KR101446990B1

KR101446990B1 - 밀봉 개스킷 및 방법

Info

Publication number: KR101446990B1
Application number: KR1020107005470A
Authority: KR
Inventors: 데이비드 헐버트; 로브 워터스
Original assignee: 페더럴-모걸 코오포레이숀
Priority date: 2007-08-15
Filing date: 2008-08-15
Publication date: 2014-10-06
Also published as: KR20100055461A; JP5515051B2; CN101821534B; US20100270745A1; WO2009023824A2; EP2179201B1; CN101821534A; JP2010537127A; JP2014077546A; JP5830827B2; EP2179201A2; US20090045592A1; US7828302B2; EP2179201A4; WO2009023824A3; US7967298B2

Abstract

플랜지(12, 14)를 함께 압축시키지 않고 유체의 통과에 대항하여 기다란 엘라스토머 개스킷(10)이 대향하는 한 쌍의 플랜지(12, 14)를 밀봉한다. 보강 스프링(32)이 엘라스토머 개스킷(10)내에 매립되고, 플랜지(12, 14) 사이의 작동 위치내에 개스킷(10)을 설치하는 작업에 의해 변형될 때 반작용하는 형태로 형성되어 있다. 바람직한 실시예에서, 보강 스프링(32)에 형성된 U자형 굽힘부(34)는 개스킷의 다른쪽 단부에서 대향하는 밀봉 비드 사이에 접촉 압력을 증가시킨다. 더욱 구체적으로, 보강 스프링(32)이 조립 작업 동안에 변위되는 것의 직접적인 결과로서 제1 비드(24)와 각각의 접촉면(38) 사이의 측면 접촉 압력이 증가된다. 마찬가지로, 조립하는 동안 제1 비드(24) 구역에서 보강 스프링(32)의 측면 방향 변위에 직접 대응하여 제2 비드(28)와 각각의 접촉면(42) 사이의 측면 접촉 압력이 증가된다.

Description

밀봉 개스킷 및 방법{LATERAL SEALING GASKET AND METHOD}

본 발명은 플랜지를 함께 압축시키지 않고 대향하는 플랜지를 밀봉하기 위한 3 파트 개스킷 시스템에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 대향하는 각각의 플랜지에 가해지는 자체 발생하는 측면 접촉 압력을 통해 유체 불투과성의 밀봉을 유지하는 독립형 개스킷에 관한 것이다.

개스킷은 밀봉 목적을 위해 광범위하게 사용되고 있다. 일반적으로, 개스킷은 유체 불투과성 밀봉을 하기 위하여 대향하는 플랜지 사이에서 압축된다. 일반적으로 압축 하중은 개스킷 주위의 복수의 볼트 또는 다른 고정 장치의 간격에 의해서 달성된다. 실제로, 개스킷 및 대향하는 플랜지는 밀봉을 완벽하게 하기 위해서 필요한 압축 하중을 지탱하도록 충분히 견고한 재료로 설계되고 만들어져야만 한다. 그러므로, 플랜지 부재는 무겁게 구성되는 경향이 있으며, 이로 인해 전체적인 중량 및 비용을 추가시킨다.

1997년 11월 18일자로 공고되고 Inciong에게 허여된 미국특허 제5,687,975호에는 대향하는 플랜지 사이에 적절한 압축 하중을 설정하기 위해 필요한 클램핑 볼트의 수를 최소화하는 것을 목적으로 하는 개스킷 밀봉 조립체가 개시되어 있다. 이 특허 문헌에 따른 기술은 당해 기술분야에서의 괄목할만한 발전을 제시하고 있지만, 그럼에도 불구하고 이것은 유체 밀봉을 유지하기 위하여 대향하는 플랜지 사이에 상당한 압축 하중을 유지하는 것에 의존하는 것이다. 따라서, 압축 하중을 견디기 위하여 플랜지는 충분히 견고한(무거운) 재료로 구성되어야만 한다.

대향하는 플랜지 사이에 필요한 압축 하중을 감소시키도록 시도한 더욱 최근의 종래 기술의 예는 Bauer 등이 출원하고 2006년 6월 8일 공개된 미국특허 공개공보 2006/118073에서 찾아 볼 수 있다. 이 기술은 효과적이지만, 비용이 많이 들고 범용으로 사용하기 적합하지 않다. 이 기술 구성에서, 개스킷은 플랜지 부분 중의 하나에 직접 몰드 성형된다. 개스킷 부재는 대향하는 플랜지에 대한 측면 접촉 압력을 증가시키는 강성의 플라스틱 재료로 만들어진 삽입 코어를 구비한 엘라스토머로 구성된 것이다.

그러므로, 플랜지를 함께 압축시키지 않고 유체의 통과에 대항하여 밀봉되는 한 쌍의 대향하는 플랜지와 개스킷을 포함하고 있는 3 파트(three-part) 시스템에 사용되는 것과 같은 독립형 개스킷에 대한 요구가 당해 기술분야에 상존하고 있다. 이러한 개스킷 구성요소의 독립적인 특성은 전체적인 비용을 감소시키고 저비용의 수리 및 유지관리를 용이하게 한다. 따라서, 압축 하중을 회피함으로 인해 가벼운 플랜지 구조를 가능하게 하는 해결 방안이 요구된다. 이러한 해결 방안은 비용이 낮고, 다목적이며, 내구성이 좋고, 다양한 적용 분야에 용이하게 적용될 수 있어야만 한다.

