JP7323373B2 - ガスケット - Google Patents

Description

本発明は、燃料電池セルの反応部を囲むように設けられるガスケットに関する。

特許文献１及び特許文献２は、燃料電池内に取り付けられるガスケットを開示している。このガスケットは、枠部（樹脂製フィルム）と、シールリップ部を有する本体部とを有し、燃料電池セルにおける二つのセパレータの間の反応部を囲むように設けられている。このガスケットでは、本体部と枠部が一体化されることにより、ガスケットの取扱い性が向上されている。特許文献１及び特許文献２は、ガスケットの枠部と燃料電池セルの反応部の部材（例えば、ガス拡散層や電解質膜）とを接合することにより、燃料電池セルの組み立ての際における反応部の部材の取り扱い性が向上することも開示している。

特開２００３－５６７０４号公報 特開２００９－９９５３１号公報

ところで、ガスケットの枠部と燃料電池セルの反応部の部材との間の隙間を射出成形品で埋め、射出成形品を介してガスケットの枠部を反応部に接合する場合がある。この場合において、射出成形品の表面に残存し得る金型のゲートの跡であるゲート跡がガスケットと反応部との良好な接合性を阻害しないことが要求され得る。

そこで、本発明は、枠部と燃料電池セルの反応部との間の隙間を射出成形品で埋めても反応部との良好な接合性を維持可能なガスケットを提供することを目的とする。

本発明の一側面によると、枠部と本体部と隙間埋め部とを含むと共に、燃料電池セルにおける二つのセパレータの間に挟持される反応部を囲むように設けられるガスケットが提供される。枠部は枠状に形成されている。本体部はシールリップ部を有している。隙間埋め部は枠部と反応部との間の隙間を埋めている。隙間埋め部は射出成形品である。この隙間埋め部は金型のゲート跡を隙間埋め部における反応部に相対する面を避けた位置に有している。

本発明の一側面によれば、燃料電池セルの反応部との良好な接合性を維持可能なガスケットを提供することができる。

本発明の一実施形態におけるガスケットの平面図である。 上記ガスケットの要部の断面図である。 上記ガスケットの製造工程の一例を説明するための概略の工程図である。 上記ガスケットと燃料電池セルの反応部との接合方法の一例を説明するための概念図である。 上記ガスケットと比較するための参考のガスケットの要部の断面図である。 上記ガスケットの変形例を説明するための要部の断面図である。 上記ガスケットの別の変形例を説明するための要部の断面図である。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は本実施形態におけるガスケット１の平面図である。図２は図１に示すＡ－Ａ矢視におけるガスケット１の要部の断面である。なお、図２ではガスケット１が燃料電池セル１０Ａ内に装着された状態の一例が示されている。また、図１では、図の明瞭化のため燃料電池セル１０Ａは図示を省略されている。

[ガスケットの装着対象]
図１に示すガスケット１は、図２に示すように燃料電池セル１０Ａに装着（接合）される。燃料電池セル１０Ａは、第１セパレータ２０ａと、第２セパレータ２０ｂと、第１セパレータ２０ａと第２セパレータ２０ｂとの間に挟持される発電本体である燃料電池反応部１０とを有している。第１セパレータ２０ａ及び第２セパレータ２０ｂはそれぞれ板状に形成されている。図示を省略するが、第１セパレータ２０ａ及び第２セパレータ２０ｂは、平面視で燃料電池反応部１０よりも一回り大きな外形を有した概ね長方形状（矩形状）に形成されている。なお、本実施形態では、燃料電池反応部１０が本発明に係る「反応部」に相当する。以下では、燃料電池反応部１０を単に反応部１０と呼ぶ。

燃料電池セル１０Ａを構成する反応部１０は、第１部材１１と第２部材１２と電解質膜１３とを含んで構成されている。図示を省略するが、反応部１０は、例えば、平面視で全体として概ね長方形状に形成されている。図２は、反応部１０の長辺に直交する断面視で示されており、図２の紙面上で左右方向が反応部１０の短辺方向に相当し、上下方向が反応部１０の積層方向（換言すると反応部１０の全体の高さ方向又は厚み方向）に相当する。図２には、反応部１０については、その互いに対向する二つの長辺のうちの一方の長辺を含む部位の断面が示されている。

