(57)【要約】      （修正有）【課題】金属板の形状や位置のばらつきが抑制された燃料電池用セパレータの製造方法の提供。【解決手段】第１金型７０と第２金型８０との間で、第１金型７０側に第１導電性樹脂シート２０ａ’が位置し、第２金型側８０に第２導電性樹脂シート２０ｂ’が位置し、第１及び第２導電性樹脂シート２０ａ’、ｂ’の間に平板状の金属板２０ｃ’が位置するように、金属板２０ｃ’と第１及び第２導電性樹脂シート２０ａ’、ｂ’とを配置する工程と、金属板２０ｃ’と第１及び第２導電性樹脂シート２０ａ’、ｂ’とを第１及び第２金型７０、８０を用いて加熱プレス加工することにより、金属板２０ｃ’と第１及び第２導電性樹脂シート２０ａ’、ｂ’とに流路溝を形成する工程と、を備え、第１側面７３，７７上には、第１側面７３，７７から突出した第１突出部７３ｄ，７７ｄが形成されている、燃料電池用セパレータの製造方法。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１凸面及び第１凹面、前記第１凸面及び第１凹面の間を繋ぐ第１側面、を有した第１金型と、前記第１凸面及び第１凹面にそれぞれ対向した第２凹面及び第２凸面、前記第１側面に対向して前記第２凹面及び第２凸面の間を繋ぐ第２側面、を有した第２金型と、の間で、前記第１金型側に第１導電性樹脂シートが位置し、前記第２金型側に第２導電性樹脂シートが位置し、前記第１及び第２導電性樹脂シートの間に平板状の金属板が位置するように、前記金属板と前記第１及び第２導電性樹脂シートとを配置する工程と、
前記金属板と前記第１及び第２導電性樹脂シートとを前記第１及び第２金型を用いて加熱プレス加工することにより、前記金属板と前記第１及び第２導電性樹脂シートとに流路溝を形成する工程と、を備え、
前記第１側面上には、当該第１側面から突出した第１突出部が形成されている、燃料電池用セパレータの製造方法。
【請求項２】
前記第１及び第２金型が最も接近した状態で、前記第１凸面と前記第２凹面との距離及び前記第１凹面と前記第２凸面との距離の少なくとも一方は、前記第１側面と前記第２側面との距離よりも小さく、
前記第１突出部は、前記第１側面からの突出幅よりも、前記第１凸面及び第１凹面が並んだ方向に直交する方向の長さの方が長い、請求項１の燃料電池用セパレータの製造方法。
【請求項３】
前記第１突出部は、前記第１凹面よりも前記第１凸面に近い、請求項１又は２の燃料電池用セパレータの製造方法。
【請求項４】
前記第１及び第２金型が最も接近した状態で、前記第１側面と前記第２側面との距離は、前記第１凹面と前記第２凸面との距離よりも大きく、
前記第１突出部は、前記第１凸面よりも前記第１凹面に近い、請求項１又は２の燃料電池用セパレータの製造方法。
【請求項５】
前記第１突出部は、前記第１側面と前記第１凹面とに跨って形成されている、請求項１又は２の燃料電池用セパレータの製造方法。
【請求項６】
前記第２側面上には、当該第２側面から突出した第２突出部が形成されている、請求項１乃至５の何れかの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、燃料電池用セパレータの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
膜電極ガス拡散層接合体を挟持する一対のセパレータを備えた燃料電池が知られている。このようなセパレータには断面が波形状の流路溝が形成されており、流路溝の膜電極ガス拡散層接合体側を反応ガスが流通し、反対側を冷媒が流通する。また、セパレータには、金属板と、金属板の両面に設けられた導電性樹脂層とから構成されたものが知られており、流路溝では、導電性樹脂層と共に金属板も断面が波形状となるように形成されている（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２００３−２９７３８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このようなセパレータの製造方法は、平板状の金属板をシート状の導電性樹脂層で挟んだ状態で金型により加熱プレス加工することが考えられる。この場合、金属板は２つの導電性樹脂層で挟まれた状態で加熱プレス加工されるため、金属板の形状や位置がばらつく可能性がある。
【０００５】
そこで本発明は、金属板の形状や位置のばらつきが抑制された燃料電池用セパレータの製造方法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】
【０００６】
上記目的は、第１凸面及び第１凹面、前記第１凸面及び第１凹面の間を繋ぐ第１側面、を有した第１金型と、前記第１凸面及び第１凹面にそれぞれ対向した第２凹面及び第２凸面、前記第１側面に対向して前記第２凹面及び第２凸面の間を繋ぐ第２側面、を有した第２金型と、の間で、前記第１金型側に第１導電性樹脂シートが位置し、前記第２金型側に第２導電性樹脂シートが位置し、前記第１及び第２導電性樹脂シートの間に平板状の金属板が位置するように、前記金属板と前記第１及び第２導電性樹脂シートとを配置する工程と、前記金属板と前記第１及び第２導電性樹脂シートとを前記第１及び第２金型を用いて加熱プレス加工することにより、前記金属板と前記第１及び第２導電性樹脂シートとに流路溝を形成する工程と、を備え、前記第１側面上には、当該第１側面から突出した第１突出部が形成されている、燃料電池用セパレータの製造方法によって達成できる。
【０００７】
第１金型の第１側面上に第１突出部が形成されているため、加熱プレス加工時において、第１金型の第１突出部と第２金型の第２側面との間での金属板の領域の位置が制限され、この結果、金属板の形状や位置のばらつきを抑制できる。
【０００８】
前記第１及び第２金型が最も接近した状態で、前記第１凸面と前記第２凹面との距離及び前記第１凹面と前記第２凸面との距離の少なくとも一方は、前記第１側面と前記第２側面との距離よりも小さく、前記第１突出部は、前記第１側面からの突出幅よりも、前記第１凸面及び第１凹面が並んだ方向に直交する方向の長さの方が長くてもよい。
【０００９】
前記第１突出部は、前記第１凹面よりも前記第１凸面に近くてもよい。
【００１０】
