(57)【要約】【課題】樹脂製の中間プレートを用いても、ガス等の流体の漏洩を生じさせることのない燃料電池用セパレータを製造する。【解決手段】一方の電極対向プレート１２面の予め決められた位置に、その中間プレートの流体通流部８２の設定領域を除く領域には中間プレート成形用樹脂材による第１プレート部５１ａを、流体通流部８２の設定領域には剛性付与用樹脂材による第２プレート部５１ｂを、同時成形して中間プレート素材５１を得る。中間プレート素材５１を溶解液６１中に浸漬して第２プレート部５１ｂのみ溶解、除去し、中間プレート１３を形成する。この中間プレート１３面の予め決められた位置に、他方の電極対向プレートを積層し全プレートを本接合して、樹脂製の中間プレート１３がずれ、しわ、折れ重なり等なく、一対の電極対向プレートによって狭持されてなるセパレータを得る。【選択図】図６
2010160963.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体通流部を備えた樹脂製の中間プレートが一対の電極対向プレートによって狭持されてなる燃料電池用セパレータの製造方法であって、
前記一対の電極対向プレートのうちのいずれか一方の電極対向プレートの片面の予め決められた位置に、その前記中間プレートの流体通流部の設定領域を除く領域には中間プレート成形用樹脂材による第１プレート部を、前記流体通流部の設定領域には前記中間プレート成形用樹脂材とは異なる剛性付与用樹脂材による第２プレート部を、同時成形して中間プレート素材を得る第１工程と、
この第１工程で得られた中間プレート素材を、その第２プレート部を溶解可能な溶解液中に浸漬してその第２プレート部を溶解、除去し前記第１プレート部を残存させ、前記中間プレートとして形成する第２工程と、
この第２工程で得られた中間プレートの表面の予め決められた位置に、前記一対の電極対向プレートのうちの他方の電極対向プレートを積層し接合する第３工程とを、
備えることを特徴とする燃料電池用セパレータの製造方法。
【請求項２】
流体通流部を備えた樹脂製の中間プレートが一対の電極対向プレートによって狭持されてなる燃料電池用セパレータの製造方法であって、
前記一対の電極対向プレートのうちのいずれか一方の電極対向プレートの片面の予め決められた位置に、紫外線硬化性樹脂からなる中間プレート素材を仮止めする第１工程と、
この第１工程で仮止めされた前記中間プレート素材の前記流体通流部の設定領域に紫外線非透過性材によりマスキングする第２工程と、
この第２工程を経た中間プレート素材に紫外線を照射する第３工程と、
この第３工程を経た中間プレート素材を、その紫外線非透過性材によるマスキング部を溶解可能な溶解液中に浸漬してそのマスキング部を溶解、除去し前記中間プレートとして形成する第４工程と、
この第４工程で得られた中間プレートの表面の予め決められた位置に、前記一対の電極対向プレートのうちの他方の電極対向プレートを積層し接合する第５工程とを、
備えることを特徴とする燃料電池用セパレータの製造方法。
【請求項３】
流体通流部を備えた樹脂製の中間プレートが一対の電極対向プレートによって狭持されてなる燃料電池用セパレータの製造方法であって、
前記一対の電極対向プレートのうちのいずれか一方の電極対向プレートの片面の予め決められた位置に、紫外線軟化性樹脂からなる中間プレート素材を仮止めする第１工程と、
この第１工程で仮止めされた前記中間プレート素材の前記流体通流部の設定領域を除く領域に紫外線非透過性材によりマスキングする第２工程と、
この第２工程を経た中間プレート素材に紫外線を照射する第３工程と、
この第３工程を経た中間プレート素材を、その紫外線非透過性材によるマスキング部を除く部分を溶解可能な溶解液中に浸漬してそのマスキング部を除く部分を溶解、除去し前記中間プレートとして形成する第４工程と、
この第４工程で得られた中間プレートの表面の予め決められた位置に、前記一対の電極対向プレートのうちの他方の電極対向プレートを積層し接合する第５工程とを、
備えることを特徴とする燃料電池用セパレータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＥＡ（膜−電極接合体、Membrane Electrode Assembly）と積層されることによって燃料電池を構成する燃料電池用セパレータの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、燃料電池には、電解質膜の両面に、各々アノードとカソードとを配置したＭＥＡとセパレータとを交互に積層させてなるスタック構造を有するものがある。
そして上記セパレータには、アノード側の金属製の電極対向プレートと、カソード側の金属製の電極対向プレートと、これら一対の電極対向プレートに狭持される樹脂製の中間プレートとを備え、各プレートに、ガスや生成水等の流体通流部を形成する孔（穴）あるいは口等を備えるものがある（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２００７−２５０１９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら上記燃料電池用セパレータは中間プレートが樹脂製であるために、次のような問題点があった。
