(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも流体の流路をなすための凹凸形状が表面と裏面とで反転した関係にあり、かつ前記流体を給排するためのマニホールドが形成されている板状の基材を有するセパレータにおいて、
前記マニホールドの輪郭をなす前記板状の基材の縁辺に沿って配置されて前記流体を封じるシール部材と、前記縁辺との間に、前記板状の基材に隣接する他の部材との間でスペーサとして機能しうる凸部であって当該板状の基材の一部として形成された凸部を有し、
前記板状の基材に形成された前記凸部の背面側に設けられる部材には、前記凸部の背面側に形成される凹部に入り込む支持用の別の凸部が設けられており、当該板状の基材に形成された前記凸部が、圧迫されても変形しづらくなるようにこれら支持用の別の凸部によってバックアップされていることを特徴とするセパレータ。
【請求項２】
前記凸部は、前記シール部材を挟み込んだ状態で少なくとも一部が互いに接触しあうよう積層された前記板状の基材のそれぞれに形成されており、尚かつ積層された場合にこれら凸部どうしが接触するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のセパレータ。
【請求項３】
前記凸部は、前記マニホールドから前記板状の基材の面方向に前記流体を給排する以外の部分に少なくとも形成されていることを特徴とする請求項２に記載のセパレータ。
【請求項４】
前記マニホールドの輪郭のうち、前記板状の基材の面方向に前記流体を給排しない部分には一連の前記凸部が形成されており、前記流体を給排する部分には不連続の前記凸部が形成されていることを特徴とする請求項３に記載のセパレータ。
【請求項５】
前記板状の基材に隣接する他の部材との間でスペーサとして機能しうる凸部が、前記シール部材の外側にも形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のセパレータ。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載のセパレータを備えた燃料電池。
【請求項７】
前記別の凸部は不連続に形成された複数の突起によって形成されていることを特徴とする請求項６に記載の燃料電池。
【請求項８】
前記凸部の背面側に設けられる部材は樹脂フレームであることを特徴とする請求項６または７に記載の燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池およびそのセパレータに関する。さらに詳述すると、本発明は、流体の流路をなすための凹凸形状が形成されたセパレータの構造の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、燃料電池（例えば固体高分子形燃料電池）は電解質をセパレータで挟んだセルを複数積層することによって構成されている。また、セパレータには、各セルに反応ガス（燃料ガス、酸化ガス）や冷却用の冷媒を供給しあるいは排出するためのマニホールドが形成されている。
【０００３】
従来、このように各流体を給排するために設けられているマニホールドについては、これら各マニホールドの周囲のシール部材（ガスケットや接着剤など）の外側（外周側）に、隣接するセパレータとのスペーサとなるリブ（定寸部）が形成されたものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−７７４９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述したような従来構造のセパレータの場合、シール部材の変形（収縮）が生じることがあったという点で十分でない部分がある。
【０００５】
そこで、本発明は、シール部材が収縮変形するのを抑制することができる燃料電池およびそのセパレータ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】
かかる課題を解決するべく本発明者は種々の検討を行った。セパレータのうち、特にマニホールドを形成している縁辺またはその近傍においては、流体（反応ガスあるいは冷却用冷媒）の圧力変動による影響が大きい、つまり、当該縁辺の周辺に設けられているマニホールドを流通する流体の圧力変動がシール部材に直接的に作用しやすく、結果として、上述のごとくシール部材が収縮変形してしまいシール部材の本来の機能が損なわれる場合がある。この点に関し、本発明者はセパレータの従来構造の特徴、中でもマニホールドを通過する流体との関係に着目し、上記のような課題を解決しうる技術を知見するに至った。
