JP4776787B2 - 燃料電池及びその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塗布後に固化させてなる液状シールを所定のシール部に設けた燃料電池及びその製造方法に係り、特に、液状シールの始端部と終端部とを確実に接合し、かつシール面圧を均一化する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、固体高分子型の燃料電池は、陽イオン交換膜としての固体高分子電解質膜の両側に一対の電極を設け、更にその外側を一対のセパレータによって挟持して構成されている。
そして、このような構成を有する燃料電池は、通常、所定数だけ積層することにより、燃料電池スタックとして使用されている。
【０００３】
この燃料電池において、カソード電極に対向配置されるカソード側セパレータの一方の面には酸化剤ガス（例えば、空気）の流路が設けられている。
他方、アノード電極に対向配置されるアノード側セパレータには、一方の面に燃料ガス（例えば、水素）の流路が設けられると共に、他方の面に冷却媒体（例えば、水やエチレングリコール）の流路が設けられている。
【０００４】
これら燃料ガス，酸化剤ガス（以下、これらを「反応ガス」と略記する場合がある。）及び冷却媒体は、各々独立した流路に通す必要があるため、各流路間を仕切るシール技術が重要となる。
シール部位としては、電極反応面の外縁，反応ガス給排用及び冷却媒体給排用の連通孔の周囲等があり、シール材としては、例えば有機ゴム等の柔らかく適度に反発力のあるものが採用される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、燃料電池分野におけるシール技術には、シール部位にゴム，樹脂等の固形シールを配設し、この固形シールを圧縮させた際に生じる面圧によってシール部位をシールする固形シール技術や、積層方向に荷重を負荷した状態でシール部位に接着剤等を充填し、界面の接着力によってシール部位をシールする接着シール技術が知られている。
【０００６】
近年、これらのシール技術の他に、液状シールを塗布し、これを固化させてシール部位をシールする液状シール技術の開発が進められている。
図１１に示すように、この液状シール技術において、チューブ１に貯留された液状シールＬは、エアー等の背圧を受けて一定量が押し出されると共に、所望のシール部位に塗布される。
【０００７】
そして、塗布最終段階において、液状シールＬの終端を始端に接合させると、シールすべき領域の周囲が液状シールＬによって覆われる。
ところが、液状シールＬの始端と終端とを面一に突き合わせることは極めて困難であり、始端と終端の接合部分に少しでも隙間があると、その隙間からシールすべき流体が漏れてしまうという問題が生じる。
【０００８】
また、チューブ背圧を一定に制御していても、出始めの始端部Ｌｓと出終わりの終端部は、その形状が先鋭となって塗布量が他部Ｌｏに比して少なめになるため、たとえ始端と終端とを面一に突き合わせて接合することができても、いぜんとして接合部付近においては他部Ｌｏに比して塗布量が少ないことに変わりなく、シール高さの差によって生じる隙間から流体が漏れる虞がある。
【０００９】
そこで、始端部Ｌｓと終端部とを一部重ね合わせる方法が考えられる。
しかしながら、図１２に示すように、終端部Ｌｅを始端部Ｌｓの上に重ね合わせた場合においては、この重複部分（クロスハッチング領域）におけるシール高さが他部Ｌｏよりも増大し、しかもその範囲（長さ）が長くなるので、高低差が原因で部位毎のシール面圧に過大な差が生じ、シール性能の低下を招く。
【００１０】
そこで、このような問題を回避すべく、図１３に示すように、終端部Ｌｅを同一面内にて始端部Ｌｓの隣りに重ね合わせる方法が考えられる。
しかしながら、この場合においては、始端部Ｌｓと終端部Ｌｅの各側面２，３を面一に重ねることが困難となり、また、この重複部分における液状シールＬと被シール面との接触面積が他部Ｌｏよりも増大し、その面積差が原因で部位毎にシール面圧差が生じる結果、上記同様の結果を招く。
