JP2003157867A - 燃料電池用ガスケット - Google Patents

燃料電池用ガスケット

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JP2003157867A JP2001357110A JP2001357110A JP2003157867A JP 2003157867 A JP2003157867 A JP 2003157867A JP 2001357110 A JP2001357110 A JP 2001357110A JP 2001357110 A JP2001357110 A JP 2001357110A JP 2003157867 A JP2003157867 A JP 2003157867A
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gaskets
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガスケットに発生する面圧や反力を均一化さ
せることができ、もってシール性能を向上させることが
可能であるとともに、セルないしスタックの組立作業性
を向上させることが可能な燃料電池用ガスケットを提供
する。 【解決手段】 電解質膜の両側に配置されてシール作用
をなす一対のガスケット6,7であって、ガスケット
6,7のシールラインが平面上合致するようにガスケッ
ト6,7の位置決めをなす位置決め部10がガスケット
6,7に設けられている。位置決め部10としては、一
方のガスケット6に設けられる凹部6cと、他方のガス
ケット7に設けられて前記凹部6cと係合する凸部7c
との組み合わせとするのが好適であり、このような構造
の位置決め部10がガスケット6,7のシールラインに
沿って連続的または断続的に設けられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池の構成要
素をなす燃料電池用の構成部品に係り、更に詳しくは、
電解質膜の両側に配置されてシール作用をなす燃料電池
用ガスケットに関するものである。
【0002】
【従来の技術】燃料電池の単セルは、電解質膜を有し、
この電解質膜の両側に触媒層を担持させて膜電極複合体
となし、この膜電極複合体の両側にガス拡散層を有し、
更にその両側をセパレータにより挟み込む構成となって
いる。膜電極複合体の両側には一対のガスケットが配置
され、このガスケットによりセパレータとの間を各反応
ガスが漏れないようにシールされている。
【0003】燃料電池のスタックは、複数の単セルを積
層することにより構成されるが、スタック両端のプレー
トの締付け力を低減するために、ガスケットとしては低
反力で必要な面圧が得られるような特性を持つものが望
ましい。
【0004】一般的に、低反力で高い面圧を得るために
は、相手部材に対する接触面積を小さくした断面三角形
状のリップ形状にすることが有効であるが、膜電極複合
体の両側に配置されるガスケットにおいては、リップの
先端角度が小さいほど、一対のガスケットのリップ位置
のずれによる面圧の低下が極端に大きくなる。
【0005】そして、一対のガスケットを配置する際に
双方のリップ位置にずれが生じるとその部分の面圧や反
力が低下してこれらにばらつきが発生するため、均一な
シール性能を得ることができない。このため、ガスケッ
トの配置については、リップ位置の管理を厳しくすると
ともに、低反力性を犠牲にしてリップの先端角度を大き
くとる必要がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は以上の点に鑑
みて、ガスケットに発生する面圧や反力を均一化させる
ことができ、もってシール性能を向上させることが可能
であるとともに、セルないしスタックの組立作業性を向
上させることが可能な燃料電池用ガスケットを提供する
ことを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の請求項1によるガスケットは、電解質膜の
両側に配置されてシール作用をなす一対のガスケットで
あって、前記一対のガスケットのシールラインが平面上
合致するように前記一対のガスケットの位置決めをなす
