特許 6210046 多孔体流路の溶接方法

(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】6210046

(24)【登録日】2017年9月22日

(45)【発行日】2017年10月11日

(54)【発明の名称】多孔体流路の溶接方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 8/02 20160101AFI20171002BHJP

   H01M 8/0271 20160101ALI20171002BHJP

【ＦＩ】

   H01M8/02 R

   H01M8/02 S

   H01M8/02 Z

【請求項の数】3

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2014-209810(P2014-209810)

(22)【出願日】2014年10月14日

(65)【公開番号】特開2016-81631(P2016-81631A)

(43)【公開日】2016年5月16日

【審査請求日】2016年4月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000110321

【氏名又は名称】トヨタ車体株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000028

【氏名又は名称】特許業務法人明成国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】岡部 裕樹

(72)【発明者】

【氏名】青山 真

(72)【発明者】

【氏名】足立 裕

(72)【発明者】

【氏名】近藤 考司

【審査官】 山内 達人

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１６−０１６４３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−０６６５１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−１３７１８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２８２５９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１４２３０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１２３９４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 欧州特許出願公開第０１８２６８５０（ＥＰ，Ａ２）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｍ ８／０２−８／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の電極を多孔体流路に接触させ、第２の電極を板材に接触させて、前記多孔体流路と前記板材とを、前記第１及び第２の電極によって前記板材の厚み方向に加圧してスポット溶接する方法であって、
前記板材が前記第２の電極に加圧される向きに変形する変形量は、前記多孔体流路が前記第１の電極に加圧される向きに変形する変形量よりも小さく、
前記多孔体流路は、前記スポット溶接を実行する前の状態において前記板材に面接触する部位である面接触部位が、前記スポット溶接によって接合され、
前記面接触部位は、前記加圧が実行されても、前記第１及び第２の電極によって挟まれず、
前記板材は、燃料電池セルとして組み付けられた際にシール材を遮蔽する遮蔽板であり、
前記多孔体流路は、前記燃料電池セルとして組み付けられた際に空気が流れる流路として機能する
溶接方法。

【請求項2】

前記第１の電極の端面の面積は、前記第２の電極の端面の面積よりも小さい
請求項１に記載の溶接方法。

【請求項3】

前記第１の電極を前記多孔体流路に面接触させて、前記スポット溶接を開始する
請求項１から請求項２までの何れか一項に記載の溶接方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、多孔体流路に関する。

【背景技術】

【0002】

燃料電池セルの内部に、遮蔽板を挟み込む構成が知られている。遮蔽板は、マニホールドの付近において、シール材と多孔体流路との間に配置される。遮蔽板を設ける目的は、シール材が流動して、多孔体流路に進入しないように遮蔽することである（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２−１２３９４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記特許文献１では、遮蔽板をどのように燃料電池セルに組み付けるのかについて、充分な検討がなされていない。本願発明は、上記先行技術を踏まえ、多孔体流路と遮蔽板とを接合する手法を採用した場合に、好適な接合方法を提供することを解決課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明は、上記課題を解決するためのものであり、以下の形態として実現できる。

【0006】

（１）本発明の一形態によれば、第１の電極を多孔体流路に接触させ、第２の電極を板材に接触させて、前記多孔体流路と前記板材とを、前記第１及び第２の電極によって前記板材の厚み方向に加圧してスポット溶接する方法が提供される。この方法では；前記板材が前記第２の電極に加圧される向きに変形する変形量は、前記多孔体流路が前記第１の電極に加圧される向きに変形する変形量よりも小さい。この形態によれば、溶接によって形成される部材の厚みのばらつきが抑制される。このばらつきが抑制されるのは、上記のように変形量を制御することによって、板材の変形が抑制されるからである。多孔体流路は、構造上、スポット溶接による変形が他の部位に影響を与えにくい。よって、多孔体流路が変形しても、板材の変形に比べると、上記のばらつきを引き起こしにくい。

