CN105609801B - 燃料电池用的端板及其制造方法、以及燃料电池 - Google Patents

燃料电池用的端板及其制造方法、以及燃料电池 Download PDF

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Abstract

本发明涉及燃料电池用的端板及其制造方法、以及燃料电池。在燃料电池的端部配置的燃料电池用的端板具备:贯通孔,贯通该端板,供燃料气体、含氧气体及冷却水中的至少一个向所述燃料电池单电池流通;及密封件,覆盖所述贯通孔的内周面和贯通孔周围的周缘面。从贯通孔的内周面起与周缘面相连的角部的切削加工痕形成为曲面加工痕与直线加工痕连续的加工痕,该曲面加工痕是从所述内周面或周缘面中的任一方的面起朝向另一方的面侧以曲面形成的加工痕,该直线加工痕是从所述曲面加工痕起到另一方的面形成的在所述贯通孔的轴向截面中为直线的加工痕。

Description

燃料电池用的端板及其制造方法、以及燃料电池
本申请主张基于在2014年11月12日提出申请的日本专利申请2014-229377的优先权,并将其公开的全部作为参照而援引于本申请。
技术领域
本发明涉及燃料电池用的端板及其制造方法、以及燃料电池。
背景技术
燃料电池为将作为发电单位的燃料电池单电池层叠多个而成的堆叠结构,在电池组两端具备端板。该端板为了产生燃料电池单电池中的电化学反应,除了涉及向燃料电池的气体的供排之外,还涉及冷却水的供排。因此,在端板设有供气体或冷却水流通的贯通孔。端板是铝这样的金属制,因此为了避免气体中的水分或冷却水的直接接触,提出了在气体供排用的贯通孔及冷却水供排用的贯通孔配置密封材料的方案(例如,参照日本特开2006-49129号公报)。
发明内容
配置于贯通孔的密封材料伴随于燃料电池的使用,尤其是在贯通孔周缘的圆角部附近,发现了劣化这样的不良情况。本发明的目的在于实现对端板中的气体或冷却水的供排贯通孔进行密封件的密封材料的损伤回避。
为了实现上述的课题的至少一部分,本发明可以作为以下的方式来实施。
(1)根据本发明的一方式,提供一种燃料电池用的端板。该燃料电池用的端板是配置在燃料电池的端部的燃料电池用的端板,可以具备:贯通孔,贯通所述端板,供所述燃料电池中使用的燃料气体、含氧气体及冷却水中的至少一个流通;及密封件,覆盖所述贯通孔的内周面和贯通孔周围的周缘面。并且,从所述贯通孔的内周面起与周缘面相连的角部具有切削加工痕,所述切削加工痕形成为曲面加工痕与直线加工痕连续的加工痕,该曲面加工痕是从所述内周面或周缘面中的任一方的面起朝向另一方的面侧以曲面形成的加工痕,该直线加工痕是从所述曲面加工痕起到另一方的面形成的在所述贯通孔的轴向截面中为直线的加工痕。
上述方式的燃料电池用的端板利用密封材料将贯通孔的内周面和贯通孔周围的周缘面密封。在该密封材料接触的角部存在切削加工痕。该切削加工痕若是从内周面或周缘面中的任一方的面朝向另一方的面侧以曲面形成的曲面加工痕与从该曲面加工痕到另一方的面形成的在贯通孔的轴向截面中为直线的直线加工痕连续的加工痕,则直线加工痕与贯通孔的内周面倾斜地交叉,在贯通孔的内周面没有残留阶梯。即使贯通孔周围的周缘面接近或远离贯通孔的轴侧,或者即使残留切削加工痕的工具的进给在规定的公差内变动,该直线加工痕也能够在贯通孔周围的周缘面不残留阶梯的状态下以与曲面加工痕连续地延伸的方式形成。其结果是,根据上述方式的燃料电池用的端板,即使伴随于温度下降而密封材料较大地收缩,也能够避免在将贯通孔的内周面与贯通孔周围的周缘面连结的连结部位产生应力集中,因此能够避免密封材料的损伤。
