JP5780401B2

JP5780401B2 - プレート一体型ガスケット

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Publication number: JP5780401B2
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Inventors: 稔大島添; 茂渡部
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Priority date: 2011-09-02
Filing date: 2011-10-18
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Description

本発明は、例えば燃料電池のように、複数のプレートを積層させてその間の流路をシールする構造体に用いられ、ゴム状弾性を有する弾性材料からなるシール部材が、プレートに一体化されたプレート一体型ガスケットに関する。

図２３は、従来の技術によるプレート一体型ガスケットとして、ゴム状弾性を有する弾性材料からなるシール部材が、燃料電池のセパレータに一体化された燃料電池用ガスケットの一例を示すものである。

この燃料電池用ガスケットにおいて、参照符号１０１，１０２はそれぞれカーボン等の導電性材料からなる板状のセパレータである。このうち図２３における上側の第一セパレータ１０１の上面には、例えば燃料ガス（水素ガス）及び酸化剤ガス（空気）のうち一方を供給するための流路用溝１０１ａが形成されると共に、この流路用溝１０１ａを流通するガスをシールするためのシール部材１０３が一体に接合されている。また、図２３における下側に積層される第二セパレータ１０２の下面には、例えば燃料ガス（水素ガス）及び酸化剤ガス（空気）のうち他方を供給するための流路用溝１０２ａが形成されると共に、この流路用溝１０２ａを流通するガスをシールするためのシール部材１０４が一体に接合され、第一セパレータ１０１の下面と重合される第二セパレータ１０２の上面には、例えば冷却水などの流体を流通させるための流路用溝１０２ｂが形成されると共に、この流路用溝１０２ｂを流通する流体シールするためのシール部材１０５が一体に接合されている（例えば下記の特許文献１参照）。

すなわち、この種の燃料電池用ガスケットは、組み付け性の向上を図るために、セパレータ１０１，１０２に、シール部材１０３〜１０５を一体化したものであるが、セパレータ１０１側のシール部材１０３と第二セパレータ１０２側のシール部材１０４，１０５を別々に成形しなければならず、その分、生産性が低かった。

また、図２４及び図２５は、従来の技術によるプレート一体型ガスケットとして、セパレータにゴム状弾性を有する弾性材料からなるシール部材を一体化した燃料電池用ガスケットの他の例を示すものである。

すなわち、図２４あるいは図２５に示す従来例の場合は、第一セパレータ１０１よりも第二セパレータ１０２の外周寸法を大きくすることによって、第一セパレータ１０１側のシール部材１０３と第二セパレータ１０２側のシール部材１０４，１０５を互いにずれた位置に設けると共に、第二セパレータ１０２に設けた連通孔１０２ｃを介してシール部材１０４，１０５が互いに連続した構造としているため、例えば図２６に示すように、第一セパレータ１０１と第二セパレータ１０２を積層した状態で上型２０１及び下型２０２からなる金型２００にセットすることによって、１回の成形工程でセパレータ１０１，１０２にシール部材１０３〜１０５を成形することができ、したがって図２３のものに比較して生産性が向上する。なお、この例では冷却水を流通させるための流路用溝１０１ｂが第一セパレータ１０１側に形成されている。

しかしながら、図２５に示す例のように第一セパレータ１０１と第二セパレータ１０２間に積層方向の段差があることによって、セパレータ１０１側のシール部材１０３と第二セパレータ１０２側のシール部材１０５の高さｈ_１，ｈ_２が異なっているものの場合は、組み付け状態でのシール部材１０３，１０５の圧縮率などによる特性を合わせるのが困難になってしまう。

しかも、図２４及び図２５の従来例では、第一セパレータ１０１よりも第二セパレータ１０２の外周寸法を大きくしていることに加え、シール部材１０３，１０５を内外周方向に対して拘束するためのシール固定溝１０１ｃ，１０２ｄが、第一セパレータ１０１と第二セパレータ１０２に別個に設けられた構造となっているため、シール部材１０３，１０５を設けている領域の幅ｗが図２３の例に比較して大きくなってしまい、その結果、燃料電池全体のサイズの増大を来たす。

さらには、図２６に示すように、成形に用いられる金型２００は、第一セパレータ１０１側のシール部材１０３を成形するためのキャビティ２０３と、第二セパレータ１０２側のシール部材１０４，１０５を成形するためのキャビティ２０４へ、成形用ゴム材料を別個に充填するための複数の注入口２０３ａ，２０４ａが必要であるため、金型２００の構造も複雑になるといった問題も指摘される。

