(57)【要約】【課題】シール性が向上した燃料電池用のセパレータを提供することを課題とする。【解決手段】平坦な基部と、前記基部から一方側に突出して第１方向に沿って延びたビードと、前記基部から前記一方側に立ち上がり、前記ビードに対向し、蛇行しながら前記第１方向に沿って延びた立壁部と、を備えている、燃料電池用のセパレータ。【選択図】図５
2020173973.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平坦な基部と、
前記基部から一方側に突出して第１方向に沿って延びたビードと、
前記基部から前記一方側に立ち上がり、前記ビードに対向し、蛇行しながら前記第１方向に沿って延びた立壁部と、を備えている、燃料電池用のセパレータ。
【請求項２】
前記第１方向に沿って延びた外縁を備え、
前記立壁部は、前記ビードと前記外縁の間に位置する、請求項１の燃料電池用のセパレータ。
【請求項３】
前記立壁部は、前記第１方向に沿ってジグザグ状に延びている、請求項１又は２の燃料電池用のセパレータ。
【請求項４】
前記立壁部は、前記第１方向に沿って波状に延びている、請求項１又は２の燃料電池用のセパレータ。
【請求項５】
前記立壁部から前記ビードとは反対側に突出した鍔部を備えた、請求項１乃至４の何れかの燃料電池用のセパレータ。
【請求項６】
前記ビードは、前記第１方向に沿って直線状に延びている、請求項１乃至５の何れかの燃料電池用のセパレータ。
【請求項７】
前記ビードは、前記第１方向に沿って蛇行しながら延びている、請求項１乃至５の何れかの燃料電池用のセパレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池用のセパレータに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、複数の単セルが積層されて構成される。各単セルでのセパレータには、反応ガスや冷媒をシールするビードが設けられている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−０４８６２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
複数の単セルが締結された状態では、セパレータのビードには積層方向で圧縮荷重が作用する。このような圧縮荷重に対してビードが容易に変形すると、シール性が低下する恐れがある。
【０００５】
本発明は、シール性が向上した燃料電池用のセパレータ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】
上記目的は、平坦な基部と、前記基部から一方側に突出して第１方向に沿って延びたビードと、前記基部から前記一方側に立ち上がり、前記ビードに対向し、蛇行しながら前記第１方向に沿って延びた立壁部と、を備えている、燃料電池用のセパレータによって達成できる。
【０００７】
前記第１方向に沿って延びた外縁を備え、前記立壁部は、前記ビードと前記外縁の間に位置してもよい。
【０００８】
前記立壁部は、前記第１方向に沿ってジグザグ状に延びていてもよい。
【０００９】
前記立壁部は、前記第１方向に沿って波状に延びていてもよい。
【００１０】
前記立壁部から前記ビードとは反対側に突出した鍔部を備えていてもよい。
【００１１】
前記ビードは、前記第１方向に沿って直線状に延びていてもよい。
【００１２】
前記ビードは、前記第１方向に沿って蛇行しながら延びていてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、シール性が向上した燃料電池用のセパレータを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、燃料電池の斜視図である。
【図２】図２は、単セルのアノードセパレータの平面図である。
