JP2021153041A - 燃料電池用樹脂枠部材の製造方法及び加工型 - Google Patents

Abstract

【課題】効率よく傾斜面を形成することができる燃料電池用樹脂枠部材の製造方法及び加工型を提供する。【解決手段】燃料電池用樹脂枠部材２２の製造方法では、加工型２００が用いられ、上型２０４を下型２０２に向かって移動させて樹脂フィルム１００の各辺部１０４に傾斜面６６を形成する加工工程を含む。加工工程では、下側加工部２１０と上側加工部２２４との間に所定のクリアランスＣＬを維持しつつ、各辺部１０４が内方に向かって下方に傾斜するように載置面２０８における下側加工部２１０側の角部を切り欠いた切り欠き部２１２に各辺部１０４の少なくとも一部を位置させた状態で、せん断加工を行う。【選択図】図５

Description

本発明は、燃料電池用樹脂枠部材の製造方法及び加工型に関する。

発電セルは、例えば、樹脂枠付き電解質膜・電極構造体（樹脂枠付きＭＥＡ）を一対のセパレータで挟持して形成される。樹脂枠付きＭＥＡは、電解質膜の一方の面にアノード電極が設けられるとともに電解質膜の他方の面にカソード電極が設けられてなる電解質膜・電極構造体（ＭＥＡ）と、電解質膜・電極構造体の外周部に設けられた四角環状の樹脂枠部材とを備える。

樹脂枠部材の内周端部は、ＭＥＡの外周部を周回するとともにアノード電極の外周部とカソード電極の外周部との間に配置された状態で電解質膜に接合される。このような樹脂枠部材において、内周端部の厚さ方向に沿った断面が四角形状であると、樹脂枠部材の内周端部の内方に隙間（電解質膜と電極とが互いに離間した部分）が形成される。樹脂枠付きＭＥＡにおいて、樹脂枠部材の内周端部の内方に形成された隙間は、未発電部となる。そのため、発電セルの発電効率が低下する。

例えば、特許文献１には、樹脂枠部材の内周端部の内方の隙間を小さくした樹脂枠付きＭＥＡが開示されている。この樹脂枠付きＭＥＡの樹脂枠部材の内周端部には、樹脂枠部材の一方の面から他方の面に向かって内方に傾斜した傾斜面が形成されている。

特開２０１８−９７９１７号公報

本発明は、上記の従来技術に関連してなされたものであり、効率よく傾斜面を形成することができる燃料電池用樹脂枠部材の製造方法及び加工型を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様は、樹脂フィルムの中央部に形成された四角形状の開口部を囲む内周端部の各辺部に傾斜面を形成することにより、電解質膜・電極構造体の外周部に設けられる樹脂枠部材を製造する燃料電池用樹脂枠部材の製造方法であって、前記樹脂フィルムを下型の載置面に載置する載置工程と、前記載置工程の後で、上型を前記下型に向かって移動させて前記下型の下側加工部と前記上型の上側加工部とで前記各辺部のせん断加工を行うことにより、前記各辺部に前記傾斜面を形成する加工工程と、を含み、前記加工工程では、前記下側加工部と前記上側加工部との間に所定のクリアランスを維持しつつ、前記各辺部が内方に向かって下方に傾斜するように前記載置面における前記下側加工部側の角部を切り欠いた切り欠き部に前記各辺部の少なくとも一部を位置させた状態で、前記せん断加工を行う、燃料電池用樹脂枠部材の製造方法である。

本発明の第２の態様は、上述した燃料電池用樹脂枠部材の製造方法に用いられる加工型であって、互いに近接離間可能なように対向配置された前記下型及び前記上型を備え、前記下型の上面には、四角形状の挿入口と、前記挿入口を囲むように位置して前記樹脂フィルムが載置される前記載置面と、前記挿入口の外周に沿って延在する四角環状の前記下側加工部と、前記載置面における前記下側加工部側の角部を切り欠いた前記切り欠き部と、が設けられ、前記上型は、四角形状の前記上側加工部が形成されるとともに前記挿入口に挿入可能に形成されたパンチを有し、前記下側加工部と前記上側加工部とは、前記上型を前記下型に向かって移動させた際に前記下側加工部と前記上側加工部との間に前記クリアランスを維持した状態で前記下側加工部及び前記上側加工部で前記各辺部をせん断加工可能なように設けられている、加工型である。

本発明によれば、下側加工部と上側加工部との間に所定のクリアランスを維持しつつ、各辺部が内方に向かって下方に傾斜するように下型の切り欠き部に各辺部の少なくとも一部を位置させた状態で、各辺部のせん断加工を行うことができる。これにより、上側加工部及び下側加工部によって切断された各辺部の切断面は、樹脂枠部材の厚さ方向に対して傾斜した傾斜面となる。よって、効率よく傾斜面を形成することができる。

本発明の一実施形態に係る燃料電池用樹脂枠部材の製造方法によって得られた樹脂枠部材を有する燃料電池スタックの一部省略分解斜視図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。 図３Ａは、図２の樹脂枠部材の斜視図であり、図３Ｂは、図３ＡのＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線に沿った断面図である。 図３Ａに示す樹脂枠部材の製造方法を示すフローチャートである。 樹脂枠部材を製造するための加工型と樹脂フィルムとの斜視図である。 載置工程の説明図である。 図７Ａは、加工工程の第１説明図であり、図７Ｂは、加工工程の第２説明図である。 図８Ａは、加工工程の第３説明図であり、図８Ｂは、パンチの変形例の説明図である。 図９Ａは、挟み工程の第１説明図であり、図９Ｂは、挟み工程の第２説明図である。 下型の支持面の変形例を示す断面説明図である。 変形例に係る加工型と樹脂フィルムとの斜視図である。 図１２Ａは、図１１のＸＩＩＡ−ＸＩＩＡ線に沿った断面図であり、図１２Ｂは、図１２Ａの下型の支持面の変形例を示す断面図である。 図１１に示す加工型の製造方法を示すフローチャートである。 下型部材の斜視図である。

以下、本発明に係る燃料電池用樹脂枠部材の製造方法及び加工型について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。

図１及び図２に示すように、発電セル１０は、その厚さ方向（矢印Ａ方向）に複数積層されて燃料電池スタック１２を形成する。燃料電池スタック１２は、例えば、車載用燃料電池スタックとして燃料電池電気自動車（図示せず）に搭載される。なお、複数の発電セル１０の積層方向は、水平方向及び重力方向のいずれでもよい。

