薄板部材用シール材
【課題】例えば、レドックスフロー電池、燃料電池、鉛蓄電池などの二次電池のセルなどの薄板部材に適用した場合に、従来のように、シール溝を形成する必要がなく、シール性も良好で、装置自体のコンパクト化、軽量化が図れ、組み立ても容易であって、コストも低減可能で、しかも、セルの積層枚数も多くでき、電池容量も向上することが可能な薄板部材用シール材を提供する。
【解決手段】薄板部材の間をシールするための環状の薄板部材用シール材であって、薄板部材の側部に配置される側部シール本体部と、側部シール本体部から二股状に分岐して、薄板部材の表裏面にそれぞれ配置される、一対の脚シール部とを備える。
【解決手段】薄板部材の間をシールするための環状の薄板部材用シール材であって、薄板部材の側部に配置される側部シール本体部と、側部シール本体部から二股状に分岐して、薄板部材の表裏面にそれぞれ配置される、一対の脚シール部とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、レドックスフロー電池、燃料電池、鉛蓄電池などの二次電池のセルなどの薄板部材、フィルターなどの薄板部材の間をシールするための薄板部材用シール材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、燃料電池などの二次電池では、図１９に示したような構造となっている。
すなわち、図１９は、従来の燃料電池の構造を模式的に示す部分拡大斜視図である。
【０００３】
図１９に示したように、燃料電池１００は、正極電極（空気極）１０２と、負極電極（燃料極）１０４とを備えており、これらの正極電極１０２と負極電極１０４との間に、イオンが通過できる電解質１０６が配置されている。
【０００４】
また、この正極電極１０２は、図１９のＡ部の拡大図である図２０（Ａ）に示したように、カーボン電極１０２ａと白金触媒１０２ｂとから構成されている。同様に、負極電極１０４は、図１９のＢ部の拡大図である図２０（Ｂ）に示したように、カーボン電極１０４ａと白金触媒１０４ｂとから構成されている。
【０００５】
さらに、正極電極１０２と負極電極１０４は、気体を通す構造をしており、反応に必要な酸素や水素が、その中を通るように構成されている。
また、正極電極１０２の外側には、正極電極用セパレーター１０８が配置されており、この正極電極用セパレーター１０８の正極電極１０２の側には、空気を正極電極１０２に供給するための空気供給用溝１０８ａが形成されている。
【０００６】
一方、負極電極１０４の外側には、負極電極用セパレーター１１０が配置されており、この負極電極用セパレーター１１０の負極電極１０４の側には、酸素を負極電極１０４に供給するための酸素供給用溝１１０ａが形成されている。
【０００７】
そして、これらの正極電極用セパレーター１０８、正極電極１０２、電解質１０６、負極電極１０４、負極電極用セパレーター１１０とで、セル１１２が構成されている。
図２１に示したように、燃料電池１００は、このセル１１２を多数積層してスタック構造とすることによって構成されている。
【０００８】
ところで、電解質１０６内の電解液、正極電極用セパレーター１０８の空気供給用溝１０８ａを流れる空気、ならびに、負極電極用セパレーター１１０の酸素供給用溝１１０ａを流れる酸素が外部へ漏れるのを防止するために、セル１１２の間をシール材でシールする必要がある。
【０００９】
このようなシール構造としては、従来より、例えば、特許文献１（特許第３６８２２４４号公報）などにおいて、セルフレーム枠とセルとの間に、シール材を配置するシール構造が提案されている。
【００１０】
すなわち、特許文献１では、上下のそれぞれのセルフレーム枠の両面に、内側シール溝と、外側シール溝の合計４個のシール溝を形成して、これらのシール溝に合計４個のＯリングからなるシール材を装着している。すなわち上下のセルフレーム枠で合計８個のシール溝に、合計８個のシール材を装着している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特許第３６８２２４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、このような従来のシール構造では、それぞれのセルフレーム枠に、内側シール溝と外側シール溝の合計４個のシール溝を形成しなければならず、構成が複雑となるとともに、製造工程が余分にかかりコストがかかることになる。
【００１３】
また、合計４個のシール材が必要で部品点数が多くなるとともに、これらのシール材をシール溝に装着しつつ、セルフレーム枠にてセルを挟持して組み立て、セルフレーム挟持体を構成しなければならず、煩雑で手間のかかる作業が必要である。
【００１４】
さらに、セルフレーム枠の両面に、内側シール溝と外側シール溝の合計４個のシール溝を形成しなければならないので、セルフレーム枠の厚さが厚くなってしまい、燃料電池自体が大型化し、重量も重くなってしまう。
【００１５】
また、このようにセルフレーム枠の厚さが厚くなると、セルフレーム挟持体の積層枚数が少なくなってしまい、電池容量が低下することとなる。
本発明は、このような現状に鑑み、より薄く、数の少ないシール材で、薄板部材の間を良好にシールすることができ、使用される装置自体のコンパクト化、軽量化が図れ、組み立ても容易であって、コストも低減可能な薄板部材用シール材を提供することを目的とする。
【００１６】
また本発明は、例えば、レドックスフロー電池、燃料電池、鉛蓄電池などの二次電池のセルなどの薄板部材に適用した場合に、従来のように、シール溝を形成する必要がなく、シール性も良好で、装置自体のコンパクト化、軽量化が図れ、組み立ても容易であって、コストも低減可能で、しかも、セルの積層枚数も多くでき、電池容量も向上することが可能な薄板部材用シール材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、前述したような従来技術における課題及び目的を達成するために発明されたものであって、
本発明の薄板部材用シール材は、
薄板部材の間をシールするための環状の薄板部材用シール材であって、
前記薄板部材の側部に配置される側部シール本体部と、
前記側部シール本体部から二股状に分岐して、前記薄板部材の表裏面にそれぞれ配置される一対の脚シール部と、
を備えることを特徴とする。
【００１８】
このように構成すれば、二股状に分岐し薄板部材の表裏面にそれぞれ配置される一対の脚シール部によって、薄板部材の表裏面と相手部材との間、例えば、薄板部材を積層する場合などに、薄板部材の間をシールすることができる。
【００１９】
一方、薄板部材の側部に配置される側部シール本体部によって、側部シール本体部と相手部材との間をシールして、薄板部材の側部をシールすることができる。
従って、１つの薄板部材用シール材で、一対の脚シール部によるシールと、側部シール本体部によるシールとの、二重のシールを確保することができる。
【００２０】
これにより、シール性が極めて良好で、より薄く、数の少ないシール材で、薄板部材の間を良好にシールすることができ、使用される装置自体のコンパクト化、軽量化が図れ、組み立ても容易であって、コストも低減可能な薄板部材用シール材を提供することができる。
【００２１】
また、薄板部材用シール材を、例えば、レドックスフロー電池、燃料電池、鉛蓄電池などの二次電池のセルなどの薄板部材に適用した場合に、一対の脚シール部によって、セルの電解液が上下のセルの間で漏れることを防止できるとともに、側部シール本体部によって、セルの電解液が側部から外部に漏洩することを防止できる。
【００２２】
しかも、従来のように、シール溝を形成する必要がなく、シール性も良好で、装置自体のコンパクト化、軽量化が図れ、組み立ても容易であって、コストも低減可能で、しかも、セルの積層枚数も多くでき、電池容量も向上することが可能な薄板部材用シール材を提供することができる。
【００２３】
さらに、薄板部材の側部に、側部シール本体部を配置するとともに、薄板部材の表裏面に、二股状に分岐した一対の脚シール部を配置することによって、薄板部材の側部に薄板部材用シール材を簡単に装着でき、この装着状態の薄板部材を部品として取り扱うことができ、組み立てなどの際の操作性に優れる。
【００２４】
また、本発明の薄板部材用シール材は、
前記側部シール本体部には、表裏面の少なくとも一方側に、厚さ方向外側に突設する本体側圧接シール突設部が形成されていることを特徴とする。
このように構成することによって、側部シール本体部の本体側圧接シール突設部によって、薄板部材の側部をより確実にシールすることができる。
【００２５】
また、本発明の薄板部材用シール材は、
前記本体側圧接シール突設部が、径方向に一定間隔離間して配置された複数の本体側圧接シール突設部から構成されていることを特徴とする。
このように構成することによって、径方向に一定間隔離間して配置された複数の本体側圧接シール突設部により、薄板部材の側部をさらに確実にシールすることができる。
【００２６】
また、本発明の薄板部材用シール材は、
前記本体側圧接シール突設部の位置が、表裏面において合致した位置に形成されていることを特徴とする。
このように本体側圧接シール突設部の位置が、表裏面において合致した位置に形成されていれば、薄板部材の側部をさらに確実にシールすることができる。
【００２７】
また、本発明の薄板部材用シール材は、
前記脚シール部のうち少なくとも一方に、厚さが厚くなった脚部側圧接シール部が形成されていることを特徴とする。
【００２８】
