JP4492770B2 - 燃料電池セパレータ接着シール構造 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料電池用セパレータを構成要素の一部とする燃料電池セパレータ接着シール構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４に示すように、従来は、燃料電池の反応電極部５１におけるイオン交換膜５２とこれを挟み込む一対のセパレータ（集電極とも称する）５３との間にそれぞれガスケット５４が配置されており、このイオン交換膜５２、ガスケット５４およびセパレータ５３は互いに別体の部品とされている。したがってこの従来技術には、これらの部品を互いに組み付けて燃料電池セルないしスタックを組み立てるのに多大な工数を必要とすると云う不都合がある。
【０００３】
また、上記不都合を解消するため、ガスケット５４となるシールゴムをセパレータ５３に予め一体化する技術が開発されており、この技術によれば、ガスケット５４およびセパレータ５３が予め一体化されるために、この分、燃料電池セルないしスタックの組立作業を容易化することができる。このガスケット５４およびセパレータ５３の一体化は、シールゴムを成形する金型のキャビティにセパレータ５３を挿入してシールゴムの成形を行ない、シールゴムの成形と同時にシールゴムをセパレータ５３に一体化するものである。
【０００４】
しかしながら、この従来技術によると、セパレータ５３が強度的に比較的脆弱なカーボン製である場合に、金型内に挿入したセパレータ５３が型締め圧力や成形圧力などを受けて、このセパレータ５３に割れが発生することがある。
【０００５】
【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、比較的低強度のカーボン製セパレータに割れを発生させることなく、このカーボン製セパレータにシールゴムを一体化することが可能な燃料電池セパレータ接着シール構造を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１による燃料電池セパレータ接着シール構造は、予め別体で成形したシールゴムをカーボン製セパレータのシール必要箇所に設けた前記カーボン製セパレータの平面度よりも大きな平面度の溝部に後付けで接着してなり、前記シールゴムは、前記溝部内に配置される平板状の基部の上面に断面三角形状のリップ部を一体成形したものであって、前記基部の幅寸法を前記溝部の幅寸法よりも小さく設定し、前記基部の下面をもって前記溝部の底面に全面接着されていることを特徴とするものである。
【０００７】
また、本発明の請求項２による燃料電池セパレータ接着シール構造は、シール必要箇所に溝部を設けたカーボン製セパレータと、前記溝部内に塗布された接着材と、前記接着材により前記セパレータに接着されたシールゴムとを有し、前記溝部は、前記カーボン製セパレータの平面度よりも大きな平面度の溝であり、前記シールゴムは、前記溝部内に配置される平板状の基部の上面に断面三角形状のリップ部を一体成形したものであって、前記基部の幅寸法を前記溝部の幅寸法よりも小さく設定し、前記基部の下面をもって前記溝部の底面に全面接着されてい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請求項１によるシール構造においては、予め別体で成形されたシールゴムがカーボン製セパレータのシール必要箇所に設けた溝部に後付けで接着されるために、上記従来技術のようにカーボン製セパレータをシールゴム成形用の金型に挿入する必要がなく、よってカーボン製セパレータに型締め圧力や成形圧力などが作用することがない。
【０００９】
また、セパレータに対するシールゴムの接着箇所がセパレータに予め設けた溝部内に特定されることになるために、シールゴムをセパレータに対して精度良く位置決めすることが可能となる。
【００１０】
またこれに加えて、上記構成を備えた本発明の請求項２によるシール構造においては、セパレータに予め設けた溝部内に接着材が塗布されることから、接着材が溝部の外に食み出すのを防止することが可能となる。
【００１１】
【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。
【００１２】
図１は、本発明の実施例に係る燃料電池セパレータ接着シール構造の要部断面図を示しており、その接着前の状態が図２に示されている。このシール構造は以下のように構成されている。
【００１３】
