(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
隣り合う単セルのセパレータ同士が対面するように複数の前記単セルが積層方向に積層された燃料電池における各単セル間のシール構造であって、
隣り合う２つの前記単セルの前記セパレータ間に配置され、前記２つの単セル間に形成されている前記燃料電池に用いられる流体の流路を囲むシール部材を備え、
前記シール部材は、
前記２つの単セルの前記セパレータのいずれにも接して前記流体の流通を抑制するシール部と、
前記シール部よりも前記流路から遠い位置において、前記２つの単セルの前記セパレータの少なくとも一方と接し、接着材が配置されている接触部と、
を有し、
前記シール部材において、前記シール部よりも前記流路に近い位置には接着材が配置されておらず、
前記シール部と前記接触部とは、いずれも、前記流路を全周に亘って囲んで配置されている、
シール構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池における単セル間のシール構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
膜電極接合体（ＭＥＡ：Ｍｅｍｂｒａｎｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  Ａｓｓｅｍｂｌｙ）を一対のガス拡散層およびセパレータで挟持した構成を有する単セルが複数積層されて成る燃料電池が知られている。各単セルのセパレータの外周部近傍には、各単セルへの反応ガス（燃料ガスおよび酸化剤ガス）および冷却水の供給や、各単セルからのオフガスおよび冷却水の排出のため流路を形成する複数の貫通孔が設けられている。単セル間から反応ガスおよび冷却水等が漏洩することを防止するために単セル間に環状のシール部材が配置されることがある（特許文献１参照）。かかるシール部材は、上述の貫通孔や発電部等の反応ガスおよび冷却水の流路となる部分の周囲に配置される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−２２９５８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のシール部材の配置位置は、流路を流通する反応ガスおよび冷却水等の圧力によってずれるおそれがある。そこで、シール部材の一部を、接着材を用いてセパレータに接着させた場合、かかる接着材の成分が、電気化学反応により生じて反応ガスに含まれる生成水や、冷却水などの燃料電池内を流通する水に混入するおそれがある。このように接着材成分が冷却水等に混入すると、かかる接着材成分が燃料電池内に形成されている水の流路を通って分散され、燃料電池内の様々な場所に付着して発電不良等の不具合が生じるおそれがある。このような問題は、接着材成分が燃料電池内の水の混入する場合に限らず、例えば、オフガス内に混入して、オフガスと共に燃料電池の内の様々な場所に分散される場合にも生じ得る。そこで、シール部材をセパレータに接着させるための接着材成分が、燃料電池の内部を流通する流体に混入することを抑制可能な技術が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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、以下の形態として実現することが可能である。
［形態１］本発明の一形態によれば、隣り合う単セルのセパレータ同士が対面するように複数の前記単セルが積層方向に積層された燃料電池における各単セル間のシール構造が提供される。このシール構造は、隣り合う２つの前記単セルの前記セパレータ間に配置され、前記２つの単セル間に形成されている前記燃料電池に用いられる流体の流路を囲むシール部材を備え、前記シール部材は、前記２つの単セルの前記セパレータのいずれにも接して前記流体の流通を抑制するシール部材と；前記シール部材よりも前記流路から遠い位置において、前記２つの単セルの前記セパレータの少なくとも一方と接し、接着材が配置されている接触部と；を有し、前記シール部材において、前記シール部材よりも前記流路に近い位置には接着材が配置されておらず、前記シール部と前記接触部とは、いずれも、前記流路を全周に亘って囲んで配置されている。
