(57)【要約】【課題】複数の平面部材が積層してなる燃料電池において、膜電極接合体にシールガスケットを一体化されてなるシート状部材の位置合わせを確実に行えるようにする。【解決手段】シート状部材２Ａが位置合わせされる基準平面部材２Ｂに、位置合わせのための基準磁石３０Ｂを設ける。また、シート状部材２Ａのシールガスケット２０にも、位置合わせのための基準磁石３０Ａを設ける。シート状部材２Ａの基準磁石３０Ａと基準平面部材２Ｂの基準磁石３０Ｂとは、互いの対向面における磁極が逆になるように配置されている。【選択図】図１
2007242532.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の平面部材を積層されてなり、前記平面部材の少なくとも１つは膜電極接合体にシールガスケットを一体化されてなるシート状部材である燃料電池において、
前記シート状部材が位置合わせされる基準平面部材と、
前記基準平面部材に設けられた位置合わせのための基準磁石と、
前記シート状部材の前記シールガスケットに設けられ、前記基準平面部材の基準磁石とは互いの対向面における磁極が逆になるように配置されている基準磁石と、
を備えることを特徴とする燃料電池。
【請求項２】
前記シート状部材の基準磁石は、前記シールガスケットのリップ部に設けられていることを特徴とする請求項１記載の燃料電池。
【請求項３】
前記シールガスケットには前記シート状部材の周囲を補強する補強部材が設けられ、前記シート状部材の基準磁石は前記補強部材の一部或いは全部を構成していることを特徴とする請求項１又は２記載の燃料電池。
【請求項４】
前記基準磁石は積層面に平行に配置された複数の磁石の集合体であり、各磁石は隣接する磁石に対して磁極を逆にして配置されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の燃料電池。
【請求項５】
前記基準平面部材はセパレータを挟んで隣り合うシート状部材であり、
少なくとも前記セパレータの前記基準磁石に対応する部位及びその周辺部は非磁性体で形成されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の燃料電池。
【請求項６】
前記基準平面部材は前記シート状部材が積層されるセパレータであることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の燃料電池。
【請求項７】
請求項５又は６記載の燃料電池の製造方法であって、
電磁石を有するアームを積層前の前記シート状部材の上に配置し、前記電磁石の磁力をオンにして前記シート状部材の基準磁石を吸着する工程と、
前記アームを動かして前記シート状部材を前記セパレータ上の適宜の位置まで搬送する工程と、
前記電磁石の磁力をオフにすることによって前記アームから前記シート状部材を切り離し、前記シート状部材を前記セパレータ上に載置する工程と、
を含むことを特徴とする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、燃料電池及びその製造方法に関し、詳しくは、積層される複数の平面部材の少なくとも１つが膜電極接合体にシールガスケットを一体化されてなるシート状部材である燃料電池及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、複数枚の燃料電池セル（以下、単にセルという）が積層された燃料電池スタックとして使用される。セル自体も平面状の部材の積層体であり、電解質膜をその両側から電極で挟んで構成された膜電極接合体を有し、この膜電極接合体をその両側からセパレータで挟むことで構成されている。
【０００３】
また、セルには、その内部空間を外部からシールするため、膜電極接合体の周縁部を囲むようにシールガスケットが配置される。このシールガスケットは、例えば、特許文献１に記載されるように、射出成形によって膜電極接合体に直接成形することもできる。このような膜電極接合体とシールガスケットの一体物であれば、セルの組立て時に膜電極接合体とシールガスケットの位置合わせの必要がなくなり、セルの組立てを容易にすることができる。特許文献１に記載された燃料電池では、膜電極接合体のシールガスケットが結合される部位に樹脂フィルムを貼り合わせ、この樹脂フィルム上にシールガスケットを成形することで前記結合部の補強が図られている。
【特許文献１】特開２００３−６８３１９号公報
【特許文献２】特開２００５−１１７２０号公報
