JP4066117B2

JP4066117B2 - Gasket for fuel cell

Info

Publication number: JP4066117B2
Application number: JP27826999A
Authority: JP
Inventors: 重夫若松
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 1999-06-11
Filing date: 1999-09-30
Publication date: 2008-03-26
Anticipated expiration: 2019-09-30
Also published as: DE10028395B4; JP2001057220A; DE10028395A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、密封装置の一種であるガスケットに係り、更に詳しくは、積層型燃料電池等における比較的狭い領域において電解質膜等のシートを挟み込みながら酸素、窒素、水素または水等の作動流体をシールするために用いられる燃料電池用ガスケットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、燃料電池は、多孔質カーボン材よりなるセパレータ（集電極）と、高分子電解質膜、触媒層および反応電極層よりなるＭＥＡ（膜・電極接合体）との組合せにより構成されていて、２枚のセパレータの間にＭＥＡが挟み込まれており、この積層構造に対しては、セパレータ間の間隔を一定に保持すること、高分子電解質膜の乾燥を抑えるために水蒸気の蒸発を防止すること、組立ておよび分解が容易なこと等が要求されている。
【０００３】
そして一般には、これらのうちで発電効率を重視し、組立ておよび分解の容易性を犠牲にして接着剤により硬化させる方法が採用されているが、この方法によると、初期的には良好な性能を発揮するものの、長期的な使用に当たって劣化部品を交換するのが困難であると云う問題がある。
【０００４】
この問題に対し、燃料電池セルおよびその各構成要素間のシールに関して、ガスケットを用いるもの（特開平９−２３１９８７号公報、特開平７−２２６２２０号公報または特開平７−１５３４８０号公報参照）や、ゴム板に発泡スポンジ層を重ねてガスケットとして利用するもの（特開平７−３１２２２３号公報参照）等が開発されているが、これらの従来技術には、燃料電池用セルシールガスケットとしてのシール部の厚みの薄肉化、セパレータの組立ての容易性等の点について、これらを十分に満足させることができない不都合がある。
【０００５】
また、金属板に発泡ゴム層を重ねてガスケットとして利用することを検討すると、この場合には、以下のような不都合がある。
【０００６】
▲１▼ 燃料電池を構成するガスおよび冷却水と金属板とが反応して不純物（イオン）が発生するために、発電効率が低下する。
▲２▼ 金属板の厚さが０．５〜２ｍｍと比較的厚く形成されるために、百セル程度を積層して使用する燃料電池になると、かなり大型化し、重くなる。
▲３▼ 金属板に反りが発生することがあるために、組立て工程において高分子電解質膜等の位置決めが困難となる。すなわち、必要なシール面圧を確保するために金属板に部分的に波状の「うねり」ないしビードが形成されるが、この「うねり」ないしビードが形成されることによりガスケットに反りが発生し易くなり、よって組立て性が悪化する。
▲４▼ シールする面積が大きいために組立てに大きな力を要するだけでなく、締め付ける距離の微妙な変化によりシール反力が大きく変化してしまい、シール性が不安定なものとなる。
【０００７】
【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、上記不都合を解消し、燃料電池の発電効率を向上させることが可能な燃料電池用ガスケットを提供することを目的とし、またこれに加えて、燃料電池の組立て性を向上させ、ガスケットのシール性能を安定化させ、ガスケットの製造を容易化し、燃料電池の発電性能を安定化させ、更に燃料電池の小型化および軽量化を図ることが可能な燃料電池用ガスケットを提供することを目的とする。
【０００８】
【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による燃料電池用ガスケットは、空孔部を備えた金属または樹脂製シートよりなるガスケット本体と、前記ガスケット本体に被着された液状ゴム硬化物よりなるシール部とを有し、前記空孔部の内面を前記シール部により被覆したことを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明の請求項２による燃料電池用ガスケットは、ビード無しの平板状に成形したシートに厚さ方向に貫通する空孔部を設けたガスケット本体と、前記ガスケット本体の空孔部周縁における上下両面および前記空孔部の内面を被覆する液状ゴム硬化物よりなるシール部とを有し、前記シール部は前記ガスケット本体における前記空孔部の周縁部のみに設けられて、前記周縁部以外の部分は前記ガスケット本体の上下両面がゴムに被覆されずに表面露出した構造であることを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の請求項３による燃料電池用ガスケットは、空孔部を備えた金属または樹脂製シートよりなるガスケット本体と、前記ガスケット本体の両面に重ねられた液状ゴム硬化物よりなるシール部と、前記空孔部の内面を被覆する液状ゴム硬化物よりなる内面シール部とを有し、前記両面のシール部同士を前記ガスケット本体に設けた貫通穴を介して互いに一体成形するとともに、前記内面シール部を前記両面のシール部に対して一体成形したことを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の請求項４による燃料電池用ガスケットは、ビード無しの平板状に成形したシートに厚さ方向に貫通する空孔部を設けたガスケット本体と、前記ガスケット本体の前記空孔部の周縁部における上下一面を被覆する液状ゴム硬化物よりなるシール部と、同じく上下他面を被覆する液状ゴム硬化物よりなるシール部と、前記空孔部の内面を被覆する液状ゴム硬化物よりなる内面シール部とを有し、前記両面のシール部は前記ガスケット本体における前記空孔部の周縁部のみに設けられて、前記周縁部以外の部分は前記ガスケット本体の上下両面がゴムに被覆されずに表面露出した構造であり、前記両面のシール部同士は前記ガスケット本体に予め設けた貫通穴を介して互いに一体成形されており、前記内面シール部は前記両面のシール部に対して一体成形されていることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の請求項５による燃料電池用ガスケットは、上記した請求項１ないし４の何れかに記載された燃料電池用ガスケットにおいて、当該ガスケットに予め電解質膜を組込み成形したことを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の請求項６による燃料電池用ガスケットは、上記した請求項１ないし５の何れかに記載された燃料電池用ガスケットにおいて、ガスケット本体の厚さを０．０３〜０．５ｍｍの範囲で形成したことを特徴とするものである。
【００１４】
上記構成を備えた本発明の請求項１によるガスケットのように、空孔部を備えた金属または樹脂製シートよりなるガスケット本体と、このガスケット本体に被着された液状ゴム硬化物よりなるシール部とを有するガスケットにおいて、ガスケット本体の空孔部の内面がシール部により被覆されると、空孔部を通過する作動流体とガスケット本体とがこのシール部により遮断される。したがって、燃料電池の発電効率の低下の原因となるイオン不純物等がガスケット本体から析出されるのを防止することができ、よってこの分、燃料電池の発電効率を向上させることが可能となる。
【００１５】
また、上記構成を備えた本発明の請求項２によるガスケットにおいても、ガスケット本体の空孔部の内面が内面シール部により被覆されるために、空孔部を通過する作動流体とガスケット本体とがシール部により遮断される。したがって、燃料電池の発電効率の低下の原因となるイオン不純物等がガスケット本体から析出されるのを防止することができ、よってこの分、燃料電池の発電効率を向上させることが可能となる。
【００１６】
また、この請求項２によるガスケットにおいては併せて、ガスケット本体がビード無しの平板状シートにより形成されているために、ビードの存在を原因とする反りの発生を防止することが可能となり、また、ビード無しの平板シートにより形成されたガスケット本体の平面の一部のみにシール部が設けられているために、比較的小さな締付け力で比較的大きなシール面圧を確保することが可能となり、更に、ビード無しの平板シートにより形成されたガスケット本体の平面の一部のみにシール部が設けられて他の部分が表面露出しているために、この他の部分を掴んで組立て作業を行なうことにより、シール部に触ることなく当該ガスケットを燃料電池に組み込むことが可能となる。
【００１７】
また、上記構成を備えた本発明の請求項３によるガスケットのように、空孔部を備えた金属または樹脂製シートよりなるガスケット本体と、このガスケット本体の両面に重ねられた液状ゴム硬化物よりなるシール部と、空孔部の内面を被覆する液状ゴム硬化物よりなる内面シール部とを有するガスケットにおいて、ガスケット本体の両面のシール部同士がガスケット本体に設けた貫通穴を介して互いに一体成形されると、当該ガスケットを製造するときに接着剤を使用しなくてもガスケット本体に対してシール部を組み付けることができる。したがって、接着剤の化学反応による燃料電池の発電効率の低下を防止することが可能となり、よってこの分、燃料電池の発電効率を向上させることが可能となる。また、ガスケットの製造過程から接着剤塗布工程が省略されるために、その製造を容易化することが可能となる。
【００１８】
また、この請求項３によるガスケットによると、空孔部の内面を被覆する内面シール部が両面シール部に一体成形されているために、この内面シール部のシール作用により、空孔部を通過する作動流体とガスケット本体とが遮断される。したがって、燃料電池の発電効率の低下の原因となるイオン不純物等がガスケット本体から析出されるのを防止することができ、よってこの分、燃料電池の発電効率を向上させることが可能となる。
【００１９】
また、上記構成を備えた本発明の請求項４によるガスケットにおいても、ガスケット本体の空孔部の内面が内面シール部により被覆されるために、空孔部を通過する作動流体とガスケット本体とが内面シール部により遮断される。したがって、燃料電池の発電効率の低下の原因となるイオン不純物等がガスケット本体から析出されるのを防止することができ、よってこの分、燃料電池の発電効率を向上させることが可能となる。
【００２０】
また、ガスケット本体がビード無しの平板状シートにより形成されているために、ビードの存在を原因とする反りの発生を防止することが可能となり、また、ビード無しの平板シートにより形成されたガスケット本体の平面の一部のみに両面シール部が設けられているために、比較的小さな締付け力で比較的大きなシール面圧を確保することが可能となり、更に、ビード無しの平板シートにより形成されたガスケット本体の平面の一部のみに両面シール部が設けられて他の部分が表面露出しているために、この他の部分を掴んで組立て作業を行なうことにより両面シール部に触ることなく当該ガスケットを燃料電池に組み込むことが可能となる。
【００２１】
また、両面シール部同士がガスケット本体に設けた貫通穴を介して互いに一体成形されているために、当該ガスケットを製造するときに接着剤を使用しなくてもガスケット本体に両面シール部を組み付けることができる。したがって、接着剤の化学反応による燃料電池の発電効率の低下を防止することが可能となり、よってこの分、燃料電池の発電効率を向上させることが可能となる。また、当該ガスケットの製造過程から接着剤塗布工程が省略されるために、この分、製造を容易化することが可能となる。
