特許 7592416 シール一体セパレータの製造方法

(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】

(24)【登録日】2024-11-22

(45)【発行日】2024-12-02

(54)【発明の名称】シール一体セパレータの製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 8/0286 20160101AFI20241125BHJP

   H01M 8/026 20160101ALI20241125BHJP

【ＦＩ】

H01M8/0286

H01M8/026

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020118997

(22)【出願日】2020-07-10

(65)【公開番号】P2022015866

(43)【公開日】2022-01-21

【審査請求日】2023-07-06

(73)【特許権者】

【識別番号】000004385

【氏名又は名称】ＮＯＫ株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000005326

【氏名又は名称】本田技研工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003177

【氏名又は名称】弁理士法人旺知国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小澤 卓也

【審査官】高木 康晴

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－１９１７８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１８１８８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２０９３５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１８５９２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１７７００９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ ８／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

流体を流通させるための流路が第１領域に形成されたプレートと、前記第１領域を囲む前記プレートの第２領域に設けられたシール部とを含むシール一体セパレータの製造方法であって、
前記流路が形成された前記プレートの前記第２領域に、前記シール部の材料である第１シーリング材を配置する第１工程と、
前記第１工程の実施後に、前記第１シーリング材及び前記流路のうちの前記流路のみを覆うマスク治具を前記プレートに設置する第２工程と、
前記第２工程の実施後に、前記マスク治具が前記プレートに設置された状態で、前記第１シーリング材を焼成する第３工程と
を含むシール一体セパレータの製造方法。

【請求項2】

前記マスク治具は、
前記第２領域と前記第１領域との間に位置し、かつ、前記第１領域を囲む第１側壁部分と、
前記第１側壁部分に接続され、かつ、前記流路を覆う第１部分とを含み、
前記第１シーリング材及び前記流路のうちの前記流路のみを覆う
請求項１に記載の製造方法。

【請求項3】

前記第１領域内には、第１方向に延在する複数の凸部が前記第１方向に交差する第２方向に配列され、
前記流路は、前記複数の凸部の間に形成され、
前記複数の凸部の側面は、前記プレートの前記マスク治具が設置される面に対して傾斜し、
前記第１側壁部分は、前記複数の凸部のうちの前記第１側壁部分に隣接する凸部の側面の傾斜に合わせて、前記プレートの前記マスク治具が設置される面に対して傾斜している
請求項２に記載の製造方法。

【請求項4】

流体を流通させるための流路が第１領域に形成されたプレートと、前記第１領域を囲む前記プレートの第２領域に設けられたシール部とを含むシール一体セパレータの製造方法であって、
前記流路が形成された前記プレートの前記第２領域に、前記シール部の材料である第１シーリング材を配置する第１工程と、
前記第１工程の実施後に、前記第１シーリング材及び前記流路のうちの前記第１シーリング材のみを覆うマスク治具を前記プレートに設置する第２工程と、
前記第２工程の実施後に、前記マスク治具が前記プレートに設置された状態で、前記第１シーリング材を焼成する第３工程と
を含み、
前記マスク治具は、
前記第２領域と前記第１領域との間に位置し、かつ、前記第１領域を囲む第１側壁部分と、
前記第２領域を囲む第２側壁部分と、
前記第１側壁部分及び前記第２側壁部分に接続され、かつ、前記第２領域を覆う第２部分とを含み、
前記第１シーリング材及び前記流路のうちの前記第１シーリング材のみを覆う
シール一体セパレータの製造方法。

【請求項5】

前記第２工程において、前記マスク治具は、第２シーリング材を介して、前記プレートに設置され、
前記第２シーリング材は、前記マスク治具の端部と前記プレートの表面との間に介在する部分を含む
請求項１から４のいずれか１項に記載の製造方法。

【請求項6】

前記第２工程において、前記マスク治具は、第２シーリング材を介して、前記プレートに設置され、
前記第２シーリング材は、前記マスク治具の端部と前記プレートの表面との間に介在する部分と、前記第１側壁部分と前記複数の凸部のうちの前記第１側壁部分に隣接する凸部の側面との間に介在する部分とを含む
請求項３に記載の製造方法。

【請求項7】

前記第３工程において前記第２シーリング材から発生するアウトガスの量は、前記第３工程において前記第１シーリング材から発生するアウトガスの量より少ない
請求項５又は６に記載の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、燃料電池に利用されるシール一体セパレータの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

燃料電池のセルは、一対の触媒電極層の間に電解質膜を介在させた積層体である膜電極接合体（ＭＥＡ：Membrane-Electrode Assembly）と、膜電極接合体を挟む一対のセパレータとを有する。例えば、特許文献１には、流体を流通させるための流路と、流路を封止するためのシール部とが膜電極接合体と対向する面に設けられたセパレータが開示されている。シール部の材料としては、例えば、シリコーンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム及びフッ素ゴム、等の各種の弾性材料が用いられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】国際公開第２０１６／１５８５５６号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、シール部に用いられる材料によっては、例えば、セパレータの表面に塗布されたシール部の焼成時に、アウトガスがシール部から発生する場合がある。この場合、シール部から発生したアウトガスが流路に付着することにより、流路の濡れ性が悪化するおそれがある。流路の濡れ性が悪化すると、流体の供給が阻害されるため、燃料電池の発電性能が低下する。

