JP2015042906A - ガスケット、ガスケットの形成方法、及び、ガスケットを使用して封止を行う方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高圧および低圧封止装置のために使用されるガスケットを提供すること。【解決手段】予め作製された帯状片を含むガスケットであって、前記帯状片は対向する一対の側部領域と、一対の側部領域の間に位置する中央領域とを備える。前記側部領域は、使用時に、封止すべき対向する封止面の間に締め付けられるように配列され、前記帯状片の内向きの内表面から外向きに伸びる外表面までの直線であって、前記内表面及び外表面の少なくとも一方に対して垂直な直線の長さは、前記帯状片の内部において一方の側部領域から他方の側部領域にわたって変化し、かつ、前記直線の長さは前記一対の側部領域よりも前記中央領域において長い。【選択図】図５

Description

本発明は封止装置、封止装置を形成する方法、および封止を行う方法に関する。

特許文献１〜５には、螺旋状に巻かれた一定の厚さの金属製帯状片と、その螺旋状の金属製帯状片の間に配置されたシーラント材料とを備える種々のタイプのガスケットが開示されている。金属製帯状片は、ガスケットを締め付ける部分に対して垂直に伸びている端部領域を含み、ガスケットはそれの間で封止を行うように構成されている。特許文献６には、金属製帯状片が、封止される領域にわたってジグザグになっている同様のタイプのガスケットが開示されている。

ＰＣＴ／ＪＰ／０３７９６および特許文献７には、Ｖセクションを有する螺旋状に巻かれた帯状片が開示されている。特許文献８にはトラフ（trough）セクションを有する帯状片が開示されている。特許文献９には、帯状片において、一方の面の中央部に凹面を有し、かつ他方の面に凸面を有する帯状片が開示されており、それらは互いに入れ子になっている。

特許文献１０には、螺旋状に巻かれたガスケットが開示されており、ガスケットの中央部は厚くなった部分を有し、かつ両側部において厚くなっている。
そのようなガスケットは、カンプロファイル（Kammprofile）シール（純鋼製のガスケットに、封止される面に対向して外向きに伸びるリッジが備えられている）として知られているものによって提供される封止よりも弱い圧力に関する封止を提供するのに有効である。そのようなガスケットは、例えば特許文献１１〜１３に示されている。

しかし、螺旋状に巻かれたガスケットおよびカンプロファイルガスケットはいずれも、かなりの動きの量にわたって伸縮可能かつ封止を維持可能な、高圧および低圧封止装置のために使用されるガスケットを開示していない。

国際公開第９３／０７４０７号 米国特許出願公開第２００７／０１７６３７３号明細書 米国特許第６９２６２８５号明細書 欧州特許第６０６２８１号明細書 米国特許第５９１３５２２号明細書 米国特許第５３０８０９０号明細書 ロシア国特許第２１７９６７５号明細書 独国特許出願公開第１９７４７２６６号明細書 英国特許第１２９８９８７号明細書 英国特許第１５２７３４４号明細書 国際公開第９４／２９６２０号 米国特許出願公開第２００４／０１１８５１０号明細書 国際公開第２００５／０５２４１４号

本発明の目的は、少なくとも上記の欠点のうちの１つまたはその他の欠点を克服することにある。

本発明は特許請求の範囲および本明細書中に規定されている。任意の特徴を組み合わせることができる。
本発明の一態様によれば、封止装置は螺旋状に巻かれた帯状片を含み、その対向する側部は、使用時に、封止すべき対向する面の間に締め付けられるように配列され、その帯状片の内向きの表面から外向きに伸びている表面までの直線（その直線はそれらの表面の少なくとも一方に対して垂直である）の長さは、一方の側部領域から他方の側部領域にわたって変化する。

直線の長さは、側部領域よりも中央領域において、より長い場合がある。
直線の長さが側部領域よりも中央領域において長い場合、側部領域は比較的低い圧力下で撓むことができ、より厚い中央領域は依然として比較的高い圧力下で撓むことができる。

本発明の別の態様によれば、封止装置は螺旋状に巻かれた帯状片を含み、その対向する側部は、使用時に、封止すべき対向する面の間に締め付けられるように配列され、帯状片の各側部は、帯状片の第１および第２の表面によって画定され、その第１および第２の表面は側部に向かって外向きに伸びるにつれて互いに集合する。

帯状片の外側部領域は、使用時に内部領域以上に撓むように配列されてもよい。
帯状片の内部領域は外側部領域よりも大きい厚みを有していてもよい。
装置は第１および第２の螺旋状に巻かれた帯状片を有しており、第１の帯状片の巻線は第２の帯状片の巻線に隣接するように配列され、一周分の巻線の少なくとも１つは、使用時に対向する面に締め付けられるように配列されてそれらの面を封止し、第１および第２の螺旋は異なる特性を有し得る。

第１の表面は、帯状片の一方の側部から他方の側部まで伸びる直線に対して傾斜している。第２の表面は、帯状片の一方の側部から他方の側部まで伸びる直線に対して傾斜している。

側部における第１および第２の表面の少なくとも一方の前記直線に対する包括的な角度は、８０°以下、６０°以下、５０°以下、または２０°以上、３０°以上、４０°以上、またはおよそ４５°である。

