JP2003197221A - 燃料電池 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 積層方向の寸法を抑制しつつシール性を確保
することができる燃料電池を提供する。 【解決手段】 燃料電池セル２１の各セパレータ２３，
２４の前記ガスシール部材２５、２６の外側に、セパレ
ータ２３，２４を厚さ方向に貫通する供給口３３等の連
通孔が設けられる。セパレータ２３に、該セパレータ２
３を厚さ方向に貫通し、燃料電池セル２１間を介して燃
料ガス連通孔と燃料ガス流路２７とを結ぶ貫通路４３が
形成され、他方のセパレータ２４に、該セパレータ２４
の厚さ方向にガスシール部材２６を迂回して酸化剤ガス
連通孔と酸化剤ガス流路を連絡する酸化剤ガス連絡路が
形成されている。
することができる燃料電池を提供する。 【解決手段】 燃料電池セル２１の各セパレータ２３，
２４の前記ガスシール部材２５、２６の外側に、セパレ
ータ２３，２４を厚さ方向に貫通する供給口３３等の連
通孔が設けられる。セパレータ２３に、該セパレータ２
３を厚さ方向に貫通し、燃料電池セル２１間を介して燃
料ガス連通孔と燃料ガス流路２７とを結ぶ貫通路４３が
形成され、他方のセパレータ２４に、該セパレータ２４
の厚さ方向にガスシール部材２６を迂回して酸化剤ガス
連通孔と酸化剤ガス流路を連絡する酸化剤ガス連絡路が
形成されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電極構造体をセパ
レータで挟持してなる燃料電池セルを複数積層して構成
された燃料電池に関するものである。
レータで挟持してなる燃料電池セルを複数積層して構成
された燃料電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】燃料電池セルには、固体高分子電解質膜
の両側にそれぞれアノード電極およびカソード電極を配
置してなる電極構造体を、一対のセパレータで挟持する
ことにより平板状に構成されたものがある。このように
構成された燃料電池セルは、その厚さ方向に複数積層さ
れることにより燃料電池を構成している。
の両側にそれぞれアノード電極およびカソード電極を配
置してなる電極構造体を、一対のセパレータで挟持する
ことにより平板状に構成されたものがある。このように
構成された燃料電池セルは、その厚さ方向に複数積層さ
れることにより燃料電池を構成している。
【０００３】各燃料電池セルでは、アノード電極に対向
配置されるアノード側セパレータの面に燃料ガス（例え
ば、水素）の流路が設けられ、カソード電極に対向配置
されるカソード側セパレータの面に酸化剤ガス（例え
ば、酸素を含む空気）の流路が設けられている。また、
隣接する燃料電池セルの隣接するセパレータ間には、冷
却媒体（例えば、純水）の流路が設けられている。
配置されるアノード側セパレータの面に燃料ガス（例え
ば、水素）の流路が設けられ、カソード電極に対向配置
されるカソード側セパレータの面に酸化剤ガス（例え
ば、酸素を含む空気）の流路が設けられている。また、
隣接する燃料電池セルの隣接するセパレータ間には、冷
却媒体（例えば、純水）の流路が設けられている。
【０００４】そして、アノード電極の電極反応面に燃料
ガスを供給すると、ここで水素がイオン化され、固体高
分子電解質膜を介してカソード電極に移動する。この間
に生じた電子は外部回路に取り出され、直流の電気エネ
ルギとして利用される。カソード電極においては、酸化
剤ガスが供給されているため、水素イオン、電子、およ
び酸素が反応して、水が生成される。電極反応面では、
水が生成される際に熱が発生するので、セパレータ間に
流通させられる冷却媒体によって冷却されるようになっ
ている。
ガスを供給すると、ここで水素がイオン化され、固体高
分子電解質膜を介してカソード電極に移動する。この間
に生じた電子は外部回路に取り出され、直流の電気エネ
ルギとして利用される。カソード電極においては、酸化
剤ガスが供給されているため、水素イオン、電子、およ
び酸素が反応して、水が生成される。電極反応面では、
水が生成される際に熱が発生するので、セパレータ間に
流通させられる冷却媒体によって冷却されるようになっ
ている。
【０００５】これら燃料ガス、酸化剤ガス（総称して反
応ガス）および冷却媒体は、各々独立した流路に流通さ
せる必要があるため、各流路間を液密または気密状態に
仕切るシール技術が重要となる。密封すべき部位として
は、例えば、反応ガスおよび冷却媒体を燃料電池の各燃
料電池セルに分配供給するためにセパレータを厚さ方向
に貫通形成された供給口の周囲、各燃料電池セルから排
出された反応ガスおよび冷却媒体をそれぞれ収集して排
出するためにセパレータを厚さ方向に貫通形成された排
出口の周囲、電極構造体の外周、隣接する燃料電池セル
のセパレータ間等がある。シール部材の材質としては、
柔らかくて、適度に反発力のある有機ゴム等が採用され
ている。
応ガス）および冷却媒体は、各々独立した流路に流通さ
せる必要があるため、各流路間を液密または気密状態に
仕切るシール技術が重要となる。密封すべき部位として
は、例えば、反応ガスおよび冷却媒体を燃料電池の各燃
料電池セルに分配供給するためにセパレータを厚さ方向
に貫通形成された供給口の周囲、各燃料電池セルから排
出された反応ガスおよび冷却媒体をそれぞれ収集して排
出するためにセパレータを厚さ方向に貫通形成された排
出口の周囲、電極構造体の外周、隣接する燃料電池セル
のセパレータ間等がある。シール部材の材質としては、
柔らかくて、適度に反発力のある有機ゴム等が採用され
ている。
【０００６】図３５は、従来の燃料電池を示す平面図で
ある。図中、符号４は、燃料電池１をセパレータ２、３
の積層方向に貫通する燃料ガス供給口、燃料ガス排出
口、酸化剤ガス供給口、酸化剤ガス排出口、冷却媒体供
給口、冷却媒体排出口などの連通孔である。また、符号
５は、セパレータ２，３に沿って複数の燃料ガス流路、
酸化剤ガス流路および冷却媒体流路が形成されている領
域である。
ある。図中、符号４は、燃料電池１をセパレータ２、３
の積層方向に貫通する燃料ガス供給口、燃料ガス排出
口、酸化剤ガス供給口、酸化剤ガス排出口、冷却媒体供
給口、冷却媒体排出口などの連通孔である。また、符号
５は、セパレータ２，３に沿って複数の燃料ガス流路、
酸化剤ガス流路および冷却媒体流路が形成されている領
域である。
【０００７】図３６は、図３５の線Ｘ−Ｘで切断した従
来の燃料電池１を示す縦断面図である。平面視におい
て、発電に寄与しないシール部材の占有体積を極力小さ
くするために、従来は、燃料ガス流路６および酸化剤ガ
ス流路７をそれぞれ密封するガスシール部材８，９と、
冷却媒体流路を密封する冷却面シール部材１０とを、燃
料電池セル１１の積層方向に一列に並べて配置すること
により、燃料電池１の積層方向の外形寸法を最小限に抑
制している。
来の燃料電池１を示す縦断面図である。平面視におい
て、発電に寄与しないシール部材の占有体積を極力小さ
くするために、従来は、燃料ガス流路６および酸化剤ガ
ス流路７をそれぞれ密封するガスシール部材８，９と、
冷却媒体流路を密封する冷却面シール部材１０とを、燃
料電池セル１１の積層方向に一列に並べて配置すること
により、燃料電池１の積層方向の外形寸法を最小限に抑
制している。
【０００８】この図３６によれば、ガスシール部材８、
９によって密封状態に隔離された燃料ガス供給口４と燃
料ガス流路６とが連絡路１２によって連絡されている。
この連絡路１２は、燃料ガス流路６の周囲を全周にわた
って密封しているガスシール部材８をセパレータ２の厚
さ方向に迂回して設けられている。具体的には、セパレ
ータ２の燃料ガス供給口４と燃料ガス流路６との間に溝
を設け、この溝の上にブリッジ板１３を設けて、連絡路
１２を形成している。また、セパレータ３も酸化剤ガス
供給口（図示略）において同様の連絡路（図示略）を有
している。この種の技術が、特開平１０−７４５３０号
公報に開示されている。
９によって密封状態に隔離された燃料ガス供給口４と燃
料ガス流路６とが連絡路１２によって連絡されている。
この連絡路１２は、燃料ガス流路６の周囲を全周にわた
って密封しているガスシール部材８をセパレータ２の厚
さ方向に迂回して設けられている。具体的には、セパレ
ータ２の燃料ガス供給口４と燃料ガス流路６との間に溝
を設け、この溝の上にブリッジ板１３を設けて、連絡路
１２を形成している。また、セパレータ３も酸化剤ガス
供給口（図示略）において同様の連絡路（図示略）を有
している。この種の技術が、特開平１０−７４５３０号
公報に開示されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記ブ
リッジ板１３は、セパレータ２と略同一高さとなるよう
にセパレータ２に組み付けられる別部材であるため、図
３７に示したように、セパレータ２とブリッジ板１３と
の連結箇所に不可避的に隙間１４が生じてしまう（セパ
レータ３においても同様）。ここで、図３７は、図３６
の線Ｙ−Ｙで切断した従来の燃料電池１を示す縦断面図
である。このように、ガスシール部材８，９をセパレー
タ２，３やブリッジ板１３上に固着する際に、ガスシー
ル部材８，９が上述した隙間１４に入り込んで変形する
と、シール性を損なうおそれがあった。加えて、セパレ
ータ２，３やブリッジ板１３上でのガスシール部材８，
９の成形は、上述した隙間１４からガスシール部材８，
９の材料が漏れるおそれがあるため、非常に困難である
という問題があった。
リッジ板１３は、セパレータ２と略同一高さとなるよう
にセパレータ２に組み付けられる別部材であるため、図
３７に示したように、セパレータ２とブリッジ板１３と
の連結箇所に不可避的に隙間１４が生じてしまう（セパ
レータ３においても同様）。ここで、図３７は、図３６
の線Ｙ−Ｙで切断した従来の燃料電池１を示す縦断面図
である。このように、ガスシール部材８，９をセパレー
タ２，３やブリッジ板１３上に固着する際に、ガスシー
ル部材８，９が上述した隙間１４に入り込んで変形する
と、シール性を損なうおそれがあった。加えて、セパレ
ータ２，３やブリッジ板１３上でのガスシール部材８，
９の成形は、上述した隙間１４からガスシール部材８，
９の材料が漏れるおそれがあるため、非常に困難である