【0005】

以上の事情を考慮して、本発明は、セパレータに設けられた流路の濡れ性の悪化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】

以上の課題を解決するために、本発明の態様に係るセパレータの製造方法は、流体を流通させるための流路が第１領域に形成されたプレートと、前記第１領域を囲む前記プレートの第２領域に設けられたシール部とを含むセパレータの製造方法であって、前記流路が形成された前記プレートの前記第２領域に、前記シール部の材料である第１シーリング材を配置する第１工程と、前記第１工程の実施後に、前記第１シーリング材及び前記流路のうちの一方のみを覆うマスク治具を前記プレートに設置する第２工程と、前記第２工程の実施後に、前記マスク治具が前記プレートに設置された状態で、前記第１シーリング材を焼成する第３工程とを含む。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】実施形態に係るセパレータの概略的な構成を例示する平面図である。

【図2】図１に示したセパレータを含む燃料電池の構成を例示する断面図である。

【図3】図１に示したセパレータの製造工程を例示する説明図である。

【図4】図３に示したセパレータの製造方法の作用を説明するための説明図である。

【図5】第１変形例に係る第２工程の説明図である。

【図6】第２変形例に係る第２工程の説明図である。

【図7】第３変形例に係る第２工程の説明図である。

【図8】第６変形例に係るセパレータの概略的な構成を例示する断面図である。

【図9】第６変形例に係る第２工程の一例を示す説明図である。

【図10】第６変形例に係る第２工程の別の例を示す説明図である。

【図11】第６変形例に係る第２工程の別の例を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。ただし、各図において、各部の寸法及び縮尺は、実際のものと適宜に異ならせてある。また、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。

【0009】

［１．実施形態］
以下、本発明の実施形態を説明する。先ず、図１を参照しながら、実施形態に係るセパレータ１００の概要の一例について説明する。

【0010】

図１は、実施形態に係るセパレータ１００の概略的な構成を例示する平面図である。

【0011】

セパレータ１００は、例えば、後述する図２に示す燃料電池１０に用いられる。図１に示すように、例えば、セパレータ１００は、ガス等の流体を流通させるための流路１２２が第１領域ＡＲ１に形成されたプレート１２０と、第１領域ＡＲ１を囲む第２領域ＡＲ２に設けられたシール部１２４とを含む。なお、第１領域ＡＲ１及び第２領域ＡＲ２は、プレート１２０内の領域である。以下では、第１領域ＡＲ１を、符号を省略して、第１領域と称する場合がある。同様に、第２領域ＡＲ２を、符号を省略して、第２領域と称する場合がある。

【0012】

また、プレート１２０には、流路１２２の他に、互いに異なる流体（例えば、水素、空気及び冷媒等）が流れる貫通孔Ｈ１０、Ｈ１２及びＨ１４が設けられている。図１に示す例では、２つの貫通孔Ｈ１０が第１領域内に設けられ、２つの貫通孔Ｈ１２と２つの貫通孔Ｈ１４とが第１領域ＡＲ１外に設けられている。例えば、第１領域内に設けられた２つの貫通孔Ｈ１０の一方は、流路１２２に流体（例えば、水素）を供給するための貫通孔Ｈであり、２つの貫通孔Ｈ１０の他方は、流路１２２から流体を排出するための貫通孔Ｈである。プレート１２０は、例えば、ステンレス鋼等の各種の金属材料で形成される。

【0013】

シール部１２４は、例えば、ＶＭＱ（ビニルメチルシリコーンゴム）、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンゴム）及びＦＫＭ（フッ素ゴム）等の各種の弾性材料により形成される。
シール部１２４のうち、流路１２２及び貫通孔Ｈ１０を囲む部分は、流路１２２を封止する。例えば、シール部１２４のうち、流路１２２及び貫通孔Ｈ１０を囲む部分は、流路１２２を流れる流体が外部に漏洩すること、及び、貫通孔Ｈ１２及びＨ１４等を流れる流体が流路１２２に流入ことを防止する。また、シール部１２４のうち、貫通孔Ｈ１２を囲む部分は、貫通孔Ｈ１２を流れる流体が外部に漏洩すること、及び、貫通孔Ｈ１０及びＨ１４等を流れる流体が貫通孔Ｈ１２に流入ことを防止する。同様に、シール部１２４のうち、貫通孔Ｈ１４を囲む部分は、貫通孔Ｈ１４を流れる流体が外部に漏洩すること、及び、貫通孔Ｈ１０及びＨ１２等を流れる流体が貫通孔Ｈ１４に流入ことを防止する。

【0014】

なお、図１では、流路１２２及び貫通孔Ｈ１０を囲む部分と、貫通孔Ｈ１２を囲む部分と、貫通孔Ｈ１４を囲む部分とが互いに一体に形成されたシール部１２４を例示したが、シール部１２４の形状等は、図１に示す例に限定されない。例えば、流路１２２及び貫通孔Ｈ１０を囲む部分と、貫通孔Ｈ１２を囲む部分と、貫通孔Ｈ１４を囲む部分とが互いに離れて配置されたシール部１２４が、プレート１２０に設けられてもよい。また、貫通孔Ｈ１０、Ｈ１２及びＨ１４が形成される位置及び数は、図１に示す例に限定されない。

