(57)【要約】【課題】接着剤によるシールの良否をＸ線の一方向からの照射で容易に確認できる燃料電池。【解決手段】第１シール部６ａと第２シール部６ｂは、Ｘ線を透過しにくい接着剤９からなり、第１セパレータ１ａは、第１シール部６ａを収容する溝状の第１接着剤塗布部２ａと、その内周側に隣接した第１余剰接着剤誘導部３ａを有し、第２セパレータ１ｂは、第２シール部６ｂを収容する溝状の第２接着剤塗布部２ｂと、その外周側に隣接した第２余剰接着剤誘導部３ｂを有し、電解質膜−電極接合体１０の主面に略垂直な方向から見た場合に、第１余剰接着剤誘導部３ａにはみ出た第１シール部６ａの接着剤９の一部が、第２シール部６ｂの接着剤９と重ならず、第２余剰接着剤誘導部３ｂにはみ出た第２シール部６ｂの接着剤９の一部が、第１シール部６ａの接着剤９と重ならない。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質膜と、前記電解質膜を挟んで両主面に配置される電極と、を有する電解質膜−電極接合体と、
前記電解質膜−電極接合体の一方の主面に配置される第１セパレータと、
前記電解質膜−電極接合体の他方の主面に配置される第２セパレータと、
前記第１セパレータと前記電解質膜−電極接合体との間に、前記電極を囲むように配置される第１シール部と、
前記第２セパレータと前記電解質膜−電極接合体との間に、前記電極を囲むように配置される第２シール部と、
を備えた燃料電池であって、
前記第１セパレータと前記第２セパレータと前記電解質膜−電極接合体とは、Ｘ線を透過する材料で構成され、
前記第１シール部と前記第２シール部とは、Ｘ線を透過しにくい造影剤を含む前記接着剤で構成され、
前記第１セパレータは、前記電解質膜−電極接合体と対向する面に、前記第１シール部の少なくとも一部を収容する溝状の第１接着剤塗布部と、前記第１接着剤塗布部に隣接した第１余剰接着剤誘導部とを有し、
前記第２セパレータは、前記電解質膜−電極接合体と対向する面に、前記第２シール部の少なくとも一部を収容する溝状の第２接着剤塗布部と、前記第２接着剤塗布部に隣接した第２余剰接着剤誘導部とを有し、
前記第１シール部の前記接着剤が、前記第１接着剤塗布部から前記第１余剰接着剤誘導部にはみ出ており、
前記第２シール部の前記接着剤が、前記第２接着剤塗布部から前記第２余剰接着剤誘導部にはみ出ており、
前記電解質膜−電極接合体の主面に略垂直な方向から見た場合に、前記第１余剰接着剤誘導部にはみ出た前記第１シール部の前記接着剤の少なくとも一部が、前記第２シール部の前記接着剤と重ならず、且つ、前記第２余剰接着剤誘導部にはみ出た前記第２シール部の前記接着剤の少なくとも一部が、前記第１シール部の前記接着剤と重ならない、
ことを特徴とする、燃料電池。
【請求項２】
前記第１余剰接着剤誘導部は、前記第１接着剤塗布部の外周側に隣接し、前記第２余剰接着剤誘導部は、前記第２接着剤塗布部の内周側に隣接する、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余剰接着剤誘導部は、前記第１接着剤塗布部の全周にわたって連続的に設けられ、前記第２余剰接着剤誘導部は、前記第２接着剤塗布部の全周にわたって連続的に設けられる、ことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の燃料電池。
【請求項４】
前記第１余剰接着剤誘導部と前記第２余剰接着剤誘導部は、それぞれ破線状に設けられる、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃料電池。
【請求項５】
電解質膜と、前記電解質膜を挟んで両主面に配置される電極と、を有する電解質膜−電極接合体と、
前記電解質膜−電極接合体の一方の主面に配置される第１セパレータと、
前記電解質膜−電極接合体の他方の主面に配置される第２セパレータと、
前記第１セパレータと前記電解質膜−電極接合体との間に、前記電極を囲むように配置される第１シール部と、
前記第２セパレータと前記電解質膜−電極接合体との間に、前記電極を囲むように配置される第２シール部と、
を備えた燃料電池の製造方法であって、
前記第１セパレータと前記第２セパレータと前記電解質膜−電極接合体とは、Ｘ線を透過する材料で構成され、
前記第１シール部と前記第２シール部とは、Ｘ線を透過しにくい造影剤を含む前記接着剤で構成され、
前記第１セパレータは、前記電解質膜−電極接合体と対向する面に、前記第１シール部の少なくとも一部を収容する溝状の第１接着剤塗布部と、前記第１接着剤塗布部に隣接した第１余剰接着剤誘導部とを有し、
前記第２セパレータは、前記電解質膜−電極接合体と対向する面に、前記第２シール部の少なくとも一部を収容する溝状の第２接着剤塗布部と、前記第２接着剤塗布部に隣接した第２余剰接着剤誘導部とを有し、
前記第１接着剤塗布部と前記第２接着剤塗布部とに所定量の前記接着剤を塗布して、前記電解質膜−電極接合体を挟んで両主面に前記第１セパレータと前記第２セパレータとを積層して、
前記第１シール部の前記接着剤を、前記第１接着剤塗布部から前記第１余剰接着剤誘導部にはみ出させ、
前記第２シール部の前記接着剤を、前記第２接着剤塗布部から前記第２余剰接着剤誘導部にはみ出させ、
前記電解質膜−電極接合体の主面に略垂直な方向から見た場合に、前記第１余剰接着剤誘導部にはみ出た前記第１シール部の前記接着剤の少なくとも一部が、前記第２シール部の前記接着剤と重ならず、且つ、前記第２余剰接着剤誘導部にはみ出た前記第２シール部の前記接着剤の少なくとも一部が、前記第１シール部の前記接着剤と重ならないように、前記電解質膜−電極接合体を前記第１セパレータと前記第２セパレータとを前記接着剤で接着させる、
ことを特徴とする燃料電池の製造方法。
【請求項６】
前記電解質膜−電極接合体を前記第１セパレータと前記第２セパレータとに前記接着剤で接着させた後に、前記電解質膜−電極接合体の主面に略垂直な方向からＸ線を照射して前記第１余剰接着剤誘導部と前記余剰第２接着剤誘導部とを撮像し、前記第１余剰接着剤誘導部と前記第２余剰接着剤誘導部のそれぞれの所定範囲にまで、はみ出た前記接着剤が存在するか否か確認する、
ことを特徴とする請求項５に記載の燃料電池の製造方法。
【請求項７】
前記確認の結果、前記第１余剰接着剤誘導部もしくは前記第２余剰接着剤誘導部に、それぞれの所定範囲にまで、はみ出た前記接着剤が存在しないことが確認された場合には、前記第１余剰接着剤誘導部もしくは前記第２余剰接着剤誘導部に、それぞれの所定範囲まで、はみ出た前記接着剤が存在しないことが確認された前記電解質膜−電極接合体と前記第１セパレータと前記第２セパレータの組み合わせを排除する、
ことを特徴とする請求項６に記載の燃料電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セパレータと電解質膜−電極接合体との間に、電極を囲むようにシール部を配置した燃料電池およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、燃料電池は、セパレータを介して複数の単位電池を積層することにより構成している。セパレータとしては、カーボン製のセパレータや、金属製の基材を適用した金属セパレータを用いている。
【０００３】
単位電池は、電解質膜、燃料極および空気極を有しており、電解質膜は、これらの一対の電極によって挟持されている。各電極は、触媒層と、ガス拡散層とを含み、触媒層の片面が電解質膜に接している。
【０００４】
セパレータは、積層される単位電池の間に配置され、一対のセパレータは、一つの単位電池を挟持しており、単位電池に燃料ガスや空気を供給するためにガス流路が形成されている。
【０００５】
水素を含む燃料ガスと空気が単位電池に供給されることにより、水素と酸素から水を作る反応が単位電池の中で起こり、発電することができる。
【０００６】
