KR20190029614A

KR20190029614A - 개스킷

Info

Publication number: KR20190029614A
Application number: KR1020197002447A
Authority: KR
Inventors: 토시히로 시마조에
Original assignee: 엔오케이 가부시키가이샤
Priority date: 2016-08-02
Filing date: 2017-07-12
Publication date: 2019-03-20
Also published as: CN109416126B; JPWO2018025601A1; CN109416126A; US20190301611A1; EP3496196A1; EP3496196A4; JP6625754B2; WO2018025601A1

Abstract

본 발명은 오목부 내에서 노출되는 플레이트의 절연성을 확보하거나, 혹은 오목부 내에서 노출되는 플레이트에 녹 등이 발생하는 것을 억제하며, 이로써 플레이트의 기능이나 부품 수명을 장기간에 걸쳐 유지하는 개스킷을 제공한다.
이러한 목적을 달성하기 위하여, 플레이트와, 플레이트의 둘레 가장자리부를 피복 한 고무상 탄성체로 이루어지는 피복부와, 피복부의 평면 상에 설치된 시일 립을 가지고, 피복부의 평면 상이면서 시일 립의 외주측에 개스킷 성형시에 있어서의 플레이트 유지 흔적인 오목부가 형성되어 있는 개스킷에 있어서, 피복부의 평면 상이면서 오목부의 더욱 외주측에 제2 시일 립을 설치한 것을 특징으로 한다. 플레이트는, 연료전지용 세퍼레이터이고, 제2 시일 립은, 세퍼레이터 절연용의 시일 립으로서 설치되어 있다.

Description

개스킷

[0001] 본 발명은, 시일 기술과 관련되는 개스킷에 관한 것이며, 더욱 자세하게는, 플레이트의 둘레 가장자리부에 고무상(狀)(rubber-like) 탄성체로 이루어지는 피복부 및 시일 립(seal lip)을 설치한 구조의 개스킷에 관한 것이다. 본 발명의 개스킷은 예컨대, 연료전지의 분야에서 이용되거나, 또는 그 밖의 일반적인 산업 기기 분야 등에서 이용된다.

[0002] 종래부터 도 3에 나타낸 바와 같이, 플레이트의 일종으로서의 연료전지용 세퍼레이터(61)를 가지며, 이 세퍼레이터(61)의 절연성 및 개스킷으로서의 시일(seal)성을 확보하기 위하여, 세퍼레이터(61)의 둘레 가장자리부(62)의 두께 방향 양면(62a, 62b) 및 외주 두께면(62c)을 고무상 탄성체로 이루어지는 피복부(71)로 피복하는 동시에, 피복부(71)의 평면 상에 시일 립(81)을 일체로 설치한 개스킷(51)이 알려져 있다.

[0003] 상기 구성의 개스킷(51)을 사출 성형법으로 제조할 때에는, 도 4의 (A)에 나타낸 바와 같이 제1형(型)(101)을 이용하여, 세퍼레이터(61)를 인서트(insert)한 상태에서, 피복부(71)의 두께 방향 일방(一方)의 반체(半體) 및 시일 립(81)을 성형하고, 이어서 도 4의 (B)에 나타낸 바와 같이 제2형(111)을 이용하여 피복부(71)의 두께 방향 타방(他方)의 반체를 성형하는데, 제1형(101)의 캐비티(102) 내에는 도시하는 바와 같이, 세퍼레이터(61)의 둘레 가장자리부(62)가 사출 압력을 받아도 변형되지 않도록(둘레 가장자리부(62)가 하형(下型)으로부터 떠오르듯이 변형될 우려가 있음), 세퍼레이터(61)의 둘레 가장자리부(62)를 누르는 핀 형상의 세퍼레이터 유지부(103)가 설치되어 있다.

[0004] 따라서, 성형 후의 개스킷(51)에는 도 3에 나타낸 바와 같이, 핀 형상의 세퍼레이터 유지부(103)가 빠져나간 흔적으로서 오목부(91)가 형성되며, 오목부(91)는 피복부(71)의 평면 상이면서 시일 립(81)의 외주측(도면에서는 우측)에 위치하여 형성되어 있다.

[0005] 일본 특허공개공보 제2005-166576호

[0006] 상기 종래 기술에는, 이하와 같이 개량의 여지가 있다.

[0007] 즉 상기 종래 기술에서는 상기한 바와 같이, 피복부(71)의 평면 상이면서 시일 립(81)의 외주측에 위치하도록 오목부(91)가 형성되어 있다. 오목부(91) 내에서는 세퍼레이터(61)의 표면이 피복부(71)에 의해 피복되지 않고 노출되어 있어, 연료전지 스택(stack)으로서 조립되었을 때에 외부 분위기에 노출된다. 따라서 세퍼레이터(61)에 필요시되는 절연성에 대하여 그 성능을 한층 향상시킬 것이 요구된다.

