JP2001338673A - 燃料電池セパレータ組立シール構造 - Google Patents
燃料電池セパレータ組立シール構造Info
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- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Abstract
(57)【要約】
【課題】 燃料電池スタックの組立性を向上させるとと
もに、反応電極部３の寸法安定性を向上させることが可
能な燃料電池セパレータ組立シール構造を提供する。 【解決手段】 反応電極部３を挟み込む複数のセパレー
タ１，２に互いに連通するように空間部１６，１８を設
け、この空間部１６，１８にゴム、液状ゴムまたは熱可
塑性エラストマー等よりなる成形材１９を注入成形する
ことによって複数のセパレータ１，２を互いに重ね合わ
せた状態で一体化した。
もに、反応電極部３の寸法安定性を向上させることが可
能な燃料電池セパレータ組立シール構造を提供する。 【解決手段】 反応電極部３を挟み込む複数のセパレー
タ１，２に互いに連通するように空間部１６，１８を設
け、この空間部１６，１８にゴム、液状ゴムまたは熱可
塑性エラストマー等よりなる成形材１９を注入成形する
ことによって複数のセパレータ１，２を互いに重ね合わ
せた状態で一体化した。
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組立シ
ール構造に関するものである。
ータを構成要素の一部とする燃料電池セパレータ組立シ
ール構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図７に示すように、従来は、反応電極部
５１における電解質膜５２とこれを挟み込む一対のセパ
レータ５３との間にそれぞれガスケット５４が別個に配
置されるとともに、一対のセパレータ５３が互いに組み
付けられておらずそれぞれ別部品とされているために、
燃料電池スタックの組立に多大な工数を要している。ま
た、反応電極部５１が定寸止めとなっていないために、
その寸法が安定しないと云う不都合があり、シール反力
によって寸法が変わってしまうこともある。
５１における電解質膜５２とこれを挟み込む一対のセパ
レータ５３との間にそれぞれガスケット５４が別個に配
置されるとともに、一対のセパレータ５３が互いに組み
付けられておらずそれぞれ別部品とされているために、
燃料電池スタックの組立に多大な工数を要している。ま
た、反応電極部５１が定寸止めとなっていないために、
その寸法が安定しないと云う不都合があり、シール反力
によって寸法が変わってしまうこともある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は以上の点に鑑
み、燃料電池スタックの組立性を向上させるとともに、
反応電極部の寸法安定性を向上させることが可能な燃料
電池セパレータ組立シール構造を提供することを目的と
する。
み、燃料電池スタックの組立性を向上させるとともに、
反応電極部の寸法安定性を向上させることが可能な燃料
電池セパレータ組立シール構造を提供することを目的と
する。
【０００４】
【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組立シ
ール構造は、反応電極部を挟み込む複数のセパレータに
互いに連通するように空間部を設け、前記空間部にゴ
ム、液状ゴムまたは熱可塑性エラストマー等よりなる成
形材を注入成形することによって前記複数のセパレータ
を互いに重ね合わせた状態で一体化してなることを特徴
とするものである。
め、本発明の請求項１による燃料電池セパレータ組立シ
ール構造は、反応電極部を挟み込む複数のセパレータに
互いに連通するように空間部を設け、前記空間部にゴ
ム、液状ゴムまたは熱可塑性エラストマー等よりなる成
形材を注入成形することによって前記複数のセパレータ
を互いに重ね合わせた状態で一体化してなることを特徴
とするものである。
【０００５】また、本発明の請求項２の燃料電池セパレ
ータ組立シール構造は、上記した請求項１の燃料電池セ
パレータ組立シール構造において、複数のセパレータの
空間部に注入成形された成形材が、少なくとも一つのセ
パレータの外面に設けられたセパレータシールと一体成
形されていることを特徴とするものである。
ータ組立シール構造は、上記した請求項１の燃料電池セ
パレータ組立シール構造において、複数のセパレータの
空間部に注入成形された成形材が、少なくとも一つのセ
パレータの外面に設けられたセパレータシールと一体成
形されていることを特徴とするものである。
【０００６】また、本発明の請求項３による燃料電池セ
パレータ組立シール構造は、上記した請求項１または２
の燃料電池セパレータ組立シール構造において、反応電
極部の外周に、複数のセパレータの間に挟み込まれるガ
スケットが配置されていることを特徴とするものであ
る。
パレータ組立シール構造は、上記した請求項１または２