このように、脚シール部の厚さが厚くなった脚部側圧接シール部を形成すれば、薄板部材の表裏面と相手部材との間、例えば、薄板部材を積層する場合などには、薄板部材の間を、より確実にシールすることができる。
【００２９】
また、本発明の薄板部材用シール材は、
前記脚部側圧接シール部が、分岐方向に一定間隔離間して配置された複数の脚部側圧接シール部から構成されていることを特徴とする。
【００３０】
このように構成すれば、分岐方向に一定間隔離間して配置された複数の脚部側圧接シール部により、薄板部材の表裏面と相手部材との間、例えば、薄板部材を積層する場合などには、薄板部材の間を、さらに確実にシールすることができる。
【００３１】
また、本発明の薄板部材用シール材は、
前記脚部側圧接シール部の位置が、一対の脚シール部において合致した位置に形成されていることを特徴とする。
このように脚部側圧接シール部の位置が、一対の脚シール部において合致した位置に形成されていれば、脚部側圧接シール部でのシール性が向上することになる。
【００３２】
また、本発明の薄板部材用シール材は、
前記脚シール部に、外方に曲部が突出して成る屈曲部を有することを特徴とする。
【００３３】
このように脚シール部に外方に曲部が突出して成る屈曲部を有していれば、薄板部材を挟持した際に、薄板部材に対する圧縮荷重を軽減するとともに、薄板部材との摩擦が必要以上に大きくなりすぎてしまうことを防止できる。これにより薄板部材が熱膨張や熱収縮を生じた際、脚シール部を追随して挙動させることができる。
【００３４】
また、本発明の薄板部材用シール材は、
前記側部シール本体部には、側端部に曲面部を有することを特徴とする。
このように、側部シール本体部の側端部を曲面状の形態（曲面部）とすれば、例えば薄板部材を挟持し、フレーム枠内に収める際における摺動抵抗を下げることができる。
【００３５】
また、本発明の薄板部材用シール材は、
前記薄板部材が、電池用部材であることを特徴とする。
このように電池用部材であれば、セルの間を確実にシールすることができる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、二股状に分岐し薄板部材の表裏面にそれぞれ配置される一対の脚シール部によって、薄板部材の表裏面と相手部材との間、例えば、薄板部材を積層する場合などには、薄板部材の間をシールすることができる。
【００３７】
一方、薄板部材の側部に配置される側部シール本体部によって、側部シール本体部と相手部材との間をシールして、薄板部材の側部をシールすることができる。
従って、１つの薄板部材用シール材で、一対の脚シール部によるシールと、側部シール本体部によるシールとの、二重のシールを確保することができる。
【００３８】
これにより、シール性が極めて良好で、より薄く、数の少ないシール材で、薄板部材の間を良好にシールすることができ、使用される装置自体のコンパクト化、軽量化が図れ、組み立ても容易であって、コストも低減可能な薄板部材用シール材を提供することができる。
【００３９】
また、薄板部材用シール材を、例えば、レドックスフロー電池、燃料電池、鉛蓄電池などの二次電池のセルなどの薄板部材に適用した場合に、一対の脚シール部によって、セルの電解液が上下のセルの間で漏れることを防止できるとともに、側部シール本体部によって、セルの電解液が側部から外部に漏洩することを防止できる。
【００４０】
しかも、従来のように、シール溝を形成する必要がなく、シール性も良好で、装置自体のコンパクト化、軽量化が図れ、組み立ても容易であって、コストも低減可能で、しかも、セルの積層枚数も多くでき、電池容量も向上することが可能な薄板部材用シール材を提供することができる。
【００４１】
さらに、薄板部材の側部に、側部シール本体部を配置するとともに、薄板部材の表裏面に、二股状に分岐した一対の脚シール部を配置することによって、薄板部材の側部に薄板部材用シール材を簡単に装着でき、この装着状態の薄板部材を部品として取り扱うことができ、組み立てなどの際の操作性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】図１は、本発明の薄板部材用シール材を、被装着部材である薄板部材として、レドックスフロー電池などの二次電池のセルに適用した実施例を示す部分拡大断面図である。
【図２】図２は、図１の薄板部材用シール材の圧縮状態を示す部分拡大断面図である。
【図３】図３は、本発明の薄板部材用シール材の上面図である。
【図４】図４は、本発明の別の実施例の薄板部材用シール材の断面図である。
【図５】図５は、本発明の別の実施例の薄板部材用シール材の断面図である。
【図６】図６は、本発明の別の実施例の薄板部材用シール材の断面図である。
【図７】図７は、本発明の別の実施例の薄板部材用シール材の断面図である。
【図８】図８は、本発明の別の実施例の薄板部材用シール材の断面図である。
【図９】図９は、本発明の別の実施例の薄板部材用シール材の断面図である。
【図１０】図１０は、本発明の別の実施例の薄板部材用シール材の断面図である。
【図１１】図１１は、本発明の別の実施例の薄板部材用シール材の断面図である。
【図１２】図１２は、本発明の別の実施例の薄板部材用シール材の断面図である。
【図１３】図１３（Ａ）は、本発明の別の実施例の薄板部材用シール材の断面図、図１３（Ｂ）は、本発明の別の実施例の薄板部材用シール材の上面図、図１３（Ｃ）は、本発明の別の実施例の薄板部材用シール材の上面図である。
【図１４】図１４は、発明の別の実施例の薄板部材用シール材の断面図である。
【図１５】図１５は、発明の別の実施例の薄板部材用シール材の断面図である。
【図１６】図１６は、発明の別の実施例の薄板部材用シール材の断面図である。
【図１７】図１７は、発明の別の実施例の薄板部材用シール材の断面図である。
【図１８】図１８は、発明の別の実施例の薄板部材用シール材の断面図である。
【図１９】図１９は、従来の燃料電池のセルの構造を模式的に示す部分拡大斜視図である。
【図２０】図２０（Ａ）は、図１９のＡ部の拡大図、図２０（Ｂ）は、図１９のＢ部の拡大図である。
【図２１】図２１は、従来の燃料電池の構造を模式的に示す部分拡大斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下、本発明の実施の形態（実施例）を図面に基づいてより詳細に説明する。
図１は、本発明の薄板部材用シール材を、被装着部材である薄板部材として、レドックスフロー電池などの二次電池のセルに適用した実施例を示す部分拡大断面図、図２は、図１の薄板部材用シール材の圧縮状態を示す部分拡大断面図である。
【００４４】
図１〜図２において、符号１０は、全体で本発明の薄板部材用シール材を示している。
図１に示したように、本発明の薄板部材用シール材１０は、環状であって、被装着部材である薄板部材、すなわち、この実施例の場合には、セルからなる薄板部材３０の側部３２（この実施例では、外周側の側部）に装着されるものである。
【００４５】
なお、環状とは、薄板部材３０の外形に合わせた形状であって、薄板部材３０が円盤形状であれば円形リング状、薄板部材３０が矩形形状であれば図３（Ａ）、（Ｂ）に示したように矩形リング状などであり、特に限定されるものではない。
【００４６】
なお、説明の便宜上、セルからなる薄板部材３０に備えられている正極電極、正極セル、負極電極、負極セル、ならびに、イオンが通過できる隔膜などの構成を省略して示している。
【００４７】
この薄板部材用シール材１０は、図１に示したように、断面が略矩形形状の側部シール本体部１２を備えている。この側部シール本体部１２の内周側の端部の厚さ方向の両端１４から、二股状に分岐して、薄板部材３０の表裏面にそれぞれ配置される、一対のリップ形状の脚シール部１６が延設されている。
【００４８】
なお、これらの脚シール部１６の分岐位置としては、薄板部材３０の厚さに合わせて、適宜変更することができる。
また、この実施例の場合には、図１に示したように、これらの脚シール部１６が、所定の角度α開いた形状となっているが、これは、薄板部材用シール材１０の寸法が小さい場合、金型から、脚シール部１６が抜けにくいために、金型から抜きやすくするための設計上の形状である。従って、このαの角度は、特に限定されるものではなく、薄板部材用シール材１０の寸法に応じて適宜変更すれば良い。
【００４９】
従って、薄板部材用シール材１０の寸法がある程度大きい場合には、図４に示したように、これらの脚シール部１６を、略平行に二股状に分岐することも可能である。
また、図1に示したように、側部シール本体部１２の径方向の幅Ｌ１、脚シール部１６の分岐長さＬ２、脚シール部１６の本体部１６ａの厚さＬ３、側部シール本体部１２の厚さＬ４としては、薄板部材３０の種類、寸法などに応じて適宜変更することができ、特に限定されるものではないが、例えば、シール性を考慮すれば、下記のように設定するのが望ましい。
・Ｌ１について
Ｌ１≧Ｌ３×２＋薄板部材３０の厚さとするのが好ましい。
また、Ｌ１をＬ４の０．５〜２倍とするのが望ましい。
【００５０】
・Ｌ２について
１．５ｍｍ〜５．０ｍｍとするのが好ましく、また、上下の脚シール部１６の合計で、５ｍｍとするのが望ましい。
・Ｌ３について
０．２ｍｍ〜１．０ｍｍ、より好ましくは、０．２５ｍｍ〜１．０ｍｍとするのが望ましい。但し、薄板部材３０の厚さによって、適宜選択すればよく、薄い方が好ましい。
・Ｌ４について
Ｌ４＝薄板部材３０の厚さ＋Ｌ３×２とするのが望ましい。
【００５１】