という問題があった。
【００１０】ところで、特開平２００１−１４８２５２
号公報、米国特許６，０６６，４０９号公報に示されて
いるように、セパレータに、該セパレータを厚さ方向に
貫通する貫通路を設けて、該貫通路を介して反応ガスを
連通孔からガス流路に流入する技術が提案されている。
しかし、セパレータの裏面側（冷却面側）から表面側の
ガス流路に反応ガスを流入または流出させるため、セパ
レータの表面側のみならず裏面側においても、隣接する
セパレータとの間に反応ガス流路を設ける必要があり、
その分だけ厚さ方向の寸法が増加する問題がある。
号公報、米国特許６，０６６，４０９号公報に示されて
いるように、セパレータに、該セパレータを厚さ方向に
貫通する貫通路を設けて、該貫通路を介して反応ガスを
連通孔からガス流路に流入する技術が提案されている。
しかし、セパレータの裏面側（冷却面側）から表面側の
ガス流路に反応ガスを流入または流出させるため、セパ
レータの表面側のみならず裏面側においても、隣接する
セパレータとの間に反応ガス流路を設ける必要があり、
その分だけ厚さ方向の寸法が増加する問題がある。
【００１１】また、セパレータの裏面側には、前記冷却
媒体流路を密封する冷却面シール部材が設けられている
ため、このセパレータの裏面側から反応ガスを流入させ
るにあたっては、貫通路の形成スペースを確保するため
に、冷却面シール部材をガスシール部材よりも内側（反
応面側）にずらして設ける必要がある。このように冷却
面シール部材をずらした結果、前記冷却面シール部材が
前記ガスシール部材の内側の反応ガス流路と積層方向か
ら見て重なる位置に設けられることになる。これによ
り、前記反応ガス流路および冷却面シール部材の寸法を
合わせた厚さを燃料電池セルの厚さとして確保する必要
が生じる。さらに、一方の電極側のセパレータのみなら
ず、他方の電極側のセパレータにも上述した貫通路を形
成すると、前記必要厚さが倍加し、このような燃料電池
セルを複数個積層して燃料電池を構成すると、前記必要
厚さがさらに積層倍されてしまい、燃料電池の小型化の
障害となるという問題があった。
媒体流路を密封する冷却面シール部材が設けられている
ため、このセパレータの裏面側から反応ガスを流入させ
るにあたっては、貫通路の形成スペースを確保するため
に、冷却面シール部材をガスシール部材よりも内側（反
応面側）にずらして設ける必要がある。このように冷却
面シール部材をずらした結果、前記冷却面シール部材が
前記ガスシール部材の内側の反応ガス流路と積層方向か
ら見て重なる位置に設けられることになる。これによ
り、前記反応ガス流路および冷却面シール部材の寸法を
合わせた厚さを燃料電池セルの厚さとして確保する必要
が生じる。さらに、一方の電極側のセパレータのみなら
ず、他方の電極側のセパレータにも上述した貫通路を形
成すると、前記必要厚さが倍加し、このような燃料電池
セルを複数個積層して燃料電池を構成すると、前記必要
厚さがさらに積層倍されてしまい、燃料電池の小型化の
障害となるという問題があった。
【００１２】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、積層方向の寸法を抑制できるとともにシール
性を確保することができ、かつ、ガスシール部材をセパ
レータに一体的に成形することで、シール性を向上する
ことができる燃料電池を提供することを目的とする。
たもので、積層方向の寸法を抑制できるとともにシール
性を確保することができ、かつ、ガスシール部材をセパ
レータに一体的に成形することで、シール性を向上する
ことができる燃料電池を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載した発明は、電解質（例えば、実施
の形態における固体高分子電解質膜２９）の両面にそれ
ぞれ電極（例えば、実施の形態におけるアノード電極３
０、カソード電極３１）を配した電極構造体（例えば、
実施の形態における電極構造体２２）と、該電極構造体
を厚さ方向に挟む一対のセパレータ（例えば、実施の形
態におけるセパレータ２３，２４）と、前記電極構造体
の外周部に配置され、各セパレータと前記電極構造体と
の間に挟まれて両者間に形成される反応ガス流路（例え
ば、実施の形態における燃料ガス流路２７、酸化剤ガス
流路２８）をそれぞれ密封するガスシール部材（例え
ば、実施の形態におけるガスシール部材２５，２６）と
から構成された複数の燃料電池セル（例えば、実施の形
態における燃料電池セル２１）を積層してなる燃料電池
（例えば、実施の形態における燃料電池２０）であっ
て、前記各セパレータの前記ガスシール部材の外側に、
セパレータを厚さ方向に貫通する反応ガス連通孔（例え
ば、実施の形態における燃料ガス供給口３３，酸化剤ガ
ス供給口３４または燃料ガス排出口３６，酸化剤ガス排
出口３７）が設けられ、一方の極側のセパレータ（例え
ば、実施の形態におけるセパレータ２３）に、該セパレ
ータを厚さ方向に貫通し、反応ガス連通孔と反応ガス流
路とを結ぶ貫通路（例えば、実施の形態における貫通路
４３）が形成され、他方の極側のセパレータ（例えば、
実施の形態におけるセパレータ２４）に、該セパレータ
の厚さ方向にガスシール部材（例えば、実施の形態にお
けるガスシール部材２６）をセパレータの厚さ方向に迂
回して反応ガス連通孔と反応ガス流路を連絡する反応ガ
ス連絡路（例えば、実施の形態における酸化剤ガス連絡
路４６）が形成されていることを特徴とする燃料電池で
ある。
に、請求項１に記載した発明は、電解質（例えば、実施
の形態における固体高分子電解質膜２９）の両面にそれ
ぞれ電極（例えば、実施の形態におけるアノード電極３
０、カソード電極３１）を配した電極構造体（例えば、
実施の形態における電極構造体２２）と、該電極構造体
を厚さ方向に挟む一対のセパレータ（例えば、実施の形
態におけるセパレータ２３，２４）と、前記電極構造体
の外周部に配置され、各セパレータと前記電極構造体と
の間に挟まれて両者間に形成される反応ガス流路（例え
ば、実施の形態における燃料ガス流路２７、酸化剤ガス
流路２８）をそれぞれ密封するガスシール部材（例え
ば、実施の形態におけるガスシール部材２５，２６）と
から構成された複数の燃料電池セル（例えば、実施の形
態における燃料電池セル２１）を積層してなる燃料電池
（例えば、実施の形態における燃料電池２０）であっ
て、前記各セパレータの前記ガスシール部材の外側に、
セパレータを厚さ方向に貫通する反応ガス連通孔（例え
ば、実施の形態における燃料ガス供給口３３，酸化剤ガ
ス供給口３４または燃料ガス排出口３６，酸化剤ガス排
出口３７）が設けられ、一方の極側のセパレータ（例え
ば、実施の形態におけるセパレータ２３）に、該セパレ
ータを厚さ方向に貫通し、反応ガス連通孔と反応ガス流
路とを結ぶ貫通路（例えば、実施の形態における貫通路
４３）が形成され、他方の極側のセパレータ（例えば、
実施の形態におけるセパレータ２４）に、該セパレータ
の厚さ方向にガスシール部材（例えば、実施の形態にお
けるガスシール部材２６）をセパレータの厚さ方向に迂
回して反応ガス連通孔と反応ガス流路を連絡する反応ガ
ス連絡路（例えば、実施の形態における酸化剤ガス連絡
路４６）が形成されていることを特徴とする燃料電池で
ある。
【００１４】このように構成することで、前記一方の極
側のセパレータでは、前記貫通路により反応ガス連通孔
と反応ガス流路を連絡するため、反応ガス連絡路を形成
する必要が無い。よって、このセパレータの表面側（反
応ガス流路側）において、上述した連絡路形成に伴う隙
間が生じないので、前記反応ガス連通孔と反応ガス流路
間のガスシール部材成形領域を平坦に形成することがで
きる。これにより、ガスシール部材成形時における材料
の流出を防止することができるため、この成形時におけ
るガスシール部材の変形を防止して、該ガスシール部材
をセパレータ上の所定箇所に確実に固着することがで
き、ガスシール部材のシール性能を向上させることがで
きる。前記一方の極側のセパレータ上に成型したガスシ
ール部材や、電極構造体の電解質上に固着したガスシー
ル部材を、他方の極側のセパレータに圧接させることに
より、前記反応ガス流路を密封することができる。
側のセパレータでは、前記貫通路により反応ガス連通孔
と反応ガス流路を連絡するため、反応ガス連絡路を形成
する必要が無い。よって、このセパレータの表面側（反
応ガス流路側）において、上述した連絡路形成に伴う隙
間が生じないので、前記反応ガス連通孔と反応ガス流路
間のガスシール部材成形領域を平坦に形成することがで
きる。これにより、ガスシール部材成形時における材料
の流出を防止することができるため、この成形時におけ
るガスシール部材の変形を防止して、該ガスシール部材
をセパレータ上の所定箇所に確実に固着することがで
き、ガスシール部材のシール性能を向上させることがで
きる。前記一方の極側のセパレータ上に成型したガスシ
ール部材や、電極構造体の電解質上に固着したガスシー
ル部材を、他方の極側のセパレータに圧接させることに
より、前記反応ガス流路を密封することができる。
【００１５】また、前記他方の極側のセパレータには、
前記連絡路により反応ガス連通孔と反応ガス流路を連絡
するため、このセパレータの裏面（冷却面）側において
は、反応ガスを流通させる必要がなく、冷却面シール部
材を、積層方向から見て反応ガス流路に重なる位置に設
ける必要が無い。したがって、前記冷却面シール部材を
積層方向から見て反応ガス流路とずらして設けることに
より、燃料電池セル、ひいては燃料電池の積層方向の寸
法をその分低減することができる。
前記連絡路により反応ガス連通孔と反応ガス流路を連絡
するため、このセパレータの裏面（冷却面）側において
は、反応ガスを流通させる必要がなく、冷却面シール部
材を、積層方向から見て反応ガス流路に重なる位置に設
ける必要が無い。したがって、前記冷却面シール部材を
積層方向から見て反応ガス流路とずらして設けることに
より、燃料電池セル、ひいては燃料電池の積層方向の寸
法をその分低減することができる。
【００１６】なお、前記他方の極側のセパレータと連絡
路との連結箇所には上述した隙間が生じるが、前記一方
の極側のセパレータや前記電解質に固着したガスシール
部材を前記隙間に圧接させることにより、この隙間をシ
