(57)【要約】【課題】固体高分子型燃料電池を構成するカーボンで形成された燃料電池セパレータとそのガスケットに関し複数の燃料電池セパレータの固定性とシール性能向上及び低コスト化を目的としている。【解決手段】環状に形成されたガスケット２の内周面側部及びその反対面の外周面側部に対応する各々の燃料電池セパレータ１ａ、１ｂのシール面へ溝部３ａ、３ｂを形成し、前記溝部３ａ、３ｂへ接着剤４を塗布せしめ、前記ガスケット２の内周面側部及び外周面側部を前記それぞれの溝部３ａ、３ｂへ接着せしめる。これによりガスケット２へ大きな面圧が不要となり相手シール面に負担を掛けず破壊を防止できるとともに、定寸締め構造であるのでガスケット２のヘタリによる緩みも生じない。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池を構成する燃料電池セパレータの間部にあってその内部と外部とを密封する燃料電池セパレータとそのガスケットにおいて、
予め形成された環状のガスケットの内周面側部及びその反対面の外周面側部に対応する各々の燃料電池セパレータのシール面へ溝部を形成し、
前記溝部へ接着剤を塗布せしめ、
前記ガスケットの内周面側部及び外周面側部を前記それぞれの溝部へ接着せしめたことを特徴とする燃料電池セパレータとそのガスケット。
【請求項２】
前記燃料電池セパレータへそのお互いが空間を有して対峙する組合せ配置をもって段差部を設け、
前記燃料電池セパレータのそれぞれの段差部へ接着剤を塗布し、
一方の段差部の外周側壁面へ前記環状のガスケットの内周面側部を接着させると共に、
他方の段差部の内周側壁面へ前記環状のガスケットの外周面側部を接着せしめたことを特徴とする請求項１の燃料電池セパレータとそのガスケット。
【請求項３】
前記環状のガスケットの接着される内周面側部及びその反対面の外周面側部の対面部へ非接着溝を形成せしめたことを特徴とする請求項１ないし２の燃料電池セパレータとそのガスケット。
【請求項４】
前記環状のガスケットの厚みを０．１〜２．０ｍｍに、幅を０．５〜５．０ｍｍに設けることを特徴とする請求項１ないし２の燃料電池セパレータとそのガスケット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体高分子型燃料電池を構成する燃料電池セパレータのガスケットに関し、具体的には複数の燃料電池セパレータの固定性とシール性能向上及び低コスト化を果たした燃料電池セパレータとガスケットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開平０８−１８５８７４号
この種の燃料電池としては、カーボンにより形成された集電極フレーム（以下燃料電池セパレータと称す）をケース内に多数個適正な間隔を持って平列に配置し、その間隙を燃料ガスや水等の液体が通過する構造を有しており、その間のシール構造としては、前記燃料電池セパレータの片方の合わせ面に溝を成形し、この溝内に帯状またはＯリング状ガスケットを装着せしめてもう一方の合わせ面の締め付けによって密封作用を働かせているものや、該合わせ面の上に直接弾性体でなるガスケットをプリント配置し、他方の合わせ面を密着せしめて密封をなすもの、あるいは最も単純な構造として該燃料電池セパレータの合わせ面間にシート状のガスケットを挟着せしめて密封をなさしめているものなどが一般的な密封方法として用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記した燃料電池セパレータの合わせ面に溝を成形して、帯状またはＯリング状ガスケットなどをこれに装着せしめる密封構造では、該溝内へ載置した帯状またはＯリング状ガスケットに規定以上の締め圧が加わると該溝内での変形吸収が難しくなり最悪では前記燃料電池セパレータの破壊を招く恐れが有る。
また、シート状のガスケットを該合わせ面間に挟着せしめる簡便な構造では、該シート状のガスケットを圧縮して密封をなさしめる構造ゆえ、シール性能保持のためにはどうしても面圧を高めるものとなり、これも前記したと同様に燃料電池セパレータの破壊を招く恐れが有る。また、ズレとか浮きなど装着不備も起き易いマイナス面の多い不確実な密封構造であるもので、製造コストを低減せしめることができない欠点を有している。
そして、合わせ面の面上に直接ガスケットをプリント配置した密封構造は、シルクスクリーン印刷技術を用いるなどしてプリント形成するものであるからそのガスケット材料と造形形状が限定されてしまい、これに適応するガスケット材料及びガスケット形状は総じてシール性とか耐久性能に問題を有するもので、安定的な密封力を提供するものでない。
【０００４】
本発明はこのような欠点を解決し、燃料電池セパレータに簡単確実にガスケットを装着できかつ完全にシールすることにより燃料電池の運転効率と信頼性を高くすることを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明を図面によって詳しく説明すると図１に示すように、固体高分子型燃料電池の構成材である燃料電池セパレータ１をケース内に多数個適正な間隔を持って平列に配置するとき、前記燃料電池セパレータ１の間部にあってその内部と外部とを密封する燃料電池セパレータ１とそのガスケット２において、予め形成された環状をなすガスケット２の内周面側部及びその反対面の外周面側部に対応する各々の燃料電池セパレータ１ａ、１ｂのシール面へ溝部３ａ、３ｂを形成し、前記溝部３ａ、３ｂへ接着剤４を塗布せしめ、前記ガスケット２の内周面側部及び外周面側部を前記それぞれの溝部３ａ、３ｂへ接着せしめたことを特徴としている。
このガスケット２は合成ゴムとか合成樹脂等の弾性体でなり、その厚みを０．１〜２．０ｍｍに、幅を０．５〜５．０ｍｍに設けている。
【０００６】