【０００６】
（１）本発明の一形態によれば、隣り合う単セルのセパレータ同士が対面するように複数の前記単セルが積層方向に積層された燃料電池における各単セル間のシール構造が提供される。このシール構造は、隣り合う２つの前記単セルの前記セパレータ間に配置され、前記２つの単セル間に形成されている前記燃料電池に用いられる流体の流路を囲むシール部材を備え、前記シール部材は、前記２つの単セルの前記セパレータのいずれにも接して前記流体の流通を抑制するシール部材と；前記シール部材よりも前記流路から遠い位置において、前記２つの単セルの前記セパレータの少なくとも一方と接し、接着材が配置されている接触部と；を有し、前記シール部材において、前記シール部材よりも前記流路に近い位置には接着材が配置されていない。
この形態の延伸装置によれば、シール部材においてシール部よりも流路に近い位置には接着材が配置されていないので、流体内に接着材の成分が混入することを抑制できる。加えて、シール部よりも流体から遠い位置において、２つの単セルのセパレータの少なくとも一方と接する接触部に接着材が配置されているので、シール部材の位置ずれを抑制できる。
【０００７】
本発明は、種々の形態で実現することも可能である。例えば、燃料電池、その燃料電池を備えた燃料電池システム、その燃料電池システムを備えた車両等の形態で実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態としてのシール構造を適用した燃料電池５００の概略構成を示す斜視図である。
【図２】カソード側セパレータ１００ｃの構成を示す平面図である。
【図３】カソード側セパレータ１００ｃに対するシール部材３０の配置位置を示す説明図である。
【図４】図３におけるＡ−Ａ断面を示す断面図である。
【図５】図３におけるＢ−Ｂ断面を示す断面図である。
【図６】第２実施形態における単セルの断面を示す断面図である。
【図７】変形例における単セルの断面を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
Ａ．第１実施形態：
Ａ１．燃料電池の全体構成：
図１は、本発明の一実施形態としてのシール構造を適用した燃料電池５００の概略構成を示す斜視図である。燃料電池５００は、複数の単セル３００が積層方向ＳＤに沿って積層されて形成されている。以下、Ｘ軸およびＹ軸は水平面と平行であり、Ｚ軸は鉛直方向と平行である。＋Ｚ方向は鉛直上方、−Ｚ方向は鉛直下方を示す。本実施形態では、積層方向ＳＤとは、Ｙ軸と平行な方向である。本実施形態において、単セル３００は、固体高分子型燃料電池である。燃料電池５００の内部には、６つのマニホールド１〜６が形成されている。燃料ガス供給マニホールド１は、各単セル３００に燃料ガスである水素ガスを供給する。燃料ガス排出マニホールド２は、各単セル３００から排出されるアノード側オフガスを燃料電池５００の外部へと排出する。同様に、酸化剤ガス供給マニホールド３は、各単セル３００に酸化剤ガスである空気を供給し、酸化剤ガス排出マニホールド４は、各単セル３００から排出されるカソード側オフガスを燃料電池５００の外部へと排出する。冷却媒体供給マニホールド５は、各単セル３００に冷却媒体を供給し、冷却媒体排出マニホールド６は、各単セル３００から排出される冷却媒体を燃料電池５００の外部へと排出する。６つのマニホールド１〜６は、いずれも積層方向ＳＤと平行に延設されている。
【００１０】
各単セル３００は、ＭＥＧＡプレート２８０と、ＭＥＧＡプレート２８０を積層方向に沿って挟んで配置される一対のセパレータであるカソード側セパレータ１００ｃおよびアノード側セパレータ１００ａとを備える。
【００１１】