図１において、発電セル１０は、横長の長方形状に形成されている。ただし、発電セル１０は、縦長の長方形状に形成されてもよい。図１及び図２に示すように、発電セル１０は、樹脂枠付き電解質膜・電極構造体（以下、「樹脂枠付きＭＥＡ１４」という。）と、樹脂枠付きＭＥＡ１４の両側に配設された第１セパレータ１６及び第２セパレータ１８とを備える。樹脂枠付きＭＥＡ１４は、電解質膜・電極構造体（以下、「ＭＥＡ２０」という）と、ＭＥＡ２０の外周部に設けられた樹脂枠部材２２（樹脂枠部）とを有する。

図２において、ＭＥＡ２０は、電解質膜２４と、電解質膜２４の一方の面２４ａに設けられたアノード電極２６（第１電極）と、電解質膜２４の他方の面２４ｂに設けられたカソード電極２８（第２電極）とを有する。電解質膜２４は、例えば、固体高分子電解質膜（陽イオン交換膜）である。固体高分子電解質膜は、例えば、水分を含んだパーフルオロスルホン酸の薄膜である。電解質膜２４は、フッ素系電解質の他、ＨＣ（炭化水素）系電解質を使用することができる。電解質膜２４は、アノード電極２６及びカソード電極２８に挟持される。

詳細は図示しないが、アノード電極２６は、電解質膜２４の一方の面２４ａに接合される第１電極触媒層と、当該第１電極触媒層に積層される第１ガス拡散層とを有する。第１電極触媒層は、白金合金が表面に担持された多孔質カーボン粒子が、第１ガス拡散層の全面に一様に塗布されて形成される。

カソード電極２８は、電解質膜２４の他方の面２４ｂに接合される第２電極触媒層と、当該第２電極触媒層に積層される第２ガス拡散層とを有する。第２電極触媒層は、白金合金が表面に担持された多孔質カーボン粒子が、第２ガス拡散層の全面に一様に塗布されて形成される。第１ガス拡散層及び第２ガス拡散層のそれぞれは、カーボンペーパ、カーボンクロス等からなる。

アノード電極２６の平面寸法（外形寸法）は、カソード電極２８の平面寸法よりも大きい。電解質膜２４の平面寸法は、アノード電極２６の平面寸法と同じである。アノード電極２６の外周端２６ｏは、カソード電極２８の外周端２８ｏよりも外方に位置する。電解質膜２４の面方向（図２の矢印Ｃ方向）において、電解質膜２４の外周端２４ｏは、アノード電極２６の外周端２６ｏと同じ位置にある。

アノード電極２６の平面寸法は、カソード電極２８の平面寸法よりも小さくてもよい。この場合、アノード電極２６の外周端２６ｏは、カソード電極２８の外周端２８ｏより内方に位置する。電解質膜２４の平面寸法は、アノード電極２６の平面寸法と同じであってもよいし、カソード電極２８の平面寸法と同じであってもよい。アノード電極２６の平面寸法は、カソード電極２８の平面寸法と同じであってもよい。この場合、電解質膜２４の面方向において、電解質膜２４の外周端２４ｏ、アノード電極２６の外周端２６ｏ及びカソード電極２８の外周端２８ｏは、互いに同じ位置にある。

樹脂枠部材２２は、ＭＥＡ２０の外周部を周回する１枚の枠状シートである。樹脂枠部材２２は、電気的絶縁性を有する。樹脂枠部材２２の構成材料としては、例えば、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＰＡ（ポリフタルアミド）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＥＳ（ポリエーテルサルフォン）、ＬＣＰ（リキッドクリスタルポリマー）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、ｍ−ＰＰＥ（変性ポリフェニレンエーテル樹脂）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）又は変性ポリオレフィン等が挙げられる。樹脂枠部材２２の詳細な説明については後述する。

図１において、第１セパレータ１６及び第２セパレータ１８のそれぞれは、長方形状（四角形状）に形成されている。第１セパレータ１６及び第２セパレータ１８のそれぞれは、例えば、鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウム板、めっき処理鋼板、或いはその金属表面に防食用の表面処理を施した金属薄板の断面を波形にプレス成形して構成される。ただし、第１セパレータ１６及び第２セパレータ１８のそれぞれは、カーボン等により構成されてもよい。第１セパレータ１６と第２セパレータ１８とは、互いに重ねた状態で外周を溶接、ろう付け、かしめ等により一体に接合される。

発電セル１０の長辺方向である矢印Ｂ方向の一端縁部（矢印Ｂ１方向の端縁部）には、酸化剤ガス入口連通孔３０ａ、冷却媒体入口連通孔３２ａ及び燃料ガス出口連通孔３４ｂが、発電セル１０の短辺方向（矢印Ｃ方向）に配列して設けられる。酸化剤ガス入口連通孔３０ａは、矢印Ａ方向に酸化剤ガス（例えば、酸素含有ガス）を供給する。冷却媒体入口連通孔３２ａは、矢印Ａ方向に冷却媒体（例えば、純水、エチレングリコール、オイル等）を供給する。燃料ガス出口連通孔３４ｂは、矢印Ａ方向に燃料ガス（例えば、水素含有ガス）を排出する。

発電セル１０の矢印Ｂ方向の他端縁部（矢印Ｂ２方向の端縁部）には、燃料ガス入口連通孔３４ａ、冷却媒体出口連通孔３２ｂ及び酸化剤ガス出口連通孔３０ｂが、矢印Ｃ方向に配列して設けられる。燃料ガス入口連通孔３４ａは、矢印Ａ方向に燃料ガスを供給する。冷却媒体出口連通孔３２ｂは、矢印Ａ方向に冷却媒体を排出する。酸化剤ガス出口連通孔３０ｂは、矢印Ａ方向に酸化剤ガスを排出する。

酸化剤ガス入口連通孔３０ａ及び酸化剤ガス出口連通孔３０ｂと燃料ガス入口連通孔３４ａ及び燃料ガス出口連通孔３４ｂと冷却媒体入口連通孔３２ａ及び冷却媒体出口連通孔３２ｂのそれぞれの大きさ、位置、形状及び数は、本実施形態に限定されるものではなく、要求される仕様に応じて、適宜設定すればよい。

図１及び図２に示すように、第１セパレータ１６のＭＥＡ２０に向かう面１６ａには、燃料ガス入口連通孔３４ａと燃料ガス出口連通孔３４ｂとに連通する燃料ガス流路３６が設けられる。燃料ガス流路３６は、矢印Ｂ方向に延在する複数の燃料ガス流路溝３８を有する。各燃料ガス流路溝３８は、矢印Ｂ方向に波状に延在してもよい。