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、塗布後に固化させてなる液状シールを所定のシール部に設けた燃料電池及びその製造方法において、液状シールの始端部と終端部とを確実に接合すること、及びシール面圧を均一化することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、以下の手段を採用した。
請求項１記載の発明は、電解質膜（例えば、実施の形態における固体高分子電解質膜１８）を一対の電極（例えば、実施の形態におけるカソード電極２０，アノード電極２２）で挟持して構成される膜電極構造体（例えば、実施の形態における膜電極構造体１２）と、膜電極構造体を挟持する一対のセパレータ（例えば、実施の形態におけるカソード側セパレータ１４，アノード側セパレータ１６）と、前記電極反応面の外縁に配置された第１シール（例えば、実施の形態における液状シールＬ）と、前記セパレータの前記電極側の面に形成された反応ガス流路溝（例えば、実施の形態における第１酸化剤ガス流路溝４２，第２酸化剤ガス流路溝４４，第１燃料ガス流路溝４６，第２燃料ガス流路溝）と、前記セパレータを貫通し、前記反応ガス流路溝に連通する反応ガス給排用連通孔（例えば、実施の形態における入口側酸化剤ガス連通孔３２ａ，出口側酸化剤ガス連通孔３２ｂ，入口側燃料ガス連通孔３４ａ，出口側燃料ガス連通孔３４ｂ）と、前記一対のセパレータの間において前記反応ガス給排用連通孔の周囲に配置された第２シール（例えば、実施の形態における液状シールＬ）と、前記セパレータの前記電極側とは反対側の面に形成された冷却媒体流路溝（例えば、実施の形態における冷却媒体流路溝４８）と、前記セパレータを貫通し、前記冷却媒体流路溝に連通する冷却媒体給排用連通孔（例えば、実施の形態における入口側冷却媒体連通孔３６ａ，出口側冷却媒体連通孔３６ｂ）と、前記一対のセパレータの間において前記冷却媒体給排用連通孔の周囲に配置された第３シール（例えば、実施の形態における液状シールＬ）と、を備え、前記第１シール、前記第２シールおよび前記第３シールのうち少なくとも１つは、前記セパレータの平面に形成した溝部（例えば、実施の形態における溝部２８，３０）内に液状体を線状に吐出し、弾性を保持した状態で硬化させた液状シール（例えば、実施の形態における液状シールＬ）であり、前記液状シールは、前記セパレータの平面に形成した前記溝部の幅広部（例えば、実施の形態における幅広部２８ａ，３０ａ）内において、線状に吐出した前記液状体の始端部（例えば、実施の形態における始端部Ｌｓ）と終端部（例えば、実施の形態における終端部Ｌｅ）とを交差させて形成され、前記液状シールは、前記始端部と前記終端部との交差部分において、前記始端部および前記終端部のうち一方の内周側と他方の外周側との間に形成される狭角（例えば、実施の形態における挟角α）が、２０°〜９０°であることを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、液状シールの塗り始めの部位に対応する始端部と、塗り終わりの部位に対応する終端部とが交差して重なり合うので、始端部と終端部は確実に接合される。
さらに、交差による始端部と終端部との接合によって、両部の重複部分が少なくて済むので、該重複部分におけるシール面圧の上昇も有効に防止できる。
加えて、始端部及び終端部を交差させるべく両者を他部から逸脱させた寸法（以下、「逸脱寸法」という。）の不必要な拡大と、両部の重複部分におけるシール面圧の上昇とを有効に回避できる。
すなわち、始端部と終端部との挟角を２０゜以上に設定しないと、重複部分が増大してシール面圧が過大になるからであり、また、挟角を９０゜以下に設定しないと、逸脱寸法が増大して設計の自由度が阻害されるからである。
【００１６】
