(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池用ガスセパレータであって、
表裏で凹凸が反転する形状に形成されて、各々の面で異なる流体の流路を形成する凹凸部を備え、
前記凹凸部は、
一方の面に突出して設けられた複数の凸部であって、規則性を有する間隔で配置された複数の第１の凸部と、
前記複数の第１の凸部が形成された領域において、他方の面に突出して設けられた複数の凸部であって、規則性を有する間隔で配置された複数の第２の凸部と、
前記第２の凸部が形成される位置を避けつつ、前記規則性に従うと前記第１の凸部が形成されるべき複数の位置を繋いだ形状を有し、前記一方の面に突出して形成される補強部と
を備える燃料電池用ガスセパレータ。
【請求項２】
請求項１記載の燃料電池用ガスセパレータであって、
前記補強部は、前記一方の面に形成される前記流路における流体の流れに沿う向きに、前記第１の凸部が形成されるべき複数の位置を繋いだ形状を有する
燃料電池用ガスセパレータ。
【請求項３】
請求項１または２記載の燃料電池用ガスセパレータであって、さらに、
いずれかの面に突出すると共に、前記凹凸部が形成された領域である発電領域内を特定方向に伸長して形成される線状凸部であって、前記発電領域を、前記線状凸部が形成される面における前記流体の流れの上流側に対応する分割領域と、下流側に対応する分割領域とに隔てる分割線状凸部を備え、
前記補強部は、前記分割線状凸部に沿って配置されている
燃料電池用ガスセパレータ。
【請求項４】
請求項３記載の燃料電池用ガスセパレータであって、
前記第１の凸部および前記第２の凸部は、前記分割線状凸部に平行な方向および垂直な方向に等間隔で交互に配置される
燃料電池用ガスセパレータ。
【請求項５】
請求項３または４記載の燃料電池用ガスセパレータであって、
前記補強部は、前記第１の凸部が形成されるべき複数の位置を、前記分割線状凸部に沿って繋げた形状に形成されている
燃料電池用ガスセパレータ。
【請求項６】
請求項３または４記載の燃料電池用ガスセパレータであって、
前記補強部は、前記第１の凸部が形成されるべき複数の位置を繋げて成る複数の凸部を、前記分割線状凸部に沿って配置して成る
燃料電池用ガスセパレータ。
【請求項７】
請求項３ないし６いずれか記載の燃料電池用ガスセパレータであって、
前記補強部は、前記分割線状凸部の両側に設けられている
燃料電池用ガスセパレータ。
【請求項８】
請求項３ないし７いずれか記載の燃料電池用ガスセパレータであって、
前記分割線状凸部は、前記他方の面に突出して形成される
燃料電池用ガスセパレータ。
【請求項９】
請求項８記載の燃料電池用ガスセパレータであって、
前記他方の面に形成された前記流体の流路は、前記分割線状凸部によって隔てられる前記分割領域を、前記分割線状凸部の端部近傍に形成された接続領域を介して直列に接続されて成り、
前記一方の面に形成された前記流体の流路は、前記分割線状凸部に平行な一定の方向に前記流体を導く
燃料電池用ガスセパレータ。
【請求項１０】
燃料電池であって、
電解質層と、該電解質の両面に形成された電極とを含む発電部と、
前記発電部を狭持するように配置され、前記発電部との間で反応ガスの流路を形成する請求項１ないし９いずれか記載の燃料電池用ガスセパレータと
を備える燃料電池。
【請求項１１】
燃料電池であって、
電解質層と、該電解質の両面に形成された電極とを含む発電部と、
前記発電部を狭持するように配置され、前記発電部との間で反応ガスの流路を形成する請求項３ないし９いずれか記載の燃料電池用ガスセパレータと、を備える、
前記分割線状凸部が突出して設けられた面上を流れる流体の方が、他方の面上を流れる流体よりも圧力が高い
燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、燃料電池用セパレータおよび燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池に用いるセパレータとしては、表裏それぞれの面上に異なる流体の流路が形成され、表裏の凹凸形状が互いに反転した形状に形成されたセパレータが知られている（例えば、特許文献１参照）。このようなセパレータを用いて組み立てた燃料電池では、隣接するセパレータ間では凹凸形状が互いに対向する形状となるように配置される等により、セパレータの対応する凹凸形状の凸部によって互いに支持し合い、積層体全体としての剛性を実現する。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１４２１２６
【特許文献２】特願２００６−５１９７１５号（国際公開第０６／０７５７８６    号）
【特許文献３】特開２００５−１０８５０５
【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、表裏それぞれの面上に異なる流体の流路が形成されるセパレータでは、例えば各々の流体の圧力が異なる場合のようにセパレータに不均一な力が加わる場合には、上記圧力差などに起因して、セパレータに歪みが生じる場合がある。セパレータに歪みが生じると、歪みが生じたセパレータと隣接部材との間で接触不良が生じて、このような部位において接触抵抗が増大して集電性が悪化する可能性がある。また、セパレータの少なくとも一方の面において、セパレータ表面に形成される流路における上流側の領域と下流側の領域とを隔てる凸部が設けられている場合には、セパレータの歪みに伴って、上流側領域から下流側領域へと上記凸部を乗り越えて流体が流れる可能性がある。このように流体が凸部を乗り越えて流れると、流体がガスであれば、ガスの一部が本来の流路を流れることなく下流側領域に達することにより、部分的にガス流量が不足する領域が生じ、発電効率が低下する場合がある。また、流体が冷媒である場合には、冷媒の一部が本来の流路を流れることなく下流側に達することにより、部分的に冷媒流量が不足して、冷却効率が低下する場合がある。
【０００５】
本発明は、上述した従来の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、セパレータの各面を流れる流体の圧力差によるセパレータの歪みに起因する問題を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の第１の態様としての燃料電池用ガスセパレータは、
表裏で凹凸が反転する形状に形成されて、各々の面で異なる流体の流路を形成する凹凸部を備え、
前記凹凸部は、