【0015】

図２は、図１に示したセパレータ１００を含む燃料電池１０の構成を例示する断面図である。なお、図２は、燃料電池１０を図１に示したＡ１－Ａ２線により切断した場合の燃料電池１０の縁部（図１のＡ１側の縁部）の断面を模式的に示している。また、図２では、複数のセル１２が積層された燃料電池１０を想定する。また、図２の第１領域ＡＲ１及び第２領域ＡＲ２は、プレート１２０の第１領域ＡＲ１及び第２領域ＡＲ２に対応する範囲を示す。

【0016】

なお、図２では、図２における紙面に垂直な方向を第１方向と称し、図２における紙面の左右方向（図１に示したＡ１－Ａ２線に沿う方向）を第２方向と称する。第２方向は、第１方向に交差する方向である。また、図２では、図２における紙面上側を、単に、上側と称し、図２における紙面下側を、単に、下側と称する。

【0017】

燃料電池１０は、例えば、積層された複数のセル１２を有する。各セル１２は、一対の触媒電極層の間に電解質膜を介在させた積層体である膜電極接合体（ＭＥＡ：Membrane-Electrode Assembly）２００と、膜電極接合体２００を挟む一対のセパレータ１００（１００ａ及び１００ｂ）とを有する。複数のセル１２が積層された燃料電池１０では、セパレータ１００は、複数の膜電極接合体２００を仕切る構造体として機能する。

【0018】

なお、図２では、膜電極接合体２００に対して、下側に配置されたセパレータ１００と、膜電極接合体２００に対して、上側に配置されたセパレータ１００とを互いに区別するために、セパレータ１００の符号の末尾に、小文字のアルファベット（ａ又はｂ）が付されている。例えば、セパレータ１００ａは、膜電極接合体２００に対して、下側に配置されたセパレータ１００であり、セパレータ１００ｂは、膜電極接合体２００に対して、上側に配置されたセパレータ１００である。また、図２では、図１に示したセパレータ１００の各要素の符号の末尾に、セパレータ１００の符号の末尾に付した小文字のアルファベット（ａ又はｂ）と同じ小文字のアルファベット（ａ又はｂ）が付されている。

【0019】

セパレータ１００ａの流路１２２ａは、第１領域に第２方向（紙面の左右方向）に配置された複数の凸部１２５ａの間に形成される。例えば、第２方向に配置された複数の凸部１２５ａの各々は、第１方向（紙面に垂直な方向）に延在している。また、複数の凸部１２５ａの各々は、例えば、プレート１２０ａのシール部１２４ａが設けられる部分（第２領域）に対して上側に突出し、膜電極接合体２００に接している。従って、流路１２２ａは、セパレータ１００ａと膜電極接合体２００との間に形成される。そして、流路１２２ａは、セパレータ１００ａと膜電極接合体２００との間に配置されたシール部１２４ａにより封止される。流路１２２ａは、例えば、図１に示した２つの貫通孔Ｈ１０の一方から供給される酸化剤ガス（空気）を膜電極接合体２００の触媒電極層（カソード）に供給するための流路である。また、流路１２２ａは、燃料電池１０の発電により生成された生成水ＷＴ（例えば、図４に示す生成水ＷＴ）を排出するための流路でもある。

【0020】

セパレータ１００ｂの流路１２２ｂは、第１領域に第２方向に配置された複数の凸部１２５ｂの間に形成される。例えば、第２方向に配置された複数の凸部１２５ｂの各々は、第１方向に延在している。また、複数の凸部１２５ａの各々は、例えば、プレート１２０ｂのシール部１２４ｂが設けられる部分（第２領域）に対して下側に突出し、膜電極接合体２００に接している。従って、流路１２２ｂは、セパレータ１００ｂと膜電極接合体２００との間に形成される。そして、流路１２２ｂは、セパレータ１００ｂと膜電極接合体２００との間に配置されたシール部１２４ｂにより封止される。流路１２２ｂは、例えば、図１に示した２つの貫通孔Ｈ１２の一方から供給される燃料ガス（水素）を膜電極接合体２００の触媒電極層（アノード）に供給するための流路である。

【0021】

このように、プレート１２０の第１領域内には、第１方向に延在する複数の凸部１２５が第２方向に配列される。なお、プレート１２０が金属材料で形成される場合、複数の凸部１２５は、例えば、プレート１２０をプレス加工することにより、成形されてもよい。本実施形態では、複数の凸部１２５の側面が、プレート１２０のシール部１２４が配置される面（第２領域）に対して傾斜している場合を想定する。

【0022】

また、セパレータ１００ａの凸部１２５ａとセパレータ１００ｂの凸部１２５ｂとが互いに逆向きになるように、セパレータ１００ａ及び１００ｂが互いに接続されることにより、流路１２２ｃが形成される。例えば、流路１２２ｃは、凸部１２５ａの裏側の溝１２６ａと凸部１２５ｂの裏側の溝１２６ｂとの間に形成される。流路１２２ｃには、例えば、燃料電池１０の発電により発生する熱を除去するための冷媒が、図１に示した２つの貫通孔Ｈ１４の一方から供給される。

