JP2003068332A - 燃料電池用構成部品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃料電池用構成要素の組付工数を削減するこ
とができ、併せて、燃料電池の両極が短絡するのを防止
することができる燃料電池用構成部品１を提供する。 【解決手段】 多孔質状のガス拡散層２、ゴム状弾性材
製のガスケット３および一面に貼着機能を備えたシート
状の絶縁部材４の一体品であって、ガスケット３はその
一部の成形材料がガス拡散層２に含浸して絶縁部材４に
達することによりガス拡散層２および絶縁部材４と一体
化されており、前記一体品は絶縁部材４の貼着機能によ
って電解質膜またはセパレータ等の相手取付部材に取り
付けられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池の構成要
素をなす燃料電池用の構成部品に関するものであり、更
に詳しくは、ガス拡散層とガスケットと絶縁部材との一
体品に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】燃料電池は、その主な構成要素として、
カーボンプレート等よりなるセパレータと、ガスを反応
させるための、Ｐｔ触媒を担持させた触媒電極および電
解質膜と、ガスの拡散を促進させるための、カーボン繊
維等よりなるガス拡散層と、ガスや冷媒をシールするた
めのガスケットとを有している。

【０００３】しかしながら、従来技術では、燃料電池を
組み立てる際にこれらの構成要素を順次組み付ける構成
であるために、その組立てに多くの手間と時間がかかる
不都合があり、特に、電解質膜と触媒電極とを組み付け
る際には両者の位置が固定されにくいために、面倒な位
置決め作業を行なう必要がある。

【０００４】これに対して、現在は、電解質膜と触媒電
極とをホットプレスを用いて予め結合させる方法が開発
されており（特開２０００−２２３１３４）、この方法
による電解質膜と触媒電極との結合品である反応電極部
（ＭＥＡ）が燃料電池の構成部品として利用されてい
る。

【０００５】しかしながら、この方法を用いても、反応
電極部とセパレータとを組み付ける際にはその間にガス
ケットを挟み込む必要があり、この場合、反応電極部の
電解質膜の両側から電解質膜を挟み込むようにしてガス
ケットを組み付けるが、電解質膜の位置決めが困難であ
るために、電解質膜に皺が寄る等の問題が発生してい
る。

【０００６】また、セパレータの電解質膜側にガスケッ
トを一体化する技術も開発されているが（特開２０００
−１３３２８８）、この場合であっても電解質膜を挟み
込む際には同様な問題が発生している。

【０００７】更にまた、ガス拡散層と電解質膜との一体
品にゴムまたは樹脂を直接含浸する方法も考えられる
が、この場合には、陰極側と陽極側のガス拡散層がゴム
または樹脂を含浸した内部で短絡する可能性がある。

【０００８】

【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、燃料電池用構成要素の組付工数を削減することが
でき、併せて、燃料電池の両極が短絡するのを防止する
ことができる燃料電池用構成部品を提供することを目的
とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の請求項１による燃料電池用構成部品は、多
孔質状のガス拡散層、ゴム状弾性材製のガスケットおよ
び一面に貼着機能を備えたシート状の絶縁部材の一体品
であって、前記ガスケットは、その一部の成形材料が前
記ガス拡散層に含浸して前記絶縁部材に達することによ
り前記ガス拡散層および絶縁部材と一体化されており、
前記一体品は、前記絶縁部材の貼着機能によって電解質
膜またはセパレータ等の相手取付部材に取り付けられる
ことを特徴とするものである。

【００１０】また、本発明の請求項２による燃料電池用
構成部品は、多孔質状のガス拡散層、ゴム状弾性材製の
ガスケット、一面に貼着機能を備えたシート状の絶縁部
材、および貫通穴を設けたセパレータの一体品であっ
て、前記ガス拡散層の一面側に前記セパレータを配置す
るとともに他面側に前記絶縁部材を配置し、前記セパレ
ータの一面上に成形されたガスケットは、その一部の成
形材料が前記貫通穴に充填されるとともに前記ガス拡散
層に含浸して前記絶縁部材に達することにより前記セパ
レータ、ガス拡散層および絶縁部材と一体化されてお
り、前記一体品は、前記絶縁部材の貼着機能によって電
解質膜等の相手取付部材に取り付けられることを特徴と
するものである。

【００１１】また、本発明の請求項３による燃料電池用
構成部品は、上記した請求項１または２の燃料電池用構
成部品において、ガスケットが接着性ゴムよりなり、か
つその接着性を用いて絶縁部材と一体化されていること
を特徴とするものである。

