JP6619646B2 - Gasket for fuel cell and manufacturing method thereof - Google Patents

Gasket for fuel cell and manufacturing method thereof Download PDF

Info

Publication number
JP6619646B2
JP6619646B2 JP2015253828A JP2015253828A JP6619646B2 JP 6619646 B2 JP6619646 B2 JP 6619646B2 JP 2015253828 A JP2015253828 A JP 2015253828A JP 2015253828 A JP2015253828 A JP 2015253828A JP 6619646 B2 JP6619646 B2 JP 6619646B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel cell
gasket
frame
seal
joined
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015253828A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2017117722A (en
Inventor
秀寿 佐宗
秀寿 佐宗
蔵野 慶宏
慶宏 蔵野
健一 大場
健一 大場
哲也 浦川
哲也 浦川
良栄 高橋
良栄 高橋
隆之 堀本
隆之 堀本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nok Corp
Original Assignee
Nok Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nok Corp filed Critical Nok Corp
Priority to JP2015253828A priority Critical patent/JP6619646B2/en
Publication of JP2017117722A publication Critical patent/JP2017117722A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6619646B2 publication Critical patent/JP6619646B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Description

本発明は、補強フレームを一体に有する燃料電池用ガスケット及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a fuel cell gasket having a reinforcing frame integrally and a method for manufacturing the same.

燃料電池は、基本的には電解質膜の両面に一対の電極層を設けたMEA(膜−電極複合体)を備える発電体を、セパレータで挟持して燃料電池セルとし、更にこの燃料電池セルを多数積層したスタック構造となっている。そして、酸化ガス(酸素)が各セパレータの一方の面に形成された酸化ガス流路から一方の触媒電極層(カソード)に供給され、水素が各セパレータの他方の面に形成された燃料ガス流路から他方の触媒電極層(アノード)に供給され、水の電気分解の逆反応である電気化学反応、すなわち水素と酸素から水を生成する反応によって、電力を発生するものである。   In a fuel cell, basically, a power generator including MEA (membrane-electrode composite) provided with a pair of electrode layers on both surfaces of an electrolyte membrane is sandwiched between separators to form a fuel cell. It has a stack structure in which many are stacked. Then, an oxidizing gas (oxygen) is supplied to one catalytic electrode layer (cathode) from an oxidizing gas flow path formed on one side of each separator, and a fuel gas flow formed on the other side of each separator. Electric power is generated by an electrochemical reaction that is supplied from the channel to the other catalyst electrode layer (anode) and is a reverse reaction of water electrolysis, that is, a reaction that generates water from hydrogen and oxygen.

燃料電池スタックでは、1つのセル内にカソードガス(酸化ガス)層、アノードガス(燃料ガス)層、冷媒層を有し、燃料電池スタックは、たとえば1台につき400〜500セルが積層され、すなわち1000層を超える流体層を有するものがある。そして、これらの流体層は、層内を流通する流体が漏洩することのないように密封する必要がある。密封の手段としては、発電体における反応面の外周に沿ってシール手段を設け、さらに、必要に応じて流体の供給・排出用のマニホールド穴を囲うようにシール手段を設けることが知られている。そしてこのようなシール手段としては、ゴム又は熱可塑性エラストマーなどのゴム状弾性体からなるガスケットや、リジッドな接着剤が使用される。   The fuel cell stack has a cathode gas (oxidizing gas) layer, an anode gas (fuel gas) layer, and a refrigerant layer in one cell, and the fuel cell stack has, for example, 400 to 500 cells stacked one by one. Some have more than 1000 fluid layers. These fluid layers need to be sealed so that the fluid flowing through the layers does not leak. As a sealing means, it is known to provide a sealing means along the outer periphery of the reaction surface of the power generation body, and further to provide a sealing means so as to surround a manifold hole for supplying and discharging fluid as required. . As such a sealing means, a gasket made of a rubber-like elastic body such as rubber or thermoplastic elastomer, or a rigid adhesive is used.