使用附图,说明上述发明的作用、效果。如图8A所示,假定密封材料将在金属制的端板设置的贯通孔包括孔上下的周缘地覆盖的结构。此时,在端板和密封材料中,热膨胀率不同,因此在燃料电池的运转进展而升温之后电池温度下降这样的热循环加入时,密封材料反复进行大的膨胀和收缩。相对于此,在端板中并由于温度变化而那么产生膨胀、收缩。当这样的升温和温度下降反复进行时,在端板的贯通孔周缘的圆角部,有时会引起密封材料的损伤。了解了这样的密封件损伤如下述那样引起,而完成了本发明。端板的贯通孔如图8B示意性所示,通过满足尺寸精度等要求的加工方法、例如切削等加工而形成。加工前的端板由铸造、压铸等手法形成。因此,贯通孔周缘的圆角部和与之连续的贯通孔周壁的实际的外形形状受到加工前的端板的形成状况的影响。因此,拐角曲面所谓拐角圆角部和与之连续的孔周壁的形状由于加工前的端板的各形状而不同,根据情况而各贯通孔不同。通过切削工具将端板的角部加工成圆角形状时,由于端板形状的变动,在加工之后的贯通孔的内周面有时会产生阶梯。在这样的阶梯存在时,伴随于温度下降而密封材料较大地收缩时,在与阶梯对应的部位有时会集中应力。其结果是,清楚了以该阶梯为起点而产生密封材料的损伤。根据上述方式,在贯通孔的加工痕难以产生阶梯,因此能抑制密封材料的损伤,能改善端板的耐久性。
(2)在上述方式的燃料电池用的端板中,可以的是,所述直线加工痕形成为在所述贯通孔的轴向的截面中为从所述曲面起向所述贯通孔的轴的方向的切线即直线的加工痕。这样的话,曲面加工痕与直线加工痕不弯折而平滑地连续,因此即使在两加工痕的连续部位,在密封材料也不会产生应力集中。由此,能够高实效性地避免密封材料的损伤。
(3)在上述方式的燃料电池用的端板中,可以的是,所述燃料电池用的端板包括接受切削加工之前的所述贯通孔在内通过铸造而形成,所述切削加工是留下所述切削加工痕的切削加工。这样的话,也能够实现生产性提高、成本降低。
(4)在上述任一方式的燃料电池用的端板中,可以的是,所述直线加工痕形成为所述直线与所述贯通孔的轴交叉而构成的角度为5~45°的加工痕。这样的话,直线加工痕以5~45°的角度与贯通孔的内周面相接,与内周面相连而与周缘面的连续性也提高,能够更可靠地避免应力集中,因此密封材料的损伤回避的实效性提高。
(5)根据本发明的另一方式,提供一种燃料电池。该燃料电池具备:层叠多个燃料电池单电池而成的单电池组;及在该单电池组的单电池层叠方向的端部配置的上述任一方式的端板。在上述方式的燃料电池中,具有能够避免密封材料的损伤的端板,因此能够实现作为燃料电池的耐久性的提高、电池寿命的长寿命化。而且,根据上述方式的燃料电池,只要在现有的燃料电池中置换端板即可,因此能够降低其制造成本。
(6)根据本发明的又一方式,提供一种燃料电池用的端板的制造方法。该制造方法是配置在燃料电池的端部的燃料电池用的端板的制造方法,可以包括:设置贯通孔的工序,所述贯通孔贯通所述端板,供所述燃料电池中使用的燃料气体、含氧气体及冷却水中的至少一个流通;对从所述贯通孔的内周面起与贯通孔周围的周缘面相连的角部进行切削加工的切削工序;及在所述切削加工后的角部、贯通孔的内周面及周缘面配置密封构件的工序。并且,作为所述切削工序中使用的切削工具,通过如下切削工具来对燃料电池用端板进行切削:该切削工具具备曲面加工部和直线加工部,该曲面加工部从所述内周面或周缘面中的任一方的面起朝向另一方的面侧形成曲面加工痕,该直线加工部从所述曲面加工痕起到另一方的面形成直线加工痕。根据上述方式的燃料电池用的端板的制造方法,能抑制将贯通孔的内周面与贯通孔周围的周缘面连结的连结部位的应力集中而能够容易地制造可避免密封材料的损伤的端板。
