JP5338512B2 - Gasket for fuel cell, laminated member for fuel cell, and fuel cell - Google Patents

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Description

本発明は、燃料電池用ガスケット、燃料電池用積層部材、および燃料電池に関するものである。   The present invention relates to a gasket for a fuel cell, a laminated member for a fuel cell, and a fuel cell.

燃料電池は、一般に、一対の電極を表面に形成した電解質膜から成る膜−電極接合体や、セパレータ等の部材を順次重ね合わせることによって作製され、発電の基本単位となる構造であるいわゆる単セルが複数積層されたスタック構造を有している。また、一般にセパレータには、その外周部近傍に、燃料電池を構成する各単セルに対してガスを給排するマニホールドを形成するための複数のマニホールド孔が設けられている。このような燃料電池では一般に、単セル内のガス流路やマニホールドにおけるガスシール性を確保するために、隣り合うセパレータ間において、膜−電極接合体の外周やマニホールド孔の周囲に、ガスケット等のシール部材が配置される。ガスケットによって充分なガスシール性を確保するために、従来、ガスケットにガスシールのための凸部（シールリップ部）を設ける構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。積層された各セパレータ間に配置される各々のガスケットにおいて、積層方向に互いに重なる位置に所定の高さのシールリップ部を設けることにより、スタック構造全体に積層方向の締結圧が加えられたときに、充分なガスシール性を実現可能となる。   In general, a fuel cell is a so-called single cell having a structure that is a basic unit of power generation, which is manufactured by sequentially stacking a membrane-electrode assembly composed of an electrolyte membrane having a pair of electrodes formed on the surface thereof, and a member such as a separator. Has a stack structure in which a plurality of layers are stacked. In general, a separator is provided with a plurality of manifold holes for forming a manifold for supplying and discharging gas to and from each unit cell constituting the fuel cell, in the vicinity of the outer peripheral portion thereof. In general, in such a fuel cell, in order to ensure the gas sealing property in the gas flow path and manifold in the single cell, between the adjacent separators, there is a gasket or the like around the outer periphery of the membrane-electrode assembly or around the manifold hole. A seal member is disposed. In order to ensure sufficient gas sealing performance with a gasket, a configuration in which a convex portion (seal lip portion) for gas sealing is provided on a gasket has been conventionally known (for example, see Patent Document 1). In each gasket arranged between the separators stacked, when a sealing lip portion having a predetermined height is provided at a position overlapping each other in the stacking direction, a fastening pressure in the stacking direction is applied to the entire stack structure. Sufficient gas sealing performance can be realized.

特開２００６−２２８５９０号公報JP 2006-228590 A 特開２００６−３０７５９３号公報JP 2006-307593 A

しかしながら、上記のようにガスケットにシールリップ部を設ける場合であっても、各々のガスケットに設けたシールリップ部間において積層方向に対する位置ずれが生じると、セパレータに対してガスケットを介して加わる締結圧がセパレータ面内で不均一となり、セパレータが変形を起こす場合がある。このようなセパレータの変形は、相対的な剛性および強度が低くなるマニホールド孔近傍で生じ易い。セパレータの変形が大きくなると、ガスケットにおけるガスシール性が不十分となったり、隣接するセパレータ同士が接触して短絡が生じる可能性がある。   However, even when the seal lip portion is provided on the gasket as described above, if a positional shift occurs in the stacking direction between the seal lip portions provided on each gasket, the fastening pressure applied to the separator via the gasket is applied. May become uneven in the separator surface, and the separator may be deformed. Such a deformation of the separator is likely to occur in the vicinity of the manifold hole where the relative rigidity and strength are lowered. When the deformation of the separator becomes large, the gas sealability in the gasket may be insufficient, or adjacent separators may come into contact with each other to cause a short circuit.

本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされたものであり、燃料電池用ガスケットに設けたガスシール用の凸部の位置ずれに起因するセパレータの変形や、その結果生じるシール性の低下あるいはセパレータ間の短絡を抑制することを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described conventional problems, and the deformation of the separator caused by the misalignment of the convex portion for gas sealing provided in the fuel cell gasket, and the resulting sealing performance. It aims at suppressing a fall or a short circuit between separators.

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実施することが可能である。
［形態１］
燃料電池において、膜−電極接合体と共に積層される複数のセパレータ間に配置される燃料電池用ガスケットであって、
前記セパレータは、隣り合う前記膜−電極接合体との間にガス流路を形成すると共に、前記膜−電極接合体と重なる領域の外側に、前記燃料電池内を前記セパレータの積層方向に貫通して前記ガス流路に対してガスを給排するマニホールドを形成するための長孔であって、前記セパレータの外周に沿う方向を長手方向とするマニホールド孔を有し、
前記ガスケットは、
前記マニホールド孔を囲むように形成されると共に、前記燃料電池を組み立てるための締結時には、前記セパレータに押圧されて、設定された締結厚みとなるように圧縮されることでガスシール性を実現する凸部であるガス止め凸部と、
前記マニホールド孔における前記長手方向の辺のうち、前記セパレータの外周側に位置する外周側辺に沿って、前記ガス止め凸部よりも前記セパレータの外周寄りに設けられた、前記締結厚みに対応する高さよりも低い凸部である第１の変形防止凸部と、
前記外周側辺に沿って、該外周側辺と前記ガス止め凸部との間に設けられた、前記締結厚みに対応する高さよりも低い凸部である第２の変形防止凸部と、
前記マニホールド孔における前記長手方向の辺のうち、前記膜−電極接合体側に位置する接合体側辺に沿って、該接合体側辺と前記ガス止め凸部との間に設けられた、前記締結厚みに対応する高さよりも低い凸部である第３の変形防止凸部と、
前記マニホールド孔を構成する辺のうちの前記長手方向の辺以外の辺に沿って、該辺と前記ガス止め凸部との間に設けられた、前記締結厚みに対応する高さよりも低い凸部である第４の変形防止凸部と、
を備え、
前記マニホールド孔は、前記膜−電極接合体の外周の一辺に沿って複数設けられており、
前記ガス止め凸部は、前記一辺に沿って連続して設けられた複数のマニホールド孔のうち、隣り合って形成されて同種の流体が流れる複数のマニホールド孔全体を囲むように形成されており、
前記燃料電池用ガスケットは、さらに、前記ガス止め凸部によって囲まれた前記複数のマニホールド孔のうちの隣り合うマニホールド孔間において、前記第２および第３の変形防止凸部と連続して設けられた、前記締結厚みに対応する高さよりも低い凸部である第５の変形防止凸部を備える
ガスケット。
このような構成とすれば、ガスケットに第１ないし第３の変形防止凸部を設けることにより、ガスケットに設けたガス止め凸部の位置ずれに起因するセパレータの変形を抑制することができる。その結果、セパレータと膜−電極接合体との間に形成されるガス流路やマニホールドにおけるシール性の低下、あるいは、隣り合うセパレータ間の短絡を抑制することができる。また、セパレータを含む部材を積層した積層体において、マニホールド孔近傍における剛性がさらに高まり、マニホールド孔近傍におけるセパレータの変形を抑制する効果を高めることができる。また、マニホールド孔を介した隣接するセパレータ間の短絡を抑制する効果を高めることもできる。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.
[Form 1]
In a fuel cell, a fuel cell gasket disposed between a plurality of separators laminated together with a membrane-electrode assembly,
The separator forms a gas flow path between adjacent membrane-electrode assemblies, and penetrates the fuel cell in the stacking direction of the separator outside a region overlapping the membrane-electrode assemblies. A long hole for forming a manifold for supplying and discharging gas to and from the gas flow path, the manifold hole having a longitudinal direction along the outer periphery of the separator,
The gasket is
Convex that is formed so as to surround the manifold hole and that is pressed by the separator and compressed to have a set fastening thickness at the time of fastening for assembling the fuel cell. A gas stopper convex part,
Corresponding to the fastening thickness provided closer to the outer periphery of the separator than the gas stop convex portion along the outer peripheral side located on the outer peripheral side of the separator among the sides in the longitudinal direction of the manifold hole. A first deformation preventing protrusion that is a protrusion lower than the height;
A second deformation prevention convex portion, which is a convex portion lower than the height corresponding to the fastening thickness, provided between the outer peripheral side portion and the gas stopper convex portion along the outer peripheral side side,
Among the sides in the longitudinal direction of the manifold hole, the fastening thickness provided between the side of the joined body and the gas stopper convex portion along the side of the joined body located on the membrane-electrode assembly side. A third deformation preventing convex portion that is a convex portion lower than the corresponding height;
Convex part lower than the height corresponding to the fastening thickness provided between the side and the gas stopper convex part along the side of the manifold hole other than the side in the longitudinal direction. A fourth deformation preventing convex part,
With
A plurality of the manifold holes are provided along one side of the outer periphery of the membrane-electrode assembly,
The gas stopper convex portion is formed so as to surround the whole of a plurality of manifold holes formed adjacent to each other among the plurality of manifold holes provided continuously along the one side and through which the same kind of fluid flows.
The fuel cell gasket is further provided continuously with the second and third deformation preventing projections between adjacent manifold holes among the plurality of manifold holes surrounded by the gas stop projection. In addition, a fifth deformation prevention convex portion that is a convex portion lower than the height corresponding to the fastening thickness is provided.
gasket.
With such a configuration, by providing the gasket with the first to third deformation preventing protrusions, it is possible to suppress the deformation of the separator due to the displacement of the gas stopper protrusions provided on the gasket. As a result, it is possible to suppress a deterioration in the sealing performance in the gas flow path and manifold formed between the separator and the membrane-electrode assembly, or a short circuit between adjacent separators. Moreover, in the laminated body which laminated | stacked the member containing a separator, the rigidity in the manifold hole vicinity further increases, and the effect which suppresses the deformation | transformation of the separator in the manifold hole vicinity can be heightened. Moreover, the effect which suppresses the short circuit between the separators which adjoin via a manifold hole can also be heightened.

［適用例１］
燃料電池において、膜−電極接合体と共に積層される複数のセパレータ間に配置される燃料電池用ガスケットであって、
前記セパレータは、隣り合う前記膜−電極接合体との間にガス流路を形成すると共に、前記膜−電極接合体と重なる領域の外側に、前記燃料電池内を前記セパレータの積層方向に貫通して前記ガス流路に対してガスを給排するマニホールドを形成するための長孔であって、前記セパレータの外周に沿う方向を長手方向とするマニホールド孔を有し、
前記ガスケットは、
前記マニホールド孔を囲むように形成されると共に、前記燃料電池を組み立てるための締結時には、前記セパレータに押圧されて、設定された締結厚みとなるように圧縮されることでガスシール性を実現する凸部であるガス止め凸部と、
前記マニホールド孔における前記長手方向の辺のうち、前記セパレータの外周側に位置する外周側辺に沿って、前記ガス止め凸部よりも前記セパレータの外周寄りに設けられた、前記締結厚みに対応する高さよりも低い凸部である第１の変形防止凸部と、
前記外周側辺に沿って、該外周側辺と前記ガス止め凸部との間に設けられた、前記締結厚みに対応する高さよりも低い凸部である第２の変形防止凸部と、
前記マニホールド孔における前記長手方向の辺のうち、前記膜−電極接合体側に位置する接合体側辺に沿って、該接合体側辺と前記ガス止め凸部との間に設けられた、前記締結厚みに対応する高さよりも低い凸部である第３の変形防止凸部と、
を備えるガスケット。 [Application Example 1]
In a fuel cell, a fuel cell gasket disposed between a plurality of separators laminated together with a membrane-electrode assembly,
The separator forms a gas flow path between adjacent membrane-electrode assemblies, and penetrates the fuel cell in the stacking direction of the separator outside a region overlapping the membrane-electrode assemblies. A long hole for forming a manifold for supplying and discharging gas to and from the gas flow path, the manifold hole having a longitudinal direction along the outer periphery of the separator,
The gasket is
Convex that is formed so as to surround the manifold hole and that is pressed by the separator and compressed to have a set fastening thickness at the time of fastening for assembling the fuel cell. A gas stopper convex part,
Corresponding to the fastening thickness provided closer to the outer periphery of the separator than the gas stop convex portion along the outer peripheral side located on the outer peripheral side of the separator among the sides in the longitudinal direction of the manifold hole. A first deformation preventing protrusion that is a protrusion lower than the height;
A second deformation prevention convex portion, which is a convex portion lower than the height corresponding to the fastening thickness, provided between the outer peripheral side portion and the gas stopper convex portion along the outer peripheral side side,
Among the sides in the longitudinal direction of the manifold hole, the fastening thickness provided between the side of the joined body and the gas stopper convex portion along the side of the joined body located on the membrane-electrode assembly side. A third deformation preventing convex portion that is a convex portion lower than the corresponding height;
A gasket comprising:

適用例１に記載の燃料電池用ガスケットによれば、ガスケットに第１ないし第３の変形防止凸部を設けることにより、ガスケットに設けたガス止め凸部の位置ずれに起因するセパレータの変形を抑制することができる。その結果、セパレータと膜−電極接合体との間に形成されるガス流路やマニホールドにおけるシール性の低下、あるいは、隣り合うセパレータ間の短絡を抑制することができる。   According to the fuel cell gasket described in Application Example 1, by providing the gasket with the first to third deformation preventing protrusions, the deformation of the separator due to the misalignment of the gas stopper protrusion provided on the gasket is suppressed. can do. As a result, it is possible to suppress a deterioration in the sealing performance in the gas flow path and manifold formed between the separator and the membrane-electrode assembly, or a short circuit between adjacent separators.