【0023】

図３は、図１に示したセパレータ１００の製造工程を例示する説明図である。なお、図３に示すセパレータ１００及びマスク治具３００の断面図は、セパレータ１００及びマスク治具３００を図１に示したＡ１－Ａ２線により切断した場合のセパレータ１００及びマスク治具３００の断面を示す。

【0024】

図３に示す第１工程Ｐ１は、流路１２２が形成されたプレート１２０が用意された後に実施される。すなわち、第１工程Ｐ１の実施前の準備工程（図示せず）において、流路１２２が形成されたプレート１２０が、用意される。

【0025】

そして、第１工程Ｐ１において、流路１２２が形成されたプレート１２０の第２領域に、シール部１２４の材料である第１シーリング材１２４Ｓが配置される。例えば、第１シーリング材１２４Ｓとしては、図１において説明したように、ＶＭＱ（ビニルメチルシリコーンゴム）、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンゴム）及びＦＫＭ（フッ素ゴム）等の各種の弾性材料が使用される。また、第１シーリング材１２４Ｓの配置には、例えば、型成形、スクリーン印刷又はジェットディスペンサ等の公知の塗布技術が任意に採用される。

【0026】

第１工程Ｐ１の実行後の第２工程Ｐ２において、第１シーリング材１２４Ｓ及び流路１２２のうちの一方のみを覆うマスク治具３００がプレート１２０に設置される。本実施形態では、マスク治具３００が第１シーリング材１２４Ｓ及び流路１２２のうちの流路１２２のみを覆う場合を想定する。例えば、マスク治具３００は、第１側壁部分３０２及び第１部分３０４を含み、第１側壁部分３０２及び第１部分３０４により、第１シーリング材１２４Ｓ及び流路１２２のうちの流路１２２のみを覆う。第１側壁部分３０２は、第２領域と第１領域との間に位置し、かつ、第１領域を囲む。また、第１部分３０４は、第１側壁部分３０２に接続され、かつ、流路１２２を覆う。

【0027】

なお、図３では、プレート１２０に対する第１側壁部分３０２の角度が９０度又はほぼ９０度である場合を想定しているが、プレート１２０に対する第１側壁部分３０２の角度は図３に示す例に限定されない。また、図３では、第１部分３０４がプレート１２０の凸部１２５から離れている場合を想定する。

【0028】

第２工程Ｐ２の実行後の第３工程Ｐ３において、マスク治具３００がプレート１２０に設置された状態で、第１シーリング材１２４Ｓが焼成される。これにより、シール部１２４が形成される。マスク治具３００は、第３工程Ｐ３の実施後に、プレート１２０から取り外される。これにより、流路１２２及びシール部１２４等を含むセパレータ１００が完成する。

【0029】

本実施形態では、流路１２２がマスク治具３００により覆われているため、第１シーリング材１２４Ｓの焼成時に発生するアウトガスＧＳが流路１２２に付着すること（より正確には、アウトガスＧＳの成分が流路１２２に付着すること）を抑制することができる。この結果、本実施形態では、流路１２２の濡れ性が悪化することを抑制することができる。

【0030】

図４は、図３に示したセパレータ１００の製造方法の作用を説明するための説明図である。図４に示す比較例は、図３に示した第２工程Ｐ２が省かれた場合、すなわち、第１シーリング材１２４Ｓの焼成がマスク治具３００を用いずに行われた場合を想定する。また、図４に示した“マスク治具３００使用”は、マスク治具３００により流路１２２を覆った状態で第１シーリング材１２４Ｓの焼成が行われる本実施形態を示す。

【0031】

比較例では、第１シーリング材１２４Ｓの焼成がマスク治具３００を用いずに行われるため、第１シーリング材１２４Ｓの焼成時に発生するアウトガスＧＳが流路１２２に付着する。アウトガスＧＳが流路１２２に付着した場合、アウトガスＧＳが流路１２２に付着しない場合に比べて、流路１２２の濡れ性が悪化する。流路１２２の濡れ性は、例えば、流体と流路１２２との接触角によって評価される。例えば、接触角が小さい場合、接触角が大きい場合に比べて、濡れ性がよい。

【0032】

例えば、比較例に示すように、アウトガスＧＳが流路１２２に付着した場合、燃料電池１０の発電により生成された生成水ＷＴと流路１２２との接触角が大きくなるため、流路１２２内の生成水ＷＴが液滴状になる。液滴状の生成水ＷＴが存在する流路１２２では、液滴状の生成水ＷＴが流路１２２における流体の流れを阻害する。すなわち、アウトガスＧＳが流路１２２に付着した比較例のセパレータ１００Ｚでは、流路１２２における流体（生成水ＷＴ及び酸化剤ガス等）の流れが悪くなる。このため、比較例では、流体の供給が阻害される現象（例えば、フラッディング及びプラッギング等）が発生する。このように、比較例では、流体の供給が阻害されるため、燃料電池１０の発電性能が低下する。