位置決め部が前記一対のガスケットに設けられているこ
とを特徴とするものである。
【0008】また、本発明の請求項2によるガスケット
は、上記した請求項1のガスケットにおいて、位置決め
部が、一方のガスケットに設けられた凹部と、他方のガ
スケットに設けられて前記凹部と係合する凸部との組み
合わせよりなり、前記凹部および凸部が係合した状態で
前記一対のガスケットのシールラインの平面位置が合致
することを特徴とするものである。
【0009】また、本発明の請求項3によるガスケット
は、上記した請求項1または2のガスケットにおいて、
位置決め部がガスケットのシールラインに沿って連続的
に設けられていることを特徴とするものである。
【0010】また、本発明の請求項4によるガスケット
は、上記した請求項1または2のガスケットにおいて、
位置決め部がガスケットのシールラインに沿って断続的
に設けられていることを特徴とするものである。
【0011】また、本発明の請求項5によるガスケット
は、上記した請求項1ないし4の何れかに記載されたガ
スケットにおいて、ガスケットが接着剤等の接合手段に
よってセパレータと一体化されていることを特徴とする
ものである。
【0012】また、本発明の請求項6によるガスケット
は、上記した請求項1ないし4の何れかに記載されたガ
スケットにおいて、ガスケットが接着剤または熱圧着等
の接合手段によって電解質膜と一体化されていることを
特徴とするものである。
【0013】更にまた、本発明の請求項7によるガスケ
ットは、上記した請求項1ないし4の何れかに記載され
たガスケットにおいて、ガスケットがプレス成形または
射出成形等の接合手段によってガス拡散層と一体化され
ていることを特徴とするものである。
【0014】上記構成を備えた本発明の請求項1による
ガスケットにおいて、一対のガスケットに設けた位置決
め部を係合させると、これに伴って両ガスケットのシー
ルラインを平面上合致させることが可能となる。すなわ
ち、本発明のガスケットは自己調芯機能を備えており、
この自己調芯機能によってシールラインを合致可能とさ
れている。
【0015】位置決め部としては、一方のガスケットに
設けられる凹部と、他方のガスケットに設けられて前記
凹部と係合する凸部との組み合わせとするのが好適であ
り(請求項2)、このような構造の位置決め部がガスケ
ットのシールラインに沿って連続的に設けられ(請求項
3)、または断続的に設けられる(請求項4)。
【0016】また、上記ガスケットはこれを、接着剤等
の接合手段によってセパレータと一体化したり(請求項
5)、接着剤または熱圧着等の接合手段によって電解質
膜と一体化したり(請求項6)、プレス成形または射出
成形等の接合手段によってガス拡散層と一体化したり
(請求項7)するのが好適であり、これらの一体化構造
によれば、燃料電池の組立時における部品点数を削減す
ることが可能となる。
【0017】ガスケットの成形材料としては、燃料電池
用途に使用されるものであれば特に制限はないが、圧縮
永久歪に優れ、系を汚染しないものが望ましい。例えば
エチレンプロピレンジエン(EPDM)、ブチル、シリ
コーンまたはフッ素等のゴム材質が好適に使用される。
【0018】尚、本件出願には、以下の技術的事項が含
まれる。
【0019】すなわち、上記目的を達成するため、本件
出願が提案する一のガスケットは以下の構成を備えてい
る。
【0020】 燃料電池の電解質膜を介して組み合わ
せて使用されるガスケットにおいて、双方のシールライ
ンが合致するような位置決め用の凹凸を連続的に有する
ガスケット。 燃料電池の電解質膜を介して組み合わせて使用され
るガスケットにおいて、双方のシールラインが合致する
ような位置決め用の凹凸を断続的に複数個設けたガスケ
ット。 上記または項のガスケットを接着剤等によって
セパレータと一体化したセパレータ一体型ガスケット。 上記または項のガスケットを接着剤、熱圧着等
により電解質膜と一体化した電解質膜一体型ガスケッ
ト。 上記または項のガスケットをプレス成形、射出
成形等によってガス拡散層と一体化したガス拡散層一体
型ガスケット。 一対のガスケットに位置合わせ用の凹凸を配置し、
これによりガスケットに自己調芯機能を持たせることに