ールすることができる。
路との連結箇所には上述した隙間が生じるが、前記一方
の極側のセパレータや前記電解質に固着したガスシール
部材を前記隙間に圧接させることにより、この隙間をシ
ールすることができる。
【００１７】請求項２に記載の発明は、前記他方の極側
のセパレータに当接する電極が、前記一方の極側のセパ
レータに当接する電極より、少なくともガスシール部材
の幅寸法分平面寸法を大きく形成されていることを特徴
とする燃料電池である。このように構成することで、前
記一方の極側のセパレータに当接する電極（小さい方の
電極）からはみ出した電解質の部分を、前記他方の極側
のセパレータに当接する電極（大きい方の電極）で厚さ
方向に補強することができる。そして、ガスシール部材
を、前記電解質の補強された箇所に接触するように、前
記一方の極側のセパレータに固着することができる。こ
のため、電解質の厚さ方向の強度を保持しつつ、ガスシ
ール部材を圧接することができる。
のセパレータに当接する電極が、前記一方の極側のセパ
レータに当接する電極より、少なくともガスシール部材
の幅寸法分平面寸法を大きく形成されていることを特徴
とする燃料電池である。このように構成することで、前
記一方の極側のセパレータに当接する電極（小さい方の
電極）からはみ出した電解質の部分を、前記他方の極側
のセパレータに当接する電極（大きい方の電極）で厚さ
方向に補強することができる。そして、ガスシール部材
を、前記電解質の補強された箇所に接触するように、前
記一方の極側のセパレータに固着することができる。こ
のため、電解質の厚さ方向の強度を保持しつつ、ガスシ
ール部材を圧接することができる。
【００１８】なお、上述した補強される箇所をシール部
材で形成すると、さらにシール機能を高めることができ
る。また、前記電解質は、前記大きい方の電極より平面
寸法が大きくてもよく、また同一であってもよい。電解
質が前記大きい方の電極よりも平面寸法が大きい場合に
は、電解質周縁部にガスシール部材を固着してもよい。
材で形成すると、さらにシール機能を高めることができ
る。また、前記電解質は、前記大きい方の電極より平面
寸法が大きくてもよく、また同一であってもよい。電解
質が前記大きい方の電極よりも平面寸法が大きい場合に
は、電解質周縁部にガスシール部材を固着してもよい。
【００１９】請求項３に記載の発明は、前記ガスシール
部材が、前記一方の極側のセパレータに固着されるとと
もに、前記電極構造体および前記他方の極側のセパレー
タに圧接するように形成されていることを特徴とする燃
料電池である。
部材が、前記一方の極側のセパレータに固着されるとと
もに、前記電極構造体および前記他方の極側のセパレー
タに圧接するように形成されていることを特徴とする燃
料電池である。
【００２０】このように構成すると、前記ガスシール部
材が電極構造体に圧接することで、電極構造体からの反
応ガスの流出を抑制するとともに、前記ガスシール部材
が他方の極側のセパレータに圧接することで反応ガスの
外部への流出をより確実に防止できる。
材が電極構造体に圧接することで、電極構造体からの反
応ガスの流出を抑制するとともに、前記ガスシール部材
が他方の極側のセパレータに圧接することで反応ガスの
外部への流出をより確実に防止できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態におけ
る燃料電池を図面と共に説明する。本実施の形態に係る
燃料電池２０は、図１２に示されるように、燃料電池セ
ル２１を複数積層して構成されている。燃料電池セル２
１は、図１に示されるように、電極構造体２２を一対の
セパレータ２３，２４で挟持することにより構成されて
いる。電極構造体２２と各セパレータ２３，２４との間
には、ガスシール部材２５，２６がそれぞれ配置されて
いる。これらガスシール部材２５，２６は、図１２、図
１３に示されるように、電極構造体２２の両側に燃料ガ
ス流路２７と酸化剤ガス流路２８とを密封状態に画定し
ている。
る燃料電池を図面と共に説明する。本実施の形態に係る
燃料電池２０は、図１２に示されるように、燃料電池セ
ル２１を複数積層して構成されている。燃料電池セル２
１は、図１に示されるように、電極構造体２２を一対の
セパレータ２３，２４で挟持することにより構成されて
いる。電極構造体２２と各セパレータ２３，２４との間
には、ガスシール部材２５，２６がそれぞれ配置されて
いる。これらガスシール部材２５，２６は、図１２、図
１３に示されるように、電極構造体２２の両側に燃料ガ
ス流路２７と酸化剤ガス流路２８とを密封状態に画定し
ている。
【００２２】前記電極構造体２２は、例えば、図２およ
び図１２に示されるように、ペルフルオロスルホン酸ポ
リマーからなる固体高分子電解質膜２９（以下、単に電
解質膜という。）と、この電解質膜２９の両面を挟むア
ノード電極３０およびカソード電極３１とを有してい
る。
び図１２に示されるように、ペルフルオロスルホン酸ポ
リマーからなる固体高分子電解質膜２９（以下、単に電
解質膜という。）と、この電解質膜２９の両面を挟むア
ノード電極３０およびカソード電極３１とを有してい
る。
【００２３】電解質膜２９は、例えば、図２に示される
ように、複数の貫通孔３２を有している。電解質膜２９
は、後述するセパレータ２３，２４と同等の大きさを有
し、各貫通孔３２は、セパレータ２３，２４の各反応ガ
ス及び冷却媒体の供給口３３〜３５および各反応ガス及
び冷却媒体の排出口３６〜３８に対応する位置に配置さ
れている。
ように、複数の貫通孔３２を有している。電解質膜２９
は、後述するセパレータ２３，２４と同等の大きさを有
し、各貫通孔３２は、セパレータ２３，２４の各反応ガ
ス及び冷却媒体の供給口３３〜３５および各反応ガス及
び冷却媒体の排出口３６〜３８に対応する位置に配置さ
れている。
【００２４】前記アノード電極３０およびカソード電極
３１は、例えば、多孔質カーボンクロスまたは多孔質カ
ーボンペーパーからなるガス拡散層の電解質膜２９と接
する表面に、Ｐｔを主体とする合金からなる触媒層を積
層させることにより構成されている。
３１は、例えば、多孔質カーボンクロスまたは多孔質カ
ーボンペーパーからなるガス拡散層の電解質膜２９と接
する表面に、Ｐｔを主体とする合金からなる触媒層を積
層させることにより構成されている。
【００２５】燃料電池セル２１は２種類のセパレータ２
３，２４を有している。各セパレータ２３，２４は、図
３および図４に示されるように、いずれもカーボン製平
板の表面に、複数の溝（図示せず）を削り込むことによ
り、一定の高さを有する凹凸が一定のパターンで多数形
成された波板部３９，４０と、該波板部３９，４０に流
通させる燃料ガス（例えば、水素ガス）、酸化剤ガス
（例えば、酸素を含む空気）および冷却媒体（例えば、
純水）をそれぞれ供給、排出させるように各セパレータ
２３，２４を貫通する燃料ガス供給口（反応ガス連通
孔）３３、酸化剤ガス供給口（反応ガス連通孔）３４、
冷却媒体供給口（冷却媒体連通孔）３５、燃料ガス排出
口（反応ガス連通孔）３６、酸化剤ガス排出口（反応ガ
ス連通孔）３７および冷却媒体排出口（冷却媒体連通
孔）３８と、これら供給口３３〜３５、排出口３６〜３
８および前記波板部３９，４０をそれぞれ取り囲むよう
に配置される平面部４１，４２とを具備している。
３，２４を有している。各セパレータ２３，２４は、図
３および図４に示されるように、いずれもカーボン製平
板の表面に、複数の溝（図示せず）を削り込むことによ
り、一定の高さを有する凹凸が一定のパターンで多数形
成された波板部３９，４０と、該波板部３９，４０に流
通させる燃料ガス（例えば、水素ガス）、酸化剤ガス
（例えば、酸素を含む空気）および冷却媒体（例えば、
純水）をそれぞれ供給、排出させるように各セパレータ
２３，２４を貫通する燃料ガス供給口（反応ガス連通
孔）３３、酸化剤ガス供給口（反応ガス連通孔）３４、
冷却媒体供給口（冷却媒体連通孔）３５、燃料ガス排出
口（反応ガス連通孔）３６、酸化剤ガス排出口（反応ガ
ス連通孔）３７および冷却媒体排出口（冷却媒体連通
孔）３８と、これら供給口３３〜３５、排出口３６〜３
８および前記波板部３９，４０をそれぞれ取り囲むよう
に配置される平面部４１，４２とを具備している。
【００２６】前記冷却媒体供給口３５および冷却媒体排
出口３８は、図３および図４に示されるように、セパレ
ータ２３，２４の幅方向（矢印Ｐ）のほぼ中央に配置さ
れている。また、前記燃料ガス供給口３３と酸化剤ガス
供給口３４は、前記冷却媒体供給口３５を挟んでセパレ
ータ２３、２４の幅方向（矢印Ｐ）の両側に配置されて
いる。さらに、前記燃料ガス排出口３６と酸化剤ガス排
出口３７は、前記冷却媒体排出口３８を挟んでセパレー
タ２３，２４の幅方向（矢印Ｐ）の両側に配置されてい
る。これら燃料ガス排出口３６および酸化剤ガス排出口
３７は、それぞれ燃料ガス供給口３３および酸化剤ガス
供給口３４に対して対角位置となるように配置されてい
る。
出口３８は、図３および図４に示されるように、セパレ
ータ２３，２４の幅方向（矢印Ｐ）のほぼ中央に配置さ
れている。また、前記燃料ガス供給口３３と酸化剤ガス
供給口３４は、前記冷却媒体供給口３５を挟んでセパレ
ータ２３、２４の幅方向（矢印Ｐ）の両側に配置されて
いる。さらに、前記燃料ガス排出口３６と酸化剤ガス排
出口３７は、前記冷却媒体排出口３８を挟んでセパレー
タ２３，２４の幅方向（矢印Ｐ）の両側に配置されてい
る。これら燃料ガス排出口３６および酸化剤ガス排出口
３７は、それぞれ燃料ガス供給口３３および酸化剤ガス
供給口３４に対して対角位置となるように配置されてい
る。
【００２７】各セパレータ２３，２４の長さ方向（矢印
Ｑ）に沿う、燃料ガス供給口３３および排出口３６、酸
化剤ガス供給口３４および排出口３７の長さ寸法（矢印
Ｒ）は、隣接する冷却媒体供給口３５および排出口３８
の長さ寸法（矢印Ｓ）よりも短く形成されている。これ
により、燃料ガス供給口３３および排出口３６、酸化剤
ガス供給口３４および排出口３７と波板部３９，４０と
の間の間隔寸法（矢印Ｔ）は、冷却媒体供給口３５およ
び排出口３８と波板部３９，４０との間の間隔寸法（矢
印Ｕ）よりも大きく形成されている。
Ｑ）に沿う、燃料ガス供給口３３および排出口３６、酸
