JP2010212001A - 燃料電池のセルの製造方法、燃料電池のセルの製造装置、および燃料電池 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】マニホールド孔3hが未だ形成されていないセパレータ3と燃料電池構成部品2とを積層して金型1にインサートし型締して、燃料電池構成部品2に対して締結時に付与される荷重を荷重付与部15によって付与するとともに、キャビティ13内にガスケット6の材料を射出充填することにより、ガスケット6を燃料電池構成部品2の周囲およびセパレータ3の一方の面と一体に成形し、その後、成形されたガスケット6とセパレータ3を打ち抜いて、マニホールド5を構成するガスケット6の内周面6aとセパレータ3のマニホールド孔3hとを形成する。
【選択図】図1
Description
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、各セルを構成する燃料電池構成部品とセパレータの厚さのバラツキに影響されず、締結時と同じ荷重を燃料電池構成部品に付与して均一な締め代のガスケットを成形することができ、しかも、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、また、セルを積層したときにそのずれなどによって互いに隣接するセルのセパレータが短絡しないようなガスケットを確実に成形することが可能な燃料電池のセルの製造装置を提供することを目的とする。
さらに、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、各セルを構成する燃料電池構成部品とセパレータの厚さにバラツキがあっても、締結時と同じ荷重が燃料電池構成部品に付与されて、均一な締め代のガスケットが成形されており、且つ、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、各セルが積層され締結されたときに積層ずれなどによって互いに隣接するセルのセパレータが短絡しないように成形されたガスケットを有する構造のセルを含む燃料電池を提供することを目的とする。
また、請求項4の燃料電池のセルの製造装置に係る発明は、上記目的を達成するため、複数のセルを積層して所定の荷重を付与した状態で締結することにより、互いに隣接するセルの燃料電池構成部品をセパレータによって挟持するとともに、各セパレータのマニホールド孔をガスケットの内周面により互い連通してマニホールドを構成する燃料電池において、マニホールドを構成し得るようにガスケットが燃料電池構成部品およびセパレータと一体に成形されてなるセルを製造するための装置であって、マニホールド孔が形成されていないセパレータと積層されインサートされた燃料電池構成部品に対して荷重を付与する荷重付与部と、成形するガスケットに応じた所定形状のキャビティを形成する前記キャビティ面とを備えた金型と、成形されたガスケットとセパレータを打ち抜いて、マニホールドを構成するガスケットの内周面とセパレータのマニホールド孔とを形成する抜き型とを有することを特徴とする。
さらに、請求項7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所定の荷重を付与した状態で締結することにより、互いに隣接するセルの燃料電池構成部品をセパレータによって挟持するとともに、各セパレータのマニホールド孔をガスケットの内周面により互い連通してマニホールドが構成された燃料電池であって、各セルの、マニホールドを構成するガスケットの内周面とセパレータのマニホールド孔は、積層された燃料電池構成部品およびセパレータと一体に成形されたガスケットをセパレータと共に打ち抜くことにより形成されたものであることを特徴とするものである。
また、請求項4の燃料電池のセルの製造装置に係る発明によれば、金型内に燃料電池構成部品とマニホールド孔が形成されていないセパレータとを積層してインサートし型締すると、荷重付与部によって燃料電池構成部品に対して締結時に付与される荷重が付与されるとともに、成形するガスケットに応じた所定形状のキャビティが形成されるため、このキャビティ内にガスケットの材料を射出充填することにより、燃料電池構成部品およびセパレータと一体にガスケットが成形されるが、このとき、セパレータにはまだマニホールド孔が形成されていないために、セパレータの表面が金型のキャビティ面と協働してキャビティを形成することから、従来の技術のように既に形成されたマニホールド孔にガスケットの材料が流れ込むことがなく、したがって、不要部の形成を確実に防止することができる。また、従来の技術のようにセパレータのマニホールド孔の周囲に当接させてシールするための突出部を金型に必要としないことから、荷重付与部によって燃料電池構成部品に対して締結時に付与される荷重を確実に付与することができ、したがって、各セルを構成する燃料電池構成部品の厚さのバラツキに影響されることなく、締結時と同じ荷重を燃料電池構成部品に付与して均一な締め代のガスケットを成形することができる。さらに、マニホールドを構成するための内周面が形成されることなく成形されたガスケットとマニホールド孔が形成されていないセパレータとを抜き型によって一工程で同時に打ち抜くために、セパレータのマニホールド孔の周囲が露出することがなく、マニホールドを構成するガスケットの内周面とセパレータのマニホールド孔とを同じ大きさで形成することができ、したがって、セルを積層したときにそのずれなどによって互いに隣接するセルのセパレータが短絡しないようにガスケットを成形することができる。