よって、シールラインを互いに合致させるとともに組付
時のガスケット位置の精度管理を軽減させる。
【0021】そして、上記構成のガスケットによれば、
以下の作用効果を奏することが可能である。
【0022】(1) 電極複合体を介して一対のガスケ
ットを配置する際に、部材の組付位置精度を厳しく管理
しなくても、ガスケットに設けられた自己調芯用の凹凸
に沿って双方のガスケット位置が調芯され、リップ位置
のずれを防止できることから、部材製作時の寸法精度、
組付時の位置精度を軽減することができる。 (2) 粘着剤等を使用して一対のガスケットを膜電極
複合体に一体化させる際に、部材の組付位置精度を厳し
く管理しなくても、ガスケットに設けられた自己調芯用
の凹凸に沿って双方のガスケット位置が調芯され、リッ
プ位置のずれを防止できることから、一体化する際の位
置決め作業を簡略化することができる。 (3) リップ位置のずれが起因となるガスケットの面
圧、反力の著しい低下を防止できるため、安定したシー
ル性が得られる。 (4) リップ位置のずれを設計的に考慮する必要がな
くなることから、リップ形状の鋭角化が可能となり、よ
り低反力、高面圧化が図れる等、設計上の自由度が大き
くなる。
【0023】
【発明の実施の形態】つぎに本発明の実施例を図面にし
たがって説明する。
【0024】第一実施例・・・図1は、本発明の第一実
施例に係るガスケットを備えた燃料電池セルの要部断面
を示しており、このセルは以下のように構成されてい
る。
【0025】すなわち先ず、電解質膜(図示せず)の両
側(両面側、図上上側および下側)に触媒層(図示せ
ず)を担持した膜電極複合体1が設けられており、その
両側にガス拡散層2,3が配置されており、更にその両
側にセパレータ4,5が配置されて上記膜電極複合体1
およびガス拡散層2,3を両側から挟み込んでいる。膜
電極複合体1の周縁部(図上右端部)1aはガス拡散層
2,3の周縁部2a,3aよりも外側(図上右側)に突
出しており、セパレータ4,5の周縁部4a,5aは膜
電極複合体1の周縁部1aよりも更に外側に突出してい
る。
【0026】膜電極複合体1の周縁部1aの両側であっ
てセパレータ4,5の内面側にそれぞれガスケット6,
7が配置されており、このガスケット6,7はそれぞれ
接着剤8,9よりなる接合手段によりセパレータ4,5
の内面に接着されている。
【0027】図上上側の一方のガスケット6は、一面に
上記接着剤8を塗布した基部6aの他面にシールリップ
部6bを一体成形したものであって、このシールリップ
部6bの外側に、位置決め部(調芯部とも称する)10
の一方の構成要素をなす凹部6cが一体的に設けられて
いる。シールリップ部6bは断面山形ないし三角形状に
形成されており、その頂部(先端部)において膜電極複
合体1の周縁部1aの一面に密接してシール作用をな
す。
【0028】また、図上下側の他方のガスケット7は、
一面に上記接着剤9を塗布した基部7aの他面にシール
リップ部7bを一体成形したものであって、このシール
リップ部7bの外側に、位置決め部10の他方の構成要
素をなす凸部7cが一体的に設けられている。シールリ
ップ部7bは断面山形ないし三角形状に形成されてお
り、その頂部(先端部)において膜電極複合体1の周縁
部1aの他面に密接してシール作用をなす。
【0029】上記一対のガスケット6,7は、図示した
向かい合わせの状態でその平面形状を互いに同一形状に
形成されており、特に一方のガスケット6におけるシー
ルリップ部6bの頂部と凹部6c間の間隔dと、他方
のガスケット7におけるシールリップ部7bの頂部と凸
部7c間の間隔dとは互いに同一寸法に形成されてい
る。
【0030】上記凹部6cおよび凸部7cは、膜電極複
合体1の外側において互いに直接対向しかつ互いに係合
するものであって、この凹部6cおよび凸部7cが互い
に係合することによって両ガスケット6,7の平面上の
位置が合致せしめられ、両ガスケット6,7のシールラ
インの平面上の位置が合致せしめられる。したがってガ
スケット6,7をセパレータ4,5に取り付けるに際し
ては、この凹部6cおよび凸部7cよりなる位置決め部
10を係合させた状態でガスケット6,7をセパレータ
4,5に接着することにより、セパレータ一体型のガス
