(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め製品形状に成形したガスケット（４）をその成形後にセパレータ（２）の周縁部（２ａ）または前記セパレータ（２）に設けた開口の周縁部に非接着で組み付ける燃料電池用構成部品であって、
前記周縁部（２ａ）の上面および下面にそれぞれ溝状の係合凹部（６）が設けられ、
前記ガスケット（４）に、前記周縁部（２ａ）の上面に配置されるガスケット上面部分（７）と、前記周縁部（２ａ）の側面に配置されるガスケット側面部分（８）と、前記周縁部（２ａ）の下面に配置されるガスケット下面部分（９）とが一体成形され、この三つの部分（７）（８）（９）に囲まれるようにして、前記周縁部（２ａ）にその横手方向から嵌合される嵌合凹部（１０）が形成され、
前記ガスケット上面部分（７）の先端部下面および前記ガスケット下面部分（９）の先端部上面にそれぞれ、前記係合凹部（６）に係合する係合凸部（１１）が一体成形され、
前記ガスケット上面部分（７）の先端部上面および前記ガスケット下面部分（９）の先端部下面の少なくとも一方にシールリップ（１２）が一体成形されていることを特徴とする燃料電池用構成部品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料電池の構成要素をなす燃料電池用の構成部品に関するものであり、更に詳しくは、ガスケットおよびセパレータを組み合わせた燃料電池用の構成部品に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
燃料電池は、その主な構成部品として、カーボンプレート等よりなるセパレータと、ガスを反応させるための反応電極部（ＭＥＡ：Ｐｔを担持させた電極と電解質膜との一体品）と、ガスの拡散を促進させるためのガス拡散層と、ガスや冷媒をシールためのガスケットとを有している。
【０００３】
これらの構成部品にあって、燃料電池用のガスケットは、その断面積が比較的小さい一方でシール面積が比較的大きいためにハンドリング性（取扱作業性）が余り良くないと云う不都合があり、これを改良するために、ガスケットをセパレータ上に直接、成形する方法が開発されている（特開２０００−１３３２８８号公報参照）。
【０００４】
しかしながら、このようにガスケットをセパレータ上に直接成形すると、セパレータが非常に脆い材質である場合に、このセパレータを射出成形金型のキャビティ内に挟み込んだときにこのセパレータが破損してしまうことがあり、これを防止するには、図３に示すように、別途成形したガスケット５１を接着剤５２を用いてセパレータ５３に接着することが考えられる。
【０００５】
しかしながら、このように別途成形したガスケット５１を接着剤５２を用いてセパレータ５３に接着すると、接着剤塗布工程が必要となるために取付けに多くの手間と時間がかかり、コストも高くなると云う不都合がある。また、上記したように燃料電池用ガスケットはその断面積が小さくシール面積が大きいため、ガスケット部分のみを前もって成形した成形品にはハンドリング性が余り良くない不都合もある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は以上の点に鑑みて、比較的容易にガスケットをセパレータに組み付けることができる燃料電池用構成部品を提供することを目的とし、これに加えて、ガスケットのハンドリング性を向上させることができる燃料電池用構成部品を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１による燃料電池用構成部品は、
予め製品形状に成形したガスケット（４）をその成形後にセパレータ（２）の周縁部（２ａ）または前記セパレータ（２）に設けた開口の周縁部に非接着で組み付ける燃料電池用構成部品であって、
前記周縁部（２ａ）の上面および下面にそれぞれ溝状の係合凹部（６）が設けられ、
前記ガスケット（４）に、前記周縁部（２ａ）の上面に配置されるガスケット上面部分（７）と、前記周縁部（２ａ）の側面に配置されるガスケット側面部分（８）と、前記周縁部（２ａ）の下面に配置されるガスケット下面部分（９）とが一体成形され、この三つの部分（７）（８）（９）に囲まれるようにして、前記周縁部（２ａ）にその横手方向から嵌合される嵌合凹部（１０）が形成され、
前記ガスケット上面部分（７）の先端部下面および前記ガスケット下面部分（９）の先端部上面にそれぞれ、前記係合凹部（６）に係合する係合凸部（１１）が一体成形され、
前記ガスケット上面部分（７）の先端部上面および前記ガスケット下面部分（９）の先端部下面の少なくとも一方にシールリップ（１２）が一体成形されていることを特徴とするものである。
【００１０】
上記構成を備えた本発明の請求項１による構成部品のように、予め製品形状に成形したガスケットをその成形後にセパレータに非接着で組み付けるようにすると、組付けに際して接着剤が不要であり、よって組付作業から接着剤塗布工程を省略することが可能となる。
【００１１】
