JP2012016877A - Fuel cell gasket molding die - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress undesirable infiltration of a gasket material in a die when a constituent member for a fuel cell and a fuel cell gasket are integrally molded.SOLUTION: There is provided a fuel cell gasket molding die for integrally molding a gasket to a fuel cell constituent member having a shape corresponding to the gasket, wherein a cavity 80 into which a molding material of the gasket can be put and a vent part 82 provided to communicate with the cavity 80, which guides excessive molding material put into the cavity outside the cavity as a passage are formed. An inflow suppression part 75 is arranged on an inner wall surface of the die so that the molding material from the vent part 82 is suppressed from flowing into a space 81 generated between the fuel cell constituent member disposed in the die and the inner wall surface of the die.

Description

本発明は、燃料電池用ガスケットの成形金型に関するものである。   The present invention relates to a molding die for a fuel cell gasket.

燃料電池においては、一般に、電解質膜の外周部において、セル内に形成されるガス流路のシール性を確保するためのガスケットなどのシール部材が設けられる。このようなガスケットの構成として、従来、電解質膜表面に電極を形成した膜−電極接合体（Membrane Electrode Assembly、以下ＭＥＡと呼ぶ）を金型内に配置して、ＭＥＡの外周部に、ＭＥＡと一体で、射出成形によってシールガスケットを形成する構成が知られている。具体的には、例えば、ＭＥＡをさらに一対のガス拡散層で挟持した積層体を金型内に配置する際に、積層体の外周部と当接する当接部を金型内に配置して、この当接部によって、積層体へのガスケット材料の浸入を抑制する構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。   In a fuel cell, generally, a sealing member such as a gasket is provided on the outer periphery of the electrolyte membrane to ensure the sealing performance of a gas flow path formed in the cell. As a structure of such a gasket, conventionally, a membrane-electrode assembly (hereinafter referred to as MEA) in which an electrode is formed on an electrolyte membrane surface is arranged in a mold, and MEA and A structure is known in which a seal gasket is formed by injection molding. Specifically, for example, when a laminated body in which the MEA is further sandwiched between a pair of gas diffusion layers is arranged in the mold, an abutting portion that comes into contact with the outer peripheral portion of the laminated body is arranged in the mold, The structure which suppresses permeation of the gasket material to a laminated body by this contact part is proposed (for example, refer patent document 1).

特開２００８−２０４６３６号公報JP 2008-204636 A 特開２００２−２６０６９４号公報JP 2002-260694 A 特開２００８−１４６９８６号公報JP 2008-146986 A 特開２００９−０４３６４６号公報JP 2009-043646 A

しかしながら、上記のように金型を用いて燃料電池用ガスケットを一体成形する場合には、ガスケット材料の浸入は、金型内に配置するＭＥＡを含む積層体内への浸入以外の態様でも起こり得る。そのため、燃料電池の構成部材とガスケットとを金型を用いて一体成形する際に、金型内におけるガスケット材料の望ましくない浸入を抑制するために、ガスケットの成型方法の更なる適正化が望まれていた。   However, when the fuel cell gasket is integrally formed using a mold as described above, the gasket material may enter in modes other than the intrusion into the laminate including the MEA disposed in the mold. Therefore, when the fuel cell component and the gasket are integrally molded using a mold, further optimization of the molding method of the gasket is desired in order to suppress undesirable penetration of the gasket material in the mold. It was.

本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされたものであり、燃料電池の構成部材と燃料電池用ガスケットとを一体成形する際に、金型内におけるガスケット材料の望ましくない浸入を抑制することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and suppresses undesirable intrusion of the gasket material in the mold when the fuel cell component and the fuel cell gasket are integrally formed. The purpose is to do.

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、以下の形態または適用例として実施することが可能である。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.

［適用例１］
燃料電池構成部材に対してガスケットを一体で成形するための燃料電池用ガスケット成形金型であって、
前記ガスケットに対応する形状であって、前記ガスケットの成形材料を投入可能なキャビティと、
前記キャビティと連通して設けられ、前記キャビティに対して過剰に投入された前記成形材料を前記キャビティ外に導く通路であるベント部と、
が形成されており、
前記金型内に配置された前記燃料電池構成部材と前記金型の内壁面との間に生じる空隙に対する、前記ベント部からの前記成形材料の流入を抑制するように、前記金型の内壁面に設けられた流入抑制部を備える
燃料電池用ガスケット成形金型。 [Application Example 1]
A gasket molding mold for a fuel cell for integrally molding a gasket on a fuel cell component,
A cavity corresponding to the gasket, into which the molding material of the gasket can be charged,
A vent portion that is provided in communication with the cavity and is a passage that guides the molding material excessively charged to the cavity to the outside of the cavity;
Is formed,
The inner wall surface of the mold so as to suppress the inflow of the molding material from the vent portion with respect to the gap generated between the fuel cell constituent member disposed in the mold and the inner wall surface of the mold. A gasket molding die for a fuel cell comprising an inflow suppressing portion provided in the fuel cell.

適用例１に記載の燃料電池用ガスケット成形金型によれば、流入抑制部を設けているため、金型内で金型内壁面と燃料電池構成部材との間に形成される空隙に対するベント部からの成形材料の流入を抑制することができる。そのため、このように空隙内に流入した成形材料に起因する燃料電池構成部材の周囲におけるバリの形成を抑制することができる。バリの形成を抑制することにより、バリの除去工程を削減し、あるいは不要として、燃料電池の製造工程を簡素化することが可能になる。   According to the fuel cell gasket molding die described in Application Example 1, since the inflow suppressing portion is provided, a vent portion for a gap formed between the inner wall surface of the die and the fuel cell constituent member in the die. Inflow of the molding material from can be suppressed. Therefore, it is possible to suppress the formation of burrs around the fuel cell constituent member due to the molding material flowing into the gap. By suppressing the formation of burrs, it is possible to reduce or eliminate the process of removing burrs and simplify the fuel cell manufacturing process.

［適用例２］
適用例１記載の燃料電池用ガスケット成形金型であって、前記流入抑制部は、弾性材料によって形成されている燃料電池用ガスケット成形金型。適用例２に記載の燃料電池用ガスケット成形金型によれば、金型内で流入抑制部が燃料電池構成部材に当接するときに、流入抑制部は燃料電池構成部材と隙間無く接することが可能になり、燃料電池構成部材の外周の空隙に対する成形材料の流入を抑制する効果を高めることができる。 [Application Example 2]
The fuel cell gasket molding die according to Application Example 1, wherein the inflow suppressing portion is formed of an elastic material. According to the fuel cell gasket molding die described in the application example 2, when the inflow suppression portion contacts the fuel cell constituent member in the mold, the inflow suppression portion can contact the fuel cell constituent member without a gap. Thus, the effect of suppressing the inflow of the molding material into the gap on the outer periphery of the fuel cell constituent member can be enhanced.

［適用例３］
適用例１または２記載の燃料電池用ガスケット成形金型であって、前記金型は、上型と、前記ガスケットの成形時に前記燃料電池構成部材が所定の位置に配置される下型と、を備え、前記流入抑制部は、前記上型に固着されている燃料電池用ガスケット成形金型。適用例３に記載の燃料電池用ガスケット成形金型によれば、流入抑制部が上型に固着されているため、下型上に燃料電池構成部材を配置する際に、流入抑制部が邪魔になることがない。 [Application Example 3]
A gasket forming mold for a fuel cell according to Application Example 1 or 2, wherein the mold includes an upper mold and a lower mold in which the fuel cell constituent member is disposed at a predetermined position when the gasket is molded. And the inflow suppressing portion is a gasket molding die for a fuel cell fixed to the upper die. According to the fuel cell gasket molding die described in Application Example 3, since the inflow suppression part is fixed to the upper mold, the inflow suppression part becomes an obstacle when the fuel cell constituent member is disposed on the lower mold. Never become.

［適用例４］
適用例３記載の燃料電池用ガスケット成形金型であって、前記流入抑制部は、三角柱状に形成されており、前記三角柱の一の側面において前記上型に固着されると共に、前記三角柱の他の側面である斜面によって、前記金型内に配置された前記燃料電池構成部材と当接可能に配置されている燃料電池ガスケット成形金型。適用例４に記載の燃料電池用ガスケット成形金型によれば、三角柱の一の側面において上型との間の接着強度を確保することができると共に、他の側面である斜面で燃料電池構成部材と接することにより、金型内における燃料電池構成部材との干渉を抑制することができる。 [Application Example 4]
The gasket molding die for a fuel cell according to Application Example 3, wherein the inflow suppressing portion is formed in a triangular prism shape, and is fixed to the upper mold on one side surface of the triangular prism, and other than the triangular prism. A fuel cell gasket molding die arranged so as to be able to contact the fuel cell constituent member arranged in the die by an inclined surface which is a side surface of the fuel cell. According to the gasket molding die for a fuel cell described in the application example 4, the adhesion strength between the triangular prism and the upper die can be secured on one side surface of the triangular prism, and the fuel cell constituent member can be formed on the slope which is the other side surface. The contact with the fuel cell constituent member in the mold can be suppressed.

［適用例５］
適用例３または４記載の燃料電池用ガスケット成形金型であって、前記ベント部は、前記上型に設けられた溝によって形成され、前記流入抑制部は、前記空隙を塞ぐ位置であって、前記ベント部を形成する溝を両側から挟む位置に設けられている燃料電池ガスケット成形金型。適用例５に記載の燃料電池用ガスケット成形金型によれば、ベント部を介したキャビティからの過剰な成形材料の排出を妨げることなく、燃料電池構成部材の外周に形成される空隙への成形材料の流入を抑制することができる。 [Application Example 5]
The gasket molding die for a fuel cell according to Application Example 3 or 4, wherein the vent portion is formed by a groove provided in the upper die, and the inflow suppressing portion is a position for closing the gap, A fuel cell gasket molding die provided at a position sandwiching a groove forming the vent portion from both sides. According to the gasket molding die for a fuel cell described in the application example 5, molding into a void formed on the outer periphery of the fuel cell constituent member without hindering discharge of an excessive molding material from the cavity via the vent portion. Inflow of material can be suppressed.

［適用例６］
適用例３ないし５いずれか記載の燃料電池用ガスケット成形金型であって、前記上型は、前記燃料電池構成部材上において前記燃料電池構成部材の外周に沿って設けられた外周シール部に当接可能に設けられている燃料電池ガスケット成形金型。適用例６に記載の燃料電池用ガスケット成形金型によれば、上型が外周シールに当接することにより、燃料電池構成部材の外周部において、ベント部が形成されていない箇所における空隙への成形材料の流入を抑制することができる。 [Application Example 6]
6. The fuel cell gasket molding die according to any one of Application Examples 3 to 5, wherein the upper die contacts an outer peripheral seal portion provided along an outer periphery of the fuel cell constituent member on the fuel cell constituent member. A fuel cell gasket mold that can be contacted. According to the gasket molding die for a fuel cell described in the application example 6, when the upper die is in contact with the outer peripheral seal, the outer peripheral portion of the fuel cell constituent member is molded into a gap at a location where the vent portion is not formed. Inflow of material can be suppressed.

