(57)【要約】【課題】シール用ビード部の所望のシール性を確保することができ、耐衝撃荷重特性を高めることができる燃料電池用セパレータ部材及び燃料電池スタックを提供する。【解決手段】燃料電池スタック１０の燃料電池用セパレータ部材７１は、シール用ビード部５１が形成された金属セパレータ３０と、金属セパレータ３０の表面３０ａに金属セパレータ３０とは別体に設けられた受圧部材７０とを備える。受圧部材７０は、シール用ビード部５１に沿うように設けられ、受圧部材７０の高さｈ１は、締付荷重が付与されるとともに衝撃荷重が付与されていない状態のシール用ビード部５１の高さｈ２よりも低い。【選択図】図５
2020191197.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質膜・電極構造体に積層されて積層方向の締付荷重が付与される金属セパレータを備え、
前記金属セパレータには、前記電解質膜・電極構造体が位置する側の表面から突出したシール用ビード部が形成され、
前記シール用ビード部は、前記締付荷重によって前記電解質膜・電極構造体の発電面の外周側に設けられた樹脂枠部に押し付けられることにより、反応ガス又は冷却媒体である流体の漏れを防止する燃料電池用セパレータ部材であって、
前記燃料電池用セパレータ部材は、前記金属セパレータの前記表面に前記金属セパレータとは別体に設けられて前記積層方向の衝撃荷重を受けるための受圧部材を備え、
前記受圧部材は、前記シール用ビード部に沿うように設けられ、
前記受圧部材の前記積層方向に沿った高さは、前記締付荷重が付与されるとともに前記衝撃荷重が付与されていない状態の前記シール用ビード部の前記積層方向に沿った高さよりも低い、燃料電池用セパレータ部材。
【請求項２】
請求項１記載の燃料電池用セパレータ部材であって、
前記受圧部材は、前記積層方向に弾性変形可能に構成されている、燃料電池用セパレータ部材。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の燃料電池用セパレータ部材であって、
前記金属セパレータには、前記流体を流すための複数の連通孔が前記積層方向に貫通形成され、
前記シール用ビード部は、前記複数の連通孔のそれぞれを個別に囲む複数の連通孔ビード部を有し、
前記受圧部材は、前記複数の連通孔と前記複数の連通孔ビード部との間に設けられた孔外周部材を有する、燃料電池用セパレータ部材。
【請求項４】
請求項３記載の燃料電池用セパレータ部材であって、
前記金属セパレータの前記表面には、前記発電面に前記反応ガスを供給するための反応ガス流路が形成され、
前記複数の連通孔は、前記反応ガス流路に連通する反応ガス連通孔を有し、
前記シール用ビード部は、前記反応ガス流路、前記反応ガス連通孔を囲む外側ビード部を含み、
前記受圧部材は、前記外側ビード部と前記金属セパレータの外周端との間に設けられた外側部材を有する、燃料電池用セパレータ部材。
【請求項５】
請求項４記載の燃料電池用セパレータ部材であって、
前記外側部材は、前記金属セパレータの外周に沿って周回するように延在している、燃料電池用セパレータ部材。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の燃料電池用セパレータ部材であって、
前記受圧部材は、前記複数の連通孔ビード部のうち前記反応ガス連通孔を囲むものと前記外側ビード部との間に設けられた中間部材を有する、燃料電池用セパレータ部材。
【請求項７】
電解質膜・電極構造体の両側に燃料電池用セパレータ部材が配設された発電セルが複数積層された積層体を備えた燃料電池スタックであって、
前記燃料電池用セパレータ部材は、請求項１〜６のいずれか１項に記載の燃料電池用セパレータ部材である、燃料電池スタック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池用セパレータ部材及び燃料電池スタックに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池スタックは、電解質膜の両側に電極が配設されてなる電解質膜・電極構造体（ＭＥＡ）と、ＭＥＡの両側に配設された一対の金属セパレータとを有する発電セルが複数積層された積層体を備える。積層体には、積層方向の締付荷重が付与される。
【０００３】
一対の金属セパレータのそれぞれには、ＭＥＡが位置する側の表面から突出したシール用ビード部が形成されている（例えば、特許文献１参照）。シール用ビード部は、締付荷重によってＭＥＡの外周側に設けられた樹脂枠部に押し付けられることにより、反応ガス又は冷却媒体である流体の漏れを防止する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１８／０１４５３５３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、締付荷重を付与する際に、一対の金属セパレータのシール用ビード部が積層方向と直交する平面方向に互いに位置ずれした場合、金属セパレータにモーメントが作用する。そうすると、シール用ビード部のシール面が平行方向に対して傾き、シール用ビード部のシール性が低下する可能性がある。
【０００６】
また、例えば、燃料電池スタックを車両に搭載した場合、車両衝突時に積層体の積層方向に衝撃荷重（外部荷重）が作用することがある。このような場合、シール用ビード部に衝撃荷重が集中するため、シール用ビード部が変形（塑性変形）するおそれがある。
【０００７】
本発明は、このような課題を考慮してなされたものであり、シール用ビード部の所望のシール性を確保することができ、耐衝撃荷重特性を高めることができる燃料電池用セパレータ部材及び燃料電池スタック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】
【０００８】