図１において、第１セパレータ１６には、樹脂枠付きＭＥＡ１４と第１セパレータ１６との間から外部への流体（燃料ガス、酸化剤ガス及び冷却媒体）の漏出を防止する第１シール部４０が設けられている。第１シール部４０は、第１セパレータ１６の外周部を周回し、各連通孔（酸化剤ガス入口連通孔３０ａ等）を周回する。第１シール部４０は、セパレータ厚さ方向（矢印Ａ方向）から見て直線状に延在している。ただし、第１シール部４０は、セパレータ厚さ方向から見て波状に延在してもよい。

図２において、第１シール部４０は、第１セパレータ１６に一体成形された第１金属ビード部４２と、第１金属ビード部４２に設けられた第１樹脂材４４とを有する。第１金属ビード部４２は、第１セパレータ１６から樹脂枠部材２２に向かって突出している。第１金属ビード部４２の横断面形状は、第１金属ビード部４２の突出方向に向かって先細り形状となる台形形状である。第１樹脂材４４は、第１金属ビード部４２の突出端面に印刷又は塗布等により固着された弾性部材である。第１樹脂材４４は、例えば、ポリエステル繊維で構成される。

図１及び図２に示すように、第２セパレータ１８のＭＥＡ２０に向かう面１８ａには、酸化剤ガス入口連通孔３０ａと酸化剤ガス出口連通孔３０ｂとに連通する酸化剤ガス流路４６が設けられる。酸化剤ガス流路４６は、矢印Ｂ方向に直線状に延在する複数の酸化剤ガス流路溝４８を有する。各酸化剤ガス流路溝４８は、矢印Ｂ方向に波状に延在してもよい。

第２セパレータ１８には、樹脂枠付きＭＥＡ１４と第２セパレータ１８との間から外部への流体（酸化剤ガス、燃料ガス及び冷却媒体）の漏出を防止する第２シール部５０が設けられている。第２シール部５０は、第２セパレータ１８の外周部を周回し、各連通孔（酸化剤ガス入口連通孔３０ａ等）を周回する。第２シール部５０は、セパレータ厚さ方向（矢印Ａ方向）から見て直線状に延在している。ただし、第２シール部５０は、セパレータ厚さ方向から見て波状に延在してもよい。

図２において、第２シール部５０は、第２セパレータ１８に一体成形された第２金属ビード部５２と、第２金属ビード部５２に設けられた第２樹脂材５４とを有する。第２金属ビード部５２は、第２セパレータ１８から樹脂枠部材２２に向かって突出している。第２金属ビード部５２の横断面形状は、第２金属ビード部５２の突出方向に向かって先細り形状となる台形形状である。第２樹脂材５４は、第２金属ビード部５２の突出端面に印刷又は塗布等により固着された弾性部材である。第２樹脂材５４は、例えば、ポリエステル繊維で構成される。

第１シール部４０及び第２シール部５０は、セパレータ厚さ方向から見て互いに重なるように配置されている。そのため、燃料電池スタック１２に締付荷重（圧縮荷重）が付与された状態で、第１金属ビード部４２及び第２金属ビード部５２のそれぞれが弾性変形（圧縮変形）する。また、この状態で、第１シール部４０の突出端面（第１樹脂材４４）が樹脂枠部材２２の一方の面２２ａに気密及び液密に接触するとともに第２シール部５０の突出端面（第２樹脂材５４）が樹脂枠部材２２の他方の面２２ｂに気密及び液密に接触する。

第１樹脂材４４は、第１金属ビード部４２ではなく、樹脂枠部材２２の一方の面２２ａに設けられてもよい。第２樹脂材５４は、第２金属ビード部５２ではなく、樹脂枠部材２２の他方の面２２ｂに設けられてもよい。また、第１樹脂材４４及び第２樹脂材５４の少なくともいずれかは、省略されてもよい。第１シール部４０及び第２シール部５０は、上述したようなメタルビードシールではなく、弾性を有するゴムシール部材で形成されてもよい。

図１及び図２において、第１セパレータ１６の面１６ｂと第２セパレータ１８の面１８ｂとの間には、冷却媒体入口連通孔３２ａと冷却媒体出口連通孔３２ｂとに連通する冷却媒体流路５６が設けられる。冷却媒体流路５６は、酸化剤ガス流路４６の裏面形状と燃料ガス流路３６の裏面形状とによって形成される。

図１及び図３Ａに示すように、樹脂枠部材２２は、四角環状に形成されている。つまり、図３Ａにおいて、樹脂枠部材２２の中央部には、四角形状の開口部６０が形成されている。そのため、図１〜図３Ａに示すように、樹脂枠部材２２の内周端部２３は、ＭＥＡ２０の外周部を周回するように四角環状に形成されている。なお、樹脂枠部材２２の内周端部２３は、樹脂枠部材２２の内端２２ｉ及びその近傍領域を構成する部分である。

図２に示すように、樹脂枠部材２２の内周端部２３は、アノード電極２６の外周部２７とカソード電極２８の外周部２９との間に配置されている。具体的に、樹脂枠部材２２の内周端部２３は、電解質膜２４の外周部２５とカソード電極２８の外周部２９とによって挟持されている。なお、樹脂枠部材２２の内周端部２３は、電解質膜２４の外周部２５とアノード電極２６の外周部２７とによって挟持されてもよい。

図３Ａにおいて、樹脂枠部材２２の内周端部２３は、４つの直線状の辺部６２と、４つの角部６４とを含む。図２及び図３Ａに示すように、各辺部６２は、樹脂枠部材２２の内方に向かって先細り形状に形成されている。換言すれば、各辺部６２は、樹脂枠部材２２の内方に向かって厚さ（矢印Ａ方向の寸法）が減少する。各辺部６２は、横断面が三角形状に形成されている。つまり、各辺部６２には、樹脂枠部材２２の一方の面２２ａから他方の面２２ｂに向かって内方に傾斜した傾斜面６６と、傾斜面６６の両側に連結した一対の側面６８（図３Ａ参照）とが形成されている。傾斜面６６は、平坦に形成されている。

図２に示すように、傾斜面６６の傾斜角度θ（樹脂枠部材２２の他方の面２２ｂと傾斜面６６とのなす角度）は、例えば、４５°以下が好ましく、１５°以上３０°以下がより好ましく、略２０°がより一層好ましい。傾斜角度θは、適宜設定可能である。４つの辺部６２において、傾斜角度θは、互いに同一である。ただし、４つの辺部６２において、傾斜角度θは、互いに異なってもよい。

傾斜面６６は、各辺部６２の全長に亘って延在している（図３Ａ参照）。ただし、傾斜面６６は、各辺部６２の延在方向の一部にのみ設けられてもよい。傾斜面６６は、電解質膜２４の他方の面２４ｂに対向している。換言すれば、傾斜面６６は、電解質膜２４の他方の面２４ｂに近接又は接触している。各辺部６２は、内方に向かって薄く形成されている。そのため、各辺部６２の内方に形成される隙間Ｓは、各辺部６２に傾斜面６６を形成しない場合（各辺部６２の横断面が四角形状である場合）と比較して小さくなる。

