JP2003229145A - 燃料電池用ガスケット - Google Patents
燃料電池用ガスケットInfo
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
ともにセパレータ2をボルト等の締結手段で締め付ける
ことにより組み立てられる燃料電池に用いられるガスケ
ット3において、セパレータ2に反りが発生するのを抑
えることができ、もってシール性を向上させることがで
きる燃料電池用ガスケット3を提供する。 【解決手段】 ガスケット3の断面形状を、締結手段に
よる締付け部の比較的近くで反力が比較的大きい断面形
状とするとともに、締付け部の比較的遠くで反力が比較
的小さくピーク面圧が比較的大きい断面形状とした。
Description
素をなす燃料電池用ガスケットに関するものである。
立てる場合には、多数のセパレータ52を重ね合わせて
ボルト53等で締め付けている。セパレータ52の間に
は、燃料や冷却水等をシールするためのガスケット54
が挟み込まれており、すなわちセパレータ52とガスケ
ット54とがサンドイッチ構造を呈している。
あるセパレータ52を重ね合わせているために、ボルト
53の配置によってはセパレータ52に反りが発生する
場合があり、セパレータ52に反りが発生するとその間
のガスケット54のシール性が悪化し、燃料や冷却水等
が漏れる可能性が増大する。図では、ボルト締結部の比
較的近くの部分(A−A部)の厚さをL1、比較的遠く
の部分(B−B部)の厚さをL2として、この厚さの差
の分(L2−L1)の反りが発生している。従来はこの
反りを抑えるためにボルト位置に工夫を凝らしている
が、未だ完全にはこの問題を解決するには至っていな
い。
に掲載されているように、皿ばねやスプリング等の弾性
部品を用いてセパレータの反りを抑える方法も開発され
ているが、この方法によると上記皿ばね等の弾性部品や
これを組み込むための複雑な構造が追加で必要となるた
めに、コストを低減することができないと云う不都合が
ある。
みて、上記皿ばね等の弾性部品を用いなくてもセパレー
タに反りが発生するのを抑えることができ、もってシー
ル性を向上させることができる燃料電池用ガスケットを
提供することを目的とする。
め、本発明の請求項1による燃料電池用ガスケットは、
セパレータ間にガスケットを配置するとともに前記セパ
レータをボルト等の締結手段で締め付けることによって
組み立てられる燃料電池に用いられるガスケットにおい
て、前記ガスケットの形状を、前記締結手段による締付
け部の比較的近くで反力が比較的大きい断面形状とする
とともに、前記締付け部の比較的遠くで反力が比較的小
さくピーク面圧が比較的大きい断面形状としたことを特
徴とするものである。
は、上記した請求項1の燃料電池用ガスケットにおい
て、ガスケットにおける相手接触部の形状を、締付け部
の比較的近くで平坦なシール面をもつ断面四角形ないし
略四角形とするとともに、前記締付け部の比較的遠くで
平坦面をもたない断面三角形ないし略三角形としたこと
を特徴とするものである。
をボルトで締め付けたときにセパレータに大きな反りが
発生していたのは、ボルト締付け部の近くの部分と遠く
の部分とで締付け力の大きさに違いが生じるのに対し
て、ガスケットの反力の大きさが一定とされていたから
である。
請求項1によるガスケットにおいては、その形状が、締
結手段による締付け部の比較的近くの部分で反力が比較
的大きい断面形状とされるとともに、締付け部の比較的
遠くの部分で反力が比較的小さい断面形状とされている
ために、締付け力が大きな部分では反力が大きく設定さ
れるとともに、締付け力が小さな部分では反力が小さく
設定される。
は、請求項2に記載したように、ガスケットにおける相
手接触部の形状を、締付け部の比較的近くの部分で平坦
なシール面をもつ断面四角形ないし略四角形とするとと
もに、締付け部の比較的遠くの部分で平坦面をもたない
断面三角形ないし略三角形とするのが好適である。
ットにおいては併せて、ガスケットの形状が締付け部の
比較的遠くでピーク面圧が比較的大きい断面形状とされ
ているために、この部分では反力が比較的小さくても、
相手材に対する接触面圧が大きく設定される。
まれる。
出願が提案する一のガスケットは以下の内容を備えてい
る。
の断面形状。 プレートの反りが大きい部分には、反力が小さくピ
ーク面圧の大きい断面形状のガスケットを設置し、プレ
ートの締付け部の近くは、比較的反力の大きい断面形状
のガスケットを設置する。 ラバーオンリーの場合や、セパレータ一体型ガスケ
ットや、膜一体型ガスケットに使用可能である。 セパレータは、金属、樹脂、カーボンどの材質でも
使用可能である。
ット形状と、ボルトに近く締付け力が最も伝達されてい
る部分のガスケット断面形状に違いをもたせる。
