KR102479443B1 - 개스킷 및 그 제조방법 - Google Patents

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케니치 오바
타쿠로 니시무라
하지메 유이
타카히로 하야시
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Abstract

본 발명은 러버 온리 타입 개스킷의 취급 작업성을 향상시키는 것이다. 본 목적을 달성하기 위하여, 러버 온리 타입의 개스킷 본체와, 상기 개스킷 본체를 비(非) 접착상태로 유지하는 수지 필름으로 이루어지는 캐리어 필름의 조합으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 개스킷이다. 캐리어 필름에 있어서의 개스킷 본체와 평면상 겹치는 부위에는, 개스킷 본체의 외형 형상을 따라 변형된 형상의 입체부가 형성되고, 개스킷 본체는 그 일부가 입체부에 수용되어 있다. 개스킷 본체는, 연료 전지 스택(stack)에 조립되는 연료 전지용 개스킷으로서 이용된다.

Description

개스킷 및 그 제조방법
[0001] 본 발명은, 시일(seal) 기술에 관한 개스킷과 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 개스킷은 예컨대, 연료 전지용 개스킷으로서 이용되거나, 또는 그 밖의 용도의 일반적인 개스킷으로서 이용된다.
[0002] 연료 전지용 개스킷에는, 고무상(狀) 탄성체(러버(rubber))로 만들어진 개스킷 단품(單品)으로 이루어지는 러버 온리 타입의 개스킷, 고무상 탄성체로 만들어진 개스킷을 세퍼레이터에 일체로 성형한 세퍼레이터 일체 개스킷, 고무상 탄성체로 만들어진 개스킷을 GDL(가스 확산층)에 일체로 성형한 GDL 일체 개스킷 등 다양한 구성의 개스킷이 있다.
[0003] 이들 개스킷은 각각 특징을 가지고 있는데, 최근, 저비용화의 요구가 강해짐에 따라, 이러한 요구를 만족시킬 수 있는 러버 온리 타입의 개스킷이 주목을 받고 있다.
[0004] 러버 온리 타입의 개스킷은 예컨대, 도 9에 나타낸 바와 같이 구성되어 있다.
[0005] 즉, 개스킷(11) 전체로서 평면 형상(평판 형상)으로 되어 있으며, 연료 전지의 반응면의 주위를 전체 둘레에 걸쳐 시일하기 위한 외주 시일부(12)가 평면 직사각형의 프레임 형상으로 설치되어 있다. 또, 연료 전지의 반응면과 각 매니폴드(manifold)부를 구획할 필요가 있기 때문에, 외주 시일부(12)의 내측(네 모서리 각각)에 내측 시일부(13)가 일체로 성형되어 있다. 개스킷(11)의 단면(斷面) 형상은 도 9의 (B)에 나타낸 바와 같이, 단면이 원형으로 되어 있다.
[0006] 일본 특허공개공보 제2014-60133호(도 1 등에 있어서의 개스킷(3) 참조)
[0007] 그러나 이러한 러버 온리 타입의 연료 전지용 개스킷(11)에는, 이하의 점에서 한층 더 개량의 여지가 있다.
[0008] 즉 상기 연료 전지용 개스킷(11)은 일반적으로, 평면 외형이 400㎜×300㎜ 정도의 크기가 되는 한편으로 그 단면 형상(선경(線徑))이 1㎜ 내지 수 ㎜ 정도로 작게 설정되어 있다. 따라서 반송시나 스태킹(stacking)시에 개스킷(11) 단일체(單體)에서는 비틀림이 발생하기 쉬운 것으로, 그 취급 작업성(핸들링성)이 양호하지 않다.
[0009] 본 발명은 이상의 점을 감안하여, 러버 온리 타입 개스킷의 취급 작업성을 향상시키는 것을 목적으로 한다.
[0010] 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 개스킷은, 러버 온리 타입의 개스킷 본체와, 상기 개스킷 본체를 비 접착상태로 유지하는 수지 필름으로 이루어지는 캐리어 필름의 조합으로 이루어지는 것을 특징으로 한다(청구항 1).
[0011] 본 발명에서는, 러버 온리 타입의 개스킷 본체를 수지 필름으로 이루어지는 캐리어 필름으로 유지함으로써, 개스킷의 취급 작업성을 향상시킨다. 개스킷 본체와 캐리어 필름은 비접착이 되며, 이 때문에 개스킷 본체는 스태킹시에 캐리어 필름으로부터 떼어낼 수 있게 된다.
