(57)【要約】      （修正有）【課題】  接着剤ばり取り工数が不要または接着剤ばり取り工数を軽減でき、かつ、セパレータを傷つけるおそれが無いか傷つけを抑制できる燃料電池の製造方法と、製造用治具の提供。【解決手段】  （１）セルアッシーの製造工程中に、セパレータ１８の縁部１８ａからの接着剤３３のはみ出し量とはみ出し方向を、セパレータ縁部に対向する対向面４１を有する治具４０によってコントロールする燃料電池の製造方法。（２）治具４０に、セパレータの縁部に沿って延びる方向に部分的に、導出部を設けておく。（３）セパレータ縁部に対向する対向面４１を有し、該対向面とセパレータ縁部との間隔が接着剤の許容はみ出し寸法以下に設定されている燃料電池の製造用治具４０。（４）セパレータ１８の縁部１８ａに沿って延びる方向に部分的に、導出部が設けられている製造用治具。【選択図】図３
2005216802.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セパレータ同士を対向面に接着剤を塗布し対向面と反対側の面から加圧力をかけて接着して製造されたセルアッシーであって、セパレータの縁部から接着剤がはみ出しており、接着剤のはみ出し量ははみ出し許容寸法以内であり、接着剤のはみ出し方向がセパレータ縁部と製造で用いられた治具の前記縁部に対向する対向面との間の隙間内方向に規制されている燃料電池。
【請求項２】
セパレータ同士を対向面に接着剤を塗布し対向面と反対側の面から加圧力をかけて接着するセルアッシーの製造工程を有する燃料電池の製造方法であって、セルアッシーの製造工程中に、セパレータの縁部からの接着剤のはみ出し量とはみ出し方向を、セパレータ縁部に対向する対向面を有する治具によってコントロールする燃料電池の製造方法。
【請求項３】
前記セパレータの縁部と該縁部に対向する前記治具の対向面との間隔を接着剤の許容はみ出し寸法以下に設定しておく請求項２記載の燃料電池の製造方法。
【請求項４】
前記治具にセパレータの縁部からはみ出した接着剤との剥がれをよくするコートを施しておく請求項２記載の燃料電池の製造方法。
【請求項５】
前記セパレータの縁部がセパレータの外周面を含む請求項２記載の燃料電池の製造方法。
【請求項６】
前記治具に、セパレータの縁部に沿って延びる方向に部分的に、接着剤のはみ出しを治具のセパレータ対向面よりもセパレータから離れる方向に導出する導出部を設けておく請求項２記載の燃料電池の製造方法。
【請求項７】
セパレータの縁部からはみ出しさらに前記治具の導出部に流れて硬化した接着剤を除去する請求項６記載の燃料電池の製造方法。
【請求項８】
前記セパレータの縁部がセパレータのマニホールド内面を含む請求項２記載の燃料電池の製造方法。
【請求項９】
前記治具は、マニホールド縁部の形状に対応した対向面を有し、マニホールド縁部からはみ出す接着剤のはみ出し量とはみ出し方向をコントロールする請求項８記載の燃料電池の製造方法。
【請求項１０】
前記治具に複数の流体供給孔を設けておき、セパレータ同士を接着後、前記流体供給孔から流体を供給してセルアッシーを治具から浮き上がらせセルアッシーを治具から外す請求項２記載の燃料電池の製造方法。
【請求項１１】
セパレータ同士を対向面に接着剤を塗布し対向面と反対側の面から加圧力をかけて接着するセルアッシーの製造で用いられる燃料電池の製造用治具であって、セパレータ縁部に対向する対向面を有し、該対向面とセパレータ縁部との間隔が接着剤の許容はみ出し寸法以下に設定されている燃料電池の製造用治具。
【請求項１２】
前記治具が、セパレータの縁部に沿って延びる方向に部分的に、接着剤のはみ出しを治具のセパレータ対向面よりもセパレータから離れる方向に導出する導出部を有する請求項１１記載の燃料電池の製造用治具。
【請求項１３】
前記治具はマニホールド縁部の形状に対応した対向面を有する請求項１１記載の燃料電池の製造用治具。
【請求項１４】
前記治具が、流体供給によりセルアッシーを治具から浮き上がらせる流体供給孔を有する請求項１１記載の燃料電池の製造用治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池（セルアッシー）と該燃料電池の製造方法および製造用治具（製造装置）に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池、たとえば固体高分子電解質型燃料電池は、電解質膜と膜の一面に形成されたアノードおよび膜の他面に形成されたカソードからなる膜−電極アッセンブリ（Membrane-Electrode Assembly 、ＭＥＡ）を、セパレータで挟んだものから構成される。少なくとも１つの単位燃料電池からモジュール（セルアッシー）を構成し、モジュールを複数積層して（積層方向は任意）燃料電池スタックが構成される。