一方の面に突出して設けられた複数の凸部であって、規則性を有する間隔で配置された複数の第１の凸部と、
前記複数の第１の凸部が形成された領域において、他方の面に突出して設けられた複数の凸部であって、規則性を有する間隔で配置された複数の第２の凸部と、
前記第２の凸部が形成される位置を避けつつ、前記規則性に従うと前記第１の凸部が形成されるべき複数の位置を繋いだ形状を有し、前記一方の面に突出して形成される補強部と、を備える。
【０００７】
このような本発明の第１の態様としての燃料電池用ガスセパレータによれば、第１の凸部間の間隔の規則性に従うと第１の凸部が形成されるべき複数の位置を繋いだ形状の補強部を設けることにより、補強部近傍においてガスセパレータの剛性を高め、変形を抑えることができる。そのため、ガスセパレータと隣接する部材との間の接触抵抗の増大を抑制することができる。また、補強部を、規則性に従えば第１の凸部が形成されるべき位置を繋いだ形状としているため、補強部を設けることによる、上記一方の面における凹凸形状に対する影響を抑えることができる。さらに、補強部は、他方の面に突出する第２の凸部が形成される位置を避けて設けられているため、補強部を設けることによる、他方の面における流体流れが受ける影響を抑制することができる。
【０００８】
本発明の第１の態様としての燃料電池用ガスセパレータにおいて、前記補強部は、前記一方の面に形成される前記流路における流体の流れに沿う向きに、前記第１の凸部が形成されるべき複数の位置を繋いだ形状を有することとしても良い。このような構成とすれば、補強部を設けることによる、上記一方の面における流体の流れに対する影響を抑えることができる。
【０００９】
本発明の第１の態様としての燃料電池用ガスセパレータにおいて、さらに、いずれかの面に突出すると共に、前記凹凸部が形成された領域である発電領域内を特定方向に伸長して形成される線状凸部であって、前記発電領域を、前記線状凸部が形成される面における前記流体の流れの上流側に対応する分割領域と、下流側に対応する分割領域とに隔てる分割線状凸部を備え、前記補強部は、前記分割線状凸部に沿って配置されていることとしても良い。このような構成とすれば、補強部によって、分割線状凸部近傍におけるセパレータの剛性を高め、変形を抑制することができる。そのため、分割線状凸部が突出して設けられた面において、分割線状凸部を乗り越えた流体の流れ、いわゆるパスカットを抑制することができる。このようにパスカットを抑制することで、流体の利用率の低下を抑えることができる。このような本発明の第１の態様としての燃料電池用ガスセパレータにおいて、前記第１の凸部および前記第２の凸部は、例えば、前記分割線状凸部に平行な方向および垂直な方向に等間隔で交互に配置されることとしてもよい。
【００１０】
このような本発明の第１の態様としての燃料電池用ガスセパレータにおいて、前記補強部は、前記第１の凸部が形成されるべき複数の位置を、前記分割線状凸部に沿って繋げた形状に形成されていることとしても良い。あるいは、本発明の第１の態様としての燃料電池用ガスセパレータにおいて、前記補強部は、前記第１の凸部が形成されるべき複数の位置を繋げて成る複数の凸部を、前記分割線状凸部に沿って配置して成ることとしても良い。いずれの場合であっても、分割線状凸部の近傍におけるセパレータの剛性を高めることができる。
【００１１】
本発明の第１の態様としての燃料電池用ガスセパレータにおいて、前記補強部は、前記分割線状凸部の両側に設けられていることとしても良い。このような構成とすれば、分割線状凸部近傍におけるセパレータの剛性を向上させる効果を、さらに高めることができる。
【００１２】
本発明の第１の態様としての燃料電池用ガスセパレータにおいて、前記分割線状凸部は、前記他方の面に突出して形成されることとしても良い。このような構成とすれば、一方の面側を流れる流体の圧力が、他方の面側を流れる流体の圧力よりも高い場合に、両面の圧力差に起因するガスセパレータの歪みを抑え、分割線状凸部におけるパスカットを抑制する効果を、高めることができる。
【００１３】
本発明の第１の態様としての燃料電池用ガスセパレータにおいて、前記他方の面に形成された前記流体の流路は、前記分割線状凸部によって隔てられる前記分割領域を、前記分割線状凸部の端部近傍に形成された接続領域を介して直列に接続されて成り、前記一方の面に形成された前記流体の流路は、前記分割線状凸部に平行な一定の方向に前記流体を導くこととしても良い。このような構成とすれば、接続領域を介して分割領域を直列に接続して成る他方の面に形成された流体流路における流体の流れが、補強部の影響を受けることがない。また、補強部は分割線状凸部に沿って配置されているため、一方の面側において分割線状凸部に平行に流れる流体の流れに対する補強部の影響を抑制することができる。
【００１４】
本発明の第２の態様としての燃料電池用ガスセパレータは、
表裏で凹凸が反転する形状に形成されて、一方の面で第１の流体の流路を形成し、他方の面で第２の流体の流路を形成する凹凸部を備え、
前記凹凸部は、
前記一方の面に突出すると共に、前記凹凸部が形成された領域である発電領域内を、前記発電領域の外周上の一端から特定方向に伸長して形成される線状凸部であって、前記発電領域を、前記第１の流体が前記特定方向に流れる上流側分割領域と、前記第１の流体が前記上流側分割領域とは逆向きに流れると共に、前記上流側分割領域と直列に接続されて前記上流側分割領域の下流となる下流側分割領域と、に隔てる分割線状凸部と、
他方の面に突出すると共に、前記分割線状凸部の前記一端の近傍領域であって、前記一方の面において前記上流側分割領域に流入する前記第１の流体が流れる領域および／または前記下流側分割領域から排出される前記第１の流体が流れる領域において、前記分割線状凸部に沿って配置された凸部である補強部と、を備える。
【００１５】
以上のように構成された本発明の第２の態様としての燃料電池用ガスセパレータによれば、分割線状凸部に沿って補強部を設けることにより、分割線状凸部の近傍におけるセパレータの剛性を高め、変形を抑制することができる。そのため、ガスセパレータと隣接する部材との間の接触抵抗の増大を抑制することができる。また、上記一方の面において、分割線状凸部を乗り越えて流体が流れるパスカットを抑制することができ、これによって流体の利用率の低下を抑えることができる。特に、補強部が、分割線状凸部とは逆に他方の面側に突出して設けられているため、上記一方の面側を流れる流体の圧力が、上記他方の面側を流れる流体の圧力よりも高い場合に、ガスセパレータの変形を効果的に抑制することができる。
【００１６】
