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公開番号2025051101
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-04
出願番号2023160024
出願日2023-09-25
発明の名称燃料電池用のガスケット
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人弁理士法人平木国際特許事務所
主分類H01M 8/0273 20160101AFI20250328BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】ガスケットによるシール性を確保しつつ、ガスケットとセパレータ基材との間の接着性を保持することができる燃料電池用のガスケットを提供する。
【解決手段】ガスケット50は、セパレータ基材12の表面に接着されるシート材51Aと、シート材51Aを覆うように、セパレータ基材12の表面に接着され、シート材51Aよりも圧縮弾性変形性が高いシール材52とを備える。ガスケット50の幅方向の断面において、シール材52は、シート材51Aの両端よりも外側において、セパレータ基材12に接着されている。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
燃料電池用のセパレータ基材に接着される燃料電池用のガスケットであって、
前記ガスケットは、
前記セパレータ基材の表面に接着されるシート材と、
前記シート材を覆うように、前記セパレータ基材の表面に接着され、前記シート材よりも圧縮弾性変形性が高いシール材と、を備え、
前記ガスケットの幅方向の断面において、前記シール材は、前記シート材の両端よりも外側において、前記セパレータ基材に接着されていることを特徴とする燃料電池用のガスケット。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池用のセパレータ基材に接着される燃料電池用のガスケットに関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
従来から、両面にガス拡散層が形成された膜電極接合体を、一対のセパレータで挟み込んで、燃料電池の単セルが製造される。単セル同士は、厚さ方向に積層されて、燃料電池スタックとされる。たとえば、特許文献１には、単セル同士のシール性を高めるべく、燃料電池用のセパレータ基材に配置されるガスケットが提案されている。各セパレータは、セパレータ基材とガスケットを備えており、ガスケットは、接着剤を介して、セパレータ基材に接着されている。具体的には、ガスケットの幅方向の断面において、ガスケットの幅よりも、接着剤の幅が大きくなるように、セパレータ基材に接着剤が塗布されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００７－００５０２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に示す如く、接着剤を介して、セパレータ基材にガスケットを接着したとしても、ガスケットに圧縮荷重が作用した際には、ガスケットの幅方向の変形により、セパレータ基材とガスケットとの間に、剪断応力が作用する。このような剪断応力により、ガスケットが、セパレータ基材から剥がれるおそれがある。
【０００５】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、ガスケットによるシール性を確保しつつ、ガスケットとセパレータ基材との間の接着性を保持することができる燃料電池用のガスケットを提供することになる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題に鑑みて、本発明に係る燃料電池用ガスケットは、燃料電池用のセパレータ基材に接着される燃料電池用のガスケットであって、前記ガスケットは、前記セパレータ基材の表面に接着されるシート材と、前記シート材を覆うように、前記セパレータ基材の表面に接着され、前記シート材よりも圧縮弾性変形性が高いシール材と、を備え、前記ガスケットの幅方向の断面において、前記シール材は、前記シート材の両端よりも外側において、前記セパレータ基材に接着されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ガスケットに圧縮荷重が作用すると、シール材が、圧縮弾性変形し、シール材とセパレータ基材との間に剪断応力が発生する。ガスケットの幅方向の断面において、シール材は、シート材の両端よりも外側において、セパレータ基材に接着されているため、シール材の両側が、剪断応力の逃がし部分として変形し、シール材は、シート材を介してセパレータ基材に固定された状態を保持することができる。このようにして、ガスケットによるシール性を確保しつつ、ガスケットとセパレータ基材との間の接着性を保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
（ａ）は、燃料電池（単セル）の模式的斜視図であり、（ｂ）は、図１のＡ－Ａ線に沿って切断した単セルを含む燃料電池スタックの製造方法を説明するための図である。
（ａ）は、本実施形態に係る燃料電池用のガスケットの断面図であり、（ｂ）は、比較となる燃料電池用のガスケットの断面図である。
（ａ）～（ｄ）は、図２（ａ）に示す燃料電池用のガスケットの変形例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、図１～図３を参照しながら、本実施形態に係る燃料電池用のガスケットについて説明する。図１（ｂ）に示す燃料電池スタック（燃料電池）１は、単セル４０を厚さ方向に積層した積層体１Ａを備えている。ここで、図１（ａ）に示すように、単セル４０は、発電ユニット１１を、一対のセパレータ１２Ａ、１２Ｂで挟み込んだセルである。発電ユニット１１は、ガス拡散層（図示せず）が膜電極接合体（図示せず）の両面に積層された膜電極ガス拡散層接合体（図示せず）を、樹脂製の枠体（図示せず）で固定した部材である。発電ユニット１１の一方面に水素ガスが供給され、その他方面に酸化剤ガスが供給され、膜電極接合体において発電される。
【００１０】
単セル４０には、水素ガスが通過する開口部１４ａ、１４ｆと、酸化剤ガスが通過する開口部１４ｃ、１４ｄが形成されている。さらに、単セル４０には、積層した単セル４０、４０同士の間に流す冷却水が通過する開口部１４ｂ、１４ｅが形成されている。開口部１４ｂから供給された冷却水は、セパレータ１２Ａ（セパレータ基材１２）の表面に形成された凹溝の流路１１ａを通過し、開口部１４ｃから排出される。なお、セパレータ１２Ａの表面のうち、発電ユニット１１と対向する面には、上述した水素ガスまたは酸化剤ガスが流れる流路が形成されている。なお、本実施形態では、水冷方式の燃料電池の単セルを例示したが、燃料電池の単セルは空冷方式であってもよく、この場合には、冷却水の代わりにエアが流れてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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