JP6746366B2 - 燃料電池用ガスケット - Google Patents

Description

本発明は、燃料電池の一対の積層部材間に介装される燃料電池用ガスケットに関する。

燃料電池は、セルアセンブリと、枠状の燃料電池用ガスケットと、が交互に積層されたスタック構造を有している。任意の燃料電池用ガスケットのシールリップは、当該燃料電池用ガスケットの積層方向隣りのセルアセンブリに、枠状に弾接している。当該弾接部分には、シールラインが形成されている。当該シールラインにより、燃料電池用ガスケットの枠内外方向のシール性を確保している。例えば、特許文献１には、二つのシールリップを備える燃料電池用ガスケットが開示されている。二つのシールリップ（つまり二つのシールライン）は、枠内外方向に二重に並置されている。このため、特許文献１の燃料電池用ガスケットによると、枠内外方向のシール性を向上させることができる。

国際公開第２０１０／１００９０６号パンフレット

しかしながら、例えば、燃料電池組付時や燃料電池使用時（例えば車両の振動、車両の加減速に伴う慣性力）などに、一対のセルアセンブリ間において、燃料電池用ガスケットが捩れてしまう場合がある。この場合、複数のシールリップを備える燃料電池用ガスケットであっても、枠内側のシールラインの断線部分（シールリップがセルアセンブリから浮いている部分）と、枠外側のシールラインの断線部分と、が二つのシールリップ間の隙間を介して、連通してしまう。このため、枠内外方向のシール性が低下してしまう。そこで、本発明は、燃料電池用ガスケットが捩れた場合であっても、枠内外方向のシール性が低下しにくい燃料電池用ガスケットを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の燃料電池用ガスケットは、燃料電池において複数の積層部材が積層される方向を積層方向、前記積層方向に隣り合う一対の前記積層部材間に介装される枠状の燃料電池用ガスケットの延在方向を長手方向、前記長手方向に対して直交する方向を短手方向として、前記短手方向に並置され、一対の前記積層部材のうち、同じ前記積層部材に弾接する複数のシールリップと、前記積層方向から見て、複数の前記シールリップ間を連結し、複数の前記シールリップが弾接する前記積層部材に、弾接する隔壁と、を備えることを特徴とする。

以下、積層方向から見て、積層部材とシールリップとの弾接部分に形成されるシールラインを「主シールライン」、積層部材と隔壁との弾接部分に形成されるシールラインを「副シールライン」とする。前述したように、燃料電池用ガスケットが捩れた場合、枠内側の主シールラインの断線部分と、枠外側の主シールラインの断線部分と、が複数のシールリップ間の隙間を介して、連通してしまう。この点、本発明の燃料電池用ガスケットは、隔壁を備えている。隔壁は、複数のシールリップ間を連結している。隔壁は、枠内側の主シールラインと枠外側の主シールラインとを連結する、副シールラインを形成している。当該副シールラインは、複数のシールリップ間の隙間を、分断している。このため、本発明の燃料電池用ガスケットによると、燃料電池用ガスケットが捩れた場合であっても、枠内外方向のシール性が低下しにくい。

第一実施形態の燃料電池用ガスケットを備える燃料電池の上下方向断面図である。 図１の矢印ＩＩ視図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ方向断面の部分拡大図である。 図２のＩＶ−ＩＶ方向断面の部分拡大図である。 図２のＶ−Ｖ方向断面の部分拡大図である。 図２の区間ＶＩ部分の斜視図である。 第二実施形態の燃料電池用ガスケットの短手方向断面図である。 第三実施形態の燃料電池用ガスケットの短手方向断面図である。 （ａ）は、その他の実施形態（その１）の燃料電池用ガスケットの左縁の部分上面図である。（ｂ）は、その他の実施形態（その２）の燃料電池用ガスケットの左縁の部分上面図である。 その他の実施形態（その３）の燃料電池用ガスケットの左縁の部分斜視図である。 図１０のＸＩ−ＸＩ方向断面図である。

以下、本発明の燃料電池用ガスケットの実施の形態について説明する。

＜第一実施形態＞
［燃料電池の構成］
まず、本実施形態の燃料電池用ガスケットを備える燃料電池の構成について説明する。図１に、本実施形態の燃料電池用ガスケットを備える燃料電池の上下方向（積層方向）断面図を示す。図２に、図１の矢印ＩＩ視図（燃料電池用ガスケット２ａが配置されたセルアセンブリ３の上面図）を示す。なお、図１は、図２のＩ−Ｉ断面に対応している。

