知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-08-18
(45)【発行日】2022-08-26
(54)【発明の名称】セパレータ一体ガスケット
(51)【国際特許分類】
H01M 8/0276 20160101AFI20220819BHJP
H01M 8/0206 20160101ALI20220819BHJP
H01M 8/0247 20160101ALI20220819BHJP
H01M 8/0258 20160101ALI20220819BHJP
H01M 8/0284 20160101ALI20220819BHJP
H01M 8/0286 20160101ALI20220819BHJP
F16J 15/06 20060101ALI20220819BHJP
【ＦＩ】
H01M8/0276
H01M8/0206
H01M8/0247
H01M8/0258
H01M8/0284
H01M8/0286
F16J15/06 P
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2021513546
(86)(22)【出願日】2020-03-24
(86)【国際出願番号】 JP2020012908
(87)【国際公開番号】W WO2020209047
(87)【国際公開日】2020-10-15
【審査請求日】2021-08-20
(31)【優先権主張番号】P 2019074231
(32)【優先日】2019-04-09
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000004385
【氏名又は名称】ＮＯＫ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000165
【氏名又は名称】グローバル・アイピー東京特許業務法人
(72)【発明者】
【氏名】松田 泰輔
(72)【発明者】
【氏名】渡部 茂
【審査官】山本 雄一
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１０－２７２４７４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－１２９４５９（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１３／０７７４８８（ＷＯ，Ａ１）
【文献】韓国公開特許第１０－２０１０－００３０７０９（ＫＲ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｍ ８／００－ ８／０２９７
Ｈ０１Ｍ ８／０８－ ８／２４９５
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
燃料電池用のセパレータ一体ガスケットであって、リップ状ガスケットと、
プレス加工可能な金属板よりなり、第１立体形状部を有する第１セパレータ部品であって、前記リップ状ガスケットを保持するガスケット装着溝を前記第１立体形状部の突出方向と反対側の面に有する第１セパレータ部品と、
プレス加工可能な金属板よりなり、第２立体形状部を有する第２セパレータ部品であって、前記第１立体形状部を収める立体形状嵌め合い溝を前記第２立体形状部の突出方向と反対側の面に有する第２セパレータ部品と、
前記第２立体形状部の外面側に保持されるフラット状ガスケットと、
を有し、
前記第１立体形状部と前記第２立体形状部は、平面上の位置を合わせて、同じ向きに突出し、
前記第１セパレータ部品と前記第２セパレータ部品は、厚み方向に重ねられて接合される、
セパレータ一体ガスケット。
【請求項2】
前記第１立体形状部は、前記第２立体形状部よりも小さい幅を有し、前記第１立体形状部は、第１側面部を有し、
前記第２立体形状部は、第２側面部を有し、
前記第１側面部と前記第２側面部は、互いに対向し、
