(57)【要約】【課題】ガスケットの位置ずれ及び局所伸びの発生を抑制できる燃料電池用リーク検査装置を提供する。【解決手段】燃料電池用リーク検査装置１は、燃料電池セル１０を載置する載置面２１を有する下側治具２と、載置面２１に設けられた第２周溝２３に嵌め込まれ、載置される燃料電池セル１０と下側治具２と間のシール性を確保する環状の第２下側ガスケット３２とを備える。第２周溝２３は、所定の幅を有する入口部２３ａと、入口部２３ａの下方に配置されるとともに入口部２３ａよりも拡幅された内部空間部２３ｂと、内部空間部２３ｂの下方において第２周溝２３の周方向に所定の間隔で設けられた複数の凹部２３ｃとを有する。第２下側ガスケット３２は、本体部３２ａから下方に突出して第２周溝２３の凹部２３ｃに嵌合可能な嵌合凸部３２ｃを複数有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池セルを複数積層してなる燃料電池のシール性を検査するための燃料電池用リーク検査装置であって、
前記燃料電池セルを載置する載置面を有する下側治具と、
前記下側治具の前記載置面に設けられた周溝に嵌め込まれ、載置される前記燃料電池セルと前記下側治具と間のシール性を確保する環状のガスケットと、
を少なくとも備え、
前記周溝は、所定の幅を有する入口部と、前記入口部の下方に配置されるとともに前記入口部よりも拡幅された内部空間部と、前記内部空間部の下方において前記周溝の周方向に所定の間隔で設けられた複数の凹部と、を有し、
前記ガスケットは、前記入口部の幅よりも広く且つ前記内部空間部の幅よりも狭い本体部と、前記本体部から上方に突出するとともに先端部分が前記入口部から外部に露出して前記燃料電池と当接する当接部と、前記本体部から下方に突出して前記周溝の前記凹部に嵌合可能な複数の嵌合凸部とを有することを特徴とする燃料電池用リーク検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池用リーク検査装置に関し、特にガスケットを備えた燃料電池用リーク検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスケットを備えた燃料電池用リーク検査装置として、燃料電池セルを載置するための下側治具と、該下側治具と載置される燃料電池セルとの間のシール性を確保するためのガスケットと、載置される燃料電池セルに加圧するための上側治具とを備えるものが知られている。このような構造を有する燃料電池用リーク検査装置では、メンテナンス性向上の観点から、特許文献１に記載のように溝に嵌め込み可能なガスケット構造を採用することが検討されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２４９２２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上述した溝に嵌め込み可能なガスケット構造をそのまま採用した場合、かかる圧力の強さ、検査回数の多さ等の原因でガスケットの位置ずれ及び局所伸びが発生し、リークの誤検知等の不具合が生じる可能性がある。
【０００５】
本発明は、このような技術課題を解決するためになされたものであって、ガスケットの位置ずれ及び局所伸びの発生を抑制できる燃料電池用リーク検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る燃料電池用リーク検査装置は、燃料電池セルを複数積層してなる燃料電池のシール性を検査するための燃料電池用リーク検査装置であって、前記燃料電池セルを載置する載置面を有する下側治具と、前記下側治具の前記載置面に設けられた周溝に嵌め込まれ、載置される前記燃料電池セルと前記下側治具と間のシール性を確保する環状のガスケットと、を少なくとも備え、前記周溝は、所定の幅を有する入口部と、前記入口部の下方に配置されるとともに前記入口部よりも拡幅された内部空間部と、前記内部空間部の下方において前記周溝の周方向に所定の間隔で設けられた複数の凹部と、を有し、前記ガスケットは、前記入口部の幅よりも広く且つ前記内部空間部の幅よりも狭い本体部と、前記本体部から上方に突出するとともに先端部分が前記入口部から外部に露出して前記燃料電池と当接する当接部と、前記本体部から下方に突出して前記周溝の前記凹部に嵌合可能な複数の嵌合凸部とを有することを特徴としている。
