JP5077528B2

JP5077528B2 - Gasket for fuel cell

Info

Publication number: JP5077528B2
Application number: JP2006276034A
Authority: JP
Inventors: 博樹山本; 慶宏蔵野
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2006-10-10
Filing date: 2006-10-10
Publication date: 2012-11-21
Anticipated expiration: 2026-10-10
Also published as: JP2008097899A

Description

本発明は、燃料電池のセルシールとして用いられる燃料電池用ガスケットに係り、更に詳しくは、電解質膜とその厚さ方向両側に配置されるセパレータとの間をシールする燃料電池用ガスケットに関するものである。 The present invention relates to a fuel cell gasket used as a cell seal of a fuel cell, and more particularly to a fuel cell gasket that seals between an electrolyte membrane and separators disposed on both sides in the thickness direction.

従来から図７および図８に示す燃料電池用ガスケット１が知られており、このガスケット１は、電解質膜１１とその厚さ方向両側に配置されるセパレータ２１，２２との間をシールするものであって、一方（例えばカソード側）のセパレータ２１に保持されて電解質膜１１の一方の面１１ａに密接する凸リップ２と、他方（例えばアノード側）のセパレータ２２に保持されて電解質膜１１の他方の面１１ｂに密接する凸リップ３とよりなる凸リップ２，３同士の組み合わせにより構成されている。凸リップ２，３はそれぞれ断面山形状のシールリップ部２ａ，３ａを基部２ｂ，３ｂに一体成形したものであって、この形状のシールリップ部２ａ，３ａには、相手材（電解質膜１１）に対する接触幅が狭いことからシール面圧を大きく設定することができ、よって高いシール性を発揮することができる特徴がある。 Conventionally, a gasket 1 for a fuel cell shown in FIGS. 7 and 8 is known. This gasket 1 seals between an electrolyte membrane 11 and separators 21 and 22 arranged on both sides in the thickness direction. The convex lip 2 held by one (for example, the cathode side) separator 21 and in close contact with the one surface 11a of the electrolyte membrane 11, and the other (for example, the anode side) separator 22 held by the other separator 22 of the electrolyte membrane 11 It is constituted by a combination of convex lips 2 and 3 composed of a convex lip 3 closely contacting the surface 11b. The convex lips 2 and 3 are formed by integrally forming seal lip portions 2a and 3a each having a mountain-shaped cross section on the base portions 2b and 3b. The seal lip portions 2a and 3a have a mating material (electrolyte membrane 11). Since the contact width with respect to is narrow, the seal surface pressure can be set large, so that a high sealing performance can be exhibited.

尚、図７は、互いに重ねられる一対のセパレータ２１，２２を分解した状態を示しており、一対のセパレータ２１，２２は、図上イ部とイ部、ロ部とロ部、ハ部とハ部、ニ部とニ部をそれぞれ対面させるようにして重ねられる。すなわち一対のセパレータ２１，２２を上下方向に重ねるものとして、図７（Ａ）は上側に配置されるセパレータ２１の底面図（下面図）を示すとともに、図７（Ｃ）は下側に配置されるセパレータ２２の平面図（上面図）を示している。また図７（Ｂ）は、両面にそれぞれ電極およびガス拡散層１２，１３を重ねた電解質膜１１をその厚さ方向に見た正面図を示している。 FIG. 7 shows a state in which the pair of separators 21 and 22 stacked on each other is disassembled, and the pair of separators 21 and 22 is shown in FIG. The second part, the second part and the second part are overlapped so as to face each other. That is, assuming that the pair of separators 21 and 22 are stacked in the vertical direction, FIG. 7A shows a bottom view (bottom view) of the separator 21 disposed on the upper side, and FIG. 7C is disposed on the lower side. The top view (top view) of the separator 22 is shown. FIG. 7B shows a front view of the electrolyte membrane 11 in which the electrodes and the gas diffusion layers 12 and 13 are superimposed on both surfaces when viewed in the thickness direction.

図７（Ａ）の上側のセパレータ２１の平面中央には、発電時にガスが流れる発電部２１ａが設けられ、この発電部２１ａの周りを取り囲むようにして凸リップ２が配置されている。セパレータ２１にはガス供給用のマニホールド穴２１ｂが設けられているので、このマニホールド穴２１ｂから発電部２１ａへガスを供給するようマニホールド穴２１ｂと発電部２１ａとの間に、凸リップ２が設けられていないガス通路２１ｃが設けられ、これに合わせて凸リップ２にその一部として、マニホールド穴２１ｂおよびガス通路２１ｃの周りをシールするマニホールド通路シール部２Ａが設けられている。また、セパレータ２１にはガス排出用のマニホールド穴２１ｄが対応して設けられているので、このマニホールド穴２１ｄへ発電部２１ａからガスを排出するようマニホールド穴２１ｄと発電部２１ａとの間に、凸リップ２が設けられていないガス通路２１ｅが設けられ、これに合わせて凸リップ２にその一部として、マニホールド穴２１ｄおよびガス通路２１ｅの周りをシールするマニホールド通路シール部２Ｂが設けられている。セパレータ２１には他にもマニホールド穴２１ｆ，２１ｇ，２１ｈ，２１ｉが設けられているが、これらのマニホールド穴２１ｆ，２１ｇ，２１ｈ，２１ｉは発電部２１ａへガスを給排しないので、これらの周りには凸リップ２が全周に亙って設けられている。 In the center of the upper separator 21 in FIG. 7A, a power generation unit 21a through which gas flows during power generation is provided, and the convex lip 2 is disposed so as to surround the power generation unit 21a. Since the separator 21 is provided with a manifold hole 21b for gas supply, a convex lip 2 is provided between the manifold hole 21b and the power generation part 21a so as to supply gas from the manifold hole 21b to the power generation part 21a. A gas passage 21c that is not provided is provided, and a manifold passage seal portion 2A that seals around the manifold hole 21b and the gas passage 21c is provided as a part of the convex lip 2 in accordance with the gas passage 21c. Further, since the separator 21 is provided with a gas discharge manifold hole 21d, there is a protrusion between the manifold hole 21d and the power generation part 21a so that the gas is discharged from the power generation part 21a to the manifold hole 21d. A gas passage 21e that is not provided with the lip 2 is provided, and a manifold passage seal portion 2B that seals around the manifold hole 21d and the gas passage 21e is provided as a part of the convex lip 2 accordingly. The separator 21 is also provided with other manifold holes 21f, 21g, 21h, and 21i. Since these manifold holes 21f, 21g, 21h, and 21i do not supply and discharge gas to and from the power generation unit 21a, The convex lip 2 is provided over the entire circumference.

また、図７（Ｃ）の下側のセパレータ２２の平面中央には、発電時にガスが流れる発電部２２ａが設けられ、この発電部２２ａの周りを取り囲むようにして凸リップ３が配置されている。セパレータ２２にはガス供給用のマニホールド穴２２ｂが設けられているので、このマニホールド穴２２ｂから発電部２２ａへガスを供給するようマニホールド穴２２ｂと発電部２２ａとの間に、凸リップ３が設けられていないガス通路２２ｃが設けられ、これに合わせて凸リップ３にその一部として、マニホールド穴２２ｂおよびガス通路２２ｃの周りをシールするマニホールド通路シール部３Ａが設けられている。また、セパレータ２２にはガス排出用のマニホールド穴２２ｄが対応して設けられているので、このマニホールド穴２２ｄへ発電部２２ａからガスを排出するようマニホールド穴２２ｄと発電部２２ａとの間に、凸リップ３が設けられていないガス通路２２ｅが設けられ、これに合わせて凸リップ３にその一部として、マニホールド穴２２ｄおよびガス通路２２ｅの周りをシールするマニホールド通路シール部３Ｂが設けられている。セパレータ２２には他にもマニホールド穴２２ｆ，２２ｇ，２２ｈ，２２ｉが設けられているが、これらのマニホールド穴２２ｆ，２２ｇ，２２ｈ，２２ｉは発電部２２ａへガスを給排しないので、これらの周りには凸リップ３が全周に亙って設けられている。 In addition, in the center of the plane of the lower separator 22 in FIG. 7C, a power generation unit 22a through which gas flows during power generation is provided, and the convex lip 3 is disposed so as to surround the power generation unit 22a. . Since the separator 22 is provided with a gas supply manifold hole 22b, a convex lip 3 is provided between the manifold hole 22b and the power generation unit 22a so as to supply gas from the manifold hole 22b to the power generation unit 22a. A gas passage 22c that is not provided is provided, and a manifold passage seal portion 3A that seals the periphery of the manifold hole 22b and the gas passage 22c is provided as a part of the convex lip 3 in accordance therewith. Since the separator 22 is provided with a corresponding gas discharge manifold hole 22d, a convexity is provided between the manifold hole 22d and the power generation part 22a so as to discharge gas from the power generation part 22a to the manifold hole 22d. A gas passage 22e that is not provided with the lip 3 is provided, and a manifold passage seal portion 3B that seals around the manifold hole 22d and the gas passage 22e is provided as a part of the convex lip 3 in accordance therewith. The separator 22 has other manifold holes 22f, 22g, 22h, and 22i. These manifold holes 22f, 22g, 22h, and 22i do not supply and discharge gas to the power generation unit 22a. A convex lip 3 is provided over the entire circumference.

