JP4424457B2 - 燃料電池用セパレータ - Google Patents
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- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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- Fuel Cell (AREA)
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に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
金属薄板、カーボンプレートまたは樹脂プレート等によって成形される燃料電池用セパレータには、隣接するセパレータやイオン交換膜との間をシールするために、その表面にガスケットとしてのゴムを成形する必要があり、金属薄板の両面にシリコーンゴムを成形する方法が特開平１１−１７９７５５号公報に開示されており、また、金属薄板の両面にシリコーンゴムを成形してから片面のシリコーンゴムを取り除く方法が特開平１１−３０９７４７号公報に開示されている。
【０００３】
しかしながら、これらの従来技術においては、ガスケットの材質として一貫してシリコーンゴムが使用されているために、水素の透過やシリコーンの析出等の不都合を生じる虞がある。またその他、冷媒としてシリコーンオイルを用いる場合にはシリコーンゴムの膨潤などの危険性がある。
【０００４】
【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、上記したような水素の透過やシリコーンの析出、またはシリコーンゴムの膨潤などを防止することができる燃料電池用セパレータを提供することを目的とする。
【０００５】
【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による燃料電池用セパレータは、セパレータ本体（２）に対して後付けにより組み合わされるガスケット（３）の材質をＥＰＤＭまたはフッ素ゴムとし、当該燃料電池用セパレータ（１）は、前記セパレータ本体（２）、樹脂フィルム（１４）および前記ガスケット（３）を構成部品として有し、前記樹脂フィルム（１４）は、当該燃料電池用セパレータ（１）の周縁部に沿った平面形状に形成されるとともに厚さ方向に貫通する貫通部（１５）を所要数備え、前記ガスケット（３）は、前記樹脂フィルム（１４）の上面に配置されたシール部（１６）と、前記樹脂フィルム（１４）の下面に配置された台座部（１７）と、前記貫通部（１５）内に配置されて前記シール部（１６）および台座部（１７）を連結した連結部（１８）とを一体に備え、前記ガスケット（３）における前記セパレータ本体（２）との接合面に、前記セパレータ本体（２）に設けた凹部（２０）に対応して凸部（１９）が所要数設けられ、または反対に前記セパレータ本体（２）に設けた凸部（１９）に対応して凹部（２０）が所要数設けられ、前記ガスケット（３）およびセパレータ本体（２）は、互いの対向部に設けた前記凸部（１９）および凹部（２０）の嵌合構造（２１）により後付けで一体化されていることを特徴とするものである。
【０００６】
上記構成を備えた本発明の請求項１による燃料電池用セパレータのように、ガスケットの材質をシリコーンゴムではなくＥＰＤＭまたはフッ素ゴムとすると、これらのゴムの材質上の特性によって、水素の透過を抑えることが可能となり、また、シリコーンないしシリコーンゴムを使用しないために、シリコーンの析出やシリコーンゴムの膨潤などを未然に防止することが可能となる。
【０００７】
【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。
【０００８】
図１は、本発明の実施例に係る燃料電池用セパレータ１の要部断面を示しており、当該実施例に係る燃料電池用セパレータ１は、セパレータ本体２、樹脂フィルム１４およびガスケット３をそれぞれ構成部品として有しており、これらの構成部品が以下のように構成されている。
【０００９】
すなわち先ず、樹脂フィルム１４は、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミドまたはポリアミドイミド等の耐熱性樹脂を材料として、ガスケット３より一回り大きな平面形状に打ち抜き形成されており、この樹脂フィルム１４に貫通穴状の貫通部１５が所要数設けられている。ガスケット３はセパレータ１の周縁部をシールするものであってセパレータ１の周縁部に沿ったエンドレスな平面形状に形成されており、樹脂フィルム１４はこのガスケット３を保持する機能を有するものである。したがって、樹脂フィルム１４はこれもセパレータ１の周縁部に沿った平面形状に形成されており、貫通部１５もセパレータ１の周縁部に沿って複数が並べられている。樹脂フィルム１４の厚さは０．０１〜０．５ｍｍ、好ましくは０．０５〜０．２ｍｍとされている。貫通部１５は貫通穴状のものに代えて切欠状のものであっても良い。
