JP2010113995A - Fuel cell gasket molding die, manufacturing method of fuel cell, and the fuel cell - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel cell gasket molding die, capable of molding a gasket which is not affected by the allowable tolerance of constituting parts that constitute each cells and a separator, and which does not generate undesired parts, causing blocking of a manifold and pressure loss and with which mutual short circuits caused by the deformation of the separator due to lamination displacement, or the like, are prevented, using a simple structure. <P>SOLUTION: The fuel cell gasket molding die 1, is for mold-forming a gasket 6 constituting a manifold 5 communicating between manifold holes 3h formed on a separator 3 of each of cells 4 and an upper die 11, is constituted of an inner-side portion molding part 11a and an outer-side portion molding part 11b, and there is provided a deformable cushion material 7 for sealing the material of the gasket 6, which is interposed in between the part 11b and a lower die 12. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、燃料電池用ガスケット成形用金型、燃料電池の製造方法、および燃料電池に関し、さらに詳しくは、複数を積層することにより燃料電池を構成するセルにおいて、各セルに反応ガスや冷却媒体を供給するためのマニホールドを構成するガスケットを成形するためのガスケット成形型、各セルのガスケットを成形する燃料電池の製造方法、および各セルにガスケットが成形された燃料電池に関するものである。   The present invention relates to a fuel cell gasket molding die, a fuel cell manufacturing method, and a fuel cell, and more specifically, in a cell constituting a fuel cell by stacking a plurality of reactant gases and a cooling medium in each cell. The present invention relates to a gasket molding die for molding a gasket that constitutes a manifold for supplying gas, a method of manufacturing a fuel cell for molding a gasket of each cell, and a fuel cell in which a gasket is molded in each cell.

一般に、燃料電池は、複数のセルを積層することにより構成されている。積層されたセルは、エンドプレートの間で荷重が掛けられた状態で挟持されている。各セルの燃料電池構成部品としては、図2に参照されるように、電解質膜の両面に電極層を設けてなるMEA(Membrane Electrode Assembly:膜−電極アセンブリ)21aと、MEA21aの両側に配置されたガス拡散層21bと、ガス拡散層21bへガスをそれぞれ流通させる多孔体22とを含んでおり、これらの燃料電池構成部品はセパレータ3により挟持されている。MEA21aとその両側に配置されたガス拡散層21bとにより構成される部材は、一般にMEGA21と呼ばれる。そして、燃料電池のなかには、たとえば特許文献1に開示されているように、各セルが燃料電池構成部品の一方の面にセパレータを積重して構成されており、複数のセルを積層することにより、燃料電池構成部品がそのセルのセパレータと隣接する他のセルのセパレータとの間で挟持されるよう構成されたものがある。   In general, a fuel cell is configured by stacking a plurality of cells. The stacked cells are sandwiched with a load applied between the end plates. As fuel cell components of each cell, as shown in FIG. 2, MEA (Membrane Electrode Assembly) 21a in which electrode layers are provided on both surfaces of the electrolyte membrane, and both sides of MEA 21a are arranged. The gas diffusion layer 21b and the porous body 22 through which the gas flows to the gas diffusion layer 21b are included. These fuel cell components are sandwiched by the separator 3. A member constituted by the MEA 21a and the gas diffusion layers 21b arranged on both sides thereof is generally called MEGA21. In a fuel cell, for example, as disclosed in Patent Document 1, each cell is configured by stacking separators on one surface of a fuel cell component, and by stacking a plurality of cells, Some fuel cell components are configured to be sandwiched between the separator of the cell and the separator of another adjacent cell.

各セルは、反応ガス(水素、空気等)や冷却媒体をそれぞれ分配・供給するためのマニホールドを有している。図1に示すように、セパレータ3の燃料電池構成部品2が積重される領域の周囲には、マニホールド孔3hが形成されている。図2に示すように、セパレータ3は、所定形状の溝または孔が形成された中間プレート33をカソードプレート31とアノードプレート32の間に挟んでなる3層構造とすることにより、その内部に反応ガスや冷却媒体を流通させるための流路34が形成されている。セパレータ3内の各流路34は、所定のマニホールド孔3hに開口しており、所定のガスまたは冷却媒体が所定のマニホールド孔3hから供給され、他の対応する所定のマニホールド孔3hへと排出する。マニホールド孔3hのセパレータ3における燃料電池構成部品2が積重される領域側の部分(以下、セパレータ内側部分という、)の内周壁には、所定の流路34の導入口または排出口が開口している。   Each cell has a manifold for distributing and supplying a reaction gas (hydrogen, air, etc.) and a cooling medium. As shown in FIG. 1, a manifold hole 3h is formed around a region of the separator 3 where the fuel cell components 2 are stacked. As shown in FIG. 2, the separator 3 has a three-layer structure in which an intermediate plate 33 in which a groove or hole having a predetermined shape is formed is sandwiched between a cathode plate 31 and an anode plate 32, thereby reacting in the inside. A flow path 34 for flowing gas and cooling medium is formed. Each flow path 34 in the separator 3 is opened to a predetermined manifold hole 3h, and a predetermined gas or cooling medium is supplied from the predetermined manifold hole 3h and discharged to another corresponding predetermined manifold hole 3h. . An inlet or discharge port of a predetermined flow path 34 is opened on the inner peripheral wall of a portion of the manifold hole 3h in the separator 3 where the fuel cell component 2 is stacked (hereinafter referred to as a separator inner portion). ing.

各セル104には、マニホールド孔3hの周囲を取り囲み、且つ、燃料電池構成部品2の周囲をシールするようにガスケット106が一体に成形されている。ガスケット106は、図2に示すように、セパレータ3のマニホールド孔3hの周囲に立ち上がるように成形される基部161と、基部161の表面から燃料電池構成部品2の表面よりも図2における上方に突出してセル104が積層されたときに隣接する他のセル104のセパレータ3に当接されるように一体に成形されたリップ部162とを有しており、マニホールド105を構成している。   Each cell 104 is integrally molded with a gasket 106 so as to surround the manifold hole 3 h and to seal the periphery of the fuel cell component 2. As shown in FIG. 2, the gasket 106 is formed so as to rise around the manifold hole 3 h of the separator 3, and projects from the surface of the base 161 upward in FIG. 2 to the surface of the fuel cell component 2. Thus, when the cells 104 are stacked, the lip portion 162 is integrally formed so as to be brought into contact with the separator 3 of another adjacent cell 104 to constitute a manifold 105.

上記特許文献1においてガスケットを成形するための金型は、その図12(b)に示されているように、下型にはセパレータをインサートしたときにそのマニホールド孔に嵌り込む突状部が形成されており、また、上型には、下型の突状部と対応する突状部が形成されると共に、ガスケットの成形材料の投入口が形成されている。そして、下型と上型の突状部内には、型閉じすることによってガスケットの材料を投入口からキャビティ内に導入するための通路が形成されるようになっている。この通路をキャビティに開口させるために、特許文献1では、突状部がセパレータのマニホールド孔を突き抜けるよう形成されている。このように構成された金型によって成形されるガスケットは、特許文献1の図5に示されているように、セパレータのマニホールド孔と同じ径でマニホールドが形成されることとなる。   As shown in FIG. 12 (b), the metal mold for molding the gasket in Patent Document 1 has a protruding part that fits into the manifold hole when a separator is inserted in the lower mold. In addition, the upper mold is formed with a protrusion corresponding to the protrusion of the lower mold and an inlet for the molding material of the gasket. A passage for introducing the gasket material into the cavity from the inlet is formed by closing the mold in the projecting portions of the lower mold and the upper mold. In order to open this passage into the cavity, in Patent Document 1, the protruding portion is formed so as to penetrate the manifold hole of the separator. As shown in FIG. 5 of Patent Document 1, the gasket formed by the mold configured as described above has a manifold having the same diameter as the manifold hole of the separator.

ところで、燃料電池においては、設定された発電性能を得るために、反応ガスや冷却媒体が確実に所定の流量で各セルに分配・供給される必要がある。そのため、各セルのセパレータのマニホールド孔に開口する流路の導入口または排出口をガスケットが塞ぐように成形することは勿論のこと、反応ガスまたは冷却媒体の流通を妨げ圧力損失が高くなるようにガスケットを成形することは許されない。そのため、ガスケットを成形するための従来の金型101は、図2に示すように一般に、上型111と、下型112とからなり、上型112のガスケット106の内周壁を成形する突出部117が、金型101にインサートされたセパレータ3の上面におけるマニホールド孔3hの周囲全体に当接して、キャビティ113内に射出充填されるガスケット106の材料がマニホールド孔3h内に流れ込むのを防ぐようにシールする構造となっていた。そして、このような構造の金型101によって成形されたガスケット106は、内周壁の大きさがマニホールド孔3hの大きさよりも大きく、すなわち、内周壁がその全周にわたってマニホールド3h孔から退避するよう離れて成形されていた。また、従来の金型101においては、ガスケット106を成形するためのキャビティ面116が上型111に形成されており、このキャビティ面116によってガスケット106の外周側面がセパレータ3の外縁3cよりも小さく、セパレータ3の外縁3cを露出させるように成形されていた。   By the way, in the fuel cell, in order to obtain the set power generation performance, it is necessary to reliably distribute and supply the reaction gas and the cooling medium to each cell at a predetermined flow rate. For this reason, the gasket is not only molded so as to block the inlet or outlet of the flow path that opens into the manifold hole of the separator of each cell, but also the flow of the reaction gas or the cooling medium is hindered and the pressure loss is increased. It is not permissible to mold the gasket. Therefore, a conventional mold 101 for molding a gasket generally includes an upper mold 111 and a lower mold 112 as shown in FIG. 2, and a protruding portion 117 that molds the inner peripheral wall of the gasket 106 of the upper mold 112. Is in contact with the entire periphery of the manifold hole 3h on the upper surface of the separator 3 inserted in the mold 101, and seals so that the material of the gasket 106 injected and filled in the cavity 113 does not flow into the manifold hole 3h. It was a structure to do. The gasket 106 formed by the mold 101 having such a structure has an inner peripheral wall larger than the manifold hole 3h, that is, the inner peripheral wall is separated so as to retreat from the manifold 3h hole over the entire circumference. It was molded. Further, in the conventional mold 101, a cavity surface 116 for forming the gasket 106 is formed on the upper mold 111, and the outer peripheral side surface of the gasket 106 is smaller than the outer edge 3c of the separator 3 by the cavity surface 116. The outer edge 3c of the separator 3 was molded so as to be exposed.

特開2008−123883号公報JP 2008-123883 A

しかしながら、各セルを構成する構成部品とセパレータは、その厚さに関して成形公差を有しており、したがって構成部品とセパレータによってその厚さが異なる。このような構成部品とセパレータを特許文献1の図12(b)に示されたような金型にインサートしてガスケットを成形しようとすると、型閉じが不足してバリが生じたり、キャビティ面と構成部品またはセパレータの表面との間などにガスケットの材料が入り込み、不要部が成形される可能性がある。   However, the component parts and separators that make up each cell have molding tolerances with respect to their thickness, and therefore the thicknesses differ between component parts and separators. When such a component and separator are inserted into a mold as shown in FIG. 12B of Patent Document 1 and a gasket is to be molded, mold closing is insufficient and burrs occur, There is a possibility that the material of the gasket enters between the components or the surface of the separator, and unnecessary portions are formed.

さらにまた、セパレータに成形されるマニホールド孔の位置や大きさに関しても成形公差を有しており、特許文献1の図12(b)に示されたような下型の突状部にセパレータのマニホールド孔を嵌め込むようにして構成部品と共にインサートした場合、セパレータのマニホールド孔の内周面と下型の突状部の外周面との間に隙間が生じ、この隙間にガスケットの材料が入り込み、不要部が成形される可能性がある。   Furthermore, there is a molding tolerance with respect to the position and size of the manifold hole formed in the separator, and the separator manifold is formed on the protrusion of the lower mold as shown in FIG. When the holes are inserted together with the component parts, a gap is formed between the inner peripheral surface of the separator manifold hole and the outer peripheral surface of the protrusion of the lower mold, and the gasket material enters into this gap, and unnecessary portions are formed. There is a possibility of molding.

これらの不要部がマニホールド孔3h内の、特に流路34の導入口または排出口付近に成形されると、マニホールド孔3hからセパレータ3の流路34に流れる反応ガスまたは冷却媒体の流通を妨げて圧力損失が高くなったり、マニホールド孔3hの流路34の導入口または排出口を塞いだりして、発電性能に影響を及ぼすなどの問題があった。そして、特許文献1に開示されたような従来の技術にあっては、成形された不要部を取り除く必要があり、そのための工程が増えるなどの問題が発生する。   If these unnecessary portions are formed in the manifold hole 3h, particularly near the inlet or outlet of the flow path 34, the flow of the reaction gas or the cooling medium flowing from the manifold hole 3h to the flow path 34 of the separator 3 is hindered. There have been problems such as an increase in pressure loss, and blocking the inlet or outlet of the flow path 34 of the manifold hole 3h, affecting the power generation performance. In the conventional technique as disclosed in Patent Document 1, it is necessary to remove the molded unnecessary portion, and problems such as an increase in the number of processes for that purpose arise.

さらに、図2に示したように、ガスケット106の内壁がマニホールド孔3hよりも大きく全周にわたって退避するように成形された従来の技術におけるセル104では、セパレータ3にマニホールド孔3hが形成されているために、そのマニホールド孔3hの周囲、特にセパレータ3の外縁(セパレータ外側)3bが脆弱となっており、図3に示すように積層時にずれが生じた場合に、隣接するセル104のセパレータ3にガスケット106のリップ部162が当接され、図4に矢印で示すように荷重が掛けられることによって生じるモーメントにより、特にセパレータ3のマニホールド孔3hからセパレータ外側部分3bが変形することがある。このようにセパレータ3が変形すると、図4に示すように互いに隣接するセル104のセパレータ3のマニホールド孔3hのセパレータ外側部分3bとの間や、セパレータ3の外縁3cが互いに接触して短絡するという問題が発生することとなる。   Further, as shown in FIG. 2, in the conventional cell 104 formed such that the inner wall of the gasket 106 is larger than the manifold hole 3 h and retracted over the entire circumference, the manifold hole 3 h is formed in the separator 3. For this reason, the periphery of the manifold hole 3h, particularly the outer edge (separator outer side) 3b of the separator 3 is fragile, and when there is a deviation during stacking as shown in FIG. The separator outer portion 3b may be deformed, in particular, from the manifold hole 3h of the separator 3 due to the moment generated when the lip 162 of the gasket 106 is brought into contact with and a load is applied as shown by an arrow in FIG. When the separator 3 is deformed in this way, as shown in FIG. 4, the separator 3 of the separator 3 of the cell 104 adjacent to each other and the outer edge 3c of the separator 3 are in contact with each other and the outer edge 3c of the separator 3 is short-circuited. A problem will occur.