すなわち樹脂製の中間プレートは、その材質自体、金属製の電極対向プレートに比べて剛性が低いが、そこにはガス、生成水あるいは冷媒等の流体の通流部（孔、穴、口あるいは流路等の流体通流部）が中央部及び周辺部に開口形成されているので、全体的な剛性は更に低くなる。したがって、中間プレートに形成された流体通流部、特に周辺部に形成された細かなガス流路の位置、形状を損なうことなく、つまり、位置ずれ、しわ又は折れ重なり等を生じさせることなく、一対の電極対向プレートに狭持させ、組み立てることが困難であった。このため、組立て後のセパレータにおいて、ガスや生成水等の漏洩を生じさせるという問題点があった。
【０００５】
本発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、樹脂製の中間プレートを用いる場合でも、ガスや生成水等の流体の漏洩を生じさせることのない燃料電池用セパレータを製造できる燃料電池用セパレータの製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題は、燃料電池用セパレータの製造方法を下記各態様の構成とすることによって解決される。
各態様は、請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも本発明の理解を容易にするためであり、本明細書に記載の技術的特徴及びそれらの組合わせが以下の各項に記載のものに限定されると解釈されるべきではない。また、１つの項に複数の事項が記載されている場合、それら複数の事項を常に一緒に採用しなければならないわけではなく、一部の事項のみを取り出して採用することも可能である。
【０００７】
以下の各項のうち、（１）項が請求項１に、（３）項が請求項２に、（４）項が請求項３に、各々対応する。（２）項は請求項に係る発明ではない。
【０００８】
（１） 流体通流部を備えた樹脂製の中間プレートが一対の電極対向プレートによって狭持されてなる燃料電池用セパレータの製造方法であって、前記一対の電極対向プレートのうちのいずれか一方の電極対向プレートの片面の予め決められた位置に、その前記中間プレートの流体通流部の設定領域を除く領域には中間プレート成形用樹脂材による第１プレート部を、前記流体通流部の設定領域には前記中間プレート成形用樹脂材とは異なる剛性付与用樹脂材による第２プレート部を、同時成形して中間プレート素材を得る第１工程と、この第１工程で得られた中間プレート素材を、その第２プレート部を溶解可能な溶解液中に浸漬してその第２プレート部を溶解、除去し前記第１プレート部を残存させ、前記中間プレートとして形成する第２工程と、この第２工程で得られた中間プレートの表面の予め決められた位置に、前記一対の電極対向プレートのうちの他方の電極対向プレートを積層し接合する第３工程とを、備えることを特徴とする燃料電池用セパレータの製造方法。
流体通流部は、ガス、生成水あるいは冷媒等の流体が通る、あるいは流れる口、穴、孔、流路等を指す。冷媒流路、穴部、連通部、あるいは貫通孔等が具体例として挙げられる。以下の（３）項及び（４）項も同様である。
予め決められた位置には、セパレータ製造後において少なくとも各プレートの流体通流部が合うことになる位置を含む。以下の（３）項及び（４）項も同様である。
同時成形としては射出成形が好例である。
（２） 前記剛性付与用樹脂材に澱粉を、前記溶解液に純水を用いることを特徴とする（１）項に記載の燃料電池用セパレータの製造方法。
本項の発明によれば、（１）項の発明を簡易、低コストで実現できる。
（３） 流体通流部を備えた樹脂製の中間プレートが一対の電極対向プレートによって狭持されてなる燃料電池用セパレータの製造方法であって、前記一対の電極対向プレートのうちのいずれか一方の電極対向プレートの片面の予め決められた位置に、紫外線硬化性樹脂からなる中間プレート素材を仮止めする第１工程と、この第１工程で仮止めされた前記中間プレート素材の前記流体通流部の設定領域に紫外線非透過性材によりマスキングする第２工程と、この第２工程を経た中間プレート素材に紫外線を照射する第３工程と、この第３工程を経た中間プレート素材を、その紫外線非透過性材によるマスキング部を溶解可能な溶解液中に浸漬してそのマスキング部を溶解、除去し前記中間プレートとして形成する第４工程と、この第４工程で得られた中間プレートの表面の予め決められた位置に、前記一対の電極対向プレートのうちの他方の電極対向プレートを積層し接合する第５工程とを、備えることを特徴とする燃料電池用セパレータの製造方法。
紫外線硬化性樹脂としては、ポジフォトレジスト材としてノボラック樹脂に感光基であるジアゾナフトキノン基を付与したもの等が挙げられる。
紫外線非透過性材としては、アルミ薄板、ガラス、ポリカーボネート、ポリスチレン、アクリル等が挙げられる。以下の（４）項も同様である。
マスキング部は、紫外線により硬化されていない部分、つまり中間プレート素材そのままの部分を指す。
