JP5257564B2 - Manufacturing method of fuel cell seal - Google Patents

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Description

本発明は、燃料電池スタックの各燃料電池セルに形成される流路をシールするための燃料電池用シールを製造する方法に関するものである。   The present invention relates to a method of manufacturing a fuel cell seal for sealing a flow path formed in each fuel cell of a fuel cell stack.

燃料電池は、基本的には電解質膜の両面に一対の電極層を設けたＭＥＡ（Ｍｅｍｂｒａｎｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ａｓｓｅｍｂｌｙ：膜−電極複合体）を含む発電体を、セパレータで挟持して燃料電池セルとし、更にこの燃料電池セルを多数積層した、スタック構造を有する。そして、酸化ガス（酸素）が各セパレータの一方の面に形成された酸化ガス流路から一方の触媒電極層に供給され、水素が各セパレータの他方の面に形成された燃料ガス流路から他方の触媒電極層に供給され、水の電気分解の逆反応である電気化学反応、すなわち水素と酸素から水を生成する反応によって、電力を発生するものである。   A fuel cell basically includes a power generator including a membrane electrode assembly (MEA) in which a pair of electrode layers are provided on both sides of an electrolyte membrane. The fuel cell is sandwiched between separators. It has a stack structure in which many fuel cells are stacked. Then, oxidizing gas (oxygen) is supplied to one catalyst electrode layer from an oxidizing gas channel formed on one surface of each separator, and hydrogen is supplied from the fuel gas channel formed on the other surface of each separator to the other. The electric power is generated by an electrochemical reaction, which is a reverse reaction of the electrolysis of water, that is, a reaction for generating water from hydrogen and oxygen.

このため、各燃料電池セルには、燃料ガスや酸化ガス、上述の電気化学反応により生成された水や、余剰空気等の漏れを防止するための燃料電池用シールが設けられる。そしてこの種の燃料電池用シールとしては、例えばセパレータ間の発電体の外周部に取り付けられる合成樹脂フィルムからなる基枠に、両側のセパレータと密接されるガスケットを成形したものが知られている（例えば下記の特許文献参照）。
特許第３８２０８８３号 For this reason, each fuel cell is provided with a fuel cell seal for preventing leakage of fuel gas, oxidizing gas, water generated by the above-described electrochemical reaction, excess air, and the like. As such a fuel cell seal, for example, a base frame made of a synthetic resin film attached to an outer peripheral portion of a power generation body between separators is formed by molding a gasket to be in close contact with separators on both sides ( For example, see the following patent document).
Japanese Patent No. 382083

図８は、この種の燃料電池用シールを組み込んだ燃料電池セルの一部を示す断面図、図９は、従来の燃料電池用シールを示す平面図、図１０は、従来の燃料電池用シールの一部を示す斜視図、図１１は、従来の燃料電池用シールの製造方法を示す説明図である。   8 is a cross-sectional view showing a part of a fuel cell incorporating this type of fuel cell seal, FIG. 9 is a plan view showing a conventional fuel cell seal, and FIG. 10 is a conventional fuel cell seal. FIG. 11 is an explanatory view showing a conventional method of manufacturing a fuel cell seal.

