ガスケット構造体
【課題】高圧縮が要求される部位に特に有効であり、且つ長寿命化にも寄与する新規なガスケット構造体を提供する。
【解決手段】シール対象基材２の所定部位に接着剤層４を介してゴム製ガスケット３が一体固着されたガスケット構造体１であって、上記ガスケット３は、ビード状に連なるガスケット本体部３ａと、該ガスケット本体部３ａの側部に沿って形成された鍔部３ｂとを備え、上記接着剤層４は、鍔部３ｂとシール対象基材２との間で、且つガスケット本体部３ａと鍔部３ｂとの境界部３ｃより反ガスケット本体部３ａ側に０．１ｍｍ以上の幅３ｄを隔てた帯域３ｅに形成されていることを特徴とする。
【解決手段】シール対象基材２の所定部位に接着剤層４を介してゴム製ガスケット３が一体固着されたガスケット構造体１であって、上記ガスケット３は、ビード状に連なるガスケット本体部３ａと、該ガスケット本体部３ａの側部に沿って形成された鍔部３ｂとを備え、上記接着剤層４は、鍔部３ｂとシール対象基材２との間で、且つガスケット本体部３ａと鍔部３ｂとの境界部３ｃより反ガスケット本体部３ａ側に０．１ｍｍ以上の幅３ｄを隔てた帯域３ｅに形成されていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シール対象基材の所定部位に接着剤層を介してゴム製ガスケットが一体固着されたガスケット構造体、例えば、燃料電池のスタックを構成するセパレータの全周囲及び媒体用開口部周りにガスケットを一体に備えるガスケット構造体、或いは、ハードディスク装置等におけるカバーとガスケットとが一体とされたガスケット構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のように、シール対象基材とガスケットとが一体とされたガスケット構造体の例としては、特許文献１或いは特許文献２に示される先行技術を挙げることができる。これら特許文献に開示されたガスケット構造体は、上記燃料電池のセパレータ或いはハードディスク装置等におけるカバーをシール対象基材とし、この基材の所定部位に対してゴム材を一体に加硫成型してゴム製ガスケットを固着形成したものである。このように、基材に対してガスケットが一体に固着されていると、そのまま燃料電池やハードディスク装置等の組立工場に持込んで製造に供することができるから、極めて効率的である。しかし、基材とガスケットとは、ゴム材の加硫成型によって一体とされたものであるから、相互の固着力は左程強くなく、その為、組立工場への持込過程での梱包や輸送時に両者が剥がれるといった事態が生じることがある。
【０００３】
上記のような観点から、基材の所定部位に接着剤を介しゴム材を加硫成型してガスケットを一体固着形成し、或いは、事前に加硫成型したゴム成型体を接着剤によって基材の所定部位に固着してガスケットを形成することがなされている。このような接着剤層を介してガスケットが基材に固着一体とされたガスケット構造体の例を図８に示す。図８における（ａ）は、該ガスケット構造体を概念的に示す部分拡大断面図であり、（ｂ）は他方のシール対象基材を合体締結した状態であり、ガスケットが圧縮変形した状態示す断面図である。
【０００４】
図８に示すガスケット構造体５０は、シール対象基材５１の所定部位に接着剤層５２を介してゴム製ガスケット５３が固着一体に形成されたものである。ガスケット５３は、断面が山形でビード状に連なるガスケット本体部５３ａと、該ガスケット本体部５３ａの両側部に沿って形成された鍔部５３ｂ、５３ｂとよりなり、ガスケット本体部５３ａと両側部の鍔部５３ｂ、５３ｂとは、ゴム材の加硫成型により一体に形成されている。また、シール対象基材５１とガスケット５３との固着一体化は、前記にように、ゴム材の加硫成型時に接着剤を介してシール対象基材５１に加硫接着する方法、或いは、事前に加硫成型したゴム成型体を接着剤によりシール対象基材５１に接着する方法によりなされる。そして、接着剤層５２はガスケット５３の下面全面に亘っている。特許文献３には、ガスケットの一部を接着剤によって基材に固着することが開示されている。
【特許文献１】特開２００４−７６８７７号公報
【特許文献２】特開２００８−１００２号公報
【特許文献３】特開２００５−９８４７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図８に示すようなガスケット構造体５０を、他方のシール対象基材（例えば、高分子電解質膜と触媒電極層とを積層一体としたＭＥＡ）５４と合体締結した場合、この締結力によりガスケット５３が図８（ｂ）に示すように圧縮され変形する。この場合、ガスケット５３は、接着剤層５２によってその下面全面がシール対象基材５１に強固に固着されているから、圧縮の際のガスケット５３の横流れ及び横方向への膨出が抑制され、これにより他方のシール対象基材５４に対して大きな反力が作用する。この大きな反力により、他方のシール対象基材５４が変形を来すことがある。特に、燃料電池のように、層厚が薄いＭＥＡを他方のシール対象基材とし、高圧縮下でセパレータと締結される場合は、このような現象を生じ易いという点が指摘されている。また、圧縮力によりガスケット５３の内部応力が高くなる為、経時的に、ガスケット５３の所謂へたりが促進され、或いは、ガスケット５３に亀裂を生じることもあり、更に、接着剤層５２にせん断応力がかかる為に、接着耐久性が低下することもある。これらは、シール性に影響を及ぼすことになるので、その改善が望まれるところであった。
【０００６】
特許文献３に開示されたガスケットは、背面シール部（ガスケット本体部）に対して密封対象空間とは反対側となる位置において接着剤によって基材に接着されている。このように、接着部を密封対象空間から離間させる目的は、接着剤が密封対象空間に溶出することを防止することであり、上述のような反力、内部応力、更には接着剤層のせん断応力等が原因の不具合の発生を防止することを意図するものでない。
【０００７】
本発明は、上記の実情に鑑み、反力、内部応力、更には接着剤層のせん断応力等が原因の不具合の発生と、ガスケット本体に対する接着剤層の形成位置との関係について着目し検証した結果なされたもので、高圧縮が要求される部位に特に有効であり、且つ長寿命化にも寄与する新規なガスケット構造体を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るガスケット構造体は、シール対象基材の所定部位に接着剤層を介してゴム製ガスケットが一体固着されたガスケット構造体であって、上記ガスケットは、ビード状に連なるガスケット本体部と、該ガスケット本体部の側部に沿って形成された鍔部とを備え、上記接着剤層は、鍔部とシール対象基材との間で、且つガスケット本体部と鍔部との境界部より反ガスケット本体部側に０．１ｍｍ以上の幅を隔てた帯域に形成されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明のガスケット構造体において、前記ゴム製ガスケットとしては、所定形状のキャビティを備えた金型内に配置されたシール対象基材の前記帯域に対応する部位に接着剤を塗布した状態で未加硫ゴム材を加硫成型し、シール対象基材に一体固着することによって形成されたものとしても良い。或いは、所定形状のキャビティを備えた金型を用いて加硫成型されたゴム成型体を、前記シール対象基材の前記帯域に対応する部位に塗布された接着剤を介してシール対象基材に一体固着することによって形成されたものとしても良い。後者の場合、前記金型におけるキャビティの前記帯域に対応する面には粗面化処理が施され、前記ガスケットの鍔部における接着剤層との界面には、該金型の粗面化処理面による粗面が形成されているものとすることができる。
