(57)【要約】      （修正有）【課題】電池環境の腐食雰囲気に対して防食性、特にマニホールドの開口周縁部の防食性に優れ、フィルムと基材との密着性の高い燃料電池セパレータを提供する。【解決手段】流体が通過可能な一以上の開口部１を所定の位置に備えた金属からなるセパレータ基材２と、該基材における前記開口部を含む所定箇所を被覆するフィルム状被覆部材３と、を備え、前記フィルム状被覆部材のうち少なくとも開口部の周縁部に対応する部分が接着処理されてなることを特徴とする燃料電池セパレータ１０。【選択図】図２
2005158441.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が通過可能な一以上の開口部を所定の位置に備えた金属からなるセパレータ基材と、該基材における前記開口部を含む所定箇所を被覆するフィルム状被覆部材とを備え、
前記フィルム状被覆部材のうち少なくとも前記開口部の周縁部に対応する部分が接着処理されてなることを特徴とする燃料電池セパレータ。
【請求項２】
前記セパレータ基材が表面及び裏面を備え、該表面及び裏面に、一対のフィルム状被覆部材が設けられ、該一対のフィルム状被覆部材のうち少なくとも前記開口部の周縁部に対応する部分が接着処理されてなる、請求項１記載の燃料電池セパレータ。
【請求項３】
前記接着処理が、熱溶着、高周波溶着、超音波溶着、及び接着剤による接着からなる群より選択される少なくとも一の処理である、請求項１又は２記載の燃料電池セパレータ。
【請求項４】
前記フィルム状被覆部材が、樹脂材料及びエラストマ材料の少なくとも一方からなる、請求項１〜３の何れかに記載の燃料電池セパレータ。
【請求項５】
前記セパレータ基材が、ＳＵＳ３１０、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６及びチタンからなる群より選択される一種以上からなる、請求項１〜４の何れかに記載の燃料電池得セパレータ。
【請求項６】
前記セパレータ基材が、金又はクロムからなる金属により表面処理されてなる、請求項１〜５の何れかに記載の燃料電池得セパレータ。
【請求項７】
請求項１〜６の何れかに記載の燃料電池セパレータを製造する方法であって、
前記フィルム状被覆部材のうち少なくとも前記開口部の周縁部に対応する部分を接着処理することを特徴とする燃料電池セパレータの製造方法。
【請求項８】
プレス温度を１５０〜２５０℃とし、プレス圧力を２０〜２００ｋｇｆ／ｃｍ2とし、プレス時間を０．２〜２０分とする熱圧着工程を含む、請求項７記載の燃料電池セパレータの製造方法。
【請求項９】
請求項１〜６の何れかに記載の燃料電池セパレータを複数備えた燃料電池。
【請求項１０】
請求項９記載の燃料電池を少なくとも備えた車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池環境の腐食雰囲気に対して防食性、特にマニホールドを形成するための開口部の防食性に優れ、フィルムと基材との密着性の高い燃料電池セパレータ防食性に優れた燃料電池セパレータ及びその製造方法、並びに該セパレータを用いた燃料電池及び車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車等の車両その他の分野において、燃料電池が利用され、該燃料電池は種々の燃料電池セパレータにより構成されている。そして、燃料電池セパレータに関しては、電池環境が腐食雰囲気であることから、その防食性等の改善技術の開発が試みられている。  
【０００３】
例えば、特開２００２−２５５７４号公報では、燃料ガス中の水分との接触による腐食に伴う、燃料電池の性能低下等の従来の問題を解消できる固体高分子型燃料電池セパレータの提供を目的として、中央の燃料ガス流路に燃料ガスを流入・流出させるためのマニホールドを穿設した金属薄板本体からなる固体高分子型燃料電池セパレータにおいて、上記マニホールドの端面にフッ素樹脂被覆層を設けてなる固体高分子型燃料電池セパレータが提案されている（特許文献１）。この燃料電池セパレータは、金属のセパレータ基材に設けられたマニホールドを形成するための開口端面を被覆するようにフッ素樹脂を射出成形したあと、打ち抜き加工するものである。