化剤ガス供給口３４および排出口３７の長さ寸法（矢印
Ｒ）は、隣接する冷却媒体供給口３５および排出口３８
の長さ寸法（矢印Ｓ）よりも短く形成されている。これ
により、燃料ガス供給口３３および排出口３６、酸化剤
ガス供給口３４および排出口３７と波板部３９，４０と
の間の間隔寸法（矢印Ｔ）は、冷却媒体供給口３５およ
び排出口３８と波板部３９，４０との間の間隔寸法（矢
印Ｕ）よりも大きく形成されている。
【００２８】前記一対のセパレータ２３，２４のうち、
一方の極側のセパレータ２３の一方の面（燃料ガス側の
面）には、図３に示されるように、貫通路４３の一方の
端部４４が開口されている。これらの貫通路４３はセパ
レータ２３を厚さ方向に貫通して、燃料ガス供給口３３
と波板部３９、波板部３９と燃料ガス排出口３６とを結
ぶように形成されている。
一方の極側のセパレータ２３の一方の面（燃料ガス側の
面）には、図３に示されるように、貫通路４３の一方の
端部４４が開口されている。これらの貫通路４３はセパ
レータ２３を厚さ方向に貫通して、燃料ガス供給口３３
と波板部３９、波板部３９と燃料ガス排出口３６とを結
ぶように形成されている。
【００２９】また、他方の極側のセパレータ２４の一方
の面（酸化剤ガス側の面）には、図４に示されるよう
に、酸化剤ガス供給口３４と波板部４０との間および該
波板部４０と酸化剤ガス排出口３７との間に、酸化剤ガ
ス供給口３４から供給されてきた酸化剤ガスを波板部４
０に流通させ、波板部４０を通過した酸化剤ガスを酸化
剤ガス排出口３７から排出させるための酸化剤ガス連絡
路４６がそれぞれ形成されている。この酸化剤ガス連絡
路４６は、セパレータ２４の一方の面に形成された複数
の溝４７と、該溝４７上に掛け渡される平板上のブリッ
ジ板４８とを備えている。ブリッジ板４８が配置される
セパレータ２４の表面には、該ブリッジ板４８をはめ込
む凹部４９が形成されており、それによってブリッジ板
４８の表面は、セパレータ２４の表面４２と同一平面内
に配されている。
の面（酸化剤ガス側の面）には、図４に示されるよう
に、酸化剤ガス供給口３４と波板部４０との間および該
波板部４０と酸化剤ガス排出口３７との間に、酸化剤ガ
ス供給口３４から供給されてきた酸化剤ガスを波板部４
０に流通させ、波板部４０を通過した酸化剤ガスを酸化
剤ガス排出口３７から排出させるための酸化剤ガス連絡
路４６がそれぞれ形成されている。この酸化剤ガス連絡
路４６は、セパレータ２４の一方の面に形成された複数
の溝４７と、該溝４７上に掛け渡される平板上のブリッ
ジ板４８とを備えている。ブリッジ板４８が配置される
セパレータ２４の表面には、該ブリッジ板４８をはめ込
む凹部４９が形成されており、それによってブリッジ板
４８の表面は、セパレータ２４の表面４２と同一平面内
に配されている。
【００３０】両セパレータ２３、２４の他方の面（冷却
媒体側の面）には、図５または図６に示されるように、
冷却媒体供給口３５と波板部３９，４０とを結ぶ冷却媒
体連絡路５０および該波板部３９，４０と冷却媒体排出
口３８とを結ぶ冷却媒体連絡路５０が設けられている。
そして、図５に示されるように一方の極側のセパレータ
２３の他方の面には貫通路４３の他方の端部４５が開口
されている。また、図３および図５に示されるように、
貫通路４３は、前記一方の端部４４が波板部３９寄り
に、他方の端部４５が燃料ガス供給口３３または燃料ガ
ス排出口３６寄りになるように、形成されている。な
お、図６に示された他方の極側のセパレータ２４の面
は、貫通路４３が形成されていない点を除いて、図５に
示されるセパレータ２３の他方の面と同様である。
媒体側の面）には、図５または図６に示されるように、
冷却媒体供給口３５と波板部３９，４０とを結ぶ冷却媒
体連絡路５０および該波板部３９，４０と冷却媒体排出
口３８とを結ぶ冷却媒体連絡路５０が設けられている。
そして、図５に示されるように一方の極側のセパレータ
２３の他方の面には貫通路４３の他方の端部４５が開口
されている。また、図３および図５に示されるように、
貫通路４３は、前記一方の端部４４が波板部３９寄り
に、他方の端部４５が燃料ガス供給口３３または燃料ガ
ス排出口３６寄りになるように、形成されている。な
お、図６に示された他方の極側のセパレータ２４の面
は、貫通路４３が形成されていない点を除いて、図５に
示されるセパレータ２３の他方の面と同様である。
【００３１】反応ガス流路を密封するガスシール部材２
５，２６は、図７、図９に示されるように、波板部３
９，４０の外周を取り囲む主環状部５１，５２の両側
に、各供給口３３〜３５および排出口３６〜３８をそれ
ぞれ取り囲む複数の副環状部５３（５３ａ〜５３ｃ），
５４（５４ａ〜５４ｃ）を有する形状に一体的に構成さ
れている。図７、図９は、このようなガスシール部材２
５，２６を、前記セパレータ２３のアノード電極側の面
に配置した状態、前記セパレータ２４のカソード電極側
の面に配置した状態をそれぞれ示している。
５，２６は、図７、図９に示されるように、波板部３
９，４０の外周を取り囲む主環状部５１，５２の両側
に、各供給口３３〜３５および排出口３６〜３８をそれ
ぞれ取り囲む複数の副環状部５３（５３ａ〜５３ｃ），
５４（５４ａ〜５４ｃ）を有する形状に一体的に構成さ
れている。図７、図９は、このようなガスシール部材２
５，２６を、前記セパレータ２３のアノード電極側の面
に配置した状態、前記セパレータ２４のカソード電極側
の面に配置した状態をそれぞれ示している。
【００３２】これらの図７、図９によれば、ガスシール
部材２５，２６の主環状部５１，５２は、各供給口３３
〜３５および各排出口３６〜３８と波板部３９、４０と
の間の平面部４１，４２を通過するように配置される。
前記ガスシール部材２５の主環状部５１において、燃料
ガス供給口３３または燃料ガス排出口３６を密封する部
位は、前記貫通路４３の一方の端部４４よりも燃料ガス
供給口３３または燃料ガス排出口３６側にずれた位置に
配置され、貫通路４３の一方の端部４４がガスシール部
材２５で覆われないようにしている。このガスシール部
材２５は、セパレータ２３に固着されて一体化されてい
る。
部材２５，２６の主環状部５１，５２は、各供給口３３
〜３５および各排出口３６〜３８と波板部３９、４０と
の間の平面部４１，４２を通過するように配置される。
前記ガスシール部材２５の主環状部５１において、燃料
ガス供給口３３または燃料ガス排出口３６を密封する部
位は、前記貫通路４３の一方の端部４４よりも燃料ガス
供給口３３または燃料ガス排出口３６側にずれた位置に
配置され、貫通路４３の一方の端部４４がガスシール部
材２５で覆われないようにしている。このガスシール部
材２５は、セパレータ２３に固着されて一体化されてい
る。
【００３３】また、ガスシール部材２６の主環状部５２
は、連絡路４６に設けられたブリッジ板４８の上を通過
して、各供給口３３〜３５および排出口３６〜３８と波
板部４０との間を連絡路４６を構成する溝４７のみによ
って連絡し、他の部分は密封状態に保持するよう配置し
ている。
は、連絡路４６に設けられたブリッジ板４８の上を通過
して、各供給口３３〜３５および排出口３６〜３８と波
板部４０との間を連絡路４６を構成する溝４７のみによ
って連絡し、他の部分は密封状態に保持するよう配置し
ている。
【００３４】また、図８は、ガスシール部材２５，２６
を電極構造体２２に配置した状態を示している。同図に
示したように、前記ガスシール部材２５，２６は、固体
高分子電解質膜２９上に形成されている。そして、ガス
シール部材２６は、固体高分子電解質膜２９と一体化さ
れている。
を電極構造体２２に配置した状態を示している。同図に
示したように、前記ガスシール部材２５，２６は、固体
高分子電解質膜２９上に形成されている。そして、ガス
シール部材２６は、固体高分子電解質膜２９と一体化さ
れている。
【００３５】このように構成された燃料電池セル２１
は、図１２に示されるように、冷却面シール部材５５を
挟んで複数積層される。冷却面シール部材５５は、図１
０、図１１に示されるように、主環状部５７と副環状部
５８とを一体的に連結した構造を有している。冷却面シ
ール部材５５の主環状部５７は、燃料ガス供給口３３お
よび酸化剤ガス供給口３４と波板部３９，４０との間、
燃料ガス排出口３６および酸化剤ガス排出口３７と波板
部３９，４０との間を通過して、冷却媒体供給口３５か
ら冷却媒体連絡路５０を介して波板部３９，４０に接続
し、波板部３９，４０ら冷却媒体連絡路５０を介して冷
却媒体排出口３８に接続する冷却媒体流路６１の周囲を
密封している。また、冷却面シール部材５５の副環状部
５８は、燃料ガス供給口３３および酸化剤ガス供給口３
４の周囲と、燃料ガス排出口３６および酸化剤ガス排出
口３７の周囲とをそれぞれ独立して密封している。
は、図１２に示されるように、冷却面シール部材５５を
挟んで複数積層される。冷却面シール部材５５は、図１
０、図１１に示されるように、主環状部５７と副環状部
５８とを一体的に連結した構造を有している。冷却面シ
ール部材５５の主環状部５７は、燃料ガス供給口３３お
よび酸化剤ガス供給口３４と波板部３９，４０との間、
燃料ガス排出口３６および酸化剤ガス排出口３７と波板
部３９，４０との間を通過して、冷却媒体供給口３５か
ら冷却媒体連絡路５０を介して波板部３９，４０に接続
し、波板部３９，４０ら冷却媒体連絡路５０を介して冷
却媒体排出口３８に接続する冷却媒体流路６１の周囲を
密封している。また、冷却面シール部材５５の副環状部
５８は、燃料ガス供給口３３および酸化剤ガス供給口３
４の周囲と、燃料ガス排出口３６および酸化剤ガス排出
口３７の周囲とをそれぞれ独立して密封している。
【００３６】そして、図１０に示されるように、冷却面
シール部材５５の主環状部５７のうち、燃料ガス供給口
３３の周囲または燃料ガス排出口３６の周囲を密封する
部位は、前記貫通路４３の他方の端部４５よりも、波板
部３９側にずれた位置に配置されて、前記他方の端部４
５が冷却面シール部材５５で覆われないようにしてい
る。このようにしたため、燃料ガス供給口３３または燃
料ガス排出口３６から供給または排出される燃料ガス
が、冷却面側の波板部３９に流入または流出することな
く、貫通路４３の他方の端部４５に流入または流出す
