WO2018025601A1 - ガスケット - Google Patents

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Abstract

凹部内で露出するプレートの絶縁性を確保し、或いは凹部内で露出するプレートに錆などが発生するのを抑制し、もってプレートの機能や部品寿命を長期間に亙って維持するガスケットを提供する。この目的を達成するため、プレートと、プレートの周縁部を被覆したゴム状弾性体よりなる被覆部と、被覆部の平面上に設けられたシールリップとを有し、被覆部の平面上であってシールリップの外周側にガスケット成形時におけるプレート保持痕である凹部が形成されているガスケットにおいて、被覆部の平面上であって凹部のさらに外周側に第２シールリップを設けたことを特徴とする。プレートは、燃料電池用セパレータであり、第２シールリップは、セパレータ絶縁用のシールリップとして設けられている。

Description

ガスケット
　本発明は、シール技術に係るガスケットに関し、更に詳しくは、プレートの周縁部にゴム状弾性体よりなる被覆部およびシールリップを設けた構造のガスケットに関する。本発明のガスケットは例えば、燃料電池の分野で用いられ、またはその他一般の産業機器の分野などで用いられる。
　従来から図３に示すように、プレートの一種としての燃料電池用のセパレータ６１を有し、このセパレータ６１の絶縁性およびガスケットとしてのシール性を確保するため、セパレータ６１の周縁部６２の厚み方向両面６２ａ，６２ｂおよび外周厚み面６２ｃをゴム状弾性体よりなる被覆部７１で被覆するとともに、被覆部７１の平面上にシールリップ８１を一体に設けたガスケット５１が知られている。
　上記構成のガスケット５１を射出成形法にて製造する際には、図４（Ａ）に示すように第１型１０１を用いて、セパレータ６１をインサートした状態で、被覆部７１の厚み方向一方の半体およびシールリップ８１を成形し、次いで図４（Ｂ）に示すように第２型１１１を用いて被覆部７１の厚み方向他方の半体を成形するが、第１型１０１のキャビティ１０２内には図示するように、セパレータ６１の周縁部６２が射出圧力を受けても変形しないように（周縁部６２が下型から浮き上がるよう変形するおそれあり）、セパレータ６１の周縁部６２を押さえるピン状のセパレータ保持部１０３が設けられている。
　したがって、成形後のガスケット５１には図３に示したように、ピン状のセパレータ保持部１０３が抜けた痕跡として凹部９１が形成され、凹部９１は被覆部７１の平面上であってシールリップ８１の外周側（図では右側）に位置して形成されている。
特開２００５－１６６５７６号公報
　上記従来技術には、以下のように改良の余地がある。
　すなわち上記従来技術では上記したように、被覆部７１の平面上であってシールリップ８１の外周側に位置して凹部９１が形成されている。凹部９１内ではセパレータ６１の表面が被覆部７１により被覆されずに露出しており、燃料電池スタックとして組み立てられたときに外部雰囲気に晒される。したがってセパレータ６１に必要とされる絶縁性についてその性能を一層向上することが求められる。
　また、凹部９１内で露出するセパレータ６１等のプレートの表面に錆などが発生することがあり、このような場合にもやはり、対策を求められることがある。
　本発明は以上の点に鑑みて、プレートの周縁部にゴム状弾性体よりなる被覆部およびシールリップを設けるとともに被覆部の平面上であってシールリップの外周側にガスケット成形時におけるプレート保持痕である凹部が形成されているガスケットにおいて、凹部内で露出するプレートの絶縁性を確保し、或いは凹部内で露出するプレートに錆などが発生するのを抑制し、もってプレートの機能や部品寿命を長期間に亙って維持することができるガスケット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、プレートと、前記プレートの周縁部を被覆したゴム状弾性体よりなる被覆部と、前記被覆部の平面上に設けられたシールリップとを有し、前記被覆部の平面上であって前記シールリップの外周側にガスケット成形時におけるプレート保持痕である凹部が形成されているガスケットにおいて、前記被覆部の平面上であって前記凹部のさらに外周側に第２シールリップを設けたことを特徴とする。プレートは例えば、燃料電池用セパレータであり、この場合、第２シールリップはセパレータ絶縁用のシールリップとして設けられる。