【００１２】また、本発明の請求項４による燃料電池用
構成部品は、上記した請求項１または２の燃料電池用構
成部品において、ガスケットが接着性を有しないゴムよ
りなり、かつ絶縁部材の一面に塗布した接着剤の接着機
能によって前記絶縁部材と一体化されていることを特徴
とするものである。

【００１３】上記構成を備えた本発明の請求項１による
構成部品によると、ガス拡散層とガスケットと絶縁部材
との一体品が形成されるために、これらの構成要素を一
部品として纏めて取り扱うことが可能となり、また、こ
の一体品をシート状絶縁部材の一面に設定した貼着機能
によって電解質膜またはセパレータ等の相手取付部材に
取り付けるものであるために、取付作業を容易化するこ
とが可能となる。

【００１４】また、ガス拡散層およびガスケットが絶縁
部材を介して電解質膜またはセパレータ等に取り付けら
れるため、良好な電気絶縁性が発揮される。

【００１５】尚、ガスケットと絶縁部材との一体化に関
しては、請求項３に記載したようにガスケットが接着性
ゴムよりなり、かつその接着性を用いて絶縁部材と一体
化される場合と、請求項４に記載したように、ガスケッ
トが接着性を有しないゴムよりなり、かつ絶縁部材の一
面に塗布した接着剤の接着機能によって絶縁部材と一体
化される場合とがある。

【００１６】また、上記構成を備えた本発明の請求項２
による構成部品によると、ガス拡散層とガスケットと絶
縁部材とセパレータとの一体品が形成されるために、こ
れらの構成要素を一部品として纏めて取り扱うことが可
能となり、また、この一体品をシート状絶縁部材の一面
に設定した貼着機能によって電解質膜等の相手取付部材
に取り付けるものであるために、取付作業を容易化する
ことが可能となる。

【００１７】また、ガス拡散層およびガスケットが絶縁
部材を介して電解質膜等に取り付けられるため、良好な
電気絶縁性が発揮される。

【００１８】尚、ガスケットと絶縁部材との一体化に関
しては、請求項３に記載したようにガスケットが接着性
ゴムよりなり、かつその接着性を用いて絶縁部材と一体
化される場合と、請求項４に記載したように、ガスケッ
トが接着性を有しないゴムよりなり、かつ絶縁部材の一
面に塗布した接着剤の接着機能によって絶縁部材と一体
化される場合とがある。

【００１９】また、上記請求項１に係る発明に関連し
て、本件出願には、以下の技術的事項が含まれる。

【００２０】すなわち、上記目的を達成するため、本件
出願が提案する一の燃料電池用構成部品は、 （１） 燃料電池で使用されるガス拡散層と接着剤（粘
着剤）付き絶縁部材（樹脂フィルム）とガスケットとの
一体品であって、接着性ゴムをガス拡散層に含浸させそ
の直下にある絶縁部材（樹脂フィルム）と接着させた一
体品であり、 （２） また、燃料電池で使用されるガス拡散層と接着
剤（粘着剤）付き絶縁部材（樹脂フィルム）とガスケッ
トとの一体品であって、絶縁部材（樹脂フィルム）に接
着剤が塗布されており、ゴムをガス拡散層に含浸させそ
の直下にある絶縁部材（樹脂フィルム）と接着させた一
体品である。

【００２１】（３） また、上記（１）または（２）の
ガスケットが射出成形によって製作された製品であり、 （４） また、上記（１）または（２）のガスケットが
ディスペンサーによって製作された製品であり、 （５） また、上記（１）または（２）のガスケットが
プリントによって製作された製品である。

【００２２】（６） また、上記（１）または（２）の
製品を燃料電池用電解質膜（イオン交換膜）に貼り付け
た一体品であり、 （７） また、上記（１）または（２）の製品を燃料電
池用セパレータに貼り付けた一体品である。

【００２３】（８） また、片面に接着剤（粘着剤）が
塗布されている絶縁部材（樹脂フィルム）のもう一方の
面にガス拡散層を介して接着性ゴムを含浸させて、その
接着性ゴムと絶縁部材（樹脂フィルム）とが一体化した
製品であり、 （９） また、その製品の絶縁部材（樹脂フィルム）に
塗布されている接着剤（粘着剤）側を電解質膜（イオン
交換膜）の両面に貼り合せた電解質膜（イオン交換
膜）、ガス拡散層およびガスケットの一体品であり、 （１０） その他に、燃料電池用のセパレータに貼り付
けたセパレータ、ガス拡散層およびガスケットの一体品
である。

