垫圈及使用了该垫圈的燃料电池组制造技术

提供一种能够提高垫圈的密封性及耐久性的垫圈及使用了该垫圈的燃料电池组。垫圈具备：第一密封部，包围密封区域；及第二密封部，在由所述第一密封部包围的区域的外侧包围所述密封区域，在将所述垫圈在所述高度方向上的变形量相对于在高度方向上受到的压力的比例设为压缩变形率时，所述第一密封部的配置于第一燃料电池单体侧的部位在所述高度方向上的压缩变形率比配置于第二燃料电池单体侧的部位在所述高度方向上的压缩变形率大，所述第二密封部的配置于所述第二燃料电池单体侧的部位在所述高度方向上的压缩变形率比配置于所述第一燃料电池单体侧的部位在所述高度方向上的压缩变形率大。

Gasket and fuel cell group using the washer

A gasket capable of improving the sealing and durability of the gasket and a fuel cell group using the gasket are provided. The gasket has: a first sealing part enclosing the sealing area; and a second sealing part enclosing the sealing area on the outer side of the area enclosed by the first sealing part. When the ratio of the deformation amount of the gasket in the said height direction to the pressure in the height direction is set to the compression deformation rate, the first one The compression deformation rate of the part of the sealing part disposed on the monomer side of the first fuel cell in the height direction is larger than that of the part disposed on the monomer side of the second fuel cell in the height direction. The part disposed on the monomer side of the second fuel cell in the height direction is larger than that of the part disposed on the monomer side of the second fuel cell. The compression deformation rate is larger than that of the position on the monomer side of the first fuel cell in the said height direction.

