(57)【要約】【課題】対向するプレートの間にシーリングシートを配設した積層体を流路確保を図った上で簡便に製造できる新たな手法を提供する。【解決手段】対向するセパレーター２０と熱可塑性樹脂製のシーリングシート３０を積層した電池セル１０をホットプレスを経て製造する場合、ホットプレスに先だって、シーリングシート３０の第１シート内流路４２に予め流路閉塞部材２１２を挿入して流路を閉塞しておく。これにより、ホットプレスのプレス圧に抗して第１シート内流路４２の流路形状を維持する。ホットプレス終了後には、流路閉塞部材２１２の内部を減圧してその外形形状を収縮させる。この収縮により、流路閉塞部材２１２の周壁と第１シート内流路４２の周壁との間に間隙４２Ｓを形成し、この状態で、流路閉塞部材２１２を第１シート内流路４２から引き抜く。【選択図】図１０
2011031435.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂製のシーリングシートを介在させてプレートを積層し、前記シーリングシートにてプレート間をシールする積層体の製造方法であって、
前記シールの対象となる領域に達するシート内流路を前記プレートのプレート面に沿って備える前記シーリングプレートを、前記対向するプレートで挟持して積層する積層工程と、
積層済みの前記シーリングシートと前記プレートとをホットプレスして、前記シーリングシートを熱硬化させるプレス工程とを備え、
該プレス工程に先だって前記シート内流路に流路閉塞部材を挿入し、前記プレス工程の後に前記流路閉塞部材の周壁と前記シート内流路の周壁との間に間隙を形成して前記流路閉塞部材を前記シート内流路から引き抜く
積層体の製造方法。
【請求項２】
前記流路閉塞部材を外形形状の収縮が可能な中空部材とし、前記シート内流路からの前記流路閉塞部材を取り出しに際しては、前記中空部材を収縮させる請求項１に記載の積層体の製造方法。
【請求項３】
前記流路閉塞部材を、前記シート内流路からの前記流路閉塞部材を取り出しに際しては、前記熱硬化後の熱可塑性樹脂の融点より高い温度に加熱して前記流路閉塞部材の周囲の前記シート内流路の周壁を溶融させる請求項１に記載の積層体の製造方法。
【請求項４】
前記流路閉塞部材を中空部材とし、前記中空部材に前記熱硬化後の熱可塑性樹脂の融点より高い温度の流体を充填する請求項３に記載の積層体の製造方法。
【請求項５】
前記流路閉塞部材を、前記ホットプレスの際の温度で膨張し、前記ホットプレス後の冷却において前記熱硬化後の前記シーリングシートにおける前記シート内流路より小さく収縮可能な熱膨張率を有する部材とする請求項１に記載の積層体の製造方法。
【請求項６】
前記シート内流路は、前記プレートに開口部が塞がれる凹条とされている請求項１ないし請求項５いずれかに記載の積層体の製造方法。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６いずれかに記載の積層体の製造方法であって、
前記プレートは、前記シート内流路の形成箇所に凹所を備え、
前記シーリングシートは、前記凹所に入り込む凸部を備え、該凸部の部位に、前記シート内流路を有する
積層体の製造方法。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７いずれかに記載の積層体の製造方法であって、
前記積層体は、前記対向するプレートをセパレーターとし、前記シーリングシートで電解質膜を含む発電部を前記領域として取り囲んだ燃料電池の電池セルである
積層体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、  熱可塑性樹脂製のシーリングシートを介在させてプレートを積層し、前記シーリングシートにてプレート間をシールする積層体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池を構成する電池セルは、積層体の一例として知られており、対向するセパレーター間に電解質膜を含む発電部を備え、この発電部に燃料ガスや酸素含有ガス（空気）を流路にて供給している。こうした流路は、その経路に亘ってシールされる必要があることから、流路を塞ぐシーリングプレートをセパレーターに接着或いは溶接したり、流路自体を有するノズルプレートをセパレーターに接着することがなされている（例えば、特許文献１等）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２８７６０８号公報
