有する。

一例では、鋸歯１１８は、内圧が加えられた時に、ブローアウトとして公知であるものを防ぐために、少なくとも１つの封止層１０８を適所に保持する。

驚いたことに、効率的な封止をガスケット１００内に形成することができるように、これらの鋸歯１１８を形成するために必要な正確な高さにエポキシ樹脂シートを充填したガラス繊維などの、非金属コア１０２を機械加工することができた。通常、ガラス繊維及びエポキシの凹凸が問題であると予測することがあるが、これは事実ではない。

図４Ａに示されたように、実質的に平坦な内部領域１１２は平面１２０を画定する。平面１２０は、内部領域１１２の端部を越えて延在する。鋸歯１１８は、平面１２０に実質的に垂直である方向に延在する。

図４Ａに示された例では、鋸歯１１８は、鋸歯１１８が実質的に平坦な内部領域１１２によって画定された平面１２０と交差しないように、第１の面１０６内に窪んでいる。換言すると、鋸歯１１８は、鋸歯１１８の全てが平面１２０の片面に置かれるように、第１の面１０６内に窪んでいる。言い換えると、鋸歯１１８は、平面１２０の前で終了し、平面１２０と交差しない。

コア１０２の内部領域１１２の平面１２０の下で鋸歯１１８を切断することは、鋸歯１１８が、荷重の直接効果から保護され、少なくとも１つの封止層１０８の圧縮を通した荷重のみを受けることを意味する。更に鋸歯１１８の側面は金属のように平滑ではないので、不均一な表面は封止機能に貢献することがある。

図４Ａでは、鋸歯状領域１１０は、第１の面１０６内のチャネル内に置かれる。つまり鋸歯状領域１１０のコア１０２の貫通厚さは、内部領域１１２又は外部領域１１４などの非鋸歯状領域のコア１０２の貫通厚さより小さい。

一例では、チャネルは、約０．１ｍｍ～０．４ｍｍだけ第１の面１０６の中に窪んでいる。つまり鋸歯の頂部は、約０．１ｍｍ～０．４ｍｍだけ内部領域１１２によって画定された平面１２０からずれていてもよい。

鋸歯１１８は、コア１０２の第１の面１０６から窪んでいるので、鋸歯１１８は、２面を合わせることに起因して実質的に高い量の圧力を受けない。むしろより多くの圧力が非鋸歯状部分、例えば内部領域１１２及び外部領域１１４に掛ることがある。これは、鋸歯状領域１１０が変形しないように保護し、鋸歯は、少なくとも１つの封止層１０８と共に効率的な封止を提供することができる。一例では、少なくとも１つの封止層１０８は、鋸歯状領域１１０によって画定されたチャネル内に少なくとも一部が置かれる。少なくとも１つの封止層１０８は、わかりやすくするために図４Ａに示されていない。少なくとも１つの封止層１０８は、内部領域１１２及び／若しくは外部領域１１４全体の上、又は少なくとも一部の上に位置付けられてもよい。従ってより多くの圧力が、内部領域１１２及び／又は外部領域１１４を覆う封止層上に掛る。これは、鋸歯状領域１１０が変形しないように保護し、鋸歯１１８は、圧縮力により鋸歯の中に圧迫される、少なくとも１つの封止層１０８と共に効率的な封止を提供することができる。

図４Ａは第２の面１２２を示す。第２の面１２２は、第１の面１０６の要素の第２の組の全て、すなわち第２の平面を画定する第２の内部領域、第２の鋸歯状領域及び第２の実質的に平坦な外部領域を含んでもよい。