の燃料電池セパレータ組立シール構造において、反応電
極部の外周に、複数のセパレータの間に挟み込まれるガ
スケットが配置されていることを特徴とするものであ
る。
【０００７】更にまた、本発明の請求項４による燃料電
池セパレータ組立シール構造は、上記した請求項１また
は２の燃料電池セパレータ組立シール構造において、反
応電極部における電解質膜の周縁部に液状ゴム硬化物が
塗布されて、前記液状ゴム硬化物が前記電解質膜および
セパレータに対して接着せしめられていることを特徴と
するものである。
池セパレータ組立シール構造は、上記した請求項１また
は２の燃料電池セパレータ組立シール構造において、反
応電極部における電解質膜の周縁部に液状ゴム硬化物が
塗布されて、前記液状ゴム硬化物が前記電解質膜および
セパレータに対して接着せしめら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セパレータ組立
シール構造においては、反応電極部を挟み込む複数のセ
パレータに互いに連通するように空間部が設けられて、
この空間部にゴム、液状ゴムまたは熱可塑性エラストマ
ー等よりなる成形材が注入成形されることによって複数
のセパレータが互いに重ね合わされた状態で一体化され
ているために、反応電極部を挟み込んだこの複数のセパ
レータを組立済み部品として一体に取り扱うことが可能
となる（請求項１）。
シール構造においては、反応電極部を挟み込む複数のセ
パレータに互いに連通するように空間部が設けられて、
この空間部にゴム、液状ゴムまたは熱可塑性エラストマ
ー等よりなる成形材が注入成形されることによって複数
のセパレータが互いに重ね合わされた状態で一体化され
ているために、反応電極部を挟み込んだこの複数のセパ
レータを組立済み部品として一体に取り扱うことが可能
となる（請求項１）。
【０００９】また、複数のセパレータが互いに重ね合わ
された状態で一体化されているために、この複数のセパ
レータは定寸止め構造とされている。したがって、反応
電極部の厚み方向の寸法を安定化させることが可能とな
る（請求項１）。
された状態で一体化されているために、この複数のセパ
レータは定寸止め構造とされている。したがって、反応
電極部の厚み方向の寸法を安定化させることが可能とな
る（請求項１）。
【００１０】複数のセパレータの空間部に注入成形され
る成形材は、少なくとも一つのセパレータの外面に設け
られるセパレータシールと同種の材料をもって一体成形
するのが好適であり、このように成形材とセパレータシ
ールとを一体成形することにより、成形工程を簡略化す
ることが可能となる（請求項２）。
る成形材は、少なくとも一つのセパレータの外面に設け
られるセパレータシールと同種の材料をもって一体成形
するのが好適であり、このように成形材とセパレータシ
ールとを一体成形することにより、成形工程を簡略化す
ることが可能となる（請求項２）。
【００１１】また、互いに一体化される複数のセパレー
タの間は、反応電極部の外周に配置されるガスケットに
よってシールするのが好適であり、このようにセパレー
タの間を反応電極部の外周側に配置されるガスケットに
よってシールすることにより、ガスケットの設置数を従
来よりも減じることが可能となる（請求項３）。
タの間は、反応電極部の外周に配置されるガスケットに
よってシールするのが好適であり、このようにセパレー
タの間を反応電極部の外周側に配置されるガスケットに
よってシールすることにより、ガスケットの設置数を従
来よりも減じることが可能となる（請求項３）。
【００１２】また、このガスケットによる反力の作用が
懸念される場合には、反応電極部における電解質膜の周
縁部に塗布した液状ゴム硬化物によってシールを代行さ
せるの好適であり、このように液状ゴム硬化物を接着材
シールとして用いることにより、反力の発生ないし作用
をなくすことが可能となる（請求項４）。
懸念される場合には、反応電極部における電解質膜の周
縁部に塗布した液状ゴム硬化物によってシールを代行さ
せるの好適であり、このように液状ゴム硬化物を接着材
シールとして用いることにより、反力の発生ないし作用
をなくすことが可能となる（請求項４）。
【００１３】
【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。
たがって説明する。
【００１４】第一実施例・・・図１は、本発明の第一実
施例に係る燃料電池セパレータ組立シール構造の要部断
面図を示しており、その組立前の状態が図２に示されて
いる。このセパレータ組立シール構造は組立完成品とし
て燃料電池用セルを構成するものであって、以下のよう
に構成されている。
施例に係る燃料電池セパレータ組立シール構造の要部断
面図を示しており、その組立前の状態が図２に示されて
いる。このセパレータ組立シール構造は組立完成品とし
て燃料電池用セルを構成するものであって、以下のよう
に構成されている。
【００１５】すなわち先ず、互いに重ねられる上下一対
