JP4370705B2 - Fuel cell separator - Google Patents
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Description
【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に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から、図4に示す燃料電池用セパレータ51が知られているが、この燃料電池用セパレータ51においては、セパレータ本体52に設けたガス導入部53の溝54がトンネル状となるようにセパレータ本体52に組み合わされるプレート55が接着剤56によってセパレータ本体52に固定されており、同じく当該セパレータ51の構成部品であるガスケット(図示せず)はセパレータ本体52およびプレート55に対して別体成形されて別部品とされている。
【0003】
また、プレート55の固定に関しては、図5に示すように、接着剤56がガス導入部53の溝54に回り込まないように、堰57を設ける等の手法が提案されている(特開2000−048832公報参照)。
【0004】
しかしながら、図4、図5何れの場合にも、セパレータ本体52へのプレート55の固定に接着剤56を使用していることから、接着剤56の塗布工程および乾燥工程が必要であり、よって工数が多いために、生産性が余り良くないと云う不都合があり、また、接着剤56のはみ出しや不均一な塗布による接着不良等の品質上の問題を生じる虞がある。また、上記したようにプレート55の組付け後に別体のガスケットを組み合わせることから、燃料電池のように多数のセパレータ51を積層して使用する場合には、スタックの組立性が余り良くないと云う不都合もある。
【0005】
【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、セパレータ本体に設けたガス導入部の溝がトンネル状となるようにセパレータ本体にプレートを組み合わせる燃料電池用セパレータにおいて、生産性の向上(工数削減)、品質の向上および組立性の向上を実現することができる燃料電池用セパレータを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の燃料電池用セパレータは、セパレータ本体におけるマニホールドとガス流路の間に設けたガス導入部の溝がトンネル状となるように前記ガス導入部の上面に設けたプレート取付用凹部にプレートを非接着で組み合わせ、前記セパレータ本体の上面および前記プレートの上面にガスケットを連続して一体成形することにより前記プレートを固定してなり、前記プレート取付用凹部内に突起を設けるとともにこれに対応して前記プレートに組付け穴を設け、前記突起に前記組付け穴を嵌合することにより、接着剤を用いることなく前記プレート取付用凹部内に前記プレートを仮固定する構造が設けられていることを特徴とするものである。
また、本発明の請求項2による燃料電池用セパレータは、上記した請求項1記載の燃料電池用セパレータにおいて、プレート取付用凹部内にプレートを仮固定した状態で、前記プレートの上面がセパレータ本体の上面よりも高くなるように両面の間に段差が設定され、前記セパレータ本体の上面および前記プレートの上面に連続して一体成形されたガスケットが前記プレートを拘束する構造が設けられていることを特徴とするものである。
【0007】
上記構成を備えた本発明の燃料電池用セパレータにおいては、セパレータ本体にプレートを非接着で組み合わせ、セパレータ本体の上面およびプレートの上面にガスケットを連続して一体成形してプレートを固定することから、接着剤を使用しなくてもセパレータ本体にプレートを固定することが可能となる。また、ガスケットをセパレータ本体およびプレートに一体成形することから、ガスケットをセパレータ本体およびプレートに対する一体部品として取り扱うことが可能となる。
【0008】
また、本件提案には、以下の技術的思想が含まれる。
【0009】
すなわち、本件出願が提案する燃料電池用セパレータの一つは、燃料電池のセパレータ(集電極)のガス流路において、燃料ガスおよび空気を供給、排出するための複数の溝からなるガス導入部に樹脂製または金属製のプレートを組み付けてトンネル状としガス流路を確保するとともに、セパレータガス流路周辺とプレートの面が同一面になるように設定し、その表面に各々を連通するようにガスケットを一体成形する。セパレータとプレートの組付けは、各々に突起および組付け穴を加工して嵌合させる。
【0010】
また、上記従来技術における不具合を解決するために、セパレータとプレートとを嵌め込み方式により仮固定し、セパレータとプレートを橋渡しする形でゴムを一体成形する。これによりセパレータとプレートを固定するため、接着剤が不要となり、工数の削減、品質の向上がなされる。また、別体にて使用されていたガスケットもセパレータに一体化されるため、スタック組立時の作業性も改善できる。この場合、セパレータとプレートのシール面の段差は同一となるか、またはプレートの方が0.1mm以内、好ましくは0.05mm以内で高くなる。
【0011】
【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。
【0012】
図1は、本発明の実施例に係る燃料電池用セパレータ1の平面を示しており、そのA−A線拡大断面が図2に示されている。
【0013】
当該実施例に係る燃料電池用セパレータ1は、セパレータ本体2、プレート3およびガスケット4をそれぞれ構成部品として有しており、これらの構成部品が以下のように構成されている。
【0014】
すなわち先ず、セパレータ本体2に、外部から中央のガス流路5へ燃料ガスおよび空気等を給排するためのガス導入部6が設けられており、図2に示すようにこのガス導入部6に複数(図では六本)の溝7がガス通路として互いに平行に設けられており、各溝7をトンネル状のものとすべくガス導入部6の上面に樹脂製または金属製のプレート3が被せられている。ガス導入部6は、セパレータ本体2に設けたマニホールド12と上記ガス流路5の間に設けられている。
【0015】