る。上述したように、貫通路４３の一方の端部４４もガ
スシール部材２５で覆われていないため、前記一方の端
部４４を介して前記燃料ガスを燃料ガス流路２７に供給
または排出することができる。
シール部材５５の主環状部５７のうち、燃料ガス供給口
３３の周囲または燃料ガス排出口３６の周囲を密封する
部位は、前記貫通路４３の他方の端部４５よりも、波板
部３９側にずれた位置に配置されて、前記他方の端部４
５が冷却面シール部材５５で覆われないようにしてい
る。このようにしたため、燃料ガス供給口３３または燃
料ガス排出口３６から供給または排出される燃料ガス
が、冷却面側の波板部３９に流入または流出することな
く、貫通路４３の他方の端部４５に流入または流出す
る。上述したように、貫通路４３の一方の端部４４もガ
スシール部材２５で覆われていないため、前記一方の端
部４４を介して前記燃料ガスを燃料ガス流路２７に供給
または排出することができる。
【００３７】このように構成された燃料電池２０の各部
の断面を図１２に示す。図１２は、図７に示される線Ａ
−Ａに沿って切断した図１の燃料電池２０を示す縦断面
図である。この図１２によれば、アノード電極３０とセ
パレータ２３との間に形成されている燃料ガス流路２７
への燃料ガスを流通させる経路が示されている。そし
て、電極構造体２２とその両側に配される一対のセパレ
ータ２３，２４との間を密封するガスシール部材２５，
２６が、燃料電池セル２１の積層方向に対向する位置で
電解質膜２９を厚さ方向に挟んで配置されている。そし
て、図１２に示したように、セパレータ２３を厚さ方向
に貫通する貫通路４３を介して、ガスシール部材２５の
主環状部５１の外側の燃料ガス供給口３３から供給され
る燃料ガスを、ガスシール部材２５の主環状部５１内側
の燃料ガス流路２７に流通させることを可能としてい
る。前記セパレータ２３には、ガスシール部材２５をセ
パレータ２３の厚さ方向に迂回して反応ガス連絡路を形
成する必要が無く、ブリッジ板を設ける必要が無いた
め、ガスシール部材２５を配置する領域の平坦度を確保
できる。したがって、ガスシール部材２５をセパレータ
２３に一体に成形した際に変形を防止して、該ガスシー
ル部材２５をセパレータ２３上の所定箇所に確実に固着
して一体化することができるため、ガスシール部材２５
のシール性能を向上させることができる。
の断面を図１２に示す。図１２は、図７に示される線Ａ
−Ａに沿って切断した図１の燃料電池２０を示す縦断面
図である。この図１２によれば、アノード電極３０とセ
パレータ２３との間に形成されている燃料ガス流路２７
への燃料ガスを流通させる経路が示されている。そし
て、電極構造体２２とその両側に配される一対のセパレ
ータ２３，２４との間を密封するガスシール部材２５，
２６が、燃料電池セル２１の積層方向に対向する位置で
電解質膜２９を厚さ方向に挟んで配置されている。そし
て、図１２に示したように、セパレータ２３を厚さ方向
に貫通する貫通路４３を介して、ガスシール部材２５の
主環状部５１の外側の燃料ガス供給口３３から供給され
る燃料ガスを、ガスシール部材２５の主環状部５１内側
の燃料ガス流路２７に流通させることを可能としてい
る。前記セパレータ２３には、ガスシール部材２５をセ
パレータ２３の厚さ方向に迂回して反応ガス連絡路を形
成する必要が無く、ブリッジ板を設ける必要が無いた
め、ガスシール部材２５を配置する領域の平坦度を確保
できる。したがって、ガスシール部材２５をセパレータ
２３に一体に成形した際に変形を防止して、該ガスシー
ル部材２５をセパレータ２３上の所定箇所に確実に固着
して一体化することができるため、ガスシール部材２５
のシール性能を向上させることができる。
【００３８】上記においては、燃料ガス供給口３３につ
いて説明したが、燃料ガス排出口３６側においても同様
のことが言える。
いて説明したが、燃料ガス排出口３６側においても同様
のことが言える。
【００３９】図１３は、図７に示される線Ｂ−Ｂに沿っ
て切断した図１の燃料電池２０を示す縦断面図である。
この図１３においても、電極構造体２２とその両側に配
される一対のセパレータ２３，２４との間を密封するガ
スシール部材２５，２６が、燃料電池セル２１の積層方
向に対向する位置で電解質膜２９を厚さ方向に挟んで配
置されている。そして、酸化剤ガス連絡路４６は、ガス
シール部材２６の主環状部５２をセパレータ２４の厚さ
方向に迂回して、該ガスシール部材２６の主環状部５２
の内外を連通させ、ガスシール部材２６の主環状部５２
の外側の酸化剤ガス供給口３４から供給される酸化剤ガ
スを、ガスシール部材２６の主環状部５２内側の酸化剤
ガス流路２８に流通させることを可能としている。この
ため、セパレータ２４の裏面（冷却面）側においては、
酸化剤ガスを流通させる必要がなく、冷却面シール部材
５５を、積層方向から見て酸化剤ガス流路２８に重なる
位置に設ける必要が無い。
て切断した図１の燃料電池２０を示す縦断面図である。
この図１３においても、電極構造体２２とその両側に配
される一対のセパレータ２３，２４との間を密封するガ
スシール部材２５，２６が、燃料電池セル２１の積層方
向に対向する位置で電解質膜２９を厚さ方向に挟んで配
置されている。そして、酸化剤ガス連絡路４６は、ガス
シール部材２６の主環状部５２をセパレータ２４の厚さ
方向に迂回して、該ガスシール部材２６の主環状部５２
の内外を連通させ、ガスシール部材２６の主環状部５２
の外側の酸化剤ガス供給口３４から供給される酸化剤ガ
スを、ガスシール部材２６の主環状部５２内側の酸化剤
ガス流路２８に流通させることを可能としている。この
ため、セパレータ２４の裏面（冷却面）側においては、
酸化剤ガスを流通させる必要がなく、冷却面シール部材
５５を、積層方向から見て酸化剤ガス流路２８に重なる
位置に設ける必要が無い。
【００４０】上記においては、酸化剤ガス供給口３４に
ついて説明したが、酸化剤ガス排出口３７側においても
同様のことが言える。なお、図１４は、図７に示された
線Ｃ−Ｃに沿う図１の燃料電池２０を示す縦断面図を示
している。これによれば、冷却媒体供給口３５から隣接
する燃料電池セル２１間に画定された冷却媒体流路６１
に接続する冷却媒体の経路が示されている。
ついて説明したが、酸化剤ガス排出口３７側においても
同様のことが言える。なお、図１４は、図７に示された
線Ｃ−Ｃに沿う図１の燃料電池２０を示す縦断面図を示
している。これによれば、冷却媒体供給口３５から隣接
する燃料電池セル２１間に画定された冷却媒体流路６１
に接続する冷却媒体の経路が示されている。
【００４１】以上説明したように、本実施の形態におい
ては、連絡路を形成しないセパレータ２３の所定箇所
に、ガスシール部材２５を成形する際の変形を防止しつ
つ、確実に固着して一体化することができるため、ガス
シール部材２５のシール性能を向上することができる。
また、前記他方の極側のセパレータ２４には、セパレー
タ２４の裏面（冷却面）側においては、反応ガス（燃料
ガス、酸化剤ガス）を流通させる必要がなく、冷却面シ
ール部材５５を、積層方向から見て酸化剤ガス流路２８
に重なる位置に設ける必要が無い。したがって、燃料電
池セル２１の積層方向の寸法をその分低減できるととも
に、該燃料電池セル２１を複数個積層して構成する燃料
電池２０の積層方向の寸法を大幅に低減することができ
る。
ては、連絡路を形成しないセパレータ２３の所定箇所
に、ガスシール部材２５を成形する際の変形を防止しつ
つ、確実に固着して一体化することができるため、ガス
シール部材２５のシール性能を向上することができる。
また、前記他方の極側のセパレータ２４には、セパレー
タ２４の裏面（冷却面）側においては、反応ガス（燃料
ガス、酸化剤ガス）を流通させる必要がなく、冷却面シ
ール部材５５を、積層方向から見て酸化剤ガス流路２８
に重なる位置に設ける必要が無い。したがって、燃料電
池セル２１の積層方向の寸法をその分低減できるととも
に、該燃料電池セル２１を複数個積層して構成する燃料
電池２０の積層方向の寸法を大幅に低減することができ
る。
【００４２】次に、図１５、図１６は本発明の第２の実
施の形態を示すものであり、第１の実施の形態の図１
２、図１３にそれぞれ相当する縦断面図である。なお、
以下の実施の形態において前の実施の形態の部材に対応
する部材については、同一の符号を付して適宜その説明
を省略する。
施の形態を示すものであり、第１の実施の形態の図１
２、図１３にそれぞれ相当する縦断面図である。なお、
以下の実施の形態において前の実施の形態の部材に対応
する部材については、同一の符号を付して適宜その説明
を省略する。
【００４３】本実施の形態においては、電解質膜２９に
固着して一体化したガスシール部材２６の端面に密着す
るように、カソード電極３１がアノード電極３０よりも
平面寸法を大きく形成されている。このようにしたた
め、電解質膜２９のガスシール部材２６を固着する側の
面をカソード電極３１により厚さ方向に補強することが
でき、電解質膜２９の耐久性を高めることが出来るた
め、燃料電池２０の性能に対する信頼性が増す。また、
電解質膜２９は、酸化剤ガス側の面の全面をカソード電
極３１により覆われているため、該酸化剤ガス側の面に
おいて電解質膜２９単独で露出する部分がなく、電解質
膜２９を全面に亘り補強することで耐久性を一層高めて
いる。また、本実施の形態においても、第１の実施の形
態と同様に、ガスシール部材２５のシール機能を確保す
ることができるとともに、燃料電池２０の積層方向の寸
法を低減することができる。また、本実施の形態におい
ては、アノード電極３０よりもカソード電極３１の平面
寸法を大きく形成したが、カソード電極３１よりもアノ
ード電極３０の平面寸法を大きく形成してもよい。
固着して一体化したガスシール部材２６の端面に密着す
るように、カソード電極３１がアノード電極３０よりも
平面寸法を大きく形成されている。このようにしたた
め、電解質膜２９のガスシール部材２６を固着する側の
面をカソード電極３１により厚さ方向に補強することが
でき、電解質膜２９の耐久性を高めることが出来るた
め、燃料電池２０の性能に対する信頼性が増す。また、
電解質膜２９は、酸化剤ガス側の面の全面をカソード電
極３１により覆われているため、該酸化剤ガス側の面に
おいて電解質膜２９単独で露出する部分がなく、電解質
