説明

ガスケット

【課題】ガスケット本体を保形すべくガスケット本体を保形フィルムに一体成形したキャリアガスケットにおいて、保形フィルムにつき材料の歩留まりを向上させることができ、環境的にも産業廃棄物を削減することができるガスケットを提供する。
【解決手段】平面エンドレス状に成形されて中央に空間部を設定したガスケット本体11と、ガスケット本体11を保形すべくガスケット本体11を一体成形した保形フィルム21とを有するガスケット1であって、保形フィルム21は平面上複数の部品に分割され、分割部品はそれぞれガスケット本体11の周上一部を一体成形する平面形状とされ、分割部品を製品形状に組み合わせてこれにガスケット本体11を一体成形してなる。ガスケット本体11は、保形フィルム21の分割部品の内側縁辺に一体成形されるとともに分割部品よりも大きな厚みを備えることにより両面ガスケットとして成形されている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、シール技術に係るガスケットに関するものである。本発明のガスケットは例えば、燃料電池用ガスケットとして用いられ、あるいは他の分野における固定ガスケットとして用いられる。
【背景技術】
【0002】
例えば固体高分子型燃料電池におけるスタック中のシールについては、セパレータやMEA(膜・電極複合体)などの主たる構成部品にガスケットを直接一体成形したものが多数提案されている。
【0003】
一方、分解可能なこと等を前提として、一体成形せずにガスケット単体で用いる場合もある。この場合、数十セル、数百セルといったスタックの組み立てに際してガスケットの取り扱い性が非常に悪いため、図4および図5に示すように、ガスケット本体51を保形フィルム52に一体成形した所謂キャリアガスケットが多数提案されている(特許文献1参照)。このキャリアガスケットでは、ゴム弾性体などで成形されたガスケット本体51が所定の位置寸法に固定されるため、取り扱い性が良い。
【0004】
一般に、燃料電池用ガスケットは、両極に供するガスまたは冷媒を外部または他の流体から遮断するために設けられており、このためガスケット本体51は、反応面を設定するための空間部53の外側(外周)に平面エンドレス状に配置され、これに伴ってガスケット本体51を保形する保形フィルム52もガスケット本体51と同様に、反応面を設定するための空間部53の外側(外周)に平面エンドレス状に配置されている。
【0005】
この点につき、保形フィルム52は製造工程の当初、平面矩形の平板状(反応面を設定するための空間部53なし)に裁断され、その後最終的に、反応面を設定するための空間部53が打ち抜かれた枠体状となる。したがってこの構造・製法では、保形フィルム52につき材料の歩留まりが悪いばかりか、環境的にも産業廃棄物の排出という問題を抱えている。
【0006】
【特許文献1】特開2003−278917号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は以上の点に鑑みて、ガスケット本体を保形すべくガスケット本体を保形フィルムに一体成形したキャリアガスケットにおいて、保形フィルムについて材料の歩留まりを向上させることができ、環境的にも産業廃棄物を削減することができるガスケットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記目的を達成するため、本発明の請求項1によるガスケットは、平面エンドレス状に成形されて中央に空間部を設定したガスケット本体と、前記ガスケット本体を保形すべく前記ガスケット本体を一体成形した保形フィルムとを有するガスケットであって、前記保形フィルムは平面上複数の部品に分割され、前記分割部品はそれぞれ前記ガスケット本体の周上一部を一体成形する平面形状とされ、前記分割部品を製品形状に組み合わせてこれに前記ガスケット本体を一体成形したことを特徴とするものである。
【0009】
また、本発明の請求項2によるガスケットは、上記した請求項1記載のガスケットにおいて、ガスケット本体は、保形フィルムの分割部品の内側縁辺に一体成形されるとともに分割部品よりも大きな厚みを備えることにより両面ガスケットとして成形されていることを特徴とするものである。