図３Ａにおいて、各側面６８は、傾斜面６６の延在方向の端に連結している。換言すれば、各側面６８は、各辺部６２の延在方向の端に位置する。角部６４は、互いに隣接する側面６８によって形成されている。角部６４を形成する２つの側面６８のなす角度は、略９０°である。各側面６８は、三角形状に形成されている。各角部６４は、傾斜面６６に対して樹脂枠部材２２の一方の面２２ａ側に突出している。内周端部２３における互いに隣り合う辺部６２及び角部６４において、樹脂枠部材２２の一方の面２２ａのうち角部６４に位置する部分（第１平面部６５）と傾斜面６６との間には、段差（側面６８）が形成されている。角部６４の第１平面部６５は、樹脂枠部材２２の一方の面２２ａのうち内周端部２３よりも外方に位置する部分（第２平面部６７）に対して面一に連なっている。

図３Ａ及び図３Ｂに示すように、各角部６４は、樹脂枠部材２２の内方に向かって樹脂枠部材２２の内端２２ｉまで厚さが略一定である。各角部６４は、横断面が四角形状（長方形状）に形成されている（図３Ｂ参照）。各角部６４は、内周端部２３のうち傾斜面６６が形成されている部分（スロープ部）よりも肉厚に形成されている。各角部６４において、樹脂枠部材２２の一方の面２２ａと樹脂枠部材２２の他方の面２２ｂとは、互いに平行に延在している。つまり、各角部６４には、傾斜面６６が形成されていない。

図２に示すように、電解質膜２４の外周部２５には、樹脂枠部材２２の傾斜面６６に対向する部分に第１傾斜領域７０ａが設けられる。電解質膜２４において、第１傾斜領域７０ａよりも外方に位置するアノード電極２６側の面７０ｂは、第１傾斜領域７０ａよりも内方に位置するアノード電極２６側の面７０ｃよりも、カソード電極２８からより離れている。

アノード電極２６の外周部２７には、電解質膜２４の第１傾斜領域７０ａに対向する部分に第２傾斜領域７２ａが設けられる。第２傾斜領域７２ａは、第１傾斜領域７０ａに対して略平行に延在している。アノード電極２６において、第２傾斜領域７２ａよりも外方に位置する第１セパレータ１６側の面７２ｂは、第２傾斜領域７２ａよりも内方に位置する第１セパレータ１６側の面７２ｃよりも、カソード電極２８からより離れている。

カソード電極２８の外周部２９には、樹脂枠部材２２の厚さ方向（矢印Ａ方向）に樹脂枠部材２２の傾斜面６６と重なる箇所に第３傾斜領域７４ａが設けられている。第３傾斜領域７４ａは、カソード電極２８の外周端２８ｏに向かって樹脂枠部材２２が位置する側とは反対側に傾斜している。カソード電極２８において、第３傾斜領域７４ａよりも外方に位置する第２セパレータ１８側の面７４ｂは、第３傾斜領域７４ａよりも内方に位置する第２セパレータ１８側の面７４ｃよりも、アノード電極２６からより離れている。

次に、本実施形態に係る発電セル１０を含む燃料電池スタック１２の動作について、以下に説明する。

図１に示すように、酸化剤ガス入口連通孔３０ａには、酸素含有ガス等の酸化剤ガスが供給されるとともに、燃料ガス入口連通孔３４ａには、水素含有ガス等の燃料ガスが供給される。さらに、冷却媒体入口連通孔３２ａには、純水やエチレングリコール、オイル等の冷却媒体が供給される。

このため、酸化剤ガスは、酸化剤ガス入口連通孔３０ａから第２セパレータ１８の酸化剤ガス流路４６に導入され、矢印Ｂ方向に移動してＭＥＡ２０のカソード電極２８に供給される。一方、燃料ガスは、燃料ガス入口連通孔３４ａから第１セパレータ１６の燃料ガス流路３６に導入される。燃料ガスは、燃料ガス流路３６に沿って矢印Ｂ方向に移動し、ＭＥＡ２０のアノード電極２６に供給される。

従って、ＭＥＡ２０では、カソード電極２８に供給される酸化剤ガスと、アノード電極２６に供給される燃料ガスとが、電気化学反応により消費されて、発電が行われる。

次いで、図１において、カソード電極２８に供給されて消費された酸化剤ガスは、酸化剤ガス出口連通孔３０ｂに沿って矢印Ａ方向に排出される。同様に、アノード電極２６に供給されて消費された燃料ガスは、燃料ガス出口連通孔３４ｂに沿って矢印Ａ方向に排出される。

また、冷却媒体入口連通孔３２ａに供給された冷却媒体は、第１セパレータ１６と第２セパレータ１８との間の冷却媒体流路５６に導入された後、矢印Ｂ方向に流通する。この冷却媒体は、ＭＥＡ２０を冷却した後、冷却媒体出口連通孔３２ｂから排出される。

次に、本実施形態に係る樹脂枠付きＭＥＡ１４の製造方法について、以下に説明する。

まず、上述した樹脂枠部材２２を製造する。具体的に、図４に示すように、樹脂枠部材２２の製造方法は、準備工程、載置工程、加工工程、挟み工程を含む。図５に示すように、樹脂枠部材２２は、樹脂フィルム１００を加工型２００で加工することにより形成される。

図５に示すように、加工型２００は、互いに近接離間可能なように対向配置された下型２０２及び上型２０４を備える。下型２０２は、上面に四角形状の挿入口２０６（開口部）が形成されたダイである。下型２０２は、上面から見て、四角環状に形成されている。下型２０２の上面には、樹脂フィルム１００を載置するための四角環状の載置面２０８と、下型２０２の上面の内端に位置する（挿入口２０６の外周に沿って延在した）下側加工部２１０（下刃）とが設けられている。載置面２０８の内周角部（下側加工部２１０側の角部）には、下側加工部２１０の各辺に沿って延在した４つの切り欠き部２１２が設けられている。切り欠き部２１２は、例えば、Ｃ面取りにより形成される。この場合、Ｃ面取りは、Ｃ０．５以上Ｃ２以下に設定するのが好ましい。

換言すれば、下型２０２の上面には、切り欠き部２１２が位置する部分に、載置面２０８から下側加工部２１０に向かって下方に傾斜した４つの支持面２１４が形成されている。各支持面２１４は、下側加工部２１０の各辺の全長に亘って延在している。各支持面２１４は、平坦面２１６ａである。各支持面２１４の幅寸法と傾斜角度（載置面２０８に平行な線と傾斜面６６とのなす角度）とは、樹脂フィルム１００の材質、厚さ等に応じて適宜設定される。なお、互いに隣接する支持面２１４の間には、横断面が四角形状の角部２１８が位置している。