【００１０】
また、本発明のガスケット構造体においては、前記鍔部が、シール対象媒体の流通域とは反対側のガスケット本体部の側部に沿って形成されているものとすることが望ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係るガスケット構造体は、シール対象基材の所定部位に接着剤層を介してゴム製ガスケットが一体固着されたものであるから、このガスケット構造体が、梱包や搬送等の流通におかれてもシール対象基材とガスケットとが分離することがない。そして、本ガスケット構造体は、燃料電池やハードディスク装置等の組立工場にそのまま持ち込まれ、他のシール対象基材と締結一体とすることにより、当該シール対象基材と他のシール対象基材との間にゴム製ガスケットが圧縮状態で挟圧され、両者間のシールがなされる。従って、上記の組立工場では、別途準備したガスケットをシール対象基材間に介装する作業が不要とされ、組立て作業の効率化が図られる。
【００１２】
上記締結一体の際には、ガスケットのガスケット本体部に大きな圧縮力が作用する。而して、ガスケット本体部とシール対象基材との界面には接着剤層が存在しないから、ガスケット本体部に対する横流れ或いは横方向への膨出抑制作用が小さく、これにより圧縮力が横方向にも分散して、上記他のシール対象基材に対する反力が緩和される。また、この反力が緩和される結果、ガスケットの内部応力も小さくなる。更には、ガスケット本体部を介した圧縮力が接着剤層には作用しないから接着剤層にせん断応力がかかることもない。しかも、接着剤層は、ガスケット本体部と鍔部との境界部より反ガスケット本体部側に０．１ｍｍ以上の幅を隔てた鍔部と基材との間の帯域に形成されているから、ガスケット本体部と接着剤層が存在する接着部間の干渉で、ガスケット本体部の内部応力が不均一となり、接着部にせん断応力が発生することによる上記影響を完全に回避することができる。
【００１３】
従って、他のシール対象基材に対する反力が緩和されることによって、当該シール対象基材の変形を抑制することができる。また、ガスケットの内部応力が小さくなる結果、ガスケットの経時的なへたりや亀裂の発生が抑制され、シール機能の信頼性が向上する。更に、接着剤層にせん断応力がかからないので、接着耐久性も向上する。このような特性は、高圧縮が要求される部位のシールに特に有効であり、この種のガスケット構造体の長寿命化に寄与する。接着剤層が、ガスケット本体部と鍔部との境界部より反ガスケット本体部側に０．１ｍｍ以上の幅を隔てた帯域に形成されていない場合、即ち、当該幅が０．１ｍｍ未満の場合、上記ガスケット本体部と接着剤層が存在する接着部間の干渉で、ガスケット本体部の内部応力が不均一となり、接着部にせん断応力が発生する傾向となり、上記反力や内部応力による上記不具合の発生が懸念されることになる。また、接着剤層に対するせん断応力もかかる傾向となる。なお、当該幅の上限は、前記シール対象基材における所定部位の幅の制限条件に基づき設定される。
【００１４】
本発明のガスケット構造体が、ゴム製ガスケットをゴム材の加硫成型と共に、接着剤層を介してシール対象基材に一体固着して得たものとした場合、極めて効率的に製せられる。また、事前に加硫成型されたゴム成型体を接着剤を介してシール対象基材に一体固着することによって得たものとした場合、成型時の金型におけるキャビティの前記帯域に対応する面には粗面化処理が施されたものとすれば、前記ガスケットの鍔部における接着剤層との界面に粗面が形成されるから、この粗面によるアンカー効果により、接着剤層とガスケットとの強固な一体固着化が図られる。
【００１５】
前記鍔部が、シール対象媒体の流通域とは反対側のガスケット本体部の側部に沿って形成されているものとすれば、接着剤層の接着剤がシール対象媒体の流通域へ溶出する懸念がなく、また、シール対象媒体の接着剤層に対する影響も懸念されることがない。
【００１６】
本発明において、ガスケットを構成するゴム材としては、ＮＢＲ、Ｈ−ＮＢＲ、ＡＣＭ、ＡＥＭ、ＦＫＭ、ＥＰＤＭ、ＶＭＱ等から選ばれたいずれかのゴム材が望ましく採用される。また、接着剤層を構成する接着剤としては、熱硬化性の接着剤が用いられ、具体的には、エポキシ系、フェノール系、カップリング剤系、ポリイミド系、ゴム糊系の接着剤が望ましく採用される。この接着剤は、上記ゴム材の加硫成型時にガスケットを基材に一体固着してガスケット構造体を形成する場合は、加硫温度で硬化し、この硬化の際にゴム材及びシール対象基材の界面において化学反応を起こし、両被接着部材を強固に一体とするものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に本発明の最良の実施の形態について図面に基づいて説明する。図１は本発明の第１の実施形態のガスケット構造体を燃料電池のセパレータに適用した例を示す平面図、図２（ａ）は図１におけるＸ−Ｘ線矢視拡大断面図であり、（ｂ）は他方のシール対象基材を合体締結しガスケットが圧縮変形した状態を示す断面図である。図３は図２におけるＹ−Ｙ線矢視拡大断面図、図４は第２の実施形態のガスケット構造体の図２（ａ）と同様図、図５はガスケット構造体を製造する要領を示す断面図、図６はガスケット構造体を製造する要領の別例を示す断面図、図７（ａ）（ｂ）（ｃ）はガスケット構造体の他の実施形態の図２（ａ）と同様図である。
【００１８】
図１に示すガスケット構造体１は、燃料電池のセパレータであって、不図示の高分子電解質膜（ＭＥＡ）等と合体されて燃料電池構成用スタック（不図示）が構成されるものである。このガスケット構造体としてのセパレータ１は、カーボンプレート或はメタルプレート等をシール対象基材２とし、このシール対象基材２の所定部位２ｃに接着剤層（図２参照）４を介してゴム製のガスケット３が一体固着されたものである。シール対象基材２は、適所に冷媒、水素及び酸素等の媒体流通用の開口部（シール対象媒体の流通域）２ａ…を複数備え、また、シール対象基材２の板面にはこれら開口部２ａのいずれかと連通する媒体流通路帯（シール対象媒体の流通域）２ｂが形成されている。これら開口部２ａ…及び媒体流通路帯２ｂの周りが所定部位２ｃとされ、この所定部位２ｃにガスケット３が一体固着され、上記スタックの複数が締結合体されて燃料電池が構成された際に、上記媒体の漏出の防止が図られる。
【００１９】
上記ゴム製ガスケット３は、断面山形のビード状に連なるガスケット本体部３ａと、該ガスケット本体部３ａの前記流通域２ａ，２ｂとは反対側の側部（裾部）に沿って形成された鍔部３ｂとよりなる。上記接着剤層４は、ガスケット本体部３ａと鍔部３ｂとの境界部３ｃより反ガスケット本体部３ａ側に０．１ｍｍ以上の幅（以下、緩衝域と言う）３ｄを隔てた帯域３ｅとシール対象基材２との間に介在され、ガスケット３とシール対象基材２とを固着一体化している。ガスケット構造体１が図示のような燃料電池のセパレータである場合、ガスケット３の全体幅は１〜２ｍｍ、ガスケット本体部３ａの高さは１〜１．３ｍｍ、ガスケット本体部３ａの中央から鍔部３ｂの外側端部までの長さは０．８〜１．２ｍｍとされる。また、帯域３ｅの幅は０．５ｍｍ程度とされる。
