(57)【要約】【課題】セル面内を均質に冷却できる燃料電池セパレータ及びその製造方法並びに燃料電池を提供する。【解決手段】電解質膜１１１の表裏両面に形成されたガス拡散層１１３を備える膜電極接合体１１に当接する燃料電池セパレータであって、膜電極接合体に反応ガスを供給する反応ガス流路と、その反対面に反応ガス流路と交互に並ぶように形成され冷却水が流れる冷却水流路と、を備え、冷却水流路のうち発電面に当接する冷却水流路１２２の幅よりも広い幅広冷却水流路１２１と、幅広冷却水流路１２１に設けられ、その幅広冷却水流路の流路断面積Ｓ１が幅狭冷却水流路の流路断面積Ｓ２と略等しくなるように、幅広冷却水流路の流路断面積を縮小する断面積縮小部材１５を有する、ことを特徴とする。【選択図】図４
2010003508.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質膜の表裏両面に形成されたガス拡散層を備える膜電極接合体に当接する燃料電池セパレータであって、
片面に形成され、膜電極接合体に反応ガスを供給する反応ガス流路と、
その反対面に前記反応ガス流路と交互に並ぶように形成され、冷却水が流れる冷却水流路と、
を備え、
前記冷却水流路のうち、発電面に当接する冷却水流路の幅よりも広い幅広冷却水流路と、
前記幅広冷却水流路に設けられ、その幅広冷却水流路の流路断面積が幅狭冷却水流路の流路断面積と略等しくなるように、幅広冷却水流路の流路断面積を縮小する断面積縮小部材を有する、
ことを特徴とする燃料電池セパレータ。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池セパレータにおいて、
前記幅広冷却水流路を形成する壁面のうち外側の壁面に形成された貫通孔を備え、
前記断面積縮小部材は、前記孔を介して、シール領域に設けられて前記補強フィルム層に当接して反応ガスが外部に漏れることを防止するシールと一体に形成される、
ことを特徴とする燃料電池セパレータ。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の燃料電池セパレータにおいて、
前記断面積縮小部材は、セパレータ基体の外周を回り込んで外周を覆うように延設されたシールと一体に形成される、
ことを特徴とする燃料電池セパレータ。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の燃料電池セパレータにおいて、
前記シール領域に前記シールと反対側に突設され、積層状態で隣設するセパレータと互いに当接する当接部をさらに備え、
前記断面積縮小部材は、前記シール領域まで延設形成される、
ことを特徴とする燃料電池セパレータ。
【請求項５】
請求項４に記載の燃料電池セパレータにおいて、
前記当接部は、セパレータ基体と一体形成される、
ことを特徴とする燃料電池セパレータ。
【請求項６】
請求項４又は請求項５に記載の燃料電池セパレータにおいて、
前記シールは中心軸が前記当接部の中心軸と一致する、
ことを特徴とする燃料電池セパレータ。
【請求項７】
請求項４から請求項６までのいずれか１項に記載の燃料電池セパレータにおいて、
前記当接部は、前記シール領域の長手方向に沿って所定間隔ごとに形成される、
ことを特徴とする燃料電池セパレータ。
【請求項８】
請求項７に記載の燃料電池セパレータにおいて、
前記シールは、前記当接部に位置する部分の高さが、それ以外の部分に位置する部分の高さよりも高い、
ことを特徴とする燃料電池セパレータ。
【請求項９】
請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の燃料電池セパレータにおいて、
前記断面積縮小部材は、前記幅広冷却水流路の片壁面にのみ沿って形成される、
ことを特徴とする燃料電池セパレータ。
【請求項１０】
請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の燃料電池セパレータにおいて、
前記断面積縮小部材は、前記幅広冷却水流路の両壁面に沿って形成される、