また、図２、図３、図４、図５及び図６に示すように前記前記燃料電池セパレータ１へその互いが空間を持って対峙する組合せ配置をもって段差部５を設け、前記燃料電池セパレータ１のそれぞれの段差部５ａ、５ｂへ接着剤４を塗布し、一方の段差部５ａ、若しくは５ｂの外周側壁面へ前記環状のガスケット２の内周面側部を接着させると共に、他方の段差部５ｂ、若しくは５ａの内周側壁面へ前記環状のガスケット２の外周面側部を接着せしめたことを特徴としている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明でなる燃料電池セパレータ１とガスケット２は、前記のように燃料電池セパレータ１１のシール面へ斜に対向する溝部３ａ、３ｂ、あるいは段差部５ａ、５ｂを形成し、前記ガスケット２の内周面側部及び外周面側部を別々に溝部３ａ、３ｂ、あるいは段差部５ａ、５ｂの両面へ接着せしめて密封をなさしめている。
【０００８】
【実施例】
このような本発明での実施では、図１が基本的な装着構造を示し、図２、図３では空間を持つ段差部５を用いた実施例を示しており、図４、図５及び図６はその実施態様を示している。
【０００９】
本発明で燃料電池セパレータ１へ形成した溝部３ａ、３ｂにおいては、前記したようにガスケット２の内周面側部及びその反対面の外周面側部へ対応してそれぞれ斜に設けるもので、図１に示すようにガスケット２の内周面側部及びその反対面の外周面側部が接着剤４を介してそれぞれ接着固定される。
【００１０】
また、段差部５ａ、５ｂにおいては、図２に示すように燃料電池セパレータ１へその互いが対峙する組合せ配置をもって段差部５を設けており、前記燃料電池セパレータ１のそれぞれの段差部５ａ、５ｂへ接着剤４を塗布せしめて、まず一方の段差部５ａの外周側壁面へ前記ガスケット２の内周面側部を接着させておき、その後に図３に示すようにそれぞれの燃料電池セパレータ１を密接せしめ他方の段差部５ｂの内周側壁面へ前記ガスケット２の外周面側部を接着せしめる。勿論この接着方法に限らずこれらの接着工程を同時に行なうこともできる。
【００１１】
なお、前記ガスケット２がその内周面側部及び反対面の外周面側部へ接着されるとき対接面へも接着剤４が付着し両面へ接着することを避けるために、図４に示すように前記内周面側部及び反対面の外周面側部の対面部へ逃し溝となる非接着溝６を形成せしめることができ、この逃し構造では確実に接着剤４を避けることができるので接着部の追従性が向上する。
また、図５及び図６においてはそれぞれの段差部５ａ、５ｂの近辺にガスケット２を局部的に押える加圧凸部７、７´を燃料電池セパレータ１またはガスケット２へ形成するとより確実なシール性能が確保される。
【００１２】
ここでのガスケット２は種々の形状を選択できるが、図に示すように接着剤４によって接着されるのでその厚みも０．１〜２．０ｍｍに、幅を０．５〜５．０ｍｍと薄く単純な断面形状に設けることができる。
【００１３】
このガスケット２の成形材料としては、ゴム材や熱硬化性エラストマー・樹脂材等が挙げられ、例えばゴム材を挙げれば、フッ素ゴム、ブチルゴム、スチレン−ブタジエン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸メチル共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、ブタジエンゴム、ニトリルゴム、水素添加ニトリルゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、フロロシリコーンゴム、パーフロロアルキルエーテル系ゴム、エチレンプロピレンゴム等が採用可能である。
【００１４】
このように本発明の燃料電池セパレータ１とそのガスケット２は、前記ガスケット２を両面の燃料電池セパレータ１で圧縮してシール作用を期待するものでなく、薄い厚みのガスケット２の両端をその片方の接触面を離してそれぞれの相手シール面に接着剤４で接着させて用いているから、燃料電池セパレータ１にガスケット２を介して面圧のかからないものとなっている。
【００１５】
【発明の効果】
本発明によって、燃料電池に多数使用されている燃料電池セパレータ１はガスケット２の変形吸収能力をもってその破壊が防止される。
また、ガスケット２はその厚みがシール性の良否に及ぼす関係にない。
ガスケット２のシールのための面圧が不要となり相手シール面に圧力が掛からないので相手シール面が高強度でなくても破壊から免れる。
燃料電池セパレータ１とガスケット２は定寸締め構造であるのでガスケット２のヘタリによる緩みも生じない。
相手シール面の寸法変化に対して接着部分のオフセット効果によりガスケット２が柔軟なブーツ作用を行い安定したシール性を保持する。
このような構成によって燃料電池セパレータ１間の正確な間隔と明確な通路が保たれ、燃料ガスや水等の通過を滑らかにして発電効率を最大に高める。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す断面図である。
【図２】本発明の他の実施例を示す断面図である。
【図３】図２の接着された状態を示す断面図である。
【図４】本発明の他の実施例を示す断面図である。
【図５】本発明の他の実施例を示す断面図である。
【図６】本発明の他の実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
１　　燃料電池セパレータ
１ａ　片方の燃料電池セパレータ
１ｂ　もう片方の燃料電池セパレータ
２　　ガスケット
３　　溝部
３ａ　内周面側溝部
３ｂ　外周面側溝部
４　　接着剤
５　　段差部
５ａ　片方の段差部
５ｂ　もう片方の段差部
６　　非接触溝
７　　燃料電池セパレータへ設けた加圧凸部
７´　ガスケットへ設けた加圧凸部
【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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【図６】
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