(57)【要約】      （修正有）【課題】プレス型セパレータ成形時のうねりを矯正することと、燃料電池セル積層時における位置決め精度を向上することの両立をすることができる燃料電池を提供する。【解決手段】燃料電池セルを複数積層する燃料電池であって、プレスによって流路３６が成形された第１セパレータ４０と、プレスが施されていない又は第１セパレータ４０よりも軽度にプレスが施されている第２セパレータ６０と、第２セパレータ６０に形成され、積層方向から見て第１セパレータ４０の外周端よりも外側に、第２セパレータ６０の外周端から突出して設けられた基準部６１ａ、６２ａとを備え、第１セパレータ４０の外周端のうち、基準部６１ａ、６２ａに対応する位置以外の少なくとも一部は、第２セパレータ６０の外周端よりも外側に形成されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質膜の両面に電極が配置された膜電極接合体と、前記膜電極接合体を挟持する一対のセパレータと、を有する燃料電池セルを複数積層してなる燃料電池であって、
前記一対のセパレータは、プレスによって流路が成形された第１セパレータと、前記第１セパレータに対向して配置され、プレスが施されていない又は前記第１セパレータよりも軽度にプレスが施されている第２セパレータと、を有し、
前記第２セパレータは、積層方向から見て前記第１セパレータの外周端よりも外側に、前記第２セパレータの外周端から突出して設けられた基準部を備え、
前記第１セパレータの外周端のうち、前記基準部に対応する位置以外の少なくとも一部は、前記第２セパレータの外周端よりも外側に形成され、
前記基準部を基準として前記燃料電池セルを積層することを特徴とする燃料電池。
【請求項２】
前記燃料電池セルは、前記燃料電池セル間をシールするためのガスケットを含み、
前記基準部は、前記燃料電池セルを構成する部品の基準となる位置決め基準部と前記燃料電池セルを積層する際の基準となる積層基準部とを含むことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池。
【請求項３】
前記第１セパレータの外周端のうち、前記基準部に対応する位置以外で、前記第２セパレータの外周端よりも外側に形成された部分を挟持して前記燃料電池セルを成型することを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料電池。
【請求項４】
前記第１セパレータは、反応ガスを供給するための流路がプレスによって成形されたプレス型セパレータであり、
前記第２セパレータは、前記膜電極接合体側の表面が略平坦であるフラット型セパレータであることを特徴とする請求項１又は３にいずれか１項に記載の燃料電池。
【請求項５】
前記基準部は、前記第２セパレータの隣接する２辺に形成されていることを特徴とする請求項１又は４のいずれか１項に記載の燃料電池。
【請求項６】
前記基準部は、前記第２セパレータの外周端に３箇所以上形成されていることを特徴とする請求項５に記載の燃料電池。
【請求項７】
前記ガスケットは、第２セパレータの周縁部に接着され、前記第２セパレータに形成されてガスの導入又は排出するマニホールドの周囲を封止することを特徴とする請求項２〜６のいずれか１項に記載の燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池セルを複数積層して構成された燃料電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、固体高分子型燃料電池は、電解質膜の両面に配置された一対の電極触媒層（燃料極（アノード）触媒層、酸素極（カソード）触媒層）を含む膜電極接合体（以下ＭＥＡ；Membrane Electrode Assemblyと呼ぶ。）を挟持した一対のセパレータを有する燃料電池セルを複数積層して構成される。燃料極側には水素等の燃料ガスが、酸素極側には、酸素や空気等の酸化剤ガスがそれぞれ供給され、供給されたガスと電解質と電極触媒層との三相界面における電気化学反応により、発電が行われる。
【０００３】