図１に示すように、燃料電池９は、上下一対の端板９０と、複数の燃料電池用ガスケット２ａと、複数のセルアセンブリ３と、を備えている。セルアセンブリ３は、電極部材３０と、上下一対のセパレータ３１と、燃料電池用ガスケット（セル内ガスケット）２ｂと、を備えている。燃料電池用ガスケット２ｂは、ゴム製であって、上側から見て矩形枠状を呈している。電極部材３０は、燃料電池用ガスケット２ｂの枠内側に配置されている。電極部材３０の外縁は、燃料電池用ガスケット２ｂに接着されている。上下一対のセパレータ３１は、燃料電池用ガスケット２ｂおよび電極部材３０の、上下方向両側に配置されている。上下一対のセパレータ３１は、燃料電池用ガスケット２ｂに接着されている。図２に示すように、セパレータ３１には、複数のマニホールド３１０が開設されている。図１に示すように、電極部材３０は、ＭＥＡ（Ｍｅｍｂｒａｎｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ａｓｓｅｍｂｌｙ）３００と、上下一対の多孔質層３０１と、を備えている。上下一対の多孔質層３０１は、ＭＥＡ３００の上下方向両側に配置されている。

図１に示すように、上下方向に隣り合うセルアセンブリ３の間には、後述する燃料電池用ガスケット（セル間ガスケット）２ａが介装されている。すなわち、燃料電池用ガスケット２ａとセルアセンブリ３とは、上下方向に交互に積層されている。燃料電池用ガスケット２ａは、上下方向に隣り合う一対のセルアセンブリ３に、弾接している。なお、セルアセンブリ３は、本発明の「積層部材」の概念に含まれる。また、任意の燃料電池用ガスケット２ａから見て、上側のセルアセンブリ３は、本発明の「第一部材」の概念に含まれる。並びに、任意の燃料電池用ガスケット２ａから見て、下側のセルアセンブリ３は、本発明の「第二部材」の概念に含まれる。

図１に示すように、上下一対の端板９０は、燃料電池９の上下方向両端に配置されている。上下一対の端板９０は、燃料電池用ガスケット２ａとセルアセンブリ３との積層体を、上下方向両側から挟持している。このため、燃料電池用ガスケット２ａとセルアセンブリ３との積層体には、所定の締結力（上下方向の圧縮力）が加えられている。

［燃料電池用ガスケットの構成］
次に、本実施形態の燃料電池用ガスケットの構成について説明する。本実施形態においては、本発明の燃料電池用ガスケットは、燃料電池用ガスケット（セル間ガスケット）２ａとして具現化されている。図３に、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ方向断面の部分拡大図を示す。

図２に示すように、上側から見て、燃料電池用ガスケット２ａは矩形枠状を呈している。燃料電池用ガスケット２ａの四隅には、各々、小枠が形成されている。小枠は、セパレータ３１のマニホールド３１０を囲んでいる。燃料電池用ガスケット２ａは、ゴム製のシール部２０を備えている。

図３に示すように、シール部２０は、シール本体２００と、複数の第一シールリップ２０１ａと、複数の第一隔壁２０２ａと、複数の第二シールリップ２０１ｂと、複数の第二隔壁２０２ｂと、を備えている。シール本体２００は、上側から見て矩形枠状を呈している。第一シールリップ２０１ａは、シール本体２００から、上向きに凸設されている。第一シールリップ２０１ａは、上側のセルアセンブリ３の下面に弾接している。図２に示すように、上側から見て、複数の第一シールリップ２０１ａは、短手方向（枠内外方向）に並置されている。複数の第一シールリップ２０１ａは交差していない。上側のセルアセンブリ３と、第一シールリップ２０１ａと、の弾接部分には、主シールラインＬａが形成されている。

第一隔壁２０２ａは、複数の第一シールリップ２０１ａ間の隙間Ａに配置されている。第一隔壁２０２ａは、短手方向に延在している。第一隔壁２０２ａは、複数の第一シールリップ２０１ａ間を連結している。第一隔壁２０２ａは、上側のセルアセンブリ３の下面に弾接している。複数の第一隔壁２０２ａは、所定間隔ずつ離間して、長手方向に並置されている。すなわち、上側から見て、複数の第一シールリップ２０１ａと、複数の第一隔壁２０２ａと、梯子状を呈している。上側のセルアセンブリ３と、第一隔壁２０２ａと、の弾接部分には、副シールラインＭａが形成されている。副シールラインＭａは、枠内側の主シールラインＬａと、枠外側の主シールラインＬａと、を連結している。