【0007】

（２）上記形態において、前記第１の電極の端面の面積は、前記第２の電極の端面の面積よりも小さくてもよい。この形態によれば、上記形態を容易に実現できる。

【0008】

（３）上記形態において、前記多孔体流路は、前記スポット溶接を実行する前の状態において前記板材に面接触する部位が、前記スポット溶接によって接合されてもよい。この形態によれば、溶接電流が安定するので、溶接を良好に実行できる。

【0009】

（４）上記形態において、前記第１の電極を前記多孔体流路に面接触させて、前記スポット溶接を開始してもよい。この形態によれば、スポット溶接を繰り返すことによって、第１の電極の端面が劣化することを抑制できる。

【0010】

（５）上記形態において、前記板材は、燃料電池セルとして組み付けられた際にシール材を遮蔽する遮蔽板でもよい。この形態によれば、多孔体流路と遮蔽板とを接合できる。

【0011】

本発明は、上記以外の種々の形態で実現できる。例えば、多孔体流路の溶接方法を含む燃料電池の製造方法等の形態で実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】燃料電池の外観図。

【図2】空気排出マニホールド近傍の断面図。

【図3】多孔体流路を示す斜視図。

【図4】流路部材の製造工程図の概略を示す図。

【図5】素材に貫通穴を開けた様子を示す図。

【図6】多孔体流路の製造工程を説明する図。

【図7】多孔体流路の製造工程を説明する図。

【図8】多孔体流路の製造工程を説明する図。

【図9】多孔体流路の製造工程を説明する図。

【図10】多孔体流路の製造工程を説明する図。

【図11】谷部を形成するための刃部を示す斜視図である。

【図12】図１０の１２−１２端面図。

【図13】図１０の１３−１３端面図。

【図14】流路部材の平面図。

【図15】溶接システムを示す図。

【図16】溶接ガンによる溶接の様子を示す端面図。

【図17】スポット溶接後の様子を示す図。

【図18】溶接の条件とスパッタの発生との関係を調べた実験結果を示すグラフ。

【図19】溶接部の引張強度と押しつけ力との関係を調べた実験結果を示すグラフ。

【図20】比較例における溶接の様子を示す図。

【図21】比較例における溶接の様子を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0013】

図１は、燃料電池１００の外観を模式的に示す。燃料電池１００は、自動車用の燃料電池である。燃料電池１００は、複数の発電ユニット２０と、ターミナルプレート９１、９２と、絶縁プレート９３と、エンドプレート９５、９６とを備える。ターミナルプレート９１、９２は、積層された発電ユニット２０の両側に配置され、発電ユニット２０から電力を取り出すために用いられる。絶縁プレート９３は、ターミナルプレート９１の外側に配置されている。エンドプレート９５、９６は、発電ユニット２０と、ターミナルプレート９１、９２と、絶縁プレート９３とを締結するために、燃料電池１００の両側に配置される。

【0014】

発電ユニット２０、ターミナルプレート９１、絶縁プレート９３及びエンドプレート９５は、それぞれ複数の開口部を有しており、これらの開口部が接続されてマニホールドを形成する。具体的には、水素供給マニホールド９５ａ、空気供給マニホールド９５ｂ、水素排出マニホールド９５ｃ、空気排出マニホールド９５ｄ、冷却水供給マニホールド９５ｅ、冷却水排出マニホールド９５ｆが形成される。

【0015】

図２は、空気排出マニホールド９５ｄ近傍の断面図である。発電ユニット２０は、膜電極ガス拡散層接合体３４と、多孔体流路４０と、遮蔽板４５と、カソード側セパレータ７１と、アノード側セパレータ７３と、シール材１４０とを備える。

【0016】

膜電極ガス拡散層接合体３４は、カソード拡散層と、膜電極接合体と、アノード拡散層とによる接合体である。膜電極接合体は、カソード電極と、電解質膜と、アノード電極とによる接合体である。

【0017】

多孔体流路４０は、空気が流れる流路を形成する。多孔体流路４０は、エキスパンドメタルによって構成されている。シール材１４０及び遮蔽板４５は、多孔体流路４０とアノード側セパレータ７３との間に配置される。シール材１４０は、接着剤、熱可塑性樹脂、ゴム等によって構成される。シール材１４０は、カソード側セパレータ７１と、アノード側セパレータ７３と共に、空気、水素、冷却水の漏れをシールする。