（４） 流体通流部を備えた樹脂製の中間プレートが一対の電極対向プレートによって狭持されてなる燃料電池用セパレータの製造方法であって、前記一対の電極対向プレートのうちのいずれか一方の電極対向プレートの片面の予め決められた位置に、紫外線軟化性樹脂からなる中間プレート素材を仮止めする第１工程と、この第１工程で仮止めされた前記中間プレート素材の前記流体通流部の設定領域を除く領域に紫外線非透過性材によりマスキングする第２工程と、この第２工程を経た中間プレート素材に紫外線を照射する第３工程と、この第３工程を経た中間プレート素材を、その紫外線非透過性材によるマスキング部を除く部分を溶解可能な溶解液中に浸漬してそのマスキング部を除く部分を溶解、除去し前記中間プレートとして形成する第４工程と、この第４工程で得られた中間プレートの表面の予め決められた位置に、前記一対の電極対向プレートのうちの他方の電極対向プレートを積層し接合する第５工程とを、備えることを特徴とする燃料電池用セパレータの製造方法。
紫外線軟化性樹脂としては、ネガフォトレジスト材として環化ゴムに感光剤としてビスアジド化合物を付与したもの等が挙げられる。
マスキング部は、紫外線により軟化されていない部分、つまり中間プレート素材そのままの部分を指す。
【発明の効果】
【０００９】
（１）項に記載の発明によれば、樹脂製の、すなわち剛性の低い中間プレートを用いる場合でも、ガスや生成水等の流体の漏洩を生じさせることのない燃料電池用セパレータを製造できる。
（３）項に記載の発明によれば、（１）項の発明における射出成形等の樹脂成形を用いずに燃料電池用セパレータを製造できる。
（４）項に記載の発明によれば、（１）項の発明における射出成形等の樹脂成形を用いずに、また、（３）項の発明とは別種の中間プレート素材によって燃料電池用セパレータを製造できる。
なお、（２）項に記載の発明は、本発明（特許請求の範囲に記載した発明）ではないので、上記課題を解決するための手段の欄に、その効果を述べた。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明が適用される燃料電池の一例の概略断面図である。
【図２】図１中のセパレータを構成する各プレートの概略平面図である。
【図３】ＭＥＡと一体形成されたシール部の概略平面図である。
【図４】図１に示す燃料電池の長手方向の断面図である。
【図５】本発明に係る燃料電池用セパレータの製造方法の第１実施形態の第１工程説明図である。
【図６】同じく第２工程説明図である。
【図７】同じく第３工程説明図である。
【図８】本発明に係る燃料電池用セパレータの製造方法の第２実施形態の第１工程説明図である。
【図９】同じく第２、第３工程説明図である。
【図１０】同じく第４工程説明図である。
【図１１】同じく第５工程説明図である。
【図１２】本発明に係る燃料電池用セパレータの製造方法の第３実施形態の第１工程説明図である。
【図１３】同じく第２、第３工程説明図である。
【図１４】同じく第４工程説明図である。
【図１５】同じく第５工程説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。なお、各図間において、同一符号は同一又は相当部分を示す。
図１は、本発明が適用される燃料電池の一例の概略断面図である。
図示するように燃料電池は、セパレータ１０と、ＭＥＡ（膜−電極接合体、Membrane Electrode Assembly）３０と、ガス流路形成部４０，４１とを順次積層した積層体を備えている。
この場合、セパレータ１０は、カソード側電極対向プレート（以下、カソード側プレートと記す。）１２、中間プレート１３及びアノード側電極対向プレート（以下、アノード側プレートと記す。）１４の３層からなる。ＭＥＡ３０とガス流路形成部４０，４１とは、発電の単位である単セル６０を形成しているが、上記セパレータ１０は、各単セル６０間に配設されるもので、内部に冷媒流路１８を形成している。
このような単セル６０及びセパレータ１０からなる構成の単位を繰り返し積層することによって燃料電池が構成される。
【００１２】
図２は、図１中のセパレータ１０を構成するカソード側プレート１２、中間プレート１３、及びアノード側プレート１４の概略平面図で、（ａ）はカソード側プレート１２、（ｂ）は中間プレート１３、（ｃ）はアノード側プレート１４を、各々示す。なお図１は、平面形状が長方形の燃料電池の短手方向の断面を示しており、その断面位置を代表して図２（ａ）中にＩ−Ｉ線にて示す。
【００１３】
図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、セパレータ１０を構成する各プレート１２〜１４は、外形状、寸法がほぼ等しい長方形の薄板材からなる。各プレート１２〜１４は、外周部の互いに対応する位置に、辺に沿って細長く形成される複数の穴部２０〜２５を有している。これら複数の穴部２０〜２５は、セパレータ１０及び単セル６０を積層して燃料電池を組み立てたときに、燃料電池内部を積層方向に貫通し、内部を所定の流体が流れるマニホールドを形成する。
【００１４】
すなわち、各プレート１２〜１４の対応する所定の一辺の近傍には、この辺に沿って複数個、図示例では６個の穴部２０が設けられており、また、各プレート１２〜１４の上記所定の一辺に対向する辺の近傍には、この辺に沿って複数個、図示例では６個の穴部２１が設けられている。この場合、穴部２０は、電気化学反応に供される酸化ガスが流れる酸化ガス供給マニホールドを形成し、穴部２１は、電気化学反応に供された酸化ガスが流入する酸化ガス排出マニホールドを形成する。
