KR20060038356A

KR20060038356A - 개스킷

Info

Publication number: KR20060038356A
Application number: KR1020057015965A
Authority: KR
Inventors: 요시히로 쿠라노; 타카시 마시모
Original assignee: 엔오케이 가부시키가이샤
Priority date: 2003-09-02
Filing date: 2004-08-31
Publication date: 2006-05-03
Also published as: WO2005024279A1; JP2005098476A; US8304119B2; EP1717494B1; JP4678123B2; EP1717494A4; US20090075143A1; KR101142651B1; EP1717494A1; US20060131819A1

Abstract

연료전지의 세퍼레이터(3) 등, 판체에 접착되는 개스킷(1)에 있어서, 접착수단으로부터의 용출성분에 의한 영향을 억제하도록, 메인 립(11)과, 그 배면에 형성되어 세퍼레이터(접착대상 판체)(3)와 밀접되는 배면 시일부(12)와, 이 배면 시일부(12)에 대하여 밀봉 대상 공간(S)과 반대측으로 되는 위치에 있어서 접착제(2)를 통하여 세퍼레이터(3)의 개스킷 장착홈(31)의 저부(31a)에 접착되는 접착부(14)와, 배면 시일부(12)와 접착부(14)와의 사이에 형성되어 잉여 접착제(2a)를 유지하는 접착제 웅덩이(15)를 가진다.

Description

개스킷{GASKET}

본 발명은 고정부재 사이를 밀봉하는 개스킷으로서, 특히 연료전지의 세퍼레이터나 HDD(하드·디스크·드라이브 장치)의 상부 커버의 밀봉수단으로서 적용가능한 개스킷에 관한 것이다.

연료전지는 고분자 전해질막을 한 쌍의 촉매 전극층을 사이에 두고 MEA(MEMBRANE ELECTRODE ASSEMBLY)와 카본제의 세퍼레이터(separator)로 이루어지는 연료전지셀을 다수, 많은 경우는 수백 매 적층한 스택 구조를 취하고 있다. 그리고, 산화가스(산소)가 각 세퍼레이터 한쪽의 면에 형성된 산화가스 유로(流路)로부터 한쪽의 촉매 전극층에 공급되어, 수소가 각 세퍼레이터의 다른 쪽의 면에 형성된 연료가스 유로로부터 다른 쪽의 촉매 전극층에 공급되며, 물의 전기분해의 역반응인 전기화학반응, 즉 수소와 산소로부터 물을 생성하는 반응에 의해 전력을 발생하는 것이다.

도 14는, 연료전지의 일부를 나타내는 단면도로, 101은 고분자 전해질막, 102A, 102K는 그 양쪽의 촉매전극층, 103은 세퍼레이터이다. 세퍼레이터(103)에는 고무형상 탄성재료로 이루어지는 개스킷(104)이 설치되어 있고, 그 시일 볼록돌기(seal projection)(104a)가 고분자 전해질막(101)에 밀접(密接)하게 됨으로써, 촉 매 전극층(102A, 102K)에 공급되는 수소가스나 산소가스가 외부로 누설되는 것을 방지하고 있다. 종래에는, 이러한 종류의 개스킷(104)은 성형후 세퍼레이터(103)에 접착제(105)를 통하여 접착하는 것이 알려져 있다.

여기서, 세퍼레이터(103)는 촉매전극층(102A, 102K)에 공급되는 가스를 밀봉하는 작용외에, 촉매전극층(102A, 102K)으로부터의 집전판으로서의 작용도 가지며, 고분자 전해질막(101)등의 양쪽의 세퍼레이터(103)는 각각 음극 및 양극으로 되므로, 절연시켜 둘 필요가 있다. 따라서, 종래는, 예컨대 하기의 특허문헌 1 내지 3에 기재된 바와 같이, MEA에 의한 발전부의 주위에서 세퍼레이터 사이에 절연수단을 설치하고 있다. 즉, 특허문헌 1에 기재된 절연수단에 있어서는, 고분자 전해질막의 외주 가장자리를 세퍼레이터의 외주 가장자리와 동일한 형태, 크기(同形同大)로 함으로써, 이 고분자 전해질막으로 세퍼레이터 사이의 절연을 도모하고 있다. 또한, 특허문헌 2 또는 특허문헌 3에 기재된 바와 같이, 고분자 전해질막의 크기가 발전영역의 주변 가장자리부까지로 한정되어 있는 경우는, 고분자 전해질막의 외주측에서, 세퍼레이터 사이에 시트형상의 절연층을 사이에 두고 있다.

특허문헌 1 : 일본 특허공개 2003-197249호

특허문헌 2 : 일본 특허공개 2001-283893호

특허문헌 3 : 일본 특허공개 2002-158018호

그러나, 도 14와 같은 구조에 의하면, 세퍼레이터(103)(또는 고분자 전해질막(101))와 개스킷(104)을 접착하고 있는 접착제(105)의 층이 중간에 단절된 부분이 있으면, 거기서 누설이 발생하므로, 접착제(105)는 접착면의 전체 둘레에 도포 되어 있다. 그렇지만, 접착제(105)의 일부가 부호(105a)로 나타내는 바와 같이 개스킷(104)의 접착면으로부터 비어져 나와, 가스 유로에 대량으로 노출되어 있으면, 접착제(105)로부터의 용출성분에 따라서, 전지성능에 악영향을 미치는 일이 있었다.

또한, 특허문헌 1과 같은 구조에 따르면, 고가인 고분자 전해질막을 발전(發電)에 기여하지 않는 부분까지 면적을 넓히고 있으므로, 비용이 높아지게 된다는 문제가 있다. 이와 관련하여, 특허문헌 2 또는 특허문헌 3의 구조는, 이와 같은 문제는 없지만, 시트 형상의 절연층에 별체의 개스킷 립(gasket lip)(선 형상 돌기)를 설치해두고, 이 경우 개스킷 립을 어긋남 방지나 밀봉성의 관점에서, 시트형상 절연층에 접착제를 이용하여 접착하고 있다. 따라서, 도 14에 나타내는 것과 마찬가지로, 접착제의 일부가 가스유로 등에 노출되고, 접착제로부터의 용출성분에 따라서 전지성능에 악영향을 미칠 염려가 있었다. 또, 장기간의 사용에 있어서는 절연층과 개스킷 립의 접착 박리가 발생하여 밀봉성을 손상할 염려도 있었다.

본 발명은 이상과 같은 문제를 감안하여 이루어진 것으로서, 그 기술적 과제는 연료전지의 세퍼레이터 등, 판체(plate body)에 접착되는 개스킷에 있어서 접착수단으로부터의 용출성분에 의한 영향을 억제하는 것에 있다.

