JP2004146282A - Separator gasket - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、接着強度の弱い材質で構成される密封部材に対してガスケットを配設する場合に、内部圧力を受け止め得る構造を提案しており、具体的には燃料電池のセパレーターへ用いられるに好適なセパレータガスケットに関するものである。
【０００２】
【従来技術の内容】
【特許文献１】特開平１１−１７９７５５号
従来から固体高分子型燃料電池における固体高分子電解質膜でのガス及び液体のシール材として接着剤や弾性体製のガスケット等が密封材として用いられている。
その取り付け構造としては、前記固体高分子電解質膜の形成された集電極フレームを仕切るセパレータの間にガスケットが配置されるもので、前記セパレータのガスケット取り付けフランジに沿ってガスケットを一体的に配設し、他方のセパレータにて挟着するものが一般的な取り付け構造である。
ここに用いられるセパレータ用のガスケットはその内容物から多くの場合シリコーン系の材料が用いられており、これを接着せしめる接着剤もシリコーン系の接着剤が採用されている。
【０００３】
しかしながら、前記ガスケット及び接着剤は取り付けフランジのメタル材に強固着するのが難しいシリコーン系材料であるので、希望するに十分な固着力を得ることができず、運転時の内圧により簡単に位置ズレなどを起こし、内容物を漏洩させてしまう危険性を有している。
また、燃料電池スタックを組み付ける際の位置ズレなどに対しても無防備の状態であり組付け作業性に劣るものであった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記のような不具合を解決するために、図３に示すようにガスケット本体部２ａの圧縮されるビード２１の突出高さを高くかつ幅広に設けるという形状が考えられるが、これでは当然のことながらボリュームが増加するので材料コストは高まり、また圧縮に要する荷重が増大しセパレータ１ａ、１ｂがこの増大した荷重によって変形する恐れが出る。
また、ゴム硬度を低下させてガスケット材の反力を低減させる方法（図示していない）も考えられるが、これでは面圧が不足しシール性能そのものの低下に繋がってしまう。
【０００５】
本発明はこのような欠点を解決し、ゴムボリュームの増加を最小にした上で圧縮性を確保し、内圧の高い部材を安全確実に固定しシールすることにより装着部材の性能と信頼性を高めることを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明を図面に基づいて詳しく説明すると、図１に示すように、相対するセパレータ１ａ、１ｂ間に装着圧縮され、該二部材１ａ、１ｂの密封をなさしめる合成ゴム製あるいは合成樹脂製の弾性体からなった燃料電池用のセパレータガスケット２であって、前記セパレータガスケット２は他方のセパレータ１ａあるいは１ｂへ向いた突条形状のビード２１が配設され、このセパレータガスケット２に対応する相手接触部へ前記ビード２１を挟む配置で凸条１１を複数形成せしめたことを特徴としている。
【０００７】
また、図２に示すように前記ビード２１が複数配設され、このセパレータガスケット２´に対峙する相手セパレータ（ここでは１ｂを示す）の接触部へ前記複数のビード２１の間部に嵌まる配置で凸条１１を形成せしめたことを特徴としている。
【発明の実施の形態】
【０００８】
本発明でなるセパレータガスケット２、２´は、前記したように前記セパレータガスケット２あるいは２´をセパレータ１ａに強固着せしめることを追求するのでなく、該セパレータ１ａあるいは１ｂにセパレータガスケット２あるいは２´を保持固定せしめる手段を設けたものであって、それはセパレータガスケット２のビード２１を凸条１１で挟む構成とか、ビード２１の間部へ凸条１１を入り込ませて固定を図るなどの構成をしており、必要なら前記セパレータガスケット２、あるいは２´が配設される取付け部の両側へ凸条１２を設置することも可能としている。
【０００９】
【実施例】
本発明の燃料電池用のセパレータガスケット２あるいは２´の凸条１１は、図１に示すようなビード２１の両側面へ設けるのが横へズレたり蛇行したりしないでバランスにおいて好ましいものとなるが、これに限らず例えば、設置面積が広い場合では図２に示すように複数のビード２１を設け、そのビード２１の間部へ凸条１１を配設せしめれば、該複数のビード２１の形成する谷部へ前記凸条１１が嵌まり込み強い固定がなされるものとなる。
【００１０】
また、図１に示したように前記セパレータガスケット２そのものを固定するために、その取付け部の両側へ凸条１２を設置すると、該凸条１２の間が窪みを形成し前記セパレータガスケット２の取り付け作業時に該凸条１２がガイドとなって正規位置に導びかれて配置され、運転時の強大な内圧に対しても接着剤の強弱に左右されること無く安全で位置ズレしないから強い密封力を期待できる。
【００１１】
なお、前記凸条１１及び凸条１２の突出させる高さ寸法は前記セパレータガスケット２、２´に設けたビード２１の高さ寸法より低く設けるのは勿論であり、該ビード２１の圧縮応力を緩和させることのできる小突起とか、あるいはこれとは逆にガスケット本体に食い込む大突起など求められる性能によって選択する。具体的には前記ビード２１の高さ寸法に対して１５〜４０％の範囲が好ましいものとなる。
【００１２】
ここで用いる燃料電池用のセパレータガスケット２、あるいは２´の材料としては、前記したようにシリコーンゴムが主に用いられるが、他の材料、例えばパーフロロエラストマー、ブチルゴム、スチレン−ブタジエン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸メチル共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、ブタジエンゴム、フッ素ゴム、エチレン−プロピレンゴム等を採用しても差し支えない。
【００１３】
【発明の効果】