特開２００５−２２２７０８号公報

本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題は、互いに積層される複数のプレートに設けられるシール部材の装着に必要な幅を小さくし、かつ生産性の向上を図ることの可能なプレート一体型ガスケットを提供することにある。

上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項１の発明に係るプレート一体型ガスケットは、一方のプレートと他方のプレートが互いに積層されると共に、一方のプレートの外周面が他方のプレートに形成された段差面に嵌合又は遊嵌され、ゴム状弾性を有する弾性材料からなるシール部材が、前記一方のプレート及び他方のプレートの双方に跨って一体に成形されると共に、前記一方のプレートと他方のプレートの間に形成されたシール固定溝に充填された被固定部を有するものである。

また、請求項２の発明に係るプレート一体型ガスケットは、請求項１に記載の構成において、シール固定溝が一方のプレートの外周面と他方のプレートの段差面との間に形成されたものである。

また、請求項３の発明に係るプレート一体型ガスケットは、請求項１又は２に記載の構成において、シール部材に、シール固定溝から被固定部が抜け出すのを規制するストッパが形成されたものである。

また、請求項４の発明に係るプレート一体型ガスケットは、請求項３に記載の構成において、ストッパが被固定部から延在されると共に、シール固定溝内に形成された拡張部に係止されたものである。

また、請求項５の発明に係るプレート一体型ガスケットは、請求項１〜４のいずれかに記載の構成において、一方のプレートと他方のプレートの互いの積層面のうちの一方に、他方と密接されるバリ止め突起が設けられたものである。

また、請求項６の発明に係るプレート一体型ガスケットは、請求項１〜４のいずれかに記載の構成において、一方のプレートと他方のプレートの互いの積層面のうちの一方に突起が設けられ、他方に前記突起と遊嵌される溝が設けられ、互いに遊嵌したこれら突起と溝によりバリ止めラビリンス隙間が形成されたものである。

本発明に係るプレート一体型ガスケットによれば、シール部材が、一方のプレート及び他方のプレートの双方に跨って一体に成形されると共に、前記一方のプレートと他方のプレートの間に形成されたシール固定溝に充填された被固定部を有するため、シール固定溝が双方のプレートに別個に設けられると共にこのシール固定溝に別々にシール部材が設けられる場合に比較して、プレートにおけるシール部材の装着に必要な幅を小さくすることができ、前記一方のプレートと他方のプレートの間に形成されたシール固定溝に充填された被固定部を有するため、シール対象流体の圧力によるシール部材のずれを防止することができ、しかも、一方のプレート及び他方のプレートに設けられるシール部材が互いに連続したものであるため、一度の成形工程で製作することができ、生産性の向上を図ることができる。

また、双方のプレート間に流体圧力が作用しても、この流体圧力によってシール部材の被固定部がシール固定溝から抜け出すのを、シール部材に形成したストッパによって確実に防止し、シール機能の信頼性を確保することができる。

また、バリ止め突起あるいはバリ止めラビリンス隙間を設けることによって、シール部材の成形の際に、成形圧力によって成形材料が一方のプレートと他方のプレートの間の隙間へ流出するのを防止し、品質の高い製品とすることができる。