需要说明的是,本发明能够以各种方式实现,例如,能够以作为燃料电池用的端板的制造方法、燃料电池的制造方法、或端板制造用的切削刀具的方式实现。
附图说明
图1是表示作为本发明的实施方式的燃料电池的结构的概略立体图。
图2A是图1的沿着2-2线剖视表示的说明图,图2B是其圆角部放大图。
图3A是针对冷却水供给孔的周边而表示端板的切削的情况的说明图,图3B是其圆角部放大图。
图4是概略地表示基于拐角切削工具进行的各供排贯通孔的切削的情况的说明图。
图5是示意性地表示密封材料的形成的情况的说明图。
图6A是表示第二实施方式的端板的第二加工痕的形成的情况的与图2相当的说明图,图6B是其圆角部放大图。
图7A是表示第三实施方式的端板的第二加工痕的形成的情况的与图2相当的说明图,图7B是其圆角部放大图。
图8A是用于说明将端板的供排贯通孔包含孔上下的周缘在内进行密封的情况下的问题点的说明图,图8B是其圆角部放大图。
具体实施方式
以下,关于本发明的实施方式,基于附图进行说明。图1是表示作为本发明的实施方式的燃料电池10的结构的概略立体图,图2A、图2B是将端板(end plate)170F沿着图1的2-2线剖视表示的说明图。燃料电池10具有将作为燃料电池单电池的单元单电池100沿一方向(以下,也称为“层叠方向”)层叠多个并由一对端板170F、170E夹持的堆叠结构。燃料电池10在其一端的最外侧具备端板170F。在与层叠的单元单电池100的终端接合而集电的端子板(terminal plate)160F与端板(end plate)170F之间夹设有绝缘板165F。以下,为了简便起见,将配置有端板170F的燃料电池10的一端侧称为前端侧,将图中的纸面里侧的另一端侧称为后端侧。
燃料电池10在后端侧,也与前端侧同样,依次承受后端侧的端板170E、绝缘板165E、端子板(terminal plate)160E。单元单电池100、端子板160F、160E、绝缘板165F、165E及端板170F、170E分别具有呈大致矩形形状的外形的板结构。在各板中,末尾的标号“F”表示前端侧的构件,标号“E”表示后端侧的构件。而且,将各板的长边方向也称为x方向(水平方向),将短边方向也称为y方向(垂直方向、铅垂方向),将单元单电池100的层叠方向称为z方向。
前端侧的端子板160F及后端侧的端子板160E是各单元单电池100的发电电力的集电板,并将收集的电力从集电端子161向外部输出。
前端侧的端板170F、绝缘板165F、端子板160F具有燃料气体供给孔172IN及燃料气体排出孔172OT、氧化剂气体供给孔174IN及氧化剂气体排出孔174OT、冷却水供给孔176IN及冷却水排出孔176OT。这些供排贯通孔与在各单元单电池100的对应的位置设置的各个供给用及排出用的连通孔(未图示)连结,构成各自对应的气体或冷却水的供排歧管。另一方面,在后端侧的端板170E、绝缘板165E、端子板160E未设置这些供排贯通孔。这是因为,是将反应气体(燃料气体、氧化剂气体)及冷却水从前端侧的端板170F,经由设于单元单电池100的供给用的连通孔,向各单元单电池100供给,并将来自各个单元单电池100的排出气体及排出水经由设于各单元单电池100的排出用的连通孔,从前端侧的端板170F经由排出歧管向外部排出的类型的燃料电池。但是,没有限定于此,例如,也可以为从前端侧的端板170F供给反应气体及冷却水并从后端侧的端板170E将排出气体及排出水向外部排出的类型等各种类型。