【特許文献３】特開２００１−１０２０７２号公報
【特許文献４】特開２００２−３２９５１２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、膜電極接合体にシールガスケットを一体化することで、膜電極接合体とシールガスケットとの位置合わせが不要になるとしても、その一体化されたシート状部材をセパレータに組み付ける際には時間や手間を要する。シート状部材は薄くて柔らかいためにハンドリングが難しく、セパレータ上に積層する際の位置合わせが困難だからである。シート状部材の位置合わせが正しく行われていないと、セパレータを挟んで配置される２つのシールガスケットの間でリップ部の位置にずれが生じてしまう。この状態でセルを締結したときには、上下のリップ部からセパレータに加わる力がせん断力としてセパレータに作用し、セパレータを破損させてしまう可能性がある。
【０００５】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、複数の平面部材が積層してなる燃料電池において膜電極接合体にシールガスケットを一体化されてなるシート状部材の位置合わせを確実に行えるようにした燃料電池及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】
【０００６】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、
複数の平面部材を積層されてなり、前記平面部材の少なくとも１つは膜電極接合体にシールガスケットを一体化されてなるシート状部材である燃料電池において、
前記シート状部材が位置合わせされる基準平面部材と、
前記基準平面部材に設けられた位置合わせのための基準磁石と、
前記シート状部材の前記シールガスケットに設けられ、前記基準平面部材の基準磁石とは互いの対向面における磁極が逆になるように配置されている基準磁石と、
を備えることを特徴としている。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明において
前記シート状部材の基準磁石は、前記シールガスケットのリップ部に設けられていることを特徴としている。
【０００８】
第３の発明は、第１又は第２の発明において
前記シールガスケットには前記シート状部材の周囲を補強する補強部材が設けられ、前記シート状部材の基準磁石は前記補強部材の一部或いは全部を構成していることを特徴としている。
【０００９】
第４の発明は、第１乃至第３の何れか１つの発明において
前記基準磁石は積層面に平行に配置された複数の磁石の集合体であり、各磁石は隣接する磁石に対して磁極を逆にして配置されていることを特徴としている。
【００１０】
第５の発明は、第１乃至第４の何れか１つの発明において
前記基準平面部材はセパレータを挟んで隣り合うシート状部材であり、
少なくとも前記セパレータの前記基準磁石に対応する部位及びその周辺部は非磁性体で形成されていることを特徴としている。
【００１１】
第６の発明は、第１乃至第４の何れか１つの発明において
前記基準平面部材は前記シート状部材が積層されるセパレータであることを特徴としている。
【００１２】
また、第７の発明は、上記の目的を達成するため、
第５又は第６の発明にかかる燃料電池の製造方法であって、
電磁石を有するアームを積層前の前記シート状部材の上に配置し、前記電磁石の磁力をオンにして前記シート状部材の基準磁石を吸着する工程と、
前記アームを動かして前記シート状部材を前記セパレータ上の適宜の位置まで搬送する工程と、
前記電磁石の磁力をオフにすることによって前記アームから前記シート状部材を切り離し、前記シート状部材を前記セパレータ上に載置する工程と、
を含むことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
第１の発明によれば、シート状部材のシールガスケットに設けられた基準磁石と基準平面部材の基準磁石とが磁力によって引き合うことで、シート状部材は基準平面部材に確実に位置合わせされる。これにより、シート状部材の位置のずれによる不具合、例えば、シールガスケットのリップ部のずれによって生じるセパレータの破損等を防止することができる。
【００１４】
第２の発明によれば、基準磁石がシールガスケットのリップ部に設けられることで、リップ部の圧力の作用線に基準磁石間の磁力の作用線が重なる。これにより、リップ部を倒すことなく確実にセパレータに押し付けることができる。