ケットを二組成形する。ガスケット6,7のシールライ
ンは、シールリップ部6b,7bの頂部を辿ることによ
って特定されるガスケット平面上の線である。凹部6c
および凸部7cはこのシールラインに沿ってその外側に
平面上連続的に設けられるが、平面上断続的に複数を設
けるようにしても良い。凸部7cは、断面山形ないし三
角形状に形成されており、凹部6cはこれに対応する断
面形状に形成されている。
【0031】上記構成のガスケットによれば、上記した
ようにガスケット6,7に設けた凹部6cおよび凸部7
cの組み合わせよりなる位置決め部10を係合させるこ
とにより、ガスケット6,7のシールラインの平面上の
位置を合致させることが可能である。したがって、位置
決め部10を係合させてガスケット6,7のシールライ
ンの平面上の位置を合致させることにより、シールライ
ンのずれを原因とするガスケット6,7の面圧および反
力の極端な低下を防止することができ、これにより安定
したシール性能を得ることができる。
【0032】また、凹部6cおよび凸部7cよりなる位
置決め部10を係合させた状態でガスケット6,7をセ
パレータ4,5に取り付けることによってガスケット
6,7のシールラインの平面上の位置を合致させること
が可能であるために、ガスケット6,7をセパレータ
4,5に取り付けるに際しては、各ガスケット6,7の
各セパレータ4,5に対する位置精度を厳しく管理する
必要がない(位置精度を厳しく管理しなくても、位置決
め部10を係合させた状態でガスケット6,7をセパレ
ータ4,5に取り付ければ自動的にガスケット6,7の
シールラインの平面上の位置が合致する)。したがっ
て、取付作業を容易化することができる。
【0033】第二実施例・・・図2は、本発明の第二実
施例に係るガスケットを備えた燃料電池セルの要部断面
を示しており、このセルは以下のように構成されてい
る。
【0034】すなわち先ず、電解質膜(図示せず)の両
側(両面側、図上上側および下側)に触媒層(図示せ
ず)を担持した膜電極複合体1が設けられており、その
両側にガス拡散層2,3が配置されており、更にその両
側にセパレータ4,5が配置されて上記膜電極複合体1
およびガス拡散層2,3を両側から挟み込んでいる。膜
電極複合体1の周縁部(図上右端部)1aはガス拡散層
2,3の周縁部2a,3aよりも外側(図上右側)に突
出しており、セパレータ4,5の周縁部4a,5aは膜
電極複合体1の周縁部1aよりも更に外側に突出してい
る。
【0035】膜電極複合体1の周縁部1aの両側であっ
てセパレータ4,5の内面側にそれぞれガスケット6,
7が配置されており、このガスケット6,7はそれぞ
れ、セパレータ4,5の内面に設けた装着溝4b,5b
に非接着で嵌め込まれている。
【0036】図上上側の一方のガスケット6は、上記装
着溝4bに嵌め込まれる基部6aの一面にシールリップ
部6bを一体成形したものであって、このシールリップ
部6bの外側に、位置決め部(調芯部とも称する)10
の一方の構成要素をなす凹部6cが一体的に設けられて
いる。シールリップ部6bは断面山形ないし三角形状に
形成されており、その頂部(先端部)において膜電極複
合体1の周縁部1aの一面に密接してシール作用をな
す。
【0037】また、図上下側の他方のガスケット7は、
上記装着溝5bに嵌め込まれる基部7aの一面にシール
リップ部7bを一体成形したものであって、このシール
リップ部7bの外側に、位置決め部10の他方の構成要
素をなす凸部7cが一体的に設けられている。シールリ
ップ部7bは断面山形ないし三角形状に形成されてお
り、その頂部(先端部)において膜電極複合体1の周縁
部1aの他面に密接してシール作用をなす。
【0038】上記一対のガスケット6,7は、図示した
向かい合わせの状態でその平面形状を互いに同一形状に
形成されており、特に一方のガスケット6におけるシー
ルリップ部6bの頂部と凹部6c間の間隔dと、他方
のガスケット7におけるシールリップ部7bの頂部と凸
部7c間の間隔dとは互いに同一寸法に形成されてい
る。
【0039】上記凹部6cおよび凸部7cは、膜電極複
合体1の外側において互いに直接対向しかつ互いに係合
するものであって、この凹部6cおよび凸部7cが互い
に係合することによって両ガスケット6,7の平面上の
