JPWO2018061831A1 - ガスケット及びその装着方法 - Google Patents

Abstract

小断面の平面状ガスケットの取り扱い性を確保し、しかもそのうえで、ガスケットの重量を比較的小さく設定することができるガスケットとその装着方法を提供する。この目的を達成するため、ゴム状弾性体よりなる平面状のガスケット本体と、ガスケット本体の周縁部に配置された樹脂製の短冊状フィルムとを有し、ガスケット本体および短冊状フィルムは、互いに粘着した状態とされることによりガスケット本体から短冊状フィルムを取り外し可能とされている。ガスケットを装着箇所に装着する方法としては、ガスケット本体を装着箇所に取り付ける工程と、装着箇所に取り付けたガスケット本体から短冊状フィルムを取り外す工程とを順次実施する。

Description

本発明は、シール技術に係るガスケットとその装着方法に関する。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。

燃料電池用ガスケットに代表される小断面の平面状ガスケットは、その取り扱い性の問題（線径が細く柔軟であることからハンドリング性が良くない）から例えば図７（Ａ）（Ｂ）に示すように、ゴム状弾性体よりなる平面状のガスケット本体１０１と、このガスケット本体１０１の周縁部に配置された樹脂製の枠体（フレーム体）１０２との組み合わせとされ、柔軟なガスケット本体１０１を比較的剛性の高い枠体１０２によって保持する構成とされている（特許文献１参照）。

特開２０１１−２３８３６４号公報

しかしながら上記従来技術において、樹脂製の枠体１０２は、ガスケット本体１０１と共にそのまま燃料電池スタックに装着されるものとされている。

したがってガスケットの重量が、ガスケット本体１０１の重量および枠体１０２の重量の和によって構成されるため、ガスケットの重量が大きく、よって車載重量が増加し、燃費が低下する等の問題がある。

本発明は以上の点に鑑みて、小断面の平面状ガスケットの取り扱い性を確保し、しかもそのうえで、ガスケットの重量を比較的小さく設定することができるガスケットとその装着方法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平面状のガスケット本体と、前記ガスケット本体の周縁部に配置された樹脂製の短冊状フィルムとを有し、前記ガスケット本体および前記短冊状フィルムは、互いに粘着した状態とされることにより前記ガスケット本体から前記短冊状フィルムを取り外し可能と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、ゴム状弾性体よりなる平面状のガスケット本体および樹脂よりなる短冊状フィルムが互いに粘着した状態とされているため、ガスケット本体を比較的剛性の高い短冊状フィルムによって保持することが可能とされている。したがってガスケットの取り扱い性を向上させることができる。

また、ガスケット本体から短冊状フィルムを取り外し可能とされているため、ガスケット本体から短冊状フィルムを取り外すことにより、ガスケット全体としての重量を軽減することが可能とされている。したがってガスケットの重量を比較的小さく設定することができる。

ガスケットを装着箇所に装着する手順としては、ガスケット本体を装着箇所に取り付ける工程を行い、次いで、装着箇所に取り付けたガスケット本体から短冊状フィルムを取り外す工程を行う。この手順によればガスケット本体が短冊状ガスケットまたは装着箇所（燃料電池セパレータ等の相手装着部品）によって常に保持された状態とされるため、その取り扱い性が問題となることがない。

ガスケット本体は例えばこれを平面長方形とし、この平面長方形における対向２辺にそれぞれ短冊状フィルムを配置する。したがってこの場合、ガスケットは、ガスケット本体および２本の短冊状フィルムの組み合わせによって構成される。

上記ガスケット本体および２本の短冊状フィルムの組み合わせよりなるガスケットはこれを換言すると、互いに平行に配置した２本の短冊状フィルムの間にガスケット本体を配置したガスケットであり、本発明では、これが１つのガスケット（単位ガスケット）とされる。短冊状フィルムは字義のとおり短冊状であるので、これを長手方向に連続させて帯状フィルムとすることにより２本の帯状フィルムの間にガスケット本体を複数配置するスペースが設定される。したがってこの場合、単位ガスケットが複数連続した状態で成形されることになり、この形状はガスケットの出荷、搬送および保管等の取り扱いに便利である。ガスケットの装着・使用に際しては単位ガスケットごとに分断して実機に装着・使用する。