本発明に係るプレート一体型ガスケットの第一の形態としての燃料電池用両面リップ型ガスケットを示す部分断面図である。第一の形態におけるセパレータの分離状態及び組み合わせ状態を示す部分断面図である。第一の形態による燃料電池用両面リップ型ガスケットを製作するための金型及びそれにセットされたセパレータを示す部分断面図である。本発明に係るプレート一体型ガスケットの第二の形態としての燃料電池用両面リップ型ガスケットを示す部分断面図である。第二の形態におけるセパレータの分離状態及び組み合わせ状態を示す部分断面図である。本発明に係るプレート一体型ガスケットの第三の形態としての燃料電池用両面リップ型ガスケットを示す部分断面図である。本発明に係るプレート一体型ガスケットの第一〜第三の形態を、燃料電池用片面リップ型ガスケットにそれぞれ適用した複数の例を示す部分断面図である。本発明に係るプレート一体型ガスケットにおいて、ガスケットがセパレータから離脱する可能性を説明するための図である。本発明に係るプレート一体型ガスケットの第四の形態としての燃料電池用片面リップ型ガスケットを示す部分断面図である。本発明に係るプレート一体型ガスケットの第四の形態としての燃料電池用片面リップ型ガスケットを示す組み込み状態の部分断面図である。本発明に係るプレート一体型ガスケットの第四の形態としての燃料電池用片面リップ型ガスケットの他の例を示す部分断面図である。本発明に係るプレート一体型ガスケットの第五の形態としての燃料電池用片面リップ型ガスケットを示す部分断面図である。本発明に係るプレート一体型ガスケットの第五の形態としての燃料電池用両面リップ型ガスケットを示す部分断面図である。図７（Ｂ）に示す燃料電池用片面リップ型ガスケットを製作するための金型及びそれにセットされたセパレータを示す部分断面図である。図１４に示す成形の過程で生じたバリが流路側へ達した状態を示す部分断面図である。本発明に係るプレート一体型ガスケットの第六の形態としての燃料電池用片面リップ型ガスケットを示す部分断面図である。第六の形態におけるセパレータの分離状態を示す部分断面図である。第六の形態による燃料電池用ガスケットを製作するための金型及びそれにセットされたセパレータを示す部分断面図である。第六の形態による燃料電池用ガスケットを製作するための金型及びそれにセットされたセパレータの比較例を示す部分断面図である。本発明に係るプレート一体型ガスケットの第七の形態としての燃料電池用片面リップ型ガスケットを示す部分断面図である。第七の形態におけるセパレータの分離状態を示す部分断面図である。第七の形態による燃料電池用ガスケットを製作するための金型及びそれにセットされたセパレータを示す部分断面図である。従来技術に係るプレート一体型ガスケットの一例として燃料電池用ガスケットを示す部分断面図である。従来技術に係るプレート一体型ガスケットの他の例として燃料電池用ガスケットを示す部分断面図である。従来技術に係るプレート一体型ガスケットの他の例として燃料電池用ガスケットを示す部分断面図である。図２５の燃料電池用ガスケットを製作するための金型及びそれにセットされたセパレータを示す部分断面図である。

以下、本発明に係るプレート一体型ガスケットを燃料電池用ガスケットに適用した好ましい実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

まず図１は、第一の形態としての燃料電池用両面リップ型ガスケットを示すものである。このシール構造体において、参照符号１，２はそれぞれカーボン等の導電性材料からなる板状のセパレータで、請求項１に記載されたプレートに相当するものである。セパレータ１，２は互いに積層されると共に、図における上側の第一セパレータ１の外周面１ａが、下側の第二セパレータ２の外周部２１に沿って内周側を向いて形成された段差面２１ａに嵌合されている。

第一セパレータ１の上面には第一の流路用溝１１が形成され、その反対側の面、すなわち第二セパレータ２の上面と重合される下面には第二の流路用溝１２が形成されている。一方、第二セパレータ２の下面には第三の流路用溝２２が形成されている。

図２（Ａ）に示すように、第一セパレータ１の外周部上面には上側及び外周側を向いた段差状溝１３が形成されており、第二セパレータ２の外周部２１の上面における段差面２１ａ側には上側及び内周側を向いた段差状溝２３が形成されており、図２（Ｂ）に示すように、第一セパレータ１と第二セパレータ２を互いに積層すると共に第一セパレータ１の外周面１ａを第二セパレータ２の段差面２１ａに嵌合した状態では、第一セパレータ１の段差状溝１３と第二セパレータ２の段差状溝２３が前記外周面１ａと段差面２１ａの嵌合部を介して連続したシール固定溝４をなしている。

また、第二セパレータ２の外周部２１の下面にはシール固定溝２４が形成されており、段差状溝２３（シール固定溝４）との間が、前記外周部２１に開設された連通孔２５を介して互いに連通している。

参照符号３は、第一セパレータ１及び第二セパレータ２の双方の上面に跨って一体に成形されたシール部材で、ゴム状弾性を有する弾性材料（ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料）からなる。