【０００７】
本発明はかかる知見に基づくものであり、少なくとも流体の流路をなすための凹凸形状が表面と裏面とで反転した関係にあり、かつ前記流体を給排するためのマニホールドが形成されているセパレータにおいて、前記マニホールドの輪郭をなす当該セパレータの縁辺に沿って前記流体を封じるためのシール部材が設けられており、尚かつ、該シール部材と前記縁辺との間に、当該セパレータに隣接する他の部材との間でスペーサとして機能しうる凸部を有するというものである。
【０００８】
セパレータには、例えば燃料ガスや酸化ガス、冷却用冷媒といった流体を各燃料電池セルに供給しまたは当該セルから排出するためのマニホールドが形成されている。また、セパレータのうちこのマニホールドの周囲にはシール部材が設けられ、各流体が所定の流路から漏れ出ないようになっている。本発明にかかるセパレータにおいては、このようなシール部材と、マニホールドを形成するセパレータの縁辺との間に凸部を設け、セパレータ等を積層したときにこれら凸部どうしが直接（あるいは間接的でもよい）突き当たってスペーサとして機能するようにしている。この場合、これら凸部と、シール部材の外側（外周側）の例えばリブ（定寸部）からなる別の凸部とにより、所定幅のスペースが形成される。
【０００９】
また、上述のようなセパレータにおける前記凸部は、少なくとも一部が接触しあうよう積層された当該セパレータのそれぞれに形成されており、尚かつ積層された場合にこれら凸部どうしが接触するように形成されていることが好ましい。このようなセパレータを積層した場合、各セパレータに形成されている凸部どうしが接触することによってスペースが形成される。
【００１０】
さらに、前記凸部は、前記マニホールドから当該セパレータの面方向に前記流体を給排する以外の部分に少なくとも形成されているものであってもよい。この場合には、セパレータの面方向（別の表現をすれば、積層方向に垂直な方向）への各流体の流れに影響を及ぼすことなく、所定幅のスペースを確保してシール部材が変形（収縮）するのを抑えることが可能となる。
【００１１】
さらに、このようなセパレータにおいて、前記マニホールドの輪郭のうち、当該セパレータの面方向に前記流体を給排しない部分には一連の前記凸部が形成されており、前記流体を給排する部分には不連続の前記凸部が形成されていることも好ましい。不連続に形成された凸部は、各凸部の間を通って各流体が流れるのを許容しつつ、シール部材が変形（収縮）することから回避するためのスペースを形成することができる。
【００１２】
また、上述のようなセパレータにおいては、前記シール部材の外側にも前記凸部が形成されていることが好ましい。こうした場合、シール部材の外側に形成された凸部と、シール部材の内側に形成されている凸部（つまりはマニホールドの輪郭に沿って形成された凸部）とで、シール部材が変形するのを抑制しうるスペースを形成することができる。
【００１３】
さらに、本発明は、請求項１から５のいずれかに記載のセパレータを備えた燃料電池であって、当該セパレータのうち前記凸部の背面側に設けられた部材には、前記凸部を背面側から支持するための別の凸部が形成されているというものである。
【００１４】
セパレータの一部に形成された凸部は、セパレータが積層された場合に突き合わされる等してスペーサとして機能し、シール部材が変形するのを抑えうるスペースを形成する。また、当該凸部の背面側に位置する部材に設けられた別の凸部は、上述の凸部を背面側から支持していわばバックアップし、当該凸部が変形するのを抑止する。
【００１５】
このような燃料電池において、前記別の凸部は不連続に形成された複数の突起によって形成されており、これら複数の突起間に前記流体の流路が形成されていることが好ましい。この場合、各流体を給排するための流路を確保しつつ、セパレータに形成された凸部をバックアップして変形を抑えることができる。
【００１６】
さらにこのような燃料電池において、前記凸部の背面側に設けられた部材は樹脂フレームとすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、シール部材が収縮しづらくなる構成とすることにより、当該シール部材が収縮変形するのを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の構成を図面に示す実施の形態の一例に基づいて詳細に説明する。