［適用例２］
適用例１記載の燃料電池用ガスケットであって、さらに、前記マニホールド孔を構成する辺のうちの前記長手方向の辺以外の辺に沿って、該辺と前記ガス止め凸部との間に設けられた、前記締結厚みに対応する高さよりも低い凸部である第４の変形防止凸部を備えるガスケット。適用例２に記載の燃料電池用ガスケットによれば、セパレータを含む部材を積層した積層体において、マニホールド孔近傍における剛性がさらに高まり、マニホールド孔近傍におけるセパレータの変形を抑制する効果を高めることができる。また、マニホールド孔を介した隣接するセパレータ間の短絡を抑制する効果を高めることもできる。 [Application Example 2]
The gasket for a fuel cell according to Application Example 1, and further provided between the side and the gas stopper convex portion along a side other than the side in the longitudinal direction among the sides constituting the manifold hole. A gasket having a fourth deformation prevention convex portion which is a convex portion lower than a height corresponding to the fastening thickness. According to the fuel cell gasket described in Application Example 2, in the laminated body in which the members including the separator are stacked, the rigidity in the vicinity of the manifold hole is further increased, and the effect of suppressing the deformation of the separator in the vicinity of the manifold hole can be enhanced. . Moreover, the effect which suppresses the short circuit between the separators which adjoin via a manifold hole can also be heightened.

［適用例３］
適用例１または２記載の燃料電池用ガスケットであって、
前記マニホールド孔は、前記膜−電極接合体の外周の一辺に沿って複数設けられており、前記ガス止め凸部は、前記一辺に沿って連続して設けられた複数のマニホールド孔のうち、隣り合って形成されて同種の流体が流れる複数のマニホールド孔全体を囲むように形成されており、前記燃料電池用ガスケットは、さらに、前記ガス止め凸部によって囲まれた前記複数のマニホールド孔のうちの隣り合うマニホールド孔間において、前記第２および第３の変形防止凸部と連続して設けられた、前記締結厚みに対応する高さよりも低い凸部である第５の変形防止凸部を備えるガスケット。適用例３に記載の燃料電池用ガスケットによれば、セパレータを含む部材を積層した積層体において、マニホールド孔近傍における剛性がさらに高まり、マニホールド孔近傍におけるセパレータの変形を抑制する効果を高めることができる。また、マニホールド孔を介した隣接するセパレータ間の短絡を抑制する効果を高めることもできる。 [Application Example 3]
A fuel cell gasket according to Application Example 1 or 2,
A plurality of the manifold holes are provided along one side of the outer periphery of the membrane-electrode assembly, and the gas stopper convex portion is adjacent to a plurality of manifold holes provided continuously along the one side. The fuel cell gasket is further formed so as to surround the whole of the plurality of manifold holes through which the same kind of fluid flows, and the fuel cell gasket further includes the plurality of manifold holes surrounded by the gas stop protrusions. A gasket provided with a fifth deformation prevention convex portion, which is a convex portion lower than a height corresponding to the fastening thickness, provided continuously between the second and third deformation prevention convex portions between adjacent manifold holes. . According to the fuel cell gasket described in Application Example 3, in the laminated body in which the members including the separator are stacked, the rigidity in the vicinity of the manifold hole is further increased, and the effect of suppressing the deformation of the separator in the vicinity of the manifold hole can be enhanced. . Moreover, the effect which suppresses the short circuit between the separators which adjoin via a manifold hole can also be heightened.

［適用例４］
適用例１ないし３いずれか記載のガスケットであって、
前記セパレータは、前記ガス流路と前記マニホールドとを連通させる連通路であって、一端が前記セパレータ表面に開口して前記ガス流路と連通すると共に、他端が前記マニホールド孔を形成する前記セパレータの厚み方向の壁面に開口して前記マニホールドと連通する連通路が、前記セパレータ内部に潜り込んで形成され、前記ガスケットは、前記セパレータ上において、該セパレータおよび膜−電極接合体と一体で形成されると共に、前記セパレータ表面において、前記ガスケットが形成されることなく前記セパレータ表面が露出した領域が前記マニホールド孔の外周に沿って形成されるように配置されているガスケット。適用例４に記載の燃料電池用ガスケットによれば、セパレータ表面においてセパレータが露出した領域がマニホールド孔の外周に沿って形成されるようにガスケットを設けることによって、連通路がガスケット材料に塞がれることを抑制する効果を確保しつつ、燃料電池内部におけるセパレータの変形を抑制する効果を得ることができる。 [Application Example 4]
The gasket according to any one of Application Examples 1 to 3,
The separator is a communication path that communicates the gas flow path and the manifold, and has one end opened on the separator surface and communicated with the gas flow path, and the other end forms the manifold hole. A communication passage that opens to the wall surface in the thickness direction and communicates with the manifold is formed in the separator, and the gasket is formed integrally with the separator and the membrane-electrode assembly on the separator. The gasket is arranged such that a region where the separator surface is exposed is formed along the outer periphery of the manifold hole without forming the gasket on the separator surface. According to the fuel cell gasket described in Application Example 4, by providing the gasket so that the region where the separator is exposed on the separator surface is formed along the outer periphery of the manifold hole, the communication path is blocked by the gasket material. The effect which suppresses the deformation | transformation of the separator in a fuel cell can be acquired, ensuring the effect which suppresses this.

本発明は、上記以外の種々の形態で実現可能であり、例えば、本発明の燃料電池用ガスケットを備える燃料電池用積層部材や燃料電池、あるいは燃料電池の製造方法などの形態で実現することが可能である。   The present invention can be realized in various forms other than those described above. For example, the present invention can be realized in the form of a laminated member for a fuel cell, a fuel cell, or a method for manufacturing a fuel cell including the fuel cell gasket of the present invention. Is possible.

実施例の燃料電池の概略構成を表わす断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram showing schematic structure of the fuel cell of an Example. 燃料電池用積層部材２０の断面模式図である。2 is a schematic cross-sectional view of a fuel cell laminate member 20. 燃料電池用積層部材２０の概略構成を表わす平面図である。3 is a plan view illustrating a schematic configuration of a fuel cell laminate member 20. FIG. セパレータ３０を構成する各プレートの概略構成を表わす説明図である。4 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of each plate constituting the separator 30. FIG. 実施例の燃料電池の製造工程を表わす説明図である。It is explanatory drawing showing the manufacturing process of the fuel cell of an Example. 射出成形によってガスケット１６を一体形成する様子を表わす説明図である。It is explanatory drawing showing a mode that the gasket 16 is integrally formed by injection molding. ガスケット１１６をセパレータ３０上に配置した様子を表わす説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a state where a gasket 116 is disposed on a separator 30. ガスケット１１６を備える燃料電池用積層部材を積層した様子を表わした断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram showing a mode that the fuel cell laminated member provided with the gasket 116 was laminated. セパレータ３０の変形が抑制される様子を模式的に表わす断面図である。It is sectional drawing which represents a mode that a deformation | transformation of the separator 30 is suppressed.

Ａ．実施例の燃料電池の構成：
図１は、実施例の燃料電池の概略構成を表わす断面模式図である。本実施例の燃料電池は、固体高分子型燃料電池である。また、本実施例の燃料電池は、電気化学反応が進行する基本構造であるセルアセンブリ１０を複数備えると共に、各々のセルアセンブリ１０間にセパレータ３０を介在させつつセルアセンブリ１０を積層させたスタック構造を有している。 A. Example fuel cell configuration:
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a fuel cell according to an embodiment. The fuel cell of this example is a polymer electrolyte fuel cell. In addition, the fuel cell according to this embodiment includes a plurality of cell assemblies 10 that are basic structures in which an electrochemical reaction proceeds, and a stack structure in which the cell assemblies 10 are stacked with separators 30 interposed between the cell assemblies 10. have.

セルアセンブリ１０は、図１に示すように、膜−電極接合体１２と、ガス流路形成部１４，１５と、ガスケット１６と、によって構成されている。膜−電極接合体（ＭＥＡ、Membrane Electrode Assembly）１２は、電解質膜と、電解質膜の表面に形成された一対の電極（カソードおよびアノード）とを備えている。本実施例では、さらに、ＭＥＡ１２を挟持するように、図示しない一対のガス拡散層が設けられている。   As shown in FIG. 1, the cell assembly 10 includes a membrane-electrode assembly 12, gas flow path forming portions 14 and 15, and a gasket 16. A membrane-electrode assembly (MEA) 12 includes an electrolyte membrane and a pair of electrodes (cathode and anode) formed on the surface of the electrolyte membrane. In the present embodiment, a pair of gas diffusion layers (not shown) are further provided so as to sandwich the MEA 12.

電解質膜は、固体高分子材料、例えばパーフルオロカーボンスルホン酸を備えるフッ素系樹脂により形成されたプロトン伝導性のイオン交換膜であり、湿潤状態で良好なプロトン伝導性を示す。カソードおよびアノードは、電気化学反応を促進する触媒、例えば、白金、あるいは白金と他の金属から成る合金を備えている。カソードおよびアノードを形成するには、例えば、白金等の触媒金属を担持させたカーボン粉を作製し、この触媒担持カーボンと、電解質膜を構成する電解質と同様の電解質とを用いてペーストを作製し、作製した触媒ペーストを電解質膜上に塗布すればよい。ガス拡散層は、カーボン製の多孔質部材であり、例えばカーボンクロスやカーボンペーパによって形成される。電解質膜上に触媒電極を形成したＭＥＡ１２を、ガス拡散層によって挟持して、プレス接合することにより全体を一体化する。ガス拡散層は、ガス流路形成部１４，１５よりも平均細孔径が小さな多孔質体によって構成されている。そのため、ガス拡散層を設けることによって、触媒電極に対するガス供給効率を向上させると共に、ガス流路形成部１４，１５と触媒電極との間の集電性を高めることができ、さらに電解質膜を保護することもできる。ただし、ガス流路形成部１４，１５の構成材料や気孔率によっては、ガス拡散層を設けないこととしても良い。   The electrolyte membrane is a proton-conductive ion exchange membrane formed of a solid polymer material, for example, a fluorine-based resin including perfluorocarbon sulfonic acid, and exhibits good proton conductivity in a wet state. The cathode and anode include a catalyst that promotes electrochemical reactions, such as platinum or an alloy of platinum and other metals. In order to form the cathode and the anode, for example, a carbon powder carrying a catalyst metal such as platinum is produced, and a paste is produced using the catalyst-carrying carbon and an electrolyte similar to the electrolyte constituting the electrolyte membrane. The prepared catalyst paste may be applied on the electrolyte membrane. The gas diffusion layer is a carbon porous member, and is formed of, for example, carbon cloth or carbon paper. The MEA 12 in which the catalyst electrode is formed on the electrolyte membrane is sandwiched between the gas diffusion layers, and the whole is integrated by press bonding. The gas diffusion layer is constituted by a porous body having an average pore diameter smaller than that of the gas flow path forming portions 14 and 15. Therefore, by providing the gas diffusion layer, the gas supply efficiency to the catalyst electrode can be improved, the current collecting property between the gas flow path forming portions 14 and 15 and the catalyst electrode can be improved, and the electrolyte membrane is further protected. You can also However, the gas diffusion layer may not be provided depending on the constituent materials and the porosity of the gas flow path forming portions 14 and 15.

ガス流路形成部１４，１５は、発泡金属や金属メッシュなどの金属製多孔質体、あるいは、カーボン製の多孔質体によって形成される導電性の薄板状部材であり、本実施例では、チタン製の多孔質体を用いている。ガス流路形成部１４，１５は、ＭＥＡ１２上のガス拡散層およびセパレータ３０と接触するように配置されており、内部に形成される多数の細孔から成る空間は、電気化学反応に供されるガスが通過するセル内ガス流路として機能する。すなわち、カソードとセパレータ３０との間に配置されるガス流路形成部１４の細孔が形成する空間は、酸素を含有する酸化ガスが通過するセル内酸化ガス流路として機能する。また、アノードとセパレータ３０との間に配置されるガス流路形成部１５の細孔が形成する空間は、水素を含有する燃料ガスが通過するセル内燃料ガス流路として機能する。   The gas flow path forming portions 14 and 15 are conductive thin plate members formed of a metal porous body such as foam metal or metal mesh, or a carbon porous body. The porous body made from is used. The gas flow path forming parts 14 and 15 are arranged so as to come into contact with the gas diffusion layer on the MEA 12 and the separator 30, and the space formed by a large number of pores formed therein is subjected to an electrochemical reaction. It functions as an in-cell gas flow path through which gas passes. That is, the space formed by the pores of the gas flow path forming portion 14 disposed between the cathode and the separator 30 functions as an in-cell oxidizing gas flow path through which an oxidizing gas containing oxygen passes. In addition, the space formed by the pores of the gas flow path forming portion 15 disposed between the anode and the separator 30 functions as an in-cell fuel gas flow path through which the fuel gas containing hydrogen passes.

