(57)【要約】【課題】燃料電池の製造時において、燃料電池構成部材が積層ずれを起こすことを抑制すること。【解決手段】板状の燃料電池構成部材が積層されて成る燃料電池を製造する際に用いられる燃料電池製造用治具であって、底面と底面を囲う側面から成る凹部を有し、燃料電池の製造時において、凹部内に燃料電池構成部材が配置されると共に、少なくとも側面の一部に燃料電池構成部材の端面が当接するように配置され、燃料電池構成部材において、燃料電池構成部材を積層する積層方向に交差する交差方向の移動を抑制するための第１治具を備えること。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状の燃料電池構成部材が積層されて成る燃料電池を製造する際に用いられる燃料電池製造用治具であって、
底面と前記底面を囲う側面から成る凹部を有し、前記燃料電池の製造時において、前記凹部内に前記燃料電池構成部材が配置されると共に、少なくとも前記側面の一部に前記燃料電池構成部材の端面が当接するように配置され、前記燃料電池構成部材において、前記燃料電池構成部材を積層する積層方向に交差する交差方向の移動を抑制するための第１治具を備えることを特徴とする燃料電池製造用治具。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池製造用治具において、
前記第１治具に対向して配置され、前記第１治具に配置された前記燃料電池構成部材を、前記第１治具と共に挟持するための第２治具を備えることを特徴とする燃料電池製造用治具。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の燃料電池製造用治具において、
前記第１治具の前記凹部に配置される前記燃料電池構成部材は、少なくとも膜電極接合体を含むことを特徴とする燃料電池製造用治具。
【請求項４】
請求項３に記載の燃料電池製造用治具において、
前記第１治具の前記凹部に配置される前記燃料電池構成部材は、前記膜電極接合体に反応ガスを供給するための流路を形成する流路形成部、または、セパレータを含むことを特徴とする燃料電池製造用治具。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載の燃料電池製造用治具において、
前記第１治具は、
前記膜電極接合体の周囲に配置されるシール部を形成するための金型であることを特徴とする燃料電池製造用治具。
【請求項６】
燃料電池であって、
請求項１ないし請求項５のいずれかの燃料電池製造用治具を用いて製造された燃料電池。
【請求項７】
板状の燃料電池構成部材が積層されて成る燃料電池の製造方法であって、
凹部を有する第１治具を用意する工程と、
前記第１治具の前記凹部の側面に、前記燃料電池構成部材の端面が当接するように配置する工程と、
を備えることを特徴とする燃料電池の製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載の燃料電池の製造方法において、
第２治具を用意する工程と、
前記第２治具を前記第１治具に対向するように配置し、前記第１治具と前記第２治具で前記燃料電池構成部材を挟持し、第１積層体を形成する工程と、
を備えることを特徴とする燃料電池の製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載の燃料電池の製造方法において、
前記複数の燃料電池構成部材は、少なくとも膜電極接合体を含み、
前記第１積層体において、前記第２治具を、前記第１治具に対して重力方向下側に配置し、前記第２治具上に、前記燃料電池構成部材が配置された状態とする工程と、
前記膜電極接合体の周囲に配置されるシール部を形成するための金型であって、凹部を有する第１金型と、前記第１金型に係合する第２金型から少なくとも成る金型を用意する工程と、
前記第１金型の前記凹部の側面に、前記第１積層体の端面が当接するように配置する工程と、
前記第１積層体において、前記第１治具を取り外し、第２積層体を形成する工程と、
前記第２積層体を形成後、前記第２積層体を、前記第１金型と前記第２金型とで挟持するように、前記第１金型と前記第２金型とを係合し、前記膜電極接合体の周囲に前記シール部を形成する工程と、
を備えることを特徴とする燃料電池の製造方法。
【請求項１０】
請求項７に記載の燃料電池の製造方法において、
前記複数の燃料電池構成部材は、少なくとも膜電極接合体を含み、
前記第１治具は、前記膜電極接合体の周囲に配置される前記シール部を形成するための金型の一部である第３金型であり、
前記金型の一部であって、前記第３金型と係合する第４金型を用意する工程と、
前記第３金型と前記第４金型とを係合し、前記膜電極接合体の周囲に前記シール部を形成する工程と、
を備えることを特徴とする燃料電池の製造方法。
【請求項１１】
燃料電池であって、
請求項７ないし請求項１０のいずれかの燃料電池の製造方法で製造された燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池製造用治具、燃料電池、および、その製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、例えば、膜電極接合体（ＭＥＡ：Membrane-Electrode Assembly ）、流路形成部、または、セパレータなどの燃料電池構成部材を積層して構成される（下記特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１４９３９３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、上記燃料電池の製造時において、燃料電池構成部材を積層する際、積層ずれを起こすおそれがあった。このように、燃料電池構成部材の積層ずれが起こると、ガス漏れや燃料電池強度の低下など、種々の不具合が生じるおそれがあった。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、燃料電池の製造時において、燃料電池構成部材が積層ずれを起こすこと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】
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]