【００１０】
上記樹脂フィルム１４を金型に入れ、その両面にＥＰＤＭまたはフッ素ゴムを射出してガスケット３を射出成形する。射出成形されたガスケット３は、樹脂フィルム１４の上面に配置されたリップ状のシール部１６と、樹脂フィルム１４の下面に配置された台座部１７と、各貫通部１５内に配置されてシール部１６および台座部１７を連結した連結部１８とを一体的に有している。
【００１１】
上記ガスケット３におけるセパレータ本体２との接合面に、所要数の凸部１９がセパレータ本体２に向けて設けられている。また、これに対応してセパレータ本体２に所要数の凹部２０が設けられており、この凸部１９と凹部２０との嵌合構造２１によってガスケット３およびセパレータ本体２が接着剤を用いることなく一体的に組み付けられている。セパレータ本体２は、金属、カーボンまたは導電性樹脂等を材料として成形された薄板であり、その厚さを０．３〜３ｍｍとされている。セパレータ本体２は多くの場合、表面に流路溝２２を備えている。
【００１２】
上記構成のセパレータ１は、樹脂フィルム１４に厚さ方向に貫通する穴状または切欠状の貫通部１５を設け、ＥＰＤＭまたはフッ素ゴムよりなるガスケット３を貫通部１５を介して樹脂フィルム１４の両面に射出成形法により一体化し、ガスケット３およびセパレータ本体２を互いの対向部に設けた凹凸の嵌合構造２１により後付けで一体化したものであって、ガスケット３が上記従来技術のようにシリコーンゴムではなくＥＰＤＭまたはフッ素ゴムによって成形されているために、これらのゴムの材質上の特性によって、水素の透過を抑えることができ、また、シリコーンないしシリコーンゴムを使用しないために、シリコーンの析出やシリコーンゴムの膨潤などを未然に防止することができる。
【００１３】
またこれに加えて、この燃料電池用セパレータ１においては、ガスケット３が接着剤を用いることなくセパレータ本体２に対して後付けにより一体化されているために、その製造工程から接着剤塗布工程を省略することができ、接着剤使用分のコストを低減させることができ、更に、接着剤が燃料電池へ溶出するのを防止することができる。
【００１４】
尚、この実施例では、嵌合構造２１における凹凸の配置について、ガスケット３側に凸部１９を設けるとともにセパレータ本体２側に凹部２０を設けたが、反対に、ガスケット３に凹部２０を設けるとともにセパレータ本体２に凸部１９を設けるようにしても良い。
【００１５】
また、本発明からは更に以下の発明が導き出せる。
【００１６】
（１） セパレータにゴムを嵌め込み使用する場合、ゴムのみでは取扱い性が良くないため、樹脂フィルムに貫通穴を設け、両面にＥＰＤＭ、フッ素ゴムを成形する方法。
（２） 金属薄板、カーボンプレート、樹脂プレート、樹脂フィルムの両面にＥＰＤＭ、フッ素ゴムを成形する方法。
（３） セパレータ（金属薄板、カーボンプレートまたは樹脂プレート）または樹脂フィルムにＥＰＤＭ、フッ素ゴムを成形する方法。
【００１７】
【発明の効果】
本発明は、以下の効果を奏する。
【００１８】
すなわち、セパレータ本体に一体成形または後付けにより組み合わされるガスケットの材質が従来技術のようにシリコーンゴムではなく、ＥＰＤＭまたはフッ素ゴムとされているために、これらのゴムの材質上の特性によって、水素の透過を抑えることができ、また、シリコーンの析出やシリコーンゴムの膨潤などを未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例に係る燃料電池用セパレータの要部断面図
【符号の説明】
１ 燃料電池用セパレータ
２ セパレータ本体
３ ガスケット
１４ 樹脂フィルム
１５ 貫通部
１６ シール部
１７ 台座部
１８ 連結部
１９ 凸部
２０ 凹部
２１ 嵌合構造
２２ 流路溝
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料電池用セパレータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
金属薄板、カーボンプレートまたは樹脂プレート等によって成形される燃料電池用セパレータには、隣接するセパレータやイオン交換膜との間をシールするために、その表面にガスケットとしてのゴムを成形する必要があり、金属薄板の両面にシリコーンゴムを成形する方法が特開平１１−１７９７５５号公報に開示されており、また、金属薄板の両面にシリコーンゴムを成形してから片面のシリコーンゴムを取り除く方法が特開平１１−３０９７４７号公報に開示されている。
【０００３】
しかしながら、これらの従来技術においては、ガスケットの材質として一貫してシリコーンゴムが使用されているために、水素の透過やシリコーンの析出等の不都合を生じる虞がある。またその他、冷媒としてシリコーンオイルを用いる場合にはシリコーンゴムの膨潤などの危険性がある。
【０００４】
【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、上記したような水素の透過やシリコーンの析出、またはシリコーンゴムの膨潤などを防止することができる燃料電池用セパレータを提供することを目的とする。