［適用例７］
適用例１ないし６いずれか記載の燃料電池用ガスケット成形金型であって、前記燃料電池構成部材は、ガスセパレータを含み、前記ガスケットは、前記ガスセパレータの面上に形成され、前記空隙は、前記ガスセパレータと前記金型の内壁面との間に生じる空隙である燃料電池用ガスケット成形金型。適用例７に記載の燃料電池用ガスケット成形金型によれば、流入抑制部によって、ガスセパレータの外周におけるバリの形成を抑制することができる。 [Application Example 7]
The fuel cell gasket molding die according to any one of Application Examples 1 to 6, wherein the fuel cell component includes a gas separator, the gasket is formed on a surface of the gas separator, and the gap is A gasket molding die for a fuel cell, which is a gap formed between the gas separator and the inner wall surface of the die. According to the fuel cell gasket molding die described in Application Example 7, the formation of burrs on the outer periphery of the gas separator can be suppressed by the inflow suppressing portion.

［適用例８］
適用例７記載の燃料電池用ガスケット成形金型であって、前記ガスセパレータは、燃料電池における電気化学反応に供されるガスが流れるマニホールドを形成するための孔部が形成されると共に、前記ガスセパレータの内部には、前記ガスセパレータ上に形成される前記ガスの流路と前記マニホールドとを連通させる連通流路と、冷媒流路が形成され、前記燃料電池構成部材は、さらに、電極を備える電解質膜と、前記電解質膜を挟持するように配置されて、前記ガスセパレータ上で前記ガスの流路を形成する多孔質体であるガス流路形成部と、を備え、前記金型は、前記ガスケットとして、前記ガスセパレータと面で接触しつつ一体化すると共に、前記燃料電池の内部において前記ガスセパレータと隣り合うガスセパレータと接する高さのシール用凸部が形成されたガスケットを成形する燃料電池用ガスケット成形金型。適用例８に記載の燃料電池用ガスケット成形金型によれば、ガスセパレータの外周部におけるバリの形成を抑制しつつ、ガスセパレータと、電極を備える電解質膜と、ガス流路形成部と、ガスケットとが一体化した構造を形成することができ、このような構造を積層することにより、容易に燃料電池の組み立てを行なうことが可能になる。 [Application Example 8]
A gasket molding die for a fuel cell according to Application Example 7, wherein the gas separator has a hole for forming a manifold through which a gas used for an electrochemical reaction in the fuel cell flows, and the gas separator In the separator, a communication channel that connects the gas channel formed on the gas separator and the manifold, and a refrigerant channel are formed, and the fuel cell component further includes an electrode. An electrolyte membrane, and a gas flow path forming portion that is a porous body that is disposed so as to sandwich the electrolyte membrane and forms the gas flow path on the gas separator, As a gasket, it is integrated with the gas separator while being in contact with the surface, and has a height in contact with the gas separator adjacent to the gas separator inside the fuel cell. Fuel gasket molding die for a battery for molding the gasket convexity Lumpur is formed. According to the gasket molding die for a fuel cell described in the application example 8, while suppressing the formation of burrs on the outer peripheral portion of the gas separator, the gas separator, the electrolyte membrane including the electrode, the gas flow path forming portion, and the gasket Can be formed, and by stacking such structures, the fuel cell can be easily assembled.

［適用例９］
所定の金型を用いて、燃料電池構成部材に対してガスケットを一体で成形する燃料電池用ガスケットの製造方法であって、
前記金型は、
前記ガスケットに対応する形状であって、前記ガスケットの成形材料を投入可能なキャビティと、
前記キャビティと連通して設けられ、前記キャビティに対して過剰に投入された前記成形材料を前記キャビティ外に導く通路であるベント部と、
が形成されており、
前記金型内に前記燃料電池構成部材を配置する工程と、
前記金型内に配置された前記燃料電池構成部材と前記金型の内壁面との間に生じる空隙に対する、前記ベント部からの前記成形材料の流入を抑制するように、前記金型内に流入抑制部を配置する工程と
を備える燃料電池用ガスケットの製造方法。 [Application Example 9]
A method for producing a gasket for a fuel cell, in which a gasket is integrally formed with a fuel cell component using a predetermined mold,
The mold is
A cavity corresponding to the gasket, into which the molding material of the gasket can be charged,
A vent portion that is provided in communication with the cavity and is a passage that guides the molding material excessively charged to the cavity to the outside of the cavity;
Is formed,
Disposing the fuel cell component in the mold; and
Inflow into the mold so as to suppress inflow of the molding material from the vent portion with respect to a gap generated between the fuel cell constituent member disposed in the mold and an inner wall surface of the mold. A method of manufacturing a gasket for a fuel cell, comprising the step of disposing a suppressing portion.

適用例９に記載の燃料電池用ガスケットの製造方法によれば、ガスケットの成形時に流入抑制部を配置するため、金型内で金型内壁面と燃料電池構成部材との間に形成される空隙に対するベント部からの成形材料の流出を抑制することができる。そのため、このように流出した成形材料に起因する燃料電池構成部材の周囲におけるバリの形成を抑制することができる。バリの形成を抑制することにより、バリの除去工程を削減し、あるいは不要として、燃料電池の製造工程を簡素化することが可能になる。   According to the method for manufacturing the fuel cell gasket described in Application Example 9, the gap formed between the inner wall surface of the mold and the fuel cell constituent member is disposed in the mold in order to arrange the inflow suppressing portion when the gasket is molded. It is possible to suppress the outflow of the molding material from the vent portion. Therefore, it is possible to suppress the formation of burrs around the fuel cell constituent member due to the molding material flowing out in this way. By suppressing the formation of burrs, it is possible to reduce or eliminate the process of removing burrs and simplify the fuel cell manufacturing process.

本発明は、上記以外の種々の形態で実現可能であり、例えば、燃料電池用ガスケットにおけるバリ形成の抑制方法や、燃料電池の製造方法などの形態で実現することが可能である。   The present invention can be realized in various forms other than those described above. For example, the present invention can be realized in forms such as a method for suppressing burr formation in a fuel cell gasket and a method for manufacturing a fuel cell.

実施例の燃料電池の概略構成を表わす断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram showing schematic structure of the fuel cell of an Example. カソード対向プレート３１の形状を示す平面図である。3 is a plan view showing the shape of a cathode facing plate 31. FIG. 中間プレート３３の形状を示す平面図である。4 is a plan view showing a shape of an intermediate plate 33. FIG. アノード対向プレート３２の形状を示す平面図である。4 is a plan view showing a shape of an anode facing plate 32. FIG. 発電積層部と一体形成されたガスケット１６の形状を表わす平面図である。It is a top view showing the shape of the gasket 16 integrally formed with the electric power generation laminated part. ガスセパレータ３０上における外周シール部１８の配置を表わす平面図である。4 is a plan view showing the arrangement of the outer peripheral seal portion 18 on the gas separator 30. FIG. 実施例の燃料電池の製造工程を表わす説明図である。It is explanatory drawing showing the manufacturing process of the fuel cell of an Example. 金型内にガスセパレータ３０および発電積層部の構成部材を配置した様子を表わす断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram showing a mode that the gas separator 30 and the structural member of the electric power generation lamination | stacking part have been arrange | positioned in the metal mold | die. 下型７０上にガスセパレータ３０を配置した様子を表わす平面図である。3 is a plan view showing a state where a gas separator 30 is arranged on a lower mold 70. FIG. ベント部８２の位置を下型７０と重ね合わせて示す平面図である。FIG. 6 is a plan view showing the position of a vent portion 82 in an overlapping manner with the lower mold 70. 領域Ａの様子を拡大して示す説明図である。It is explanatory drawing which expands and shows the mode of the area | region A. FIG.

Ａ．燃料電池の構成：
図１は、実施例の燃料電池の概略構成を表わす断面模式図である。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基本構造であるセルアセンブリ１０を複数備えると共に、各々のセルアセンブリ１０間にガスセパレータ３０を介在させつつセルアセンブリ１０を積層させたスタック構造を有している。 A. Fuel cell configuration:
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a fuel cell according to an embodiment. The fuel cell of this example is a polymer electrolyte fuel cell. In addition, the fuel cell according to this embodiment includes a plurality of cell assemblies 10 that are basic structures in which an electrochemical reaction proceeds, and a stack in which the cell assemblies 10 are stacked with a gas separator 30 interposed between the cell assemblies 10. It has a structure.

セルアセンブリ１０は、表面に一対の電極および一対のガス拡散層を設けた電解質膜１１と、ガス流路形成部１４，１５と、を備えている。なお、図１では、電極およびガス拡散層については、記載を省略している。   The cell assembly 10 includes an electrolyte membrane 11 having a pair of electrodes and a pair of gas diffusion layers on the surface, and gas flow path forming portions 14 and 15. In FIG. 1, the electrode and the gas diffusion layer are not shown.

電解質膜１１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、湿潤状態で良好なプロトン伝導性を示す。電極（カソードおよびアノード）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。カソードおよびアノードを形成するには、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、電解質膜を構成する電解質と同様の電解質とを用いて触媒インクを作製し、作製した触媒インクを電解質膜上に塗布すればよい。ガス拡散層は、カーボン製の多孔質部材であり、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。電解質膜１１は、両面上に電極が形成された後に、ガス拡散層によって挟持されて、プレス接合することにより全体が一体化される。   The electrolyte membrane 11 is a proton conductive ion exchange membrane formed of a solid polymer material, for example, a fluorine-based resin including perfluorocarbon sulfonic acid, and exhibits good proton conductivity in a wet state. The electrodes (cathode and anode) comprise a catalyst that promotes an electrochemical reaction, such as platinum or an alloy of platinum and other metals. To form the cathode and anode, for example, carbon powder carrying a catalyst metal such as platinum is produced, and catalyst ink is produced using the catalyst-carrying carbon and an electrolyte similar to the electrolyte constituting the electrolyte membrane. Then, the produced catalyst ink may be applied on the electrolyte membrane. The gas diffusion layer is a carbon porous member, and is formed of, for example, carbon cloth or carbon paper. After the electrodes are formed on both surfaces, the electrolyte membrane 11 is sandwiched between gas diffusion layers and integrated by press bonding.

ガス流路形成部１４，１５は、導電性多孔質体、具体的には、エキスパンドメタルや発泡金属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薄板状部材である。ガス流路形成部１４，１５は、ガス拡散層およびガスセパレータ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、カソードとガスセパレータ３０との間に配置されるガス流路形成部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、アノードとガスセパレータ３０との間に配置されるガス流路形成部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。   The gas flow path forming portions 14 and 15 are thin plate-like members formed of a conductive porous body, specifically, a metal porous body such as expanded metal or foam metal, or a carbon porous body. is there. The gas flow path forming portions 14 and 15 are arranged so as to be in contact with the gas diffusion layer and the gas separator 30, and a space formed by a large number of pores formed therein contains a gas used for an electrochemical reaction. It functions as an in-cell gas flow path. That is, the space formed by the pores of the gas flow path forming unit 14 disposed between the cathode and the gas separator 30 functions as an in-cell oxidizing gas flow path through which an oxidizing gas containing oxygen passes. In addition, the space formed by the pores of the gas flow path forming portion 15 disposed between the anode and the gas separator 30 functions as an in-cell fuel gas flow path through which the fuel gas containing hydrogen passes.