ＭＥＡを挟む２つのセパレータのうちアノード側のセパレータには、燃料ガス（水素）流路が形成されるとともにその背面に冷媒（冷却水）流路が形成され、カソード側のセパレータには、酸化ガス（空気）流路が形成されるとともにその背面に冷媒（冷却水）流路が形成される。
各セルの、アノード側では、水素を水素イオン（プロトン）と電子にする電離反応が行われ、水素イオンは電解質膜中をカソード側に移動し、カソード側では酸素と水素イオンおよび電子（隣りのＭＥＡのアノードで生成した電子がセパレータを通してくる、またはセル積層方向一端のセルのアノードで生成した電子が外部回路を通して他端のセルのカソードにくる）から水を生成する反応が行われ、かくして発電が行われる。
アノード側：Ｈ2 →２Ｈ+ ＋２ｅ- 
カソード側：２Ｈ+ ＋２ｅ- ＋（１／２）Ｏ2 →Ｈ2 Ｏ
【０００３】
セパレータは反応ガス（燃料ガス、酸化ガス）と冷却水とを分離する。電解質膜を挟んで対向するセルモジュールのセパレータ同士は、特開平７−２４９４１７号公報に示すように、セパレータの縁部（外周縁部、反応ガスの供給・排出マニホールド縁部、冷却水マニホールド縁具）で、接着剤にて接着されシールされる。隣り合うセル間は、セパレータの外周縁部で、通常、ゴムガスケットにてシールされるが、接着剤にて接着されシールされて複数セルのモジュールとされてもよい。
【０００４】
しかし、従来の燃料電池およびその製造方法に、以下の問題がある。
セパレータ同士を接着剤にてシール接着する場合、従来は、図１４〜図１６（比較例）に示すように、セパレータの縁部に接着剤を塗布し、下治具１の上にセル２を置きその上に上治具３を重ね（効率を上げるためにセル２、上治具３を数段重ねてもよい）、プレスにて、上治具３に下向きの荷重をかけて加圧接着する。接着剤の乾燥速度を上げるために治具１、３の温度を上げておいてもよい。圧着された時、セパレータ４間の接着剤５は、セパレータ縁部から空間側にはみ出し、セパレータ外周部７およびマニホールド部８に、接着剤はみ出し部６ができる。
従来、接着剤はみ出し部６のはみ出し寸法、はみ出し方向はコントロールされていないし、管理されていないので、接着剤のはみ出し寸法、はみ出し方向は、接着剤塗布量に応じてばらつく。通常、はみ出し寸法は許容はみ出し寸法（規格値Ｖａ）を越える。セルを積層してスタックを構成する際に、積層するセルを、セパレータの外周縁部基準で、あるいはマニホールドの内周縁部基準で位置を揃えるが、はみ出し寸法が不均一な接着剤はみ出し部６をそのままにしておくと、スタッキングの際にセル積層方向と直交する方向のセル位置がばらついてしまう。また、マニホールドの流路断面積が各セパレータでばらついて、ガスや冷却液が、所定の流量、得られなくなる。
接着剤はみ出しが不均一であるという問題を軽減するために、従来は、セパレータの縁部に接着剤の溜溝や段差状後退部を形成しておいてはみ出そうとする接着剤をそこに吸収する手段をとることがあるが、セパレータ自身薄いため溝や後退部の断面積が大きくとれず接着剤吸収力には限界があり、接着剤はみ出しの問題は完全には解決できていない。
接着剤が許容寸法以上にはみ出した場合は、セルモジュールの製造時に、一つ一つのセルモジュールに対して、目視による、接着剤ばり取り作業が必要となり、工数の増大や、ばり取り作業中にセパレータを傷つけるという二次的不良のおそれがある。とくに、縁部に後退部を形成したセパレータは、セパレータの縁部の割れや変形を生じやすい。
【特許文献１】特開平７−２４９４１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする問題点は、従来の燃料電池の製造方法では、製造の際に、接着剤ばり取りに工数がかかり、かつセパレータを傷つけてしまうという問題である。
【０００６】
本発明の目的は、接着剤ばり取り工数が不要または接着剤ばり取り工数を軽減でき、かつ、セパレータを傷つけるおそれが無いか傷つけを抑制できる、燃料電池、該燃料電池の製造方法、該燃料電池を製造する製造用治具（燃料電池の製造装置）を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成する本発明はつぎの通りである。
