KR20110026099A

KR20110026099A - Molding for making gasket used in fuel cell and gasket used in fuel cell including metal pin

Info

Publication number: KR20110026099A
Application number: KR1020090083850A
Authority: KR
Inventors: 염교선; 홍진기; 이호진
Original assignee: 동아공업 주식회사
Priority date: 2009-09-07
Filing date: 2009-09-07
Publication date: 2011-03-15
Also published as: KR101104303B1

Abstract

PURPOSE: A gasket for a fuel cell having a metal support and a mold for manufacturing the same are provided to reduce an assembling period of time and an assembling process since the gasket is accurately located on the sealing part of a separation plate. CONSTITUTION: Upper and lower molds(110,120) for manufacturing a gasket comprise grooves(111) and fixing units. The grooves are respectively engraved on the upper and lower molds in a shape of a gasket(100). Rubber(103) is filled in the groove. The fixing units are formed along the grooves. For a metallic support to be disposed in the rubber, the fixing units strongly hold the metallic support(102).

Description

Gasket for making gasket used in fuel cell and gasket used in fuel cell including metal pin}

본 발명은 다중의 밀봉 구조를 갖는 연료전지 분리판용 가스켓 및 이를 제조하기 위한 금형에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 분리판과 막전극 접합체 사이에 위치하여 연료와 산화제의 밀봉을 유지하고 냉각수가 흐르는 분리판 사이에 위치하여 냉각수의 밀봉을 유지하는 연료전지용 가스켓 제작을 위한 금형 및 이에 의해 제작되는 금속 지지대를 포함하는 연료전지용 가스켓에 관한 것이다.The present invention relates to a gasket for a fuel cell separator having a multiple sealing structure and a mold for manufacturing the same. More particularly, the present invention relates to a separator for fuel cell separation, and more particularly, located between a separator and a membrane electrode assembly, to maintain a sealing of fuel and an oxidant, and to separate cooling flow. The present invention relates to a fuel cell gasket comprising a mold for manufacturing a fuel cell gasket positioned between the plates to maintain a sealing of cooling water, and a metal support manufactured by the same.

연료전지는 전해질(electrolyte)과 두개의 전극(electrode)이 샌드위치처럼 포개어져 있는 형태로 산소와 수소가 각각의 전극으로 흘러갈 때, 전기와 열 그리고 물이 만들어지게 된다.In fuel cells, an electrolyte and two electrodes are stacked like sandwiches, and when oxygen and hydrogen flow into each electrode, electricity, heat and water are produced.

연료전지의 형태에는 여러 가지가 있으나, 현재 실제로 많이 사용되는 연료전지의 한 가지 형태로는 양자교환막(PEM : Proton Exchange Membrane)을 이용한 연료전지가 있다.There are many types of fuel cells, but one type of fuel cells currently used in practice is a fuel cell using a proton exchange membrane (PEM).

PEM 연료전지는 간단하고 컴팩트한 연료전지로서, 내구성이 강하고 상온과 크게 다르지 않은 온도에서 작동하며 연료, 산소, 냉매의 공급에 복잡한 제한이 필요 없기 때문이다.PEM fuel cells are simple and compact fuel cells that are durable, operate at temperatures that are not significantly different from room temperature, and do not require complex restrictions on the supply of fuel, oxygen, and refrigerant.

대개의 연료전지들은 비교적 낮은 전압을 생산하므로 전력으로 사용될 수 있을 만큼 생산하려면 연료전지들을 일반적으로 연료전지 스택(Stack)으로 구성해야만 하는데, 일반적으로 하나의 스택에는 연료전지가 10, 20, 30 또는 100개 이상 있다. Most fuel cells produce a relatively low voltage, so in order to produce enough power to be used for power, fuel cells typically need to be composed of a fuel cell stack. In general, one stack contains 10, 20, 30 or There are more than 100.

이렇게 적당한 전압으로 적절량의 전력을 생산할 수 있는 하나의 단위가 제공되지만, 이런 설계는 아주 복잡하고 또한 주의 깊게 많은 요소들을 조립해야 한다. While this unit provides one unit capable of producing the right amount of power at the right voltage, this design is very complex and requires careful assembly of many elements.

예컨대, 통상의 PEM 연료전지는 두 개의 분리판으로서 양극분리판과 음극분리판을 필요로 하며, 양자교환막을 포함한 막전극접합체(MEA : Membrane Electrode Assembly)는 두 개의 분리판 사이에 배치된다.For example, a conventional PEM fuel cell requires two separators as an anode separator and a cathode separator, and a membrane electrode assembly (MEA) including a proton exchange membrane is disposed between the two separator plates.

도 1은 이러한 연료전지의 일 예를 도시한 것으로서, 고분자 전해질막과 전극으로 이루어진 막전극접합체(10 : MEA)와, 반응에 사용되는 가스를 전극에 전달하고 반응 생성물을 배출하는 가스확산층(12 ; Fluid Distribution Layer) 및 반응가스와 냉각수를 외부로부터 공급하며 산화전극(Anode)과 환원전극(Cathode)을 분리하는 기능을 하는 도전성 분리판(14 : Separator)등으로 구성된다.1 illustrates an example of such a fuel cell, and includes a membrane electrode assembly (MEA) 10 formed of a polymer electrolyte membrane and an electrode, and a gas diffusion layer 12 which delivers a gas used for the reaction to the electrode and discharges the reaction product. A fluid separation layer (14) and a separator (14: Separator) for supplying reactant gas and cooling water from the outside and separating an anode and a cathode.