【特許文献２】特開２００４−１７１８８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、電池セルとして構成するに当たっては、対向するセパレーターを流路のシーリングプレート装着済みの状態でシールする必要があり、こうしたセパレーターのシールには、シート状のシーリング材（シーリングシート）が別途用いられる。このため、上記特許文献で提案されたように、流路シール用のシーリングプレートやノズルプレートを当該プレート単独でセパレーターに接着等したりする必要があり、煩雑であった。こうした煩雑さは、セパレーターをシールするシーリングシートに流路を形成することで軽減されるものの、電池セル作成時或いは燃料電池のスタック化の際にシーリングシートが押圧されるため、流路確保の必要性が指摘されるに至った。なお、こうした問題は、電池セルに限らず、シーリングシートを介在させてプレートを積層し、前記シーリングシートにてプレート間をシールする他の積層体についても起き得る。
【０００５】
本発明は、上記した課題を踏まえ、対向するプレートの間にシーリングシートを配設した積層体を流路確保を図った上で簡便に製造できる新たな手法を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記した目的の少なくとも一部を達成するために、本発明では、以下の構成を採用した。
【０００７】
[適用１：積層体の製造方法]
熱可塑性樹脂製のシーリングシートを介在させてプレートを積層し、前記シーリングシートにてプレート間をシールする積層体の製造方法であって、
前記シールの対象となる領域に達するシート内流路を前記プレートのプレート面に沿って備える前記シーリングプレートを、前記対向するプレートで挟持して積層する積層工程と、
積層済みの前記シーリングシートと前記プレートとをホットプレスして、前記シーリングシートを熱硬化させるプレス工程とを備え、
該プレス工程に先だって前記シート内流路に流路閉塞部材を挿入し、前記プレス工程の後に前記流路閉塞部材の周壁と前記シート内流路の周壁との間に間隙を形成して前記流路閉塞部材を前記シート内流路から引き抜く
ことを要旨とする。
【０００８】
上記構成の積層体の製造方法では、ホットプレスの際にシーリングシートのシート内流路にプレス圧を作用させるが、シート内流路に挿入された流路閉塞部材にてシート内流路の形状を維持する。そして、ホットプレスが終了すれば、流路閉塞部材の周壁とシート内流路の周壁との間に間隙を形成するので、流路閉塞部材をシート内流路から容易に引き抜くことができ、シート内流路を閉塞等を回避して積層体のシーリングシートに残すことができる。つまり、上記構成の積層体の製造方法によれば、対向するプレートを熱硬化したシーリングシートによりシールしつつ一体とした積層体を、流路確保を図った上で容易に製造できる。
【０００９】
上記した積層体の製造方法は、次のような態様とすることができる。例えば、前記流路閉塞部材を外形形状の収縮が可能な中空部材とし、前記シート内流路からの前記流路閉塞部材を取り出しに際しては、前記中空部材を収縮させるようにできる。こうすれば、中空部材の収縮により、流路閉塞部材の周壁とシート内流路の周壁との間に間隙を容易に形成できる。この場合、中空部材は、内部の減圧により容易に収縮するので、簡便である。
【００１０】
また、前記流路閉塞部材を、前記シート内流路からの前記流路閉塞部材を取り出しに際しては、前記熱硬化後の熱可塑性樹脂の融点より高い温度に加熱して前記流路閉塞部材の周囲の前記シート内流路の周壁を溶融させるようにできる。こうすれば、シート内流路周壁の溶融により、流路閉塞部材の周壁とシート内流路の周壁との間に間隙を容易に形成できる。