[0012] 개스킷 본체는 평면 형상(평판 형상)이며, 수지 필름으로 이루어지는 캐리어 필름도 평면 형상(평판 형상)이기 때문에, 개스킷 본체를 캐리어 필름 위에 놓은 것만으로는, 개스킷 본체를 캐리어 필름에 의해 확실히 유지할 수 없게 될 우려가 있다. 따라서 이에 대한 대책으로서, 캐리어 필름에 있어서의 개스킷 본체와 평면상 겹치는 부위에, 개스킷 본체의 외형 형상을 따라 변형된 형상의 입체부를 형성하고, 이 입체부 내에 개스킷 본체의 일부를 수용하도록 하는 것이 적합하며, 이에 따르면 개스킷 본체가 캐리어 필름에 대해 평면 상에서 위치결정되기 때문에, 개스킷 본체를 캐리어 필름에 의해 확실히 유지할 수 있게 된다(청구항 2).
[0013] 또, 입체부에 언더 컷 형상을 형성함으로써 해당 입체부에 대한 개스킷 본체의 빠짐(coming off)을 방지하는 것도 생각할 수 있다(청구항 3).
[0014] 캐리어 필름의 재질로서는, 특별히 한정되지 않지만, 폴리아미드(PA) 또는 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 등의 엔지니어링 플라스틱으로 이루어지는 필름을 이용함으로써, 개스킷 본체가 캐리어 필름에 점착되어 있어도 개스킷 본체로부터 캐리어 필름을 떼어내기가 쉽다(청구항 4).
[0015] 본 발명의 개스킷은 예컨대, 연료 전지용 개스킷으로서 이용된다. 연료 전지는 스택 적층 수가 많기 때문에 개스킷에 대해서는 그 두께가 작을 것이 요구되며, 두께가 작은 개스킷은 비틀리기 쉽기 때문에, 취급 작업성이 좋지 않다. 따라서 이와 같이 두께가 작고 비틀리기 쉬운 연료 전지용 개스킷의 분야에 있어서, 개스킷 본체를 수지 필름으로 이루어지는 캐리어 필름과 조합하여 취급 작업성을 향상시키는 것은, 스태킹 작업의 효율화를 도모함에 있어서, 매우 유효하다(청구항 5).
[0016] 개스킷의 제조방법으로서는, 개스킷 본체를 성형하는 금형의 파팅부(parting portion)에 평면 형상의 캐리어 필름을 사이에 끼운 상태로 금형을 형 체결하는 공정과, 금형으로 개스킷 본체를 성형하며, 이때 성형 재료 충전 압력에 의해 캐리어 필름의 평면상 일부를 금형 캐비티 내면을 따라 변형시켜 입체부를 성형하는 공정과, 개스킷 본체의 성형 후, 형 개방하고 나서, 개스킷 본체 및 캐리어 필름을 동시에 금형으로부터 꺼내는 공정을 순차적으로 실시한다. 캐리어 필름은 당초, 평면형상이었던 것이, 성형 재료 충전 압력을 이용하여 일부 입체화되며, 입체화된 부위에 있어서 개스킷 본체와 피트(fit)되기 때문에, 유지력이 높은 것이다(청구항 6).
[0017] 또, 금형의 캐비티 내면에 언더 컷 형상을 형성함으로써 해당 금형에 대해 개스킷 본체의 빠짐을 방지하는 것도 고려되며, 이에 의하면 성형 후의 형 개방(mold opening)시에, 캐리어 필름이 일방(一方)의 분할 금형에 부착되는 한편 개스킷 본체가 타방(他方)의 분할 금형에 부착됨에 따라 캐리어 필름으로부터 개스킷 본체가 박리(剝離)·분리되는 것을 억제할 수 있게 된다(청구항 7).
[0018] 본 발명에 의하면, 러버 온리 타입의 개스킷 본체와 수지 필름으로 이루어지는 캐리어 필름을 조합하도록 하였기 때문에, 러버 온리 타입의 개스킷의 취급 작업성을 향상시킬 수가 있다.
[0019] 도 1은 본 발명의 실시예에 관한 개스킷을 나타내는 도면으로서, (A)는 그 평면도, (B)는 (A)에 있어서의 C-C선 확대 단면도이다.
도 2의 (A) 내지 (D)는 모두 각각 개스킷 단면 형상의 다른 예를 나타낸 단면도이다.
도 3의 (A) 내지 (C)는 모두 각각 개스킷 단면 형상의 또 다른 예를 나타낸 단면도이다.