請求項２記載の発明は、電解質膜を一対の電極で挟持して構成される膜電極構造体と、膜電極構造体を挟持する一対のセパレータと、前記電極反応面の外縁に配置された第１シールと、前記セパレータの前記電極側の面に形成された反応ガス流路溝と、前記セパレータを貫通し、前記反応ガス流路溝に連通する反応ガス給排用連通孔と、前記一対のセパレータの間において前記反応ガス給排用連通孔の周囲に配置された第２シールと、前記セパレータの前記電極側とは反対側の面に形成された冷却媒体流路溝と、前記セパレータを貫通し、前記冷却媒体流路溝に連通する冷却媒体給排用連通孔と、前記一対のセパレータの間において前記冷却媒体給排用連通孔の周囲に配置された第３シールと、を備えた燃料電池の製造方法であって、前記第１シール、前記第２シールおよび前記第３シールのうち少なくとも１つとして、前記セパレータの平面に形成した溝部内に液状体を線状に吐出し、弾性を保持した状態で硬化させて液状シールを形成する液状シール形成工程を備え、前記液状シール形成工程において前記液状シールは、前記セパレータの平面に形成した前記溝部の幅広部内において、線状に吐出した前記液状体の始端部と終端部とを交差させて形成され、前記液状シール形成工程において前記液状シールは、前記始端部と前記終端部との交差部分において、前記始端部および前記終端部のうち一方の内周側と他方の外周側との間に形成される狭角が、２０°〜９０°となるように形成されることを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、塗布された液状シールは、膜電極構造体やセパレータの寸法誤差を吸収するように変形した後、固化することにより、所定のシール部位に一定のシール面圧を発生させつつ隙間なく介在する。
そして、液状シールの始端部と終端部とを交差させて重ね合わせているので、塗り始めと塗り終わりの管理を厳密に行うことなく両部を確実に接合できると共に、両部の重複部分を少なく済ますことができる。
加えて、液状シール逸脱寸法の不必要な拡大と、始端部と終端部との重複部分におけるシール面圧の上昇とを有効に回避できる。
始端部と終端部との挟角が２０゜以上に設定しないと、重複部分が増大してシール面圧が過大になるからであり、また、挟角を９０゜以下に設定しないと、逸脱寸法が増大して設計の自由度が阻害されるからである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の一実施の形態について説明する。
図３は、本発明の一実施の形態に係る燃料電池の要部拡大断面図である。
この燃料電池１０は、膜電極構造体１２とこれを挟持する一対のカソード側セパレータ１４及びアノード側セパレータ１６を備えて構成され、この燃料電池１０が複数組積層されることにより、車両用の燃料電池スタックが構成される。
【００２１】
膜電極構造体１２は、固体高分子電解質膜（電解質膜）１８と、これを挟んで配設されるカソード電極２０及びアノード電極２２とを有する。
固体高分子電解質膜１８には、これを挟んで配設されるカソード電極２０及びアノード電極２２の外周からはみ出すはみ出し部１８ａが設けられている。
このはみ出し部１８ａの両側（両面）には、カソード側セパレータ１４及びアノード側セパレータ１６の外縁の溝部２８に塗布された液状シールＬが直接密着している。
【００２２】
なお、隣接するカソード側セパレータ１４とアノード側セパレータ１６との間には、液状シールＬではなく、固形シールＳが設けられている。
この部分に液状シールＬを採用することも可能であるが、該液状シールＬが例えば熱硬化させて成形されるものであるところ、燃料電池１０を複数積層させた状態で炉内等にて一度に硬化させることは難しく、固形シールＳを用いる方が好ましいからである。
【００２３】
図１に示すように、カソード側セパレータ１４は、その平面内であって外縁部に位置する横方向両端下部側に、酸素含有ガス又は空気である酸化剤ガスを通過させるための入口側酸化剤ガス連通孔（反応ガス給排用連通孔）３２ａと、水素含有ガス等の燃料ガスを通過させるための入口側燃料ガス連通孔（反応ガス給排用連通孔）３４ａとを備えると共に、横方向両端上部側には、酸化剤ガスを通過させるための出口側酸化剤ガス連通孔（反応ガス給排用連通孔）３２ｂと、燃料ガスを通過させるための出口側燃料ガス連通孔（反応ガス給排用連通孔）３４ｂとが、入口側酸化剤ガス連通孔３２ａ及び入口側燃料ガス連通孔３４ａと対角位置に設けられている。