【００１１】
このようにシート内流路周壁を溶融するに当たり、前記流路閉塞部材を中空部材とした上で、前記中空部材に前記熱硬化後の熱可塑性樹脂の融点より高い温度の流体を充填するようにできる。こうすれば、高温流体の中空部材への充填という簡便な手法で上記した間隙を形成できる。
【００１２】
また、前記流路閉塞部材を、前記ホットプレスの際の温度で膨張し、前記ホットプレス後の冷却において前記熱硬化後の前記シーリングシートにおける前記シート内流路より小さく収縮可能な熱膨張率を有する部材とするようにできる。こうすれば、流路閉塞部材自体の膨張と収縮により、流路閉塞部材の周壁とシート内流路の周壁との間に間隙を容易に形成できる。しかも、この間隙形成に際しての特段の処置も不要となるので、より簡便となる。
【００１３】
上記したいずれかの積層体の製造方法において、前記シート内流路を、前記プレートに開口部が塞がれる凹条とすることができる。こうすれば、熱可塑性樹脂製のシーリングシートにおけるシート内流路形成が容易となる。
【００１４】
また、前記プレートを、前記シート内流路の形成箇所に凹所を備えたものとし、前記シーリングシートにあっては、前記凹所に入り込む凸部を備え、該凸部の部位に、前記シート内流路を有するものとできる。こうすれば、プレートの凹所へのシートの凸部の入り込みにより、プレートとシーリングシートとの位置決めを図ることができるので、積層体におけるプレートとシーリングシートとのズレを抑制できる。
【００１５】
更に、前記積層体を燃料電池の電池セルとすることもでき、この場合には、前記対向するプレートをセパレーターとし、前記シーリングシートで電解質膜を含む発電部を前記領域として取り囲むようにできる。こうすれば、発電部にガス供給を図るための流路を確保した電池セルを容易に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例としての燃料電池を構成する電池セル１０を示す概略斜視図である。
【図２】電池セル１０の構成部材を斜視にて概略的に示す分解斜視図である。
【図３】図１における３−３線に沿った概略断面図である。
【図４】図１における４−４線に沿った概略断面図である。
【図５】図１における５−５線に沿った概略断面図である。
【図６】電池セル１０および燃料電池１００の製造手順を示す手順図である。
【図７】電池セル１０と流路閉塞体２１０との関係を概略的に示す説明図である。
【図８】流路閉塞体２１０のシート内流路挿入手前の状況を示す説明図である。
【図９】流路閉塞体２１０のシート内流路挿入状況を示す説明図である。
【図１０】減圧に伴う流路閉塞部材２１２の挙動を説明するための説明図である。
【図１１】燃料電池１００の製造の様子を斜視にて概略的に示す説明図である。
【図１２】図１０相当図であり第２実施例の要部の工程を示す説明図である。
【図１３】図１０相当図であり第３実施例の要部の工程を示す説明図である。
【図１４】図１０相当図であり第４実施例の要部の工程を示す説明図である。
【図１５】変形例の流路閉塞部材２１２Ｄを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、その実施例を図面に基づき説明する。図１は本発明の実施例としての燃料電池を構成する電池セル１０を示す概略斜視図、図２は電池セル１０の構成部材を斜視にて概略的に示す分解斜視図、図３は図１における３−３線に沿った概略断面図、図４は図１における４−４線に沿った概略断面図、図５は図１における５−５線に沿った概略断面図である。
【００１８】
図示するように、電池セル１０は、対向するセパレーター２０の間にシーリングシート３０を挟持してセパレーター２０を積層した積層体であって、水素と酸素との電気化学反応によって発電する発電単位となる。電池セル１０は、セル両端側に水素ガス通気用の水素ガスマニホールド５０〜５１と、冷却媒体（冷却水）循環用の冷却水マニホールド５２〜５３と、空気通気用の空気マニホールド５４〜５５とを並べて備える。これらマニホールドは、隣り合う電池セル間の流路を構成すると共に、各電池セル１０における水素ガス・空気の給排、および冷媒循環に関与する。