本発明の第２の態様としての燃料電池用ガスセパレータにおいて、前記凹凸部は、前記他方の面において、前記上流側分割領域と前記下流側分割領域と前記分割線状凸部とを含む領域全体で、前記特定方向に平行な一定の向きに前記第２の流体が流れる流路を形成することとしても良い。このような構成とすれば、分割線状凸部に沿って配置された補強部による、第２の流体の流れに対する影響を、抑制することができる。
【００１７】
本発明は、上記以外の種々の形態で実現可能であり、例えば、本発明の燃料電池用ガスセパレータを備える燃料電池などの形態で実現することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
Ａ．装置の全体構成：
図１は、本発明の第１実施例の燃料電池の概略構成を表わす分解斜視図である。また、図２は、第１実施例の燃料電池の構成を表す断面模式図である。本実施例の燃料電池は、複数の単セル１０を積層したスタック構造を有しており、図１は、一組の単セルについての分解斜視図である。単セル１０は、発電部１２と、発電部１２を外周部において両側から挟持する一組の樹脂フレーム１３，１４と、樹脂フレーム１３，１４によって支持される発電部１２を両側から挟持する一組のセパレータ１５，１６と、を備えている。
【００１９】
発電部１２は、電解質膜と、電解質膜上に形成された電極とを備えている。本実施例の燃料電池は、固体高分子型燃料電池であり、電解質膜は、固体高分子材料、例えばフッ素系樹脂により形成されたプロトン伝導性のイオン交換膜によって構成されている。電極であるアノードおよびカソードは、触媒として、例えば白金、あるいは白金合金を備えており、これらの触媒を、導電性を有する担体上に担持させることによって形成されている。より具体的には、アノードおよびカソードは、上記触媒を担持したカーボン粒子と、電解質膜を構成する高分子電解質と同様の電解質と、を含有する電極ペーストを作製し、この電極ペーストを、電解質膜上に塗布することにより形成されている。なお、本実施例の発電部１２は、電極上に配置され、カーボンペーパなどの導電性を有する多孔質体によって構成されるガス拡散層を、さらに備えている。
【００２０】
樹脂フレーム１３，１４は、発電部１２とセパレータ１５，１６との間に配置されて、発電部１２とセパレータ１５，１６との間に形成されるガス流路におけるガスシール性を確保するための部材である。
【００２１】
セパレータ１５，１６は、発電部１２との間に反応ガス（水素を含有する燃料ガスあるいは酸素を含有する酸化ガス）が流れるガス流路を形成する部材であって、その表面には、ガス流路を形成するための凹凸形状が形成されている。本実施例のセパレータ１５，１６は、略四角形の金属製薄板部材であり、プレス成形によって上記凹凸形状が形成されると共に、所定の位置に穴部が設けられている。このように、金属製薄板をプレス成形することによって凹凸形状を形成しているセパレータ１５，１６では、一方の面に形成される凹凸部と、他方の面に形成される凹凸部とは、互いに裏返し形状となっている。なお、裏返し形状とは、一方の面に形成される凸部の形状が、他方の面に形成される凹部の形状に対応し、一方の面に形成される凹部の形状が、他方の面に形成される凸部の形状に対応する関係が、両面間で成立する形状を指す。すなわち、セパレータ１５，１６が有する凹凸形状は、表裏で凹凸が反転する形状となっている。このような凹凸形状によって、セパレータ１５と発電部１２との間には、燃料ガスの流路である単セル内燃料ガス流路が形成される。図２では、単セル内燃料ガス流路となる空間に、「Ｈ2」と記している。また、セパレータ１６と発電部１２との間には、酸化ガスの流路である単セル内酸化ガス流路が形成される。図２では、単セル内酸化ガス流路となる空間に、「Ｏ2」と記している。なお、隣接する単セル１０間では、一方の単セルが備えるセパレータ１５の上記凹凸形状と、他方の単セルが備えるセパレータ１６の上記凹凸形状とによって、冷媒の流路であるセル間冷媒流路が形成される。図２では、セル間冷媒流路となる空間に、「冷媒」と記している。
【００２２】
図３は、セパレータ１５の構成を表わす平面図である。図３（Ａ）は、発電部１２との間に単セル内燃料ガス流路を形成するガス流路面を表し、図３（Ｂ）は、隣接する単セル１０が備えるセパレータ１６との間にセル間冷媒流路を形成する冷媒流路面を表す。なお、図３では、燃料電池を設置した際の水平方向に対応する方向を矢印Ａで示し、鉛直方向に対応する方向を矢印Ｂで示している。
【００２３】
セパレータ１５は、その外周部に、６つの穴部を備えている。具体的には、図３（Ａ）に示す鉛直方向の辺２０に沿って、鉛直方向上方から順に、穴部２２，２３，２４が形成されており、辺２０に対向する辺２１に沿って、鉛直方向上方から順に、穴部２５，２６，２７が形成されている。これらの穴部２２〜２７は、後述するように、セパレータ１６および樹脂フレーム１３，１４においても同様に形成されている。そして、セパレータ１５，１６および樹脂フレーム１３，１４が積層されて燃料電池が組み立てられたときには、対応する穴部同士が積層方向に重なり合って、燃料電池内部を積層方向に貫通する流体流路を形成する。すなわち、穴部２２は、燃料電池外から供給されて単セル内燃料ガス流路に分配される燃料ガスが流れる燃料ガス供給マニホールドを形成し（図３〜６においてＨ2 in と表す）、穴部２７は、各セルにおける電気化学反応に供された燃料ガスを外部に導く燃料ガス排出マニホールドを形成する（図３〜６においてＨ2 out と表す）。また、穴部２６は、燃料電池外から供給されて単セル内酸化ガス流路に分配される酸化ガスが流れる酸化ガス供給マニホールドを形成し（図３〜６においてＯ2 in と表す）、穴部２３は、各セルにおける電気化学反応に供された酸化ガスを外部に導く酸化ガス排出マニホールドを形成する（図３〜６においてＯ2 out と表す）。また、穴部２４は、燃料電池外から供給されてセル間冷媒流路に分配される冷媒が流れる冷媒供給マニホールドを形成し（図３〜６においてRef in と表す）、穴部２５は、各セル間冷媒流路を通過した冷媒を外部に導く冷媒排出マニホールドを形成する（図３〜６においてRef out と表す）。
【００２４】
また、セパレータ１５のガス流路面には、発電部１２の表面と共に単セル内燃料ガス流路の内壁面を形成する第１の凹凸部が形成されている。第１の凹凸部が形成されて、表面上に燃料ガスが流れる略四角形の領域を、以下、発電領域３０と呼ぶ。図３（Ａ）では、発電領域３０を破線で囲んで示している。本実施例では、第１の凹凸部は、略四角形状に形成されており、凸部として、２つの分割線状凸部４０と、多数の分割領域内線状凸部４１と、多数の突起部４２と、を備えている。