【００１９】
図１〜図４に本発明にかかる燃料電池およびそのセパレータの実施形態を示す。本実施形態におけるセパレータ２０（図１においては２枚のセパレータをそれぞれ符号２０ａ，２０ｂで示す）は、反応ガス（例えば燃料ガス、酸化ガス）または冷却用冷媒（例えば冷却水）を各セル２に給排するためのマニホールド１５，１６，１７（図１においては各マニホールドを符号１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂで示す）を備えていて、膜−電極アッセンブリ３０とともに積層されることによってセル２を構成する（図１等参照）。また、このセパレータ２０は、少なくとも流体の流路をなすための凹凸形状が表面と裏面とで反転した関係になっているものである。
【００２０】
ここで、本実施形態においては、マニホールド１５〜１７の輪郭をなすセパレータ２０の縁辺に沿って流体を封じるためのシール部材１３（図１中では符号１３ａ，１３ｂ，１３ｃで表している）を設けることとしている。さらに、これらシール部材１３と縁辺との間には、当該セパレータ２０に隣接する他の部材との間でスペーサとして機能しうる凸部２１を設けることとしている（図３等参照）。このような凸部２１によれば、シール部材１３が収縮しづらくすることによって収縮変形するのを抑制することが可能となる。
【００２１】
以下に説明する実施形態においては、まず、燃料電池を構成するセル２の概略構成について説明し、その後、上述のようなセパレータ２０の構成について説明することとする。
【００２２】
図１に本実施形態における燃料電池のセル２の概略構成を示す。セル２は、複数積層されてスタック（セルスタック）を構成する。また、このように形成されたスタックは、例えばスタック両端を支持板（図示省略）で挟まれ、さらにこれら対向する支持板どうしを繋ぐようにテンションプレート（図示省略）が配置された状態で積層方向への荷重がかけられて締結される。
【００２３】
なお、このようなセル２が積層されたスタックによって構成される燃料電池は、例えば燃料電池車両（ＦＣＨＶ；Fuel Cell Hybrid Vehicle）の車載発電システムとして利用可能なものであるがこれに限られることはなく、各種移動体（例えば船舶や飛行機など）やロボットなどといった自走可能なものに搭載される発電システム、さらには定置の燃料電池としても用いることが可能である。
【００２４】
セル２は、電解質、具体例として膜−電極アッセンブリ（以下ＭＥＡ；Membrane Electrode Assemblyと呼ぶ）３０と、ＭＥＡ３０を挟持する一対のセパレータ２０（図１においてはそれぞれ符号２０ａ，２０ｂを付して示す）とで構成されている（図１参照）。ＭＥＡ３０および各セパレータ２０ａ，２０ｂはおよそ矩形の板状に形成されている。また、ＭＥＡ３０はその外形が各セパレータ２０ａ，２０ｂの外形よりも小さくなるように形成されている。さらに、ＭＥＡ３０と各セパレータ２０ａ，２０ｂとは、それらの間の周辺部を第１シール部材１３ａ、第２シール部材１３ｂとともにモールドされている。
【００２５】
ＭＥＡ３０は、高分子材料のイオン交換膜からなる高分子電解質膜（以下、単に電解質膜ともいう）３１と、電解質膜３１を両面から挟んだ一対の電極３２ａ，３２ｂ（アノードおよびカソード）とで構成されている。これらのうち、電解質膜３１は、各電極３２ａ，３２ｂよりも僅かに大きくなるように形成されている。この電解質膜３１には、その周縁部３３を残した状態で各電極３２ａ，３２ｂが例えばホットプレス法により接合されている。
【００２６】
ＭＥＡ３０を構成する電極３２ａ，３２ｂは、その表面に付着された白金などの触媒を担持した例えば多孔質のカーボン素材（拡散層）で構成されている。一方の電極（アノード）３２ａには燃料ガス（反応ガス）としての水素ガス、他方の電極（カソード）３２ｂには空気や酸化剤などの酸化ガス（反応ガス）が供給され、これら２種類の反応ガスによりＭＥＡ３０内で電気化学反応が生じてセル２の起電力が得られるようになっている。
【００２７】