연료전지 스택(Stack)은 이러한 막전극접합체와 가스확산층 및 분리판을 필 요한 용량만큼 적층하여 구성된 것으로서, 외부에서 적절한 압력을 제공하는 장치를 통해 각 단위전지가 어긋나거나 미끄러짐 없이 일체형을 이루는 조립체이다. The fuel cell stack is constructed by stacking the membrane electrode assembly, the gas diffusion layer, and the separator as much as necessary, and is an assembly in which each unit cell is integrated without slipping or slipping through a device that provides an appropriate pressure from the outside. .

또한 상기 막전극접합체(10)와 분리판(14)의 상부 및 하부에는 각각 반응에 필요한 수소 및 공기와, 반응열을 냉각하기 위한 냉각수를 공급하거나 배출하기 위한 다수의 매니폴드(20)가 형성되어 있으며, 수소, 공기 및 냉각수는 스택 외부배관을 통해 상기 분리판의 매니폴드를 거쳐서, 각 단위전지의 분리판에 형성되어 있는 가스유로를 통해 전극으로 공급된다. In addition, a plurality of manifolds 20 are formed at upper and lower portions of the membrane electrode assembly 10 and the separator 14 to supply or discharge hydrogen and air required for the reaction and cooling water for cooling the reaction heat, respectively. Hydrogen, air, and cooling water are supplied to the electrode through a gas flow path formed in the separator plate of each unit cell through the manifold of the separator plate through an external pipe stack.

일반적으로, 고분자 전해질 연료전지는 연료로 수소를 사용하고 산화제로 공기 중의 산소를 사용하게 되는데 여기서, 연료와 산화제가 섞일 경우 스택의 성능이 크게 저하되고, 산소와 수소의 반응으로 폭발이 일어날 가능성이 있어 매우 위험하다.In general, a polymer electrolyte fuel cell uses hydrogen as a fuel and oxygen in the air as an oxidant. When the fuel and the oxidant are mixed, the stack performance is greatly reduced, and an explosion may occur due to the reaction of oxygen and hydrogen. It's very dangerous.

또한 냉각수의 밀봉이 되지 않을 경우 냉각수 누출에 따른 미세한 쇼트로 인해 스택의 성능이 저하될 수 있고, 스택 뿐 아니라 주변 기기에도 큰 영향을 미칠 수 있다.In addition, if the coolant is not sealed, the stack may be degraded due to the minute shortage caused by the coolant leak, and the stack may have a great influence on the peripheral device.

따라서, 연료와 산화제는 서로 섞이거나 누출되어서는 안 되고, 냉각수 역시 스택의 외부로 누출되어서는 안 된다.Therefore, the fuel and oxidant must not mix or leak with each other and the coolant must not leak outside of the stack.

여기서, 분리판과 막 전극접합체 사이에 위치하여 연료와 산화제의 밀봉을 유지하고 냉각수가 흐르는 분리판 사이에 위치하여 냉각수의 밀봉을 유지하는 역할을 하는 것이 바로 가스켓이다.Here, the gasket is positioned between the separator and the membrane electrode assembly to maintain the sealing of the fuel and the oxidant, and is located between the separating plate through which the cooling water flows to maintain the sealing of the cooling water.

연료전지 개발 초기에는 주로 얇은 면으로 이루어진 평판형의 면 가스켓을 주로 사용하였다. 면 가스켓은 얇은 평면의 재료를 분리판의 밀봉 부위에 맞도록 펀칭과 커팅을 이용하여 제작하였고, 원하는 형상을 얻기가 쉽고 스택 체결 시 다루기가 쉬워서 스택 제작이 용이하다. 그러나 적절한 밀봉을 위해서는 상당한 넓이의 접촉 면적을 가져야 하기 때문에 스택의 부피가 커지므로 공간 활용의 효율이 떨어지고, 상당한 크기의 압력을 가해주어야 하기 때문에 체결 장비 활용의 효율이 떨어지며, 많은 셀의 스택 체결에서는 원하는 수준의 기밀성을 유지하지 못하는 경우가 발생한다.In the early stages of fuel cell development, flat face gaskets, which consist mainly of thin surfaces, were used. Cotton gaskets are manufactured by punching and cutting thin planar materials to fit the sealing area of the separator plate. However, the proper sealing requires a large area of contact, which increases the volume of the stack, making the space less efficient, and the need to apply a significant amount of pressure, making the fastening equipment less efficient. There is a case where the desired level of confidentiality is not maintained.

상기와 같이, 연료전지용 가스켓은 연료전지의 체적을 줄이기 위해 두께가 얇아야 함과 동시에 밀봉성능이 뛰어난 구조를 가져야 하므로, 고무 가스켓의 두께를 얇게 할 경우에는 분리판에 형성된 홈에 가스켓을 위치시키는 작업에 있어서 정밀성과 많은 시간을 소요하게 함으로써, 적재적소에 가스켓을 위치시키지 않으면 가스켓의 균열 등의 문제로 밀봉성에도 상당한 문제를 야기할 수 있게 된다.As described above, the fuel cell gasket must have a thin thickness and a structure excellent in sealing performance to reduce the volume of the fuel cell. Therefore, when the thickness of the rubber gasket is thinned, the gasket is placed in a groove formed in the separator plate. By taking precision and time in operation, if the gasket is not placed in place, a problem such as cracking of the gasket may cause considerable problems in sealing.

따라서 상기의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 가스켓의 프레임이 되는 금속 지지대가 가스켓과 합체되도록 제조함으로써, 분리판의 홈에 가스켓이 용이하게 조립되도록 하는 금속 지지대를 포함하는 연료전지용 가스켓을 제공하기 위함이다.Accordingly, an object of the present invention for solving the above problems is to provide a fuel cell gasket comprising a metal support to facilitate the assembly of the gasket in the groove of the separator plate by manufacturing the metal support to be a gasket frame is incorporated with the gasket. To do this.

