(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セパレータと、膜電極接合体とが交互に積層された燃料電池であって、
前記燃料電池は、
前記膜電極接合体の外周縁に設けられ、前記セパレータに当接され、前記燃料電池に供給される反応ガスまたは冷媒の漏洩を抑制するためのシールラインを形成するガスケットを備え、
前記セパレータは、
前記膜電極接合体のアノード側に対向して配置されるアノード側プレートと、
前記膜電極接合体のカソード側に対向して配置されるカソード側プレートと、
前記アノード側プレートと、前記カソード側プレートとに挟持されると共に、前記膜電極接合体の発電領域に対応する発電対応領域の外側領域に貫通孔を有する中間層形成部材と、を備え、
前記アノード側プレートと、前記カソード側プレートとは、前記中間層形成部材の前記貫通孔を介して接合されていることを特徴とする燃料電池。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池において、
前記中間層形成部材は、樹脂で形成されていることを特徴とする燃料電池。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の燃料電池において、
前記アノード側プレートは、
前記発電対応領域の前記外側領域に第１凸部を有し、
前記カソード側プレートは、
前記発電対応領域の前記外側領域に第２凸部を有し、
前記アノード側プレートの前記第１凸部と、前記カソード側プレートの前記第２凸部とは、前記中間層形成部材の前記貫通孔を介して接合されていることを特徴とする燃料電池。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の燃料電池において、
前記アノード側プレートと、前記カソード側プレートとは、前記中間層形成部材の前記貫通孔を介して、樹脂より高い剛性を有する剛性部材を挟んで接合されていることを特徴とする燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、膜電極接合体と、セパレータと、膜電極接合体の外周縁に設けられると共に、セパレータに当接して、反応ガスや冷媒等の漏洩を抑制するシールラインを形成するガスケットとを備える燃料電池が知られている（特許文献１参照）。この場合、セパレータは、例えば、アノード側プレートと、カソード側プレートと、それらに挟持される中間層形成部材とから成る。また、膜電極接合体（以下では、「ＭＥＡ」（Ｍｅｍｂｒａｎｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  Ａｓｓｅｍｂｌｙ）と呼ぶ）は、例えば、電解質膜と、触媒電極層と、ガス拡散層とから成る。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３１７５０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記燃料電池において、セパレータ、膜電極接合体、および、ガスケットなどの構成部品の製造誤差や、これら構成部品の積層時の組み付け誤差などによって、ガスケットがセパレータの面に沿った方向（以下では、面方向とも呼ぶ）にずれ、すなわち、隣接するガスケット間でシールラインが面方向に互いにずれるおそれがあった。このように、シールラインが互いにずれると、セパレータに対して不均一な応力がその厚さ方向に掛かり、セパレータに曲げモーメントが生じ、その結果、セパレータの端部が曲げ変形するおそれがあった。なお、このように、セパレータの端部が曲げ変形すると、セパレータ同士が接触して短絡するおそれがあった。このような問題は、特に、セパレータの中間層形成部材が、樹脂で形成された場合に生じやすい。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、中間層形成部材を用いたセパレータを備える燃料電池において、セパレータ端部が曲げ変形することを抑制する技術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】