【技术实现步骤摘要】
垫圈及使用了该垫圈的燃料电池组
本专利技术涉及垫圈及使用了该垫圈的燃料电池组。
技术介绍
固体高分子型燃料电池(以下，也简称作“燃料电池”)有时构成为层叠多个燃料电池单体而成的燃料电池组，该多个燃料电池单体分别具有作为发电体的膜电极接合体。在燃料电池组中，一般会在层叠方向上相邻的燃料电池单体彼此之间配置垫圈，该垫圈形成防止反应气体、制冷剂等向燃料电池组的内部供给的流体的泄漏的密封线(例如，下述专利文献1、2等)。这样的垫圈通常由树脂材料构成，通过与燃料电池单体抵接而在高度方向上被压缩，来形成密封线。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2006-004851号公报专利文献2：日本特开2014-229584号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题为了提高垫圈相对于作为密封对象物的燃料电池单体的紧贴性，希望增大组装于燃料电池组时的垫圈在高度方向上的压缩变形量。然而，若为了确保垫圈的压缩变形量而增高垫圈，则在压缩时容易产生垫圈的内部形变，垫圈的耐久性有可能降低。另一方面，若减小垫圈的压缩变形量，则垫圈的密封性有可能降低。例如，在上述的专利文献1的垫圈1中，副唇7的压缩变形量比主唇5的压缩变形量小。因而，与主唇5侧相比，副唇7侧的密封性有可能降低。这样，在垫圈中，关于提高其密封性同时抑制垫圈的内部形变的发生而提高耐久性这一点，依然存在改良的余地。此外，这样的课题不限于在燃料电池中使用的垫圈，而是在高度方向上被压缩而将密封区域密封的垫圈中共通的课题。用于解决课题的技术方案本专利技术是为了解决上述课题的至少一部分而完成的，能够作为以下的方式来实现。[1]根据本专利技术的一方式，提供一种垫圈，该垫圈在层叠多个燃料电池单体而成的燃料电池组中由所述多个燃料电池单体中的第一燃料电池单体与第二燃料电池单体夹住，在高度方向上被压缩而对密封区域进行密封。该方式的垫圈具备：第一密封部，包围所述密封区域；及第二密封部，在由所述第一密封部包围的区域的外侧包围所述密封区域，在将所述垫圈在所述高度方向上的变形量相对于在所述高度方向上受到的压力的比例设为压缩变形率时，在所述第一密封部中，配置于所述第一燃料电池单体侧的部位在所述高度方向上的压缩变形率比配置于所述第二燃料电池单体侧的部位在所述高度方向上的压缩变形率大，在所述第二密封部中，配置于所述第二燃料电池单体侧的部位在所述高度方向上的压缩变形率比配置于所述第一燃料电池单体侧的部位在所述高度方向上的压缩变形率大。根据该方式的垫圈，能够在第一密封部的压缩变形率大的部位提高第一燃料电池单体侧的密封性，在第二密封部的压缩变形率大的部位提高第二燃料电池单体侧的密封性。另外，通过使各密封部具有压缩变形率小的部位，能够减少各密封部整体在高度方向上的压缩变形量，能够减少在各密封部中产生的内部形变。这样，通过具有对第一燃料电池单体侧进行密封的第一密封部和对第二燃料电池单体侧进行密封的第二密封部，能够提高垫圈整体的密封性，同时减少垫圈整体的内部形变。另外，能够提高垫圈的耐久性。[2]在上述方式的垫圈中，可以是，所述第一密封部包括：第一唇部，沿着所述高度方向突起，与所述第一燃料电池单体抵接而形成包围所述密封区域的密封线；及第一台座部，位于所述第一唇部的下方，与所述第二燃料电池单体抵接，所述第二密封部包括：第二唇部，沿着所述高度方向突起，与所述第二燃料电池单体抵接而形成包围所述密封区域的密封线；及第二台座部，位于所述第二唇部的下方，与所述第一燃料电池单体抵接。根据该方式的垫圈，能够利用第一唇部及第二唇部来提高垫圈的密封性，同时利用第一台座部及第二台座部来提高垫圈的配置姿势的稳定性。[3]可以是，上述方式的垫圈具有第一结构和第二结构中的至少一方的结构，所述第一结构是所述第一唇部的顶部和所述第二台座部的下端部在所述垫圈被压缩之前的状态下位于与所述高度方向垂直的同一第一假想平面上，所述第二结构是所述第二唇部的顶部和所述第一台座部的下端部在所述垫圈被压缩之前的状态下位于与所述高度方向垂直的同一第二假想平面上。根据该方式的垫圈，容易实现垫圈的高度方向与垫圈的压缩方向一致的状态下的配置。由此，能够提高垫圈相对于燃料电池组的组装精度，抑制垫圈在发生了形变的状态下组装于燃料电池组的情况。[4]在上述方式的垫圈中，可以是，所述垫圈处于被压缩之前的状态时的所述第一唇部在与所述密封线垂直的切断面中具有朝向所述第一台座部而宽度逐渐变宽的形状，所述垫圈处于被压缩之前的状态时的所述第二唇部在与所述密封线垂直的切断面中具有朝向所述第二台座部而宽度逐渐变宽的形状。根据该方式的垫圈，能够抑制在组装于燃料电池组时第一唇部及第二唇部在发生了形变的状态下被压缩的情况。[5]在上述方式的垫圈中，可以是，所述第一密封部在所述高度方向上的所述第二燃料电池单体侧的端部具有与所述第二燃料电池单体接触并与所述高度方向垂直的大致平坦面，所述第二密封部在所述高度方向上的所述第一燃料电池单体侧的端部具有与所述第一燃料电池单体接触并与所述高度方向垂直的大致平坦面。根据该方式的垫圈，能够更加提高配置姿势的稳定性。[6]在上述方式的垫圈中，可以是，所述第一密封部的配置于所述第一燃料电池单体侧的部位由弹性模量比所述第一密封部的配置于所述第二燃料电池单体侧的部位小的部件构成，所述第二密封部的配置于所述第二燃料电池单体侧的部位由弹性模量比所述第二密封部的配置于所述第一燃料电池单体侧的部位小的部件构成。根据该方式的垫圈，能够通过部件的弹性模量而容易地调整压缩变形率。[7]可以是，上述方式的垫圈具备将所述第一密封部与所述第二密封部连结的连结部。根据该方式的垫圈，第一密封部与第二密封部能够经由连结部互相支撑，因此能够提高垫圈的配置姿势的稳定性。另外，在垫圈向燃料电池组的组装工序中，能够将第一密封部与第二密封部一体地处理，所以能够提高垫圈的处理性，效率良好。[8]可以是，上述方式的垫圈具备辅助部，该辅助部在所述垫圈组装于所述燃料电池组时，以所述高度方向上的压缩变形量比所述第一密封部及第二密封部小的状态在从所述第一密封部及所述第二密封部离开的位置与所述第一燃料电池单体及所述第二燃料电池单体接触。根据该方式的垫圈，通过辅助部而垫圈与燃料电池单体接触的范围扩大，因此能够抑制因从垫圈受到的按压力而导致燃料电池单体局部变形的情况。另外，通过辅助部，能够进一步提高垫圈的配置姿势的稳定性。[9]根据本专利技术的另一方式，提供一种具备上述方式中的任一方式所记载的垫圈的燃料电池组。根据该方式的燃料电池组，能够提高对于流体的密封性。另外，能够抑制密封性的劣化。上述的本专利技术的各方式所具有的多个构成要素并非全都是必须的，能够为了解决上述的课题的一部分或全部或者为了达成本说明书记载的效果的一部分或全部而对所述多个构成要素的一部分适当进行变更、删除、与新的其他构成要素的替换、限定内容的局部删除。另外，也能够为了解决上述的课题的一部分或全部或者为了达成本说明书记载的效果的一部分或全部而将上述的本专利技术的一方式所包含的技术性的特征的一部分或全部与上述的本专利技术的其他方式所包含的技术性的特征的一部分或全部进行组合，而形成本专利技术的独立的一方式。本专利技术也可以以垫圈及燃料电池组以外的各种方式来实现。例如，可以以垫圈的制造方法、燃料电池本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种垫圈，在层叠多个燃料电池单体而成的燃料电池组中由所述多个燃料电池单体中的第一燃料电池单体与第二燃料电池单体夹住，在高度方向上被压缩而对密封区域进行密封，其中，具备：第一密封部，包围所述密封区域；及第二密封部，在由所述第一密封部包围的区域的外侧包围所述密封区域，在将所述垫圈在所述高度方向上的变形量相对于在所述高度方向上受到的压力的比例设为压缩变形率时，在所述第一密封部中，配置于所述第一燃料电池单体侧的部位在所述高度方向上的压缩变形率比配置于所述第二燃料电池单体侧的部位在所述高度方向上的压缩变形率大，在所述第二密封部中，配置于所述第二燃料电池单体侧的部位在所述高度方向上的压缩变形率比配置于所述第一燃料电池单体侧的部位在所述高度方向上的压缩变形率大。