本発明の一態様は、電解質膜・電極構造体に積層されて積層方向の締付荷重が付与される金属セパレータを備え、前記金属セパレータには、前記電解質膜・電極構造体が位置する側の表面から突出したシール用ビード部が形成され、前記シール用ビード部は、前記締付荷重によって前記電解質膜・電極構造体の発電面の外周側に設けられた樹脂枠部に押し付けられることにより、反応ガス又は冷却媒体である流体の漏れを防止する燃料電池用セパレータ部材であって、前記燃料電池用セパレータ部材は、前記金属セパレータの前記表面に前記金属セパレータとは別体に設けられて前記積層方向の衝撃荷重を受けるための受圧部材を備え、前記受圧部材は、前記シール用ビード部に沿うように設けられ、前記受圧部材の前記積層方向に沿った高さは、前記締付荷重が付与されるとともに前記衝撃荷重が付与されていない状態の前記シール用ビード部の前記積層方向に沿った高さよりも低い、燃料電池用セパレータ部材である。
【０００９】
本発明の他の態様は、電解質膜・電極構造体の両側に燃料電池用セパレータ部材が配設された発電セルが複数積層された積層体を備えた燃料電池スタックであって、前記燃料電池用セパレータ部材は、上述した燃料電池用セパレータ部材である、燃料電池スタックである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、金属セパレータにモーメントが発生した際に、受圧部材を樹脂枠部に接触させて当該モーメントを受けることができる。これにより、シール用ビード部のシール面が平面方向に対して傾くことを抑えることができる。また、受圧部材の高さがシール用ビード部の高さよりも低いため、締付荷重をシール用ビード部に確実に作用させることができる。よって、シール用ビード部の所望のシール性を確保することができる。さらに、積層方向に衝撃荷重が付与されてシール用ビード部が積層方向に圧縮変形（弾性変形）した際に、衝撃荷重を受圧部材によって受けることができる。これにより、衝撃荷重がシール用ビード部に集中することを抑えることができるため、耐衝撃荷重特性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る燃料電池スタックの斜視図である。
【図２】発電セルの分解斜視図である。
【図３】第１金属セパレータ側から見た接合セパレータの構成説明図である。
【図４】第２金属セパレータ側から見た接合セパレータの構成説明図である。
【図５】図４におけるＶ−Ｖ線に相当する箇所での燃料電池スタックの一部省略断面図である。
【図６】シール用ビード部が平面方向に位置ずれした部位の一部省略断面説明図である。
【図７】積層方向の衝撃荷重が付与された状態の燃料電池スタックの一部省略断面説明図である。
【図８】シール用ビード部、第１受圧部材及び第２受圧部材の高さと面圧との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る燃料電池用セパレータ部材及び燃料電池スタックについて好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。
【００１３】
図１に示すように、本発明の実施形態に係る燃料電池スタック１０は、複数の発電セル１２が水平方向（矢印Ａ方向）又は重力方向（矢印Ｃ方向）に積層された積層体１４を備える。燃料電池スタック１０は、例えば、図示しない燃料電池電気自動車等の燃料電池車両に搭載される。
【００１４】
積層体１４の積層方向（矢印Ａ方向）一端には、ターミナルプレート１６ａ、インシュレータ１８ａ及びエンドプレート２０ａが外方に向かって、順次、配設される。積層体１４の積層方向他端には、ターミナルプレート１６ｂ、インシュレータ１８ｂ及びエンドプレート２０ｂが外方に向かって、順次、配設される。一方のインシュレータ１８ａは、積層体１４と一方のエンドプレート２０ａとの間に配置されている。他方のインシュレータ１８ｂは、積層体１４と他方のエンドプレート２０ｂとの間に配置されている。インシュレータ１８ａ、１８ｂは、絶縁性材料、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）やフェノール樹脂等で形成される。
【００１５】
エンドプレート２０ａ、２０ｂは、横長（縦長でもよい）の長方形状を有するとともに、各辺間には、連結バー２４が配置される。各連結バー２４は、両端がエンドプレート２０ａ、２０ｂの内面に固定されており、複数の積層された発電セル１２に積層方向（矢印Ａ方向）の締付荷重を付与する。なお、燃料電池スタック１０は、エンドプレート２０ａ、２０ｂを端板とする筐体を備え、当該筐体内に積層体１４を収容するように構成してもよい。
【００１６】
発電セル１２は、図２に示すように、樹脂枠付きＭＥＡ２８が、第１金属セパレータ３０及び第２金属セパレータ３２により挟持される。第１金属セパレータ３０及び第２金属セパレータ３２は、例えば、鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウム板、めっき処理鋼板、あるいはその金属表面に防食用の表面処理を施した金属薄板の断面を波形にプレス成形して構成される。
【００１７】
樹脂枠付きＭＥＡ２８は、電解質膜・電極構造体２８ａ（以下、「ＭＥＡ２８ａ」という）と、ＭＥＡ２８ａの外周部に接合されるとともに該外周部を周回する樹脂枠部材４６（樹脂枠部、樹脂フィルム）とを備える。ＭＥＡ２８ａは、電解質膜４０と、電解質膜４０の一方の面に設けられたカソード電極４４と、電解質膜４０の他方の面に設けられたアノード電極４２とを有する。
【００１８】
電解質膜４０は、例えば、固体高分子電解質膜（陽イオン交換膜）である。固体高分子電解質膜は、例えば、水分を含んだパーフルオロスルホン酸の薄膜である。電解質膜４０は、アノード電極４２及びカソード電極４４に挟持される。電解質膜４０は、フッ素系電解質の他、ＨＣ（炭化水素）系電解質を使用することができる。
【００１９】
詳細は図示しないが、アノード電極４２は、電解質膜４０の一方の面に接合される第１電極触媒層と、当該第１電極触媒層に積層される第１ガス拡散層とを有する。カソード電極４４は、電解質膜４０の他方の面に接合される第２電極触媒層と、当該第２電極触媒層に積層される第２ガス拡散層とを有する。樹脂枠部材４６は、ＭＥＡ２８の発電面２９の外周側に設けられている。
【００２０】