【０００７】
本発明に係る燃料電池用リーク検査装置では、周溝は該周溝の周方向に所定の間隔で設けられた複数の凹部を有し、ガスケットは該周溝の凹部に嵌合可能な嵌合凸部を複数有するので、ガスケットの嵌合凸部を周溝の凹部に嵌合することにより、ガスケットの位置ずれ及び局所伸びの発生を抑制することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ガスケットの位置ずれ及び局所伸びの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態に係る燃料電池用リーク検査装置の主要部分を示す分解斜視図である。
【図２】実施形態に係る燃料電池用リーク検査装置を示す部分断面図である。
【図３】第２周溝及び第２下側ガスケットを示す拡大断面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線に沿う部分断面図である。
【図５】第１周溝及び第２周溝の凹部、第１下側ガスケット及び第２下側ガスケットの嵌合凸部の配置位置を説明するための平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面に基づき本発明に係る燃料電池用リーク検査装置の実施形態について説明する。各図において、長さ方向をＸ、幅方向をＹ、上下方向（高さ方向ともいう）をＺとする。
【００１１】
まず、図１及び図２を参照して検査対象である燃料電池セルの構造を簡単に説明する。燃料電池セル１０は、固体高分子電解質型燃料電池を構成する単セルであり、薄板状に形成されている。この燃料電池セル１０は、膜電極ガス拡散層接合体１１と、膜電極ガス拡散層接合体１１の外周に配置された樹脂枠１２と、膜電極ガス拡散層接合体１１及び樹脂枠１２とを挟持する一対のセパレータ（上側セパレータ１３、下側セパレータ１４）とを備えている（図２参照）。固体高分子電解質型燃料電池は、このような構造を有する燃料電池セル１０を一方向に沿って複数積層することにより形成されている。
【００１２】
燃料電池セル１０の上面（すなわち、上側セパレータ１３の上面）の中央領域、及び燃料電池セル１０の底面（すなわち、下側セパレータ１４の底面）の中央領域には、冷却媒体が流れる冷却媒体流路１５がそれぞれ配置されている。また、上側セパレータ１３と膜電極ガス拡散層接合体１１との間、下側セパレータ１４と膜電極ガス拡散層接合体１１との間には、反応ガス流路がそれぞれ配置されている。なお、ここでの反応ガスは、酸化ガス又は燃料ガスを指す。
【００１３】
また、燃料電池セル１０の長さ方向における左側縁部及び右側縁部のうち、一方には酸化ガス供給口、燃料ガス供給口及び冷却媒体供給口を構成するマニホールド孔１６、他方には酸化ガス排出口、燃料ガス排出口及び冷却媒体排出口を構成するマニホールド孔１６が、それぞれ３つずつ設けられている。
【００１４】
続いて、本実施形態の燃料電池用リーク検査装置を説明する。本実施形態の燃料電池用リーク検査装置１は、燃料電池のシール性（すなわち、気密性及び液密性）を検査するための装置であり、燃料電池セル１０を載置するための下側治具２と、下側治具２と該下側治具２に載置される燃料電池セル１０との間のシール性を確保する複数の下側ガスケット３と、燃料電池セル１０の上方に配置される上側治具４と、上側治具４と燃料電池セル１０との間のシール性を確保する複数の上側ガスケット５とを備えている。
【００１５】
下側治具２及び上側治具４は、一定の厚さを有する金属板によってそれぞれ形成されている。そして、上側治具４は、下側治具２に載置される燃料電池セル１０に加圧できるように、下側治具２に対して上下移動可能に設けられている。
