JP6363433B2 - Gasket for laminated member - Google Patents

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Description

本発明は、シール技術に係る密封装置の一種であるガスケットに係り、更に詳しくは、積層部材の平面上に設けたガスケット装着溝にゴム状弾性体よりなるガスケット本体を装着した積層部材用ガスケットに関する。本発明のガスケットは例えば、燃料電池用シールの分野で用いられ、またはその他の平面固定シール(熱交換器など)の分野などで用いられる。   The present invention relates to a gasket which is a kind of sealing device related to sealing technology, and more particularly to a gasket for a laminated member in which a gasket main body made of a rubber-like elastic body is mounted in a gasket mounting groove provided on a plane of the laminated member. . The gasket of the present invention is used, for example, in the field of fuel cell seals, or in the field of other flat fixed seals (such as heat exchangers).

例えば、燃料電池スタックは主としてMEA(Membrane Electrode Assembly:膜−電極複合体)などの電極反応部とアノードやカソードを隔壁するためのセパレータから構成される。電極反応部の電解質膜はフッ素系の固体高分子膜などが主に用いられ、プロトン伝導性が要求される。セパレータは電解質膜へ流体供給をなすための流路形成や、アノード側で発生した電子を伝導する重要な役割がある。   For example, the fuel cell stack is mainly composed of an electrode reaction part such as MEA (Membrane Electrode Assembly) and a separator for partitioning an anode and a cathode. As the electrolyte membrane in the electrode reaction part, a fluorine-based solid polymer membrane or the like is mainly used, and proton conductivity is required. The separator plays an important role in forming a flow path for supplying fluid to the electrolyte membrane and conducting electrons generated on the anode side.

一方、燃料電池用シールについては、各流体、例えば水素ガスや酸素を含んだ空気、スタックを冷却するための冷媒などがスタックの外部あるいは他流体域へ流出・流入しないようにシールする役割がある。数十W級の小型電源から100kW級の自動車用電源に至るまで、これら燃料電池は複数のセルで構成され、積層されるのが一般的である。燃料電池では例えば燃料側の例を挙げると、水素ガスやメタノールなど水素原子を含む燃料を供給する部分には、供給の連通穴から各セルの反応面にこの燃料を供給し、排出用の連通穴を通ってスタック外へ排出される。このとき反応面では最低でも他流体の連通穴や系外へ漏洩しないシールが必要である。同様に酸素あるいは空気側や冷却水あるいは冷媒側も同じ構成である。水の電気分解でも同様の構成であって、水素発生面と酸素発生面にはそれぞれの流体のシールが必要である。   On the other hand, the seal for the fuel cell serves to seal each fluid, for example, air containing hydrogen gas or oxygen, or a coolant for cooling the stack, from flowing out / inflowing to the outside of the stack or other fluid areas. . These fuel cells are generally composed of a plurality of cells and stacked from a small power source of several tens of watts to a power source for automobiles of 100 kW. For example, in the fuel cell, for example, on the fuel side, a fuel gas containing hydrogen atoms such as hydrogen gas and methanol is supplied to the reaction surface of each cell from the supply communication hole, and the exhaust communication channel is provided. It is discharged out of the stack through the hole. At this time, at the reaction surface, at least a communication hole for other fluid or a seal that does not leak out of the system is necessary. Similarly, the oxygen or air side, cooling water or refrigerant side has the same configuration. Water electrolysis has the same structure, and the hydrogen generation surface and the oxygen generation surface need to be sealed with respective fluids.

これらの積層部材は、プロトンを伝導する電解質膜と、取り出した電子を伝導するためのセパレータなどの導電性プレートから構成される。各流体をシールするためのガスケットは電解質膜側または導電性プレート側に取り付けられる。例えばMEAを導電性プレートで挟む場合は、燃料側流路を形成したプレートと空気あるいは酸素流路を形成したプレートを用いる。冷却水あるいは冷媒はこれらのプレート間に供給される。これらの流体をシールするには各層にゴムガスケットや接着材などのシール材が配置される。   These laminated members are composed of an electrolyte membrane that conducts protons and a conductive plate such as a separator that conducts extracted electrons. A gasket for sealing each fluid is attached to the electrolyte membrane side or the conductive plate side. For example, when the MEA is sandwiched between conductive plates, a plate having a fuel side channel and a plate having an air or oxygen channel are used. Cooling water or refrigerant is supplied between these plates. In order to seal these fluids, a sealing material such as a rubber gasket or an adhesive is disposed in each layer.