第１および第２の表面の少なくとも一方は湾曲していてもよい。
第１および第２の表面の少なくとも一方は真っ直ぐであってもよい。
第１の面は螺旋に対して内向きまたは外向きに伸び、第２の面は逆の方向に伸びていてもよい。

湾曲の終端領域は各側部における第１の表面を画定し得る。
湾曲の各端部は第２の表面の内部領域を画定し得る。
帯状片の幅は一方の側部から他方の側部にかけて変化してもよく、帯状片は側部領域よりも中央領域において、より厚くてもよい。

２つの面の間の最短直線は、帯状片の側部領域に沿って一定であってもよい。
２つの面の間の最短直線は、中央領域にわたって変化してもよい。
２つの面の間の最短直線の長さは、帯状片の中央部において最も長くてもよい。

帯状片の幅または平均幅は帯状片の高さに対し、１：２以上、１：３以上、１：４以上、またはおよそ１：５である。
第１および第２の帯状片のいずれか一方は、第１および第２の帯状片の他方よりも、その奥行きの少なくとも一部分にわたって薄くてもよい。

第１および第２の帯状片の少なくともいずれか一方の高さは、第１および第２の帯状片の他方よりも大きくてもよい。
本発明の別の態様によれば、封止装置を形成する方法は、帯状片を作製する工程と、帯状片を螺旋状に巻く工程とを含み、帯状片の対向する側部は、使用時に、封止すべき対向する面の間に締め付けられるように配列され、帯状片の各側部は、帯状片の第１および第２の表面によって画定され、その第１および第２の表面は側部に向かって外向きに伸びるにつれて互いに集合する。

方法は、側部領域における屈曲よりも内部領域における屈曲に対して抵抗性であるように帯状片を作製する工程を有していてもよい。
本発明の別の態様によれば、螺旋状に巻かれた帯状片と、帯状片のそれぞれの側部の上を伸びている比較的軟質のシーラント材料（帯状片の各側部は、側部に向かって外向きに伸びるにつれて互いに集合した表面によって画定される）とを有する封止装置を用いて２つの面の間で封止を行う方法は、面の間で対向する側部を比較的軟質のシーラント材料とともに締め付けて封止効果を補助することを含み、そのシーラント材料は面と帯状片の側部との間に捕捉されている。

方法は、封止を行う際に、帯状片の中央領域よりも外側部領域において、帯状片のより大きな撓みを生じさせることを含んでもよい。
方法は、第１および第２の螺旋状に巻かれた帯状片を互いに隣接するように巻く工程を含んでもよく、その第１および第２の帯状片の少なくとも一方は、締め付け力に対し、第１および第２の帯状片の他方とは異なる抵抗性を提供してもよい。

方法は、締め付け力が加えられる前に、第１および第２の帯状片の一方の高さが第１および第２の帯状片の他方よりも大きく、かつ、加えられる力が大きくなるにつれて高さが等しくなることを含んでいてもよい。

本発明の更なる態様によれば、封止装置は螺旋状に巻かれた帯状片を含み、その対向する側部は、使用時に、封止すべき対向する面の間に締め付けられるように配列される。帯状片の内向きの表面および外向きの表面は湾曲しており、その湾曲部は内向きの表面上と外向きの表面上とで異なる形状を有していることを特徴とする。

少なくとも一方、好ましくは両方の湾曲部は円弧を含み、両方が円弧である場合、各円弧の半径は異なっていてもよい。
本発明の別の態様によれば、封止装置は螺旋状に巻かれた帯状片を含み、その対向する側部は、使用時に、対向する面の間に締め付けられてそれらの面を封止するように配列され、帯状片の外側部領域は、使用時に、内部領域よりも大きく撓むように配列される。

帯状片の各側部は、第１および第２の表面によって画定されてもよく、その第１および第２の表面は、各側部に向かって外向きに伸びるにつれて互いに集合するように配列される。

帯状片の内部領域は外側部領域よりも大きい厚みを有していてもよい。
封止装置は、第１および第２の螺旋状に巻かれた帯状片を有していてもよく、第１の帯状片の巻線は第２の帯状片の巻線に隣接するように配列され、一周分の巻線の少なくとも１つは、使用時に、対向する面の間に締め付けられてそれらの面を封止するように配列され、第１および第２の螺旋は異なる特性を有する。

本発明の更なる態様によれば、封止装置は螺旋状に巻かれた帯状片を含み、その螺旋の対向する側部は、使用時に、対向する面の間に締め付けられてそれらの面を封止するように配列され、内部領域は外側部領域よりも大きい厚みを有している。

帯状片の各側部は第１および第２の表面によって画定されてもよく、その第１および第２の表面は、それぞれの各側部に集合するように配列される。
帯状片の外側部領域は、使用時に、内部領域よりも大きく撓むように配列されてもよい。

封止装置は第１および第２の螺旋状に巻かれた帯状片を含んでいてもよく、第１の帯状片の巻線は第２の帯状片の巻線に隣接するように配列され、一周分の巻線の少なくとも１つは、使用時に、対向する面の間に締め付けられてそれらの面を封止するように配列され、第１および第２の螺旋は異なる特性を有する。