【００１６】
下側治具２は、燃料電池セル１０を載置するための載置面２１を有する。下側治具２の内部には、リーク検査用ガスを供給するための検査用ガス供給経路２４が設けられている。検査用ガスとしては、空気、ヘリウムガス、アルゴンガス等が挙げられる。
【００１７】
載置面２１において、燃料電池セル１０における反応ガス流路の配置領域に対応する位置には、環状の第１周溝２２が周設されている。図１に示すように、第１周溝２２は、平面視で矩形枠状を呈しており、その枠内に燃料電池セル１０における反応ガス流路の配置領域が入るように、反応ガス流路の配置領域より大きく形成されている。第１周溝２２には、平面視で環状の第１下側ガスケット３１が嵌め込まれている。
【００１８】
また、載置面２１において、燃料電池セル１０の各マニホールド孔１６に対応する位置には、環状の第２周溝２３がそれぞれ周設されている。上述したように、燃料電池セル１０は６つのマニホールド孔１６を有するため、それに対応する下側治具２には、６つの第２周溝２３が形成されている。６つの第２周溝２３は、第１周溝２２を挟んでその左右両側にそれぞれ３つずつ配置されている。そして、各第２周溝２３には、平面視で環状の第２下側ガスケット３２が嵌め込まれている。
【００１９】
第１周溝２２及び第２周溝２３は、特許請求の範囲に記載の「周溝」に該当するものである。第１下側ガスケット３１及び第２下側ガスケット３２は、下側ガスケット３を構成しており、特許請求の範囲に記載の「ガスケット」に該当するものである。なお、第１下側ガスケット３１及び第２下側ガスケット３２は、例えばゴム弾性材料によってそれぞれ形成されている。
【００２０】
以下、図３〜図５を参照して第２周溝２３及びそれに嵌め込まれた第２下側ガスケット３２の構造を詳細に説明する。図５において、第１周溝２２及び第２周溝２３の凹部（後述する）、第１下側ガスケット３１及び第２下側ガスケット３２の嵌合凸部（後述する）の配置位置を黒丸で示す。そして、第１周溝２２及びそれに嵌め込まれた第１下側ガスケット３１の構造については、それぞれ第２周溝２３、第２下側ガスケット３２と同様であるので、その説明を省略する。
【００２１】
第２周溝２３は、例えば載置面２１から下側治具２の内部に向けて所定の深さまで抉り抜くことにより形成されている。図３に示す断面視において、第２周溝２３は、上方に開口して所定の幅を有する入口部２３ａと、入口部２３ａと連通するとともに該入口部２３ａの下方に配置される内部空間部２３ｂとを有する。内部空間部２３ｂは、入口部２３ａとの間で段差部２３ｄを形成するように、該入口部２３ａよりも拡幅されている。形成された段差部２３ｄは、すなわち、内部空間部２３ｂの天井部である。この段差部２３ｄは、第２周溝２３に嵌め込まれた第２下側ガスケット３２の本体部３２ａ（後述する）と当接し、第２下側ガスケット３２が第２周溝２３から抜けるのを防止する。
【００２２】
また、第２周溝２３は、内部空間部２３ｂの下方に設けられた複数の凹部２３ｃを更に有する。これらの複数の凹部２３ｃは、第２周溝２３の周方向に沿って所定の間隔で設けられている。本実施形態では、凹部２３ｃは８つである。図４及び図５に示すように、８つの凹部２３ｃは、隣接する２つの凹部２３ｃを一組とし、矩形枠状の第２周溝２３の四辺の中央位置にそれぞれ一組ずつ配置されている。なお、一組を構成する凹部２３ｃの数は２つに限定されずに、必要に応じて３つ以上であっても良く、１つであっても良い。
【００２３】
一方、第２下側ガスケット３２は、第２周溝２３の入口部２３ａの幅よりも広く且つ内部空間部２３ｂの幅よりも狭い本体部３２ａと、本体部３２ａから上方に突出するとともに先端部分が入口部２３ａから外部に露出して燃料電池セル１０と当接する当接部３２ｂとを有する。
【００２４】
