(57)【要約】      （修正有）【課題】燃料電池の出力密度を向上させ、かつ、製造コストを低減する。【解決手段】第１セパレータ６０と、第１セパレータ６０と重ね合せられかつ位置決めされて接合された第２セパレータ５０とを有し、膜電極接合体２０と交互に積層される燃料電池用セパレータ接合体４０でマニホールド穴６４Ｃ，５４Ｃ、６６Ｃ，５６Ｃとは、燃料電池用セパレータ接合体４０を積層する際に、位置決めバー１７０が斜め方向から挿入されるロケート穴として使用される。マニホールド穴６４Ｃ，６６Ｃと、マニホールド穴５４Ｃ，５６Ｃとは、燃料電池用セパレータ接合体４０の変形を矯正する伸び方向と直交する方向に、互いにオフセットして形成されており、互い違いに突出している内周縁部４２，４４を有する。セパレータ接合体４０の積層の際、内周縁部４４は、位置決め基準辺を構成し、内周縁部４２は、位置決めバー１７０の他側を押圧する押し当て辺を構成する。【選択図】図１５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１セパレータと、前記第１セパレータと重ね合せられかつ位置決めされて接合された第２セパレータとを有し、燃料電池を製造するために膜電極接合体と交互に積層される燃料電池用セパレータ接合体であって、
前記第１および第２セパレータにおける燃料ガス、酸化剤ガスあるいは冷媒の導入用のマニホールド穴と、前記燃料ガス、前記酸化剤ガスあるいは前記冷媒の排出用のマニホールド穴とは、前記燃料電池用セパレータ接合体を積層する際に位置決めバーが斜め方向から挿入されるロケート穴として使用され、
前記第１セパレータにおける前記ロケート穴を構成するマニホールド穴と、対応する前記第２セパレータにおける前記ロケート穴を構成するマニホールド穴とは、前記燃料電池用セパレータ接合体の変形を矯正する伸び方向と直交する方向に、互いにオフセットして形成されており、互い違いに突出している内周縁部を有し、
前記積層の際、前記第１セパレータにおける前記内周縁部は、前記位置決めバーの一側が当接する位置決め基準辺を構成し、前記第２セパレータにおける前記内周縁部は、前記位置決めバーの他側を押圧する押し当て辺を構成するように設定されている
ことを特徴とする燃料電池用セパレータ接合体。
【請求項２】
位置決め基準辺を構成する前記第１セパレータにおける前記内周縁部は、剛性を向上させる加工が施されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池用セパレータ接合体。
【請求項３】
押し当て辺を構成する前記第２セパレータにおける前記内周縁部の端部は、位置決め基準辺を構成する前記第１セパレータにおける前記内周縁部から離間する方向に隆起させる加工が施されており、
前記隆起させる加工は、隆起している前記端部と前記位置決めバーとが当接すように設定されていることを特徴とする請求項２に記載の燃料電池用セパレータ接合体。
【請求項４】
前記剛性を向上させる加工は、折り曲げ加工であることを特徴とする請求項２に記載の燃料電池用セパレータ接合体。
【請求項５】
前記隆起させる加工は、屈曲加工であることを特徴とする請求項３に記載の燃料電池用セパレータ接合体。
【請求項６】
前記ロケート穴を構成するマニホールド穴は、前記伸び方向に先細の台形状断面を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の燃料電池用セパレータ接合体。
【請求項７】
請求項１に記載の燃料電池用セパレータ接合体と、膜電極接合体と、を交互に積層してなる燃料電池であって、
前記セパレータ接合体を積層する際、前記位置決めバーを、前記第１セパレータにおける前記ロケート穴を構成するマニホールド穴と、対応する前記第２セパレータにおける前記ロケート穴を構成するマニホールド穴とに、斜め方向から挿入し、
前記位置決めバーの一側を、位置決め基準辺を構成する前記第１セパレータにおける前記内周縁部に当接させ、前記位置決めバーの他側を、押し当て辺を構成する前記第２セパレータにおける前記内周縁部によって押圧させ、そして、前記位置決めバーの傾斜を解消し、前記ロケート穴を構成するマニホールド穴の間口を狭めることによって、前記セパレータ接合体を、前記セパレータ接合体の変形を矯正する伸び方向に自動的にシフトさせて、前記セパレータ接合体の変形を矯正すると共に前記セパレータ接合体を位置決めしている
ことを特徴とする燃料電池。
【請求項８】
押し当て辺を構成する前記第２セパレータにおける前記内周縁部の端部は、位置決め基準辺を構成する前記第１セパレータにおける前記内周縁部から離間する方向に隆起させる加工が施され、前記隆起させる加工は、隆起している前記端部と前記位置決めバーとが当接すように設定されており、かつ、
前記第１および第２セパレータにおける前記ロケート穴を構成するマニホールド穴に対応する前記膜電極接合体におけるマニホールド穴に、前記隆起している前記端部が挿入されることで、前記膜電極接合体と前記第２セパレータとが嵌合している
ことを特徴とする請求項８に記載の燃料電池。
【請求項９】
請求項１に記載の燃料電池用セパレータ接合体の製造方法であって、
前記第１および第２セパレータを位置決めするセパレータ位置決め工程を有し、
前記セパレータ位置決め工程において、
位置決め支柱を、前記第１セパレータにおける前記ロケート穴を構成するマニホールド穴と、対応する前記第２セパレータにおける前記ロケート穴を構成するマニホールド穴とに、斜め方向から挿入し、
前記位置決め支柱の一側を、位置決め基準辺を構成する前記第１セパレータにおける前記内周縁部に当接させ、前記位置決め支柱の他側を、押し当て辺を構成する前記第２セパレータにおける前記内周縁部によって押圧させ、そして、前記位置決め支柱の傾斜を解消し、前記ロケート穴を構成するマニホールド穴の間口を狭めることによって、前記第１および第２セパレータを、前記第１および第２セパレータの変形を矯正する伸び方向に自動的にシフトさせて、前記第１および第２セパレータの変形を矯正すると共に前記第１および第２セパレータを位置決めする
ことを特徴とする燃料電池用セパレータ接合体の製造方法。
【請求項１０】
前記第１および第２セパレータにおける前記内周縁部を、押圧手段によって前記位置決め支柱に押し当てることを特徴とする請求項９に記載の燃料電池用セパレータ接合体の製造方法。
【請求項１１】
押し当て辺を構成する前記第２セパレータにおける前記内周縁部において、位置決め基準辺を構成する前記第１セパレータにおける前記内周縁部から離間する方向に隆起している端部を、前記位置決め支柱が有する突出部に、当接させることを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の燃料電池用セパレータ接合体の製造方法。
【請求項１２】
前記ロケート穴を構成するマニホールド穴および前記位置決め支柱は、前記伸び方向に先細の台形状断面を有しており、
前記ロケート穴を構成するマニホールド穴と前記位置決め支柱とを、辺当たりさせることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１項に記載の燃料電池用セパレータ接合体の製造方法。
【請求項１３】
位置決めされた前記第１および第２セパレータを接合し、前記燃料電池用セパレータ接合体を形成した後、前記燃料電池用セパレータ接合体を、前記位置決め支柱に対して斜めにして、前記位置決め支柱から取り外すことを特徴とする請求項９〜１２のいずれか１項に記載の燃料電池用セパレータ接合体の製造方法。
【請求項１４】
請求項１に記載の燃料電池用セパレータ接合体の製造装置であって、
前記第１および第２セパレータを接合する前に、前記第１セパレータにおける前記ロケート穴を構成するマニホールド穴と、対応する前記第２セパレータにおける前記ロケート穴を構成するマニホールド穴とに、斜め方向から挿入される位置決め支柱を有し、
前記位置決め支柱は、前記第１および第２セパレータを位置決めする際、前記第１セパレータにおける前記内周縁部が、前記位置決め支柱の一側と当接することで位置決め基準辺を構成し、前記第２セパレータにおける前記内周縁部が、前記位置決め支柱の他側を押圧することで押し当て辺を構成するように、設定されている
ことを特徴とする燃料電池用セパレータ接合体の製造装置。
【請求項１５】
前記第１および第２セパレータにおける前記内周縁部を、前記位置決め支柱に押し当てるための押圧手段をさらに有することを特徴とする請求項１４に記載の燃料電池用セパレータ接合体の製造装置。
【請求項１６】
押し当て辺を構成する前記第２セパレータにおける前記内周縁部は、位置決め基準辺を構成する前記第１セパレータにおける前記内周縁部から離間する方向に隆起している端部を有し、
前記位置決め支柱は、前記端部が当接する突出部を有する
ことを特徴とする請求項１４又は請求項１５に記載の燃料電池用セパレータ接合体の製造装置。
【請求項１７】
前記ロケート穴を構成するマニホールド穴および前記位置決め支柱は、前記伸び方向に先細の台形状断面を有することを特徴とする請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の燃料電池用セパレータ接合体の製造装置。
【請求項１８】
請求項１に記載の燃料電池用セパレータ接合体と、膜電極接合体と、を交互に積層してなる燃料電池の製造方法であって、
前記燃料電池用セパレータ接合体を積層する際に、前記燃料電池用セパレータ接合体を位置決めする接合体位置決め工程を有し、
前記接合体位置決め工程において、
位置決めバーを、前記第１セパレータにおける前記ロケート穴を構成するマニホールド穴と、対応する前記第２セパレータにおける前記ロケート穴を構成するマニホールド穴とに、斜め方向から挿入し、
