特許 5945746 燃料電池用セパレータユニット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5945746

(24)【登録日】2016年6月10日

(45)【発行日】2016年7月5日

(54)【発明の名称】燃料電池用セパレータユニット

(51)【国際特許分類】

   H01M 8/02 20160101AFI20160621BHJP

   H01M 8/0271 20160101ALI20160621BHJP

   H01M 8/10 20160101ALI20160621BHJP

【ＦＩ】

   H01M8/02 R

   H01M8/02 S

   H01M8/02 C

   H01M8/10

【請求項の数】6

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2012-115071(P2012-115071)

(22)【出願日】2012年5月18日

(65)【公開番号】特開2013-243023(P2013-243023A)

(43)【公開日】2013年12月5日

【審査請求日】2015年2月5日

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２３年度、経済産業省、戦略的基盤技術高度化支援事業（高出力産業用燃料電池スタック実現のための金型技術、金属プレス技術、実装技術、及びめっき技術の高度化研究開発）委託研究、産業技術力強化法第１９条の規定の適用を受ける特許出願

(73)【特許権者】

【識別番号】592246392

【氏名又は名称】株式会社サイベックコーポレーション

(73)【特許権者】

【識別番号】506293063

【氏名又は名称】サン工業株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000198330

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩシバウラ

(73)【特許権者】

【識別番号】391001619

【氏名又は名称】長野県

(74)【代理人】

【識別番号】100080621

【弁理士】

【氏名又は名称】矢野 寿一郎

(72)【発明者】

【氏名】平林 健吾

(72)【発明者】

【氏名】平林 巧造

(72)【発明者】

【氏名】藤澤 健

(72)【発明者】

【氏名】榎堀 秀和

(72)【発明者】

【氏名】河合 陽賢

(72)【発明者】

【氏名】足立 弘通

(72)【発明者】

【氏名】高橋 浩

(72)【発明者】

【氏名】元森 信吾

(72)【発明者】

【氏名】関口 重幸

(72)【発明者】

【氏名】工藤 誠一

(72)【発明者】

【氏名】小林 耕治

(72)【発明者】

【氏名】武久 泰夫

(72)【発明者】

【氏名】坂本 潤嗣

【審査官】 守安 太郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−１５３０８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−２３３２２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０６３０９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０８６５１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２３８６２８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｍ ８／０２

Ｈ０１Ｍ ８／０２７１

Ｈ０１Ｍ ８／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

互いに対向する一対の高分子電解質膜の間に配置される燃料電池用セパレータユニットであって、
該燃料電池用セパレータユニットは、
一方の高分子電解質膜の燃料極側に隣接されるとともに、該高分子電解質膜との間に、燃料ガスが供給される燃料ガス室を形成する第一セパレータと、
他方の高分子電解質膜の酸化ガス極側に隣接されるとともに、該高分子電解質膜との間に、酸化ガスが供給される酸化ガス室を形成する第二セパレータと、
を備え、
前記第一セパレータ及び第二セパレータは、互いに金属製の薄板部材からなり、
前記第一セパレータの前記燃料極側の平面部には、燃料ガス室を形成する断面視凹状の複数の波状部が形成され、
前記第二セパレータの前記酸化ガス極側の平面部には、酸化ガス室を形成する断面視凹状の複数の波状部が形成され、
前記第一セパレータにおける前記燃料極と対向しない側面と、前記第二セパレータにおける前記酸化ガス極と対向しない側面との間には、枠形状の薄板部材からなるシールプレートが積層配置され、
該シールプレートには、冷却水の経路となる複数の孔部が形成され、
これら第一セパレータと第二セパレータとシールプレートとは、互いに積層状態を保持しつつ固定保持される、
ことを特徴とする燃料電池用セパレータユニット。

【請求項2】

前記シールプレートの表裏両面には、前記孔部を囲むようにシール部材が貼設される、
ことを特徴とする、請求項１に記載の燃料電池用セパレータユニット。

【請求項3】

前記第一セパレータ、及び第二セパレータは、チタン、又はチタン合金製の薄板部材からなる、
ことを特徴とする、請求項１、又は請求項２の内の何れか一項に記載の燃料電池用セパレータユニット。

【請求項4】

前記第一セパレータ、及び第二セパレータは、アルミニウム、又はアルミニウム合金製の薄板部材からなる、
ことを特徴とする、請求項１、又は請求項２の内の何れか一項に記載の燃料電池用セパレータユニット。

【請求項5】

前記第一セパレータ、及び第二セパレータは、ステンレス合金製の薄板部材からなる、
ことを特徴とする、請求項１、又は請求項２の内の何れか一項に記載の燃料電池用セパレータユニット。

【請求項6】

前記第一セパレータ、及び第二セパレータの表裏両面、又は一方側の面には、薄膜ロジウムメッキが施される、
ことを特徴とする、請求項３乃至請求項５の内の何れか一項に記載の燃料電池用セパレータユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば固体高分子型燃料電池に代表される燃料電池において、その内部に備えられる燃料電池用セパレータユニットの技術に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、環境問題や資源問題が叫ばれるなか、炭酸ガスの低減化に有効な燃料電池の開発が進められており、なかでも、固体高分子型燃料電池（ＰＥＦＣ：Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ）は、コンパクトで高出力密度が得られるとともに、簡単なシステムによって運転可能なことから、大いに注目されている。
ここで、固体高分子型燃料電池は、水素イオン伝導性を有する高分子電解質膜（Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｍｅｍｂｒａｎｅ）を電解質として用いる燃料電池であって、主に積層された複数の単位セルからなるスタック構造体として構築される。

【0003】

前記単位セルは、主にシート状の高分子電解質膜や、該高分子電解質膜の一方の側面において、燃料ガス（例えば、水素）が供給される燃料ガス室を形成する燃料ガスセパレータや、該高分子電解質膜の他方の側面において、酸化ガス（例えば、空気）が供給される酸化ガス室を形成する酸化ガスセパレータなどにより構成される。
具体的には、前記燃料ガスセパレータ、及び酸化ガスセパレータは、ともに薄板部材によって形成されており、酸化ガスセパレータ、燃料ガスセパレータ、高分子電解質膜が、順に積層配置されることにより、単位セルが構成される。
そして、このような構成からなる単位セルが多数積層されてスタック構造体が構成され、該スタック構造体によって固体高分子型燃料電池が構築される（例えば、「特許文献１」を参照。）。また、各高分子電解質膜の両側面には、燃料ガスセパレータ、及び酸化ガスセパレータが各々隣接されることとなり、燃料ガス室、及び酸化ガス室がそれぞれ形成されることとなる。
なお、燃料ガスセパレータと酸化ガスセパレータとの間には、冷却水室が形成される。

