(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属薄板（３）の両面（３ａ）（３ｂ）に耐食性材料（４）をメッキ処理したセパレータ（２）と、前記セパレータ（２）の両面または一面に一体成形された液状ゴム硬化物（６）よりなるシール部（５）とを有する燃料電池用ガスケット（１）であって、
前記金属薄板（３）の両面（３ａ）（３ｂ）にあって前記液状ゴム硬化物（６）を成形する箇所にはこの部分に限ってメッキ処理が施されず液状ゴム硬化物（６）が金属薄板（３）に直接固定されており、
前記メッキ処理が施されず液状ゴム硬化物（６）が直接固定される箇所における金属薄板（３）の表面粗さは０．１〜１００μｍの範囲に設定され、前記液状ゴム硬化物（６）は接着剤を用いることなく前記金属薄板（３）の表面粗さにより金属薄板（３）に固定されていることを特徴とする燃料電池用ガスケット。
【請求項２】
金属薄板（３）の両面（３ａ）（３ｂ）に耐食性材料（４）をメッキ処理したセパレータ（２）と、前記セパレータ（２）の両面または一面に一体成形された液状ゴム硬化物（６）よりなるシール部（５）とを有する燃料電池用ガスケット（１）であって、
前記金属薄板（３）の両面（３ａ）（３ｂ）にあって前記液状ゴム硬化物（６）を成形する箇所にはこの部分に限ってメッキ処理が施されず液状ゴム硬化物（６）が金属薄板（３）に直接固定されており、
前記メッキ処理が施されず液状ゴム硬化物（６）が直接固定される箇所における金属薄板（３）の表面粗さは０．１〜１００μｍの範囲に設定され、前記液状ゴム硬化物（６）は接着剤を用いることなく前記金属薄板（３）の表面粗さ、および前記金属薄板（３）に設けた溝状の凹部（７）に嵌まるように液状ゴム硬化物（６）が成形されることにより金属薄板（３）に固定されていることを特徴とする燃料電池用ガスケット。
【請求項３】
金属薄板（３）の両面（３ａ）（３ｂ）に耐食性材料（４）をメッキ処理したセパレータ（２）と、前記セパレータ（２）の両面または一面に一体成形された液状ゴム硬化物（６）よりなるシール部（５）とを有する燃料電池用ガスケット（１）であって、
前記金属薄板（３）の両面（３ａ）（３ｂ）にあって前記液状ゴム硬化物（６）を成形する箇所にはこの部分に限ってメッキ処理が施されず液状ゴム硬化物（６）が金属薄板（３）に直接固定されており、
前記メッキ処理が施されず液状ゴム硬化物（６）が直接固定される箇所における金属薄板（３）の表面粗さは０．１〜１００μｍの範囲に設定され、前記液状ゴム硬化物（６）は接着剤を用いることなく前記金属薄板（３）の表面粗さ、および前記金属薄板（３）に設けた貫通穴状の係合部（８）内の液状ゴム硬化物（６Ａ）に対して前記シール部（５）をなす液状ゴム硬化物（６）が一体成形されることにより金属薄板（３）に固定されていることを特徴とする燃料電池用ガスケット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料電池用セパレータを構成要素の一部とする燃料電池用ガスケットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１５に示すように、燃料電池用セパレータ５１としては従来から、ステンレス鋼等の金属薄板５２やカーボン板等が用いられており、前者の金属薄板５２においては、その接触抵抗を低減させるために金５３をメッキしたり、使用中における錆の発生等により接触抵抗が増加することがないように金、チタンもしくはモリブデン等の耐食性金属またはこれらの合金をメッキしたり、あるいは周密な炭素被膜、例えばカーボン蒸着膜を形成したりしている。
【０００３】
また、セパレータ５１には、隣接するセパレータやイオン交換膜との間のシールを確保するために、表面にゴム５４を成形する必要がある。
【０００４】
メッキした金属薄板５２上へのゴム５４の成形については、特開平８−１６２１４５号に記載されているように、接着剤５５を用いてゴム５４を固定する方法や、特に両面成形の場合には、特開平１１−１７９７５５号に記載されているように、セパレータ上に接着剤を塗布するとともにセパレータに貫通穴をあけてその両面にゴムを成形する方法がある。