【００１５】
第３の発明によれば、磁力による位置合わせに加えて、基準磁石によりその一部或いは全部が構成される補強部材によりシート状部材の変形が防止されるので、シート状部材をより確実に基準平面部材に位置合わせすることができる。
【００１６】
第４の発明によれば、隣接する磁石間で磁極が逆となる複数の磁石から基準磁石を構成することで、シート状部材と基準平面部材との間に僅かなずれが生じたときには、基準磁石と基準磁石との間に反発力が作用することになる。この反発力はシート状部材を元の位置に戻す復元力として作用するので、シート状部材をより確実に基準平面部材に位置合わせすることが可能になる。
【００１７】
第５の発明によれば、シート状部材同士が磁力によって引き合うことで、お互いに確実に位置合わせすることができる。なお、セパレータの基準磁石に対応する部位及びその周辺部は非磁性体で形成されているので、セパレータにシート状部材が磁力でくっついてしまうことはない。
【００１８】
第６の発明によれば、シート状部材はセパレータを基準として確実に位置合わせされるので、セパレータを挟んで隣り合うシート状部材間の位置のずれは防止される。
【００１９】
また、第７の発明によれば、シート状部材のハンドリングに磁力を用いることにより、シート状部材を破損させることなくセパレータに組み付けることができる。また、シート状部材の位置合わせは基準磁石間の磁力によって自動的に行われるので、シート状部材をセパレータ上の適宜の位置に載置するだけで精度良くシート状部材を組み付けることができる。したがって、第７の発明によれば、シート状部の破損がなく、且つ組み付け精度の高い燃料電池を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
実施の形態１．
以下、図を参照して、本発明の実施の形態１について説明する。
【００２１】
本発明の実施の形態としての燃料電池は、図３に示すような発電システム（燃料電池システム）に使用される。図３は、本発明にかかる燃料電池を使用可能な燃料電池システムの全体を示す概略構成図である。この燃料電池システムは燃料電池自動車に搭載される車両用燃料電池システムとして好適である。ただし、他の用途の燃料電池システムへの適用も勿論可能である。
【００２２】
図３に示す燃料電池システムでは、燃料ガスとしての水素が燃料電池１００に供給される。燃料電池１００に供給される水素は高圧の水素タンク１１４に貯蔵されている。水素タンク１１４と燃料電池１００のアノードとは水素供給管１１０によって接続され、水素供給管１１０の途中にはシャットバルブ１１６及び調圧バルブ１１８が配置されている。また、燃料電池１００のアノードにはアノードオフガスを排出するためのオフガス排出管１１２が接続されている。オフガス排出管１１２は水素供給管１１０における調圧バルブ１１８の下流側に接続され、水素供給管１１０とともに水素の循環系を構成している。オフガス排出管１１２の途中には、循環系内で水素を循環させるための循環ポンプ１２０が配置されている。
【００２３】
このシステムでは、酸化ガスとして空気が燃料電池１００に供給される。燃料電池１００に供給される空気はコンプレッサ１３４によって大気から取り込まれる。コンプレッサ１３４と燃料電池１００のカソードとは空気供給管１３０によって接続されている。また、燃料電池１００のカソードにはカソードオフガスを排出するためのオフガス排出管１３２が接続されている。オフガス排出管１３２は大気開放され、その管路の途中には空気圧を調整するための調圧バルブ１３６が設けられている。
【００２４】
さらに、このシステムでは、上記の反応ガス（燃料ガス及び酸化ガス）とは別に、燃料電池１００を冷却するための冷媒（水、不凍液或いは空気等）が燃料電池１００に供給される。燃料電池１００には冷媒を供給するための冷媒供給管１４０と冷媒を排出するための冷媒排出管１４２とが接続されている。冷媒供給管１４０と冷媒排出管１４２とはともにラジエータ１４６に接続され、冷媒はラジエータ１４６を通って冷媒排出管１４２から冷媒供給管１４０へ循環するようになっている。冷媒排出管１４２の途中には、循環系内で冷媒を循環させるための循環ポンプ１４８が配置されている。
【００２５】
本実施形態の燃料電池１００は、図１に示すような構成を有している。図１は、本実施形態の燃料電池１００の構成を模式的に示す断面図である。
【００２６】