本発明の別の態様によれば、封止装置は螺旋状に巻かれた帯状片を含み、その螺旋の対向する側部は、使用時に、封止すべき対向する面の間に締め付けられるように配列される。帯状片の各側部は、帯状片の第１および第２の表面によって画定され、その第１および第２の表面は側部に向かって外向きに伸びるにつれて互いに集合し、帯状片の内側の巻線および外側の巻線は互いに固定され、かつ、装置は帯状片の側部の上に配置された比較的軟質のシーラント材料を含む。

封止すべき任意の対向する面の間に締め付けられる前に、シーラント材料が帯状片の一連の巻線上およびそれらの巻線の間の空間の上に伸びていてもよい。
帯状片はガイドリング内に放射状に配置され得る。

さらに、内側ガイドリングが存在し得る。
封止装置は、第１および第２の螺旋状に巻かれた帯状片を含んでいてもよく、第１の帯状片の巻線は第２の帯状片の巻線に隣接するように配列され、一周分の巻線の少なくとも１つは、使用時に、対向する面の間に締め付けられてそれらの面を封止するように配列され、第１および第２の螺旋は異なる特性を有している。

本発明の更なる態様によれば、封止装置は第１および第２の螺旋状に巻かれた帯状片を含み、第１の帯状片の巻線は第２の帯状片の巻線に隣接するように配列され、帯状片の少なくとも一方は、使用時に、対向する面の間に締め付けられてそれらの面を封止するように配列され、第１および第２の帯状片は異なる特性を有することを特徴とする。

上記異なる特性は、第１および第２の帯状片の一方の奥行きが他方の帯状片よりも大きいことを含む。奥行きの大きい帯状片は、２つの面の間の封止効果が生じ始めるにつれて、最初に係合されるように配列され得る。奥行きの大きい帯状片は、２つの面の間の封止効果が生じるにつれて撓んでもよく、そのため、奥行きの大きい帯状片の幅が減少することになるが、面の間に十分な圧力が加えられた時、場合により第１および第２の帯状片の幅は同じであることが可能である。第１および第２の帯状片の幅が同じである時、最初は幅が小さかった帯状片の幅も、撓んだことにより幅が減少したものである場合がある。

上記異なる特性は、第１および第２の帯状片の少なくとも一方が、第１および第２の帯状片の他方よりも、帯状片の奥行きの少なくとも一部にわたって小さい幅を有することを含む。

帯状片の少なくとも一方は、帯状片の内部領域よりも外側部領域において、より大きく撓むように配列され得る。
少なくとも一方の帯状片の各側部は、第１および第２の表面によって画定され、その第１および第２の表面は、それぞれの各側部に向かって外向きに伸びるにつれて互いに集合し得る。

少なくとも一方の帯状片の内部領域は、その帯状片の外側部領域よりも大きい厚みを有し得る。
帯状片は、螺旋に対して内向きまたは外向きのいずれかに伸びる第１の面と、逆の方向に伸びる第２の面とを含んでいてもよい。第１の面は一方の側部から他方の側部まで湾曲していてもよい。第２の面も湾曲していてもよい。第２の面の湾曲の両端部は帯状片の側部の手前で終端していてもよい。湾曲の少なくとも１つは、その範囲の少なくとも一部に沿って弓形であってもよい。第１および第２の面は、１つの共通の軸または（例えば帯状片の中央部の幅によって）互いに離れている軸を有する円弧を含んでいてもよい。第１の面は、第１の面の外側領域における円弧の半径よりも小さい半径の円弧を有する内部領域を含み得る。第１の面の内部領域の円弧は第２の面の円弧と同じ円弧であってもよい。各円弧の軸は、対向する側部に平行な、螺旋を通る中央線上に配置され得る。第１の面は凸面かつ第２の面は凹面であり得る。第１の面の端部領域は内部領域よりも大きい半径を有し得る。

帯状片の幅は、一方の側部から他方の側部にかけて変化し得る。帯状片は、側部領域よりも中央領域において、より厚くてもよい。帯状片の２つの面の間の最短直線は、帯状片の側部領域に沿って一定であり得る。２つの面の間の最短直線は、中央領域にわたって変化し得る。２つの面の間の最短直線の長さは、帯状片の中央部において最大であり得る。

帯状片の幅または平均幅は帯状片の高さに対し、１：２以上、１：３以上、１：４以上、またはおよそ１：５である。
本発明はまた、本明細書で封止装置について言及する時、封止装置を形成する方法を含む。

本発明はまた、本明細書で封止装置について言及する時、２つの面の間で封止を行う方法も含む。

従来の螺旋状に巻かれたガスケットおよびガイドリングの一部の平面図。 図１の２−２線に沿って見た図１の断面図。 螺旋に使用可能な第１の代替金属製帯状片の断面図。 （ａ），（ｂ）は螺旋に使用される第２の代替金属製帯状片の断面図。 （ａ），（ｂ）は第３の代替金属製帯状片の断面図。 図４に示されるガスケットの断面図であり、ガスケット材料の適用を示している。 図４に示されるガスケットの断面図であり、ガスケット材料の適用を示している。 隣接する巻線の間でガスケット材料を使用しない場合の、図６および７と同様の図。 隣接する巻線の間でガスケット材料を使用しない場合の、図６および７と同様の図。 図６〜９と同様の図。 図６〜９と同様の図。