まず図８に示される燃料電池セルにおいて、参照符号２０は高分子電解質膜（プロトン膜）２１と、その両側に積層状態に設けた電極層又はガス拡散電極層２２からなるＭＥＡであり、このＭＥＡ２０の両側にそれぞれセパレータ３０が重ねられている。ＭＥＡ２０における高分子電解質膜２１の外周部は電極層又はガス拡散電極層２２の外周から張り出しており、その張り出し部分２１ａの両側にはそれぞれ燃料電池用シール１０が配置されている。言い換えれば、燃料電池用シール１０は、ＭＥＡ２０における高分子電解質膜２１と電極層又はガス拡散電極層２２との積層部分である発電領域の外周側に配置され、セパレータ３０，３０の外周部間で高分子電解質膜２１の張り出し部分２１ａと共に挟持されている。   First, in the fuel cell shown in FIG. 8, reference numeral 20 is an MEA comprising a polymer electrolyte membrane (proton membrane) 21 and electrode layers or gas diffusion electrode layers 22 provided in a laminated state on both sides thereof. Separator 30 is piled up on both sides. The outer peripheral portion of the polymer electrolyte membrane 21 in the MEA 20 protrudes from the outer periphery of the electrode layer or the gas diffusion electrode layer 22, and the fuel cell seals 10 are disposed on both sides of the protruding portion 21a. In other words, the fuel cell seal 10 is disposed on the outer peripheral side of the power generation region, which is a laminated portion of the polymer electrolyte membrane 21 and the electrode layer or the gas diffusion electrode layer 22 in the MEA 20, and between the outer peripheral portions of the separators 30 and 30. The polymer electrolyte membrane 21 is sandwiched together with the protruding portion 21a.

燃料電池用シール１０は、図９に示されるような、ＭＥＡの発電領域と対応する窓部１１ａと、燃料電池の各マニホールドと対応する複数の通路孔１１ｂが開設された合成樹脂フィルムからなる基枠１１の表面に、図８及び図１０に示されるように、ゴム状弾性材料からなるガスケット１２を一体に成形したものであり、このガスケット１２が、セパレータ３０に形成されたシール用溝３１の底面に密接されるようになっている。   As shown in FIG. 9, the fuel cell seal 10 is a base made of a synthetic resin film having a window portion 11a corresponding to the MEA power generation region and a plurality of passage holes 11b corresponding to each manifold of the fuel cell. As shown in FIGS. 8 and 10, a gasket 12 made of a rubber-like elastic material is integrally formed on the surface of the frame 11, and this gasket 12 is formed in a sealing groove 31 formed in the separator 30. It comes to be in close contact with the bottom.

そしてこの燃料電池用シール１０は、合成樹脂フィルムからなる基枠１１を、不図示の金型内に位置決め固定し、この基枠１１と金型の内面との間に画成された、図１１に破線で示されるガスケット成形用キャビティ４０内に、液状の成形用ゴム材料を充填して架橋硬化させるといった方法で製造することができる。   The fuel cell seal 10 has a base frame 11 made of a synthetic resin film positioned and fixed in a mold (not shown), and is defined between the base frame 11 and the inner surface of the mold. In the gasket molding cavity 40 indicated by a broken line, a liquid molding rubber material is filled and crosslinked and cured.

この場合、成形用キャビティ４０は細長い迷路のように延びるものであるため、その複数箇所に開設されたゲート４１から、液状の成形用ゴム材料が充填されるようになっており、各ゲート４１から矢印で示される成形用ゴム材料の流れが合流する位置には、残存エアや揮発ガスの混入による成形不良を防止するためのエアベント部４２が形成されている。したがって、図８、図９及び図１０に示されるように、このような方法で製造された燃料電池用シール１０は、ガスケット１２に、各エアベント部４２と対応するバリ１２ａが形成されることになる。   In this case, since the molding cavity 40 extends like a long labyrinth, the liquid molding rubber material is filled from the gates 41 opened at a plurality of locations. An air vent portion 42 is formed at a position where the flows of the molding rubber material indicated by the arrows join to prevent molding defects due to mixing of residual air or volatile gas. Therefore, as shown in FIGS. 8, 9, and 10, the fuel cell seal 10 manufactured by such a method has a burr 12 a corresponding to each air vent portion 42 formed on the gasket 12. Become.