【００２２】
またこれに加えて、上記構成を備えた本発明の請求項５によるガスケットのように、燃料電池の構成要素である電解質膜が予めガスケットに組込み成形されると、燃料電池を組み立てるときに、この電解質膜に触らなくても組立て作業を完了することができる。したがって、燃料電池の組立て性を向上させることが可能となり、併せて電解質膜にゴミ等の不純物が付着する可能性が低減することから燃料電池の発電性能を安定化させることが可能となる。
【００２３】
また、上記構成を備えた本発明の請求項６によるガスケットのように、金属または樹脂製のシートよりなるガスケット本体の厚さが０．０３〜０．５ｍｍの範囲で形成されると、ガスケット全体が比較的薄く形成されるために、その上下に組み付けられるセパレータ同士の間隔を比較的狭く設定することができる。したがって、燃料電池の発電効率を向上させることが可能となり、併せて、燃料電池の小型化および軽量化を実現することが可能となる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
つぎに本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。
【００２５】
第一実施形態・・・
図１は、当該実施形態に係る燃料電池用ガスケット１の平面を示しており、そのＡ−Ａ線拡大断面が図２に示されている。
【００２６】
図１に示すように、当該実施形態に係るガスケット１は全体として平面矩形状ないし略矩形状に形成されており、その平面内に所要数の空孔部（貫通部とも称する）３が形成されている。この空孔部３は、当該ガスケット１の装着使用時に酸素、窒素もしくは水素等のガスまたは水等の作動流体を流通させるために当該ガスケット１を板厚方向に貫通するように設けられており、図では大小五つの空孔部３が設けられている。
【００２７】
図２に示すように、当該ガスケット１は先ず、上記平面形状に形成された金属または樹脂製シートよりなるシート状ないし平板状のガスケット本体（シート、フレームまたは基板とも称する）２を有しており、このガスケット本体２に空孔部３が上記したように設けられている。また、シール面圧を局部的に高めるべくガスケット本体２の一面（上面）に断面円弧状ないし略円弧状を呈するビード状の突起（ビードとも称する）５が設けられている。また、ガスケット本体２の厚さｔ_１は実寸で２ｍｍほどに形成されている。
【００２８】
上記ガスケット本体２の両面にそれぞれ、ゴム状弾性材よりなるシート状ないし膜状のシール部（パッキン部とも称する）６が接着剤による接着によって被着されており、併せて、このシール部６によって、ガスケット本体２における空孔部３の内面（ガスケット本体２の切断面または切断内面とも称する）４がその全面ないし全周に亙って被覆されている。シール部６は、硬さ（ＪＩＳＡ）６０以下の液状ゴム硬化物によって成形されていて、ガスケット本体２の一面（上面）に被着されてこの一面を被覆するシート状ないし膜状の一面シール部７と、ガスケット本体２の他面（下面）に被着されてこの他面を被覆するシート状ないし膜状の他面シール部８と、上記したように空孔部３の内面４を被覆する膜状の内面シール部９とを一体に有している。各シール部７，８，９の厚さは一様に設定されているが、必要に応じてそれぞれの厚さを異ならせるようにしても良く、特に内面シール部９の厚さを一面シール部７および他面シール部８の厚さよりも厚くしたり薄くしたりしても良い。
【００２９】
上記構成のガスケット１は、上記したように積層型燃料電池等の比較的狭い領域において電解質膜等のシートを挟み込みながら、酸素、窒素もしくは水素等のガスまたは水等よりなる０．５ＭＰａ程度の作動流体をシールするために用いられるものであって、上記構成を備えていることにより以下の作用効果を奏する点に特徴を有している。
【００３０】
すなわち先ず、上記したようにガスケット本体２における空孔部３の内面４を被覆する内面シール部９がシール部６にその一部として一体成形されていて、空孔部３の内面４がこの内面シール部９ないしシール部６により全面的に被覆されているために、当該ガスケット１の装着使用時に、空孔部３を流れる作動流体がガスケット本体２に直接接触せず、よって発電効率を低下させる不純物となるイオン等がガスケット本体２から析出するのを防止することができる。したがってこの分、当該ガスケット１を装着した燃料電池の発電効率を向上させることができる。
【００３１】
また、シール部６における一面シール部７と他面シール部８とが内面シール部９を介して一体成形されていて、両シール部７，８がガスケット本体２をその両面から挟み込んでいるために、従来ほど強固に各シール部７，８をガスケット本体２に接着しなくても各シール部７，８がガスケット本体２から剥れることがない。したがって、ガスケット１の製造過程における接着剤塗布工程を簡素化することが可能となり、これによりガスケット１の製造を容易化し、組立て性を向上させることができる。
【００３２】
第二実施形態・・・
図３に示すように、当該実施形態に係るガスケット１においては、シール部６がガスケット本体２における空孔部３の周縁部のみに設けられており、周縁部以外の部分はガスケット本体２の上下両面がそれぞれゴムに被覆されずに表面露出している。
【００３３】
同図に示すように、当該ガスケット１は先ず、所定の平面形状に形成された金属または樹脂製シートよりなるシート状ないし平板状のガスケット本体２を有しており、このガスケット本体２の平面内に所要数の空孔部３が設けられている。このガスケット本体２にビードの類は設けられておらず、また、このガスケット本体２の厚さｔ_２は極めて薄く、実寸で０．０３〜０．５ｍｍほどに形成されている。
【００３４】
上記ガスケット本体２における空孔部３の周縁部であってガスケット本体２の両面にそれぞれ、ゴム状弾性材よりなるパッキン状のシール部６が接着剤による接着によって被着されており、併せて、このシール部６によって、ガスケット本体２における空孔部３の内面４がその全面ないし全周に亙って被覆されている。シール部６は、硬さ（ＪＩＳＡ）６０以下の液状ゴム硬化物によって成形されていて、ガスケット本体２の一面（上面）に被着されてこの一面を被覆する一面シール部７と、ガスケット本体２の他面（下面）に被着されてこの他面を被覆する他面シール部８と、上記したように空孔部３の内面４を被覆する内面シール部９とを一体に有している。一面シール部７は断面凸形状ないし三角形状ないし略三角形状に形成されて断面円弧形ないし略円弧形の頂部を備えており、その高さが比較的高く形成されており、これに対して、他面シール部８は断面台形状ないし略台形状に形成されて平面状ないし略平面状の頂部を備えており、その高さが比較的低く形成されている。
【００３５】
上記構成のガスケット１は、上記したように積層型燃料電池等の比較的狭い領域（高さ約２ｍｍ以下）において電解質膜等のシートを挟みながら、酸素、窒素もしくは水素等のガスまたは水等よりなる０．５ＭＰａ程度の作動流体をシールするために用いられるものであって、上記構成を備えていることにより以下の作用効果を奏する点に特徴を有している。
【００３６】
すなわち先ず、上記したようにガスケット本体２における空孔部３の内面４を被覆する内面シール部９がシール部６にその一部として一体成形されていて、空孔部３の内面４がこの内面シール部９ないしシール部６により全面的に被覆されているために、当該ガスケット１の装着使用時に作動流体がガスケット本体２に直接接触せず、よって発電効率を低下させる不純物となるイオン等が析出するのを防止することができる。したがって、この分、当該ガスケット１を装着した燃料電池の発電効率を向上させることができる。
【００３７】
また、シール部６における一面シール部７と他面シール部８とが内面シール部９を介して一体成形されていて、両シール部７，８がガスケット本体２をその両面から挟み込んでいるために、従来ほど強固に各シール部７，８をガスケット本体２に接着しなくても各シール部７，８がガスケット本体２から剥れることがない。したがって、ガスケット１の製造過程における接着剤塗布工程を簡素化することが可能となり、これによりガスケット１の組立て性を向上させることができる。
【００３８】
また、ガスケット本体２の厚さｔ_２が０．０３〜０．５ｍｍと比較的薄く形成されているために、当該ガスケット１を装着する燃料電池におけるセパレータ同士の間隔を比較的狭く設定することが可能となり、これにより発電効率を向上させることができるとともに、燃料電池の小型化（コンパクト化）および軽量化を実現することができる。尚、ガスケット本体２の厚さｔ_２は、ゴムの成形および組立て性に問題のないレベルで、更に薄くすることも考えられる。
【００３９】
また、上記構成のガスケット１は、シート状ないし平板状のガスケット本体２における空孔部３の周縁部のみに硬さ（ＪＩＳＡ）６０以下の液状ゴム硬化物よりなるシール部６を設けたものであって、シール部６が比較的狭い範囲（面積）で相手材に密接して所定のシール反力（面圧）を確保し、シール作用を奏するものである。したがって、このガスケット１によれば、所定のシール反力をガスケット本体２で確保すべくガスケット本体２に「うねり」ないしビードを形成する必要がないために、ガスケット１に反りが発生するのを防止することが可能となり、これにより位置決めを容易化して燃料電池の組立て性を向上させることができる。
【００４０】
また、このようにガスケット１の平面の一部のみにシール部６を設けてシールする構造であれば、ガスケット１の設計の自由度を増大させることができる。
【００４１】
また、同じく、このようにガスケット１の平面の一部のみにシール部６を設けてシールする構造であれば、ガスケット１を燃料電池に組み込むときにガスケット１のシール部６に直接、手を触れることなく燃料電池を組み立てることが可能となり、これにより組立て時にシール部６にゴミが付着する可能性を減らすことができる。また、組立てに要する締付け力が小さくて済み、シール反力の変化が小さいためにシール性が安定すると云う効果もある。
【００４２】
更にまた、上記構成のガスケット１においては、シール部６の一部をなす他面シール部８が断面台形状ないし略台形状に形成されているために、当該ガスケット１が積層装着されるときにおけるゴム（シール部）の傾きを抑えることが可能となり、これによりシール性を安定させるとともに向上させることができる。
【００４３】
第三実施形態・・・
尚、図４に示すように、この他面シール部８の断面形状は、これを一面シール部７の断面形状と同様に、断面凸形状ないし三角形状ないし略三角形状としても良く、この場合には、セパレータ間の間隔の変化によるシール反力の変化の度合いが更に小さくなるために、シール性が更に安定すると云う効果がある。この第三実施形態の他の構成および作用効果は、上記第二実施形態と同じである。
【００４４】
第四実施形態・・・
図５に示すように、当該実施形態に係るガスケット１においては、上記第二および第三実施形態と同様に、シール部６がガスケット本体２における空孔部３の周縁部のみに設けられており、周縁部以外の部分はガスケット本体２の上下両面がそれぞれゴムに被覆されずに表面露出した構造とされている。
【００４５】
同図に示すように、当該ガスケット１は先ず、所定の平面形状に形成された金属または樹脂製シートよりなるシート状ないし平板状のガスケット本体２を有しており、このガスケット本体２の平面内に所要数の空孔部３が設けられている。このガスケット本体２にビードの類は設けられておらず、また、このガスケット本体２の厚さｔ_３は極めて薄く、実寸で０．０３〜０．５ｍｍほどに形成されている。
【００４６】