なお酸化ガスは、酸素を含有するガスであり、ここでは空気を用いている。
【００１５】
各プレート１２〜１４の更に他の一辺の近傍には、この辺に沿って２つの穴部２２，２３が設けられている。この場合、穴部２０が設けられた辺側には穴部２２が設けられ、穴部２１が設けられた辺側には穴部２３が設けられている。
上記穴部２２は、セパレータ１０内の冷媒流路１８へと分配される冷媒が流れる冷媒供給マニホールドを形成し、穴部２３は、電気化学反応に供された燃料ガスが流入する燃料ガス排出マニホールドを形成する。
なお冷媒としては、例えば不凍液や空気が用いられている。また燃料ガスは、水素を含有するガスであり、ここでは水素ガスを用いている。
【００１６】
上記各プレート１２〜１４の、他の一辺に対向する辺の近傍には、この辺に沿って２つの穴部２４，２５が設けられている。この場合、穴部２０が設けられた辺側には穴部２４が設けられ、穴部２１が設けられた辺側には穴部２５が設けられている。
上記穴部２４は、電気化学反応に供される燃料ガスが流れる燃料ガス供給マニホールドを形成し、穴部２５は、セパレータ１０内の冷媒流路１８から排出された冷媒が流入する冷媒排出マニホールドを形成する。
なお、穴部に付された符号２０〜２５は、便宜上、各々対応するマニホールドにも付した。
【００１７】
カソード側プレート１２は、その外周部に、上記穴部２０〜２５に加えて細長い複数の穴部２６，２７を備えている。この場合、穴部２６は、複数の穴部２０の各々に対応してその穴部２０の近傍に設けられ、穴部２０よりも内側において穴部２０に平行に形成されている。また穴部２７は、複数の穴部２１の各々に対応してその穴部２１の近傍に設けられ、穴部２１よりも内側において穴部２１に平行に形成されている。
【００１８】
中間プレート１３には、外周部に形成される上記穴部２０〜２５に加えて、外周部を除く中央部を貫通する略四角形状の穴部である冷媒流路形成部１５が形成されている。この冷媒流路形成部１５は、中間プレート１３がカソード側プレート１２とアノード側プレート１４とに挟持されたときに、冷媒流路１８となる空間を形成する。また、中間プレート１３では、穴部２０，２１、２３，２４は、他のプレート１２，１４とは異なる形状を有しており、各穴部２０，２１、２３，２４のプレート中央部側の辺が、プレート中央部側へと延出する複数の延出部（ガス供給排出路）を備える形状となっている。各穴部２０，２１、２３，２４が有する上記複数の延出部を、各々連通部７０，７１，７３，７４と記す。
また中間プレート１３は、穴部２２と冷媒流路形成部１５とを連通させる複数の貫通孔（冷媒供給排出路）７２を備えている。この複数の貫通孔７２は、中間プレート１３の長辺方向と平行に穴部２２と冷媒流路形成部１５との間を連通させるように、互いに平行に形成されている。更に中間プレート１３は、貫通孔７２と同様に穴部２５と冷媒流路形成部１５との間を連通させる複数の貫通孔（冷媒供給排出路）７５を備えている。
【００１９】
アノード側プレート１４は、その外周部に、上記穴部２０〜２５に加えて穴部２８，２９を備えている。この場合、穴部２８は、穴部２３の近傍に設けられ、穴部２３よりも内側において穴部２３に平行に形成された細長い穴部である。穴部２９は、穴部２４の近傍に設けられており、穴部２４よりも内側において穴部２４に平行に形成された細長い穴部である。
【００２０】
なお、カソード側プレート１２に設けられた穴部２６と、中間プレート１３に設けられた連通部７０とは、酸化ガス供給マニホールド２０を流れる酸化ガスを、セパレータ１０内部を通って、ガス流路形成部４０が配設されたセパレータ１０表面へと導く酸化ガス供給路を形成する。そして、カソード側プレート１２に設けられた穴部２７と、中間プレート１３に設けられた連通部７１とは、ガス流路形成部４０が配設されたセパレータ１０表面から、セパレータ１０内部を通って、酸化ガス排出マニホールド２１へと酸化ガスを導く酸化ガス排出路を形成する。
また、アノード側プレート１４に設けられた穴部２９と、中間プレート１３に設けられた連通部７４とは、燃料ガス供給マニホールド２４を流れる燃料ガスを、セパレータ１０内部を通って、ガス流路形成部４１が配設されたセパレータ１０表面へと導く燃料ガス供給路を形成する。そして、アノード側プレート１４に設けられた穴部２８と、中間プレート１３に設けられた連通部７３とは、ガス流路形成部４１が配設されたセパレータ１０表面から、セパレータ１０内部を通って、燃料ガス排出マニホールド２３へと燃料ガスを導く燃料ガス排出路を形成する。
【００２１】
上記カソード側プレート１２及びアノード側プレート１４は、ステンレス鋼あるいはチタン等の高耐食性を有する導電性金属による薄板材からなる。
中間プレート１３は、シール層と耐熱性樹脂層とを備えるラミネート樹脂によって形成されているが、その他の樹脂材によって形成してもよい。穴部２０〜２９は、打ち抜き加工によって形成されている。
セパレータ１０を形成する際には、カソード側プレート１２、中間プレート１３、アノード側プレート１４の順に、各穴部２０〜２５を位置合わせしつつ重ね合わせ、加熱接着により各プレート１２〜１４間をシール接合している。