図４Ａでは、鋸歯１１８は、実質的に同様のサイズ及び形状である。換言すると、鋸歯は、山と谷との間にほぼ同じ距離を有する。

図４Ａでは、外部領域１１４は、内部領域１１２によって画定された平面１２０上に置かれる。換言すると、外部領域１１４は、内部領域１１２と実質的に同じ高さに置かれる。

図４Ｂは、図２におけるセクションマーカーＡ－Ａによって示されたような、コア１０２を通る断面図の別の例を示す。

図４Ｂに示された例は、鋸歯状領域１１０が、少なくとも１対の隣接した鋸歯１１８の間に置かれた、１つ又は複数の非鋸歯状領域若しくは橋１２４を含むことを除いて、図４Ａに示された例と実質的に同一である。橋１２４は、隣接した鋸歯１１８の間の間隔に延在する、隣接した鋸歯１１８の間の連結具であると考えてもよい。一例では、橋１２４は、実質的に平坦な領域又は平面部を含む。

使用時に、橋１２４は、鋸歯１１８が使用時に大きく変形し難いように、鋸歯１１８と比べて高い応力集中を受ける。これは、鋸歯１１８が、封止を形成するために少なくとも１つの封止層１０８と係合したまま留まる傾向が高いことを意味する。橋１２４は、封止を助け、全体としてガスケット１００の一体性を保存する助けになる、荷重の分布を助ける。

一例では、橋１２４の平面部は、内部領域１１２によって画定された平面１２０に対してずれる。鋸歯１１８の範囲は、非鋸歯状領域１２４と同じ高さで終了するように構成される。換言すると、鋸歯状領域１１０は、コア１０２の第１の面１０６内にチャネルを画定する。

一例では、橋１２４の少なくとも１つは、鋸歯状領域１１０内の中心に置かれる。

別の例では、少なくとも１つの橋１２４は、鋸歯状領域１１０の中心に対してずれて置かれ、例えば少なくとも２つの橋１２４は、鋸歯状領域１１０の中心に対して対称的にずれて置かれてもよい。

図４Ｃは、図２におけるセクションマーカーＡ－Ａによって示されたような、コア１０２を通る断面図の別の例を示す。

図４Ｃに示された例は、橋１２４の平面領域が、内部領域の平面１２０と実質的に位置合わせされていることを除いて、図４Ｂに示された例と実質的に同一である。この例では、鋸歯１１８の範囲も、橋１２４の平面領域の高さと位置合わせされる。

図４Ｄ
図４Ｄは、図２におけるセクションマーカーＡ－Ａによって示されたような、コア１０２を通る断面図の別の例を示す。

図４Ｄに示された例は、鋸歯状領域１１０が、平坦な内部領域１１２によって画定された平面１２０に対して実質的に傾斜していることを除いて、図４Ａに示された例と実質的に同一である。これは、封止層が、封止層と鋸歯状領域との間により効率的な封止を提供するために外方に押される際に、内圧を増加することがある。内圧は、封止層が外方に押される際に封止機能全体を高めるように封止に作用することができる。

一例では、鋸歯状領域１１０は、内部領域１１２から外部領域１１４に傾斜している。つまり鋸歯状領域１１０の貫通厚さは、外部領域１１４に隣接した鋸歯状領域１１０の貫通厚さに比べて、内部領域１１２に隣接している方が小さい。これは、封止層が、封止層と鋸歯状領域との間により効率的な封止を提供するために外方に押される際に、内圧を増加することがある。一例では、チャネルは、孔から遠ざかって実質的に傾斜する。つまりチャネルの深さは、外部領域に隣接したチャネルの深さに比べて、内部領域に隣接した方が比較的厚い。換言すると、チャネルは、内部領域から外部領域に外方に傾斜することがある。傾斜した配置は、封止を活発にする助けになることができる、すなわち内圧は構造をより良好な封止にさせる。理論上、孔から遠ざかって傾斜することにより、圧力は封止層を外方に押し、鋸歯が狭くなり、従って密度が高くなるので、ガスケットが「自己活発化」することができる。

図４Ｅは、図２におけるセクションマーカーＡ－Ａによって示されたような、コア１０２を通る断面図の別の例を示す。

図４Ｅに示された例は、複数の鋸歯１１８が第１の組の鋸歯及び第２の組の鋸歯を含むことを除いて、図４Ｃに示された例と実質的に同一である。第１の組の鋸歯は、第２の組の鋸歯より大きい。図４Ｅでは、鋸歯の１つは、他の鋸歯と比べて深い谷を含む。一例では、少なくとも１つの封止層は、第１の組の鋸歯の少なくとも１つに結合するように構成された、１つ又は複数の突起部を含む。