図８（Ａ）に断面を示す凸リップ２，３同士の組み合わせよりなるガスケット１はスタッキング時、締め付け荷重が作用すると同図（Ｂ）に示すように圧縮されて弾性変形し、上記したように断面山形状のシールリップ部２ａ，３ａのシール面圧が大きいことから高いシール性を発揮することが可能とされているが、凸リップ２，３同士の幅方向の位置合せをきわめて高精度に行なう必要があり、図９（Ａ）に示すように凸リップ２，３同士が幅方向にオフセットして配置されると、同図（Ｂ）に示すように間に挟まれる電解質膜１１に偏荷重が作用し、これを原因として電解質膜１１が大きく変形して破損したり、凸リップ２，３のシール面圧が不足して漏れが発生したりする。したがって、凸リップ２，３同士の組み合わせよりなるガスケット１には、シール性に優れるものの、スタッキング性（組立作業性）が良くない不都合がある。 As shown in FIG. 8 (A), the gasket 1 composed of a combination of the convex lips 2 and 3 shown in cross section is compressed and elastically deformed as shown in FIG. Although the seal surface pressure of the seal lip portions 2a and 3a having a mountain-shaped cross section is large, it is possible to exert a high sealing performance. However, the alignment of the convex lips 2 and 3 in the width direction is extremely accurate. If the convex lips 2 and 3 are arranged offset in the width direction as shown in FIG. 9 (A), they are biased to the electrolyte membrane 11 sandwiched between them as shown in FIG. 9 (B). A load is applied, which causes the electrolyte membrane 11 to be greatly deformed and damaged, or the seal surface pressure of the convex lips 2 and 3 is insufficient to cause leakage. Therefore, the gasket 1 made of a combination of the convex lips 2 and 3 has an inconvenience that the sealing property is excellent but the stacking property (assembly workability) is not good.

上記スタッキング性についての不都合を解消するには、凸リップ２，３同士の組み合わせであったものを、図１０に示すように一方（例えばアノード側）を平リップ４に代えることが考えられ、この凸リップ２と平リップ４の組み合わせによれば、平面状の当接面４ａを有する平リップ４が広い受け幅を有することから凸リップ２が多少オフセットして配置されても電解質膜１１は変形せず、シール性を保つことが可能とされる（特許文献１または２参照）。 In order to eliminate the inconvenience with respect to the stacking property, it is conceivable to replace one (for example, the anode side) with a flat lip 4 as shown in FIG. According to the combination of the convex lip 2 and the flat lip 4, the flat lip 4 having the flat contact surface 4a has a wide receiving width, so that the electrolyte membrane 11 is deformed even if the convex lip 2 is arranged slightly offset. Therefore, it is possible to maintain the sealing performance (see Patent Document 1 or 2).

しかしながら、この凸リップ２と平リップ４の組み合わせを図７に示した燃料電池セルに適用すると、以下のような不都合がある。 However, when the combination of the convex lip 2 and the flat lip 4 is applied to the fuel cell shown in FIG. 7, there are the following disadvantages.

すなわち、凸リップ２と平リップ４の組み合わせは、両リップ２，４が平面上互いに対応する位置に配置されてスタッキング時に厚さ方向に圧縮されることにより良好なシール性を発揮するものであるところ、図７（Ｃ）に示したように他方のセパレータ２２にはマニホールド穴２２ｂおよび発電部２２ａ間にガス通路２２ｃが設けられているので、このガス通路２２ｃには平リップ４が設けられておらず、よって図１１（Ａ）に示すように一方のセパレータ２１側の凸リップ２は電解質膜１１の裏面側（図では下面側）に受けを有しないことなる。また同様に、図７（Ａ）に示したように一方のセパレータ２１にはマニホールド穴２１ｂおよび発電部２１ａ間にガス通路２１ｃが設けられているので、このガス通路２１ｃには凸リップ２が設けられておらず、よって図１１（Ｂ）に示すように他方のセパレータ２２側の平リップ４は電解質膜１１の裏面側（図では上面側）に受けを有しないことなる。したがって図１１（Ａ）（Ｂ）の状態で凸リップ２および平リップ４は殆ど圧縮されず、シール面圧が不足し、よって漏れが発生することが懸念される。 In other words, the combination of the convex lip 2 and the flat lip 4 exhibits good sealing properties by arranging the lips 2 and 4 at positions corresponding to each other on the plane and compressing them in the thickness direction during stacking. However, as shown in FIG. 7C, the other separator 22 is provided with a gas passage 22c between the manifold hole 22b and the power generation portion 22a, and thus the flat lip 4 is provided in the gas passage 22c. Accordingly, as shown in FIG. 11A, the convex lip 2 on the one separator 21 side does not have a support on the back surface side (lower surface side in the drawing) of the electrolyte membrane 11. Similarly, as shown in FIG. 7A, one separator 21 is provided with a gas passage 21c between the manifold hole 21b and the power generation portion 21a, so that a convex lip 2 is provided in the gas passage 21c. Accordingly, as shown in FIG. 11B, the flat lip 4 on the other separator 22 side does not have a support on the back surface side (upper surface side in the drawing) of the electrolyte membrane 11. Therefore, in the state of FIGS. 11A and 11B, the convex lip 2 and the flat lip 4 are hardly compressed, and there is a concern that the seal surface pressure is insufficient and thus leakage occurs.

また、この懸念を解消すべく両リップ２，４のシール面圧を増大するため、図１２（Ａ）（Ｂ）に示すように電解質膜１１に重ねられるガス拡散層１２，１３の周辺部に舌片状の張り出し部１２ａ，１３ａを設け（張り出し部１２ａ，１３ａはその平面形状を図７（Ａ）（Ｃ）に点線で示している）、この張り出し部１２ａ，１３ａをガス通路２１ｃ，２２ｃに配置して、リップ２，４の電解質膜１１裏面側の受けとして作用させることが考えられる。 Further, in order to increase the seal surface pressure of both lips 2 and 4 in order to eliminate this concern, as shown in FIGS. 12A and 12B, in the peripheral portion of the gas diffusion layers 12 and 13 superimposed on the electrolyte membrane 11. Tongue-like projecting portions 12a and 13a are provided (the projecting portions 12a and 13a are indicated by a dotted line in FIGS. 7A and 7C), and the projecting portions 12a and 13a are connected to the gas passages 21c and 22c. It is conceivable that the lips 2 and 4 act as receptacles on the back side of the electrolyte membrane 11.

しかしながらこの場合、凸リップ２については上記したようにもともとシール面圧が高いことから、張り出し部１３ａを受けとして作用させることによりシール性を確保することができるが（図１３（Ａ）参照）、平リップ４についてはシール面圧が高くないことから、張り出し部１２ａを受けとして作用させてもシール性を確保することができない場合がある（図１３（Ｂ）参照）。以上の説明はガスの供給側にて説明を行なったが、ガスの排出側についても同様である。 However, in this case, since the sealing surface pressure of the convex lip 2 is originally high as described above, it is possible to ensure the sealing performance by acting as a receiving portion 13a (see FIG. 13A). Since the sealing surface pressure of the flat lip 4 is not high, there may be a case where the sealing performance cannot be ensured even when the protruding portion 12a is acted as a receiver (see FIG. 13B). Although the above description has been made on the gas supply side, the same applies to the gas discharge side.