板状の燃料電池構成部材が積層されて成る燃料電池を製造する際に用いられる燃料電池製造用治具であって、
底面と前記底面を囲う側面から成る凹部を有し、前記燃料電池の製造時において、前記凹部内に前記燃料電池構成部材が配置されると共に、少なくとも前記側面の一部に前記燃料電池構成部材の端面が当接するように配置され、前記燃料電池構成部材において、前記燃料電池構成部材を積層する積層方向に交差する交差方向の移動を抑制するための第１治具を備えることを要旨とする。
【０００８】
上記構成の燃料電池製造用治具によれば、燃料電池の製造時において、燃料電池構成部材が積層ずれを起こすことを抑制することができる。
【０００９】
[適用例２]
適用例１に記載の燃料電池製造用治具において、前記第１治具に対向して配置され、前記第１治具に配置された前記燃料電池構成部材を、前記第１治具と共に挟持するための第２治具を備えることを特徴とする燃料電池製造用治具。
【００１０】
このようにすれば、燃料電池の製造時において、燃料電池構成部材が積層ずれを起こす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に記載の燃料電池製造用治具において、前記第１治具の前記凹部に配置される前記燃料電池構成部材は、少なくとも膜電極接合体を含むことを特徴とする燃料電池製造用治具。
【００１２】
このようにすれば、燃料電池の製造時において、膜電極接合体が積層ずれを起こすことを抑制することができる。
【００１３】
[適用例４]
適用例３に記載の燃料電池製造用治具において、前記第１治具の前記凹部に配置される前記燃料電池構成部材は、ガス拡散層、または、セパレータを含むことを特徴とする燃料電池製造用治具。
【００１４】
このようにすれば、燃料電池の製造時において、ガス拡散層、または、セパレータが積層ずれを起こすことを抑制することができる。
【００１５】
[適用例５]
適用例３または適用例４に記載の燃料電池製造用治具において、前記第１治具は、前記膜電極接合体の周囲に配置されるシール部を形成するための金型であることを特徴とする燃料電池製造用治具。
【００１６】
このようにすれば、燃料電池の製造時において、燃料電池構成部材が積層ずれを起こすことを抑制しつつ、製造工程を短縮することができる。
【００１７】
[適用例６]
燃料電池であって、
適用例１ないし適用例５のいずれかの燃料電池製造用治具を用いて製造された燃料電池。
【００１８】
上記構成の燃料電池では、燃料電池構成部材の積層ずれが抑制されているので、ガス漏れや燃料電池強度の低下など、種々の不具合が生じることを抑制することができる。
【００１９】
[適用例７]
板状の燃料電池構成部材が積層されて成る燃料電池の製造方法であって、凹部を有する第１治具を用意する工程と、前記第１治具の前記凹部の側面に、前記燃料電池構成部材の端面が当接するように配置する工程と、を備えることを要旨とする。
【００２０】
上記構成の燃料電池の製造方法によれば、燃料電池の製造時において、燃料電池構成部材が積層ずれを起こすことを抑制することができる。
【００２１】
[適用例８]
適用例７に記載の燃料電池の製造方法において、第２治具を用意する工程と、前記第２治具を前記第１治具に対向するように配置し、前記第１治具と前記第２治具で前記燃料電池構成部材を挟持し、第１積層体を形成する工程と、を備えることを特徴とする燃料電池の製造方法。
【００２２】
このようにすれば、燃料電池の製造時において、燃料電池構成部材が積層ずれを起こすことを抑制することができる。
【００２３】
[適用例９]
適用例８に記載の燃料電池の製造方法において、前記複数の燃料電池構成部材は、少なくとも膜電極接合体を含み、前記第１積層体において、前記第２治具を、前記第１治具に対して重力方向下側に配置し、前記第２治具上に、前記燃料電池構成部材が配置された状態とする工程と、前記膜電極接合体の周囲に配置されるシール部を形成するための金型であって、凹部を有する第１金型と、前記第１金型に係合する第２金型から少なくとも成る金型を用意する工程と、前記第１金型の前記凹部の側面に、前記第１積層体の端面が当接するように配置する工程と、前記第１積層体において、前記第１治具を取り外し、第２積層体を形成する工程と、前記第２積層体を形成後、前記第２積層体を、前記第１金型と前記第２金型とで挟持するように、前記第１金型と前記第２金型とを係合し、前記膜電極接合体の周囲に前記シール部を形成する工程と、を備えることを特徴とする燃料電池の製造方法。
【００２４】
このようにすれば、燃料電池の製造時において、燃料電池構成部材が積層ずれを起こすことを抑制しつつ、シール部を形成することができる。
【００２５】
[適用例１０]
適用例７に記載の燃料電池の製造方法において、前記複数の燃料電池構成部材は、少なくとも膜電極接合体を含み、前記第１治具は、前記膜電極接合体の周囲に配置される前記シール部を形成するための金型の一部である第３金型であり、前記金型の一部であって、前記第３金型と係合する第４金型を用意する工程と、前記第３金型と前記第４金型とを係合し、前記膜電極接合体の周囲に前記シール部を形成する工程と、を備えることを特徴とする燃料電池の製造方法。
【００２６】
このようにすれば、燃料電池の製造時において、燃料電池構成部材が積層ずれを起こすことを抑制しつつ、製造工程を短縮することができる。
【００２７】
[適用例１１]
燃料電池であって、
適用例７ないし適用例１０のいずれかの燃料電池の製造方法で製造された燃料電池。
【００２８】
上記構成の燃料電池では、燃料電池構成部材の積層ずれが抑制されているので、ガス漏れや燃料電池強度の低下など、種々の不具合が生じることを抑制することができる。
【００２９】
なお、本発明は、上記した燃料電池製造用治具に限ることなく、単セルアセンブリ製造用治具や燃料電池製造用補助装置などの他の装置発明としての態様で実現することが可能である。また、装置発明に限られず、単セルアセンブリの製造方法などの方法発明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】
【００３０】
以下、本発明に係る燃料電池について、図面を参照しつつ、実施例に基づいて説明する。
Ａ．第１実施例：
Ａ１．燃料電池の構成；
図１は、実施例における燃料電池の概略構成を表わす断面模式図であり、図２は、図１において破線で囲んだＸ領域を拡大して示す説明図である。本実施例の燃料電池は、固体高分子型燃料電池である。また、本実施例の燃料電池は、電気化学反応が進行する単位であるセルアセンブリ１０と、セパレータ３０とから成るセルユニット１００を積層させたスタック構造を有している。以下では、セルアセンブリ１０を積層する方向を積層方向とも呼ぶ。
【００３１】
セルアセンブリ１０は、図１に示すように、発電積層部１１と、シール部１６と、によって構成されている。図２に示すように、発電積層部１１は、板状なＭＥＡ（膜−電極接合体、Membrane Electrode Assembly）１２と、ＭＥＡ１２を挟持する一対の流路形成部１４，１５とによって構成される。ＭＥＡ１２は、電解質膜２０を、カソード２２およびアノード２４で挟持し、さらにそのサンドイッチ構造を、ガス拡散層２６，２８で挟持して成る。以下では、セルアセンブリ１０において、積層方向に略垂直な方向であって、セルアセンブリ１０の各部材の面に沿った方向を、面方向とも呼ぶ。なお、セルアセンブリ１０において、各部材の厚さ方向と上記積層方向とは略一致している。
【００３２】
電解質膜２０は、固体高分子材料、例えばパーフルオロカーボンスルホン酸を備える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であり、湿潤状態で良好な電気伝導性を示す。
【００３３】
カソード２２およびアノード２４は、電気化学反応を促進する触媒、例えば、白金、あるいは白金と他の金属から成る合金を備えている。カソード２２およびアノード２４を形成するには、例えば、白金等の触媒金属を担持させたカーボン粉を作製し、この触媒担持カーボンと、電解質膜２０を構成する電解質と同様の電解質とを用いてペーストを作製し、作製した触媒ペーストを電解質膜２０上に塗布すればよい。
【００３４】
ガス拡散層２６，２８は、導電性多孔質体によって構成されており、例えばカーボンクロスやカーボンペーパによって形成される。このガス拡散層２６，２８は、後述する流路形成部１４，１５よりも平均細孔径が小さな多孔質体によって構成されている。そのため、ガス拡散層２６，２８を設けることによって、触媒電極に対するガス供給効率を向上させると共に、流路形成部１４，１５と触媒電極との間の集電性を高めることができ、さらに電解質膜２０を保護することができる。
【００３５】
流路形成部１４，１５は、発泡金属や金属メッシュなどの金属製多孔質体、あるいは、カーボン製の多孔質体によって形成される導電性の薄板状部材であり、本実施例では、チタン製の多孔質体を用いている。流路形成部１４，１５は、ＭＥＡ１２およびセパレータ３０と接触するように配置されており、内部に形成される多数の細孔から成る空間は、電気化学反応に供されるガスが通過するセル内ガス流路として機能する。すなわち、カソード２２とセパレータ３０との間に配置される流路形成部１４の細孔が形成する空間は、酸素を含有する酸化ガスが通過するセル内酸化ガス流路として機能する。また、アノード２４とセパレータ３０との間に配置される流路形成部１５の細孔が形成する空間は、水素を含有する燃料ガスが通過するセル内燃料ガス流路として機能する。
【００３６】
流路形成部１５は、面方向において、流路形成部１４より一回り大きく、すなわち、面方向において、流路形成部１４より面積が大きく形成されている。
【００３７】
シール部１６は、隣り合うセパレータ３０間であって発電積層部１１の外周部に設けられ、ＭＥＡ１２の外周部を内包する。シール部１６は、弾性材料、すなわち、ゴム（例えば、シリコンゴム、ブチルゴム、フッ素ゴム）や、熱可塑性エラストマによって形成されている。図１および図２に示すように、シール部１６は、一方の側において、隣接する一方のセパレータ３０と隙間無く接着している。また、シール部１６の他方の側にはガス止め凸部６０が形成されており、シール部１６は、このガス止め凸部６０の頭頂部において、隣接する他方のセパレータ３０と接触する。以上のように、シール部１６は、ＭＥＡ１２およびセパレータ３０と一体形成されている。
【００３８】
図３は、発電積層部１１とシール部１６とが一体形成されたセルアセンブリ１０の概略構成を表わす平面図である。図３に示すように、シール部１６は、略四角形状の薄板状部材であり、外周部に設けられた６つの穴部（後述する６つの穴部４０〜４５）と、中央部に設けられて発電積層部１１が組み込まれている略四角形の穴部とを有している。この図３は、図１における右側から見た図であって、既述したガス止め凸部６０が形成された側を表わしており、中央部に設けられた穴部に嵌め込まれた発電積層部１１においては、流路形成部１４が表面に表われている。
【００３９】
図３に示すように、ガス止め凸部６０は、シール部１６の中央部に設けられた穴部に組み込まれた流路形成部１４の外周、および、シール部１６の外周部に設けられた６つの穴部の各々を囲むように、全体として連続して形成された線状凸部である。シール部１６は、弾性材料から成るため、燃料電池内で積層方向に平行な方向に押圧力が加えられることにより、上記したガス止め凸部６０とセパレータ３０との接触部位において、ガスシール性を確保可能となる。ここで、ガス止め凸部６０は、全体として高さおよび頭頂部の幅が略一定に形成されている。そのため、流路形成部１４および６つの穴部を囲むガス止め凸部６０は、全体として略均一な応力を、隣接するセパレータ３０との間に生じることができ、良好なガスシール性を実現することができる。なお、以下の説明では、発電積層部１１およびセパレータ３０において、シール部１６の中央部に形成される穴部で露出している部分に対応する領域を、発電領域ＤＡと呼ぶ。
【００４０】
セパレータ３０は、図１に示すように、流路形成部１４と接するカソード側プレート３１と、流路形成部１５と接するアノード側プレート３２と、カソード側プレート３１およびアノード側プレート３２に挟持される中間プレート３３と、を備えている。これら３枚のプレートは、導電性材料、例えばステンレス鋼あるいはチタンやチタン合金といった金属によって形成される薄板状部材であり、カソード側プレート３１、中間プレート３３、アノード側プレート３２の順に重ね合わされて、例えば拡散接合により接合されている。これら３種のプレートは、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穴部を有している。図４は、カソード側プレート３１の形状を示す平面図であり、図５は、アノード側プレート３２の形状を示す説明図であり、図６は、中間プレート３３の形状を示す説明図である。これら図４〜図６は、各プレートを、図３に示すシール部１６と同じ側、すなわち、図１における右側から見た様子を表わす図である。これら図４〜図６では、既述した発電領域ＤＡを、一点破線で囲んで示している。