本発明は、上述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、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００７】
[適用例１]  セパレータと、膜電極接合体とが交互に積層された燃料電池であって、前記燃料電池は、前記膜電極接合体の外周縁に設けられ、前記セパレータに当接され、前記燃料電池に供給される反応ガスまたは冷媒の漏洩を抑制するためのシールラインを形成するガスケットを備え、前記セパレータは、前記膜電極接合体のアノード側に対向して配置されるアノード側プレートと、前記膜電極接合体のカソード側に対向して配置されるカソード側プレートと、前記アノード側プレートと、前記カソード側プレートとに挟持されると共に、前記膜電極接合体の発電領域に対応する発電対応領域の外側領域に貫通孔を有する中間層形成部材と、を備え、前記アノード側プレートと、前記カソード側プレートとは、前記中間層形成部材の前記貫通孔を介して接合されていることを要旨とする。
【０００８】
上記構成の燃料電池によれば、セパレータ端部が曲げ変形することを抑制することができる。
【０００９】
［適用例２］適用例１記載の燃料電池において、前記中間層形成部材は、樹脂で形成されていることを特徴とする燃料電池。
【００１０】
このように、中間層形成部材が樹脂で形成されていると、セパレータ端部が曲げ変形しやすいが、上記のようにすれば、セパレータ端部が曲げ変形することを抑制することができる。
【００１１】
［適用例３］適用例１または適用例２記載の燃料電池において、前記アノード側プレートは、前記発電対応領域の前記外側領域に第１凸部を有し、前記カソード側プレートは、前記発電対応領域の前記外側領域に第２凸部を有し、前記アノード側プレートの前記第１凸部と、前記カソード側プレートの前記第２凸部とは、前記中間層形成部材の前記貫通孔を介して接合されていることを特徴とする燃料電池。
【００１２】
このようにすれば、アノード側プレートとカソード側プレートとを、連結することができ、セパレータ端部が曲げ変形することを抑制することができる。
【００１３】
［適用例４］適用例１ないし適用例３のいずれかに記載の燃料電池において、前記アノード側プレートと、前記カソード側プレートとは、前記中間層形成部材の前記貫通孔を介して、樹脂より高い剛性を有する剛性部材を挟んで接合されていることを特徴とする燃料電池。
【００１４】
このようにすれば、例えば、アノード側プレート、カソード側プレートに所定の加工を行うことなく、アノード側プレートとカソード側プレートとを接合するができる。
【００１５】
なお、本発明は、上記した燃料電池の他、セパレータやガスケットなど、他の装置発明の態様で実現することが可能である。また、このような装置発明の態様に限ることなく、燃料電池の製造方法などの方法発明としての態様で実現することも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、実施例に基づき次の順序で説明する。
Ａ．燃料電池１００の構成：
図１は、本発明の一実施例における燃料電池１００の概略断面図である。図１に示すように、燃料電池１００は、複数のセルアセンブリ２０が積層された構造を有しており、隣り合う２つのセルアセンブリ２０間には、セパレータ５０が設けられている。燃料電池１００は、固体高分子型の燃料電池である。これらセルアセンブリ２０とセパレータ５０を積層する方向を積層方向とも呼ぶ。セパレータの面に沿った方向を面方向とも呼ぶ。
【００１７】
セルアセンブリ２０は、ＭＥＡ２２と、ＭＥＡ２２の両側に設けられた多孔質体２４ａ、２４ｃと、ＭＥＡ２２の周囲に設けられたガスケット２６と、を備える。
【００１８】
ＭＥＡ２２は、電解質膜（電解質層）３０を含み、電解質膜３０の一方の面には、触媒電極層（アノード）３１ａとガス拡散層３２ａとがこの順に形成されており、電解質膜３０の他方の面には、触媒電極層（カソード）３１ｃとガス拡散層３２ｃとがこの順に形成されている。なお、電解質膜３０としては、フッ素系樹脂や炭化水素系樹脂などの固体高分子材料で形成された膜を用いることができる。また、触媒電極層３１ａ、３１ｃとしては、カーボン粒子に白金などの触媒を担持させた白金担持カーボンなどを用いることができる。ガス拡散層３２ａ、３２ｃは、カーボンペーパなどのガス透過性および導電性を有する材料で形成されている。