セパレータ２０ａ，２０ｂは、ガス不透過性の導電性材料で構成されている。導電性材料としては、例えばカーボンや導電性を有する硬質樹脂のほか、アルミニウムやステンレス等の金属（メタル）が挙げられる。本実施形態のセパレータ２０ａ，２０ｂの基材は板状のメタルで形成されているものであり（メタルセパレータ）、この基材の電極３２ａ，３２ｂ側の面には耐食性に優れた膜（例えば金メッキで形成された皮膜）が形成されている。
【００２８】
また、セパレータ２０ａ，２０ｂの両面には、複数の凹部によって構成される溝状の流路が形成されている。これら流路は、例えば板状のメタルによって基材が形成されている本実施形態のセパレータ２０ａ，２０ｂの場合であればプレス成形によって形成することができる。このようにして形成される溝状の流路は酸化ガスのガス流路３４や水素ガスのガス流路３５、あるいは冷却水流路３６を構成している。より具体的に説明すると、セパレータ２０ａの電極３２ａ側となる内側の面には水素ガスのガス流路３５が複数形成され、その裏面（外側の面）には冷却水流路３６が複数形成されている（図１参照）。同様に、セパレータ２０ｂの電極３２ｂ側となる内側の面には酸化ガスのガス流路３４が複数形成され、その裏面（外側の面）には冷却水流路３６が複数形成されている（図１参照）。例えば本実施形態の場合、セル２におけるこれらガス流路３４およびガス流路３５は互いに平行となるように形成されている。さらに、本実施形態においては、隣接する２つのセル２，２に関し、一方のセル２のセパレータ２０ａの外面と、これに隣接するセル２のセパレータ２０ｂの外面とを付き合わせた場合に両者の冷却水流路３６が一体となり断面が例えば矩形の流路が形成される構造となっている（図１参照）。なお、隣接するセル２，２のセパレータ２０ａとセパレータ２０ｂは、それらの間における周辺の部分がシール部材によりモールドされるようになっている。
【００２９】
また、上述したように各セパレータ２０ａ，２０ｂは、少なくとも流体の流路をなすための凹凸形状が表面と裏面とで反転した関係になっている。より具体的に説明すると、セパレータ２０ａにおいては、水素ガスのガス流路３５を形成する凸形状（凸リブ）の裏面が冷却水流路３６を形成する凹形状（凹溝）であり、ガス流路３５を形成する凹形状（凹溝）の裏面が冷却水流路３６を形成する凸形状（凸リブ）である。さらに、セパレータ２０ｂにおいては、酸化ガスのガス流路３４を形成する凸形状（凸リブ）の裏面が冷却水流路３６を形成する凹形状（凹溝）であり、ガス流路３４を形成する凹形状（凹溝）の裏面が冷却水流路３６を形成する凸形状（凸リブ）である。
【００３０】
また、セパレータ２０ａ，２０ｂの長手方向の端部付近（本実施形態の場合であれば、図１中向かって左側に示す一端部の近傍）には、酸化ガスの入口側のマニホールド１５ａ、水素ガスの出口側のマニホールド１６ｂ、および冷却水の出口側のマニホールド１７ｂが形成されている。例えば本実施形態の場合、これらマニホールド１５ａ，１６ｂ，１７ｂは各セパレータ２０ａ，２０ｂに設けられた略矩形ないしは台形の透孔によって形成されている（図１参照）。さらに、セパレータ２０ａ，２０ｂのうち反対側の端部には、酸化ガスの出口側のマニホールド１５ｂ、水素ガスの入口側のマニホールド１６ａ、および冷却水の入口側のマニホールド１７ａが形成されている。本実施形態の場合、これらマニホールド１５ｂ，１６ａ，１７ａも略矩形ないしは台形の透孔によって形成されている（図１参照）。
【００３１】
上述のような各マニホールドのうち、セパレータ２０ａにおける水素ガス用の入口側マニホールド１６ａと出口側マニホールド１６ｂは、セパレータ２０ａに溝状に形成されている入口側の連絡通路６１および出口側の連絡通路６２を介してそれぞれが水素ガスのガス流路３５に連通している。同様に、セパレータ２０ｂにおける酸化ガス用の入口側マニホールド１５ａと出口側マニホールド１５ｂは、セパレータ２０ｂに溝状に形成されている入口側の連絡通路６３および出口側の連絡通路６４を介してそれぞれが酸化ガスのガス流路３４に連通している（図１参照）。さらに、各セパレータ２０ａ，２０ｂにおける冷却水の入口側マニホールド１７ａと出口側マニホールド１７ｂは、各セパレータ２０ａ，２０ｂに溝状に形成されている入口側の連絡通路６５および出口側の連絡通路６６を介してそれぞれが冷却水流路３６に連通している。ここまで説明したような各セパレータ２０ａ，２０ｂの構成により、セル２には、酸化ガス、水素ガスおよび冷却水が供給されるようになっている。ここで具体例を挙げておくと、例えば水素ガスは、セパレータ２０ａの入口側マニホールド１６ａから連絡通路６１を通り抜けてガス流路３５に流入し、ＭＥＡ３０の発電に供された後、連絡通路６２を通り抜けて出口側マニホールド１６ｂに流出することになる。