特開２００１−１８５１７４号公報JP 2001-185174 A 特開２００４−３０３７２３号公報JP 2004-303723 A

本発明は以上の点に鑑みて、凸リップと平リップの組み合わせよりなる燃料電池用ガスケットにおいて、平リップの受けとして、対応する位置に必ず凸リップを配置し、リップが片方のみ配置される部位についてはこれを必ず平リップではなくシール面圧の大きな凸リップとし、もってシール性を向上させることが可能な燃料電池用ガスケットを提供することを目的とする。 In view of the above points, the present invention provides a fuel cell gasket comprising a combination of a convex lip and a flat lip. The purpose of this is to provide a fuel cell gasket capable of improving the sealing performance by making it a convex lip having a large sealing surface pressure instead of a flat lip.

上記目的を達成するため、本発明の燃料電池用ガスケットは、電解質膜とその厚さ方向両側に配置されるセパレータとの間をシールする燃料電池用ガスケットであって、一方のセパレータに保持されて電解質膜の一方の面に密接する凸リップと、他方のセパレータに保持されて電解質膜の他方の面に密接する平リップとの組み合わせよりなる燃料電池用ガスケットにおいて、前記凸リップは、一方のセパレータに設けたマニホールド穴および前記マニホールド穴から発電部へガスを給排するガス通路の周りをシールするマニホールド通路シール部を有し、前記平リップは、前記凸リップのマニホールド通路シール部に対応して設けられた対応シール部を有し、前記平リップの対応シール部の内側に凸リップよりなる第２シールを設け、この凸リップよりなる第２シールは、他方のセパレータに設けたマニホールド穴の周りに全周に亙って設けられ、前記凸リップのマニホールド通路シール部の内側に平リップよりなる第２シールを設け、この平リップよりなる第２シールは、一方のセパレータに設けた前記マニホールド穴の周りに前記ガス通路を除いて設けられていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a fuel cell gasket of the present invention is a fuel cell gasket that seals between an electrolyte membrane and separators disposed on both sides in the thickness direction, and is held by one separator. A fuel cell gasket comprising a combination of a convex lip that is in close contact with one surface of an electrolyte membrane and a flat lip that is held by the other separator and is in close contact with the other surface of the electrolyte membrane. And a manifold passage seal portion for sealing around the gas passage for supplying and discharging gas from the manifold hole to the power generation portion. The flat lip corresponds to the manifold passage seal portion of the convex lip. A second seal made of a convex lip is provided inside the corresponding seal portion of the flat lip. The second seal made of the top is provided around the entire circumference of the manifold hole provided in the other separator, and the second seal made of a flat lip is provided inside the manifold passage seal portion of the convex lip. The second seal formed of the flat lip is provided around the manifold hole provided in one separator except for the gas passage.

一方のセパレータ側の凸リップにマニホールド通路シール部を設け、他方のセパレータ側の平リップに対応して対応シール部を設ける。したがってこのマニホールド通路シール部と対応シール部の組み合わせ部位はすべて凸リップと平リップの組み合わせとなり、よって十分なシール性を発揮する。 A manifold passage seal portion is provided on the convex lip on one separator side, and a corresponding seal portion is provided corresponding to the flat lip on the other separator side. Accordingly, all the combination parts of the manifold passage seal part and the corresponding seal part are a combination of a convex lip and a flat lip, and thus a sufficient sealing performance is exhibited.

また、平リップの対応シール部の内側に凸リップよりなる第２シールを設け、この凸リップよりなる第２シールは、他方のセパレータに設けたマニホールド穴の周りに全周に亙って設けられるものとする。一方、凸リップのマニホールド通路シール部の内側に平リップよりなる第２シールを設け、この平リップよりなる第２シールは、一方のセパレータに設けたマニホールド穴の周りにガス通路を除いて設けられるものとする。凸リップよりなる第２シールはマニホールド穴の周りに全周に亙って設けられ、一方、平リップよりなる第２シールはマニホールド穴の周りにガス通路を除いて設けられるので、両第２シールの組み合わせ部位は凸リップと平リップの組み合わせとなり、よって十分なシール性を発揮する。また、片方のリップのみが設けられる部位すなわちガス通路は、前者の凸リップよりなる第２シールのみが設けられ、凸リップのみが配置されるため、十分なシール性を発揮する。 Also, a second seal made of a convex lip is provided inside the corresponding seal portion of the flat lip, and the second seal made of the convex lip is provided around the entire circumference of the manifold hole provided in the other separator. Shall. On the other hand, a second seal made of a flat lip is provided inside the manifold passage seal portion of the convex lip, and the second seal made of this flat lip is provided around a manifold hole provided in one separator except for the gas passage. Shall. The second seal made of the convex lip is provided around the manifold hole over the entire circumference, while the second seal made of the flat lip is provided around the manifold hole except for the gas passage. The combination part is a combination of a convex lip and a flat lip, and thus exhibits a sufficient sealing performance. In addition, the portion where only one lip is provided, that is, the gas passage, is provided with only the second seal made of the former convex lip, and only the convex lip is disposed, so that sufficient sealing performance is exhibited.

したがって、本発明によれば所期の目的どおり、凸リップと平リップの組み合わせよりなる燃料電池用ガスケットにおいて、平リップの受けとして、対応する位置に必ず凸リップが配置され、リップが片方のみ配置される部位についてはこれが必ず平リップではなくシール面圧の大きな凸リップとされることから、ガスケットによるシール性を向上させることができる。凸リップ同士の組み合わせではないため、スタッキング性も良好である。 Therefore, according to the present invention, as intended, in a fuel cell gasket comprising a combination of a convex lip and a flat lip, the convex lip is always arranged at the corresponding position as the receiving of the flat lip, and only one lip is arranged. Since the portion to be formed is not necessarily a flat lip but a convex lip having a large seal surface pressure, the sealing performance by the gasket can be improved. Since it is not a combination of convex lips, stacking properties are also good.

尚、本発明には、以下の実施形態が含まれる。 The present invention includes the following embodiments.

（１）セルシールのリップライン形状を変更し、アノード側（もしくはカソード側）のマニホールド部のシールリップラインを二重にし、平リップと凸リップの組み合わせとする。凸リップを設けたセパレータのガス導入排出路（ガス通路）が形成されるマニホールドには、該路の口を除く３方面の第１シールの内側に、平リップからなる第２シールを設け、これに相対するセパレータのマニホールドの第１シールの内側全周には凸リップの第２シールを設ける。この改良により、アノード側（もしくはカソード側）に新たに設けられた凸リップと反対側の平リップとの組み合わせにより、マニホールド周りのシールが成立するため、スタッキングの際のシールリップの高い位置決め精度が不要で、マニホールド部もきっちりとシールすることができるようになる。 (1) The lip line shape of the cell seal is changed, and the seal lip line of the manifold portion on the anode side (or the cathode side) is doubled to form a combination of a flat lip and a convex lip. A manifold in which a gas introduction / discharge passage (gas passage) of a separator provided with a convex lip is formed is provided with a second seal composed of a flat lip on the inner side of the first seal in three directions excluding the passage opening. A second seal with a convex lip is provided on the entire inner periphery of the first seal of the manifold of the separator opposite to the first seal. As a result of this improvement, a seal around the manifold is established by the combination of the convex lip newly provided on the anode side (or the cathode side) and the flat lip on the opposite side, so the positioning accuracy of the seal lip during stacking is high. This is unnecessary, and the manifold can be tightly sealed.