【００１９】
多孔質体２４ａ、２４ｃは、ＭＥＡ２２とセパレータ５０との間に形成される空間に配置されている。具体的には、アノード側の多孔質体２４ａは、ガス拡散層３２ａと、ガス拡散層３２ａに対向するセパレータ５０との間に形成される空間に配置されている。カソード側の多孔質体２４ｃは、カソード側のガス拡散層３２ｃと、ガス拡散層３２ｃに対向するセパレータ５０との間に形成される空間に配置されている。多孔質体２４ａは、燃料ガスを触媒電極層（アノード）３１ａに供給するためのセル内燃料ガス流路として機能する。また、多孔質体２４ｃは、酸化ガスを触媒電極層（カソード）３１ｃに供給するためのセル内酸化ガス流路として機能する。なお、これらセル内流路は、図１に示すように、各セルアセンブリ２０内部において、電解質膜３０と平行に設けられる。なお、多孔質体２４ａ、２４ｃは、ガス透過性および導電性を有する板状部材であり、例えば、耐食性金属（ステンレス、チタン等）を用いて形成される。
【００２０】
図２は、セルアセンブリ２０を示す平面図である。この図２は、図１のセルアセンブリ２０を右側から見た図である。図中には、ＭＥＡ２２に対応する位置が、点線で示されている。また、多孔質体２４ｃが、ハッチで示されている。なお、ＭＥＡ２２において、このハッチで示される領域に対応する領域は、実際の発電領域であるので、この領域を発電領域ＨＬと呼ぶ。セルアセンブリ２０は、図２に示すように、略矩形の外形形状を有しており、枠状のガスケット２６の内側に、矩形のＭＥＡ２２が設けられている。なお、上記図１は、図２のセルアセンブリ２０のＡ−Ａ断面に対応している。
【００２１】
ガスケット２６には、各セルアセンブリ２０に酸化ガスを供給するための酸化ガス供給マニホールド（図１参照）を形成する貫通孔６１ｇと、各セルアセンブリ２０から酸化ガスを排出するための酸化ガス排出マニホールド（図１参照）を形成する貫通孔６２ｇと、各セルアセンブリ２０に燃料ガスを供給するための燃料ガス供給マニホールド(図示せず)を形成する貫通孔６３ｇと、各セルアセンブリ２０から燃料ガスを排出するための燃料ガス排出マニホールド（図示せず）を形成する貫通孔６４ｇと、冷媒（水、エチレングリコール等）を各セルアセンブリ２０間に供給するための冷媒供給マニホールド（図示せず）を形成する貫通孔６５ｇと、各セルアセンブリ２０間から冷媒を排出するための冷媒排出マニホールド（図示せず）を形成する貫通孔６６ｇと、が形成されている。なお、貫通孔６１ｇ，６２ｇは、それぞれ３つの貫通孔に分かれている。また、貫通孔６５ｇ，６６ｇは、それぞれ２つの貫通孔に分かれている。
【００２２】
ガスケット２６は、図１に示すように、凸部を有し、この凸部が、積層方向に押圧されることによりセパレータ５０と当接（接触）し、シールラインＳＬを形成する。この凸部は、６つの貫通孔６１ｇ〜６６ｇの周囲およびＭＥＡ２２の周囲に設けられている。これにより、燃料電池１００内部における機密性が確保され、反応ガス（酸化ガス、燃料ガス）や冷媒の漏洩を防止することができる。
【００２３】
なお、セルアセンブリ２０は、例えば、射出成形処理によって形成可能である。具体的には、周囲に空間が設けられた金型内にＭＥＡ２２を配置し、該金型内の空間に樹脂材料を射出することによって形成される。樹脂材料の部分がガスケット２６である。樹脂材料としては、例えば、シリコンゴム、ブチルゴム、フッ素ゴムなどの絶縁性を有する樹脂材料が用いられる。
【００２４】
Ｂ．セパレータ５０の構成：
セパレータ５０（図１参照）は、カソード側の多孔質体２４ｃに接するカソード側プレート５２と、アノード側の多孔質体２４ａに接するアノード側プレート５６と、２つのプレート５２、５６の間に配置されるフレーム部材５４と、を備える三層構造である。
【００２５】
図３はカソード側プレート５２の平面図である。図４はフレーム部材５４の平面図である。図５はアノード側プレート５６の平面図である。なお、図３は、図１のカソード側プレート５２を右側から見た図であり、図４は、図１のフレーム部材５４を右側から見た図であり、図５は、図１のアノード側プレート５６を左側から見た図である。上記図１は、図３〜図５のカソード側プレート５２、フレーム部材５４およびアノード側プレート５６のＡ−Ａ断面に対応している。また、図３〜図５には、セパレータ５０とセルアセンブリ２０とを積層した場合に、発電領域ＨＬと対応する領域ＭＬ（以下では、発電対応領域ＭＬとも呼ぶ）が示されている。なお、ここでいう「対応」とは、セパレータ５０とセルアセンブリ２０とを積層した場合において、積層方向に垂直な平面方向（面方向）において両者が同一位置となる関係である。以下も、同様である。