【００３２】
第１シール部材１３ａ、第２シール部材１３ｂは、ともに複数の部材（例えば小型の４つの矩形枠体と、流体流路を形成するための大きな枠体）で形成されているものである（図１参照）。これらのうち、第１シール部材１３ａはＭＥＡ３０とセパレータ２０ａとの間に設けられるもので、より詳細には、その一部が、電解質膜３１の周縁部３３と、セパレータ２０ａのうちガス流路３５の周囲の部分との間に介在するように設けられる。また、第２シール部材１３ｂは、ＭＥＡ３０とセパレータ２０ｂとの間に設けられるもので、より詳細には、その一部が、電解質膜３１の周縁部３３と、セパレータ２０ｂのうちガス流路３４の周囲の部分との間に介在するように設けられる。
【００３３】
さらに、隣接するセル２，２のセパレータ２０ｂとセパレータ２０ａとの間には、複数の部材（例えば小型の４つの矩形枠体と、流体流路を形成するための大きな枠体）で形成された第３シール部材１３ｃが設けられている（図１参照）。この第３シール部材１３ｃは、セパレータ２０ｂにおける冷却水流路３６の周囲の部分と、セパレータ２０ａにおける冷却水流路３６の周囲の部分との間に介在するように設けられてこれらの間をシールする部材である。
【００３４】
続いて、セパレータ２０の構成について説明する（図１〜図４参照）。なお、図２においては流体流路（例えば冷却水流路３６）の細かな構成の図示は省略している。
【００３５】
上述したように、セパレータ２０には、燃料ガスや酸化ガス、冷却用冷媒といった流体を各セル２に供給しまたは当該セル２から排出するためのマニホールド１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂが形成されている（図２等参照）。また、セパレータ２０のうちこれらマニホールド１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂの周囲にはシール部材１３が設けられ、各流体が所定の流路から漏れ出ないようになっている。
【００３６】
ここで、本実施形態では、このようなシール部材１３と、マニホールド１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂを形成するためセパレータ２０に設けられた孔の縁辺との間に、セル積層方向へと突出する形状の凸部２１を設けている（図３等参照）。また、シール部材１３（１３ｃ）の外側（ここでいう外側とは外周側のことであり、より具体的には各マニホールド１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂとは逆の側）には、例えば凸リブ（本明細書では定寸部ともいう）からなる別の凸部２２が形成されている（図３、図４参照）。なお、セパレータ２０（２０ｂ）の平面構造を表している図２においては、シール部材１３（１３ｃ）との違いを明瞭にするため、凸部２１、および凸部２２が形成された部分を太線によって表示している（図２参照）。
【００３７】
以上のような構成のセパレータ２０を積層する場合、図３に示すように、セパレータ（例えば２０ｂとする）の内周側の凸部２１と、他のセパレータ（例えばセパレータ２０ｃとする）の内周側の凸部２１とを直接突き当てた状態とし、さらに、セパレータ２０ｂの外周側の凸部２２と、他のセパレータ２０ｃの外周側の凸部２２とを直接突き当てた状態とすることができる。こうした場合、凸部２１および凸部２２は、これらの間に所定のスペースを形成するスペーサとして機能することができる（図３参照）。
【００３８】
本実施形態の場合、凸部２１と凸部２２とで形成されるスペース（一例として、断面が略ハニカム形状のスペース）には、上述したシール部材１３（１３ｃ）が収容された形となる。凸部２１と凸部２２とをスペーサとして機能させるようにした本実施形態の燃料電池の場合、シール部材１３の収容スペースを所定幅（所定高さ）に保持しやすい。したがって、シール部材１３が圧迫されるなどして収縮するのを抑えることが可能となり、当該シール部材１３（１３ｃ）が収縮変形しづらい構造とすることができる。
【００３９】