さらに、請求項7の燃料電池に係る発明によれば、積層された燃料電池構成部品およびマニホールド孔がまだ形成されていないセパレータと一体に成形されたガスケットをセパレータと共に打ち抜くことにより、各セルの、マニホールドを構成するガスケットの内周面とセパレータのマニホールド孔が形成されたものであるため、セパレータのマニホールド孔内に不要部が成形されることなく、燃料電池構成部品に対して締結時に付与される荷重が確実に付与された状態でガスケットが成形されており、したがって、各セルを構成する燃料電池構成部品の厚さのバラツキに影響されることなく、均一な締め代のガスケットが成形される構造のセルを構成することができる。さらに、マニホールドを構成するための内周面が形成されることなく成形されたガスケットとマニホールド孔が形成されていないセパレータとを打ち抜くことにより、セパレータのマニホールド孔の周囲が露出することがなく、マニホールドを構成するガスケットの内周面とセパレータのマニホールド孔とが同じ大きさで形成されており、したがって、セルを積層したときにそのずれなどによって互いに隣接するセルのセパレータが短絡しないようにガスケットが成形されるセルの構造とすることができる。
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、(5)項が請求項3に相当し、(6)項が請求項4に相当し、(7)項が請求項5に相当し、(9)項が請求項6に相当し、(10)項が請求項7に相当する。
前記金型に、燃料電池構成部品とセパレータとを積層してインサートし型締することにより燃料電池構成部品に対して所定の荷重を付与する荷重付与部と、成形するガスケットに応じた所定形状のキャビティを形成するためのキャビティ面とを予め形成しておき、
マニホールド孔が形成されていないセパレータと燃料電池構成部品とを積層して金型にインサートし型締して、燃料電池構成部品に対して締結時に付与される荷重を荷重付与部によって付与するとともに、成形するガスケットに応じた所定形状のキャビティを形成して、該キャビティ内にガスケットの材料を射出充填し、
成形されたガスケットとセパレータを打ち抜いて、マニホールドを構成するガスケットの内周面とセパレータのマニホールド孔とを形成することを特徴とする燃料電池のセルの製造方法。
該突出部によってセパレータに達することがない所定の深さの部分的な内周面を有するガスケットを成形することを特徴とする請求項1に記載の燃料電池のセルの製造方法。
燃料電池構成部品を荷重付与部に対して押し付け所定の荷重を付与する際に、可動型の中央部を加圧し、その後、可動型の、燃料電池構成部品の周縁と対応する位置を加圧することを特徴とする(1)〜(4)のいずれか一項に記載の燃料電池のセルの製造方法。
マニホールド孔が形成されていないセパレータと積層されインサートされた燃料電池構成部品に対して荷重を付与する荷重付与部と、成形するガスケットに応じた所定形状のキャビティを形成する前記キャビティ面とを備えた金型と、
成形されたガスケットとセパレータを打ち抜いて、マニホールドを構成するガスケットの内周面とセパレータのマニホールド孔とを形成する抜き型とを有することを特徴とする燃料電池のセルの製造装置。
燃料電池構成部品を荷重付与部に対して押し付け所定の荷重を付与する際に、可動型の中央部を加圧する中央部加圧手段、および、該中央部加圧手段による加圧から遅延して可動型における燃料電池構成部品の周縁と対応する位置を加圧する周縁部加圧手段とを備えていることを特徴とする(6)〜(8)のいずれか一項に記載の燃料電池のセルの製造装置。
各セルの、マニホールドを構成するガスケットの内周面とセパレータのマニホールド孔は、積層された燃料電池構成部品およびセパレータと一体に成形されたガスケットをセパレータと共に打ち抜くことにより形成されたものであることを特徴とする燃料電池。