上型２０４は、上下方向に移動可能に設けられた上型本体２２０と、上型本体２２０の下面から下方に突出したパンチ２２２とを有する。パンチ２２２は、直方体形状に形成されている。パンチ２２２は、上型２０４を下型２０２に対して下方に移動させた際に下型２０２の挿入口２０６に挿入される。

パンチ２２２の突出端面の外周端には、四角形状の上側加工部２２４（上刃）が設けられている。上側加工部２２４は、下側加工部２１０よりも一回り小さく形成されている。つまり、図７Ａに示すように、パンチ２２２を挿入口２０６に挿入する際に、上側加工部２２４と下側加工部２１０との間には、所定のクリアランスＣＬが形成される。クリアランスＣＬは、１０μｍ以上６０μｍ以下の範囲内で設定される。クリアランスＣＬの大きさは、樹脂フィルム１００の材質及び厚さに応じて適宜設定される。

樹脂枠部材２２の製造方法では、まず、準備工程（図４のステップＳ１）が行われる。準備工程では、図５に示す四角環状の樹脂フィルム１００を作製する。樹脂フィルム１００は、横長の長方形状に形成されている。樹脂フィルム１００の中央部には、四角形状の開口部６０が形成されている。つまり、樹脂フィルム１００は、四角環状に形成されている。樹脂フィルム１００の内周端部１０２は、４つの辺部１０４と、４つの角部１０６とを有する。

樹脂フィルム１００の長辺方向の一端縁部には、酸化剤ガス入口連通孔３０ａ、冷却媒体入口連通孔３２ａ及び燃料ガス出口連通孔３４ｂが形成されている。樹脂フィルム１００の長手方向の他端縁部には、燃料ガス入口連通孔３４ａ、冷却媒体出口連通孔３２ｂ及び酸化剤ガス出口連通孔３０ｂが形成されている。

準備工程が終了すると、載置工程（図４のステップＳ２）が行われる。載置工程では、図５〜図７Ａに示すように、樹脂フィルム１００の一方の面１００ａを上方に向けた状態で他方の面１００ｂを下型２０２の載置面２０８に載置する。なお、加工型２００は、樹脂フィルム１００を下型２０２に位置決めするための位置決め機構（図示せず）を備える。位置決め機構は、例えば、下型２０２に設けられたノックピンであって、この場合、ノックピンは、樹脂フィルム１００に形成された位置決め孔（図示せず）に挿入される。この際、図６において、樹脂フィルム１００の中心を下型２０２の上面の中心に位置決めする。

なお、樹脂フィルム１００の開口部６０は、下型２０２の挿入口２０６よりも一回り小さい。そのため、樹脂フィルム１００の内周端部１０２は、下型２０２の下側加工部２１０よりも内側に位置する。換言すれば、樹脂フィルム１００の内周端部１０２の各辺部１０４の少なくとも一部は、下型２０２の切り欠き部２１２に位置する（図７Ａ参照）。つまり、各辺部１０４の内端１０４ｉは、下側加工部２１０よりも内側に位置する。

載置工程が終了すると、加工工程（図４のステップＳ３）が行われる。加工工程では、図７Ａ〜図８Ａに示すように、上型２０４を下型２０２に向かって移動させて下側加工部２１０と上側加工部２２４とで樹脂フィルム１００の内周端部１０２の各辺部１０４のせん断加工を行うことにより、樹脂フィルム１００の各辺部１０４に傾斜面６６を形成する。なお、この際、樹脂フィルム１００の一方の面１００ａを図示しない押さえ部材によって載置面２０８に押さえ付けてもよい。

上型２０４が下降すると、図７Ｂに示すように、上側加工部２２４が樹脂フィルム１００の一方の面１００ａに接触し、樹脂フィルム１００が下方に押される。この際、樹脂フィルム１００の他方の面１００ｂは、支持面２１４に接触するとともに下側加工部２１０に接触する。つまり、樹脂フィルム１００の各辺部１０４の少なくとも一部は、切り欠き部２１２に位置する。そのため、各辺部１０４は、内方に向かって下方に傾斜する。また、樹脂フィルム１００の各辺部１０４の内端１０４ｉは、下方を向いている。さらに、下側加工部２１０と上側加工部２２４との間には、所定のクリアランスＣＬが維持される。

そして、上型２０４がさらに下降すると、図８Ａに示すように、樹脂フィルム１００の各辺部１０４が上側加工部２２４によってせん断加工される。このとき、上側加工部２２４は、樹脂フィルム１００の各辺部１０４を、各辺部１０４の厚さ方向とは交差する方向に切断する。

つまり、樹脂フィルム１００における上側加工部２２４による切断長Ｌは、樹脂フィルム１００の厚さ寸法よりも長い。樹脂フィルム１００のうち上側加工部２２４によって切断された切断面１１０は、上述した傾斜面６６となる。これにより、上述した樹脂枠部材２２が形成される。支持面２１４の傾斜の構成とクリアランスＣＬとは、傾斜面６６の傾斜角度θ（図２参照）が上述した範囲（４５°以上が好ましく、１５°以上３０°以下がより好ましく、略２０°がより一層好ましい）になるように設定されている。

なお、図８Ｂに示すように、パンチ２２２の下面は、上側加工部２２４から離間する方向に向かって上方に傾斜してもよい。つまり、パンチ２２２の下面と水平面とのなす角度αは、鋭角に形成されてもよい。

加工工程の後、図９Ａに示すように、樹脂枠部材２２の内周端部２３が外周部分３１よりも樹脂枠部材２２の他方の面２２ｂ側に湾曲していた場合、必要に応じて、挟み工程（図４のステップＳ４）を行ってもよい。挟み工程では、図９Ａ及び図９Ｂに示すように、加工工程により得られた樹脂枠部材２２を一対のプレス部材２５０、２５２の各平面２５０ａ、２５２ａによって挟んで押圧する。これにより、樹脂枠部材２２の内周端部２３と外周部分３１とを同一平面状に矯正することができる。

樹脂枠部材２２の製造の終了後、電解質膜２４が設けられたアノード電極２６と、カソード電極２８とを準備する。そして、電解質膜２４の外周部２５とカソード電極２８の外周部２９との間に樹脂枠部材２２の内周端部２３を配置して互いに接合する。具体的に、厚さ方向に重ねられたアノード電極２６、電解質膜２４、樹脂枠部材２２及びカソード電極２８を加熱するとともに荷重を付与すること（ホットプレス）により接合を行う。これにより、樹脂枠付きＭＥＡ１４が得られる。なお、電解質膜２４と樹脂枠部材２２との間には、接着剤が塗布されてもよい。