図１に示すように、燃料電池１００は、電解質膜をアノード電極とカソード電極とで挟んで構成された膜電極接合体（ＭＥＡ）１０を備えている。各電極には電解質膜に積層される触媒層が含まれる。また、触媒層に積層されるガス拡散層を含んでいてもよい。ＭＥＡ１０の外周部には、ＭＥＡ１０を囲むようにゴム製のシールガスケット２０が一体的に取り付けられている。シールガスケット２０は、例えば、射出成形によってＭＥＡ１０に直接成形される。図２は、膜電極接合体１０にシールガスケット２０を一体化してなるシート状部材２の構成を模式的に示す平面図である。以下、このシート状部材２をシール一体型ＭＥＡという。シール一体型ＭＥＡ２は、さらに多孔質体からなる層１２をＭＥＡ１０の両面に張り合わせて使用される。
【００２７】
燃料電池１００は、シール一体型ＭＥＡ２とセパレータ４とが交互が積層された燃料電池スタックとして使用される。シール一体型ＭＥＡ２をセパレータ４に積層したとき、セパレータ４には多孔質体層１２が接するようになっている。多孔質体層１２は層内部を気体の流通が可能であり、セパレータ４とＭＥＡ１０との間においてＭＥＡ１０に供給される反応ガスの流路を構成している。
【００２８】
シールガスケット２０にはガスケットリップ（リップ部）２２，２４が形成されている。ガスケットリップ２２，２４はシールガスケット２０に形成された開口２６，２８やＭＥＡ１０の周囲を取り巻くように形成されている。図１において、内側のガスケットリップ２４はＭＥＡ１０の周囲を取り巻くように形成されている。外側のガスケットリップ２２はガスケットリップ２４とともに開口２６或いは開口２８を取り巻くように形成されている。なお、図２の平面図では、ガスケットリップ２２，２４や開口２６，２８については図示を省略している。シール一体型ＭＥＡ２をセパレータ４に積層したとき、ガスケットリップ２２，２４がセパレータ４に押し当てられることで、シール一体型ＭＥＡ２とセパレータ４との間の空間は複数の部屋に仕切られる。仕切られた部屋と部屋との間は、ガスケットリップ２２，２４によってシールされる。
【００２９】
セパレータ４は、シール一体型ＭＥＡ２に接する２枚の表面プレート４０とその間に配置される中間プレート４２とから構成されている。これらプレート４０，４２はカーボンやチタン等の非磁性材料からできている。中間プレート４２が挟まることで、２枚の表面プレート４０の間には空間４８が形成されている。この空間４８は冷媒が流れる冷媒流路であり、表面プレート４０に形成されている開口４４を介してセパレータ４の外に連通している。
【００３０】
表面プレート４０の開口４４の位置は、シールガスケット２０の開口２６の位置に一致している。また、表面プレート４０の開口４６の位置は、シールガスケット２０の開口２８の位置に一致している。シール一体型ＭＥＡ２とセパレータ４とが交互が積層されて表面プレート４０の開口４４，４６とシールガスケット２０の開口２６，２８とが交互に重なっていくことにより、燃料電池スタックを積層方向に貫通するマニホールドが構成される。開口４４と開口２６が重なることで構成されるマニホールドは、前述の冷媒流路４８に冷媒を供給する冷媒供給マニホールドとなる。開口４６と開口２８が重なることで構成されるマニホールドは、冷媒流路４８から冷媒を排出する冷媒排出マニホールドとなる。
【００３１】
なお、燃料電池１００には、上記の冷媒供給マニホールドや冷媒排出マニホールドに加え、反応ガス（水素及び空気）を供給／排出するための各マニホールド（反応ガスマニホールド）も形成されている。各反応ガスマニホールドは、シールガスケット２０やセパレータ４に形成された開口（図示略）が交互に重なることによって構成されている。また、セパレータ４には、反応ガスマニホールドと反応ガスの流路である多孔質体層１２とを連通させる連通路（図示略）が形成され、シールガスケット２０には、反応ガスマニホールドをシールするためのガスケットリップ（図示略）が形成されている。これらの構成についての詳細な説明は省略する。
【００３２】
本実施形態の燃料電池１００は、各シール一体型ＭＥＡ２内に位置合わせのための基準となる永久磁石（以下、基準磁石）３０を備えている。以下の説明では、セパレータ４を挟んで対向する２枚のシール一体型ＭＥＡ２を区別する場合には、図１中に括弧で示すように２Ａ，２Ｂの符号を用いる。同じく、セパレータ４を挟んで対向する２つの基準磁石３０を区別する場合には、図１中に括弧で示すように３０Ａ，３０Ｂの符号を用いる。
【００３３】