（１）  セパレータ同士を対向面に接着剤を塗布し対向面と反対側の面から加圧力をかけて接着して製造されたセルアッシーであって、セパレータの縁部から接着剤がはみ出しており、接着剤のはみ出し量ははみ出し許容寸法以内であり、接着剤のはみ出し方向がセパレータ縁部と製造で用いられた治具の前記縁部に対向する対向面との間の隙間内方向に規制されている燃料電池。（本発明の全実施例に共通）
（２）  セパレータ同士を対向面に接着剤を塗布し対向面と反対側の面から加圧力をかけて接着するセルアッシーの製造工程を有する燃料電池の製造方法であって、セルアッシーの製造工程中に、セパレータの縁部からの接着剤のはみ出し量とはみ出し方向を、セパレータ縁部に対向する対向面を有する治具によってコントロールする燃料電池の製造方法。（本発明の全実施例に共通）
（３）  前記セパレータの縁部と該縁部に対向する前記治具の対向面との間隔を接着剤の許容はみ出し寸法以下に設定しておく（２）記載の燃料電池の製造方法。（本発明の全実施例に共通）
（４）  前記治具にセパレータの縁部からはみ出した接着剤との剥がれをよくするコートを施しておく（２）記載の燃料電池の製造方法。（本発明の全実施例に共通）
（５）  前記セパレータの縁部がセパレータの外周面を含む（２）記載の燃料電池の製造方法。（本発明の実施例１に対応）
（６）  前記治具に、セパレータの縁部に沿って延びる方向に部分的に、接着剤のはみ出しを治具のセパレータ縁部対向面よりもセパレータから離れる方向に導出する導出部を設けておく（２）記載の燃料電池の製造方法。（本発明の実施例２に対応）
（７）  セパレータの縁部からはみ出しさらに前記治具の導出部に流れて硬化した接着剤を除去する（６）記載の燃料電池の製造方法。（本発明の実施例２に対応）
（８）  前記セパレータの縁部がセパレータのマニホールド内面を含む（２）記載の燃料電池の製造方法。（本発明の実施例３に対応）
（９）  前記治具は、マニホールド縁部の形状に対応した対向面を有し、マニホールド縁部からはみ出す接着剤のはみ出し量とはみ出し方向をコントロールする（８）記載の燃料電池の製造方法。（本発明の実施例３に対応）
（１０）  前記治具に複数の流体供給孔を設けておき、セパレータ同士を接着後、前記流体供給孔から流体を供給してセルアッシーを治具から浮き上がらせセルアッシーを治具から外す（２）記載の燃料電池の製造方法。（本発明の実施例４に対応）
（１１）  セパレータ同士を対向面に接着剤を塗布し対向面と反対側の面から加圧力をかけて接着するセルアッシーの製造で用いられる燃料電池の製造用治具であって、セパレータ縁部に対向する対向面を有し、該対向面とセパレータ縁部との間隔が接着剤の許容はみ出し寸法以下に設定されている燃料電池の製造用治具。（本発明の全実施例に共通）
（１２）  前記治具が、セパレータの縁部に沿って延びる方向に部分的に、接着剤のはみ出しを治具のセパレータ縁部対向面よりもセパレータから離れる方向に導出する導出部を有する（１１）記載の燃料電池の製造用治具。（本発明の全実施例に共通）
（１３）  前記治具はマニホールド縁部の形状に対応した対向面を有する（１１）記載の燃料電池の製造用治具。（本発明の実施例３に対応）
（１４）  前記治具が、流体供給によりセルアッシーを治具から浮き上がらせる流体供給孔を有する（１１）記載の燃料電池の製造用治具。（本発明の実施例４に対応）
【発明の効果】
【０００８】
従来の「接着剤をセパレータからはみ出さないようにする」から、本発明では「接着剤を意図的にはみ出させて、そのはみ出し量（はみ出し寸法）とはみ出し方向（必要に応じてはみ出し位置も）をコントロールする」に変えた。
上記（１）の燃料電池によれば、接着剤のはみ出し量とはみ出し方向がコントロールされているので、はみ出した接着剤ばりを除去する必要が無くなり、接着剤ばり取り工数を不要とすることができるかまたは接着剤ばり取り工数を軽減でき、かつ、セパレータを傷つけるおそれを無くするかまたは傷つけを抑制できる。
上記（２）の燃料電池の製造方法によれば、治具によって接着剤のはみ出し量とはみ出し方向をコントロールするので、はみ出した接着剤ばりを除去する必要が無くなり、接着剤ばり取り工数を不要とすることができるかまたは接着剤ばり取り工数を軽減でき、かつ、セパレータを傷つけるおそれを無くするかまたは傷つけを抑制できる。
上記（３）の燃料電池の製造方法によれば、縁部と該縁部に対向する治具の対向面との間隔を接着剤の許容はみ出し寸法以下に設定しておくので、はみ出した接着剤ばりを除去する必要が無い。