【００２４】（１１） 実施形態としては、一方の面に
接着剤（粘着剤）を塗布した絶縁部材（樹脂フィルム）
の接着剤（粘着剤）を塗布していない面上にガス拡散層
を配置し、その上部にガスケットを成形する。そのとき
にゴムは、ガス拡散層の内部を浸透し、ゴムが含浸され
る。浸透したゴムは、絶縁部材（樹脂フィルム）の接着
剤（粘着剤）の塗布されていない面に到達し、絶縁部材
（樹脂フィルム）と反応し一体化される。

【００２５】（１２） ガス拡散層は、水素または酸素
を触媒層に導くための通気性と、発電した電気をセパレ
ータに導くための導電性とを有しており、通常、カーボ
ンペーパーまたは不織布を炭化させたものが用いられ
る。厚さは、０．０５〜０．５ｍｍ程度である。ガスケ
ットのゴム材料には、シリコーンゴム、エチレンプロピ
レンジエン（ＥＰＤＭ）またはフッ素ゴム等が用いら
れ、ガス拡散層に含浸するために、液状ゴムが最も使用
される。絶縁部材（樹脂フィルム）には、ポリエチレン
テレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルニトリル（Ｐ
ＥＮ）またはポリイミド（ＰＩ）等の片面に接着剤（粘
着剤）を塗布したものが用いられる。厚さは、０．０３
〜０．３ｍｍ程度である。

【００２６】（１３） また、上記したガス拡散層にゴ
ムを含浸して成形したガス拡散層とガスケットと絶縁部
材（樹脂フィルム）との一体品を、絶縁部材（樹脂フィ
ルム）に塗布された接着剤（粘着剤）を介して、ＭＥＡ
（電解質膜の両面に触媒層を一体化したもの）における
電解質膜の両面に貼り合わせる。

【００２７】（１４） また、上記したガス拡散層にゴ
ムを含浸して成形したガス拡散層とガスケットと絶縁部
材（樹脂フィルム）との一体品を、絶縁部材（樹脂フィ
ルム）に塗布された接着剤（粘着剤）を介して、セパレ
ータの一面に貼り付ける。

【００２８】（１５） セパレータは、通常、カーボン
または金属等の導電性のプレートであり、厚さ０．３〜
３ｍｍ程度のものである。

【００２９】（１６） そして、上記構成によれば、燃
料電池の組付工数を削減することができ、ガス拡散層と
ガスケットと絶縁部材（樹脂フィルム）とを一体化した
ことにより、取扱い性（ハンドリング性）を向上させる
ことができ、更に、ガスケットとガス拡散層との一体品
が絶縁部材（樹脂フィルム）を介して電解質膜またはセ
パレータと粘着されるために、電気絶縁性が良く、両極
の短絡の可能性を低減させることができる。

【００３０】また、上記請求項２に係る発明に関連し
て、本件出願には、以下の技術的事項が含まれる。

【００３１】すなわち、上記目的を達成するため、本件
出願が提案する一の燃料電池用構成部品は、 （１７） 燃料電池で使用されるガス拡散層と接着剤
（粘着剤）付き絶縁部材（樹脂フィルム）とセパレータ
とガスケットとの一体品であって、貫通穴をあけたセパ
レータと、ガス拡散層と、接着剤（粘着剤）付き絶縁部
材（樹脂フィルム）とをこの順に重ね、接着性ゴムをセ
パレータ上に成形することにより、ガスケットを成形し
つつ、接着性ゴムをガス拡散層に含浸し、その直下にあ
る絶縁部材（樹脂フィルム）と接着させた一体品であ
り、 （１８） また、燃料電池で使用されるガス拡散層と接
着剤（粘着剤）付き絶縁部材（樹脂フィルム）とセパレ
ータとガスケットとの一体品であって、貫通穴をあけた
セパレータと、ガス拡散層と、接着剤をゴムの接触する
面に予め塗布した接着剤（粘着剤）付き絶縁部材（樹脂
フィルム）とをこの順に重ね、ゴムをセパレータ上に成
形することにより、ガスケットを成形しつつ、ゴムをガ
ス拡散層に含浸し、その直下にある絶縁部材（樹脂フィ
ルム）と接着させた一体品である。

【００３２】（１９） また、上記（１７）または（１
８）の製品を燃料電池用電解質膜（イオン交換膜）の両
面に貼り合わせた製品である。

【００３３】（２０） また、貫通穴のあるセパレータ
の片面にガス拡散層と絶縁部材（樹脂フィルム）とが一
体化された製品であって、絶縁部材（樹脂フィルム）の
反対面には接着剤（粘着剤）が塗布されており、その接
着剤（粘着剤）を電解質膜（イオン交換膜）の両面に貼
り合わせて一体化したセパレータとガスケットとガス拡
散層と電解質膜（イオン交換膜）の一体品である。電解
質膜（イオン交換膜）側のシールは、ガス拡散層に含浸
されたゴムの弾性および、接着剤（粘着剤）によって一
体化されていることにより行なわれる。また、冷媒側の
シールもセパレータ側のゴムによって可能である。