【００４１】
カソード側プレート３１、アノード側プレート３２は、いずれも、その外周部においてシール部１６と同様の位置に、６つの穴部を備えている。これらの６つの穴部は、スタック構造を形成するために各々の薄板状部材が積層された際に互いに重なり合って、燃料電池内部において積層方向に平行に流体を導くマニホールドを形成する。上記各薄板状部材では、略四角形状である外周の一辺の近傍に穴部４０が形成されている。また、近傍に穴部４０が形成された辺と対向する辺の近傍には、穴部４１が形成されている。さらに、他の２辺のうちの一方の辺の近傍には穴部４２，４４が形成されており、他方の辺の近傍には穴部４３，４５が形成されている。なお、中間プレート３３は、上記６つの穴部のうち、穴部４４，４５は有していないが、後述する複数の冷媒孔５８が、穴部４４，４５に対応する位置に重なるように設けられている。
【００４２】
上記各薄板状部材が備える穴部４０は、燃料電池に対して供給された酸化ガスを各セル内酸化ガス流路に分配する酸化ガス供給マニホールドを形成し（図中、Ｏ２ inと表わす）、穴部４１は、各セル内酸化ガス流路から排出されて集合した酸化ガスを外部へと導く酸化ガス排出マニホールドを形成する（図中、Ｏ２ outと表わす）。また、穴部４３は、燃料電池に対して供給された燃料ガスを各セル内燃料ガス流路に分配する燃料ガス供給マニホールドを形成し（図中、Ｈ２ inと表わす）、穴部４２は、各セル内燃料ガス流路から排出されて集合した燃料ガスを外部へと導く燃料ガス排出マニホールドを形成する（図中、Ｈ２ outと表わす）。さらに、穴部４４は、燃料電池に対して供給された冷却水などの冷媒を各セパレータ３０内に分配する冷媒供給マニホールドを形成し（図中、ＣＬＴ inと表わす）、穴部４５は、各セパレータ３０から排出されて集合した冷媒を外部へと導く冷媒排出マニホールドを形成する（図中、ＣＬＴ outと表わす）。
【００４３】
また、カソード側プレート３１は、穴部４０におけるプレート中央部側の辺の近傍において発電領域ＤＡの一辺（図４における上端部）に沿って設けられ、カソード側プレート３１を貫通して形成された酸化ガス供給スリット５０を備えている。また、同様に、穴部４１におけるプレート中央部側の辺の近傍において発電領域ＤＡの他の一辺（図４における下端部）に沿って設けられた酸化ガス排出スリット５１を備えている（図４参照）。
【００４４】
アノード側プレート３２は、カソード側プレート３１と同様に、穴部４０におけるプレート中央部側の辺の近傍において発電領域ＤＡの一辺（図５における上端部）に沿って設けられ、アノード側プレート３２を貫通して形成された燃料ガス排出スリット５２を備えている。また、穴部４１におけるプレート中央部側の辺の近傍において発電領域ＤＡの他の一辺（図５における下端部）に沿って設けられた燃料ガス供給スリット５３を備えている（図５参照）。これらの燃料ガス排出スリット５２および燃料ガス供給スリット５３は、それぞれ、酸化ガス供給スリット５０および酸化ガス排出スリット５１と重ならないように、プレートのさらに中央部寄りに配置されている。
【００４５】
中間プレート３３においては、穴部４０の形状が他のプレートとは異なっており、中間プレート３３の穴部４０は、この穴部４０のプレート中央部側の辺が、プレート中央部方向へと突出する複数の突出部を備える形状となっている。穴部４０が有する上記複数の突出部を、連通部５４と呼ぶ。この連通部５４は、中間プレート３３とカソード側プレート３１とが積層されたときに酸化ガス供給スリット５０と重なり合うように形成されており、酸化ガス供給マニホールドと酸化ガス供給スリット５０とを連通させる。また、穴部４１においても同様に、酸化ガス排出スリット５１と重なるように、複数の連通部５５が設けられている（図６参照）。さらに、中間プレート３３には、穴部４３および穴部４２の各々に連通して、アノード側プレート３２の燃料ガス供給スリット５３あるいは燃料ガス排出スリット５２と重なる形状の、連通部５７および連通部５６が設けられている。
【００４６】
燃料電池の内部において、穴部４０が形成する酸化ガス供給マニホールドを流れる酸化ガスは、中間プレート３３の連通部５４が形成する空間と、カソード側プレート３１の酸化ガス供給スリット５０とを介して、流路形成部１４内に形成されるセル内酸化ガス流路へと流入する。セル内酸化ガス流路において酸化ガスは、流路形成部１４に平行な方向（面方向）に流れると共に、面方向に垂直な方向（積層方向）へとさらに拡散する。積層方向に拡散した酸化ガスは、流路形成部１４からガス拡散層２６を介してカソード２２に至り、電気化学反応に供される。このように電気化学反応に寄与しつつセル内酸化ガス流路を通過した酸化ガスは、流路形成部１４から、カソード側プレート３１の酸化ガス排出スリット５１および中間プレート３３の連通部５５が形成する空間を介して、穴部４１が形成する酸化ガス排出マニホールドへと排出される。同様に、燃料電池の内部において、穴部４３が形成する燃料ガス供給マニホールドを流れる燃料ガスは、中間プレート３３の連通部５７が形成する空間と、アノード側プレート３２の燃料ガス供給スリット５３とを介して、流路形成部１５内に形成されるセル内燃料ガス流路へと流入する。セル内燃料ガス流路において燃料ガスは、面方向に流れると共に、積層方向へとさらに拡散する。積層方向に拡散した燃料ガスは、流路形成部１５からガス拡散層２８を介してアノード２４に至り、電気化学反応に供される。このように電気化学反応に寄与しつつセル内燃料ガス流路を通過した燃料ガスは、流路形成部１５から、アノード側プレート３２の燃料ガス排出スリット５２および中間プレート３３の連通部５６が形成する空間を介して、穴部４２が形成する燃料ガス排出マニホールドへと排出される。
【００４７】
図３ないし図６では、図１に示した断面図に相当する位置を、１−１断面として示している。図１では、１−１断面において、穴部４０が形成する酸化ガス供給マニホールドから、中間プレート３３の連通部５４およびカソード側プレート３１の酸化ガス供給スリット５０を介して、流路形成部１４内へと酸化ガスが供給される様子が矢印で表わされている。また、１−１断面において、流路形成部１４から、カソード側プレート３１の酸化ガス排出スリット５１および中間プレート３３の連通部５５を介して、穴部４１が形成する酸化ガス排出マニホールドへと酸化ガスが排出される様子が表わされている。