上記（４）の燃料電池の製造方法によれば、治具にセパレータの縁部からはみ出した接着剤との剥がれをよくするコートを施しておくので、接着終了後、治具からセルアッシーを容易に外すことができる。
上記（５）の燃料電池の製造方法によれば、セパレータの縁部がセパレータの外周面を含むので、セパレータの外周面の接着剤ばりがコントロールされる。
上記（６）の燃料電池の製造方法によれば、セパレータの縁部に沿って延びる方向に部分的に、導出部を設けておくので、治具の対向面とセパレータの縁部との間の間隔を埋めた後の余分の接着剤は治具の導出部へと流れ、そのはみ出し方向がコントロールされる。この治具の導出部を、セルスタッキング時に基準と当たらない位置（セルを角部近傍で基準に当てるので、導出部はセルの辺の中央部近傍に対応する治具部分に設けるのがよい）に設定しておくことにより、接着剤ばり取りが不要となる。
上記（７）の燃料電池の製造方法によれば、接着剤が治具の導出部に流れるようにしたので、治具導出部に流れたばり位置が特定され、ばり除去作業が容易になる。また、ばり除去後は、ばりがあった部位がスタッキング時に基準と当たってもよくなるので、導出部位置を治具の任意の位置に設定することができる。
上記（８）の燃料電池の製造方法によれば、セパレータの縁部がセパレータのマニホールド内面を含むので、セパレータのマニホールド内面の接着剤ばりがコントロールされる。
上記（９）の燃料電池の製造方法によれば、治具が、マニホールド縁部の形状に対応した対向面を有するので、セパレータのマニホールド内面の接着剤ばりがコントロールされる。
上記（１０）の燃料電池の製造方法によれば、治具に複数の流体供給孔を設けておくので、流体供給孔を通して流体を治具とセルアッシーとの間に供給することにより、治具からセルアッシーを容易に浮き上がらせて外すことができる。
上記（１１）の燃料電池の製造用治具によれば、治具のセパレータ縁部対向面とセパレータ縁部との間隔が接着剤の許容はみ出し寸法以下に設定されているので、接着剤ばりのはみ出し寸法とはみ出し方向をコントロールすることができる。
上記（１２）の燃料電池の製造用治具によれば、セパレータの縁部に沿って延びる方向に部分的に、導出部が設けられているので、治具の対向面とセパレータの縁部との間の間隔を埋めた後の余分の接着剤は治具の導出部へと流れ、そのはみ出し方向がコントロールされる。この治具の導出部を、セルスタッキング時に基準と当たらない位置に設定しておくことにより、接着剤ばり取りが不要となる。
上記（１３）の燃料電池の製造用治具によれば、治具がマニホールド縁部の形状に対応した対向面を有するので、セパレータのマニホールド内面の接着剤ばりがコントロールされる。
上記（１４）の燃料電池の製造用治具によれば、治具が、流体供給によりセルアッシーを治具から浮き上がらせる流体供給孔を有するので、流体供給孔を通して流体を治具とセルアッシーとの間に供給することにより、治具からセルアッシーを容易に浮き上がらせて外すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に、本発明の燃料電池、該燃料電池の製造方法、および該燃料電池の製造用治具（燃料電池の製造方法の実施に直接使用する治具でもある）を、図１〜図１６を参照して説明する。
図中、図１〜図３は本発明の実施例１を示し、図４〜図７は本発明の実施例２を示し、図１０は本発明の実施例３を示し、図１１は本発明の実施例４を示す。図１２、図１３は、本発明の何れの実施例にも適用可能な、燃料電池の一般構成を示す。また、図１４〜図１６は比較例（比較例は本発明に含まず）を示す。
本発明の全実施例に共通な部分には、本発明の全実施例にわたって同じ符号を付してある。
【００１０】
まず、本発明の全実施例に共通な部分を、図１〜図３、図１２、図１３を参照して説明する。
本発明の燃料料電池は、たとえば、固体高分子電解質型燃料電池１０である。該燃料電池１０は、燃料電池自動車に搭載される。ただし、自動車以外に用いられてもよい。
固体高分子電解質型燃料電池１０は、図１２、図１３に示すように、膜−電極アッセンブリ（ＭＥＡ：Membrane-Electrode Assembly ）とセパレータ１８との積層体からなる。積層方向は上下方向に限るものではなく、任意の方向でよい。
膜−電極アッセンブリは、イオン交換膜からなる電解質膜１１とこの電解質膜の一面に配置された触媒層からなる電極（アノード、燃料極）１４および電解質膜の他面に配置された触媒層からなる電極（カソード、空気極）１７とからなる。膜−電極アッセンブリとセパレータ１８との間には、アノード側、カソード側に、それぞれ、ガスを拡散する拡散層１３、１６が設けられる。
