燃料電池用ガスケット
【課題】膜状又は薄板状の枠体１１にゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料からなるガスケット本体１２が一体的に設けられた構造を有する燃料電池用ガスケット１の剛性を高め、ハンドリング性及び作業性を向上させる。
【解決手段】膜状又は薄板状の枠体１１に、ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料からなるガスケット本体１２が一体に設けられ、枠体１１の外周に、ガスケット本体１２の外周から張り出した張出部１１ｂを有すると共に、この張出部１１ｂが燃料電池セルの外周縁に沿って延びる切れ目１１ｃで屈曲されている。
【解決手段】膜状又は薄板状の枠体１１に、ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料からなるガスケット本体１２が一体に設けられ、枠体１１の外周に、ガスケット本体１２の外周から張り出した張出部１１ｂを有すると共に、この張出部１１ｂが燃料電池セルの外周縁に沿って延びる切れ目１１ｃで屈曲されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば燃料電池に用いられるガスケットであって、膜状又は薄板状の枠体にゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料からなるガスケット本体が一体的に設けられた構造を有するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、水の電気分解の逆反応である電気化学反応、すなわち水素と酸素から水を生成する反応によって電力を発生するものであるため、燃料電池を構成する各燃料電池セルには、燃料ガス（水素）や酸化ガス（酸素）、カソード面から排出される水や余剰空気をシールするためのガスケットが装着される。この種のガスケットは、ゴム材料単体からなるものの場合、断面積が小さいものであるほど剛性が不足して、ハンドリング性が悪化するため、装着の際に位置ずれを生じるおそれがある。とくに、シールリップを有するガスケットの場合、僅かな位置ずれでも所要のシール性が得られなくなり、漏洩の原因となる。
【０００３】
このようなハンドリング性の悪化を来たさないようにするには、図５に示されるように、ガスケット１００を、膜状又は薄板状の枠体（合成樹脂フィルム）１０１にゴム材料からなるガスケット本体１０２を一体に設けた構造とすることが知られている（例えば下記の特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−５６７０４号公報
【０００４】
このような構造のガスケット１００は、枠体１０１によってある程度剛性を向上させることができるが、さらにしっかりとした剛性を得る場合は、枠体１０１の厚さｔを厚くする必要があるため、多数の燃料電池セルを積層することによって大型化を来たしてしまい、このため燃料電池のサイズが制限されているような場合は適用が困難である。また、ガスケット１００の幅ｗが狭い場合は、枠体１０１を厚くしても十分な剛性が得られないこともある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題は、膜状又は薄板状の枠体にゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料からなるガスケット本体が一体的に設けられた構造を有する燃料電池用ガスケットの剛性を高め、ハンドリング性及び作業性を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項１の発明に係る燃料電池用ガスケットは、膜状又は薄板状の枠体に、ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料からなるガスケット本体が一体に設けられ、前記枠体の外周に、前記ガスケット本体の外周から張り出した張出部を有すると共に、この張出部が燃料電池セルの外周縁に沿って屈曲されるものである。
【０００７】
また、請求項２の発明に係る燃料電池用ガスケットは、請求項１に記載された構成において、張出部が、燃料電池セルの外周縁に沿って延びる切れ目又は溝において屈曲されるものである。
【０００８】
また、請求項３の発明に係る燃料電池用ガスケットは、請求項１に記載された構成において、張出部に、粘着剤が塗布されたものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る燃料電池用ガスケットによれば、膜状又は薄板状の枠体の剛性が、この枠体に屈曲形成された張出部によって高くなるので、枠体の厚さを厚くすることなくガスケットの剛性を高めることができ、ハンドリング性を向上させることができる。しかもこのガスケットを燃料電池に組み込む際に、屈曲された張出部を燃料電池セルの外周縁に嵌合させることによって、燃料電池セルに対してガスケットが位置決めされるので、組み込み作業性を向上させることができる。
【００１０】