【００２０】
上記構成のセパレータとしてのガスケット構造体１は２枚で対をなし、該対間に、前記ＭＥＡを挟装して１個の単位セル（不図示）を構成し、この単位セルを多数重ね合わさせて燃料電池本体、即ち、スタック（不図示）が形成される。このスタックの両端に集電板（不図示）を配しこれらをボルト（不図示）で締結一体として燃料電池が構成される。図２（ｂ）は、このボルトでの締結の際に、セパレータ１のシール対象基材２と、他方のシール対象基材であるＭＥＡ５との間でガスケット３が圧縮変形した状態を示す。このような締結状態では、ガスケット３がシール対象基材２とＭＥＡ５との間で圧縮変形した状態で介在するから、シール対象基材２とＭＥＡ５との間がシールされ、媒体流通路帯２ｂを流通する媒体（不図示）の外部への漏出が阻止される。
【００２１】
図２の例では、鍔部３ｂが、媒体流通路帯２ｂとは反対側のガスケット本体部３ａの側部に沿って形成されており、接着剤層４がこの鍔部３ｂとシール対象基材２との間に介在されている。従って、接着剤層４が媒体流通路帯２ｂを流通する媒体に接触することがなく、接着剤層４の接着剤が媒体に溶出したり、媒体のアタックを受ける懸念がない。
尚、ガスケット本体部３ａにおける媒体流通路帯２ｂ側の側部にも鍔部を形成することは、前記所定部位２ｃの制約された幅の範囲内で可能であり、設計的事項として適宜採択される。
【００２２】
図２（ｂ）に示すように、上記締結時の圧縮力はガスケット３のガスケット本体部３ａに負荷される。この時、ガスケット本体部３ａとシール対象基材２との界面には接着剤層４が存在せず、しかも接着剤層４は前記境界部３ｃから緩衝域３ｄを介して隔てた位置にあるから、接着剤層４のガスケット本体部３ａに対する抑制力は小さく、ガスケット本体部３ａにおける横流れ及び横方向への膨出自由度が、図８（ｂ）の場合と比べて大となる。このように、横流れ及び横方向への膨出自由度が大となることにより、上記圧縮力が分散し、ＭＥＡ５に対する反力が小さくなる。従って、ＭＥＡ５のガスケット３の反力による変形が抑制される。また、反力が小さくなることにより、ガスケット３の内部応力も小さくなり、ガスケット３の経時的なへたりや亀裂の発生が懸念されず、シール機能の信頼性が高められる。更に、上記圧縮力は、接着剤層４に直接的に負荷されないから、接着剤層４に対してせん断応力がかからず、接着耐久性も向上する。そして、緩衝域３ｄの幅を０．１ｍｍ以上としているから、前述のとおり、これらの機能が有効且つ的確に発現される。
【００２３】
図３は、前記所定部位３ｃの両側にシール対象媒体の流通域が存在する場合を示している。即ち、図１のＹ−Ｙ線で破断する部位に相当する所定部位２ｃでは、媒体流通用の開口部２ａと、媒体流通路帯２ｂとが隣接し、これら流通域２ａ，２ｂの周りを取り囲む２条のガスケット３が近接した状態で形成されている。各ガスケット３は、鍔部３ｂが、夫々流通域２ａ，２ｂとは反対側のガスケット本体部３ａの側部に沿って形成されているから、図示の所定部位２ｃでは、２条のガスケット３が左右対称な状態で一体固着されている。この部分でも、図２（ｂ）のようにＭＥＡ５と合体されて締結された時には、各ガスケット３が同様に機能する。
尚、図示の所定部位２ｃでは、左右のガスケット３が互いに近接はするが分離した状態で形成されているが、この所定部位２ｃでの両ガスケット３を一体とし、各鍔部３ｂ及び接着剤層４を共通のものとしても良い。その他の構成は上記と同様であるので、共通部分に同一の符号を付し、その説明を割愛する。
【００２４】
図４は、ガスケット構造体の他の実施形態を示している。当該ガスケット構造体１Ａは、上記同様燃料電池のセパレータであって、前記と同様の鍔部３ｂにおける帯域３ｅの接着剤層４との界面には粗面３ｆが形成されている。この粗面３ｆは、後記するガスケット３の成型時（図６参照）に、金型によって形成されるものである。この例の場合、ガスケット３が事前に加硫成型され、接着剤によってシール対象基材２に接着一体とされるが、粗面３ｆと接着剤層４とのアンカー効果により、鍔部３ｂと接着剤層４との強固な一体化が図られる。
【００２５】
この例においても、図２（ｂ）に示すようにＭＥＡ５と合体されて締結された時には、ガスケット３が上記と同様に機能する。この場合、上記アンカー効果によって、鍔部３ｂと接着剤層４とが強固に一体化しているから、締結時の圧縮力がこの接着層４に及んでせん断応力が作用したとしても、この強固な一体化により、接着耐久性が低下することを阻止することができる。
その他の構成は上記と同様であるので、共通部分に同一の符号を付し、ここでもその説明を割愛する。
【００２６】
ここで、上記ガスケット構造体（セパレータ）１、１Ａを製造する方法の例を、図５及び図６を参照して説明する。図５は、ガスケット３をゴム材の加硫成型時にシール対象基材２に接着剤を介して一体固着する例を、図６は事前にガスケット３を加硫成型し、接着剤によってシール対象基材２に一体固着する例を、夫々示している。
【００２７】
図５は、射出成型法或いはトランスファー成型法に適用される金型６の一部を示しており、該金型６は、下金型７及び上金型８よりなる。下金型７は上記シール対象基材２を収容し得るキャビティ７ａを備える。また、上金型８は、上記ガスケット３のガスケット本体部３ａ及び鍔部３ｂの形状に対応するよう形成された環状のキャビティ８ａと、未加硫ゴム材３Ｒの注入ゲート８ｂとを備える。
【００２８】
上記金型６において、先ず、下金型７に形成されたキャビティ７ａ内に上記シール対象基材２を配置し、該シール対象基材２の所定部位２ｃにおける前記帯域３ｅに対応する部位２ｄに接着剤４Ｒを塗布した上で下金型７に上金型８を型締め合体させる。帯域３ｅに対応する部位２ｄは、キャビティ８ａにおけるガスケット本体部対応部８ａａ及び鍔部対応部８ａｂの境界部８ａｃから、前記緩衝域３ｄに対応した幅８ａｄを隔てて設定される。尚、この場合、キャビティ７ａ内に上記シール対象基材２を配置する前に、上記所定部位２ｃの前記帯域３ｅに対応する部位２ｄに接着剤４Ｒを塗布しておいても良い。そして、注入装置（不図示）から注入ゲート８ｂに未加硫ゴム材３Ｒを注入し、注入されたゴム材３Ｒは、注入圧により逐次キャビティ８ａ内に至る。
【００２９】
全キャビティ８ａ内がゴム材３Ｒで充分に充填されると保圧状態に保ち、ゴム材３Ｒを加硫する。この加硫は、金型を加熱するか、未加硫ゴム材３Ｒの保有する熱によってなされ、この加硫に伴い接着剤４Ｒの硬化が促進される。その後、脱型し、注入ゲート８ｂに残存するゴム材を切除すれば、図１乃至図３に示すように、シール対象基材２の所定部位２ｃに接着剤層４を介してゴム製のガスケット３が一体固着されたセパレータ（ガスケット構造体）１が得られる。このように、未加硫ゴム材３Ｒの成型と同時に、接着剤層４を介したガスケット３のシール対象基材２との一体固着がなされるから、極めて効率的にガスケット構造体１を製造することができる。