ことを特徴とする燃料電池セパレータ。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載の燃料電池セパレータにおいて、
前記電解質膜の表裏両面に形成され前記ガス拡散層の外側に形成された補強フィルムを備え、
前記幅広冷却水流路は、ガス拡散層及び補強フィルムの両方に当接する、
ことを特徴とする燃料電池セパレータ。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載の燃料電池セパレータを製造する燃料電池セパレータ製造方法において、
反応ガス流路及び冷却水流路になる凹凸が形成されたセパレータ基体を上型及び下型で固定する基体固定工程と、
前記セパレータ基体の外周側からシール材料を注入する材料注入工程と、
を含むことを特徴とする燃料電池セパレータ製造方法。
【請求項１３】
電解質膜の表裏両面に形成されたガス拡散層を備える膜電極接合体と、
前記膜電極接合体に当接するように配置され、片面に形成されて膜電極接合体に反応ガスを供給する反応ガス流路と、その反対面に前記反応ガス流路と交互に並ぶように形成されて冷却水が流れる冷却水流路と、を有し、前記冷却水流路のうち、裏側が発電面に当接する冷却水流路の幅よりも広い幅広冷却水流路と、前記幅広冷却水流路に設けられ、その幅広冷却水流路の流路断面積が幅狭冷却水流路の流路断面積と略等しくなるように、幅広冷却水流路の流路断面積を縮小する断面積縮小部材を有する燃料電池セパレータと、
を含む燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、燃料電池セパレータ及びその製造方法並びに燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば特許文献１に開示された従来の燃料電池セパレータは、金属プレートの凸部が重なり合う部分の両凹部にシール要素を形成すると共に、シール要素の両側に存在する二枚の金属プレート相互の両凹部により内側の空所及び外側の空所が形成されており、少なくとも両空所の一方の空所には弾性材製シール部材が充填されて閉鎖領域が形成されていた。
【特許文献１】特開２００７−２００７５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述の燃料電池は、冷却水流路を流れる冷却水が不均一となり、セル面内における温度ムラが発生してしまっていた。
【０００４】
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、セル面内を均質に冷却できる燃料電池セパレータ及びその製造方法並びに燃料電池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】
【０００５】
本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。
【０００６】
本発明は、片面に形成され、膜電極接合体に反応ガスを供給する反応ガス流路と、その反対面に前記反応ガス流路と交互に並ぶように形成され冷却水が流れる冷却水流路と、を備え、冷却水流路のうち、発電面に当接する冷却水流路の幅よりも広い幅広冷却水流路と、幅広冷却水流路に設けられその幅広冷却水流路の流路断面積が幅狭冷却水流路の流路断面積と略等しくなるように、幅広冷却水流路の流路断面積を縮小する断面積縮小部材を有する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、幅広冷却水流路の流路断面積が幅狭冷却水流路の流路断面積と略等しくなるように、幅広冷却水流路の流路断面積を縮小する断面積縮小部材を、幅広冷却水流路に設けることで、冷却水がほぼ一様にセパレータ内を流れるようになる。したがって燃料電池を一様に冷却でき冷却ムラを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下では図面等を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明による燃料電池の外観を示す図であり、図１(Ａ)は斜視図、図１(Ｂ)は側面図である。