前記第１及び第２金型が最も接近した状態で、前記第１側面と前記第２側面との距離は、前記第１凹面と前記第２凸面との距離よりも大きく、前記第１突出部は、前記第１凸面よりも前記第１凹面に近くてもよい。
【００１１】
前記第１突出部は、前記第１側面と前記第１凹面とに跨って形成されていてもよい。
【００１２】
前記第２側面上には、当該第２側面から突出した第２突出部が形成されていてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
金属板の形状や位置のばらつきが抑制された燃料電池用セパレータの製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、燃料電池の単セルの分解斜視図である。
【図２】図２Ａは、単セルが複数積層された燃料電池の部分断面図であり、図２Ｂは、セパレータの部分拡大断面図である。
【図３】図３は、セパレータの製造方法を示すフローチャートである。
【図４】図４Ａ〜４Ｃは、セパレータの製造の際に用いられる金型の説明図である。
【図５】図５Ａ及び図５Ｂは、セパレータの製造方法の説明図である。
【図６】図６Ａは、第１変形例の金型の部分断面図であり、図６Ｂは、第２変形例の金型の部分断面図であり、図６Ｃは、第３変形例の金型の部分断面図であり、図６Ｄは、第４変形例の金型の部分拡大図である。
【図７】図７は、第５変形例の金型によって製造されるセパレータの部分拡大断面図である。
【図８】図８Ａ及び図８Ｂは、第５変形例の金型の部分拡大図である。
【図９】図９Ａ及び図９Ｂは、第５変形例の金型を用いたセパレータの製造方法の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、燃料電池１の単セル２の分解斜視図である。燃料電池１は、単セル２が複数積層されることで構成される。図１では、一つの単セル２のみを示し、その他の単セルについては省略してある。単セル２は、図１に示したＺ方向で他の単セルと共に積層される。単セル２は略矩形状であり、単セル２の長手方向及び短手方向がそれぞれ図１に示してＹ方向及びＸ方向に相当する。
【００１６】
燃料電池１は、反応ガスとして燃料ガス（例えば水素）と酸化剤ガス（例えば酸素）の供給を受けて発電する固体高分子型燃料電池である。単セル２は、膜電極ガス拡散層接合体１０（以下、ＭＥＧＡ（Membrane Electrode Gas diffusion layer Assembly）と称する）と、ＭＥＧＡ１０を支持する支持フレーム１８と、ＭＥＧＡ１０を挟持するカソードセパレータ２０及びアノードセパレータ４０（以下、セパレータと称する）とを含む。ＭＥＧＡ１０は、カソードガス拡散層１６ｃ及びアノードガス拡散層１６ａ（以下、拡散層と称する）を有している。支持フレーム１８は、略枠状であって内周側がＭＥＧＡ１０の周縁領域に接合されている。
【００１７】
セパレータ２０の２つの短辺の一方側には孔ｃ１〜ｃ３が形成され、他方側には孔ｃ４〜ｃ６が形成されている。同様に、支持フレーム１８の２つの短辺の一方側には孔ｓ１〜ｓ３が形成され、他方側には孔ｓ４〜ｓ６が形成されている。同様に、セパレータ４０の２つの短辺の一方側には孔ａ１〜ａ３が形成され、他方側には孔ａ４〜ａ６が形成されている。孔ｃ１、ｓ１、及びａ１は連通してカソード入口マニホールドを画定する。同様に、孔ｃ２、ｓ２、及びａ２は、冷媒入口マニホールドを、孔ｃ３、ｓ３、及びａ３はアノード出口マニホールドを、孔ｃ４、ｓ４、及びａ４はアノード入口マニホールドを、孔ｃ５、ｓ５、及びａ５は冷媒出口マニホールドを、孔ｃ６、ｓ６、及びａ６はカソード出口マニホールドを画定する。尚、本実施例の燃料電池１では、冷媒としては液体である冷却水が用いられる。
【００１８】
ＭＥＧＡ１０に対向するセパレータ４０の面には、アノード入口マニホールドとアノード出口マニホールドとを連通して燃料ガスが流れるアノード流路溝４０Ａ（以下、流路溝と称する）が形成されている。ＭＥＧＡ１０に対向するセパレータ２０の面には、カソード入口マニホールドとカソード出口マニホールドとを連通して酸化剤ガスが流れるカソード流路溝２０Ａ（以下、流路溝と称する）が形成されている。セパレータ４０の流路溝４０Ａとは反対側の面、及びセパレータ２０の流路溝２０Ａとは反対側の面には、冷媒入口マニホールドと冷媒出口マニホールドとを連通し冷媒が流れる冷媒流路溝２０Ｂ及び４０Ｂ（以下、流路溝と称する）がそれぞれ形成されている。流路溝２０Ａ及び２０Ｂはセパレータ２０の長手方向（Ｙ方向）に延びている。流路溝４０Ａ及び４０Ｂも同様に、セパレータ４０の長手方向（Ｙ方向）に延びている。
【００１９】
図２Ａは、単セル２が複数積層された燃料電池１の部分断面図である。図２Ａでは、１つの単セル２のみを図示し、その他の単セルについては省略してある。図２Ａに示した断面は、Ｙ方向に直交する断面である。
【００２０】
ＭＥＧＡ１０は、拡散層１６ａ及び１６ｃと、膜電極接合体（以下、ＭＥＡ（Membrane Electrode Assembly）と称する）１１とを有している。ＭＥＡ１１は、電解質膜１２と、電解質膜１２の一方の面及び他方の面のそれぞれに形成されたアノード触媒層１４ａ及びカソード触媒層１４ｃ（以下、触媒層と称する）とを含む。電解質膜１２は、湿潤状態で良好なプロトン伝導性を示す固体高分子薄膜であり、例えばフッ素系のイオン交換膜である。触媒層１４ａ及び１４ｃは、例えば白金（Ｐｔ）などを担持したカーボン担体とプロトン伝導性を有するアイオノマとを含む触媒インクを、電解質膜１２に塗布することにより形成される。拡散層１６ａ及び１６ｃは、ガス透過性及び導電性を有する材料、例えば炭素繊維や黒鉛繊維などの多孔質の繊維基材で形成されている。拡散層１６ａ及び１６ｃは、それぞれ触媒層１４ａ及び１４ｃに接合されている。
【００２１】
