JP6674018B2 - ガスケット装着方法 - Google Patents

Description

本発明は、ガスケット装着方法に関する。

燃料電池用のガスケットには、ゴム状弾性体からなるラバーオンリーガスケット、ゴム状弾性体からなるガスケットをセパレータに一体成形したセパレータ一体ガスケット、ゴム状弾性体からなるガスケットをＧＤＬ（ガス拡散層）に一体成形したＧＤＬ一体ガスケット等といった様々な構成のガスケットがある。

これらのガスケットは、それぞれ特徴を備えるものであるが、近年、低コスト化の要求が強いことから、この要求を満足できるラバーオンリーガスケットが注目されている。そして、このラバーオンリーガスケットとして、例えば、図６に示すものが知られている。

図６（ａ）に示すラバーオンリーガスケット（以下、単にガスケットとも言う。）５１０は、全体として平面状（平板状）をなし、燃料電池の反応面の周りを全周にわたってシールするための外周シール部５２１が平面長方形状の枠状に設けられており、各マニホールドの周りをシールするために外周シール部５２１の長手方向両端には、それぞれ内側シール部（マニホールド用シール部）５２２が一体に設けられている。そして、ガスケット５１０の断面形状は、図６（ｂ）に示すように断面円形状をなすものである。

特開２０１４−６０１３３（図１等におけるガスケット３を参照）

しかし、上述のラバーオンリーガスケット５１０は、以下の点について更なる改善の余地がある。

すなわち、このガスケット５１０は、一般的に断面形状（線径）が１ｍｍないし数ｍｍ程度と小さく設定されているため、運搬時やスタッキング時にガスケットに捩れが生じやすく、その取り扱い作業性（ハンドリング性）がよくない。

そのため、図７（ａ）に示すようにゴム状弾性体からなるガスケット本体５２０と、このガスケット本体５２０における図７（ｂ）の下側に剥離可能に粘着されたキャリアフィルム５３０との組合せよりなるキャリアフィルム付きガスケット（以下、単にガスケットともいう。）５１０を提案している。このキャリアフィルム付きガスケット５１０は、ゴム状弾性体からなるガスケット本体５２０がこれよりも強度の高いキャリアフィルム５３０によって保持されるため、捩れが生じにくく、取り扱い作業性を向上させることができる。

そして、このガスケット５１０は、例えば、図８（ａ）に示すように、キャリアフィルム５３０をベースとして真空引き装置５５１の吸着部５５２にセットし、図８（ａ）の矢印方向Ｓに真空引きを行うことにより、キャリアフィルム５３０を吸着（固定）させつつ、図８（ｂ）に示すように、矢印方向Ｍに向けて吸引力を発揮する吸引治具５５３等を用いてキャリアフィルム５３０からガスケット本体５２０を取り出し、取り出したガスケット本体５２０のみが不図示のセパレータに装着される。

しかし、上記取り外しに際し、ガスケット本体５２０がその性質上、表面に粘着性を備えているため、ガスケット本体５２０がキャリアフィルム５３０に粘着していると、ガスケット本体５２０からキャリアフィルム５３０を強い力で剥離しなければならず、剥離容易性という点で更なる改善の余地がある。

また、ガスケット本体５２０からキャリアフィルム５３０を剥離すると、キャリアフィルム５３０がガスケット本体５２０を保持することができない。したがって、図６（ａ）、（ｂ）に示すラバーオンリーガスケットと同様に、ガスケット本体５２０に捩れが生じ易く、スタッキング時において、ガスケット本体５２０を本来の位置に装着させ続けるという点で更なる改善の余地がある。

キャリアフィルムからガスケット本体を剥離しやすくし、かつ、スタッキング時におけるガスケット本体の位置ずれを抑止すること。

ゴム状弾性体のみからなるガスケット本体と、このガスケット本体の厚み方向一方の面側に剥離可能に粘着されたキャリアフィルムとを有するガスケットを用い、一方の部材と他方の部材との間の隙間を密封するために、前記ガスケット本体を前記他方の部材に装着するガスケット装着方法において、前記他方の部材に形成された被係止部に、前記ガスケット本体の厚み方向他方の面における前記被係止部と対応する位置に形成された係止部を係止して前記ガスケット本体を前記他方の部材に装着し、前記他方の部材に装着された前記ガスケット本体に粘着されたキャリアフィルムを剥離する。