また、張出部に、燃料電池セルの外周縁に沿って延びる切れ目又は溝を形成しておくことによって、張出部を容易に屈曲することができる。
【００１１】
また、張出部に粘着剤を塗布することによって、燃料電池セルに対してガスケットを容易に位置決め固定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係る燃料電池用ガスケットの好ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る燃料電池用ガスケットの一形態を示す斜視図、図２は、図１におけるＡ−Ａ位置で切断した断面図である。
【００１３】
図１に示されるガスケット１は、膜状又は薄板状の枠体１１と、この枠体１１に一体的に設けられて、外周縁が燃料電池セルのセパレータ（不図示）の外周縁と同形同大に形成されたガスケット本体１２とを備え、例えば不図示の燃料電池の発電領域やマニホールド穴などに対応する開口部１０を有する。
【００１４】
枠体１１は、ガスケット本体１２と一体に接合された本体部１１ａと、その外周側に延在されて、ガスケット本体１２の外周から張り出した張出部１１ｂとからなる。この枠体１１としては、ポリイミド、ポリエステル、アラミド樹脂、ポリフェニレンスルフィド等の電気絶縁性に優れた合成樹脂製で厚さが０．０５〜０．５ｍｍのフィルムからなるものが好適に用いられるが、特に材質が限定されるものではなく、例えば電気絶縁性に優れたゴム材料や合成樹脂材料で被覆された金属薄板なども使用可能である。
【００１５】
枠体１１の張出部１１ｂは、ガスケット本体１２の外周縁１２ａに沿って、言い換えれば燃料電池セルのセパレータの外周縁に沿って延びるハーフカットによる切れ目１１ｃで屈曲されており、このため燃料電池セルのセパレータの外周縁に嵌合可能となっている。したがって、燃料電池セルへのガスケット１の組み込み前においては、張出部１１ｂは本体部１１ａと同一平面をなすようにしておき、ガスケット１の組み込む時に、切れ目１１ｃで張出部１１ｂを折り曲げれば良い。
【００１６】
なお、ガスケット本体１２からの張出部１１ｂの張り出し幅は０．５ｍｍ以上であり、枠体１１の本体部１１ａに対する屈曲角度θは６０〜９０°であることが好ましい。
【００１７】
ガスケット本体１２はゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料からなるものであって、枠体１１の本体部１１ａの片面に一体的に接合されている。図示の例では、ガスケット本体１２は平坦な形状となっているが、先に説明した図５のように山形あるいは蒲鉾形に突出したシールリップを有するものとすることもできる。
【００１８】
ガスケット本体１２を枠体１１に一体的に接合する方法としては、例えば枠体１１に対して自己接着性のある成形用液状ゴム材料を用いて、枠体１１の本体部１１ａに一体成形する方法を採用すれば、ガスケット本体１２の成形に際してあらかじめ枠体１１の本体部１１ａに接着剤を塗布する工程を省略することができる。
【００１９】
枠体１１の張出部１１ｂの内側面（谷折り側の面）には、図２に破線で示されるように、粘着剤の塗布によって粘着剤層１３が形成されており、この粘着剤層１３には、不図示の剥離紙が貼着されている。
【００２０】
以上の構成を備えるガスケット１は、例えば、燃料電池セルにおけるセパレータとＭＥＡ（膜・電極複合体）との間に介在されて、燃料ガス（水素）や酸化ガス（酸素）、カソード面から排出される水や余剰空気をシールするものである。
【００２１】
そしてこのガスケット１は、枠体１１を一体に有するのに加えて、この枠体１１の外周に、ガスケット本体１２の外周から張り出すと共にガスケット本体１２の外周縁に沿って延びる切れ目１１ｃで屈曲された張出部１１ｂを有するため、ガスケット１の厚さ方向（図２における上下方向）への曲げ荷重に対する剛性が高くなる。したがって、燃料電池の組み立てにおいて、当該ガスケット１のハンドリング性及び組み込み作業性が向上する。また、剛性を高めるために枠体１１の肉厚を大きくする必要がないので、多数の燃料電池セルを積層した燃料電池スタックの大型化を来たしてしまうのを防止することができる。
【００２２】
しかも、ガスケット１を組み込む作業では、枠体１１の張出部１１ｂの内側面（粘着剤層１３が形成され剥離紙が貼着された面）を、燃料電池セル（セパレータ）の外周縁に嵌合させるようにすることによって、ガスケット１が燃料電池セルに対して位置決めされることから、容易に組み込むことができる。
【００２３】
また、ガスケット１を組み込んだら、枠体１１の張出部１１ｂから剥離紙を剥がして粘着剤層１３を露出させてから、張出部１１ｂを外周側から押圧してセパレータの外周面などに押し付ければ、張出部１１ｂを、粘着剤層１３を介して前記セパレータの外周面などに粘着固定することができる。
【００２４】
次に、図３及び図４は、それぞれ本発明に係る燃料電池用ガスケットの他の形態を図１におけるＡ−Ａと対応する位置で切断して示す断面図である。
【００２５】