さらに図示しないが、脚シール部１６が、Ｌ２の３分の１の長さで、脚部側圧接シール部２０が１つでも可能であり、また、脚シール部１６が、Ｌ２の３分の２の長さで、脚部側圧接シール部２０が２つとすることも可能である。
【００５２】
また、側部シール本体部１２には、表裏面に、厚さ方向外側に突設する本体側圧接シール突設部１８が形成されている。すなわち、この実施例の場合には、本体側圧接シール突設部１８が、径方向に一定間隔離間して配置された、複数の断面半円形状の本体側圧接シール突設部１８から構成されている。
【００５３】
この実施例では、表裏面それぞれ２個の本体側圧接シール突設部１８、すなわち表裏面合わせて合計４個の本体側圧接シール突設部１８が形成されている。
この場合、本体側圧接シール突設部１８の個数、離間位置、突設寸法などは限定されるものではなく、シール性、薄板部材３０の種類、寸法などに応じて適宜変更することができる。
【００５４】
一方、脚シール部１６には、本体部１６ａよりも厚さが厚くなった脚部側圧接シール部２０、この実施例では、複数の断面半円形状の脚部側圧接シール部２０が形成されている。すなわち、この実施例の場合には、脚部側圧接シール部２０が、分岐方向に一定間隔離間して配置された複数の脚部側圧接シール部２０から構成されている。
【００５５】
すなわち、この実施例では、表裏面の脚シール部１６に、それぞれ３個の脚部側圧接シール部２０、表裏面合わせて、合計６個の脚部側圧接シール部２０が形成されている。
この場合、脚部側圧接シール部２０の個数、離間位置、本体部１６ａの厚さとの比などは限定されるものではなく、シール性、薄板部材３０の種類、寸法などに応じて適宜変更することができる。
【００５６】
なお、本発明の薄板部材用シール材１０の材質としては、特に限定されるものではなく、ある程度弾性がありシール性を付与できるものであれば、例えば、合成樹脂、ゴムなどから構成することができる。
【００５７】
この場合、弾性部材であるゴムから構成されているのが望ましく、ゴムとしては、天然ゴム、例えば、ＥＰＭ、ＥＰＤＭなどのエチレン・プロピレンゴム、フッ素ゴムなどの合成ゴムのいずれも使用可能である。
【００５８】
また合成樹脂としては、例えば、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリベンゾイミダゾール樹脂、ポリエーテルケトン樹脂などが使用できる。
【００５９】
このように構成される本発明の薄板部材用シール材１０では、薄板部材３０の側部３２に装着して、薄板部材３０の表裏面にそれぞれ一対のリップ形状の脚シール部１６を配置して、図２に示したように、一対のフレーム枠２４で挟持して、セルフレーム挟持体を構成して、このセルフレーム挟持体を適宜複数枚積層して、図示しないが、レドックスフロー電池を組み立てるようになっている。
【００６０】
このように構成される本発明の薄板部材用シール材１０によれば、図２に示したように、二股状に分岐し薄板部材３０の表裏面にそれぞれ配置される一対の脚シール部１６によって、薄板部材の表裏面と相手部材との間、例えば、薄板部材３０を積層する場合などには、薄板部材３０の間をシールすることができる。
【００６１】
特に、図２の丸で囲んだ部分に示したように、脚シール部１６の厚さが厚くなった脚部側圧接シール部２０により、薄板部材３０の表裏面と相手部材との間、例えば、薄板部材３０を積層する場合などには、薄板部材３０の間を、より確実にシールすることができる。
【００６２】
一方、図２に示したように、薄板部材３０の側部３２に配置される側部シール本体部１２によって、側部シール本体部１２と相手部材との間をシールして、薄板部材３０の側部３２をシールすることができる。
【００６３】
特に、図２に示したように、側部シール本体部１２の本体側圧接シール突設部１８によって、薄板部材３０の側部３２をより確実にシールすることができる。
従って、１つの薄板部材用シール材１０で、一対の脚シール部１６によるシールと、側部シール本体部１２によるシールとの、二重のシールを確保することができる。
【００６４】
これにより、シール性が極めて良好で、より薄く、数の少ないシール材で、薄板部材３０の間を良好にシールすることができ、使用される装置自体のコンパクト化、軽量化が図れ、組み立ても容易であって、コストも低減可能な薄板部材用シール材を提供することができる。
【００６５】
また、薄板部材用シール材１０を、この実施例のように、例えば、レドックスフロー電池、燃料電池、鉛蓄電池などの二次電池のセルなどの薄板部材に適用した場合に、一対の脚シール部１６によって、セルの電解液が上下のセルの間で漏れることを防止できるとともに、側部シール本体部１２によって、セルの電解液が側部から外部に漏洩することを防止できる。
【００６６】
しかも、従来のようにシール溝を形成する必要がなく、シール性も良好で、装置自体のコンパクト化、軽量化が図れ、組み立ても容易であって、コストも低減可能で、しかも、セルの積層枚数も多くでき、電池容量も向上することが可能な薄板部材用シール材を提供することができる。
【００６７】
さらに、薄板部材３０の側部３２に、側部シール本体部１２を配置するとともに、薄板部材３０の表裏面に、二股状に分岐した一対の脚シール部１６を配置することによって、薄板部材３０の側部３２に薄板部材用シール材１０を簡単に装着でき、この装着状態の薄板部材を部品として取り扱うことができ、組み立てなどの際の操作性に優れる。
【００６８】
またこの実施例では、これらの本体側圧接シール突設部１８の位置が、表裏面において合致した位置に形成されているが、図５（Ａ）に示したように、本体側圧接シール突設部１８の位置を、表裏面において異なる位置に形成することも可能である。さらにこの実施例では、表裏面に本体側圧接シール突設部１８を形成したが、図５（Ｂ）、（Ｃ）に示したように、表裏面の一方側のみに本体側圧接シール突設部１８を形成することもできる。
【００６９】
さらにこの実施例では、本体側圧接シール突設部１８の形状を断面半円形状としたが、この形状は特に限定されるものではなく、例えば図６（Ａ）に示したように、断面矩形形状の本体側圧接シール突設部１８とすることもでき、適宜変更することが可能である。
【００７０】
またこの実施例では、側部シール本体部１２を断面矩形形状とするとともに、本体側圧接シール突設部１８を断面矩形形状としたが、図６（Ｂ）に示したように、側部シール本体部１２を断面円形状として、これにシール性を付与するようにすることも可能である。
【００７１】
さらにこの実施例では、本体側圧接シール突設部１８は、全て同じ寸法（厚さ）としたが、図７（Ａ）に示したように、側部シール本体部１２の内径側から外径側に向けて、徐々に本体側圧接シール突設部１８の大きさが小さくなるようにして、外径側の本体側圧接シール突設部１８を補助シールとして機能させて、シール性を増大することも可能である。
【００７２】
これとは逆に図７（Ｂ）に示したように、側部シール本体部１２の内径側から外径側に向けて、徐々に本体側圧接シール突設部１８の大きさが大きくなるようにして、シール性を増大することも可能である。
【００７３】
またこの実施例では、これらの脚部側圧接シール部２０の位置が、表裏面の脚シール部１６において合致した位置に形成されているが、図８（Ａ）に示したように、脚部側圧接シール部２０の位置を、表裏面の脚シール部１６において異なる位置に形成することも可能である。
【００７４】
またこの実施例では、表裏面の脚シール部１６にそれぞれ、脚部側圧接シール部２０を設けたが、図８（Ｂ）、図８（Ｃ）に示したように、一方の脚シール部１６にのみ、脚部側圧接シール部２０を設けることも可能である。
【００７５】
さらにこの実施例では、脚部側圧接シール部２０の形状を断面半円形状としたが、この形状は特に限定されるものではなく、脚シール部１６の本体部１６ａの厚さよりも厚くなっていれば良く、例えば、図９に示したように、断面矩形形状の脚部側圧接シール部２０とすることもでき、適宜変更することが可能である。
【００７６】
またこの実施例では、脚部側圧接シール部２０は、図１に示したように、脚シール部１６の表裏面に突設する外側突設部２０ａと内側突設部２０ｂとから構成したが、図１０（Ａ）に示したように、外側突設部２０ａのみにすることも、図１０（Ｂ）に示したように、内側突設部２０ｂのみにすることも、図１０（Ｃ）に示したように、外側突設部２０ａと内側突設部２０ｂとの組み合わせにすることも可能である。
【００７７】
さらには、図１１（Ａ）に示したように、一方の脚シール部１６だけを外側突設部２０ａのみとすることも、図１１（Ｂ）に示したように、一方の脚シール部１６だけを内側突設部２０ｂのみとすることも可能である。
【００７８】
またこの実施例では、脚部側圧接シール部２０は、全て同じ寸法（厚さ）としたが、図１２（Ａ）に示したように、脚シール部１６の分岐方向の先端から基端部に向けて、徐々に脚部側圧接シール部２０の大きさが小さくなるようにして、基端部側の脚部側圧接シール部２０を補助シールとして機能させて、シール性を増大することも可能である。
【００７９】
なお図示しないが、脚部側圧接シール部２０は真ん中が小さく、外側２つが大きいものとするなど、その組み合わせが自由であることはもちろんである。
これとは逆に、図１２（Ｂ）に示したように、脚シール部１６の分岐方向の先端から基端部に向けて、徐々に脚部側圧接シール部２０の大きさが大きくなるようにして、シール性を増大することも可能である。
【００８０】
またこの実施例では、表裏面の脚シール部１６の分岐長さを同じ長さとしたが、図１３（Ａ）に示したように、表裏面の脚シール部１６の分岐長さを異なるようにすることもできる。