【００２４】
さらに、カソード側セパレータ１４の縦方向両端右側及び左側には、純水やエチレングリコールやオイル等の冷却媒体を通過させるための入口側冷却媒体連通孔（反応ガス給排用連通孔）３６ａと、使用後の前記冷却媒体を通過させるための出口側冷却媒体連通孔（反応ガス給排用連通孔）３６ｂとが設けられている。
【００２５】
カソード側セパレータ１４のカソード電極２０に対向する面１４Ａには、入口側酸化剤ガス連通孔３２ａに近接して、各々独立した複数本（図１では簡略化）の第１酸化剤ガス流路溝４２が、水平方向に蛇行しながら重力方向に向かって設けられており、これら第１酸化剤ガス流路溝４２は、複数本の第２酸化剤ガス流路溝４４に合流し、この第２酸化剤ガス流路溝４４が出口側酸化剤ガス連通孔３２ｂに近接して終端している。
【００２６】
また、カソード側セパレータ１４には、一端が面１４Ａとは反対側の面１４Ｂで入口側酸化剤ガス連通孔３２ａに連通する一方、他端が面１４Ａ側で第１酸化剤ガス流路溝４２に連通する第１酸化剤ガス連結流路４６と、一端が面１４Ｂ側で出口側酸化剤ガス連通孔３２ｂに連通する一方、他端が面１４Ａ側で第２酸化剤ガス流路溝４４に連通する第２酸化剤ガス連結流路４８とが、貫通して設けられている。
【００２７】
そして、図１に示すカソード側セパレータ１４において、酸化剤ガスは、入口側酸化剤ガス連通孔３２ａから第１酸化剤ガス連結流路４６を経て第１酸化剤ガス流路溝４２に流入した後、水平方向に蛇行しながら重力方向に向かって第２酸化剤ガス流路溝４２に流入し、第２酸化剤ガス連結流路４８を経て出口側酸化剤ガス連通孔３２ｂから流出する。
【００２８】
アノード側セパレータ１６についても、上記連通孔３２ａ，３２ｂ，３４ａ，３４ｂ，３６ａ，３６ｂと同様に構成された入口側酸化剤ガス連通孔，入口側燃料ガス連通孔，出口側酸化剤ガス連通孔，出口側燃料ガス連通孔，入口側冷却媒体連通孔，及び出口側冷却媒体連通孔が設けられると共に、アノード電極１３に対向する面１６Ａに、第１酸化剤ガス流路溝４２及び第２酸化剤ガス流路溝４４と同様に構成された第１燃料ガス流路溝４６及び第２燃料ガス流路溝（図示略）が形成されている。
【００２９】
そして、アノード側セパレータ１６において、燃料ガスは、上述したカソード側セパレータ１４における場合と同様に、入口側燃料ガス連通孔３４ａから第１燃料ガス連結流路を経て第１燃料ガス流路溝に流入した後、水平方向に蛇行しながら重力方向に向かって第２燃料ガス流路溝に流入し、第２燃料ガス連結流路を経て出口側燃料ガス連通孔から流出する。
【００３０】
なお、このアノード側セパレータ１６の面１６Ｂには、入口側冷却媒体連通孔３６ａと出口側冷却媒体連通孔３６ｂとを連通する冷却媒体流路溝４８が形成されており、冷却媒体は、入口側冷却媒体連通孔３６ａから冷却媒体流路溝４８に流入した後、反重力方向に向かって直線的に流通し、出口側冷却媒体連通孔３６ｂから流出する。
【００３１】
ここで、カソード側セパレータ１４の面１４Ａには、固体高分子電解質膜１８のはみ出し部１８ａに対応する位置、すなわち、電極反応面の外縁に溝部２８が形成され、また、入口側酸化剤ガス連通孔３２ａ，入口側燃料ガス連通孔３４ａ，入口側冷却媒体連通孔３６ａ，出口側酸化剤ガス連通孔３２ｂ，出口側燃料ガス連通孔３４ｂ，及び出口側冷却媒体連通孔３６ｂの周囲に溝部３０が形成されており、これら溝部２８，３０には液状シールＬが塗布されている。
【００３２】
同様に、アノード側セパレータ１６のアノード電極２２に対向する面１６Ａにも、固体高分子電解質膜１８のはみ出し部１８ａに対応する位置、すなわち、電極反応面の外縁に溝部２８が形成され、また、入口側燃料ガス連通孔，入口側酸化剤ガス連通孔，入口側冷却媒体連通孔，出口側冷却媒体連通孔，出口側燃料ガス連通孔，及び出口側酸化剤ガス連通孔の周囲に溝部が形成されており、これら溝部２８にも液状シールＬが塗布されている。
【００３３】