このうち図３に示される実施の形態は、枠体１１の本体部１１ａがガスケット本体１２の外周部に埋設された状態でこのガスケット本体１２と一体化されたものである。また、図４に示される実施の形態は、枠体１１の本体部１１ａがガスケット本体１２の幅方向全域に埋設された状態でこのガスケット本体１２と一体化されたものであり、言い換えれば枠体１１の本体部１１ａの両面にガスケット本体１２を一体成形したものである。その他の部分については、図２と同様に構成することができる。
【００２６】
したがってこれらの形態についても、先に説明した図１及び図２に示される形態と同様の効果を実現することができる。
【００２７】
また、図３又は図４の形態によれば、山形あるいは蒲鉾形に突出したシールリップをガスケット本体１２の両面に形成することができる。
【００２８】
なお、上述の各形態においては、枠体１１の本体部１１ａに対して張出部１１ｂを容易に折り曲げるための切れ目１１ｃを形成したが、この切れ目１１ｃの代わりに、溝をプレスにより打ち出し形成する等の手段を講じても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る燃料電池用ガスケットの一形態を示す斜視図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ位置で切断して示す断面図である。
【図３】本発明に係る燃料電池用ガスケットの他の形態を図１におけるＡ−Ａと対応する位置で切断して示す断面図である。
【図４】本発明に係る燃料電池用ガスケットの他の形態を図１におけるＡ−Ａと対応する位置で切断して示す断面図である。
【図５】従来技術に係る燃料電池用ガスケットをその延長方向と直交する平面で切断して示す断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１ ガスケット
１１ 枠体
１１ａ 本体部
１１ｂ 張出部
１１ｃ 切れ目
１２ ガスケット本体
１３ 粘着剤層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば燃料電池に用いられるガスケットであって、膜状又は薄板状の枠体にゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料からなるガスケット本体が一体的に設けられた構造を有するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、水の電気分解の逆反応である電気化学反応、すなわち水素と酸素から水を生成する反応によって電力を発生するものであるため、燃料電池を構成する各燃料電池セルには、燃料ガス（水素）や酸化ガス（酸素）、カソード面から排出される水や余剰空気をシールするためのガスケットが装着される。この種のガスケットは、ゴム材料単体からなるものの場合、断面積が小さいものであるほど剛性が不足して、ハンドリング性が悪化するため、装着の際に位置ずれを生じるおそれがある。とくに、シールリップを有するガスケットの場合、僅かな位置ずれでも所要のシール性が得られなくなり、漏洩の原因となる。
【０００３】
このようなハンドリング性の悪化を来たさないようにするには、図５に示されるように、ガスケット１００を、膜状又は薄板状の枠体（合成樹脂フィルム）１０１にゴム材料からなるガスケット本体１０２を一体に設けた構造とすることが知られている（例えば下記の特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−５６７０４号公報
【０００４】
このような構造のガスケット１００は、枠体１０１によってある程度剛性を向上させることができるが、さらにしっかりとした剛性を得る場合は、枠体１０１の厚さｔを厚くする必要があるため、多数の燃料電池セルを積層することによって大型化を来たしてしまい、このため燃料電池のサイズが制限されているような場合は適用が困難である。また、ガスケット１００の幅ｗが狭い場合は、枠体１０１を厚くしても十分な剛性が得られないこともある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題は、膜状又は薄板状の枠体にゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料からなるガスケット本体が一体的に設けられた構造を有する燃料電池用ガスケットの剛性を高め、ハンドリング性及び作業性を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項１の発明に係る燃料電池用ガスケットは、膜状又は薄板状の枠体に、ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料からなるガスケット本体が一体に設けられ、前記枠体の外周に、前記ガスケット本体の外周から張り出した張出部を有すると共に、この張出部が燃料電池セルの外周縁に沿って屈曲されるものである。
【０００７】
また、請求項２の発明に係る燃料電池用ガスケットは、請求項１に記載された構成において、張出部が、燃料電池セルの外周縁に沿って延びる切れ目又は溝において屈曲されるものである。
【０００８】