【0010】
また、本発明の請求項3によるガスケットは、上記した請求項1記載のガスケットにおいて、ガスケット本体は、各直線状の上辺部、一方の側辺部、下辺部および他方の側辺部を一体に備えて平面矩形状に成形され、保形フィルムは、前記ガスケット本体の上辺部および一方の側辺部を一体成形した平面L字形の第一分割部品と、前記ガスケット本体の下辺部および他方の側辺部を一体成形した平面L字形の第二分割部品とを有することを特徴とするものである。
【0011】
また、本発明の請求項4によるガスケットは、上記した請求項3記載のガスケットにおいて、ガスケット本体は、その上辺部および一方の側辺部が保形フィルムの第一分割部品の内側縁辺に一体成形されるとともに下辺部および他方の側辺部が第二分割部品の内側縁辺に一体成形されかつ各分割部品よりも大きな厚みを備えることにより両面ガスケットとして成形されていることを特徴とするものである。
【0012】
更にまた、本発明の請求項5によるガスケットは、上記した請求項4記載のガスケットにおいて、保形フィルムの第一分割部品と第二分割部品が近接する部位に、該部位を補強する第三および第四分割部品が配置されていることを特徴とするものである。
【0013】
上記従来技術において保形フィルムにつき材料の歩留まりが良くなかったのは、保形フィルムを当初、平面矩形の平板状に裁断し、その後、反応面を設定するための空間部を打ち抜いて枠体状としていたため、打ち抜き分の材料ロスを生じていたからである。これに対して本発明では、保形フィルムを平面上複数の部品に分割し、分割部品はそれぞれガスケット本体の周上一部を一体成形する平面形状とし、分割部品を製品形状に組み合わせてこれにガスケット本体を一体成形することにしたため、保形フィルムには、打ち抜いて除去する部分が初めから設定されないことになる。したがってこの分、保形フィルムについて材料の歩留まりを向上させることが可能となる。
【0014】
ガスケット本体は、保形フィルムの分割部品の平面上(表裏両面の何れか一方)に一体成形され、両面ガスケットの場合には分割部品の表裏両面にそれぞれ一体成形される(以下、この態様を「A態様」とも称する)が、これに代えて、ガスケット本体を保形フィルムの分割部品の内側縁辺に一体成形するとともに分割部品よりも大きな厚みを備えるように成形する(以下、この態様を「B態様」とも称する)と、これにより両面ガスケットとして成形することができる。そしてこのB態様の場合には、A態様対比で分割部品の幅寸法が短縮されることから、これによっても保形フィルムについて材料の歩留まりを向上させることが可能となる。
【0015】
ガスケット本体は例えば、それぞれ直線状を呈する上辺部、一方の側辺部、下辺部および他方の側辺部を一体に備えて平面矩形状に成形されるものとし、保形フィルムは、ガスケット本体の上辺部および一方の側辺部を一体成形した平面L字形の第一分割部品と、ガスケット本体の下辺部および他方の側辺部を一体成形した平面L字形の第二分割部品とを有するものとする。この場合、保形フィルムとしては当初から平面L字形であるものを2つ裁断すれば良く、その後打ち抜いて除去する部分を設定する必要がないため、この分、保形フィルムについて材料の歩留まりを向上させることが可能となる。
【0016】
尚、この場合に上記B態様を当て嵌めると、ガスケット本体は、その上辺部および一方の側辺部が保形フィルムの第一分割部品の内側縁辺に一体成形されるとともに下辺部および他方の側辺部が第二分割部品の内側縁辺に一体成形され、かつ各分割部品よりも大きな厚みを備えることにより、両面ガスケットとして成形されることになる。
【0017】
また、上記のように平面L字形の分割部品を2つ組み合わせて矩形状(枠体状)とすると、両分割部品が互いに近接する部位において、保形のための強度が不足することが懸念される。そこで、これに対処する場合には、該部位を補強する第三および第四分割部品を配置し、これらによって強度を増大するのが好適である。
【発明の効果】
【0018】
本発明は、以下の効果を奏する。
【0019】
