JP2004063295A - 燃料電池用構成部品 - Google Patents
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Abstract
【課題】ガスケット薄肉化の要求に応えることができ、しかもスタック組立時にガスケットを大きな力で圧縮し、締め付けたりしなくても、十分なシール性を確保することができる燃料電池用構成部品を提供する。
【解決手段】セパレータ2と、セパレータ2に一体成形または接着等の手段により一体化された平面状ガスケット3と、スタック組立時に平面状ガスケット3に押し付けられて密封空間を形成するビード7を設けた相手プレート5とを有しており、ビード7が平面状ガスケット3を局部的に押し潰すことにより高ピーク面圧のシール部を形成する。
【選択図】 図2
【解決手段】セパレータ2と、セパレータ2に一体成形または接着等の手段により一体化された平面状ガスケット3と、スタック組立時に平面状ガスケット3に押し付けられて密封空間を形成するビード7を設けた相手プレート5とを有しており、ビード7が平面状ガスケット3を局部的に押し潰すことにより高ピーク面圧のシール部を形成する。
【選択図】 図2
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料電池の構成要素をなす燃料電池用の構成部品に関するものであり、更に詳しくは、セパレータ、ガスケットおよび相手プレートの組み合わせ品に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
燃料電池スタックはセパレータや電解質膜等の構成部品を何層にも積層して使用するため、サイズを小さくすることが課題となっている。現在、セパレータの厚さを薄くする等してスタックサイズを小さくしているが、セパレータと相手プレートとの間に挟み込まれるガスケットについても薄肉化への要求がある。
【0003】
図5に示すように、ガスケット51は通常、これをセパレータ52と予め一体化してスタック組立工数を削減しているが、その断面形状は、面圧を大きくしてシール性を向上させるベく、図示したように山形または丸形とされている(例えば特開平11−309746号公報参照)。
【0004】
しかしながら、小さなスペース内で、このようにガスケット51の断面形状を山形や丸形にするのは困難である。
【0005】
また、図6に示すように、ガスケット51を薄肉にすべくこれを平面状に成形し、これをスタック組立時に圧縮する方法も考えられるが、この場合には、図7に示すように必要な締め代に対してのガスケット51の反力が大きいために、ガスケット51を圧縮するのに大きな力が必要となる不都合がある。また、シール性を向上させるべく大きな圧縮率で締め付けると、セパレータ52が破損したり、耐久性が低下したりする不都合がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は以上の点に鑑みて、ガスケット薄肉化の要求に応えることができ、しかもスタック組立時にガスケットを大きな力で圧縮し、締め付けたりしなくても十分なシール性を確保することができる燃料電池用構成部品を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の燃料電池用構成部品は、セパレータと、前記セパレータに一体成形または接着等の手段により一体化された平面状のガスケットと、スタック組立時に前記平面状のガスケットに押し付けられて密封空間を形成するビードを設けた相手プレートとを有することを特徴とするものである。
【0008】
上記構成を備えた本発明の燃料電池用構成部品においては、ガスケットが平面状に形成されているために、ガスケットを薄肉化することが可能となり、またこれに加えて、相手プレートに予め設けたビードがスタック組立時に平面状ガスケットに押し付けられてシール線を形成するために、平面状ガスケットを大きな力で圧縮し、締め付けたりしなくても、十分なシール面圧を確保することが可能となる。
【0009】
尚、本件出願には、以下の技術的事項が含まれる。
【0010】
すなわち、上記目的を達成するため、本件出願が提案する一の燃料電池用構成部品は以下の内容を備えている。