상술한 기술적 과제를 유효하게 해결하기 위한 수단으로서, 청구항 1의 발명에 관한 개스킷은, 판체에 접착되는 개스킷에 있어서, 접착대상 판체와 밀접되는 배면 시일부(back surface seal portion)와, 이 배면 시일부에 대하여 밀봉대상 공간과 반대측이 되는 위치에 있어서 접착수단을 통하여 상기 접착대상 판체에 접착되는 접착부를 가지는 것이다.

청구항 2의 발명에 관한 개스킷은, 청구항 1 기재의 구성에 있어서 배면 시일부가 메인 립(main lip)의 배면에 형성된 것이다.

청구항 3의 발명에 관한 개스킷은, 청구항 1 또는 2에 기재된 구성에 있어서, 접착수단이 접착제로 이루어지고, 배면 시일부와 접착부와의 사이에 잉여 접착제를 유지하는 접착제 웅덩이(adhesive agent sump)를 가지는 것이다.

청구항 4의 발명에 관한 개스킷은, 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 기재된 구성에 있어서, 배면 시일부가 접착대상 판체에 형성된 개스킷 장착홈의 저부에 밀접되는 것이다.

청구항 5의 발명에 관한 개스킷은, 개스킷 립이 연료전지의 세퍼레이터 사이에 개재되는 절연층에 일체적으로 설치되고, 이 절연층이 상기 개스킷 립에 대하여 밀봉 대상 공간과 반대측이 되는 영역에서 접착 수단을 통하여 세퍼레이터에 접착된 것이다.

청구항 6의 발명에 관한 개스킷은, 청구항 5에 기재된 구성에 있어서, 절연층에 이 절연층과 동 재질의 개스킷 립이 일체 성형된 것이다.

청구항 1의 발명에 관한 개스킷에 따르면, 그 접착부(접착수단)와 밀봉대상 공간과의 사이가 배면 시일부에 의해 밀봉되므로, 밀봉대상 공간으로 접착수단 중의 함유성분이 용출하는 것을 유효하게 방지할 수 있어, 예컨대 연료 전지용 세퍼레이터의 개스킷으로서 적용한 경우에, 밀봉대상 공간인 산화가스 유로 또는 연료가스 유로 중으로의 성분 용출에 의한 악영향을 유효하게 방지할 수 있다. 또, 접착 대상 판체와의 고정측에서의 밀봉은 배면 시일부에 의해 행하고, 접착수단에 의한 밀봉성에 의존하는 것이 아니므로, 접착제 등의 접착수단의 사용량을 삭감하는 것이 가능함과 동시에, 용출 성분의 양도 억제할 수 있다.

청구항 2의 발명에 관한 개스킷은, 배면 시일부가 메인 립의 콜랩스 마진(collapse margin)에 의한 반발력(reaction force)을 받으므로, 접착대상 판체와의 밀접력이 증대하며, 접착부(접착수단)와 밀봉대상 공간과의 사이에서의 밀봉성을 한층 향상시킬 수 있다.

청구항 3의 발명에 관한 개스킷은, 접착수단으로서 접착제를 이용한 경우에, 접착부와 접착대상 판체와의 사이에서 배면 시일부 쪽으로 비어져 나오려고 하는 잉여 접착제가 접착제 웅덩이에 유지되므로, 밀봉대상 공간쪽으로의 잉여 접착제의 누출을 한층 더 확실하게 방지할 수 있다.

청구항 4의 발명에 관한 개스킷은, 개스킷의 배면 시일부가 접착 대상 판체에 형성된 개스킷 장착홈에 의해 위치결정되므로, 개스킷을 안정적으로 고정할 수 있다.

청구항 5의 발명에 관한 개스킷에 따르면, 개스킷 립을 일체로 가지는 절연층과, 세퍼레이터와의 접착 영역이 개스킷 립에 대하여 밀봉대상 공간과 반대측에 있으므로, 접착영역과 밀봉대상 공간과의 사이가 개스킷 립의 콜랩스에 대한 반발력에 의해 밀봉되며, 밀봉대상 공간으로 접착 수단중의 함유성분이 용출되는 것을 유효하게 방지할 수 있어, 접착수단의 밀봉대상 공간으로의 성분 용출에 의한 악영향을 유효하게 방지할 수 있다.

청구항 6의 발명에 관한 개스킷에 따르면, 개스킷 립과 절연층 사이에 접합부가 존재하지 않으므로, 밀봉성이 한층 향상함과 동시에, 개스킷 립과 절연층과의 사이의 접착 수단도 필요없게 되며, 게다가 저렴한 비용으로 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명에 관한 개스킷을 연료 전지용 개스킷으로서 적용한 제1의 형태를 단일체로 나타내는 부분적인 단면 사시도이다.

도 2는 본 발명에 관한 개스킷을 연료 전지용 개스킷으로서 적용한 제1의 형태를 장착 상태로 나타내는 부분적인 단면 사시도이다.

도 3은 본 발명에 관한 개스킷을 연료 전지용 개스킷으로서 적용한 제2의 형태를 장착 상태로 나타내는 부분적인 단면 사시도이다.

도 4는 본 발명에 관한 개스킷을 연료 전지용 개스킷으로서 적용한 제3의 형태를 장착 상태로 나타내는 부분적인 단면 사시도이다.

도 5는 개스킷을 부착한 세퍼레이터의 표면을 나타내는 도면이다.

도 6은 본 발명에 관한 개스킷을 도 5에서의 VI부에 적절하게 적용한 제4의 형태를 장착 상태로 나타내는 부분적인 단면 사시도이다.

도 7은 본 발명에 관한 개스킷을 연료 전지용 개스킷으로서 적용한 제5의 형태를 장착 상태로 나타내는 부분적인 단면 사시도이다.

도 8은 본 발명에 관한 개스킷을 연료 전지용 개스킷으로서 적용한 제6의 형태를 단일체로 나타내는 부분적인 단면 사시도이다.

도 9는 본 발명에 관한 제7의 형태로서, 청구항 6에 관한 발명을 적용한 연료전지셀의 분리상태를 적층방향에서 본 도면이다.

도 10은 도 9의 연료전지셀의 조립상태를 적층방향에서 본 도면이다.

도 11은 도 10에서의 XI-XI 선의 위치에서 절단하여 나타내는 연료전지셀의 분리 상태의 단면도이다.

도 12는 본 발명에 관한 개스킷을 연료전지용 개스킷으로서 적용한 제8의 형태를, 도 10에서의 XI-XI선의 위치에서 절단하여 나타내는 연료전지셀의 분리 상태의 단면도이다.

도 13은 도 12의 개스킷을 도 10에서의 XIII-XIII선의 위치에서 절단하여 나타내는 연료 전지셀의 분리상태의 단면도이다.

도 14는 종래 기술에 따르는 개스킷을 장착한 연료전지의 일부를 나타내는 단면도이다.

