JP2000133289A - ガスマニホールド一体型セパレータ及び固体高分子電解質型燃料電池 - Google Patents
ガスマニホールド一体型セパレータ及び固体高分子電解質型燃料電池Info
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ガス導入口、排出口を覆う平板部からのガス
リークを防止する。 【解決手段】 ガス導入マニホールド孔とガス流路溝部
を連結するガス導入口及びガス排出マニホールド孔とガ
ス流路溝部を連結するガス排出口を平板９で覆い、前記
ガス導入口、ガス排出口をトンネル構造にした燃料電池
用セパレータ１００において、少なくとも前記ガス流路
溝部以外の部分を樹脂で被覆したコーティング膜１２を
設けるか、前記平板９のガスの流れる方向に平行な端部
を覆う凸部形状の樹脂製の補強用リブ１３を設けたこと
を特徴とするのガスマニホールド一体型セパレータ１０
０及びそのガスマニホールド一体型セパレータ１００で
固体高分子電解質膜と電極の接合体を挟んで積層したこ
とを特徴とする固体高分子電解質型燃料電池。
リークを防止する。 【解決手段】 ガス導入マニホールド孔とガス流路溝部
を連結するガス導入口及びガス排出マニホールド孔とガ
ス流路溝部を連結するガス排出口を平板９で覆い、前記
ガス導入口、ガス排出口をトンネル構造にした燃料電池
用セパレータ１００において、少なくとも前記ガス流路
溝部以外の部分を樹脂で被覆したコーティング膜１２を
設けるか、前記平板９のガスの流れる方向に平行な端部
を覆う凸部形状の樹脂製の補強用リブ１３を設けたこと
を特徴とするのガスマニホールド一体型セパレータ１０
０及びそのガスマニホールド一体型セパレータ１００で
固体高分子電解質膜と電極の接合体を挟んで積層したこ
とを特徴とする固体高分子電解質型燃料電池。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はガスマニホールド一
体型セパレータ及び固体高分子電解質型燃料電池に関す
る。
体型セパレータ及び固体高分子電解質型燃料電池に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】大気の汚染をできる限り減らすために自
動車の排ガス対策が重要になっており、その対策の一つ
として電気自動車が使用されているが、充電設備や走行
距離などの問題で普及に至っていない。
動車の排ガス対策が重要になっており、その対策の一つ
として電気自動車が使用されているが、充電設備や走行
距離などの問題で普及に至っていない。
【０００３】燃料電池は、水素と酸素を使用して電気分
解の逆反応で発電し、水以外の排出物がなくクリーンな
発電装置として注目されており、前記燃料電池を使用し
た自動車が最も将来性のあるクリーンな自動車であると
見られている。前記燃料電池の中でも固体高分子電解質
型燃料電池が低温で作動するため自動車用として最も有
望である。
解の逆反応で発電し、水以外の排出物がなくクリーンな
発電装置として注目されており、前記燃料電池を使用し
た自動車が最も将来性のあるクリーンな自動車であると
見られている。前記燃料電池の中でも固体高分子電解質
型燃料電池が低温で作動するため自動車用として最も有
望である。
【０００４】前記固体高分子電解質型燃料電池は、一般
的に多数のセルが積層されており、該セルは、二つの電
極（燃料極と酸化剤極）で固体高分子電解質膜を挟んで
接合した固体高分子電解質膜と電極の接合体を、燃料ガ
スまたは酸化剤ガスのガス流路を有するセパレータで挟
んだ構造をしている。
的に多数のセルが積層されており、該セルは、二つの電
極（燃料極と酸化剤極）で固体高分子電解質膜を挟んで
接合した固体高分子電解質膜と電極の接合体を、燃料ガ
スまたは酸化剤ガスのガス流路を有するセパレータで挟
んだ構造をしている。
【０００５】前記固体高分子電解質型燃料電池を自動車
用として使用するためには、車載スペースが限られてい
るためできる限り小型化することが重要である。多数積
層されているセパレータを小型化することは、燃料電池
全体で見ると小型化の効果が大きい。
用として使用するためには、車載スペースが限られてい
るためできる限り小型化することが重要である。多数積
層されているセパレータを小型化することは、燃料電池
全体で見ると小型化の効果が大きい。
【０００６】従来技術として、特開平９−３５７２６号
公報には、セパレータの端部にガス導入マニホールド
孔、ガス排出マニホールド孔を設けたガスマニホールド
一体型セパレータが開示されている。。前記マニホール
ド孔は電極と接するガス流路溝部を連結するガス導入口
及びガス排出口が設けられている。
公報には、セパレータの端部にガス導入マニホールド
孔、ガス排出マニホールド孔を設けたガスマニホールド
一体型セパレータが開示されている。。前記マニホール
ド孔は電極と接するガス流路溝部を連結するガス導入口
及びガス排出口が設けられている。
【０００７】前記ガス導入口及びガス排出口は、そのま
まだとガスシールのため電極の周囲にはみ出して設けら
れた固体高分子電解質膜などによって塞がれてしまう問
題がある。それを防ぐため、前記ガス導入口及びガス排
出口を平板で覆い、トンネル構造になっている。
まだとガスシールのため電極の周囲にはみ出して設けら
