JP2003100322A - 燃料電池 - Google Patents
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 セパレータおよび電極構造体の間の各シール
部材により各種流路を確実に密封しながら、燃料電池を
小型軽量化する。 【解決手段】 各セパレータ４，５に、ガスシール部材
６，７の外側に設けられる反応ガスおよび冷却媒体の連
通孔１８と、ガスシール部材６，７をセパレータ４，５
の厚さ方向に迂回して反応ガスの連通孔１８とガス流路
８，９とを連絡する連絡路２５とを設け、冷却媒体流路
を反応ガスの連通孔１８に対して密封する冷却面シール
部材２７を、連絡路２５から連通孔１８側にずれた位置
に配置する。一方のセパレータ５の連通孔１８と反応ガ
ス流路９との間に凸部３０を設けるとともに、他方のセ
パレータ４に前記凸部３０を受け入れる凹部３２を設け
る。
部材により各種流路を確実に密封しながら、燃料電池を
小型軽量化する。 【解決手段】 各セパレータ４，５に、ガスシール部材
６，７の外側に設けられる反応ガスおよび冷却媒体の連
通孔１８と、ガスシール部材６，７をセパレータ４，５
の厚さ方向に迂回して反応ガスの連通孔１８とガス流路
８，９とを連絡する連絡路２５とを設け、冷却媒体流路
を反応ガスの連通孔１８に対して密封する冷却面シール
部材２７を、連絡路２５から連通孔１８側にずれた位置
に配置する。一方のセパレータ５の連通孔１８と反応ガ
ス流路９との間に凸部３０を設けるとともに、他方のセ
パレータ４に前記凸部３０を受け入れる凹部３２を設け
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電極構造体をセパ
レータで挟持してなる燃料電池セルを複数積層して構成
された燃料電池に関するものである。
レータで挟持してなる燃料電池セルを複数積層して構成
された燃料電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】燃料電池セルには、固体高分子電解質膜
の両側にそれぞれアノード電極およびカソード電極を配
置してなる電極構造体を、一対のセパレータで挟持する
ことにより平板状に構成されたものがある。このように
構成された燃料電池セルは、その厚さ方向に複数積層さ
れることにより燃料電池を構成している。
の両側にそれぞれアノード電極およびカソード電極を配
置してなる電極構造体を、一対のセパレータで挟持する
ことにより平板状に構成されたものがある。このように
構成された燃料電池セルは、その厚さ方向に複数積層さ
れることにより燃料電池を構成している。
【０００３】各燃料電池セルでは、アノード電極に対向
配置されるアノード側セパレータの一面に燃料ガス（例
えば、水素）の流路が設けられ、カソード電極に対向配
置されるカソード側セパレータの一面に酸化剤ガス（例
えば、酸素を含む空気）の流路が設けられている。ま
た、隣接する燃料電池セルの隣接するセパレータ間に
は、冷却媒体（例えば、純水）の流路が設けられてい
る。
配置されるアノード側セパレータの一面に燃料ガス（例
えば、水素）の流路が設けられ、カソード電極に対向配
置されるカソード側セパレータの一面に酸化剤ガス（例
えば、酸素を含む空気）の流路が設けられている。ま
た、隣接する燃料電池セルの隣接するセパレータ間に
は、冷却媒体（例えば、純水）の流路が設けられてい
る。
【０００４】そして、アノード電極の電極反応面に燃料
ガスを供給すると、ここで水素がイオン化され、固体高
分子電解質膜を介してカソード電極に移動する。この間
に生じた電子は外部回路に取り出され、直流の電気エネ
ルギとして利用される。カソード電極においては、酸化
剤ガスが供給されているため、水素イオン、電子、およ
び酸素が反応して、水が生成される。電極反応面では、
水が生成される際に熱が発生するので、セパレータ間に
流通させられる冷却媒体によって冷却されるようになっ
ている。
ガスを供給すると、ここで水素がイオン化され、固体高
分子電解質膜を介してカソード電極に移動する。この間
に生じた電子は外部回路に取り出され、直流の電気エネ
ルギとして利用される。カソード電極においては、酸化
剤ガスが供給されているため、水素イオン、電子、およ
び酸素が反応して、水が生成される。電極反応面では、
水が生成される際に熱が発生するので、セパレータ間に
流通させられる冷却媒体によって冷却されるようになっ
ている。
【０００５】これら燃料ガス、酸化剤ガス（総称して反
応ガス）および冷却媒体は、各々独立した流路に流通さ
せる必要があるため、各流路間を液密または気密状態に
仕切るシール技術が重要となる。密封すべき部位として
は、例えば、反応ガスおよび冷却媒体を燃料電池の各燃
料電池セルに分配供給するために貫通形成された供給口
の周囲、各燃料電池セルから排出された反応ガスおよび
冷却媒体をそれぞれ収集して排出する排出口の周囲、電
極構造体の外周、隣接する燃料電池セルのセパレータ間
の外周等がある。シール部材としては、有機ゴム等の柔
らかくて、適度に反発力のある材質のものが採用されて
いる。
応ガス）および冷却媒体は、各々独立した流路に流通さ
せる必要があるため、各流路間を液密または気密状態に
仕切るシール技術が重要となる。密封すべき部位として
は、例えば、反応ガスおよび冷却媒体を燃料電池の各燃
料電池セルに分配供給するために貫通形成された供給口
の周囲、各燃料電池セルから排出された反応ガスおよび
冷却媒体をそれぞれ収集して排出する排出口の周囲、電
極構造体の外周、隣接する燃料電池セルのセパレータ間
の外周等がある。シール部材としては、有機ゴム等の柔
らかくて、適度に反発力のある材質のものが採用されて
いる。
【０００６】一方、近年、実車への搭載に向けた実用化
の動きの中で、燃料電池の小型軽量化、低コスト化が大
きな課題となっている。燃料電池を小型化するために
は、燃料電池を構成する各燃料電池セルを薄くするこ
と、具体的には、各燃料電池セル内部に形成されている
反応ガスの流路を十分に確保しながら、セパレータ間の
間隔寸法を小さくすることや、セパレータを薄肉化する
ことが考えられる。
の動きの中で、燃料電池の小型軽量化、低コスト化が大
きな課題となっている。燃料電池を小型化するために
は、燃料電池を構成する各燃料電池セルを薄くするこ
と、具体的には、各燃料電池セル内部に形成されている
反応ガスの流路を十分に確保しながら、セパレータ間の
間隔寸法を小さくすることや、セパレータを薄肉化する
ことが考えられる。
【０００７】ところが、セパレータを薄肉化することに
は、セパレータの強度や燃料電池の剛性上限界がある。
また、セパレータ間の間隔寸法を小さくするには、シー
ル部材の高さ寸法を低減することが効果的であるが、必
要十分な密封性を確保するためには、十分な潰れ代を確
保し得る高さ寸法が必要となるため、その低減にも自ず
と限界がある。
は、セパレータの強度や燃料電池の剛性上限界がある。
また、セパレータ間の間隔寸法を小さくするには、シー
ル部材の高さ寸法を低減することが効果的であるが、必
要十分な密封性を確保するためには、十分な潰れ代を確
保し得る高さ寸法が必要となるため、その低減にも自ず
と限界がある。
【０００８】さらに、燃料電池セルにおいて、シール部
材が占有する体積は、反応ガスおよび冷却媒体を密封す
るために必要不可欠ではあるものの、実質的に発電に寄
与しない空間であるため、極力小さくする必要がある。
材が占有する体積は、反応ガスおよび冷却媒体を密封す
るために必要不可欠ではあるものの、実質的に発電に寄
与しない空間であるため、極力小さくする必要がある。
【０００９】図２３は、従来の燃料電池を示す平面図で
ある。図中、符号１０７は、燃料電池１０６をセパレー
タ１０９、１１０の積層方向に貫通する燃料ガス供給
口、排出口、酸化剤ガス供給口、排出口、冷却媒体供給
口、排出口などの連通孔である。また、符号１１２は、
セパレータ１０９，１１０に沿って複数の燃料ガス流
路、酸化剤ガス流路および冷却媒体流路が形成されてい
る領域である。
ある。図中、符号１０７は、燃料電池１０６をセパレー
タ１０９、１１０の積層方向に貫通する燃料ガス供給
口、排出口、酸化剤ガス供給口、排出口、冷却媒体供給
口、排出口などの連通孔である。また、符号１１２は、
セパレータ１０９，１１０に沿って複数の燃料ガス流
路、酸化剤ガス流路および冷却媒体流路が形成されてい
る領域である。
【００１０】図２４は、図２３の線Ｘ−Ｘで切断した従
来の燃料電池１０６を示す縦断面図である。平面視にお
いて、発電に寄与しないシール部材の占有体積を極力小
さくするために、従来は、燃料ガス流路１００および酸
化剤ガス流路１０１をそれぞれ密封するガスシール部材
１０２，１０３と、冷却媒体流路を密封する冷却面シー
ル部材１０４とを、燃料電池セル１０５の積層方向に一
列に並べて配置することにより、燃料電池１０６の積層
方向の外形寸法を最小限に抑制している。
来の燃料電池１０６を示す縦断面図である。平面視にお
いて、発電に寄与しないシール部材の占有体積を極力小
さくするために、従来は、燃料ガス流路１００および酸
化剤ガス流路１０１をそれぞれ密封するガスシール部材
１０２，１０３と、冷却媒体流路を密封する冷却面シー
ル部材１０４とを、燃料電池セル１０５の積層方向に一
列に並べて配置することにより、燃料電池１０６の積層
方向の外形寸法を最小限に抑制している。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに構成される燃料電池１０６の場合に、各流路１０
０，１０１を密封するガスシール部材１０２，１０３お
よび冷却面シール部材１０４の全てを燃料電池セル１０
５の積層方向に一列に並べて配置すると、燃料電池１０
６の厚さ寸法を、各燃料電池セル１０５の最小厚み寸法
に冷却面シール部材１０４の高さ寸法を加えて積層数倍
した値より小さくすることができないという不都合があ
る。
うに構成される燃料電池１０６の場合に、各流路１０
０，１０１を密封するガスシール部材１０２，１０３お
よび冷却面シール部材１０４の全てを燃料電池セル１０
５の積層方向に一列に並べて配置すると、燃料電池１０
６の厚さ寸法を、各燃料電池セル１０５の最小厚み寸法
に冷却面シール部材１０４の高さ寸法を加えて積層数倍
した値より小さくすることができないという不都合があ
る。
【００１２】このことをさらに詳しく説明するために、
再度図２４を参照する。図２４は、燃料電池１０６を燃
料ガス供給口１０７近傍で燃料電池セル１０５の積層方
向に切断した縦断面図である。この図２４によれば、ガ
スシール部材１０２、１０３によって密封状態に隔離さ
れた燃料ガス供給口１０７と燃料ガス流路１００とが連
絡路１０８によって連絡されている。該連絡路１０８