（２）また本発明は、電解質膜およびセパレータ間をシールする燃料電池用ガスケットであって、一方のセパレータ側の凸リップと他方のセパレータ側の平リップの組み合わせよりなるガスケットにおいて、平リップの受けとして対応する位置に必ず凸リップを配置し、リップが片方のみ配置される部位についてはこれを必ずシール面圧の大きな凸リップとし、もってシール性を向上させることを課題とし、この課題達成のため、凸リップは、マニホールド穴およびガス通路の周りをシールするマニホールド通路シール部を有し、平リップは、マニホールド通路シール部に対応して対応シール部を有する。対応シール部の内側に凸リップよりなる第２シールを設け、このシールはマニホールド穴の周りに全周に亙って設ける。マニホールド通路シール部の内側に平リップよりなる第２シールを設け、このシールはマニホールド穴の周りにガス通路を除いて設ける。凸リップよりなる第２シールと平リップよりなる第２シールの対応関係において、前者の凸リップよりなる第２シールのみが配置される部位には、この部位の凸リップを圧縮するため、電解質裏面側に受けを設けるのが好ましい。 (2) The present invention also provides a fuel cell gasket for sealing between the electrolyte membrane and the separator, wherein the gasket comprises a combination of a convex lip on one separator side and a flat lip on the other separator side. In order to achieve this problem, a convex lip must be placed at the corresponding position, and the part where the lip is placed only on one side must be a convex lip with a large seal surface pressure. The convex lip has a manifold passage seal portion that seals around the manifold hole and the gas passage, and the flat lip has a corresponding seal portion corresponding to the manifold passage seal portion. A second seal made of a convex lip is provided inside the corresponding seal portion, and this seal is provided around the manifold hole over the entire circumference. A second seal made of a flat lip is provided inside the manifold passage seal portion, and this seal is provided around the manifold hole except for the gas passage. In the correspondence relationship between the second seal made of the convex lip and the second seal made of the flat lip, the portion on which only the second seal made of the former convex lip is disposed is compressed in order to compress the convex lip of this portion. A receiver is preferably provided on the side.

つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１ないし図５に示すように、当該実施例に係るガスケット１は、電解質膜１１とその厚さ方向両側に配置されるセパレータ２１，２２との間をシールする燃料電池用のガスケットであって、一方のカソード側のセパレータ２１に保持（一体成形）されて電解質膜１１の一方の面１１ａに密接する凸リップ（凸リップよりなる第１シール）２と、他方のアノード側のセパレータ２２に保持（一体成形）されて電解質膜１１の他方の面１１ｂに密接する平リップ（平リップよりなる第１シール）４との組み合わせにより構成されている。 As shown in FIGS. 1 to 5, a gasket 1 according to this embodiment is a fuel cell gasket that seals between an electrolyte membrane 11 and separators 21 and 22 disposed on both sides in the thickness direction. A convex lip (first seal made of a convex lip) 2 that is held (integrated) with one cathode-side separator 21 and is in close contact with one surface 11a of the electrolyte membrane 11, and is held with the other anode-side separator 22 It is configured by a combination with a flat lip (first seal made of a flat lip) 4 that is (integrally molded) and is in close contact with the other surface 11 b of the electrolyte membrane 11.

図１（Ａ）に示すように、ガスの供給側において、凸リップ２は、セパレータ２１に設けたマニホールド穴２１ｂおよびこのマニホールド穴２１ｂから発電部（発電ガス流路）２１ａへガスを供給するガス通路２１ｃの周りをシールするマニホールド通路シール部２Ａを有しており、一方、図１（Ｃ）に示すように、平リップ４は、凸リップ２のマニホールド通路シール部２Ａに対応して設けられた対応シール部４Ｃを有している。平リップ４の対応シール部４Ｃの内側には、凸リップよりなる第２シール５が設けられており、この凸リップよりなる第２シール５は、セパレータ２２に設けたマニホールド穴２２ｇの周りに全周に亙って設けられている。また凸リップ２のマニホールド通路シール部２Ａの内側には、平リップよりなる第２シール６が設けられており、この平リップよりなる第２シール６は、セパレータ２１に設けたマニホールド穴２１ｂの周りにガス通路２１ｃを除いて設けられている。 As shown in FIG. 1A, on the gas supply side, the convex lip 2 has a manifold hole 21b provided in the separator 21 and a gas for supplying gas from the manifold hole 21b to the power generation unit (power generation gas flow path) 21a. A manifold passage seal portion 2A for sealing around the passage 21c is provided. On the other hand, as shown in FIG. 1C, the flat lip 4 is provided corresponding to the manifold passage seal portion 2A of the convex lip 2. The corresponding seal portion 4C is provided. A second seal 5 made of a convex lip is provided inside the corresponding seal portion 4C of the flat lip 4. The second seal 5 made of a convex lip is entirely around a manifold hole 22g provided in the separator 22. It is provided around the circumference. Further, a second seal 6 made of a flat lip is provided inside the manifold passage seal portion 2A of the convex lip 2. The second seal 6 made of a flat lip is provided around a manifold hole 21b provided in the separator 21. Are provided except for the gas passage 21c.

また、図１（Ａ）に示すように、ガスの排出側において、凸リップ２は、セパレータ２１に設けたマニホールド穴２１ｄおよびこのマニホールド穴２１ｄへ発電部２１ａからガスを排出するガス通路２１ｅの周りをシールするマニホールド通路シール部２Ｂを有しており、一方、図１（Ｃ）に示すように、平リップ４は、凸リップ２のマニホールド通路シール部２Ｂに対応して設けられた対応シール部４Ｄを有している。平リップ４の対応シール部４Ｄの内側には、凸リップよりなる第２シール５が設けられており、この凸リップよりなる第２シール５は、セパレータ２２に設けたマニホールド穴２２ｉの周りに全周に亙って設けられている。また凸リップ２のマニホールド通路シール部２Ｂの内側には、平リップよりなる第２シール６が設けられており、この平リップよりなる第２シール６は、セパレータ２１に設けたマニホールド穴２１ｄの周りにガス通路２１ｅを除いて設けられている。 Further, as shown in FIG. 1A, on the gas discharge side, the convex lip 2 has a manifold hole 21d provided in the separator 21 and a gas passage 21e that discharges gas from the power generation unit 21a to the manifold hole 21d. 1B. On the other hand, as shown in FIG. 1C, the flat lip 4 has a corresponding seal portion provided corresponding to the manifold passage seal portion 2B of the convex lip 2. 4D. A second seal 5 made of a convex lip is provided inside the corresponding seal portion 4D of the flat lip 4, and the second seal 5 made of a convex lip is entirely around a manifold hole 22i provided in the separator 22. It is provided around the circumference. Further, a second seal 6 made of a flat lip is provided inside the manifold passage seal portion 2B of the convex lip 2, and the second seal 6 made of a flat lip is around a manifold hole 21d provided in the separator 21. Are provided except for the gas passage 21e.

図１は、互いに重ねられる一対のセパレータ２１，２２を分解した状態を示しており、一対のセパレータ２１，２２は、図上イ部とイ部、ロ部とロ部、ハ部とハ部、ニ部とニ部をそれぞれ対面させるようにして重ねられる。すなわち一対のセパレータ２１，２２を上下方向に重ねるものとして、図１（Ａ）は上側に配置されるカソード側のセパレータ２１の底面図（下面図）を示すとともに、図１（Ｃ）は下側に配置されるアノード側のセパレータ２２の平面図（上面図）を示している。セパレータ２１，２２にはそれぞれ複数のマニホールド穴が設けられており、両セパレータ２１，２２が重ねられると、符号２１ｉと２２ｄ、２１ｂと２２ｇ、２１ｈと２２ｈ、２１ｆと２２ｆ、２１ｄと２２ｉ、２１ｇと２２ｂの組み合わせにて各マニホールド穴が重ねられ、それぞれセパレータ２１，２２の厚さ方向に連通するマニホールド流路となる。また図１（Ｂ）は、両面にそれぞれ電極およびガス拡散層１２，１３を重ねた電解質膜１１をその厚さ方向に見た正面図を示している。 FIG. 1 shows a state in which a pair of separators 21 and 22 that are overlapped with each other is disassembled, and the pair of separators 21 and 22 are shown in FIG. The two parts are stacked so that the two parts face each other. That is, assuming that the pair of separators 21 and 22 are stacked in the vertical direction, FIG. 1A shows a bottom view (bottom view) of the cathode-side separator 21 arranged on the upper side, and FIG. FIG. 2 is a plan view (top view) of the anode-side separator 22 arranged in FIG. Each of the separators 21 and 22 is provided with a plurality of manifold holes. When the separators 21 and 22 are stacked, the reference numerals 21i and 22d, 21b and 22g, 21h and 22h, 21f and 22f, 21d and 22i, 21g Each manifold hole is overlapped by the combination of 22b, and becomes a manifold flow path communicating in the thickness direction of the separators 21 and 22, respectively. FIG. 1B shows a front view of the electrolyte membrane 11 in which the electrodes and the gas diffusion layers 12 and 13 are overlapped on both surfaces when viewed in the thickness direction.

