薄形ガスケット

【課題】燃料電池のガス区域を隔離するセパレーターのキャリアガスケットにし、該セパレーターを安全確実に固定し密封せしめることにより集電極フレームの性能と信頼性を高めることを目的としている。
【解決手段】燃料電池におけるセパレーターの取付け部材の薄形キャリア１を薄くて硬いプラスチックフィルムで形成せしめ、この薄形キャリア１へ弾性体からなるガスケット２を一体成形せしめる。これにより形状維持とシール性能の向上が図れ低コスト化を果たす。

【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のガスシールを目的とするガスケットに関し、具体的にはガス区域を隔離するセパレーターのキャリアガスケットに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種のキャリアガスケットとしては、燃料電池における固体高分子電解質膜のガスシールを目的として用いられており、その取付け構造は、集電極フレーム間のセパレーターにガスケットが配されるもので、セパレーターのガスケットを直接取り付けるタイプは細くて不定形のため取り扱いが難しく、またガスケットのセパレーターへの取付けをキャリアを介して行なうキャリアガスケットタイプの形成においては、その従来構造の一般的な造形方法を示すと、予め弾性シール材から形成したガスケットを前記キャリアの周面に接着固定して一体化させるとか、粘度の低いペースト状のシール材を前記キャリアの周面に塗布あるいは射出してガスケットを形成するなどの方法が講じられており、勿論従来から用いられている型を用いたモールド成形方法、またはスクリーン印刷技法を用いたプリント印刷成形方法などによって一体的に造形されている。
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】しかしながらこのような成形方法ではシール材と成形加工方法とがマッチした理想的なガスケットになり得ない。すなわち、ペースト状のシール材をキャリアの周面に塗布あるいは射出して形成したガスケットはその粘度が低い故どうしても肉厚に形成し得ないから締め付けたとき圧縮量が不足し、液状物に対してシール性が劣るものとなる。このために液状物をシールするには大きな変形量がとれるガスケットが必要となり、そのためには一定以上の厚み（ボリューム）が必要となる。このようにシール性を重要視するならその弾性材料はゴム系材料を採用し、成形型を用いたコンプレッション成形やインジェクショウ成形に依らなければならない。当然ながら、この場合薄形で細いガスケットの成形は非常に困難である。
【０００４】前記のように、キャリアガスケットに対して省スペース性、軽量化、良好な取り付け性が求められており、本発明はこのような要求に鑑み、取り扱い性を高め安全確実に固定し密封せしめることにより集電極フレームの性能と信頼性を高めることを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明を図面に基づいて説明すると、燃料電池の仕切り材であるセパレーターに装着される燃料電池用薄形ガスケットであって、図１に示すように前記セパレーターの取付け部材であるキャリア１を薄形のプラスチックフィルムで形成し、前記薄形キャリア１へ弾性体からなるガスケット２を一体に配置したことを特徴としている。
【０００６】また、図２、図３及び図５に示すように前記薄形キャリア１の厚みを０．０５〜０．７ｍｍに設定せしめたことも特徴としている。さらに、図１に示すように前記薄形キャリア１とガスケット２との間に０．３〜１．２ｍｍの隙間１ａを形成せしめ、これを柔軟な連結部１ｂで部分的に繋いだことも特徴としている。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明でなる燃料電池用薄形ガスケットは、上記したようにカーボン材などからなるセパレーターを用いて、前記セパレーターの取付け部材である薄形キャリア１を０．０５〜０．７ｍｍ程度の厚みの薄くて硬いプラスチックフィルムをもって打抜き形成せしめ、この薄形キャリア１へ弾性体からなるガスケット２を一体成形するのが考えられる効率的な造形方法となっている。ここでは形状を維持できる充分な強度の薄形キャリア１へ薄くて細いガスケットを一体形成してその形状を定型化するとともに、打抜き形成せしめることで良好な生産性を確保している。この構成によって材料と加工方法がマッチしたガスケット２を提供することに成功したものである。
【０００８】
【実施例】このような本発明での、弾性体製のガスケット２が一体成形された薄形キャリア１をもつ燃料電池用キャリアガスケットの形成においては、その一例を示すと、巻き込まれたロール状態の薄厚プラスチックフィルム材料から順次帯状に送り出してその表面へガスケット２を形成せしめ、これを次工程で連続的に開口部とか隙間１ａの打抜き、さらには製品の抜き落とし等を経て形成せしめる成形方法が採用される。（図示していない。）
【０００９】この薄形キャリア１とガスケット２との間に存在させる隙間１ａの形成では、図１に示すように前記薄形キャリア１へ０．３〜１．２ｍｍの隙間１ａを廻らせ、図２及び図３に示すようにこれを柔軟な連結部１ｂで部分的に繋ぐ形状に造形し、場合によっては図４に示すような紐状連結部１１ｂを形成してより自由状態を高めるなどして配置する。
【００１０】また、前記薄形キャリア１では材料のプラスチックフィルム内に繊維であるフェルトを混入させて形成し、その強度を高めることもでき、ここではその取り扱い性とガスケット２の成形性において優位性を期待できる。
【００１１】次に本発明の燃料電池用薄形ガスケットの装着においては、集電極フレーム間のセパレーターに薄形ガスケットを配して図５に示すようにこれを締め付けると、ガスケット２は上下両面から圧縮されて変形し横流れするが前記薄形キャリア１の連結部１ｂが柔軟に縮んでこれを受け流し、加えて前記隙間１ａの０．３〜１．２ｍｍが許容空間を形成してガスケット２に僅かの局部応力も与えずその変形歪を最小のものとしている。また、ここでは薄形キャリア１の０．０５〜０．７ｍｍの薄い厚みが締付け部材と圧縮緩衝することを避け、いささかも圧縮量に影響を及ぼすものとなるものでない。
【００１２】ここで用いるガスケット２の材料としては、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、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、エチレンプロピレンゴム等が採用可能である。
【００１３】
【発明の効果】本発明によると、燃料電池用キャリアガスケットに薄形キャリア１を用い、これへ弾性体製のガスケット２を一体成形せしめることによって、充分な形状維持性を得てその形状を定型化するとともに、打抜き形成によって良好な生産性を得さしめている。また、圧縮ボリュームが確保され変形自由度が高いガスケット２は高い弾力性と良好ななじみ性を得ることができ、もってシール性能向上が図れて低コスト化を果たす。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】本発明の他の実施例を示す部分平面図である。
【図５】本発明の装着された状態を示す部分断面図である。
【符号の説明】
１薄形キャリア
１ａ隙間
１ｂ連結部
１１ｂ紐状連結部
２ガスケット

【特許請求の範囲】
【請求項１】燃料電池の仕切り材であるセパレーターに装着される燃料電池用薄形ガスケットにおいて、前記セパレーターの取付け部材であるキャリアを薄形のプラスチックフィルムで形成し、前記薄形キャリアへ弾性体からなるガスケットを一体に配置したことを特徴とする薄形ガスケット。
【請求項２】前記薄形キャリアの厚みを０．０５〜０．７ｍｍに設定せしめたことを特徴とする請求項１の薄形ガスケット。
【請求項３】前記薄形キャリアとガスケットとの間に０．３〜１．２ｍｍ隙間を形成し、これを柔軟な連結部で部分的に繋いだことを特徴とする請求項１ないし２の薄形ガスケット。
【請求項４】前記薄形キャリアはフェルトを含むプラスチックフィルムで形成されたことを特徴とする請求項１ないし２ないし３の薄形ガスケット。

【図１】