【0004】

ところで、このような構成からなる固体高分子型燃料電池においては、従来から、各セパレータの表面に形成される断面視凹状の複数の波状部によって、前述した燃料ガス室や酸化ガス室や冷却水室を構成することとしている。
ここで、セパレータの素材が金属である場合、複数の波状部はプレス成形によって形成されるのが一般的である。
この際、セパレータは薄板部材によって形成されるところ、例えば、該セパレータの表面に断面視凹状の波状部をプレス形成すれば、該セパレータの裏面には、断面視凸状の波状部が、表面の波状部と同形状にプレス成形されることとなり、セパレータの表面と裏面とにおいて、別形状の波状部を形成することはできなかった。
従って、例えば、セパレータの表面に、燃料ガス室を構成することとなる断面視凹状の複数の波状部を、燃料ガスの流れに応じてプレス形成した場合、前記セパレータの裏面には、前記表面の波状部と同形状、且つ断面視凸状の波状部が同時に形成されることとなり、前記裏面の波状部によって、冷却水の流れが妨げられることがあった。

【0005】

一方、セパレータの素材が炭素系素材である場合、該セパレータの表面と裏面とにおいて、別形状の波状部を形成することは可能である。
しかし、炭素系素材は振動に弱く脆性を有することから、破損しやすく耐久性に乏しいという欠点があった。

【0006】

さらに、従来の固体高分子型燃料電池においては、二枚のセパレータ、及び高分子電解質膜を、一枚ずつ積層して単位セルを構成していたため、工数が多くかかり、微調整が必要となり、単位セル及びスタック構造体の構築には長時間が必要となっていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１０−２３８６２８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明は、以上に示した現状の問題点を鑑みてなされたものであり、金属製の薄板部材からなるセパレータを用いて、燃料ガスや酸化ガスや冷却水が供給される室を十分に確保しつつ、単位セル及びスタック構造体を構築する時間を短縮化することができる燃料電池用セパレータユニットの提供を課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

【0010】

即ち、請求項１においては、互いに対向する一対の高分子電解質膜の間に配置される燃料電池用セパレータユニットであって、該燃料電池用セパレータユニットは、一方の高分子電解質膜の燃料極側に隣接されるとともに、該高分子電解質膜との間に、燃料ガスが供給される燃料ガス室を形成する第一セパレータと、他方の高分子電解質膜の酸化ガス極側に隣接されるとともに、該高分子電解質膜との間に、酸化ガスが供給される酸化ガス室を形成する第二セパレータと、を備え、前記第一セパレータ及び第二セパレータは、互いに金属製の薄板部材からなり、前記第一セパレータの前記燃料極側の平面部には、燃料ガス室を形成する断面視凹状の複数の波状部が形成され、前記第二セパレータの前記酸化ガス極側の平面部には、酸化ガス室を形成する断面視凹状の複数の波状部が形成され、前記第一セパレータにおける前記燃料極と対向しない側面と、前記第二セパレータにおける前記酸化ガス極と対向しない側面との間には、枠形状の薄板部材からなるシールプレートが積層配置され、該シールプレートには、冷却水の経路となる複数の孔部が形成され、これら第一セパレータと第二セパレータとシールプレートとは、互いに積層状態を保持しつつ固定保持されるものである。

【0011】

請求項２においては、請求項１に記載の燃料電池用セパレータユニットであって、前記シールプレートの表裏両面には、前記孔部を囲むようにシール部材が貼設されるものである。

【0012】

請求項３においては、請求項１、又は請求項２の内の何れか一項に記載の燃料電池用セパレータユニットであって、前記第一セパレータ、及び第二セパレータは、チタン、又はチタン合金製の薄板部材からなるものである。

【0013】

請求項４においては、請求項１、又は請求項２の内の何れか一項に記載の燃料電池用セパレータユニットであって、前記第一セパレータ、及び第二セパレータは、アルミニウム、又はアルミニウム合金製の薄板部材からなるものである。

【0014】

請求項５においては、請求項１、又は請求項２の内の何れか一項に記載の燃料電池用セパレータユニットであって、前記第一セパレータ、及び第二セパレータは、ステンレス合金製の薄板部材からなるものである。

【0015】

請求項６においては、請求項３乃至請求項５の内の何れか一項に記載の燃料電池用セパレータユニットであって、前記第一セパレータ、及び第二セパレータの表裏両面、又は一方側の面には、薄膜ロジウムメッキが施されるものである。

【発明の効果】

【0016】

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
即ち、本発明に係る燃料電池用セパレータユニットによれば、金属製の薄板部材からなるセパレータを用いて、燃料ガスや酸化ガスや冷却水が供給される室を十分に確保しつつ、単位セル及びスタック構造体を構築する時間を短縮化することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明に係る燃料電池用セパレータユニットを備える燃料電池の全体的な構成を示した分解斜視図。

【図2】同じく、本発明に係る燃料電池用セパレータユニットを備える単位セルの全体的な構成を示した分解斜視図。

【図3】酸化ガス配流板の形状を示した正面図。

【図4】シールプレートの形状を示した正面図。

【図5】燃料ガス配流板の形状を示した正面図。

【図6】ＭＥＡプレートの形状を示した正面図。

【発明を実施するための形態】

【0018】

次に、発明の実施の形態を説明する。

【0019】

［燃料電池１］
先ず、本発明に係る燃料電池用セパレータユニット６０（図２を参照）を備える燃料電池１の全体構成について、図１を用いて説明する。
なお、以下の説明に関しては便宜上、図１の上下方向を燃料電池１の上下方向と規定して記述する。また、図１においては、矢印Ａの方向を前方と規定して記述する。

【0020】

本実施形態における燃料電池１は、所謂「固体高分子型燃料電池」であって、水素イオン伝導性を有する高分子電解質膜を電解質として備える燃料電池である。
燃料電池１は、主に積層体２やエンドプレート３や締付板４などにより構成される。

【0021】

積層体２は、燃料電池１の電源機能を発現するために、該燃料電池１に備えられる構造体である。
積層体２は、例えば水平方向、且つ前後方向（矢印Ａとの平行方向）に積層される、複数の単位セル５０・５０・・・からなるスタック構造体として構築される。

【0022】

なお、前記単位セル５０は、積層体２を構成する一単位として設けられ、本発明に係るセパレータユニット６０（図２を参照）と、高分子電解質膜を含むＭＥＡ５５が貼設されるＭＥＡプレート５４とを各々積層することによって構成される。
従って、積層体２は、複数のセパレータユニット６０・６０・・・と、ＭＥＡ５５・５５・・・（より具体的には、ＭＥＡプレート５４・５４・・・）とが、順に交互に積層配置されることによって構成されるのである。

【0023】

次に、エンドプレート３について説明する。
エンドプレート３は、積層体２による起電力を燃料電池１の外部に取り出すために、該燃料電池１に備えられる部品である。
エンドプレート３は、導電性材料からなる矩形板状の部材からなり、その側端部の一部には、端子部３ａが突設されている。

【0024】

そして、エンドプレート３・３は、一組の積層体２に対して二枚設けられ、該積層体２の前後方向（複数の単位セル５０・５０・・・の積層方向。以下同じ。）の両端面（積層体２の最前面側、及び最後面側）において、前記積層体２を挟持するようにして積層配置される。

【0025】

なお、積層体２の前後両端面とエンドプレート３・３との間には、図示せぬ導電性のシート状パッキンが各々挟着されており、前記間隙部（積層体２とエンドプレート３との間）より、燃料ガス（本実施形態においては、水素を採用）や、酸化ガス（本実施形態においては、空気を採用）や、冷却水が漏洩するのを防止する構成となっている。