氧化剂气体供给孔174IN在前端侧的端板170F的下端的外缘部沿x方向(长边方向)配置,氧化剂气体排出孔174OT在上端的外缘部沿x方向配置。燃料气体供给孔172IN在前端侧的端板170F的右端的外缘部的y方向(短边方向)的上端部配置,燃料气体排出孔172OT配置在左端的外缘部的y方向的下端部。冷却水供给孔176IN在燃料气体供给孔172IN的下侧沿y方向配置,冷却水排出孔176OT在燃料气体排出孔172OT的上侧沿y方向配置。端板170F的燃料气体供给孔172IN和燃料气体排出孔172OT涉及燃料气体向单元单电池100的供排。同样,氧化剂气体供给孔174IN和氧化剂气体排出孔174OT涉及氧化剂气体的供排,冷却水供给孔176IN和冷却水排出孔176OT涉及冷却水的供排。这些供排贯通孔分别在端板170F的俯视观察下呈角部被修圆的所谓圆形形状,在其内侧,如图2A例示的冷却水供给孔176IN那样具备密封材料200。各供排贯通孔如冷却水供给孔176IN那样,贯通孔的两开口部变宽,密封材料200以从该开口部覆盖贯通孔的内周面的方式配置。配置于供排贯通孔的密封材料200由具有密封性、绝缘性的树脂或橡胶、例如乙烯—丙烯—环戊二烯三元共聚物橡胶(EPDM)、丁腈橡胶(NBR)、硅酮系橡胶、丁基橡胶、丙烯酸橡胶、氟系橡胶、乙烯-丙烯共聚物系橡胶、苯乙烯系弹性体、氟系弹性体等形成,将冷却水供给孔176IN的从一端的孔周缘210到另一端的孔周缘212的孔周壁176H包含孔周缘210及孔周缘212在内进行密封。即,密封材料200将孔周壁176H的表面即内周面、孔周缘210的表面即周缘面、及孔周缘212的表面即周缘面覆盖。需要说明的是,上述的各供排贯通孔在单元单电池100中,分为多个供排贯通孔。
如上所述,具有与燃料气体、氧化剂气体及冷却水的供排有关的供排贯通孔的端板170F是铝的铸造板,在铸造时,包括上述的各个供排贯通孔详细而言包括密封材料200的装配用的切削加工前的供排贯通孔在内地进行铸造形成。
本实施方式的端板170F在冷却水供给孔176IN配置密封材料200时,在从孔周缘210与孔周壁176H连结的角部即供排贯通孔一端侧部位211和从孔周缘212与孔周壁176H连结的角部即供排贯通孔另一端侧部位213具有切削加工痕。该切削加工痕如将圆角部放大表示的图2所示,在供排贯通孔一端侧部位211,在图示截面中,形成从孔周缘210侧成为拐角曲面的第一加工痕215和从该拐角曲面沿着冷却水供给孔176IN的轴176c的方向延伸而与该轴176c倾斜地交叉的直线的第二加工痕216连续的加工痕。第一加工痕215对应于本申请的曲面加工痕,第二加工痕216对应于直线加工痕。在本实施方式的端板170F中,第一加工痕215为对应于设计形状的拐角曲面形状,也残留于孔周缘210的一部分表面。第二加工痕216作为从第一加工痕215的拐角曲面的任意的切点215s的切线而沿着冷却水供给孔176IN的轴176c的方向延伸。而且,在本实施方式的端板170F中,第二加工痕216为以约5~10°的范围的角度216s与冷却水供给孔176IN的轴176c交叉的方式从第一加工痕215延伸的形状。这样残留切削加工痕的情况下,铸造形成的端板170F为铸造面的状态的冷却水供给孔176IN的拐角部176R包括孔周壁176H的一部分在内被切削除去。