【００１１】
セパレータ１８には、アノード１４、カソード１７に燃料ガス（水素）および酸化ガス（酸素、通常は空気）を供給するための反応ガス流路２７、２８（燃料ガス流路２７、酸化ガス流路２８）と、その裏面に冷媒（通常、冷却水）を流すための冷媒流路２６が形成される。また、セパレータ１８には、燃料ガス流路２７に燃料ガスを供給、排出するための燃料ガスマニホールド３０、酸化ガス流路２８に酸化ガスを供給、排出するための酸化ガスマニホールド３１、冷媒流路２６に冷媒を供給、排出するための冷媒マニホールド２９が形成されている。セパレータ１８は、たとえば、カーボンを主体とした材料や金属（たとえば、ステンレス）を主体とした材料からなるものである。
【００１２】
膜−電極アッセンブリとセパレータ１８を重ねて単位燃料電池（「単セル」ともいう）１９を構成し、少なくとも１つのセルからモジュール（図１２、図１３では１モジュールが１セルから構成される場合を示しており、セル１９とモジュールが等しいので、モジュールにも符号１９を付す）を構成し、モジュール１９を積層してセル積層体とし、セル積層体のセル積層方向両端に、ターミナル２０、インシュレータ２１、エンドプレート２２を配置し、セル積層体をセル積層方向に締め付け、セル積層体の外側でセル積層方向に延びる締結部材（たとえば、テンションプレート２４）、ボルト・ナット２５により固定して、燃料電池スタック２３を構成する。
【００１３】
流体流路２６、２７、２８、２９、３０、３１をシールするために、ガス側のシール材３３および冷媒側のシール材３２が設けられる。図示例では、ガス側シール材３３が接着剤（シール材と同じであるため、接着剤の符号も３３とする）からなり、冷媒側シール材３２がゴムガスケットからなる場合を示してあるが、ガス側シール材３３も冷媒側シール材３２も、接着剤とゴムガスケットの何れから構成されてもよい。
接着剤３３は、膜１１を挟んで対向するセパレータ１８同士を分離不能に接着し、ゴムガスケット３２は、隣り合うセル同士を分離可能にシールする。
【００１４】
本発明の燃料電池は、セパレータ１８同士を対向面に接着剤３３を塗布し対向面と反対側の面から加圧力をかけて接着して製造されたセルアッシー１９を含む。接着剤３３は、膜１１を挟んで対向するセパレータ同士の対向面のうち、セパレータ外周部とマニホールド周囲部に塗布される。
本発明のセルアッシー１９では、セパレータ１８の縁部１８ａから接着剤３３がはみ出している。
接着剤３３のはみ出し量は、はみ出し許容寸法Ｖａ（Ｖａは、たとえば、０．５ｍｍ）以下に設定される。
接着剤３３のはみ出し方向は、セパレータ縁部１８ａと製造で用いられた治具４０の縁部１８ａに対向する対向面４１との間の隙間６０内方向に規制されている。
【００１５】
本発明の燃料電池の製造方法は、電解質膜１１を挟んで対向するセパレータ１８同士を接着剤３３により接着してセルアッシー１９（セルモジュールと同じ）を製造する工程を含む。
セルアッシー１９の製造工程では、セパレータ１８同士の対向面（膜１１に接する側の面）のセパレータ外周部およびマニホールド周囲部に接着剤３３を塗布し、膜１１を挟んで重ねあわせ、対向面と反対側の面（冷却水流路が形成される側の面）から加圧力をかけてセパレータ１８同士を接着する。
【００１６】
膜１１を挟んで対向する２枚のセパレータ１８のうちの一方のセパレータ１８の膜１１に接する側の面の所定領域に接着剤３３を塗布し、接着剤塗布面を上に向けて下治具４２の上に置き、その上に膜１１を含むＭＥＡを置き、その上から、２枚のセパレータ１８のうちの他方のセパレータ１８であって膜１１に接する側の面の所定領域に接着剤３３を塗布したセパレータを重ね、さらにその上から上治具４３を置き、上治具４３をプレスにて押さえつけ、膜１１と２枚のセパレータ１８とに加圧力をかけ、セパレータ１８を接着剤３３で接着してセルアッシー１９を製造する。接着剤３３は流動体の状態でセパレータに塗布され、固化する前に加圧力をかけられるので、接着剤３３の一部は２枚のセパレータ１８の縁部１８ａからはみ出して接着剤ばり５０を形成する。この場合、接着剤３３がはみ出してできたはみ出し部が接着剤ばり５０である。セパレータ１８の縁部１８ａは、セパレータの外周面であってもよいし、あるいはマニホールドの内面であってもよいし、あるいはセパレータの外周面とマニホールドの内面の両方であってもよい。