[부호의 설명]

1, 1A, 1B 개스킷

11, 11A, 11B, 52A, 53A 메인 립

12, 12A, 12B 배면 시일부

13, 13A, 13B 연장부

13a 감합홈

14, 14A, 14B 접착부

15 접착제 웅덩이

16 단차부

17 막형상부

2 접착제(접착수단)

2a 잉여 접착제

21 시트 형성 접착부재(접착수단)

3 세퍼레이터

3a 플랫한 표면

31, 31A ~ 31D 개스킷 장착홈

31a 저부

32, 37, 38 홈 쇼울더(groove shoulder)

33 유로 홈(밀봉 대상 공간)

34 ~ 36, 51b~51d 매니폴드(manifold)(밀봉대상 공간)

4 고분자 전해질막

40 MEA

41, 42 촉매전극층

5 개스킷

51 절연층

51a 윈도우부

52, 53 개스킷 립

52B, 53B 배면 립(back surface lip)

P 접착제 도포영역

S, S1, S2 밀봉대상 공간

이하, 본 발명에 관한 개스킷의 바람직한 실시의 형태에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다. 우선, 도 1은 본 발명에 관한 개스킷을 연료전지용 개스킷으로서 적용한 제1의 형태를 단일체로 나타내는 부분적인 단면 사시도, 도 2는 동일하게 장착상태로 나타내는 부분적인 단면 사시도이다. 또한, 이하의 설명에 있어서는, "배면"이란 개스킷(1)에서의 메인 립(11)과 반대측을 향한 면, 즉 세퍼레이터(3)쪽을 향한 면인 것이다.

즉, 이러한 형태에 의한 개스킷(1)은, 청구항 1 내지 4에 대응하는 구성을 구비한 것으로, 도 2에 나타내는 바와 같이 접착제(2)를 통하여 연료전지의 세퍼레이터(3)에 접착되고, 이러한 세퍼레이터(3)와 고분자 전해질막(4)과의 사이에 개재하여, 도시하지 않은 촉매 전극층으로 수소가스 또는 산화가스(산소)를 공급하기 위한 연료가스 유로 또는 산화가스 유로 등의 밀봉대상 공간(S)으로부터 연료가스 또는 산화가스가 누출되는 것을 방지하는 것으로서, 고무형상 탄성재료, 바람직하게는 VMQ(실리콘 고무), FKM(플루오르 함유 고무), 또는 EPDM(에틸렌 프로필렌 고무) 등으로부터 선택되는 고무형상 탄성재료로 성형되어 있다. 또한, 세퍼레이터(3)는 청구항 1에 기재된 접착대상 판체에 상당하는 것으로서, 카본으로 성형되어 있으며, 도전성을 가진다.

그리고, 도 1에 나타내는 바와 같이, 개스킷(1)은, 산형태로 돌출한 메인 립 (11)과, 그 배면측에 돌출한 배면 시일부(12)와, 메인 립(11)과 배면 시일부(12)의 사이의 부분으로부터 밀봉대상 공간(S)과 반대측으로 돌출한 연장부(13)와, 이 연장부(13)의 배면측으로 돌출형성된 접착부(14)를 가진다. 또, 배면 시일부(12)와 접착부(14)와의 사이에는 홈형상의 접착제 웅덩이(15)가 오목하게 설치되어 있다.

한편, 도 2에 나타내는 바와 같이, 세퍼레이터(3)에는 개스킷(1)의 장착위치와 대응하여 연장하는 직사각형 단면의 개스킷 장착홈(31)이 형성되어 있다. 이 개스킷 장착홈(31)은 개스킷(1)에서의 배면 시일부(12) 및 접착부(14)를 수용가능한 폭으로 형성되어 있다. 즉, 개스킷(1)은 그 연장부(13)의 단부와 접착부(14)와의 사이의 단차부(16)에 있어서, 개스킷 장착홈(31)에서의 밀봉대상 공간(S)과 반대측의 홈 쇼울더(32)에 위치 결정된 상태에서, 배면 시일부(12)가 개스킷 장착홈(31)의 저부(31a) 중 밀봉 대상 공간(S)에 가까운 위치에 밀접되며, 접착부(14)가 개스킷 장착홈(31)의 저부(31a) 중, 밀봉대상 공간(S)과 반대측에 가까운 위치에 접착제(2)를 통하여 접착되도록 되어 있다.

상술한 구성에 있어서, 개스킷(1)을 세퍼레이터(3)에 접착할 때에는, 우선 세퍼레이터(3)에서의 개스킷 장착홈(31)의 저부(31a)중, 밀봉 대상 공간(S)과 반대측 근처의 위치에 접착제(2)를 도포하고, 개스킷(1)의 접착부(14)를 단차부(16)에서 개스킷 장착홈(31)의 밀봉 대상 공간(S)과 반대측의 홈 쇼울더(32)에 위치 결정한 상태에서, 접착제(2)의 도포면에 프레스하여 접착한다. 이 때, 잉여 접착제(2a)는 접착부(14)의 양쪽으로 비어져 나오지만, 접착부(14)와 배면 시일부(12)와의 사이에는 접착제 웅덩이(15)가 오목하게 설치되어 있으므로, 접착부(14)로부터 배면 시일부(12) 쪽을 향하여 비어져 나온 잉여 접착제(2a)는 접착제 웅덩이(15) 내에 유지되어, 배면 시일부(12) 쪽으로의 개입이 유효하게 방지된다.

또한, 개스킷(1)은 그 메인 립(11)이 도 2에 일점 쇄선으로 나타내는 고분자 전해질막(4)에, 필요한 콜랩스 마진을 가지고 밀접되므로, 그 반발력에 의해 메인립(11)의 배면측에 형성된 배면 시일부(12)도 적당한 면압으로 개스킷 장착홈(31)의 저부(31a)에 밀접된다. 이 때문에, 접착제 웅덩이(15) 내의 잉여 접착제(2a)로부터의 용출 성분이 밀봉대상 공간(S)으로 방출되는 것을 유효하게 방지할 수 있다. 또한, 고분자 전해질막(4)은 그 두께 방향 양쪽으로 도시하지 않은 촉매 전극층(연료극(極) 및 공기극(極))이 설치되어, MEA를 구성한다.

또, 접착대상 판체인 세퍼레이터(3)와의 고정측에서의 밀봉은, 배면 시일부(12)에 의해 행해지고, 상기 저부(31a)와 접착부(14)와의 사이에 개재하는 접착제(2)에는 의존하지 않는다. 따라서, 접착제(2)는 개스킷(1)의 고정에 필요한 양이라면 반드시 상기 저부(31a)의 전체 둘레에 도포할 필요는 없으며, 따라서 접착제(2)의 사용량을 삭감할 수 있음과 동시에, 접착제(2)로부터의 용출성분의 양도 억제할 수 있다. 그리고, 접착제(2)를 상기 저부(31a)의 전체 둘레에 도포한 경우는, 배면 시일부(12)와 접착부(14)의 양쪽에서 밀봉을 행하게 되므로, 이중 시일 작용(double seal operation)에 의해 밀봉대상 공간(S)에 대한 밀봉성을 현저하게 높일 수 있다.