【００２５】
分割線状凸部４０は、発電領域３０内を略水平方向に伸長している線状の凸部である。一方の分割線状凸部４０は、発電領域外周における辺２０の近傍の辺に達する一端と、辺２０に対向する辺２１の近傍の辺から離間した他端と、を有する。また、他方の分割線状凸部４０は、発電領域外周における辺２１の近傍の辺に達する一端と、辺２１に対向する辺２０の近傍の辺から離間した他端と、を有する。
【００２６】
分割領域内線状凸部４１は、略水平方向に形成され、その両端が発電領域の外周から離間した線状凸部であって、複数（本実施例では５つ）の分割領域内線状凸部４１がまとまって、分割線状凸部４０間、あるいは分割線状凸部４０と発電領域３０の外周との間に配置されている。分割線状凸部４０によって区画され、分割領域内線状凸部４１がまとまって配置される領域を、以下、分割領域３２と呼ぶ。本実施例では、２つの分割線状凸部４０によって、３つの分割領域３２が形成されている。分割領域３２を、図３（Ａ）において、一点破線で囲んで示す。
【００２７】
突起部４２は、上記分割領域３２の外側に配置されて、分割領域３２に流入あるいは分割領域３２から流出するガスが流れる領域に、規則的に、すなわち、規則性を有する間隔で配置されている。突起部４２が設けられたこのような領域としては、流出入領域３３および接続領域３４がある。流出入領域３３は、穴部２２の近傍、および、穴部２７の近傍において、分割領域３２の端部と、発電領域３０の外周と、分割線状凸部４０の一部分によって囲まれる領域である。接続領域３４は、分割線状凸部４０の上記他端と発電領域外周との間の離間部を含む領域であって、隣り合う２つの分割領域３２の端部と、発電領域３０の外周と、分割線状凸部４０の一部分とによって囲まれる領域である。これら流出入領域３３および接続領域３４を、図３（Ａ）において、二点破線で囲んで示す。なお、流出入領域３３および接続領域３４には、上記規則性を有する間隔で配置された突起部４２間において、同じく規則性を有する間隔で配置された多数の凹部４３が形成されている。具体的には、突起部４２と凹部４３とは、分割線状凸部４０に平行な方向および垂直な方向に等間隔に交互に形成されている。また、流出入領域３３および接続領域３４において、分割線状凸部４０の両側には、後述する補強部に対応する形状の凹部４４が形成されている。
【００２８】
本実施例では、発電領域外周における辺２０近傍の辺に達する上記一端を有する分割線状凸部４０と、辺２１近傍の辺に達する上記一端を有する分割線状凸部４０とが１つずつ設けられており、各々の分割線状凸部４０における上記他端の近傍には、上記接続領域３４が形成されている。これにより、本実施例では、３つの分割領域３２が、接続領域３４を介して、全体として直列に接続されている。
【００２９】
セパレータ１５の冷媒流路面には、発電領域３０の裏面領域（以下の説明では、裏面領域も発電領域３０と呼ぶ）において、対向するセパレータ１６の表面と共にセル間冷媒流路の内壁面を形成する第２の凹凸部が形成されている。第２の凹凸部は、凸部として、多数の冷媒流線状凸部４５と、多数の突起部４６と、補強部４７と、を備えている（図３（Ｂ）参照）。
【００３０】
冷媒流線状凸部４５は、水平方向に設けられた線状凸部であって、その両端が、発電領域３０の外周から離間している線状凸部である。この冷媒流線状凸部４５は、ガス流路面における分割領域内線状凸部４１間、あるいは、分割領域内線状凸部４１と分割線状凸部４０との間に形成される凹部の裏返し形状として形成されている。突起部４６は、ガス流路面における流出入領域３３および接続領域３４の裏面において、ガス流路面に形成された既述した凹部４３の裏返し形状として形成されている。なお、冷媒流路面には、ガス流路面に形成された突起部４２の裏返し形状として、凹部４８が形成されている。
【００３１】
補強部４７は、本実施例の燃料電池に特徴的な構成であって、ガス流路面における流出入領域３３および接続領域３４の裏面において、ガス流路面の分割線状凸部４０の裏返し形状である凹部４９に近接して設けられた凸部である。この補強部４７は、流出入領域３３および接続領域３４に形成されている突起部が４６間の間隔の規則性に従うと突起部４６が形成されるべき位置の内、上記凹部４９に沿う位置を、ガス流路面の突起部４２の裏返し形状である凹部４８が形成される位置を避けつつ、繋いだ形状を有している。すなわち、補強部４７は、凹部４８に沿って折れ曲がり部を有する、ジグザグ状の線状凸部である。なお、分割線状凸部４０の裏返し形状である凹部４９に沿って設けられた２つの補強部４７は、互いに、略平行に形成されている。
【００３２】
図４は、セパレータ１６の構成を表わす平面図である。図４（Ａ）は、発電部１２との間に単セル内酸化ガス流路を形成するガス流路面を表し、図４（Ｂ）は、隣接する単セルが備えるセパレータ１５との間にセル間冷媒流路を形成する冷媒流路面を表す。セパレータ１６は、セパレータ１５と略同一の外周形状を有する金属製薄板部材であり、セパレータ１５と同様に、プレス成形によって表面に所定の凹凸形状が形成されると共に、所定の位置に穴部が設けられている。
【００３３】
セパレータ１６のガス流路面には、発電部１２の表面と共に単セル内酸化ガス流路の内壁面を形成する第１の凹凸部が形成されている。第１の凹凸部が形成されて、表面上に燃料ガスが流れる略四角形の領域を、以下、発電領域３０と呼び、図４（Ａ）において破線で囲んで示す。第１の凹凸部は、凸部として、２つの分割線状凸部６０と、多数の分割領域内線状凸部６１と、多数の突起部６２と、を備えている。
【００３４】
分割領域内線状凸部６１は、セパレータ１５のガス流路面に形成された分割領域内線状凸部４１と同様に、略水平方向に形成され、その両端が発電領域３０の外周から離間した線状凸部である。これらの分割領域内線状凸部６１は、複数（本実施例では５つ）がまとまって分割線状凸部６０と発電領域外周との間に配置され、分割領域３２を形成する。分割線状凸部６０は、セパレータ１５のガス流路面に形成された分割線状凸部４０と同様に、発電領域３０の外周上に達する一端と、発電領域３０の外周から離間した他端と、を有している。この分割線状凸部６０は、上記分割領域３２の間に設けられ、分割領域内線状凸部６１と同様の長さであって発電領域３０内を略水平方向に伸長する水平部と、水平方向に対して傾斜して設けられて発電領域３０の外周に達する傾斜部とを備えている。本実施例では、２つの分割線状凸部６０によって、３つの分割領域３２が形成されている。
【００３５】