したがって、これら膜電極構造体１８を挟持するカソード側セパレータ１４とアノード側セパレータ１６の溝部２８，３０に塗布された各液状シールＬは、溝部２８の液状シールＬにあっては、はみ出し部１８ａを両側から向かい合う位置で挟持して直接密着することで膜電極構造体１８の周囲をシールし、溝部３０の液状シールＬにあっては、互いに密着することで各連通孔３２ａ，３２ｂ，３４ａ，３４ｂ，３６ａ，３６ｂの周囲をシールするようになっている。
【００３４】
他方、アノード側セパレータ１６の面１６Ｂには、複数の燃料電池１０を積層した際に前記カソード側セパレータ１４の面１４Ｂに対向する位置であって、冷却媒体流路溝４８の周囲を取り囲む溝部３４が設けられており、この溝部３４には、ゴム，樹脂等からなる固形シールＳが嵌め込まれている。
そして、燃料電池１０を積層する際に、カソード側セパレータ１４の面１４Ｂとアノード側セパレータ１６の面１６Ｂとを重合すると、冷却媒体流路溝４８の周囲において、アノード側セパレータ１６側の固形シールＳがカソード側セパレータ１４の面１４Ｂに密着し、セパレータ１４，１６間の水密性が確保される。
【００３５】
図２に拡大して示すように、各溝部２８，３０には、液状シールＬの始端部Ｌｓと終端部Ｌｅとを交差させるための空間を確保すべく、他部よりも幅広な幅広部２８ａ，３０ａが設けられており、これら始端部Ｌｓと終端部Ｌｅは、幅広部２８ａ，３０ａ内で２０゜〜９０゜の挟角αで交差している。
図５及び図６に、挟角αの好適な例を示す。
【００３６】
この範囲に設定したのは、挟角αを２０゜以上にしないと、例えば図４に示すように（挟角α＝１０゜）、始端部Ｌｓと終端部Ｌｅとの重複部分５２（ハッチング領域）が増大して該部分のシール面圧が過大になる結果、全体の面圧バランスが悪くなるからであり、また、９０゜以下にしないと、例えば図７に示すように（挟角α＝１００゜）、始端部Ｌｓ及び終端部Ｌｅの他部からの逸脱寸法Ｗａが増大して幅広部２８ａ，３０ａの幅寸法が過大になる結果、各連通孔３２ａ，…，３６ｂや電極反応面の確保等、設計上支障を来すからである。
【００３７】
液状シールＬは、例えば、熱硬化型フッ素系あるいは熱硬化型シリコンからなり、塗布した状態で断面形状が変化しない程度の粘度を有し、塗布後にある程度の弾性を保持して硬化（固化）するものであり、その塗布後においては、前記溝部２８，３０内で潰れることにより、シール部位における寸法誤差、すなわち、膜電極構造体１２の厚さや，カソード側及びアノード側セパレータ１４，１６の厚さのばらつきを吸収し、硬化後における荷重作用時の圧縮量を均一化できる材質が採用される。
【００３８】
なお、液状シールＬについては、塗布径を０．３〜１．２［ｍｍ］、シール荷重を０．５〜２［Ｎ／ｍｍ］程度に設定しておくことが好ましい。シール加重がこれより小さいとシール性が低下し、これより大きいとへたりが発生するからである。
また、溝部２８，３０については、幅を１〜３［ｍｍ］、深さを０．１〜０．３［ｍｍ］程度に設定しておくことが好ましい。
【００３９】
次に、図８〜図１０を用いて、本発明に係る燃料電池の製造方法の主要部である液状シールＬの塗布工程について、その一例をあげて説明する。
まず、カソード側セパレータ１４及びアノード側セパレータ１６を準備し、これらセパレータ１４，１６の各溝部２８，３０に、液状シールＬを塗布する（図８）。
【００４０】
このとき、液状シールＬの塗り始めの部分に対応する始端部Ｌｓが、略長方形又は略台形状をなす幅広部２８ａ，３０ａの対角線に沿うように、言い換えれば、終端を始端に突き合わせる従来の塗布軌跡（図８〜図１０の破線）に対して、始端部Ｌｓがセパレータ１４，１６の外側（図８では上側）に外れるように傾斜させて塗布する。
この傾斜角βａは、始端及び終端近傍の塗布軌跡に対し、例えば１０゜〜４５゜に設定する。
【００４１】
引き続き、液状シールＬの塗布量が一定となるように制御しながら、溝部２８，３０に液状シールＬを塗布し（図９）、液状シールＬの塗り終わりの部分に対応する終端部Ｌｅが、前記幅広部２５ａ，３０ａの対角線とは別の対角線に沿うように、言い換えれば、破線で示す従来の塗布軌跡に対して、終端部Ｌｅがセパレータ１４，１６の外側（図１０では上側）に外れるように傾斜させて塗布する。
【００４２】