加えて、セパレータ２０（２０ｂ）の凸部２１とこれに隣接するセパレータ２０（２０ｃ）の凸部２１とは、マニホールド１５〜１７（例えば１６ｂ）の縁辺において接触し合うから、これら流体がマニホールド１５〜１７の外に漏れるのを封じやすい。このため、各流体のシール性能をさらに向上させることが可能になるという利点もある。
【００４０】
また、凸部２１は、各マニホールド１５〜１７（例えば１６ｂ）を周回するように形成されていてもよいが、必要に応じて、各マニホールド１５〜１７から当該セパレータ２０の面方向に流体を給排する以外の部分にのみ形成するようにしてもよい。例えば本実施形態では、冷却水用のマニホールド１７ａ，１７ｂに関し、マニホールド１７ａから冷却水流路３６へと連通する流路、および冷却水流路３６からマニホールド１７ｂへと連通する流路には凸部２１を設けないこととしている（図２参照）。こうすることにより、セパレータ２０（２０ｂ）の面方向への各流体の流れに影響を及ぼすことなく、それ以外の部位において凸部２１をスペーサとして機能させ、所定幅のスペースを確保してシール部材１３が変形するのを抑えることが可能である。
【００４１】
さらに、マニホールド１７ａ，１７ｂ等の輪郭のうち、セパレータ２０（２０ｂ）の面方向に流体を給排しない部分には一連の凸部２１を形成したうえで、流体（例えば冷却水）を給排する部分には不連続の凸部２１’を形成してもよい。不連続の凸部２１’は、例えば等間隔に配置された複数の円形突起等によって構成することができる（図２参照）。このように不連続に形成された凸部２１’は、各凸部２１’の間を通って各流体（例えば冷却水）が流れるのを許容しつつ、シール部材１３（１３ｃ）が変形（収縮）することから回避するためのスペースを確保できるという点で好ましい。
【００４２】
また、上述のようなセパレータ２０（２０ｂ）においては、シール部材１３（１３ｃ）の外側にも別の凸部が形成されていることが好ましい。一例を挙げれば、例えば図２に示すように当該セパレータ２０ｂの外周縁に沿った形状の凸部２３を形成することができる（図２参照）。こうした場合、シール部材１３（１３ｃ）の外側に形成された凸部２３と、シール部材１３（１３ｃ）の内側に形成されている凸部２１（つまりはマニホールド１７等の輪郭に沿って形成されている凸部２１）とで、シール部材１３（１３ｃ）が変形するのを抑制しうるスペースを形成することができる。
【００４３】
さらに、セパレータ２０のうち凸部２１の背面側にセパレータ２０以外の部材が設けられる場合には、凸部２１を背面側から支持するための別の凸部を形成することも好ましい。例えば本実施形態では、セパレータ２０と隣接するセパレータ２０との間には例えば樹脂製のフレーム（以下、樹脂フレームという）４０を介在させ、さらにこの樹脂フレーム４０に別の凸部４１を形成している。より具体的に説明すると、セパレータ２０ａ，２０ｂの間に介在する樹脂フレーム４０ａ，４０ｂ、さらにセパレータ２０ｃ，２０ｄの間に介在する樹脂フレーム４０ｃ，４０ｄのそれぞれに、各セパレータ２０ａ〜２０ｄの凸部２１を背面側から支持するための凸部４１を形成している（図３参照）。例えば本実施形態の場合、これら凸部４１は、各凸部２１の背面側に形成されるディンプルや窪みに入り込む形となり、これら凸部２１が圧迫されても変形しづらいようにバックアップする部材として機能することができる。
【００４４】
なお、ここでは凸部２１をバックアップする別の凸部４１を例示したが、同様にして、セパレータ２０の凸部２２を背面側からバックアップするさらに別の凸部４２をこれら樹脂フレーム４０に設けることもできる（図３参照）。これらのような別の凸部４２も、上述した凸部４１と同様にして、セパレータ２０に形成されている凸部２２を背面側からバックアップして変形するのを抑止することができる。
【００４５】
また、このように各樹脂フレーム４０にバックアップ機能を有する別の凸部４１を設ける場合、これら別の凸部４１を不連続に形成された複数の突起によって構成することも好ましい。例えば図４に示すように、酸化ガス用のマニホールド１５とＭＥＡ３０との間で酸化ガスを流通させるための流路（入口側の連絡通路６３、または出口側の連絡通路６４）を樹脂フレーム４０に形成することができる。この場合には、不連続に形成された突起や溝等により、流体の流路を確保しつつ、当該突起部分によって別の凸部４１，４２を構成することができる（図４参照）。こうした場合、流体流路を形成しつつ、バックアップ機能をも実現することが可能である。