【０００５】
【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による燃料電池用セパレータは、セパレータ本体（２）に対して後付けにより組み合わされるガスケット（３）の材質をＥＰＤＭまたはフッ素ゴムとし、当該燃料電池用セパレータ（１）は、前記セパレータ本体（２）、樹脂フィルム（１４）および前記ガスケット（３）を構成部品として有し、前記樹脂フィルム（１４）は、当該燃料電池用セパレータ（１）の周縁部に沿った平面形状に形成されるとともに厚さ方向に貫通する貫通部（１５）を所要数備え、前記ガスケット（３）は、前記樹脂フィルム（１４）の上面に配置されたシール部（１６）と、前記樹脂フィルム（１４）の下面に配置された台座部（１７）と、前記貫通部（１５）内に配置されて前記シール部（１６）および台座部（１７）を連結した連結部（１８）とを一体に備え、前記ガスケット（３）における前記セパレータ本体（２）との接合面に、前記セパレータ本体（２）に設けた凹部（２０）に対応して凸部（１９）が所要数設けられ、または反対に前記セパレータ本体（２）に設けた凸部（１９）に対応して凹部（２０）が所要数設けられ、前記ガスケット（３）およびセパレータ本体（２）は、互いの対向部に設けた前記凸部（１９）および凹部（２０）の嵌合構造（２１）により後付けで一体化されていることを特徴とするものである。
【０００６】
上記構成を備えた本発明の請求項１による燃料電池用セパレータのように、ガスケットの材質をシリコーンゴムではなくＥＰＤＭまたはフッ素ゴムとすると、これらのゴムの材質上の特性によって、水素の透過を抑えることが可能となり、また、シリコーンないしシリコーンゴムを使用しないために、シリコーンの析出やシリコーンゴムの膨潤などを未然に防止することが可能となる。
【０００７】
【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。
【０００８】
図１は、本発明の実施例に係る燃料電池用セパレータ１の要部断面を示しており、当該実施例に係る燃料電池用セパレータ１は、セパレータ本体２、樹脂フィルム１４およびガスケット３をそれぞれ構成部品として有しており、これらの構成部品が以下のように構成されている。
【０００９】
すなわち先ず、樹脂フィルム１４は、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミドまたはポリアミドイミド等の耐熱性樹脂を材料として、ガスケット３より一回り大きな平面形状に打ち抜き形成されており、この樹脂フィルム１４に貫通穴状の貫通部１５が所要数設けられている。ガスケット３はセパレータ１の周縁部をシールするものであってセパレータ１の周縁部に沿ったエンドレスな平面形状に形成されており、樹脂フィルム１４はこのガスケット３を保持する機能を有するものである。したがって、樹脂フィルム１４はこれもセパレータ１の周縁部に沿った平面形状に形成されており、貫通部１５もセパレータ１の周縁部に沿って複数が並べられている。樹脂フィルム１４の厚さは０．０１〜０．５ｍｍ、好ましくは０．０５〜０．２ｍｍとされている。貫通部１５は貫通穴状のものに代えて切欠状のものであっても良い。
【００１０】
上記樹脂フィルム１４を金型に入れ、その両面にＥＰＤＭまたはフッ素ゴムを射出してガスケット３を射出成形する。射出成形されたガスケット３は、樹脂フィルム１４の上面に配置されたリップ状のシール部１６と、樹脂フィルム１４の下面に配置された台座部１７と、各貫通部１５内に配置されてシール部１６および台座部１７を連結した連結部１８とを一体的に有している。
【００１１】
上記ガスケット３におけるセパレータ本体２との接合面に、所要数の凸部１９がセパレータ本体２に向けて設けられている。また、これに対応してセパレータ本体２に所要数の凹部２０が設けられており、この凸部１９と凹部２０との嵌合構造２１によってガスケット３およびセパレータ本体２が接着剤を用いることなく一体的に組み付けられている。セパレータ本体２は、金属、カーボンまたは導電性樹脂等を材料として成形された薄板であり、その厚さを０．３〜３ｍｍとされている。セパレータ本体２は多くの場合、表面に流路溝２２を備えている。
【００１２】
上記構成のセパレータ１は、樹脂フィルム１４に厚さ方向に貫通する穴状または切欠状の貫通部１５を設け、ＥＰＤＭまたはフッ素ゴムよりなるガスケット３を貫通部１５を介して樹脂フィルム１４の両面に射出成形法により一体化し、ガスケット３およびセパレータ本体２を互いの対向部に設けた凹凸の嵌合構造２１により後付けで一体化したものであって、ガスケット３が上記従来技術のようにシリコーンゴムではなくＥＰＤＭまたはフッ素ゴムによって成形されているために、これらのゴムの材質上の特性によって、水素の透過を抑えることができ、また、シリコーンないしシリコーンゴムを使用しないために、シリコーンの析出やシリコーンゴムの膨潤などを未然に防止することができる。