본 발명에 따라 플랜지를 함께 압축시키지 않고 유체의 통과에 대항하여 한 쌍의 대향하는 플랜지를 밀봉하기 위한 독립형의 개스킷이 제공된다. 본 발명의 개스킷은 전체적으로 연속적인 길이를 형성하는 기다란 엘라스토머 개스킷 보디를 포함하고 있다. 개스킷 보디는 길이에 대하여 제1 측면 방향으로 뻗은 일체형 제1 시일 부재, 그리고 제1 측면 방향과 반대인 제2 측면 방향으로 뻗은 일체형 제2 시일 부재를 포함하고 있다. 각각의 제1 및 제2 시일 부재는 개스킷 보디의 길이를 따라 연속적으로 중단되지 않고 뻗어 있다. 대향하는 한 쌍의 제1 비드가 제1 시일 부재로부터 측면 방향으로 돌출되어 있다. 대향하는 한 쌍의 제1 비드는 대향하는 플랜지 중의 하나에 대해 측면으로 접촉 밀봉을 형성하기 위해 개스킷의 길이를 따라 연속적으로 중단되지 않고 뻗어 있다. 대향하는 한 쌍의 제2 비드가 제2 시일 부재로부터 측면 방향으로 돌출되어 있다. 대향하는 한 쌍의 제2 비드는 대향하는 플랜지 중의 다른 하나에 대해 측면으로 접촉 밀봉을 형성하기 위해 개스킷의 길이를 따라 연속적으로 중단되지 않고 뻗어 있다. 기다란 보강 스프링이 개스킷 보디 내에 매립되어 각각의 제1 및 제2 시일 부재내로 뻗어 있다. 보강 스프링은 대향하는 각각의 플랜지에 대한 비드의 접촉 압력을 높이기 위하여 길이에 대하여 측면으로 각각의 제1 및 제2 쌍의 비드를 계속해서 밀착시키기 위한 적어도 하나의 U자형 굽힘부를 가지고 있다. 이러한 구조에 의해, 개스킷은 압축력을 사용하지 않고 각각의 플랜지에 자체 발생하는 측면 접촉 압력을 통해서 대향하는 플랜지 사이에 유체 불투과성 밀봉을 유지한다.

또한 본 발명에 따라 플랜지를 함께 압축시키지 않고 유체의 통과에 대항하여 한 쌍의 대향하는 플랜지를 밀봉하기 위한 3 파트 개스킷 시스템이 제공된다. 3 파트 개스킷 시스템은 제1 플랜지와 제2 플랜지 및 기다란 엘라스토머 개스킷 보디로 구성된다. 기다란 엘라스토머 개스킷 보디는 전체적으로 연속적인 길이를 형성한다. 제1 및 제2 플랜지는 개스킷 보디와 평행하게 뻗어 있고 대향하여 마주하는 한 쌍의 접촉면을 각각 가지고 있다. 개스킷 보디는 제1 플랜지를 향하여 측면으로 뻗은 일체형 제1 시일 부재, 제2 플랜지를 향하여 측면으로 뻗은 일체형 제2 시일 부재를 포함하고 있다. 각각의 제1 및 제2 시일 부재는 개스킷 보디의 길이를 따라 연속적으로 중단되지 않고 뻗어 있다. 대향하는 한 쌍의 제1 비드가 제1 시일 부재로부터 측면으로 돌출되어 있다. 대향하는 한 쌍의 제1 비드는 제1 플랜지의 각각의 접촉면에 대해 측면으로 접촉 밀봉을 형성하기 위해 개스킷의 길이를 따라 연속적으로 중단되지 않고 뻗어 있다. 마찬가지로, 대향하는 한 쌍의 제2 비드는 유사한 구조로 되어 있으며 제2 플랜지의 각각의 접촉면에 대해 측면으로 접촉 밀봉을 형성한다. 기다란 보강 스프링이 개스킷 보디 내에 매립되어 각각의 제1 및 제2 시일 부재내로 뻗어 있다. 보강 스프링은 제1 및 제2 플랜지의 각각의 접촉면에 대한 비드의 접촉 압력을 높이기 위하여 길이에 대하여 측면으로 각각의 제1 및 제2 쌍의 비드를 계속해서 밀착시키기 위한 적어도 하나의 U자형 굽힘부를 가지고 있다. 개스킷은 각각의 개별적인 접촉면에 자체 발생하는 측면 접촉 압력을 통해서 제1 플랜지와 제2 플랜지 사이에 유체 불투과성 밀봉을 유지한다.