上記プレート用シールとしてゴムガスケットに代表される圧縮シールを用いる場合、自動車用や定置用などの積層スタックでは、セパレータの平面上に有底のガスケット装着溝を設け、このガスケット装着溝にゴムガスケットを装着することが一般的に行なわれている(特許文献1参照)。   When a compression seal typified by a rubber gasket is used as the plate seal, a laminated stack for automobiles or stationary use is provided with a bottomed gasket mounting groove on the plane of the separator, and a rubber gasket is provided in the gasket mounting groove. Mounting is generally performed (see Patent Document 1).

特開平7−263004号公報JP-A-7-263004

しかしながら燃料電池スタックでは一般的に、カーボンセパレータは0.5〜2mm程度、金属セパレータは0.1〜0.5mm程度の薄いプレートが積層される。また、これらのエンド部は、集電板や絶縁板など概ね数mm以上の板厚みのプレートでスタッキングされる。各プレート層では、水素ガスなどのアノード流体、エアなどのカソード流体、冷媒などをシールするためのガスケットが必要となる。   However, in a fuel cell stack, generally, a carbon separator is laminated with a thin plate of about 0.5 to 2 mm, and a metal separator is laminated with a thickness of about 0.1 to 0.5 mm. Further, these end portions are stacked by a plate having a thickness of approximately several mm or more such as a current collecting plate or an insulating plate. Each plate layer requires a gasket for sealing an anode fluid such as hydrogen gas, a cathode fluid such as air, and a refrigerant.

一方、使用環境としては、低温では−40℃、高温では100数十℃程度まで達するものもある。広い温度範囲をシールする必要があるが、これらの温度を変動するなかで、スタック内では、積層部の変形などが発生する。とくにMEAやセパレータなど厚みが薄い部材は、温度変動により積層方向に反りやうねりが発生しやすい。一方、集電板や絶縁板など、厚い部材は、積層方向への変化が少ない。   On the other hand, the usage environment may be as low as −40 ° C. at low temperatures and up to about 100 ° C. at high temperatures. Although it is necessary to seal a wide temperature range, deformation of the laminated portion occurs in the stack as these temperatures are varied. In particular, thin members such as MEAs and separators are likely to warp and swell in the stacking direction due to temperature fluctuations. On the other hand, a thick member such as a current collector plate or an insulating plate has little change in the stacking direction.

つまり、セパレータなどの薄い部材と集電板などの厚い部材の間には、スキマが発生しやすく、このスキマが漏れを起こす原因となっている。反りの大きさによっては、通常締め付け部の高さ方向スキマに対し、数倍もの大きさのスキマが発生する。これを解決するには、比較的大きな断面形状を有するガスケットが必要となるが、装着溝やスタックの小型化の要請から、ガスケットスペースを十分に取ることができず、課題となっている。   In other words, a gap is likely to occur between a thin member such as a separator and a thick member such as a current collector plate, which causes leakage. Depending on the size of the warp, a clearance several times larger than the height direction clearance of the normal tightening portion may occur. In order to solve this, a gasket having a relatively large cross-sectional shape is required, but due to the demand for downsizing of the mounting groove and the stack, a sufficient gasket space cannot be taken, which is a problem.

本発明は以上の点に鑑みて、ガスケットを装着するガスケット装着溝が小型化され、これに伴ってガスケットの断面積が小型化されても、十分なシール性能を発揮することが可能な積層部材用ガスケットを提供することを目的とする。   In view of the above, the present invention is a laminated member capable of exhibiting sufficient sealing performance even if the gasket mounting groove for mounting the gasket is downsized and the sectional area of the gasket is downsized accordingly. An object is to provide a gasket.