本発明は様々な方法で実施可能であるが、添付の図面を参照しながら、いくつかの実施形態を例示の目的で以下に説明する。
図１および２において、金属１０の複数の一周分の巻線は螺旋状に巻かれている。内側の一周分の巻線１２および外側の一周分の巻線１４は、スポット溶接により、隣接する一周分の巻線に固定されている。比較的軟質のガスケット材料１６の複数の一周分の巻線は、巻き付け時に金属製の一周分の巻線と交互に配置される。

金属１０は、中央部の「Ｖ」形断面輪郭１８と、各Ｖの上部から伸びるアーム２０とを有している。金属１０の半径方向外側の縁部２２は、保持またはガイドリング２６に圧入または機械加工された凹部２４にはめ込まれるＶ状断面輪郭を有することができる。

使用時に、ガイドリング２６は、フランジ管接合部のボルト穴の中心にガスケットを配置するために、周知の方法で使用される（図示せず）。ボルトはガイドリングの開口またはガイドリングおよび封止すべき２つの管のフランジの外側に通される。続いて、これらのボルトは固く締められる。この締め付けは螺旋の前面および後面に圧力を付与し、管のフランジがガイドリング２６の表面上に乗るまでＶ形断面輪郭１８を変形させる。管が伸縮してガイドリング２６上の圧力が軽減される場合、圧縮されたＶ形断面輪郭１８の弾性は螺旋を管のフランジに接触させるように作用する。

このようなガスケットには、いくつかの欠点がある。
１つの欠点は、アーム２０がフランジからの力を伝達してＶ形断面輪郭１８を圧縮させるのを確実にすることにある。その結果、アームの距離が無駄な空間を占め、ガスケットの一方の側部から他方の側部までの距離がより広くなる。

別の欠点は、アーム２０とＶ形断面輪郭１８との間の接合部が疲労応力にさらされるか、またはＶが撓むことにある。さらに、Ｖの基部も疲労応力にさらされる。
ここで、図３における本発明の第１の実施形態を参照すると、図１および２の代替の金属断面輪郭帯状片１００が示されている。使用時に、帯状片は螺旋状に巻かれる。任意選択で、軟質ガスケット材料の巻線を金属の間に巻いてもよい。代替としてまたは追加で、金属を巻いた後に軟質ガスケット材料を適用してもよい。外側および内側の金属巻線は、図１および２に関して説明したように、スポット溶接されてもよい。前述のように、ガイドリングはガスケットを所定の位置に保持し、ガスケットは対向する管のフランジの間に締め付けられる。

しかしながら、図３の実施形態において、軟質ガスケットの巻線が所定の位置に配置される時、それらは隣接する巻線の対向する側部１０２の間に伸びることができる。帯状片の各側部は、外側方向に集合する表面１０４を含み、表面１０４はガスケットを横切る範囲内で４５°に伸びるとともに、締め付けるべき面に対向する点または小さな平坦部１０６で接している。軟質ガスケット材料は、隣接する巻線の面１０４の間の空間を埋めてもよい。さらに、軟質ガスケット材料はそれぞれの小さな平坦部１０６の上を越えて伸びており、封止すべきフランジと平坦部１０６との間に配置されてもよい。

封止を行う時、小さな平坦部１０６とフランジとの間の材料は、ガスケットの封止特性をさらに高めることのできる大きな力にさらされる。
側部１０２は２．２６ｍｍ（０．０８９インチ）の長さであり、面１０４はそれぞれ、上部へさらに０．５ｍｍ（０．０２インチ）、底部へさらに０．５ｍｍ（０．０２インチ）伸びている。平坦部１０６は、斜めの側面１０４どうしが接するであろう点から０．０５ｍｍ（０．００２インチ）のところに形成される。帯状片１００の幅は１ｍｍ（０．０４インチ）であるが、１．５または２．３ｍｍ（０．０６または０．０９インチ）幅でもよい。軟質ガスケットは、荷重のない状態では先端からフランジまで、典型的には各側部上で０．５〜０．８ｍｍ（０．０２〜０．０３インチ）突出する。

図４および５を参照すると、応力を受けていない状態の湾曲した断面輪郭２００または３００の３つの隣接する巻線が示されている。内側および外側の巻線は、上述のように互いに溶接されている。

断面輪郭２００は１．５〜２．３ｍｍ（０．０６〜０．０９インチ）厚さであり得る。上部から底部までの断面輪郭２００は４．４４ｍｍ（０．１７５インチ）であり得る。断面輪郭の上部および底部は、封止すべき管のフランジに平行な平坦部２０６を備えるように形成される。断面輪郭２００の曲率の内側半径は１．８ｍｍ（０．０７インチ）であり、外側半径は２．５ｍｍ（０．１インチ）であり、円弧は９０°にわたって伸びている。平坦部２０６は０．１３ｍｍ（０．００５インチ）であり得る。