本発明によるガスケット構造を用いることにより、ゴムボリュームと設置面積を最小にした上で圧縮応力に対応せしめ、内圧の高い部材を安全確実に固定しシールすることにより装着部材の性能と信頼性を高めたものである。また、セパレータガスケット２の取付け作業性も優位性を持ち、相対するセパレータ１ａ、１ｂの組付け性においても高い精度を提供する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す平面図
【図２】本発明の他の実施例を示す平面図
【図３】従来のガスケットの装着例を示す断面図
【符号の説明】
１ａ セパレータ
１ｂ セパレータ
１１ 凸条
２ セパレータガスケット
２´ セパレータガスケット
２１ ビード
１２ 凸条[0001]
[Industrial application fields]
The present invention proposes a structure capable of receiving internal pressure when a gasket is disposed on a sealing member made of a material having low adhesive strength. Specifically, the structure is used for a fuel cell separator. The present invention relates to a suitable separator gasket.
[0002]
[Contents of prior art]
[Patent Document 1] Japanese Patent Laid-Open No. 11-179755 Conventionally, an adhesive or an elastic gasket is used as a sealing material as a gas and liquid sealing material in a solid polymer electrolyte membrane in a polymer electrolyte fuel cell. Yes.
The mounting structure is such that a gasket is disposed between separators that partition the collector electrode frame on which the solid polymer electrolyte membrane is formed, and the gasket is integrally disposed along the gasket mounting flange of the separator. What is sandwiched between the other separators is a general mounting structure.
In many cases, a silicone-based material is used for the separator gasket used here, and a silicone-based adhesive is also used as an adhesive for adhering the gasket.
[0003]
However, since the gasket and the adhesive are silicone materials that are difficult to be firmly attached to the metal material of the mounting flange, it is not possible to obtain a sufficient fixing force, and the positional displacement is easily caused by the internal pressure during operation. This may cause the contents to be leaked.
In addition, the position of the fuel cell stack is not protected against misalignment, and the assembly workability is poor.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In order to solve the problems as described above, a shape in which the protruding height of the bead 21 to be compressed of the gasket main body 2a is provided high and wide as shown in FIG. 3 is conceivable. Since the volume increases, the material cost increases, the load required for compression increases, and the separators 1a and 1b may be deformed by the increased load.
Although a method (not shown) of reducing the reaction force of the gasket material by reducing the rubber hardness is also conceivable, this results in insufficient surface pressure, leading to a decrease in the sealing performance itself.