ここで、隣り合うセパレータ３０間であってＭＥＡ１２およびガス流路形成部１４，１５の外周部には、ＭＥＡ１２の外周部を内包するガスケット１６が設けられている。ガスケット１６は、弾性材料、すなわち、ゴム（例えば、シリコンゴム、ブチルゴム、フッ素ゴム）や、熱可塑性エラストマによって形成されている。図１に示すように、ガスケット１６は、一方の側において、隣接する一方のセパレータ３０と隙間無く接触しており、ＭＥＡ１２、ガス拡散層、およびガス流路形成部１４，１５（以下、発電積層部１１と呼ぶ）と共に、上記隣接する一方のセパレータ３０と一体で形成されている。ガスケット１６の製造工程については、後に詳述する。発電積層部１１およびガスケット１６（以上、セルアセンブリ１０）と、セパレータ３０とが一体で形成された構造を、燃料電池用積層部材２０と呼ぶ。本実施例の燃料電池を組み立てる際には、上記燃料電池用積層部材２０を複数個作製し、これらを位置決めしながら順次積層する。   Here, a gasket 16 that encloses the outer peripheral portion of the MEA 12 is provided between the adjacent separators 30 and on the outer peripheral portions of the MEA 12 and the gas flow path forming portions 14 and 15. The gasket 16 is made of an elastic material, that is, rubber (for example, silicon rubber, butyl rubber, fluorine rubber) or a thermoplastic elastomer. As shown in FIG. 1, on one side, the gasket 16 is in contact with one adjacent separator 30 without a gap, and the MEA 12, the gas diffusion layer, and the gas flow path forming portions 14 and 15 (hereinafter referred to as power generation laminate). And is integrally formed with one of the adjacent separators 30. The manufacturing process of the gasket 16 will be described in detail later. A structure in which the power generation laminate portion 11 and the gasket 16 (hereinafter, the cell assembly 10) and the separator 30 are integrally formed is referred to as a fuel cell laminate member 20. When assembling the fuel cell of this embodiment, a plurality of the fuel cell laminate members 20 are produced and sequentially laminated while positioning them.

なお、ガスケット１６の他方の側には、この他方の面から突出して形成された凸部であるガス止め凸部６０（シールリップ部）および変形防止凸部６２が形成されている。これらガス止め凸部６０および変形防止凸部６２の形状および配置は、本願の要部に関わるものであり、以下に詳しく説明する。図２は、セルアセンブリ１０およびセパレータ３０から成る燃料電池用積層部材２０における、ガスケット１６の近傍の様子を示す断面模式図である。図２では、燃料電池用積層部材２０を積層して組み立てられた燃料電池における、締結圧が加わった状態でのセルアセンブリ１０の厚みを、締結厚みとして示している。ガスケット１６では、ガス止め凸部６０は、締結厚みに対応する高さよりも高く形成されており、変形防止凸部６２は、締結厚みに対応する高さよりも低く形成されている。燃料電池用積層部材２０を積層した後に、セルアセンブリ１０の厚みが締結厚みとなるように締結力を加えることによって、ガスケット１６においては、隣接するセパレータ３０に対して頭頂部で接触するガス止め凸部６０の先端が押しつぶされて、セル内ガス流路や後述するマニホールドにおけるガスシール性が実現される。変形防止凸部６２は、ガス止め凸部６０の近傍において、締結厚みよりも低く形成されているため、締結力が加えられている燃料電池内部において、通常は隣接する他方のセパレータ３０とは接しない。これらガス止め凸部６０および変形防止凸部６２の、ガスケット１６における平面的な配置について、以下に詳しく説明する。   On the other side of the gasket 16, a gas stopper convex portion 60 (seal lip portion) and a deformation preventing convex portion 62, which are convex portions protruding from the other surface, are formed. The shape and arrangement of the gas stopper convex portion 60 and the deformation preventing convex portion 62 relate to the main part of the present application, and will be described in detail below. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a state in the vicinity of the gasket 16 in the fuel cell laminate member 20 including the cell assembly 10 and the separator 30. In FIG. 2, the thickness of the cell assembly 10 in a state where the fastening pressure is applied in the fuel cell assembled by laminating the fuel cell laminate members 20 is shown as a fastening thickness. In the gasket 16, the gas stopper convex portion 60 is formed higher than the height corresponding to the fastening thickness, and the deformation preventing convex portion 62 is formed lower than the height corresponding to the fastening thickness. After laminating the fuel cell laminate member 20, by applying a fastening force so that the thickness of the cell assembly 10 is the fastening thickness, the gasket 16 has a gas stopper protrusion that contacts the adjacent separator 30 at the top. The tip of the portion 60 is crushed to realize gas sealing performance in the in-cell gas flow path and the manifold described later. Since the deformation preventing projection 62 is formed below the fastening thickness in the vicinity of the gas stopper projection 60, the deformation preventing projection 62 is normally in contact with the other adjacent separator 30 inside the fuel cell to which the fastening force is applied. do not do. The planar arrangement of the gas stopper convex portion 60 and the deformation preventing convex portion 62 in the gasket 16 will be described in detail below.

図３は、セルアセンブリ１０とセパレータ３０とから成る燃料電池用積層部材２０における、セルアセンブリ１０側の面の概略構成を表わす平面図である。すなわち、発電積層部１１と一体化されたガスケット１６の平面的な形状を表わす説明図である。図３においては、ガスケット１６を組み込んだ燃料電池を発電のために設置したときに鉛直方向となる方向を、矢印Ａによって表わしており、水平方向となる方向を、矢印Ｂによって表わしている。図３に示すように、ガスケット１６は、略四角形状の薄板状部材であり、外周部において辺に沿って細長く形成された複数の貫通孔と、中央部に設けられて発電積層部１１が組み込まれている四角形状の貫通孔とを有している。具体的には、複数の貫通孔としては、ガスケット１６の外周を成す辺のうちの鉛直方向上端の辺に沿って設けられ、この鉛直方向上端の辺に平行な方向（水平方向）を長手方向とする３つの孔部４０が形成されている。また、上記複数の孔部としては、ガスケット１６の外周を成す辺のうちの鉛直方向下端の辺に沿って設けられ、この鉛直方向下端の辺に平行な方向（水平方向）を長手方向とする３つの孔部４１が形成されている。さらに、上記複数の孔部としては、ガスケット１６の外周を成す辺のうちの鉛直方向に平行な辺の一方に沿って設けられ、鉛直方向を長手方向とする孔部４２，４３と、ガスケット１６の外周を成す辺のうちの鉛直方向に平行な辺の他方に沿って設けられ、鉛直方向を長手方向とする孔部４４，４５と、が形成されている。本実施例では、各々の孔部４０〜４５は、上記長手方向に平行な長辺を有する長方形状に形成されている。上記複数の孔部は、セパレータ３０およびセルアセンブリ１０を積層して燃料電池を組み立てたときに、燃料電池内部を積層方向に貫通し、内部を所定の流体が流れるマニホールドを形成するマニホールド孔である。   FIG. 3 is a plan view illustrating a schematic configuration of a surface on the cell assembly 10 side in the fuel cell laminate member 20 including the cell assembly 10 and the separator 30. That is, it is an explanatory view showing a planar shape of the gasket 16 integrated with the power generation laminate portion 11. In FIG. 3, the direction that becomes the vertical direction when the fuel cell incorporating the gasket 16 is installed for power generation is indicated by arrow A, and the direction that becomes the horizontal direction is indicated by arrow B. As shown in FIG. 3, the gasket 16 is a substantially rectangular thin plate-like member, and includes a plurality of through-holes that are elongated along the side at the outer periphery, and the power generation laminate 11 provided in the center. And a rectangular through hole. Specifically, the plurality of through holes are provided along the upper end of the vertical direction among the sides forming the outer periphery of the gasket 16, and the direction parallel to the upper end of the vertical direction (horizontal direction) is the longitudinal direction. Are formed. The plurality of holes are provided along the lower end of the vertical direction of the sides forming the outer periphery of the gasket 16, and the direction parallel to the lower end of the vertical direction (horizontal direction) is the longitudinal direction. Three holes 41 are formed. Further, the plurality of holes are provided along one of the sides forming the outer periphery of the gasket 16 and parallel to the vertical direction, the holes 42 and 43 having the vertical direction as the longitudinal direction, and the gasket 16. Are formed along the other of the sides that are parallel to the vertical direction, and the holes 44 and 45 having the vertical direction as the longitudinal direction are formed. In the present embodiment, each of the holes 40 to 45 is formed in a rectangular shape having a long side parallel to the longitudinal direction. When the separator 30 and the cell assembly 10 are stacked to assemble the fuel cell, the plurality of holes are manifold holes that form a manifold that passes through the fuel cell in the stacking direction and allows a predetermined fluid to flow through the fuel cell. .

ガス止め凸部６０は、図３に示すように、ガスケット１６の中央部に設けられた発電積層部１１を組み込んだ孔部、および、ガスケット１６の外周部に設けられた１０個の孔部（孔部４０〜４５）を囲むように、全体として連続して形成された線状凸部である。ガス止め凸部６０は、発電積層部１１を組み込んだ孔部を囲むように設けられた部分において、セル内ガス流路のガスシール性を実現している。また、孔部４０〜４５を囲むように設けられた部分において、各マニホールドのガスシール性を実現している。具体的には、ガスケット１６における水平方向に平行な辺の近傍においては、３つの孔部４０全体あるいは３つの孔部４１全体を囲むように、ガス止め凸部６０が形成されている。３つの孔部４０同士、あるいは３つの孔部４１同士は、いずれも同じ酸化ガス排出マニホールドあるいは酸化ガス排出マニホールドを形成するものであり、同じマニホールド間ではガスシール性が不要であるため、本実施例では上記３つの孔部間にはガス止め凸部６０を設けていない。ただし、３つの孔部間にもガス止め凸部６０を設けることとしても良い。また、ガスケット１６における鉛直方向に平行な辺の近傍においては、孔部４２，４３，４４，４５のそれぞれを囲むように、ガス止め凸部６０が形成されている。これらの孔部は、互いに異なるマニホールドを形成しており、各々においてガスシール性が確保される必要があるためである。ここで、ガス止め凸部６０は、各々の孔部からの距離がほぼ一定となるように形成されている。また、全体として高さおよび頭頂部の幅が略一定に形成されている。そのため、発電積層部１１および１０個の孔部を囲むガス止め凸部６０は、全体として略均一な応力を、隣接するセパレータ３０との間に生じることができ、良好なガスシール性を実現することができる。   As shown in FIG. 3, the gas stopper convex portion 60 includes a hole portion in which the power generation laminated portion 11 provided in the central portion of the gasket 16 is incorporated, and ten hole portions (in the outer peripheral portion of the gasket 16 ( It is a linear convex part formed continuously as a whole so as to surround the hole parts 40 to 45). The gas stopper convex portion 60 realizes the gas sealing property of the in-cell gas flow path in a portion provided so as to surround the hole portion in which the power generation laminated portion 11 is incorporated. Moreover, the gas sealing property of each manifold is realized in a portion provided so as to surround the holes 40 to 45. Specifically, in the vicinity of the side parallel to the horizontal direction in the gasket 16, the gas stopper convex portion 60 is formed so as to surround the entire three hole portions 40 or the entire three hole portions 41. The three holes 40 or the three holes 41 form the same oxidizing gas discharge manifold or oxidizing gas discharge manifold, and no gas sealing is required between the same manifolds. In the example, the gas stop convex portion 60 is not provided between the three holes. However, it is good also as providing the gas stop convex part 60 also between three holes. Further, in the vicinity of the side of the gasket 16 that is parallel to the vertical direction, a gas stop projection 60 is formed so as to surround each of the holes 42, 43, 44, 45. This is because these holes form manifolds different from each other, and it is necessary to ensure gas sealing performance in each. Here, the gas stop convex part 60 is formed so that the distance from each hole part becomes substantially constant. Moreover, the height and the width of the top of the head are formed substantially constant as a whole. Therefore, the gas stop convex part 60 surrounding the power generation laminate part 11 and the ten holes can generate a substantially uniform stress between the adjacent separators 30 as a whole, and realize a good gas sealing property. be able to.

変形防止凸部６２は、図３に示すように、孔部４０〜４５を囲むように設けられたガス止め凸部６０の内側（孔部４０〜４５側）において各孔部を囲む位置と、ガス止め凸部６０の外側（ガスケット１６の外周側）においてガス止め凸部６０を囲む位置と、に設けられている。具体的には、ガス止め凸部６０の内側では、変形防止凸部６２は、３つの孔部４０の各々と、３つの孔部４１の各々と、各々の孔部４２〜４５とを囲むように設けられている。本実施例では、変形防止凸部６２は、ガス止め凸部６０と一定の距離で離間するように形成されている。   As shown in FIG. 3, the deformation preventing convex portion 62 surrounds each hole portion on the inner side (hole portion 40 to 45 side) of the gas stopper convex portion 60 provided so as to surround the hole portions 40 to 45, and It is provided at a position surrounding the gas stopper convex portion 60 on the outer side of the gas stopper convex portion 60 (the outer peripheral side of the gasket 16). Specifically, inside the gas stopper convex portion 60, the deformation preventing convex portion 62 surrounds each of the three hole portions 40, each of the three hole portions 41, and each of the hole portions 42 to 45. Is provided. In the present embodiment, the deformation preventing convex part 62 is formed so as to be separated from the gas stopper convex part 60 by a certain distance.