【図３】図３は、図２のＡ−Ａ間に相当する箇所でのセル積層体の一部を示す断面図である。
【図４】図４は、外周ビード周辺を示したセパレータの部分拡大斜視図である。
【図５】図５は、＋Ｚ方向側から見た外周ビード周辺を示したセパレータの部分拡大平面図である。
【図６】図６は、比較例のセパレータの説明図である。。
【図７】図７は、比較例のセパレータの説明図である。
【図８】図８は、第１変形例であるセパレータの部分拡大平面図である。
【図９】図９は、第２変形例であるセパレータの部分拡大平面図である。
【図１０】図１０は、第３変形例であるセパレータの部分拡大平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［燃料電池の概略構成］
図１は、燃料電池１００の斜視図である。図１には、互いに直交するＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向を示している。燃料電池１００は、例えば電気自動車の電力源として利用できる。図１のように、燃料電池１００は、セル積層体１１、ターミナルプレート１２ａ及び１２ｂ、絶縁プレート１３ａ及び１３ｂ、及びエンドプレート１４ａ及び１４ｂを含む。セル積層体１１は、複数の単セル１０がＺ方向に積層されている。単セル１０は、反応ガスとして燃料ガス（例えば水素）と酸化剤ガス（例えば空気）との供給を受けて発電する固体高分子形燃料電池である。
【００１６】
ターミナルプレート１２ａ及び１２ｂは、セル積層体１１の積層方向の両端部に配置されている。絶縁プレート１３ａ及び１３ｂは、セル積層体１１の積層方向でターミナルプレート１２ａ及び１２ｂよりも外側に配置されている。エンドプレート１４ａ及び１４ｂは、セル積層体１１の積層方向で絶縁プレート１３ａ及び１３ｂよりも外側に配置されている。ターミナルプレート１２ａ及び１２ｂは、緻密性カーボン又は銅などの導電性部材で形成され、単セル１０の発電電力を取り出すために用いられる。絶縁プレート１３ａ及び１３ｂは、ゴム又は樹脂などの絶縁性部材で形成され、ターミナルプレート１２ａ及び１２ｂとエンドプレート１４ａ及び１４ｂとの間を絶縁する。エンドプレート１４ａ及び１４ｂは、セル積層体１１とターミナルプレート１２ａ及び１２ｂと絶縁プレート１３ａ及び１３ｂとを締結する。
【００１７】
単セル１０とターミナルプレート１２ａと絶縁プレート１３ａとエンドプレート１４ａとは、それぞれ複数のマニホールド孔を有していて、それぞれの複数のマニホールド孔が連通して複数のマニホールド２０〜２５が形成されている。マニホールド２０はセル積層体１１に燃料ガスを供給するために用いられ、マニホールド２１はセル積層体１１から燃料ガスを排出するために用いられる。マニホールド２２はセル積層体１１に酸化剤ガスを供給するために用いられ、マニホールド２３はセル積層体１１から酸化剤ガスを排出するために用いられる。マニホールド２４はセル積層体１１に冷媒（例えば冷却水）を供給するために用いられ、マニホールド２５はセル積層体１１から冷媒を排出するために用いられる。
【００１８】
図２は、単セル１０のアノードセパレータ３７の平面図である。図３は、図２のＡ−Ａ間に相当する箇所でのセル積層体１１の一部を示す断面図である。図２に示すように、アノードセパレータ（以下、単にセパレータと称する）３７は、Ｘ方向及びＹ方向をそれぞれ短手方向及び長手方向とする略矩形状であり、外縁を画定する縁３７２〜３７５を有している。縁３７２及び３７３は、Ｙ方向に略平行でありＸ方向に離れている。縁３７４及び３７５は、Ｘ方向に略平行でありＹ方向に離れている。また、セパレータ３７には、マニホールド２０〜２５のそれぞれを画定するためのマニホールド孔５０〜５５が形成されている。マニホールド孔５２、５４、及び５１は、縁３７４に沿って設けられている。マニホールド孔５０、５５、及び５３は、縁３７５に沿って設けられている。