ガスセパレータ３０は、図１に示すように、ガス流路形成部１４と接するカソード対向プレート３１と、ガス流路形成部１５と接するアノード対向プレート３２と、カソード対向プレート３１およびアノード対向プレート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、カソード対向プレート３１、中間プレート３３、アノード対向プレート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、各々、所定の位置に所定形状の孔部を有している。図２は、カソード対向プレート３１の形状を示す平面図であり、図３は、中間プレート３３の形状を示す平面図であり、図４は、アノード対向プレート３２の形状を示す平面図である。これら図２〜図４では、電極およびガス拡散層と重なる領域（以下、発電領域ＤＡと呼ぶ）を、一点鎖線で囲んで示している。   As shown in FIG. 1, the gas separator 30 includes a cathode facing plate 31 in contact with the gas flow path forming portion 14, an anode facing plate 32 in contact with the gas flow path forming portion 15, a cathode facing plate 31 and an anode facing plate 32. And an intermediate plate 33 to be sandwiched. These three plates are thin plate-like members formed of a conductive material, for example, stainless steel or a metal such as titanium or a titanium alloy. The cathode facing plate 31, the intermediate plate 33, and the anode facing plate 32 are overlapped in this order. For example, they are joined by diffusion joining. Each of these three types of plates has a hole having a predetermined shape at a predetermined position. FIG. 2 is a plan view showing the shape of the cathode facing plate 31, FIG. 3 is a plan view showing the shape of the intermediate plate 33, and FIG. 4 is a plan view showing the shape of the anode facing plate 32. In FIGS. 2 to 4, a region overlapping with the electrode and the gas diffusion layer (hereinafter referred to as a power generation region DA) is surrounded by a one-dot chain line.

カソード対向プレート３１、アノード対向プレート３２は、いずれも、その外周部において、８つの孔部を備えている。具体的には、上記各プレートでは、略四角形状である外周の一辺に沿って、２つの孔部４０が形成されている。また、近傍に孔部４０が形成された辺と対向する辺に沿って、２つの孔部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、孔部４２，４３が形成されており、他方の辺の近傍には、孔部４４，４５が形成されている。これらの８つの孔部は、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。なお、中間プレート３３は、上記８つの孔部のうち、孔部４２，４５は有していないが、後述する複数の冷媒孔５９が、孔部４２，４５に対応する位置に重なるように設けられている。   Each of the cathode facing plate 31 and the anode facing plate 32 includes eight holes on the outer periphery thereof. Specifically, in each of the above plates, two holes 40 are formed along one side of the outer periphery that is substantially square. Further, two hole portions 41 are formed along the side opposite to the side where the hole portion 40 is formed in the vicinity. Further, holes 42 and 43 are formed in the vicinity of one of the other two sides, and holes 44 and 45 are formed in the vicinity of the other side. These eight holes overlap each other when the thin plate-like members are stacked to form a stack structure, and form a manifold that guides fluid parallel to the stacking direction inside the fuel cell. The intermediate plate 33 does not have the holes 42 and 45 among the eight holes, but is provided so that a plurality of refrigerant holes 59 to be described later overlap at positions corresponding to the holes 42 and 45. It has been.

上記各プレートが備える孔部４１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、Ｏ_２ inと表わす）、孔部４０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、Ｏ_２ outと表わす）。また、孔部４４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、Ｈ_２ inと表わす）、孔部４３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、Ｈ_２ outと表わす）。さらに、孔部４２は、燃料電池に対して供給された冷却水などの冷媒を各ガスセパレータ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）、孔部４５は、各ガスセパレータ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）。 The holes 41 provided in each of the plates form an oxidizing gas supply manifold that distributes the oxidizing gas supplied to the fuel cell to the in-cell oxidizing gas flow path (denoted as O ₂ in in the figure). The unit 40 forms an oxidizing gas discharge manifold that guides the oxidizing gas discharged and gathered from the in-cell oxidizing gas flow paths to the outside (denoted as O ₂ out in the figure). The hole 44 forms a fuel gas supply manifold that distributes the fuel gas supplied to the fuel cell to the fuel gas flow passages in each cell (denoted as H ₂ in in the figure). Then, a fuel gas discharge manifold is formed for guiding the fuel gas discharged from each cell fuel gas flow path to the outside (denoted as H ₂ out in the figure). Further, the hole 42 forms a refrigerant supply manifold that distributes a refrigerant such as cooling water supplied to the fuel cell into each gas separator 30 (denoted as CLT in in the drawing), and the hole 45 A refrigerant discharge manifold is formed to guide the refrigerant discharged and collected from each gas separator 30 to the outside (denoted as CLT out in the figure).

また、カソード対向プレート３１は、発電領域ＤＡ内において、２つの孔部４０の近傍の辺（図２における上端側の辺）に沿って設けられ、カソード対向プレート３１を貫通して形成された酸化ガス排出スリット５０を備えている。また、同様に、発電領域ＤＡ内において、２つの孔部４１の近傍の辺（図２における下端側の辺）に沿って設けられた酸化ガス供給スリット５１を備えている（図２参照）。   Further, the cathode facing plate 31 is provided along the side (the upper end side in FIG. 2) in the vicinity of the two holes 40 in the power generation area DA, and is formed through the cathode facing plate 31. A gas discharge slit 50 is provided. Similarly, in the power generation area DA, an oxidizing gas supply slit 51 provided along a side near the two holes 41 (a side on the lower end side in FIG. 2) is provided (see FIG. 2).

アノード対向プレート３２は、カソード対向プレート３１と同様に、発電領域ＤＡ内において、２つの孔部４０の近傍の辺（図４における上端側の辺）に沿って設けられ、アノード対向プレート３２を貫通して形成された燃料ガス供給スリット５４を備えている。また、同様に、発電領域ＤＡ内において、２つの孔部４１の近傍の辺（図４における下端側の辺）に沿って設けられた燃料ガス排出スリット５３を備えている（図４参照）。これらの燃料ガス供給スリット５４および燃料ガス排出スリット５３は、それぞれ、酸化ガス排出スリット５０および酸化ガス供給スリット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。   Similar to the cathode facing plate 31, the anode facing plate 32 is provided along the side near the two holes 40 (upper side in FIG. 4) in the power generation area DA and penetrates the anode facing plate 32. The fuel gas supply slit 54 is formed. Similarly, in the power generation area DA, a fuel gas discharge slit 53 provided along a side near the two holes 41 (a side on the lower end side in FIG. 4) is provided (see FIG. 4). The fuel gas supply slit 54 and the fuel gas discharge slit 53 are arranged closer to the center of the plate so as not to overlap with the oxidizing gas discharge slit 50 and the oxidizing gas supply slit 51, respectively.

中間プレート３３においては、孔部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の孔部４０は、この孔部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。孔部４０が有する上記複数の突出部を、連通部５５と呼ぶ。この連通部５５は、中間プレート３３とカソード対向プレート３１とが積層されたときに酸化ガス排出スリット５０と重なり合うように形成されており、酸化ガス排出マニホールドと酸化ガス排出スリット５０とを連通させる。また、孔部４１においても同様に、酸化ガス供給スリット５１に対応して、複数の連通部５６が設けられている（図３参照）。さらに、中間プレート３３には、孔部４４および孔部４３の各々に連通して、アノード対向プレート３２の燃料ガス供給スリット５４あるいは燃料ガス排出スリット５３と重なる形状の、連通部５８および連通部５７が設けられている。   In the intermediate plate 33, the shape of the hole 40 is different from that of the other plates, and the hole 40 of the intermediate plate 33 has a side on the plate center portion side of the hole 40 protruding toward the plate center portion. The shape is provided with a plurality of protruding portions. The plurality of protrusions of the hole 40 are referred to as communication portions 55. The communication portion 55 is formed so as to overlap the oxidizing gas discharge slit 50 when the intermediate plate 33 and the cathode facing plate 31 are stacked, and communicates the oxidizing gas discharge manifold and the oxidizing gas discharge slit 50. Similarly, the hole 41 is provided with a plurality of communicating portions 56 corresponding to the oxidizing gas supply slit 51 (see FIG. 3). Further, the intermediate plate 33 communicates with each of the hole 44 and the hole 43 and overlaps with the fuel gas supply slit 54 or the fuel gas discharge slit 53 of the anode facing plate 32. Is provided.

燃料電池の内部において、孔部４１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５６が形成する空間と、カソード対向プレート３１の酸化ガス供給スリット５１とを介して、ガス流路形成部１４内に形成されるセル内酸化ガス流路へと流入する。流入した酸化ガスは、電気化学反応に供されつつ、セル内酸化ガス流路を通過し、ガス流路形成部１４から、カソード対向プレート３１の酸化ガス排出スリット５０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、孔部４０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、孔部４４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５８が形成する空間と、アノード対向プレート３２の燃料ガス供給スリット５４とを介して、ガス流路形成部１５内に形成されるセル内燃料ガス流路へと流入する。流入した燃料ガスは、電気化学反応に供されつつ、セル内燃料ガス流路を通過し、ガス流路形成部１５から、アノード対向プレート３２の燃料ガス排出スリット５３および中間プレート３３の連通部５７が形成する空間を介して、孔部４３が形成する燃料ガス排出マニホールドへと排出される。   Inside the fuel cell, the oxidizing gas flowing through the oxidizing gas supply manifold formed by the hole 41 passes through the space formed by the communication portion 56 of the intermediate plate 33 and the oxidizing gas supply slit 51 of the cathode facing plate 31. It flows into the in-cell oxidizing gas channel formed in the gas channel forming part 14. The inflowing oxidizing gas passes through the in-cell oxidizing gas flow path while being subjected to an electrochemical reaction, and from the gas flow path forming portion 14, the oxidizing gas discharge slit 50 of the cathode facing plate 31 and the communication portion 55 of the intermediate plate 33. Is discharged to the oxidizing gas discharge manifold formed by the hole 40. Similarly, in the fuel cell, the fuel gas flowing through the fuel gas supply manifold formed by the hole 44 passes through the space formed by the communication portion 58 of the intermediate plate 33 and the fuel gas supply slit 54 of the anode facing plate 32. Then, it flows into the in-cell fuel gas flow path formed in the gas flow path forming portion 15. The fuel gas that has flowed in passes through the in-cell fuel gas flow path while being subjected to an electrochemical reaction. From the gas flow path forming portion 15, the fuel gas discharge slit 53 of the anode facing plate 32 and the communication portion 57 of the intermediate plate 33. Is discharged to the fuel gas discharge manifold formed by the hole 43 through the space formed by the.

