凸起密封结构制造技术

本公开涉及凸起密封结构，该凸起密封结构具备：防止流体泄漏的外周侧凸起部(54)、即凸起密封件；以及相对于外周侧凸起部(54)交叉的第一阻止旁通凸状部(84)、即交叉要素部。第一阻止旁通凸状部(84)具有：从底板部(30s)立起的立起起点、即根基部(84r)；以及从底板部(30s)立起的侧壁(84s)。根基部(84r)的与外周侧凸起部(54)的连接部位(102)的曲率半径(R1)比侧壁(84s)的与外周侧凸起部(54)的连接部位(104)的曲率半径(r1)大。

【技术实现步骤摘要】
凸起密封结构
本专利技术涉及在燃料电池用金属隔板设置的凸起密封结构。
技术介绍
一般来说，固体高分子型燃料电池采用由高分子离子交换膜形成的固体高分子电解质膜。燃料电池具备电解质膜-电极结构体(MEA)，该电解质膜-电极结构体(MEA)在固体高分子电解质膜的一方表面配设了阳极电极，在所述固体高分子电解质膜的另一方表面配设了阴极电极。利用隔板(双极性板)夹持MEA来构成发电单电池(单位燃料电池)。将发电单电池层叠规定的层数，由此例如作为车载用燃料电池堆来使用。发电单电池中，存在使用金属隔板作为隔板的情况。沿着阳极电极形成了供作为一方反应气体的燃料气体流动的燃料气体流路的阳极侧金属隔板配置在MEA的一方表面侧，沿着阴极电极形成了供作为另一方反应气体的氧化剂气体流动的氧化剂气体流路的阴极侧金属隔板配置在MEA的另一方表面侧。然而，日本专利第5239091号公报中公开了，为了降低制造成本，通过冲压成型在金属隔板形成凸形状的凸起密封件(界限壁7)作为密封部。另外，日本专利第5239091号公报中，为了防止在设置于金属隔板的反应气体流路的流路宽度方向端部处的反应气体旁通，设置与凸起密封件交叉的阻止旁通凸状部(限制构件10)。
技术实现思路
专利技术所要解决的问题本专利技术是与上述的以往技术关连做出的，目的在于，在设置了相对于凸起密封件交叉的交叉要素部(阻止旁通凸状部等)的凸起密封结构中，谋求凸起密封件顶部的表面压力分布的均匀化。为了实现所述的目的，本专利技术的凸起密封结构具备：在燃料电池用金属隔板向隔板厚度方向突出而形成、且防止流体泄漏的凸起密封件；以及相对于所述凸起密封件交叉的交叉要素部，在该凸起密封结构中，所述交叉要素部具有：从所述燃料电池用金属隔板的底板部立起的立起起点、即根基部；以及从所述底板部立起的侧壁，所述根基部的与所述凸起密封件的连接部位的曲率半径比所述侧壁的与所述凸起密封件的连接部位的曲率半径大。优选为，所述交叉要素部是防止所述流体旁通的阻止旁通凸状部、或者将内侧空间与所述凸起密封件连通的通道(tunnel)。优选为，在从所述隔板厚度方向观察的俯视下，所述交叉要素部相对于所述凸起密封件以90°的角度交叉。优选为，所述交叉要素部的顶部高度比所述凸起密封件的顶部高度低。优选为，所述凸起密封件的截面形状为梯形。优选为，所述交叉要素部的截面形状为梯形。根据本专利技术的凸起密封结构，交叉要素部的根基部的与凸起密封件的连接部位的曲率半径比交叉要素部的侧壁的与凸起密封件的连接部位的曲率半径大。由此，能够相对于公差等尺寸偏差而言降低凸起密封件顶部的表面压力(密封面压力)的敏感度。由此，实现凸起密封件顶部的表面压力分布的均匀化(抑制表面压力的变动)。参照附图所作的对以下的实施方式进行的说明，容易理解所述目的、特征以及优点。附图说明图1是具备本专利技术的实施方式所涉及的凸起密封结构的发电单电池的分解立体图。图2是沿着图1以及图4中的II-II线的发电单电池的剖视图。图3是从第一金属隔板侧观察到的发电单电池的俯视图。图4是第一金属隔板的主要部分放大俯视图。图5是本专利技术的实施方式所涉及的凸起密封结构的立体剖视图。图6是沿着图5中的VI-VI线的剖视图。图7是在第一金属隔板设置的连通孔凸起部的放大俯视图。图8是从第二金属隔板侧观察到的发电单电池的俯视图。图9是第二金属隔板的主要部分放大俯视图。图10是示出变更了交叉要素部的根基部的连接部位的曲率半径的情况下的凸起密封件的压缩载荷特性的图。具体实施方式以下，关于本专利技术所涉及的凸起密封结构例举优选的实施方式，参照附图进行说明。图1所示的构成单位燃料电池的发电单电池12具备：带树脂膜的MEA28；在带树脂膜的MEA28的一方表面侧(箭头符号A1方向侧)配置的第一金属隔板30；在带树脂膜的MEA28的另一方表面侧(箭头符号A2方向侧)配置的第二金属隔板32。多个发电单电池12例如在箭头符号A方向(水平方向)或者箭头符号C方向(重力方向)层叠，并且被施加层叠方向的紧固载荷(压缩载荷)，来构成燃料电池堆10。燃料电池堆10例如作为车载用燃料电池堆被搭载于燃料电池电动汽车(未图示)。