図１（Ａ）のカソード側のセパレータ２１の平面中央には、発電時にガスが流れる発電部２１ａが設けられており、この発電部２１ａの周りを取り囲むようにして凸リップ２が配置されている。セパレータ２１にはガス供給用のマニホールド穴２１ｂが設けられているので、このマニホールド穴２１ｂから発電部２１ａへガスを供給するようマニホールド穴２１ｂと発電部２１ａとの間に、凸リップ２が設けられていないガス通路２１ｃが設けられており、これに合わせて凸リップ２にその一部として、マニホールド穴２１ｂおよびガス通路２１ｃの周りをシールするマニホールド通路シール部２Ａが設けられている。また、セパレータ２１にはガス排出用のマニホールド穴２１ｄが対応して設けられているので、このマニホールド穴２１ｄへ発電部２１ａからガスを排出するようマニホールド穴２１ｄと発電部２１ａとの間に、凸リップ２が設けられていないガス通路２１ｅが設けられており、これに合わせて凸リップ２にその一部として、マニホールド穴２１ｄおよびガス通路２１ｅの周りをシールするマニホールド通路シール部２Ｂが設けられている。セパレータ２１には他にもマニホールド穴２１ｆ，２１ｇ，２１ｈ，２１ｉが設けられているが、これらのマニホールド穴２１ｆ，２１ｇ，２１ｈ，２１ｉは発電部２１ａへガスを供給・排出しないので、これらの周りには凸リップ２が全周に亙って設けられている。 In the center of the cathode-side separator 21 in FIG. 1A, a power generation unit 21a through which gas flows during power generation is provided, and the convex lip 2 is disposed so as to surround the power generation unit 21a. . Since the separator 21 is provided with a manifold hole 21b for gas supply, a convex lip 2 is provided between the manifold hole 21b and the power generation part 21a so as to supply gas from the manifold hole 21b to the power generation part 21a. A gas passage 21c that is not provided is provided, and a manifold passage seal portion 2A that seals around the manifold hole 21b and the gas passage 21c is provided as a part of the convex lip 2 in accordance therewith. Further, since the separator 21 is provided with a gas discharge manifold hole 21d, there is a protrusion between the manifold hole 21d and the power generation part 21a so that the gas is discharged from the power generation part 21a to the manifold hole 21d. A gas passage 21e not provided with the lip 2 is provided, and a manifold passage seal portion 2B for sealing the periphery of the manifold hole 21d and the gas passage 21e is provided as a part of the convex lip 2 in accordance therewith. Yes. The separator 21 has other manifold holes 21f, 21g, 21h, and 21i. These manifold holes 21f, 21g, 21h, and 21i do not supply and discharge gas to the power generation unit 21a. Is provided with a convex lip 2 over the entire circumference.

また、図１（Ｃ）のアノード側のセパレータ２２の平面中央には、発電時にガスが流れる発電部（発電ガス流路）２２ａが設けられており、この発電部２２ａの周りを取り囲むようにして平リップ４が配置されている。セパレータ２２にはガス供給用のマニホールド穴２２ｂが設けられているので、このマニホールド穴２２ｂから発電部２２ａへガスを供給するようマニホールド穴２２ｂと発電部２２ａとの間に、平リップ４が設けられていないガス通路２２ｃが設けられており、これに合わせて平リップ４にその一部として、マニホールド穴２２ｂおよびガス通路２２ｃの周りをシールするマニホールド通路シール部４Ａが設けられている。また、セパレータ２２にはガス排出用のマニホールド穴２２ｄが対応して設けられているので、このマニホールド穴２２ｄへ発電部２２ａからガスを排出するようマニホールド穴２２ｄと発電部２２ａとの間に、平リップ４が設けられていないガス通路２２ｅが設けられており、これに合わせて平リップ４にその一部として、マニホールド穴２２ｄおよびガス通路２２ｅの周りをシールするマニホールド通路シール部４Ｂが設けられている。セパレータ２２には他にもマニホールド穴２２ｆ，２２ｇ，２２ｈ，２２ｉが設けられているが、これらのマニホールド穴２２ｆ，２２ｇ，２２ｈ，２２ｉは発電部２２ａへガスを供給・排出しないので、これらの周りには平リップ４が全周に亙って設けられている。但し、符号２２ｇおよび２２ｉで示すマニホールド穴の周りには凸リップよりなる第２シール５が全周に亙って設けられて、この第２シール５によってマニホールド穴２２ｇ，２２ｉの周りがシールされるので、平リップ４はこれらのマニホールド穴２２ｇ，２２ｉの周りの一部のみ（セパレータ２２の外周縁側のみ）に設けられている。 In addition, a power generation unit (power generation gas flow path) 22a through which gas flows during power generation is provided at the center of the plane of the anode-side separator 22 in FIG. 1C, and surrounds the power generation unit 22a. A flat lip 4 is arranged. Since the separator 22 has a gas supply manifold hole 22b, a flat lip 4 is provided between the manifold hole 22b and the power generation unit 22a so as to supply gas from the manifold hole 22b to the power generation unit 22a. A gas passage 22c that is not provided is provided, and a manifold passage seal portion 4A that seals around the manifold hole 22b and the gas passage 22c is provided as a part of the flat lip 4 accordingly. Since the separator 22 is provided with a gas discharge manifold hole 22d, a flat surface is provided between the manifold hole 22d and the power generation part 22a so as to discharge gas from the power generation part 22a to the manifold hole 22d. A gas passage 22e not provided with the lip 4 is provided, and a manifold passage seal portion 4B for sealing the periphery of the manifold hole 22d and the gas passage 22e is provided as a part of the flat lip 4 in accordance with this. Yes. The separator 22 is further provided with manifold holes 22f, 22g, 22h, and 22i. These manifold holes 22f, 22g, 22h, and 22i do not supply and discharge gas to the power generation unit 22a. The flat lip 4 is provided over the entire circumference. However, a second seal 5 made of a convex lip is provided around the manifold holes indicated by reference numerals 22g and 22i, and the periphery of the manifold holes 22g and 22i is sealed by the second seal 5. Therefore, the flat lip 4 is provided only on a part around the manifold holes 22g and 22i (only on the outer peripheral side of the separator 22).

上記したように図１（Ａ）において、凸リップ２にはその一部として、マニホールド穴２１ｂおよびガス通路２１ｃの周りをシールするマニホールド通路シール部２Ａが設けられており、図１（Ｃ）において、平リップ４にはその一部として、凸リップ２のマニホールド通路シール部２Ａに対応する対応シール部４Ｃが設けられている。ここに対応するとは、スタッキング時に重ねられるよう配置されることを云う。また、平リップ４の対応シール部４Ｃの内側に凸リップよりなる第２シール５が設けられており、この凸リップよりなる第２シール５はマニホールド穴２２ｇの周りに全周に亙って設けられている。また、凸リップ２のマニホールド通路シール部２Ａの内側に平リップよりなる第２シール６が設けられており、この平リップよりなる第２シール６はマニホールド穴２１ｂの周りにガス通路２１ｃを除いて設けられている。ガス通路２１ｃを除いて凸リップよりなる第２シール５と平リップよりなる第２シール６は対応して設けられている As described above, in FIG. 1A, the convex lip 2 is provided with a manifold passage seal portion 2A that seals around the manifold hole 21b and the gas passage 21c as a part thereof. As a part of the flat lip 4, a corresponding seal portion 4C corresponding to the manifold passage seal portion 2A of the convex lip 2 is provided. “Corresponding to” here means that they are arranged so as to be stacked at the time of stacking. Also, a second seal 5 made of a convex lip is provided inside the corresponding seal portion 4C of the flat lip 4, and the second seal 5 made of this convex lip is provided around the manifold hole 22g over the entire circumference. It has been. A second seal 6 made of a flat lip is provided inside the manifold passage seal portion 2A of the convex lip 2, and the second seal 6 made of this flat lip is formed around the manifold hole 21b except for the gas passage 21c. Is provided. Except for the gas passage 21c, the second seal 5 made of a convex lip and the second seal 6 made of a flat lip are provided correspondingly.