다음으로, 도 3은 본 발명에 관한 개스킷을 연료 전지용 개스킷으로서 적용한 제2의 형태를 장착상태로 나타내는 부분적인 단면 사시도이다. 이 형태도 기본 적으로는 청구항 1 내지 4에 대응하는 구성을 구비하는 것으로서, 메인 립(11)과 배면 시일부(12)의 사이의 부분으로부터 밀봉 대상 공간(S)과 반대측으로 돌출한 연장부(13)의 플랫한 배면이 접착부(14)로 되어 있으며, 세퍼레이터(3)의 개스킷 장착홈(31)은 개스킷(1)의 배면 시일부(12)를 수용가능한 폭으로 형성되어 있다.

즉, 개스킷(1)의 접착부(14)는 개스킷 장착홈(31)의 밀봉대상 공간(S)과 반대측의 홈 쇼울더(32)에 접착제(2)를 통하여 접착된다. 접착제 웅덩이(15)는, 배면 시일부(12)와 접착부(14)와의 사이에 단차홈 형상으로 형성되어 있으며, 홈 쇼울더(32)에 접착제(2)를 도포하여 접착부(14)를 접착할 때에, 홈 쇼울더(32)와 접착부(14)와의 사이로부터 배면 시일부(12)쪽으로 비어져 나온 잉여 접착제(2a)는 개스킷 장착홈(31)의 밀봉대상 공간(S)과 반대측의 단부(31a)와 접착제 웅덩이(15)와의 사이에 유지되고, 배면 시일부(12)쪽으로의 개입이 유효하게 방지된다. 따라서, 제1의 형태와 동일한 효과가 실현된다.

다음으로, 도 4는 본 발명에 관한 개스킷을 연료전지용 개스킷으로서 적용한 제3의 형태를 장착 상태로 나타내는 부분적인 단면 사시도이다. 이 형태의 개스킷(1)은 청구항 1 내지 3에 대응하는 구성을 구비하는 것으로, 도시되어 있지 않은 고분자 전해질막에 필요한 콜랩스 마진을 가지고 밀접되는 산 형상의 메인 립(11)과, 그 배면측에 돌출 형성된 복수 돌기의 배면 시일부(12)와, 메인 립(11)의 기부(基部)로부터 밀봉대상 공간(S)과 반대측으로 돌출한 연장부(13)와, 이 연장부(13)의 배면측에 상기 배면 시일부(12)와 병렬적으로 돌출 형성된 접착부(14)를 가진다. 또, 배면 시일부(12)와 접착부(14)와의 사이에는 홈형상의 접착제 웅덩이(15) 가 오목하게 설치되어 있다.

한편, 접착 대상 판체인 세퍼레이터(3)에는, 도 2 또는 도 3과 같은 개스킷 장착홈이 형성되어 있지 않으며, 개스킷(1)의 접착부(14)는, 도시되어 있지 않은 고분자 전해질막과 대향하는 세퍼레이터(3)의 플랫한 표면(3a)에 접착제(2)를 통하여 접착됨과 동시에, 그 밀봉 대상 공간(S)측에 위치하는 배면 시일부(12)가 밀접된다. 접착시에 세퍼레이터(3)의 표면(3a)과 접착부(14)와의 사이로부터 배면 시일부(12)측으로 비어져 나온 잉여 접착제(2a)는 접착제 웅덩이(15)에 유지되고, 배면 시일부(12)로의 개입이 유효하게 방지된다. 따라서, 제1의 형태와 동일한 효과가 실현된다.

여기서, 도 5는 개스킷(1)을 설치한 세퍼레이터(3)의 표면을 나타내는 도면이다. 도면 중의 참조 부호(33)는 세퍼레이터(3)의 표면에 형성되어 연료가스 또는 산화가스를 흐르게 하는 다수의 유로 홈이며, 34는 세퍼레이터(3)에 개설되어 유로 홈(33)과 연통하는 매니폴드, 35, 36은 세퍼레이터(3)에 개설되어, 각각 미도시된 유로 홈에 연통된 매니폴드이다.

도 5에 나타내는 세퍼레이터(3)에 있어서, 개스킷(1)은 유로 홈(33)의 형성 영역 및 매니폴드(34)의 개구부를 둘러싸도록 형성된 것과, 매니폴드(35)의 개구부를 둘러싸도록 설치된 것과, 매니폴드(36)의 개구부를 둘러싸도록 설치된 것을 가진다. 그리고, 참조 부호 VI로 나타내는 부분에서는 유로 홈(33)의 형성영역 및 매니폴드(34)의 개구부를 둘러싸는 개스킷(1)과 매니폴드(35)의 개구부를 둘러싸는 개스킷(1)의 일부, 또는 유로 홈(33)의 형성 영역 및 매니폴드(34)의 개구부를 둘 러싸는 개스킷(1)과, 매니폴드(36)의 개구부를 둘러싸는 개스킷(1)의 일부가, 서로 근접한 상태로 평행하게 연장되어 있다.

도 6은, 본 발명에 관한 개스킷을 연료 전지용 개스킷으로서 적용한 제4의 형태를 장착형태로 나타내는 부분적인 단면 사시도이다. 이 형태에 따른 개스킷(1)은 기본적으로는 청구항 1 내지 4에 대응하는 구성을 구비한 것으로서, 상술한 도 5에서의 VI부와 같이, 서로 근접한 상태에서 평행하게 연장하는 부분이 있는 경우에 적절하게 적용되는 것이다. 즉, 도 6에 나타내는 개스킷(1A, 1B)은 각각 다른 유체를 밀봉대상으로 하는 것으로서, 예컨대 한쪽의 개스킷(1A)에 의한 밀봉 대상 공간(S1)은 연료 가스가 유통되고, 다른 쪽의 개스킷(1B)에 의한 밀봉대상 공간(S2)은 산화가스가 유통된다.

개스킷(1A, 1B)은 기본적으로는 앞에 설명한 도 3(제2의 형태)와 동일한 것으로서, 즉 산형태로 돌출하여 고분자 전해질막(4)에 필요한 콜랩스 마진을 가지고 밀접되는 메인 립(11A, 11B)과, 그 배면측에 형성된 배면 시일부(12A, 12B)와, 메인립(11A, 11B)과 배면 시일부(12A, 12B)의 사이의 부분으로부터 돌출한 연장부(13A, 13B)를 각각 가지며, 연장부(13A, 13B)의 플랫한 배면이 접착부(14A, 14B)로 되어 있다. 또, 한쪽의 개스킷(1A)에서의 연장부(13A)의 선단에는 오목면 형상의 감합홈(13a)이 형성되며, 다른 쪽의 개스킷(1B)에서의 연장부(13B)의 선단은 상기 감합홈(13a)과 밀접하게 끼워지는 것이 가능한 볼록면 형상으로 형성되어 있다.