【0011】
▲1▼ 燃料電池セパレータ(金属性、樹脂またはカーボン)上に平面ガスケットを一体成形し、相手側のプレートにビード(突起)を設け、そのビード(突起)でガスケットを潰しシールする製品。
【0012】
▲2▼ 燃料電池セパレータに溝を設けて、その内部にガスケットを成形し、相手のプレートにビード(突起)を設け、そのビード(突起)でガスケットを潰しシールする製品。
【0013】
▲3▼ 粘着剤付き樹脂フィルム一体平面ガスケットをセパレータに貼り合わせて、相手のプレートにビード(突起)を設け、そのビード(突起)でガスケットを潰しシールする製品。
【0014】
▲4▼ 本発明では、ガスケット厚さを薄くした場合でも面圧を大きくすることができ、シール安全性を向上することが可能なガスケット構造を提案する。具体的には、セパレータに平面状ガスケットを一体化する一方、相手プレートに連続的なビード(突起)を設け、組立時にこのビード(突起)を平面状ガスケットに押し付けることによりシールを行なう。
【0015】
実施形態は、以下のとおりである。
【0016】
上記▲1▼項について
セパレータ上に平面ガスケットを成形する方法は、インジェクション成形、スクリーン印刷またはディスペンサー等がある。セパレータの厚みは通常5〜0.1mm程度である。ガスケットの種類は、シリコーン、EPDM、フッ素、ブチルゴムまたはアクリルゴム等がある。主に成形性の観点から、液状タイプのシリコーンゴム、フッ素ゴムまたは液状EPDMが使用される。相手側のセパレータには切削加工または成形時にビード(突起)を設ける。ビード(突起)とガスケットが向かい合わせになるように設置し圧縮することによってシール可能となる。
【0017】
上記▲2▼項について
セパレータ上のガスケットを成形する部分に溝を設ける。溝は切削加工または成形時に加工しても良い。その後、溝内にガスケットを成形する。以降の方法は▲1▼と同様である。
【0018】
上記▲3▼項について
片面に粘着剤が塗布され、その粘着剤が離型フィルムで覆われている樹脂フィルム上にガスケットを成形する。ガスケットの成形方法は▲1▼と同様である。樹脂フィルムとガスケットの固定は、接着剤を使用しても良いし、金型には粘着せず樹脂のみに選択的に接着される選択性接着ゴムを使用しても良い。ゴムの種類は▲1▼と同様である。成形した樹脂フィルム一体形ガスケットの粘着剤を覆っている離型フィルムを剥がして、セパレータに貼り付ける。相手側のセパレータにはビード(突起)を設けて、それによってシールを行なう。
【0019】
上記構成によれば、平面ガスケットを使用した場合であっても高ピーク面圧が得られ、耐久性も向上したガスケットを提供することができる。ガスケットの相手側のプレートにビード(突起)を設けて、それによってシールを行なうため、ガスケットの断面形状は平面で良い。そのため、ガスケットを薄肉化することができる。また、ビード(突起)によって局部的にガスケットを潰すために高圧縮力を必要とせず、ガスケット内の歪みも小さくて済むため、薄肉のガスケットであっても耐久性が向上する。図7に示すように平面ガスケットであっても、圧縮時にガスケット反力が小さく、よってスタックの組付性も向上する。
【0020】
【発明の実施の形態】
つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。
【0021】
第一実施例・・・
図1は、本発明の第一実施例に係る燃料電池用構成部品1の斜視図を示しており、その組立前(ビード押し付け前)の状態におけるA−A線断面図が図2(A)に示されるとともに、組立後(ビード押し付け後)の状態におけるA−A線断面図が図2(B)に示されている。
【0022】
当該実施例に係る燃料電池用構成部品1は、セパレータ2、ガスケット3、および前記セパレータ2との間に前記ガスケット3を挟み込む相手プレートである相手方セパレータ5の組み合わせによって構成されている。
【0023】
セパレータ2は、金属、樹脂またはカーボン等の所定の材料によって平板状に形成されており、その平面内に、流路を形成するための孔部(図示せず)等が設けられている。セパレータ2の厚さは実寸で0.1〜5mm程度とされている。