第１部材１１は、第１セパレータ２０ａに当接する第１ガス拡散層１１ａを有する。第２部材１２は、第２セパレータ２０ｂに当接する第２ガス拡散層１２ａを有する。電解質膜１３は、第１部材１１と第２部材１２との間に位置する部材である。

第１部材１１は更に一方の電極層１１ｂを有し、第２部材１２は更に他方の電極層１２ｂを有する。一方の電極層１１ｂは第１ガス拡散層１１ａと電解質膜１３との間に位置し、他方の電極層１２ｂは第２ガス拡散層１２ａと電解質膜１３との間に位置している。換言すると、電解質膜１３における厚み方向の一方の面に、一方の電極層１１ｂが形成され、電解質膜１３における厚み方向の他方の面に、他方の電極層１２ｂが形成されている。電解質膜１３と各電極層１１ｂ、１２ｂとにより、いわゆる膜電極接合体ＭＥＡが構成されている。第１ガス拡散層１１ａ及び第２ガス拡散層１２ａは、それぞれカーボンペーパーやカーボンクロスといったガス透過性を有する導電性部材からなる。図示を省略するが、第１部材１１と第２部材１２と電解質膜１３は、例えば、平面視で概ね長方形状にそれぞれ形成されている。

本実施形態では、電解質膜１３は、第１部材１１の外周面１１ｃに対して外方（外側）に張り出した張出部１３ａを有している。本実施形態において、第１部材１１の外周面１１ｃとは、第１部材１１の長辺の部位の端面であるものとして以下説明するが、これに限らず、第１部材１１の短辺の部位の端面でもよい。また、「外方」とは、図２では紙面の左方向、換言すると、矩形状の反応部１０の平面視における中心から反応部１０の幅方向（図２では左右方向）に離れる方向を示している。

本実施形態では、電解質膜１３の張出部１３ａは、第２部材１２の外周面１２ｃに対しても外方に張り出している。換言すると、電解質膜１３は、平面視で第１部材１１及び第２部材１２よりも一回り大きな外形を有しており、電解質膜１３の所定幅を有した外縁部分（張出部１３ａ）のみが第１部材１１の外周面１１ｃ及び第２部材１２の外周面１２ｃよりも外方に張り出している。

[ガスケット]
ガスケット１は、燃料電池セル１０Ａの反応部１０に供給される燃料ガス、酸化剤ガス及び冷媒といった流体を密封対象としている。ガスケット１は全体として枠状に形成されている。第１セパレータ２０ａと第２セパレータ２０ｂとの間において、ガスケット１の内方（内側）に、密封対象の密封領域が形成されている。ガスケット１は、密封対象の流体が密封領域から外部へ漏れ出ることを防止する。

ガスケット１は、枠部２と本体部３と隙間埋め部４とを含んで構成されており、燃料電池セル１０Ａにおける第１セパレータ２０ａと第２セパレータ２０ｂとの間に挟持される反応部１０を囲むように設けられている。具体的には、ガスケット１は平面視で長辺と短辺とを有し全体として概ね長方形状の枠状に形成されている。

枠部２は、枠状に形成されている。具体的には、枠部２は、例えば樹脂材からなり、薄いフィルム状（換言すると薄い平坦な平板形状）に形成されている。枠部２の内側には、長方形状の大きな穴が空いている。枠部２は平面視で長方形状の外形を有している。枠部２の樹脂材としては、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、発泡スチレンシート（ＰＳＰ）、ポリエチレンナフタレートフィルム（ＰＥＮフィルム）といった材料群の中から選択した所定の材料が用いられる。そして、図１に示すように、枠部２の角部の近傍には、燃料ガスや酸化剤ガスや冷媒といった流体を供給・排出するためのマニホールド孔２Ａがそれぞれ開口されている。