【００３０】
図６は、上記と同様射出成型法或いはトランスファー成型法に適用される金型９の一部を示しており、該金型９は、下金型１０及び上金型１１よりなる。下金型１０は、上記ガスケット３の底面形状に対応する環状のキャビティ１０ａを備える。また、上金型１１は、上記ガスケット３のガスケット本体部３ａ及び鍔部３ｂの形状に対応するよう形成された環状のキャビティ１１ａと、未加硫ゴム材３Ｒの注入ゲート１１ｂとを備える。下金型１０のキャビティ１０ａにおける前記帯域３ｅに対応する部位が粗面化処理面１０ｂとされている。上金型１１ａは、ガスケット本体部対応部１１ａａ及び鍔部対応部１１ａｂを有している。上記粗面化処理面１０ｂは、下金型１０及び上金型１１の合体状態で、該ガスケット本体部対応部１１ａａ及び鍔部対応部１１ａｂの境界部１１ａｃから、前記緩衝域３ｄに対応した幅１１ａｄを隔てた位置になるよう形成される。
【００３１】
下金型１０及び上金型１１を型締めして上記金型９を構成し、注入装置（不図示）から注入ゲート１１ｂに未加硫ゴム材３Ｒを注入し、注入されたゴム材３Ｒは、注入圧により逐次キャビティ１０ａ、１１ａ内に至る。全キャビティ１０ａ、１１ａ内がゴム材３Ｒで充分に充填されると保圧状態に保ち、ゴム材３Ｒを加硫成型する。その後、脱型し、注入ゲート１１ｂに残存するゴム材を切除すれば、図４に示すようなガスケット３が成型体として得られる。そして、この成型体の上記粗面化処理面１０ｂに対応する部位は粗面３ｆとされ、該粗面３ｆが鍔部３ｂにおける前記帯域３ｅの下面に相当し、該粗面３ｆに接着剤を塗布し、シール対象基材２の所定部位２ｃに接着一体とすることによって、図４に示すようにガスケットが接着剤層４を介してシール対象基材２に固着一体とされたセパレータ（ガスケット構造体）１Ａを得る。
【００３２】
図７（ａ）〜（ｃ）に他の実施形態の種々の態様を示す。これらは典型的な例を示すもので、ガスケット３が、鍔部３ｂにおける前記緩衝域３ｄを隔てた帯域３ｅにおいて接着剤層４を介してシール対象基材２に固着一体とされているものであれば、他の形態のものも採用することができる。
【００３３】
図７（ａ）のセパレータ（ガスケット構造体）１Ｂは、ガスケット本体部３ａにおける媒体の流通域２ｂ（２ａ）側の側部に沿って、小幅の鍔部３ｇが形成されており、これによりガスケット３とシール対象基材２との圧接面が大きくなり、シール機能が向上する。また、図７（ｂ）のセパレータ（ガスケット構造体）１Ｃは、ガスケット本体部３ａの断面形状が円形とされたものである。この例の場合は、締結時の圧縮力が負荷された際のガスケット本体部３ａの横流れ及び横方向への膨出が多様化し、その結果横流れ及び膨出自由度が大となり、上記圧縮力の分散がより効果的になされる。図７（ｃ）のセパレータ（ガスケット構造体）１Ｄは、ガスケット本体部３ａの断面形状が半円形状部と方形状部とが複合された形状とされたものである。この例の場合は、圧縮力の過度の分散を抑え、適正な横流れ及び膨出自由度と、シール性が低下しない程度の反力を確保するのに有効である。これらガスケット本体部３ａの形状は、ゴム材の性状や締結力等を勘案して適宜選択採用される。図７（ａ）〜（ｃ）に示す実施形態のセパレータ（ガスケット構造体）１Ｂ〜１Ｄも、図５或いは図６に示す方法によって製造される。
これらセパレータ（ガスケット構造体）１Ｂ〜１Ｄの他の構成は、上記実施形態と同様であるので共通部分に同一の符号を付し、その説明を割愛する。
【００３４】
尚、上記実施形態では、シール対象基材２のガスケット３が一体固着される所定部位２ｃが平坦である例について述べたが、所定部位２ｃをシール対象基材２に形成された環状溝の底部としても良い。また、燃料電池のセパレータに適用した例について述べたが、ハードディスク装置、その他のシール対象基材とガスケットとが一体固着された状態で流通に供せられるものにも、本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１の実施形態のガスケット構造体を燃料電池のセパレータに適用した例を示す平面図である。
【図２】（ａ）は図１におけるＸ−Ｘ線矢視拡大断面図であり、（ｂ）は他方のシール対象基材を合体締結しガスケットが圧縮変形した状態を示す断面図である。
【図３】図２におけるＹ−Ｙ線矢視拡大断面図である。
【図４】第２の実施形態のガスケット構造体の図２（ａ）と同様図である。
【図５】ガスケット構造体を製造する要領を示す断面図である。
【図６】ガスケット構造体を製造する要領の別例を示す断面図である。
【図７】（ａ）（ｂ）（ｃ）はガスケット構造体の他の実施形態の図２（ａ）と同様図である。
【図８】（ａ）は、従来のガスケット構造体の図２（ａ）と同様図であり、（ｂ）は同ガスケット構造体において他方のシール対象基材を合体締結しガスケットが圧縮変形した状態示す断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１、１Ａ〜１Ｄ セパレータ（ガスケット構造体）
２ シール対象基材
２ａ 媒体流通用の開口部（シール対象媒体の流通域）
２ｂ 媒体流通路帯（シール対象媒体の流通域）
２ｃ 所定部位
３ ガスケット
３ａ ガスケット本体部
３ｂ 鍔部
３ｃ 境界部
３ｄ 緩衝域（幅）
３ｅ 帯域
３ｆ 粗面
３Ｒ 未加硫ゴム材
４ 接着剤層
４Ｒ 接着剤
６ 金型
７ａ キャビティ
８ａ キャビティ
９ 金型
１０ａ キャビティ
１０ｂ 粗面化処理面
１１ａ キャビティ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シール対象基材の所定部位に接着剤層を介してゴム製ガスケットが一体固着されたガスケット構造体、例えば、燃料電池のスタックを構成するセパレータの全周囲及び媒体用開口部周りにガスケットを一体に備えるガスケット構造体、或いは、ハードディスク装置等におけるカバーとガスケットとが一体とされたガスケット構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のように、シール対象基材とガスケットとが一体とされたガスケット構造体の例としては、特許文献１或いは特許文献２に示される先行技術を挙げることができる。これら特許文献に開示されたガスケット構造体は、上記燃料電池のセパレータ或いはハードディスク装置等におけるカバーをシール対象基材とし、この基材の所定部位に対してゴム材を一体に加硫成型してゴム製ガスケットを固着形成したものである。このように、基材に対してガスケットが一体に固着されていると、そのまま燃料電池やハードディスク装置等の組立工場に持込んで製造に供することができるから、極めて効率的である。しかし、基材とガスケットとは、ゴム材の加硫成型によって一体とされたものであるから、相互の固着力は左程強くなく、その為、組立工場への持込過程での梱包や輸送時に両者が剥がれるといった事態が生じることがある。
【０００３】
上記のような観点から、基材の所定部位に接着剤を介しゴム材を加硫成型してガスケットを一体固着形成し、或いは、事前に加硫成型したゴム成型体を接着剤によって基材の所定部位に固着してガスケットを形成することがなされている。このような接着剤層を介してガスケットが基材に固着一体とされたガスケット構造体の例を図８に示す。図８における（ａ）は、該ガスケット構造体を概念的に示す部分拡大断面図であり、（ｂ）は他方のシール対象基材を合体締結した状態であり、ガスケットが圧縮変形した状態示す断面図である。
