JP5725277B2 - ガスケット - Google Patents
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Description
前記ガスケット本体は、前記キャリアの端部に被着された断面コ字形を呈する被着部と、前記被着部から平面方向に延長成形された延長部と、前記延長部の厚み方向両面にそれぞれ設けられた断面山形のシールリップとを有し、前記延長部および前記シールリップは前記キャリアと平面上重ならない位置に設けられ、前記延長部は前記被着部の厚み方向中央ないし略中央に配置され、
前記薄肉部の厚み寸法をt 1 、前記厚肉部の厚み寸法をt 2 、前記被着部の厚み寸法をt 3 、前記延長部の厚み寸法をt 4 、前記両面シールリップ先端間の厚み寸法をt 5 として、
t 3 ≒t 2 、t 3 >t 1 、t 4 <t 3 、t 4 >t 1 、t 5 >t 3
の関係を充足し、
平面上互いに隣り合う前記被着部および前記シールリップ間にガスケット装着時に前記シールリップが圧縮されたときの逃げ空間となる溝状凹部が設けられていることを特徴とする。
(2)効果として、ガスケット剛性向上による、ガスケット生産工程からスタック組み付けまでの自動化によるコスト低減、ならびに、剛体を成形樹脂にすることによるキャリア材のコスト低減を実現することができる。
(3)例えば図1のキャリア材(キャリア)にガスケット(ガスケット本体)を一体化した断面図を図2、図3および図4に示す。図2はシールリップをキャリア外に配置したものであり、組み付け時の省スペース化が期待される。図3はシールリップをキャリア上に配置したものであり、図2よりも剛性維持が期待される。図4は、図2および図3がゴム材料として接着剤を塗布し射出成形、あるいは接着性ゴムを使用するのに対し、接着工程をなくすことを目的として、接着処理を省略し、その代わりとしてガスケット成形部に凹凸または貫通孔(図では凸部)よりなる抜け止めを設けたものである。しかしながら、図1のキャリア材は薄肉の平面状(断面四角形)であるため、剛性を考慮すると厚みを増す必要がある。図5のキャリア材はこの問題を解決する断面形状となっており、ガスケット成形部のみを薄肉とするとともにその他の部位を厚肉とした形状となる。図5のキャリア材にガスケットを一体化した断面図を図6および図7以降に示す。ガスケットの効果は上記と同様であるが、ガスケット成形部のみを薄肉としていることから組み付け時の省スペース化が期待される。
(6−1)段付形状フレーム(キャリア)に対し、さらに多段形状とすることで、フレームからのゴム脱落を抑制でき、接着処理が不要となる。
(6−2)シール機能を発現するリブ(シールリップ)の下面部に対し、キャリア部材を一部凸形状または一部凹形状とすることにより、ゴム脱落を防止でき、キャリア/ゴム間の接着処理が不要となる。キャリア部材自体の断面形状は問わない。
(6−3)キャリア凸部形状またはキャリア凹部形状は断面四角形または半円形とするが、これら以外の形状、例えば三角形などであっても良い。
(6−4)キャリア凸部形状またはキャリア凹部形状は、これらを複数配置しても良く、この場合には、更なる脱落防止効果が発現する。複数の凸部または凹部は、ガスケット長手方向と直交する断面において、ガスケット内周側から外周側へかけて並べられる。
(6−5)キャリア凸部形状またはキャリア凹部形状をリブの下面部に設けることが、リブのシール機能に良くない影響を及ぼすことが懸念される場合には、キャリア凸部形状またはキャリア凹部形状をリブとは平面上ずらした位置に配置する。
(7−1)段付形状フレーム(キャリア)に対し、フレームに貫通穴を設け、ゴムを充填することで、フレームからのゴム脱落を抑制でき、接着処理が不要となる。
(7−2)シール機能を発現するリブ(シールリップ)とガスケット端部(外周部)間のキャリア部材にスルーホール(貫通穴)を設けることより、ゴム脱落を防止でき、キャリア/ゴム間の接着処理が不要となる。
(7−3)シール機能を発現するリブ(シールリップ)とキャリア端部(内周部)間のキャリア部材にスルーホール(貫通穴)を設けることより、ゴム脱落を防止でき、キャリア/ゴム間の接着処理が不要となる。この場合、上記(7−2)に対して、ゴムのマニホールド側への移動変形によるマニホールド面積への影響を軽減できる。