【０００９】
燃料電池スタック１は、積層された複数の発電セル１０と、集電プレート２０と、絶縁プレート３０と、エンドプレート４０と、４本のテンションロッド５０とを備える。
【００１０】
発電セル１０は、燃料電池の単位セルである。各発電セル１０は、１ボルト(Ｖ)程度の起電圧を生じる。各発電セル１０の構成の詳細については後述する。
【００１１】
集電プレート２０は、積層された複数の発電セル１０の外側にそれぞれ配置される。集電プレート２０は、ガス不透過性の導電性部材、たとえば緻密質カーボンで形成される。集電プレート２０は、上辺の一部に出力端子２１を備える。燃料電池スタック１は、出力端子２１によって、各発電セル１０で生じた電子ｅ-を取り出して出力する。
【００１２】
絶縁プレート３０は、集電プレート２０の外側にそれぞれ配置される。絶縁プレート３０は、絶縁性の部材、たとえばゴムなどで形成される。
【００１３】
エンドプレート４０は、絶縁プレート３０の外側にそれぞれ配置される。エンドプレート４０は、剛性のある金属材料、たとえば鋼などで形成される。
【００１４】
一方のエンドプレート４０(図１(Ａ)では、左手前のエンドプレート４０)には、アノード供給口４１ａと、アノード排出口４１ｂと、カソード供給口４２ａと、カソード排出口４２ｂと、冷却水供給口４３ａと、冷却水排出口４３ｂとが設けられている。本実施形態では、アノード排出口４１ｂ、冷却水排出口４３ｂ及びカソード供給口４２ａは図中右側に設けられている。またカソード排出口４２ｂ、冷却水供給口４３ａ及びアノード供給口４１ａは図中左側に設けられている。
【００１５】
テンションロッド５０は、エンドプレート４０の四隅付近にそれぞれ配置される。燃料電池スタック１は内部に貫通した孔(不図示)が形成されている。この貫通孔にテンションロッド５０が挿通される(図１(Ｂ)参照)。テンションロッド５０は、剛性のある金属材料、たとえば鋼などで形成される。テンションロッド５０は、発電セル１０同士の電気短絡を防止するため、表面には絶縁処理されている。このテンションロッド５０にナット５１が螺合する(図１(Ｂ)参照)。テンションロッド５０とナット５１とが燃料電池スタック１を積層方向に締め付ける。
【００１６】
アノード供給口４１ａにアノードガスとしての水素を供給する方法としては、例えば水素ガスを水素貯蔵装置から直接供給する方法、又は水素を含有する燃料を改質して改質した水素含有ガスを供給する方法などがある。なお、水素貯蔵装置としては、高圧ガスタンク、液化水素タンク、水素吸蔵合金タンクなどがある。水素を含有する燃料としては、天然ガス、メタノール、ガソリンなどがある。また、カソード供給口４２ａに供給するカソードガスとしては、一般的に空気が利用される。
【００１７】
燃料電池スタック１は、図１(Ｂ)に示すように、積層された複数の発電セル１０の両側に、集電プレート２０と、絶縁プレート３０と、エンドプレート４０と、が配置される。
【００１８】
また燃料電池スタックの片側の絶縁プレート３０の外側には、サブエンドプレート４１が配置され、さらにそのサブエンドプレート４１の外側にたとえば皿バネなどからなる変動吸収部材４２が配置され、その外側にエンドプレート４０が設けられる。このような積層構造の燃料電池スタックを４本のテンションロッド５０で積層方向に締め付ける。このように変動吸収部材４２が設けられているので、燃料電池スタックに作用する面圧の変動を吸収可能である。
【００１９】
図２は発電セルの構造を示す図であり、図２(Ａ)は分解図、図２(Ｂ)は断面図である。
【００２０】
発電セル１０は、膜電極接合体(Membrane Electrode Assembly；ＭＥＡ)１１の両面に、アノードセパレータ１２ａ及びカソードセパレータ１２ｂが配置される構造である。
【００２１】