また、この単位ガスケットが複数連続した状態で成形されるガスケットはこれを離型紙と共にロール状に巻回することにより、コンパクトに取り扱うことが可能とされる。

本発明によれば、平面状ガスケットの取り扱い性を確保することができ、しかもそのうえで、ガスケットの重量を比較的小さく設定することができるガスケットとその装着方法を提供することができる。

本発明の実施例に係るガスケットを示す図で、（Ａ）はその平面図、（Ｂ）はその要部拡大断面図であって（Ａ）におけるＣ−Ｃ線拡大断面図 （Ａ）ないし（Ｄ）とも同ガスケットにおける粘着構造の他の例を示す断面図 同ガスケットを台座上でセパレータと組み合わせた状態を示す図で、（Ａ）はその平面図、（Ｂ）はその断面図であって（Ａ）におけるＤ−Ｄ線断面図 （Ａ）ないし（Ｄ）とも同ガスケットの装着方法を示す説明図 同ガスケット連続成形品の一部平面図 同ガスケット連続成形品（ロール状）の一部斜視図 従来例に係るガスケットを示す図で、（Ａ）はその平面図、（Ｂ）はその要部拡大断面図であって（Ａ）におけるＥ−Ｅ線拡大断面図

本発明には、以下の実施形態が含まれる。
（１）
上記目的を達成するため、本発明は、短冊状フィルム付きガスケットを提案する。すなわち、ガスケットをガスケット本体および短冊状フィルムの組み合わせとし、ガスケット組み付け後にガスケット本体から短冊状フィルムを取り除く構成とする。ガスケット本体および短冊状フィルムを剥離しやすい粘着構造とすることによりガスケット本体から短冊状フィルムを容易に取り除くことが可能とされる。専用の治具上でガスケット本体を燃料電池セパレータ等の相手取付部品に取り付けした後に、ガスケット本体から短冊状フィルムを取り除く。

（２）
短冊状フィルム付きガスケットは燃料電池の一般的なサイズで作成することが可能である（２００×４００ｍｍ程度の平面長方形）。ガスケット断面形状については特に限定されない。ガスケット成形材料については、シリコーン材、ＥＰＤＭ材、フッ素材、ＰＩＢ材等が考えられる。短冊状フィルムについては、ポリエチレン、ポリプロピレン等の汎用フィルムやナイロン、ポリフェレンサルファイド等のエンジニアリングプラスチック等、成形温度に耐えるフィルムであれば使用可能である。フィルム厚みについては０．０５〜０．５ｍｍ程度とする。

（３）
短冊状フィルム付きガスケットのセパレータへの装着手順としては、
（ａ）台座の所定位置にセパレータを設置し、これと前後して、セパレータの所定位置に接着剤を塗布する、
（ｂ）セパレータにガスケットを重ね、前記接着剤によってセパレータにガスケット本体を取り付ける、
（ｃ）ガスケット本体から短冊状フィルムを取り外す（引き剥がす）、
となる。セパレータに事前に接着剤を塗布することで、ガスケット本体がセパレータからずれることなく短冊状フィルムを取り外すことができる。

（４）
ガスケット本体と短冊状フィルムは、ガスケット本体の外周面とこの外周面に対向する短冊状フィルムの対向面とで粘着される。粘着はガスケット本体成形時におけるゴム状弾性体の備える粘性による。ガスケット本体と短冊状フィルムの粘着箇所については、短冊状フィルムを取り外すまで安定して粘着させておくため、ガスケット本体の外周面とこの外周面に対向する短冊状フィルムの対向面の何れか一方または双方に段差形状を設けることにより、粘着面積を増大させても良い。

（５）
短冊状フィルムへは連続してガスケット本体を成形することが可能である。短冊状フィルムに連続してガスケット本体を成形したガスケットは、ガスケットのねじれ等もないため取り扱いについての自動化が容易であり、離型紙で挟むことでロール形態での出荷にも対応が可能となる。

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）（Ｂ）に示すように、当該実施例に係るガスケット１１は、ゴム状弾性体よりなる平面状のガスケット本体２１と、このガスケット本体２１の周縁部の外側に配置された樹脂製の短冊状フィルム３１との組み合わせにより構成されている。ガスケット本体２１は平面長方形とされ、この長方形における対向２辺であって長辺２１ａおよび短辺２１ｂのうちの短辺２１ｂの外側にそれぞれ短冊状フィルム３１が配置されている。ガスケット本体２１および短冊状フィルム３１は同一平面上に配置されている。また、ガスケット本体２１および短冊状フィルム３１は互いの厚み面にて粘着した状態とされ、これにより装着箇所への装着時にガスケット本体２１から短冊状フィルム３１を取り外すことが可能とされている。ガスケット本体２１は燃料電池用ガスケットとして用いられる。