ゴム状弾性体からなるガスケットの場合、燃料電池セルを構成するセパレータなどの積層部材に一体的に成形することが好ましい。その理由は、燃料電池スタックの組立の際に省力化できるからである。しかしながら燃料電池スタックの構造によっては、ある程度サブアッセンブリされたユニットの間や、ユニットと最も外側の部材(例えば集電板)との間などの密封手段としては、ゴム単体からなるガスケットが使用されることがある。このゴム単体ガスケットは、自動車用燃料電池のセパレータほどの領域をシールするとなると、剛性が小さいためシール溝へ組み付ける際に捩れてしまいやすく、したがって作業性が悪く、機械化も難しいことから、装着作業を手作業によって行わざるを得ず、結果として膨大な作業工数が必要となってしまう。   In the case of a gasket made of a rubber-like elastic body, it is preferable to integrally form a laminated member such as a separator constituting the fuel cell. The reason is that labor can be saved when the fuel cell stack is assembled. However, depending on the structure of the fuel cell stack, a gasket made of a single rubber is used as a sealing means between the units that are subassembled to some extent or between the unit and the outermost member (eg, current collector plate). Sometimes. This single rubber gasket seals an area as large as a fuel cell separator for automobiles, and since it has low rigidity, it is likely to be twisted when assembled into a seal groove, so that workability is poor and mechanization is difficult. It must be done manually, and as a result, a huge amount of work is required.

そこで、ゴム状弾性体からなるガスケットを、合成樹脂や金属からなる薄板状のシートを打ち抜いて形成した補強用フレーム(フレーム体)に一体に成形することによって、組み付け時のハンドリング性を向上させたものが知られている(例えば下記の特許文献1参照)。   Therefore, the handling property at the time of assembling has been improved by integrally molding a gasket made of a rubber-like elastic body into a reinforcing frame (frame body) formed by punching a thin sheet of synthetic resin or metal. (For example, see the following Patent Document 1).

特許第5468457号公報Japanese Patent No. 5468457

しかしながら、従来の燃料電池用ガスケットによれば、シール部とフレームを連結している連結部は、厚さがフレームの肉厚より小さいゴム状弾性体からなるものであるため、変形しやすく、依然として組み付け時のハンドリング性に懸念が残るものである。   However, according to the conventional gasket for a fuel cell, the connecting portion connecting the seal portion and the frame is made of a rubber-like elastic body whose thickness is smaller than the thickness of the frame. Concerns remain in handling at the time of assembly.

み付け時のハンドリング性を一層向上させた燃料電池用ガスケットを提供すること。 Set only with the time of the handling of the fuel cell gasket provides child and which was further improved.

料電池のセル部品間に介装される燃料電池用ガスケットにおいて、前記セル部品間のシール対象領域を取り囲む形状の合成樹脂製のフレームと、前記フレームに一体的に接合されたゴム状弾性体製のガスケット本体とを備え、前記ガスケット本体は、前記フレームのうち前記シール対象領域側の端部にこの端部の厚さ方向両面を覆うように接合された被覆部と、前記被覆部から前記シール対象領域側へ延びると共に前記フレームの前記シール対象領域側を向いた面に接合され前記フレームより厚肉に形成された連結部と、前記連結部から前記シール対象領域側へ延び前記セル部品に圧縮状態で密接されるシール部とを備え、前記フレームのうち前記ガスケット本体の被覆部が接合された部分には薄肉部が設けられている。 In fuel gasket for a fuel battery to be interposed between the cells components of the battery, the cell with the synthetic resin frame shape surrounding the seal region of interest between components, a rubber-like elastic body that is integrally joined to the frame A gasket main body, and the gasket main body is joined to an end portion of the frame on the seal target region side so as to cover both sides in the thickness direction of the end portion; A connecting part that extends to the sealing target area side and is joined to a surface of the frame facing the sealing target area side and is thicker than the frame, and extends from the connecting part to the sealing target area side to the cell part. And a thin portion at a portion of the frame where the covering portion of the gasket body is joined.

スケット本体が、フレームのうちシール対象領域側の端部にこの端部の厚さ方向両面を覆うように形成された被覆部及びこの被覆部から延びてフレームより厚肉に形成された連結部によってフレームに接合されているため、フレームとの接合部分の剛性が大きく、このため組み付けの際にシール部が捩れたり倒れたりしにくく、ハンドリング性を一層向上させることができる。 Gasket body, the seal covering portion in the thickness direction both sides of the end portion is formed so as to cover the end portion of the target region side and the connecting portion formed thicker than the frame extends from the covering portion of the frame Therefore, the rigidity of the joint portion with the frame is large, and therefore, the seal portion is not easily twisted or tilted during assembly, and handling properties can be further improved.