【００１９】
セパレーター２０は、ステンレスプレートを積層したいわゆる積層セパレーターであり、冷却水マニホールド５２〜５３には冷却水通水孔２８を開口させ、図４に示すようにセパレーター内部にはこの冷却水通水孔２８に繋がるセパレーター内流路２９を有する。この他、セパレーター２０は、水素ガスマニホールド５０〜５１の周囲に第１凹所２４を備え、空気マニホールド５４〜５５の周囲に第２凹所２６を備える。この第１凹所２４と第２凹所２６は、図２に示すようにセパレーター２０の上下面に位置する。
【００２０】
シーリングシート３０は、熱可塑性樹脂を用いて形成され、膜電極接合体３１を取り囲んで備える。膜電極接合体３１は、プロトン伝導性を有する電解質膜の両面に触媒層を接合した上で、それぞれの触媒層の表面にガス拡散層を接合して構成される。本実施例では、電解質膜として、ナフィオン（登録商標）等の固体高分子膜を用いるものとした。電解質膜として、固体酸化物等、他の電解質膜を用いるものとしてもよい。シーリングシート３０は、図３〜５に示すように、膜電極接合体３１の周縁を挟持するよう当該接合体を気密に取り囲み、接合体上下面の矩形凹所３２にカソード側多孔質体３４とアノード側多孔質体３６を組み込んで備える。この両多孔質体は、ガス拡散性および導電性を有する金属多孔体などの多孔質材料で形成され、水素ガス或いは空気を拡散しつつ膜電極接合体３１に供給するセル内ガス流路を形成する。シーリングシート３０は、対向するセパレーター２０に挟持されることで、図３〜図４に示すように、矩形凹所３２におけるカソード側多孔質体３４とアノード側多孔質体３６をその周囲においてシールする。
【００２１】
この他、シーリングシート３０は、水素ガスマニホールド５０〜５１の周囲に第１凸部４０を備え、空気マニホールド５４〜５５の周囲に第２凸部４４を備え、第１凸部４０には凹条の第１シート内流路４２を複数筋備え、第２凸部４４にも複数筋の凹条の第２シート内流路４６を備える。第１凸部４０と第２凸部４４は、図１〜図３に示すようにシーリングシート３０の上下面に位置し、セパレーター２０における第１凹所２４と第２凹所２６にそれぞれ嵌合するよう隆起形成されている。つまり、シーリングシート３０は、セパレーター２０が有する第１凹所２４と第２凹所２６に第１凸部４０と第２凸部４４とをそれぞれ嵌合させた上で、対向するセパレーター２０にて挟持される。この際、セパレーター２０のプレート面に沿った複数筋の第１シート内流路４２と第２シート内流路４６は、図３に示すようにセパレーター２０の第１凹所２４と第２凹所２６にてその開口部が塞がれることになる。こうして開口部が塞がれた第１シート内流路４２は、水素ガスマニホールド５０から矩形凹所３２のアノード側多孔質体３６に至るまでのシート内ガス流路となり、第２シート内流路４６にあっては、空気マニホールド５４から矩形凹所３２のカソード側多孔質体３４に至るまでのシート内ガス流路となる。他方の水素ガスマニホールド５１と空気マニホールド５５の側においても同様であり、シーリングシート３０は、セパレーター２０による挟持を経て、矩形凹所３２のカソード側多孔質体３４およびアノード側多孔質体３６に加え上記した各マニホールドについてもその周囲においてそれぞれシールする。
【００２２】
本実施例では、シーリングシート３０の第１凸部４０をセパレーター２０の第１凹所２４に嵌合させた上で、第１シート内流路４２を既述したようにアノード側多孔質体３６への流路とする。よって、第１シート内流路４２は、図５に示すように、第１凸部４０の頂上面から膜電極接合体３１の手前までの深さで形成されており、流路端部をアノード側多孔質体３６の周縁に対向させて、水素ガスマニホールド５０の通過ガスである水素ガスをアノード側多孔質体３６に導く。第２シート内流路４６についても同様であり、セル内のガス排出側の水素ガスマニホールド５１および空気マニホールド５５の側も同様である。カソード側多孔質体３４やアノード側多孔質体３６は、セパレーター２０の側に収容することも可能であり、この場合、第１シート内流路４２と第２シート内流路４６は、第１凸部４０と第２凸部４４の隆起部分についてのみ凹条に形成され、流路端部をセパレーター２０に収容済みのカソード側多孔質体３４或いはアノード側多孔質体３６の周縁に対向させる。