れた固体高分子電解質膜などによって塞がれてしまう問
題がある。それを防ぐため、前記ガス導入口及びガス排
出口を平板で覆い、トンネル構造になっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術は、前記平板の端部とセパレータ本体の間に段差がで
きるため、その段差に衝撃が加わった場合、前記平板が
剥離するという問題があった。また、前記平板の端部と
セパレータ本体を接合するときのずれや接合部の不良が
生ずる場合にはガスのリークが起り、完全なガスシール
を保つことが難しいという問題があった。
術は、前記平板の端部とセパレータ本体の間に段差がで
きるため、その段差に衝撃が加わった場合、前記平板が
剥離するという問題があった。また、前記平板の端部と
セパレータ本体を接合するときのずれや接合部の不良が
生ずる場合にはガスのリークが起り、完全なガスシール
を保つことが難しいという問題があった。
【０００９】本発明は上記課題を解決したもので、前記
平板が剥離することがなく、ガスシール性に優れたガス
マニホールド一体型セパレータ及び耐久性に優れた固体
高分子電解質型燃料電池を提供する。
平板が剥離することがなく、ガスシール性に優れたガス
マニホールド一体型セパレータ及び耐久性に優れた固体
高分子電解質型燃料電池を提供する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記技術的課題を解決す
るために、本発明の請求項１において講じた技術的手段
（以下、第１の技術的手段と称する。）は、ガス導入マ
ニホールド孔、ガス排出マニホールド孔及びガス流路溝
部を有し、前記ガス導入マニホールド孔と前記ガス流路
溝部を連結するガス導入口及び前記ガス排出マニホール
ド孔と前記ガス流路溝部を連結するガス排出口を平板で
覆い、前記ガス導入口及び前記ガス排出口をトンネル構
造にした燃料電池用セパレータにおいて、前記ガス流路
溝部以外の部分を樹脂で被覆したコーティング膜を設け
たことを特徴とするガスマニホールド一体型セパレータ
である。
るために、本発明の請求項１において講じた技術的手段
（以下、第１の技術的手段と称する。）は、ガス導入マ
ニホールド孔、ガス排出マニホールド孔及びガス流路溝
部を有し、前記ガス導入マニホールド孔と前記ガス流路
溝部を連結するガス導入口及び前記ガス排出マニホール
ド孔と前記ガス流路溝部を連結するガス排出口を平板で
覆い、前記ガス導入口及び前記ガス排出口をトンネル構
造にした燃料電池用セパレータにおいて、前記ガス流路
溝部以外の部分を樹脂で被覆したコーティング膜を設け
たことを特徴とするガスマニホールド一体型セパレータ
である。
【００１１】上記第１の技術的手段による効果は、以下
のようである。
のようである。
【００１２】即ち、前記平板の端部が前記コーティング
膜により覆われ、該平板の端部とセパレータ本体の間の
段差がなくなり、且つ平板の接着強度も補強するので、
平板が剥離するおそれがなくなり、前記平板のずれや接
合部の不良があっても前記コーティング膜でガスのリー
クを防ぐことができる効果を有する。また前記ガス流路
溝部以外の部分全体を覆うため、前記コーティング膜と
セパレータとの接着強度を確保することができる。
膜により覆われ、該平板の端部とセパレータ本体の間の
段差がなくなり、且つ平板の接着強度も補強するので、
平板が剥離するおそれがなくなり、前記平板のずれや接
合部の不良があっても前記コーティング膜でガスのリー
クを防ぐことができる効果を有する。また前記ガス流路
溝部以外の部分全体を覆うため、前記コーティング膜と
セパレータとの接着強度を確保することができる。
【００１３】上記技術的課題を解決するために、本発明
の請求項２において講じた技術的手段（以下、第２の技
術的手段と称する。）は、ガス導入マニホールド孔、ガ
ス排出マニホールド孔及びガス流路溝部を有し、前記ガ
ス導入マニホールド孔と前記ガス流路溝部を連結するガ
ス導入口及び前記ガス排出マニホールド孔と前記ガス流
路溝部を連結するガス排出口を平板で覆い、前記ガス導
入口及び前記ガス排出口をトンネル構造にした燃料電池
用セパレータにおいて、前記ガス導入口及び前記ガス排
出口を覆う平板のガスの流れる方向に平行な端部を覆う
凸部形状の樹脂製の補強用リブを設けたことを特徴とす
るガスマニホールド一体型セパレータである。
の請求項２において講じた技術的手段（以下、第２の技
術的手段と称する。）は、ガス導入マニホールド孔、ガ
ス排出マニホールド孔及びガス流路溝部を有し、前記ガ
ス導入マニホールド孔と前記ガス流路溝部を連結するガ
ス導入口及び前記ガス排出マニホールド孔と前記ガス流
路溝部を連結するガス排出口を平板で覆い、前記ガス導
入口及び前記ガス排出口をトンネル構造にした燃料電池
用セパレータにおいて、前記ガス導入口及び前記ガス排
出口を覆う平板のガスの流れる方向に平行な端部を覆う
凸部形状の樹脂製の補強用リブを設けたことを特徴とす
るガスマニホールド一体型セパレータである。
【００１４】上記第２の技術的手段による効果は、以下
のようである。
のようである。
【００１５】即ち、前記平板の端部が前記補強用リブに
より覆われ、該平板の端部とセパレータ本体の間の段差
が隠され、平板の接着強度も補強するので、平板が剥離
するおそれがなくなり、前記平板のずれや接合部の不良