前記位置決めバーの一側を、位置決め基準辺を構成する前記第１セパレータにおける前記内周縁部に当接させ、前記位置決めバーの他側を、押し当て辺を構成する前記第２セパレータにおける前記内周縁部によって押圧させ、そして、前記位置決めバーの傾斜を解消し、前記ロケート穴を構成するマニホールド穴の間口を狭めることによって、前記燃料電池用セパレータ接合体を、前記燃料電池用セパレータ接合体の変形を矯正する伸び方向に自動的にシフトさせて、前記燃料電池用セパレータ接合体の変形を矯正すると共に前記燃料電池用セパレータ接合体を位置決めする
ことを特徴とする燃料電池の製造方法。
【請求項１９】
位置決めされた前記燃料電池用セパレータ接合体に、前記膜電極接合体を積層する膜電極接合体位置決め工程を有し、
押し当て辺を構成する前記第２セパレータにおける前記内周縁部の端部は、位置決め基準辺を構成する前記第１セパレータにおける前記内周縁部から離間する方向に隆起させる加工が施され、前記隆起させる加工は、隆起している前記端部と前記位置決めバーとが当接すように設定されており、
前記膜電極接合体位置決め工程において、前記第１および第２セパレータにおける前記ロケート穴を構成するマニホールド穴に対応する前記膜電極接合体におけるマニホールド穴に、前記隆起している前記端部を挿入して、前記膜電極接合体と前記第２セパレータとを嵌合させる
ことを特徴とする請求項１８に記載の燃料電池の製造方法。
【請求項２０】
前記ロケート穴を構成するマニホールド穴および前記位置決めバーは、前記伸び方向に先細の台形状断面を有しており、
前記ロケート穴を構成するマニホールド穴と前記位置決めバーとを、辺当たりさせることを特徴とする請求項１８又は請求項１９に記載の燃料電池の製造方法。
【請求項２１】
請求項１に記載の燃料電池用セパレータ接合体と、膜電極接合体と、を交互に積層してなる燃料電池の製造装置であって、
前記燃料電池用セパレータ接合体を積層する際に、前記第１セパレータにおける前記ロケート穴を構成するマニホールド穴と、対応する前記第２セパレータにおける前記ロケート穴を構成するマニホールド穴とに、斜め方向から挿入される位置決めバーを有し、
前記位置決めバーは、前記積層の際、前記第１セパレータにおける前記内周縁部が、前記位置決めバーの一側と当接することで位置決め基準辺を構成し、前記第２セパレータにおける前記内周縁部が、前記位置決めバーの他側を押圧することで押し当て辺を構成するように、設定されている
ことを特徴とする燃料電池の製造装置。
【請求項２２】
前記ロケート穴を構成するマニホールド穴および前記位置決めバーは、前記伸び方向に先細の台形状断面を有することを特徴とする請求項２１に記載の燃料電池の製造装置。
【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接合体、燃料電池、燃料電池用セパレータ接合体の製造方法および製造装置、燃料電池の製造方法および製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池においては、セル間の位置精度を確保することで、発電面の面圧過大による配流性低下および接触抵抗の増大を抑制している。しかし、燃料電池に用いられるセパレータは、薄板であるため、位置決め精度を確保することが困難である。また、セパレータが、金属素材からなる場合、変形（反りやウネリ）を矯正する必要もある。
【０００３】
そのため、セパレータに設けたロケート穴に位置決めバーを通し、変形を矯正する伸び方向に引っ張って、セパレータの変形を矯正しつつ位置決めすることで、位置決め精度を確保している（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００５−７９０２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、ロケート穴を設けることにより、セパレータが大型化する問題を有する。例えば、ロケート穴が設けられる部位は、電池出力に寄与しないため、発電に利用される面積が相対的に小さくなり、良好な電池出力を得ることが困難である。また、ロケート穴を設けることにより、セパレータの製造コストが上昇する問題を有する。
【０００５】
一方、ロケート穴を小さくする場合、位置決めバーの断面積も小さくする必要があるため、位置決めバーの剛性を確保することが困難である。そのため、例えば、セパレータの位置決めの際に位置決めバー自体が撓んでしまい、位置決め精度を確保できない虞がある。
【０００６】
さらに、位置決めバーを伸び方向に移動させるためには、高精度かつ高速のアクチュエータが必要であり、設備費が増大する問題を有する。
【０００７】
本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決するためになされたものであり、燃料電池の出力密度を向上させ、かつ、製造コストを低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明の一様相は、第１セパレータと、前記第１セパレータと重ね合せられかつ位置決めされて接合された第２セパレータとを有し、燃料電池を製造するために膜電極接合体と交互に積層される燃料電池用セパレータ接合体である。そして、前記第１および第２セパレータにおける燃料ガス、酸化剤ガスあるいは冷媒の導入用のマニホールド穴と、前記燃料ガス、前記酸化剤ガスあるいは前記冷媒の排出用のマニホールド穴とは、前記燃料電池用セパレータ接合体を積層する際に位置決めバーが斜め方向から挿入されるロケート穴として使用される。また、前記第１セパレータにおける前記ロケート穴を構成するマニホールド穴と、対応する前記第２セパレータにおける前記ロケート穴を構成するマニホールド穴とは、前記燃料電池用セパレータ接合体の変形を矯正する伸び方向と直交する方向に、互いにオフセットして形成されており、互い違いに突出している内周縁部を有する。そして、前記積層の際、前記第１セパレータにおける前記内周縁部は、前記位置決めバーの一側が当接する位置決め基準辺を構成し、前記第２セパレータにおける前記内周縁部は、前記位置決めバーの他側を押圧する押し当て辺を構成するように設定されている。
【０００９】
上記目的を達成するための本発明の別の一様相は、前記燃料電池用セパレータ接合体と、膜電極接合体と、を交互に積層してなる燃料電池である。そして、前記セパレータ接合体を積層する際、前記位置決めバーを、前記第１セパレータにおける前記ロケート穴を構成するマニホールド穴と、対応する前記第２セパレータにおける前記ロケート穴を構成するマニホールド穴とに、斜め方向から挿入している。この際、前記位置決めバーの一側を、位置決め基準辺を構成する前記第１セパレータにおける前記内周縁部に当接させ、前記位置決めバーの他側を、押し当て辺を構成する前記第２セパレータにおける前記内周縁部によって押圧させ、そして、前記位置決めバーの傾斜を解消し、前記ロケート穴を構成するマニホールド穴の間口を狭めている。これにより、前記セパレータ接合体を、前記セパレータ接合体の変形を矯正する伸び方向に自動的にシフトさせて、前記セパレータ接合体の変形を矯正すると共に前記セパレータ接合体を位置決めしている。
【００１０】
上記目的を達成するための本発明の別の一様相は、前記燃料電池用セパレータ接合体の製造方法であって、前記第１および第２セパレータを位置決めするセパレータ位置決め工程を有する。そして、前記セパレータ位置決め工程において、位置決め支柱を、前記第１セパレータにおける前記ロケート穴を構成するマニホールド穴と、対応する前記第２セパレータにおける前記ロケート穴を構成するマニホールド穴とに、斜め方向から挿入している。この際、前記位置決め支柱の一側を、位置決め基準辺を構成する前記第１セパレータにおける前記内周縁部に当接させ、前記位置決め支柱の他側を、押し当て辺を構成する前記第２セパレータにおける前記内周縁部によって押圧させ、そして、前記位置決め支柱の傾斜を解消し、前記ロケート穴を構成するマニホールド穴の間口を狭めている。これにより、前記第１および第２セパレータを、前記第１および第２セパレータの変形を矯正する伸び方向に自動的にシフトさせて、前記第１および第２セパレータの変形を矯正すると共に前記第１および第２セパレータを位置決めしている。
【００１１】
上記目的を達成するための本発明の別の一様相は、前記燃料電池用セパレータ接合体の製造装置である。当該製造装置は、前記第１および第２セパレータを接合する前に、前記第１セパレータにおける前記ロケート穴を構成するマニホールド穴と、対応する前記第２セパレータにおける前記ロケート穴を構成するマニホールド穴とに、斜め方向から挿入される位置決め支柱を有する。そして、前記位置決め支柱は、前記第１および第２セパレータを位置決めする際、前記第１セパレータにおける前記内周縁部が、前記位置決め支柱の一側と当接することで位置決め基準辺を構成し、前記第２セパレータにおける前記内周縁部が、前記位置決め支柱の他側を押圧することで押し当て辺を構成するように、設定されている。
【００１２】
上記目的を達成するための本発明の別の一様相は、前記燃料電池用セパレータ接合体と、膜電極接合体と、を交互に積層してなる燃料電池の製造方法であって、前記燃料電池用セパレータ接合体を積層する際に、前記燃料電池用セパレータ接合体を位置決めする接合体位置決め工程を有する。そして、前記接合体位置決め工程において、位置決めバーを、前記第１セパレータにおける前記ロケート穴を構成するマニホールド穴と、対応する前記第２セパレータにおける前記ロケート穴を構成するマニホールド穴とに、斜め方向から挿入している。この際、前記位置決めバーの一側を、位置決め基準辺を構成する前記第１セパレータにおける前記内周縁部に当接させ、前記位置決めバーの他側を、押し当て辺を構成する前記第２セパレータにおける前記内周縁部によって押圧させ、そして、前記位置決めバーの傾斜を解消し、前記ロケート穴を構成するマニホールド穴の間口を狭めている。これにより、前記燃料電池用セパレータ接合体を、前記燃料電池用セパレータ接合体の変形を矯正する伸び方向に自動的にシフトさせて、前記燃料電池用セパレータ接合体の変形を矯正すると共に前記燃料電池用セパレータ接合体を位置決めしている。
【００１３】