또한 본 발명의 목적은 상기 가스켓 성형 과정에서 가스켓 내부 중심에 금속 지지대가 안정되게 위치해 있을 수 있도록, 금속지지대를 상하에서 맞물리도록 하여 고정시킬 수 있는 고정용 돌기가 상하 금형의 소정 간격마다 형성되도록 하는 금속 지지대를 포함하는 연료전지용 가스켓을 제공하기 위함이다.In addition, an object of the present invention is to ensure that the fixing projections that can be fixed by engaging the metal support in the upper and lower so as to be stably positioned in the center of the gasket during the gasket forming process at predetermined intervals of the upper and lower molds. In order to provide a fuel cell gasket including a metal support.

또한 본 발명의 다른 목적은 가스켓 성형 과정에서 가스켓 내부 중심에 금속 지지대가 안정되게 위치해 있을 수 있도록, 금속 지지대에서 고무와 닿는 일측부와 금형과 닿는 타측부 중에서 타측부가 일측부보다 폭이 더 넓도록 함으로써 금형에 맞물려 있는 금속지지대가 견고하게 고정되도록 하는 연료전지용 가스켓 제작을 위한 금형을 제공하기 위함이다. In addition, another object of the present invention is that the other side is wider than the other side of the one side in contact with the rubber and the other side in contact with the mold in the metal support so that the metal support can be stably located in the center of the gasket during the gasket forming process. In order to provide a mold for manufacturing a gasket for a fuel cell that allows the metal support engaged with the mold to be firmly fixed.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 동일 형상의 한 쌍의 상 하 금형에 있어서, 상 하 금형에 각각 가스켓 형태의 음각이 형성되어 있어 그 내부에 고무가 주입되어지는 성형요홈과; 상기 고무 내부에 금속지지대가 개재되도록, 상기 성형요홈을 따라 형성되어 있어 금속지지대를 상 하에서 견고하게 맞물리도록 하는 고정수단으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 가스켓 제작용 금형에 의해 달성된다. The present invention for achieving the above object is a pair of upper and lower molds of the same shape, the gasket-shaped intaglio is formed in each of the upper and lower molds and the molding groove is injected into the rubber; It is achieved by a mold for manufacturing a gasket, characterized in that it is formed along the molding groove so that the metal support is interposed in the rubber, and is composed of fixing means for firmly engaging the metal support up and down.

또한 본 발명은, 상기 고정수단은 상기 성형요홈의 중앙선을 따라 일정 간격마다 형성되어 있되, 상하 금형이 서로 맞닿은 상태에서 상기 상 하 고정용돌기 사이에 금속 지지대의 개재 공간만을 허용하는 돌출 높이를 가지는 고정용 돌기인 것이 바람직하다. In addition, the present invention, the fixing means is formed at regular intervals along the center line of the molding groove, the upper and lower molds have a protrusion height allowing only the interposition space of the metal support between the upper and lower fixing projections in contact with each other. It is preferable that it is a fixing processus | protrusion.

또한 본 발명은 상기 고정수단은 상기 성형요홈의 외곽 테두리를 따라 외측으로 연장되게 형성되어 있되, 상하 금형이 서로 맞닿은 상태에서 상기 금속 지지대의 일 단인 금형 면접부의 개재 공간만을 허용하는 단턱 높이를 가지는 고정용 요홈인 것이 바람직하다.In another aspect, the present invention is the fixing means is formed to extend outward along the outer rim of the molding groove, the fixing having a stepped height allowing only the interposition space of the mold interview portion, which is one end of the metal support in the upper and lower molds in contact with each other It is preferable that it is a groove.

또한 본 발명에 따르면, 상하 금형 내부에서 금속 지지대의 견고한 고정을 위해, 상기 금속지지대와 맞닿는 상기 고정용 요홈의 폭은 상기 성형요홈의 폭 보다 그 치수가 큰 것이 바람직하다.In addition, according to the present invention, in order to firmly fix the metal support in the upper and lower molds, the width of the fixing groove that is in contact with the metal support is preferably larger than the width of the molding groove.

또한 본 발명에 따르면, 상기 고정수단은, 상기 성형요홈의 중앙선을 따라 일정 간격마다 형성되어 있되, 상하 금형이 서로 맞닿은 상태에서 상기 상 하 고정용돌기 사이에 금속 지지대의 개재 공간만을 허용하는 돌출 높이를 가지는 고정용 돌기와; 상기 성형요홈의 외곽 테두리를 따라 외측으로 연장되게 형성되어 있되, 상하 금형이 서로 맞닿은 상태에서 상기 금속 지지대의 일 단인 금형 면접부의 개재 공간만을 허용하는 단턱 높이를 가지는 고정용 요홈으로 구성되어 있는 것이 바람직하다.In addition, according to the present invention, the fixing means is formed at regular intervals along the center line of the molding groove, the height of the protrusion allowing only the interposition space of the metal support between the upper and lower fixing projections in the state that the upper and lower molds abut each other. A fixing projection having a; It is formed to extend outward along the outer rim of the molding groove, it is preferable that the upper and lower molds are configured as a fixing groove having a step height allowing only the interposition space of the mold interview portion, which is one end of the metal support in contact with each other. Do.

또한 본 발명에 따르면, 상기 가스켓은 그 내부에 길이 방향을 따라 박판의 금속 지지대를 포함하고 있는 것이 바람직하다.In addition, according to the present invention, the gasket preferably includes a metal support of a thin plate in the longitudinal direction therein.