【０００４】
図８に示すガスケット構造体５０は、シール対象基材５１の所定部位に接着剤層５２を介してゴム製ガスケット５３が固着一体に形成されたものである。ガスケット５３は、断面が山形でビード状に連なるガスケット本体部５３ａと、該ガスケット本体部５３ａの両側部に沿って形成された鍔部５３ｂ、５３ｂとよりなり、ガスケット本体部５３ａと両側部の鍔部５３ｂ、５３ｂとは、ゴム材の加硫成型により一体に形成されている。また、シール対象基材５１とガスケット５３との固着一体化は、前記にように、ゴム材の加硫成型時に接着剤を介してシール対象基材５１に加硫接着する方法、或いは、事前に加硫成型したゴム成型体を接着剤によりシール対象基材５１に接着する方法によりなされる。そして、接着剤層５２はガスケット５３の下面全面に亘っている。特許文献３には、ガスケットの一部を接着剤によって基材に固着することが開示されている。
【特許文献１】特開２００４−７６８７７号公報
【特許文献２】特開２００８−１００２号公報
【特許文献３】特開２００５−９８４７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図８に示すようなガスケット構造体５０を、他方のシール対象基材（例えば、高分子電解質膜と触媒電極層とを積層一体としたＭＥＡ）５４と合体締結した場合、この締結力によりガスケット５３が図８（ｂ）に示すように圧縮され変形する。この場合、ガスケット５３は、接着剤層５２によってその下面全面がシール対象基材５１に強固に固着されているから、圧縮の際のガスケット５３の横流れ及び横方向への膨出が抑制され、これにより他方のシール対象基材５４に対して大きな反力が作用する。この大きな反力により、他方のシール対象基材５４が変形を来すことがある。特に、燃料電池のように、層厚が薄いＭＥＡを他方のシール対象基材とし、高圧縮下でセパレータと締結される場合は、このような現象を生じ易いという点が指摘されている。また、圧縮力によりガスケット５３の内部応力が高くなる為、経時的に、ガスケット５３の所謂へたりが促進され、或いは、ガスケット５３に亀裂を生じることもあり、更に、接着剤層５２にせん断応力がかかる為に、接着耐久性が低下することもある。これらは、シール性に影響を及ぼすことになるので、その改善が望まれるところであった。
【０００６】
特許文献３に開示されたガスケットは、背面シール部（ガスケット本体部）に対して密封対象空間とは反対側となる位置において接着剤によって基材に接着されている。このように、接着部を密封対象空間から離間させる目的は、接着剤が密封対象空間に溶出することを防止することであり、上述のような反力、内部応力、更には接着剤層のせん断応力等が原因の不具合の発生を防止することを意図するものでない。
【０００７】
本発明は、上記の実情に鑑み、反力、内部応力、更には接着剤層のせん断応力等が原因の不具合の発生と、ガスケット本体に対する接着剤層の形成位置との関係について着目し検証した結果なされたもので、高圧縮が要求される部位に特に有効であり、且つ長寿命化にも寄与する新規なガスケット構造体を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るガスケット構造体は、シール対象基材の所定部位に接着剤層を介してゴム製ガスケットが一体固着されたガスケット構造体であって、上記ガスケットは、ビード状に連なるガスケット本体部と、該ガスケット本体部の側部に沿って形成された鍔部とを備え、上記接着剤層は、鍔部とシール対象基材との間で、且つガスケット本体部と鍔部との境界部より反ガスケット本体部側に０．１ｍｍ以上の幅を隔てた帯域に形成されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明のガスケット構造体において、前記ゴム製ガスケットとしては、所定形状のキャビティを備えた金型内に配置されたシール対象基材の前記帯域に対応する部位に接着剤を塗布した状態で未加硫ゴム材を加硫成型し、シール対象基材に一体固着することによって形成されたものとしても良い。或いは、所定形状のキャビティを備えた金型を用いて加硫成型されたゴム成型体を、前記シール対象基材の前記帯域に対応する部位に塗布された接着剤を介してシール対象基材に一体固着することによって形成されたものとしても良い。後者の場合、前記金型におけるキャビティの前記帯域に対応する面には粗面化処理が施され、前記ガスケットの鍔部における接着剤層との界面には、該金型の粗面化処理面による粗面が形成されているものとすることができる。
【００１０】
また、本発明のガスケット構造体においては、前記鍔部が、シール対象媒体の流通域とは反対側のガスケット本体部の側部に沿って形成されているものとすることが望ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係るガスケット構造体は、シール対象基材の所定部位に接着剤層を介してゴム製ガスケットが一体固着されたものであるから、このガスケット構造体が、梱包や搬送等の流通におかれてもシール対象基材とガスケットとが分離することがない。そして、本ガスケット構造体は、燃料電池やハードディスク装置等の組立工場にそのまま持ち込まれ、他のシール対象基材と締結一体とすることにより、当該シール対象基材と他のシール対象基材との間にゴム製ガスケットが圧縮状態で挟圧され、両者間のシールがなされる。従って、上記の組立工場では、別途準備したガスケットをシール対象基材間に介装する作業が不要とされ、組立て作業の効率化が図られる。
【００１２】
上記締結一体の際には、ガスケットのガスケット本体部に大きな圧縮力が作用する。而して、ガスケット本体部とシール対象基材との界面には接着剤層が存在しないから、ガスケット本体部に対する横流れ或いは横方向への膨出抑制作用が小さく、これにより圧縮力が横方向にも分散して、上記他のシール対象基材に対する反力が緩和される。また、この反力が緩和される結果、ガスケットの内部応力も小さくなる。更には、ガスケット本体部を介した圧縮力が接着剤層には作用しないから接着剤層にせん断応力がかかることもない。しかも、接着剤層は、ガスケット本体部と鍔部との境界部より反ガスケット本体部側に０．１ｍｍ以上の幅を隔てた鍔部と基材との間の帯域に形成されているから、ガスケット本体部と接着剤層が存在する接着部間の干渉で、ガスケット本体部の内部応力が不均一となり、接着部にせん断応力が発生することによる上記影響を完全に回避することができる。
【００１３】