这样的切削加工痕通过后述的拐角切削工具Rs,以规定的切削表面粗糙度形成,在图2B中标注了依照JISB0031(1992)的加工记号(三角记号)。记号“▽”表示粗加工,相当于算术平均粗糙度Ra25。而且,在图2B中,未受到切削加工的本来表面标注未特别规定表面粗糙度的波形记号(~)。因此,在本实施方式中,端板170F为铸造形成品,因此标注了未特别规定表面粗糙度的记号的本来表面成为铸造面。贯通孔周围的加工及其表面粗糙度在孔周缘212的侧也一样,以冷却水排出孔176OT为首的其他的供排贯通孔也一样。
密封材料200模塑成形于以残留有上述的切削加工痕的冷却水供给孔176IN为首的各供排贯通孔,在供排贯通孔一端侧部位211和供排贯通孔另一端侧部位213处与切削加工痕的切削面紧贴,在除了这些部位之外的孔周缘210、孔周缘212、孔周壁176H处与铸造面紧贴。
接下来,说明端板170F的切削的情况、密封材料200的形成的情况。图3A、图3B是针对冷却水供给孔176IN的周边而表示端板170F的切削的情况的说明图,图4是概略地表示拐角切削工具Rs对各供排贯通孔的切削的情况的说明图,图5是示意性地表示密封材料200的形成的情况的说明图。
如图3A所示,对铸造形成的端板170F与绝缘板165F(参照图1)接合的一侧的板面进行切削加工,将该加工面作为后述的供排贯通孔加工时的基准面。端板170F并不局限于如图1所示的平面形状,根据未图示的单电池周边设备的装配或与气体·冷却水的供给设备的关系,也存在呈框体状的情况。在这样的情况下,为了能够进行以冷却水供给孔176IN为首的供排贯通孔的孔周缘210和孔周缘212侧的切削加工,也如已述那样对端板170F的一面进行切削加工。需要说明的是,若为平板状,则也可以两面都实施切削加工,并将各个面作为供排贯通孔加工时的基准面。
冷却水供给孔176IN的孔周缘210及孔周缘212的切削加工使用的拐角切削工具Rs如图3B的放大图所示,在圆筒状切削刃主体的下端呈大致圆锥状地具备拐角加工用的切削刃。并且,圆锥状切削刃被高速旋转而进行加工。圆锥状切削刃具备能够残留图2B所示的第一加工痕215与第二加工痕216连续的加工痕的圆弧切削刃215c和倾斜面切削刃216c,使倾斜面切削刃216c从圆弧切削刃215c的切削刃轨跡起作为切线延伸。该拐角切削工具Rs在进行了旋转驱动的状态下,向端板170F的冷却水供给孔176IN插入切削刃前端,向孔周缘210侧进行切削进给。由此,铸造面的状态的拐角部176R和与之连续的孔周壁176H的一部分由拐角切削工具Rs的圆筒状切削刃主体及圆弧切削刃215c及倾斜面切削刃216c切削除去,在孔周缘210留下前述的第一加工痕215与第二加工痕216连续的切削加工痕。这样的切削绕着冷却水供给孔176IN的孔周缘进行。例如图4所示,将端板170F竖立保持于未图示的旋转工作台,将拐角切削工具Rs从端板170F的表背各自的面侧,按照与以冷却水供给孔176IN为首的各供排贯通孔的开口形状对应的切削进给轨跡CK进行驱动。由此,得到在孔周缘210及孔周缘212具有第一加工痕215与第二加工痕216连续的切削加工痕的冷却水供给孔176IN和其他的供排贯通孔。需要说明的是,若端板170F为平板状,则可以对端板170F的两面进行加工,将端板170F表背翻转地换载于切削装置,在每一面形成第一加工痕215和第二加工痕216。
这样在各供排贯通孔中形成完第一加工痕215和第二加工痕216时,如图5所示,将端板170F安设于组合模k1、k2,向密封材料200的形成用的模腔200k注入作为密封材料200的形成材料的树脂或橡胶。经过冷却、保养而脱模时,得到利用密封材料200将各供排贯通孔密封的端板170F。