ＭＥＡ１１は、イオン交換膜からなる電解質膜１１１の両面に電極触媒層１１２が形成される。この電極触媒層１１２の上にガス拡散層(Gas Diffusion Layer；ＧＤＬ)１１３が形成される。
【００２２】
電極触媒層１１２は、たとえば白金が担持されたカーボンブラック粒子で形成される。
【００２３】
ＧＤＬ１１３は、十分なガス拡散性及び導電性を有する部材、たとえばカーボン繊維で形成される。
【００２４】
アノード供給口４１ａから供給されたアノードガスは、このＧＤＬ１１３ａを流れてアノード電極触媒層１１２(１１２ａ)と反応し、アノード排出口４１ｂから排出される。
【００２５】
カソード供給口４２ａから供給されたカソードガスは、このＧＤＬ１１３ｂを流れてカソード電極触媒層１１２(１１２ｂ)と反応し、カソード排出口４２ｂから排出される。
【００２６】
アノードセパレータ１２ａは、ＧＤＬ１１３ａ及びシール１４ａを介してＭＥＡ１１の片面(図２(Ａ)の裏面、図２(Ｂ)の下面)に重ねられる。カソードセパレータ１２ｂは、ＧＤＬ１１３ｂ及びシール１４ｂを介してＭＥＡ１１の片面(図２(Ａ)の表面、図２(Ｂ)の上面)に重ねられる。アノードセパレータ１２ａ及びカソードセパレータ１２ｂは、たとえばステンレスなどの金属製のセパレータ基体がプレス成型されて、一方の面に反応ガス流路が形成され、その反対面に反応ガス流路と交互に並ぶように冷却水流路が形成される。図２(Ｂ)に示すようにアノードセパレータ１２ａ及びカソードセパレータ１２ｂが重ねられて、冷却水流路が形成される。
【００２７】
ＭＥＡ１１、アノードセパレータ１２ａ及びカソードセパレータ１２ｂには、それぞれ孔４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂ，４３ａ，４３ｂが形成されており、これらが重ねられて、アノード供給口(アノード供給マニホールド)４１ａ、アノード排出口(アノード排出マニホールド)４１ｂ、カソード供給口(カソード供給マニホールド)４２ａ、カソード排出口(カソード排出マニホールド)４２ｂ、冷却水供給口(冷却水供給マニホールド)４３ａ及び冷却水排出口(冷却水排出マニホールド)４３ｂが形成される。
【００２８】
図２(Ｂ)に示すように、ＭＥＡ１１の反応領域にＧＤＬ１１３(１１３ａ，１１３ｂ)が形成される。そしてＭＥＡ１１の反応領域の外側のシール領域には補強フィルム層１１４(１１４ａ，１１４ｂ)が形成される。
【００２９】
セパレータ１２のシール領域には、シール１４(１４ａ，１４ｂ)が配置される。本実施形態ではセパレータ１２として、いわゆるストレート流路のタイプを例示する。
【００３０】
シール１４(１４ａ，１４ｂ)は、たとえばシリコーンゴム、エチレンプロピレンゴム(ethylene propylene diene monomer；ＥＰＤＭ)、フッ素ゴムなどのゴム状弾性材である。シール１４(１４ａ，１４ｂ)は、補強フィルム層１１４(１１４ａ，１１４ｂ)に当接する。
【００３１】
図３は本発明の解決課題を説明する図であり、図３(Ａ)はＧＤＬが設計寸法よりも小さかった場合を示し、図３(Ｂ)は補強フィルム層が設計寸法よりも小さかった場合を示す。
【００３２】
次に本発明の理解を容易にするために、本発明の解決課題を説明する。
【００３３】
理想的には、電解質膜１１１に形成されるＧＤＬ１１３及び補強フィルム層１１４が設計寸法通りであり、設計寸法通りに位置することが望ましいが、現実的には寸法バラツキや積層位置ズレが生じてしまう。
【００３４】
仮にＧＤＬ１１３が設計寸法よりも小さいときには、図３(Ａ)に示すように反応ガスの圧力変動によって電解質膜１１１が伸縮して破損する可能性がある。
【００３５】
また仮に補強フィルム層１１４が設計寸法よりも小さいときには、図３(Ｂ)に示すようにＧＤＬ１１３を流れた反応ガスが外部に漏れてしまう可能性がある。
【００３６】
したがってＧＤＬ１１３及び補強フィルム層１１４の大きさがバラついても、ＧＤＬ１１３及び補強フィルム層１１４を確実に挟持できなければならない。
【００３７】