発電セル１２の長辺方向である矢印Ｂ方向（図２中、水平方向）の一端縁部には、積層方向に互いに連通して、酸化剤ガス供給連通孔３４ａ、複数の冷却媒体排出連通孔３６ｂ及び複数（例えば、本実施形態のように２個）の燃料ガス排出連通孔３８ｂが設けられる。酸化剤ガス供給連通孔３４ａ、複数の冷却媒体排出連通孔３６ｂ及び複数の燃料ガス排出連通孔３８ｂは、それぞれ、積層体１４、インシュレータ１８ａ及びエンドプレート２０ａを積層方向に貫通している（ターミナルプレート１６ａを貫通してもよい）。これらの連通孔３４ａ、３６ｂ、３８ｂは上下方向（長方形状の発電セル１２の短辺に沿った方向）に配列して設けられる。燃料ガス排出連通孔３８ｂは、一方の反応ガスである燃料ガス、例えば、水素含有ガスを排出する。酸化剤ガス供給連通孔３４ａは、他方の反応ガスである酸化剤ガス、例えば、酸素含有ガスを供給する。冷却媒体排出連通孔３６ｂは、冷却媒体を排出する。
【００２１】
酸化剤ガス供給連通孔３４ａは、上下方向に離間して配置された２つの冷却媒体排出連通孔３６ｂの間に配置されている。複数の燃料ガス排出連通孔３８ｂは、上側燃料ガス排出連通孔３８ｂ１と、下側燃料ガス排出連通孔３８ｂ２とを有する。上側燃料ガス排出連通孔３８ｂ１は、上側の冷却媒体排出連通孔３６ｂの上方に配置されている。下側燃料ガス排出連通孔３８ｂ２は、下側の冷却媒体排出連通孔３６ｂの下方に配置されている。
【００２２】
発電セル１２の矢印Ｂ方向の他端縁部には、積層方向に互いに連通して、燃料ガス供給連通孔３８ａ、複数の冷却媒体供給連通孔３６ａ及び複数（例えば、本実施形態のように２個）の酸化剤ガス排出連通孔３４ｂが設けられる。燃料ガス供給連通孔３８ａ、複数の冷却媒体供給連通孔３６ａ及び複数の酸化剤ガス排出連通孔３４ｂは、それぞれ、積層体１４、インシュレータ１８ａ及びエンドプレート２０ａを積層方向に貫通している（ターミナルプレート１６ａを貫通してもよい）。これらの連通孔３８ａ、３６ａ、３４ｂは上下方向（長方形状の発電セル１２の短辺に沿った方向）に配列して設けられる。燃料ガス供給連通孔３８ａは、燃料ガスを供給する。酸化剤ガス排出連通孔３４ｂは、酸化剤ガスを排出する。冷却媒体供給連通孔３６ａは、冷却媒体を供給する。
【００２３】
燃料ガス供給連通孔３８ａは、上下方向に離間して配置された２つの冷却媒体供給連通孔３６ａの間に配置されている。複数の酸化剤ガス排出連通孔３４ｂは、上側酸化剤ガス排出連通孔３４ｂ１と、下側酸化剤ガス排出連通孔３４ｂ２とを有する。上側酸化剤ガス排出連通孔３４ｂ１は、上側の冷却媒体供給連通孔３６ａの上方に配置されている。下側酸化剤ガス排出連通孔３４ｂ２は、下側の冷却媒体供給連通孔３６ａの下方に配置されている。
【００２４】
酸化剤ガス供給連通孔３４ａ、複数の酸化剤ガス排出連通孔３４ｂ、燃料ガス供給連通孔３８ａ及び複数の燃料ガス排出連通孔３８ｂの配置、形状及び大きさは、本実施形態に限定されるものではなく、要求される仕様に応じて、適宜設定すればよい。
【００２５】
図２に示すように、樹脂枠部材４６の矢印Ｂ方向の一端縁部には、１つの酸化剤ガス供給連通孔３４ａ、複数の冷却媒体排出連通孔３６ｂ及び複数の燃料ガス排出連通孔３８ｂが設けられる。樹脂枠部材４６の矢印Ｂ方向の他端縁部には、１つの燃料ガス供給連通孔３８ａ、複数の冷却媒体供給連通孔３６ａ及び複数の酸化剤ガス排出連通孔３４ｂが設けられる。
【００２６】
樹脂枠部材４６を用いることなく、電解質膜４０を外方に突出させてもよい。また、外方に突出した電解質膜４０の両側に枠形状のフィルムを設けてもよい。
【００２７】
図３に示すように、第１金属セパレータ３０の樹脂枠付きＭＥＡ２８に向かう表面３０ａには、例えば、矢印Ｂ方向に延在する酸化剤ガス流路４８（反応ガス流路）が設けられる。酸化剤ガス流路４８は、酸化剤ガス供給連通孔３４ａ及び酸化剤ガス排出連通孔３４ｂに流体的に連通する。酸化剤ガス流路４８は、矢印Ｂ方向に延在する複数本の凸部４８ａ間に直線状流路溝（又は波状流路溝）４８ｂを有する。
【００２８】
酸化剤ガス供給連通孔３４ａと酸化剤ガス流路４８との間には、プレス成形により、複数個のエンボス部を有する入口バッファ部５０ａが設けられる。酸化剤ガス排出連通孔３４ｂと酸化剤ガス流路４８との間には、プレス成形により、複数個のエンボス部を有する出口バッファ部５０ｂが設けられる。
【００２９】
第１金属セパレータ３０の表面３０ａには、流体（燃料ガス、酸化剤ガス及び冷却媒体）の漏れを防止するシール用ビード部５１が設けられている。図５において、シール用ビード部５１は、プレス成形により、樹脂枠部材４６に向かって突出成形されたビード本体５１ａと、ビード本体５１ａの突出端面に印刷又は塗布により固着された樹脂部材５１ｂとを含む。ビード本体５１ａの横断面は、台形状に形成される。ただし、ビード本体５１ａの横断面形状は、適宜変更可能であり、円弧状等であってもよい。樹脂部材５１ｂは、省略されてもよい。シール用ビード部５１は、樹脂枠部材４６に密着し、積層方向の締付力により弾性変形することで樹脂枠部材４６との間を気密及び液密にシールするシール構造である。
【００３０】
図３において、シール用ビード部５１は、複数の連通孔ビード部５２（５２ａ〜５２ｆ）と、外側ビード部５３とを有する。
【００３１】
連通孔ビード部５２ａは、酸化剤ガス供給連通孔３４ａの周囲を周回する。連通孔ビード部５２ｂは、２つの酸化剤ガス排出連通孔３４ｂの周囲をそれぞれ個別に周回する。連通孔ビード部５２ｃは、燃料ガス供給連通孔３８ａの周囲を周回する。連通孔ビード部５２ｄは、２つの燃料ガス排出連通孔３８ｂの周囲をそれぞれ個別に周回する。連通孔ビード部５２ｅは、２つの冷却媒体供給連通孔３６ａの周囲をそれぞれ個別に周回する。連通孔ビード部５２ｆは、２つの冷却媒体排出連通孔３６ｂの周囲をそれぞれ個別に周回する。
【００３２】
酸化剤ガス供給連通孔３４ａを囲む連通孔ビード部５２ａには、酸化剤ガス供給連通孔３４ａと酸化剤ガス流路４８とを連通する複数のトンネル５４ｔを有するブリッジ部５４が設けられている。酸化剤ガス排出連通孔３４ｂを囲む連通孔ビード部５２ｂには、酸化剤ガス排出連通孔３４ｂと酸化剤ガス流路４８とを連通する複数のトンネル５６ｔを有するブリッジ部５６が設けられている。
【００３３】