【０００４】
しかし、このような従来の燃料電池セパレータから構成される燃料電池では、マニホールドが被覆層を設けてはいるものの、完全に被覆されていない周縁部を起点として、燃料ガスの流入・流出作用に伴い、なお防食（腐食）されることが生じていた。また、かかる燃料電池セパレータでは、射出成形や打ち抜き加工を必要とするので製造の工程が多く、またマニホールドの開口端面の打ち抜き加工の精度管理が必要となる。  
【０００５】
さらに、従来、燃料電池セパレータへの防食性を付与する技術として、金属からなるセパレータ基材にＰＶＤやＣＶＤの方法によって貴金属材料をコーティングする技術や、電極側に導電材料を含む樹脂材料等をスプレー塗布等によりコーティングする技術等が提案されている。  
【０００６】
しかし、これらの従来技術では、次のような問題点がある。即ち、（１）燃料電池セパレータの開口部から形成されるマニホールドの周縁部（エッジ部）が起点となり、腐食が発生する。これは、現在の表面処理技術では、マニホールド周縁部のような部分に、欠陥なくコーティングすることは困難であるからである。（２）貴金属コートを行うことで、例えば接着剤でシールした場合のシール部の密着性が低下し、リーク発生等をもたらし燃料電池として機能しなくなる可能性がある。これは、貴金属コート材として例えば金を用いた場合には、一般的に金と接着性の良い接着剤が殆どないからである。（３）前記（２）の問題点を解決するために、シール部のみを貴金属コートレスにした場合に、腐食の起点となる。これは、貴金属コートレスでは、電池環境で耐えられないからである。
【特許文献１】特開２００２−２５５７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、本発明の目的は、電池環境の腐食雰囲気に対して防食性、特にマニホールドの開口周縁部の防食性に優れ、フィルムと基材との密着性の高い燃料電池セパレータを提供することにある。
【０００８】
また、本発明の他の目的は、リーク発生等がなく、耐放電性に優れた燃料電池又は該燃料電池を用いた耐久性等の優れた性能を有する車両を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、鋭意研究した結果、燃料電池における燃料ガス、エア、冷却液等の流体を通過させるためのマニホールドの開口部が、セパレータ基材を被覆するフィルム状被覆部材を用いて特定の処理により形成された燃料電池セパレータによって、前記目的を達成し得ることの知見を得た。
【００１０】
本発明は、前記知見に基づきなされたもので、流体が通過可能な一以上の開口部を所定の位置に備えた金属からなるセパレータ基材と、該基材における前記開口部を含む所定箇所を被覆するフィルム状被覆部材と、を備え、前記フィルム状被覆部材のうち少なくとも前記開口部の周縁部に対応する部分が接着処理されてなることを特徴とする燃料電池セパレータを提供するものである。
ここで、「周縁部」とは、開口部における縁及びその近傍をいう。
【００１１】
かかる構成からなる本発明によれば、電池環境の腐食雰囲気に対して防食性、特にマニホールドの開口周縁部の防食性に優れ、フィルムと基材との密着性の高い燃料電池セパレータを提供することができる。この発明によれば、電池環境の腐食雰囲気に対する防食性及びフィルムと基材との密着性を向上させることができる。
【００１２】
また、本発明は、前記セパレータ基材が表面及び裏面を備え、該表面及び裏面に、一対のフィルム状被覆部材が設けられ、該一対のフィルム状被覆部材のうち少なくとも前記開口部の周縁部に対応する部分が接着処理されてなる、前記燃料電池セパレータを提供する。この発明によれば、電池環境の腐食雰囲気に対する防食性及びフィルムと基材との密着性を向上させることができる。
【００１３】
また、本発明は、前記接着処理が、熱溶着、高周波溶着、超音波溶着、及び接着剤による接着からなる群より選択される少なくとも一の処理である、前記燃料電池セパレータを提供する。この発明によれば、電池環境の腐食雰囲気に対する防食性及びフィルムと基材との密着性を向上させることができる。