発電に必要な燃料ガスや空気が漏れることを防止するために、電解質膜とセパレータとの間やセパレータ同士の間にシール部を形成する接着剤を塗布し、単位電池とセパレータとを接着剤によって接着接合している。なお、以下の説明においては、説明の便宜上、単位電池と一対のセパレータとを接着剤によって接着接合したものを、単セルと言う。
【０００７】
燃料電池の出力性能や品質を確保するためには、燃料ガスや空気が漏れることなく所定量供給されることが必要であり、燃料ガスや空気が漏れることのないように、きちんとシールすることにより、燃料電池の出力性能や品質を確保することができる。
【０００８】
燃料電池の単セルのシール部に関する品質検査は、破壊検査と、非破壊検査とに大別される。
【０００９】
前者の破壊検査では、まず、製造した単セルの中から検査に必要な個数分だけ単セルを抜き取る。抜き取った単セルを、シール部が露出するまでセパレータを削ったり、切断したりする。そして、シール部の幅、高さ、断面積などのビード形状を測定し、シール部の良否を評価する。
【００１０】
後者の非破壊検査として、一つは、リーク試験法が広く用いられている。リークの程度により、シール部の良否を評価する。なお、複数の単セルを積層した後にも、リーク試験法による非破壊検査を実施し、燃料電池のシール性能に関する品質検査を行っている。
【００１１】
また、もう一つの非破壊検査として、セパレータにＸ線を透過する材料を用いて、シール部にＸ線が透過しない材料を用いて、Ｘ線を照射することによりシール部の不良を見つける方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【００１２】
特許文献１に開示された従来のＸ線による非破壊検査方法では、一対のセパレータの間に接着剤からなるシール部を形成し、セパレータと接着剤シールを接着した後に、セパレ
ータの面方向に対して直交する方向からＸ線を照射して、シール幅寸法を計測し、計測値が許容範囲かどうかでシール部の良否を評価している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特許第５１２５４１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、従来の技術では、一対のセパレータの間に単位電池を挟み、電解質膜の両側に接着剤からなるシール部をそれぞれの面に形成する単セルにおいて、セパレータの主面に対して垂直な一方向からのＸ線照射だけでは、複数のシール部の撮像が重なるために、電解質膜の両側のそれぞれのシール不良を正確に検知できず、複数の方向からＸ線を照射して、撮像を立体化してシール部の良否を評価する必要があるという課題があった。
【００１５】
本発明は、従来の課題を解決するもので、接着剤からなるシール部を持つ単セルについて、接着後に一方向からＸ線を照射するだけで、それぞれのシール部の良否を評価し、リークするかしないかを判断できる燃料電池およびそ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】
【００１６】
従来の課題を解決するために、本発明の燃料電池は、電解質膜と、電解質膜を挟んで両主面に配置される電極と、を有する電解質膜−電極接合体と、電解質膜−電極接合体の一方の主面に配置される第１セパレータと、電解質膜−電極接合体の他方の主面に配置される第２セパレータと、第１セパレータと電解質膜−電極接合体との間に、電極を囲むように配置される第１シール部と、第２セパレータと電解質膜−電極接合体との間に、電極を囲むように配置される第２シール部と、を備えた燃料電池であって、第１セパレータと第２セパレータと電解質膜−電極接合体とは、Ｘ線を透過する材料で構成され、第１シール部と第２シール部とは、Ｘ線を透過しにくい造影剤を含む接着剤で構成され、第１セパレータは、電解質膜−電極接合体と対向する面に、第１シール部の少なくとも一部を収容する溝状の第１接着剤塗布部と、第１接着剤塗布部に隣接した第１余剰接着剤誘導部とを有し、第２セパレータは、電解質膜−電極接合体と対向する面に、第２シール部の少なくとも一部を収容する溝状の第２接着剤塗布部と、第２接着剤塗布部に隣接した第２余剰接着剤誘導部とを有し、第１シール部の接着剤が、第１接着剤塗布部から第１余剰接着剤誘導部にはみ出ており、第２シール部の接着剤が、第２接着剤塗布部から第２余剰接着剤誘導部にはみ出ており、電解質膜−電極接合体の主面に略垂直な方向から見た場合に、第１余剰接着剤誘導部にはみ出た第１シール部の接着剤の少なくとも一部が、第２シール部の接着剤と重ならず、且つ、第２余剰接着剤誘導部にはみ出た第２シール部の接着剤の少なくとも一部が、第１シール部の接着剤と重ならないように構成されたものである。
【００１７】
これによって、第１シール部の第１接着剤塗布部と第２シール部の第２接着剤塗布部とに十分な量の接着剤が塗布されていれば、第１余剰接着剤誘導部と第２余剰接着剤誘導部に接着剤がはみ出す。
【００１８】
ここで、接着剤の量が足りずにシール部に隙間ができてリークするような場合には、接着剤は第１余剰接着剤誘導部と第２余剰接着剤誘導部に接着剤がはみ出さず、第１余剰接着剤誘導部と第２余剰接着剤誘導部に欠けができる。すなわち、第１余剰接着剤誘導部と第２余剰接着剤誘導部を確認するだけで、シール部の良否の確認ができる。
【００１９】
さらに、電解質膜−電極接合体の主面に略垂直な方向から見た時に、第１余剰接着剤誘
導部が第２シール部の接着剤と重ならず、第２余剰接着剤誘導部が第１シール部の接着剤と重ならない構成となっているので、一方向からのＸ線照射で第１シール部と第２シール部の両方についてシール部の良否を評価し、リークするかしないかを判断することができる。
【００２０】
また、本発明の燃料電池の製造方法は、電解質膜と、電解質膜を挟んで両主面に配置される電極とを有する電解質膜−電極接合体と、電解質膜−電極接合体の一方の主面に配置される第１セパレータと、電解質膜−電極接合体の他方の主面に配置される第２セパレータと、第１セパレータと電解質膜−電極接合体との間に、電極を囲むように配置される第１シール部と、第２セパレータと電解質膜−電極接合体との間に、電極を囲むように配置される第２シール部と、を備えた燃料電池の製造方法であって、第１セパレータと第２セパレータと電解質膜−電極接合体とは、Ｘ線を透過する材料で構成され、第１シール部と第２シール部とは、Ｘ線を透過しにくい造影剤を含む接着剤で構成され、第１セパレータは、電解質膜−電極接合体と対向する面に、第１シール部の少なくとも一部を収容する溝状の第１接着剤塗布部と、第１接着剤塗布部に隣接した第１余剰接着剤誘導部とを有し、第２セパレータは、電解質膜−電極接合体と対向する面に、第２シール部の少なくとも一部を収容する溝状の第２接着剤塗布部と、第２接着剤塗布部に隣接した第２余剰接着剤誘導部とを有し、第１接着剤塗布部と第２接着剤塗布部とに所定量の接着剤を塗布して、電解質膜−電極接合体を挟んで両主面に第１セパレータと第２セパレータとを積層して、第１シール部の接着剤を、第１接着剤塗布部から第１余剰接着剤誘導部にはみ出させ、第２シール部の接着剤を、第２接着剤塗布部から第２余剰接着剤誘導部にはみ出させ、電解質膜−電極接合体の主面に略垂直な方向から見た場合に、第１余剰接着剤誘導部にはみ出た第１シール部の接着剤の少なくとも一部が、第２シール部の接着剤と重ならず、且つ、第２余剰接着剤誘導部にはみ出た第２シール部の接着剤の少なくとも一部が、第１シール部の接着剤と重ならないように、電解質膜−電極接合体を第１セパレータと第２セパレータとを接着剤で接着させるものである。
【００２１】
これによって、第１シール部と第２シール部の接着剤塗布部に適量の接着剤が塗布されていれば、第１セパレータと電解質膜−電極接合体と第２セパレータとを積層した時に、接着剤が第１余剰接着剤誘導部と第２余剰接着剤誘導部にはみ出す。
【００２２】
ここで、接着剤の量が足りずに第１シール部と第２シール部に隙間ができてリークするようなシール不良の場合には、第１セパレータと電解質膜−電極接合体と第２セパレータとを積層しても第１余剰接着剤誘導部と第２余剰接着剤誘導部に接着剤がはみ出さず、第１余剰接着剤誘導部と第２余剰接着剤誘導部に欠けができる。すなわち、第１余剰接着剤誘導部と第２余剰接着剤誘導部を確認するだけで、シール部の良否の確認ができる。