[0008] 또, 오목부(91) 내에서 노출되는 세퍼레이터(61) 등의 플레이트의 표면에 녹 등이 발생하는 일이 있으며, 이러한 경우에도 역시, 대책이 요구되는 경우가 있다.

[0009] 본 발명은 이상의 점을 감안하여, 플레이트의 둘레 가장자리부에 고무상 탄성체로 이루어지는 피복부 및 시일 립을 설치하는 동시에 피복부의 평면 상이면서 시일 립의 외주측에 개스킷 성형시에 있어서의 플레이트 유지 흔적인 오목부가 형성되어 있는 개스킷에 있어서, 오목부 내에서 노출되는 플레이트의 절연성을 확보하거나, 혹은 오목부 내에서 노출되는 플레이트에 녹 등이 발생하는 것을 억제하며, 이로써 플레이트의 기능이나 부품 수명을 장기간에 걸쳐 유지할 수 있는 개스킷을 제공하는 것을 목적으로 한다.

[0010] 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 개스킷은, 플레이트와, 상기 플레이트의 둘레 가장자리부를 피복한 고무상 탄성체로 이루어지는 피복부와, 상기 피복부의 평면 상에 설치된 시일 립을 가지며, 상기 피복부의 평면 상이면서 상기 시일 립의 외주측에 개스킷 성형시에 있어서의 플레이트 유지 흔적인 오목부가 형성되어 있는 개스킷으로서, 상기 피복부의 평면 상이면서 상기 오목부의 더욱 외주측에 제2 시일 립을 설치한 것을 특징으로 한다. 플레이트는 예컨대, 연료전지용 세퍼레이터이며, 이 경우, 제2 시일 립은 세퍼레이터 절연용의 시일 립으로서 설치된다.

[0011] 상기 구성을 구비하는 본 발명의 개스킷에서는, 피복부의 평면 상이면서 오목부의 외주측에 제2 시일 립이 일체로 설치되어 있기 때문에, 이 제2 시일 립이 발휘하는 시일 작용에 의해, 오목부 내에서 노출되어 있는 플레이트와 외부 분위기를 차단할 수 있게 된다.

[0012] 따라서 본 발명에 의하면, 오목부 내에서 노출되는 플레이트의 절연성을 확보하거나, 혹은 오목부 내에서 노출되는 플레이트에 녹 등이 발생하는 것을 억제하며, 이로써 플레이트의 기능이나 부품 수명을 장기간에 걸쳐 유지하는 개스킷을 제공할 수가 있다.

[0013] 도 1은 본 발명의 실시예와 관련되는 개스킷의 평면도이다.
도 2는 상기 개스킷의 주요부 단면도로서 도 1에 있어서의 C-C선 확대 단면도이다.
도 3은 종래예와 관련되는 개스킷의 주요부 단면도이다.
도 4의 (A) 및 (B) 모두 상기 개스킷의 성형 공정을 나타낸 설명도이다.

[0014] 본 발명에는, 이하의 실시형태가 포함된다.

(1) 외주 절연 기능을 가지는 연료전지 세퍼레이터로서, 세퍼레이터의 최외주(最外周)에 외주 절연용의 시일 립을 구비한 것을 특징으로 하는 연료전지용 개스킷 및 그 제조방법.

(2) 외주 절연용의 시일 립을, 고무 성형시의 형 가압부(금속 노출부)보다 외측에 배치한 것을 특징으로 하는 연료전지용 개스킷 및 그 제조방법.

(3) 부분 형 가압부보다 외측에, 외주 절연용의 시일 립을 전체 둘레에 배치한다. 이로써, 프리(pre) 코팅이나 애프터(after) 코팅 없이, 세퍼레이터의 절연 기능을 확보할 수 있게 된다.

(4) 상기 구성에 의하면, 프리 코팅이나 애프터 코팅을 위한 공정을 늘리는 일 없이, 그리고 간단하고 쉬운 방법으로 절연 기능을 갖는 개스킷을 성형할 수가 있다.

(5) 또, 외주 절연용의 시일 립에 의해, 외주 절연용의 시일 립의 내측의 절연성은 확보되기 때문에, 외주 절연용의 시일 립의 내측에, 절연 NG의 원인이 되는 것과 같은 보이드, 이물(異物), 금속 노출 등이 있어도 문제가 없게 되기 때문에, 절연 NG와 같은 부적합의 발생률을 줄일 수가 있다.

[실시예]

[0015] 다음으로 본 발명의 실시예를 도면에 따라 설명한다.

[0016] 도 1은, 본 발명의 실시예와 관련되는 개스킷(1)의 전체 평면을 나타내고, 그 C－C선 확대 단면이 도 2에 도시되어 있다. 해당 실시예와 관련되는 개스킷(1)은, 연료전지용 개스킷으로서 이용된다.