セパレータ２０は、金属板２０ｃと、金属板２０ｃの拡散層１６ｃ側に形成された導電性樹脂層２０ａ（以下、単に樹脂層と称する）と、金属板２０ｃの拡散層１６ｃとは反対側に形成された導電性樹脂層２０ｂ（以下、単に樹脂層と称する）とにより形成されている。金属板２０ｃの材料は特に限定されないが、ステンレス、チタン、アルミニウム、鉄、銅などが使用できる。樹脂層２０ａ及び２０ｂは、樹脂バインダ中に導電粒子が分散されて形成されている。導電粒子は、例えばカーボンまたはステンレス、チタン、金等の金属の導電性を有する粒子、およびそれらの組み合わせから適宜選択できる。樹脂バインダは、エポキシ、フェノール等の熱硬化樹脂やポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンナフタレート等の熱可塑樹脂やそれらの組み合わせから適宜選択できる。樹脂層２０ａ及び２０ｂの少なくとも一方は、更に、硬化促進剤や、フッ素系などの離型剤等を含んでもよい。金属板２０ｃはこのような樹脂層２０ａ及び２０ｂにより被覆されているため、セパレータ２０全体の導通性を確保しつつ、金属板２０ｃの耐食性の低下が抑制されている。また、金属板２０ｃを用いることにより、セパレータ２０の一方の面を流通する酸化剤ガスと他方の面を流通する冷媒との間の気密性も確保されている。
【００２２】
セパレータ４０も同様に、金属板４０ｃと、金属板４０ｃの拡散層１６ａ側に形成された導電性樹脂層４０ａ（以下、単に樹脂層と称する）と、金属板４０ｃの拡散層１６ａとは反対側に形成された導電性樹脂層４０ｂ（以下、単に樹脂層と称する）とにより形成されている。セパレータ２０について、以下に詳細に説明する。尚、セパレータ４０は、セパレータ２０とほぼ同様の構成であるため、詳細な説明は省略する。
【００２３】
流路溝２０Ａ、２０Ｂ、４０Ａ、及び４０Ｂは、Ｙ方向から見てその断面形状は波形状であり、樹脂層２０ａ、２０ｂ、４０ａ、及び４０ｂと、金属板２０ｃ及び４０ｃともその断面形状は波形状である。流路溝２０Ａ及び２０Ｂは、Ｘ方向、即ち流路溝２０Ａ及び２０Ｂが並んだ方向に繰り返し連続した、凸部２１、側部２３、凸部２５、側部２７、凸部２１…により画定されている。凸部２１は、拡散層１６ｃに接触するように拡散層１６ｃ側に突出している。凸部２５は、拡散層１６ｃには接触せずに拡散層１６ｃとは反対側に突出している。側部２３は、凸部２１と凸部２１よりも＋Ｘ方向側にある凸部２５との間で傾斜して連続している。側部２７は、凸部２５と凸部２５よりも＋Ｘ方向側にある凸部２１との間で傾斜して連続している。
【００２４】
拡散層１６ｃ側で、側部２３、凸部２５、及び側部２７により囲まれた空間が、セパレータ２０の流路溝２０Ａとして画定される。また、凸部２５は図２Ａに示した単セル２の上方側に隣接する不図示の他の単セルのアノードセパレータに当接する。この不図示のアノードセパレータ側で、凸部２１と、側部２３及び２７とにより囲まれた空間がセパレータ２０の流路溝２０Ｂとして画定される。このように流路溝２０Ａ及び２０Ｂは、セパレータ２０に表裏一体に形成されている。流路溝２０Ａ及び２０Ｂは、金属板２０ｃと樹脂層２０ａ及び２０ｂとが加熱プレス加工されて形成された流路溝の一例である。
【００２５】
同様に流路溝４０Ａ及び４０Ｂは、Ｘ方向に繰り返し連続した、凸部４１、側部４３、凸部４５、側部４７、凸部４１…により画定されている。凸部４１は、拡散層１６ａに接触するように拡散層１６ａ側に突出している。凸部４５は、拡散層１６ａには接触せずに拡散層１６ａとは反対側に突出している。側部４３は、凸部４１と凸部４１よりも＋Ｘ方向側にある凸部４５との間で傾斜して連続している。側部４７は、凸部４５と凸部４５よりも＋Ｘ方向側にある凸部４１との間を傾斜して連続している。
【００２６】
拡散層１６ａ側で、側部４３、凸部４５、及び側部４７により囲まれた空間が、セパレータ４０の流路溝４０Ａとして画定される。また、凸部４５は図２Ａに示した単セル２の下方側に隣接する不図示の他の単セルのカソードセパレータに当接する。この不図示のカソードセパレータ側で、凸部４１と、側部４３及び４７とにより囲まれた空間がセパレータ４０の流路溝４０Ｂとして画定される。
【００２７】
図２Ｂは、セパレータ２０の部分拡大断面図である。金属板２０ｃは、面２０ｃ１と、面２０ｃ１とは反対側の面２０ｃ２とを有している。面２０ｃ１及び２０ｃ２は、それぞれ樹脂層２０ａ及び２０ｂにより被覆されている。また、セパレータ２０は、凸部２１及び側部２３間で湾曲し、側部２３及び凸部２５間で、凸部２５及び側部２７間で、側部２７及び凸部２１間でも湾曲している。セパレータ２０全体の厚みは、各箇所で略均一である。凸部２１及び２５は、Ｘ方向に互いに略平行であって略直線状である。側部２３は、凸部２１から＋Ｘ方向側に向かって＋Ｘ方向及び＋Ｚ方向の間で傾斜しており、略直線状である。側部２７は、凸部２５から＋Ｘ方向側に向かって＋Ｘ方向及び−Ｚ方向の間で傾斜しており、略直線状である。
【００２８】
ここで、凸部２１、側部２３、凸部２５、及び側部２７のそれぞれでの樹脂層２０ａ及び２０ｂの外面を、凸面２１ａ及び凹面２１ｂ、側面２３ａ及び２３ｂ、凹面２５ａ及び凸面２５ｂ、及び側面２７ａ及び２７ｂとする。また、凸部２１、側部２３、凸部２５、及び側部２７のそれぞれでの金属板２０ｃの領域を、凸域２１ｃ、側域２３ｃ、凸域２５ｃ、及び側域２７ｃとする。
【００２９】
凸面２１ａ及び２５ｂと凹面２１ｂ及び２５ａとは、Ｘ方向に互いに略平行である。側面２３ａ及び２３ｂは互いに略平行である。凸面２１ａ及び２５ｂは、それぞれ金属板２０ｃの面２０ｃ１及び２０ｃ２側に位置している。側面２７ａ及び２７ｂは互いに略平行ある。側面２３ａ及び２３ｂと、側面２７ａ及び２７ｂとは、凸部２５の中心を通過するＸ方向に垂直な面に対して略対称である。凸面２１ａ及び２５ｂと凹面２１ｂ及び２５ａとは平坦であるが、凸面２１ａ及び凹面２１ｂの間にある凸域２１ｃは−Ｚ方向、換言すれば面２０ｃ１側に僅かに凸となるように湾曲している。これに対して、凹面２５ａ及び凸面２５ｂの間にある凸域２５ｃは＋Ｚ方向、換言すれば面２０ｃ２側に僅かに凸となるように湾曲している。尚、側面２３ａ、２３ｂ、２７ａ、及び２７ｂも平坦であるがこれに限定されない。
【００３０】
樹脂層２０ａの側面２３ａ及び２７ａのそれぞれに窪み部２３ａｄ及び２７ａｄが形成され、樹脂層２０ｂの側面２３ｂ及び２７ｂのそれぞれに窪み部２３ｂｄ及び２７ｂｄが形成されている。窪み部２３ａｄ及び２３ｂｄは、Ｘ方向で近接しており、窪み部２７ａｄ及び２７ｂｄも同様である。金属板２０ｃの側域２３ｃは、窪み部２３ａｄ及び２３ｂｄから僅かに離れて両者の間を通過するように湾曲している。同様に、側域２７ｃも窪み部２７ａｄ及び２７ｂｄから僅かに離れて両者の間を通過するように湾曲している。ここで、上述したようにセパレータ２０は加熱プレス加工により形成されるが、加熱プレス加工の際には、平板状の金属板が金型でプレスされて図２に示した金属板２０ｃとなるように変形される。セパレータ２０内での金属板２０ｃの側域２３ｃ及び２７ｃの形状や位置は、窪み部２３ａｄ、２３ｂｄ、２７ａｄ、及び２７ｂｄに対応した金型の一部分により、規定されている。詳しくは後述する。