【００２３】
さらに、本燃料電池の製造方法によると、電解質膜−電極接合体の主面に略垂直な方向から見た時に、第１余剰接着剤誘導部が第２シール部の接着剤と重ならず、第２余剰接着剤誘導部が第１シール部の接着剤と重ならない構成となるので、接着剤で接着した後に、電解質膜−電極接合体の主面に略垂直な一方向からＸ線を照射するだけで、第１シール部と第２シール部の両方について、シール部の良否を評価し、リークするかしないかを判断することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の燃料電池によれば、一対のセパレータと電解質膜−電極接合体との間に接着剤を用いたシールを複数設けた単セルにおいて、積層して接着した後に、電解質膜−電極接合体の主面に略垂直な方向からＸ線を照射するだけで、複数のシールが存在しても、それぞれのシールにおいて、リークがあるかどうかを判断することができ、不良となった単セルを排除することが可能となり、リークのない信頼性の高い燃料電池を得られる。
【００２５】
また、複数の方向からＸ線を照射する必要がないため、簡易な検査装置にすることができ、かつ、検査時間の短縮や製造コストの抑制も可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施の形態１および実施の形態２における燃料電池の外観を示す概略図
【図２】本発明の実施の形態１における燃料電池の図１のＡ部の単セルの断面を示す要部拡大断面図
【図３ａ】本発明の実施の形態１における燃料電池の第１セパレータの第１シール部を示す概略平面図
【図３ｂ】本発明の実施の形態１における燃料電池の第２セパレータの第２シール部を示す概略平面図
【図４】本発明の実施の形態１における燃料電池の単セルをセパレータ主面の略垂直方向から透視したときの余剰接着剤誘導部と接着剤塗布部との位置関係を示す概略図
【図５ａ】本発明の実施の形態２における燃料電池の第１セパレータの第１シール部を示す概略平面図
【図５ｂ】本発明の実施の形態２における燃料電池の第２セパレータの第２シール部を示す概略平面図
【図６】本発明の実施の形態２における燃料電池の図１のＡ部の単セルの積層前の状態の断面を示す要部拡大組立断面図
【図７】本発明の実施の形態２における燃料電池の図１のＡ部の単セルの断面を示す要部拡大断面図
【図８】本発明の実施の形態２における燃料電池の単セルをＸ線で撮像する工程を示す概略断面図
【図９】本発明の実施の形態２における燃料電池の単セルをＸ線で撮像した画像イメージを示す概略図
【図１０】図９のＢ部の拡大図
【図１１】本発明の実施の形態３における燃料電池の一部を分解した状態の断面を示す概略分解断面図
【図１２ａ】本発明の実施の形態３における燃料電池の第１セパレータの第１シール部を示す概略平面図
【図１２ｂ】本発明の実施の形態３における燃料電池の第２セパレータの第２シール部を示す概略平面図
【図１３ａ】本発明の実施の形態３における燃料電池の第３セパレータの第３シール部を示す概略平面図
【図１３ｂ】本発明の実施の形態３における燃料電池の第４セパレータの第４シール部を示す概略平面図
【図１４】本発明の実施の形態３における燃料電池の第２セパレータの第５シール部を示す概略平面図
【図１５】本発明の実施の形態３における燃料電池の第１セパレータから第４セパレータを電解質膜−電極接合体と共に積層してセパレータ主面の略垂直方向から透視したときの余剰接着剤誘導部と接着剤塗布部との位置関係を示す概略図
【発明を実施するための形態】
【００２７】
第１の発明は、電解質膜と、電解質膜を挟んで両主面に配置される電極と、を有する電解質膜−電極接合体と、電解質膜−電極接合体の一方の主面に配置される第１セパレータと、電解質膜−電極接合体の他方の主面に配置される第２セパレータと、第１セパレータと電解質膜−電極接合体との間に、電極を囲むように配置される第１シール部と、第２セパレータと電解質膜−電極接合体との間に、電極を囲むように配置される第２シール部と
、を備えた燃料電池であって、第１セパレータと第２セパレータと電解質膜−電極接合体とは、Ｘ線を透過する材料で構成され、第１シール部と第２シール部とは、Ｘ線を透過しにくい造影剤を含む接着剤で構成され、第１セパレータは、電解質膜−電極接合体と対向する面に、第１シール部の少なくとも一部を収容する溝状の第１接着剤塗布部と、第１接着剤塗布部に隣接した第１余剰接着剤誘導部とを有し、第２セパレータは、電解質膜−電極接合体と対向する面に、第２シール部の少なくとも一部を収容する溝状の第２接着剤塗布部と、第２接着剤塗布部に隣接した第２余剰接着剤誘導部とを有し、第１シール部の接着剤が、第１接着剤塗布部から第１余剰接着剤誘導部にはみ出ており、第２シール部の接着剤が、第２接着剤塗布部から第２余剰接着剤誘導部にはみ出ており、電解質膜−電極接合体の主面に略垂直な方向から見た場合に、第１余剰接着剤誘導部にはみ出た第１シール部の接着剤の少なくとも一部が、第２シール部の接着剤と重ならず、且つ、第２余剰接着剤誘導部にはみ出た第２シール部の接着剤の少なくとも一部が、第１シール部の接着剤と重ならないことを特徴とする燃料電池である。
【００２８】
本構成により、電解質膜−電極接合体の主面に略垂直な方向から見た場合に、一対のセパレータの第１シール部と第２シール部の一部が重なっていても、第１余剰接着剤誘導部と第２余剰接着剤誘導部が重なっていないので、電解質膜−電極接合体の主面に略垂直な方向からＸ線照射して第１余剰接着剤誘導部および第２余剰接着剤誘導部を撮像すると、第１余剰接着剤誘導部と第２余剰接着剤誘導部とが重ならないので、一方向からのＸ線照射で、第１シール部と第２シール部の両方に接着剤不足があるかどうかを確認し、リークするかしないかを判断することができる。
【００２９】
第２の発明は、特に、第１の発明において、第１余剰接着剤誘導部は、第１接着剤塗布部の外周側に隣接し、第２余剰接着剤誘導部は、第２接着剤塗布部の内周側に隣接することを特徴とする。
【００３０】
本構成により、電解質膜−電極接合体の主面に略垂直な方向から見た場合に、第１接着剤塗布部と第２接着剤塗布部とが重なっていても、第１余剰接着剤誘導部と第２余剰接着剤誘導部とは内側と外側の反対側に位置するので、第１余剰接着剤誘導部と第２余剰接着剤誘導物とが重なることなく、電解質膜−電極接合体の主面に略垂直な方向からＸ線照射して第１余剰接着剤誘導部および第２余剰接着剤誘導部を撮像すると、第１余剰接着剤誘導部と第２余剰接着剤誘導部とが重ならないはっきりした撮像を得ることができ、第１シール部と第２シール部に接着剤不足があるかどうかを確認し、リークするかしないかを判断することができる。
【００３１】
第３の発明は、特に、第１または第２の発明において、第１余剰接着剤誘導部は、第１接着剤塗布部の全周にわたって連続的に設けられ、第２余剰接着剤誘導部は、第２接着剤塗布部の全周にわたって連続的に設けられることを特徴とする。
【００３２】
本構成により、第１余剰接着剤誘導部と第２余剰接着剤誘導部が全周にわたって連続的に存在するので、第１接着剤塗布部と第２接着剤塗布部のすべての場所において接着剤がはみ出しているかを確認することができる。これより、全周すべての第１シール部および第２シール部において、接着剤不足があるかどうかを確認することができ、より広い範囲で接着剤不足を発見することが可能となり、リークするかしないかを判断できる。
【００３３】
第４の発明は、特に、第１または第２の発明において、第１余剰接着剤誘導部と第２余剰接着剤誘導部は、それぞれ破線状に設けられることを特徴とする。
【００３４】
本構成により、第１余剰接着剤誘導部と第２余剰接着剤誘導部は、それぞれ破線状に設けられるので、電解質膜−電極接合体の主面に略垂直な方向から見た場合に、第１余剰接
着剤誘導部と第２余剰接着剤誘導部が重ならない条件を満たしつつ、電極の位置やシール部の位置を自由に設計できる。
【００３５】