図２に示すように、基準磁石３０はシールガスケット２０内の少なくとも２箇所に埋め込まれており、その位置は外側のガスケットリップ２２の真下に設定されている。図２では基準磁石３０は２箇所に埋め込まれているが、より多数個の基準磁石３０を埋め込むこともできる。また、ガスケットリップ２４を含む他のガスケットリップの下にも基準磁石３０を埋め込んでもよい。
【００３４】
基準磁石３０の配置位置、及び配置方向は全てのシール一体型ＭＥＡ２で一致しており、例えばＮ極がカソード側でＳ極がアノード側になるように（図１では上側がＮ極で下側にＳ極になるように）、シールガスケット２０の厚さ方向に向けて配置されている。なお、基準磁石３０は材質には限定はなく、フェライト磁石、ネオジ磁石等、どの磁石も基準磁石３０として使用することができる。
【００３５】
各シールガスケット２０内に基準磁石３０が埋め込まれることで、シール一体型ＭＥＡ２Ａをセパレータ４に積層したとき、セパレータ４を挟んで２つの基準磁石３０Ａ，３０Ｂが対向することになる。セパレータ４は非磁性体で形成されているので、基準磁石３０Ａの磁力はセパレータ４を透過して対向する基準磁石３０Ｂとの間で相互に作用する。また、２つの基準磁石３０Ａ，３０Ｂは互いの対向面における磁極が逆になっているので、基準磁石３０Ａ，３０Ｂ間に作用する磁力は相互に引き付け合う引力となる。基準磁石３０Ａ，３０Ｂ間で引力が作用し合うことにより、セパレータ４を挟んで隣り合う２枚のシール一体型ＭＥＡ２Ａ，２Ｂは、互いの基準磁石３０Ａ，３０Ｂが一直線上に並ぶように整列する。つまり、シール一体型ＭＥＡ２Ａのシール一体型ＭＥＡ２Ｂへの位置合わせが自動的に行われる。
【００３６】
以上のように、本実施形の燃料電池１００では、シール一体型ＭＥＡ２Ａは、セパレータ４を挟んで隣り合うシール一体型ＭＥＡ２Ｂを「基準平面部材」として自動的に位置合わせされる。これにより、セパレータ４を挟んで隣り合う２枚のシール一体型ＭＥＡ２Ａ，２Ｂの位置のずれによる不具合、例えば、ガスケットリップ２２，２４のずれが原因で生じるセパレータ４の破損等を防止することができる。さらに、磁石３０はガスケットリップ２２の真下に埋め込まれているので、ガスケットリップ２２の圧力の作用線に基準磁石３０間の磁力の作用線が重なることになる。これにより、スタックの締結時、ガスケットリップ２２を倒すことなく確実にセパレータ４に押し付けることができる。
【００３７】
また、本実施形態の燃料電池１００は、シール一体型ＭＥＡ２内に基準磁石３０が埋め込まれていることを利用して、次に説明するような方法で製造することができる。以下、図４を参照して本実施形態の燃料電池１００の製造方法について説明する。
【００３８】
図４は、シール一体型ＭＥＡ２をセパレータ４上に積層するまでの各工程について模式的に示している。この図に示すように、本実施形態にかかる製造方法では、シール一体型ＭＥＡ２をハンドリングする手段としてアーム５０を用いる。アーム５０には磁力をオン／オフすることができる電磁石５２が取り付けられている。
【００３９】
まず、吸着工程では、図示しないモータによってアーム５０を動かし、アーム５０を積層前のシール一体型ＭＥＡ２の上に配置する。そして、電磁石５２の磁力をオンにしてシール一体型ＭＥＡ２の基準磁石３０を吸着する。
【００４０】
次の搬送工程では、電磁石５２の磁力をオンに維持したまま、アーム５０を動かしてシール一体型ＭＥＡ２をセパレータ４上の適宜の位置まで搬送する。
【００４１】
そして、積層工程では、電磁石５２の磁力をオフにすることによってアーム５０からシール一体型ＭＥＡ２を切り離し、シール一体型ＭＥＡ２をセパレータ４上に載置する。載置したシール一体型ＭＥＡ２の位置合わせは、既に積層されているシール一体型ＭＥＡ２との間で基準磁石３０の磁力を介して自動的に行われる。
【００４２】
上記のようにシール一体型ＭＥＡ２のハンドリングに磁力を用いることにより、柔らかく傷つきやすいシール一体型ＭＥＡ２を破損させることなくセパレータ４に組み付けることができる。また、シール一体型ＭＥＡ２の位置合わせは基準磁石３０間の磁力によって自動的に行われるので、シール一体型ＭＥＡ２をセパレータ４上の適宜の位置に載置するだけで精度良くシール一体型ＭＥＡ２を組み付けることができる。したがって本実施形態にかかる製造方法によれば、シール一体型ＭＥＡ２の破損がなく、且つ組み付け精度の高い燃料電池１００を製造することができる。
【００４３】
なお、図４では省略しているが、比較的剛性の高いセパレータ４に関しては、従来同様の手段で搬送することができる。また、積層方向に位置決め用のガイド板を立てておき、このガイド板にセパレータ４の端部を押し当てることでセパレータ４の位置決めを行うことができる。全てのシール一体型ＭＥＡ２及びセパレータ４の積層が完了した後のスタックの締結には、締結シャフト等の従来同様の手段を用いることができる。