또한 본 발명에 따라 플랜지를 함께 압축시키지 않고 한 쌍의 대향하는 플랜지 사이에 밀봉 접촉을 유지하기 위한 방법이 제공된다. 본 발명의 방법에 따라, 대향하여 마주하는 한 쌍의 접촉면을 각각 가지고 있는 제1 및 제2 플랜지가 제공된다. 기다란 엘라스토머 보디가 제1 플랜지와 제2 플랜지 사이에 끼워진다. 개스킷 보디 상의 대향하는 한 쌍의 제1 비드가 제1 플랜지의 각각의 접촉면에 대해 측면 가압 접촉을 지탱한다. 마찬가지로, 개스킷 보디 상의 대향하는 한 쌍의 제2 비드가 제2 플랜지의 각각의 접촉면에 대해 측면 가압 접촉을 지탱한다. 기다란 보강 스프링이 개스킷 보디내에 매립되어 각각의 제1 비드 및 제2 비드를 지지한다. 본 발명에 따른 향상된 우수성은 제1 비드의 구역에서 보강 스프링을 측면으로 변위시키는 것에 직접 대응하여 제2 플랜지의 개별적인 접촉면과 제2 비드 사이에 측면 접촉 압력을 증가시키는 것을 특징으로 한다. 이러한 우수성은 제2 비드의 구역에서 보강 스프링을 측면으로 변위시키는 것에 직접 대응하여 제1 플랜지의 개별적인 접촉면과 제1 비드 사이에 측면 접촉 압력을 증가시키는 단계와 동시에 일어난다. 그러므로, 본 발명의 방법에 따라, 개스킷은 각각의 개별적인 접촉면에 자체 발생하는 측면 접촉 압력을 통해서 제1 플랜지와 제2 플랜지 사이에 유체 불투과성 밀봉을 유지한다.

본 발명에 따라 종래 기술의 개스킷에 내재되어 있던 문제 및 단점이 해결된다.

본 발명의 특징 및 장점은 이하의 상세한 설명과 첨부 도면을 함께 고려할 때 더욱 용이하게 이해될 것이다.

본 발명에 따르면, 플랜지를 함께 압축시키지 않고 각각의 플랜지에 가해지는 자체 발생하는 측면 접촉 압력을 통해 유체 불투과성의 밀봉을 유지하는 개스킷을 제공할 수 있다.

도 1 은 3 파트 밀봉 조립체를 형성하는 엔진 실린더 헤드, 밸브 커버 및 밸브 커버 개스킷의 형태로 본 발명의 예시적인 적용 예를 도시한 분해 사시도,
도 2 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 독립형 개스킷의 파단 사시도,
도 3 은 대향하는 플랜지 사이에서 압축되는 종래 기술의 개스킷을 도시한 단면도,
도 4 는 본 발명의 바람직한 실시에에 따른 개스킷 조립체의 단면도,
도 5 는 대향하는 제1 플랜지와 제2 플랜지의 접촉면에 의해서 야기되는 매립 보강 스프링의 복수 방향의 변위를 도시한, 도 4에 도시된 것과 같은 단면도,
도 6 은 도 5에 도시된 보강 스프링 변위의 결과로서 각각의 비드에 의해서 가해지는 측면 접촉 압력의 증가를 가상적인 힘 벡터로 나타낸 단면도,
도 7 은 본 발명의 개스킷 조립체의 제1 변경 실시예를 도시한, 도 4에 도시된 것과 같은 단면도, 및
도 8 은 본 발명의 개스킷 조립체의 제2 변경 실시예를 도시한, 도 4에 도시된 것과 같은 단면도.

동일한 또는 대응하는 부분을 같은 도면 부호로 표시하고 있는 도면을 참조하면, 도 1에 예시된 본 발명에 따른 밀봉 조립체는 도면 부호 10으로 표시된 개스킷을 포함하고 있으며, 개스킷(10)은 제1 플랜지(12)와 제2 플랜지(14) 사이에 끼워진다. 비록 본 발명에 따른 개스킷 조립체가 다양한 적용 분야에 유용하게 적용될 수 있다는 것을 알 수 있지만 명세서에 설명되는 예시적인 실시예는 자동차 분야에 사용하는 것으로 설명되는데, 제1 플랜지(12)는 밸브 또는 로커 커버(16)의 하부 둘레 에지를 포함하고 있다. 제2 플랜지(14)는 실린더 헤드(18)의 상부 둘레 에지를 형성하는 것으로 도시되어 있다. 당연히, 특정 명칭으로 기재된 구성요소들은 단순히 예이며, 당업자는 본 발명의 기술내용을 적용되는 자동차 엔진의 내부 및 외부의 다른 구성요소를 이해할 수 있을 것이다.

도 1에 도시된 개스킷(10)은 연속적인 부재, 즉 고리 형태 또는 하나로 이어진 부재이다. 많은 적용 분야에서, 이러한 형태가 일반적인 것으로 생각될 것이다. 그러나, 개스킷(10)이 명확한 단부를 갖고 있는 유사하고 기다란 구조가 될 수 있다는 것을 생각할 수 있다. 어느 경우에서나, 개스킷 보디의 기다랗고 돌출된 특징부가 전체적으로 연속적인 길이를 일관되게 형성한다.

이제 도 2를 참조하면, 개스킷(10)의 길이는 개스킷(10)의 기다란 보디에 의해서 설정되고 도면에 설명되는 기호에 의해서 표시된다. 개스킷 보디는 길이에 대해 제1 측면 방향으로 뻗은 일체형 제1 시일 부재(20)를 포함하고 있다. 이 예에서, 제1 측면 방향은 위쪽으로 향한 벡터로 표시된다. '측면 방향' 등의 모든 방향 기준은 개스킷 보디의 길이와 관련한 것이다. 마찬가지로, 일체형 제2 시일 부재(22)는 제1 측면 방향과 반대인 제2 측면 방향으로 뻗어 있다. 따라서, 도 2의 예에서, 제2 측면 방향은 아래쪽으로 향한 벡터로 표시된다. 각각의 제1 시일 부재(20) 및 제2 시일 부재(22)는 개스킷 보디의 길이를 따라 연속적으로 중단되지 않고 뻗어 있다. 그러므로, 개스킷(10)은 전체 길이를 따라 대체로 일관된 단면을 유지하며, 길이는 루프 형태의 것이거나 명확히 한정된 것이 될 수 있다.