第５の発明は、電解質膜と、電解質膜を挟んで両主面に配置される電極と、を有する電解質膜−電極接合体と、電解質膜−電極接合体の一方の主面に配置される第１セパレータと、電解質膜−電極接合体の他方の主面に配置される第２セパレータと、第１セパレータと電解質膜−電極接合体との間に、電極を囲むように配置される第１シール部と、第２セパレータと電解質膜−電極接合体との間に、電極を囲むように配置される第２シール部と、を備えた燃料電池の製造方法であって、第１セパレータと第２セパレータと電解質膜−電極接合体とは、Ｘ線を透過する材料で構成され、第１シール部と第２シール部とは、Ｘ線を透過しにくい造影剤を含む接着剤で構成され、第１セパレータは、電解質膜−電極接合体と対向する面に、第１シール部の少なくとも一部を収容する溝状の第１接着剤塗布部と、第１接着剤塗布部に隣接した第１余剰接着剤誘導部とを有し、第２セパレータは、電解質膜−電極接合体と対向する面に、第２シール部の少なくとも一部を収容する溝状の第２接着剤塗布部と、第２接着剤塗布部に隣接した第２余剰接着剤誘導部とを有し、第１接着剤塗布部と第２接着剤塗布部とに所定量の接着剤を塗布して、電解質膜−電極接合体を挟んで両主面に第１セパレータと第２セパレータとを積層して、第１シール部の接着剤を、第１接着剤塗布部から第１余剰接着剤誘導部にはみ出させ、第２シール部の接着剤を、第２接着剤塗布部から第２余剰接着剤誘導部にはみ出させ、電解質膜−電極接合体の主面に略垂直な方向から見た場合に、第１余剰接着剤誘導部にはみ出た第１シール部の接着剤の少なくとも一部が、第２シール部の接着剤と重ならず、且つ、第２余剰接着剤誘導部にはみ出た第２シール部の接着剤の少なくとも一部が、第１シール部の接着剤と重ならないように、電解質膜−電極接合体を第１セパレータと第２セパレータとを接着剤で接着させることを特徴とする燃料電池の製造方法である。
【００３６】
本製造方法により、第１接着剤塗布部と第２接着剤塗布部に塗布した接着剤が、第１接着剤塗布部と電解質膜、第２接着剤塗布部と電解質膜とに囲まれた空間を埋めるのに十分な量であれば、積層したときに第１余剰接着剤誘導部と第２余剰接着剤誘導部に接着剤がはみ出し、十分な量でなければ、積層した時に第１余剰接着剤誘導部と第２余剰接着剤誘導部にはみ出さないので、第１余剰接着剤誘導部と第２余剰接着剤誘導部に存在する接着剤を確認することで、第１シール部と第２シール部における接着剤の量が十分かどうかを確認し、リークするかしないかを判断することができる。
【００３７】
第６の発明は、特に、第５の発明において、電解質膜−電極接合体を第１セパレータと第２セパレータとに接着剤で接着させた後に、電解質膜−電極接合体の主面に略垂直な方向からＸ線を照射して第１余剰接着剤誘導部と余剰第２接着剤誘導部とを撮像し、第１余剰接着剤誘導部と第２余剰接着剤誘導部とのそれぞれの所定範囲にまで、はみ出た接着剤が存在するか否か確認するものである。
【００３８】
本製造方法により、電解質膜−電極接合体の主面に略垂直な方向から余剰接着剤誘導部にＸ線を照射すると、接着剤に含まれた造影剤によって、第１余剰接着剤誘導部と第２余剰接着剤誘導部とに接着剤が存在しているかどうかを撮像すると、第１余剰接着剤誘導部と第２余剰接着剤誘導部の接着剤は、ほかの接着剤と重ならないので、接着剤の存在をはっきりと確認することができる。
【００３９】
また、第１余剰接着剤誘導部と第２余剰接着剤誘導部のそれぞれの所定範囲にまではみ出た接着剤が存在するかどうかを確認することで、第１接着剤塗布部と第２接着剤塗布部の接着剤の量が適切であるかどうかを確認して、リークするかしないかを判断することができる。この方法は、複数のシールが重なっている場合でも、電解質膜−電極接合体の主面に略垂直な一方向からＸ線を照射するだけの簡易な検査装置を準備するだけで済み、か
つ、検査時間も短縮でき、製造コストの抑制も可能になる。
【００４０】
第７の発明は、特に、第６の発明において、確認の結果、第１余剰接着剤誘導部もしくは第２余剰接着剤誘導部に、それぞれの所定範囲にまで、はみ出た接着剤が存在しないことが確認された場合は、第１余剰接着剤誘導部もしくは第２余剰接着剤誘導部に、それぞれの所定範囲まで、はみ出た接着剤が存在しないことが確認された電解質膜−電極接合体と第１セパレータと第２セパレータの組み合わせを排除するものである。
【００４１】
本製造方法により、第１余剰接着剤誘導部および第２余剰接着剤誘導部の所定範囲にまで接着剤が存在しない、電解質膜−電極接合体と第１セパレータと第２セパレータの組み合わせがあれば、接着剤の量が足りておらず発電に必要なガスをセパレータのガス流路に流した時にリークを起こす可能性が高いと考えられるので、その電解質膜−電極接合体と第１セパレータと第２セパレータの組み合わせを排除することにより、リークしない燃料電池を組み立てることが可能となる。
【００４２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明するが、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００４３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における燃料電池の外観を示す概略図である。図２は、本発明の実施の形態１における燃料電池の図１のＡ部の単セルの断面を示す要部拡大断面図である。
【００４４】
図３ａは、本発明の実施の形態１における燃料電池の第１セパレータの第１シール部を示す概略平面図である。図３ｂは、本発明の実施の形態１における燃料電池の第２セパレータの第２シール部を示す概略平面図である。図４は、本発明の実施の形態１における燃料電池の単セルをセパレータ主面の略垂直方向から透視したときの余剰接着剤誘導部と接着剤塗布部との位置関係を示す概略図である。
【００４５】
図１に示すように、本実施の形態の燃料電池２６は、厚み方向に複数積層した単セル２０と、積層された単セル２０を積層方向から挟むように配置される一対の集電板２３と、集電板２３の外側に配置され集電板２３を介して積層された単セル２０を挟む一対のエンドプレート２４とで、構成されている。
【００４６】
集電板２３は、積層した単セル２０とエンドプレート２４との間に配置されている。集電板２３は、燃料電池２６で発電された電力を取り出す端子部材である。エンドプレート２４は、積層した単セル２０、集電板２３およびエンドプレート２４を貫通する締結部材２５により締結され、締結による荷重により積層した単セル２０に均一に面圧を加えている。
【００４７】
また、図２に示すように、燃料電池２６の単セル２０は、電解質膜８と、電解質膜８を挟むように電解質膜８の両主面に配置される燃料極７ａと空気極７ｂとを有する電解質膜−電極接合体１０と、燃料極７ａと当接する面に発電に必要な水素を供給するための溝状の第１ガス流路４ａが形成された第１セパレータ１ａと、空気極７ｂと当接する面に発電に必要な空気を供給するための溝状の第２ガス流路４ｂが形成された第２セパレータ１ｂとで構成されている。
【００４８】
電解質膜−電極接合体１０の主面を第１セパレータ１ａと第２セパレータ１ｂとで挟んで、第１セパレータ１ａの第１ガス流路４ａに水素を、第２セパレータ１ｂの第２ガス流路４ｂに空気を流して、電解質膜−電極接合体１０の燃料極７ａに水素を、空気極７ｂに
空気を、それぞれ供給して、集電板２３から電気を取り出すことにより、燃料電池２６を発電させる。
【００４９】
この供給する反応ガス（水素と空気）の量により、発電量や発電効率といった燃料電池２６の性能が変化するため、供給する反応ガス（水素と空気）が、電解質膜−電極接合体１０の燃料極７ａ側の主面と第１セパレータ１ａの第１ガス流路４ａ側の主面との隙間、および電解質膜−電極接合体１０の空気極７ｂ側の主面と第２セパレータ１ｂの第２ガス流路４ｂ側の主面との隙間から漏れないように、第１セパレータ１ａは、電解質膜−電極接合体１０と対向する面に燃料極７ａを囲むように配置される第１シール部６ａを備え、第２セパレータ１ｂは、電解質膜−電極接合体１０と対向する面に空気極７ｂを囲むように配置される第２シール部６ｂを備えている。