如以上说明那样,本实施方式的燃料电池10具有的端板170F在利用密封材料200将以冷却水供给孔176IN为首的气体、冷却水的各供排贯通孔的从一端的孔周缘210到另一端的孔周缘212的孔周壁176H密封时,利用拐角切削工具Rs对该密封材料200接触的孔周缘210侧的供排贯通孔一端侧部位211、孔周缘212的侧的供排贯通孔另一端侧部位213进行切削,在各部位形成切削加工痕。该切削加工痕为在贯通孔的剖视下,在将孔周缘210与孔周壁176H连结的供排贯通孔一端侧部位211及将孔周缘212与孔周壁176H连结的孔周缘212,从孔周缘210或孔周缘212侧成为拐角曲面的第一加工痕215与直线状的第二加工痕216连续的加工痕,该第二加工痕216作为从该拐角曲面的切点215s的切线沿着冷却水供给孔176IN的轴176c的方向延伸而与该轴176c倾斜地交叉。因此,如图2B所示,第二加工痕216与孔周壁176H倾斜地交叉,在孔周壁176H未残留阶梯。
端板170F是包括冷却水供给孔176IN在内而铸造的铸造件,因此冷却水供给孔176IN的孔周壁176H有时会接近或远离轴176c侧。这样即使孔周壁176H的位置不定,只要以使拐角切削工具Rs具有的圆弧切削刃215c卡挂于拐角部176R并使倾斜面切削刃216c卡挂于孔周壁176H的方式对拐角切削工具Rs进行切削进给,第二加工痕216就能够以在孔周壁176H不残留阶梯的状态,作为从第一加工痕215的切线而连续延伸。而且,即使假设拐角切削工具Rs的切削进给过剩,只要拐角切削工具Rs将倾斜面切削刃216c卡挂于孔周壁176H,第二加工痕216也能在孔周壁176H不残留阶梯的状态下,作为从第一加工痕215的切线而连续延伸。其结果是,根据本实施方式的燃料电池10具有的端板170F,即使伴随于温度下降而密封材料200较大地收缩,能够在将孔周缘210与孔周壁176H连结的供排贯通孔一端侧部位211及将孔周缘212与孔周壁176H连结的供排贯通孔另一端侧部位213避免产生应力集中,因此能够避免密封材料200的损伤。
需要说明的是,如图2B所示,在孔周缘210,作为拐角切削工具Rs的圆筒状切削刃主体的切削痕而残留阶梯,但是密封材料200伴随于温度下降而收缩时,向从该阶梯分离的一侧收缩。由此,孔周缘210的阶梯即使假设残留于孔周缘210,也不会给密封材料损伤造成影响。对于孔周缘212也一样。
本实施方式的燃料电池10具有的端板170F对于第二加工痕216和第一加工痕215以使该第二加工痕216成为从第一加工痕215的拐角曲面的切点215s沿着冷却水供给孔176IN的轴176c的方向延伸的直线状的加工痕的方式进行切削。贯通孔的剖视的加工痕的直线部分成为曲线部分的切线。由此,第一加工痕215与第二加工痕216无弯折而平滑地连续,因此即使在两加工痕的连续部位,在密封材料200也不会产生应力集中。其结果是,根据本实施方式的燃料电池10具有的端板170F,能够更可靠地避免密封材料200的损伤。
本实施方式的燃料电池10具有的端板170F将端板自身包括接受切削加工之前的以冷却水供给孔176IN为首的各供排贯通孔在内铸造形成。由此,根据本实施方式的燃料电池10具有的端板170F,能够实现生产性提高、成本降低。