があっても前記コーティング膜でガスのリークを防ぐこ
とができる効果を有する。
より覆われ、該平板の端部とセパレータ本体の間の段差
が隠され、平板の接着強度も補強するので、平板が剥離
するおそれがなくなり、前記平板のずれや接合部の不良
があっても前記コーティング膜でガスのリークを防ぐこ
とができる効果を有する。
【００１６】上記技術的課題を解決するために、本発明
の請求項３において講じた技術的手段（以下、第３の技
術的手段と称する。）は、前記樹脂がエチレンプロピレ
ンゴムであることを特徴とする請求項１及び請求項２記
載のガスマニホールド一体型セパレータである。
の請求項３において講じた技術的手段（以下、第３の技
術的手段と称する。）は、前記樹脂がエチレンプロピレ
ンゴムであることを特徴とする請求項１及び請求項２記
載のガスマニホールド一体型セパレータである。
【００１７】上記第３の技術的手段による効果は、以下
のようである。
のようである。
【００１８】即ち、前記樹脂はガスの透過性が低くの
で、ガスのシール性に優れている。
で、ガスのシール性に優れている。
【００１９】上記技術的課題を解決するために、本発明
の請求項４において講じた技術的手段（以下、第４の技
術的手段と称する。）は、前記コーティング膜及び前記
補強用リブが一体で形成されていることを特徴とする請
求項１記載及び請求項２記載のガスマニホールド一体型
セパレータである。
の請求項４において講じた技術的手段（以下、第４の技
術的手段と称する。）は、前記コーティング膜及び前記
補強用リブが一体で形成されていることを特徴とする請
求項１記載及び請求項２記載のガスマニホールド一体型
セパレータである。
【００２０】上記第４の技術的手段による効果は、以下
のようである。
のようである。
【００２１】即ち、この手段により前記補強用リブのセ
パレータに対する接着強度を大きくすることができ、且
つ同時に成形することができるのでコストを低くするこ
とができる。また、平板の剥離を防止する効果、ガスの
リークを防ぐ効果も大きくすることができる。
パレータに対する接着強度を大きくすることができ、且
つ同時に成形することができるのでコストを低くするこ
とができる。また、平板の剥離を防止する効果、ガスの
リークを防ぐ効果も大きくすることができる。
【００２２】上記技術的課題を解決するために、本発明
の請求項５において講じた技術的手段（以下、第５の技
術的手段と称する。）は、請求項１記載及び請求項２記
載のガスマニホールド一体型セパレータのガス導入マニ
ホールド孔、ガス排出マニホールド孔、冷却水導入マニ
ホールド孔、冷却水排出マニホールド孔の少なくとも一
つの孔を囲む凸部形状の樹脂製のシールリブを設け、前
記シールリブと前記コーティング膜及び前記補強用リブ
を一体で形成することを特徴とする請求項１記載及び請
求項２記載のガスマニホールド一体型セパレータであ
る。
の請求項５において講じた技術的手段（以下、第５の技
術的手段と称する。）は、請求項１記載及び請求項２記
載のガスマニホールド一体型セパレータのガス導入マニ
ホールド孔、ガス排出マニホールド孔、冷却水導入マニ
ホールド孔、冷却水排出マニホールド孔の少なくとも一
つの孔を囲む凸部形状の樹脂製のシールリブを設け、前
記シールリブと前記コーティング膜及び前記補強用リブ
を一体で形成することを特徴とする請求項１記載及び請
求項２記載のガスマニホールド一体型セパレータであ
る。
【００２３】上記第５の技術的手段による効果は、以下
のようである。
のようである。
【００２４】即ち、この手段により前記シールリブ及び
前記補強用リブのセパレータに対する接着強度を大きく
することができ、且つ同時に成形することができるので
コストを低くすることができる。
前記補強用リブのセパレータに対する接着強度を大きく
することができ、且つ同時に成形することができるので
コストを低くすることができる。
【００２５】上記技術的課題を解決するために、本発明
の請求項６において講じた技術的手段（以下、第６の技
術的手段と称する。）は、ガス導入マニホールド孔、ガ
ス排出マニホールド孔及びガス流路溝部を有し、前記ガ
ス導入マニホールド孔と前記ガス流路溝部を連結するガ
ス導入口及び前記ガス排出マニホールド孔と前記ガス流
路溝部を連結するガス排出口を平板で覆い、前記ガス導
入口及び前記ガス排出口をトンネル構造にしたガスマニ
ホールド一体型セパレータを有する燃料電池において、
前記ガス流路溝部以外の部分を樹脂で被覆したコーティ
ング膜を設けたガスマニホールド一体型セパレータで固
体高分子電解質膜と電極の接合体を挟んで積層したこと
を特徴とする固体高分子電解質型燃料電池である。
の請求項６において講じた技術的手段（以下、第６の技
術的手段と称する。）は、ガス導入マニホールド孔、ガ
ス排出マニホールド孔及びガス流路溝部を有し、前記ガ
ス導入マニホールド孔と前記ガス流路溝部を連結するガ
ス導入口及び前記ガス排出マニホールド孔と前記ガス流
路溝部を連結するガス排出口を平板で覆い、前記ガス導
入口及び前記ガス排出口をトンネル構造にしたガスマニ
ホールド一体型セパレータを有する燃料電池において、
前記ガス流路溝部以外の部分を樹脂で被覆したコーティ
ング膜を設けたガスマニホールド一体型セパレータで固
体高分子電解質膜と電極の接合体を挟んで積層したこと
を特徴とする固体高分子電解質型燃料電池である。