また、請求項３の発明に係る燃料電池用ガスケットは、請求項１に記載された構成において、張出部に、粘着剤が塗布されたものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る燃料電池用ガスケットによれば、膜状又は薄板状の枠体の剛性が、この枠体に屈曲形成された張出部によって高くなるので、枠体の厚さを厚くすることなくガスケットの剛性を高めることができ、ハンドリング性を向上させることができる。しかもこのガスケットを燃料電池に組み込む際に、屈曲された張出部を燃料電池セルの外周縁に嵌合させることによって、燃料電池セルに対してガスケットが位置決めされるので、組み込み作業性を向上させることができる。
【００１０】
また、張出部に、燃料電池セルの外周縁に沿って延びる切れ目又は溝を形成しておくことによって、張出部を容易に屈曲することができる。
【００１１】
また、張出部に粘着剤を塗布することによって、燃料電池セルに対してガスケットを容易に位置決め固定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係る燃料電池用ガスケットの好ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る燃料電池用ガスケットの一形態を示す斜視図、図２は、図１におけるＡ−Ａ位置で切断した断面図である。
【００１３】
図１に示されるガスケット１は、膜状又は薄板状の枠体１１と、この枠体１１に一体的に設けられて、外周縁が燃料電池セルのセパレータ（不図示）の外周縁と同形同大に形成されたガスケット本体１２とを備え、例えば不図示の燃料電池の発電領域やマニホールド穴などに対応する開口部１０を有する。
【００１４】
枠体１１は、ガスケット本体１２と一体に接合された本体部１１ａと、その外周側に延在されて、ガスケット本体１２の外周から張り出した張出部１１ｂとからなる。この枠体１１としては、ポリイミド、ポリエステル、アラミド樹脂、ポリフェニレンスルフィド等の電気絶縁性に優れた合成樹脂製で厚さが０．０５〜０．５ｍｍのフィルムからなるものが好適に用いられるが、特に材質が限定されるものではなく、例えば電気絶縁性に優れたゴム材料や合成樹脂材料で被覆された金属薄板なども使用可能である。
【００１５】
枠体１１の張出部１１ｂは、ガスケット本体１２の外周縁１２ａに沿って、言い換えれば燃料電池セルのセパレータの外周縁に沿って延びるハーフカットによる切れ目１１ｃで屈曲されており、このため燃料電池セルのセパレータの外周縁に嵌合可能となっている。したがって、燃料電池セルへのガスケット１の組み込み前においては、張出部１１ｂは本体部１１ａと同一平面をなすようにしておき、ガスケット１の組み込む時に、切れ目１１ｃで張出部１１ｂを折り曲げれば良い。
【００１６】
なお、ガスケット本体１２からの張出部１１ｂの張り出し幅は０．５ｍｍ以上であり、枠体１１の本体部１１ａに対する屈曲角度θは６０〜９０°であることが好ましい。
【００１７】
ガスケット本体１２はゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料からなるものであって、枠体１１の本体部１１ａの片面に一体的に接合されている。図示の例では、ガスケット本体１２は平坦な形状となっているが、先に説明した図５のように山形あるいは蒲鉾形に突出したシールリップを有するものとすることもできる。
【００１８】
ガスケット本体１２を枠体１１に一体的に接合する方法としては、例えば枠体１１に対して自己接着性のある成形用液状ゴム材料を用いて、枠体１１の本体部１１ａに一体成形する方法を採用すれば、ガスケット本体１２の成形に際してあらかじめ枠体１１の本体部１１ａに接着剤を塗布する工程を省略することができる。
【００１９】
枠体１１の張出部１１ｂの内側面（谷折り側の面）には、図２に破線で示されるように、粘着剤の塗布によって粘着剤層１３が形成されており、この粘着剤層１３には、不図示の剥離紙が貼着されている。
【００２０】
以上の構成を備えるガスケット１は、例えば、燃料電池セルにおけるセパレータとＭＥＡ（膜・電極複合体）との間に介在されて、燃料ガス（水素）や酸化ガス（酸素）、カソード面から排出される水や余剰空気をシールするものである。
【００２１】
そしてこのガスケット１は、枠体１１を一体に有するのに加えて、この枠体１１の外周に、ガスケット本体１２の外周から張り出すと共にガスケット本体１２の外周縁に沿って延びる切れ目１１ｃで屈曲された張出部１１ｂを有するため、ガスケット１の厚さ方向（図２における上下方向）への曲げ荷重に対する剛性が高くなる。したがって、燃料電池の組み立てにおいて、当該ガスケット１のハンドリング性及び組み込み作業性が向上する。また、剛性を高めるために枠体１１の肉厚を大きくする必要がないので、多数の燃料電池セルを積層した燃料電池スタックの大型化を来たしてしまうのを防止することができる。
【００２２】
しかも、ガスケット１を組み込む作業では、枠体１１の張出部１１ｂの内側面（粘着剤層１３が形成され剥離紙が貼着された面）を、燃料電池セル（セパレータ）の外周縁に嵌合させるようにすることによって、ガスケット１が燃料電池セルに対して位置決めされることから、容易に組み込むことができる。
【００２３】