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５９を備えている。これらの冷媒孔５９の端部は、中間プレート３３を他のプレートと重ね合わせたときに、孔部４２，４５と重なり合い、冷媒が流れるためのセル間冷媒流路をガスセパレータ３０内で形成する。すなわち、燃料電池の内部において、孔部４２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５９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、孔部４５が形成する冷媒排出マニホールドに排出される。   The intermediate plate 33 further includes a plurality of elongated refrigerant holes 59 formed in parallel to each other in a region including the power generation region DA. The end portions of these refrigerant holes 59 overlap with the hole portions 42 and 45 when the intermediate plate 33 is overlapped with other plates, and form an inter-cell refrigerant flow path in the gas separator 30 for the flow of the refrigerant. . That is, inside the fuel cell, the refrigerant flowing through the refrigerant supply manifold formed by the hole 42 is distributed to the inter-cell refrigerant flow path formed by the refrigerant holes 59, and the refrigerant discharged from the inter-cell refrigerant flow path is , And is discharged to the refrigerant discharge manifold formed by the hole 45.

また、ガスセパレータ３０を構成する各プレートには、外周部近傍の対応する位置に、２つの位置決め孔４７が設けられている。この位置決め孔４７は、後述するガスケット１６の形成時に、金型内でガスセパレータ３０を位置決めするために用いられる。   Each plate constituting the gas separator 30 is provided with two positioning holes 47 at corresponding positions in the vicinity of the outer peripheral portion. The positioning hole 47 is used for positioning the gas separator 30 in the mold when the gasket 16 described later is formed.

ここで、図３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、ガス流路形成部１４に対して酸化ガスが給排される様子、および、ガス流路形成部１５に対して燃料ガスが給排される様子が、矢印によって表わされている。   Here, in FIG. 3, the position corresponding to the cross-sectional view shown in FIG. In FIG. 1, the state in which the oxidizing gas is supplied to and discharged from the gas flow path forming unit 14 and the state in which the fuel gas is supplied to and discharged from the gas flow path forming unit 15 are represented by arrows. .

図１に戻り、隣り合うガスセパレータ３０間において、セルアセンブリ１０は、その外周部に、ガスケット１６を備えている。ガスケット１６は、燃料電池内部の環境下で安定な絶縁性の弾性材料、例えば、ゴムや熱可塑性エラストマーから成る部材である。ガスケット１６を構成する材料としては、具体的には、例えば、シリコン、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、ポリイソブチレン（ＰＩＢ）、ニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、フッ素ゴム、ウレタンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン（ＣＳＭ）、塩素化ポリエチレン（ＣＰＥ）、アクリルゴム、多硫化ゴム、エピクロロヒドリンゴム（ＣＯ・ＣＥＯ）等を挙げることができる。図１に示すように、ガスケット１６は、一方の側は、平坦面として形成されて、隣接する一方のガスセパレータ３０と面接触すると共に、この接触面において、上記ガスセパレータ３０と所定の結合力で接着・密着されている。また、他方の側は、凸部１７を有しており、凸部１７の頭頂部において、隣接する他方のガスセパレータ３０と接触する。ガスケット１６は、電解質膜１１、電極、ガス拡散層およびガス流路形成部１４，１５（以下、発電積層部と呼ぶ）と一体で形成されると共に、隣接するガスセパレータ３０のうち、平坦面で面接触するガスセパレータ３０と一体で形成されている。ガスケット１６の製造工程については、後に詳述する。   Returning to FIG. 1, between adjacent gas separators 30, the cell assembly 10 includes a gasket 16 on the outer periphery thereof. The gasket 16 is a member made of an insulating elastic material that is stable in the environment inside the fuel cell, for example, rubber or thermoplastic elastomer. Specific examples of the material constituting the gasket 16 include silicon, ethylene propylene diene rubber (EPDM), polyisobutylene (PIB), nitrile butadiene rubber (NBR), fluorine rubber, urethane rubber, chlorosulfonated polyethylene ( CSM), chlorinated polyethylene (CPE), acrylic rubber, polysulfide rubber, epichlorohydrin rubber (CO · CEO), and the like. As shown in FIG. 1, the gasket 16 is formed on one side as a flat surface and is in surface contact with one of the adjacent gas separators 30. At this contact surface, the gas separator 30 has a predetermined bonding force. It is adhered and adhered with. Further, the other side has a convex portion 17, and comes into contact with the other adjacent gas separator 30 at the top of the convex portion 17. The gasket 16 is formed integrally with the electrolyte membrane 11, the electrode, the gas diffusion layer, and the gas flow path forming portions 14 and 15 (hereinafter referred to as a power generation laminate portion), and has a flat surface among the adjacent gas separators 30. It is formed integrally with the gas separator 30 in surface contact. The manufacturing process of the gasket 16 will be described in detail later.

図５は、ガスセパレータ３０上で、発電積層部と一体形成されたガスケット１６の形状を表わす平面図である。図５に示すように、ガスケット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８つの孔部（既述した孔部４０〜４５）と、中央部に設けられて発電積層部が組み込まれている略四角形の孔部とを有している。この図５は、図１における右側から見た図であって、凸部１７が形成された側を表わしており、中央部に設けられた孔部に嵌め込まれた発電積層部においては、ガス流路形成部１４が表面に表われている。   FIG. 5 is a plan view showing the shape of the gasket 16 formed integrally with the power generation laminate on the gas separator 30. As shown in FIG. 5, the gasket 16 is a substantially rectangular thin plate-like member, and has eight holes (the above-described holes 40 to 45) provided in the outer peripheral part and a power supply provided in the central part. And a substantially rectangular hole in which the laminated portion is incorporated. FIG. 5 is a view as seen from the right side in FIG. 1 and shows the side on which the convex portion 17 is formed. In the power generation laminated portion fitted in the hole provided in the central portion, the gas flow is shown. The path forming part 14 appears on the surface.

図５に示すように、凸部１７は、ガスケット１６の中央部に設けられた孔部に組み込まれたガス流路形成部１４を囲むと共に、ガスケット１６の外周部に設けられた８つの孔部４０〜４５を囲むように、全体として連続して形成された線状の凸部である。ガスケット１６は、弾性を有する樹脂材料から成るため、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、上記した凸部１７とガスセパレータ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、凸部１７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、凸部１７は、全体として略均一な応力を、隣接するガスセパレータ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。   As shown in FIG. 5, the convex portion 17 surrounds the gas flow path forming portion 14 incorporated in the hole portion provided in the central portion of the gasket 16 and includes eight hole portions provided in the outer peripheral portion of the gasket 16. It is a linear convex part formed continuously as a whole so as to surround 40-45. Since the gasket 16 is made of a resin material having elasticity, a gas sealing property is applied to the contact portion between the convex portion 17 and the gas separator 30 by applying a pressing force in a direction parallel to the stacking direction in the fuel cell. Can be secured. Here, as for the convex part 17, the height and the width | variety of a top part are formed substantially constant as a whole. Therefore, the convex part 17 can produce substantially uniform stress between the adjacent gas separators 30 as a whole, and can realize a good gas sealing property.

なお、ガスセパレータ３０上には、ガスケット１６と共に、外周シール部１８が設けられている。図６は、ガスセパレータ３０上における外周シール部１８の配置を表わす平面図である。図６では、ガスセパレータ３０上に一体成形されたガスケット１６については記載を省略している。図１および図６に示すように、外周シール部１８は、ガスセパレータ３０上において、ガスセパレータ３０の外周を囲む部分と、ガスセパレータ３０に形成された各々の孔部４０〜４５を囲む部分とに分かれており、各々の部分は、ガスケット１６に接して設けられている。外周シール部１８は、ガスケット１６と同様の弾性材料によって形成されており、例えば、溶融させた弾性材料をディスペンサーを用いて塗布することにより、ガスセパレータ３０との間で充分な密着性を確保して形成することができる。図６に示すように、ガスセパレータ３０の外周や各孔部に沿って形成される外周シール部１８は、一筆書きの形状であって、各々が閉塞した線状に形成されているため、ディスペンサーを用いた塗布を行なうことで、高さが均一で、安定した品質の外周シール部１８を形成することができる。外周シール部１８は、ガスケット１６の形成の際に用いられるが、ガスケット１６の製造工程については後に詳しく説明する。   An outer peripheral seal portion 18 is provided on the gas separator 30 together with the gasket 16. FIG. 6 is a plan view showing the arrangement of the outer peripheral seal portion 18 on the gas separator 30. In FIG. 6, the description of the gasket 16 integrally formed on the gas separator 30 is omitted. As shown in FIGS. 1 and 6, the outer peripheral seal portion 18 includes a portion surrounding the outer periphery of the gas separator 30 on the gas separator 30, and a portion surrounding each of the holes 40 to 45 formed in the gas separator 30. Each part is provided in contact with the gasket 16. The outer peripheral seal portion 18 is formed of the same elastic material as that of the gasket 16. For example, by applying a molten elastic material using a dispenser, sufficient adhesion with the gas separator 30 is ensured. Can be formed. As shown in FIG. 6, the outer peripheral seal portion 18 formed along the outer periphery of the gas separator 30 and along each hole portion has a one-stroke shape and is formed in a closed line shape. By performing coating using the outer peripheral seal portion 18 having a uniform height and stable quality. The outer peripheral seal portion 18 is used when the gasket 16 is formed. The manufacturing process of the gasket 16 will be described in detail later.

Ｂ．燃料電池の製造方法：
図７は、本実施例の燃料電池の製造工程を表わす説明図である。本実施例の燃料電池を製造する際には、まず、発電積層部となる部材（表面に一対の電極および一対のガス拡散層を設けた電解質膜１１と、ガス流路形成部１４，１５）およびガスセパレータ３０を用意する（ステップＳ１００）。その後、ガスセパレータ３０上に、既述した外周シール部１８を形成する（ステップＳ１１０）。また、ガスケット１６を一体成形するための金型を用意する（ステップＳ１２０）。金型は、上型７３と下型７０とを備えている。下型７０は、固定部７２と、固定部７２に対して摺動する摺動部７１とを備えている。また、金型内には、ガスセパレータ３０と発電積層部とが丁度嵌り込む凹凸形状が設けられると共に、ガスケット１６に対応する形状の空間であるキャビティ８０を形成するための凹凸形状が設けられている。 B. Manufacturing method of fuel cell:
FIG. 7 is an explanatory view showing the manufacturing process of the fuel cell of this embodiment. When manufacturing the fuel cell of the present embodiment, first, a member to be a power generation laminate portion (an electrolyte membrane 11 having a pair of electrodes and a pair of gas diffusion layers on the surface, and gas flow path forming portions 14 and 15). And the gas separator 30 is prepared (step S100). Thereafter, the above-described outer peripheral seal portion 18 is formed on the gas separator 30 (step S110). Further, a mold for integrally molding the gasket 16 is prepared (step S120). The mold includes an upper mold 73 and a lower mold 70. The lower mold 70 includes a fixed portion 72 and a sliding portion 71 that slides with respect to the fixed portion 72. The mold is provided with a concave / convex shape in which the gas separator 30 and the power generation laminate portion are just fitted, and a concave / convex shape for forming a cavity 80 having a shape corresponding to the gasket 16. Yes.