図４Ａ～図４Ｅの例のそれぞれは、第２の面１２２も示す。第２の面１２２は、第１の面１０６の要素の全ての第２の組、すなわち第２の平面を画定する第２の内部領域、第２の鋸歯状領域及び第２の実質的に平坦な外部領域、並びに図４Ａ～図４Ｅの実施形態のそれぞれの様々な要素を含んでもよい。第２の面の鋸歯状領域の少なくとも一部を覆う又は重なるように構成された、第２の封止層１１６が存在してもよい。

図５Ａ～図５Ｅは、図２におけるセクションマーカーＡ－Ａによって示されたような、コア１０２を通る断面図の例を示すが、第１の封止層１０８は、第１の面１０６の鋸歯状領域１１０に重なり、第２の封止層１１６は、第２の面１２２の鋸歯状領域に重なる。図５Ａ～図５Ｅに示された例のそれぞれでは、少なくとも１つの封止層１０８は、実質的に応力を受けない。使用時に、封止層１０８は、ガスケット１００内に封止を形成するように、鋸歯の中に圧迫されるはずである。

概して少なくとも１つの封止層１０８は、第１の面１０６の鋸歯状領域１１０の少なくとも一部に重なる。一例では、少なくとも１つの封止層１０８は、第１の面１０６の鋸歯状領域１１０の全てに実質的に重なる。

一例では、少なくとも１つの封止層１０８は、内部領域１１２の少なくとも一部に当接するように、鋸歯状領域１１０を通過して延在する。一例では、少なくとも１つの封止層１０８は、外部領域１１４の少なくとも一部に当接するように、鋸歯状領域１１０を通過して延在する。少なくとも１つの封止層１０８が、内部領域１１２及び／又は外部領域１１４の少なくとも一部に当接する例では、内部領域１１２及び／又は外部領域１１４の当接面積は、荷重を担い、且つ封止層１０８が驚異的に良好な水準の封止を提供するように、封止層１０８の密度も通常の水準より高くする両方の点で重要な役割を果たす。密度を高くすることは、封止層１０８がその非圧縮状態における封止層に対して、より密度が高くなるように封止層１０８を圧縮することを意味することが理解されよう。

鋸歯状領域１１０が１つ又は複数の橋１２４を含む例では、荷重を受けて、封止層１０８は、１つ又は複数の橋１２４に当接する領域で密度が高くなる。この密度が高くなるプロセスは、封止層１０８と鋸歯状領域１１０との間に良好な封止を提供する。

一例では、その上に少なくとも１つの封止層１０８が当接する内部領域１１２及び／又は外部領域１１４の領域は、内部領域１１２及び／又は外部領域１１４の残余部に比べて、高い密度を含む材料から形成されてもよい。換言すると、鋸歯状領域１１０に隣接した内部領域１１２及び／又は外部領域１１４の一部は、内部領域１１２及び／又は外部領域１１４の残りの領域に比べて、より高い密度の材料を含む。

図５Ａは、図４Ａに示された断面に対応するが、少なくとも１つの封止層１０８は、鋸歯状領域１１０の少なくとも一部に重なるように示されている。

図５Ａに示された例では、封止層１０８は、使用時に鋸歯１１８に当接する。更に封止層１０８の少なくとも一部は、鋸歯状領域１１０によって画定されたチャネル内に置かれる。

図５Ａは、コア１０２の第２の面１２２内の鋸歯状領域１１０によって画定されたチャネル内に置かれた、第２の封止層１１６を示す。

図５Ｂは、図４Ｂに示された断面に対応するが、少なくとも１つの封止層１０８は、鋸歯状領域１１０の少なくとも一部に重なるように示されている。図５Ｂに示されたように、少なくとも１つの封止層１０８は、隣接した鋸歯１１８の間で橋１２４に当接し、また鋸歯１１８にも当接する。橋１２４は、鋸歯１１８上に置かれた応力を低減するように封止層１０８に支持を提供することがある。