【００２６】
カソード側プレート５２（図３）およびアノード側プレート５６（図５）は、導電性材料、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ）あるいはチタン（Ｔｉ）やチタン合金といった金属、または、カーボン等によって形成される薄板状部材である。これら両プレート５２，５６は、いずれも凹凸のない平坦な表面を有すると共に、各々、所定の位置に所定形状の貫通孔を有している。この貫通孔の詳細については、後述する。
【００２７】
フレーム部材５４（図４）は、接着フィルムで形成される。この接着フィルムは、熱可塑性の樹脂接着剤によって構成されるフィルム状のものが用いられる。接着フィルムは、例えば、０．１〜１．０［ｍｍ］というある程度の厚さと凹凸のない平坦な表面を有すると共に、所定の位置に所定形状の穴部を有している。接着フィルムで形成されるフレーム部材５４の一方側の面が加熱溶融することで、カソード側プレート５２とフレーム部材５４の間が接着され、フレーム部材５４の他方側の面が加熱溶融することで、フレーム部材５４とアノード側プレート５６との間が接着されている。
【００２８】
図３に示すように、カソード側プレート５２には、酸化ガス供給マニホールドを形成する貫通孔６１ｃと、酸化ガス排出マニホールドを形成する貫通孔６２ｃと、燃料ガス供給マニホールドを形成する貫通孔６３ｃと、燃料ガス排出マニホールドを形成する貫通孔６４ｃと、冷媒供給マニホールドを形成する貫通孔６５ｃと、冷媒排出マニホールドを形成する貫通孔６６ｃと、が形成されている。また、カソード側プレート５２には、図１、図３に示すように、貫通孔６１ｃ付近に、酸化ガスを酸化ガス供給マニホールドから多孔質体２４ｃに導入するための複数の小孔７１ｃが形成され、貫通孔６２ｃ付近に、酸化ガスを多孔質体２４ｃから酸化ガス排出マニホールドに排出するための複数の小孔７２ｃが形成されている。
【００２９】
さらに、カソード側プレート５２には、図３に示すように、発電対応領域ＭＬの外側領域であって、貫通孔６１ｃの間、貫通孔６２ｃの間、貫通孔６５ｃの間、および、貫通孔６６ｃの間に、それぞれ６つの凸部８０ｃが形成されている。このカソード側プレート５２において、凸部８０ｃは、セルアセンブリ２０のガスケット２６が形成するシールラインに囲まれた領域に対応する領域を避けて設けられる。
【００３０】
図５に示すように、アノード側プレート５６には、カソード側プレート５２と同様に、酸化ガス供給マニホールドを形成する貫通孔６１ａと、酸化ガス排出マニホールドを形成する貫通孔６２ａと、燃料ガス供給マニホールドを形成する貫通孔６３ａと、燃料ガス排出マニホールドを形成する貫通孔６４ａと、冷媒供給マニホールドを形成する貫通孔６５ａと、冷媒排出マニホールドを形成する貫通孔６６ａと、が形成されている。また、アノード側プレート５６には、図１、図５に示すように、貫通孔６３ａ付近に、燃料ガスを燃料ガス供給マニホールドから多孔質体２４ａに導入するための複数の小孔７３ａが形成され、貫通孔６４ａ付近に、燃料ガスを多孔質体２４ａから燃料ガス排出マニホールドに排出するための複数の小孔７４ａが形成されている。
【００３１】
さらに、アノード側プレート５６には、図５に示すように、発電対応領域ＭＬの外側領域であって、貫通孔６１ａの間、貫通孔６２ａの間、貫通孔６５ａの間、および、貫通孔６６ａの間に、それぞれ６つの凸部８０ａが形成されている。このアノード側プレート５６において、凸部８０ａは、カソード側プレート５２の凸部８０ｃと対応する位置に設けられる。
【００３２】