대향하는 한 쌍의 제1 비드(24)가 제1 시일 부재(20)로부터 측면으로 돌출되어 있다. 비드(24)와 관련하여 여기에서 지칭하는 측면 방향은 제3 측면 방향 및 제4 측면 방향을 포함한다. 제3 및 제4 측면 방향은 제1 및 제2 방향과 대체로 직각인 벡터로 도 2에 표시되어 있다. 대향하는 한 쌍의 제1 비드(24)는 제1 플랜지(12)에 대해 측면 방향으로 접촉 밀봉을 형성하기 위해 개스킷 보디의 길이를 따라 연속적으로 중단되지 않고 뻗어 있다. 따라서, 제1 비드(24)는 개스킷(10)의 전체 길이에 뻗어 있는 리브 또는 리지 형태로 되어 있다. 제1 비드(24) 이외에, 필요하다면 제1의 추가적인 비드(26)가 부가될 수 있다. 따라서 제1의 추가적인 비드(26)는 선택사항이며 소정의 적용 분야에 적절한 것만큼 많이 포함될 수 있다. 제1 비드(24)와 마찬가지로 제1의 추가적인 비드(26)는 개스킷(10)의 연속적인 길이를 따라 뻗어 있는 것이거나 또는 연속적으로 뻗어 있지 않은 것이 될 수 있으며 밀봉 향상, 유지 향상 또는 다른 목적을 위해 제공될 수 있다.

대향하는 한 쌍의 제2 비드(28)가 제2 시일 부재(22)로부터 측면으로 돌출되어 있다. 제1 비드(24)와 마찬가지로 제2 비드(28)도 또는 제3 및 제4 측면 방향으로 향하고 있다. 제1 비드(24) 및 제2 비드(28)를 "대향하는" 것으로 설명한 것은 비드(24, 28)가 측면으로 반대 방향, 즉 제3 및 제4 측면 방향으로 향하고 있는 것을 의미한다. 제1 비드(24)의 경우에, 비드는 서로 등지거나 서로 바깥쪽으로 향하는 것으로 도시되어 있다. 그러나 제2 비드(28)의 경우에, 비드는 서로를 향하여 또는 안쪽으로 마주하는 것으로 도시되어 있다. 제2 비드(28) 이외에 앞에서 제1의 추가적인 비드(26)와 관련하여 설명한 것과 동일한 목적을 위해 제2의 추가적인 비드(30)가 제공될 수 있다. 즉, 제2의 추가적인 비드(30)는 개스킷(10)의 연속적인 길이를 따라 연속적이며 중단되지 않은 것이거나 또는 연속적이지 않은 것이 될 수 있으며 밀봉 향상, 유지 향상 또는 다른 목적을 위해 제공될 수 있다.

바람직하게, 개스킷(10)은 고무와 같은 탄성이 높은 엘라스토머 재료로 만들어진다. 용어 "고무"는 일반적으로 압축성 및 높은 탄성의 임의의 엘라스토머 재료를 지칭하는 것으로 사용되는 것이다. 그러나, 더욱 일반적으로는 개스킷 관련 분야에 알려져 있고, 사용되고 있는 임의의 재료가 개스킷(10)을 위해 사용될 수 있다.

전체적으로 도면 부호 32로 표시된 기다란 보강 스프링이 엘라스토머 개스킷 보디내에 매립된다. 바람직하게 보강 스프링(32)은 고탄소강 또는 높은 탄성의 다른 합금 등의 금속 스프링 재료의 단일 시트 형태 스트립이다. 보강 스프링은 각각의 제1 시일 부재(20) 및 제2 시일 부재(22)내에 뻗어 있으며, 각각의 대향하는 쌍으로 이루어진 제1 비드(24) 및 제2 비드(28)를 지지한다. 보강 스프링(32)은 다양한 형태로 만들어질 수 있지만, 개스킷(10)의 길이에 대해 측면(즉, 제3 및 제4 방향)으로 각각의 제1 비드(24) 및 제2 비드(28)를 계속해서 밀착시키기 위한 적어도 하나의 U자형 굽힘부(34)를 포함하고 있다. 구부러진 보강 스프링(32)에 의해 야기되는 측면 밀착은 각각의 대향하는 플랜지(12, 14)에 대해 비드(24, 28)의 접촉 압력을 증가시킨다. 보강 스프링(32)의 형상 및 매립을 통해서, 개스킷(10)은 플랜지(12, 14) 사이에서 유지해야 하는 압축력을 필요로 하지 않고 각각의 플랜지(12, 14)에 자체 발생하는 측면 접촉 압력을 통해 대향하는 플랜지(12, 14) 사이에 유체 불투과성 밀봉을 유지할 수 있다. 따라서, 지탱해야하는 압축 하중이 전혀 없거나 또는 최소화되기 때문에 플랜지 중의 하나 또는 둘 모두의 구조적인 구성요소는 가벼운 것이 될 수 있다.