【００３１】
また、上述したように凸面２５ｂは平坦であるため、このセパレータ２０の凸面２５ｂとセパレータ２０に隣接した他の単セルのセパレータとの接触面積を確保できる。これにより、セパレータ２０と隣接する他のセルのセパレータとの間の電気抵抗の増大が抑制される。
【００３２】
同様に、凸面２１ａも平坦である。このため、セパレータ２０の凸面２１ａと拡散層１６ｃとの接触面積を確保できる。これにより、セパレータ２０とセパレータ４０との間でＭＥＧＡ１０を安定した状態で挟持できる。ＭＥＡ１１を十分な挟持力で保持することができ、挟持力が弱い領域でＭＥＡ１１が膨潤及び伸縮を繰り返して強度が低下することを抑制できる。
【００３３】
次に、セパレータ２０の製造方法について説明する。図３は、セパレータ２０の製造方法を示すフローチャートである。図４Ａ〜４Ｃは、セパレータ２０の製造の際に用いられる金型７０及び８０の説明図である。図４Ａは、金型７０及び８０の外観を示しており、図４Ｂ及び図４Ｃはそれぞれ金型８０及び７０の部分拡大図である。図５Ａ及び図５Ｂは、セパレータ２０の製造方法の説明図である。セパレータ２０は上述したように加熱プレス加工により製造される。尚、図４Ｂ、図４Ｃ、図５Ａ、及び図５Ｂにおいては、金型の一部分を拡大した断面で示している。まず、金型７０及び８０を加熱プレス装置にセットする（ステップＳ１０）。
【００３４】
図４Ａに示すように、金型７０の金型８０側の面には、Ｙ方向に延びた複数の溝７０Ａが形成されており、Ｘ方向に波形状となっている。同様に金型８０の金型７０側の面には、Ｙ方向に延びた複数の溝８０Ａが形成されており、Ｘ方向に波形状となっている。また、金型７０の金型８０側の面には、溝７０ＡをＹ方向から挟むように、凹み部７０ｃ１〜７０ｃ３と凹み部７０ｃ４〜７０ｃ６とが形成されている。同様に、金型８０の金型７０側の面には、溝８０ＡをＹ方向から挟むように、凹み部８０ｃ１〜８０ｃ３と凹み部８０ｃ４〜８０ｃ６とが形成されている。溝７０Ａ及び８０Ａは、セパレータ２０の流路溝２０Ａ及び２０Ｂを形成するための部分である。凹み部７０ｃ１〜７０ｃ６と凹み部８０ｃ１〜８０ｃ６は、互いに対向しており、孔ｃ１〜ｃ６を形成するための部分である。
【００３５】
図４Ｂに示すように溝８０Ａは、Ｘ方向に順に形成された凸面８１、側面８３、凹面８５、側面８７、凸面８１…により画定される。凹面８５は、凸面８１よりも金型７０側から退避しており、凸面８１は凹面８５よりも金型７０側に突出している。凸面８１と凹面８５とは互いにＸ方向に略平行であって平坦に形成されている。側面８３は、凸面８１と凸面８１よりも＋Ｘ方向側にある凹面８５との間に位置して傾斜しており、両面の間を繋いでいる。側面８７は、凹面８５と凹面８５よりも＋Ｘ方向側にある凸面８１との間に位置して傾斜しており、両面の間を繋いでいる。側面８３及び８７のそれぞれには、側面８３及び８７のそれぞれから金型７０側に部分的に突出した突出部８３ｄ及び８７ｄがＹ方向、即ち溝８０Ａが延びた方向に連続して形成されている。突出部８３ｄ及び８７ｄは、溝８０Ａが延びたＹ方向で、それぞれ側面８３及び８７の全面にわたって形成されている。
【００３６】
突出部８３ｄ及び８７ｄは、特に限定しないが、それぞれ側面８３及び８７のＸ方向での略中心に設けられている。側面８３からの突出部８３ｄの突出高さ及び突出幅は、特に限定しないが、Ｙ方向で一定であり、側面８７からの突出部８７ｄの突出高さ及び突出幅についても同様である。また、突出部８３ｄ及び８７ｄのそれぞれの外面の形状は特に限定しないが、Ｙ方向に垂直な断面視で滑らかに湾曲した形状である。突出部８３ｄ及び８７ｄは、それぞれ図２Ｂに示した窪み部２３ｂｄ及び２７ｂｄに対応している。
【００３７】
図４Ｃに示すように溝７０Ａは、Ｘ方向に順に形成された凹面７１、側面７３、凸面７５、側面７７、凹面７１…により画定される。凸面７５は、凹面７１よりも金型８０側に突出しており、凹面７１は凸面７５よりも金型８０側から退避している。凹面７１と凸面７５とは互いにＸ方向に略平行であって平坦に形成されている。側面７３は、凹面７１と凹面７１よりも＋Ｘ方向側にある凸面７５との間に位置して傾斜しており、両面の間を繋いでいる。側面７７は、凸面７５と凸面７５よりも＋Ｘ方向側にある凹面７１との間に位置しており、両面の間を繋いでいる。側面７３及び７７のそれぞれには、側面７３及び７７のそれぞれから金型８０側に部分的に突出した突出部７３ｄ及び７７ｄがＹ方向、即ち溝７０Ａが延びた方向に連続して形成されている。突出部７３ｄ及び７７ｄは、溝７０Ａが延びたＹ方向で、それぞれ側面７３及び７７の全面にわたって形成されている。
【００３８】
突出部７３ｄ及び７７ｄは、特に限定しないが、それぞれ側面７３及び７７のＸ方向での略中心に設けられている。側面７３からの突出部７３ｄの突出高さ及び突出幅は、特に限定しないが、Ｙ方向で一定であり、側面７７からの突出部７７ｄの突出高さ及び突出幅についても同様である。また、突出部７３ｄ及び７７ｄのそれぞれの外面の形状は特に限定しないが、Ｙ方向に垂直な断面視で滑らかに湾曲した形状である。突出部７３ｄ及び７７ｄは、それぞれ図２Ｂに示した窪み部２３ａｄ及び２７ａｄに対応している。
【００３９】
突出部７３ｄ、７７ｄ、８３ｄ、及び８７ｄを除いて、凹面７１、側面７３、凸面７５、及び側面７７はそれぞれ凸面８１、側面８３、凹面８５、及び側面８７と互いに相補形状である。金型７０及び８０は、凹面７１、側面７３、突出部７３ｄ、凸面７５、側面７７、及び突出部７７ｄがそれぞれ凸面８１、側面８３、突出部８３ｄ、凹面８５、側面８７、及び突出部８７ｄと対向するように予め配置されている。従って、突出部７３ｄ及び８３ｄは、Ｘ方向で近接しており、突出部７７ｄ及び８７ｄも同様である。
【００４０】