【0018】

遮蔽板４５は、ステンレス鋼などによって形成され、多孔体流路４０とシール材との間に配置される。遮蔽板４５は、多孔体流路４０に接合されている。この接合体を、以下、流路部材５０と呼ぶ。遮蔽板４５は、シール材１４０が流動した場合に、流動したシール材１４０を遮蔽して、多孔体流路４０への進入を防止する。

【0019】

図３は、多孔体流路４０を示す斜視図である。多孔体流路４０は、基部４１０と、接続部４５０とが繰り返し接続される構成を有する。基部４１０は、第１傾斜部４１１と、第２傾斜部４１２と、平坦部４１５とを備える。

【0020】

平坦部４１５は、平板状の部位であり、谷部４１７と山部４１９とに仮想的に分割される。接続部４５０は、或る基部４１０に含まれる谷部４１７と、別の基部４１０に含まれる山部４１９とを接続する。２つの基部４１０と４つの接続部４５０によって囲まれた空間は、網目４７０を形成する。網目４７０は、燃料電池１００の一部として組み付けられた状態において、流路として機能する。

【0021】

第１傾斜部４１１は、谷部４１７に接続され、平坦部４１５に対して傾斜している。第２傾斜部４１２は、山部４１９に接続され、平坦部４１５に対して傾斜している。

【0022】

第１傾斜部４１１と接続部４５０との間には、空隙４２１が形成される。第２傾斜部４１２と接続部４５０との間にも、空隙４２１が形成される。空隙４２１は、網目４７０と同様、燃料電池１００の一部として組み付けられた状態において、流路として機能する。

【0023】

図３に示すように、多孔体流路４０に対して、ＸＹＺ軸を定義する。ＸＹ平面は、平坦部４１５によって形成される平面である。Ｙ方向は、第１傾斜部４１１と平坦部４１５との境界線に平行な方向である。Ｙ方向は、第２傾斜部４１２と平坦部４１５との境界線に平行な方向ともいえる。Ｘ方向は、Ｙ方向との直交方向である。Ｚ方向は、ＸＹ平面との直交方向である。

【0024】

図４は、流路部材５０の製造工程図の概略を示す。まず、工程Ｐ５１０〜Ｐ５５０でのラス加工によって多孔体流路４０を製造する。多孔体流路４０の製造として、まず、図５に示すように、素材２１０に幅方向１列分の貫通穴４２１ａを開け（工程Ｐ５１０）、その後、ローラ３４０によって素材２１０をＸ方向に送る（工程Ｐ５２０）。

【0025】

図５は、素材２１０に貫通穴４２１ａを開けた様子を示す。素材２１０は、ステンレス鋼などによって形成される板材である。貫通穴４２１ａは、プレス装置による打ち抜きによって形成される。貫通穴４２１ａは、ローラ３４０による素材２１０の搬送（工程Ｐ５２０）を利用して順に形成される。貫通穴４２１ａは、後述するプレス形成によって、空隙４２１になる部位である。

【0026】

以後、図６〜図１１を用いて説明する。図６〜図１１は、刃部３００を説明する斜視図である。刃部３００は、上刃３１０と下刃３２０と型３３０とを備える。なお、図６〜図１１は、図示を簡単にするため、型３３０の図示を省略する。型３３０は、第１傾斜部４１１と第２傾斜部４１２とを形成するためのものであり、この形成については図１２，図１３と共に説明する。また、図６〜図１１では、図示を簡単にするため、貫通穴４２１ａの図示を省略する。

【0027】

工程Ｐ５２０の後、図７に示すように、プレス成型をする（工程Ｐ５３０）。具体的には、上刃３１０を降下させることによって、上刃３１０に含まれる凸部３１２の下面と、下刃３２０の上面とを交差させて、素材２１０を部分的に切断する。切断された部位のうち、Ｚ軸方向下側に移動した部位が谷部４１７になり、塑性変形した部位が接続部４５０になる。接続部４５０の形成に伴い、山部４１９が区画される。