(7−4)シール機能を発現するリブ(シールリップ)下面のキャリア部材にスルーホール(貫通穴)を設けることより、ゴム脱落を防止でき、キャリア/ゴム間の接着処理が不要となる。この場合、上記(7−2)および(7−3)に対して、シール機能上重要なリブの移動を軽減できる。
(7−5)ガスケット/キャリア面に複数のスルーホール(貫通穴)を設けることより、ゴム脱落を防止でき、キャリア/ゴム間の接着処理が不要となる。この場合、上記(7−2)(7−3)および(7−4)の全ての効果が発現される。複数のスルーホールは、ガスケット長手方向と直交する断面において、ガスケット内周側から外周側へかけて並べられることになる。
(7−6)スルーホールの形状(開口形状)に特に制限はないが、加工性の観点からすれば円形状が望ましい。
図1は、比較例に係るガスケットにその構成部品として用いられるキャリア(補強体)11を単品状態で示しており、このキャリア11は、所定の樹脂材を成形材料として金型(射出成形型など)を用いて平面矩形状に成形され、その平面内に、燃料電池セルにおける反応面を収容することになる厚み方向に貫通する空間部12と、セルを厚み方向に貫通するマニホールド穴を形成することになる複数(図では矩形の四隅それぞれに4箇所)の空間部13とを備えている。
図5は、本発明の第一実施例に係るガスケットにその構成部品として用いられるキャリア(ガスケット補強体、ガスケット保持体)11を単品状態で示しており、このキャリア11は、所定の樹脂材を成形材料として金型(射出成形型など)を用いて平面矩形状に成形され、その平面内に、燃料電池セルにおける反応面を収容することになる厚み方向に貫通する空間部12と、セルを厚み方向に貫通するマニホールド穴を形成することになる複数(図では矩形の四隅それぞれに4箇所)の空間部13とを備えている。
t3>t1
t4<t3
t4>t1
t5>t3
また、第二実施例として、図7の例では、ガスケット本体21は、キャリア11の端部に被着(接着)された断面コ字形の被着部22と、この被着部22の厚み方向両面にそれぞれ設けられた断面山形のシールリップ24とを一体に有し、シールリップ24はキャリア11の薄肉部16と平面上重なる位置に設けられている。また、被着部22の厚み寸法をt3、両面シールリップ24先端間の厚み寸法をt5として、厚み寸法の大小関係は以下のように設定されている。
t3>t1
t5>t3
図8は、本発明の第三実施例に係るガスケットの全体平面を示しており、このガスケットにおいて、キャリア11は、所定の樹脂材を成形材料として金型(射出成形型など)を用いて平面矩形状に成形され、その平面内に、燃料電池セルにおける反応面を収容することになる厚み方向に貫通する空間部12と、セルを厚み方向に貫通するマニホールド穴を形成することになる複数(図では矩形の長手方向両端に3箇所ずつ)の空間部13とを備えている。
t3>t1
t5>t3
図10に示す第四実施例では、キャリア11における薄肉部16の厚み方向両面にそれぞれ凹部33よりなる立体形状が設けられ、この凹部33はガスケット本体21の射出成形によりガスケット本体21の一部ゴム材料が充填されたものであって、この凹部33に対しガスケット本体21がその抜け方向(図では右方向)に係合することにより抜け止め構造31とされている。
上記第三実施例(図9)および第四実施例(図10)では、凸部32や凹部33の断面形状は四角形とされているが、これに限らず、半円形や三角形などであっても良い。図11に示す第五実施例では、凸部32の断面形状が半円形とされている。
上記第三実施例(図9)および第四実施例(図10)において、凸部32や凹部33は、ガスケット本体21におけるシールリップ24と平面上重なる位置に設けられているが、これに限らず、シールリップ24と平面上重ならずかつ薄肉部16の先端寄りの部位に設けられても良い。図12に示す第六実施例では、凸部32がシールリップ24と平面上重ならずかつ薄肉部16の先端寄りの部位(最先端部位)に設けられている。
上記第三実施例(図9)および第四実施例(図10)において、凸部32や凹部33は、ガスケット本体21におけるシールリップ24と平面上重なる位置に設けられているが、これに限らず、シールリップ24と平面上重ならずかつ薄肉部16の基端寄りの部位(シールリップ24と厚肉部17の間の部位)に設けられても良い。図13に示す第七実施例では、凸部32がシールリップ24と平面上重ならずかつ薄肉部16の基端寄りの部位に設けられている。