ＭＥＧＡプレート２８０は、ＭＥＧＡ（膜電極ガス拡散接合体：Ｍｅｍｂｒａｎｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  ａｎｄ  Ｇａｓ  Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ  Ｌａｙｅｒ  Ａｓｓｅｍｂｌｙ）２００と、支持フレーム２５０と、を備える。ＭＥＧＡ２００は、固体高分子電解質膜と、アノード側触媒電極層と、カソード側触媒電極層と、アノード側ガス拡散層と、カソード側ガス拡散層とを積層方向ＳＤに積層した構成を有する。支持フレーム２５０の中央部には、厚さ方向（Ｙ軸方向）に貫通孔が設けられており、かかる貫通孔にＭＥＧＡ２００が配置されている。
【００１２】
単セル３００に含まれる一対のカソード側セパレータ（カソード側セパレータ１００ｃおよびアノード側セパレータ１００ａ）は、ＭＥＧＡプレート２８０を積層方向ＳＤに挟むように配置されている。カソード側セパレータ１００ｃは、略矩形形状の薄板部材であり、積層方向ＳＤの両面には凹凸形状が形成されている。この凹凸形状により、反応ガス（燃料ガスあるいは酸化剤ガス）が流れるセル内ガス流路が形成されると共に隣り合う単セル３００のアノード側セパレータ１００ａとの間に冷却媒体の流路が形成される。カソード側セパレータ１００ｃは、外周部の所定の位置に６つの略矩形の開口部１１〜１６を備えている。複数の単セル３００が積層されて燃料電池５００が組み立てられたときに、各単セル３００の開口部１１〜１６が積層方向ＳＤに重なることにより、上述の６つのマニホールド１〜６が形成される。
【００１３】
隣り合う単セル３００の間、より詳細には、各単セル３００の隣り合う２つのセパレータ１００ｃ，１００ａの間には、反応ガスや冷却媒体等の漏洩の防止を目的としてシール部材３０が介在している。本実施形態において、シール部材３０は、ゴムにより形成されている。ゴムとしては、例えば、ブチルゴムやシリコーンゴムを採用してもよい。本実施形態において、シール部材３０の断面形状は、いずれの位置においても同一であり、また、その大きさもいずれの位置においても同一である。シール部材３０は、第１シール部材３０ａと、第２シール部材３０ｂと、第３シール部材３０ｃと、第４シール部材３０ｄと、第５シール部材３０ｅとから成る。第１シール部材３０ａ〜第４シール部材３０ｄは、いずれも平面視形状が略矩形の枠状の部材である。第５シール部材３０ｅは、平面視形状が略十字型の枠状の部材である。第１シール部材３０ａは、開口部１１を囲んで配置されている。同様に、第２シール部材３０ｂは開口部１２を、第３シール部材３０ｃは開口部１３を、第４シール部材３０ｄは開口部１４を、それぞれ囲んで配置されている。第５シール部材３０ｅは、２つの開口部１５、１６およびセパレータ１００におけるＭＥＧＡ２００と対応する部分（ＭＥＧＡ２００と接する面とは反対側の面におけるＭＥＧＡ２００に対応する部分）を囲んで配置されている。
【００１４】
Ａ２．セパレータの詳細構成：
図２は、カソード側セパレータ１００ｃの構成を示す平面図である。カソード側セパレータ１００ｃにおいて、一方の面は、ＭＥＧＡプレート２８０と対面し、他方の面は、シール部材３０を介して隣り合う単セル３００のアノード側セパレータ１００ａと対面する。図２では、カソード側セパレータ１００ｃの両面のうち、隣り合う単セル３００のアノード側セパレータ１００ａと対面する面を表している。カソード側セパレータ１００ｃの形状とアノード側セパレータ１００ａの形状とは、面対称の関係にある。そこで、カソード側セパレータ１００ｃについて代表して説明する。
【００１５】
図２に示すように、カソード側セパレータ１００ｃは、上述の６つの開口部１１〜１６に加えて、６つの壁部２０ａ〜２０ｆを備える。６つの壁部２０ａ〜２０ｆは、いずれも隣り合う単セル３００のアノード側セパレータ１００ａに向かう方向（積層方向ＳＤ，−Ｙ方向）に突出している。これらの壁部２０ａ〜２０ｆは、シール部材３０が大きく位置ずれすることを抑制するために形成されている。壁部２０ａは、開口部１１の外周部を囲んで配置されている。壁部２０ｂは開口部１２の外周部を、壁部２０ｃは開口部１３の外周部を、壁部２０ｄは開口部１４の外周部を、それぞれ囲んで配置されている。壁部２０ｅは、２つの開口部１５，１６と、カソード側セパレータ１００ｃにおけるＭＥＧＡ２００と接する部分に対応する部分２１０（以下、「発電対応部２１０」と呼ぶ）を含む領域を囲んで配置されている。壁部２０ｆは、カソード側セパレータ１００ｃの外縁近傍において、かかる外縁に沿って配置されている。