【００２３】
上記した電池セル１０では、水素ガスマニホールド５０から流れ込んだ水素ガスは、シーリングシート３０における複数筋の第１シート内流路４２を通過してアノード側多孔質体３６にて膜電極接合体３１に拡散供給され電気化学反応に供される。余剰分の水素ガスは、他方の水素ガスマニホールド５１の側の第１シート内流路４２を経て水素ガスマニホールド５１から排出される。空気にあっても、空気マニホールド５４からシーリングシート３０における複数筋の第２凸部４４を通過してカソード側多孔質体３４にて膜電極接合体３１に拡散供給され電気化学反応に供される。余剰分の空気は、他方の空気マニホールド５５の側の第２凸部４４を経て水素ガスマニホールド５１から排出される。これにより、電池セル１０は発電する。冷却水は、一方の冷却水マニホールド５２からセパレーター２０の冷却水通水孔２８を経てセパレーター内流路２９に流れ込み、他方の冷却水マニホールド５３の側の冷却水通水孔２８を経て冷却水マニホールド５３から排出され、電池セル１０を循環する。これにより、電池セル１０は、その発電期間において所定温度に冷却される。
【００２４】
次に、上記した電池セル１０の製造手順と、電池セル１０を用いた燃料電池の製造手順について説明する。図６は電池セル１０および燃料電池１００の製造手順を示す手順図である。
【００２５】
図示するように、燃料電池１００の製造に先だち電池セル１０を作製する（ステップＳ１００）。このステップＳ１００では、図２に示したセパレーター２０とシーリングシート３０とを準備し（ステップＳ１１０）、これらを図１に示すように積層する（ステップＳ１２０）。積層に際しては、既述したようにシーリングシート３０の第１凸部４０をセパレーター２０の第１凹所２４に、第２凸部４４を第２凹所２６に嵌合させる。これにより、図１に示す外見形状の電池セル１０となる。この場合、熱可塑性樹脂からなるシーリングシート３０は、既に膜電極接合体３１をその周囲に亘って取り囲むと共に、カソード側多孔質体３４とアノード側多孔質体３６についても収容済みであり、熱硬化を受けてはいない状態である。
【００２６】
次に、第１凸部４０の第１シート内流路４２および第２凸部４４の第２シート内流路４６の閉塞のため、流路治具２００が有する流路閉塞体２１０の上昇・挿入を行う（ステップＳ１３０）。図７は電池セル１０と流路閉塞体２１０との関係を概略的に示す説明図、図８は流路閉塞体２１０のシート内流路挿入手前の状況を示す説明図、図９は流路閉塞体２１０のシート内流路挿入状況を示す説明図である。
【００２７】
図７に示すように、流路治具２００は、第１シート内流路４２と第２シート内流路４６に対応する流路閉塞体２１０を備え、当該閉塞体を図示しない昇降機構および前進後退機構により昇降および前後退させる。流路閉塞体２１０は、水素ガスマニホールド５０および空気マニホールド５４の内部に入り込める大きさとされるほか、図７における上下・左右方向の位置については、シーリングシート３０における第１シート内流路４２と第２シート内流路４６の形成位置と合致されている。その上で、流路閉塞体２１０は、第１シート内流路４２或いは第２シート内流路４６に入り込む流路閉塞部材２１２を複数備える。流路閉塞体２１０は、それぞれの流路閉塞部材２１２を外形形状の収縮が可能な中空部材として備え、流路治具２００は、流路閉塞体２１０を経てそれぞれの流路閉塞部材２１２の内圧を減圧させる。流路閉塞部材２１２は、先端が閉塞した中空状とされており、内圧減圧により、外形形状を収縮させる。この外形収縮のタイミングおよび収縮の様子については後述する。
【００２８】