上記の各面の角度は、上述したセパレータ２０の外面に対応するように以下に設定されている。具体的には、凹面７１と側面７３との間の金型７０の外側の角度、側面７７と凹面７１との間の金型７０の外側の角度、側面８３と凹面８５との間の金型８０の外側の角度、凹面８５と側面８７との間の金型８０の外側の角度は、それぞれ９０度以上１８０度未満に設定されている。側面７３と凸面７５との間の金型７０の外側の角度、凸面７５と側面７７との間の金型７０の外側の角度、凸面８１と側面８３との間の金型８０の外側の角度、側面８７と凸面８１との間の金型８０の外側の角度は、それぞれ１８０度を超えて２７０度以下に設定されている。
【００４１】
次に、図５Ａに示すように、金型７０側に導電性樹脂シート（以下、樹脂シートと称する）２０ａ´が位置し、金型８０側に樹脂シート２０ｂ´が位置し、樹脂シート２０ａ´及びｂ´の間に平板状の金属板２０ｃ´を位置するようにこれらを配置する（ステップＳ２０）。金属板２０ｃ´は、製造後のセパレータ２０の金属板２０ｃを構成する。樹脂シート２０ａ´及び２０ｂ´は、製造後のセパレータ２０の樹脂層２０ａ及び２０ｂを構成する。樹脂シート２０ａ´及び２０ｂ´は、例えば樹脂バインダとして熱硬化性樹脂が用いられている場合には、熱硬化性樹脂の硬化温度よりも低い温度にまで加熱して半硬化状態にして予めシート状に成形したものである。次に図５Ｂに示すように、樹脂シート２０ａ´及び２０ｂ´と金属板２０ｃ´とを金型７０及び８０により加熱プレス加工をする（ステップＳ３０）。
【００４２】
加熱プレス加工が開始されると、樹脂シート２０ａ´及び２０ｂ´と金属板２０ｃ´とは積層された状態で、凸面７５は樹脂シート２０ａ´を金型８０側に押圧し、凸面８１は樹脂シート２０ｂ´を金型７０側に押圧し、樹脂シート２０ａ´及び２０ｂ´と金属板２０ｃ´とは一体的に金型７０及び８０の形状に沿うように湾曲する。ここで、樹脂シート２０ａ´及び２０ｂ´は前述のように半硬化状態であり、金属板２０ｃ´に較べて十分に柔らかい。したがって、樹脂シート２０ａ´及び２０ｂ´はそれぞれ金型７０及び８０の形状に沿うように変形するが、金属板２０ｃ´の変形量は、樹脂シート２０ａ´及び２０ｂ´よりも小さくなる。
【００４３】
金型７０及び８０が更に接近すると、突出部７３ｄ及び８３ｄにより樹脂シート２０ａ´及び２０ｂ´を介して金属板２０ｃ´が部分的に挟持され、同様に突出部７７ｄ及び８７ｄによっても金属板２０ｃ´が部分的に挟持される。これは、突出部７３ｄと突出部８３ｄとの隙間や突出部７７ｄと突出部８７ｄとの隙間は、それ以外の部位の隙間、例えば凸面７５及び凹面８５の間の隙間より狭いからである。このため、金属板２０ｃ´は、突出部７３ｄと突出部８３ｄとにより金型７０及び８０の間での位置が制限され、突出部７７ｄ及び８７ｄにより、金型７０及び８０の間での位置が制限される。この結果、加熱プレス加工時における金属板２０ｃ´の形状や位置のばらつきが抑制され、図５Ｂに示すように、突出部７３ｄ、８３ｄ、７７ｄ、及び８７ｄにより側域２３ｃ及び２７ｃの位置が規定されて、図２Ｂに示した形状と同じ金属板２０ｃが形成される。特に、金属板２０ｃの側域２３ｃ及び２７ｃは、凸域２１ｃ及び２５ｃと比較して、当初平板状であった金属板２０ｃ´から最も大きく曲げられている領域である。このような加熱プレス加工において変形量が大きい金属板２０ｃ´の領域の位置を規定することにより、より効果的に金属板２０ｃ全体の位置や形状のばらつきを抑制できる。また樹脂シート２０ａ´及び２０ｂ´も変形及び圧縮されて、図５Ｂに示すように、図２Ｂに示した形状と同じ樹脂層２０ａ及び２０ｂが形成される。例えば、金型７０及び８０のそれぞれに突出部７３ｄ及び８３ｄが設けられていない場合、金属板２０ｃの側域２３ｃが側面２３ａ側に近寄りすぎて、側域２３ｃと凸域２５ｃとの間の領域の曲率が増大して剛性が低下する可能性がある。また、側域２３ｃが側面２３ｂ側に近寄りすぎると、凸域２１ｃと側域２３ｃとの間の領域の曲率が増大して剛性が低下する可能性がある。本実施例では、このような問題が生じることが抑制されている。また、セパレータ２０内での金属板２０ｃの位置のばらつきが抑制されることにより、セパレータ２０の性能、例えば導通性や耐久性等のばらつきも抑制される。
【００４４】
上述したように突出部７３ｄ及び８３ｄは、成型後の金属板２０ｃの側域２３ｃの位置を規定するが、上述したように側域２３ｃは凸域２１ｃ及び２５ｃに隣接している。このため、側域２３ｃの位置を規定することにより、側域２３ｃに隣接した凸域２１ｃ及び２５ｃの位置もある程度規定される。同様に、突出部７７ｄ及び８７ｄは、凸域２５ｃ及び２１ｃに隣接した側域２７ｃの位置を規定するため、側域２７ｃの位置を規定することにより、側域２７ｃに隣接した凸域２５ｃ及び２１ｃの位置も規定できる。このように、側域２３ｃ及び２７ｃの位置を規定することにより、金属板２０ｃの各領域での位置を規定でき、金属板２０ｃの各領域での位置のばらつきを効果的に抑制できる。
【００４５】
図５Ｂに示すように、突出部８３ｄ及び８７ｄにより、凸部２５の樹脂層２０ｂはＸ方向で挟持されている。このため加熱プレス加工時において、凹面８５と金属板２０ｃ´との間から樹脂シート２０ｂ´の一部が、凸面８１と金属板２０ｃ´との間へ流動する量が抑制されている。特に、突出部８３ｄ及び８７ｄは図４Ｂに示したようにＹ方向に連続して形成されているため、よりこのような樹脂シート２０ｂ´の一部の流動が抑制される。このため、凸部２５での樹脂層２０ｂ中の導電粒子の密度が確保されている。このため、凸面２５ｂに接触する他の単セルのセパレータとの導通性も確保されている。
【００４６】
尚、加熱プレス加工では、樹脂シート２０ａ´及び２０ｂ´の粘性を考慮して、樹脂シート２０ａ´及び２０ｂ´が完全に熱硬化する前に金型７０及び８０により所望の形状となるように、樹脂シート２０ａ´及び２０ｂ´への加熱温度が調整される。加熱プレス加工の実行の際には、樹脂シート２０ａ´は金型７０と金属板２０ｃ´との間で圧縮される。また、加熱プレス加工の実行後に冷却されることにより、樹脂層２０ａ及び２０ｂと金属板２０ｃとは一体化される。尚、金属板２０ｃ´の変形量は、樹脂シート２０ａ´及び２０ｂ´の粘度を変更することにより調整することができる。樹脂シート２０ａ´及び２０ｂ´の粘度が相対的に低ければ、金属板２０ｃ´の変形量は相対的に小さくなり、樹脂シート２０ａ´及び２０ｂ´の粘度が相対的に高ければ、金属板２０ｃ´の変形量は相対的に大きくなる。
【００４７】