도 4는 캐리어 필름 평면 형상의 다른 예를 나타낸 평면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 관한 개스킷의 제조방법의 공정 설명도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 관한 개스킷의 취급 방법의 설명도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 관한 개스킷의 제조방법의 공정 설명도이다.
도 8은 상기 제조방법에 의해 제조되는 개스킷의 단면도이다.
도 9는 종래예에 관한 개스킷을 나타내는 도면으로서, (A)는 그 평면도, (B)는 (A)에 있어서의 B-B선 확대 단면도이다.
도 10은 비교예에 관한 개스킷의 제조방법의 공정 설명도이다.
[0020] 본 발명에는, 이하의 실시형태가 포함된다.
(1) 본 발명은, 캐리어 필름이 부착된 개스킷과 관련된다.
(2) 러버 온리 개스킷 제작시에 캐리어용의 필름을 동시에 성형한 캐리어 필름이 부착된 개스킷이다. 또한, 본 개스킷은 스태킹 후에 캐리어 필름을 떼어낼 수 있는 구성이다.
(3) 캐리어 필름에 의해 스택(stack) 조립부착성이 향상된다. 개스킷 중앙 혹은 단부(端部)의 캐리어 필름을 스태킹 조립부착시의 자동 반송에서 사용한다. 캐리어 필름에 의해 개스킷이 교정되어 있기 때문에, 비틀림의 문제가 없다. 스태킹 후에 캐리어 필름을 떼어낼 수 있기 때문에, 차량 중량의 저감으로 이어진다.
(4) 캐리어 필름으로서 엔지니어링 플라스틱(폴리아미드(PA) 또는 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 등)을 사용한다.
(5) 형(mold) 온도, 성형압에 따라 금형 형상으로 변형 가능한 캐리어 필름을 이용하여, 고무 단일품(러버 온리 개스킷)을 성형한다. 고무 단일체는 시일성을 갖는 립 구조를 가지고 있으며, 필름의 상면 및, 필름을 사이에 둔 하면의 각각에 형성되고, 직사각형이나 O링 단면(斷面)보다도, 더욱 공간을 절약하여 시일할 수 있는 개스킷을 제공한다. 이 구성에 의하면, 소단면(小斷面)으로의 성형이 가능하기 때문에, 직사각형이나 O링 단면보다도, 더욱 공간을 절약할 수 있게 된다. 성형 후의 제품(러버 온리 개스킷)은 항상 캐리어 필름상에 있기 때문에, 취급성이 대폭 향상된다. 개스킷 자체의 캐리어 필름으로부터의 탈락, 박리를 컨트롤함으로써 라인의 자동화에 대한 검토 등도 용이해진다. 캐리어 필름을 형 체결(mold clamping)함으로써, 파팅 라인의 버어(burr)를 억제할 수도 있게 된다.
(6) 금형 내에 배치한 필름에 고무 재료를 직접 사출 성형하는 본 제조방법에서는, 금형 형상을 따른 형태로 필름을 자유롭게 변형시킬 수 있기 때문에, 제품 형상을 미리 금형에 대하여 언더 컷 형상이 되도록 제품 설계를 하고, 금형 형상에 관해서도 동일한 형상으로 한다. 이와 같이 금형을 언더 컷 구조로 함으로써, 형 개방시에 개스킷 본체가 상형 측에 부착된 경우에도 하형(필름면 측)이 언더 컷 형상으로 되어 있음에 따라 하형에 부착되며, 따라서 개스킷 본체가 필름으로부터 박리되는 일이 없다.
(실시예)
[0021] 다음으로 본 발명의 실시예를 도면에 따라 설명한다.
[0022] 도 1에 나타낸 바와 같이 해당 실시예에 관한 개스킷(11)은, 러버 온리 타입의 개스킷 본체(21)와, 이 개스킷 본체(21)를 비 접착상태로 유지하는 수지 필름으로 이루어지는 캐리어 필름(31)의 조합에 의해 구성되어 있다. 개스킷 본체(21)는, 연료 전지용 개스킷으로서 이용된다. 캐리어 필름(31)은, 캐리어 시트 또는 개스킷 유지부재라고도 칭한다.