図５Ｃは、図４Ｃに示された断面に対応するが、少なくとも１つの封止層１０８は、鋸歯状領域１１０の少なくとも一部に重なるように示されている。図５Ｃに示されたように、封止層１０８は、非圧縮状態で第１の面１０６から実質的に盛り上がってもよい。つまり封止層１０８が圧縮されていない時に、封止層１０８は、鋸歯１１８の他方の側面の平面１２０上に置かれる。しかし封止層１０８が圧縮されている時に、封止層１０８は、鋸歯状領域１１０の鋸歯１１８の間の隙間を少なくとも部分的に充填する。

図５Ｄは、図４Ｄに示された断面に対応するが、少なくとも１つの封止層１０８は、鋸歯状領域１１０の少なくとも一部に重なるように示されている。図５Ｄに示されたように、封止層１０８は、内面１１２によって画定された平面１２０に対して傾斜してもよい。

図５Ｅは、図４Ｅに示された断面に対応するが、少なくとも１つの封止層１０８は、鋸歯状領域１１０の少なくとも一部に重なるように示されている。図５Ｅに示されたように、封止層１０８は、第１の組の鋸歯を画定した際に、より深い谷の中に突起する突起部１２６又は追加の層を含んでもよい。

図５Ｅに示された例は、複数の鋸歯１１８が第１の組の鋸歯及び第２の組の鋸歯を含むことを除いて、図４Ｅに示された例と実質的に同一である。第１の組の鋸歯は、第２の組の鋸歯より大きい。図５Ｅでは、鋸歯の１つは、他の鋸歯と比べてより深い谷を含む。一例では、少なくとも１つの封止層１０８は、第１の組の鋸歯の少なくとも１つと連結するように構成された、１つ又は複数の突起部を含む。

図６は、図４Ｃに示された断面に対応するが、少なくとも１つの封止層１０８は、鋸歯状領域１１０の少なくとも一部に重なるように示されている。

図５Ｃと比べると、図６に示された少なくとも１つの封止層１０８は、鋸歯状領域１１０の範囲を越えて延在する。この例では、少なくとも１つの封止層１０８は、内部領域１１２の少なくとも一部に当接する。一例では、少なくとも１つの封止層１０８は、外部領域１１４の少なくとも一部に当接するように、鋸歯状領域１１０を通過して延在する。少なくとも１つの封止層１０８が、内部領域１１２及び／又は外部領域１１４の少なくとも一部に当接する例では、内部領域１１２及び／又は外部領域１１４の当接面積は、荷重を担い、且つ封止層１０８が驚異的に良好な水準の封止を提供するように、封止層１０８の密度も通常の水準より高くする両方の点で重要な役割を果たす。密度を高くすることは、封止層１０８がその非圧縮状態における封止層に対してより密度が高くなるように、封止層１０８を圧縮することを意味することが理解されよう。

驚いたことに、鋸歯状領域１１０を備えた非金属コア１０２及び適切な少なくとも１つの封止層１０８を使用することにより、コア１０２は、ガスケット１００を封止することに効率的であり、実質的に高い荷重に耐えることができた。

概して本発明のガスケットはリング形状であり、典型的には中心に置かれた孔を画定する。しかし他の形状のガスケットが想定される。例えばガスケットは、正方形、長方形、長円形、楕円形又は概ねあらゆる多角形の断面を有してもよい。

本発明のガスケットは、ガスケットの型がどれであろうと、１００ＫＰａ～４３，０００ＫＰａの一般的な作動圧力、より典型的には１，０００ＫＰａ～２０，０００ＫＰａを受けて作動することが必要であることがある。