本実施形態に係る加工型２００及び樹脂枠部材２２の製造方法は、以下の効果を奏する。

樹脂枠部材２２の製造方法（加工型２００の使用方法）は、樹脂フィルム１００を下型２０２の載置面２０８に載置する載置工程と、載置工程の後で、上型２０４を下型２０２に向かって移動させて下型２０２の下側加工部２１０と上型２０４の上側加工部２２４とで各辺部１０４のせん断加工を行うことにより、各辺部１０４に傾斜面６６を形成する加工工程と、を含む。

加工工程では、下側加工部２１０と上側加工部２２４との間に所定のクリアランスＣＬを維持しつつ、各辺部１０４が内方に向かって下方に傾斜するように載置面２０８における下側加工部２１０側の角部を切り欠いた切り欠き部２１２に各辺部１０４の少なくとも一部を位置させた状態で、せん断加工を行う。

このような方法によれば、下側加工部２１０と上側加工部２２４との間に所定のクリアランスＣＬを維持しつつ、各辺部１０４が内方に向かって下方に傾斜するように下型２０２の切り欠き部２１２に各辺部１０４の少なくとも一部を位置させるとともに各辺部１０４の内面を下方に向けた状態で、各辺部１０４のせん断加工を行っている。これにより、上側加工部２２４及び下側加工部２１０によって切断された各辺部１０４の切断面１１０は、樹脂枠部材２２の厚さ方向に対して傾斜した傾斜面６６となる。よって、効率よく傾斜面６６を形成することができる。

下型２０２には、切り欠き部２１２が位置する部分に、載置面２０８から下側加工部２１０に向かって下方に傾斜した支持面２１４が形成され、支持面２１４は、平坦面２１６ａである。加工工程では、各辺部１０４を支持面２１４に接触させている。

このような方法によれば、上側加工部２２４によって樹脂フィルム１００の各辺部１０４に傾斜面６６を精度よく形成することができる。

クリアランスＣＬは、１０μｍ以上６０μｍ以下の範囲内で設定される。

この場合、樹脂フィルム１００の切断面１１０のダレ及びバリを低減しつつ樹脂フィルム１００の各辺部１０４に傾斜面６６を精度よく形成することができる。

また、加工型２００において、下型２０２の上面には、四角形状の挿入口２０６と、挿入口２０６を囲むように位置して樹脂フィルム１００が載置される載置面２０８と、挿入口２０６の外周に沿って延在する四角環状の下側加工部２１０と、載置面２０８における下側加工部２１０の角部を切り欠いた切り欠き部２１２とが設けられる。上型２０４は、四角形状の上側加工部２２４が形成されるとともに挿入口２０６に挿入可能に形成されたパンチ２２２を有する。下側加工部２１０と上側加工部２２４とは、上型２０４を下型２０２に向かって移動させた際に下側加工部２１０と上側加工部２２４との間に所定のクリアランスを維持した状態で下側加工部２１０及び上側加工部２２４で各辺部１０４をせん断加工可能なように設けられている。

このような加工型２００によれば、上述したような樹脂枠部材２２の製造方法と同様の作用効果を奏する。

下型２０２の切り欠き部２１２は、例えば、Ｒ面取りにより形成されてもよい。この場合、Ｒ面取りは、Ｒ０．３以上Ｒ２以下に設定するのが好ましい。また、下型２０２の支持面２１４は、図１０に示すように、凸状Ｒ面２１６ｂ（凸状湾曲面）に形成される。この場合であっても、上述した平坦面２１６ａの効果と同様の効果を奏する。

（変形例）
次に、変形例に係る加工型２００ａ及び加工型２００ａの製造方法について説明する。なお、本変形例において、上述した加工型２００と同一の構成には同一の参照符号を付し、その詳細な説明については省略する。

図１１に示すように、加工型２００ａは、下型２０２ａ及び上型２０４を備える。下型２０２ａは、上面に挿入口２０６が形成された下型部材２０３を有する。下型部材２０３の上面には、挿入口２０６の外周に沿って形成された四角環状の凹部２３０（図１２Ａ参照）が形成されている。凹部２３０の内面には、被覆部材２３２（被膜部材）がコーティングされている。また、下型部材２０３の上面には、載置面２０８が設けられている。

図１２Ａにおいて、凹部２３０は、挿入口２０６に連通している。凹部２３０は、第１内面２３１ａと第２内面２３１ｂとによって形成されている。第１内面２３１ａは、載置面２０８と略平行に延在している。第２内面２３１ｂは、第１内面２３１ａから上方に延出している。第１内面２３１ａと第２内面２３１ｂとは、直角に交わっている。ただし、第１内面２３１ａと第２内面２３１ｂとのなす角度は、適宜設定可能である。凹部２３０の４つの隅部は、上方から見て、Ｒ形状（円弧状）に形成されている（図１１参照）。

被覆部材２３２の構成材料としては、金属材料やセラミックス材料等が用いられる。金属材料としては、例えば、炭化タングステン（ＷＣ）等の超硬合金や純タングステン等が挙げられる。セラミックス材料としては、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）等が挙げられる。

被覆部材２３２の厚みＤ（膜厚）は、第２内面２３１ｂの高さ寸法（凹部２３０の深さ寸法）と同一である。被覆部材２３２の厚みＤは、１００μｍ以上３００μｍ以下に設定されるのが好ましい。被覆部材２３２は、四角環状に延在している。被覆部材２３２は、凹部２３０の一部を埋めるように設けられている。つまり、凹部２３０のうち被覆部材２３２に埋められていない部分は、切り欠き部２１２として残される。

被覆部材２３２には、下側加工部２１０及び支持面２１４が設けられている。換言すれば、支持面２１４及び下側加工部２１０のそれぞれは、凹部２３０の内面（第１内面２３１ａ及び第２内面２３１ｂ）に被覆部材２３２がコーティングされることによって形成されている。つまり、被覆部材２３２は、支持面２１４及び下側加工部２１０が形成されるように凹部２３０の内面（第１内面２３１ａ及び第２内面２３１ｂ）にコーティングされる。各支持面２１４は、平坦面２１６ａである。ただし、各支持面２１４は、凸状Ｒ面２１６ｂであってもよい（図１２Ｂ参照）。

図１１において、下側加工部２１０及び支持面２１４は、挿入口２０６の外周に沿って直線状に延在している。互いに隣り合う支持面２１４の間には、横断面が四角形状の角部２３４が設けられている。被覆部材２３２の各角部２３４は、Ｒ形状（円弧状）の外周面を有する。