【0024】
ガスケット3は、シリコーンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)、フッ素ゴム、ブチルゴムまたはアクリルゴム等の所定のゴム状弾性体によって平面状に形成されており、エンドレス状など所定の平面レイアウトをもってセパレータ2の一面2aに一体成形による一体化手段によって一体化されている。セパレータ2上にガスケット3を一体成形する方法としては、インジェクション成形、スクリーン印刷またはディスペンサー等が用いられ、方法によっては、ガスケット材料として、液状タイプのシリコーンゴム、フッ素ゴムまたは液状EPDM等が用いられる。このガスケット3は、全体が平面状に形成される結果として、平面状のシール面4を有している。
【0025】
相手方セパレータ5は、上記セパレータ2と同様、金属、樹脂またはカーボン等の所定の材料によって平板状に形成されており、その平面内に、流路を形成するための孔部6等が設けられている。また、このセパレータ5の一面5aには、上記ガスケット3の平面レイアウトに沿ってビード(ひも状突起)7が設けられており、このビード7はゴム状弾性材製のガスケット3を傷付けることのないよう、丸みをもった断面円弧状に形成されている。ビード7は切削加工により形成され、またはセパレータ5の成形時に形成されるものである。
【0026】
上記構成の燃料電池用構成部品1を組み立てると、図2(B)に示すようになり、ビード7が平面状のガスケット3を局部的に押し潰すために、該部に高ピーク面圧のシール部が形成される。
【0027】
第二実施例・・・
図3は、本発明の第二実施例に係る燃料電池用構成部品1を示しており、その組立前(ビード押し付け前)の状態における要部断面図が図3(A)に示されるとともに、組立後(ビード押し付け後)の状態における要部断面図が図3(B)に示されている。
【0028】
当該実施例に係る燃料電池用構成部品1は、セパレータ2、ガスケット3、および前記セパレータ2との間に前記ガスケット3を挟み込む相手プレートである相手方セパレータ5の組み合わせによって構成されている。
【0029】
セパレータ2は、金属、樹脂またはカーボン等の所定の材料によって平板状に形成されており、その平面内に、流路を形成するための孔部(図示せず)等が設けられている。セパレータ2の厚さは実寸で0.1〜5mm程度とされている。また、このセパレータ2の一面2aには、ガスケット3の平面レイアウトに沿って溝状の凹部8が設けられている。凹部8は切削加工により形成され、またはセパレータ2の成形時に形成されるものである。
【0030】
ガスケット3は、シリコーンゴム、EPDMゴム、フッ素ゴム、ブチルゴムまたはアクリルゴム等の所定のゴム状弾性体によって平面状に形成されており、エンドレス状など所定の平面レイアウトをもって、セパレータ2の一面2aに設けた凹部8内に一体成形による一体化手段によって一体化されている。セパレータ2上であって凹部8内にガスケット3を一体成形する方法としては、インジェクション成形、スクリーン印刷またはディスペンサー等が用いられ、方法によっては、ガスケット材料として、液状タイプのシリコーンゴム、フッ素ゴムまたは液状EPDM等が用いられる。このガスケット3は、全体が平面状に形成される結果として、平面状のシール面4を有している。
【0031】
相手方セパレータ5は、上記セパレータ2と同様、金属、樹脂またはカーボン等の所定の材料によって平板状に形成されており、その平面内に、流路を形成するための孔部(図示せず)等が設けられている。また、このセパレータ5の一面5aには、上記凹部8およびガスケット3の平面レイアウトに沿ってビード(ひも状突起)7が設けられており、このビード7はゴム状弾性材製のガスケット3を傷付けることのないよう、丸みをもった断面円弧状に形成されている。ビード7は切削加工により形成され、またはセパレータ5の成形時に形成されるものである。
【0032】
上記構成の燃料電池用構成部品1を組み立てると、図3(B)に示すようになり、ビード7が平面ガスケット3を局部的に押し潰すために、該部に高ピーク面圧のシール部が形成される。
【0033】
第三実施例・・・