また、突起部６２は、上記分割領域３２の外側に配置されて、分割領域３２に流入あるいは分割領域３２から流出するガスが流れる領域、すなわち、流出入領域３３および接続領域３４に、規則的に配置されている。流出入領域３３は、穴部２５，２６の近傍、および、穴部２３，２４の近傍において、分割領域３２の端部と、発電領域３０の外周と、分割線状凸部６０の上記傾斜部によって囲まれる領域である。接続領域３４は、分割線状凸部４０の上記他端と発電領域外周との間の離間部を含む領域であって、隣り合う２つの分割領域３２の端部と、発電領域３０の外周と、分割線状凸部４０の上記傾斜部とによって囲まれる領域である。これら流出入領域３３および接続領域３４を、図４（Ａ）において、二点破線で囲んで示す。なお、流出入領域３３および接続領域３４には、上記規則的に配置された突起部６２間において、同じく規則的に配置された多数の凹部６３が形成されている。セパレータ１６では、このように、２つの分割線状凸部６０が形成されることで、２つの接続領域３４を介して３つの分割領域３２が直列に接続されている。
【００３６】
セパレータ１６の冷媒流路面には、発電領域３０において、対向するセパレータ１５の表面と共に冷媒流路の内壁面を形成する第２の凹凸部が形成されている。第２の凹凸部は、凸部として、多数の冷媒流線状凸部６５と、多数の突起部６６と、を備えている。
【００３７】
冷媒流線状凸部６５は、セパレータ１５に形成された冷媒流線状凸部４５と同様に、略水平方向に設けられると共に、その両端が発電領域３０の外周から離間している線状凸部である。この冷媒流線状凸部６５は、ガス流路面における分割領域内線状凸部６１間、あるいは、分割領域内線状凸部６１と分割線状凸部６０との間に形成される凹部の裏返し形状として形成されている。突起部６６は、ガス流路面に形成された既述した凹部６３の裏返し形状として形成されている。なお、冷媒流路面には、ガス流路面に形成された突起部６２の裏返し形状として、凹部６８が形成されている。
【００３８】
図５は、樹脂フレーム１３の概略構成を表わす平面図である。図５では、樹脂フレーム１３におけるセパレータ１５のガス流路面と接する側の面を表わしている。樹脂フレーム１３には、中央部に、穴部５０が形成されている。穴部５０は、略四角形状であって、発電部１２よりも若干小さく形成されている。また、樹脂フレーム１３では、穴部２２と穴部５０とを連通させる凹部５１と、穴部２７と穴部５０とを連通させる凹部５２とが形成されている。凹部５１は、セパレータ１５との間で、穴部２２により形成される燃料ガス供給マニホールドと、単セル内燃料ガス流路とを接続する流路を形成する。また、凹部５２は、セパレータ１５との間で、穴部２７により構成される燃料ガス排出マニホールドと、単セル内燃料ガス流路とを接続する流路を形成する。
【００３９】
図６は、樹脂フレーム１４の概略構成を表わす平面図である。図６では、樹脂フレーム１４におけるセパレータ１６のガス流路面と接する側の面を表わしている。樹脂フレーム１４には、中央部に、樹脂フレーム１３の穴部５０と重なる同様の形状の穴部５３が形成されている。また、樹脂フレーム１４では、穴部２３と穴部５３とを連通させる凹部５５と、穴部２６と穴部５３とを連通させる凹部５４とが形成されている。凹部５５は、セパレータ１６との間で、穴部２３により形成される酸化ガス排出マニホールドと、単セル内酸化ガス流路とを接続する流路を形成する。また、凹部５４は、セパレータ１６との間で、穴部２６により構成される酸化ガス供給マニホールドと、単セル内酸化ガス流路とを接続する流路を形成する。
【００４０】
これら樹脂フレーム１３および１４は、絶縁性の樹脂によって形成されており、樹脂フレーム１３、１４によって発電部１２を狭持することで、発電部１２の両面間で、絶縁性が確保されている。また、樹脂フレーム１３，１４は、所定の高さの凹凸を有するセパレータ１５，１６と発電部１２の間に配置されて、上記凹凸に対応する距離を、セパレータ１５，１６と発電部１２との間で確保するためのスペーサとしての役割を果たしている。
【００４１】
燃料電池を組み立てる際には、セパレータ１５と樹脂フレーム１３とを、間に接着剤などから成るシール材（図示せず）を介して重ね合わせる。また、同様にして、セパレータ１６と樹脂フレーム１４とを、間に接着剤などから成るシール材（図示せず）を介して重ね合わせる。その後、発電部１２を、樹脂フレーム１３、１４で挟持して、接着剤などから成るシール材（図示せず）を介して貼り合わせることで、燃料電池セルを完成させる。発電部１２と樹脂フレーム１３、１４とを貼り合わせる際には、樹脂フレーム１３の穴部５０および樹脂フレーム１４の穴部５３を、発電部１２が覆うように、各部材を配置する。このようにして形成した燃料電池セルを、間に接着剤などから成るシール材１７（図２参照）を配置しながら所定数積層することにより、燃料電池スタックを作製することができる。上記のように各部材間にシール材を設けることで、単セル内ガス流路およびマニホールドにおけるシール性が確保されている。
【００４２】
また、このように各部材を積層して燃料電池を組み立てたときには、セパレータ１５の分割線状凸部４０と、セパレータ１６の分割線状凸部６０の水平部とは、発電部１２を間に介して互いに対向する。同様に、セパレータ１５の分割領域内線状凸部４１は、セパレータ１６の分割領域内線状凸部６１と対向し、セパレータ１５の突起部４２は、セパレータ１６の突起部６２と対向する。また、セパレータ１５の突起部４６の頭頂部は、隣接するセパレータ１６の突起部６６の頭頂部と当接する。このように、対応する凸部が積層方向で互いに支持し合うことにより、燃料電池における積層体全体の剛性が確保されている。なお、図２に示す断面は、各線状凸部の長手方向に垂直な方向の断面であり、図２に示す断面図の位置は、図３（Ａ）において、２−２断面として示している。図２では特に、樹脂フレーム１３，１４を含む燃料電池の外周部近傍の断面の様子を表している。
【００４３】
燃料電池において、穴部２２が形成する燃料ガス供給マニホールドに対して燃料ガスを供給すると、燃料ガスは、各単セル内に形成される単セル内燃料ガス流路へと分配される。単セル内燃料ガス流路におけるガス流れは、図３（Ａ）に矢印で示すように、分割領域３２では水平方向に流れつつ、全体としては鉛直方向下方へと流れる。単セル内燃料ガス流路を流れつつ電気化学反応に供された燃料ガスは、穴部２７が形成する燃料ガス排出マニホールドへと排出される。
【００４４】