位置が合致せしめられ、両ガスケット6,7のシールラ
インの平面上の位置が合致せしめられる。したがってセ
ルないしスタックの組立時にガスケット6,7をセパレ
ータ4,5に組み付けるに際しては、この凹部6cおよ
び凸部7cよりなる位置決め部10を係合させた状態で
ガスケット6,7をセパレータ4,5間に挟み込む。ガ
スケット6,7のシールラインは、シールリップ部6
b,7bの頂部を辿ることによって特定されるガスケッ
ト平面上の線である。凹部6cおよび凸部7cは、この
シールラインに沿ってその外側に平面上連続的に設けら
れるが、平面上断続的に複数を設けるようにしても良
い。凸部7cは断面山形ないし三角形状に形成されてお
り、凹部6cはこれに対応する断面形状に形成されてい
る。
【0040】上記構成のガスケットによれば、上記した
ようにガスケット6,7に設けた凹部6cおよび凸部7
cの組み合わせよりなる位置決め部10を係合させるこ
とにより、ガスケット6,7のシールラインの平面上の
位置を合致させることが可能である。したがって、位置
決め部10を係合させてガスケット6,7のシールライ
ンの平面上の位置を合致させることにより、シールライ
ンのずれを原因とするガスケット6,7の面圧および反
力の極端な低下を防止することができ、これにより安定
したシール性能を得ることができる。
【0041】また、凹部6cおよび凸部7cよりなる位
置決め部10を係合させた状態でガスケット6,7をセ
パレータ4,5間に挟み込むことによってガスケット
6,7のシールラインの平面上の位置を合致させること
が可能であるために、ガスケット6,7をセパレータ
4,5間に挟み込むに際しては、各ガスケット6,7の
各セパレータ4,5に対する位置精度を厳しく管理する
必要がない(位置精度を厳しく管理しなくても、位置決
め部10を係合させた状態でガスケット6,7をセパレ
ータ4,5間に挟み込めば自動的にガスケット6,7の
シールラインの平面上の位置が合致する)。したがっ
て、組立作業を容易化することができる。
【0042】第三実施例・・・図3は、本発明の第三実
施例に係るガスケットを備えた燃料電池セルの要部断面
を示しており、このセルは以下のように構成されてい
る。
【0043】すなわち先ず、電解質膜(図示せず)の両
側(両面側、図上上側および下側)に触媒層(図示せ
ず)を担持した膜電極複合体1が設けられており、その
両側にガス拡散層2,3が配置されており、更にその両
側にセパレータ4,5が配置されて上記膜電極複合体1
およびガス拡散層2,3を両側から挟み込んでいる。膜
電極複合体1の周縁部(図上右端部)1aはガス拡散層
2,3の周縁部2a,3aよりも外側(図上右側)に突
出しており、セパレータ4,5の周縁部4a,5aは膜
電極複合体1の周縁部1aよりも更に外側に突出してい
る。
【0044】膜電極複合体1の周縁部1aの両側であっ
てセパレータ4,5の内面側にそれぞれガスケット6,
7が配置されており、このガスケット6,7はそれぞれ
粘着剤11,12よりなる接合手段により膜電極複合体
1の周縁部1aの一面または他面に貼着されている。
【0045】図上上側の一方のガスケット6は、一面に
上記粘着剤11を塗布した基部6aの他面にシールリッ
プ部6bを一体成形したものであって、基部6aの外側
に延長部6dが一体成形されており、この延長部6dの
一面に、位置決め部(調芯部とも称する)10の一方の
構成要素をなす凹部6cが一体的に設けられている。シ
ールリップ部6bは断面山形ないし三角形状に形成され
ており、その頂部(先端部)において、セパレータ4の
内面に形成した溝部4cの内面に密接してシール作用を
なす。延長部6dの他面はセパレータ4の内面に密接し
ており、副次的なシール部をなす場合がある。
【0046】また、図上下側の他方のガスケット7は、
一面に上記粘着剤12を塗布した基部7aの他面にシー
ルリップ部7bを一体成形したものであって、基部7a
の外側に延長部7dが一体成形されており、この延長部
7dの一面に、位置決め部10の他方の構成要素をなす
凸部7cが一体的に設けられている。シールリップ部7
bは断面山形ないし三角形状に形成されており、その頂
部(先端部)においてセパレータ5の内面に形成した溝