前記第１側面部と前記第２側面部の間には、隙間が設けられる、
請求項１に記載のセパレータ一体ガスケット。
【請求項3】
前記第１立体形状部は、第１底面部を有し、前記第２立体形状部は、第２底面部を有し、
前記第１底面部と前記第２底面部との間の周上の一部に、前記リップ状ガスケットおよび前記フラット状ガスケットを幅方向に横断する流体流路を有する、
請求項１又は２に記載のセパレータ一体ガスケット。
【請求項4】
前記リップ状ガスケットは、前記ガスケット装着溝内に保持されたガスケット基部と、
前記ガスケット基部の平面上に設けられたシールリップと、
前記ガスケット基部の平面上であって、かつ、前記シールリップの幅方向両側にそれぞれ設けられた一対の突起状の受け部と、を有し、
前記一対の受け部の間隔は、前記第２立体形状部の幅よりも小さい、
請求項１～３のいずれかに記載のセパレータ一体ガスケット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、セパレータ一体ガスケットに関する。
【背景技術】
【0002】
燃料電池用のセパレータ一体ガスケットは、燃料電池セルの構成要素であるセパレータに対し、反応物質（Ｏ２，Ｈ２）や冷却水等をシールするためのガスケットを一体的に組み付けたものである。
セパレータとして、ガスケット成形部や流路部の溝加工コストを低減させるため、プレス加工可能な金属バイポーラセパレータを用いることがある（例えば、特表２０１７－５３２７３１）。
一方、ガスケットとして、スタック組立て時に互いに積層されるセパレータ同士の平面上の位置ズレを許容するため、リップ状ガスケットおよびフラット状ガスケットよりなる両面ガスケットを用いることがある。
セパレータとして、ガスケット成形部や流路部の溝加工コストを低減させるため、プレス加工可能な金属バイポーラセパレータを用いることがある（例えば、特表２０１７－５３２７３１）。
一方、ガスケットとして、スタック組立て時に互いに積層されるセパレータ同士の平面上の位置ズレを許容するため、リップ状ガスケットおよびフラット状ガスケットよりなる両面ガスケットを用いることがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
プレス加工可能な金属バイポーラセパレータとリップ状ガスケットおよびフラット状ガスケットよりなる両面ガスケットとを組み合わせて用いる場合には、以下の点に留意する必要がある。
リップ状ガスケットは、ガスケット基部の平面上にシールリップを一体に設けたものである。フラット状ガスケットは、シールリップを有さない平坦状のものである。したがって、リップ状ガスケットの高さ（厚み）は、フラット状ガスケットの高さ（厚み）よりも大きい。
リップ状ガスケットは、ガスケット基部の平面上にシールリップを一体に設けたものである。フラット状ガスケットは、シールリップを有さない平坦状のものである。したがって、リップ状ガスケットの高さ（厚み）は、フラット状ガスケットの高さ（厚み）よりも大きい。
【0004】
リップ状ガスケットとフラット状ガスケットの高さ（厚み）の相違により、スタック組立て時に両ガスケット間に挟み込まれる電解質膜が、リップ状ガスケットによって厚み方向一方へ持ち上げられて、変形する。この変形が、電解質膜の耐久性に影響を及ぼすことがある。
【0005】
本発明は、スタック組立て時に電解質膜が変形しにくいセパレータ一体ガスケット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】
【0006】
本発明の燃料電池用のセパレータ一体ガスケットは、
リップ状ガスケットと、
プレス加工可能な金属板よりなり、第１立体形状部を有する第１セパレータ部品であって、前記リップ状ガスケットを保持するガスケット装着溝を前記第１立体形状部の突出方向と反対側の面に有する第１セパレータ部品と、