【0033】

これに対し、本実施形態では、流路１２２がマスク治具３００により覆われているため、第１シーリング材１２４Ｓの焼成時に発生するアウトガスＧＳが流路１２２に付着することを抑制することができる。これにより、本実施形態では、生成水ＷＴと流路１２２との接触角が大きくなることを抑制することができるため、流路１２２内の生成水ＷＴが液滴状になることを抑制することができる。この結果、本実施形態では、流路１２２における流体の流れが悪くなることを抑制することができる。すなわち、本実施形態では、セパレータ１００に設けられた流路１２２の濡れ性の悪化を抑制することができる。また、本実施形態では、流路１２２の濡れ性の悪化を抑制することができるため、燃料電池１０の発電性能が低下することを抑制することができる。

【0034】

以上、本実施形態では、流体を流通させるための流路１２２が第１領域に形成されたプレート１２０と、第１領域を囲むプレート１２０の第２領域に設けられたシール部１２４とを含むセパレータ１００が、第１工程Ｐ１、第２工程Ｐ２及び第３工程Ｐ３を含む製造方法により、製造される。第１工程Ｐ１は、流路１２２が形成されたプレート１２０の第２領域に、シール部１２４の材料である第１シーリング材１２４Ｓを配置する工程である。第２工程Ｐ２は、第１工程Ｐ１の実施後に、第１シーリング材１２４Ｓ及び流路１２２のうちの一方のみを覆うマスク治具３００をプレート１２０に設置する工程である。第３工程Ｐ３は、第２工程Ｐ２の実施後に、マスク治具３００がプレート１２０に設置された状態で、第１シーリング材１２４Ｓを焼成する工程である。

【0035】

このように、本実施形態では、第１シーリング材１２４Ｓ及び流路１２２のうちの一方のみをマスク治具３００により覆った状態で、第１シーリング材１２４Ｓの焼成が行われる。このため、本実施形態では、第１シーリング材１２４Ｓの焼成時に発生するアウトガスＧＳが流路１２２に付着することを抑制することができる。

【0036】

例えば、本実施形態では、マスク治具３００は、第２領域と第１領域との間に位置し、かつ、第１領域を囲む第１側壁部分３０２と、第１側壁部分３０２に接続され、かつ、流路１２２を覆う第１部分３０４とを含む。この場合、アウトガスＧＳの流路１２２への侵入が第１側壁部分３０２により阻害されるため、平板状の治具（例えば、第１部分３０４のみを含む治具）により流路１２２を覆う場合に比べて、アウトガスＧＳが流路１２２に付着することを抑制することができる。

【0037】

このように、本実施形態では、アウトガスＧＳが流路１２２に付着することを抑制することができるため、セパレータ１００に設けられた流路１２２の濡れ性の悪化を抑制することができる。これにより、本実施形態では、フラッディング及びプラッギング等の発生を抑制することができるため、燃料電池１０の発電性能が低下することを抑制することができる。

【0038】

［２．変形例］
以上に例示した実施形態は多様に変形され得る。前述の実施形態に適用され得る具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された２以上の態様を、相互に矛盾しない範囲で併合してもよい。

【0039】

［第１変形例］
上述した実施形態では、マスク治具３００の第１側壁部分３０２と凸部１２５の側面との関係については特に説明していないが、第１側壁部分３０２は、プレート１２０に対する凸部１２５の側面の傾斜に合わせて、プレート１２０に対して傾斜してもよい。

【0040】

図５は、第１変形例に係る第２工程Ｐ２の説明図である。図５に示す第１変形例では、第２工程Ｐ２において、マスク治具３００Ａが、図３に示したマスク治具３００の代わりに、プレート１２０に設置される。また、複数の凸部１２５の側面は、図２において説明したように、プレート１２０のシール部１２４が配置される面（第２領域）に対して傾斜している。すなわち、複数の凸部１２５の側面は、プレート１２０のマスク治具３００Ａが設置される面（後述する設置部分３０６が有する設置面３０６ｓに対向する面）に対して、傾斜している。

【0041】

マスク治具３００Ａは、第１側壁部分３０２Ａ、第１部分３０４Ａ及び設置部分３０６を含む。

【0042】

第１側壁部分３０２Ａは、第２領域に平行又はほぼ平行な設置面３０６ｓを有する設置部分３０６と、第１部分３０４Ａとの間に位置する。また、第１側壁部分３０２Ａは、図３に示した第１側壁部分３０２と同様に、第２領域と第１領域との間に位置し、かつ、第１領域を囲む。但し、第１側壁部分３０２Ａは、複数の凸部１２５のうちの第１側壁部分３０２Ａに隣接する凸部１２５の側面の傾斜に合わせて、プレート１２０のマスク治具３００Ａが設置される面に対して傾斜している。例えば、プレート１２０の第２領域に平行な面に対する第１側壁部分３０２Ａの角度は、プレート１２０の第２領域に平行な面に対する凸部１２５の側面の角度と同じ又はほぼ同じであってもよい。なお、第１変形例では、プレート１２０を平面視した場合（例えば、プレート１２０を図５における紙面上側から見た場合）、第１側壁部分３０２Ａの一部の部分が第１領域に重なり、第１側壁部分３０２Ａの他の部分が、第１領域を囲む。