【００２２】
単セル６０を構成するＭＥＡ３０は、電解質層と、電解質層上に形成された触媒電極層とを備えている。図示する燃料電池は、固体高分子型燃料電池であり、電解質層は固体高分子材料からなり、触媒電極層は電気化学反応を促進する触媒からなる。
ガス流路形成部４０，４１は、カーボン製多孔質体や、発泡金属や金属メッシュ等の金属製多孔質体のように、導電性及びガス透過性を有する板状部材である。本実施形態では、ガス流路形成部４０，４１としてチタン製多孔質体が用いられており、更に、ガス流路形成部４０，４１と接するＭＥＡ３０表面上に、カーボン多孔質体からなる層が配設されている。
このガス流路形成部４０，４１の内部に形成される空間は、電気化学反応に供されるガスの単セル６０内での流路を形成する。すなわち、ＭＥＡ３０とカソード側プレート１２との間に配設されるガス流路形成部４０は、酸化ガスが流れる単セル内酸化ガス流路を形成する。また、ＭＥＡ３０とアノード側プレート１４（図示する単セル６０の下方側に積層されている図示しないセパレータ１０のアノード側プレート１４を指す。）との間に配設されるガス流路形成部４１は、燃料ガスが流れる単セル内燃料ガス流路を形成する。
【００２３】
隣り合うセパレータ１０間であって、ＭＥＡ３０及びガス流路形成部４０，４１の外周部には、例えば、シリコンゴム、ブチルゴム、フッ素ゴム等の樹脂材料によるシール部４２がＭＥＡ３０と一体に設けられている。
このシール部４２は、例えばＭＥＡ３０、ガス流路形成部４０，４１及びセパレータ１０を積層して金型に入れ、射出成形することによって形成され、ＭＥＡ３０の外周端部と隙間なく接合されて酸化ガスと燃料ガスが接合部から漏れ出すことを防止している。
図３は、このようなＭＥＡ３０と一体形成されたシール部４２の概略平面図である。
図中のシール部４２は、外形状、寸法がセパレータ１０とほぼ等しい長方形をなし、セパレータ１０と同様に穴部２０〜２５が形成されている。
この図３において、冷媒供給マニホールドを形成する穴部２２は「冷媒入口」、冷媒排出マニホールドを形成する穴部２５は「冷媒出口」、燃料ガス供給マニホールドを形成する穴部２４は「Ｈ2入口」、燃料ガス排出マニホールドを形成する穴部２３は「Ｈ2出口」となっている。
【００２４】
図１において、セパレータ１０及び単セル６０が作製されると、カソード側プレート１２がガス流路形成部４０に接し、アノード側プレート１４がガス流路形成部４１（図示するセパレータ１０の上方側に積層されている図示しない単セル６０のガス流路形成部４１を指す。）に接するように、セパレータ１０と単セル６０とを交互に積層することによって燃料電池が製造される。
【００２５】
上記のような燃料電池において、酸化ガス供給マニホールド２０に対して酸化ガスを供給すると、酸化ガスは、各々のセパレータ１０における連通部７０と穴部２６とからなる酸化ガス供給路を通って、ガス流路形成部４０が形成する単セル内酸化ガス流路へと分配される。
分配された酸化ガスは、電気化学反応に供されつつ、単セル内酸化ガス流路を酸化ガス排出マニホールド２１側へと流れる。単セル内酸化ガス流路における酸化ガスの流れの向きを、ＭＥＡ３０面に対する向きとして、図３中に矢印アで示す。
単セル内酸化ガス流路を通過した酸化ガスは、セパレータ１０における穴部２７と連通部７１とからなる酸化ガス排出路を通って、酸化ガス排出マニホールド２１へと排出される。マニホールド近傍における酸化ガスの流出入の様子を、図１中に矢印イで示す。
【００２６】
また、冷媒供給マニホールド２２に対して冷媒を供給すると、冷媒は、各々のセパレータ１０における中間プレート１３の複数の貫通孔７２を通って、冷媒流路１８へと分配される。
図４は、図１に示す燃料電池の長手方向の断面図であり、その断面位置を代表して図２（ａ）中にIV−IV線にて示す。
図４では、冷媒供給マニホールド２２を流れる冷媒が、複数の貫通孔７２〔図２（ｂ）参照〕を通って冷媒流路１８へと流入する様子を矢印ウで示している。
貫通孔７２を通って分配された冷媒は、冷媒流路１８を冷媒排出マニホールド２５側へと流れる。
冷媒流路１８における冷媒の流れの向きを、ＭＥＡ３０面に対する向きとして、図３中に矢印エで示している。冷媒流路１８内を流れた冷媒は、図２（ｂ）に示す中間プレート１３の貫通孔７５を通って、冷媒排出マニホールド２５へと排出される。
【００２７】
このような燃料電池において、燃料ガス供給マニホールド２４に対して燃料ガスを供給すると、燃料ガスは、各々のセパレータ１０における連通部７４と穴部２９とからなる燃料ガス供給路を通って、ガス流路形成部４１が形成する単セル内燃料ガス流路へと分配される。
燃料ガス供給マニホールド２４から単セル内燃料ガス流路へと燃料ガスが流入する様子を、図４に矢印オで示す。
分配された燃料ガスは、電気化学反応に供されつつ、単セル内燃料ガス流路を燃料ガス排出マニホールド２３側へと流れる。単セル内燃料ガス流路における燃料ガスの流れの向きを、ＭＥＡ３０面に対する向きとして、図３中に矢印オで示す。
単セル内燃料ガス流路を通過した燃料ガスは、図２に示す穴部２８と連通部７３とからなる燃料ガス排出路を通って、燃料ガス排出マニホールド２３へと排出される。
【００２８】
本発明は、流体、すなわちガス（酸化ガス、燃料ガス）、生成水あるいは冷却水等の冷媒の通流部（流体通流部）を備えた上記のような樹脂製の中間プレート１３が一対の電極対向プレート１２，１４によって狭持されてなる燃料電池用セパレータ１０について、以下のように製造する方法である。
なお、流体通流部とは、上記のようなガス、生成水あるいは冷媒等の流体が通る、あるいは流れる口、穴、孔、流路等を指す。上述したセパレータ１０においては、冷媒流路１８、穴部２０〜２９、連通部７０，７１，７３，７４及び貫通孔７２，７５を指すものであって、このような流体通流部は、プレート１２〜１４相互間において精度の高い位置決め、位置合わせが求められる。
中間プレート１３の流体通流部をなす冷媒流路１８、穴部２０〜２５、連通部７０，７１，７３，７４及び貫通孔７２，７５、特に、連通部７０，７１，７３，７４及び貫通孔７２，７５については、精度の高い位置決め、位置合わせに加えて、適正な形状を保持した状態での電極対向プレート１２，１４との組付け、接合が求められる。
【００２９】
まず、本発明に係る燃料電池用セパレータの製造方法の第１実施形態を図５〜図７の工程説明図を参照しつつ説明する。
第１実施形態では、図５に示す第１工程において、一対の電極対向プレート１２，１４（図２参照）のうちのいずれか一方の電極対向プレート、ここでは電極対向プレート１２の片面の予め決められた位置に、異種樹脂材からなる第１プレート部５１ａ及び第２プレート部５１ｂを同時成形して中間プレート素材５１を得る。本実施形態では、同時樹脂成形に射出成形を用いているが、第１プレート部５１ａ及び第２プレート部５１ｂを同時成形して１枚の中間プレート素材５１が得られれば、射出成形以外の樹脂成形によってもよい。いずれにしても中間プレート素材５１は、電極対向プレート１２に位置合わせ接合された状態で得られる。
ここで、第１プレート部５１ａは、セパレータを構成する中間プレートの流体通流部の設定領域（設計図上の、位置を含んだ領域を指す。以下同じ。）を除く領域に成形する中間プレート成形用樹脂材によるプレート部である。
また、第２プレート部５１ｂは、セパレータを構成する中間プレートの流体通流部の設定領域に成形する剛性付与用樹脂材、ここでは澱粉によるプレート部である。
予め決められた位置とは、後掲図６に示すように第２工程を経た後において、少なくとも電極対向プレート１２の流体通流部８１と中間プレート１３の流体通流部８２とがずれなく重なり合うことになる位置を指す。したがって、予め決められた位置への樹脂成形として特に重要なことは、電極対向プレート１２の流体通流部８１との第２プレート部５１ｂの位置（中間プレート１３の流体通流部８２となるべき位置）合わせである。
なお、図５は射出成形の様子を模式的に示す図であるので省略されているが、この第１工程における射出成形は金型を用いて行われる。
この図５において、５２は第１プレート部（中間プレート成形用樹脂材）５１ａの射出成形機、５３は第２プレート部（剛性付与用樹脂材）５１ｂの射出成形機を示す。また図５において、流体通流部の設定領域、つまり第２プレート部５１ｂは代表的なもののみ図示している。後掲図においても同様である。また後掲図において、流体通流部８１〜８３も代表的なもののみ図示している。
【００３０】
続く第２工程では、第１工程で得られた中間プレート素材５１を、図６に示すように、電極対向プレート１２に接合されたままの状態で、その第２プレート部５１ｂを溶解可能な溶解液、ここでは水、望ましくは純水６１中に浸漬して第２プレート部５１ｂを溶解、除去し、第１プレート部５１ａを残存させ、中間プレート１３として形成する。
【００３１】
第３工程では、第２工程で得られた中間プレート１３の表面（図中、上面）の予め決められた位置に、図７に示すように、一対の電極対向プレートのうちの他方の電極対向プレート１４を積層し接合（本接合）する。この接合は、熱圧プレスや熱圧ロール等を用いた熱圧処理Ｐ１により行う。
ここで、予め決められた位置とは、図７に示すように、第３工程を経た後において少なくとも中間プレート１３の流体通流部８２と電極対向プレート１４の流体通流部８３とがずれなく重なり合うことになる位置を指す。したがって、予め決められた位置への熱圧接合の際に特に重要なことは、中間プレート１３の流体通流部８２に対する電極対向プレート１４の流体通流部８３の位置合わせである。
【００３２】
この第１実施形態では、流体通流部となる第２プレート部（剛性付与用樹脂材によるプレート部）５１ｂを一方の電極対向プレート１２の流体通流部８１と位置合わせした状態でその電極対向プレート１２上で中間プレート素材５１を成形した後に、その第２プレート部５１ｂのみを溶解、除去することによって電極対向プレート１２上に中間プレート１３を接合、形成した。
そして、この中間プレート１３が電極対向プレート１２に位置決め接合（成形）された状態で、同中間プレート１３の表面に他方の電極対向プレート１４を位置決めして、これら３枚のプレート１２〜１４を接合（本接合）し、樹脂製の中間プレート１３が一対の電極対向プレート１２，１４によって狭持されてなる燃料電池用セパレータ１０を作製した。
【００３３】
したがってこの第１実施形態によれば、剛性の低い、特に周辺部に細かなガス流路を有する流体通流部を複数備えて全体の剛性が更に低くなっている中間プレートを一対の電極対向プレート１２，１４に狭持させる形態の燃料電池用セパレータにおいても、次の効果を発揮できる。
すなわち、流体通流部８２の位置、形状を損なうことなく、具体的には、位置ずれ、しわ又は折れ重なり等を生じさせることなく、中間プレート１３を一対の電極対向プレート１２，１４に狭持させ、組み立てることができる。すなわち、組立て後において、ガス、生成水あるいは冷媒等の流体の漏洩を生じさせることのない燃料電池用セパレータ１０が得られる。
【００３４】
次に、第２実施形態について図８〜図１１の工程説明図を参照しつつ説明する。
第２実施形態では、図８に示す第１工程において、一対の電極対向プレートのうちのいずれか一方の電極対向プレート、ここでは電極対向プレート１２の片面の予め決められた位置に、紫外線硬化性樹脂からなる中間プレート素材５４を仮止めする。仮止めは、例えば電極対向プレート１２の予め決められた位置に中間プレート素材５４を重ね合わせた後に、後述する本接合よりも弱い熱圧処理を施して行う。
ここで、予め決められた位置とは、セパレータを構成する中間プレートが一対の電極対向プレートによって狭持される際の電極対向プレート１２への中間プレートの組付け位置を指す。
【００３５】
第２工程では、第１工程で仮止めされた中間プレート素材５４の流体通流部の設定領域に紫外線非透過性材（液体等）によりマスキングし、第３工程では、第２工程で紫外線非透過性材によりマスキングした中間プレート素材５４の全面に、図９に示すように紫外線ＵＶを照射する。なお図９において、５５は紫外線非透過性材によりマスキングされた中間プレート素材５４部分（マスキング部）を示す。このマスキング部５５は流体通流部の設定領域である。
【００３６】
第４工程では、第３工程を経た中間プレート素材５４を、図１０に示すように、電極対向プレート１２に仮止めされたままの状態で、紫外線非透過性材によるマスキング部（紫外線により硬化されていない部分：中間プレート素材５４そのままの部分）５５を溶解可能な溶解液、ここではアルカリ溶液１０１中に浸漬してそのマスキング部５５を溶解、除去し、中間プレート１３として形成する。
【００３７】
第５工程では、第４工程で得られた中間プレート１３の表面（図中、上面）の予め決められた位置に、図１１に示すように、一対の電極対向プレートのうちの他方の電極対向プレート１４を積層し接合（本接合）する。この接合は、熱圧プレスや熱圧ロール等を用いた熱圧処理Ｐ１により行う。
ここで、予め決められた位置とは、図１１に示すように、第５工程を経た後において少なくとも中間プレート１３の流体通流部８２と電極対向プレート１４の流体通流部８３とがずれなく重なり合うことになる位置を指す。したがって、予め決められた位置への熱圧接合の際に特に重要なことは、中間プレート１３の流体通流部８２に対する電極対向プレート１４の流体通流部８３の位置合わせである。
【００３８】
この第２実施形態では、一方の電極対向プレート１２の片面の予め決められた位置に、紫外線硬化性樹脂からなる中間プレート素材５４を仮止めし、仮止めされた中間プレート素材５４の流体通流部の設定領域に紫外線非透過性材によりマスキングし、マスキングした中間プレート素材５４に紫外線ＵＶを照射した後に、中間プレート素材５４の紫外線非透過性材によるマスキング部５５のみを溶解、除去することによって、電極対向プレート１２上に中間プレート１３を形成した。
そして、この中間プレート１３が電極対向プレート１２に位置決め仮止めされた状態で、同中間プレート１３の表面に他方の電極対向プレート１４を位置決めして、これら３枚のプレート１２〜１４を接合（本接合）し、樹脂製の中間プレート１３が一対の電極対向プレート１２，１４によって狭持されてなる燃料電池用セパレータを作製した。
【００３９】
したがってこの第２実施形態によれば、剛性の低い、特に周辺部に細かなガス流路を有する流体通流部を複数備えて全体の剛性が更に低くなっている中間プレートを一対の電極対向プレート１２，１４に狭持させる形態の燃料電池用セパレータにおいても、次の効果を発揮できる。
すなわち、流体通流部８２の位置、形状を損なうことなく、具体的には、位置ずれ、しわ又は折れ重なり等を生じさせることなく、中間プレート１３を一対の電極対向プレート１２，１４に狭持させ、組み立てることができる。すなわち、組立て後において、ガス、生成水あるいは冷媒等の流体の漏洩を生じさせることのない燃料電池用セパレータ１０が得られる。
またこの第２実施形態によれば、射出成形等の樹脂成形を用いずに燃料電池用セパレータ１０を製造できるという効果もある。
【００４０】
図１２〜図１５は、本発明に係る燃料電池用セパレータの製造方法の第３実施形態の工程説明図である。
第３実施形態では、図１２に示す第１工程において、一対の電極対向プレートのうちのいずれか一方の電極対向プレート、ここでは電極対向プレート１２の片面の予め決められた位置に、紫外線軟化性樹脂からなる中間プレート素材５６を仮止めする。
ここで、予め決められた位置とは、セパレータを構成する中間プレートが一対の電極対向プレートによって狭持される際の電極対向プレート１２への中間プレートの組付け位置を指す。
【００４１】