本体部３は、枠部２に支持されると共にシールリップ部３ａを有する。具体的には、本体部３は、枠部２と同様に全体として枠状に形成されている。本体部３は弾性材からなり、平面視で枠部２よりも一回り小さな長方形状の外形を有している。本体部３の弾性材としては、例えば、シリコーンゴム（ＶＭＱ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、フッ素化ゴム（ＦＫＭ）といったゴムの材料群の中から選択した所定の材料が用いられる。そして、図１に示すように、本体部３におけるマニホールド孔２Ａに対応した部位には、マニホールド孔２Ａを囲むように内側シール部３Ａが本体部３と一体に形成されている。シールリップ部３ａは三角形状の断面を有している。シールリップ部３ａの断面形状としては、適宜の断面形状が採用され得る。

本体部３は更に断面平板状の基部３ｂを有している。シールリップ部３ａは基部３ｂにおける厚み方向の一方の面に一体に形成されている。そして、基部３ｂにおける厚み方向の他方の面が枠部２における厚み方向の一方の面に接着され、ゴム材からなる本体部３が樹脂材からなる比較的に剛性のある枠部２と一体化されている。これにより、本体部３（ガスケット１）の取扱い性（ハンドリング性）が向上されている。つまり、ガスケット１は樹脂フィルムを基材とした基材一体型のガスケットである。また、ガスケット１はガスケット付き樹脂フレームと呼ばれ得る。

本実施形態では、本体部３の内周面３ｃは、枠部２の内周面２ａに対して内方（内側）に位置している。換言すると、枠部２の内周面２ａは、本体部３の内周面３ｃに対して外方（外側）に位置している。詳しくは、本体部３の内周面３ｃは基部３ｂの内周面であり、本体部３の基部３ｂの一部が枠部２の内周面２ａよりも内方（つまり、図２において燃料電池セル１０Ａの中心側である右側）に張り出している。

本体部３が枠部２に接着された状態で、本体部３の基部３ｂは、燃料電池セル１０Ａの反応部１０の高さ方向（厚み方向）について、概ね反応部１０の電解質膜１３に対応する高さ位置に位置している。また、本体部３（基部３ｂ）の内周面３ｃと電解質膜１３の外周面１３ｂとの間には、隙間が空いている。

本実施形態では、枠部２及び本体部３の全体の高さＨ１は、燃料電池セル１０Ａの反応部１０の全体の高さＨ２より高い。換言すると、枠部２及び本体部３の全体の高さＨ１は弾性変形前の本体部３の全体のビード高さに枠部２の厚みを加えて得られる高さであり、反応部１０の全体の高さＨ２は図２では上下方向の厚みである。例えば、本体部３の全体のビード高さは１ｍｍ程度であり、枠部２の厚みは５０μｍ～３００μｍ程度である。本実施形態では、枠部２は第１ガス拡散層１１ａや第２ガス拡散層１２ａと同じ又は略同じ厚みを有している。

本実施形態では、枠部２は第１セパレータ２０ａに当接し、本体部３のシールリップ部３ａは第２セパレータ２０ｂに当接している。具体的には、枠部２は第１セパレータ２０ａに接着剤により接着（固定）される。詳しくは、枠部２における厚み方向の他方の面（つまり、枠部２における基部３ｂ側の面と反対の面）が第１セパレータ２０ａに接着されている。本体部３のシールリップ部３ａは第２セパレータ２０ｂによって押し潰されて弾性変形する。これにより、枠状のガスケット１の内方に前述した密封領域が形成される。なお、本実施形態では、第１セパレータ２０ａが本発明に係る「二つのセパレータの一方」に相当し、第２セパレータ２０ｂが本発明に係る「二つのセパレータの他方」に相当する。

隙間埋め部４は、枠部２と燃料電池セル１０Ａの反応部１０との間の隙間を埋める部位（部材）である。本実施形態では、隙間埋め部４は、枠部２と反応部１０の第１ガス拡散層１１ａとの間に位置している。

隙間埋め部４は、射出成形品であり、射出成形用の材料からなる。隙間埋め部４の射出成形用の材料としては、例えば、硬化後において良好な弾性を有する熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）といった弾性材料が採用される。隙間埋め部４は第１ガス拡散層１１ａと枠部２との間に位置するが、第１ガス拡散層１１ａの線膨張係数は枠部２の線膨張係数と異なる。その結果、第１ガス拡散層１１ａの熱膨張量と枠部２の熱膨張量との間に差が生じる。この点、隙間埋め部４は良好な弾性を有しているため熱膨張量の差に起因した影響を吸収する機能を有する。