複数の第二シールリップ２０１ｂおよび複数の第二隔壁２０２ｂの構成と、複数の第一シールリップ２０１ａおよび複数の第一隔壁２０２ａの構成と、は同一である。また、複数の第二シールリップ２０１ｂおよび複数の第二隔壁２０２ｂの配置と、複数の第一シールリップ２０１ａおよび複数の第一隔壁２０２ａの配置と、は上下対称である。

［燃料電池用ガスケットの機能］
次に、本実施形態の燃料電池用ガスケットの機能について説明する。以下、図２に示す燃料電池用ガスケット２ａの左縁が、図３に示す断面を中心に捩れた場合を想定する。図４に、図２のＩＶ−ＩＶ方向断面の部分拡大図を示す。図５に、図２のＶ−Ｖ方向断面の部分拡大図を示す。図６に、図２の区間ＶＩ部分の斜視図を示す。なお、図６においては、燃料電池用ガスケット２ａと、上側のセルアセンブリ３と、の弾接部分（主シールラインＬａ、副シールラインＭａ）を、一点鎖線ハッチングで示す。また、図６の断面ＩＩＩは図３に、図６の断面ＩＶは図４に、図６の断面Ｖは図５に、各々対応している。

図３〜図６に示すように、燃料電池用ガスケット２ａの左縁は、図３に示す断面を中心に、捩れている。図４、図６に示すように、前側から見て、燃料電池用ガスケット２ａの左縁の前側部分は、シール本体２００の中心軸周りに、反時計回り方向に捩れている。このため、枠内側の第一シールリップ２０１ａは、上側のセルアセンブリ３に、強く弾接している。一方、枠外側の第一シールリップ２０１ａは、上側のセルアセンブリ３から、離間している。すなわち、枠外側の第一シールリップ２０１ａと、上側のセルアセンブリ３と、の間には、開口区間Ｄが形成されている。図５、図６に示すように、前側から見て、燃料電池用ガスケット２ａの左縁の後側部分は、シール本体２００の中心軸周りに、時計回り方向に捩れている。このため、枠外側の第一シールリップ２０１ａは、上側のセルアセンブリ３に、強く弾接している。一方、枠内側の第一シールリップ２０１ａは、上側のセルアセンブリ３から、離間している。すなわち、枠内側の第一シールリップ２０１ａと、上側のセルアセンブリ３と、の間には、開口区間Ｃが形成されている。このように、枠外側の主シールラインＬａは、前側の開口区間Ｄにより、断線している。並びに、枠内側の主シールラインＬａは、後側の開口区間Ｃにより、断線している。

開口区間Ｃと開口区間Ｄとの間には、重複区間Ｂが介在している。重複区間Ｂにおいては、二つの第一シールリップ２０１ａが、共に上側のセルアセンブリ３に弾接している。すなわち、枠内外方向に複数の主シールラインＬａが並んでいる。なお、重複区間Ｂの長さは、燃料電池用ガスケット２ａの材質、形状、剛性、シミュレーション、実験などから、設定可能である。重複区間Ｂに少なくとも一つの第一隔壁２０２ａが配置されるように、第一隔壁２０２ａの配置間隔（ピッチ）、配置数は設定されている。

なお、燃料電池用ガスケット２ａが正しく一対のセルアセンブリ３間に介装されている場合（燃料電池用ガスケット２ａが捩れていない場合）、燃料電池用ガスケット２ａの長手方向全長に亘って、重複区間Ｂが延在することになる。この場合、開口区間Ｃ、Ｄは形成されない。

仮に、図６に示す第一隔壁２０２ａが配置されていない場合、図６に点線矢印Ｙ２で示すように、開口区間Ｃ、隙間Ａ、開口区間Ｄを経由するリーク通路が開通してしまう。このため、リーク通路を介して、燃料電池用ガスケット２ａの左縁の右側（枠内側）と左縁の左側（枠外側）とが連通してしまう。したがって、流体（例えば、水素を含む燃料ガス、酸素を含む酸化ガス、冷却水など）が、燃料電池９の内部から外部に、漏出してしまう。あるいは、流体が、燃料電池９の外部から内部に、進入してしまう。

これに対して、本実施形態の燃料電池用ガスケット２ａは、第一隔壁２０２ａを備えている。第一隔壁２０２ａは、重複区間Ｂに配置されている。第一隔壁２０２ａは、副シールラインＭａにより、隙間Ａを分断している。このため、点線矢印Ｙ２で示すリーク通路は開通しない。したがって、実線矢印Ｙ１で示すように、流体は、燃料電池９の内部から外部に、漏出しない。また、流体が、燃料電池９の外部から内部に、進入しない。

