ガスケット及びその製造方法
【課題】ガスケット本体を枠体に一体成形した構造のガスケットにおいて、枠体の材料の歩留まりを向上させると共に、産業廃棄物を削減する。
【解決手段】フィルム状又は薄板状の素材に有端の所要数のスリット１１，１２を入れることで、このスリット１１，１２によって画成されると共にスリット１１，１２の端部に残存する連繋部１３１，１３２，１４１，１４２を介して互いに繋がった複数のセグメント１５１〜１５４からなるカットプレート１を得て、連繋部１３１，１３２，１４１，１４２を変形させながらスリット１１，１２を開くように各セグメント１５１〜１５４を相対変位させることで開口部を有する枠体とし、前記枠体に前記開口部を取り囲むガスケット本体を一体に成形することによって、ガスケットを製造する。
【解決手段】フィルム状又は薄板状の素材に有端の所要数のスリット１１，１２を入れることで、このスリット１１，１２によって画成されると共にスリット１１，１２の端部に残存する連繋部１３１，１３２，１４１，１４２を介して互いに繋がった複数のセグメント１５１〜１５４からなるカットプレート１を得て、連繋部１３１，１３２，１４１，１４２を変形させながらスリット１１，１２を開くように各セグメント１５１〜１５４を相対変位させることで開口部を有する枠体とし、前記枠体に前記開口部を取り囲むガスケット本体を一体に成形することによって、ガスケットを製造する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば燃料電池に用いられ、フィルム状又は薄板状の枠体にゴム状弾性を有する弾性材料からなるガスケット本体が一体的に設けられた構造を有するガスケットに関し、またその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池では、水の電気分解の逆反応である電気化学反応、すなわち水素と酸素から水を生成する反応によって電力を発生させており、したがって燃料電池を構成する各燃料電池セルには、燃料ガス（水素）や酸化ガス（酸素）、カソード面から排出される水や余剰空気をシールするためのガスケットが装着される。このガスケットは、ＭＥＡ（膜−電極複合体）やセパレータなどの燃料電池構成部品に一体的に成形したもののほか、分解可能とするために、ガスケットをＭＥＡやセパレータなどとは別部材として組み込む場合もある。
【０００３】
しかし、ゴム状弾性を有する弾性材料（以下、ゴム弾性体という）のみからなるガスケットは取り扱い性が悪いため、図２２に示すように、フィルム状又は薄板状の枠体１０１にゴム弾性体でガスケット本体１０２を一体成形することにより取り扱い性を向上させたものが知られている（下記の特許文献参照）。
【０００４】
すなわち図２２に示すようなガスケット１００は、例えば図２０に示す合成樹脂フィルム１０１ａを、破線で示す部分１０１ｂを打ち抜くことによって、図２１に示すような開口部１０１ｃを有する枠体１０１とし、これに、図２２に示すように、ガスケット本体１０２をゴム弾性体で一体成形して製造される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１９２５９２号公報
【特許文献２】特開２００３−０５６７０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら従来のガスケット１００は、枠体１０１を製造する過程で、図２０に示す合成樹脂フィルム１０１ａを打ち抜く領域（破線で示す部分）１０１ｂが大きいため、材料の歩留まりが悪いばかりでなく産業廃棄物の量も多くなってしまい、コストが増大する問題があった。
【０００７】
本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題は、ガスケット本体を枠体に一体成形した構造のガスケットにおいて、枠体の材料の歩留まりを向上させると共に、産業廃棄物を削減して安価なガスケットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項１の発明に係るガスケットは、開口部を有する枠体と、この枠体にゴム弾性体で一体成形され前記開口部を取り囲むガスケット本体を備えるガスケットであって、前記枠体が、曲げ変形された連繋部を介して互いに連続した複数のフィルム状又は薄板状のセグメントからなるものである。
【０００９】
請求項１において、枠体は、フィルム状又は薄板状の素材に有端の所要数のスリットを入れ、このスリットによって画成されると共にスリットの端部の連繋部を介して互いに繋がった複数のセグメントを、前記連繋部を変形させながら前記スリットを開くように相対変位させることによって製作することができ、枠体の開口部は、前記スリットを開いた部分に、複数のフィルム状又は薄板状のセグメントに囲まれて形成される。
【００１０】
上述した技術的課題を有効に解決するための他の手段として、請求項２の発明に係るガスケットは、開口部を有する枠体と、この枠体にゴム弾性体で一体成形され前記開口部を取り囲むガスケット本体を備えるガスケットであって、前記枠体が、斜めに折り返されることによる重合部を介して互いに連続した複数のフィルム状又は薄板状のセグメントからなるものである。
【００１１】
請求項２において、枠体は、フィルム状又は薄板状の素材に有端の所要数のスリットを入れ、前記素材を所定の位置で斜めに折り返すことによって製作することができ、枠体の開口部は、前記折り返しによって交差した複数のフィルム状又は薄板状のセグメントに囲まれて形成される。
【００１２】
請求項３の発明に係るガスケットの製造方法は、請求項１に記載されたガスケットを製造するための方法であって、フィルム状又は薄板状の素材に有端の所要数のスリットを入れることで、このスリットによって画成されると共に前記スリットの端部に残存する連繋部を介して互いに繋がった複数のセグメントからなるカットプレートを得る工程と、前記連繋部を変形させながら前記スリットを開くように前記各セグメントを相対変位させることで開口部を有する枠体を得る工程と、前記枠体に前記開口部を取り囲むガスケット本体を一体に成形する工程と、を含むものである。
【００１３】
請求項３において、枠体の開口部は、カットプレートのスリットを開くように各セグメントを相対変位させることで形成されるものであるため、開口部を打ち抜き形成する場合のように開口部と同形同大の廃材が排出されることはない。また、このようにして得られた枠体は、各セグメント間の連繋部の幅が各セグメントの幅に比較して小さいものであっても、ガスケット本体の一体成形によって固定され、形状が維持される。
【００１４】
また、請求項４の発明に係るガスケットの製造方法は、請求項２に記載されたガスケットを製造するための方法であって、フィルム状又は薄板状の素材に有端の所要数のスリットを入れると共にこのスリットから斜めに延びる所要数の折り曲げ指示部を形成することで、このスリット及び折り曲げ指示部によって画成された複数のセグメントからなるカットプレートを得る工程と、このカットプレートを前記折り曲げ指示部で折り返すことによって前記各セグメントを相対変位させることで開口部を有する枠体を得る工程と、前記枠体に前記開口部を取り囲むガスケット本体を一体に成形する工程と、を含むものである。
【００１５】
請求項４において、枠体は、カットプレートを折り曲げ指示部で斜めに折り返すことで形成されるものであるため、この場合も、枠体の開口部を打ち抜き形成する場合のように開口部と同形同大の廃材が排出されることはない。また、枠体の角部又は入り隅部は、折り返しによってフィルム状又は薄板状の素材が重合した構造となり、ガスケット本体の一体成形によって固定されるため、保形性が高いものとなる。
【００１６】
請求項５の発明に係るガスケットの製造方法は、請求項３に記載された方法において、カットプレートのスリットが、枠体の入り隅部と入り隅部の間又はこの入り隅部の外側の角部と角部の間となる部分に形成されるものである。
【００１７】
請求項５において、カットプレートは、枠体の角部又は入り隅部となる部分にスリットが存在しないため、カットプレートを、スリットを開くように各セグメントを相対変位させることで枠体としたときの枠体の形状の安定性が向上する。また、前記入り隅部が打ち抜かれることによる廃材は発生するが、その廃材の大きさはスリットを開くように各セグメントを相対変位させることで形成される枠体の開口部の面積よりも十分に小さいものとすることができる。