【０００５】
しかしながら、これらの方法においては何れもセパレータへの接着剤塗布工程が必須とされており、これに対して、その省略が望まれている。
【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、メッキしたセパレータに接着剤を塗布しなくてもセパレータにゴムを固定することができ、もってセパレータへの接着剤塗布工程を省略することが可能な燃料電池用ガスケット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による燃料電池用ガスケットは、金属薄板の両面に耐食性材料をメッキ処理したセパレータと、前記セパレータの両面または一面に一体成形された液状ゴム硬化物よりなるシール部とを有する燃料電池用ガスケットであって、前記金属薄板の両面にあって前記液状ゴム硬化物を成形する箇所にはこの部分に限ってメッキ処理が施されず液状ゴム硬化物が金属薄板に直接固定されており、前記メッキ処理が施されず液状ゴム硬化物が直接固定される箇所における金属薄板の表面粗さは０．１〜１００μｍの範囲に設定され、前記液状ゴム硬化物は接着剤を用いることなく前記金属薄板の表面粗さにより金属薄板に固定されていることを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明の請求項２による燃料電池用ガスケットは、金属薄板の両面に耐食性材料をメッキ処理したセパレータと、前記セパレータの両面または一面に一体成形された液状ゴム硬化物よりなるシール部とを有する燃料電池用ガスケットであって、前記金属薄板の両面にあって前記液状ゴム硬化物を成形する箇所にはこの部分に限ってメッキ処理が施されず液状ゴム硬化物が金属薄板に直接固定されており、前記メッキ処理が施されず液状ゴム硬化物が直接固定される箇所における金属薄板の表面粗さは０．１〜１００μｍの範囲に設定され、前記液状ゴム硬化物は接着剤を用いることなく前記金属薄板の表面粗さ、および前記金属薄板に設けた溝状の凹部に嵌まるように液状ゴム硬化物が成形されることにより金属薄板に固定されていることを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明の請求項３による燃料電池用ガスケットは、金属薄板の両面に耐食性材料をメッキ処理したセパレータと、前記セパレータの両面または一面に一体成形された液状ゴム硬化物よりなるシール部とを有する燃料電池用ガスケットであって、前記金属薄板の両面にあって前記液状ゴム硬化物を成形する箇所にはこの部分に限ってメッキ処理が施されず液状ゴム硬化物が金属薄板に直接固定されており、前記メッキ処理が施されず液状ゴム硬化物が直接固定される箇所における金属薄板の表面粗さは０．１〜１００μｍの範囲に設定され、前記液状ゴム硬化物は接着剤を用いることなく前記金属薄板の表面粗さ、および前記金属薄板に設けた貫通穴状の係合部内の液状ゴム硬化物に対して前記シール部をなす液状ゴム硬化物が一体成形されることにより金属薄板に固定されていることを特徴とするものである。
【００１１】
上記構成を備えた本発明の請求項１〜３によるガスケットにおいては、メッキした金属薄板における液状ゴム硬化物を成形する箇所にはメッキが施されていないために、この部分では金属薄板の母材が露出しており、ステンレス鋼等よりなる金属薄板の母材はメッキと比較して表面粗さが粗いものである。したがって、金属薄板が露出した部分では金属薄板の表面粗さがそのまま維持されるために、金属薄板と液状ゴム硬化物との接着性を向上させ、ガスケットの位置ずれが生じないので装着性が良く、またそのシール性を向上させることが可能となる。
【００１２】
尚、メッキを施さない金属薄板部分の表面粗さは０．１μｍ〜１００μｍとするのが好適であり、０．１μｍを下回ると接着性に問題を生じる虞があり、１００μｍを上回ると金属薄板が厚くなって重量が過大となる虞がある。メッキを施さない金属薄板部分の表面粗さの形成は、予め金属薄板を電気化学的処理、化学的処理、機械的処理または物理的処理等の表面粗化処理によって行なうか、または、メッキを施さない金属薄板部分のみ行なう。