具体的には、隙間埋め部４は、枠部２の内周面２ａと第１ガス拡散層１１ａの外周面（つまり、第１部材１１の外周面１１ｃの一部）との間の矩形環状の隙間を埋めている。換言すると、隙間埋め部４は、電解質膜１３の張出部１３ａと第１セパレータ２０ａとの間の領域と、本体部３の基部３ｂにおける内方に張り出した部位と第１セパレータ２０ａとの間の領域とを経由するように、第１ガス拡散層１１ａの外周面から枠部２の内周面２ａまで延在している。したがって、隙間埋め部４は、隙間埋め部４における反応部１０に相対する面である第１相対面Ｓ１と、隙間埋め部４における本体部３に相対する面である第２相対面Ｓ２とを有する。

本実施形態では、隙間埋め部４は、反応部１０に対する第１相対面Ｓ１として、隙間埋め部４における電解質膜１３の張出部１３ａに相対する面である電解質膜相対面Ｓ１ａと、隙間埋め部４における第１ガス拡散層１１ａの外周面（外周面１１ｃの一部）に相対する面である拡散層相対面Ｓ１ｂとを有する。このように、本実施形態では、隙間埋め部４における反応部１０に相対する面である第１相対面Ｓ１は、隙間埋め部４における電解質膜１３の張出部１３ａに相対する面である電解質膜相対面Ｓ１ａを含む。

隙間埋め部４は、本体部３と電解質膜１３の張出部１３ａとの間を架け渡すように第１セパレータ２０ａ上に配置されている。隙間埋め部４は、例えば、枠部２や第１ガス拡散層１１ａや第２ガス拡散層１２ａと同じ又は略同じ厚み（高さ）を有している。また、隙間埋め部４の第１相対面Ｓ１と電解質膜１３の張出部１３ａにおける厚み方向の一方の面（第１セパレータ２０側の面）との間には、一方の電極層１１ｂの厚みに合わせた所定高さの隙間が空けられている。この隙間に埋められる接着剤Ｂを介して、隙間埋め部４が電解質膜１３の張出部１３ａに接着（接合）されている。

射出成形品である隙間埋め部４の表面には、隙間埋め部４の射出成形の際に用いられる金型ＭのゲートＧ（後述する図３参照）の跡であるゲート跡４ａが残存し得る。ゲートＧは樹脂材を金型内のキャビティに導く流路である。樹脂成形品を金型から離型した後に、樹脂成形品の表面における金型のゲートＧに対応する位置にゲート跡４ａが残存し得る。

ゲート跡４ａは、隙間埋め部４における反応部１０に相対する面である第１相対面Ｓ１を避けた位置に設けられている。具体的には、ゲート跡４ａは、隙間埋め部４における電解質膜相対面Ｓ１ａ及び拡散層相対面Ｓ１ｂを避けた位置に設けられている。このように、隙間埋め部４は、射出成形品であり、金型Ｍのゲート跡４ａを隙間埋め部４における反応部１０に相対する面である第１相対面Ｓ１を避けた位置に有している。本実施形態では、ゲート跡４ａは、隙間埋め部４における本体部３に相対する面である第２相対面Ｓ２に位置している。

[ガスケットの製造方法]
次に、本実施形態におけるガスケット１の製造工程の概略について説明する。図３は、ガスケット１の製造工程の一例を説明するための概略の工程図である。図３の（ａ）～（ｅ）には、各工程における図２に対応する要部の状態がそれぞれ示されている。図４は、ガスケット１と燃料電池セル１０Ａの反応部１０との接合方法の一例を説明するための概念図である。