上記目的を達成するための本発明の別の一様相は、前記燃料電池用セパレータ接合体と、膜電極接合体と、を交互に積層してなる燃料電池の製造装置である。当該製造装置は、前記燃料電池用セパレータ接合体を積層する際に、前記第１セパレータにおける前記ロケート穴を構成するマニホールド穴と、対応する前記第２セパレータにおける前記ロケート穴を構成するマニホールド穴とに、斜め方向から挿入される位置決めバーを有する。前記位置決めバーは、前記積層の際、前記第１セパレータにおける前記内周縁部が、前記位置決めバーの一側と当接することで位置決め基準辺を構成し、前記第２セパレータにおける前記内周縁部が、前記位置決めバーの他側を押圧することで押し当て辺を構成するように、設定されている。
【発明の効果】
【００１４】
上記目的を達成するための本発明の一様相に係る燃料電池用セパレータ接合体によれば、第１および第２セパレータのマニホールド穴が、燃料電池用セパレータ接合体を積層する際のロケート穴として、利用されるため、電池出力に寄与しない専用のロケート穴の形成部位が不要となる。そのため、ロケート穴を設けるための製造コストが削減でき、かつ、第１および第２セパレータを小型化することで、出力密度を向上させることができる。また、位置決めバーを、ロケート穴を構成するマニホールド穴に、斜め方向から挿入し、位置決めバーの一側を、位置決め基準辺を構成する内周縁部に当接させ、位置決めバーの他側を、押し当て辺を構成する内周縁部によって押圧させることができる。そして、位置決めバーの傾斜を解消すると、マニホールド穴の間口は狭まり、燃料電池用セパレータ接合体が伸び方向に自動的にシフトするため、燃料電池用セパレータ接合体の変形（反りやウネリ）を矯正すると共に燃料電池用セパレータ接合体を位置決めすることが可能である。これにより、位置決めバーを伸び方向に移動させるためのアクチュエータが不用となり、設備費を削減することができる。したがって、良好な出力密度および製造コストを有する燃料電池を得ることが可能である。つまり、燃料電池の出力密度を向上させ、かつ、製造コストを低減することができる。
【００１５】
上記目的を達成するための本発明の別の一様相に係る燃料電池によれば、第１および第２セパレータのマニホールド穴が、燃料電池用セパレータ接合体を積層する際のロケート穴として、利用されているため、電池出力に寄与しない専用のロケート穴の形成部位が不要となる。そのため、ロケート穴を設けるための製造コストが削減でき、かつ、第１および第２セパレータを小型化することで、出力密度を向上させることができる。また、位置決めバーを、ロケート穴を構成するマニホールド穴に、斜め方向から挿入し、そして、その傾斜を解消すると、マニホールド穴の間口は狭まり、燃料電池用セパレータ接合体が伸び方向に自動的にシフトすることで、燃料電池用セパレータ接合体の変形（反りやウネリ）を矯正すると共に燃料電池用セパレータ接合体を位置決めしている。そのため、位置決めバーを伸び方向に移動させるためのアクチュエータが不用となり、設備費を削減することができる。したがって、燃料電池は、良好な出力密度および製造コストを有することとなる。つまり、燃料電池の出力密度を向上させ、かつ、製造コストを低減することができる。
【００１６】
上記目的を達成するための本発明の別の一様相に係る燃料電池用セパレータ接合体の製造方法によれば、第１および第２セパレータのマニホールド穴が、第１および第２セパレータを位置決めする際のロケート穴として、利用されているため、電池出力に寄与しない専用のロケート穴の形成部位が不要となる。そのため、ロケート穴を設けるための製造コストが削減でき、かつ、第１および第２セパレータを小型化することができる。また、位置決め支柱を、ロケート穴を構成するマニホールド穴に、斜め方向から挿入し、そして、その傾斜を解消し、マニホールド穴の間口を狭めることによって、第１および第２セパレータを伸び方向に自動的にシフトさせることで、第１および第２セパレータの変形（反りやウネリ）を矯正すると共に第１および第２セパレータを位置決めしている。そのため、位置決め支柱を伸び方向に移動させるためのアクチュエータが不用となり、設備費を削減することができる。したがって、製造される燃料電池用セパレータ接合体を、小型化し、かつ、製造コストを低減することが可能であり、燃料電池用セパレータ接合体と、膜電極接合体と、を交互に積層してなる燃料電池は、良好な出力密度および製造コストを有することとなる。つまり、燃料電池の出力密度を向上させ、かつ、製造コストを低減することができる。
【００１７】
上記目的を達成するための本発明の別の一様相に係る燃料電池用セパレータ接合体の製造装置によれば、第１および第２セパレータのマニホールド穴が、第１および第２セパレータを位置決めする際のロケート穴として、利用されているため、電池出力に寄与しない専用のロケート穴の形成部位が不要となる。そのため、ロケート穴を設けるための製造コストが削減でき、かつ、第１および第２セパレータを小型化することができる。また、位置決め支柱を、ロケート穴を構成するマニホールド穴に、斜め方向から挿入し、位置決め支柱の一側を、位置決め基準辺を構成する第１セパレータにおける内周縁部に当接させ、位置決め支柱の他側を、押し当て辺を構成する第２セパレータにおける内周縁部によって押圧させることができる。そして、位置決め支柱の傾斜を解消し、ロケート穴を構成するマニホールド穴の間口を狭めることによって、第１および第２セパレータを伸び方向に自動的にシフトさせて、第１および第２セパレータの変形を矯正すると共に第１および第２セパレータを位置決めすることが可能である。これにより、位置決め支柱を伸び方向に移動させるためのアクチュエータが不用となり、設備費を削減することができる。したがって、製造される燃料電池用セパレータ接合体を、小型化し、かつ、製造コストを低減することが可能であり、燃料電池用セパレータ接合体と、膜電極接合体と、を交互に積層してなる燃料電池は、良好な出力密度および製造コストを有することとなる。つまり、燃料電池の出力密度を向上させ、かつ、製造コストを低減することができる。
【００１８】
上記目的を達成するための本発明の別の一様相に係る燃料電池の製造装置によれば、第１および第２セパレータのマニホールド穴が、燃料電池用セパレータ接合体を積層する際のロケート穴として、利用されているため、電池出力に寄与しない専用のロケート穴の形成部位が不要となる。そのため、ロケート穴を設けるための製造コストが削減でき、かつ、第１および第２セパレータを小型化することで、出力密度を向上させることができる。また、位置決めバーを、ロケート穴を構成するマニホールド穴に、斜め方向から挿入し、そして、位置決めバーの傾斜を解消し、マニホールド穴の間口を狭めることによって、燃料電池用セパレータ接合体を伸び方向に自動的にシフトさせて、燃料電池用セパレータ接合体の変形（反りやウネリ）を矯正すると共に燃料電池用セパレータ接合体を位置決めしている。そのため、位置決めバーを伸び方向に移動させるためのアクチュエータが不用となり、設備費を削減することができる。したがって、製造される燃料電池は、良好な出力密度および製造コストを有することとなる。つまり、燃料電池の出力密度を向上させ、かつ、製造コストを低減することができる。
【００１９】
上記目的を達成するための本発明の別の一様相に係る燃料電池の製造装置によれば、第１および第２セパレータのマニホールド穴が、燃料電池用セパレータ接合体を積層する際のロケート穴として、利用されるため、電池出力に寄与しない専用のロケート穴の形成部位が不要となる。そのため、ロケート穴を設けるための製造コストが削減でき、かつ、第１および第２セパレータを小型化することで、出力密度を向上させることができる。また、位置決めバーを、ロケート穴を構成するマニホールド穴に、斜め方向から挿入し、位置決めバーの一側を、位置決め基準辺を構成する第１セパレータにおける内周縁部に当接させ、位置決めバーの他側を、押し当て辺を構成する第２セパレータにおける内周縁部によって押圧させることができる。そして、位置決めバーの傾斜を解消し、ロケート穴を構成するマニホールド穴の間口を狭めることによって、燃料電池用セパレータ接合体を伸び方向に自動的にシフトさせて、燃料電池用セパレータ接合体の変形（反りやウネリ）を矯正すると共に燃料電池用セパレータ接合体を位置決めすることが可能である。これにより、位置決めバーを伸び方向に移動させるためのアクチュエータが不用となり、設備費を削減することができる。したがって、製造される燃料電池は、良好な出力密度および製造コストを有することとなる。つまり、燃料電池の出力密度を向上させ、かつ、製造コストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。
【００２１】
図１は、本発明の実施形態に係る燃料電池を説明するための斜視図である。
【００２２】
図１に示される燃料電池１０は、複数の単セルが積層されたスタック部１２を有し、電源として利用され、後述するように、良好な出力密度および製造コストを有する。電源の用途は、例えば、定置用、携帯電話などの民生用携帯機器用、非常用、レジャーや工事用電源などの屋外用、搭載スペースが限定される自動車などの移動体用である。特に、移動体用電源は、比較的長時間の運転停止後に高い出力電圧が要求されるため、燃料電池１０の用途として、特に好ましい。
【００２３】
スタック部１２の両側には、集電板７０，８０、絶縁板７４，８４およびエンドプレート７６，８６が配置される。集電板７０，８０は、緻密質カーボンや銅板等のガス不透過な導電性部材から形成され、また、スタック部１２で生じた起電力を出力するための出力端子７２，８２が設けられている。絶縁板７４，８４は、ゴムや樹脂等の絶縁性部材から形成される。
【００２４】
エンドプレート７６，８６は、剛性を備えた材料、例えば鋼などの金属材料から形成される。エンドプレート７６は、燃料ガスである水素を流通させるため水素導入口９０および水素排出口９１、酸化剤ガスである空気（酸素）を流通させるための空気導入口９３および空気排出口９４、冷媒である冷却液を流通させるための冷却液導入口９６および冷却液排出口９７を有する。