図４に示すように、フレーム部材５４には、酸化ガス供給マニホールドを形成する貫通孔６１ｍと、酸化ガス排出マニホールドを形成する貫通孔６２ｍと、燃料ガス供給マニホールドを形成する貫通孔６３ｍと、燃料ガス排出マニホールドを形成する貫通孔６４ｍが形成されている。また、フレーム部材５４には、貫通孔６１ｍと接続され、酸化ガス供給マニホールドの酸化ガスを多孔質体２４ｃに導くための連通孔７１ｍと、貫通孔６２ｍと接続され、酸化ガスを多孔質体２４ｃから酸化ガス排出マニホールドに排出するための連通孔７２ｍと、貫通孔６３ｍと接続され、燃料ガス供給マニホールドの燃料ガスを多孔質体２４ａに導くための連通孔７３ｍと、多孔質体２４ａから燃料ガスを燃料ガス排出マニホールドに排出するための連通孔７４ｍと、が形成されている。さらに、フレーム部材５４には、冷媒供給マニホールド、冷媒排出マニホールド、および、隣接するセルアセンブリ２０間のセル間冷媒流路を構成する矩形の大孔７８が形成されている。
【００３３】
大孔７８には、冷媒流路に対応する冷媒流路形成部材８５が嵌め込むように配置される。冷媒流路形成部材８５は、例えば、波状部材や多孔質部材などから形成され、その材料としては、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等の耐食性金属などから形成される。この冷媒流路形成部材８５は、フレーム部材５４と略同程度の厚さになっている。
【００３４】
さらに、フレーム部材５４には、図４に示すように、発電対応領域ＭＬの外側領域であって、貫通孔６１ｍの間、貫通孔６２ｍの間、および、大孔７８の横付近に、それぞれ６つの貫通孔８０ｍが形成されている。このフレーム部材５４において、貫通孔８０ｍは、カソード側プレート５２の凸部８０ｃおよびアノード側プレート５６の凸部８０ａと対応する位置に設けられる。なお、貫通孔８０ｍの口径は、カソード側プレート５２の凸部８０ｃおよびアノード側プレート５６の凸部８０ａの口径より大きい。
【００３５】
図１に示すように、燃料電池１００（酸化ガス供給マニホールド）に供給された酸化ガスは、フレーム部材５４の貫通孔６１ｍおよび連通孔７１ｍと、カソード側プレート５２の小孔７１ｃと、を通って、多孔質体２４ｃに流入する。流入した酸化ガスは、ガス拡散層３２ｃを介して触媒電極（カソード）３１ｃに到達し、電気化学反応に利用される。多孔質体２４ｃを通過した使用済みの酸化ガスは、カソード側プレート５２の小孔７２ｃと、フレーム部材５４の連通孔７２ｍとを通って、酸化ガス排出マニホールド（貫通孔６２ｍ）へ排出される。
【００３６】
同様に、燃料電池１００（燃料ガス供給マニホールド）に供給された燃料ガスは、フレーム部材５４の貫通孔６３ｍおよび連通孔７３ｍと、アノード側プレート５６の小孔７３ａと、を通って、多孔質体２４ａに流入する。流入した燃料ガスは、ガス拡散層３２ａを介して触媒電極（アノード）３１ａに到達し、電気化学反応に利用される。多孔質体２４ａを通過した使用済みの燃料ガスは、アノード側プレート５６の小孔７４ａと、フレーム部材５４の連通孔７４ｍとを通って、燃料ガス排出マニホールド（貫通孔６４ｃ）へ排出される。また、燃料電池１００（冷媒供給マニホールド）に供給された冷媒は、フレーム部材５４の大孔７８（冷媒流路形成部材８５）を通って、冷媒排出マニホールドへ排出される。
【００３７】
図６は、燃料電池１００のセパレータ５０において、カソード側プレート５２とアノード側プレート５６との接合の様子を示す部分断面図である。図６は、図２のセルアセンブリ２０におけるＢ−Ｂ断面、図３のカソード側プレート５２におけるＢ−Ｂ断面、図４のフレーム部材５４におけるＢ−Ｂ断面、および、図５のアノード側プレート５６におけるＢ−Ｂ断面に、それぞれ対応する。この図６に示すように、本実施例の燃料電池１００のセパレータ５０は、カソード側プレート５２の凸部８０ｃ（頂部）とアノード側プレート５６の凸部８０ａと（頂部）が、フレーム部材５４の貫通孔８０ｍを介して連結（接合）している。すなわち、セパレータ５０において、その端部に近い６ヶ所で、カソード側プレート５２とアノード側プレート５６とが直接的に接合されている。なお、単に、「接合」と言った場合には、直接的、または、間接的につながっている状態を含む概念である。
【００３８】
Ｃ．燃料電池の製造方法：
図７は、燃料電池１００の製造の手順を示す説明図である。まず、セルアセンブリ２０を準備する（ステップＳ１１０）。
【００３９】
次に、セパレータ５０の構成部品であるカソード側プレート５２とフレーム部材５４とアノード側プレート５６とを準備する（ステップＳ１２０）。
【００４０】
その後、アノード側プレート５６、フレーム部材５４、カソード側プレート５２をこの順に下から積み上げて積層する（ステップＳ１３０）。以下では、この積層体を積層体Ａと呼ぶ。