【0026】

次に、締付板４について説明する。
締付板４は、図示せぬ複数本の拘束バーとともに、積層体２と、エンドプレート３・３との積層姿勢（より具体的には、複数の単位セル５０・５０・・・と、二枚のエンドプレート３・３との積層方向側の形状。以下同じ。）を保持するために、燃料電池１に備えられる部品である。
締付板４・４は、絶縁材料からなる十分な厚みを有した矩形板状の部材からなり、一組の積層体２に対して二個設けられる。

【0027】

そして、締付板４・４は、積層体２の前後両側に配設される二枚のエンドプレート３・３の、更に前後方向の両端面（即ち、前側のエンドプレート３の前面側、及び後側のエンドプレート３の後面側）において、これらの積層体２とエンドプレート３・３とを同時に挟持するようにして積層配置される。
つまり、本実施形態における燃料電池１においては、積層方向の後方から前方に向かって、締付板４、エンドプレート３、積層体２、エンドプレート３、締付板４と順に積層配置される。

【0028】

なお、締付板４は、前述したような絶縁材料に限定されることなく、導電性を有する金属材料によっても形成することは可能である。但し、この場合においては、締付板４とエンドプレート３との電気的結合の発生を防止するために、シート状の絶縁部材を、これら締付板４とエンドプレート３との間に挟着することが必要となる。

【0029】

ここで、前側に配設される締付板４（以下、適宜「前側締付板４Ｆ」と記載する）の平面の左右両側には、前後方向に貫通する複数の貫通孔４ａ・４ａ・・・が設けられる。
また、後側に配設される締付板４（以下、適宜「後側締付板４Ｒ」と記載する）の平面の左右両側には、複数の貫通孔４ｂ・４ｂ・・・が、前記貫通孔４ａ・４ａ・・・に対して、各々同軸上に形成される。
さらに、エンドプレート３の平面の左右両側には、複数の貫通孔３ｂ・３ｂ・・・が、前記貫通孔４ａ・４ａ・・・（或いは、貫通孔４ｂ・４ｂ・・・）に対して、各々同軸上に形成される。

【0030】

そして、前後方向に延出する複数の拘束バー（図示せず）が、これら複数の貫通孔４ａ・４ａ・・・、４ｂ・４ｂ・・・、３ｂ・３ｂ・・・に対して、それぞれ同時に貫通するようにして配置されるとともに、各拘束バーの両端部には、ナット等が締め付けられる。
これにより、積層体２を構成する複数の単位セル５０・５０・・・、及び二枚のエンドプレート３・３は、前側締付板４Ｆと後側締付板４Ｒとを介して、前後方向に隙間なく拘束されることとなり、積層体２とエンドプレート３・３との積層姿勢が堅固に保持されるのである。

【0031】

ところで、一方の締付板４（本実施形態においては、前側締付板４Ｆ）の平面部には、複数の凹部（より具体的には、第一乃至第四凹部４１・４２・４３・４４）が形成されており、該凹部には、複数の支持ブラケット（より具体的には、第一乃至第四支持ブラケット５・６・７・８）が、ボルト等を介して、各々着脱可能に固設されている。

【0032】

具体的には、前側締付板４Ｆの前面において、例えば、その上部には、左右方向（平面視にて、複数の単位セル５０・５０・・・の積層方向との直交方向。以下同じ。）に延出する略長方形状の第一凹部４１と、台形状の第二凹部４２とが各々設けられるとともに、その下部には、同じく左右方向に延出する略長方形状の第三凹部４３と、正方形状の第四凹部４４とが各々設けられている。

【0033】

前記第一凹部４１の底面において、その右部には、前後方向に貫通する貫通孔４１ａが形成されるとともに、その左部には、略逆三角形状に開口する開口部４１ｂが形成されている。
また、第二凹部４２の底面において、その中央部には、略台形状に開口する開口部４２ａが形成されている。
また、第三凹部４３の底面において、その左部には、前後方向に貫通する貫通孔４３ａが形成されるとともに、その右部には、左右方向に延出する長方形状の開口部４３ｂが形成されている。
さらに、第四凹部４４の底面において、その中央部には、正方形状に開口する開口部４４ａが形成されている。

【0034】

一方、第一支持ブラケット５は、略長方形状の板部材からなるベースプレート５ａと、該ベースプレート５ａの平面の左右両部に各々垂設される二本の配管部材５ｂ・５ｃとにより構成されるとともに、前記ベースプレート５ａの形状は、第一凹部４１の形状と同等となっている。

【0035】

そして、第一支持ブラケット５は、二本の配管部材５ｂ・５ｃが、ともに前方に向かって延出するようにして配設され、ベースプレート５ａを介して第一凹部４１に嵌設される。
これにより、ベースプレート５ａの平面の右部に垂設される配管部材（以下、「第一右側配管部材」と記載する）５ｂと、第一凹部４１の底面の右部に形成される貫通孔４１ａとが、互いに連結されることとなる。また、ベースプレート５ａの平面の左部に垂設される配管部材（以下、「第一左側配管部材」と記載する）５ｃと、第一凹部４１の底面の左部に形成される開口部４１ｂとが、互いに連結されることとなる。

【0036】

また、第二支持ブラケット６は、台形状の板部材からなるベースプレート６ａと、該ベースプレート６ａの平面の中央部に垂設される配管部材（以下、「第二配管部材」と記載する）６ｂとにより構成されるとともに、前記ベースプレート６ａの形状は、第二凹部４２の形状と同等となっている。

【0037】

そして、第二支持ブラケット６は、第二配管部材６ｂが前方に向かって延出するようにして配設され、ベースプレート６ａを介して第二凹部４２に嵌設される。
これにより、ベースプレート６ａの平面の中央部に垂設される第二配管部材６ｂと、第二凹部４２の底面の中央部に形成される開口部４２ａとが、互いに連結されることとなる。

【0038】

また、第三支持ブラケット７は、略長方形状の板部材からなるベースプレート７ａと、該ベースプレート７ａの平面の左右両側部に各々垂設される二本の配管部材７ｂ・７ｃとにより構成されるとともに、前記ベースプレート７ａの形状は、第三凹部４３の形状と同等となっている。

【0039】

そして、第三支持ブラケット７は、二本の配管部材７ｂ・７ｃが、ともに前方に向かって延出するようにして配設され、ベースプレート７ａを介して第三凹部４３に嵌設される。
これにより、ベースプレート７ａの平面の右部に垂設される配管部材（以下、「第三右側配管部材」と記載する）７ｂと、第三凹部４３の底面の右側に形成される開口部４３ｂとが、互いに連結されることとなる。また、ベースプレート７ａの平面の左部に垂設される配管部材（以下、「第三左側配管部材」と記載する）７ｃと、第三凹部４３の底面の左部に形成される貫通孔４３ａとが、互いに連結されることとなる。

【0040】

さらに、第四支持ブラケット８は、正方形状の板部材からなるベースプレート８ａと、該ベースプレート８ａの平面の中央部に垂設される配管部材（以下、「第四配管部材」と記載する）８ｂとにより構成されるとともに、前記ベースプレート８ａの形状は、第四凹部４４の形状と同等となっている。