本発明は、上述した問題に鑑みてなされたもので、簡単な構成で、各セルを構成する構成部品とセパレータの公差に影響されず、セパレータの流路を塞いだり圧力損失が高くなる原因となる不要部を発生させることなく、しかも、積層ずれなどによってセパレータのマニホールド孔のセパレータ外側部分が変形することによりセパレータの特に外周縁とマニホールド孔との間が互いに短絡しないようなガスケットを成形することが可能な燃料電池用ガスケット成形用金型を提供することを目的とする。
また、本発明は、上述した問題に鑑みてなされたもので、簡単な構成で、各セルを構成する構成部品とセパレータの公差に影響されず、セパレータの流路を塞いだり圧力損失が高くなる原因となる不要部を発生させることなく、しかも、セルを積層したときにそのずれなどによってセパレータのマニホールドのセパレータ外側部分が変形することによりセパレータの特に外周縁とマニホールド孔との間が互いに短絡しないようなガスケットを成形することが可能な燃料電池の製造方法を提供することを目的とする。
さらにまた、本発明は、上述した問題に鑑みてなされたもので、簡単な構成で、各セルを構成する構成部品とセパレータの公差に影響されず、セパレータの流路を塞いだり圧力損失が高くなる原因となる不要部を発生させることなく、しかも、各セルが積層されたときに積層ずれなどによって特にセパレータのマニホールド孔のセパレータ外側部分が変形することによりセパレータの特に外周縁とマニホールド孔との間が互いに短絡しないように成形されたガスケットを有する燃料電池を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-described problems, and has a simple configuration and is not affected by the tolerances between the constituent parts constituting each cell and the separator, and causes the blockage of the separator flow path or the increase in pressure loss. Forming a gasket that does not cause a short circuit between the outer peripheral edge of the separator and the manifold hole due to deformation of the separator outer hole of the separator manifold hole due to misalignment or the like. An object of the present invention is to provide a mold for molding a gasket for a fuel cell.
In addition, the present invention has been made in view of the above-described problems. With a simple configuration, the present invention is not affected by the tolerance between the component parts constituting each cell and the separator, and blocks the flow path of the separator and increases the pressure loss. Without causing unnecessary parts to cause, and when the cells are stacked, the separator outer portion of the manifold of the separator is deformed due to the deviation or the like, so that the outer peripheral edge of the separator and the manifold hole do not short-circuit each other. An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a fuel cell capable of forming such a gasket.
Furthermore, the present invention has been made in view of the above-described problems. With a simple configuration, the present invention is not affected by the tolerances between the constituent parts constituting each cell and the separator, and blocks the flow path of the separator and has a high pressure loss. In particular, when the cells are stacked, the separator outer portion of the separator manifold hole is deformed due to stacking deviation or the like when the cells are stacked. An object of the present invention is to provide a fuel cell having a gasket formed so as not to short-circuit each other.

請求項1の燃料電池用ガスケット成形用金型に係る発明は、上記目的を達成するため、第1の金型と第2の金型とを含み、積層されることにより燃料電池構成部品を挟持するセパレータに形成されたマニホールド孔を互いに連通するためのマニホールドを構成するガスケットの成形用金型であって、前記第1の金型が、第2の金型に対して型閉じしたときに、前記セパレータのマニホールド孔の周囲の表面におけるセパレータ内側に当接することによりガスケットの材料がマニホールド孔内に侵入するのを防止すると共にガスケットの内周壁におけるセパレータ内側部分をマニホールド孔からセパレータ内側方向へ離れた位置に成形する内側部分成形部と、前記マニホールド孔内に進入してガスケットのセパレータ外側部分に短絡防止部を成形する外側部分成形部とを有しており、型閉じ時に前記第1の金型の外側部分成形部と第2の金型との間に介在して該間における前記ガスケットの材料をシールする変形可能なクッション材を備えていることを特徴とするものである。
また、請求項4の燃料電池の製造方法に係る発明は、上記目的を達成するため、マニホールド孔が形成されたセパレータと燃料電池構成部品とを積重すると共に前記セパレータのマニホールド孔の周囲にガスケットを成形してセルを構成し、該セルを積層することにより、前記燃料電池構成部品をセパレータ間で挟持すると共に隣接するセルのセパレータのマニホールド孔をガスケットにより互いに連通してマニホールドを構成する燃料電池の製造方法であって、第1の金型に、第2の金型に対して型閉じしたときに、前記セパレータのマニホールド孔の周囲の表面におけるセパレータ内側に当接する内側部分成形部と、前記マニホールド孔内に進入してガスケットのセパレータ外側部分に短絡防止部を成形する外側部分成形部とを予め形成しておき、前記燃料電池構成部品とセパレータとを積重して第1または第2の金型にインサートし、このインサートと前後して前記第1の金型の外側部分成形部と第2の金型との間に変形可能なクッション材を介在させ、その後、前記第1および第2の金型を型閉じして、前記セパレータのマニホールド孔の周囲の表面におけるセパレータ内側に前記第1の金型の内側部分成形部を当接させてシールすると共に、前記第1の金型の外側部分成形部をマニホールド孔内に進入させて第2の金型との間を前記クッション材によりシールしてなるキャビティを形成し、該キャビティ内にガスケットの材料を射出充填して、前記内側部分成形部によってセパレータ内側部分がマニホールド孔からセパレータ内側方向へ離れた位置に形成されると共に前記外側部分成形部とクッション材によってセパレータ外側部分に短絡防止部が形成されてなるガスケットを成形することを特徴とするものである。
さらにまた、請求項5の燃料電池に係る発明は、上記目的を達成するため、複数のセルを積層してなり、各セルが、燃料電池構成部品と、セパレータと、積層されたときに隣接するセルのセパレータのマニホールド孔を互いに連通するマニホールドを構成するために成形されたガスケットとを備えている燃料電池であって、前記ガスケットは、その内周壁におけるセパレータ内側部分がマニホールド孔からセパレータ内側方向へ離れた位置に形成され、セパレータ外側部分に短絡防止部が形成されていることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the invention relating to a fuel cell gasket molding die according to claim 1 includes a first die and a second die, and sandwiches the fuel cell components by being laminated. A molding die for a gasket constituting a manifold for communicating the manifold holes formed in the separator with each other, wherein when the first die is closed with respect to the second die, By contacting the inside of the separator on the surface around the manifold hole of the separator, the material of the gasket is prevented from entering the manifold hole, and the inner part of the separator on the inner peripheral wall of the gasket is separated from the manifold hole toward the inner side of the separator. An inner part molding part to be molded at a position and a short-circuit prevention part formed in the manifold outer part by entering the manifold hole. And an outer part molding part that is interposed between the outer part molding part of the first mold and the second mold when the mold is closed to seal the gasket material therebetween It is characterized by comprising a possible cushioning material.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a fuel cell manufacturing method in which a separator formed with a manifold hole and a fuel cell component are stacked and a gasket is provided around the manifold hole of the separator. A fuel cell in which a cell is formed by stacking the cells so that the fuel cell components are sandwiched between separators, and manifold holes of separators of adjacent cells are communicated with each other by a gasket to form a manifold. The inner partial molding portion that contacts the inner side of the separator on the surface around the manifold hole of the separator when the first die is closed with respect to the second die, Preliminarily formed with an outer part molding part that enters the manifold hole and molds a short-circuit prevention part on the outer part of the gasket separator The fuel cell component and the separator are stacked and inserted into the first or second mold, and the outer part molding portion of the first mold and the second mold are inserted around the insert. A deformable cushioning material is interposed between the mold and the first and second molds, and then the first mold is placed inside the separator on the surface around the manifold hole of the separator. The inner part molding portion of the first mold is brought into contact with and sealed, and the outer part molding portion of the first mold is inserted into the manifold hole, and the gap between the second mold and the second mold is sealed by the cushion material. A cavity is formed, and a gasket material is injected and filled in the cavity. The inner portion molding portion forms the separator inner portion at a position away from the manifold hole toward the inner side of the separator, and the front portion. It is characterized in that for molding the gasket short-circuit preventing portion to the separator outer portion by the outer portion forming portion and the cushion material is formed.
Furthermore, in order to achieve the above object, the invention according to claim 5 is formed by stacking a plurality of cells, and each cell is adjacent when stacked, a fuel cell component and a separator. A fuel cell comprising a gasket molded to form a manifold that communicates manifold manifold holes of a cell with each other, wherein the gasket has a separator inner portion on its inner peripheral wall extending from the manifold hole toward the separator inner side. It is formed in a distant position, and a short-circuit prevention part is formed in the outer part of the separator.

請求項1の燃料電池用ガスケット成形用金型に係る発明によれば、燃料電池構成部品とセパレータとを積重して第1または第2の金型にインサートして第1の金型と第2の金型とを型閉じすると、第1の金型の内側部分成形部がセパレータのマニホールド孔の周囲の表面におけるセパレータ内側に当接し、また、外側部分成形部がセパレータのマニホールド孔内に進入して、この外側部分成形部と第2の金型と間に、クッション材がその間の間隔に応じて変形した状態で介在する。この状態で第1の金型と第2の金型との内部に形成されたキャビティにガスケットの材料を射出充填すると、第1の金型の内側部分成形部は、ガスケットの材料がマニホールド孔内に侵入するのを防止し、ガスケットの内周壁におけるセパレータ内側部分をマニホールド孔からセパレータ内側方向へ離れた位置に成形する。そのため、セパレータのマニホールド孔をガスケットが塞ぐなどして反応ガスまたは冷却媒体の流通を妨げることが確実且つ容易に防止され、燃料電池の発電性能を確保することができる。一方、第1の金型の外側部分成形部は、第1の金型の外側部分成形部と第2の金型との間に介在してその間からガスケットの材料が漏れないようにシールするクッション材と協働して、ガスケットのセパレータ外側部分に短絡防止部を確実且つ容易に成形する。そのため、各セルを積層したときにずれが生じた状態で荷重を掛けることによりセパレータのマニホールド孔のセパレータ外側部分が変形した場合であっても、隣接するセルのセパレータの外周縁とマニホールド孔との間が互いに接触して短絡するのを確実に防止することができる。また、第1または第2の金型にインサートされる燃料電池構成部品とセパレータ、特にセパレータの厚さが成形誤差などにより変化した場合であっても、クッション材が変形可能であることにより、セパレータの厚さの変化と対応して第1の金型の外側部分成形部と第2の金型との間からガスケットの材料が漏れないように確実にシールし、ガスケットの不要部がマニホールド孔内に成形されることがない。
また、請求項4の燃料電池の製造方法に係る発明によれば、第1の金型に、第2の金型に対して型閉じしたときに、セパレータのマニホールド孔の周囲の表面におけるセパレータ内側に当接する内側部分成形部と、マニホールド孔内に進入してガスケットのセパレータ外側部分に短絡防止部を成形する外側部分成形部とを予め形成しておくことにより、燃料電池構成部品とセパレータとを積重して第1または第2の金型にインサートし、このインサートと前後して第1の金型の外側部分成形部と第2の金型との間に変形可能なクッション材を介在させ、その後、第1および第2の金型を型閉じして、キャビティを形成し、このキャビティ内にガスケットの材料を射出充填してガスケットを成形する。キャビティは、セパレータのマニホールド孔の周囲の表面におけるセパレータ内側が第1の金型の内側部分成形部を当接されることによりシールされ、また、セパレータ外側が第1の金型の外側部分成形部をマニホールド孔内に進入させて第2の金型との間にクッション材を介在させることによりシールされている。そのため、ガスケットは、セパレータ内側部分がマニホールド孔からセパレータ内側方向へ離れた位置に形成され、セパレータ外側部分に短絡防止部が形成される。したがって、セパレータのマニホールド孔をガスケットが塞ぐなどして反応ガスまたは冷却媒体の流通を妨げることが確実且つ容易に防止され、燃料電池の発電性能を確保することができ、また、各セルを積層したときにずれが生じた状態で荷重を掛けることによりセパレータのマニホールド孔のセパレータ外側部分が変形した場合であっても、隣接するセルのセパレータの外周縁とマニホールド孔との間が互いに接触して短絡するのを確実に防止することができる。さらに、第1または第2の金型にインサートされる燃料電池構成部品とセパレータ、特にセパレータの厚さが成形誤差などにより変化した場合であっても、クッション材が変形可能であることにより、セパレータの厚さの変化と対応して第1の金型の外側部分成形部と第2の金型との間からガスケットの材料が漏れないように確実にシールし、ガスケットの不要部がマニホールド孔内に成形されることがない。
さらにまた、請求項5の燃料電池に係る発明によれば、ガスケットの内周壁におけるセパレータ内側部分がマニホールド孔からセパレータ内側方向へ離れた位置に形成されていることにより、不要部が形成されてセパレータのマニホールド孔をガスケットが塞ぐなどして反応ガスまたは冷却媒体の流通を妨げることを確実且つ容易に防止することができ、もって、燃料電池の発電性能を確保することができる構造とすることができる。また、ガスケットのセパレータ外側部分に短絡防止部が形成されていることにより、各セルを積層したときにずれが生じた状態で荷重を掛けることによりセパレータのマニホールド孔のセパレータ外側部分が変形した場合であっても、隣接するセルのセパレータの外周縁とマニホールド孔との間が互いに接触して短絡するのを確実に防止することができる構造とすることができる。
According to the invention relating to the fuel cell gasket molding die of claim 1, the fuel cell component and the separator are stacked and inserted into the first or second die, and the first die and the second die are inserted. When the mold of 2 is closed, the inner part molding part of the first mold abuts on the inner side of the separator on the surface around the manifold hole of the separator, and the outer part molding part enters the manifold hole of the separator. Then, the cushion material is interposed between the outer partial molding portion and the second mold in a state of being deformed according to the interval therebetween. In this state, when the gasket material is injected and filled into the cavities formed in the first mold and the second mold, the inner portion molding portion of the first mold has the gasket material in the manifold hole. The separator inner portion of the inner peripheral wall of the gasket is formed at a position away from the manifold hole in the separator inner direction. Therefore, it is possible to reliably and easily prevent the flow of the reaction gas or the cooling medium from being blocked by the gasket closing the manifold hole of the separator, and to secure the power generation performance of the fuel cell. On the other hand, the outer part molding part of the first mold is interposed between the outer part molding part of the first mold and the second mold, and the cushion is sealed so that the gasket material does not leak from there. In cooperation with the material, the short-circuit prevention portion is reliably and easily formed on the outer portion of the gasket separator. Therefore, even when the separator outer portion of the manifold hole of the separator is deformed by applying a load in a state where a shift occurs when each cell is stacked, the outer peripheral edge of the separator of the adjacent cell and the manifold hole It is possible to reliably prevent a short circuit due to contact between each other. In addition, since the cushion material can be deformed even when the thickness of the fuel cell component and the separator inserted into the first or second mold is changed due to a molding error or the like, the separator Corresponding to the change in the thickness of the first mold, the seal is securely sealed so that the gasket material does not leak from between the outer mold part of the first mold and the second mold. It will not be molded.
According to the invention relating to the fuel cell manufacturing method of claim 4, when the first mold is closed with respect to the second mold, the inner side of the separator on the surface around the manifold hole of the separator The fuel cell components and the separator are formed in advance by forming an inner part molding part that contacts the inner hole and an outer part molding part that enters the manifold hole and molds the short-circuit prevention part in the outer part of the separator of the gasket. Stacked and inserted into the first or second mold, and a deformable cushion material is interposed between the outer mold part of the first mold and the second mold before and after the insert. Thereafter, the first and second molds are closed to form a cavity, and a gasket material is injected and filled into the cavity to form a gasket. The cavity is sealed by contacting the inner part molding portion of the first mold on the inner surface of the separator around the manifold hole of the separator, and the outer side molding portion of the first mold on the outer side of the separator. Is inserted into the manifold hole and a cushioning material is interposed between the second mold and the second mold so as to be sealed. Therefore, the gasket is formed at a position where the separator inner portion is separated from the manifold hole in the separator inner direction, and a short-circuit prevention portion is formed at the separator outer portion. Therefore, it is possible to reliably and easily prevent the reaction gas or the cooling medium from being blocked by the gasket closing the manifold hole of the separator, and the power generation performance of the fuel cell can be ensured. Even when the outer part of the separator manifold hole is deformed by applying a load in a state where there is a displacement, the outer peripheral edge of the separator of the adjacent cell and the manifold hole are in contact with each other and short-circuited. Can be surely prevented. Furthermore, even if the fuel cell component inserted into the first or second mold and the separator, particularly when the thickness of the separator changes due to molding error, etc., the cushion material can be deformed. Corresponding to the change in the thickness of the first mold, the seal is securely sealed so that the gasket material does not leak from between the outer mold part of the first mold and the second mold. It will not be molded.
Furthermore, according to the invention of the fuel cell of claim 5, the separator inner portion of the inner peripheral wall of the gasket is formed at a position away from the manifold hole in the separator inner direction, so that an unnecessary portion is formed and the separator is formed. It is possible to reliably and easily prevent the flow of the reaction gas or the cooling medium from being blocked by, for example, a gasket closing the manifold hole, and thus to have a structure capable of ensuring the power generation performance of the fuel cell. . In addition, because the short-circuit prevention part is formed in the separator outer part of the gasket, when the separator outer part of the manifold hole of the separator is deformed by applying a load in a state where a shift occurs when the cells are stacked, Even if it exists, it can be set as the structure which can prevent reliably between the outer periphery of the separator of an adjacent cell, and a manifold hole mutually contacting and short-circuiting.

