JP4793548B2 - 燃料電池用セルシール - Google Patents

Description

本発明は、燃料電池用セパレータにガスケットを接合してシールする燃料電池用セルシールに関する。

プレートとの間をシールするため、本体部より先端側に設けられているシールリップ部が二箇所であるガスケットを燃料電池用セパレータに接合させ燃料電池用セルシールは、燃料電池用セルシールが当接するプレートのパターン構造によりシール形状がそれぞれ異なる。近年、高効率化によりプレートのパターン構造が複雑になっており、そのためスペースの関係等から燃料電池用セルシールの交差部で、シールリップ部で形成する二重のシールリップラインを交差させる必要が生じている。

しかし、燃料電池用セルシールの交差部でシールリップラインを交差させると、交差部におけるシールリップ部の断面形状面積が増大し、そのため交差部で反力が増大するとの欠点があった。しかも、２箇所のシールリップ部が形成する二重のシールリップラインを交差させると、図６，７に示すように、燃料電池用セルシール１０１の交差部１０２でシールリップライン１０３の交差箇所１０４が集中し（図では４箇所）、当該交差部１０２での反力が増大するとの欠点があった。

このように交差部１０２で部分的に反力が増大し応力集中が発生すると、図８に示すように、燃料電池用セルシール１０１が接合しているセパレータに挟持されているプレート１０５を組み立ててスタック１０６とする際に、セパレータに接合している燃料電池用セルシール１０１の交差部１０２と当接するプレート１０５に割れや変形等の不具合が発生する虞があった。更に、交差部１０２で燃料電池用セルシール１０１の密封性が低下しプレート１０５との間から密封流体漏れが発生する虞があり、また、交差部１０２でシールリップ部が高反力になるためヘタリ等が発生し燃料電池用セルシール１０１の耐久性が低下する等の虞があった。

また、下記特許文献には、平面プレート状カーボン材に所定の硬さ以下の液状ゴム硬化物よりなるガスケットを形成し、燃料電池用セルシールの薄肉化と低面圧化を達成する発明が開示されているが、本発明とは構成が異なっている。

特開２０００−１３３２８８公報

本発明は上記した問題点を除くためになされたものであって、その目的とするところは、一の部材に接合している本体部の先端に設けられ他の部材に当接する複数のシールリップ部で形成する複数のシールリップラインからなる燃料電池用セルシールにおいて、該燃料電池用セルシールの交差部で反力が増大することがなく、よって燃料電池用セルシールと当接する他の部材に割れ・変形等の不具合の発生がなく、また、該交差部で密封性の低下や耐久性の低下がない燃料電池用セルシールを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の請求項１に係る燃料電池用セルシールは、二部材間をシールするため、本体部と複数のシールリップ部とを備えるガスケットが一の部材に接合している燃料電池用セルシールにおいて、前記燃料電池用セルシールの交差部では、前記一の部材に接合している前記本体部の先端側であって他の部材に当接するように設けられている前記シールリップ部で形成する複数のシールリップラインが交差していないことを特徴とするものである。

本発明は、以下の効果を奏する。

すなわち、上記構成を備えた本発明の請求項１に係る燃料電池用セルシールは、本体部より先端側に設けられているシールリップ部が複数であるガスケットを対向する二部材の隙間をシールするため一の部材に接合させた複数シールリップラインからなる燃料電池用セルシールの交差部で、複数のシールリップラインは交差していないので、交差部におけるシールリップ部の断面形状面積が増大することがなく、交差部で部分的に反力が増大し応力集中が発生するのを防止することができる。その結果、シールリップ部が当接している他の部材に割れや変形等の不具合が発生するのを防止することができる。また、他の部材との間を密封している燃料電池用セルシールの密封性が低下し密封流体の漏れが発生するのを防止することができる。更に、交差部でシールリップ部が高反力になることによりヘタリ等が発生し燃料電池用セルシールの耐久性が低下するのを防止することができる。