本発明の燃料電池のセルの製造装置は、概略、複数のセル4を積層して所定の荷重を付与した状態で締結することにより、互いに隣接するセル4の燃料電池構成部品2をセパレータ3によって挟持するとともに、各セパレータ3のマニホールド孔3hをガスケット6の内周面6aにより互い連通してマニホールド5を構成する燃料電池において、マニホールド5を構成し得るようにガスケット6が燃料電池構成部品2およびセパレータ3と一体に成形されてなるセル4を製造するためのものであって、マニホールド孔3hが形成されていないセパレータ3と積層されインサートされた燃料電池構成部品2に対して荷重を付与する荷重付与部15と、成形するガスケット6に応じた所定形状のキャビティ13を形成する前記キャビティ面16とを備えたガスケット成形用の金型1と、成形されたガスケット6とセパレータ3を打ち抜いて、マニホールド5を構成するガスケット6の内周面6aとセパレータ3のマニホールド孔3hとを形成する抜き型7とを有している。
本発明の燃料電池のセルの製造方法は、概略、複数のセル4を積層して所定の荷重を付与した状態で締結することにより、互いに隣接するセル4の燃料電池構成部品2をセパレータ3によって挟持するとともに、セパレータ3のマニホールド孔3hをガスケット6の内周面6aにより互い連通してマニホールド5を構成する燃料電池において、燃料電池構成部品2とセパレータ3とを積層して金型1内にインサートしてガスケット6を燃料電池構成部品2およびセパレータ3と一体に成形するセル4の製造方法であって、金型1に、燃料電池構成部品2とセパレータ3とを積層してインサートし型締することにより燃料電池構成部品2に対して所定の荷重を付与する荷重付与部15と、成形するガスケット6に応じた所定形状のキャビティ13を形成するためのキャビティ面16とを予め形成しておき、マニホールド孔3hが未だ形成されていないセパレータ3と燃料電池構成部品2とを積層して金型1にインサートし型締して、燃料電池構成部品2に対して締結時に付与される荷重を荷重付与部15によって付与するとともに、成形するガスケット6に応じた所定形状のキャビティ13を形成して、このキャビティ13内にガスケット6の材料を射出充填することにより、ガスケット6を燃料電池構成部品2の周囲およびセパレータ3の一方の面と一体に成形し、その後、成形されたガスケット6とセパレータ3を打ち抜いて、マニホールド5を構成するガスケット6の内周面6aとセパレータ3のマニホールド孔3hとを形成するものである。
本発明の燃料電池のセル4の製造装置は、概略、上述した第1の実施の形態に加えて、後に形成するガスケット6の内周面6aと対応する断面形状と、燃料電池構成部品2に対して締結時に付与される荷重をガスケット6の成形時に荷重付与部15によって付与したときにセパレータ3に接することがない長さとを有しており、ガスケット6の内周面6aを部分的に成形する突出部17が第1の型11のキャビティ面16に形成されている。
本発明の燃料電池のセル4の製造方法は、概略、上述した第1の実施の形態に加えて、さらに、後に形成するガスケット6の内周面6aと対応する断面形状と、燃料電池構成部品に対して締結時に付与される荷重を荷重付与部15によって付与したときにセパレータ3に接することがない長さとを有しており、ガスケット6の内周面6aを部分的に成形する突出部17を金型1のキャビティ面16に、予め形成しておき、この突出部17によってガスケット6の成形時にセパレータ3に達することがない所定の深さの内周面6aを部分的に成形し、その後、ガスケット6とセパレータ3を打ち抜いて、マニホールド5を構成するガスケット6の残りの内周面6aとセパレータ3のマニホールド孔3hとを形成するものである。
本発明の燃料電池のセル4の製造装置は、概略、上述した第1および第2の実施の形態に加えて、突出部17の先端に、ガスケット6を打ち抜く形状に応じてハーフカット部6bを成形するためのハーフカット部成形部17aを備えている。
本発明の燃料電池のセルの製造方法は、概略、上述した第1および第2の実施の形態に加えて、突出部17にハーフカット部成形部17aを予め形成しておき、このハーフカット部成形部17aによって、ガスケット6の成形時に、ガスケット6のセパレータ3とともに打ち抜かれる部分に、ハーフカット部6bを形成するものであり、またさらに、セパレータ3の、成形されたガスケット6とともに打ち抜かれる部分に、ハーフカット部3gを予め形成しておくものである。
本発明の燃料電池のセルの製造装置は、概略、上述した第1〜第3の実施の形態において、金型1が、第2の金型である下型12内に燃料電池構成部品2を荷重付与部15に対して押し付け可能に設けられた可動型14と、燃料電池構成部品2を荷重付与部15に対して押し付け所定の荷重を付与する際に、可動型14の中央部を加圧する中央部加圧手段14a、および、この中央部加圧手段14aによる加圧から遅延して可動型における燃料電池構成部品の周縁と対応する位置を加圧する周縁部加圧手段14bとを備えている。
本発明の燃料電池のセルの製造方法は、概略、上述した第1〜第3の実施の形態において、金型1に、燃料電池構成部品2を荷重付与部15に対して押し付け可能な可動型14を予め設けておき、燃料電池構成部品2を荷重付与部15に対して押し付け締結時と略同じ荷重を付与する際に、可動型14の中央部を加圧し、その後、可動型14の、燃料電池構成部品2の周縁と対応する位置を加圧する。