次に、下型７０に、ガスセパレータ３０を配置する（ステップＳ１３０）。本実施例では、ガスセパレータ３０は、カソード対向プレート３１を下方にし、アノード対向プレート３２を上方にして、配置される。そして、配置したガスセパレータ３０上に、さらに、発電積層部の構成部材を、順次配置する（ステップＳ１４０）。   Next, the gas separator 30 is disposed on the lower mold 70 (step S130). In this embodiment, the gas separator 30 is disposed with the cathode facing plate 31 facing down and the anode facing plate 32 facing upward. Then, the constituent members of the power generation stacking portion are sequentially arranged on the arranged gas separator 30 (step S140).

図８は、金型内にガスセパレータ３０および発電積層部の構成部材を配置した様子を表わす断面模式図である。また、図９は、ガスセパレータ３０を配置した下型７０の様子を表わす平面図である。図８に対応する位置を、図９において８−８断面として示している。また、図８では、図９に示す８−８断面の内、ガスセパレータ３０の外周近傍の様子のみを表わしている。   FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing a state where the gas separator 30 and the constituent members of the power generation stacking portion are arranged in the mold. FIG. 9 is a plan view showing a state of the lower mold 70 in which the gas separator 30 is arranged. The position corresponding to FIG. 8 is shown as an 8-8 cross section in FIG. Further, FIG. 8 shows only the state in the vicinity of the outer periphery of the gas separator 30 in the 8-8 cross section shown in FIG. 9.

ステップＳ１３０では、ガスセパレータ３０は、下型７０の摺動部７１上に配置される。図９に示すように、摺動部７１には２つの位置決め凸部７６が設けられており、ガスセパレータ３０に形成された２つの位置決め孔４７を、上記位置決め凸部７６に嵌め込むことにより、摺動部７１上でガスセパレータ３０が位置決めされる。本実施例では、位置決め凸部７６およびこれに嵌め込まれる位置決め孔４７を、ガスセパレータ３０の対角近傍に２つ設けることとしたが、異なる構成としても良い。平面上で、ガスセパレータ３０の位置決めが可能であれば良く、異なる位置あるいは異なる数の位置決め孔４７および位置決め凸部７６を設けても良い。   In step S <b> 130, the gas separator 30 is disposed on the sliding portion 71 of the lower mold 70. As shown in FIG. 9, the sliding portion 71 is provided with two positioning convex portions 76, and by fitting the two positioning holes 47 formed in the gas separator 30 into the positioning convex portion 76, The gas separator 30 is positioned on the sliding part 71. In this embodiment, the positioning protrusions 76 and the positioning holes 47 fitted therein are provided in the vicinity of the diagonal of the gas separator 30, but different configurations may be employed. It is only necessary that the gas separator 30 can be positioned on a plane, and different positions or different numbers of positioning holes 47 and positioning convex portions 76 may be provided.

ここで、ガスセパレータ３０の製造時には、一般に、その外周の大きさや、位置決め孔４７の位置および大きさにおいて、ばらつきが生じ得る。そのため、摺動部７１は、ガスセパレータ３０よりも一回り大きく形成されている。図９では、摺動部７１においてガスセパレータ３０の外周からはみ出した部分に、ハッチを付している。このように摺動部７１がガスセパレータ３０よりも一回り大きく形成されることにより、金型内では、図８に示すように、下型７０の固定部７２の内壁面と、ガスセパレータ３０との間に、空隙８１が形成される。   Here, when the gas separator 30 is manufactured, in general, variations may occur in the size of the outer periphery and the position and size of the positioning hole 47. Therefore, the sliding part 71 is formed slightly larger than the gas separator 30. In FIG. 9, a portion of the sliding portion 71 that protrudes from the outer periphery of the gas separator 30 is hatched. In this way, the sliding portion 71 is formed to be slightly larger than the gas separator 30, so that in the mold, as shown in FIG. 8, the inner wall surface of the fixing portion 72 of the lower die 70, the gas separator 30, A gap 81 is formed between the two.

金型内に各部材を配置すると、上型７３と下型７０とを合わせると共に、摺動部７１を摺動させることによって所定の型圧で型締めし、射出成形を行なってガスケット１６を一体成形する（ステップＳ１５０）。ここで、ガスケット１６を形成するための射出成形を行なう際に、キャビティ８０から上記空隙８１内に成形材料が流入すると、流入した成形材料によって、ガスセパレータ３０の外周に、成形材料から成るバリが形成されることになる。本実施例では、ガスセパレータ３０上に予め外周シール部１８を設けることによって、キャビティ８０から空隙８１への成形材料の流入を抑制している。金型を型締めする際には、上型７３の外周部は、下型７０の固定部７２と接するが、上型７３の中ほどの部分は、ガス流路形成部１４や、ガスセパレータ３０の外周部と接することになる。ここで、ガスセパレータ３０上には、ガスセパレータ３０の外周および孔部を囲んで外周シール部１８が設けられているため、上型７３は、外周シール部１８を間に介して、ガスセパレータ３０と接する。ガスケット１６が一体形成される各部材（特にガス拡散層およびガス流路形成部１４，１５）は、製造時の誤差によって厚みにばらつきが生じ得るが、外周シール部１８を弾性材料により形成することで、各部材の厚みにばらつきが生じている場合であっても、外周シール部１８によってキャビティ８０をシールし、空隙８１への成形材料の流入を抑えることができる。なお、本実施例では、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、発電積層部およびガスセパレータ３０に加えられるように、型締めが行なわれる。すなわち、積層された燃料電池内と同じ圧力が各部材に加えられる状態にして、ガスケット１６の一体形成が行なわれる。   When each member is arranged in the mold, the upper mold 73 and the lower mold 70 are matched, and the sliding portion 71 is slid to clamp the mold with a predetermined mold pressure, injection molding is performed, and the gasket 16 is integrated. Molding is performed (step S150). Here, when injection molding for forming the gasket 16 is performed, if a molding material flows into the gap 81 from the cavity 80, a burr made of the molding material is formed on the outer periphery of the gas separator 30 by the molding material that has flowed in. Will be formed. In this embodiment, by providing the outer peripheral seal portion 18 on the gas separator 30 in advance, the flow of the molding material from the cavity 80 into the gap 81 is suppressed. When the mold is clamped, the outer peripheral portion of the upper die 73 is in contact with the fixing portion 72 of the lower die 70, but the middle portion of the upper die 73 is the gas flow path forming portion 14 or the gas separator 30. It will be in contact with the outer peripheral part. Here, since the outer peripheral seal portion 18 is provided on the gas separator 30 so as to surround the outer periphery and the hole portion of the gas separator 30, the upper mold 73 is interposed between the outer peripheral seal portion 18 and the gas separator 30. Touch. Each member with which the gasket 16 is integrally formed (especially the gas diffusion layer and the gas flow path forming portions 14 and 15) may vary in thickness due to an error during manufacture, but the outer peripheral seal portion 18 is formed of an elastic material. Thus, even if the thickness of each member varies, the outer peripheral seal portion 18 can seal the cavity 80 and suppress the flow of the molding material into the gap 81. In the present embodiment, at the time of injection molding, mold clamping is performed so that the same pressure as the fastening pressure applied to the fuel cell when the fuel cell is assembled is applied to the power generation stacking portion and the gas separator 30. That is, the gasket 16 is integrally formed in a state where the same pressure as in the stacked fuel cells is applied to each member.

また、図９に示すように、下型７０の固定部７２には、キャビティ８０内に過剰に投入された成形材料が導かれて溜まる窪みである溜め溝部８３が設けられている。さらに、図８に示すように、上型７３には、キャビティ８０から溜め溝部８３へと余分の成形材料を導く通路であるベント部８２を形成するための溝構造が形成されている（以下の説明では、上型７３に設けた溝構造のこともベント部と呼ぶ）。既述したように、発電積層部を構成する各部材およびガスセパレータ３０は、厚みにばらつきが生じ得るため、所定の型圧で型締めしたときのキャビティ８０の高さ（形成されるガスケット１６における頭頂部までの高さ）は、上記各部材やガスセパレータ３０の高さによって変動し得る。そのため、射出成形時には、キャビティ８０内の容積が最も大きくなると予想される場合であっても充分量となるように、成形材料がキャビティ８０内に投入される。その結果、通常は、投入される成形材料の量が過剰となり、過剰分が溜め溝部８３へと排出される。   In addition, as shown in FIG. 9, the fixing portion 72 of the lower mold 70 is provided with a storage groove portion 83 that is a recess in which the molding material excessively introduced into the cavity 80 is guided and stored. Further, as shown in FIG. 8, the upper mold 73 is formed with a groove structure for forming a vent portion 82 that is a passage for guiding an extra molding material from the cavity 80 to the storage groove portion 83 (the following structure). In the description, the groove structure provided in the upper mold 73 is also called a vent portion). As described above, since the thickness of each member and the gas separator 30 constituting the power generation laminate portion may vary, the height of the cavity 80 when the mold is clamped with a predetermined mold pressure (in the gasket 16 to be formed) The height to the top of the head can vary depending on the height of each of the above members and the gas separator 30. For this reason, at the time of injection molding, the molding material is put into the cavity 80 so that a sufficient amount can be obtained even when the volume in the cavity 80 is expected to be the largest. As a result, normally, the amount of the molding material to be charged becomes excessive, and the excess amount is discharged to the storage groove 83.

図９に示すように、下型７０の固定部７２には、ガスセパレータの４辺のそれぞれに沿って、４つの溜め溝部８３が形成されている。図１０は、上型７３に設けたベント部８２の位置を、ガスセパレータ３０を配置した下型７０と重ね合わせて示す平面図である。図１０では、下型７０およびガスセパレータ３０に係る構成は、破線で表わしており、ベント部８２は実線で表わしている。上型７３には、キャビティ８０と各々の溜め溝部８３とを短い距離で連通させるベント部８２が、分散して複数設けられている。   As shown in FIG. 9, four reservoir grooves 83 are formed in the fixing portion 72 of the lower mold 70 along each of the four sides of the gas separator. FIG. 10 is a plan view showing the position of the vent portion 82 provided on the upper mold 73 superimposed on the lower mold 70 on which the gas separator 30 is arranged. In FIG. 10, the structure which concerns on the lower mold | type 70 and the gas separator 30 is represented with the broken line, and the vent part 82 is represented with the continuous line. The upper die 73 is provided with a plurality of dispersed vent portions 82 that allow the cavities 80 and the respective reservoir groove portions 83 to communicate with each other at a short distance.