プレス加工可能な金属板よりなり、第２立体形状部を有する第２セパレータ部品であって、前記第１立体形状部を収める立体形状嵌め合い溝を前記第２立体形状部の突出方向と反対側の面に有する第２セパレータ部品と、
前記第２立体形状部の外面側に保持されるフラット状ガスケットと、
を有し、
前記第１立体形状部と前記第２立体形状部は、平面上の位置を合わせて、同じ向きに突出し、
前記第１セパレータ部品と前記第２セパレータ部品は、厚み方向に重ねられて接合される。
リップ状ガスケットと、
プレス加工可能な金属板よりなり、第１立体形状部を有する第１セパレータ部品であって、前記リップ状ガスケットを保持するガスケット装着溝を前記第１立体形状部の突出方向と反対側の面に有する第１セパレータ部品と、
プレス加工可能な金属板よりなり、第２立体形状部を有する第２セパレータ部品であって、前記第１立体形状部を収める立体形状嵌め合い溝を前記第２立体形状部の突出方向と反対側の面に有する第２セパレータ部品と、
前記第２立体形状部の外面側に保持されるフラット状ガスケットと、
を有し、
前記第１立体形状部と前記第２立体形状部は、平面上の位置を合わせて、同じ向きに突出し、
前記第１セパレータ部品と前記第２セパレータ部品は、厚み方向に重ねられて接合される。
【発明の効果】
【0007】
本発明のセパレータ一体ガスケットによれば、スタック組立て時の電解質膜の変形を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】実施形態のセパレータ一体ガスケットの平面図
【図3】セパレータ一体ガスケットのスタック組立て状態を示す要部拡大断面図
【図5】セパレータ一体ガスケットのスタック組立て状態を示す要部拡大断面図
【図7】セパレータ一体ガスケットのスタック組立て状態を示す要部拡大断面図
【図9】セパレータ一体ガスケットのスタック組立て状態を示す要部拡大断面図
【図10】セパレータ一体ガスケットの流路構造の他の例を示す要部拡大断面図
【図11】セパレータ一体ガスケットのスタック組立て状態を示す要部拡大断面図
【図12】他の実施形態のセパレータ一体ガスケットの要部断面図
【図13】比較例のセパレータ一体ガスケットのスタック組立て状態を示す要部拡大断面図
【発明を実施するための形態】
【0009】
図１に示すように、実施の形態に係るセパレータ一体ガスケット１は、セパレータ１１と、ガスケット７１とを有する。セパレータ１１は、平面長方形状である。ガスケット７１は、セパレータ１１に対し一体的に組み付けられる。
【0010】
セパレータ１１は、反応物質（Ｏ２，Ｈ２）の反応面１２と、マニホールド孔１３とを有する。反応面１２は、セパレータ１１の平面中央に位置する。マニホールド孔１３は、酸素（Ｏ２）の供給用マニホールド孔１３Ａと、酸素（Ｏ２）の排出用マニホールド孔１３Ｂと、水素（Ｈ２）の供給用マニホールド孔１３Ｃと、水素（Ｈ２）の排出用マニホールド孔１３Ｄと、冷却水の供給用マニホールド孔１３Ｅと、冷却水の排出用マニホールド孔１３Ｆと、を有する。供給用マニホールド孔１３Ａ、１３Ｃ、１３Ｅと排出用マニホールド孔１３Ｂ、１３Ｄ、１３Ｆは、反応面１２を挟んで両側に配置される。
【0011】
ガスケット７１は、外周シール部７２と、マニホールドシール部７３とを有する。外周シール部７２は、セパレータ１１の外周に全周に亙って設けられる。マニホールドシール部７３は、各マニホールド孔１３の周りに、それぞれ全周に亙って設けられる。マニホールドシール部７３は、酸素（Ｏ２）の供給用マニホールドシール部７３Ａと、酸素（Ｏ２）の排出用マニホールドシール部７３Ｂと、水素（Ｈ２）の供給用マニホールドシール部７３Ｃと、水素（Ｈ２）の排出用マニホールドシール部７３Ｄと、冷却水の供給用マニホールドシール部７３Ｅと、冷却水の排出用マニホールドシール部７３Ｆとを有する。
【0012】