한편, 세퍼레이터(3)에는 개스킷(1A, 1B)의 각 배면 시일부(12A, 12B)의 설치 위치와 대응하여 연장하는 직사각형 단면의 한 쌍의 개스킷 장착홈(31A, 31B)이 형성되어 있다. 이 개스킷 장착홈(31A, 31B)은 상기 배면 시일부(12A, 12B)를 수용가능한 폭으로 형성되고, 양 홈(31A, 31B) 사이의 간격(홈 쇼울더(37)의 폭)은, 개스킷(1A)에서의 연장부(13A)의 감합홈(13a)과 개스킷(1B)에서의 연장부(13B)의 선단을 감합시킨 때의 양 연장부(13A, 13B)의 길이보다 조금 작은 것으로 되어 있다.

즉, 상술한 구성에 있어서 개스킷(1A, 1B)을 세퍼레이터(3)에 접착할 때는, 우선 세퍼레이터(3)에서의 개스킷 장착홈(31A, 31B)의 사이의 홈 쇼울더(37)에 접착제(2)를 도포하고, 개스킷(1A)에서의 연장부(13A)의 감합홈(13a)과 개스킷(1B)에서의 연장부(13B)의 선단을 감합시킨 상태로, 양쪽의 배면 시일부(12A, 12B)를 각각 개스킷 장착홈(31A, 31B)에 삽입함과 동시에, 연장부(13A, 13B)의 배면의 접착부(14A, 14B)를 접착제(2)의 도포면(홈 쇼울더(37))에 프레스하여 접착한다. 이때, 잉여 접착제(2a)는 홈쇼울더(37)와 접착부(14A, 14B)의 사이로부터 양쪽으로 비어져 나오지만, 개스킷(1A)에서의 접착부(14A)와 배면 시일부(12B)와의 사이, 및 개스킷(1B)에서의 접착부(14B)와 배면 시일부(12B)와의 사이에는 각각 접착제 웅덩이(15A, 15B)가 설치되어 있으므로, 비어져 나온 잉여 접착제(2a, 2a)는 접착제 웅덩이(15A, 15B) 내에 유지되어, 배면 시일부(12A, 12B) 측으로의 개입이 유효하게 방지된다.

상술한 제1 내지 제4의 형태는 모두 세퍼레이터(3)로의 개스킷(1)(1A, 1B)의 접착수단으로서 접착제(2)를 이용하고 있지만, 본 발명은 가류(加硫) 접착에 의한 것이나, 시트 형상 접착부재를 이용하는 것에 대해서도 적용가능하다. 그리고, 다음에 설명하는 도 7 및 도 8의 형태는 이와 같은 접착 수단을 이용한 것이다.

이중, 우선 도 7은 본 발명에 관한 개스킷을 연료 전지용 개스킷으로서 적용한 제5의 형태를 장착 상태로 나타내는 부분적인 단면 사시도이다. 이러한 형태의 개스킷(1)은, 세퍼레이터(3)에 일체 성형된 것으로서, 산 형태로 돌출하여 고분자 전해질막(4)에 필요한 콜랩스 마진을 가지고 밀접되는 메인 립(11)과, 그 배면측에 형성된 배면 시일부(12)와, 메인 립(11)과 배면 시일부(12)의 사이의 부분으로부터 밀봉 대상 공간(S)과 반대측으로 돌출한 연장부(13)를 가지며, 연장부(13)의 플랫한 배면이 접착부(14)로 되어 있다. 배면 시일부(12)는 세퍼레이터(3)에 개스킷(1)의 장착 부위와 대응하여 형성된 직사각형 단면의 개스킷 장착홈(31)에 밀접하게 끼워져 있고, 접착부(14)는 개스킷 장착홈(31)의 밀봉 대상 공간(S)과 반대측의 홈 쇼울더(32)에 가류(加硫)접착되어 있다.

개스킷(1)은, 미리 세퍼레이터(3)의 홈 쇼울더(32)에 가류접착용 접착제를 도포하고 나서, 이 세퍼레이터(3)를 소정의 금형(미도시) 내에 세트하며, 그 개스킷 장착홈(31)을 따라서 상기 금형의 내면과의 사이에 구획된 캐비티 내에 미(未)가류의 고무재료를 사출하여 가류시킴으로써, 성형과 동시에 세퍼레이터(3)와 일체화시킨 것이다. 접착부(14)는 세퍼레이터(3)의 홈 쇼울더(32)에 도포한 가류접착용 접착제에 의해 이 홈 쇼울더(32)에 일체적으로 가류 접착되지만, 배면 시일부(12)는 세퍼레이터(3)의 개스킷 장착홈(31)의 내면을 본따서 직사각형 단면형상으로 성형되어, 즉 비접착으로 개스킷 장착홈(31)의 내면과 밀접된다.

또한, 연장부(13)(접착부(14))와 반대측, 즉 메인 립(11) 및 배면 시일부(12)의 밀봉 대상 공간(S)측에는 막형상부(17)가 형성되어 있고, 세퍼레이터(3)에 서의 개스킷 장착홈(31)의 밀봉대상 공간(S)측의 홈 쇼울더(38)에 밀접되어 있다.

이러한 형태에 있어서도, 접착부(14)와 밀봉 대상 공간(S)의 사이에는 배면 시일부(12)가 존재하고, 게다가 막형상부(17)도 밀봉 기능을 가지므로, 가류 접착부로부터의 용출 성분이 밀봉 대상 공간(S)을 유통되는 가스 중에 용출되는 것에 의한 영향을 방지하는 것이 가능하다. 또한, 상술한 각 형태와 마찬가지로, 고분자 전해질막(4)에 대한 메인립(11)의 콜랩스 마진의 반발력에 의해, 배면 시일부(12)에 적당한 밀접 면압(close contact surface pressure)이 부여되므로, 뛰어난 밀봉성을 나타냄과 동시에, 배면 시일부(12)가 상기 체결 여유(fastening margin)의 반발력에 의해 개스킷 장착홈(31)의 내면에 확실히 고정되므로, 개스킷(1)의 고정성이 높으며, 따라서 성형시 가류 접착제 사용량을 삭감하는 것이 가능함과 동시에, 성분용출량도 유효하게 억제될 수 있다.

다음으로, 도 8은 본 발명에 관한 개스킷을 연료 전지용 개스킷으로서 적용한 제6의 형태를 단일체로 나타내는 부분적인 단면 사시도이다. 이 형태의 개스킷(1)은 먼저 설명한 도 1(제1의 형태)의 개스킷(1)의 접착부(14)에 시트형상 접착부재(21)를 점착한 것이다.