上記したステップＳ１３０では、流路治具２００は、図７に示すように電池セル１０の下方に位置する流路閉塞体２１０を流路治具２００により上昇させる。これにより、流路閉塞体２１０は、図８に示すように水素ガスマニホールド５０或いは空気マニホールド５４に進入し、それぞれの流路閉塞部材２１２を第１シート内流路４２および第２シート内流路４６のマニホールド側開口の手前に位置させる。その後、流路治具２００は、流路閉塞体２１０を前進させるので、それぞれの流路閉塞部材２１２は、図９に示すように該当する第１シート内流路４２或いは第２シート内流路４６にそれぞれ入り込み、各シート内流路をその流路長に亘って閉塞する。
【００２９】
流路閉塞部材２１２の流路内挿入後は、流路閉塞体２１０におけるそれぞれの流路閉塞部材２１２の内部を加圧する（ステップＳ１４０）。これにより、各流路閉塞部材２１２は、その外形形状を維持するので、後述のホットプレスの際のプレス圧に抗して各シート内流路の形状を維持しつつ、流路長に亘ってシート内流路を閉塞したままとする。流路閉塞部材２１２の加圧に際しては、中空の流路閉塞部材２１２に気体や液体を充填供給させておけばよい。この場合、流路閉塞部材２１２自体がプレス圧に抗して形状維持可能であれば、ステップＳ１４０での加圧を省略することもできる。
【００３０】
ステップＳ１４０に続いては、第１シート内流路４２および第２シート内流路４６が流路閉塞部材２１２にて閉塞された状態のまま、電池セル１０をホットプレス装置にてホットプレスする（ステップＳ１５０）。このホットプレスでは、熱可塑性樹脂製のシーリングシート３０の熱硬化が起き得る温度でプレスされ、その際のプレス圧は、熱硬化後のシーリングシート３０によるカソード側多孔質体３４およびアノード側多孔質体３６のシールと各マニホールドのシールが確保できる圧力とされる。そして、このホットプレスとその後の冷却を経ることで、熱可塑性樹脂製のシーリングシート３０は、熱硬化してその上下のセパレーター２０と一体となると共に、矩形凹所３２に収容済みのカソード側多孔質体３４およびアノード側多孔質体３６と各マニホールド並びに第１、第２のシート内流路をシールする。
【００３１】
ホットプレスに続いては、流路閉塞体２１０におけるそれぞれの流路閉塞部材２１２の内部を減圧する（ステップＳ１６０）。この場合、流路閉塞部材２１２は、ステップＳ１４０にて充填させていた流体の吸引を経て減圧される。図１０は減圧に伴う流路閉塞部材２１２の挙動を説明するための説明図である。図示するように、減圧前において第１シート内流路４２を閉塞していた流路閉塞部材２１２は、ステップＳ１６０での減圧によりその外形形状を収縮させるので、収縮済み流路閉塞部材２１２の周壁と第１シート内流路４２の周壁との間には、間隙４２Ｓが形成される。よって、この間隙４２Ｓの形成に続いて、流路閉塞体２１０の退避と降下を行う（ステップＳ１７０）。この際の流路閉塞体２１０の退避により流路閉塞部材２１２は第１シート内流路４２或いは第２シート内流路４６から引き抜かれ、図１に示す電池セル１０が得られる。
【００３２】
上記した一連の電池セル製造手順に続いては、得られた電池セル１０を用いて燃料電池１００を製造する（ステップＳ２００）。図１１は燃料電池１００の製造の様子を斜視にて概略的示す説明図である。この図１１に示すように、上記した手順で作成済みの電池セル１０を複数準備すると共に、既述したシーリングシート３０と同一形状のシーリングシート３０Ｓおよびその上下のカソード側多孔質体３４とアノード側多孔質体３６とを準備し、これらを積層する（ステップＳ２１０）。電池セル１０とシーリングシート３０Ｓおよびアノード・カソードの多孔質体は、燃料電池１００に求められる発電能力に応じた個数が準備される。シーリングシート３０Ｓは、燃料電池１００の製造過程ではホットプレスが取られないことから、締結荷重を受けてその上下の電池セル１０におけるセパレーター２０に対してカソード側多孔質体３４やアノード側多孔質体３６をシールをする。こうして電池セル１０が積層された電池セルスタックが得られると、この電池セルスタックを図示しない一対のエンドプレート間に挟持した上で、図示しない締結シャフトにてセル積層方向に締結する（ステップＳ２２０）。これにより、燃料電池１００が得られる。
【００３３】