ガス導入部6の上面には、このプレート3を取り付けるためのプレート取付用凹部8が設けられており、この凹部8に取り付けられたプレート3はその上面3aがセパレータ本体2の上面2aと面一状に並べられている。凹部8内には、所要数の突起9が上方へ向けて設けられており、これに対応してプレート3に組付け穴10が設けられている。したがってプレート3は、この組付け穴10を突起9に嵌合することによって、接着剤を用いることなく凹部8内に仮固定されている。
【0016】
プレート3が凹部8内に仮固定された状態で、セパレータ本体2の上面2aおよびプレート3の上面3aにガスケット4が連続して一体成形されている。このガスケット4は例えば液状シリコーンゴムによって成形されており、プレート3を仮固定したセパレータ本体2を金型に挿入した状態で射出成形法により成形され、成形と同時にセパレータ本体2の上面2aおよびプレート3の上面3aに被着されている。したがってプレート3は、このガスケット4に拘束されて、接着剤を用いることなく凹部8内に本固定されている。
【0017】
上記構成の燃料電池用セパレータ1においては、セパレータ本体2にプレート3を非接着で組み合わせ、セパレータ本体2の上面2aおよびプレート3の上面3aにガスケット4を連続して一体成形してプレート3を固定しているために、接着剤を用いることなくセパレータ本体2にプレート3が固定されている。したがって、セパレータ1の製作から接着剤の塗布工程および乾燥工程を省略してその工数を削減することができ、これによりセパレータ1の生産性を向上させることができる。また、接着剤の省略に伴って接着剤のはみ出しや不均一な塗布による接着不良等の問題を生じることがないために、セパレータ1の品質を向上させることができる。
【0018】
また、ガスケット4をセパレータ本体2およびプレート3に一体成形しているために、当該セパレータ1においては、ガスケット4がセパレータ本体2およびプレート3に対する一体部品として取り扱われる。したがって、燃料電池のように多数のセパレータ1を積層して使用する場合に、スタックの組立性を向上させることができる。
【0019】
尚、上記実施例では、ガス導入部6の上面に設けたプレート取付用凹部8に取り付けられたプレート3がその上面3aをセパレータ本体2の上面2aと面一状に並べるように構成されているが、これに代えて、図3に示すように、プレート3の上面3aの方がセパレータ本体2の上面2aよりも高くなるように両面2a,3aの間に段差11を設定しても良く、これによりガスケット4がプレート3をしっかりと拘束する。段差11の大きさ(高さ)は実寸で0.1mm以内、好ましくは0.05mm以内あれば十分である。
【0020】
【発明の効果】
本発明は、以下の効果を奏する。
【0021】
すなわち、上記構成を備えた本発明の燃料電池用セパレータにおいては、セパレータ本体にプレートを非接着で組み合わせ、セパレータ本体の上面およびプレートの上面にガスケットを連続して一体成形することによりプレートを固定しているために、接着剤を用いることなくセパレータ本体にプレートが固定されている。したがって、セパレータの製作から接着剤の塗布工程および乾燥工程を省略してその工数を削減することができ、これによりセパレータの生産性を向上させることができる。また、接着剤の省略に伴って、この接着剤のはみ出しや不均一な塗布による接着不良等の問題を生じることがないために、セパレータの品質を向上させることができる。
【0022】
また、ガスケットをセパレータ本体およびプレートに対して一体成形しているために、ガスケットがセパレータ本体およびプレートに対する一体部品として取り扱われる。したがって、燃料電池のように多数のセパレータを積層して使用する場合に、スタックの組立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セパレータの平面図
【図2】図1におけるA−A線拡大断面図
【図3】本発明の他の実施例に係る燃料電池用セパレータの要部断面図
【図4】従来例に係る燃料電池用セパレータの要部断面図
【図5】他の従来例に係る燃料電池用セパレータの要部断面図
【符号の説明】
1 燃料電池用セパレータ
2 セパレータ本体
2a,3a 上面
3 プレート
4 ガスケット
5 ガス流路
6 ガス導入部
7 溝
8 プレート取付用凹部
9 突起
10 組付け穴
11 段差[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fuel cell separator.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a
[0003]
For fixing the
[0004]
However, in both cases of FIGS. 4 and 5, since the
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In view of the above points, the present invention provides a separator for a fuel cell in which a plate is combined with a separator body so that a groove of a gas introduction portion provided in the separator body has a tunnel shape. It aims at providing the separator for fuel cells which can implement | achieve improvement and the improvement of assembly property.