は、反力が小さく、面圧ピークが大きい断面形状を選択
する。反力が小さいために締付け力は最小限で良いが、
一方面圧ピークが大きいために流体が漏れにくい。例え
ば断面形状を、より三角形に近くする。また、ボルトに
近く締付け力が最も伝達されている部分のガスケット断
面形状は、比較的反力が大きくなるようにする。
面形状を部分的にまたは連続的に変更して、略三角形と
することにより、ガスケットの反力を低くすることが可
能である。これにより、フレートの反りを抑えることが
できる。また、ガスケットのシール性も維持し、ガス等
の流体の漏れを防ぐことが可能である。また、皿ばね等
の部品を付ける必要がない。
最も反りの大きいと思われる部分のガスケットの形状
を、反力が小さく、面圧ピークが大きいような形状に設
計する。
ためボルトを貫通させることは不可能である。従来技術
ではガスケットの反力によって、セパレータおよびエン
ドプレートに反りが発生していた。本発明においては、
中心付近のガスケットの断面形状を部分的に断面三角形
ないし略三角形に変更したことによって、反力が低くな
り、プレートの反りを抑えることができる。尚、ガスケ
ットの断面形状は、成形する金型の掘り込み形状によっ
て決定することができるので、ガスケット断面形状を部
分的に変更することも可能であるし、連続的に変化させ
ることも可能である。断面形状は略三角形にこだわら
ず、反力が低減できるような任意の形状に設計すること
も可能である。
たがって説明する。
3を組み付けた燃料電池1を示しており、この燃料電池
1は以下のように構成されている。
合わせて設けられており、このセパレータ2の間にガス
ケット3が配置されるとともに上下両端にエンドプレー
ト4が配置されて、これらの構成要素がボルト5および
ナット6よりなる締結手段によって締付け固定されてい
る。
ン等によってプレート状に形成されており、その厚さは
一般に0.1〜3mm程度とされている。
M、フッ素ゴムまたはブチルゴム等のゴム状弾性体によ
って成形されており、その厚さ(高さ)は一般に0.2
〜2mm程度とされている。このガスケット3はセパレ
ータ2に対して一体成形または成形後の接着等により一
体化されているが、ゴム単体のものをセパレータ2に組
み付けるものであっても良い。
が、ボルト締付け部の比較的近くの部分(A−A部)に
おいて、図2(A)に示すように反力が比較的大きい断
面台形等の断面四角形ないし略四角形状とされており、
またボルト締付け部の比較的遠くの部分(B−B部)に
おいて、図2(B)に示すように反力が比較的小さくピ
ーク面圧が比較的大きい断面山形等の断面三角形ないし
略三角形状とされている。
の相手接触部3aの形状は、平坦なシール面3bをもつ
断面四角形ないし略四角形状とされており、図2(B)
において、ガスケット3の相手接触部4aの形状は、平
坦面をもたない断面三角形ないし略三角形状とされてい
る。
断面形状が、ボルト締付け部の比較的近くの部分(A−
A部)で反力が比較的大きい断面台形等の断面四角形な
いし略四角形状とされるとともに、ボルト締付け部の比
較的遠くの部分(B−B部)で反力が比較的小さい断面
山形等の断面三角形ないし略三角形状とされているため
に、ボルト5による締付け力が比較的大きな部分では反
力が比較的大きく設定されるとともに、締付け力が比較
的小さな部分では反力が比較的小さく設定されることに
なる。したがって、図3のグラフ図からも判るように、
総じてガスケット3の弾性変形量が均一化されるか、少
なくとも従来より変形量の差が縮小される結果となり、
これによりセパレータ2に大きな反りが発生するのを防
止することができる。ガスケット3の断面形状は、ボル
ト締付け部の比較的近くの部分(A−A部)と比較的遠
くの部分(B−B部)との中間位置で切り替えられる
が、断面台形等の断面四角形ないし略四角形から断面山
形等の断面三角形ないし略三角形へと断面形状が徐々に
変更されるようにしても良い。
併せて、その断面形状がボルト締付け部の比較的遠くの
部分(B−B部)でピーク面圧が比較的大きい断面山形
等の断面三角形ないし略三角形状とされているために、
相手材に対する接触面圧が比較的大きく設定される。し
たがって、上記したように締付け力が比較的小さくて
も、必要とされるシール性を確保することができる。
項1または2によるガスケットにおいては、ボルト等の
締結手段による締付け力が大きな部分ではガスケットの
反力が大きく設定されるとともに、締付け力が小さな部
分では反力が小さく設定されるために、ガスケットの弾
性変形量が均一化され、少なくとも従来より変形量の差
が縮小される。したがって、皿ばね等の弾性部品を用い
なくても、ガスケットを挟み込むセパレータに大きな反
りが発生するのを防止することができる。またガスケッ
トの断面形状が締付け部の比較的遠くでピーク面圧が比