【００２６】上記第６の技術的手段による効果は、以下
のようである。
のようである。
【００２７】即ち、前記ガスマニホールド一体型セパレ
ータの平板の端部が前記コーティング膜により覆われ、
該平板の端部とガスマニホールド一体型セパレータ本体
の間の段差がなくなり、且つ平板の接着強度も補強する
ので、平板が剥離するおそれがなくなり、段差によるガ
スのリークがなくなるため、耐久性に優れた固体高分子
電解質型燃料電池ができる。
ータの平板の端部が前記コーティング膜により覆われ、
該平板の端部とガスマニホールド一体型セパレータ本体
の間の段差がなくなり、且つ平板の接着強度も補強する
ので、平板が剥離するおそれがなくなり、段差によるガ
スのリークがなくなるため、耐久性に優れた固体高分子
電解質型燃料電池ができる。
【００２８】上記技術的課題を解決するために、本発明
の請求項７において講じた技術的手段（以下、第７の技
術的手段と称する。）は、ガス導入マニホールド孔、ガ
ス排出マニホールド孔及びガス流路溝部を有し、前記ガ
ス導入マニホールド孔と前記ガス流路溝部を連結するガ
ス導入口及び前記ガス排出マニホールド孔と前記ガス流
路溝部を連結するガス排出口を平板で覆い、前記ガス導
入口及び前記ガス排出口をトンネル構造にしたガスマニ
ホールド一体型セパレータを有する燃料電池において、
前記ガス導入口及び前記ガス排出口を覆う平板のガスの
流れる方向に平行な端部を覆う凸部形状の樹脂製の補強
用リブを設けたガスマニホールド一体型セパレータで固
体高分子電解質膜と電極の接合体を挟んで積層したこと
を特徴とする固体高分子電解質型燃料電池である。
の請求項７において講じた技術的手段（以下、第７の技
術的手段と称する。）は、ガス導入マニホールド孔、ガ
ス排出マニホールド孔及びガス流路溝部を有し、前記ガ
ス導入マニホールド孔と前記ガス流路溝部を連結するガ
ス導入口及び前記ガス排出マニホールド孔と前記ガス流
路溝部を連結するガス排出口を平板で覆い、前記ガス導
入口及び前記ガス排出口をトンネル構造にしたガスマニ
ホールド一体型セパレータを有する燃料電池において、
前記ガス導入口及び前記ガス排出口を覆う平板のガスの
流れる方向に平行な端部を覆う凸部形状の樹脂製の補強
用リブを設けたガスマニホールド一体型セパレータで固
体高分子電解質膜と電極の接合体を挟んで積層したこと
を特徴とする固体高分子電解質型燃料電池である。
【００２９】上記第７の技術的手段による効果は、以下
のようである。
のようである。
【００３０】即ち、前記ガスマニホールド一体型セパレ
ータの平板の端部が前記補強用リブにより覆われ、平板
の接着強度も補強するので、平板が剥離するおそれがな
くなるため、耐久性に優れた固体高分子電解質型燃料電
池ができる。
ータの平板の端部が前記補強用リブにより覆われ、平板
の接着強度も補強するので、平板が剥離するおそれがな
くなるため、耐久性に優れた固体高分子電解質型燃料電
池ができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について、
図面に基づいて説明する。
図面に基づいて説明する。
【００３２】図１は、本発明の実施例のガスマニホール
ド一体型セパレータ１００の正面図である。中央部にガ
ス流路溝部１０が設けられている。前記ガス流路溝部１
０は、燃料電池として組み立てたときに固体高分子電解
質膜と電極の接合体の電極と接する部分である。
ド一体型セパレータ１００の正面図である。中央部にガ
ス流路溝部１０が設けられている。前記ガス流路溝部１
０は、燃料電池として組み立てたときに固体高分子電解
質膜と電極の接合体の電極と接する部分である。
【００３３】前記ガスマニホールド一体型セパレータ１
００の端部には、燃料ガス導入マニホールド孔１、冷却
水導入マニホールド孔２、酸化剤ガス導入マニホールド
孔３、４、酸化剤ガス排出マニホールド孔５、６、冷却
水排出マニホールド孔７及び燃料ガス排出マニホールド
孔８が設けられている。
００の端部には、燃料ガス導入マニホールド孔１、冷却
水導入マニホールド孔２、酸化剤ガス導入マニホールド
孔３、４、酸化剤ガス排出マニホールド孔５、６、冷却
水排出マニホールド孔７及び燃料ガス排出マニホールド
孔８が設けられている。
【００３４】前記燃料ガス導入マニホールド孔１と前記
ガス流路溝部１０の間には、燃料ガス導入口１１が設け
られている。前記燃料ガス排出マニホールド孔８と前記
ガス流路溝部１０の間には、燃料ガス排出口１５が設け
られている。前記燃料ガス導入口１１は平板９で覆わ
れ、前記燃料ガス排出口１５は平板１６で覆われ、それ
ぞれトンネル構造になっている。これにより燃料電池に
組み込んだとき固体高分子電解質膜が前記燃料ガス導入
口１１や前記燃料ガス排出口１５を塞いでガスの通流を
妨害することを防止されている。
ガス流路溝部１０の間には、燃料ガス導入口１１が設け
られている。前記燃料ガス排出マニホールド孔８と前記
ガス流路溝部１０の間には、燃料ガス排出口１５が設け
られている。前記燃料ガス導入口１１は平板９で覆わ
れ、前記燃料ガス排出口１５は平板１６で覆われ、それ
ぞれトンネル構造になっている。これにより燃料電池に
組み込んだとき固体高分子電解質膜が前記燃料ガス導入
口１１や前記燃料ガス排出口１５を塞いでガスの通流を
妨害することを防止されている。