図３（ａ）に示すように、作業者は、下型Ｍ１と上型Ｍ２とを締結させて金型Ｍを組み立てる。この組み立ての際に、例えば、予め製作したガスケット１の枠部２と反応部１０の第１部材１１の第１ガス拡散層１１ａが下型Ｍ１に形成された凹部内に組み込まれる。その結果、枠部２の内周面２ａと、下型Ｍ１の凹部の底面と、第１ガス拡散層１１ａの外周面（第１部材１１の外周面１１ｃの一部になり得る面）と、上型Ｍ２の端面とによって、隙間埋め部４を成形するためのキャビティである隙間埋め部用キャビティＣａ１が形成される。上型Ｍ２に形成されたゲートＧにおける隙間埋め部用キャビティＣａ１への開口端は例えば隙間埋め部用キャビティＣａ１における枠部２の内周面２ａに寄せた位置において、下型Ｍ１の凹部の底面に対向している。

ゲートＧから隙間埋め部用キャビティＣａ１内に、例えば、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）が充填される。この充填された熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）が硬化すると、図３（ｂ）に示すように、枠部２と第１ガス拡散層１１ａとの間を埋める枠状の隙間埋め部４が成形される。この隙間埋め部４により、枠部２と第１ガス拡散層１１ａとの間が接合され、枠部２と隙間埋め部４と第１ガス拡散層１１ａとの一体成形品が製作される。

ここで、隙間埋め部４の表面における本体部３（基部３ｂ）に相対する（相対し得る）面である第２相対面Ｓ２には、図３（ｂ）に示すように、ゲート跡４ａが残存している。ゲート跡４ａは隙間埋め部４の第２相対面Ｓ２から凸状に残存している。特に限定されるものではないが、ゲート跡４ａは、例えば、ゲートＧの断面形状に応じた平面視で円形の断面形状を有し、直径が１ｍｍ程度であり、突出高さが０．１ｍｍ程度である僅かな凸部として隙間埋め部４の表面に残存している。ゲート跡４ａの高さは、例えば、樹脂の充填量や充填圧力といった射出成形装置におけるパラメータを精密に管理することによって、その管理精度に応じた範囲で低くなるように制御され得る。

そして、図示を省略するが、上型Ｍ２が下型Ｍ１から分離され、上型Ｍ２が分離されると、枠部２と隙間埋め部４と第１ガス拡散層１１ａとの一体成形品における上型Ｍ２に面していた面が露出する。

次に、図３（ｃ）に示すように、上型Ｍ２に替って、別の上型Ｍ２’が下型Ｍ１に締結されて、下型Ｍ１と上型Ｍ２’とを含む別の金型Ｍ’が組み立てられる。この時、図３（ｂ）に示す枠部２と隙間埋め部４と第１ガス拡散層１１ａとの一体成形品が下型Ｍ１の前述した凹部内に残置されている。この上型Ｍ２’における下型Ｍ１との締結面には、本体部３の形状に対応した形状を有する凹部Ｍ２ａ’が形成されている。詳しくは、上型Ｍ２’の凹部Ｍ２ａ’における本体部３の基部３ｂに対応する部分が、枠部２と隙間埋め部４におけるゲート跡４ａを含む部分とを跨ぐように、下型Ｍ１に向かって開口している。そして、下型Ｍ１と上型Ｍ２’とが締結された状態で、隙間埋め部４のゲート跡４ａが凹部Ｍ２ａ’内に位置している。その結果、枠部２と、隙間埋め部４におけるゲート跡４ａを含む部位と、上型Ｍ２’の凹部Ｍ２ａ’の内壁面とによって、本体部３を成形するためのキャビティである本体部用キャビティＣａ２が形成される。上型Ｍ２’に形成されたゲートＧ’における本体部用キャビティＣａ２への開口端は例えば本体部用キャビティＣａ２における本体部３の基部３ｂに対応する部分に開口している。

図３（ｄ）に示すように、ゲートＧ’を介したゴム材の充填が完了すると、枠部２と隙間埋め部４におけるゲート跡４ａを含む部位とを跨ぐように、本体部３が成形される。ゲート跡４ａの表面は本体部用キャビティＣａ２を形成する形成壁の一部を構成しているため、充填されたゴム材はゲート跡４ａの表面を覆うように流動する。そして、本体部３の基部３ｂにおけるゲート跡４ａに対応する部位には、ゲート跡４ａの形状に倣った（追従した）形状の凹部が形成される。ゴム材が硬化すると、本体部３は枠部２と隙間埋め部４に接合され、これにより、枠部２と本体部３と隙間埋め部４と第１ガス拡散層１１ａとの一体成形品が成形される。