【００１６】
カソード側セパレータ１００ｃにおいて、発電対応部２１０には、Ｘ軸方向に沿って延設された複数の流路１１１と、流路１１１の両端部に配置された複数の突起部１１２とが配置されている。流路１１１は、発電対応部２１０内における冷却媒体の流路であり、互いに平行な複数のリブにより形成されている。カソード側セパレータ１００ｃと対面する図示しない隣のアノード側セパレータ１００ａの表面にも同様な複数のリブが設けられており、単セル３００が積層された状態において、これら２つの対面するセパレータ１００ｃ，１００ａの流路１１１同士が対面して、隣り合う２つのセパレータ１００ｃ，１００ａ間に冷却媒体の流路が形成される。突起部１１２のうち、＋Ｘ方向側の突起部１１２は、開口部１５から発電対応部２１０に流入する冷却媒体をＺ軸方向に分散させる。また、−Ｘ方向側の突起部１１２から開口部１６へと排出される冷却媒体を開口部１６に向かう方向に集める。
【００１７】
図３は、カソード側セパレータ１００ｃに対するシール部材３０の配置位置を示す説明図である。図３では、図２に示すカソード側セパレータ１００ｃに対して、シール部材３０、すなわち５つのシール部材３０ａ〜３０ｅを重ねて描いている。なお、図３では、シール部材３０を太い実線で示している。
【００１８】
図３に示すように、各シール部材３０ａ〜３０ｅは、壁部と壁部との間の領域（後述する平坦部）に配置されている。第１シール部材３０ａは、開口部１１および壁部２０ａを囲んでいる。同様に、第２シール部材３０ｂは開口部１２および壁部２０ｂを、第３シール部材３０ｃは開口部１３および壁部２０ｃを、第４シール部材３０ｄは、開口部１４および壁部２０ｄを、それぞれ囲んでいる。各開口部１１〜１４は、単セル３００が積層された状態において、隣り合う２つの単セル３００の対面する２つのセパレータ１００ｃ，１００ａ間に、反応ガス用のマニホールド１〜４の一部、すなわち、反応ガスの流路を形成する。したがって、４つのシール部材３０ａ〜３０ｄは、単セル３００が積層された状態において、隣り合う２つの単セル３００の対面する２つのセパレータ１００ｃ，１００ａ間に形成された反応ガスの流路を囲む。
【００１９】
第５シール部材３０ｅは、壁部２０ｅを囲んでいる。すなわち、第５シール部材３０ｅは、壁部２０ｅの外側において、２つの開口部１５，１６と、発電対応部２１０とを囲む。上述のように、発電対応部２１０は、単セル３００が積層された状態において、隣り合う２つの単セル３００の対面する２つのセパレータ１００ｃ，１００ａ間に冷却媒体の流路を形成する。また、開口部１５は、単セル３００が積層された状態において、冷却媒体を供給するための流路を対面する２つのセパレータ１００ｃ，１００ａ間に形成する。また、開口部１６は、単セル３００が積層された状態において、冷却排出を供給するための流路を対面する２つのセパレータ１００ｃ，１００ａ間に形成する。したがって、壁部２０ｅは、単セル３００が積層された状態において、隣り合う２つの単セル３００の対面する２つのセパレータ１００ｃ，１００ａ間に形成された冷却媒体の流路を囲む。
【００２０】
図４は、図３におけるＡ−Ａ断面を示す断面図である。図４では、カソード側セパレータ１００ｃと対面する隣の単セル３００のアノード側セパレータ１００ａを破線で表している。Ａ−Ａ断面において、カソード側セパレータ１００ｃの開口部１４側の端部には、突出部４１が形成されている。同様に、Ａ−Ａ断面において、カソード側セパレータ１００ｃの−Ｘ方向の端部には、突出部４２が形成されている。また、Ｘ軸方向に沿って、２つの突出部４１，４２の間には、平坦部２１が形成されている。平坦部２１は、セパレータ１００のＡ−Ａ断面において支持フレーム２５０と接している部分である。２つの突出部４１，４２は、平坦部２１に比べて−Ｙ方向に位置している。壁部２０ｄは、突出部４１と平坦部２１とを接続する部位として形成されている。壁部２０ｆは、突出部４２と平坦部２１とを接続する部位として形成されている。これら壁部２０ｄ，２０ｆは、セパレータ１００ｃ，１００ａを構成する板状部材をプレス加工することにより形成される。なお、他の壁部２０ａ〜２０ｃ，２０ｅも同様な工程により形成され、同様な構成を有する。