すなわち先ず、燃料電池セルの一部をなすカーボン製のセパレータ１が設けられており、このカーボン製セパレータ１のシール必要箇所である一面に、このシール必要箇所に沿って、カーボン製セパレータ１の平面度よりも大きな平面度の溝部２が設けられている。カーボン製セパレータ１の平面度は実寸で約０．１ｍｍであり、これに対して、溝部２の幅ｗ１は実寸で３ｍｍ、深さｄは実寸で０．２５ｍｍ程度のものである。
【００１４】
上記溝部２の内部にディスペンサー等の器具を使用して接着材３が塗布されており、この接着材３により、ガスケットとなるシールゴム４がカーボン製セパレータ１に接着されている。
【００１５】
上記シールゴム４は、溝部２内に配置される平板状の基部４ａの上面に断面三角形状のリップ部４ｂを一体成形したものであって、上記基部４ａの下面をもって溝部２の底面に対して全面接着されている。上記したように溝部２の幅ｗ１が約３ｍｍであるのに対して、基部４ａの幅すなわちシールゴム４の幅ｗ２は実寸で２．５ｍｍ程度に形成されている。
【００１６】
また、このシールゴム４は、シリコーンゴム、ＥＰＤＭゴムまたはＦＫＭゴム等を成形材料として予め別個に単独で成形され、上記接着材３により後付けでカーボン製セパレータ１に接着されている。
【００１７】
上記構成のシール構造においては、予め別個に単独で成形されたシールゴム４が接着材３により後付けでカーボン製セパレータ１に接着されているために、上記従来技術のようにカーボン製セパレータ１をシールゴム成形用の金型に挿入する必要がない。したがって、カーボン製セパレータ１に型締め圧力や成形圧力などが作用することがないために、このカーボン製セパレータ１に割れが発生するのを防止することができる。
【００１８】
また、上記構成のシール構造においては併せて、カーボン製セパレータ１に対するシールゴム４の接着箇所がカーボン製セパレータ１に予め設けた溝部２によって特定されているために、シールゴム４をカーボン製セパレータ１に対して位置決め精度良く接着することが可能である。したがって、このシールゴム４のカーボン製セパレータ１に対する位置決め精度が高いセパレータ製品を提供することができる。
【００１９】
また、カーボン製セパレータ１に予め設けた溝部２内に接着材３が塗布されているために、接着材３が溝部２の外に食み出すのを防止することが可能である。したがって、溝部２から食み出した接着材３がカーボン製セパレータ１の発電部分に達して発電不良等の電気的不具合が発生するのを防止することができる。
【００２０】
尚、カーボン製セパレータ１に割れが発生することがないように、上記接着工程は、図３に示すような接着冶具１１を使用して行なうのが好適である。
【００２１】
すなわち、この接着冶具１１は、互いに嵌合する上冶具１２および下冶具１３の組み合わせによってシールゴム４をカーボン製セパレータ１に押し付け、この押付け状態で接着材３を固化させてシールゴム４をカーボン製セパレータ１に一体化させるものであって、第三の構成要素として、カーボン製セパレータ１の下面側に低硬度（Ｈｓ２０程度）のクッションゴム１４が配置されている。したがって、この接着冶具１１によれば、このクッションゴム１４の緩衝作用によってカーボン製セパレータ１に応力集中が発生するのを防止することができ、よってカーボン製セパレータ１に割れが発生するのを有効に防止することができる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明は、以下の効果を奏する。
【００２３】
すなわち先ず、上記構成を備えた本発明の請求項１によるシール構造においては、予め別体で成形されたシールゴムがカーボン製セパレータのシール必要箇所に設けた溝部に後付けで接着されるために、上記従来技術のようにカーボン製セパレータをシールゴム成形用の金型に挿入する必要がない。したがって、カーボン製セパレータに型締め圧力や成形圧力などが作用することがないために、カーボン製セパレータに割れが発生するのを未然に防止することができる。
【００２４】
また、セパレータに対するシールゴムの接着箇所がセパレータに予め設けた溝部内に特定されるために、シールゴムをセパレータに対して位置決め精度良く接着することが可能である。したがって、このシールゴムのセパレータに対する位置決め精度が高いセパレータ製品を提供することができる。
【００２５】
またこれに加えて、上記構成を備えた本発明の請求項２によるシール構造においては、セパレータに予め設けた溝部内に接着材が塗布されるために、接着材が溝部の外に食み出すのを防止することが可能である。したがって、溝部から食み出した接着材がセパレータの発電部分に達して発電不良等の電気的不具合が発生するのを未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る燃料電池セパレータ接着シール構造の要部断面図