図４は、本発明による燃料電池セパレータの第１実施形態を示す図であり、図４(Ａ)は単品断面図、図４(Ｂ)は積層断面図である。
【００３８】
上記説明の通り、ＧＤＬ１１３及び補強フィルム層１１４の寸法バラツキや積層位置ズレがあっても、両者を確実に挟持する必要がある。そこで本実施形態では、セパレータ１２に形成される冷却水流路のうち、裏側がＧＤＬ１１３及び補強フィルム層１１４へ当接する冷却水流路１２１の幅ｔ１が、ＧＤＬ１１３だけに当接する冷却水流路１２２の幅ｔ２よりも広くなるようにした。なお幅ｔ１の具体的な値は、ＧＤＬ１１３及び補強フィルム層１１４の位置バラツキ誤差のデータに基づいて設定すればよい。このようにすることで、ＧＤＬ１１３及び補強フィルム層１１４の寸法バラツキや積層位置ズレがあっても、冷却水流路１２１の裏側でＧＤＬ１１３及び補強フィルム層１１４を確実に挟持することができる。
【００３９】
また幅広の冷却水流路１２１には、冷却水流路１２１の流路断面積Ｓ１が幅狭の冷却水流路１２２の流路断面積Ｓ２と略等しくなるように、冷却水流路１２１の流路断面積を縮小するスペーサ(断面積縮小部材)１５を配した。このスペーサ１５の材料はシール１４と同じである。そして本実施形態では、スペーサ１５は、冷却水流路１２１の片壁面にのみ沿って形成される、
以下ではスペーサ１５を設けた理由を述べる。
【００４０】
図５は、冷却水流量の平均流量に対する比率を、燃料電池セパレータの位置ごとに示した図である。図中実線は本実施形態であり、一点破線は図６に示した比較形態である。
【００４１】
ここで図６を参照して比較形態について説明する。比較形態は、幅広の冷却水流路１２１に、スペーサ１５が配されていない。それ以外は本実施形態と同一構成である。
【００４２】
図５に示されているように、本実施形態によれば冷却水がほぼ一様にセパレータ内を流れる。したがって燃料電池を一様に冷却でき冷却ムラを防止できる。この結果、電解質膜１１１のドライアウトを抑制でき、耐久性及び信頼性を向上できるのである。
【００４３】
これに対して比較形態では、最外部の幅広冷却水流路１２１に冷却水が多く流れてしまって、それ以外の冷却水流路１２２との流量差が大きい。このような構成では燃料電池の冷却ムラが生じてしまい、電解質膜１１１の耐久性及び信頼性が劣ってしまう。
【００４４】
また本実施形態では、最外周の冷却水流路１２１の断面積を必要な断面積まで減少させることができるので、熱容量の大きい冷却水量を減少させ、低温起動性を向上させることができる。
【００４５】
加えて、最外周の冷却水流路１２１の断面の一部のみがシール材で埋められており、全体が埋められている構造ではない。全体が埋められた構造であると、シール成形後に弾性体が縮んだときに力が大きく、セパレータが変形して、シール性が悪化する可能性があるが、本実施形態では、全体が埋められている構造ではないので、シール成形後に弾性体が縮んだときの力が小さくセパレータを変形せず、シール性が向上する。
【００４６】
（第２実施形態）
図７は、本発明による燃料電池セパレータの第２実施形態を示す断面図である。
【００４７】
本実施形態のセパレータ１２の冷却水流路１２１の片壁面には貫通孔が形成されており、スペーサ１５は、シール１４と一体成型されている。具体的には型で保持された後、ゴム等の材料が流し込まれればよい。そのようにすればそのゴムが貫通孔を通って反対側に流れ込むので、スペーサ１５及びシール１４を一体成型可能である。
【００４８】
このようすればスペーサ１５を簡易に形成することができ、かつ第１実施形態と同様に燃料電池を一様に冷却することができる。
【００４９】
（第３実施形態）
図８は、本発明による燃料電池セパレータの第３実施形態を示す断面図である。
【００５０】
本実施形態のスペーサ１５−１，１５−２は、冷却水流路１２１の両壁面に沿って形成される。なおこのようにしても、冷却水流路１２１の流路断面積Ｓ１が冷却水流路１２２の流路断面積Ｓ２と略等しい。
【００５１】
このように構成しても、第１実施形態と同様に燃料電池を一様に冷却できる。
【００５２】
（第４実施形態）