(発明の態様)
以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明(以下、「請求可能発明」という場合がある。請求可能発明は、少なくとも、請求の範囲に記載された発明である「本発明」ないし「本願発明」を含むが、本願発明の下位概念発明や、本願発明の上位概念あるいは別概念の発明を含むこともある。)の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、請求可能発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載,実施例の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。なお、以下の各項において、(1)項が請求項1に相当し、(2)項が請求項2に相当し、(3)項が請求項3に相当し、(5)項が請求項4に相当し、(7)項が請求項5に相当する。
(Aspect of the Invention)
In the following, the invention that is claimed to be claimable in the present application (hereinafter sometimes referred to as “claimable invention”. The claimable invention is at least the “present invention” to the invention described in the claims. Some aspects of the present invention, including subordinate concept inventions of the present invention, superordinate concepts of the present invention, and inventions of other concepts) will be exemplified and described. As with the claims, each aspect is divided into sections, each section is numbered, and is described in a form that cites the numbers of other sections as necessary. This is for the purpose of facilitating the understanding of the claimable invention, and is not intended to limit the combinations of the constituent elements constituting the claimable invention to those described in the following sections. In other words, the claimable invention should be construed in consideration of the description accompanying each section, the description of the embodiments, etc., and as long as the interpretation is followed, another aspect is added to the form of each section. In addition, an aspect in which constituent elements are deleted from the aspect of each item can be an aspect of the claimable invention. In each of the following terms, (1) corresponds to claim 1, (2) corresponds to claim 2, (3) corresponds to claim 3, and (5) claims. This corresponds to item 4, and item (7) corresponds to claim 5.

(1) 第1の金型と第2の金型とを含み、積層されることにより燃料電池構成部品を挟持するセパレータに形成されたマニホールド孔を互いに連通するためのマニホールドを構成するガスケットの成形用金型であって、
前記第1の金型が、第2の金型に対して型閉じしたときに、前記セパレータのマニホールド孔の周囲の表面におけるセパレータ内側に当接することによりガスケットの材料がマニホールド孔内に侵入するのを防止すると共にガスケットの内周壁におけるセパレータ内側部分をマニホールド孔からセパレータ内側方向へ離れた位置に成形する内側部分成形部と、前記マニホールド孔内に進入してガスケットのセパレータ外側部分に短絡防止部を成形する外側部分成形部とを有しており、
型閉じ時に前記第1の金型の外側部分成形部と第2の金型との間に介在して該間における前記ガスケットの材料をシールする変形可能なクッション材を備えていることを特徴とする燃料電池用ガスケット成形用金型。
(1) Molding of a gasket comprising a first die and a second die and constituting a manifold for communicating manifold holes formed in a separator that sandwiches fuel cell components by being laminated. Mold,
When the first mold is closed with respect to the second mold, the material of the gasket enters the manifold hole by contacting the inner side of the separator on the surface around the manifold hole of the separator. And an inner portion molding portion that molds the inner portion of the separator on the inner peripheral wall of the gasket at a position away from the manifold hole toward the inner side of the separator, and a short-circuit prevention portion that enters the manifold hole and enters the outer portion of the separator of the gasket. An outer part molding part to be molded,
A deformable cushioning material is provided between the outer part molding portion of the first mold and the second mold when the mold is closed, and seals the material of the gasket therebetween. Mold for molding gaskets for fuel cells.

(1)項の発明では、燃料電池構成部品とセパレータとを積重して第1または第2の金型にインサートして第1の金型と第2の金型とを型閉じすると、第1の金型の内側部分成形部がセパレータのマニホールド孔の周囲の表面におけるセパレータ内側に当接し、また、外側部分成形部がセパレータのマニホールド孔内に進入して、この外側部分成形部と第2の金型と間に、クッション材がその間の間隔に応じて変形し介在する。この状態で第1の金型と第2の金型との内部に形成されたキャビティにガスケットの材料を射出充填すると、第1の金型の内側部分成形部は、ガスケットの材料がマニホールド孔内に侵入するのを防止し、ガスケットの内周壁におけるセパレータ内側部分(セパレータのマニホールド孔の中心からセパレータ内側に位置する部分)をマニホールド孔からセパレータ内側方向へ離れた位置に成形する。そのため、セパレータのマニホールド孔をガスケットが塞ぐなどして反応ガスまたは冷却媒体の流通を妨げることが確実且つ容易に防止され、燃料電池の発電性能を確保することができる。一方、第1の金型の外側部分成形部は、第1の金型の外側部分成形部と第2の金型との間に介在してその間からガスケットの材料が漏れないようにシールするクッション材と協働して、ガスケットのセパレータ外側部分(セパレータのマニホールド孔の中心からセパレータ外側に位置する部分)を少なくともマニホールド孔と同じかまたはマニホールド孔からセパレータ内側方向に位置させてなる短絡防止部を確実且つ容易に成形する。そのため、各セルを積層したときにずれが生じた状態で荷重を掛けることによりセパレータのマニホールド孔のセパレータ外側部分が変形した場合であっても、隣接するセルのセパレータの外周縁とマニホールド孔との間が互いに接触して短絡するのを確実に防止することができる。また、第1または第2の金型にインサートされる燃料電池構成部品とセパレータ、特にセパレータの厚さが成形誤差などにより変化した場合であっても、セパレータの厚さの変化と対応してクッション材が変形して第1の金型の外側部分成形部と第2の金型との間からガスケットの材料が漏れないように確実にシールするため、ガスケットの不要部がマニホールド孔内に成形されることがない。   In the invention of (1), when the fuel cell component and the separator are stacked and inserted into the first or second mold and the first mold and the second mold are closed, An inner partial molding portion of one mold abuts on the inner side of the separator on the surface around the manifold hole of the separator, and an outer partial molding portion enters the manifold hole of the separator. The cushion material is deformed and interposed in accordance with the interval between the two molds. In this state, when the gasket material is injected and filled into the cavities formed in the first mold and the second mold, the inner portion molding portion of the first mold has the gasket material in the manifold hole. The separator inner portion (the portion located inside the separator from the center of the manifold hole of the separator) on the inner peripheral wall of the gasket is formed at a position away from the manifold hole toward the inside of the separator. Therefore, it is possible to reliably and easily prevent the flow of the reaction gas or the cooling medium from being blocked by the gasket closing the manifold hole of the separator, and to secure the power generation performance of the fuel cell. On the other hand, the outer part molding part of the first mold is interposed between the outer part molding part of the first mold and the second mold, and the cushion is sealed so that the gasket material does not leak from there. In cooperation with the material, a short-circuit prevention portion is formed by positioning the separator outer portion of the gasket (the portion located on the separator outer side from the center of the manifold hole of the separator) at least the same as the manifold hole or on the inner side of the separator from the manifold hole. Molding reliably and easily. Therefore, even when the separator outer portion of the manifold hole of the separator is deformed by applying a load in a state where a deviation occurs when each cell is stacked, the outer peripheral edge of the separator of the adjacent cell and the manifold hole It is possible to reliably prevent a short circuit due to contact between each other. In addition, even when the thickness of the fuel cell component and the separator, particularly the separator, inserted into the first or second mold is changed due to a molding error or the like, a cushion corresponding to the change in the thickness of the separator In order to ensure that the gasket material does not leak from between the outer mold part of the first mold and the second mold due to deformation of the material, unnecessary parts of the gasket are molded into the manifold holes. There is nothing to do.

(2) さらに、型閉じ時に前記外側部分成形部のセパレータ内側に形成されるバッファ槽を備えていることを特徴とする(1)項に記載の燃料電池用ガスケット成形用金型。   (2) The fuel cell gasket molding die according to (1), further comprising a buffer tank formed inside the separator of the outer partial molding portion when the die is closed.

(2)項の発明では、(1)項に記載の発明において、さらに、型閉じ時にバッファ層が外側部分成形部のセパレータ内側に形成されることにより、クッション材と第1の金型の外側部分成形部または第2の金型との間からガスケットの材料が漏れた場合であっても、この間から漏れたガスケットの材料をバッファ層で貯留されるため、さらにガスケットの不要部がマニホールド孔内に成形されることがない。   In the invention of item (2), in the invention of item (1), the buffer layer is formed inside the separator of the outer partial molding portion when the mold is closed, so that the cushion material and the outer side of the first mold are formed. Even if the gasket material leaks from between the partially molded part or the second mold, the leaked gasket material is stored in the buffer layer. It will not be molded.

(3) さらに、インサートされるセパレータのマニホールド孔が嵌合されてセパレータを位置決めする位置決め部を有することを特徴とする(1)または(2)項に記載の燃料電池用ガスケット成形用金型。   (3) The gasket molding die for a fuel cell according to (1) or (2), further comprising a positioning portion for positioning the separator by fitting a manifold hole of a separator to be inserted.

(3)項に記載の発明では、(1)または(2)項に記載の発明において、さらに、位置決め部を有することにより、セパレータをインサートする際にそのマニホールド孔を嵌合すると、セパレータが容易に且つ正確に位置決めされる。   In the invention described in the item (3), in the invention described in the item (1) or (2), by further having a positioning portion, when the separator is inserted, when the manifold hole is fitted, the separator is easy. And accurately positioned.

(4) さらに、セパレータの外縁を覆うようにガスケットに短絡防止部を成形する外縁成形部を有することを特徴とする(1)〜(3)項のいずれか1項に記載の燃料電池用ガスケット成形用金型。   (4) The fuel cell gasket according to any one of (1) to (3), further comprising an outer edge molding portion for molding a short-circuit prevention portion on the gasket so as to cover the outer edge of the separator. Mold for molding.