図4は、本発明の第三実施例に係る燃料電池用構成部品1を示しており、その組立前(ビード押し付け前)の状態における要部断面図が図4(A)に示されるとともに、組立後(ビード押し付け後)の状態における要部断面図が図4(B)に示されている。
【0034】
当該実施例に係る燃料電池用構成部品1は、セパレータ2、ガスケット3、および前記セパレータ2との間に前記ガスケット3を挟み込む相手プレートである相手方セパレータ5の組み合わせによって構成されている。
【0035】
セパレータ2は、金属、樹脂またはカーボン等の所定の材料によって平板状に形成されており、その平面内に、流路を形成するための孔部(図示せず)等が設けられている。セパレータ2の厚さは実寸で0.1〜5mm程度とされている。
【0036】
ガスケット3は、シリコーンゴム、EPDMゴム、フッ素ゴム、ブチルゴムまたはアクリルゴム等の所定のゴム状弾性体によって平面状に形成されており、エンドレス状など所定の平面レイアウトをもって樹脂フィルム9の一面9aに一体成形による一体化手段によって一体化されており、この樹脂フィルム9がその他面9bをもってセパレータ2の一面2aに貼着されることにより、ガスケット3が樹脂フィルム9を介してセパレータ2に一体化されている。樹脂フィルム9上にガスケット3を一体成形する方法としては、インジェクション成形、スクリーン印刷またはディスペンサー等が用いられ、方法によっては、ガスケット材料として、液状タイプのシリコーンゴム、フッ素ゴムまたは液状EPDM等が用いられる。また、ガスケット3を樹脂フィルム9に一体化する手段としては、接着剤を用いる方法や選択性接着ゴムを用いる方法等であっても良い。樹脂フィルム9の他面9bには予め粘着剤(図示せず)が塗布されており、この粘着剤の粘着ないし接着作用によって樹脂フィルム9がセパレータ2に粘着されている。尚、貼り付け作業前、粘着剤は離型フィルム(図示せず)で覆っておき、作業時に離型フィルムを引き剥がして樹脂フィルム9をセパレータ2に貼り付ける。ガスケット3は、全体が平面状に形成される結果として、平面状のシール面4を有している。
【0037】
相手方セパレータ5は、上記セパレータ2と同様、金属、樹脂またはカーボン等の所定の材料によって平板状に形成されており、その平面内に、流路を形成するための孔部(図示せず)等が設けられている。また、このセパレータ5の一面5aには、上記樹脂フィルム9およびガスケット3の平面レイアウトに沿ってビード(ひも状突起)7が設けられており、このビード7はゴム状弾性材製のガスケット3を傷付けることのないように、丸みをもった断面円弧状に形成されている。ビード7は切削加工により形成され、またはセパレータ5の成形時に形成されるものである。
【0038】
上記構成の燃料電池用構成部品1を組み立てると、図4(B)に示すようになり、ビード7が平面状のガスケット3を局部的に押し潰すために、該部に高ピーク面圧のシール部が形成される。
【0039】
【発明の効果】
本発明は、以下の効果を奏する。
【0040】
すなわち、上記構成を備えた本発明の燃料電池用構成部品によると先ず、ガスケットが平面状に形成されるために、ガスケットを薄肉化することができ、このガスケットの薄肉化により燃料電池スタックを小型化することができる。またこれに加えて、相手方セパレータ等の相手プレートに設けたビードがスタック組立時に平面状ガスケットに押し付けられてシール線を形成するために、平面状ガスケットを大きな力で圧縮し、締め付けたりしなくても、十分なシール面圧を確保することができる。したがって所期の目的どおり、薄肉でかつシール性の良い燃料電池用構成部品を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一実施例に係る燃料電池用構成部品の斜視図
【図2】(A)は同構成部品の組立前の状態を示す要部断面図、(B)は同構成部品の組立後の状態を示す要部断面図
【図3】(A)は本発明の第二実施例に係る燃料電池用構成部品の組立前の状態を示す要部断面図、(B)は同構成部品の組立後の状態を示す要部断面図
【図4】(A)は本発明の第三実施例に係る燃料電池用構成部品の組立前の状態を示す要部断面図、(B)は同構成部品の組立後の状態を示す要部断面図
【図5】従来例に係る燃料電池用構成部品の要部断面図