【００１８】
請求項６の発明に係るガスケットの製造方法は、請求項３又は４に記載された方法において、カットプレートのセグメントに複数の位置決め孔が開設されるものである。
【００１９】
請求項６において、セグメントに開設された位置決め孔は、枠体にガスケット本体を一体成形する際に、前記枠体の保形及び位置決め手段とすることができるほか、この方法により製造されたガスケットを機器に組み付ける際の位置決め手段とすることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、枠体の開口部がスリットを広げることで形成されるため、開口部と同形同大の廃材が排出されることがなく、このため材料の歩留まりが良く、産業廃棄物の量が減少するので、コストを低減して安価なガスケットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係るガスケットの製造方法の第一の形態におけるカットプレートを示す平面図である。
【図２】本発明に係るガスケットの製造方法の第一の形態における枠体を示す平面図である。
【図３】本発明に係るガスケットの製造方法の第一の形態により製造された本発明に係るガスケットの第一の形態を示す平面図である。
【図４】図３におけるIV−IV位置で切断して示す断面図である。
【図５】本発明に係るガスケットの製造方法の第一の形態に対応する実施例におけるカットプレートを示す平面図である。
【図６】本発明に係るガスケットの製造方法の第一の形態に対応する実施例における枠体を示す平面図である。
【図７】本発明に係るガスケットの製造方法の第一の形態に対応する実施例により製造された本発明に係るガスケットの第一形態に対応する実施例を示す平面図である。
【図８】本発明に係るガスケットの製造方法の第二の形態におけるカットプレートを示す平面図である。
【図９】本発明に係るガスケットの製造方法の第二の形態における枠体を示す平面図である。
【図１０】本発明に係るガスケットの製造方法の第二の形態により製造された本発明に係るガスケットの第二の形態を示す平面図である。
【図１１】本発明に係るガスケットの製造方法の第二の形態に対応する実施例におけるカットプレートを示す平面図である。
【図１２】本発明に係るガスケットの製造方法の第二の形態に対応する実施例における枠体を示す平面図である。
【図１３】本発明に係るガスケットの製造方法の第二の形態に対応する実施例により製造された本発明に係るガスケットの第二の形態に対応する実施例を示す平面図である。
【図１４】本発明に係るガスケットの製造方法の第三の形態におけるカットプレートを示す平面図である。
【図１５】本発明に係るガスケットの製造方法の第三の形態における枠体を示す平面図である。
【図１６】本発明に係るガスケットの製造方法の第三の形態により製造された本発明に係るガスケットの第三の形態を示す平面図である。
【図１７】本発明に係るガスケットの製造方法の第三の形態に対応する実施例におけるカットプレートを示す平面図である。
【図１８】本発明に係るガスケットの製造方法の第三の形態に対応する実施例における枠体を示す平面図である。
【図１９】本発明に係るガスケットの製造方法の第三の形態に対応する実施例により製造された本発明に係るガスケットの第三の形態に対応する実施例を示す平面図である。
【図２０】従来の技術に係るガスケットの製造に用いられる合成樹脂フィルムを示す平面図である。
【図２１】従来の技術に係るガスケットの製造において合成樹脂フィルムを打ち抜いて形成された枠体を示す平面図である。
【図２２】従来の技術に係るガスケットを示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
［第一の形態］
以下、本発明に係るガスケット及びその製造方法について、図面を参照しながら説明する。まず図１〜図４は、本発明の第一の形態を示すものである。
【００２３】
図１において、参照符号１はカットプレートである。このカットプレート１は、長方形状のフィルム状又は薄板状の素材、典型的には合成樹脂フィルム、金属プレート又はカーボン繊維の不織布等から選択される素材に、長辺１ａと平行に延びて両端が短辺１ｂに対して僅かな距離で接近した有端の１本の第一のスリット１１と、両側の長辺１ａから垂直（短辺１ｂと平行）に延びて長辺１ａと反対側の端部が第一のスリット１１の長手方向中央部に対して僅かな距離で接近した有端の２本の第二のスリット１２を入れることによって、これら第一及び第二のスリット１１，１２によって画成されると共に第一のスリット１１の端部に残存する狭い連繋部１３１，１３２及び第二のスリット１２の端部に残存する狭い連繋部１４１，１４２を介して互いに繋がった同じ大きさの長方形状の４枚のセグメント１５１〜１５４からなる。なお、第一のスリット１１及び第二のスリット１２は、請求項３に記載されたスリットに相当する。
【００２４】
詳しくは、セグメント１５２とセグメント１５３及びセグメント１５４とセグメント１５１は第一のスリット１１とカットプレート１の短辺１ｂの間の連繋部１３１，１３２を介して互いに連繋され、セグメント１５１とセグメント１５２及びセグメント１５３とセグメント１５４は第一のスリット１１と第二のスリット１２の間の連繋部１４１，１４２を介して互いに連繋され、セグメント１５１〜１５４にはそれぞれ一対の位置決め孔１５ａが形成されている。この位置決め孔１５ａは第一及び第二のスリット１１，１２と同時又は連続する工程で形成することができる。
【００２５】
上記カットプレート１は、各連繋部１３１，１３２，１４１，１４２の塑性変形を伴いながら第一のスリット１１を正方形状に開くように、各セグメント１５１〜１５４を相対変位させることによって、図２に示すように、正方形状の開口部２ａを有する枠体２となる。このときカットプレート１の第一のスリット１１は、正方形状に開かれることによって枠体２の開口部２ａの縁辺２ｂとなり、カットプレート１の短辺１ｂは、図２に参照符号１ｂ’で示すように連繋部１３１，１３２を起点にして入り隅状に直角に屈曲され、カットプレート１の第二のスリット１２は、図２に参照符号１２’で示すように連繋部１４１，１４２を起点にして入り隅状に直角に開かれる。
【００２６】
このようにして得られた枠体２は、不図示の金型内にセットする。このとき、各セグメント１５１〜１５４に開設された位置決め孔１５ａは、金型の内面に突設した不図示の位置決め突起に挿し込むことによって、枠体２を図２に示す形状に保形した状態で位置決めすることができる。そして型締めによって枠体２の開口部２ａの縁辺２ｂと金型の内面との間に画成されるガスケット成形用のキャビティに、未硬化の液状ゴム材料を充填して架橋硬化させることによって、図３に示すように、枠体２の開口部２ａを取り囲むように平面形状が正方形状に延びるゴム弾性体からなるガスケット本体３を、枠体２と一体に成形した構造のガスケット４となる。
【００２７】
ガスケット本体３は、図３におけるIV−IV位置で切断した図４の断面図に示すように、例えば枠体２に接着された基部３１と、この基部３１から上下両側へ断面円弧状又は断面山形に隆起したシールリップ３２，３３を有するものとすることができる。
【００２８】
そしてガスケット本体３は、枠体２における連繋部１３１，１３２，１４１，１４２を経由して延びることによって、変形しやすいこの連繋部１３１，１３２，１４１，１４２を固定して補強するので、枠体２とガスケット本体３の協働によって図３に示す形状を維持しやすくなる。また、前記連繋部１３１，１３２，１４１，１４２に、図１のカットプレート１を図２の枠体２へ変形させる過程で生じた小さな皺が存在するとしても、このような皺は、ガスケット本体３の基部３１で埋めることができる。
【００２９】
上述した第一の形態によれば、枠体２の開口部２ａは、カットプレート１の第一のスリット１１を開くように各セグメント１５１〜１５４を相対変位させることで形成されるものであるため、開口部２ａを打ち抜きによって形成する場合のように開口部２ａに対応する正方形の廃材が排出されることはない。したがって材料の歩留まりが良く、産業廃棄物の量が減少するので、コストを低減して安価なガスケット４を提供することができる。
【００３０】
なお、図示の形態では、枠体２は、同じ大きさのセグメント１５１〜１５４が連繋部１３１，１３２，１４１，１４２を介して正方形状をなして繋がった形状としたが、セグメントの数や形状、ひいてはカットプレート１におけるスリットの数や形成位置などによって種々の形状を設定することが可能である。