【００２１】
カソード側セパレータ１００ｃに対して−Ｙ方向において対面するアノード側セパレータ１００ａは、上述したカソード側セパレータ１００ｃと面対称の構成を有する。このため、アノード側セパレータ１００ａの２つの突出部は、平坦部よりも＋Ｙ方向に突出し、カソード側セパレータ１００ｃの２つの突出部４１，４２と接している。このようにして、Ａ−Ａ断面において、カソード側セパレータ１００ｃとアノード側セパレータ１００ａとの間には、カソード側セパレータ１００ｃの２つの壁部２０ｄ，２０ｆおよび平坦部２１と、アノード側セパレータ１００ａの２つの壁部および平坦部とで囲まれた領域Ａｒ１が形成されている。
【００２２】
第４シール部材３０ｄは、上述の領域Ａｒ１に配置されている。第４シール部材３０ｄは、シール部３１と、内側脚部３２と、外側脚部３３とを備える。シール部３１は、略楕円形の断面形状を有する。シール部３１は、カソード側セパレータ１００ｃの平坦部２１と、アノード側セパレータ１００ａの平坦部とにそれぞれ接し、カソード側オフガスがシール部３１よりも外部側、すなわち、図４における−Ｘ方向側に流入することを抑制する。
【００２３】
内側脚部３２は、シール部３１に接続され、シール部３１よりも開口部１４に近い位置に配置されている。内側脚部３２の＋Ｙ方向の端部３４は、平坦部２１に接している。これにより、第４シール部材３０ｄの姿勢が安定する。内側脚部３２には、後述する外側脚部３３とは異なり、接着材が配置されていない。
【００２４】
外側脚部３３は、シール部３１に接続され、シール部３１よりも開口部１４から遠い位置に配置されている。外側脚部３３の＋Ｙ方向の端部３５には、接着材５０が配置されており、外側脚部３３は、かかる接着材５０を用いて平坦部２１に接着されている。本実施形態では、接着材５０として、固着までに常温下で数秒間要する接着剤を用いる。なお、このような接着剤に限らず、固着までに常温下で数十分間要するシリコーンゴム系接着剤を用いてもよい。また、接着剤に限らず、粘着剤を用いてもよい。例えば、固着までに常温下で１０分程度要するアクリル樹脂系粘着剤などを用いてもよい。外側脚部３３が接着材５０を用いて平坦部２１に接着されることにより、第４シール部材３０ｄの位置ずれが抑制される。第４シール部材３０ｄの位置ずれは、例えば、開口部１４を流通するカソード側オフガスの圧力により生じ得る。
【００２５】
ここで、外側脚部３３は、シール部３１よりも開口部１４から遠い位置に配置されているので、仮に開口部１４を流通するカソード側オフガスが領域Ａｒ１に流入しても、かかるカソード側オフガスに接着材５０の成分が混入することを抑制できる。また、シール部３１よりも開口部１４に近い位置に配置されている内側脚部３２には、接着材が配置されていないので、仮に開口部１４を流通するカソード側オフガスが領域Ａｒ１に流入しても、かかるカソード側オフガスに接着材５０の成分が混入することを抑制できる。
【００２６】
図５は、図３におけるＢ−Ｂ断面を示す断面図である。図５では、図４と同様に、カソード側セパレータ１００ｃと対面する隣の単セル３００のアノード側セパレータ１００ａを破線で表している。Ｂ−Ｂ断面において、カソード側セパレータ１００ｃの開口部１６側の端部には、突出部４３が形成されている。同様に、Ｂ−Ｂ断面において、カソード側セパレータ１００ｃの開口部１２側の端部には、突出部４４が形成されている。Ｚ軸方向に沿って、２つの突出部４３，４４の間には、平坦部２２が形成されている。壁部２０ｅは、突出部４３と平坦部２２とを接続する部位として形成されている。壁部２０ｂは、突出部４４と平坦部２２とを接続する部位として形成されている。Ｂ−Ｂ断面において、２つのセパレータ１００ｃ，１００ａの間には、カソード側セパレータ１００ｃの２つの壁部２０ｅ，２０ｂおよび平坦部２２と、アノード側セパレータ１００ａの２つの壁部および平坦部とで囲まれた領域Ａｒ２が形成されている。この領域Ａｒ２には、２つのシール部材３０ｂ，３０ｅが配置されている。