また、このように接着剤を用いることなくガスケットをセパレータに組み付けるには、嵌合、圧入、圧着、溶着または係合などの方法があるが、このうち嵌合の場合には、セパレータの周縁部またはセパレータに設けた開口の周縁部の上面に配置されるガスケット上面部分と、周縁部の側面に配置されるガスケット側面部分と、周縁部の下面に配置されるガスケット下面部分とを予めガスケットに一体形成し、これらの部分に囲まれるように嵌合凹部を形成してこの嵌合凹部をもってガスケットをセパレータに非接着で組み付けるようにすると、組付作業性を頗る改善することが可能となる。
【００１２】
またこれに加えて、セパレータの周縁部またはセパレータに設けた開口の周縁部に設けた係合凹部に係合する係合凸部がガスケット上面部分およびガスケット下面部分の少なくとも一方に一体成形されているために、この係合凸部が係合凹部に係合することによって、ガスケットがセパレータから外れたり、セパレータに対して位置ずれしたりするのを抑えることが可能となる。
【００１３】
また、シールリップがガスケット上面部分およびガスケット下面部分の少なくとも一方に一体成形されているために、このシールリップが接触の相手方に接触することによって、十分なシール作用を奏することが可能となる。
【００１４】
更にまた、セパレータの周縁部またはセパレータに設けた開口の周縁部の上面に配置されるガスケット上面部分、周縁部の側面に配置されるガスケット側面部分および周縁部の下面に配置されるガスケット下面部分よりなる三つの部分がガスケットに一体成形されているために、このガスケットは断面積が比較的大きいものである（従来のガスケットは一つの部分を備えているに過ぎない）。したがって、この断面積の拡大に伴ってガスケットのハンドリング性を向上させることが可能となる。
【００１５】
また、上記目的を達成するため、本件出願は、以下の技術的事項を提案するものでもある。
【００１６】
Ａ．燃料電池セパレータに、前もって成形したガスケットを組み付けてなる燃料電池セパレータとガスケットの一体品。
Ｂ．燃料電池セパレータに前もって成形したガスケットを組み付ける際に接着剤を塗布しないで組み付けることが可能な燃料電池用ガスケット一体型セパレータ。
Ｃ．前もって成形したガスケットを組み付け易くするために溝を加工したセパレータ。
Ｄ．燃料電池で使用される非常に脆い材料で作られたセパレータとガスケットの一体品を製作する際に、前もって成形したガスケットを、溝の付いたセパレータに組み付ける。
Ｅ．ガスケット部の他にセパレータ溝に組み付ける部分がガスケットに付属されている。
【００１７】
そして、上記構成によれば、以下の作用効果を奏することが可能である。
【００１８】
Ａ．燃料電池セパレータが非常に脆い材料であっても、損傷することなく、ガスケットとセパレータの一体品が製作できる。
Ｂ．接着剤を塗布する必要がないので、工数が削減でき、コストも低減可能である。また、接着剤から発生する化学物質の心配がないために、燃料電池の耐久性または発電効率の向上にも繋がる。
Ｃ．製品としての断面積が比較的大きく、ハンドリング性が向上した。
【００１９】
【発明の実施の形態】
つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。
【００２０】
図１は、本発明の実施例に係る燃料電池用構成部品１の平面図を示しており、そのＡ−Ａ線拡大断面図が図２に示されている。図２は、図１におけるＢ−Ｂ線拡大断面図でもある。
【００２１】
当該実施例に係る燃料電池用構成部品１は、ガスケット４およびセパレータ２の組み合わせ品であって、以下のように構成されている。
【００２２】
すなわち先ず、図１に示すように、カーボンプレート等比較的脆弱な材料によって平板状に成形された燃料電池用セパレータ２が設けられており、このセパレータ２の周縁部２ａに全周に亙ってゴム状弾性材製の燃料電池用ガスケット４が取り付けられている。また、セパレータ２にはその平面上に開口３が設けられているので、この開口３の周縁部３ａにも全周に亙ってゴム状弾性材製のガスケット５が取り付けられている。
【００２３】
セパレータ２の周縁部２ａとセパレータ２の開口３の周縁部３ａとはその断面形状が同じであり、またセパレータ２の周縁部２ａに取り付けられたガスケット４と、セパレータ２の開口３の周縁部３ａに取り付けられたガスケット４もその断面形状が同じであるので、以下、周縁部の符号を２ａ、ガスケットの符号を４に統一して説明する。
【００２４】
図２に示すように、周縁部２ａの上面および下面にはそれぞれ全周に亙って溝状の係合凹部６が設けられており、この係合凹部６に嵌め合わされるようにしてガスケット４が取り付けられている。
【００２５】
ガスケット４には、周縁部２ａの上面に配置されるガスケット上面部分７と、周縁部２ａの側面に配置されるガスケット側面部分８と、周縁部２ａの下面に配置されるガスケット下面部分９とが一体成形されており、この三つの部分７，８，９に囲まれるようにして、周縁部２ａにその横手方向から嵌合される嵌合凹部１０が形成されている。
【００２６】
また、ガスケット上面部分７の先端部下面およびガスケット下面部分９の先端部上面にはそれぞれ、係合凹部６に係合する係合凸部１１が一体に成形されており、ガスケット上面部分７の先端部上面には、断面略三角形状のシールリップ１２が一体に成形されている。
【００２７】