【００３１】
［第一の形態に対応する実施例］
図５〜図７は、本発明の第一の形態に対応する実施例を示すものである。
【００３２】
すなわちこの実施例は、上述した第一の形態を燃料電池用ガスケットに適用したものであって、図５に示すカットプレート１において、セグメント１５１とセグメント１５３は互いに同大の長方形状をなし、セグメント１５２とセグメント１５４は互いに同大でセグメント１５１，１５３とは異なる大きさの長方形状をなすと共にマニホールド孔となる切欠１５ｂ及び矩形孔１５ｃ，１５ｄが開設されている。
【００３３】
なお、第一及び第二のスリット１１，１２と、位置決め孔１５ａ、切欠１５ｂ、矩形孔１５ｃ，１５ｄは、カットプレート１の打ち抜きと同時又は連続する工程で形成することができる。
【００３４】
上記カットプレート１は、各連繋部１３１，１３２，１４１，１４２の塑性変形を伴いながら第一のスリット１１を長方形状に開くように、各セグメント１５１〜１５４を相対変位させることによって、図６に示すように、長方形状の開口部２ａを有する枠体２となる。このときカットプレート１の第一のスリット１１は、長方形状に開かれることによって切欠１５ｂの縁辺と連続した開口部２ａの縁辺２ｂとなり、カットプレート１の長手方向両端縁１ｃは、図６に参照符号１ｃ’で示すように連繋部１３１，１３２を起点にして入り隅状に直角に屈曲され、カットプレート１の第二のスリット１２は、図６に参照符号１２’で示すように連繋部１４１，１４２を起点にして入り隅状に直角に開かれる。
【００３５】
このようにして得られた枠体２は、先に説明したような成形工程によって、図７に示すように、枠体２の開口部２ａ及び切欠１５ｂ、矩形孔１５ｃ，１５ｄを取り囲むように延びるゴム弾性体からなるガスケット本体３を一体に成形し、これによってガスケット４が製造される。また、ガスケット本体３は先に説明した図４に示すような断面形状、あるいは他の断面形状とすることができる。
【００３６】
図７に示すガスケット４は、セパレータ及びＭＥＡ（膜−電極複合体）と積層されることによって燃料電池セルを構成し、ＭＥＡの両面に設けられた触媒電極に供給する燃料ガス（水素）や酸化ガス（酸素）、その電気化学反応によって生成された水や余剰空気を燃料ガスや冷媒などをシールするものである。
【００３７】
そしてこの実施例によれば、枠体２の開口部２ａは、カットプレート１の第一のスリット１１を開くように各セグメント１５１〜１５４を相対変位させることで形成されるものであるため、開口部２ａを打ち抜きによって形成する場合のように開口部２ａに対応する形の廃材が排出されることはなく、生じる廃材は、位置決め孔１５ａ、切欠１５ｂ、及び矩形孔１５ｃ，１５ｄの打ち抜きによるものだけである。したがって材料の歩留まりが良く、産業廃棄物の量が減少するので、コストを低減して安価なガスケット４を提供することができる。
【００３８】
［第二の形態］
次に図８〜図１０は、本発明の第二の形態を示すものである。この第二の形態において、先に説明した図１〜図４の第一の形態と異なるところは、図９に示す枠体２の四方のＬ字形の屈曲部の入り隅部２ｃが、図８に示すカットプレート１の製作において、一対の窓部１６の打ち抜きによって形成されたことにある。
【００３９】
詳しくは、図８に示すカットプレート１は合成樹脂フィルム、金属プレート又はカーボン繊維の不織布等から選択される素材を、長方形を２個組み合わせたような形状に打ち抜いたものであって、窓部１６は前記２個の長方形の中央に位置して開設され、双方の窓部１６，１６における互いに１８０度回転対称となる縁辺１６ａ，１６ａが、その間に形成された第三のスリット１７と共に一つの直線をなすように延びている。そして一対の第一のスリット１１が、前記窓部１６，１６の各四隅のうち、それぞれ図９に示す枠体２の入り隅部２ｃ，２ｃの間となる隅部１６ｂから、この隅部１６ｂの外側の角部２ｄへ向けて斜めに延び、一対の第二のスリット１２が、前記枠体２の入り隅部２ｃ，２ｃの外側の角部２ｅ，２ｅの間に位置するカットプレート１の外郭のくびれ部分２ｆから、第三のスリット１７の端部（窓部１６における隅部１６ｂと反対側の隅部）へ向けて斜めに延びている。
【００４０】
これら第一、第二のスリット１１，１２及び第三のスリット１７と窓部１６，１６によって画成された４枚のセグメント１５１〜１５４は、それぞれＬ字形をなすものであって、第一のスリット１１の端部（角部２ｄ）に残存する狭い連繋部１３１，１３２及び第二のスリット１２の端部に残存する狭い連繋部１４１，１４２を介して互いに連繋されている。
【００４１】
上記カットプレート１は、各連繋部１３１，１３２，１４１，１４２の塑性変形を伴いながら第一及び第二のスリット１１，１２を直角に開くと共に第三のスリット１７を分離するように、各セグメント１５１〜１５４を相対変位させることによって、図９に示すように、略正方形状の開口部２ａを有する枠体２となる。
【００４２】
次に、このようにして得られた枠体２を不図示の金型内にセットする。このとき、各セグメント１５１〜１５４に開設された位置決め孔１５ａは、金型の内面に突設した不図示の位置決め突起に挿し込むことによって、枠体２を図９に示す形状に保形した状態で位置決めすることができる。そして型締めによって枠体２の開口部２ａの縁辺２ｂと金型の内面との間に画成されるガスケット成形用のキャビティに、未硬化の液状ゴム材料を充填して架橋硬化させることによって、図１０に示すように、枠体２の開口部２ａを取り囲むように平面形状が正方形状に延びるゴム弾性体からなるガスケット本体３を、枠体２と一体に成形した構造のガスケット４となる。
【００４３】
また、第一のスリット１１を直角に開くことによって開口部２ａの一部に形成されたＶ字形の切欠部１１’は、ガスケット本体３の基部３１（図４参照）の一部によって埋めることができる。このため、切欠部１１’の最深部に位置する連繋部１３１，１３２が良く補強されるので、取り扱い性が一層向上する。
【００４４】
ガスケット本体３は変形しやすい連繋部１３１，１３２，１４１，１４２を固定することになるのに加えて、各セグメント１５１〜１５４がＬ字形をなすものであって枠体２の角部２ｅ又は入り隅部２ｃとなる部分にスリットが存在しないため、枠体２とガスケット本体３の協働によって図１０に示す形状を維持しやすくなる。また、前記連繋部１３１，１３２，１４１，１４２に、図８の第一及び第二のスリット１１，１２を開く過程で生じた小さな皺が存在するとしても、このような皺は、ガスケット本体３の基部３１（図４参照）で埋めることができる。
【００４５】
そしてこの第二の形態によれば、枠体２の開口部２ａの一部は、図８に示す窓部１６，１６からなるものであるため、この窓部１６，１６の打ち抜きによる廃材は発生するが、第一及び第二のスリット１１，１２を直角に開くと共に第三のスリット１７を平行に開くように各セグメント１５１〜１５４を相対変位させることで形成される開口部２ａの面積に比較して窓部１６，１６の面積は十分に小さいものである。したがって材料の歩留まりが良く、産業廃棄物の量が減少するので、コストを低減して安価なガスケット４を提供することができる。
【００４６】
なお、この形態でも、セグメントの数や形状、ひいてはカットプレート１におけるスリットの数や形成位置などによって種々の形状を設定することが可能である。
【００４７】
［第二の形態に対応する実施例］
図１１〜図１３は、本発明の第二の形態に対応する実施例を示すものである。
【００４８】
すなわちこの実施例は、上述した第二の形態を燃料電池用ガスケットに適用したものであって、図１１に示すカットプレート１において、セグメント１５１とセグメント１５３が互いに同形同大のＬ字形をなし、セグメント１５２とセグメント１５４は互いに同形同大でセグメント１５１，１５３とは異なる形状・大きさのＬ字形をなすと共にマニホールド孔となる切欠１５ｂ及び矩形孔１５ｃ，１５ｄが開設され、切欠１５ｂは窓部１６の一部として形成されている。
【００４９】
なお、第一、第二のスリット１１，１２及び第三のスリット１７と、位置決め孔１５ａ、切欠１５ｂ、矩形孔１５ｃ，１５ｄ及び窓部１６，１６は、カットプレート１の打ち抜きと同時又は連続する工程で形成することができる。
【００５０】
