JP6640343B2 - ガスケットの取り扱い方法 - Google Patents

Description

本発明は、シール技術に係るガスケットに関し、さらに詳しくは、ゴム状弾性体からなるガスケット本体及びこのガスケット本体を保持するキャリアフィルムの組合せよりなるキャリアフィルム付きガスケットの取り扱い方法に関する。本発明に係るガスケットは、例えば、燃料電池用ガスケットとして用いられ、又は、その他用途の一般的なガスケットとして用いられる。

燃料電池用のガスケットには、ゴム状弾性体からなるラバーオンリーガスケット、ゴム状弾性体からなるガスケットをセパレータに一体成形したセパレータ一体ガスケット、ゴム状弾性体からなるガスケットをＧＤＬ（ガス拡散層）に一体成形したＧＤＬ一体ガスケット等といった様々な構成のガスケットがある。

これらのガスケットは、それぞれ特徴を備えるものであるが、近年、低コスト化の要求が強いことから、この要求を満足できるラバーオンリーガスケットが注目されている。そして、このラバーオンリーガスケットとして、例えば図１３に示すものが知られている。

図１３（ａ）に示すラバーオンリーガスケット（以下、単にガスケットとも言う。）５１０は、全体として平面状（平板状）をなし、燃料電池の反応面の周りを全周にわたってシールするための外周シール部５２１が平面長方形状の枠状に設けられており、各マニホールドの周りをシールするために外周シール部の長手方向両端には、それぞれマニホールド用シール部５２２が一体に設けられている。そして、ガスケットの断面形状は、図１３（ｂ）に示すように断面円形状をなすものである。

特開２０１４ー６０１３３（図１等におけるガスケット３参照）

しかし、上述のラバーオンリーガスケット５１０は、以下の点について更なる改善の余地がある。

すなわち、このガスケット５１０は、一般的に断面形状（線径）が１ｍｍないし数ｍｍ程度と小さく設定されているため、運搬時やスタッキング時にガスケットに捩れが生じやすく、その取り扱い作業性（ハンドリング性）がよくない。

そのため、図１４（ａ），（ｂ）に示すようにゴム状弾性体からなるガスケット本体５２０と、このガスケット本体５２０に粘着されることで前記ガスケット本体５２０を保持するキャリアフィルム５３０との組合せよりなるキャリアフィルム付きガスケット（以下、単にガスケットともいう。）５１０を提案している。このキャリアフィルム付きガスケット５１０は、ゴム状弾性体からなるガスケット本体５２０がこれよりも強度の高いキャリアフィルム５３０によって保持されるため、捩れが生じにくく、取り扱い作業性を向上させることができる。

このキャリアフィルム付きガスケット５１０は、以下のような方法により製造されるものである。すなわち、所定の大きさの平面形状に裁断した平面状のキャリアフィルム５３０を用意し、このキャリアフィルム５３０を不図示の金型に挟み込んだ状態で型締めする。金型は上型および下型の組み合わせよりなり、両型には、それぞれ不図示のキャビティが一部ずつ対応して設けられている。次いで、キャビティへガスケット本体５２０を成形するための成形材料を充填し加熱する等して、ガスケット本体５２０を成形する。キャビティへ成形材料を充填したとき、キャリアフィルム５３０はその平面上一部が成形材料充填圧力によって下型のキャビティの内面に押し付けられ、キャビティの内面に沿った形に変形（塑性変形）し、ガスケット保持部５３１が成形される。そして、ガスケット本体の成形後、型開きする。これにより、ガスケット本体５２０は、キャリアフィルム５３０によって粘着された状態とされ、この粘着された状態で製品の搬送や保管などを行う。そして、このガスケット５１０を燃料電池のセパレータ等に装着する際には、キャリアフィルム５３０からガスケット本体５２０を分離し、このガスケット本体５２０をセパレータ等に装着する。

ところで、上記キャリアフィルム５３０からガスケット本体５２０を分離するに際しては、ガスケット本体５２０を不図示のパッドや吸引治具で吸着する手法が考えられる。

しかし、上記パッドや吸引治具は、ワークを吸着する際に一定の吸着面積を確保する必要があるため、断面形状（線径）が１ｍｍないし数ｍｍ程度と小さく設定されているガスケット本体５２０では、吸引漏れが生じ、ワークの吸引・分離が困難な場合がある。