上記目的を達成するため、本発明の請求項1による積層部材用ガスケットは、積層部材の平面上に設けたガスケット装着溝にゴム状弾性体よりなるガスケット本体を装着した積層部材用ガスケットであって、前記ガスケット本体は、前記装着溝に嵌め込まれるガスケット基部と、前記基部の平面上に設けられたシールリップ部とを一体に有し、前記シールリップ部は、前記積層部材が積層され前記ガスケット本体が厚み方向に圧縮されたときに前記シールリップ部が密封流体側へ倒れるよう前記装着溝の溝幅方向に非対称の形状を備え、更に、前記装着溝は、前記シールリップ部の倒れを助長すべく密封流体側から反密封流体側へかけて溝深さが徐々に深くなるよう前記装着溝の溝底面が傾斜面状とされていることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a laminated member gasket according to claim 1 of the present invention is a laminated member gasket in which a gasket body made of a rubber-like elastic body is mounted in a gasket mounting groove provided on a plane of the laminated member. The gasket body integrally includes a gasket base portion fitted in the mounting groove and a seal lip portion provided on a plane of the base portion, and the gasket lip portion is formed by laminating the laminated member. The mounting groove has an asymmetrical shape in the groove width direction so that the seal lip portion falls to the sealing fluid side when compressed in the thickness direction, and the attachment groove promotes the fall of the seal lip portion. Thus, the groove bottom surface of the mounting groove is inclined so that the groove depth gradually increases from the sealing fluid side to the anti-sealing fluid side.

また、本発明の請求項2による積層部材用ガスケットは、上記した請求項1記載の積層部材用ガスケットにおいて、前記ガスケット本体におけるガスケット基部の下面に、前記シールリップ部の倒れに際し梃子の支点として作用するビード状突起が設けられていることを特徴とする。   The gasket for a laminated member according to claim 2 of the present invention is the gasket for laminated member according to claim 1 described above, and acts as a fulcrum of the insulator on the lower surface of the gasket base portion of the gasket body when the seal lip portion falls. A bead-shaped projection is provided.

上記構成を備える本発明の積層部材用ガスケットにおいて、積層部材が積層されてガスケット本体が厚み方向に圧縮されるとシールリップ部がその先端部をもって積層の相手方(隣りの積層部材)に接触し、更に密封流体側へ倒れるよう弾性変形し、このシールリップ部が倒れる方向は密封流体側であるので、装着後は密封流体側の圧力が高いほどシールリップ部が積層の相手方に強く押し付けられるセルフシール機能が発揮される。したがってガスケット本体の断面積がそれほど大きくなくても、十分なシール性能を発揮することが可能とされる。   In the gasket for a laminated member of the present invention having the above-described configuration, when the laminated member is laminated and the gasket main body is compressed in the thickness direction, the seal lip portion has its tip portion in contact with the other side of the lamination (adjacent laminated member), Furthermore, since the seal lip part is elastically deformed to fall to the sealing fluid side, and the direction in which the seal lip part falls is on the sealing fluid side, the higher the pressure on the sealing fluid side after mounting, the stronger the sealing lip part is pressed against the other side of the stack Function is demonstrated. Therefore, even if the cross-sectional area of the gasket body is not so large, sufficient sealing performance can be exhibited.

本発明において、シールリップ部が密封流体側へ倒れやすいのは、このシールリップ部が装着溝の溝幅方向に非対称の形状を備えるためであるが、更に装着溝が、シールリップ部の倒れを助長すべく密封流体側から反密封流体側へかけて溝深さが徐々に深くなるよう装着溝の溝底面が傾斜面状とされている。したがって積層部材が積層されてガスケット本体が厚み方向に圧縮されるとガスケット本体がその全体として溝深さが深いほうへ傾くことになり、よってシールリップ部が密封流体のほうへ倒れやすい。   In the present invention, the reason that the seal lip portion easily falls to the sealing fluid side is that the seal lip portion has an asymmetric shape in the groove width direction of the mounting groove, but the mounting groove further causes the seal lip portion to fall. The groove bottom surface of the mounting groove is inclined so that the groove depth gradually increases from the sealing fluid side to the anti-sealing fluid side for the purpose of promotion. Therefore, when the laminated members are laminated and the gasket body is compressed in the thickness direction, the gasket body as a whole is inclined to the deeper groove depth, and thus the seal lip portion tends to fall toward the sealing fluid.

また、ガスケット本体におけるガスケット基部の下面に、シールリップ部の倒れに際して梃子の支点として作用するビード状突起が設けることも考えられ、この場合には、梃子の作用によりガスケット本体の傾きが大きくなるため、これに伴ってシールリップ部の倒れも大きくなる。   In addition, it may be possible to provide a bead-like projection that acts as a fulcrum of the insulator when the seal lip part falls on the lower surface of the gasket base in the gasket body. In this case, the inclination of the gasket body increases due to the action of the insulator. As a result, the fall of the seal lip portion also increases.

本発明は、以下の効果を奏する。   The present invention has the following effects.