は、燃料ガス流路１００の周囲を全周にわたって密封し
ているガスシール部材１０２をセパレータ１０９の厚さ
方向に迂回するようにセパレータ１０９に設けられてい
る。また、セパレータ１１０も酸化剤ガス供給口（図示
略）において同様の連絡路（図示略）を有している。
再度図２４を参照する。図２４は、燃料電池１０６を燃
料ガス供給口１０７近傍で燃料電池セル１０５の積層方
向に切断した縦断面図である。この図２４によれば、ガ
スシール部材１０２、１０３によって密封状態に隔離さ
れた燃料ガス供給口１０７と燃料ガス流路１００とが連
絡路１０８によって連絡されている。該連絡路１０８
は、燃料ガス流路１００の周囲を全周にわたって密封し
ているガスシール部材１０２をセパレータ１０９の厚さ
方向に迂回するようにセパレータ１０９に設けられてい
る。また、セパレータ１１０も酸化剤ガス供給口（図示
略）において同様の連絡路（図示略）を有している。
【００１３】したがって、各セパレータ１０９，１１０
は、連絡路１０８を形成するために比較的厚く形成され
ているが、各シール部材１０２〜１０４が配置されてい
るシールラインの位置においては、図２４の断面に見ら
れるように、強度を確保するための最小限度の肉厚寸法
となっており、それ以上の薄肉化を図ることができな
い。
は、連絡路１０８を形成するために比較的厚く形成され
ているが、各シール部材１０２〜１０４が配置されてい
るシールラインの位置においては、図２４の断面に見ら
れるように、強度を確保するための最小限度の肉厚寸法
となっており、それ以上の薄肉化を図ることができな
い。
【００１４】また、各シール部材１０２〜１０４は、密
封性を確保するために必要最小限の高さ寸法とされてい
るので、これらシール部材１０２〜１０４の高さ寸法も
それ以上低減することはできない。
封性を確保するために必要最小限の高さ寸法とされてい
るので、これらシール部材１０２〜１０４の高さ寸法も
それ以上低減することはできない。
【００１５】その結果、燃料電池１０６の厚さ寸法は、
２枚のセパレータ１０９，１１０の最小肉厚寸法、連絡
路１０８を構成するための厚さ寸法、２つのガスシール
部材１０２，１０３の高さ寸法、固体高分子電解質膜１
１１の厚さ寸法および冷却面シール部材１０４の高さ寸
法を加えたものを積層数倍した寸法となるが、これらは
全て必要不可欠な寸法であるため、それ以上の寸法低減
を図ることは困難であった。
２枚のセパレータ１０９，１１０の最小肉厚寸法、連絡
路１０８を構成するための厚さ寸法、２つのガスシール
部材１０２，１０３の高さ寸法、固体高分子電解質膜１
１１の厚さ寸法および冷却面シール部材１０４の高さ寸
法を加えたものを積層数倍した寸法となるが、これらは
全て必要不可欠な寸法であるため、それ以上の寸法低減
を図ることは困難であった。
【００１６】本発明は、上述した事情に鑑みてなされた
ものであって、燃料電池を構成するセパレータおよび電
極構造体の間の各シール部材により各種流路を確実に密
封しながら、積層方向の寸法を低減して小型軽量化した
燃料電池を提供することを目的としている。
ものであって、燃料電池を構成するセパレータおよび電
極構造体の間の各シール部材により各種流路を確実に密
封しながら、積層方向の寸法を低減して小型軽量化した
燃料電池を提供することを目的としている。
【００１７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１の発明に係る燃料電池は、電解質の両面に
それぞれ電極を配した電極構造体（例えば、実施形態に
おける電極構造体１０）と、該電極構造体を厚さ方向に
挟む一対のセパレータ（例えば、実施形態におけるセパ
レータ４，５）と、前記電極構造体の外周部に配置さ
れ、各セパレータと前記電極構造体との間に挟まれて両
者間に形成される反応ガス流路（例えば、実施形態にお
ける燃料ガス流路８，酸化剤ガス流路９）をそれぞれ密
封するガスシール部材（例えば、実施形態におけるガス
シール部材６，７）とから構成された複数の燃料電池セ
ル（例えば、実施形態における燃料電池セル２）を、こ
れら燃料電池セル間に形成される冷却媒体流路を密封す
る冷却面シール部材（例えば、実施形態における冷却面
シール部材２７）を挟んで積層してなる燃料電池（例え
ば、実施形態における燃料電池１）であって、前記各セ
パレータに、前記ガスシール部材の電極構造体シール部
（主環状部６ａ，７ａ）外側に設けられる反応ガス連通
孔（例えば、実施形態における燃料ガス供給口１７，酸
化剤ガス供給口１８，燃料ガス排出口２０，酸化剤ガス
排出口２１）および冷却媒体連通孔（例えば、実施形態
における冷却媒体供給口１９，冷却媒体排出口２２）と
前記各セパレータに、前記ガスシール部材の電極構造体
シール部外側に設けられる反応ガス連通孔および冷却媒
体連通孔と、前記ガスシール部材の電極構造体シール部
をセパレータの厚さ方向に迂回して反応ガス連通孔と反
応ガス流路を連絡する反応ガス連絡路（例えば、実施形
態における燃料ガス連絡路２３，酸化剤ガス連絡路２
５）とが設けられ、少なくとも一方のセパレータ（例え
ば、実施形態におけるセパレータ５）に前記反応ガス連
絡路（例えば、実施形態における酸化剤ガス連絡路２
５）の裏側を少なくとも反応ガス連絡路に対応する領域
にわたって突出させた凸部（例えば、実施形態における
凸部３０）が設けられるとともに、他方のセパレータ
（例えば、実施形態におけるセパレータ４）に前記凸部
を受け入れる凹部（例えば、実施形態における凹部３
２）が設けられていることを特徴とする。
に、請求項１の発明に係る燃料電池は、電解質の両面に
それぞれ電極を配した電極構造体（例えば、実施形態に
おける電極構造体１０）と、該電極構造体を厚さ方向に
挟む一対のセパレータ（例えば、実施形態におけるセパ
レータ４，５）と、前記電極構造体の外周部に配置さ
れ、各セパレータと前記電極構造体との間に挟まれて両
者間に形成される反応ガス流路（例えば、実施形態にお
ける燃料ガス流路８，酸化剤ガス流路９）をそれぞれ密
封するガスシール部材（例えば、実施形態におけるガス
シール部材６，７）とから構成された複数の燃料電池セ
ル（例えば、実施形態における燃料電池セル２）を、こ
れら燃料電池セル間に形成される冷却媒体流路を密封す
る冷却面シール部材（例えば、実施形態における冷却面
シール部材２７）を挟んで積層してなる燃料電池（例え
ば、実施形態における燃料電池１）であって、前記各セ
パレータに、前記ガスシール部材の電極構造体シール部
（主環状部６ａ，７ａ）外側に設けられる反応ガス連通
孔（例えば、実施形態における燃料ガス供給口１７，酸
化剤ガス供給口１８，燃料ガス排出口２０，酸化剤ガス
排出口２１）および冷却媒体連通孔（例えば、実施形態
における冷却媒体供給口１９，冷却媒体排出口２２）と
前記各セパレータに、前記ガスシール部材の電極構造体
シール部外側に設けられる反応ガス連通孔および冷却媒
体連通孔と、前記ガスシール部材の電極構造体シール部
をセパレータの厚さ方向に迂回して反応ガス連通孔と反
応ガス流路を連絡する反応ガス連絡路（例えば、実施形
態における燃料ガス連絡路２３，酸化剤ガス連絡路２
５）とが設けられ、少なくとも一方のセパレータ（例え
ば、実施形態におけるセパレータ５）に前記反応ガス連
絡路（例えば、実施形態における酸化剤ガス連絡路２
５）の裏側を少なくとも反応ガス連絡路に対応する領域
にわたって突出させた凸部（例えば、実施形態における
凸部３０）が設けられるとともに、他方のセパレータ
（例えば、実施形態におけるセパレータ４）に前記凸部
を受け入れる凹部（例えば、実施形態における凹部３
２）が設けられていることを特徴とする。
【００１８】この発明に係る燃料電池によれば、前記一
方のセパレータに凸部を設けたので、このセパレータの
厚みを最小限度まで薄くして、反応ガス連絡路を形成す
るのに必要な厚みを確保することができる。また、前記
他方のセパレータに前記凸部を受け入れる凹部を設けた
ので、前記凸部による厚みの増加を前記凹部で打ち消す
ことができる。したがって、反応ガス連絡路を形成する
のに必要な厚みを、一方のセパレータと他方のセパレー
タとの双方で確保していればよく、各セパレータごとに
反応ガス連絡路を形成するのに必要な厚みを確保する必
要がない。このため、その分だけそれぞれのセパレータ
に必要な厚みを低減することができ、各燃料電池セル毎
に厚さ寸法を低減することができる。なお、一対のセパ
レータのうち、一方のセパレータに前記反応ガス連絡路
を形成するのに必要な厚みを確保させておけば、前記凸
部を設けなくても反応ガス連絡路を形成することができ
る。したがって、他方のセパレータに前記凸部に対応す
る凹部を設ける必要がなくなるため、他方のセパレータ
の厚みを最小限度とすることができる。このようにすれ
ば、双方のセパレータを合わせた厚みを最小限度に保持
するとともに、凸部と凹部を双方のセパレータに形成す
る場合に比べて形成する箇所が半減するため、製造工程
が容易となる。燃料電池では、数百に及ぶ燃料電池セル
を積層するので、燃料電池全体としては、各燃料電池セ
ル毎に低減された厚さの積層数倍の大幅な小型化を図る
ことができる。
方のセパレータに凸部を設けたので、このセパレータの
厚みを最小限度まで薄くして、反応ガス連絡路を形成す
るのに必要な厚みを確保することができる。また、前記
他方のセパレータに前記凸部を受け入れる凹部を設けた
ので、前記凸部による厚みの増加を前記凹部で打ち消す
ことができる。したがって、反応ガス連絡路を形成する
のに必要な厚みを、一方のセパレータと他方のセパレー
タとの双方で確保していればよく、各セパレータごとに
反応ガス連絡路を形成するのに必要な厚みを確保する必
要がない。このため、その分だけそれぞれのセパレータ
に必要な厚みを低減することができ、各燃料電池セル毎
に厚さ寸法を低減することができる。なお、一対のセパ
レータのうち、一方のセパレータに前記反応ガス連絡路
を形成するのに必要な厚みを確保させておけば、前記凸
部を設けなくても反応ガス連絡路を形成することができ
る。したがって、他方のセパレータに前記凸部に対応す
る凹部を設ける必要がなくなるため、他方のセパレータ
の厚みを最小限度とすることができる。このようにすれ
ば、双方のセパレータを合わせた厚みを最小限度に保持
するとともに、凸部と凹部を双方のセパレータに形成す
る場合に比べて形成する箇所が半減するため、製造工程
が容易となる。燃料電池では、数百に及ぶ燃料電池セル
を積層するので、燃料電池全体としては、各燃料電池セ
ル毎に低減された厚さの積層数倍の大幅な小型化を図る
ことができる。
【００１９】請求項２の発明に係る燃料電池は、前記冷
却媒体流路を前記反応ガス連通孔に対して密封する冷却