【００４４】
実施の形態２．
以下、図を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。
【００４５】
本実施形態の燃料電池１０２は、図５に示すような構成を有している。図５は、本実施形態の燃料電池１０２の構成を模式的に示す断面図である。図中、実施の形態１の燃料電池１００と共通する部位或いは部品については同一の符号を付している。以下では、実施の形態１において既に説明した構成についての重複する説明は省略し、本実施形態に特有の構成について説明するものとする。
【００４６】
図５に示すように、本実施形態の燃料電池１０２は、各シール一体型ＭＥＡ２内に位置合わせのための基準磁石３０を備えるとともに、セパレータ４にも位置合わせのための基準磁石３２を備えている。より具体的には、セパレータ４を構成する２枚の表面プレート４０のそれぞれに基準磁石３２が埋め込まれている。各基準磁石３２はシール一体型ＭＥＡ２に備えられる基準磁石３０の位置に合わせて配置されている。また、各基準磁石３２の配置方向はシール一体型ＭＥＡ２における基準磁石３０の配置方向と同じであり、例えばＮ極がカソード側でＳ極がアノード側になるように（図１では上側がＮ極で下側にＳ極になるように）、表面プレート４０の厚さ方向に向けて配置されている。なお、基準磁石３２の材質には限定はなく、フェライト磁石、ネオジ磁石等、どの磁石も基準磁石３２として使用することができる。
【００４７】
シールガスケット２０内に基準磁石３０が埋め込まれ、セパレータ４の表面プレート４０内にも基準磁石３２が埋め込まれることで、シール一体型ＭＥＡ２をセパレータ４に積層したとき、２つの基準磁石３０，３２が対向することになる。２つの基準磁石３０，３２は互いの対向面における磁極が逆になっているので、基準磁石３０，３２間には相互に引き付け合う引力が作用する。この引力の作用により、２つの基準磁石３０，３２が一直線上に並ぶように、セパレータ４を基準としてシール一体型ＭＥＡ２の位置合わせが自動的に行われる。その結果、セパレータ４を挟んで隣り合う２枚のシール一体型ＭＥＡ２は、互いの基準磁石３０が一直線上に並ぶように整列することになる
【００４８】
以上のように、本実施形態の燃料電池１０２では、シール一体型ＭＥＡ２は、それが積層されるセパレータ４を「基準平面部材」として自動的に位置合わせされる。これにより、セパレータ４を挟んで隣り合う２枚のシール一体型ＭＥＡ２の位置のずれを防止することができる。さらに、本実施形態の燃料電池１０２によれば、シール一体型ＭＥＡ２だけでなくセパレータ４の位置合わせも自動的に行うことができる。
【００４９】
実施の形態３．
以下、図を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。
【００５０】
本実施形態の燃料電池１０４は、図６に示すような構成を有している。図６は、本実施形態の燃料電池１０４の構成を模式的に示す断面図である。図中、実施の形態１の燃料電池１００と共通する部位或いは部品については同一の符号を付している。以下では、実施の形態１において既に説明した構成についての重複する説明は省略し、本実施形態に特有の構成について説明するものとする。
【００５１】
図６に示すように、本実施形態の燃料電池１０４は、各シール一体型ＭＥＡ２内に位置合わせのための基準磁石３４を備えている。ただし、実施の形態１にかかる基準磁石３０が単一な磁石であったのに対し、本実施形態では、積層面に対して平行に配置された２つの磁石３６，３８によって基準磁石３４が構成されている。２つの磁石３６，３８は、互いに磁極が逆になるように配置され、シールガスケット２０内に並んで埋め込まれている。それぞれの磁石３６，３８の配置位置、及び配置方向は全てのシール一体型ＭＥＡ２で一致している。一方の磁石３６は、例えばＮ極がカソード側でＳ極がアノード側になるように（図１では上側がＮ極で下側にＳ極になるように）配置され、他方の磁石３８は、例えばＮ極がアノード側でＳ極がカソード側になるように（図１では上側がＳ極で下側にＮ極になるように）配置されている。なお、基準磁石３４の材質には限定はなく、フェライト磁石、ネオジ磁石等、どの磁石も基準磁石３４として使用することができる。
【００５２】