동일한 적용 분야에 사용되는 종래 기술의 개스킷과 본 발명의 개스킷(10)에 대한 비교는 도 3 및 4를 참조하여 쉽게 알 수 있을 것이다. 도 4에 도시된 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예의 개스킷(10)은 연속적으로 뻗은 오목부(trough)(36)에 서로를 향해 오목부(36)의 양쪽에서 마주하는 것으로 나타낸 한 쌍의 접촉면(38)을 구비한 것으로 형성된 제1 플랜지(12)와 결합한다. 한편, 제2 플랜지(14)는 연속적으로 뻗은 혀형상부(tongue)(40)에 서로 등지고 혀형상부(40)의 양쪽에 나타낸 한 쌍의 접촉면(42)을 구비한 것으로 형성된다. 이 예에서, 단면으로 보았을 때 개스킷 보디는 제1 시일 부재(20)가 오목부(36)내에 삽입되고 전체적으로 U자형 형상을 갖는 제2 시일 부재(22)가 혀형상부(40)의 양측에 포개져 있는 전도된 Y자형 형태를 갖고 있다. 도시되어 있는 바와 같이, 탄성적인 스프링(32)은 개스킷(10)의 길이에 대해 수직으로 취한 단면으로 보았을 때 마찬가지로 전체적으로 Y자형 형태를 갖고 있다. 탄성적인 스프링(32)의 이러한 Y자형 형태는 제2 시일 부재(22)내에 매립되는 한 쌍의 분기된 레그(44) 및 제1 시일 부재(20)내에 매립되는 합쳐지는 스템(46)에 의해 형성된다. 앞서 설명한 U자형 굽힘부(34)는 스템(46)의 꼭대기, 즉 개스킷(10)의 맨 위쪽 상부 에지 부근에 수용된다. 이 구조에서, 대향하는 한 쌍의 제1 비드(24)는 접촉면(38)과 결합하도록 서로 등지고 측면 방향으로 돌출되어 있는 것으로 도시되어 있다. 대향하는 한 쌍의 제2 비드(28)는 서로 마주보고 돌출되어 있고, 혀형상부(40)의 접촉면(42)과 직접 결합하도록 되어 있다.

작동시에, 개스킷(10)은 플랜지(12, 14)의 각각의 접촉면(38, 42)과 각각의 비드(24, 28) 사이에 억지 끼워맞춤을 제공하도록 되어 있다. 그러므로, 도 5에 도시된 바와 같이 제1 시일 부재(20)가 제1 플랜지(12)의 오목부(36)내로 삽입될 때, 제1 비드(24)와 접촉면(38) 사이에 억지 끼워맞춤으로 인해 보강 스프링(32)의 스템(46) 부분이 변위되고, 따라서 가상적인 방향의 화살표로 나타낸 바와 같이 함께 압착한다. U자형 굽힘부(34)가 가요성 힌지처럼 작용하므로 분기된 레그(44)가 서로 압착되고 도 6에 도시된 바와 같이 밀봉 반력을 야기하며, 제2 비드(28)는 혀형상부(40)의 각각의 접촉면(42)에 대해 더욱 강하게 압착된다. 제1 플랜지(12)와 결합되는 보강 스프링(32)의 강제 변위가 제2 플랜지(14)와 접촉면에서 밀봉 특성을 향상시키는 공생 관계가 이루어진다. 마찬가지 방식으로, 혀형상부(40)에 제2 시일 부재(22)를 결합하는 것은 제2 비드(28)와 접촉면(42) 사이에 억지 끼워맞춤으로 인하여 도 5에 방향 화살표로 도시된 바와 같이 보강 스프링(32)의 분기된 레그(44)를 바깥쪽으로 변위시킨다. 이것은 차례로 힌지 형상의 U자형 굽힘부(34)를 통하여 스템(46)을 벌어지게 한다. 그 결과 도 6에 도시된 바와 같이 바깥쪽으로 향한 밀봉 반력이 오목부(36)의 접촉면(38)에 대해 제1 비드(24)(제1의 추가적인 비드(26))를 더욱 강하게 누르게 된다. 따라서, 제1 플랜지(12) 및 제2 플랜지(14)와 결합되며, 매립된 보강 스프링(32)을 구비하고 있는 개스킷(10)의 독특한 구조는 각각의 접촉면(38, 42)에 자체 발생하는 측면 접촉 압력을 통해 제1 플랜지(12)와 제2 플랜지(14) 사이에 유체 불투과성 밀봉을 유지하는데 더욱 적합한 개스킷(10)을 제시한다.

이제 도 7을 참조하면, 본 발명의 제1 변경 실시예의 개스킷(110)이 도시되어 설명된다. 제1 변경 실시예에서, 도면 부호는 앞에서 사용한 것과 유사한 것에 100을 더한 것이며 간편함을 위해 대응하는 특징부를 식별하기 위하여 다시 사용되고 있다. 이 실시예에서, 제1 시일 부재(120)의 형태는 제2 시일 부재(122)를 거울에 비친 것처럼 대칭이므로 개스킷(110)의 단면 형태는 "H" 자형 형상이다. 이 실시예에서, 보강 스프링(132)은 연결되지 않은 제1 및 제2 절반부로 구성되며, 각각의 절반부는 개스킷 보디의 중앙 연결부에 U자형 굽힘부(134)를 포함하고 있다. 제1 플랜지(112)의 형태는 상응하게 변경되어 있고 개스킷(110)의 구조와 적절하게 결합하기 위해 제2 플랜지의 형태와 동일한 형태를 갖고 있다. 다른 모든 점에서, 개스킷(110)은 바람직한 실시예와 관련하여 앞서 설명한 것과 동일하게 기능한다.