【００４８】
なお、中間プレート３３は、さらに、発電領域ＤＡを含む領域に、互いに平行に形成された細長い複数の冷媒孔５８を備えている。これらの冷媒孔５８の端部は、中間プレート３３を他の薄板状部材と重ね合わせたときに、穴部４４，４５と重なり合い、冷媒が流れるためのセル間冷媒流路をセパレータ３０内で形成する。すなわち、燃料電池の内部において、穴部４４が形成する冷媒供給マニホールドを流れる冷媒は、上記冷媒孔５８によって形成されるセル間冷媒流路に分配され、セル間冷媒流路から排出される冷媒は、穴部４５が形成する冷媒排出マニホールドに排出される。
【００４９】
以下では、セルアセンブリ１０またはセパレータ３０の各板状部材において、略積層方向（略厚さ方向）に沿った面を端面とも呼ぶ。
【００５０】
Ａ２．燃料電池の製造方法：
本実施例では、セルユニット１００を製造し、製造したセルユニット１００を複数積層させ、所定の締結力で締結することにより、燃料電池を製造する。以下では、図７〜図１８を用いて、燃料電池におけるセルユニット１００の製造方法を説明する。本実施例では、燃料電池のセルユニット１００を作製する際、治具および金型を用いて製造する。図７は、本実施例における燃料電池のセルユニット１００の製造方法を表わす説明図である。図８は、セルユニット１００の製造時に用いられる治具Ｇ１,Ｇ２，Ｇ３、金型Ｋ１，Ｋ２を示す図である。図９は、治具Ｇ１に流路形成部１４を配置し、積層体Ｑ１を形成した状態を示す図である。図１０は、積層体Ｑ１に、ＭＥＡ１２を配置し、積層体Ｑ２を形成した状態を示す図である。図１１は、積層体Ｑ２に、流路形成部１５を配置し、積層体Ｑ３を形成した状態を示す図である。図１２は、積層体Ｑ３に、治具Ｇ２を配置し、積層体Ｑ４を形成した状態を示す図である。図１３は、積層体Ｑ４に、セパレータ３０を配置し、積層体Ｑ５を形成した状態を示す図である。図１４は、積層体Ｑ５に、治具Ｇ３を配置し、積層体Ｑ６を形成した状態を示す図である。図１５は、金型Ｋ１に、積層体Ｑ６を配置し、積層体Ｑ７を形成した状態を示す図である。図１６は、積層体Ｑ７から、治具Ｇ１を取り外し、積層体Ｑ８を形成した状態を示す図である。図１７は、金型Ｋ１と金型Ｋ２とを係合させ、積層体Ｑ９を形成した状態を示す図である。図１８は、図１８は、完成したセルユニット１００を示す図である。なお、図８〜図１８において、図の下方向が重力方向下向きとする。また、図８〜図１８において、各部材は、断面を示している。
【００５１】
本実施例のセルユニット１００を製造する際には、まず、図８に示すように、ＭＥＡ１２、セパレータ３０、流路形成部１４，１５、治具Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３、金型Ｋ１，Ｋ２を用意する（図７：ステップＳ１００）。
【００５２】
治具Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３は、ＭＥＡ１２、流路形成部１４，１５、および、セパレータ３０を積層する際に、これら部材の積層ずれを抑制するための補助装置である。治具Ｇ１は、板状部材であり、段差部を有する凹部ＯＡと、凹部ＯＢと、を備えている。なお、本実施例において、「凹部」とは、底面と、その底面を囲う側面とから成る部分をいう。本実施例では、凹部における側面は、底面と略垂直な方向に沿った面である。
【００５３】
図８に示すように、凹部ＯＡの段差部における側面において、底面を基準に、最初の段差における側面を第１側面ＯＡ１と呼び、次の段差における側面を第２側面ＯＡ２と呼ぶ。治具Ｇ２は、枠状部材であり、凸部Ｔを備えている。治具Ｇ３は、枠状部材であり、凹部ＯＣを備えている。治具Ｇ２の凸部Ｔは、治具Ｇ１の凹部ＯＢ，治具Ｇ３の凹部ＯＣにそれぞれ係合する形状となっている。
【００５４】
金型Ｋ１，Ｋ２は、シール部１６を形成するための金型である。金型Ｋ１は、凹部ＯＤを備えている。金型Ｋ２は、凹部ＯＥと、凹部ＯＦと、治具Ｇ２の凸部Ｔと係合する凹部ＯＧと、射出口ＡＮと、連通孔ＲＮと、マニホールド蓋部ＫＦと、を備えている。射出口ＡＮは、金型Ｋ２を積層方向に伸びる孔であり、連通孔ＲＮと接続されている。
【００５５】
図９に示すように、治具Ｇ１に流路形成部１４を配置し、積層体Ｑ１を形成する（図７：ステップＳ１０５）。この場合、流路形成部１４の端面を、治具Ｇ１の凹部ＯＡの第１側面ＯＡ１に当接するようにして、凹部ＯＡに配置する。流路形成部１４の端面を、凹部ＯＡの第１側面ＯＡ１に当接させる場合には、流路形成部１４の２つの端面を、同時に、凹部ＯＡの第１側面ＯＡ１に当接させるようにする。
【００５６】
図１０に示すように、積層体Ｑ１の流路形成部１４上に、ＭＥＡ１２を配置し、積層体Ｑ２を形成する（図７：ステップＳ１１０）。この場合、ＭＥＡ１２の端面を、治具Ｇ１の凹部ＯＡの第２側面ＯＡ２に当接するようにして、凹部ＯＡに配置する。ＭＥＡ１２の端面を、凹部ＯＡの第２側面ＯＡ２に当接させる場合には、ＭＥＡ１２の２つの端面を、同時に、凹部ＯＡの第２側面ＯＡ２に当接させるようにする。
【００５７】
図１１に示すように、積層体Ｑ２のＭＥＡ１２上に、流路形成部１５を配置し、積層体Ｑ３を形成する（図７：ステップＳ１１５）。この場合、流路形成部１５の端面を、治具Ｇ１の凹部ＯＡの第２側面ＯＡ２に当接するようにして、凹部ＯＡに配置する。このようにして、発電積層部１１が形成される。流路形成部１５の端面を、凹部ＯＡの第２側面ＯＡ２に当接させる場合には、流路形成部１５の２つの端面を、同時に、凹部ＯＡの第２側面ＯＡ２に当接させるようにする。
【００５８】
図１２に示すように、積層体Ｑ３において、治具Ｇ１の凹部ＯＢと、治具Ｇ２の凸部Ｔとを、係合させることで、積層体Ｑ３の治具Ｇ１に、治具Ｇ２を取り付け、積層体Ｑ４を形成する（図７：ステップＳ１２０）。
【００５９】
図１３に示すように、積層体Ｑ４において、治具Ｇ２の側面に、セパレータ３０の端面を当接するようにして配置し、積層体Ｑ５を形成する（図７：ステップＳ１２５）。セパレータ３０の端面を、治具Ｇ２の側面に当接させる場合には、セパレータ３０の２つの端面を、同時に、治具Ｇ２の側面に当接させるようにする。
【００６０】