【００１３】
また、上記構成を備えた本発明の請求項２または３によるガスケットにおいては、メッキした金属薄板に液状ゴム硬化物の剥離を防止するための貫通穴または溝等よりなる係合部が設けられているために、この係合部に液状ゴム硬化物が係合することによって、その剥離を防止することが可能となる。
【００１４】
尚、係合部壁面の表面粗さは上記請求項１〜３の場合と同じ理由により、０．１μｍ〜１００μｍとするのが好適である。
【００１５】
【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。
【００１６】
第一実施例・・・
図１は、本発明の第一実施例に係る燃料電池用ガスケット１の斜視図を示しており、そのＡ−Ａ線拡大断面が図２に示されている。
【００１７】
当該実施例に係る燃料電池用ガスケット１は先ず、ステンレス鋼等よりなる金属薄板（基板とも称する）３の上下両面３ａ，３ｂにそれぞれメッキ層として耐食性材料４をメッキ処理したセパレータ２を有しており、このメッキ処理したセパレータ２の上下両面にそれぞれ液状ゴム硬化物（単にゴムとも称する）６よりなるリップ状のシール部５が接着剤を用いることなく対称的に成形されている。
【００１８】
金属薄板３の上下両面３ａ，３ｂにあって液状ゴム硬化物６を成形する箇所にはこの部分に限ってメッキ処理が施されておらず、液状ゴム硬化物６が金属薄板３に直接固定されており、液状ゴム硬化物６を成形しない箇所のみにメッキ処理が施されている。メッキ処理が施されずに液状ゴム硬化物６が直接固定される箇所における金属薄板３の表面粗さは０．１μｍ〜１００μｍの範囲に設定されている。
【００１９】
上記構成のガスケット１においては、上下両面３ａ，３ｂにメッキ層として耐食性材料４をメッキ処理したステンレス鋼等よりなる金属薄板３における液状ゴム硬化物６を成形する箇所に限ってこの部分のみメッキ処理が施されていないために、この部分では金属薄板３の母材（ステンレス鋼等）が露出しており、この露出した金属薄板３に液状ゴム硬化物６が直接成形されている。また、この部分の表面粗さは０．１μｍ〜１００μｍの範囲に設定されており、この数値は耐食性材料４よりなるメッキ層と比較して表面粗さが粗いものである。したがって、金属薄板３が露出した部分ではこの金属薄板３の表面粗さがそのまま維持されるために、金属薄板３と液状ゴム硬化物６との接着性を向上させることが可能である。したがって、メッキ処理したセパレータ２ないし金属薄板３に接着剤を塗布しなくてもセパレータ２ないし金属薄板３に液状ゴム硬化物６を強固に固定することができ、よってセパレータ２ないし金属薄板３への接着剤塗布工程を省略することができる。
【００２０】
尚、図３および図４に示すように、液状ゴム硬化物６は、メッキ処理したセパレータ２ないし金属薄板３の片面のみに成形される場合がある。
【００２１】
また、図５または図６に示すように、両面成形の場合（図５）および片面成形（図６）の場合を問わず、金属薄板３の液状ゴム硬化物６を成形する箇所に溝状の凹部７を設けて、この凹部７に丁度嵌まるように液状ゴム硬化物６を成形するようにしても良い。
【００２２】
第二実施例・・・
図７は、本発明の第二実施例に係る燃料電池用ガスケット１の斜視図を示しており、そのＣ−Ｃ線拡大断面が図８に示されるとともに、Ｄ−Ｄ線拡大断面が図９に示されている。
【００２３】
当該実施例に係る燃料電池用ガスケット１は先ず、ステンレス鋼等よりなる金属薄板（基板とも称する）３の上下両面３ａ，３ｂにそれぞれメッキ層として耐食性材料４をメッキ処理したセパレータ２を有しており、このメッキ処理したセパレータ２の上下両面にそれぞれ液状ゴム硬化物（単にゴムとも称する）６よりなるリップ状のシール部５が接着剤を用いることなく対称的に成形されている。
【００２４】