ガスケット本体２における空孔部３の周縁部であってガスケット本体２の両面にそれぞれ、ゴム状弾性材よりなるパッキン状のシール部６が非接着で重ねられており、併せて、このシール部６によって、ガスケット本体２における空孔部３の内面４がその全面ないし全周に亙って被覆されている。シール部６は硬さ（ＪＩＳＡ）６０以下の液状ゴム硬化物によって成形されていて、ガスケット本体２の一面（上面）を非接着状態で被覆する一面シール部７と、ガスケット本体２の他面（下面）を非接着状態で被覆する他面シール部８と、上記したように空孔部３の内面４を非接着状態で被覆する内面シール部９とを一体に有している。一面シール部７は断面凸形状ないし三角形状ないし略三角形状に形成されて、断面円弧形ないし略円弧形の頂部を備えており、その高さが比較的高く形成されており、他面シール部８も同様に断面凸形状ないし三角形状ないし略三角形状に形成されて、断面円弧形ないし略円弧形の頂部を備えており、その高さが比較的高く形成されている。
【００４７】
また、ガスケット本体１における空孔部３の周縁部に、その両面に開口する貫通穴１０が所要数設けられており、この貫通穴１０を介して一面シール部７と他面シール部８とが互いに一体成形され、一体化されている。したがって、一面シール部７と他面シール部８とは、この貫通穴１０内のゴム材１１と上記内面シール部９とによって一体化されており、これにより両シール部７，８がガスケット本体２をその上下から挟み込むために、シール部６が接着剤を使用することなくガスケット本体２に組み付けられている。貫通穴１０は空孔部３の周縁に沿って所定の間隔で複数が設けられている。
【００４８】
上記構成のガスケット１は、上記したように積層型燃料電池等の比較的狭い領域（高さ約２ｍｍ以下）において電解質膜等のシートを挟みながら、酸素、窒素もしくは水素等のガスまたは水等よりなる０．５ＭＰａ程度の作動流体をシールするために用いられるものであって、上記構成を備えていることにより以下の作用効果を奏する点に特徴を有している。
【００４９】
すなわち先ず、上記したようにガスケット本体２における空孔部３の内面４を被覆する内面シール部９がシール部６にその一部として一体成形されていて、空孔部３の内面４がこの内面シール部９ないしシール部６により全面的に被覆されているために、当該ガスケット１の装着使用時に作動流体がガスケット本体２に直接接触せず、よって発電効率を低下させる不純物となるイオン等が析出するのを防止することができる。したがって、この分、当該ガスケット１を装着した燃料電池の発電効率を向上させることができる。
【００５０】
また、シール部６における一面シール部７と他面シール部８とがガスケット本体２に設けた貫通穴１０を介して互いに一体成形されていて、両シール部７，８が内面シール部９と貫通穴１０内のゴム材１１とを介して互いに一体化されているために、接着剤を使用しなくてもシール部６をガスケット本体２に組み付けることができる。したがって、接着剤の化学反応による発電効率の低下を防止すること可能となり、この分、発電効率を向上させることができる。また、接着剤塗布工程を完全に省略することができるために、ガスケット１の組立て性を向上させることができる。
【００５１】
また、ガスケット本体２の厚さｔ_３が０．０３〜０．５ｍｍと比較的薄く形成されているために、当該ガスケット１を装着する燃料電池におけるセパレータ同士の間隔を比較的狭く設定することが可能となり、これにより発電効率を向上させることができるとともに、燃料電池の小型化（コンパクト化）および軽量化を実現することができる。尚、ガスケット本体２の厚さｔ_３は、ゴムの成形および組立て性に問題のないレベルで、更に薄くすることも考えられる。
【００５２】
また、上記構成のガスケット１は、シート状ないし平板状のガスケット本体２における空孔部３の周縁部のみに硬さ（ＪＩＳＡ）６０以下の液状ゴム硬化物よりなるシール部６を設けたものであって、シール部６が比較的狭い範囲（面積）で相手材に密接して所定のシール反力（面圧）を確保し、シール作用を奏するものである。したがって、このガスケット１によれば、所定のシール反力をガスケット本体２で確保すべくガスケット本体２に「うねり」ないしビードを形成する必要がないために、ガスケット１に反りが発生するのを防止することが可能となり、これにより位置決めを容易化して燃料電池の組立て性を向上させることができる。
【００５３】
また、このようにガスケット１の平面の一部のみにシール部６を設けてシールする構造であれば、ガスケット１の設計の自由度を増大させることができる。
【００５４】
また、同じく、このようにガスケット１の平面の一部のみにシール部６を設けてシールする構造であれば、ガスケット１を燃料電池に組み込むときにガスケット１のシール部６に直接、手を触れることなく燃料電池を組み立てることが可能となり、これにより組立て時にシール部６にゴミが付着する可能性を減らすことができる。また、組立てに要する締付け力が小さくて済み、シール反力の変化が小さいためにシール性が安定すると云う効果もある。
【００５５】
尚、他面シール部８の断面形状は、これを上記第二実施形態と同様に断面台形形状としても良く、この場合には、当該ガスケット１の装着時におけるゴム（シール部）の傾きが抑えられるために、シール性を向上させることができると云う効果がある。
【００５６】
第五実施形態・・・
図６に示すように、当該実施形態に係るガスケット１においては、上記第二ないし第四実施形態と同様に、シール部６がガスケット本体２における空孔部３の周縁部のみに設けられており、周縁部以外の部分はガスケット本体２の上下両面がそれぞれゴムに被覆されずに表面露出した構造とされている。
【００５７】
また、当該ガスケット１には予め、燃料電池の構成要素の一つである電解質膜１３が組込み成形されており、この電解質膜１３が所定の空孔部３内に配置されて、シール部６のゴムにより保持されている。
【００５８】
同図に示すように、当該ガスケット１は先ず、所定の平面形状に形成された金属または樹脂製シートよりなるシート状ないし平板状のガスケット本体２を有しており、このガスケット本体２の平面内に所要数の空孔部３が設けられている。このガスケット本体２にビードの類は設けられておらず、また、このガスケット本体２の厚さｔ_４は極めて薄く、実寸で０．０３〜０．５ｍｍほどに形成されている。
【００５９】
ガスケット本体２における空孔部３の周縁部であってガスケット本体２の両面にそれぞれ、ゴム状弾性材よりなるパッキン状のシール部６が非接着で重ねられており、併せて、このシール部６によって、ガスケット本体２における空孔部３の内面４がその全面ないし全周に亙って被覆されている。シール部６は硬さ（ＪＩＳＡ）６０以下の液状ゴム硬化物によって成形されていて、ガスケット本体２の一面（上面）を非接着状態で被覆する一面シール部７と、ガスケット本体２の他面（下面）を非接着状態で被覆する他面シール部８と、上記したように空孔部３の内面４を非接着状態で被覆する内面シール部９と、更にこの内側シール部９の内周側に配置されて上記電解質膜１３を保持する保持部１２とを一体に有している。一面シール部７は断面凸形状ないし三角形状ないし略三角形状に形成されて、断面円弧形ないし略円弧形の頂部を備えており、その高さが比較的高く形成されており、他面シール部８も同様に断面凸形状ないし三角形状ないし略三角形状に形成されて、断面円弧形ないし略円弧形の頂部を備えており、その高さが比較的高く形成されている。
【００６０】
また、ガスケット本体１における空孔部３の周縁部に、その両面に開口する貫通穴１０が所要数設けられており、この貫通穴１０を介して一面シール部７と他面シール部８とが互いに一体成形され、一体化されている。したがって、一面シール部７と他面シール部８とは、この貫通穴１０内のゴム材１１と上記内面シール部９とによって一体化されており、これにより両シール部７，８がガスケット本体２をその上下から挟み込むために、シール部６が接着剤を使用することなくガスケット本体２に組み付けられている。貫通穴１０は空孔部３の周縁に沿って所定の間隔で複数が設けられている。
【００６１】
上記電解質膜１３は、例えば高分子電解質膜であって、膜状ないしシート状に成形されて所定の厚さｔ_５を備えており、ガスケット本体２と同一平面上ないし略同一平面状に配置されて、その外周縁部において保持部１２のゴムにより保持されている。
【００６２】
上記構成のガスケット１は、上記したように積層型燃料電池等の比較的狭い領域（高さ約２ｍｍ以下）において電解質膜等のシートを挟みながら、酸素、窒素もしくは水素等のガスまたは水等よりなる０．５ＭＰａ程度の作動流体をシールするために用いられるものであって、上記構成を備えていることにより以下の作用効果を奏する点に特徴を有している。
【００６３】
すなわち先ず、上記したようにガスケット本体２における空孔部３の内面４を被覆する内面シール部９がシール部６にその一部として一体成形されていて、空孔部３の内面４がこの内面シール部９ないしシール部６により全面的に被覆されているために、当該ガスケット１の装着使用時に作動流体がガスケット本体２に直接接触せず、よって発電効率を低下させる不純物となるイオン等が析出するのを防止することができる。したがって、この分、当該ガスケット１を装着した燃料電池の発電効率を向上させることができる。
【００６４】
また、シール部６における一面シール部７と他面シール部８とがガスケット本体２に設けた貫通穴１０を介して互いに一体成形されていて、両シール部７，８が内面シール部９と貫通穴１０内のゴム材１１とを介して互いに一体化されているために、接着剤を使用しなくてもシール部６をガスケット本体２に組み付けることができる。したがって、接着剤の化学反応による発電効率の低下を防止すること可能となり、この分、発電効率を向上させることができる。また、接着剤塗布工程を完全に省略することができるために、ガスケット１の組立て性を向上させることができる。
【００６５】
また、ガスケット本体２の厚さｔ_４が０．０３〜０．５ｍｍと比較的薄く形成されているために、当該ガスケット１を装着する燃料電池におけるセパレータ同士の間隔を比較的狭く設定することが可能となり、これにより発電効率を向上させることができるとともに、燃料電池の小型化（コンパクト化）および軽量化を実現することができる。尚、ガスケット本体２の厚さｔ_４は、ゴムの成形および組立て性に問題のないレベルで、更に薄くすることも考えられる。
【００６６】
また、上記構成のガスケット１は、シート状ないし平板状のガスケット本体２における空孔部３の周縁部のみに硬さ（ＪＩＳＡ）６０以下の液状ゴム硬化物よりなるシール部６を設けたものであって、シール部６が比較的狭い範囲（面積）で相手材に密接して所定のシール反力（面圧）を確保し、シール作用を奏するものである。したがって、このガスケット１によれば、所定のシール反力をガスケット本体２で確保すべくガスケット本体２に「うねり」ないしビードを形成する必要がないために、ガスケット１に反りが発生するのを防止することが可能となり、これにより位置決めを容易化して燃料電池の組立て性を向上させることができる。
【００６７】
また、このようにガスケット１の平面の一部のみにシール部６を設けてシールする構造であれば、ガスケット１の設計の自由度を増大させることができる。
【００６８】
また、同じく、このようにガスケット１の平面の一部のみにシール部６を設けてシールする構造であれば、ガスケット１を燃料電池に組み込むときにガスケット１のシール部６に直接、手を触れることなく燃料電池を組み立てることが可能となり、これにより組立て時にシール部６にゴミが付着する可能性を減らすことができる。また、組立てに要する締付け力が小さくて済み、シール反力の変化が小さいためにシール性が安定すると云う効果もある。
【００６９】
尚、他面シール部８の断面形状は、これを上記第二実施形態と同様に断面台形形状としても良く、この場合には、当該ガスケット１の装着時におけるゴム（シール部）の傾きが抑えられるために、シール性を向上させることができると云う効果がある。