この傾斜角βｂは、始端部Ｌｓと終端部Ｌｅとの挟角αが２０゜〜９０゜の範囲内となるように適宜設定する。
本実施の形態では、傾斜角βａと等しくなるように設定しているが、必ずしもこれに限らず、始端部Ｌｓと終端部Ｌｅとの挟角αが２０゜〜９０゜の範囲に収まれば、任意の角度に設定可能である。
【００４３】
次に、予め組立てられた膜電極構造体１２を準備し、該膜電極構造体１２をカソード側セパレータ１４とアノード側セパレータ１６とで挟持してオーブン等に入れて加熱し、液状シールＬを硬化（固化）させる。
【００４４】
以上の方法で液状シールＬを配設すれば、液状シールＬの始端部Ｌｓと終端部Ｌｅとが交差して重なり合うので、両部Ｌｓ，Ｌｅを確実に接合することができ、しかも、両部Ｌｓ，Ｌｅの重複部分５２が必要十分な範囲に収まるので、液状シールＬによる寸法誤差に対する追従性の良さと相俟って、重複部分５２におけるシール面圧の上昇を有効に防止しつつ、一定のシール面圧を発生させた状態で隙間なく所定のシール部位に介在させることができる。
【００４５】
よって、所望の発電性能を発揮できる燃料電池１０及び燃料電池スタックの製造が可能になる。
また、かかる追従性の良さから、膜電極構造体１２やカソード側及びアノード側セパレータ１４，１６の、とりわけ厚さ方向での寸法管理を厳密に行なう必要がなくなるので、寸法精度管理が容易となり、大幅なコストダウンを図ることができる。
【００４６】
さらに、燃料電池１０間の面荷重が均一化されることによって、各セパレータ１４，１６を薄肉化することによる燃料電池１０、ひいては燃料電池スタックの小型化及び軽量化を図ることができるので、配置スペースの制約が厳しく、できる限り各セパレータ１４，１６を薄型化する必要のある車両用に特に好適な燃料電池スタックの製造が可能になる。
【００４７】
なお、本発明は上記実施の形態に限られるものではなく、また、前述した各具体的数値は、一例であって、これに限られるものではない。
例えば、上記実施の形態では、セパレータ１４，１６における電極反応面の外縁，及び各連通孔３２ａ，…，３６ｂの周囲の全てに液状シールＬを設けているが、これらの一部のみに液状シールＬを設けても構わない。
【００４８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、以下の効果を得る。
（１）液状シールの始端部と終端部とが交差して重なり合うので、両部を確実に接合することができ、しかも、その接合部を必要十分な範囲に収め得るので、該接合部におけるシール面圧の上昇を有効に防止できる。
よって、寸法誤差に対する追従性に優れる液状シールを、一定のシール面圧を発生させた状態で隙間なく所定のシール部位に介在させ得て、所望の発電性能を発揮できる燃料電池の提供、及び該燃料電池の製造が可能になる。
【００４９】
（２）上記効果に加え、液状シールの逸脱寸法が過大に増大して電極反応面や各連通孔を設計する際の自由度が低下する不都合と、始端部と終端部との重複部分におけるシール面圧の過大な上昇とを有効に回避できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施の形態による燃料電池のカソード側セパレータを示す平面図である。
【図２】 図１の要部拡大図である。
【図３】 図１のＡ−Ａ断面図である。
【図４】 液状シールの始端部と終端部との挟角が小さすぎる場合の構成例を示す要部拡大図である。
【図５】 液状シールの始端部と終端部との挟角を適正範囲に設定した場合の一構成例を示す要部拡大図である。
【図６】 液状シールの始端部と終端部との挟角を適正範囲に設定した場合の他の構成例を示す要部拡大図である。
【図７】 液状シールの始端部と終端部との挟角が大きすぎる場合の構成例を示す要部拡大図である。
【図８】 液状シールをセパレータに塗布する工程において、始端部を塗布し終えた状態を示す要部拡大図である。
【図９】 液状シールをセパレータに塗布する工程において、終端部の手前まで塗布し終えた状態を示す要部拡大図である。
【図１０】 液状シールをセパレータに塗布する工程において、終端部を塗布し終えた状態、すなわち、塗布完了の状態を示す要部拡大図である。