この燃料電池において、ＭＥＡを挟持するセパレータとしては、現在多様な構造のものが存在しており、その一例を挙げれば、プレス型セパレータ又はフラット型セパレータと呼ばれるものが用いられている。プレス型セパレータは、例えばプレス加工により反応ガスを供給するための溝が形成されたセパレータとして構成され、フラット型セパレータは、反応ガスの供給や排出をするための溝が形成されていない平坦なセパレータとして構成される。そして、このプレス型セパレータは、フラット型セパレータの外形寸法よりも、大きな外形寸法となっていることが知られている（下記特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−５４１１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、燃料電池セル成型時には、プレス型セパレータの外周を挟持してセパレータ成形時のうねりを矯正しながら成型する必要があるため、プレス型セパレータの外形はフラット型セパレータの外形よりも大きくなっている必要がある。このため、燃料電池セルを積層する際の基準は、プレス型セパレータの外形を基準として位置決めを行う。しかしながら、プレス型セパレータは、プレスによって成形され、その単品の寸法公差がフラット型セパレータよりも大きいため、プレス型セパレータの外形に基準を設定して燃料電池セルを積層した場合は、精度良く位置決めして積層することができないという問題があった。
【０００６】
このように、プレス型セパレータのうねりを矯正しながら燃料電池セルを成型することと、燃料電池セルを精度良く位置決めして積層することの両立は困難であった。また、積層時の基準をプレス型セパレータの外形にした場合には、燃料電池セルを構成する部品の位置公差も悪くなるため、燃料電池セルを構成する部品であるセパレータの配置に位置ずれが生じ、燃料電池セル間のクリアランスが乱れてシール不良が発生してしまうという問題も生じていた。
【０００７】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、プレスによって成形されたセパレータのうねりを矯正することと、燃料電池セル積層時における位置決め精度を向上することの両立をすることができる燃料電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明に係る燃料電池は、電解質膜の両面に電極が配置された膜電極接合体と、前記膜電極接合体を挟持する一対のセパレータと、を有する燃料電池セルを複数積層してなる燃料電池であって、前記一対のセパレータは、プレスによって流路が成形された第１セパレータと、前記第１セパレータに対向して配置され、プレスが施されていない又は前記第１セパレータよりも軽度にプレスが施されている第２セパレータと、を有し、前記第２セパレータは、積層方向から見て前記第１セパレータの外周端よりも外側に、前記第２セパレータの外周端から突出する基準部を備え、前記第１セパレータの外周端のうち、前記基準部に対応する位置以外の少なくとも一部は、前記第２セパレータの外周端よりも外側に形成され、前記基準部を基準として前記燃料電池セルを積層してなることを特徴とする。
【０００９】
本発明において、第２セパレータは、プレスが施されていない又はプレスによって成形された第１セパレータよりも軽度にプレスが施されたものであり、第１セパレータよりも寸法公差が小さい。そして、本発明の燃料電池は、第２セパレータの基準部を、第１セパレータの外周端よりも面方向外側に突出して設けることで、第２セパレータの基準部を基準として燃料電池セルが積層されてなるものである。さらに、プレスによって流路が形成された第１セパレータの外周端のうち、基準部に対応する位置以外の少なくとも一部は、第２セパレータの外周端よりも外側に形成されている。
このように構成することで、プレスによって成形されたセパレータのうねりを矯正することができ、また、燃料電池セル積層時の位置決め精度を向上させることができる。
【００１０】
また本発明に係る燃料電池において、前記燃料電池セルは、前記燃料電池セル間をシールするためのガスケットを含み、前記基準部は、前記燃料電池セルを構成する部品の基準となる位置決め基準部と前記燃料電池セルを積層する際の基準となる積層基準部とを含むことも好ましい。
【００１１】
このように、燃料電池セルを構成する部品である膜電極接合体やガスケット等の配置を決める際の基準となる位置決め基準部を、プレスが施されていない又は第１セパレータよりも軽度にプレスが施されている第２セパレータの基準部を基準としているので、燃料電池セルを構成する部品の配置にずれが生じることを抑制することができる。また、燃料電池セルを積層する際の基準となる積層基準部を、プレスが施されていない又は第１セパレータよりも軽度にプレスが施されている第２セパレータの基準部を基準としているので、燃料電池セル積層時の位置決め精度を向上させることができる。
【００１２】
また本発明に係る燃料電池において、前記第１セパレータの外周端のうち、前記基準部に対応する位置以外で、前記第２セパレータの外周端よりも外側に形成された部分を挟持して前記燃料電池セルを成型することも好ましい。
【００１３】
このように構成することで、第１セパレータの外周端のうち、第２セパレータの外周端よりも外側に形成された部分を挟持して燃料電池セルを成型することができるので、第１セパレータのうねりを矯正しながら燃料電池セルを成型することができる。
【００１４】
また本発明に係る燃料電池において、前記第１セパレータは、反応ガスを供給するための流路がプレスによって成形されたプレス型セパレータであり、前記第２セパレータは、前記膜電極接合体側の表面が平坦であるフラット型セパレータであることも好ましい。
【００１５】
このように、プレスによって流路が成形されたプレス型セパレータを用いることで、セパレータの厚さを減少させ、燃料電池全体の小型化及び軽量化を図ることができる。また、膜電極接合体側の表面が平坦に成形されたフラット型セパレータを用いることで、プレス加工の必要がなくなるので、セパレータ製造時の製造コストを抑えることができる。
【００１６】
また本発明に係る燃料電池において、前記基準部は、前記第２セパレータの隣接する２辺に形成されていることも好ましい。
【００１７】
このように第２セパレータの隣接する２辺に基準部を設けることで、対向する２辺に基準部を設ける場合よりも、積層時における燃料電池セルのがたつきを抑制することができる。
【００１８】
また本発明に係る燃料電池において、前記基準部は、前記第２セパレータの外周端に３箇所以上形成されていることも好ましい。
【００１９】
このように、燃料電池セルを積層する際の基準となる基準部を、第２セパレータの外周端に３箇所以上設けることで、燃料電池セルを積層する際の位置決め精度をより一層向上させることができる。
【００２０】
また本発明に係る燃料電池において、前記ガスケットは、第２セパレータの周縁部に接着され、前記第２セパレータに形成されてガスの導入又は排出するマニホールドの周囲を封止することも好ましい。
【００２１】
このように、ガスケットを第２セパレータに接着することで、燃料電池セル作成時のガスケットの位置公差を小さくすることができるので、燃料電池セル積層時のガスケットの位置ずれ量を更に低減することができる。その結果、積層時に燃料電池セル間のシール性が乱れて酸化ガス又は水素ガス又の漏れが発生することを一層抑制することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、プレス型セパレータ成型時のうねりを矯正して燃料電池セルを成型することができる。また、燃料電池セルを積層時における燃料電池セルの位置決め精度を向上させることができる。さらに、燃料電池セルを構成する部品の位置公差を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態における燃料電池の概略構成を示す側面図である。
【図２】本発明の第１実施形態における燃料電池のセパレータを示す平面図である。
【図３】本発明の第１実施形態における燃料電池が備える燃料電池セルの平面図である。
【図４】本発明の第２実施形態における燃料電池が備える燃料電池セルの平面図である。
【図５】本発明の第３実施形態における燃料電池が備える燃料電池セルの平面図である。
【図６】本発明の第４実施形態における燃料電池の第２セパレータを示す平面図である。
【図７】本発明の第５実施形態における燃料電池が備える燃料電池セルの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明を実施形態について添付図面を参照しながら説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００２５】
図１に本発明の実施形態における燃料電池１の概略構成を示す。図示するように構成される燃料電池セル２は、順次積層されてセル積層体３を構成している。また、このセル積層体３の両端には、一対のエンドプレート７で挟まれ、さらにこれらエンドプレート７同士を繋ぐようにテンションプレート８からなる拘束部材が配置された状態で積層方向への荷重がかけられて締結されている。以下に示す実施形態においては、燃料電池セルを積層する方向が「積層方向」に、積層方向に略垂直な方向が「面方向」に、それぞれ対応している。
【００２６】
なお、このような燃料電池セル２等で構成される燃料電池１は、例えば燃料電池車両（ＦＣＨＶ；Fuel Cell Hybrid Vehicle）の車載発電システムとして利用可能なものであるがこれに限られることはなく、各種移動体（ 例えば船舶や飛行機など）やロボットなどといった自走可能なものに搭載される発電システム、さらには定置の燃料電池としても用いることが可能である。
【００２７】
燃料電池セル２は、図示しない膜電極接合体（ＭＥＡ）と、ＭＥＡを挟持する一対のセパレータ（後述する第１、第２セパレータ４０、６０）、一対のセパレータ間に形成されるシール部材、燃料電池セル２間に形成されるガスケット等で構成されている。ＭＥＡ、一対のセパレータはおよそ矩形の板状に形成されている。ＭＥＡはその外形が一対のセパレータの外形よりも小さくなるように形成されている。
【００２８】
ＭＥＡは、高分子材料のイオン交換膜からなる高分子電解質膜（以下、単に電解質膜ともいう）と、電解質膜を両面から挟む一対の電極（アノード側拡散電極及びカソード側拡散電極）とで構成されている。電解質膜は、各電極よりも大きく形成されている。この電解質膜には、各電極が例えばホットプレス法により接合されている。
【００２９】
ＭＥＡを構成する各電極は、その表面に付着された白金などの触媒を担持した例えば多孔質のカーボン素材（拡散層）で構成されている。一方の電極（アノード）には燃料ガス（反応ガス）としての水素ガス、他方の電極（カソード）には空気や酸化剤などの酸化ガス（ 反応ガス）が供給され、これら２種類の反応ガスによりＭＥＡ内で電気化学反応が生じて燃料電池セル２の起電力が得られるようになっている。
【００３０】
シール部材は、一対のセパレータ間であって、ＭＥＡの周縁部に形成されている。シール部材は、例えば流体流路を形成するための大きな枠体で形成されている。シール部材を介してＭＥＡや一対のセパレータ等が接着されている。なお、シール部材としては、例えば隣接する部材との化学的な結合により接着する接着剤などを用いることができる。
【００３１】
さらに、燃料電池セル２間には、ガスケットが設けられている。ガスケットにより、燃料電池セル２間をシールすることができ、酸化ガスや水素ガス等の漏れを抑制することができる。なお、ガスケットの材料としては、隣接する部材との物理的な密着により流体を封止する弾性体や、隣接する部材との化学的な結合により接着する接着剤などを用いることができる。
【００３２】
図２は、第１セパレータ４０、第２セパレータ６０の平面図を示している。第１、第２セパレータ４０、６０は、ガス不透過性の導電性材料で構成されている。導電性材料としては、例えばカーボンや導電性を有する硬質樹脂のほか、アルミニウムやステンレス等の金属（メタル）が挙げられる。本実施形態の第１、第２セパレータ４０、６０の基材は板状のメタルで形成されているものであり（メタルセパレータ）、この基材の各電極側の面には耐食性に優れた膜（例えば金メッキで形成された皮膜）が形成されている。
【００３３】
図２に示すように、第１、第２セパレータ４０、６０の長手方向の端部付近（本実施形態の場合であれば、図２中向かって左側に示す一端部の近傍）には、酸化ガスの入口側のマニホールド１５ａ、水素ガスの出口側のマニホールド１６ｂ、および冷却水の出口側のマニホールド１７ｂが形成されている。本実施形態の場合、これらマニホールド１５ａ，１６ｂ，１７ｂは、略矩形ないしは台形の孔によって形成されている。さらに、第１、第２セパレータ４０、６０のうち反対側の端部には、酸化ガスの出口側のマニホールド１５ｂ、水素ガスの入口側のマニホールド１６ａ、および冷却水の入口側のマニホールド１７ａが形成されている。本実施形態の場合、これらマニホールド１５ｂ，１６ａ，１７ａも略矩形ないしは台形の孔によって形成されている。
【００３４】
第１セパレータ４０は、ＭＥＡのアノード側に対向するように配置されている。第１セパレータ４０は、いわゆるプレス型セパレータであって、その両面にプレスによって溝状の流路が複数形成されている。プレスによって形成された流路は、酸化ガスのガス流路３４や冷却水流路３６を構成している。より具体的に説明すると、第１セパレータ４０の電極３２ｂ側となる内側の面には酸化ガスのガス流路３４が複数形成され、その裏面（外側の面）には冷却水流路３６が複数形成されている。
【００３５】
第２セパレータ６０は、ＭＥＡのカソード側に対向するように配置されている。第２セパレータ６０は、ＭＥＡ側の表面が、溝のない略平坦な平板によって形成されたフラット型セパレータで構成されている。なお、本実施形態において、フラット型セパレータとは、その表面にプレス加工が施されていない場合のみならず、プレス型セパレータよりも軽度にプレス加工が施されている場合をも含む。また、軽度にプレス加工が施されているとは、プレス型セパレータよりも狭い領域にプレス加工が施されている場合、浅くプレス加工が施されている場合、プレス加工されている数が少ない場合等を意味する。このようにフラット側セパレータは、プレス加工が施されていない又はプレス型セパレータよりも軽度にプレス加工が施されているため、プレス型セパレータよりも寸法公差が小さくなるように形成されている。
【００３６】
図２(a)、図２（ｂ）に示すように、第１セパレータ４０において、長手方向の一方の端部４１には、凹部４１ａ、短手方向の一方の端部４２には、凹部４２ａが形成されている。凹部４１ａ、４２ａは、燃料電池セル２を成型したときに、積層方向から見て、第２セパレータ６０に形成された位置決め用部材６１ａ、６２ａ（基準部）に対応する位置に形成されている。第２セパレータ６０には、長手方向の一方の端部６１、短手方向の一方の端部６２にそれぞれ位置決め用部材６１ａ、６２ａが形成されている。位置決め用部材６１ａ、６２ａは、第２セパレータ６０の外周端から突出して設けられ、その外側端面が平坦に形成されている。位置決め用部材６１ａ、６２ａは、ＭＥＡ１１、ガスケット１４等の燃料電池セル２を構成する部品の配置の基準位置となるセル基準部として利用される。また、位置決め用部材６１ａ、６２ａは、燃料電池セル２を積層する際に、位置決め用部材６１ａ、６２ａに位置決めロッド（図示せず）を突き当てて位置決めするための積層基準部として利用される。なお、位置決め用部材６１ａ、６２ａは、第２セパレータ６０の外周端から突出して設けられているが、その形状や大きさ等については様々なものが選択されうる。また、位置決め用部材６１ａ、６２ａは、第２セパレータ６０の隣接する一方の端部６１、６２に形成されているが、これに限定されるわけではない。
【００３７】
図３（ａ）は、燃料電池セル２の平面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す燃料電池セル２のＡ−Ａ線における断面図である。図３（ｃ）は、図３（ａ）に示す燃料電池セル２のＢ−Ｂ線における断面図である。
【００３８】
図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、位置決め用部材６１ａは、積層方向から見て、第１セパレータ４０における長手方向一方の端部４１よりも面方向外側に、第２セパレータ６０における長手方向一方の端部６１から突出して設けられている。同様に、位置決め用部材６２ａは、積層方向から見て、第１セパレータ４０における短手方向一方の端部４２よりも面方向外側に、第２セパレータ６０における短手方向一方の端部６２から突出して設けられている。そして、燃料電池セル２を積層する際には、第２セパレータ６０の位置決め用部材６１ａ、６２ａを基準位置として燃料電池セル２が積層される。
【００３９】
このように、第２セパレータ６０の位置決め用部材６１ａ、６２ａを、第１セパレータ４０の外周端よりも面方向外側に突出させて設けることで、第２セパレータ６０の位置決め用部材６１ａ、６２ａを基準として燃料電池セルを積層することができる。上述したように、第２セパレータ６０は、プレスが施されていない又は第１セパレータよりも軽度にプレスが施されているフラット型セパレータで構成されているため、プレス加工によって形成されたプレス型セパレータよりも寸法公差が小さく成形されている。このため、プレス型セパレータを基準として燃料電池セル２を積層するよりも、燃料電池セル２積層時の位置決め精度を向上させることができる。
【００４０】
また、第２セパレータ６０に設けられた位置決め用部材６１ａ、６２ａを基準として、燃料電池セルを構成する部品の位置決めをすることで、燃料電池セルを構成する部品の位置公差を低減することができる。その結果、燃料電池セル２間のクリアランスが乱れて、燃料電池セル２間をシールするガスケットの位置ずれによるシール不良を抑制することができる。
【００４１】
図３（ｃ）に示すように、第１セパレータ４０における長手方向一方の端部４１は、第２セパレータ６０における長手方向一方の端部６１よりも面方向外側に形成されている。本実施形態の場合、積層方向から見て、第１セパレータ４０の外周端のうち、第２セパレータ６０の位置決め用部材６１ａ、６２ａに対応する位置である凹部４１ａ、４２ａ（図３参照）以外は、第２セパレータ６０の外周端よりも面方向外側に形成されている。そして、燃料電池セル２を成型する際には、第１セパレータ４０の外周端のうち、第２セパレータ６０の外周端よりも面方向外側に形成された部分を挟持して成型する。なお、第１セパレータ４０の外周端の位置は、第１セパレータ４０の外周端を挟持することができる位置に設けられていれば良く、第１セパレータ４０の外周端における位置以外の少なくとも一部を、第２セパレータ６０の外周端よりも面方向外側に形成しても良い。
【００４２】
このように、第１セパレータ４０の外周端のうち、少なくとも一部が、第２セパレータ６０の外周端よりも外側に形成されているので、第１セパレータ４０の外周端を金型（図示せず）で挟持することができ、セパレータ成形時のうねりを矯正しながら燃料電池セル２を成型することができる。
【００４３】
以下、本発明における他の実施形態について説明する。なお、第１の実施形態と同様の構成部材については、同一の番号を付して適宜その説明を省略する。図４は、第２の実施形態における燃料電池１を構成する燃料電池セル２を示す平面図である。本実施の形態では、積層時の基準部となる位置決め用部材が、第２セパレータ６０に３箇所以上、好ましくは６箇所有する点が第１の実施形態と異なっている。
【００４４】
具体的には、第２セパレータ６０における長手方向一方の端部６１には、位置決め用部材６１ａ（基準部）を形成し、短手方向一方の端部６２には、所定間隔離間して形成される２つの位置決め用部材６２ａ、６２ｂ（基準部）が形成されている。また、第２セパレータ６０における長手方向他方の端部６３には、位置決め用部材６３ａ（副基準部）が形成され、短手方向他方の端部６４には、所定間隔離間して形成される２つの位置決め用部材６４ａ、６４ｂ（副基準部）が形成されている。
【００４５】
各位置決め用部材６１ａ、６２ａ、６２ｂ、６３ａ、６４ａ、６４ｂにおける、第１セパレータ４０と第２セパレータ６０との外周端における位置関係は、図３（ｂ）に示す断面図と同一の位置関係にある。各位置決め用部材６１ａ、６２ａ、６２ｂ、６３ａ、６４ａ、６４ｂは、それぞれ、積層方向から見て第１セパレータ４０の端部４１、４２、４３、４４よりも面方向外側に、第２セパレータ６０の端部６１、６２、６３、６４から突出して形成されている。なお、位置決め用部材６１ａ、６２ａ、６２ｂ（基準部）と、位置決め用部材６３ａ、６４ａ、６４ｂ（副基準部）との大きさや形状は同一のもので構成しても良く、異なった大きさや形状としても良い。
【００４６】
各位置決め用部材６１ａ、６２ａ、６２ｂ、６３ａ、６４ａ、６４ｂは、ＭＥＡ１１、ガスケット１４等の配置の基準位置となるセル基準部として利用される。また、燃料電池セル２を積層する際に、各位置決め用部材６１ａ、６２ａ、６２ｂ、６３ａ、６４ａ、６４ｂに位置決めロッド（図示せず）を突き当てることで、各位置決め用部材６１ａ、６２ａ、６２ｂ、６３ａ、６４ａ、６４ｂは、燃料電池セル２を精度良く位置決めするための積層基準部として利用される。このため、積層時に燃料電池セル２の位置がずれる不具合を抑制することができる。このように、燃料電池セル２を積層する際の基準となる位置決め用部材を、第２セパレータ６０の外周端に３箇所以上設けることで、燃料電池セルを積層する際の位置決め精度をより一層向上させることができる。
【００４７】
図５は、第３の実施形態における燃料電池セル２を示している。図５（ａ）は、燃料電池セル２の平面図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す燃料電池セル２のＡ−Ａ線における断面図である。図５（ｃ）は、図５（ａ）に示す燃料電池セル２のＢ−Ｂ線における断面図である。
【００４８】
本実施形態においては、図５（ｂ）及び図５（ｃ）に示すように、位置決め用部材６１ａ、６２ａの突出量Ｄ１が小さく、第１セパレータ４０の外周端の突出量Ｄ２が大きい点が第１の実施形態と異なっている。具体的には、図５（ｂ）において、位置決め用部材６１ａは、シール部材１３の端面１３ａから突出量Ｄ１だけ面方向外側に飛出し、第１セパレータ４０における長手方向一方の端部４１よりも面方向外側の位置まで形成されている。同様に、位置決め用部材６２ａは、シール部材１３の端面１３ａから突出量Ｄ１だけ面方向外側に飛出し、第１セパレータ４０における短手方向一方の端部４２よりも面方向外側の位置まで形成されている。また、図５（ｃ）において、第１セパレータ４０における長手方向一方の端部４１は、シール部材１３の端面１３ａから突出量Ｄ２だけ面方向外側に飛出し、第２セパレータ６０の外周端よりも面方向外側に形成されている。