【００１３】
またこれに加えて、この燃料電池用セパレータ１においては、ガスケット３が接着剤を用いることなくセパレータ本体２に対して後付けにより一体化されているために、その製造工程から接着剤塗布工程を省略することができ、接着剤使用分のコストを低減させることができ、更に、接着剤が燃料電池へ溶出するのを防止することができる。
【００１４】
尚、この実施例では、嵌合構造２１における凹凸の配置について、ガスケット３側に凸部１９を設けるとともにセパレータ本体２側に凹部２０を設けたが、反対に、ガスケット３に凹部２０を設けるとともにセパレータ本体２に凸部１９を設けるようにしても良い。
【００１５】
また、本発明からは更に以下の発明が導き出せる。
【００１６】
（１） セパレータにゴムを嵌め込み使用する場合、ゴムのみでは取扱い性が良くないため、樹脂フィルムに貫通穴を設け、両面にＥＰＤＭ、フッ素ゴムを成形する方法。
（２） 金属薄板、カーボンプレート、樹脂プレート、樹脂フィルムの両面にＥＰＤＭ、フッ素ゴムを成形する方法。
（３） セパレータ（金属薄板、カーボンプレートまたは樹脂プレート）または樹脂フィルムにＥＰＤＭ、フッ素ゴムを成形する方法。
【００１７】
【発明の効果】
本発明は、以下の効果を奏する。
【００１８】
すなわち、セパレータ本体に一体成形または後付けにより組み合わされるガスケットの材質が従来技術のようにシリコーンゴムではなく、ＥＰＤＭまたはフッ素ゴムとされているために、これらのゴムの材質上の特性によって、水素の透過を抑えることができ、また、シリコーンの析出やシリコーンゴムの膨潤などを未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例に係る燃料電池用セパレータの要部断面図
【符号の説明】
１ 燃料電池用セパレータ
２ セパレータ本体
３ ガスケット
１４ 樹脂フィルム
１５ 貫通部
１６ シール部
１７ 台座部
１８ 連結部
１９ 凸部
２０ 凹部
２１ 嵌合構造
２２ 流路溝
Claims (1)
- セパレータ本体（２）に対して後付けにより組み合わされるガスケット（３）の材質をＥＰＤＭまたはフッ素ゴムとし、
当該燃料電池用セパレータ（１）は、前記セパレータ本体（２）、樹脂フィルム（１４）および前記ガスケット（３）を構成部品として有し、
前記樹脂フィルム（１４）は、当該燃料電池用セパレータ（１）の周縁部に沿った平面形状に形成されるとともに厚さ方向に貫通する貫通部（１５）を所要数備え、
前記ガスケット（３）は、前記樹脂フィルム（１４）の上面に配置されたシール部（１６）と、前記樹脂フィルム（１４）の下面に配置された台座部（１７）と、前記貫通部（１５）内に配置されて前記シール部（１６）および台座部（１７）を連結した連結部（１８）とを一体に備え、
前記ガスケット（３）における前記セパレータ本体（２）との接合面に、前記セパレータ本体（２）に設けた凹部（２０）に対応して凸部（１９）が所要数設けられ、または反対に前記セパレータ本体（２）に設けた凸部（１９）に対応して凹部（２０）が所要数設けられ、
前記ガスケット（３）およびセパレータ本体（２）は、互いの対向部に設けた前記凸部（１９）および凹部（２０）の嵌合構造（２１）により後付けで一体化されていることを特徴とする燃料電池用セパレータ。
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|---|---|---|---|
| JP2000236509A JP4424457B2 (ja) | 2000-08-04 | 2000-08-04 | 燃料電池用セパレータ |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000236509A JP4424457B2 (ja) | 2000-08-04 | 2000-08-04 | 燃料電池用セパレータ |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000236509A Expired - Fee Related JP4424457B2 (ja) | 2000-08-04 | 2000-08-04 | 燃料電池用セパレータ |
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| JP2005030550A (ja) * | 2003-06-19 | 2005-02-03 | Nifco Inc | 回転ダンパー |
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- 2000-08-04 JP JP2000236509A patent/JP4424457B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JP2002050369A (ja) | 2002-02-15 |
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