(4)項の発明では、(1)〜(3)項のいずれか1項に記載の発明において、外縁成形部を有することにより、ガスケットにセパレータの外縁を覆う短絡防止部が成形されるため、各セルを積層したときにずれが生じた状態で荷重を掛けることによりマニホールド孔周辺におけるセパレータ外側部分が変形した場合であっても、隣接するセルのセパレータが互いに接触して短絡するのをさらに確実に防止することができる。   In the invention of the item (4), in the invention described in any one of the items (1) to (3), since the outer edge forming part is provided, a short-circuit preventing part that covers the outer edge of the separator is formed on the gasket. Even when the separator outer portion around the manifold hole is deformed by applying a load in a state where a deviation occurs when the cells are stacked, the separators of adjacent cells are further in contact with each other and short-circuited. It can be surely prevented.

(5) マニホールド孔が形成されたセパレータと燃料電池構成部品とを積重すると共に前記セパレータのマニホールド孔の周囲にガスケットを成形してセルを構成し、該セルを積層することにより、前記燃料電池構成部品をセパレータ間で挟持すると共に隣接するセルのセパレータのマニホールド孔をガスケットにより互いに連通してマニホールドを構成する燃料電池の製造方法であって、
第1の金型に、第2の金型に対して型閉じしたときに、前記セパレータのマニホールド孔の周囲の表面におけるセパレータ内側に当接する内側部分成形部と、前記マニホールド孔内に進入してガスケットのセパレータ外側部分に短絡防止部を成形する外側部分成形部とを予め形成しておき、
前記燃料電池構成部品とセパレータとを積重して第1または第2の金型にインサートし、
このインサートと前後して前記第1の金型の外側部分成形部と第2の金型との間に変形可能なクッション材を介在させ、
その後、前記第1および第2の金型を型閉じして、前記セパレータのマニホールド孔の周囲の表面におけるセパレータ内側に前記第1の金型の内側部分成形部を当接させてシールすると共に、前記第1の金型の外側部分成形部をマニホールド孔内に進入させて第2の金型との間を前記クッション材によりシールしてなるキャビティを形成し、
該キャビティ内にガスケットの材料を射出充填して、前記内側部分成形部によってセパレータ内側部分がマニホールド孔からセパレータ内側方向へ離れた位置に形成されると共に前記外側部分成形部とクッション材によってセパレータ外側部分に短絡防止部が形成されてなるガスケットを成形することを特徴とする燃料電池の製造方法。
(5) The fuel cell is configured by stacking the separator having the manifold hole and the fuel cell component, forming a gasket around the manifold hole of the separator to form a cell, and stacking the cell. A method of manufacturing a fuel cell in which component parts are sandwiched between separators, and manifold holes of separators of adjacent cells are communicated with each other by a gasket to form a manifold,
When the mold is closed with respect to the second mold, the inner part molding portion that contacts the inner side of the separator on the surface around the manifold hole of the separator, and enters the manifold hole The outer part molding part for molding the short-circuit prevention part on the separator outer part of the gasket is formed in advance,
The fuel cell component and separator are stacked and inserted into the first or second mold,
Before and after this insert, a deformable cushion material is interposed between the outer mold part of the first mold and the second mold,
Thereafter, the first and second molds are closed, and the inner part molding portion of the first mold is brought into contact with and sealed inside the separator on the surface around the manifold hole of the separator, and Forming a cavity formed by allowing the outer mold part of the first mold to enter the manifold hole and sealing the second mold with the cushion material;
Gasket material is injected and filled into the cavity, and the inner portion forming portion forms the inner portion of the separator away from the manifold hole toward the inner side of the separator, and the outer portion forming portion and the cushion material separate the outer portion of the separator. A method of manufacturing a fuel cell, comprising forming a gasket having a short-circuit preventing portion formed thereon.

(5)項の発明では、第1の金型に、第2の金型に対して型閉じしたときに、セパレータのマニホールド孔の周囲の表面におけるセパレータ内側に当接する内側部分成形部と、マニホールド孔内に進入してガスケットのセパレータ外側部分に短絡防止部を成形する外側部分成形部とを予め形成しておく。燃料電池構成部品とセパレータとを積重して第1または第2の金型にインサートし、このインサートと前後して第1の金型の外側部分成形部と第2の金型との間に変形可能なクッション材を介在させ、その後、第1および第2の金型を型閉じしてキャビティを形成すると、キャビティは、セパレータのマニホールド孔の周囲の表面におけるセパレータ内側が第1の金型の内側部分成形部を当接されることによりシールされ、また、セパレータ外側が第1の金型の外側部分成形部をマニホールド孔内に進入させて第2の金型との間にクッション材を介在させることによりシールされている。このキャビティ内にガスケットの材料を射出充填してガスケットを成形すると、ガスケットは、セパレータ内側部分(セパレータのマニホールド孔の中心からセパレータ内側に位置する部分)がマニホールド孔からセパレータ内側方向へ離れた位置に形成され、セパレータ外側部分(セパレータのマニホールド孔の中心からセパレータ外側に位置する部分)を少なくともマニホールド孔と同じかまたはマニホールド孔からセパレータ内側方向に位置させてなる短絡防止部が確実且つ容易に形成される。したがって、セパレータのマニホールド孔をガスケットが塞ぐなどして反応ガスまたは冷却媒体の流通を妨げることが確実且つ容易に防止され、燃料電池の発電性能を確保することができ、また、各セルを積層したときにずれが生じた状態で荷重を掛けることによりセパレータのマニホールド孔のセパレータ外側部分が変形した場合であっても、隣接するセルのセパレータの外周縁とマニホールド孔との間が互いに接触して短絡するのを確実に防止することができる。さらに、第1または第2の金型にインサートされる燃料電池構成部品とセパレータ、特にセパレータの厚さが成形誤差などにより変化した場合であっても、クッション材が変形可能であることにより、セパレータの厚さの変化と対応して第1の金型の外側部分成形部と第2の金型との間からガスケットの材料が漏れないように確実にシールし、ガスケットの不要部がマニホールド孔内に成形されることがない。   In the invention of the item (5), the inner mold part that contacts the inner side of the separator on the surface around the manifold hole of the separator when the mold is closed with respect to the second mold, and the manifold An outer part molding part that enters the hole and molds the short-circuit prevention part in the outer part of the separator of the gasket is formed in advance. The fuel cell component and the separator are stacked and inserted into the first or second mold, and before and after the insert, between the outer mold part of the first mold and the second mold. When a deformable cushioning material is interposed, and then the first and second molds are closed to form a cavity, the cavity is located on the inner surface of the separator around the manifold hole of the first mold. Sealed by abutting the inner part molding part, and the outer side of the separator enters the outer part molding part of the first mold into the manifold hole, and the cushion material is interposed between the second mold and the outer part molding part. It is sealed by letting. When the gasket material is injection-filled into this cavity and the gasket is molded, the gasket inner part (the part located inside the separator from the center of the manifold hole of the separator) is located at a position away from the manifold hole toward the inner side of the separator. A short-circuit prevention portion formed by positioning the separator outer portion (the portion located from the center of the manifold hole of the separator to the outside of the separator) at least the same as the manifold hole or from the manifold hole toward the inside of the separator is reliably and easily formed. The Therefore, it is possible to reliably and easily prevent the reaction gas or the cooling medium from being blocked by the gasket closing the manifold hole of the separator, and the power generation performance of the fuel cell can be ensured. Even when the outer part of the separator manifold hole is deformed by applying a load in a state where there is a displacement, the outer peripheral edge of the separator of the adjacent cell and the manifold hole are in contact with each other and short-circuited. Can be surely prevented. Furthermore, even if the fuel cell component inserted into the first or second mold and the separator, particularly when the thickness of the separator changes due to molding error, etc., the cushion material can be deformed. Corresponding to the change in the thickness of the first mold, the seal is securely sealed so that the gasket material does not leak from between the outer mold part of the first mold and the second mold. It will not be molded.

(6) さらに、第1または第2の金型に、セパレータの外縁を覆うようにガスケットに短絡防止部を成形する外縁成形部を予め形成しておくことを特徴とする(5)項に記載の燃料電池の製造方法。   (6) Furthermore, the outer edge molding part which shape | molds a short circuit prevention part in a gasket so that the outer edge of a separator may be covered in the 1st or 2nd metal mold | die beforehand is formed. Fuel cell manufacturing method.

(6)項の発明では、(5)項に記載の発明において、第1または第2の金型に、セパレータの外縁を覆うようにガスケットに短絡防止部を成形する外縁成形部を予め形成しておくことにより、ガスケットにセパレータの外縁を覆う短絡防止部がさらに成形されるため、各セルを積層したときにずれが生じた状態で荷重を掛けることによりマニホールド孔周辺におけるセパレータ外側部分が変形した場合であっても、隣接するセルのセパレータが互いに接触して短絡するのをさらに確実に防止することができる。   In the invention of item (6), in the invention of item (5), an outer edge molding part for molding a short-circuit prevention part on the gasket so as to cover the outer edge of the separator is formed in advance in the first or second mold. Since the short-circuit prevention part that covers the outer edge of the separator is further formed on the gasket, the outer part of the separator in the vicinity of the manifold hole is deformed by applying a load in a state where a shift occurs when the cells are stacked. Even if it is a case, it can prevent more reliably that the separator of an adjacent cell contacts mutually and short-circuits.

(7) 複数のセルを積層してなり、
各セルが、燃料電池構成部品と、セパレータと、積層されたときに隣接するセルのセパレータのマニホールド孔を互いに連通するマニホールドを構成するために成形されたガスケットとを備えている燃料電池であって、
前記ガスケットは、その内周壁におけるセパレータ内側部分がマニホールド孔からセパレータ内側方向へ離れた位置に形成され、セパレータ外側部分に短絡防止部が形成されていることを特徴とする燃料電池。
(7) A plurality of cells are stacked,
Each cell is a fuel cell comprising a fuel cell component, a separator, and a gasket molded to form a manifold that communicates the manifold holes of separators of adjacent cells when stacked. ,
The fuel cell is characterized in that a separator inner portion of the inner peripheral wall of the gasket is formed at a position away from the manifold hole in the separator inner direction, and a short-circuit prevention portion is formed on the separator outer portion.

(7)項の発明では、ガスケットの内周壁におけるセパレータ内側部分がマニホールド孔からセパレータ内側方向へ離れた位置に形成されていることにより、セパレータのマニホールド孔をガスケットが塞ぐなどして反応ガスまたは冷却媒体の流通を妨げることを確実且つ容易に防止することができ、もって、燃料電池の発電性能を確保することができる。また、ガスケットの内周壁におけるセパレータ外側部分を、少なくともマニホールド孔と同じかまたはマニホールド孔からセパレータ内側方向に位置させて短絡防止部が形成されていることにより、各セルを積層したときにずれが生じた状態で荷重を掛けることによりセパレータのマニホールド孔のセパレータ外側部分が変形した場合であっても、隣接するセルのセパレータの外周縁とマニホールド孔との間が互いに接触して短絡するのを確実に防止することができる。   In the invention of item (7), the separator inner portion of the inner peripheral wall of the gasket is formed at a position away from the manifold hole in the separator inner direction, so that the gasket seals the manifold hole of the separator, etc. It is possible to reliably and easily prevent the flow of the medium from being disturbed, thereby ensuring the power generation performance of the fuel cell. Also, the separator outer portion of the inner peripheral wall of the gasket is at least the same as the manifold hole or located in the separator inner direction from the manifold hole, so that a short circuit prevention part is formed, so that deviation occurs when the cells are stacked. Even if the separator outer part of the separator manifold hole is deformed by applying a load in the state of contact, it is ensured that the outer peripheral edge of the separator of the adjacent cell and the manifold hole contact each other and short-circuit each other. Can be prevented.

(8) さらに、ガスケットに、セパレータの外縁を覆うように成形された外縁短絡防止部が形成されていることを特徴とする(7)項に記載の燃料電池。   (8) The fuel cell as set forth in (7), wherein an outer edge short-circuit prevention portion is formed on the gasket so as to cover the outer edge of the separator.

(8)項の発明では、(7)項に記載の発明において、さらに、ガスケットに、セパレータの外縁を覆うように成形された外縁短絡防止部が形成されていることにより、各セルを積層したときにずれが生じた状態で荷重を掛けることによりセパレータのマニホールド孔のセパレータ外側部分が変形した場合であっても、隣接するセルのセパレータの外周縁とマニホールド孔との間が互いに接触して短絡するのをさらに確実に防止することができる。   In the invention of the item (8), in the invention of the item (7), the gasket is further provided with an outer edge short-circuit prevention portion formed so as to cover the outer edge of the separator, whereby each cell is laminated. Even when the outer part of the separator manifold hole is deformed by applying a load in a state where there is a displacement, the outer peripheral edge of the separator of the adjacent cell and the manifold hole are in contact with each other and short-circuited. This can be prevented more reliably.

最初に、本発明を説明する前に、本発明に至るまでの経過技術を図5〜図12に基づいて、図2〜図4に示した従来の技術と対比しながら説明する。なお、図5は本発明に至るまでの経過技術の金型1’とその内部で成形されたガスケット6を示す部分拡大断面図であり、図6は成形されたガスケット6の平面図であり、図7は上型11’の底面図であり、図8は本発明によるガスケット6を含む複数のセル4を積層した状態を示した説明図で従来の技術で示した図3と対比されるものであり、図9は図8に示した複数のセル4に積層方向に荷重をかけた状態を示した説明図で従来の技術で示した図4と対比されるものであり、図10および図11は経過技術の金型1’にインサートしたセパレータ3の厚さが厚い場合を示した説明図であり、図12は経過技術の金型1’にインサートしたセパレータ3の厚さが薄い場合を示した説明図である。   First, before explaining the present invention, the progress technique up to the present invention will be described based on FIGS. 5 to 12 while comparing with the conventional techniques shown in FIGS. 5 is a partial enlarged cross-sectional view showing a mold 1 ′ and a gasket 6 molded therein, and FIG. 6 is a plan view of the molded gasket 6, up to the present invention. FIG. 7 is a bottom view of the upper die 11 ′, and FIG. 8 is an explanatory view showing a state in which a plurality of cells 4 including the gasket 6 according to the present invention are laminated, which is compared with FIG. 3 shown in the prior art. FIG. 9 is an explanatory view showing a state in which a load is applied to the plurality of cells 4 shown in FIG. 8 in the stacking direction, and is compared with FIG. 4 shown in the prior art. 11 is an explanatory view showing a case where the thickness of the separator 3 inserted into the die 1 ′ of the progress technology is thick, and FIG. 12 shows a case where the thickness of the separator 3 inserted into the die 1 ′ of the progress technology is thin. It is explanatory drawing shown.