外側ビード部５３は、第１金属セパレータ３０の外周部に沿って設けられ、酸化剤ガス流路４８とともに酸化剤ガス供給連通孔３４ａ、２つの酸化剤ガス排出連通孔３４ｂ、燃料ガス供給連通孔３８ａ及び２つの燃料ガス排出連通孔３８ｂを囲む。
【００３４】
第１金属セパレータ３０の長手方向一端側において、外側ビード部５３は、上側燃料ガス排出連通孔３８ｂ１と上側の冷却媒体排出連通孔３６ｂとの間、上側の冷却媒体排出連通孔３６ｂと酸化剤ガス供給連通孔３４ａとの間、酸化剤ガス供給連通孔３４ａと下側の冷却媒体排出連通孔３６ｂとの間、及び下側の冷却媒体排出連通孔３６ｂと下側燃料ガス排出連通孔３８ｂ２との間を延在するように、蛇行している。従って、第１金属セパレータ３０の長手方向一端側において、外側ビード部５３は、第１金属セパレータ３０の一方の短辺に向かって膨出するように、上側燃料ガス排出連通孔３８ｂ１、酸化剤ガス供給連通孔３４ａ及び下側燃料ガス排出連通孔３８ｂ２をそれぞれ部分的に囲む３つの膨出形状部５３ａ、５３ｂ、５３ｃを有する。
【００３５】
第１金属セパレータ３０の長手方向他端側において、外側ビード部５３は、上側酸化剤ガス排出連通孔３４ｂ１と上側の冷却媒体供給連通孔３６ａとの間、上側の冷却媒体供給連通孔３６ａと燃料ガス供給連通孔３８ａとの間、燃料ガス供給連通孔３８ａと下側の冷却媒体供給連通孔３６ａとの間、及び下側の冷却媒体供給連通孔３６ａと下側酸化剤ガス排出連通孔３４ｂ２との間を延在するように、蛇行している。従って、第１金属セパレータ３０の長手方向他端側において、外側ビード部５３は、第１金属セパレータ３０の他方の短辺に向かって膨出するように、上側酸化剤ガス排出連通孔３４ｂ１、燃料ガス供給連通孔３８ａ及び下側酸化剤ガス排出連通孔３４ｂ２をそれぞれ部分的に囲む３つの膨出形状部５３ｄ、５３ｅ、５３ｆを有する。
【００３６】
図４に示すように、第２金属セパレータ３２の樹脂枠付きＭＥＡ２８に向かう表面３２ａには、例えば、矢印Ｂ方向に延在する燃料ガス流路５８（反応ガス流路）が形成される。燃料ガス流路５８は、燃料ガス供給連通孔３８ａ及び燃料ガス排出連通孔３８ｂに流体的に連通する。燃料ガス流路５８は、矢印Ｂ方向に延在する複数本の凸部５８ａ間に直線状流路溝（又は波状流路溝）５８ｂを有する。
【００３７】
燃料ガス供給連通孔３８ａと燃料ガス流路５８との間には、プレス成形により、複数個のエンボス部を有する入口バッファ部６０ａが設けられる。燃料ガス排出連通孔３８ｂと燃料ガス流路５８との間には、プレス成形により、複数個のエンボス部を有する出口バッファ部６０ｂが設けられる。
【００３８】
第２金属セパレータ３２の表面３２ａには、流体（燃料ガス、酸化剤ガス及び冷却媒体）の漏れを防止するシール用ビード部６１が設けられている。図５において、シール用ビード部６１は、プレス成形により、樹脂枠部材４６に向かって突出成形されたビード本体６１ａと、ビード本体６１ａの突出端面に印刷又は塗布により固着された樹脂部材６１ｂとを含む。ビード本体６１ａの横断面は、台形状に形成される。ただし、ビード本体６１ａの横断面形状は、適宜変更可能であり、円弧状等であってもよい。樹脂部材６１ｂは、省略されてもよい。シール用ビード部６１は、樹脂枠部材４６に密着し、積層方向の締付力により弾性変形することで樹脂枠部材４６との間を気密及び液密にシールするシール構造である。
【００３９】
図４において、シール用ビード部６１は、複数の連通孔ビード部６２（６２ａ〜６２ｆ）と、外側ビード部６３とを有する。
【００４０】
連通孔ビード部６２ａは、酸化剤ガス供給連通孔３４ａの周囲を周回する。連通孔ビード部６２ｂは、２つの酸化剤ガス排出連通孔３４ｂの周囲をそれぞれ個別に周回する。連通孔ビード部６２ｃは、燃料ガス供給連通孔３８ａの周囲を周回する。連通孔ビード部６２ｄは、２つの燃料ガス排出連通孔３８ｂの周囲をそれぞれ個別に周回する。連通孔ビード部６２ｅは、２つの冷却媒体供給連通孔３６ａの周囲をそれぞれ個別に周回する。連通孔ビード部６２ｆは、２つの冷却媒体排出連通孔３６ｂの周囲をそれぞれ個別に周回する。
【００４１】
燃料ガス供給連通孔３８ａを囲む連通孔ビード部６２には、燃料ガス供給連通孔３８ａと燃料ガス流路５８とを連通する複数のトンネル６４ｔを有するブリッジ部６４が設けられている。燃料ガス排出連通孔３８ｂを囲む連通孔ビード部６２には、燃料ガス排出連通孔３８ｂと燃料ガス流路５８とを連通する複数のトンネル６６ｔを有するブリッジ部６６が設けられている。
【００４２】
外側ビード部６３は、第２金属セパレータ３２の外周部に沿って設けられ、燃料ガス流路５８とともに酸化剤ガス供給連通孔３４ａ、酸化剤ガス排出連通孔３４ｂ、燃料ガス供給連通孔３８ａ及び燃料ガス排出連通孔３８ｂを囲む。
【００４３】
第２金属セパレータ３２の長手方向一端側において、外側ビード部６３は、上側燃料ガス排出連通孔３８ｂ１と上側の冷却媒体排出連通孔３６ｂとの間、上側の冷却媒体排出連通孔３６ｂと酸化剤ガス供給連通孔３４ａとの間、酸化剤ガス供給連通孔３４ａと下側の冷却媒体排出連通孔３６ｂとの間、及び下側の冷却媒体排出連通孔３６ｂと下側燃料ガス排出連通孔３８ｂ２との間を延在するように、蛇行している。従って、第２金属セパレータ３２の長手方向一端側において、外側ビード部６３は、第２金属セパレータ３２の一方の短辺に向かって膨出するように、上側燃料ガス排出連通孔３８ｂ１、酸化剤ガス供給連通孔３４ａ及び下側燃料ガス排出連通孔３８ｂ２をそれぞれ部分的に囲む３つの膨出形状部６３ａ、６３ｂ、６３ｃを有する。
【００４４】
第２金属セパレータ３２の長手方向他端側において、外側ビード部６３は、上側酸化剤ガス排出連通孔３４ｂ１と上側の冷却媒体供給連通孔３６ａとの間、上側の冷却媒体供給連通孔３６ａと燃料ガス供給連通孔３８ａとの間、燃料ガス供給連通孔３８ａと下側の冷却媒体供給連通孔３６ａとの間、及び下側の冷却媒体供給連通孔３６ａと下側酸化剤ガス排出連通孔３４ｂ２との間を延在するように、蛇行している。従って、第２金属セパレータ３２の長手方向他端側において、外側ビード部６３は、第２金属セパレータ３２の他方の短辺に向かって膨出するように、上側酸化剤ガス排出連通孔３４ｂ１、燃料ガス供給連通孔３８ａ及び下側酸化剤ガス排出連通孔３４ｂ２をそれぞれ部分的に囲む３つの膨出形状部６３ｄ、６３ｅ、６３ｆを有する。