【００７０】
また、このガスケットによれば、上記したように当該ガスケット１に予め燃料電池の構成要素である電解質膜１３が組み込まれているために、以下の作用効果を奏することが可能である。
【００７１】
すなわち先ず、燃料電池を組み立てるときに、この電解質膜１３に全く触らなくても組立て作業を完了することができるために、この電解質膜１３にゴミ等の不純物が付着する可能性を減少させることができる。したがって、不純物の付着による燃料電池の発電効率の低下を抑えることができ、これにより燃料電池の発電性能を安定化させることができる。
【００７２】
また同じく、燃料電池を組み立てるときに、この電解質膜１３に全く触らなくてもこの電解質膜１３を正確に位置決めして組立て作業を完了することができるために、燃料電池の組立て性を向上させることができる。
【００７３】
また、この電解質膜１３が比較的低硬度のゴムにより保持されているために、圧力や湿潤状態といった状態変化をゴムにより吸収することができる。したがって、電解質膜１３が受ける負荷を減少させることができ、これにより燃料電池の性能を安定化させることができる。
【００７４】
【発明の効果】
本発明は、以下の効果を奏する。
【００７５】
すなわち先ず、上記構成を備えた本発明の請求項１による燃料電池用ガスケットにおいては、ガスケット本体の空孔部の内面が液状ゴム硬化物よりなるシール部によって被覆されているために、空孔部を通過する作動流体とガスケット本体とがシール部により遮断される。したがって、燃料電池の発電効率低下の原因となるイオン不純物等がガスケット本体から析出するのを防止することができ、よってこの分、燃料電池の発電効率を向上させることができる。
【００７６】
また、上記構成を備えた本発明の請求項２による燃料電池用ガスケットにおいては、ガスケット本体の空孔部の内面が液状ゴム硬化物よりなる内面シール部によって被覆されているために、空孔部を通過する作動流体とガスケット本体とがシール部により遮断される。したがって、燃料電池の発電効率低下の原因となるイオン不純物等がガスケット本体から析出するのを防止することができ、よってこの分、燃料電池の発電効率を向上させることができる。
【００７７】
また、この請求項２によるガスケットにおいては、ガスケット本体がビード無しの平板状シートにより形成されているために、ビードの存在を原因とする反りの発生を防止することが可能となり、これにより燃料電池の組立て性を向上させることができる。また、ビード無しの平板シートにより形成されたガスケット本体の平面の一部のみにシール部が設けられているために、比較的小さな締付け力で比較的大きなシール面圧を確保することが可能となり、これにより燃料電池の組立て性を向上させるとともに当該ガスケットのシール性能を安定化させることができる。更に、ビード無しの平板シートにより形成されたガスケット本体の平面の一部のみにシール部が設けられて他の部分が表面露出しているために、この他の部分を掴んで組立て作業を行なうことにより、シール部に触ることなく当該ガスケットを燃料電池に組み込むことが可能である。したがって、組込み作業時にシール部にゴミ等が付着する可能性を低減させることができ、これにより当該ガスケットのシール性能を安定化させることができる。
【００７８】
また、上記構成を備えた本発明の請求項３による燃料電池用ガスケットにおいては、ガスケット本体の両面のシール部同士がガスケット本体に設けた貫通穴を介して互いに一体成形されているために、当該ガスケットを製造するときに接着剤を使用しなくてもガスケット本体にシール部を組み付けることができる。したがって、接着剤の化学反応による燃料電池の発電効率の低下を防止することができ、よってこの分、燃料電池の発電効率を向上させることができる。また、当該ガスケットの製造時に接着剤塗布工程が省略されるために、その製造を容易化することができる。
【００７９】
また、この請求項３によるガスケットにおいては、空孔部の内面を被覆する内面シール部が両面シール部に一体成形されているために、内面シール部のシール作用により、空孔部を通過する作動流体とガスケット本体とが遮断される。したがって、燃料電池の発電効率低下の原因となるイオン不純物等がガスケット本体から析出するのを防止することができ、よってこの分、燃料電池の発電効率を向上させることができる。
【００８０】
また、上記構成を備えた本発明の請求項４による燃料電池用ガスケットにおいては、ガスケット本体の空孔部の内面が内面シール部によって被覆されているために、空孔部を通過する作動流体とガスケット本体とが内面シール部により遮断される。したがって、燃料電池の発電効率低下の原因となるイオン不純物等がガスケット本体から析出するのを防止することができ、よってこの分、燃料電池の発電効率を向上させることができる。
【００８１】
また、この請求項４によるガスケットにおいては、ガスケット本体がビード無しの平板状シートにより形成されているために、ビードの存在を原因とする反りの発生を防止することが可能となり、これにより燃料電池の組立て性を向上させることができる。また、ビード無しの平板シートにより形成されたガスケット本体の平面の一部のみにシール部が設けられているために、比較的小さな締付け力で比較的大きなシール面圧を確保することが可能となり、これにより燃料電池の組立て性を向上させるとともに当該ガスケットのシール性能を安定化させることができる。更に、ビード無しの平板シートにより形成されたガスケット本体の平面の一部のみにシール部が設けられて他の部分が表面露出しているために、この他の部分を掴んで組立て作業を行なうことにより、シール部に触ることなく当該ガスケットを燃料電池に組み込むことが可能である。したがって、組込み作業時にシール部にゴミ等が付着する可能性を低減させることができ、これにより当該ガスケットのシール性能を安定化させることができる。
【００８２】
また、ガスケット本体の両面のシール部同士がガスケット本体に設けた貫通穴を介して互いに一体成形されているために、当該ガスケットを製造するときに接着剤を使用しなくてもガスケット本体にシール部を組み付けることができる。したがって、接着剤の化学反応による燃料電池の発電効率の低下を防止することができ、よってこの分、燃料電池の発電効率を向上させることができる。また、当該ガスケットの製造時に接着剤塗布工程が省略されるために、その製造を容易化することができる。
【００８３】
またこれに加えて、上記構成を備えた本発明の請求項５による燃料電池用ガスケットにおいては、上記したように当該ガスケットに予め燃料電池の構成要素である電解質膜が組込み成形されているために、以下の作用効果を奏することが可能である。
【００８４】
すなわち先ず、燃料電池を組み立てるときに電解質膜に触らなくても組立て作業を完了することができるために、電解質膜にゴミ等の不純物が付着する可能性を減少させることができる。したがって、不純物の付着による燃料電池の発電効率の低下を抑えることができ、これにより燃料電池の発電性能を安定化させることができる。
【００８５】
また同じく、燃料電池を組み立てるときに電解質膜に触らなくても電解質膜を正確に位置決めして組立て作業を完了することができるために、燃料電池の組立て性を向上させることができる。
【００８６】
また、電解質膜が比較的低硬度のゴムにより保持されているために、圧力や湿潤状態といった状態変化をゴムにより吸収することができる。したがって、電解質膜が受ける負荷を減少させることができ、これにより燃料電池の性能を安定化させることができる。
【００８７】
更にまた、上記構成を備えた本発明の請求項６による燃料電池用ガスケットにおいては、ガスケット本体の厚さが０．０３〜０．５ｍｍの範囲で形成されているために、ガスケット全体が比較的薄く形成され、これによりその上下に組み付けられるセパレータ同士の間隔を比較的狭く設定することができる。したがってこれに伴って燃料電池の発電効率を向上させることができ、併せて、燃料電池の小型化および軽量化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施形態に係る燃料電池用ガスケットの平面図
【図２】図１におけるＡ−Ａ線拡大断面図
【図３】本発明の第二実施形態に係る燃料電池用ガスケットの要部断面図
【図４】本発明の第三実施形態に係る燃料電池用ガスケットの要部断面図
【図５】本発明の第四実施形態に係る燃料電池用ガスケットの要部断面図
【図６】本発明の第五実施形態に係る燃料電池用ガスケットの要部断面図
【符号の説明】
１ガスケット
２ガスケット本体
３空孔部
４内面
５突起
６シール部
７一面シール部（シール部）
８他面シール部（シール部）
９内面シール部
１０貫通穴
１１ゴム材
１２保持部
１３電解質膜[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a gasket which is a kind of sealing device, and more specifically, a working fluid such as oxygen, nitrogen, hydrogen or water is sealed while sandwiching a sheet such as an electrolyte membrane in a relatively narrow region in a stacked fuel cell or the like. It is related with the gasket for fuel cells used in order to do.
[0002]
[Prior art]
In general, a fuel cell is composed of a combination of a separator (collector electrode) made of a porous carbon material and an MEA (membrane / electrode assembly) made of a polymer electrolyte membrane, a catalyst layer, and a reaction electrode layer. MEA is sandwiched between the separators of the sheet, for this laminated structure, to keep the interval between the separators constant, to prevent evaporation of water vapor in order to suppress the drying of the polymer electrolyte membrane, There is a demand for easy assembly and disassembly.
[0003]
Generally, among these, the method of making power generation efficiency important and the method of curing with an adhesive at the expense of the ease of assembling and disassembling is adopted, but according to this method, good performance is initially achieved. Although there is a problem, there is a problem that it is difficult to replace deteriorated parts in long-term use.