膜２９を全面に亘り補強することで耐久性を一層高めて
いる。また、本実施の形態においても、第１の実施の形
態と同様に、ガスシール部材２５のシール機能を確保す
ることができるとともに、燃料電池２０の積層方向の寸
法を低減することができる。また、本実施の形態におい
ては、アノード電極３０よりもカソード電極３１の平面
寸法を大きく形成したが、カソード電極３１よりもアノ
ード電極３０の平面寸法を大きく形成してもよい。
【００４４】次に、図１７、図１８は本発明の第３の実
施の形態を示すものであり、第１の実施の形態の図１
２、図１３にそれぞれ相当する縦断面図である。この実
施の形態においては、ガスシール部材２５を２重のシー
ル構造としている。すなわち、ガスシール部材２５が、
一方の極側のセパレータ２３に固着して一体化されると
ともに、前記電極構造体２２の電解質膜２９および他方
の極側のセパレータ２４に圧接するように形成されてい
る。このように、前記ガスシール部材２５が電解質膜２
９に圧接することで、電極構造体２２からの燃料ガスの
流出を抑制できるとともに、このガスシール部材２５が
他方の極側のセパレータ２４に圧接することで燃料ガス
の外部への流出をより確実に防止できる。本実施の形態
においても、第１の実施の形態と同様に、ガスシール部
材２５のシール機能を確保してシール性能を向上するこ
とができる。また、ガスシール部材２５は、前記一方の
極側のセパレータ２３に固着して一体化するものだけで
あるため、ガスシール部材２５の成形を一度に行うこと
ができ、製造が容易化できる。また、図１８に示したよ
うに、酸化剤ガス供給口３４付近においては、冷却面シ
ール部材５５の主環状部５７をガスシール部材２５の主
環状部５１から積層方向にずらして設けている（排出口
３７付近においても同様）ため、その分燃料電池セル２
１ごとの積層方向の厚さを低減でき、燃料電池２０の厚
さを大幅に低減できる。なお、シール構造は２重に限ら
ず、３重以上の多重シール構造としてもよい。冷却面シ
ール部材５５の主環状部５７を外側にずらして配置して
いるため、積層方向の寸法をさらに低減できる。
施の形態を示すものであり、第１の実施の形態の図１
２、図１３にそれぞれ相当する縦断面図である。この実
施の形態においては、ガスシール部材２５を２重のシー
ル構造としている。すなわち、ガスシール部材２５が、
一方の極側のセパレータ２３に固着して一体化されると
ともに、前記電極構造体２２の電解質膜２９および他方
の極側のセパレータ２４に圧接するように形成されてい
る。このように、前記ガスシール部材２５が電解質膜２
９に圧接することで、電極構造体２２からの燃料ガスの
流出を抑制できるとともに、このガスシール部材２５が
他方の極側のセパレータ２４に圧接することで燃料ガス
の外部への流出をより確実に防止できる。本実施の形態
においても、第１の実施の形態と同様に、ガスシール部
材２５のシール機能を確保してシール性能を向上するこ
とができる。また、ガスシール部材２５は、前記一方の
極側のセパレータ２３に固着して一体化するものだけで
あるため、ガスシール部材２５の成形を一度に行うこと
ができ、製造が容易化できる。また、図１８に示したよ
うに、酸化剤ガス供給口３４付近においては、冷却面シ
ール部材５５の主環状部５７をガスシール部材２５の主
環状部５１から積層方向にずらして設けている（排出口
３７付近においても同様）ため、その分燃料電池セル２
１ごとの積層方向の厚さを低減でき、燃料電池２０の厚
さを大幅に低減できる。なお、シール構造は２重に限ら
ず、３重以上の多重シール構造としてもよい。冷却面シ
ール部材５５の主環状部５７を外側にずらして配置して
いるため、積層方向の寸法をさらに低減できる。
【００４５】次に、図１９、図２０は本発明の第４の実
施の形態を示すものであり、第１の実施の形態の図１
２、図１３にそれぞれ相当する縦断面図である。この実
施の形態においては、カソード電極３１をアノード電極
３０よりも大きな電解質膜２９と同等の大きさに形成す
るとともに、ガスシール部材を、一方の極側のセパレー
タ２３に固着して一体化されるガスシール部材２５のみ
とし、このガスシール部材２５が電解質膜２９および他
方の極側のセパレータ２４に圧接している。この実施の
形態においては、電解質膜２９をカソード電極３１で補
強して電極構造体２２の厚さ方向の強度を高めることが
できため、ガスシール部材２５を電解質膜２９により強
い圧力で圧接することができ、シール効果を高めること
ができる。また、本実施の形態においても、第１の実施
の形態と同様に、ガスシール部材２５のシール機能を確
保してシール性能を向上することができるとともに、燃
料電池２０の積層方向の寸法を低減することができる。
また、第２の実施の形態と同様に、電解質膜２９の耐久
性を高めることができるため、燃料電池２０の信頼性を
高めることができる。
施の形態を示すものであり、第１の実施の形態の図１
２、図１３にそれぞれ相当する縦断面図である。この実
施の形態においては、カソード電極３１をアノード電極
３０よりも大きな電解質膜２９と同等の大きさに形成す
るとともに、ガスシール部材を、一方の極側のセパレー
タ２３に固着して一体化されるガスシール部材２５のみ
とし、このガスシール部材２５が電解質膜２９および他
方の極側のセパレータ２４に圧接している。この実施の
形態においては、電解質膜２９をカソード電極３１で補
強して電極構造体２２の厚さ方向の強度を高めることが
できため、ガスシール部材２５を電解質膜２９により強
い圧力で圧接することができ、シール効果を高めること
ができる。また、本実施の形態においても、第１の実施
の形態と同様に、ガスシール部材２５のシール機能を確
保してシール性能を向上することができるとともに、燃
料電池２０の積層方向の寸法を低減することができる。
また、第２の実施の形態と同様に、電解質膜２９の耐久
性を高めることができるため、燃料電池２０の信頼性を
高めることができる。
【００４６】次に、図２１、図２２は本発明の第５の実
施の形態を示すものであり、第１の実施の形態の図１
２、図１３に相当する縦断面図である。この実施の形態
においては、２つの燃料電池セル２１ごとに冷却媒体流
路６１を形成して、２セル（２つの燃料電池セル）ごと
に冷却を行っている。本実施形態の燃料電池２０は、冷
却媒体流路６１を形成しないセパレータ６２を備えてい
る。図２１に示したように、セパレータ６２に形成され
る貫通路４３は、冷却媒体流路６１を形成するセパレー
タ２３，２４に形成する貫通路４３に対して積層方向か
ら見てずれて設けられている。このようにしたため、冷
却媒体流路６１の形成箇所が少なくなる分、冷却面シー
ル部材５５などの冷却用部材を低減でき、製造を容易化
することができるととともに、セパレータ６２には冷却
媒体流路６１を形成するのに必要な厚さが必要ないた
め、その分燃料電池セル２１，ひいては燃料電池２０の
寸法を低減することができるという効果がある。また、
本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に、
ガスシール部材２５のシール機能を確保してシール性能
を向上することができるとともに、燃料電池２０の積層
方向の寸法を低減することができる。なお、本実施の形
態においては、２セルごとに冷却を行う場合について説
明したが、これに限らず、３つ以上の燃料電池セル２１
ごとに冷却を行うように燃料電池２０を構成してもよ
い。
施の形態を示すものであり、第１の実施の形態の図１
２、図１３に相当する縦断面図である。この実施の形態
においては、２つの燃料電池セル２１ごとに冷却媒体流
路６１を形成して、２セル（２つの燃料電池セル）ごと
に冷却を行っている。本実施形態の燃料電池２０は、冷
却媒体流路６１を形成しないセパレータ６２を備えてい
る。図２１に示したように、セパレータ６２に形成され
る貫通路４３は、冷却媒体流路６１を形成するセパレー
タ２３，２４に形成する貫通路４３に対して積層方向か
ら見てずれて設けられている。このようにしたため、冷
却媒体流路６１の形成箇所が少なくなる分、冷却面シー
ル部材５５などの冷却用部材を低減でき、製造を容易化
することができるととともに、セパレータ６２には冷却
媒体流路６１を形成するのに必要な厚さが必要ないた
め、その分燃料電池セル２１，ひいては燃料電池２０の
寸法を低減することができるという効果がある。また、
本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に、
ガスシール部材２５のシール機能を確保してシール性能
を向上することができるとともに、燃料電池２０の積層
方向の寸法を低減することができる。なお、本実施の形
態においては、２セルごとに冷却を行う場合について説
明したが、これに限らず、３つ以上の燃料電池セル２１
ごとに冷却を行うように燃料電池２０を構成してもよ
い。
【００４７】次に、図２３、図２４は本発明の第６の実
施の形態を示すものであり、第１の実施の形態の図１
２、図１３に相当する縦断面図である。この実施の形態
においては、この実施の形態においては、第５の実施の
形態と同様に２セルごとに冷却を行っていることに加
え、第４の実施の形態と同様にカソード電極３１を電解
質膜２９と同等の大きさに形成するとともに、ガスシー
ル部材２５が電解質膜２９および他方の極側のセパレー
タ２４に圧接している。したがって、第５の実施の形態
と同様に、製造を容易化することができるととともに、
燃料電池セル２１，ひいては燃料電池２０の寸法を低減
することができる。また、第４の実施の形態と同様に、
ガスシール部材２５を電解質膜２９により強い圧力で圧
接することができ、シール効果を高めることができる。
また、本実施の形態においても、第１の実施の形態と同
様に、ガスシール部材２５のシール機能を確保してシー
ル性能を向上することができるとともに、燃料電池２０
の積層方向の寸法を低減することができる。
施の形態を示すものであり、第１の実施の形態の図１
２、図１３に相当する縦断面図である。この実施の形態
においては、この実施の形態においては、第５の実施の
形態と同様に２セルごとに冷却を行っていることに加
え、第４の実施の形態と同様にカソード電極３１を電解
質膜２９と同等の大きさに形成するとともに、ガスシー