또한 본 발명에 따르면, 상기 금속 지지대는 가스켓의 내부 중앙 혹은 일측에 위치하는 것이 바람직하다.In addition, according to the present invention, the metal support is preferably located at the inner center or one side of the gasket.

또한 본 발명에 따르면, 가스켓 형상의 음각 성형요홈을 형성하고 있는 상 하 금형에 있어서, 금속지지대를 수용하도록 상기 금속지지대 너비에 대응되는 너 비를 가지는 성형요홈이 형성되어 있되, 상기 금속지지대의 1/2은 상부로 노출되는 1차 하금형과; 성형요홈에 고무가 충진된 상태에서, 1차 하금형의 성형요홈 상에 돌출되어 있는 금속지지대를 수용하도록 1차 하금형과 맞닿게 되는 1차 상금형과; 상기 1차 상금형으로부터 분리된 고무 - 상면에 1/2이 노출된 금속지지대를 수용 -를 수용하도록 이에 대응되는 형태의 성형요홈이 형성되어 있는 2차 하금형과; 상기 1차 상금형과 동일한 형태의 성형요홈을 형성하고 있어, 상기 2차 하금형과 맞닿은 후 상기 성형요홈의 공간에 고무가 충진되도록 하는 2차 상금형으로 구성되는 것이 바람직하다.In addition, according to the present invention, in the upper and lower molds forming the gasket-shaped intaglio forming groove, the forming groove having a width corresponding to the width of the metal support is formed to accommodate the metal support, 1 / 2 is the first lower mold exposed to the top; A primary upper mold contacting the primary lower mold so as to receive a metal support protruding on the molding recess of the primary lower mold while the molding recess is filled with rubber; A secondary lower mold having a molding recess formed therein to accommodate the rubber separated from the primary upper mold-accommodating a metal support having 1/2 exposed on the upper surface thereof; Forming grooves of the same shape as the primary upper mold is formed, it is preferable that the secondary lower mold is configured to contact with the secondary lower mold so that the rubber is filled in the space of the molding recess.

상기의 과제 해결 수단에 의한 본 발명의 금속 지지대를 포함하는 가스켓은 가스켓과 금속 지지대가 합체됨으로써, 박판의 가스켓은 프레임에 의해 그 형태를 유지할 수 있게 되며, 이로 인해 분리판의 실링 부위에 가스켓이 정확하게 위치할 수 있도록 하고 조립 시간을 단축시킬 수 있도록 하게 된다.In the gasket including the metal support of the present invention by the above-mentioned means for solving the problem, the gasket and the metal support are coalesced, so that the gasket of the thin plate can maintain its shape by the frame. This ensures accurate positioning and reduces assembly time.

또한 본 발명의 가스켓 제작용 금형은 상기 가스켓 성형 과정에서 가스켓 내부 중심에 금속 지지대가 안정되게 위치해 있을 수 있도록, 금속지지대를 고정시킬 수 있는 고정단이 상하 금형의 소정 간격마다 형성되어 있어 고정단이 금속 지지대를 상하에서 맞물리게 고정시키고 있어 성형 과정에서 고무의 주입이나 가교 시에 금속 지지대가 견고하게 위치할 수 있도록 함으로써 가스켓 중심에 금속 지지대가 위치할 수 있도록 한다.In addition, the gasket manufacturing mold of the present invention has a fixed end for fixing the metal support is formed at predetermined intervals of the upper and lower molds so that the metal support can be stably positioned in the center of the gasket during the gasket forming process. The metal support is fixedly engaged up and down, so that the metal support can be firmly positioned during the injection or crosslinking of the rubber during the molding process so that the metal support can be positioned at the center of the gasket.

도 2는 본 고안의 연료전지용 가스켓의 성형을 위한 금형 및 이에 의해 제작된 금속 지지대를 포함하는 가스켓의 제 1실시예에 따른 단면도를 도시하고 있다.Figure 2 shows a cross-sectional view according to a first embodiment of a gasket comprising a mold for forming a gasket for a fuel cell of the present invention and a metal support manufactured thereby.

도면에서 보는 바와 같이, 본 발명은 동일한 형태의 대칭형 성형 요홈을 가지는 상하 금형을 맞대어 그 사이에 고무를 주입하여 성형되도록 한다.As shown in the drawing, the present invention is to be molded by injecting rubber between the upper and lower molds having the same type of symmetrical forming groove.

상기 금형은 도 2의 (a)와 (b)에서 보는 바와 같이, 상기 상하 금형(110, 120)은 (c)의 가스켓(100)이 성형되도록 성형 요홈(111)과 고정용돌기(112)를 형성하고 있는 동일한 형태의 한 쌍의 금형이다.As shown in (a) and (b) of Figure 2, the upper and lower molds (110, 120) is formed in the molding groove 111 and the fixing projection 112 so that the gasket 100 of (c) is molded. It is a pair of molds of the same shape forming a.

상기 성형요홈(111)은 가스켓과 동일한 형상을 가지며, 가스켓 두께에 대응하는 깊이를 가지도록 음각으로 형성되어 있다.The molding recess 111 has the same shape as the gasket and is formed intaglio so as to have a depth corresponding to the thickness of the gasket.

상기 상하 금형의 성형요홈(111)은 일정 간격마다 고정용돌기(112)를 형성하고 있다.The molding recess 111 of the upper and lower molds forms the fixing protrusion 112 at regular intervals.