【００３４】（２１） 実施形態としては、セパレータ
の片面にガス拡散層を挟み込んだ状態で、接着剤（粘着
剤）が塗布されている絶縁部材（樹脂フィルム）が組み
付けられる。絶縁部材（樹脂フィルム）の片面（ガス拡
散層と接していない反対側の面）には、接着剤（粘着
剤）が塗布されている。ガスケットを成形するセパレー
タには貫通穴がある。その貫通穴を通してゴムは反対側
に存在するガス拡散層に含浸され、絶縁部材（樹脂フィ
ルム）に到達する。絶縁部材（樹脂フィルム）のガス拡
散層に接している面には、接着剤が塗布されており、そ
の接着剤とゴムが反応して一体化される。また、成形す
るゴムとして選択接着性ゴムを用いれば、絶縁部材（樹
脂フィルム）に接着剤を塗布する必要はない。

【００３５】（２２） ガス拡散層は、水素または酸素
を触媒層に導くための通気性と、発電した電気をセパレ
ータに導くための導電性とを有しているもので、通常、
カーボンペーパーまたは不織布を炭化させたものが用い
られる。厚さは、０．０５〜０．５ｍｍ程度である。ガ
スケットのゴム材料には、シリコーンゴム、エチレンプ
ロピレンジエン（ＥＰＤＭ）またはフッ素ゴム等が用い
られ、ガス拡散層に含浸するために、液状ゴムが最も使
用される。絶縁部材（樹脂フィルム）には、ポリエチレ
ンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルニトリル
（ＰＥＮ）またはポリイミド（ＰＩ）等の片面に接着剤
（粘着剤）を塗布したものが用いられる。厚さは、０．
０３〜０．３ｍｍ程度である。

【００３６】（２３） また、ガス拡散層にゴムを含浸
して成形したガス拡散層とガスケットと絶縁部材（樹脂
フィルム）とセパレータとの一体品を、絶縁部材（樹脂
フィルム）に塗布された接着剤（粘着剤）を介して、Ｍ
ＥＡ（電解質膜の両面に触媒層を一体化したもの）にお
ける電解質膜の両面に貼り合わせる。

【００３７】（２４） そして、上記構成によれば、燃
料電池の組付工数を削減することができ、セパレータと
ガス拡散層とガスケットと絶縁部材（樹脂フィルム）と
を一体化したことにより、取扱い性（ハンドリング性）
を向上させることができ、更にガスケットとガス拡散層
との一体品が絶縁部材（樹脂フィルム）を介して電解質
膜と粘着されるために、電気絶縁性が良く、両極の短絡
の可能性を低減させることができる。

【００３８】

【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。

【００３９】第一実施例・・・図１は、本発明の第一実
施例に係る燃料電池用構成部品１の要部断面を示してい
る。当該実施例に係る構成部品１は、ガス拡散層２とガ
スケット３と絶縁部材４との一体品であって、以下のよ
うに構成されている。

【００４０】すなわち先ず、所定の平面形状を備えた平
板状のガス拡散層２が設けられており、このガス拡散層
２の周縁部２ａにおける一面（図上上面）２ｂ側にガス
ケット３が配置されるとともに、他面（図上下面）２ｃ
側に絶縁部材４が配置されている。

【００４１】ガス拡散層２は、カーボン繊維等の多孔質
体によって形成されており、その周縁部２ａに比較的薄
肉のガスケット取付部２ｄを形成すべく、一面２ｂに内
高状の段差部２ｅが設けられている。尚、この段差部２
ｅは無くても良い。

【００４２】ガスケット取付部２ｄの一面２ｂに配置さ
れるガスケット３は、液状ゴムの硬化物によって形成さ
れており、当該ガスケット３の成形時、ガス拡散層２の
厚さ内に、ガスケット３を形成する一部の液状ゴムを含
浸せしめることによってガス拡散層２とガスケット３と
が一体化されている。図では説明の便宜上、含浸部３ａ
に点々を付して示している。ガスケット３は当該構成部
品１の取付後、セパレータに密接するものであって、接
触面圧を局部的に高めるべく、断面略三角形状のシール
リップ３ｂが一体成形されている。