従って、他のシール対象基材に対する反力が緩和されることによって、当該シール対象基材の変形を抑制することができる。また、ガスケットの内部応力が小さくなる結果、ガスケットの経時的なへたりや亀裂の発生が抑制され、シール機能の信頼性が向上する。更に、接着剤層にせん断応力がかからないので、接着耐久性も向上する。このような特性は、高圧縮が要求される部位のシールに特に有効であり、この種のガスケット構造体の長寿命化に寄与する。接着剤層が、ガスケット本体部と鍔部との境界部より反ガスケット本体部側に０．１ｍｍ以上の幅を隔てた帯域に形成されていない場合、即ち、当該幅が０．１ｍｍ未満の場合、上記ガスケット本体部と接着剤層が存在する接着部間の干渉で、ガスケット本体部の内部応力が不均一となり、接着部にせん断応力が発生する傾向となり、上記反力や内部応力による上記不具合の発生が懸念されることになる。また、接着剤層に対するせん断応力もかかる傾向となる。なお、当該幅の上限は、前記シール対象基材における所定部位の幅の制限条件に基づき設定される。
【００１４】
本発明のガスケット構造体が、ゴム製ガスケットをゴム材の加硫成型と共に、接着剤層を介してシール対象基材に一体固着して得たものとした場合、極めて効率的に製せられる。また、事前に加硫成型されたゴム成型体を接着剤を介してシール対象基材に一体固着することによって得たものとした場合、成型時の金型におけるキャビティの前記帯域に対応する面には粗面化処理が施されたものとすれば、前記ガスケットの鍔部における接着剤層との界面に粗面が形成されるから、この粗面によるアンカー効果により、接着剤層とガスケットとの強固な一体固着化が図られる。
【００１５】
前記鍔部が、シール対象媒体の流通域とは反対側のガスケット本体部の側部に沿って形成されているものとすれば、接着剤層の接着剤がシール対象媒体の流通域へ溶出する懸念がなく、また、シール対象媒体の接着剤層に対する影響も懸念されることがない。
【００１６】
本発明において、ガスケットを構成するゴム材としては、ＮＢＲ、Ｈ−ＮＢＲ、ＡＣＭ、ＡＥＭ、ＦＫＭ、ＥＰＤＭ、ＶＭＱ等から選ばれたいずれかのゴム材が望ましく採用される。また、接着剤層を構成する接着剤としては、熱硬化性の接着剤が用いられ、具体的には、エポキシ系、フェノール系、カップリング剤系、ポリイミド系、ゴム糊系の接着剤が望ましく採用される。この接着剤は、上記ゴム材の加硫成型時にガスケットを基材に一体固着してガスケット構造体を形成する場合は、加硫温度で硬化し、この硬化の際にゴム材及びシール対象基材の界面において化学反応を起こし、両被接着部材を強固に一体とするものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に本発明の最良の実施の形態について図面に基づいて説明する。図１は本発明の第１の実施形態のガスケット構造体を燃料電池のセパレータに適用した例を示す平面図、図２（ａ）は図１におけるＸ−Ｘ線矢視拡大断面図であり、（ｂ）は他方のシール対象基材を合体締結しガスケットが圧縮変形した状態を示す断面図である。図３は図２におけるＹ−Ｙ線矢視拡大断面図、図４は第２の実施形態のガスケット構造体の図２（ａ）と同様図、図５はガスケット構造体を製造する要領を示す断面図、図６はガスケット構造体を製造する要領の別例を示す断面図、図７（ａ）（ｂ）（ｃ）はガスケット構造体の他の実施形態の図２（ａ）と同様図である。
【００１８】
図１に示すガスケット構造体１は、燃料電池のセパレータであって、不図示の高分子電解質膜（ＭＥＡ）等と合体されて燃料電池構成用スタック（不図示）が構成されるものである。このガスケット構造体としてのセパレータ１は、カーボンプレート或はメタルプレート等をシール対象基材２とし、このシール対象基材２の所定部位２ｃに接着剤層（図２参照）４を介してゴム製のガスケット３が一体固着されたものである。シール対象基材２は、適所に冷媒、水素及び酸素等の媒体流通用の開口部（シール対象媒体の流通域）２ａ…を複数備え、また、シール対象基材２の板面にはこれら開口部２ａのいずれかと連通する媒体流通路帯（シール対象媒体の流通域）２ｂが形成されている。これら開口部２ａ…及び媒体流通路帯２ｂの周りが所定部位２ｃとされ、この所定部位２ｃにガスケット３が一体固着され、上記スタックの複数が締結合体されて燃料電池が構成された際に、上記媒体の漏出の防止が図られる。
【００１９】
上記ゴム製ガスケット３は、断面山形のビード状に連なるガスケット本体部３ａと、該ガスケット本体部３ａの前記流通域２ａ，２ｂとは反対側の側部（裾部）に沿って形成された鍔部３ｂとよりなる。上記接着剤層４は、ガスケット本体部３ａと鍔部３ｂとの境界部３ｃより反ガスケット本体部３ａ側に０．１ｍｍ以上の幅（以下、緩衝域と言う）３ｄを隔てた帯域３ｅとシール対象基材２との間に介在され、ガスケット３とシール対象基材２とを固着一体化している。ガスケット構造体１が図示のような燃料電池のセパレータである場合、ガスケット３の全体幅は１〜２ｍｍ、ガスケット本体部３ａの高さは１〜１．３ｍｍ、ガスケット本体部３ａの中央から鍔部３ｂの外側端部までの長さは０．８〜１．２ｍｍとされる。また、帯域３ｅの幅は０．５ｍｍ程度とされる。
【００２０】
上記構成のセパレータとしてのガスケット構造体１は２枚で対をなし、該対間に、前記ＭＥＡを挟装して１個の単位セル（不図示）を構成し、この単位セルを多数重ね合わさせて燃料電池本体、即ち、スタック（不図示）が形成される。このスタックの両端に集電板（不図示）を配しこれらをボルト（不図示）で締結一体として燃料電池が構成される。図２（ｂ）は、このボルトでの締結の際に、セパレータ１のシール対象基材２と、他方のシール対象基材であるＭＥＡ５との間でガスケット３が圧縮変形した状態を示す。このような締結状態では、ガスケット３がシール対象基材２とＭＥＡ５との間で圧縮変形した状態で介在するから、シール対象基材２とＭＥＡ５との間がシールされ、媒体流通路帯２ｂを流通する媒体（不図示）の外部への漏出が阻止される。
【００２１】
図２の例では、鍔部３ｂが、媒体流通路帯２ｂとは反対側のガスケット本体部３ａの側部に沿って形成されており、接着剤層４がこの鍔部３ｂとシール対象基材２との間に介在されている。従って、接着剤層４が媒体流通路帯２ｂを流通する媒体に接触することがなく、接着剤層４の接着剤が媒体に溶出したり、媒体のアタックを受ける懸念がない。
尚、ガスケット本体部３ａにおける媒体流通路帯２ｂ側の側部にも鍔部を形成することは、前記所定部位２ｃの制約された幅の範囲内で可能であり、設計的事項として適宜採択される。
【００２２】
図２（ｂ）に示すように、上記締結時の圧縮力はガスケット３のガスケット本体部３ａに負荷される。この時、ガスケット本体部３ａとシール対象基材２との界面には接着剤層４が存在せず、しかも接着剤層４は前記境界部３ｃから緩衝域３ｄを介して隔てた位置にあるから、接着剤層４のガスケット本体部３ａに対する抑制力は小さく、ガスケット本体部３ａにおける横流れ及び横方向への膨出自由度が、図８（ｂ）の場合と比べて大となる。このように、横流れ及び横方向への膨出自由度が大となることにより、上記圧縮力が分散し、ＭＥＡ５に対する反力が小さくなる。従って、ＭＥＡ５のガスケット３の反力による変形が抑制される。また、反力が小さくなることにより、ガスケット３の内部応力も小さくなり、ガスケット３の経時的なへたりや亀裂の発生が懸念されず、シール機能の信頼性が高められる。更に、上記圧縮力は、接着剤層４に直接的に負荷されないから、接着剤層４に対してせん断応力がかからず、接着耐久性も向上する。そして、緩衝域３ｄの幅を０．１ｍｍ以上としているから、前述のとおり、これらの機能が有効且つ的確に発現される。
【００２３】