【００１７】
本発明の燃料電池の製造方法では、セルアッシー１９の製造工程中に、セパレータ１８の縁部１８ａ（セパレータの外周縁部１８ａ1 、マニホールド縁部１８ａ2 を含む）からの接着剤３３のはみ出し量（はみ出し寸法）とはみ出し方向を、セパレータ縁部１８ａに対向する対向面４１を有する治具４０によってコントロールする。対向面４１は、下治具４２または上治具４３に形成されてセパレータ厚み方向に延び、セパレータ１８の縁部１８ａの側方に位置する側部の、セパレータ縁部１８ａ側の面からなる。
接着剤３３の「はみ出し方向」は、はみ出した接着剤が流れる方向であり、このはみ出し方向は、
（イ）接着剤のはみ出し量が、セパレータ縁部１８ａと治具対向面４１との間の隙間６０内で吸収される場合は、セパレータ縁部１８ａと治具対向面４１との間の隙間６０内で、セパレータ縁部１８ａに沿う方向（セパレータ厚み方向でもとセパレータ縁部と平行方向でもよい）にコントロールされ、
（ロ）セパレータ縁部１８ａと治具対向面４１との間の隙間６０を埋めた後、治具４０に設けられた、接着剤のはみ出しを治具４０のセパレータ縁部対向面よりもセパレータから離れる方向に導出する導出部４４に流れる出る場合は、治具４０の導出部４４の方向にコントロールされる。導出部４４は、たとえば、治具４０に設けた切れ目や穴などからなる。
ここで、はみ出しを導出するとは、治具４０のセパレータ縁部対向面４１で接着剤のはみ出し量（はみ出し寸法）やはみ出し方向（はみ出し位置）を予め定めたはみ出し許容寸法内に規定するとともに、セパレータ縁部１８ａと対向面４１間の隙間６０を埋めた後の余分な接着剤を隙間６０より外部である治具の外方向（セパレータ１８から離れる方向）のうちの、特定の方向に、かつ特定の位置で導出することを意味する。望ましくは、導出部４４は、図示例では治具４０に設けた切れ目からなるが、切れ目に限定されるものではなく、セルアッシーの形状（薄さ）に応じて治具４０の外方向に延びる１つ以上の通路（孔）であったり、隙間であってもよい。なお、導出部４４の出口側は治具の外方向に（大気側に）開放されている。
【００１８】
セパレータ１８の縁部１８ａと該縁部１８ａに対向する治具４０の対向面４１との隙間６０の間隔Ｄは、接着剤の許容はみ出し寸法Ｖａ（Ｖａは、たとえば、０．５ｍｍ）以下に設定される。これによって、セパレータ縁部１８ａの伸長方向と直交する方向のはみ出し寸法である接着剤３３の「はみ出し寸法」は、許容はみ出し寸法Ｖａ（Ｖａは、たとえば、０．５ｍｍ）以下に設定される。
また、治具４０には、セパレータ１８と対向する対向面４１に、セパレータ１８の縁部１８ａからはみ出した接着剤３３との剥がれをよくするコートを施しておく。このコートは、たとえば、ポリテトラフルオロエチレン等の樹脂層からなる。
【００１９】
本発明のセルアッシー１９の製造用治具４０は、セパレータ縁部１８ａに対向する対向面４１を有する。対向面４１は下治具４２か上治具４２に一体に形成された治具の側部のセパレータ縁部１８ａに対向する側の面からなる。対向面４１とセパレータ縁部１８ａとの間隔Ｄは、接着剤３３の許容はみ出し寸法Ｖａ（Ｖａは、たとえば、０．５ｍｍ）以下に設定されている。
治具４０は、セパレータ１８の縁部１８ａに沿って延びる方向に部分的に、導出部４４が設けられていてもよい。
【００２０】
本発明の燃料電池、燃料電池の製造方法、燃料電池の製造用治具の、全実施例に共通な部分の作用・効果を説明する。
従来は「接着剤をセパレータからはみ出さないようにする」という方法をとっており、そのためにセパレータの縁部にはみ出そうとする接着剤を溜める溝や段差状後退部を設けていた。しかし、溝や段差状後退部の接着剤吸収能力に限りがあり、それを越えると、接着剤はみ出し部の形状、はみ出し寸法、はみ出し方向が不安定となり、はみ出し部が燃料電池のスタッキング時に基準（位置決め基準）に当たり、燃料電池の位置の不揃いが生じるという問題があった。
本発明では、「接着剤を意図的にはみ出させて、そのはみ出し量（はみ出し寸法）とはみ出し方向をコントロールする」という発想に変えた。すなわち、接着剤３３を多目に塗布し、セパレータ縁部１８ａからはみ出させ、セパレータ縁部１８ａに対向する対向面４１をもつ治具４０によって接着剤３３のはみ出し量とはみ出し方向をコントロールするようにした。
【００２１】