【0041】

そして、第四支持ブラケット８は第四配管部材８ｂが前方に向かって延出するようにして配設され、ベースプレート８ａを介して第四凹部４４に嵌設される。
これにより、ベースプレート８ａの平面の中央部に垂設される第四配管部材８ｂと、第四凹部４４の底面の中央部に形成される開口部４４ａとが、互いに連結されることとなる。

【0042】

以上に示したように、本実施形態における燃料電池１は、積層体２やエンドプレート３・３や締付板４・４（より具体的には、前側締付板４Ｆと後側締付板４Ｒ）などにより構成されるとともに、前側締付板４Ｆの前面には、複数の支持ブラケット（より具体的には、第一乃至第四支持ブラケット５・６・７・８）が固設される。

【0043】

そして、第一支持ブラケット５において、第一右側配管部材５ｂの延出端部には、冷却水供給用の配管部材（以下、「冷却水供給配管」と記載する）１１が既知の継手部材を介して接続され、また、第一左側配管部材５ｃの延出端部には、酸化ガス（空気）供給用の配管部材（以下、「酸化ガス供給配管」と記載する）１２が既知の継手部材を介して接続される。

【0044】

また、第二支持ブラケット６において、第二配管部材６ｂの延出端部には、燃料ガス（水素）供給用の配管部材（以下、「燃料ガス供給配管」と記載する）１３が既知の継手部材を介して接続される。

【0045】

また、第三支持ブラケット７において、第三右側配管部材７ｂの延出端部には、酸化ガス（空気）排出用の配管部材（以下、「酸化ガス排出配管」と記載する）１４が既知の継手部材を介して接続され、また、第三左側配管部材７ｃの延出端部には、冷却水排出用の配管部材（以下、「冷却水排出配管」と記載する）１５が既知の継手部材を介して接続される。

【0046】

さらに、第四支持ブラケット８において、第四配管部材８ｂの延出端部には、燃料ガス（水素）排出用の配管部材（以下、「燃料ガス排出配管」と記載する）１６が既知の継手部材を介して接続されるのである。

【0047】

［単位セル５０］
次に、積層体２を構築する単位セル５０の構成について、図２乃至図６を用いて説明する。
なお、以下の説明に関しては便宜上、図２乃至図６の上下方向を単位セル５０（より具体的には、酸化ガス配流板５１、シールプレート５２、燃料ガス配流板５３、及びＭＥＡプレート５４）の上下方向と規定して記述する。また、図２においては、矢印Ａの方向を前方と規定して記述する。

【0048】

単位セル５０は、図２に示すように、主に酸化ガス配流板５１やシールプレート５２や燃料ガス配流板５３やＭＥＡプレート５４などにより構成される。
ここで、酸化ガス配流板５１、シールプレート５２、及び燃料ガス配流板５３は、前方から後方に向かって順に積層配置されるとともに「かしめ」などが施され、セパレータユニット６０として予め一体化されている。また、セパレータユニット６０の後端面（即ち、燃料ガス配流板５３の後面側）には、ＭＥＡプレート５４が積層配置される。
このように、単位セル５０は、予め一体化されたセパレータユニット６０と、ＭＥＡプレート５４との積層構造体として構築されるのである。

【0049】

酸化ガス配流板５１は、高分子電解質膜を含むＭＥＡ５５の他方の側面（本実施形態においては、後側面）において、酸化ガス（空気）が供給される酸化ガス室を形成するセパレータとして、単位セル５０に備えられる部材であって、集電体としての機能を兼ね備える。
酸化ガス配流板５１は、導電性材料からなる長方形状の薄板部材からなり、長手方向を上下方向（側面視にて、複数の単位セル５０・５０・・・の積層方向との直交方向。以下同じ。）としつつ、前後方向に積層配置される。

【0050】

酸化ガス配流板５１の平面の上下両部には、左右方向に延出する長方形状の開口部５１ｅ・５１ｆが各々形成される。
また、酸化ガス配流板５１の右側端部の上部と下部、及び左側端部の上部と下部には、矩形状の突出部５１Ａ・５１Ｂ・５１Ｃ・５１Ｄが各々形成されるとともに、これらの突出部５１Ａ・５１Ｂ・５１Ｃ・５１Ｄの中央部には、矩形状の開口部５１ａ・５１ｂ・５１ｃ・５１ｄが各々形成されている。

【0051】

そして、図３に示すように、酸化ガス配流板５１の平面には、エンボス加工による複数の波状部が形成される。
具体的には、上部に形成される開口部５１ｅ（以下、「上側開口部５１ｅ」と記載する）と、下部に形成される開口部５１ｆ（以下、「下側開口部５１ｆ」と記載する）との間において、上下方向に延出する一直線状の複数の波状部（以下、「第一波状部」と記載する）６１・６１・・・が、各々平行に形成される。
また、これらの上側開口部５１ｅ、下側開口部５１ｆ、及び複数の第一波状部６１・６１・・・を同時に包囲するようにして、矩形枠状の波状部（以下、「第二波状部」と記載する）６２が形成される。
さらに、突出部５１Ａ・５１Ｂ・５１Ｃ・５１Ｄにおける開口部５１ａ・５１ｂ・５１ｃ・５１ｄを各々包囲するようにして、矩形枠状の複数の波状部（以下、「第三波状部」と記載する）６３・６３・・・がそれぞれ形成される。

【0052】

なお、これらの第一乃至第三波状部６１・６２・６３は、何れも酸化ガス配流板５１の前面において凸状となり、且つ後面において凹状となるようにして形成されている。
そして、酸化ガス配流板５１の前面側に、後述するＭＥＡプレート５４が積層されると、複数の第一波状部６１・６１・・・の突出端部は、ＭＥＡ５５の後面に当接されることとなる。
これによって、互いに隣り合う第一波状部６１・６１の間には、酸化ガス配流板５１の前面と、ＭＥＡ５５の後面とによって囲まれた一直線状の空間部７０が形成されることとなり、該空間部７０をもって、酸化ガス（空気）が供給される酸化ガス室として利用されるのである。

【0053】

次に、シールプレート５２について説明する。
シールプレート５２は、酸化ガス配流板５１と、後述する燃料ガス配流板５３との間において、冷却水の流通経路を確保するために、単位セル５０に備えられる部材である。
シールプレート５２は、図４に示すように、導電性材料からなる薄板部材からなり、前述した酸化ガス配流板５１と略同等な外形形状を有する一方、平面においてエンボス加工による波状部が形成されることがなく、複数の開口部が形成される点について、前記酸化ガス配流板５１と相異する。
なお、以下の説明においては、主に、酸化ガス配流板５１との相異点について記載し、該酸化ガス配流板５１と同等な点については記載を省略する。

【0054】

シールプレート５２の平面の上下両部において、上側開口部５２ｅの下方、及び下側開口部５２ｆの上方には、複数の長孔６４・６４・・・及び丸孔６５・６５が一組となって、各々形成されている。

【0055】

前記長孔６４・６４・・・は、各々一方側に傾斜させて形成され、互いに左右方向に平行となるようにして配設される。また、これらの長孔６４・６４・・・の左右両側には、丸孔６５・６５が各々配設される。
そして、これらの長孔６４・６４・・・、及び丸孔６５・６５が配設される領域（図４における領域Ｘ）は、突出部５２Ａの左側方（或いは、突出部５２Ｄの右側方）に位置するとともに、開口部５２ａ（或いは、開口部５２ｄ）の上下寸法と略同等な上下幅寸法となるように設定されている。