[0023] 개스킷 본체(21)는, 소정의 고무상 탄성체(예컨대 VMQ, PIB, EPDM, FKM 등)에 의해 전체적으로 평면 형상(평판 형상)으로 성형되며, 연료 전지의 반응면의 주위를 전체 둘레에 걸쳐 시일하는 외주 시일부(22)가 평면 직사각형의 프레임 형상으로 설치되어 있다. 또, 연료 전지의 반응면과 각 매니폴드부를 구획하기 위해, 외주 시일부(22)의 내측(네 모서리 각각)에 내측 시일부(23)가 일체로 성형되어 있다. 내측 시일부(23)는 각각 평면 L자형으로 되어 있으며, 따라서 그 내측 시일부(23)와 평면 직사각형의 외주 시일부(22)는 평면 T자형을 이루는 교차부(29)에 의해 연결된 형상으로 되어 있다. 개스킷 본체(21)의 단면 형상은 도 1의 (B)에 나타낸 바와 같이, 단면이 원형으로 되어 있다. 부호 24는, 개스킷 본체(21)를 그 두께 방향으로 관통하는 관통부(공간부)를 나타내고 있다. 개스킷 본체(21)는 전체적으로 평면 직사각형상으로 성형되며, 그 평면적인 크기는 외형이 약 400㎜(세로)×약 300㎜(가로)가 되고, 그 두께 즉 선경이 약 1㎜로 되어 있다.
[0024] 캐리어 필름(31)은, 소정의 수지 필름에 의해 평면 형상(평판 형상)으로 성형되며, 개스킷 본체(21)보다 한 사이즈 큰 평면 직사각 형상으로 성형되어 있다. 수지 필름으로서는 예컨대, 두께 0.2㎜의 폴리프로필렌 필름을 사용하며, 이것을 상기한 크기의 평면 형상으로 재단하여 사용한다. 수지 필름으로서는 폴리프로필렌 외에, 폴리에틸렌, 폴리스티렌 등 일반 수지재를 사용할 수 있다. 필름의 두께에 있어서는, 개스킷 본체(21)의 선경이나 단면 형상에 따르기도 하지만, 0.1㎜~0.3㎜ 정도로 하는 것이 바람직하다.
[0025] 캐리어 필름(31)의 평면상 일부로서 개스킷 본체(21)와 평면상 겹치는 부위에, 개스킷 본체(21)의 외형 형상(개스킷 본체(21)의 단면 형상에 있어서의 외곽선)을 따라 변형된 형상의 입체부(입체 형상의 개스킷 유지부; 32)가 형성되며, 이 입체부(32)에 개스킷 본체(21)의 일부가 수용되어 있다. 해당 실시예에서는 상기한 바와 같이 개스킷 본체(21)의 단면 형상이 단면 원형으로 되어 있으므로, 이에 대응하여 입체부(32)의 단면 형상은 단면 원호형(반원형)이 되고, 이와 같이 단면 원호형의 입체부(32)를 형성함으로써 그 이면 측에 형성되는 홈 형상의 공간부(33) 내에, 개스킷 본체(21)의 두께 방향 한쪽의, 하반부분(下半分)의 부위가 수용되어 있다.
[0026] 상기한 바와 같이 개스킷 본체(21)는, 연료 전지용 개스킷으로서 이용되는 것이며, 평면 직사각형의 프레임 형상의 외주 시일부(22), 평면 L자형의 내측 시일부(23) 및 평면 T자형의 교차부(29)를 일체로 가지고 있다. 따라서 이러한 형상의 개스킷 본체(21)를 유지하는 것으로서 캐리어 필름(31)의 입체부(32)는, 외주 시일부(22)를 유지하기 위한 평면 직사각형의 프레임 형상을 나타내는 외주 시일 유지부(32a)와, 내측 시일부(23)를 유지하기 위한 평면 L자형을 나타내는 내측 시일 유지부(32b)와, 교차부(29)를 유지하기 위한 평면 T자형을 나타내는 교차부 유지부(32c)를 평면상에 연속하여 가지고 있다.
[0027] 또, 입체부(32)는 그 두께(필름 두께)가, 캐리어 필름(31)에 있어서의 입체부(32) 이외의 평판 형상 부위의 두께(필름 두께)보다 작게 형성되어도 된다. 이와 같이 입체부(32)의 두께를 작게 하면, 입체부(32)가 변형되기 쉬워져 필름 두께 방향으로 반전(反轉)되기 쉬워지기 때문에, 개스킷 본체(21)로부터 캐리어 필름(31)을 떼어내는 작업을 용이하게 할 수가 있다. 여기서 입체부(32)가 반전된다는 것은, 필름 두께 방향의 일방으로 돌출되어 있던 입체부(32)가 필름 두께 방향의 타방으로 돌출하도록 변형되는 것이다.