なお、図３〜図６に示すように、下側のセルアセンブリ３と、燃料電池用ガスケット２ａの左縁と、の間においても、第一隔壁２０２ａ同様に、第二隔壁２０２ｂが複数の第二シールリップ２０１ｂ間の隙間を分断している。すなわち、図３に示すように、副シールラインＭｂは、枠内側の主シールラインＬｂと、枠外側の主シールラインＬｂと、を連結している。このため、リーク通路（ただし、図６に点線矢印Ｙ２で示すリーク通路に対して、前後対称のリーク通路）は開通しない。

［燃料電池用ガスケットの作用効果］
次に、本実施形態の燃料電池用ガスケットの作用効果について説明する。燃料電池９の組付時においては、作業者のスキルなどにより、燃料電池用ガスケット２ａが捩れてしまう場合がある。また、燃料電池９の使用時においては、例えば車両の振動、車両の加減速に伴う慣性力などにより、燃料電池用ガスケット２ａが捩れてしまう場合がある。燃料電池用ガスケット２ａが捩れてしまうと、図６に点線矢印Ｙ２で示すように、開口区間Ｃ、隙間Ａ、開口区間Ｄを経由するリーク通路が開通してしまう。このため、リーク通路を介して、燃料電池用ガスケット２ａの枠内側と枠外側とが連通してしまう。

ここで、図６に示すように、燃料電池用ガスケット２ａが捩れた場合であっても、長手方向の少なくとも一部には、複数の第一シールリップ２０１ａが同じセルアセンブリ３（上側のセルアセンブリ３）に弾接する区間、すなわち重複区間Ｂが存在している。この点、本実施形態の燃料電池用ガスケット２ａによると、当該重複区間Ｂに、第一隔壁２０２ａが配置されている。図３、図６に示すように、第一隔壁２０２ａは、副シールラインＭａにより、隙間Ａを分断している。このため、本実施形態の燃料電池用ガスケット２ａの場合、点線矢印Ｙ２で示すリーク通路は開通しない。したがって、実線矢印Ｙ１で示すように、燃料電池用ガスケット２ａと上側のセルアセンブリ３との間において、燃料電池用ガスケット２ａの枠内側と枠外側との連通を遮断することができる。同様に、図３、図６に示すように、第二隔壁２０２ｂは、副シールラインＭｂにより、複数の第二シールリップ２０１ｂ間の隙間を分断している。このため、燃料電池用ガスケット２ａと下側のセルアセンブリ３との間において、燃料電池用ガスケット２ａの枠内側と枠外側との連通を遮断することができる。このように、本実施形態の燃料電池用ガスケット２ａによると、燃料電池用ガスケット２ａが捩れて配置されている場合であっても、短手方向（枠内外方向）のシール性が低下しにくい。

また、図１に示すように、燃料電池用ガスケット２ａは、上下方向両側の一対のセルアセンブリ３に、弾接している。このため、燃料電池用ガスケット２ａとセパレータ３１とを接着する必要がない。したがって、燃料電池９に燃料電池用ガスケット２ａを簡単に組み付けることができる。

また、図２に示すように、上側から見て、複数の第一シールリップ２０１ａは、各々、無端環状を呈している。複数の第一シールリップ２０１ａは、互いに独立して配置されている。このため、複数の第一シールリップ２０１ａは、交差していない。したがって、複数の第一シールリップ２０１ａが交差している場合と比較して、交差部分の反力（詳しくは、交差部分が上側のセルアセンブリ３に加える反力）が局所的に大きくなるのを、抑制することができる。複数の第二シールリップ２０１ｂについても同様である。

また、図３に示すように、第一隔壁２０２ａは、複数の第一シールリップ２０１ａから、左右両外側に突出していない。このため、第一隔壁２０２ａが短手方向両外側に突出している場合と比較して、燃料電池用ガスケット２ａの短手方向幅が短くなる。第二隔壁２０２ｂについても同様である。

＜第二実施形態＞
本実施形態の燃料電池用ガスケットと、第一実施形態の燃料電池用ガスケットとの相違点は、燃料電池用ガスケットがストッパ部を備えている点である。ここでは、主に相違点について説明する。図７に、本実施形態の燃料電池用ガスケットの短手方向断面図（横断面図）を示す。なお、図３と対応する部位については、同じ符号で示す。

上側から見て、一対のストッパ部２１は、各々、ゴム製であって矩形枠状を呈している。図７に示すように、一対のストッパ部２１は、シール部２０の右側（枠内側）および左側（枠外側）に配置されている。ストッパ部２１は、ストッパ本体２１０と、第一補強リブ２１１ａと、第二補強リブ２１１ｂと、連結部２１２と、を備えている。ストッパ本体２１０は、連結部２１２を介して、シール本体２００に連なっている。第一補強リブ２１１ａは、ストッパ本体２１０から上向きに凸設されている。