マニホールド孔５０、５５、及び５３と、マニホールド孔５２、５４、及び５１との間には、Ｙ方向に延びＸ方向に所定の間隔を空けて並んだ複数の流路リブ４２が形成されている。また、セパレータ３７には、冷媒や反応ガスの漏れを防ぐためにマニホールドビード４４ａ〜４４ｆや外周ビード４４ｇが設けられている。マニホールドビード４４ａ〜４４ｆは、それぞれマニホールド孔５０〜５５を包囲する。外周ビード４４ｇは、マニホールド孔５４及び５５が外側に位置するようにガスマニホールド孔５０〜５３と複数の流路リブ４２を包囲し、縁３７２〜３７５に沿って延びている。また、セパレータ３７には、外周ビード４４ｇよりも外側であって、縁３７２〜３７５に沿うように立壁部４６及び鍔部４８が設けられている。立壁部４６及び鍔部４８については、詳しくは後述する。
【００１９】
図３に示すように、単セル１０は、膜電極ガス拡散層接合体（以下、ＭＥＧＡ（Membrane Electrode Gas diffusion layer Assembly）と称する）３６と、ＭＥＧＡ３６を囲む枠状の絶縁フレーム３９と、ＭＥＧＡ３６及び絶縁フレーム３９に対向したセパレータ３７と、ＭＥＧＡ３６及び絶縁フレーム３９とは反対側でセパレータ３７に対向したカソードセパレータ（以下、単にセパレータと称する）３８と、を備える。セパレータ３７及び３８は、ガス遮断性及び電子伝導性を有する部材で形成され、例えばプレス成型したステンレス鋼などの金属部材で形成されている。絶縁フレーム３９は、例えばゴム又はエラストマー樹脂などの弾性を有する樹脂部材で形成されているが、弾性を有さない絶縁部材で形成されていてもよい。
【００２０】
図３に示すように、セパレータ３７は、ＸＹ平面に略平行であって平坦な基部３７１と、基部３７１から＋Ｚ方向に突出した複数の流路リブ４２と外周ビード４４ｇと、外周ビード４４ｇに沿って延びた立壁部４６及び鍔部４８を含む。図１に示したマニホールド２０を流れる燃料ガスは、マニホールド孔５０から隣接する流路リブ４２とこれに対向するＭＥＧＡ３６との間を流れて、マニホールド孔５１を介してマニホールド２１から排出される。
【００２１】
セパレータ３７の外周ビード４４ｇは、Ｚ方向の圧縮荷重に対して反力が確保できるように、基部３７１から＋Ｚ方向に突出している。セパレータ３７の外周ビード４４ｇは、このセパレータ３７に対向する絶縁フレーム３９に、弾性部材であるゴム製のガスケット７０を介して押圧される。尚、図２に示したマニホールドビード４４ａ〜４４ｆも、不図示のガスケットを介して絶縁フレーム３９に押圧されている。
【００２２】
外周ビード４４ｇは、側部４４１及び４４２と、頂部４４３とを含む。側部４４１及び４４２は、基部３７１に対して傾斜するように＋Ｚ方向側に突出している。頂部４４３は、基部３７１と略平行であり、基部３７１よりも＋Ｚ方向側に位置している。側部４４１は、側部４４２よりも縁３７２の近くに位置している。立壁部４６は、基部３７１から＋Ｚ方向側に突出するように、基部３７１に対して傾斜している。立壁部４６については、詳しくは後述する。
【００２３】
鍔部４８は、立壁部４６から外周ビード４４ｇとは反対側、即ちセパレータ３７の外側に、頂部４４３や基部３７１と略平行となるように突出しており、基部３７１よりも＋Ｚ方向側に位置している。鍔部４８は、頂部４４３と＋Ｚ方向での突出高さが略同じであるが、絶縁フレーム３９には接触しておらず、鍔部４８と絶縁フレーム３９との間にガスケット７０は設けられていないが、これに限定されない。
【００２４】