上記のようにシールガスケット２０内に基準磁石３４が埋め込まれることで、実施の形態１と同様、シール一体型ＭＥＡ２は、セパレータ４を挟んで隣り合うシール一体型ＭＥＡ２を「基準平面部材」として自動的に位置合わせされる。しかも、本実施形態では、隣接する磁石３６，３８間で磁極が逆となる２つの磁石３６，３８から基準磁石３４が構成されているので、セパレータ４を挟んで対向する２枚のシール一体型ＭＥＡ２の間に位置のずれが生じたときには対向面における磁極が同極の磁石３６或いは３８がセパレータ４を挟んで対向することになり、基準磁石３４間には反発力が作用する。この反発力はシール一体型ＭＥＡ２を正しい位置に戻す復元力として作用する。したがって、本実施形態の燃料電池１０４によれば、シール一体型ＭＥＡ２の位置合わせをより確実に行うことができる。
【００５３】
その他．
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、次のように変形して実施してもよい。
【００５４】
実施の形態１において図４を用いて説明した燃料電池の製造方法は、実施の形態２の燃料電池１０２にも実施の形態３の燃料電池１０４にも適用することができる。さらに、実施の形態２の燃料電池１０２の場合には、セパレータ４にも基準磁石３２が埋め込まれていることから、セパレータ４のハンドリングにも磁力を用いることができる。なお、シール一体型ＭＥＡ２やセパレータ４のハンドリングに磁力を用いることのみを目的とするならば、磁石の代わりに、電磁石によって吸着可能な軟磁性体、例えば鉄等をシール一体型ＭＥＡ２やセパレータ４に埋め込んでもよい。
【００５５】
実施の形態３において、基準磁石３４をより多数の磁石から構成してもよい。各磁石は隣接する磁石に対して磁極を逆にして配置する。また、実施の形態２において、シール一体型ＭＥＡ２の基準磁石３０とセパレータ４の基準磁石３２の双方を実施の形態３にかかる基準磁石３４のように複数の磁石から構成してもよい。
【００５６】
図７の平面図に模式的に示すように、シール一体型ＭＥＡ２の周囲を補強する補強部材としてシールガスケット２０内に樹脂フィルム６０を埋め込んでもよい。この場合、基準磁石３０を樹脂フィルム６０と一体化し、補強部材の一部として用いてもよい。また、図８の平面図に模式的に示すように、帯状に成形した基準磁石３０をシールガスケット２０の全周に埋め込み、基準磁石３０を補強部材として兼用するようにしてもよい。
図７及び図８に示す構成によれば、磁力による位置合わせに加えて補強部材によりシール一体型ＭＥＡ２の変形が防止されるので、シール一体型ＭＥＡ２の位置合わせをより確実に行うことができる。
【００５７】
また、本発明は、上記実施の形態のような表面がフラットなセパレータを有する燃料電池のみならず、特許文献２等に記載されているような、表面に反応ガス流路となる多数の溝が形成されているセパレータを有する燃料電池にも適用可能である。その場合には、上記実施の形態においてＭＥＡとセパレータとの間に配置されている多孔質体層を省略し、セパレータがＭＥＡに直接接触するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施の形態１としての燃料電池の構成を模式的に示す断面図である。
【図２】シール一体型ＭＥＡ上での基準磁石の配置例について模式的に示す平面図である。
【図３】燃料電池システムの全体を示す概略構成図である。
【図４】シール一体型ＭＥＡをセパレータ上に積層するまでの各工程について模式的に示す図である。
【図５】本発明の実施の形態２としての燃料電池の構成を模式的に示す断面図である。
【図６】本発明の実施の形態３としての燃料電池の構成を模式的に示す断面図である。
【図７】シール一体型ＭＥＡ上での基準磁石の配置例について模式的に示す平面図である。
【図８】シール一体型ＭＥＡ上での基準磁石の配置例について模式的に示す平面図である。
【符号の説明】
【００５９】
２  シール一体型ＭＥＡ
４  セパレータ
１０  ＭＥＡ
１２  多孔質体層
２０  シールガスケット
２２，２４  ガスケットリップ
３０，３２，３４  基準磁石
３６，３８  磁石
４０  表面プレート
４２  中間プレート
５０  アーム
５２  電磁石
６０  補強部材
１００，１０２，１０４  燃料電池
【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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