【００３５】燃料ガスは、前記燃料ガス導入マニホール
ド孔１から入って、前記燃料ガス導入口１１を通って前
記ガス流路溝部１０に供給される。前記燃料ガスは、接
している電極に拡散して電気化学反応で発電に供されな
がら前記ガス流路溝部１０内部を前記燃料ガス排出口１
５方向に通流する。発電に供された残りの燃料ガスは前
記燃料ガス排出口１５から前記燃料ガス排出マニホール
ド孔８に排出される。
ド孔１から入って、前記燃料ガス導入口１１を通って前
記ガス流路溝部１０に供給される。前記燃料ガスは、接
している電極に拡散して電気化学反応で発電に供されな
がら前記ガス流路溝部１０内部を前記燃料ガス排出口１
５方向に通流する。発電に供された残りの燃料ガスは前
記燃料ガス排出口１５から前記燃料ガス排出マニホール
ド孔８に排出される。
【００３６】図２は、前記ガスマニホールド一体型セパ
レータ１００の燃料ガス導入口１１周辺の平板９の位置
関係を示す部分斜視図である。図３は、前記ガスマニホ
ールド一体型セパレータ１００の補強用リブと平板、シ
ールリブとの位置関係を示す部分斜視図である。図４
は、図３の補強用リブの部分のＡＡ断面図である。
レータ１００の燃料ガス導入口１１周辺の平板９の位置
関係を示す部分斜視図である。図３は、前記ガスマニホ
ールド一体型セパレータ１００の補強用リブと平板、シ
ールリブとの位置関係を示す部分斜視図である。図４
は、図３の補強用リブの部分のＡＡ断面図である。
【００３７】燃料ガス導入口１１は数本の溝形状で形成
され、平板９で覆うために段差部１７が設けられてい
る。前記段差部１７に前記平板９が接着により接合され
ている。前記平板９の表面は、ガスマニホールド一体型
セパレータ１００の表面と同一平面になるように設計さ
れているが、加工誤差により段差ができる場合がある。
され、平板９で覆うために段差部１７が設けられてい
る。前記段差部１７に前記平板９が接着により接合され
ている。前記平板９の表面は、ガスマニホールド一体型
セパレータ１００の表面と同一平面になるように設計さ
れているが、加工誤差により段差ができる場合がある。
【００３８】ガスマニホールド一体型セパレータ１００
の表面のガス流路溝部１０以外の部分は、エチレンプロ
ピレンゴム製のコーティング膜１２で覆われている。各
マニホールド１〜８の周囲及びガス流路溝部１０の周囲
にはガスや冷却水の漏れを防止するエチレンプロピレン
ゴム製のシールリブ１４が設けられている。前記平板の
燃料ガスが流れる方向に平行な端部９ａ，９ｂの上には
エチレンプロピレンゴム製の補強用リブ１３が設けられ
ている。
の表面のガス流路溝部１０以外の部分は、エチレンプロ
ピレンゴム製のコーティング膜１２で覆われている。各
マニホールド１〜８の周囲及びガス流路溝部１０の周囲
にはガスや冷却水の漏れを防止するエチレンプロピレン
ゴム製のシールリブ１４が設けられている。前記平板の
燃料ガスが流れる方向に平行な端部９ａ，９ｂの上には
エチレンプロピレンゴム製の補強用リブ１３が設けられ
ている。
【００３９】本実施例では、前記コーティング膜１２、
前記シールリブ１４及び前記補強用リブ１３はインジェ
クション成型法で一体で形成されている。前記コーティ
ング膜１２、前記シールリブ１４、前記補強用リブ１３
は同じエチレンプロピレンゴム製であるが、別々の樹脂
でもかまわない。同じ樹脂であると、一体で形成できる
ので低コスト化することができる。また、エチレンプロ
ピレンゴム以外の樹脂でもよいが、エチレンプロピレン
ゴムはガスの透過性が低くので、ガスのシール性に優れ
ている。エチレンプロピレンゴム以外の樹脂としては、
シリコン樹脂、ニトリルゴム、ウレタンゴム、ブチルゴ
ム、アクリルゴム、ハイパロン、ブラジエンゴム、イソ
プレンゴム、スチレンゴムなどがある。
前記シールリブ１４及び前記補強用リブ１３はインジェ
クション成型法で一体で形成されている。前記コーティ
ング膜１２、前記シールリブ１４、前記補強用リブ１３
は同じエチレンプロピレンゴム製であるが、別々の樹脂
でもかまわない。同じ樹脂であると、一体で形成できる
ので低コスト化することができる。また、エチレンプロ
ピレンゴム以外の樹脂でもよいが、エチレンプロピレン
ゴムはガスの透過性が低くので、ガスのシール性に優れ
ている。エチレンプロピレンゴム以外の樹脂としては、
シリコン樹脂、ニトリルゴム、ウレタンゴム、ブチルゴ
ム、アクリルゴム、ハイパロン、ブラジエンゴム、イソ
プレンゴム、スチレンゴムなどがある。
【００４０】平板９の端部９ａ，９ｂに加工誤差による
段差ができた場合でも、前記コーティング膜１２や前記
補強用リブ１３があるので、燃料電池の組み立て時など
に前記端部９ａ，９ｂに衝撃が加わることがなくなり、
前記平板９が剥離することはなくなった。また、平板９
が段差部１７との接合時にずれても前記コーティング膜
１２や前記補強用リブ１３があるので、ガスが漏れるこ
とがなくなった。
段差ができた場合でも、前記コーティング膜１２や前記
補強用リブ１３があるので、燃料電池の組み立て時など
に前記端部９ａ，９ｂに衝撃が加わることがなくなり、
前記平板９が剥離することはなくなった。また、平板９
が段差部１７との接合時にずれても前記コーティング膜
１２や前記補強用リブ１３があるので、ガスが漏れるこ
とがなくなった。
【００４１】前記コーティング膜１２、前記補強用リブ