【００２５】
スタック部１２、集電板７０，８０、絶縁板７４，８４およびエンドプレート７６，８６の四隅には、タイロッド７８が挿通される貫通孔が配置される。タイロッド７８は、その端部に形成される雄ねじ部に、ナット（不図示）が螺合され、燃料電池１０を締結している。
【００２６】
タイロッド７８は、剛性を備えた材料、例えば、鋼などの金属材料から形成され、また、単セル同士の電気的短絡を防止するため、絶縁処理された表面部を有する。タイロッド７８の設置本数は、４本（四隅）に限定されない。タイロッド７８の締結機構は、螺合に限定されず、他の手段を適用することも可能である。燃料電池１０の締結機構は、内部を延長するタイロッド７８を利用する形態に限定されず、外部を延長するテンションロッドを利用することも可能である。
【００２７】
図２は、図１に示されるスタック部を説明するための断面図、図３、図４および図５は、図２に示される膜電極接合体、カソードおよびアノードセパレータを説明するための平面図である。
【００２８】
スタック部１２は、単セルを構成するアセンブリ１４を複数積層した積層体を有する。アセンブリ１４は、膜電極接合体（ＭＥＡ：ｍｅｍｂｒａｎｅ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  ａｓｓｅｍｂｌｙ）２０を、カソードセパレータ（第２セパレータ）５０とアノードセパレータ（第１セパレータ）６０とによって挟持してなる。膜電極接合体２０、セパレータ５０，６０の間における外周縁部には、シール材（不図示）が配置されている。
【００２９】
セパレータ５０，６０は、隣接している別のアセンブリ１４のセパレータ６０，５０と、それぞれ接合されており、セパレータ接合体（燃料電池用セパレータ接合体）４０を構成している。セパレータ接合体４０は、後述するように、オフセット構造を有する。オフセット構造は、セパレータ接合体４０と膜電極接合体２０とを交互に積層して、スタック部１２を形成する際、アクチュエータを使用することなく、セパレータ接合体４０の変形（反りやウネリ）を矯正すると共にセパレータ接合体４０を位置決め（セルフアライメント）するために利用される。
【００３０】
膜電極接合体２０は、電解質膜３０と、電解質膜３０を挟んで配置されるアノード電極（燃料極）３２およびカソード電極（空気極）３４とから構成され、セパレータ５０，６０と略同一形状を呈しており、図３に示されるように、水素、空気および冷却液を導入するためのマニホールド穴２４（２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ）および排出するためのマニホールド穴２６（２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ）を有する。アノード電極３２は、アノード触媒層およびガス拡散層を有し、カソード電極３４は、カソード触媒層およびガス拡散層を有する。電解質膜３０は、固体高分子材料、例えば、フッ素系樹脂により形成されたプロトン伝導性のイオン交換膜であり、湿潤状態で良好な電気伝導性を呈する。
【００３１】
アノード触媒層およびカソード触媒層は、導電性担体に触媒成分が担持されてなる電極触媒と、高分子電解質とを含んでいる。電極触媒の導電性担体は、触媒成分を所望の分散状態で担持するための比表面積、および、集電体として十分な電子導電性を有しておれば、特に限定されないが、主成分がカーボン粒子であるのが好ましい。アノード触媒層に適用される触媒成分は、水素の酸化反応に触媒作用を有するものであれば、特に限定されない。カソード触媒層に適用される触媒成分は、酸素の還元反応に触媒作用を有するものであれば、特に限定されない。
【００３２】
セパレータ５０，６０は、略矩形であり、ステンレス鋼鈑にプレス加工を施すことで形成されている。ステンレス鋼鈑は、複雑な機械加工を施しやすくかつ導電性が良好である点で好ましく、必要に応じて、耐食性のコーティングを施すことも可能である。セパレータ５０，６０の素材として、ステンレス鋼鈑以外の金属材料、例えば、アルミニウム板や、クラッド材を適用することも可能である。
【００３３】
カソードセパレータ５０は、カソード電極３４に相対して配置され、図４に示されるように、凹凸部５２と、水素、空気および冷却液を導入するためのマニホールド穴５４（５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃ）および排出するためのマニホールド穴５６（５６Ａ，５６Ｂ，５６Ｃ）とを有する。
【００３４】
カソード電極３４に相対する凹凸部５２の内面と、カソード電極３４の表面により形成される空間Ｓ１は、空気を流通させるための流路を構成し、空気用マニホールド穴２４Ｂ，２６Ｂ，５４Ｂ，５６Ｂ，６４Ｂ，６６Ｂを経由し、エンドプレート７６に配置される空気導入口９３および空気排出口９４に、接続されている。したがって、カソード電極３４に相対する凹凸部５２の内面は、空気を流通させるための流路溝を構成する。
【００３５】
アノードセパレータ６０は、アノード電極３２に相対して配置され、図５に示されるように、凹凸部６２と、水素、空気および冷却液を導入するためのマニホールド穴６４（６４Ａ，６４Ｂ，６４Ｃ）および排出するためのマニホールド穴６６（６６Ａ，６６Ｂ，６６Ｃ）とを有する。
【００３６】
アノード電極３２に相対する凹凸部６２の内面と、アノード電極３２の表面により形成される空間Ｓ２は、水素を流通させるための流路を構成し、水素用マニホールド穴２４Ａ，２６Ａ，５４Ａ，５６Ａ，６４Ａ，６６Ａを経由し、エンドプレート７６に配置される水素導入口９０および水素排出口９１に、接続されている。したがって、アノード電極３２に相対する凹凸部６２の内面は、水素を流通させるための流路溝を構成する。
【００３７】
アノード電極３２に相対する凹凸部６２の外面と、隣接する別のアセンブリ１４のカソードセパレータ５０の外面により形成される空間Ｓ３は、冷却液を流通させるための流路を構成し、冷却液用マニホールド穴２４Ｃ，２６Ｃ，５４Ｃ，５６Ｃ，６４Ｃ，６６Ｃを経由し、エンドプレート７６に配置される冷却液導入口９６および冷却液排出口９７に、接続されている。したがって、アノード電極３２に相対する凹凸部６２の外面は、冷却液を流通させるための流路溝を構成する。
【００３８】
冷却液の導入用のマニホールド穴２４Ｃ，５４Ｃ，６４Ｃおよび排出用のマニホールド穴２６Ｃ，５６Ｃ，６６Ｃは、セパレータ接合体４０の変形（反りやウネリ）を矯正する伸び方向Ｘに先細の台形状断面を有し、他のマニホールド穴２４Ａ，２４Ｂ，２６Ａ，２６Ｂ，５４Ａ，５４Ｂ，５６Ａ，５６Ｂ，６４Ａ，６４Ｂ，６６Ａ，６６Ｂは、略楕円形状の断面を有するが、これらの形状に限定されない。
【００３９】
次に、セパレータ接合体４０およびオフセット構造を説明する。
【００４０】
図６は、図２に示される燃料電池用セパレータ接合体を説明するための断面図、図７は、図６に示されるオフセット構造を説明するための平面図である。
【００４１】
セパレータ接合体４０を構成するセパレータ５０，６０における冷却液の導入用のマニホールド穴５４Ｃ，６４Ｃおよび排出用のマニホールド穴５６Ｃ，６６Ｃは、セパレータ接合体４０を積層する際に位置決めバーが斜め方向から挿入されるロケート穴として使用される。そのため、電池出力に寄与しない専用のロケート穴の形成部位が不要となり、ロケート穴を設けるための製造コストが削減でき、かつ、第１およびカソードセパレータ５０を小型化することで、出力密度を向上させることができる。ロケート穴を構成するマニホールド穴は、冷却液の導入用のマニホールド穴５４Ｃ，６４Ｃおよび排出用のマニホールド穴５６Ｃ，６６Ｃに限定されない。
【００４２】
カソードセパレータ５０のマニホールド穴（ロケート穴）５４Ｃ，５６Ｃと、アノードセパレータ６０のマニホールド穴（ロケート穴）６４Ｃ，６６Ｃとは、セパレータ接合体４０の変形を矯正する伸び方向Ｘと直交する方向Ｙに、互いにオフセットして形成されており（オフセット量Ｇ）、互い違いに突出している内周縁部４２，４４を有する。
【００４３】
後述するように、セパレータ接合体４０の積層の際、アノードセパレータ６０の内周縁部４４は、位置決めバーの一側が当接する位置決め基準辺を構成し、カソードセパレータ５０の内周縁部４２は、位置決めバーの他側を押圧する押し当て辺を構成するように設定されている。つまり、位置決めバーを、ロケート穴を構成するマニホールド穴５４Ｃ，５６Ｃ，６４Ｃ，６６Ｃに、斜め方向から挿入し、位置決めバーの一側を、内周縁部（位置決め基準辺）４４に当接させ、位置決めバーの他側を、内周縁部（押し当て辺）４２によって押圧させることができる。
【００４４】
そして、位置決めバーをセパレータ接合体に対して直交（傾斜を解消）させると、マニホールド穴５４Ｃ，５６Ｃ，６４Ｃ，６６Ｃの間口は狭まることにより、セパレータ接合体４０が伸び方向に自動的にシフトするため、セパレータ接合体４０の変形を矯正すると共に燃料電池用セパレータ接合体を位置決めすることが可能である。そのため、位置決めバーを伸び方向に移動させるためのアクチュエータが不用となり、設備費を削減することができる。したがって、燃料電池は、良好な出力密度および製造コストを有することとなる。つまり、燃料電池の出力密度を向上させ、かつ、製造コストを低減することができる。
【００４５】
アノードセパレータ６０の内周縁部４４は、カソードセパレータ５０の内周縁部４２に比較し、剛性を向上させるため、折り曲げ加工が適用されている。これは、セパレータ接合体４０の積層の際、大きな当接力を適用可能とすると共に、アノードセパレータ６０（マニホールド穴６４Ｃ，６６Ｃ）の変形を抑制し、位置決め精度を向上させるためである。なお、折り曲げ加工は、剛性を簡単に向上させることができるため好ましいが、他の加工を適宜適用することも可能である。
【００４６】