【００２７】
図５に示すように、Ｂ−Ｂ断面において、第２シール部材３０ｂは、図４に示す上述の第４シール部材３０ｄと同様な構成を有する。すなわち、第２シール部材３０ｂは、シール部６１と、内側脚部６２と、外側脚部６３とを備える。シール部６１は、第４シール部材３０ｄの突出部４１と同様な構成を有する。内側脚部６２は、シール部６１に接続され、シール部６１よりも開口部１２に近い位置に配置されている。内側脚部６２の＋Ｙ方向の端部６４は、平坦部２２に接している。これにより、第２シール部材３０ｂの姿勢が安定する。内側脚部６２には、後述する外側脚部６３とは異なり、接着材が配置されていない。
【００２８】
外側脚部６３は、シール部６１に接続され、シール部６１よりも開口部１２から遠い位置に配置されている。外側脚部６３の＋Ｙ方向の端部６５には、接着材５１が配置されており、外側脚部６３は、かかる接着材５１を用いて平坦部２２に接着されている。このように外側脚部６３が接着材５１を用いて平坦部２２に接着されることにより、第２シール部材３０ｂの位置ずれが抑制される。第２シール部材３０ｂの位置ずれは、例えば、開口部１２を流通するアノード側オフガスの圧力により生じ得る。接着材５１は、上述の接着材５０と同様な成分により形成されている。
【００２９】
Ｂ−Ｂ断面において、第５シール部材３０ｅは、上述の第２シール部材３０ｂおよび第４シール部材３０ｄと同様な構成を有する。すなわち、第５シール部材３０ｅは、シール部７１と、内側脚部７２と、外側脚部７３とを備える。シール部７１は、第４シール部材３０ｄの突出部４１と同様な構成を有する。内側脚部７２は、シール部７１に接続され、シール部７１よりも開口部１６に近い位置に配置されている。内側脚部７２の＋Ｙ方向の端部７４は、平坦部２２に接している。これにより、第５シール部材３０ｅの姿勢が安定する。内側脚部７２には、後述する外側脚部７３とは異なり、接着材が配置されていない。
【００３０】
外側脚部７３は、シール部７１に接続され、シール部７１よりも開口部１６から遠い位置に配置されている。外側脚部７３の＋Ｙ方向の端部７５には、接着材５２が配置されており、外側脚部７３は、かかる接着材５２を用いて平坦部２２に接着されている。このように外側脚部７３が接着材５２を用いて平坦部２２に接着されることにより、第５シール部材３０ｅの位置ずれが抑制される。第５シール部材３０ｅの位置ずれは、例えば、開口部１６を流通する冷却媒体の圧力により生じ得る。接着材５２は、上述の接着材５０と同様な成分により形成されている。
【００３１】
第２シール部材３０ｂに関しては、外側脚部６３は、シール部６１よりも開口部１２から遠い位置に配置されているので、仮に開口部１２を流通するアノード側オフガスが領域Ａｒ２に流入しても、かかるアノード側オフガスに接着材５１の成分が混入することを抑制できる。また、シール部６１よりも開口部１２に近い位置に配置されている内側脚部６２には、接着材が配置されていないので、仮に開口部１２を流通するアノード側オフガスが領域Ａｒ２に流入しても、かかるアノード側オフガスに接着材５１の成分が混入することを抑制できる。
【００３２】
また、第５シール部材３０ｅに関しては、外側脚部７３は、シール部７１よりも開口部１６から遠い位置に配置されているので、仮に開口部１６を流通する冷却媒体が領域Ａｒ２に流入しても、かかる冷却媒体に接着材５２の成分が混入することを抑制できる。また、シール部７１よりも近い位置に配置されている内側脚部７２には、接着材が配置されていないので、仮に開口部１６を流通する冷却媒体が領域Ａｒ２に流入しても、かかる冷却媒体に接着材５２の成分が混入することを抑制できる。
【００３３】
なお、上述したシール部材３０ｂ，３０ｄ，３０ｅを除く他のシール部材３０ａ，３０ｃも、シール部材３０ｂ，３０ｄ，３０ｅと同様な構成を有する。上述のシール部材３０および接着材５０，５１，５２からなるシール構造は、請求項におけるシール構造の下位概念に相当する。なお、端部３５，６５は、請求項における接触部の下位概念に相当する。
【００３４】