面シール部材が、前記反応ガス連絡路に対して前記反応
ガス連通孔側にずれた位置に設けられていることを特徴
とする。
却媒体流路を前記反応ガス連通孔に対して密封する冷却
面シール部材が、前記反応ガス連絡路に対して前記反応
ガス連通孔側にずれた位置に設けられていることを特徴
とする。
【００２０】この発明に係る燃料電池によれば、冷却媒
体流路を密封する冷却面シール部材が連絡路から連通孔
側にずれた位置に配置されているので、冷却面シール部
材の積層方向の位置をガスシール部材の近傍に設けられ
ている連絡路とは無関係に決定することが可能となる。
その結果、燃料電池セルの積層方向に沿う連絡路の位置
と冷却面シール部材の位置とを重なり合わせることが可
能となる。これにより、その重なり合った寸法分だけ、
各燃料電池セル毎に厚さ寸法を低減することが可能とな
る。
体流路を密封する冷却面シール部材が連絡路から連通孔
側にずれた位置に配置されているので、冷却面シール部
材の積層方向の位置をガスシール部材の近傍に設けられ
ている連絡路とは無関係に決定することが可能となる。
その結果、燃料電池セルの積層方向に沿う連絡路の位置
と冷却面シール部材の位置とを重なり合わせることが可
能となる。これにより、その重なり合った寸法分だけ、
各燃料電池セル毎に厚さ寸法を低減することが可能とな
る。
【００２１】請求項３の発明に係る燃料電池は、前記冷
却面シール部材が、前記反応ガス連絡路近傍を除き、積
層方向からみて、前記ガスシール部材と略同一位置に配
置されていることを特徴とする。
却面シール部材が、前記反応ガス連絡路近傍を除き、積
層方向からみて、前記ガスシール部材と略同一位置に配
置されていることを特徴とする。
【００２２】この発明に係る燃料電池によれば、ガスシ
ール部材を厚さ方向に迂回して形成される連絡路近傍
は、該連絡路の高さ分だけセパレータを厚くせざるを得
ないため、冷却面シール部材を連通孔側にずらして、ガ
スシール部材と冷却面シール部材とが、同一のシールラ
インに配されることを回避し、連絡路近傍以外の部分で
は、ガスシール部材と冷却面シール部材とを燃料電池セ
ルの積層方向に一列に並んだ位置に配することにより、
燃料電池セルの面積を低減することが可能となる。ま
た、連通孔近傍でシールラインをずらすことにより、請
求項１記載の燃料電池と同様に、冷却面シール部材と連
絡路とを積層方向に重なり合う位置に配置することが可
能となり、冷却面シール部材とガスシール部材とを積層
方向に近接させて燃料電池の厚さを低減することができ
る。
ール部材を厚さ方向に迂回して形成される連絡路近傍
は、該連絡路の高さ分だけセパレータを厚くせざるを得
ないため、冷却面シール部材を連通孔側にずらして、ガ
スシール部材と冷却面シール部材とが、同一のシールラ
インに配されることを回避し、連絡路近傍以外の部分で
は、ガスシール部材と冷却面シール部材とを燃料電池セ
ルの積層方向に一列に並んだ位置に配することにより、
燃料電池セルの面積を低減することが可能となる。ま
た、連通孔近傍でシールラインをずらすことにより、請
求項１記載の燃料電池と同様に、冷却面シール部材と連
絡路とを積層方向に重なり合う位置に配置することが可
能となり、冷却面シール部材とガスシール部材とを積層
方向に近接させて燃料電池の厚さを低減することができ
る。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施形態に
係る燃料電池１について、図面を用いて詳細に説明す
る。本実施形態に係る燃料電池１は、図１２に示される
ように、燃料電池セル２を複数積層して構成されてい
る。燃料電池セル２は、図１に示されるように、電極構
造体３を一対のセパレータ４，５で挟持することにより
構成されている。電極構造体３と各セパレータ４，５と
の間には、ガスシール部材６，７がそれぞれ配置されて
いる。これらガスシール部材６，７は、図１２に示され
るように、電極構造体３の両側に燃料ガス流路８と酸化
剤ガス流路９とを密封状態に画定している。
係る燃料電池１について、図面を用いて詳細に説明す
る。本実施形態に係る燃料電池１は、図１２に示される
ように、燃料電池セル２を複数積層して構成されてい
る。燃料電池セル２は、図１に示されるように、電極構
造体３を一対のセパレータ４，５で挟持することにより
構成されている。電極構造体３と各セパレータ４，５と
の間には、ガスシール部材６，７がそれぞれ配置されて
いる。これらガスシール部材６，７は、図１２に示され
るように、電極構造体３の両側に燃料ガス流路８と酸化
剤ガス流路９とを密封状態に画定している。
【００２４】前記電極構造体３は、例えば、図２および
図１２に示されるように、ペルフルオロスルホン酸ポリ
マーからなる固体高分子電解質膜１０（以下、単に電解
質膜という。）と、この電解質膜１０の両面を挟むアノ
ード電極１１およびカソード電極１２とを有している。
電解質膜１０は、例えば、図２に示されるように、複数
の貫通孔１０ａを有している。電解質膜１０は、後述す
るセパレータ４，５と同等の大きさを有し、各貫通孔１
０ａは、セパレータ４，５の各供給口１７〜１９および
各排出口２０〜２２に対応する位置に配置されている。
図１２に示されるように、ペルフルオロスルホン酸ポリ
マーからなる固体高分子電解質膜１０（以下、単に電解
質膜という。）と、この電解質膜１０の両面を挟むアノ
ード電極１１およびカソード電極１２とを有している。
電解質膜１０は、例えば、図２に示されるように、複数
の貫通孔１０ａを有している。電解質膜１０は、後述す
るセパレータ４，５と同等の大きさを有し、各貫通孔１
０ａは、セパレータ４，５の各供給口１７〜１９および
各排出口２０〜２２に対応する位置に配置されている。
【００２５】前記アノード電極１１およびカソード電極
１２は、例えば、多孔質カーボンクロスまたは多孔質カ
ーボンペーパーからなるガス拡散層の電解質膜１０と接
する一表面に、Ｐｔを主体とする合金からなる触媒層を
積層させることにより構成されている。
１２は、例えば、多孔質カーボンクロスまたは多孔質カ
ーボンペーパーからなるガス拡散層の電解質膜１０と接
する一表面に、Ｐｔを主体とする合金からなる触媒層を
積層させることにより構成されている。
【００２６】燃料電池セル２を構成するセパレータ４，
５には、２種類のセパレータ４，５がある。各セパレー
タ４，５は、図３および図４に示されるように、いずれ
もカーボン製平板の表面に、複数の溝１３〜１６（図１
３（ｂ）参照）を削り込むことにより、一定の高さを有
する凹凸が一定のパターンで多数形成された波板部４
ａ，５ａと、該波板部４ａ，５ａに流通させる燃料ガス
（例えば、水素ガス）、酸化剤ガス（例えば、酸素を含
む空気）および冷却媒体（例えば、純水）をそれぞれ供
給、排出させるように各セパレータ４，５を貫通する燃
料ガス供給口（反応ガス連通孔）１７、酸化剤ガス供給
口（反応ガス連通孔）１８、冷却媒体供給口（冷却媒体
連通孔）１９、燃料ガス排出口（反応ガス連通孔）２
０、酸化剤ガス排出口（反応ガス連通孔）２１および冷
却媒体排出口（冷却媒体連通孔）２２と、これら供給口
１７〜１９、排出口２０〜２２および前記波板部４ａ，
５ａをそれぞれ取り囲むように配置される平面部４ｂ，
５ｂとを具備している。
５には、２種類のセパレータ４，５がある。各セパレー
タ４，５は、図３および図４に示されるように、いずれ
もカーボン製平板の表面に、複数の溝１３〜１６（図１
３（ｂ）参照）を削り込むことにより、一定の高さを有
する凹凸が一定のパターンで多数形成された波板部４
ａ，５ａと、該波板部４ａ，５ａに流通させる燃料ガス
（例えば、水素ガス）、酸化剤ガス（例えば、酸素を含
む空気）および冷却媒体（例えば、純水）をそれぞれ供
給、排出させるように各セパレータ４，５を貫通する燃
料ガス供給口（反応ガス連通孔）１７、酸化剤ガス供給
口（反応ガス連通孔）１８、冷却媒体供給口（冷却媒体
連通孔）１９、燃料ガス排出口（反応ガス連通孔）２
０、酸化剤ガス排出口（反応ガス連通孔）２１および冷
却媒体排出口（冷却媒体連通孔）２２と、これら供給口
１７〜１９、排出口２０〜２２および前記波板部４ａ，
５ａをそれぞれ取り囲むように配置される平面部４ｂ，
５ｂとを具備している。
【００２７】前記冷却媒体供給口１９および冷却媒体排
出口２２は、図３および図４に示されるように、セパレ
ータ４，５の幅方向（矢印Ｐ）のほぼ中央に配置されて
いる。また、前記燃料ガス供給口１７と酸化剤ガス供給
口１８は、前記冷却媒体供給口１９を挟んでセパレータ
４，５の幅方向（矢印Ｐ）の両側に配置されている。さ
らに、前記燃料ガス排出口２０と酸化剤ガス排出口２１
は、前記冷却媒体排出口２２を挟んでセパレータ４，５
の幅方向（矢印Ｐ）の両側に配置されている。これら燃
料ガス排出口２０および酸化剤ガス排出口２１は、それ
ぞれ燃料ガス供給口１７および酸化剤ガス供給口１８に
対して対角位置となるように配置されている。
出口２２は、図３および図４に示されるように、セパレ
ータ４，５の幅方向（矢印Ｐ）のほぼ中央に配置されて
いる。また、前記燃料ガス供給口１７と酸化剤ガス供給
口１８は、前記冷却媒体供給口１９を挟んでセパレータ
４，５の幅方向（矢印Ｐ）の両側に配置されている。さ
らに、前記燃料ガス排出口２０と酸化剤ガス排出口２１
は、前記冷却媒体排出口２２を挟んでセパレータ４，５
の幅方向（矢印Ｐ）の両側に配置されている。これら燃
料ガス排出口２０および酸化剤ガス排出口２１は、それ
ぞれ燃料ガス供給口１７および酸化剤ガス供給口１８に
対して対角位置となるように配置されている。
【００２８】各セパレータ４，５の長さ方向（矢印Ｑ）
に沿う、燃料ガス供給口１７および排出口２０、酸化剤
ガス供給口１８および排出口２１の長さ寸法（矢印Ｒ）
は、隣接する冷却媒体供給口１９および排出口２２の長
さ寸法（矢印Ｓ）よりも短く形成されている。これによ
り、燃料ガス供給口１７および排出口２０、酸化剤ガス
供給口１８および排出口２１と波板部４ａ，５ａとの間
の間隔寸法（矢印Ｔ）は、冷却媒体供給口１９および排
出口２２と波板部４ａ，５ａとの間の間隔寸法（矢印
Ｕ）よりも大きく形成されている。
に沿う、燃料ガス供給口１７および排出口２０、酸化剤
ガス供給口１８および排出口２１の長さ寸法（矢印Ｒ）
は、隣接する冷却媒体供給口１９および排出口２２の長
さ寸法（矢印Ｓ）よりも短く形成されている。これによ
り、燃料ガス供給口１７および排出口２０、酸化剤ガス
供給口１８および排出口２１と波板部４ａ，５ａとの間
の間隔寸法（矢印Ｔ）は、冷却媒体供給口１９および排
出口２２と波板部４ａ，５ａとの間の間隔寸法（矢印
Ｕ）よりも大きく形成されている。
【００２９】セパレータ４の一面側には、図３に示され
るように、燃料ガス供給口１７と波板部４ａとの間およ