[0017] 개스킷(1)은, 플레이트의 일종으로서의 연료전지용 세퍼레이터(11)를 가지며, 이 세퍼레이터(11)의 절연성 및 개스킷으로서의 시일성을 확보하기 위하여, 세퍼레이터(11)의 둘레 가장자리부(12)의 두께 방향 양면(12a, 12b) 및 외주 두께면(12c)이 고무상 탄성체로 이루어지는 피복부(21)로 피복되는 동시에, 피복부(21)의 평면 상에 시일 립(31)이 일체로 설치되어 있다.

[0018] 세퍼레이터(11)는, 도전성을 구비하는 박판(薄板) 금속판 등에 의해 평면 직사각형 형상으로 형성되어 있으므로, 연료전지 스택으로서 조립되었을 때에 세퍼레이터(11)의 둘레 가장자리부(12)가 스택 외부로 노출되어 절연성(전기 절연성)이 손상될 우려가 있으며, 이를 방지하기 위하여 세퍼레이터(11)의 둘레 가장자리부(12)가 전체 둘레에 걸쳐 비(非)도전성의 고무상 탄성체로 이루어지는 피복부(21)로 피복되어 있다.

[0019] 또, 세퍼레이터(11)는, 그 평면 중앙에 설정된 유로(流路) 영역(13)을 반응 가스나 냉매 등의 유체가 흐르기 때문에, 이들 유체가 스택 외부로 누출되지 않도록, 세퍼레이터(11)의 둘레 가장자리부(12)의 전체 둘레에 걸쳐 시일 립(31)이 설치되어 있다. 또 세퍼레이터(11)의 평면 상에는 유로 영역(13)과 함께 매니폴드(manifold)용의 구멍부(14)가 소요(所要) 수만큼 형성되어 있으므로, 이들 구멍부(14)와 유로 영역(13)을 차단하도록 구멍부(14)의 주위에도 시일 립(31)이 설치되어 있다. 도 1에서는 시일 립(31)의 평면 배치를 점선으로 나타내고 있다.

[0020] 피복부(21)는, 세퍼레이터(11)의 둘레 가장자리부(12)의 두께 방향 일방(도 2에서는 상방)의 면(12a)을 피복하는 제1 피복부(22)와, 세퍼레이터(11)의 둘레 가장자리부(12)의 두께 방향 타방(도 2에서는 하방)의 면(12b)을 피복하는 제2 피복부(23)와, 세퍼레이터(11)의 둘레 가장자리부(12)의 외주 두께면(12c)을 피복 하는 제3 피복부(24)를 일체로 가지며, 이들 제1내지 제3 피복부(22, 23, 24)가 도시하는 바와 같이 세퍼레이터(11)의 둘레 가장자리부(12)를 매설한 상태에서, 세퍼레이터(11)보다 두께가 큰 플레이트 형상으로 성형되어 있다.

[0021] 시일 립(31)은, 피복부(21)의 평면 상이면서 제1 피복부(22)의 평면 상에 일체로 설치, 즉 세퍼레이터(11)의 둘레 가장자리부(12)와 평면 상 겹치는 위치에 설치되어 있다. 시일 립(31)은 단면(斷面) 사다리꼴로 되어 있지만, 단면 삼각형이나 단면 원호형(반원형) 등, 그 밖의 단면 형상이어도 된다. 시일 립(31)은 연료전지 스택으로서 조립되었을 때에 적층되는 상대 부품에 대하여 밀착 접촉함으로써 시일 작용을 발휘한다.

[0022] 상기 구성의 개스킷(1)을 사출 성형법으로 제조할 때에는 상기한 바와 같이, 제1형을 이용하여, 세퍼레이터(11)를 인서트한 상태에서, 피복부(21)의 두께 방향 일방의 반체(제1 및 제3 피복부(22, 24)) 및 시일 립(31)을 성형하고, 이어서 제2형을 이용하여 피복부(21)의 두께 방향 타방의 반체(제2 및 제3 피복부(23, 24))를 성형한다. 제1형의 캐비티 내에는, 세퍼레이터(11)의 둘레 가장자리부(12)가 사출 압력을 받아도 변형되지 않도록(둘레 가장자리부(12)가 하형으로부터 떠오르듯이 변형될 우려가 있음), 세퍼레이터(11)의 둘레 가장자리부(12)를 누르는 핀 형상의 세퍼레이터 유지부가 설치되어 있다.

[0023] 따라서, 성형 후의 개스킷(1)에는 도 2에 나타낸 바와 같이, 핀 형상의 세퍼레이터 유지부가 빠져나간 흔적으로서 오목부(41)가 형성되며, 이 오목부(41)는 피복부(21)의 평면 상이면서 시일 립(31)의 외주측(도면에서는 우측)에 위치하도록 형성되어 있다.