なお、図３では、ガスケット１６と一体化された発電積層部１１において、ガス流路形成部１４が露出している部分を、ハッチを付して示している。この、発電積層部１１におけるガス流路形成部１４が露出している領域は、酸化ガスおよび燃料ガスの供給を受けて、発電積層部１１が備える触媒電極で電気化学反応が進行する領域であるということができる。そこで、燃料電池内部において、上記ガス拡散層が露出している部分に重なる領域を、以下、発電領域ＤＡと呼ぶ。ガス流路形成部１４，１５は、発電領域ＤＡと略同一形状に形成されており、この領域と重なるようにＭＥＡ１２上に配置されている。   In FIG. 3, the portion where the gas flow path forming portion 14 is exposed in the power generation laminated portion 11 integrated with the gasket 16 is shown with hatching. The region where the gas flow path forming unit 14 is exposed in the power generation stacking unit 11 is a region where the electrochemical reaction proceeds with the catalyst electrode provided in the power generation stacking unit 11 upon receiving the supply of the oxidizing gas and the fuel gas. It can be said. Therefore, a region overlapping the portion where the gas diffusion layer is exposed in the fuel cell is hereinafter referred to as a power generation region DA. The gas flow path forming portions 14 and 15 are formed in substantially the same shape as the power generation area DA, and are arranged on the MEA 12 so as to overlap with this area.

セパレータ３０は、図１に示すように、ガス流路形成部１４と接するカソード側プレート３１と、ガス流路形成部１５と接するアノード側プレート３２と、カソード側プレート３１およびアノード側プレート３２に挟持される中間プレート３３と、を備えている。これら３枚のプレートは、導電性材料、例えばステンレス鋼あるいはチタンやチタン合金といった金属によって形成される薄板状部材であり、カソード側プレート３１、中間プレート３３、アノード側プレート３２の順に重ね合わされて、例えば拡散接合により接合されている。これら３種のプレートは、いずれも凹凸のない平坦な表面を有すると共に、各々、所定の位置に所定形状の孔部を有している。セパレータ３０は、上記３枚のプレートを組み合わせることにより、その内部に、マニホールドとセル内ガス流路とを連通させる流路等が形成されている。以下に、セパレータ３０の構成についてさらに詳しく説明する。   As shown in FIG. 1, the separator 30 is sandwiched between a cathode side plate 31 in contact with the gas flow path forming unit 14, an anode side plate 32 in contact with the gas flow path forming unit 15, and the cathode side plate 31 and the anode side plate 32. And an intermediate plate 33. These three plates are thin plate-like members formed of a conductive material, for example, a metal such as stainless steel or titanium or a titanium alloy. The cathode side plate 31, the intermediate plate 33, and the anode side plate 32 are superposed in this order. For example, they are joined by diffusion joining. Each of these three types of plates has a flat surface with no irregularities, and each has a hole with a predetermined shape at a predetermined position. The separator 30 is formed with a flow path or the like that connects the manifold and the gas flow path in the cell by combining the three plates. Hereinafter, the configuration of the separator 30 will be described in more detail.

図４は、セパレータ３０を構成する各プレートの概略構成を表わす説明図である。図４（Ａ）は、カソード側プレート３１の形状を示す平面図であり、図４（Ｂ）は、中間プレート３３の形状を示す平面図であり、図４（Ｃ）は、アノード側プレート３２の形状を示す平面図である。これら図４（Ａ）〜（Ｃ）では、既述した発電領域ＤＡを、一点破線で囲んで示している。   FIG. 4 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of each plate constituting the separator 30. 4A is a plan view showing the shape of the cathode side plate 31, FIG. 4B is a plan view showing the shape of the intermediate plate 33, and FIG. 4C is the anode side plate 32. It is a top view which shows the shape of. 4 (A) to 4 (C), the power generation area DA described above is surrounded by a one-dot broken line.

カソード側プレート３１、アノード側プレート３２は、その外周部においてガスケット１６と同様の位置に、マニホールドを形成するための複数の孔部である孔部４０〜４５を備えている。なお、中間プレート３３は、上記孔部４０〜４５のうち、孔部４２，４５は有していないが、後述する複数の冷媒孔５９が、孔部４２，４５に対応する位置に重なるように設けられている。   The cathode side plate 31 and the anode side plate 32 are provided with holes 40 to 45 which are a plurality of holes for forming a manifold at the same position as the gasket 16 on the outer periphery thereof. The intermediate plate 33 does not have the holes 42 and 45 among the holes 40 to 45, but a plurality of refrigerant holes 59 to be described later overlap at positions corresponding to the holes 42 and 45. Is provided.

上記各薄板状部材が備える孔部４１は、燃料電池に対して供給された酸化ガスを各セル内酸化ガス流路に分配する酸化ガス供給マニホールドを形成し（図中、Ｏ2 inと表わす）、孔部４０は、各セル内酸化ガス流路から排出されて集合した酸化ガスを外部へと導く酸化ガス排出マニホールドを形成する（図中、Ｏ2 outと表わす）。また、孔部４４は、燃料電池に対して供給された燃料ガスを各セル内燃料ガス流路に分配する燃料ガス供給マニホールドを形成し（図中、Ｈ2 inと表わす）、孔部４３は、各セル内燃料ガス流路から排出されて集合した燃料ガスを外部へと導く燃料ガス排出マニホールドを形成する（図中、Ｈ2 outと表わす）。さらに、孔部４２は、燃料電池に対して供給された冷却水などの冷媒を各セパレータ３０内に分配する冷媒供給マニホールドを形成し（図中、ＣＬＴ inと表わす）、孔部４５は、各セパレータ３０から排出されて集合した冷媒を外部へと導く冷媒排出マニホールドを形成する（図中、ＣＬＴ outと表わす）。 The holes 41 provided in each of the thin plate members form an oxidizing gas supply manifold that distributes the oxidizing gas supplied to the fuel cell to the oxidizing gas passages in each cell (denoted as O 2 in in the figure). The hole 40 forms an oxidant gas discharge manifold that guides the oxidant gas discharged and gathered from the oxidant gas flow paths in each cell to the outside (denoted as O 2 out in the figure). The hole 44 forms a fuel gas supply manifold that distributes the fuel gas supplied to the fuel cell to the fuel gas flow passages in each cell (denoted as H 2 in in the figure). Then, a fuel gas discharge manifold is formed to guide the fuel gas discharged from each cell fuel gas flow path and gathered to the outside (denoted as H 2 out in the figure). Further, the hole portion 42 forms a refrigerant supply manifold that distributes a refrigerant such as cooling water supplied to the fuel cell into each separator 30 (denoted as CLT in in the drawing), and the hole portion 45 has each A refrigerant discharge manifold is formed to guide the refrigerant discharged and collected from the separator 30 to the outside (denoted as CLT out in the figure).

また、カソード側プレート３１は、発電領域ＤＡ内において、発電領域ＤＡの鉛直方向下端の辺に沿って設けられ、カソード側プレート３１を貫通して形成された酸化ガス供給スリット５１を備えている。同様に、カソード側プレート３１は、発電領域ＤＡ内において、発電領域ＤＡの鉛直方向上端の辺に沿って設けられた酸化ガス排出スリット５０を備えている（図４（Ａ）参照）。   Further, the cathode side plate 31 includes an oxidizing gas supply slit 51 provided along the lower end in the vertical direction of the power generation area DA in the power generation area DA and formed through the cathode side plate 31. Similarly, the cathode side plate 31 includes an oxidizing gas discharge slit 50 provided along the upper edge in the vertical direction of the power generation area DA in the power generation area DA (see FIG. 4A).

アノード側プレート３２は、発電領域ＤＡ内において、発電領域ＤＡの鉛直方向上端の辺に沿って設けられ、アノード側プレート３２を貫通して形成された燃料ガス供給スリット５４を備えている。同様に、アノード側プレート３２は、発電領域ＤＡ内において、発電領域ＤＡの鉛直方向下端の辺に沿って設けられた燃料ガス排出スリット５３を備えている（図４（Ｃ）参照）。これらの燃料ガス供給スリット５４および燃料ガス排出スリット５３は、それぞれ、プレート積層時に酸化ガス供給スリット５１あるいは酸化ガス排出スリット５０と重ならないように、プレートのさらに中央部寄りに形成されている。   The anode side plate 32 includes a fuel gas supply slit 54 that is provided in the power generation area DA along the upper edge in the vertical direction of the power generation area DA and is formed through the anode side plate 32. Similarly, the anode side plate 32 is provided with a fuel gas discharge slit 53 provided along the lower end of the power generation area DA in the vertical direction in the power generation area DA (see FIG. 4C). The fuel gas supply slit 54 and the fuel gas discharge slit 53 are formed closer to the center of the plate so as not to overlap with the oxidizing gas supply slit 51 or the oxidizing gas discharge slit 50 when the plates are stacked.

中間プレート３３においては、孔部４０の形状が他のプレートとは異なっており、中間プレート３３の孔部４０は、この孔部４０のプレート中央部側（鉛直方向下方側）の辺が、プレート中央部方向へと突出する複数の突出部を備える形状となっている。孔部４０が有する上記複数の突出部を、連通部５５と呼ぶ。この連通部５５は、中間プレート３３とカソード側プレート３１とが積層されたときに酸化ガス排出スリット５０と重なり合うように形成されており、酸化ガス排出マニホールドと酸化ガス排出スリット５０とを連通させる。孔部４１においても同様に、酸化ガス供給スリット５１に対応して、複数の連通部５６が設けられている（図４（Ｂ）参照）。さらに、中間プレート３３には、孔部４４および孔部４３の各々に連通して、アノード側プレート３２の燃料ガス供給スリット５４あるいは燃料ガス排出スリット５３と重なる形状の、連通部５８および連通部５７が設けられている。   In the intermediate plate 33, the shape of the hole 40 is different from that of the other plates, and the hole 40 of the intermediate plate 33 has a side on the plate central portion side (vertical lower side) of the hole 40. It has a shape including a plurality of protruding portions protruding in the direction of the center portion. The plurality of protrusions of the hole 40 are referred to as communication portions 55. The communication portion 55 is formed so as to overlap the oxidizing gas discharge slit 50 when the intermediate plate 33 and the cathode side plate 31 are laminated, and communicates the oxidizing gas discharge manifold and the oxidizing gas discharge slit 50. Similarly, in the hole portion 41, a plurality of communication portions 56 are provided corresponding to the oxidizing gas supply slit 51 (see FIG. 4B). Further, the intermediate plate 33 communicates with each of the hole 44 and the hole 43 and overlaps with the fuel gas supply slit 54 or the fuel gas discharge slit 53 of the anode side plate 32. Is provided.

燃料電池の内部において、孔部４１が形成する酸化ガス供給マニホールドを流れる酸化ガスは、中間プレート３３の連通部５６が形成する空間と、カソード側プレート３１の酸化ガス供給スリット５１とを介して、ガス流路形成部１４内に形成されるセル内酸化ガス流路へと流入する。流入した酸化ガスは、電気化学反応に供されつつ、セル内酸化ガス流路を通過し、ガス流路形成部１４から、カソード側プレート３１の酸化ガス排出スリット５０および中間プレート３３の連通部５５が形成する空間を介して、孔部４０が形成する酸化ガス排出マニホールドへと排出される。同様に、燃料電池の内部において、孔部４４が形成する燃料ガス供給マニホールドを流れる燃料ガスは、中間プレート３３の連通部５８が形成する空間と、アノード側プレート３２の燃料ガス供給スリット５４とを介して、ガス流路形成部１５内に形成されるセル内燃料ガス流路へと流入する。流入した燃料ガスは、電気化学反応に供されつつ、セル内燃料ガス流路を通過し、ガス流路形成部１５から、アノード側プレート３２の燃料ガス排出スリット５３および中間プレート３３の連通部５７が形成する空間を介して、孔部４３が形成する燃料ガス排出マニホールドへと排出される。   Inside the fuel cell, the oxidizing gas flowing through the oxidizing gas supply manifold formed by the hole 41 passes through the space formed by the communication portion 56 of the intermediate plate 33 and the oxidizing gas supply slit 51 of the cathode side plate 31. It flows into the in-cell oxidizing gas channel formed in the gas channel forming part 14. The inflowing oxidizing gas passes through the in-cell oxidizing gas flow path while being subjected to an electrochemical reaction, and from the gas flow path forming portion 14, the oxidizing gas discharge slit 50 of the cathode side plate 31 and the communication portion 55 of the intermediate plate 33. Is discharged to the oxidizing gas discharge manifold formed by the hole 40. Similarly, the fuel gas flowing through the fuel gas supply manifold formed by the hole 44 inside the fuel cell passes through the space formed by the communication portion 58 of the intermediate plate 33 and the fuel gas supply slit 54 of the anode side plate 32. Then, it flows into the in-cell fuel gas flow path formed in the gas flow path forming portion 15. The fuel gas that has flowed in passes through the in-cell fuel gas flow path while being subjected to an electrochemical reaction. From the gas flow path forming portion 15, the fuel gas discharge slit 53 of the anode side plate 32 and the communication portion 57 of the intermediate plate 33. Is discharged to the fuel gas discharge manifold formed by the hole 43 through the space formed by the.