ところが、エアベント部４２に形成されたバリ１２ａは、セパレータ３０に形成されたシール用溝３１内には収まらず、したがって図８のように、このバリ１２ａはセパレータ３０の溝肩間に介在することになる。このため、バリ１２ａが形成された部分では、このバリ１２ａがセパレータ３０と圧接することによる応力が発生するのに対し、ガスケット１２におけるその他の部分（バリ１２ａが存在しない部分）ではこのような応力が発生しないため、基枠１１やセパレータ３０などに、不均一な応力分布に起因する微小な歪が生じる。しかも、ガスケット１２は、積層される全ての燃料電池用シール１０において同一形状であり、バリ１２ａの形成位置も同じであるから、多数の燃料電池セルを積層したスタック状態では、バリ１２ａが積層方向へ多数並んで圧縮されることになる。したがって、その応力による面歪が大きくなって、ガスケット１２のシール面圧にもムラを生じてシール性が悪化したり、極端な場合は、セパレータ３０やＭＥＡ２０に破損を来すおそれがある。   However, the burr 12a formed in the air vent portion 42 does not fit in the sealing groove 31 formed in the separator 30, and therefore the burr 12a is interposed between the groove shoulders of the separator 30 as shown in FIG. become. For this reason, in the portion where the burr 12a is formed, stress is generated due to the pressure contact of the burr 12a with the separator 30, whereas in the other portion of the gasket 12 (portion where the burr 12a does not exist) such stress. Therefore, a minute strain due to non-uniform stress distribution occurs in the base frame 11, the separator 30, and the like. In addition, since the gasket 12 has the same shape in all the fuel cell seals 10 to be laminated and the burr 12a is formed at the same position, the burr 12a is in the stacking direction in a stacked state in which a large number of fuel cells are stacked. Many will be compressed side by side. Accordingly, the surface distortion due to the stress increases, the seal surface pressure of the gasket 12 becomes uneven, and the sealing performance may be deteriorated. In an extreme case, the separator 30 and the MEA 20 may be damaged.

またこのため、ガスケット１２の成形後に、バリ１２ａの除去工程が必要となるが、バリ１２ａは合成樹脂フィルムからなる基枠１１に強固に付着しているため、その除去作業に膨大な時間と労力を費やしていた。   For this reason, after the gasket 12 is molded, a burr 12a removal step is required. However, since the burr 12a is firmly attached to the base frame 11 made of a synthetic resin film, the removal work requires enormous time and labor. Was spent.

本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題とするところは、燃料電池用シールにおけるシール面圧のばらつきやセパレータ等の破損を防止することにある。   The present invention has been made in view of the above points, and a technical problem thereof is to prevent variations in seal surface pressure in a fuel cell seal and breakage of a separator or the like.

上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項１の発明に係る燃料電池用シールの製造方法は、フィルム状、シート状又は板状のワークを金型にセットして、このワークに、ゴム状弾性材料からなるガスケット及びこのガスケットのベースから前記ワークの表面を覆うように延びるゴム状弾性材料からなる薄膜を一体に成形する工程と、前記ワークを前記ガスケットから所定幅の位置で前記薄膜ごと所定の平面形状に打ち抜く工程と、からなるものである。 As a means for effectively solving the technical problem described above, a method for manufacturing a fuel cell seal according to the invention of claim 1 includes setting a film-like, sheet-like or plate-like workpiece in a mold, A process of integrally forming a gasket made of a rubber-like elastic material and a thin film made of a rubber-like elastic material extending from the base of the gasket so as to cover the surface of the work, and a position of the work at a predetermined width from the gasket. And a step of punching the thin film together into a predetermined planar shape.

すなわち、この製造方法において、ガスケットのベースから延びる薄膜を成形する部分は、ガスケットを、基枠となるワークに一体成形する過程で、液状の成形用ゴム材料が合流する位置に残存エアや揮発ガスの混入による成形不良を防止するためのエアベントを兼ねるものである。そして、ガスケット及び薄膜の成形後、前記ワークを、これに被着された薄膜ごと打ち抜くことによって、燃料電池用シールの基枠としての平面形状が得られる。   That is, in this manufacturing method, the portion for forming the thin film extending from the base of the gasket is a process in which the gasket is integrally formed with the workpiece as the base frame, and the remaining air or volatile gas is at the position where the liquid molding rubber material joins. This also serves as an air vent for preventing molding defects due to the mixing of the above. Then, after forming the gasket and the thin film, the workpiece is punched out together with the thin film attached thereto, thereby obtaining a planar shape as a base frame of the fuel cell seal.