のセパレータ１，２が設けられており、この一対のセパ
レータ１，２の間に反応電極部（ＭＥＡ部とも称する）
３が挟み込まれている。反応電極部３は、電解質膜４の
上下両側に正電極５および負電極６を重ね合わせたもの
である。反応電極部３の外周側にゴム状弾性材製のガス
ケット７が配置されており、このガスケット７が一対の
セパレータ１，２の間に所定の圧縮しろをもって挟み込
まれている。図では、電解質膜４の周縁部が正電極５お
よび負電極６の周縁部よりも平面方向に拡大形成されて
いて、この拡大形成された電解質膜４の周縁部の上下両
側にゴム状弾性材製のガスケット７が配置されており、
この電解質膜４およびガスケット７よりなる積層構造
に、後記する位置決め部９を挿し通すための透孔８が所
要数形成されている。上下のガスケット７は透孔８を介
して互いに一体成形されたものであっても良い。
のセパレータ１，２が設けられており、この一対のセパ
レータ１，２の間に反応電極部（ＭＥＡ部とも称する）
３が挟み込まれている。反応電極部３は、電解質膜４の
上下両側に正電極５および負電極６を重ね合わせたもの
である。反応電極部３の外周側にゴム状弾性材製のガス
ケット７が配置されており、このガスケット７が一対の
セパレータ１，２の間に所定の圧縮しろをもって挟み込
まれている。図では、電解質膜４の周縁部が正電極５お
よび負電極６の周縁部よりも平面方向に拡大形成されて
いて、この拡大形成された電解質膜４の周縁部の上下両
側にゴム状弾性材製のガスケット７が配置されており、
この電解質膜４およびガスケット７よりなる積層構造
に、後記する位置決め部９を挿し通すための透孔８が所
要数形成されている。上下のガスケット７は透孔８を介
して互いに一体成形されたものであっても良い。
【００１６】一対のセパレータ１，２は嵌め合い構造と
されていて、この両セパレータ１，２に、凹部１０およ
び凸部１１の組み合わせよりなる位置決め部９が所要数
設けられており、この凹部１０および凸部１１が互いに
係合することによって両セパレータ１，２が互いに位置
決めされている。位置決め部９はセパレータ１，２の周
縁部に沿って多数が一列に設けられている。また、下側
のセパレータ２の内面には凹部１０の他に、反応電極部
３およびガスケット７を収容するための凹部１２が設け
られている。
されていて、この両セパレータ１，２に、凹部１０およ
び凸部１１の組み合わせよりなる位置決め部９が所要数
設けられており、この凹部１０および凸部１１が互いに
係合することによって両セパレータ１，２が互いに位置
決めされている。位置決め部９はセパレータ１，２の周
縁部に沿って多数が一列に設けられている。また、下側
のセパレータ２の内面には凹部１０の他に、反応電極部
３およびガスケット７を収容するための凹部１２が設け
られている。
【００１７】位置決め部９の上方に位置して、上側のセ
パレータ１の外面にセパレータシール１４が設けられて
おり、このセパレータシール１４はセパレータ１の周縁
部に沿ってエンドレスに設けられている。また、このセ
パレータシール１４は、同じくセパレータ１の周縁部に
沿ってエンドレスに設けられた溝部１５に沿って設けら
れており、この溝部１５の底面に貫通穴状の空間部（ス
ルーホールとも称する）１６が所要数開口形成されてい
る。空間部１６は各位置決め部９に対応してその平面中
央に一つずつが設けられている。また、この上側のセパ
レータ１の外面に設けられた溝部１５に対応して、下側
のセパレータ２の外面にも同様に溝部１７が設けられて
おり、この溝部１７の底面にも貫通穴状の空間部（スル
ーホールとも称する）１８が所要数開口形成されてい
る。空間部１８はこれも各位置決め部９に対応してその
平面中央に一つずつが設けられている。
パレータ１の外面にセパレータシール１４が設けられて
おり、このセパレータシール１４はセパレータ１の周縁
部に沿ってエンドレスに設けられている。また、このセ
パレータシール１４は、同じくセパレータ１の周縁部に
沿ってエンドレスに設けられた溝部１５に沿って設けら
れており、この溝部１５の底面に貫通穴状の空間部（ス
ルーホールとも称する）１６が所要数開口形成されてい
る。空間部１６は各位置決め部９に対応してその平面中
央に一つずつが設けられている。また、この上側のセパ
レータ１の外面に設けられた溝部１５に対応して、下側
のセパレータ２の外面にも同様に溝部１７が設けられて
おり、この溝部１７の底面にも貫通穴状の空間部（スル
ーホールとも称する）１８が所要数開口形成されてい
る。空間部１８はこれも各位置決め部９に対応してその
平面中央に一つずつが設けられている。
【００１８】上側の空間部１６と下側の空間部１８とは
互いに対応形成されていて、互いに連通しており、この
両空間部１６，１８および両溝部１５，１７に成形材１
９が注入成形されている。成形材１９はその上方のセパ
レータシール１４と一体成形されており、この成形材１
９およびセパレータシール１４は、ゴム、液状ゴムまた
は熱可塑性エラストマー等のゴム状弾性材を成形材料と
して圧縮成形または射出成形等によって同時成形されて