図２に示すように、セパレータ１１は、第１セパレータ部品２１と、第２セパレータ部品３１と、を有する。第１セパレータ部品２１は、プレス加工可能な金属板である。第２セパレータ部品３１は、プレス加工可能な金属板である。第１セパレータ部品２１と第２セパレータ部品３１が互いに厚み方向に重ね合わされ接合され、プレス加工可能な金属バイポーラセパレータとなる。第１セパレータ部品２１と第２セパレータ部品３１は、接合部３５において接合される。
【0013】
以下、外周シール部７２およびマニホールドシール部７３の構成を説明する。尚、外周シール部７２およびマニホールドシール部７３は、同じ断面形状を有するため、以下、外周シール部７２について説明する。
【0014】
図２に示すように、上側の第１セパレータ部品２１は、第１立体形状部２３を有する。第１立体形状部２３は、下側の第２セパレータ部品３１へ向けて突出する。第１立体形状部２３は、プレス加工により形成される。第１立体形状部２３は、左右一対のテーパー面状の側面部２３ａ（第１側面部）と、平面状の底面部２３ｂ（第１底面部）を有する。第１立体形状部２３は、台形状の断面を有する。第１立体形状部２３の突出方向と反対向きの裏面側（図２では上面側）は、ガスケット装着溝２４となる。ガスケット装着溝２４は、リップ状ガスケット８１を保持する。リップ状ガスケット８１については後述する。
【0015】
第２セパレータ部品３１は、第２立体形状部３３を有する。立体形状部３３は、第１立体形状部２３と平面上の位置を合わせて、第１立体形状部２３と同じ向きへ突出する。第２立体形状部３３は、プレス加工により形成される。第２立体形状部３３は、左右一対のテーパー面状の側面部３３ａ（第２側面部）と、平面状の底面部３３ｂ（第２底面部）を有する。第２立体形状部３３は、台形状の断面を有する。第２立体形状部３３の突出方向と反対向きの裏面側（図２では上面側）は、立体形状嵌め合い溝３４となる。立体形状嵌め合い溝３４に、第１立体形状部２３が嵌め込まれ収められる。
【0016】
ガスケット７１は、リップ状ガスケット８１とフラット状ガスケット９１の組み合わせよりなる両面ガスケットである。
第１セパレータ部品２１のガスケット装着溝２４に、リップ状ガスケット８１が保持される。
第１セパレータ部品２１のガスケット装着溝２４に、リップ状ガスケット８１が保持される。
【0017】
リップ状ガスケット８１は、ガスケット基部８２と、シールリップ８３と、一対の突起状の受け部８４が、一体に設けられる。ガスケット基部８２は、平坦状であり、装着溝２４内に保持される。シールリップ８３は、山形形状の断面を有し、ガスケット基部８２の平面上であって幅方向中央に設けられる。一対の受け部８４は、ガスケット基部８２の平面上であって、シールリップ８３の幅方向両側に間隔をおいて設けられる。シールリップ８３の先端は、ピーク面圧を発生させやすいよう、円弧形状の断面を有する。これに対し、受け部８４の先端は、受けの作用を奏しやすいように平面状に形成される。受け部８４の高さは、シールリップ８３の高さよりも小さい。一対の受け部８４は、同等の高さを有する。一対の受け部８４の間隔は、第２立体形状部３３の幅よりも小さい。具体的には、一対の受け部８４の先端部における間隔ｗ１は、第２立体形状部３３の底面部３３ｂの幅ｗ２よりも小さい。リップ状ガスケット８１は、射出成形法により成形される。リップ状ガスケット８１は、シリコーン系、ＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン・ジエンゴム）、フッ素系、ＰＩＢ（ポリイソブチレン）等のゴム材料により成形される。
【0018】
第２立体形状部３３の底面部３３ｂの外面側に、フラット状ガスケット９１が保持される。
フラット状ガスケット９１は、平坦状であって薄膜状に形成される。フラット状ガスケット９１の幅ｗ３は、シールリップ８３の幅ｗ４よりも大きく、一対の受け部８４の先端部における間隔ｗ１および第２立体形状部３３の底面部３３ｂの幅ｗ２よりも小さい。フラット状ガスケット９１は、ゴム溶液または液状ゴムをスクリーン印刷にて塗布する方法により成形される。フラット状ガスケット９１は、インクジェット法またはスタンプ法などによって成形されても良い。フラット状ガスケット９１は、シリコーン系、ＥＰＤＭ、フッ素系、ＰＩＢ等のゴム材料により成形される。