上記カットプレート１は、各連繋部１３１，１３２，１４１，１４２の塑性変形を伴いながら第一及び第二のスリット１１，１２を直角に開くと共に第三のスリット１７を平行に開くように、各セグメント１５１〜１５４を相対変位させることによって、図１２に示すように、略長方形状の開口部２ａを有する枠体２となる。
【００５１】
このようにして得られた枠体２は、先に説明したような成形工程によって、図１３に示すように、枠体２の開口部２ａ及び切欠１５ｂ、矩形孔１５ｃ，１５ｄを取り囲むように延びるゴム弾性体からなるガスケット本体３を一体に成形し、これによってガスケット４が製造される。また、ガスケット本体３は先に説明した図４に示すような断面形状、あるいは他の断面形状とすることができる。
【００５２】
そしてこの実施例も、カットプレート１の製作過程で生じる廃材は、位置決め孔１５ａ、切欠１５ｂ、矩形孔１５ｃ，１５ｄ及び窓部１６の打ち抜きによるものだけである。したがって材料の歩留まりが良く、産業廃棄物の量が減少するので、コストを低減して安価なガスケット４を提供することができる。
【００５３】
［第三の形態］
次に図１４〜図１６は、本発明の第三の形態を示すものである。この第三の形態において、先に説明した図１〜図４の第一の形態と異なるところは、図１４に示すカットプレート１が、長方形状のフィルム状又は薄板状の素材に、長方形の長辺１ａと平行に延びて両端が短辺１ｂに対して僅かな距離で接近した有端の１本の第一のスリット１１と、その両端から長方形の対角線上にある直角な頂点１ｄへ向けて斜め（４５度）に延びる一対の第一の折線１８１，１８２と、第一のスリット１１の長手方向所定位置から長辺１ａへ向けて斜め（４５度）に延びる一対の第二の折線１９１，１９２を入れることによって、これら第一のスリット１１と第一及び第二の及び折線１８１，１８２，１９１，１９２によって画成された４枚のセグメント１５１〜１５４からなることにある。なお、第一の折線１８１，１８２及び第二の折線１９１，１９２は、請求項４に記載された折り曲げ指示部に相当する。
【００５４】
上記カットプレート１は、各セグメント１５１〜１５４の両端が互いに重合するように折線１８１，１８２，１９１，１９２で例えばすべて谷折りにして折り返すことによって、図１５に示すように略正方形又は長方形状の開口部２ａを有する枠体２となる。そしてこの形態によれば、各セグメント１５１〜１５４の両端が折線１８１，１８２，１９１，１９２を介して繋がっているので千切れにくく、このため所要の強度が確保される。
【００５５】
次に、このようにして得られた枠体２を不図示の金型内にセットする。このとき、各セグメント１５１〜１５４の間は折り返しによる重合部２ｇとなっているので保形性が良く、しかも各セグメント１５１〜１５４に開設された位置決め孔１５ａを、金型の内面に突設した不図示の位置決め突起に挿し込むことによって位置決めすることができる。そして型締めによって枠体２の開口部２ａの縁辺２ｂと金型の内面との間に画成されるガスケット成形用のキャビティに、未硬化の液状ゴム材料を充填して架橋硬化させることによって、図１６に示すように、枠体２の開口部２ａを取り囲むように平面形状が正方形状又は長方形状に延びるゴム弾性体からなるガスケット本体３を、枠体２と一体に成形した構造のガスケット４となる。
【００５６】
そしてガスケット本体３は、枠体２に折り返しによって形成された重合部２ｇの内側を経由して延びることによって、重合部２ｇすなわちセグメント１５１〜１５４の両端がガスケット本体３を介して固定されることになり、図１６に示す形状が確実に維持される。
【００５７】
また、図１５に示す枠体２は、重合部２ｇとそれ以外の部分との間に段差を生じることになるが、このような段差は、ガスケット本体３の基部３１（図４参照）で埋めることができる。
【００５８】
そしてこの第三の形態によれば、枠体２は、カットプレート１を折線１８１，１８２，１９１，１９２で斜めに折り返すことで形成されるものであるため、枠体２の開口部２ａを打ち抜きによって形成する場合のように開口部２ａと同形同大の廃材が排出されることはない。また、枠体２の角部２ｅ又は入り隅部２ｃは、折り返しによる重合部２ｇからなり、この重合部２ｇの内側がガスケット本体３の一体成形によって固定されるため、保形性が高いものとなる。
【００５９】
［第三の形態に対応する実施例］
図１７〜図１９は、本発明の第三の形態に対応する実施例を示すものである。
【００６０】
すなわちこの実施例は、上述した第三の形態を燃料電池用ガスケットに適用したものであって、図１７に示すカットプレート１において、セグメント１５１とセグメント１５３が互いに同形同大、セグメント１５２とセグメント１５４は互いに同形同大でセグメント１５１，１５３とは異なる形状・大きさであると共にマニホールド孔となる切欠１５ｂ及び矩形孔１５ｃ，１５ｄが開設されている。
【００６１】
折線１８１，１８２，１９１，１９２は、折り返しを容易に行えるように例えばエンボス加工やミシン目、あるいは溝などによるものが考えられ、第一のスリット１１と、位置決め孔１５ａ、切欠１５ｂ、及び矩形孔１５ｃ，１５ｄは、カットプレート１の打ち抜きと同時又は連続する工程で形成することができる。
【００６２】
上記カットプレート１は、各セグメント１５１〜１５４の両端が互いに重合するように折線１８１，１８２，１９１，１９２で例えばすべて谷折りにして折り返すことによって、図１８に示すように、一部が切欠部１５ｂからなる開口部２ａを有する枠体２となる。
【００６３】
このようにして得られた枠体２は、先に説明したような成形工程によって、図１９に示すように、枠体２の開口部２ａ及び切欠１５ｂ、矩形孔１５ｃ，１５ｄを取り囲むように延びるゴム弾性体からなるガスケット本体３を一体に成形し、これによってガスケット４が製造される。また、ガスケット本体３は先に説明した図４に示すような断面形状、あるいは他の断面形状とすることができる。
【００６４】
そしてこの実施例において、カットプレート１の製作過程で生じる廃材は、位置決め孔１５ａ、切欠１５ｂ及び矩形孔１５ｃ，１５ｄの打ち抜きによるものだけである。したがって材料の歩留まりが良く、産業廃棄物の量が減少するので、コストを低減して安価なガスケット４を提供することができる。
【符号の説明】
【００６５】
１ カットプレート
１１ 第一のスリット（スリット）
１２ 第二のスリット（スリット）
１３１，１３２，１４１，１４２ 連繋部
１５１〜１５４ セグメント
１５ａ 位置決め孔
１６ 窓部
１７ 第三のスリット
１８１，１８２ 第一の折線（折り曲げ指示部）
１９１，１９２ 第二の折線（折り曲げ指示部）
２ 枠体
２ａ 開口部
２ｃ 入り隅部
２ｄ，２ｅ 角部
２ｇ 重合部
３ ガスケット本体
４ ガスケット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば燃料電池に用いられ、フィルム状又は薄板状の枠体にゴム状弾性を有する弾性材料からなるガスケット本体が一体的に設けられた構造を有するガスケットに関し、またその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池では、水の電気分解の逆反応である電気化学反応、すなわち水素と酸素から水を生成する反応によって電力を発生させており、したがって燃料電池を構成する各燃料電池セルには、燃料ガス（水素）や酸化ガス（酸素）、カソード面から排出される水や余剰空気をシールするためのガスケットが装着される。このガスケットは、ＭＥＡ（膜−電極複合体）やセパレータなどの燃料電池構成部品に一体的に成形したもののほか、分解可能とするために、ガスケットをＭＥＡやセパレータなどとは別部材として組み込む場合もある。
【０００３】
しかし、ゴム状弾性を有する弾性材料（以下、ゴム弾性体という）のみからなるガスケットは取り扱い性が悪いため、図２２に示すように、フィルム状又は薄板状の枠体１０１にゴム弾性体でガスケット本体１０２を一体成形することにより取り扱い性を向上させたものが知られている（下記の特許文献参照）。
【０００４】
すなわち図２２に示すようなガスケット１００は、例えば図２０に示す合成樹脂フィルム１０１ａを、破線で示す部分１０１ｂを打ち抜くことによって、図２１に示すような開口部１０１ｃを有する枠体１０１とし、これに、図２２に示すように、ガスケット本体１０２をゴム弾性体で一体成形して製造される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１９２５９２号公報