　上記構成を備える本発明のガスケットでは、被覆部の平面上であって凹部の外周側に第２シールリップが一体に設けられているため、この第２シールリップが発揮するシール作用によって、凹部内で露出しているプレートと外部雰囲気とを遮断することが可能とされる。
　したがって本発明によれば、凹部内で露出するプレートの絶縁性を確保し、或いは凹部内で露出するプレートに錆などが発生するのを抑制し、もってプレートの機能や部品寿命を長期間に亙って維持するガスケット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の平面図 同ガスケットの要部断面図であって図１におけるＣ－Ｃ線拡大断面図 従来例に係るガスケットの要部断面図 （Ａ）および（Ｂ）とも同ガスケットの成形工程を示す説明図
　本発明には、以下の実施形態が含まれる。
（１）外周絶縁機能を有する燃料電池セパレータであって、セパレータの最外周に外周絶縁用のシールリップを備えたことを特徴とする燃料電池用ガスケットおよびその製造方法。
（２）外周絶縁用のシールリップを、ゴム成形時の型押さえ部（金属露出部）よりも外側に配置したことを特徴とする燃料電池用ガスケットおよびその製造方法。
（３）部分型押さえ部よりも外側に、外周絶縁用のシールリップを全周に配置する。これにより、プレコートやアフターコート無しで、セパレータの絶縁機能を確保することが可能となる。
（４）上記構成によれば、プレコートやアフターコートのための工程を増やすことなく、また簡易な方法で絶縁機能を有するガスケットを成形することができる。
（５）また、外周絶縁用のシールリップにより、外周絶縁用のシールリップの内側の絶縁性は確保されるため、外周絶縁用のシールリップの内側に、絶縁ＮＧの原因となるようなボイド、異物、金属露出等があっても問題がなくなるため、絶縁ＮＧの不適合の発生率を少なくすることができる。
　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は、本発明の実施例に係るガスケット１の全体平面を示し、そのＣ－Ｃ線拡大断面が図２に描かれている。当該実施例に係るガスケット１は、燃料電池用ガスケットとして用いられる。
　ガスケット１は、プレートの一種としての燃料電池用のセパレータ１１を有し、このセパレータ１１の絶縁性およびガスケットとしてのシール性を確保するため、セパレータ１１の周縁部１２の厚み方向両面１２ａ，１２ｂおよび外周厚み面１２ｃがゴム状弾性体よりなる被覆部２１で被覆されるとともに、被覆部２１の平面上にシールリップ３１が一体に設けられている。
　セパレータ１１は、導電性を備える薄板金属板などによって平面長方形状に形成されているので、燃料電池スタックとして組み立てられたときにセパレータ１１の周縁部１２がスタック外部へ露出して絶縁性（電気絶縁性）が損なわれるおそれがあり、これを防止するためセパレータ１１の周縁部１２が全周に亙って非導電性のゴム状弾性体よりなる被覆部２１で被覆されている。
　また、セパレータ１１は、その平面中央に設定した流路域１３を反応ガスや冷媒などの流体が流れるので、これらの流体がスタック外部へ漏洩しないように、セパレータ１１の周縁部１２の全周に亙ってシールリップ３１が設けられている。またセパレータ１１の平面上には流路域１３とともにマニホールド用の穴部１４が所要数設けられているので、これらの穴部１４と流路域１３とを遮断すべく穴部１４の周りにもシールリップ３１が設けられている。図１ではシールリップ３１の平面配置を点線で示している。
　被覆部２１は、セパレータ１１の周縁部１２の厚み方向一方（図２では上方）の面１２ａを被覆する第１被覆部２２と、セパレータ１１の周縁部１２の厚み方向他方（図２では下方）の面１２ｂを被覆する第２被覆部２３と、セパレータ１１の周縁部１２の外周厚み面１２ｃを被覆する第３被覆部２４とを一体に有し、これらの第１ないし第３被覆部２２，２３，２４が図示するようにセパレータ１１の周縁部１２を埋設した状態で、セパレータ１１よりも厚みの大きなプレート状に成形されている。
　シールリップ３１は、被覆部２１の平面上であって第１被覆部２２の平面上に一体に設けられ、すなわちセパレータ１１の周縁部１２と平面上重なる位置に設けられている。シールリップ３１は断面台形とされているが、断面三角形や断面円弧形（半円形）など、その他の断面形状であっても良い。シールリップ３１は燃料電池スタックとして組み立てられたときに積層の相手部品に対し密接することによりシール作用を発揮する。