【0028】

凸部３１２は、図５に示す谷部形成予定部４１７ａ及び第１傾斜部予定部４１１ａと接触し、切断面Ｓで素材２１０を切断する。図５に示す第２傾斜部予定部４１２ａは、上記のプレス成型によって第２傾斜部４１２になる部位である。図５に示す山部予定部４１９ａは、上記のプレス成型によって山部４１９になる部位である。

【0029】

１枚分の多孔体流路４０の加工が完成していない場合は（工程Ｐ５４０、ＮＯ）、図８に示すように、上刃３１０と型３３０（図１２，図１３と共に後述）とをＹ軸方向に所定量、送る（工程Ｐ５５０）。その後、工程Ｐ５１０〜Ｐ５４０を再度、実行する。

【0030】

図９は、工程Ｐ５２０を再度、実行した様子を示す。図１０は、工程Ｐ５３０を再度、実行した様子を示す。図１１は、工程Ｐ５５０を再度、実行した様子を示す。再度の工程Ｐ５３０によって形成された谷部４１７は、前回の工程Ｐ５３０によって形成された山部４１９と共に、平坦部４１５を形成する。

【0031】

図１２は、図１０の１２−１２端面図であり、第１傾斜部４１１の形成を説明するための図である。上刃３１０に含まれる凹部３１１は、図１２に示すように、第１上側傾斜面３１１ａを備える（図６〜図１１では図示していない）。刃部３００に含まれる型３３０は、第１下側傾斜面３３１を備える。第１下側傾斜面３３１は、第１上側傾斜面３１１ａと対向するように配置される。

【0032】

工程Ｐ５３０では、上刃３１０を降下させる前に、型３３０を素材２１０に接触させる。上刃３１０が降下すると、素材２１０の一部であって、第１上側傾斜面３１１ａと第１下側傾斜面３３１とに挟み込まれた部位が曲げられる。この曲がった部位が、第１傾斜部４１１になる。

【0033】

図１３は、図１０の１３−１３端面図であり、第２傾斜部４１２の形成を説明するための図である。上刃３１０の凸部３１２は、図１３に示すように、第２上側傾斜面３１２ａを備える。型３３０は、第２下側傾斜面３３２を備える。第２下側傾斜面３３２は、第２上側傾斜面３１２ａと対向するように配置される。

【0034】

凸部３１２が第２上側傾斜面３１２ａを備えるため、凸部３１２が素材２１０に接触し始めた時点において、切断は発生せず、第２上側傾斜面３１２ａに沿った曲げが発生する。さらに、上刃３１０が降下すると、切断が発生し、谷部４１７と第２傾斜部４１２とが形成される。但し、この時点では、谷部４１７と第２傾斜部４１２との成型は、不完全である。さらに、上刃３１０が停止位置に達するまで降下すると、谷部４１７は、型３３０に接触し、凸部３１２と型３３０とに挟み込まれる。これによって、谷部４１７と第２傾斜部４１２とが成型される。

【0035】

上記の工程Ｐ５１０〜Ｐ５５０を所定回数繰り返すと、１枚分の多孔体流路４０の加工が完成する（工程Ｐ５４０、ＹＥＳ）。この後、多孔体流路４０と遮蔽板４５とを後述するように溶接することによって（工程Ｐ５６０）、流路部材５０が製造される。

【0036】

図１４は、流路部材５０の平面図である。遮蔽板４５は、多孔体流路４０の長辺に沿って溶接される。本実施形態における溶接箇所は、図１４に示す６つの溶接部Ｐである。

【0037】

図１５は、溶接システム７００を示す。溶接システム７００は、電源７１０と、トランス７２０と、溶接ガン７３０とを備える。

【0038】

電源７１０は、タイマ機能を有し、トランス７２０に所定時間、給電する。トランス７２０は、二次電流を溶接ガン７３０に供給する。二次電流は、電源７１０から供給された電力の電圧が、トランス７２０によって変換されることで生成される。溶接ガン７３０は、供給された二次電流を用いて、スポット溶接を実施する。