さらに本実施例では、図８に示すように、上型７３において流入抑制部７５が設けられている。図１１は、図１０において破線で囲んだ領域Ａの様子を拡大して示す説明図である。図１１に示すように、流入抑制部７５は、ガスセパレータ３０の外周に形成される空隙８１上の位置であって、各々のベント部８２について、各ベント部８２を両側から挟む位置に設けられている。既述したように、本実施例では、ガスセパレータ３０上に、外周全体を囲んで外周シール部１８を設けているため、キャビティ８０から空隙８１への成形材料の流入が抑制されている。しかしながら、過剰の成形材料を排出するためのベント部８２を設けることにより、このベント部８２において、成形材料が外周シール部１８を乗り越えて空隙８１へと流入可能になり得る。本実施例では、空隙８１上であってベント部８２を両側から挟む位置に流入抑制部７５を設けているため、この流入抑制部７５によって、ベント部８２を介した空隙８１への成形材料の流入が抑制される。なお、図８は、ベント部８２が設けられた位置における断面図を表わしており、図８では、流入抑制部７５については、その側面が表わされている。   Furthermore, in this embodiment, as shown in FIG. 8, an inflow suppressing portion 75 is provided in the upper mold 73. FIG. 11 is an explanatory diagram showing, in an enlarged manner, the state of the area A surrounded by a broken line in FIG. As shown in FIG. 11, the inflow suppression portion 75 is provided at a position on the gap 81 formed on the outer periphery of the gas separator 30, and at each vent portion 82 so as to sandwich each vent portion 82 from both sides. ing. As described above, in this embodiment, since the outer peripheral seal portion 18 is provided on the gas separator 30 so as to surround the entire outer periphery, the inflow of the molding material from the cavity 80 to the gap 81 is suppressed. However, by providing the vent portion 82 for discharging excess molding material, the molding material can pass over the outer peripheral seal portion 18 and flow into the gap 81 in the vent portion 82. In the present embodiment, since the inflow suppression part 75 is provided on the gap 81 and at a position sandwiching the vent part 82 from both sides, the inflow suppression part 75 causes the molding material to enter the gap 81 via the vent part 82. Inflow is suppressed. FIG. 8 shows a cross-sectional view at a position where the vent portion 82 is provided. In FIG. 8, the side surface of the inflow suppressing portion 75 is shown.

本実施例では、流入抑制部７５は、ガスケット１６と同様の弾性材料によって形成して、上型７３の所定の位置に予め接着されており、金型を用いた射出成形を繰り返す際に、繰り返して用いられる。また、本実施例では、流入抑制部７５は、横断面（図８に表わされた面と平行な面）が直角三角形である三角柱状に形成されており、三角柱の一の側面において上型７３に固着されると共に、三角柱の他の側面である斜面によって、金型内に配置されたガスセパレータ３０と当接可能に配置されている。   In the present embodiment, the inflow suppressing part 75 is formed of an elastic material similar to that of the gasket 16 and is bonded in advance to a predetermined position of the upper mold 73. When the injection molding using the mold is repeated, the inflow suppressing part 75 is repeatedly performed. Used. Further, in this embodiment, the inflow suppressing portion 75 is formed in a triangular prism shape whose cross section (a surface parallel to the surface shown in FIG. 8) is a right triangle, and the upper mold is formed on one side surface of the triangular prism. It is fixed to 73, and is arranged so as to be able to come into contact with the gas separator 30 arranged in the mold by an inclined surface which is the other side of the triangular prism.

ステップＳ１５０の射出成形の工程では、例えば成形材料としてゴムを用いる場合には、キャビティ８０内へと液状ゴムが投入された後に、加硫工程が行われる。また、射出成形の工程では、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、ガスケット１６とガスセパレータ３０の接触面における結合力を確保し、ガスケット１６とガスセパレータ３０とを接着・密着させることとしても良い。射出成形後、型開きすることで、セルアセンブリ１０とガスセパレータ３０とが一体化した構成単位が得られる。   In the injection molding process of step S150, for example, when rubber is used as the molding material, the liquid rubber is introduced into the cavity 80, and then the vulcanization process is performed. Further, in the injection molding process, by adding a silane coupling agent to the molding material, the bonding force at the contact surface between the gasket 16 and the gas separator 30 is secured, and the gasket 16 and the gas separator 30 are adhered and adhered to each other. It is also good. After the injection molding, the mold is opened to obtain a structural unit in which the cell assembly 10 and the gas separator 30 are integrated.

このようにして構成単位を複数作製すると、これらの構成単位を複数積層すると共に、構成単位から成る積層体の両端部に、出力端子を備える集電板と、絶縁性材料から成る絶縁板と、剛性の高いエンドプレートとをさらに積層して組み立てを行なう。そして、組み立てた積層体全体に積層方向に締結圧を加えつつ固定して（ステップＳ１６０）、燃料電池を完成する。   When a plurality of structural units are produced in this way, a plurality of these structural units are stacked, and at both ends of the laminate composed of the structural units, a current collector plate having output terminals, an insulating plate made of an insulating material, The assembly is performed by further stacking a rigid end plate. And it fixes, applying a fastening pressure to the whole laminated body in the lamination direction (step S160), and completes a fuel cell.

以上のように構成された本実施例の燃料電池の製造方法によれば、製造に用いる金型において、流入抑制部７５を設けているため、金型内でガスセパレータ３０の外周に形成される空隙８１に対するベント部８２からの成形材料の流出を抑制することができる。そのため、このように流出した成形材料に起因するガスセパレータ３０の外周におけるバリの形成を抑制することができる。ガスセパレータ３０の外周に沿ってバリが形成される場合には、ガスケット１６を一体形成した構成単位を作製した後に、上記バリを除去する工程が必要になる。特に、ガスセパレータ３０の外周全体にわたって形成されたバリを除去するためには、削り取り等の工程が必要になり、バリを除去する工程は極めて煩雑になり得る。本実施例では、金型に流入抑制部７５を設けてバリの形成を抑えているため、煩雑なバリの除去工程を削減し、あるいは不要とすることができるため、燃料電池の製造工程を簡素化することができる。   According to the manufacturing method of the fuel cell of the present embodiment configured as described above, since the inflow suppressing portion 75 is provided in the mold used for manufacturing, it is formed on the outer periphery of the gas separator 30 in the mold. The outflow of the molding material from the vent 82 to the gap 81 can be suppressed. Therefore, it is possible to suppress the formation of burrs on the outer periphery of the gas separator 30 due to the molding material flowing out in this way. In the case where burrs are formed along the outer periphery of the gas separator 30, a step of removing the burrs is required after producing a structural unit in which the gasket 16 is integrally formed. In particular, in order to remove burrs formed over the entire outer periphery of the gas separator 30, a process such as shaving is required, and the process of removing burrs can be extremely complicated. In this embodiment, since the inflow suppressing part 75 is provided in the mold to suppress the formation of burrs, the complicated burrs removal process can be reduced or eliminated, and the manufacturing process of the fuel cell is simplified. Can be

なお、本実施例の金型を用いた場合であっても、ベント部８２内に滞留した成形材料によって、ベント部８２の位置に対応するバリは発生する。しかしながら、ベント部８２は、ガスセパレータ３０の外周の限られた位置のみに設けられているため、ベント部８２に起因するバリの除去は、空隙８１に流入した成形材料に起因してガスセパレータ３０の外周全体に形成されるバリの除去に比べて、極めて容易に行なうことができる。そのため、キャビティ８０からの過剰な成形材料排出の効率と、ベント部８２に対応するバリの除去の手間を考慮して、ベント部８２を設ける位置および数を、適宜設定すればよい。   Even when the mold of this embodiment is used, a burr corresponding to the position of the vent portion 82 is generated by the molding material staying in the vent portion 82. However, since the vent portion 82 is provided only at a limited position on the outer periphery of the gas separator 30, the removal of burrs caused by the vent portion 82 is caused by the molding material flowing into the gap 81. Compared with the removal of burrs formed on the entire outer periphery of the film, it can be performed very easily. Therefore, the position and the number of the vent portions 82 may be set as appropriate in consideration of the efficiency of excessive molding material discharge from the cavity 80 and the trouble of removing the burrs corresponding to the vent portions 82.

また、本実施例では、流入抑制部７５を、弾性材料によって形成しているため、流入抑制部７５を金型内でガスセパレータ３０と接触させつつ型締めするときに、流入抑制部７５とガスセパレータ３０との間で充分なシール性を実現することができる。そのため、空隙８１への成形材料の流入を抑制する効果を高めることができる。また、本実施例では、流入抑制部７５を横断面が直角三角形である三角柱状に形成しているため、一の側面において上型７３との間の接着強度を確保することができると共に、他の側面である斜面でガスセパレータ３０と接することにより、金型内におけるガスセパレータ３０との干渉を抑制することができる。さらに、本実施例では、流入抑制部７５を、上型７３に固着させているため、下型７０上にガスセパレータ３０等の燃料電池構成部材を配置する際に、流入抑制部７５が邪魔になることがない。   In this embodiment, since the inflow suppression part 75 is formed of an elastic material, when the inflow suppression part 75 is clamped while being in contact with the gas separator 30 in the mold, the inflow suppression part 75 and the gas A sufficient sealing property with the separator 30 can be realized. Therefore, the effect of suppressing the flow of the molding material into the gap 81 can be enhanced. Further, in this embodiment, the inflow suppressing portion 75 is formed in a triangular prism shape whose cross section is a right triangle, so that the adhesive strength between the upper mold 73 can be secured on one side surface, and the other By contacting the gas separator 30 with the slope which is the side surface of the metal plate, interference with the gas separator 30 in the mold can be suppressed. Furthermore, in this embodiment, since the inflow suppressing part 75 is fixed to the upper mold 73, the inflow suppressing part 75 becomes an obstacle when the fuel cell constituent member such as the gas separator 30 is disposed on the lower mold 70. Never become.

また、本実施例では、シール部１６を、ガスセパレータ３０および発電積層部と一体形成するため、燃料電池の組み立て工程を簡素化することができる。すなわち、シール部１６を、ガスセパレータ３０に加えて、燃料電池内で一対のガスセパレータ間に配置される電解質膜を含む全ての部材と一体形成して構成単位を作製しているため、この構成単位を積層する動作を繰り返すことにより、容易に燃料電池を組み立てることが可能になる。   Further, in this embodiment, since the seal portion 16 is integrally formed with the gas separator 30 and the power generation laminate portion, the assembly process of the fuel cell can be simplified. That is, since the sealing portion 16 is integrally formed with all members including the electrolyte membrane disposed between the pair of gas separators in the fuel cell in addition to the gas separator 30, the structural unit is manufactured. By repeating the operation of stacking units, it becomes possible to easily assemble a fuel cell.

また、本実施例では、外周シール部１８を、各々のガスセパレータ３０上に設けているため、射出成形時に金型に加えられる熱に起因する外周シール部１８の劣化が、外周シール部１８に蓄積することがない。ただし、劣化に応じて外周シール部１８を交換する工程を許容するならば、外周シール部１８を、ガスセパレータ３０上ではなく、流入抑制部７５と同様に上型７３に予め固着させておいても良い。この場合には、複数回の射出成形の動作の間、同じ外周シール部１８を繰り返し用いることができる。   In this embodiment, since the outer peripheral seal portions 18 are provided on the respective gas separators 30, deterioration of the outer peripheral seal portion 18 due to heat applied to the mold during injection molding is caused in the outer peripheral seal portion 18. There is no accumulation. However, if the process of replacing the outer peripheral seal portion 18 according to deterioration is permitted, the outer peripheral seal portion 18 is not fixed on the gas separator 30 but is fixed to the upper mold 73 in advance like the inflow suppressing portion 75. Also good. In this case, the same outer peripheral seal portion 18 can be repeatedly used during a plurality of injection molding operations.