【0043】

また、第１部分３０４Ａは、図３に示した第１部分３０４と同様に、第１側壁部分３０２Ａに接続され、かつ、流路１２２を覆う。また、設置部分３０６は、第１側壁部分３０２Ａを囲み、かつ、第１側壁部分３０２Ａに接続される。設置部分３０６は、「マスク治具の端部」の一例である。なお、設置部分３０６がマスク治具３００Ａから省かれ、第１側壁部分３０２Ａの端部（第２領域に平行又はほぼ平行な面を含む部分）が設置部分３０６として機能してもよい。設置部分３０６がマスク治具３００Ａから省かれる場合、第１側壁部分３０２Ａの端部は、「マスク治具の端部」の別の例である。

【0044】

上述したように、第１変形例では、マスク治具３００Ａの第１側壁部分３０２Ａは、プレート１２０に対する凸部１２５の側面の傾斜に合わせて、プレート１２０に対して傾斜している。これにより、第１変形例では、例えば、プレート１２０に対する第１側壁部分３０２の角度が９０度又はほぼ９０度である場合に比べて、第１側壁部分３０２Ａと凸部１２５との隙間を小さくすることができる。この結果、第１変形例では、プレート１２０に対する第１側壁部分３０２の角度が９０度又はほぼ９０度である場合に比べて、アウトガスＧＳが流路１２２に侵入することを抑制することができる。すなわち、第１変形例では、プレート１２０に対する第１側壁部分３０２の角度が９０度又はほぼ９０度である場合に比べて、アウトガスＧＳが流路１２２に付着することを抑制することができる。

【0045】

このように、第１変形例においても、アウトガスＧＳが流路１２２に付着することを抑制することができるため、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0046】

［第２変形例］
上述した実施形態及び第１変形例では、マスク治具３００又は３００Ａをプレート１２０に設置する方法は特に限定されないが、マスク治具３００又は３００Ａは、シーリング材を介して、プレート１２０に設置されてもよい。

【0047】

図６は、第２変形例に係る第２工程Ｐ２の説明図である。図６に示す第２変形例では、第２工程Ｐ２において、マスク治具３００Ａが、第２シーリング材３２０を介して、プレート１２０に設置される。マスク治具３００Ａは、例えば、図５において説明したマスク治具３００Ａと同様である。

【0048】

図６に示す例では、第２シーリング材３２０は、マスク治具３００Ａの設置面３０６ｓとプレート１２０の表面との間に介在する部分と、第１側壁部分３０２Ａと複数の凸部１２５のうちの第１側壁部分３０２Ａに隣接する凸部１２５の側面との間に介在する部分とを含む。なお、第２シーリング材３２０は、第１側壁部分３０２Ａと凸部１２５との間に介在する部分を含まなくてもよい。

【0049】

上述したように、第２変形例では、マスク治具３００Ａが第２シーリング材３２０を介してプレート１２０に設置されるため、マスク治具３００Ａ内の空間を密封することができる。

【0050】

例えば、マスク治具３００Ａの設置面３０６ｓとプレート１２０の表面との間に第２シーリング材３２０が介在する場合、第２シーリング材３２０により、マスク治具３００Ａ内の空間を密封することができる。また、マスク治具３００Ａの設置面３０６ｓとプレート１２０の表面との間に加えて、第１側壁部分３０２Ａと凸部１２５との間に第２シーリング材３２０が介在する場合、マスク治具３００Ａ内の空間を、より確実に密封することができる。

【0051】

ここで、第２シーリング材３２０は、例えば、第３工程Ｐ３においてアウトガスＧＳが発生しないシーリング材、又は、第３工程Ｐ３において発生するアウトガスＧＳの量が第１シーリング材１２４Ｓより少ないシーリング材である。すなわち、第３工程Ｐ３において第２シーリング材３２０から発生するアウトガスＧＳの量は、第３工程Ｐ３において第１シーリング材１２４Ｓから発生するアウトガスＧＳの量より少ない。なお、第２シーリング材３２０が第１シーリング材１２４Ｓと同じシーリング材である場合でも、マスク治具３００Ａとプレート１２０との間に介在する第２シーリング材３２０の量は、第１シーリング材１２４Ｓの量より少ない。このため、第２シーリング材３２０が第１シーリング材１２４Ｓと同じシーリング材である場合でも、第３工程Ｐ３において第２シーリング材３２０から発生するアウトガスＧＳの量は、第３工程Ｐ３において第１シーリング材１２４Ｓから発生するアウトガスＧＳの量より少ない。従って、第２シーリング材３２０は、第１シーリング材１２４Ｓと同じシーリング材であってもよい。あるいは、第２シーリング材３２０は、第１シーリング材１２４Ｓに比べて、アウトガスＧＳの発生が抑制されたシーリング材であってもよい。すなわち、第２シーリング材３２０は、第１シーリング材１２４Ｓに比べて、流路１２２の濡れ性を悪化させないシーリング材であればよい。

【0052】

第２変形例では、マスク治具３００Ａ内の空間を密封することができるため、マスク治具３００Ａとプレート１２０との間に第２シーリング材３２０が介在しない場合に比べて、アウトガスＧＳが流路１２２に侵入することを抑制することができる。すなわち、第２変形例では、マスク治具３００Ａとプレート１２０との間に第２シーリング材３２０が介在しない場合に比べて、アウトガスＧＳが流路１２２に付着することを抑制することができる。