【特許文献２】特開２００３−０５６７０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら従来のガスケット１００は、枠体１０１を製造する過程で、図２０に示す合成樹脂フィルム１０１ａを打ち抜く領域（破線で示す部分）１０１ｂが大きいため、材料の歩留まりが悪いばかりでなく産業廃棄物の量も多くなってしまい、コストが増大する問題があった。
【０００７】
本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題は、ガスケット本体を枠体に一体成形した構造のガスケットにおいて、枠体の材料の歩留まりを向上させると共に、産業廃棄物を削減して安価なガスケットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項１の発明に係るガスケットは、開口部を有する枠体と、この枠体にゴム弾性体で一体成形され前記開口部を取り囲むガスケット本体を備えるガスケットであって、前記枠体が、曲げ変形された連繋部を介して互いに連続した複数のフィルム状又は薄板状のセグメントからなるものである。
【０００９】
請求項１において、枠体は、フィルム状又は薄板状の素材に有端の所要数のスリットを入れ、このスリットによって画成されると共にスリットの端部の連繋部を介して互いに繋がった複数のセグメントを、前記連繋部を変形させながら前記スリットを開くように相対変位させることによって製作することができ、枠体の開口部は、前記スリットを開いた部分に、複数のフィルム状又は薄板状のセグメントに囲まれて形成される。
【００１０】
上述した技術的課題を有効に解決するための他の手段として、請求項２の発明に係るガスケットは、開口部を有する枠体と、この枠体にゴム弾性体で一体成形され前記開口部を取り囲むガスケット本体を備えるガスケットであって、前記枠体が、斜めに折り返されることによる重合部を介して互いに連続した複数のフィルム状又は薄板状のセグメントからなるものである。
【００１１】
請求項２において、枠体は、フィルム状又は薄板状の素材に有端の所要数のスリットを入れ、前記素材を所定の位置で斜めに折り返すことによって製作することができ、枠体の開口部は、前記折り返しによって交差した複数のフィルム状又は薄板状のセグメントに囲まれて形成される。
【００１２】
請求項３の発明に係るガスケットの製造方法は、請求項１に記載されたガスケットを製造するための方法であって、フィルム状又は薄板状の素材に有端の所要数のスリットを入れることで、このスリットによって画成されると共に前記スリットの端部に残存する連繋部を介して互いに繋がった複数のセグメントからなるカットプレートを得る工程と、前記連繋部を変形させながら前記スリットを開くように前記各セグメントを相対変位させることで開口部を有する枠体を得る工程と、前記枠体に前記開口部を取り囲むガスケット本体を一体に成形する工程と、を含むものである。
【００１３】
請求項３において、枠体の開口部は、カットプレートのスリットを開くように各セグメントを相対変位させることで形成されるものであるため、開口部を打ち抜き形成する場合のように開口部と同形同大の廃材が排出されることはない。また、このようにして得られた枠体は、各セグメント間の連繋部の幅が各セグメントの幅に比較して小さいものであっても、ガスケット本体の一体成形によって固定され、形状が維持される。
【００１４】
また、請求項４の発明に係るガスケットの製造方法は、請求項２に記載されたガスケットを製造するための方法であって、フィルム状又は薄板状の素材に有端の所要数のスリットを入れると共にこのスリットから斜めに延びる所要数の折り曲げ指示部を形成することで、このスリット及び折り曲げ指示部によって画成された複数のセグメントからなるカットプレートを得る工程と、このカットプレートを前記折り曲げ指示部で折り返すことによって前記各セグメントを相対変位させることで開口部を有する枠体を得る工程と、前記枠体に前記開口部を取り囲むガスケット本体を一体に成形する工程と、を含むものである。
【００１５】
請求項４において、枠体は、カットプレートを折り曲げ指示部で斜めに折り返すことで形成されるものであるため、この場合も、枠体の開口部を打ち抜き形成する場合のように開口部と同形同大の廃材が排出されることはない。また、枠体の角部又は入り隅部は、折り返しによってフィルム状又は薄板状の素材が重合した構造となり、ガスケット本体の一体成形によって固定されるため、保形性が高いものとなる。
【００１６】
請求項５の発明に係るガスケットの製造方法は、請求項３に記載された方法において、カットプレートのスリットが、枠体の入り隅部と入り隅部の間又はこの入り隅部の外側の角部と角部の間となる部分に形成されるものである。
【００１７】
請求項５において、カットプレートは、枠体の角部又は入り隅部となる部分にスリットが存在しないため、カットプレートを、スリットを開くように各セグメントを相対変位させることで枠体としたときの枠体の形状の安定性が向上する。また、前記入り隅部が打ち抜かれることによる廃材は発生するが、その廃材の大きさはスリットを開くように各セグメントを相対変位させることで形成される枠体の開口部の面積よりも十分に小さいものとすることができる。
【００１８】
請求項６の発明に係るガスケットの製造方法は、請求項３又は４に記載された方法において、カットプレートのセグメントに複数の位置決め孔が開設されるものである。
【００１９】
請求項６において、セグメントに開設された位置決め孔は、枠体にガスケット本体を一体成形する際に、前記枠体の保形及び位置決め手段とすることができるほか、この方法により製造されたガスケットを機器に組み付ける際の位置決め手段とすることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、枠体の開口部がスリットを広げることで形成されるため、開口部と同形同大の廃材が排出されることがなく、このため材料の歩留まりが良く、産業廃棄物の量が減少するので、コストを低減して安価なガスケットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係るガスケットの製造方法の第一の形態におけるカットプレートを示す平面図である。
【図２】本発明に係るガスケットの製造方法の第一の形態における枠体を示す平面図である。
【図３】本発明に係るガスケットの製造方法の第一の形態により製造された本発明に係るガスケットの第一の形態を示す平面図である。
【図４】図３におけるIV−IV位置で切断して示す断面図である。
【図５】本発明に係るガスケットの製造方法の第一の形態に対応する実施例におけるカットプレートを示す平面図である。
【図６】本発明に係るガスケットの製造方法の第一の形態に対応する実施例における枠体を示す平面図である。
【図７】本発明に係るガスケットの製造方法の第一の形態に対応する実施例により製造された本発明に係るガスケットの第一形態に対応する実施例を示す平面図である。
【図８】本発明に係るガスケットの製造方法の第二の形態におけるカットプレートを示す平面図である。
【図９】本発明に係るガスケットの製造方法の第二の形態における枠体を示す平面図である。
【図１０】本発明に係るガスケットの製造方法の第二の形態により製造された本発明に係るガスケットの第二の形態を示す平面図である。
【図１１】本発明に係るガスケットの製造方法の第二の形態に対応する実施例におけるカットプレートを示す平面図である。
【図１２】本発明に係るガスケットの製造方法の第二の形態に対応する実施例における枠体を示す平面図である。
【図１３】本発明に係るガスケットの製造方法の第二の形態に対応する実施例により製造された本発明に係るガスケットの第二の形態に対応する実施例を示す平面図である。
【図１４】本発明に係るガスケットの製造方法の第三の形態におけるカットプレートを示す平面図である。
【図１５】本発明に係るガスケットの製造方法の第三の形態における枠体を示す平面図である。
【図１６】本発明に係るガスケットの製造方法の第三の形態により製造された本発明に係るガスケットの第三の形態を示す平面図である。
【図１７】本発明に係るガスケットの製造方法の第三の形態に対応する実施例におけるカットプレートを示す平面図である。
【図１８】本発明に係るガスケットの製造方法の第三の形態に対応する実施例における枠体を示す平面図である。
【図１９】本発明に係るガスケットの製造方法の第三の形態に対応する実施例により製造された本発明に係るガスケットの第三の形態に対応する実施例を示す平面図である。