なお、中間プレート３３は、さらに、発電領域ＤＡを含む領域に、互いに平行に形成された細長い複数の冷媒孔５９を備えている。これらの冷媒孔５９の端部は、中間プレート３３を他の薄板状部材と重ね合わせたときに、孔部４２，４５と重なり合い、冷媒が流れるためのセル間冷媒流路をセパレータ３０内で形成する。すなわち、燃料電池の内部において、孔部４２が形成する冷媒供給マニホールドを流れる冷媒は、上記冷媒孔５９によって形成されるセル間冷媒流路に分配され、セル間冷媒流路から排出される冷媒は、孔部４５が形成する冷媒排出マニホールドに排出される。   The intermediate plate 33 further includes a plurality of elongated refrigerant holes 59 formed in parallel to each other in a region including the power generation region DA. The end portions of the refrigerant holes 59 overlap the hole portions 42 and 45 when the intermediate plate 33 is overlapped with another thin plate member, and form an inter-cell refrigerant flow path in the separator 30 for the flow of the refrigerant. To do. That is, inside the fuel cell, the refrigerant flowing through the refrigerant supply manifold formed by the hole 42 is distributed to the inter-cell refrigerant flow path formed by the refrigerant holes 59, and the refrigerant discharged from the inter-cell refrigerant flow path is , And is discharged to the refrigerant discharge manifold formed by the hole 45.

ここで、図３および図４（Ｂ）では、図１に示した断面図に相当する位置を、１−１断面として示している。図１では、孔部４１が形成する酸化ガス供給マニホールドから、中間プレート３３の連通部５６およびカソード側プレート３１の酸化ガス供給スリット５１を介して、ガス流路形成部１４内へと酸化ガスが供給される様子が矢印で表わされている。また、１−１断面において、ガス流路形成部１４から、カソード側プレート３１の酸化ガス排出スリット５０および中間プレート３３の連通部５５を介して、孔部４０が形成する酸化ガス排出マニホールドへと酸化ガスが排出される様子が表わされている。   Here, in FIGS. 3 and 4B, positions corresponding to the cross-sectional view shown in FIG. 1 are shown as a 1-1 cross section. In FIG. 1, the oxidizing gas is supplied from the oxidizing gas supply manifold formed by the hole portion 41 into the gas flow path forming portion 14 through the communicating portion 56 of the intermediate plate 33 and the oxidizing gas supply slit 51 of the cathode side plate 31. The state of supply is indicated by an arrow. Further, in the cross section 1-1, from the gas flow path forming portion 14 to the oxidizing gas discharge manifold formed by the hole 40 through the oxidizing gas discharge slit 50 of the cathode side plate 31 and the communication portion 55 of the intermediate plate 33. A state in which the oxidizing gas is discharged is shown.

Ｂ．実施例の燃料電池の製造方法：
本実施例では、燃料電池を作製する際に、ガスケット１６を、発電積層部１１に加えて、隣接する一方のセパレータ３０と一体で成形している。図５は、本実施例の燃料電池の製造工程を表わす説明図である。また、図６は、所定の形状の金型を用いて、射出成形によって、ガスケット１６を、発電積層部１１およびセパレータ３０と一体形成する様子を表わす説明図である。 B. Manufacturing method of fuel cell of example:
In this embodiment, when the fuel cell is manufactured, the gasket 16 is formed integrally with the adjacent separator 30 in addition to the power generation laminate portion 11. FIG. 5 is an explanatory view showing the manufacturing process of the fuel cell of this embodiment. FIG. 6 is an explanatory view showing a state in which the gasket 16 is integrally formed with the power generation laminate portion 11 and the separator 30 by injection molding using a mold having a predetermined shape.

本実施例の燃料電池を製造する際には、まず、ＭＥＡ１２と、ガス拡散層と、ガス流路形成部１４，１５と、セパレータ３０とを用意する（ステップＳ１００）。また、ガスケット１６を一体成形するための金型を用意する（ステップＳ１１０）。金型は、図６に示すように、上型７２と下型７０とを備えている。金型内には、セパレータ３０と発電積層部１１とが丁度嵌り込む凹凸形状が形成されている。また、上型７２には、形成すべきガスケット１６の形状に対応する凹凸形状、具体的には、既述したガス止め凸部６０および変形防止凸部６２の形状に対応する凹凸形状が形成されている。   When manufacturing the fuel cell of the present embodiment, first, the MEA 12, the gas diffusion layer, the gas flow path forming parts 14 and 15, and the separator 30 are prepared (step S100). In addition, a mold for integrally molding the gasket 16 is prepared (step S110). As shown in FIG. 6, the mold includes an upper mold 72 and a lower mold 70. In the mold, a concavo-convex shape in which the separator 30 and the power generation laminate portion 11 are just fitted is formed. Further, the upper mold 72 is formed with a concavo-convex shape corresponding to the shape of the gasket 16 to be formed, specifically, a concavo-convex shape corresponding to the shapes of the gas stopper convex portion 60 and the deformation preventing convex portion 62 described above. ing.

次に、下型７０に、セパレータ３０を配置する（ステップＳ１２０）。本実施例では、セパレータ３０は、カソード側プレート３１を下方にして配置される。そして、配置したセパレータ３０上に、さらに、ガス流路形成部１５、ガス拡散層と一体化したＭＥＡ１２、ガス流路形成部１４を順次配置する（ステップＳ１３０）。   Next, the separator 30 is disposed on the lower mold 70 (step S120). In this embodiment, the separator 30 is arranged with the cathode side plate 31 facing downward. Further, the gas flow path forming part 15, the MEA 12 integrated with the gas diffusion layer, and the gas flow path forming part 14 are sequentially disposed on the disposed separator 30 (step S130).

金型内に各部材を配置すると、所定の型圧で型締めし、射出成形を行なってガスケット１６を一体成形する（ステップＳ１４０）。図６に示すように、各部材が配置された金型内には、発電積層部１１が配置される位置の外周部近傍において、ガスケット１６の形状を有する空間ＳＰが形成される。この空間ＳＰは、図６に示すように、セパレータ３０のアノード側プレート３２側の面と、下型７０および上型７２の内壁面と、発電積層部１１の外周部表面とによって区画される。また、金型の上型７２においては、マニホールド用孔部４０〜４５が形成される位置に、開口７４を備えて厚さ方向に上型７２を貫通する貫通孔が形成されている。射出成形の際には、ガスケット１６の成形材料としての液状ゴムが、上述した開口７４から貫通孔を介して空間ＳＰへと投入された後、加硫工程が行われる。なお、本実施例では、射出成形時には、燃料電池を組み立てた際に燃料電池に加えられる締結圧と同じ圧力が、発電積層部１１およびセパレータ３０に加えられるように、型締めが行なわれる。すなわち、積層された燃料電池内と同じ状態にして、ガスケット１６の一体形成が行なわれる。   When each member is arranged in the mold, the mold 16 is clamped with a predetermined mold pressure, and injection molding is performed to integrally mold the gasket 16 (step S140). As shown in FIG. 6, a space SP having the shape of the gasket 16 is formed in the mold where the respective members are arranged, in the vicinity of the outer peripheral portion at the position where the power generation laminate portion 11 is arranged. As shown in FIG. 6, the space SP is partitioned by the surface on the anode side plate 32 side of the separator 30, the inner wall surfaces of the lower mold 70 and the upper mold 72, and the outer peripheral surface of the power generation laminate section 11. Further, in the upper mold 72 of the mold, a through hole that has an opening 74 and penetrates the upper mold 72 in the thickness direction is formed at a position where the manifold holes 40 to 45 are formed. At the time of injection molding, liquid rubber as a molding material of the gasket 16 is introduced into the space SP through the opening 74 described above, and then a vulcanization process is performed. In the present embodiment, at the time of injection molding, mold clamping is performed so that the same pressure as the fastening pressure applied to the fuel cell when the fuel cell is assembled is applied to the power generation laminate 11 and the separator 30. That is, the gasket 16 is integrally formed in the same state as in the stacked fuel cells.

なお、本実施例では、ガスケット１６が有する孔部４０〜４５は、セパレータ３０が有する孔部４０〜４５に比べて、一回り大きく形成されている。すなわち、セパレータ３０上にガスケット１６が形成されたときには、セパレータ３０の孔部４０〜４５の周囲において、ガスケット１６が形成されることなくセパレータ３０の金属面が露出する領域（以下、セパレータ露出領域と呼ぶ）が形成される（図１、図２参照）。具体的には、金型の上型７２によって、セパレータ３０の表面における孔部４０〜４５の外周に沿った領域が覆われることによって、上記セパレータ露出領域が形成されている。金型の上型７２によってセパレータ表面における孔部４０〜４５の周囲が覆われた領域を、図６において領域Ａとして破線で囲んで示す。このような構成にすることにより、射出成形時に、孔部４０〜４５において開口する連通部５５，５６，５７，５８、および冷媒孔５９が成形材料によって塞がれることを抑制できる。すなわち、各セル内ガス流路あるいはセル間冷媒流路とマニホールドとを連通させる流路が、成形材料によって塞がれることを抑制できる。上記のようにして金型の上型７２によってセパレータ３０表面の一部を覆う際には、セパレータ露出領域となる領域において、セパレータ３０の表面と上型７２との間をシールする構造をさらに設けることが望ましい。なお、セパレータ露出領域は、各孔部４０〜４５の周囲全体に設ける必要はなく、少なくとも、連通部５５，５６，５７，５８、あるいは冷媒孔５９が各孔部の内壁面で開口する部位の近傍領域において設ければよい。   In the present embodiment, the holes 40 to 45 included in the gasket 16 are formed to be slightly larger than the holes 40 to 45 included in the separator 30. That is, when the gasket 16 is formed on the separator 30, a region where the metal surface of the separator 30 is exposed without forming the gasket 16 around the holes 40 to 45 of the separator 30 (hereinafter referred to as a separator exposed region). (Refer to FIG. 1 and FIG. 2). Specifically, the above-mentioned separator exposed region is formed by covering the region along the outer periphery of the holes 40 to 45 on the surface of the separator 30 with the upper die 72 of the mold. A region where the periphery of the holes 40 to 45 on the separator surface is covered by the upper die 72 of the mold is shown as a region A in FIG. By adopting such a configuration, it is possible to suppress the communication portions 55, 56, 57, and 58 and the coolant holes 59 that are opened in the hole portions 40 to 45 from being blocked by the molding material during injection molding. That is, it is possible to prevent the molding material from blocking the in-cell gas channel or the channel that connects the inter-cell refrigerant channel and the manifold. When a part of the surface of the separator 30 is covered with the upper die 72 of the mold as described above, a structure for sealing between the surface of the separator 30 and the upper die 72 is further provided in a region to be a separator exposed region. It is desirable. The separator exposed region does not need to be provided in the entire periphery of each of the holes 40 to 45, and at least the communication parts 55, 56, 57, 58, or the part where the refrigerant hole 59 opens on the inner wall surface of each hole. What is necessary is just to provide in a near region.

このような射出成形においては、成形材料がガス拡散層およびガス流路形成部１４，１５の端部に含浸されるように、すなわち、これらの多孔質体の外周部の細孔内に成形材料が入り込んで、発電積層部１１とガスケット１６とが一体化するように、成形材料の投入圧力が制御される。また、成形材料にシランカップリング剤を添加することにより、ガスケット１６とセパレータ３０の接触面における結合力が確保され、ガスケット１６とセパレータ３０とが接着・密着される。射出成形後、型開きすることで、図２に示したように、セルアセンブリ１０とセパレータ３０とが一体化した燃料電池用積層部材２０が得られる。   In such injection molding, the molding material is impregnated in the end portions of the gas diffusion layer and the gas flow path forming portions 14, 15, that is, in the pores of the outer peripheral portion of these porous bodies. , And the pressure at which the molding material is charged is controlled so that the power generation laminate 11 and the gasket 16 are integrated. Further, by adding a silane coupling agent to the molding material, the bonding force at the contact surface between the gasket 16 and the separator 30 is ensured, and the gasket 16 and the separator 30 are bonded and adhered. After the injection molding, the mold is opened to obtain the fuel cell laminate member 20 in which the cell assembly 10 and the separator 30 are integrated as shown in FIG.

このようにして燃料電池用積層部材２０を複数作製すると、これらの燃料電池用積層部材２０を複数積層すると共に、燃料電池用積層部材２０から成る積層体の両端部に、出力端子を備える集電板と、絶縁性材料から成る絶縁板と、剛性の高いエンドプレートとをさらに積層して組み立てを行なう。そして、組み立てた積層体全体に積層方向に所定の締結圧を加えつつ固定して（ステップＳ１５０）、燃料電池を完成する。   When a plurality of fuel cell laminate members 20 are produced in this way, a plurality of these fuel cell laminate members 20 are laminated, and current collectors are provided with output terminals at both ends of the laminate comprising the fuel cell laminate members 20. Assembly is performed by further laminating a plate, an insulating plate made of an insulating material, and a highly rigid end plate. And it fixes, applying the predetermined fastening pressure to the whole laminated body in the lamination direction (step S150), and completes a fuel cell.