較的大きい断面形状とされているために、相手材に対す
る接触面圧が大きく設定される。したがって、締付け力
が比較的小さい部分であっても、必要とされるシール性
を確保することができ、総じてガスケットのシール姿勢
が安定化するために、シール性能を向上させることがで
きる。
燃料電池の正面図
A−A部におけるガスケットの断面図、(B)は図1B
−B部におけるガスケットの断面図
示すグラフ図
の正面図
Claims (2)
- 【請求項1】 セパレータ(2)間にガスケット(3)
を配置するとともに前記セパレータ(2)をボルト
(5)等の締結手段で締め付けることによって組み立て
られる燃料電池(1)に用いられるガスケット(3)に
おいて、 前記ガスケット(3)の形状を、前記締結手段による締
付け部の比較的近くで反力が比較的大きい断面形状とす
るとともに、前記締付け部の比較的遠くで反力が比較的
小さくピーク面圧が比較的大きい断面形状としたことを
特徴とする燃料電池用ガスケット。 - 【請求項2】 請求項1の燃料電池用ガスケットにおい
て、 ガスケット(3)における相手接触部(3a)の形状
を、締付け部の比較的近くで平坦なシール面(3b)を
もつ断面四角形ないし略四角形とするとともに、前記締
付け部の比較的遠くで平坦面をもたない断面三角形ない
し略三角形としたことを特徴とする燃料電池用ガスケッ
ト。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002027602A JP2003229145A (ja) | 2002-02-05 | 2002-02-05 | 燃料電池用ガスケット |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002027602A JP2003229145A (ja) | 2002-02-05 | 2002-02-05 | 燃料電池用ガスケット |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003229145A true JP2003229145A (ja) | 2003-08-15 |
Family
ID=27749063
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002027602A Pending JP2003229145A (ja) | 2002-02-05 | 2002-02-05 | 燃料電池用ガスケット |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003229145A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005166508A (ja) * | 2003-12-03 | 2005-06-23 | Uchiyama Mfg Corp | 燃料電池用ガスケット |
JP2006032041A (ja) * | 2004-07-14 | 2006-02-02 | Toyota Motor Corp | 燃料電池、その製造方法、及びセパレータ |
US7674550B2 (en) | 2003-05-08 | 2010-03-09 | Honda Motor Co., Ltd. | Fuel cell |
JP2019021466A (ja) * | 2017-07-14 | 2019-02-07 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池用セパレータ及び発電セル |
-
2002
- 2002-02-05 JP JP2002027602A patent/JP2003229145A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7674550B2 (en) | 2003-05-08 | 2010-03-09 | Honda Motor Co., Ltd. | Fuel cell |
JP2005166508A (ja) * | 2003-12-03 | 2005-06-23 | Uchiyama Mfg Corp | 燃料電池用ガスケット |
JP2006032041A (ja) * | 2004-07-14 | 2006-02-02 | Toyota Motor Corp | 燃料電池、その製造方法、及びセパレータ |
JP2019021466A (ja) * | 2017-07-14 | 2019-02-07 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池用セパレータ及び発電セル |
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