キャリアフィルムからガスケット本体を分離することができるガスケットの取り扱い方法を提供すること。

ゴム状弾性体であるガスケット本体と、このガスケット本体に粘着されて前記ガスケット本体を凹形状のガスケット保持体に収納して保持するキャリアフィルムとを組合せたガスケットの取り扱い方法であって、前記キャリアフィルムを固定する固定冶具の固定面に対して、前記ガスケット本体を収納している前記ガスケット保持体を前記固定面に設けられた逃げ溝内に配置して前記キャリアフィルムを固定し、前記ガスケット本体と同一の形状の吸着溝が設けられた吸着面を有する吸引冶具と前記固定冶具とを接近させて前記ガスケット本体に前記吸着溝を密接させ、前記吸着溝に設けられた複数の吸引路に吸引力を発生させて前記ガスケット本体の厚み方向一方の面を前記吸着溝に吸着させ、前記固定冶具と前記吸引冶具とを離隔して前記ガスケット本体を前記キャリアフィルムから分離する。

吸引治具における吸着溝にガスケット本体を吸着することができるため、キャリアフィルムからガスケット本体を分離することができる。

第一ないし第三実施形態に係るガスケットを示す図であって、（ａ）はその平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。 第一ないし第三実施形態に係る吸引治具の平面図である。 （ａ）は図２におけるＢ−Ｂ断面図であり、（ｂ）は図２におけるＣ−Ｃ断面図である。 第一実施形態に係るガスケット本体を吸着する前の状態を示す要部断面図である。 第一実施形態に係るガスケット本体を吸着中の状態を示す要部断面図である。 第一実施形態に係るキャリアフィルムからガスケット本体を分離した状態を示す要部断面図である。 第二実施形態に係るガスケット本体を吸着する前の状態を示す要部断面図である。 第二実施形態に係るガスケット本体を吸着中の状態を示す要部断面図である。 第二実施形態に係るキャリアフィルムからガスケット本体を分離した状態を示す要部断面図である。 第三実施形態に係るガスケット本体を吸着する前の状態を示す要部断面図である。 第三実施形態に係るガスケット本体を吸着中の状態を示す要部断面図である。 第三実施形態に係るキャリアフィルムからガスケット本体を分離した状態を示す要部断面図である。 従来技術に係るガスケットを示す図であって、（ａ）はその平面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。 参考例に係るガスケットを示す図であって、（ａ）はその平面図、（ｂ）は、（ａ）のＥ−Ｅ断面図である。

第一実施形態に係るガスケット１０について図面に基き詳細に説明する。図１は、第一ないし第三実施形態に係るガスケット１０を示す図であって、（ａ）はその平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図であり、図２は、第一ないし第三実施形態に係る吸引治具４０の平面図であり、図３（ａ）は図２におけるＢ−Ｂ断面図であり、図３（ｂ）は図２におけるＣ−Ｃ断面図である。

図１に示すように本実施形態に係るガスケット１０は、所要のゴム状弾性体（例えば、ＶＭＱ、ＰＩＢ、ＥＰＤＭ、ＦＫＭなど）からなり、プレートの一種である燃料電池用のセパレータの平面上に組みつけられるガスケット本体２０と、このガスケット本体２０に剥離可能に粘着された樹脂フィルムからなるキャリアフィルム３０との組合せよりなる。

ガスケット本体２０は、図１（ａ）に示すように、全体として平面状（平板状）に成形され、燃料電池の反応面の周りを全周にわたってシールする外周シール部２１が平面長方形の枠状に設けられており、また、燃料電池の反応面と各マニホールド部を仕切るため、外周シール部２１の長手方向両端部にそれぞれマニホールド用シール部２２が一体に設けられている。そして、ガスケット本体２０は図１（ｂ）に示すように、断面長方形をなすシール基部２３が形成されていると共に、このシール基部２３の厚み方向一方の面２５ａ中央及び厚み方向他方の面２５ｂ中央には、それぞれ、断面略円弧形、又は凸状のシールリップ２４が形成されている。

キャリアフィルム３０は、ガスケット本体２０全体よりも一回りほど大きな平面長方形をなす樹脂フィルムよりなる。このキャリアフィルム３０の平面上一部には、ガスケット本体２０に粘着されることでガスケット本体２０を保持するガスケット保持部３１が設けられているとともに、ガスケット本体２０に粘着されていないキャリアフィルム片３２が設けられている。樹脂フィルムとしては、例えば、厚さ０．２ｍｍのポリプロピレンフィルムを使用し、これを所定の平面形状に裁断して使用する。樹脂フィルムとしてはポリプロピレンの他に、ポリエチレン、ポリスチレンなど一般樹脂材が使用可能である。フィルムの厚さについては、ガスケット本体２０の線径や断面形状にもよるが、０．１ｍｍ〜０．３ｍｍ程度とするのが好ましい。