以上説明した第１実施形態のシール構造によれば、Ａ−Ａ断面では、第４シール部材３０ｄにおけるシール部３１よりも開口部１４に近い位置には接着材が配置されていないので、開口部１４を流通するカソード側オフガスへの接着材の成分の混入を抑制できる。加えて、シール部３１よりも開口部１４から遠い位置において外側脚部３３に接着材が配置されて平坦部２１に接着されているので、シール部３１の位置ずれを抑制できる。同様に、Ｂ−Ｂ断面では、第２シール部材３０ｂにおけるシール部６１よりも開口部１２に近い位置には接着材が配置されていないので、開口部１２を流通するアノード側オフガスへの接着材の成分の混入を抑制できる。また、シール部６１よりも開口部１２から遠い位置において外側脚部６３に接着材が配置されて平坦部２２に接着されているので、第２シール部材３０ｂの位置ずれを抑制できる。また、Ｂ−Ｂ断面では、第５シール部材３０ｅにおけるシール部７１よりも開口部１６に近い位置には接着材が配置されていないので、開口部１６を流通する冷却媒体への接着材の成分の混入を抑制できる。また、シール部７１よりも開口部１６から遠い位置において外側脚部７３に接着材が配置されて平坦部２２に接着されているので、第５シール部材３０ｅの位置ずれを抑制できる。
【００３５】
Ｂ．第２実施形態：
図６は、第２実施形態における単セルの断面を示す断面図である。図６では、図４に示す第１実施形態の単セル３００のＡ−Ａ断面と同じ位置の断面を示している。第２実施形態の単セルは、シール部材の形状および配置位置において第１実施形態の単セル３００と異なる。第２実施形態の単セルにおけるその他の構成は、第１実施形態の単セル３００と同じであるので、同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００３６】
図６に示すように、第２実施形態の単セルのＡ−Ａ断面においては、領域Ａｒ１に第４シール部材３０ｄに代えて第４シール部材３０ｆが配置されている。第４シール部材３０ｆは、領域Ａｒ１内における配置位置と、外側脚部３３に代えて外側脚部３３ａを備えている点とにおいて、第１実施形態の第４シール部材３０ｄと異なる。第２実施形態の第４シール部材３０ｆにおけるその他の構成は、第１実施形態の第４シール部材３０ｄと同じであるので、同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００３７】
第４シール部材３０ｆは、第１実施形態の第４シール部材３０ｄに比べて、領域Ａｒ１内において、全体的に−Ｘ方向、換言すると、開口部１４に対してより離れた位置に配置されている。
【００３８】
外側脚部３３ａは、シール部３１から−Ｘ方向に延設されている。そして、外側脚部３３ａのうち−Ｘ方向側の部分は、カソード側セパレータ１００ｃの突出部４４と、対面するアノード側セパレータ１００ａの突出部とに挟まれた位置に配置されている。この外側脚部３３ａにおいて２つのセパレータ１００ｃ，１００ａの突出部に挟まれた部分には、接着材５３が配置されており、かかる接着材５３により外側脚部３３ａは、突出部４４に接着されている。接着材５３は、上述した第１実施形態の接着材５０，５１と同様な成分により形成されている。
【００３９】
第２実施形態において、上述の第４シール部材３０ｆを含むシール部材３０および接着材５３からなるシール構造は、請求項におけるシール構造の下位概念に相当する。また、外側脚部３３ａは、請求項における接触部の下位概念に相当する。
【００４０】
以上の構成を有する第２実施形態のシール構造は、第１実施形態のシール構造と同様な効果を有する。加えて、第４シール部材３０ｆにおいて接着材５３が配置される部分である外側脚部３３ａは、領域Ａｒ１ではなく、対面する２つのアノード側セパレータ１００ｃ，１００ａの突出部の間に配置されているので、領域Ａｒ１内における第４シール部材３０ｆの体積を小さくできる。このため、平坦部２１を小さく構成できるので、壁部２０ｄ，２０ｆの配置位置の自由度を向上できる。
【００４１】
Ｃ．変形例：
Ｃ１．変形例１：