以上のように構成された本実施例のガスケット１６を備える燃料電池によれば、ガスケット１６に変形防止凸部６２を設けることにより、ガスケット１６に設けたガス止め凸部６０（いわゆるシールリップ）の位置ずれに起因するセパレータ３０の変形を抑制することができ、その結果、セル内ガス流路やマニホールドにおけるシール性の低下、あるいは隣り合うセパレータ３０間の短絡を抑制することができる。   According to the fuel cell including the gasket 16 of the present embodiment configured as described above, by providing the gasket 16 with the deformation prevention convex portion 62, the gas stop convex portion 60 (so-called seal lip) provided on the gasket 16 is provided. Deformation of the separator 30 due to misalignment can be suppressed, and as a result, deterioration of the sealing performance in the in-cell gas flow path and the manifold, or a short circuit between adjacent separators 30 can be suppressed.

以下に、セパレータの変形について説明する。図７は、本実施例のガスケット１６と同様にガス止め凸部６０を有するものの、変形防止凸部６２を有しないガスケット１１６を、本実施例と同様のセパレータ３０上に配置した様子を平面的に表わす説明図である。図８は、このようなガスケット１１６と発電積層部１１とセパレータ３０とを備える燃料電池用積層部材を積層した様子を、ガスケット１１６の近傍を中心に表わした断面模式図である。図７では、図８の断面に対応する位置を、Ａ−Ａ断面として示している。図８（Ａ）は、燃料電池用積層部材の積層が理想的に行なわれたときの様子を表わしている。積層が理想的に行なわれた場合、すなわち、各々のガスケット１１６が備えるガス止め凸部６０が、積層方向に完全に重なるように積層が行なわれた場合（各ガスケット１１６のガス止め凸部６０の頭頂部を通る積層方向に平行なシールラインが、互いに重なる場合）には、発電領域ＤＡに所望の圧力がかかるように締結を行なうことによって、ガス止め凸部６０には、締結圧に応じた潰れが生じる。これによって、セパレータ３０に接するガス止め凸部６０の頭頂部では、設計時に設定した反力（シール力）が生じる。このように、設定した充分な反力がガス止め凸部６０全体で生じることにより、燃料電池内で積層された各部材全体が、変形し難い状態となる。   Below, the deformation | transformation of a separator is demonstrated. FIG. 7 is a plan view showing a state in which the gasket 116 having the gas stopper convex portion 60 as in the gasket 16 of the present embodiment but not having the deformation preventing convex portion 62 is disposed on the separator 30 similar to the present embodiment. FIG. FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing a state in which the fuel cell laminate member including the gasket 116, the power generation laminate 11, and the separator 30 is laminated, with the vicinity of the gasket 116 as the center. In FIG. 7, the position corresponding to the cross section of FIG. 8 is shown as an AA cross section. FIG. 8A shows a state in which the lamination of the fuel cell laminated members is ideally performed. When stacking is ideally performed, that is, when stacking is performed so that the gas stopper protrusions 60 included in each gasket 116 completely overlap in the stacking direction (the gas stopper protrusions 60 of the gaskets 116). In the case where seal lines parallel to the stacking direction passing through the top overlap each other), the gas stop convex portion 60 corresponds to the fastening pressure by fastening so that a desired pressure is applied to the power generation area DA. Crushing occurs. As a result, a reaction force (seal force) set at the time of design is generated at the top of the gas stop projection 60 in contact with the separator 30. In this way, when the set sufficient reaction force is generated in the entire gas stop convex portion 60, the entire members stacked in the fuel cell are not easily deformed.

これに対して、実際に燃料電池用積層部材を積層する際には、燃料電池用積層部材を構成する各部材における公差（製造誤差）や、積層時に生じるずれにより、ガスケット１１６の配置において互いにずれが生じ、各ガスケット１１６が備えるガス止め凸部６０の位置が、積層方向に完全には重ならない状態となり得る。各々のガスケット１１６が備えるガス止め凸部６０の位置が、積層方向にずれた様子を、図８（Ｂ）に示す。このように、ガス止め凸部６０の位置が積層方向にずれた場合（既述したシールラインが互いに重ならない場合）には、各ガス止め凸部６０においては、例えば真上からではなく斜め方向から荷重がかかることにより所望の反力を生じることができず、ガスケット１１６およびセパレータ３０において変形が生じる場合がある。セパレータ３０においては、マニホールド孔の近傍領域の剛性および強度が相対的に低い。そのためセパレータ３０の変形は、隣り合って形成されたマニホールド孔の中ほどを長手方向に結んだラインを支点として、体積がより小さく剛性が相対的に低いマニホールド外側部分において主として生じる。図７では、上記した支点となるライン（支点ライン）の一例を一点鎖線で示すと共に、例示した支点ラインに対応する変形が生じやすいマニホールド外側部分を、ハッチを付して示す。なお、このような支点ラインを支点とする変形は、セパレータ３０を構成する４辺のいずれにおいても生じ得る。   On the other hand, when actually laminating the fuel cell laminate members, the arrangement of the gaskets 116 is shifted from each other due to tolerances (manufacturing errors) in each member constituting the fuel cell laminate members and deviations generated during the lamination. May occur, and the position of the gas stop projection 60 included in each gasket 116 may not completely overlap in the stacking direction. FIG. 8B shows a state in which the position of the gas stopper convex portion 60 provided in each gasket 116 is shifted in the stacking direction. Thus, when the position of the gas stopper convex portion 60 is shifted in the stacking direction (when the above-described seal lines do not overlap each other), each gas stopper convex portion 60 is in an oblique direction, not from directly above, for example. Therefore, a desired reaction force cannot be generated due to the applied load, and the gasket 116 and the separator 30 may be deformed. In the separator 30, the rigidity and strength in the vicinity of the manifold hole are relatively low. Therefore, the deformation of the separator 30 mainly occurs in the manifold outer portion having a smaller volume and a relatively low rigidity with a line connecting the middle of adjacent manifold holes in the longitudinal direction as a fulcrum. In FIG. 7, while showing an example of the line (fulcrum line) used as the fulcrum mentioned above with a dashed-dotted line, the manifold outer part which tends to produce the deformation | transformation corresponding to the illustrated fulcrum line is shown hatched. Such deformation with the fulcrum line as a fulcrum can occur on any of the four sides constituting the separator 30.

上記のように支点ラインを支点とする変形が生じると、燃料電池の内部では、セパレータにおけるマニホールド孔の外周近傍部分が、隣り合うセパレータ間で、マニホールド孔を介して接触し、短絡を生じる可能性がある。このような変形による短絡を生じようとする様子を、図８（Ｂ）において矢印で示している。特に、実施例の燃料電池用積層部材のように、セパレータ３０表面のマニホールドに近接する領域にセパレータ露出領域を設けることによってセパレータ内に形成される流路の閉塞を抑制する場合には、ガスケットに覆われていないことによってマニホールド孔を介したセパレータ間の短絡が起こりやすくなる。   If deformation occurs with the fulcrum line as a fulcrum as described above, the vicinity of the outer periphery of the manifold hole in the separator may contact between adjacent separators via the manifold hole inside the fuel cell, causing a short circuit. There is. A state of attempting to cause a short circuit due to such deformation is indicated by an arrow in FIG. In particular, in the case of suppressing the blockage of the flow path formed in the separator by providing the separator exposed region in the region close to the manifold on the surface of the separator 30 as in the fuel cell laminated member of the embodiment, The short circuit between the separators via the manifold hole is likely to occur due to the fact that the cover is not covered.

また、支点ラインを支点とする変形が生じると、マニホールド孔を介した隣り合うセパレータ間の短絡だけでなく、燃料電池用積層部材の外周部における隣り合うセパレータ間の接触（短絡）も生じ得る。さらに、上記のように燃料電池内においてガス止め凸部６０の位置が積層方向にずれている場合には、各ガス止め凸部６０において、設計時に設定した充分な反力が生じず、ガス止め凸部６０で生じる反力が面全体として不均一となり、セル内ガス流路やマニホールドにおけるシール性が不十分となる部位が生じる場合がある。   In addition, when deformation with the fulcrum line as a fulcrum occurs, not only a short circuit between adjacent separators via the manifold hole but also a contact (short circuit) between adjacent separators in the outer peripheral portion of the fuel cell laminate member may occur. Furthermore, when the position of the gas stop projections 60 in the fuel cell is shifted in the stacking direction as described above, the gas stop projections 60 do not generate sufficient reaction force set at the time of design, and the gas stops In some cases, the reaction force generated by the convex portion 60 becomes non-uniform over the entire surface, resulting in a site where the in-cell gas flow path or the sealing performance in the manifold is insufficient.

本実施例の燃料電池によれば、ガスケット１６においてガス止め凸部６０に沿って変形防止凸部６２を設けているため、ガス止め凸部６０の位置が積層方向にずれた場合であっても、セパレータ３０の変形を抑制することができる。変形防止凸部６２は、既述したように締結厚みに対応する高さよりも低く形成されているが、ガスケット１６の位置ずれ等に起因してセパレータ３０が変形を始めると、変形防止凸部６２の頭頂部が、隣接するセパレータ３０の表面に直ちに接触する。そして、ガスケット１６がさらに変形しようとすると、変形防止凸部６２に対してさらに荷重が加えられて変形防止凸部６２において反力が発生し、変形防止凸部６２がセパレータ３０の変形そのものを抑制することができる。図９は、セパレータ３０、特に、セパレータ３０におけるマニホールド外側部分が変形しようとする際に、その変形が変形防止凸部６２によって抑制される様子を模式的に表わす断面図である。図９では、セパレータ３０において短絡を引き起こし得る変形が生じようとしている箇所を矢印で示すと共に、このような変形を抑制している変形防止凸部６２を、破線で囲んで示している。   According to the fuel cell of the present embodiment, since the deformation preventing projection 62 is provided along the gas stop projection 60 in the gasket 16, even if the position of the gas stop projection 60 is shifted in the stacking direction. The deformation of the separator 30 can be suppressed. As described above, the deformation prevention convex portion 62 is formed lower than the height corresponding to the fastening thickness. However, when the separator 30 starts to deform due to the displacement of the gasket 16 or the like, the deformation prevention convex portion 62 is formed. Immediately touches the surface of the adjacent separator 30. When the gasket 16 is further deformed, a further load is applied to the deformation preventing projection 62, and a reaction force is generated in the deformation preventing projection 62, and the deformation preventing projection 62 suppresses the deformation of the separator 30 itself. can do. FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing how the deformation is suppressed by the deformation preventing convex portion 62 when the separator 30, in particular, the manifold outer portion of the separator 30 is to be deformed. In FIG. 9, locations where the separator 30 is likely to undergo a deformation that may cause a short circuit are indicated by arrows, and the deformation preventing convex portions 62 that suppress such deformation are surrounded by a broken line.

既述したように、本実施例では、孔部４０〜４５を囲むように設けられたガス止め凸部６０の内側（孔部４０〜４５側）において各孔部を囲む位置に変形防止凸部６２が設けられている。そのため、このような変形防止凸部６２によってセパレータ３０の変形が抑えられることで、孔部４０〜４５を介した隣接するセパレータ３０間の短絡を抑制することができる。また、本実施例では、ガス止め凸部６０の外側（ガスケット１６の外周側）においてガス止め凸部６０を囲む位置に変形防止凸部６２が設けられている。そのため、このような変形防止凸部６２によってセパレータ３０の変形が抑えられることで、セパレータ３０の外周部における隣接するセパレータ３０間の短絡を抑制することができる。このように、本実施例の燃料電池では、変形防止凸部６２によってセパレータ３０の変形を抑制することにより、隣り合うセパレータ３０間の短絡や、ガス止め凸部６０におけるガスリークを抑制可能となっている。このように変形防止凸部６２を設ける場合には、本実施例の燃料電池のように、ガスケット１６をセパレータ３０および発電積層部１１と一体形成する際に、セパレータ３０内部の連通路の閉塞を抑えるためにセパレータ３０のマニホールド孔周辺にセパレータ露出領域を設ける場合であっても、充分にセパレータ間の短絡を抑えることが可能になる。   As described above, in this embodiment, the deformation preventing convex portion is located at a position surrounding each hole portion on the inner side (hole portion 40 to 45 side) of the gas stopper convex portion 60 provided so as to surround the hole portions 40 to 45. 62 is provided. Therefore, the deformation | transformation of the separator 30 is suppressed by such a deformation | transformation prevention convex part 62, and the short circuit between the adjacent separators 30 via the hole parts 40-45 can be suppressed. In the present embodiment, the deformation preventing projection 62 is provided at a position surrounding the gas stopping projection 60 on the outer side of the gas stopping projection 60 (outside of the gasket 16). Therefore, the deformation of the separator 30 is suppressed by the deformation preventing convex portion 62 as described above, so that a short circuit between the adjacent separators 30 in the outer peripheral portion of the separator 30 can be suppressed. Thus, in the fuel cell of the present embodiment, by suppressing the deformation of the separator 30 by the deformation preventing convex portion 62, it is possible to suppress a short circuit between adjacent separators 30 and a gas leak in the gas stop convex portion 60. Yes. When the deformation preventing projection 62 is provided in this way, when the gasket 16 is integrally formed with the separator 30 and the power generation stacking portion 11 as in the fuel cell of the present embodiment, the communication path inside the separator 30 is blocked. Even when a separator exposed region is provided around the manifold hole of the separator 30 in order to suppress it, it is possible to sufficiently suppress a short circuit between the separators.