いる。また、この成形材１９が空間部１６，１８に注入
成形されることによって一対のセパレータ１，２は、上
記凹部１０の底面と凸部１１の先端面とがセパレータ
１，２の厚み方向に付き合わされるかたちで、重ね合わ
された状態で一体化されている。
互いに対応形成されていて、互いに連通しており、この
両空間部１６，１８および両溝部１５，１７に成形材１
９が注入成形されている。成形材１９はその上方のセパ
レータシール１４と一体成形されており、この成形材１
９およびセパレータシール１４は、ゴム、液状ゴムまた
は熱可塑性エラストマー等のゴム状弾性材を成形材料と
して圧縮成形または射出成形等によって同時成形されて
いる。また、この成形材１９が空間部１６，１８に注入
成形されることによって一対のセパレータ１，２は、上
記凹部１０の底面と凸部１１の先端面とがセパレータ
１，２の厚み方向に付き合わされるかたちで、重ね合わ
された状態で一体化されている。
【００１９】上記構成を備えたセパレータ組立シール構
造においては、反応電極部３を挟み込む一対のセパレー
タ１，２に互いに連通するように空間部１６，１８が溝
部１５，１７とともに設けられて、この空間部１６，１
８および溝部１５，１７にゴム、液状ゴムまたは熱可塑
性エラストマー等よりなる成形材１９が注入成形される
ことによって一対のセパレータ１，２が互いに重ね合わ
された状態で一体化されているために、反応電極部３を
挟み込んだこの一対のセパレータ１，２をセル組立体
（セルＡｓｓｙ）として一体に取り扱うことができる。
したがって、燃料電池スタックの組立性を向上させるこ
とができる。尚、溝部１５，１７は、ここに充填される
成形材１９によって空間部１６，１８内の成形材１９を
セパレータ１，２から抜け止めするものであることか
ら、貫通穴状の空間部１６，１８の開口断面積がその貫
通方向端部で中央部よりも大きく設定されていれば抜け
止め効果があるので、この場合は溝部１５，１７は不要
である。したがって、溝部１５，１７はこれを設ける必
要のない場合もある。
造においては、反応電極部３を挟み込む一対のセパレー
タ１，２に互いに連通するように空間部１６，１８が溝
部１５，１７とともに設けられて、この空間部１６，１
８および溝部１５，１７にゴム、液状ゴムまたは熱可塑
性エラストマー等よりなる成形材１９が注入成形される
ことによって一対のセパレータ１，２が互いに重ね合わ
された状態で一体化されているために、反応電極部３を
挟み込んだこの一対のセパレータ１，２をセル組立体
（セルＡｓｓｙ）として一体に取り扱うことができる。
したがって、燃料電池スタックの組立性を向上させるこ
とができる。尚、溝部１５，１７は、ここに充填される
成形材１９によって空間部１６，１８内の成形材１９を
セパレータ１，２から抜け止めするものであることか
ら、貫通穴状の空間部１６，１８の開口断面積がその貫
通方向端部で中央部よりも大きく設定されていれば抜け
止め効果があるので、この場合は溝部１５，１７は不要
である。したがって、溝部１５，１７はこれを設ける必
要のない場合もある。
【００２０】また、上記構成の組立シール構造において
は、一対のセパレータ１，２が互いに重ね合わされた状
態で一体化されているために、この一対のセパレータ
１，２は定寸止め構造とされている。したがって、反応
電極部３の厚み方向の寸法を安定化させることができ
る。
は、一対のセパレータ１，２が互いに重ね合わされた状
態で一体化されているために、この一対のセパレータ
１，２は定寸止め構造とされている。したがって、反応
電極部３の厚み方向の寸法を安定化させることができ
る。
【００２１】また、セパレータ１，２の空間部１６，１
８および溝部１５，１７に注入成形される成形材１９が
セパレータシール１４と同種の材料をもって一体成形さ
れているために、成形を一回で済ませることができる。
したがって、成形工程を簡略化することができる。
８および溝部１５，１７に注入成形される成形材１９が
セパレータシール１４と同種の材料をもって一体成形さ
れているために、成形を一回で済ませることができる。
したがって、成形工程を簡略化することができる。
【００２２】更にまた、互いに一体化される一対のセパ
レータ１，２の間が反応電極部３の外周側に配置される
ガスケット７によってシールされるために、両セパレー
タ１，２に組み合わされるガスケット７を共用すること
ができる。したがって、ガスケット７の設置数を従来よ
りも減じることができる（上記実施例では、そのシール
力を高めるためにガスケット７を上下二重構造としてい
るが、一重構造でも良く、この一重構造の場合、唯一の
ガスケットは両セパレータ１，２によって共用される。
したがって、セパレータ１，２毎にガスケットを必要と
した従来技術と比較してガスケットの設置数を減らすこ
とができる）。
レータ１，２の間が反応電極部３の外周側に配置される
ガスケット７によってシールされるために、両セパレー
タ１，２に組み合わされるガスケット７を共用すること