すなわち上記構成を有する本発明によれば、保形フィルムに打ち抜いて除去する部分が初めから設定されないため、また保形フィルムの分割部品の幅寸法が短縮されるため、保形フィルムについて材料の歩留まりを向上させることができ、環境的にも産業廃棄物を削減することができる。保形フィルムの第一分割部品と第二分割部品が近接する部位に、該部位を補強する第三および第四分割部品を配置する場合には、ガスケット本体を補強するために必要とされる強度を十分に確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0020】
尚、本発明には、以下の実施形態が含まれる。
(1)上記課題を解決するため、完全な枠体ではなく、L字状のフィルムに一体的にガスケットが成形された燃料電池用ガスケットを提案する。
(2)スタック外周部のシールは2つのL字形のフィルムへ一体的に成形された燃料電池用ガスケットを提供する。一体成形に供するフィルムをあらかじめL字形に裁断するのであれば、無垢のフィルムから、間隙なくL字フィルムを裁断することができ、製品歩留まりが向上できる。
(3)一方、上記2つのL状のフィルム間は、ゴム単体だけとなり、剛性が落ちる場合がある。この場合、ガスケットのシールリップを挟み反対側にもう1組のL字フィルムを一体化することにより、枠体と同等の剛性と取り扱い性の向上が付与される。
(4)2つ以上の所望の形状に予め形成(打ち抜き)された樹脂フィルムを製品形状に組み合わせ、インサート成形によりフィルム端部を覆う断面C形状(あるいは類似形状)となるガスケットを成形、かつ各フィルム間を断面が同形状のガスケットで連結したフィルム一体ガスケット。
(5)ゴム材料が樹脂フィルムに対して選択接着性である上記(4)記載のフィルム一体ガスケット。
(6)燃料電池用ガスケットである上記(4)または(5)記載のフィルム一体ガスケット。
【実施例】
【0021】
つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。
【0022】
図1は、本発明の実施例に係るガスケット(フィルム一体ガスケット)1の平面を示している。図2(A)は図1におけるA−A線拡大断面図、図2(B)は図1におけるB−B線拡大断面図である。当該実施例に係るガスケット1は燃料電池用ガスケットであって、以下のように構成されている。
【0023】
すなわち、当該燃料電池用ガスケット1は、平面エンドレス状に成形されて平面中央に空間部(スタック組み立て時、ここに反応面が設定される)12を設定したゴム状弾性体製のガスケット本体11と、このガスケット本体11を保形すべくガスケット本体11を一体成形(接合)した樹脂製の保形フィルム21とを有しており、保形フィルム21は、平面上複数の部品22,25に分割され、分割部品22,25はそれぞれガスケット本体11の周上一部を一体成形する平面形状(1つの分割部品が空間部12の周りを全て形成しない形状)とされ、この分割部品22,25を製品形状に組み合わせてこれにガスケット本体11が纏めて一体成形されている。一体成形はインサート成形などによる。
【0024】
また、ガスケット本体11は、保形フィルム21における分割部品22,25の内側縁辺22a,25aに一体成形されるとともに分割部品22,25よりも大きな厚みを備え、これにより上下両端でそれぞれ相手部材に密接する両面ガスケットとして成形されている。両面ガスケットの断面形状としては、平板状の基部13の上下両面にそれぞれ断面三角形のシールリップ14を一体成形した形状とされるが、これに代えて、図3に示すように断面円形などであっても良い。図3(A)は図2(A)に対応する図面、図3(B)は図2(B)に対応する図面である。
【0025】
また、ガスケット本体11は、それぞれ直線状を呈する上辺部(第一辺部)15、一方の側辺部(第二辺部)16、下辺部(第三辺部)17および他方の側辺部(第四辺部)18を一体に備えて平面矩形状に成形され、一方、保形フィルム21は、ガスケット本体11の上辺部15および一方の側辺部16を一体成形して保形する平面L字形の第一分割部品22と、ガスケット本体11の下辺部17および他方の側辺部18を一体成形して保形する平面L字形の第二分割部品25とを有している。