帯状片の表面２０４は、一方の側部において、先端から離れて４５°の角度で伸び、外側の湾曲は他方の側部において先端２０６から離れて、同様に約４５°で伸びている。
図５の断面輪郭と図４のそれとの間には、寸法に違いがある。断面輪郭３００の内側半径３０８は１．６ｍｍ（０．０６２インチ）であり、上部および底部の外側半径３１０は２．５ｍｍ（０．１インチ）である。しかしながら、半径３１０は各側部から０．３６ｍｍ（０．０１４インチ）の奥行きまで伸びているにすぎない。残りの２．７２ｍｍ（０．１０７インチ）については、外側半径３１２は内側半径と同じ、つまり１．６ｍｍ（０．０６２インチ）であり、外側半径の軸中心は内側の軸のそれよりも帯状片の幅の分だけ移動している。代替の実施形態において、半径３１０は、真っ直ぐなセクションに置き換えられ、セクション３１０の対向する内側部分（その部分は互いに平行な面を有し得る）であり得る。したがって、図５に示されるように、断面輪郭３００の巻線は中央部において厚く、相互にぴったり適合する。厚い中央部は締め付けおよび封止中に撓んでもよいし、撓まなくてもよい。薄い外側領域は、少なくとも低圧下での締め付け中に、全部とは言わないまでもほとんどの撓みを生じさせる蓋然性が高い。

任意の帯状片は押出成形され、ステンレス鋼（３０４または３１６ステンレス鋼であり得る）、または他の様々な金属合金あるいはプラスチックから形成され得る。
軟質ガスケット材料２１６，３１６は、任意選択で金属の間に巻いてもよい。代替としてまたは追加で、金属を巻いた後に軟質ガスケット材料２１６，３１６を適用してもよい。前述のように、内側または外側ガイドリングもしくはそれらの両方はガスケットを所定の位置に保持し、ガスケットは対向する管のフランジの間に締め付けられる。図６〜１１は、ガスケットの各側部の上に横たわる軟質ガスケット材料２１６の適用を示す図であり、図７にあるように、軟質ガスケット材料２１６はその後、断面輪郭の隣接する先端どうしの間の空間を埋めるように押し下げられる。図６、７、および図１０には、断面輪郭とともに巻かれた任意の封止材料２１６Ａを有する巻線も示されている。材料２１６は材料２１６Ａとは異なっていてもよい。材料２１６と２１６Ａとは、図７に示されるように材料２１６が押し下げられた時に接触してもよい。

図８、９および１１は、隣接する巻線の間でガスケット材料を使用せず、すべての隣接する巻線２００が互いに接触している場合の、図６および７と同様の図である。
図６と７、図８と９、ならびに図１０と１１は、ガスケット材料について同じ種類を用いて、断面輪郭２００または２００Ａあるいは２００Ｂに代わる断面輪郭３００とともに示されることもできる。

図４および６〜１１は、一方の側部から他方の側部までの厚さが等しい断面輪郭を示している。図示されていない代替の実施形態において、その厚さは変化してもよく、断面輪郭は中央部において最も厚くてもよく、図５に示されるように成形されてもよい。

代替の実施形態において（図示せず）、ガスケットは異なる寸法または特性を有する断面輪郭の二重巻線から形成されてもよい。例えば、特定の厚さの断面輪郭は、それよりも厚いまたは薄い断面輪郭に隣接していてもよい。代替としてまたは追加で、断面輪郭は図１０および１１に示されるような異なる高さを有していてもよい。

図１０および１１には、交互に挿入された第１および第２の断面輪郭２００Ａおよび２００Ｂが示されており、断面輪郭２００Ａは断面輪郭２００Ｂよりも大きい高さを有している。各断面輪郭は、相互に隣接するとともに相互に重なり合って共通の軸の周囲に巻かれている。各曲率は同じであってもなくてもよい。図１０および１１では、各曲率は同じものとして示されている。高さの大きい断面輪郭２００Ａの厚さは、断面輪郭２００Ｂの厚さより薄くても厚くてもよい。断面輪郭２００Ａは、小さい荷重で良好な封止効果を生じ得る。大きい荷重では、断面輪郭２００Ａの高さは、断面輪郭２００Ｂの高さに対して相対的に減少し、大きい荷重では両方の断面輪郭の高さは同じになり得る。

図８〜１１に示される断面輪郭は、断面輪郭２００と同じであるものとして説明されている。代替として、断面輪郭は内部領域の湾曲部２２０と、上部および底部に伸びる真っ直ぐなアーム２２２とで示されることができる。

図４および６〜１１の各図において、隣接する断面輪郭の巻線は互いに入れ子になることができない。この点に関し、例えば図８に示されるように、隣接する巻線は中央領域に隙間２１８を含む。この隙間２１８は、共通の軸を有する断面輪郭の凹状円弧および凸状円弧に起因しており、そのため凹状円弧が凸の半径よりも小さい半径を有することになる。湾曲したセクションの各側部から開始する真っ直ぐなセクションは、封止すべき面に対して傾斜している。したがって、凸状円弧の長さは凹状円弧の長さよりも大きい。さらに、大きい半径の凸状円弧は、隣接する小さい凹状円弧内に入れ子状に収まることができない。