【0053】

なお、第３工程Ｐ３において第２シーリング材３２０からアウトガスＧＳが発生する場合においても、上述したように、第２シーリング材３２０から発生するアウトガスＧＳの量は、第１シーリング材１２４Ｓから発生するアウトガスＧＳの量より少ない。このため、第３工程Ｐ３において第２シーリング材３２０からアウトガスＧＳが発生する場合においても、マスク治具３００又は３００Ａが使用されない場合に比べて、アウトガスＧＳが流路１２２に付着することを抑制することができる。

【0054】

また、第２変形例の態様は、図６に示す例に限定されない。例えば、マスク治具３００Ａの代わりにマスク治具３００が使用される場合、マスク治具３００の第１側壁部分３０２の端部とプレート１２０の表面との間に第２シーリング材３２０が介在してもよい。第１側壁部分３０２の端部は、「マスク治具の端部」の別の例である。マスク治具３００とプレート１２０との間に第２シーリング材３２０が介在する場合においても、マスク治具３００内の空間を密封することができるため、アウトガスＧＳが流路１２２に侵入することを抑制することができる。すなわち、マスク治具３００とプレート１２０との間に第２シーリング材３２０が介在する場合においても、マスク治具３００とプレート１２０との間に第２シーリング材３２０が介在しない場合に比べて、アウトガスＧＳが流路１２２に付着することを抑制することができる。

【0055】

このように、第２変形例においても、アウトガスＧＳが流路１２２に付着することを抑制することができるため、上述した実施形態及び第１変形例と同様の効果を得ることができる。

【0056】

［第３変形例］
上述した実施形態、第１変形例及び第２変形例では、第１シーリング材１２４Ｓ及び流路１２２のうちの流路１２２のみを覆うマスク治具３００又は３００Ａが使用される場合を例示したが、本発明はこのような態様に限定されるものではない。例えば、第２工程Ｐ２において、図７に示すように、第１シーリング材１２４Ｓ及び流路１２２のうちの第１シーリング材１２４Ｓのみを覆うマスク治具３００Ｂが、プレート１２０に設置されてもよい。

【0057】

図７は、第３変形例に係る第２工程Ｐ２の説明図である。図７に示す第３変形例では、第２工程Ｐ２において、マスク治具３００Ｂが、第２シーリング材３２０を介して、プレート１２０に設置される。

【0058】

例えば、マスク治具３００Ｂは、第１側壁部分３０８、第２側壁部分３０９及び第２部分３１０を含み、第１側壁部分３０８、第２側壁部分３０９及び第２部分３１０により、第１シーリング材１２４Ｓ及び流路１２２のうちの第１シーリング材１２４Ｓのみを覆う。第１側壁部分３０８は、第２領域と第１領域との間に位置し、かつ、第１領域を囲む。第２側壁部分３０９は、第２領域を囲む。また、第２部分３１０は、第１側壁部分３０８及び第２側壁部分３０９に接続され、かつ、第２領域を覆う。

【0059】

第２シーリング材３２０は、第１側壁部分３０８の端部とプレート１２０の表面との間に介在する部分と、第２側壁部分３０９の端部とプレート１２０の表面との間に介在する部分とを含む。なお、第１側壁部分３０８の端部及び第２側壁部分３０９の端部は、マスク治具３００Ｂの端部に該当する。すなわち、第２シーリング材３２０は、マスク治具３００Ｂの端部とプレート１２０の表面との間に介在する部分を含む。第１側壁部分３０８の端部及び第２側壁部分３０９の端部は、「マスク治具の端部」の別の例である。第２シーリング材３２０は、例えば、図６において説明した第２シーリング材３２０と同様のシーリング材である。

【0060】

第３変形例では、マスク治具３００Ｂの端部とプレート１２０の表面との間に介在する第２シーリング材３２０により、マスク治具３００Ｂ内の空間を密封することができる。このため、第３変形例では、第３工程Ｐ３において第１シーリング材１２４Ｓから発生するアウトガスＧＳが、マスク治具３００Ｂ内の空間から漏洩することを抑制することができる。これにより、第３変形例においても、アウトガスＧＳが流路１２２に付着することを抑制することができる。

【0061】

このように、第３変形例においても、アウトガスＧＳが流路１２２に付着することを抑制することができるため、上述した実施形態、第１変形例及び第２変形例と同様の効果を得ることができる。

【0062】

［第４変形例］
上述した第３変形例において、マスク治具３００Ｂは、第２シーリング材３２０を介さずに、プレート１２０に設置されてもよい。第４変形例においても、第１シーリング材１２４Ｓがマスク治具３００Ｂにより覆われているため、第３工程Ｐ３において第１シーリング材１２４Ｓから発生したアウトガスＧＳの流路１２２への到達が、マスク治具３００Ｂにより阻害される。このため、第４変形例においても、マスク治具３００、３００Ａ又は３００Ｂがプレート１２０に設置されない場合（すなわち、図４に示した比較例）に比べて、アウトガスＧＳが流路１２２に付着することを抑制することができる。

【0063】

このように、第４変形例においても、アウトガスＧＳが流路１２２に付着することを抑制することができるため、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0064】