【図6】他の従来例に係る燃料電池用構成部品の要部断面図
【図7】しめ代と反力の関係を示すグラフ図
【符号の説明】
1 燃料電池用構成部品
2 セパレータ
2a,5a,9a 一面
3 ガスケット
4 シール面
5 相手方セパレータ(相手プレート)
6 孔部
7 ビード
8 凹部
9 樹脂フィルム
9b 他面
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料電池の構成要素をなす燃料電池用の構成部品に関するものであり、更に詳しくは、セパレータ、ガスケットおよび相手プレートの組み合わせ品に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
燃料電池スタックはセパレータや電解質膜等の構成部品を何層にも積層して使用するため、サイズを小さくすることが課題となっている。現在、セパレータの厚さを薄くする等してスタックサイズを小さくしているが、セパレータと相手プレートとの間に挟み込まれるガスケットについても薄肉化への要求がある。
【0003】
図5に示すように、ガスケット51は通常、これをセパレータ52と予め一体化してスタック組立工数を削減しているが、その断面形状は、面圧を大きくしてシール性を向上させるベく、図示したように山形または丸形とされている(例えば特開平11−309746号公報参照)。
【0004】
しかしながら、小さなスペース内で、このようにガスケット51の断面形状を山形や丸形にするのは困難である。
【0005】
また、図6に示すように、ガスケット51を薄肉にすべくこれを平面状に成形し、これをスタック組立時に圧縮する方法も考えられるが、この場合には、図7に示すように必要な締め代に対してのガスケット51の反力が大きいために、ガスケット51を圧縮するのに大きな力が必要となる不都合がある。また、シール性を向上させるべく大きな圧縮率で締め付けると、セパレータ52が破損したり、耐久性が低下したりする不都合がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は以上の点に鑑みて、ガスケット薄肉化の要求に応えることができ、しかもスタック組立時にガスケットを大きな力で圧縮し、締め付けたりしなくても十分なシール性を確保することができる燃料電池用構成部品を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の燃料電池用構成部品は、セパレータと、前記セパレータに一体成形または接着等の手段により一体化された平面状のガスケットと、スタック組立時に前記平面状のガスケットに押し付けられて密封空間を形成するビードを設けた相手プレートとを有することを特徴とするものである。
【0008】
上記構成を備えた本発明の燃料電池用構成部品においては、ガスケットが平面状に形成されているために、ガスケットを薄肉化することが可能となり、またこれに加えて、相手プレートに予め設けたビードがスタック組立時に平面状ガスケットに押し付けられてシール線を形成するために、平面状ガスケットを大きな力で圧縮し、締め付けたりしなくても、十分なシール面圧を確保することが可能となる。
【0009】
尚、本件出願には、以下の技術的事項が含まれる。
【0010】
すなわち、上記目的を達成するため、本件出願が提案する一の燃料電池用構成部品は以下の内容を備えている。
【0011】
▲1▼ 燃料電池セパレータ(金属性、樹脂またはカーボン)上に平面ガスケットを一体成形し、相手側のプレートにビード(突起)を設け、そのビード(突起)でガスケットを潰しシールする製品。
【0012】
▲2▼ 燃料電池セパレータに溝を設けて、その内部にガスケットを成形し、相手のプレートにビード(突起)を設け、そのビード(突起)でガスケットを潰しシールする製品。
【0013】
▲3▼ 粘着剤付き樹脂フィルム一体平面ガスケットをセパレータに貼り合わせて、相手のプレートにビード(突起)を設け、そのビード(突起)でガスケットを潰しシールする製品。
【0014】