フラット状ガスケット９１は、平坦状であって薄膜状に形成される。フラット状ガスケット９１の幅ｗ３は、シールリップ８３の幅ｗ４よりも大きく、一対の受け部８４の先端部における間隔ｗ１および第２立体形状部３３の底面部３３ｂの幅ｗ２よりも小さい。フラット状ガスケット９１は、ゴム溶液または液状ゴムをスクリーン印刷にて塗布する方法により成形される。フラット状ガスケット９１は、インクジェット法またはスタンプ法などによって成形されても良い。フラット状ガスケット９１は、シリコーン系、ＥＰＤＭ、フッ素系、ＰＩＢ等のゴム材料により成形される。
【0019】
第１立体形状部２３、第２立体形状部３３は、共にプレス加工により形成される。そのため、プレス加工時の寸法誤差やセパレータ部品接合時の平面上の位置ズレに備えて、以下の構成が設けられている。
第１立体形状部２３の幅は、第２立体形状部３３の幅よりも小さい。第１立体形状部２３の底面部２３ｂの幅は、第２立体形状部３３の底面部３３ｂの幅よりも小さい。互いに対向する第１立体形状部２３の側面部２３ａと第２立体形状部３３の側面部３３ａとの間に、幅方向の隙間ｃが設けられる。したがって、寸法誤差や位置ズレが隙間ｃの範囲内であれば、寸法誤差や位置ズレを吸収できるため、第１立体形状部２３を第２立体形状部３３に嵌め込むことが可能となる。第１立体形状部２３が立体形状嵌め合い溝３４に嵌め込まれ、第１セパレータ部品２１と第２セパレータ部品３１が接合された状態で、第１立体形状部２３の底面部２３ｂと第２立体形状部３３の底面部３３ｂは互いに接触した状態となるが、第１立体形状部２３の側面部２３ａと第２立体形状部３３の側面部３３ａは、互いに接触せず離間した状態となる。
第１立体形状部２３の幅は、第２立体形状部３３の幅よりも小さい。第１立体形状部２３の底面部２３ｂの幅は、第２立体形状部３３の底面部３３ｂの幅よりも小さい。互いに対向する第１立体形状部２３の側面部２３ａと第２立体形状部３３の側面部３３ａとの間に、幅方向の隙間ｃが設けられる。したがって、寸法誤差や位置ズレが隙間ｃの範囲内であれば、寸法誤差や位置ズレを吸収できるため、第１立体形状部２３を第２立体形状部３３に嵌め込むことが可能となる。第１立体形状部２３が立体形状嵌め合い溝３４に嵌め込まれ、第１セパレータ部品２１と第２セパレータ部品３１が接合された状態で、第１立体形状部２３の底面部２３ｂと第２立体形状部３３の底面部３３ｂは互いに接触した状態となるが、第１立体形状部２３の側面部２３ａと第２立体形状部３３の側面部３３ａは、互いに接触せず離間した状態となる。
【0020】
酸素の供給用マニホールドシール部７３Ａは、燃料電池の稼働時、酸素を供給用マニホールド孔１３Ａから反応面１２へ供給する。酸素の排出用マニホールドシール部７３Ｂは、燃料電池の稼働時、酸素を反応面１２から排出用マニホールド孔１３Ｂへ排出する。
【0021】
図４（Ａ）に示すように、第１立体形状部２３と第２立体形状部３３との間のシール周上の一部に間隙空間４１が設けられる。間隙空間４１の両端部であって、第１セパレータ部品２１には、それぞれ、第１開口４２と第２開口４３が設けられる。これにより、リップ状ガスケット８１およびフラット状ガスケット９１を幅方向に横断する流体流路４４が設けられる。流体流路４４を酸素が流れる。
【0022】