また、上記したように図１（Ａ）において、凸リップ２にはその一部として、マニホールド穴２１ｄおよびガス通路２１ｅの周りをシールするマニホールド通路シール部２Ｂが設けられており、図１（Ｃ）において、平リップ４にはその一部として、凸リップ２のマニホールド通路シール部２Ｂに対応する対応シール部４Ｄが設けられている。また、平リップ４の対応シール部４Ｄの内側に凸リップよりなる第２シール５が設けられており、この凸リップよりなる第２シール５はマニホールド穴２２ｉの周りに全周に亙って設けられている。また、凸リップ２のマニホールド通路シール部２Ｂの内側に平リップよりなる第２シール６が設けられており、この平リップよりなる第２シール６はマニホールド穴２１ｄの周りにガス通路２１ｅを除いて設けられている。ガス通路２１ｅを除いて凸リップよりなる第２シール５と平リップよりなる第２シール６は対応して設けられている。 As described above, in FIG. 1A, the convex lip 2 is provided with a manifold passage seal portion 2B that seals around the manifold hole 21d and the gas passage 21e as a part thereof. The flat lip 4 is provided with a corresponding seal portion 4D corresponding to the manifold passage seal portion 2B of the convex lip 2 as a part thereof. A second seal 5 made of a convex lip is provided inside the corresponding seal portion 4D of the flat lip 4, and the second seal 5 made of a convex lip is provided around the manifold hole 22i over the entire circumference. It has been. Further, a second seal 6 made of a flat lip is provided inside the manifold passage seal portion 2B of the convex lip 2, and the second seal 6 made of this flat lip excludes the gas passage 21e around the manifold hole 21d. Is provided. Except for the gas passage 21e, the second seal 5 made of a convex lip and the second seal 6 made of a flat lip are provided correspondingly.

図２は、図１（Ａ）におけるＡ−Ａ線拡大断面を示しており、カソード側の凸リップ２におけるマニホールド通路シール部２Ａの内側（図では左側）に平リップよりなる第２シール６が一体に設けられている。凸リップ２は断面山形状（三角形状）のシールリップ部２ａを基部２ｂの一面に一体成形したものであり、平リップよりなる第２シール６は平面状のシール面（当接面）６ａを有している。 FIG. 2 shows an enlarged cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1A, and a second seal 6 made of a flat lip is provided on the inner side (left side in the drawing) of the manifold passage seal portion 2A in the convex lip 2 on the cathode side. It is provided integrally. The convex lip 2 is formed by integrally forming a seal lip portion 2a having a mountain-shaped cross section (triangular shape) on one surface of the base portion 2b, and the second seal 6 made of a flat lip has a flat seal surface (contact surface) 6a. Have.

図３は、図１（Ｃ）におけるＢ−Ｂ線拡大断面を示しており、アノード側の平リップ４における対応シール部４Ｃの内側（図では左側）に凸リップよりなる第２シール５が一体に設けられている。平リップ４は平面状のシール面（当接面）４ａを有しており、凸リップよりなる第２シール５は断面山形状（三角形状）のシールリップ部５ａを基部５ｂの一面に一体成形したものである。 FIG. 3 shows an enlarged cross section taken along line BB in FIG. 1C, and the second seal 5 made of a convex lip is integrated inside the corresponding seal portion 4C of the flat lip 4 on the anode side (left side in the figure). Is provided. The flat lip 4 has a flat seal surface (contact surface) 4a, and the second seal 5 made of a convex lip is integrally formed with a seal lip portion 5a having a mountain-shaped cross section (triangular shape) on one surface of the base 5b. It is what.

図４は、両面にそれぞれ電極およびガス拡散層（ＧＤＬ）１２，１３を重ねた電解質膜１１の平面を示している。電解質膜１１の上面側に配置されるガス拡散層１２の周縁部には、カソード側のガス通路２１ｃ，２１ｅに配置される舌片状の突き出し部１２ａが２箇所に設けられている。また、電解質膜１１の下面側に配置されるガス拡散層１３の周縁部には、アノード側のガス通路２２ｃ，２２ｅに配置される舌片状の突き出し部１３ａが２箇所に設けられている。 FIG. 4 shows a plane of the electrolyte membrane 11 in which electrodes and gas diffusion layers (GDL) 12 and 13 are superimposed on both surfaces. On the peripheral edge of the gas diffusion layer 12 disposed on the upper surface side of the electrolyte membrane 11, tongue-shaped protrusions 12a disposed in the gas passages 21c and 21e on the cathode side are provided at two locations. Further, on the peripheral edge of the gas diffusion layer 13 disposed on the lower surface side of the electrolyte membrane 11, tongue-shaped protrusions 13a disposed in the gas passages 22c and 22e on the anode side are provided at two locations.

図５は、一対のセパレータ２１，２２をスタッキングした状態を模式的な図として示している。 FIG. 5 is a schematic diagram showing a state where the pair of separators 21 and 22 are stacked.

このうち、図５（Ａ）は、図１（Ａ）のカソード側のセパレータ２１をＣ−Ｃ線の断面で見るとともに図１（Ｃ）のアノード側のセパレータ２２をＤ−Ｄ線の断面で見たものであって、カソード側のセパレータ２１のマニホールド穴２１ｇの周りには、黒三角で示す凸リップ２が全周に亙って配置されている。またアノード側のセパレータ２２のマニホールド穴２２ｂおよびガス通路２２ｃの周りには、黒四角で示す平リップ４のマニホールド通路シール部４Ａが配置され、ガス通路２２ｃにはガス拡散層１３の張り出し部１３ａが配置されている。カソード側の右側の凸リップ２は、電解質膜１１を挟んでアノード側の平リップ４が受けとして作用するので、十分なシール性が発揮される。カソード側の左側の凸リップ２は、電解質膜１１を挟んでアノード側のガス拡散層１３の突き出し部１３ａが受けとして作用するので、十分なシール性が発揮される。アノード側の平リップ４のマニホールド通路シール部４Ａは、電解質膜１１を挟んでカソード側の凸リップ２が相対の受けとして作用するので、十分なシール性が発揮される。ガス拡散層１３の張り出し部１３ａはポーラス状のカーボン等よりなるので、ガスが浸透・透過してゆくことになる。尚、この図５（Ａ）に示す構造は、これに対応する従来技術に係る図１３（Ａ）との比較から明らかなように従来と同じ構造である。 Of these, FIG. 5A shows the cathode-side separator 21 in FIG. 1A in the section taken along the line CC, and the anode-side separator 22 in FIG. 1C in the section taken along the line DD. As seen, around the manifold hole 21g of the separator 21 on the cathode side, a convex lip 2 indicated by a black triangle is arranged over the entire circumference. Further, around the manifold hole 22b and the gas passage 22c of the separator 22 on the anode side, a manifold passage seal portion 4A of a flat lip 4 indicated by a black square is arranged, and a protruding portion 13a of the gas diffusion layer 13 is formed in the gas passage 22c. Is arranged. The convex lip 2 on the right side on the cathode side acts as a receiver by the flat lip 4 on the anode side with the electrolyte membrane 11 interposed therebetween, so that a sufficient sealing performance is exhibited. The convex lip 2 on the left side on the cathode side functions as a receiver by the protruding portion 13a of the gas diffusion layer 13 on the anode side with the electrolyte membrane 11 interposed therebetween, so that a sufficient sealing performance is exhibited. In the manifold passage seal portion 4A of the flat lip 4 on the anode side, the convex lip 2 on the cathode side acts as a relative receiver across the electrolyte membrane 11, so that a sufficient sealing performance is exhibited. Since the overhanging portion 13a of the gas diffusion layer 13 is made of porous carbon or the like, the gas permeates and permeates. Note that the structure shown in FIG. 5A is the same as the conventional structure as is apparent from the comparison with FIG. 13A related to the related art.