【図２０】従来の技術に係るガスケットの製造に用いられる合成樹脂フィルムを示す平面図である。
【図２１】従来の技術に係るガスケットの製造において合成樹脂フィルムを打ち抜いて形成された枠体を示す平面図である。
【図２２】従来の技術に係るガスケットを示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
［第一の形態］
以下、本発明に係るガスケット及びその製造方法について、図面を参照しながら説明する。まず図１〜図４は、本発明の第一の形態を示すものである。
【００２３】
図１において、参照符号１はカットプレートである。このカットプレート１は、長方形状のフィルム状又は薄板状の素材、典型的には合成樹脂フィルム、金属プレート又はカーボン繊維の不織布等から選択される素材に、長辺１ａと平行に延びて両端が短辺１ｂに対して僅かな距離で接近した有端の１本の第一のスリット１１と、両側の長辺１ａから垂直（短辺１ｂと平行）に延びて長辺１ａと反対側の端部が第一のスリット１１の長手方向中央部に対して僅かな距離で接近した有端の２本の第二のスリット１２を入れることによって、これら第一及び第二のスリット１１，１２によって画成されると共に第一のスリット１１の端部に残存する狭い連繋部１３１，１３２及び第二のスリット１２の端部に残存する狭い連繋部１４１，１４２を介して互いに繋がった同じ大きさの長方形状の４枚のセグメント１５１〜１５４からなる。なお、第一のスリット１１及び第二のスリット１２は、請求項３に記載されたスリットに相当する。
【００２４】
詳しくは、セグメント１５２とセグメント１５３及びセグメント１５４とセグメント１５１は第一のスリット１１とカットプレート１の短辺１ｂの間の連繋部１３１，１３２を介して互いに連繋され、セグメント１５１とセグメント１５２及びセグメント１５３とセグメント１５４は第一のスリット１１と第二のスリット１２の間の連繋部１４１，１４２を介して互いに連繋され、セグメント１５１〜１５４にはそれぞれ一対の位置決め孔１５ａが形成されている。この位置決め孔１５ａは第一及び第二のスリット１１，１２と同時又は連続する工程で形成することができる。
【００２５】
上記カットプレート１は、各連繋部１３１，１３２，１４１，１４２の塑性変形を伴いながら第一のスリット１１を正方形状に開くように、各セグメント１５１〜１５４を相対変位させることによって、図２に示すように、正方形状の開口部２ａを有する枠体２となる。このときカットプレート１の第一のスリット１１は、正方形状に開かれることによって枠体２の開口部２ａの縁辺２ｂとなり、カットプレート１の短辺１ｂは、図２に参照符号１ｂ’で示すように連繋部１３１，１３２を起点にして入り隅状に直角に屈曲され、カットプレート１の第二のスリット１２は、図２に参照符号１２’で示すように連繋部１４１，１４２を起点にして入り隅状に直角に開かれる。
【００２６】
このようにして得られた枠体２は、不図示の金型内にセットする。このとき、各セグメント１５１〜１５４に開設された位置決め孔１５ａは、金型の内面に突設した不図示の位置決め突起に挿し込むことによって、枠体２を図２に示す形状に保形した状態で位置決めすることができる。そして型締めによって枠体２の開口部２ａの縁辺２ｂと金型の内面との間に画成されるガスケット成形用のキャビティに、未硬化の液状ゴム材料を充填して架橋硬化させることによって、図３に示すように、枠体２の開口部２ａを取り囲むように平面形状が正方形状に延びるゴム弾性体からなるガスケット本体３を、枠体２と一体に成形した構造のガスケット４となる。
【００２７】
ガスケット本体３は、図３におけるIV−IV位置で切断した図４の断面図に示すように、例えば枠体２に接着された基部３１と、この基部３１から上下両側へ断面円弧状又は断面山形に隆起したシールリップ３２，３３を有するものとすることができる。
【００２８】
そしてガスケット本体３は、枠体２における連繋部１３１，１３２，１４１，１４２を経由して延びることによって、変形しやすいこの連繋部１３１，１３２，１４１，１４２を固定して補強するので、枠体２とガスケット本体３の協働によって図３に示す形状を維持しやすくなる。また、前記連繋部１３１，１３２，１４１，１４２に、図１のカットプレート１を図２の枠体２へ変形させる過程で生じた小さな皺が存在するとしても、このような皺は、ガスケット本体３の基部３１で埋めることができる。
【００２９】
上述した第一の形態によれば、枠体２の開口部２ａは、カットプレート１の第一のスリット１１を開くように各セグメント１５１〜１５４を相対変位させることで形成されるものであるため、開口部２ａを打ち抜きによって形成する場合のように開口部２ａに対応する正方形の廃材が排出されることはない。したがって材料の歩留まりが良く、産業廃棄物の量が減少するので、コストを低減して安価なガスケット４を提供することができる。
【００３０】
なお、図示の形態では、枠体２は、同じ大きさのセグメント１５１〜１５４が連繋部１３１，１３２，１４１，１４２を介して正方形状をなして繋がった形状としたが、セグメントの数や形状、ひいてはカットプレート１におけるスリットの数や形成位置などによって種々の形状を設定することが可能である。
【００３１】
［第一の形態に対応する実施例］
図５〜図７は、本発明の第一の形態に対応する実施例を示すものである。
【００３２】
すなわちこの実施例は、上述した第一の形態を燃料電池用ガスケットに適用したものであって、図５に示すカットプレート１において、セグメント１５１とセグメント１５３は互いに同大の長方形状をなし、セグメント１５２とセグメント１５４は互いに同大でセグメント１５１，１５３とは異なる大きさの長方形状をなすと共にマニホールド孔となる切欠１５ｂ及び矩形孔１５ｃ，１５ｄが開設されている。
【００３３】
なお、第一及び第二のスリット１１，１２と、位置決め孔１５ａ、切欠１５ｂ、矩形孔１５ｃ，１５ｄは、カットプレート１の打ち抜きと同時又は連続する工程で形成することができる。
【００３４】
上記カットプレート１は、各連繋部１３１，１３２，１４１，１４２の塑性変形を伴いながら第一のスリット１１を長方形状に開くように、各セグメント１５１〜１５４を相対変位させることによって、図６に示すように、長方形状の開口部２ａを有する枠体２となる。このときカットプレート１の第一のスリット１１は、長方形状に開かれることによって切欠１５ｂの縁辺と連続した開口部２ａの縁辺２ｂとなり、カットプレート１の長手方向両端縁１ｃは、図６に参照符号１ｃ’で示すように連繋部１３１，１３２を起点にして入り隅状に直角に屈曲され、カットプレート１の第二のスリット１２は、図６に参照符号１２’で示すように連繋部１４１，１４２を起点にして入り隅状に直角に開かれる。
【００３５】
このようにして得られた枠体２は、先に説明したような成形工程によって、図７に示すように、枠体２の開口部２ａ及び切欠１５ｂ、矩形孔１５ｃ，１５ｄを取り囲むように延びるゴム弾性体からなるガスケット本体３を一体に成形し、これによってガスケット４が製造される。また、ガスケット本体３は先に説明した図４に示すような断面形状、あるいは他の断面形状とすることができる。
【００３６】
図７に示すガスケット４は、セパレータ及びＭＥＡ（膜−電極複合体）と積層されることによって燃料電池セルを構成し、ＭＥＡの両面に設けられた触媒電極に供給する燃料ガス（水素）や酸化ガス（酸素）、その電気化学反応によって生成された水や余剰空気を燃料ガスや冷媒などをシールするものである。
【００３７】
そしてこの実施例によれば、枠体２の開口部２ａは、カットプレート１の第一のスリット１１を開くように各セグメント１５１〜１５４を相対変位させることで形成されるものであるため、開口部２ａを打ち抜きによって形成する場合のように開口部２ａに対応する形の廃材が排出されることはなく、生じる廃材は、位置決め孔１５ａ、切欠１５ｂ、及び矩形孔１５ｃ，１５ｄの打ち抜きによるものだけである。したがって材料の歩留まりが良く、産業廃棄物の量が減少するので、コストを低減して安価なガスケット４を提供することができる。
【００３８】
［第二の形態］
次に図８〜図１０は、本発明の第二の形態を示すものである。この第二の形態において、先に説明した図１〜図４の第一の形態と異なるところは、図９に示す枠体２の四方のＬ字形の屈曲部の入り隅部２ｃが、図８に示すカットプレート１の製作において、一対の窓部１６の打ち抜きによって形成されたことにある。