상세하게는, 시트 형상 접착부재(21)는 합성수지필름의 일면(도면에서의 하면)(21a)에 미도시의 접착제 또는 점착제를 도포한 것으로, 다른 면(도면에서의 상면)(21b)이 개스킷(1)의 접착부(14)에 인서트 성형법(insert molding method)에 의해 접착된 것이다. 합성 수지 필름으로서는 PET(폴리에틸렌 텔레프탈레이트), PEN(폴리에틸렌나프탈레이트), 또는 PI(폴리이미드)등, 전기 절연성의 합성 수지 재료 로 이루어지는 것이 선택된다. 또, 개스킷(1)의 고무 재료로서는, 특히 한정되지는 않지만, 전술한 VMQ(실리콘 고무), FKM(플루오르함유 고무), EPDM(에틸렌 프로필렌 고무) 등이 바람직하다.

즉, 개스킷(1)을 사출성형하는 금형 내에, 미리 다른 면(21b)에 가류 접착용의 접착제를 도포한 합성 수지필름을 세트하여, 상기 금형 내에 미가류 고무 재료를 사출하고, 개스킷(1)의 성형과 동시에 합성 수지필름을 일체화한 것이다. 접착제 또는 점착제가 도포된 합성 수지 필름의 일면(21a)에는 미도시의 박리 필름을 점착해두고, 개스킷(1)을 세퍼레이터(3)의 소정 개소에 설치할 때, 상기 박리 필름을 박리시켜 접착제 또는 점착제가 도포된 일면(21a)을 노출시키고, 접착하도록 구성할 수 있다.

이러한 형태에서 있어서도 접착부(14)에 설치된 시트 형상 접착부재(21)와 밀봉대상 공간(S)의 사이에는 배면 시일부(12)가 존재하므로, 시트 형상 접착부재(21)의 접착제 또는 점착제로부터의 용출성분이 밀봉대상 공간을 유통하는 가스중에 용출되는 것에 의한 영향을 방지할 수 있어, 제1의 형태와 동일한 효과를 실현하는 것이다. 따라서, 이러한 형태에 있어서도, 세퍼레이터와의 고정측의 시일은 배면 시일부(12)가 맡고, 시트형상 접착부재(21)에는 의존하지 않으므로, 시트형상 접착부재(21)는 반드시 접착부(14)의 전체 둘레에 점착할 필요는 없다.

또한, 상술한 형태는 모두 개스킷(1)을 세퍼레이터(3)측에 접착하고 있지만, 고분자 전해질막(4)에 접착되고, 메인 립(11)이 세퍼레이터(3)와 밀접되는 것에 대해서도 실시가능하다. 이 경우, 고분자 전해질막(4)이 청구항 1에 기재된 접착 대 상 판체에 상당하는 것으로 된다.

또, 상술한 바와 같은 형태의 개스킷은 연료 전지 외에도, 예컨대 PC의 하드·디스크·드라이브 장치(HDD)에 있어서 기억매체인 하드디스크나 이 하드디스크에 대한 데이터의 판독이나 기록을 행하는 헤드 및 이것을 구동하는 액추에이터 등을 수용하는 케이스를 밀폐하는 개스킷 일체형 상부 커버의 개스킷 등에도 실시가능하다.

다음으로, 도 9는 본 발명에 관한 개스킷을 연료 전지용 개스킷으로서 적용한 제7의 형태로서, 연료전지셀의 분리 상태를 적층방향에서 본 도면, 도 10은 도 9의 연료 전지셀의 조립상태를 적층 방향에서 본 도면, 도 11은 도 10에서의 XI-XI선의 위치에서 절단하여 나타내는 연료 전지셀의 분리 상태의 단면도이다.

이러한 형태는 청구항 5에 관한 발명에 상당하는 것으로, 이들 도 9, 도 10 및 도 11에서, 참조 부호 3은 세퍼레이터, 4는 고분자 전해질막, 41, 42는 고분자 전해질막(4)의 양면에 설치된 한쌍의 촉매 전극층, 5는 촉매 전극층(41, 42)의 외주측에 위치하여 각 세퍼레이터(3)의 외주부 사이에 개재되는 절연층(51)에 개스킷 립(gasket lips)(52, 53)이 일체적으로 설치된 본 형태의 개스킷이다. 고분자 전해질막(4)과, 그 양면에 설치된 촉매 전극층(41, 42)은 MEA(MEMBRANE ELECTRODE ASSEMBLY: 막·전극 복합체)(40)를 구성하고 있다.

세퍼레이터(3)는 도전성을 가짐과 동시에 가스 불투과성의 카본 등으로 이루어지는 것으로서, 앞에 설명한 도 5와 마찬가지로, 그 양면에는 촉매전극층(41, 42)과의 대향면에 위치하여 다수의 홈 형상의 유로(流路) 홈(33)이 형성되고, 외주 부에는 연료 가스, 산화가스 또는 냉각수를 공급 또는 배출하기 위한 복수의 매니폴드(34 ~ 36)가 개설되어 있다. 또한, 도 9에 나타내는 바와 같이, 복수의 매니폴드(34 ~ 36) 중 연료 공급용 및 연료 배출용의 매니폴드는 세퍼레이터(3)의 한쪽의 면에 형성된 유로 홈(33)의 양단에 개스킷(5)을 지지하는 커버 플레이트(33b, 33b)로 덮인 통로(33a, 33a)를 통하여 연통하고, 산화가스 공급용 및 산화가스 배출용의 매니폴드도 마찬가지로, 세퍼레이터(3)의 다른 쪽의 면에 형성된 유로 홈(33)의 양단에 개스킷(5)을 지지하는 커버 플레이트로 덮인 통로(미도시)를 통하여 연통되어 있다.

개스킷(5)은 각 세퍼레이터(3) 사이의 전기절연성이 뛰어난, 예컨대 PET, PEN, PI 등의 합성수지 재료 또는 고무형상 탄성 재료로 이루어지는 절연층(51)에 VMQ, FKM, EPDM 등의 고무형상 탄성 재료로 이루어지는 개스킷 립(52, 53)이 일체적으로 설치된 것이다. 절연층(51)에 대한 개스킷 립(52, 53)의 일체화의 방법으로서는 사출 성형 등에 의해 절연층(51)에 개스킷 립(52)을 직접 성형하는 방법이나, 별도로 성형한 개스킷 립(52, 53)을 접착제로 점착하는 방법 모두가 채용가능하다. 다만, 후자의 방법에 있어서는 접착제로부터의 용출성분의 용출의 가능성이 있고, 게다가 접착 박리 등이 생길 염려도 있으므로, 전자의 일체 성형 방법이 바람직하다.

절연층(51)은, 외주 가장자리가 세퍼레이터(3)의 외주 가장자리와 동일한 형태와 동일한 크기의 시트형상으로서, 내주(內周)에 발전영역(MEA40에서의 촉매 전극층(41, 42) 및 세퍼레이터(3)에서의 유로 홈(33)의 형성영역)에 대응하는 윈도우 부(51a)를 가지며, 세퍼레이터(3)에서의 각 매니폴드(33 ~ 36)와 대응하는 위치에 이 각 매니폴드(34 ~ 36)와 동일한 형태와 동일한 크기의 복수의 매니폴드(51b ~51d)가 개설되어 있다. 또, 개스킷 립(52)은 윈도우부(51a)의 외주를 둘러싸도록 형성되고, 개스킷 립(53)은 각 매니폴드(51b ~ 51d)의 외주를 둘러싸도록 형성되어 있다.