【0056】

シールプレート５２の平面において、その上部に配設される、複数の長孔６４・６４・・・及び丸孔６５・６５（以下、適宜「上部長孔群６６」と記載する）と、その下部に配設される、複数の長孔６４・６４・・・及び丸孔６５・６５（以下、適宜「下部長孔群６７」と記載する）との間には、長方形状の開口部６８が、上下方向に延出しつつ、左右両側に僅かな幅の縁部を残すようにして形成される。
換言すると、シールプレート５２は、開口部６８を内部に有する枠形状の薄板部材として形成される。

【0057】

シールプレート５２の前後両面には、シーラント（コーキング材）の塗工によって形成された複数のシール部材が固着されている。
具体的には、上部長孔群６６、下部長孔群６７、及び開口部６８を同時に包囲するようにして、矩形枠状のシール部材（以下、「第一シール部材」と記載する）７１が固着される。
また、上部開口部５２ｅ、及び下部開口部５２ｆを各々包囲するようにして、矩形枠状のシール部材（以下、「第二シール部材」と記載する）７２・７２が各々固着される。
さらに、突出部５２Ａ・５２Ｂ・５２Ｃ・５２Ｄにおける開口部５２ａ・５２ｂ・５２ｃ・５２ｄを各々包囲するようにして、矩形枠状の複数のシール部材（以下、「第三シール部材」と記載する）７３・７３・・・がそれぞれ固着される。

【0058】

なお、図示しないが、シールプレート５２の後面において、突出部５２Ａの開口部５２ａと、上部長孔群６６との間（図４に示す領域Ｙ１。但し、シールプレート５２の後面における領域を示す。）においては、シール部材が除去されている。
また、同じく図示しないが、シールプレート５２の後面において、突出部５２Ｄの開口部５２ｄと、下部長孔群６７との間（図４に示す領域Ｙ２。但し、シールプレート５２の後面における領域を示す。）においては、他の領域に比べて高さの低いシール部材が固着されている。

【0059】

そして、このような形状からなるシールプレート５２の前面側に酸化ガス配流板５１が積層されると、前記シールプレート５２の第一シール部材７１、及び第二シール部材７２・７２は、前記酸化ガス配流板５１の後面に形成される断面視凹形状の第二波状部６２内に、同時に嵌入されることとなる。
また、それぞれの突出部５２Ａ・５２Ｂ・５２Ｃ・５２Ｄに固着される複数の第三シール部材７３・７３・７３・７３は、酸化ガス配流板５１の各突出部５１Ａ・５１Ｂ・５１Ｃ・５１Ｄの後面に形成される、断面視凹形状の第三波状部６３・６３・６３・６３内に嵌入されることとなる。

【0060】

一方、シールプレート５２の後面側には燃料ガス配流板５３が積層されることとなるが、この際、該シールプレート５２の後面に固着される第一乃至第三シール部材７１・７２・７３は、後述するように、前記燃料ガス配流板５３の前面に形成される、断面視凹形状の複数の波状部に各々嵌入されることとなる。

【0061】

こうして、酸化ガス配流板５１と燃料ガス配流板５３との間において、シールプレート５２における上部長孔群６６、下部長孔群６７、及び開口部６８を同時に包囲する領域や、上側開口部５２ｅや、下側開口部５２ｆや、各突出部５２Ａ・５２Ｂ・５２Ｃ・５２Ｄの開口部５２ａ・５２ｂ・５２ｃ・５２ｄは、第一乃至第三シール部材７１・７２・７３によって各々シールされることとなり、燃料ガス（水素）や、酸化ガス（空気）や、冷却水などの漏洩防止が図られている。

【0062】

また、酸化ガス配流板５１と燃料ガス配流板５３との間にシールプレート５２を積層配置することによって、これらの酸化ガス配流板５１と燃料ガス配流板５３との間（より具体的には、シールプレート５２の開口部６８によって囲まれた範囲）には、前後方向の隙間が形成されることとなり、本実施形態においては、該隙間をもって冷却水室を構成するとともに、冷却水の流通経路を確保することとしている。
従って、従来の燃料電池に見られるような、互いのセパレータ（即ち、酸化ガス配流板と燃料ガス配流板）に形成される波状部の形状によって、冷却水の流れが妨げられることもないのである。

【0063】

次に、燃料ガス配流板５３について説明する。
燃料ガス配流板５３は、高分子電解質膜を含むＭＥＡ５５の一方の側面（本実施形態においては、前側面）において、燃料ガス（水素）が供給される水素ガス室を形成するセパレータとして、単位セル５０に備えられる部材であって、集電体としての機能を兼ね備える。
燃料ガス配流板５３は、図５に示すように、導電性材料からなる薄板部材からなり、前述した酸化ガス配流板５１と略同等な外形形状を有する一方、エンボス加工による波状部の構成について、前記酸化ガス配流板５１と一部相異する。
なお、以下の説明においては、主に、酸化ガス配流板５１との相異点について記載し、該酸化ガス配流板５１と同等な点については記載を省略する。

【0064】

燃料ガス配流板５３の平面には、エンボス加工による複数の波状部が形成される。
具体的には、上側開口部５３ｅの下方において、左右方向に延出する一直線状の複数の波状部（以下、「第四波状部」と記載する）７６・７６・・・が、各々平行に形成されており、これら複数の第四波状部７６・７６・・・は、一方（右方）の端部において、突出部５３Ａの開口部５３ａと各々連通されている。
また、下側開口部５３ｆの上方において、左右方向に延出する一直線状の複数の波状部（以下、「第五波状部」と記載する）７７・７７・・・が、各々平行に形成されており、これら複数の第五波状部７７・７７・・・は、他方（左方）の端部において、突出部５３Ｄの開口部５３ｄと各々連通されている。

【0065】

そして、これらの第四波状部７６・７６・・・、及び開口部５３ａを同時に包囲するようにして、矩形枠状の波状部（以下、「第六波状部」と記載する）７８が形成される。
また、これらの第五波状部７７・７７・・・、及び開口部５３ｄを同時に包囲するようにして、矩形枠状の波状部（以下、「第七波状部」と記載する）７９が形成される。

【0066】

また、上側開口部５３ｅ、下側開口部５３ｆ、及び突出部５３Ｂ・５３Ｄにおける開口部５３ｂ・５３ｄを各々包囲するようにして、矩形枠状の複数の波状部（以下、「第八波状部」と記載する）８０・８０・８０・８０がそれぞれ形成される。

【0067】

さらに、第四波状部７６・７６・・・と第五波状部７７・７７・・・との間において、上下方向に延出する「Ｌ字」形状の複数の波状部（以下、「第九波状部」と記載する）８１・８１・・・が、各々平行に形成される。
また、これら複数の第九波状部８１・８１・・・を同時に包囲するようにして、矩形枠状の波状部（以下、「第十波状部」と記載する）８２が形成される。