【図１１】 液状シールの始端部における塗布量が他部に比して少ないことを示す図である。
【図１２】 液状シールの終端部を始端部に接合する際の一形状案を示す要部拡大図である。
【図１３】 液状シールの終端部を始端部に接合する際の他の形状案を示す要部拡大図である。
【符号の説明】
１２ 膜電極構造体
１４ カソード側セパレータ
１６ アノード側セパレータ
１８ 固体高分子電解質膜（電解質膜）
２０ カソード電極
２２ アノード電極
３２ａ 入口側酸化剤ガス連通孔（反応ガス給排用連通孔）
３２ｂ 出口側酸化剤ガス連通孔（反応ガス給排用連通孔）
３４ａ 入口側燃料ガス連通孔（反応ガス給排用連通孔）
３４ｂ 出口側燃料ガス連通孔（反応ガス給排用連通孔）
３６ａ 入口側冷却媒体連通孔（冷却媒体給排用連通孔）
３６ｂ 出口側冷却媒体連通孔（冷却媒体給排用連通孔）
Ｌ 液状シール
Ｌｓ 始端部
Ｌｅ 終端部
α 挟角

Claims (2)

1. 電解質膜を一対の電極で挟持して構成される膜電極構造体と、
   膜電極構造体を挟持する一対のセパレータと、
   前記電極反応面の外縁に配置された第１シールと、
   前記セパレータの前記電極側の面に形成された反応ガス流路溝と、
   前記セパレータを貫通し、前記反応ガス流路溝に連通する反応ガス給排用連通孔と、
   前記一対のセパレータの間において前記反応ガス給排用連通孔の周囲に配置された第２シールと、
   前記セパレータの前記電極側とは反対側の面に形成された冷却媒体流路溝と、
   前記セパレータを貫通し、前記冷却媒体流路溝に連通する冷却媒体給排用連通孔と、
   前記一対のセパレータの間において前記冷却媒体給排用連通孔の周囲に配置された第３シールと、を備え、
   前記第１シール、前記第２シールおよび前記第３シールのうち少なくとも１つは、前記セパレータの平面に形成した溝部内に液状体を線状に吐出し、弾性を保持した状態で硬化させた液状シールであり、
   前記液状シールは、前記セパレータの平面に形成した前記溝部の幅広部内において、線状に吐出した前記液状体の始端部と終端部とを交差させて形成され、
   前記液状シールは、前記始端部と前記終端部との交差部分において、前記始端部および前記終端部のうち一方の内周側と他方の外周側との間に形成される狭角が、２０°〜９０°であることを特徴とする燃料電池。
2. 電解質膜を一対の電極で挟持して構成される膜電極構造体と、
   膜電極構造体を挟持する一対のセパレータと、
   前記電極反応面の外縁に配置された第１シールと、
   前記セパレータの前記電極側の面に形成された反応ガス流路溝と、
   前記セパレータを貫通し、前記反応ガス流路溝に連通する反応ガス給排用連通孔と、
   前記一対のセパレータの間において前記反応ガス給排用連通孔の周囲に配置された第２シールと、
   前記セパレータの前記電極側とは反対側の面に形成された冷却媒体流路溝と、
   前記セパレータを貫通し、前記冷却媒体流路溝に連通する冷却媒体給排用連通孔と、
   前記一対のセパレータの間において前記冷却媒体給排用連通孔の周囲に配置された第３シールと、を備えた燃料電池の製造方法であって、
   前記第１シール、前記第２シールおよび前記第３シールのうち少なくとも１つとして、前記セパレータの平面に形成した溝部内に液状体を線状に吐出し、弾性を保持した状態で硬化させて液状シールを形成する液状シール形成工程を備え、
   前記液状シール形成工程において前記液状シールは、前記セパレータの平面に形成した前記溝部の幅広部内において、線状に吐出した前記液状体の始端部と終端部とを交差させて形成され、
   前記液状シール形成工程において前記液状シールは、前記始端部と前記終端部との交差部分において、前記始端部および前記終端部のうち一方の内周側と他方の外周側との間に形成される狭角が、２０°〜９０°となるように形成されることを特徴とする燃料電池の製造方法。

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