図３は、前記所定部位３ｃの両側にシール対象媒体の流通域が存在する場合を示している。即ち、図１のＹ−Ｙ線で破断する部位に相当する所定部位２ｃでは、媒体流通用の開口部２ａと、媒体流通路帯２ｂとが隣接し、これら流通域２ａ，２ｂの周りを取り囲む２条のガスケット３が近接した状態で形成されている。各ガスケット３は、鍔部３ｂが、夫々流通域２ａ，２ｂとは反対側のガスケット本体部３ａの側部に沿って形成されているから、図示の所定部位２ｃでは、２条のガスケット３が左右対称な状態で一体固着されている。この部分でも、図２（ｂ）のようにＭＥＡ５と合体されて締結された時には、各ガスケット３が同様に機能する。
尚、図示の所定部位２ｃでは、左右のガスケット３が互いに近接はするが分離した状態で形成されているが、この所定部位２ｃでの両ガスケット３を一体とし、各鍔部３ｂ及び接着剤層４を共通のものとしても良い。その他の構成は上記と同様であるので、共通部分に同一の符号を付し、その説明を割愛する。
【００２４】
図４は、ガスケット構造体の他の実施形態を示している。当該ガスケット構造体１Ａは、上記同様燃料電池のセパレータであって、前記と同様の鍔部３ｂにおける帯域３ｅの接着剤層４との界面には粗面３ｆが形成されている。この粗面３ｆは、後記するガスケット３の成型時（図６参照）に、金型によって形成されるものである。この例の場合、ガスケット３が事前に加硫成型され、接着剤によってシール対象基材２に接着一体とされるが、粗面３ｆと接着剤層４とのアンカー効果により、鍔部３ｂと接着剤層４との強固な一体化が図られる。
【００２５】
この例においても、図２（ｂ）に示すようにＭＥＡ５と合体されて締結された時には、ガスケット３が上記と同様に機能する。この場合、上記アンカー効果によって、鍔部３ｂと接着剤層４とが強固に一体化しているから、締結時の圧縮力がこの接着層４に及んでせん断応力が作用したとしても、この強固な一体化により、接着耐久性が低下することを阻止することができる。
その他の構成は上記と同様であるので、共通部分に同一の符号を付し、ここでもその説明を割愛する。
【００２６】
ここで、上記ガスケット構造体（セパレータ）１、１Ａを製造する方法の例を、図５及び図６を参照して説明する。図５は、ガスケット３をゴム材の加硫成型時にシール対象基材２に接着剤を介して一体固着する例を、図６は事前にガスケット３を加硫成型し、接着剤によってシール対象基材２に一体固着する例を、夫々示している。
【００２７】
図５は、射出成型法或いはトランスファー成型法に適用される金型６の一部を示しており、該金型６は、下金型７及び上金型８よりなる。下金型７は上記シール対象基材２を収容し得るキャビティ７ａを備える。また、上金型８は、上記ガスケット３のガスケット本体部３ａ及び鍔部３ｂの形状に対応するよう形成された環状のキャビティ８ａと、未加硫ゴム材３Ｒの注入ゲート８ｂとを備える。
【００２８】
上記金型６において、先ず、下金型７に形成されたキャビティ７ａ内に上記シール対象基材２を配置し、該シール対象基材２の所定部位２ｃにおける前記帯域３ｅに対応する部位２ｄに接着剤４Ｒを塗布した上で下金型７に上金型８を型締め合体させる。帯域３ｅに対応する部位２ｄは、キャビティ８ａにおけるガスケット本体部対応部８ａａ及び鍔部対応部８ａｂの境界部８ａｃから、前記緩衝域３ｄに対応した幅８ａｄを隔てて設定される。尚、この場合、キャビティ７ａ内に上記シール対象基材２を配置する前に、上記所定部位２ｃの前記帯域３ｅに対応する部位２ｄに接着剤４Ｒを塗布しておいても良い。そして、注入装置（不図示）から注入ゲート８ｂに未加硫ゴム材３Ｒを注入し、注入されたゴム材３Ｒは、注入圧により逐次キャビティ８ａ内に至る。
【００２９】
全キャビティ８ａ内がゴム材３Ｒで充分に充填されると保圧状態に保ち、ゴム材３Ｒを加硫する。この加硫は、金型を加熱するか、未加硫ゴム材３Ｒの保有する熱によってなされ、この加硫に伴い接着剤４Ｒの硬化が促進される。その後、脱型し、注入ゲート８ｂに残存するゴム材を切除すれば、図１乃至図３に示すように、シール対象基材２の所定部位２ｃに接着剤層４を介してゴム製のガスケット３が一体固着されたセパレータ（ガスケット構造体）１が得られる。このように、未加硫ゴム材３Ｒの成型と同時に、接着剤層４を介したガスケット３のシール対象基材２との一体固着がなされるから、極めて効率的にガスケット構造体１を製造することができる。
【００３０】
図６は、上記と同様射出成型法或いはトランスファー成型法に適用される金型９の一部を示しており、該金型９は、下金型１０及び上金型１１よりなる。下金型１０は、上記ガスケット３の底面形状に対応する環状のキャビティ１０ａを備える。また、上金型１１は、上記ガスケット３のガスケット本体部３ａ及び鍔部３ｂの形状に対応するよう形成された環状のキャビティ１１ａと、未加硫ゴム材３Ｒの注入ゲート１１ｂとを備える。下金型１０のキャビティ１０ａにおける前記帯域３ｅに対応する部位が粗面化処理面１０ｂとされている。上金型１１ａは、ガスケット本体部対応部１１ａａ及び鍔部対応部１１ａｂを有している。上記粗面化処理面１０ｂは、下金型１０及び上金型１１の合体状態で、該ガスケット本体部対応部１１ａａ及び鍔部対応部１１ａｂの境界部１１ａｃから、前記緩衝域３ｄに対応した幅１１ａｄを隔てた位置になるよう形成される。
【００３１】
下金型１０及び上金型１１を型締めして上記金型９を構成し、注入装置（不図示）から注入ゲート１１ｂに未加硫ゴム材３Ｒを注入し、注入されたゴム材３Ｒは、注入圧により逐次キャビティ１０ａ、１１ａ内に至る。全キャビティ１０ａ、１１ａ内がゴム材３Ｒで充分に充填されると保圧状態に保ち、ゴム材３Ｒを加硫成型する。その後、脱型し、注入ゲート１１ｂに残存するゴム材を切除すれば、図４に示すようなガスケット３が成型体として得られる。そして、この成型体の上記粗面化処理面１０ｂに対応する部位は粗面３ｆとされ、該粗面３ｆが鍔部３ｂにおける前記帯域３ｅの下面に相当し、該粗面３ｆに接着剤を塗布し、シール対象基材２の所定部位２ｃに接着一体とすることによって、図４に示すようにガスケットが接着剤層４を介してシール対象基材２に固着一体とされたセパレータ（ガスケット構造体）１Ａを得る。
【００３２】
図７（ａ）〜（ｃ）に他の実施形態の種々の態様を示す。これらは典型的な例を示すもので、ガスケット３が、鍔部３ｂにおける前記緩衝域３ｄを隔てた帯域３ｅにおいて接着剤層４を介してシール対象基材２に固着一体とされているものであれば、他の形態のものも採用することができる。
【００３３】
図７（ａ）のセパレータ（ガスケット構造体）１Ｂは、ガスケット本体部３ａにおける媒体の流通域２ｂ（２ａ）側の側部に沿って、小幅の鍔部３ｇが形成されており、これによりガスケット３とシール対象基材２との圧接面が大きくなり、シール機能が向上する。また、図７（ｂ）のセパレータ（ガスケット構造体）１Ｃは、ガスケット本体部３ａの断面形状が円形とされたものである。この例の場合は、締結時の圧縮力が負荷された際のガスケット本体部３ａの横流れ及び横方向への膨出が多様化し、その結果横流れ及び膨出自由度が大となり、上記圧縮力の分散がより効果的になされる。図７（ｃ）のセパレータ（ガスケット構造体）１Ｄは、ガスケット本体部３ａの断面形状が半円形状部と方形状部とが複合された形状とされたものである。この例の場合は、圧縮力の過度の分散を抑え、適正な横流れ及び膨出自由度と、シール性が低下しない程度の反力を確保するのに有効である。これらガスケット本体部３ａの形状は、ゴム材の性状や締結力等を勘案して適宜選択採用される。図７（ａ）〜（ｃ）に示す実施形態のセパレータ（ガスケット構造体）１Ｂ〜１Ｄも、図５或いは図６に示す方法によって製造される。