【００４６】
なお、樹脂フレーム４０と樹脂フレーム４０との間に存在する符号４４で示す部分は、接着剤ないしはこれによって形成される接着層である（図３参照）。一例として、この場合の接着剤としては、エポキシ系の接着剤の他、シリコーン系の接着剤等でもよく、弾性接着剤として用いるシリコーンＲＴＶゴムやウレタンＲＴＶゴム等でも差し支えない。
【００４７】
以上、ここまで説明した本実施形態の燃料電池のセパレータ２０によれば、各マニホールドの周囲部分にも凸部２１を形成し、セパレータ２０の積層時、これら凸部２１どうし、さらには別の凸部２２を付き合わせるようにしてスペーサとして機能するようにしたため、これらの間にスペースを確保しやすいという利点がある。このため、例えばこのスペース内に収容されるシール部材１３が圧迫されるなど圧縮力が作用した場合にも変形するのを抑止することが可能となっている。
【００４８】
しかも、本実施形態ではこれらセパレータ２０の背面側に設けられる部材（一例として、樹脂フレーム４０）には上述のような凸部２１，２２を背面側からバックアップすることができる別の凸部４１，４２を別途設けているため、これら凸部２１，２２の変形をも抑止できるというさらなる利点がある（図３等参照）。
【００４９】
なお、上述の実施形態は本発明の好適な実施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば、上述した実施形態では隣接するセパレータ２０ｂ，２０ｃの場合を主に例示したが、これのみならず、積層される各セパレータ（例えば図３における２０ａ、２０ｄ）においても同様の構造とすることができることはいうまでもない。
【００５０】
また、本実施形態では、マニホールド１５〜１７の輪郭をなす当該セパレータ２０の縁辺とシール部材１３との間に凸部２１を設けた場合について説明したが、ここでいう凸部とは一方の面から見た場合のものであれば足りる。すなわち、例えばプレス成形したような場合において、一面に凹部（例えばディンプル）を形成すれば裏面側には反転形状の突起が形成されるから、この突起を本明細書でいう凸部２１として機能させることもできる。要は、本明細書でいう凸部２１（さらには凸部２２）はいずれか一方の面に形成されており、尚かつセル積層時にスペーサとして機能しうるものであれば足り、その裏面側に凹部が形成されているかどうかまで問うものではない。
【００５１】
また、本実施形態ではセパレータ２０に隣接する他の部材の一例として他のセパレータ２０を例示したが、これ以外の部材（例えば膜状の部材など）が介在する場合もあり、このような場合であっても本発明を適用することは可能である。
【００５２】
さらに、本実施形態では凸部２１と凸部２１とを直接的に突き当てた場合を例示したが、間接的に突き当たるものであってもよい。例えば、上述のようにセパレータ２０どうしの間に他の部材が介在する場合であれば、凸部２１どうし（さらには凸部２２どうし）がこの他部材を介して間接的になる場合も当然にある。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の一実施形態を示す分解斜視図で、本実施形態における燃料電池のセパレータのセルを分解して示すものである。
【図２】本発明の一実施形態を示すセパレータの平面図である。
【図３】積層されたセルの構造例を示す図で、図２におけるIII-III線における断面を表したものである。
【図４】樹脂フレームに別の凸部を設ける場合に、当該別の凸部を不連続に形成された複数の突起によって構成した場合の構造例を拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１３（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）…シール部材、１５ａ，１５ｂ…酸化ガス（反応ガス）のマニホールド、１６ａ，１６ｂ…水素ガス（反応ガス）のマニホールド、１７ａ，１７ｂ…冷却水（冷却用冷媒）のマニホールド、２０…セパレータ、２１…凸部、２２…凸部、４０…樹脂フレーム（凸部２１の背面側に設けられた部材）、４１…別の凸部、４２…別の凸部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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