JP2005235631A

JP2005235631A - ガスケットの製造方法、セパレータの製造方法及びガスケット

Info

Publication number: JP2005235631A
Application number: JP2004044514A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Terada; 雅敏寺田
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2004-02-20
Filing date: 2004-02-20
Publication date: 2005-09-02

Abstract

【課題】
カッターを用いた簡便なガスケット及びセパレータの製造方法並びにそれに用いるガスケットを提供する。
【解決手段】燃料電池に用いるガスケット１であって、二部材の一方に貼り付ける面２と、二部材の他方と変形して接触するシール部３と、シール部３と並んで設けられた補強部４と、シール部３のうち曲線部３ａに隣接して設けられている貫通部５と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃料電池に用いられるガスケットに関する。

従来、ゴム製のガスケットを燃料電池のセパレータに取り付ける方法として図３に示す方法がある。

はじめに、トムソン刃１０１が埋め込まれた打ち抜き用下型１０２にゴム製のガスケット１１０を装着する（図３（ａ））。更にＰＥＴフィルム１２０をガスケット１１０の上に配置する。ＰＥＴフィルム１２０は、トムソン刃１０１がガスケット１１０の厚みを超えて突き出した場合の保護材の役割を果たす。

次に、ガスケット１１０を上型１０３と下型１０２とで挟み、加圧することでバリ（補助部）１１１を切断し、所望のガスケット本体１１２を得る（図３（ｂ））。

次に、切断して得られたガスケット本体１１２を後述するセパレータ１３０に接着するために、接着工程用下型１０４に装着する（図３（ｃ））。そして、装着されたガスケット本体１１２の上方に配置されたスタンプ治具１０５により、ガスケット本体１１２のリブが設けられている側とは反対側に接着剤１０６をスタンプ塗布する（図３（ｄ））。

次に、カーボンや金属等からなるセパレータ１３０をガスケット本体１１２の接着面に置き、熱盤で加圧接着を行う（図３（ｅ））。

そして、ガスケットの両端にはみ出た接着剤を手仕上げで取り除き、ガスケット本体１１２が一体となったセパレータ１３０を得る。

燃料電池に用いられるガスケットは一般的に薄く、シール部自体も細い。そのため、上記方法によりガスケットを作製する場合、打ち抜き用下型１０２に装着する際のガスケットの形状を維持するために、バリ部を増やし補強する必要がある。

また、ガスケットのバリ部を切断するためにトムソン刃をガスケット形状に加工して用いるため、刃が一箇所でも欠けると刃の交換をしなければならず、生産コストの増加にもつながる。

また、トムソン刃を用いる場合、刃と刃の継ぎ目や曲線部（Ｒ部）が存在し樹脂フィルムに押し付けないと切断できないため、その分工程が増えてしまう。

そこで、他の切断方法として超音波カッターを用いる方法が考案されている。
特開平１１−３４７６４１号公報

しかしながら、ガスケットのＲ部や複数のリブが合流する合流部においては、リブの曲率半径が小さいため、ガスケット本体とバリ部とをカッターで切断して分離することが困難である。

本発明は上記の従来技術の課題を鑑みなされたもので、その目的とするところは、カッ
ターを用いた簡便なガスケット及びセパレータの製造方法並びにそれに用いるガスケットを提供することにある。

上記目的を達成するために本発明にあっては、
燃料電池に用いるガスケットの製造方法であって、
前記ガスケットは、シール部と前記シール部と並んで設けられた補強部と前記シール部の曲線部に隣接する貫通部とを有し、
前記ガスケットのシール部を位置決めする溝と該溝に並んで設けられた逃げ部とを有する型に前記ガスケットを配置し、
前記ガスケットを挟んで前記逃げ部と反対側からカッターを前記ガスケットに接触させながら移動し前記補強部を切断する、
ことを特徴とする。

これによれば、シール部の曲線部に隣接する貫通部を有するので、シール部と補強部との切断が直線部のみでできる。また、カッターをシール部の曲線部に沿わせて移動させる必要がなく切断が容易となる。従って、型へガスケットを配置する際は補強部により良好な操作性を維持しつつ、カッターの移動が直線的ですむため切断が容易となる。