部5cの内面に密接してシール作用をなす。延長部7d
の他面はセパレータ5の内面に密接しており、副次的な
シール部をなす場合がある。
【0047】上記一対のガスケット6,7は、図示した
向かい合わせの状態でその平面形状を互いに同一形状に
形成されており、特に一方のガスケット6におけるシー
ルリップ部6bの頂部と凹部6c間の間隔dと、他方
のガスケット7におけるシールリップ部7bの頂部と凸
部7c間の間隔dとは互いに同一寸法に形成されてい
る。
【0048】上記凹部6cおよび凸部7cは、膜電極複
合体1の外側において互いに直接対向しかつ互いに係合
するものであって、この凹部6cおよび凸部7cが互い
に係合することによって両ガスケット6,7の平面上の
位置が合致せしめられ、両ガスケット6,7のシールラ
インの平面上の位置が合致せしめられる。したがってガ
スケット6,7を膜電極複合体1に取り付けるに際して
は、この凹部6cおよび凸部7cよりなる位置決め部1
0を係合させた状態でガスケット6,7を膜電極複合体
1に貼着することにより、電解質膜ないし膜電極複合体
一体型のガスケットを一組成形する。シールラインは、
シールリップ部6b,7bの頂部を辿ることによって特
定されるガスケット平面上の線である。凹部6cおよび
凸部7cはこのシールラインに沿ってその外側に平面上
連続的に設けられるが、平面上断続的に複数を設けるよ
うにしても良い。凸部7cは、断面四角形状に形成され
ており、凹部6cはこれに対応する断面形状に形成され
ている。
【0049】上記構成のガスケットによれば、上記した
ようにガスケット6,7に設けた凹部6cおよび凸部7
cの組み合わせよりなる位置決め部10を係合させるこ
とにより、ガスケット6,7のシールラインの平面上の
位置を合致させることが可能である。したがって、位置
決め部10を係合させてガスケット6,7のシールライ
ンの平面上の位置を合致させることにより、シールライ
ンのずれを原因とするガスケット6,7の面圧および反
力の極端な低下を防止することができ、これにより安定
したシール性能を得ることができる。
【0050】また、凹部6cおよび凸部7cよりなる位
置決め部10を係合させた状態でガスケット6,7を膜
電極複合体1に取り付けることによってガスケット6,
7のシールラインの平面上の位置を合致させることが可
能であるために、ガスケット6,7を膜電極複合体1に
取り付けるに際しては、各ガスケット6,7の膜電極複
合体1に対する位置精度を厳しく管理する必要がない
(位置精度を厳しく管理しなくても、位置決め部10を
係合させた状態でガスケット6,7を膜電極複合体1に
取り付ければ自動的にガスケット6,7のシールライン
の平面上の位置が合致する)。したがって、取付作業を
容易化することができる。
【0051】第四実施例・・・図4は、本発明の第四実
施例に係るガスケットを備えた燃料電池セルの要部断面
を示しており、このセルは以下のように構成されてい
る。
【0052】すなわち先ず、電解質膜(図示せず)の両
側(両面側、図上上側および下側)に触媒層(図示せ
ず)を担持した膜電極複合体1が設けられており、その
両側にガス拡散層2,3が配置されており、更にその両
側にセパレータ4,5が配置されて上記膜電極複合体1
およびガス拡散層2,3を両側から挟み込んでいる。膜
電極複合体1の周縁部(図上右端部)1aはガス拡散層
2,3の周縁部2a,3aよりも僅かに外側(図上右
側)に突出しており、セパレータ4,5の周縁部4a,
5aは膜電極複合体1の周縁部1aよりも更に外側に突
出している。
【0053】ガス拡散層2,3の周縁部2a,3a位置
であってセパレータ4,5の内面側にそれぞれガスケッ
ト6,7が配置されており、このガスケット6,7はそ
れぞれ射出成形時の含浸による接合手段によりガス拡散
層2,3の周縁部2a,3aに対して一体化されてお
り、ガス拡散層一体型のガスケットとされている。
【0054】図上上側の一方のガスケット6は、ガス拡
散層2の周縁部2aに含浸された含浸部6eの一面にシ
ールリップ部6bをガス拡散層2から突出するように一
体成形したものであって、含浸部6eの外側に延長部6
dがやはりガス拡散層2から突出するように一体成形さ
れており、この延長部6dの一面に、位置決め部(調芯