料電池用ガスケットの第一の実施の形態を単体で示す部分的な断面図である。It is a partial sectional view showing a first embodiment of the fuel cell gaskets alone. 料電池用ガスケットの第一の実施の形態を、複数層の燃料電池セルへの装着状態で示す部分的な断面図である。The first embodiment of the fuel cell gaskets is a partial sectional view showing in a mounted state of the fuel cell a plurality of layers. 料電池用ガスケットの第一の実施の形態を、一方のセパレータ上に配置した状態で示す部分的な断面斜視図である。The first embodiment of the fuel cell gaskets is a partial cross-sectional perspective view showing a state of arranging on one of the separators. 料電池用ガスケットの第二の実施の形態を単体で示す部分的な断面図である。It is a partial sectional view showing a second embodiment of the fuel cell gaskets alone. 料電池用ガスケットの第二の実施の形態を、複数層の燃料電池セルへの装着状態で示す部分的な断面図である。The second embodiment of the fuel cell gaskets is a partial sectional view showing in a mounted state of the fuel cell a plurality of layers. 料電池用ガスケットの第二の実施の形態を、一方のセパレータ上に配置した状態で示す部分的な断面斜視図である。The second embodiment of the fuel cell gaskets is a partial cross-sectional perspective view showing a state of arranging on one of the separators. 料電池用ガスケットの第三の実施の形態を単体で示す部分的な断面図である。It is a partial cross-sectional view illustrating a third embodiment of the fuel cell gaskets alone. 料電池用ガスケットの第三の実施の形態を、複数層の燃料電池セルへの装着状態で示す部分的な断面図である。The third embodiment of the fuel cell gaskets is a partial sectional view showing in a mounted state of the fuel cell a plurality of layers. 料電池用ガスケットの第三の実施の形態を、一方のセパレータ上に配置した状態で示す部分的な断面斜視図である。The third embodiment of the fuel cell gaskets is a partial cross-sectional perspective view showing a state of arranging on one of the separators. 料電池用ガスケットの第四の実施の形態を単体で示す部分的な断面図である。It is a partial sectional view showing a fourth embodiment of the fuel cell gaskets alone. 料電池用ガスケットの第四の実施の形態を、複数層の燃料電池セルへの装着状態で示す部分的な断面図である。The fourth embodiment of the fuel cell gaskets is a partial sectional view showing in a mounted state of the fuel cell a plurality of layers. 料電池用ガスケットの第四の実施の形態を、一方のセパレータ上に配置した状態で示す部分的な断面斜視図である。The fourth embodiment of the fuel cell gaskets is a partial cross-sectional perspective view showing a state of arranging on one of the separators. 料電池用ガスケットの第五の実施の形態を単体で示す部分的な断面図である。It is a partial cross-sectional view illustrating a fifth embodiment of the fuel cell gaskets alone. 料電池用ガスケットの第五の実施の形態を、複数層の燃料電池セルへの装着状態で示す部分的な断面図である。The fifth embodiment of the fuel cell gaskets is a partial sectional view showing in a mounted state of the fuel cell a plurality of layers. 料電池用ガスケットの第五の実施の形態を、一方のセパレータ上に配置した状態で示す部分的な断面斜視図である。The fifth embodiment of the fuel cell gaskets is a partial cross-sectional perspective view showing a state of arranging on one of the separators.

料電池用ガスケットの実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 For implementation in the form of a fuel cell gasket it will be described with reference to the drawings.

まず図1〜図3は、燃料電池用ガスケットの第一の実施の形態を示すものである。この燃料電池用ガスケット10は、図2に示すように燃料電池に組み付けられるものであって、図2において、参照符号20は、電解質膜及びその両面に設けた触媒電極層(アノード及びカソード)からなる膜−電極複合体(MEA)と、その厚さ方向両側に積層したガス拡散層からなる発電体である。そしてこの発電体20の厚さ方向両側に金属板を成形したセパレータ30,40が積層されることによって、燃料電池セル1が構成され、多数の燃料電池セル1が燃料電池用ガスケット10を介して積層されることによって燃料電池スタックを構成している。なお、セパレータ30,40は、セル部品に相当する。 First, FIG. 1 to FIG. 3 shows a first embodiment of a fuel cell gaskets. The fuel cell gasket 10 is assembled to a fuel cell as shown in FIG. 2. In FIG. 2, reference numeral 20 denotes an electrolyte membrane and catalyst electrode layers (anode and cathode) provided on both sides thereof. It is a power generation body which consists of a gas-diffusion layer laminated | stacked on the both sides of the thickness direction. Then, separators 30 and 40 each formed of a metal plate are laminated on both sides in the thickness direction of power generation body 20 to constitute fuel cell 1, and a large number of fuel cells 1 are interposed via fuel cell gasket 10. The fuel cell stack is configured by being stacked. Incidentally, the separator 30 and 40 correspond to cell Le component.