特に、本実施例では、変形防止凸部６２を、締結厚みに対応する高さよりも低く形成しているため、セパレータ３０が変形しないときには、変形防止凸部６２は締結圧を受けず、セパレータ３０との間で反力を生じない。そのため、燃料電池の組み立て時に発電領域ＤＡに対して所望の圧力が加わるように締結力を加える際に、変形防止凸部６２で生じる反力を考慮して締結圧を高く設定する必要がない。したがって、本実施例の燃料電池によれば、燃料電池を構成する各部材において、より高い締結圧に対応した耐久性を確保することなく、セパレータ３０の変形を効果的に抑制することができる。なお、セパレータ３０の変形を抑制する効果を高めるためには、変形防止凸部６２の高さは、締結厚みに対応する高さよりも低い範囲であって、できるだけ高くすることが望ましい。   In particular, in this embodiment, since the deformation preventing projection 62 is formed lower than the height corresponding to the fastening thickness, when the separator 30 is not deformed, the deformation preventing projection 62 does not receive fastening pressure, and the separator 30 There is no reaction force between them. Therefore, when applying the fastening force so that a desired pressure is applied to the power generation area DA when the fuel cell is assembled, it is not necessary to set the fastening pressure high in consideration of the reaction force generated in the deformation preventing projection 62. Therefore, according to the fuel cell of the present embodiment, the deformation of the separator 30 can be effectively suppressed without securing the durability corresponding to the higher fastening pressure in each member constituting the fuel cell. In order to enhance the effect of suppressing the deformation of the separator 30, it is desirable that the height of the deformation preventing projection 62 is as low as possible in a range lower than the height corresponding to the fastening thickness.

既述したように、セパレータ３０の変形は、マニホールド孔の長手方向に平行な支点ラインを支点として、主としてマニホールド外側部分で起こりやすい。そのため、変形防止凸部としては、各々のマニホールド孔における長手方向の辺のうち、セパレータ３０の外周側に位置する外周側辺（図３において一例を辺ａ１と示す）に沿って、ガス止め凸部６０よりもセパレータ３０の外周寄りに設けられた第１の変形防止凸部（図３において一例を凸部ｂ１と示す）を設ければよい。また、外周側辺ａ１に沿って、この外周側辺ａ１とガス止め凸部６０との間に設けられた第２の変形防止凸部（図３において一例を凸部ｂ２と示す）を設ければよい。また、マニホールド孔における長手方向の辺のうち、ＭＥＡ１２を含む発電積層部１１側に位置する接合体側辺（図３において一例を辺ａ２と示す）に沿って、接合体側辺ａ２とガス止め凸部との間に設けられた第３の変形防止凸部（図３において一例を凸部ｂ３と示す）を設ければよい。上記した３種の変形防止凸部ｂ１〜ｂ３を少なくとも設けることにより、支点ラインを支点としたセパレータ３０の変形を抑制する効果を充分に確保することが可能になる。 As described above, the deformation of the separator 30 is likely to occur mainly in the outer portion of the manifold with a fulcrum line parallel to the longitudinal direction of the manifold hole as a fulcrum. For this reason, as the deformation preventing convex portion, the gas stopper convex along the outer peripheral side side (an example shown as side a1 in FIG. 3) located on the outer peripheral side of the separator 30 among the longitudinal sides in each manifold hole. What is necessary is just to provide the 1st deformation | transformation prevention convex part (an example is shown as convex part b1 in FIG. 3) provided near the outer periphery of the separator 30 rather than the part 60. FIG. Further, along the outer peripheral side a1, a second deformation preventing convex part (an example is shown as a convex part b2 in FIG. 3) provided between the outer peripheral side a1 and the gas stopper convex part 60 is provided. That's fine. Further, among the sides in the longitudinal direction of the manifold hole, along the side of the joined body located on the side of the power generation laminate 11 including the MEA 12 (an example is shown as the side a2 in FIG. 3), the joined body side a2 and the gas stopper convex portion A third deformation prevention convex part (an example is shown as a convex part b3 in FIG. 3) provided between the two may be provided. By providing at least the three types of deformation preventing projections b1 to b3 described above, it is possible to sufficiently ensure the effect of suppressing the deformation of the separator 30 with the fulcrum line as a fulcrum.

さらに本実施例では、変形防止凸部として、マニホールド孔を構成する辺のうち長手方向の辺とは異なる短辺（図３において一例を辺ａ３と示す）に沿って、この短辺ａ３とガス止め凸部６０との間に設けられた第４の変形防止凸部（図３において一例を凸部ｂ４と示す）が設けられている。また、同種の流体が流れるためにガス止め凸部６０が設けられていない隣り合うマニホールド孔間の梁部（図３において一例を梁部ｃ１と示す）においては、上記した第２および第３の変形防止凸部と連続して設けられた第５の変形防止凸部（図３において一例を凸部ｂ５と示す）が設けられている。このようにガス止め凸部６０における長手方向とは異なる方向の辺に沿っても変形防止凸部を設けることにより、燃料電池用積層部材２０を積層した積層体全体の剛性がさらに高まると共に、支点ラインを支点とする変形が抑制されて、セパレータ３０の変形を抑える効果をさらに高めることができる。また、マニホールド孔の長手方向に垂直な方向の辺におけるマニホールド孔を介した隣接するセパレータ間の短絡を抑制する効果を高めることもできる。 Further, in this embodiment, the deformation preventing convex portion is formed of the short side a3 and the gas along the short side (an example is shown as side a3 in FIG. 3) different from the side in the longitudinal direction among the sides constituting the manifold hole. A fourth deformation preventing convex portion (an example is shown as a convex portion b4 in FIG. 3) provided between the retaining convex portion 60 is provided. Further, in the beam portion between adjacent manifold holes (an example is shown as a beam portion c1 in FIG. 3) where the gas stop convex portion 60 is not provided because the same kind of fluid flows, the second and third described above are used. A fifth deformation prevention convex part (an example is shown as a convex part b5 in FIG. 3) provided continuously with the deformation prevention convex part is provided. Thus, by providing the deformation preventing protrusion even along the side in the direction different from the longitudinal direction of the gas stopper protrusion 60, the rigidity of the entire laminated body in which the laminated members 20 for fuel cells are further increased, and the fulcrum is supported. The deformation with the line as a fulcrum is suppressed, and the effect of suppressing the deformation of the separator 30 can be further enhanced. Moreover, the effect of suppressing a short circuit between the adjacent separators via the manifold hole on the side perpendicular to the longitudinal direction of the manifold hole can also be enhanced.

また、本実施例では、マニホールド孔の外周側辺ａ１に沿ってガス止め凸部よりもセパレータ３０の外周寄りに設けられた第１の変形防止凸部ｂ１を、セパレータ３０の外周に沿って延出させ、セパレータ３０の外周全体に沿って繋がるように形成している。これにより、セパレータ３０が変形する場合に、近傍にマニホールド孔が形成されていない角部領域（図３において角部領域ｃ２と示す）においても、セパレータの外周を介して隣接するセパレータ間が短絡するのを抑制する効果を高めることができる。なお、角部領域ｃ２においては、第１の変形防止凸部ｂ１を、セパレータ３０の外周の全周に沿って繋げて形成する代わりに、ガス止め凸部６０の外周に沿ってガス止め凸部６０から一定の距離となるように繋げて形成しても良い。 In the present embodiment, the first deformation preventing projection b1 provided closer to the outer periphery of the separator 30 than the gas stop projection is extended along the outer periphery of the separator 30 along the outer peripheral side a1 of the manifold hole. It is formed so as to be connected along the entire outer periphery of the separator 30. Thereby, when the separator 30 is deformed, the adjacent separators are short-circuited via the outer periphery of the separator even in the corner region where the manifold hole is not formed in the vicinity (shown as the corner region c2 in FIG. 3). The effect which suppresses this can be heightened. In addition, in the corner | angular part area | region c2, instead of forming the 1st deformation | transformation prevention convex part b1 along the perimeter of the outer periphery of the separator 30, it forms a gas stop convex part along the outer periphery of the gas stop convex part 60 You may connect and form so that it may become a fixed distance from 60.

なお、実施例では、マニホールド孔を構成する辺のうちの接合体側辺ａ２に沿う変形防止凸部としては、上記接合体側辺ａ２とガス止め凸部６０との間に設けられた第３の変形防止凸部ｂ３だけを設けている。これは、発電積層部１１側は、発電領域ＤＡにおいてガス拡散層やガス流路形成部１４，１５が配置されることにより充分な剛性があり、変形が抑制されているためである。さらなる変形防止効果の向上のためには、接合体側辺ａ２に沿って、ガス止め凸部６０と発電積層部１１との間にも同様の変形防止凸部を設けることとしても良い。   In the embodiment, the deformation preventing convex portion along the joined body side a2 of the sides constituting the manifold hole is a third deformation provided between the joined body side a2 and the gas stopper convex portion 60. Only the prevention convex part b3 is provided. This is because the power generation layered portion 11 side has sufficient rigidity due to the gas diffusion layer and the gas flow path forming portions 14 and 15 being disposed in the power generation area DA, and deformation is suppressed. In order to further improve the deformation prevention effect, a similar deformation prevention convex portion may be provided between the gas stop convex portion 60 and the power generation laminated portion 11 along the joined body side a2.

Ｃ．変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。 C. Variations:
The present invention is not limited to the above-described examples and embodiments, and can be implemented in various modes without departing from the gist thereof. For example, the following modifications are possible.

Ｃ１．変形例１：
実施例では、ガスケット１６を、セパレータ３０および発電積層部１１と一体で形成したが、異なる構成としても良い。例えば、ガスケット１６を、セパレータ３０とは一体形成することなく、発電積層部１１とのみ一体形成することとしても良い。この場合には、ガス止め凸部６０や変形防止凸部６２は、ガスケットの両面に形成すればよい。そして、燃料電池を組み立てる際には、ガスケットと一体化された発電積層部１１と、セパレータとを、交互に積層すればよい。 C1. Modification 1:
In the embodiment, the gasket 16 is formed integrally with the separator 30 and the power generation laminate portion 11, but may have a different configuration. For example, the gasket 16 may be integrally formed only with the power generation laminate portion 11 without being integrally formed with the separator 30. In this case, the gas stopper convex portion 60 and the deformation preventing convex portion 62 may be formed on both surfaces of the gasket. And when assembling a fuel cell, what is necessary is just to laminate | stack the power generation lamination | stacking part 11 integrated with the gasket, and a separator alternately.

実施例では、セル内ガス流路を、多孔質体であるガス流路形成部１４，１５内の細孔によって形成したが、異なる構成としても良い。例えば、三層構造を有するセパレータ３０に代えて溝付きセパレータを用い、セパレータ表面の溝によってセル内ガス流路を形成しても良い。このような場合には、ガス止め凸部６０および変形防止凸部６２を備えるガスケットは、例えば上記したように、発電積層部１１とのみ一体形成すればよい。   In the embodiment, the in-cell gas flow path is formed by the pores in the gas flow path forming portions 14 and 15 that are porous bodies, but may have different configurations. For example, instead of the separator 30 having a three-layer structure, a grooved separator may be used, and the in-cell gas flow path may be formed by grooves on the separator surface. In such a case, the gasket provided with the gas stopper convex portion 60 and the deformation preventing convex portion 62 may be integrally formed only with the power generation laminate portion 11 as described above, for example.

また、ガス止め凸部６０および変形防止凸部６２を備えるガスケットは、セパレータおよびＭＥＡ１２とは別体で形成して、セパレータ上であってＭＥＡ１２が配置される発電領域ＤＡの外側に、別途配置することとしても良い。いずれの場合にも、ガスシール性を実現するガス止め凸部６０の近傍において、マニホールド孔に対する既述した所定の位置に変形防止凸部を設けることで、実施例と同様の効果が得られる。   Further, the gasket including the gas stopper convex portion 60 and the deformation preventing convex portion 62 is formed separately from the separator and the MEA 12, and is separately disposed on the separator and outside the power generation area DA where the MEA 12 is disposed. It's also good. In any case, the same effect as that of the embodiment can be obtained by providing the deformation preventing convex portion at the predetermined position described above with respect to the manifold hole in the vicinity of the gas stopper convex portion 60 realizing the gas sealing property.

また、実施例では、セパレータ３０の外周形状や、各マニホールド孔の形状、ガスケット１６において発電積層部１１が組み込まれた孔部の形状は、長方形状としたが、異なる形状としても良い。セパレータの外周やマニホールド孔を構成する辺、およびこれらの近傍に設けられたガス止め凸部６０や変形防止凸部６２は、直線状でなくても良い。ガス止め凸部および変形防止凸部が、セパレータの外周に沿って設けられたマニホールド孔の長手方向に沿って設けられていれば、実施例と同様の効果を得ることができる。   In the embodiment, the outer peripheral shape of the separator 30, the shape of each manifold hole, and the shape of the hole portion in which the power generation laminated portion 11 is incorporated in the gasket 16 are rectangular, but may be different shapes. The outer periphery of the separator, the sides constituting the manifold hole, and the gas stopper protrusion 60 and the deformation prevention protrusion 62 provided in the vicinity thereof do not have to be linear. If the gas stopper convex portion and the deformation preventing convex portion are provided along the longitudinal direction of the manifold hole provided along the outer periphery of the separator, the same effect as in the embodiment can be obtained.