[0004]
With respect to this problem, with respect to the seal between the fuel cell and its constituent elements, those using gaskets (see Japanese Patent Laid-Open Nos. 9-231987, 7-226220, or 7-153480), Although a foamed sponge layer on a rubber plate is used as a gasket (see Japanese Patent Laid-Open No. 7-31223), etc., these conventional techniques include a seal portion as a cell seal gasket for a fuel cell. There are inconveniences that cannot be fully satisfied in terms of reduction in thickness and ease of assembly of the separator.
[0005]
Further, when considering using a foamed rubber layer on a metal plate as a gasket, in this case, there are the following disadvantages.
[0006]
{Circle around (1)} Since the gas and cooling water constituting the fuel cell react with the metal plate to generate impurities (ions), the power generation efficiency decreases.
{Circle around (2)} Since the metal plate is formed with a relatively large thickness of 0.5 to 2 mm, a fuel cell using a stack of about one hundred cells becomes considerably large and heavy.
(3) Since the metal plate may be warped, it is difficult to position the polymer electrolyte membrane or the like in the assembly process. That is, in order to ensure the necessary sealing surface pressure, a wave-like “swell” or bead is partially formed on the metal plate, and the warp is likely to occur in the gasket due to the formation of this “swell” or bead. Therefore, the assembling property deteriorates.
{Circle around (4)} Since the sealing area is large, not only a large force is required for assembly, but also the seal reaction force changes greatly due to a subtle change in the tightening distance, resulting in unstable sealing performance.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In view of the above, the present invention has an object to provide a gasket for a fuel cell that can solve the above-described disadvantages and can improve the power generation efficiency of the fuel cell. In addition, an assembly of the fuel cell is provided. Fuel cell gasket that can improve the performance, stabilize the sealing performance of the gasket, facilitate the manufacture of the gasket, stabilize the power generation performance of the fuel cell, and further reduce the size and weight of the fuel cell The purpose is to provide.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a fuel cell gasket according to claim 1 of the present invention comprises a gasket main body made of a metal or resin sheet having pores, and a liquid rubber cured product attached to the gasket main body. And the inner surface of the hole portion is covered with the seal portion.
[0009]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a fuel cell gasket comprising: a gasket body provided with a hole portion penetrating in a thickness direction in a sheet formed into a flat plate without beads; and a periphery of the hole portion of the gasket body. Both top and bottom and Inner surface of the hole A seal part made of a liquid rubber cured product that covers the surface of the gasket body, and the seal part is provided only at the peripheral part of the hole part in the gasket body, and the parts other than the peripheral part are the upper and lower surfaces of the gasket body. Is characterized in that the surface is exposed without being covered with rubber.
[0010]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a fuel cell gasket comprising: a gasket body made of a metal or resin sheet provided with a hole; and a seal portion made of a cured liquid rubber laminated on both surfaces of the gasket body. And an inner surface seal portion made of a liquid rubber cured material that covers the inner surface of the hole portion, and the both surface seal portions are integrally formed with each other through a through hole provided in the gasket body, and the inner surface The seal portion is formed integrally with the seal portions on both sides.
[0011]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a fuel cell gasket comprising: a gasket body provided with a hole portion penetrating in a thickness direction in a sheet formed into a flat plate shape without beads; and the hole portion of the gasket body. A seal portion made of a liquid rubber cured material covering the upper and lower surfaces of the peripheral portion, a seal portion made of a liquid rubber cured material also covering the other upper and lower surfaces, and a liquid rubber cured material covering the inner surface of the hole portion. An inner surface seal portion, and the seal portions on both sides are provided only on the peripheral portion of the hole portion in the gasket main body, and the upper and lower surfaces of the gasket main body are not covered with rubber except for the peripheral portion. The both-side seal portions are integrally formed with each other through a through hole provided in advance in the gasket body, and the inner-surface seal portion is formed on the both-surface seal portion. And it is characterized in that it is integrally molded to part.
[0012]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a fuel cell gasket according to any one of the first to fourth aspects, wherein an electrolyte membrane is incorporated and molded in advance in the gasket. Is.
[0013]
A fuel cell gasket according to claim 6 of the present invention is the fuel cell gasket according to any one of claims 1 to 5, wherein the thickness of the gasket body is in the range of 0.03 to 0.5 mm. It is characterized by being formed by.
[0014]
As in the gasket according to claim 1 of the present invention having the above-described configuration, a gasket main body made of a metal or resin sheet provided with a hole, and a seal portion made of a liquid rubber cured material attached to the gasket main body When the inner surface of the hole portion of the gasket body is covered with the seal portion, the working fluid passing through the hole portion and the gasket body are blocked by the seal portion. Therefore, it is possible to prevent ionic impurities or the like that cause a decrease in the power generation efficiency of the fuel cell from being deposited from the gasket body, and accordingly, it is possible to improve the power generation efficiency of the fuel cell.
[0015]
Further, in the gasket according to claim 2 of the present invention having the above-described configuration, the inner surface of the hole portion of the gasket body is covered with the inner surface seal portion, so that the working fluid passing through the hole portion and the gasket body are It is blocked by the seal part. Therefore, it is possible to prevent ionic impurities or the like that cause a decrease in the power generation efficiency of the fuel cell from being deposited from the gasket body, and accordingly, it is possible to improve the power generation efficiency of the fuel cell.
[0016]
In addition, in the gasket according to claim 2, since the gasket body is formed of a flat sheet without beads, it is possible to prevent the occurrence of warp due to the presence of beads, Since the seal portion is provided only in a part of the flat surface of the gasket body formed by the flat sheet without the bead, it is possible to ensure a relatively large seal surface pressure with a relatively small tightening force. Since the seal part is provided only on a part of the flat surface of the gasket body formed by the flat sheet without bead and the other part is exposed on the surface, by gripping this other part and performing the assembly work, The gasket can be incorporated into the fuel cell without touching the seal portion.
[0017]
Further, as in the gasket according to claim 3 of the present invention having the above-described configuration, a gasket main body made of a metal or resin sheet provided with a hole and a liquid rubber cured product stacked on both surfaces of the gasket main body In a gasket having a sealing portion and an inner surface sealing portion made of a liquid rubber cured material covering the inner surface of the hole portion, the sealing portions on both sides of the gasket body are integrally formed with each other through a through hole provided in the gasket body. Then, when manufacturing the said gasket, even if it does not use an adhesive agent, a seal part can be assembled | attached with respect to a gasket main body. Accordingly, it is possible to prevent a decrease in power generation efficiency of the fuel cell due to a chemical reaction of the adhesive, and accordingly, it is possible to improve the power generation efficiency of the fuel cell. Further, since the adhesive application step is omitted from the gasket manufacturing process, the manufacturing can be facilitated.
[0018]
Further, according to the gasket according to the third aspect, since the inner surface seal portion covering the inner surface of the hole portion is integrally formed with the double-sided seal portion, the inner surface seal portion passes through the hole portion by the sealing action. The working fluid and the gasket body are shut off. Therefore, it is possible to prevent ionic impurities or the like that cause a decrease in the power generation efficiency of the fuel cell from being deposited from the gasket body, and accordingly, it is possible to improve the power generation efficiency of the fuel cell.
[0019]
In the gasket according to claim 4 of the present invention having the above-described configuration, the inner surface of the hole portion of the gasket body is covered with the inner surface seal portion, so that the working fluid passing through the hole portion and the gasket body are It is blocked by the inner seal part. Therefore, it is possible to prevent ionic impurities or the like that cause a decrease in the power generation efficiency of the fuel cell from being deposited from the gasket body, and accordingly, it is possible to improve the power generation efficiency of the fuel cell.
[0020]
In addition, since the gasket body is formed of a flat sheet without beads, it is possible to prevent the occurrence of warping due to the presence of beads, and the gasket body is formed of a flat sheet without beads. Since a double-sided seal is provided only on a part of the flat surface of the plate, it is possible to ensure a relatively large seal surface pressure with a relatively small tightening force, and a gasket formed of a flat sheet without beads. Since the double-sided seal part is provided only on a part of the plane of the main body and the other part is exposed on the surface, the gasket can be attached without touching the double-sided seal part by grasping this other part and performing assembly work. It can be incorporated into a fuel cell.
[0021]
In addition, since the double-sided seal parts are integrally formed with each other through a through hole provided in the gasket body, the double-sided seal part can be assembled to the gasket body without using an adhesive when manufacturing the gasket. Can do. Accordingly, it is possible to prevent a decrease in power generation efficiency of the fuel cell due to a chemical reaction of the adhesive, and accordingly, it is possible to improve the power generation efficiency of the fuel cell. In addition, since the adhesive application step is omitted from the manufacturing process of the gasket, the manufacturing can be facilitated accordingly.
[0022]
In addition to this, when the electrolyte membrane, which is a constituent element of the fuel cell, is previously assembled and molded into the gasket as in the gasket according to claim 5 of the present invention having the above-described configuration, The assembly operation can be completed without touching the electrolyte membrane. Therefore, it becomes possible to improve the assembly property of the fuel cell, and at the same time, the possibility that impurities such as dust adhere to the electrolyte membrane is reduced, so that the power generation performance of the fuel cell can be stabilized.
[0023]
Further, as in the gasket according to claim 6 of the present invention having the above-described configuration, when the thickness of the gasket body made of a metal or resin sheet is formed in the range of 0.03 to 0.5 mm, the entire gasket Is formed relatively thin, the interval between the separators assembled on the top and bottom thereof can be set relatively narrow. Therefore, it is possible to improve the power generation efficiency of the fuel cell, and at the same time, it is possible to reduce the size and weight of the fuel cell.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0025]
First embodiment
FIG. 1 shows a plane of a fuel cell gasket 1 according to this embodiment, and an enlarged cross-sectional view taken along line AA is shown in FIG.
[0026]
As shown in FIG. 1, the gasket 1 according to this embodiment is formed in a planar rectangular shape or a substantially rectangular shape as a whole, and a required number of hole portions (also referred to as through portions) 3 are formed in the plane. ing. The hole 3 is provided so as to penetrate the gasket 1 in the plate thickness direction in order to circulate a working fluid such as oxygen, nitrogen or hydrogen, or a gas or water when the gasket 1 is used. In the figure, five large and small holes 3 are provided.
[0027]
As shown in FIG. 2, the gasket 1 first has a sheet-like or flat-plate-like gasket body (also referred to as a sheet, a frame, or a substrate) 2 made of a metal or resin sheet formed in the planar shape. The hole 3 is provided in the gasket body 2 as described above. In addition, a bead-shaped protrusion (also referred to as a bead) 5 having a circular arc shape or a substantially arc shape in cross section is provided on one surface (upper surface) of the gasket body 2 in order to locally increase the seal surface pressure. Further, the thickness t of the gasket body 2 ₁ Is formed to an actual size of about 2 mm.
