燃料电池的制作方法_2

文档序号:9549733阅读:来源:国知局
由形成在第一隔板150上的密封线突出部152的来形成,第一隔板150被按压靠着相邻的第二隔板160。
[0044]图4是燃料电池的第一密封线182附近的区域的截面的视图。燃料电池100包括弹性形变部400、接合部410和倾斜抑制部420作为第一密封线182附近的结构。
[0045]弹性形变部400包括形成第一隔板150上的密封线形成突出部152的、投影部153 (投影部153被形成为一个投影部153在密封线形成突出部152的每侧上)、在第二隔板160上所形成的接收部162、加固框架140和橡胶片170。密封线形成突出部152具有朝着相邻的燃料电池100(即,在该图中朝上)突出的大体三角形形状。投影部153具有在与密封线形成突出部152相同的方向上突出的形状。因此,在投影部153和加固框架140之间形成可形变的间隔155。当燃料电池100正被堆叠时,当施加在堆叠方向上压缩燃料电池100的力时,密封线形成突出部152和投影部153朝着加固框架140弹性地形变。接收部162具有在与密封线形成突出部152的突出方向相反的方向上(即,在该图中朝下)突出的形状。接收部162和加固框架140之间的间隔装满了形成加固框架140的树脂。该加固框架140抑制接收部162的形变。橡胶片170被布置在接收部162的顶部上。当密封线形成突出部152接触接收部162并且形成密封线时,橡胶片170用作密封层。
[0046]—个接合部410被设置在弹性形变部400的每端上。接合部410包括在第一隔板150上形成的第一接合部154、在第二隔板160上形成的第二接合部164以及加固框架140。第一接合部154具有与加固框架140接合的平坦形状,并且第二接合部164也具有与加固框架140接合的平坦形状。当接合部410弹性地形变时,接合部410用作弹簧支点(springfulcrum)。
[0047]倾斜抑制部420设置在接合部410的与弹性形变部400相比的相对侧上,使得接合部410被夹在弹性形变部400和倾斜抑制部420之间。倾斜抑制部420包括在第一隔板150上形成的倾斜抑制突出部158、在第二隔板160上形成的倾斜抑制突出部168以及加固框架140。倾斜抑制突出部158具有在与密封线形成突出部152相同的方向上突出的形状,并且倾斜抑制突出部168具有在与接收部162的突出相同的方向上突出的形状。在倾斜抑制部420中,加固框架140填充倾斜抑制突出部158和倾斜抑制突出部168之间的间隔。
[0048]关于从第一隔板150的第一接合部154到密封线形成突出部152的顶部的高度H1、从第一接合部154到投影部153的高度H2以及从第一接合部154到倾斜抑制突出部158的高度H3的尺寸的顺序,到密封线形成突出部152的顶部的高度H1是最大的,到倾斜抑制突出部158的高度H3是第二大的,并且到投影部153的高度H2是第三大的。从第二隔板160的第二接合部164到接收部162的顶部的高度H4可以与从第二接合部164到倾斜抑制突出部168的顶部的高度H5相同,或者高度H5可以大于高度H4。然而,如果高度H5大于高度H4,则从倾斜抑制突出部168的顶部到倾斜抑制突出部158的顶部的高度必须小于从接收部162的顶部到密封线形成突出部152的顶部的高度。高度H1至H5之间的关系是堆叠燃料电池100之前的关系。
[0049]图5是以正确的对准堆叠示例实施例的燃料电池的状态的视图。此处,堆叠五个燃料电池100a至100e。当接收到紧固燃料电池组10(图1)的夹紧力时,燃料电池100a的接收部162从正在接触它的燃料电池100b的密封线形成突出部152接收力F1。此时,密封线形成突出部152和投影部153按照作用与反作用定律从燃料电池100a的接收部162接收到反作用力F1,并且因此朝着加固框架140弹性地形变。从力F1及其反作用力,第一密封线182 (图3)被形成在密封线形成突出部152与接收部162之间。在燃料电池100c至100e的密封线形成突出部152与燃料电池100b至100d的接收部162之间,也类似地通过力F2至F4及其反作用力形成密封线。此处,当燃料电池100a至100e全部正确的对准时,力F1至F4全部在单条直线上,从而不产生起作用以使燃料电池100倾斜的力矩。
[0050]图6是不良对准地堆叠示例实施例的燃料电池的状态的视图。类似于图5中的情况,堆叠五个燃料电池100a至100e。在图6中,相对于燃料电池100b,燃料电池100a被不良对准到该图中的右方。因此,当接收到紧固燃料电池10 (图1)的夹紧力并且从正与燃料电池100a的接收部162接触的燃料电池100b的密封线形成突出部152接收到力F1时,燃料电池100a的接收部162接收顺时针方向上的力矩Ml。然而,燃料电池100a的倾斜抑制突出部168从燃料电池100b的倾斜抑制突出部158接收到阻力N1,从而抵消顺时针方向上的力矩M1,并且结果,燃料电池100不倾斜。类似地,燃料电池100b接收逆时针方向上的力矩M2,但是从燃料电池100a的倾斜抑制突出部168接收到阻力N2,从而抵消逆时针方向上的力矩M2,并且结果,燃料电池100b不倾斜。倾斜抑制部420(即,倾斜抑制突出部158和倾斜抑制突出部168)产生对抗力矩的阻力,并且将不让燃料电池100b倾斜。燃料电池100c和100d也是类似的。