発電体20とその一側のセパレータ30の間には、このセパレータ30に屈曲形成された流路溝31によって例えば燃料ガス流路Aが画成されており、発電体20とその他側のセパレータ40の間には、このセパレータ40に屈曲形成された流路溝41によって例えば酸化剤ガス流路Bが画成されている。そしてこれら燃料ガス流路A及び酸化剤ガス流路Bは、発電体20の周囲に一体的に設けた弾性体シート50によってシールされている。すなわちこの燃料電池は、各燃料電池セル1において、燃料ガス流路Aを流通する燃料ガスが、発電体20におけるアノード側に供給され、酸化剤ガス流路Bを流通する酸化剤ガスが、発電体20におけるカソード側に供給され、水素と酸素から水を生成する反応によって電力を発生するものである。   Between the power generation body 20 and the separator 30 on one side thereof, for example, a fuel gas flow path A is defined by a flow path groove 31 formed in the separator 30, and the power generation body 20 and the separator 40 on the other side are defined. In the meantime, for example, an oxidant gas flow path B is defined by a flow path groove 41 bent in the separator 40. The fuel gas flow path A and the oxidant gas flow path B are sealed by an elastic sheet 50 provided integrally around the power generation body 20. That is, in this fuel cell, in each fuel cell 1, the fuel gas flowing through the fuel gas flow path A is supplied to the anode side of the power generator 20, and the oxidant gas flowing through the oxidant gas flow path B is It is supplied to the cathode side of the body 20 and generates electric power by a reaction that generates water from hydrogen and oxygen.

また、セパレータ30,40の間には、発電に伴い発生する反応熱を除去するための冷媒液を流通させる冷媒流路Cが画成されており、燃料電池用ガスケット10は、この冷媒流路Cをシールするものである。燃料電池用ガスケット10は、図1及び図3にも示すように、合成樹脂製のフレーム11と、このフレーム11に一体に設けられたゴム状弾性体製のガスケット本体12からなる。   Further, between the separators 30 and 40, a refrigerant flow path C is formed for circulating a refrigerant liquid for removing reaction heat generated by power generation. The fuel cell gasket 10 includes the refrigerant flow path. C is sealed. As shown in FIGS. 1 and 3, the fuel cell gasket 10 includes a synthetic resin frame 11 and a rubber-like elastic gasket main body 12 provided integrally with the frame 11.

詳しくは、燃料電池用ガスケット10におけるフレーム11は、ガスケット本体12を形成しているゴム状弾性体よりも剛性の高い合成樹脂からなり、射出成形によって、図2に示すセパレータ30,40間のシール対象領域である冷媒流路Cを取り囲む形状に製作されており、言い換えれば、セパレータ30,40に流路溝31,41の形成領域を取り囲むように形成されたガスケット収容溝32,42間に遊嵌状態に配置可能な形状に製作されている。   Specifically, the frame 11 in the fuel cell gasket 10 is made of a synthetic resin having rigidity higher than that of the rubber-like elastic body forming the gasket body 12, and is sealed between the separators 30 and 40 shown in FIG. 2 by injection molding. In other words, it is formed in a shape surrounding the refrigerant flow path C, which is the target area, in other words, between the gasket receiving grooves 32 and 42 formed in the separators 30 and 40 so as to surround the formation areas of the flow path grooves 31 and 41. It is manufactured in a shape that can be placed in the fitted state.