【００５０】
第１シール部６ａは、第１セパレータ１ａの第１接着剤塗布部２ａと第１余剰接着剤誘導部３ａに接着剤９を充填して硬化させたものであり、第１シール部６ａは、第１セパレータ１ａの第１接着剤塗布部２ａおよび第１余剰接着剤誘導部３ａと電解質膜−電極接合体１０の電解質膜８との間の隙間を埋めるものである。
【００５１】
第２シール部６ｂは、第２セパレータ１ｂの第２接着剤塗布部２ｂと第２余剰接着剤誘導部３ｂに接着剤９を充填して硬化させたものであり、第２シール部６ｂは、第２セパレータ１ｂの第２接着剤塗布部２ｂおよび第２余剰接着剤誘導部３ｂと電解質膜−電極接合体１０の電解質膜８との間の隙間を埋めるものである。
【００５２】
また、第１接着剤塗布部２ａと第２接着剤塗布部２ｂは、第１余剰接着剤誘導部３ａと第２余剰接着剤誘導部３ｂよりも深い、燃料極７ａまたは空気極７ｂを囲む環状の溝に形成されている。
【００５３】
第１セパレータ１ａと第２セパレータ１ｂは、共に、発生した電力を隣接する単セル２０に伝える電気伝導体である必要があり、同時に耐食性を有する必要がある。また、締結部材２５の締め付け力に耐えうる強度も必要であるので、第１セパレータ１ａと第２セパレータ１ｂの構成材料にはカーボン材料を用いる。
【００５４】
接着剤９には、エポキシ樹脂系材料に造影剤を混入させたものを用いる。造影剤としては、硫酸バリウムを用いる。造影剤の混入量は特に限定されないが、本実施の形態では、１４ｗｔ％とする。
【００５５】
次に、本実施の形態１の第１セパレータ１ａと第２セパレータ１ｂにおける電解質膜−電極接合体１０と対向する主面に設けた第１シール部６ａと第２シール部６ｂについて、図３を参照してより詳細に説明する。
【００５６】
第１セパレータ１ａにおける電解質膜−電極接合体１０と対向する主面から第１シール部６ａを見ると、燃料極７ａを囲むように環状に設けられた第１接着剤塗布部２ａの内周側に隣接するように第１余剰接着剤誘導部３ａが設けられ、第２セパレータ１ｂにおける電解質膜−電極接合体１０と対向する主面から第２シール部６ｂを見ると、空気極７ｂを囲むように環状に設けられた第２接着剤塗布部２ｂの外周側に隣接するように第２余剰接着剤誘導部３ｂが設けられている。
【００５７】
第１余剰接着剤誘導部３ａと第２余剰接着剤誘導部３ｂは、共に第１接着剤塗布部２ａと第２接着剤塗布部２ｂの全周に沿って連続的に設けられている。
【００５８】
この構成より、第１接着剤塗布部２ａと第２接着剤塗布部２ｂのすべての位置に対応し
て、第１余剰接着剤誘導部３ａ、第２余剰接着剤誘導部３ｂが存在するので、シール不良を確認する範囲は最大となる。
【００５９】
また、図４に示すように、第１セパレータ１ａと第２セパレータ１ｂと電解質膜−電極接合体１０とを積層して、電解質膜−電極接合体１０の主面の略垂直方向から見る（透視する）と、第１接着剤塗布部２ａと第２接着剤塗布部２ｂは、電解質膜８を介して、ほぼ向かい合う位置にあるために重なっている。
【００６０】
しかし、第１余剰接着剤誘導部３ａは第１接着剤塗布部２ａの内周側に設けられ、第２余剰接着剤誘導部３ｂは第２接着剤塗布部２ｂの外周側に設けられるので、第１接着剤塗布部２ａと第２接着剤塗布部２ｂとから、第１余剰接着剤誘導部３ａと第２余剰接着剤誘導部３ｂとに、はみ出て硬化した接着剤９は、重なり合うことがない。
【００６１】
以上のように、本実施の形態の燃料電池２６は、電解質膜−電極接合体１０の主面の略垂直方向から見て（透視して）、第１セパレータ１ａの第１余剰接着剤誘導部３ａと第２セパレータ１ｂの第２余剰接着剤誘導部３ｂとは互いに重ならず、第１セパレータ１ａの第１余剰接着剤誘導部３ａと第２セパレータ１ｂの第２余剰接着剤誘導部３ｂは、第１セパレータ１ａの第１接着剤塗布部２ａと第２セパレータ１ｂの第２接着剤塗布部２ｂと重ならないので、第１セパレータ１ａの第１接着剤塗布部２ａと第２セパレータ１ｂの第２接着剤塗布部２ｂに、第１接着剤塗布部２ａと第２接着剤塗布部２ｂの容積よりも多量に接着剤９塗布した上で、第１セパレータ１ａと第２セパレータ１ｂと電解質膜−電極接合体１０とを積層して、接着剤９で第１セパレータ１ａと第２セパレータ１ｂと電解質膜−電極接合体１０とを接着した後に、電解質膜−電極接合体１０の主面の略垂直方向の一方向からのみＸ線を照射するだけで、第１セパレータ１ａの第１接着剤塗布部２ａと第２セパレータ１ｂの第２接着剤塗布部２ｂに接着剤９が十分充填されて、第１シール部６ａと第２シール部６ｂによって、反応ガス（水素と空気）が、電解質膜−電極接合体１０の燃料極７ａ側の主面と第１セパレータ１ａの第１ガス流路４ａ側の主面との隙間、および電解質膜−電極接合体１０の空気極７ｂ側の主面と第２セパレータ１ｂの第２ガス流路４ｂ側の主面との隙間から外に漏れ出るのを防いでいる（電解質膜−電極接合体１０の電解質膜８と第１セパレータ１ａおよび第２セパレータ１ｂとの隙間を全周にわたってシールしている）かどうかを判断することができる。
【００６２】
本発明の燃料電池２６は、「水素」と「空気」が供給されることで、「発電する」という最も基本的な機能を発揮するものであり、本発明は、その基本的な機能を発揮させる「水素」と「空気」のリークを防ぐための技術である。したがって、本発明によって燃料電池２６の「発電する」という基本的な機能を保証することができる。
【００６３】
なお、本実施の形態では、第１セパレータ１ａの第１接着剤塗布部２ａと第２セパレータ１ｂの第２接着剤塗布部２ｂは、第１セパレータ１ａの第１余剰接着剤誘導部３ａと第２セパレータ１ｂの第２余剰接着剤誘導部３ｂよりも深い溝にしたが、この溝の深さの関係はこの通りでなくても構わない。
【００６４】
第１セパレータ１ａの第１接着剤塗布部２ａと第２セパレータ１ｂの第２接着剤塗布部２ｂの深さは、電解質膜８と第１セパレータ１ａまたは第２セパレータ１ｂを接着するのに最適な接着剤高さから、また、第１セパレータ１ａの第１余剰接着剤誘導部３ａと第２セパレータ１ｂの第２余剰接着剤誘導部３ｂの溝の深さは、接着剤９の必要量に対して余剰分をもたせる接着剤９の塗布量の設定から、適宜決めることができる。
【００６５】
なお、本実施の形態では、第１シール部６ａと第２シール部６ｂは、第１接着剤塗布部２ａと第２接着剤塗布部２ｂと第１余剰接着剤誘導部３ａと第２余剰接着剤誘導部３ｂを
充填したが、第１余剰接着剤誘導部３ａと第２余剰接着剤誘導部３ｂは全て充填する必要はなく、第１接着剤塗布部２ａと第２接着剤塗布部２ｂにおいても、電解質膜−電極接合体１０の電解質膜８と第１セパレータ１ａおよび第２セパレータ１ｂとの隙間を全周にわたってシールできていれば、第１接着剤塗布部２ａと第２接着剤塗布部２ｂの隅に多少の空間が残っても構わない。
【００６６】
なお、本実施の形態では、第１セパレータ１ａの第１余剰接着剤誘導部３ａと第２セパレータ１ｂの第２余剰接着剤誘導部３ｂは、それぞれ、第１セパレータ１ａの第１接着剤塗布部２ａと第２セパレータ１ｂの第２接着剤塗布部２ｂの全周にわたって連続的に形成したが、これに限らない。
【００６７】
なお、本実施の形態では、第１セパレータ１ａ側に燃料極７ａを、第２セパレータ１ｂ側に空気極７ｂを配置したが、燃料極７ａと空気極７ｂは逆の構成でも構わない。
【００６８】
（実施の形態２）
実施の形態２における燃料電池２６の外観は、図１に示す実施の形態１の燃料電池２６の外観と同じである。
【００６９】
図５ａは、本発明の実施の形態２における燃料電池の第１セパレータの第１シール部を示す概略平面図である。図５ｂは、本発明の実施の形態２における燃料電池の第２セパレータの第２シール部を示す概略平面図である。
【００７０】
図６は、本発明の実施の形態２における燃料電池の図１のＡ部の単セルの積層前の状態の断面を示す要部拡大組立断面図である。図７は、本発明の実施の形態２における燃料電池の図１のＡ部の単セルの断面を示す要部拡大断面図である。
【００７１】
図８は、本発明の実施の形態２における燃料電池の単セルをＸ線で撮像する工程を示す概略断面図である。図９は、本発明の実施の形態２における燃料電池の単セルをＸ線で撮像した画像イメージを示す概略図である。図１０は、図９のＢ部の拡大図である。