次に、本実施形態に係るガスケット１０の製造方法について説明する。製造に際しては、ゴム状弾性体からなるガスケット本体２０を射出成形する金型（ゴム成形型）を用いる。

まず、所定の大きさの平面形状に裁断した平面状のキャリアフィルム３０を用意し、このキャリアフィルム３０を不図示の金型に挟み込んだ状態で型締めする。金型は上型および下型の組み合わせよりなり、両型には、それぞれ不図示のキャビティが一部ずつ対応して設けられている。次いで、キャビティへガスケット本体２０を成形するための成形材料を充填し加熱する等して、ガスケット本体２０を成形する。キャビティへ成形材料を充填したとき、キャリアフィルム３０はその平面上一部が成形材料充填圧力によって下型のキャビティの内面に押し付けられ、キャビティの内面に沿った形に変形（塑性変形）し、ガスケット保持部３１が成形される。そして、ガスケット本体２０の成形後、型開きし、ガスケット本体２０およびキャリアフィルム３０を同時に金型から取り出す。

これにより、ガスケット１０は、ガスケット本体２０がキャリアフィルム３０に粘着された状態とされ、この粘着された状態で製品の搬送や保管などを行う。

次に、本実施形態に係るガスケット１０の取り扱い方法について説明する。本実施形態に係るガスケット１０は、図３、及び図４に示すように、キャリアフィルム片３２を固定する固定治具５０と、ガスケット本体２０を吸着することで、ガスケット本体２０をキャリアフィルム３０から分離する吸引治具４０とによって分離される。

固定治具５０には、キャリアフィルム３０を固定する固定面５１が設けられており、また、この固定面５１に凹設され、キャリアフィルム片３２を固定したときにガスケット本体２０のシールリップ２４を逃がすための逃げ溝５２が形成されていてもよい。

吸引治具４０は、金属又は樹脂からなり、不図示の真空発生装置等に取り付けられるものであって、不図示の吸気管等が接続され、後述する吸引路４５と連通する吸引孔４１ａが形成された台座４１と、この台座４１の下面に装着される吸着プレート４２からなる。

吸着プレート４２の下端には、吸着面４３が形成されており、吸着面４３には、図３（ａ）、（ｂ）、及び図４に示すように、断面形状がシールリップ２４の断面形状と同等の形状をなし、かつ、図３に示すように、平面形状がガスケット本体２０と同一の形状をなす吸着溝４４が吸着面４３の全体にわたって形成される。また、図３に示すように、吸着溝４４には、その全周にわたって所要の間隔をもって複数形成される吸引路４５が形成されている。そして、真空発生装置等を作動させることによって、吸引路４５に吸引力が発生し、この吸引力によって、ガスケット本体２０における厚み方向一方の面２５ａ側のシールリップ２４を吸着する。

次に、ガスケット本体２０をキャリアフィルム３０から分離する手順を説明する。図４は、第一実施形態に係るガスケット本体２０を吸着する前の状態を示す要部断面図であり、図５は、第一実施形態に係るガスケット本体２０を吸着中の状態を示す要部断面図であり、図６は、第一実施形態に係るキャリアフィルム３０からガスケット本体２０を分離した状態を示す要部断面図である。

まず、図４に示すように、キャリアフィルム片３２の一部を固定治具５０の固定面５１に固定し、ガスケット本体２０及びガスケット保持部３１を固定治具５０の逃げ溝５２の中央に配置する。次に、図５に示すように、固定治具５０と吸引治具４０とを接近させ、ガスケット本体２０におけるシールリップ２４を吸着溝４４に密接させる。このとき、吸着溝４４の形状とシールリップ２４の形状が同等の形状をなすため、シールリップ２４は、吸着溝４４に丁度嵌め込まれ、吸引路４５を閉塞することになる。そして、吸引路４５は、矢印方向Ｐに向けて吸引力を発揮することで、吸引路４５内部の圧力がガスケット本体２０の外側に対して負圧となり、シールリップ２４が吸着溝４４に吸着される。その後、図６に示すように、固定治具５０と吸引治具４０とを離隔させることにより、ガスケット本体２０は、キャリアフィルム３０におけるガスケット保持部３１から分離されることとなる。

以上により、本実施形態に係るガスケット１０の取り扱い方法によれば、断面形状がシールリップ２４の断面形状と同等の形状をなし、かつ、平面形状がガスケット本体２０と同一の形状をなす吸着溝４４にガスケット本体２０のシールリップ２４が密接し、吸着されるため、断面形状（線径）が小さく設定されているガスケット本体２０であっても、キャリアフィルム３０から分離することができる。