カソードセパレータ５０の周縁部４２端部は、アノードセパレータ６０の内周縁部４４から離間する方向に隆起させる加工が施され、かつ、当該屈曲加工は、隆起している端部と位置決めバーとが当接すように設定されている。これは、セパレータ接合体４０の積層の際、位置決めバーを、カソードセパレータ５０の内周縁部４２に容易かつ確実に押し当てるためである。なお、屈曲加工は、内周縁部（押し当て辺）４２を、内周縁部（位置決め基準辺）４４から容易に隆起させることできるため好ましいが、他の加工を適宜適用することも可能である。
【００４７】
マニホールド穴５４Ｃ，５６Ｃ，６４Ｃ，６６Ｃは、伸び方向Ｘに先細の台形状断面を有する。したがって、伸び方向Ｘに先細の台形状断面を有する位置決めバーを適用する場合、内周縁部４２，４４のオフセット構造を利用し、セパレータ接合体４０の変形を矯正すると共にセパレータ接合体４０を位置決めする際、辺当たりさせることが可能であるため、セパレータ接合体４０の変形を抑制することができる。
【００４８】
なお、マニホールド穴５４Ｃ，５６Ｃ，６４Ｃ，６６Ｃに対応する膜電極接合体２０のマニホールド穴２４Ｃ，２６Ｃには、カソードセパレータ５０の内周縁部４２の隆起している端部が挿入されることで、膜電極接合体２０とカソードセパレータ５０とが嵌合している。そのため、セパレータ接合体４０を積層する際における膜電極接合体２０の位置決め精度が向上し、かつ、積層後における動的位置ズレが抑制される。
【００４９】
次に、セパレータ接合体４０の製造装置を説明する。
【００５０】
図８は、本発明の実施形態に係るセパレータ接合体の製造装置を説明するための断面図、図９は、図８に示される位置決め支柱を説明するための断面図である。
【００５１】
図８に示されるセパレータ接合体４０の製造装置１００は、位置決め支柱１１０、台座部１２０、押圧装置１３０，１４０およびプレッシャープレート１５０を有する。
【００５２】
位置決め支柱１１０は、突出部１１２を有しかつ台座部１２０に固定されており、セパレータ５０，６０を接合する前にセパレータ５０，６０を位置決めするために使用され、セパレータ５０，６０のマニホールド穴５４Ｃ，５６Ｃ，６４Ｃ，６６Ｃに、挿入される。つまり、マニホールド穴５４Ｃ，５６Ｃ，６４Ｃ，６６Ｃが、セパレータ５０，６０を位置決めする際のロケート穴として、利用される。そのため、電池出力に寄与しない専用のロケート穴の形成部位が不要となり、ロケート穴を設けるための製造コストが削減でき、かつ、セパレータ５０，６０を小型化することができる。
【００５３】
位置決め支柱１１０は、セパレータ５０，６０を位置決めする際、アノードセパレータ６０の内周縁部４４が、位置決め支柱１１０の一側と当接することで位置決め基準辺を構成し、カソードセパレータ５０の内周縁部４２が、位置決め支柱１１０の他側を押圧することで押し当て辺を構成するように、設定されている。
【００５４】
そのため、位置決め支柱１１０をマニホールド穴５４Ｃ，５６Ｃ，６４Ｃ，６６Ｃに、斜め方向から挿入、位置決め支柱１１０の一側を、アノードセパレータ６０の内周縁部４４に当接させ、位置決め支柱１１０の他側を、カソードセパレータ５０の内周縁部４２によって押圧させることができる。そして、位置決め支柱１１０をセパレータ５０，６０に対して直交（傾斜を解消）させると、マニホールド穴５４Ｃ，５６Ｃ，６４Ｃ，６６Ｃの間口が狭まる。この結果、セパレータ５０，６０は、伸び方向Ｘに自動的にシフトし、セパレータ５０，６０の変形を矯正すると共にセパレータ５０，６０を位置決めする。これにより、位置決め支柱１１０を伸び方向に移動させるためのアクチュエータが不用となり、設備費を削減することができる。したがって、製造されるセパレータ接合体４０を、小型化し、かつ、製造コストを低減することが可能であり、セパレータ接合体４０と、膜電極接合体２０と、を交互に積層してなる燃料電池１０は、良好な出力密度および製造コストを有することとなる。
【００５５】
位置決め支柱１１０は、図９に示されるように伸び方向Ｘに先細の台形状断面を有する。一方、マニホールド穴５４Ｃ，５６Ｃ，６４Ｃ，６６Ｃも、伸び方向Ｘに先細の台形状断面を有する。したがって、位置決め支柱１１０を挿入する場合、内周縁部４２，４４のオフセット構造を利用し、セパレータ５０，６０の変形を矯正すると共にセパレータ５０，６０を位置決めする際、辺当たりさせることが可能であるため、セパレータ５０，６０の変形を抑制することができる。
【００５６】
位置決め支柱１１０の突出部１１２は、カソードセパレータ５０の内周縁部４２の隆起している端部と当接するように設定されており、追加の押し当て辺として機能することで、カソードセパレータ５０の位置決め精度を向上させることができる。
【００５７】
押圧装置１３０は、押圧部（押圧手段）１３２、スプリング１３４および支持部１３６を有する。押圧部１３２は、凹部１３３を有し、アノードセパレータ６０を押圧することで、アノードセパレータ６０の内周縁部４４を、位置決め支柱１１０に押し当てて、アノードセパレータ６０の位置決め精度を向上させるために使用される。凹部１３３は、カソードセパレータ５０の端面に相対しており、押圧部１３２がカソードセパレータ５０と当接しないように設定されている。スプリング１３４は、押圧部１３２と支持部１３６との間に配置される。支持部１３６は、可動式であり、アノードセパレータ６０に近接することで、スプリング１３４の圧縮に基づく押圧力を発生させる。
【００５８】
押圧装置１４０は、押圧部（押圧手段）１４２、スプリング１４４および支持部１４６を有する。押圧部１４２は、凹部１４３を有し、カソードセパレータ５０を押圧することで、カソードセパレータ５０の内周縁部４２を、位置決め支柱１１０に押し当てて、カソードセパレータ５０の位置決め精度を向上させるために使用される。凹部１４３は、アノードセパレータ６０の端面に相対しており、押圧部１４２がアノードセパレータ６０と当接しないように設定されている。スプリング１４４は、押圧部１４２と支持部１４６との間に配置される。支持部１４６は、可動式であり、カソードセパレータ５０に近接することで、スプリング１４４の圧縮に基づく押圧力を発生させる。
【００５９】
スプリング１３４，１４４は、位置決め支柱１１０の剛性および内周縁部４２，４４の剛性を考慮し、適宜選定される。なお、押圧力は、スプリング１３４，１４４の圧縮を利用する形態に限定されず、例えば、アクチュエータを適用することも可能である。
【００６０】
プレッシャープレート１５０は、複数の開口部を有し、位置決めされたセパレータ５０，６０を固定して接合するために使用される。接合は、レーザ溶接であるが、この形態に特に限定されず、他の溶接方法や、接着を適用することも可能である。なお、開口部１５２は、位置決め支柱１１０を挿入するために使用される。
【００６１】
次に、セパレータ接合体４０の製造方法を説明する。
【００６２】
図１０は、本発明の実施形態に係るセパレータ接合体の製造方法におけるセパレータ位置決め工程における斜め挿入を説明するための断面図、図１１は、本発明の実施形態に係るセパレータ接合体の製造方法におけるセパレータ位置決め工程における伸ばし量を説明するための概念図、図１２は、本発明の実施形態に係るセパレータ接合体の製造方法におけるセパレータ接合体取り外し工程を説明するための断面図である。
【００６３】
本発明の実施形態に係るセパレータ接合体の製造方法は、セパレータ位置決め工程、セパレータ接合工程、セパレータ接合体取り外し工程を概して有する。
【００６４】
セパレータ位置決め工程においては、まず、セパレータ５０，６０の重ね合せ体が、台座部１２０に載置される。この際、台座部１２０に対してセパレータ５０，６０が斜め方向に位置決めされ、台座部１２０から上方に突出する位置決め支柱１１０が、マニホールド穴５４Ｃ，５６Ｃ，６４Ｃ，６６Ｃに、斜め方向（挿入角θＡ）から挿入される（図１０参照）。
【００６５】
位置決め支柱１１０の一側は、アノードセパレータ６０の内周縁部４４に当接し、位置決め支柱１１０の他側は、カソードセパレータ５０の周縁部４２によって押圧される。そして、位置決め支柱１１０に対してセパレータ５０，６０を直交（傾斜を解消）させ、マニホールド穴５４Ｃ，５６Ｃ，６４Ｃ，６６Ｃの間口を狭める。この結果、セパレータ５０，６０は、伸び方向Ｘに自動的にシフト（伸ばし量Ｓ）し、セパレータ５０，６０の変形を矯正すると共にセパレータ５０，６０を位置決めする（図１１参照）。この際、アノードセパレータ６０の内周縁部４４は、折り曲げ加工の適用により剛性が向上しているため、大きな当接力が適用可能であり、また、付与される張力によって引き起こされるアノードセパレータ６０（マニホールド穴６４Ｃ，６６Ｃ）の変形を抑制し、位置決め精度を向上させることができる。
【００６６】
次に、カソードセパレータ５０の内周縁部４２の隆起している端部を、位置決め支柱１１０が有する突出部１１２に、当接させる。そのため、セパレータ５０，６０の位置決め精度を向上させることができる。また、セパレータ５０，６０における内周縁部４２，４４を、押圧装置１３０，１４０によって位置決め支柱１１０に押し当てる。これにより、セパレータ５０，６０の位置決め精度をさらに向上させることができる。
【００６７】
その後、プレッシャープレート１５０を、位置決めされたセパレータ５０，６０の重ね合せ体の上面に配置し、セパレータ５０，６０を固定する。
【００６８】
マニホールド穴５４Ｃ，５６Ｃ，６４Ｃ，６６Ｃは、上記のように、セパレータ５０，６０を位置決めする際のロケート穴として、利用されているため、電池出力に寄与しない専用のロケート穴の形成部位が不要となる。そのため、ロケート穴を設けるための製造コストが削減でき、かつ、セパレータ５０，６０を小型化することができる。
【００６９】