図７は、ガスケット１００を生成する方法ステップの例を示す。ステップ２００は、孔１０４を画定する堅固な非金属コア１０２を提供することに関し、コア１０２は、孔１０４から遠ざかって延在する第１の面１０６、及び第１の面の反対側の第２の面１２２を含む。

ステップ２０２は、複数の鋸歯１１８を含む鋸歯状領域１１０をコア１０２の第１の面１０６内に形成することに関する。この例では、第１の面１０６は、平面１２０を画定する実質的に平坦な内部領域１１２と、複数の鋸歯１１８を含む鋸歯状領域１１０とを含み、実質的に平坦な内部領域１１２は、孔１０４と鋸歯状領域１１０との間に置かれる。鋸歯１１８は、鋸歯１１８が平面１２０と交差しないように、第１の面１０６内に窪んでいる。

鋸歯状輪郭１１０は、機械形成されてもよい。

方法は、少なくとも１つの封止層１０８を提供するステップと、第１の面１０６の鋸歯状領域１１０の少なくとも一部の上に少なくとも１つの封止層１０８を重ねるステップとを含んでもよい。

好ましくは、ガスケットは耐火性ガスケットである。

本出願に関連した本明細書と同時に又はその前に出願され、本明細書と共に閲覧が公開された全ての文書及び文献に注目し、全てのこのような文書及び文献の内容は、参照により本明細書に組み込まれている。

本明細書（あらゆる添付の特許請求の範囲、要約及び図面を含む）に開示された特徴の全て、並びに／又はそのように開示されたあらゆる方法若しくはプロセスのステップの全ては、このような特徴及び／又はステップの少なくとも一部が互いに排他的である組み合わせを除いて、あらゆる組み合わせで組み合わされてもよい。

本明細書（あらゆる添付の特許請求の範囲、要約及び図面を含む）に開示された各特徴は、別段の明記がない限り、同じ、同等の又は同様の目的を果たす代替特徴に置換されてもよい。従って別段の明記がない限り、開示された各特徴は、一般的な一連の同等又は同様の特徴の一例に過ぎない。

本発明は、前述の実施形態の詳細に限定されない。本発明は、本明細書（あらゆる添付の特許請求の範囲、要約及び図面を含む）に開示された特徴のあらゆる新規のもの、若しくはあらゆる新規の組み合わせに、又はそのように開示されたあらゆる方法若しくはプロセスのステップのあらゆる新規のもの、若しくはあらゆる新規の組み合わせに及ぶ。

Claims (20)