第２工程では、第１工程で仮止めされた中間プレート素材５６の流体通流部の設定領域を除く領域に紫外線非透過性材によりマスキングし、第３工程では、第２工程で紫外線非透過性材によりマスキングした中間プレート素材５６の全面に、図１３に示すように紫外線ＵＶを照射する。なお図１３において、５７は紫外線非透過性材によりマスキングされた中間プレート素材５６部分（マスキング部）を示す。このマスキング部５７は流体通流部の設定領域を除く領域である。
【００４２】
第４工程では、第３工程を経た中間プレート素材５６を、図１４に示すように、電極対向プレート１２に仮止めされたままの状態で、紫外線非透過性材によるマスキング部５７を除く部分（紫外線により軟化されている部分：中間プレート素材５６そのままの部分）を溶解可能な溶解液、ここではアルカリ溶液１４１中に浸漬してそのマスキング部５７を除く部分を溶解、除去し中間プレート１３として形成する。
【００４３】
第５工程では、第４工程で得られた中間プレート１３の表面（図中、上面）の予め決められた位置に、図１５に示すように、一対の電極対向プレートのうちの他方の電極対向プレート１４を積層し接合（本接合）する。この接合は、熱圧プレスや熱圧ロール等を用いた熱圧処理Ｐ１により行う。
ここで、予め決められた位置とは、図１５に示すように、第５工程を経た後において少なくとも中間プレート１３の流体通流部８２と電極対向プレート１４の流体通流部８３とがずれなく重なり合うことになる位置を指す。したがって、予め決められた位置への熱圧接合の際に特に重要なことは、中間プレート１３の流体通流部８２に対する電極対向プレート１４の流体通流部８３の位置合わせである。
【００４４】
この第３実施形態では、一方の電極対向プレート１２の片面の予め決められた位置に、紫外線軟化性樹脂からなる中間プレート素材５６を仮止めし、仮止めされた中間プレート素材５６の流体通流部の設定領域を除く領域に紫外線非透過性材によりマスキングし、マスキングした中間プレート素材５６に紫外線ＵＶを照射した後に、中間プレート素材５６の紫外線非透過性材によるマスキング部５７を除く部分のみを溶解、除去することによって、電極対向プレート１２上に中間プレートを形成した。
そして、この中間プレート１３が電極対向プレート１２に位置決め仮止めされた状態で、同中間プレート１３の表面に他方の電極対向プレート１４を位置決めして、これら３枚のプレート１２〜１４を接合（本接合）し、樹脂製の中間プレート１３が一対の電極対向プレート１２，１４によって狭持されてなる燃料電池用セパレータ１０を作製した。
【００４５】
したがってこの第３実施形態によれば、剛性の低い、特に周辺部に細かなガス流路を有する流体通流部を複数備えて全体の剛性が更に低くなっている中間プレートを一対の電極対向プレートに狭持させる形態の燃料電池用セパレータにおいても、次の効果を発揮できる。
すなわち、流体通流部８２の位置、形状を損なうことなく、具体的には、位置ずれ、しわ又は折れ重なり等を生じさせることなく、中間プレート１３を一対の電極対向プレート１２，１４に狭持させ、組み立てることができる。すなわち、組立て後において、ガス、生成水あるいは冷媒等の流体の漏洩を生じさせることのない燃料電池用セパレータ１０が得られる。
またこの第３実施形態によれば、射出成形等の樹脂成形を用いずに、かつ、第２実施形態とは別種の中間プレート素材５６によって、燃料電池用セパレータ１０を製造できるという効果もある。
なお、第２、第３実施形態によれば、アルカリ溶液１０１，１４１中の中間プレート素材５４，５６の溶解成分を抽出し樹脂材として再利用できるという利点もある。
【符号の説明】
【００４６】
１０：セパレータ、１２，１４：電極対向プレート、１３：中間プレート、５１，５４，５６：中間プレート素材、５１ａ：第１プレート部、５１ｂ：第２プレート部、５２，５３：射出成形機、６１：純水（溶解液）、５５，５７：マスキング部、８１〜８３：流体通流部、１０１，１４１：アルカリ溶液（溶解液）、ＵＶ：紫外線。
【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７】
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【図８】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１５】
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【図５】
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【図６】
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【図９】
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【図１０】
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【図１３】
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【図１４】
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