JP2018096441A

JP2018096441A - ガスケット

Info

Publication number: JP2018096441A
Application number: JP2016241041A
Authority: JP
Inventors: 里美吉田; Satomi Yoshida
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2016-12-13
Filing date: 2016-12-13
Publication date: 2018-06-21

Abstract

【課題】ラバーオンリータイプガスケットと比較して取扱い性や位置決め精度を向上することができ、燃料電池など機器の小型化の要求に応えることができるガスケットを提供する。【解決手段】ゴム状弾性体よりなるガスケット本体２１と、ガスケット本体の外周側に配置されるとともにガスケット本体を保持する樹脂製の枠体３１とを備え、枠体がガスケット本体に対し取り外し可能に連結されている。枠体は、その内周端部３１ａがガスケット本体の厚み内に埋設され、枠体をガスケット本体から取り外すときに枠体の内周端部がガスケット本体から引き抜かれる。ガスケット本体は、噛み切り部および連結部を一体に備え、連結部に枠体が連結され、枠体をガスケット本体から取り外すときに噛み切り部が切断される。【選択図】図３

Description

本発明は、シール技術に係るガスケットに関する。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、またはその他の一般ガスケットとして用いられる。

燃料電池に用いられるガスケットとして従来、図７に示すようなセパレータ１０２またはＧＤＬに対しガスケット本体１０３を接着剤層１０４を介し一体成形したセパレータ一体型またはＧＤＬ一体型のガスケット１０１が主流であったが、近年では、コスト低減のため、図８に示すようなラバーオンリータイプのガスケット１１１があらためて着目されている。

特開２０１６−９５９６１号公報特開２０１５−１０６４７７号公報

しかしながら、ラバーオンリータイプガスケット１１１は、ゴム（ラバー）材料のみで構成されているため柔軟に過ぎ、よって取扱い性や位置決め精度が良くなく、組付け工程での作業性悪化が課題となっている。

上記ラバーオンリータイプガスケット１１１に見られる難点を解消するため、図９に示すように、樹脂フィルムよりなる補強体１２２をガスケット本体１２３に組み合わせた補強体付きガスケット１２１が提案されている。

しかしながら、この補強体付きガスケット１２１では、樹脂フィルムよりなる補強体１２２もガスケット本体１２３と共に燃料電池スタックに組み付けられるため、燃料電池の小型化の要求に応えられないことがある。

本発明は以上の点に鑑みて、ラバーオンリータイプガスケットと比較して取扱い性や位置決め精度を向上することができ、しかも、燃料電池など機器の小型化の要求に応え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。

上記目的を達成するため、本発明のガスケットは、ゴム状弾性体よりなるガスケット本体と、前記ガスケット本体の外周側に配置されるとともに前記ガスケット本体を保持する樹脂製の枠体とを備え、前記枠体は、前記ガスケット本体に対し取り外し可能に連結されていることを特徴とする。

上記構成を備える本発明では、樹脂製の枠体がガスケット本体に対し組み合わされているため、ラバーオンリータイプガスケットと比較してガスケットの剛性が高められている。また、樹脂製の枠体がガスケット本体に対し取り外し可能に連結されているため、ガスケットを機器に装着してから枠体を取り外すことにより、ガスケット本体のみを機器内に残すことが可能とされる。

枠体をガスケット本体に対し取り外し可能に連結する構成としては例えば、枠体の内周端部をガスケット本体の厚み内に埋設しておき、枠体の内周端部をガスケット本体から引き抜くことにより枠体をガスケット本体から取り外す。この場合、枠体を複数に分離（破壊）したうえで取り外すことにしても良い。また、ガスケット本体に噛み切り部および連結部を一体に成形し、連結部にて枠体と連結し、噛み切り部を切断することにより枠体をガスケット本体から取り外すことにしても良い。

枠体はガスケット本体と共に機器に一旦装着され、装着されてから取り外される。したがってこの枠体に、ガスケット平面上の位置決め部を設けておくことにより、機器への装着時にガスケットを平面上位置決めしやすくなる。

本発明によれば、樹脂製の枠体がガスケット本体に対し組み合わされているため、ラバーオンリータイプガスケットと比較してガスケットの取扱い性や位置決め精度を向上することができる。また、枠体がガスケット本体から取り外されるため、機器の小型化の要求に応えることができる。