また、穴部２６が形成する酸化ガス供給マニホールドに対して酸化ガスを供給すると、酸化ガスは、各単セル内に形成される単セル内酸化ガス流路へと分配される。単セル内酸化ガス流路におけるガス流れは、図４（Ａ）に矢印で示すように、分割領域３２では水平方向に流れつつ、全体としては鉛直方向下方へと流れる。単セル内酸化ガス流路を流れつつ電気化学反応に供された酸化ガスは、穴部２３が形成する酸化ガス排出マニホールドへと排出される。
【００４５】
また、穴部２４が形成する冷媒供給マニホールドに対して冷媒を供給すると、冷媒は、セパレータ１５とセパレータ１６との間に形成されるセル間冷媒流路へと分配される。セル間冷媒流路における冷媒の流れは、図３（Ｂ）および図４（Ｂ）に矢印で示すように、全体として水平方向に流れる。セル間冷媒流路を流れた冷媒は、穴部２５が形成する冷媒排出マニホールドへと排出される。
【００４６】
なお、本実施例の燃料電池では、単セル内燃料ガス流路を流れる燃料ガスよりも、単セル内酸化ガス流路を流れる酸化ガスの方が、圧力が高くなっている。また、セル間冷媒流路を流れる冷媒よりも、上記燃料ガスおよび酸化ガスの方が、圧力が高くなっている。また、本実施例のセパレータ１５，１６では、マニホールドを形成する穴部２２〜２７の近傍に、各面に突出する複数の突起部４２，４６，６２，６６を形成した流出入領域３３および接続領域３４を設けているため、表裏で互いに反転する形状でありながら、折れ曲がり部を有するガス流路と、一方向に直進する冷媒流路とを、表裏で両立させることができる。すなわち、互いに離間した複数の突起部を両面に設けることで、一方の面では、冷媒を一方向に導くと共に、他方の面では、ガス流れを反転させることが可能になる。
【００４７】
以上のように構成された本実施例の燃料電池によれば、セパレータ１５の流出入領域３３および接続領域３４において、分割線状凸部４０に沿って補強部４７を設けているため、分割線状凸部４０の近傍におけるセパレータ１５の剛性を高めることができる。このように剛性を高めることにより、分割線状凸部４０の近傍におけるセパレータ１５の歪みの発生を抑えることができる。そのため、単セル内燃料ガス流路を流れる燃料ガスの圧力が、セル間冷媒流路を流れる冷媒の圧力よりも高い場合であっても、分割線状凸部４０の発電部１２に対する接触圧の低下を抑制することができる。このように、分割線状凸部４０の接触圧の低下を抑制できることにより、単セル内燃料ガス流路を流れる燃料ガスが、分割線状凸部４０を乗り越えて下流側へと流れること（いわゆる、パスカット）を抑制し、ガス利用率の低下を抑えることができる。また、燃料電池内の抵抗増大を抑制して、電池性能の低下を抑えることができる。
【００４８】
ここで、燃料ガスのパスカットについてさらに詳しく説明する。図７は、本実施例の燃料電池の断面の一部を、発電部１２を中心として拡大して示す断面模式図である。セパレータ１５，１６においては、既述したように、互いに対応する位置に、両面のそれぞれに突出して凸部が設けられており、各々の凸部が、隣り合うセパレータ間で互いに対向しつつ、積層体内で重なる位置に配置されている。本実施例では、このような各凸部は、セパレータを形成するために用いた金属板の元々の面（以下、基準面と呼ぶ）から、両方の面側へと突出して設けられている。このようなセパレータを用いて燃料電池を組み立てると、図７に示すように、隣接するセパレータと接して互いに支持し合わない基準面の位置において、ガス圧と冷媒圧の圧力差が大きく作用する。このように基準面において両面で圧力差が生じると、隣接するセパレータ１６の突起部６６と接する突起部４６を支点として、セパレータ１５に変形（撓み）が生じる。その結果、セパレータ１５において発電部１２と接する凸部（図７では分割線状凸部４０）での発電部１２に対する接触圧が低下し、接触抵抗が増大する。また、上記分割線状凸部４０において、この凸部を乗り越えてガスが流れる。特に、分割線状凸部４０は、単セル内燃料ガス流路の上流側領域と下流側領域とを仕切る役割を果たしているため、分割線状凸部４０を乗り越えてガスが流れることは、ガス流れを短絡させるパスカットとなり、単セル内燃料ガス流路において燃料ガスが充分に流れない領域が生じる。そのため、燃料電池全体としてガスの利用率が低下する。
【００４９】
本実施例では、分割線状凸部４０の近傍に、分割線状凸部４０に沿って、互いに離間した複数の突起部４６を設ける構成に代えて、これらの複数の突起部４６を連続させた形状の補強部４７を設けているため、セパレータ１５における分割線状凸部４０の近傍の剛性を高めることができる。したがって、流出入領域３３や接続領域３４の基準面に作用するガス圧と冷媒圧の圧力差が大きい場合であっても、分割線状凸部４０近傍におけるセパレータ１５の変形を抑制し、分割線状凸部４０の発電部１２に対する接触圧の低下を抑制することができる。
【００５０】
また、本実施例では、セパレータ１５上に形成される冷媒流路は、ガス流路面側に突出する分割線状凸部４０と略平行な一定の向きに冷媒を流す。そのため、セパレータ１５の冷媒流路面側に突出するように分割線状凸部４０に沿って設けた補強部４７によって、冷媒の流れが阻害されることを、抑制することができる。
【００５１】
また、本実施例の補強部４７は、ガス流路面側に突起部４２が設けられる位置を避けつつ、冷媒流路面に形成される突起部４６間の間隔の規則性に従うと突起部４６が形成されるべき複数の位置を、分割線状凸部４０に沿って繋いだ形状に形成されている。このように、ガス流路面側に突起部４２が配置される位置を避けて補強部４７が形成されているため、補強部４７を設けても、ガス流路面側に設ける凸部の形状、すなわち、ガス流路面におけるガス流れが影響を受けることがない。さらに、補強部４７は、冷媒流路面側において突起部４６を設けるべき位置を繋いで形成しているため、突起部４６を設ける全体のパターンを変更する必要が無く、補強部４７を設けることによる冷媒流路面側の形状に対する影響を抑えることができる。
【００５２】
特に、本実施例では、金属板に対するプレス成形によってセパレータ１５を作製しているため、プレス加工という簡便な方法によって、流路を形成するための加工と同時に、セパレータ１５の剛性を高めるための補強部４７を形成することができる。また、このように、セパレータ１５となる金属板に対する加工により形成した凸部によってセパレータ１５の剛性を高めているため、剛性確保のために別部材を用意する必要もない。さらに、補強部４７を、ジグザク状の線状の凸部という簡単な形状としているため、プレス成形により補強部４７を形成する際に、成形型を容易に作製することができる。
【００５３】