ができる。したがって、ガスケット７の設置数を従来よ
りも減じることができる（上記実施例では、そのシール
力を高めるためにガスケット７を上下二重構造としてい
るが、一重構造でも良く、この一重構造の場合、唯一の
ガスケットは両セパレータ１，２によって共用される。
したがって、セパレータ１，２毎にガスケットを必要と
した従来技術と比較してガスケットの設置数を減らすこ
とができる）。
【００２３】尚、上記構成の組立シール構造において、
セパレータ１，２の一体化を維持するためには、間に挟
み込んだガスケット７の反力よりも成形材１９による締
結力の方を大きく設定する必要があり、一般的には、図
３に示すように締結用の空間部１６，１８のピッチｐを
１０ｍｍ間隔以下に設定しないと、成形材のゴム硬度を
上げない限り締結力不足となる。したがって、このよう
な場合には、図４に示すように締結力を補強するため
に、ハトメ２０を追加する等の設計処置が必要となる。
セパレータ１，２の一体化を維持するためには、間に挟
み込んだガスケット７の反力よりも成形材１９による締
結力の方を大きく設定する必要があり、一般的には、図
３に示すように締結用の空間部１６，１８のピッチｐを
１０ｍｍ間隔以下に設定しないと、成形材のゴム硬度を
上げない限り締結力不足となる。したがって、このよう
な場合には、図４に示すように締結力を補強するため
に、ハトメ２０を追加する等の設計処置が必要となる。
【００２４】また、ガスケットの反力の発生ないしその
作用をなくす、あるいはその大きさを減らすには、以下
の実施例が好適である。
作用をなくす、あるいはその大きさを減らすには、以下
の実施例が好適である。
【００２５】第二実施例・・・図５は、本発明の第二実
施例に係る燃料電池セパレータ組立シール構造の要部断
面図を示しており、その組立前の状態が図６に示されて
いる。このセパレータ組立シール構造は組立完成品とし
て燃料電池用セルを構成するものであって、以下のよう
に構成されている。
施例に係る燃料電池セパレータ組立シール構造の要部断
面図を示しており、その組立前の状態が図６に示されて
いる。このセパレータ組立シール構造は組立完成品とし
て燃料電池用セルを構成するものであって、以下のよう
に構成されている。
【００２６】すなわち先ず、互いに重ねられる上下一対
のセパレータ１，２が設けられており、この一対のセパ
レータ１，２の間に反応電極部（ＭＥＡ部とも称する）
３が挟み込まれている。反応電極部３は、電解質膜４の
上下両側に正電極５および負電極６を重ね合わせたもの
である。反応電極部３の外周側に液状ゴム硬化物２２よ
りなる接着材シール２１が配置されており、この接着材
シール２１が電解質膜４およびセパレータ１，２に対し
て接着せしめられている。図では、電解質膜４の周縁部
が正電極５および負電極６の周縁部よりも平面方向に拡
大形成されていて、この拡大形成された電解質膜４の周
縁部の上下両側に液状ゴム硬化物２２よりなる接着材シ
ール２１が配置されている。電解質膜４には、後記する
位置決め部９を挿し通すための透孔８が所要数形成され
ている。接着材シール２１については後述する。
のセパレータ１，２が設けられており、この一対のセパ
レータ１，２の間に反応電極部（ＭＥＡ部とも称する）
３が挟み込まれている。反応電極部３は、電解質膜４の
上下両側に正電極５および負電極６を重ね合わせたもの
である。反応電極部３の外周側に液状ゴム硬化物２２よ
りなる接着材シール２１が配置されており、この接着材
シール２１が電解質膜４およびセパレータ１，２に対し
て接着せしめられている。図では、電解質膜４の周縁部
が正電極５および負電極６の周縁部よりも平面方向に拡
大形成されていて、この拡大形成された電解質膜４の周
縁部の上下両側に液状ゴム硬化物２２よりなる接着材シ
ール２１が配置されている。電解質膜４には、後記する
位置決め部９を挿し通すための透孔８が所要数形成され
ている。接着材シール２１については後述する。
【００２７】一対のセパレータ１，２は嵌め合い構造と
されていて、この両セパレータ１，２に、凹部１０およ
び凸部１１の組み合わせよりなる位置決め部９が所要数
設けられており、この凹部１０および凸部１１が互いに
係合することによって両セパレータ１，２が互いに位置
決めされている。位置決め部９はセパレータ１，２の周
縁部に沿って多数が一列に設けられている。また、下側
のセパレータ２の内面には凹部１０の他に、反応電極部
２および両接着材シール２１を収容するための凹部１２
が設けられている。
されていて、この両セパレータ１，２に、凹部１０およ
び凸部１１の組み合わせよりなる位置決め部９が所要数
設けられており、この凹部１０および凸部１１が互いに
係合することによって両セパレータ１，２が互いに位置
決めされている。位置決め部９はセパレータ１，２の周
縁部に沿って多数が一列に設けられている。また、下側
のセパレータ２の内面には凹部１０の他に、反応電極部
２および両接着材シール２１を収容するための凹部１２
が設けられている。
【００２８】位置決め部９の上方に位置して、上側のセ