び該波板部４ａと燃料ガス排出口２０との間に、燃料ガ
ス供給口１７から供給されてきた燃料ガスを波板部４ａ
に流通させ、波板部４ａを通過した燃料ガスを燃料ガス
排出口２０から排出させるための燃料ガス連絡路２３が
それぞれ形成されている。該燃料ガス連絡路２３は、セ
パレータの一面側に形成された複数の溝２３ａと、該溝
２３ａ上に掛け渡される平板上のブリッジ板２３ｂとを
備えている。ブリッジ板２３ｂが配置されるセパレータ
４の表面には、該ブリッジ板２３ｂをはめ込む凹部２４
が形成されており、それによってブリッジ板２３ｂの表
面は、セパレータ４の表面４ｂと同一平面内に配されて
いる。
るように、燃料ガス供給口１７と波板部４ａとの間およ
び該波板部４ａと燃料ガス排出口２０との間に、燃料ガ
ス供給口１７から供給されてきた燃料ガスを波板部４ａ
に流通させ、波板部４ａを通過した燃料ガスを燃料ガス
排出口２０から排出させるための燃料ガス連絡路２３が
それぞれ形成されている。該燃料ガス連絡路２３は、セ
パレータの一面側に形成された複数の溝２３ａと、該溝
２３ａ上に掛け渡される平板上のブリッジ板２３ｂとを
備えている。ブリッジ板２３ｂが配置されるセパレータ
４の表面には、該ブリッジ板２３ｂをはめ込む凹部２４
が形成されており、それによってブリッジ板２３ｂの表
面は、セパレータ４の表面４ｂと同一平面内に配されて
いる。
【００３０】また、セパレータ５の一面側にも、図４に
示されるように、酸化剤ガス供給口１８と波板部５ａと
の間、および、該波板部５ａと酸化剤ガス排出口２１と
の間に、セパレータ４と同様に、複数の溝２５ａとブリ
ッジ板２５ｂとからなる酸化剤ガス連絡路２５が設けら
れている。なお、両セパレータ４，５の他面側には、図
５（ａ）、（ｂ）に示されるように、冷却媒体供給口１
９と波板部４ａ，５ａとを結ぶ冷却媒体連絡路２６およ
び該波板部４ａ，５ａと冷却媒体排出口２２とを結ぶ冷
却媒体連絡路２６が設けられている。そして、図５
（ａ）に示されるように一方のセパレータ５には凸部３
０が設けられるとともに、図５（ｂ）に示されるように
他方のセパレータ４には前記凸部３０を受け入れる凹部
３２が設けられている。これらについては詳細を後述す
る。
示されるように、酸化剤ガス供給口１８と波板部５ａと
の間、および、該波板部５ａと酸化剤ガス排出口２１と
の間に、セパレータ４と同様に、複数の溝２５ａとブリ
ッジ板２５ｂとからなる酸化剤ガス連絡路２５が設けら
れている。なお、両セパレータ４，５の他面側には、図
５（ａ）、（ｂ）に示されるように、冷却媒体供給口１
９と波板部４ａ，５ａとを結ぶ冷却媒体連絡路２６およ
び該波板部４ａ，５ａと冷却媒体排出口２２とを結ぶ冷
却媒体連絡路２６が設けられている。そして、図５
（ａ）に示されるように一方のセパレータ５には凸部３
０が設けられるとともに、図５（ｂ）に示されるように
他方のセパレータ４には前記凸部３０を受け入れる凹部
３２が設けられている。これらについては詳細を後述す
る。
【００３１】前記ガスシール部材６，７は、図６に示さ
れるように、波板部４ａ，５ａの外周を取り囲む主環状
部６ａ，７ａの両側に、各供給口１７〜１９および排出
口２０〜２２をそれぞれ取り囲む複数の副環状部６ｂ，
７ｂを有する形状に一体的に構成されている。このよう
なガスシール部材６，７を、前記セパレータ４の一面側
に配置した状態、電極構造体３の一面側に配置した状
態、および、前記セパレータ５の一面側に配置した状態
をそれぞれ、図７〜図９に示す。
れるように、波板部４ａ，５ａの外周を取り囲む主環状
部６ａ，７ａの両側に、各供給口１７〜１９および排出
口２０〜２２をそれぞれ取り囲む複数の副環状部６ｂ，
７ｂを有する形状に一体的に構成されている。このよう
なガスシール部材６，７を、前記セパレータ４の一面側
に配置した状態、電極構造体３の一面側に配置した状
態、および、前記セパレータ５の一面側に配置した状態
をそれぞれ、図７〜図９に示す。
【００３２】これらの図７〜図９によれば、ガスシール
部材６，７の主環状部６ａ，７ａは、各供給口１７〜１
９および排出口２０〜２２と波板部４ａ，５ａとの間の
平面部４ｂ，５ｂを通過するように配置される。これに
より、主環状部６ａ，７ａは、連絡路２３，２５に設け
られたブリッジ板２３ｂ，２５ｂの上を通過して、各供
給口１７〜１９および排出口２０〜２２と波板部４ａ，
５ａとの間を連絡路２３，２５を構成する溝２３ａ，２
５ａのみによって連絡し、他の部分は密封状態に保持す
るようになっている。
部材６，７の主環状部６ａ，７ａは、各供給口１７〜１
９および排出口２０〜２２と波板部４ａ，５ａとの間の
平面部４ｂ，５ｂを通過するように配置される。これに
より、主環状部６ａ，７ａは、連絡路２３，２５に設け
られたブリッジ板２３ｂ，２５ｂの上を通過して、各供
給口１７〜１９および排出口２０〜２２と波板部４ａ，
５ａとの間を連絡路２３，２５を構成する溝２３ａ，２
５ａのみによって連絡し、他の部分は密封状態に保持す
るようになっている。
【００３３】このように構成された燃料電池セル２は、
図１２に示されるように、冷却面シール部材２７を挟ん
で複数積層される。冷却面シール部材２７は、図１０に
示されるように、主環状部２７ａと副環状部２７ｂとを
一体的に連結した構造を有している。
図１２に示されるように、冷却面シール部材２７を挟ん
で複数積層される。冷却面シール部材２７は、図１０に
示されるように、主環状部２７ａと副環状部２７ｂとを
一体的に連結した構造を有している。
【００３４】このような冷却面シール部材２７を、各セ
パレータ４，５の他面側に配置した状態を図１１に示
す。これによれば、冷却面シール部材２７の主環状部２
７ａは、燃料ガスおよび酸化剤ガスの供給口１７，１８
と波板部４ａ，５ａとの間、排出口２０，２１と波板部
４ａ，５ａとの間を通過して、冷却媒体供給口１９から
冷却媒体連絡路２６を介して波板部４ａ，５ａに接続
し、波板部４ａ，５ａから冷却媒体連絡路２６を介して
冷却媒体排出口２２に接続する冷却媒体流路２８の周囲
を密封している。また、冷却面シール部材２７の副環状
部２７ｂは、燃料ガスおよび酸化剤ガスの各供給口１
７，１８および各排出口２０，２１をそれぞれ独立して
密封している。なお、図１１においては、図示都合上、
詳細を後述する凸部３０や凹部３２を省略している（図
５参照）。
パレータ４，５の他面側に配置した状態を図１１に示
す。これによれば、冷却面シール部材２７の主環状部２
７ａは、燃料ガスおよび酸化剤ガスの供給口１７，１８
と波板部４ａ，５ａとの間、排出口２０，２１と波板部
４ａ，５ａとの間を通過して、冷却媒体供給口１９から
冷却媒体連絡路２６を介して波板部４ａ，５ａに接続
し、波板部４ａ，５ａから冷却媒体連絡路２６を介して
冷却媒体排出口２２に接続する冷却媒体流路２８の周囲
を密封している。また、冷却面シール部材２７の副環状
部２７ｂは、燃料ガスおよび酸化剤ガスの各供給口１
７，１８および各排出口２０，２１をそれぞれ独立して
密封している。なお、図１１においては、図示都合上、
詳細を後述する凸部３０や凹部３２を省略している（図
５参照）。
【００３５】冷却面シール部材２７の主環状部２７ａの
うち、燃料ガスおよび酸化剤ガスの供給口１７，１８と
波板部４ａ，５ａとの間、排出口２０，２１と波板部４
ａ，５ａとの間を通過する部分は、破線で示された上記
ガスシール部材の主環状部６ａ，７ａの通過位置と比較
すると、供給口１７，１８または排出口２０，２１に、
より近い位置を通過するようにずれた位置に配置されて
いる。
うち、燃料ガスおよび酸化剤ガスの供給口１７，１８と
波板部４ａ，５ａとの間、排出口２０，２１と波板部４
ａ，５ａとの間を通過する部分は、破線で示された上記
ガスシール部材の主環状部６ａ，７ａの通過位置と比較
すると、供給口１７，１８または排出口２０，２１に、
より近い位置を通過するようにずれた位置に配置されて
いる。
【００３６】このように構成された燃料電池１の各部の
断面を図１２に示す。図１２（ａ）は、図９に示される
線Ａ−Ａに沿って切断した縦断面図である。また、図１
４は、図９に示された線Ｅ−Ｅに沿う縦断面図を示して
いる。この図１２（ａ）によれば、各セパレータ４，５
を厚さ方向に貫通する酸化剤ガス供給口１８から酸化剤
ガス連絡路２５を通してカソード電極１２とセパレータ
５との間に形成されている酸化剤ガス流路９へ酸化剤ガ
スを流通させる経路が示されている。
断面を図１２に示す。図１２（ａ）は、図９に示される
線Ａ−Ａに沿って切断した縦断面図である。また、図１
４は、図９に示された線Ｅ−Ｅに沿う縦断面図を示して
いる。この図１２（ａ）によれば、各セパレータ４，５
を厚さ方向に貫通する酸化剤ガス供給口１８から酸化剤
ガス連絡路２５を通してカソード電極１２とセパレータ
５との間に形成されている酸化剤ガス流路９へ酸化剤ガ
スを流通させる経路が示されている。
【００３７】この図１２（ａ）を見ると、電極構造体３
とその両側に配される一対のセパレータ４，５との間を
密封するガスシール部材６，７が、燃料電池セル２の積
層方向に対向する位置で電解質膜１０を厚さ方向に挟ん
で配置されている。酸化剤ガス流路９のガスシール部材
７の主環状部７ａは、セパレータ５に形成されている酸
化剤ガス連絡路２５に掛け渡されたブリッジ板２５ｂ上
に配置されている。すなわち、酸化剤ガス連絡路２５
は、ガスシール部材７の主環状部７ａをセパレータ５の
厚さ方向に迂回して、該ガスシール部材７の主環状部７
ａの内外を連通させ、ガスシール部材７の主環状部７ａ
の外側の酸化剤ガス供給口１８から供給される酸化剤ガ
スを、ガスシール部材７の主環状部７ａの内側の酸化剤
ガス流路９に流通させることを可能としている。
とその両側に配される一対のセパレータ４，５との間を
密封するガスシール部材６，７が、燃料電池セル２の積
層方向に対向する位置で電解質膜１０を厚さ方向に挟ん
で配置されている。酸化剤ガス流路９のガスシール部材
７の主環状部７ａは、セパレータ５に形成されている酸
化剤ガス連絡路２５に掛け渡されたブリッジ板２５ｂ上
に配置されている。すなわち、酸化剤ガス連絡路２５
は、ガスシール部材７の主環状部７ａをセパレータ５の
厚さ方向に迂回して、該ガスシール部材７の主環状部７
ａの内外を連通させ、ガスシール部材７の主環状部７ａ
の外側の酸化剤ガス供給口１８から供給される酸化剤ガ
スを、ガスシール部材７の主環状部７ａの内側の酸化剤
ガス流路９に流通させることを可能としている。
【００３８】この場合において、各燃料電池セル２間を
密封し冷却媒体流路２８を画定している冷却面シール部
材２７は、前記ガスシール部材７が配置されている酸化
剤ガス連絡路２５よりも酸化剤ガス供給口１８側にずれ
た位置に配置されている。その結果、冷却面シール部材