【技术特征摘要】
2017.04.13 JP 2017-0795271.一种垫圈，在层叠多个燃料电池单体而成的燃料电池组中由所述多个燃料电池单体中的第一燃料电池单体与第二燃料电池单体夹住，在高度方向上被压缩而对密封区域进行密封，其中，具备：第一密封部，包围所述密封区域；及第二密封部，在由所述第一密封部包围的区域的外侧包围所述密封区域，在将所述垫圈在所述高度方向上的变形量相对于在所述高度方向上受到的压力的比例设为压缩变形率时，在所述第一密封部中，配置于所述第一燃料电池单体侧的部位在所述高度方向上的压缩变形率比配置于所述第二燃料电池单体侧的部位在所述高度方向上的压缩变形率大，在所述第二密封部中，配置于所述第二燃料电池单体侧的部位在所述高度方向上的压缩变形率比配置于所述第一燃料电池单体侧的部位在所述高度方向上的压缩变形率大。2.根据权利要求1所述的垫圈，所述第一密封部包括：第一唇部，沿着所述高度方向突起，与所述第一燃料电池单体抵接而形成包围所述密封区域的密封线；及第一台座部，位于所述第一唇部的下方，与所述第二燃料电池单体抵接，所述第二密封部包括：第二唇部，沿着所述高度方向突起，与所述第二燃料电池单体抵接而形成包围所述密封区域的密封线；及第二台座部，位于所述第二唇部的下方，与所述第一燃料电池单体抵接。3.根据权利要求2所述的垫圈，具有第一结构和第二结构中的至少一方的结构，所述第一结构是所述第一唇部的顶部和所述第二台座部的下端部在所述垫圈被压缩之前的状态下位于与所述高度方向垂直的同一第一假想平面上，所述第二结构是所述第二唇部的顶部和所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：野野山顺朗，佐藤研二，门野秀哉，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP