(57)【要約】【課題】燃料電池の組立工程が有効に簡素化されるとともに、経済的且つ簡単な構成で、所望のシール機能を確保することを可能にする。【解決手段】第２金属セパレータ１８は、面１８ｂに冷却媒体流路４６を形成するとともに、前記面１８ｂには、前記冷却媒体流路４６と冷却媒体入口連通孔２２ａとの間を仕切るゴムブリッジ６４ａが設けられる。ゴムブリッジ６４ａには、冷却媒体流路４６と冷却媒体入口連通孔２２ａとを連通する複数の通路部６６ａと、各通路部６６ａ間に設けられる複数の溝部６８ａと、前記溝部６８ａを閉塞し、それぞれ冷却媒体の流れを阻止可能な隔壁部６９ａとが形成される。【選択図】図７
2008140764.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質の両側に一対の電極を配設した電解質・電極構造体を備え、前記電解質・電極構造体と金属セパレータとが積層されるとともに、少なくとも燃料ガス、酸化剤ガス又は冷却媒体のいずれかである流体を前記金属セパレータの面方向に流す流体流路と、前記流体を積層方向に供給する流体連通孔とが形成される燃料電池であって、
前記金属セパレータには、前記流体流路と前記流体連通孔との間を仕切るゴム製壁部材が設けられるとともに、
前記ゴム製壁部材には、前記流体流路と前記流体連通孔とを連通する通路部と、
前記積層方向に切り欠かれる溝部と、
前記溝部の少なくとも一部を閉塞し、前記流体の流れを阻止可能な隔壁部と、
が設けられることを特徴とする燃料電池。
【請求項２】
請求項１記載の燃料電池において、前記金属セパレータの前記ゴム製壁部材が設けられる一方の面とは反対の他方の面には、前記ゴム製壁部材に積層方向に重なり合ってシール用凸部が設けられることを特徴とする燃料電池。
【請求項３】
請求項１記載の燃料電池において、前記隔壁部は、前記金属セパレータに対して前記ゴム製壁部材と一体成形されることを特徴とする燃料電池。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃料電池において、前記金属セパレータは、前記ゴム製壁部材と共に一体成形されて前記流体の漏れを阻止するためのゴム製シール部材を備えることを特徴とする燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解質の両側に一対の電極を配設した電解質・電極構造体を備え、前記電解質・電極構造体と金属セパレータとが積層されるとともに、少なくとも燃料ガス、酸化剤ガス又は冷却媒体のいずれかである流体を積層方向に供給する流体連通孔が前記積層方向に形成される燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、固体高分子型燃料電池は、高分子イオン交換膜からなる電解質膜の両側に、それぞれアノード側電極及びカソード側電極を配設した電解質膜・電極構造体（ＭＥＡ）を、セパレータによって挟持した発電セルを備えている。この種の燃料電池は、通常、所定の数の発電セルを積層することにより、燃料電池スタックとして使用されている。
【０００３】
上記の燃料電池には、セパレータの面内に、アノード側電極に対向して燃料ガス（流体）を流すための燃料ガス流路（流体流路）と、カソード側電極に対向して酸化剤ガス（流体）を流すための酸化剤ガス流路（流体流路）とが設けられている。さらに、セパレータの周縁部には、該セパレータの積層方向に貫通して、燃料ガス流路に連通する流体連通孔である燃料ガス入口連通孔及び燃料ガス出口連通孔と、酸化剤ガス流路に連通する流体連通孔である酸化剤ガス入口連通孔及び酸化剤ガス出口連通孔とが形成されている。また、セパレータ間には、電解質膜・電極構造体を冷却するための冷却媒体流路（流体流路）が設けられるとともに、積層方向に貫通して前記冷却媒体流路に連通する冷却媒体入口連通孔及び冷却媒体出口連通孔（流体連通孔）が形成されている。
【０００４】
この場合、流体流路と流体連通孔とは、流体を円滑且つ均等に流すために平行溝部等を有する連結流路を介して連通している。ところが、セパレータと電解質・電極構造体とを、シール部材を介装して締め付け固定する際に、このシール部材が連結流路内に進入してしまい、所望のシール性を維持することができず、しかも反応ガスが良好に流れないという問題がある。
【０００５】
そこで、特許文献１に開示されている固体高分子型燃料電池スタックでは、図１４に示すように、セパレータ１の面内に蛇行する反応ガス流路、例えば、酸化剤ガス流路２が形成されている。この酸化剤ガス流路２は、セパレータ１の周縁部に積層方向に貫通した酸化剤ガス供給用貫通孔３と酸化剤ガス排出用貫通孔４とに連通している。セパレータ１にはパッキン５が配置されており、このセパレータ１の面内で貫通孔３、４と酸化剤ガス流路２とを連通するとともに、他の貫通孔をこれらからシールしている。
【０００６】
貫通孔３、４と酸化剤ガス流路２とを連通する連結流路６ａ、６ｂには、この連結流路６ａ、６ｂを覆ってシール部材であるＳＵＳ板７が配置されている。ＳＵＳ板７は長方形状に構成されており、それぞれ２箇所に耳部７ａ、７ｂが設けられるとともに、各耳部７ａ、７ｂは、セパレータ１に形成された段差部８に嵌合している。
【０００７】
このように、特許文献１では、ＳＵＳ板７が連結流路６ａ、６ｂを覆っているために、高分子膜（図示せず）及びパッキン５が酸化剤ガス流路２に落ち込むことがなく、所望のシール性を確保して、反応ガスの圧力損失の増大を防止することができる、としている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−２６６９１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記の特許文献１では、セパレータ１の連結流路６ａ、６ｂにそれぞれＳＵＳ板７が装着されており、前記ＳＵＳ板７の装着作業が煩雑である。特に、数十〜数百の燃料電池が積層される場合には、ＳＵＳ板７の装着工程が相当に煩雑で且つ時間のかかるものとなってしまうとともに、コストが大幅に高騰するという問題がある。
【００１０】
本発明はこの種の問題を解決するものであり、燃料電池の組立工程が有効に簡素化されるとともに、経済的且つ簡単な構成で、所望のシール機能を確保することが可能な燃料電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、電解質の両側に一対の電極を配設した電解質・電極構造体を備え、前記電解質・電極構造体と金属セパレータとが積層されるとともに、少なくとも燃料ガス、酸化剤ガス又は冷却媒体のいずれかである流体を前記金属セパレータの面方向に流す流体流路と、前記流体を積層方向に供給する流体連通孔とが形成される燃料電池に関するものである。
【００１２】
そして、金属セパレータには、流体流路と流体連通孔との間を仕切るゴム製壁部材が設けられるとともに、前記ゴム製壁部材には、前記流体流路と前記流体連通孔とを連通する通路部と、積層方向に切り欠かれる溝部と、前記溝部の少なくとも一部を閉塞し、前記流体の流れを阻止可能な隔壁部とが設けられている。
【００１３】
また、金属セパレータのゴム製壁部材が設けられる一方の面とは反対の他方の面には、前記ゴム製壁部材に積層方向に重なり合ってシール用凸部が設けられることが好ましい。さらに、隔壁部は、金属セパレータに対してゴム製壁部材と一体成形されることが好ましい。
【００１４】
さらにまた、金属セパレータは、ゴム製壁部材と共に一体成形されて流体の漏れを阻止するためのゴム製シール部材を備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、流体流路と流体連通孔との間を仕切るゴム製壁部材は、比較的大きな寸法に構成されており、このゴム製壁部材に溝部を形成することによって、前記ゴム製壁部材自体の弾性を高めることができる。ゴム製壁部材の圧縮荷重特性が低下するからである。このため、金属セパレータは、積層方向の密着性が向上し、所望のシール性を確保することが可能になる。
【００１６】
しかも、溝部の少なくとも一部を閉塞し、流体の流れを阻止する隔壁部が設けられている。従って、流体は、通路部のみを流れることになり、所定量の流体を確実に流通させることができ、所望の発電性能や冷却性能を確保することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る燃料電池１０の要部分解斜視説明図である。図２は、複数の燃料電池１０を矢印Ａ方向に積層する燃料電池スタック１２の、図１中、ＩＩ−ＩＩ線断面説明図であり、図３は、前記燃料電池スタック１２の、図１中、ＩＩＩ−ＩＩＩ線断面説明図である。
【００１８】
図１に示すように、燃料電池１０は、電解質膜・電極構造体（電解質・電極構造体）１４が、第１及び第２金属セパレータ１６、１８に挟持されている。第１及び第２金属セパレータ１６、１８は、例えば、鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウム板、あるいはめっき処理鋼板等により構成される。
【００１９】
燃料電池１０の矢印Ｂ方向（図１中、水平方向）の一端縁部には、積層方向である矢印Ａ方向に互いに連通して、酸化剤ガス、例えば、酸素含有ガスを供給するための酸化剤ガス入口連通孔２０ａ、冷却媒体を排出するための冷却媒体出口連通孔２２ｂ、及び燃料ガス、例えば、水素含有ガスを排出するための燃料ガス出口連通孔２４ｂが、矢印Ｃ方向（鉛直方向）に配列して設けられる。
【００２０】
燃料電池１０の矢印Ｂ方向の他端縁部には、矢印Ａ方向に互いに連通して、燃料ガスを供給するための燃料ガス入口連通孔２４ａ、冷却媒体を供給するための冷却媒体入口連通孔２２ａ、及び酸化剤ガスを排出するための酸化剤ガス出口連通孔２０ｂが、矢印Ｃ方向に配列して設けられる。酸化剤ガス入口連通孔２０ａ、酸化剤ガス出口連通孔２０ｂ、冷却媒体入口連通孔２２ａ、冷却媒体出口連通孔２２ｂ、燃料ガス入口連通孔２４ａ及び燃料ガス出口連通孔２４ｂは、流体連通孔を構成する。
【００２１】
図１及び図４に示すように、第１金属セパレータ１６の電解質膜・電極構造体１４側の面１６ａには、例えば、矢印Ｂ方向に延在する酸化剤ガス流路（流体流路）２６が設けられる。酸化剤ガス流路２６は、第１金属セパレータ１６を波形状に成形することにより設けられる複数の溝部を備えており、前記酸化剤ガス流路２６と酸化剤ガス入口連通孔２０ａ及び酸化剤ガス出口連通孔２０ｂとは、連結流路２８ａ、２８ｂを介して連通する。
【００２２】
第１金属セパレータ１６の面１６ａ、１６ｂには、この第１金属セパレータ１６の外周端部を周回して、第１シール部材（ゴム製シール部材）３２が焼き付けや射出成形等により一体化される。第１シール部材３２は、例えば、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、フッ素ゴム、シリコンゴム、フロロシリコンゴム、ブチルゴム、天然ゴム、スチレンゴム、クロロプレーン、又はアクリルゴム等のシール材、クッション材、あるいはパッキン材を使用する。
【００２３】
第１シール部材３２は、第１金属セパレータ１６の面１６ａに一体化される第１平面部３４と、前記第１金属セパレータ１６の面１６ｂに一体化される第２平面部３６とを備える。図４に示すように、第１平面部３４は、酸化剤ガス入口連通孔２０ａ及び酸化剤ガス出口連通孔２０ｂを酸化剤ガス流路２６に連通するようにこれらの周囲を囲繞して形成される一方、第２平面部３６は、冷却媒体入口連通孔２２ａ及び冷却媒体出口連通孔２２ｂを冷却媒体流路（後述する）に連通して形成される。
【００２４】
図１及び図５に示すように、第２金属セパレータ１８の電解質膜・電極構造体１４側の面１８ａには、燃料ガス入口連通孔２４ａと燃料ガス出口連通孔２４ｂとに連通し、矢印Ｂ方向に延在する燃料ガス流路（流体流路）４０が形成される。燃料ガス流路４０は、複数の溝部を備えるとともに、前記燃料ガス流路４０と燃料ガス入口連通孔２４ａ及び燃料ガス出口連通孔２４ｂとは、後述するように、連結流路４２ａ、４２ｂを介して連通する。
【００２５】
図１に示すように、第２金属セパレータ１８の面１８ａとは反対の面１８ｂには、冷却媒体入口連通孔２２ａと冷却媒体出口連通孔２２ｂとに連通する冷却媒体流路（流体流路）４６が形成される。
【００２６】
第２金属セパレータ１８の面１８ａ、１８ｂには、この第２金属セパレータ１８の外周端部を周回して、第２シール部材（ゴム製シール部材）４８が一体化される。この第２シール部材４８は、上記の第１シール部材３２と同一の材料で構成される。
【００２７】
図５に示すように、第２シール部材４８は、第２金属セパレータ１８の外周端部に近接して面１８ａに設けられる外側凸状シール５０ａを備え、この外側凸状シール５０ａから内方に所定の距離だけ離間して内側凸状シール５０ｂが設けられる。この内側凸状シール５０ｂは、燃料ガス流路４０を閉塞している。
【００２８】
面１８ａには、酸化剤ガス入口連通孔２０ａ及び酸化剤ガス出口連通孔２０ｂの近傍に位置して、それぞれゴムブリッジ（ゴム製壁部材）５２ａ、５２ｂが形成される。図５及び図６に示すように、ゴムブリッジ５２ａには、酸化剤ガス入口連通孔２０ａと酸化剤ガス流路２６とを連通する通路部５６ａが複数形成される。ゴムブリッジ５２ａは、実質的に２分割される。通路部５６ａ間には、この通路部５６ａよりも幅狭な複数の溝部５８ａが形成されるとともに、ゴムブリッジ５２ａには、前記溝部５８ａを２個所で閉塞し、酸化剤ガスの流れを阻止する一対の隔壁部６０ａが設けられる。
【００２９】
隔壁部６０ａは、第２金属セパレータ１８に対してゴムブリッジ５２ａと一体成形されており、溝部５８ａの開放側に向かって山形状に構成される。燃料ガスの流れを確実に阻止するために、隔壁部６０ａの高さは、ゴムブリッジ５２ａが圧縮される高さ又はそれ以上の高さに設定されることが好ましい。ゴムブリッジ５２ａは、成形時（無荷重時）の高さが積層圧縮時の高さに比べて大きくなってしまうからである。なお、隔壁部６０ａは、ゴムブリッジ５２ａとは別体に形成されてこのゴムブリッジ５２ａに固着されていてもよい。
【００３０】
図５に示すように、ゴムブリッジ５２ｂには、同様に酸化剤ガス出口連通孔２０ｂと酸化剤ガス流路２６とを連通する通路部５６ｂが複数形成される。通路部５６ｂ間には、この通路部５６ｂよりも幅狭な複数の溝部５８ｂが形成されるとともに、ゴムブリッジ５２ｂには、前記溝部５８ｂを２個所で閉塞し、酸化剤ガスの流れを阻止する一対の隔壁部６０ｂが設けられる。
【００３１】
図７に示すように、第２金属セパレータ１８の面１８ｂには、第２シール部材４８を構成する外側凸状シール６２ａと、この外側凸状シール６２ａの内方に離間し冷却媒体流路４６を囲繞して設けられる内側凸状シール６２ｂとが形成される。
【００３２】
冷却媒体入口連通孔２２ａ及び冷却媒体出口連通孔２２ｂの近傍に位置して、それぞれゴムブリッジ（ゴム製壁部材）６４ａ、６４ｂが形成される。ゴムブリッジ６４ａには、冷却媒体入口連通孔２２ａと冷却媒体流路４６とを連通する通路部６６ａが複数形成される。通路部６６ａ間には、この通路部６６ａよりも幅狭な複数の溝部６８ａが形成されるとともに、ゴムブリッジ６４ａには、前記溝部６８ａを２個所で閉塞し、冷却媒体の流れを阻止する一対の隔壁部６９ａが設けられる。
【００３３】
ゴムブリッジ６４ｂには、同様に冷却媒体出口連通孔２２ｂと冷却媒体流路４６とを連通する通路部６６ｂが複数形成される。通路部６６ｂ間には、この通路部６６ｂよりも幅狭な複数の溝部６８ｂが形成されるとともに、ゴムブリッジ６４ｂには、前記溝部６８ｂを２個所で閉塞し、冷却媒体の流れを阻止する一対の隔壁部６９ｂが設けられる。
【００３４】
図２及び図３に示すように、第２金属セパレータ１８の両面では、ゴムブリッジ５２ａ、５２ｂが、外側凸状シール６２ａの一部（シール用凸部）に積層方向に重なり合う一方、ゴムブリッジ６４ａ、６４ｂが、外側凸状シール５０ａの一部（シール用凸部）に積層方向に重なり合っている。
【００３５】
図７に示すように、第２金属セパレータ１８の面１８ｂには、それぞれ燃料ガス入口連通孔２４ａ及び燃料ガス出口連通孔２４ｂに連通する複数の通路６５ａ、６５ｂが形成される。各通路６５ａ、６５ｂは、複数の孔部６７ａ、６７ｂに連通するとともに、前記孔部６７ａ、６７ｂは、面１８ａに設けられた燃料ガス流路４０に連通する（図５参照）。
【００３６】
図１に示すように、電解質膜・電極構造体１４は、例えば、パーフルオロスルホン酸の薄膜に水が含浸された固体高分子電解質膜７０と、前記固体高分子電解質膜７０を挟持するアノード側電極７２及びカソード側電極７４とを備える。アノード側電極７２の表面積は、カソード側電極７４及び固体高分子電解質膜７０の表面積よりも小さく設定され、所謂、段差ＭＥＡを構成する。
【００３７】
アノード側電極７２及びカソード側電極７４は、カーボンペーパ等からなるガス拡散層と、白金合金が表面に担持された多孔質カーボン粒子が前記ガス拡散層の表面に一様に塗布された電極触媒層とを有する。電極触媒層は、互いに固体高分子電解質膜７０を介装して対向するように、前記固体高分子電解質膜７０の両面に接合されている。
【００３８】
このように構成される燃料電池１０の動作について、以下に説明する。
【００３９】
先ず、図１に示すように、燃料ガス入口連通孔２４ａに水素含有ガス等の燃料ガスが供給されるとともに、酸化剤ガス入口連通孔２０ａに酸素含有ガス等の酸化剤ガスが供給される。さらに、冷却媒体入口連通孔２２ａに純水やエチレングリコール、オイル等の冷却媒体が供給される。
【００４０】
このため、燃料ガスは、図５に示すように、第２金属セパレータ１８の燃料ガス入口連通孔２４ａから通路６５ａを通った後、複数の孔部６７ａから面１８ａ側に移動して燃料ガス流路４０に導入される。燃料ガス流路４０では、燃料ガスが矢印Ｂ方向に移動しながら、電解質膜・電極構造体１４を構成するアノード側電極７２に供給される。
【００４１】
一方、酸化剤ガスは、図２及び図６に示すように、酸化剤ガス入口連通孔２０ａから第２金属セパレータ１８に設けられたゴムブリッジ５２ａの各通路部５６ａを通って第１金属セパレータ１６の酸化剤ガス流路２６に導入される。これにより、酸化剤ガスは、図１及び図４に示すように、酸化剤ガス流路２６を矢印Ｂ方向に移動しながら、電解質膜・電極構造体１４を構成するカソード側電極７４に供給される。
【００４２】
従って、電解質膜・電極構造体１４では、カソード側電極７４に供給される酸化剤ガスと、アノード側電極７２に供給される燃料ガスとが、電極触媒層内で電気化学反応により消費され、発電が行われる。
【００４３】
次いで、アノード側電極７２に供給されて消費された燃料ガスは、複数の孔部６７ｂから通路６５ｂに移動した後、燃料ガス出口連通孔２４ｂに沿って矢印Ａ方向に排出される。同様に、カソード側電極７４に供給されて消費された酸化剤ガスは、ゴムブリッジ５２ｂの通路部５６ｂから酸化剤ガス出口連通孔２０ｂに沿って矢印Ａ方向に排出される。
【００４４】
また、冷却媒体入口連通孔２２ａに供給された冷却媒体は、図７に示すように、ゴムブリッジ６４ａの各通路部６６ａを通って第１及び第２金属セパレータ１６、１８間の冷却媒体流路４６に導入された後、矢印Ｂ方向に流通する。この冷却媒体は、電解質膜・電極構造体１４を冷却した後、ゴムブリッジ６４ｂの各通路部６６ｂを通って冷却媒体出口連通孔２２ｂに排出される。
【００４５】
この場合、第１の実施形態では、図５及び図６に示すように、酸化剤ガス入口連通孔２０ａと酸化剤ガス流路２６との間を仕切るゴムブリッジ５２ａには、前記酸化剤ガス入口連通孔２０ａと前記酸化剤ガス流路２６とを連通する１以上の通路部５６ａが形成されている。さらに、通路部５６ａ間には、幅狭な複数の溝部５８ａが形成されており、比較的寸法の大きなゴムブリッジ５２ａが複数に分割されている。このため、ゴムブリッジ５２ａの圧縮荷重特性が低下し、前記ゴムブリッジ５２ａ自体の弾性を有効に高めることができる。
【００４６】
従って、燃料電池１０が積層方向に締め付けられて、積層方向に重なり合っているゴムブリッジ５２ａと外側凸状シール６２ａの一部とに締め付け荷重が付与される際、前記ゴムブリッジ５２ａと前記外側凸状シール６２ａの一部との圧縮率が近似することになる。
【００４７】
このため、例えば、幅狭な外側凸状シール６２ａの圧縮率が高くなって大きなへたりが発生し、幅広で圧縮率の低いゴムブリッジ５２ａがシールに必要な線圧を保持できなくなる等の不具合を回避することができる。これにより、ゴムブリッジ５２ａ及び外側凸状シール６２ａでは、それぞれシールに必要な所望の線圧を保持することができ、酸化剤ガス、燃料ガス及び冷却媒体の漏れ等を可及的に阻止することが可能になるという効果が得られる。
【００４８】
さらに、ゴムブリッジ５２ａには、溝部５８ａを閉塞し、酸化剤ガスの流れを阻止するために隔壁部６０ａが設けられている。従って、酸化剤ガスは、通路部５６ａのみを流れるため、酸化剤ガス流路２６に供給される前記酸化剤ガスの流量を所定量に確実に維持することができ、所望の発電性能を確保することが可能になる。なお、ゴムブリッジ５２ｂは、上記のゴムブリッジ５２ａと同様の効果が得られる。
【００４９】
一方、図７に示すように、冷却媒体入口連通孔２２ａと冷却媒体流路４６との間を仕切るゴムブリッジ６４ａには、前記冷却媒体入口連通孔２２ａと前記冷却媒体流路４６とを連通する１以上の通路部６６ａが形成されるとともに、前記通路部６６ａ間には、それぞれ一対の隔壁部６９ａにより閉塞される複数の溝部６８ａが形成されている。このため、比較的寸法の大きなゴムブリッジ６４ａを複数に分割して前記ゴムブリッジ６４ａの圧縮率を高めることができる。
【００５０】
これにより、ゴムブリッジ６４ａと積層方向に重なり合う凸部５０とは、それぞれの圧縮率が同等に調整されるため、前記ゴムブリッジ６４ａにおける冷却媒体の漏れや外側凸状シール５０ａにおける燃料ガスの漏れ等を良好に阻止することが可能になる等、上記のゴムブリッジ５２ａと同様の効果が得られる。なお、冷却媒体出口連通孔２２ｂと冷却媒体流路４６とを仕切るゴムブリッジ６４ｂは、上記のゴムブリッジ６４ａと同様の効果が得られる。
【００５１】
さらにまた、第１の実施形態では、第２金属セパレータ１８の面１８ａ、１８ｂに第２シール部材４８が一体成形される際、ゴムブリッジ５２ａ、５２ｂ、６４ａ及び６４ｂも一体成形されている。その際、隔壁部６０ａ、６０ｂ、６９ａ及び６９ｂは、ゴムブリッジ５２ａ、５２ｂ、６４ａ及び６４ｂと共に一体成形されている。これにより、シール成形工程が一挙に簡素化され、第２金属セパレータ１８の生産性を有効に向上させることができるという利点が得られる。
【００５２】
なお、第１の実施形態では、第２金属セパレータ１８の面１８ａ、１８ｂにそれぞれ外側凸状シール５０ａ、内側凸状シール５０ｂ、外側凸状シール６２ａ及び内側凸状シール６２ｂを設けているが、これに限定されるものではない。例えば、第２金属セパレータ１８の面１８ｂに、内側凸状シール６２ｂとゴムブリッジ６４ａ、６４ｂとを一体成形する一方、前記第２金属セパレータ１８の面１８ａには、外側凸状シール５０ａのみを設けてもよい。また、以下に説明する第２〜第４の実施形態においても、同様である。
【００５３】
図８は、本発明の第２の実施形態に係る燃料電池を構成する第２金属セパレータ８０の一方の面１８ａの説明図である。なお、第１の実施形態に係る燃料電池１０を構成する第２金属セパレータ１８と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。また、以下に説明する第３及び第４の実施形態においても同様に、その説明は省略する。
【００５４】
酸化剤ガス入口連通孔２０ａ及び酸化剤ガス出口連通孔２０ｂの近傍に位置してそれぞれゴムブリッジ（ゴム製壁部材）８２ａ、８２ｂが形成される。ゴムブリッジ８２ａは、複数の通路部５６ａによって、実質的に３分割される。図８及び図９に示すように、通路部５６ａ間には、この通路部５６ａよりも幅狭な複数の溝部８４ａが形成されるとともに、ゴムブリッジ８２ａには、前記溝部８４ａを１個所で閉塞し、酸化剤ガスの流れを阻止する隔壁部８６ａが設けられる。
【００５５】
ゴムブリッジ８２ｂは、複数の通路部５６ｂを介して、実質的に３分割されるとともに、前記通路部５６ｂ間には、該通路部５６ｂよりも幅狭な複数の溝部８４ｂが形成される。ゴムブリッジ８２ｂには、溝部８４ｂを１個所で閉塞し、酸化剤ガスの流れを阻止する隔壁部８６ｂが設けられる。
【００５６】
第２金属セパレータ９０の面１８ｂ側には、図示していないが、ゴムブリッジ６４ａ、６４ｂに代えて、上記のゴムブリッジ８２ａ、８２ｂが設けられる。
【００５７】
図１０は、本発明の第３の実施形態に係る燃料電池を構成する第２金属セパレータ９０の一方の面１８ａの説明図である。
【００５８】
酸化剤ガス入口連通孔２０ａ及び酸化剤ガス出口連通孔２０ｂの近傍に位置してゴムブリッジ（ゴム製壁部材）９２ａ、９２ｂが形成される。ゴムブリッジ９２ａ、９２ｂは、複数の通路部５６ａ、５６ｂにより、実質的に３分割される。通路部５６ａ、５６ｂ間には、前記通路部５６ａ、５６ｂよりも幅狭な複数の溝部９４ａ、９４ｂが形成されるとともに、ゴムブリッジ９２ａ、９２ｂには、前記溝部９４ａ、９４ｂの一端部を閉塞し、酸化剤ガスの流れを阻止する隔壁部９６ａ、９６ｂが設けられる（図１０及び図１１参照）。
【００５９】
なお、第２金属セパレータ９０の面１８ｂには、図示していないが、ゴムブリッジ６４ａ、６４ｂに代えて、ゴムブリッジ９２ａ、９２ｂが設けられる。
【００６０】
図１２は、本発明の第４の実施形態に係る燃料電池を構成する第２金属セパレータ１００の一方の面１８ａの説明図である。
【００６１】
面１８ａには、酸化剤ガス入口連通孔２０ａ及び酸化剤ガス出口連通孔２０ｂの近傍に位置してそれぞれゴムブリッジ（ゴム製壁部材）１０２ａ、１０２ｂが形成される。ゴムブリッジ１０２ａ、１０２ｂは、複数の通路部５６ａ、５６ｂによって、実質的に３分割される。通路部５６ａ、５６ｂ間には、この通路部５６ａ、５６ｂよりも幅狭な複数の溝部１０４ａ、１０４ｂが形成されるとともに、ゴムブリッジ１０２ａ、１０２ｂには、前記溝部１０４ａ、１０４ｂの両端部を閉塞し、酸化剤ガスの流れを阻止する一対の隔壁部１０６ａ、１０６ｂが設けられる（図１２及び図１３参照）。
【００６２】
なお、面１８ｂには、図示していないが、ゴムブリッジ６４ａ、６４ｂに代えて、ゴムブリッジ１０２ａ、１０２ｂが設けられる。
【００６３】
このように構成される第２〜第４の実施形態では、それぞれ通路部５６ａ、５６ｂと、前記通路部５６ａ、５６ｂよりも幅狭な溝部８４ａ、８４ｂ、９４ａ、９４ｂ及び１０４ａ、１０４ｂとを備えており、上記の第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００６４】
さらに、第４の実施形態では、溝部１０４ａ、１０４ｂの両端部を閉塞して隔壁部１０６ａ、１０６ｂが設けられており、前記溝部１０４ａ、１０４ｂは、通路部５６ａ、５６ｂから閉塞されている。従って、溝部１０４ａ、１０４ｂへの排水の浸入を良好に阻止することができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る燃料電池の要部分解斜視説明図である。
【図２】前記燃料電池が積層された燃料電池スタックの、図１中、ＩＩ−ＩＩ線断面説明図である。
【図３】前記燃料電池スタックの、図１中、ＩＩＩ−ＩＩＩ線断面説明図である。
【図４】前記燃料電池を構成する第１金属セパレータの正面説明図である。
【図５】前記燃料電池を構成する第２金属セパレータの一方の面の説明図である。
【図６】前記燃料電池を構成するゴムブリッジの概略斜視説明図である。
【図７】前記第２金属セパレータの他方の面の説明図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る燃料電池を構成する第２金属セパレータの一方の面の説明図である。
【図９】前記燃料電池を構成するゴムブリッジの概略斜視説明図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る燃料電池を構成する第２金属セパレータの一方の面の説明図である。
【図１１】前記燃料電池を構成するゴムブリッジの概略斜視説明図である。
【図１２】本発明の第４の実施形態に係る燃料電池を構成する第２金属セパレータの一方の面の説明図である。
【図１３】前記燃料電池を構成するゴムブリッジの概略斜視説明図である。
【図１４】特許文献１に係る燃料電池スタックを構成するセパレータの正面視説明図である。
【符号の説明】
【００６６】
１０…燃料電池                  １２…燃料電池スタック
１４…電解質膜・電極構造体      １６、１８、８０、９０、１００…金属セパレータ
２０ａ…酸化剤ガス入口連通孔    ２０ｂ…酸化剤ガス出口連通孔
２２ａ…冷却媒体入口連通孔      ２２ｂ…冷却媒体出口連通孔
２４ａ…燃料ガス入口連通孔      ２４ｂ…燃料ガス出口連通孔
２６…酸化剤ガス流路            ３２、４８…シール部材
４０…燃料ガス流路              ４６…冷却媒体流路
５０ａ、６２ａ…外側凸状シール  ５０ｂ、６２ｂ…内側凸状シール
５２ａ、５２ｂ、６４ａ、６４ｂ、８２ａ、８２ｂ、９２ａ、９２ｂ、１０２ａ、１０２ｂ…ゴムブリッジ
５６ａ、５６ｂ、６６ａ、６６ｂ…通路部
５８ａ、５８ｂ、６８ａ、６８ｂ、８４ａ、８４ｂ、９４ａ、９４ｂ、１０４ａ、１０４ｂ…溝部
６０ａ、６０ｂ、６９ａ、６９ｂ、８６ａ、８６ｂ、９６ａ、９６ｂ、１０６ａ、１０６ｂ…隔壁部
７０…固体高分子電解質膜        ７２…アノード側電極
７４…カソード側電極
【図１】
2008140764.tif 000003
【図２】
2008140764.tif 000004
【図３】
2008140764.tif 000005
【図４】
2008140764.tif 000006
【図５】
2008140764.tif 000007
【図６】
2008140764.tif 000008
【図７】
2008140764.tif 000009
【図８】
2008140764.tif 000010
【図９】
2008140764.tif 000011
【図１０】
2008140764.tif 000012
【図１１】
2008140764.tif 000013
【図１２】
2008140764.tif 000014
【図１３】
2008140764.tif 000015
【図１４】
2008140764.tif 000016