ガスケット本体２１は、所定のゴム状弾性体（例えばシリコーンゴム、ＥＰＤＭ、フッ素ゴム、ＰＩＢ等）によって全体として平面状（平板状）に成形され、燃料電池の反応面の周りを全周に亙ってシールする外周シール部２２が平面長方形の枠状に設けられている。また、燃料電池の反応面と各マニホールド部とを仕切るため、外周シール部２２の長手方向端部にそれぞれ（四隅にそれぞれ）マニホールド用シール部２３が一体に設けられている。符号２４は、ガスケット本体２１をその厚み方向に貫通する貫通部（空間部）を示している。

ガスケット本体２１の断面形状は図１（Ｂ）に示すように、所定の厚みを備えるシート状の基部２５の厚み方向一方または双方の面（図では一方の面）に断面山形を呈するシールリップ２６を一体成形した形状とされているが、このガスケット本体２１の断面形状は特に限定されるものではない。

短冊状フィルム３１は、所定の樹脂材（例えばポリエチレン、ポリプロピレン等の汎用フィルム、またはナイロン、ポリフェレンサルファイド等のエンジニアリングプラスチック等）によって短冊状に成形されている。ここに短冊状とは、所定の長さおよび幅を備える長方形ないし略長方形状のことを云い、このうちの長さがガスケット本体２１の１辺（短辺２１ｂ）の長さと同等ないし略同等に設定されている。したがってガスケット本体２１の短辺２１ｂと短冊状フィルム３１の長辺がその全長ないし略全長に亙って粘着した状態とされている。

短冊状フィルム３１の平面上には、当該ガスケット１１を装着作業用の台座５１（図３参照）にセットするときに平面上の位置決めをなすための位置決め部３２が所要数（図では３箇所）の小孔として設けられている。

尚、ガスケット本体２１および短冊状フィルム３１の粘着は、ガスケット本体２１をゴム成形用の金型で成形するときのゴム状弾性体の粘性（粘着性）による。すなわち短冊状フィルム３１を金型にセット（インサート）した状態でガスケット本体２１を金型で成形し、このときガスケット本体成形材料であるゴム状弾性体が材質上備える粘性によってガスケット本体２１が短冊状フィルム３１に対し粘着する。

粘着力の大きさは粘着面積に対し相関の関係にあるため、図２（Ａ）ないし（Ｄ）に示すように、ガスケット本体２１の粘着面（厚み面）２７および短冊状フィルム３１の粘着面（厚み面）３７の何れか一方または双方に段差形状２８，３８を設けることにより粘着面積および粘着力を調整することが可能とされる。

図２（Ａ）および（Ｂ）に示す例では、ガスケット本体２１の基部２５の厚みと短冊状フィルム３１の厚みが同等ないし略同等に設定され、ガスケット本体２１の粘着面（厚み面）２７および短冊状フィルム３１の粘着面（厚み面）３７の双方にそれぞれ、互いに嵌り合う形状の段差形状２８，３８が設けられている。

図２（Ｃ）および（Ｄ）に示す例では、ガスケット本体２１の基部２５の厚みが短冊状フィルム３１の厚みよりも大きく設定され、ガスケット本体２１の粘着面（厚み面）２７のみに段差形状２８が設けられている。

つぎに、上記構成のガスケット１１を装着箇所に装着する装着方法を説明する。

当該実施例では図３に示すように、装着の相手部品を燃料電池用セパレータ４１とし、装着箇所をセパレータ４１の厚み方向一方の面とする。装着には、装着作業用の台座５１を用いる。台座５１の平面上には、当該台座５１にガスケット１１をセットするときに平面上の位置決めをなすための位置決め部５２が所要数（図では片側３箇所、都合６箇所）の突起（ピン）として設けられている。したがってこの突起状の位置決め部５２を短冊状フィルム３１に設けた孔状の位置決め部３２を差し込むことにより、台座５１に対しガスケット１１が平面上位置決めされる。装着の手順は以下のとおりとなる。