▲4▼ 本発明では、ガスケット厚さを薄くした場合でも面圧を大きくすることができ、シール安全性を向上することが可能なガスケット構造を提案する。具体的には、セパレータに平面状ガスケットを一体化する一方、相手プレートに連続的なビード(突起)を設け、組立時にこのビード(突起)を平面状ガスケットに押し付けることによりシールを行なう。
【0015】
実施形態は、以下のとおりである。
【0016】
上記▲1▼項について
セパレータ上に平面ガスケットを成形する方法は、インジェクション成形、スクリーン印刷またはディスペンサー等がある。セパレータの厚みは通常5〜0.1mm程度である。ガスケットの種類は、シリコーン、EPDM、フッ素、ブチルゴムまたはアクリルゴム等がある。主に成形性の観点から、液状タイプのシリコーンゴム、フッ素ゴムまたは液状EPDMが使用される。相手側のセパレータには切削加工または成形時にビード(突起)を設ける。ビード(突起)とガスケットが向かい合わせになるように設置し圧縮することによってシール可能となる。
【0017】
上記▲2▼項について
セパレータ上のガスケットを成形する部分に溝を設ける。溝は切削加工または成形時に加工しても良い。その後、溝内にガスケットを成形する。以降の方法は▲1▼と同様である。
【0018】
上記▲3▼項について
片面に粘着剤が塗布され、その粘着剤が離型フィルムで覆われている樹脂フィルム上にガスケットを成形する。ガスケットの成形方法は▲1▼と同様である。樹脂フィルムとガスケットの固定は、接着剤を使用しても良いし、金型には粘着せず樹脂のみに選択的に接着される選択性接着ゴムを使用しても良い。ゴムの種類は▲1▼と同様である。成形した樹脂フィルム一体形ガスケットの粘着剤を覆っている離型フィルムを剥がして、セパレータに貼り付ける。相手側のセパレータにはビード(突起)を設けて、それによってシールを行なう。
【0019】
上記構成によれば、平面ガスケットを使用した場合であっても高ピーク面圧が得られ、耐久性も向上したガスケットを提供することができる。ガスケットの相手側のプレートにビード(突起)を設けて、それによってシールを行なうため、ガスケットの断面形状は平面で良い。そのため、ガスケットを薄肉化することができる。また、ビード(突起)によって局部的にガスケットを潰すために高圧縮力を必要とせず、ガスケット内の歪みも小さくて済むため、薄肉のガスケットであっても耐久性が向上する。図7に示すように平面ガスケットであっても、圧縮時にガスケット反力が小さく、よってスタックの組付性も向上する。
【0020】
【発明の実施の形態】
つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。
【0021】
第一実施例・・・
図1は、本発明の第一実施例に係る燃料電池用構成部品1の斜視図を示しており、その組立前(ビード押し付け前)の状態におけるA−A線断面図が図2(A)に示されるとともに、組立後(ビード押し付け後)の状態におけるA−A線断面図が図2(B)に示されている。
【0022】
当該実施例に係る燃料電池用構成部品1は、セパレータ2、ガスケット3、および前記セパレータ2との間に前記ガスケット3を挟み込む相手プレートである相手方セパレータ5の組み合わせによって構成されている。
【0023】
セパレータ2は、金属、樹脂またはカーボン等の所定の材料によって平板状に形成されており、その平面内に、流路を形成するための孔部(図示せず)等が設けられている。セパレータ2の厚さは実寸で0.1〜5mm程度とされている。
【0024】
ガスケット3は、シリコーンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)、フッ素ゴム、ブチルゴムまたはアクリルゴム等の所定のゴム状弾性体によって平面状に形成されており、エンドレス状など所定の平面レイアウトをもってセパレータ2の一面2aに一体成形による一体化手段によって一体化されている。セパレータ2上にガスケット3を一体成形する方法としては、インジェクション成形、スクリーン印刷またはディスペンサー等が用いられ、方法によっては、ガスケット材料として、液状タイプのシリコーンゴム、フッ素ゴムまたは液状EPDM等が用いられる。このガスケット3は、全体が平面状に形成される結果として、平面状のシール面4を有している。
【0025】