【００８１】
さらに、図１３（Ｂ）に示したように、薄板部材用シール材１０の環状全体にわたって、脚シール部１６の分岐長さを同じ長さとすることも、図１３（Ｃ）に示したように、薄板部材用シール材１０の環状全体にわたって、脚シール部１６の分岐長さを異なるようにすることも可能である。
【００８２】
図１４は、本発明の装置の別の実施例の薄板部材用シール材の断面図である。
この薄板部材用シール材１０は、図１に示した薄板部材用シール材１０と基本的には同様な構成であり、同一の構成部材には、同一の参照番号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００８３】
この実施例の薄板部材用シール材１０では、脚シール部１６の厚さが厚くなった脚部側圧接シール部２０を省略するとともに、側部シール本体部１２の本体側圧接シール突設部１８を省略している。
【００８４】
このように、使用条件によっては、この実施例のように、脚シール部１６の厚さが厚くなった脚部側圧接シール部２０を省略するとともに、側部シール本体部１２の本体側圧接シール突設部１８を省略しても、一対の脚シール部１６によるシールと、側部シール本体部１２によるシールとの、二重のシールを確保することができる。
【００８５】
図１５は、本発明の装置の別の実施例の薄板部材用シール材の断面図である。
この薄板部材用シール材１０は、図１に示した薄板部材用シール材１０と基本的には同様な構成であり、同一の構成部材には、同一の参照番号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００８６】
この実施例の薄板部材用シール材１０では、脚シール部１６の厚さが厚くなった脚部側圧接シール部２０を省略している。
このように、使用条件によっては、この実施例のように、脚シール部１６の厚さが厚くなった脚部側圧接シール部２０を省略しても、一対の脚シール部１６によるシールと、側部シール本体部１２によるシールとの、二重のシールを確保することができる。
【００８７】
図１６は、本発明の装置の別の実施例の薄板部材用シール材の断面図である。
この薄板部材用シール材１０は、図１に示した薄板部材用シール材１０と基本的には同様な構成であり、同一の構成部材には、同一の参照番号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００８８】
この実施例の薄板部材用シール材１０では、側部シール本体部１２の本体側圧接シール突設部１８を省略している。
このように、使用条件によっては、この実施例のように、側部シール本体部１２の本体側圧接シール突設部１８を省略しても、一対の脚シール部１６によるシールと、側部シール本体部１２によるシールとの、二重のシールを確保することができる。
【００８９】
図１７は、本発明の装置の別の実施例の薄板部材用シール材の断面図である。
この薄板部材用シール材１０は、図１に示した薄板部材用シール材１０と基本的には同様な構成であり、同一の構成部材には、同一の参照番号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００９０】
この実施例の薄板部材用シール材１０では、脚シール部１６の厚さが厚くなった脚部側圧接シール部２０を省略するとともに、脚シール部１６の途中に、く字状の屈曲部３４を有している。また側部シール本体部１２の本体側圧接シール突設部１８が上下にそれぞれ一つ設けられている。
【００９１】
このように使用条件によっては、この実施例のように脚シール部１６の途中に、く字状の屈曲部３４を有することにより、薄板部材３０を挟持した際に、薄板部材３０に対する圧縮荷重を軽減するとともに、薄板部材３０との摩擦が必要以上に大きくなりすぎてしまうことを防止できる。これにより薄板部材３０が熱膨張や熱収縮を生じた際、脚シール部１６を追随して挙動させることができる。
【００９２】
さらに側部シール本体部１２の本体側圧接シール突設部１８が上下にそれぞれ一つ設けることにより、薄膜部材３０を挟持した際に、フレーム枠２４と側部シール本体部１２との高いシール性を確保することができる。
【００９３】
図１８は、本発明の装置の別の実施例の薄板部材用シール材の断面図である。
この薄板部材用シール材１０は、図１に示した薄板部材用シール材１０と基本的には同様な構成であり、同一の構成部材には、同一の参照番号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００９４】
この実施例の薄板部材用シール材１０では、脚シール部１６の厚さが厚くなった脚部側圧接シール部２０を省略するとともに、脚シール部１６の途中に、く字状の屈曲部３４を有している。また側部シール本体部１２の本体側圧接シール突設部１８を省略しているとともに、側端部を曲面状の形態（曲面部３６）としている。
【００９５】
このように使用条件によっては、この実施例のように脚シール部１６の途中に、く字状の屈曲部３４を有することにより、薄板部材３０を挟持した際に、薄板部材３０に対する圧縮荷重を軽減するとともに、薄板部材３０との摩擦が必要以上に大きくなりすぎてしまうことを防止できる。これにより薄板部材３０が熱膨張や熱収縮を生じた際、脚シール部１６を追随して挙動させることができる。
【００９６】
さらに側部シール本体部１２の側端部を曲面状の形態（曲面部３６）とすることにより、薄板部材３０を挟持し、フレーム枠２４内に収める際における摺動抵抗を下げることができ、一対の脚シール部１６によるシールと、側部シール本体部１２によるシールとの、二重のシールを確保することができる。
【００９７】
以上、本発明の好ましい実施の態様を説明してきたが、本発明はこれに限定されることはなく、例えば上記の実施例では、本発明の薄板部材用シール材１０は環状であって、薄板部材３０の外周側の側部に装着するようにしたが、薄板部材３０がリング形状である場合には、薄板部材３０の内周側の側部に、薄板部材用シール材１０を装着することも可能である。
【００９８】
さらに上記の実施例では、本発明の薄板部材用シール材１０を、薄板部材３０としてレドックスフロー電池などの二次電池のセルに適用したが、何らこれに限定されるものではなく、フィルターなどの薄板部材の間をシールするための薄板部材用シール材としても適用することができるなど、本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
本発明は、例えば、レドックスフロー電池、燃料電池、鉛蓄電池などの二次電池のセル、フィルターなどの薄板部材の間をシールするための薄板部材用シール材に適用することができる。
【符号の説明】
【０１００】
１０ 薄板部材用シール材
１２ 側部シール本体部
１４ 両端
１６ 脚シール部
１６ａ 本体部
１８ 本体側圧接シール突設部
２０ 脚部側圧接シール部
２０ａ 外側突設部
２０ｂ 内側突設部
２４ フレーム枠
３０ 薄板部材
３２ 側部
３４ 屈曲部
３６ 曲面部
１００ 燃料電池
１０２ 正極電極
１０４ 正極セル
１０６ 負極電極
１０８ 負極セル
１１０ 隔膜
１１２ セル
１１４ セルフレーム枠
１１８ 内側シール溝
１２０ 外側シール溝
１２２ シール材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、レドックスフロー電池、燃料電池、鉛蓄電池などの二次電池のセルなどの薄板部材、フィルターなどの薄板部材の間をシールするための薄板部材用シール材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、燃料電池などの二次電池では、図１９に示したような構造となっている。
すなわち、図１９は、従来の燃料電池の構造を模式的に示す部分拡大斜視図である。
【０００３】
図１９に示したように、燃料電池１００は、正極電極（空気極）１０２と、負極電極（燃料極）１０４とを備えており、これらの正極電極１０２と負極電極１０４との間に、イオンが通過できる電解質１０６が配置されている。
【０００４】
また、この正極電極１０２は、図１９のＡ部の拡大図である図２０（Ａ）に示したように、カーボン電極１０２ａと白金触媒１０２ｂとから構成されている。同様に、負極電極１０４は、図１９のＢ部の拡大図である図２０（Ｂ）に示したように、カーボン電極１０４ａと白金触媒１０４ｂとから構成されている。
【０００５】
さらに、正極電極１０２と負極電極１０４は、気体を通す構造をしており、反応に必要な酸素や水素が、その中を通るように構成されている。
また、正極電極１０２の外側には、正極電極用セパレーター１０８が配置されており、この正極電極用セパレーター１０８の正極電極１０２の側には、空気を正極電極１０２に供給するための空気供給用溝１０８ａが形成されている。
【０００６】
一方、負極電極１０４の外側には、負極電極用セパレーター１１０が配置されており、この負極電極用セパレーター１１０の負極電極１０４の側には、酸素を負極電極１０４に供給するための酸素供給用溝１１０ａが形成されている。
【０００７】
そして、これらの正極電極用セパレーター１０８、正極電極１０２、電解質１０６、負極電極１０４、負極電極用セパレーター１１０とで、セル１１２が構成されている。
図２１に示したように、燃料電池１００は、このセル１１２を多数積層してスタック構造とすることによって構成されている。
【０００８】