第１立体形状部２３は、立体部４５を有する。立体部４５は、プレス加工により形成される。立体部４５は、第１立体形状部２３の幅方向を横断するように、第１立体形状部２３の底面部２３ｂ、一対の側面部２３ａ、第１立体形状部２３の幅方向両側の平面部２２に亙って、図４（Ｂ）に示す断面形状を有する。立体部４５を有する第１立体形状部２３を第２立体形状部３３に嵌め込み、底面部２３ｂと底面部３３ｂを接触させることにより、間隙空間４１は、トンネル状の空間となる。これにより、図５に示すように、供給用マニホールド孔１３Ａから第１開口４２、間隙空間４１および第２開口４３を経由して反応面１２へ至る、矢印の向きの酸素供給用の流体流路４４が形成される。また、反応面１２から第２開口４３、間隙空間４１および第１開口４２を経由して排出用マニホールド孔１３Ｂへ至る、矢印と反対の向きの酸素排出用の流体流路４４が形成される。
【0023】
水素の供給用マニホールドシール部７３Ｃは、燃料電池の稼働時、水素を供給用マニホールド孔１３Ｃから反応面１２へ供給する。水素の排出用マニホールドシール部７３Ｄは、燃料電池の稼働時、水素を反応面１２から排出用マニホールド孔１３Ｄへ排出する。
【0024】
図６（Ａ）に示すように、第１立体形状部２３と第２立体形状部３３との間のシール周上の一部に間隙空間５１が設けられる。間隙空間５１の両端部であって、第２セパレータ部品３１には、それぞれ、第１開口５２と第２開口５３が設けられる。これにより、リップ状ガスケット８１およびフラット状ガスケット９１を幅方向に横断する流体流路５４が設けられる。流体流路５４を水素が流れる。
【0025】
第１立体形状部２３は、立体部５５を有する。立体部５５は、プレス加工により形成される。立体部５５は、第１立体形状部２３の幅方向を横断するように、第１立体形状部２３の底面部２３ｂ、一対の側面部２３ａ、第１立体形状部２３の幅方向両側の平面部２２に亙って、図６（Ｂ）に示す断面形状を有する。立体部５５を有する第１立体形状部２３を第２立体形状部３３に嵌め込み、底面部２３ｂと底面部３３ｂを接触させることにより、間隙空間５１は、トンネル状の空間となる。これにより、図７に示すように、供給用マニホールド孔１３Ｃから第１開口５２、間隙空間５１および第２開口５３を経由して反応面１２へ至る、矢印の向きの水素供給用の流体流路５４が形成される。また、反応面１２から第２開口５３、間隙空間５１および第１開口５２を経由して排出用マニホールド孔１３Ｄへ至る、矢印と反対の向きの水素排出用の流体流路５４が形成される。
【0026】
冷却水の供給用マニホールドシール部７３Ｅは、燃料電池の稼働時、冷却水を供給用マニホールド孔１３Ｅから反応面１２へ供給する。冷却水の排出用マニホールドシール部７３Ｆは、燃料電池の稼働時、冷却水を反応面１２から排出用マニホールド孔１３Ｆへ排出する。
【0027】
図８（Ａ）に示すように、第１立体形状部２３と第２立体形状部３３との間のシール周上の一部に間隙空間６１が設けられる。これにより、リップ状ガスケット８１およびフラット状ガスケット９１を幅方向に横断する流体流路６４が設けられる。流体流路６４を冷却水が流れる。
【0028】
第１立体形状部は、立体部６５を有する。立体部６５は、プレス加工により形成される。立体部６５は、第１立体形状部２３の幅方向を横断するように、第１立体形状部２３の底面部２３ｂ、一対の側面部２３ａ、第１立体形状部２３の幅方向両側の平面部２２に亙って、図８（Ｂ）に示す断面形状を有する。立体部６５を有する第１立体形状部２３を第２立体形状部３３に嵌め込み、底面部２３ｂと底面部３３ｂを接触させることにより、間隙空間６１は、トンネル状の空間となる。
【0029】
冷却水は、酸素や水素と異なり、反応物質ではない。そのため、冷却水は、反応面１２の領域においてもバイポーラセパレータの内部（第１セパレータ部品２１と第２セパレータ部品３１の間の内部空間）を通過することにより、排出用マニホールド孔１３Ｆへと流動する。このため、第１立体形状部２３及び第２立体形状部３３の反応面１２側の領域においても、第１セパレータ部品２１と第２セパレータ部品３１の間に、間隙空間６１と同様の断面形状を有する内部空間６６が、間隙空間６１と連続する。
【0030】
供給用マニホールド孔１３Ｅの領域および排出用マニホールド孔１３Ｆの領域においても、第１セパレータ部品２１と第２セパレータ部品３１の間に、間隙空間６１と同様の断面形状を有する内部空間６７が、間隙空間６１と連続する。