【0026】
第一分割部品22は、ガスケット本体11の上辺部15を一体成形して保形する直線状の上辺保形部分23と、ガスケット本体11の一方の側辺部16を一体成形して保形する直線状の側辺保形部分24とを有し、両部分23,24が端部で一体につながり直角をなし、これにより平面L字形とされている。第二分割部品25は、ガスケット本体11の下辺部17を一体成形して保形する直線状の下辺保形部分26と、ガスケット本体11の他方の側辺部18を一体成形して保形する直線状の側辺保形部分27とを有し、両部分26,27が端部で一体につながり直角をなし、これにより平面L字形とされている。両分割部品22,25は、図示する製品形状において互いに離れているが、互いに接触する平面形状であっても良い。
【0027】
また、ガスケット本体11は、その上辺部15および一方の側辺部16が保形フィルム21の第一分割部品22の内側縁辺22aに一体成形されるとともに下辺部17および他方の側辺部18が第二分割部品25の内側縁辺25aに一体成形され、かつ各分割部品22,25よりも大きな厚みを備え、これにより上下両端でそれぞれ相手部材に密接する両面ガスケットとして成形されている。
【0028】
また、保形フィルム21における第一分割部品22と第二分割部品25とが近接する部位28,29にはそれぞれ、該部位28,29を補強するための第三分割部品(補強部品)30および第四分割部品(補強部品)33が配置されている。この第三および第四分割部品30,33はそれぞれ、小型の平面L字形に成形され、ガスケット本体11の外側でなく内側に配置され、その外側縁辺にガスケット本体11が一体成形されている。第三分割部品30は、その長手部分31が第一分割部品22の上辺保形部分23の先端部とガスケット本体11の上辺部15を挟んで向き合うように配置され、長手部分31の外側縁辺に上辺部15が一体成形され、短手部分32の外側縁辺に他方の側辺部18が一体成形されている。第四分割部品33は、その長手部分34が第二分割部品25の下辺保形部分26の先端部とガスケット本体11の下辺部17を挟んで向き合うように配置され、長手部分34の外側縁辺に下辺部17が一体成形され、短手部分35の外側縁辺に一方の側辺部16が一体成形されている。
【0029】
また、ガスケット本体11には、上記した上辺部15、一方の側辺部16、下辺部17および他方の側辺部18よりなるエンドレス部のほかに、マニホールド部19の周りをシールためのマニホールドシール部20が一体成形されているが、このマニホールドシール部20は保形フィルム21に一体成形されておらずゴム状弾性体のみよりなる単体部とされている。
【0030】
上記構成の燃料電池用ガスケット1は、セパレータやMEA(膜・電極複合体)などと組み合わされて燃料電池スタックを構成し、両極に供給する燃料ガスや冷媒などをシールするものであって、上記構成により以下の作用効果を発揮する点に特徴を有している。
【0031】
すなわち、上記構成の燃料電池用ガスケット1においては、保形フィルム21が平面上複数の部品22,25に分割され、分割部品22,25がそれぞれガスケット本体11の周上一部を一体成形する平面形状とされ、分割部品22,25が製品形状に組み合わされてこれにガスケット本体11が一体成形されているため、保形フィルム21にはその加工時に、打ち抜いて除去する部分が初めから設定されていない。平面L字形の分割部品22,25は多数の部品を隙間なく原材から裁断することが可能である。したがって保形フィルム21についての材料の歩留まりを向上させることができ、環境的にも産業廃棄物を削減することができる。
【0032】
また、上記構成の燃料電池用ガスケット1においては、ガスケット本体11が保形フィルム21の分割部品22,25の表裏両面にそれぞれ一体成形される(以下、この態様を「A’態様」とも称する)のではなく、分割部品22,25の内側縁辺22a,25aに一体成形される(以下、この態様を「B’態様」とも称する)ことにより両面ガスケットとされているため、B’態様の場合にはA’態様対比で分割部品22,25の幅寸法が短縮されている(A’態様の場合には、分割部品22,25の幅寸法として図上C寸法が必要なところ、B’態様の場合には、分割部品22,25の幅寸法として図上D寸法で済む。C>Dであるので、この分、分割部品22,25の幅寸法が短縮されることになる)。したがってこれによっても保形フィルム21についての材料の歩留まりを向上させることができる。