その結果、接着剤ばり５０の寸法が許容はみ出し寸法Ｖａ以下であり、その方向もコントロールされた方向であるため、接着剤３３がはみ出しても、スタッキング時に基準にあてても問題がない。そのため、はみ出した接着剤ばり５０を除去する必要が無くなり、接着剤ばり取り工数が不要となるか、または、治具４０の導出部４４にはみ出すような場合は、ばり位置がきまっているので、ばり取りしてもばり取り工数を軽減でき、かつ、ばり取り時にセパレータ１８を傷つけるおそれが無くなるか、または、傷つけを抑制することができる。
また、治具４０にセパレータ１８の縁部１８ａからはみ出した接着剤３３との剥がれをよくするコートを施した場合は、接着終了後（接着剤固化後）、治具４０からセルアッシー１９を容易に外すことができ、セルアッシー１９の製造効率を上げることができる。
【００２２】
上記では、セパレータ１８の縁部１８ａの全周囲で接着剤３３がはみ出すことを前提としたが、セパレータ縁部１８ａの一部に接着剤はみ出しを防止する土手部（この土手部はセパレータの土手部以外の部分の表面より段差状に高く形成されている、また、土手部はセパレータの外周縁部に形成されていてもよいし、マニホールド縁部に形成されていてもよい）を有するセパレータに本発明を適用することができる。その場合は、余分な接着剤３３をセパレータ外部に排出する目的で土手部が形成されないセパレータ縁部部分において、接着剤のはみ出しを治具４０により所定のはみ出し許容寸法内に規制する。また、土手部が形成されていないセパレータ縁部部分に対応する位置に治具４０の接着剤排出用導出部４４を設けることにより、接着剤３３のはみ出し量やはみ出し方向をコントロールすることができる。
【００２３】
つぎに、本発明の各実施例に特有な部分を説明する。
〔実施例１〕
本発明の実施例１では、図１〜図３に示すように、セパレータ１８の縁部１８ａがセパレータの外周面１８ａ1 を含む。治具４０の対向面４１を、セパレータ１８の縁部１８ａに対向させて配置し、セルアッシー１９を製造する。
【００２４】
本発明の実施例１の作用・効果については、２枚のセパレータ１８からはみ出した接着剤３３は、対向面４１とセパレータ縁部１８ａとの間の隙間６０にはみ出し、接着剤ばり５０を形成する。対向面４１とセパレータ縁部１８ａとの間の間隔Ｄが、接着剤３３の許容はみ出し寸法Ｖａ（Ｖａは、たとえば、０．５ｍｍ）以下に設定されているので、接着剤ばり５０のはみ出し寸法もＶａ以下である。その結果、接着剤ばり取り工数が不要となる。また、ばり取りによるセパレータ１８の傷つけも無くなる。
【００２５】
〔実施例２〕
本発明の実施例２では、図４〜図７に示すように、セパレータ１８の縁部１８ａがセパレータの外周面１８ａ1 を含む。治具４０には、セパレータ１８の縁部１８ａに沿って延びる方向に部分的に、導出部４４を設けておく。治具４０の対向面４１を、セパレータ１８の縁部１８ａに対向させて配置し、セルアッシー１９を製造する。
治具４０に導出部４４を設けておくので、治具４０の対向面４１とセパレータ縁部１８ａとの間の隙間６０を埋めた後の余分の接着剤３３は、治具４０の導出部４４へと流れる。
接着剤３３が治具４０の導出部４４へと流れてできた接着剤ばり５０を、接着剤硬化後、刃具やレーザ等にて除去してもよい。
【００２６】
本発明の実施例２の作用・効果については、治具４０に導出部４４を設けておくので、接着剤のはみ出し方向が、治具４０の対向面４１とセパレータ縁部１８ａとの間の隙間６０か、該隙間６０を埋めた後は導出部４４へと流れ、コントロールされる。この治具４０の導出部４４を、セルスタッキング時に基準と当たらない位置に設定しておくことにより、接着剤ばり取りが不要となる。
【００２７】
また、接着剤３３が治具４０の導出部４４へと流れてできた接着剤ばり５０を除去する場合であっても、ばり位置が治具の導出部４４位置に特定されているため、その部位のみのばり取りで済み、ばり除去作業が容易になる。また、ばり除去後は、ばりがあった部位がスタッキング時に基準と当たってもよくなるので、導出部４４の位置は治具４０の任意の位置に設定することができる。
【００２８】
〔実施例３〕
本発明の実施例３では、図８〜図１０に示すように、セパレータ１８の縁部１８ａがマニホールドの内周面１８ａ2 を含む。治具４０の対向面４１を、マニホールドの内周面１８ａ2 に対向させて配置し、セルアッシー１９を製造する。組み付け製造の効率を上げるために、図８に示すように、下治具４２の上にセルアッシー１９と上治具４３を複数段重ねて、一度の加圧で複数のセルアッシー１９を製造するようにしてもよい。治具４０は温度を上昇させた熱治具であってもよいし、常温下で加圧して組み付けする治具であってもよい。
【００２９】
