(57)【要約】【課題】筒状膜部４ａおよび端面シール部４ｂを有し、燃料電池スタックにおけるポートに装着され、製造に際し複数の分割型を有する金型にて成形される燃料電池用ガスケット４において、成形時離型に際して筒状膜部４ａが破断するのを抑えることができ、しかも金型キャビティ空間内面に特殊表面処理を施したり離型剤を塗布したりする必要のないガスケット４を提供する。【解決手段】筒状膜部４ａの両端部４ｄ，４ｅよりも中央部４ｃの肉厚を厚く設定して該部の強度を増大させる。また、筒状膜部４ａの内周面にテーパ面４ｆ，４ｇを設けることにより筒状膜部４ａの両端部４ｄ，４ｅよりも中央部４ｃの肉厚を厚く設定し、筒状膜部４ａの外周面は軸方向ストレート面として座りの良さを確保する。【選択図】図１
2006040544.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状膜部（４ａ）および前記筒状膜部（４ａ）の端部に一体成形した端面シール部（４ｂ）を有し、燃料電池スタック（１）における燃料または冷却水供給用ポート（３）に装着され、製造に際して複数の分割型（６）（７）（８）（９）を有する金型（５）にて成形されるゴム状弾性材製の燃料電池用ガスケット（４）において、
前記筒状膜部（４ａ）の両端部（４ｄ）（４ｅ）よりも中央部（４ｃ）の肉厚を厚く設定したことを特徴とする燃料電池用ガスケット。
【請求項２】
請求項１の燃料電池用ガスケットにおいて、
筒状膜部（４ａ）の内周面にテーパ面（４ｆ）（４ｇ）を設けることにより前記筒状膜部（４ａ）の両端部（４ｄ）（４ｅ）よりも中央部（４ｃ）の肉厚を厚く設定し、前記筒状膜部（４ａ）の外周面は軸方向ストレート面（４ｈ）としたことを特徴とする燃料電池用ガスケット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池の構成要素の一つをなす燃料電池用ガスケットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、水素と酸素（空気）を水の電気分解と逆の反応をさせて電気を取り出す機構である。この反応はセルと呼ばれるユニットで行なわれ、電気出力に合わせて、図３に示すようにセル２を多数積層したスタック構造１をとっている。
【０００３】
図３または図４に示すように、スタック１のエンド部には、燃料または冷却水をスタック１内部に供給するための供給ポート３が複数設けられており、図５に示すように、供給ポート３にはそれぞれ、燃料または冷却水をシールするためのゴム状弾性材製のガスケット（グロメット）４が装着されている。尚、図４において、符号３ａは水素ＩＮポート、３ｂは酸素ＩＮポート、３ｃは冷却水ＩＮポート、３ｄは水素ＯＵＴポート、３ｅは酸素ＯＵＴポート、３ｆは冷却水ＯＵＴポートをそれぞれ示している。
【０００４】
図５または図６に示すように、ガスケット４は、ポート３の孔部に挿入される筒状膜部４ａを有し、この筒状膜部４ａの軸方向両端部にそれぞれ、ポート３の開口周縁部に密接する端面シール部４ｂが一体成形されている。また、このガスケット４はこれを射出成形する場合、図７に示すように、上型６、中型７、下型８および中子９よりなる複数の分割型を有する金型５により成形され、具体的には、中型７、下型８および中子９に囲まれる製品キャビティ空間１０に液状ゴムを注入し、圧力と熱を加えることにより成形される。
【０００５】
しかしながら、上記構成の金型５によって上記形状のガスケット４を成形すると、ガスケット４を離型させるべく中型７を取り外すときに、筒状膜部４ａが中型７および下型８に粘着してしまうことがあり、このときガスケット４のゴム材料如何によっては、筒状膜部４ａが粘着により生じる引張力に耐えられないことから、負荷の最も集中する筒状膜部４ａの軸方向中央部４ｃにて破断してしまうことがある。
【０００６】
また、その対策として粘着力を低減させるべく、金型５のキャビティ空間１０内面に梨地処理等の特殊表面処理を施したり、あるいは成形毎に離型剤を塗布したりすることが考えられるが、前者の特殊表面処理を施す場合には、金型５の製造コストが高くなる不都合があり、後者の離型剤を塗布する場合には、製品の表面（外観）に影響が出ることから品質（製品価値）が低下するという不都合がある。
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−１５８３４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は以上の点に鑑みて、成形時離型に際して筒状膜部が破断するのを有効に抑えることができ、しかも金型のキャビティ空間内面に特殊表面処理を施したり離型剤を塗布したりする必要のない燃料電池用ガスケットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１による燃料電池用ガスケットは、筒状膜部および前記筒状膜部の端部に一体成形した端面シール部を有し、燃料電池スタックにおける燃料または冷却水供給用ポートに装着され、製造に際して複数の分割型を有する金型にて成形されるゴム状弾性材製の燃料電池用ガスケットにおいて、前記筒状膜部の両端部よりも中央部の肉厚を厚く設定したことを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の請求項２による燃料電池用ガスケットは、上記した請求項１の燃料電池用ガスケットにおいて、筒状膜部の内周面にテーパ面を設けることにより前記筒状膜部の両端部よりも中央部の肉厚を厚く設定し、前記筒状膜部の外周面は軸方向ストレート面としたことを特徴とするものである。