上述したように、従来の一般的な燃料電池用ガスケット成形用金型101では、図2に示したように、上型111のガスケット106の内周壁を成形する突出部117が、下型112にインサートされたセパレータ3の表面におけるマニホールド孔3hの周囲全体に当接して、キャビティ113内に射出充填されるガスケット106の材料がマニホールド孔3h内に流れ込むのを防ぐようにシールするよう構成されていた。そのため、このように構成された金型101によって成形されたガスケット106は、その内周壁が全周にわたって、すなわちその内周壁のセパレータ内側部分106aとセパレータ外側部分106bの双方ともマニホールド孔3hから退避するように離れて成形されていた。このようにガスケット106が成形されたセル104では、図3に示したように積層時にずれが生じた場合などに、特にセパレータ3のマニホールド孔3hのセパレータ外側部分3bが変形することがある。このようにセパレータ3が変形すると、図4に示したように隣接するセル4のセパレータ3が互いに接触して短絡する。   As described above, in the conventional general mold for molding a fuel cell gasket 101, as shown in FIG. 2, the protrusion 117 that molds the inner peripheral wall of the gasket 106 of the upper mold 111 is formed on the lower mold 112. The surface of the inserted separator 3 is in contact with the entire periphery of the manifold hole 3h, and is configured to seal so as to prevent the material of the gasket 106 injected and filled into the cavity 113 from flowing into the manifold hole 3h. . Therefore, the gasket 106 formed by the mold 101 configured as described above has its inner peripheral wall extending over the entire circumference, that is, both the separator inner portion 106a and the separator outer portion 106b of the inner peripheral wall are retracted from the manifold hole 3h. Had been molded away. In the cell 104 in which the gasket 106 is formed as described above, the separator outer portion 3b of the manifold hole 3h of the separator 3 may be deformed particularly when a deviation occurs during lamination as shown in FIG. When the separator 3 is deformed in this manner, the separators 3 of the adjacent cells 4 come into contact with each other and short-circuit as shown in FIG.

そこで、図5に示すように、上型11’の突出部17’の内側部分成形部11a’は図2に示した従来の上型111と同様にセパレータ3マニホールド孔3hのセパレータ内側部分3aに当接されるよう形成しておき、突出部17’の外側部分成形部11b’は型閉じ時にセパレータ3のマニホールド孔3h内に進入してその先端面が下型12’に当接するよう構成することが考えられる。このように構成された金型1’により成形されたガスケット6は、図6に平面図で示すように、その内周壁におけるセパレータ内側部分6aがマニホールド孔3hからセパレータ内側方向へ離れた位置に形成され、セパレータ外側部分6bがマニホールド孔3hを覆うようにマニホールド孔3hからセパレータ内側方向に位置して短絡防止部6pを形成することとなり、後述するように本発明のガスケット6が成形されたセル4を構成することができる。   Therefore, as shown in FIG. 5, the inner portion molding portion 11a ′ of the protruding portion 17 ′ of the upper die 11 ′ is formed on the separator inner portion 3a of the separator 3 manifold hole 3h in the same manner as the conventional upper die 111 shown in FIG. The outer part molding portion 11b ′ of the projecting portion 17 ′ is configured to enter the manifold hole 3h of the separator 3 so that the tip surface thereof contacts the lower die 12 ′. It is possible. As shown in the plan view of FIG. 6, the gasket 6 molded by the mold 1 ′ configured as described above is formed at a position where the separator inner portion 6a on the inner peripheral wall is away from the manifold hole 3h in the separator inner direction. Then, the separator outer portion 6b is positioned in the separator inner direction from the manifold hole 3h so as to cover the manifold hole 3h, and the short-circuit preventing portion 6p is formed. As described later, the cell 4 in which the gasket 6 of the present invention is molded is formed. Can be configured.

このようにガスケット6が成形されたセル4では、図8に示すように積層時にずれが生じた場合に、隣接するセル4のセパレータ3にガスケット6のリップ部62が当接され荷重が掛けられることによって生じるモーメントにより、特にセパレータ3のマニホールド孔3hの外側部分3bが変形する場合であっても、図9に示すように、短絡防止部6pによって隣接するセル4のセパレータ3が互いに接触して短絡するのを防止することができる。   In the cell 4 in which the gasket 6 is formed in this manner, when a shift occurs during lamination as shown in FIG. 8, the lip portion 62 of the gasket 6 is brought into contact with the separator 3 of the adjacent cell 4 and a load is applied. 9, even when the outer portion 3b of the manifold hole 3h of the separator 3 is deformed, the separators 3 of the adjacent cells 4 are brought into contact with each other by the short-circuit prevention portion 6p, as shown in FIG. A short circuit can be prevented.

しかしながら、ガスケット6を成形するセパレータ3と燃料電池構成部品2は公差の範囲内で厚さにバラツキがある。そのため、図5に示したように、上型11’の突出部17’の外側部分成形部11b’が型閉じ時にセパレータ3のマニホールド孔3h内に進入して下型12’に当接するよう構成すると、特にセパレータ3が厚い場合において、図10に示すように、型閉じ時に、上型11’の突出部17’の内側部分成形部11a’をセパレータ3の表面におけるマニホールド孔3hのセパレータ内側部分3aに当接させた状態では、突出部17’の外側部分成形部11b’がセパレータ3のマニホールド孔3h内に進入しても、その先端面が下型12’に当接せず、外側部分成形部11b’の先端面と下型12’との間に隙間が生じることとなり、キャビティ13’内に射出充填されたガスケット6の材料がマニホールド孔3h内に漏れ出して不要部が形成され、マニホールド5を流通する反応ガスや冷却媒体の流通を妨げる可能性が生じることとなる。これを解決するためには、ガスケット6の成形後に不要部を除去する工程が必要となる。   However, the separator 3 for forming the gasket 6 and the fuel cell component 2 vary in thickness within a tolerance range. Therefore, as shown in FIG. 5, the outer part molding portion 11b ′ of the protruding portion 17 ′ of the upper mold 11 ′ enters the manifold hole 3h of the separator 3 when the mold is closed and contacts the lower mold 12 ′. Then, particularly when the separator 3 is thick, as shown in FIG. 10, when the mold is closed, the inner part molding portion 11 a ′ of the protruding portion 17 ′ of the upper mold 11 ′ is separated from the separator inner portion of the manifold hole 3 h on the surface of the separator 3. In the state of being in contact with 3a, even if the outer part molding part 11b 'of the projecting part 17' enters the manifold hole 3h of the separator 3, the tip surface thereof does not contact the lower mold 12 ', and the outer part A gap is formed between the front end surface of the molded part 11b ′ and the lower mold 12 ′, and the material of the gasket 6 injected and filled in the cavity 13 ′ leaks into the manifold hole 3h, and an unnecessary part is left. Made is, so that the possibility of interfering with the flow of the reaction gas and cooling medium flowing through the manifold 5 is caused. In order to solve this, a process of removing unnecessary portions after the molding of the gasket 6 is required.

また、特にセパレータ3が厚い場合において、図11に示すように、型閉じ時に、上型11’の突出部17’の外側部分成形部11b’の先端面を下型12’に当接させた状態では、突出部17’の内側部分成形部11a’がセパレータ3のマニホールド孔3hからセパレータ内側部分6aを過度に押圧し、セパレータ3が曲がったり押し潰されるなどして破損する可能性が生じることとなる。   Further, particularly when the separator 3 is thick, as shown in FIG. 11, when the mold is closed, the front end surface of the outer part molded portion 11b ′ of the protruding portion 17 ′ of the upper mold 11 ′ is brought into contact with the lower mold 12 ′. In the state, there is a possibility that the inner portion molding portion 11a ′ of the projecting portion 17 ′ excessively presses the separator inner portion 6a from the manifold hole 3h of the separator 3, and the separator 3 may be bent or crushed. It becomes.

さらにまた、特にセパレータ3が薄い場合においては、図12に示すように、型閉じ時に、上型11’の突出部17’の外側部分成形部11b’の先端面を下型12’に当接させた状態であっても、上型11’の突出部17’の内側部分成形部11a’をセパレータ3の表面におけるマニホールド孔3hのセパレータ内側部分3aに当接させることができず、内側部分成形部11a’の先端面とセパレータ3の表面との間に隙間が生じることとなり、キャビティ13’内に射出充填されたガスケット6の材料がマニホールド孔3h内に漏れ出してマニホールド孔3h内に開口する各流路34を塞ぐなどの可能性が生じることとなる。   Furthermore, particularly when the separator 3 is thin, as shown in FIG. 12, when the mold is closed, the tip surface of the outer part molded portion 11b ′ of the protruding portion 17 ′ of the upper mold 11 ′ is brought into contact with the lower mold 12 ′. Even in this state, the inner portion molding portion 11a ′ of the protrusion 17 ′ of the upper mold 11 ′ cannot be brought into contact with the separator inner portion 3a of the manifold hole 3h on the surface of the separator 3, and the inner portion molding is performed. A gap is formed between the tip surface of the portion 11a ′ and the surface of the separator 3, and the material of the gasket 6 injected and filled in the cavity 13 ′ leaks into the manifold hole 3h and opens into the manifold hole 3h. The possibility of blocking each flow path 34 occurs.

そこで、本発明の燃料電池用ガスケット成形用金型1では、概略、燃料電池構成部品2とセパレータ3とを含む複数のセル4を積層することにより構成される燃料電池において、各セル4のセパレータ3に形成されたマニホールド孔3hを互いに連通するマニホールド5を構成するガスケット6を成形するための金型1であって、第1の金型11と第2の金型12とを含んでおり、第1の金型11が、第2の金型12に対して型閉じしたときに、セパレータ3のマニホールド孔3hの周囲の表面におけるセパレータ内側3aに当接することによりガスケット6の材料がマニホールド孔3h内に侵入するのを防止すると共にガスケット6の内周壁におけるセパレータ内側部分6aをマニホールド孔3hからセパレータ内側方向へ離れた位置に成形する内側部分成形部11aと、マニホールド孔3h内に進入してガスケット6のセパレータ外側部分6bに短絡防止部6pを成形する外側部分成形部11bとを有しており、型閉じ時に第1の金型11の外側部分成形部11bと第2の金型12との間に介在して両者11b、12の間におけるガスケット6の材料をシールする変形可能なクッション材7を備えている。   Therefore, in the fuel cell gasket molding die 1 of the present invention, in the fuel cell constituted by laminating a plurality of cells 4 including the fuel cell component 2 and the separator 3, the separator of each cell 4. 3 is a mold 1 for molding a gasket 6 that constitutes a manifold 5 that communicates with a manifold hole 3h that is formed in 3 and includes a first mold 11 and a second mold 12. When the first mold 11 is closed with respect to the second mold 12, the material of the gasket 6 is brought into contact with the separator inner side 3a on the surface around the manifold hole 3h of the separator 3 so that the material of the gasket 6 becomes the manifold hole 3h. The separator inner portion 6a on the inner peripheral wall of the gasket 6 is formed at a position away from the manifold hole 3h in the separator inner direction. An inner part molding part 11a that enters the manifold hole 3h and an outer part molding part 11b that molds the short-circuit prevention part 6p in the separator outer part 6b of the gasket 6, and the first metal mold is closed when the mold is closed. A deformable cushion material 7 is provided between the outer part molding portion 11b of the mold 11 and the second mold 12 so as to seal the material of the gasket 6 between the both 11b and 12.

以下に、本発明の燃料電池用ガスケット成形用金型の実施の一形態を、図13〜図15に基づいて詳細に説明する。なお、図において同じ符号は、同様または相当する部分を示すものとする。   Below, one Embodiment of the metal mold | die for gasket formation for fuel cells of this invention is described in detail based on FIGS. In the drawings, the same reference numerals denote the same or corresponding parts.

この実施の形態においては、燃料電池構成部品2としてMEGA21の両面に多孔体22が積層されており、この燃料電池構成部品2の一方の面にセパレータ3を積重することによりセル4が構成されている。MEGA21は、MEA21aの両面にガス拡散層21bが配置されてなるもので、MEA21aの外縁はガス拡散層21bおよび多孔体22の外縁から突出するように大きく形成されており、後にガスケット6が一体となるよう成形される。そして、複数のセル4を積層することにより、このセル4のセパレータ3とこのセル4に隣接する他のセル4のセパレータ3との間で燃料電池構成部品2が挟持されるようになっている。図1に参照されるように、燃料電池構成部品2は、セパレータ3の略中央に配置される。セパレータ3は、図13に示したように、カソードプレート31とアノードプレート32との間に中間プレート33を挟んでなる三層構造で構成されており、セパレータ3の、燃料電池構成部品2が配置される周囲の領域には、マニホールド孔3hが形成されており、その内部には、各セル4に反応ガスや冷却媒体を流通させるための流路34を有している。すなわち、カソードプレート31とアノードプレート32の少なくとも一方の周縁には、マニホールド孔3hを構成する孔が形成されている。中間プレート33には、各セル4に反応ガスや冷却媒体を流通させるための流路34をセパレータ3の内部に形成するための溝または孔が設けられている。そして、中間プレート33の溝または孔の端部は、カソードプレート31とアノードプレート32のマニホールド孔3hを構成する各孔と対応して設けられており、したがって、各セル4に反応ガスや冷却媒体を流通させるための流路34は、所定のマニホールド孔3hの内周面のセパレータ内側部分に開口している。なお、セパレータ3は、図13などに示したようにカソードプレート31が多孔体22と接するように構成された実施の形態に限定されることはなく、アノードプレート32が多孔体22と接するように構成される場合も本発明に含まれる。   In this embodiment, the porous body 22 is laminated on both surfaces of the MEGA 21 as the fuel cell component 2, and the cell 4 is configured by stacking the separator 3 on one surface of the fuel cell component 2. ing. The MEGA 21 is formed by arranging gas diffusion layers 21b on both surfaces of the MEA 21a. The outer edge of the MEA 21a is formed so as to protrude from the outer edges of the gas diffusion layer 21b and the porous body 22, and the gasket 6 is integrally formed later. It is molded to be. Then, by stacking a plurality of cells 4, the fuel cell component 2 is sandwiched between the separator 3 of this cell 4 and the separator 3 of another cell 4 adjacent to this cell 4. . As shown in FIG. 1, the fuel cell component 2 is disposed approximately at the center of the separator 3. As shown in FIG. 13, the separator 3 has a three-layer structure in which an intermediate plate 33 is sandwiched between a cathode plate 31 and an anode plate 32, and the fuel cell component 2 of the separator 3 is disposed. In the surrounding area, a manifold hole 3h is formed, and a flow path 34 for flowing a reaction gas and a cooling medium to each cell 4 is provided inside thereof. That is, a hole constituting the manifold hole 3h is formed on at least one peripheral edge of the cathode plate 31 and the anode plate 32. The intermediate plate 33 is provided with a groove or a hole for forming a flow path 34 for allowing the reaction gas and the cooling medium to flow through each cell 4 inside the separator 3. The end of the groove or hole of the intermediate plate 33 is provided corresponding to each hole constituting the manifold hole 3h of the cathode plate 31 and the anode plate 32. Therefore, the reaction gas or the cooling medium is provided in each cell 4. The flow path 34 for circulating the gas is opened in the separator inner portion of the inner peripheral surface of the predetermined manifold hole 3h. The separator 3 is not limited to the embodiment in which the cathode plate 31 is in contact with the porous body 22 as shown in FIG. 13 and the like, and the anode plate 32 is in contact with the porous body 22. The case where it is configured is also included in the present invention.