상기 고정용돌기(112)는 성형요홈(111)의 중앙선을 따라 일정 간격 마다 형성되어 있는 돌기이며, 하기에 설명될 금속지지대의 상 하면과 각각 맞닿게 된다. The fixing protrusion 112 is a protrusion formed at regular intervals along the center line of the molding recess 111 and abuts against the upper and lower surfaces of the metal support to be described below.

따라서, 상하 금형이 서로 맞닿은 상태에서 상기 상 하 고정용돌기(112) 사이에 금속 지지대가 개재될 수 있도록 금속 지지대 두께 만큼의 공간이 형성되어야 하는 바, 상기 고정용돌기(112)의 높이는 상기 성형요홈(111)의 깊이보다 약간 작은 치수를 가진다.Therefore, a space equal to the thickness of the metal support should be formed between the upper and lower molds so that the metal support may be interposed between the upper and lower fixing protrusions 112, and the height of the fixing protrusion 112 is the molding. It has a dimension slightly smaller than the depth of the groove 111.

따라서 (b)에서 보는 바와 같이 하부 금형(110 : (a)의 A-A 단면)의 고정용 돌기는 그 상부에 오링형의 금속 지지대(102)가 올려지게 되고, 상 금형의 성형요홈 테두리를 하 금형의 성형요홈 테두리와 일치시킴으로써 그에 대응되는 위치의 상 하 고정용 돌기들이 금속 지지대를 사이에 두고 서로 맞물리게 된다.Accordingly, as shown in (b), the fixing protrusion of the lower mold 110 (AA cross section of (a)) has an O-ring-shaped metal support 102 mounted thereon, and the lower mold of the upper mold die By coinciding with the edge of the molding groove of the upper and lower fixing projections of the corresponding position is engaged with each other with the metal support between.

이러한 상태에서 성형요홈 내부에 고무(103)를 주입하여 사출 성형한 후 상 하 금형에서 가스켓을 취출하게 되면 도 2의 (c)와 같은 가스켓이 형성되어진다.In this state, when the rubber 103 is injected into the molding recess and injection molded, the gasket is taken out of the upper and lower molds, thereby forming a gasket as shown in FIG.

상기 가스켓(100)은 분리판의 전 후면 전체에 적층되도록 분리판과 동일한 형태를 가지며, 그 단면은 직사각 형태의 얇은 박판이다.The gasket 100 has the same shape as the separator so as to be laminated on the entire rear surface of the separator, and the cross section is a thin thin plate having a rectangular shape.

상기 가스켓의 상하면에는 상 하 금형의 고정용 돌기의 형태대로 홈(101)들이 형성되어 있으며 상기 홈(101)을 통해 금속 지지대가 노출되어진다.Grooves 101 are formed on upper and lower surfaces of the gasket in the form of fixing projections of upper and lower molds, and metal supports are exposed through the grooves 101.

상기 금속 지지대 역시 가스켓과 동일한 형태를 가지는 금속재질의 얇은 박판이며, 가스켓 내부 중앙에 개재되도록 그 폭은 가스켓보다 작은 치수를 가진다.The metal support is also a thin metal plate having the same shape as the gasket, the width of which is smaller than the gasket so as to be interposed in the center of the gasket.

도 3은 본 발명의 가스켓 제작용 금형 및 이에 의해 제작된 금속 지지대를 포함하는 가스켓의 제 2실시예를 도시하고 있다. Figure 3 shows a second embodiment of a gasket comprising a gasket manufacturing mold of the present invention and a metal support produced thereby.

도면에서 보는 바와 같이, 본 발명의 금속 지지대를 포함하는 가스켓은 상기 제1실시예에서의 가스켓 고무재질 및 금속 지지대의 금속재질이 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.As shown in the drawings, the gasket including the metal support of the present invention is the same as the gasket rubber material and the metal material of the metal support in the first embodiment will be omitted a detailed description thereof.

상기 제2실시예에서는 금속지지대가 가스켓의 내부 중앙에 위치하는 것이 아니라 금속 지지대 일측은 가스켓 외??(가장자리)으로 돌출되도록 하고 타측은 가스켓 내부에 개재되도록 하는 것을 특징으로 한다.In the second embodiment, the metal support is not positioned at the inner center of the gasket, but the one side of the metal support is protruded outwardly (edge) and the other side is interposed in the gasket.

이를 위해 상기 동일형상의 상 하 금형(210, 220)은 각각 분리판 형상의 성 형요홈을 음각으로 형성하고 있는 바, 내곽으로는 가스켓을 형성하기 위한 가스켓용 요홈(211, 221)이 형성되어 있으며, 외곽으로는 금속 지지대를 고정시키기 위한 고정용 요홈(212, 222)이 형성되어 있다.To this end, the upper and lower molds 210 and 220 of the same shape are formed in a recessed plate-shaped forming recess, respectively, and a gasket groove 211 and 221 for forming a gasket is formed inside. In the outer portion, fixing recesses 212 and 222 for fixing the metal support are formed.

따라서 상기 금속지지대는 그 면접하는 대상에 따라 가스켓면접부(202 : 폭 A에 해당)와 금형 면접부(201 : 폭 B에 해당)로 나뉘어진다. Therefore, the metal support is divided into a gasket interview portion 202 (corresponding to width A) and a mold interview portion 201 (corresponding to width B) according to the object to be interviewed.

상기 가스켓용 요홈(211, 221)과 상기 고정용 요홈(212, 222)은 서로 연장되게 형성되어 있으며, 가스켓이 금속지지대보다 그 두께가 더 두꺼우므로 이에 대응하여 가스켓용 요홈(211)의 깊이가 고정용 요홈(212)의 깊이보다 더 깊게 파여 있다.The gasket grooves 211 and 221 and the fixing grooves 212 and 222 are formed to extend to each other, the gasket is thicker than the metal support, so that the depth of the gasket grooves 211 correspondingly It is dug deeper than the depth of the fixing recess 212.