パレータ１の外面にセパレータシール１４が設けられて
おり、このセパレータシール１４はセパレータ１の周縁
部に沿ってエンドレスに設けられている。また、このセ
パレータシール１４は、同じくセパレータ１の周縁部に
沿ってエンドレスに設けられた溝部１５に沿って設けら
れており、この溝部１５の底面に貫通穴状の空間部（ス
ルーホールとも称する）１６が所要数開口形成されてい
る。空間部１６は各位置決め部９に対応してその平面中
央に一つずつが設けられている。また、この上側のセパ
レータ１の外面に設けられた溝部１５に対応して、下側
のセパレータ２の外面にも同様に溝部１７が設けられて
おり、この溝部１７の底面にも貫通穴状の空間部（スル
ーホールとも称する）１８が所要数開口形成されてい
る。空間部１８はこれも各位置決め部９に対応してその
平面中央に一つずつが設けられている。
パレータ１の外面にセパレータシール１４が設けられて
おり、このセパレータシール１４はセパレータ１の周縁
部に沿ってエンドレスに設けられている。また、このセ
パレータシール１４は、同じくセパレータ１の周縁部に
沿ってエンドレスに設けられた溝部１５に沿って設けら
れており、この溝部１５の底面に貫通穴状の空間部（ス
ルーホールとも称する）１６が所要数開口形成されてい
る。空間部１６は各位置決め部９に対応してその平面中
央に一つずつが設けられている。また、この上側のセパ
レータ１の外面に設けられた溝部１５に対応して、下側
のセパレータ２の外面にも同様に溝部１７が設けられて
おり、この溝部１７の底面にも貫通穴状の空間部（スル
ーホールとも称する）１８が所要数開口形成されてい
る。空間部１８はこれも各位置決め部９に対応してその
平面中央に一つずつが設けられている。
【００２９】上側の空間部１６と下側の空間部１８とは
互いに対応形成されていて、互いに連通しており、この
両空間部１６，１８および両溝部１５，１７に成形材１
９が注入成形されている。成形材１９はその上方のセパ
レータシール１４と一体成形されており、この成形材１
９およびセパレータシール１４は、ゴム、液状ゴムまた
は熱可塑性エラストマー等のゴム状弾性材を成形材料と
して圧縮成形または射出成形等によって同時成形されて
いる。また、この成形材１９が空間部１６，１８に注入
成形されることによって一対のセパレータ１，２は、上
記凹部１０の底面と凸部１１の先端面とがセパレータ
１，２の厚み方向に付き合わされるかたちで、重ね合わ
された状態で一体化されている。
互いに対応形成されていて、互いに連通しており、この
両空間部１６，１８および両溝部１５，１７に成形材１
９が注入成形されている。成形材１９はその上方のセパ
レータシール１４と一体成形されており、この成形材１
９およびセパレータシール１４は、ゴム、液状ゴムまた
は熱可塑性エラストマー等のゴム状弾性材を成形材料と
して圧縮成形または射出成形等によって同時成形されて
いる。また、この成形材１９が空間部１６，１８に注入
成形されることによって一対のセパレータ１，２は、上
記凹部１０の底面と凸部１１の先端面とがセパレータ
１，２の厚み方向に付き合わされるかたちで、重ね合わ
された状態で一体化されている。
【００３０】接着材シール２１は、以下のようなもので
ある。
ある。
【００３１】すなわち、反応電極部３における電解質膜
４の周縁部がその上下の正電極５および負電極６の周縁
部よりも平面方向に若干拡大形成されて、この電解質膜
４の周縁部の上下両面にそれぞれ液状ゴム硬化物２２が
塗布され、この液状ゴム硬化物２２がその固化と同時に
電解質膜４およびセパレータ１，２に接着されて、接着
材シール２１が形成されている。したがって、この接着
材シール２１は圧縮状態で挟み込まれるものではないた
めに、殆ど反力が発生しないものである。
４の周縁部がその上下の正電極５および負電極６の周縁
部よりも平面方向に若干拡大形成されて、この電解質膜
４の周縁部の上下両面にそれぞれ液状ゴム硬化物２２が
塗布され、この液状ゴム硬化物２２がその固化と同時に
電解質膜４およびセパレータ１，２に接着されて、接着
材シール２１が形成されている。したがって、この接着
材シール２１は圧縮状態で挟み込まれるものではないた
めに、殆ど反力が発生しないものである。
【００３２】上記構成を備えたセパレータ組立シール構
造においては、反応電極部３を挟み込む一対のセパレー
タ１，２に互いに連通するように空間部１６，１８が溝
部１５，１７とともに設けられて、この空間部１６，１
８および溝部１５，１７にゴム、液状ゴムまたは熱可塑
性エラストマー等よりなる成形材１９が注入成形される
ことによって一対のセパレータ１，２が互いに重ね合わ
された状態で一体化されているために、反応電極部３を
挟み込んだこの一対のセパレータ１，２をセル組立体
（セルＡｓｓｙ）として一体に取り扱うことができる。
したがって、燃料電池スタックの組立性を向上させるこ
とができる。尚、溝部１５，１７を設ける必要のない場
合があることは上記第一実施例で述べたとおりである。