詳しくは、シール部材３は、第一セパレータ１の段差状溝１３と第二セパレータ２の段差状溝２３からなるシール固定溝４に充填されることによって、第一セパレータ１及び第二セパレータ２に跨ってシール固定溝４の内面に一体接合され、内外周方向に対して拘束された板状の被固定基部３１と、第一セパレータ１の段差状溝１３上に位置して前記被固定基部３１から突出した断面山形の第一シールリップ３２と、第二セパレータ２の段差状溝２３上に位置して前記被固定基部３１から突出した断面山形の第二シールリップ３３と、第二セパレータ２のシール固定溝２４に充填されることによってこのシール固定溝２４の内面に一体接合され、内外周方向に対して拘束された第二被固定基部３４と、この第二被固定基部３４から突出した断面山形の第三シールリップ３５とを有する。第二被固定基部３４は、第二セパレータ２の連通孔２５に充填されたゴム状弾性を有する弾性材料からなる橋絡部３６を介して、被固定基部３１と互いに連続している。なお、図１における被固定基部３１は、請求項１に記載された被固定部に相当するものである。

第一シールリップ３２及び第二シールリップ３３は、第一の流路用溝１１を流れる流体をシールするものであり、被固定基部３１は、第一セパレータ１の外周面１ａと第二セパレータ２の段差面２１ａの嵌合部を塞ぐようにシール固定溝４に充填されることによって、第二の流路用溝１２を流れる流体をシールするものであり、第三シールリップ３５は、第三の流路用溝２２を流れる流体をシールするものである。なお被固定基部３１の弾性材料の一部は、前記嵌合部の一部にも介入している。

以上のように構成された第一の形態のプレート一体型ガスケット（燃料電池用両面リップ型ガスケット）によれば、シール部材３は、その被固定基部３１が、第一セパレータ１の段差状溝１３と第二セパレータ２の段差状溝２３からなるシール固定溝４に充填されると共に、第一セパレータ１と第二セパレータ２の双方に跨って一体に成形されたものであるため、先に説明した図２４に示す従来技術のように、シール固定溝１０１ｃ，１０２ｄを、第一セパレータ１０１と第二セパレータ１０２に別個に設けると共にこのシール固定溝１０１ｃ，１０２ｄに別々にシール部材１０３，１０５を設けた場合に比較して、シール部材３の装着に必要な幅ｗを小さくすることができる。

また、シール部材３は、図１における上側の被固定基部３１及び第一、第二シールリップ３２，３３と下側の第二被固定基部３４及び第三シールリップ３５が、第二セパレータ２の外周部２１に開設された連通孔２５に充填された橋絡部３６を介して互いに連続しているため、一度の成形工程で製作することができる。

詳しくは図３に示すように、第一セパレータ１と第二セパレータ２を互いに積層・嵌合した状態で上型２０１及び下型２０２からなる金型２００にセットして型締めし、例えば上型２０１の内面と第一セパレータ１及び第二セパレータ２との間に画成されるキャビティ２１０Ａすなわち被固定基部３１及び第一、第二シールリップ３２，３３を成形するキャビティ２１０Ａに、上型２０１に開設した注入口２２０を介して未加硫の成形用ゴム材料を充填すると、この成形用ゴム材料は第二セパレータ２の連通孔２５を通じて、反対側の第二被固定基部３４及び第三シールリップ３５を成形するキャビティ２１０Ｂにも充填され、賦形される。したがって、単一の注入口２２０からの材料供給で、上側の被固定基部３１及び第一、第二シールリップ３２，３３と下側の第二被固定基部３４及び第三シールリップ３５が同時に成形され、生産性の向上を図ることができる。

しかも、第一セパレータ１と第二セパレータ２は、シール部材３を介して一体化されるので、第一セパレータ１、第二セパレータ２及びシール部材３を互いに一つの組立体として取り扱うことができ、組み込み性を一層向上することができる。

次に図４は、本発明に係るプレート一体型ガスケットの第二の形態としての燃料電池用両面リップ型ガスケットを示すものである。

この実施の形態において、上述した図１の形態と異なる点について説明すると、シール固定溝４は、第一セパレータ１の外周面１ａとこれに対向する第二セパレータ２の段差面２１ａとの間に形成されている。また、シール部材３は、前記シール固定溝４に充填されることによって、このシール固定溝４の内面に一体接合され、内外周方向に対して拘束された被固定凸部３７と、この被固定凸部３７から延在され第一セパレータ１の外周部の上面１ｂ及び第二セパレータ２の外周部２１の上面２１ｂに跨って一体接合された板状のシート状基部３８を有し、第一シールリップ３２が第一セパレータ１上に位置して前記シート状基部３８から突出し、第二シールリップ３３が第二セパレータ２上に位置して前記基部３８から突出している。なお、被固定凸部３７は、請求項１に記載された被固定部に相当するものである。