【0039】

図１６は、溶接の様子を示す端面図である。多孔体流路４０は、第１傾斜部４１１が遮蔽板４５に接触するように遮蔽板４５の上に載せられる。

【0040】

図１６に示すように、第１傾斜部４１１は、他の第１傾斜部４１１と共に同一平面を形成するように、平坦部４１５に対して傾斜する。よって、各第１傾斜部４１１は遮蔽板４５に面接触する。第１傾斜部４１１及び第２傾斜部４１２の傾斜は、互いに略平行である。

【0041】

溶接ガン７３０は、上部電極７３１と、下部電極７３３とを備える。上部電極７３１の先端付近は円柱形状であり、その外径は１．５ｍｍである。よって、上部電極７３１の端面の面積は７．０７ｍｍ²である。下部電極７３３の先端付近は円柱形状であり、その外径は３．０ｍｍである。よって、下部電極７３３の端面の面積は２８．２７ｍｍ²である。

【0042】

本実施形態におけるスポット溶接の条件は、次の通りである。上部電極７３１を下部電極７３３に向けて加圧する力（以下「押しつけ力」という）は５０±３Ｎ、溶接電流は９２０±３０Ａ、通電時間は３５±３ミリ秒、スロープ時間は１．８ミリ秒である。

【0043】

スポット溶接の際、上部電極７３１を、第２傾斜部４１２に接触させた状態で、下部電極７３３に向けて押しつける。上部電極７３１が第２傾斜部４１２に接触した時点で溶接電流が流れることによって、第１傾斜部４１１と遮蔽板４５との溶接が始まる。

【0044】

図１７は、スポット溶接後の様子を示す。図１７に示すように、第２傾斜部４１２は、押しつけ力によって、遮蔽板４５に接触するまで変形する。この結果、第２傾斜部４１２も遮蔽板４５に対して溶接される。一方で、遮蔽板４５は、溶接されても、あまり変形しない。その理由の１つとして、上部電極７３１の外径の方が、下部電極７３３の外径よりも細いことが挙げられる。

【0045】

上記のように、スポット溶接による遮蔽板４５の変形は、スポット溶接による多孔体流路４０の変形よりも小さい。より詳細にいうと、スポット溶接による遮蔽板４５の変形は、スポット溶接による基部４１０の変形よりも小さい。本実施形態における変形の大小は、厚み方向の内向きに変形した距離（以下「押し込み変形量」という）で定義される。厚み方向とは、遮蔽板４５の厚みの方向のことであり、図１７の上下方向である。内向きとは、溶接時に接触した方の電極によって押される向きのことである。つまり、多孔体流路４０についての内向きとは図の下向きであり、遮蔽板４５についての内向きとは図の上向きのことである。

【0046】

基部４１０の押し込み変形量は、図１７において距離Ｄとして示されている。基部４１０の押し込み変形量の測定は、溶接の対象となる基部４１０について溶接前後の形状を比較することで実現してもよいし、図１７に示されるように、溶接されていない他の基部４１０との厚み方向の高さを比較することで実現してもよい。

【0047】

遮蔽板４５の押し込み変形量は、下部電極７３３と接触していた部位における変形量（微小なので図示しない）を測定することで測定できる。

【0048】

なお、第１傾斜部４１１による溶接の方が、第２傾斜部４１２による溶接よりも良好に溶接され、溶接後の引張強度が強い。これは、第１傾斜部４１１と遮蔽板４５とが溶接開始時から接触しており、且つその接触が面接触なので、第１傾斜部４１１と遮蔽板４５との間に溶接電流が流れやすいためである。

【0049】

図１８は、溶接の条件とスパッタの発生との関係を調べた実験結果を示すグラフである。グラフの縦軸は通電時間を、横軸は溶接電流を示す。実験における通電時間の誤差は±０．１ミリ秒以下であった。実験における溶接電流の誤差は±２％であった。

【0050】

図１８に示すように、押しつけ力が５０Ｎの場合に、通電時間が５０ミリ秒以上のとき、或いは溶接電流が１０５０Ａ以上のときは、スパッタが発生する。図１８に示すように、押しつけ力が５０Ｎ以下の場合に、通電時間が５０ミリ秒以下かつ溶接電流が１０５０Ａ以下のときは、通電時間と溶接電流との値次第で、スパッタが発生しなくなる。