部とも称する)10の一方の構成要素をなす凹部6cが
一体的に設けられている。シールリップ部6bは断面山
形ないし三角形状に形成されており、その頂部(先端
部)において、セパレータ4の内面に形成した溝部4c
の内面に密接してシール作用をなす。延長部6dの他面
はセパレータ4の内面に密接しており、副次的なシール
部をなす場合がある。
【0055】また、図上下側の他方のガスケット7は、
ガス拡散層3の周縁部3aに含浸された含浸部7eの一
面にシールリップ部7bをガス拡散層3から突出するよ
うに一体成形したものであって、含浸部7eの外側に延
長部7dがやはりガス拡散層3から突出するように一体
成形されており、この延長部7dの一面に、位置決め部
10の他方の構成要素をなす凸部7cが一体的に設けら
れている。シールリップ部7bは断面山形ないし三角形
状に形成されており、その頂部(先端部)において、セ
パレータ5の内面に形成した溝部5cの内面に密接して
シール作用をなす。延長部7dの他面はセパレータ5の
内面に密接しており、副次的なシール部をなす場合があ
る。
【0056】上記一対のガスケット6,7は、図示した
向かい合わせの状態でその平面形状を互いに同一形状に
形成されており、特に一方のガスケット6におけるシー
ルリップ部6bの頂部と凹部6c間の間隔dと、他方
のガスケット7におけるシールリップ部7bの頂部と凸
部7c間の間隔dとは互いに同一寸法に形成されてい
る。
【0057】上記凹部6cおよび凸部7cは、膜電極複
合体1の外側において互いに直接対向しかつ互いに係合
するものであって、この凹部6cおよび凸部7cが互い
に係合することによって両ガスケット6,7の平面上の
位置が合致せしめられ、両ガスケット6,7のシールラ
インの平面上の位置が合致せしめられる。したがってセ
ルないしスタックの組立時にガス拡散層2,3によって
膜電極複合体1を挟み込むに際しては、この凹部6cお
よび凸部7cよりなる位置決め部10を係合させた状態
でガス拡散層2,3によって膜電極複合体1を挟み込
む。シールラインは、シールリップ部6b,7bの頂部
を辿ることによって特定されるガスケット平面上の線で
ある。凹部6cおよび凸部7cはこのシールラインに沿
ってその外側に平面上連続的に設けられるが、平面上断
続的に複数を設けるようにしても良い。凸部7cは、断
面四角形状に形成されており、凹部6cはこれに対応す
る断面形状に形成されている。
【0058】上記構成のガスケットによれば、上記した
ようにガスケット6,7に設けた凹部6cおよび凸部7
cの組み合わせよりなる位置決め部10を係合させるこ
とにより、ガスケット6,7のシールラインの平面上の
位置を合致させることが可能である。したがって、位置
決め部10を係合させてガスケット6,7のシールライ
ンの平面上の位置を合致させることにより、シールライ
ンのずれを原因とするガスケット6,7の面圧および反
力の極端な低下を防止することができ、これにより安定
したシール性能を得ることができる。
【0059】また、凹部6cおよび凸部7cよりなる位
置決め部10を係合させた状態でガス拡散層2,3によ
り膜電極複合体1を挟み込むことによってガスケット
6,7のシールラインの平面上の位置を合致させること
が可能であるために、ガス拡散層2,3によって膜電極
複合体1を挟み込むに際しては、各ガス拡散層2,3の
膜電極複合体1に対する位置精度を厳しく管理する必要
がない(位置精度を厳しく管理しなくても、位置決め部
10を係合させた状態でガス拡散層2,3によって膜電
極複合体1を挟み込めば自動的にガスケット6,7のシ
ールラインの平面上の位置が合致する)。したがって、
組立作業を容易化することができる。
【0060】
【発明の効果】本発明は、以下の効果を奏する。
【0061】すなわち、上記構成を備えた本発明の各請
求項によるガスケットにおいては、一対のガスケットに
設けた位置決め部を係合させることにより両ガスケット
のシールラインを平面上合致させることができる。した
がって、位置決め部を係合させてガスケットのシールラ
インを平面上合致させることにより、シールラインのず
れを原因とするガスケットの面圧および反力の極端な低
下を防止することができ、これにより安定したシール性