このような分割線状凸部４０近傍におけるセパレータ１５の剛性確保の効果は、分割線状凸部４０と隣り合う一方の側だけに補強部４７を設ける場合であっても得ることができる。ただし、本実施例のように、分割線状凸部４０に沿って設けられた補強部４７を、分割線状凸部４０の両側に設けることで、セパレータ１５の剛性を増す効果を、さらに高めることができる。
【００５４】
なお、本実施例では、流出入領域３３および接続領域３４において、分割線状凸部４０に沿って補強部４７を設けているが、それ以外の領域、すなわち、分割領域３２では、分割領域内線状凸部４１および冷媒流線状凸部４５が分割線状凸部４０に沿って設けられることにより、セパレータ１５の剛性が確保されている。ここで、本実施例では、図２に示すように、セパレータ１５のガス流路面側に設けた分割領域内線状凸部４１と、冷媒流路面側に設けた冷媒流線状凸部４５との間に、図７と同様の基準面が形成されているが（図２参照）、基準面を形成しない形状としても良い。すなわち、分割領域内線状凸部４１の頭頂部と、裏面の冷媒流線状凸部４５の頭頂部の間を、直線的に連続させる形状としても良い。両方のセパレータ１５，１６を、このような構成とした例を、第１実施例の変形例として、図８に断面模式図を示す。このように、ガス圧と冷媒圧の差が大きく作用する基準面を設けないことで、分割領域３２が形成された領域における分割線状凸部４０近傍の剛性を高め、圧力差に起因するセパレータの変形を抑制することができる。
【００５５】
Ｂ．第２実施例：
第１実施例では、補強部４７は、冷媒流路面側に突出して設けられた凸部としたが、ガス流路面側に突出する凸部として形成しても良い。このような構成を、第２実施例として以下に説明する。第２実施例の燃料電池は、セパレータ１５に代えてセパレータ１１５を備える以外は、第１実施例と同様の構成を有しており、共通する部分には同じ参照番号を付して、詳しい説明を省略する。
【００５６】
図９は、第２実施例の燃料電池が備えるセパレータ１１５の構成を表わす平面図である。図９（Ａ）はガス流路面を表わし、図９（Ｂ）は冷媒流路面を表わす。セパレータ１１５は、補強部４７に代えて補強部１４７を備える以外は、セパレータ１５と同様の構成を有している。第２実施例の補強部１４７は、セパレータ１１５の流出入領域３３および接続領域３４において、分割線状凸部４０に沿って、分割線状凸部４０の両側に、ガス流路面側に突出するように設けられている。具体的には、冷媒流路面側で突起部４６が形成される位置を避けつつ、分割線状凸部４０に沿うように、規則的に設けられる突起部４２が配置されるべき位置を繋いだ形状に形成されている。したがって、冷媒流路面側では、上記補強部１４７に対応した凹部１４４が形成されている。
【００５７】
以上のように構成された第２実施例の燃料電池においても、補強部１４７を設けることで、第１実施例と同様に、分割線状凸部４０近傍におけるセパレータ１１５の剛性を向上させることができる。これにより、燃料ガスのパスカットを抑制してガス利用率の低下を抑えると共に、発電部１２との間の接触抵抗の増大を抑制することができる。また、このような補強部１４７を設けても、流路を形成するための凹凸形状全体の配置を変更する必要が無く、ガス流れや冷媒流れに対する影響を抑えることができる。
【００５８】
Ｃ．変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００５９】
Ｃ１．変形例１：
第１および第２実施例では、補強部４７，１４７は、折れ曲がり部を有する線状の凸部としたが、異なる形状としても良い。例えば、流出入領域３３および接続領域３４に設けられる突起部４２，４６の配置によっては、折れ曲がりのない線状とすることができる。このような構成の一例を、第１の変形例として図１０に示す。以下の説明では、第１実施例と共通する部分には同じ参照番号を付して詳しい説明を省略する。なお、図１０では、セパレータの冷媒流路面側における分割線状凸部４０近傍の様子を、拡大して平面的に表わしている。図１０に示すように、第１の変形例では、冷媒流路面側の突起部４６間の間隔の規則性に従うと突起部４６が形成されるべき位置を、凹部４８が形成される位置を避けつつ、分割線状凸部４０に沿って繋ぐことにより、直線状の補強部２４７が設けられている。このような構成としても、第１および第２実施例と同様の効果が得られる。
【００６０】
Ｃ２．変形例２：
第１および第２実施例では、突起部４６間の間隔の規則性に従うと突起部４６が形成されるべき位置を繋げることによって、分割線状凸部４０に沿って形成される単一の補強部を設けたが、突起部４６が形成されるべき位置を繋いだ形状の凸部を複数設けて、全体として分割線状凸部４０に沿って配置される補強部を設けても良い。このような構成の一例を、第２の変形例として図１１に示す。以下の説明では、第１実施例と共通する部分には同じ参照番号を付して詳しい説明を省略する。なお、図１１では、図１０と同様に、セパレータの冷媒流路面側における分割線状凸部４０近傍の様子を、拡大して平面的に表わしている。図１１に示すように、第２の変形例では、冷媒流路面側の突起部４６が形成されるべき位置を、凹部４８が形成される位置を避けつつ、鉛直方向に２つ繋いだ形状の凸部３４７を、分割線状凸部４０に沿って複数設けている。第２の変形例では、個々の凸部３４７は、突起部４６を、分割線状凸部４０の延出方向に垂直な方向に繋いだ形状であるが、このように突起部４６を繋いだ形状の凸部３４７を設けることで、凸部３４７の近傍におけるセパレータの剛性を向上させることができ、このような凸部３４７を分割線状凸部４０に沿って配置することで、分割線状凸部４０近傍におけるセパレータの剛性を向上させることができる。このように、補強部が全体として分割線状凸部４０に沿って配置されているならば、補強部は、複数の凸部によって構成されることとしても、第１および第２実施例と同様の効果が得られる。
【００６１】
Ｃ３．変形例３：
第１および第２実施例では、突起部４２と突起部４６とのそれぞれは、水平方向および垂直方向に等間隔で配置されているが、異なる構成としても良い。例えば、隣り合う突起部間は、等間隔である必要はなく、規則性を有する間隔で配置されていれば良い。このような構成としても、ガス流路面側の突起部の位置を避けつつ、冷媒流路面側に突起部が形成されるべき複数の位置を繋いだ形状の補強部を設けることで、実施例と同様の効果が得られる。
【００６２】
Ｃ４．変形例４：