[0028]
A sheet-like or film-like seal portion (also referred to as a packing portion) 6 made of a rubber-like elastic material is attached to both surfaces of the gasket main body 2 by adhesion with an adhesive. An inner surface 4 (also referred to as a cut surface or a cut inner surface of the gasket body 2) 4 of the hole 3 in the gasket body 2 is covered over the entire surface or the entire circumference. The seal portion 6 is formed of a liquid rubber cured product having a hardness (JIS A) of 60 or less, and is attached to one surface (upper surface) of the gasket main body 2 so as to cover the one surface. Part 7, sheet-like or membrane-like other surface sealing part 8 which is attached to the other surface (lower surface) of gasket main body 2 and covers this other surface, and inner surface 4 of hole 3 as described above A film-like inner surface seal portion 9 is integrally formed. Although the thickness of each seal part 7,8,9 is set uniformly, you may make it each thickness differ as needed, especially the thickness of the inner surface seal part 9 is one side seal part. 7 and the other surface seal portion 8 may be thicker or thinner.
[0029]
As described above, the gasket 1 having the above-described structure operates at a pressure of about 0.5 MPa made of gas such as oxygen, nitrogen or hydrogen, water, or the like while sandwiching a sheet such as an electrolyte membrane in a relatively narrow region such as a stacked fuel cell. It is used for sealing a fluid, and is characterized in that the following functions and effects can be obtained by having the above-described configuration.
[0030]
That is, first, as described above, the inner surface seal portion 9 covering the inner surface 4 of the hole portion 3 in the gasket body 2 is integrally formed as a part of the seal portion 6, and the inner surface 4 of the hole portion 3 is the inner surface. Since the entire surface is covered with the seal portion 9 or the seal portion 6, the working fluid flowing through the hole portion 3 does not directly contact the gasket body 2 when the gasket 1 is used, thereby reducing the power generation efficiency. It is possible to prevent ions or the like that become impurities from being deposited from the gasket body 2. Therefore, the power generation efficiency of the fuel cell equipped with the gasket 1 can be improved accordingly.
[0031]
Further, since the one-surface seal portion 7 and the other-surface seal portion 8 in the seal portion 6 are integrally formed via the inner surface seal portion 9, both the seal portions 7 and 8 sandwich the gasket body 2 from both surfaces. The seal portions 7 and 8 are not peeled off from the gasket body 2 even if the seal portions 7 and 8 are not firmly bonded to the gasket body 2 as in the conventional case. Therefore, it is possible to simplify the adhesive application process in the manufacturing process of the gasket 1, thereby facilitating the manufacturing of the gasket 1 and improving the assemblability.
[0032]
Second embodiment ...
As shown in FIG. 3, in the gasket 1 according to this embodiment, the seal portion 6 is provided only at the peripheral portion of the hole portion 3 in the gasket main body 2, and the portions other than the peripheral portion are the upper and lower portions of the gasket main body 2. Both surfaces are exposed without being covered with rubber.
[0033]
As shown in the figure, the gasket 1 first has a sheet-shaped or flat-shaped gasket main body 2 made of a metal or resin sheet formed in a predetermined plane shape. The required number of holes 3 are provided. The gasket body 2 is not provided with beads, and the thickness t of the gasket body 2 ₂ Is extremely thin, and is formed to an actual size of about 0.03 to 0.5 mm.
[0034]
Packing-like seal portions 6 made of a rubber-like elastic material are attached to the periphery of the hole portion 3 in the gasket body 2 and on both surfaces of the gasket body 2 by adhesion with an adhesive, With this seal portion 6, the inner surface 4 of the hole portion 3 in the gasket body 2 is covered over the entire surface or the entire circumference. The seal portion 6 is formed of a hardened liquid rubber having a hardness (JIS A) of 60 or less, and is attached to one surface (upper surface) of the gasket body 2 to cover the one surface, and the gasket body. The other surface seal portion 8 that is attached to the other surface (bottom surface) 2 and covers the other surface, and the inner surface seal portion 9 that covers the inner surface 4 of the hole 3 as described above are integrally provided. Yes. The one-side seal portion 7 is formed in a convex cross section, a triangular shape, or a substantially triangular shape, and has a top portion having a cross-sectional arc shape or a substantially arc shape, and its height is relatively high. The other-surface seal portion 8 is formed in a trapezoidal or substantially trapezoidal cross section and has a flat or substantially flat top portion, and the height thereof is relatively low.
[0035]
As described above, the gasket 1 having the above configuration is made of a gas such as oxygen, nitrogen or hydrogen or water while sandwiching a sheet such as an electrolyte membrane in a relatively narrow region (height of about 2 mm or less) such as a stacked fuel cell. It is used for sealing a working fluid of about 0.5 MPa, and is characterized in that it has the following effects by having the above-described configuration.
[0036]
That is, first, as described above, the inner surface seal portion 9 covering the inner surface 4 of the hole portion 3 in the gasket body 2 is integrally formed as a part of the seal portion 6, and the inner surface 4 of the hole portion 3 is the inner surface. Since the entire surface is covered with the seal portion 9 or the seal portion 6, the working fluid does not directly contact the gasket body 2 when the gasket 1 is used, so that ions or the like that become impurities that reduce power generation efficiency are deposited. Can be prevented. Therefore, the power generation efficiency of the fuel cell equipped with the gasket 1 can be improved accordingly.
[0037]
Further, since the one-surface seal portion 7 and the other-surface seal portion 8 in the seal portion 6 are integrally formed via the inner surface seal portion 9, both the seal portions 7 and 8 sandwich the gasket body 2 from both surfaces. The seal portions 7 and 8 are not peeled off from the gasket body 2 even if the seal portions 7 and 8 are not firmly bonded to the gasket body 2 as in the conventional case. Therefore, it becomes possible to simplify the adhesive application process in the manufacturing process of the gasket 1, thereby improving the assemblability of the gasket 1.
[0038]
Further, the thickness t of the gasket body 2 ₂ Is formed comparatively thin as 0.03 to 0.5 mm, it becomes possible to set the interval between the separators in the fuel cell to which the gasket 1 is attached relatively narrow, thereby improving the power generation efficiency. In addition, the fuel cell can be made smaller (compact) and lighter. The thickness t of the gasket body 2 ₂ It is also conceivable to further reduce the thickness of the rubber at a level where there is no problem in rubber molding and assembly.
[0039]
In addition, the gasket 1 having the above-described configuration is provided with a seal portion 6 made of a liquid rubber cured product having a hardness (JIS A) of 60 or less only at the peripheral portion of the hole portion 3 in the sheet-shaped or flat-plate-shaped gasket body 2. In this case, the seal portion 6 is in close contact with the mating member within a relatively narrow range (area), and a predetermined seal reaction force (surface pressure) is ensured to provide a sealing action. Therefore, according to this gasket 1, it is not necessary to form “swells” or beads on the gasket body 2 in order to ensure a predetermined sealing reaction force in the gasket body 2. This makes it possible to facilitate positioning and improve the assembly of the fuel cell.
[0040]
In addition, if the seal portion 6 is provided and sealed only on a part of the flat surface of the gasket 1, the degree of freedom in designing the gasket 1 can be increased.
[0041]
Similarly, if the seal portion 6 is provided and sealed only on a part of the flat surface of the gasket 1 as described above, the seal portion 6 of the gasket 1 is directly touched when the gasket 1 is incorporated into the fuel cell. Thus, the fuel cell can be assembled without any problem, and the possibility of dust adhering to the seal portion 6 during assembly can be reduced. Further, since the tightening force required for assembly is small and the change in the seal reaction force is small, there is an effect that the sealing performance is stabilized.
[0042]
Furthermore, in the gasket 1 having the above-described configuration, the other-surface seal portion 8 forming a part of the seal portion 6 is formed in a trapezoidal cross section or a substantially trapezoidal shape. It becomes possible to suppress the inclination of the rubber (seal part), and this can stabilize and improve the sealing performance.
[0043]
Third embodiment ...
As shown in FIG. 4, the cross-sectional shape of the other-surface seal portion 8 may be a convex cross-sectional shape, a triangular shape, or a substantially triangular shape in the same manner as the cross-sectional shape of the one-side seal portion 7. Since the degree of change in the seal reaction force due to the change in the spacing between the separators is further reduced, there is an effect that the sealing performance is further stabilized. Other configurations and operational effects of the third embodiment are the same as those of the second embodiment.
[0044]
Fourth embodiment ...
As shown in FIG. 5, in the gasket 1 according to this embodiment, the seal portion 6 is provided only at the peripheral portion of the hole portion 3 in the gasket body 2, as in the second and third embodiments. The portions other than the peripheral portion have a structure in which the upper and lower surfaces of the gasket body 2 are exposed without being covered with rubber.
[0045]
As shown in the figure, the gasket 1 first has a sheet-shaped or flat-shaped gasket main body 2 made of a metal or resin sheet formed in a predetermined plane shape. The required number of holes 3 are provided. The gasket body 2 is not provided with beads, and the thickness t of the gasket body 2 ₃ Is extremely thin, and is formed to an actual size of about 0.03 to 0.5 mm.
[0046]
Packing-like seal portions 6 made of a rubber-like elastic material are overlapped in a non-adhesive manner on both surfaces of the gasket body 2 at the peripheral edge portion of the hole portion 3 in the gasket body 2. Thus, the inner surface 4 of the hole 3 in the gasket body 2 is covered over the entire surface or the entire circumference. The seal portion 6 is formed of a hardened liquid rubber having a hardness (JIS A) of 60 or less, and a one-side seal portion 7 that covers one surface (upper surface) of the gasket body 2 in a non-adhesive state, and the other surface of the gasket body 2 The other surface seal portion 8 that covers the (lower surface) in a non-adhered state and the inner surface seal portion 9 that covers the inner surface 4 of the hole 3 in a non-adhered state as described above are integrally provided. The one-surface seal portion 7 is formed in a cross-sectional convex shape, a triangular shape, or a substantially triangular shape, and has a cross-section arc shape or a substantially arc-shaped top portion, and is formed with a relatively high height. Similarly, the seal portion 8 is formed in a convex cross section, a triangular shape, or a substantially triangular shape, and has a top portion with a circular arc shape or a substantially arc shape in cross section, and the height thereof is relatively high.