【0031】
これにより、図９に示すように、供給用マニホールド孔１３Ｅから内部空間６７および間隙空間６１を経由して内部空間６６へ至る、矢印の向きの冷却水供給用の流体流路６４が形成される。また、内部空間６６から間隙空間６１および内部空間６７を経由して排出用マニホールド孔１３Ｆへ至る、矢印と反対の向きの冷却水排出用の流体流路６４が形成される。
【0032】
尚、冷却水供給用マニホールド孔１３Ｅの領域および冷却水排出用マニホールド孔１３Ｆの領域には、図１０に示すように、内部空間６７に代えて開口６２を設けても良い。
【0033】
本実施形態のセパレータ一体ガスケット１は、図３に示すように、燃料電池セルの構成要素である電解質膜１０１やガス拡散層１０２，１０３とともに、燃料電池スタックとして組み立てられる。一対のガス拡散層１０２，１０３間に挟まれた電解質膜１０１は、ガス拡散層１０２，１０３よりも大きな平面積を有する。そのため、電解質膜１０１は、ガス拡散層１０２，１０３から食み出す周縁部１０１ａを有する。周縁部１０１ａは、リップ状ガスケット８１とフラット状ガスケット９１の間に挟み込まれる。これにより、リップ状ガスケット８１およびフラット状ガスケット９１は、酸素、水素または冷却水が漏洩しないようにシール作用を発揮する。
【0034】
本実施形態のセパレータ一体ガスケット１のリップ状ガスケット８１は、ガスケット基部８２の平面上にシールリップ８３を一体に設けたものである。また、フラット状ガスケット９１は、シールリップを有さない平坦状である。そのため、リップ状ガスケット８１は、フラット状ガスケット９１よりも大きな高さ（厚み）を有する。
【0035】
図１３に示す比較例では、第１セパレータ部品２１、第２セパレータ部品３１に立体形状部が設けられず、第１セパレータ部品２１、第２セパレータ部品３１が平面状である。この場合、リップ状ガスケット８１と、フラット状ガスケット９１の高さ（厚み）の相違により、スタック組立て時に、リップ状ガスケット８１とフラット状ガスケット９１の間に挟み込まれる電解質膜１０１の周縁部１０１ａが、リップ状ガスケット８１によって厚み方向一方（図１３では上方）へ持ち上げられ、この分変形する。
【0036】
これに対し、本実施形態のセパレータ一体ガスケット１では、第１及び第２セパレータ部品２１，３１が、それぞれ立体形状部２３，３３を有する。そのため、図３に示すように、スタック組立て時に、リップ状ガスケット８１とフラット状ガスケット９１の間に挟み込まれる電解質膜１０１の周縁部１０１ａが、リップ状ガスケット８１によって厚み方向一方（図３では上方）へ持ち上げられることがなく、電解質膜１０１はほぼ平面状のままとなり、大きく変形することがない。
したがって、電解質膜１０１がリップ状ガスケット８１により持ち上げられて変形し、耐久性が低下するのを防止できる。
したがって、電解質膜１０１がリップ状ガスケット８１により持ち上げられて変形し、耐久性が低下するのを防止できる。
【0037】
第２セパレータ部品３１の立体形状部３３の高さを、第２セパレータ部品３１と電解質膜１０１の間に配置されるガス拡散層１０２の厚みと同等またはほぼ同等にすることが好ましい。
【0038】
本実施形態のセパレータ一体ガスケット１では、第１立体形状部２３の幅が第２立体形状部３３の幅よりも小さく、互いに対向する第１立体形状部２３の側面部２３ａと第２立体形状部３３の側面部３３ａとの間に幅方向の隙間ｃが設けられる。そのため、第１セパレータ部品２１、第２セパレータ部品３１のプレス加工時に寸法誤差が発生したり、第１セパレータ部品２１と第２セパレータ部品３１の接合時に平面上の位置ズレが発生したりしても、第１立体形状部２３を第２立体形状部３３に嵌め込むことが可能となる。
【0039】
