(57)【要約】【課題】高速かつ、塗布パターンに従って精度良く塗布可能とする。【解決手段】被塗布部材にシール剤ＳＬを塗布するシール剤塗布方法である。このシール剤塗布方法は、前記被塗布部材への塗布の位置を示す塗布パターンに従って複数の孔体４２が配列された穿孔板４０を用意し、前記各孔体４２から前記シール剤ＳＬを前記被塗布部材に向けて吐出する。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被塗布部材にシール剤を塗布するシール剤塗布方法であって、
前記被塗布部材への塗布の位置を示す塗布パターンに従って複数の孔体が配列された穿孔板を用意し、前記各孔体から前記シール剤を前記被塗布部材に向けて吐出するシール剤塗布方法。
【請求項２】
請求項１に記載のシール剤塗布方法であって、
前記各孔体は、孔の縁に成形されるフランジを備える、シール剤塗布方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のシール剤塗布方法であって、
前記穿孔板の両側のうちの前記被塗布部材とは反対側に、前記シール剤を封入し、
前記シール剤に対して圧力を加えることで、前記孔体からの前記シール剤の吐出を行う、シール剤塗布方法。
【請求項４】
請求項３に記載のシール剤塗布方法であって、
前記シール剤の封入は、前記シール剤が密封されたチューブ状容器を前記反対側に配置することにより行い、
前記シール剤に対して圧力を加える前に、前記穿孔板の各孔体に針状部材を突き刺すことにより、前記チューブ状容器に細孔を開ける、シール剤塗布方法。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載のシール剤塗布方法であって、
前記被塗布部材が、燃料電池用のセパレータである、シール剤塗布方法。
【請求項６】
被塗布部材にシール剤を塗布するシール剤塗布装置であって、
前記シール剤が封入されたシリンダ容器と、
前記被塗布部材への塗布の位置を示す塗布パターンに従って複数の孔体が配列されるとともに、前記シリンダ容器の一部を構成する穿孔板と、
シリンダ容器内の空間に対して圧力を加える加圧部と、
を備える、シール剤塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被塗布部材にシール剤を塗布するシール剤塗布方法、およびシール剤塗布装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、隣接するセパレータとセパレータの間に樹脂フレームを配して製造されるが、このセパレータと樹脂フレームの間はシール剤によって接着される。従来の燃料電池用セパレータのシール剤塗布方法は、例えば、特許文献１に記載されているように、シール剤を吐出するノズルを用意し、そのノズルをＸ方向に移動させ、次いでＸ方向に垂直なＹ方向に移動させる走査を行うことで、塗布パターン上にシール剤を塗布する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３１２３８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、特許文献１に記載されたシール剤塗布方法では、シール剤の粘度が高いことから、高速で塗布しようとすると、塗布パターン上にシール剤を精度良く塗布できない虞があった。
【０００５】
図１８は、前述した従来のシール剤塗布方法によってシール剤が塗布された被塗布部材の一例を示す説明図である。高速で塗布しようとすると、シール剤の粘度が高いことから、図示するように、部位によって塗布量がばらついた。また、一点鎖線の○で囲った部分は、本来塗布を必要としない空走ラインであるが、ノズルから液だれが生じて、空走ライン上にシール剤が塗布されることがあった。これらの結果からも、塗布パターン上にシール剤を、位置、量ともに精度良く塗布できないことが判った。
【０００６】
また、シール剤塗布方法において、シール剤塗布のより高速化が可能な技術が望まれていた。また、シール剤の塗布量を一定とすることが望まれていた。そのほか、低コスト化、省資源化、高品質化、製造の容易化等が望まれていた。なお、このような問題や課題は、燃料電池用のセパレータに限らず、他の種類の被塗布部材に共通する問題であった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
【０００８】
（１）本発明の一形態は、被塗布部材にシール剤を塗布するシール剤塗布方法である。このシール剤塗布方法は、前記被塗布部材への塗布の位置を示す塗布パターンに従って複数の孔体が配列された穿孔板を用意し、前記各孔体から前記シール剤を前記被塗布部材に向けて吐出する。
【０００９】