【0068】

なお、これらの第四乃至第十波状部７６・７７・・・８２は、何れも燃料ガス配流板５３の前面において凹状となり、且つ後面において凸状となるようにして形成される。
そして、燃料ガス配流板５３の後面側に、後述するＭＥＡプレート５４が積層されると、複数の第九波状部８１・８１・・・の突出端部は、ＭＥＡ５５の前面に当接されることとなる。
これによって、互いに隣り合う第九波状部８１・８１の間には、燃料ガス配流板５３の後面と、ＭＥＡ５５の前面とによって囲まれた「Ｌ字」形状の空間部８３が形成されることとなり、該空間部８３をもって、燃料ガス（水素）が供給される燃料ガス室として利用されるのである。

【0069】

また、燃料ガス配流板５３の前面側には、シールプレート５２が積層されることとなるが、この際、該シールプレート５２の第一シール部材７１は、燃料ガス配流板５３の第六波状部７８、第七波状部７９、及び第十波状部８２の内部に、同時に嵌入される。
また、シールプレート５２の第二シール部材７２・７２は、燃料ガス配流板５３の上側開口部５３ｅ、及び下側開口部５３ｆの周囲にそれぞれ形成される第八波状部８０・８０内に各々嵌入される。
また、シールプレート５２において右側端部の下部の突出部５２Ｂに設けられる第三シール部材７３、及び左側端部の上部の突出部５２Ｃに設けられる第三シール部材７３は、燃料ガス配流板５３において右側端部の下部の突出部５３Ｂに設けられる第八波状部８０内、及び左側端部の上部の突出部５３Ｃに設けられる第八波状部８０内に各々嵌入される。
さらに、シールプレート５２において右側端部の上部の突出部５２Ａに設けられる第三シール部材７３、及び左側端部の下部の突出部５２Ｄに設けられる第三シール部材７３は、燃料ガス配流板５３の第六波状部７８内、及び第七波状部７９内に各々嵌入される。但し、前述したように、領域Ｙ１内における第三シール部材７３は除去されており、また領域Ｙ２内における第三シール部材７３は他の領域に比べて高さが低くなっていることから、複数の第四波状部７６・７６・・・と、突出部５３Ａの開口部５３ａとの連通状態、及び複数の第五波状部７７・７７・・・と、突出部５３Ｄの開口部５３ｄとの連通状態が、これら第三シール部材７３・７３によって、各々遮断（シール）されることはない。

【0070】

次に、ＭＥＡプレート５４について説明する。
ＭＥＡプレート５４は、膜・電極接合体（ＭＥＡ：Ｍｅｍｂｒａｎｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ａｓｓｅｍｂｌｙ）５５を備え、起電部品として単位セル５０に備えられる部材である。
ＭＥＡプレート５４は、熱可塑性樹脂からなる薄板部材からなり、前述した酸化ガス配流板５１と略同等な外形形状を有する一方、平面においてエンボス加工による波状部が形成されることがなく、膜・電極接合体（以下、単に「ＭＥＡ」と記載する）５５を備える点について、前記酸化ガス配流板５１と相異する。
なお、以下の説明においては、主に、酸化ガス配流板５１との相異点について記載し、該酸化ガス配流板５１と同等な点については記載を省略する。

【0071】

ＭＥＡプレート５４の平面において、上側開口部５４ｅと下側開口部５４ｆとの間には、長方形状の開口部６９が、上下方向に延出しつつ、左右両側に僅かな幅の縁部を残すようにして形成される。
換言すると、ＭＥＡプレート５４は、開口部６９を内部に有する枠形状の薄板部材として形成される。

【0072】

前記開口部６９は、前述したシールプレート５２（図４を参照）の開口部６８と同等な形状に形成される。また、セパレータユニット６０の後端面（即ち、燃料ガス配流板５３の後面側）に、ＭＥＡプレート５４が積層配置された状態において、開口部６９は、シールプレート５２の開口部６８と、正面視にて重畳する位置に形成されている。

【0073】

そして、開口部６８には、ＭＥＡ５５が、該開口部６８を閉塞するようにして貼設されている。

【0074】

ここで、図示しないが、ＭＥＡ５５は、主にシート状の高分子電解質膜や燃料極や酸化ガス極によって構成される。
前記高分子電解質膜は、電解質としてＭＥＡ５５に備えられる物質であって、パーフルオロカーボンスルホン酸樹脂、例えば、ナフィオン（商品名、デュポン社製）などのイオン交換樹脂により形成される。
一方、燃料極、及び酸化ガス極は、負極、及び正極としてＭＥＡ５５に各々備えられる物質であって、白金、パラジュウム、或いはこれらの合金などの触媒を担持した導電性微粒子を、ポリテトラフルオロエチレンのような樹脂結合剤によって結着させつつ保持した多孔質体により形成される。

【0075】

そして、燃料極、及び酸化剤極によって、高分子電解質膜を挟持するようにして、これらの高分子電解質膜、燃料極、及び酸化ガス極を各々積層することによって、ＭＥＡ５５は構成される。

【0076】

なお、ＭＥＡ５５は、セパレータユニット６０の後端面（即ち、燃料ガス配流板５３の後面側）に、ＭＥＡプレート５４が積層配置された状態において、常に、燃料極が前面側（即ち、燃料ガス配流板５３側）となるように、且つ酸化ガス極が後面側（即ち、酸化ガス配流板５１側）となるようにして、前記ＭＥＡプレート５４の開口部６９に配設される。

【0077】

ところで、ＭＥＡプレート５４の前後両面には、弾性部材からなる帯状のシール部材７５が各々貼設されている。
よって、ＭＥＡプレート５４の前面側に、セパレータユニット６０の後端面（即ち、燃料ガス配流板５３の後面側）が積層され、或いは、ＭＥＡプレート５４の後面側に、セパレータユニット６０の前端面（即ち、酸化ガス配流板５１の前面側）が積層されたとしても、ＭＥＡプレート５４の上下両部に形成される上側開口部５４ｅや下側開口部５４ｆ、複数の突出部５４Ａ・５４Ｂ・５４Ｃ・５４Ｄに各々形成される開口部５４ａ・５４ｂ・５４ｃ・５４ｄ、及び開口部６９に貼設されるＭＥＡ５５は、シール部材７５によって確実にシールされるようになっている。

【0078】

以上のような構成からなる複数の単位セル５０・５０・・・を、規則的に積層配置することによって、積層体２は構成される。
そして、このような積層体２を備える燃料電池１に供給される、燃料ガス（水素）や酸化ガス（空気）や冷却水は、以下に示すように、各単位セル５０内を循環した後、前記燃料電池１の外部に排出されることとなる。

【0079】

即ち、図１に示すように、燃料ガス供給配管１３によって、燃料電池１に供給される燃料ガス（水素）は、第二支持ブラケット６を介して、前側締付板４Ｆの開口部４２ａへと導かれ、エンドプレート３を通過した後、積層体２に供給される。

【0080】

積層体２に供給された燃料ガス（水素）は、図２に示すように、各単位セル５０内において、先ず始めに、酸化ガス配流板５１の突出部５１Ｃに形成される開口部５１ｃを通過し、続いて、シールプレート５２の突出部５２Ｃに形成される開口部５２ｃを通過し、その後、さらに、燃料ガス配流板５３の突出部５３Ｃに形成される開口部５３ｃを通過する。