造においては、反応電極部３を挟み込む一対のセパレー
タ１，２に互いに連通するように空間部１６，１８が溝
部１５，１７とともに設けられて、この空間部１６，１
８および溝部１５，１７にゴム、液状ゴムまたは熱可塑
性エラストマー等よりなる成形材１９が注入成形される
ことによって一対のセパレータ１，２が互いに重ね合わ
された状態で一体化されているために、反応電極部３を
挟み込んだこの一対のセパレータ１，２をセル組立体
（セルＡｓｓｙ）として一体に取り扱うことができる。
したがって、燃料電池スタックの組立性を向上させるこ
とができる。尚、溝部１５，１７を設ける必要のない場
合があることは上記第一実施例で述べたとおりである。
【００３３】また、上記構成の組立シール構造において
は、一対のセパレータ１，２が互いに重ね合わされた状
態で一体化されているために、この一対のセパレータ
１，２は定寸止め構造とされている。したがって、反応
電極部３の厚み方向の寸法を安定化させることができ
る。
は、一対のセパレータ１，２が互いに重ね合わされた状
態で一体化されているために、この一対のセパレータ
１，２は定寸止め構造とされている。したがって、反応
電極部３の厚み方向の寸法を安定化させることができ
る。
【００３４】また、セパレータ１，２の空間部１６，１
８および溝部１５，１７に注入成形される成形材１９が
セパレータシール１４と同種の材料をもって一体成形さ
れているために、成形を一回で済ませることができる。
したがって、成形工程を簡略化することができる。
８および溝部１５，１７に注入成形される成形材１９が
セパレータシール１４と同種の材料をもって一体成形さ
れているために、成形を一回で済ませることができる。
したがって、成形工程を簡略化することができる。
【００３５】更にまた、一対のセパレータ１，２間に配
置されるシールが圧縮タイプのガスケットではなく、液
状ゴム硬化物を固化接着させた接着材シール２１によっ
て形成されているために、反力の発生ないし作用をなく
すことができる。したがって上記成形材１９によるセパ
レータ１，２の締結を安定化させることができる。
置されるシールが圧縮タイプのガスケットではなく、液
状ゴム硬化物を固化接着させた接着材シール２１によっ
て形成されているために、反力の発生ないし作用をなく
すことができる。したがって上記成形材１９によるセパ
レータ１，２の締結を安定化させることができる。
【００３６】
【発明の効果】本発明は、以下の効果を奏する。
【００３７】すなわち先ず、上記構成を備えた本発明の
請求項１によるセパレータ組立シール構造においては、
反応電極部を挟み込む複数のセパレータに互いに連通す
るように空間部が設けられて、この空間部にゴム、液状
ゴムまたは熱可塑性エラストマー等よりなる成形材が注
入成形されることによって複数のセパレータが互いに重
ね合わされた状態で一体化されているために、反応電極
部を挟み込んだこの複数のセパレータを組立済み部品と
して一体に取り扱うことができる。したがって燃料電池
スタックの組立性を向上させることができる。
請求項１によるセパレータ組立シール構造においては、
反応電極部を挟み込む複数のセパレータに互いに連通す
るように空間部が設けられて、この空間部にゴム、液状
ゴムまたは熱可塑性エラストマー等よりなる成形材が注
入成形されることによって複数のセパレータが互いに重
ね合わされた状態で一体化されているために、反応電極
部を挟み込んだこの複数のセパレータを組立済み部品と
して一体に取り扱うことができる。したがって燃料電池
スタックの組立性を向上させることができる。
【００３８】また、複数のセパレータが互いに重ね合わ
された状態で一体化されているために、この複数のセパ
レータは定寸止め構造とされている。したがって、反応
電極部の厚み方向の寸法を安定化させることができる。
された状態で一体化されているために、この複数のセパ
レータは定寸止め構造とされている。したがって、反応
電極部の厚み方向の寸法を安定化させることができる。
【００３９】またこれに加えて、上記構成を備えた本発
明の請求項２によるセパレータ組立シール構造において
は、セパレータの空間部に注入成形される成形材がセパ
レータシールと一体成形されているために、成形を一回
で済ませることができる。したがって、成形工程を簡略
化することができる。
明の請求項２によるセパレータ組立シール構造において
は、セパレータの空間部に注入成形される成形材がセパ
レータシールと一体成形されているために、成形を一回
で済ませることができる。したがって、成形工程を簡略
化することができる。
【００４０】また、上記構成を備えた本発明の請求項３
によるセパレータ組立シール構造においては、互いに一
体化される複数のセパレータの間が反応電極部の外周に
配置されるガスケットによってシールされるために、両
セパレータに組み合わされるガスケットを共用すること
ができる。したがって、ガスケットの設置数を従来より
も減らすことができる。
によるセパレータ組立シール構造においては、互いに一