この形態のシール剤塗布方法によれば、複数の孔体が塗布パターンに従って配列されていることから、シール剤を被塗布部材に対して、高速かつ、塗布パターンに従って精度良く塗布できる効果を奏する。
【００１０】
（２）前記形態のシール剤塗布方法において、前記各孔体は、孔の縁に成形されるフランジを備える構成としてもよい。この形態のシール剤塗布方法によれば、フランジによってシール剤が孔体から垂れ難くすることができ、より高精度な塗布が可能となる。
【００１１】
（３）前記形態のシール剤塗布方法において、前記穿孔板の両側のうちの前記被塗布部材とは反対側に、前記シール剤を封入し、前記シール剤に対して圧力を加えることで、前記孔体からの前記シール剤の吐出を行う構成としてもよい。この形態のシール剤塗布方法によれば、より高速な塗布が可能となる。
【００１２】
（４）前記形態のシール剤塗布方法において、前記シール剤の封入は、前記シール剤が密封されたチューブ状容器を前記反対側に配置することにより行い、前記シール剤に対して圧力を加える前に、前記穿孔板の各孔体に針状部材を突き刺すことにより、前記チューブ状容器に細孔を開ける構成としてもよい。この形態のシール剤塗布方法によれば、シール剤の塗布量を容易に一定とすることができる。
【００１３】
（５）前記形態のシール剤塗布方法において、前記被塗布部材が、燃料電池用のセパレータである構成としてもよい。この形態のシール剤塗布方法によれば、燃料電池を製造する際に利用できる。
【００１４】
（６）本発明の他の形態は、被塗布部材にシール剤を塗布するシール剤塗布装置である。このシール剤塗布装置は、前記シール剤が封入されたシリンダ容器と；前記被塗布部材への塗布の位置を示す塗布パターンに従って複数の孔体が配列されるとともに、前記シリンダ容器の一部を構成する穿孔板と；シリンダ容器内の空間に対して圧力を加える加圧部と；を備える、この形態のシール剤塗布装置は、前記形態のシール剤塗布方法と同様に、高速かつ、塗布パターンに従って精度良く塗布できる効果を奏する。
【００１５】
本発明は、前記形態のシール剤塗布方法やシール剤塗布装置以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、前記形態のシール剤塗布方法の各工程を備える燃料電池製造方法、前記形態のシール剤塗布装置を備える燃料電池製造装置、前記形態のシール剤塗布方法の各工程をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した一時的でない記録媒体等の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態としてのシール剤塗布方法を用いて作成した燃料電池内部の単セルの分解斜視図である。
【図２】接着領域を示す説明図である。
【図３】シール剤塗布装置を示す説明図である。
【図４】孔体を下から見た斜視図である。
【図５】穿孔板作成方法を示す工程図である。
【図６】穿孔板作成方法の各工程を模式的に示す説明図である。
【図７】シール剤塗布パターンが描かれた金属板の平面図である。
【図８】穿孔板作成方法によって作成された金属板の平面図である。
【図９】シール剤塗布方法を示す工程図である。
【図１０】シール剤塗布方法の各工程を模式的に示す説明図である。
【図１１】シール剤が塗布済の第２のセパレータの平面図である。
【図１２】シール剤の塗布量と孔数との関係を示すグラフである。
【図１３】第２実施形態におけるシール剤塗布方法に用いられるシール剤塗布装置を示す説明図である。
【図１４】穿孔板をチューブとともに示す説明図である。
【図１５】第２実施形態におけるシール剤塗布方法を示す工程図である。
【図１６】シール剤塗布方法の各工程を模式的に示す説明図である。
【図１７】変形形態１を示す説明図である。
【図１８】従来技術によってシール剤が塗布された被塗布部材の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、本発明の実施形態を説明する。
Ａ．第１実施形態：
Ａ−１．燃料電池の構成：
図１は、本発明の第１実施形態としてのシール剤塗布方法を用いて作成した燃料電池内部の単セル１０００の分解斜視図である。この燃料電池は、固体高分子型燃料電池であって、図１に示す単セル１０００を複数積層して直列に接続したスタック構造を有している。
【００１８】
図１に示すように、単セル１０００は、発電体１００を収容した樹脂フレーム２００と、第１のセパレータ３００と、第２のセパレータ４００と、を備える。発電体１００は、膜電極接合体（ＭＥＡ：Membrane-Electrode Assembly）１１０と、ＭＥＡ１１０の両面を挟むように配置された一対のガス拡散層１２０，１３０とを備え、発電領域を形成する。
【００１９】
ＭＥＡ１１０は、電解質膜１１２と、電解質膜１１２の両面を挟むように配置された一対の触媒電極層１１４，１１６とを備える。電解質膜１１２は、固体高分子材料としてのフッ素系スルホン酸ポリマーにより形成された高分子電解質膜であり、湿潤状態において良好なプロトン伝導性を有する。電解質膜１１２としては、フッ素系スルホン酸膜の他に、フッ素系ホスホン酸膜、フッ素系カルボン酸膜等を用いてもよい。カソード、アノードとしての触媒電極層１１４，１１６は、例えば、電気化学反応を進行する触媒金属（例えば、白金）を担持した触媒担持担体（例えば、カーボン粒子）と、プロトン伝導性を有する高分子電解質（例えばフッ素系樹脂）を含んで構成されている。触媒担持担体としては、カーボン粒子の他に、例えば、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバーなどの炭素材料のほか、炭化ケイ素などに代表される炭素化合物等を用いてもよい。また、触媒金属としては、白金の他に、例えば、白金合金、パラジウム、ロジウム等を使用してもよい。
【００２０】
一対のガス拡散層１２０，１３０は、電極反応に用いられる反応ガスを電解質膜１１２の面方向に沿って拡散させる層であり、多孔質のガス拡散層基材により構成されている。ガス拡散層基材としては、例えば、カーボンペーパーやカーボンクロス等のカーボン多孔質体や、金属メッシュや発泡金属等の金属多孔質体を用いることができる。
【００２１】
樹脂フレーム２００は、一対のセパレータ３００，４００の間に位置することで、セパレータ３００，４００が短絡することを防止すると共に、単セル１０００内部を通過する反応ガスなどの流体が外部に漏れ出すことを防止する。樹脂フレーム２００は、ポリプロピレンにより形成されている。樹脂フレーム２００は、シート状である。なお、樹脂フレーム２００は、フェノール樹脂やエポキシ樹脂などの他の樹脂を用いて形成してもよい。
【００２２】
樹脂フレーム２００は、外形が矩形状であり、中央の開口部に発電体１００を収容している。樹脂フレーム２００のうちの発電体１００の周囲にはマニホールドの一部を構成する貫通孔２２１，２２２，２３１，２３２，２４１，２４２が形成されている。具体的には、貫通孔２２１は外部から供給されたカソード供給ガス（空気）を流通するためのマニホールドＭ１の一部を構成し、貫通孔２２２はカソードオフガスを流通するためのマニホールドＭ２の一部を構成する。また、貫通孔２３１は外部から供給されたアノード供給ガス（水素ガス）を流通するためのマニホールドＭ３の一部を構成し、貫通孔２３２はアノードオフガスを流通するためのマニホールドＭ４の一部を構成する。貫通孔２４１は外部から供給された冷却媒体を流通するためのマニホールドＭ５の一部を構成し、貫通孔２４２は排出された冷却媒体を流通するためのマニホールドＭ６の一部を構成する。
【００２３】
第１のセパレータ３００と第２のセパレータ４００とは、発電体１００と樹脂フレーム２００とを両側から挟むように配置されている。第１のセパレータ３００と第２のセパレータ４００とは樹脂フレーム２００にシール剤を用いて接着されている。第１のセパレータ３００はＭＥＡ１１０の一方の側であるカソード（ガス拡散層１２０）側に配置され、第２のセパレータ４００は他方の側であるアノード（ガス拡散層１３０）側に配置されている。
【００２４】
第１および第２のセパレータ３００，４００は、ガス遮断性および電子伝導性を有する部材によって構成されている。第１および第２のセパレータ３００，４００は、例えば、カーボン粒子を圧縮してガス不透過とした緻密質カーボン等のカーボン製部材や、プレス成形したステンレス鋼などの金属部材によって形成されている。
【００２５】
第１および第２のセパレータ３００，４００には、それぞれ、マニホールドの一部を構成する貫通孔４２１，４２２，４３１，４３２，４４１，４４２が形成されている。具体的には、貫通孔４２１は外部から供給されたカソード供給ガス（空気）を流通するためのマニホールドＭ１の一部を構成し、貫通孔４２２はカソードオフガスを流通するためのマニホールドＭ２の一部を構成する。また、貫通孔４３１は外部から供給されたアノード供給ガス（水素ガス）を流通するためのマニホールドＭ３の一部を構成し、貫通孔４３２はアノードオフガスを流通するためのマニホールドＭ４の一部を構成する。貫通孔４４１は外部から供給された冷却媒体を流通するためのマニホールドＭ５の一部を構成し、貫通孔４４２は排出された冷却媒体を流通するためのマニホールドＭ６の一部を構成する。すなわち、第１および第２のセパレータ３００，４００に形成される各貫通孔４２１，４２２，４３１，４３２，４４１，４４２は、樹脂フレーム２００に形成される各貫通孔４２１，２２２，２３１，２３２，２４１，２４２とそれぞれ、第１のセパレータ３００、樹脂フレーム２００、および第２のセパレータ４００の積層方向（以下、単に「積層方向」と呼ぶ）に沿って連通することで、空気供給用、空気排出用、水素ガス供給用、水素ガス排出用、冷却媒体供給用、冷却媒体排出用の各マニホールドＭ１〜Ｍ６を構成する。
【００２６】
第１のセパレータ３００の両面のうち発電体１００と対向する面には、溝流路４５０Ｃａが形成されている。溝流路４５０ＣａはマニホールドＭ１と連通し、マニホールドＭ１を流れる空気を発電体１００のカソードとしてのガス拡散層１２０に供給すると共に、発電体１００を流通したカソードオフガスをマニホールドＭ２に流通させる。溝流路４５０ＣａとマニホールドＭ１とは、溝流路２２１ａや第１のセパレータ３００に形成された溝流路（図示せず）によって連通している。溝流路４５０ＣａとマニホールドＭ２とは、溝流路２２２ａや第１のセパレータ３００に形成された溝流路（図示せず）によって連通している。第１のセパレータ３００の面のうち発電体１００が位置する側とは反対側に位置する面には、溝流路４６０が形成されている。溝流路４６０は、マニホールドＭ５，Ｍ６と連通し、冷却媒体が流通する。
【００２７】
第２のセパレータ４００の面のうち発電体１００と対向する面には、溝流路４５０ａｎが形成されている。溝流路４５０ａｎはマニホールドＭ３，Ｍ４と連通し、マニホールドＭ３を流れる水素ガスを発電体１００のアノードとしてのガス拡散層１３０に供給すると共に発電体１００を流通したアノードオフガスをマニホールドＭ４に流通させる。溝流路４５０ａｎとマニホールドＭ３とは、第２のセパレータ４００に形成された溝流路４３１ａや、樹脂フレーム２００に形成された溝流路（図示せず）によって連通している。また、溝流路４５０ａｎとマニホールドＭ４とは、第２のセパレータ４００に形成された溝流路４３２ａや、樹脂フレーム２００に形成された溝流路（図示せず）によって連通している。第２のセパレータ４００の面のうち発電体１００が位置する側とは反対側に位置する面には、溝流路４６０が形成されている。溝流路４６０は、マニホールドＭ５，Ｍ６と連通し、冷却媒体が流通する。
【００２８】
ここで、第１および第２のセパレータ３００，４００は、三層構造のセパレータであってもよい。三層構造のセパレータは、例えば、３つの金属製のプレートによって形成される。中間プレートは冷却媒体を流通させるための流路が形成される。また、中間プレートを挟む２つのセパレータは反応ガスを発電体１００に流通させるための開口と、発電体１００を通過した反応ガスをマニホールドに流通させるための開口とが形成されている。また、三層構造のセパレータには、マニホールドＭ１〜Ｍ６の一部を構成する貫通孔が形成されている。
【００２９】
Ａ−２．シール剤塗布方法：
前述したように、第１のセパレータ３００と樹脂フレーム２００の間、第２のセパレータ４００と樹脂フレーム２００の間は、それぞれシール剤を用いて接着されている。接着するに際し、接着面にシール剤を塗布する作業を行うが、そのシール剤を塗布する方法について、次に詳述する。
【００３０】
図２は、第２のセパレータ４００の樹脂フレーム２００側の面に設けられる接着領域を示す説明図である。図示は、被塗布部材が第２のセパレータ４００である場合のものである。図中の太線が、シール剤が塗布される接着領域ＢＡである。接着領域ＢＡは、発電体１００によって構成される発電領域が接する領域ＧＡを取り囲むと共に、各マニホールドＭ１，Ｍ２，Ｍ５，Ｍ６を構成する貫通孔を取り囲むように形成されている。
【００３１】
図３は、シール剤の塗布作業に用いられるシール剤塗布装置を示す説明図である。シール剤塗布装置１０は、シリンダ容器２０と、シリンダ容器２０内の空間に対して圧力を加える加圧部３０を備えている。
【００３２】
シリンダ容器２０は、円筒形状であり、その内側にシール剤ＳＬを収容する。加圧部３０は、シリンダ容器２０の内側に嵌り込むピストン３２と、ピストン３２に接続されるピストンロッド３４と、ピストンロッド３４に接続される電動シリンダ３６とを備える。ピストン３２は、電動シリンダ３６によって上下動可能となっている。
【００３３】
シリンダ容器２０の先端部、すなわち、シリンダ容器２０の底面部に、複数の孔体４２が配列された穿孔板４０が取り付けられている。孔体４２は、シール剤ＳＬを流通、吐出させるものである。シール剤ＳＬは、シリコーン系、またはイソブチレン系のシール剤等を用いることができる。シール剤ＳＬの粘度は６００［Ｐａ・Ｓ］であり、高粘度である。
【００３４】
また、シリンダ容器２０の容器の側面には、シール剤ＳＬの注入口２０ａが設けられている。この注入口から前述したシール剤ＳＬが注入される。注入口２０ａには蓋部２０ｂが設けられており、この蓋部２０ｂを閉めることによって、シリンダ容器２０内にシール剤が、封入される。なお、本実施形態では、シール剤ＳＬは、被塗布部材の塗布に必要な量だけをシリンダ容器２０内に注入するようにしている。
【００３５】
図４は、孔体４２を下から見た斜視図である。図示するように、孔体４２は、孔４２ａの縁にフランジ４２ｂを有する形状である。フランジ４２ｂの突出方向がシリンダ容器２０の外側となるように、穿孔板４０はシリンダ容器２０に固着されている。なお、本実施形態では、孔体４２の内径は２［ｍｍ］である。なお、この内径は、シール剤の粘度等から定まり、他のサイズとすることもできる。好ましくは、１〜３［ｍｍ］の範囲内のサイズとするのが良い。
【００３６】
図５は、穿孔板作成方法を示す工程図である。図６は、穿孔板作成方法の各工程を模式的に示す説明図である。図５に示すように、この穿孔板作成方法は、工程１から工程３までの３つの工程によって構成される。各工程１〜３はこの順に作業者の手を借りて実行される。各工程１〜３について、順に説明する。
【００３７】
［工程１］
工程１は、金属板にシール剤塗布パターンを描く工程である。詳しくは、図６（ａ）に示すように、アルミニウム（Ａ１０５０）の金属板５００を用意し、金属板５００にシール剤塗布パターン５１０を描く。シール剤塗布パターン５１０は、例えば、マジックインク等によって描かれる。図７は、シール剤塗布パターン５１０が描かれた金属板５００の平面図である。図７に示すように、シール剤塗布パターン５１０は、図２を用いて説明した接着領域ＢＡと同一の形状および大きさを有する。すなわち、シール剤塗布パターン５１０は、被塗布部材への塗布の位置を示すものである。なお、本実施形態では、シール剤塗布パターン５１０の全長は１０００［ｍｍ］であり、シール剤塗布パターン５１０の幅長は２［ｍｍ］である。
【００３８】
［工程２］
図５に戻って、工程２は、ポンチとダイを用いて、塗布パターン上に凹みを作成する工程である。詳しくは、図６（ｂ）に示すように、ダイＤＡに固定された金属板５００に対して、ポンチＰＮを用いて、シール剤塗布パターン５１０上に凹み５００ａを順に作成する。隣接する凹み５００ａと凹み５００ａの間隔ＰＴは、等しく、本実施形態では４［ｍｍ］としている。なお、間隔ＰＴは、孔体４２の内径Ｒとシール剤の粘度等から定まり、他の距離とすることもできる。好ましくは、２〜１０［ｍｍ］の範囲内の距離とするのが良い。工程２までで、シール剤塗布パターン５１０上に複数の凹み５００ａが等間隔で配列された金属板５００を得ることができる。
【００３９】
［工程３］
図５に戻って、工程３は、平面研削盤を用いて、穿孔面出しを行う工程である。詳しくは、工程２にて凹み５００ａが作成された金属板５００の片面を、平面研削盤を用いて加工することによって、図６（ｃ）に示すように、金属板５００の片面について、穿孔がなされた面出しが行われることになる。面出しによって、凹み５００ａの先端部分が削られて、孔体５００ｂとなる。こうして形成された孔体５００ｂは、図４と同様に、孔の縁にフランジを有する形状となる。工程１〜３の結果、複数の孔体５００ｂが形成された金属板５００が作成される。
【００４０】
図８は、穿孔板作成方法によって作成された金属板５００の平面図である。図８に示すように、金属板５００における孔体５００ｂの配列のパターンは、図２を用いて説明した接着領域ＢＡと一致する。この金属板５００が、シール剤塗布装置１０用の穿孔板４０として用いられる。
【００４１】
図９は、シール剤塗布方法を示す工程図である。図１０は、シール剤塗布方法の各工程を模式的に示す説明図である。図９に示すように、このシール剤塗布方法は、工程Ａから工程Ｂまでの２つの工程によって構成される。各工程Ａ，Ｂはこの順に作業者の手を借りて実行される。各工程Ａ，Ｂについて、順に説明する。
【００４２】
［工程Ａ］
工程Ａは、被塗布部材上にシール剤塗布装置１０をセットする準備工程である。詳しくは、図１０（ａ）に示すように、シール剤ＳＬが注入されたシール剤塗布装置１０を用意し、このシール剤塗布装置１０の先端部、すなわち、穿孔板４０の下方に板材６００を配置した状態で、シール剤塗布装置１０の下方に、被塗布部材としての第２のセパレータ４００を配置する。板材６００を配置したのは、シール剤塗布装置１０の備える穿孔板４０の孔体４２から液だれが生じたときの対策のためである。シール剤ＳＬは、前述したように高粘度であることから、短時間であれば液だれが生じる虞は低いが、本実施形態では、念のために板材６００を配置するようにした。
【００４３】
［工程Ｂ］
図９に戻って、工程Ｂは、シール剤塗布装置１０のピストン３２を押下する工程である。なお、ピストンを押下する直前に、板材６００は除いておく。短い時間であれば、シール剤ＳＬは高粘度のため、穿孔板４０の孔体４２から垂れることはない。工程Ｂは、詳しくは、電動シリンダ３６（図３）を動作させて、図１０（ｃ）に示すように、ピストン３２を下降端まで押し切る。下降端まで押し切ることで、穿孔板４０の孔体４２からは定量のシール剤ＳＬが吐出される。この結果、第２のセパレータ４００の表面には、シール剤の点状の塊（以下、「シール剤ドット」と呼ぶ）ＳＬｄｔが並んで塗布される。
【００４４】
図１１は、シール剤が塗布済の第２のセパレータ４００の平面図である。図１１に示すように、前述したシール剤塗布方法によって塗布されるシール剤ドットＳＬｄｔの塗布パターンは、シール剤塗布パターン５１０（図７）と一致する。工程Ａ，Ｂの結果、被塗布部材である第２のセパレータ４００へのシール剤の塗布が完了する。
【００４５】
また、本実施形態では、第１のセパレータ３００に対しても、第２のセパレータ４００側と同様に、図９で説明したシール剤塗布方法を用いてシール剤の塗布を行っている。こうして、第１および第２のセパレータ３００，４００側にシール剤を塗布して、第１のセパレータ３００と樹脂フレーム２００との間の接着、および第２のセパレータ４００と樹脂フレーム２００との間の接着がなされる。点状に塗布されたシール剤ドットＳＬｄｔは接着の際に潰されて、接着機能とシール機能を発する。
【００４６】
図１２は、前述したシール剤塗布方法によって塗布されるシール剤の塗布量と、孔体の数（以下、単に「孔数」と呼ぶ）との関係を示したグラフである。このグラフは、空圧（シリンジ）方式のディスペンサーの先端にポリエチレン製の穿孔板を取り付けることによって、実験的に得られたものである。実験は、孔体は実施形態の孔体４２と同じ形状で内径は３［ｍｍ］とし、吐出時間を２ [ｓｅｃ]とし、吐出圧力を０．０２[ＭＰａ]および０．０４[ＭＰａ]として行なった。図中のグラフの横軸に孔数を示し、縦軸にシール剤の塗布量を示した。この塗布量は、各孔体の塗布量の合計である。
【００４７】
グラフに示すように、吐出圧力を一定とすることで、孔数と塗布量には線形性があり、また、吐出圧量を上げれば、吐出圧量に比例して塗布量も増加する。したがって、孔数がいくつであっても、吐出圧力が一定である限り、各孔体からの吐出量は等しいことが判る。したがって、本実施形態のシール剤塗布装置１０においても、孔体４２の数を調整することで、塗布量の増減を調整することができ、また、吐出圧力（すなわち、シリンダの押し付け圧力）を変えることで、塗布量の増減を調整することができる。
【００４８】
Ａ−３．効果：
以上のように構成された第１実施形態のシール剤塗布方法によれば、穿孔板４０に形成された複数の孔体４２を通してシール剤を被塗布部材に向けて吐出する。このため、複数の孔体４２がシール剤塗布パターン５１０に従って配列されていることから、シール剤を被塗布部材である第２のセパレータ４００に対して、高速かつ、塗布パターンに従って精度良く塗布できる。例え、シール剤が高粘度のものであっても、高速かつ、塗布パターンに従って精度良く塗布できる。なお、「精度良く」とは、位置、塗布量ともに精度が優れていることを言う。
【００４９】
３軸直交ロボットに空圧（シリンジ）方式のディスペンサーを付けてシール剤を塗布する従来技術を用いて、本実施形態と同じ第２のセパレータ４００へのシール剤の塗布を行ってみたところ、塗布時間は５０［ｓｅｃ］を要した。これに対して、本実施形態では、塗布時間は１０［ｓｅｃ］で済み、このことからも、高速な塗布が可能なことが判る。
【００５０】
また、第１実施形態によれば、孔体４２はフランジ４２ｂを有する形状であることから、粘度の高いシール剤をフランジ４２の内側に留めることができ、シール剤が孔体４２から垂れ難い。このために、より高精度な塗布が可能となる。さらに、第１実施形態によれば、ピストン３２を押下する工程において、ピストン３２を下降端まで押し切る構成としたことから、シール剤の吐出切れが良いことから、塗布パターンをシャープなものとすることができる。また、従来技術のように、３軸直交ロボットや塗布ノズルを必要としないことから、構成が簡単に済む。また、第１実施形態によれば、穿孔板４０を容易に作成できる。さらに、穿孔板４０は、あらゆる形状の塗布パターンに対応が可能である。
【００５１】
なお、第１実施形態では、シール剤ＳＬのシリンダ容器２０内への注入量を一定とし、ピストン３２を下降端まで押し切ることで、一定量のシール剤ＳＬが塗布されるように構成されていたが、これに換えて、スクリュー式の流体供給装置を用いて、スクリューの回転数をコントローラーで制御しながら定量供給する構成としてもよい。
【００５２】
Ｂ．第２実施形態：
図１３は、第２実施形態におけるシール剤塗布方法に用いられるシール剤塗布装置７１０を示す説明図である。第２実施例におけるシール剤塗布装置７１０は、第１実施形態におけるシール剤塗布装置１０と比べて、シリンダ容器７２０の内側に複数のチューブ７５０を備える点が相違する。第２実施形態におけるシール剤塗布装置７１０のその他の構成は、第１実施形態におけるシール剤塗布装置１０の構成とほぼ同一であるので、同一の構成要素については、図１３において、図３と同一の符合を付し、その説明を省略する。なお、シリンダ容器７２０は、第１実施形態におけるシリンダ容器２０と比べて、注入口２０ａと蓋部２０ｂを備えない点だけが相違する。
【００５３】
チューブ７５０は、ゴム製の管状（チューブ状）の容器であり、内部にシール剤ＳＬが密封されている。シール剤ＳＬは第１実施形態と同一材料である。なお、チューブ７５０の材料は、ゴムに換えて、樹脂、紙等としてもよい。
【００５４】
図１４は、穿孔板４０をチューブ７５０とともに示す説明図である。図示するように、チューブ７５０は複数本、設けられており、各チューブ７５０は、穿孔板４０の孔体４２の配列パターンに沿うように配置されている。図中においては、配列パターンを構成する２直線に沿った２本のチューブ７５０だけを示したが、実際は、配列パターンを構成する全ての線のそれぞれに沿うように各チューブ７５０が配置されている。このように配置された複数のチューブ７５０が、シリンダ容器７２０の内側の穿孔板４０とピストン３２との間の空間に設けられている（図１３参照）。すなわち、第１実施形態におけるシール剤塗布装置１０は、シリンダ容器２０の内側に直接シール剤ＳＬを入れる構成であるのに対して、この第２実施形態におけるシール剤塗布装置７１０は、シリンダ容器７２０の内側にチューブ７５０の形でシール剤ＳＬを入れる点で相違する。
【００５５】
なお、本実施形態においては、１枚のビニールシートの上に各チューブ７５０を、孔体４２の配列パターンに一致するように貼り付けた上で、シリンダ容器７２０の内側の穿孔板４０とピストン３２との間の空間に設ける構成としてもよく、この構成によれば、シール剤塗布装置７１０へのチューブ７５０の装填が容易となる。
【００５６】
図１５は、第２実施形態におけるシール剤塗布方法を示す工程図である。図１６は、シール剤塗布方法の各工程を模式的に示す説明図である。図９に示すように、このシール剤塗布方法は、工程アから工程ウまでの３つの工程によって構成される。各工程ア，イ，ウはこの順に作業者の手を借りて実行される。各工程ア〜ウについて、順に説明する。
【００５７】
［工程ア］
工程アは、準備工程である。詳しくは、図１６（ａ）に示すように、シール剤塗布装置７１０の下方に、孔あけ用の針山７９０を配置する。針山７９０は、複数の針７９１を有する。各針７９１は、シール剤塗布装置７１０に備えられる穿孔板４０の各孔体４２と同一の配列パターンで植設されている。工程アでは、シール剤塗布装置７１０の各孔体４２の真下に、針山７９０の各針７９１が位置するように、針山７９０の配置位置を決める。
【００５８】
［工程イ］
図９に戻って、工程イは、チューブ７５０に孔あけを行う工程である。詳しくは、図１６（ｂ）に示すように、針山７９０を上側に移動することで、針山７９０の針７９１を穿孔板４０の各孔体４２に通して、チューブ７５０に細孔をあける。
【００５９】
［工程ウ］
工程ウは、シール剤塗布装置１０のピストン３２を押下する工程である。この工程ウは、第１実施形態における工程Ｂと同一である。この結果、図１６（ｃ）に示すように、チューブ７５０は、ピストン３２によって押し潰され、穿孔板４０の孔体４２からは、第１実施形態と同様に定量のシール剤ＳＬが吐出される。この結果、第２のセパレータ４００の表面には、シール剤ドットＳＬｄｔが並んで塗布される。
【００６０】
以上のように構成された第２実施形態のシール剤塗布方法によれば、第２実施形態と同様に、シール剤を被塗布部材である第２のセパレータ４００に対して、高速かつ、塗布パターンに従って精度良く塗布できる。さらに、第２実施形態のシール剤塗布方法によれば、チューブ７５０を用いていることから、シール剤の塗布量を確実に且つ容易に一定とすることができる。
【００６１】
なお、第２実施形態の第１の変形形態として、ラミネートフィルムを用いて、１枚のシート上に各チューブ７５０に対応するチューブ形状の液室が形成された接着剤封入ラミネート部材を用意し、この接着剤封入ラミネート部材を用いて、第２実施形態のシール剤塗布方法と同様に、孔あけ、ピストン押下を行う構成としてもよい。この構成によっても、シール剤の塗布量を確実に且つ容易に一定とすることができる。また、第２実施形態の第２の変形形態として、穿孔板４０とほぼ等しい平面サイズを持つ平袋を用意し、その平袋にシール剤を封入した上で、平袋を用いて、第２実施形態のシール剤塗布方法と同様に、孔あけ、ピストン押下を行う構成としてもよい。
【００６２】
Ｃ．変形形態：
・変形形態１：
前記各実施形態およびその変形形態では、被塗布部材の全体を１回のシール剤塗布方法の作業で行うようにしたが、これに換えて、図１７に示すように、第１実施形態において作成した穿孔板４０を、複数の分割板８１０〜８６０に分けて、分割板８１０〜８６０毎にシール剤塗布装置に装着して、各分割板８１０〜８６０が受け持つ領域毎に、個別にシール剤塗布方法の作業を行うようにしてもよい。この構成によれば、シリンダ容器を小型化することができることから、シール剤塗布装置の制御をより精密に行うことができる。したがって、より高精度な塗布が可能となる。なお、この変形形態１では、被塗布部材の全体を１回の作業で塗布できる穿孔板４０を作成した後に分割するようにしていたが、これに換えて、被塗布部材全体へのシール剤塗布パターン５１０を複数の領域に分割して、各領域に対応する穿孔板をそれぞれ作成する構成としてもよい。