[0047]
In addition, a required number of through holes 10 that are open on both surfaces are provided at the peripheral edge of the hole 3 in the gasket body 1, and the one-surface seal portion 7 and the other-surface seal portion 8 are connected via the through-hole 10. They are integrally molded with each other. Therefore, the one-surface seal portion 7 and the other-surface seal portion 8 are integrated by the rubber material 11 in the through hole 10 and the inner surface seal portion 9, whereby both the seal portions 7, 8 are connected to the gasket body 2. Is inserted into the gasket body 2 without using an adhesive. A plurality of through holes 10 are provided at predetermined intervals along the periphery of the hole 3.
[0048]
As described above, the gasket 1 having the above configuration is made of a gas such as oxygen, nitrogen or hydrogen or water while sandwiching a sheet such as an electrolyte membrane in a relatively narrow region (height of about 2 mm or less) such as a stacked fuel cell. It is used for sealing a working fluid of about 0.5 MPa, and is characterized in that it has the following effects by having the above-described configuration.
[0049]
That is, first, as described above, the inner surface seal portion 9 covering the inner surface 4 of the hole portion 3 in the gasket body 2 is integrally formed as a part of the seal portion 6, and the inner surface 4 of the hole portion 3 is the inner surface. Since the entire surface is covered with the seal portion 9 or the seal portion 6, the working fluid does not directly contact the gasket body 2 when the gasket 1 is used, so that ions or the like that become impurities that reduce power generation efficiency are deposited. Can be prevented. Therefore, the power generation efficiency of the fuel cell equipped with the gasket 1 can be improved accordingly.
[0050]
Further, the one-surface seal portion 7 and the other-surface seal portion 8 in the seal portion 6 are integrally formed with each other through a through hole 10 provided in the gasket body 2, and both the seal portions 7, 8 penetrate the inner surface seal portion 9. Since they are integrated with each other through the rubber material 11 in the hole 10, the seal portion 6 can be assembled to the gasket body 2 without using an adhesive. Accordingly, it is possible to prevent a decrease in power generation efficiency due to the chemical reaction of the adhesive, and the power generation efficiency can be improved accordingly. Moreover, since the adhesive application step can be omitted completely, the assembly property of the gasket 1 can be improved.
[0051]
Further, the thickness t of the gasket body 2 ₃ Is formed comparatively thin as 0.03 to 0.5 mm, it becomes possible to set the interval between the separators in the fuel cell to which the gasket 1 is attached relatively narrow, thereby improving the power generation efficiency. In addition, the fuel cell can be made smaller (compact) and lighter. The thickness t of the gasket body 2 ₃ It is also conceivable to further reduce the thickness of the rubber at a level where there is no problem in rubber molding and assembly.
[0052]
In addition, the gasket 1 having the above-described configuration is provided with a seal portion 6 made of a liquid rubber cured product having a hardness (JIS A) of 60 or less only at the peripheral portion of the hole portion 3 in the sheet-shaped or flat-plate-shaped gasket body 2. In this case, the seal portion 6 is in close contact with the mating member within a relatively narrow range (area), and a predetermined seal reaction force (surface pressure) is ensured to provide a sealing action. Therefore, according to this gasket 1, it is not necessary to form “swells” or beads on the gasket body 2 in order to ensure a predetermined sealing reaction force in the gasket body 2. This makes it possible to facilitate positioning and improve the assembly of the fuel cell.
[0053]
In addition, if the seal portion 6 is provided and sealed only on a part of the flat surface of the gasket 1, the degree of freedom in designing the gasket 1 can be increased.
[0054]
Similarly, if the seal portion 6 is provided and sealed only on a part of the flat surface of the gasket 1 as described above, the seal portion 6 of the gasket 1 is directly touched when the gasket 1 is incorporated into the fuel cell. Thus, the fuel cell can be assembled without any problem, and the possibility of dust adhering to the seal portion 6 during assembly can be reduced. Further, since the tightening force required for assembly is small and the change in the seal reaction force is small, there is an effect that the sealing performance is stabilized.
[0055]
The cross-sectional shape of the other-surface seal portion 8 may be a trapezoidal cross-sectional shape as in the second embodiment. In this case, the inclination of the rubber (seal portion) when the gasket 1 is attached is suppressed. Therefore, there is an effect that the sealing performance can be improved.
[0056]
Fifth embodiment ...
As shown in FIG. 6, in the gasket 1 according to this embodiment, the seal portion 6 is provided only at the peripheral portion of the hole portion 3 in the gasket body 2, as in the second to fourth embodiments. The portions other than the peripheral portion have a structure in which the upper and lower surfaces of the gasket body 2 are exposed without being covered with rubber.
[0057]
The gasket 1 is preliminarily molded with an electrolyte membrane 13 that is one of the constituent elements of the fuel cell. The electrolyte membrane 13 is disposed in a predetermined hole portion 3, and the seal portion 6 It is held by rubber.
[0058]
As shown in the figure, the gasket 1 first has a sheet-shaped or flat-shaped gasket main body 2 made of a metal or resin sheet formed in a predetermined plane shape. The required number of holes 3 are provided. The gasket body 2 is not provided with beads, and the thickness t of the gasket body 2 ₄ Is extremely thin, and is formed to an actual size of about 0.03 to 0.5 mm.
[0059]
Packing-like seal portions 6 made of a rubber-like elastic material are overlapped in a non-adhesive manner on both surfaces of the gasket body 2 at the peripheral edge portion of the hole portion 3 in the gasket body 2. Thus, the inner surface 4 of the hole 3 in the gasket body 2 is covered over the entire surface or the entire circumference. The seal portion 6 is formed of a hardened liquid rubber having a hardness (JIS A) of 60 or less, and a one-side seal portion 7 that covers one surface (upper surface) of the gasket body 2 in a non-adhesive state, and the other surface of the gasket body 2 The other surface seal portion 8 that covers the (lower surface) in a non-adhered state, the inner surface seal portion 9 that covers the inner surface 4 of the hole portion 3 in a non-adhered state as described above, and the inner circumference of the inner seal portion 9 A holding portion 12 that is disposed on the side and holds the electrolyte membrane 13 is integrally provided. The one-surface seal portion 7 is formed in a cross-sectional convex shape, a triangular shape, or a substantially triangular shape, and has a cross-section arc shape or a substantially arc-shaped top portion, and is formed with a relatively high height. Similarly, the seal portion 8 is formed in a convex cross section, a triangular shape, or a substantially triangular shape, and has a top portion with a circular arc shape or a substantially arc shape in cross section, and the height thereof is relatively high.
[0060]
In addition, a required number of through holes 10 that are open on both surfaces are provided at the peripheral edge of the hole 3 in the gasket body 1, and the one-surface seal portion 7 and the other-surface seal portion 8 are connected via the through-hole 10. They are integrally molded with each other. Therefore, the one-surface seal portion 7 and the other-surface seal portion 8 are integrated by the rubber material 11 in the through hole 10 and the inner surface seal portion 9, whereby both the seal portions 7, 8 are connected to the gasket body 2. Is inserted into the gasket body 2 without using an adhesive. A plurality of through holes 10 are provided at predetermined intervals along the periphery of the hole 3.
[0061]
The electrolyte membrane 13 is, for example, a polymer electrolyte membrane, which is formed into a film shape or a sheet shape and has a predetermined thickness t. ₅ Are disposed on the same plane or substantially the same plane as the gasket body 2 and are held by the rubber of the holding portion 12 at the outer peripheral edge thereof.
[0062]
As described above, the gasket 1 having the above configuration is made of a gas such as oxygen, nitrogen or hydrogen or water while sandwiching a sheet such as an electrolyte membrane in a relatively narrow region (height of about 2 mm or less) such as a stacked fuel cell. It is used for sealing a working fluid of about 0.5 MPa, and is characterized in that it has the following effects by having the above-described configuration.
[0063]
That is, first, as described above, the inner surface seal portion 9 covering the inner surface 4 of the hole portion 3 in the gasket body 2 is integrally formed as a part of the seal portion 6, and the inner surface 4 of the hole portion 3 is the inner surface. Since the entire surface is covered with the seal portion 9 or the seal portion 6, the working fluid does not directly contact the gasket body 2 when the gasket 1 is used, so that ions or the like that become impurities that reduce power generation efficiency are deposited. Can be prevented. Therefore, the power generation efficiency of the fuel cell equipped with the gasket 1 can be improved accordingly.
[0064]
Further, the one-surface seal portion 7 and the other-surface seal portion 8 in the seal portion 6 are integrally formed with each other through a through hole 10 provided in the gasket body 2, and both the seal portions 7, 8 penetrate the inner surface seal portion 9. Since they are integrated with each other through the rubber material 11 in the hole 10, the seal portion 6 can be assembled to the gasket body 2 without using an adhesive. Accordingly, it is possible to prevent a decrease in power generation efficiency due to the chemical reaction of the adhesive, and the power generation efficiency can be improved accordingly. Moreover, since the adhesive application step can be omitted completely, the assembly property of the gasket 1 can be improved.
[0065]
Further, the thickness t of the gasket body 2 ₄ Is formed comparatively thin as 0.03 to 0.5 mm, it becomes possible to set the interval between the separators in the fuel cell to which the gasket 1 is attached relatively narrow, thereby improving the power generation efficiency. In addition, the fuel cell can be made smaller (compact) and lighter. The thickness t of the gasket body 2 ₄ It is also conceivable to further reduce the thickness of the rubber at a level where there is no problem in rubber molding and assembly.
[0066]
In addition, the gasket 1 having the above-described configuration is provided with a seal portion 6 made of a liquid rubber cured product having a hardness (JIS A) of 60 or less only at the peripheral portion of the hole portion 3 in the sheet-shaped or flat-plate-shaped gasket body 2. In this case, the seal portion 6 is in close contact with the mating member within a relatively narrow range (area), and a predetermined seal reaction force (surface pressure) is ensured to provide a sealing action. Therefore, according to this gasket 1, it is not necessary to form “swells” or beads on the gasket body 2 in order to ensure a predetermined sealing reaction force in the gasket body 2. This makes it possible to facilitate positioning and improve the assembly of the fuel cell.
[0067]
In addition, if the seal portion 6 is provided and sealed only on a part of the flat surface of the gasket 1, the degree of freedom in designing the gasket 1 can be increased.
[0068]
Similarly, if the seal portion 6 is provided and sealed only on a part of the flat surface of the gasket 1 as described above, the seal portion 6 of the gasket 1 is directly touched when the gasket 1 is incorporated into the fuel cell. Thus, the fuel cell can be assembled without any problem, and the possibility of dust adhering to the seal portion 6 during assembly can be reduced. Further, since the tightening force required for assembly is small and the change in the seal reaction force is small, there is an effect that the sealing performance is stabilized.