【００４３】また、上記一部の液状ゴムは、ガス拡散層
２のガスケット取付部２ｄにおいてその一面２ｂから他
面２ｃに達して絶縁部材４と接触しており、この接触部
においてガスケット３と絶縁部材４とが一体化されてい
る。このガスケット３と絶縁部材４との一体化は、ガス
ケット３が接着性ゴムよりなる場合には、この接着性ゴ
ムの備える接着性によってガスケット３が絶縁部材４の
一面（図上上面）４ａに接着されるが、ガスケット３が
接着性を有しないゴムよりなる場合には、絶縁部材４の
一面４ａに予め接着剤（図示せず）が塗布されることに
より、この接着剤の接着機能によってガスケット３が絶
縁部材４の一面４ａに接着される。

【００４４】絶縁部材４は、ＰＥＴフィルム等の樹脂フ
ィルムによってシート状のものとして形成されており、
またガス拡散層２のガスケット取付部２ｄの全周に亙っ
て帯状のものとして配置されている。また、この絶縁部
材４は、ガス拡散層２の他面２ｃまで浸透したゴムがこ
の他面２ｃ側で露出することがないように、ガスケット
３の幅ｗ_２よりも広い幅寸法ｗ_１を有している。

【００４５】絶縁部材４の他面（図上下面）４ｂには予
め接着剤５が塗布されており、この接着剤５の貼着機能
によって当該構成部品１が電解質膜またはセパレータ等
の相手取付部材に取り付けられる。図２は、当該構成部
品１を反応電極部（ＭＥＡ）６の両面にそれぞれ取り付
けた状態を示しており、各構成部品１が接着剤５の貼着
機能によって反応電極部６における電解質膜（イオン交
換膜）７の周縁部７ａの一面または他面に貼着されてい
る。反応電極部６は、電解質膜７の両面にそれぞれ触媒
電極（触媒層）８を重ね合わせたものである。

【００４６】尚、取付作業前、接着剤５を保護する必要
があるときは、絶縁部材４の他面４ｂに離型フィルム
（図示せず）を剥離自在に貼り付けることによって接着
剤５を被覆するのが好適である。

【００４７】上記構成を備えた構成部品１においては、
上記したようにガス拡散層２とガスケット３と絶縁部材
４との一体品が形成されるために、これらの構成要素を
一部品として纏めて取り扱うことが可能となり、よって
燃料電池用構成要素の組付工数を削減することができ
る。また、予め一面４ｂに接着剤５を塗布した絶縁部材
４を電解質膜７やセパレータ等の相手取付部材に押し付
けるだけで当該構成部品１を相手取付部材に取り付ける
ことができるために、取付作業を容易化することができ
る。

【００４８】また、ガス拡散層２およびガスケット３が
絶縁部材４を介して電解質膜７またはセパレータ等の相
手取付部材に取り付けられるために、良好な電気絶縁性
が発揮され、よって陰極側と陽極側のガス拡散層２がゴ
ムを含浸した内部で短絡するのを防止することができ
る。

【００４９】第二実施例・・・図３は、本発明の第二実
施例に係る燃料電池用構成部品１の要部断面を示してい
る。当該実施例に係る構成部品１は、ガス拡散層２とガ
スケット３と絶縁部材４との一体品であって、以下のよ
うに構成されている。

【００５０】すなわち先ず、所定の平面形状を備えた平
板状のガス拡散層２が設けられており、このガス拡散層
２の周縁部２ａにおける一面（図上上面）２ｂ側にガス
ケット３が配置されるとともに、他面（図上下面）２ｃ
側に絶縁部材４が配置されている。

【００５１】ガス拡散層２は、カーボン繊維等の多孔質
体によって形成されており、その周縁部２ａに比較的薄
肉のガスケット取付部２ｄを形成すべく、一面２ｂに内
高状の段差部２ｅが設けられている。尚、この段差部２
ｅは無くても良い。

【００５２】ガスケット取付部２ｄの一面２ｂに配置さ
れるガスケット３は、液状ゴムの硬化物によって形成さ
れており、当該ガスケット３の成形時、ガス拡散層２の
厚さ内に、ガスケット３を形成する一部の液状ゴムを含
浸せしめることによってガス拡散層２とガスケット３と
が一体化されている。図では説明の便宜上、含浸部３ａ
に点々を付して示している。ガスケット３は当該構成部
品１の取付後、図４に示すように反応電極部６における
電解質膜（イオン交換膜）７の周縁部７ａに密接するも
のであって、電解質膜７を保護すべく接触面圧が局部的
に上昇することがないよう、フラットシール構造とされ
ている。