また、燃料電池用ガスケット10におけるガスケット本体12は、フレーム11に液状ゴムなどの成形用ゴム材料によって一体成形されたものであって、フレーム11のうち冷媒流路C側の端部にその厚さ方向両面11a,11bを覆うように接合された被覆部121,122と、この被覆部121,122から冷媒流路C側へ延びると共にフレーム11のうち冷媒流路C側を向いた面11cに接合された連結部123と、この連結部123から冷媒流路C側へ延びるシール部124からなる。   Further, the gasket body 12 in the fuel cell gasket 10 is formed integrally with the frame 11 by a molding rubber material such as liquid rubber, and has a thickness at the end of the frame 11 on the refrigerant flow path C side. The covering portions 121 and 122 joined so as to cover the directional both sides 11a and 11b, and the surface 11c of the frame 11 facing the refrigerant flow path C side while extending from the covering portions 121 and 122 to the refrigerant flow passage C side. And a seal portion 124 extending from the connection portion 123 to the refrigerant flow path C side.

ガスケット本体12における連結部123の表面は、被覆部121,122の表面と面一となっており、したがって連結部123はフレーム11より厚肉となっている。また、ガスケット本体12におけるシール部124は、連結部123とほぼ同じ厚さの板状の基部124cと、この基部124cから厚さ方向両側へ隆起形成された1対のシールビード124a,124bとからなる。したがって、シール部124は全体として連結部123よりも厚肉であり、ひいてはフレーム11より厚肉であり、図2に示す組み付け状態において、シールビード124a,124bがセパレータ30,40のガスケット収容溝32,42に適当な圧縮状態で密接されるようになっている。   The surface of the connecting portion 123 in the gasket body 12 is flush with the surfaces of the covering portions 121 and 122, and thus the connecting portion 123 is thicker than the frame 11. Further, the seal portion 124 in the gasket body 12 includes a plate-like base portion 124c having substantially the same thickness as the connecting portion 123, and a pair of seal beads 124a and 124b formed to protrude from the base portion 124c to both sides in the thickness direction. Become. Accordingly, the seal portion 124 as a whole is thicker than the connecting portion 123 and consequently thicker than the frame 11, and in the assembled state shown in FIG. 2, the seal beads 124 a and 124 b are inserted into the gasket receiving grooves 32 of the separators 30 and 40. , 42 are in close contact with each other in an appropriate compression state.

上記の構成を備える第一の実施の形態の燃料電池用ガスケット10によれば、ゴム状弾性体からなるガスケット本体12が、合成樹脂からなるフレーム11によって補強されているので、燃料電池セル1,1間(セパレータ30,40間)への組み付け時の良好なハンドリング性を確保することができる。   According to the fuel cell gasket 10 of the first embodiment having the above configuration, the gasket main body 12 made of a rubber-like elastic body is reinforced by the frame 11 made of a synthetic resin. It is possible to ensure good handling when assembling between 1 (separator 30, 40).

特に、ガスケット本体12は、フレーム11のうち冷媒流路C側の端部の厚さ方向両面を覆うように形成された被覆部121,122と、この被覆部121,122と連続してフレーム11より厚肉に形成された連結部123によってフレーム11に接合されているため、フレーム11とシール部124の間の剛性が大きく、このため組み付けの際にシール部124が捩れたり倒れたりしにくく、組み付け時のハンドリング性を一層向上させることができる。またその結果、シールの信頼性も向上する。   In particular, the gasket main body 12 includes the covering portions 121 and 122 formed so as to cover both sides in the thickness direction of the end portion on the refrigerant flow path C side of the frame 11, and the frame 11 continuously with the covering portions 121 and 122. Since it is joined to the frame 11 by the connecting portion 123 formed to be thicker, the rigidity between the frame 11 and the seal portion 124 is large, so that the seal portion 124 is less likely to twist or fall during assembly, Handling property at the time of assembly can be further improved. As a result, the reliability of the seal is also improved.

また、フレーム11を例えば従来のように合成樹脂や金属からなるシートを打ち抜いて製作する場合、シートの大部分が無駄になってしまい、しかも全体の厚みが均一な仕様のものしか得られないが、上記構成の燃料電池用ガスケット10によれば、フレーム11は合成樹脂の射出成形によって製作されるため、製作過程で無駄になる材料が少なく、このため材料の歩留まりを向上させることができ、しかもフレーム11の厚みが部分的に異なる仕様とするなど、設計の自由度を向上させることができる。   In addition, when the frame 11 is manufactured by punching a sheet made of synthetic resin or metal as in the prior art, most of the sheet is wasted and only the specification with a uniform thickness can be obtained. According to the fuel cell gasket 10 configured as described above, since the frame 11 is manufactured by injection molding of synthetic resin, there is little material that is wasted in the manufacturing process, and thus the yield of the material can be improved. The degree of freedom in design can be improved, for example, by making the specifications of the frame 11 partially different.