各実施形態において、各シール部材とカソード側セパレータ１００ｃの表面との接触個所の数は２個所、すなわち、２つの脚部（内側脚部３２と外側脚部３３、内側脚部６２と外側脚部６３、内側脚部７２と外側脚部７３、内側脚部３２と外側脚部３３ａ）であったが、本発明はこれに限定されない。図７は、変形例における単セルの断面を示す断面図である。図７では、図４に示す第１実施形態の単セル３００のＡ−Ａ断面と同じ位置の断面を示している。変形例の単セルは、Ａ−Ａ断面において第４シール部材３０ｄに代えて第４シール部材３０ｇを備える点において第１実施形態の単セル３００と異なる。変形例の単セルにおけるその他の構成は、第１実施形態の単セル３００と同じであるので、同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００４２】
第４シール部材３０ｇは、内側脚部３２に代えて内側脚部３２ａを備える点において、図４に示す第１実施形態の第４シール部材３０ｄと異なる。第４シール部材３０ｇにおけるその他の構成は、第１実施形態の第４シール部材３０ｄと同じであるので、同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００４３】
図７に示すように、内側脚部３２ａは、シール部３１から＋Ｘ方向に延設されており、第１実施形態の３２とは異なり、その先端が＋Ｙ方向に屈曲していない。したがって、内側脚部３２ａは、平坦部２１に接していない。このため、第４シール部材３０ｇは、外側脚部３３の端部３５においてのみカソード側セパレータ１００ｃと接する。このような構成を有する変形例のシール構造は、第１実施形態と同様な効果を有する。
【００４４】
Ｃ２．変形例２：
各実施形態において、シール部材が接している（接着されている）のは、カソード側セパレータ１００ｃのみであったが、カソード側セパレータ１００ｃに代えて又はカソード側セパレータ１００ｃに加えて、セパレータ１００ａに接していてもよい。例えば、両方のセパレータ１００ｃ，１００ａに接する構成とする場合、図４に示す第１実施形態の外側脚部３３の先端を、＋Ｙ方向に屈曲させることに代えてＴ字形状として、カソード側セパレータ１００ｃと共にセパレータ１００ａにも接しさせてもよい。かかる構成においては、２つのセパレータ１００ｃ，１００ａのうち少なくとも一方に接着材を配置してもよい。
【００４５】
Ｃ３．変形例３：
各実施形態では、シール部材３０を構成するすべてのシール部材３０ａ〜３０ｅはいずれも同様な断面構成を有していたが、これに代えて、少なくとも１つのシール部材が上述したシール部材３０ｄ，３０ｅと同様な構成を有していてもよい。
【００４６】
本発明は、上述の実施形態および変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１…燃料ガス供給マニホールド
２…燃料ガス排出マニホールド
３…酸化剤ガス供給マニホールド
４…酸化剤ガス排出マニホールド
５…冷却媒体供給マニホールド
６…冷却媒体排出マニホールド
１１〜１６…開口部
２０ａ〜２０ｆ…壁部
２１，２２…平坦部
３０…シール部材
３０ａ…第１シール部材
３０ｂ…第２シール部材
３０ｃ…第３シール部材
３０ｄ，３０ｆ，３０ｇ…第４シール部材
３０ｅ…第５シール部材
３１…シール部
３２，３２ａ…内側脚部
３３，３３ａ…外側脚部
３４，３５…端部
４１〜４４…突出部
５０〜５３…接着材
６１…シール部
６２…内側脚部
６３…外側脚部
６４，６５…端部
７１…シール部
７２…内側脚部
７３…外側脚部
７４，７５…端部
１００ａ…アノード側セパレータ
１００ｃ…カソード側セパレータ
１１１…流路
１１２…突起部
２１０…発電対応部
２５０…支持フレーム
２８０…ＭＥＧＡプレート
３００…単セル
５００…燃料電池
Ａｒ１，Ａｒ２…領域
ＳＤ…積層方向
【図１】
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【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】
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