すなわち図５（Ａ）に示すように、第一セパレータ１の外周部の上面１ｂ及び第二セパレータ２の外周部２１の上面２１ｂは平坦に形成され、図５（Ｂ）に示すように、第一セパレータ１と第二セパレータ２を互いに積層すると共に第一セパレータ１の外周面１ａを第二セパレータ２の段差面２１ａの内周に遊嵌することによって、前記上面１ｂ，２１ｂが互いに略同一平面をなすと共に、第一セパレータ１の外周面１ａと第二セパレータ２の段差面２１ａとの間にシール固定溝４が形成される。

以上のように構成された第二の形態も、先に説明した第一の形態と同様の効果を実現するものである。すなわちシール部材３は、第一セパレータ１と第二セパレータ２の双方に跨って一体に成形されたものであるため、先に説明した図２４に示す従来技術に比較して、シール部材の装着に必要な幅を小さくすることができ、しかも上側のシート状基部３８及び第一、第二シールリップ３２，３３と下側の第二被固定基部３４及び第三シールリップ３５が同時に成形可能であるため、生産性の向上を図ることができ、第一セパレータ１、第二セパレータ２及びシール部材３を互いに一つの組立体として取り扱うことができる。

また、シール固定溝４が第一セパレータ１の外周面１ａとこれに対向する第二セパレータ２の段差面２１ａとの間に形成されたものであるため、形状を簡素化することができる。

次に図６は、本発明に係るプレート一体型ガスケットの第三の形態としての燃料電池用両面リップ型ガスケットを示すものである。

この実施の形態は、上述した第一の形態と第二の形態の双方の特徴を備えており、すなわち第一セパレータ１の外周部上面には上側及び外周側を向いた段差状溝１３が形成されており、第二セパレータ２の外周部２１の上面における段差面２１ａ側には上側及び内周側を向いた段差状溝２３が形成されており、第一セパレータ１と第二セパレータ２を互いに積層すると共に第一セパレータ１の外周面１ａを第二セパレータ２の段差面２１ａに嵌合した状態では、第一セパレータ１の段差状溝１３と第二セパレータ２の段差状溝２３がシール固定溝４Ａをなすと共に、第一セパレータ１の外周面１ａと第二セパレータ２の段差面２１ａが前記シール固定溝４Ａの中間部から延びるシール固定溝４Ｂをなしている。

このため、シール部材３は、シール固定溝４Ａの内面に一体接合された板状の被固定基部３１と、この被固定基部３１から延びてシール固定溝４Ｂの内面に一体接合された被固定凸部３７を有するものとなっている。その他の構成は、図１の形態と同様である。

したがって第三の形態も、先に説明した第一の形態と同様の効果を実現することができる。

図７の（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明に係るプレート一体型ガスケットを、燃料電池用片面リップ型ガスケットにそれぞれ適用した例を示すもので、第三シールリップ３５が存在しない点のみが、上述した第一〜第三の形態と相違するものである。

ここで、上述した各実施の形態の構成では、シール部材３における被固定基部３１や、被固定凸部３７及びシート状基部３８は、第一セパレータ１の外周面１ａと第二セパレータ２の段差面２１ａの嵌合部を塞ぐようにシール固定溝４に充填されることによって、第二の流路用溝１２を流れる流体をシールするものであり、第一セパレータ１と第二セパレータ２の積層面間の隙間Ｇからの流体に対する受圧面積も小さいため、十分なシール性を有する。しかしながら、図８（Ａ）に示すように第一及び第二シールリップ３２，３３が相手材（例えば膜−電極複合体）５に適宜圧縮状態で密接していても、その間にあって第一及び第二シールリップ３２，３３の圧縮反力を受けない被固定凸部３７（あるいは図１における被固定基部３１の中間部）は、前記隙間Ｇを介して作用する第二の流路用溝１２の流体圧力が高くなった場合、図８（Ｂ）に示すように浮き上がることが懸念される。そしてこのような場合はシール部材３の拘束状態が損なわれるため、図８（Ｃ）に示すように、さらに第一の流路用溝１１の流体圧力によって、シール部材３が外側へ押し出され、極端な場合は図８（Ｄ）に示すように脱落してしまうおそれがある。

そこで、このようなシール部材３の脱落を防止するために、図９に示す第四の形態は、図７（Ｂ）に示す燃料電池用片面リップ型ガスケットについて、シート状基部３８に、第一及び第二シールリップ３２，３３の間に位置して被固定凸部３７と背向するストッパ３９を突設したものである。