［第５変形例］
上述した実施形態、第１変形例及び第２変形例では、マスク治具３００又は３００Ａが第１側壁部分３０２又は３０２Ａを含む場合を例示したが、本発明はこのような態様に限定されるものではない。例えば、流路１２２を覆う平板状の治具（例えば、マスク治具３００から第１側壁部分３０２が省かれた治具、及び、マスク治具３００Ａから第１側壁部分３０２Ａが省かれた治具等）が、プレート１２０の凸部１２５上に配置されてもよい。この場合、平板状の治具は、「マスク治具」に該当する。例えば、プレート１２０の凸部１２５上に配置された平板状の治具は、第３工程Ｐ３において第１シーリング材１２４Ｓから発生したアウトガスＧＳの流路１２２への進入路の一部を遮断する。これにより、第５変形例においても、例えば、図４に示した比較例に比べて、アウトガスＧＳが流路１２２に付着することを抑制することができる。

【0065】

このように、第５変形例においても、アウトガスＧＳが流路１２２に付着することを抑制することができるため、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0066】

［第６変形例］
上述した実施形態、及び、第１変形例から第５変形例までの変形例において、シール部１２４は、図８に示すように、ビード部１２８上に配置されてもよい。

【0067】

図８は、第６変形例に係るセパレータ１００Ａの概略的な構成を例示する断面図である。図１から図７において説明した要素と同様の要素については、同様の符号を付し、詳細な説明を省略する。

【0068】

セパレータ１００Ａは、図８における紙面上側に突出したビード部１２８が第２領域に形成されたプレート１２０Ａと、ビード部１２８上に設けられたシール部１２４とを含む。プレート１２０Ａは、ビード部１２８が第２領域に形成されていることを除いて、図１及び図２等において説明したプレート１２０と同様である。プレート１２０Ａでは、第１領域は、ビード部１２８により囲まれる。従って、プレート１２０Ａにおいても、第１領域は、シール部１２４により囲まれる。

【0069】

なお、セパレータ１００Ａの製造方法は、セパレータ１００の製造方法と同様である。例えば、セパレータ１００Ａの製造方法における第２工程Ｐ２においても、第１シーリング材１２４Ｓ及び流路１２２のうちの一方のみを覆うマスク治具３００又は３００Ａが、プレート１２０Ａに設置される。

【0070】

図９は、第６変形例に係る第２工程Ｐ２の一例を示す説明図である。図９に示す例では、第２工程Ｐ２において、第１シーリング材１２４Ｓ及び流路１２２のうちの流路１２２のみを覆うマスク治具３００が、プレート１２０Ａに設置される。マスク治具３００は、例えば、図３において説明したマスク治具３００と同様である。なお、マスク治具３００は、第２シーリング材３２０を介してプレート１２０Ａに設置されてもよい。

【0071】

図１０は、第６変形例に係る第２工程Ｐ２の別の例を示す説明図である。図１０に示す例では、第２工程Ｐ２において、第１シーリング材１２４Ｓ及び流路１２２のうちの流路１２２のみを覆うマスク治具３００Ａが、第２シーリング材３２０を介して、プレート１２０Ａに設置される。マスク治具３００Ａは、例えば、図５において説明したマスク治具３００Ａと同様である。なお、マスク治具３００Ａは、図５に示した第１変形例の第２工程Ｐ２と同様に、第２シーリング材３２０を介さずに、プレート１２０Ａに設置されてもよい。

【0072】

図１１は、第６変形例に係る第２工程Ｐ２の別の例を示す説明図である。図１１に示す例では、第２工程Ｐ２において、第１シーリング材１２４Ｓ及び流路１２２のうちの第１シーリング材１２４Ｓのみを覆うマスク治具３００Ｂが、第２シーリング材３２０を介して、プレート１２０Ａに設置される。マスク治具３００Ｂは、例えば、図７において説明したマスク治具３００と同様である。例えば、マスク治具３００Ｂは、ビード部１２８と第１シーリング材１２４Ｓとを覆う。なお、マスク治具３００Ｂは、第２シーリング材３２０を介さずに、プレート１２０Ａに設置されてもよい。

【0073】

第６変形例においても、アウトガスＧＳが流路１２２に付着することを抑制することができるため、上述した実施形態、及び、第１変形例から第５変形例までの変形例と同様の効果を得ることができる。

【符号の説明】

【0074】

１０…燃料電池、
１２…セル、
１００、１００Ａ、１００ａ、１００ｂ、１００Ｚ…セパレータ、
１２０、１２０Ａ…プレート、
１２２、１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ…流路、
１２４、１２４ａ、１２４ｂ…シール部、
１２４Ｓ…第１シーリング材、
１２５、１２５ａ、１２５ｂ…凸部、
１２６ａ、１２６ｂ…溝、
１２８…ビード部、
２００…膜電極接合体、
３００、３００Ａ、３００Ｂ…マスク治具、
３０２、３０２Ａ、３０８…第１側壁部分、
３０４、３０４Ａ…第１部分、
３０６…設置部分、
３０６ｓ…設置面、
３０９…第２側壁部分、
３１０…第２部分、
３２０…第２シーリング材
ＡＲ１…第１領域
ＡＲ２…第２領域。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】