次に、第二実施形態に係るガスケット１０の取り扱い方法について説明する。図７は、第二実施形態に係るガスケット本体２０を吸着する前の状態を示す要部断面図であり、図８は、第二実施形態に係るガスケット本体２０を吸着中の状態を示す要部断面図であり、図９は、第二実施形態に係るキャリアフィルム３０からガスケット本体２０を分離した状態を示す要部断面図である。

本実施形態に係るガスケット１０の取り扱い方法は、第一実施形態と比較して、吸引治具４０の構成が相違する。

本実施形態に係る吸引治具４０に形成された吸着溝は、吸着面４３に凹設される収容部４６ａであり、本実施形態では、収容部４６ａの幅がガスケット本体２０におけるシールリップ２４の幅よりも大きく、かつ、シール基部２３の幅よりも小さく設定されている。

次に、ガスケット本体２０をキャリアフィルム３０から分離する手順を説明する。

まず、図７に示すように、キャリアフィルム片３２の一部を固定治具５０の固定面５１に固定し、ガスケット本体２０及びガスケット保持部３１を固定治具５０の逃げ溝５２の中央に配置する。次に、図８に示すように、固定治具５０と吸引治具４０とを接近させ、ガスケット本体２０における厚み方向一方の面２５ａを収容部４６ａに密接させる。このとき、収容部４６ａは、シールリップ２４を収容し、かつ、収容部４６ａの周縁部４６ｂにて厚み方向一方の面２５ａ側のシール基部２３と密接するため、ガスケット本体２０は、吸引路４５を閉塞することになる。そして、吸引路４５は、矢印方向Ｐに向けて吸引力を発揮することで、吸引路４５内部の圧力がガスケット本体２０の外側に対して負圧となり、シール基部２３が収容部４６ａの周縁部４６ｂに吸着される。その後、図９に示すように、固定治具５０と吸引治具４０とを離隔させることにより、ガスケット本体２０は、キャリアフィルム３０におけるガスケット保持部３１から分離されることとなる。

以上により、本実施形態に係るガスケット１０の取り扱い方法によれば、凹状をなす収容部４６ａにシールリップ２４を収容し、収容部４６ａの周縁部４６ｂにてシール基部２３が密接し、吸着されるため、断面形状（線径）が小さく設定されているガスケット本体２０であっても、キャリアフィルム３０から分離することができる。

次に、第三実施形態に係るガスケット１０の取り扱い方法について説明する。図１０は、第三実施形態に係るガスケット本体２０を吸着する前の状態を示す要部断面図であり、図１１は、第三実施形態に係るガスケット本体２０を吸着中の状態を示す要部断面図であり、図１２は、第三実施形態に係るキャリアフィルム３０からガスケット本体２０を分離した状態を示す要部断面図である。

本実施形態に係るガスケット１０の取り扱い方法は、第一、第二実施形態と比較して、吸引治具４０の構成が相違する。

本実施形態に係る吸引治具４０に形成された吸着溝は、吸着面４３に凹設される装着溝４６ｃであり、本実施形態では、装着溝４６ｃの幅がガスケット本体２０の幅よりもわずかに小さく設定されている。また、この装着溝４６ｃには、例えば、ウレタンスポンジ等といったガスケット本体２０よりも硬度の低い通気性の素材からなる多孔質材４７が配置されており、この多孔質材４７は、装着溝４６ｃに圧入、接着、又は粘着により固定されている。

次に、ガスケット本体２０をキャリアフィルム３０から分離する手順を説明する。

まず、図１０に示すように、キャリアフィルム片３２の一部を固定治具５０の固定面５１に固定し、ガスケット本体２０及びガスケット保持部３１を固定治具５０の逃げ溝５２の中央に配置する。次に、図１１に示すように、固定治具５０と吸引治具４０とを接近させ、ガスケット本体２０における厚み方向一方の面２５ａを多孔質材４７に密接させる。このとき、ガスケット本体２０よりも硬度の低い多孔質材４７は、ガスケット本体２０に押圧されることで、シールリップ２４の形状と同じ形状に変形する。そして、吸引路４５は、矢印方向Ｐに向けて吸引力を発揮することで、シールリップ２４が多孔質材４７に吸着される。その後、図１２に示すように、固定治具５０と吸引治具４０とを離隔させることにより、ガスケット本体２０は、キャリアフィルム３０におけるガスケット保持部３１から分離されることとなる。