次に、上述した加工型２００ａの製造方法について説明する。図１３に示すように、加工型２００ａの製造方法は、下型部材準備工程及びコーティング工程を含む。

下型部材準備工程（図１３のステップＳ１０）では、図１４に示すように、下型部材２０３を準備する。具体的に、下型部材２０３は、直方体形状に形成されている。下型部材２０３の上面には、四角形状の挿入口２０６と、挿入口２０６を囲むように位置して樹脂フィルム１００（図１１参照）が載置される載置面２０８と、挿入口２０６に連通する四角環状の凹部２３０とが形成されている。

続いて、コーティング工程（図１３のステップＳ１１）では、凹部２３０の第１内面２３１ａ及び第２内面２３１ｂに被覆部材２３２をコーティングすることにより、被覆部材２３２に下側加工部２１０と支持面２１４とを形成する。この際、図１１に示すように、被覆部材２３２は、第１内面２３１ａ及び第２内面２３１ｂのそれぞれの全体に亘って四角環状にコーティングされる。図１１及び図１２Ａにおいて、被覆部材２３２の上面２３３ａは、載置面２０８に対して段差無く滑らかに連なっている。被覆部材２３２の内側表面２３３ｂ（挿入口２０６側に位置する面）は、下型部材２０３のうち挿入口２０６を形成する内面２０６ａに対して段差無く滑らかに連なっている（図１２Ａ）。

本変形例において、コーティング工程では、溶射によって被覆部材２３２を凹部２３０の第１内面２３１ａ及び第２内面２３１ｂにコーティングする。この場合、被覆部材２３２の構成材料としては、上述した金属材料及びセラミックス材料のいずれかを用いることができる。

コーティング工程は、溶射によるコーティングに限定されない。コーティング工程では、肉盛りによって被覆部材２３２を凹部２３０の第１内面２３１ａ及び第２内面２３１ｂにコーティングしてもよい。この場合、被覆部材２３２の構成材料としては、上述した金属材料が用いられる。

本変形例に係る加工型２００ａは、上述した加工型２００と同様の効果を奏する。

本変形例に係る加工型２００ａにおいて、下型２０２ａの上面には、挿入口２０６の外周に沿って四角環状の凹部２３０が形成されている。凹部２３０の第１内面２３１ａ及び第２内面２３１ｂには、被覆部材２３２がコーティングされ、支持面２１４及び下側加工部２１０のそれぞれは、被覆部材２３２に設けられている。

また、本変形例に係る加工型２００ａの製造方法は、下型部材準備工程とコーティング工程とを含む。下型部材準備工程では、四角形状の挿入口２０６と、挿入口２０６を囲むように位置して樹脂フィルム１００が載置される載置面２０８と、挿入口２０６の外周に沿うように延在した四角環状の凹部２３０とが上面に形成された下型部材２０３を準備する。コーティング工程では、下型部材準備工程の後で、凹部２３０の第１内面２３１ａ及び第２内面２３１ｂに被覆部材２３２をコーティングすることにより、挿入口２０６の外周に沿って位置する下側加工部２１０を被覆部材２３２に形成する。コーティング工程では、載置面２０８における下側加工部２１０の角部に切り欠き部２１２が設けられるように被覆部材２３２を凹部２３０の第１内面２３１ａ及び第２内面２３１ｂにコーティングする。

ところで、下型部材２０３の挿入口２０６が位置する側の内端を切削加工することによって切り欠き部２１２を形成する場合には、多大な時間及びコストを要する。しかしながら、このような構成及び方法によれば、被覆部材２３２のコーティングによって切り欠き部２１２及び下側加工部２１０が設けられるため、下型部材２０３に対して切り欠き部２１２及び下側加工部２１０を切削加工によって形成する場合と比較して、下型２０２ａを製造するための時間及びコストを低減することができる。

コーティング工程では、凹部２３０の第１内面２３１ａ及び第２内面２３１ｂに被覆部材２３２をコーティングすることにより、載置面２０８から下側加工部２１０に向かって下方に傾斜した支持面２１４を被覆部材２３２に形成する。

このような方法によれば、下型２０２ａに支持面２１４を簡単且つ精度よく形成することができる。

被覆部材２３２は、タングステンを含む金属材料又はセラミックス材料により構成されている。

このような構成によれば、支持面２１４及び下側加工部２１０の耐久性の向上を図ることができる。

加工型２００ａの製造方法において、コーティング工程では、溶射によって被覆部材２３２を凹部２３０の第１内面２３１ａ及び第２内面２３１ｂにコーティングする。

このような方法によれば、支持面２１４及び下側加工部２１０を簡単且つ精度よく形成することができる。

コーティング工程では、肉盛りによって被覆部材２３２を凹部２３０の第１内面２３１ａ及び第２内面２３１ｂにコーティングする。

このような方法によれば、支持面２１４及び下側加工部２１０を簡単且つ精度よく形成することができる。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改変が可能である。

以上の実施形態をまとめると、以下のようになる。

上記実施形態は、樹脂フィルム（１００）の中央部に形成された四角形状の開口部（６０）を囲む内周端部（１０２）の各辺部（１０４）に傾斜面（６６）を形成することにより、電解質膜・電極構造体（２０）の外周部に設けられる樹脂枠部材（２２）を製造する燃料電池用樹脂枠部材の製造方法であって、前記樹脂フィルムを下型（２０２、２０２ａ）の載置面（２０８）に載置する載置工程と、前記載置工程の後で、上型（２０４）を前記下型に向かって移動させて前記下型の下側加工部（２１０）と前記上型の上側加工部（２２４）とで前記各辺部のせん断加工を行うことにより、前記各辺部に前記傾斜面を形成する加工工程と、を含み、前記加工工程では、前記下側加工部と前記上側加工部との間に所定のクリアランス（ＣＬ）を維持しつつ、前記各辺部が内方に向かって下方に傾斜するように前記載置面における前記下側加工部側の角部を切り欠いた切り欠き部（２１２）に前記各辺部の少なくとも一部を位置させた状態で、前記せん断加工を行う、燃料電池用樹脂枠部材の製造方法を開示している。

上記の燃料電池用樹脂枠部材の製造方法において、前記下型には、前記切り欠き部が位置する部分に、前記載置面から前記下側加工部に向かって下方に傾斜した支持面（２１４）が形成され、前記支持面は、平坦面（２１６ａ）又は凸状Ｒ面（２１６ｂ）であり、前記加工工程では、前記各辺部を前記支持面に接触させてもよい。