【００１１】
上記従来技術に係る図６のガスケットにおいては、筒状膜部が軸方向全長に亙って均一な厚さに設定されていたので、筒状膜部が負荷の最も集中する軸方向中央部にて破断し易いという状況が発生していたが、本発明の請求項１によるガスケットにおいては、筒状膜部の軸方向両端部よりも軸方向中央部の肉厚が厚く設定されているので、この分、軸方向中央部の強度を高めることが可能とされている。
【００１２】
また、この筒状膜部の厚肉化に際して、筒状膜部の内周面ではなく外周面にテーパ面を設けると、このテーパ面を設けた筒状膜部の外周面がポートの内周面に対して全長に亙って密接し得なくなるので、ガスケットのポートに対する座りが不安定となってシール性が低下することが懸念されるが、本発明の請求項２によるガスケットにおいては、筒状膜部の外周面が軸方向ストレート面とされているので、この筒状膜部の外周面はポートの内周面に対して全長に亙って密接することが可能とされている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、以下の効果を奏する。
【００１４】
すなわち、上記構成を備えた本発明の請求項１による燃料電池用ガスケットにおいては、筒状膜部の両端部よりも中央部の肉厚を厚く設定したために、筒状膜体の中央部の強度を高めることができ、これにより成形時離型に際して筒状膜部が中央部にて破断するのを防止することができる。また、本発明は、筒状膜部の形状変更によりその強度を高めることによって破断を防止するものであって、ガスケットを成形するための金型に特殊表面処理や離型剤塗布等の対策を施す必要はない。したがって、特殊表面処理によって金型の製造コストが高くなったり、離型剤塗布によって製品の品質が低下したりするのを未然に防止することができる。
【００１５】
またこれに加えて、上記構成を備えた本発明の請求項２による燃料電池用ガスケットにおいては、筒状膜部の内周面にテーパ面を設けることにより筒状膜部の両端部よりも中央部の肉厚を厚く設定し、筒状膜部の外周面は軸方向ストレート面としたために、筒状膜部の中央部の強度を高めることができるのにもかかわらず、ポートの内周面に対する座りが良く、シール性に優れたガスケットを提供することができる。したがって、筒状膜部が中央部にて破断しにくいことから耐久性に優れ、かつシール性に優れた高品質のガスケット製品を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
尚、本発明には、以下の実施形態が含まれる。
【００１７】
（１）膜部の肉厚が、一定ではなく、両端部よりも中央部が厚いことを特徴とする。
（２）ガスケットの膜部形状を変更して、中央部の肉厚を厚くすることにより、金型製品部への粘着による引張力よりも、ガスケットの引張強度を高くする。
（３）ガスケットの内周面にテーパー部を設けて、両端部よりも中央部の肉厚を厚くすることにより、金型製品部への粘着による引張力よりも、ガスケットの引張強度を高くする。
（４）上記（１）ないし（３）の構成によれば、燃料電池用ガスケットの製造時に成形中の製品破断が発生しなくなり、不良率が低下し、原価低減が可能となる。
【実施例】
【００１８】
つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。
【００１９】
図１は、本発明の実施例に係る燃料電池用ガスケット４の断面を示しており、図２は同ガスケット４を成形する金型５の断面を示している。
【００２０】
当該実施例に係るガスケット４は、燃料電池スタック１（図３参照）に供給する燃料または冷却水をシールすべくこれらの供給用ポート３（図３参照）に装着され、また製造に際して複数の分割型６，７，８，９を有する金型５にて成形されるゴム状弾性材（例えばＥＰＤＭ）製の燃料電池用ガスケットであって、以下のように構成されている。
【００２１】
すなわち先ず、装着時にポート３の孔部に挿入される筒状膜部４ａが設けられており、この筒状膜部４ａの軸方向両端部にそれぞれ、ポート３の開口周縁部に密接するリップ状ないしフランジ状を呈する環状の端面シール部４ｂが一体成形されている。
【００２２】
一方、図２の金型５は、分割型として上型６、中型７、下型８および中子９を有しており、ガスケット４成形時、離型に際して、ガスケット４の筒状膜部４ａの軸方向中央部４ｃに粘着による破断が生じ易いことは上記したとおりである。そこで、当該実施例では、筒状膜部４ａの軸方向両端部４ｄ，４ｅよりも軸方向中央部４ｃにて肉厚を厚く設定し、これにより、破断を生じ易い軸方向中央部４ｃの強度を高めることにした。筒状膜部４ａの厚肉化は、以下のようにして実現されている。