（Ａ）および（Ｂ）はいずれも本発明の実施例に係るガスケットの平面図（Ａ）は同ガスケットの要部断面図であって図１（Ａ）（Ｂ）におけるＣ−Ｃ線拡大断面図、（Ｂ）は同ガスケットをセパレータへ組み付けた状態を示す要部断面図（Ａ）は同ガスケットおよびセパレータを複数組み立てた状態を示す要部断面図、（Ｂ）は枠体をガスケット本体から取り外した状態を示す要部断面図同ガスケットを備える燃料電池スタックの説明図（Ａ）は本発明の他の実施例に係るガスケットの要部断面図、（Ｂ）は同ガスケットをセパレータへ組み付けた状態を示す要部断面図（Ａ）は同ガスケットおよびセパレータを複数組み立てた状態を示す要部断面図、（Ｂ）は枠体をガスケット本体から取り外した状態を示す要部断面図従来例に係るガスケットの要部断面図他の従来例に係るガスケットの要部断面図他の従来例に係るガスケットの要部断面図

本発明には、以下の実施形態が含まれる。
（１）金型外周部に沿う形状の樹脂枠（枠体）とゴム（ガスケット本体）を一体成形する。組付け工程では樹脂枠ごと積層させ、組付け後に樹脂枠を除去する。樹脂枠には位置決め機構（位置決め部、位置決め穴）を設けても良い。
（２）樹脂枠とゴムを一体成形することで、ガスケットの形状が保持され、ガスケットの取り扱い性が向上する。ガスケットの取り扱い性が向上することで、ハンドリングを伴う工程の作業時間短縮が見込まれる。樹脂枠に位置決め機構を設けることで、位置決め精度も向上する。例えば、組付け後の搬送時に組付け用治具の位置決めピンに、樹脂枠の位置決め穴を通して位置決めを行う。
（３）組付け後に樹脂または樹脂と一部ゴムを引き抜いて、樹脂枠を除去する。ゴムに噛み切り部を設けることで、樹脂と一部ゴムを一体で除去できる。ガスケットとセパレータの位置決めは、ゴムとセパレータ溝で行う。

つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。

図１（Ａ）に示すように、全体を符号１１で示すガスケットは、燃料電池スタックに組み付けられる平面状の燃料電池用ガスケットとして用いられるものであって、ゴム状弾性体よりなる平板状のガスケット本体２１を備え、このガスケット本体２１の外周側に、このガスケット本体２１を保持するための樹脂フィルムよりなる枠体３１が取り外し可能に連結されている。

ガスケット本体２１は、平面矩形の枠状を呈する外周シール部２２と、この外周シール部２２のコーナー部の内側にそれぞれ設けられたマニホールド用シール部２３とを一体に備えている。

一方、枠体３１は、ＰＰＳやＰＥＥＫなどの耐熱性および剛性を備える樹脂または樹脂フィルムよりなり、外周シール部２２の外周側に配置されるよう、外周シール部２２よりも一回り大きな平面矩形の枠状に成形されている。

また、この枠体３１には、当該ガスケット１１を平面上位置決めするための位置決め部が備えられても良く、例えば図１（Ｂ）に示すように、位置決めピンを差し通すための位置決め穴３３を設けた位置決め部３２が枠体３１のコーナー部の外側にそれぞれ設けられても良い。

図２（Ａ）の断面図に示すように、ガスケット本体２１は、平板状の基部２４を備え、この基部２４の厚み方向一方の面にシールリップ２５が一体に設けられている。

枠体３１は、その内周端部３１ａがガスケット本体２１の厚み内に非接着で埋設されており、枠体３１をガスケット本体２１から取り外すときにこの枠体３１の内周端部３１ａがガスケット本体２１から引き抜かれる。

図２（Ｂ）の断面図に示すように、ガスケット１１は、相手取付部材であるセパレータ４１に組み付けられ、一層詳細には、ガスケット本体２１がセパレータ４１に設けた装着溝４２に組み付けられ、このとき、ガスケット本体２１の基部２４の外周端部２４ａが装着溝４２の側面部４２ａと係合することにより、セパレータ４１に対するガスケット１１の平面上の位置決めがなされる。

つぎに、上記構成のガスケット１１の組付け方法を説明する。

すなわち先ず、図２（Ｂ）に示したようにガスケット１１を相手取付部材であるセパレータ４１に組み付け、一層詳細には、ガスケット本体２１をセパレータ４１に設けた装着溝４２に組み付け、このとき、ガスケット本体２１の基部２４の外周端部２４ａを装着溝４２の側面部４２ａと係合させることにより、セパレータ４１に対するガスケット１１の平面上の位置決めをなす。

次いで、図３（Ａ）に示すように、図２（Ｂ）の組み立て品をその他の部品（ＭＥＡやＧＤＬなど、いずれも図示せず）とともに所要数積層することにより、燃料電池スタックを組み立てる。

次いで、図３（Ｂ）に示すように、ガスケット１１のそれぞれにおいて、枠体３１の内周端部３１ａをガスケット本体２１から引き抜き、これにより枠体３１をガスケット本体２１から取り外す。