２７は、セパレータ５の一表面を厚さ方向に彫り込んで
形成した酸化剤ガス連絡路２５の溝２５ａと厚さ方向に
重なる位置に配置することが可能となる。
密封し冷却媒体流路２８を画定している冷却面シール部
材２７は、前記ガスシール部材７が配置されている酸化
剤ガス連絡路２５よりも酸化剤ガス供給口１８側にずれ
た位置に配置されている。その結果、冷却面シール部材
２７は、セパレータ５の一表面を厚さ方向に彫り込んで
形成した酸化剤ガス連絡路２５の溝２５ａと厚さ方向に
重なる位置に配置することが可能となる。
【００３９】また、一方のセパレータ５には、図１２
（ａ）や図１４に示したように、前記酸化剤ガス連絡路
２５に対応する領域にわたって凸部３０が設けられてい
る。これにより、当該凸部３０の溝２５ａの厚みが、酸
化剤ガス連絡路２５を形成するのに必要な厚みとなるよ
うにしている。そして、他方のセパレータ４には、前記
凸部３０を受け入れる凹部３２が設けられ、当該凹部３
２内に前記凸部３０を収納している。このように、一方
のセパレータ５の凸部３０を、他方のセパレータ４の凹
部３２で収納しているため、酸化剤ガス連絡路２５を形
成するのに必要な厚みを、一方のセパレータ５と他方の
セパレータ４との双方で確保していればよい。従って、
従来のように、各セパレータ４，５ごとに酸化剤ガス連
絡路２５を形成するのに必要な厚みを確保する必要がな
いため、その分だけそれぞれのセパレータ４，５に必要
な厚みを低減することができる。よって、各燃料電池セ
ル２毎に厚さ寸法を低減することができる。なお、前記
凹部３２は、前記凸部３０よりも平面寸法を大きくして
あり、これにより、凹部３２内に凸部３０部を収納する
際の位置合わせを容易にしている。上記においては、酸
化剤ガス供給口１８について説明したが、酸化剤ガス排
出口２１側においても同様のことが言える。
（ａ）や図１４に示したように、前記酸化剤ガス連絡路
２５に対応する領域にわたって凸部３０が設けられてい
る。これにより、当該凸部３０の溝２５ａの厚みが、酸
化剤ガス連絡路２５を形成するのに必要な厚みとなるよ
うにしている。そして、他方のセパレータ４には、前記
凸部３０を受け入れる凹部３２が設けられ、当該凹部３
２内に前記凸部３０を収納している。このように、一方
のセパレータ５の凸部３０を、他方のセパレータ４の凹
部３２で収納しているため、酸化剤ガス連絡路２５を形
成するのに必要な厚みを、一方のセパレータ５と他方の
セパレータ４との双方で確保していればよい。従って、
従来のように、各セパレータ４，５ごとに酸化剤ガス連
絡路２５を形成するのに必要な厚みを確保する必要がな
いため、その分だけそれぞれのセパレータ４，５に必要
な厚みを低減することができる。よって、各燃料電池セ
ル２毎に厚さ寸法を低減することができる。なお、前記
凹部３２は、前記凸部３０よりも平面寸法を大きくして
あり、これにより、凹部３２内に凸部３０部を収納する
際の位置合わせを容易にしている。上記においては、酸
化剤ガス供給口１８について説明したが、酸化剤ガス排
出口２１側においても同様のことが言える。
【００４０】さらに、図１２（ｂ）は、図９に示される
線Ｂ−Ｂに沿って切断した縦断面図である。この図１２
（ｂ）によれば、各セパレータ６，７を厚さ方向に貫通
する燃料ガス供給口１７から燃料ガス連絡路２３を通し
てアノード電極１１とセパレータ４との間に形成されて
いる燃料ガス流路８への燃料ガスを流通させる経路が示
されている。
線Ｂ−Ｂに沿って切断した縦断面図である。この図１２
（ｂ）によれば、各セパレータ６，７を厚さ方向に貫通
する燃料ガス供給口１７から燃料ガス連絡路２３を通し
てアノード電極１１とセパレータ４との間に形成されて
いる燃料ガス流路８への燃料ガスを流通させる経路が示
されている。
【００４１】この図１２（ｂ）においても、電極構造体
３とその両側に配される一対のセパレータ４，５との間
を密封するガスシール部材６，７が、燃料電池セル２の
積層方向に対向する位置で電解質膜１０を厚さ方向に挟
んで配置されており、燃料ガス流路８のガスシール部材
６の主環状部６ａは、セパレータ４に形成されている燃
料ガス連絡路２３よりも燃料ガス供給口１７側にずれた
位置に配置されている。すなわち、燃料ガス連絡路２３
は、ガスシール部材６の主環状部６ａをセパレータ４の
厚さ方向に迂回して、該ガスシール部材６の主環状部６
ａの内外を連通させ、ガスシール部材６の主環状部６ａ
の外側の燃料ガス供給口１７から供給される燃料ガス
を、ガスシール部材６の主環状部６ａ内側の燃料ガス流
路８に流通させることを可能としている。
３とその両側に配される一対のセパレータ４，５との間
を密封するガスシール部材６，７が、燃料電池セル２の
積層方向に対向する位置で電解質膜１０を厚さ方向に挟
んで配置されており、燃料ガス流路８のガスシール部材
６の主環状部６ａは、セパレータ４に形成されている燃
料ガス連絡路２３よりも燃料ガス供給口１７側にずれた
位置に配置されている。すなわち、燃料ガス連絡路２３
は、ガスシール部材６の主環状部６ａをセパレータ４の
厚さ方向に迂回して、該ガスシール部材６の主環状部６
ａの内外を連通させ、ガスシール部材６の主環状部６ａ
の外側の燃料ガス供給口１７から供給される燃料ガス
を、ガスシール部材６の主環状部６ａ内側の燃料ガス流
路８に流通させることを可能としている。
【００４２】なお、セパレータ４は、酸化剤ガス連絡路
２５を形成するセパレータ５と異なり、燃料ガス連絡路
２３を形成するのに十分な厚みを有しているため、凸部
を設けなくても前記燃料ガス連絡路２３を形成すること
ができる。したがって、セパレータ５にも前記凸部に対
応する凹部を設ける必要がなくなるため、図１２に示し
たように、セパレータ５の厚みを最小限度とすることが
できる。このようにすれば、双方のセパレータ４，５に
凸部３０とこれを受け入れる凹部３２とそれぞれ設ける
場合に比べて、双方のセパレータ４，５を合わせた厚み
を変えることなく、かつ、製造工程が容易となる。な
お、本実施形態においては、酸化剤ガス連絡路２５を形
成するセパレータ５のみに凸部３０を設け、セパレータ
４のみに前記凸部３０を受け入れる凹部３２を設ける場
合について説明したが、これに限らず、セパレータ４の
みに凸部３０を設けるとともにセパレータ５のみに前記
凸部３０を受け入れる凹部３２を設けてもよく、また双
方のセパレータ４，５に凸部３０と、これを受け入れる
凹部３２をそれぞれ設けてもよい。
２５を形成するセパレータ５と異なり、燃料ガス連絡路
２３を形成するのに十分な厚みを有しているため、凸部
を設けなくても前記燃料ガス連絡路２３を形成すること
ができる。したがって、セパレータ５にも前記凸部に対
応する凹部を設ける必要がなくなるため、図１２に示し
たように、セパレータ５の厚みを最小限度とすることが
できる。このようにすれば、双方のセパレータ４，５に
凸部３０とこれを受け入れる凹部３２とそれぞれ設ける
場合に比べて、双方のセパレータ４，５を合わせた厚み
を変えることなく、かつ、製造工程が容易となる。な
お、本実施形態においては、酸化剤ガス連絡路２５を形
成するセパレータ５のみに凸部３０を設け、セパレータ
４のみに前記凸部３０を受け入れる凹部３２を設ける場
合について説明したが、これに限らず、セパレータ４の
みに凸部３０を設けるとともにセパレータ５のみに前記
凸部３０を受け入れる凹部３２を設けてもよく、また双
方のセパレータ４，５に凸部３０と、これを受け入れる
凹部３２をそれぞれ設けてもよい。
【００４３】この場合において、各燃料電池セル２間を
密封して冷却媒体流路２８を画定している冷却面シール
部材２７は、前記ガスシール部材６，７が配置されてい
る燃料ガス連絡路２３よりも燃料ガス供給口１７側にず
れた位置に配置されている。その結果、冷却面シール部
材２７は、セパレータ４の一表面を厚さ方向に彫り込ん
で形成した燃料ガス連絡路２３を構成する溝２３ａとは
セパレータ４の厚さ方向に重なる位置に配置することが
可能となる。燃料ガス排出口２０においても同様のこと
が言える。
密封して冷却媒体流路２８を画定している冷却面シール
部材２７は、前記ガスシール部材６，７が配置されてい
る燃料ガス連絡路２３よりも燃料ガス供給口１７側にず
れた位置に配置されている。その結果、冷却面シール部
材２７は、セパレータ４の一表面を厚さ方向に彫り込ん
で形成した燃料ガス連絡路２３を構成する溝２３ａとは
セパレータ４の厚さ方向に重なる位置に配置することが
可能となる。燃料ガス排出口２０においても同様のこと
が言える。
【００４４】したがって、連絡路２３，２５の形成され
ている位置におけるセパレータ４，５の肉厚寸法を確保
しつつ、冷却面シール部材２７が十分な密封性を確保す
るために必要な、冷却面シール部材２７の占有高さを節
約することができる。また、連絡路２３，２５を形成す
るのに必要な厚みを、双方のセパレータ４，５で確保し
ていればよく、各セパレータ４，５ごとに連絡路２３，
２５を形成するのに必要な厚みを確保する必要がないた
め、その分だけそれぞれのセパレータ４，５に必要な厚
みを低減することができる。ゆえに、燃料電池１の高さ
を大幅に低減することができる。
ている位置におけるセパレータ４，５の肉厚寸法を確保
しつつ、冷却面シール部材２７が十分な密封性を確保す
るために必要な、冷却面シール部材２７の占有高さを節
約することができる。また、連絡路２３，２５を形成す
るのに必要な厚みを、双方のセパレータ４，５で確保し
ていればよく、各セパレータ４，５ごとに連絡路２３，
２５を形成するのに必要な厚みを確保する必要がないた
め、その分だけそれぞれのセパレータ４，５に必要な厚
みを低減することができる。ゆえに、燃料電池１の高さ
を大幅に低減することができる。
【００４５】なお、図１３（ａ）、１３（ｂ）は、それ
ぞれ、図９に示された線Ｃ−Ｃ、線Ｄ−Ｄに沿う縦断面
図を示している。これによれば、冷却媒体供給口１９か
ら隣接する燃料電池セル２間に画定された冷却媒体流路
２８に接続する冷却媒体の経路、並びに、波板部４ａ，
５ａによって画定された燃料ガス流路８、酸化剤ガス流
路９および冷却媒体流路２８がそれぞれ示されている。
ぞれ、図９に示された線Ｃ−Ｃ、線Ｄ−Ｄに沿う縦断面
図を示している。これによれば、冷却媒体供給口１９か
ら隣接する燃料電池セル２間に画定された冷却媒体流路
２８に接続する冷却媒体の経路、並びに、波板部４ａ，
５ａによって画定された燃料ガス流路８、酸化剤ガス流
路９および冷却媒体流路２８がそれぞれ示されている。
【００４６】次に、図１５（ａ）、（ｂ）は本発明の第
２実施形態を示すものであり、第１実施形態の図１２
（ａ）、（ｂ）にそれぞれ相当する縦断面図である。な
お、以下の実施形態において第１実施形態の部材に対応
する部材については、同一の符号を付して適宜その説明