次に、流路溝２０Ａ及び２０Ｂが成形された後に、一体化された樹脂層２０ａ及び２０ｂと金属板２０ｃとに対して、凹み部７０ｃ１〜７０ｃ６及び８０ｃ１〜８０ｃ６に対向する部位に穴開け加工を実施して図１に示したように孔ｃ１〜ｃ６を形成する（ステップＳ４０）。このようにしてセパレータ２０が製造される。尚、セパレータ４０も同様の方法により製造される。
【００４８】
以上のように、樹脂シート２０ａ´及び２０ｂ´と平板状の金属板２０ｃ´とを一度の加熱プレス加工を実施することによって、流路溝２０Ａ及び２０Ｂを成形できるため、製造方法が簡素化されている。尚、樹脂シート２０ａ´及び２０ｂ´と金属板２０ｃ´との接合力を向上させるために、加熱プレス加工前に金属板２０ｃ´の両面に予め下塗り塗料を塗布していてもよい。これにより、完成後のセパレータ２０の剛性を確保できる。また、加熱プレス加工前に金属板２０ｃ´に樹脂シート２０ａ´及び２０ｂ´の表面部分を予め接合しておいてもよい。これにより加熱プレス加工時での金属板２０ｃ´と樹脂シート２０ａ´及び２０ｂ´との取り扱いが容易になる。
【００４９】
また、凹面７１及び８５は平坦に形成されているため、セパレータ２０の凸面２１ａ及び２５ｂも平坦に形成され、上述したようにこのセパレータ２０とセパレータ２０に隣接した他の単セルのセパレータとの接触面積や、セパレータ２０と拡散層１６ｃとの接触面積を確保できる。
【００５０】
上記実施例では、突出部７３ｄの位置は側面７３のＸ方向での中央にあるが、これに限定されない。突出部７３ｄの大きさも特に限定されないが、側面７３に垂直な方向での突出部７３ｄの突出高さは、金型７０及び８０が最も接近した状態において金属板２０ｃに接触しない程度の高さである必要がある。また、突出部７３ｄ及び８３ｄの各突出高さは、金型７０及び８０が最も接近した状態において突出部７３ｄ及び８３ｄの間の隙間が金属板２０ｃの厚みを超えている必要がある。突出部７７ｄ及び８７ｄについても同様である。突出部７３ｄの形状は上述したものに限定されず、例えばＹ方向に垂直な断面視で三角形状等の多角形状であってもよい。同様に、突出部７７ｄ、８３ｄ、及び８７ｄについても位置や大きさ、形状は上述した例に限定されない。また、突出部７３ｄ及び８３ｄのＸ方向での位置は、近くても離れていてもよく、突出部７７ｄ及び８７ｄについても同様である。また、金型７０及び８０の何れか一方にのみこのような突出部が設けられていてもよい。金型７０には、突出部７３ｄ及び７７ｄの一方のみが設けられていてもよく、同様に金型８０には、突出部８３ｄ及び８７ｄの一方のみが設けられていてもよい。また、側面７３、７７、８３、及び８７の少なくとも一つに、Ｘ方向に離れて複数の突出部が形成されていてもよい。
【００５１】
上記の製造方法の説明では、樹脂シート２０ａ´及び２０ｂ´の樹脂バインダが熱硬化性樹脂の場合を例に説明したが、樹脂バインダが熱可塑性樹脂の場合も同様に加熱プレス前にある程度の温度にまで樹脂シートを加熱して半溶融状態にしておき、粘性が低下しすぎない温度にまで樹脂シートを加熱プレス加工し、その後に樹脂シートを冷却すればよい。
【００５２】
次に、複数の変形例の金型について説明する。尚、同一の構成については同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。図６Ａは、第１変形例の金型７０１及び８０１の部分断面図であり、図５Ｂに部分的に対応した拡大図である。尚、図６Ａは、セパレータに所望の流路溝が形成される状態であって互いに最も接近した状態での金型７０１及び８０１の一部分を示している。金型７０１及び８０１においては、凹面７１１と凸面８１との間の距離Ｄ１、及び凸面７５と凹面８５１との間の距離Ｄ５のそれぞれは、側面７３と側面８３との間の距離Ｄ３よりも小さく形成されている。特に限定されないが、距離Ｄ１、距離Ｄ５は例えば距離Ｄ３の０．８倍以下となるように設定される。このため、加熱プレス工程においては、樹脂シート２０ａ´及び２０ｂ´の圧縮量は、側面７３と側面８３との間よりも凹面７１１と凸面８１との間、及び凸面７５と凹面８５１との間で大きくなる。この結果、樹脂シート２０ａ´及び２０ｂ´中の導電粒子の密度は、側面７３と側面８３との間よりも凹面７１１と凸面８１との間、及び凸面７５と凹面８５１との間で高くなる。このようにして成形されたセパレータ２０では、凸部２１及び２５では側部２３及び２７よりも導電粒子の密度が高くなり、凸部２１及び２５での導電性が向上する。このため、凸部２１及び２５にそれぞれ接触する拡散層１６ｃ及び他のセルのセパレータとの導通性を確保することができる。
【００５３】
また、図６Ａには、側面７３に平行な方向で側面７３から突出部７３ｄが突出している幅である突出幅Ｗ３を示している。本変形例においても突出部７３ｄは、側面７３の全面にわたってＹ方向に延びて形成されている。換言すれば、突出部７３ｄは、側面７３からの突出幅Ｗ３よりも、凸面７５及び凹面７１１が並んだ方向に直交する方向の長さの方が長い。突出部８３ｄについても同様に、側面８３からの突出幅よりも、凸面８１及び凹面８５１が並んだ方向に直交する方向の長さの方が長い。ここで、加熱プレス加工の際には、凸面７５と凹面８５１との間で金属板２０ｃ´を介して圧縮された樹脂シート２０ａ´及び２０ｂ´の一部は、距離Ｄ５よりも距離Ｄ３の方が長いため、側面７３と側面８３との間へ流動しやすくなる。同様に、凹面７１１と凸面８１との間で金属板２０ｃ´を介して圧縮された樹脂シート２０ａ´及び２０ｂ´の一部は、距離Ｄ１よりも距離Ｄ３の方が長いため、側面７３と側面８３との間へ流動しやすくなる。上述したように本変形例では、突出部７３ｄ及び８３ｄのそれぞれは、突出幅よりも長さの方が長いため、上記のような流動を効果的に抑制できる。これにより、導電性が向上したセパレータを製造できる。
【００５４】
第１変形例においては、距離Ｄ１及びＤ５の少なくとも一方が距離Ｄ３よりも小さければよい。これにより、セパレータ２０の凸部２１及び２５の少なくとも一方での導電性を確保することができる。また、第１変形例において、距離Ｄ１及びＤ５のそれぞれは側面７７と側面８７との間の距離よりも狭くてもよいが、これに限定されない。即ち、距離Ｄ１及びＤ５の少なくとも一方が、距離Ｄ３、及び側面７７と側面８７との間の距離の少なくとも一方よりも狭ければよい。距離Ｄ１及びＤ５は、それぞれ凹面７１１、凸面８１、凸面７５、及び凹面８５１に垂直な方向での距離である。距離Ｄ３は、突出部７３ｄ及び８３ｄが形成されていない領域での側面７３及び８３に垂直な方向での距離である。側面７７と側面８７との間の距離は、突出部７７ｄ及び８７ｄが形成されていない領域での側面７７及び８７に垂直な方向での距離である。突出部７３ｄ、８３ｄ、７７ｄ、及び８７ｄのうち、少なくとも一つが、突出幅よりも、凸面７５及び凹面７１１が並んだ方向に直交する方向の長さの方が長ければよい。