上記構成のガスケット１１によれば、樹脂フィルムよりなる枠体３１がゴム状弾性体製のガスケット本体２１に対し組み合わされているため、ラバーオンリータイプガスケットと比較してガスケット１１全体としての剛性が高められている。また、樹脂フィルムよりなる枠体３１がガスケット本体２１に対し取り外し可能に連結されているため、ガスケット１１を燃料電池スタックに組み付けてから枠体３１を取り外すことにより、ガスケット本体２１のみをスタックに残すことが可能とされる。したがって本発明所期の目的どおり、ラバーオンリータイプガスケットと比較してガスケット１１の取扱い性や位置決め精度を向上することができ、併せて、枠体３１がガスケット本体２１から取り外されるため、スタックの小型化の要求に応えることができる。

また、枠体３１に位置決め部３２が設けられている場合には図４に示すように、スタック組立て時この位置決め部３２の位置決め穴３３に位置決めピン４５を差し通すことにより、多数のガスケット１１を精度良くかつ簡単に位置決めすることができる。

図５（Ａ）に示す他の実施例では、ガスケット本体２１の外周側に、ガスケット本体２１よりも薄肉の噛み切り部２６が一体に設けられるとともに噛み切り部２６の更に外周側に、噛み切り部２６よりも厚肉の連結部２７が一体に設けられ、この連結部２７に対し上記実施例と同様の構成の枠体３１の内周端部３１ａが連結部２７の厚み内に接着されたうえで埋設されており、枠体３１をガスケット本体２１から取り外すときに噛み切り部２６が切断される。

図５（Ｂ）に示すように、ガスケット１１は、相手取付部材であるセパレータ４１に組み付けられ、一層詳細には、ガスケット本体２１、噛み切り部２６および連結部２７がまとめてセパレータ４１に設けた装着溝４２に組み付けられ、このとき、連結部２７の外周端部２７ａが装着溝４２の側面部４２ａと係合することにより、セパレータ４１に対するガスケット１１の平面上の位置決めがなされる。

上記構成のガスケット１１は、以下のように組み付けられる。

すなわち先ず、図５（Ｂ）に示したようにガスケット１１を相手取付部材であるセパレータ４１に組み付け、一層詳細には、ガスケット本体２１、噛み切り部２６および連結部２７をまとめてセパレータ４１に設けた装着溝４２に組み付け、このとき、連結部２７の外周端部２７ａを装着溝４２の側面部４２ａと係合させることにより、セパレータ４１に対するガスケット１１の平面上の位置決めをなす。

次いで、図６（Ａ）に示すように、図５（Ｂ）の組み立て品をその他の部品（ＭＥＡやＧＤＬなど、いずれも図示せず）とともに所要数積層することにより、燃料電池スタックを組み立てる。

次いで、図６（Ｂ）に示すように、ガスケット１１のそれぞれにおいて、枠体３１を外周側へ引っ張って噛み切り部２６を切断し、これにより枠体３１を連結部２７とともにガスケット本体２１から取り外す。

また、枠体３１に位置決め部が設けられている場合には、スタック組立て時この位置決め部の位置決め穴に位置決めピンを差し通すことにより、多数のガスケット１１を精度良くかつ簡単に位置決めすることができる。

１１ガスケット
２１ガスケット本体
２２外周シール部
２３マニホールド用シール部
２４基部
２４ａ，２７ａ外周端部
２５シールリップ
２６噛み切り部
２７連結部
３１枠体
３１ａ内周端部
３２位置決め部
３３位置決め穴
４１セパレータ
４２装着溝
４２ａ側面部
４５位置決めピン

Claims

ゴム状弾性体よりなるガスケット本体と、前記ガスケット本体の外周側に配置されるとともに前記ガスケット本体を保持する樹脂製の枠体とを備え、
前記枠体は、前記ガスケット本体に対し取り外し可能に連結されていることを特徴とするガスケット。
請求項１記載のガスケットにおいて、
前記枠体は、その内周端部が前記ガスケット本体の厚み内に埋設され、
前記枠体を前記ガスケット本体から取り外すときに前記枠体の内周端部が前記ガスケット本体から引き抜かれることを特徴とするガスケット。
請求項１記載のガスケットにおいて、
前記ガスケット本体は、噛み切り部および連結部を一体に備え、前記連結部に前記枠体が連結され、
前記枠体を前記ガスケット本体から取り外すときに前記噛み切り部が切断されることを特徴とするガスケット。
請求項１、２または３記載のガスケットにおいて、
前記枠体に、当該ガスケットを平面上位置決めするための位置決め部が設けられていることを特徴とするガスケット。