図９は、本発明による燃料電池セパレータの第４実施形態を示す断面図である。
【００５３】
本実施形態のセパレータ１２のシール領域には、シール１４と反対側に突設され、積層状態で隣設するセパレータと互いに当接する当接部１２３が形成される。
【００５４】
そしてスペーサ１５及びシール１４が、セパレータ１２のシール領域まで延設されるように形成した。
【００５５】
図１０は第４実施形態の効果を説明する図であり、図１０(Ａ)はこの第４実施形態であり、図１０(Ｂ)は比較形態である。
【００５６】
図１０(Ｂ)に示した比較形態のように、当接部１２３が形成されていないと、積層状態でテンションロッド５０で積層方向に締め付けて荷重をかけると、図１０(Ｂ)に示したようにセパレータ１２が変形するおそれがある。このようになってはシール１４がシール性能を発揮できない可能性がある。
【００５７】
しかしながら、本実施形態のセパレータ１２には、積層状態で隣設するセパレータと互いに当接する当接部１２３が形成されているので、積層状態でテンションロッド５０で積層方向に締め付けて荷重をかけても、セパレータ１２が変形することがない。したがってシール１４が確実にシール性能を発揮できる。またこのように構成することで、スペーサ１５を、セパレータ１２のシール領域まで延設形成できるようになった。したがって隣接するスペーサ１５同士の当接面積を大きくでき、冷却水流路１２１を流れる冷却水が外部に漏れてしまうことを確実に防止できるのである。
【００５８】
またシール１４が、セパレータ基体の外周を回り込んでセパレータ１２のシール領域まで延設されており、セパレータ基体の外周を覆うようになっている。このように構成すれば、外部との絶縁性を確保することができる。したがって、別途絶縁部品を設ける必要がないので、部品点数、部品コスト及び組立て工数の削減することができる。
【００５９】
（第５実施形態）
図１１は、本発明による燃料電池セパレータの第５実施形態を示す断面図である。
【００６０】
第４実施形態では、図９に示されているように、シール１４の中心軸が当接部１２３の中心軸とズレていた。本実施形態では、シール１４の中心軸が当接部１２３の中心軸と一致するように構成した。このようにすれば、テンションロッド５０による締め付けて荷重が当接部１２３にかかりやすくなり、セパレータ１２が第４実施形態よりも一層変形しにくくなる。
【００６１】
（第６実施形態）
図１２は本発明による燃料電池セパレータの第６実施形態を示す図であり、図１２(Ａ)は燃料電池セパレータの平面図、図１２(Ｂ)は図１２(Ａ)のＢ−Ｂ断面図、図１２(Ｃ)は図１２(Ａ)のＣ−Ｃ断面図である。なお発明構造が明瞭になるように、図１２(Ａ)は燃料電池セパレータの基体を単品で、すなわちシール成形前の状態で図示した。
【００６２】
本実施形態では、図１２(Ａ)のように当接部１２３を円形に形成した。そしてその当接部１２３を、セパレータ１２のシール領域の長手方向に沿って所定間隔ごとに配置した。
【００６３】
このように構成すれば、第４実施形態よりもさらに大きい面積で、スペーサ１５同士が当接するようになり、冷却水流路１２１を流れる冷却水が外部に漏れてしまうことを一層確実に防止できるのである。
【００６４】
なお第５実施形態のように、シール１４の中心軸が当接部１２３の中心軸と一致するように構成すれば、セパレータ１２が一層変形しにくくなる。
【００６５】
（第７実施形態）
図１３は本発明による燃料電池セパレータの第７実施形態を示す図であり、図１３(Ａ)は燃料電池セパレータの平面図、図１３(Ｂ１)は図１３(Ａ)のＢ１−Ｂ１断面図、図１３(Ｂ２)は図１３(Ａ)のＢ２−Ｂ２断面図、図１３(Ｃ)は図１３(Ａ)のＣ−Ｃ断面図である。
【００６６】
本実施形態では、シール１４のうち、当接部１２３に位置する部分の高さＨ１が、それ以外の部分に位置する部分の高さＨ２よりも高くなるようにした。
【００６７】
シール１４のうち、当接部１２３に位置する部分は、当接部１２３内に吸収される分だけ多くのシール材が必要となる。シール厚が異なると、シールの弾性が変わってしまって、シール反力に差異が生じてしまう。