【００５５】
図６Ｂは、第２変形例の７０２及び８０２の部分断面図である。第１変形例との相違点は、突出部７３ｄは凹面７１１よりも凸面７５に近い位置に形成され、突出部８３ｄは凹面８５１よりも凸面８１に近い位置に形成されている点である。ここで、例えば、突出部７３ｄ及び８３ｄが設けられていない場合、特に凸部２５の近傍で、金属板２０ｃの側域２３ｃが側面２３ａ側に近寄りすぎる可能性がある。本変形例では、上述の位置に突出部７３ｄが形成されていることにより、凸部２５の近傍で金属板２０ｃの側域２３ｃが側面２３ａ側に近寄りすぎることを抑制できる。同様に、上述の位置に突出部８３ｄが形成されていることにより、凸部２１の近傍で、金属板２０ｃの側域２３ｃが側面２３ｂ側に近寄りすぎることを抑制できる。また、第２変形例において、突出部７７ｄも同様に凹面７１１よりも凸面７５に近い位置に形成され、突出部８７ｄも凹面８５１よりも凸面８１に近い位置に形成されていてもよいが、これに限定されない。即ち、突出部７３ｄ、７７ｄ、８３ｄ、及び８７ｄの少なくとも一つが、それぞれに隣接する凹面よりも凸面に近い位置に形成されていればよい。尚、本変形例の構成を、上述した実施例に適用してもよい。なお、図６（Ｂ）においては、凹面７１１と凸面８１との間の距離Ｄ１、及び凸面７５と凹面８５１との間の距離Ｄ５のそれぞれは、側面７３と側面８３との間の距離Ｄ３よりも小さく形成されているが、これに限定されない。例えば、凹面７１１と凸面８１との間の距離Ｄ１、及び凸面７５と凹面８５１との間の距離Ｄ５のそれぞれは、側面７３と側面８３との間の距離Ｄ３と略同じであってもよい。
【００５６】
図６Ｃは、第３変形例の７０３及び８０３の部分断面図である。第１変形例との相違点は、突出部７３ｄは凸面７５よりも凹面７１１に近い位置に形成され、突出部８３ｄは凸面８１よりも凹面８５１に近い位置に形成されている点である。このような位置に形成された突出部８３ｄにより、第１変形例で説明したように、加熱プレス加工の際に凹面８５１と金属板２０ｃ´との間で圧縮された樹脂シート２０ｂ´の一部が、側面８３と金属板２０ｃ´との間へ流動することを抑制できる。同様に、加熱プレス加工の際に凹面７１１と金属板２０ｃ´との間で圧縮された樹脂シート２０ａ´の一部が、側面７３と金属板２０ｃ´との間へ流動することを抑制できる。これにより、より凸部２１及び２５での導電性を確保することができる。また、第３変形例において、突出部７７ｄも同様に凸面７５よりも凹面７１１に近い位置に形成され、突出部８７ｄも凸面８１よりも凹面８５１に近い位置に形成されていてもよいが、これに限定されない。即ち、突出部７３ｄ、７７ｄ、８３ｄ、及び８７ｄの少なくとも一つが、それぞれに隣接する凸面よりも凹面に近い位置に形成されていればよい。なお、図６（Ｃ）においては、側面７３と側面８３との間の距離Ｄ３が、凹面７１１と凸面８１との間の距離Ｄ１、及び凸面７５と凹面８５１との間の距離Ｄ５のそれぞれよりも大きく形成されているが、これに限定されない。側面７３と側面８３との間の距離Ｄ３が凹面７１１と凸面８１との間の距離Ｄ１よりも小さく、突出部７３ｄが凸面７５よりも凹面７１１の近くに配置されてもよいし、側面７３と側面８３との間の距離Ｄ３が凸面７５と凹面８５１との間の距離Ｄ５よりも小さく、突出部８３ｄが凸面８１よりも凹面８５１の近くに配置されてもよい。
【００５７】
図６Ｄは、第４変形例の金型７０´の部分断面斜視図である。金型７０´の突出部７３ｄ´及び７７ｄ´は、それぞれＹ方向に所定の間隔を空けて設けられている。突出部７３ｄ´及び７７ｄ´は、断面視で上述した突出部７３ｄ及び７７ｄのそれぞれの形状と同じであり、湾曲した形状である。このような金型７０´及び８０によっても、金属板２０ｃの形状や位置のばらつきを抑制できる。尚、金型８０の代わりに、金型７０´と同様に複数の突出部７３ｄ´及び７７ｄ´が設けられた金型を用いてもよい。
【００５８】
突出部７３ｄ´の形状に特に限定されず、例えば円錐状や、角錐状、円柱状、又は角柱状等であってもよい。突出部７３ｄ´同士のＹ方向での間隔は、加熱プレス加工時に金属板２０ｃの形状や位置のばらつきを抑制できる程度に設定されていることが望ましい。突出部７３ｄ´の数や大きさは特に限定されない。突出部７７ｄ´についても同様である。突出部７３ｄ´及び７７ｄ´の形状や数、大きさは、例えば硬化前の樹脂シート２０ａ´及び２０ｂ´の粘度や金属板２０ｃ´の剛性や厚み等を考慮して適宜設定してもよい。尚、第１〜第３変形例での突出部７３ｄの代わりに、第４変形例での突出部７３ｄ´を採用してもよい。
【００５９】
次に、第５変形例の金型７０ａ及び８０ａについて説明するが、金型７０ａ及び８０ａにより製造されるセパレータ２００について先に説明する。図７は、第５変形例の金型７０ａ及び８０ａによって製造されるセパレータ２００の部分拡大断面図である。セパレータ２００は、樹脂層２０ａａ及び２０ｂａと金属板２０ｃａとから構成される。樹脂層２０ａａには、窪み部２２ａｄ及び２８ａｄが形成され、樹脂層２０ｂａには、窪み部２４ｂｄ及び２６ｂｄが形成されている。窪み部２２ａｄは、互いに隣接する凸面２１ａ及び側面２３ａの境界部に双方に亘って形成されている。窪み部２４ｂｄは、互いに隣接する側面２３ｂ及び凸面２５ｂの境界部に双方に亘って形成されている。窪み部２６ｂｄは、互いに隣接する凸面２５ｂ及び側面２７ｂの境界部に双方に亘って形成されている。窪み部２８ａｄは、互いに隣接する側面２７ａ及び凸面２１ａとの境界部に双方に亘って形成されている。従って、窪み部２２ａｄ及び２４ｂｄは、上述した実施例での窪み部２３ｂｄ及び２３ａｄよりもＸ方向に離れており、窪み部２６ｂｄ及び２８ａｄも同様である。窪み部２２ａｄ、２４ｂｄ、２６ｂｄ、及び２８ａｄは、Ｙ方向に垂直な断面視で滑らかに湾曲した形状である。
【００６０】