本実施形態のセパレータ一体ガスケット１は、第１立体形状部２３の底面部２３ｂと第２立体形状部３３の底面部３３ｂとの間の周上の一部に、間隙空間４１，５１，６１が設けられる。これにより、リップ状ガスケット８１およびフラット状ガスケット９１を幅方向に横断する流体流路４４，５４，６４が形成される。流体流路４４，５４，６４を介して、供給用マニホールド孔１３Ａ，１３Ｃ，１３Ｅから反応面１２へ、反応面１２から排出用マニホールド孔１３Ｂ，１３Ｄ，１３Ｆへ、反応物質（Ｏ２，Ｈ２）や冷却水が流れる。
【0040】
本実施形態のセパレータ一体ガスケット１では、リップ状ガスケット８１に一対の突起状の受け部８４が設けられる。一対の受け部８４の間隔は、第２立体形状部３３の幅よりも小さい。そのため、図３に示すように、一対の受け部８４が双方同時にその上方に位置する第２立体形状部３３を支持する。したがって、図１１に示すように、スタック組立て時に部分的過圧縮やセパレータ１１同士の位置ズレなどが生じても、セパレータ１１に変形や傾きが発生するのを防止することができ、積層された複数のセパレータ１１を平行な状態に維持できる。
【0041】
尚、受け部８４は、他の実施形態として図１２に示すように、製品仕様の都合等により、省略されても良い。
【符号の説明】
【0042】
１ セパレータ一体ガスケット
１１ セパレータ
１２ 反応面
１３ マニホールド孔
１３Ａ 酸素供給用マニホールド孔
１３Ｂ 酸素排出用マニホールド孔
１３Ｃ 水素供給用マニホールド孔
１３Ｄ 水素排出用マニホールド孔
１３Ｅ 冷却水供給用マニホールド孔
１３Ｆ 冷却水排出用マニホールド孔
２１ 第１セパレータ部品
２２，３２ 平面部
２３ 第１立体形状部
２３ａ，３３ａ 側面部
２３ｂ，３３ｂ 底面部
２４ ガスケット装着溝
３１ 第２セパレータ部品
３３ 第２立体形状部
３４ 立体形状嵌め合い溝
３５ 接合部
４１，５１，６１ 間隙空間
４２，４３，５２，５３，６２ 開口
４４，５４，６４ 流体流路
４５，５５，６５ 立体部
６６，６７ 内部空間
７１ ガスケット
７２ 外周シール部
７３ マニホールドシール部
７３Ａ 酸素供給用マニホールドシール部
７３Ｂ 酸素排出用マニホールドシール部
７３Ｃ 水素供給用マニホールドシール部
７３Ｄ 水素排出用マニホールドシール部
７３Ｅ 冷却水供給用マニホールドシール部
７３Ｆ 冷却水排出用マニホールドシール部
８１ リップ状ガスケット
８２ ガスケット基部
８３ シールリップ
８４ 受け部
９１ フラット状ガスケット
１０１ 電解質膜
１０１ａ 周縁部
１０２，１０３ ガス拡散層
ｃ 隙間
１１ セパレータ
１２ 反応面
１３ マニホールド孔
１３Ａ 酸素供給用マニホールド孔
１３Ｂ 酸素排出用マニホールド孔
１３Ｃ 水素供給用マニホールド孔
１３Ｄ 水素排出用マニホールド孔
１３Ｅ 冷却水供給用マニホールド孔
１３Ｆ 冷却水排出用マニホールド孔
２１ 第１セパレータ部品
２２，３２ 平面部
２３ 第１立体形状部
２３ａ，３３ａ 側面部
２３ｂ，３３ｂ 底面部
２４ ガスケット装着溝
３１ 第２セパレータ部品
３３ 第２立体形状部
３４ 立体形状嵌め合い溝
３５ 接合部
４１，５１，６１ 間隙空間
４２，４３，５２，５３，６２ 開口
４４，５４，６４ 流体流路
４５，５５，６５ 立体部
６６，６７ 内部空間
７１ ガスケット
７２ 外周シール部
７３ マニホールドシール部
７３Ａ 酸素供給用マニホールドシール部
７３Ｂ 酸素排出用マニホールドシール部
７３Ｃ 水素供給用マニホールドシール部
７３Ｄ 水素排出用マニホールドシール部
７３Ｅ 冷却水供給用マニホールドシール部
７３Ｆ 冷却水排出用マニホールドシール部
８１ リップ状ガスケット
８２ ガスケット基部
８３ シールリップ
８４ 受け部
９１ フラット状ガスケット
１０１ 電解質膜
１０１ａ 周縁部
１０２，１０３ ガス拡散層
ｃ 隙間
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】