これらセパレータ（ガスケット構造体）１Ｂ〜１Ｄの他の構成は、上記実施形態と同様であるので共通部分に同一の符号を付し、その説明を割愛する。
【００３４】
尚、上記実施形態では、シール対象基材２のガスケット３が一体固着される所定部位２ｃが平坦である例について述べたが、所定部位２ｃをシール対象基材２に形成された環状溝の底部としても良い。また、燃料電池のセパレータに適用した例について述べたが、ハードディスク装置、その他のシール対象基材とガスケットとが一体固着された状態で流通に供せられるものにも、本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１の実施形態のガスケット構造体を燃料電池のセパレータに適用した例を示す平面図である。
【図２】（ａ）は図１におけるＸ−Ｘ線矢視拡大断面図であり、（ｂ）は他方のシール対象基材を合体締結しガスケットが圧縮変形した状態を示す断面図である。
【図３】図２におけるＹ−Ｙ線矢視拡大断面図である。
【図４】第２の実施形態のガスケット構造体の図２（ａ）と同様図である。
【図５】ガスケット構造体を製造する要領を示す断面図である。
【図６】ガスケット構造体を製造する要領の別例を示す断面図である。
【図７】（ａ）（ｂ）（ｃ）はガスケット構造体の他の実施形態の図２（ａ）と同様図である。
【図８】（ａ）は、従来のガスケット構造体の図２（ａ）と同様図であり、（ｂ）は同ガスケット構造体において他方のシール対象基材を合体締結しガスケットが圧縮変形した状態示す断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１、１Ａ〜１Ｄ セパレータ（ガスケット構造体）
２ シール対象基材
２ａ 媒体流通用の開口部（シール対象媒体の流通域）
２ｂ 媒体流通路帯（シール対象媒体の流通域）
２ｃ 所定部位
３ ガスケット
３ａ ガスケット本体部
３ｂ 鍔部
３ｃ 境界部
３ｄ 緩衝域（幅）
３ｅ 帯域
３ｆ 粗面
３Ｒ 未加硫ゴム材
４ 接着剤層
４Ｒ 接着剤
６ 金型
７ａ キャビティ
８ａ キャビティ
９ 金型
１０ａ キャビティ
１０ｂ 粗面化処理面
１１ａ キャビティ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シール対象基材の所定部位に接着剤層を介してゴム製ガスケットが一体固着されたガスケット構造体であって、
上記ガスケットは、ビード状に連なるガスケット本体部と、該ガスケット本体部の側部に沿って形成された鍔部とを備え、上記接着剤層は、鍔部とシール対象基材との間で、且つガスケット本体部と鍔部との境界部より反ガスケット本体部側に０．１ｍｍ以上の幅を隔てた帯域に形成されていることを特徴とするガスケット構造体。
【請求項２】
請求項１に記載のガスケット構造体において、
前記ゴム製ガスケットが、所定形状のキャビティを備えた金型内に配置されたシール対象基材の前記帯域に対応する部位に接着剤を塗布した状態で未加硫ゴム材を加硫成型し、シール対象基材に一体固着することによって形成されたものであることを特徴とするガスケット構造体。
【請求項３】
請求項１に記載のガスケット構造体において、
前記ゴム製ガスケットが、所定形状のキャビティを備えた金型を用いて加硫成型されたゴム成型体を、前記シール対象基材の前記帯域に対応する部位に塗布された接着剤を介してシール対象基材に一体固着することによって形成されたものであることを特徴とするガスケット構造体。
【請求項４】
請求項３に記載のガスケット構造体において、
前記金型におけるキャビティの前記帯域に対応する面には粗面化処理が施され、前記ガスケットの鍔部における接着剤層との界面には、該金型の粗面化処理面による粗面が形成されていることを特徴とするガスケット構造体。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のガスケット構造体において、
前記鍔部は、シール対象媒体の流通域とは反対側のガスケット本体部の側部に沿って形成されていることを特徴とするガスケット構造体。
【請求項１】
シール対象基材の所定部位に接着剤層を介してゴム製ガスケットが一体固着されたガスケット構造体であって、
上記ガスケットは、ビード状に連なるガスケット本体部と、該ガスケット本体部の側部に沿って形成された鍔部とを備え、上記接着剤層は、鍔部とシール対象基材との間で、且つガスケット本体部と鍔部との境界部より反ガスケット本体部側に０．１ｍｍ以上の幅を隔てた帯域に形成されていることを特徴とするガスケット構造体。
【請求項２】
請求項１に記載のガスケット構造体において、
前記ゴム製ガスケットが、所定形状のキャビティを備えた金型内に配置されたシール対象基材の前記帯域に対応する部位に接着剤を塗布した状態で未加硫ゴム材を加硫成型し、シール対象基材に一体固着することによって形成されたものであることを特徴とするガスケット構造体。
【請求項３】
請求項１に記載のガスケット構造体において、
前記ゴム製ガスケットが、所定形状のキャビティを備えた金型を用いて加硫成型されたゴム成型体を、前記シール対象基材の前記帯域に対応する部位に塗布された接着剤を介してシール対象基材に一体固着することによって形成されたものであることを特徴とするガスケット構造体。
【請求項４】
請求項３に記載のガスケット構造体において、
前記金型におけるキャビティの前記帯域に対応する面には粗面化処理が施され、前記ガスケットの鍔部における接着剤層との界面には、該金型の粗面化処理面による粗面が形成されていることを特徴とするガスケット構造体。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のガスケット構造体において、
前記鍔部は、シール対象媒体の流通域とは反対側のガスケット本体部の側部に沿って形成されていることを特徴とするガスケット構造体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−１５１２１０（Ｐ２０１０−１５１２１０Ａ）
【公開日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３２９１６３（Ｐ２００８−３２９１６３）
【出願日】平成２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【出願人】（０００２２５３５９）内山工業株式会社 (204)
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【出願人】（０００２２５３５９）内山工業株式会社 (204)
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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