【００１４】
また、本発明は、前記フィルム状被覆部材が、樹脂材料及びエラストマ材料の少なくとも一方からなる、前記燃料電池セパレータを提供する。この発明によれば、電池環境の腐食雰囲気に対する防食性及びフィルムと基材との密着性を向上させることができる。
【００１５】
また、本発明は、前記セパレータ基材が、ＳＵＳ３１０、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６及びチタンからなる群より選択される一種以上からなる、前記燃料電池得セパレータを提供する。この発明によれば、電池環境の腐食雰囲気に対する防食性及びフィルムと基材との密着性を向上させることができる。
【００１６】
また、本発明は、前記セパレータ基材が、金又はクロムからなる金属により表面処理されてなる、前記燃料電池セパレータを提供する。この発明によれば、電池環境の腐食雰囲気に対する防食性及びフィルムと基材との密着性を向上させることができる。  
【００１７】
また、本発明は、前記燃料電池セパレータを製造する方法であって、前記フィルム状被覆部材のうち少なくとも前記開口部の周縁部に対応する部分を接着処理することを特徴とする燃料電池セパレータの製造方法を提供する。かかる発明によれば、電池環境の腐食雰囲気に対して防食性、特にマニホールドの開口周縁部の防食性に優れ、フィルムと基材との密着性の高い燃料電池セパレータを容易に得ることが可能となる。
【００１８】
また、本発明は、プレス温度を１５０〜２５０℃とし、プレス圧力を２０〜２００ｋｇｆ／ｃｍ2とし、プレス時間を０．２〜２０分とする熱圧着工程を含む、前記燃料電池セパレータの製造方法を提供する。この発明によれば、防食性及びフィルムと基材との密着性の向上した燃料電池セパレータを容易に得ることが可能となる。
【００１９】
また、本発明は、前記燃料電池セパレータを複数備えた燃料電池を提供する。かかる発明によれば、リーク発生等がなく、耐放電性等の燃料電池としての優れた性能を有する燃料電池が提供される。
【００２０】
また、本発明は、前記燃料電池を少なくとも備えた車両を提供する。かかる発明によれば、耐久性等の優れた性能を有する燃料電池自動車等の車両が提供される。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、電池環境の腐食雰囲気に対して防食性、特にマニホールドを形成するための開口部の防食性に優れ、フィルムと基材との密着性の高い燃料電池セパレータ防食性に優れた燃料電池セパレータを提供できる。また、本発明によれば、かかる優れた燃料電池セパレータを容易に得ることが可能な、燃料電池セパレータの製造方法を提供できる。また、本発明によれば、リーク発生等がなく、耐放電性に優れた燃料電池を提供できる。また、本発明によれば、耐久性等の優れた性能を有する燃料電池自動車等の車両を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に、本発明の最良の実施形態としての実施例を挙げて、本発明をより具体的に説明するが、本発明は、斯かる実施例により何等制限されるものではない。
【実施例１】
【００２３】
（燃料電池セパレータ）
本発明の燃料電池セパレータは、その一実施例として、図１に示す燃料電池セパレータ１０を提供することができる。本実施例の燃料電池セパレータ１０は、図１に示すように、燃料ガス、エア、冷却液等の流体が通過可能な一以上の開口部１を所定の位置に備える金属からなるセパレータ基材２と、該基材２における開口部１を含む所定箇所を被覆する一対のフィルム状被覆部材３と、を備えるものである。そして、燃料電池セパレータ１０においては、一対のフィルム状被覆部材３のうち少なくとも開口部１の周縁部に対応する部分が接着処理されてなる。  
【００２４】