【００４５】
図２において、第１金属セパレータ３０と第２金属セパレータ３２とは、外周を溶接、ろう付け等により一体に接合され、接合セパレータ３３を構成する。互いに接合される第１金属セパレータ３０の裏面３０ｂと第２金属セパレータ３２の裏面３２ｂとの間には、冷却媒体供給連通孔３６ａと冷却媒体排出連通孔３６ｂとに流体的に連通する冷却媒体流路６８が形成される。冷却媒体流路６８は、酸化剤ガス流路４８が形成された第１金属セパレータ３０の裏面形状と、燃料ガス流路５８が形成された第２金属セパレータ３２の裏面形状とが重なり合って形成される。
【００４６】
図５において、接合セパレータ３３を構成する第１金属セパレータ３０と第２金属セパレータ３２とは、複数の接合ライン３３ａにより互いに接合されている。接合ライン３３ａは、例えばレーザ溶接ラインである。接合ライン３３ａは、ＭＩＧ、ＴＩＧ、シーム溶接、ロウ付け、カシメ等による接合部であってもよい。
【００４７】
図３及び図５に示すように、第１金属セパレータ３０の表面３０ａには、シール用ビード部５１に沿うように第１受圧部材７０が設けられている。第１金属セパレータ３０と第１受圧部材７０とによって第１セパレータ部材７１（燃料電池用セパレータ部材）が構成される。
【００４８】
第１受圧部材７０は、積層方向の衝撃荷重（外部荷重）を受けるためのものである。第１受圧部材７０は、第１金属セパレータ３０とは別体に設けられる。換言すれば、第１受圧部材７０は、第１金属セパレータ３０に対して第１金属セパレータ３０とは区別可能に設けられている。第１受圧部材７０は、第１金属セパレータ３０の表面３０ａ（平坦面）に接合されている。第１受圧部材７０は、第１金属セパレータ３０とは異なる材料で構成されている。第１受圧部材７０は、積層方向に弾性変形可能な弾性部材である。第１受圧部材７０は、四角形状の断面形状を有する。ただし、第１受圧部材７０の断面形状は適宜設定可能であり、台形状、三角形状又は円弧状に形成されてもよい。
【００４９】
第１受圧部材７０は、例えば、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＰＡ（ポリフタルアミド）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＥＳ（ポリエーテルサルフォン）、ＬＣＰ（リキッドクリスタルポリマー）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、又はｍ−ＰＰＥ（変性ポリフェニレンエーテル樹脂）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）又は変性ポリオレフィンで構成される。
【００５０】
第１受圧部材７０は、第１金属セパレータ３０の表面３０ａにフィルムを転写することにより設けられる。ただし、第１受圧部材７０は、インクジェット印刷又はスクリーン印刷により第１金属セパレータ３０の表面３０ａに設けてもよい。すなわち、第１受圧部材７０は、適宜の方法により第１金属セパレータ３０の表面３０ａに設けてよい。
【００５１】
図５において、第１受圧部材７０の積層方向（矢印Ａ方向）に沿った高さｈ１は、積層体１４に積層方向の締付荷重が付与されるとともに積層方向に衝撃荷重が付与されていない状態（以下、「通常締付状態」という）のシール用ビード部５１の高さｈ２よりも低い。ここで、シール用ビード部５１の高さｈ２とは、通常締付状態における第１金属セパレータ３０の表面３０ａ（ビード本体５１ａの根元）から樹脂部材５１ｂの表面（シール面５１ｃ）までの長さをいう。
【００５２】
具体的に、第１受圧部材７０の高さｈ１は、シール用ビード部５１が積層方向に例えば圧縮率２０％で変形したときのシール用ビード部５１の高さ以上に設定されるのが好ましい。この場合、積層体１４の積層方向に衝撃荷重が作用した場合に、シール用ビード部５１が過度に変形する前に第１受圧部材７０の面７０ａを樹脂枠部材４６に確実に接触させて衝突荷重を第１受圧部材７０で受けることができるからである。
【００５３】
図３及び図５において、第１受圧部材７０は、外側部材７２と、複数の孔外周部材７４（７４ａ〜７４ｆ）と、複数の中間部材７６（７６ａ〜７６ｄ）とを有する。外側部材７２は、環状に形成されている。外側部材７２の外周縁部は、第１金属セパレータ３０の外周縁部に沿って延在している。外側部材７２の内周縁部は、外側ビード部５３の外周縁部に沿って延在している。すなわち、外側部材７２は、外側ビード部５３と第１金属セパレータ３０の外周端との間に配置されている。
【００５４】
外側部材７２は、複数の連通孔ビード部５２ｅ、５２ｆのそれぞれを外側から囲むように延在している。換言すれば、外側部材７２には、冷却媒体供給連通孔３６ａを囲む連通孔ビード部５２ｅと冷却媒体排出連通孔３６ｂを囲む連通孔ビード部５２ｆとに対応する部位に孔部７８が形成されている。孔部７８には、連通孔ビード部５２ｅ、５２ｆが位置する。
【００５５】
孔外周部材７４ａは、酸化剤ガス供給連通孔３４ａと連通孔ビード部５２ａとの間に設けられている。孔外周部材７４ａは、トンネル５４ｔを避けるように酸化剤ガス供給連通孔３４ａに沿って延在している。孔外周部材７４ｂは、酸化剤ガス排出連通孔３４ｂと連通孔ビード部５２ｂとの間に設けられている。孔外周部材７４ｂは、トンネル５６ｔを避けるように酸化剤ガス排出連通孔３４ｂに沿って延在している。
【００５６】
孔外周部材７４ｃは、燃料ガス供給連通孔３８ａと連通孔ビード部５２ｃとの間に設けられている。孔外周部材７４ｃは、燃料ガス供給連通孔３８ａを囲むように環状に形成されている。孔外周部材７４ｄは、燃料ガス排出連通孔３８ｂと連通孔ビード部５２ｄとの間に設けられている。孔外周部材７４ｄは、燃料ガス排出連通孔３８ｂを囲むように環状に形成されている。
【００５７】
孔外周部材７４ｅは、冷却媒体供給連通孔３６ａと連通孔ビード部５２ｅとの間に設けられている。孔外周部材７４ｅは、冷却媒体供給連通孔３６ａを囲むように環状に形成されている。孔外周部材７４ｆは、冷却媒体排出連通孔３６ｂと連通孔ビード部５２ｆとの間に設けられている。孔外周部材７４ｆは、冷却媒体排出連通孔３６ｂを囲むように環状に形成されている。