第一金属隔板30以及第二金属隔板32例如是将钢板、不锈钢板、铝板、镀处理钢板、或者在其金属表面实施了用于防腐蚀的表面处理而成的金属薄板的截面冲压成型为波形来构成的。彼此相邻的发电单电池中的一方发电单电池的第一金属隔板30与另一方发电单电池的第二金属隔板32，通过对外周进行焊接、钎焊、铆接等而接合为一体，构成接合隔板33。在发电单电池12的长边方向、即水平方向的一端缘部(箭头符号B1方向侧的缘部)，以在层叠方向(箭头符号A方向)相同连通孔相互连通的方式设置氧化剂气体入口连通孔34a、冷却介质入口连通孔36a以及燃料气体出口连通孔38b。氧化剂气体入口连通孔34a、冷却介质入口连通孔36a以及燃料气体出口连通孔38b在铅垂方向(箭头符号C方向)排列设置。氧化剂气体入口连通孔34a供给氧化剂气体、例如含氧气体。冷却介质入口连通孔36a供给冷却介质、例如水。燃料气体出口连通孔38b排出燃料气体、例如含氢气体。在发电单电池12的长边方向、即水平方向的另一端缘部(箭头符号B2方向侧的缘部)，以在层叠方向相同连通孔相互连通的方式设置燃料气体入口连通孔38a、冷却介质出口连通孔36b以及氧化剂气体出口连通孔34b。燃料气体入口连通孔38a、冷却介质出口连通孔36b以及氧化剂气体出口连通孔34b在铅垂方向排列设置。燃料气体入口连通孔38a供给燃料气体。冷却介质出口连通孔36b排出冷却介质。氧化剂气体出口连通孔34b排出氧化剂气体。氧化剂气体入口连通孔34a和氧化剂气体出口连通孔34b以及燃料气体入口连通孔38a和燃料气体出口连通孔38b的配置不限定于本实施方式，根据所要求的规格适当设定即可。如图2所示，带树脂膜的MEA28具备电解质膜-电极结构体28a(以下记载为“MEA28a”)、在MEA28a的外周部设置的框形状的树脂膜46。MEA28a具有电解质膜40、夹持电解质膜40的阳极电极42以及阴极电极44。电解质膜40例如是固体高分子电解质膜(阳离子交换膜)。固体高分子电解质膜例如是含有水份的全氟磺酸的薄膜。电解质膜40被阳极电极42以及阴极电极44夹持。电解质膜40除了能够使用氟系电解质之外，还能够使用HC(碳化氢)系电解质。阴极电极44具有与电解质膜40的一方表面接合的第一电极催化剂层44a、以及与第一电极催化剂层44a层叠的第一气体扩散层44b。阳极电极42具有与电解质膜40的另一方表面接合的第二电极催化剂层42a、以及与第二电极催化剂层42a层叠的第二气体扩散层42b。第一电极催化剂层44a以及第二电极催化剂层42a形成于电解质膜40的两面。第一电极催化剂层44a例如是将表面承载了白金合金的多孔质碳粒子和离子导电性高分子粘合剂一起均匀地涂布在第一气体扩散层44b的表面而形成的。第二电极催化剂层42a例如是将表面承载了白金合金的多孔质碳粒子和离子导电性高分子粘合剂一起均匀地涂布在第二气体扩散层42b的表面而形成的。第一气体扩散层44b以及第二气体扩散层42b是由碳纸或者碳布等形成的。如图1所示，在树脂膜46的箭头符号B1方向侧的缘部设置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种凸起密封结构，具备：在燃料电池用金属隔板向隔板厚度方向突出而形成、且防止流体泄漏的凸起密封件；以及相对于所述凸起密封件交叉的交叉要素部，该凸起密封结构的特征在于，所述交叉要素部具有：从所述燃料电池用金属隔板的底板部立起的立起起点、即根基部；以及从所述底板部立起的侧壁，所述根基部的与所述凸起密封件的连接部位的曲率半径比所述侧壁的与所述凸起密封件的连接部位的曲率半径大。

【技术特征摘要】
2017.11.01 JP 2017-2116031.一种凸起密封结构，具备：在燃料电池用金属隔板向隔板厚度方向突出而形成、且防止流体泄漏的凸起密封件；以及相对于所述凸起密封件交叉的交叉要素部，该凸起密封结构的特征在于，所述交叉要素部具有：从所述燃料电池用金属隔板的底板部立起的立起起点、即根基部；以及从所述底板部立起的侧壁，所述根基部的与所述凸起密封件的连接部位的曲率半径比所述侧壁的与所述凸起密封件的连接部位的曲率半径大。2.根据权利要求1所述的凸起密封结构，其特征在于，所述交叉要素部是防止所述流体旁通的阻止旁通凸状部、或者将内侧空间与所述凸起密封件连通的通道。3.根据权利要求1或者2所述的凸起密封结构，其特征在于，在从所述隔板厚度方向观察的俯视下，所述交叉要素部相对于所述凸起密封件以90°的角度交叉...

【专利技术属性】
技术研发人员：后藤修平，高桥谦，布川和男，
申请(专利权)人：本田技研工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP