(57)【要約】  本発明の燃料電池用セパレータは、複数の直線部（１１）と１以上の折り返し部（１２）とを有する反応ガス通流領域（８）が設けられ、１以上の折り返し部（１２）のうち、少なくとも１の折り返し部（１２）は、ガス混合部（１２ｂ）とガス合流部（１２ａ）とガス分流部（１２ｃ）と、を有し、ガス合流部（１２ａ）及びガス分流部（１２ｃ）には、第２リブ部（１４）が設けられ、第２リブ部（１４）は、内側に位置する第２リブ部（１４）の方が、外側に位置する第２リブ部（１４）よりも、その延伸方向の長さが短くなるように形成され、中央リブ部（１３Ａ）から最も外側に位置する最外方第２リブ部（１４１）が、中心線（１３１）に向かって内側に屈曲するように形成されている。
2011064961.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状に形成され、少なくとも一方の主面に、溝状の複数の直線部と１以上の折り返し部とを有し、屈曲状に形成され、反応ガスが通流する反応ガス通流領域が設けられ、
前記複数の直線部の間には第１リブ部が形成され、
前記第１リブ部が複数形成されるように、前記複数の直線部が設けられ、
前記折り返し部は、該折り返し部よりも上流側の前記直線部である、上流側直線部と該折り返し部よりも下流側の前記直線部である、下流側直線部とを接続し、通流する反応ガスが前記上流側直線部から前記下流側直線部へ折り返すように形成され、
前記１以上の折り返し部のうち、少なくとも１の折り返し部は、ガス混合部と該ガス混合部に前記上流側直線部からの前記反応ガスを合流させるガス合流部と該ガス混合部から前記下流直線部に前記反応ガスを分流させるガス分流部と、を有し、
前記ガス混合部は、窪み部と該窪み部の底面から立設された複数の突起部とを有し、
前記ガス合流部及び前記ガス分流部には、前記第１リブ部にその基端が接続され、前記第１リブ部から延伸するように形成された第２リブ部が設けられ、
互いに隣接する前記上流側直線部と前記下流側直線部との間に形成された前記第１リブ部を中央リブ部とし、該中央リブ部の幅方向の中心を通り、かつ、該中央リブ部の延伸方向に延びる仮想線を中心線と定義した場合に、
全ての前記第２リブ部は、互いに隣接する２つの第２リブ部のうち、前記中央リブ部に近い側に位置する前記第２リブ部の方が、前記中央リブ部に遠い側に位置する前記第２リブ部よりも、その延伸方向の長さが短くなるように形成され、
前記ガス合流部及び前記ガス分流部の少なくとも一方に設けられた前記第２リブ部であって、前記中央リブ部から最も遠い側に位置する前記第２リブ部である、最外方第２リブ部が、その厚み方向から見て、前記中心線に向かって内側に屈曲するように形成されている、燃料電池用セパレータ。
【請求項２】
前記最外方第２リブ部が設けられた前記ガス合流部及び前記ガス分流部の少なくとも一方には、複数の前記第２リブ部が、前記中心線に向かって内方に屈曲するように形成され、
屈曲するように形成された前記複数の第２リブ部である屈曲第２リブ部は、互いに隣接し、かつ、前記中央リブ部に近い側に位置する前記第２リブ部の先端部と前記中心線との間の距離が、前記中央リブ部に遠い側に位置する前記第２リブ部の先端部と前記中心線との間の距離以上となるように形成されている、請求項１に記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項３】
前記突起部は、前記第１リブ部の延伸方向から見て、互いに重なるように配設されている、請求項１又は２に記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項４】
前記突起部は、前記第２リブ部の延長上に配設されている、請求項１〜３のいずれかに記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項５】
前記突起部は、前記第１リブ部の延伸方向に対する垂直方向から見て、互いに重なるように配設されている、請求項１〜４のいずれかに記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項６】
前記突起部は、前記第１リブ部の延伸方向に対する垂直方向から見て、千鳥状に配設されている、請求項１〜４のいずれかに記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項７】
前記最外方第２リブ部は、前記第１リブ部から延伸する長手部と該長手部の先端から前記中心線に向かって内方に延伸する短手部とを有し、
前記短手部は前記折り返し部の外端に沿って延びるように形成されている、請求項１〜６のいずれかに記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項８】
前記最外方第２リブ部は、前記燃料電池用セパレータの厚み方向から見て、Ｌ字状に形成されている、請求項７に記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項９】
前記最外方第２リブ部の短手部と前記折り返し部の外端との間に形成される溝の延長上に前記突起部が配設されている、請求項７に記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項１０】
前記最外方第２リブ部の短手部と前記折り返し部の外端との間に形成される溝の延長上に配設されている前記突起部は、前記折り返し部の外端の一部で形成されている、請求項９に記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項１１】
前記屈曲第２リブ部は、前記第１リブ部から延伸する長手部と該長手部の先端から前記中心線に向かって内方に延伸する短手部とを有し、
前記短手部は前記折り返し部の外端に沿って延びるように形成されている、請求項２〜１０のいずれかに記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項１２】
前記屈曲第２リブ部は、前記燃料電池用セパレータの厚み方向から見て、Ｌ字状に形成されている、請求項１１に記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項１３】
前記反応ガス通流領域は、前記上流側直線部の数が、前記下流側直線部の数以上になるように設けられている、請求項１〜１２のいずれかに記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項１４】
全ての前記第２リブ部は、前記直線部における配列において、前記中央リブ部から遠い程、それぞれの前記折り返し部の外端に最も近い端と前記折り返し部の外端との距離が、長くなるように形成されている、請求項１〜１３のいずれかに記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項１５】
前記反応ガス通領域が、全体として、帯状に形成されている、請求項１〜１４のいずれかに記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項１６】
前記反応ガス通流領域が、全体として、サーペンタイン状に形成されている、請求項１５に記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項１７】
前記ガス混合部の面積をＳとし、前記中央リブ部に接続された第２リブ部の先端から前記折り返し部の外端までの距離をＡとし、前記折り返し部の前記中心線に対する垂直方向の長さをＢとした場合に、
前記ガス混合部は、該ガス混合部の面積ＳがＳ＜Ａ×Ｂ÷２を満たすように形成されている、請求項１〜１６のいずれかに記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項１８】
請求項１〜１７のいずれかに記載の燃料電池用セパレータを含む一対の燃料電池用セパレータと、
電解質層と該電解質層を挟む一対の電極を有する電解質層−電極接合体と、を備え、
前記電解質層−電極接合体は、一対の前記燃料電池用セパレータに挟まれている、燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池用セパレータ及びそれを備える燃料電池、特に燃料電池用セパレータの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
高分子電解質形燃料電池（以下、ＰＥＦＣという）は、水素が含有された燃料ガスと空気等の酸素が含有された酸化剤ガスとを電気化学反応させることにより、電力と熱とを同時に発生させるものである。ＰＥＦＣの単電池（セル）は、高分子電解質膜及び一対のガス拡散電極（アノード及びカソード）から構成されるＭＥＡ（Ｍｅｍｂｒａｎｅ−Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ−Ａｓｓｅｍｂｌｙ）と、ガスケットと、導電性の板状のセパレータと、を有している。【０００３】
また、セパレータの主面には、燃料ガス又は酸化剤ガス（これらを反応ガスという）を供給し、排出するためのマニホールドを形成するマニホールド孔（反応ガス供給用マニホールド孔と反応ガス排出用マニホールド孔）が設けられており、ガス拡散電極と当接する主面には、反応ガスが通流する溝状でサーペンタイン状に形成された反応ガス流路がこれらのマニホールド孔と連通するように設けられている。【０００４】
このようなサーペンタイン状の反応ガス流路において、流路の折り返し溝部のコーナ部をなくした固体高分子電解質型燃料電池用セパレータが知られている（例えば、特許文献１参照）。ここで、図８は、特許文献１に開示されている固体高分子電解質型燃料電池用セパレータ（以下、単にセパレータという）の概略構成を模式的に示す正面図である。なお、図８では、セパレータにおける上下方向を、図における上下方向として表している。【０００５】
図８に示すように、特許文献１に開示されているセパレータでは、独立通流溝部３２３、３２４と折り返し溝部３２１の境界３３３から独立通流溝部３２３、３２４の直線状の溝の延長方向の通流溝３２０の端３０７までの距離は、独立通流溝部３２３と独立通流溝部３２４の間に設けられた境界凸部３２５から離れるにつれて小さくなっている。即ち、独立通流溝部３２３、３２４の凸部３２３ａ、３２４ａは、境界凸部３２５から離れるにつれて通流溝３２０の端３０７に近づくように延びている。そして、折り返し溝部３２１は、略半円形になっている。【０００６】
このような形状によって、特許文献１に開示されているセパレータでは、独立通流溝部３２３から折り返し溝部３２１に供給されたガスは、該折り返し溝部３２１格子状溝を通って独立通流溝部３２４に供給される。通流溝３２０の端３０７近くまで、延びている最も上側の独立通流溝部３２３Ａ近傍の部分３５０Ａについては、ガス及び凝縮水が滞留することを抑制できる。また、独立通流溝部３２３、３２４の凸部３２３ａ、３２４ａが延びているので、電極との接触面積が大きく、接触抵抗を小さくすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４１２００７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１に開示されているセパレータであっても、最も上側に位置する独立通流溝部３２３を通流した反応ガスは、端３０７に沿って通流するが、それ以外の独立通流溝部３２３を通流した反応ガスは、端３０７にまで到達することなく、境界凸部３２５により近い側の独立通流溝部３２４に通流する。このため、端３０７近傍において、上部３５０Ａから下部３５０Ｂに流れる反応ガスが少なくなり、特に、ハッチングで示した部分３５０では、反応ガス及び凝縮水が滞留しやすくなる。【０００９】
したがって、特許文献１に開示されているセパレータにおいても、未だ改善の余地があった。【００１０】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、折り返し部での反応ガス及び凝縮水の滞留をより抑制し、かつ、セパレータと電極との間の電気的な接触抵抗をより低減することができる燃料電池用セパレータ及びそれを備える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】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明に係る燃料電池用セパレータは、板状に形成され、少なくとも一方の主面に、溝状の複数の直線部と１以上の折り返し部とを有し、屈曲状に形成され、反応ガスが通流する反応ガス通流領域が設けられ、前記複数の直線部の間には第１リブ部が形成され、前記第１リブ部が複数形成されるように、前記複数の直線部が設けられ、前記折り返し部は、該折り返し部よりも上流側の前記直線部である、上流側直線部と該折り返し部よりも下流側の前記直線部である、下流側直線部とを接続し、通流する反応ガスが前記上流側直線部から前記下流側直線部へ折り返すように形成され、前記１以上の折り返し部のうち、少なくとも１の折り返し部は、ガス混合部と該ガス混合部に前記上流側直線部からの前記反応ガスを合流させるガス合流部と該ガス混合部から前記下流直線部に前記反応ガスを分流させるガス分流部と、を有し、前記ガス混合部は、窪み部と該窪み部の底面から立設された複数の突起部とを有し、前記ガス合流部及び前記ガス分流部には、前記第１リブ部にその基端が接続され、前記第１リブ部から延伸するように形成された第２リブ部が設けられ、互いに隣接する前記上流側直線部と前記下流側直線部との間に形成された前記第１リブ部を中央リブ部とし、該中央リブ部の幅方向の中心を通り、かつ、該中央リブ部の延伸方向に延びる仮想線を中心線と定義した場合に、全ての前記第２リブ部は、互いに隣接する２つの第２リブ部のうち、前記中央リブ部に近い側に位置する前記第２リブ部の方が、前記中央リブ部に遠い側に位置する前記第２リブ部よりも、その延伸方向の長さが短くなるように形成され、前記ガス合流部及び前記ガス分流部の少なくとも一方に設けられた前記第２リブ部であって、前記中央リブ部から最も遠い側に位置する前記第２リブ部である、最外方第２リブ部が、その厚み方向から見て、前記中心線に向かって内側に屈曲するように形成されている。【００１２】
これにより、折り返し部の外縁周辺部分に反応ガス及び凝縮水が滞留することを抑制することでき、また、燃料電池用セパレータと電極との間の電気的な接触抵抗を低減することができる。【００１３】
また、本発明に係る燃料電池用セパレータでは、前記最外方第２リブ部が設けられた前記ガス合流部及び前記ガス分流部の少なくとも一方には、複数の前記第２リブ部が、前記中心線に向かって内方に屈曲するように形成され、屈曲するように形成された前記複数の第２リブ部である、屈曲第２リブ部は、互いに隣接し、かつ、前記中央リブ部に近い側に位置する前記第２リブ部の先端部と前記中心線との間の距離が、前記中央リブ部に遠い側に位置する前記第２リブ部の先端部と前記中心線との間の距離以上となるように形成されていてもよい。【００１４】
また、本発明に係る燃料電池用セパレータでは、前記突起部は、前記第１リブ部の延伸方向から見て、互いに重なるように配設されていてもよい。【００１５】
また、本発明に係る燃料電池用セパレータでは、前記突起部は、前記第２リブ部の延長上に配設されていてもよい。【００１６】
また、本発明に係る燃料電池用セパレータでは、前記突起部は、前記第１リブ部の延伸方向に対する垂直方向から見て、互いに重なるように配設されていてもよい。【００１７】
また、本発明に係る燃料電池用セパレータでは、前記突起部は、前記第１リブ部の延伸方向に対する垂直方向から見て、千鳥状に配設されていてもよい。【００１８】
また、本発明に係る燃料電池用セパレータでは、前記最外方第２リブ部の先端と前記中心線との間に、少なくとも１以上の前記突起部が配設されていてもよい。【００１９】
また、本発明に係る燃料電池用セパレータでは、前記最外方第２リブ部は、前記第１リブ部から延伸する長手部と該長手部の先端から前記中心線に向かって内方に延伸する短手部とを有し、前記短手部は前記折り返し部の外端に沿って延びるように形成されていてもよい。【００２０】
また、本発明に係る燃料電池用セパレータでは、前記最外方第２リブ部は、前記燃料電池用セパレータの厚み方向から見て、Ｌ字状に形成されていてもよい。【００２１】
また、本発明に係る燃料電池用セパレータでは、前記最外方第２リブ部の短手部と前記折り返し部の外端との間に形成される溝の延長上に前記突起部が配設されていてもよい。【００２２】
また、本発明に係る燃料電池用セパレータでは、前記最外方第２リブ部の短手部と前記折り返し部の外端との間に形成される溝の延長上に配設された前記突起部は、前記折り返し部の外端の一部で形成されていてもよい。【００２３】
また、本発明に係る燃料電池用セパレータでは前記屈曲第２リブ部は、前記第１リブ部から延伸する長手部と該長手部の先端から前記中心線に向かって内方に延伸する短手部とを有し、前記短手部は前記折り返し部の外端に沿って延びるように形成されていてもよい。【００２４】
また、本発明に係る燃料電池用セパレータでは、前記屈曲第２リブ部は、前記燃料電池用セパレータの厚み方向から見て、Ｌ字状に形成されていてもよい。【００２５】
また、本発明に係る燃料電池用セパレータでは、前記反応ガス通流領域は、前記上流側直線部の数が、前記下流側直線部の数以上になるように設けられていてもよい。【００２６】
また、本発明に係る燃料電池用セパレータでは、全ての前記第２リブ部は、前記直線部における配列において、前記中央リブ部から遠い程、それぞれの前記折り返し部の外端に最も近い端と前記折り返し部の外端との距離が、長くなるように形成されていてもよい。【００２７】
また、本発明に係る燃料電池用セパレータでは、前記反応ガス通流領域が、全体として、帯状に形成されていてもよい。【００２８】
また、本発明に係る燃料電池用セパレータでは、前記反応ガス通流領域が、全体として、サーペンタイン状に形成されていてもよい。【００２９】
さらに、本発明に係る燃料電池用セパレータでは、前記ガス混合部の面積をＳとし、前記中央リブ部に接続された第２リブ部の先端から前記折り返し部の外端までの距離をＡとし、前記折り返し部の前記中心線に対する垂直方向の長さをＢとした場合に、前記ガス混合部は、該ガス混合部の面積ＳがＳ＜Ａ×Ｂ÷２を満たすように形成されていてもよい。【００３０】
また、本発明に係る燃料電池は、燃料電池用セパレータを含む一対の燃料電池用セパレータと、電解質層と該電解質層を挟む一対の電極を有する電解質層−電極接合体と、を備え、前記電解質層−電極接合体は、一対の前記燃料電池用セパレータに挟まれている。【００３１】
これにより、折り返し部の外縁周辺部分に反応ガス及び凝縮水が滞留することを抑制することでき、また、燃料電池用セパレータと電極との間の電気的な接触抵抗を低減することができる。【００３２】
本発明の上記目的、他の目的、特徴、及び利点は、添付図面参照の下、以下の好適な実施形態の詳細な説明から明らかにされる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明の燃料電池用セパレータ及び燃料電池によれば、折り返し部での反応ガス及び凝縮水の滞留をより抑制し、かつ、セパレータと電極との間の電気的な接触抵抗をより低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１に係る燃料電池の概略構成を示す模式図である。
【図２】図２は、図１に示す燃料電池における燃料電池用セパレータの概略構成を示す模式図である。
【図３】図３は、図２に示す燃料電池用セパレータにおける燃料ガス通流領域の折り返し部近傍を拡大した模式図である。
【図４】図４は、図１及び図２に示す燃料電池システムにおける燃料電池スタックの概略構成を模式的に示す断面図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態３に係る燃料電池用セパレータにおける燃料ガス通流領域の折り返し部近傍を拡大した模式図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態４に係る燃料電池用セパレータにおける燃料ガス通流領域の折り返し部近傍を拡大した模式図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態４に係る燃料電池用セパレータにおける燃料ガス通流領域の折り返し部近傍を拡大した模式図である。
【図８】図８は、特許文献１に開示されている固体高分子電解質型燃料電池用セパレータの概略構成を模式的に示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、全ての図面において、同一または相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。また、全ての図面において、本発明を説明するために必要となる構成要素のみを抜粋して図示しており、その他の構成要素については図示を省略している。さらに、本発明は、以下の実施の形態に限定されない。
【００３６】
（実施の形態１）
［燃料電池の構成］
図１は、本発明の実施の形態１に係る燃料電池の概略構成を示す模式図である。
【００３７】
図１に示すように、本発明の実施の形態１に係る燃料電池１００は、例えば、セル積層体１０２と、該セル積層体１０２の両端に配置された端板１１１Ａ、１１１Ｂと、セル積層体１０２と端板１１１Ａ、１１１Ｂをセル１０１の積層方向において締結する締結具（図示せず）と、を有する。また、端板１１１Ａとセル積層体１０２の間には、絶縁板１１２Ａ及び集電板１１３Ａが配置されている。同様に、端板１１１Ｂとセル積層体１０２との間には、絶縁板１１２Ｂ及び集電板１１３Ｂが配置されている。セル積層体１０２は、複数のセル１０１を有していて、該複数のセル１０１がその厚み方向に積層されて形成されている。
【００３８】
セル積層体１０２には、燃料ガス供給マニホールド、酸化剤ガス供給マニホールド、冷却媒体供給マニホールド、燃料ガス排出マニホールド、酸化剤ガス排出マニホールド、及び冷却媒体排出マニホールドが設けられている（いずれも図示せず）。また、端板１１１Ａ、絶縁板１１２Ａ、及び集電板１１３Ａには、燃料ガス供給マニホールド等の各マニホールドに対応する（連通する）貫通孔が設けられている。そして、端板１１１Ａの燃料ガス供給マニホールド等の各マニホールドに対応する貫通孔には、燃料ガスを供給又は排出する配管、酸化剤ガスを供給又は排出する配管、冷却媒体を供給又は排出する配管が接続されている（いずれも図示せず）。これにより、燃料ガス等が燃料電池１００に供給され、使用されなかった燃料ガス等が燃料電池１００から排出される。
【００３９】
また、図１に示すように、セル１０１は、ＭＥＡ（Ｍｅｍｂｒａｎｅ−Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ−Ａｓｓｅｍｂｌｙ：膜−電極接合体）５と、一対の本発明の実施の形態１に係る燃料電池用セパレータ（以下、単にセパレータという）６Ａ、６Ｂと、一対のガスケット７Ａ、７Ｂと、を備えている。
【００４０】
ＭＥＡ５は、一対の電極４Ａ、４Ｂと、一対の電極４Ａ、４Ｂの間に配置された電解質層１と、を有している。本実施の形態１においては、電極４Ａがアノード４Ａを構成し、電極４Ｂがカソード４Ｂを構成している。電解質層１としては、例えば、水素イオンを選択的に輸送する高分子電解質膜（例えば、米国デュポン（株）製のＮａｆｉｏｎ（商品名））を用いることができる。
【００４１】
電解質層１は、本実施の形態１においては、略４角形（ここでは、矩形）の形状を有している。電解質層１の両面には、その周縁部より内方に位置するように、アノード４Ａ及びカソード４Ｂが、それぞれ配設されている。なお、電解質層１の周縁部には、燃料ガス供給マニホールド孔、冷却媒体供給マニホールド孔、酸化剤ガス供給マニホールド孔、燃料ガス排出マニホールド孔、冷却媒体排出マニホールド孔、及び酸化剤ガス排出マニホールド孔が厚み方向に貫通するように設けられている（図示せず）。
【００４２】
アノード４Ａは、電解質層１の一方の主面上に設けられ、電極触媒（例えば、白金及び白金を含む合金）を担持した導電性炭素粒子と、水素イオン伝導性を有する高分子電解質との混合物からなるアノード触媒層２Ａと、アノード触媒層２Ａの主面上に設けられ、ガス通気性と導電性を兼ね備えたアノードガス拡散層３Ａと、を有している。同様に、カソード４Ｂは、電解質層１の他方の主面上に設けられ、電極触媒（例えば、白金及び白金を含む合金）を担持した導電性炭素粒子と、水素イオン伝導性を有する高分子電解質との混合物からなるカソード触媒層２Ｂと、カソード触媒層２Ｂの主面上に設けられ、ガス通気性と導電性を兼ね備えたカソードガス拡散層３Ｂと、を有している。
【００４３】
なお、アノード触媒層２Ａ及びカソード触媒層２Ｂは、白金及び白金を含む合金からなる電極触媒を担持した導電性炭素粒子と、高分子電解質と、分散媒と、を含む触媒層形成用インクを用いて、当該分野で公知の方法により形成することができる。また、アノードガス拡散層３Ａ及びカソードガス拡散層３Ｂを構成する材料としては、特に限定されることなく、当該分野で公知のものを使用することができ、例えば、カーボンクロスやカーボンペーパーなどの導電性多孔質基材を用いることができる。また、この導電性多孔質基材には、従来公知の方法で撥水処理を施しても構わない。
【００４４】
また、ＭＥＡ５のアノード４Ａ及びカソード４Ｂの周囲（正確には、アノードガス拡散層３Ａ（カソードガス拡散層３Ｂ）の外方）には、電解質層１を挟んで一対の環状のガスケット７Ａ、７Ｂが配設されている。これにより、燃料ガスや酸化剤ガスがセル１０１外にリークされることが抑制され、また、セル１０１内でこれらのガスが互いに混合されることが抑制される。なお、ガスケット７Ａ、７Ｂの周縁部には、厚み方向の貫通孔からなる燃料ガス供給マニホールド孔等の各マニホールド孔（図示せず）が設けられている。
【００４５】
また、ＭＥＡ５とガスケット７Ａ、７Ｂを挟むように、導電性を有する板状の一対のセパレータ６Ａ、６Ｂが配設されている。これにより、ＭＥＡ５が機械的に固定され、複数のセル１０１をその厚み方向に積層したときには、ＭＥＡ５が電気的に接続される。なお、これらのセパレータ６Ａ、６Ｂは、熱伝導性及び導電性に優れた金属、黒鉛、または、黒鉛と樹脂を混合したものを使用することができ、例えば、カーボン粉末とバインダー（溶剤）との混合物を射出成形により作製したものやチタンやステンレス鋼製の板の表面に金メッキを施したものを使用することができる。
【００４６】
セパレータ６Ａのアノード４Ａと接触する一方の主面には、燃料ガスが通流するための燃料ガス通流領域８が設けられており、また、他方の主面には、冷却媒体が通流するための溝状の冷却媒体通流領域１０が設けられている。同様に、セパレータ６Ｂのカソード４Ｂと接触する一方の主面には、酸化剤ガスが通流するための酸化剤ガス通流領域９が設けられており、また、他方の主面には、冷却媒体が通流するための溝状の冷却媒体通流領域１０が設けられている。なお、セパレータ６Ａ、６Ｂの主面の周縁部には、燃料ガス供給マニホールド孔等の各マニホールド孔が設けられている（図示せず）。
【００４７】
これにより、セル１０１では、アノード４Ａ及びカソード４Ｂに、それぞれ、燃料ガス及び酸化剤ガス（これらを反応ガスという）が供給され、これらの反応ガスが反応して電気と熱が発生し、水が生成される。また、冷却水等の冷却媒体を冷却媒体通流領域１０に通流させることにより、発生した熱の回収が行われる。
【００４８】
なお、本実施の形態１においては、燃料電池１００を複数のセル１０１を積層して端板１１１Ａ、１１１Ｂ等で締結するように構成したが、これに限定されず、１のセル１０１を端板１１１Ａ、１１１Ｂで締結するように構成してもよい。
【００４９】
［燃料電池用セパレータの構成］
次に、図１及び図２を参照しながら、本発明の実施の形態１に係る燃料電池用セパレータ（ここでは、セパレータ６Ａ）の構成についてさらに詳細に説明する。なお、セパレータ６Ｂについては、セパレータ６Ａと基本的構成が同じであるため、その詳細な説明は省略する。
【００５０】
図２は、図１に示す燃料電池１００におけるセパレータ６Ａの概略構成を示す模式図である。なお、図２において、セパレータにおける上下方向を図における上下方向として表している。
【００５１】
図１及び図２に示すように、セパレータ６Ａは、板状で、かつ、略矩形に構成されている。セパレータ６Ａの主面の周縁部には、複数の貫通孔が形成されていて、これらの貫通孔は、燃料ガス供給マニホールド孔９１等の各マニホールド孔を構成する。
【００５２】
具体的には、セパレータ６Ａの一方の側部（以下、第１の側部という）の上部には、燃料ガス供給マニホールド孔９１が設けられていて、その下部には、酸化剤ガス排出マニホールド孔９４が設けられている。また、酸化剤ガス排出マニホールド孔９４の内側には、冷却媒体排出マニホールド孔９６が設けられている。
【００５３】
一方、セパレータ６Ａの他方の側部（以下、第２の側部という）の上部には、酸化剤ガス供給マニホールド孔９３が設けられていて、その下部には、燃料ガス排出マニホールド孔９２が設けられている。また、酸化剤ガス供給マニホールド孔９３の内側には、冷却媒体供給マニホールド孔９５が設けられている。
【００５４】
そして、セパレータ６Ａの一方の主面には、燃料ガス供給マニホールド孔９１と燃料ガス排出マニホールド孔９２とを接続するように、屈曲状に形成された燃料ガス通流領域８が設けられている。燃料ガス通流領域８は、セパレータ６Ａの厚み方向から見て、全体として、帯状（より詳しくは、サーペンタイン状）に形成されている。また、燃料ガス通流領域８は、溝状の複数の直線部１１と１以上の折り返し部１２を有していて、折り返し部１２は、該折り返し部１２よりも上流側の直線部１１ａ（以下、上流側直線部（図３参照））と、該折り返し部１２よりも下流側の直線部１１ｂ（以下、下流側直線部（図３参照））と、を接続し、通流する燃料ガスが上流側直線部１１ａから下流側直線部１１ｂへ折り返すように形成されている。
【００５５】
直線部１１は、流路溝で形成されていて、燃料ガスが通流（分流）するように構成されている。また、１以上の折り返し部１２の少なくとも１（本実施の形態１においては、４つ）の折り返し部１２は、ガス合流部１２ａ、ガス混合部１２ｂ、ガス分流部１２ｃを有している。なお、複数の直線部１１を構成する流路溝と流路溝との間の部分が、アノード４Ａと当接する第１リブ部１３を形成する（区画する）。換言すると、複数の直線部１１を構成する流路溝と流路溝との間の部分が、アノード４Ａと当接する第１リブ部１３と定義される。そして、本実施の形態１においては、複数（２以上）の第１リブ部１３が形成されるように、複数の直線部１１が、セパレータ６Ａの一方の主面に形成されている。
【００５６】
また、本実施の形態１においては、複数の直線部１１は、上流側直線部１１ａの数が下流側直線部１１ｂの数よりも多くなるように構成したが、これに限定されず、上流側直線部１１ａの数と下流側直線部１１ｂの数が同じになるように構成してもよい。
【００５７】
換言すると、燃料ガス通流領域８は、複数の直線部１１及び１以上の折り返し部１２のうち、少なくとも直線部１１を含む、複数の分流領域８１Ａ、８１Ｃ、８１Ｅ、８１Ｇ、８１Ｉと、少なくとも１の折り返し部１２に形成され、かつ、複数の分流領域８１Ａ、８１Ｃ、８１Ｅ、８１Ｇ、８１Ｉのうちの隣り合う上流側の分流領域（以下、上流側分流領域）と下流側の分流領域（以下、下流側分流領域）の間に配置され、上流側分流領域から流入される燃料ガスが合流し、合流した後の燃料ガスが下流側分流領域へ分流する、１以上の合流領域８１Ｂ、８１Ｄ、８１Ｆ、８１Ｈと、を有している。なお、合流領域８１Ｂは、折り返し部１２のガス混合部１２ｂに相当する。
【００５８】
次に、セパレータ６Ａにおける燃料ガス通流領域８のガス合流部１２ａ等を有する折り返し部１２について、図２及び図３を参照しながら、詳細に説明する。
【００５９】
図３は、図２に示すセパレータ６Ａにおける燃料ガス通流領域８の折り返し部１２近傍を拡大した模式図である。なお、図３において、第１リブ部１３の延伸方向をＸ軸方向とし、該第１リブ部１３の延伸方向に垂直な方向をＹ軸方向として表している。すなわち、第１リブ部１３の延伸方向に垂直な方向は、図３において、上下方向であり、セパレータ６Ａの厚み方向ではない。また、セパレータ６Ａにおける上下方向を、図における上下方向として表している。
【００６０】
図３に示すように、燃料ガス通流領域８の折り返し部１２は、セパレータ６Ａの厚み方向から見て、略矩形状に形成されていて、Ｕ字状の外周壁が設けられている。Ｕ字状の外周壁の一端は、最も上側に位置する上流側直線部１１ａの壁と面一になっていて、Ｕ字状の外周壁の他端は、最も下側に位置する下流側直線部１１ｂの壁と面一になっている。なお、本実施の形態１においては、外周壁の上下方向（Ｙ軸方向）に延びる壁を外端１２Ａという。
【００６１】
そして、互いに隣接する上流側直線部１１ａと下流側直線部１１ｂとの間に形成された第１リブ部１３を中央リブ部１３Ａとし、該中央リブ部１３Ａの幅方向の中心を通り、かつ、該中央リブ部１３Ａの延伸方向に延びる仮想線を中心線１３１と定義し、中央リブ部１３Ａの先端を通り、かつ、中心線１３１に垂直方向（すなわち、上下方向：Ｙ軸方向）に延びる仮想線を境界線１３２と定義した場合に、折り返し部１２と直線部１１との境界は、本実施の形態１においては、境界線１３２となる。換言すると、第１リブ部１３の先端は、該第１リブ部１３における境界線１３２との交線となる。
【００６２】
また、上述したように、折り返し部１２は、図３の破線で示したガス合流部１２ａと、一点鎖線で示したガス分流部１２ｃと、ガス合流部１２ａとガス分流部１２ｃ以外の部分のガス混合部１２ｂと、を有している。ガス合流部１２ａとガス分流部１２ｃには、第１リブ部１３にその基端が接続され、該第１リブ部１３から延伸するように第２リブ部１４が設けられている。
【００６３】
全ての第２リブ部１４は、互いに隣接する２つの第２リブ部１４のうち、中央リブ部１３Ａに対して近い側に位置する第２リブ部１４の方が、中央リブ部１３Ａに対して遠い側に位置する第２リブ部１４よりも、その延伸方向の長さが短くなるように形成されている。ここで、互いに隣接する２つの第２リブ部１４のうち、中央リブ部１３Ａに対して近い側に位置する第２リブ部１４とは、中央リブ部１３Ａに対する上下方向の距離が短い方の第２リブ部１４をいい、互いに隣接する２つの第２リブ部１４のうち、中央リブ部１３Ａに対して遠い側に位置する第２リブ部１４とは、中央リブ部１３Ａに対する上下方向の距離が長い方の第２リブ部１４をいう。そして、以下では、互いに隣接する２つの第２リブ部１４のうち、中央リブ部１３Ａに対して近い側に位置する第２リブ部１４を内側に位置する第２リブ部１４といい、互いに隣接する２つの第２リブ部１４のうち、中央リブ部１３Ａに対して遠い側に位置する第２リブ部１４を外側に位置する第２リブ部１４ということもある。
【００６４】
また、延伸方向の長さとは、第１リブ部１３の延伸方向の長さ、すなわち、図３に示すＸ軸方向（水平方向）の長さをいう。換言すると、延伸方向の長さとは、第２リブ部１４の基端部から最もＸ軸方向に延びた端部までの長さをいう。したがって、図３に例示するように、第２リブ部１４は、内側に位置する第２リブ部１４ｂの方が、外側に位置する第２リブ部１４ａよりも、Ｘ軸方向の長さが短くなるように形成されている。
【００６５】
なお、図３において、内方第２リブ部１４ｂ及び外方第２リブ部１４ａは、例示であって、例えば、第２リブ部１４ａとその上方に位置する第２リブ部１４ｃとを対照にした場合、第２リブ部１４ａよりも、その上方に位置する第２リブ部１４ｃの方が、外側に位置するため、第２リブ部１４ａが内側に位置する第２リブ部となり、第２リブ部１４ｃが外側に位置する第２リブ部となる。
【００６６】
換言すると、全ての第２リブ部１４は、直線部１１における配列において（その上下方向における配列において）、中央リブ部１３Ａから遠い程、それぞれの折り返し部１２の外端１２Ａに最も近い端と折り返し部１２の外端１２Ａとの距離が、長くなるように形成されている。
【００６７】
そして、ガス合流部１２ａ及びガス分流部１２ｃの少なくとも一方（本実施の形態１においては、両方）に設けられた第２リブ部１４であって、中央リブ部１３Ａから最も外方（遠い側）に位置する第２リブ部（以下、最外方第２リブ部）１４１が、中心線１３１に向かって内方に屈曲するように形成されている。具体的には、最外方第２リブ部１４１は、第１リブ部１３から該第１リブ部１３の延伸方向に延伸するように形成された長手部１４１ａと、該長手部１４１ａの先端から中心線１３１に向かって内方に延伸する短手部１４１ｂと、を有し、該短手部１４１ｂは、折り返し部１２の外端１２Ａに沿って（Ｙ軸方向に沿って）延びるように形成されている。換言すると、最外方第２リブ部１４１は、セパレータ６Ａの厚み方向から見て、Ｌ字状に形成されている。
【００６８】
また、最外方第２リブ部１４１が設けられたガス合流部１２ａ及びガス分流部１２ｃの少なくとも一方（本実施の形態１においては、両方）には、互いに隣接する複数の第２リブ部１４が、中心線１３１に向かって内方に屈曲するように形成されている。なお、屈曲するように形成された複数の第２リブ部１４には、最外方第２リブ部１４１を含む。このため、本実施の形態１においては、屈曲するように形成された第２リブ部１４は、最外方第２リブ部１４１と、該最外方第２リブ部１４１に隣接する第２リブ部１４２（以下、屈曲第２リブ部１４２）と、屈曲第２リブ部１４２に隣接する第２リブ部１４３（以下、屈曲第２リブ部１４３）である。
【００６９】
屈曲第２リブ部１４２は、第１リブ部１３から該第１リブ部１３の延伸方向に延伸するように形成された長手部１４２ａと、該長手部１４２ａの先端から中心線１３１に向かって内方に延伸する短手部１４２ｂと、を有し、該短手部１４２ｂは、折り返し部１２の外端１２Ａに沿って（Ｙ軸方向に沿って）延びるように形成されている。換言すると、屈曲第２リブ部１４２は、セパレータ６Ａの厚み方向から見て、Ｌ字状に形成されている。なお、屈曲第２リブ部１４３は、屈曲第２リブ部１４２と同様に構成されているため、詳細な説明は省略する。
【００７０】
そして、最外方第２リブ部１４１、及び屈曲第２リブ部１４２、１４３は、内側に位置する第２リブ部１４の先端部と中心線１３１との距離が、外側に位置する第２リブ部１４の先端部と中心線１３１との距離以下となるように形成されている。具体的には、最外方第２リブ部１４１、及び屈曲第２リブ部１４２は、最外方第２リブ部１４１よりも内側に位置する屈曲第２リブ部１４２の先端部と中心線１３１との距離Ｌ２が、最外方第２リブ部１４１の先端部と中心線１３１との距離Ｌ１以上（本実施の形態１においては、同じ距離）に形成されている。また、屈曲第２リブ部１４２と屈曲第２リブ部１４３は、屈曲第２リブ部１４３の先端部と中心線１３１との距離Ｌ３が、屈曲第２リブ部１４２の先端部と中心線１３１との距離Ｌ２以上（本実施の形態１においては、同じ距離）になるように形成されている。換言すると、屈曲するように形成された複数の第２リブ部１４は、内側に位置する第２リブ部１４の先端部よりも外側に位置する第２リブ部１４の先端部の方が、中心線１３１に近くなるように配設されるか、又は、中心線１３１の延伸方向（Ｘ軸方向：水平方向）から見て、外側に位置する第２リブ部１４の先端部と、内側に位置する第２リブ部１４の先端部と、が一致するように（重なるように）配設されていればよい。
【００７１】
また、ガス混合部１２ｂは、窪み部１２１と複数の突起部１２２を有している。窪み部１２１は、第２リブ部１４の間に形成された溝と連通するように形成されている。突起部１２２は、窪み部１２１の底面からセパレータ６Ａの厚み方向に延びるように設けられていて、円柱状（正確には、真円柱状）に形成されている。また、突起部１２２は、第１リブ部１３の延伸方向（Ｘ軸方向：水平方向）から見て、互いに重なるように配設されている。より詳しくは、突起部１２２は、第１リブ部１３の延伸方向（Ｘ軸方向：水平方向）から見て、第２リブ部１４（ここでは、屈曲していない第２リブ部１４）の延長上に設けられている。
【００７２】
また、突起部１２２は、第１リブ部１３の延伸方向に対する垂直方向（Ｙ軸方向：上下方向）から見て、千鳥状に配設されている。ここで、突起部１２２が、千鳥状に配設されているとは、Ｙ軸方向における互いに隣接する突起部１２２が、Ｙ軸方向から見て、互いに重ならない、又は、その一部が重なるように配設されていることをいう。
【００７３】
そして、本実施の形態１においては、最外方第２リブ部１４１の短手部１４１ｂと折り返し部１２の外端１２Ａとの間に形成される溝（以下、外側流路１５）の延長上にも、突起部１２２（外側突起部１２２Ａ）が設けられている。より詳しくは、最外方第２リブ部１４１の短手部１４１ｂの延伸方向（Ｙ軸方向：上下方向）からみて、外側突起部１２２Ａの一部が位置するように、外側流路１５の延長上に配設されている。
【００７４】
これにより、上流側直線部１１ａを通流した燃料ガスは、折り返し部１２のガス合流部１２ａを通流して、ガス混合部１２ｂに供給される。ガス混合部１２ｂに供給された燃料ガスは、複数の突起部１２２によりその流れが乱され、ガスの混合が促進される。そして、混合された燃料ガスは、ガス分流部１２ｃに分流される。ガス分流部１２ｃに分流された燃料ガスは、下流側直線部１１ｂを通流する。
【００７５】
なお、突起部１２２は、本実施の形態１においては、略円柱形により形成されているが、これに限定されず、円柱形、三角柱形及び四角柱形であってもよい。また、ここでは、突起部１２２は、セパレータ６Ａの厚み方向に垂直な輪切り断面を、真円形としたが、これに限定されず、楕円形であってもよい。
【００７６】
［燃料電池用セパレータ及びそれを備える燃料電池の作用効果］
次に、実施の形態１に係るセパレータ６Ａ及びそれを備える燃料電池１００の作用効果を図１乃至図３を参照しながら説明する。なお、酸化剤ガスが通流するセパレータ６Ｂの作用効果についても、燃料ガスが通流するセパレータ６Ａの作用効果と同じであるため、その詳細な説明は省略する。
【００７７】
上述したように、本実施の形態１に係るセパレータ６Ａでは、折り返し部１２のガス合流部１２ａにおける最外方第２リブ部１４１が、中心線１３１に向かって内方に屈曲するように形成されている。これにより、折り返し部１２の外周壁とガス合流部１２ａの最外方第２リブ部１４１との間に形成される溝（外側流路１５）が、下方に延びるように形成される。よって、ガス合流部１２ａの外側流路１５を通流した燃料ガスは、下方に向けて、すなわち、折り返し部１２の外端に沿って、通流しやすくなる。したがって、燃料ガス及び凝縮水（生成水）の滞留を抑制することができる。また、セパレータ６Ａとアノード４Ａとの接触面積を大きくすることができ、セパレータ６Ａとアノード４Ａとの間の電気的な接触抵抗を低減することができる。
【００７８】
また、本実施の形態１に係るセパレータ６Ａでは、折り返し部１２のガス分流部１２ｃにおける最外方第２リブ部１４１が、中心線１３１に向かって内方に屈曲するように形成されている。このため、折り返し部１２の外周壁とガス分流部１２ｃの最外方第２リブ部１４１との間に形成される溝（外側流路１５）が、上方に延びるように形成される。よって、ガス合流部１２ａからガス混合部１２ｂを通流した燃料ガスが、ガス分流部１２ｃの外側流路１５に供給されやすくなり、燃料ガス及び凝縮水（生成水）の滞留を抑制することができる。また、セパレータ６Ａとアノード４Ａとの接触面積を大きくすることができ、セパレータ６Ａとアノード４Ａとの間の電気的な接触抵抗を低減することができる。
【００７９】
さらに、本実施の形態１においては、ガス合流部１２ａ及びガス分流部１２ｃの両方に最外方第２リブ部１４１が設けられているため、ガス合流部１２ａの外側流路１５から、折り返し部１２の外端１２Ａ近傍を通流して、ガス分流部１２ｃの外側流路１５に燃料ガスがより供給されやすくなり、燃料ガス及び凝縮水（生成水）の滞留をより抑制することができる。また、アノード４Ａとの接触面積を大きくすることができ、セパレータ６Ａとアノード４Ａとの間の電気的な接触抵抗をより低減することができる。
【００８０】
また、本実施の形態１においては、ガス合流部１２ａにおける最外方第２リブ部１４１、及び屈曲第２リブ部１４２、１４３が、中心線１３１に向かって内方に屈曲するように、かつ、内側に位置する第２リブ部１４の先端部と中心線１３１との距離が、外側に位置する第２リブ部１４の先端部と中心線１３１との距離以下となるように形成されている。これにより、最外方第２リブ部１４１と屈曲第２リブ部１４２との間に形成される溝（流路）及び屈曲第２リブ部１４２と屈曲第２リブ部１４３との間に形成される溝（流路）は、下方に延びるように形成される。よって、最外方第２リブ部１４１と屈曲第２リブ部１４２との間に形成される溝（流路）及び屈曲第２リブ部１４２と屈曲第２リブ部１４３との間に形成される溝（流路）を通流した燃料ガスは、下方に向けて通流しやすくなる。したがって、燃料ガス及び凝縮水（生成水）の滞留をより抑制することができる。また、セパレータ６Ａとアノード４Ａとの接触面積を大きくすることができ、セパレータ６Ａとアノード４Ａとの間の電気的な接触抵抗をより低減することができる。
【００８１】
また、本実施の形態１においては、ガス分流部１２ｃにおける最外方第２リブ部１４１、及び屈曲第２リブ部１４２、１４３が、中心線１３１に向かって内方に屈曲するように、かつ、内側に位置する第２リブ部１４の先端部と中心線１３１との距離が、外側に位置する第２リブ部１４の先端部と中心線１３１との距離以下となるように形成されている。これにより、最外方第２リブ部１４１と屈曲第２リブ部１４２との間に形成される溝（流路）及び屈曲第２リブ部１４２と屈曲第２リブ部１４３との間に形成される溝（流路）は上方に延びるように形成される。このため、ガス合流部１２ａからガス混合部１２ｂを通流して、最外方第２リブ部１４１と屈曲第２リブ部１４２との間に形成される溝（流路）及び屈曲第２リブ部１４２と屈曲第２リブ部１４３との間に形成される溝（流路）に燃料ガスがより供給されやすくなり、燃料ガス及び凝縮水（生成水）の滞留をより抑制することができる。また、セパレータ６Ａとアノード４Ａとの接触面積を大きくすることができ、セパレータ６Ａとアノード４Ａとの間の電気的な接触抵抗をより低減することができる。
【００８２】
さらに、本実施の形態１においては、ガス合流部１２ａ及びガス分流部１２ｃの両方に、最外方第２リブ部１４１、及び屈曲第２リブ部１４２、１４３が設けられているため、ガス合流部１２ａの最外方第２リブ部１４１と屈曲第２リブ部１４２との間に形成される溝（流路）及び屈曲第２リブ部１４２と屈曲第２リブ部１４３との間に形成される溝（流路）から、折り返し部１２の外端１２Ａ近傍を通流して、ガス分流部１２ｃの最外方第２リブ部１４１と屈曲第２リブ部１４２との間に形成される溝（流路）及び屈曲第２リブ部１４２と屈曲第２リブ部１４３との間に形成される溝（流路）に燃料ガスがより供給されやすくなり、燃料ガス及び凝縮水（生成水）の滞留をより抑制することができる。また、セパレータ６Ａとアノード４Ａとの接触面積を大きくすることができ、セパレータ６Ａとアノード４Ａとの間の電気的な接触抵抗をより低減することができる。
【００８３】
また、ガス合流部１２ａ及びガス分流部１２ｃにおいて、内側に位置する第２リブ部１４の先端部と中心線１３１との距離が、外側に位置する第２リブ部１４の先端部と中心線１３１との距離以下となるように形成されているため、内側に位置する第２リブ部１４によって、燃料ガスがガス混合部１２ｂの内方に移動するのを抑制されることがない。このため、ガス混合部１２ｂで、燃料ガスの混合を抑制されることが少なくなる。
【００８４】
また、本実施の形態１においては、ガス混合部１２ｂにおいて、突起部１２２が、第１リブ部１３の延伸方向（Ｘ軸方向）から見て、第２リブ部１４の延長上に、互いに重なるように配設されている。すなわち、突起部１２２は、Ｘ軸方向において、隣接する第２リブ部１４の間に形成される溝（流路）の延長上に配設されていない。このため、隣接する第２リブ部１４の間に形成される溝（流路）を通流した燃料ガスのＸ軸方向への移動を抑制することがない。よって、燃料ガスが、折り返し部１２の外端１２Ａまで容易に移動することができる。また、突起部１２２は、第１リブ部１３の延伸方向に対する垂直方向（Ｙ軸方向）から見て、千鳥状に配設されているため、燃料ガスの混合を促進することができる。
【００８５】
また、本実施の形態１においては、突起部１２２（外側突起部１２２Ａ）が、外側流路１５の延長上にも配設されている。このため、折り返し部１２の外端１２Ａ近傍を通流する燃料ガスの混合を促進することができる。
【００８６】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２に係る燃料電池用セパレータにおける燃料ガス通流領域の折り返し部近傍を拡大した模式図である。なお、酸化剤ガス通流領域は、燃料ガス通流領域と同様の構成であるため、その詳細な説明は省略する。
【００８７】
図４に示すように、本発明の実施の形態２に係る燃料電池用セパレータ６Ａは、実施の形態１に係る燃料電池用セパレータ６Ａと基本的構成は同じであるが、ガス合流部１２ａにのみ最外方第２リブ部１４１が設けられている点と、１つの第２リブ部１４（すなわち、最外方第２リブ部１４１）のみが、屈曲するように形成されている点が異なる。
【００８８】
また、本実施の形態２に係る燃料電池用セパレータ６Ａでは、ガス混合部１２ｂにおける突起部１２２は、第１リブ部１３の延伸方向に対する垂直方向（Ｙ軸方向：上下方向）から見て、互いに重なるように配設されている。このような構成であっても、ガス混合部１２ｂで、燃料ガスの混合を行うことができる。
【００８９】
また、本実施の形態２に係る燃料電池用セパレータ６Ａでは、ガス混合部１２ｂの面積をＳとし、中央リブ部１３Ａに接続された第２リブ部１４の先端から折り返し部１２の外端までの距離をＡとし、折り返し部１２の中心線１３１に対する垂直方向の長さをＢとした場合に、ガス混合部１２ｂの面積Ｓが、式（１）を満たすように、ガス混合部１２ｂが形成されている。
【００９０】
Ｓ＜Ａ×Ｂ÷２・・・（１）
これにより、セパレータ６Ａとアノード４Ａとの接触面積を大きくすることができ、セパレータ６Ａとアノード４Ａとの間の電気的な接触抵抗をより低減することができる。
【００９１】
このように構成された本実施の形態２に係る燃料電池用セパレータ６Ａ及びこれを備える燃料電池１００では、ガス合流部１２ａの外側流路１５を通流した燃料ガスは、下方に向けて、すなわち、折り返し部１２の外端に沿って、通流しやすくなる。したがって、燃料ガス及び凝縮水（生成水）の滞留を抑制することができる。また、アノード４Ａとの接触面積を大きくすることができ、セパレータ６Ａとアノード４Ａとの間の電気的な接触抵抗を低減することができる。
【００９２】
（実施の形態３）
図５は、本発明の実施の形態３に係る燃料電池用セパレータにおける燃料ガス通流領域の折り返し部近傍を拡大した模式図である。なお、酸化剤ガス通流領域は、燃料ガス通流領域と同様の構成であるため、その詳細な説明は省略する。
【００９３】
図５に示すように、本発明の実施の形態３に係る燃料電池用セパレータ６Ａは、実施の形態２に係る燃料電池用セパレータ６Ａと基本的構成は同じであるが、最外方第２リブ部１４１が、ガス合流部１２ａではなくガス分流部１２ｃに設けられている点が異なる。
【００９４】
このように構成された本実施の形態３に係る燃料電池用セパレータ６Ａ及びそれを備える燃料電池１００では、ガス合流部１２ａからガス混合部１２ｂを通流した燃料ガスが、ガス分流部１２ｃの外側流路１５に供給されやすくなり、燃料ガス及び凝縮水（生成水）の滞留を抑制することができる。また、アノード４Ａとの接触面積を大きくすることができ、セパレータ６Ａとアノード４Ａとの間の電気的な接触抵抗を低減することができる。
【００９５】
（実施の形態４）
図６は、本発明の実施の形態４に係る燃料電池用セパレータにおける燃料ガス通流領域の折り返し部近傍を拡大した模式図である。なお、酸化剤ガス通流領域は、燃料ガス通流領域と同様の構成であるため、その詳細な説明は省略する。
【００９６】
図６に示すように、本発明の実施の形態４に係る燃料電池用セパレータ６Ａは、実施の形態１に係る燃料電池用セパレータ６Ａと基本的構成は同じであるが、ガス合流部１２ａにのみ最外方第２リブ部１４１、屈曲第２リブ部１４２、１４３が設けられている点が異なる。
【００９７】
また、本実施の形態４に係る燃料電池用セパレータ６Ａでは、最外方第２リブ部１４１と屈曲第２リブ部１４２は、屈曲第２リブ部１４２の先端部と中心線１３１との距離Ｌ２が、最外方第２リブ部１４１の先端部と中心線１３１との距離Ｌ１より小さくなるように形成されている。また、屈曲第２リブ部１４２と屈曲第２リブ部１４３は、屈曲第２リブ部１４３の先端部と中心線１３１との距離Ｌ３が、屈曲第２リブ部１４２の先端部と中心線１３１との距離Ｌ２より小さくなるように形成されている。
【００９８】
このように構成された本実施の形態４に係る燃料電池用セパレータ６Ａ及びそれを備える燃料電池１００では、ガス合流部１２ａの外側流路１５、最外方第２リブ部１４１と屈曲第２リブ部１４２との間に形成される溝（流路）及び屈曲第２リブ部１４２と屈曲第２リブ部１４３との間に形成される溝（流路）を通流した燃料ガスは、下方に向けて、すなわち、折り返し部１２の外端に沿って、通流しやすくなる。したがって、燃料ガス及び凝縮水（生成水）の滞留を抑制することができる。
【００９９】
また、例えば、外側流路１５を通流した燃料ガスが、屈曲第２リブ部１４２、１４３によって、ガス混合部１２ｂの内方に移動するのを抑制されることがない。すなわち、内側に位置する第２リブ部１４によって、燃料ガスがガス混合部１２ｂの内方に移動するのを抑制されることがない。このため、ガス混合部１２ｂで、燃料ガスの混合を抑制されることが少なくなる。
【０１００】
また、セパレータ６Ａとアノード４Ａとの接触面積を大きくすることができ、セパレータ６Ａとアノード４Ａとの間の電気的な接触抵抗を低減することができる。
【０１０１】
なお、本実施の形態４においては、最外方第２リブ部１４１、屈曲第２リブ部１４２及び屈曲第２リブ部１４３は、距離Ｌ２が距離Ｌ１より小さく、距離Ｌ３が距離Ｌ２より小さくなるように形成したが、これに限定されない。最外方第２リブ部１４１、屈曲第２リブ部１４２及び屈曲第２リブ部１４３は、例えば、距離Ｌ２と距離Ｌ１が同じ長さで、距離Ｌ３が距離Ｌ２より小さくなるように形成してもよく、また、距離Ｌ２が距離Ｌ１より小さく、距離Ｌ３と距離Ｌ２が同じ長さになるように形成してもよい。
【０１０２】
（実施の形態５）
図７は、本発明の実施の形態４に係る燃料電池用セパレータにおける燃料ガス通流領域の折り返し部近傍を拡大した模式図である。なお、酸化剤ガス通流領域は、燃料ガス通流領域と同様の構成であるため、その詳細な説明は省略する。
【０１０３】
図７に示すように、本発明の実施の形態５に係る燃料電池用セパレータ６Ａは、実施の形態２に係る燃料電池用セパレータ６Ａと基本的構成は同じであるが、突起部１２２が、第１リブ部１３の延伸方向に対する垂直方向（Ｙ軸方向）から見て、千鳥状に配設されている点と、外側突起部１２２Ａが、折り返し部１２の外端１２Ａの一部で形成されている点が異なる。
【０１０４】
具体的には、折り返し部１２の外端１２Ａを構成する壁の一部が、内方（Ｘ軸方向）に突出するように凸部１２２Ａが形成され、該凸部１２２Ａが、外側突起部１２２Ａを構成する。換言すると、外側突起部１２２Ａは、折り返し部１２の外端１２Ａと接触するように設けられている。
【０１０５】
このように構成された本実施の形態５に係る燃料電池用セパレータ６Ａ及びそれを備える燃料電池１００であっても、実施の形態２に係る燃料電池用セパレータ６Ａ及びそれを備える燃料電池１００と同様の作用効果を奏する。
【０１０６】
また、本実施の形態５に係る燃料電池用セパレータ６Ａ及びそれを備える燃料電池１００では、折り返し部１２の外端１２Ａ近傍を通流する燃料ガスの混合を促進することができる。
【０１０７】
なお、本実施の形態１乃至４に係る燃料電池用セパレータ６Ａにおける折り返し部１２の外端１２Ａを実施の形態５に係る燃料電池用セパレータ６Ａにおける折り返し部１２の外端１２Ａのように、凸部１２２Ａを設けるような構成としてもよい。
【０１０８】
上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。したがって、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の形態を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の要旨を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種々の発明を形成できる。
【産業上の利用可能性】
【０１０９】
本発明の燃料電池用セパレータ及びそれを備える燃料電池は、折り返し部での反応ガスの滞留をより抑制し、かつ、セパレータと電極との間の電気的な接触抵抗をより低減することができるため、燃料電池の技術分野で有用である。
【符号の説明】
【０１１０】
１  電解質層（高分子電解質膜）
２Ａ  アノード触媒層
２Ｂ  カソード触媒層
３Ａ  アノードガス拡散層
３Ｂ  カソードガス拡散層
４Ａ  アノード（電極）
４Ｂ  カソード（電極）
５  ＭＥＡ（Ｍｅｍｂｒａｎｅ−Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ−Ａｓｓｅｍｂｌｙ：膜−電極接合体）
６Ａ  セパレータ
６Ｂ  セパレータ
７Ａ  ガスケット
７Ｂ  ガスケット
８  燃料ガス通流領域
９  酸化剤ガス通流領域
１０  冷却媒体通流領域
６Ａ  燃料電池用セパレータ
７Ａ  ガスケット
７Ｂ  ガスケット
８  燃料ガス通流領域
９  酸化剤ガス通流領域
１０  冷却媒体通流領域
１０  冷却媒体流路
１１  直線部
１１ａ  上流側直線部
１１ｂ  下流側直線部
１２  折り返し部
１２ａ  ガス合流部
１２ｂ  ガス混合部
１２ｃ  ガス分流部
１２Ａ  外端
１３  第１リブ部
１３Ａ  中央リブ部
１４  第２リブ部
１４ｂ  第２リブ部
１４ａ  第２リブ部
１４ｃ  第２リブ部
１５  外側流路
９１  燃料ガス供給マニホールド孔
９２  燃料ガス排出マニホールド孔
９３  酸化剤ガス供給マニホールド孔
９４  酸化剤ガス排出マニホールド孔
９５  冷却媒体供給マニホールド孔
９６  冷却媒体排出マニホールド孔
１００  燃料電池
１０１  セル
１０２  セル積層体
１１１Ａ  端板
１１１Ｂ  端板
１１２Ａ  絶縁板
１１２Ｂ  絶縁板
１１３Ａ  集電板
１１３Ｂ  集電板
１２１  窪み部
１２２  突起部
１２２Ａ  外側突起部（凸部）
１３１  中心線
１３２  境界線
１４１  最外方第２リブ部
１４１ａ  長手部
１４１ｂ  短手部
１４２  屈曲第２リブ部
１４２ａ  長手部
１４２ｂ  短手部
１４３  屈曲第２リブ部
３０７  端
３２０  通流溝
３２１  溝部
３２３  独立通流溝部
３２３Ａ  独立通流溝部
３２３ａ  凸部
３２４  独立通流溝部
３２４ａ  凸部
３２５  境界凸部
３３３  境界
３５０Ａ  部分
【図１】
2011064961.tif 000003
【図２】
2011064961.tif 000004
【図３】
2011064961.tif 000005
【図４】
2011064961.tif 000006
【図５】
2011064961.tif 000007
【図６】
2011064961.tif 000008
【図７】
2011064961.tif 000009
【図８】
2011064961.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成23年9月20日(2011.9.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状に形成され、少なくとも一方の主面に、溝状の複数の直線部と１以上の折り返し部とを有し、屈曲状に形成され、反応ガスが通流する反応ガス通流領域が設けられ、
前記複数の直線部の間には第１リブ部が形成され、
前記第１リブ部が複数形成されるように、前記複数の直線部が設けられ、
前記折り返し部は、該折り返し部よりも上流側の前記直線部である、上流側直線部と該折り返し部よりも下流側の前記直線部である、下流側直線部とを接続し、通流する反応ガスが前記上流側直線部から前記下流側直線部へ折り返すように形成され、
前記１以上の折り返し部のうち、少なくとも１の折り返し部は、ガス混合部と該ガス混合部に前記上流側直線部からの前記反応ガスを合流させるガス合流部と該ガス混合部から前記下流直線部に前記反応ガスを分流させるガス分流部と、を有し、
前記ガス混合部は、窪み部と該窪み部の底面から立設された複数の突起部とを有し、
前記ガス合流部及び前記ガス分流部には、前記第１リブ部にその基端が接続され、前記第１リブ部から延伸するように形成された第２リブ部が設けられ、
互いに隣接する前記上流側直線部と前記下流側直線部との間に形成された前記第１リブ部を中央リブ部とし、該中央リブ部の幅方向の中心を通り、かつ、該中央リブ部の延伸方向に延びる仮想線を中心線と定義した場合に、
全ての前記第２リブ部は、互いに隣接する２つの第２リブ部のうち、前記中央リブ部に近い側に位置する前記第２リブ部の方が、前記中央リブ部に遠い側に位置する前記第２リブ部よりも、その延伸方向の長さが短くなるように形成され、
前記ガス合流部及び前記ガス分流部の少なくとも一方に設けられた前記第２リブ部であって、前記中央リブ部から最も遠い側に位置する前記第２リブ部である、最外方第２リブ部が、その厚み方向から見て、前記中心線に向かって内側に屈曲するように形成されていて、
前記最外方第２リブ部以外の前記第２リブ部のうち、少なくとも１の前記第２リブ部が屈曲しないように形成されている、燃料電池用セパレータ。
【請求項２】
前記最外方第２リブ部が設けられた前記ガス合流部及び前記ガス分流部の少なくとも一方には、複数の前記第２リブ部が、前記中心線に向かって内方に屈曲するように形成され、
屈曲するように形成された前記複数の第２リブ部である屈曲第２リブ部は、互いに隣接し、かつ、前記中央リブ部に近い側に位置する前記第２リブ部の先端部と前記中心線との間の距離が、前記中央リブ部に遠い側に位置する前記第２リブ部の先端部と前記中心線との間の距離以上となるように形成されている、請求項１に記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項３】
前記突起部は、前記第１リブ部の延伸方向から見て、互いに重なるように配設されている、請求項１又は２に記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項４】
前記突起部は、前記第２リブ部の延長上に配設されている、請求項１〜３のいずれかに記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項５】
前記突起部は、前記第１リブ部の延伸方向に対する垂直方向から見て、互いに重なるように配設されている、請求項１〜４のいずれかに記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項６】
前記突起部は、前記第１リブ部の延伸方向に対する垂直方向から見て、千鳥状に配設されている、請求項１〜４のいずれかに記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項７】
前記最外方第２リブ部は、前記第１リブ部から延伸する長手部と該長手部の先端から前記中心線に向かって内方に延伸する短手部とを有し、
前記短手部は前記折り返し部の外端に沿って延びるように形成されている、請求項１〜６のいずれかに記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項８】
前記最外方第２リブ部は、前記燃料電池用セパレータの厚み方向から見て、Ｌ字状に形成されている、請求項７に記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項９】
前記最外方第２リブ部の短手部と前記折り返し部の外端との間に形成される溝の延長上に前記突起部が配設されている、請求項７に記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項１０】
前記最外方第２リブ部の短手部と前記折り返し部の外端との間に形成される溝の延長上に配設されている前記突起部は、前記折り返し部の外端の一部で形成されている、請求項９に記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項１１】
前記屈曲第２リブ部は、前記第１リブ部から延伸する長手部と該長手部の先端から前記中心線に向かって内方に延伸する短手部とを有し、
前記短手部は前記折り返し部の外端に沿って延びるように形成されている、請求項２〜１０のいずれかに記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項１２】
前記屈曲第２リブ部は、前記燃料電池用セパレータの厚み方向から見て、Ｌ字状に形成されている、請求項１１に記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項１３】
前記反応ガス通流領域は、前記上流側直線部の数が、前記下流側直線部の数以上になるように設けられている、請求項１〜１２のいずれかに記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項１４】
全ての前記第２リブ部は、前記直線部における配列において、前記中央リブ部から遠い程、それぞれの前記折り返し部の外端に最も近い端と前記折り返し部の外端との距離が、長くなるように形成されている、請求項１〜１３のいずれかに記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項１５】
前記反応ガス通領域が、全体として、帯状に形成されている、請求項１〜１４のいずれかに記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項１６】
前記反応ガス通流領域が、全体として、サーペンタイン状に形成されている、請求項１５に記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項１７】
前記ガス混合部の面積をＳとし、前記中央リブ部に接続された第２リブ部の先端から前記折り返し部の外端までの距離をＡとし、前記折り返し部の前記中心線に対する垂直方向の長さをＢとした場合に、
前記ガス混合部は、該ガス混合部の面積ＳがＳ＜Ａ×Ｂ÷２を満たすように形成されている、請求項１〜１６のいずれかに記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項１８】
請求項１〜１７のいずれかに記載の燃料電池用セパレータを含む一対の燃料電池用セパレータと、
電解質層と該電解質層を挟む一対の電極を有する電解質層−電極接合体と、を備え、
前記電解質層−電極接合体は、一対の前記燃料電池用セパレータに挟まれている、燃料電池。
【手続補正書】
【提出日】平成24年5月1日(2012.5.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状に形成され、少なくとも一方の主面に、溝状の複数の直線部と１以上の折り返し部とを有し、屈曲状に形成され、反応ガスが通流する反応ガス通流領域が設けられ、
前記複数の直線部の間には第１リブ部が形成され、
前記第１リブ部が複数形成されるように、前記複数の直線部が設けられ、
前記折り返し部は、該折り返し部よりも上流側の前記直線部である、上流側直線部と該折り返し部よりも下流側の前記直線部である、下流側直線部とを接続し、通流する反応ガスが前記上流側直線部から前記下流側直線部へ折り返すように形成され、
前記１以上の折り返し部のうち、少なくとも１の折り返し部は、ガス混合部と該ガス混合部に前記上流側直線部からの前記反応ガスを合流させるガス合流部と該ガス混合部から前記下流直線部に前記反応ガスを分流させるガス分流部と、を有し、
前記ガス混合部は、窪み部と該窪み部の底面から立設された複数の突起部とを有し、
前記ガス合流部及び前記ガス分流部には、前記第１リブ部にその基端が接続され、前記第１リブ部から延伸するように形成された第２リブ部が設けられ、
互いに隣接する前記上流側直線部と前記下流側直線部との間に形成された前記第１リブ部を中央リブ部とし、該中央リブ部の幅方向の中心を通り、かつ、該中央リブ部の延伸方向に延びる仮想線を中心線と定義した場合に、
全ての前記第２リブ部は、互いに隣接する２つの第２リブ部のうち、前記中央リブ部に近い側に位置する前記第２リブ部の方が、前記中央リブ部に遠い側に位置する前記第２リブ部よりも、その延伸方向の長さが短くなるように形成され、
前記ガス合流部及び前記ガス分流部の少なくとも一方に設けられた前記第２リブ部であって、前記中央リブ部から最も遠い側に位置する前記第２リブ部である、最外方第２リブ部が、その厚み方向から見て、前記中心線に向かって内側に屈曲するように形成されていて、
前記最外方第２リブ部以外の前記第２リブ部のうち、少なくとも１の前記第２リブ部が屈曲しないように形成されている、燃料電池用セパレータ。
【請求項２】
前記最外方第２リブ部が設けられた前記ガス合流部及び前記ガス分流部の少なくとも一方には、複数の前記第２リブ部が、前記中心線に向かって内方に屈曲するように形成され、
屈曲するように形成された前記複数の第２リブ部である屈曲第２リブ部は、互いに隣接し、かつ、前記中央リブ部に近い側に位置する前記第２リブ部の先端部と前記中心線との間の距離が、前記中央リブ部に遠い側に位置する前記第２リブ部の先端部と前記中心線との間の距離以上となるように形成されている、請求項１に記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項３】
前記突起部は、前記第１リブ部の延伸方向から見て、互いに重なるように配設されている、請求項１又は２に記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項４】
前記突起部は、前記第２リブ部の延長上に配設されている、請求項１〜３のいずれかに記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項５】
前記突起部は、前記第１リブ部の延伸方向に対する垂直方向から見て、互いに重なるように配設されている、請求項１〜４のいずれかに記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項６】
前記突起部は、前記第１リブ部の延伸方向に対する垂直方向から見て、千鳥状に配設されている、請求項１〜４のいずれかに記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項７】
前記最外方第２リブ部は、前記第１リブ部から延伸する長手部と該長手部の先端から前記中心線に向かって内方に延伸する短手部とを有し、
前記短手部は前記折り返し部の外端に沿って延びるように形成されている、請求項１〜６のいずれかに記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項８】
前記最外方第２リブ部は、前記燃料電池用セパレータの厚み方向から見て、Ｌ字状に形成されている、請求項７に記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項９】
前記最外方第２リブ部の短手部と前記折り返し部の外端との間に形成される溝の延長上に前記突起部が配設されている、請求項７に記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項１０】
前記最外方第２リブ部の短手部と前記折り返し部の外端との間に形成される溝の延長上に配設されている前記突起部は、前記折り返し部の外端の一部で形成されている、請求項９に記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項１１】
前記屈曲第２リブ部は、前記第１リブ部から延伸する長手部と該長手部の先端から前記中心線に向かって内方に延伸する短手部とを有し、
前記短手部は前記折り返し部の外端に沿って延びるように形成されている、請求項２〜１０のいずれかに記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項１２】
前記屈曲第２リブ部は、前記燃料電池用セパレータの厚み方向から見て、Ｌ字状に形成されている、請求項１１に記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項１３】
前記反応ガス通流領域は、前記上流側直線部の数が、前記下流側直線部の数以上になるように設けられている、請求項１〜１２のいずれかに記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項１４】
全ての前記第２リブ部は、前記直線部における配列において、前記中央リブ部から遠い程、それぞれの前記折り返し部の外端に最も近い端と前記折り返し部の外端との距離が、短くなるように形成されている、請求項１〜１３のいずれかに記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項１５】
前記反応ガス通領域が、全体として、帯状に形成されている、請求項１〜１４のいずれかに記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項１６】
前記反応ガス通流領域が、全体として、サーペンタイン状に形成されている、請求項１５に記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項１７】
前記ガス混合部の面積をＳとし、前記中央リブ部に接続された第２リブ部の先端から前記折り返し部の外端までの距離をＡとし、前記折り返し部の前記中心線に対する垂直方向の長さをＢとした場合に、
前記ガス混合部は、該ガス混合部の面積ＳがＳ＜Ａ×Ｂ÷２を満たすように形成されている、請求項１〜１６のいずれかに記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項１８】
請求項１〜１７のいずれかに記載の燃料電池用セパレータを含む一対の燃料電池用セパレータと、
電解質層と該電解質層を挟む一対の電極を有する電解質層−電極接合体と、を備え、
前記電解質層−電極接合体は、一対の前記燃料電池用セパレータに挟まれている、燃料電池。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明に係る燃料電池用セパレータは、板状に形成され、少なくとも一方の主面に、溝状の複数の直線部と１以上の折り返し部とを有し、屈曲状に形成され、反応ガスが通流する反応ガス通流領域が設けられ、前記複数の直線部の間には第１リブ部が形成され、前記第１リブ部が複数形成されるように、前記複数の直線部が設けられ、前記折り返し部は、該折り返し部よりも上流側の前記直線部である、上流側直線部と該折り返し部よりも下流側の前記直線部である、下流側直線部とを接続し、通流する反応ガスが前記上流側直線部から前記下流側直線部へ折り返すように形成され、前記１以上の折り返し部のうち、少なくとも１の折り返し部は、ガス混合部と該ガス混合部に前記上流側直線部からの前記反応ガスを合流させるガス合流部と該ガス混合部から前記下流直線部に前記反応ガスを分流させるガス分流部と、を有し、前記ガス混合部は、窪み部と該窪み部の底面から立設された複数の突起部とを有し、前記ガス合流部及び前記ガス分流部には、前記第１リブ部にその基端が接続され、前記第１リブ部から延伸するように形成された第２リブ部が設けられ、互いに隣接する前記上流側直線部と前記下流側直線部との間に形成された前記第１リブ部を中央リブ部とし、該中央リブ部の幅方向の中心を通り、かつ、該中央リブ部の延伸方向に延びる仮想線を中心線と定義した場合に、全ての前記第２リブ部は、互いに隣接する２つの第２リブ部のうち、前記中央リブ部に近い側に位置する前記第２リブ部の方が、前記中央リブ部に遠い側に位置する前記第２リブ部よりも、その延伸方向の長さが短くなるように形成され、前記ガス合流部及び前記ガス分流部の少なくとも一方に設けられた前記第２リブ部であって、前記中央リブ部から最も遠い側に位置する前記第２リブ部である、最外方第２リブ部が、その厚み方向から見て、前記中心線に向かって内側に屈曲するように形成されていて、前記最外方第２リブ部以外の前記第２リブ部のうち、少なくとも１の前記第２リブ部が屈曲しないように形成されている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
また、本発明に係る燃料電池用セパレータでは、全ての前記第２リブ部は、前記直線部における配列において、前記中央リブ部から遠い程、それぞれの前記折り返し部の外端に最も近い端と前記折り返し部の外端との距離が、短くなるように形成されていてもよい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６６】
換言すると、全ての第２リブ部１４は、直線部１１における配列において（その上下方向における配列において）、中央リブ部１３Ａから遠い程、それぞれの折り返し部１２の外端１２Ａに最も近い端と折り返し部１２の外端１２Ａとの距離が、短くなるように形成されている。
【手続補正書】
【提出日】平成24年7月23日(2012.7.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
板状に形成され、少なくとも一方の主面に、溝状の複数の直線部と１以上の折り返し部とを有し、屈曲状に形成され、反応ガスが通流する反応ガス通流領域が設けられ、
前記複数の直線部の間には第１リブ部が形成され、
前記第１リブ部が複数形成されるように、前記複数の直線部が設けられ、
前記折り返し部は、該折り返し部よりも上流側の前記直線部である、上流側直線部と該折り返し部よりも下流側の前記直線部である、下流側直線部とを接続し、通流する反応ガスが前記上流側直線部から前記下流側直線部へ折り返すように形成され、
前記１以上の折り返し部のうち、少なくとも１の折り返し部は、ガス混合部と該ガス混合部に前記上流側直線部からの前記反応ガスを合流させるガス合流部と該ガス混合部から前記下流側直線部に前記反応ガスを分流させるガス分流部と、を有し、
前記ガス混合部は、窪み部と該窪み部の底面から立設された複数の突起部とを有し、
前記ガス合流部及び前記ガス分流部には、前記第１リブ部にその基端が接続され、前記第１リブ部から延伸するように形成された第２リブ部が設けられ、
互いに隣接する前記上流側直線部と前記下流側直線部との間に形成された前記第１リブ部を中央リブ部とし、該中央リブ部の幅方向の中心を通り、かつ、該中央リブ部の延伸方向に延びる仮想線を中心線と定義した場合に、
全ての前記第２リブ部は、互いに隣接する２つの第２リブ部のうち、前記中央リブ部に近い側に位置する前記第２リブ部の方が、前記中央リブ部に遠い側に位置する前記第２リブ部よりも、その延伸方向の長さが短くなるように形成され、
前記ガス合流部及び前記ガス分流部の少なくとも一方に設けられた前記第２リブ部であって、前記中央リブ部から最も遠い側に位置する前記第２リブ部である、最外方第２リブ部が、その厚み方向から見て、前記中心線に向かって内側に屈曲するように形成されていて、
前記最外方第２リブ部以外の前記第２リブ部のうち、少なくとも１の前記第２リブ部が屈曲しないように形成されている、燃料電池用セパレータ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１１】
前記屈曲第２リブ部は、前記第１リブ部から延伸する長手部と該長手部の先端から前記中心線に向かって内方に延伸する短手部とを有し、
前記短手部は前記折り返し部の外端に沿って延びるように形成されている、請求項２に記載の燃料電池用セパレータ。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１５】
前記反応ガス通流領域が、全体として、帯状に形成されている、請求項１〜１４のいずれかに記載の燃料電池用セパレータ。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明に係る燃料電池用セパレータは、板状に形成され、少なくとも一方の主面に、溝状の複数の直線部と１以上の折り返し部とを有し、屈曲状に形成され、反応ガスが通流する反応ガス通流領域が設けられ、前記複数の直線部の間には第１リブ部が形成され、前記第１リブ部が複数形成されるように、前記複数の直線部が設けられ、前記折り返し部は、該折り返し部よりも上流側の前記直線部である、上流側直線部と該折り返し部よりも下流側の前記直線部である、下流側直線部とを接続し、通流する反応ガスが前記上流側直線部から前記下流側直線部へ折り返すように形成され、前記１以上の折り返し部のうち、少なくとも１の折り返し部は、ガス混合部と該ガス混合部に前記上流側直線部からの前記反応ガスを合流させるガス合流部と該ガス混合部から前記下流側直線部に前記反応ガスを分流させるガス分流部と、を有し、前記ガス混合部は、窪み部と該窪み部の底面から立設された複数の突起部とを有し、前記ガス合流部及び前記ガス分流部には、前記第１リブ部にその基端が接続され、前記第１リブ部から延伸するように形成された第２リブ部が設けられ、互いに隣接する前記上流側直線部と前記下流側直線部との間に形成された前記第１リブ部を中央リブ部とし、該中央リブ部の幅方向の中心を通り、かつ、該中央リブ部の延伸方向に延びる仮想線を中心線と定義した場合に、全ての前記第２リブ部は、互いに隣接する２つの第２リブ部のうち、前記中央リブ部に近い側に位置する前記第２リブ部の方が、前記中央リブ部に遠い側に位置する前記第２リブ部よりも、その延伸方向の長さが短くなるように形成され、前記ガス合流部及び前記ガス分流部の少なくとも一方に設けられた前記第２リブ部であって、前記中央リブ部から最も遠い側に位置する前記第２リブ部である、最外方第２リブ部が、その厚み方向から見て、前記中心線に向かって内側に屈曲するように形成されていて、前記最外方第２リブ部以外の前記第２リブ部のうち、少なくとも１の前記第２リブ部が屈曲しないように形成されている。
【国際調査報告】
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