すなわち本発明においては以上説明したように、積層部材が積層されガスケット本体が厚み方向に圧縮されたときにシールリップ部が密封流体側へ倒れるよう弾性変形し、これにより密封流体側の圧力が高いほどシールリップ部が積層の相手方に強く押し付けられるセルフシール機能が発揮される。したがってガスケット本体の断面積がそれほど大きくなくても、十分なシール性能を発揮することができる。また、装着溝の溝底面が傾斜面状とされているため、ガスケット本体の傾きが大きくなり、よってシールリップ部の倒れを大きくすることができる。   That is, in the present invention, as described above, when the laminated member is laminated and the gasket main body is compressed in the thickness direction, the seal lip portion is elastically deformed so as to fall to the sealing fluid side, whereby the pressure on the sealing fluid side is high. The self-seal function is exerted so that the seal lip portion is strongly pressed against the other side of the lamination. Accordingly, even if the cross-sectional area of the gasket body is not so large, sufficient sealing performance can be exhibited. Moreover, since the groove bottom surface of the mounting groove is formed into an inclined surface, the inclination of the gasket main body is increased, so that the fall of the seal lip portion can be increased.

また、ガスケット基部の下面にビード状突起を設けることによりこの突起が梃子の支点として作用するため、ガスケット本体の傾き、延いてはシールリップ部の倒れを一層大きくすることができる。そして、シールリップ部が倒れやすいということは、積層部材の積層に伴う締め代が小さくてもシールリップ部が積層の相手方に強く押し付けられるので、優れたシール性を発揮することができる。   Further, by providing a bead-like protrusion on the lower surface of the gasket base, this protrusion acts as a fulcrum of the insulator, so that the inclination of the gasket main body, and further the fall of the seal lip can be further increased. The fact that the seal lip part tends to collapse means that the seal lip part is strongly pressed against the other side of the lamination even when the tightening allowance associated with the lamination of the laminated members is small, so that excellent sealing performance can be exhibited.

本発明の実施例に係る積層部材用ガスケットの平面図The top view of the gasket for laminated members which concerns on the Example of this invention 図1におけるC−C線拡大断面図であって同ガスケットの一部拡大断面図FIG. 2 is an enlarged sectional view taken along line CC in FIG. 1 and a partially enlarged sectional view of the gasket. 同ガスケットを積層した状態を示す一部断面図Partial sectional view showing a state where the gasket is laminated

本発明には、以下の実施形態が含まれる。
(1)ガスケットのリップ形状を非対称で、かつ、リップが倒れやすい構造とし、締め代が小さくても、内圧により倒れたガスケットをシール部材に押し付けてシールするガスケットであって、さらに、リップとは反対側の、ガスケット底部に嵌合される取り付け部材の溝底に傾斜を付けて、倒れを確実にする、あるいは、想定側と逆に倒れないようにする。
(2)左右非対称の断面形状よりなるガスケットにおいて、圧縮時にガスケットが倒れ、内圧によってシールする構造を有し、ガスケットの装着溝底が傾斜している構造。また、上記傾斜部に面するガスケット断面形状がビードを有する構造。
(3)取り付け溝底面とガスケット底面の間にスキマあり。
(4)取り付け溝の側壁でガスケットの基部側面を支持する。リップ先端のみが座屈する。
(5)従来通りの底部フラットでは圧縮率14%で漏れたが、溝底に3%の角度を付けることにより漏れが止まった。
The present invention includes the following embodiments.
(1) A gasket that has a lip shape that is asymmetric and has a structure in which the lip is easy to fall, and even when the tightening margin is small, the gasket that has been pushed down by the internal pressure is pressed against the seal member for sealing. The groove bottom of the mounting member fitted to the gasket bottom portion on the opposite side is inclined so as to ensure the fall or to prevent it from falling opposite to the assumed side.
(2) A gasket having a left-right asymmetric cross-sectional shape, in which the gasket collapses during compression and is sealed by internal pressure, and the gasket mounting groove bottom is inclined. Further, the gasket cross-sectional shape facing the inclined portion has a bead.
(3) There is a gap between the bottom of the mounting groove and the bottom of the gasket.
(4) The base side surface of the gasket is supported by the side wall of the mounting groove. Only the lip tip buckles.
(5) The conventional bottom flat leaked at a compression ratio of 14%, but the leakage stopped by attaching an angle of 3% to the groove bottom.

つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施例に係る積層部材用ガスケット11の全体平面を示し、この積層部材用ガスケット11は、積層部材の平面上に設けたガスケット装着溝にゴム状弾性体よりなるガスケット本体を装着したものである。   FIG. 1 shows an entire plane of a laminated member gasket 11 according to an embodiment of the present invention. The laminated member gasket 11 is a gasket main body made of a rubber-like elastic body in a gasket mounting groove provided on the plane of the laminated member. Is the one that is attached.

積層部材は、具体的には燃料電池用セパレータ21であって、所定の厚み寸法を備えるとともに平面長方形状を呈し、その平面中央に燃料ガス等の流体が流れる流路域22が設けられ、その隅部に流路域22へ流体を供給するための流体供給用マニホールド穴23、および流路域22から流体を排出するための流体排出用マニホールド穴24、ならびに他系統のマニホールド穴25が設けられ、流体供給用マニホールド穴23から流路域22を経由して流体排出用マニホールド穴24へ流れる流体が外部へ漏洩したり他系統のマニホールド穴25へ流れ込んだりしないよう、また他系統のマニホールド穴25を流れる流体が流入したりしないよう流体供給用マニホールド穴23、流路域22および流体排出用マニホールド穴24を囲み、更に他系統のマニホールド穴25を個別に囲むようにガスケット装着溝26が設けられ、この装着溝26にガスケット本体31が装着されている。   The laminated member is specifically a fuel cell separator 21 having a predetermined thickness dimension and a flat rectangular shape, and a flow path region 22 through which a fluid such as fuel gas flows is provided in the center of the flat surface. A fluid supply manifold hole 23 for supplying fluid to the flow channel region 22, a fluid discharge manifold hole 24 for discharging fluid from the flow channel region 22, and a manifold hole 25 of another system are provided at the corners. The fluid flowing from the fluid supply manifold hole 23 to the fluid discharge manifold hole 24 via the flow path region 22 does not leak to the outside or flow into the manifold hole 25 of another system. The fluid supply manifold hole 23, the flow path region 22 and the fluid discharge manifold hole 24 are surrounded so that the fluid flowing through Gasket installation groove 26 is provided so as to surround the manifold holes 25 of the system individually, gasket body 31 is mounted in the mounting groove 26.

図2は、図1におけるC−C線拡大断面を示し、図の左側が密封流体側A、右側が反密封流体側(大気側)Bとされている。セパレータ21の平面上に断面矩形状ないし略矩形状を呈するガスケット装着溝26が設けられ、この装着溝26にゴム状弾性体よりなるガスケット本体31が非接着で装着されている。   FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view taken along the line CC in FIG. 1. The left side of the drawing is a sealed fluid side A and the right side is an anti-sealed fluid side (atmosphere side) B. A gasket mounting groove 26 having a rectangular or substantially rectangular cross section is provided on the plane of the separator 21, and a gasket main body 31 made of a rubber-like elastic body is mounted in the mounting groove 26 without bonding.

ガスケット本体31は、装着溝26に嵌め込まれるガスケット基部32と、基部32の平面上に設けられたシールリップ部33とを一体に有している。   The gasket main body 31 integrally includes a gasket base portion 32 fitted into the mounting groove 26 and a seal lip portion 33 provided on the plane of the base portion 32.

基部32は、装着溝26の溝幅と同等ないし略同等の横幅を備える横長の断面矩形状ないし略矩形状とされている。   The base portion 32 has a horizontally long cross-sectional rectangular shape or a substantially rectangular shape having a lateral width equal to or substantially equal to the groove width of the mounting groove 26.

シールリップ部33は、基部32の平面上において反密封流体側Bへ偏在して設けられ、その断面形状を先細の三角形状ないし略三角形状とされている。またこの断面三角形状のシールリップ部33は密封流体側Aの斜面33aおよび反密封流体側Bの斜面33bを備えるところ、前者の密封流体側Aの斜面33aのほうが後者の反密封流体側Bの斜面33bよりも傾斜勾配が急に設定されている。したがってシールリップ部33は、セパレータ21が積層されてガスケット本体31がその厚み方向(図1では上下方向)に圧縮されたときにこのシールリップ部33が密封流体側Aのほうへ倒れるように装着溝26の溝幅方向に非対称の形状とされている。   The seal lip portion 33 is provided unevenly on the anti-sealing fluid side B on the plane of the base portion 32, and the cross-sectional shape thereof is a tapered triangular shape or a substantially triangular shape. Further, the seal lip portion 33 having a triangular section has a slope 33a on the sealing fluid side A and a slope 33b on the anti-sealing fluid side B. The slope 33a on the former sealing fluid side A is on the opposite side of the latter anti-sealing fluid side B. The slope is set steeper than the slope 33b. Therefore, the seal lip 33 is mounted so that the seal lip 33 is tilted toward the sealed fluid side A when the separator 21 is laminated and the gasket body 31 is compressed in the thickness direction (vertical direction in FIG. 1). The shape of the groove 26 is asymmetric in the groove width direction.