また、位置決め支柱１１０を、マニホールド穴５４Ｃ，５６Ｃ，６４Ｃ，６６Ｃに、斜め方向から挿入し、そして、位置決め支柱１１０をセパレータ５０，６０に対して直交（傾斜を解消）させ、マニホールド穴５４Ｃ，５６Ｃ，６４Ｃ，６６Ｃの間口を狭めることにより、セパレータ５０，６０を伸び方向Ｘに自動的にシフトさせ、セパレータ５０，６０の変形（反りやウネリ）を矯正すると共にセパレータ５０，６０を位置決めしている。そのため、位置決め支柱１１０を伸び方向Ｘに移動させるためのアクチュエータが不用となり、設備費を削減することができる。したがって、製造される燃料電池用セパレータ接合体を、小型化し、かつ、製造コストを低減することが可能であり、燃料電池用セパレータ接合体と、膜電極接合体と、を交互に積層してなる燃料電池は、良好な出力密度および製造コストを有することとなる。
【００７０】
マニホールド穴５４Ｃ，５６Ｃ，６４Ｃ，６６Ｃおよび位置決め支柱１１０は、伸び方向Ｘに先細の台形状断面を有する（図９参照）。したがって、内周縁部４２，４４のオフセット構造を利用し、セパレータ５０，６０の変形を矯正すると共にセパレータ５０，６０を位置決めする際、辺当たりすることになる。そのため、位置決め支柱１１０によって引き起こされるセパレータ５０，６０の変形を、抑制することができる。
【００７１】
セパレータ接合工程においては、プレッシャープレート１５０の開口部によって露出しているカソードセパレータ５０の部位に対して、レーザが照射され、アノードセパレータ６０と接合されることで、セパレータ接合体４０が形成される。
【００７２】
セパレータ接合体取り外し工程においては、形成されたセパレータ接合体４０を、位置決め支柱１１０に対して斜めにして、位置決め支柱１１０から取り外される。この際、位置決め支柱１１０が挿入されているマニホールド穴５４Ｃ，５６Ｃ，６４Ｃ，６６Ｃの間口が広くなるため、位置決め支柱１１０からの取り外しが、容易となり、作業性を向上させることができる。
【００７３】
次に、燃料電池１０の製造装置を説明する。
【００７４】
図１３は、本発明の実施形態に係る燃料電池の製造装置を説明するための断面図、図１４は、図１３に示される位置決めバーを説明するための断面図である。
【００７５】
本発明の実施形態に係る燃料電池１０の製造装置は、支持板１８０に固定されて上方に延長している位置決めバー１７０を有する。位置決めバー１７０は、セパレータ接合体４０と膜電極接合体２０とを交互に積層するために使用され、マニホールド穴２４Ｃ，２６Ｃ，５４Ｃ，５６Ｃ，６４Ｃ，６６Ｃに、斜め方向から挿入される。
【００７６】
マニホールド穴５４Ｃ，５６Ｃ，６４Ｃ，６６Ｃが、上記のように、セパレータ接合体４０を積層する際のロケート穴として、利用されるため、電池出力に寄与しない専用のロケート穴の形成部位が不要となる。そのため、ロケート穴を設けるための製造コストが削減でき、かつ、セパレータ接合体４０（セパレータ５０，６０）を小型化することで、出力密度を向上させることができる。
【００７７】
また、アノードセパレータ６０の内周縁部４４は、位置決めバー１７０の一側が当接する位置決め基準辺を構成し、カソードセパレータ５０の内周縁部４２は、位置決めバー１７０の他側を押圧する押し当て辺を構成するように設定されている。そのため、位置決めバー１７０を、マニホールド穴５４Ｃ，５６Ｃ，６４Ｃ，６６Ｃに、斜め方向から挿入し、位置決めバー１７０の一側を、内周縁部４４に当接させ、位置決めバー１７０の他側を、内周縁部４２によって押圧させることができる。そして、位置決めバー１７０をセパレータ接合体４０に対して直交（傾斜を解消）させ、マニホールド穴５４Ｃ，５６Ｃ，６４Ｃ，６６Ｃの間口を狭めることによって、セパレータ接合体４０を伸び方向Ｘに自動的にシフトさせて、セパレータ接合体４０の変形（反りやウネリ）を矯正すると共にセパレータ接合体を位置決めすることが可能である。
【００７８】
これにより、位置決めバー１７０を伸び方向Ｘに移動させるためのアクチュエータが不用となり、設備費を削減することができる。したがって、製造される燃料電池は、良好な出力密度および製造コストを有することとなる。つまり、燃料電池の出力密度を向上させ、かつ、製造コストを低減することができる。
【００７９】
なお、位置決めバー１７０は、伸び方向Ｘに先細の台形状断面を有する。一方、マニホールド穴５４Ｃ，５６Ｃ，６４Ｃ，６６Ｃも、伸び方向Ｘに先細の略台形状の断面を有する。したがって、内周縁部４２，４４のオフセット構造を利用し、セパレータ接合体４０の変形を矯正すると共にセパレータ接合体４０を位置決めする際、辺当たりさせることで、位置決めバー１７０によって引き起こされる、セパレータ接合体４０の変形を、抑制することができる。
【００８０】
次に、燃料電池１０の製造方法を説明する。
【００８１】
図１５は、本発明の実施形態に係る燃料電池の製造方法におけるセパレータ接合体位置決め工程における斜め挿入を説明するための断面図である。
【００８２】
本発明の実施形態に係る燃料電池の製造方法は、接合体位置決め工程、膜電極接合体位置決め工程、および、積層体取り外し工程を概して有する。
【００８３】
接合体位置決め工程においては、セパレータ接合体４０を積層するために、セパレータ接合体４０が位置決めされる。この際、位置決めバー１７０に、セパレータ接合体４０を構成するセパレータ５０，６０のマニホールド穴５４Ｃ，５６Ｃ，６４Ｃ，６６Ｃが、斜め方向（挿入角θＡ）から挿入される。
【００８４】
位置決めバー１７０の一側は、アノードセパレータ６０の内周縁部４４と当接し、位置決めバー１７０の他側は、カソードセパレータ５０の周縁部４２によって押圧される。そして、位置決めバー１７０をセパレータ接合体４０に対して直交（傾斜を解消）させ、マニホールド穴５４Ｃ，５６Ｃ，６４Ｃ，６６Ｃの間口を狭めることによって、セパレータ接合体４０を伸び方向Ｘを自動的にシフトさせて、セパレータ接合体４０の変形を矯正すると共にセパレータ接合体４０を位置決めする。
【００８５】
アノードセパレータ６０の内周縁部４４は、折り曲げ加工の適用により剛性が向上しているため、大きな当接力が適用可能であり、また、付与される当接力によって引き起こされる、セパレータ接合体４０（マニホールド穴６４Ｃ，６６Ｃ）の変形を抑制し、位置決め精度を向上させることができる。
【００８６】
マニホールド穴５４Ｃ，５６Ｃ，６４Ｃ，６６Ｃは、上記のように、セパレータ接合体４０を積層する際のロケート穴として、利用されているため、電池出力に寄与しない専用のロケート穴の形成部位が不要となる。そのため、ロケート穴を設けるための製造コストが削減でき、かつ、セパレータ接合体４０（セパレータ５０，６０）を小型化することで、出力密度を向上させることができる。また、位置決めバー１７０を、マニホールド穴５４Ｃ，５６Ｃ，６４Ｃ，６６Ｃに、斜め方向から挿入し、そして、位置決めバー１７０をセパレータ接合体４０に対して直交（傾斜を解消）させ、マニホールド穴５４Ｃ，５６Ｃ，６４Ｃ，６６Ｃの間口を狭めることによって、セパレータ接合体４０を伸び方向Ｘを自動的にシフトさせて、セパレータ接合体４０の変形（反りやウネリ）を矯正すると共にセパレータ接合体４０を位置決めしている。そのため、位置決めバー１７０を伸び方向Ｘに移動させるためのアクチュエータが不用となり、設備費を削減することができる。したがって、製造される燃料電池は、良好な出力密度および製造コストを有することとなる。つまり、燃料電池の出力密度を向上させ、かつ、製造コストを低減することができる。
【００８７】
マニホールド穴５４Ｃ，５６Ｃ，６４Ｃ，６６Ｃおよび位置決めバー１７０は、伸び方向Ｘに先細の台形状断面を有する（図１４参照）。したがって、内周縁部４２，４４のオフセット構造を利用し、セパレータ接合体４０の変形を矯正すると共にセパレータ接合体４０を位置決めする際、辺当たりすることになる。そのため、位置決めバー１７０によって引き起こされる、セパレータ接合体４０の変形を、抑制することができる。
【００８８】
膜電極接合体位置決め工程においては、位置決めされたセパレータ接合体４０に膜電極接合体２０が積層される。この際、セパレータ接合体４０のマニホールド穴５４Ｃ，５６Ｃ，６４Ｃ，６６Ｃに対応する膜電極接合体２０のマニホールド穴２４Ｃ，２６Ｃに、位置決めバー１７０が、挿入される。そして、膜電極接合体２０のマニホールド穴２４Ｃ，２６Ｃに、カソードセパレータ５０の内周縁部４２の隆起している端部を、挿入させ、膜電極接合体２０とカソードセパレータ５０とが嵌合させる。これにより、セパレータ接合体４０を積層する際における膜電極接合体２０の位置決め精度が向上し、かつ、積層後における動的位置ズレが抑制される。
【００８９】
積層体取り外し工程においては、接合体位置決め工程と膜電極接合体位置決め工程とが適宜繰返されて形成されるセパレータ接合体４０と膜電極接合体２０との積層体が、固定された状態で、位置決めバー１７０から取り外される。そして、アッセンブリ工程などを含んでいる後工程に搬送され、最終的に、燃料電池に組立てられる。なお、積層体の固定は、例えば、積層体の上面を押え板で加圧して固定した状態で、締結手段（例えば、バンド）を取り付けることで実施される。
【００９０】
次に、伸ばし量Ｓ、オフセット量Ｇおよび挿入角θＡの関係を説明する。
【００９１】
図１６は、オフセット量と位置決めバーの挿入角との関係を説明するための概念図、図１７は、伸ばし量の算出方法を説明するための概念図である。
【００９２】
張力を付与し、変形を矯正すると共に位置決めする機構は、セパレータ５０，６０の重ね合せ体と、セパレータ接合体４０とにおいて、略同一であるため、セパレータ接合体４０によって代表させて説明する。
【００９３】
オフセット量Ｇ、位置決めバー１７０の挿入角θＡおよび位置決め基準辺（内周縁部４４）と押し当て辺（内周縁部４２）との間の離間距離Ｔは、図１６から理解されるように、関係式Ｆ１（ｔａｎθＡ＝Ｇ／Ｔ）を満たし、当該式を変換することで、オフセット量Ｇの算出式Ｆ２（Ｇ＝Ｔ＊ｔａｎθＡ）が得られる。そして、例えば、挿入角θＡをおよび離間距離Ｔとして、１３度および１．１ｍｍを、算出式Ｆ２に代入すると、オフセット量Ｇとして、０．２５ｍｍ（＝１．１＊ｔａｎ（１３））が得られる。
【００９４】