すなわち第四の形態によれば、図１０の組み込み状態に示すように、第一及び第二シールリップ３２，３３が適宜圧縮状態で密接される相手材５にストッパ３９が近接対向しており、隙間Ｇを介して作用する第二の流路用溝１２の流体圧力によってシール固定溝４から被固定凸部３７が浮き上がろうとするのを、ストッパ３９が前記相手材５と接触することによって規制するため、これによって、シール部材３の脱落を防止することができる。

図１１（Ａ）（Ｂ）は、第四の形態の他の例として、それぞれ図７（Ａ）（Ｃ）に示す燃料電池用片面リップ型ガスケットについて、シール固定溝４の内面に一体接合された板状の被固定基部３１に、第一及び第二シールリップ３２，３３の間に位置してストッパ３９が突設されたものである。図１１（Ａ）に示す例は、ストッパ３９が第一セパレータ１の外周面１ａと第二セパレータ２の段差面２１ａの嵌合部と背向する位置にあり、図１１（Ｂ）に示す例は、被固定凸部３７（シール固定溝４Ｂ）と背向する位置にあり、いずれも図９と同様の効果が実現される。

なお、ストッパ３９は、シール固定溝４から被固定凸部３７が浮き上がっていない初期状態でも、相手材５と接触される構成としても良い。またこのストッパ３９は、図１、図４、図６のような燃料電池用両面リップ型ガスケットに適用することもできる。

また図１２は、本発明に係るプレート一体型ガスケットの第五の形態としての燃料電池用片面リップ型ガスケットを示すものである。

この形態は、図７（Ｂ）に示す燃料電池用片面リップ型ガスケットについて、ストッパ３９が被固定凸部３７から延在されると共に、互いに対向する第一セパレータ１の外周面１ａと第二セパレータ２の段差面２１ａによるシール固定溝４内に形成された拡張部４ａに係止されたもので、言い換えれば、シール固定溝４とこれに充填された被固定凸部３７がアンダーカットをなしているものである。すなわちシール固定溝４の拡張部４ａは、図１２（Ａ）に示す例では第一セパレータ１の外周面１ａを斜面とすることによって形成されており、図１２（Ｂ）に示す例では第一セパレータ１の外周面１ａを段差面とすることによって形成されており、図１２（Ｃ）に示す例では第一セパレータ１の外周面１ａを湾曲面とすることによって形成されており、したがって、シール部材３の成形に際してこのシール固定溝４に成形用ゴム材料が充填されることによって被固定凸部３７と共に形成されたストッパ３９は、拡張部４ａと対応する断面形状に形成されている。

このため第五の形態によれば、第二の流路用溝１２の流体圧力によるシール固定溝４からの被固定凸部３７の浮き上がりを、ストッパ３９とシール固定溝４の拡張部４ａによるアンダーカット構造によって規制するため、これによって、シール部材３の脱落を防止することができる。しかも上述のように、第一セパレータ１の外周面１ａを無理抜き形状とすることなく、斜面、段差面あるいは湾曲面とするだけでアンダーカット構造とすることができ、したがって、第一セパレータ１の成形コストが上昇することもない。

図１３は、第五の形態の他の例として、図４に示す燃料電池用両面リップ型ガスケットについて、上述した図１２（Ａ）〜（Ｃ）に示すストッパ３９とシール固定溝４の拡張部４ａによるアンダーカット構造を適用したものであり、いずれも図１２と同様の効果が実現される。

なお、図１２及び図１３に示す例では、いずれもシール固定溝４の拡張部４ａを第一セパレータ１の外周面１ａによって形成しているが、第二セパレータ２の段差面２１ａを斜面、段差面あるいは湾曲面などの形状とすることによって、外周側をアンダーカット構造とし、すなわちストッパ３９及び拡張部４ａが被固定凸部３７及びシール固定溝４の外周側に形成された構成とすることもできる。

ここで、図１４は、図７（Ｂ）に示す形態の燃料電池用片面リップ型ガスケットを製作するための金型２００を示すものである。すなわち図７（Ｂ）に示す燃料電池用片面リップ型ガスケットは、第一セパレータ１と第二セパレータ２を積層した状態で、上型２０１及び下型２０２からなる金型２００にセットし、型締めした上型２０１及び下型２０２の内面と第一セパレータ１及び第二セパレータ２との間に画成されるキャビティ２１０に注入口２２０を介して未加硫の成形用ゴム材料を充填し、加熱・加圧することによって第一セパレータ１及び第二セパレータ２にシール部材３を一体成形して製作される。