以上説明した本実施例の電池セル１０の製造手法によれば、ステップＳ１５０におけるホットプレスの際に、シーリングシート３０の第１シート内流路４２および第２シート内流路４６にプレス圧を作用させるが、ホットプレス前にこれらシート内流路に挿入されて当該流路を閉塞する流路閉塞部材２１２にて流路形状を維持する（ステップＳ１３０〜１４０）。そして、ホットプレス終了後において、流路閉塞部材２１２の内部を減圧してその外形形状を収縮させ（ステップＳ１６０：図１０（Ｂ））、収縮済み流路閉塞部材２１２の周壁と第１シート内流路４２および第２シート内流路４６の周壁との間に間隙４２Ｓを形成する。このため、続くステップ１７０においては、第１シート内流路４２および第２シート内流路４６から流路閉塞部材２１２を容易に引き抜くことができ、第１、第２のシート内流路のそれぞれを閉塞等することなく電池セル１０のシーリングシート３０に残すことができる。従って、上記した本実施例の電池セル１０の製造手法によれば、対向するセパレーター２０を熱硬化したシーリングシート３０によりシールしつつ一体とした電池セル１０を、カソード側多孔質体３４やアノード側多孔質体３６へのガス流路確保を確実に図った上で容易に製造できる。
【００３４】
そして、本実施例では、減圧に伴う流路閉塞部材２１２の収縮により、第１シート内流路４２および第２シート内流路４６の周壁に間隙４２Ｓを容易に形成できるので、簡便である。
【００３５】
また、電池セル１０をいわゆるサブアッシー品として取り扱いつつ燃料電池１００を製造できるので、燃料電池１００についても容易に製造できる。
【００３６】
また、本実施例では、シーリングシート３０における第１シート内流路４２および第２シート内流路４６を、セパレーター２０の第１凹所２４或いは第２凹所２６で塞がれる凹条の流路とした。よって、第１シート内流路４２や第２シート内流路４６を閉塞した流路として形成する必要がないので、熱可塑性樹脂製のシーリングシート３０における第１シート内流路４２および第２シート内流路４６の形成が容易となる。
【００３７】
また、本実施例では、セパレーター２０において、第１凹所２４と第２凹所２６を設け、シーリングシート３０にあっては、これら凹所に嵌合する第１凸部４０と第２凸部４４に第１シート内流路４２と第２シート内流路４６を設けた。よって、セパレーター２０の第１凹所２４と第２凹所２６とをシート内流路の形成箇所とした上で、第１、第２の凹所への第１、第２の凸部の入り込みにより、セパレーター２０とシーリングシート３０との位置決めを図ることができる。このため、電池セル１０におけるセパレーター２０とシーリングシート３０とのズレを抑制できる。
【００３８】
次に、他の実施例について説明する。図１２は図１０相当図であり第２実施例の要部の工程を示す説明図である。図示するように、第２実施例の流路閉塞部材２１２Ａは、中空である点で流路閉塞部材２１２と共通するものの、第１シート内流路４２の周壁における間隙４２Ｓの形成において相違する。この第２実施例では、ホットプレスの前において流路閉塞部材２１２Ａを第１シート内流路４２に挿入させておき、ホットプレス後には、流路閉塞部材２１２Ａの内部に熱硬化後のシーリングシート３０の融点より高い温度の流体を充填供給する。
【００３９】
この高温流体の充填により、流路閉塞部材２１２Ａは、当該部材周壁に接していた第１シート内流路４２の周壁を溶融させるので、流路閉塞部材２１２Ａの周壁と第１シート内流路４２の周壁との間に容易に間隙４２Ｓが形成される（図１２（Ｂ））。よって、この実施例によれば、高温流体の流路閉塞部材２１２Ａへの充填という簡便な手法で上記した間隙４２Ｓを形成した上で、電池セル１０を容易に製造できる。
【００４０】