[0069]
The cross-sectional shape of the other-surface seal portion 8 may be a trapezoidal cross-sectional shape as in the second embodiment. In this case, the inclination of the rubber (seal portion) when the gasket 1 is attached is suppressed. Therefore, there is an effect that the sealing performance can be improved.
[0070]
Moreover, according to this gasket, since the electrolyte membrane 13 which is a component of a fuel cell is previously incorporated in the gasket 1 as described above, the following operational effects can be achieved.
[0071]
That is, first, when assembling the fuel cell, the assembly operation can be completed without touching the electrolyte membrane 13 at all, so that the possibility of impurities such as dust adhering to the electrolyte membrane 13 can be reduced. it can. Therefore, it is possible to suppress a decrease in the power generation efficiency of the fuel cell due to the adhesion of impurities, thereby stabilizing the power generation performance of the fuel cell.
[0072]
Similarly, when the fuel cell is assembled, the assembly can be completed by accurately positioning the electrolyte membrane 13 without touching the electrolyte membrane 13 at all. Can do.
[0073]
In addition, since the electrolyte membrane 13 is held by a rubber having a relatively low hardness, a change in state such as a pressure or a wet state can be absorbed by the rubber. Therefore, the load received by the electrolyte membrane 13 can be reduced, and the performance of the fuel cell can be stabilized thereby.
[0074]
【The invention's effect】
The present invention has the following effects.
[0075]
That is, first, in the fuel cell gasket according to the first aspect of the present invention having the above-described configuration, the inner surface of the hole portion of the gasket body is covered with the seal portion made of the liquid rubber cured product. The working fluid passing through and the gasket body are blocked by the seal portion. Therefore, it is possible to prevent ionic impurities and the like that cause a decrease in the power generation efficiency of the fuel cell from being precipitated from the gasket body, and accordingly, the power generation efficiency of the fuel cell can be improved accordingly.
[0076]
In the fuel cell gasket according to claim 2 of the present invention having the above-described configuration, the inner surface of the hole portion of the gasket body is covered with the inner surface seal portion made of a liquid rubber cured product. The working fluid passing through and the gasket body are blocked by the seal portion. Therefore, it is possible to prevent ionic impurities and the like that cause a decrease in the power generation efficiency of the fuel cell from being precipitated from the gasket body, and accordingly, the power generation efficiency of the fuel cell can be improved accordingly.
[0077]
Further, in the gasket according to claim 2, since the gasket body is formed of a flat sheet without beads, it is possible to prevent the occurrence of warp due to the presence of the beads. Assembling property can be improved. In addition, since the seal portion is provided only on a part of the flat surface of the gasket body formed of a flat sheet without beads, it is possible to ensure a relatively large seal surface pressure with a relatively small tightening force, Thereby, the assembly performance of the fuel cell can be improved and the sealing performance of the gasket can be stabilized. Furthermore, since only a part of the flat surface of the gasket main body formed of a flat sheet without beads is provided with a seal part and the other part is exposed, the assembly work is performed by grasping the other part. Therefore, the gasket can be incorporated into the fuel cell without touching the seal portion. Therefore, it is possible to reduce the possibility of dust and the like adhering to the seal portion during the assembling work, thereby stabilizing the sealing performance of the gasket.
[0078]
Further, in the fuel cell gasket according to claim 3 of the present invention having the above-described configuration, the seal portions on both sides of the gasket body are integrally formed with each other through the through holes provided in the gasket body. Even when an adhesive is not used when manufacturing the gasket, the seal portion can be assembled to the gasket body. Therefore, it is possible to prevent a decrease in the power generation efficiency of the fuel cell due to the chemical reaction of the adhesive, and accordingly, the power generation efficiency of the fuel cell can be improved accordingly. Moreover, since the adhesive application step is omitted when the gasket is manufactured, the manufacturing can be facilitated.
[0079]
Further, in the gasket according to claim 3, since the inner surface sealing portion covering the inner surface of the hole portion is integrally formed with the double-sided seal portion, the operation of passing through the hole portion by the sealing action of the inner surface sealing portion. The fluid and the gasket body are shut off. Therefore, it is possible to prevent ionic impurities and the like that cause a decrease in the power generation efficiency of the fuel cell from being precipitated from the gasket body, and accordingly, the power generation efficiency of the fuel cell can be improved accordingly.
[0080]
Further, in the fuel cell gasket according to claim 4 of the present invention having the above-described configuration, since the inner surface of the hole portion of the gasket body is covered with the inner surface seal portion, the working fluid passing through the hole portion A gasket main body is interrupted | blocked by the inner surface seal part. Therefore, it is possible to prevent ionic impurities and the like that cause a decrease in the power generation efficiency of the fuel cell from being precipitated from the gasket body, and accordingly, the power generation efficiency of the fuel cell can be improved accordingly.
[0081]
Further, in the gasket according to claim 4, since the gasket body is formed of a flat sheet without beads, it is possible to prevent the occurrence of warp due to the presence of the beads. Assembling property can be improved. In addition, since the seal portion is provided only on a part of the flat surface of the gasket body formed of a flat sheet without beads, it is possible to ensure a relatively large seal surface pressure with a relatively small tightening force, Thereby, the assembly performance of the fuel cell can be improved and the sealing performance of the gasket can be stabilized. Furthermore, since only a part of the flat surface of the gasket main body formed of a flat sheet without beads is provided with a seal part and the other part is exposed, the assembly work is performed by grasping the other part. Therefore, the gasket can be incorporated into the fuel cell without touching the seal portion. Therefore, it is possible to reduce the possibility of dust and the like adhering to the seal portion during the assembling work, thereby stabilizing the sealing performance of the gasket.
[0082]
In addition, since the seal portions on both sides of the gasket body are integrally formed with each other through a through hole provided in the gasket body, the seal portion can be attached to the gasket body without using an adhesive when manufacturing the gasket. Can be assembled. Therefore, it is possible to prevent a decrease in the power generation efficiency of the fuel cell due to the chemical reaction of the adhesive, and accordingly, the power generation efficiency of the fuel cell can be improved accordingly. Moreover, since the adhesive application step is omitted when the gasket is manufactured, the manufacturing can be facilitated.
[0083]
In addition to this, in the gasket for a fuel cell according to claim 5 of the present invention having the above-described configuration, as described above, the electrolyte membrane that is a component of the fuel cell is incorporated and molded in advance in the gasket. The following effects can be obtained.
[0084]
That is, first, when assembling the fuel cell, the assembly operation can be completed without touching the electrolyte membrane, so that the possibility of impurities such as dust adhering to the electrolyte membrane can be reduced. Therefore, it is possible to suppress a decrease in the power generation efficiency of the fuel cell due to the adhesion of impurities, thereby stabilizing the power generation performance of the fuel cell.
[0085]
Similarly, the assembly of the fuel cell can be improved because the assembly can be completed by accurately positioning the electrolyte membrane without touching the electrolyte membrane when assembling the fuel cell.
[0086]
Further, since the electrolyte membrane is held by rubber having a relatively low hardness, a change in state such as pressure and wet state can be absorbed by the rubber. Therefore, the load received by the electrolyte membrane can be reduced, and thereby the performance of the fuel cell can be stabilized.
[0087]
Furthermore, in the gasket for a fuel cell according to the sixth aspect of the present invention having the above-described configuration, since the thickness of the gasket body is formed in the range of 0.03 to 0.5 mm, the entire gasket is relatively The distance between the separators that are formed thin and assembled on the upper and lower sides thereof can be set relatively narrow. Accordingly, along with this, the power generation efficiency of the fuel cell can be improved, and at the same time, the fuel cell can be reduced in size and weight.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a fuel cell gasket according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part of a gasket for a fuel cell according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part of a gasket for a fuel cell according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a main part of a gasket for a fuel cell according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a main part of a gasket for a fuel cell according to a fifth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Gasket
2 Gasket body
3 holes
4 Inside
5 Protrusions
6 Seal part
7 One side seal part (seal part)
8 Other side seal part (seal part)
9 Inner seal
10 Through hole
11 Rubber material
12 Holding part
13 Electrolyte membrane

Claims

A gasket body (2) made of a metal or resin sheet provided with a hole portion (3), and a seal portion (6) made of a liquid rubber cured product attached to the gasket body (2);
A fuel cell gasket characterized in that the inner surface (4) of the hole portion (3) is covered with the seal portion (6).

A gasket body (2) provided with a hole (3) penetrating in the thickness direction in a sheet formed into a flat plate without a bead, and both upper and lower surfaces of the periphery of the hole (3) of the gasket body (2); A seal part (6) made of a liquid rubber cured product covering the inner surface (4) of the hole part (3) ,
The seal part (6) is provided only at the peripheral part of the hole part (3) in the gasket body (2), and the upper and lower surfaces of the gasket body (2) are covered with rubber except for the peripheral part. A gasket for a fuel cell, characterized in that the surface is exposed without being exposed.

A gasket body (2) made of a metal or resin sheet provided with a hole portion (3), and seal portions (7) (8) made of a liquid rubber cured product superimposed on both surfaces of the gasket body (2); And an inner surface seal portion (9) made of a liquid rubber cured material that covers the inner surface (4) of the hole portion (3),
The both-side seal portions (7) and (8) are integrally formed with each other through a through hole (10) provided in the gasket body (2), and the inner-surface seal portion (9) is formed on the both-side seal portion ( 7) A gasket for a fuel cell, which is integrally molded with respect to (8).

A gasket body (2) provided with a hole portion (3) penetrating in a thickness direction in a sheet formed into a flat plate without a bead, and a peripheral portion of the hole portion (3) of the gasket body (2) A seal part (7) made of a liquid rubber cured product covering the upper and lower surfaces, a seal part (8) made of a liquid rubber cured material also covering the other upper and lower surfaces, and an inner surface (4) of the hole part (3) An inner surface seal portion (9) made of a liquid rubber cured product that covers
The seal portions (7) and (8) on both sides are provided only on the peripheral edge portion of the hole portion (3) in the gasket main body (2), and the portions other than the peripheral edge portion are located above and below the gasket main body (2). Both surfaces have a structure where the surfaces are exposed without being covered with rubber, and the seal portions (7) and (8) on both surfaces are integrally formed with each other through a through hole (10) provided in advance in the gasket body (2). The fuel cell gasket is characterized in that the inner seal portion (9) is integrally formed with the double-side seal portions (7) and (8).

The fuel cell gasket according to any one of claims 1 to 4, wherein an electrolyte membrane (13) is incorporated and molded in advance in the gasket (1).

The fuel cell gasket according to any one of claims 1 to 5,
A gasket for a fuel cell, wherein the thickness of the gasket body (2) is in the range of 0.03 to 0.5 mm.