ガスケット6は、燃料電池構成部品2の周囲の端面およびセパレータ3の表面に形成される基部61と基部61から連続して突出するリップ部62とからなるもので、リップ部62の先端の高さは燃料電池構成部品2の表面よりも図13における上方に突出するよう設定され、また、基部61の表面の高さは燃料電池構成部品21の表面よりも図13における下方に位置するよう設定されており、図9に参照されるように、各セル4を積層してその積層方向に所定の荷重を掛けたときに、隣接する他のセル4のセパレータ3と接して押圧されるリップ部62を基部61が吸収するように構成されている。   The gasket 6 is composed of a base 61 formed on the peripheral surface of the fuel cell component 2 and the surface of the separator 3, and a lip 62 projecting continuously from the base 61. Is set so as to protrude upward in FIG. 13 from the surface of the fuel cell component 2, and the height of the surface of the base 61 is set to be lower in FIG. 13 than the surface of the fuel cell component 21. As shown in FIG. 9, when each cell 4 is stacked and a predetermined load is applied in the stacking direction, the lip portion 62 pressed against the separator 3 of another adjacent cell 4 is pressed. The base 61 is configured to absorb the above.

図13に示した実施の形態においては、第1の金型11が上型により構成されており、第2の金型12が下型により構成されている。上型11と下型12は相対的に近接・遠退することにより、開閉されると共に、型閉じしたときに所定の力で型締めされるように支持されている。そして、この実施の形態では、ガスケット6の材料をキャビティ13内に導入するためのゲート14が上型11に形成されている。   In the embodiment shown in FIG. 13, the first mold 11 is constituted by an upper mold, and the second mold 12 is constituted by a lower mold. The upper mold 11 and the lower mold 12 are opened and closed by relatively approaching and moving away from each other, and are supported so as to be clamped with a predetermined force when the mold is closed. In this embodiment, a gate 14 for introducing the material of the gasket 6 into the cavity 13 is formed in the upper mold 11.

図13に参照されるように、上型11の略中央には、MEGA21の両面に多孔体22を積層してなる燃料電池構成部品2の配置と対応して、収容部15が形成されている。収容部15の周囲には、セパレータ3の各マニホールド孔3hを取り囲むように成形するガスケット6の形状に応じてキャビティ面16が収容部15と連続して形成されている。キャビティ面16の内部略中央にはガスケット6の内周壁面を成形するための突出部17が形成されている。突出部17は、内側部分成形部11aと外側部分成形部11bとが形成されている。内側部分成形部11aの下面(先端面)の位置は、上型11と下型12を型閉じしたときに、後述するように下型12にインサートされたセパレータ3の表面におけるマニホールド孔3hの中心(図5〜7および図13などに示された鎖線Cを参照)から燃料電池構成部品側(セパレータ内側)の部分3aに当接されるよう設定されている。また、外側部分成形部11bの下面(先端面)の位置は、上型11と下型12を型閉じしたときに、下型12にインサートされたセパレータ3のマニホールド孔3hに進入し、且つ、下型12の表面に衝合することがないように設定されている。そして、外側部分成形部11bは、型閉じ時にセパレータ3のマニホールド孔3hに進入することができるようにするため、その側面がマニホールド孔3hのセパレータ外側における内周面よりもセパレータ内側(図13では左方)に位置するよう設定されている。   As shown in FIG. 13, an accommodating portion 15 is formed at substantially the center of the upper mold 11 corresponding to the arrangement of the fuel cell component 2 in which the porous body 22 is laminated on both surfaces of the MEGA 21. . A cavity surface 16 is formed continuously around the accommodating portion 15 according to the shape of the gasket 6 that is molded so as to surround each manifold hole 3 h of the separator 3. A projecting portion 17 for forming the inner peripheral wall surface of the gasket 6 is formed substantially at the center of the cavity surface 16. The protruding portion 17 is formed with an inner partial molded portion 11a and an outer partial molded portion 11b. The position of the lower surface (tip surface) of the inner partial molding portion 11a is the center of the manifold hole 3h on the surface of the separator 3 inserted into the lower die 12 as will be described later when the upper die 11 and the lower die 12 are closed. It is set so as to come into contact with the portion 3a on the fuel cell component side (inside the separator) from the chain line C shown in FIGS. Further, the position of the lower surface (tip surface) of the outer part molding portion 11b is entered into the manifold hole 3h of the separator 3 inserted in the lower die 12 when the upper die 11 and the lower die 12 are closed, and It is set so as not to collide with the surface of the lower mold 12. Then, in order to allow the outer part molding portion 11b to enter the manifold hole 3h of the separator 3 when the mold is closed, the side surface of the outer part molding part 11b is closer to the inner side of the separator than the inner peripheral surface of the manifold hole 3h outside the separator (in FIG. 13). It is set to be located on the left.

下型12は、燃料電池構成部品2が積重された状態でインサートされるセパレータ3を収容する収容部18が形成されている。収容部18は、その内周壁がセパレータ3の外縁3cよりも外側に位置するように、言い換えれば、収容部18の大きさがセパレータ3よりもわずかに大きく成形されている。収容部18の内周壁は、上型11のキャビティ面16の内周壁と協働してガスケット6の外周側壁を成形するための外縁成形部を構成している。この外縁成形部によって成形されたガスケット6の外周側壁は、セパレータ3の外縁3cを覆うように成形され、ずれが生じた状態で各セル4を積層してその積層方向に荷重を掛けることによってマニホールド孔3hのセパレータ外側が変形した場合であっても、隣接する他のセル4のセパレータ3の外縁3cが短絡するのを防止する外縁短絡防止部6paを構成している。   The lower mold 12 is formed with an accommodating portion 18 that accommodates the separator 3 inserted in a state where the fuel cell components 2 are stacked. The accommodating portion 18 is formed so that its inner peripheral wall is located outside the outer edge 3 c of the separator 3, in other words, the size of the accommodating portion 18 is slightly larger than that of the separator 3. The inner peripheral wall of the accommodating portion 18 constitutes an outer edge molding portion for molding the outer peripheral side wall of the gasket 6 in cooperation with the inner peripheral wall of the cavity surface 16 of the upper mold 11. The outer peripheral side wall of the gasket 6 formed by the outer edge forming portion is formed so as to cover the outer edge 3c of the separator 3, and the manifold 4 is formed by stacking the cells 4 and applying a load in the stacking direction in a state where a deviation occurs. Even when the outer side of the separator of the hole 3h is deformed, the outer edge short-circuit prevention portion 6pa is configured to prevent the outer edge 3c of the separator 3 of another adjacent cell 4 from being short-circuited.

上型11と下型12の互いに対向する面の周縁には、シール部材19を収容する溝が形成されている。さらに、本発明の燃料電池用ガスケット成形用金型1は、燃料電池構成部品2をセパレータ3の略中央に積重して下型12にインサートして上型11と下型12を型閉じしたときに、上型11の突出部17の外側部分成形部11bの先端面と下型12との間に介在されるクッション材7を有している。クッション材7は、型閉じにより上型11の外側部分成形部11bの先端面と下型12との間で潰されて弾性変形するもので、例えば四フッ化エチレン樹脂や発泡樹脂などにより構成することができる。クッション材7は、上型11の外側部分成形部11bの先端面または、下型12の、インサートされたセパレータ3のマニホールド孔3hの内部と対応する位置に貼設することができる。   A groove for accommodating the seal member 19 is formed on the peripheral edges of the surfaces of the upper mold 11 and the lower mold 12 facing each other. Furthermore, in the fuel cell gasket molding die 1 of the present invention, the fuel cell component 2 is stacked in the approximate center of the separator 3 and inserted into the lower die 12 to close the upper die 11 and the lower die 12. Sometimes, the cushion member 7 is interposed between the front end surface of the outer part molding portion 11 b of the protruding portion 17 of the upper die 11 and the lower die 12. The cushion material 7 is crushed and elastically deformed between the front end surface of the outer part molding portion 11b of the upper mold 11 and the lower mold 12 by closing the mold, and is made of, for example, a tetrafluoroethylene resin or a foamed resin. be able to. The cushion material 7 can be affixed at a position corresponding to the front end surface of the outer partial molding portion 11b of the upper mold 11 or the inside of the manifold hole 3h of the inserted separator 3 of the lower mold 12.

次に、本発明の燃料電池用ガスケット成形用金型1の第2の実施の形態を、図16に基づいて説明する。なお、この実施の形態においては、上述した実施の形態と同様または相当する部分については同じ符号を付してその説明を省略し、異なる部分のみ説明することとする。   Next, a second embodiment of the fuel cell gasket molding die 1 of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, parts that are the same as or correspond to those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and only different parts are described.

本発明の燃料電池用ガスケット成形用金型1は、上述した実施の形態の構成に加えてさらに、型閉じ時に外側部分成形部11bのセパレータ内側に形成されるバッファ槽20を備えている。上型11の内側部分成形部11aと外側部分成形部11bとの間には仕切壁21が形成されている。仕切壁21の先端は、外側部分成形部11bの先端と略同じ高さに位置している。そして、仕切壁21と下型12との間には、外側部分成形部11bと同様に、燃料電池構成部品2とセパレータ3を積重し下型12にインサートして上型11と下型12を型閉じしたときに介在されるクッション材22が設けられている。   In addition to the configuration of the above-described embodiment, the fuel cell gasket molding die 1 of the present invention further includes a buffer tank 20 formed inside the separator of the outer partial molding portion 11b when the mold is closed. A partition wall 21 is formed between the inner partial molding portion 11a and the outer partial molding portion 11b of the upper mold 11. The leading end of the partition wall 21 is located at substantially the same height as the leading end of the outer partial molding portion 11b. The fuel cell component 2 and the separator 3 are stacked between the partition wall 21 and the lower mold 12 and inserted into the lower mold 12 in the same manner as the outer part molding portion 11b. A cushioning material 22 is provided to be interposed when the mold is closed.

上型11と下型12を型閉じすると、図16に示したように、仕切壁21および外側部分成形部11bと下型12との間にクッション材7,22がそれぞれ介在し、外側部分成形部11bと内側部分成形部11aとの間、すなわち外側部分成形部11bのセパレータ内側にバッファ槽20が形成される。外側部分成形部11bと下型12との間に介在するクッション材7によるシールが充分でなくガスケット6の材料が外側部分成形部11bとクッション材7との間または下型12とクッション材7との間から洩れた場合であっても、この漏れたガスケット6の材料はバッファ層20に貯留される。そのため、ガスケット6の不要部がマニホールド孔3h内に成形されることを確実に防止することができる。   When the upper mold 11 and the lower mold 12 are closed, cushion members 7 and 22 are interposed between the partition wall 21 and the outer partial molded portion 11b and the lower mold 12 as shown in FIG. The buffer tank 20 is formed between the portion 11b and the inner partial molding portion 11a, that is, inside the separator of the outer partial molding portion 11b. Sealing by the cushion material 7 interposed between the outer partial molded portion 11b and the lower mold 12 is not sufficient, and the material of the gasket 6 is between the outer partial molded portion 11b and the cushion material 7 or between the lower mold 12 and the cushion material 7. Even when leaking from between the two, the leaked material of the gasket 6 is stored in the buffer layer 20. Therefore, it is possible to reliably prevent unnecessary portions of the gasket 6 from being formed in the manifold hole 3h.

次に、本発明の燃料電池用ガスケット成形用金型1の第3の実施の形態を、図17に基づいて説明する。なお、この実施の形態においては、上述した実施の形態と同様または相当する部分については同じ符号を付してその説明を省略し、異なる部分のみ説明することとする。   Next, a third embodiment of the fuel cell gasket molding die 1 of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, parts that are the same as or correspond to those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and only different parts are described.