第１および第２実施例では、分割領域３２には、線分状の分割領域内線状凸部４１および冷媒流線状凸部４５を設けたが、異なる構成としても良い。例えば、流出入領域３３および接続領域３４と同様に、両面に突出するように規則的に配置された突起部を分割領域３２に設けても良い。このような場合には、分割領域３２においても、分割線状凸部４０に沿って、一方の側に突出する突起部の位置を避けつつ、分割領域３２に形成される突起部間の間隔の規則性に従うと他方の側に突出する突起部が形成されるべき位置を繋いだ形状の補強部を設けることができる。このような構成の一例を、図１２に示す。以下の説明では、第１実施例と共通する部分には同じ参照番号を付して詳しい説明を省略する。図１２では、図３（Ｂ）と同様に、単セル内燃料ガス流路を形成するセパレータの、冷媒流路面側における様子を平面的に表わしており、冷媒流路面側に突出する突起部を繋いだ形状の補強部４７が設けられている。なお、図１２に示すセパレータでは、分割線状凸部４０に沿って、突起部が設けられるべき５カ所を繋いだ形状の補強部を複数設けているが、補強部として繋ぐ突起部の位置は、異なる数としても良い。このような構成としても、分割線状凸部近傍におけるセパレータの変形を抑え、第１および第２実施例と同様の効果を得ることができる。
【００６３】
Ｃ５．変形例５：
第１および第２実施例では、ガス流路および冷媒流路を形成する凹凸形状全体を、セパレータを形成するための金属板に対する加工（プレス成形）により形成しているが、異なる構成としても良い。例えば、分割線状凸部４０を、別体で設けた部材のセパレータ表面への貼り付けにより形成しても良い。このように、一部の構成を表裏反転する形状とならない別部材によって形成する場合であっても、補強部の位置を規定する突起部４２，４６を含み、全体として流体流路を形成する凹凸形状を、表裏反転する形状に形成する場合には、実施例と同様の補強部を設けることにより、同様の効果が得られる。
【００６４】
Ｃ６．変形例６：
第１および第２実施例では、補強部は、単セル内燃料ガス流路を形成するセパレータ１５に設けたが、単セル内酸化ガス流路を形成するセパレータ１６に設けても良い。例えば、図４に示すセパレータ１６の冷媒流路面側に突出するように、分割線状凸部４０における傾斜部に沿って、凹部６８の位置を避けつつ、凸部６６を繋いだ形状の補強部を設ければよい。このような場合にも、セパレータ１６の分割線状凸部６０の近傍におけるセパレータ１６の剛性を高め、変形を抑えることにより同様の効果が得られる。特に、酸化ガスの圧力の方が冷媒の圧力よりも高い場合には、単セル内酸化ガス流路におけるパスカットを抑制することができる。
【００６５】
Ｃ７．変形例７：
第１および第２実施例の燃料電池では、単セル１０間にはセル間冷媒流路を設けているが、異なる構成としても良い。すなわち、単セル間に冷媒流路を設けず、セパレータにおいて、燃料ガス流路と酸化ガス流路とを表裏に形成することとしても良い。このような場合にも、例えば、セパレータの一方の面は、実施例と同様に分割線状凸部を備えて、ガスの流れ方向が途中で反転する流路を形成し、他方の面は、一方向にガスが流れる流路を形成するならば、分割線状凸部に沿って実施例と同様の補強部を設けることで、同様の効果が得られる。
【００６６】
また、セパレータにおいて、冷媒流路を形成する面に分割線状凸部を設け、冷媒流路を、流れ方向が途中で反転する形状とする場合には、上記分割線状凸部に沿って補強部を設けることで、冷媒のパスカットを抑制し、冷却効率の低下を抑えることができる。
【００６７】
Ｃ８．変形例８：
第１および第２実施例では、分割線状凸部に沿って補強部を設けることにより、補強部近傍におけるセパレータの変形を抑えているが、分割線状凸部から離間した位置に補強部を設けても良い。すなわち、セパレータが、両側に突出する複数の突起部を一定のパターンで有する場合に、一方の面の突起部の位置を避けて他方の面の突起部を繋げた形状の補強部を設けることで、上記一方の面の流体流れに影響を与えずに、セパレータの剛性を高める効果を得ることができる。このとき、上記他方の面の流体流れの方向に沿って突起部を繋げて補強部を形成することで、上記他方の面における流体流れに対する影響も抑えることができる。このような補強部を設けることで、セパレータの歪みを抑え、接触抵抗の増大を抑える効果を得ることができる。
【００６８】
Ｃ９．変形例９：
第１および第２実施例では、流出入領域３３および接続領域３４において、規則的に配置された突起部４２，４６を設けたが、異なる構成としても良い。例えば、流出入領域３３および接続領域３４において、規則的な凹凸形状を設けない場合であっても、分割線状凸部４０に沿って配置された凸部である補強部を設けることにより、分割線状凸部４０近傍におけるセパレータの剛性を高め、変形を抑制することで、第１および第２実施例と同様の効果を得ることができる。なお、この場合には、より低い圧力の流体が流れる側、実施例に則していえば冷媒流路面側に突出するように補強部を設けることにより、分割線状凸部近傍におけるセパレータの剛性を強化する効果を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】第１実施例の燃料電池の概略構成を表わす分解斜視図である。
【図２】第１実施例の燃料電池の構成を表す断面模式図である。
【図３】セパレータ１５の構成を表わす平面図である。
【図４】セパレータ１６の構成を表わす平面図である。
【図５】樹脂フレーム１３の概略構成を表わす平面図である。
【図６】樹脂フレーム１４の概略構成を表わす平面図である。
【図７】燃料ガスのパスカットについての説明図である。
【図８】第１実施例の変形例の燃料電池の構成を表わす断面模式図である。
【図９】セパレータ１１５の構成を表わす平面図である。
【図１０】第１の変形例の構成を表わす説明図である。
【図１１】第２の変形例の構成を表わす説明図である。
【図１２】第３の変形例の構成を表わす説明図である。
【符号の説明】
【００７０】
１０…単セル
１２…発電部
１３，１４…樹脂フレーム
１５，１６，１１５…セパレータ
１７…シール材
２０，２１…辺
２２〜２７…穴部
３０…発電領域
３２…分割領域
３３…流出入領域
３４…接続領域
４０，６０…分割線状凸部
４１，６１…分割領域内線状凸部
４２，４６，６２，６６…突起部
４３，４８，６３，６８…凹部
４４，１４４…凹部
４５，６５…冷媒流線状凸部
４６…突起部
４７，１４７，２４７…補強部
４９…凹部
５０，５３…穴部
５１，５２，５４，５５…凹部
３４７…凸部
【図１】
0004400672.tif 000002
【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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