[0028] 개스킷 본체(21)는 캐리어 필름(31)에 대해 비 접착으로 되어 있기 때문에, 스태킹시에 캐리어 필름(31)으로부터 떼어낼 수 있게 되어 있다. 단, 이후에 기재하는 바와 같이 개스킷 본체(21)를 성형하는 금형(41, 도 4 등)에 캐리어 필름(31)을 인서트(insert)한 상태에서 개스킷 본체(21)를 성형하면, 성형한 개스킷 본체(21)가 점착성을 구비하고 있기 때문에, 이 점착성에 의해 개스킷 본체(21)는 캐리어 필름(31)에 대해 점착된 상태가 된다. 점착은, 척킹(chucking) 장치에 의해 떼어낼 수 있을 정도로 점착력이 작은 것이다. 따라서 이 경우, 러버 온리 타입의 개스킷 본체(21)는, 수지 필름으로 이루어지는 캐리어 필름(31)에 대해 비 접착이기는 하지만, 박리 가능하도록 점착되어 있게 된다. 또한, 이러한 점착 상태를 박리하기 쉽게 하려면 캐리어 필름(31)의 재질로서, 폴리아미드(PA) 또는 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 등의 엔지니어링 플라스틱으로 이루어지는 필름을 이용하는 것이 적합하다.
[0029] 상기 구성의 개스킷(11)에 있어서는, 러버 온리 타입의 개스킷 본체(21)가 수지 필름으로 이루어지는 캐리어 필름(31)에 의해 유지되기 때문에, 개스킷(11)의 반송시에 개스킷 본체(21)에 비틀림이 생기기 어려우며, 반송하기 쉽다. 또, 개스킷 본체(21)가 캐리어 필름(31)에 대해 비 접착이 되기 때문에, 스태킹시에 개스킷 본체(21)를 캐리어 필름(31)으로부터 용이하게 분리할 수 있게 된다. 따라서 개스킷(11)의 취급 작업성을 향상시킬 수가 있다.
[0030] 또, 캐리어 필름(31)에 입체부(32)가 형성되어, 이 입체부(32) 내에 개스킷 본체(21)의 일부가 수용되어 있기 때문에, 개스킷 본체(21)는 캐리어 필름(31)에 대해 평면상에 위치 결정된다. 따라서 개스킷(11)의 반송시에 개스킷 본체(21)가 캐리어 필름(31)에 대해 어긋나는 일이 없기 때문에, 개스킷 본체(21)를 캐리어 필름(31)에 의해 확실히 유지할 수가 있다.
[0031] 또, 상기한 바와 같이 개스킷 본체(21)가 연료 전지용 개스킷으로서 이용되는 것이며, 평면이 직사각형인 프레임 형상의 외주 시일부(22), 평면 L자형의 내측 시일부(23) 및 평면 T자형의 교차부(29)를 일체로 가지고 있는 것에 대응하여, 캐리어 필름(31)의 입체부(32)가, 외주 시일부(22)를 유지하기 위한 평면이 직사각형인 프레임 형상을 나타내는 외주 시일 유지부(32a)와, 내측 시일부(23)를 유지하기 위한 평면 L자형을 나타내는 내측 시일 유지부(32b)와, 교차부(29)를 유지하기 위한 평면 T자형을 나타내는 교차부 유지부(32c)를 평면 상에 연속하여 가지는 것으로 되어 있기 때문에, 이와 같이 입체부(32)가 평면 직사각형의 종횡(縱橫)으로 배치된 구조의 캐리어 필름(31)은, 평판만으로 이루어지는 캐리어 필름에 비해, 굽힘 변형에 대한 강도가 높다. 특히 평면 T자형을 나타내는 교차부 유지부(32c)는, 외주 시일 유지부(32a)와 내측 시일 유지부(32b)가 직각으로 교차하기 때문에, 강도가 높은 것이다. 따라서 박판(薄板) 형상의 캐리어 필름(31)에 굽힘 변형에 대한 강도를 부여할 수가 있다.
[0032] 개스킷 본체(21)의 단면 형상이나 이것에 대응하는 입체부(32)의 단면 형상에 대해서는, 개스킷 본체(21)의 사용 조건 등에 따라 여러 가지의 것이 고려되며, 예컨대 이하와 같은 것이어도 된다.
[0033] 도 2의 (A)의 예에서는, 단면이 직사각형인 개스킷 본체(21)의 상면(전체 폭)에 단면이 원호형(반원형)인 시일 립(25)이 일체로 성형되어 있다. 이 경우, 개스킷 본체(21)의 두께 방향 한쪽(片方)의 하반부분의 부위는 단면이 각형(角形)이 되기 때문에, 입체부(32)의 단면 형상도 단면이 각형으로 되어 있다.