すなわち先ず、図４（Ａ）に示すように、台座５１上の所定位置にセパレータ４１をセットし、装着箇所となるセパレータ４１の平面上に接着剤６１を塗布する。

次いで、図４（Ｂ）に示すように、位置決め部３２，５２で位置決めしつつ、台座５１上であってかつセパレータ４１の平面上にガスケット１１をセットし、上記接着剤６１によってセパレータ４１の平面上であって装着箇所にガスケット本体２１を接着する。

次いで、図４（Ｃ）に示すように、台座５１から突起状の位置決め部５２を取り外す。または台座５１からセパレータ４１およびガスケット１１よりなる接着体を取り外し、位置決め部を有しない第２台座上に接着体を載せる。

次いで、図４（Ｄ）に示すように、セパレータ４１およびガスケット本体２１を台座５１上に固定した状態で、短冊状フィルム３１をガスケット本体２１から引き剥がす。したがってこれにより短冊状フィルム３１が取り外された状態の、セパレータ４１およびガスケット本体２１よりなる接着体が燃料電池用の構成部品として製作される。

上記構成を備えるガスケット１１においては、ゴム状弾性体よりなる平面状のガスケット本体２１および樹脂よりなる短冊状フィルム３１が互いに粘着した状態とされているため、ゴム状弾性体よりなるガスケット本体２１を比較的剛性の高い短冊状フィルム３１によって保持することが可能とされている。したがってガスケット本体２１を装着箇所に装着する以前の状態においてガスケット１１ないしガスケット本体２１の取り扱い性を向上させることができる。

また、ガスケット本体２１を装着箇所に装着するときにガスケット本体２１から短冊状フィルム３１を取り外すことにより、装着状態におけるガスケット１１の重量を軽減することが可能とされている。したがって車載用燃料電池の構成部品としてのガスケット１１の重量を軽減することができ、延いては車載重量が増加して燃費が低下するのを抑制することができる。

尚、本発明のガスケット１１は、ガスケット本体２１および短冊状フィルム３１の組み合わせよりなるため、短冊状フィルム３１の長さを長く設定してガスケット本体２１を複数配置することによりガスケット１１を複数連続的に成形することが考えられる。

この場合の例として、図５のガスケット１１では、短冊状フィルム３１がその長手方向に複数連続することにより１本の帯状フィルム３１Ａとされ、互いに平行に配置した２本の帯状フィルム３１Ａの間にガスケット本体２１が複数配置されている。したがってこの例によれば、複数のガスケット１１を連続して成形することができる。

また、図６のガスケット１１では、２本の帯状フィルム３１Ａおよび複数のガスケット本体２１よりなるガスケット１１の連続体が粘着防止のための離型紙７１と共にロール状に巻回されている。したがってこの例によれば、複数のガスケット１１をコンパクトに取り扱うことができる。

１１ ガスケット
２１ ガスケット本体
２１ａ 長辺
２１ｂ 短辺
２２ 外周シール部
２３ マニホールド用シール部
２４ 貫通部
２５ 基部
２６ シールリップ
２７，３７ 粘着面
２８，３８ 段差形状
３１ 短冊状フィルム
３２，５２ 位置決め部
４１ セパレータ
５１ 台座
６１ 接着剤
７１ 離型紙

Claims (5)

1. ゴム状弾性体よりなる平面状のガスケット本体と、前記ガスケット本体の周縁部に配置された樹脂製の短冊状フィルムとを有し、
   前記ガスケット本体および前記短冊状フィルムは、互いに粘着した状態とされることにより前記ガスケット本体から前記短冊状フィルムを取り外し可能とされていることを特徴とするガスケット。
2. 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、平面長方形を呈し、
   前記長方形における対向２辺にそれぞれ前記短冊状フィルムが配置されていることを特徴とするガスケット。
3. 請求項２記載のガスケットにおいて、
   前記短冊状フィルムはその長手方向に複数の短冊状フィルムが連続することにより１本の帯状フィルムとされ、
   互いに平行に配置した２本の前記帯状フィルムの間に前記ガスケット本体が複数配置されていることを特徴とするガスケット。
4. 請求項３記載のガスケットにおいて、
   前記２本の帯状フィルムおよび前記複数のガスケット本体よりなるガスケットが離型紙と共にロール状に巻回されていることを特徴とするガスケット。
5. 請求項１または２記載のガスケットを装着箇所に装着する方法であって、
   前記ガスケット本体を装着箇所に取り付ける工程と、
   前記装着箇所に取り付けた前記ガスケット本体から前記短冊状フィルムを取り外す工程とを順次実施することを特徴とするガスケットの装着方法。

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