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the fuel cell separator according to the present invention is provided on the upper surface of the gas introduction part so that the groove of the gas introduction part provided between the manifold and the gas flow path in the separator main body has a tunnel shape. A plate is combined with the plate mounting recess without bonding, and a gasket is continuously formed integrally on the upper surface of the separator body and the upper surface of the plate, thereby fixing the plate, and a protrusion is formed in the plate mounting recess. A structure in which the plate is temporarily fixed in the concave portion for mounting the plate without using an adhesive by providing an assembly hole correspondingly to the plate and fitting the assembly hole to the projection. Is provided.
The fuel cell separator according to
[0007]
In the separator for a fuel cell of the present invention having the above configuration, the plate is combined with the separator body in a non-adhering manner, and the gasket is continuously formed integrally on the upper surface of the separator body and the upper surface of the plate to fix the plate. It is possible to fix the plate to the separator body without using an adhesive. Further, since the gasket is integrally formed on the separator body and the plate, the gasket can be handled as an integral part for the separator body and the plate.
[0008]
The proposal includes the following technical ideas.
[0009]
That is, one of the fuel cell separators proposed in the present application is a gas introduction part composed of a plurality of grooves for supplying and discharging fuel gas and air in the gas flow path of the fuel cell separator (collector electrode). Assemble a resin or metal plate to create a tunnel shape to secure the gas flow path, set the periphery of the separator gas flow path and the surface of the plate to be the same surface, and connect the gasket to the surface to communicate with each other Is integrally molded. Assembling of the separator and the plate is performed by processing the protrusion and the assembly hole in each.
[0010]
In addition, in order to solve the problems in the prior art, the separator and the plate are temporarily fixed by a fitting method, and the rubber is integrally formed so as to bridge the separator and the plate. As a result, the separator and the plate are fixed, so that no adhesive is required, man-hours are reduced, and quality is improved. Moreover, since the gasket used separately is also integrated with the separator, the workability at the time of stack assembly can be improved. In this case, the level difference between the separator and the sealing surface of the plate is the same, or the plate is higher within 0.1 mm, preferably within 0.05 mm.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0012]
FIG. 1 shows a plane of a fuel cell separator 1 according to an embodiment of the present invention, and an AA line enlarged cross section thereof is shown in FIG.