[0005]
The present invention solves such drawbacks, secures compressibility while minimizing the increase in rubber volume, and enhances the performance and reliability of the mounting member by securely fixing and sealing a member with high internal pressure. The purpose is that.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention will be described in detail with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, an elastic made of synthetic rubber or synthetic resin that is attached and compressed between opposing separators 1a and 1b and seals the two members 1a and 1b. A separator gasket 2 for a fuel cell comprising a body, wherein the separator gasket 2 is provided with a protruding bead 21 facing the other separator 1a or 1b, and a mating contact portion corresponding to the separator gasket 2 A plurality of
[0007]
Also, as shown in FIG. 2, a plurality of the beads 21 are disposed, and the beads 21 are fitted into the contact portions of the mating separator (shown here as 1b) facing the separator gasket 2 ′. The feature is that the
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[0008]
The separator gasket 2, 2 'according to the present invention does not seek to firmly attach the separator gasket 2 or 2' to the separator 1a as described above, but the separator gasket 2 or 2 'is attached to the separator 1a or 1b. A means for holding and fixing is provided, which is configured such that the bead 21 of the separator gasket 2 is sandwiched between the
[0009]
【Example】
It is preferable that the separator gasket 2 or 2
[0010]
Further, as shown in FIG. 1, when the protruding strips 12 are installed on both sides of the mounting portion in order to fix the separator gasket 2 itself, a recess is formed between the protruding strips 12 and the separator gasket 2 is attached. During operation, the ridges 12 are guided and arranged at the normal position, and are safe and do not deviate from the strength of the adhesive against strong internal pressure during operation. Can be expected.
[0011]
Of course, the height of the
[0012]
As the material for the separator gasket 2 or 2 'for the fuel cell used here, silicone rubber is mainly used as described above, but other materials such as perfluoroelastomer, butyl rubber, styrene-butadiene copolymer, An ethylene-vinyl acetate copolymer, an ethylene-methyl acrylate copolymer, an ethylene-ethyl acrylate copolymer, a butadiene rubber, a fluoro rubber, an ethylene-propylene rubber, or the like may be employed.
[0013]
【The invention's effect】
By using the gasket structure according to the present invention, the rubber volume and the installation area are minimized to cope with the compressive stress, and the member with high internal pressure is securely fixed and sealed to improve the performance and reliability of the mounting member. It is a thing. Further, the mounting workability of the separator gasket 2 has an advantage, and provides high accuracy in the assembling properties of the opposing separators 1a and 1b.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a plan view showing another embodiment of the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of mounting a conventional gasket.
1a separator 1b
Claims (3)
前記セパレータガスケットへは突条形状をもってビードが配設され、
このセパレータガスケットに対応する相手接触部へ前記ビードを挟む配置で凸条を形成せしめたことを特徴とするセパレータガスケット。In a separator gasket that is mounted on a separator in a fuel cell and is made of an elastic body that seals between the separators,
The separator gasket is provided with a bead having a ridge shape,
A separator gasket, characterized in that a ridge is formed in such a manner that the bead is sandwiched between mating contact portions corresponding to the separator gasket.
前記セパレータガスケットへは突条形状をもってビードが複数配設され、
このセパレータガスケットに対峙する相手接触部へ前記複数のビードの間部に嵌まる配置で凸条を形成せしめたことを特徴とするセパレータガスケット。In a separator gasket that is mounted on a separator in a fuel cell and is made of an elastic body that seals between the separators,
The separator gasket is provided with a plurality of beads having a ridge shape,
A separator gasket, characterized in that protrusions are formed in an arrangement that fits between the plurality of beads to a mating contact portion facing the separator gasket.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|---|
| JP2006127948A (en) * | 2004-10-29 | 2006-05-18 | Nissan Motor Co Ltd | Fuel cell stack |
| JP2008112604A (en) * | 2006-10-30 | 2008-05-15 | Toyota Motor Corp | Fuel cell and gasket for fuel cell |
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| US10991955B2 (en) | 2017-02-17 | 2021-04-27 | GM Global Technology Operations LLC | Header flange to evenly distribute contact pressure across seals |
-
2002
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