１３は、どちらか一方だけでも上記の効果があるが、一
体で形成することにより上記の効果を増すことができる
とともに、前記補強用リブ１３のガスマニホールド一体
型セパレータ１００に対する接着強度を高めることがで
きる。また、シールリブ１４も一体で形成することによ
り低コストで前記コーティング膜１２、前記補強用リブ
１３を形成することができる。
１３は、どちらか一方だけでも上記の効果があるが、一
体で形成することにより上記の効果を増すことができる
とともに、前記補強用リブ１３のガスマニホールド一体
型セパレータ１００に対する接着強度を高めることがで
きる。また、シールリブ１４も一体で形成することによ
り低コストで前記コーティング膜１２、前記補強用リブ
１３を形成することができる。
【００４２】燃料ガス排出口１５の平板１６の部分にも
補強用リブが設けられているが、構造と効果は上記と同
じであるので説明は省略する。
補強用リブが設けられているが、構造と効果は上記と同
じであるので説明は省略する。
【００４３】ガスマニホールド一体型セパレータ１００
の裏面には、酸化剤ガス用のガス流路溝部、ガス導入
口、ガス排出口が設けられいる。また、このガス導入
口、ガス排出口を覆う平板が設けられている。燃料ガス
側の面と同様にコーティング膜、シールリブ、補強用リ
ブが設けられている。それらの構造と作用は燃料ガス側
の説明と同様である。
の裏面には、酸化剤ガス用のガス流路溝部、ガス導入
口、ガス排出口が設けられいる。また、このガス導入
口、ガス排出口を覆う平板が設けられている。燃料ガス
側の面と同様にコーティング膜、シールリブ、補強用リ
ブが設けられている。それらの構造と作用は燃料ガス側
の説明と同様である。
【００４４】なお、セパレータには燃料ガス用のガス流
路溝部と酸化剤ガス用のガス流路溝部が表裏に必ず設け
られている必要はない。どちらか一方のみ設けられたセ
パレータでもよい。
路溝部と酸化剤ガス用のガス流路溝部が表裏に必ず設け
られている必要はない。どちらか一方のみ設けられたセ
パレータでもよい。
【００４５】図５は、本発明の実施例の燃料電池の外観
図である。ガスマニホールド一体型セパレータ１００が
複数枚積層されている。前記ガスマニホールド一体型セ
パレータ１００間には、固体高分子電解質膜を燃料極と
酸化剤極で挟持した電極ユニットが存在している。前記
ガスマニホールド一体型セパレータ１００の両端部に
は、発電した電気を外側に取り出す集電板２５が設けら
れている。前記集電板２５の外側には、発電した電気が
前記集電板２５以外に流れないようにする絶縁板２４が
設けられている。
図である。ガスマニホールド一体型セパレータ１００が
複数枚積層されている。前記ガスマニホールド一体型セ
パレータ１００間には、固体高分子電解質膜を燃料極と
酸化剤極で挟持した電極ユニットが存在している。前記
ガスマニホールド一体型セパレータ１００の両端部に
は、発電した電気を外側に取り出す集電板２５が設けら
れている。前記集電板２５の外側には、発電した電気が
前記集電板２５以外に流れないようにする絶縁板２４が
設けられている。
【００４６】更に、前記絶縁板２４の外側には、プレッ
シャプレート２６ａ、２６ｂが設けられ、前記ガスマニ
ホールド一体型セパレータ１００、前記集電板２５、前
記絶縁板２４を押さえて固定している。前記プレッシャ
プレート２６ａには、燃料ガス入口マニホールド１８、
冷却水入口マニホールド１９、酸化剤ガス入口マニホー
ルド２０、燃料ガス出口マニホールド２１、冷却水出口
マニホールド２２、酸化剤ガス出口マニホールド２３が
設けられている。
シャプレート２６ａ、２６ｂが設けられ、前記ガスマニ
ホールド一体型セパレータ１００、前記集電板２５、前
記絶縁板２４を押さえて固定している。前記プレッシャ
プレート２６ａには、燃料ガス入口マニホールド１８、
冷却水入口マニホールド１９、酸化剤ガス入口マニホー
ルド２０、燃料ガス出口マニホールド２１、冷却水出口
マニホールド２２、酸化剤ガス出口マニホールド２３が
設けられている。
【００４７】前記燃料ガス入口マニホールド１８は、燃
料ガス導入マニホールド孔１と連結している。前記冷却
水入口マニホールド１９は、冷却水導入マニホールド孔
２と連結している。前記酸化剤ガス入口マニホールド２
０は、酸化剤ガス導入マニホールド孔３、４と連結して
いる。前記燃料ガス出口マニホールド２１は、燃料ガス
排出マニホールド孔８と連結している。前記冷却水出口
マニホールド２２は、冷却水排出マニホールド孔７と連
結している。前記酸化剤ガス出口マニホールド２３は、
酸化剤ガス排出マニホールド孔５、６と連結している。
料ガス導入マニホールド孔１と連結している。前記冷却
水入口マニホールド１９は、冷却水導入マニホールド孔
２と連結している。前記酸化剤ガス入口マニホールド２
０は、酸化剤ガス導入マニホールド孔３、４と連結して
いる。前記燃料ガス出口マニホールド２１は、燃料ガス
排出マニホールド孔８と連結している。前記冷却水出口
マニホールド２２は、冷却水排出マニホールド孔７と連
結している。前記酸化剤ガス出口マニホールド２３は、
酸化剤ガス排出マニホールド孔５、６と連結している。
【００４８】燃料ガスは前記燃料ガス入口マニホールド
１８から供給され、燃料ガス導入マニホールド孔１を通
ってそれぞれのガスマニホールド一体型セパレータ１０