【0081】

そして、前記開口部５３ｃを通過した燃料ガス（水素）の一部は、その後、ＭＥＡプレート５４の突出部５４Ｃに形成される開口部５４ｃを通過し、後方に位置する別の単位セル５０へと供給される。

【0082】

一方、前記開口部５３ｃを通過した燃料ガス（水素）の残りの他部は、その後、燃料ガス配流板５３の後面側に形成される複数の空間部８３・８３・・・（図５を参照）に沿いつつ、前記燃料ガス配流板５３の後面と、ＭＥＡプレート５４（より具体的には、ＭＥＡ５５）の前面との間を、上方から下方に向かって流れ、前記燃料ガス配流板５３の突出部５３Ｂへと導かれる。

【0083】

その後、燃料ガス配流板５３の突出部５３Ｂに到達した、燃料ガス（水素）の残りの他部は、前記突出部５３Ｂの開口部５３ｂを通過し、続いて、シールプレート５２の突出部５２Ｂに形成される開口部５２ｂを通過し、さらに、酸化ガス配流板５１の突出部５１Ｂの開口部５１ｂを通過する。

【0084】

そして、燃料ガス（水素）の残りの他部は、エンドプレート３（図１を参照）を通過した後、前側締付板４Ｆの開口部４４ａへと導かれ、第四支持ブラケット８を介して、燃料ガス排出配管１６に導かれ、燃料電池１の外部へと排出されるのである。

【0085】

また、図１に示すように、酸化ガス供給配管１２によって、燃料電池１に供給される酸化ガス（空気）は、第一支持ブラケット５を介して、前側締付板４Ｆの開口部４１ｂへと導かれ、エンドプレート３を通過した後、積層体２に供給される。

【0086】

積層体２に供給された酸化ガス（空気）の一部は、図２に示すように、各単位セル５０内において、酸化ガス配流板５１の上側開口部５１ｅ、シールプレート５２の上側開口部５２ｅ、燃料ガス配流板５３の上側開口部５３ｅ、ＭＥＡプレート５４の上側開口部５４ｅ、と順に通過し、後方に位置する別の単位セル５０へと供給される。

【0087】

一方、積層体２に供給された酸化ガス（空気）の残りの他部は、酸化ガス配流板５１の前面側に形成される複数の空間部７０・７０・・・（図３を参照）に沿いつつ、前記酸化ガス配流板５１の前面と、ＭＥＡプレート５４（より具体的には、ＭＥＡ５５）の後面との間を、上方から下方に向かって流れ、前記酸化ガス配流板５１の下側開口部５１ｆへと導かれる。

【0088】

その後、酸化ガス配流板５１の下側開口部５１ｆに到達した、酸化ガス（空気）の残りの他部は、前方に位置する別の単位セル５０へと供給され、ＭＥＡプレート５４の下側開口部５４ｆ、燃料ガス配流板５３の下側開口部５３ｆ、シールプレート５２の下側開口部５２ｆ、酸化ガス配流板５１の下側開口部５４ｆと順に通過する。

【0089】

そして、酸化ガス（空気）の残りの他部は、エンドプレート３（図１を参照）を通過した後、前側締付板４Ｆの開口部４３ｂへと導かれ、第三支持ブラケット７を介して、酸化ガス排出配管１４に導かれ、燃料電池１の外部へと排出されるのである。

【0090】

さらに、図１に示すように、冷却水供給配管１１によって、燃料電池１に供給される冷却水は、第一支持ブラケット５を介して、前側締付板４Ｆの貫通孔４１ａへと導かれ、エンドプレート３を通過した後、積層体２に供給される。

【0091】

積層体２に供給された冷却水は、図２に示すように、各単位セル５０内において、先ず始めに、酸化ガス配流板５１の突出部５１Ａに形成される開口部５１ａを通過し、続いて、シールプレート５２の突出部５２Ａに形成される開口部５２ａを通過し、燃料ガス配流板５３の突出部５３Ａに形成される開口部５３ａへと導かれる。

【0092】

そして、前記開口部５３ａに到達した冷却水の一部は、その後、該開口部５３ａを通過し、さらに、ＭＥＡプレート５４の突出部５４Ａに形成される開口部５４ａを通過して、後方に位置する別の単位セル５０へと供給される。

【0093】

一方、前記開口部５３ａに到達した冷却水の残りの他部は、その後、燃料ガス配流板５３の前面側に形成される複数の第四波状部７６・７６・・・（図５を参照）に沿いつつ、前記燃料ガス配流板５３の前面と、シールプレート５２の後面との間を、右方から左方に向かって流れる。
この際、前記冷却水は、シールプレート５２の上部長孔群６６を通って、該シールプレート５２の前面側に染み出ることとなる。

【0094】

その後、開口部５３ａに到達した冷却水の残りの他部は、シールプレート５２の開口部６８内において、酸化ガス配流板５１の後面と、燃料ガス配流板５３の前面との間を、上方から下方に向かって流れ、シールプレート５２の下部長孔群６７へと導かれる。

【0095】

シールプレート５２の下部長孔群６７に到達した冷却水の残りの他部は、該下部長孔群６７を通って、該シールプレート５２の後面側に染み出ることとなる。
その後、前記冷却水は、燃料ガス配流板５３の前面側に形成される複数の第五波状部７７・７７・・・（図５を参照）に沿いつつ、前記燃料ガス配流板５３の前面と、シールプレート５２の後面との間を、右方から左方に向かって流れ、燃料ガス配流板５３の突出部５３Ｄに形成される開口部５３ｄへと導かれる。

【0096】

そして、燃料ガス配流板５３の突出部５３Ｄに到達した、冷却水の残りの他部は、シールプレート５２の突出部５２Ｄに形成される開口部５２ｄを通過し、続いて、酸化ガス配流板５１の突出部５１Ｄの開口部５１ｄを通過する。

【0097】

その後、冷却水の残りの他部は、エンドプレート３（図１を参照）を通過した後、前側締付板４Ｆの貫通孔４３ａへと導かれ、第三支持ブラケット７を介して、冷却水排出配管１５に導かれ、燃料電池１の外部へと排出されるのである。

【0098】

ところで、前述したように、酸化ガス配流板５１、及び燃料ガス配流板５３は、ともに単位セル５０における集電体としての機能を備えるところ、これら酸化ガス配流板５１、及び燃料ガス配流板５３が置かれる使用環境は、一般的に高電流密度環境、且つ厳しい腐食環境となっている。
よって、酸化ガス配流板５１、及び燃料ガス配流板５３は、このような使用環境に対する耐久性を十分に備える必要がある。

【0099】

そこで、本実施形態における酸化ガス配流板５１、及び燃料ガス配流板５３においては、電流存在下にて耐食性陽極酸化膜を形成することが可能な、チタン（又は、チタン合金）やアルミニウム（又は、アルミニウム合金）やステンレス合金を素材とする薄板部材によって形成することとし、これら酸化ガス配流板５１、及び燃料ガス配流板５３の耐振動特性の向上を可能にしている。