ガスケット本体を装着した後で、ガスケット本体からキャリアフィルムを容易に剥離することができる。また、ガスケット本体が他方の部材と係止されるため、スタッキング時にガスケットの位置がずれるといったこともなくなる。

実施形態に係るガスケットを示す図であり、（ａ）は、その平面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ断面図である。 実施形態に係るガスケットと、このガスケットを装着するセパレータを示す要部拡大断面図である。 実施形態に係るガスケットの装着方法を示す説明図であり、（ａ）は、ガスケットをセパレータに固定している状態を示す図であり、（ｂ）は、ガスケット本体からキャリアフィルムを剥離している状態を示す図である。 実施形態に係るガスケットにおける凹部の一例を示す図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＰ部拡大平面図である。 実施形態に係るガスケットにおける凹部の他の例を示す図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＱ部拡大平面図である。 従来技術に係るガスケットを示す図であり、（ａ）は、その平面図、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。 参考例に係るガスケットを示す図であり、（ａ）は、その平面図、（ｂ）は、（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。 （ａ），（ｂ）は、共に、参考例に係るガスケットにおけるガスケット本体を吸引治具で取り出している状態を示す図である。

以下において、本実施形態に係るガスケット１０について図面に基き詳細に説明する。図１は、実施形態に係るガスケット１０を示す図であり、（ａ）は、その平面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ断面図であり、図２は、実施形態に係るガスケット１０とこのガスケット１０を装着するセパレータ４０を示す要部拡大断面図である。

図１（ａ）、（ｂ）及び図２に示すように本実施形態に係るガスケット１０は、所要のゴム状弾性体（例えば、ＶＭＱ、ＰＩＢ、ＥＰＤＭ、ＦＫＭなど）からなり、プレートの一種である燃料電池用のセパレータ４０の平面上に組みつけられるガスケット本体２０と、このガスケット本体２０に剥離可能に粘着された樹脂フィルムからなるキャリアフィルム３０との組合せよりなる。

ガスケット本体２０は、全体として平面状（平板状）に成形され、燃料電池の反応面の周りを全周にわたってシールする外周シール部２１が平面長方形の枠状に設けられており、また、燃料電池の反応面と各マニホールド部を仕切るため、外周シール部２１の長手方向両端部にそれぞれ内側シール部（マニホールド用シール部）２２が一体に設けられている。そして、ガスケット本体２０の断面形状は図１（ｂ）に示すように、断面長方形をなすシール基部２３が形成されていると共に、このシール基部２３の厚み方向一方の面中央には、断面略円弧形、又は凸状のシールリップ部２４が形成されている。

シール基部２３は、断面が長方形をなし、このシール基部２３の厚み方向一方の面２３ａ側と側面２３ｃには、後述するキャリアフィルム３０が粘着されている。また、このシール基部２３の厚み方向他方の面２３ｂには、凹部２５が形成されている。

凹部２５は、図１（ａ），（ｂ）に示すように、外周シール部２１及び内側シール部２２の全周にわたって溝状に形成されている。また、凹部２５は、２本が互いに平行に設けられている。そして、凹部２５は、後述するセパレータ４０に形成された凸部４１と係止するものである。

シールリップ部２４は、シール基部２３の中央から一方の面２３ａ側に向けて突出し、シールリップ部２４の外面には、後述するキャリアフィルム３０が粘着されている。

キャリアフィルム３０は、ガスケット本体２０全体よりも一回りほど大きな平面長方形をなす樹脂フィルムよりなる。このキャリアフィルム３０の平面上一部には、ガスケット本体２０におけるシール基部２３の一方の面２３ａ及び側面２３ｃと、シールリップ部２４の外面とに粘着されることでガスケット本体２０を保持するガスケット保持部３１が設けられているとともに、ガスケット本体２０に粘着されていないキャリアフィルム片３２が設けられている。樹脂フィルムとしては、例えば、厚さ０．２ｍｍのポリプロピレンフィルムを使用し、これを所定の平面形状に裁断して使用する。樹脂フィルムとしてはポリプロピレンの他に、ポリエチレン、ポリスチレンなど一般樹脂材が使用可能である。フィルムの厚さについては、ガスケット本体２０の線径や断面形状にもよるが、０．１ｍｍ〜０．３ｍｍ程度とするのが好ましい。