[0024] 그리고, 이와 같이 오목부(41)가 피복부(21)의 평면 상이면서 시일 립(31)의 외주 측에 위치하도록 형성되면, 이 오목부(41) 내에서는 세퍼레이터(11)의 표면이 피복부(21)에 의해 피복되지 않고 노출되어 있어, 연료전지 스택으로서 조립되었을 때에 외부 분위기에 노출된다. 따라서 세퍼레이터(11)에 대해 필요시되는 절연성에 관하여 그 성능을 한층 향상시킬 것이 요구된다.

[0025] 또한, 도 1에 나타낸 바와 같이, 오목부(41)는 세퍼레이터(11)의 둘레 가장자리부(12)를 따라 복수(다수)가 소정의 간격을 두고 일렬로 설치되어 있다.

[0026] 이에, 본 발명의 실시예에서는 도 2에 나타낸 바와 같이, 피복부(21)의 평면 상이면서 오목부(41)의 더욱 외주측에 제2 시일 립(32)이 설치되어 있으며, 이로써 연료전지 스택으로서 조립되었을 때에 제2 시일 립(32)이 발휘하는 시일 작용에 의해, 오목부(41) 내에서 노출되어 있는 세퍼레이터(11)와 외부 분위기를 차단할 수 있게 되어 있다. 도 1에서는 제2 시일 립(32)의 평면 배치를 1점 쇄선(鎖線)으로 나타내고 있다.

[0027] 제2 시일 립(32)은, 피복부(21)에 대해 일체로 성형되며, 피복부(21) 중의 제3 피복부(24)에 대해 일체로 성형되어 있다. 따라서 제2 시일 립(32)은, 제3 피복부(24)와 평면 상 겹치는 위치에 설치, 즉 세퍼레이터(11)의 둘레 가장자리부(12)와는 평면 상 겹치지 않는 위치에 설치되어 있다. 제2 시일 립(32)은, 세퍼레이터(11)의 둘레 가장자리부(12)와 평행하게 개스킷(1)의 전체 둘레에 걸쳐 설치되어 있다.

[0028] 제2 시일 립(32)은, 시일 립(31)과 마찬가지로 단면 사다리꼴로 되어 있지만, 단면 삼각형이나 단면 원호형(반원형) 등, 그 밖의 단면 형상이어도 된다. 또, 제2 시일 립(32)은 시일 립(31)과 동등한 높이 사이즈로 성형되어 있지만, 적층하는 상대 부품의 형상 등에 따라서는, 시일 립(31)과 다른 높이 사이즈로 성형된 것이어도 된다.

[0029] 상기 구성을 구비하는 개스킷(1)에서는, 피복부(21)의 평면 상이면서 오목부(41)의 더욱 외주측에 제2 시일 립(32)이 일체로 설치되어 있기 때문에, 연료전지 스택으로서 조립되었을 때에 이 제2 시일 립(32)이 발휘하는 시일 작용에 의해, 오목부(41) 내에서 노출되어 있는 세퍼레이터(11)의 금속 노출부와 외부 분위기를 차단할 수 있게 되어 있다.

[0030] 따라서, 오목부(41) 내에서 노출되는 세퍼레이터(11)의 절연성을 확보할 수 있거나, 혹은 오목부(41) 내에서 노출되는 세퍼레이터(11)의 표면에 녹 등이 발생하는 것을 억제할 수 있으며, 따라서 세퍼레이터(11)의 기능이나 부품 수명을 장기간에 걸쳐 유지할 수가 있다.

[0031] 1; 개스킷
11; 세퍼레이터(플레이트)
12; 둘레 가장자리부
12a; 두께 방향 일방의 면
12b; 두께 방향 타방의 면
12c; 외주 두께면
13; 유로 영역
14; 구멍부
21; 피복부
22; 제1 피복부
23; 제2 피복부
24; 제3 피복부
31; 시일 립
32; 제2 시일 립
41; 오목부

Claims

플레이트와, 상기 플레이트의 둘레 가장자리부를 피복한 고무상(狀)(rubber-like) 탄성체로 이루어지는 피복부와, 상기 피복부의 평면 상에 설치된 시일 립(seal lip)을 가지고, 상기 피복부의 평면 상이면서 상기 시일 립의 외주측에 개스킷 성형시에 있어서의 플레이트 유지 흔적인 오목부가 형성되어 있는 개스킷으로서,
상기 피복부의 평면 상이면서 상기 오목부의 더욱 외주측에 제2 시일 립을 설치한 것을 특징으로 하는
개스킷.
제1항에 있어서,
상기 플레이트는, 연료전지용 세퍼레이터이며,
상기 제2 시일 립은, 세퍼레이터 절연용의 시일 립으로서 설치되어 있는 것을 특징으로 하는
개스킷.