【図２】同セパレータ接着シール構造の接着前の状態を示す要部断面図
【図３】同セパレータ接着シール構造の接着工程を示す要部断面図
【図４】従来例に係る説明図
【符号の説明】
１ セパレータ
２ 溝
３ 接着材
４ シールゴム
４ａ 基部
４ｂ リップ部
１１ 接着冶具
１２ 上冶具
１３ 下冶具
１４ クッションゴム
５１ 反応電極部
５２ イオン交換膜
５３ セパレータ（集電極）
５４ ガスケット
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料電池用セパレータを構成要素の一部とする燃料電池セパレータ接着シール構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４に示すように、従来は、燃料電池の反応電極部５１におけるイオン交換膜５２とこれを挟み込む一対のセパレータ（集電極とも称する）５３との間にそれぞれガスケット５４が配置されており、このイオン交換膜５２、ガスケット５４およびセパレータ５３は互いに別体の部品とされている。したがってこの従来技術には、これらの部品を互いに組み付けて燃料電池セルないしスタックを組み立てるのに多大な工数を必要とすると云う不都合がある。
【０００３】
また、上記不都合を解消するため、ガスケット５４となるシールゴムをセパレータ５３に予め一体化する技術が開発されており、この技術によれば、ガスケット５４およびセパレータ５３が予め一体化されるために、この分、燃料電池セルないしスタックの組立作業を容易化することができる。このガスケット５４およびセパレータ５３の一体化は、シールゴムを成形する金型のキャビティにセパレータ５３を挿入してシールゴムの成形を行ない、シールゴムの成形と同時にシールゴムをセパレータ５３に一体化するものである。
【０００４】
しかしながら、この従来技術によると、セパレータ５３が強度的に比較的脆弱なカーボン製である場合に、金型内に挿入したセパレータ５３が型締め圧力や成形圧力などを受けて、このセパレータ５３に割れが発生することがある。
【０００５】
【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、比較的低強度のカーボン製セパレータに割れを発生させることなく、このカーボン製セパレータにシールゴムを一体化することが可能な燃料電池セパレータ接着シール構造を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１による燃料電池セパレータ接着シール構造は、予め別体で成形したシールゴムをカーボン製セパレータのシール必要箇所に設けた前記カーボン製セパレータの平面度よりも大きな平面度の溝部に後付けで接着してなり、前記シールゴムは、前記溝部内に配置される平板状の基部の上面に断面三角形状のリップ部を一体成形したものであって、前記基部の幅寸法を前記溝部の幅寸法よりも小さく設定し、前記基部の下面をもって前記溝部の底面に全面接着されていることを特徴とするものである。
【０００７】
また、本発明の請求項２による燃料電池セパレータ接着シール構造は、シール必要箇所に溝部を設けたカーボン製セパレータと、前記溝部内に塗布された接着材と、前記接着材により前記セパレータに接着されたシールゴムとを有し、前記溝部は、前記カーボン製セパレータの平面度よりも大きな平面度の溝であり、前記シールゴムは、前記溝部内に配置される平板状の基部の上面に断面三角形状のリップ部を一体成形したものであって、前記基部の幅寸法を前記溝部の幅寸法よりも小さく設定し、前記基部の下面をもって前記溝部の底面に全面接着されてい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請求項１によるシール構造においては、予め別体で成形されたシールゴムがカーボン製セパレータのシール必要箇所に設けた溝部に後付けで接着されるために、上記従来技術のようにカーボン製セパレータをシールゴム成形用の金型に挿入する必要がなく、よってカーボン製セパレータに型締め圧力や成形圧力などが作用することがない。
【０００９】
また、セパレータに対するシールゴムの接着箇所がセパレータに予め設けた溝部内に特定されることになるために、シールゴムをセパレータに対して精度良く位置決めすることが可能となる。
【００１０】
またこれに加えて、上記構成を備えた本発明の請求項２によるシール構造においては、セパレータに予め設けた溝部内に接着材が塗布されることから、接着材が溝部の外に食み出すのを防止することが可能となる。
【００１１】
【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。
【００１２】