軟質ガスケット材料２１６，３１６は、任意の実施形態において、各側部の隣接する巻線の間の空間を埋めることができ、荷重のない状態では、各側部において各平坦部２０６から典型的には０．５〜０．８ｍｍ（０．０２〜０．０３インチ）上までの空間を伸びることができる。

軟質ガスケット材料は、任意の実施形態において、ガスケットのすべての巻線の間またはいくつかだけの間に配置され得る。また、ガスケットの内側および外側の端部巻線から離れた１つの一周分の巻線の周囲だけに配置されてもよい。巻線の間の封止材料は、巻線の上に伸びている材料と同一でもよく、または異なる材料であってもよく、あるいは種々の材料、例えば外側の螺旋の領域における材料と比較した時、内側の領域とは異なる材料、あるいは一方または両方の側部に向かう領域と比較して、螺旋の内側の奥行きとは異なる材料であってもよい。代替としてまたは追加で、内側部分や内側の半分などの一部分は１つの材料であり、かつ外側部分などの別の一部分は別の異なる材料であり得る。代替としてまたは追加で、対向する螺旋の間の１つの材料は、異なる内側材料と外側材料との間に挟み込まれてもよい。

本発明のためのシーラント材料を含む適切な軟質ガスケット材料は、当業者にカンプロファイルとしても螺旋状に巻かれたガスケットとしても知られている材料である。適切なシーラント材料は、ＰＴＦＥなどのフルオロカーボンポリマー、アスベスト、ノンアスベスト、剥離された黒鉛、バーミキュライトや雲母などの剥離された鉱物、セラミックス、またはそれらの混合物を含む。

好ましい材料は剥離されたバーミキュライトであり、特に化学的に剥離されたバーミキュライト（ＣＥＶ）をベースとした調合物である。
本発明のシーラント材料は、圧縮可能な帯状片、テープ、またはシートに形成するために必要とされ得る他の有機または無機物質、例えば繊維、結合剤、セメント等をさらに含んでいてもよい。

好ましくは、シーラント材料は、シーラント材料の少なくとも２５％（ｗ／ｗ）の割合のＣＥＶ成分を含み、上記ＣＥＶ成分は少なくとも部分的に乾燥ＣＥＶに由来するものである。

好ましくは、シーラント材料は、シーラント材料の耐水性を高めるための耐加水分解性ポリマーをさらに含み、上記ポリマーの割合はシーラント材料の２０％（ｗ／ｗ）以下である。

好ましくは、シーラント材料はプレート状の充填材料、好ましくは粉砕された充填材料をさらに含む。
好ましくは、ＣＥＶの割合はシーラント材料の少なくとも３０％（ｗ／ｗ）であり、より好ましくはシーラント材料の少なくとも３５％（ｗ／ｗ）である。

典型的には、ＣＥＶの量はシーラント材料の２５〜８０％（ｗ／ｗ）の範囲内にあり、より典型的にはシーラント材料の３０〜７５％（ｗ／ｗ）の範囲内にあり、最も典型的にはシーラント材料の３５〜７５％（ｗ／ｗ）の範囲内にある。

好ましくは、上記ポリマーの割合はシーラント材料の１５％（ｗ／ｗ）未満であり、より好ましくは１０％（ｗ／ｗ）未満である。特に好ましいポリマーの量はシーラント材料の７．５％（ｗ／ｗ）未満、より一層好ましいポリマーの量は０〜７．５％（ｗ／ｗ）の範囲である。０％のポリマーの選択も、特に高温での用途またはポリマー分解が悪影響を及ぼす燃料電池などの用途において有益である。

好ましくは、本発明の化学的に剥離されたバーミキュライト成分は十分に乾燥したＣＥＶを含み、実質的な皮張りが生じる前に乾燥させることのできる水分含量の低下した内容物を、湿ったシーラント層生地に提供する。

耐加水分解性ポリマーという用語は、ケイ素や炭素をベースとした弾性ポリマーのような任意の適切なエラストマーを含む。本発明とともに使用するための適切なポリマーには下記のものが挙げられる。

ニトリルブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、天然ゴム、ブチルゴム、シロキサン（特に、ジアルキルシロキサンのようなオルガノシロキサン）、およびエチレンプロピルジエンモノマー。ジエン系のポリマーが柔軟かつ耐加水分解性であるため好ましい。

好ましくは、本発明の任意の態様に従って、ＣＥＶは熱的に剥離されたバーミキュライト（ＴＥＶ）などの適切なプレート状の充填剤と混合される。好ましくは、充填剤は粉砕されている。好ましくは、充填剤はシーラント材料の７５％（ｗ／ｗ）未満であり、より好ましくは７０％（ｗ／ｗ）未満であり、最も好ましくはシーラント材料の６５％（ｗ／ｗ）未満である。多くの場合、層中のＴＥＶ含量は５５％（ｗ／ｗ）未満である。