セパレータ４０は、燃料電池の反応面同士を区切る導電性平板であって、このセパレータ４０には、図１（ａ）及び図２に示すようにガスケット本体２０のシール基部２３の他方の面２３ｂに形成された凹部２５と対応する位置に、この凹部２５と係止するための凸部４１が全周にわたって形成されている。なお、この凸部４１の幅（図２における左右方向の長さ）は、ガスケット本体２０における凹部２５の幅よりも若干大きく又は同等に設定されている。

なお、ガスケット本体２０におけるシール基部２３の他方の面２３ｂに形成された凹部２５の平面形状や配置については、ガスケット本体２０の使用条件等に応じて種々の態様が考えられ、例えば、以下のようなものであってもよい。

図４（ａ）、（ｂ）に示す例では、ガスケット本体２０に溝状をなす一対の凹部２５が所定の間隔をおいて複数形成されている。この場合、ガスケット本体２０に装着されるセパレータ４０における凸部４１もガスケット本体２０の凹部２５に対応して所定の間隔をおいて複数形成されている。

図５（ａ）、（ｂ）に示す例では、ガスケット本体２０に平面円形状の凹みをなす一対の凹部２５が所要の間隔をおいて複数形成されている。この場合、ガスケット本体２０に装着されるセパレータ４０における凸部４１もガスケット本体２０の凹部２５に対応して所定の間隔をおいて複数形成されている。

また、セパレータ４０に凹部を設け、ガスケット本体２０におけるシール基部２３の他方の面２３ｂに凸部を設けてもよい。

次に、本実施形態に係るガスケット１０の製造方法について説明する。製造に際しては、ゴム状弾性体からなるガスケット本体２０を射出成形する金型（ゴム成形型）を用いる。

まず、所定の大きさの平面形状に裁断した平面状のキャリアフィルム３０を用意し、このキャリアフィルム３０を不図示の金型に挟み込んだ状態で型締めする。金型は上型および下型の組み合わせよりなり、両型には、それぞれ不図示のキャビティが一部ずつ対応して設けられている。次いで、キャビティへガスケット本体２０を成形するための成形材料を充填し加熱する等して、ガスケット本体２０を成形する。キャビティへ成形材料を充填したとき、キャリアフィルム３０はその平面上一部が成形材料充填圧力によって下型のキャビティの内面に押し付けられ、キャビティの内面に沿った形に変形（塑性変形）し、ガスケット保持部３１が成形される。そして、ガスケット本体２０の成形後、型開きし、ガスケット本体２０およびキャリアフィルム３０を同時に金型から取り出す。

これにより、ガスケット１０は、ガスケット本体２０がキャリアフィルム３０によって保持された組み合わせ状態とされ、この組み合わせ状態で製品の搬送や保管などを行う。

次に本実施形態に係るガスケット１０の装着方法を図面に基いて説明する。図３は、実施形態に係るガスケット１０の装着方法を示す説明図であり、（ａ）は、ガスケット１０をセパレータ４０に固定している状態を示す図であり、（ｂ）は、ガスケット本体２０からキャリアフィルム３０を剥離している状態を示す図である。

まず、図３（ａ）に示すように、ガスケット本体２０におけるシール基部２３の他方の面２３ｂに形成された凹部２５と、セパレータ４０に形成された凸部４１が同一線上に並ぶように位置決めをし、ガスケット本体２０（キャリアフィルム３０の外面）の一方の面２３ａ側を押し治具５０で押圧する。すると、ガスケット本体２０におけるシール基部２３の他方の面２３ｂに形成された凹部２５がセパレータ４０に形成された凸部４１へ圧入され、凹部２５と凸部４１とを係止する。これにより、ガスケット本体２０は、セパレータ４０に強固に装着（固定）されることとなる。