【００７２】
本実施の形態の燃料電池２６において、実施の形態１の燃料電池２６と同一構成については、同一符号を付して、重複する説明は省略する。
【００７３】
図５ａに示すように、第１セパレータ１ｃの第１シール部６ｃにおいて、第１余剰接着剤誘導部３ｃは、第１接着剤塗布部２ｃの外周側に破線状に設置されている。また、図５ｂに示すように、第２セパレータ１ｄの第２シール部６ｄにおいて、第２余剰接着剤誘導部３ｄは、第２接着剤塗布部２ｄの外周側に破線状に設置されている。
【００７４】
第１セパレータ１ｃと第２セパレータ１ｄとを積層して電解質膜−電極接合体１０の主面に垂直な方向から見たときに、第１接着剤塗布部２ｃと第２接着剤塗布部２ｄとは互いに重なり、第１余剰接着剤誘導部３ｃと第２余剰接着剤誘導部３ｄとは互いに重ならないように設けられている。
【００７５】
次に、接着剤９を用いて単セル２０を構成する方法について図６を用いて説明する。図６に示すように、単セル２０は、第１接着剤塗布部２ｃと第２接着剤塗布部２ｄに接着剤９を塗布し、接着剤９を塗布した第１セパレータ１ｃと第２セパレータ１ｄとで電解質膜−電極接合体１０を挟んで積層する。
【００７６】
この時に、図７に示すように、第１接着剤塗布部２ｃと電解質膜８との間にできた空間を接着剤９が埋めて、さらに余剰分のあふれた接着剤９は、第１余剰接着剤誘導部３ｃに
流れる。また、第２接着剤塗布部２ｄと電解質膜８との間にできた空間を接着剤９が埋めて、さらに余剰分のあふれた接着剤９は、第２余剰接着剤誘導部３ｄへ流れる。その後、積層したまま接着剤９が硬化する温度まで昇温して接着剤９を硬化させる。
【００７７】
次に、図８を参照して、燃料電池２６の単セル２０をＸ線で撮像する工程を説明する。本工程は、単セル２０の電解質膜−電極接合体１０の主面に略垂直方向からＸ線３０を照射し、単セル２０の各シール部を撮像することを目的とし、Ｘ線発信機３１からＸ線３０を照射し、透過したＸ線でＸ線受信機３２に像を描くことにより、Ｘ線発信機３１とＸ線受信機３２との間に置いたサンプルを撮像するものである。
【００７８】
接着剤９にはＸ線造影剤を混入させてあるので、第１シール部６ｃと第２シール部６ｄを透過したＸ線は、透過量が減って薄い像が得られ、第１セパレータ１ｃ、第２セパレータ１ｄや電解質膜−電極接合体１０はＸ線を透過し易いので濃い像が得られるため、第１シール部６ｃと第２シール部６ｄの像を得ることができる。
【００７９】
したがって、第１シール部６ｃと第２シール部６ｄの重なり合わない部分においては、第１シール部６ｃと第２シール部６ｄの形状を見ることができる。
【００８０】
図９は、Ｘ線で撮像した映像の画像であり、第１余剰接着剤誘導部３ｃと第２余剰接着剤誘導部３ｄにはみ出た接着剤９は、重なることなく交互に、第１接着剤塗布部２ｃ、第２接着剤塗布部２ｄの外周に並んでおり、接着剤９が第１シール部６ｃ、第２シール部６ｄに十分塗布され、第１余剰接着剤誘導部３ｃ、第２余剰接着剤誘導部３ｄにはみ出ていることが確認できる。
【００８１】
また、次に図１０を参照して、第１余剰接着剤誘導部３ｃと第２余剰接着剤誘導部３ｄにおけるシール不良の確認方法について説明する。
【００８２】
第１余剰接着剤誘導部３ｃにはみ出た接着剤９と第２余剰接着剤誘導部３ｄにはみ出た接着剤９が、あらかじめ決めておいた余剰接着剤誘導部の所定範囲５に入っているかどうかを観察する。
【００８３】
本実施の形態では、所定範囲は、接着剤塗布部側の余剰接着剤誘導部の端から０．５ｍｍ〜１．０ｍｍの幅とする。
【００８４】
これにより、第１余剰接着剤誘導部３ｃと第２余剰接着剤誘導部３ｄにはみ出た接着剤９が、第１シール部６ｃと第２シール部６ｄに十分充填されて第１セパレータ１ｃと第２セパレータ１ｄと電解質膜８がシールされているかどうかを判断する。
【００８５】
本実施の形態では、接着剤９が余剰接着剤誘導部の所定範囲５に入っているため、第１セパレータ１ｃと第２セパレータ１ｄと電解質膜−電極接合体１０との組み合わせは、排除せず積層する単セル２０に加える。
【００８６】
次に、この単セル２０のリークチェックを行う。リークチェックを行う燃料極７ａ側の第１ガス流路４ｃの入口に窒素を２０ｋＰａの圧力で流入させ、燃料極７ａ側の第１ガス流路４ｃの出口、空気極７ｂ側の第２ガス流路４ｄの入口と第２ガス流路４ｄの出口とを閉じて、燃料極７ａ側の第１ガス流路４ｃの入口の流量を確認する。
【００８７】
本実施の形態では、リークしていないときのガスの流量は約１ｍｌ／ｍｉｎ以下となりリークしないことが分かる。この試験は、空気極７ｂ側についても同様に実施して確認する。
【００８８】
さらに、このようにシール部の良否を確認して組み立てた本実施の形態の燃料電池２６において、燃料極７ａ側の第１ガス流路４ｃの入口に水素を供給し、空気極７ｂ側の第２ガス流路４ｄの入口に空気を供給し、電気を取り出すことにより発電を行う。その供給される水素と空気はリークすることがないので狙いの電圧が得られ品質の高い燃料電池２６を得ることができる。
【００８９】
以上のように、本実施の形態の燃料電池２６は、第１セパレータ１ｃ、第２セパレータ１ｄに、第１シール部６ｃと第２シール部６ｄが存在し、電解質膜−電極接合体１０の主面に略垂直な方向から見たときに、第１セパレータ１ｃ、第２セパレータ１ｄの第１シール部６ｃ、第２シール部６ｄの第１接着剤塗布部２ｃ、第２接着剤塗布部２ｄが重なるように形成されていても、第１余剰接着剤誘導部３ｃ、第２余剰接着剤誘導部３ｄは重ならないので、電解質膜−電極接合体１０の主面に対して垂直な一方向からのＸ線３０を照射するだけで、第１シール部６ｃ、第２シール部６ｄに接着剤９が十分充填されて第１セパレータ１ｃ、第２セパレータ１ｄと電解質膜８がシールされているかどうかを判断することができ、さらに、はみ出た接着剤９が余剰接着剤誘導部の所定範囲５に入っていないシール不良が見つかった場合には、その第１セパレータ１ｃと第２セパレータ１ｄと電解質膜−電極接合体１０との組み合わせを排除することができる。
【００９０】
本発明の燃料電池２６は、「水素」と「空気」が供給されることで、「発電する」という最も基本的な機能を発揮するものであり、本発明は、その基本的な機能を発揮させる「水素」と「空気」のリークを防ぐための技術である。したがって、本発明によって燃料電池２６の「発電する」という基本的な機能を保証することができる。
【００９１】
なお、本実施の形態では、第１接着剤塗布部２ｃと第２接着剤塗布部２ｄは、第１余剰接着剤誘導部３ｃと第２余剰接着剤誘導部３ｄよりも深い溝にしたが、この溝の深さの関係はこの通りでなくても構わない。
【００９２】
第１接着剤塗布部２ｃと第２接着剤塗布部２ｄの深さは、電解質膜８と第１セパレータ１ｃまたは第２セパレータ１ｄを接着するのに最適な接着剤高さから、また、第１余剰接着剤誘導部３ｃと第２余剰接着剤誘導部３ｄの溝の深さは、接着剤９の必要量に対して余剰分をもたせる接着剤９の塗布量の設定から、適宜決めることができる。
【００９３】
なお、本実施の形態では、第１シール部６ｃと第２シール部６ｄは、第１接着剤塗布部２ｃと第２接着剤塗布部２ｄと第１余剰接着剤誘導部３ｃと第２余剰接着剤誘導部３ｄを充填したが、第１余剰接着剤誘導部３ｃと第２余剰接着剤誘導部３ｄは全て充填する必要はなく、第１接着剤塗布部２ｃと第２接着剤塗布部２ｄにおいても、電解質膜−電極接合体１０の電解質膜８と第１セパレータ１ｃおよび第２セパレータ１ｄとの隙間を全周にわたってシールできていれば、第１接着剤塗布部２ｃと第２接着剤塗布部２ｄの隅に多少の空間が残っても構わない。
【００９４】
なお、本実施の形態では、第１余剰接着剤誘導部３ｃと第２余剰接着剤誘導部３ｄは、破線状に形成したが、これに限らない。
【００９５】
（実施の形態３）
図１１は、本発明の実施の形態３における燃料電池の一部を分解した状態の断面を示す概略分解断面図である。図１２ａは、本発明の実施の形態３における燃料電池の第１セパレータの第１シール部を示す概略平面図である。図１２ｂは、本発明の実施の形態３における燃料電池の第２セパレータの第２シール部を示す概略平面図である。