【0033】
また、上記構成の燃料電池用ガスケット1においては、保形フィルム21における第一分割部品22と第二分割部品25とが近接する部位28,29にそれぞれ、該部位28,29を補強するための第三または第四分割部品30,31が配置されているため、該部位28,29が補強されている。したがって保形フィルム21を平面上分割する構造としても、必要とされる強度を十分に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【0034】
【図1】本発明の実施例に係るガスケットの平面図
【図2】(A)は図1におけるA−A線拡大断面図、(B)は図1におけるB−B線拡大断面図
【図3】(A)および(B)ともガスケット本体の断面形状の他の例を示す断面図
【図4】従来例に係るガスケットの平面図
【図5】図4におけるE−E線拡大断面図
【符号の説明】
【0035】
1 ガスケット(燃料電池用ガスケット)
11 ガスケット本体
12 空間部
13 基部
14 シールリップ
15 上辺部
16,18 側辺部
17 下辺部
19 マニホールド部
20 マニホールドシール部
21 保形フィルム
22 第一分割部品
22a,25a 内側縁辺
23,24,26,27 保形部分
25 第二分割部品
28,29 近接部位
30 第三分割部品
31,34 長手部分
32,35 短手部分
33 第四分割部品

【特許請求の範囲】
【請求項1】
平面エンドレス状に成形されて中央に空間部を設定したガスケット本体と、前記ガスケット本体を保形すべく前記ガスケット本体を一体成形した保形フィルムとを有するガスケットであって、
前記保形フィルムは平面上複数の部品に分割され、前記分割部品はそれぞれ前記ガスケット本体の周上一部を一体成形する平面形状とされ、前記分割部品を製品形状に組み合わせてこれに前記ガスケット本体を一体成形したことを特徴とするガスケット。
【請求項2】
請求項1記載のガスケットにおいて、
ガスケット本体は、保形フィルムの分割部品の内側縁辺に一体成形されるとともに分割部品よりも大きな厚みを備えることにより両面ガスケットとして成形されていることを特徴とするガスケット。
【請求項3】
請求項1記載のガスケットにおいて、
ガスケット本体は、各直線状の上辺部、一方の側辺部、下辺部および他方の側辺部を一体に備えて平面矩形状に成形され、
保形フィルムは、前記ガスケット本体の上辺部および一方の側辺部を一体成形した平面L字形の第一分割部品と、前記ガスケット本体の下辺部および他方の側辺部を一体成形した平面L字形の第二分割部品とを有することを特徴とするガスケット。
【請求項4】
請求項3記載のガスケットにおいて、
ガスケット本体は、その上辺部および一方の側辺部が保形フィルムの第一分割部品の内側縁辺に一体成形されるとともに下辺部および他方の側辺部が第二分割部品の内側縁辺に一体成形されかつ各分割部品よりも大きな厚みを備えることにより両面ガスケットとして成形されていることを特徴とするガスケット。
【請求項5】
請求項4記載のガスケットにおいて、
保形フィルムの第一分割部品と第二分割部品が近接する部位に、該部位を補強する第三および第四分割部品が配置されていることを特徴とするガスケット。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2010−133512(P2010−133512A)
【公開日】平成22年6月17日(2010.6.17)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−310976(P2008−310976)
【出願日】平成20年12月5日(2008.12.5)
【出願人】(000004385)NOK株式会社 (1,527)
【Fターム(参考)】