また、ガスケット本体12におけるシール部124はゴム状弾性体のみからなり、すなわちシールビード124a,124b間にはフレーム11が存在しないため、シール部124(シールビード124a,124b)の圧縮量を大きくして十分なシール面圧及びシール幅を確保することができる。   Further, the seal portion 124 in the gasket body 12 is made of only a rubber-like elastic body, that is, the frame 11 does not exist between the seal beads 124a and 124b, so that the compression amount of the seal portion 124 (seal beads 124a and 124b) is increased. Sufficient sealing surface pressure and seal width can be secured.

図4〜図6は、フレーム11の厚みを部分的に異なる仕様とした例として、燃料電池用ガスケットの第二の実施の形態を示すものである。 4 to 6, as an example of the different specifications the thickness of the frame 11 partially shows a second embodiment of the fuel cell gaskets.

この実施の形態の燃料電池用ガスケット10は、フレーム11のうち、ガスケット本体12の被覆部121,122が接合された部分(冷媒流路C側の端部)に、薄肉部111が形成されたものである。すなわち、フレーム11は合成樹脂の射出成形によって製作されたものであって、ガスケット本体12の被覆部121,122が接合されたフレーム11の端部の厚さ方向両面11a,11bには、薄肉部111とそれ以外の部分との境界となる段差111a,111bが形成されている。薄肉部111の肉厚は、確保すべき剛性を考慮して適切に設定されることはもちろんである。なお、その他の部分は先に説明した図1〜図3に示す第一の実施の形態と同様に構成されている。   In the fuel cell gasket 10 of this embodiment, a thin portion 111 is formed in a portion of the frame 11 where the covering portions 121 and 122 of the gasket body 12 are joined (end portion on the refrigerant flow path C side). Is. That is, the frame 11 is manufactured by injection molding of a synthetic resin, and the thin-walled portions 11a and 11b are formed on both ends 11a and 11b in the thickness direction of the end of the frame 11 to which the covering portions 121 and 122 of the gasket body 12 are joined. Steps 111a and 111b are formed as boundaries between 111 and other portions. Of course, the thickness of the thin portion 111 is appropriately set in consideration of the rigidity to be secured. In addition, the other part is comprised similarly to 1st embodiment shown in FIGS. 1-3 demonstrated previously.

上記の構成を備える第二の実施の形態の燃料電池用ガスケット10によれば、第一の実施の形態と同様の効果に加え、フレーム11の端部に薄肉部111が形成されたことによってその分だけ被覆部121,122が厚くなるので、ガスケット本体12をフレーム11と一体成形する際に被覆部121,122のゴム材料の賦形性を高めることができる。またこのため、被覆部121,122の成形不良を防止し、ひいてはフレーム11との所要の接合強度を確保することができる。   According to the fuel cell gasket 10 of the second embodiment having the above configuration, in addition to the same effects as those of the first embodiment, the thin portion 111 is formed at the end of the frame 11. Since the covering portions 121 and 122 are thickened by the amount, the shape of the rubber material of the covering portions 121 and 122 can be enhanced when the gasket body 12 is integrally formed with the frame 11. For this reason, it is possible to prevent molding defects of the covering portions 121 and 122 and to secure a required bonding strength with the frame 11.

次に、図7〜図9は、燃料電池用ガスケットの第三の実施の形態を示すものである。 Next, FIGS. 7 to 9 show a third embodiment of the fuel cell gaskets.

この実施の形態の燃料電池用ガスケット10は、ガスケット本体12のシール部124に、その厚さ方向両側へ隆起した2対のシールビード124a,124bが形成されたものである。その他の部分は先に説明した図4〜図6に示す第二の実施の形態と同様に構成されており、すなわちフレーム11のうち、ガスケット本体12の被覆部121,122が接合された部分(冷媒流路C側の端部)に、薄肉部111が形成されている。   In the fuel cell gasket 10 of this embodiment, two pairs of seal beads 124a and 124b are formed on the seal portion 124 of the gasket body 12 so as to protrude to both sides in the thickness direction. The other parts are configured in the same manner as the second embodiment shown in FIGS. 4 to 6 described above, that is, the part of the frame 11 where the covering parts 121 and 122 of the gasket body 12 are joined ( A thin portion 111 is formed at the end of the refrigerant flow path C side.