[0034] 도 2의 (B)의 예에서는, 단면이 직사각형인 개스킷 본체(21)의 상면(전체 폭)에 단면이 원호형(반원형)인 시일 립(25)이 일체로 성형되는 동시에 개스킷 본체(21)의 하면(일부 폭)에 단면이 원호형(반원형)인 시일 립(26)이 일체로 성형되어 있다. 이 경우, 개스킷 본체(21)의 두께 방향 한쪽의 하반부분의 부위는 단면 각형 및 원호형(반원형)의 조합이 되므로, 입체부(32)의 단면 형상도 단면 각형 및 원호형(반원형)의 조합으로 되어 있다.
[0035] 도 2의 (C)의 예에서는, 단면이 직사각형인 개스킷 본체(21)의 상면(전체 폭)에 단면이 원호형(반원형)인 시일 립(25)이 일체로 성형되어 있다. 한편, 캐리어 필름(31)에 입체부(32)는 형성되어 있지 않고, 캐리어 필름(31)은 평면 형상(평판 형상)인 채로 되어 있다. 이러한 경우에도 개스킷 본체(21)는 캐리어 필름(31)에 의해 유지되며, 또 개스킷 본체(21)가 그 재질상 점착성을 구비하고 있으면, 개스킷 본체(21)는 그 전체 폭에 걸쳐 캐리어 필름(31)에 점착되므로, 시트 평면 방향으로 어긋나는 일 없이 캐리어 필름(31)에 의해 유지된다.
[0036] 도 2의 (D)의 예에서는, 단면이 직사각형인 개스킷 본체(21)의 상면(전체 폭)에 단면이 원호형(반원형)인 시일 립(25)이 일체로 성형되는 동시에 개스킷 본체(21)의 일방의 측면에 돌출부(27)가 일체로 성형되어 있다. 이 경우에는, 도시하는 바와 같이 돌출부(27)에 대해 캐리어 필름(31)의 입체부(32)가 겹쳐짐에 따라 개스킷 본체(21)가 전체적으로 캐리어 필름(31)에 의해 유지된다. 입체부(32)는 단면이 단차(段差)가 있는 형상으로 성형되어 있다.
[0037] 또, 도 3의 (A)의 예에서는, 단면이 직사각형인 개스킷 본체(21)의 상면(일부 폭)에 단면이 원호형(반원형)인 시일 립(25)이 일체로 성형되는 동시에 개스킷 본체(21)의 하면(일부 폭)에 단면이 원호형(반원형)인 시일 립(26)이 일체로 성형되어 있다. 이 경우, 개스킷 본체(21)의 두께 방향 한쪽의 하반부의 부위는 단면 각형 및 원호형(반원형)의 조합이 되므로, 입체부(32)의 단면 형상도 단면 각형 및 원호형(반원형)의 조합으로 되어 있다.
[0038] 도 3의 (B)의 예에서는 이것도, 단면이 직사각형인 개스킷 본체(21)의 상면(일부 폭)에 단면이 원호형(반원형)인 시일 립(25)이 일체로 성형되는 동시에 개스킷 본체(21)의 하면(일부 폭)에 단면이 원호형(반원형)인 시일 립(26)이 일체로 성형되어 있다.
[0039] 도 3의 (C)의 예에서는, 단면이 직사각형인 개스킷 본체(21)의 상면(일부 폭)에 단면이 원호형(반원형)인 시일 립(25)이 복수(도면에서는 2개)로 일체로 성형되는 동시에 개스킷 본체(21)의 하면(일부 폭)에 단면이 원호형(반원형)인 시일 립(26)이 복수(도면에서는 2개)로 일체로 성형되어 있다.
[0040] 캐리어 필름(31)에 대해서는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 그 평면 중앙에 두께 방향으로 관통하는 관통부(공간부; 34)를 형성하도록 해도 되며, 이 경우, 캐리어 필름(31)은 프레임 형상이 된다.
[0041] 다음으로, 상기 개스킷(11)의 제조방법을 설명한다. 제조에는, 러버 온리 타입의 개스킷 본체(21)를 사출 성형하는 금형을 이용한다.
[0042] 공정으로서는 먼저, 소정의 크기의 평면 형상으로 재단한 평면 형상의 캐리어 필름(31)을 준비하고, 도 5의 (A)에 나타낸 바와 같이, 이 캐리어 필름(31)을 금형(41)의 파팅부(44)에 끼워 넣은 상태로 금형(41)을 형 체결한다. 금형(41)은 상형(일방의 분할 금형; 42) 및 하형(타방의 분할 금형; 43)의 조합을 가지며, 양 금형(42,43)의 파팅부(44)에 각각 캐비티부(45)가 반씩 대응하여 설치되어 있다. 캐리어 필름(31)은 당초 그 전체 면이 평면 형상이기 때문에, 캐비티부(45) 내부를 가로지르는 상태가 된다.