を省略する。この実施形態は、２つの燃料電池セル２ご
とに冷却媒体流路２８を形成して、２セル（２つの燃料
電池セル）ごとに冷却を行っている点が異なるものであ
る。本実施形態の燃料電池１は、冷却媒体流路２８を形
成しないセパレータ３３を備えており、このセパレータ
３３は、連絡路２３，２５を形成できるだけの十分な厚
みを備えている。この実施形態においても、第１実施形
態と同様に、セパレータ４，５の厚みを低減できる効果
がある。また、冷却媒体流路２８の形成箇所が少なくな
る分、冷却面シール部材２７などの冷却用部材を低減で
き、製造を容易化することができるという効果がある。
なお、本実施形態においては、２セルごとに冷却を行う
場合について説明したが、これに限らず、３つ以上の燃
料電池セル２ごとに冷却を行うように燃料電池１を構成
してもよい。
２実施形態を示すものであり、第１実施形態の図１２
（ａ）、（ｂ）にそれぞれ相当する縦断面図である。な
お、以下の実施形態において第１実施形態の部材に対応
する部材については、同一の符号を付して適宜その説明
を省略する。この実施形態は、２つの燃料電池セル２ご
とに冷却媒体流路２８を形成して、２セル（２つの燃料
電池セル）ごとに冷却を行っている点が異なるものであ
る。本実施形態の燃料電池１は、冷却媒体流路２８を形
成しないセパレータ３３を備えており、このセパレータ
３３は、連絡路２３，２５を形成できるだけの十分な厚
みを備えている。この実施形態においても、第１実施形
態と同様に、セパレータ４，５の厚みを低減できる効果
がある。また、冷却媒体流路２８の形成箇所が少なくな
る分、冷却面シール部材２７などの冷却用部材を低減で
き、製造を容易化することができるという効果がある。
なお、本実施形態においては、２セルごとに冷却を行う
場合について説明したが、これに限らず、３つ以上の燃
料電池セル２ごとに冷却を行うように燃料電池１を構成
してもよい。
【００４７】次に、図１６（ａ）、（ｂ）は本発明の第
３実施形態を示すものであり、第１実施形態の図１２
（ａ）、（ｂ）にそれぞれ相当する縦断面図である。こ
の実施形態においては、電極構造体３のシールを、一方
のシール部材６のみで行っている。このシール部材６
は、固体高分子電解質膜１０の周縁部に接する主環状部
６ａと、当該主環状部６ａの外周に配される主環状部６
ｃとを備え、これらの主環状部６ａ、６ｃにより電極構
造体３を２重にシールしている。このため、第１実施形
態で述べた効果に加えて、電極構造体３から外部へのガ
ス漏れをより確実に防止できる効果がある。本実施形態
においては、燃料ガス連絡路２３を形成するセパレータ
４のみに凸部３０を設けるとともに、セパレータ５に当
該凸部３０を受け入れる凹部３２を設けているが、これ
に限らず、セパレータ５のみに凸部３０を設けるととも
に、セパレータ４のみに当該凸部３０を受け入れる凹部
３２を設けてもよく、また双方のセパレータ４，５にそ
れぞれ凸部３０と、この凸部３０を受け入れる凹部３２
とを設けてもよい。また、電極構造体３のシールを、２
重の他側のシール部材７のみで行ってもよい。また、２
重シール構造に限らず、３重以上の多重シール構造とし
てもよい。さらに、本実施形態の多重シール構造と、前
実施形態の多セルごとに冷却する構造とを組み合わせて
もよい。
３実施形態を示すものであり、第１実施形態の図１２
（ａ）、（ｂ）にそれぞれ相当する縦断面図である。こ
の実施形態においては、電極構造体３のシールを、一方
のシール部材６のみで行っている。このシール部材６
は、固体高分子電解質膜１０の周縁部に接する主環状部
６ａと、当該主環状部６ａの外周に配される主環状部６
ｃとを備え、これらの主環状部６ａ、６ｃにより電極構
造体３を２重にシールしている。このため、第１実施形
態で述べた効果に加えて、電極構造体３から外部へのガ
ス漏れをより確実に防止できる効果がある。本実施形態
においては、燃料ガス連絡路２３を形成するセパレータ
４のみに凸部３０を設けるとともに、セパレータ５に当
該凸部３０を受け入れる凹部３２を設けているが、これ
に限らず、セパレータ５のみに凸部３０を設けるととも
に、セパレータ４のみに当該凸部３０を受け入れる凹部
３２を設けてもよく、また双方のセパレータ４，５にそ
れぞれ凸部３０と、この凸部３０を受け入れる凹部３２
とを設けてもよい。また、電極構造体３のシールを、２
重の他側のシール部材７のみで行ってもよい。また、２
重シール構造に限らず、３重以上の多重シール構造とし
てもよい。さらに、本実施形態の多重シール構造と、前
実施形態の多セルごとに冷却する構造とを組み合わせて
もよい。
【００４８】次に、図１７（ａ）、（ｂ）は本発明の第
４実施形態を示すものであり、第１実施形態の図１２
（ａ）、（ｂ）にそれぞれ相当する縦断面図である。こ
の実施形態においては、カソード電極１２をアノード電
極１１よりも大きな固体高分子電解質膜１０と同等の大
きさに形成した点が異なっている。この実施形態におい
ては、第１実施形態の効果に加えて、固体高分子電解質
膜１０をカソード電極１２で補強して電極構造体３の厚
さ方向の強度を高めることができるという効果がある。
なお、アノード電極１１をカソード電極１２よりも大き
く形成してもよく、さらに前実施形態と同様に構成を変
えることができる。
４実施形態を示すものであり、第１実施形態の図１２
（ａ）、（ｂ）にそれぞれ相当する縦断面図である。こ
の実施形態においては、カソード電極１２をアノード電
極１１よりも大きな固体高分子電解質膜１０と同等の大
きさに形成した点が異なっている。この実施形態におい
ては、第１実施形態の効果に加えて、固体高分子電解質
膜１０をカソード電極１２で補強して電極構造体３の厚
さ方向の強度を高めることができるという効果がある。
なお、アノード電極１１をカソード電極１２よりも大き
く形成してもよく、さらに前実施形態と同様に構成を変
えることができる。
【００４９】次に、図１８（ａ）、（ｂ）および図１９
（ａ）、（ｂ）は本発明の第５実施形態を示すものであ
り、それぞれ第１実施形態の図１２（ａ）、（ｂ）およ
び図１３（ａ）、（ｂ）に相当する縦断面図である。こ
の実施形態においては、セパレータ４およびセパレータ
５は、いずれも板厚０．２〜０．５ｍｍ程度のステンレ
ス製板材をプレス成形することにより、図１に示すよう
な、波板部４ａ、５ａと、供給口１７〜１９と、排出口
２０〜２２と、平面部４ｂ、５ｂとを具備している。本
実施形態における燃料電池１は、第１実施形態の場合と
同様に、各燃料電池セル２間を密封して冷却媒体流路２
８を画定している冷却面シール部材２７は、前記ガスシ
ール部材７の主環状部７ａが配置されている連絡路２
３，２５よりもそれぞれ供給口１７，１８側にずれた位
置に配置されている。その結果、冷却面シール部材２７
は、セパレータ４，５表面同士を合わせて形成した連絡
路２３，２５の溝２３ａ、２５ａと厚さ方向に重なる位
置に配置することが可能となる。これにより、その重な
りあった寸法分だけ、各燃料電池セル２毎に厚さ寸法を
低減することが可能となる。また、セパレータ４に、ガ
ス連絡路２３に対応する領域にわたって凸部３０を設け
るとともに、セパレータ５に前記凸部３０を受け入れる
凹部３２を設けて、燃料ガス連絡路２３を形成するのに
必要な厚みとなるようにしている。したがって、金属材
料をプレス成形したセパレータ４，５であっても、第１
実施形態の場合と同様に、燃料電池セル２ごとの厚みを
低減することができ、燃料電池１の高さを大幅に低減す
ることができる。
（ａ）、（ｂ）は本発明の第５実施形態を示すものであ
り、それぞれ第１実施形態の図１２（ａ）、（ｂ）およ
び図１３（ａ）、（ｂ）に相当する縦断面図である。こ
の実施形態においては、セパレータ４およびセパレータ
５は、いずれも板厚０．２〜０．５ｍｍ程度のステンレ
ス製板材をプレス成形することにより、図１に示すよう
な、波板部４ａ、５ａと、供給口１７〜１９と、排出口
２０〜２２と、平面部４ｂ、５ｂとを具備している。本
実施形態における燃料電池１は、第１実施形態の場合と
同様に、各燃料電池セル２間を密封して冷却媒体流路２
８を画定している冷却面シール部材２７は、前記ガスシ
ール部材７の主環状部７ａが配置されている連絡路２
３，２５よりもそれぞれ供給口１７，１８側にずれた位
置に配置されている。その結果、冷却面シール部材２７
は、セパレータ４，５表面同士を合わせて形成した連絡
路２３，２５の溝２３ａ、２５ａと厚さ方向に重なる位
置に配置することが可能となる。これにより、その重な
りあった寸法分だけ、各燃料電池セル２毎に厚さ寸法を
低減することが可能となる。また、セパレータ４に、ガ
ス連絡路２３に対応する領域にわたって凸部３０を設け
るとともに、セパレータ５に前記凸部３０を受け入れる
凹部３２を設けて、燃料ガス連絡路２３を形成するのに
必要な厚みとなるようにしている。したがって、金属材
料をプレス成形したセパレータ４，５であっても、第１
実施形態の場合と同様に、燃料電池セル２ごとの厚みを
低減することができ、燃料電池１の高さを大幅に低減す
ることができる。
【００５０】次に、図２０（ａ）、（ｂ）は本発明の第
６実施形態を示すものであり、第１実施形態の図１２
（ａ）、（ｂ）にそれぞれ相当する縦断面図である。こ
の実施形態においては、第５実施形態と同様に、セパレ
ータ４およびセパレータ５は、ステンレス製板材をプレ
ス成形することにより、図１に示すような、波板部４
ａ、５ａと、供給口１７〜１９と、排出口２０〜２２
と、平面部４ｂ、５ｂとを具備している。また、この実
施形態においては、第２実施形態と同様に、２つの燃料
電池セル２ごとに冷却媒体流路２８を形成して、２セル
（２つの燃料電池セル）ごとに冷却を行っており、第２
実施形態の場合と同様の効果がある。
６実施形態を示すものであり、第１実施形態の図１２
（ａ）、（ｂ）にそれぞれ相当する縦断面図である。こ
の実施形態においては、第５実施形態と同様に、セパレ
ータ４およびセパレータ５は、ステンレス製板材をプレ
ス成形することにより、図１に示すような、波板部４
ａ、５ａと、供給口１７〜１９と、排出口２０〜２２
と、平面部４ｂ、５ｂとを具備している。また、この実
施形態においては、第２実施形態と同様に、２つの燃料
電池セル２ごとに冷却媒体流路２８を形成して、２セル
（２つの燃料電池セル）ごとに冷却を行っており、第２
実施形態の場合と同様の効果がある。
【００５１】次に、図２１（ａ）、（ｂ）は本発明の第
７実施形態を示すものであり、第１実施形態の図１２
（ａ）、（ｂ）に相当する縦断面図である。この実施形
態においては、第５実施形態と同様に、セパレータ４お
よびセパレータ５は、ステンレス製板材をプレス成形す
ることにより、図１に示すような、波板部４ａ、５ａ