しかしながら、キャビティ２１０に充填された液状の成形用ゴム材料の一部は、その充填圧力によって第一セパレータ１と第二セパレータ２の積層隙間Ｇへ流出するため、充填圧力や成形用ゴム材料の粘度によっては、図１５に示すように、このような成形用ゴム材料の流出により形成されるバリ３ａが、第一セパレータ１と第二セパレータ２の間の第二の流路用溝１２内に達するような事態も懸念される。そしてこのような場合は、バリ３ａによって第二の流路用溝１２内の流体の円滑な流通が妨げられるおそれがある。そこで図１６に示す第六の形態としての燃料電池用片面リップ型ガスケットは、バリ止め突起２６によってバリ３ａを適切な長さに形成したものである。

詳しくは図１７に示すように、第一セパレータ１の下面と積層される第二セパレータ２の上面に、第一セパレータ１における第二の流路用溝１２の形成領域より外周側の下面と密接されるバリ止め突起２６を設け、シール部材３の成形に際しては、前記第一セパレータ１と第二セパレータ２を積層した状態で、図１８に示すように上型２０１及び下型２０２からなる金型２００にセットして型締めし、上型２０１及び下型２０２の内面と第一セパレータ１及び第二セパレータ２との間に画成されるキャビティ２１０に注入口２２０を介して未加硫の成形用ゴム材料を充填し、加熱・加圧する。

このとき、キャビティ２１０に充填された液状の成形用ゴム材料の一部は、その充填圧力によって第一セパレータ１と第二セパレータ２の積層隙間Ｇへ流出しようとするが、その流出は、第一セパレータ１の下面と密接されたバリ止め突起２６によって、第一セパレータ１における第二の流路用溝１２の形成領域より外周側の位置で堰き止められる。このため、成形用ゴム材料の流出により形成されるバリ３ａは、バリ止め突起２６によって適切な長さに設定される。したがってこの構成によれば、バリ３ａによって第二の流路用溝１２内の流体の流通が妨げられるようなことはなく、しかも第一セパレータ１と第二セパレータ２の積層面間に、適切な長さ（幅）のバリ３ａによる接着層が形成されるので、第一セパレータ１と第二セパレータ２が良好に一体化され、さらには、バリ３ａが先に説明した図１２及び図１３におけるストッパ３９と同様の機能を奏するので、流体圧力によるシール固定溝４からの被固定凸部３７の浮き上がりを有効に防止することができる。

また、図１９に示す比較例のように、第二セパレータ２のバリ止め突起２６が第一セパレータ１の先端近傍に密接されるものである場合、このバリ止め突起２６は、第一セパレータ１側のキャビティ２００ａの端部を締め切る上型２０１の衝合面２０１ａからずれた位置関係となり、衝合面２０１ａから第一セパレータ１に加えられる型締め力Ｆ_１と、これに伴い第一セパレータ１の先端部がバリ止め突起２６に押し付けられることによる反力Ｆ_２によって、第一セパレータ１に曲げ荷重が加わり、クラックＣＲを生じるおそれがある。このため、図１８のように、バリ止め突起２６は衝合面２０１ａと対応する位置に形成することが好ましい。

また、このようにすれば、キャビティ２１０に充填される成形用ゴム材料の圧力と、積層隙間Ｇへ廻り込んだ成形用ゴム材料の圧力が、第一セパレータ１の両側で均衡するので、成形用ゴム材料の圧力による曲げ荷重も生じない。

なお、このバリ止め突起２６は、先に説明した各実施の形態にも同様に適用することができる。

図２０に示す第七の形態としての燃料電池用片面リップ型ガスケットも、第六の形態と同様の目的で、バリ３ａを適切な長さに形成したものである。

詳しくは、第一セパレータ１の下面と積層される第二セパレータ２の上面に、この第二セパレータ２における第三の流路用溝２２の形成領域より外周側に位置して突起２７を設けると共に、第一セパレータ１における第二の流路用溝１２の形成領域より外周側の下面に、前記突起２７と遊嵌される溝１４を設けることによって、互いに遊嵌したこれら突起２７と溝１４の間に、ジグザグの屈曲形状のバリ止めラビリンス隙間Ｌを形成してある。