図１４に示すように、積層体Ｑ５において、治具Ｇ２の凸部Ｔと、治具Ｇ３の凹部ＯＣとを係合させ、積層体Ｑ６を形成する（図７：ステップＳ１３０）。この場合、治具Ｇ３は、治具Ｇ１に対向し、セパレータ３０を積層方向（厚さ方向）に押圧するように配置される。
【００６１】
図１５に示すように、積層体Ｑ６を反転させ、金型Ｋ１上に配置し、積層体Ｑ７を形成する（図７：ステップＳ１３５）。この場合、積層体Ｑ６において、治具Ｇ３を、金型Ｋ１の凹部ＯＤに配置すると共に、積層体Ｑ６（治具Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３）の端面を、金型Ｋ１の凹部ＯＤの側面に当接するようにして、金型Ｋ１上に配置する。積層体Ｑ６の端面を、凹部ＯＤの側面に当接させる場合には、積層体Ｑ６の２つの端面を、同時に、凹部ＯＤの側面に当接させるようにする。
【００６２】
図１６に示すように、積層体Ｑ７から、治具Ｇ１を取り外し、積層体Ｑ８を形成する（図７：ステップＳ１４０）。
【００６３】
図１７に示すように、積層体Ｑ８において、金型Ｋ１と金型Ｋ２とを型締めし、積層体Ｑ９を形成する（図７：ステップＳ１４５）。この場合、金型Ｋ１と金型Ｋ２とは、所定の型圧で型締めする。それに伴い、積層体Ｑ９の内部では、シール部１６の形状を有する空間ＳＰが形成される。空間ＳＰは、図１７に示すように、セパレータ３０と、金型Ｋ２の凹部ＯＦと、発電積層部１１の端面とによって区画される。金型Ｋ２のマニホールド蓋部ＫＦは、セパレータ３０のマニホールドを形成する穴部４０〜４５上に配置される。発電積層部１１の流路形成部１４は、金型Ｋ２の凹部ＯＥに嵌るように配置される。連通孔ＲＮは、各空間ＳＰを接続する。
【００６４】
積層体Ｑ９を形成後、射出口ＡＮから連通孔ＲＮを介して空間ＳＰに、液状ゴムなどの成形材料を投入し、シール部１６を射出成形する（図７：ステップＳ１５０）。この射出成形時には、燃料電池を組み立てた際に燃料電池に加えられる締結圧と同じ圧力が、発電積層部１１およびセパレータ３０に加えられるように、型締めが行なわれる。射出成形においては、成形材料がガス拡散層２６，２８および流路形成部１４，１５の端部に含浸されるように、すなわち、これらの多孔質体の外周部の細孔内に成形材料が入り込んで、発電積層部１１とシール部１６とが一体化するように、成形材料の投入圧力が制御される。また、成形材料にシランカップリング剤を添加することにより、シール部１６とセパレータ３０の接触面における結合力が確保され、シール部１６とセパレータ３０とが接着・密着される。なお、射出成形後、加硫工程を行う。
【００６５】
射出成形後、金型Ｋ１，Ｋ２を取り外し、すなわち、型開きし、セパレータ３０の穴部４０〜４５に対応する部分を打ち抜いて、マニホールドを形成し、図１８に示すセルユニット１００が製造される（図７：ステップＳ１５５）。
【００６６】
以上のように本実施例の燃料電池（セルユニット１００）の製造方法によれば、流路形成部１４，１５、ＭＥＡ１２、または、セパレータ３０を積層する際、治具Ｇ１の凹部ＯＡの側面、または、治具Ｇ２の側面に当接させ、位置決めをしつつ、積層するようにしている。このようにすれば、流路形成部１４，１５、ＭＥＡ１２、または、セパレータ３０を積層する際において、積層ずれを抑制することができる。その結果、積層ずれに起因するガス漏れや燃料電池強度の低下など、種々の不具合が生じることを抑制することができる。
【００６７】
また、本実施例の燃料電池の製造方法によれば、セパレータ３０を配置後、治具Ｇ３によって、セパレータ３０を積層方向に押圧するようにしている。このようにすれば、セパレータ３０、または、発電積層部１１が積層ずれを起こすことを抑制することができる。
【００６８】
本実施例において、治具Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３は、特許請求の範囲における燃料電池製造用治具に該当し、治具Ｇ１、または、治具Ｇ１および治具Ｇ３は、特許請求の範囲における第１治具に該当し、凹部ＯＡは、特許請求の範囲における第１治具の凹部に該当し、治具Ｇ２は、特許請求の範囲における第２治具に該当し、ＭＥＡ１２、特許請求の範囲における膜電極接合体に該当し、流路形成部１４，１５、ＭＥＡ１２、または、セパレータ３０は、特許請求の範囲における燃料電池構成部材に該当し、積層体Ｑ６は、特許請求の範囲における第１積層体に該当し、積層体Ｑ８は、特許請求の範囲における第２積層体に該当し、金型Ｋ１は、特許請求の範囲における第１金型に該当し、金型Ｋ２は、特許請求の範囲における第２金型に該当する。
【００６９】
Ｂ．第２実施例：
Ｂ１．燃料電池の製造方法：
第２実施例では、セルユニット１００Ａを製造し、第１実施例と同様に、製造したセルユニット１００Ａを複数積層させ、所定の締結力で締結することにより、燃料電池を製造する。以下では、図１９〜図２８を用いて、燃料電池におけるセルユニット１００Ａの製造方法を説明する。本実施例では、燃料電池のセルユニット１００Ａを作製する際、治具および金型を用いて製造する。図１９は、本実施例における燃料電池のセルユニット１００Ａの製造方法を表わす説明図である。図２０は、セルユニット１００Ａの製造時に用いられる治具Ｇ２、金型Ｋ１Ａ，Ｋ２Ａを示す図である。図２１は、治具Ｇ１に流路形成部１４を配置し、積層体Ｒ１を形成した状態を示す図である。図２２は、積層体Ｒ１に、ＭＥＡ１２Ａを配置し、積層体Ｒ２を形成した状態を示す図である。図２３は、積層体Ｒ２に、流路形成部１５Ａを配置し、積層体Ｒ３を形成した状態を示す図である。図２４は、積層体Ｒ３に、治具Ｇ２を配置し、積層体Ｒ４を形成した状態を示す図である。図２５は、積層体Ｒ４に、セパレータ３０を配置し、積層体Ｒ５を形成した状態を示す図である。図２６は、金型Ｋ１Ａと金型Ｋ２Ａとを係合させ、積層体Ｒ６を形成した状態を示す図である。図２７は、シール部１６Ａを射出成形する様子を示す図である。図２８は、完成したセルユニット１００Ａを示す図である。
【００７０】
なお、図１９〜図２８において、図の下方向が重力方向下向きとする。また、図２０〜図２８において、各部材は、断面を示している。さらに、図２０〜図２８において、第１実施例と同様の構成のものには、同様の符号を示し、説明を省略する。
【００７１】
本実施例のセルユニット１００Ａを製造する際には、まず、図１９に示すように、ＭＥＡ１２Ａ、セパレータ３０、流路形成部１４，１５Ａ、治具Ｇ２、金型Ｋ１Ａ，Ｋ２Ａを用意する（図１９：ステップＳ２００）。なお、本実施例のセルユニット１００Ａの製造工程では、第１実施例で用いた治具Ｇ１および治具Ｇ３は用いない。