また、他の本発明にあっては、
ガスケットが一体となった燃料電池に用いるセパレータの製造方法であって、
前記ガスケットは、シール部と補強部と前記シール部のうち曲線部に近接する貫通部とを有し、
前記ガスケット本体のシール部を位置決めする溝と、前記溝に並んで設けられた逃げ部とを有する型に前記ガスケットを配置し、
前記ガスケットを挟んで前記逃げ部と反対側からカッターを前記ガスケットに接触させ前記補強部を切断し、
前記ガスケットのシール部と反対側の面に接着剤を塗布し、
前記セパレータを貼り付ける、
ことを特徴とする。

これによれば、上述の効果に加えて、シール部の曲線部に隣接する貫通部を有するので、シール部と補強部との切断が直線部のみでできる。また、カッターをシール部の曲線部に沿わせて移動させる必要がなく切断が容易となる。従って、型へガスケットを配置する際は補強部により良好な操作性を維持しつつ、カッターの移動が直線的ですむため切断が容易となる。更には、ガスケットから補強部を切断する際に用いる型により、接着剤の塗布及びセパレータの貼り付けを行うことができるため、型から型への移動がなく、簡便にセパレータを製造することができる。

前記型は、前記シール部を固定するための負圧を発生させる穴が前記溝に設けられていることが好適である。

これによれば、ガスケットから補強部を切断する際及びセパレータをガスケットに貼り付ける際にガスケットの位置が固定されるため、精度のよい切断及び貼り付けを行うことができる。

また、本発明に用いるガスケットは、
燃料電池に用いるガスケットであって、
二部材の一方に貼り付ける面と、
二部材の他方と変形して接触するシール部と、
前記シール部と並んで設けられた補強部と、
前記シール部のうち曲線部に隣接して設けられている貫通部と、
を有することを特徴とする。

これによれば、補強部によりガスケットの操作性が増すと共に、シール部のうち曲線部に隣接して設けられている貫通部により、ガスケットのシール部から補強部を切断する際の作業性が向上する。

本発明によれば、カッターを用いて簡便にガスケット及びセパレータを製造することが可能となる。

以下に実施例及び図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。また、以下の説明で一度説明した部材についての材質、形状などは、特に改めて記載しない限り初めの説明と同様のものである。

図１、図２を参照して、実施例に係るガスケット及びガスケットの製造方法及びセパレータの製造方法について説明する。図１は実施例に係るガスケットの上面図である。図２は実施例に係るガスケットの製造方法及びセパレータの製造方法を説明するための断面図である。

図１に示すガスケット１は、主に燃料電池のセパレータに取り付けるものである。ここで、セパレータとは、燃料電池において導電性を有し、循環する空気や水素を遮断するものである。そして、本実施例に係るガスケット１は、セパレータ同士の間に挟む電極や電解質膜に外気が触れないように、あるいは循環する空気や水素を外部に漏らさないためのシールの役割を果たす。

本実施例に係るガスケット１は、セパレータに貼り付ける平面２と、電極や電解質膜あるいは他のセパレータと変形して接触するシール部３と、シール部３と並んで設けられている補強部（バリ）４と、シール部３のうち曲線部３ａに隣接して設けられている貫通部５とを有する。

平面２は、後述するセパレータとの接着工程において接着剤が塗布される面である。また、シール部３は、補強部４と連続して設けられている直線部３ｂと、補強部４との間に設けられた上方から下方に貫通した貫通部５と隣接している曲線部３ａとからなる。

補強部４は、加工前のガスケット１を切断工程や接着工程において型に装着する際の作業性を向上するために設けられている。

また、貫通部５は、超音波カッターによる切断時に、直線部３ｂとそれに並んで設けられた補強部４との間を切断するだけで曲線部３ａと補強部４が分離でき、必要なシール部３を得ることができるよう設けられている。

以下、ガスケットの製造方法及びガスケットが一体となったセパレータの製造方法について説明する。

はじめに、ガスケット１は射出成形や打ち抜き等の種々の成型方法により補強部４が設けられた状態で作製される。ここで、燃料電池用のガスケット１の厚みは０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ程度が一般的であるが、その用途や材質によって適宜選択されるものである。また、ガスケットの材質としては、ゴムや熱可塑性樹脂等ある程度弾性を有するものが好適である。