なお、流入抑制部７５については、ベント部８２から空隙８１への成形材料の流入を抑制できればよいため、ある程度の劣化は許容して、上型７３に固着させることによって繰り返し使用を可能にすることによる製造工程の簡略化を図っている。すなわち、流入抑制部７５の劣化に起因して、ベント部８２から空隙８１へと成形材料が僅かに流入したとしても、このような僅かな流入に起因するバリは、ベント部８２に起因するバリと一体で容易に除去できるため、製造工程をほとんど煩雑化しないものとして許容している。   Note that the inflow suppressing portion 75 only needs to be able to suppress the inflow of the molding material from the vent portion 82 to the gap 81, and thus allows a certain degree of deterioration and allows repeated use by being fixed to the upper mold 73. Simplifies the manufacturing process. That is, even if the molding material slightly flows from the vent portion 82 into the gap 81 due to the deterioration of the inflow suppressing portion 75, the burrs due to such a slight inflow are not caused by the vent portion 82. Therefore, the manufacturing process is allowed to be hardly complicated.

また、このような流入抑制部７５は、下型７０に固着させることとしても良い。流入抑制部７５を上型７３に設ける場合には、流入抑制部７５は、空隙８１上の位置であって、各々のベント部８２を両側から挟む位置に２つずつ設けたが、下型７０に設ける場合には、空隙８１においてベント部８２と重なる位置に１つずつ設けることとしても良い。流入抑制部７５を下型７０に設ける場合にも、流入抑制部７５を繰り返し用いることが可能になる。また、ガスセパレータ３０などの燃料電池構成部材を金型内に配置する際に、空隙８１におけるベント部８２に対応する位置に、流入抑制部７５を配置する工程を行なうことを許容するならば、流入抑制部７５は、射出成形の度に、空隙８１の所定の位置に配置することとしても良い。   Further, such an inflow suppressing part 75 may be fixed to the lower mold 70. When the inflow suppressing part 75 is provided in the upper mold 73, the inflow suppressing part 75 is provided at a position on the gap 81 and sandwiching each vent part 82 from both sides. May be provided one at a position overlapping the vent portion 82 in the gap 81. Even when the inflow suppression part 75 is provided in the lower mold 70, the inflow suppression part 75 can be used repeatedly. Further, when the fuel cell constituent member such as the gas separator 30 is disposed in the mold, if it is allowed to perform the step of disposing the inflow suppressing portion 75 at a position corresponding to the vent portion 82 in the gap 81, The inflow suppression part 75 is good also as arrange | positioning in the predetermined | prescribed position of the space | gap 81 for every injection molding.

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。 C. Variations:
The present invention is not limited to the above-described examples and embodiments, and can be implemented in various modes without departing from the gist thereof. For example, the following modifications are possible.

Ｃ１．変形例１：
実施例では、流入抑制部７５は、弾性材料から成る部材（ゴム弾性を有する部材）から成ることとしたが、異なる構成としても良い。例えば、ゴム弾性を有しない樹脂により流入抑制部７５を構成することができる。あるいは、金属によって流入抑制部７５を構成しても良い。ゴム弾性を示さず、より硬い部材によって流入抑制部７５を構成する場合には、金型内のガスセパレータ３０と干渉しないように、流入抑制部７５を充分に小さく形成すればよい。このような構成としても、ベント部８２を介した空隙８１への成形材料の流入を抑制することにより、ガスセパレータ３０の外周におけるバリの形成を抑える同様の効果が得られる。 C1. Modification 1:
In the embodiment, the inflow suppressing portion 75 is made of a member made of an elastic material (a member having rubber elasticity), but may have a different configuration. For example, the inflow suppression part 75 can be comprised with resin which does not have rubber elasticity. Or you may comprise the inflow suppression part 75 with a metal. In the case where the inflow suppression portion 75 is formed of a harder member that does not exhibit rubber elasticity, the inflow suppression portion 75 may be formed sufficiently small so as not to interfere with the gas separator 30 in the mold. Even with such a configuration, the same effect of suppressing the formation of burrs on the outer periphery of the gas separator 30 can be obtained by suppressing the flow of the molding material into the gap 81 via the vent portion 82.

また、流入抑制部７５は、ベント部８２を挟む位置において、空隙８１への成形材料の流入を抑制できる形状であればよいが、特に、形状に誤差を有するガスセパレータ３０と干渉し難い形状とすることが望ましい。実施例では、ガスセパレータ３０と接する面が斜面となる横断面直角三角形状の三角柱状としたが、例えば、ガスセパレータ３０と接する面が斜面となる横断面二等辺三角形状の三角柱状としても良い。この場合には、二等辺三角形の底辺に対応する側面において、上型７３に固着させることができる。   Further, the inflow suppressing portion 75 may be in any shape that can suppress the inflow of the molding material into the gap 81 at a position sandwiching the vent portion 82. In particular, the inflow suppressing portion 75 has a shape that hardly interferes with the gas separator 30 having an error in shape. It is desirable to do. In the embodiment, a triangular prism shape having a right-angled triangular cross section with a surface in contact with the gas separator 30 as an inclined surface is used. . In this case, the upper mold 73 can be fixed on the side surface corresponding to the base of the isosceles triangle.

Ｃ２．変形例２：
実施例では、ガスケット１６を、ガスセパレータ３０および発電積層部と一体成形したが、異なる構成としても良い。例えば、シール部を、ガスセパレータとのみ一体形成しても良い。このような場合には、例えば、シール部を一体形成した一組のガスセパレータを、シール部同士が対向するように重ねると共に、間に電解質膜及び電極を含む部材を配置しつつ、対向するシール部の頭頂部によって電解質膜を挟むことによって、燃料電池を構成することができる。このような場合に、ガスセパレータは、例えば、セル内ガス流路を形成するための凹凸が表面に形成された形状としても良い。 C2. Modification 2:
In the embodiment, the gasket 16 is integrally formed with the gas separator 30 and the power generation laminate portion, but may have a different configuration. For example, the seal portion may be integrally formed only with the gas separator. In such a case, for example, a pair of gas separators integrally formed with seal portions are stacked so that the seal portions face each other, and a member including an electrolyte membrane and an electrode is disposed therebetween, while facing the seals. A fuel cell can be constructed by sandwiching the electrolyte membrane between the tops of the parts. In such a case, for example, the gas separator may have a shape in which irregularities for forming the in-cell gas flow path are formed on the surface.

また、両面に電極を形成した電解質膜のみを、シール部と一体形成しても良い。あるいは、電極を形成した電解質膜をガス拡散層で挟んだ積層構造を、シール部と一体形成しても良い。あるいは、上記積層構造を、さらにガス流路形成部で挟んだ構造を、シール部と一体形成しても良い。このような場合には、シール部と一体化された電解質膜を含む部材を、さらに必要な部材を介在させつつ、一対のガスセパレータで挟むことによって、燃料電池を構成することができる。   Further, only the electrolyte membrane having electrodes formed on both sides may be formed integrally with the seal portion. Alternatively, a laminated structure in which an electrolyte membrane on which electrodes are formed is sandwiched between gas diffusion layers may be integrally formed with the seal portion. Or you may integrally form the structure which pinched | interposed the said laminated structure with the gas flow path formation part with a seal | sticker part. In such a case, a fuel cell can be configured by sandwiching a member including an electrolyte membrane integrated with a seal portion between a pair of gas separators while further interposing a necessary member.

また、実施例のように、ガスセパレータおよび電解質膜を含む部材をシール部と一体形成する場合に、ガスセパレータと接しない露出面側のガス流路形成部（実施例では、ガス流路形成部１４）は、シール部とは別体で用意して、燃料電池を組み立てても良い。あるいは、シール部と一体化するガス拡散層とガス流路形成部とを、一体で設けても良い。ガス拡散層は、ガス流路形成部よりも平均細孔径が小さな多孔質体によって構成することで、ガス流路形成部と電極との間の集電性を高めることができると共に電解質膜を保護することもできるが、ガス流路形成部の構成材料や気孔率によっては、ガス拡散層を設けず、両者を一体としても良い。   Further, as in the embodiment, when the member including the gas separator and the electrolyte membrane is integrally formed with the seal portion, the gas flow path forming portion on the exposed surface side that does not contact the gas separator (in the embodiment, the gas flow path forming portion) 14) may be prepared separately from the seal portion to assemble the fuel cell. Alternatively, the gas diffusion layer integrated with the seal portion and the gas flow path forming portion may be provided integrally. The gas diffusion layer is made of a porous material having an average pore diameter smaller than that of the gas flow path forming portion, thereby improving the current collecting property between the gas flow path forming portion and the electrode and protecting the electrolyte membrane. However, depending on the constituent material and the porosity of the gas flow path forming portion, the gas diffusion layer may not be provided, and both may be integrated.

このように、シール部と一体化する部材は、積層されることによって燃料電池を構成する薄板状部材である燃料電池構成部材であればよい。より多くの部材をシール部と一体形成することにより、燃料電池の組み立ての動作を容易化することが可能になる。いずれの場合であっても、本願を適用して流入抑制部を設けることにより、一体形成する対象となる燃料電池構成部材と金型内壁面との間の空隙への成形材料の流入を抑制できるので、実施例と同様の効果が得られる。   Thus, the member integrated with the seal portion may be a fuel cell constituent member that is a thin plate member that constitutes the fuel cell by being laminated. By forming more members integrally with the seal portion, it is possible to facilitate the operation of assembling the fuel cell. In any case, by applying the present application and providing the inflow suppressing portion, it is possible to suppress the flow of the molding material into the gap between the fuel cell constituent member to be integrally formed and the inner wall surface of the mold. Therefore, the same effect as the embodiment can be obtained.

Ｃ３．変形例３：
実施例では、ガスケット１６は、隣り合うガスセパレータ３０間に配置されてセル内酸化ガス流路およびセル内燃料ガス流路をシールしているが、異なる構成としても良い。例えば、ガスセパレータを、実施例のようなガスマニホールドとセル内ガス流路を接続する流路が内部に形成された三層構造セパレータではなく、一方の面上でセル内ガス流路を形成し、他方の面上でセル間冷媒流路を形成するガスセパレータとする。そして、隣接するガスセパレータ間に配置されるシール部であって、上記セル間冷媒流路をシールするシール部を、ガスセパレータと一体で形成しても良い。このような場合にも、シール部とガスセパレータとを一体形成する際に本願を適用することで、同様の効果が得られる。 C3. Modification 3:
In the embodiment, the gasket 16 is disposed between the adjacent gas separators 30 to seal the in-cell oxidizing gas passage and the in-cell fuel gas passage, but may have different configurations. For example, the gas separator is not a three-layered separator in which a gas manifold and an in-cell gas flow path are formed inside as in the embodiment, but an in-cell gas flow path is formed on one surface. The gas separator forms the inter-cell refrigerant flow path on the other surface. And it is sufficient to form the seal part arrange | positioned between adjacent gas separators, Comprising: The seal part which seals the said inter-cell refrigerant flow path is integrated with a gas separator. Even in such a case, the same effect can be obtained by applying the present application when integrally forming the seal portion and the gas separator.