【００２３】
すなわち、筒状膜部４ａが円筒形であることを前提として、筒状膜部４ａの内径寸法が筒状膜部４ａの軸方向一端部４ｄから軸方向中央部４ｃへかけて徐々に小さく設定され、これにより該部内周面に円錐面状のテーパ面４ｆが設けられている。また、同じく筒状膜部４ａの内径寸法が筒状膜部の４ａの軸方向他端部４ｅから軸方向中央部４ｃへかけて徐々に小さく設定され、これにより該部内周面に円錐面状のテーパ面４ｇが設けられている。筒状膜部４ａの内周面はこの２つのテーパ面４ｆ，４ｇによって構成されている。また、筒状膜部４ａの外径寸法は軸方向全長に亙って同じに設定され、これにより筒状膜部４ａの外周面に軸方向全長に亙って軸方向ストレート面である円筒面４ｈが設けられている。以上の寸法設定により筒状膜部４ａは、その軸方向中央部４ｃが軸方向両端部４ｄ，４ｅよりも厚肉に設定されており、これにより筒状膜部４ａの厚肉化が実現されている。軸方向一対のテーパ面４ｆ，４ｇは軸方向に対称形状をなすように形成されており、両面４ｆ，４ｇの境には、最小内径部として環状の稜線部４ｉが形成されている。
【００２４】
また、図２に示すように、当該ガスケット４を成形する金型５における中型７および中子９にはそれぞれ、ガスケット４にテーパ面４ｆ，４ｇを形成するためのテーパ面形成部７ａ，８ａがキャビティ空間１０に面するようにして設けられている。
【００２５】
上記構成のガスケット４においては、筒状膜部４ａの軸方向中央部４ｃが軸方向両端部４ｄ，４ｅよりも厚肉に設定されているために、軸方向中央部４ｃの強度が高められており、よって成形時、離型に際して筒状膜部４ｃが金型５への粘着により軸方向中央部４ｃにて破断するのを防止することができる。また、上記構成によれば、金型５に特殊表面処理や離型剤塗布等の対策を施す必要がないために、特殊表面処理によって金型５の製造コストが高くなったり、離型剤塗布によって製品の品質が低下したりするのを防止することができる。
【００２６】
またこれに加えて、筒状膜部４ａの外径寸法が軸方向全長に亙って同じに設定され、これにより外周面に全長に亙って軸方向ストレートの円筒面４ｈが設けられているために、筒状膜部４ａは中央部４ｃが厚肉とされながらも、外周面はポート３の円筒状内周面に対して座りの良い円筒面として成形されている。したがって、筒状膜部４ａの強度が高く筒状膜部４ａが破断しにくいとともにポート３に対する座りが良く装着性およびシール性が良いガスケット製品を提供することができる。
【００２７】
尚、当該実施例は、筒状膜部４ａが円筒状（断面真円形）である場合について説明したが、筒状膜部４ａの形状は円筒状に限定されるものではない。すなわち筒状膜部４ａの断面形状には、長円形、楕円形または四角形等があり、本発明はこれらのすべてを技術的範疇に含む。筒状膜部４ａの断面形状は、これを装着するポート３の断面形状にしたがって定められるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施例に係る燃料電池用ガスケットの断面図
【図２】同ガスケットを成形するための金型の断面図
【図３】燃料電池スタックの説明図
【図４】同スタックにおけるポートの説明図
【図５】図４におけるＡ−Ａ線拡大断面図であって、従来例に係るガスケットの装着状態を示す断面図
【図６】同ガスケットの単体断面図
【図７】同ガスケットを成形するための金型の断面図
【符号の説明】
【００２９】
１  スタック
２  セル
３  ポート
４  ガスケット
４ａ  筒状膜部
４ｂ  端面シール部
４ｃ  中央部
４ｄ，４ｅ  端部
４ｆ，４ｇ  テーパ面
４ｈ  円筒面（軸方向ストレート面）
４ｉ  稜線部
５  金型
６  上型
７  中型
７ａ，８ａ  テーパ面形成部
８  下型
９  中子
１０  キャビティ空間
【図１】
2006040544.tif 000003
【図２】
2006040544.tif 000004
【図３】
2006040544.tif 000005
【図４】
2006040544.tif 000006
【図５】
2006040544.tif 000007
【図６】
2006040544.tif 000008
【図７】
2006040544.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成16年8月11日(2004.8.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2006040544.tif 000010
【図２】
2006040544.tif 000011
【図３】
2006040544.tif 000012
【図４】
2006040544.tif 000013
【図５】
2006040544.tif 000014
【図６】
2006040544.tif 000015
【図７】
2006040544.tif 000016