一方、図１７に示されるように、伸ばし量Ｓを斜辺、オフセット量Ｇを一方の隣辺、位置決めバー１７０およびマニホールド穴５４Ｃ，５６Ｃ，６４Ｃ，６６Ｃの台形角度θＢを一方の内角とする直角三角形を想定し、他方の隣辺を符号Ａで表すと、関係式Ｆ３（ｔａｎθＢ＝Ｇ／Ａ）および関係式Ｆ４（ｃｏｓθＢ＝Ａ／Ｓ）が得られる。関係式Ｆ３を変換することで得られる隣辺Ａの算出式Ｆ５（Ａ＝Ｇ／ｔａｎθＢ）を、関係式Ｆ４に代入すると、関係式Ｆ６（ｃｏｓθＢ＝Ｇ／Ｓ＊ｔａｎθＢが得られ、当該式を変換することで、伸ばし量Ｓの算出式Ｆ７（Ｓ＝Ｇ／ｃｏｓθＢ＊ｔａｎθＢ）が得られる。
【００９５】
そして、例えば、台形角度θＢをおよびオフセット量Ｇとして、２５度および０．２５ｍｍを、算出式Ｆ７に代入すると、伸ばし量Ｓとして、０．５９ｍｍ（＝０．２５／（ｃｏｓ（２５）＊ｔａｎ（２５）））が得られる。マニホールド穴５４Ｃ，６４Ｃとマニホールド穴５６Ｃ，６６Ｃとは、セパレータ接合体４０の矯正する伸び方向Ｘの両側に配置されているため、例えば、セパレータ接合体４０の長さＬが８００ｍｍである場合、０．１５％（＝２＊Ｓ＊１００／Ｌ）の変形（反りやウネリ）を矯正することが可能となる。
【００９６】
図１８および図１９は、本発明の実施形態に係る変形例１および２を説明するための断面図である。
【００９７】
ロケート穴を構成するマニホールド穴、位置決め支柱１１０および位置決めバー１７０は、台形状断面を有する形態に限定されず、４角形以外の楕円、円、多角形などが適用可能である。例えば、図１８に示されるように、楕円状断面を有するマニホールド穴と、円状断面を有する位置決め支柱１１０および位置決めバー１７０とを組み合わせることも可能である。
【００９８】
また、位置決め基準辺を構成するアノードセパレータ６０の内周縁部４４は、円状に折り曲げ加工が適用する形態に限定されず、例えば、図１９に示されるように、内周縁部４４の端部が単に隆起するように屈曲加工を適用することも可能である。
【００９９】
以上のように、本実施形態に係るセパレータ接合体によれば、セパレータ接合体を構成するセパレータのマニホールド穴が、セパレータ接合体を積層する際のロケート穴として、利用されるため、電池出力に寄与しない専用のロケート穴の形成部位が不要となる。そのため、ロケート穴を設けるための製造コストが削減でき、かつ、セパレータを小型化することで、出力密度を向上させることができる。また、アノードセパレータにおける内周縁部は、位置決めバーの一側が当接する位置決め基準辺を構成し、カソードセパレータにおける内周縁部は、位置決めバーの他側を押圧する押し当て辺を構成するように設定されている。そのため、位置決めバーを、ロケート穴を構成するマニホールド穴に、斜め方向から挿入し、位置決めバーの一側を、位置決め基準辺を構成する内周縁部に当接させ、位置決めバーの他側を、押し当て辺を構成する内周縁部によって押圧させることができる。そして、位置決めバーをセパレータ接合体に対して直交（傾斜を解消）させると、マニホールド穴の間口は狭まり、セパレータ接合体が伸び方向に自動的にシフトするため、セパレータ接合体の変形（反りやウネリ）を矯正すると共にセパレータ接合体を位置決めすることが可能である。これにより、位置決めバーを伸び方向に移動させるためのアクチュエータが不用となり、設備費を削減することができる。したがって、実施形態に係るセパレータ接合体によれば、良好な出力密度および製造コストを有する燃料電池を得ることが可能である。つまり、燃料電池の出力密度を向上させ、かつ、製造コストを低減することができる。
【０１００】
また、位置決め基準辺を構成するアノードセパレータにおける内周縁部は、剛性を向上させる加工が施されているため、セパレータ接合体に付与される当接力によって引き起こされるアノードセパレータの変形を抑制し、位置決め精度を向上させることができる。剛性を向上させる加工は、折り曲げ加工であり、アノードセパレータにおける内周縁部の剛性を簡単に向上させることできる。
【０１０１】
また、押し当て辺を構成するカソードセパレータにおける内周縁部の端部は、位置決め基準辺を構成するアノードセパレータにおける内周縁部から離間させる方向に隆起させる加工が施され、かつ、当該隆起させる加工は、隆起している端部と位置決めバーとが当接すように設定されている。そのため、位置決めバーを、押し当て辺を構成する第２セパレータにおける内周縁部に容易かつ確実に押し当てることできる。隆起させる加工は、例えば、屈曲加工である。屈曲加工は、押し当て辺を構成するカソードセパレータの内周縁部の端部を、容易に隆起させることできるため好ましい。
【０１０２】
また、ロケート穴を構成するマニホールド穴および位置決めバーは、伸び方向に先細の台形状断面を有するため、内周縁部のオフセット構造を利用し、セパレータ接合体の変形を矯正すると共にセパレータ接合体を位置決めする際、辺当たりさせることで、セパレータ接合体の変形を抑制することができる。
【０１０３】
本実施形態に係る燃料電池によれば、上記セパレータ接合体を有しており、セパレータ接合体を構成するセパレータのマニホールド穴が、セパレータ接合体を積層する際のロケート穴として、利用されているため、電池出力に寄与しない専用のロケート穴の形成部位が不要となる。そのため、ロケート穴を設けるための製造コストが削減でき、かつ、セパレータを小型化することで、出力密度を向上させることができる。また、位置決めバーを、ロケート穴を構成するマニホールド穴に、斜め方向から挿入し、そして、位置決めバーをセパレータ接合体に対して直交（傾斜を解消）させることで、マニホールド穴の間口を狭め、セパレータ接合体が伸び方向に自動的にシフトさせることで、セパレータ接合体の変形（反りやウネリ）を矯正すると共にセパレータ接合体を位置決めしている。そのため、位置決めバーを伸び方向に移動させるためのアクチュエータが不用となり、設備費を削減することができる。したがって、本実施形態に係る燃料電池は、良好な出力密度および製造コストを有することとなる。つまり、燃料電池の出力密度を向上させ、かつ、製造コストを低減することができる。
【０１０４】
また、押し当て辺を構成するカソードセパレータにおける内周縁部の端部は、位置決め基準辺を構成するアノードセパレータにおける内周縁部から離間する方向に隆起させる加工が施され、当該隆起させる加工は、隆起している端部と位置決めバーとが当接すように設定されており、かつ、ロケート穴を構成するマニホールド穴に対応する膜電極接合体におけるマニホールド穴に、隆起している前記端部が挿入されることで、膜電極接合体とカソードセパレータとが嵌合している。したがって、セパレータ接合体を積層する際における膜電極接合体の位置決め精度が向上し、かつ、積層後における動的位置ズレが抑制される。
【０１０５】
本実施形態に係るセパレータ接合体の製造方法によれば、セパレータのマニホールド穴が、セパレータを位置決めする際のロケート穴として、利用されているため、電池出力に寄与しない専用のロケート穴の形成部位が不要となる。そのため、ロケート穴を設けるための製造コストが削減でき、かつ、セパレータを小型化することができる。また、位置決め支柱を、ロケート穴を構成するマニホールド穴に、斜め方向から挿入し、そして、位置決め支柱をセパレータに対して直交（傾斜を解消）させることで、マニホールド穴の間口を狭め、セパレータが伸び方向に自動的にシフトさせることで、セパレータの変形（反りやウネリ）を矯正すると共にセパレータを位置決めしている。そのため、位置決め支柱を伸び方向に移動させるためのアクチュエータが不用となり、設備費を削減することができる。したがって、本実施形態に係るセパレータ接合体の製造方法によれば、製造されるセパレータ接合体を、小型化し、かつ、製造コストを低減することが可能であり、セパレータ接合体と、膜電極接合体と、を交互に積層してなる燃料電池は、良好な出力密度および製造コストを有することとなる。つまり、燃料電池の出力密度を向上させ、かつ、製造コストを低減することができる。
【０１０６】
また、セパレータの内周縁部を、押圧手段によって位置決め支柱に押し当てるため、セパレータの位置決め精度を向上させることができる。
【０１０７】
また、カソードセパレータの内周縁部においてカソードセパレータの内周縁部から離間する方向に隆起している端部を、位置決め支柱が有する突出部に当接させており、突出部が追加の押し当て辺として機能するため、セパレータの位置決め精度を、向上させることができる。
【０１０８】
また、ロケート穴を構成するマニホールド穴および位置決め支柱は、伸び方向に先細の台形状断面を有しており、内周縁部のオフセット構造を利用し、セパレータの変形を矯正すると共にセパレータを位置決めする際、辺当たりするため、位置決め支柱によって引き起こされるセパレータの変形を、抑制することができる。
【０１０９】
また、位置決めされたセパレータを接合し、セパレータ接合体を形成した後、セパレータ接合体を、位置決め支柱に対して斜めにして、位置決め支柱から取り外すため、ロケート穴を構成するマニホールド穴の間口が広くなる。そのため、位置決め支柱からの取り外しが、容易となり、作業性を向上させることができる。
【０１１０】
本実施形態に係る燃料電池用セパレータ接合体の製造装置によれば、セパレータのマニホールド穴が、セパレータを位置決めする際のロケート穴として、利用されているため、電池出力に寄与しない専用のロケート穴の形成部位が不要となる。そのため、ロケート穴を設けるための製造コストが削減でき、かつ、セパレータを小型化することができる。また、アノードセパレータの内周縁部は、位置決め支柱の一側が当接する位置決め基準辺を構成し、カソードセパレータの内周縁部は、位置決め支柱の他側を押圧する押し当て辺を構成するように設定されている。そのため、位置決め支柱を、ロケート穴を構成するマニホールド穴に、斜め方向から挿入し、位置決め支柱の一側を、アノードセパレータにおける内周縁部に当接させ、位置決め支柱の他側を、カソードセパレータにおける内周縁部によって押圧させることができる。そして、位置決め支柱をセパレータに対して直交（傾斜を解消）させ、ロケート穴を構成するマニホールド穴の間口を狭めることによって、伸び方向に、セパレータを自動的にシフトさせて、セパレータの変形（反りやウネリ）を矯正すると共にセパレータを位置決めすることが可能である。これにより、位置決め支柱を伸び方向に移動させるためのアクチュエータが不用となり、設備費を削減することができる。したがって、本実施形態に係る燃料電池用セパレータ接合体の製造装置によれば、製造されるセパレータ接合体を、小型化し、かつ、製造コストを低減することが可能であり、セパレータ接合体と、膜電極接合体と、を交互に積層してなる燃料電池は、良好な出力密度および製造コストを有することとなる。つまり、燃料電池の出力密度を向上させ、かつ、製造コストを低減することができる。