上記の燃料電池用樹脂枠部材の製造方法において、前記クリアランスは、１０μｍ以上６０μｍ以下の範囲内で設定されてもよい。

上記実施形態は、上述した燃料電池用樹脂枠部材の製造方法に用いられる加工型（２００、２００ａ）であって、互いに近接離間可能なように対向配置された前記下型及び前記上型を備え、前記下型の上面には、四角形状の挿入口（２０６）と、前記挿入口を囲むように位置して前記樹脂フィルムが載置される前記載置面と、前記挿入口の外周に沿って延在する四角環状の前記下側加工部と、前記載置面における前記下側加工部側の角部を切り欠いた前記切り欠き部と、が設けられ、前記上型は、四角形状の前記上側加工部が形成されるとともに前記挿入口に挿入可能に形成されたパンチ（２２２）を有し、前記下側加工部と前記上側加工部とは、前記上型を前記下型に向かって移動させた際に前記下側加工部と前記上側加工部との間に前記クリアランスを維持した状態で前記下側加工部及び前記上側加工部で前記各辺部をせん断加工可能なように設けられている、加工型を開示している。

上記の加工型において、前記下型には、前記切り欠き部が位置する部分に、前記載置面から前記下側加工部に向かって下方に傾斜した支持面が形成され、前記支持面は、平坦面又は凸状Ｒ面であってもよい。

上記の加工型において、前記下型の前記上面には、前記挿入口の外周に沿って四角環状の凹部（２３０）が形成され、前記凹部の内面には、被覆部材（２３２）がコーティングされ、前記支持面及び前記下側加工部は、前記被覆部材に設けられてもよい。

上記の加工型において、前記被覆部材は、タングステンを含む金属材料又はセラミックス材料により構成されてもよい。

上記の実施形態は、樹脂フィルムの中央部に形成された四角形状の開口部を囲む内周端部の各辺部に傾斜面を形成することにより、電解質膜・電極構造体の外周部に設けられる樹脂枠部材を製造するための加工型の製造方法であって、四角形状の挿入口と、前記挿入口を囲むように位置して前記樹脂フィルムが載置される載置面と、前記挿入口の外周に沿うように延在した四角環状の凹部と、が上面に形成された下型部材（２０３）を準備する下型部材準備工程と、前記下型部材準備工程の後で、前記凹部の内面に被覆部材をコーティングすることにより、前記挿入口の外周に沿って位置する下側加工部を前記被覆部材に形成するコーティング工程と、を含み、前記コーティング工程では、前記載置面における前記下側加工部側の角部に切り欠き部が設けられるように前記被覆部材を前記凹部の前記内面にコーティングする、加工型の製造方法を開示している。

上記の加工型の製造方法において、前記コーティング工程では、前記凹部の前記内面に前記被覆部材をコーティングすることにより、前記載置面から前記下側加工部に向かって下方に傾斜した支持面を前記被覆部材に形成してもよい。

上記の加工型の製造方法において、前記コーティング工程では、溶射によって前記被覆部材を前記凹部の前記内面にコーティングしてもよい。

上記の加工型の製造方法において、前記コーティング工程では、肉盛りによって前記被覆部材を前記凹部の前記内面にコーティングしてもよい。

２０…ＭＥＡ（電解質膜・電極構造体）
６０…開口部 ６６…傾斜面
１００…樹脂フィルム １０２…内周端部
１０４…辺部 ２００、２００ａ…加工型
２０２、２０２ａ…下型 ２０３…下型部材
２０４…上型 ２０６…挿入口
２０８…載置面 ２１０…下側加工部
２１２…切り欠き部 ２１４…支持面
２１６ａ…平坦面 ２１６ｂ…凸状Ｒ面
２２４…上側加工部 ２３０…凹部
２３１ａ…第１内面 ２３１ｂ…第２内面
２３２…被覆部材 ＣＬ…クリアランス

Claims (7)

1. 樹脂フィルムの中央部に形成された四角形状の開口部を囲む内周端部の各辺部に傾斜面を形成することにより、電解質膜・電極構造体の外周部に設けられる樹脂枠部材を製造する燃料電池用樹脂枠部材の製造方法であって、
   前記樹脂フィルムを下型の載置面に載置する載置工程と、
   前記載置工程の後で、上型を前記下型に向かって移動させて前記下型の下側加工部と前記上型の上側加工部とで前記各辺部のせん断加工を行うことにより、前記各辺部に前記傾斜面を形成する加工工程と、を含み、
   前記加工工程では、前記下側加工部と前記上側加工部との間に所定のクリアランスを維持しつつ、前記各辺部が内方に向かって下方に傾斜するように前記載置面における前記下側加工部側の角部を切り欠いた切り欠き部に前記各辺部の少なくとも一部を位置させた状態で、前記せん断加工を行う、燃料電池用樹脂枠部材の製造方法。
2. 請求項１記載の燃料電池用樹脂枠部材の製造方法であって、
   前記下型には、前記切り欠き部が位置する部分に、前記載置面から前記下側加工部に向かって下方に傾斜した支持面が形成され、
   前記支持面は、平坦面又は凸状Ｒ面であり、
   前記加工工程では、前記各辺部を前記支持面に接触させる、燃料電池用樹脂枠部材の製造方法。
3. 請求項１又は２に記載の燃料電池用樹脂枠部材の製造方法であって、
   前記クリアランスは、１０μｍ以上６０μｍ以下の範囲内で設定される、燃料電池用樹脂枠部材の製造方法。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃料電池用樹脂枠部材の製造方法に用いられる加工型であって、
   互いに近接離間可能なように対向配置された前記下型及び前記上型を備え、
   前記下型の上面には、
   四角形状の挿入口と、
   前記挿入口を囲むように位置して前記樹脂フィルムが載置される前記載置面と、
   前記挿入口の外周に沿って延在する四角環状の前記下側加工部と、
   前記載置面における前記下側加工部側の角部を切り欠いた前記切り欠き部と、が設けられ、
   前記上型は、四角形状の前記上側加工部が形成されるとともに前記挿入口に挿入可能に形成されたパンチを有し、
   前記下側加工部と前記上側加工部とは、前記上型を前記下型に向かって移動させた際に前記下側加工部と前記上側加工部との間に前記クリアランスを維持した状態で前記下側加工部及び前記上側加工部で前記各辺部をせん断加工可能なように設けられている、加工型。
5. 請求項４記載の加工型であって、
   前記下型には、前記切り欠き部が位置する部分に、前記載置面から前記下側加工部に向かって下方に傾斜した支持面が形成され、
   前記支持面は、平坦面又は凸状Ｒ面である、加工型。
6. 請求項５記載の加工型であって、
   前記下型の前記上面には、前記挿入口の外周に沿って四角環状の凹部が形成され、
   前記凹部の内面には、被覆部材がコーティングされ、
   前記支持面及び前記下側加工部は、前記被覆部材に設けられている、加工型。
7. 請求項６記載の加工型であって、
   前記被覆部材は、タングステンを含む金属材料又はセラミックス材料により構成されている、加工型。

Images