【００３９】
詳しくは、図８に示すカットプレート１は合成樹脂フィルム、金属プレート又はカーボン繊維の不織布等から選択される素材を、長方形を２個組み合わせたような形状に打ち抜いたものであって、窓部１６は前記２個の長方形の中央に位置して開設され、双方の窓部１６，１６における互いに１８０度回転対称となる縁辺１６ａ，１６ａが、その間に形成された第三のスリット１７と共に一つの直線をなすように延びている。そして一対の第一のスリット１１が、前記窓部１６，１６の各四隅のうち、それぞれ図９に示す枠体２の入り隅部２ｃ，２ｃの間となる隅部１６ｂから、この隅部１６ｂの外側の角部２ｄへ向けて斜めに延び、一対の第二のスリット１２が、前記枠体２の入り隅部２ｃ，２ｃの外側の角部２ｅ，２ｅの間に位置するカットプレート１の外郭のくびれ部分２ｆから、第三のスリット１７の端部（窓部１６における隅部１６ｂと反対側の隅部）へ向けて斜めに延びている。
【００４０】
これら第一、第二のスリット１１，１２及び第三のスリット１７と窓部１６，１６によって画成された４枚のセグメント１５１〜１５４は、それぞれＬ字形をなすものであって、第一のスリット１１の端部（角部２ｄ）に残存する狭い連繋部１３１，１３２及び第二のスリット１２の端部に残存する狭い連繋部１４１，１４２を介して互いに連繋されている。
【００４１】
上記カットプレート１は、各連繋部１３１，１３２，１４１，１４２の塑性変形を伴いながら第一及び第二のスリット１１，１２を直角に開くと共に第三のスリット１７を分離するように、各セグメント１５１〜１５４を相対変位させることによって、図９に示すように、略正方形状の開口部２ａを有する枠体２となる。
【００４２】
次に、このようにして得られた枠体２を不図示の金型内にセットする。このとき、各セグメント１５１〜１５４に開設された位置決め孔１５ａは、金型の内面に突設した不図示の位置決め突起に挿し込むことによって、枠体２を図９に示す形状に保形した状態で位置決めすることができる。そして型締めによって枠体２の開口部２ａの縁辺２ｂと金型の内面との間に画成されるガスケット成形用のキャビティに、未硬化の液状ゴム材料を充填して架橋硬化させることによって、図１０に示すように、枠体２の開口部２ａを取り囲むように平面形状が正方形状に延びるゴム弾性体からなるガスケット本体３を、枠体２と一体に成形した構造のガスケット４となる。
【００４３】
また、第一のスリット１１を直角に開くことによって開口部２ａの一部に形成されたＶ字形の切欠部１１’は、ガスケット本体３の基部３１（図４参照）の一部によって埋めることができる。このため、切欠部１１’の最深部に位置する連繋部１３１，１３２が良く補強されるので、取り扱い性が一層向上する。
【００４４】
ガスケット本体３は変形しやすい連繋部１３１，１３２，１４１，１４２を固定することになるのに加えて、各セグメント１５１〜１５４がＬ字形をなすものであって枠体２の角部２ｅ又は入り隅部２ｃとなる部分にスリットが存在しないため、枠体２とガスケット本体３の協働によって図１０に示す形状を維持しやすくなる。また、前記連繋部１３１，１３２，１４１，１４２に、図８の第一及び第二のスリット１１，１２を開く過程で生じた小さな皺が存在するとしても、このような皺は、ガスケット本体３の基部３１（図４参照）で埋めることができる。
【００４５】
そしてこの第二の形態によれば、枠体２の開口部２ａの一部は、図８に示す窓部１６，１６からなるものであるため、この窓部１６，１６の打ち抜きによる廃材は発生するが、第一及び第二のスリット１１，１２を直角に開くと共に第三のスリット１７を平行に開くように各セグメント１５１〜１５４を相対変位させることで形成される開口部２ａの面積に比較して窓部１６，１６の面積は十分に小さいものである。したがって材料の歩留まりが良く、産業廃棄物の量が減少するので、コストを低減して安価なガスケット４を提供することができる。
【００４６】
なお、この形態でも、セグメントの数や形状、ひいてはカットプレート１におけるスリットの数や形成位置などによって種々の形状を設定することが可能である。
【００４７】
［第二の形態に対応する実施例］
図１１〜図１３は、本発明の第二の形態に対応する実施例を示すものである。
【００４８】
すなわちこの実施例は、上述した第二の形態を燃料電池用ガスケットに適用したものであって、図１１に示すカットプレート１において、セグメント１５１とセグメント１５３が互いに同形同大のＬ字形をなし、セグメント１５２とセグメント１５４は互いに同形同大でセグメント１５１，１５３とは異なる形状・大きさのＬ字形をなすと共にマニホールド孔となる切欠１５ｂ及び矩形孔１５ｃ，１５ｄが開設され、切欠１５ｂは窓部１６の一部として形成されている。
【００４９】
なお、第一、第二のスリット１１，１２及び第三のスリット１７と、位置決め孔１５ａ、切欠１５ｂ、矩形孔１５ｃ，１５ｄ及び窓部１６，１６は、カットプレート１の打ち抜きと同時又は連続する工程で形成することができる。
【００５０】
上記カットプレート１は、各連繋部１３１，１３２，１４１，１４２の塑性変形を伴いながら第一及び第二のスリット１１，１２を直角に開くと共に第三のスリット１７を平行に開くように、各セグメント１５１〜１５４を相対変位させることによって、図１２に示すように、略長方形状の開口部２ａを有する枠体２となる。
【００５１】
このようにして得られた枠体２は、先に説明したような成形工程によって、図１３に示すように、枠体２の開口部２ａ及び切欠１５ｂ、矩形孔１５ｃ，１５ｄを取り囲むように延びるゴム弾性体からなるガスケット本体３を一体に成形し、これによってガスケット４が製造される。また、ガスケット本体３は先に説明した図４に示すような断面形状、あるいは他の断面形状とすることができる。
【００５２】
そしてこの実施例も、カットプレート１の製作過程で生じる廃材は、位置決め孔１５ａ、切欠１５ｂ、矩形孔１５ｃ，１５ｄ及び窓部１６の打ち抜きによるものだけである。したがって材料の歩留まりが良く、産業廃棄物の量が減少するので、コストを低減して安価なガスケット４を提供することができる。
【００５３】
［第三の形態］
次に図１４〜図１６は、本発明の第三の形態を示すものである。この第三の形態において、先に説明した図１〜図４の第一の形態と異なるところは、図１４に示すカットプレート１が、長方形状のフィルム状又は薄板状の素材に、長方形の長辺１ａと平行に延びて両端が短辺１ｂに対して僅かな距離で接近した有端の１本の第一のスリット１１と、その両端から長方形の対角線上にある直角な頂点１ｄへ向けて斜め（４５度）に延びる一対の第一の折線１８１，１８２と、第一のスリット１１の長手方向所定位置から長辺１ａへ向けて斜め（４５度）に延びる一対の第二の折線１９１，１９２を入れることによって、これら第一のスリット１１と第一及び第二の及び折線１８１，１８２，１９１，１９２によって画成された４枚のセグメント１５１〜１５４からなることにある。なお、第一の折線１８１，１８２及び第二の折線１９１，１９２は、請求項４に記載された折り曲げ指示部に相当する。
【００５４】
上記カットプレート１は、各セグメント１５１〜１５４の両端が互いに重合するように折線１８１，１８２，１９１，１９２で例えばすべて谷折りにして折り返すことによって、図１５に示すように略正方形又は長方形状の開口部２ａを有する枠体２となる。そしてこの形態によれば、各セグメント１５１〜１５４の両端が折線１８１，１８２，１９１，１９２を介して繋がっているので千切れにくく、このため所要の強度が確保される。
【００５５】
次に、このようにして得られた枠体２を不図示の金型内にセットする。このとき、各セグメント１５１〜１５４の間は折り返しによる重合部２ｇとなっているので保形性が良く、しかも各セグメント１５１〜１５４に開設された位置決め孔１５ａを、金型の内面に突設した不図示の位置決め突起に挿し込むことによって位置決めすることができる。そして型締めによって枠体２の開口部２ａの縁辺２ｂと金型の内面との間に画成されるガスケット成形用のキャビティに、未硬化の液状ゴム材料を充填して架橋硬化させることによって、図１６に示すように、枠体２の開口部２ａを取り囲むように平面形状が正方形状又は長方形状に延びるゴム弾性体からなるガスケット本体３を、枠体２と一体に成形した構造のガスケット４となる。
【００５６】