相手方セパレータ5は、上記セパレータ2と同様、金属、樹脂またはカーボン等の所定の材料によって平板状に形成されており、その平面内に、流路を形成するための孔部6等が設けられている。また、このセパレータ5の一面5aには、上記ガスケット3の平面レイアウトに沿ってビード(ひも状突起)7が設けられており、このビード7はゴム状弾性材製のガスケット3を傷付けることのないよう、丸みをもった断面円弧状に形成されている。ビード7は切削加工により形成され、またはセパレータ5の成形時に形成されるものである。
【0026】
上記構成の燃料電池用構成部品1を組み立てると、図2(B)に示すようになり、ビード7が平面状のガスケット3を局部的に押し潰すために、該部に高ピーク面圧のシール部が形成される。
【0027】
第二実施例・・・
図3は、本発明の第二実施例に係る燃料電池用構成部品1を示しており、その組立前(ビード押し付け前)の状態における要部断面図が図3(A)に示されるとともに、組立後(ビード押し付け後)の状態における要部断面図が図3(B)に示されている。
【0028】
当該実施例に係る燃料電池用構成部品1は、セパレータ2、ガスケット3、および前記セパレータ2との間に前記ガスケット3を挟み込む相手プレートである相手方セパレータ5の組み合わせによって構成されている。
【0029】
セパレータ2は、金属、樹脂またはカーボン等の所定の材料によって平板状に形成されており、その平面内に、流路を形成するための孔部(図示せず)等が設けられている。セパレータ2の厚さは実寸で0.1〜5mm程度とされている。また、このセパレータ2の一面2aには、ガスケット3の平面レイアウトに沿って溝状の凹部8が設けられている。凹部8は切削加工により形成され、またはセパレータ2の成形時に形成されるものである。
【0030】
ガスケット3は、シリコーンゴム、EPDMゴム、フッ素ゴム、ブチルゴムまたはアクリルゴム等の所定のゴム状弾性体によって平面状に形成されており、エンドレス状など所定の平面レイアウトをもって、セパレータ2の一面2aに設けた凹部8内に一体成形による一体化手段によって一体化されている。セパレータ2上であって凹部8内にガスケット3を一体成形する方法としては、インジェクション成形、スクリーン印刷またはディスペンサー等が用いられ、方法によっては、ガスケット材料として、液状タイプのシリコーンゴム、フッ素ゴムまたは液状EPDM等が用いられる。このガスケット3は、全体が平面状に形成される結果として、平面状のシール面4を有している。
【0031】
相手方セパレータ5は、上記セパレータ2と同様、金属、樹脂またはカーボン等の所定の材料によって平板状に形成されており、その平面内に、流路を形成するための孔部(図示せず)等が設けられている。また、このセパレータ5の一面5aには、上記凹部8およびガスケット3の平面レイアウトに沿ってビード(ひも状突起)7が設けられており、このビード7はゴム状弾性材製のガスケット3を傷付けることのないよう、丸みをもった断面円弧状に形成されている。ビード7は切削加工により形成され、またはセパレータ5の成形時に形成されるものである。
【0032】
上記構成の燃料電池用構成部品1を組み立てると、図3(B)に示すようになり、ビード7が平面ガスケット3を局部的に押し潰すために、該部に高ピーク面圧のシール部が形成される。
【0033】
第三実施例・・・
図4は、本発明の第三実施例に係る燃料電池用構成部品1を示しており、その組立前(ビード押し付け前)の状態における要部断面図が図4(A)に示されるとともに、組立後(ビード押し付け後)の状態における要部断面図が図4(B)に示されている。
【0034】
当該実施例に係る燃料電池用構成部品1は、セパレータ2、ガスケット3、および前記セパレータ2との間に前記ガスケット3を挟み込む相手プレートである相手方セパレータ5の組み合わせによって構成されている。
【0035】
セパレータ2は、金属、樹脂またはカーボン等の所定の材料によって平板状に形成されており、その平面内に、流路を形成するための孔部(図示せず)等が設けられている。セパレータ2の厚さは実寸で0.1〜5mm程度とされている。
【0036】