また、ガスケット１を組み込んだら、枠体１１の張出部１１ｂから剥離紙を剥がして粘着剤層１３を露出させてから、張出部１１ｂを外周側から押圧してセパレータの外周面などに押し付ければ、張出部１１ｂを、粘着剤層１３を介して前記セパレータの外周面などに粘着固定することができる。
【００２４】
次に、図３及び図４は、それぞれ本発明に係る燃料電池用ガスケットの他の形態を図１におけるＡ−Ａと対応する位置で切断して示す断面図である。
【００２５】
このうち図３に示される実施の形態は、枠体１１の本体部１１ａがガスケット本体１２の外周部に埋設された状態でこのガスケット本体１２と一体化されたものである。また、図４に示される実施の形態は、枠体１１の本体部１１ａがガスケット本体１２の幅方向全域に埋設された状態でこのガスケット本体１２と一体化されたものであり、言い換えれば枠体１１の本体部１１ａの両面にガスケット本体１２を一体成形したものである。その他の部分については、図２と同様に構成することができる。
【００２６】
したがってこれらの形態についても、先に説明した図１及び図２に示される形態と同様の効果を実現することができる。
【００２７】
また、図３又は図４の形態によれば、山形あるいは蒲鉾形に突出したシールリップをガスケット本体１２の両面に形成することができる。
【００２８】
なお、上述の各形態においては、枠体１１の本体部１１ａに対して張出部１１ｂを容易に折り曲げるための切れ目１１ｃを形成したが、この切れ目１１ｃの代わりに、溝をプレスにより打ち出し形成する等の手段を講じても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る燃料電池用ガスケットの一形態を示す斜視図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ位置で切断して示す断面図である。
【図３】本発明に係る燃料電池用ガスケットの他の形態を図１におけるＡ−Ａと対応する位置で切断して示す断面図である。
【図４】本発明に係る燃料電池用ガスケットの他の形態を図１におけるＡ−Ａと対応する位置で切断して示す断面図である。
【図５】従来技術に係る燃料電池用ガスケットをその延長方向と直交する平面で切断して示す断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１ ガスケット
１１ 枠体
１１ａ 本体部
１１ｂ 張出部
１１ｃ 切れ目
１２ ガスケット本体
１３ 粘着剤層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
膜状又は薄板状の枠体に、ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料からなるガスケット本体が一体に設けられ、前記枠体の外周に、前記ガスケット本体の外周から張り出した張出部を有すると共に、この張出部が燃料電池セルの外周縁に沿って屈曲されることを特徴とする燃料電池用ガスケット。
【請求項２】
張出部が、燃料電池セルの外周縁に沿って延びる切れ目又は溝において屈曲されることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池用ガスケット。
【請求項３】
張出部に、粘着剤が塗布されたことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池用ガスケット。
【請求項１】
膜状又は薄板状の枠体に、ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料からなるガスケット本体が一体に設けられ、前記枠体の外周に、前記ガスケット本体の外周から張り出した張出部を有すると共に、この張出部が燃料電池セルの外周縁に沿って屈曲されることを特徴とする燃料電池用ガスケット。
【請求項２】
張出部が、燃料電池セルの外周縁に沿って延びる切れ目又は溝において屈曲されることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池用ガスケット。
【請求項３】
張出部に、粘着剤が塗布されたことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池用ガスケット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−２７２１０９（Ｐ２００９−２７２１０９Ａ）
【公開日】平成２１年１１月１９日（２００９．１１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１２０９７４（Ｐ２００８−１２０９７４）
【出願日】平成２０年５月７日（２００８．５．７）
【出願人】（０００００４３８５）ＮＯＫ株式会社 (1,527)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月１９日（２００９．１１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月７日（２００８．５．７）
【出願人】（０００００４３８５）ＮＯＫ株式会社 (1,527)
【Ｆターム（参考）】
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