そして、図３（ｅ）に示すように、枠部２と本体部３と隙間埋め部４と第１ガス拡散層１１ａとの一体成形品が金型Ｍ’から離型される。これにより、第１ガス拡散層１１ａと一体的に成形された基材（枠部２）一体型のガスケット１の製作が完了する。

その後、図４に示すように、第１ガス拡散層１１ａと一体的に成形されたガスケット１が、第１セパレータ２０ａ上に接着剤（図４では図示を省略されている）により接着される。そして、ガスケット１の隙間埋め部４における電解質膜相対面Ｓ１ａに、接着剤Ｂが所定の厚みで塗布される。その後、膜電極接合体ＭＥＡと第２ガス拡散層１２ａとからなる部材は、張出部１３ａがガスケット１の隙間埋め部４に重なるように配置される。これにより、隙間埋め部４が接着剤Ｂを介して電解質膜１３に接着される。その結果、ガスケット１が反応部１０に接合される。そして、図２に示すように、第２セパレータ２０ｂが第２ガス拡散層１２ａ上に配置された状態で、第１セパレータ２０ａに締結される。これにより、燃料電池セル１０Ａのスタックが完了する。

[比較例]
ここで、図５は、本実施形態のガスケット１と比較するための参考のガスケットＸの要部の断面図である。ガスケット１と参考のガスケットＸとの異なる点は、ゲート跡４ａの位置だけである。参考のガスケットＸでは、ゲート跡４ａは、隙間埋め部４における反応部１０に相対する第１相対面Ｓ１（詳しくは、電解質膜相対面Ｓ１ａ）に位置している。この参考のガスケットＸの場合には、反応部１０が第１セパレータ２０ａと第２セパレータ２０ｂとの間に所定の締結力で挟み込まれると、ゲート跡４ａの角部の近傍において、ゲート跡４ａの先端面と電解質膜１３との間や接着剤Ｂと電解質膜１３との間に隙間ｇが生じ得る（図５の下図参照）。このような隙間ｇは、隙間埋め部４と電解質膜１３との間の接合強度の低下や接着剥がれといった問題を引き起こす要因となり得る。

本実施形態によるガスケット１によれば、隙間埋め部４はゲート跡４ａを隙間埋め部４における反応部１０に相対する面である第１相対面Ｓ１を避けた位置に有している。このため、隙間埋め部４の表面における反応部１０との接合部位は、確実に平坦な面で成形することができる。その結果、隙間埋め部４と接着剤Ｂとの間に図５に示されるような隙間ｇが生じることを確実に防止することができる。これにより、枠部２と反応部１０との間の隙間を射出成形品（隙間埋め部４）で埋めても燃料電池セル１０Ａの反応部１０との良好な接合性を維持可能なガスケット１を提供することができる。

本実施形態では、枠部２の内周面２ａは本体部３の内周面３ｃに対して外方に位置しており、ゲート跡４ａは隙間埋め部４における本体部３に相対する面である第２相対面Ｓ２に位置している。これにより、ゲート跡４ａが隙間埋め部４における本体部３の内周面３ｃと電解質膜１３の外周面１３ｂとの間の領域に対応する位置に設けられた後述する変形例（図６参照）と比較すると、ガスケット１の外形寸法を小さくすることができ、ガスケット１の小型化が図られる。このように、第１セパレータ２０ａと第２セパレータ２０ｂとの間における限られたスペースにおいて、容易に設置することが可能なガスケット１が提供される。

本実施形態では、枠部２及び本体部３の全体の高さＨ１は燃料電池セル１０Ａの反応部１０の全体の高さＨ２より高く、枠部２は第１セパレータ２０ａに当接し、本体部３のシールリップ部３ａは第２セパレータ２０ｂに当接している。つまり、枠部２の厚み方向の一方の面が二つのセパレータのうちの一方（第１セパレータ２０ａ）に当接し、枠部２の厚み方向の他方の面に支持された本体部３のシールリップ部３ａが二つのセパレータのうちの他方（第２セパレータ２０ｂ）に当接するという簡素な構造により、密封領域を形成可能なガスケット１を提供することができる。