　上記構成のガスケット１を射出成形法にて製造する際には上記したように、第１型を用いて、セパレータ１１をインサートした状態で、被覆部２１の厚み方向一方の半体（第１および第３被覆部２２，２４）およびシールリップ３１を成形し、次いで第２型を用いて被覆部２１の厚み方向他方の半体（第２および第３被覆部２３，２４）を成形する。第１型のキャビティ内には、セパレータ１１の周縁部１２が射出圧力を受けても変形しないように（周縁部１２が下型から浮き上がるよう変形するおそれあり）、セパレータ１１の周縁部１２を押さえるピン状のセパレータ保持部が設けられている。
　したがって、成形後のガスケット１には図２に示すように、ピン状のセパレータ保持部が抜けた痕跡として凹部４１が形成され、この凹部４１は被覆部２１の平面上であってシールリップ３１の外周側（図では右側）に位置して形成されている。
　そして、このように凹部４１が被覆部２１の平面上であってシールリップ３１の外周側に位置して形成されると、この凹部４１内ではセパレータ１１の表面が被覆部２１により被覆されずに露出しており、燃料電池スタックとして組み立てられたときに外部雰囲気に晒される。したがってセパレータ１１に必要とされる絶縁性についてその性能を一層向上することが求められる。
　尚、図１に示すように、凹部４１はセパレータ１１の周縁部１２に沿って複数（多数）が所定の間隔をあけて１列に設けられている。
　そこで、本発明実施例では図２に示すように、被覆部２１の平面上であって凹部４１のさらに外周側に第２シールリップ３２が設けられており、これにより燃料電池スタックとして組み立てられたときに第２シールリップ３２が発揮するシール作用によって、凹部４１内で露出しているセパレータ１１と外部雰囲気とを遮断することが可能とされている。図１では第２シールリップ３２の平面配置を一点鎖線で示している。
　第２シールリップ３２は、被覆部２１に対し一体に成形され、被覆部２１のうちの第３被覆部２４に対し一体に成形されている。したがって第２シールリップ３２は、第３被覆部２４と平面上重なる位置に設けられ、すなわちセパレータ１１の周縁部１２とは平面上重ならない位置に設けられている。第２シールリップ３２は、セパレータ１１の周縁部１２と平行にガスケット１の全周に亙って設けられている。
　第２シールリップ３２は、シールリップ３１と同様に断面台形とされているが、断面三角形や断面円弧形（半円形）など、その他の断面形状であっても良い。また、第２シールリップ３２はシールリップ３１と同等の高さ寸法に成形されているが、積層の相手部品の形状などによっては、シールリップ３１と異なる高さ寸法に成形されたものであっても良い。
　上記構成を備えるガスケット１では、被覆部２１の平面上であって凹部４１のさらに外周側に第２シールリップ３２が一体に設けられているため、燃料電池スタックとして組み立てられたときにこの第２シールリップ３２が発揮するシール作用によって、凹部４１内で露出しているセパレータ１１の金属露出部と外部雰囲気とを遮断することが可能とされている。
　したがって、凹部４１内で露出するセパレータ１１の絶縁性を確保することができ、或いは凹部４１内で露出するセパレータ１１の表面に錆などが発生するのを抑制することができ、よってセパレータ１１の機能や部品寿命を長期間に亙って維持することができる。
　１　ガスケット
　１１　セパレータ（プレート）
　１２　周縁部
　１２ａ　厚み方向一方の面
　１２ｂ　厚み方向他方の面
　１２ｃ　外周厚み面
　１３　流路域
　１４　穴部
　２１　被覆部
　２２　第１被覆部
　２３　第２被覆部
　２４　第３被覆部
　３１　シールリップ
　３２　第２シールリップ
　４１　凹部

Claims (2)

  1. 　プレートと、前記プレートの周縁部を被覆したゴム状弾性体よりなる被覆部と、前記被覆部の平面上に設けられたシールリップとを有し、前記被覆部の平面上であって前記シールリップの外周側にガスケット成形時におけるプレート保持痕である凹部が形成されているガスケットにおいて、
    前記被覆部の平面上であって前記凹部のさらに外周側に第２シールリップを設けた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、
    前記プレートは、燃料電池用セパレータであり、
    前記第２シールリップは、セパレータ絶縁用のシールリップとして設けられていることを特徴とするガスケット。
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