【００５３】また、上記一部の液状ゴムは、ガス拡散層
２のガスケット取付部２ｄにおいてその一面２ｂから他
面２ｃに達して絶縁部材４と接触しており、この接触部
においてガスケット３と絶縁部材４とが一体化されてい
る。このガスケット３と絶縁部材４との一体化は、ガス
ケット３が接着性ゴムよりなる場合には、この接着性ゴ
ムの備える接着性によってガスケット３が絶縁部材４の
一面（図上上面）４ａに接着されるが、ガスケット３が
接着性を有しないゴムよりなる場合には、絶縁部材４の
一面４ａに予め接着剤（図示せず）が塗布されることに
より、この接着剤の接着機能によってガスケット３が絶
縁部材４の一面４ａに接着される。

【００５４】絶縁部材４は、ＰＥＴフィルム等の樹脂フ
ィルムによってシート状のものとして形成されており、
またガス拡散層２のガスケット取付部２ｄの全周に亙っ
て帯状のものとして配置されている。また、この絶縁部
材４は、ガス拡散層２の他面２ｃまで浸透したゴムがこ
の他面２ｃ側で露出することがないように、ガスケット
３の幅ｗ_２よりも広い幅寸法ｗ_１を有している。

【００５５】絶縁部材４の他面（図上下面）４ｂには予
め接着剤５が塗布されており、この接着剤５の貼着機能
によって当該構成部品１が電解質膜またはセパレータ等
の相手取付部材に取り付けられる。この図３は、当該構
成部品１をセパレータ９に取り付けた状態を示してお
り、当該構成部品１が接着剤５の貼着機能によってセパ
レータ９の一面に貼着されている。セパレータ９の一面
には、絶縁部材４の厚さを吸収するための内高状の段差
部９ａが設けられている。尚、この段差部９ａは無くて
も良い。

【００５６】取付作業前、接着剤５を保護する必要があ
るときは、絶縁部材４の他面４ｂに離型フィルム（図示
せず）を剥離自在に貼り付けることによって接着剤５を
被覆するのが好適である。

【００５７】上記構成を備えた構成部品１においては、
上記したようにガス拡散層２とガスケット３と絶縁部材
４との一体品が形成されるために、これらの構成要素を
一部品として纏めて取り扱うことが可能となり、よって
燃料電池用構成要素の組付工数を削減することができ
る。また、予め一面４ｂに接着剤５を塗布した絶縁部材
４を電解質膜やセパレータ９等の相手取付部材に押し付
けるだけで当該構成部品１を相手取付部材に取り付ける
ことができるために、取付作業を容易化することができ
る。図４は、図３に示したセパレータ９を含む一体品に
よって反応電極部６をその両面側から挟んだ状態を示し
ている。

【００５８】また、上記構成を備えた構成部品１によれ
ば、ガス拡散層２およびガスケット３が絶縁部材４を介
して電解質膜またはセパレータ９等の相手取付部材に取
り付けられるために、良好な電気絶縁性が発揮され、よ
って陰極側と陽極側のガス拡散層２がゴムを含浸した内
部で短絡するのを防止することができる。

【００５９】第三実施例・・・図５は、本発明の第三実
施例に係る燃料電池用構成部品１の要部断面を示してい
る。当該実施例に係る構成部品１は、ガス拡散層２とガ
スケット３と絶縁部材４とセパレータ９との一体品であ
って、以下のように構成されている。

【００６０】すなわち先ず、所定の平面形状を備えた平
板状のガス拡散層２が設けられており、このガス拡散層
２の一面（図上上面）２ｂ側にセパレータ９が配置され
るとともに、他面（図上下面）２ｃ側に絶縁部材４が配
置されている。ガスケット３はセパレータ９におけるガ
ス拡散層２とは反対の一面（図上上面）９ｂ側に配置さ
れている。

【００６１】ガス拡散層２は、カーボン繊維等の多孔質
体によって形成されており、セパレータ９は、カーボン
または金属等よりなるプレートによって形成されてい
る。また、このセパレータ９の他面９ｃには、その周縁
部９ｄに位置して溝部９ｅが全周に亙って設けられてお
り、セパレータ９の一面９ｂとこの溝部９ｅの底面とを
貫通するように貫通穴９ｆが設けられている。この貫通
穴９ｆは複数が溝部９ｅに沿って、すなわちセパレータ
９の周縁部９ｄに沿って設けられている。