０の燃料ガス導入口１１からガス流路溝部１０に供給さ
れる。一方、酸化剤ガスは前記酸化剤ガス入口マニホー
ルド２０から供給され、酸化剤ガス導入マニホールド孔
３、４を通ってそれぞれのガスマニホールド一体型セパ
レータ１００の酸化剤ガス導入口から酸化剤ガスのガス
流路溝部に供給される。それぞれのガス流路溝部に供給
された燃料ガスと酸化剤ガスは、それぞれ燃料極、酸化
剤極で電気化学反応に供され発電する。
１８から供給され、燃料ガス導入マニホールド孔１を通
ってそれぞれのガスマニホールド一体型セパレータ１０
０の燃料ガス導入口１１からガス流路溝部１０に供給さ
れる。一方、酸化剤ガスは前記酸化剤ガス入口マニホー
ルド２０から供給され、酸化剤ガス導入マニホールド孔
３、４を通ってそれぞれのガスマニホールド一体型セパ
レータ１００の酸化剤ガス導入口から酸化剤ガスのガス
流路溝部に供給される。それぞれのガス流路溝部に供給
された燃料ガスと酸化剤ガスは、それぞれ燃料極、酸化
剤極で電気化学反応に供され発電する。
【００４９】電気化学反応に使われなかった燃料ガス
は、燃料ガス排出口１５から燃料ガス排出マニホールド
孔８に排出され、燃料ガス出口マニホールド２１から燃
料電池の外部に排出される。一方、電気化学反応に使わ
れなかった酸化剤ガスは、酸化剤ガス排出口から酸化剤
ガス排出マニホールド孔５、６に排出され、酸化剤ガス
出口マニホールド２３から燃料電池の外部に排出され
る。
は、燃料ガス排出口１５から燃料ガス排出マニホールド
孔８に排出され、燃料ガス出口マニホールド２１から燃
料電池の外部に排出される。一方、電気化学反応に使わ
れなかった酸化剤ガスは、酸化剤ガス排出口から酸化剤
ガス排出マニホールド孔５、６に排出され、酸化剤ガス
出口マニホールド２３から燃料電池の外部に排出され
る。
【００５０】この燃料電池を長時間動かしたり、試験の
ためにガスマニホールド一体型セパレータ１００を取り
外して再度組み立てても、ガス導入口とガス排出口を覆
う平板に生じた加工誤差による段差が前記コーティング
膜１２及び前記補強用リブ１３で覆われているので、前
記平板が剥離することはなくなった。
ためにガスマニホールド一体型セパレータ１００を取り
外して再度組み立てても、ガス導入口とガス排出口を覆
う平板に生じた加工誤差による段差が前記コーティング
膜１２及び前記補強用リブ１３で覆われているので、前
記平板が剥離することはなくなった。
【００５１】
【発明の効果】以上のように、本発明は、ガス導入マニ
ホールド孔、ガス排出マニホールド孔及びガス流路溝部
を有し、前記ガス導入マニホールド孔と前記ガス流路溝
部を連結するガス導入口及び前記ガス排出マニホールド
孔と前記ガス流路溝部を連結するガス排出口を平板で覆
い、前記ガス導入口及び前記ガス排出口をトンネル構造
にした燃料電池用セパレータにおいて、少なくとも前記
ガス流路溝部以外の部分を樹脂で被覆したコーティング
膜を設けるか、又は前記ガス導入口及び前記ガス排出口
を覆う平板のガスの流れる方向に平行な端部を覆う凸部
形状の樹脂製の補強用リブを設けたことを特徴とするの
ガスマニホールド一体型セパレータ及びそのガスマニホ
ールド一体型セパレータで固体高分子電解質膜と電極の
接合体を挟んで積層したことを特徴とするの固体高分子
電解質型燃料電池であるので、前記ガス導入口及び前記
ガス排出口を覆う平板が剥離する問題を解決し、ガスシ
ール性に優れたガスマニホールド一体型セパレータ及び
耐久性に優れた燃料電池ができる。
ホールド孔、ガス排出マニホールド孔及びガス流路溝部
を有し、前記ガス導入マニホールド孔と前記ガス流路溝
部を連結するガス導入口及び前記ガス排出マニホールド
孔と前記ガス流路溝部を連結するガス排出口を平板で覆
い、前記ガス導入口及び前記ガス排出口をトンネル構造
にした燃料電池用セパレータにおいて、少なくとも前記
ガス流路溝部以外の部分を樹脂で被覆したコーティング
膜を設けるか、又は前記ガス導入口及び前記ガス排出口
を覆う平板のガスの流れる方向に平行な端部を覆う凸部
形状の樹脂製の補強用リブを設けたことを特徴とするの
ガスマニホールド一体型セパレータ及びそのガスマニホ
ールド一体型セパレータで固体高分子電解質膜と電極の
接合体を挟んで積層したことを特徴とするの固体高分子
電解質型燃料電池であるので、前記ガス導入口及び前記
ガス排出口を覆う平板が剥離する問題を解決し、ガスシ
ール性に優れたガスマニホールド一体型セパレータ及び
耐久性に優れた燃料電池ができる。
【図１】本発明の実施例のガスマニホールド一体型セパ
レータの正面図
レータの正面図
【図２】ガスマニホールド一体型セパレータの燃料ガス
導入口周辺の平板の位置関係を示す部分斜視図
導入口周辺の平板の位置関係を示す部分斜視図
【図３】ガスマニホールド一体型セパレータの補強用リ
ブと平板、シールリブとの位置関係を示す部分斜視図
ブと平板、シールリブとの位置関係を示す部分斜視図
【図４】ガスマニホールド一体型セパレータの補強用リ
ブの部分のＡＡ断面図
ブの部分のＡＡ断面図
【図５】本発明の実施例の燃料電池の外観図
１…燃料ガス導入マニホールド孔 ２…冷却水導入マニホールド孔 ３、４…酸化剤ガス導入マニホールド孔 ５、６…酸化剤ガス排出マニホールド孔 ７…冷却水排出マニホールド孔 ８…燃料ガス排出マニホールド孔 ９、１６…平板 ９ａ，９ｂ…端部 １０…ガス流路溝部 １１…燃料ガス導入口 １２…コーティング膜 １３…補強用リブ １４…シールリブ １５…燃料ガス排出口 １００…ガスマニホールド一体型セパレータ