【０１１１】
また、セパレータにおける周縁部を、位置決め支柱に押し当てるための押圧手段を有するため、セパレータの位置決め精度を向上させることができる。
【０１１２】
また、カソードセパレータにおける内周縁部は、セパレータから離間する方向に隆起している端部を有し、位置決め支柱は、端部が当接する突出部を有しており、突出部が追加の押し当て辺として機能するため、セパレータの位置決め精度を、向上させることができる。
【０１１３】
また、ロケート穴を構成するマニホールド穴および位置決め支柱は、伸び方向に先細の台形状断面を有するため、辺当たりさせることで、位置決め支柱によって引き起こされるセパレータの変形を、抑制することができる。
【０１１４】
本実施形態に係る燃料電池の製造方法によれば、セパレータ接合体を構成するセパレータのマニホールド穴が、セパレータ接合体を積層する際のロケート穴として、利用されているため、電池出力に寄与しない専用のロケート穴の形成部位が不要となる。そのため、ロケート穴を設けるための製造コストが削減でき、かつ、セパレータを小型化することで、出力密度を向上させることができる。また、位置決めバーを、ロケート穴を構成するマニホールド穴に、斜め方向から挿入し、そして、位置決めバーをセパレータ接合体に対して直交（傾斜を解消）させ、ロケート穴を構成するマニホールド穴の間口を狭めることによって、セパレータ接合体を伸び方向に自動的にシフトさせて、セパレータ接合体の変形（反りやウネリ）を矯正すると共にセパレータ接合体を位置決めしている。そのため、位置決めバーを伸び方向に移動させるためのアクチュエータが不用となり、設備費を削減することができる。したがって、本実施形態に係る燃料電池の製造方法によれば、製造される燃料電池は、良好な出力密度および製造コストを有することとなる。つまり、燃料電池の出力密度を向上させ、かつ、製造コストを低減することができる。
【０１１５】
また、カソードセパレータの内周縁部の端部は、アノードセパレータの内周縁部から離間する方向に隆起させる加工が施されている。そして、位置決めされたセパレータ接合体に、膜電極接合体を積層する膜電極接合体位置決め工程において、セパレータにおけるロケート穴を構成するマニホールド穴に対応する膜電極接合体のマニホールド穴に、隆起している前記端部を挿入して、膜電極接合体とカソードセパレータとが嵌合させるため、セパレータ接合体を積層する際における膜電極接合体の位置決め精度が向上し、かつ、積層後における動的位置ズレが抑制される。
【０１１６】
また、ロケート穴を構成するマニホールド穴および位置決めバーは、伸び方向に先細の台形状断面を有しており、辺当たりさせるため、位置決めバーによって引き起こされるセパレータ接合体の変形を、抑制することができる。
【０１１７】
本実施形態に係る燃料電池の製造装置によれば、セパレータ接合体を構成するセパレータのマニホールド穴が、セパレータ接合体を積層する際のロケート穴として、利用されるため、電池出力に寄与しない専用のロケート穴の形成部位が不要となる。そのため、ロケート穴を設けるための製造コストが削減でき、かつ、セパレータを小型化することで、出力密度を向上させることができる。また、アノードセパレータの内周縁部は、位置決めバーの一側が当接する位置決め基準辺を構成し、カソードセパレータの内周縁部は、位置決めバーの他側を押圧する押し当て辺を構成するように設定されている。そのため、位置決めバーを、ロケート穴を構成するマニホールド穴に、斜め方向から挿入し、位置決めバーの一側を、位置決め基準辺を構成する内周縁部に当接させ、位置決めバーの他側を、押し当て辺を構成する内周縁部によって押圧させることができる。そして、位置決めバーをセパレータ接合体に対して直交（傾斜を解消）させ、ロケート穴を構成するマニホールド穴の間口を狭めることによって、セパレータ接合体を伸び方向に自動的にシフトさせて、セパレータ接合体の変形（反りやウネリ）を矯正すると共にセパレータ接合体を位置決めすることが可能である。これにより、位置決めバーを伸び方向に移動させるためのアクチュエータが不用となり、設備費を削減することができる。したがって、本実施形態に係る燃料電池の製造装置によれば、製造される燃料電池は、良好な出力密度および製造コストを有することとなる。つまり、燃料電池の出力密度を向上させ、かつ、製造コストを低減することができる。
【０１１８】
また、ロケート穴を構成するマニホールド穴および位置決めバーは、伸び方向に先細の台形状断面を有するため、内周縁部のオフセット構造を利用し、セパレータ接合体の変形を矯正すると共にセパレータ接合体を位置決めする際、辺当たりさせることで、位置決めバーによって引き起こされるセパレータ接合体の変形を、抑制することができる。
【０１１９】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の範囲内で種々改変することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２０】
【図１】は、本発明の実施形態に係る燃料電池を説明するための斜視図である。
【図２】図１に示されるスタック部を説明するための断面図である。
【図３】図２に示される膜電極接合体を説明するための平面図である。
【図４】図２に示されるカソードセパレータを説明するための平面図である。
【図５】図２に示されるアノードセパレータを説明するための平面図である。
【図６】図２に示されるセパレータ接合体を説明するための断面図である。
【図７】図６に示されるオフセット構造を説明するための平面図である。
【図８】本発明の実施形態に係るセパレータ接合体の製造装置を説明するための断面図である。
【図９】図８に示される位置決め支柱を説明するための断面図である。
【図１０】本発明の実施形態に係るセパレータ接合体の製造方法におけるセパレータ位置決め工程における斜め挿入を説明するための断面図である。
【図１１】本発明の実施形態に係るセパレータ接合体の製造方法におけるセパレータ位置決め工程における伸ばし量を説明するための概念図である。
【図１２】本発明の実施形態に係るセパレータ接合体の製造方法におけるセパレータ接合体取り外し工程を説明するための断面図である。
【図１３】本発明の実施形態に係る燃料電池の製造装置を説明するための断面図である。
【図１４】図１３に示される位置決めバーを説明するための断面図である。
【図１５】本発明の実施形態に係る燃料電池の製造方法におけるセパレータ接合体位置決め工程における斜め挿入を説明するための断面図である。
【図１６】オフセット量と位置決めバーの挿入角との関係を説明するための概念図である。
【図１７】伸ばし量の算出方法を説明するための概念図である。
【図１８】本発明の実施形態に係る変形例１を説明するための断面図である。
【図１９】本発明の実施形態に係る変形例２を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【０１２１】
１０  燃料電池、
１２  スタック部、
１４  アセンブリ、
２０  膜電極接合体、
２４（２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ），２６（２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ）  マニホールド穴、
３０  電解質膜、
３２  アノード電極、
３４  カソード電極、
４０  セパレータ接合体、
４２  内周縁部（押し当て辺）、
４４  内周縁部（位置決め基準辺）、
５０  カソードセパレータ（第２セパレータ）、
５２  凹凸部、
５４（５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃ），５６（５６Ａ，５６Ｂ，５６Ｃ）  マニホールド穴、
６０  アノードセパレータ（第１セパレータ）、
６２  凹凸部、
６４（６４Ａ，６４Ｂ，６４Ｃ），６６（６６Ａ，６６Ｂ，６６Ｃ）  マニホールド穴、
７０，８０  集電板、
７２，８２  出力端子、
７４，８４  絶縁板、
７６，８６  エンドプレート、
７８  タイロッド、
９０  水素導入口、
９１  水素排出口、
９３  空気導入口、
９４  空気排出口、
９６  冷却液導入口、
９７  冷却液排出口、
１００  セパレータ接合体の製造装置、
１１０  位置決め支柱、
１１２  突出部、
１２０  台座部、
１３０  押圧装置、
１３２  押圧部、
１３３  凹部、
１３４  スプリング、
１３６  支持部、
１４０  押圧装置、
１４２  押圧部、
１４３  凹部、
１４４  スプリング、
１４６  支持部、
１５０  プレッシャープレート、
１５２  開口部、
１７０  位置決めバー、
１８０  支持板、
Ａ  隣辺、
Ｇ  オフセット量、
Ｓ  伸ばし量、
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３  空間、
Ｔ  離間距離、
Ｘ  伸び方向、
Ｙ  伸び方向と直交する方向、
θＡ  挿入角、
θＢ  台形角度。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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