また、装着溝26は上記したように断面矩形状ないし略矩形状とされているところ、シールリップ部33の倒れを助長すべく密封流体側Aから反密封流体側Bへかけて溝深さが徐々に深くなるように装着溝26の溝底面26aが傾斜面状とされている。したがって装着溝26の溝底面26aには、密封流体側Aへ向けての所定の傾斜角度θが設定され、この傾斜角度θは例えば3度前後とされている。   The mounting groove 26 has a rectangular or substantially rectangular cross section as described above, and the groove depth extends from the sealing fluid side A to the anti-sealing fluid side B in order to promote the collapse of the seal lip 33. The groove bottom surface 26a of the mounting groove 26 has an inclined surface shape so as to be gradually deeper. Accordingly, a predetermined inclination angle θ toward the sealed fluid side A is set on the groove bottom surface 26a of the mounting groove 26, and this inclination angle θ is set to about 3 degrees, for example.

また、ガスケット本体31における基部32の下面に、シールリップ部33の倒れに際して梃子の支点として作用することが可能なビード状突起34が設けられており、図では同形同大のビード状突起34が3本互いに平行に設けられている。   In addition, a bead-shaped projection 34 that can act as a fulcrum of the insulator when the seal lip portion 33 is tilted is provided on the lower surface of the base portion 32 of the gasket main body 31. Are provided in parallel with each other.

図2は、ガスケット本体31をその厚み方向に圧縮する前の初期的な装着状態を示し、この初期的な装着状態においては、基部32の下面に設けたビード状突起34が装着溝26の溝底面26aに接触するので、装着溝26の溝底面26aと基部32の下面との間に所定の間隔tが設けられている。 FIG. 2 shows an initial mounting state before the gasket body 31 is compressed in the thickness direction. In this initial mounting state, the bead-shaped protrusions 34 provided on the lower surface of the base portion 32 are grooves of the mounting groove 26. Since it contacts the bottom surface 26 a, a predetermined interval t 1 is provided between the groove bottom surface 26 a of the mounting groove 26 and the lower surface of the base portion 32.

また、上記したように装着溝26は傾斜面状とされているので、ビード状突起34はその3本のうち密封流体側A側のビード状突起34のみが装着溝26の溝底面26aに接触し、中央のビード状突起34と装着溝26の溝底面26aとの間に所定の間隔tが設けられ、反密封流体側Bのビード状突起34と装着溝26の溝底面26aとの間にも所定の間隔tが設けられている(ただし作図の都合上、tは図示していない)。 Since the mounting groove 26 is inclined as described above, only the bead-shaped protrusion 34 on the sealed fluid side A side of the three bead-shaped protrusions 34 contacts the groove bottom surface 26 a of the mounting groove 26. In addition, a predetermined interval t 2 is provided between the center bead-shaped protrusion 34 and the groove bottom surface 26 a of the mounting groove 26, and between the bead-shaped protrusion 34 on the anti-sealing fluid side B and the groove bottom surface 26 a of the mounting groove 26. predetermined interval t 3 is also provided (although the drawing of convenience, t 2 is not shown).

そして、これらの間隔t,t,tの大小関係はt>t>tとされ、またこれらの間隔t,t,tはいずれもガスケット本体31が反密封流体側Bへ傾くための構成として設けられている。 The size relationship between these intervals t 1 , t 2 , and t 3 is t 1 > t 3 > t 2, and the intervals t 1 , t 2 , and t 3 are all anti-sealing fluids of the gasket body 31. It is provided as a configuration for inclining to the side B.