【００５８】
中間部材７６ａは、外側ビード部５３と連通孔ビード部５２ａとの間に設けられている。中間部材７６ａは、トンネル５４ｔを避けるように連通孔ビード部５２ａの外周に沿って延在している。中間部材７６ｂは、外側ビード部５３と連通孔ビード部５２ｂとの間に設けられている。中間部材７６ｂは、トンネル５６ｔを避けるように連通孔ビード部５２ｂの外周に沿って延在している。
【００５９】
中間部材７６ｃは、外側ビード部５３と連通孔ビード部５２ｃとの間に設けられている。中間部材７６ｃは、連通孔ビード部５２ｃの外周に沿って環状に延在している。中間部材７６ｄは、外側ビード部５３と連通孔ビード部５２ｄとの間に設けられている。中間部材７６ｄは、連通孔ビード部５２ｄの外周に沿って環状に延在している。
【００６０】
図４及び図５に示すように、第２金属セパレータ３２の表面３２ａには、シール用ビード部６１に沿うように第２受圧部材８０が設けられている。第２金属セパレータ３２と第２受圧部材８０とによって第２セパレータ部材８１（燃料電池用セパレータ部材）が構成される。
【００６１】
第２受圧部材８０は、積層方向の衝撃荷重（外部荷重）を受けるためのものである。第２金属セパレータ３２とは別体に設けられる。換言すれば、第２受圧部材８０は、第２金属セパレータ３２に対して第２金属セパレータ３２とは区別可能に設けられている。第２受圧部材８０は、第２金属セパレータ３２の表面３２ａ（平坦面）に接合されている。第２受圧部材８０は、第２金属セパレータ３２とは異なる材料で構成されている。第２受圧部材８０は、積層方向に弾性変形可能な弾性部材であって、上述した第１受圧部材７０の構成材料と同様の材料により構成される。第２受圧部材８０は、四角形状の断面形状を有する。ただし、第２受圧部材８０の断面形状は適宜設定可能であり、台形状、三角形状又は円弧状に形成されてもよい。
【００６２】
第２受圧部材８０は、第２金属セパレータ３２の表面３２ａにフィルムを転写することにより設けられる。ただし、第２受圧部材８０は、インクジェット印刷又はスクリーン印刷により第２金属セパレータ３２の表面３２ａに設けてもよい。すなわち、第２受圧部材８０は、適宜の方法により第２金属セパレータ３２の表面３２ａに設けてよい。
【００６３】
図５において、第２受圧部材８０の積層方向（矢印Ａ方向）に沿った高さｈ３は、通常締付状態のシール用ビード部６１の高さｈ４よりも低い。ここで、シール用ビード部６１の高さｈ４とは、通常締付状態における第２金属セパレータ３２の表面３２ａ（ビード本体６１ａの根元）から樹脂部材６１ｂの表面（シール面６１ｃ）までの長さをいう。
【００６４】
具体的に、第２受圧部材８０の高さｈ３は、シール用ビード部６１が積層方向に例えば圧縮率２０％で変形したときのシール用ビード部６１の高さ以上に設定されるのが好ましい。この場合、積層体１４の積層方向に衝撃荷重が作用した場合に、シール用ビード部６１が過度に変形する前に第２受圧部材８０の面８０ａを樹脂枠部材４６に確実に接触させて衝突荷重を第２受圧部材８０で受けることができるからである。
【００６５】
図４及び図５に示すように、第２受圧部材８０は、外側部材８２と、複数の孔外周部材８４（８４ａ〜８４ｆ）と、複数の中間部材８６（８６ａ〜８６ｄ）とを有する。外側部材８２は、環状に形成されている。外側部材８２の外周縁部は、第２金属セパレータ３２の外周縁部に沿って延在している。外側部材８２の内周縁部は、外側ビード部６３の外周縁部に沿って延在している。すなわち、外側部材８２は、外側ビード部６３と第２金属セパレータ３２の外周縁部との間に配置されている。
【００６６】
外側部材８２は、複数の連通孔ビード部６２ｅ、６２ｆのそれぞれを外側から囲むように延在している。換言すれば、外側部材８２には、冷却媒体供給連通孔３６ａを囲む連通孔ビード部６２ｅと冷却媒体排出連通孔３６ｂを囲む連通孔ビード部６２ｆとに対応する部位に孔部８８が形成されている。孔部８８には、連通孔ビード部６２ｅ、６２ｆが位置する。
【００６７】
孔外周部材８４ａは、酸化剤ガス供給連通孔３４ａと連通孔ビード部６２ａとの間に設けられている。孔外周部材８４ａは、酸化剤ガス供給連通孔３４ａを囲むように環状に形成されている。孔外周部材８４ｂは、酸化剤ガス排出連通孔３４ｂと連通孔ビード部６２ｂとの間に設けられている。孔外周部材８４ｂは、酸化剤ガス排出連通孔３４ｂを囲むように環状に形成されている。
【００６８】
孔外周部材８４ｃは、燃料ガス供給連通孔３８ａと連通孔ビード部６２ｃとの間に設けられている。孔外周部材８４ｃは、トンネル６４ｔを避けるように燃料ガス供給連通孔３８ａに沿って延在している。孔外周部材８４ｄは、燃料ガス排出連通孔３８ｂと連通孔ビード部６２ｄとの間に設けられている。孔外周部材８４ｄは、トンネル６６ｔを避けるように燃料ガス排出連通孔３８ｂに沿って延在している。
【００６９】
孔外周部材８４ｅは、冷却媒体供給連通孔３６ａと連通孔ビード部６２ｅとの間に設けられている。孔外周部材８４ｅは、冷却媒体供給連通孔３６ａを囲むように環状に形成されている。孔外周部材８４ｆは、冷却媒体排出連通孔３６ｂと連通孔ビード部６２ｆとの間に設けられている。孔外周部材８４ｆは、冷却媒体排出連通孔３６ｂを囲むように環状に形成されている。
【００７０】
中間部材８６ａは、外側ビード部６３と連通孔ビード部６２ａとの間に設けられている。中間部材８６ａは、連通孔ビード部６２ａの外周に沿って環状に延在している。中間部材８６ｂは、外側ビード部６３と連通孔ビード部６２ｂとの間に設けられている。中間部材８６ｂは、連通孔ビード部６２ｂの外周に沿って環状に延在している。
【００７１】
中間部材８６ｃは、外側ビード部６３と連通孔ビード部６２ｃとの間に設けられている。中間部材８６ｃは、トンネル６４ｔを避けるように連通孔ビード部６２ｃの外周に沿って延在している。中間部材８６ｄは、外側ビード部６３と連通孔ビード部６２ｄとの間に設けられている。中間部材８６ｄは、トンネル６６ｔを避けるように連通孔ビード部６２ｄの外周に沿って延在している。
【００７２】
このように構成される燃料電池スタック１０の動作について、以下に説明する。
【００７３】