ところで、電解質１０６内の電解液、正極電極用セパレーター１０８の空気供給用溝１０８ａを流れる空気、ならびに、負極電極用セパレーター１１０の酸素供給用溝１１０ａを流れる酸素が外部へ漏れるのを防止するために、セル１１２の間をシール材でシールする必要がある。
【０００９】
このようなシール構造としては、従来より、例えば、特許文献１（特許第３６８２２４４号公報）などにおいて、セルフレーム枠とセルとの間に、シール材を配置するシール構造が提案されている。
【００１０】
すなわち、特許文献１では、上下のそれぞれのセルフレーム枠の両面に、内側シール溝と、外側シール溝の合計４個のシール溝を形成して、これらのシール溝に合計４個のＯリングからなるシール材を装着している。すなわち上下のセルフレーム枠で合計８個のシール溝に、合計８個のシール材を装着している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特許第３６８２２４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、このような従来のシール構造では、それぞれのセルフレーム枠に、内側シール溝と外側シール溝の合計４個のシール溝を形成しなければならず、構成が複雑となるとともに、製造工程が余分にかかりコストがかかることになる。
【００１３】
また、合計４個のシール材が必要で部品点数が多くなるとともに、これらのシール材をシール溝に装着しつつ、セルフレーム枠にてセルを挟持して組み立て、セルフレーム挟持体を構成しなければならず、煩雑で手間のかかる作業が必要である。
【００１４】
さらに、セルフレーム枠の両面に、内側シール溝と外側シール溝の合計４個のシール溝を形成しなければならないので、セルフレーム枠の厚さが厚くなってしまい、燃料電池自体が大型化し、重量も重くなってしまう。
【００１５】
また、このようにセルフレーム枠の厚さが厚くなると、セルフレーム挟持体の積層枚数が少なくなってしまい、電池容量が低下することとなる。
本発明は、このような現状に鑑み、より薄く、数の少ないシール材で、薄板部材の間を良好にシールすることができ、使用される装置自体のコンパクト化、軽量化が図れ、組み立ても容易であって、コストも低減可能な薄板部材用シール材を提供することを目的とする。
【００１６】
また本発明は、例えば、レドックスフロー電池、燃料電池、鉛蓄電池などの二次電池のセルなどの薄板部材に適用した場合に、従来のように、シール溝を形成する必要がなく、シール性も良好で、装置自体のコンパクト化、軽量化が図れ、組み立ても容易であって、コストも低減可能で、しかも、セルの積層枚数も多くでき、電池容量も向上することが可能な薄板部材用シール材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、前述したような従来技術における課題及び目的を達成するために発明されたものであって、
本発明の薄板部材用シール材は、
薄板部材の間をシールするための環状の薄板部材用シール材であって、
前記薄板部材の側部に配置される側部シール本体部と、
前記側部シール本体部から二股状に分岐して、前記薄板部材の表裏面にそれぞれ配置される一対の脚シール部と、
を備えることを特徴とする。
【００１８】
このように構成すれば、二股状に分岐し薄板部材の表裏面にそれぞれ配置される一対の脚シール部によって、薄板部材の表裏面と相手部材との間、例えば、薄板部材を積層する場合などに、薄板部材の間をシールすることができる。
【００１９】
一方、薄板部材の側部に配置される側部シール本体部によって、側部シール本体部と相手部材との間をシールして、薄板部材の側部をシールすることができる。
従って、１つの薄板部材用シール材で、一対の脚シール部によるシールと、側部シール本体部によるシールとの、二重のシールを確保することができる。
【００２０】
これにより、シール性が極めて良好で、より薄く、数の少ないシール材で、薄板部材の間を良好にシールすることができ、使用される装置自体のコンパクト化、軽量化が図れ、組み立ても容易であって、コストも低減可能な薄板部材用シール材を提供することができる。
【００２１】
また、薄板部材用シール材を、例えば、レドックスフロー電池、燃料電池、鉛蓄電池などの二次電池のセルなどの薄板部材に適用した場合に、一対の脚シール部によって、セルの電解液が上下のセルの間で漏れることを防止できるとともに、側部シール本体部によって、セルの電解液が側部から外部に漏洩することを防止できる。
【００２２】
しかも、従来のように、シール溝を形成する必要がなく、シール性も良好で、装置自体のコンパクト化、軽量化が図れ、組み立ても容易であって、コストも低減可能で、しかも、セルの積層枚数も多くでき、電池容量も向上することが可能な薄板部材用シール材を提供することができる。
【００２３】
さらに、薄板部材の側部に、側部シール本体部を配置するとともに、薄板部材の表裏面に、二股状に分岐した一対の脚シール部を配置することによって、薄板部材の側部に薄板部材用シール材を簡単に装着でき、この装着状態の薄板部材を部品として取り扱うことができ、組み立てなどの際の操作性に優れる。
【００２４】
また、本発明の薄板部材用シール材は、
前記側部シール本体部には、表裏面の少なくとも一方側に、厚さ方向外側に突設する本体側圧接シール突設部が形成されていることを特徴とする。
このように構成することによって、側部シール本体部の本体側圧接シール突設部によって、薄板部材の側部をより確実にシールすることができる。
【００２５】
また、本発明の薄板部材用シール材は、
前記本体側圧接シール突設部が、径方向に一定間隔離間して配置された複数の本体側圧接シール突設部から構成されていることを特徴とする。
このように構成することによって、径方向に一定間隔離間して配置された複数の本体側圧接シール突設部により、薄板部材の側部をさらに確実にシールすることができる。
【００２６】
また、本発明の薄板部材用シール材は、
前記本体側圧接シール突設部の位置が、表裏面において合致した位置に形成されていることを特徴とする。
このように本体側圧接シール突設部の位置が、表裏面において合致した位置に形成されていれば、薄板部材の側部をさらに確実にシールすることができる。
【００２７】
また、本発明の薄板部材用シール材は、
前記脚シール部のうち少なくとも一方に、厚さが厚くなった脚部側圧接シール部が形成されていることを特徴とする。
【００２８】
このように、脚シール部の厚さが厚くなった脚部側圧接シール部を形成すれば、薄板部材の表裏面と相手部材との間、例えば、薄板部材を積層する場合などには、薄板部材の間を、より確実にシールすることができる。
【００２９】
また、本発明の薄板部材用シール材は、
前記脚部側圧接シール部が、分岐方向に一定間隔離間して配置された複数の脚部側圧接シール部から構成されていることを特徴とする。
【００３０】
このように構成すれば、分岐方向に一定間隔離間して配置された複数の脚部側圧接シール部により、薄板部材の表裏面と相手部材との間、例えば、薄板部材を積層する場合などには、薄板部材の間を、さらに確実にシールすることができる。
【００３１】
また、本発明の薄板部材用シール材は、
前記脚部側圧接シール部の位置が、一対の脚シール部において合致した位置に形成されていることを特徴とする。
このように脚部側圧接シール部の位置が、一対の脚シール部において合致した位置に形成されていれば、脚部側圧接シール部でのシール性が向上することになる。
【００３２】
また、本発明の薄板部材用シール材は、
前記脚シール部に、外方に曲部が突出して成る屈曲部を有することを特徴とする。
【００３３】
このように脚シール部に外方に曲部が突出して成る屈曲部を有していれば、薄板部材を挟持した際に、薄板部材に対する圧縮荷重を軽減するとともに、薄板部材との摩擦が必要以上に大きくなりすぎてしまうことを防止できる。これにより薄板部材が熱膨張や熱収縮を生じた際、脚シール部を追随して挙動させることができる。
【００３４】
また、本発明の薄板部材用シール材は、
前記側部シール本体部には、側端部に曲面部を有することを特徴とする。
このように、側部シール本体部の側端部を曲面状の形態（曲面部）とすれば、例えば薄板部材を挟持し、フレーム枠内に収める際における摺動抵抗を下げることができる。
【００３５】
また、本発明の薄板部材用シール材は、
前記薄板部材が、電池用部材であることを特徴とする。
このように電池用部材であれば、セルの間を確実にシールすることができる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、二股状に分岐し薄板部材の表裏面にそれぞれ配置される一対の脚シール部によって、薄板部材の表裏面と相手部材との間、例えば、薄板部材を積層する場合などには、薄板部材の間をシールすることができる。
【００３７】
一方、薄板部材の側部に配置される側部シール本体部によって、側部シール本体部と相手部材との間をシールして、薄板部材の側部をシールすることができる。
従って、１つの薄板部材用シール材で、一対の脚シール部によるシールと、側部シール本体部によるシールとの、二重のシールを確保することができる。
【００３８】
これにより、シール性が極めて良好で、より薄く、数の少ないシール材で、薄板部材の間を良好にシールすることができ、使用される装置自体のコンパクト化、軽量化が図れ、組み立ても容易であって、コストも低減可能な薄板部材用シール材を提供することができる。
【００３９】