このガスケット４は、予め単独で製品形状に成形され、成形後にセパレータ２に接着剤を用いることなく非接着で取り付けられるものであって、係合凸部１１同士の間隔を開くようにこのガスケット４を弾性変形させながら嵌合凹部１０を周縁部２ａに嵌合し、ガスケット４を弾性復帰させて係合凸部１１を係合凹部６に係合する。
【００２８】
上記構成を備えた構成部品１は、このように非接着でガスケット４をセパレータ２に取り付けることを特徴とするものであって、以下の作用効果を奏することが可能である。
【００２９】
すなわち先ず、上記したように予め単独で製品形状に成形したガスケット４をその成形後にセパレータ２に非接着で取り付けるようにしたために、取付けに際して接着剤が不要であり、よって取付作業から接着剤塗布工程を省略することが可能である。したがって、取付作業を容易化することができ、コスト的にも有利な製品を提供することができる。
【００３０】
また、接着剤が不要であって接着剤から有害な化学物質が発生することがないために、燃料電池の耐久性を向上させることができ、燃料電池の発電効率を維持向上させることができる。
【００３１】
また、取付けに際しては、嵌合凹部１０を周縁部２ａに嵌合して係合凸部１１を係合凹部６に係合するだけなので、取付作業が極めて簡単である。
【００３２】
また、取付後、係合凸部１１が係合凹部６に係合するために、ガスケット４がセパレータ２から外れたり、セパレータ２に対して位置ずれしたりするのを防止することができる。
【００３３】
また、当該構成部品１の使用時、シールリップ１２が接触の相手方に密着するために、十分なシール効果を発揮することができる。
【００３４】
更にまた、ガスケット上面部分７、ガスケット側面部分８およびガスケット下面部分９よりなる三つの部分がガスケット４に一体成形されていて、その断面積が比較的大きく形成されているために、ガスケット４のハンドリング性を向上させることができる。
【００３５】
【発明の効果】
本発明は、以下の効果を奏する。
【００３６】
すなわち先ず、上記構成を備えた本発明の請求項１による燃料電池用構成部品においては、予め製品形状に成形したガスケットをその成形後にセパレータに非接着で組み付けるようにしたために、組付けに際して接着剤が不要であり、よって組付作業から接着剤塗布工程を省略することが可能である。したがって、組付作業を容易化し、コスト的にも有利な製品を提供することができる。
【００３７】
また、接着剤が不要であって接着剤から有害な化学物質が発生することがないために、燃料電池の耐久性を向上させ、燃料電池の発電効率を維持向上させることができる。
【００３８】
またこれに加えて、セパレータの周縁部またはセパレータに設けた開口の周縁部に嵌合する嵌合凹部をガスケットに形成し、この嵌合凹部をもってガスケットをセパレータに非接着で組み付けるようにしたために、組付けに際して、嵌合凹部を周縁部に嵌合して係合凸部を係合凹部に係合するだけである。したがって、組付作業を極めて簡単なものとすることができる。
【００３９】
また、周縁部の上面に配置されるガスケット上面部分と、周縁部の側面に配置されるガスケット側面部分と、周縁部の下面に配置されるガスケット下面部分とをガスケットに一体形成してこれらの部分に囲まれるように嵌合凹部を形成し、この嵌合凹部をもってガスケットをセパレータに非接着で組み付けるようにしたために、組付けに際してはやはり、嵌合凹部を周縁部に嵌合して係合凸部を係合凹部に係合するだけである。したがって、組付作業を極めて簡単なものとすることができる。
【００４０】
また、セパレータの周縁部またはセパレータに設けた開口の周縁部に設けた係合凹部に係合する係合凸部がガスケット上面部分およびガスケット下面部分の少なくとも一方に一体成形されているために、この係合凸部が係合凹部に係合することによって、ガスケットがセパレータから外れたり、セパレータに対して位置ずれしたりするのを防止することができる。
【００４１】
また、シールリップがガスケット上面部分およびガスケット下面部分の少なくとも一方に一体成形されているために、このシールリップが接触の相手方に接触することによって、十分なシール効果を発揮することができる。
【００４２】
更にまた、セパレータの周縁部またはセパレータに設けた開口の周縁部の上面に配置されるガスケット上面部分、周縁部の側面に配置されるガスケット側面部分および周縁部の下面に配置されるガスケット下面部分よりなる三つの部分がガスケットに一体成形されているために、このガスケットは断面積が比較的大きいものである。したがって、この断面積の拡大に伴ってガスケットのハンドリング性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る燃料電池用構成部品の平面図
【図２】図１におけるＡ−Ａ線拡大断面図
【図３】従来例に係る燃料電池用構成部品の一部断面図
【符号の説明】
１  燃料電池用構成部品
２  セパレータ
２ａ，３ａ  周縁部
３  開口
４，５  ガスケット
６  係合凹部
７  ガスケット上面部分
８  ガスケット側面部分
９  ガスケット下面部分
１０  嵌合凹部
１１  係合凸部
１２  シールリップ
【図１】
0004400703.tif 000002
【図２】
0004400703.tif 000003
【図３】
0004400703.tif 000004