上記の構成を備える第三の実施の形態の燃料電池用ガスケット10によれば、第二の実施の形態と同様の効果に加え、ガスケット本体12のシール部124が2対のシールビード124a,124bを有するため、セパレータ30,40のガスケット収容溝32,42間における組み付け状態が安定し、したがって図8に示す積層状態において、上下の燃料電池用ガスケット10,10に組み付け精度による僅かなずれがあってもシール性が補償され、ガスケット収容溝32,42間で圧縮したときのシールビード124a,124bの倒れも生じにくくなる。   According to the fuel cell gasket 10 of the third embodiment having the above-described configuration, in addition to the same effects as those of the second embodiment, the seal portion 124 of the gasket body 12 has two pairs of seal beads 124a and 124b. Therefore, the assembled state between the gasket receiving grooves 32 and 42 of the separators 30 and 40 is stable. Therefore, in the stacked state shown in FIG. 8, the upper and lower fuel cell gaskets 10 and 10 are slightly displaced due to the assembly accuracy. However, the sealing performance is compensated, and the seal beads 124a and 124b are not easily tilted when compressed between the gasket receiving grooves 32 and 42.

次に、図10〜図12は、燃料電池用ガスケットの第四の実施の形態を示すものである。 Next, FIGS. 10 to 12 shows a fourth embodiment of the fuel cell gaskets.

この実施の形態の燃料電池用ガスケット10は、第三の実施の形態よりもさらに多くの列のシールビード124a,124bを設け、すなわちガスケット本体12のシール部124に3対のシールビード124a,124bを形成することによって、組み付け状態の一層の安定化を図ったものである。   The fuel cell gasket 10 of this embodiment is provided with more rows of seal beads 124a, 124b than in the third embodiment, that is, three pairs of seal beads 124a, 124b in the seal portion 124 of the gasket body 12. As a result, the assembled state is further stabilized.

この実施の形態では、シールビード124a,124bの列を増やすことによって、図7〜図9に示す第三の実施の形態に比較してフレーム11の幅Wが小さいものとなっているが、それによって組み付け時のハンドリング性が損なわれたり、ガスケット本体12に対する補強機能が損なわれたりする懸念がある場合は、フレーム11の幅Wを大きくすることが望ましい。   In this embodiment, by increasing the number of seal beads 124a and 124b, the width W of the frame 11 is smaller than that of the third embodiment shown in FIGS. Therefore, when there is a concern that the handling property at the time of assembly is impaired or the reinforcing function for the gasket body 12 is impaired, it is desirable to increase the width W of the frame 11.

図13〜図15に示す燃料電池用ガスケットの第五の実施の形態は、上述のような観点から、図10〜図12に示す形態に比較して、フレーム11の幅Wを大きくしたものである。このように構成することによって、組み付け時のハンドリング性及び剛性を確保することができる。 In the fifth embodiment of the gasket for a fuel cell shown in FIGS. 13 to 15 , the width W of the frame 11 is made larger than the embodiment shown in FIGS. is there. By constituting in this way, handling property and rigidity at the time of assembly can be secured.

1 燃料電池セル
10 燃料電池用ガスケット
11 フレーム
111 薄肉部
12 ガスケット本体
121,122 被覆部
123 連結部
124 シール部
20 発電体
30,40 セパレータ(セル部品)
C 冷媒流路(シール対象領域)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel cell 10 Gasket 11 for fuel cells Frame 111 Thin part 12 Gasket main body 121,122 Cover part 123 Connection part 124 Seal part 20 Electric power generation body 30,40 Separator (cell component)
C Refrigerant flow path (area to be sealed)

Claims (2)