これに対して、図５（Ｂ）に示す構造は、これに対応する従来技術に係る図１３（Ｂ）に示す構造とは異なっており、これが本発明・本実施例の特徴である。 On the other hand, the structure shown in FIG. 5 (B) is different from the structure shown in FIG. 13 (B) according to the prior art corresponding thereto, which is a feature of the present invention / example.

すなわち、図５（Ｂ）は、図１（Ａ）のカソード側のセパレータ２１をＥ−Ｅ線の断面で見るとともに図１（Ｃ）のアノード側のセパレータ２２をＦ−Ｆ線の断面で見たものであって、カソード側のセパレータ２１のマニホールド穴２１ｂおよびガス通路２１ｃの周りには、黒三角で示す凸リップ２のマニホールド通路シール部２Ａが配置され、その内側に黒四角で示す平リップよりなる第２シール６が配置されている。ガス通路２１ｃにはガス拡散層１２の張り出し部１２ａが配置されている。アノード側のセパレータ２２のマニホールド穴２２ｇの周りには、黒四角で示す平リップ４の対応シール部４Ｃが配置され、その内側（左側）に黒三角で示す凸リップよりなる第二シール５が配置されている。カソード側の凸リップ２のマニホールド通路シール部２Ａは、電解質膜１１を挟んでアノード側の平リップ４の対応シール部４Ｃが受けとして作用するので、十分なシール性が発揮される。カソード側の平リップよりなる第２シール６は、電解質膜１１を挟んでアノード側の凸リップよりなる第２シール５が相対の受けとして作用するので、十分なシール性が発揮される。ガス拡散層１２の張り出し部１２ａはポーラス状のカーボン等よりなるので、ガスが浸透・透過してゆくことになる。アノード側の平リップ４の対応シール部４Ｃは、電解質膜１１を挟んでカソード側の凸リップ２のマニホールド通路シール部２Ａが相対の受けとして作用するので、十分なシール性が発揮される。アノード側の右側の凸リップよりなる第２シール５は、電解質膜１１を挟んでカソード側の平リップよりなる第２シール６が受けとして作用するので、十分なシール性が発揮される。アノード側の左側の凸リップよりなる第２シール５は、電解質膜１１を挟んでカソード側のガス拡散層１２の突き出し部１２ａが受けとして作用するので、十分なシール性が発揮される。図示および説明は省略するが、ガスの排出側も同様である。 That is, FIG. 5B shows the cathode-side separator 21 in FIG. 1A viewed in the section taken along line EE, and the anode-side separator 22 in FIG. 1C seen in the section taken along line FF. A manifold passage seal portion 2A of a convex lip 2 indicated by a black triangle is disposed around the manifold hole 21b and the gas passage 21c of the separator 21 on the cathode side, and a flat lip indicated by a black square inside thereof. The 2nd seal | sticker 6 which consists of is arrange | positioned. An overhanging portion 12a of the gas diffusion layer 12 is disposed in the gas passage 21c. Around the manifold hole 22g of the separator 22 on the anode side, a corresponding seal portion 4C of a flat lip 4 shown by a black square is arranged, and a second seal 5 made of a convex lip shown by a black triangle is arranged inside (left side). Has been. The manifold passage seal part 2A of the convex lip 2 on the cathode side acts as a receiver by the corresponding seal part 4C of the flat lip 4 on the anode side with the electrolyte membrane 11 interposed therebetween, so that sufficient sealing performance is exhibited. The second seal 6 made of a flat lip on the cathode side exhibits a sufficient sealing performance because the second seal 5 made of a convex lip on the anode side acts as a relative receiver across the electrolyte membrane 11. Since the protruding portion 12a of the gas diffusion layer 12 is made of porous carbon or the like, the gas permeates and permeates. The corresponding seal portion 4C of the flat lip 4 on the anode side exhibits a sufficient sealing performance because the manifold passage seal portion 2A of the convex lip 2 on the cathode side acts as a relative receiver across the electrolyte membrane 11. The second seal 5 made of the right convex lip on the anode side acts as a receiver by the second seal 6 made of the flat lip on the cathode side with the electrolyte membrane 11 interposed therebetween, so that sufficient sealing performance is exhibited. The second seal 5 made of the left convex lip on the anode side acts as a receiver by the protruding portion 12a of the gas diffusion layer 12 on the cathode side with the electrolyte membrane 11 interposed therebetween, so that sufficient sealing performance is exhibited. Although illustration and description are omitted, the gas discharge side is the same.

したがって以上のことから、本発明所期の目的どおり、凸リップと平リップの組み合わせよりなる燃料電池用ガスケットにおいて、平リップの受けとして、対応する位置には必ず凸リップが配置され、リップが片方のみ配置される部位についてはこれが必ず平リップではなくシール面圧の大きな凸リップとされることから、ガスケットによるシール性を向上させることができる。凸リップ同士の組み合わせでないことから、スタッキング性も良好である。本願発明者らが試しに従来技術に係る図７の形状（凸リップ２，３同士の組み合わせ）のガスケット１を硬度４０のシリコーンゴムで成形してスタッキングしたところ、きわめて精密な位置決め精度が必要とされるうえ、締め込む際にセパレータ２１，２２に横方向の力が加わるだけでリップ２，３先端がずれてしまい、電解質膜１１が変形してしまった。図１０の形状（凸リップ２と平リップ４の組み合わせ）のガスケット１では、スタッキングおよび締め付けの際の問題はないが、平リップ４のみが電解質膜１１に当接するマニホールド部分はシール性がなかった。これらに対し、形状を改良した図１の形状のガスケット１を同様に、硬度４０のシリコーンゴムで成形してスタッキングしたところ、スタッキング時に多少の位置ずれがあってもシールに問題がないうえ、マニホールド部分も良好にシールすることができた。 Therefore, as described above, in the fuel cell gasket comprising a combination of a convex lip and a flat lip, the convex lip is always arranged at the corresponding position as the receiving of the flat lip. As for the part disposed only in this case, this is not necessarily a flat lip but a convex lip having a large seal surface pressure, so that the sealing performance by the gasket can be improved. Since it is not a combination of convex lips, stacking properties are also good. The inventors of the present application tried to stack the gasket 1 having the shape shown in FIG. 7 (combination of the convex lips 2 and 3) according to the prior art by molding with silicone rubber having a hardness of 40, and required extremely precise positioning accuracy. In addition, the tip of the lips 2 and 3 is displaced only by applying a lateral force to the separators 21 and 22 when tightening, and the electrolyte membrane 11 is deformed. In the gasket 1 having the shape of FIG. 10 (combination of the convex lip 2 and the flat lip 4), there is no problem in stacking and tightening, but the manifold portion where only the flat lip 4 contacts the electrolyte membrane 11 has no sealing property. . On the other hand, when the gasket 1 having the improved shape shown in FIG. 1 is molded with silicone rubber having a hardness of 40 and stacked, there is no problem with sealing even if there is a slight misalignment during stacking. The part could also be sealed well.

尚、上記実施例では、カソード側のセパレータ２１に凸リップ２および平リップよりなる第２シール６を設けるとともに、アノード側のセパレータ２２に平リップ４および凸リップよりなる第２シール５を設けたが、その配置はカソード・アノード側にて反対であっても良い。 In the above embodiment, the cathode-side separator 21 is provided with the second seal 6 made of the convex lip 2 and the flat lip, and the anode-side separator 22 is provided with the flat lip 4 and the second seal 5 made of the convex lip. However, the arrangement may be reversed on the cathode / anode side.

また、セパレータ２１，２２としては、金属セパレータ、樹脂−カーボンセパレータ、カーボンセパレータ等のいずれの場合にも適用することができる。 The separators 21 and 22 can be applied to any of metal separators, resin-carbon separators, carbon separators, and the like.