請求項１の発明に係る燃料電池用シールの製造方法によれば、従来のようなバリ除去工程が不要となり、フィルム状、シート状又は板状の基枠に、ゴム状弾性材料からなるガスケットと、このガスケットのベースから前記基枠の表面を覆うように延びるゴム状弾性材料からなる薄膜が一体に設けられた燃料電池用シールを容易に製造することができる。 According to the fuel cell seal manufacturing method of the first aspect of the present invention, there is no need for a conventional burr removing process, and a gasket made of a rubber-like elastic material on a film-like, sheet-like or plate-like base frame A fuel cell seal in which a thin film made of a rubber-like elastic material extending so as to cover the surface of the base frame from the base of the gasket can be easily manufactured.

以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る燃料電池用シールの製造方法において、基枠にガスケット及び薄膜を成形する工程を示す断面図、図２は、ガスケット及び薄膜が成形されたワークを示す平面図、図３は、ガスケット及び薄膜が成形されたワークの一部を示す断面図である。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a process of forming a gasket and a thin film on a base frame in a method for manufacturing a fuel cell seal according to the present invention, and FIG. 2 is a plan view showing a work on which a gasket and a thin film are formed. 3 is a cross-sectional view showing a part of a work formed with a gasket and a thin film.

まず図１において、参照符号１１０Ｗは、電気絶縁性に優れ、かつガスケット成形時の熱に耐え得る例えばＰＩ（ポリイミド）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の合成樹脂フィルムからなるワークであって、後述する打ち抜き工程によって、燃料電池用シールの基枠となるものである。   First, in FIG. 1, reference numeral 110W is made of a synthetic resin film such as PI (polyimide), PEN (polyethylene naphthalate), PET (polyethylene terephthalate), etc., which has excellent electrical insulation and can withstand heat during gasket molding. It is a workpiece and serves as a base frame of a fuel cell seal by a punching process described later.

参照符号２００は、ワーク１１０Ｗにガスケット及びこれに連続した薄膜を成形するための金型で、下型２１０と上型２２０からなる。下型２１０の内面（上面）における所定位置には、ワーク１１０Ｗがセットされるようになっており、上型２２０の内面（下面）には、図示の型締め状態（下型２１０と上型２２０との密接衝合状態）において、セットされたワーク１１０Ｗとの間に画成されるガスケット成形用キャビティ２２１と、その両側に位置する薄膜成形用キャビティ２２２と、このキャビティ２２１，２２２へ液状の成形用ゴム材料を充填するためのゲート２２３と、ワーク１１０Ｗを下型２１０との間で挟持するための押さえ部２２４が形成されている。   Reference numeral 200 is a mold for forming a gasket and a continuous thin film on the workpiece 110W, and includes a lower mold 210 and an upper mold 220. The workpiece 110W is set at a predetermined position on the inner surface (upper surface) of the lower mold 210, and the illustrated mold clamping state (the lower mold 210 and the upper mold 220 is placed on the inner surface (lower surface) of the upper mold 220. In the close contact state), a gasket forming cavity 221 defined between the set workpiece 110W, thin film forming cavities 222 located on both sides thereof, and liquid forming into the cavities 221 and 222 are performed. A gate 223 for filling the rubber material for use and a pressing portion 224 for holding the work 110W between the lower mold 210 are formed.