本実施例における開口部１は、図１に示すように、平面視による場合の左右両側に３つずつの計６つがそれぞれ矩形状に備えられている。かかる開口部１は、燃料電池として使用される際に、燃料ガス、エア、冷却液等の流体が通過するためのマニホールドを形成する開口部であり、従って電池環境という非常に腐食雰囲気に曝される部分であるため、防食性を備えることが要求される。本実施例における開口部１においては、前述したとおり、一対のフィルム状被覆部材３のうち少なくとも該開口部１の周縁部に対応する部分が接着処理されてなるため、電気環境の腐食雰囲気に対する防食性（以下、単に防食性ともいう）に優れたものである。ここで、図１６に示すように、フィルム状被覆部材３が接着処理される周縁部１４の範囲は、開口部１における縁１５（端面）からフィルム状被覆部材３の縁１６までの範囲（斜線部）である。接着処理される部分（領域）は、本発明の効果を損なわない限り、該周縁部１４の全部でも一部でも適宜選択可能である。尚、図１６は、図１に示す燃料電池セパレータ１０の一部拡大図で、接着処理されるフィルム状被覆部材のうちの開口部１の周縁部に対応する部分（斜線部）を示す説明図（平面図）である。また、図１に示す燃料電池セパレータ１０のうち、フィルム状被覆部材３で被覆されていないセパレータ基材２がむき出しになった中央部は発電部であり、破線部はセパレータ基材２とフィルム状被覆部材３とを接合するシール部である。  
【００２５】
ここで、接着処理、即ち、セパレータ基材２と一対のフィルム状被覆部材３との一体化のための接着処理としては、防食性及びセパレータ基材２とフィルム状被覆部材３との密着性（以下、単に密着性ともいう）を損なわない限り特に制限されないが、例えば、熱溶着、高周波溶着、超音波溶着、及び接着剤（又はプライマー）による接着からなる群より選択される少なくとも一の処理であることが好ましい。  
【００２６】
セパレータ基材２は、金属からなるもので、これにより形成される本実施例の燃料電池セパレータ１０と略同様の形状をした基材である。そして、燃料電池セパレータ１０の開口部１に対応する位置、即ち、平面視による場合の左右両側に、３つずつ開口部１を有している。  
【００２７】
セパレータ基材２の材質としては、特に制限されないが、例えば、ＳＵＳ３１０、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６及びチタンからなる群より選択される一種以上からなるものが好ましい。  
【００２８】
また、セパレータ基材２は、金又はクロムからなる金属により表面処理（貴金属コート等）されてなることが好ましい。尚、セパレータ基材２とフィルム状被覆部材３との間（シール部）の密着力を向上させるために、かかる金属表面処理を施さない場合もある。
【００２９】
セパレータ基材２は、その所定箇所、具体的には、図１に示すように、セパレータ基材２の両表面の一部（開口部１の近傍部分）と開口部１の端面（エッジ部）とを含む箇所に、少なくとも該基材２の縁及びその近傍の全体が覆われるように一対のフィルム状被覆部材３で被覆される。そして、該一対のフィルム状被覆部材３のうち少なくとも開口部１の周縁部に対応する部分が接着処理される。このとき、セパレータ基材２は、図２に示すように、フィルム状被覆部材３によってラミネートされた状態となる。    
【００３０】
本実施例の燃料電池セパレータ１０においては、このように開口部１の縁及びその近傍が、フィルム状被覆部材３のうち少なくとも開口部１の周縁部に対応する部分が接着処理されたもので覆われているため、該セパレータ基材２の縁及びその近傍を腐食環境から遮断することができる。これにより、該周縁部が腐食の起点になることはない。また、シール部をラミネートすることにより、貴金属に接着するよりも接着性が向上する。
【００３１】
フィルム状被覆部材３の材質としては、特に制限されないが、例えば、樹脂材料及びエラストマ材料の少なくとも一方からなるものが好ましい。具体的には、オレフィン系、フッ素系、アミド系等の樹脂、オレフィン系、フッ素系、アミド系等のエラストマー等が挙げられる。  
【００３２】
また、かかるフィルム状被覆部材３は、特に耐環境性に優れた性質を有するものが好ましく、例えば、ｐＨ２以上の酸性雰囲気において変化がないもの、−３０〜１２０℃においてガラス転移点が存在しないもの、電位１．５Ｖ以下で変化のないもの等の性質を有するものが挙げられる。  