また、上記実施例では、リップが片方のみ配置される部位についてその電解質膜１１裏面側の受けとしてガス拡散層１２，１３の張り出し部１２ａ，１３ａを用いたが、これに代えてスペーサー（ガス供給部材）の類を用いても良い。例えば図６（Ａ）では、スペーサー３１はセパレータ２１，２２と別体のブロック状のものとして設定されている。スペーサー３１はガス通路２１ｃ，２１ｅ，２２ｃ，２２ｅに設置されるものであってガスを通過させる必要があるので、溝状のガス連通部３２を所要数有している。また図６（Ｂ）の他の例では、スペーサー３１はセパレータ２１，２２に一体成形されたブロック状のものとして設定されている。スペーサー３１はやはり溝状のガス連通部３２を有しているが、一体成形の場合には、溝状のガス連通部３２が電解質膜１１側に開口するので、電解質膜１１に対する当接面を平坦とするため、スペーサー３１にプレート３３を組み合わせると良い。 In the above embodiment, the overhang portions 12a and 13a of the gas diffusion layers 12 and 13 are used as the receptacles on the back side of the electrolyte membrane 11 for the part where only one lip is disposed. A member) may be used. For example, in FIG. 6A, the spacer 31 is set as a separate block from the separators 21 and 22. The spacer 31 is installed in the gas passages 21c, 21e, 22c, and 22e, and it is necessary to allow the gas to pass therethrough. Therefore, the spacer 31 has a required number of groove-like gas communication portions 32. Further, in another example of FIG. 6B, the spacer 31 is set as a block shape integrally formed with the separators 21 and 22. The spacer 31 also has a groove-shaped gas communication portion 32, but in the case of integral molding, the groove-shaped gas communication portion 32 opens to the electrolyte membrane 11 side, so that the contact surface with the electrolyte membrane 11 is provided. In order to make it flat, it is preferable to combine the plate 33 with the spacer 31.

本発明の実施例に係る燃料電池用ガスケットを備えた燃料電池セルを分解した状態を示す図であって、（Ａ）は一方のセパレータの底面図、（Ｂ）は電解質膜を含む中間層（発電体）の正面図、（Ｃ）は他方のセパレータの平面図It is a figure which shows the state which decomposed | disassembled the fuel cell provided with the gasket for fuel cells which concerns on the Example of this invention, Comprising: (A) is a bottom view of one separator, (B) is an intermediate | middle layer containing electrolyte membrane ( (C) is a plan view of the other separator 図１におけるＡ−Ａ線拡大断面図AA line expanded sectional view in FIG. 図１におけるＢ−Ｂ線拡大断面図BB expanded sectional view in FIG. 電解質膜を含む中間層（発電体）の平面図Plan view of the intermediate layer (power generator) including the electrolyte membrane 同実施例に係る燃料電池用ガスケットを備えた燃料電池セルをスタッキングした状態を示す説明図であって、（Ａ）は図１におけるＣ−Ｃ線およびＤ−Ｄ線に対応する図、（Ｂ）は図１におけるＥ−Ｅ線およびＦ−Ｆ線に対応する図It is explanatory drawing which shows the state which stacked the fuel cell provided with the gasket for fuel cells which concerns on the Example, Comprising: (A) is a figure corresponding to the CC line and DD line in FIG. ) Is a diagram corresponding to the EE line and the FF line in FIG. （Ａ）および（Ｂ）ともスペーサーの一例を示す斜視図(A) And (B) is a perspective view which shows an example of a spacer 従来例に係る燃料電池用ガスケットを備えた燃料電池セルを分解した状態を示す図であって、（Ａ）は一方のセパレータの底面図、（Ｂ）は電解質膜を含む中間層（発電体）の正面図、（Ｃ）は他方のセパレータの平面図It is a figure which shows the state which decomposed | disassembled the fuel cell provided with the gasket for fuel cells which concerns on a prior art example, Comprising: (A) is a bottom view of one separator, (B) is the intermediate | middle layer (electric power generation body) containing an electrolyte membrane (C) is a plan view of the other separator （Ａ）は従来例に係る燃料電池用ガスケットをスタッキングした状態の断面図、（Ｂ）は締め込み完了時の断面図(A) is a sectional view in a state where a fuel cell gasket according to a conventional example is stacked. (B) is a sectional view when tightening is completed. （Ａ）および（Ｂ）とも同従来例に係る燃料電池用ガスケットの不具合発生状態を示す断面図Sectional drawing which shows the malfunction occurrence state of the gasket for fuel cells which concerns on the same prior art example with both (A) and (B) 他の従来例に係る燃料電池用ガスケットをスタッキングした状態の断面図Sectional drawing of the state which stacked the gasket for fuel cells concerning other conventional examples （Ａ）および（Ｂ）とも同従来例に係る燃料電池用ガスケットの不具合発生状態を示す断面図Sectional drawing which shows the malfunction occurrence state of the gasket for fuel cells which concerns on the same prior art example with both (A) and (B) （Ａ）および（Ｂ）とも同従来例に係る燃料電池用ガスケットの不具合発生状態を示す断面図Sectional drawing which shows the malfunction occurrence state of the gasket for fuel cells which concerns on the same prior art example with both (A) and (B) （Ａ）および（Ｂ）とも同実施例に係る燃料電池用ガスケットを備えた燃料電池セルをスタッキングした状態を示す説明図(A) And (B) is explanatory drawing which shows the state which stacked the fuel cell provided with the gasket for fuel cells which concerns on the Example.

Explanation of symbols

１燃料電池用ガスケット
２，３凸リップ
２ａ，３ａシールリップ部
２ｂ，３ｂ基部
２Ａ，２Ｂ，３Ａ，３Ｂ，４Ａ，４Ｂマニホールド通路シール部
４平リップ部
４ａ当接面
４Ｃ，４Ｄ受けシール部
５凸リップよりなる第２シール部
６平リップよりなる第２シール部
１１電解質膜
１１ａ，１１ｂ面
１２，１３ガス拡散層
１２ａ，１３ａ張り出し部
２１，２２セパレータ
２１ａ，２２ａ発電部
２１ｂ，２１ｄ，２１ｆ，２１ｇ，２１ｈ，２１ｉ，２２ｂ，２２ｄ，２２ｆ，２２ｇ，２２ｈ，２２ｉマニホールド穴
２１ｃ，２１ｅ，２２ｃ，２２ｅガス通路
３１スペーサー
３２ガス連通部
３３プレート DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel cell gasket 2, 3 Convex lip 2a, 3a Seal lip part 2b, 3b Base part 2A, 2B, 3A, 3B, 4A, 4B Manifold passage seal part 4 Flat lip part 4a Contact surface 4C, 4D Receiving seal part 5 Second seal part made of convex lip 6 Second seal part made of flat lip 11 Electrolyte membrane 11a, 11b Surface 12, 13 Gas diffusion layer 12a, 13a Overhang part 21, 22 Separator 21a, 22a Power generation part 21b, 21d, 21f, 21g, 21h, 21i, 22b, 22d, 22f, 22g, 22h, 22i Manifold hole 21c, 21e, 22c, 22e Gas passage 31 Spacer 32 Gas communication part 33 Plate

Claims

A fuel cell gasket (1) that seals between an electrolyte membrane (11) and separators (21) and (22) disposed on both sides in the thickness direction, and is held by one separator (21) and is electrolyte A convex lip (2) closely contacting one surface (11a) of the membrane (11) and a flat lip (4) held by the other separator (22) and closely contacting the other surface (11b) of the electrolyte membrane (11) In the fuel cell gasket (1) comprising a combination with
The convex lip (2) includes a manifold hole (21b) (21d) provided in one separator (21) and a gas passage for supplying and discharging gas from the manifold hole (21b) (21d) to the power generation unit (21a). 21c) having manifold passage seal portions (2A) (2B) for sealing around (21e),
The flat lip (4) has corresponding seal portions (4C) (4D) provided corresponding to the manifold passage seal portions (2A) (2B) of the convex lip (2),
A second seal (5) made of a convex lip is provided inside the corresponding seal portion (4C) (4D) of the flat lip (4). ) Around the manifold holes (22g) and (22i) provided on the entire circumference,
A second seal (6) made of a flat lip is provided inside the manifold passage seal portion (2A) (2B) of the convex lip (2). The fuel cell gasket is provided around the manifold holes (21b) (21d) provided in 21) except for the gas passages (21c) (21e).