도 8은 본 발명의 제2 변경 실시예를 도시하고 있다. 이 실시예에서, 도면 부호는 바람직한 실시예의 도면 부호에 200을 더한 것이며, 제2 플랜지(214)는 제1 플랜지(212)를 거울에 비친 것처럼 대칭이 되게 변경되었다. 마찬가지로, 개스킷(210)의 제2 시일 부재(222)는 제1 시일 부재(220)를 거울에 비친 것처럼 되어 있으며, 개스킷(210)의 단면 형태는 플러스(+) 기호의 형태로 되어 있다. 이 실시예에서, 보강 스프링(232)은 또한 제1 시일 부재(220) 및 제2 시일 부재(222)에 각각 절반씩 제공되는 제1 및 제2 절반부로 형성되어 있다. 보강 스프링(232)의 각각의 절반부의 U자형 굽힘부(234)는 바람직한 실시예에 설명된 것처럼 꼭대기 근처에 위치된다. 필요하다면, 각각의 보강 스프링 절반부의 부분은 개스킷의 보디를 강화시키거나 또는 기능을 향상시키기 위하여 바깥쪽 방향(제3 및 제4 방향)으로 구부려진 것이 될 수 있다.

본 발명은 관련 법률 기준에 따라 설명되었으며 따라서 이러한 설명은 사실상 본 발명을 제한하는 것이 아니라 예시적인 것이다. 명세서에 설명한 실시예에 대한 변경 및 개량은 당업자에게 자명한 것이며 본 발명의 범위에 속하는 것이다. 따라서, 본 발명에 대한 법률적인 보호 범위는 청구 범위에 의해서 확정되는 것이다.