ル部材２５が電解質膜２９および他方の極側のセパレー
タ２４に圧接している。したがって、第５の実施の形態
と同様に、製造を容易化することができるととともに、
燃料電池セル２１，ひいては燃料電池２０の寸法を低減
することができる。また、第４の実施の形態と同様に、
ガスシール部材２５を電解質膜２９により強い圧力で圧
接することができ、シール効果を高めることができる。
また、本実施の形態においても、第１の実施の形態と同
様に、ガスシール部材２５のシール機能を確保してシー
ル性能を向上することができるとともに、燃料電池２０
の積層方向の寸法を低減することができる。
【００４８】次に、図２５、図２６は本発明の第７の実
施の形態を示すものであり、第１の実施の形態の図１
２、図１３にそれぞれ相当する縦断面図である。本実施
の形態における、セパレータ２３およびセパレータ２４
は、いずれも板厚０．１〜０．５ｍｍ程度のステンレス
製板材をプレス成形することにより、図１に示すよう
な、波板部３９、４０と、供給口３３〜３５と、排出口
３６〜３８と、平面部４１、４２とを具備している。こ
のようにセパレータ２３，２４をプレス成形することに
より、該セパレータ２３，２４の厚さを薄くできるとと
もに、生産性を高めることができる。また、第５の実施
の形態と同様に、カソード電極３１をアノード電極３０
よりも平面寸法を大きくしているため、ガスシール部材
２６を固着して一体化する電解質膜２９の面を厚さ方向
に補強することができ、燃料電池２０の運転時の信頼性
を高めることができる。また、本実施の形態において
も、第１の実施の形態と同様に、ガスシール部材２５の
シール機能を確保してシール性能を向上することができ
るとともに、燃料電池２０の積層方向の寸法を低減する
ことができる。
施の形態を示すものであり、第１の実施の形態の図１
２、図１３にそれぞれ相当する縦断面図である。本実施
の形態における、セパレータ２３およびセパレータ２４
は、いずれも板厚０．１〜０．５ｍｍ程度のステンレス
製板材をプレス成形することにより、図１に示すよう
な、波板部３９、４０と、供給口３３〜３５と、排出口
３６〜３８と、平面部４１、４２とを具備している。こ
のようにセパレータ２３，２４をプレス成形することに
より、該セパレータ２３，２４の厚さを薄くできるとと
もに、生産性を高めることができる。また、第５の実施
の形態と同様に、カソード電極３１をアノード電極３０
よりも平面寸法を大きくしているため、ガスシール部材
２６を固着して一体化する電解質膜２９の面を厚さ方向
に補強することができ、燃料電池２０の運転時の信頼性
を高めることができる。また、本実施の形態において
も、第１の実施の形態と同様に、ガスシール部材２５の
シール機能を確保してシール性能を向上することができ
るとともに、燃料電池２０の積層方向の寸法を低減する
ことができる。
【００４９】次に、図２７、図２８は本発明の第８の実
施の形態を示すものであり、第１の実施の形態の図１
２、図１３にそれぞれ相当する縦断面図である。この実
施の形態においては、第７の実施の形態と同様に、セパ
レータ２３およびセパレータ２４は、ステンレス製板材
をプレス成形することにより、形成されている。また、
この実施の形態においては、第３の実施の形態と同様
に、ガスシール部材２５が電解質膜２９および他方の極
側のセパレータ２４に圧接しているため、より確実に反
応ガスの外部への流出を防止できる。また、本実施の形
態においても、第１の実施の形態と同様に、ガスシール
部材２５のシール機能を確保してシール性能を向上する
ことができるとともに、燃料電池２０の積層方向の寸法
を低減することができる。
施の形態を示すものであり、第１の実施の形態の図１
２、図１３にそれぞれ相当する縦断面図である。この実
施の形態においては、第７の実施の形態と同様に、セパ
レータ２３およびセパレータ２４は、ステンレス製板材
をプレス成形することにより、形成されている。また、
この実施の形態においては、第３の実施の形態と同様
に、ガスシール部材２５が電解質膜２９および他方の極
側のセパレータ２４に圧接しているため、より確実に反
応ガスの外部への流出を防止できる。また、本実施の形
態においても、第１の実施の形態と同様に、ガスシール
部材２５のシール機能を確保してシール性能を向上する
ことができるとともに、燃料電池２０の積層方向の寸法
を低減することができる。
【００５０】次に、図２９、図３０は本発明の第９の実
施の形態を示すものであり、第１の実施の形態の図１
２、図１３に相当する縦断面図である。この実施の形態
においては、第７の実施の形態と同様に、セパレータ２
３およびセパレータ２４は、ステンレス製板材をプレス
成形することにより、形成されている。また、この実施
の形態においては、第４の実施の形態と同様に、カソー
ド電極３１を電解質膜２９と同等の大きさに形成すると
ともに、ガスシール部材２５が電解質膜２９および他方
の極側のセパレータ２４に圧接しているため、シール効
果を高めることができる。また、本実施の形態において
も、第１の実施の形態と同様に、ガスシール部材２５の
シール機能を確保してシール性能を向上することができ
るとともに、燃料電池２０の積層方向の寸法を低減する
ことができる。
施の形態を示すものであり、第１の実施の形態の図１
２、図１３に相当する縦断面図である。この実施の形態
においては、第７の実施の形態と同様に、セパレータ２
３およびセパレータ２４は、ステンレス製板材をプレス
成形することにより、形成されている。また、この実施
の形態においては、第４の実施の形態と同様に、カソー
ド電極３１を電解質膜２９と同等の大きさに形成すると
ともに、ガスシール部材２５が電解質膜２９および他方
の極側のセパレータ２４に圧接しているため、シール効
果を高めることができる。また、本実施の形態において
も、第１の実施の形態と同様に、ガスシール部材２５の
シール機能を確保してシール性能を向上することができ
るとともに、燃料電池２０の積層方向の寸法を低減する
ことができる。
【００５１】次に、図３１、図３２は本発明の第１０の
実施の形態を示すものであり、第１の実施の形態の図１
２、図１３に相当する縦断面図である。この実施の形態
においては、第７の実施の形態と同様に、セパレータ２
３およびセパレータ２４は、ステンレス製板材をプレス
成形することにより、形成されている。また、この実施
の形態においては、第５の実施の形態と同様に、２セル
ごとに冷却を行っているため、製造を容易化することが
できるとともに積層方向の寸法を低減できる。また、本
実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に、ガ
スシール部材２５のシール機能を確保してシール性能を
向上することができるとともに、燃料電池２０の積層方
向の寸法を低減することができる。
実施の形態を示すものであり、第１の実施の形態の図１
２、図１３に相当する縦断面図である。この実施の形態
においては、第７の実施の形態と同様に、セパレータ２
３およびセパレータ２４は、ステンレス製板材をプレス
成形することにより、形成されている。また、この実施
の形態においては、第５の実施の形態と同様に、２セル
ごとに冷却を行っているため、製造を容易化することが
できるとともに積層方向の寸法を低減できる。また、本
実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に、ガ
スシール部材２５のシール機能を確保してシール性能を
向上することができるとともに、燃料電池２０の積層方
向の寸法を低減することができる。
【００５２】次に、図３３、図３４は本発明の第１１の
実施の形態を示すものであり、第１の実施の形態の図１
２、図１３に相当する縦断面図である。この実施の形態
においては、第７の実施の形態と同様に、セパレータ２
３およびセパレータ２４は、ステンレス製板材をプレス
成形することにより、形成されている。また、この実施
の形態においては、第６の実施の形態と同様に、カソー
ド電極３１を電解質膜２９と同等の大きさに形成してお
り、製造を容易化することができるととともに、燃料電
池２０の寸法を低減することができ、ガスシール部材２
５を電解質膜２９により強い圧力で圧接することがで
き、シール効果を高めることができる。また、本実施の
形態においても、第１の実施の形態と同様に、ガスシー
ル部材２５のシール機能を確保してシール性能を向上す
ることができるとともに、燃料電池２０の積層方向の寸
法を低減することができる。
実施の形態を示すものであり、第１の実施の形態の図１
２、図１３に相当する縦断面図である。この実施の形態
においては、第７の実施の形態と同様に、セパレータ２
３およびセパレータ２４は、ステンレス製板材をプレス
成形することにより、形成されている。また、この実施
の形態においては、第６の実施の形態と同様に、カソー
ド電極３１を電解質膜２９と同等の大きさに形成してお
り、製造を容易化することができるととともに、燃料電
池２０の寸法を低減することができ、ガスシール部材２
５を電解質膜２９により強い圧力で圧接することがで
き、シール効果を高めることができる。また、本実施の
形態においても、第１の実施の形態と同様に、ガスシー
ル部材２５のシール機能を確保してシール性能を向上す
ることができるとともに、燃料電池２０の積層方向の寸
法を低減することができる。
【００５３】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明に係る燃料電池によれば、ガスシール部材の成形時に
おける変形を防止して、該ガスシール部材をセパレータ
上の所定箇所に確実に固着できるため、ガスシール部材
のシール性能を向上させることができる。また、前記他
方の極側のセパレータには、セパレータの裏面（冷却
面）側においては、反応ガスを流通させる必要がなく、
冷却面シール部材を、積層方向から見て反応ガス流路に
重なる位置に設ける必要が無い。したがって、積層方向
の寸法をその分低減することができる。
明に係る燃料電池によれば、ガスシール部材の成形時に
おける変形を防止して、該ガスシール部材をセパレータ
上の所定箇所に確実に固着できるため、ガスシール部材
のシール性能を向上させることができる。また、前記他
方の極側のセパレータには、セパレータの裏面（冷却