本实施方式的燃料电池10具有的端板170F将第二加工痕216从第一加工痕215朝向冷却水供给孔176IN的轴176c延长时,使第二加工痕216为与拐角曲面在贯通孔剖视下连结的直线与轴176c交叉而成的角度216s成为5~45°的加工痕。由此,第二加工痕216与孔周壁176H以5~45°的角度交叉。因此,与孔周壁176H的连续性也提高。其结果是,根据本实施方式的燃料电池10具有的端板170F,即使其温度的上升、下降反复进行,在密封材料200也难以产生应力集中,因此能够进一步提高密封材料200的损伤回避的实效性。
在本实施方式的燃料电池10中,将作为发电单位的燃料电池单电池即单元单电池100层叠多个,在此基础上,在层叠方向一端侧和另一端侧配置端子板160F和端子板160E。根据本实施方式的燃料电池10,通过装入能够避免密封材料200的损伤的端板170F,能够实现作为燃料电池10的耐久性的提高、电池寿命的长寿命化。而且,根据本实施方式的燃料电池10,只要将现有的燃料电池的端板置换成端板170F即可,因此能够降低其制造成本。
接下来,说明其他的实施方式。图6A、图6B是表示第二实施方式的端板170F的第二加工痕216的形成的情况的与图2A、图2B相当的说明图,图7A、图7B是表示第三实施方式的端板170F的第二加工痕216的形成的情况的与图2A、图2B相当的说明图。
图6A、图6B及图7A、图7B所示的第二加工痕216成为从第一加工痕215的任意的拐点211h弯折,在贯通孔的剖视下,以与图示的拐点211h处的切线SL不同的直线朝向轴176c延伸的直线形状。即使在贯通孔剖视下以成为这样的直线形状的第二加工痕216的方式切削贯通孔,第二加工痕216在孔周壁176H也不会残留阶梯,从第一加工痕215的拐点211h到孔周壁176H为止成为以角度216s倾斜的倾斜面。由此,即使是上述实施方式,也能够避免密封材料200的损伤。
本发明并不局限于上述的实施方式,在不脱离其主旨的范围内能够以各种结构实现。例如,发明内容一栏记载的各方式中的技术特征所对应的实施方式的技术特征为了解决上述的课题的一部分或全部,或者为了实现上述的效果的一部分或全部,可以适当进行更换、组合。而且,该技术特征在本说明书中只要不是作为必须的特征进行说明,就可以适当删除。
在上述的实施方式中,端板170F为包括以冷却水供给孔176IN为首的切削加工前的各供排贯通孔在内铸造形成的铸造件,但也可以为由铝制的金属板沿着板的外形形状切削得到的切削加工件(切削板)。端板可以为铝以外的金属例如钛、不锈钢或炮铜等合金制。即便是这样的切削板,在利用密封材料200将各供排贯通孔密封时,为了形成图1所示的长方形形状的以冷却水供给孔176IN为首的各供排贯通孔,也需要利用钻头、立铣刀等现有的切削工具对比设计形状的供排贯通孔的外形形状小的长方形形状的下孔进行一端切削。这样的话,作为下孔形成完的切削板的端板170F与包括切削加工前的各供排贯通孔在内铸造形成的端板170F同等,因此只要利用图3B所示的拐角切削工具Rs来形成第一加工痕215和第二加工痕216即可。而且,贯通孔加工前的端板除了通过铸造形成以外,也可以通过压铸或锻造来成形。贯通孔加工前的板可以保持铸造面的状态,也可以通过简易的切削等修整为一定的形状。
标号说明
10…燃料电池
100…单元单电池
160E…端子板
160F…端子板
161…集电端子
165E…绝缘板
165F…绝缘板
170E…端板
170F…端板
172IN…燃料气体供给孔
172OT…燃料气体排出孔
174IN…氧化剂气体供给孔
174OT…氧化剂气体排出孔
176IN…冷却水供给孔
176OT…冷却水排出孔
176H…孔周壁
176R…拐角部
176c…轴
200…密封材料
200k…模腔
210…孔周缘
211…供排贯通孔一端侧部位