【００９６】
図１３ａは、本発明の実施の形態３における燃料電池の第３セパレータの第３シール部を示す概略平面図である。図１３ｂは、本発明の実施の形態３における燃料電池の第４セパレータの第４シール部を示す概略平面図である。図１４は、本発明の実施の形態３における燃料電池の第２セパレータの第５シール部を示す概略平面図である。
【００９７】
図１５は、本発明の実施の形態３における燃料電池の第１セパレータから第４セパレータを電解質膜−電極接合体と共に積層してセパレータ主面の略垂直方向から透視したときの余剰接着剤誘導部と接着剤塗布部との位置関係を示す概略図である。
【００９８】
本実施の形態の燃料電池２７において、図１から図１０に示された実施の形態１または実施の形態２の燃料電池２６と同一構成については、同一符号を付して、重複する説明は省略する。
【００９９】
本実施の形態の燃料電池２７は、図１１に示すように、第１セパレータ１ｅと第２セパレータ１ｆとで電解質膜−電極接合体１０を挟んだ単セル２０と、第３セパレータ１ｇと第４セパレータ１ｈとで電解質膜−電極接合体１０を挟んだ単セル２２とが、第２セパレータ１ｆにおける電解質膜−電極接合体１０と対向しない主面に設けられた第５シール部６ｉを挟んで接着された構成を有する。
【０１００】
図１１、図１２ａ、図１２ｂに示すように、本実施の形態の燃料電池２７の一方の単セル２０は、電解質膜８と、電解質膜８を挟むように電解質膜８の両主面に配置される燃料極７ａと空気極７ｂとを有する電解質膜−電極接合体１０と、燃料極７ａと当接する面に発電に必要な水素を供給するためのガス流路が形成された第１セパレータ１ｅと、空気極７ｂと当接する面に発電に必要な空気を供給するためのガス流路が形成された第２セパレータ１ｆとで構成されている。
【０１０１】
第１セパレータ１ｅと第２セパレータ１ｆの電解質膜８に対向する面には、第１接着剤塗布部２ｅと第２接着剤塗布部２ｆが設けられ、その外周側に第１余剰接着剤誘導部３ｅと第２余剰接着剤誘導部３ｆが破線状に設けられ、積層して電解質膜−電極接合体１０の主面に略垂直な方向から見たときに、第１余剰接着剤誘導部３ｅと第２余剰接着剤誘導部３ｆは重ならないように、形成されている。
【０１０２】
第１シール部６ｅは、第１セパレータ１ｅの第１接着剤塗布部２ｅと第１余剰接着剤誘導部３ｅに接着剤９を充填して硬化させたものであり、第１シール部６ｅは、第１セパレータ１ｅの第１接着剤塗布部２ｅおよび第１余剰接着剤誘導部３ｅと電解質膜−電極接合体１０の電解質膜８との間の隙間を埋めるものである。
【０１０３】
第２シール部６ｆは、第２セパレータ１ｆの第２接着剤塗布部２ｆと第２余剰接着剤誘導部３ｆに接着剤９を充填して硬化させたものであり、第２シール部６ｆは、第２セパレータ１ｆの第２接着剤塗布部２ｆおよび第２余剰接着剤誘導部３ｆと電解質膜−電極接合体１０の電解質膜８との間の隙間を埋めるものである。
【０１０４】
なお、図１１では、第１余剰接着剤誘導部３ｅと第２余剰接着剤誘導部３ｆは図示していない。
【０１０５】
図１１、図１３ａ、図１３ｂに示すように、本実施の形態の燃料電池２７の他方の単セル２２は、電解質膜８と、電解質膜８を挟むように電解質膜８の両主面に配置される燃料極７ａと空気極７ｂとを有する電解質膜−電極接合体１０と、燃料極７ａと当接する面に発電に必要な水素を供給するためのガス流路が形成された第３セパレータ１ｇと、空気極７ｂと当接する面に発電に必要な空気を供給するためのガス流路が形成された第４セパレ
ータ１ｈとで構成されている。
【０１０６】
第３セパレータ１ｇと第４セパレータ１ｈの電解質膜８に対向する面には、第３接着剤塗布部２ｇと第４接着剤塗布部２ｈが設けられ、その内周側に第３余剰接着剤誘導部３ｇと第４余剰接着剤誘導部３ｈが破線状に設けられ、積層して電解質膜−電極接合体１０の主面に略垂直な方向から見たときに、第３余剰接着剤誘導部３ｇと第４余剰接着剤誘導部３ｈは重ならないように、形成されている。
【０１０７】
第３シール部６ｇは、第３セパレータ１ｇの第３接着剤塗布部２ｇと第３余剰接着剤誘導部３ｇに接着剤９を充填して硬化させたものであり、第３シール部６ｇは、第３セパレータ１ｇの第３接着剤塗布部２ｇおよび第３余剰接着剤誘導部３ｇと電解質膜−電極接合体１０の電解質膜８との間の隙間を埋めるものである。
【０１０８】
第４シール部６ｈは、第４セパレータ１ｈの第４接着剤塗布部２ｈと第４余剰接着剤誘導部３ｈに接着剤９を充填して硬化させたものであり、第４シール部６ｈは、第４セパレータ１ｈの第４接着剤塗布部２ｈおよび第４余剰接着剤誘導部３ｈと電解質膜−電極接合体１０の電解質膜８との間の隙間を埋めるものである。
【０１０９】
なお、図１１では、第３余剰接着剤誘導部３ｇと第４余剰接着剤誘導部３ｈは図示していない。
【０１１０】
また、図１１、図１４に示すように、第２セパレータ１ｆの電解質膜−電極接合体１０に対向しない主面に第５シール部６ｉが設けられており、第５シール部６ｉには、第５接着剤塗布部２ｉと第５余剰接着剤誘導部３ｉが形成されている（図１１では、第５余剰接着剤誘導部３ｉは図示していない）。
【０１１１】
第５接着剤塗布部２ｉの外周側に第５余剰接着剤誘導部３ｉが破線状に設けられ、この破線状の第５余剰接着剤誘導部３ｉの位置は、積層して電解質膜−電極接合体１０の主面に略垂直な方向から見たときに、第１余剰接着剤誘導部３ｅ、第２余剰接着剤誘導部３ｆと重ならないように設けられている。
【０１１２】
次に、単セル２０と単セル２２を積層し、電解質膜−電極接合体１０の主面に略垂直な方向から見たときの、第１接着剤塗布部２ｅ、第２接着剤塗布部２ｆ、第３接着剤塗布部２ｇ、第４接着剤塗布部２ｈ、第５接着剤塗布部２ｉと、第１余剰接着剤誘導部３ｅ、第２余剰接着剤誘導部３ｆ、第３余剰接着剤誘導部３ｇ、第４余剰接着剤誘導部３ｈ、第５余剰接着剤誘導部３ｉの位置関係を図１５に示した。
【０１１３】
第１接着剤塗布部２ｅ、第２接着剤塗布部２ｆ、第３接着剤塗布部２ｇ、第４接着剤塗布部２ｈ、第５接着剤塗布部２ｉはほぼ重なっており、また第１余剰接着剤誘導部３ｅ、第２余剰接着剤誘導部３ｆ、第３余剰接着剤誘導部３ｇ、第４余剰接着剤誘導部３ｈ、第５余剰接着剤誘導部３ｉは重なっていない。
【０１１４】
これらの第１接着剤塗布部２ｅ、第２接着剤塗布部２ｆ、第３接着剤塗布部２ｇ、第４接着剤塗布部２ｈ、第５接着剤塗布部２ｉに所定量の接着剤９を塗布し、電解質膜−電極接合体１０を対になる第１セパレータ１ｅと第２セパレータ１ｆ、第３セパレータ１ｇと第４セパレータ１ｈで挟み、締結時の圧力と同等の圧力で加圧した状態で、熱をかけて接着剤９を硬化させる。
【０１１５】
接着剤９を硬化した後に、電解質膜−電極接合体１０の主面に略垂直な方向からＸ線３０を照射して、第１余剰接着剤誘導部３ｅ、第２余剰接着剤誘導部３ｆ、第３余剰接着剤
誘導部３ｇ、第４余剰接着剤誘導部３ｈ、第５余剰接着剤誘導部３ｉが写った撮像を観察して、第１余剰接着剤誘導部３ｅ、第２余剰接着剤誘導部３ｆ、第３余剰接着剤誘導部３ｇ、第４余剰接着剤誘導部３ｈ、第５余剰接着剤誘導部３ｉの余剰接着剤誘導部の所定範囲５に接着剤９が存在するかどうかを確認する。
【０１１６】
第１余剰接着剤誘導部３ｅ、第２余剰接着剤誘導部３ｆ、第３余剰接着剤誘導部３ｇ、第４余剰接着剤誘導部３ｈ、第５余剰接着剤誘導部３ｉが重ならないので、第１余剰接着剤誘導部３ｅ、第２余剰接着剤誘導部３ｆ、第３余剰接着剤誘導部３ｇ、第４余剰接着剤誘導部３ｈ、第５余剰接着剤誘導部３ｉにはみ出た接着剤９も重なることがなく、第１余剰接着剤誘導部３ｅ、第２余剰接着剤誘導部３ｆ、第３余剰接着剤誘導部３ｇ、第４余剰接着剤誘導部３ｈ、第５余剰接着剤誘導部３ｉの接着剤９の存在を正確に確認することができる。
【０１１７】
本実施の形態では、第１余剰接着剤誘導部３ｅ、第２余剰接着剤誘導部３ｆ、第３余剰接着剤誘導部３ｇ、第４余剰接着剤誘導部３ｈ、第５余剰接着剤誘導部３ｉの接着剤９は全て正常にはみ出ている。