図１３は図１０相当図であり第３実施例の要部の工程を示す説明図である。図示するように、第３実施例の流路閉塞部材２１２Ｂは、第１シート内流路４２の周壁における間隙４２Ｓを樹脂溶融を経て形成する点で上記した第２実施例と共通するものの、樹脂溶融のための構成において相違する。この第３実施例の流路閉塞部材２１２Ｂは、高熱伝導率の性質を持った金属材料、例えば銅などで形成されており、ホットプレスの前においては既述したように第１シート内流路４２に挿入される。そして、ホットプレス後において、流路閉塞部材２１２Ｂ自体をシーリングシート３０の融点より高い温度まで加熱することで、流路閉塞部材２１２Ｂの周壁に接していた第１シート内流路４２の周壁を溶融させて間隙４２Ｓを形成する（図１３（Ｂ））。よって、この実施例によっても、流路閉塞部材２１２Ｂの加熱という簡便な手法で上記した間隙４２Ｓを形成した上で、電池セル１０を容易に製造できる。この場合、流路閉塞部材２１２Ｂを高熱伝導率の金属から形成したので、流路閉塞部材２１２Ｂを効率よく加熱できることから、第１シート内流路４２の周壁以外の箇所を不用意に溶融してしまうことを抑制でき好ましい。
【００４１】
図１４は図１０相当図であり第４実施例の要部の工程を示す説明図である。この第４実施例では、ホットプレスの際のプレス温度による流路閉塞部材２１２Ｃ自体の収縮により間隙４２Ｓを形成する点で相違する。流路閉塞部材２１２Ｃは、高い熱膨張率を持った金属材料、例えばアルミなどで形成されており、ホットプレスの前においては既述したように第１シート内流路４２に挿入される。そして、流路閉塞部材２１２Ｃは、ホットプレスの過程において、そのプレス温度により膨張して第１シート内流路４２の流路をやや拡張した上で流路形状を維持し、ホットプレス後の冷却を経ることで、流路閉塞部材２１２Ｃは、第１シート内流路４２より小さく収縮して、流路閉塞部材２１２Ｃの周壁に接していた第１シート内流路４２の周壁に間隙４２Ｓを形成する（図１４（Ｂ））。よって、この実施例では、流路閉塞部材２１２Ｃ自体の膨張と収縮により間隙４２Ｓを形成した上で、電池セル１０を容易に製造できる。しかも、間隙４２Ｓの形成に際しては、減圧や加熱等の特段の処置も不要となるので、より簡便に間隙４２Ｓを形成できる。
【００４２】
本発明は上記した実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々の態様で実施可能である。図１５は変形例の流路閉塞部材２１２Ｄを示す説明図である。この流路閉塞部材２１２Ｄは、先端が閉塞した中空形状をなし、長手方向の各周壁に、折り筋２１４を備える。よって、流路閉塞部材２１２Ｄを減圧してその外形形状を収縮させる場合、この流路閉塞部材２１２Ｄは、折り筋２１４を折り目として内側に谷折りされるよう、減圧に伴って収縮する（図１５（Ｂ））。このため、収縮後に形成される間隙４２Ｓを図１０で説明した場合より大きくできると共に、流路コーナーにおいても確実に隙間を形成できるので、流路閉塞部材２１２Ｄをより容易に第１シート内流路４２から引き抜くことができる。図１５では、矩形断面の流路閉塞部材２１２Ｄを示したが、流路閉塞部材２１２Ｄを一辺の長さがａの正方断面のものとした上でその厚みを薄くすれば、筋２１４での谷折り収縮により、収縮後の流路閉塞部材２１２Ｄの頂点の間隔は最大で（√２）ａ／２（＝０．７１ａ）まで狭くなり、流路閉塞部材２１２Ｄの引き抜きは簡便となる。
【００４３】
また、シーリングシート３０を介在させてセパレーター２０を積層した電池セル１０を積層体の例に挙げて説明したが、こうした電池セル以外の積層体、例えば、シーリングシートの両側に位置するプレートに流体を分配する分配器機としても適用できる。
【符号の説明】
【００４４】
１０…電池セル
２０…セパレーター
２４…第１凹所
２６…第２凹所
２８…冷却水通水孔
２９…セパレーター内流路
３０、３０Ｓ…シーリングシート
３１…膜電極接合体
３２…矩形凹所
３４…カソード側多孔質体
３６…アノード側多孔質体
４０…第１凸部
４２…第１シート内流路
４２Ｓ…間隙
４４…第２凸部
４６…第２シート内流路
５０〜５１…水素ガスマニホールド
５２〜５３…冷却水マニホールド
５４〜５５…空気マニホールド
１００…燃料電池
２００…流路治具
２１０…流路閉塞体
２１２、２１２Ａ〜２１２Ｄ…流路閉塞部材
２１４…折り筋
【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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