燃料電池のセル部品間に介装される燃料電池用ガスケットにおいて、
前記セル部品間のシール対象領域を取り囲む形状の合成樹脂製のフレームと、
前記フレームに一体的に接合されたゴム状弾性体製のガスケット本体と、
を備え、
前記ガスケット本体は、
前記フレームのうち前記シール対象領域側の端部にこの端部の厚さ方向両面を覆うように接合された被覆部と、
前記被覆部から前記シール対象領域側へ延びると共に前記フレームの前記シール対象領域側を向いた面に接合され前記フレームより厚肉に形成された連結部と、
前記連結部から前記シール対象領域側へ延び前記セル部品に圧縮状態で密接されるシール部と、
を備え、前記フレームのうち前記ガスケット本体の被覆部が接合された部分には薄肉部が設けられている、
ことを特徴とする燃料電池用ガスケット。
In the fuel cell gasket interposed between the cell components of the fuel cell,
A synthetic resin frame having a shape surrounding a region to be sealed between the cell parts;
A rubber-made elastic gasket body integrally joined to the frame ;
With
The gasket body is
A covering portion joined to cover the both ends in the thickness direction of the end portion on the end portion on the seal target region side of the frame;
A connecting portion extending from the covering portion to the sealing target region side and joined to a surface of the frame facing the sealing target region side and formed thicker than the frame;
A seal portion extending from the coupling portion toward the seal target region and being in close contact with the cell component in a compressed state ;
A portion of the frame where the covering portion of the gasket body is joined is provided with a thin portion,
A fuel cell gasket.
前記シール部に、前記ガスケット本体の厚さ方向両側へ隆起した複数対のシールビードが形成されている、ことを特徴とする請求項に記載の燃料電池用ガスケット。 Wherein the seal portion, the fuel cell gasket according to claim 1, wherein the gasket pairs sealing bead that protrudes in the thickness direction on both sides of the body is formed, characterized in that.
JP2015253828A 2015-12-25 2015-12-25 Gasket for fuel cell and manufacturing method thereof Active JP6619646B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015253828A JP6619646B2 (en) 2015-12-25 2015-12-25 Gasket for fuel cell and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015253828A JP6619646B2 (en) 2015-12-25 2015-12-25 Gasket for fuel cell and manufacturing method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017117722A JP2017117722A (en) 2017-06-29
JP6619646B2 true JP6619646B2 (en) 2019-12-11

Family

ID=59232201

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015253828A Active JP6619646B2 (en) 2015-12-25 2015-12-25 Gasket for fuel cell and manufacturing method thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6619646B2 (en)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5093554B2 (en) * 2006-06-12 2012-12-12 Nok株式会社 Gasket for fuel cell
JP5725277B2 (en) * 2010-06-14 2015-05-27 Nok株式会社 gasket

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017117722A (en) 2017-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4800443B2 (en) Gasket for polymer electrolyte fuel cell
JP5321801B2 (en) Fuel cell
JP4416038B2 (en) Fuel cell
US20090130519A1 (en) Fuel cell
EP3357118B1 (en) Fuel cell sub-assembly
JP5482991B2 (en) Fuel cell sealing structure
JP2008171613A (en) Fuel cells
CA2991279C (en) Fuel cell for reducing leakage of gas and water vapor
US9318753B2 (en) Fuel cell
US11417896B2 (en) Production method for separator integrated gasket for fuel cells
US11171341B2 (en) Fuel cell and method of manufacturing fuel cell
JP4780940B2 (en) Solid polymer fuel cell
JP2012195128A (en) Gasket for polymer electrolyte fuel cell and polymer electrolyte fuel cell
CN112751054A (en) Unit cell of fuel cell
JP4945094B2 (en) Fuel cell
KR20200132294A (en) Elastomer cell frame for fuel cell and Manufacturing method thereof and Fuel cell stack comprising thereof
JP6619646B2 (en) Gasket for fuel cell and manufacturing method thereof
CN107534179B (en) Fuel cell stack
US9350034B2 (en) Fuel cell gas diffusion layer integrated gasket
JP2007103248A (en) Fuel cell
JP2015035311A (en) Membrane electrode joined body with frame, fuel cell single cell and fuel cell stack
JP5809614B2 (en) Fuel cell stack
JP7236913B2 (en) Fuel cell separator assembly and fuel cell stack including the same
JP2008226682A (en) Fuel cell, its manufacturing method, and fuel cell stack
JP5146630B2 (en) Gasket integrated with reinforcing frame and manufacturing method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20181114

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190807

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190821

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190924

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20191016

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20191115

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6619646

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250