【００６２】セパレータ９の一面９ｂに配置されるガス
ケット３は、液状ゴムの硬化物によって形成されてお
り、その成形時に一部の液状ゴムが貫通穴９ｆおよび溝
部９ｅに充填されるとともにガス拡散層２の厚さ内に含
浸することによって、ガスケット３、セパレータ９およ
びガス拡散層２が一体化されている。図では説明の便宜
上、ガス拡散層２内に含浸したガスケット３の含浸部３
ａに点々を付して示している。ガスケット３は当該構成
部品１の取付後、隣のセルのセパレータに密接するもの
であって、接触面圧を局部的に高めるべく、断面略三角
形状のシールリップ３ｂが一体成形されている。

【００６３】また、上記した一部の液状ゴムは、ガス拡
散層２のガスケット取付部２ｄにおいて、その一面２ｂ
から他面２ｃまで含浸して絶縁部材４と接触しており、
この接触部において、ガスケット３と絶縁部材４とが一
体化されている。このガスケット３と絶縁部材４との一
体化は、ガスケット３が接着性ゴムよりなる場合には、
この接着性ゴムの備える接着性によってガスケット３が
絶縁部材４の一面（図上上面）４ａに接着されるが、ガ
スケット３が接着性を有しないゴムよりなる場合には、
絶縁部材４の一面４ａに予め接着剤（図示せず）が塗布
されることにより、この接着剤の接着機能によってガス
ケット３が絶縁部材４の一面４ａに接着される。

【００６４】絶縁部材４は、ＰＥＴフィルム等の樹脂フ
ィルムによってシート状のものとして形成されており、
またガス拡散層２のガスケット取付部２ｄの全周に亙っ
て帯状のものとして配置されている。また、この絶縁部
材４は、ガス拡散層２の他面２ｃまで浸透したゴムがこ
の他面２ｃ側で露出することがないように、溝部９ｅの
幅ｗ_３よりも広い幅寸法ｗ_１を有している。

【００６５】絶縁部材４の他面（図上下面）４ｂには予
め接着剤５が塗布されており、この接着剤５の貼着機能
によって当該構成部品１が電解質膜等の相手取付部材に
取り付けられる。図６は、当該構成部品１を反応電極部
（ＭＥＡ）６の両面にそれぞれ取り付けた状態を示して
おり、各構成部品１が接着剤５の貼着機能によって反応
電極部６における電解質膜（イオン交換膜）７の周縁部
７ａの一面または他面に貼着されている。反応電極部６
は、電解質膜７の両面にそれぞれ触媒電極（触媒層）８
を重ね合わせたものである。

【００６６】尚、取付作業前、接着剤５を保護する必要
があるときは、絶縁部材４の他面４ｂに離型フィルム
（図示せず）を剥離自在に貼り付けることによって接着
剤５を被覆するのが好適である。

【００６７】上記構成を備えた構成部品１においては、
上記したようにガス拡散層２とガスケット３と絶縁部材
４とセパレータ９との一体品が形成されるために、これ
らの構成要素を一部品として纏めて取り扱うことが可能
となり、よって燃料電池用構成要素の組付工数を削減す
ることができる。また、予め一面４ｂに接着剤５を塗布
した絶縁部材４を電解質膜７等の相手取付部材に押し付
けるだけで当該構成部品１を相手取付部材に取り付ける
ことができるために、取付作業を容易化することができ
る。

【００６８】また、ガス拡散層２およびガスケット３が
絶縁部材４を介して電解質膜７等の相手取付部材に取り
付けられるために、良好な電気絶縁性が発揮され、よっ
て陰極側と陽極側のガス拡散層２がゴムを含浸した内部
で短絡するのを防止することができる。

【００６９】

【発明の効果】本発明は、以下の効果を奏する。

【００７０】すなわち先ず、上記構成を備えた本発明の
請求項１による燃料電池用構成部品においては、上記し
たようにガス拡散層とガスケットと絶縁部材との一体品
が形成されるため、これらの構成要素を一部品として纏
めて取り扱うことが可能となり、よって燃料電池用構成
要素の組付工数を削減することができる。また、この一
体品をシート状絶縁部材の一面に設定した貼着機能によ
って電解質膜またはセパレータ等の相手取付部材に取り
付けるものであるために、取付作業を容易化することが
できる。

【００７１】また、ガス拡散層およびガスケットが絶縁
部材を介して電解質膜またはセパレータ等に取り付けら
れるために、良好な電気絶縁性が発揮され、よって陰極
側と陽極側のガス拡散層がゴムまたは樹脂を含浸した内
部で短絡するのを防止することができる。