절연층(51)의 두께는 너무 얇으면 강도 및 충분한 절연성이 얻어지지 않으며, 반대로 너무 두꺼우면 연료 전지셀을 적층한 스택 체적이 너무 커지므로, 50 ~ 500 ㎛, 바람직하게는 100 ~ 300 ㎛로 한다.

도 9에 사선으로 나타내는 영역(P)은, 세퍼레이터(3)에서의 접착제 도포영역이다. 이 접착제 도포영역(P)은, 도 11에도 나타내는 바와 같이 개스킷(5)을 세퍼레이터(3)에 위치결정하여 적층한 때에, 개스킷 립(52, 53)에 대하여, 이 개스킷 립(52, 53)에 의한 밀봉 대상인 유로 홈(33)이나 각 매니폴드(34 ~ 36)와 반대측으로 되는 영역에 대응하는 것이다. 즉, 개스킷(5)은 세퍼레이터(3)에서의 접착제 도포 영역(P)에 접착제를 도포하고 나서, 절연층(51)에서의 개스킷 립(52, 53)이 형성되어 있지 않은 쪽의 면을 위치결정하여 프레스함으로써 접착한다.

이상의 구성을 구비하는 각 연료전지셀에 있어서 MEA(40)의 촉매 전극층(41, 42) 중 한쪽에 면하는 유로 홈(33)에는, 연료공급용 및 연료배출용의 매니폴드사이에서 통로(33a, 33a)를 통하여 연료가스(수소)가 공급되며, 다른 쪽의 촉매 전극층에 면하는 유로 홈(33)에는 산화가스(산소)가 공급된다. 그리고, 연료 가스가 공급되는 측(애노드)에 있어서는 수소 분자를 수소이온과 전자로 분해하는 반응이 행해 져, 산화가스가 공급되는 측(캐소드)에 있어서는 산소와 수소이온과 전자에 의해 물을 생성하는 반응이 행해지며, 이것에 의해 기전력을 발생한다.

두께 방향으로 인접하는 세퍼레이터(3)의 외주부(발전영역의 외주측)의 사이는, 개스킷(5)에서의 시트형상 절연층(51)이 개재함으로써 서로 절연된다. 조립 상태에 있어서는 개스킷(5)에서의 개스킷 립(52)은 적당한 콜랩스 마진으로 MEA(40)(고분자 전해질막(4))의 외주부에 밀접하고, 개스킷 립(53)은 적당한 콜랩스 마진으로 세퍼레이터(3)의 외주부에 밀접하며, 유로 홈(33) 안을 유통하는 연료 가스, 산화가스나, 매니폴드(34 ~ 36)를 유통하는 연료 가스, 산화가스 또는 냉각수에 대한 뛰어난 밀봉성을 나타낸다. 또한, 개스킷 립(52)은 MEA(40)(고분자 전해질막(4))의 외주부를 세퍼레이터(3)에 탄성적으로 프레스하여 끼워 지지하는 기능을 가진다.

또, 개스킷(5)은 그 개스킷 립(52, 53)이 세퍼레이터(3) 또는 고분자 전해질막(4)에 필요한 콜랩스 마진을 가지고 밀접되므로, 절연층(51)중 개스킷 립(52, 53)의 배면측에 상당하는 부분은 세퍼레이터(3) 또는 고분자 전해질막(4)에 대한 밀접 면압이 개스킷(52, 53)의 압축반발력에 의해 커지게 되어, 배면 시일부로서 기능하는 한편, 접착제 도포영역(P)에 대응하는 부분에서는 면압이 작은 것으로 된다. 이때문에, 접착제 도포영역(P)에 도포된 접착제는 밀봉 대상 공간인 유로 홈(33)이나 각 매니폴드(34 ~ 36)쪽으로 비어져 나오기 어렵게 되고, 게다가 접착제로부터의 용출 성분이 밀봉대상 공간인 유로 홈(33)이나 각 매니폴드(34 ~ 36)측으로 방출되는 것을 유효하게 방지할 수 있다.

다음으로, 도 12는 본 발명에 관한 개스킷을 연료 전지용 개스킷으로서 적용 한 제 8의 형태를, 도 10에서의 XI-XI 선의 위치에서 절단하여 나타내는 연료 전지셀의 분리상태의 단면도, 도 13은 동일하게 도 10에서의 XIII-XIII 선의 위치에서 절단하여 나타내는 연료 전지셀의 분리상태의 단면도이다.

이러한 형태는 청구항 6에 관한 발명에 상당하는 것으로서, 개스킷(5)이 각 세퍼레이터(3)의 양면에 접착되어 있다. 이 개스킷(5)은 전체가 VMQ, FKM, EPDM 등으로부터 선택된 단일의 고무 형상 탄성재료로 이루어진 것으로서, 절연층(51)의 양면에 개스킷 립(52A, 53A)(이하, 메인 립이라고 함) 및 개스킷 립(52B, 53B)(이하, 배면 립이라고 함)이 서로 일체로 성형되어 있다. 따라서, 절연층(51)과 메인 립(52A, 53A) 및 배면 립(52B, 53B)은 서로 연속한 고무형상 탄성 재료로 이루어지고, 양자 사이에 접착부가 개재하지 않은 구조로 되어 있다.

상세하게는, 절연층(51)은 외주 가장자리가 세퍼레이터(3)의 외주 가장자리와 동일한 형태와 동일한 크기로, 내주에 발전영역(MEA(40)에서의 촉매 전극층(41, 42) 및 세퍼레이터(3)에서의 유로 홈(33)의 형성 영역)에 대응하는 윈도우부(51a)를 가지고, 앞의 도 9에 나타내는 세퍼레이터(3)의 각 매니폴드(34 ~ 36)와 대응하는 복수의 매니폴드(51b ~ 51d)(도 12 및 도 13에는 매니폴드(35, 51c) 만을 나타낸다)가 개설된 시트형상을 이룬다. 메인 립(52A) 및 배면 립(52B)은 윈도우부(51a)의 외주를 따라서 형성되어 있고, 메인 립(53A) 및 배면 립(53B)은 각 매니폴드(51c)(51b, 51d)의 외주를 따라서 형성되어 있다. 또, 배면 립(52B, 53B)은 앞의 도 9에 나타내는 세퍼레이터(3)의 커버 플레이트(33b)(통로(33a))와 대응하는 부분에는 설치되어 있지 않으며, 이 부분은 도 13에 나타내는 바와 같이 메인 립(52A, 53A)만이 형성되어 있다.