と、供給口１７〜１９と、排出口２０〜２２と、平面部
４ｂ、５ｂとを具備している。また、この実施形態にお
いては、第３実施形態と同様に、電極構造体３のシール
を一方のシール部材６のみで行うとともに、２重にシー
ルしており、第３実施形態の場合と同様の効果がある。
７実施形態を示すものであり、第１実施形態の図１２
（ａ）、（ｂ）に相当する縦断面図である。この実施形
態においては、第５実施形態と同様に、セパレータ４お
よびセパレータ５は、ステンレス製板材をプレス成形す
ることにより、図１に示すような、波板部４ａ、５ａ
と、供給口１７〜１９と、排出口２０〜２２と、平面部
４ｂ、５ｂとを具備している。また、この実施形態にお
いては、第３実施形態と同様に、電極構造体３のシール
を一方のシール部材６のみで行うとともに、２重にシー
ルしており、第３実施形態の場合と同様の効果がある。
【００５２】次に、図２２（ａ）、（ｂ）は本発明の第
８実施形態を示すものであり、第１実施形態の図１２
（ａ）、（ｂ）に相当する縦断面図である。この実施形
態においては、第５実施形態と同様に、セパレータ４お
よびセパレータ５は、ステンレス製板材をプレス成形す
ることにより、図１に示すような、波板部４ａ、５ａ
と、供給口１７〜１９と、排出口２０〜２２と、平面部
４ｂ、５ｂとを具備している。また、この実施形態にお
いては、第４実施形態と同様に、カソード電極１２をア
ノード電極１１よりも大きな固体高分子電解質膜１０と
同等の大きさに形成しており、第４実施形態の場合と同
様の効果がある。
８実施形態を示すものであり、第１実施形態の図１２
（ａ）、（ｂ）に相当する縦断面図である。この実施形
態においては、第５実施形態と同様に、セパレータ４お
よびセパレータ５は、ステンレス製板材をプレス成形す
ることにより、図１に示すような、波板部４ａ、５ａ
と、供給口１７〜１９と、排出口２０〜２２と、平面部
４ｂ、５ｂとを具備している。また、この実施形態にお
いては、第４実施形態と同様に、カソード電極１２をア
ノード電極１１よりも大きな固体高分子電解質膜１０と
同等の大きさに形成しており、第４実施形態の場合と同
様の効果がある。
【００５３】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は以下の効果を奏する。 （１） 請求項１記載の発明に係る燃料電池によれば、
反応ガス連絡路を形成するのに必要な厚みを、一方のセ
パレータと他方のセパレータとの双方で確保していれば
よく、各セパレータごとに反応ガス連絡路を形成するの
に必要な厚みを確保する必要がないため、その分だけそ
れぞれのセパレータに必要な厚みを低減することがで
き、各燃料電池セル毎に厚さ寸法を低減することができ
る。その結果、複数の燃料電池セルを積層状態に配して
なる燃料電池の厚さ寸法を大幅に削減することができる
という効果がある。
は以下の効果を奏する。 （１） 請求項１記載の発明に係る燃料電池によれば、
反応ガス連絡路を形成するのに必要な厚みを、一方のセ
パレータと他方のセパレータとの双方で確保していれば
よく、各セパレータごとに反応ガス連絡路を形成するの
に必要な厚みを確保する必要がないため、その分だけそ
れぞれのセパレータに必要な厚みを低減することがで
き、各燃料電池セル毎に厚さ寸法を低減することができ
る。その結果、複数の燃料電池セルを積層状態に配して
なる燃料電池の厚さ寸法を大幅に削減することができる
という効果がある。
【００５４】（２） 請求項２記載の発明に係る燃料電
池によれば、燃料電池セルの厚さ方向に沿う冷却面シー
ル部材の位置と連絡路の位置とを重ならせることができ
るので、その重なった分の厚さ寸法を燃料電池セルごと
に節約することができる。その結果、複数の燃料電池セ
ルを積層状態に配してなる燃料電池の厚さ寸法を大幅に
削減することができるという効果がある。
池によれば、燃料電池セルの厚さ方向に沿う冷却面シー
ル部材の位置と連絡路の位置とを重ならせることができ
るので、その重なった分の厚さ寸法を燃料電池セルごと
に節約することができる。その結果、複数の燃料電池セ
ルを積層状態に配してなる燃料電池の厚さ寸法を大幅に
削減することができるという効果がある。
【００５５】（３） 請求項３記載の発明に係る燃料電
池によれば、連絡路の近傍においては、上述した冷却面
シール部材を連絡路からずらし、それ以外の部分におい
ては、ガスシール部材と厚さ方向に一列に並べるように
配置することにより、燃料電池の面積の増加を抑えつ
つ、厚さ寸法を大幅に低減することができるという効果
を奏する。
池によれば、連絡路の近傍においては、上述した冷却面
シール部材を連絡路からずらし、それ以外の部分におい
ては、ガスシール部材と厚さ方向に一列に並べるように
配置することにより、燃料電池の面積の増加を抑えつ
つ、厚さ寸法を大幅に低減することができるという効果
を奏する。
【図１】 図１は本発明の実施形態に係る燃料電池を構
成する燃料電池セルを模式的に示す分解斜視図である。
成する燃料電池セルを模式的に示す分解斜視図である。
【図２】 図１の燃料電池セルを構成する電極構造体を
示す平面図である。
示す平面図である。
【図３】 図１の燃料電池セルを構成する一方のセパレ
ータを示す平面図である。
ータを示す平面図である。
【図４】 図１の燃料電池セルを構成する他方のセパレ
ータを示す平面図である。
ータを示す平面図である。
【図５】 図３および図４のセパレータの裏面を示す平
面図である。
面図である。
【図６】 図１の燃料電池セルを構成するガスシール部
材を示す平面図である。
材を示す平面図である。
【図７】 図６のガスシール部材を図３のセパレータ上
に配置した状態を示す平面図である。
に配置した状態を示す平面図である。
【図８】 図６のガスシール部材を図２の電極構造体上
に配置した状態を示す平面図である。
に配置した状態を示す平面図である。
【図９】 図６のガスシール部材を図４の電極構造体上
に配置した状態を示す平面図である。
に配置した状態を示す平面図である。
【図１０】 図１の燃料電池を構成する冷却面シール部
材を示す平面図である。
材を示す平面図である。
【図１１】 図１０の冷却面シール部材を図５のセパレ
ータ上に配置した状態を示す平面図である。
ータ上に配置した状態を示す平面図である。
【図１２】 図９の線Ａ−Ａ断面、線Ｂ−Ｂ断面でそれ
ぞれ切断した図１の燃料電池を示す縦断面図である。
ぞれ切断した図１の燃料電池を示す縦断面図である。
【図１３】 図９の線Ｃ−Ｃ断面、線Ｄ−Ｄ断面でそれ
ぞれ切断した図１の燃料電池を示す縦断面図である。
ぞれ切断した図１の燃料電池を示す縦断面図である。
【図１４】 図９の線Ｅ−Ｅ断面で切断した図１の燃料
電池を示す縦断面図である。
電池を示す縦断面図である。
【図１５】 本発明の第２実施形態を示すものであり、
第１実施形態の図１２に相当する縦断面図である。
第１実施形態の図１２に相当する縦断面図である。
【図１６】 本発明の第３実施形態を示すものであり、
第１実施形態の図１２に相当する縦断面図である。
第１実施形態の図１２に相当する縦断面図である。
【図１７】 本発明の第４実施形態を示すものであり、
第１実施形態の図１２に相当する縦断面図である。
第１実施形態の図１２に相当する縦断面図である。
【図１８】 本発明の第５実施形態を示すものであり、
第１実施形態の図１２に相当する縦断面図である。
第１実施形態の図１２に相当する縦断面図である。
【図１９】 本発明の第５実施形態を示すものであり、
第１実施形態の図１３に相当する縦断面図である。
第１実施形態の図１３に相当する縦断面図である。
【図２０】 本発明の第６実施形態を示すものであり、
第１実施形態の図１２に相当する縦断面図である。
第１実施形態の図１２に相当する縦断面図である。
【図２１】 本発明の第７実施形態を示すものであり、
第１実施形態の図１２に相当する縦断面図である。
第１実施形態の図１２に相当する縦断面図である。
【図２２】 本発明の第８実施形態を示すものであり、
第１実施形態の図１２に相当する縦断面図である。
第１実施形態の図１２に相当する縦断面図である。
【図２３】 従来の燃料電池の燃料電池セルを概略的に
示す平面図である。
示す平面図である。
【図２４】 図２３の燃料電池を線Ｘ−Ｘで切断した燃
料ガス供給口近傍を示す縦断面図である。
料ガス供給口近傍を示す縦断面図である。
１ 燃料電池
２ 燃料電池セル
３ 電極構造体
４，５ セパレータ
６，７ ガスシール部材
８，９ ガス流路
１０ 固体高分子電解質膜（電解質膜）
１１ アノード電極（電極）
１２ カソード電極（電極）
１７ 燃料ガス供給口（反応ガス連通孔）
１８ 酸化剤ガス供給口（反応ガス連通孔）
１９ 冷却媒体供給口（冷却媒体連通孔）
２０ 燃料ガス排出口（反応ガス連通孔）
２１ 酸化剤ガス排出口（反応ガス連通孔）
２２ 冷却媒体排出口（冷却媒体連通孔）
２３ 燃料ガス連絡路（反応ガス連絡路）
２５ 酸化剤ガス連絡路（反応ガス連絡路）
２７ 冷却面シール部材
２８ 冷却媒体流路
３０ 凸部
３２ 凹部
Claims (3)
- 【請求項１】 電解質の両面にそれぞれ電極を配した電
極構造体と、該電極構造体を厚さ方向に挟む一対のセパ
レータと、前記電極構造体の外周部に配置され、各セパ
レータと前記電極構造体との間に挟まれて両者間に形成
される反応ガス流路をそれぞれ密封するガスシール部材
とから構成された複数の燃料電池セルを、これら燃料電
池セル間に形成される冷却媒体流路を密封する冷却面シ
ール部材を挟んで積層してなる燃料電池であって、 前記各セパレータに、前記ガスシール部材の電極構造体
シール部外側に設けられる反応ガス連通孔および冷却媒
体連通孔と、前記ガスシール部材の電極構造体シール部
をセパレータの厚さ方向に迂回して反応ガス連通孔と反
応ガス流路を連絡する反応ガス連絡路とが設けられ、 少なくとも一方のセパレータに前記反応ガス連絡路の裏
側を少なくとも反応ガス連絡路に対応する領域にわたっ
て突出させた凸部が設けられるとともに、他方のセパレ
ータに前記凸部を受け入れる凹部が設けられている燃料
電池。 - 【請求項２】 前記冷却媒体流路を前記反応ガス連通孔
に対して密封する冷却面シール部材が、前記反応ガス連
絡路に対して前記反応ガス連通孔側にずれた位置に設け
られている請求項１に記載の燃料電池。 - 【請求項３】 前記冷却面シール部材が、前記反応ガス
連絡路近傍を除き、積層方向からみて、前記ガスシール
部材と略同一位置に配置されている請求項１または請求
項２に記載の燃料電池。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003086203A (ja) * | 2001-09-07 | 2003-03-20 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池 |