【００７２】
図２０に示すように、金型Ｋ１Ａ，Ｋ２Ａは、後述するシール部１６Ａを形成するための金型である。金型Ｋ１Ａは、段差部を有する凹部ＰＡと、凹部ＰＢと、凹部ＰＣと、連通孔ＲＮＡと、マニホールド蓋部ＫＦＡと、貫通孔ＡＮＡと、を備えている。凹部ＰＡの段差部における側面において、底面を基準に、最初の段差における側面を第１側面ＰＡ１と呼び、次の段差における側面を第２側面ＰＡ２と呼ぶ。貫通孔ＡＮＡは、マニホールド蓋部ＫＦＡを積層方向に貫通すると共に、連通孔ＲＮＡと接続されている。凹部ＰＣは、治具Ｇ２の凸部Ｔと係合する。
【００７３】
金型Ｋ２Ａは、凹部ＰＤと、凸部ＰＥと、凹部ＰＦと、射出口ＡＮＢと、を備えている。射出口ＡＮＢは、凸部ＰＥを積層方向に貫通する。凹部ＰＦは、治具Ｇ２の凸部Ｔと係合する。
【００７４】
ＭＥＡ１２Ａは、面方向において、第１実施例のＭＥＡ１２より小さく形成されている点で、第１実施例のＭＥＡ１２と相違する。流路形成部１５Ａは、面方向において、第１実施例の流路形成部１５より小さく形成されている点で、第１実施例の流路形成部１５と相違する。
【００７５】
図２１に示すように、金型Ｋ１Ａに流路形成部１４を配置し、積層体Ｒ１を形成する（図１９：ステップＳ２０５）。この場合、流路形成部１４の端面を、金型Ｋ１Ａの第１側面ＰＡ１に当接するようにして、凹部ＰＡに配置する。流路形成部１４の端面を、凹部ＰＡの第１側面ＰＡ１に当接させる場合には、流路形成部１４の２つの端面を、同時に、凹部ＰＡの第１側面ＰＡ１に当接させるようにする。
【００７６】
図２２に示すように、積層体Ｒ１の金型Ｋ１Ａに、ＭＥＡ１２Ａを配置し、積層体Ｒ２を形成する（図１９：ステップＳ２１０）。この場合、ＭＥＡ１２Ａの端面を、金型Ｋ１Ａの凹部ＰＡにおける第２側面ＰＡ２に当接するようにして、凹部ＰＡに配置する。ＭＥＡ１２Ａの端面を、凹部ＰＡの第２側面ＰＡ２に当接させる場合には、ＭＥＡ１２Ａの２つの端面を、同時に、凹部ＰＡの第２側面ＰＡ２に当接させるようにする。
【００７７】
図２３に示すように、積層体Ｒ２に、流路形成部１５を配置し、積層体Ｒ３を形成する（図１９：ステップＳ２１５）。この場合、流路形成部１５の端面を、金型Ｋ１Ａの凹部ＰＡにおける第２側面ＰＡ２に当接するようにして、凹部ＰＡに配置する。このようにして、発電積層部１１Ａが形成される。流路形成部１５の端面を、凹部ＰＡの第２側面ＰＡ２に当接させる場合には、流路形成部１５の２つの端面を、同時に、凹部ＰＡの第２側面ＰＡ２に当接させるようにする。
【００７８】
図２４に示すように、積層体Ｒ３における金型Ｋ１Ａの凹部ＰＣと、治具Ｇ２の凸部Ｔとを、係合させることで、積層体Ｒ３の金型Ｋ１Ａに、治具Ｇ２を取り付け、積層体Ｒ４を形成する（図１９：ステップＳ２２０）。
【００７９】
図２５に示すように、積層体Ｒ４における治具Ｇ２の側面に、セパレータ３０の端面を当接するようにして配置し、積層体Ｒ５を形成する（図１９：ステップＳ２２５）。セパレータ３０の端面を、治具Ｇ２の側面に当接させる場合には、セパレータ３０の２つの端面を、同時に、治具Ｇ２の側面に当接させるようにする。
【００８０】
図２６に示すように、積層体Ｒ５において、金型Ｋ１Ａと金型Ｋ２Ａとを型締めし、積層体Ｒ６を形成する（図１９：ステップＳ２３０）。この場合、金型Ｋ２Ａを、凸部ＰＥをセパレータ３０の穴部（穴部４０〜４５）に挿入させて、射出口ＡＮＢと貫通孔ＡＮＡとが連通するように配置する。金型Ｋ１Ａと金型Ｋ２Ａとは、所定の型圧で型締めする。それに伴い、積層体Ｒ６の内部では、本実施例のシール部１６Ａの形状を有する空間ＳＰＡが形成される。空間ＳＰＡは、図２６に示すように、セパレータ３０と、金型Ｋ２Ａの凹部ＰＢと、発電積層部１１の端面とによって区画される。金型Ｋ２Ａのマニホールド蓋部ＫＦＡは、セパレータ３０のマニホールドを形成する穴部４０〜４５上に配置される。セパレータ３０は、金型Ｋ２Ａの凹部ＰＤに嵌るように配置される。連通孔ＲＮＡは、各空間ＳＰＡを接続する。
【００８１】
積層体Ｒ６を形成後、射出口ＡＮＢから、貫通孔ＡＮＡおよび連通孔ＲＮＡを介して空間ＳＰＡに、液状ゴムなどの成形材料を投入し、シール部１６Ａを射出成形する（図１９：ステップＳ２３５）。この射出成形時には、燃料電池を組み立てた際に燃料電池に加えられる締結圧と同じ圧力が、発電積層部１１Ａおよびセパレータ３０に加えられるように、型締めが行なわれる。射出成形においては、成形材料がガス拡散層２６，２８および流路形成部１４，１５Ａの端部に含浸されるように、すなわち、これらの多孔質体の外周部の細孔内に成形材料が入り込んで、発電積層部１１Ａとシール部１６Ａとが一体化するように、成形材料の投入圧力が制御される。また、成形材料にシランカップリング剤を添加することにより、シール部１６Ａとセパレータ３０の接触面における結合力が確保され、シール部１６Ａとセパレータ３０とが接着・密着される。なお、射出成形後、加硫工程を行う。
【００８２】
射出成形後、金型Ｋ１Ａ，Ｋ２Ａを取り外し、すなわち、型開きし、セパレータ３０の穴部４０〜４５に対応する部分を打ち抜いて、マニホールドを形成し、図２８に示すセルユニット１００Ａが製造される（図１９：ステップＳ２４０）。
【００８３】
以上のように本実施例の燃料電池（セルユニット１００Ａ）の製造方法によれば、流路形成部１４，１５Ａ、ＭＥＡ１２Ａ、または、セパレータ３０を積層する際、金型Ｋ１Ａの凹部ＰＡにおける第１側面ＰＡ１、または、第２側面ＰＡ２に当接させ、位置決めをしつつ、積層するようにしている。このようにすれば、流路形成部１４，１５Ａ、ＭＥＡ１２Ａ、または、セパレータ３０を積層する際において、積層ずれを抑制することができる。その結果、積層ずれに起因するガス漏れや燃料電池強度の低下など、種々の不具合が生じることを抑制することができる。
【００８４】
ところで、第１実施例の燃料電池（セルユニット１００）の製造方法によれば、治具Ｇ１上において、流路形成部１４，１５Ａ、および、ＭＥＡ１２Ａを積層しつつ位置決めした後、治具Ｇ１、流路形成部１４，１５Ａ、および、ＭＥＡ１２Ａを含む積層体Ｑ６を、金型Ｋ１に再配置して、シール部１６を形成するようにしている。しかしながら、本実施例の燃料電池（セルユニット１００Ａ）の製造方法によれば、シール部１６Ａを形成する金型Ｋ１Ａ上に直接、流路形成部１４，１５Ａ、および、ＭＥＡ１２Ａを積層し、位置決めを行った後、シール部１６Ａを形成するようにしている。このようにすれば、流路形成部１４，１５Ａ、および、ＭＥＡ１２Ａを積層・位置決めした後、再配置する必要がなく、第１実施例と比較して、製造工程を短縮することができる。また、治具Ｇ１を用いないので、燃料電池の製造用装置の部品点数を削減することができる。