Ｃ２．変形例２：
発電積層部１１およびセパレータ３０と一体成形するガスケット１６は、射出成形以外の方法により形成しても良い。例えば、圧縮成形により、ガスケット１６を一体成形することができる。この場合には、金型内の空間ＳＰに固形の未加硫ゴムを充填し、金型を型締めして加熱することにより、成形と加硫とを同時に行う加硫圧縮成形を行なえば良い。 C2. Modification 2:
The gasket 16 integrally formed with the power generation laminate 11 and the separator 30 may be formed by a method other than injection molding. For example, the gasket 16 can be integrally formed by compression molding. In this case, it is sufficient to perform vulcanization compression molding in which molding and vulcanization are performed simultaneously by filling the space SP in the mold with solid unvulcanized rubber, clamping the mold and heating the mold. .

Ｃ３．変形例３：
実施例では、燃料電池は固体高分子型燃料電池としたが、異なる種類の燃料電池であっても良い。例えば、固体酸化物電解質型燃料電池とすることができる。ガスケットの構成材料を、ゴムや熱可塑性エラストマなどの弾性材料から適宜選択可能となるような運転温度を示す燃料電池であれば、本発明を適用することができる。 C3. Modification 3:
In the embodiment, the fuel cell is a polymer electrolyte fuel cell, but may be a different type of fuel cell. For example, a solid oxide electrolyte fuel cell can be obtained. The present invention can be applied to any fuel cell that exhibits an operating temperature such that the material constituting the gasket can be appropriately selected from elastic materials such as rubber and thermoplastic elastomer.

１０…セルアセンブリ
１１…発電積層部
１２…膜−電極接合体（ＭＥＡ）
１４，１５…ガス流路形成部
１６，１１６…ガスケット
２０…燃料電池用積層部材
３０…セパレータ
３１…カソード側プレート
３２…アノード側プレート
３３…中間プレート
４０〜４５…孔部
５０…酸化ガス排出スリット
５１…酸化ガス供給スリット
５３…燃料ガス排出スリット
５４…燃料ガス供給スリット
５５〜５８…連通部
５９…冷媒孔
６０…ガス止め凸部
６２…変形防止凸部
７０…下型
７２…上型
７４…開口 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Cell assembly 11 ... Power generation laminated part 12 ... Membrane-electrode assembly (MEA)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 14, 15 ... Gas flow path formation part 16, 116 ... Gasket 20 ... Fuel cell laminated member 30 ... Separator 31 ... Cathode side plate 32 ... Anode side plate 33 ... Intermediate plate 40-45 ... Hole 50 ... Oxidation gas discharge slit DESCRIPTION OF SYMBOLS 51 ... Oxidation gas supply slit 53 ... Fuel gas discharge slit 54 ... Fuel gas supply slit 55-58 ... Communication part 59 ... Refrigerant hole 60 ... Gas stop convex part 62 ... Deformation prevention convex part 70 ... Lower mold 72 ... Upper mold 74 ... Opening

Claims (4)

燃料電池において、膜−電極接合体と共に積層される複数のセパレータ間に配置される燃料電池用ガスケットであって、
前記セパレータは、隣り合う前記膜−電極接合体との間にガス流路を形成すると共に、前記膜−電極接合体と重なる領域の外側に、前記燃料電池内を前記セパレータの積層方向に貫通して前記ガス流路に対してガスを給排するマニホールドを形成するための長孔であって、前記セパレータの外周に沿う方向を長手方向とするマニホールド孔を有し、
前記ガスケットは、
前記マニホールド孔を囲むように形成されると共に、前記燃料電池を組み立てるための締結時には、前記セパレータに押圧されて、設定された締結厚みとなるように圧縮されることでガスシール性を実現する凸部であるガス止め凸部と、
前記マニホールド孔における前記長手方向の辺のうち、前記セパレータの外周側に位置する外周側辺に沿って、前記ガス止め凸部よりも前記セパレータの外周寄りに設けられた、前記締結厚みに対応する高さよりも低い凸部である第１の変形防止凸部と、
前記外周側辺に沿って、該外周側辺と前記ガス止め凸部との間に設けられた、前記締結厚みに対応する高さよりも低い凸部である第２の変形防止凸部と、
前記マニホールド孔における前記長手方向の辺のうち、前記膜−電極接合体側に位置する接合体側辺に沿って、該接合体側辺と前記ガス止め凸部との間に設けられた、前記締結厚みに対応する高さよりも低い凸部である第３の変形防止凸部と、
前記マニホールド孔を構成する辺のうちの前記長手方向の辺以外の辺に沿って、該辺と前記ガス止め凸部との間に設けられた、前記締結厚みに対応する高さよりも低い凸部である第４の変形防止凸部と、
を備え、
前記マニホールド孔は、前記膜−電極接合体の外周の一辺に沿って複数設けられており、
前記ガス止め凸部は、前記一辺に沿って連続して設けられた複数のマニホールド孔のうち、隣り合って形成されて同種の流体が流れる複数のマニホールド孔全体を囲むように形成されており、
前記燃料電池用ガスケットは、さらに、前記ガス止め凸部によって囲まれた前記複数のマニホールド孔のうちの隣り合うマニホールド孔間において、前記第２および第３の変形防止凸部と連続して設けられた、前記締結厚みに対応する高さよりも低い凸部である第５の変形防止凸部を備える
ガスケット。 In a fuel cell, a fuel cell gasket disposed between a plurality of separators laminated together with a membrane-electrode assembly,
The separator forms a gas flow path between adjacent membrane-electrode assemblies, and penetrates the fuel cell in the stacking direction of the separator outside a region overlapping the membrane-electrode assemblies. A long hole for forming a manifold for supplying and discharging gas to and from the gas flow path, the manifold hole having a longitudinal direction along the outer periphery of the separator,
The gasket is
Convex that is formed so as to surround the manifold hole and that is pressed by the separator and compressed to have a set fastening thickness at the time of fastening for assembling the fuel cell. A gas stopper convex part,
Corresponding to the fastening thickness provided closer to the outer periphery of the separator than the gas stop convex portion along the outer peripheral side located on the outer peripheral side of the separator among the sides in the longitudinal direction of the manifold hole. A first deformation preventing protrusion that is a protrusion lower than the height;
A second deformation prevention convex portion, which is a convex portion lower than the height corresponding to the fastening thickness, provided between the outer peripheral side portion and the gas stopper convex portion along the outer peripheral side side,
Among the sides in the longitudinal direction of the manifold hole, the fastening thickness provided between the side of the joined body and the gas stopper convex portion along the side of the joined body located on the membrane-electrode assembly side. A third deformation preventing convex portion that is a convex portion lower than the corresponding height;
Convex part lower than the height corresponding to the fastening thickness provided between the side and the gas stopper convex part along the side of the manifold hole other than the side in the longitudinal direction. A fourth deformation preventing convex part,
Equipped with a,
A plurality of the manifold holes are provided along one side of the outer periphery of the membrane-electrode assembly,
The gas stopper convex portion is formed so as to surround the whole of a plurality of manifold holes formed adjacent to each other among the plurality of manifold holes provided continuously along the one side and through which the same kind of fluid flows.
The fuel cell gasket is further provided continuously with the second and third deformation preventing projections between adjacent manifold holes among the plurality of manifold holes surrounded by the gas stop projection. Moreover, a gasket provided with the 5th deformation | transformation prevention convex part which is a convex part lower than the height corresponding to the said fastening thickness . 請求項１記載のガスケットであって、
前記セパレータは、前記ガス流路と前記マニホールドとを連通させる連通路であって、一端が前記セパレータ表面に開口して前記ガス流路と連通すると共に、他端が前記マニホールド孔を形成する前記セパレータの厚み方向の壁面に開口して前記マニホールドと連通する連通路が、前記セパレータ内部に潜り込んで形成され、
前記ガスケットは、前記セパレータ上において、該セパレータおよび膜−電極接合体と一体で形成されると共に、前記セパレータ表面において、前記ガスケットが形成されることなく前記セパレータ表面が露出した領域が前記マニホールド孔の外周に沿って形成されるように配置されている
ガスケット。 A claim 1 Symbol mounting gasket,
The separator is a communication path that communicates the gas flow path and the manifold, and has one end opened on the separator surface and communicated with the gas flow path, and the other end forms the manifold hole. A communication path that opens to the wall surface in the thickness direction and communicates with the manifold is formed by being embedded in the separator,
The gasket is formed integrally with the separator and the membrane-electrode assembly on the separator, and a region where the separator surface is exposed without the gasket being formed on the separator surface is the manifold hole. A gasket that is arranged to form along the outer periphery. 複数個積層されることにより燃料電池を構成する燃料電池用積層部材であって、
セパレータと、
前記セパレータの一方の面側に配置され、電解質膜と、該電解質膜の両面に形成された一対の電極と、を備える膜−電極接合体と、
多孔質体から成り、前記膜−電極複合体と前記セパレータとの間に配置されて、前記多孔質体内部に形成される細孔によってガス流路を形成するガス流路形成部と、
前記膜−電極接合体の外周部で該膜−電極接合体の外周部を内包し、前記セパレータ、前記膜−電極接合体、および前記ガス流路形成部と一体で形成されたガスケットと、
を備え、
前記セパレータは、
前記膜−電極接合体と重なる領域の外側に、前記セパレータを厚み方向に貫通して前記ガス流路に対してガスを給排するマニホールドを形成するための長孔であって、前記膜−電極接合体の外周に沿う方向を長手方向とするマニホールド孔と、
前記ガス流路形成部が形成する前記ガス流路と前記マニホールドとを連通させる連通路であって、一端が前記セパレータ表面に開口して前記ガス流路形成部内の細孔と連通すると共に、他端が前記マニホールド孔を形成する前記セパレータの厚み方向の壁面に開口して前記マニホールドと連通するように、前記セパレータ内部に潜り込んで形成される連通路と、
が形成されており、
前記ガスケットは、請求項１または２記載のガスケットである
燃料電池用積層部材。 A laminated member for a fuel cell that constitutes a fuel cell by being laminated in a plurality,
A separator;
A membrane-electrode assembly provided on one side of the separator and comprising an electrolyte membrane and a pair of electrodes formed on both sides of the electrolyte membrane;
A gas flow path forming portion that is formed of a porous body and is disposed between the membrane-electrode complex and the separator, and forms a gas flow path by pores formed inside the porous body;
A gasket that includes the outer periphery of the membrane-electrode assembly at the outer periphery of the membrane-electrode assembly, and is formed integrally with the separator, the membrane-electrode assembly, and the gas flow path forming unit;
With
The separator is
A long hole for forming a manifold that passes through the separator in the thickness direction and feeds / discharges gas to / from the gas flow path outside a region overlapping with the membrane-electrode assembly, A manifold hole whose longitudinal direction is the direction along the outer periphery of the joined body;
A communication path that connects the gas flow path formed by the gas flow path forming portion and the manifold, with one end opening on the surface of the separator and communicating with the pores in the gas flow path forming portion; A communication path formed by submerging inside the separator so that an end thereof is open to a wall surface in the thickness direction of the separator forming the manifold hole and communicates with the manifold;
Is formed,
The said gasket is a gasket of Claim 1 or 2. The laminated member for fuel cells. 燃料電池であって、
電解質膜と、該電解質膜の両面に形成された一対の電極と、を備える膜−電極接合体と、
前記膜−電極接合体の外周部で該膜−電極接合体の外周部を内包し、該膜−電極接合体と一体で形成されたガスケットと、
前記膜−電極接合体の両側に配置され、前記膜−電極接合体との間にガス流路を形成すると共に、前記ガスケットと接触するセパレータと、
を備え、
前記セパレータは、前記膜−電極接合体と重なる領域の外側に、前記セパレータを厚み方向に貫通して前記ガス流路に対してガスを給排するマニホールドを形成するための長孔であって、前記膜−電極接合体の外周に沿う方向を長手方向とするマニホールド孔が形成されており、
前記ガスケットは、請求項１または２記載のガスケットである
燃料電池。 A fuel cell,
A membrane-electrode assembly comprising an electrolyte membrane and a pair of electrodes formed on both sides of the electrolyte membrane;
A gasket that includes the outer periphery of the membrane-electrode assembly at the outer periphery of the membrane-electrode assembly, and is formed integrally with the membrane-electrode assembly;
A separator disposed on both sides of the membrane-electrode assembly, forming a gas flow path between the membrane-electrode assembly and contacting the gasket;
With
The separator is a long hole for forming a manifold that passes through the separator in the thickness direction and feeds / discharges gas to / from the gas flow path outside a region overlapping with the membrane-electrode assembly, A manifold hole having a longitudinal direction along the outer periphery of the membrane-electrode assembly is formed,
The fuel cell according to claim 1 or 2 , wherein the gasket is a gasket.
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