【０１１８】
このように、第１シール部６ｅ、第２シール部６ｆ、第３シール部６ｇ、第４シール部６ｈ、第５シール部６ｉの良否を確認して組み立てた本実施の形態の燃料電池２７において、燃料極７ａ側のガス流路の入口に水素を供給し、空気極７ｂ側のガス流路の入口に空気を供給し、電気を取り出すことにより発電を行う。その供給される水素と空気はリークすることがないので狙いの電圧が得られ品質の高い燃料電池２７を得ることができる。
【０１１９】
以上のように、本実施の形態３で構成された燃料電池２７は、単セル２０と単セル２２を接着剤９で接着した燃料電池２７であっても、電解質膜−電極接合体１０の主面に略垂直な方向から見たときに、第１余剰接着剤誘導部３ｅ、第２余剰接着剤誘導部３ｆ、第３余剰接着剤誘導部３ｇ、第４余剰接着剤誘導部３ｈ、第５余剰接着剤誘導部３ｉは互いに重ならないので、電解質膜−電極接合体１０の主面に対して垂直な一方向からＸ線３０を照射するだけで、第１シール部６ｅ、第２シール部６ｆ、第３シール部６ｇ、第４シール部６ｈ、第５シール部６ｉに接着剤９が十分充填されて、第１セパレータ１ｅと第２セパレータ１ｆと第３セパレータ１ｇと第４セパレータ１ｈと電解質膜８とがシールされて、シール部の良否を確認して、リークするかしないかを判断することができる。
【０１２０】
本発明の燃料電池２７は、「水素」と「空気」が供給されることで、「発電する」という最も基本的な機能を発揮するものであり、本発明は、その基本的な機能を発揮させる「水素」と「空気」のリークを防ぐための技術である。したがって、本発明によって燃料電池２７の「発電する」という基本的な機能を保証することができる。
【０１２１】
なお、本実施の形態では、第１接着剤塗布部２ｅと第２接着剤塗布部２ｆと第３接着剤塗布部２ｇと第４接着剤塗布部２ｈは、第１余剰接着剤誘導部３ｅと第２余剰接着剤誘導部３ｆと第３余剰接着剤誘導部３ｇと第４余剰接着剤誘導部３ｈよりも深い溝にしたが、この溝の深さの関係はこの通りでなくても構わない。
【０１２２】
第１接着剤塗布部２ｅと第２接着剤塗布部２ｆと第３接着剤塗布部２ｇと第４接着剤塗布部２ｈの深さは、電解質膜８と第１セパレータ１ｅまたは第２セパレータ１ｆまたは第３セパレータ１ｇまたは第４セパレータ１ｈを接着するのに最適な接着剤高さから、適宜決めることができる。第５接着剤塗布部２ｉの深さは、第２セパレータ１ｆと第３セパレータ１ｇを接着するのに最適な接着剤高さから、適宜決めることができる。
【０１２３】
また、第２セパレータ１ｆと第３セパレータ１ｇとの間で、第５シール部６ｉに囲まれ
た領域に単セル２０と単セル２２を冷却する冷却水が流れる冷却水流路を形成しても構わない。
【０１２４】
また、第１余剰接着剤誘導部３ｅと第２余剰接着剤誘導部３ｆと第３余剰接着剤誘導部３ｇと第４余剰接着剤誘導部３ｈと第５余剰接着剤誘導部３ｉの溝の深さは、接着剤９の必要量に対して余剰分をもたせる接着剤９の塗布量の設定から適宜決めることができる。
【０１２５】
なお、本実施の形態では、第１シール部６ｅと第２シール部６ｆと第３シール部６ｇと第４シール部６ｈと第５シール部６ｉは、第１接着剤塗布部２ｅと第２接着剤塗布部２ｆと第３接着剤塗布部２ｇと第４接着剤塗布部２ｈと第５接着剤塗布部２ｉと第１余剰接着剤誘導部３ｅと第２余剰接着剤誘導部３ｆと第３余剰接着剤誘導部３ｇと第４余剰接着剤誘導部３ｈと第５余剰接着剤誘導部３ｉを充填したが、第１余剰接着剤誘導部３ｅと第２余剰接着剤誘導部３ｆと第３余剰接着剤誘導部３ｇと第４余剰接着剤誘導部３ｈは全て充填する必要はなく、第１接着剤塗布部２ｅと第２接着剤塗布部２ｆと第３接着剤塗布部２ｇと第４接着剤塗布部２ｈにおいても、第１接着剤塗布部２ｅと第２接着剤塗布部２ｆと第３接着剤塗布部２ｇと第４接着剤塗布部２ｈの隅に多少の空間が残っても構わない。
【０１２６】
なお、本実施の形態では、第１シール部６ｅと第２シール部６ｆと第３シール部６ｇと第４シール部６ｈと第５シール部６ｉは、第１接着剤塗布部２ｅと第２接着剤塗布部２ｆと第３接着剤塗布部２ｇと第４接着剤塗布部２ｈと第５接着剤塗布部２ｉと第１余剰接着剤誘導部３ｅと第２余剰接着剤誘導部３ｆと第３余剰接着剤誘導部３ｇと第４余剰接着剤誘導部３ｈと第５余剰接着剤誘導部３ｉを充填したが、第１余剰接着剤誘導部３ｅと第２余剰接着剤誘導部３ｆと第３余剰接着剤誘導部３ｇと第４余剰接着剤誘導部３ｈと第５余剰接着剤誘導部３ｉは全て充填する必要はなく、第１接着剤塗布部２ｅと第２接着剤塗布部２ｆと第３接着剤塗布部２ｇと第４接着剤塗布部２ｈと第５接着剤塗布部２ｉにおいても、電解質膜−電極接合体１０の電解質膜８と第１セパレータ１ｅおよび第２セパレータ１ｆとの隙間と電解質膜−電極接合体１０の電解質膜８と第３セパレータ１ｇおよび第４セパレータ１ｈとの隙間を全周にわたってシールできていれば、第１接着剤塗布部２ｅと第２接着剤塗布部２ｆと第３接着剤塗布部２ｇと第４接着剤塗布部２ｈと第５接着剤塗布部２ｉの隅に多少の空間が残っても構わない。
【０１２７】
なお、本実施の形態では、単セル２０と単セル２２を２つ積層する燃料電池２７としたが、これに限らず、余剰接着剤誘導部が重ならない形状にすれば、これ以上の場合でも構わない。
【産業上の利用可能性】
【０１２８】
以上のように、本発明にかかる燃料電池は、接着剤をシール材料として用いる燃料電池において、一方向からＸ線を照射するだけで、すべてのシール部について十分な接着剤の量が供給されており、リークするかしないかを確認することが可能になり、シール不良発見の時間短縮と生産性の向上が可能な燃料電池として有用である。
【符号の説明】
【０１２９】
１ａ、１ｃ、１ｅ  第１セパレータ
１ｂ、１ｄ、１ｆ  第２セパレータ
１ｇ  第３セパレータ
１ｈ  第４セパレータ
２ａ、２ｃ、２ｅ  第１接着剤塗布部
２ｂ、２ｄ、２ｆ  第２接着剤塗布部
２ｇ  第３接着剤塗布部
２ｈ  第４接着剤塗布部
２ｉ  第５接着剤塗布部
３ａ、３ｃ、３ｅ  第１余剰接着剤誘導部
３ｂ、３ｄ、３ｆ  第２余剰接着剤誘導部
３ｇ  第３余剰接着剤誘導部
３ｈ  第４余剰接着剤誘導部
３ｉ  第５余剰接着剤誘導部
４ａ、４ｃ  第１ガス流路
４ｂ、４ｄ  第２ガス流路
５        余剰接着剤誘導部の所定範囲
６ａ、６ｃ、６ｅ  第１シール部
６ｂ、６ｄ、６ｆ  第２シール部
６ｇ  第３シール部
６ｈ  第４シール部
６ｉ  第５シール部
７ａ  燃料極
７ｂ  空気極
８        電解質膜
９        接着剤
１０  電解質膜−電極接合体
２０、２２  単セル
２３  集電板
２４  エンドプレート
２５  締結部材
２６、２７  燃料電池
３０  Ｘ線
３１  Ｘ線発信機
３２  Ｘ線受信機
【図１】
2019106297.tif 000003
【図２】
2019106297.tif 000004
【図３ａ】
2019106297.tif 000005
【図３ｂ】
2019106297.tif 000006
【図４】
2019106297.tif 000007
【図５ａ】
2019106297.tif 000008
【図５ｂ】
2019106297.tif 000009
【図６】
2019106297.tif 000010
【図７】
2019106297.tif 000011
【図８】
2019106297.tif 000012
【図９】
2019106297.tif 000013
【図１０】
2019106297.tif 000014
【図１１】
2019106297.tif 000015
【図１２ａ】
2019106297.tif 000016
【図１２ｂ】
2019106297.tif 000017
【図１３ａ】
2019106297.tif 000018
【図１３ｂ】
2019106297.tif 000019
【図１４】
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【図１５】
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