本発明の燃料電池用ガスケット成形用金型1、上述したいずれかの実施の形態の構成に加えてさらに、インサートされるセパレータ3のマニホールド孔3hが嵌合されてセパレータ3を位置決めする位置決め部23が下型12に形成されている。位置決め部23は、セパレータ3の各マニホールド孔3hと対応して、または、セパレータ3のマニホールド孔3hのうちの所定のマニホールド孔3hと対応して、下型12の収容部18の表面から上型11に向かって突出するよう複数が設けられるもので、図17に示した実施の形態では、下型12に一体に複数成形されている。そして、位置決め部23は、そのセパレータ外側の側面が、下型12にインサートされるべき位置において、セパレータ3のマニホールド孔3hのセパレータ外側の内周壁と一致するよう設定されている。各位置決め部23が対応するセパレータ3のマニホールド孔3hにそれぞれ嵌合することにより、位置決め部23のセパレータ外側の側面がセパレータ3のマニホールド孔3hのセパレータ外側の内周壁とそれぞれ係合するため、セパレータ3を下型12の収容部18の適切な位置に位置決めした状態でインサートすることができる。   In addition to the configuration of the fuel cell gasket molding die 1 of the present invention and any of the above-described embodiments, a positioning portion 23 for positioning the separator 3 by fitting the manifold hole 3h of the separator 3 to be inserted. Is formed in the lower mold 12. The positioning portion 23 corresponds to each manifold hole 3h of the separator 3 or corresponds to a predetermined manifold hole 3h among the manifold holes 3h of the separator 3, and is positioned from the surface of the accommodating portion 18 of the lower die 12 to the upper die. In the embodiment shown in FIG. 17, a plurality are integrally formed with the lower mold 12. And the positioning part 23 is set so that the side surface outside the separator coincides with the inner peripheral wall outside the separator of the manifold hole 3 h of the separator 3 at the position where the lower die 12 is to be inserted. Since each positioning portion 23 is fitted into the corresponding manifold hole 3h of the separator 3, the side surface outside the separator of the positioning portion 23 engages with the inner peripheral wall of the separator 3 outside the separator hole 3h. 3 can be inserted in a state of being positioned at an appropriate position in the accommodating portion 18 of the lower mold 12.

次に、本発明の燃料電池の製造方法を、上述した第1の実施の形態における燃料電池用ガスケット成形用金型1(図13を参照)を使用する場合によって、その作動とともに説明する。
本発明の燃料電池の製造方法は、概略、マニホールド孔3hが形成されたセパレータ3と燃料電池構成部品2とを積重すると共にセパレータ3のマニホールド孔3hの周囲にガスケット6を成形してセル4を構成し、このセル4を積層することにより、燃料電池構成部品2をセパレータ3,3間で挟持すると共に互いに隣接するセル4のセパレータ3のマニホールド孔3hをガスケット6により連通してマニホールド5を構成するもので、第1の金型である上型11に、第2の金型である下型12に対して型閉じしたときに、セパレータ3のマニホールド孔3hの周囲の表面におけるセパレータ内側3aに当接する内側部分成形部11aと、マニホールド孔3h内に進入してガスケット6のセパレータ外側部分6bに短絡防止部6pを成形する外側部分成形部11bとを予め形成しておき、燃料電池構成部品2とセパレータ3とを積重して上型11または下型12にインサートし、このインサートと前後して上型11の外側部分成形部11bと下型12との間に変形可能なクッション材7を介在させ、その後、上型11と下型12を型閉じして、セパレータ3のマニホールド孔3hの周囲の表面におけるセパレータ内側3aに上型11の内側部分成形部11aを当接させてシールすると共に、上型11の外側部分成形部11bをマニホールド孔3h内に進入させて下型12との間をクッション材7によりシールしてなるキャビティ13を形成し、このキャビティ13内にガスケット6の材料を射出充填して、内側部分成形部11aによってガスケット6のセパレータ内側部分6aをマニホールド孔3hからセパレータ内側方向へ離れた位置に形成すると共に外側部分成形部11bとクッション材7によってガスケット6のセパレータ外側部分6bに短絡防止部6pが形成されてなるガスケット6を成形するものである。
Next, the fuel cell manufacturing method of the present invention will be described together with its operation depending on the case where the fuel cell gasket molding die 1 (see FIG. 13) in the first embodiment described above is used.
The fuel cell manufacturing method of the present invention generally includes the separator 3 having the manifold hole 3h and the fuel cell component 2 stacked, and the gasket 6 is formed around the manifold hole 3h of the separator 3 to form the cell 4. By stacking the cells 4, the fuel cell component 2 is sandwiched between the separators 3 and 3, and the manifold holes 3 h of the separators 3 of the cells 4 adjacent to each other are communicated by the gasket 6. When the upper mold 11 which is the first mold is closed with respect to the lower mold 12 which is the second mold, the separator inner side 3a on the surface around the manifold hole 3h of the separator 3 is configured. The inner portion molding portion 11a that comes into contact with the inner surface of the manifold hole 3h and the short circuit prevention portion 6p is molded into the separator outer portion 6b of the gasket 6 The outer portion molding portion 11b is formed in advance, and the fuel cell component 2 and the separator 3 are stacked and inserted into the upper die 11 or the lower die 12, and the outer portion of the upper die 11 before and after the insert. The deformable cushion material 7 is interposed between the molding part 11b and the lower mold 12, and then the upper mold 11 and the lower mold 12 are closed, and the separator inner side 3a on the surface around the manifold hole 3h of the separator 3 is closed. The inner part molding portion 11a of the upper mold 11 is brought into contact with and sealed, and the outer part molding part 11b of the upper mold 11 is inserted into the manifold hole 3h to seal between the lower mold 12 and the cushion material 7. The cavity 13 is formed, the material of the gasket 6 is injected and filled in the cavity 13, and the separator inner portion 6a of the gasket 6 is formed by the inner portion molding portion 11a. The gasket 6 is formed at a position distant from the nihold hole 3h toward the inner side of the separator and formed by forming the short-circuit prevention portion 6p on the separator outer portion 6b of the gasket 6 with the outer portion molding portion 11b and the cushion material 7. .

上述したように、燃料電池用ガスケット成形用金型1の上型11には、内側部分成形部11aと外側部分成形部11bを有する突出部17が形成されている。また、下型12には、インサートされるセパレータ3よりも僅かに大きい収容部18が形成されている。ガスケット6を成形するに際しては、このように予め構成された上型11と下型12を相対的に離間させて型開きさせ、セパレータ3と燃料電池構成部品2を積重して仮組した状態で下型12の収容部18内の所定の位置に位置決め配置(インサート)し、その後、上型11と下型12を相対的に近接させて型閉じし、キャビティ13を形成する。   As described above, the upper mold 11 of the fuel cell gasket molding mold 1 is formed with the protruding portion 17 having the inner partial molded portion 11a and the outer partial molded portion 11b. The lower mold 12 is formed with an accommodating portion 18 that is slightly larger than the inserted separator 3. When the gasket 6 is formed, the upper die 11 and the lower die 12 that are configured in this manner are relatively spaced apart and opened, and the separator 3 and the fuel cell component 2 are stacked and temporarily assembled. Then, the lower mold 12 is positioned and placed (inserted) at a predetermined position in the accommodating portion 18, and then the upper mold 11 and the lower mold 12 are relatively brought close to each other to close the mold, thereby forming the cavity 13.

上型11と下型12を型閉じすることによって、図13に示したように、上型11の突出部17の内側部分成形部11aは、その先端面がセパレータ3のマニホールド孔3hの周囲の表面におけるセパレータ内側3aに当接し、この部分からガスケット6の材料が漏れないようにシールしている。一方、上型11の突出部17の外側部分成形部11bは、型閉じすることによってマニホールド孔3hの内部に進入し、その先端面と下型12の表面との間に介在させたクッション材7を押し潰すように押圧し、この部分からガスケット6の材料が漏れないようにシールしている。   By closing the upper die 11 and the lower die 12, as shown in FIG. 13, the inner part molding portion 11 a of the protruding portion 17 of the upper die 11 has a tip surface around the manifold hole 3 h of the separator 3. Abutting on the separator inner side 3a on the surface, sealing is performed so that the material of the gasket 6 does not leak from this portion. On the other hand, the outer part molding part 11b of the protrusion part 17 of the upper mold 11 enters the inside of the manifold hole 3h by closing the mold, and is interposed between the front end surface of the lower mold 12 and the cushion material 7. Is pressed so that the material of the gasket 6 does not leak from this portion.

ここで、インサートされたセパレータ3の厚さにバラツキが生じて異なる場合の、本発明による燃料電池用ガスケット成形用金型1の対応を図14および図15に基づいて、上述した経過技術における図10〜図12と対比しながら説明する。   Here, the correspondence in the thickness of the inserted separator 3 is different due to variations in the thickness of the inserted separator 3 according to the present invention, and FIG. 10 to FIG.

図10に示した経過技術の場合、下型12’にインサートされた特にセパレータ3が厚いと、突出部17’の先端面が下型12’に当接せず隙間が生じて、キャビティ13’内に射出充填されたガスケット6の材料がマニホールド孔3h内に漏れ出して不要部が形成される可能性が生じ、また、図11に示したように突出部17’のセパレータ内側成形部分11a’がセパレータ3のマニホールド孔3hからセパレータ内側の部分を過度に押圧し、セパレータ3を破損させる可能性が生じる。これに対して、本発明による燃料電池用ガスケット成形用金型1では、上型11の突出部17の外側部分成形部11bが図5に示した経過技術における突出部17’よりも短く、外側部分成形部11bと下型12との間に弾性変形可能なクッション材7が介在していることから、図14に示すように、下型12にインサートされた特にセパレータ3が厚い場合であっても、クッション材7の弾性変形が少なくなるだけであり、外側部分成形部11bと下型12との間がクッション材7によって確実にシールされるため、かかる間からガスケット6の材料が漏れ出して不要部を成形することがなく、また、上型11と下型12との型締力をモニタリングするなどして制御することにより、セパレータ3を破損させることがない。   In the case of the progress technique shown in FIG. 10, when the separator 3 inserted into the lower mold 12 ′ is particularly thick, the leading end surface of the projecting portion 17 ′ does not contact the lower mold 12 ′, and a gap is formed. There is a possibility that the material of the gasket 6 injected and filled inside leaks into the manifold hole 3h and an unnecessary portion is formed, and as shown in FIG. 11, the separator inner molded portion 11a ′ of the projecting portion 17 ′. May excessively press the inner part of the separator 3h from the manifold hole 3h of the separator 3 to break the separator 3. In contrast, in the fuel cell gasket molding die 1 according to the present invention, the outer partial molding portion 11b of the projection 17 of the upper mold 11 is shorter than the projection 17 ′ in the transitional technique shown in FIG. Since the elastically deformable cushion material 7 is interposed between the partially molded portion 11b and the lower mold 12, as shown in FIG. 14, the separator 3 inserted into the lower mold 12 is particularly thick. However, only the elastic deformation of the cushion material 7 is reduced, and the space between the outer part molding portion 11b and the lower mold 12 is surely sealed by the cushion material 7, so that the material of the gasket 6 leaks from the gap. The unnecessary portion is not molded, and the separator 3 is not damaged by controlling the clamping force between the upper mold 11 and the lower mold 12 by monitoring.

また、下型12にインサートされた特にセパレータ3が薄い場合には、経過技術では図12に示したように、型閉じ時に、上型11の突出部17の内側部分成形部11aの先端面とセパレータ3の表面との間に隙間が生じ、キャビティ13内に射出充填されたガスケット6の材料がマニホールド孔3h内に漏れ出してマニホールド孔3h内に開口する各流路34を塞ぐ可能性が生じる可能性がある。これに対して、本発明による燃料電池用ガスケット成形用金型1では、図15に示すように、下型12にインサートされた特にセパレータ3が薄い場合であっても、クッション材7の弾性変形が多くなるだけであり、内側部分成形部11aがセパレータ3に確実に当接してシールされるため、かかる間から溶融化された状態でキャビティ13内に射出充填されたガスケット6の材料がマニホールド孔3h内に漏れ出してマニホールド孔3h内に開口する各流路34を塞ぐことがない。   Further, when the separator 3 inserted into the lower mold 12 is particularly thin, in the progress technique, as shown in FIG. 12, when the mold is closed, the front end surface of the inner part molding portion 11a of the protruding portion 17 of the upper mold 11 A gap is generated between the surface of the separator 3 and the material of the gasket 6 injected and filled in the cavity 13 may leak into the manifold hole 3h and block the respective flow paths 34 opened in the manifold hole 3h. there is a possibility. On the other hand, in the fuel cell gasket molding die 1 according to the present invention, as shown in FIG. 15, even when the separator 3 inserted into the lower die 12 is thin, the elastic deformation of the cushion material 7 is achieved. Since the inner partial molding portion 11a is surely brought into contact with the separator 3 and sealed, the material of the gasket 6 injected and filled in the cavity 13 in a melted state from this time is used for the manifold hole. It does not leak into 3h and block each flow path 34 opened in the manifold hole 3h.

このように、本発明の方法により成形されたガスケット6は、ガスケット6のセパレータ外側部分6bに短絡防止部6pが形成されており、しかも、外縁短絡防止部6paがセパレータ3の外縁を覆うようにガスケット6に成形されているため、積層ずれした状態で荷重を掛けた場合であっても、ガスケット6のセパレータ外側部分6bが変形することにより、隣接するセパレータ3が互いに接して短絡するのを確実に防止することができる。   As described above, the gasket 6 formed by the method of the present invention has the short-circuit prevention portion 6p formed on the separator outer portion 6b of the gasket 6, and the outer edge short-circuit prevention portion 6pa covers the outer edge of the separator 3. Since the gasket 6 is molded, even when a load is applied in a state of delamination, the separator outer portion 6b of the gasket 6 is deformed to ensure that adjacent separators 3 are in contact with each other and short-circuit. Can be prevented.