まず、図１に示すように、酸化剤ガスは、エンドプレート２０ａの酸化剤ガス供給連通孔３４ａに供給される。燃料ガスは、エンドプレート２０ａの燃料ガス供給連通孔３８ａに供給される。冷却媒体は、エンドプレート２０ａの冷却媒体供給連通孔３６ａに供給される。
【００７４】
酸化剤ガスは、図３に示すように、酸化剤ガス供給連通孔３４ａから第１金属セパレータ３０の酸化剤ガス流路４８に導入される。酸化剤ガスは、酸化剤ガス流路４８に沿って矢印Ｂ方向に移動し、図２に示すＭＥＡ２８ａのカソード電極４４に供給される。
【００７５】
一方、燃料ガスは、図４に示すように、燃料ガス供給連通孔３８ａから第２金属セパレータ３２の燃料ガス流路５８に導入される。燃料ガスは、燃料ガス流路５８に沿って矢印Ｂ方向に移動し、図２に示すＭＥＡ２８ａのアノード電極４２に供給される。
【００７６】
従って、各ＭＥＡ２８ａでは、カソード電極４４に供給される酸化剤ガスと、アノード電極４２に供給される燃料ガスとが、第２電極触媒層及び第１電極触媒層内で電気化学反応により消費されて、発電が行われる。
【００７７】
次いで、カソード電極４４に供給されて消費された酸化剤ガスは、酸化剤ガス排出連通孔３４ｂに沿って矢印Ａ方向に排出される。同様に、アノード電極４２に供給されて消費された燃料ガスは、燃料ガス排出連通孔３８ｂに沿って矢印Ａ方向に排出される。
【００７８】
また、冷却媒体供給連通孔３６ａに供給された冷却媒体は、第１金属セパレータ３０と第２金属セパレータ３２との間に形成された冷却媒体流路６８に導入された後、矢印Ｂ方向に流通する。この冷却媒体は、ＭＥＡ２８ａを冷却した後、冷却媒体排出連通孔３６ｂから排出される。
【００７９】
この場合、本実施形態は、以下の効果を奏する。
【００８０】
本実施形態において、第１セパレータ部材７１は、第１金属セパレータ３０の表面３０ａに第１金属セパレータ３０とは別体に設けられて積層方向の衝撃荷重を受けるための第１受圧部材７０を備える。第１受圧部材７０の積層方向に沿った高さｈ１は、通常締付状態のシール用ビード部５１の積層方向に沿った高さｈ２よりも低い。
【００８１】
第２セパレータ部材８１は、第２金属セパレータ３２の表面３２ａに第２金属セパレータ３２とは別体に設けられて積層方向の衝撃荷重を受けるための第２受圧部材８０を備える。第２受圧部材８０の積層方向に沿った高さｈ３は、通常締付状態のシール用ビード部６１の積層方向に沿った高さｈ４よりも低い。
【００８２】
図６に示すように、シール用ビード部５１とシール用ビード部６１とが平面方向（積層方向と直交する方向）に互いに位置ずれした状態で積層方向の締付荷重を付与すると、接合セパレータ３３にはモーメントが発生する。そのため、第１受圧部材７０（例えば、外側部材７２）の面７０ａが樹脂枠部材４６に接触するとともに第２受圧部材８０（例えば、孔外周部材８４ｄ）の面８０ａが樹脂枠部材４６に接触する。すなわち、接合セパレータ３３に発生するモーメントを第１受圧部材７０及び第２受圧部材８０で受けることができる。これにより、シール用ビード部５１、６１のシール面５１ｃ、６１ｃが平面方向に対して傾くことを抑えることができる。
【００８３】
また、図５に示すように、シール用ビード部５１とシール用ビード部６１とが平面方向に互いに位置ずれしていない部分では、第１受圧部材７０の面７０ａと第２受圧部材８０の面８０ａには、締付荷重が作用していない。そのため、締付荷重をシール用ビード部５１、６１に確実に作用させることができる。これにより、シール用ビード部５１の所望のシール性を確保することができる。
【００８４】
さらに、燃料電池スタック１０を車両に搭載した場合、車両衝突時に積層体１４の積層方向内方の衝撃荷重が作用することがある。このような場合、図７に示すように、シール用ビード部５１が弾性変形（圧縮変形）するとともに樹脂枠部材４６が第１受圧部材７０の面７０ａと第２受圧部材８０の面８０ａとに接触する。そのため、衝撃荷重をシール用ビード部５１、６１だけでなく第１受圧部材７０及び第２受圧部材８０で受けることができる。従って、衝撃荷重がシール用ビード部５１に集中することを抑えることができるため、耐衝撃荷重特性を高めることができる。
【００８５】
すなわち、図７及び図８に示すように、衝撃荷重が作用すると、シール用ビード部５１、６１が圧縮変形し、シール用ビード部５１、６１に作用する面圧が上昇する。そして、シール用ビード部５１が第１受圧部材７０の高さｈ１まで低くなった時に樹脂枠部材４６が第１受圧部材７０の面７０ａに接触し、シール用ビード部６１が第２受圧部材８０の高さｈ３まで低くなった時に樹脂枠部材４６が第２受圧部材８０の面８０ａに接触する。
【００８６】
その後、シール用ビード部５１、６１がさらに圧縮変形するとともに第１受圧部材７０及び第２受圧部材８０が弾性変形（圧縮変形）し、第１受圧部材７０及び第２受圧部材８０の面圧が上昇する。そして、シール用ビード部５１及び第１受圧部材７０は高さｈ５になり、シール用ビード部６１及び第２受圧部材８０は高さｈ６になる。この時、第１受圧部材７０及び第２受圧部材８０の面圧は、シール用ビード部５１、６１の面圧よりも高い。このように、燃料電池スタック１０に付与された衝撃荷重をシール用ビード部５１、６１、第１受圧部材７０及び第２受圧部材８０によってバランスよく受けることができる。
【００８７】
第１受圧部材７０及び第２受圧部材８０のそれぞれは、積層方向に弾性変形可能に構成されている。
【００８８】
このような構成によれば、第１受圧部材７０及び第２受圧部材８０によって衝撃荷重を効果的に受けることができる。
【００８９】
第１受圧部材７０は、複数の連通孔３４ａ、３４ｂ、３６ａ、３６ｂ、３８ａ、３８ｂと複数の連通孔ビード部５２との間に設けられた孔外周部材７４を有する。第２受圧部材８０は、複数の連通孔３４ａ、３４ｂ、３６ａ、３６ｂ、３８ａ、３８ｂと複数の連通孔ビード部６２との間に設けられた孔外周部材８４を有する。
【００９０】
このような構成によれば、連通孔ビード部５２、６２の所望のシール性を確保することができる。また、孔外周部材７４、８４によって、連通孔ビード部５２、６２に衝撃荷重が集中することを抑えることができる。
【００９１】