[0013]
The fuel cell separator 1 according to this embodiment includes a
[0014]
That is, first, the separator
[0015]
A plate mounting recess 8 for mounting the
[0016]
In a state where the
[0017]
In the fuel cell separator 1 having the above configuration, the
[0018]
Further, since the gasket 4 is integrally formed with the
[0019]
In the above embodiment, the
[0020]
【The invention's effect】
The present invention has the following effects.
[0021]
That is, in the fuel cell separator of the present invention having the above-described structure, the plate is fixed by combining the separator body with the plate in a non-adhering manner and continuously molding the gasket on the upper surface of the separator body and the upper surface of the plate. Therefore, the plate is fixed to the separator body without using an adhesive. Therefore, it is possible to reduce the man-hours by omitting the adhesive application step and the drying step from the manufacture of the separator, thereby improving the productivity of the separator. In addition, the omission of the adhesive does not cause problems such as sticking out of the adhesive or poor adhesion due to non-uniform application, so that the quality of the separator can be improved.
[0022]
Further, since the gasket is integrally formed with the separator body and the plate, the gasket is handled as an integral part for the separator body and the plate. Therefore, when a large number of separators are stacked and used like a fuel cell, the assembly of the stack can be improved.
[Brief description of the drawings]
1 is a plan view of a separator for a fuel cell according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1. FIG. 3 is a perspective view of a separator for a fuel cell according to another embodiment of the present invention. FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part of a separator for a fuel cell according to a conventional example. FIG. 5 is a cross-sectional view of a main part of a separator for a fuel cell according to another conventional example.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
前記プレート取付用凹部(8)内に突起(9)を設けるとともにこれに対応して前記プレート(3)に組付け穴(10)を設け、前記突起(9)に前記組付け穴(10)を嵌合することにより、接着剤を用いることなく前記プレート取付用凹部(8)内に前記プレート(3)を仮固定する構造が設けられていることを特徴とする燃料電池用セパレータ。On the upper surface of the gas introduction part (6), the groove (7) of the gas introduction part (6) provided between the manifold (12) and the gas flow path (5) in the separator body (2) is formed in a tunnel shape. The plate mounting recess (8) is combined with the plate (3) in a non-adhesive manner, and the gasket (4) is connected to the upper surface (2a) of the separator body (2) and the upper surface (3a) of the plate (3). The plate (3) is fixed by integrally molding,
A projection (9) is provided in the plate mounting recess (8), and an assembly hole (10) is provided in the plate (3) correspondingly, and the assembly hole (10) is provided in the projection (9). The fuel cell separator is provided with a structure for temporarily fixing the plate (3) in the plate mounting recess (8) without using an adhesive.
プレート取付用凹部(8)内にプレート(3)を仮固定した状態で、前記プレート(3)の上面(3a)がセパレータ本体(2)の上面(2a)よりも高くなるように両面(2a)(3a)の間に段差(11)が設定され、前記セパレータ本体(2)の上面(2a)および前記プレート(3)の上面(3a)に連続して一体成形されたガスケット(4)が前記プレート(3)を拘束する構造が設けられていることを特徴とする燃料電池用セパレータ。In a state where the plate (3) is temporarily fixed in the plate mounting recess (8), both surfaces (2a) are formed such that the upper surface (3a) of the plate (3) is higher than the upper surface (2a) of the separator body (2). ) (3a), a step (11) is set, and a gasket (4) integrally formed continuously on the upper surface (2a) of the separator body (2) and the upper surface (3a) of the plate (3) is formed. A fuel cell separator provided with a structure for restraining the plate (3).
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