【００６８】
しかしながら、本実施形態のように、シール１４のうち、当接部１２３に位置する部分の高さＨ１が、それ以外の部分に位置する部分の高さＨ２よりも高くなるようにして形状を変更すれば、シールの弾性がほぼ一様になり、シール反力が揃うこととなり、局所的に過度に潰しすぎたりすることによってシール耐久性が悪化してしまうことを防止できるとともに、シール性を安定させることができる。なお本実施形態は、シール１４の弾性がシール１４の全体で一様であることにポイントがあり、形状は適宜変更すればよい。
【００６９】
（製造方法）
図１４は、本発明による燃料電池セパレータの製造方法を示す図である。
【００７０】
最初に、流路成型用のプレス型を使用して板状のセパレータ基体に、反応ガス流路及び冷却水流路になる凹凸をプレス成型する(図１４(Ｂ)；流路成型工程＃１０１)。
【００７１】
次に、シール成型用の型でセパレータ基体を固定する(図１４(Ｃ)；基体固定工程＃１０２)。
【００７２】
続いて、セパレータ基体の外周側からシール材料を注入する(図１４(Ｄ)；材料注入工程＃１０３)。
【００７３】
そして型から取りだして燃料電池セパレータが完成する。
【００７４】
当接部１２３は、セパレータ１２のシール領域の長手方向に沿って所定間隔ごとに配置されているので、図１４(Ｅ−２)の下面図に示されているようにシール材料はその間を流れてスペーサ１５になる。
【００７５】
図１５は、燃料電池セパレータの比較形態の製造方法を示す図である。
【００７６】
仮に図１５に示されているような点注入(ポイントゲート)とすると、ヒケ及び注入口エグレなどによる変形にともなってシール性が悪化しやすい。
【００７７】
しかしながら、本実施形態では図１４に示したようにセパレータ基体の外周側からシール材料を注入するフィルムゲート方式としたので、ヒケ及び注入口エグレなどによる変形にともなうシール性の悪化を防止できるのである。また、シール溝と最外周冷却水流路をつなぐ連通孔も不要であるので、セパレータプレス成型時の応力集中による割れを防ぐこともできる。
【００７８】
以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲に含まれることが明白である。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明による燃料電池の外観を示す図である。
【図２】発電セルの構造を示す図である。
【図３】本発明の解決課題を説明する図である。
【図４】本発明による燃料電池セパレータの第１実施形態を示す図である。
【図５】冷却水流量の平均流量に対する比率を、燃料電池セパレータの位置ごとに示した図である。
【図６】比較形態について説明する図である。
【図７】本発明による燃料電池セパレータの第２実施形態を示す断面図である。
【図８】本発明による燃料電池セパレータの第３実施形態を示す断面図である。
【図９】本発明による燃料電池セパレータの第４実施形態を示す断面図である。
【図１０】第４実施形態の効果を説明する図である。
【図１１】本発明による燃料電池セパレータの第５実施形態を示す断面図である。
【図１２】本発明による燃料電池セパレータの第６実施形態を示す図である。
【図１３】本発明による燃料電池セパレータの第７実施形態を示す図である。
【図１４】本発明による燃料電池セパレータの製造方法を示す図である。
【図１５】燃料電池セパレータの比較形態の製造方法を示す図である。
【符号の説明】
【００８０】
１  燃料電池スタック
１１  膜電極接合体
１１１  電解質膜
１１３  ガス拡散層
１１４  補強フィルム層
１２  セパレータ
１２１  幅広冷却水流路
１２２  幅狭冷却水流路
１４  シール
１５  スペーサ(断面積縮小部材)
【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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