無荷重状態（燃料電池用ガスケット２ａが燃料電池９に組み付けられる前の状態）において、第一補強リブ２１１ａの上面は、上側に膨らむ曲面状を呈している。無荷重状態においては、第一シールリップ２０１ａの最頂部の高度は、第一補強リブ２１１ａの最頂部の高度よりも、高く設定されている。一方、荷重状態（燃料電池用ガスケット２ａが燃料電池９に組み付けられた後の状態）においては、第一シールリップ２０１ａおよび第一補強リブ２１１ａは、共に上側のセルアセンブリ３（具体的には、当該セルアセンブリ３における下側のセパレータ３１）の下面に、弾接している。第二補強リブ２１１ｂの構成と、第一補強リブ２１１ａの構成と、は同一である。また、第二補強リブ２１１ｂの配置と、第一補強リブ２１１ａの配置と、は上下対称である。

本実施形態の燃料電池用ガスケットと、第一実施形態の燃料電池用ガスケットとは、構成が共通する部分に関しては、同様の作用効果を有する。右側のストッパ部２１には、右側から、流体の圧力が加わる。当該圧力により、右側のストッパ部２１の第一補強リブ２１１ａは上側のセルアセンブリ３に、右側のストッパ部２１の第二補強リブ２１１ｂは下側のセルアセンブリ３に、各々押し付けられる。このため、燃料電池用ガスケット２ａが上下一対のセルアセンブリ３に接着されていないにもかかわらず、燃料電池用ガスケット２ａと上下一対のセルアセンブリ３との間のシール性を確保することができる。

ここで、「上側の燃料電池用ガスケット２ａ、セルアセンブリ３、下側の燃料電池用ガスケット２ａ」という積層部分を想定する。並びに、当該積層部分において、上側の燃料電池用ガスケット２ａの下側の主シールラインＬｂと、下側の燃料電池用ガスケット２ａの上側の主シールラインＬａと、が水平方向（例えば、図７に示す左右方向）に互いにずれている場合を想定する。

この場合、仮に図７に示すストッパ部２１が配置されていないと、上側の燃料電池用ガスケット２ａの下側の主シールラインＬｂと、下側の燃料電池用ガスケット２ａの上側の主シールラインＬａと、の位置ずれ（以下、単に「シールラインの位置ずれ」と略称する）により、上下一対の燃料電池用ガスケット２ａに挟まれているセルアセンブリ３に、剪断力が加わってしまう。

この点、本実施形態の燃料電池用ガスケット２ａは、ストッパ部２１を備えている。このため、シールラインの位置ずれが発生している場合であっても、セルアセンブリ３に剪断力が加わりにくくなる。したがって、セルアセンブリ３が変形しにくくなる。よって、シールラインの位置ずれに起因するシール性の低下を抑制することができる。

また、シール部２０が捩れる場合であっても、連結部２１２が弾性変形することにより、当該捩れを吸収することができる。このため、ストッパ部２１が、シール部２０の捩れの影響を受けにくい。

＜第三実施形態＞
本実施形態の燃料電池用ガスケットと、第二実施形態の燃料電池用ガスケットとの相違点は、ストッパ部が第一補強リブ、第二補強リブを備えていない点である。また、シール部が第二シールリップ、第二隔壁を備えていない点である。また、シール部が三つの第一シールリップを備えている点である。ここでは、主に相違点について説明する。図８に、本実施形態の燃料電池用ガスケットの短手方向断面図を示す。なお、図７と対応する部位については、同じ符号で示す。

図８に示すように、シール本体２００は、下側のセルアセンブリ３に弾接している。シール本体２００からは、上向きに三つの第一シールリップ２０１ａが凸設されている。第一隔壁２０２ａは、左右方向（枠内外方向、短手方向）両端の一対の第一シールリップ２０１ａ間を連結している。第一隔壁２０２ａは、左端の第一シールリップ２０１ａから、左側に突出していない。並びに、第一隔壁２０２ａは、右端の第一シールリップ２０１ａから、右側に突出していない。また、ストッパ部２１は、ブロック状のストッパ本体２１０を備えている。ストッパ部２１は、第一補強リブ、第二補強リブを備えていない。

本実施形態の燃料電池用ガスケットと、第二実施形態の燃料電池用ガスケットとは、構成が共通する部分に関しては、同様の作用効果を有する。第一隔壁２０２ａは、左右方向中央の第一シールリップ２０１ａを貫通して、左右方向両端の一対の第一シールリップ２０１ａ間を連結している。このため、確実に、燃料電池用ガスケット２ａの右側（枠内側）と左側（枠外側）との連通を遮断することができる。また、ストッパ部２１は、第一補強リブ、第二補強リブを備えていない。このため、反力（詳しくは、ストッパ部２１がセルアセンブリ３に加える反力）が大きくなるのを、抑制することができる。