우선, 상기 하 금형(210) 상의 고정용 요홈(212)에 금속 지지대의 금형 면접부(201)를 올리게 된다.First, the mold interview portion 201 of the metal support is placed on the fixing recess 212 on the lower mold 210.

이때 상기 금속 지지대의 금형 면접부(201) 폭은 상기 가스켓 면접부(202)의 폭 보다 넓으므로(A보다 B의 폭 치수가 큼), 금속지지대는 그 일측이 고정용 요홈(212) 상에 위치하면서 그 타측단이 고정용 요홈(212)을 지나 가스켓용 요홈(211)까지 연장되게 뻗어있게 된다.At this time, since the width of the mold interview portion 201 of the metal support is wider than the width of the gasket interview portion 202 (the width of B is larger than A), the metal support has one side thereof on the fixing recess 212. While being positioned, the other end thereof extends through the fixing groove 212 to the gasket groove 211.

따라서 이와 같이 가스켓 면접부보다 금형 면접부 폭을 크게 함으로써, 상기 금속지지대는 상 하 금형 사이에서 견고하게 개재될 수 있어 고무(203) 주입 시에도 흔들리지 않게 된다. Therefore, by increasing the width of the mold interview portion than the gasket interview portion, the metal support can be firmly interposed between the upper and lower molds, so that the rubber 203 is not shaken even when the rubber 203 is injected.

이러한 상태에서 상 금형의 고정용 요홈(222)을 하 금형 상에 위치하는 금속 지지대의 금형 면접부(201)에 맞춤으로써 상 하 금형 상에 금속 지지대의 일측단이 맞물리도록 개재시킨 상태에서 고무(203)를 주입함으로써 도 3의 (b)와 같은 가스켓(200)이 완성된다.In this state, the fixing recess 222 of the upper mold is fitted to the metal mold contact portion 201 of the metal support positioned on the lower mold so that one end of the metal support is engaged on the upper and lower molds so that the rubber ( The gasket 200 as shown in FIG. 3B is completed by injecting 203.

상기 가스켓(200)은 그 내부에 금속 지지대의 타 측인 가스켓 면접부(202)를 개재하고 있는 바, 'ㄷ' 형상의 단면을 갖게 된다.The gasket 200 has a gasket interview portion 202, which is the other side of the metal support, therein, has a cross-section of the 'c' shape.

또한 상기 금속지지대는 그 일측인 금형 면접부(201)가 가스켓 가장자리 측면으로부터 돌출되게 형성되며, 타측인 가스켓 면접부(202)는 가스켓 내부에 위치하게 된다. In addition, the metal support is formed so that one side of the mold interview portion 201 protrudes from the side of the gasket edge, the other side of the gasket interview portion 202 is located inside the gasket.

도 4는 분리판과 분리판에 조립되어 있는 금속 지지대를 포함하는 가스켓의 단면을 보여주고 있다.Figure 4 shows a cross section of a gasket comprising a separator and a metal support assembled to the separator.

도 4의 가스켓은 도 3에 의해 제작된 가스켓의 가장자리 측면을 따라 돌출되게 형성되어 있는 금형 면접부(201)를 모두 절삭하여 가스켓 면접부(202)만 존재하도록 한 후 분리판(14)에 부착하게 된다. The gasket of FIG. 4 cuts all of the mold interview portion 201 formed to protrude along the edge side of the gasket manufactured by FIG. 3 so that only the gasket interview portion 202 exists and is attached to the separator plate 14. Done.

상기 가스켓(200)은 분리판(14)의 실링 홈(13) 내에 밀착되게 수용되며 이러한 상태에서 양 쪽 분리판 사이로 막전극접합체(10)를 개재하여 가스켓을 통해 분리판과 막전극접합체 사이가 실링되도록 한다.The gasket 200 is tightly received in the sealing groove 13 of the separator plate 14. In this state, the gasket 200 is interposed between the separator plate and the membrane electrode assembly through the gasket through the membrane electrode assembly 10. Make sure to seal.

도 5는 본 발명의 금속 지지대를 포함하는 가스켓의 제 3실시예에 따른 상하 금형 및 이에 따른 가스켓의 단면사시도를 보여주고 있다.Figure 5 shows a cross-sectional perspective view of the upper and lower molds and the gasket according to the third embodiment of the gasket including the metal support of the present invention.

상기 제3실시예에서는 상기 제1실시예에서의 상하 금형이 고정용요철과 고정용요홈을 모두 포함하여 구성하고 있는 것을 특징으로 한다.In the third embodiment, the upper and lower molds in the first embodiment include both fixing recesses and recesses for fixing.

즉, 상기 상하 금형(310, 320)의 성형요홈 상에는 상기 제2실시예에서와 같 이 고정용요홈(323, 313)과 가스켓용요홈(321, 311)이 연결되게 형성되어 있다.That is, the fixing grooves 323 and 313 and the gasket grooves 321 and 311 are connected to the molding grooves of the upper and lower molds 310 and 320 as in the second embodiment.

또한 상기 가스켓용요홈의 중앙을 따라 일정간격 마다 고정용요철(322,312)이 형성되어 있다.In addition, fixing irregularities 322 and 312 are formed at predetermined intervals along the center of the gasket groove.