Claims (7)
- 【請求項１】 ガス導入マニホールド孔、ガス排出マニ
ホールド孔及びガス流路溝部を有し、前記ガス導入マニ
ホールド孔と前記ガス流路溝部を連結するガス導入口及
び前記ガス排出マニホールド孔と前記ガス流路溝部を連
結するガス排出口を平板で覆い、前記ガス導入口及び前
記ガス排出口をトンネル構造にした燃料電池用セパレー
タにおいて、前記ガス流路溝部以外の部分を樹脂で被覆
したコーティング膜を設けたことを特徴とするガスマニ
ホールド一体型セパレータ。 - 【請求項２】 ガス導入マニホールド孔、ガス排出マニ
ホールド孔及びガス流路溝部を有し、前記ガス導入マニ
ホールド孔と前記ガス流路溝部を連結するガス導入口及
び前記ガス排出マニホールド孔と前記ガス流路溝部を連
結するガス排出口を平板で覆い、前記ガス導入口及び前
記ガス排出口をトンネル構造にした燃料電池用セパレー
タにおいて、前記ガス導入口及び前記ガス排出口を覆う
平板のガスの流れる方向に平行な端部を覆う凸部形状の
樹脂製の補強用リブを設けたことを特徴とするガスマニ
ホールド一体型セパレータ。 - 【請求項３】 前記樹脂がエチレンプロピレンゴムであ
ることを特徴とする請求項１及び請求項２記載のガスマ
ニホールド一体型セパレータ。 - 【請求項４】 前記コーティング膜及び前記補強用リブ
が一体で形成されていることを特徴とする請求項１記載
及び請求項２記載のガスマニホールド一体型セパレー
タ。 - 【請求項５】 請求項１記載及び請求項２記載のガスマ
ニホールド一体型セパレータのガス導入マニホールド
孔、ガス排出マニホールド孔、冷却水導入マニホールド
孔、冷却水排出マニホールド孔の少なくとも一つの孔を
囲む凸部形状の樹脂製のシールリブを設け、前記シール
リブと前記コーティング膜及び前記補強用リブを一体で
形成することを特徴とする請求項１記載及び請求項２記
載のガスマニホールド一体型セパレータ。 - 【請求項６】 ガス導入マニホールド孔、ガス排出マニ
ホールド孔及びガス流路溝部を有し、前記ガス導入マニ
ホールド孔と前記ガス流路溝部を連結するガス導入口及
び前記ガス排出マニホールド孔と前記ガス流路溝部を連
結するガス排出口を平板で覆い、前記ガス導入口及び前
記ガス排出口をトンネル構造にしたガスマニホールド一
体型セパレータを有する燃料電池において、前記ガス流
路溝部以外の部分を樹脂で被覆したコーティング膜を設
けたガスマニホールド一体型セパレータで固体高分子電
解質膜と電極の接合体を挟んで積層したことを特徴とす
る固体高分子電解質型燃料電池。 - 【請求項７】 ガス導入マニホールド孔、ガス排出マニ
ホールド孔及びガス流路溝部を有し、前記ガス導入マニ
ホールド孔と前記ガス流路溝部を連結するガス導入口及
び前記ガス排出マニホールド孔と前記ガス流路溝部を連
結するガス排出口を平板で覆い、前記ガス導入口及び前
記ガス排出口をトンネル構造にしたガスマニホールド一
体型セパレータを有する燃料電池において、前記ガス導
入口及び前記ガス排出口を覆う平板のガスの流れる方向
に平行な端部を覆う凸部形状の樹脂製の補強用リブを設
けたガスマニホールド一体型セパレータで固体高分子電
解質膜と電極の接合体を挟んで積層したことを特徴とす
る固体高分子電解質型燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30739198A JP4066536B2 (ja) | 1998-10-28 | 1998-10-28 | ガスマニホールド一体型セパレータ及び固体高分子電解質型燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30739198A JP4066536B2 (ja) | 1998-10-28 | 1998-10-28 | ガスマニホールド一体型セパレータ及び固体高分子電解質型燃料電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000133289A true JP2000133289A (ja) | 2000-05-12 |
| JP4066536B2 JP4066536B2 (ja) | 2008-03-26 |
Family
ID=17968495
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30739198A Expired - Fee Related JP4066536B2 (ja) | 1998-10-28 | 1998-10-28 | ガスマニホールド一体型セパレータ及び固体高分子電解質型燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4066536B2 (ja) |
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1998
- 1998-10-28 JP JP30739198A patent/JP4066536B2/ja not_active Expired - Fee Related
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