本実施形態では、隙間埋め部４は枠部２と反応部１０の第１ガス拡散層１１ａとの間に位置している。これにより、樹脂成形品である隙間埋め部４を介して燃料電池セル１０Ａの反応部１０を構成する第１ガス拡散層１１ａに容易に接合可能な、いわゆるＧＤＬ一体型のガスケット１を提供することができる。

本実施形態では、隙間埋め部４における反応部１０に相対する面である第１相対面Ｓ１は、隙間埋め部４における電解質膜１３の張出部１３ａに相対する面である電解質膜相対面Ｓ１ａを含む。つまり、ＧＤＬ一体型のガスケット１において、隙間埋め部４は、反応部１０に対する第１相対面Ｓ１として、拡散層相対面Ｓ１ｂの他に、電解質膜相対面Ｓ１ａを有している。これにより、燃料電池セル１０Ａの反応部１０との接合性をより高めることが可能なガスケット１を提供することができる。

［変形例］
なお、本実施形態では、枠部２の内周面２ａが本体部３（基部３ｂ）の内周面３ｃに対して外方に位置しているものとしたが、これに限らない。図６に示すように、枠部２の内周面２ａは本体部３の内周面３ｃに対して内方に位置していてもよい。この場合に、ゲート跡４ａは、図６に示すように、隙間埋め部４における第１相対面Ｓ１（電解質膜相対面Ｓ１ａ）を避けた先端部側の部位Ｓ３に形成される。これにより、図２のガスケット１と同様に、燃料電池セル１０Ａの反応部１０との良好な接合性を維持可能なガスケット１を提供することができる。なお、図６に示すように、ゲート跡４ａは、隙間埋め部４における枠部２の内周面２ａと電解質膜１３の外周面１３ｂとの間の領域に対応する位置に設けられる。この場合、枠部２及び本体部３は二点鎖線で示した位置（つまり、図２のガスケット１の位置）よりも外方にシフトしている。

本実施形態では、電解質膜１３の張出部１３ａのみが第１部材１１の外周面１１ｃ及び第２部材１２の外周面１２ｃよりも外方に張り出し、且つ、枠部２の内周面２ａと第１ガス拡散層１１ａの外周面との間に隙間が空いている。本実施形態では、このような反応部１０の電解質膜１３とガスケット１とを接合させる場合を想定している。ここで、図示を省略するが、図６と同様に枠部２の内周面２ａが本体部３の内周面３ｃに対して内方に位置しているガスケット１において、例えば、隙間埋め部４が設けられておらず、電解質膜１３の張出部１３ａが枠部２の位置まで延長されて、電解質膜１３の延長された部位が接着剤を介して枠部２に接着されているものとする。この場合、電解質膜１３の張出部１３ａと第１セパレータ２０ａとの間には、隙間が空いている。したがって、張出部１３ａと枠部２との間の接着剤の硬化時の熱に起因して、接着剤に線膨張が生じると、張出部１３ａがその隙間に入り込むように屈曲して変形するおそれがある。この点、図６に示すガスケット１では、接着剤Ｂに線膨張が生じたとしても、電解質膜１３の変形は隙間埋め部４により抑制又は防止される。

本実施形態では、本体部３は枠部２に支持されるものとしたが、これに限らず、図７に示すように、隙間埋め部４に支持されてもよい。この場合、枠部２の内周面２ａは本体部３（基部３ｂ）の外周面に対して外方に位置し、本体部３と第１セパレータ２０ａの間の全体に亘って隙間埋め部４が延在している。この場合においても、枠部２はガスケット１の外周部を構成することになるため、ガスケット１の取り扱い性の向上は図られている。