体化される複数のセパレータの間が反応電極部の外周に
配置されるガスケットによってシールされるために、両
セパレータに組み合わされるガスケットを共用すること
ができる。したがって、ガスケットの設置数を従来より
も減らすことができる。
【００４１】更にまた、上記構成を備えた本発明の請求
項４によるセパレータ組立シール構造においては、複数
のセパレータ間に配置されるシールが圧縮タイプのガス
ケットではなく、液状ゴム硬化物を固化接着させた接着
材シールによって形成されているために、反力の発生な
いし作用をなくすことができる。したがって、上記成形
材によるセパレータの締結を安定化させることができ
る。
項４によるセパレータ組立シール構造においては、複数
のセパレータ間に配置されるシールが圧縮タイプのガス
ケットではなく、液状ゴム硬化物を固化接着させた接着
材シールによって形成されているために、反力の発生な
いし作用をなくすことができる。したがって、上記成形
材によるセパレータの締結を安定化させることができ
る。
【図１】本発明の第一実施例に係る燃料電池セパレータ
組立シール構造の要部断面図
組立シール構造の要部断面図
【図２】同セパレータ組立シール構造の組立前の状態を
示す要部断面図
示す要部断面図
【図３】セパレータの平断面図
【図４】ハトメを追加した例を示す断面図
【図５】本発明の第二実施例に係る燃料電池セパレータ
組立シール構造の要部断面図
組立シール構造の要部断面図
【図６】同セパレータ組立シール構造の組立前の状態を
示す要部断面図
示す要部断面図
【図７】従来例に係る説明図
１，２ セパレータ ３ 反応電極部 ４ 電解質膜 ５ 正電極 ６ 負電極 ７ ガスケット ８ 透孔 ９ 位置決め部 １０，１２ 凹部 １１ 凸部 １４ セパレータシール １５，１７ 溝部 １６，１８ 空間部 １９ 成形材 ２０ ハトメ ２１ 接着材シール ２２ 液状ゴム硬化物
Claims (4)
- 【請求項１】 反応電極部（３）を挟み込む複数のセパ
レータ（１）（２）に互いに連通するように空間部（１
６）（１８）を設け、前記空間部（１６）（１８）にゴ
ム、液状ゴムまたは熱可塑性エラストマー等よりなる成
形材（１９）を注入成形することによって前記複数のセ
パレータ（１）（２）を互いに重ね合わせた状態で一体
化してなることを特徴とする燃料電池セパレータ組立シ
ール構造。 - 【請求項２】 請求項１の燃料電池セパレータ組立シー
ル構造において、 複数のセパレータ（１）（２）の空間部（１６）（１
８）に注入成形された成形材（１９）が、少なくとも一
つのセパレータ（１）の外面に設けられたセパレータシ
ール（１４）と一体成形されていることを特徴とする燃
料電池セパレータ組立シール構造。 - 【請求項３】 請求項１または２の燃料電池セパレータ
組立シール構造において、 反応電極部（３）の外周に、複数のセパレータ（１）
（２）の間に挟み込まれるガスケット（７）が配置され
ていることを特徴とする燃料電池セパレータ組立シール
構造。 - 【請求項４】 請求項１または２の燃料電池セパレータ
組立シール構造において、 反応電極部（３）における電解質膜（４）の周縁部に液
状ゴム硬化物（２２）が塗布されて、前記液状ゴム硬化
物（２２）が前記電解質膜（４）およびセパレータ
（１）（２）に対して接着せしめられていることを特徴
とする燃料電池セパレータ組立シール構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000159638A JP4310598B2 (ja) | 2000-05-30 | 2000-05-30 | 燃料電池セパレータ組立シール構造 |
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|---|---|---|---|
| JP2000159638A JP4310598B2 (ja) | 2000-05-30 | 2000-05-30 | 燃料電池セパレータ組立シール構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001338673A true JP2001338673A (ja) | 2001-12-07 |
| JP4310598B2 JP4310598B2 (ja) | 2009-08-12 |
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|---|---|
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-
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- 2000-05-30 JP JP2000159638A patent/JP4310598B2/ja not_active Expired - Fee Related
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