図3は、図2の初期的な装着状態からセパレータ21を積層してガスケット本体31をその厚み方向に圧縮した状態を示し、この装着・圧縮状態において、シールリップ部33はその先端部33cをもって積層の相手方(隣りのセパレータ)41に接触し、更に密封流体側Aへ倒れるよう弾性変形し、このシールリップ部33が倒れる方向は密封流体側Aであるので、装着後は密封流体側Aの圧力Pが高いほどシールリップ部33が積層の相手方41に強く押し付けられるセルフシール機能が発揮される。したがってこのようにセルフシール機能が発揮されるので、ガスケットスペースが小さくガスケット本体21の断面積がそれほど大きくなくても、当該ガスケット11によれば十分なシール性能を発揮することができる。   FIG. 3 shows a state in which the separator 21 is stacked from the initial mounting state of FIG. 2 and the gasket body 31 is compressed in the thickness direction. In this mounting / compressed state, the seal lip portion 33 has its tip 33c. Since it is elastically deformed so as to come into contact with the other party (adjacent separator) 41 and further fall down to the sealing fluid side A, and the direction in which the seal lip 33 is tilted is the sealing fluid side A, As the pressure P is higher, a self-seal function is exerted in which the seal lip 33 is more strongly pressed against the mating counterpart 41. Therefore, since the self-sealing function is exhibited in this way, even if the gasket space is small and the cross-sectional area of the gasket main body 21 is not so large, the gasket 11 can exhibit sufficient sealing performance.

尚、上記構成の積層部材用ガスケット11においては、以下の構成にもとづいて、シールリップ部33が密封流体側Aへ倒れやすくされている。
すなわち第1に、シールリップ部33が装着溝26の溝幅方向に非対称の形状とされていること。
第2に、密封流体側Aから反密封流体側Bへかけて溝深さが徐々に深くなるよう装着溝26の溝底面26aが傾斜面状とされていること。
第3に、ガスケット本体31におけるガスケット基部32の下面に、シールリップ部33の倒れに際して梃子の支点として作用するビード状突起34が設けられていること。
In the laminated member gasket 11 having the above-described configuration, the seal lip portion 33 is easily tilted to the sealed fluid side A based on the following configuration.
That is, firstly, the seal lip portion 33 is asymmetric in the groove width direction of the mounting groove 26.
Second, the groove bottom surface 26a of the mounting groove 26 is inclined so that the groove depth gradually increases from the sealing fluid side A to the anti-sealing fluid side B.
Thirdly, a bead-shaped protrusion 34 that acts as a fulcrum of the insulator when the seal lip 33 falls down is provided on the lower surface of the gasket base 32 in the gasket body 31.

この第3点に関しては、セパレータ21が積層されてガスケット本体31がその厚み方向に圧縮されると、先ず、密封流体側A側のビード状突起34を梃子の支点としてガスケット本体31が図上右下がりに傾き、中央のビード状突起34が装着溝26の溝底面26aに接触する。次いで、中央のビード状突起34を梃子の支点としてガスケット本体31が図上右下がりに傾き、反密封流体側Bのビード状突起34が装着溝26の溝底面26aに接触する。次いで更に、反密封流体側Bのビード状突起34を梃子の支点としてガスケット本体31が図上右下がりに傾き、基部32下面の反密封流体側Bの端部が装着溝26の溝底面26aに近付き、或いは近付いたうえで装着溝26の溝底面26aに接触する。   Regarding the third point, when the separators 21 are stacked and the gasket main body 31 is compressed in the thickness direction, first, the gasket main body 31 is positioned on the right side of the figure with the bead-shaped protrusion 34 on the sealing fluid side A side as a fulcrum of the insulator. Inclined downward, the bead-shaped projection 34 at the center contacts the groove bottom surface 26 a of the mounting groove 26. Next, the gasket main body 31 is tilted to the lower right in the drawing with the central bead-shaped protrusion 34 as a fulcrum of the lever, and the bead-shaped protrusion 34 on the anti-sealing fluid side B contacts the groove bottom surface 26 a of the mounting groove 26. Next, the gasket main body 31 is inclined downward to the right in the figure with the bead-shaped protrusion 34 on the anti-sealing fluid side B as a fulcrum of the insulator, and the end of the anti-sealing fluid side B on the bottom surface of the base 32 is formed on the groove bottom surface 26 a of the mounting groove 26. Approach or approach the groove bottom surface 26a of the mounting groove 26.