따라서 하부 금형(310) 상의 고정용요홈(313)에 금속 지지대의 일측인 금형 면접부(302)를 올려놓은 뒤, 상부 금형(320)의 고정용요홈(323)을 상기 고정용요홈(313) 상에 올려져 있는 금속지지대에 맞춰 상기 상 하 금형의 고정용요홈들이 금속 지지대를 맞물리게 한다.Therefore, after placing the mold interview portion 302 which is one side of the metal support on the fixing recess 313 on the lower mold 310, the fixing recess 323 of the upper mold 320 is fixed to the fixing recess 313. The fixing recesses of the upper and lower molds engage the metal supports in accordance with the metal supports mounted on the upper sides.

이때, 상기 고정용요철(322, 312) 역시 상기 금속 지지대를 사이에 두고 서로 맞물려 있게 된다.At this time, the fixing concave-convex (322, 312) is also meshed with each other with the metal support therebetween.

상기와 같이 고정용요철에 의해 금속 지지대의 일측이 고정되고, 상기 고정용요홈에 의해 금속지지대의 타측이 고정된 상태가 되면, 내부에 형성된 공간으로 고무(303)를 충진시켜 굳힌 뒤 상 하 금형을 떼어내게 된다.As described above, when one side of the metal support is fixed by the fixing recesses and the other side of the metal support is fixed by the fixing recesses, the rubber 303 is filled into the space formed therein and then hardened. Will be removed.

상기의 금형에 의해 제작된 금속 지지대를 포함하는 가스켓은 그 상하면을 따라 그 중앙에 일정간격을 두고 홈이 파여져 있으며, 상기 홈 내부바닥으로 금속 지지대(301)가 노출된다.The gasket including the metal support fabricated by the mold is grooved at regular intervals along the upper and lower surfaces thereof, and the metal support 301 is exposed to the inner bottom of the groove.

상기 금속지지대의 금형 면접부(302)는 일측이 가스켓의 테두리를 따라 외곽 방향으로 노출되도록 튀어나와 있다.The mold interview portion 302 of the metal support sticks out so that one side thereof is exposed in the outer direction along the edge of the gasket.

도 6은 본 발명의 금속 지지대를 포함하는 가스켓의 제 4실시예에 따른 금형 단면도 및 가스켓 단면사시도를 도시하고 있다.Figure 6 shows a mold cross section and a gasket cross section perspective view according to a fourth embodiment of a gasket comprising a metal support of the present invention.

상기 제 4실시예에서는 동일 금속 지지대와 동일 재질의 고무(401)를 통해 상기 가스켓에 홈 등을 형성하지 않고 금속 지지대가 그 내부 중앙에 위치하도록 한다. In the fourth embodiment, the metal support is positioned at the inner center of the gasket without forming a groove or the like through the rubber 401 of the same metal support and the same material.

이를 위해, 도 6의 a에서 보는 바와 같이 하 금형(430)에 금속 지지층을 위치시키도록 하 금형의 성형요홈(431 : 이때, 하금형의 성형요홈 너비는 금속지지대(402) 너비에 대응되는 치수를 가진다)에 금속지지대(402)를 삽입한다.To this end, as shown in FIG. 6A, the molding recess 431 of the lower mold is positioned so that the metal support layer is positioned on the lower mold 430. In this case, the width of the molding recess of the lower mold is a dimension corresponding to the width of the metal support 402. Insert the metal support (402).

이때 상기 금속지지대(402)는 그 두께의 절반만 하금형 성형요홈(431)에 수용되어 있으며, 그 상부 절반은 공중에 노출되어 있다.At this time, only half of the thickness of the metal support 402 is accommodated in the lower die-shaped recess 431, and the upper half thereof is exposed to the air.

또한 상 금형(440)에는 성형요홈에 고무(401)를 충진시켜 미가류 상태가 되도록 한다.In addition, the upper mold 440 is filled with a rubber 401 in the molding recess to be in an unvulcanized state.

상기 상금형(440)과 하금형(430)을 서로 맞닿게 하여 공중에 노출되었던 금속지지대의 상부가 상금형의 고무에 수용되도록 하여 상금형의 상부 중앙에 금속지지대가 위치하도록 한다.The upper mold 440 and the lower mold 430 abut each other so that the upper portion of the metal support, which was exposed to the air, is accommodated in the upper mold rubber so that the metal support is positioned at the upper center of the upper mold.

이러한 상태의 반 가류 상태의 고무(401)는 (b)에서와 같이 상하 금형으로부터 분리함으로써, 상기 금속지지대(402)의 상부 절반은 공중에 노출되고 하부 절반은 고무(401)에 수용되어 있는 상태가 된다.In this state, the semi-vulcanized rubber 401 is separated from the upper and lower molds as in (b), so that the upper half of the metal support 402 is exposed to the air and the lower half is accommodated in the rubber 401. Becomes

이러한 상태에서 (c)에서와 같이 상기 고무(401)는 또 다른 하금형(410)의 성형요홈(411)에 위치하게 된다.In this state, as in (c), the rubber 401 is positioned in the molding recess 411 of the other lower mold 410.

이때 상기 고무(401)의 너비와 성형요홈(411)의 너비는 그 치수가 같다.At this time, the width of the rubber 401 and the width of the molding groove 411 is the same dimension.