【００６３】
・変形形態２：
前記各実施形態およびその変形形態では、穿孔板は、アルミニウム等の金属製としたが、これに換えて、樹脂製としてもよい。これによっても、前記実施形態および変形形態と同様の効果を奏することができる。
【００６４】
・変形形態３：
前記各実施形態における穿孔板作成方法では、金属板にシール剤塗布パターンを描いた後に、塗布パターンに従って凹みを作成する構成としたが、これに換えて、コンピュータにシール剤塗布パターンを記憶させておいて、コンピュータに記憶されたシール剤塗布パターンに従って凹みを作成する構成としてもよい。すなわち、穿孔板作成方法を、作業者の手数を低減して半自動化、あるいは自動化した構成としてもよい。また、シール剤塗布方法についても、作業者の手数を低減して半自動化、あるいは自動化した構成としてもよい。
【００６５】
・変形形態４：
前記各実施形態およびその変形形態では、第１および第２のセパレータ３００，４００を被塗布部材としているが、これに換えて、樹脂フレーム２００を被塗布部材としてもよい。さらには、被塗布部材は、燃料電池用の部材に限る必要もなく、他の部材としてもよい。
【００６６】
・変形形態５：
前記各実施形態における穿孔板作成方法は、前記各実施形態および各変形形態では、前述したように、塗布パターン上に凹みを作成し、平面研削盤を用いて穿孔面出しする構成としたが、これに換えて、バーリング加工等の他の手法によって。孔体の縁にフランジを形成する構成としてもよい。また、本実施形態では、フランジの厚さと、フランジ以外の部分の厚さとが同一であったが、必ずしも同一である必要はなく、フランジ以外の部分をフランジの厚さより厚さが大きい板材として、その板材にフランジを付設した構成とすることもできる。さらには、フランジを形成することなく、孔だけを形成して穿孔板を完成する構成としてもよい。
【００６７】
・変形形態６：
前記各実施形態におけるシール剤塗布装置のピストンは電動シリンダによって上下動する構成としたが、これに換えて、エアーシリンダ等によって上下動する構成としてもよい。
【００６８】
・変形形態７：
前記各実施形態およびその変形形態では、シール剤ＳＬは、前述したように、シリコーン系、またはイソブチレン系のシール剤を用いていたが、その他の種類のシール剤とすることができる。また、本明細書では、シール剤としては、接着剤を含む。
【００６９】
・変形形態８：
前記各実施形態およびその変形形態では、穿孔板４０に形成される孔体４２は、シール剤塗布パターン５１０に沿って一列に並ぶ構成であったが、必ずしも一列である必要はなく、一列に換えて複数列としてもよい。
【００７０】
本発明は、上述の実施形態や実施例、変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、実施例、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、前述した実施形態および各変形例における構成要素の中の、独立請求項で記載された要素以外の要素は、付加的な要素であり、適宜省略可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１０…シール剤塗布装置
２０…シリンダ容器
２０ａ…注入口
２０ｂ…蓋部
３０…加圧部
３２…ピストン
３４…ピストンロッド
３６…電動シリンダ
４０…穿孔板
４２…孔体
４２ａ…孔
４２ｂ…フランジ
１００…発電体
１１２…電解質膜
１１４…触媒電極層
１２０…ガス拡散層
１３０…ガス拡散層
２００…樹脂フレーム
２２１，２２２…貫通孔
２２１ａ,２２２ａ…溝流路
２３１，２３２…貫通孔
２４１，２４２…貫通孔
３００…第１のセパレータ
４００…第２のセパレータ
４２１，４２２…貫通孔
４３１，４３２…貫通孔
４３１ａ，４３２ａ…溝流路
４４１，４４２…貫通孔
４５０Ｃａ…溝流路
４５０ａｎ…溝流路
４６０…溝流路
５００…金属板
５００ａ…凹み
５００ｂ…孔体
５１０…シール剤塗布パターン
６００…板材
７１０…シール剤塗布装置
７２０…シリンダ容器
７５０…チューブ
７９０…針山
７９１…針
８１０…分割板
１０００…単セル
ＳＬｄｔ…シール剤ドット
Ｍ１〜Ｍ６…マニホールド
ＢＡ…接着領域
ＧＡ…領域
ＤＡ…ダイ
ＳＬ…シール剤
ＰＮ…ポンチ
ＴＰ…運転空気圧
【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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