以上により、本実施形態のガスケット１０の取り扱い方法によれば、多孔質材４７がシールリップ２４と密接することによって、シールリップ２４と同じ形状に変形した上で多孔質材４７と吸着する。そのため、断面形状（線径）が小さく設定されているガスケット本体２０であっても、キャリアフィルム３０から分離することができる。

また、本実施形態に係るガスケット１０の取り扱い方法によれば、上述の通り多孔質材４７は、シールリップ２４の形状と同じ形状に変形することができる。したがって、ガスケット１０と吸引治具４０との間に多少の位置ずれが生じたとしても、多孔質材４７がガスケット本体２０を吸着することができるため、ガスケット本体２０の幅寸法の設定に関係なくガスケット本体２０をキャリアフィルム３０から分離することができる。特に、本実施形態に係るガスケット１０は、キャリアフィルム３０の変形や吸引治具４０を固定治具５０にセットさせた際の幅方向のずれによって、ガスケット１０と吸引治具４０との位置ずれが生じることがあるため有効である。

また、第一、第二、第三実施形態に係るガスケット本体２０は、金属製又は樹脂製の吸引治具４０に形成された吸着溝４４（収容部４６ａの周縁部４６ｂ又は多孔質材４７）に密接し、吸引されることで、キャリアフィルム３０から分離される。このうち、第一、第二実施形態に係るガスケット本体２０は、金属製の吸引治具４０に直接密着し、吸引されるため、吸引治具４０の吸着後に吸着溝４４（収容部４６ａの周縁部４６ｂ）に貼りつく可能性がある。しかし、第三実施形態に係るガスケット１０の取り扱い方法によれば、ガスケット本体２０とキャリアフィルム３０とを分離するときにガスケット本体２０が密接するのは、多孔質材４７であるため、ガスケット本体２０と、吸引治具４０が貼りつくことを防止することができる。

１０ ガスケット
２０ ガスケット本体
２１ 外周シール部
２２ マニホールド用シール部
２３ シール基部
２４ シールリップ
２５ａ 厚み方向一方の面
２５ｂ 厚み方向他方の面
３０ キャリアフィルム
３１ ガスケット保持部
３２ キャリアフィルム片
４０ 吸引治具
４１ 台座
４１ａ 吸引孔
４２ 吸着プレート
４３ 吸着面
４４ 吸着溝
４５ 吸引路
４６ａ 収容部
４６ｂ 周縁部
４６ｃ 装着溝
４７ 多孔質材
５０ 固定治具
５１ 固定面
５２ 逃げ溝
Ｐ 吸引力

Claims (4)

1. ゴム状弾性体であるガスケット本体と、このガスケット本体に粘着されて前記ガスケット本体を凹形状のガスケット保持体に収納して保持するキャリアフィルムとを組合せたガスケットの取り扱い方法であって、
   前記キャリアフィルムを固定する固定冶具の固定面に対して、前記ガスケット本体を収納している前記ガスケット保持体を前記固定面に設けられた逃げ溝内に配置して前記キャリアフィルムを固定し、
   前記ガスケット本体と同一の形状の吸着溝が設けられた吸着面を有する吸引冶具と前記固定冶具とを接近させて前記ガスケット本体に前記吸着溝を密接させ、
   前記吸着溝に設けられた複数の吸引路に吸引力を発生させて前記ガスケット本体の厚み方向一方の面を前記吸着溝に吸着させ、
   前記固定冶具と前記吸引冶具とを離隔して前記ガスケット本体を前記キャリアフィルムから分離する、
   ことを特徴とするガスケットの取り扱い方法。
2. 請求項１に記載のガスケットの取り扱い方法であって、
   前記ガスケット本体の厚み方向一方の面には、シールリップが形成されており、
   前記吸着溝は、前記シールリップの断面形状と対応する形状をなすことを特徴とするガスケットの取り扱い方法。
3. 請求項１に記載のガスケットの取り扱い方法であって、
   前記ガスケット本体の厚み方向一方の面には、シールリップが形成されており、
   前記吸着溝は、前記シールリップを収容し、その周縁部にてガスケット本体と密接することを特徴とするガスケットの取り扱い方法。
4. 請求項１に記載のガスケットの取り扱い方法であって、
   前記吸引治具には、通気性を有する弾性変形可能な多孔質材が前記吸引路を閉塞するように前記吸着溝の全周にわたって装着されており、
   前記吸引治具に形成された吸引路からの吸引力によって前記ガスケット本体の厚み方向一方の面を多孔質材に吸着させることを特徴とするガスケットの取り扱い方法。

Images