【００４１】
続いて、積層体Ａにおいて、アノード側プレート５６の凸部８０ａとカソード側プレート５２の凸部８０ｃとをスポット溶接して接合（連結）する（ステップＳ１４０）。なお、スポット溶接の代わりに、レーザ溶接等の他の溶接方法により接合してもよい。また、この工程で得られた積層体を積層体Ｂと呼ぶ。
【００４２】
その後、積層体Ｂを加熱して、接着フィルムで形成されるフレーム部材５４を融解する処理を行なう（ステップＳ１５０）。詳細には、フレーム部材５４は表面部分が融解して、カソード側プレート５２とフレーム部材５４の間およびフレーム部材５４とアノード側プレート５６との間が接着される。
【００４３】
そして、積層体Ｂを常温にさらすことで、フレーム部材５４において融解した部分を冷やして固化させる（ステップＳ１６０）。この結果、三層積層型のセパレータ５０が得られる。
【００４４】
得られたセパレータ５０と、セルアセンブリ２０とを積層し（ステップＳ１７０）、締結部材（テンションプレートやエンドプレート等）で積層方向に締結することによって、燃料電池１００が作成される。
【００４５】
以下では、下記の図８に示す比較例としての燃料電池と比較して、本実施例の燃料電池１００の有効性を検討する。図８は、比較例の燃料電池を示す説明図である。比較例の燃料電池において、ガスケットをガスケットＸと呼び、セパレータをセパレータＹと呼ぶ。また、図８のガスケットＸにおいて、左から順にガスケットＸ（１）、ガスケットＸ（２）、ガスケットＸ（３）と呼ぶ。図８のセパレータＹにおいて、左側をセパレータＹ（１）、右側をセパレータＹ（２）と呼ぶ。ガスケットＸは、上記ガスケット２６と同様の構成である。また、セパレータＹは、基本的に、上記セパレータ５０と同様の構成であるが、カソード側プレートおよびアノード側プレートが凸部を有しておらず、カソード側プレートとアノード側プレートとが、端部付近で接合（連結）されていない点で異なる。
【００４６】
このような比較例の燃料電池において、図８に示すように、これら構成部品の製造誤差やこれら構成部品の積層時の組み付け誤差等により、ガスケットＸがセパレータＹの面方向に位置ずれし、すなわち、シールラインがずれることがある。図示の例においては、ガスケットＸ（２）は定位置であるのに対して、両側のガスケットＸ（１）、Ｘ（３）は図中上方に位置ずれしている。こうした場合に、左側のセパレータＹ（１）には、その上方に位置ずれした左側のガスケットＸ（１）から右方向への応力が掛かる。一方、右側のセパレータＹ（２）には、その上方に位置ずれした右側のガスケットＸ（１）から左方向への応力が掛かる。したがって、セパレータＹ（１），Ｙ（２）に対して厚さ方向に不均一な応力が掛かり、曲げモーメントが生じる。これにより、比較例の燃料電池では、セパレータＹ（１），Ｙ（２）が曲げ変形を生じ、セパレータＹ（１），Ｙ（２）の互いの先端Ｔ１，Ｔ２が接触して短絡するおそれがある。
【００４７】
一方、本実施例の燃料電池１００では、セパレータ５０において、その端部に近い６ヶ所で、カソード側プレート５２とアノード側プレート５６とが接合（連結）している。このようにすれば、ガスケット２６がセパレータ５０の面方向に位置ずれし、それにより、セパレータＹに対して曲げモーメントが生じても、セパレータ５０の端部が曲げ変形することを抑制することができる。それに伴い、セパレータ５０同士が接触して短絡することを抑制することができる。
【００４８】
なお、本実施例の燃料電池１００において、ガスケット２６は、請求項におけるガスケットに該当し、セパレータ５０は、請求項におけるセパレータに該当し、アノード側プレート５６は、請求項におけるアノード側プレートに該当し、カソード側プレート５２は、請求項におけるカソード側プレートに該当し、フレーム部材５４は、請求項のおける中間層形成部材に該当し、凸部８０ａは、請求項における第１凸部に該当し、凸部８０ｃは、請求項における第２凸部に該当し、発電対応領域ＭＬは、請求項における発電対応領域に該当する。
【００４９】
Ｄ．変形例：
なお、この発明は上記の実施例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。
【００５０】
Ｄ１．変形例１：