Claims (7)
- 複数のセルを積層して所定の荷重を付与した状態で締結することにより、互いに隣接するセルの燃料電池構成部品をセパレータによって挟持するとともに、各セパレータのマニホールド孔をガスケットの内周面により互い連通してマニホールドを構成する燃料電池において、燃料電池構成部品とセパレータとを積層して金型内にインサートしてガスケットを燃料電池構成部品およびセパレータと一体に成形するセルの製造方法であって、
前記金型に、燃料電池構成部品とセパレータとを積層してインサートし型締することにより燃料電池構成部品に対して所定の荷重を付与する荷重付与部と、成形するガスケットに応じた所定形状のキャビティを形成するためのキャビティ面とを予め形成しておき、
マニホールド孔が形成されていないセパレータと燃料電池構成部品とを積層して金型にインサートし型締して、燃料電池構成部品に対して締結時に付与される荷重を荷重付与部によって付与するとともに、成形するガスケットに応じた所定形状のキャビティを形成して、該キャビティ内にガスケットの材料を射出充填し、
成形されたガスケットとセパレータを打ち抜いて、マニホールドを構成するガスケットの内周面とセパレータのマニホールド孔とを形成することを特徴とする燃料電池のセルの製造方法。 - 前記金型に、後に形成するガスケットの内周面と対応する断面形状と、前記燃料電池構成部品に対して締結時に付与される荷重を荷重付与部によって付与したときにセパレータに接することがない長さとを有しており、ガスケットの内周面を部分的に成形する突出部をさらに予め形成しておき、
該突出部によってセパレータに達することがない所定の深さの部分的な内周面を有するガスケットを成形することを特徴とする請求項1に記載の燃料電池のセルの製造方法。 - 前記金型に、燃料電池構成部品を荷重付与部に対して押し付け可能な可動型を予め設けておき、
燃料電池構成部品を荷重付与部に対して押し付け所定の荷重を付与する際に、可動型の中央部を加圧し、その後、可動型の、燃料電池構成部品の周縁と対応する位置を加圧することを特徴とする請求項1または2に記載の燃料電池のセルの製造方法。 - 複数のセルを積層して所定の荷重を付与した状態で締結することにより、互いに隣接するセルの燃料電池構成部品をセパレータによって挟持するとともに、各セパレータのマニホールド孔をガスケットの内周面により互い連通してマニホールドを構成する燃料電池において、マニホールドを構成し得るようにガスケットが燃料電池構成部品およびセパレータと一体に成形されてなるセルを製造するための装置であって、
マニホールド孔が形成されていないセパレータと積層されインサートされた燃料電池構成部品に対して荷重を付与する荷重付与部と、成形するガスケットに応じた所定形状のキャビティを形成する前記キャビティ面とを備えた金型と、
成形されたガスケットとセパレータを打ち抜いて、マニホールドを構成するガスケットの内周面とセパレータのマニホールド孔とを形成する抜き型とを有することを特徴とする燃料電池のセルの製造装置。 - 前記金型のキャビティ面に、後に形成するガスケットの内周面と対応する断面形状と、前記燃料電池構成部品に対して締結時に付与される荷重を荷重付与部によって付与したときにセパレータに接することがない長さとを有しており、ガスケットの内周面を部分的に成形する突出部が形成されていることを特徴とする請求項4に記載の燃料電池のセルの製造装置。
- 前記金型が、燃料電池構成部品を荷重付与部に対して押し付け可能に設けられた可動型と、
燃料電池構成部品を荷重付与部に対して押し付け所定の荷重を付与する際に、可動型の中央部を加圧する中央部加圧手段、および、該中央部加圧手段による加圧から遅延して可動型における燃料電池構成部品の周縁と対応する位置を加圧する周縁部加圧手段とを備えていることを特徴とする請求項4に記載の燃料電池のセルの製造装置。 - 複数のセルを積層して所定の荷重を付与した状態で締結することにより、互いに隣接するセルの燃料電池構成部品をセパレータによって挟持するとともに、各セパレータのマニホールド孔をガスケットの内周面により互い連通してマニホールドが構成された燃料電池であって、
各セルの、マニホールドを構成するガスケットの内周面とセパレータのマニホールド孔は、積層された燃料電池構成部品およびセパレータと一体に成形されたガスケットをセパレータと共に打ち抜くことにより形成されたものであることを特徴とする燃料電池。
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JP5376128B2 (ja) | 2013-12-25 |
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