【００８５】
本実施例において、金型Ｋ１Ａおよび治具Ｇ２は、特許請求の範囲における燃料電池製造用治具に該当し、金型Ｋ１Ａは、特許請求の範囲における第１治具または第３金型に該当し、金型Ｋ２Ａは、特許請求の範囲における第４金型に該当し、凹部ＰＡは、特許請求の範囲における第１治具の凹部に該当し、ＭＥＡ１２Ａ、特許請求の範囲における膜電極接合体に該当し、流路形成部１４，１５Ａ、ＭＥＡ１２Ａ、または、セパレータ３０は、特許請求の範囲における燃料電池構成部材に該当し、シール部１６Ａは、特許請求の範囲におけるシール部に該当する。
【００８６】
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。
【００８７】
Ｃ１．変形例１：
上記実施例において、発電積層部およびセパレータ３０と一体成形するシール部は、射出成形以外の方法により形成しても良い。例えば、圧縮成形により、シール部を一体成形することができる。この場合には、金型内の空間ＳＰまたは空間ＳＰＡに固形の未加硫ゴムを充填し、金型を型締めして加熱することにより、成形と加硫とを同時に行う加硫圧縮成形を行なえば良い。
【００８８】
Ｃ２．変形例２：
上記実施例では、セパレータ３０は、３枚のプレートを積層した三層構造を有することとしたが、異なる構成としても良い。また、中間プレート３３は、導電性材料で形成するようにしていたが、ＰＰやＰＥＴなどのラミネート樹脂で形成するようにしてもよい。この場合、発電領域ＤＡに対応する部分には、カソード側プレート３１およびアノード側プレート３２と接触する導電性部材が用いられる。この導電性部材は、波板状部材や多孔質部材などを用いることができる。
【００８９】
Ｃ３．変形例３：
上記実施例では、燃料電池は固体高分子型燃料電池としたが、異なる種類の燃料電池であっても良い。例えば、固体酸化物電解質型燃料電池とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】第１実施例における燃料電池の概略構成を表わす断面模式図である。
【図２】図１において破線で囲んだＸ領域を拡大して示す説明図である。
【図３】発電積層部１１とシール部１６とが一体形成されたセルアセンブリ１０の概略構成を表わす平面図である。
【図４】カソード側プレート３１の形状を示す平面図である。
【図５】アノード側プレート３２の形状を示す説明図である。
【図６】中間プレート３３の形状を示す説明図である。
【図７】第１実施例における燃料電池のセルユニット１００の製造方法を表わす説明図である。
【図８】セルユニット１００の製造時に用いられる治具Ｇ１,Ｇ２，Ｇ３金型Ｋ１，Ｋ２を示す図である。
【図９】治具Ｇ１に流路形成部１４を配置し積層体Ｑ１を形成した状態を示す図である。
【図１０】積層体Ｑ１にＭＥＡ１２を配置し積層体Ｑ２を形成した状態を示す図である。
【図１１】積層体Ｑ２に流路形成部１５を配置し積層体Ｑ３を形成した状態を示す図である。
【図１２】積層体Ｑ３に治具Ｇ２を配置し積層体Ｑ４を形成した状態を示す図である。
【図１３】積層体Ｑ４にセパレータ３０を配置し積層体Ｑ５を形成した状態を示す図である。
【図１４】積層体Ｑ５に治具Ｇ３を配置し積層体Ｑ６を形成した状態を示す図である。
【図１５】金型Ｋ１に積層体Ｑ６を配置し積層体Ｑ７を形成した状態を示す図である。
【図１６】積層体Ｑ７から治具Ｇ１を取り外し積層体Ｑ８を形成した状態を示す図である。
【図１７】金型Ｋ１と金型Ｋ２とを係合させ積層体Ｑ９を形成した状態を示す図である。
【図１８】完成したセルユニット１００を示す図である。
【図１９】第２実施例における燃料電池のセルユニット１００Ａの製造方法を表わす説明図である。
【図２０】セルユニット１００Ａの製造時に用いられる治具Ｇ２金型Ｋ１Ａ，Ｋ２Ａを示す図である。
【図２１】治具Ｇ１に流路形成部１４を配置し積層体Ｒ１を形成した状態を示す図である。
【図２２】積層体Ｒ１にＭＥＡ１２Ａを配置し積層体Ｒ２を形成した状態を示す図である。
【図２３】積層体Ｒ２に流路形成部１５Ａを配置し積層体Ｒ３を形成した状態を示す図である。
【図２４】積層体Ｒ３に治具Ｇ２を配置し積層体Ｒ４を形成した状態を示す図である。
【図２５】積層体Ｒ４にセパレータ３０を配置し積層体Ｒ５を形成した状態を示す図である。
【図２６】金型Ｋ１Ａと金型Ｋ２Ａとを係合させ積層体Ｒ６を形成した状態を示す図である。
【図２７】シール部１６Ａを射出成形する様子を示す図である。
【図２８】完成したセルユニット１００Ａを示す図である。
【符号の説明】
【００９１】
１０…セルアセンブリ
１１，１１Ａ…発電積層部
１２，１２Ａ…ＭＥＡ
１４，１５，１５Ａ…流路形成部
１６，１６Ａ…シール部
２０…電解質膜
２２…カソード
２４…アノード
２６，２８…ガス拡散層
３０…セパレータ
３１…カソード側プレート
３２…アノード側プレート
３３…中間プレート
４０〜４５…穴部
５０…酸化ガス供給スリット
５１…酸化ガス排出スリット
５２…燃料ガス排出スリット
５３…燃料ガス供給スリット
５４〜５８…連通部
５８…冷媒孔
６０…凸部
１００，１００Ａ…セルユニット
Ｔ…凸部
Ｋ１，Ｋ２，Ｋ１Ａ，Ｋ２Ａ…金型
Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３…治具
Ｑ１〜Ｑ９，Ｒ１〜Ｒ６…積層体
ＤＡ…発電領域
ＯＡ〜ＯＧ…凹部
ＰＡ〜ＰＤ…凹部
ＰＥ…凸部
ＫＦ，ＫＦＡ…マニホールド蓋部
ＰＦ…凹部
ＳＰ，ＳＰＡ…空間
ＯＡ１，ＰＡ１…第１側面
ＯＡ２，ＰＡ２…第２側面
ＡＮ，ＡＮＢ…射出口
ＲＮ，ＲＮＡ…連通孔
ＡＮＡ…貫通孔
【図１】
2009283191.tif 000003
【図２】
2009283191.tif 000004
【図３】
2009283191.tif 000005
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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