【００３３】
このような耐環境性を満たす材料としては、例えば、エチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）、エチレン四フッ化エチレン六フッ化プロピレン共重合樹脂（ＥＦＥＰ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等が好適に挙げられる。尚、本実施例においては、ＥＦＥＰを使用している。
【００３４】
また、フィルム状被覆部材３は、その厚さが１０〜２００μｍのものを好適に用いることができる。
【００３５】
次に、本発明の燃料電池セパレータを用いた使用態様の例を、図面を参照しつつ示す。使用態様の種類としては、フィルム溶着タイプと接着タイプが挙げられる。尚、図３〜６は、燃料電池スタック中における複数の燃料電池セパレータのうち任意の２つのものを示す断面図（図１のＡ−Ａ断面相当図）である。  
【００３６】
（１）フィルム溶着タイプ
フィルム溶着タイプとしては、図３に示す貴金属コート上ラミネートタイプと、図４に示す貴金属コートレス上ラミネートタイプが挙げられる。    
【００３７】
図３に示す貴金属コート上ラミネートタイプでは、燃料電池セパレータとして、次のようにして得られるものが用いられる。即ち、セパレータ基材上に貴金属をコートし、該貴金属コートされたセパレータ基材の開口部の縁を含む所定部分を、基材の表面及び裏面に対応して一対のフィルムでラミネートする。更に、該一対のフィルムのうち開口部の周縁部に対応する部分において、溶着処理を行う。
そして、隣接する２つの燃料電池セパレータ同士は、接着剤又はガスケット等のセパレータモジュールを介して接合される。この形態の燃料電池セパレータを使用することにより、その開口部周縁の防食効果が向上し、フィルム同士の接着力、フィルムのセパレータモジュールに対する接着力が向上する。
【００３８】
また、図４に示す貴金属コートレス上ラミネートタイプでは、燃料電池セパレータとして、次のようにして得られるものが用いられる。即ち、セパレータ基材には前記のような貴金属によるコートをせず（貴金属コートレス）、該セパレータ基材の開口部の縁を含む所定部分を、基材の表面及び裏面に対応して一対のフィルムでラミネートする。更に、該一対のフィルムのうち開口部の周縁部に対応する部分において、溶着処理を行う。
そして、隣接する２つの燃料電池セパレータ同士は、接着剤又はガスケット等のセパレータモジュールを介して接合される。この形態の燃料電池セパレータを使用することにより、その開口部周縁の防食効果が向上し（貴金属コートレス部もラミネートにより防食性が向上）、フィルム同士の接着力、フィルムのセパレータモジュールに対する接着力が向上する。
【００３９】
（２）接着タイプ
接着タイプとしては、図５に示す貴金属コート上ラミネートタイプと、図６に示す貴金属コートレス上ラミネートタイプが挙げられる。  
【００４０】
図５に示す貴金属コート上ラミネートタイプでは、燃料電池セパレータとして、セパレータ基材上に貴金属をコートし、該貴金属コートされたセパレータ基材の開口部の縁を含む所定部分を、接着剤又はプライマーを介在させて基材の表面及び裏面に対応して一対のフィルムでラミネートすることで、一対のフィルムのうち開口部の周縁部に対応する部分が接着処理されたものが用いられる。
そして、隣接する２つの燃料電池セパレータ同士は、接着剤又はガスケット等のセパレータモジュールを介して接合される。この形態の燃料電池セパレータを使用することによっても、その開口部周縁の防食効果が向上し、フィルム同士の接着力、フィルムのセパレータモジュールに対する接着力が向上する。
【００４１】
また、図６に示す貴金属コートレス上ラミネートタイプでは、燃料電池セパレータとして、セパレータ基材には前記のような貴金属によるコートをせず（貴金属コートレス）、該セパレータ基材の開口部の縁を含む所定部分を、同様に接着剤又はプライマーを介在させて基材の表面及び裏面に対応して一対のフィルムでラミネートすることで、一対のフィルムのうち開口部の周縁部に対応する部分が接着処理されたものが用いられる。