Ｃ４．変形例４：
実施例では、余分な成形材料をキャビティ８０から溜め溝部８３へと導くベント部８２を上型７３側に設けたが、下型７０側に設けても良い。このように、ベント部８２となる溝構造を下型７０に設ける場合には、キャビティ８０からベント部８２への成形材料の流入を許容するように、ガスセパレータ３０の外周に設ける外周シール部１８の形状を、ベント部８２に対応する部分のみ途切れた形状とすればよい。 C4. Modification 4:
In the embodiment, the vent portion 82 for guiding excess molding material from the cavity 80 to the accumulation groove 83 is provided on the upper die 73 side, but may be provided on the lower die 70 side. As described above, when the lower mold 70 is provided with a groove structure serving as the vent portion 82, the outer peripheral seal portion 18 provided on the outer periphery of the gas separator 30 so as to allow the molding material to flow into the vent portion 82 from the cavity 80. The shape may be a shape in which only a portion corresponding to the vent portion 82 is interrupted.

Ｃ５．変形例５：
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。シール部の構成材料を、ゴムや熱可塑性エラストマーなどの弾性材料から適宜選択可能な運転温度を示す燃料電池であれば、本発明を適用することができる。 C5. Modification 5:
In the embodiment, the fuel cell is a polymer electrolyte fuel cell, but may be a different type of fuel cell. For example, a solid oxide electrolyte fuel cell can be obtained. The present invention can be applied to any fuel cell that exhibits an operation temperature that can be appropriately selected from elastic materials such as rubber and thermoplastic elastomer as a constituent material of the seal portion.

１０…セルアセンブリ
１１…電解質膜
１２…電極
１３…ガス拡散層
１４，１５…ガス流路形成部
１６…ガスケット
１７…凸部
１８…外周シール部
３０…ガスセパレータ
３１…カソード対向プレート
３２…アノード対向プレート
３３…中間プレート
４０〜４５…孔部
４７…位置決め孔
５０…酸化ガス排出スリット
５１…酸化ガス供給スリット
５３…燃料ガス排出スリット
５４…燃料ガス供給スリット
５５〜５８…連通部
５９…冷媒孔
７０…下型
７１…摺動部
７２…固定部
７３…上型
７５…流入抑制部
７６…位置決め凸部
８０…キャビティ
８１…空隙
８２…ベント部
８３…溜め溝部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Cell assembly 11 ... Electrolyte membrane 12 ... Electrode 13 ... Gas diffusion layer 14, 15 ... Gas flow path formation part 16 ... Gasket 17 ... Convex part 18 ... Outer peripheral seal part 30 ... Gas separator 31 ... Cathode opposing plate 32 ... Opposite anode Plate 33 ... Intermediate plate 40-45 ... Hole 47 ... Positioning hole 50 ... Oxidation gas discharge slit 51 ... Oxidation gas supply slit 53 ... Fuel gas discharge slit 54 ... Fuel gas supply slit 55-58 ... Communication part 59 ... Refrigerant hole 70 ... Lower mold 71 ... Sliding part 72 ... Fixing part 73 ... Upper mold 75 ... Inflow suppressing part 76 ... Positioning convex part 80 ... Cavity 81 ... Gap 82 ... Vent part 83 ... Reserving groove part

Claims (9)

燃料電池構成部材に対してガスケットを一体で成形するための燃料電池用ガスケット成形金型であって、
前記ガスケットに対応する形状であって、前記ガスケットの成形材料を投入可能なキャビティと、
前記キャビティと連通して設けられ、前記キャビティに対して過剰に投入された前記成形材料を前記キャビティ外に導く通路であるベント部と、
が形成されており、
前記金型内に配置された前記燃料電池構成部材と前記金型の内壁面との間に生じる空隙に対する、前記ベント部からの前記成形材料の流入を抑制するように、前記金型の内壁面に設けられた流入抑制部を備える
燃料電池用ガスケット成形金型。 A gasket molding mold for a fuel cell for integrally molding a gasket on a fuel cell component,
A cavity corresponding to the gasket, into which the molding material of the gasket can be charged,
A vent portion that is provided in communication with the cavity and is a passage that guides the molding material excessively charged to the cavity to the outside of the cavity;
Is formed,
The inner wall surface of the mold so as to suppress the inflow of the molding material from the vent portion with respect to the gap generated between the fuel cell constituent member disposed in the mold and the inner wall surface of the mold. A gasket molding die for a fuel cell comprising an inflow suppressing portion provided in the fuel cell. 請求項１記載の燃料電池用ガスケット成形金型であって、
前記流入抑制部は、弾性材料によって形成されている
燃料電池用ガスケット成形金型。 A gasket molding die for a fuel cell according to claim 1,
The inflow suppressing portion is made of an elastic material. A gasket molding die for a fuel cell. 請求項１または２記載の燃料電池用ガスケット成形金型であって、
前記金型は、上型と、前記ガスケットの成形時に前記燃料電池構成部材が所定の位置に配置される下型と、を備え、
前記流入抑制部は、前記上型に固着されている
燃料電池用ガスケット成形金型。 A gasket molding die for a fuel cell according to claim 1 or 2,
The mold includes an upper mold and a lower mold in which the fuel cell constituent member is disposed at a predetermined position when the gasket is molded,
The inflow suppressing portion is fixed to the upper mold. A gasket molding mold for a fuel cell. 請求項３記載の燃料電池用ガスケット成形金型であって、
前記流入抑制部は、三角柱状に形成されており、前記三角柱の一の側面において前記上型に固着されると共に、前記三角柱の他の側面である斜面によって、前記金型内に配置された前記燃料電池構成部材と当接可能に配置されている
燃料電池ガスケット成形金型。 A fuel cell gasket molding die according to claim 3,
The inflow suppressing portion is formed in a triangular prism shape, and is fixed to the upper mold on one side surface of the triangular prism, and is disposed in the mold by an inclined surface that is the other side surface of the triangular prism. A fuel cell gasket mold that is disposed so as to be in contact with a fuel cell component. 請求項３または４記載の燃料電池用ガスケット成形金型であって、
前記ベント部は、前記上型に設けられた溝によって形成され、
前記流入抑制部は、前記空隙を塞ぐ位置であって、前記ベント部を形成する溝を両側から挟む位置に設けられている
燃料電池ガスケット成形金型。 A gasket molding die for a fuel cell according to claim 3 or 4,
The vent portion is formed by a groove provided in the upper mold,
The fuel cell gasket molding die, wherein the inflow suppressing portion is provided at a position that closes the gap and sandwiches a groove that forms the vent portion from both sides. 請求項３ないし５いずれか記載の燃料電池用ガスケット成形金型であって、
前記上型は、前記燃料電池構成部材上において前記燃料電池構成部材の外周に沿って設けられた外周シール部に当接可能に設けられている
燃料電池ガスケット成形金型。 A gasket molding die for a fuel cell according to any one of claims 3 to 5,
The upper mold is provided on the fuel cell constituent member so as to be able to contact an outer peripheral seal portion provided along the outer periphery of the fuel cell constituent member. 請求項１ないし６いずれか記載の燃料電池用ガスケット成形金型であって、
前記燃料電池構成部材は、ガスセパレータを含み、
前記ガスケットは、前記ガスセパレータの面上に形成され、
前記空隙は、前記ガスセパレータと前記金型の内壁面との間に生じる空隙である
燃料電池用ガスケット成形金型。 A fuel cell gasket molding die according to any one of claims 1 to 6,
The fuel cell component includes a gas separator,
The gasket is formed on a surface of the gas separator;
The said space | gap is a space | gap which arises between the said gas separator and the inner wall face of the said metal mold | die. 請求項７記載の燃料電池用ガスケット成形金型であって、
前記ガスセパレータは、燃料電池における電気化学反応に供されるガスが流れるマニホールドを形成するための孔部が形成されると共に、前記ガスセパレータの内部には、前記ガスセパレータ上に形成される前記ガスの流路と前記マニホールドとを連通させる連通流路と、冷媒流路が形成され、
前記燃料電池構成部材は、さらに、電極を備える電解質膜と、前記電解質膜を挟持するように配置されて、前記ガスセパレータ上で前記ガスの流路を形成する多孔質体であるガス流路形成部と、を備え、
前記金型は、前記ガスケットとして、前記ガスセパレータと面で接触しつつ一体化すると共に、前記燃料電池の内部において前記ガスセパレータと隣り合うガスセパレータと接する高さのシール用凸部が形成されたガスケットを成形する
燃料電池用ガスケット成形金型。 A gasket molding die for a fuel cell according to claim 7,
The gas separator is formed with a hole for forming a manifold through which a gas used for an electrochemical reaction in a fuel cell flows, and the gas formed on the gas separator is formed inside the gas separator. A communication flow path for communicating the flow path and the manifold, and a refrigerant flow path,
The fuel cell constituent member further includes an electrolyte membrane including an electrode, and a gas flow path formation that is disposed so as to sandwich the electrolyte membrane and is a porous body that forms the gas flow path on the gas separator And comprising
The mold is integrated as a gasket while being in contact with the gas separator on the surface, and a sealing convex portion having a height in contact with the gas separator adjacent to the gas separator is formed inside the fuel cell. Molding gasket Gasket molding mold for fuel cells. 所定の金型を用いて、燃料電池構成部材に対してガスケットを一体で成形する燃料電池用ガスケットの製造方法であって、
前記金型は、
前記ガスケットに対応する形状であって、前記ガスケットの成形材料を投入可能なキャビティと、
前記キャビティと連通して設けられ、前記キャビティに対して過剰に投入された前記成形材料を前記キャビティ外に導く通路であるベント部と、
が形成されており、
前記金型内に前記燃料電池構成部材を配置する工程と、
前記金型内に配置された前記燃料電池構成部材と前記金型の内壁面との間に生じる空隙に対する、前記ベント部からの前記成形材料の流入を抑制するように、前記金型内に流入抑制部を配置する工程と
を備える燃料電池用ガスケットの製造方法。 A method for producing a gasket for a fuel cell, in which a gasket is integrally formed with a fuel cell component using a predetermined mold,
The mold is
A cavity corresponding to the gasket, into which the molding material of the gasket can be charged,
A vent portion that is provided in communication with the cavity and is a passage that guides the molding material excessively charged to the cavity to the outside of the cavity;
Is formed,
Disposing the fuel cell component in the mold; and
Inflow into the mold so as to suppress inflow of the molding material from the vent portion with respect to a gap generated between the fuel cell constituent member disposed in the mold and an inner wall surface of the mold. A method of manufacturing a gasket for a fuel cell, comprising the step of disposing a suppressing portion.

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