セパレータ３８は、ＸＹ平面に略平行であって平坦な基部３８１と、基部３８１から−Ｚ方向に突出した複数の流路リブ４３と外周ビード４５ｇと、４５ｇに沿って延びた立壁部４７とを含む。セパレータ３８の基部３８１は、セパレータ３８に対向するセパレータ３７の基部３７１に当接している。セパレータ３８の複数の流路リブ４３は、Ｙ方向に延びてＸ方向に所定の間隔を空けて並んでおり、セパレータ３８に対向するセパレータ３７の複数の流路リブ４２とＺ方向で対向している。図１に示したマニホールド２２を流れる酸化剤ガスは、マニホールド孔５２から隣接する流路リブ４３とこれに対向するＭＥＧＡ３６との間を流れて、マニホールド孔５３を介してマニホールド２３から排出される。図１に示したマニホールド２４を流れる冷媒は、マニホールド孔５４から対向する流路リブ４２及び４３の間を流れて、マニホールド孔５５を介してマニホールド２５から排出される。
【００２５】
セパレータ３８の外周ビード４５ｇは、Ｚ方向の圧縮荷重に対して反力が確保できるように、基部３８１から−Ｚ方向に突出している。セパレータ３７の外周ビード４４ｇは、このセパレータ３７と対向するセパレータ３８の外周ビード４５ｇとＺ方向で対向している。セパレータ３８の外周ビード４５ｇは、セパレータ３７の外周ビード４４ｇと同様にセパレータ３８の外周縁に沿うように伸びている。セパレータ３８の外周ビード４５ｇは、このセパレータ３８に対向する絶縁フレーム３９に、弾性部材であるゴム製のガスケット７０を介して押圧される。
【００２６】
外周ビード４５ｇは、側部４５１及び４５２と、頂部４５３とを含む。側部４５１及び４５２は、基部３８１に対して傾斜するように−Ｚ方向側に突出している。頂部４５３は、基部３８１と略平行であり、基部３８１よりも−Ｚ方向側に位置している。側部４５１は、側部４５２よりも縁３８２の近くに位置している。立壁部４７は、基部３８１から−Ｚ方向に突出するように基部３８１に対して傾斜している。
【００２７】
鍔部４９は、立壁部４７から外周ビード４５ｇとは反対側、即ちセパレータ３８の外側に、頂部４５３や基部３８１と略平行となるように突出しており、基部３８１よりも−Ｚ方向側に位置している。鍔部４９は、頂部４５３と−Ｚ方向での突出高さが略同じであるが、絶縁フレーム３９には接触しておらず、鍔部４９と絶縁フレーム３９との間にガスケット７０は設けられていないが、これに限定されない。
【００２８】
尚、セパレータ３８及び絶縁フレーム３９には、セパレータ３７のマニホールド孔５０〜５５と同様に、複数のマニホールド孔が設けられている。また、セパレータ３８には、セパレータ３７のマニホールドビード４４ａ〜４４ｆや外周ビード４４ｇと同様に複数のシール部が設けられている。セパレータ３７及び３８は、マニホールドビード４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、及び４４ｄの周りや外周ビード４４ｇの周りで接合されている。セパレータ３７及び３８の接合は、例えばレーザ溶接によって行われるが、アーク溶接又は熱圧着接合などの他の方法で接合されてもよい。また、図３では、セパレータ３７及び３８の形状はＸＹ平面に対して非対称な形状であるが、これに限定されず、例えば、外周ビード４４ｇ及び４５ｇや、立壁部４６及び４７、鍔部４８及び４９は、それぞれ対称形状であってもよい。
【００２９】
ＭＥＧＡ３６は、膜電極接合体（以下、ＭＥＡ（Membrane Electrode Assembly）と称する）３５と、アノードガス拡散層（以下、単に拡散層と称する）３３、及びカソードガス拡散層（以下、単に拡散層と称する）３４と、を備える。ＭＥＡ３５は、電解質膜３０と、電解質膜３０の一方の面の全面に設けられたアノード触媒層（以下、単に触媒層と称する）３１と、他方の面に電解質膜３０の外周縁部３０ａを露出させて設けられたカソード触媒層（以下、単に触媒層と称する）３２と、を備える。絶縁フレーム３９は、例えば接着剤などによって電解質膜３０の外周縁部３０ａに接合されている。
【００３０】