そして、隣接する２つの燃料電池セパレータ同士は、接着剤又はガスケット等のセパレータモジュールを介して接合される。この形態の燃料電池セパレータを使用することによっても、その開口部周縁の防食効果が向上し（貴金属コートレス部もラミネートにより防食性が向上）、フィルム同士の接着力、フィルムのセパレータモジュールに対する接着力が向上する。
【実施例２】
【００４２】
（燃料電池セパレータの製造方法）
次に、本発明の燃料電池セパレータの製造方法を示す。
本発明の製造方法の一実施例は、前述した燃料電池セパレータを製造するための好適な方法であって、熱圧着工程を少なくとも含むことを特徴とする。尚、前述した燃料電池セパレータは、その製造法に特に制限されず、一対のフィルム状被覆部材のうちの開口部の周縁部に対応する部分を接着するための接着処理として、熱圧着、接着、高周波溶着等、種々の接着法で製造することが可能である。接着方式による場合には、セパレータ基材とフィルム状被覆部材との間、フィルム状被覆部材同士の間に接着剤が介在するように、接着剤を塗布する。例えば、スクリーン印刷等の方法が用いられる。
【００４３】
本実施例では、熱圧着処理を施す熱圧着工程を少なくとも含む。熱圧着は、ラミネート方式で行うことが好ましい。
熱圧着工程における好適な条件としては、プレス温度が１５０〜２５０℃であり、プレス圧力が２０〜２００ｋｇｆ／ｃｍ2であり、プレス時間が０．２〜２０分である。
【００４４】
本実施例の製造方法では、前記実施例１の燃料電池セパレータ１０を製造する場合を例に説明する。尚、本実施例２に係る製造方法において、前述した実施例１の燃料電池セパレータに用いるものと同部材には同符号を付して説明する。先ず、得ようとする燃料電池セパレータ１０の形状に対応させた一対のフィルム状被覆部材３を用意する。
【００４５】
本実施例において、フィルム状被覆部材３は、そのフィルム形状付与前の製造原型としてのシート状物にシリコーンゴム等の弾性体を一体的に接合したものを用いることが、静電気力等の要因によりラミネート前の状態で剛性を有することになり取り扱いが容易である点から好ましい。
【００４６】
即ち、図７に示すように、フィルム状被覆部材３の製造原型としてのフィルム４（シート状物）は、剛性がなくペラペラであるため、単品では取り扱いが困難である（図７（ａ））。そこで、ラミネート後に脱離可能な弾性体５を静電気等によりフィルム４に一時的に接合する（図７（ｂ））。この際、フィルム４と弾性体５との間に極力空気が入らないように、真空中にて接合するか又はローラー等を利用する。このようなフィルム４への弾性体５の接合は、フィルム４自体の厚さが０．０５〜０．２ｍｍ程度で剛性がなく、セパレータ基材３表面での位置決め等のフィルム管理が困難であるという従来の課題を解決するものである。
【００４７】
そして、フィルム４に弾性体５を接合した接合体６に対して、打ち抜き刃等を利用することにより、フィルム状被覆部材３としての所定の形状を付与する（図７（ｃ））。
尚、図７（ａ）及び（ｂ）は、それぞれフィルム４及びフィルム４と弾性体５との接合体６を示す断面図であり、図７（ｃ）は、接合体６に所定の形状を付与した後の状態を示す平面図である。  
【００４８】
次いで、位置決めピン用孔７及びエア抜き用孔８を有する所定形状を付与したフィルム４及び弾性体５からなる接合体６（図８（ａ））２枚と、所定の開口部１を有する金属からなるセパレータ基材２（図８（ｂ））を用意し、一対の該接合体６をセパレータ基材２の両面にセットする。このとき、図９に示すように、接合体６におけるフィルム４の面がセパレータ基材２にセット（接合）するように、これらを添え合わせる。
【００４９】
セットに際しては、位置決め用のピン９により、セパレータ基材２に接合する接合体６の位置決めを行う。ここで、位置決め方法としては、種々の方法を採用することができ、例えば、次に示す位置決めピンによる方式Ｉ及びII、並びに型内に溝形状を設けることによる位置決め方式等が挙げられる。
【００５０】
（１）位置決めピンによる方式Ｉ