本体部３２ａは、幅が比較的に大きく形成されており、第２周溝２３の内部空間部２３ｂに嵌め込まれている。本体部３２ａの上面は、第２周溝２３の入口部２３ａと内部空間部２３ｂとの間で形成された段差部２３ｄと当接する。一方、当接部３２ｂは、本体部３２ａの幅よりも小さく、且つ第２周溝２３の入口部２３ａの幅よりも小さく形成されている。当接部３２ｂの高さは、第２下側ガスケット３２が第２周溝２３に嵌め込まれた状態で、その先端部分が下側治具２の載置面２１から上方に突出し、燃料電池セル１０の底面（ここでは、下側セパレータ１４の底面）と当接可能に設定されている。
【００２５】
また、第２下側ガスケット３２は、本体部３２ａから下方に突出して第２周溝２３の凹部２３ｃに嵌合可能な嵌合凸部３２ｃを複数有する。これらの嵌合凸部３２ｃは、第２周溝２３の凹部２３ｃの配置位置と対応するように設けられており、２つの嵌合凸部３２ｃを一組とし、第２下側ガスケット３２の周方向に沿って４箇所に亘って配置されている。すなわち、第２下側ガスケット３２は、第１周溝２２の凹部２３ｃと対応する嵌合凸部３２ｃを８つ有する。
【００２６】
第１周溝２２の凹部は、第２周溝２３の凹部２３ｃと同じ構造を有するように複数形成されており、例えば図５に示すように、長辺に三組ずつ、短辺に二組ずつ配置されている。隣接する組同士の間隔は、第１周溝２２の周方向に沿って等しくても良く、異なっても良い。そして、該第１周溝２２に嵌め込まれた第１下側ガスケット３１の嵌合凸部は、第１周溝２２の凹部と対応して、長辺に三組ずつ、短辺に二組ずつ配置されている。
【００２７】
一方、上側ガスケット５は、上側治具４と燃料電池セル１０の上側セパレータ１３との間に配置されている。上側ガスケット５は、燃料電池セル１０における反応ガス流路の配置領域に対応する位置に配置された第１上側ガスケット５１と、燃料電池セル１０の各マニホールド孔１６に対応する位置に配置された第２上側ガスケット５２とを有する。第１上側ガスケット５１及び第２上側ガスケット５２は、例えばゴム弾性材料によってそれぞれ環状に形成されている。
【００２８】
本実施形態において、上側ガスケット５は、下側ガスケット３と異なって上側治具４に嵌め込まれる構造を有さずに、接着等で上側治具４の底面に直接固定されているが、必要に応じて、下側ガスケット３と同じ嵌め込み構造を有するように形成されても良い。
【００２９】
以上のように構成された燃料電池用リーク検査装置１によれば、第２周溝２３はその周方向に所定の間隔で設けられた複数の凹部２３ｃを有し、該第２周溝２３に嵌め込まれる第２下側ガスケット３２は凹部２３ｃに嵌合可能な嵌合凸部３２ｃを複数有するので、嵌合凸部３２ｃを第２周溝２３の凹部２３ｃに嵌合することにより、第２下側ガスケット３２の位置ずれ及び局所伸びの発生を確実に抑制することができる。そして、第１周溝２２及び該第１周溝２２に嵌め込まれる第１下側ガスケット３１は、それぞれ第２周溝２３、第２下側ガスケット３２と同様な構造を有するので、同じ作用効果を得られる。
【００３０】
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。
【符号の説明】
【００３１】
１    燃料電池用リーク検査装置
２    下側治具
３    下側ガスケット
４    上側治具
５    上側ガスケット
１０    燃料電池セル
１１    膜電極ガス拡散層接合体
１２    樹脂枠
１３    上側セパレータ
１４    下側セパレータ
１６    マニホールド孔
２１    載置面
２２    第１周溝
２３    第２周溝
２３ａ    入口部
２３ｂ    内部空間部
２３ｃ    凹部
２４    検査用ガス供給経路
３１    第１下側ガスケット
３２    第２下側ガスケット
３２ａ    本体部
３２ｂ    当接部
３２ｃ    嵌合凸部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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