(57)【要約】【課題】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、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。【解決手段】セパレータが有するマニホールド孔は、セパレータの外周に沿う方向を長手方向とする。セパレータ間に配置されるガスケットは、マニホールド孔を囲むように形成されると共に、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ガス止め凸部と、マニホールド孔の長手方向の辺のうちの外周側辺に沿ってガス止め凸部よりもセパレータの外周寄りに設けられた、締結厚みよりも低い第１の変形防止凸部と、外周側辺に沿って外周側辺とガス止め凸部との間に設けられた、締結厚みよりも低い第２の変形防止凸部と、マニホールド孔の長手方向の辺のうちの接合体側辺に沿って接合体側辺とガス止め凸部との間に設けられた、締結厚みよりも低い第３の変形防止凸部と、を備える。【選択図】図１
2011008951.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項２】
請求項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。
【請求項３】
請求項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。
【請求項４】
請求項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。
【請求項５】
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ないし４いずれか記載のガスケットである
燃料電池用積層部材。
【請求項６】
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ないし４いずれか記載のガスケットである
燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２２８５９０号公報
【特許文献２】特開２００６−３０７５９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。
【０００７】
［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。
【０００８】
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。
【０００９】
［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。
【００１０】
［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。
【００１１】
［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。
【００１２】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】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。
【図２】燃料電池用積層部材２０の断面模式図である。
【図３】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。
【図４】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５】実施例の燃料電池の製造工程を表わす説明図である。
【図６】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。
【図７】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。
【図８】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。
【図９】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。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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）。
【００２８】
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）。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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）。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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６０よりもセパレータ６０の外周寄りに設けられた第１の変形防止凸部（図３において一例を辺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において一例を辺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において一例を辺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。
【００５０】
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において一例を辺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において一例を辺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。
【００５１】
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６０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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【符号の説明】
【００６０】
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
【図１】
2011008951.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2011008951.tif 000009
【図８】
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【図９】
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