【0051】

上記で説明した本実施形態において採用された値の場合、図１８に示すようにスパッタは発生しない。なお、「スパッタが発生しない」とは、微量なスパッタが発生する意味を含んでもよい。微量とは、例えば、製造上、問題にならない程度の量のことである。

【0052】

図１８に示すように、押しつけ力が４５．１Ｎ以上５０Ｎ未満の場合、押しつけ力が５０Ｎの場合ではスパッタが発生しなかった条件でも、スパッタが発生することがある。さらに、図１８に示すように、押しつけ力が４０．１Ｎ以上４５．１Ｎ未満、３５．１Ｎ以上４０．１Ｎ未満、押しつけ力が３０．１Ｎ以上３５．１Ｎ未満というように押しつけ力が小さくなればなるほど、スパッタが発生する条件が拡大する。

【0053】

図１９は、溶接部の引張強度と、押しつけ力との関係を調べた実験結果を示すグラフである。何れの実験サンプルにおいても、溶接電流は９２０Ａ、通電時間は３５ミリ秒に設定した。

【0054】

この実験においては、押しつけ力を４０．１Ｎ〜６５．１Ｎにおいて５Ｎ刻みで変化させた。これは、溶接電流が９２０Ａ、通電時間が３５ミリ秒の場合、図１８と共に説明したように、押しつけ力が４０．１Ｎ未満であるとスパッタが発生するからである。

【0055】

各押しつけ力について５つのサンプルを用意し、各サンプルを対象に溶接部Ｐの引張強度を測定した。グラフに示されたエラーバーは、各押しつけ力について「平均±３×標準偏差」の範囲を示す。押しつけ力が４５．１Ｎ、５０．１Ｎ、５５．１Ｎの場合は何れも、「平均−３×標準偏差」の値が３７Ｎ以上であり、充分な強度が確保できている。先述したように本実施形態では、押しつけ力が５０±３Ｎに設定されている。よって、本実施形態によれば、充分な強度が確保できる。

【0056】

図２０，図２１は、比較例における溶接の様子を示す。この比較例では、図２０に示すように、上部電極７３１を遮蔽板４５に接触させ、下部電極７３３を多孔体流路４０に接触させる。このように溶接を実施すると、多孔体流路４０は、遮蔽板４５を介して、上部電極７３１の押し込みを受ける。この結果、多孔体流路４０は、図２１に示すように、厚み方向の外向き（図の下向き）に大きく変形する。一方で、多孔体流路４０は、多孔体流路４０と接触する下部電極７３３の端面の面積が大きいので、厚み方向の内向きには殆ど変形しない。よって、多孔体流路４０の押し込み変形量は、ほぼゼロである。

【0057】

これに対し、遮蔽板４５は、遮蔽板４５と接触する上部電極７３１の端面の面積が小さいので、上部電極７３１に押し込まれて、厚み方向の内向きに大きく変形する。この結果、遮蔽板４５の押し込み変形量は、多孔体流路４０の押し込み変形量よりも大きくなる。遮蔽板４５の押し込み変形量は、図２１にはＤ’として示されている。

【0058】

このように遮蔽板４５が押し込まれて変形すると、遮蔽板４５にシワ（図示なし）が発生する。遮蔽板４５のシワは、流路部材５０の厚みにばらつきを引き起こし、ひいてはスタッキング時の面圧のばらつきを引き起こす。この結果、発電性能を低下させる原因になり得る。

【0059】

上記に説明した実施形態によれば、少なくとも以下の効果を得ることができる。
実施形態の場合、上記比較例に比べ、溶接による遮蔽板４５の変形が抑制されることによって、流路部材５０の厚みの精度が良好になる。この結果、スタッキング時の面圧が安定し、ひいては発電性能が安定する。なお、或る１つの基部４１０が溶接によって変形しても、この変形の影響は接続部４５０の変形によって吸収され、他の基部４１０は殆ど変形しない。よって、基部４１０の変形が流路部材５０の厚みの精度を悪化させることは殆どない。