次に、本発明の燃料電池を、以上説明したように構成された本発明の燃料電池用ガスケット成形用金型1を用いて、本発明の燃料電池の製造方法に従って製造されたものである場合により、詳細に説明する。
本発明の燃料電池は、概略、複数のセル4を積層してなり、各セル4が、燃料電池構成部品2と、セパレータ3と、積層されたときに隣接する他のセル4のセパレータ3のマニホールド孔3hを互いに連通するマニホールド5を構成するために成形されたガスケット6とを備えているものであって、ガスケット6は、その内周壁におけるセパレータ内側部分6aがマニホールド孔3hからセパレータ内側方向へ離れた位置に形成され、セパレータ外側部分6bが少なくともマニホールド孔3hと同じかまたはマニホールド孔3hからセパレータ内側方向に位置する短絡防止部6pが形成されている。
Next, the fuel cell of the present invention is manufactured according to the fuel cell manufacturing method of the present invention using the fuel cell gasket molding die 1 of the present invention configured as described above. Will be described in detail.
The fuel cell of the present invention is generally formed by laminating a plurality of cells 4. Each cell 4 is composed of a fuel cell component 2, a separator 3, and a separator 3 of another cell 4 adjacent when the cells 4 are laminated. The gasket 6 is provided to form a manifold 5 that communicates the manifold holes 3h with each other. The gasket 6 has a separator inner portion 6a on its inner peripheral wall extending from the manifold hole 3h toward the separator inner side. A short-circuit prevention portion 6p is formed at a position away from the separator, and the separator outer portion 6b is at least the same as the manifold hole 3h or located in the separator inner direction from the manifold hole 3h.

上述したように構成された金型1により成形されたガスケット6は、上型11の突出部17の内側部分成形部11aによって、その内周壁におけるセパレータ内側部分6aがマニホールド孔3hからセパレータ内側方向へ離れた位置に確実に形成することができる構造となっており、したがって、マニホールド孔3hを塞ぐなどマニホールド5内での反応ガスや冷却媒体の流通を妨げることのないようにガスケット6を確実に成形することができる。   In the gasket 6 molded by the mold 1 configured as described above, the separator inner portion 6a on the inner peripheral wall of the upper mold 11 protrudes from the manifold hole 3h toward the inside of the separator. The gasket 6 has a structure that can be surely formed at a distant position. Therefore, the gasket 6 is reliably formed so as not to obstruct the flow of the reaction gas and the cooling medium in the manifold 5 such as blocking the manifold hole 3h. can do.

また、上型11の突出部17の外側部分成形部11bによって、その内周壁におけるセパレータ外側部分6bがマニホールド孔3hを覆うようにマニホールド孔3hからセパレータ内側方向に位置しており、短絡防止部6pが形成されている。さらに、ガスケット6の外周側壁には、外縁短絡防止部6paが形成されている。そのため、このようにガスケット6が成形されたセル4では、図8に示すように積層時にずれが生じ隣接する他のセル4のセパレータ3にガスケット6のリップ部62が当接され荷重が掛けられることによって生じるモーメントにより、特にマニホールド孔3h周辺におけるセパレータ外側の部分3bが変形する場合であっても、図9に示すように、短絡防止部6pによって隣接するセル4のセパレータ3が互いに接触して短絡するのを確実に防止することができる。   Further, the outer portion molding portion 11b of the protruding portion 17 of the upper mold 11 is positioned so that the separator outer portion 6b on the inner peripheral wall covers the manifold hole 3h from the manifold hole 3h toward the inner side of the separator. Is formed. Further, an outer edge short-circuit prevention portion 6pa is formed on the outer peripheral side wall of the gasket 6. Therefore, in the cell 4 in which the gasket 6 is molded in this way, as shown in FIG. 8, a deviation occurs during lamination, and the lip portion 62 of the gasket 6 is brought into contact with the separator 3 of another adjacent cell 4 so that a load is applied. As shown in FIG. 9, the separators 3 of adjacent cells 4 are brought into contact with each other by the short-circuit prevention portion 6p, even when the portion 3b outside the separator around the manifold hole 3h is deformed by the moment generated by this. It is possible to reliably prevent a short circuit.

セルの平面図である。It is a top view of a cell. 従来の技術における一般的な金型とその内部で成形されたガスケットを示す部分拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view which shows the general metal mold | die in a prior art, and the gasket shape | molded in the inside. 従来の技術によるガスケットを含む複数のセルを積層した状態を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the state which laminated | stacked the several cell containing the gasket by a prior art. 図3に示した複数のセルに積層方向に荷重をかけた状態を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the state which applied the load to the lamination direction to the some cell shown in FIG. 本発明に至るまでの経過技術の金型とその内部で成形されたガスケットを示す部分拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view which shows the metal mold | die of the progress technology until it reaches this invention, and the gasket shape | molded in the inside. 図5に示したガスケットの平面図である。It is a top view of the gasket shown in FIG. 図5に示した上型の底面図である。FIG. 6 is a bottom view of the upper mold shown in FIG. 5. 本発明によるガスケットを含む複数のセルを積層した状態を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the state which laminated | stacked the several cell containing the gasket by this invention. 図8に示した複数のセルに積層方向に荷重をかけた状態を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the state which applied the load to the lamination direction to the some cell shown in FIG. 図5に示した経過技術による金型にインサートされたセパレータが厚く、突出部の外側部分成形部の先端面と下型との間に隙間が生じた状態を説明するために示した部分断面図である。FIG. 5 is a partial cross-sectional view for explaining a state in which a separator inserted into the mold according to the progress technique shown in FIG. 5 is thick and a gap is generated between the tip surface of the outer part molding portion of the protruding portion and the lower die. It is. 図5に示した経過技術による金型にインサートされたセパレータが厚く、内側部分成形部がセパレータのマニホールド孔からセパレータ内側部分を過度に押圧し、セパレータが破損した状態を説明するために示した部分断面図である。The part shown in order to explain the state where the separator inserted into the metal mold by the progress technique shown in FIG. 5 is thick and the inner part molding part excessively pressed the separator inner part from the manifold hole of the separator, and the separator was damaged. It is sectional drawing. 図5に示した経過技術による金型にインサートされたセパレータが薄く、内側部分成形部とセパレータのマニホールド孔からセパレータ内側部分との間に隙間が生じた状態を説明するために示した部分断面図である。FIG. 5 is a partial cross-sectional view for explaining a state in which the separator inserted into the mold by the progress technique shown in FIG. 5 is thin and a gap is formed between the inner portion molding portion and the separator inner hole and the separator inner portion. It is. 本発明の燃料電池用ガスケット成形用金型とその内部で成形されたガスケットの実施の一形態を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows one Embodiment of the metal mold | die for gasket formation for fuel cells of this invention, and the gasket shape | molded in the inside. 図13に示した本発明の燃料電池用ガスケット成形用金型にインサートされたセパレータが厚い場合を示した部分断面図である。It is the fragmentary sectional view which showed the case where the separator inserted in the metal mold | die for gasket formation for fuel cells of this invention shown in FIG. 13 is thick. 図13に示した本発明の燃料電池用ガスケット成形用金型にインサートされたセパレータが薄い場合を示した部分断面図である。It is the fragmentary sectional view which showed the case where the separator inserted in the metal mold | die for gasket formation for fuel cells of this invention shown in FIG. 13 is thin. 本発明の燃料電池用ガスケット成形用金型の第2の実施の一形態を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows one Embodiment of 2nd Embodiment of the metal mold | die for gasket formation for fuel cells of this invention. 本発明の燃料電池用ガスケット成形用金型の第3の実施の一形態を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows one Embodiment of the metal mold | die for gasket formation for fuel cells of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1:燃料電池用ガスケット成形用金型、 2:燃料電池構成部品、 3:セパレータ、 3h:マニホールド孔、 3a:セパレータ内側部分、 3b:セパレータ外側部分、 4:セル、 5:マニホールド、 6:ガスケット、 6a:セパレータ内側部分、 6b:セパレータ外側部分、 6p:短絡防止部、 6pa:外縁短絡防止部、 7:クッション材、 11:上型(第1の金型)、 11a:内側部分成形部、 11b:外側部分成形部、 12:下型(第2の金型)、 13:キャビティ、 17:突出部、 20:バッファ槽、 23:位置決め部   1: Mold for molding a fuel cell gasket, 2: Fuel cell component, 3: Separator, 3h: Manifold hole, 3a: Separator inner part, 3b: Separator outer part, 4: Cell, 5: Manifold, 6: Gasket 6a: separator inner part, 6b: separator outer part, 6p: short-circuit prevention part, 6pa: outer edge short-circuit prevention part, 7: cushion material, 11: upper mold (first mold), 11a: inner part molding part, 11b: outer part molding part, 12: lower mold (second mold), 13: cavity, 17: protruding part, 20: buffer tank, 23: positioning part

Claims (5)

第1の金型と第2の金型とを含み、積層されることにより燃料電池構成部品を挟持するセパレータに形成されたマニホールド孔を互いに連通するためのマニホールドを構成するガスケットの成形用金型であって、
前記第1の金型が、第2の金型に対して型閉じしたときに、前記セパレータのマニホールド孔の周囲の表面におけるセパレータ内側に当接することによりガスケットの材料がマニホールド孔内に侵入するのを防止すると共にガスケットの内周壁におけるセパレータ内側部分をマニホールド孔からセパレータ内側方向へ離れた位置に成形する内側部分成形部と、前記マニホールド孔内に進入してガスケットのセパレータ外側部分に短絡防止部を成形する外側部分成形部とを有しており、
型閉じ時に前記第1の金型の外側部分成形部と第2の金型との間に介在して該間における前記ガスケットの材料をシールする変形可能なクッション材を備えていることを特徴とする燃料電池用ガスケット成形用金型。
A molding die for a gasket that includes a first die and a second die and forms a manifold for communicating with each other manifold holes formed in a separator that sandwiches fuel cell components by stacking Because
When the first mold is closed with respect to the second mold, the material of the gasket enters the manifold hole by contacting the inner side of the separator on the surface around the manifold hole of the separator. And an inner portion molding portion that molds the inner portion of the separator on the inner peripheral wall of the gasket at a position away from the manifold hole toward the inner side of the separator, and a short-circuit prevention portion that enters the manifold hole and enters the outer portion of the separator of the gasket. An outer part molding part to be molded,
A deformable cushioning material is provided between the outer part molding portion of the first mold and the second mold when the mold is closed, and seals the material of the gasket therebetween. Mold for molding gaskets for fuel cells.
さらに、型閉じ時に前記外側部分成形部のセパレータ内側に形成されるバッファ槽を備えていることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池用ガスケット成形用金型。   The mold for molding a fuel cell gasket according to claim 1, further comprising a buffer tank formed inside the separator of the outer partial molding portion when the mold is closed. さらに、インサートされるセパレータのマニホールド孔が嵌合されてセパレータを位置決めする位置決め部を有することを特徴とする請求項1または2に記載の燃料電池用ガスケット成形用金型。   The mold for molding a fuel cell gasket according to claim 1 or 2, further comprising a positioning portion for positioning a separator by fitting a manifold hole of a separator to be inserted. マニホールド孔が形成されたセパレータと燃料電池構成部品とを積重すると共に前記セパレータのマニホールド孔の周囲にガスケットを成形してセルを構成し、該セルを積層することにより、前記燃料電池構成部品をセパレータ間で挟持すると共に隣接するセルのセパレータのマニホールド孔をガスケットにより互いに連通してマニホールドを構成する燃料電池の製造方法であって、
第1の金型に、第2の金型に対して型閉じしたときに、前記セパレータのマニホールド孔の周囲の表面におけるセパレータ内側に当接する内側部分成形部と、前記マニホールド孔内に進入してガスケットのセパレータ外側部分に短絡防止部を成形する外側部分成形部とを予め形成しておき、
前記燃料電池構成部品とセパレータとを積重して第1または第2の金型にインサートし、
このインサートと前後して前記第1の金型の外側部分成形部と第2の金型との間に変形可能なクッション材を介在させ、
その後、前記第1および第2の金型を型閉じして、前記セパレータのマニホールド孔の周囲の表面におけるセパレータ内側に前記第1の金型の内側部分成形部を当接させてシールすると共に、前記第1の金型の外側部分成形部をマニホールド孔内に進入させて第2の金型との間を前記クッション材によりシールしてなるキャビティを形成し、
該キャビティ内にガスケットの材料を射出充填して、前記内側部分成形部によってセパレータ内側部分がマニホールド孔からセパレータ内側方向へ離れた位置に形成されると共に前記外側部分成形部とクッション材によってセパレータ外側部分に短絡防止部が形成されてなるガスケットを成形することを特徴とする燃料電池の製造方法。
The separator having the manifold hole formed thereon and the fuel cell component are stacked, and a gasket is formed around the manifold hole of the separator to form a cell, and the cell is laminated to thereby form the fuel cell component. A method of manufacturing a fuel cell that sandwiches between separators and communicates manifold holes of separators of adjacent cells with a gasket to form a manifold,
When the mold is closed with respect to the second mold, the inner part molding portion that contacts the inner side of the separator on the surface around the manifold hole of the separator, and enters the manifold hole The outer part molding part for molding the short-circuit prevention part on the separator outer part of the gasket is formed in advance,
The fuel cell component and separator are stacked and inserted into the first or second mold,
Before and after this insert, a deformable cushion material is interposed between the outer mold part of the first mold and the second mold,
Thereafter, the first and second molds are closed, and the inner part molding portion of the first mold is brought into contact with and sealed inside the separator on the surface around the manifold hole of the separator, and Forming a cavity formed by allowing the outer mold part of the first mold to enter the manifold hole and sealing the second mold with the cushion material;
Gasket material is injected and filled into the cavity, and the inner portion forming portion forms the inner portion of the separator away from the manifold hole toward the inner side of the separator, and the outer portion forming portion and the cushion material separate the outer portion of the separator. A method of manufacturing a fuel cell, comprising forming a gasket having a short-circuit preventing portion formed thereon.
複数のセルを積層してなり、
各セルが、燃料電池構成部品と、セパレータと、積層されたときに隣接するセルのセパレータのマニホールド孔を互いに連通するマニホールドを構成するために成形されたガスケットとを備えている燃料電池であって、
前記ガスケットは、その内周壁におけるセパレータ内側部分がマニホールド孔からセパレータ内側方向へ離れた位置に形成され、セパレータ外側部分に短絡防止部が形成されていることを特徴とする燃料電池。
A stack of multiple cells,
Each cell is a fuel cell comprising a fuel cell component, a separator, and a gasket molded to form a manifold that communicates the manifold holes of separators of adjacent cells when stacked. ,
The fuel cell is characterized in that a separator inner portion of the inner peripheral wall of the gasket is formed at a position away from the manifold hole in the separator inner direction, and a short-circuit prevention portion is formed on the separator outer portion.
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