【0100】

また、本実施形態における酸化ガス配流板５１、及び燃料ガス配流板５３においては、チタン（又は、チタン合金）やアルミニウム（又は、アルミニウム合金）やステンレス合金からなる素材に対して、下地メッキを施すことなく直接的に、耐マイグレーションに極めて優れた薄膜ロジウムメッキを施すこととしている。
これによって、本実施形態における酸化ガス配流板５１、及び燃料ガス配流板５３においては、使用環境に対する耐久性と、電気導電性との双方の向上を可能にしている。

【0101】

以上に示したように、本実施形態におけるセパレータユニット６０は、互いに対向する一対のＭＥＡ（高分子電解質膜）５５の間に配置される燃料電池用セパレータユニットであって、該セパレータユニット６０は、一方のＭＥＡ（高分子電解質膜）５５の燃料極側に隣接されるとともに、該ＭＥＡ（高分子電解質膜）５５との間に、燃料ガス（本実施形態においては、水素）が供給される燃料ガス室（即ち、複数の空間部８３・８３・・・）を形成する燃料ガス配流板（第一セパレータ）５３と、他方のＭＥＡ（高分子電解質膜）５５の酸化ガス極側に隣接されるとともに、該ＭＥＡ（高分子電解質膜）５５との間に、酸化ガス（本実施形態においては、空気）が供給される酸化ガス室（即ち、複数の空間部７０・７０・・・）を形成する酸化ガス配流板（第二セパレータ）５１と、を備え、前記燃料ガス配流板（第一セパレータ）５３及び酸化ガス配流板（第二セパレータ）５１は、互いに金属製の薄板部材からなり、前記燃料ガス配流板（第一セパレータ）５３の前記燃料極側の平面部には、燃料ガス室を形成する断面視凹状の複数の第九波状部８１・８１・・・が形成され、前記酸化ガス配流板（第二セパレータ）５１の前記酸化ガス極側の平面部には、酸化ガス室を形成する断面視凹状の複数の第一波状部６１・６１・・・が形成され、前記燃料ガス配流板（第一セパレータ）５３における前記燃料極と対向しない側面と、前記酸化ガス配流板（第二セパレータ）５１における前記酸化ガス極と対向しない側面との間には、枠形状の薄板部材からなるシールプレート５２が積層配置され、該シールプレート５２には、冷却水の経路となる複数の孔部（即ち、上部長孔群６６や下部長孔群６７や開口部６８など）が形成され、これら燃料ガス配流板（第一セパレータ）５３と第二酸化ガス配流板（第二セパレータ）５１とは、互いに積層状態を保持しつつ固定保持されることとなっている。

【0102】

このような構成を有することで、本実施形態における燃料電池用セパレータユニット６０によれば、金属製の薄板部材からなる各々のセパレータ、即ち燃料ガス配流板５３や酸化ガス配流板５１やシールプレート５２を用いて、燃料ガスや酸化ガスや冷却水が供給される室を十分に確保しつつ、単位セル５０及びスタック構造体からなる積層体２を構築する時間を短縮化することができる。

【0103】

具体的には、燃料ガス配流板５３の複数の波状部８１・８１・・・によって形成される空間部（燃料ガス室）８３・８３・・・、及び酸化ガス配流板５１の複数の第一波状部６１・６１・・・によって形成される空間部（酸化ガス室）７０・７０・・・とともに、酸化ガス配流板５１と燃料ガス配流板５３との間にシールプレート５２を積層配置することによって、これらの酸化ガス配流板５１と燃料ガス配流板５３との間（より具体的には、シールプレート５２の開口部６８によって囲まれた範囲）には、前後方向の隙間が形成されることとなり、本実施形態においては、該隙間をもって冷却水室を構成するとともに、冷却水の流通経路を確保することができるのである。
また、本実施形態においては、酸化ガス配流板５１、シールプレート５２、及び燃料ガス配流板５３は、例えば「かしめ」によって、互いに積層状態を保持しつつ固定保持されており（つまり、酸化ガス配流板５１とシールプレート５２と燃料ガス配流板５３とは、「かしめ」などによって、一体的に固設されており）、単位セル５０及びスタック構造体からなる積層体２を構築する時間を短縮化することができるのである。

【0104】

また、本実施形態における燃料電池用セパレータユニット６０において、前記シールプレート５２の表裏両面には、前記孔部（即ち、上部長孔群６６や下部長孔群６７や開口部６８など）を囲むように第一乃至第三シール部材７１・７２・７３が貼設されることとなっている。

【0105】

このように、本実施形態における燃料電池用セパレータユニット６０においては、酸化ガス配流板５１と燃料ガス配流板５３との間にて、シールプレート５２における上部長孔群６６、下部長孔群６７、及び開口部６８を同時に包囲する領域や、上側開口部５２ｅや、下側開口部５２ｆや、各突出部５２Ａ・５２Ｂ・５２Ｃ・５２Ｄの開口部５２ａ・５２ｂ・５２ｃ・５２ｄは、第一乃至第三シール部材７１・７２・７３によって各々シールされることとなり、燃料ガス（水素）や、酸化ガス（空気）や、冷却水などの漏洩防止が図られている。

【0106】

また、本実施形態における燃料電池用セパレータユニット６０において、前記燃料ガス配流板（第一セパレータ）５３、及び酸化ガス配流板（第二セパレータ）５１は、チタン、又はチタン合金製の薄板部材からなることとなっている。
或いは、本実施形態における燃料電池用セパレータユニット６０において、前記燃料ガス配流板（第一セパレータ）５３、及び酸化ガス配流板（第二セパレータ）５１は、アルミニウム、又はアルミニウム合金製の薄板部材からなることとなっている。
或いは、本実施形態における燃料電池用セパレータユニット６０において、前記燃料ガス配流板（第一セパレータ）５３、及び酸化ガス配流板（第二セパレータ）５１は、アルミニウステンレス合金製の薄板部材からなることとなっている。

【0107】

このように、本実施形態における燃料電池用セパレータユニット６０においては、一般的に高電流密度環境、且つ厳しい腐食環境に晒されることとなる酸化ガス配流板５１、及び燃料ガス配流板５３に対して、電流存在下にて耐食性陽極酸化膜を形成することが可能な、チタン（又は、チタン合金）、或いはアルミニウム（又は、アルミニウム合金）を素材とする薄板部材によって形成することとし、これら酸化ガス配流板５１、及び燃料ガス配流板５３の耐振動特性の向上を可能にしている。

【0108】

また、本実施形態における燃料電池用セパレータユニット６０において、前記燃料ガス配流板（第一セパレータ）５３、及び酸化ガス配流板（第二セパレータ）５１の表裏両面、又は一方側の面には、薄膜ロジウムメッキが施されることとなっている。

【0109】

このように、本実施形態における燃料電池用セパレータユニット６０においては、酸化ガス配流板５１、及び燃料ガス配流板５３の、使用環境に対する耐久性と、電気導電性との双方の向上が図られているのである。

【符号の説明】

【0110】

５１ 酸化ガス配流板（第二セパレータ）
５２ シールプレート
５３ 燃料ガス配流板（第一セパレータ）
５５ ＭＥＡ（高分子電解質膜）
６０ セパレータユニット
６１ 第一波状部
６６ 上部長孔群
６７ 下部長孔群
６８ 開口部
７０ 空間部
７１ 第一シール部材
７２ 第二シール部材
７３ 第三シール部材
８１ 第九波状部
８３ 空間部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】