【００７２】また、上記構成を備えた本発明の請求項２
による燃料電池用構成部品においては、ガス拡散層とガ
スケットと絶縁部材とセパレータとの一体品が形成され
るため、これらの構成要素を一部品として纏めて取り扱
うことが可能となり、よって燃料電池用構成要素の組付
工数を削減することができる。また、この一体品をシー
ト状絶縁部材の一面に設定した貼着機能によって電解質
膜等の相手取付部材に取り付けるものであるために、取
付作業を容易化することができる。

【００７３】また、ガス拡散層およびガスケットが絶縁
部材を介して電解質膜等に取り付けられるために、良好
な電気絶縁性が発揮され、よって陰極側と陽極側のガス
拡散層がゴムまたは樹脂を含浸した内部で短絡するのを
防止することができる。

【００７４】またこれに加えて、上記構成を備えた本発
明の請求項３による燃料電池用構成部品においては、ガ
スケットが接着性ゴムよりなり、かつその接着性を用い
て絶縁部材と一体化されるものであり、また請求項４に
よる燃料電池用構成部品においては、ガスケットが接着
性を有しないゴムよりなり、かつ絶縁部材の一面に塗布
した接着剤の接着機能によって絶縁部材と一体化される
ものであるためにそれぞれ、ガスケットと絶縁部材とを
強固に接着することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例に係る燃料電池用構成部品
の要部断面図

【図２】同構成部品の取付状態を示す要部断面図

【図３】本発明の第二実施例に係る燃料電池用構成部品
の要部断面図

【図４】同構成部品の取付状態を示す要部断面図

【図５】本発明の第三実施例に係る燃料電池用構成部品
の要部断面図

【図６】同構成部品の取付状態を示す要部断面図

【符号の説明】 １ 燃料電池用構成部品 ２ ガス拡散層 ２ａ，７ａ，９ｄ 周縁部 ２ｂ，４ａ，９ｂ 一面 ２ｃ，４ｂ，９ｃ 他面 ２ｄ ガスケット取付部 ２ｅ，９ａ 段差部 ３ ガスケット ３ａ 含浸部 ３ｂ シールリップ ４ 絶縁部材 ５ 接着剤 ６ 反応電極部 ７ 電解質膜 ８ 触媒電極 ９ セパレータ ９ｅ 溝部 ９ｆ 貫通穴

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１３年７月１３日（２００１．７．１
３）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図５

【補正方法】変更

【補正内容】

【図５】

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図６

【補正方法】変更

【補正内容】

【図６】

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多孔質状のガス拡散層（２）、ゴム状弾
   性材製のガスケット（３）および一面（４ｂ）に貼着機
   能を備えたシート状の絶縁部材（４）の一体品であっ
   て、 前記ガスケット（３）は、その一部の成形材料が前記ガ
   ス拡散層（２）に含浸して前記絶縁部材（４）に達する
   ことにより前記ガス拡散層（２）および絶縁部材（４）
   と一体化されており、 前記一体品は、前記絶縁部材（４）の貼着機能によって
   電解質膜（７）またはセパレータ（９）等の相手取付部
   材に取り付けられることを特徴とする燃料電池用構成部
   品。
2. 【請求項２】 多孔質状のガス拡散層（２）、ゴム状弾
   性材製のガスケット（３）、一面（４ｂ）に貼着機能を
   備えたシート状の絶縁部材（４）、および貫通穴（９
   ｆ）を設けたセパレータ（９）の一体品であって、 前記ガス拡散層（２）の一面（２ｂ）側に前記セパレー
   タ（９）を配置するとともに他面（２ｃ）側に前記絶縁
   部材（４）を配置し、 前記セパレータ（９）の一面（９ｂ）上に成形されたガ
   スケット（３）は、その一部の成形材料が前記貫通穴
   （９ｆ）に充填されるとともに前記ガス拡散層（２）に
   含浸して前記絶縁部材（４）に達することにより前記セ
   パレータ（９）、ガス拡散層（２）および絶縁部材
   （４）と一体化されており、 前記一体品は、前記絶縁部材（４）の貼着機能によって
   電解質膜（７）等の相手取付部材に取り付けられること
   を特徴とする燃料電池用構成部品。
3. 【請求項３】 請求項１または２の燃料電池用構成部品
   において、 ガスケット（３）が接着性ゴムよりなり、かつその接着
   性を用いて絶縁部材（４）と一体化されていることを特
   徴とする燃料電池用構成部品。
4. 【請求項４】 請求項１または２の燃料電池用構成部品
   において、 ガスケット（３）が接着性を有しないゴムよりなり、か
   つ絶縁部材（４）の一面（４ａ）に塗布した接着剤の接
   着機能によって前記絶縁部材（４）と一体化されている
   ことを特徴とする燃料電池用構成部品。