上記第三実施例(図9)および第四実施例(図10)において、凸部32や凹部33は、キャリア11における薄肉部16の厚み方向両面にそれぞれ1つ(1箇所)ずつ設けられているが、これに限らず、複数設けられても良い。図14に示す第八実施例では、凸部32が複数(図ではそれぞれ5つ(5箇所)ずつ)、シールリップ24と平面上重なる位置、シールリップ24と平面上重ならずかつ薄肉部16の先端寄りの部位およびシールリップ24と平面上重ならずかつ薄肉部16の基端寄りの部位に亙って設けられている。
図15に示す第九実施例では、キャリア11における薄肉部16に、その厚み方向に貫通する貫通孔34よりなる立体形状が設けられ、この貫通孔34はガスケット本体21の射出成形によりガスケット本体21の一部ゴム材料が充填されたものであって、この貫通孔34に対しガスケット本体21がその抜け方向(図では右方向)に係合することにより抜け止め構造31とされている。貫通孔34はガスケット長手方向(図では紙面直交方向)に沿って多数が所定の間隔をもって設けられている。
上記第九実施例(図15)において、貫通孔34は、ガスケット本体21におけるシールリップ24と平面上重なる位置に設けられているが、これに限らず、シールリップ24と平面上重ならずかつ薄肉部16の先端寄りの部位に設けられても良い。図16に示す第十実施例では、貫通孔34がシールリップ24と平面上重ならずかつ薄肉部16の先端寄りの部位に設けられている。
上記第九実施例(図15)において、貫通孔34は、ガスケット本体21におけるシールリップ24と平面上重なる位置に設けられているが、これに限らず、シールリップ24と平面上重ならずかつ薄肉部16の基端寄りの部位(シールリップ24と厚肉部17の間の部位)に設けられても良い。図17に示す第十一実施例では、貫通孔34がシールリップ24と平面上重ならずかつ薄肉部16の基端寄りの部位に設けられている。
上記第九実施例(図15)において、貫通孔34は、ガスケット長手方向と直交する一断面において1つ(1箇所)ずつ設けられているが、これに限らず、複数設けられても良い。図18に示す第十二実施例では、貫通孔34が複数(図では5つ(5箇所))、シールリップ24と平面上重なる位置、シールリップ24と平面上重ならずかつ薄肉部16の先端寄りの部位およびシールリップ24と平面上重ならずかつ薄肉部16の基端寄りの部位に亙って設けられている。
12,13 空間部
14 段付き形状
15 段差面
16 薄肉部
17 厚肉部
21 ガスケット本体
22 被着部
22A 被覆部
23 延長部
24 シールリップ
25 溝状凹部
31 抜け止め構造
32 凸部
33 凹部
34 貫通孔
Claims (2)
- 互いに重ねられる二部材間に挟着使用される平面状のガスケットであって、
シール作用を奏するゴム状弾性体製のガスケット本体と、前記ガスケット本体を保持する樹脂製のキャリアとを有し、
前記キャリアは、前記ガスケット本体と平面上重ねられる薄肉部と、前記ガスケット本体と平面上重ねられない前記薄肉部よりも大きな厚み寸法の厚肉部とを有し、前記薄肉部は前記厚肉部の厚み方向中央ないし略中央に配置され、前記薄肉部および前記厚肉部間はガスケット平面に対し直交する段差面を備える段付き形状に成形され、
前記ガスケット本体は、前記キャリアの端部に被着された断面コ字形を呈する被着部と、前記被着部から平面方向に延長成形された延長部と、前記延長部の厚み方向両面にそれぞれ設けられた断面山形のシールリップとを有し、前記延長部および前記シールリップは前記キャリアと平面上重ならない位置に設けられ、前記延長部は前記被着部の厚み方向中央ないし略中央に配置され、
前記薄肉部の厚み寸法をt 1 、前記厚肉部の厚み寸法をt 2 、前記被着部の厚み寸法をt 3 、前記延長部の厚み寸法をt 4 、前記両面シールリップ先端間の厚み寸法をt 5 として、
t 3 ≒t 2 、t 3 >t 1 、t 4 <t 3 、t 4 >t 1 、t 5 >t 3
の関係を充足し、
平面上互いに隣り合う前記被着部および前記シールリップ間にガスケット装着時に前記シールリップが圧縮されたときの逃げ空間となる溝状凹部が設けられていることを特徴とするガスケット。 - 請求項1に記載したガスケットにおいて、
当該ガスケットは、燃料電池スタックまたはセルに組み込まれる燃料電池用ガスケットであることを特徴とするガスケット。
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