そしてガスケット本体３は、枠体２に折り返しによって形成された重合部２ｇの内側を経由して延びることによって、重合部２ｇすなわちセグメント１５１〜１５４の両端がガスケット本体３を介して固定されることになり、図１６に示す形状が確実に維持される。
【００５７】
また、図１５に示す枠体２は、重合部２ｇとそれ以外の部分との間に段差を生じることになるが、このような段差は、ガスケット本体３の基部３１（図４参照）で埋めることができる。
【００５８】
そしてこの第三の形態によれば、枠体２は、カットプレート１を折線１８１，１８２，１９１，１９２で斜めに折り返すことで形成されるものであるため、枠体２の開口部２ａを打ち抜きによって形成する場合のように開口部２ａと同形同大の廃材が排出されることはない。また、枠体２の角部２ｅ又は入り隅部２ｃは、折り返しによる重合部２ｇからなり、この重合部２ｇの内側がガスケット本体３の一体成形によって固定されるため、保形性が高いものとなる。
【００５９】
［第三の形態に対応する実施例］
図１７〜図１９は、本発明の第三の形態に対応する実施例を示すものである。
【００６０】
すなわちこの実施例は、上述した第三の形態を燃料電池用ガスケットに適用したものであって、図１７に示すカットプレート１において、セグメント１５１とセグメント１５３が互いに同形同大、セグメント１５２とセグメント１５４は互いに同形同大でセグメント１５１，１５３とは異なる形状・大きさであると共にマニホールド孔となる切欠１５ｂ及び矩形孔１５ｃ，１５ｄが開設されている。
【００６１】
折線１８１，１８２，１９１，１９２は、折り返しを容易に行えるように例えばエンボス加工やミシン目、あるいは溝などによるものが考えられ、第一のスリット１１と、位置決め孔１５ａ、切欠１５ｂ、及び矩形孔１５ｃ，１５ｄは、カットプレート１の打ち抜きと同時又は連続する工程で形成することができる。
【００６２】
上記カットプレート１は、各セグメント１５１〜１５４の両端が互いに重合するように折線１８１，１８２，１９１，１９２で例えばすべて谷折りにして折り返すことによって、図１８に示すように、一部が切欠部１５ｂからなる開口部２ａを有する枠体２となる。
【００６３】
このようにして得られた枠体２は、先に説明したような成形工程によって、図１９に示すように、枠体２の開口部２ａ及び切欠１５ｂ、矩形孔１５ｃ，１５ｄを取り囲むように延びるゴム弾性体からなるガスケット本体３を一体に成形し、これによってガスケット４が製造される。また、ガスケット本体３は先に説明した図４に示すような断面形状、あるいは他の断面形状とすることができる。
【００６４】
そしてこの実施例において、カットプレート１の製作過程で生じる廃材は、位置決め孔１５ａ、切欠１５ｂ及び矩形孔１５ｃ，１５ｄの打ち抜きによるものだけである。したがって材料の歩留まりが良く、産業廃棄物の量が減少するので、コストを低減して安価なガスケット４を提供することができる。
【符号の説明】
【００６５】
１ カットプレート
１１ 第一のスリット（スリット）
１２ 第二のスリット（スリット）
１３１，１３２，１４１，１４２ 連繋部
１５１〜１５４ セグメント
１５ａ 位置決め孔
１６ 窓部
１７ 第三のスリット
１８１，１８２ 第一の折線（折り曲げ指示部）
１９１，１９２ 第二の折線（折り曲げ指示部）
２ 枠体
２ａ 開口部
２ｃ 入り隅部
２ｄ，２ｅ 角部
２ｇ 重合部
３ ガスケット本体
４ ガスケット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を有する枠体と、この枠体にゴム弾性体で一体成形され前記開口部を取り囲むガスケット本体を備えるガスケットであって、前記枠体が、曲げ変形された連繋部を介して互いに連続した複数のフィルム状又は薄板状のセグメントからなることを特徴とするガスケット。
【請求項２】
開口部を有する枠体と、この枠体にゴム弾性体で一体成形され前記開口部を取り囲むガスケット本体を備えるガスケットであって、前記枠体が、斜めに折り返されることによる重合部を介して互いに連続した複数のフィルム状又は薄板状のセグメントからなることを特徴とするガスケット。
【請求項３】
フィルム状又は薄板状の素材に有端の所要数のスリットを入れることで、このスリットによって画成されると共に前記スリットの端部に残存する連繋部を介して互いに繋がった複数のセグメントからなるカットプレートを得る工程と、前記連繋部を変形させながら前記スリットを開くように前記各セグメントを相対変位させることで開口部を有する枠体を得る工程と、前記枠体に前記開口部を取り囲むガスケット本体を一体に成形する工程と、を含むことを特徴とするガスケットの製造方法。
【請求項４】
フィルム状又は薄板状の素材に有端の所要数のスリットを入れると共にこのスリットから斜めに延びる所要数の折り曲げ指示部を形成することで、このスリット及び折り曲げ指示部によって画成された複数のセグメントからなるカットプレートを得る工程と、このカットプレートを前記折り曲げ指示部で折り返すことによって前記各セグメントを相対変位させることで開口部を有する枠体を得る工程と、前記枠体に前記開口部を取り囲むガスケット本体を一体に成形する工程と、を含むことを特徴とするガスケットの製造方法。
【請求項５】
カットプレートのスリットが、枠体の入り隅部と入り隅部の間又はこの入り隅部の外側の角部と角部の間となる部分に形成されることを特徴とする請求項３に記載のガスケットの製造方法。
【請求項６】
カットプレートのセグメントに複数の位置決め孔が開設されることを特徴とする請求項３又は４に記載のガスケットの製造方法。
【請求項１】
開口部を有する枠体と、この枠体にゴム弾性体で一体成形され前記開口部を取り囲むガスケット本体を備えるガスケットであって、前記枠体が、曲げ変形された連繋部を介して互いに連続した複数のフィルム状又は薄板状のセグメントからなることを特徴とするガスケット。
【請求項２】
開口部を有する枠体と、この枠体にゴム弾性体で一体成形され前記開口部を取り囲むガスケット本体を備えるガスケットであって、前記枠体が、斜めに折り返されることによる重合部を介して互いに連続した複数のフィルム状又は薄板状のセグメントからなることを特徴とするガスケット。
【請求項３】
フィルム状又は薄板状の素材に有端の所要数のスリットを入れることで、このスリットによって画成されると共に前記スリットの端部に残存する連繋部を介して互いに繋がった複数のセグメントからなるカットプレートを得る工程と、前記連繋部を変形させながら前記スリットを開くように前記各セグメントを相対変位させることで開口部を有する枠体を得る工程と、前記枠体に前記開口部を取り囲むガスケット本体を一体に成形する工程と、を含むことを特徴とするガスケットの製造方法。
【請求項４】
フィルム状又は薄板状の素材に有端の所要数のスリットを入れると共にこのスリットから斜めに延びる所要数の折り曲げ指示部を形成することで、このスリット及び折り曲げ指示部によって画成された複数のセグメントからなるカットプレートを得る工程と、このカットプレートを前記折り曲げ指示部で折り返すことによって前記各セグメントを相対変位させることで開口部を有する枠体を得る工程と、前記枠体に前記開口部を取り囲むガスケット本体を一体に成形する工程と、を含むことを特徴とするガスケットの製造方法。
【請求項５】
カットプレートのスリットが、枠体の入り隅部と入り隅部の間又はこの入り隅部の外側の角部と角部の間となる部分に形成されることを特徴とする請求項３に記載のガスケットの製造方法。
【請求項６】
カットプレートのセグメントに複数の位置決め孔が開設されることを特徴とする請求項３又は４に記載のガスケットの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【公開番号】特開２０１３−９２１８５（Ｐ２０１３−９２１８５Ａ）
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３３８５４（Ｐ２０１１−２３３８５４）
【出願日】平成２３年１０月２５日（２０１１．１０．２５）
【出願人】（０００００４３８５）ＮＯＫ株式会社 (1,527)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２５日（２０１１．１０．２５）
【出願人】（０００００４３８５）ＮＯＫ株式会社 (1,527)
【Ｆターム（参考）】
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