次に、補強部４の切断及びセパレータへの接着を共に行うことができる型１０上にガスケット１を配置する。

型１０は、シール部３及び補強部４の形状に合わせて設けられた溝１２と、超音波カッター１４によるガスケット１の切断時に超音波カッター１４の刃先が型１０と接触しないように設けられた逃げ部１１とを有する。

また、溝１２の溝底には、シール部３及び補強部４を型１０にしっかり固定するために、負圧を発生する外部の吸引装置と通じている穴１３が設けられている（図２（ａ））。そのため、超音波カッター１４によりガスケット１の補強部４を精度良く切断できる。

上記固定状態で、超音波カッター１４により補強部４を切断する。その結果、後のバリ取りや再度の研磨等の工程を省略することができ、ガスケット１をそのまま型１０上に配置した状態で接着工程に移ることができる（図２（ｂ））。

そして、装着されたガスケット１の上方に配置されたスタンプ治具１５により、ガスケット本体１１２のリブが設けられている側とは反対側に接着剤１６をスタンプ塗布する（図２（ｃ））。

次に、カーボンや金属等からなるセパレータ３０をガスケット１の接着剤が塗布された面２上に配置し熱盤で加圧接着を行うことで、ガスケット１が一体となったセパレータ３０を得る。（図２（ｄ））。

上述のように、ガスケットから補強部を切断する際に用いる型により、接着剤の塗布及びセパレータの貼り付けを行うことができるため、型から型への移動がなく、簡便にセパレータを製造することができる。

（ａ）実施例に係るガスケットの上面図、（ｂ）（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。本実施例に係るガスケットの製造方法及びセパレータの製造方法を示す断面図である。従来のガスケットの製造方法を示す断面図である。

符号の説明

１ガスケット
２面
３シール部
３ａ曲線部
３ｂ直線部
４補強部
５貫通部
１０型
１１逃げ部
１２溝
１３穴
１４超音波カッター
１５スタンプ治具
１６接着剤
３０セパレータ
１０１トムソン刃
１０２下型
１０３上型
１０４接着工程用下型
１０５スタンプ治具
１０６接着剤
１１０ガスケット
１１２ガスケット本体
１２０ＰＥＴフィルム
１３０セパレータ

Claims

燃料電池に用いるガスケットの製造方法であって、
前記ガスケットは、シール部と前記シール部と並んで設けられた補強部と前記シール部の曲線部に隣接する貫通部とを有し、
前記ガスケットのシール部を位置決めする溝と該溝に並んで設けられた逃げ部とを有する型に前記ガスケットを配置し、
前記ガスケットを挟んで前記逃げ部と反対側からカッターを前記ガスケットに接触させながら移動し前記補強部を切断する、
ことを特徴とするガスケットの製造方法。
前記型は、前記シール部を固定するための負圧を発生させる穴が前記溝に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のガスケットの製造方法。
ガスケットが一体となった燃料電池に用いるセパレータの製造方法であって、
前記ガスケットは、シール部と補強部と前記シール部のうち曲線部に近接する貫通部とを有し、
前記ガスケット本体のシール部を位置決めする溝と、前記溝に並んで設けられた逃げ部とを有する型に前記ガスケットを配置し、
前記ガスケットを挟んで前記逃げ部と反対側からカッターを前記ガスケットに接触させながら移動し前記補強部を切断し、
前記ガスケットのシール部と反対側の面に接着剤を塗布し、
前記セパレータを貼り付ける、
ことを特徴とするセパレータの製造方法。
前記型は、前記シール部を固定するための負圧を発生させる穴が前記溝に設けられていることを特徴とする請求項３に記載のセパレータの製造方法。
燃料電池に用いるガスケットであって、
二部材の一方に貼り付ける面と、
二部材の他方と変形して接触するシール部と、
前記シール部と並んで設けられた補強部と、
前記シール部のうち曲線部に隣接して設けられている貫通部と、
を有することを特徴とするガスケット。