[0043] 이어서, 도 5의 (B)에 나타낸 바와 같이, 캐비티부(45)에 개스킷 본체(21)를 성형하기 위한 성형 재료를 충전하고, 가열하는 등에 의해, 개스킷 본체(21)를 성형한다. 캐비티부(45)에 성형 재료를 충전했을 때, 캐리어 필름(31)은 그 평면상 일부가 성형 재료 충전 압력에 의해 캐비티부(45)의 내면에 가압되어, 캐비티부(45)의 내면을 따른 형태로 변형(소성변형)되며, 이로써 입체부(32)가 성형된다.
[0044] 이어서, 도 5의 (C)에 나타낸 바와 같이, 개스킷 본체(21)의 성형 후, 형 개방하여, 도 5의 (D)에 나타낸 바와 같이, 개스킷 본체(21) 및 캐리어 필름(31)을 동시에 금형(41)으로부터 꺼낸다. 꺼낸 개스킷 본체(21) 및 캐리어 필름(31)은, 개스킷 본체(21)가 캐리어 필름(31)에 의해 유지된 조합 상태가 되며, 이 조합 상태로 제품의 반송이나 보관 등을 행한다. 캐리어 필름(31)에 의해 유지된 개스킷 본체(21)에는 비틀림 등이 발생하기 어렵고, 따라서 개스킷 본체(21)를 단품으로 취급하는 경우보다 취급 작업성이 향상된다.
[0045] 개스킷 본체(21)를 연료 전지 스택에 조립 부착할 때에는, 도 6의 (A)에 나타낸 바와 같이 캐리어 필름(31)을 진공 배기(evacuation) 장치(도시 생략, 진공 배기 방향을 화살표 D로 나타냄) 등에 의해 베이스 측에 흡착 고정한 상태에서, 개스킷 본체(21)를 척킹 장치(51) 등에 의해 잡고, 도 6의 (B)에 나타낸 바와 같이 들어올려, 소정의 위치로 이동시킨다. 비틀림이 생기지 않은 개스킷 본체(21)는 척킹 장치(51) 등에 의해 잡기 쉬워, 작업을 원활히 진행시킬 수가 있다.
[0046] 또, 비교예로서 도 10의 (A), (B), (C)에 나타낸 바와 같이, 금형(41)에 의해 개스킷 본체(21)를 성형한 후, 형 개방했을 때에 개스킷 본체(21)가 상형(일방의 분할 금형; 42)에 부착되고, 하형(타방의 분할 금형; 43)에 부착된 캐리어 필름(31)으로부터 박리되는 것과 같은 경우가 있으면, 개스킷 본체(21)가 캐리어 필름(31)에 대해 분리되므로, 개스킷 본체(21)를 캐리어 필름(31)에 의해 유지할 수 없게 된다.
[0047] 따라서, 이에 대한 대책으로서 도 7에 나타낸 바와 같이, 금형(41)의 캐비티부(45) 내면에 언더 컷 형상(언더 컷부; 46)을 형성함으로써 금형(41)에 대해 개스킷 본체(21)의 빠짐을 방지하는 것이 적합하고, 이것에 의하면, 개스킷 본체(21)가 캐리어 필름(31)으로부터 박리·분리되는 것을 방지할 수가 있다.
[0048] 금형(41)의 양 분할 금형 중, 언더 컷 형상(46)을 형성하는 것은, 캐리어 필름(31)에 입체부(32)를 형성하는 쪽의 분할 금형(하형(43))이며, 이 분할 금형(하형(43))의 캐비티부(45) 내면에 언더 컷 형상(46)을 형성하면, 이에 따라 변형되는 캐리어 필름(31)의 입체부(32)에도 언더 컷 형상(언더 컷부; 35)이 형성되며, 이 입체부(32)에 형성되는 언더 컷 형상(35)에 대해 개스킷 본체(21)가 빠짐 방향으로 걸림결합하기 때문에, 개스킷 본체(21)를 분할 금형(하형(43)) 쪽에 잔류시킬 수가 있다. 캐리어 필름(31) 및 개스킷 본체(21)를 분할 금형(하형(43))으로부터 분리(離型)할 때에는, 캐리어 필름(31)의 입체부(32) 및 개스킷 본체(21)를 탄성 변형시키면서 캐비티부(45)로부터 뽑아 내도록 하여 이를 실시하며, 따라서 도 8에 나타낸 바와 같이 캐리어 필름(31) 및 개스킷 본체(21)를 일체인 것으로 하여 분할 금형(하형(43))으로부터 꺼낼 수가 있다.