この方式では、図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、一対の接合体６及びセパレータ基材２において、マニホールドが形成される開口部又はマニホールドが形成される箇所に、位置決め用穴７を設置する。そして、これらを図９に示すセット状態にする際には、図１０に示すように、かかる位置決め用穴７においてピン９等を利用することにより、位置決めを行う。尚、図１０は、図９に示すセット状態のものを、製造用の型１１及び位置決め用のピン９（位置決め用穴７に挿入）とともに示すＡ−Ａ断面図である。
【００５１】
また、接合体６及び型１１それぞれの所定箇所には、予めエア抜き用穴８を設置する。これにより、製造時においては、図１１に示すような状態となり、エアの残留を効果的に防止することができる。尚、図１１は、図９に示すセット状態のものを、製造用の型１１とともに示すＢ−Ｂ断面図である。
この位置決めピンによる方式Ｉでは、打ち抜きの必要がある。  
【００５２】
（２）位置決めピンによる方式II
この方式では、図１２（ａ）及び（ｂ）に示すように、接合体６及びセパレータ基材２それぞれの開口部以外の箇所に、位置決め用穴７を設置する。そして、前記方式Ｉの場合と同様に、ピン９等を利用することにより位置決めを行う。
この位置決めピンによる方式IIでは、打ち抜きの必要がない。  
【００５３】
（３）型内に溝形状を設けることによる位置決め方式
この方式では、製造用の型１１内に、フィルム４及び弾性体５からなる接合体６のための内溝を設置することにより位置決めを行う。具体的には、図１３に示すように、下側の型１１の表面に接合体６の形状と嵌合する内溝１２を設け、該内溝１２に、フィルム４が表面を向くように接合体６を載置する。また、上側の型１１も下側の型１１と同様に、内溝１２を設け、接合体６を載置する。ここで、下側の型１１には、その表面上における内溝１２より外側の連続する２辺に、セパレータ基材２の位置を調整するための角柱状の位置決めブロック１３を設置する。これに対応して、上側の型１１には、内溝１２のある面上に、該位置決めブロック１３に嵌合し得る溝１４が設けられている。
【００５４】
そして、図１４に示すように、フィルム４及び弾性体５からなる接合体６を挿入した下側の型１１上に、セパレータ基材２を、位置決めブロック１３に寄り合わせるよって該基材２の位置決めを行う。その後、セパレータ基材２を所定の位置に載置した該下側の型１１上に、フィルム４及び弾性体５からなる接合体６を挿入した上側の型１１を嵌め込む。尚、図１３は、フィルム４及び弾性体５からなる接合体６を下側の型１１に埋め込む様子を示す説明図である。また、図１４は、図１３の下側の型１１を、一対の接合体６、セパレータ基材２及び上側の型１１とともに示すＢ−Ｂ断面図である。
この型内に溝形状を設けることによる位置決め方式では、打ち抜きの必要がない。
【００５５】
上下の型１１を嵌め合わせた後には、一対のフィルム４（接合体６）のうち少なくとも開口部１の周縁部に対応する部分が熱圧着されるように、型１１の上下両側から圧力をかける。この際の熱圧着は、前述した好適な条件の範囲内で行う。
その後、接合体６から、不要となった弾性体５を脱離させる。
このようにして、本実施例に係る燃料電池セパレータ１０を得ることができる。
【００５６】
〔試験例１〕
本実施例の燃料電池セパレータ１０（本発明）をスタック状に複数用いてなる燃料電池と、比較例として従来の燃料電池セパレータを複数用いてなる燃料電池とをそれぞれ充電（１Ｖ）させた後に、放電させたときの電圧（Ｖ／セル）を経時的に測定したところ、図１５のグラフに示す通りの結果が得られた。この結果より、本発明の燃料電池セパレータによれば、耐放電性を備えた燃料電池が得られることが明らかである。
【００５７】
本発明においてはさらに、前述した実施例に係る燃料電池セパレータを複数備えた燃料電池によって、リークの発生等なしに、優れた耐放電性を得ることができる。
【００５８】
また、前述した実施例に係る燃料電池を少なくとも備えた車両によって、耐久性等の優れた性能を得ることができる。
【００５９】