次に、図３（ｂ）に示すように、ガスケット本体２０に粘着されたキャリアフィルム３０におけるキャリアフィルム片３２を引き剥がす等をして、キャリアフィルム３０をガスケット本体２０から剥離する。このとき、ガスケット本体２０は、セパレータ４０に強固に装着されているため、キャリアフィルム３０を剥離する際に、ガスケット本体２０がセパレータ４０から外れることはない。これにより、キャリアフィルム３０は、ガスケット本体２０から容易かつ安定的に剥離されることとなる。加えて、ガスケット本体２０は、セパレータ４０に強固に装着されたまま、セパレータ４０等を積み重ねることで、スタッキングされる。

以上により、本実施形態に係るガスケット１０によれば、ガスケット本体２０がキャリアフィルム３０によって保持された組み合わせ状態とされ、この組み合わせ状態で製品の搬送や保管などを行うことができる。したがって、キャリアフィルム３０によって保持されたガスケット本体２０には捩れ等が生じにくく、ガスケット本体２０を単品で取り扱う場合よりも取扱い作業性を向上させることができる。

また、本実施形態に係るガスケット１０によれば、ガスケット本体２０におけるシール基部２３の他方の面２３ｂに形成された凹部２５と、セパレータ４０に形成された凸部４１とが係止されることにより、ガスケット本体２０は、セパレータ４０に強固に装着される。したがって、ガスケット１０におけるキャリアフィルム３０をガスケット本体２０から安定的に剥離することができる。

また、本実施形態に係るガスケット本体２０からキャリアフィルム３０を剥離する手順は、ガスケット本体２０をセパレータ４０に装着した後に、キャリアフィルム３０におけるキャリアフィルム片３２を引き剥がすのみである。したがって、図７，８に示す参考例におけるガスケット５１０のように、真空引き装置５５１における吸着部５５２でキャリアフィルム５３０を固定した後に吸引治具５５３によりガスケット本体５２０を取り出すという作業をしなくてもよい。よって、キャリアフィルム３０をガスケット本体２０から容易に剥離することができる。

また、本実施形態に係るガスケット１０におけるガスケット本体２０は、キャリアフィルム３０を剥離した後においても、セパレータ４０に強固に装着されているため、スタッキング時にガスケット本体２０の位置がずれるといったこともなくなる。

また、本実施形態に係るガスケット１０は、ガスケット本体２０をセパレータ４０に装着する前にキャリアフィルム３０を剥離する必要がない。したがって、ガスケット本体２０をセパレータ４０に装着する工程とガスケット本体２０からキャリアフィルム３０を剥離する工程をほぼ同時に行うことができる。

上述の事項を換言すれば、ガスケット本体２０に形成された凹部２５とセパレータ４０に形成された凸部４１は、キャリアフィルム３０を剥離する際にガスケット本体２０を固定する役割と、キャリアフィルム３０を剥離した後のスタッキング時にガスケット本体２０の位置ずれを防止するという役割を兼ねるものである。

１０ ガスケット
２０ ガスケット本体
２１ 外周シール部
２２ 内側シール部
２３ シール基部
２３ａ 一方の面
２３ｂ 他方の面
２３ｃ 側面
２４ シールリップ部
２５ 凹部
３０ キャリアフィルム
３１ ガスケット保持部
３２ フィルム片
４０ セパレータ
４１ 凸部
５０ 押し治具

Claims (4)

1. ゴム状弾性体のみからなるガスケット本体と、このガスケット本体の厚み方向一方の面側に剥離可能に粘着されたキャリアフィルムとを有するガスケットを用い、一方の部材と他方の部材との間の隙間を密封するために、前記ガスケット本体を前記他方の部材に装着するガスケット装着方法において、
   前記他方の部材に形成された被係止部に、前記ガスケット本体の厚み方向他方の面における前記被係止部と対応する位置に形成された係止部を係止して前記ガスケット本体を前記他方の部材に装着し、
   前記他方の部材に装着された前記ガスケット本体に粘着されたキャリアフィルムを剥離する
   ことを特徴とするガスケット装着方法。
2. 前記係止部は、前記ガスケット本体の全周にわたって形成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のガスケット装着方法。
3. 前記係止部は、前記ガスケット本体に所定の間隔をおいて複数形成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のガスケット装着方法。
4. 前記ガスケット本体における係止部は、凹状をなし、
   前記他方の部材における被係止部は、凸状をなす
   ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一に記載のガスケット装着方法。

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