[0051 ]图7是不良对准地堆叠比较示例的燃料电池的状态的视图。该比较示例的燃料电池100f至100j未设置有倾斜抑制部420 (即,第一隔板150的倾斜抑制突出部158和第二隔板160的倾斜抑制突出部168)。图7中的燃料电池100f至100j的不良对准(S卩,偏移)的量和方位与图6中的燃料电池100a至100e的不良对准(即,偏移)的量和方位相同。当燃料电池100f的接收部162从燃料电池100g的密封线形成突出部152接收到力F1时,它接收到顺时针方向上的力矩Ml。此处,该比较示例的燃料电池100f未设置有倾斜抑制突出部168,并且燃料电池100g未设置有倾斜抑制突出部158。因此,未产生抵消力矩Ml的阻力N1,从而燃料电池100f在顺时针方向上倾斜。类似地,燃料电池100g和100i在逆时针方向上倾斜,并且燃料电池100h在顺时针方向上倾斜。
[0052]在下文中,如上所述,在该示例实施例中,燃料电池100设置有倾斜抑制部420 ( S卩,倾斜抑制突出部158和168),从而即使当堆叠燃料电池100时燃料电池100被不良对准并且在燃料电池100中产生力矩,倾斜抑制部420的倾斜抑制突出部158和倾斜抑制突出部168将彼此接触并且抵消该力矩。结果,燃料电池100不太可能倾斜。在堆叠燃料电池100之前从第一接合部154到倾斜抑制突出部158的顶部的高度H3优选地比从第一接合部154到投影部153的高度H2高,并且比从第一接合部154到密封线形成突出部152的顶部的高度H1低(参见图4)。从第二接合部164到倾斜抑制突出部168的高度H5可以与从第二接合部164到接收部162的高度H4相同(参见图4)。结果,当燃料电池100被堆叠在一起时,首先第一隔板150的密封线形成突出部152接触相邻的燃料电池的第二隔板160的接收部162,并且然后倾斜抑制突出部158接触倾斜抑制突出部168,从而力矩能够被抵消。以上所描述的高度H1至H5之间的关系是堆叠燃料电池100之前的关系,并且当在堆叠方向上压缩燃料电池时,高度H1至H5之间的关系根据压缩力而改变。
[0053]图8A至图8D是燃料电池100的密封线形成突出部152附近的区域的另一配置示例的视图。图8中所示的示例中的结构与图4中所示的结构的不同在于,倾斜抑制部420的倾斜抑制突出部158和加固框架140之间的间隔、以及倾斜抑制部420的倾斜抑制突出部168和加固框架140之间的间隔未填满树脂。第一隔板150和第二隔板160由例如金属制成,并且倾斜抑制突出部158和168是刚性的。因此,即使倾斜抑制突出部158和加固框架140之间的间隔、以及倾斜抑制突出部168和加固框架140之间的间隔未填满树脂,仍由接触倾斜抑制突出部168的倾斜抑制突出部158产生阻力,从而力矩可被抵消。当如图4中所示那样这些间隔填满树脂时,刚性变得甚至更高,从而更容易抵消来自压力的倾斜抑制突出部158和倾斜抑制突出部168的形变。此外,在图8A中所示的示例中,在接收部162和加固框架140之间提供可形变的间隔165,从而也能够使接收部162用作弹性形变部。
[0054]在图8B中所示的示例中,第一隔板150的加固框架140和倾斜抑制突出部158之间的间隔以及图8A中的倾斜抑制突出部168和加固框架140之间的间隔填满树脂,但是该树脂并不延伸通向第一隔板150的倾斜抑制突出部158的右端的所有方向,也不延伸通向第二隔板160的倾斜抑制突出部168的右端的所有方向。即使以该方式树脂不延伸一直通向第一隔板150的右端的所有方向,也不延伸一直通向第二隔板160的右端的所有方向,仍能够抵消在堆叠期间由于压力而导致的倾斜抑制突出部158和倾斜抑制突出部168的形变。
[0055]在图8C中所示的示例中,除了小的间隙之外,第一隔板150的倾斜抑制突出部158和加固框架140之间的间隔填满树脂。类似地,除了小的间隙之外,第二隔板160的倾斜抑制突出部168和加固框架140之间的间隔填满树脂。在该情况下,即使倾斜抑制突出部158和倾斜抑制突出部168在堆叠期间由于压力而略微形变,仍能够抑制加固框架140再形变。
[0056]图8D是以下结构的视图,在该结构中,从接收部162的左侧上的第二接合部164a到接收部162的高度、从第二接合部164a到倾斜抑制突出部168的高度、以及从第二接合部164a到接收部162和倾斜抑制突出部168之间的第二接合部164b的高度全部相同,并且此外,接收部162、第二接合部164b、倾斜抑制突出部168和加固框架140全部填满树脂。同样地利用这种结构,在堆叠期间,首先,密封线形成突出部152接触相邻的单个电池(燃料电池100)的接收部162,并且然后倾斜抑制突出部158接触相邻的单个电池(燃料电池100)的倾斜抑制突出部16
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