Claims

한 쌍의 플랜지를 함께 압축시키지 않고 유체의 통과에 대항하여 한 쌍의 대향하는 플랜지를 함께 밀봉하기 위한 개스킷으로서, 상기 개스킷은:
일체형 제1 시일 부재와 일체형 제2 시일 부재를 포함하고 있고, 전체적으로 연속적인 길이를 형성하는 기다란 엘라스토머 개스킷 보디;
상기 제1 시일 부재로부터 측면 방향으로 돌출한, 서로 반대쪽을 향하는 한 쌍의 제1 비드;
상기 제2 시일 부재로부터 측면 방향으로 돌출한, 서로 반대쪽을 향하는 한 쌍의 제2 비드; 및
상기 개스킷 보디 내에 매립되어 각각의 상기 제1 시일 부재 및 제2 시일 부재내에 뻗어 있는 기다란 보강 스프링;을 포함하고 있고,
상기 일체형 제1 시일 부재는 상기 길이에 대하여 제1 측면 방향으로 뻗어 있고, 상기 일체형 제2 시일 부재는 상기 제1 측면 방향과 반대인 제2 측면 방향으로 뻗어 있고, 각각의 상기 제1 시일 부재 및 제2 시일 부재는 상기 개스킷 보디의 상기 길이를 따라 연속적으로 중단되지 않고 뻗어 있으며,
상기 서로 반대쪽을 향하는 한 쌍의 제1 비드는 대향하는 플랜지 중의 하나에 대해 측면으로 접촉 밀봉을 형성하기 위해 상기 길이를 따라 연속적으로 중단되지 않고 뻗어 있고,
상기 서로 반대쪽을 향하는 한 쌍의 제2 비드는 대향하는 플랜지 중의 다른 하나에 대해 측면으로 접촉 밀봉을 형성하기 위해 상기 길이를 따라 연속적으로 중단되지 않고 뻗어 있고,
상기 보강 스프링은 대향하는 각각의 플랜지에 대한 상기 한 쌍의 제1 비드 및 한 쌍의 제2 비드의 접촉 압력을 높이기 위하여 상기 길이에 대하여 측면 방향으로 각각의 상기 한 쌍의 제1 비드 및 한 쌍의 제2 비드를 계속해서 밀착시키기 위한 적어도 하나의 U자형 굽힘부를 가지고 있으며,
상기 개스킷은 압축력을 사용하지 않고 각각의 플랜지에 자체 발생하는 측면 접촉 압력을 통해서 대향하는 플랜지 사이에 유체 불투과성 밀봉을 유지하는 것을 특징으로 하는 개스킷.
제 1 항에 있어서, 상기 서로 반대쪽을 향하는 한 쌍의 제1 비드 및 제2 비드는 상기 길이에 대해 제3 측면 방향 및 제4 측면 방향으로 그리고 상기 제1 측면 방향 및 제2 측면 방향과 수직으로 돌출된 것을 특징으로 하는 개스킷.
제 1 항에 있어서, 탄성적인 상기 스프링은 단일 시트 형상의 스트립으로 이루어진 것을 특징으로 하는 개스킷.
제 3 항에 있어서, 탄성적인 상기 스프링은 금속 재료로 만들어진 것을 특징으로 하는 개스킷.
제 3 항에 있어서, 탄성적인 상기 스프링은 상기 길이 방향에 대해 수직으로 취한 단면으로 보았을 때 전체적으로 Y자형 형태를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 개스킷.
제 5 항에 있어서, 상기 전체적으로 Y자형 형태의 탄성적인 상기 스프링은 상기 제2 시일 부재내에 매립된 한 쌍의 분기된 레그 및 상기 제1 시일 부재내에 매립된 합쳐진 스템에 의해서 형성되며, 상기 U자형 굽힘부는 상기 스템내에 포함되고, 상기 서로 반대쪽을 향하는 한 쌍의 제1 비드는 측면 방향으로 서로 등지고 돌출되고, 상기 서로 반대쪽을 향하는 한 쌍의 제2 비드는 측면 방향으로 서로 마주하고 돌출된 것을 특징으로 하는 개스킷.
제 3 항에 있어서, 탄성적인 상기 스프링에는 상기 제1 시일 부재내에 매립된 한 쌍의 이격된 레그가 형성되어 있고, 상기 U자형 굽힘부는 상기 레그와 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 개스킷.
제 7 항에 있어서, 상기 서로 반대쪽을 향하는 한 쌍의 제1 비드는 측면 방향으로 서로 마주하고 돌출된 것을 특징으로 하는 개스킷.
제 7 항에 있어서, 상기 서로 반대쪽을 향하는 한 쌍의 제1 비드는 측면 방향으로 서로 등지고 돌출된 것을 특징으로 하는 개스킷.
한 쌍의 플랜지를 함께 압축시키지 않고 유체의 통과에 대항하여 한 쌍의 대향하는 플랜지를 함께 밀봉하기 위한 개스킷 시스템으로서, 상기 개스킷 시스템은:
일체형 제1 시일 부재와 일체형 제2 시일 부재를 포함하고 있고, 전체적으로 연속적인 길이를 형성하는 기다란 엘라스토머 개스킷 보디;
상기 개스킷 보디와 평행하게 뻗어 있고, 서로 반대쪽을 향하는 한 쌍의 접촉면을 가지고 있는 제1 플랜지;
상기 제1 플랜지와 대향하며, 상기 개스킷 보디와 평행하게 뻗어 있고, 서로 반대쪽을 향하는 한 쌍의 접촉면을 가지고 있는 제2 플랜지;
상기 제1 시일 부재로부터 측면으로 돌출한, 서로 반대쪽을 향하는 한 쌍의 제1 비드;
상기 제2 시일 부재로부터 측면으로 돌출한, 서로 반대쪽을 향하는 한 쌍의 제2 비드; 및
상기 개스킷 보디 내에 매립되어 각각의 상기 제1 시일 부재 및 제2 시일 부재내에 뻗어 있는 기다란 보강 스프링;을 포함하고 있고,
상기 일체형 제1 시일 부재는 상기 제1 플랜지를 향하여 제1 측면 방향으로 뻗어 있고, 상기 일체형 제2 시일 부재는 상기 제2 플랜지를 향하여 상기 제1 측면 방향과 반대인 제2 측면 방향으로 뻗어 있고, 각각의 상기 제1 시일 부재 및 제2 시일 부재는 상기 개스킷 보디의 상기 길이를 따라 연속적으로 중단되지 않고 뻗어 있으며,
상기 서로 반대쪽을 향하는 한 쌍의 제1 비드는 상기 제1 플랜지의 각각의 상기 접촉면에 대해 측면으로 접촉 밀봉을 형성하기 위해 상기 길이를 따라 연속적으로 중단되지 않고 뻗어 있고,
상기 서로 반대쪽을 향하는 한 쌍의 제2 비드는 상기 제2 플랜지의 각각의 상기 접촉면에 대해 측면으로 접촉 밀봉을 형성하기 위해 상기 길이를 따라 연속적으로 중단되지 않고 뻗어 있고,