＜その他＞
以上、本発明の燃料電池用ガスケットの実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。

図９（ａ）に、その他の実施形態（その１）の燃料電池用ガスケットの左縁の部分上面図を示す。図９（ｂ）に、その他の実施形態（その２）の燃料電池用ガスケットの左縁の部分上面図を示す。なお、図２と対応する部位については、同じ符号で示す。

図９（ａ）に示すように、第一隔壁２０２ａは、複数の第一シールリップ２０１ａ間を、折れ線状（ジグザグ状）に連結してもよい。すなわち、第一隔壁２０２ａを、前後方向（長手方向）および左右方向（短手方向）に対して交差する方向に延在させてもよい。こうすると、燃料電池用ガスケット２ａの長手方向全長に亘って、第一隔壁２０２ａを配置することができる。このため、燃料電池用ガスケット２ａの長手方向全長に亘って、反力（詳しくは、燃料電池用ガスケット２ａがセルアセンブリ３に加える反力）のばらつきを、抑制することができる。なお、第二隔壁２０２ｂについても同様である。

図９（ｂ）に示すように、第一隔壁２０２ａは、複数の第一シールリップ２０１ａ間を、波線状（正弦波状）に連結してもよい。また、第一シールリップ２０１ａの短手方向断面積をＳ１、第一隔壁２０２ａの短手方向断面積をＳ２、第一シールリップ２０１ａと第一隔壁２０２ａとの連結部分の短手方向断面積をＳ３として、Ｓ３と（Ｓ１＋Ｓ２）とを略一致させてもよい。こうすると、断面α〜γにおける、複数の第一シールリップ２０１ａおよび第一隔壁２０２ａの短手方向総断面積（断面αにおいてはＳ３＋Ｓ１、断面βにおいてはＳ１＋Ｓ２＋Ｓ１、断面γにおいてはＳ１＋Ｓ３）を、均一化することができる。このため、燃料電池用ガスケット２ａの長手方向全長に亘って、反力のばらつきを、抑制することができる。なお、第二隔壁２０２ｂについても同様である。

図１０に、その他の実施形態（その３）の燃料電池用ガスケットの左縁の部分斜視図を示す。図１１に、図１０のＸＩ−ＸＩ方向断面図を示す。なお、図６と対応する部位については、同じ符号で示す。図１０、図１１に示すように、燃料電池用ガスケット２ａは、ゴム製のシール部２０を備えている。シール部２０は、シール本体２００と、複数のシールリップ２０１ｃと、複数の隔壁２０２ｃと、を備えている。シール本体２００は、上側から見て矩形枠状を呈している。シール本体２００の短手方向断面は、円形を呈している。複数のシールリップ２０１ｃは、シール本体２００から、所定角度ずつ離間して、径方向外側に凸設されている。上側の一対のシールリップ２０１ｃは、図６に示す上側のセルアセンブリ３の下面に弾接している。下側の一対のシールリップ２０１ｃは、図６に示す下側のセルアセンブリ３の上面に弾接している。

隔壁２０２ｃは、シール本体２００から無端環状（フランジ状）に凸設されている。隔壁２０２ｃは、全てのシールリップ２０１ｃを、全周的に連結している。隔壁２０２ｃの上側部分は、図６に示す上側のセルアセンブリ３の下面に弾接している。隔壁２０２ｃの下側部分は、図６に示す下側のセルアセンブリ３の上面に弾接している。複数の隔壁２０２ｃは、所定間隔ずつ離間して、前後方向（長手方向）に並置されている。

図１０、図１１に示すように、複数のシールリップ２０１ｃ、複数の隔壁２０２ｃは、全周的に配置されている。このため、燃料電池用ガスケット２ａの捩れ具合に因らず、確実に、燃料電池用ガスケット２ａの右側（枠内側）と左側（枠外側）との連通を遮断することができる。

なお、本明細書における「捩れ」には、燃料電池用ガスケット２ａの任意の二箇所の短手方向断面において、一方の断面（例えば、図２のＩＶ−ＩＶ方向断面（図４参照））と、他方の断面（例えば、図２のＶ−Ｖ方向断面（図５参照））とが、シール本体２００の中心軸周りに（シール本体２００の周方向に）、相対的にずれている形態が含まれる。