【0060】

遮蔽板４５の変形が抑制されることによって、遮蔽板４５を薄く形成しても、流路部材５０の厚みの精度が良好になる。例えば、上記比較例の場合に、遮蔽板４５の変形を抑制するために採用された厚さが０．１ｍｍだとすると、本実施形態においては０．０５ｍｍにしても、厚みの精度が悪化しない。この結果、燃料電池の小型化、軽量化が実現される。

【0061】

溶接前の段階で第１傾斜部４１１が遮蔽板４５に面接触していることによって、多孔体流路４０と遮蔽板４５との接触面積が、線接触や点接触の場合に比べて増大する。この結果、溶接電流が安定し、溶接を良好に実施できる。

【0062】

上部電極７３１が第２傾斜部４１２に面接触するので、上部電極７３１の端面が損傷しにくい。この結果、上部電極７３１の寿命が長くなる。

【0063】

多孔体流路４０を溶接しても、多孔体流路４０の構造上、流路が閉塞されることがない。よって、ガス流れに殆ど影響しない。

【0064】

本発明は、本明細書の実施形態や実施例、変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現できる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、実施例、変形例中の技術的特徴は、先述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、先述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことができる。その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除できる。例えば、以下のものが例示される。

【0065】

遮蔽板の押し込み変形量を多孔体流路の押し込み変形量よりも小さくできるなら、どのような手法で溶接してもよい。例えば、上部電極と下部電極との端面の面積を同じにして、多孔体流路の素材を遮蔽板の素材よりも軟らかくしてもよいし、多孔体流路の剛性が低くなるような形状にしてもよい。或いは、これらを手法を組み合わせてもよい。

【0066】

多孔体流路は、第１傾斜部を備えなくてもよいし、第２傾斜部を備えなくてもよい。
多孔体流路は、スポット溶接の前の状態において、遮蔽板に対して線接触や点接触してもよい。

【0067】

多孔体流路の製造方法は、どのようなものでもよい。例えば、第１傾斜部や第２傾斜部の形成を、切断および谷部の形成のプレス成型（工程Ｐ５３０）とは別工程として実施してもよい。或いは、多孔体流路１枚分の加工を、１回のプレス加工で実現してもよい。この他、プレス加工以外の加工、例えば、切削や鋳造などで製造してもよい。

【0068】

多孔体流路に溶接する対象は遮蔽板に限られず、燃料電池の構成や製造方法の変化に合わせて、他の板材を溶接の対象にしてもよい。

【符号の説明】

【0069】

２０…発電ユニット
３４…膜電極ガス拡散層接合体
４０…多孔体流路
４５…遮蔽板
５０…流路部材
７１…カソード側セパレータ
７３…アノード側セパレータ
９１…ターミナルプレート
９３…絶縁プレート
９５…エンドプレート
９５ａ…水素供給マニホールド
９５ｂ…空気供給マニホールド
９５ｃ…水素排出マニホールド
９５ｄ…空気排出マニホールド
９５ｅ…冷却水供給マニホールド
９５ｆ…冷却水排出マニホールド
１００…燃料電池
１４０…シール材
２１０…素材
３００…刃部
３１０…上刃
３１１…凹部
３１１ａ…第１上側傾斜面
３１２…凸部
３１２ａ…第２上側傾斜面
３２０…下刃
３３０…型
３３１…第１下側傾斜面
３３２…第２下側傾斜面
３４０…ローラ
４１０…基部
４１１…第１傾斜部
４１１ａ…第１傾斜部予定部
４１２…第２傾斜部
４１２ａ…第２傾斜部予定部
４１５…平坦部
４１７…谷部
４１７ａ…谷部形成予定部
４１９…山部
４１９ａ…山部予定部
４２１…空隙
４２１ａ…貫通穴
４５０…接続部
４７０…網目
７００…溶接システム
７１０…電源
７２０…トランス
７３０…溶接ガン
７３１…上部電極
７３３…下部電極
Ｓ…切断面
Ｐ…溶接部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】