図１は、本発明の実施例に係る燃料電池セパレータ接着シール構造の要部断面図を示しており、その接着前の状態が図２に示されている。このシール構造は以下のように構成されている。
【００１３】
すなわち先ず、燃料電池セルの一部をなすカーボン製のセパレータ１が設けられており、このカーボン製セパレータ１のシール必要箇所である一面に、このシール必要箇所に沿って、カーボン製セパレータ１の平面度よりも大きな平面度の溝部２が設けられている。カーボン製セパレータ１の平面度は実寸で約０．１ｍｍであり、これに対して、溝部２の幅ｗ１は実寸で３ｍｍ、深さｄは実寸で０．２５ｍｍ程度のものである。
【００１４】
上記溝部２の内部にディスペンサー等の器具を使用して接着材３が塗布されており、この接着材３により、ガスケットとなるシールゴム４がカーボン製セパレータ１に接着されている。
【００１５】
上記シールゴム４は、溝部２内に配置される平板状の基部４ａの上面に断面三角形状のリップ部４ｂを一体成形したものであって、上記基部４ａの下面をもって溝部２の底面に対して全面接着されている。上記したように溝部２の幅ｗ１が約３ｍｍであるのに対して、基部４ａの幅すなわちシールゴム４の幅ｗ２は実寸で２．５ｍｍ程度に形成されている。
【００１６】
また、このシールゴム４は、シリコーンゴム、ＥＰＤＭゴムまたはＦＫＭゴム等を成形材料として予め別個に単独で成形され、上記接着材３により後付けでカーボン製セパレータ１に接着されている。
【００１７】
上記構成のシール構造においては、予め別個に単独で成形されたシールゴム４が接着材３により後付けでカーボン製セパレータ１に接着されているために、上記従来技術のようにカーボン製セパレータ１をシールゴム成形用の金型に挿入する必要がない。したがって、カーボン製セパレータ１に型締め圧力や成形圧力などが作用することがないために、このカーボン製セパレータ１に割れが発生するのを防止することができる。
【００１８】
また、上記構成のシール構造においては併せて、カーボン製セパレータ１に対するシールゴム４の接着箇所がカーボン製セパレータ１に予め設けた溝部２によって特定されているために、シールゴム４をカーボン製セパレータ１に対して位置決め精度良く接着することが可能である。したがって、このシールゴム４のカーボン製セパレータ１に対する位置決め精度が高いセパレータ製品を提供することができる。
【００１９】
また、カーボン製セパレータ１に予め設けた溝部２内に接着材３が塗布されているために、接着材３が溝部２の外に食み出すのを防止することが可能である。したがって、溝部２から食み出した接着材３がカーボン製セパレータ１の発電部分に達して発電不良等の電気的不具合が発生するのを防止することができる。
【００２０】
尚、カーボン製セパレータ１に割れが発生することがないように、上記接着工程は、図３に示すような接着冶具１１を使用して行なうのが好適である。
【００２１】
すなわち、この接着冶具１１は、互いに嵌合する上冶具１２および下冶具１３の組み合わせによってシールゴム４をカーボン製セパレータ１に押し付け、この押付け状態で接着材３を固化させてシールゴム４をカーボン製セパレータ１に一体化させるものであって、第三の構成要素として、カーボン製セパレータ１の下面側に低硬度（Ｈｓ２０程度）のクッションゴム１４が配置されている。したがって、この接着冶具１１によれば、このクッションゴム１４の緩衝作用によってカーボン製セパレータ１に応力集中が発生するのを防止することができ、よってカーボン製セパレータ１に割れが発生するのを有効に防止することができる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明は、以下の効果を奏する。
【００２３】
すなわち先ず、上記構成を備えた本発明の請求項１によるシール構造においては、予め別体で成形されたシールゴムがカーボン製セパレータのシール必要箇所に設けた溝部に後付けで接着されるために、上記従来技術のようにカーボン製セパレータをシールゴム成形用の金型に挿入する必要がない。したがって、カーボン製セパレータに型締め圧力や成形圧力などが作用することがないために、カーボン製セパレータに割れが発生するのを未然に防止することができる。
【００２４】
また、セパレータに対するシールゴムの接着箇所がセパレータに予め設けた溝部内に特定されるために、シールゴムをセパレータに対して位置決め精度良く接着することが可能である。したがって、このシールゴムのセパレータに対する位置決め精度が高いセパレータ製品を提供することができる。
【００２５】