金属薄板３の上下両面３ａ，３ｂにあって液状ゴム硬化物６を成形する箇所にはこの部分に限ってメッキ処理が施されておらず、液状ゴム硬化物６が金属薄板３に直接固定されており、液状ゴム硬化物６を成形しない箇所のみにメッキ処理が施されている。メッキ処理が施されずに液状ゴム硬化物６が直接固定される箇所における金属薄板３の表面粗さは０．１μｍ〜１００μｍの範囲に設定されている。
【００２５】
また、金属薄板３には、その上下両面３ａ，３ｂの液状ゴム硬化物６を成形する箇所を互いに連通するように液状ゴム硬化物６の剥離を防止するための貫通穴状の係合部８が液状ゴム硬化物６の長手方向に沿って多数設けられており、この係合部８内の液状ゴム硬化物６Ａを介してこれよりも大きな上下の液状ゴム硬化物６が互いに一体成形されている。貫通穴状の係合部８の壁面（内壁面）の表面粗さはこれも０．１μｍ〜１００μｍの範囲に設定されている。
【００２６】
上記構成のガスケット１においては、上下両面３ａ，３ｂにメッキ層として耐食性材料４をメッキ処理したステンレス鋼等よりなる金属薄板３における液状ゴム硬化物６を成形する箇所に限ってこの部分のみメッキ処理が施されていないために、この部分では金属薄板３の母材（ステンレス鋼等）が露出しており、この露出した金属薄板３に液状ゴム硬化物６が直接成形されている。また、この部分の表面粗さは０．１μｍ〜１００μｍの範囲に設定されており、この数値は耐食性材料４よりなるメッキ層と比較して表面粗さが粗いものである。したがって、金属薄板３が露出した部分ではこの金属薄板３の表面粗さがそのまま維持されるために、金属薄板３と液状ゴム硬化物６との接着性を向上させることが可能である。また、このガスケット１においては併せて、係合部８内の液状ゴム硬化物６Ａを介して上下の液状ゴム硬化物６が互いに一体成形されているために、この上下の液状ゴム硬化物６は互いに金属薄板３からの抜け止め作用を奏し、よってこの点からも液状ゴム硬化物６の剥離を防止することが可能である。したがって、メッキ処理したセパレータ２ないし金属薄板３に接着剤を塗布しなくてもセパレータ２ないし金属薄板３に液状ゴム硬化物６を強固に固定することができ、よってセパレータ２ないし金属薄板３への接着剤塗布工程を省略することができる。
【００２７】
尚、金属薄板３の液状ゴム硬化物６を成形する箇所には、図１０に示すように溝状の凹部７を設けて、この凹部７に丁度嵌まるように液状ゴム硬化物６を成形するようにしても良い。
【００２８】
第三実施例・・・
図１１は、本発明の第三実施例に係る燃料電池用ガスケット１の斜視図を示しており、そのＥ−Ｅ線拡大断面が図１２に示されるとともに、Ｆ−Ｆ線拡大断面が図１３に示されている。
【００２９】
当該実施例に係る燃料電池用ガスケット１は先ず、ステンレス鋼等よりなる金属薄板（基板とも称する）３の上下両面３ａ，３ｂにそれぞれメッキ層として耐食性材料４をメッキ処理したセパレータ２を有しており、このメッキ処理したセパレータ２の上下両面のうち何れか一方の面（図では上面）に液状ゴム硬化物（単にゴムとも称する）６よりなるリップ状のシール部５が接着剤を用いることなく成形されている。
【００３０】
金属薄板３の上下両面３ａ，３ｂにあって液状ゴム硬化物６を成形する箇所にはこの部分に限ってメッキ処理が施されておらず、液状ゴム硬化物６が金属薄板３に直接固定されており、液状ゴム硬化物６を成形しない箇所のみにメッキ処理が施されている。メッキ処理が施されずに液状ゴム硬化物６が直接固定される箇所における金属薄板３の表面粗さは０．１μｍ〜１００μｍの範囲に設定されている。
【００３１】
また、金属薄板３には、液状ゴム硬化物６の剥離を防止するための貫通穴状の係合部８が液状ゴム硬化物６の長手方向に沿って多数設けられており、この係合部８内の液状ゴム硬化物６Ａに対して上記シール部５をなす液状ゴム硬化物６が一体成形されることにより、後者の液状ゴム硬化物６が金属薄板３から抜け止めされている。貫通穴状の係合部８は、その上部よりも下部の方が開口断面積を大きく形成されており、よって抜け止め作用を奏するものである。また、この係合部８の壁面（内壁面）の表面粗さはこれも０．１μｍ〜１００μｍの範囲に設定されている。
【００３２】