また、薄板部材用シール材を、例えば、レドックスフロー電池、燃料電池、鉛蓄電池などの二次電池のセルなどの薄板部材に適用した場合に、一対の脚シール部によって、セルの電解液が上下のセルの間で漏れることを防止できるとともに、側部シール本体部によって、セルの電解液が側部から外部に漏洩することを防止できる。
【００４０】
しかも、従来のように、シール溝を形成する必要がなく、シール性も良好で、装置自体のコンパクト化、軽量化が図れ、組み立ても容易であって、コストも低減可能で、しかも、セルの積層枚数も多くでき、電池容量も向上することが可能な薄板部材用シール材を提供することができる。
【００４１】
さらに、薄板部材の側部に、側部シール本体部を配置するとともに、薄板部材の表裏面に、二股状に分岐した一対の脚シール部を配置することによって、薄板部材の側部に薄板部材用シール材を簡単に装着でき、この装着状態の薄板部材を部品として取り扱うことができ、組み立てなどの際の操作性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】図１は、本発明の薄板部材用シール材を、被装着部材である薄板部材として、レドックスフロー電池などの二次電池のセルに適用した実施例を示す部分拡大断面図である。
【図２】図２は、図１の薄板部材用シール材の圧縮状態を示す部分拡大断面図である。
【図３】図３は、本発明の薄板部材用シール材の上面図である。
【図４】図４は、本発明の別の実施例の薄板部材用シール材の断面図である。
【図５】図５は、本発明の別の実施例の薄板部材用シール材の断面図である。
【図６】図６は、本発明の別の実施例の薄板部材用シール材の断面図である。
【図７】図７は、本発明の別の実施例の薄板部材用シール材の断面図である。
【図８】図８は、本発明の別の実施例の薄板部材用シール材の断面図である。
【図９】図９は、本発明の別の実施例の薄板部材用シール材の断面図である。
【図１０】図１０は、本発明の別の実施例の薄板部材用シール材の断面図である。
【図１１】図１１は、本発明の別の実施例の薄板部材用シール材の断面図である。
【図１２】図１２は、本発明の別の実施例の薄板部材用シール材の断面図である。
【図１３】図１３（Ａ）は、本発明の別の実施例の薄板部材用シール材の断面図、図１３（Ｂ）は、本発明の別の実施例の薄板部材用シール材の上面図、図１３（Ｃ）は、本発明の別の実施例の薄板部材用シール材の上面図である。
【図１４】図１４は、発明の別の実施例の薄板部材用シール材の断面図である。
【図１５】図１５は、発明の別の実施例の薄板部材用シール材の断面図である。
【図１６】図１６は、発明の別の実施例の薄板部材用シール材の断面図である。
【図１７】図１７は、発明の別の実施例の薄板部材用シール材の断面図である。
【図１８】図１８は、発明の別の実施例の薄板部材用シール材の断面図である。
【図１９】図１９は、従来の燃料電池のセルの構造を模式的に示す部分拡大斜視図である。
【図２０】図２０（Ａ）は、図１９のＡ部の拡大図、図２０（Ｂ）は、図１９のＢ部の拡大図である。
【図２１】図２１は、従来の燃料電池の構造を模式的に示す部分拡大斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下、本発明の実施の形態（実施例）を図面に基づいてより詳細に説明する。
図１は、本発明の薄板部材用シール材を、被装着部材である薄板部材として、レドックスフロー電池などの二次電池のセルに適用した実施例を示す部分拡大断面図、図２は、図１の薄板部材用シール材の圧縮状態を示す部分拡大断面図である。
【００４４】
図１〜図２において、符号１０は、全体で本発明の薄板部材用シール材を示している。
図１に示したように、本発明の薄板部材用シール材１０は、環状であって、被装着部材である薄板部材、すなわち、この実施例の場合には、セルからなる薄板部材３０の側部３２（この実施例では、外周側の側部）に装着されるものである。
【００４５】
なお、環状とは、薄板部材３０の外形に合わせた形状であって、薄板部材３０が円盤形状であれば円形リング状、薄板部材３０が矩形形状であれば図３（Ａ）、（Ｂ）に示したように矩形リング状などであり、特に限定されるものではない。
【００４６】
なお、説明の便宜上、セルからなる薄板部材３０に備えられている正極電極、正極セル、負極電極、負極セル、ならびに、イオンが通過できる隔膜などの構成を省略して示している。
【００４７】
この薄板部材用シール材１０は、図１に示したように、断面が略矩形形状の側部シール本体部１２を備えている。この側部シール本体部１２の内周側の端部の厚さ方向の両端１４から、二股状に分岐して、薄板部材３０の表裏面にそれぞれ配置される、一対のリップ形状の脚シール部１６が延設されている。
【００４８】
なお、これらの脚シール部１６の分岐位置としては、薄板部材３０の厚さに合わせて、適宜変更することができる。
また、この実施例の場合には、図１に示したように、これらの脚シール部１６が、所定の角度α開いた形状となっているが、これは、薄板部材用シール材１０の寸法が小さい場合、金型から、脚シール部１６が抜けにくいために、金型から抜きやすくするための設計上の形状である。従って、このαの角度は、特に限定されるものではなく、薄板部材用シール材１０の寸法に応じて適宜変更すれば良い。
【００４９】
従って、薄板部材用シール材１０の寸法がある程度大きい場合には、図４に示したように、これらの脚シール部１６を、略平行に二股状に分岐することも可能である。
また、図1に示したように、側部シール本体部１２の径方向の幅Ｌ１、脚シール部１６の分岐長さＬ２、脚シール部１６の本体部１６ａの厚さＬ３、側部シール本体部１２の厚さＬ４としては、薄板部材３０の種類、寸法などに応じて適宜変更することができ、特に限定されるものではないが、例えば、シール性を考慮すれば、下記のように設定するのが望ましい。
・Ｌ１について
Ｌ１≧Ｌ３×２＋薄板部材３０の厚さとするのが好ましい。
また、Ｌ１をＬ４の０．５〜２倍とするのが望ましい。
【００５０】
・Ｌ２について
１．５ｍｍ〜５．０ｍｍとするのが好ましく、また、上下の脚シール部１６の合計で、５ｍｍとするのが望ましい。
・Ｌ３について
０．２ｍｍ〜１．０ｍｍ、より好ましくは、０．２５ｍｍ〜１．０ｍｍとするのが望ましい。但し、薄板部材３０の厚さによって、適宜選択すればよく、薄い方が好ましい。
・Ｌ４について
Ｌ４＝薄板部材３０の厚さ＋Ｌ３×２とするのが望ましい。
【００５１】
さらに図示しないが、脚シール部１６が、Ｌ２の３分の１の長さで、脚部側圧接シール部２０が１つでも可能であり、また、脚シール部１６が、Ｌ２の３分の２の長さで、脚部側圧接シール部２０が２つとすることも可能である。
【００５２】
また、側部シール本体部１２には、表裏面に、厚さ方向外側に突設する本体側圧接シール突設部１８が形成されている。すなわち、この実施例の場合には、本体側圧接シール突設部１８が、径方向に一定間隔離間して配置された、複数の断面半円形状の本体側圧接シール突設部１８から構成されている。
【００５３】
この実施例では、表裏面それぞれ２個の本体側圧接シール突設部１８、すなわち表裏面合わせて合計４個の本体側圧接シール突設部１８が形成されている。
この場合、本体側圧接シール突設部１８の個数、離間位置、突設寸法などは限定されるものではなく、シール性、薄板部材３０の種類、寸法などに応じて適宜変更することができる。
【００５４】
一方、脚シール部１６には、本体部１６ａよりも厚さが厚くなった脚部側圧接シール部２０、この実施例では、複数の断面半円形状の脚部側圧接シール部２０が形成されている。すなわち、この実施例の場合には、脚部側圧接シール部２０が、分岐方向に一定間隔離間して配置された複数の脚部側圧接シール部２０から構成されている。
【００５５】
すなわち、この実施例では、表裏面の脚シール部１６に、それぞれ３個の脚部側圧接シール部２０、表裏面合わせて、合計６個の脚部側圧接シール部２０が形成されている。
この場合、脚部側圧接シール部２０の個数、離間位置、本体部１６ａの厚さとの比などは限定されるものではなく、シール性、薄板部材３０の種類、寸法などに応じて適宜変更することができる。
【００５６】
なお、本発明の薄板部材用シール材１０の材質としては、特に限定されるものではなく、ある程度弾性がありシール性を付与できるものであれば、例えば、合成樹脂、ゴムなどから構成することができる。
【００５７】
この場合、弾性部材であるゴムから構成されているのが望ましく、ゴムとしては、天然ゴム、例えば、ＥＰＭ、ＥＰＤＭなどのエチレン・プロピレンゴム、フッ素ゴムなどの合成ゴムのいずれも使用可能である。
【００５８】
また合成樹脂としては、例えば、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリベンゾイミダゾール樹脂、ポリエーテルケトン樹脂などが使用できる。
【００５９】
このように構成される本発明の薄板部材用シール材１０では、薄板部材３０の側部３２に装着して、薄板部材３０の表裏面にそれぞれ一対のリップ形状の脚シール部１６を配置して、図２に示したように、一対のフレーム枠２４で挟持して、セルフレーム挟持体を構成して、このセルフレーム挟持体を適宜複数枚積層して、図示しないが、レドックスフロー電池を組み立てるようになっている。
【００６０】
このように構成される本発明の薄板部材用シール材１０によれば、図２に示したように、二股状に分岐し薄板部材３０の表裏面にそれぞれ配置される一対の脚シール部１６によって、薄板部材の表裏面と相手部材との間、例えば、薄板部材３０を積層する場合などには、薄板部材３０の間をシールすることができる。
【００６１】