またこれに加えて、上記構成を備えた本発明の請求項２によるシール構造においては、セパレータに予め設けた溝部内に接着材が塗布されるために、接着材が溝部の外に食み出すのを防止することが可能である。したがって、溝部から食み出した接着材がセパレータの発電部分に達して発電不良等の電気的不具合が発生するのを未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る燃料電池セパレータ接着シール構造の要部断面図
【図２】同セパレータ接着シール構造の接着前の状態を示す要部断面図
【図３】同セパレータ接着シール構造の接着工程を示す要部断面図
【図４】従来例に係る説明図
【符号の説明】
１ セパレータ
２ 溝
３ 接着材
４ シールゴム
４ａ 基部
４ｂ リップ部
１１ 接着冶具
１２ 上冶具
１３ 下冶具
１４ クッションゴム
５１ 反応電極部
５２ イオン交換膜
５３ セパレータ（集電極）
５４ ガスケット
Claims (2)
- 予め別体で成形したシールゴム（４）をカーボン製セパレータ（１）のシール必要箇所に設けた前記カーボン製セパレータ（１）の平面度よりも大きな平面度の溝部（２）に後付けで接着してなり、
前記シールゴム（４）は、前記溝部（２）内に配置される平板状の基部（４ａ）の上面に断面三角形状のリップ部（４ｂ）を一体成形したものであって、前記基部（４ａ）の幅寸法（ｗ ２ ）を前記溝部（２）の幅寸法（ｗ １ ）よりも小さく設定し、前記基部（４ａ）の下面をもって前記溝部（２）の底面に全面接着されていることを特徴とする燃料電池セパレータ接着シール構造。 - シール必要箇所に溝部（２）を設けたカーボン製セパレータ（１）と、前記溝部（２）内に塗布された接着材（３）と、前記接着材（３）により前記セパレータ（１）に接着されたシールゴム（４）とを有し、
前記溝部（２）は、前記カーボン製セパレータ（１）の平面度よりも大きな平面度の溝であり、
前記シールゴム（４）は、前記溝部（２）内に配置される平板状の基部（４ａ）の上面に断面三角形状のリップ部（４ｂ）を一体成形したものであって、前記基部（４ａ）の幅寸法（ｗ ２ ）を前記溝部（２）の幅寸法（ｗ １ ）よりも小さく設定し、前記基部（４ａ）の下面をもって前記溝部（２）の底面に全面接着されていることを特徴とする燃料電池セパレータ接着シール構造。
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|---|---|---|---|
| JP2000213742A JP4492770B2 (ja) | 2000-07-14 | 2000-07-14 | 燃料電池セパレータ接着シール構造 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000213742A JP4492770B2 (ja) | 2000-07-14 | 2000-07-14 | 燃料電池セパレータ接着シール構造 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002033109A JP2002033109A (ja) | 2002-01-31 |
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ID=18709445
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000213742A Expired - Lifetime JP4492770B2 (ja) | 2000-07-14 | 2000-07-14 | 燃料電池セパレータ接着シール構造 |
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| JP2006269264A (ja) * | 2005-03-24 | 2006-10-05 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | 固体高分子電解質形燃料電池 |
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| TW200947792A (en) * | 2008-05-07 | 2009-11-16 | Optodisc Technology Corp | Sealing structure of fuel cell |
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2000
- 2000-07-14 JP JP2000213742A patent/JP4492770B2/ja not_active Expired - Lifetime
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