ガスケット3は、シリコーンゴム、EPDMゴム、フッ素ゴム、ブチルゴムまたはアクリルゴム等の所定のゴム状弾性体によって平面状に形成されており、エンドレス状など所定の平面レイアウトをもって樹脂フィルム9の一面9aに一体成形による一体化手段によって一体化されており、この樹脂フィルム9がその他面9bをもってセパレータ2の一面2aに貼着されることにより、ガスケット3が樹脂フィルム9を介してセパレータ2に一体化されている。樹脂フィルム9上にガスケット3を一体成形する方法としては、インジェクション成形、スクリーン印刷またはディスペンサー等が用いられ、方法によっては、ガスケット材料として、液状タイプのシリコーンゴム、フッ素ゴムまたは液状EPDM等が用いられる。また、ガスケット3を樹脂フィルム9に一体化する手段としては、接着剤を用いる方法や選択性接着ゴムを用いる方法等であっても良い。樹脂フィルム9の他面9bには予め粘着剤(図示せず)が塗布されており、この粘着剤の粘着ないし接着作用によって樹脂フィルム9がセパレータ2に粘着されている。尚、貼り付け作業前、粘着剤は離型フィルム(図示せず)で覆っておき、作業時に離型フィルムを引き剥がして樹脂フィルム9をセパレータ2に貼り付ける。ガスケット3は、全体が平面状に形成される結果として、平面状のシール面4を有している。
【0037】
相手方セパレータ5は、上記セパレータ2と同様、金属、樹脂またはカーボン等の所定の材料によって平板状に形成されており、その平面内に、流路を形成するための孔部(図示せず)等が設けられている。また、このセパレータ5の一面5aには、上記樹脂フィルム9およびガスケット3の平面レイアウトに沿ってビード(ひも状突起)7が設けられており、このビード7はゴム状弾性材製のガスケット3を傷付けることのないように、丸みをもった断面円弧状に形成されている。ビード7は切削加工により形成され、またはセパレータ5の成形時に形成されるものである。
【0038】
上記構成の燃料電池用構成部品1を組み立てると、図4(B)に示すようになり、ビード7が平面状のガスケット3を局部的に押し潰すために、該部に高ピーク面圧のシール部が形成される。
【0039】
【発明の効果】
本発明は、以下の効果を奏する。
【0040】
すなわち、上記構成を備えた本発明の燃料電池用構成部品によると先ず、ガスケットが平面状に形成されるために、ガスケットを薄肉化することができ、このガスケットの薄肉化により燃料電池スタックを小型化することができる。またこれに加えて、相手方セパレータ等の相手プレートに設けたビードがスタック組立時に平面状ガスケットに押し付けられてシール線を形成するために、平面状ガスケットを大きな力で圧縮し、締め付けたりしなくても、十分なシール面圧を確保することができる。したがって所期の目的どおり、薄肉でかつシール性の良い燃料電池用構成部品を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一実施例に係る燃料電池用構成部品の斜視図
【図2】(A)は同構成部品の組立前の状態を示す要部断面図、(B)は同構成部品の組立後の状態を示す要部断面図
【図3】(A)は本発明の第二実施例に係る燃料電池用構成部品の組立前の状態を示す要部断面図、(B)は同構成部品の組立後の状態を示す要部断面図
【図4】(A)は本発明の第三実施例に係る燃料電池用構成部品の組立前の状態を示す要部断面図、(B)は同構成部品の組立後の状態を示す要部断面図
【図5】従来例に係る燃料電池用構成部品の要部断面図
【図6】他の従来例に係る燃料電池用構成部品の要部断面図
【図7】しめ代と反力の関係を示すグラフ図
【符号の説明】
1 燃料電池用構成部品
2 セパレータ
2a,5a,9a 一面
3 ガスケット
4 シール面
5 相手方セパレータ(相手プレート)
6 孔部
7 ビード
8 凹部
9 樹脂フィルム
9b 他面
Claims (1)
- セパレータ(2)と、前記セパレータ(2)に一体成形または接着等の手段により一体化された平面状のガスケット(3)と、スタック組立時に前記平面状のガスケット(3)に押し付けられて密封空間を形成するビード(7)を設けた相手プレート(5)とを有することを特徴とする燃料電池用構成部品。
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