好ましくは、乾燥させたシーラント材料中の非乾燥由来のＣＥＶ：乾燥ＣＥＶの相対的な割合は０．０１：１〜２０：１であり、より好ましくは０．０５：１〜１０：１であり、最も好ましくは０．１：１〜４：１である。

ＣＥＶはガス剥離バーミキュライト（例えばＴＥＶ）に比べ比較的高価な材料であるため、本発明によるガスケットにおいて、シーラント層はさらにガス剥離バーミキュライトの粒子を含んでいてもよい。例えば、材料はＣＥＶに結合させたガス剥離バーミキュライトの粒子を含んでいてもよい。使用される材料は粉砕されるか、そうでなければ粒径５０μｍ未満まで粒径を低下させる。しかし、好ましくは、少なくともかなりの割合の粒径は５０μｍよりも大きく、好ましくは５０〜３００μｍ、より好ましくは５０〜２５０μｍ、最も好ましくは５０〜２００μｍである。シーラント材料への他の可能な添加剤には、タルク、雲母、および剥離されていないバーミキュライトが挙げられる。

乾燥ＣＥＶとは、２０％（ｗ／ｗ）未満、より好ましくは１０％（ｗ／ｗ）未満、最も好ましくは５％（ｗ／ｗ）未満の水分含量を有するＣＥＶを意味する。好ましくは、乾燥ＣＥＶは適切な乾燥技術によって調製される。適切な乾燥技術には下記のものが挙げられる。

ケーキ乾燥および粉砕、フィルム乾燥および粉砕、回転式熱風乾燥、噴霧乾燥、凍結乾燥、空気圧乾燥、部分的に乾燥させた固体の流動床乾燥、および真空棚式乾燥を含む真空方法。

本明細書において、剥離されたバーミキュライトとは、ガスまたは化学反応を利用して膨張させたバーミキュライト鉱物を意味する。ガスは熱的に生成されてもよく、その場合の生産物は「熱的に剥離されたバーミキュライト」（ＴＥＶ）と呼ばれる。形成されるＴＥＶ粒は、原料の化学組成として（水分の損失を除き）ほぼ理想的な組成を有している。ガス剥離バーミキュライトは、原料バーミキュライトを過酸化水素などの液体化学物質で処理することによっても形成され得る。過酸化水素はケイ酸塩シートの間を貫通し、その後、酸素などの剥離をもたらすガスを放出する。

ＣＥＶは、バーミキュライト鉱石を処理して水中で膨潤させることにより形成された剥離バーミキュライトの異なる形態である。鉱石を塩溶液で処理すると、鉱石とのイオン交換が生じる。その後、水で洗浄すると膨潤が起こる。次に、膨潤した材料を高せん断にかけて非常に微細な（直径５０μｍ以下の）バーミキュライト粒子の水中懸濁液を形成する。これらの粒子は原鉱石とは異なる化学組成を有する。ＣＥＶは通常、この方法で形成された湿った分散物として使用される。乾燥ＣＥＶはその分散物をさらに乾燥させることにより得られる。

図４および５のガスケットが配置された時、それらの湾曲した断面輪郭は、管のフランジが互いに押し付けられるにつれて曲がり、点または平坦部２０６または３０６は軟質ガスケット材料にかなりの圧力を与える。

ガスケットのフランジは、それぞれのガスケットのガイドリング上に置かれてもよいし、置かれなくてもよい。
封止すべき面に対する平坦部につながる側面の角度が少し変化するであろうにもかかわらず、湾曲した断面輪郭の撓みは、点または平坦部２０６または３０６が小さい領域において依然として点状に圧力を維持し続けることを確実にする。

本出願に関連して、本明細書と同時にまたはそれよりも前に提出されたすべての論文および文献、および本明細書とともに公衆の閲覧に付されるすべての論文および文献に注意が向けられており、それらすべての論文および文献の内容は参照により本明細書に組み込まれる。

本明細書に開示された特徴のすべて（添付の特許請求の範囲、要約書および図面を含む）、および／または同様に開示された方法またはプロセスの工程のすべては、そのような特徴および／または工程の少なくともいくつかが相互に矛盾するような組合せを除き、任意の組合せで組み合わせることができる。

本明細書に開示されたそれぞれの特徴（添付の特許請求の範囲、要約書および図面を含む）は、明確に記載されない限り、同一の、同等の、あるいは類似の目的を果たす代替の特徴に置換可能である。したがって、明確に記載されない限り、開示されたそれぞれの特徴は、同等のまたは類似の特徴の包括的な系列の一例に過ぎない。

本発明は、前述の実施形態の詳細に限定されるものではない。本発明は、本明細書（添付の特許請求の範囲、要約書および図面を含む）に開示された特徴のうちの新規な１つまたは新規な組合せに及び、あるいは同様に開示された方法またはプロセスの工程のうちの新規な１つまたは新規な組合せに及ぶ。

Claims (27)