本発明の実施例３の作用・効果については、２枚のセパレータ１８からはみ出した接着剤３３は、対向面４１とマニホールドの内周面１８ａ2 との間の隙間６０にはみ出し、接着剤ばり５０を形成する。対向面４１とマニホールドの内周面１８ａ2 との間の間隔Ｄが、接着剤３３の許容はみ出し寸法Ｖａ（Ｖａは、たとえば、０．５ｍｍ）以下に設定されているので、接着剤ばり５０のはみ出し寸法もＶａ以下である。その結果、接着剤ばり取り工数が不要となる。また、ばり取りによるセパレータ１８の傷つけも無くなる。
【００３０】
〔実施例４〕
本発明の実施例４では、図１１に示すように、治具４０のセパレータ面と対向する位置（図１１ではセパレータに上下方向に対向する位置）に複数の流体供給孔４５を設けておき、セパレータ１８同士を接着後、流体供給孔４５から流体（たとえば、エア）をセルアッシー１９と治具４０との間に供給してセルアッシー１９を治具４０から浮き上がらせセルアッシー１９を治具４０から外す。なお、エアの代わりに水、油などを利用してもよい。要は、流体（気体、液体）によりセルアッシー１９を容易に浮き上がらせて外す。
【００３１】
本発明の実施例４の作用・効果については、治具４０に複数の流体供給孔４５を設けておくので、流体供給孔４５を通して流体（たとえば、エア）を治具４０とセルアッシー１９との間に供給することにより、治具４０からセルアッシー１９を容易に浮き上がらせて外すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施例１の燃料電池の平面図である。
【図２】本発明の実施例１の燃料電池の製造方法におけるセルアッシーと治具との平面図である。
【図３】図２のセルアッシーと治具のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図４】本発明の実施例２の燃料電池の製造方法におけるセルアッシーと治具との平面図である。
【図５】本発明の実施例２の燃料電池の製造方法における、治具の隙間近傍の拡大平面図である。
【図６】本発明の実施例２の燃料電池の製造方法における、治具から外したセルアッシーと接着剤ばりの平面図である。
【図７】図６の治具隙間によって生じた接着剤ばりを除去した後のセルアッシーの一部の平面図である。
【図８】本発明の実施例３の燃料電池の製造方法における、治具から外したセルアッシーの一部の平面図である。
【図９】本発明の実施例３の燃料電池の製造方法におけるセルアッシーと治具との積層手順を示す、図８のＢ−Ｂ線部位での、断面図である。
【図１０】本発明の実施例３の燃料電池の製造方法におけるセルアッシーと治具の、図８のＢ−Ｂ線部位での、拡大断面図である。
【図１１】本発明の実施例４の燃料電池の製造方法におけるセルアッシーと治具との断面図である。
【図１２】本発明の何れの実施例の製造方法にも適用可能な燃料電池の全体側面図である。
【図１３】図１２の一部の拡大断面図である。
【図１４】比較例の燃料電池の製造方法におけるセルアッシーの平面図である。
【図１５】図１４のセルアッシーの一部の拡大平面図である。
【図１６】比較例の燃料電池の製造方法におけるセルアッシーと治具との積層手順を示す、図１４のＣ−Ｃ線部位での、断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０  （固体高分子電解質型）燃料電池
１１  電解質膜
１３  拡散層
１４  電極（アノード）
１６  拡散層
１７  電極（カソード）
１８  セパレータ
１８ａ  セパレータ縁部
１８ａ1   外周縁部
１８ａ2   マニホールド内周縁部
１９  セルアッシー（単セル、セルモジュールともいう）
２０  ターミナル
２１  インシュレータ
２２  エンドプレート
２３  スタック
２４  外側部材または締結部材（テンションプレート）
２５  ボルト
２６  冷媒流路
２７  燃料ガス流路
２８  酸化ガス流路
２９  冷媒マニホールド
３０  燃料ガスマニホールド
３１  酸化ガスマニホールド
３２  ゴムガスケット
３３  接着剤
４０  治具
４１  対向面
４２  下治具
４３  上治具
４４  導出部
４５  流体供給孔
５０  接着剤ばり
６０  隙間（セパレータ縁部と治具の対向面との間隔隙間）
【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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