特に、図２の丸で囲んだ部分に示したように、脚シール部１６の厚さが厚くなった脚部側圧接シール部２０により、薄板部材３０の表裏面と相手部材との間、例えば、薄板部材３０を積層する場合などには、薄板部材３０の間を、より確実にシールすることができる。
【００６２】
一方、図２に示したように、薄板部材３０の側部３２に配置される側部シール本体部１２によって、側部シール本体部１２と相手部材との間をシールして、薄板部材３０の側部３２をシールすることができる。
【００６３】
特に、図２に示したように、側部シール本体部１２の本体側圧接シール突設部１８によって、薄板部材３０の側部３２をより確実にシールすることができる。
従って、１つの薄板部材用シール材１０で、一対の脚シール部１６によるシールと、側部シール本体部１２によるシールとの、二重のシールを確保することができる。
【００６４】
これにより、シール性が極めて良好で、より薄く、数の少ないシール材で、薄板部材３０の間を良好にシールすることができ、使用される装置自体のコンパクト化、軽量化が図れ、組み立ても容易であって、コストも低減可能な薄板部材用シール材を提供することができる。
【００６５】
また、薄板部材用シール材１０を、この実施例のように、例えば、レドックスフロー電池、燃料電池、鉛蓄電池などの二次電池のセルなどの薄板部材に適用した場合に、一対の脚シール部１６によって、セルの電解液が上下のセルの間で漏れることを防止できるとともに、側部シール本体部１２によって、セルの電解液が側部から外部に漏洩することを防止できる。
【００６６】
しかも、従来のようにシール溝を形成する必要がなく、シール性も良好で、装置自体のコンパクト化、軽量化が図れ、組み立ても容易であって、コストも低減可能で、しかも、セルの積層枚数も多くでき、電池容量も向上することが可能な薄板部材用シール材を提供することができる。
【００６７】
さらに、薄板部材３０の側部３２に、側部シール本体部１２を配置するとともに、薄板部材３０の表裏面に、二股状に分岐した一対の脚シール部１６を配置することによって、薄板部材３０の側部３２に薄板部材用シール材１０を簡単に装着でき、この装着状態の薄板部材を部品として取り扱うことができ、組み立てなどの際の操作性に優れる。
【００６８】
またこの実施例では、これらの本体側圧接シール突設部１８の位置が、表裏面において合致した位置に形成されているが、図５（Ａ）に示したように、本体側圧接シール突設部１８の位置を、表裏面において異なる位置に形成することも可能である。さらにこの実施例では、表裏面に本体側圧接シール突設部１８を形成したが、図５（Ｂ）、（Ｃ）に示したように、表裏面の一方側のみに本体側圧接シール突設部１８を形成することもできる。
【００６９】
さらにこの実施例では、本体側圧接シール突設部１８の形状を断面半円形状としたが、この形状は特に限定されるものではなく、例えば図６（Ａ）に示したように、断面矩形形状の本体側圧接シール突設部１８とすることもでき、適宜変更することが可能である。
【００７０】
またこの実施例では、側部シール本体部１２を断面矩形形状とするとともに、本体側圧接シール突設部１８を断面矩形形状としたが、図６（Ｂ）に示したように、側部シール本体部１２を断面円形状として、これにシール性を付与するようにすることも可能である。
【００７１】
さらにこの実施例では、本体側圧接シール突設部１８は、全て同じ寸法（厚さ）としたが、図７（Ａ）に示したように、側部シール本体部１２の内径側から外径側に向けて、徐々に本体側圧接シール突設部１８の大きさが小さくなるようにして、外径側の本体側圧接シール突設部１８を補助シールとして機能させて、シール性を増大することも可能である。
【００７２】
これとは逆に図７（Ｂ）に示したように、側部シール本体部１２の内径側から外径側に向けて、徐々に本体側圧接シール突設部１８の大きさが大きくなるようにして、シール性を増大することも可能である。
【００７３】
またこの実施例では、これらの脚部側圧接シール部２０の位置が、表裏面の脚シール部１６において合致した位置に形成されているが、図８（Ａ）に示したように、脚部側圧接シール部２０の位置を、表裏面の脚シール部１６において異なる位置に形成することも可能である。
【００７４】
またこの実施例では、表裏面の脚シール部１６にそれぞれ、脚部側圧接シール部２０を設けたが、図８（Ｂ）、図８（Ｃ）に示したように、一方の脚シール部１６にのみ、脚部側圧接シール部２０を設けることも可能である。
【００７５】
さらにこの実施例では、脚部側圧接シール部２０の形状を断面半円形状としたが、この形状は特に限定されるものではなく、脚シール部１６の本体部１６ａの厚さよりも厚くなっていれば良く、例えば、図９に示したように、断面矩形形状の脚部側圧接シール部２０とすることもでき、適宜変更することが可能である。
【００７６】
またこの実施例では、脚部側圧接シール部２０は、図１に示したように、脚シール部１６の表裏面に突設する外側突設部２０ａと内側突設部２０ｂとから構成したが、図１０（Ａ）に示したように、外側突設部２０ａのみにすることも、図１０（Ｂ）に示したように、内側突設部２０ｂのみにすることも、図１０（Ｃ）に示したように、外側突設部２０ａと内側突設部２０ｂとの組み合わせにすることも可能である。
【００７７】
さらには、図１１（Ａ）に示したように、一方の脚シール部１６だけを外側突設部２０ａのみとすることも、図１１（Ｂ）に示したように、一方の脚シール部１６だけを内側突設部２０ｂのみとすることも可能である。
【００７８】
またこの実施例では、脚部側圧接シール部２０は、全て同じ寸法（厚さ）としたが、図１２（Ａ）に示したように、脚シール部１６の分岐方向の先端から基端部に向けて、徐々に脚部側圧接シール部２０の大きさが小さくなるようにして、基端部側の脚部側圧接シール部２０を補助シールとして機能させて、シール性を増大することも可能である。
【００７９】
なお図示しないが、脚部側圧接シール部２０は真ん中が小さく、外側２つが大きいものとするなど、その組み合わせが自由であることはもちろんである。
これとは逆に、図１２（Ｂ）に示したように、脚シール部１６の分岐方向の先端から基端部に向けて、徐々に脚部側圧接シール部２０の大きさが大きくなるようにして、シール性を増大することも可能である。
【００８０】
またこの実施例では、表裏面の脚シール部１６の分岐長さを同じ長さとしたが、図１３（Ａ）に示したように、表裏面の脚シール部１６の分岐長さを異なるようにすることもできる。
【００８１】
さらに、図１３（Ｂ）に示したように、薄板部材用シール材１０の環状全体にわたって、脚シール部１６の分岐長さを同じ長さとすることも、図１３（Ｃ）に示したように、薄板部材用シール材１０の環状全体にわたって、脚シール部１６の分岐長さを異なるようにすることも可能である。
【００８２】
図１４は、本発明の装置の別の実施例の薄板部材用シール材の断面図である。
この薄板部材用シール材１０は、図１に示した薄板部材用シール材１０と基本的には同様な構成であり、同一の構成部材には、同一の参照番号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００８３】
この実施例の薄板部材用シール材１０では、脚シール部１６の厚さが厚くなった脚部側圧接シール部２０を省略するとともに、側部シール本体部１２の本体側圧接シール突設部１８を省略している。
【００８４】
このように、使用条件によっては、この実施例のように、脚シール部１６の厚さが厚くなった脚部側圧接シール部２０を省略するとともに、側部シール本体部１２の本体側圧接シール突設部１８を省略しても、一対の脚シール部１６によるシールと、側部シール本体部１２によるシールとの、二重のシールを確保することができる。
【００８５】
図１５は、本発明の装置の別の実施例の薄板部材用シール材の断面図である。
この薄板部材用シール材１０は、図１に示した薄板部材用シール材１０と基本的には同様な構成であり、同一の構成部材には、同一の参照番号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００８６】
この実施例の薄板部材用シール材１０では、脚シール部１６の厚さが厚くなった脚部側圧接シール部２０を省略している。
このように、使用条件によっては、この実施例のように、脚シール部１６の厚さが厚くなった脚部側圧接シール部２０を省略しても、一対の脚シール部１６によるシールと、側部シール本体部１２によるシールとの、二重のシールを確保することができる。
【００８７】
図１６は、本発明の装置の別の実施例の薄板部材用シール材の断面図である。
この薄板部材用シール材１０は、図１に示した薄板部材用シール材１０と基本的には同様な構成であり、同一の構成部材には、同一の参照番号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００８８】
この実施例の薄板部材用シール材１０では、側部シール本体部１２の本体側圧接シール突設部１８を省略している。
このように、使用条件によっては、この実施例のように、側部シール本体部１２の本体側圧接シール突設部１８を省略しても、一対の脚シール部１６によるシールと、側部シール本体部１２によるシールとの、二重のシールを確保することができる。
【００８９】
図１７は、本発明の装置の別の実施例の薄板部材用シール材の断面図である。
この薄板部材用シール材１０は、図１に示した薄板部材用シール材１０と基本的には同様な構成であり、同一の構成部材には、同一の参照番号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００９０】