이러한 상태에서 상금형(420)을 하금형(410)과 맞닿게 하면 (d)와 같은 상태가 되어 상금형의 성형요홈(421)에 빈 공간이 발생하게 되고, 이러한 상금형 성형 요홈(421)에 고무를 충진시킨 뒤 가류하여 상하 금형을 떼어내도록 함으로써 상 하금형 내부에 충진되는 고무 중앙에 금속지지층(402)이 개재되도록 한다.When the upper mold 420 is brought into contact with the lower mold 410 in such a state, it becomes in the same state as (d), and an empty space is generated in the molding recess 421 of the upper mold, and the upper mold forming recess 421 is formed. After filling the rubber to vulcanize to remove the upper and lower molds, the metal support layer 402 is interposed in the center of the rubber filled in the upper and lower molds.

따라서 (c)에서 보는 바와 같이 가스켓(400) 외 표면상으로는 홈이나 요철이 없게 되며, 그 내부 중앙에 분리판 내지는 가스켓과 동일 형태의 금속 지지대(302)가 위치하게 되어, 분리판 상에 조립되어지도록 한다. Therefore, as shown in (c), there are no grooves or irregularities on the outer surface of the gasket 400, and the metal support 302 having the same shape as the separator or gasket is positioned at the inner center thereof, and is assembled on the separator. To lose.

도 1은 일반적인 연료전지용 가스켓의 분리 사시도,1 is an exploded perspective view of a gasket for a general fuel cell;

도 2는 본 발명의 가스켓 제작용 금형 및 이를 제작하기 위한 금속 지지대를 포함하는 가스켓의 제 1실시예에 따른 사시도 및 단면도,Figure 2 is a perspective view and a cross-sectional view according to a first embodiment of a gasket comprising a gasket manufacturing mold of the present invention and a metal support for manufacturing the same;

도 3은 본 발명의 가스켓 제작용 금형 및 이를 제작하기 위한 금속 지지대를 포함하는 가스켓의 제 2실시예에 따른 사시도 및 단면도,3 is a perspective view and a cross-sectional view according to a second embodiment of a gasket including a gasket manufacturing mold of the present invention and a metal support for manufacturing the gasket;

도 4는 도 3의 제2실시예에 따른 분리판에 조립 상태 단면도,4 is an assembled state cross-sectional view of the separator according to the second embodiment of FIG. 3;

도 5는 본 발명의 가스켓 제작용 금형 및 이를 제작하기 위한 금속 지지대를 포함하는 가스켓의 제 3실시예에 따른 사시도 및 단면도,5 is a perspective view and a cross-sectional view according to a third embodiment of a gasket comprising a gasket manufacturing mold of the present invention and a metal support for manufacturing the same;

도 6은 본 발명의 가스켓 제작용 금형 및 이를 제작하기 위한 금속 지지대를 포함하는 가스켓의 제 4실시예에 따른 사시도 및 단면도.Figure 6 is a perspective view and a cross-sectional view according to a fourth embodiment of the gasket comprising a gasket manufacturing mold of the present invention and a metal support for manufacturing the same.

*도면부호의 상세한 설명** Detailed Description of Drawings *

100, 200, 300, 400 : 가스켓 110, 210, 310, 410 : 하부 금형100, 200, 300, 400: Gasket 110, 210, 310, 410: Lower mold

120, 220, 320, 420 : 상부 금형 120, 220, 320, 420: upper mold

Claims

In a pair of upper and lower molds of the same shape,

Molding grooves are formed in each of the upper and lower molds are formed in the form of a gasket, the rubber is injected therein;

Fixing means is formed along the molding groove so that the metal support is interposed in the rubber to firmly engage the metal support up and down.

Gasket manufacturing mold, characterized in that the configuration.

The method of claim 1,

The fixing means is formed at regular intervals along the center line of the molding groove, it is a fixing projection having a protruding height allowing only the interposition space of the metal support between the upper and lower fixing projections in the state that the upper and lower molds in contact with each other. Gasket manufacturing mold characterized by the above-mentioned.

The method of claim 1,

The fixing means is formed to extend outward along the outer rim of the molding groove, it is a fixing groove having a step height allowing only the interposition space of the mold interview portion, which is one end of the metal support in the state that the upper and lower molds abut each other. Gasket manufacturing mold characterized by the above-mentioned.

The method of claim 3, wherein

In order to firmly fix the metal support in the upper and lower molds, the width of the fixing groove in contact with the metal support is larger than the width of the molding groove, the mold for manufacturing a gasket.

The method of claim 1,

The fixing means,

A fixing protrusion formed at a predetermined interval along a center line of the molding recess, the protrusion having a protrusion height allowing only an interposition space of the metal support between the upper and lower fixing protrusions while the upper and lower molds contact each other;

It is formed to extend outward along the outer edge of the molding groove, the fixing groove having a step height allowing only the interposition space of the mold interview portion, one end of the metal support in the state that the upper and lower molds in contact with each other

Gasket manufacturing mold, characterized in that the configuration.

In the fuel cell gasket,

The gasket includes a metal support, characterized in that it comprises a metal support of a thin plate along the longitudinal direction therein.

The method of claim 6,

The metal support is a gasket comprising a metal support, characterized in that located on the inner center or one side of the gasket.

In the upper and lower molds forming the gasket-shaped negative molding groove,

Molding grooves having a width corresponding to the width of the metal support is formed to accommodate the metal support, wherein the half of the metal support is the first lower die exposed to the top;

A primary upper mold contacting the primary lower mold so as to receive a metal support protruding on the molding recess of the primary lower mold while the molding recess is filled with rubber;

A secondary lower mold having a molding recess formed therein to accommodate the rubber separated from the primary upper mold-accommodating a metal support having 1/2 exposed on the upper surface thereof;

Forming a molding groove of the same shape as the primary upper mold, the fuel cell gasket fabrication characterized in that it consists of a secondary upper mold to contact with the secondary lower mold to fill the space of the molding groove with rubber Dragon mold.