第１受圧部材７０は、外側ビード部５３と第１金属セパレータ３０の外周端との間に設けられた外側部材７２を有する。第２受圧部材８０は、外側ビード部６３と第２金属セパレータ３２の外周端との間に設けられた外側部材８２を有する。
【００９２】
このような構成によれば、外側ビード部５３、６３の所望のシール性を確保することができる。また、外側部材７２、８２によって、外側ビード部５３、６３に衝撃荷重が集中することを抑えることができる。
【００９３】
外側部材７２は、第１金属セパレータ３０の外周に沿って周回するように延在している。外側部材８２は、第２金属セパレータ３２の外周に沿って周回するように延在している。
【００９４】
このような構成によれば、外側ビード部５３、６３のシール性を効果的に高めることができる。また、外側部材７２、８２によって、外側ビード部５３、６３に衝撃荷重が集中することを効果的に抑えることができる。
【００９５】
第１受圧部材７０は、連通孔ビード部５２と外側ビード部５３との間に設けられた中間部材７６を有する。第２受圧部材８０は、連通孔ビード部６２と外側ビード部６３との間に設けられた中間部材８６を有する。
【００９６】
このような構成によれば、連通孔ビード部５２、６２及び外側ビード部５３、６３のシール性を効果的に高めることができる。また、中間部材７６、８６によって、外側ビード部５３、６３及び連通孔ビード部５２、６２に衝撃荷重が集中することを一層効果的に抑えることができる。
【００９７】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改変が可能である。
【００９８】
以上の実施形態をまとめると、以下のようになる。
【００９９】
上記実施形態は、電解質膜・電極構造体（２８ａ）に積層されて積層方向の締付荷重が付与される金属セパレータ（３０、３２）を備え、前記金属セパレータには、前記電解質膜・電極構造体が位置する側の表面（３０ａ、３２ａ）から突出したシール用ビード部（５１、６１）が形成され、前記シール用ビード部は、前記締付荷重によって前記電解質膜・電極構造体の発電面（２９）の外周側に設けられた樹脂枠部（４６）に押し付けられることにより、反応ガス又は冷却媒体である流体の漏れを防止する燃料電池用セパレータ部材（７１、８１）であって、前記燃料電池用セパレータ部材は、前記金属セパレータの前記表面に前記金属セパレータとは別体に設けられて前記積層方向の衝撃荷重を受けるための受圧部材（７０、８０）を備え、前記受圧部材は、前記シール用ビード部に沿うように設けられ、前記受圧部材の前記積層方向に沿った高さ（ｈ１、ｈ３）は、前記締付荷重が付与されるとともに前記衝撃荷重が付与されていない状態の前記シール用ビード部の前記積層方向に沿った高さ（ｈ２、ｈ４）よりも低い、燃料電池用セパレータ部材を開示している。
【０１００】
上記の燃料電池用セパレータ部材において、前記受圧部材は、前記積層方向に弾性変形可能に構成されてもよい。
【０１０１】
上記の燃料電池用セパレータ部材において、前記金属セパレータには、前記流体を流すための複数の連通孔（３４ａ、３４ｂ、３６ａ、３６ｂ、３８ａ、３８ｂ）が前記積層方向に貫通形成され、前記シール用ビード部は、前記複数の連通孔のそれぞれを個別に囲む複数の連通孔ビード部（５２、６２）を有し、前記受圧部材は、前記複数の連通孔と前記複数の連通孔ビード部との間に設けられた孔外周部材（７４、８４）を有してもよい。
【０１０２】
上記の燃料電池用セパレータ部材において、前記金属セパレータの前記表面には、前記発電面に前記反応ガスを供給するための反応ガス流路（４８、５８）が形成され、前記複数の連通孔は、前記反応ガス流路に連通する反応ガス連通孔（３４ａ、３４ｂ、３８ａ、３８ｂ）を有し、前記シール用ビード部は、前記反応ガス流路、前記反応ガス連通孔を囲む外側ビード部（５３、６３）を含み、前記受圧部材は、前記外側ビード部と前記金属セパレータの外周端との間に設けられた外側部材（７２、８２）を有してもよい。
【０１０３】
上記の燃料電池用セパレータ部材において、前記外側部材は、前記金属セパレータの外周に沿って周回するように延在してもよい。
【０１０４】
上記の燃料電池用セパレータ部材において、前記受圧部材は、前記複数の連通孔ビード部のうち前記反応ガス連通孔を囲むものと前記外側ビード部との間に設けられた中間部材（７６、８６）を有してもよい。
【０１０５】
上記実施形態は、電解質膜・電極構造体の両側に燃料電池用セパレータ部材が配設された発電セル（１２）が複数積層された積層体（１４）を備えた燃料電池スタック（１０）において、前記燃料電池用セパレータ部材は、上述した燃料電池用セパレータ部材である、燃料電池スタックを開示している。
【符号の説明】
【０１０６】
１０…燃料電池スタック          １２…発電セル
１４…積層体                    ２８ａ…ＭＥＡ（電解質膜・電極構造体）
２９…発電面                    ３０…第１金属セパレータ
３２…第２金属セパレータ        ３４ａ…酸化剤ガス供給連通孔
３４ｂ…酸化剤ガス排出連通孔    ３６ａ…冷却媒体供給連通孔
３６ｂ…冷却媒体排出連通孔      ３８ａ…燃料ガス供給連通孔
３８ｂ…燃料ガス排出連通孔      ４８…酸化剤ガス流路（反応ガス流路）
５１、６１…シール用ビード部    ５２、６２…連通孔ビード部
５３、６３…外側ビード部        ５８…燃料ガス流路（反応ガス流路）
７０…第１受圧部材
７１…第１セパレータ部材（燃料電池用セパレータ部材）
７２、８２…外側部材            ７４、８４…孔外周部材
７６、８６…中間部材            ８０…第２受圧部材
８１…第２セパレータ部材（燃料電池用セパレータ部材）
【図１】
2020191197.tif 000003
【図２】
2020191197.tif 000004
【図３】
2020191197.tif 000005
【図４】
2020191197.tif 000006
【図５】
2020191197.tif 000007
【図６】
2020191197.tif 000008
【図７】
2020191197.tif 000009
【図８】
2020191197.tif 000010