また、本明細書における「捩れ」には、図９（ｂ）に矢印Ｙ３で示すように、正規の装着位置に対して、上側から見て、燃料電池用ガスケット２ａの長手方向に離間した任意の二箇所（例えば、断面αと断面γ）が、中間の任意の位置（例えば断面β）を境に、一方（断面α）が左側（枠外側）に、他方（断面γ）が右側（枠内側）に、ずれている形態が含まれる。この形態の場合、ずれにより、第一シールリップ２０１ａ、第二シールリップ２０１ｂに対して、水平方向に剪断力が作用する。このため、第一シールリップ２０１ａ、第二シールリップ２０１ｂが、倒れ込んでしまう。したがって、主シールラインＬａ、Ｌｂが断線することになる。

シールリップ（第一シールリップ２０１ａ、第二シールリップ２０１ｂ、シールリップ２０１ｃ）、隔壁（第一隔壁２０２ａ、第二隔壁２０２ｂ、隔壁２０２ｃ）、補強リブ（第一補強リブ２１１ａ、第二補強リブ２１１ｂ）の形状、大きさ、配置数（以下、「形状等」と称す）は特に限定しない。

例えば、図３に示す複数の第一シールリップ２０１ａの形状等の異同は特に限定しない。また、複数の第二シールリップ２０１ｂの形状等の異同は特に限定しない。また、第一シールリップ２０１ａと第二シールリップ２０１ｂとの形状等の異同は特に限定しない。例えば、第一シールリップ２０１ａまたは第二シールリップ２０１ｂだけを配置してもよい。また、図１０に示す複数のシールリップ２０１ｃの形状等の異同は特に限定しない。

同様に、図３に示す複数の第一隔壁２０２ａの形状等の異同は特に限定しない。また、複数の第二隔壁２０２ｂの形状等の異同は特に限定しない。また、第一隔壁２０２ａと第二隔壁２０２ｂとの形状等の異同は特に限定しない。例えば、第一隔壁２０２ａまたは第二隔壁２０２ｂだけを配置してもよい。また、図１０に示す複数の隔壁２０２ｃの形状等の異同は特に限定しない。

同様に、図７に示す複数の第一補強リブ２１１ａの形状等の異同は特に限定しない。また、複数の第二補強リブ２１１ｂの形状等の異同は特に限定しない。また、第一補強リブ２１１ａと第二補強リブ２１１ｂとの形状等の異同は特に限定しない。例えば、第一補強リブ２１１ａまたは第二補強リブ２１１ｂだけを配置してもよい。また、一対のストッパ部２１の補強リブの配置数が異なっていてもよい。また、一対のストッパ部２１のうち、いずれか一方のストッパ部２１だけに、補強リブを配置してもよい。

図８に示すように、燃料電池用ガスケット２ａが、同じ積層部材（例えば、上側のセルアセンブリ３）に弾接する三つ以上のシールリップ（例えば、第一シールリップ２０１ａ）を備える場合、隔壁（例えば、第一隔壁２０２ａ）は、少なくとも、短手方向（図８における左右方向）に隣り合う任意の一対のシールリップ（例えば、最右側の第一シールリップ２０１ａと左右方向中央の第一シールリップ２０１ａ、あるいは最左側の第一シールリップ２０１ａと左右方向中央の第一シールリップ２０１ａ）間を連結すればよい。この場合であっても、枠内外方向（左右方向）のシール性を確保することができる。

本発明の「第一部材」、「第二部材」、「積層部材」の種類は特に限定しない。燃料電池９を構成する部材であればよい。これらの部材は、単一の部材からなる一体物（例えばセパレータ３１）でもよい。また、複数の部材が合体した合体物（例えばセルアセンブリ３、電極部材３０）でもよい。

荷重状態における、補強リブとセルアセンブリ３との離接は、特に限定しない。図１に示す上下一対の端板９０の締結力が大きい場合、補強リブはセルアセンブリ３に当接しやすい。反対に、当該締結力が小さい場合、補強リブはセルアセンブリ３に当接しにくい。シールリップがセルアセンブリ３に当接していればよい。

複数の第一シールリップ２０１ａは、交差していてもよい。この場合は、当該交差部分を避けて、第一隔壁２０２ａを配置する方がよい。こうすると、交差部分の反力が局所的に大きくなるのを、抑制することができる。また、燃料電池用ガスケット２ａの長手方向全長に亘って、反力のばらつきを、抑制することができる。なお、複数の第二シールリップ２０１ｂ、第二隔壁２０２ｂについても同様である。