以上、本発明の好ましい実施例に基づいて本発明を詳述したが、本発明はかかる実施例に限られず、その他の実施例に適宜変更できることは言うまでもない。
【００６０】
前述した実施例では、一対のフィルム状被覆部材３のうち開口部１の周縁部に対応する部分を接着処理することとしたが、接着処理する所定部分として、例えば、開口部１の周縁部に対応する部分とともに、該開口部１以外のセパレータ基材２の他の縁を被覆する周縁部に対応する部分全体を接着処理してもよい。即ち、本発明に係る接着処理は、セパレータ基材２の開口部１のみならず、それ以外の部分の周縁部にも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は、電池環境の腐食雰囲気に対して防食性、特にマニホールドを形成するための開口部の防食性に優れ、フィルムと基材との密着性の高い燃料電池セパレータ防食性に優れた燃料電池セパレータ及びその製造方法、並びに該セパレータを用いた燃料電池及び車両として、産業上の利用可能性を有する。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】図１は、本発明の燃料電池セパレータの一実施例を示す概略平面図である。
【図２】図２は、図１の燃料電池セパレータにおけるＡ−Ａ断面図である。
【図３】図３は、本発明の燃料電池セパレータ（貴金属コート上ラミネートタイプ）を用いた使用態様の例（フィルム溶着タイプ）を示す説明図（概略断面図）である。
【図４】図４は、本発明の燃料電池セパレータ（貴金属コートレス上ラミネートタイプ）を用いた使用態様の例（フィルム溶着タイプ）を示す説明図（概略断面図）である。
【図５】図５は、本発明の燃料電池セパレータ（貴金属コート上ラミネートタイプ）を用いた使用態様の例（接着タイプ）を示す説明図（概略断面図）である。
【図６】図６は、本発明の燃料電池セパレータ（貴金属コートレス上ラミネートタイプ）を用いた使用態様の例（接着タイプ）を示す説明図（概略断面図）である。
【図７】図７（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ本発明の製造方法に係る一実施例に使用するフィルム及び該フィルムと弾性体との接合体を示す断面図であり、図７（ｃ）は、該接合体に所定の形状を付与した後の状態を示す平面図である。
【図８】図８（ａ）は、本発明の製造方法に係る一実施例に使用する接合体を示す平面図であり、図８（ｂ）は、同一実施例に使用するセパレータ基材を示す平面図ある。
【図９】図９は、セパレータ基材に一対の接合体をセットした状態を示す平面図である。
【図１０】図１０は、図９に示すセット状態のものを、製造用の型及び位置決め用のピンとともに示すＡ−Ａ断面図である。
【図１１】図１１は、図９に示すセット状態のものを、製造用の型とともに示すＢ−Ｂ断面図である。
【図１２】図１２は、位置決めピンによる方式IIを説明するための説明図である。
【図１３】図１３は、フィルム及び弾性体からなる接合体を下側の型に埋め込む様子を示す説明図である。
【図１４】図１４は、図１３の下側の型を、一対の接合体、セパレータ基材及び上側の型とともに示すＢ−Ｂ断面図である。
【図１５】図１５は、本実施例に係る燃料電池セパレータを用いてなる燃料電池の放電時間に対する電圧の関係を、比較例の場合と対比して示すグラフである。
【図１６】図１６は、図１に示す燃料電池セパレータ１０の一部拡大図で、接着処理されるフィルム状被覆部材のうちの開口部の周縁部に対応する部分の一例を示す説明図（平面図）である。
【符号の説明】
【００６３】
１０…燃料電池セパレータ、１…開口部、２…セパレータ基材、３…フィルム状被覆部材、４・・・フィルム、５・・・弾性体、６・・・接合体、７・・・位置決め用穴、８・・・エア抜き用穴、９・・・位置決め用ピン、１１…型、１２…内溝１、１３…位置決めブロック、１４…開口部の周縁部、１５…開口部における縁、１６…フィルム状被覆部材の縁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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