電解質膜３０は、スルホン酸基を有するフッ素系樹脂材料又は炭素系樹脂材料で形成された固体高分子膜であり、湿潤状態において良好なプロトン伝導性を有する。触媒層３１及び３２は、電気化学反応を進行させる触媒（白金又は白金−コバルト合金など）を担持したカーボン粒子（カーボンブラックなど）と、スルホン酸基を有する固体高分子であり、湿潤状態において良好なプロトン伝導性を有するアイオノマーと、を含む。拡散層３３及び３４は、ガス透過性及び電子伝導性を有する部材で形成され、例えばカーボンクロス又はカーボンペーパなどの多孔質カーボン部材で形成されている。
【００３１】
［立壁部４６の詳細構成］
図４は、立壁部４６周辺を示したセパレータ３７の部分拡大斜視図である。図５は、＋Ｚ方向側から見た立壁部４６周辺を示したセパレータ３７の部分拡大平面図である。図５は、立壁部４６が突出した側からであって基部３７１の面に垂直な方向から見た平面図に相当する。図４及び図５では、縁３７２に沿って延びた立壁部４６及び外周ビード４４ｇの一部分を示している。
【００３２】
立壁部４６は、外周ビード４４ｇの側部４４１に対向し、ジグザグ状に蛇行して＋Ｙ方向に沿って延びている。＋Ｙ方向は、第１方向の一例である。立壁部４６は、振幅及び波長が一定で延びている。詳細には、立壁部４６は、側部４４１に対向する側の複数の面４６１及び４６２を含む。面４６１は、＋Ｙ方向に進むにつれて側部４４１に接近する。面４６２は、＋Ｙ方向に進むにつれて側部４４１から離れる。面４６１及び４６２は、Ｙ方向で交互に繰り返すように設けられている。
【００３３】
［本実施例での力の伝播方向］
燃料電池１００は、セパレータ３７や絶縁フレーム３９、ＭＥＧＡ３６等が積層されて、Ｚ方向に圧縮荷重が作用するようにこれらの部材が締結される。セパレータ３７の外周ビード４４ｇにＺ方向に圧縮荷重が作用すると、側部４４１には−Ｘ方向に広がるような力が作用し、換言すれば、基部３７１に対する側部４４１の傾斜角度が小さくなるように変形しようとする力が作用する。このような側部４４１の変形が生じる過程での力の伝播について概念的に説明する。図５には、外周ビード４４ｇにＺ方向に圧縮荷重が作用した際に力が伝播する方向Ｐ１０〜Ｐ１３、Ｐ１２ａ、Ｐ２０〜Ｐ２３、及びＰ２２ａを示している。尚、方向Ｐ１０〜Ｐ１３と、方向Ｐ２０〜Ｐ２３とは、Ｙ方向に離れた位置に作用する力の伝播経路の代表例として示している。また、方向Ｐ１０〜Ｐ１３及びＰ２０〜２３は、平面視で−Ｘ方向に一致している。
【００３４】
外周ビード４４ｇに圧縮荷重が作用してから微小時間の経過と共に、方向Ｐ１０、Ｐ１１、Ｐ１２及びＰ１２ａ、及びＰ１３の順に力が伝播し、これらの伝播と同じタイミングで方向Ｐ２０、Ｐ２１、Ｐ２２及びＰ２２ａ、及びＰ２３の順に力が伝播する。最初に、方向Ｐ１０、Ｐ１１、Ｐ１２及びＰ１２ａ、及びＰ１３の順に伝播する力について説明する。外周ビード４４ｇにＺ方向の圧縮荷重が作用すると、力は側部４４１において方向Ｐ１０に伝播する。次に、側部４４１から立壁部４６まで間の基部３７１において、力は方向Ｐ１０から方向Ｐ１１に伝播する。次に、立壁部４６の面４６１において、力は方向Ｐ１１から方向Ｐ１２に伝播すると共に方向Ｐ１２ａにも伝播する。方向Ｐ１２ａは、面４６１に沿ってこの面４６１に互いに対向するように隣接した面４６２側である。次に、鍔部４８において、力は方向Ｐ１２から方向Ｐ１３に伝播する。
【００３５】
次に、方向Ｐ２０、Ｐ２１、Ｐ２２及びＰ２２ａ、及びＰ２３の順に伝播する力について説明する。外周ビード４４ｇにＺ方向の圧縮荷重が作用すると、力は側部４４１において方向Ｐ２０に伝播する。次に、側部４４１から立壁部４６まで間の基部３７１において、力は方向Ｐ２０から方向Ｐ２１に伝播する。次に、立壁部４６の面４６１において、力は方向Ｐ２１から方向Ｐ２２に伝播すると共に方向Ｐ２２ａにも伝播する。方向Ｐ２２ａは、面４６２に沿ってこの面４６２に互いに対向するように隣接した面４６１側である。次に、鍔部４８において、力は方向Ｐ２２から方向Ｐ２３に伝播する。
【００３６】