1. ２つの合わせ面を封止するためのガスケットであって、
   孔を画定する堅固な非金属コアであって、前記コアは、前記孔から遠ざかって延在する第１の面、及び前記第１の面の反対側の第２の面を含む、堅固な非金属コアと、
   少なくとも１つの封止層であって、
   前記第１の面は、
   平面を画定する実質的に平坦な内部領域、及び
   複数の鋸歯を含む鋸歯状領域であって、前記実質的に平坦な内部領域は、前記孔と前記鋸歯状領域との間に置かれる、鋸歯状領域を含む、少なくとも１つの封止層とを含み、
   前記鋸歯は、前記鋸歯が前記平面と交差しないように、前記第１の面内に窪み、
   前記少なくとも１つの封止層は、前記第１の面の前記鋸歯状領域の少なくとも一部に重なる、ガスケット。
2. 前記第１の面は、前記平面上で前記内部領域と位置合わせされた、実質的に平坦な外部領域を含む、請求項１に記載のガスケット。
3. 前記鋸歯は、前記内部領域によって画定された前記平面に延在するように構成される、請求項１又は２に記載のガスケット。
4. 前記鋸歯は、前記コアの前記第１の面内にチャネルを画定するために前記平面の前で終了する、請求項１又は２に記載のガスケット。
5. 前記少なくとも１つの封止層は、前記鋸歯状領域によって画定された前記チャネル内に少なくとも一部が置かれる、請求項４に記載のガスケット。
6. 前記チャネルは、前記チャネルが、前記平坦な内部領域から前記外部領域に深さが低減するように、前記内部領域によって画定された前記平面に対して実質的に傾斜する、請求項４又は５に記載のガスケット。
7. 前記鋸歯状領域は、少なくとも１対の隣接した鋸歯の間に置かれた、少なくとも１つの橋を含む、請求項１～６のいずれか一項に記載のガスケット。
8. 前記橋は平面部を含む、請求項７に記載のガスケット。
9. 前記少なくとも１つの橋の前記平面部は、前記内部領域によって画定された前記平面に対してずれる、請求項８に記載のガスケット。
10. 前記少なくとも１つの橋は、前記平面上で前記内部領域と位置合わせされる、請求項８に記載のガスケット。
11. 前記複数の鋸歯は、第１の組の鋸歯及び第２の組の鋸歯を含み、前記第１の組の鋸歯は、前記第２の組の鋸歯より大きい、請求項１～１０のいずれか一項に記載のガスケット。
12. 前記少なくとも１つの封止層は、前記第１の組の鋸歯の少なくとも１つと結合するように構成された、１つ又は複数の突起部を含む、請求項１１に記載のガスケット。
13. 前記少なくとも１つの封止層は、前記内部領域の少なくとも一部と当接するために、典型的には前記内部及び外部領域の一部の両方と当接するために、前記鋸歯状領域を通過して延在するように構成される、請求項１～１２のいずれか一項に記載のガスケット。
14. 前記内部領域と、任意選択で前記外部領域と当接する、前記少なくとも１つの封止層の一部は、前記封止層の残余部に比べて比較的高い密度を有する、請求項１３に記載のガスケット。
15. 前記非金属コアは、
    ガラス強化エポキシ、
    フェノール樹脂、
    ポリテトラフルオロエチレン、
    ポリイミド、及び／又は
    （アルク）アクリル（コ）ポリマ若しくは他の適切な（コ）ポリマの１つ又は複数を含む、請求項１～１４のいずれか一項に記載のガスケット。
16. 前記少なくとも１つの封止層は、ポリテトラフルオロエチレン、層状ケイ酸塩、セラミック若しくはグラファイト、より典型的にはグラファイト若しくはバーミキュライト（剥離されたバーミキュライト、バイオタイト、ハイドロバイオタイト及びフロゴパイトを含む）から形成されるか、又はそれらを含む、請求項１～１５のいずれか一項に記載のガスケット。
17. 前記第２の面は、
    第２の平面を画定する第２の実質的に平坦な内部領域と、
    第２の複数の鋸歯を含む第２の鋸歯状領域であって、前記第２の実質的に平坦な内部領域は、前記孔と前記第２の鋸歯状領域との間に置かれる、第２の鋸歯状領域とを含み、
    前記第２の複数の鋸歯は、前記第２の複数の鋸歯が前記第２の平面と交差しないように前記第２の面内に窪み、
    前記少なくとも１つの封止層は、前記第２の面の前記第２の鋸歯状領域の少なくとも一部に重なる、請求項１～１６のいずれか一項に記載のガスケット。
18. 孔を画定する堅固な非金属コアを提供するステップであって、前記コアは、前記孔から遠ざかって延在する第１の面、及び前記第１の面の反対側の第２の面を含む、提供するステップと、
    前記第１の面が、
    平面を画定する実質的に平坦な内部領域を含むように、前記コアの前記第１の面内に複数の鋸歯を含む鋸歯状領域を形成するステップとを含む、ガスケットを生成する方法であって、
    前記実質的に平坦な内部領域は、前記孔と前記鋸歯状領域との間に置かれ、
    前記鋸歯は、前記鋸歯が前記平面と交差しないように前記第１の面内に窪んでいる、方法。
19. 前記鋸歯状輪郭は機械形成される、請求項１８に記載の方法。
20. 少なくとも１つの封止層を提供するステップ、及び前記第１の面の前記鋸歯状領域の少なくとも一部の上に前記少なくとも１つの封止層を重ねるステップを含む、請求項１８又は１９に記載の方法。

Images