[0049] 또, 상기 도 8에 나타낸 바와 같이, 분할 금형(하형(43))으로부터 꺼낸 캐리어 필름(31) 및 개스킷 본체(21)는, 캐리어 필름(31)의 입체부(32)에 형성된 언더 컷 형상(35)에 대해 개스킷 본체(21)가 빠짐 방향으로 걸림결합하기 때문에, 캐리어 필름(31)에 대해 개스킷 본체(21)의 빠짐이 방지되게 된다. 따라서 캐리어 필름(31)에 대해 개스킷 본체(21)가 쉽게 분리되는 것을 방지할 수가 있다.
[0050] 도 7 및 도 8에 도시된 개스킷 본체(21)는, 언더 컷 형상(46)을 구비하는 캐비티부(45)에 의해 성형되기 때문에, 그 측면에 언더 컷에 수반되는 경사면부(28, 도 8)를 구비하고 있다. 따라서 이 개스킷 본체(21)는 단면이 사다리꼴을 나타내는 개스킷으로서 성형되고, 그 상하면에 각각 단면이 삼각형인 시일 립(25, 26)이 일체로 성형된 형상으로 되어 있다.
[0051] 언더 컷 형상(35, 46)의 경사각에 대해서는, 0.1~10도의 범위가 적합하고, 0.1~3도의 범위가 한층 적합하다.
[0052] 11; 개스킷
21; 개스킷 본체
22; 외주 시일부
23; 내측 시일부
24, 34; 관통부
25, 26; 시일 립
27; 돌출부
28; 경사면부
29; 교차부
31; 캐리어 필름
32; 입체부
32a; 외주 시일 유지부
32b; 내측 시일 유지부
32c; 교차부 유지부
33; 공간부
35, 46; 언더 컷 형상
41; 금형
42; 상형
43; 하형
44; 파팅부
45; 캐비티부
51; 척킹 장치

Claims (7)

  1. 삭제
  2. 러버 온리 타입(rubber only type)의 개스킷 본체와, 상기 개스킷 본체를 비(非) 접착상태로 유지하는 수지 필름으로 이루어지는 캐리어 필름의 조합으로 이루어지고,
    상기 캐리어 필름에 있어서의 상기 개스킷 본체와 평면상 겹치는 부위에, 상기 개스킷 본체의 외형 형상을 따라 변형된 형상의 입체부가 형성되며,
    상기 개스킷 본체는 그 일부가 상기 입체부에 수용되고,
    상기 입체부는, 상기 개스킷 본체의 빠짐을 방지하는 언더 컷(under cut) 형상을 구비하는 것을 특징으로 하는
    개스킷.
  3. 삭제
  4. 제2항에 있어서,
    상기 캐리어 필름은, 엔지니어링 플라스틱(engineering plastic)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는
    개스킷.
  5. 제2항 또는 제4항에 있어서,
    상기 개스킷 본체는, 연료 전지 스택(stack)에 조립되는 연료 전지용 개스킷으로서 이용되는 것을 특징으로 하는
    개스킷.
  6. 제2항 또는 제4항에 기재된 개스킷을 제조하는 방법으로서,
    상기 개스킷 본체를 성형하는 금형의 파팅부(parting portion)에 평면 형상의 상기 캐리어 필름을 사이에 끼운 상태로 상기 금형을 형 체결(mold clamping)하는 공정과,
    상기 금형으로 상기 개스킷 본체를 성형하고, 이때 성형 재료 충전 압력에 의해 상기 캐리어 필름의 평면상 일부를 금형 캐비티 내면을 따라 변형시킴으로써 상기 입체부를 성형하는 공정과,
    상기 개스킷 본체의 성형 후, 형 개방(mold opening)하고 나서, 상기 개스킷 본체 및 상기 캐리어 필름을 동시에 상기 금형으로부터 꺼내는 공정
    을 순차적으로 실시하는 것을 특징으로 하는
    개스킷의 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 금형의 캐비티 내면에 언더 컷 형상을 형성함으로써 상기 금형에 대한 상기 개스킷 본체의 빠짐(coming off)을 방지하는 것을 특징으로 하는
    개스킷의 제조방법.
KR1020177031246A 2015-04-09 2016-02-17 개스킷 및 그 제조방법 KR102479443B1 (ko)

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