1. 予め作製された帯状片を含むガスケットであって、前記帯状片は対向する一対の側部領域と、一対の側部領域の間に位置する中央領域とを備え、前記帯状片の対向する側部領域は、使用時に、封止すべき対向する封止面の間に締め付けられるように配列され、前記帯状片の内向きの内表面から外向きに伸びる外表面までの直線であって、前記内表面及び外表面の少なくとも一方に対して垂直な直線の長さは、前記帯状片の内部において一方の側部領域から他方の側部領域にわたって変化し、かつ、前記直線の長さは前記一対の側部領域よりも前記中央領域において長いガスケット。
2. 前記直線の長さは、帯状片の前記中央領域に含まれる中央部において最も長い請求項１に記載のガスケット。
3. 各側部領域に至るまで、前記帯状片の中央部からの距離が増加するにつれて前記直線の長さが短くなる請求項２に記載のガスケット。
4. 前記直線の長さは、各側部領域にわたって一定である請求項１〜３のいずれか一項に記載のガスケット。
5. 帯状片の中央部を除くすべての位置において、前記直線はガスケットの一方の側部によって画定される平面に対して斜めに伸び、かつ、帯状片の中央部において、前記直線は前記平面と平行になる請求項１〜４のいずれか一項に記載のガスケット。
6. 前記帯状片の内表面及び外表面の内、少なくとも一方の表面は、一方の側部領域から他方の側部領域まで湾曲している請求項１〜５のいずれか一項に記載のガスケット。
7. 前記帯状片の内表面及び外表面は湾曲している請求項６に記載のガスケット。
8. 前記帯状片の内表面及び外表面の内、一方の表面の湾曲の端部は、帯状片の側部領域の手前で終端している請求項７に記載のガスケット。
9. 前記湾曲の少なくとも一方は、その範囲の少なくとも一部に沿って弓形である請求項６〜８のいずれか一項に記載のガスケット。
10. 前記帯状片の内表面及び外表面は円弧を含む請求項９に記載のガスケット。
11. 前記円弧は共通の軸の周りに伸びている請求項１０に記載のガスケット。
12. 前記円弧は互いに離れた軸の周りに伸びている請求項１０または１１に記載のガスケット。
13. 前記円弧は帯状片の中央部の幅だけ互いに離れている請求項１２に記載のガスケット。
14. 前記帯状片の内表面及び外表面の内、一方の表面は中央領域を含み、前記中央領域はその表面の外側領域の円弧の半径よりも小さい半径の円弧を有する請求項１０〜１３のいずれか一項に記載のガスケット。
15. 前記帯状片の内表面及び外表面の内、一方の表面の中央領域の円弧は他方の表面の円弧と同じ円弧である請求項１４に記載のガスケット。
16. 各円弧の軸は、対向する側部領域に平行な、螺旋を通る中央線上に配置される請求項１０〜１５のいずれか一項に記載のガスケット。
17. 前記帯状片の内表面及び外表面の内、一方の表面は凸面であり、かつ他方の表面は凹面である請求項１０〜１６のいずれか一項に記載のガスケット。
18. 前記帯状片の内表面及び外表面の内、一方の表面の側部領域は中央領域よりも大きい半径を有する請求項１０〜１７のいずれか一項に記載のガスケット。
19. 帯状片の各側部領域は前記封止面に近接して配置される点又は平坦部（２０６）を有し、各側部領域は帯状片の内表面及び外表面の間に位置する端面（２０４）を含み、前記外表面及び端面は前記点又は平坦部に向かって外向きに伸びるにつれて互いに集合する請求項１〜１８のいずれか一項に記載のガスケット。
20. 少なくとも第１および第２の交互に巻かれた帯状片を含み、第１の帯状片は第２の帯状片に隣接するとともに第１の帯状片は第２の帯状片とは異なる特性を有する請求項１〜１９のいずれか一項に記載のガスケット。
21. 隣接する巻線の間に伸びる軟質のシーラント材料を有する請求項１〜２０のいずれか一項に記載のガスケット。
22. 帯状片の各側部の上に伸びる軟質のシーラント材料を有する請求項１〜２１のいずれか一項に記載のガスケット。
23. 軟質のシーラント材料は、封止すべき対向する封止面の間に締め付けられる前に、帯状片の一連の巻線の上、およびそれらの巻線の間の空間の上に伸びている請求項２２に記載のガスケット。
24. 隣接する巻線の間に伸びている封止材料は、帯状片の各側部の上に伸びている材料とは異なる材料である請求項２１、２２及び２３のいずれか一項に記載のガスケット。
25. ガスケットを形成する方法であって、
    帯状片を作製する工程であって、帯状片は対向する一対の側部領域と、一対の側部領域の間に位置する中央領域とを備え、その帯状片の内向きの内表面から外向きに伸びる外表面までの線であって、少なくとも一方の表面に垂直な線の長さが、前記帯状片の内部において一方の側部領域から他方の側部領域にわたって変化し、かつ帯状片は側部領域よりも内部領域において厚くなるように作製される工程と、
    次いで、帯状片を螺旋状に巻く工程であって、帯状片の対向する側部領域は、使用時に、封止すべき対向する封止面の間に締め付けられるように配列される工程とからなる方法。
26. ガスケットが請求項１〜２４のいずれか一項に記載のガスケットである請求項２５に記載のガスケットを形成する方法。
27. 請求項１〜２４のいずれか一項に記載のガスケットを使用して封止を行う方法。