したがってこのように3本のビード状突起34が梃子の支点として順次作用するため、ガスケット本体31が段階的にかつ大きく傾くことが可能とされ、これによりシールリップ部33が密封流体側Aへ大きく倒れ込む。   Accordingly, the three bead-shaped projections 34 sequentially act as the fulcrum of the insulator in this way, so that the gasket body 31 can be inclined in a stepwise and large manner, whereby the seal lip portion 33 is greatly increased toward the sealed fluid side A. Fall down.

但し、本発明において、このようにビード状突起34の形成数を3本としたのは単なる一例であって、ビード状突起34の形成数は1本でも良く、2本でも良く、4本以上であっても良い。また、その形成数にかかわらずビード状突起34と基部32下面の反密封流体側Bの端部との間には所定の溝幅方向の間隔を設けることが好ましい。   However, in the present invention, the number of bead-shaped protrusions 34 formed in this way is merely an example, and the number of bead-shaped protrusions 34 may be one, two, or four or more. It may be. Moreover, it is preferable to provide a predetermined gap width direction interval between the bead-shaped projection 34 and the end of the bottom surface of the base portion 32 on the anti-sealing fluid side B regardless of the number of the formation.

11 積層部材用ガスケット
21 セパレータ(積層部材)
22 流路域
23,24,25 マニホールド穴
26 ガスケット装着溝
26a 溝底面
31 ガスケット本体
32 基部
33 シールリップ部
33a,33b 斜面
33c 先端部
34 ビード状突起
41 積層の相手側部品
A 密封流体側
B 反密封流体側
11 Gasket for laminated member 21 Separator (laminated member)
22 Flow path area 23, 24, 25 Manifold hole 26 Gasket mounting groove 26a Groove bottom 31 Gasket body 32 Base 33 Seal lip 33a, 33b Slope 33c Tip 34 Bead-shaped protrusion 41 Laminated mating part A Sealed fluid side B Anti Sealed fluid side

Claims (2)

積層部材の平面上に設けたガスケット装着溝にゴム状弾性体よりなるガスケット本体を装着した積層部材用ガスケットであって、
前記ガスケット本体は、前記装着溝に嵌め込まれるガスケット基部と、前記基部の平面上に設けられたシールリップ部とを一体に有し、
前記シールリップ部は、前記積層部材が積層され前記ガスケット本体が厚み方向に圧縮されたときに前記シールリップ部が密封流体側へ倒れるよう前記装着溝の溝幅方向に非対称の形状を備え、
更に、前記装着溝は、前記シールリップ部の倒れを助長すべく密封流体側から反密封流体側へかけて溝深さが徐々に深くなるよう前記装着溝の溝底面が傾斜面状とされていることを特徴とする積層部材用ガスケット。
A gasket for a laminated member in which a gasket main body made of a rubber-like elastic body is attached to a gasket mounting groove provided on a plane of the laminated member,
The gasket main body integrally includes a gasket base portion fitted in the mounting groove and a seal lip portion provided on a plane of the base portion,
The seal lip portion has an asymmetric shape in the groove width direction of the mounting groove so that when the laminated member is laminated and the gasket body is compressed in the thickness direction, the seal lip portion falls to the sealing fluid side,
Further, the mounting groove has an inclined surface on the bottom surface of the mounting groove so that the groove depth gradually increases from the sealing fluid side to the anti-sealing fluid side in order to promote the fall of the seal lip portion. A gasket for laminated members, characterized by comprising:
請求項1記載の積層部材用ガスケットにおいて、
前記ガスケット本体におけるガスケット基部の下面に、前記シールリップ部の倒れに際し梃子の支点として作用するビード状突起が設けられていることを特徴とする積層部材用ガスケット。
In the gasket for laminated members according to claim 1,
A gasket for a laminated member, wherein a bead-shaped projection that acts as a fulcrum of an insulator when the seal lip portion falls is provided on a lower surface of a gasket base portion in the gasket main body.
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JP4099648B2 (en) * 2002-07-01 2008-06-11 Nok株式会社 Gasket for fuel cell
JP4268850B2 (en) * 2003-09-29 2009-05-27 内山工業株式会社 Fuel cell seal structure
JP2006220229A (en) * 2005-02-10 2006-08-24 Nippon Valqua Ind Ltd Dovetail groove sealing material
WO2012056768A1 (en) * 2010-10-26 2012-05-03 Nok株式会社 Gasket
JP6125194B2 (en) * 2012-10-30 2017-05-10 Nok株式会社 Method for machining seal mounting groove in metal plate

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