面）側においては、反応ガスを流通させる必要がなく、
冷却面シール部材を、積層方向から見て反応ガス流路に
重なる位置に設ける必要が無い。したがって、積層方向
の寸法をその分低減することができる。
【００５４】請求項２記載の発明に係る燃料電池によれ
ば、電解質の厚さ方向の強度を保持しつつ、ガスシール
部材を圧接することができるため、電解質の耐久性を高
めることができ、燃料電池の性能に対する信頼性を増す
ことができる。
ば、電解質の厚さ方向の強度を保持しつつ、ガスシール
部材を圧接することができるため、電解質の耐久性を高
めることができ、燃料電池の性能に対する信頼性を増す
ことができる。
【００５５】請求項３記載の発明に係る燃料電池によれ
ば、前記一方の極側のセパレータに固着されるシール機
能の確保されたガスシール部材を、電解質や電極構造体
に圧接するため、反応ガスの外部への流出をこのガスシ
ール部材でより確実に防止することができ、燃料電池の
信頼性を高めることができる。
ば、前記一方の極側のセパレータに固着されるシール機
能の確保されたガスシール部材を、電解質や電極構造体
に圧接するため、反応ガスの外部への流出をこのガスシ
ール部材でより確実に防止することができ、燃料電池の
信頼性を高めることができる。
【図１】 図１は本発明の実施の形態に係る燃料電池を
構成する燃料電池セルを模式的に示す分解斜視図であ
る。
構成する燃料電池セルを模式的に示す分解斜視図であ
る。
【図２】 図１の燃料電池セルを構成する電極構造体を
示す平面図である。
示す平面図である。
【図３】 図１の燃料電池セルを構成する一方の極側の
セパレータを示す平面図である。
セパレータを示す平面図である。
【図４】 図１の燃料電池セルを構成する他方の極側の
セパレータを示す平面図である。
セパレータを示す平面図である。
【図５】 図３のセパレータの裏面を示す平面図であ
る。
る。
【図６】 図４のセパレータの裏面を示す平面図であ
る。
る。
【図７】 ガスシール部材を図３のセパレータ上に配置
した状態を示す平面図である。
した状態を示す平面図である。
【図８】 ガスシール部材を図２の電極構造体上に配置
した状態を示す平面図である。
した状態を示す平面図である。
【図９】 ガスシール部材を図４のセパレータ上に配置
した状態を示す平面図である。
した状態を示す平面図である。
【図１０】 冷却面シール部材を図５のセパレータ上に
配置した状態示す平面図である。
配置した状態示す平面図である。
【図１１】 冷却面シール部材を図６のセパレータ上に
配置した状態を示す平面図である。
配置した状態を示す平面図である。
【図１２】 図７の線Ａ−Ａ断面で切断した図１の燃料
電池を示す縦断面図である。
電池を示す縦断面図である。
【図１３】 図７の線Ｂ−Ｂ断面で切断した図１の燃料
電池を示す縦断面図である。
電池を示す縦断面図である。
【図１４】 図７の線Ｃ−Ｃ断面で切断した図１の燃料
電池を示す縦断面図である。
電池を示す縦断面図である。
【図１５】 本発明の第２の実施の形態を示すものであ
り、第１の実施の形態の図１２に相当する縦断面図であ
る。
り、第１の実施の形態の図１２に相当する縦断面図であ
る。
【図１６】 本発明の第２の実施の形態を示すものであ
り、第１の実施の形態の図１３に相当する縦断面図であ
る。
り、第１の実施の形態の図１３に相当する縦断面図であ
る。
【図１７】 本発明の第３の実施の形態を示すものであ
り、第１の実施の形態の図１２に相当する縦断面図であ
る。
り、第１の実施の形態の図１２に相当する縦断面図であ
る。
【図１８】 本発明の第３の実施の形態を示すものであ
り、第１の実施の形態の図１３に相当する縦断面図であ
る。
り、第１の実施の形態の図１３に相当する縦断面図であ
る。
【図１９】 本発明の第４の実施の形態を示すものであ
り、第１の実施の形態の図１２に相当する縦断面図であ
る。
り、第１の実施の形態の図１２に相当する縦断面図であ
る。
【図２０】 本発明の第４の実施の形態を示すものであ
り、第１の実施の形態の図１３に相当する縦断面図であ
る。
り、第１の実施の形態の図１３に相当する縦断面図であ
る。
【図２１】 本発明の第５の実施の形態を示すものであ
り、第１の実施の形態の図１２に相当する縦断面図であ
る。
り、第１の実施の形態の図１２に相当する縦断面図であ
る。
【図２２】 本発明の第５の実施の形態を示すものであ
り、第１の実施の形態の図１３に相当する縦断面図であ
る。
り、第１の実施の形態の図１３に相当する縦断面図であ
る。
【図２３】 本発明の第６の実施の形態を示すものであ
り、第１の実施の形態の図１２に相当する縦断面図であ
る。
り、第１の実施の形態の図１２に相当する縦断面図であ
る。
【図２４】 本発明の第６の実施の形態を示すものであ
り、第１の実施の形態の図１３に相当する縦断面図であ
る。
り、第１の実施の形態の図１３に相当する縦断面図であ
る。
【図２５】 本発明の第７の実施の形態を示すものであ
り、第１の実施の形態の図１２に相当する縦断面図であ
る。
り、第１の実施の形態の図１２に相当する縦断面図であ
る。
【図２６】 本発明の第７の実施の形態を示すものであ
り、第１の実施の形態の図１３に相当する縦断面図であ
る。
り、第１の実施の形態の図１３に相当する縦断面図であ
る。
【図２７】 本発明の第８の実施の形態を示すものであ
り、第１の実施の形態の図１２に相当する縦断面図であ
る。従来の燃料電池の燃料電池セルを概略的に示す平面
図である。
り、第１の実施の形態の図１２に相当する縦断面図であ
る。従来の燃料電池の燃料電池セルを概略的に示す平面
図である。
【図２８】 本発明の第８の実施の形態を示すものであ
り、第１の実施の形態の図１３に相当する縦断面図であ
る。
り、第１の実施の形態の図１３に相当する縦断面図であ
る。
【図２９】 本発明の第９の実施の形態を示すものであ
り、第１の実施の形態の図１２に相当する縦断面図であ
る。
り、第１の実施の形態の図１２に相当する縦断面図であ
る。
【図３０】 本発明の第９の実施の形態を示すものであ
り、第１の実施の形態の図１３に相当する縦断面図であ
る。
り、第１の実施の形態の図１３に相当する縦断面図であ
る。
【図３１】 本発明の第１０の実施の形態を示すもので
あり、第１の実施の形態の図１２に相当する縦断面図で
ある。
あり、第１の実施の形態の図１２に相当する縦断面図で
ある。
【図３２】 本発明の第１０の実施の形態を示すもので
あり、第１の実施の形態の図１３に相当する縦断面図で
ある。
あり、第１の実施の形態の図１３に相当する縦断面図で
ある。
【図３３】 本発明の第１１の実施の形態を示すもので
あり、第１の実施の形態の図１２に相当する縦断面図で
ある。
あり、第１の実施の形態の図１２に相当する縦断面図で
ある。
【図３４】 本発明の第１１の実施の形態を示すもので
あり、第１の実施の形態の図１３に相当する縦断面図で
ある。
あり、第１の実施の形態の図１３に相当する縦断面図で
ある。
【図３５】 従来の燃料電池の燃料電池セルを概略的に
示す平面図である。
示す平面図である。
【図３６】 図３５の燃料電池を線Ｘ−Ｘで切断した燃
料ガス供給口近傍を示す縦断面図である。
料ガス供給口近傍を示す縦断面図である。
【図３７】 図３６の燃料電池を線Ｙ−Ｙで切断した燃
料ガス供給口近傍を示す要部縦断面図である。
料ガス供給口近傍を示す要部縦断面図である。
２０ 燃料電池
２１ 燃料電池セル
２２ 電極構造体
２３，２４ セパレータ
２５，２６ ガスシール部材
２７，２８ ガス流路
２９ 固体高分子電解質膜（電解質膜）
３０ アノード電極（電極）
３１ カソード電極（電極）
３３ 燃料ガス供給口（反応ガス連通孔）
３４ 酸化剤ガス供給口（反応ガス連通孔）
３５ 冷却媒体供給口（冷却媒体連通孔）
３６ 燃料ガス排出口（反応ガス連通孔）
３７ 酸化剤ガス排出口（反応ガス連通孔）
３８ 冷却媒体排出口（冷却媒体連通孔）
４３ 貫通路
４６ 酸化剤ガス連絡路（反応ガス連絡路）
５５ 冷却面シール部材
６１ 冷却媒体流路
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 中西 吉宏
埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会
社本田技術研究所内
(72)発明者 西山 忠志
埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会
社本田技術研究所内
(72)発明者 安藤 敬祐
埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会
社本田技術研究所内
Ｆターム(参考） 5H026 AA06 CC03 CC08
Claims (3)
- 【請求項１】 電解質の両面にそれぞれ電極を配した電
極構造体と、該電極構造体を厚さ方向に挟む一対のセパ
レータと、前記電極構造体の外周部に配置され、各セパ
レータと前記電極構造体との間に挟まれて両者間に形成
される反応ガス流路をそれぞれ密封するガスシール部材
とから構成された複数の燃料電池セルを積層してなる燃
料電池であって、 前記各セパレータの前記ガスシール部材の外側に、セパ
レータを厚さ方向に貫通する反応ガス連通孔が設けら
れ、 一方の極側のセパレータに、該セパレータを厚さ方向に
貫通し、反応ガス連通孔と反応ガス流路とを結ぶ貫通路
が形成され、 他方の極側のセパレータに、ガスシール部材をセパレー
タの厚さ方向に迂回して反応ガス連通孔と反応ガス流路
を連絡する反応ガス連絡路が形成されていることを特徴
とする燃料電池。 - 【請求項２】 前記電極構造体に配される電極におい
て、前記他方の極側のセパレータに当接する電極が、前
記一方の極側のセパレータに当接する電極より、少なく
ともガスシール部材の幅寸法分平面寸法を大きく形成さ
れていることを特徴とする請求項１記載の燃料電池。 - 【請求項３】 前記ガスシール部材が、前記一方の極側
のセパレータに固着されるとともに、前記電極構造体お
よび前記他方の極側のセパレータに圧接するように形成
されていることを特徴とする請求項１または請求項２記
載の燃料電池。
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