【００４９】
このように、第２セパレータ６０の位置決め用部材６１ａ、６２ａの突出量Ｄ１を小さくすることで、積層時や輸送時等、ぶつけたり落下させた場合に基準部が変形されないようにすることができ、燃料電池セルの位置決め精度を維持することができる。また、第１セパレータ４０の突出量Ｄ２を大きくすることで、燃料電池セル２成型時に、第１セパレータ４０の外周端のうち、第２セパレータ６０の外周端よりも外側に形成された部分を挟持しやすくすることができる。
【００５０】
図６は、第４の実施形態における燃料電池１が備える第２セパレータ６０を示している。本実施形態において、第２セパレータ６０にディンプル７０が形成されている点が第１の実施形態と異なっている。具体的には、第２セパレータ６０における長手方向の端部付近、換言すれば、マニホールド１５ａ、１５ｂ、１６ａ、１６ｂ、１７ａ、１７ｂの面方向内側近傍に、ディンプル７０が形成されている。ディンプル７０は、プレスによって形成され、第２セパレータ６０の平面から略円形に凹んだ形状を有して複数配列されている。なお、ディンプル７０の形状や大きさは、セパレータの大きさやガスの配流性を考慮して、様々なものが選択され得る。本実施形態における第２セパレータ６０は、その表面にプレス加工が施されていないセパレータだけではなく、その表面にプレス型セパレータよりもディンプル７０が狭い領域に形成されている、浅く形成されている、又は数が少なく形成されているセパレータを用いることができる。このような第２セパレータ６０を用いたとしても、寸法公差が小さく、かつ、うねらないため、全面にプレス加工が施されていない完全なフラット型セパレータと同様の効果を得ることができる。
【００５１】
図７は、第５の実施形態における燃料電池セル２の断面図を示している。本実施形態においては、ガスケット１４が第２セパレータ６０の周縁部に接着されたもので、それ以外の構成及び機能は第１実施形態の燃料電池セル２と同じである。図７（ａ）、図７（ｂ）は、それぞれ図３（ｂ）、図３（ｃ）に相当する部分の断面図であって、ガスケット１４が第２セパレータ６０の周縁部に接着された状態を示している。
【００５２】
具体的には、ガスケット１４の底面１４ａが第２セパレータ６０の周縁部に接着され、ガスケット１４のリップ１４ｂが、燃料電池セル２を積層する際に積層方向に隣接する燃料電池セル２のセパレータに押し付けられる。ガスケット１４が隣接する燃料電池セル２のセパレータに押し付けられることにより、第１、第２セパレータ４０、６０に貫通形成されて酸化ガス、水素ガス、冷却水の導入又は排出をするためのマニホールド１５ａ、１５ｂ、１６ａ、１６ｂ、１７ａ、１７ｂの周囲を封止するようになっている。
【００５３】
このように、ガスケット１４を第２セパレータ６０に接着することで、燃料電池セル２作成時のガスケット１４の位置公差を小さくすることができるので、燃料電池セル２積層時のガスケット１４の位置ずれ量を更に低減することができる。その結果、積層時に燃料電池セル２間のシール性が乱れて酸化ガス、水素ガス又は冷却水の漏れが発生することを一層抑制することができる。
【００５４】
以上、本発明の実施例を説明したが、これは本発明の説明のための例示であって、本発明の範囲をこの実施例にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、他の種々の実施例でも実施することが可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１：燃料電池
２：燃料電池セル
３：エンドプレート
１３：シール部材
１４：ガスケット
３１：電解質膜
３２ａ，３２ｂ：各電極
３４：ガス流路
３６：冷却水流路
４０：第１セパレータ
６０：第２セパレータ
６１ａ、６２ａ、６２ｂ、６３ａ、６４ａ、６４ｂ：位置決め用部材（基準部）
【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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