한편, 세퍼레이터(3)에서의 발전영역의 외주측에는 그 양면에 개스킷(5)의 배면 립(52B, 53B)과 대응하여, 각각 개스킷 장착홈(31C, 31D)이 형성되고, 즉 배면 립(52B, 53B)은 이들의 개스킷 장착홈(31C, 31D) 내에 소정의 콜랩스 마진을 가지고 밀접하게 되어 있다. 또한, 이 개스킷 장착홈(31C, 31D)은 앞의 도 9에 나타내는 세퍼레이터(3)의 통로(33a)가 지나는 부분에는 형성되지 않는다.

또한 그 외의 부분의 구성, 예컨대 세퍼레이터(3)에서의 유로 홈(33), 매니폴드(34 ~ 36) 등의 배치나, MEA(40)(고분자 전해질막(4) 및 촉매 전극층(41, 42)) 등은 이미 설명한 제7의 형태와 기본적으로 동일하다.

상기 구성의 개스킷(5)은 절연층(51)이 접착제를 통하여 세퍼레이터(3)에 접착되고, 그것을 위한 세퍼레이터(3)의 접착제 도포영역(P)은 개스킷(5)을 세퍼레이터(3)에 위치 결정하여 적층한 때에 배면 립(52B, 53B)에 대하여 이 배면 립(52B, 53B)에 의한 밀봉 대상인 유로 홈(33)이나 매니폴드(35)(34, 36)와 반대측, 환언하면 개스킷 장착홈(31C, 31D)에 대하여 유로 홈(33)이나 매니폴드(35)(34, 36)와 반대측에 상당하는 영역으로 되어 있다. 즉, 개스킷(5)은 세퍼레이터(3)의 접착제 도포영역(P)에 접착제를 도포하고 나서, 절연층(51)에서의 배면 립(52B, 53B)이 존재하는 측의 면을 프레스하여 접착한다. 그리고 그 과정에서 배면 립(52B, 53B)을 개스킷 장착홈(31C, 31D)에 끼워넣으므로, 위치결정을 용이하게 행할 수 있다.

이 때, 세퍼레이터(3)에 도포된 접착제의 일부는 개스킷(5)의 절연층(51)의 프레스에 의해 접착제 도포영역(P)으로부터 양쪽으로 비어져 나오지만, 접착제 도 포 영역(P)과 개스킷(5)의 배면 립(52B, 53B)과의 사이에는, 개스킷 장착홈(31C, 31D)에 의해 앞에 설명한 도 3에 나타내는 접착제 웅덩이가 형성되므로, 배면 립(52B, 53B)에 의한 시일면으로의 잉여 접착제의 개입이 유효하게 방지된다.

연료 전지셀의 조립상태에서는, 서로 인접하는 세퍼레이터(3, 3) 중 한쪽의 세퍼레이터(3)에 접착된 개스킷(5)의 메인 립(52A)과, 다른 쪽의 세퍼레이터(3)에 접착된 개스킷(5)의 메인 립(52A)이 적당한 콜랩스 마진으로 MEA(40)(고분자 전해질막(4))의 외주부에 밀접하고, 이것에 의해 발전 영역을 양호하게 밀봉함과 동시에, MEA(40)를 탄성적으로 끼워 지지한다. 또, 한쪽의 세퍼레이터(3)에 접착된 개스킷(5)의 메인 립(53A)과, 다른 쪽의 세퍼레이터(3)에 접착된 개스킷(5)의 메인 립(53A)이 필요한 콜랩스 마진을 가지고 서로 밀접하며, 이것에 의해 매니폴드(35)(34, 36)에 대한 양호한 밀봉성을 나타낸다. 그리고, 이들 메인 립(52A, 53A)의 압축 반발력에 의해 배면 립(52B, 53B)도 적당한 면압으로 개스킷 장착홈(31C, 31D)의 저부에 밀접되므로, 접착제 도포영역(P)의 접착제나, 그곳으로부터 비어져 나온 잉여 접착제로부터의 용출성분이 유로 홈(33)이나 매니폴드(35)(34, 36)로 방출되는 것을 유효하게 방지할 수 있다.

또한, 도 13에 나타내는 세퍼레이터(3)의 통로(33a)의 형성 부분에서는 메인 립(52A, 53A)이 커버 플레이트(33b)에 백업되므로, 대향하는 세퍼레이터(3)에 양호하게 밀접할 수 있다.

개스킷(5)은 절연층(51)과 개스킷 립(메인 립(52A, 53A) 및 배면 립(52B, 53B))을 서로 연속하여 형성한 구조를 가지므로, 고무형상 탄성 재료에 의한 동시 일체 성형에 의해 저렴한 비용으로 제공하는 것이 가능하다. 게다가, 양자 사이를 접촉할 필요가 없다. 또한, 절연층(51)과 개스킷 립과의 사이를 접착제 등으로 접착할 필요도 없기 때문에, 여기로부터 용출 성분이 발생하는 일도 없어, 접착 박리 등이 발생할 염려도 없다.

또한, 이러한 형태에서는 개스킷(5)을 각 세퍼레이터(3)의 양면에 설치하였지만, 도 11과 마찬가지로 한쪽 면에만 설치하고, 메인 립(53A)이 인접하는 세퍼레이터(3)에 밀접되게 하는 것도 가능하다.

본 발명은 고정부재 사이를 밀봉하는 개스킷으로서, 특히 연료전지의 세퍼레이터나 HDD(하드·디스크·드라이브 장치)의 상부 커버의 밀봉수단으로서 적용가능하다.

Claims

판체에 접착되는 개스킷(1)으로서, 접착대상 판체에 밀접되는 배면 시일부(12)와, 이 배면 시일부(12)에 대하여 밀접 대상 공간(S)과 반대측으로 되는 위치에서 접착 수단(2)을 통하여 상기 접착 대상 판체에 접착되는 접착부(14)를 가지는 것을 특징으로 하는 개스킷.
제1항에 있어서,

배면 시일부(12)가 메인 립(11)의 배면에 형성된 것을 특징으로 하는 개스킷.
제1항 또는 제2항에 있어서,

접착수단(2)이 접착제로 이루어지고, 배면 시일부(12)와 접착부(14)와의 사이에, 잉여 접착제(2a)를 유지하는 접착제 웅덩이(15)를 가지는 것을 특징으로 하는 개스킷.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

배면 시일부(12)가 접착 대상 판체에 형성된 개스킷 장착홈(31)의 저부(31a)에 밀접(密接)되는 것을 특징으로 하는 개스킷.
개스킷 립(52, 53)이 연료 전지의 세퍼레이터(3) 사이에 개재되는 절연층(51)에 일체적으로 설치되고, 이 절연층(51)이 상기 개스킷 립(52, 53)에 대하여 밀봉 대상 공간과 반대측으로 되는 영역에서 접착 수단을 통하여 세퍼레이터(3)에 접착된 것을 특징으로 하는 개스킷.
제5항에 있어서,

절연층(51)에 이 절연층(51)과 같은 재질의 개스킷 립(52, 53)이 일체로 성형된 것을 특징으로 하는 개스킷.