この実施例の薄板部材用シール材１０では、脚シール部１６の厚さが厚くなった脚部側圧接シール部２０を省略するとともに、脚シール部１６の途中に、く字状の屈曲部３４を有している。また側部シール本体部１２の本体側圧接シール突設部１８が上下にそれぞれ一つ設けられている。
【００９１】
このように使用条件によっては、この実施例のように脚シール部１６の途中に、く字状の屈曲部３４を有することにより、薄板部材３０を挟持した際に、薄板部材３０に対する圧縮荷重を軽減するとともに、薄板部材３０との摩擦が必要以上に大きくなりすぎてしまうことを防止できる。これにより薄板部材３０が熱膨張や熱収縮を生じた際、脚シール部１６を追随して挙動させることができる。
【００９２】
さらに側部シール本体部１２の本体側圧接シール突設部１８が上下にそれぞれ一つ設けることにより、薄膜部材３０を挟持した際に、フレーム枠２４と側部シール本体部１２との高いシール性を確保することができる。
【００９３】
図１８は、本発明の装置の別の実施例の薄板部材用シール材の断面図である。
この薄板部材用シール材１０は、図１に示した薄板部材用シール材１０と基本的には同様な構成であり、同一の構成部材には、同一の参照番号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００９４】
この実施例の薄板部材用シール材１０では、脚シール部１６の厚さが厚くなった脚部側圧接シール部２０を省略するとともに、脚シール部１６の途中に、く字状の屈曲部３４を有している。また側部シール本体部１２の本体側圧接シール突設部１８を省略しているとともに、側端部を曲面状の形態（曲面部３６）としている。
【００９５】
このように使用条件によっては、この実施例のように脚シール部１６の途中に、く字状の屈曲部３４を有することにより、薄板部材３０を挟持した際に、薄板部材３０に対する圧縮荷重を軽減するとともに、薄板部材３０との摩擦が必要以上に大きくなりすぎてしまうことを防止できる。これにより薄板部材３０が熱膨張や熱収縮を生じた際、脚シール部１６を追随して挙動させることができる。
【００９６】
さらに側部シール本体部１２の側端部を曲面状の形態（曲面部３６）とすることにより、薄板部材３０を挟持し、フレーム枠２４内に収める際における摺動抵抗を下げることができ、一対の脚シール部１６によるシールと、側部シール本体部１２によるシールとの、二重のシールを確保することができる。
【００９７】
以上、本発明の好ましい実施の態様を説明してきたが、本発明はこれに限定されることはなく、例えば上記の実施例では、本発明の薄板部材用シール材１０は環状であって、薄板部材３０の外周側の側部に装着するようにしたが、薄板部材３０がリング形状である場合には、薄板部材３０の内周側の側部に、薄板部材用シール材１０を装着することも可能である。
【００９８】
さらに上記の実施例では、本発明の薄板部材用シール材１０を、薄板部材３０としてレドックスフロー電池などの二次電池のセルに適用したが、何らこれに限定されるものではなく、フィルターなどの薄板部材の間をシールするための薄板部材用シール材としても適用することができるなど、本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
本発明は、例えば、レドックスフロー電池、燃料電池、鉛蓄電池などの二次電池のセル、フィルターなどの薄板部材の間をシールするための薄板部材用シール材に適用することができる。
【符号の説明】
【０１００】
１０ 薄板部材用シール材
１２ 側部シール本体部
１４ 両端
１６ 脚シール部
１６ａ 本体部
１８ 本体側圧接シール突設部
２０ 脚部側圧接シール部
２０ａ 外側突設部
２０ｂ 内側突設部
２４ フレーム枠
３０ 薄板部材
３２ 側部
３４ 屈曲部
３６ 曲面部
１００ 燃料電池
１０２ 正極電極
１０４ 正極セル
１０６ 負極電極
１０８ 負極セル
１１０ 隔膜
１１２ セル
１１４ セルフレーム枠
１１８ 内側シール溝
１２０ 外側シール溝
１２２ シール材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄板部材の間をシールするための環状の薄板部材用シール材であって、
前記薄板部材の側部に配置される側部シール本体部と、
前記側部シール本体部から二股状に分岐して、前記薄板部材の表裏面にそれぞれ配置される一対の脚シール部と、
を備えることを特徴とする薄板部材用シール材。
【請求項２】
前記側部シール本体部には、表裏面の少なくとも一方側に、厚さ方向外側に突設する本体側圧接シール突設部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の薄板部材用シール材。
【請求項３】
前記本体側圧接シール突設部が、径方向に一定間隔離間して配置された複数の本体側圧接シール突設部から構成されていることを特徴とする請求項２に記載の薄板部材用シール材。
【請求項４】
前記本体側圧接シール突設部の位置が、表裏面において合致した位置に形成されていることを特徴とする請求項２または３に記載の薄板部材用シール材。
【請求項５】
前記脚シール部のうち少なくとも一方に、厚さが厚くなった脚部側圧接シール部が形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の薄板部材用シール材。
【請求項６】
前記脚部側圧接シール部が、分岐方向に一定間隔離間して配置された複数の脚部側圧接シール部から構成されていることを特徴とする請求項５に記載の薄板部材用シール材。
【請求項７】
前記脚部側圧接シール部の位置が、一対の脚シール部において合致した位置に形成されていることを特徴とする請求項５または６に記載の薄板部材用シール材。
【請求項８】
前記脚シール部に、外方に曲部が突出して成る屈曲部を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の薄板部材用シール材。
【請求項９】
前記側部シール本体部には、側端部に曲面部を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の薄板部材用シール材。
【請求項１０】
前記薄板部材が、電池用部材であることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の薄板部材用シール材。
【請求項１】
薄板部材の間をシールするための環状の薄板部材用シール材であって、
前記薄板部材の側部に配置される側部シール本体部と、
前記側部シール本体部から二股状に分岐して、前記薄板部材の表裏面にそれぞれ配置される一対の脚シール部と、
を備えることを特徴とする薄板部材用シール材。
【請求項２】
前記側部シール本体部には、表裏面の少なくとも一方側に、厚さ方向外側に突設する本体側圧接シール突設部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の薄板部材用シール材。
【請求項３】
前記本体側圧接シール突設部が、径方向に一定間隔離間して配置された複数の本体側圧接シール突設部から構成されていることを特徴とする請求項２に記載の薄板部材用シール材。
【請求項４】
前記本体側圧接シール突設部の位置が、表裏面において合致した位置に形成されていることを特徴とする請求項２または３に記載の薄板部材用シール材。
【請求項５】
前記脚シール部のうち少なくとも一方に、厚さが厚くなった脚部側圧接シール部が形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の薄板部材用シール材。
【請求項６】
前記脚部側圧接シール部が、分岐方向に一定間隔離間して配置された複数の脚部側圧接シール部から構成されていることを特徴とする請求項５に記載の薄板部材用シール材。
【請求項７】
前記脚部側圧接シール部の位置が、一対の脚シール部において合致した位置に形成されていることを特徴とする請求項５または６に記載の薄板部材用シール材。
【請求項８】
前記脚シール部に、外方に曲部が突出して成る屈曲部を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の薄板部材用シール材。
【請求項９】
前記側部シール本体部には、側端部に曲面部を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の薄板部材用シール材。
【請求項１０】
前記薄板部材が、電池用部材であることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の薄板部材用シール材。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２０１２−２１５２９１（Ｐ２０１２−２１５２９１Ａ）
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５７０４８（Ｐ２０１２−５７０４８）
【出願日】平成２４年３月１４日（２０１２．３．１４）
【出願人】（０００２２９５６４）日本バルカー工業株式会社 (145)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年３月１４日（２０１２．３．１４）
【出願人】（０００２２９５６４）日本バルカー工業株式会社 (145)
【Ｆターム（参考）】
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