次に、セパレータ２００の製造方法について説明する。セパレータ２００の製造工程の順序は、図３に示した順序と同じであるため、説明を省略する。また、上述したセパレータ２０の製造方法と同一の工程については説明を省略する。図８Ａ及び図８Ｂは、第５変形例の金型８０ａ及び７０ａの部分拡大図である。図９Ａ及び図９Ｂは、第５変形例の金型８０ａ及び７０ａを用いたセパレータ２００の製造方法の説明図である。
【００６１】
図８Ａ及び図８Ｂに示すように、金型８０ａには突出部８４ｄ及び８６ｄが形成され、金型７０ａには突出部７２ｄ及び７８ｄが形成されている。突出部８４ｄは、互いに隣接する側面８３及び凹面８５の境界部に双方に跨っている。突出部８６ｄは、互いに隣接する凹面８５及び側面８７の境界部に双方に跨っている。突出部７２ｄは、互いに隣接する凹面７１及び側面７３の境界部に双方に跨っている。突出部７８ｄは、互いに隣接する側面７７及び凹面７１の境界部に双方に跨っている。従って、突出部７２ｄ及び８４ｄはＸ方向に離れており、突出部８６ｄ及び７８ｄについても同様である。突出部７２ｄ、７８ｄ、８４ｄ、及び８６ｄは、Ｙ方向に垂直な断面視で滑らかに湾曲した形状である。突出部７２ｄ、７８ｄ、８４ｄ、及び８６ｄは、それぞれ窪み部２２ａｄ、２８ａｄ、２４ｂｄ、及び２６ｂｄに対応している。
【００６２】
加熱プレス加工が開始されると、金型７０ａ及び８０ａが接近するにつれて、樹脂シート２０ａ´及び２０ｂ´と金属板２０ｃ´とは、金型７０ａ及び８０ａの形状に沿うように変形する。また、突出部７２ｄ及び７８ｄのそれぞれと金型８０ａとの隙間、突出部８４ｄ及び８６ｄのそれぞれと金型７０ａとの隙間は、他の部位での隙間よりも狭くなるため、上記の隙間での金属板２０ｃ´の領域の、金型７０ａ及び８０ａの間での位置が制限される。また、突出部７２ｄ及び８４ｄはＸ方向に離れた位置にあるため、Ｘ方向での突出部７２ｄ及び８４ｄの間に相当する金属板２０ｃ´の領域の角度及び位置が調整される。同様に、Ｘ方向での突出部７８ｄ及び８６ｄの間に相当する金属板２０ｃ´の領域の角度及び位置が調整される。これにより、加熱プレス加工時での金属板２０ｃ´の変形や位置のばらつきが抑制され、結果的に図９Ｂに示すように、図７に示した形状の金属板２０ｃａが形成される。また、突出部７２ｄ及び８４ｄは、加熱プレス加工による変形量が大きい側域２３ｃ近傍に位置し、同様に突出部７８ｄ及び８６ｄも側域２７ｃ近傍に位置するため、効果的に金属板２０ｃの変形や位置のばらつきを抑制できる。また樹脂シート２０ａ´及び２０ｂ´も変形及び圧縮されて、図９Ｂに示すように、図７に示した形状の樹脂層２０ａａ及び２０ｂａが形成される。
【００６３】
上述したように突出部７２ｄは、成型後の金属板２０ｃａの凸域２１ｃ及び側域２３ｃの双方の位置を規定する。同様に、突出部８４ｄは側域２３ｃ及び凸域２５ｃの双方の位置を規定し、突出部８６ｄは凸域２５ｃ及び側域２７ｃの双方の位置を規定し、突出部７８ｄは側域２７ｃ及び凸域２１ｃの双方の位置を規定する。このように、４つの突出部７２ｄ、７８ｄ、８４ｄ、及び８６ｄにより、金属板２０ｃａの各領域の位置を規定でき、金属板２０ｃａの各領域での位置のばらつきを効果的に抑制できる。
【００６４】
また、図９Ｂに示すように、突出部８４ｄ及び８６ｄにより、凸部２５の樹脂層２０ｂａはＸ方向で挟持されている。このため加熱プレス加工時において、凹面８５と金属板２０ｃ´との間から樹脂シート２０ｂ´の一部が、凸面８１と金属板２０ｃ´との間へ流動する量が抑制されている。特に、突出部８４ｄ及び８６ｄは図８Ａに示したようにＹ方向に連続して形成されているため、このような樹脂シート２０ｂ´の一部の流動がより抑制される。このため、凸部２５での樹脂層２０ｂａ中の導電粒子の密度が確保されている。また、突出部８４ｄ及び８６ｄは、図５Ｂに示した突出部８３ｄ及び８７ｄのＸ方向での間隔よりも狭いため、より凸部２５での樹脂層２０ｂａ中の導電粒子の密度が確保されている。
【００６５】
突出部７２ｄの大きさは特に限定されないが、加熱プレス加工時に金属板２０ｃ´に接触しない程度の高さである必要がある。突出部７２ｄの形状は上述したものに限定されず、例えばＹ方向に垂直な断面視で三角形状等の多角形状であってもよい。同様に、突出部７８ｄ、８４ｄ、及び８６ｄについても位置や大きさ、形状は上述した例に限定されない。また、金型７０ａ及び８０ａの何れか一方にのみこのような突出部が設けられていてもよい。金型７０ａには、突出部７２ｄ及び７８ｄの一方のみが設けられていてもよく、同様に金型８０ａには、突出部８４ｄ及び８６ｄの一方のみが設けられていてもよい。側面７３、７７、８３、及び８７は平坦であるが、これらのうちの少なくとも一つが湾曲していてもよい。尚、第１変形例での金型７０１において、突出部７３ｄ又は８３ｄの代わりに第５変形例での突出部７２ｄ又は８４ｄを採用してもよい。第５変形例での突出部７２ｄは、第４変形例の突出部７３ｄ´のように、Ｙ方向に所定の間隔を空けて設けられていてもよい。
【００６６】
上述した製造方法によって製造されたセパレータは、冷媒として液体を用いた水冷式の燃料電池に採用するものに限定されず、例えば冷媒として空気を用いた空冷式の燃料電池に採用してもよい。
【００６７】
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。
【符号の説明】
【００６８】
２０  カソードセパレータ
２０Ａ  カソード流路溝（流路溝）
２０Ｂ  冷媒流路溝（流路溝）
２０ａ、２０ｂ  導電性樹脂層
２０ａ´、２０ｂ´  導電性樹脂シート
２０ｃ、２０ｃ´  金属板
７０、８０、７０ａ、８０ａ、７０１、８０１  金型
７５、８１  凸面
７３、７７、８３、８７  側面
７１、８５  凹面
７２ｄ、７３ｄ、７７ｄ、７８ｄ、８３ｄ、８４ｄ、８６ｄ、８７ｄ  突出部
【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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【図８】
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【図９】
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