上記構成のガスケット１においては、上下両面３ａ，３ｂにメッキ層として耐食性材料４をメッキ処理したステンレス鋼等よりなる金属薄板３における液状ゴム硬化物６を成形する箇所に限ってこの部分のみメッキ処理が施されていないために、この部分では金属薄板３の母材（ステンレス鋼等）が露出しており、この露出した金属薄板３に液状ゴム硬化物６が直接成形されている。また、この部分の表面粗さは０．１μｍ〜１００μｍの範囲に設定されており、この数値は耐食性材料４よりなるメッキ層と比較して表面粗さが粗いものである。したがって、金属薄板３が露出した部分ではこの金属薄板３の表面粗さがそのまま維持されるために、金属薄板３と液状ゴム硬化物６との接着性を向上させることが可能である。また、このガスケット１においては、液状ゴム硬化物６が係合部８内の液状ゴム硬化物６Ａに一体成形されているために、この液状ゴム硬化物６は金属薄板３からの抜け止め作用を奏し、よってこの点からも液状ゴム硬化物６の剥離を防止することが可能である。したがって、メッキ処理したセパレータ２ないし金属薄板３に接着剤を塗布しなくてもセパレータ２ないし金属薄板３に液状ゴム硬化物６を強固に固定することができ、よってセパレータ２ないし金属薄板３への接着剤塗布工程を省略することができる。
【００３３】
尚、金属薄板３の液状ゴム硬化物６を成形する箇所には、図１４に示すように溝状の凹部７を設けて、この凹部７に丁度嵌まるように液状ゴム硬化物６を成形するようにしても良い。
【００３４】
【発明の効果】
本発明は、以下の効果を奏する。
【００３５】
すなわち先ず、上記構成を備えた本発明の請求項１〜３による燃料電池用ガスケットにおいては、メッキ処理を施した金属薄板の両面にあって液状ゴム硬化物を成形する箇所にはメッキ処理が行なわれずに液状ゴム硬化物が金属薄板に直接成形されているために、金属薄板の母材の表面粗さを有効に利用することによって金属薄板と液状ゴム硬化物との接着性を向上させることが可能である。したがって、メッキ処理を施したセパレータに接着剤を塗布しなくてもセパレータに液状ゴム硬化物を強固に固定することができ、よってセパレータへの接着剤塗布工程を省略して製造工程を簡略化することができる。
【００３６】
また、上記構成を備えた本発明の請求項２または３による燃料電池用ガスケットにおいては、メッキ処理を施した金属薄板に液状ゴム硬化物の剥離を防止するための貫通穴または溝等よりなる係合部が設けられているために、この係合部に液状ゴム硬化物が係合することによって、その剥離を防止することが可能である。したがって、メッキ処理を施したセパレータに接着剤を塗布しなくてもセパレータに液状ゴム硬化物を強固に固定することができ、よってセパレータへの接着剤塗布工程を省略して製造工程を簡略化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施例に係る燃料電池用ガスケット（両面成形）の斜視図
【図２】図１におけるＡ−Ａ線拡大断面図
【図３】本発明の第一実施例に係る燃料電池用ガスケット（片面成形）の斜視図
【図４】図３におけるＢ−Ｂ線拡大断面図
【図５】金属薄板に溝状の凹部を設けた例（両面成形）を示す断面図
【図６】金属薄板に溝状の凹部を設けた例（片面成形）を示す断面図
【図７】本発明の第二実施例に係る燃料電池用ガスケットの斜視図
【図８】図７におけるＣ−Ｃ線拡大断面図
【図９】図７におけるＤ−Ｄ線拡大断面図
【図１０】金属薄板に溝状の凹部を設けた例を示す断面図
【図１１】本発明の第三実施例に係る燃料電池用ガスケットの斜視図
【図１２】図１１におけるＥ−Ｅ線拡大断面図
【図１３】図１１におけるＦ−Ｆ線拡大断面図
【図１４】金属薄板に溝状の凹部を設けた例を示す断面図
【図１５】従来例に係る金属ガスケットの断面図
【符号の説明】
１  燃料電池用ガスケット
２  セパレータ
３  金属薄板
３ａ  上面
３ｂ  下面
４  耐食性材料
５  シール部
６，６Ａ  液状ゴム硬化物
７  凹部
８  係合部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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