上記実施例の燃料電池１００では、カソード側プレート５２とアノード側プレート５６とを、フレーム部材５４の貫通孔８０ｍを介して、連結（接合）するようにしているが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、以下の変形例１の燃料電池のごとくしてもよい。
【００５１】
図９は、変形例１としての燃料電池の概略断面図である。この図９は、具体的には、カソード側プレート５２とアノード側プレート５６との接合の様子を示す部分断面図であり、上記図６に対応する。本変形例１の燃料電池は、図９に示すように、カソード側プレート５２とアノード側プレート５６とを、フレーム部材５４の貫通孔８０ｍに挿入して配置した剛性部材８０ｐを介して接合するようにしてもよい。この場合、カソード側プレート５２と剛性部材８０ｐ、および、アノード側プレート５６と剛性部材８０ｐとを、それぞれスポット溶接する。また、剛性部材８０ｐは、ステンレスやチタンなどの剛性が高い金属を用いることが好ましい。このようにしても、ガスケット２６がセパレータ５０の面方向に位置ずれし、それにより、セパレータ５０に対して曲げモーメントが生じても、セパレータ５０の端部が曲げ変形することを抑制することができる。それに伴い、セパレータ５０同士が接触して短絡することを抑制することができる。なお、剛性部材８０ｐは、請求項における剛性部材に該当する。
【００５２】
Ｄ２．変形例２：
上記実施例の燃料電池１００では、三層構造のセパレータ５０のフレーム部材５４（中間層）として、ポリプロビレンから成る接着フィルムが用いられているが、本発明は、これに限られるものではない。フレーム部材５４を、ポリプロビレンに代えて、他の樹脂、例えば、フェノール樹脂等の他の種類の熱可塑性の樹脂接着剤を用いた接着フィルムとすることができる。また、フレーム部材５４を、樹脂の他、ゴムや、金属、カーボンを用いて形成することもできる。さらに、フレーム部材５４（中間層）は必ずしも一層である必要はなく、芯材を備え、その両面に熱可撓性の樹脂接着層を設けた構成としてもよい。また、熱可塑性の樹脂接着剤に換えて、ろう材等の他の熱可塑性を有する接着用材料とすることもできる。
【００５３】
Ｄ３．変形例３：
上記実施例の燃料電池１００では、カソード側プレート５２とアノード側プレート５６とを連結する場合、リベットやかしめにより連結するようにしてもよい。このようにしても、上記実施例と同様の効果を奏することができる。
【００５４】
Ｄ４．変形例４：
上記実施例の燃料電池１００は、種々の構造の燃料電池、例えば、ダイレクトメタノール型燃料電池にも適用することができる。また、燃料電池１００は、固体高分子以外の電解質層を有する燃料電池であってもいい。このようにしても、上記実施例と同様の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一実施例における燃料電池１００の概略断面図である。
【図２】セルアセンブリ２０を示す平面図である。
【図３】カソード側プレート５２の平面図である。
【図４】フレーム部材５４の平面図である。
【図５】アノード側プレート５６の平面図である。
【図６】燃料電池１００のセパレータ５０においてカソード側プレート５２とアノード側プレート５６との接合の様子を示す部分断面図である。
【図７】燃料電池１００の製造の手順を示す説明図である。
【図８】比較例の燃料電池を示す説明図である。
【図９】変形例１としての燃料電池の概略断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
２０...セルアセンブリ
２２...ＭＥＡ
２４ａ...多孔質体
２４ｃ...多孔質体
２６...ガスケット
３０...電解質膜
３１ａ...触媒電極層
５０...セパレータ
５２...カソード側プレート
５４...フレーム部材
５６...アノード側プレート
８０ｐ...剛性部材
８０ａ...凸部
８０ｃ...凸部
８０ｍ...貫通孔
８５...冷媒流路形成部材
１００...燃料電池
ＳＬ...シールライン
ＭＬ...発電対応領域
【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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