本発明の燃料電池用ガスケットを、図１に示す燃料電池用ガスケット（セル内ガスケット）２ｂとして具現化してもよい。燃料電池９における積層部材の積層方向は特に限定しない。上下方向、水平方向、これらの方向を適宜組み合わせた方向であってもよい。燃料電池用ガスケット２ａの用途は特に限定しない。ガスケットとして、燃料電池９以外の用途（例えば、配管継手、圧力容器、圧力機械（ポンプ、コンプレッサなど）など）に用いてもよい。燃料電池用ガスケット２ａ、２ｂの材質は特に限定しない。ゴム成分の他に、架橋剤、架橋助剤、接着成分などを含んでいてもよい。好適なゴム成分としては、ＥＰＤＭの他、シリコーンゴム（ＶＭＱ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＭ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、水素添加アクリロニトリル−ブタジエンゴム（Ｈ−ＮＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）などが挙げられる。

２ａ：燃料電池用ガスケット、２０：シール部、２００：シール本体、２０１ａ：第一シールリップ、２０１ｂ：第二シールリップ、２０１ｃ：シールリップ、２０２ａ：第一隔壁、２０２ｂ：第二隔壁、２０２ｃ：隔壁、２１：ストッパ部、２１０：ストッパ本体、２１１ａ：第一補強リブ、２１１ｂ：第二補強リブ、２１２：連結部、２ｂ：燃料電池用ガスケット、３：セルアセンブリ（積層部材、第一部材、第二部材）、３０：電極部材、３００：ＭＥＡ、３０１：多孔質層、３１：セパレータ、３１０：マニホールド、９：燃料電池、９０：端板、α〜γ：断面、Ａ：隙間、Ｂ：重複区間、Ｃ：開口区間、Ｄ：開口区間、Ｌａ：主シールライン、Ｌｂ：主シールライン、Ｍａ：副シールライン、Ｍｂ：副シールライン、Ｓ１〜Ｓ３：短手方向断面積

Claims (7)

1. 燃料電池において複数の積層部材が積層される方向を積層方向、前記積層方向に隣り合う一対の前記積層部材間に介装される枠状の燃料電池用ガスケットの延在方向を長手方向、前記長手方向に対して直交する方向を短手方向として、
   シール本体と、
   前記シール本体から凸設され、前記短手方向に並置され、一対の前記積層部材のうち、同じ前記積層部材に弾接する複数のシールリップと、
   前記シール本体から凸設され、前記積層方向から見て、複数の前記シールリップ間を連結し、複数の前記シールリップが弾接する前記積層部材に、弾接する隔壁と、
   を有するシール部を備え、
   車両搭載用の前記燃料電池に配置される燃料電池用ガスケット。
2. 前記隔壁は、前記長手方向および前記短手方向に対して交差する方向に延在し、波線状に複数の前記シールリップ間を連結する請求項１に記載の燃料電池用ガスケット。
3. 前記シール部の前記短手方向両側のうち少なくとも片側に配置され、複数の前記シールリップおよび前記隔壁が弾接する前記積層部材に、弾接するストッパ部を備える請求項１または請求項２に記載の燃料電池用ガスケット。
4. 一対の前記積層部材は、第一部材および第二部材であり、
   複数の前記シールリップは、前記第一部材に弾接する第一シールリップ、および前記第二部材に弾接する第二シールリップであり、
   前記隔壁は、複数の前記第一シールリップ間を連結し前記第一部材に弾接する第一隔壁、および複数の前記第二シールリップ間を連結し前記第二部材に弾接する第二隔壁である請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の燃料電池用ガスケット。
5. 前記シール本体の前記短手方向の断面形状は、楕円状を呈している請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の燃料電池用ガスケット。
6. 無荷重状態の前記シールリップにおける、前記積層部材に対する弾接部分は、前記積層方向に膨らむ曲面状を呈している請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の燃料電池用ガスケット。
7. 燃料電池において複数の積層部材が積層される方向を積層方向、前記積層方向に隣り合う一対の前記積層部材間に介装される枠状の燃料電池用ガスケットの延在方向を長手方向、前記長手方向に対して直交する方向を短手方向として、
   シール本体と、
   前記シール本体から凸設され、前記短手方向に並置され、一対の前記積層部材のうち、同じ前記積層部材に弾接する複数のシールリップと、
   前記シール本体から凸設され、前記積層方向から見て、複数の前記シールリップ間を連結し、複数の前記シールリップが弾接する前記積層部材に、弾接する隔壁と、
   を有するシール部と、
   前記シール部の前記短手方向両側のうち少なくとも片側に配置され、複数の前記シールリップおよび前記隔壁が弾接する前記積層部材に、弾接するストッパ部と、
   を備える燃料電池用ガスケット。

Images