ここで方向Ｐ１２ａ及びＰ２２ａは、互いに向き合っている。このため、方向Ｐ１２ａに伝播する力の一部と、方向Ｐ２２ａに伝播する力の一部とは相殺される。詳細には、方向Ｐ１２ａに伝播する力のＹ方向成分と、方向Ｐ２２ａに伝播する力のＹ方向成分とが相殺される。この結果、面４６１で方向Ｐ１２に伝播する力と面４６２で方向Ｐ２２に伝播する力とは低減されている。従って、方向Ｐ１３及びＰ２３のそれぞれに伝播する力も低減される。このように、側部４４１から縁３７２にまで伝播する力が最終的には低減される。即ち、外周ビード４４ｇのＺ方向に圧縮荷重が作用した際に、側部４４１の変形が抑制される。
【００３７】
［比較例］
次に比較例について説明する。尚、比較例について、本実施例と同一の構成については同一の符号を付することにより、重複する説明を省略する。図６及び図７は、比較例のセパレータ３７ｘの説明図である。図６及び図７は、それぞれ図４及び図５に対応している。セパレータ３７ｘの立壁部４６ｘは、Ｙ方向に沿って直線状に延びている。
【００３８】
図７にも、図５と同様に力が伝播する方向Ｐ１０〜Ｐ１３、及びＰ２０〜Ｐ２３を示している。比較例では、立壁部４６ｘでは、方向Ｐ１２及びＰ２２に力が伝播し、本実施例のように方向Ｐ１２ａ及びＰ２２ａには力が伝播しない。立壁部４６ｘは、Ｙ方向に平行に延びているからである。従って、比較例では本実施例のように伝播する力の一部が相殺されずに、立壁部４６ｘにおいて方向Ｐ１２に伝播する力は、本実施例の立壁部４６の面４６１において方向Ｐ１２に伝播する力よりも大きく、同様に、立壁部４６ｘにおいて方向Ｐ２２に伝播する力は、本実施例の立壁部４６の面４６２において方向Ｐ２２に伝播する力よりも大きい。従って、比較例での鍔部４８において方向Ｐ１３及びＰ２３に伝播するそれぞれの力は、本実施例での鍔部４８において方向Ｐ１３及びＰ２３に伝播するそれぞれの力よりも大きい。
【００３９】
このように比較例では、側部４４１から縁３７２に至るまで大きな力が伝播するため、側部４４１の変形量が大きくなる可能性がある。このため、圧縮荷重に対して側部４４１が容易に変形して、上述したガスケット７０を介しての外周ビード４４ｇの頂部４４３と絶縁フレーム３９との間のシール性が低下する可能性がある。本実施例では、外周ビード４４ｇのＺ方向に圧縮荷重が作用した際の側部４４１の変形が抑制されているため、シール性が向上している。
【００４０】
尚、外周ビード４４ｇにＺ方向に圧縮荷重が作用した際には、側部４４２には＋Ｘ方向に力が作用する。ここで、図３に示したように、セパレータ３７の中央部には複数の流路リブ４２が形成されており、側部４４２は、複数の流路リブ４２側に設けられている。この複数の流路リブ４２により、セパレータ３７の中央部は縁３７２側よりも剛性が確保されている。ここで、セパレータ３７の外周ビード４４ｇにＺ方向の圧縮荷重が作用する際には、実際には外周ビード４４ｇのみならず、複数の流路リブ４２にもＺ方向の圧縮荷重が作用する。このため、剛性が確保された複数の流路リブ４２に対向した側部４４２に作用する圧縮荷重は、縁３７２に対向した側部４４１に作用する圧縮荷重よりも小さいと考えられる。このため、側部４４２の変形は抑制されており、シール性が確保されている。
【００４１】
また、図２に示すように、立壁部４６は、縁３７２のみならず、縁３７３〜３７５にも沿うように設けられている。このため、マニホールドビード４４ｅ及び４４ｆのシール性も確保されている。また、図３に示すように、セパレータ３８にも立壁部４７が設けられており、立壁部４７も立壁部４６と同様に蛇行している。このため、外周ビード４５ｇの側部４５１の変形量が抑制され、外周ビード４５ｇのシール性が向上している。
【００４２】
立壁部４６は、振幅及び波長が一定でジグザグ状に蛇行しているが、これに限定されず、振幅が途中で変化したジグザグ状であってもよいし、波長が途中で変化したジグザグ状であってもよい。立壁部４７についても同様である。
【００４３】