以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示して説明する。

一般に、燃料電池は高分子電解質膜の両側にアノード用およびカソード用の多孔質触媒電極層が形成されたプレート（反応電極部）が、ガスケットを介してセパレータに挟持されて単セルを構成し、該単セルが複数段積層されてスタックを構成する。この場合に組立作業性の観点から予めガスケットはセパレータ若しくはプレートに接合して用いられている。

図１は、セパレータ２にガスケット３が接合されている状態である本発明に係る燃料電池用セルシール１のシールリップライン１２を示す概略説明図である。

先ずセパレータ２は、図１に示す通り、平面隅部に水素ガスまたはメタノール等の燃料ガスを供給する燃料供給用マニホールド穴２１と燃料排出用マニホールド穴２２が厚さ方向に貫通するようにそれぞれ対をなして設けられている。平面中央に発電部ガス流路２３が形成されていて、燃料供給用マニホールド穴２１から発電部ガス流路２３を経由して燃料排出用マニホールド穴２２へ流体が流通するようになっている。

図２は、ガスケット３の断面断面図であり、この図に示す通りガスケット３は、ゴム状弾性体からなり、本体部３１と、その本体部３１の先端に設けられた２箇所のシールリップ部３２とが一体で成形されている。ガスケット３は、本体部３１の底面がセパレータ２に接合し、２箇所あるシールリップ部３２の先端部が相手部材であるプレートに当接するように、しかも図１に示すようにプレートのパターン構造に従い無端状にセパレータ２に配設され、電池用セルシール１が形成されている。したがって、電池用セルシール１は、交差部１１を有し、２箇所のシールリップ部３２が形成するシールリップライン１２は二重になっている。

この交差部１１では、図３、図４に示す通り、ガスケット３の本体部３１は交差しているが、２箇所あるシールリップ部３２は交差しないようになっている。すなわち、二重のシールリップライン１２は、其々が交差していないで独立したシールリップライン１２となっている。

従って、上記構成の燃料電池用シール１は、シールリップ部３２の断面形状がシールリップライン１２のどの部分においても均一となるので、燃料電池用シール1の交差部１１で応力が集中するのをなくすことが可能となる。その結果、図５に示すように、燃料電池用セルシール１が接合しているセパレータ２に挟持されているプレート４を複数段積層してスタック５とするときに、交差部１１で燃料電池用セルシール１に当接しているプレート４に割れや変形等の不具合が発生するのを防止することが可能となる。

また、該燃料電池用シール１の交差部１１に応力が集中しないので、燃料電池用シール１の密封性が全面で均一になり、交差部１１で密封流体の漏れが発生するのを防止することが可能となる。

更に、該燃料電池用シール１の交差部１１に応力が集中しないので、交差部１１においてシールリップ部３２が高反力でプレートと当接することがないのでヘタリ等の発生を無くすことが可能となり、その結果、燃料電池用シール１の耐久性が低下するのを防止することが可能となる。

なお、本実施の形態においては、シールリップ部が２箇所ある二重のシールリップライン１２について説明したが、３ヶ所以上ある三重のシールリップライン等であっても良い。

本発明に係る燃料電池用セルシールのシールリップラインの概略説明図 ガスケットの断面図 図１のＡ部における部分拡大平面図 図１のＡ部における部分拡大斜視図 図４を組み立てた状態を示す説明図 従来例に係る交差部の部分拡大平面図 従来例に係る交差部の部分拡大斜視図 図７を組み立てた状態を示す説明図

符号の説明

１ 燃料電池用セルシール
１１ 交差部
１２ シールリップライン
２ セパレータ（一の部材）
２１，２２ マニホールド穴
２３ 発電部ガス流路
３ ガスケット
３１ 本体部
３２ シールリップ部
４ プレート（他の部材）
５ スタック

Claims (1)

1. 二部材間をシールするため、本体部と複数のシールリップ部とを備えるガスケットが一の部材に接合している燃料電池用セルシールにおいて、
   前記燃料電池用セルシールの交差部では、前記一の部材に接合している前記本体部の先端側であって他の部材に当接するように設けられている前記シールリップ部で形成する複数のシールリップラインが交差していないことを特徴とする燃料電池用セルシール。
   
   
   

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