상기 보강 스프링은 상기 제1 플랜지 및 제2 플랜지의 각각의 상기 접촉면에 대하여 상기 한 쌍의 제1 비드 및 한 쌍의 제2 비드의 접촉 압력을 높이기 위하여 상기 길이에 대하여 측면 방향으로 각각의 상기 한 쌍의 제1 비드 및 한 쌍의 제2 비드를 계속해서 밀착시키기 위한 적어도 하나의 U자형 굽힘부를 가지고 있으며,
상기 개스킷은 각각의 상기 접촉면에 자체 발생하는 측면 접촉 압력을 통해서 상기 제1 플랜지와 상기 제2 플랜지 사이에 유체 불투과성 밀봉을 유지하는 것을 특징으로 하는 개스킷 시스템.
제 10 항에 있어서, 상기 서로 반대쪽을 향하는 한 쌍의 제1 비드 및 제2 비드는 상기 길이에 대해 제3 측면 방향 및 제4 측면 방향으로 그리고 상기 제1 측면 방향 및 제2 측면 방향과 수직으로 돌출된 것을 특징으로 하는 개스킷 시스템.
제 10 항에 있어서, 탄성적인 상기 스프링은 단일 시트 형상의 스트립으로 이루어진 것을 특징으로 하는 개스킷 시스템.
제 12 항에 있어서, 탄성적인 상기 스프링은 금속 재료로 만들어진 것을 특징으로 하는 개스킷 시스템.
제 12 항에 있어서, 탄성적인 상기 스프링은 상기 길이 방향에 대해 수직으로 취한 단면으로 보았을 때 전체적으로 Y자형 형태를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 개스킷 시스템.
제 14 항에 있어서, 상기 제1 플랜지에는 연속적으로 뻗은 오목부가 형성되어 있고 상기 오목부의 대향하는 양쪽에 측면 방향으로 서로 마주보는 상기 서로 반대쪽을 향하는 한 쌍의 접촉면이 구비되고, 상기 제2 플랜지에는 연속적으로 뻗은 혀형상부가 형성되어 있고 상기 혀형상부의 대향하는 양쪽에 측면 방향으로 서로 등지고 있는 상기 서로 반대쪽을 향하는 한 쌍의 접촉면이 구비되며,
상기 전체적으로 Y자형 형태의 탄성적인 상기 스프링은 상기 제2 시일 부재내에 매립된 한 쌍의 분기된 레그 및 상기 제1 시일 부재내에 매립된 합쳐진 스템에 의해서 형성되며, 상기 U자형 굽힘부는 상기 스템내에 포함되고, 상기 서로 반대쪽을 향하는 한 쌍의 제1 비드는 측면 방향으로 서로 등지고 돌출되고, 상기 서로 반대쪽을 향하는 한 쌍의 제2 비드는 측면 방향으로 서로 마주보고 돌출된 것을 특징으로 하는 개스킷 시스템.
제 12 항에 있어서, 탄성적인 상기 스프링에는 상기 제1 시일 부재내에 매립된 한 쌍의 이격된 레그가 형성되어 있고, 상기 U자형 굽힘부는 상기 레그와 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 개스킷 시스템.
제 16 항에 있어서, 상기 제1 플랜지에는 연속적으로 뻗은 혀형상부가 형성되어 있고 상기 혀형상부의 대향하는 양쪽에 측면 방향으로 서로 등지고 있는 상기 서로 반대쪽을 향하는 한 쌍의 접촉면이 구비되어 있고, 상기 서로 반대쪽을 향하는 한 쌍의 제1 비드는 상기 접촉면과 직접 결합하기 위해 측면 방향으로 서로 마주보고 돌출된 것을 특징으로 하는 개스킷 시스템.
제 16 항에 있어서, 상기 제1 플랜지에는 연속적으로 뻗은 오목부가 형성되어 있고 상기 오목부의 대향하는 양쪽에 측면 방향으로 서로 마주보는 상기 서로 반대쪽을 향하는 한 쌍의 접촉면이 구비되어 있고, 상기 서로 반대쪽을 향하는 한 쌍의 제1 비드는 상기 접촉면과 직접 결합하기 위해 측면 방향으로 서로 등지고 돌출된 것을 특징으로 하는 개스킷 시스템.
한 쌍의 플랜지를 함께 압축시키지 않고 한 쌍의 대향하는 플랜지 사이에 밀봉 접촉을 유지하기 위한 방법으로서, 상기 방법은:
서로 반대쪽을 향하는 한 쌍의 접촉면을 가지고 있는 제1 플랜지를 제공하는 단계;
서로 반대쪽을 향하는 한 쌍의 접촉면을 가지고 있는 제2 플랜지를 제공하는 단계;
제1 플랜지와 제2 플랜지 사이에 기다란 엘라스토머 개스킷 보디를 끼워넣는 단계;
제1 플랜지의 각각의 접촉면에 대하여 측면 가압 접촉을 지탱하는 서로 반대쪽을 향하는 한 쌍의 제1 비드를 개스킷 보디에 형성하는 단계;
제2 플랜지의 각각의 접촉면에 대하여 측면 가압 접촉을 지탱하는 서로 반대쪽을 향하는 한 쌍의 제2 비드를 개스킷 보디에 형성하는 단계;
각각의 한 쌍의 제1 비드 및 한 쌍의 제2 비드를 지지하는 기다란 보강 스프링을 개스킷 보디내에 매립하는 단계;
제1 비드의 구역에서 보강 스프링을 측면으로 변위시키는 것에 직접 대응하여 제2 플랜지의 각각의 접촉면과 한 쌍의 제2 비드 사이에 측면 접촉 압력을 증가시키며 동시에 제2 비드의 구역에서 보강 스프링을 측면으로 변위시키는 것에 직접 대응하여 제1 플랜지의 각각의 접촉면과 한 쌍의 제1 비드 사이에 측면 접촉 압력을 증가시키는 단계;를 포함하고 있고,
개스킷은 각각의 접촉면에 자체 발생하는 측면 접촉 압력을 통해서 제1 플랜지와 상기 제2 플랜지 사이에 유체 불투과성 밀봉을 유지하는 것을 특징으로 하는, 한 쌍의 플랜지를 함께 압축시키지 않고 한 쌍의 대향하는 플랜지 사이에 밀봉 접촉을 유지하기 위한 방법.
제 19 항에 있어서, 상기 접촉 압력을 증가시키는 단계는 서로 반대쪽을 향하는 한 쌍의 제1 비드를 측면 방향으로 서로 멀어지게 하는 동시에, 서로 반대쪽을 향하는 한 쌍의 제2 비드를 측면 방향으로 서로 가까워지게 하는 단계를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는, 한 쌍의 플랜지를 함께 압축시키지 않고 한 쌍의 대향하는 플랜지 사이에 밀봉 접촉을 유지하기 위한 방법.