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Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1302996A3 (en) * | 2001-10-16 | 2006-04-19 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Polymer electrolyte fuel cell |
| FR2887689B1 (fr) * | 2005-06-28 | 2007-09-21 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Plaque bipolaire pour pile a combustible comprenant un canal de liaison |
| FR2887687B1 (fr) * | 2005-06-28 | 2009-01-16 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Plaque bipolaire de pile a combustible a fonction etancheite integree et cellule de pile a combustible comportant de telles plaques |
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| US20090087695A1 (en) * | 2007-10-02 | 2009-04-02 | American Power Conversion Corporation | Bipolar plate for use in fuel cell stacks and fuel cell assemblies |
| JP5321291B2 (ja) * | 2009-06-30 | 2013-10-23 | Ｎｏｋ株式会社 | 燃料電池 |
Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0193063A (ja) * | 1987-10-02 | 1989-04-12 | Hitachi Ltd | 溶融炭酸塩型燃料電池 |
| JPH0349160A (ja) * | 1988-11-28 | 1991-03-01 | Toshiba Corp | 積層式燃料電池 |
| JPH05174844A (ja) * | 1991-06-29 | 1993-07-13 | Tonen Corp | 固体電解質型燃料電池 |
| JPH05174850A (ja) * | 1991-12-20 | 1993-07-13 | Sanyo Electric Co Ltd | 固体電解質型燃料電池 |
| JPH087902A (ja) * | 1994-06-23 | 1996-01-12 | Hitachi Zosen Corp | 固体電解質型燃料電池 |
| JPH0850903A (ja) * | 1994-08-08 | 1996-02-20 | Mazda Motor Corp | 固体高分子型燃料電池 |
| JPH08162131A (ja) * | 1994-12-06 | 1996-06-21 | Aisin Aw Co Ltd | 燃料電池用セパレータ |
| JPH1074530A (ja) * | 1996-08-30 | 1998-03-17 | Aisin Takaoka Ltd | 燃料電池及び燃料電池用セパレータ |
| JPH11339822A (ja) * | 1998-05-26 | 1999-12-10 | Aisin Seiki Co Ltd | 固体高分子電解質型燃料電池 |
| JP2000048832A (ja) * | 1998-07-29 | 2000-02-18 | Mitsubishi Plastics Ind Ltd | 固体高分子型燃料電池セパレータ |
| JP2000133289A (ja) * | 1998-10-28 | 2000-05-12 | Aisin Seiki Co Ltd | ガスマニホールド一体型セパレータ及び固体高分子電解質型燃料電池 |
| JP2000164227A (ja) * | 1998-11-24 | 2000-06-16 | Aisin Seiki Co Ltd | ガスマニホールド一体型セパレータ及び燃料電池 |
| JP2000331691A (ja) * | 1999-05-18 | 2000-11-30 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池スタック |
| JP2001006696A (ja) * | 1999-06-25 | 2001-01-12 | Daihatsu Motor Co Ltd | 燃料電池のセパレータ |
| JP2001148252A (ja) * | 1999-09-10 | 2001-05-29 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6261710B1 (en) * | 1998-11-25 | 2001-07-17 | Institute Of Gas Technology | Sheet metal bipolar plate design for polymer electrolyte membrane fuel cells |
| JP4366872B2 (ja) * | 2000-03-13 | 2009-11-18 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池用ガスセパレータおよび該燃料電池用セパレータの製造方法並びに燃料電池 |
| US7029784B2 (en) * | 2002-05-30 | 2006-04-18 | Plug Power Inc. | Nested fuel cell field plate |
-
2001
- 2001-09-19 JP JP2001285546A patent/JP4812990B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2002
- 2002-09-17 US US10/245,672 patent/US6811909B2/en not_active Expired - Lifetime
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- 2002-09-18 DE DE10243353A patent/DE10243353B4/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0193063A (ja) * | 1987-10-02 | 1989-04-12 | Hitachi Ltd | 溶融炭酸塩型燃料電池 |
| JPH0349160A (ja) * | 1988-11-28 | 1991-03-01 | Toshiba Corp | 積層式燃料電池 |
| JPH05174844A (ja) * | 1991-06-29 | 1993-07-13 | Tonen Corp | 固体電解質型燃料電池 |
| JPH05174850A (ja) * | 1991-12-20 | 1993-07-13 | Sanyo Electric Co Ltd | 固体電解質型燃料電池 |
| JPH087902A (ja) * | 1994-06-23 | 1996-01-12 | Hitachi Zosen Corp | 固体電解質型燃料電池 |
| JPH0850903A (ja) * | 1994-08-08 | 1996-02-20 | Mazda Motor Corp | 固体高分子型燃料電池 |
| JPH08162131A (ja) * | 1994-12-06 | 1996-06-21 | Aisin Aw Co Ltd | 燃料電池用セパレータ |
| JPH1074530A (ja) * | 1996-08-30 | 1998-03-17 | Aisin Takaoka Ltd | 燃料電池及び燃料電池用セパレータ |
| JPH11339822A (ja) * | 1998-05-26 | 1999-12-10 | Aisin Seiki Co Ltd | 固体高分子電解質型燃料電池 |
| JP2000048832A (ja) * | 1998-07-29 | 2000-02-18 | Mitsubishi Plastics Ind Ltd | 固体高分子型燃料電池セパレータ |
| JP2000133289A (ja) * | 1998-10-28 | 2000-05-12 | Aisin Seiki Co Ltd | ガスマニホールド一体型セパレータ及び固体高分子電解質型燃料電池 |
| JP2000164227A (ja) * | 1998-11-24 | 2000-06-16 | Aisin Seiki Co Ltd | ガスマニホールド一体型セパレータ及び燃料電池 |
| JP2000331691A (ja) * | 1999-05-18 | 2000-11-30 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池スタック |
| JP2001006696A (ja) * | 1999-06-25 | 2001-01-12 | Daihatsu Motor Co Ltd | 燃料電池のセパレータ |
| JP2001148252A (ja) * | 1999-09-10 | 2001-05-29 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003086203A (ja) * | 2001-09-07 | 2003-03-20 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池 |
| JP2007242511A (ja) * | 2006-03-10 | 2007-09-20 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| DE10243353A1 (de) | 2003-05-15 |
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