［第１変形例］
次に複数の変形例に係るセパレータについて説明する。図８は、第１変形例であるセパレータ３７ａの部分拡大平面図である。図８は、図４に対応している。セパレータ３７ａの立壁部４６ａは、波状に蛇行しながらＹ方向に沿って延びている。詳細には、立壁部４６ａ、振幅及び波長が略一定で波状に延びている。「波状」とは、正弦波のような滑らかに湾曲した形状を意味する。詳細には、立壁部４６ａは、側部４４１に対向する側の複数の面４６１ａ及び４６２ａを含む。面４６１ａは、＋Ｙ方向に進むにつれて側部４４１に接近する。面４６２ａは、＋Ｙ方向に進むにつれて側部４４１から離れる。面４６１ａ及び４６２ａは、Ｙ方向で交互に繰り返すように設けられている。
【００４４】
第１変形例においても、図５に示した本実施例と同様に外周ビード４４ｇにＺ方向に圧縮荷重が作用した際に、互いに対向する面４６１ａ及び４６２ａのそれぞれに伝播する力の一部が相殺されるため、側部４４１の変形が抑制され、シール性が確保されている。
【００４５】
［第２変形例］
図９は、第２変形例であるセパレータ３７ｂの部分拡大平面図である。図９は、図４に対応している。セパレータ３７ｂの外周ビード４４ｇｂは、波状に蛇行して延びている。外周ビード４４ｇｂの側部４４１ｂ及び４４２ｂ、頂部４４３ｂの何れも蛇行している。このように外周ビード４４ｇｂが蛇行しているため、剛性が確保されており、外周ビード４４ｇｂにＺ方向の圧縮荷重が作用した際の反力が確保されている。このように、剛性が確保されている外周ビード４４ｇｂに沿って立壁部４６が設けられているため、外周ビード４４ｇｂのシール性は更に向上している。尚、外周ビード４４ｇｂは、ジグザグ状に蛇行していてもよい。
【００４６】
［第３変形例］
図１０は、第３変形例であるセパレータ３７ｃの部分拡大平面図である。図１０は、図４に対応している。セパレータ３７ｃには、立壁部４６に連続した鍔部４８は設けられていない。従って、立壁部４６のみが＋Ｚ方向に向けて立ち上がっており、セパレータ３７ｃの縁３７２ｃは立壁部４６の縁に相当し、＋Ｚ方向側を向いている。このようにセパレータ３７ｃでは、ＸＹ平面方向に延びた鍔部４８は設けられていないため、セパレータ３７ｃのＸＹ平面方向の大きさが抑制されている。また、上述した本実施例と同様に互いに対向する面４６１及び４６２のそれぞれに伝播する力の一部が相殺されるため、側部４４１の変形が抑制されて、シール性が確保されている。
【００４７】
セパレータ３７ｃは、鍔部４８が設けられていないため、上述したセパレータ３７〜３７ｂよりもＸＹ平面方向での大きさが小型化されている。このため、セパレータ３７ｃの材料費を抑制できる。
【００４８】
また、図３に示したセパレータ３８についても、鍔部４９が設けられていないように構成してもよい。このようなセパレータを用いることにより、単セルの積層方向に垂直な平面方向での大きさを抑制しつつ、シール性が確保された燃料電池スタックを製造できる。尚、第３変形例においても、立壁部４６の代わりに波状の立壁部４６ａを採用してもよい。
【００４９】
尚、セパレータ３７ｃの立壁部４６の縁に相当する縁３７２ｃが、このセパレータ３７ｃに対向する絶縁フレーム３９に接触しないように、立壁部４６の基部３７１に対する傾斜角度やＺ方向での高さを設定することが好ましい。
【００５０】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１００  燃料電池
３７、３７ａ、３７ｂ、３７ｃ  アノードセパレータ（燃料電池用のセパレータ）
３７１  基部
３７２  縁
４４  外周ビード（ビード）
４６  立壁部
４８  鍔部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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