211h…拐点
212…孔周缘
213…供排贯通孔另一端侧部位
215…第一加工痕
215c…圆弧切削刃
215s…切点
216…第二加工痕
216c…倾斜面切削刃
216s…角度
k1、k2…组合模
CK…切削进给轨跡
SL…直线
Rs…拐角切削工具

Claims (11)

1.一种燃料电池用的端板,配置在燃料电池的端部,具备:
贯通孔,贯通所述端板,供所述燃料电池中使用的燃料气体、含氧气体及冷却水中的至少一个流通;及
密封件,覆盖所述贯通孔的内周面和贯通孔周围的周缘面,
从所述贯通孔的内周面起与周缘面相连的角部具有切削加工痕,
所述切削加工痕形成为曲面加工痕与直线加工痕连续的加工痕,
该曲面加工痕是从所述周缘面起朝向内周面侧以曲面形成的加工痕,
该直线加工痕是从所述曲面加工痕起到所述内周面形成的在所述贯通孔的轴向截面中为直线的加工痕。
2.根据权利要求1所述的燃料电池用的端板,其中,
所述直线加工痕形成为在所述贯通孔的轴向的截面中为从所述曲面起向所述贯通孔的轴的方向的切线即直线的加工痕。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的燃料电池用的端板,其中,
所述燃料电池用的端板包括接受切削加工之前的所述贯通孔在内通过铸造而形成,所述切削加工是留下所述切削加工痕的切削加工。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的燃料电池用的端板,其中,
所述直线加工痕形成为所述直线与所述贯通孔的轴交叉而构成的角度为5~45°的加工痕。
5.根据权利要求3所述的燃料电池用的端板,其中,
所述直线加工痕形成为所述直线与所述贯通孔的轴交叉而构成的角度为5~45°的加工痕。
6.一种燃料电池,具备:
层叠多个燃料电池单电池而成的单电池组;及
在该单电池组的单电池层叠方向的端部配置的权利要求1~权利要求5中任一项所述的端板。
7.一种燃料电池用端板的制造方法,是配置在燃料电池的端部的燃料电池用的端板的制造方法,包括:
设置贯通孔的工序,所述贯通孔贯通所述端板,供所述燃料电池中使用的燃料气体、含氧气体及冷却水中的至少一个流通;
对从所述贯通孔的内周面起与贯通孔周围的周缘面相连的角部进行切削加工的切削工序;及
在所述切削加工后的角部、贯通孔的内周面及周缘面配置密封构件的工序,
作为所述切削工序中使用的切削工具,通过如下切削工具来对燃料电池用端板进行切削:该切削工具具备曲面加工部和直线加工部,该曲面加工部从所述周缘面起朝向内周面侧形成曲面加工痕,该直线加工部从所述曲面加工痕起到所述内周面形成直线加工痕。
8.根据权利要求7所述的燃料电池用端板的制造方法,其中,
所述直线加工痕形成为在所述贯通孔的轴向的截面中为从所述曲面起向所述贯通孔的轴的方向的切线即直线的加工痕。
9.根据权利要求7或权利要求8所述的燃料电池用端板的制造方法,其中,
所述燃料电池用的端板包括接受切削加工之前的所述贯通孔在内通过铸造而形成,所述切削加工是留下所述切削加工痕的切削加工。
10.根据权利要求7或权利要求8所述的燃料电池用端板的制造方法,其中,
所述直线加工痕形成为所述直线与所述贯通孔的轴交叉而构成的角度为5~45°的加工痕。
11.根据权利要求9所述的燃料电池用端板的制造方法,其中,
所述直线加工痕形成为所述直线与所述贯通孔的轴交叉而构成的角度为5~45°的加工痕。
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