本実施形態では、ガスケット１の装着対象である燃料電池セル１０Ａの反応部１０において、電解質膜１３の張出部１３ａのみが第１部材１１の外周面１１ｃに対して外方に張り出しているものとしたが、これに限らない。例えば、電解質膜１３の張出部１３ａ及び第２部材１２が第１部材１１の外周面１１ｃに対して外方に張り出していてもよい。換言すると、電解質膜１３の張出部１３ａは、第１部材１１と第２部材１２との間に位置し少なくとも第１部材１１の外周面１１ｃに対して外方に張り出していればよい。また、電解質膜１３は張出部１３ａを有していなくてもよい。ガスケット１が枠部２と反応部１０との間の隙間を埋める隙間埋め部４を有し、この隙間埋め部４における反応部１０に相対する面である第１相対面Ｓ１を避けた位置にゲート跡４ａが位置していればよい。また、図示を省略するが、隙間埋め部４は本体部３と一体に成形されてもよい。

以上、本発明の好ましい実施形態及びその変形例について幾つか説明したが、本発明は上記実施形態及び上記変形例に制限されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形及び変更が可能である。

１…ガスケット
２…枠部
２ａ…枠部の内周面
３…本体部
３ａ…シールリップ部
３ｂ…基部
３ｃ…本体部の内周面
４…隙間埋め部
４ａ…ゲート跡
１０Ａ…燃料電池セル
１０…反応部
１１…第１部材
１１ａ…第１ガス拡散層
１１ｂ…第１電極層
１２…第２部材
１２ａ…第２ガス拡散層
１２ｂ…第２電極層
１３…電解質膜
１３ａ…張出部
２０ａ…第１セパレータ（二つのセパレータの一方）
２０ｂ…第２セパレータ（二つのセパレータの他方）
Ｂ…接着剤
Ｃａ１…隙間埋め部用キャビティ
Ｃａ２…本体部用キャビティ
Ｇ…ゲート
Ｈ１…枠部及び本体部の全体の高さ
Ｈ２…反応部の全体の高さ
Ｓ１…第１相対面（隙間埋め部における反応部に相対する面）
Ｓ１ａ…電解質膜相対面（隙間埋め部における電解質膜の張出部に相対する面）
Ｓ１ｂ…拡散層相対面
Ｓ２…第２相対面（隙間埋め部における本体部に相対する面）

Claims (5)

1. 枠状に形成される枠部と、シールリップ部を有する本体部と、前記枠部の内周面と燃料電池セルにおける二つのセパレータの間に挟持される反応部の第１ガス拡散層の外周面との間の隙間を埋める隙間埋め部とを含み、前記隙間埋め部における前記反応部に相対する面の一部である拡散層相対面と前記反応部の前記第１ガス拡散層の前記外周面とが接し、前記隙間埋め部が前記反応部の外側を囲むように設けられるガスケットであって、
   前記本体部は、前記枠部または前記隙間埋め部のいずれか一方、若しくは前記枠部及び前記隙間埋め部に支持され、
   前記隙間埋め部は、射出成形品であり、金型のゲート跡を当該隙間埋め部における前記反応部に相対する面を避けた位置に有している、ガスケット。
2. 前記枠部の内周面は、前記本体部の内周面に対して外方に位置しており、
   前記ゲート跡は、前記隙間埋め部における前記本体部に相対する面に位置している、請求項１に記載のガスケット。
3. 前記隙間埋め部は前記本体部と接合され、一体に成形されている、請求項１に記載のガスケット。
4. 前記枠部及び前記本体部の全体の高さは、前記反応部の全体の高さより高く、
   前記枠部は、前記二つのセパレータの一方に当接し、
   前記本体部の前記シールリップ部は、前記二つのセパレータの他方に当接する、請求項１～３のいずれか一つに記載のガスケット。
5. 前記反応部は、前記二つのセパレータの一方に当接する前記第１ガス拡散層を有する第１部材と、前記二つのセパレータの他方に当接する第２ガス拡散層を有する第２部材と、前記第１部材と前記第２部材との間に位置し少なくとも前記第１部材の外周面に対して外方に張り出した張出部を有する電解質膜と、を含み、
   前記隙間埋め部は前記枠部と前記反応部の前記第１ガス拡散層との間に位置しており、
   前記隙間埋め部における前記反応部に相対する前記面は、前記隙間埋め部における前記電解質膜の前記張出部に相対する面を含む、請求項１～４のいずれか一つに記載のガスケット。