すなわち、シール部材３の成形に際して、第一セパレータ１と第二セパレータ２を積層した状態で、図２２に示すように上型２０１及び下型２０２からなる金型２００にセットして型締めし、上型２０１及び下型２０２の内面と第一セパレータ１及び第二セパレータ２との間に画成されるキャビティ２１０に注入口２２０を介して未加硫の成形用ゴム材料を充填し、加熱・加圧すると、キャビティ２１０に充填された液状の成形用ゴム材料の一部は、その充填圧力によって第一セパレータ１と第二セパレータ２の積層隙間Ｇへ流出しようとするが、その流出圧力は、互いに遊嵌した突起２７と溝１４の間でジグザグに屈曲したバリ止めラビリンス隙間Ｌの流動抵抗によって減衰し、第一セパレータ１における第二の流路用溝１２の形成領域より外周側の位置で堰き止められる。このため、成形用ゴム材料の流出により形成されるバリ３ａは、バリ止めラビリンス隙間Ｌによって適切な長さに設定される。

したがってこの構成によれば、先に説明した第六の形態と同様、バリ３ａの流出が適切に規定されるので、第二の流路用溝１２内へバリ３ａが形成されるようなことはなく、しかも第一セパレータ１と第二セパレータ２の積層面間にバリ３ａによる接着層が形成されるので、第一セパレータ１と第二セパレータ２が良好に一体化され、さらには、バリ３ａが先に説明した図１２及び図１３におけるストッパ３９と同様の機能を奏するので、流体圧力によるシール固定溝４からの被固定凸部３７の浮き上がりを有効に防止することができる。

また、第一セパレータ１と第二セパレータ２を積層する際に、突起２７と溝１４を互いに遊嵌することで互いの位置決めとなるので、高精度に積層することができる。

そして、突起２７と溝１４は互いに遊嵌されるものであるため、先に説明した第六の形態のバリ止め突起２６のように金型２００の衝合面２０１ａの直下位置に形成する必要はなく、このため設計の自由度が高くなる。また、第一セパレータ１と第二セパレータ２の内部の成形用ゴム材料の流出長さ（バリ３ａの長さ）は非破壊検査が困難であることから、突起２７と溝１４によるバリ３ａの長さがバリ止めラビリンス隙間Ｌによって確実に規定されることで、検査工数を削減することができ、これによってコストダウンを図ることができる。

また、この突起２７と溝１４によるラビリンス隙間Ｌは、先に説明した各実施の形態にも同様に適用することができる。

なお、図示の例とは逆に、突起は第一セパレータ１側に、溝は第二セパレータ２側に形成しても良い。

１第一セパレータ（プレート）
１ａ外周面
１４溝
２第二セパレータ（プレート）
２１ａ段差面
２３段差状溝
２４シール固定溝
２５連通孔
２６バリ止め突起
２７突起
３シール部材
３１被固定基部（被固定部）
３２第一シールリップ
３３第二シールリップ
３４第二被固定基部
３５第三シールリップ
３６橋絡部
３７被固定凸部（被固定部）
３８シート状基部
３９ストッパ
４，４Ａ，４Ｂシール固定溝
５相手材
２００金型
２００ａキャビティ

Claims

一方のプレートと他方のプレートが互いに積層されると共に、一方のプレートの外周面が他方のプレートに形成された段差面に嵌合又は遊嵌され、ゴム状弾性を有する弾性材料からなるシール部材が、前記一方のプレート及び他方のプレートの双方に跨って一体に成形されると共に、前記一方のプレートと他方のプレートの間に形成されたシール固定溝に充填された被固定部を有することを特徴とするプレート一体型ガスケット。
シール固定溝が一方のプレートの外周面と他方のプレートの段差面との間に形成されたことを特徴とする請求項１に記載のプレート一体型ガスケット。
シール部材に、シール固定溝から被固定部が抜け出すのを規制するストッパが形成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載のプレート一体型ガスケット。
ストッパが被固定部から延在されると共に、シール固定溝内に形成された拡張部に係止されたことを特徴とする請求項３に記載のプレート一体型ガスケット。
一方のプレートと他方のプレートの互いの積層面のうちの一方に、他方と密接されるバリ止め突起が設けられたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のプレート一体型ガスケット。
一方のプレートと他方のプレートの互いの積層面のうちの一方に突起が設けられ、他方に前記突起と遊嵌される溝が設けられ、互いに遊嵌したこれら突起と溝によりバリ止めラビリンス隙間が形成されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のプレート一体型ガスケット。