能を得ることができる。
【0062】また、位置決め部を係合させた状態で、ガ
スケットをセパレータや電解質膜に取り付けたり、ガス
ケットをセパレータ間に挟み込んだり、ガスケットを一
体化させたガス拡散層によって電解質膜を挟み込んだり
することによってガスケットのシールラインを平面上合
致させることができるために、部品の取付位置精度や組
付位置精度をそれほど厳しく管理する必要がない。した
がって、取付作業や組立作業を容易化することができ
る。
【0063】またこれに加えて、上記構成を備えた請求
項5ないし7によるガスケットによれば、セパレータ一
体型ガスケット、電解質膜一体型ガスケットまたはガス
拡散層一体型ガスケットが形成されるために、セルまた
はスタックの組立時における部品点数を削減することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一実施例に係るガスケットを備えた
燃料電池セルの要部断面図
【図2】本発明の第二実施例に係るガスケットを備えた
燃料電池セルの要部断面図
【図3】本発明の第三実施例に係るガスケットを備えた
燃料電池セルの要部断面図
【図4】本発明の第四実施例に係るガスケットを備えた
燃料電池セルの要部断面図
【符号の説明】
1 膜電極複合体 1a,2a,3a,4a,5a 周縁部 2,3 ガス拡散層 4,5 セパレータ 4b,5b 装着溝 4c,5c 溝部 6,7 ガスケット 6a,7a 基部 6b,7b シールリップ部 6c 凹部 6d,7d 延長部 6e,7e 含浸部 7c 凸部 8,9 接着剤 10 位置決め部 11,12 粘着剤

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電解質膜の両側に配置されてシール作用
    をなす一対のガスケット(6)(7)であって、前記一
    対のガスケット(6)(7)のシールラインが平面上合
    致するように前記一対のガスケット(6)(7)の位置
    決めをなす位置決め部(10)が前記一対のガスケット
    (6)(7)に設けられていることを特徴とする燃料電
    池用ガスケット。
  2. 【請求項2】 請求項1の燃料電池用ガスケットにおい
    て、 位置決め部(10)が、一方のガスケット(6)に設け
    られた凹部(6c)と、他方のガスケット(7)に設け
    られて前記凹部(6c)と係合する凸部(7c)との組
    み合わせよりなり、前記凹部(6c)および凸部(7
    c)が係合した状態で前記一対のガスケット(6)
    (7)のシールラインの平面位置が合致することを特徴
    とする燃料電池用ガスケット。
  3. 【請求項3】 請求項1または2の燃料電池用ガスケッ
    トにおいて、 位置決め部(10)がガスケット(6)(7)のシール
    ラインに沿って連続的に設けられていることを特徴とす
    る燃料電池用ガスケット。
  4. 【請求項4】 請求項1または2の燃料電池用ガスケッ
    トにおいて、 位置決め部(10)がガスケット(6)(7)のシール
    ラインに沿って断続的に設けられていることを特徴とす
    る燃料電池用ガスケット。
  5. 【請求項5】 請求項1ないし4の何れかに記載された
    燃料電池用ガスケットにおいて、 ガスケット(6)(7)が接着剤等の接合手段によって
    セパレータ(4)(5)と一体化されていることを特徴
    とするセパレータ一体型のガスケット。
  6. 【請求項6】 請求項1ないし4の何れかに記載された
    燃料電池用ガスケットにおいて、 ガスケット(6)(7)が接着剤または熱圧着等の接合
    手段によって電解質膜と一体化されていることを特徴と
    する電解質膜一体型のガスケット。
  7. 【請求項7】 請求項1ないし4の何れかに記載された
    燃料電池用ガスケットにおいて、 ガスケット(6)(7)がプレス成形または射出成形等
    の接合手段によってガス拡散層(2)(3)と一体化さ
    れていることを特徴とするガス拡散層一体型のガスケッ
    ト。
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