詳しくは、ガスケット成形用キャビティ２２１は、ワーク１１０Ｗ側のベース成形部２２１ａと、その上側のシールリップ成形部２２１ｂからなり、薄膜成形用キャビティ２２２は、ベース成形部２２１ａの延長方向全域からその幅方向両側へ向けて、ワーク１１０Ｗの表面との間に数十μｍ程度の微小隙間をなすように形成されている。また、ゲート２２３は、ガスケット成形用キャビティ２２１の延長方向に適当な間隔で設けられ、ベース成形部２２１ａに開口している。   Specifically, the gasket forming cavity 221 includes a base forming portion 221a on the workpiece 110W side and a seal lip forming portion 221b on the upper side thereof, and the thin film forming cavity 222 extends in the width direction from the entire extending direction of the base forming portion 221a. A small gap of about several tens of μm is formed between the surfaces of the workpiece 110W toward both sides. The gates 223 are provided at appropriate intervals in the extending direction of the gasket molding cavity 221 and open to the base molding portion 221a.

すなわち、図１に示されるように金型２００にワーク１１０Ｗをセットして型締めし、ゲート２２３から液状の成形用ゴム材料を充填して、このゴム材料を架橋硬化させることによって、図２及び図３に示されるように、ワーク１１０Ｗに、ゴム状弾性材料からなるガスケット１２０及びこのガスケット１２０のベース１２１から両側へワーク１１０Ｗの表面を覆うように延びるゴム状弾性材料からなる薄膜１３０が一体に成形される。この場合、液状の成形用ゴム材料としては、合成樹脂フィルムからなるワーク１１０Ｗに対して接着性のあるものが好適に用いられる。   That is, as shown in FIG. 1, the workpiece 110W is set in the mold 200 and clamped, and a liquid molding rubber material is filled from the gate 223, and this rubber material is cross-linked and cured. As shown in FIG. 3, a gasket 120 made of a rubber-like elastic material and a thin film 130 made of a rubber-like elastic material extending so as to cover the surface of the work 110W from the base 121 of the gasket 120 to both sides are integrally formed on the work 110W. Molded. In this case, as the liquid molding rubber material, a material having adhesiveness to the workpiece 110W made of a synthetic resin film is preferably used.

詳しくは、図３に示される断面において、ガスケット１２０は、図１に示されるベース成形部２２１ａと対応して成形されワーク１１０Ｗの表面に接着された帯状のベース１２１と、その上面から山形に突出し、図１に示されるシールリップ成形部２２１ｂと対応するシールリップ１２２からなる。また薄膜１３０は、ガスケット成形用キャビティ２２１から成形用ゴム材料の一部が薄膜成形用キャビティ２２２内へ押し出されることによって、ベース１２１の延長方向全域からその幅方向両側へ向けて、数十μｍ程度の肉厚で成形される。また、複数のゲート２２３から充填された成形用ゴム材料は、薄膜成形用キャビティ２２２内へ押し出されて合流し、合流部の残存空気などによる気泡もここへ押し出されるので、従薄膜成形用キャビティ２２２は、従来技術におけるエアベントとしての機能を有するものである。   Specifically, in the cross section shown in FIG. 3, the gasket 120 has a band-like base 121 that is molded corresponding to the base molding portion 221 a shown in FIG. 1 and bonded to the surface of the workpiece 110 </ b> W, and protrudes in a mountain shape from the upper surface. , And a seal lip 122 corresponding to the seal lip molding portion 221b shown in FIG. The thin film 130 has a thickness of about several tens of μm from the entire extending direction of the base 121 to both sides in the width direction when a part of the rubber material for molding is extruded from the gasket forming cavity 221 into the thin film forming cavity 222. Molded with a thickness of. Further, the molding rubber material filled from the plurality of gates 223 is extruded into the thin film molding cavity 222 and merges, and bubbles due to residual air or the like in the merged portion are also pushed out here, so that the sub thin film molding cavity 222 is formed. Has a function as an air vent in the prior art.

図２及び図３において、参照符号１１０ａ，１１０ｂは、図１に示される上型２２０の押さえ部２２４が密接されることによって、ワーク１１０Ｗの表面に薄膜１３０が成形されなかった領域であり、参照符号１０１ａは、発電領域用の窓部を開設すべき領域であり、参照符号１０２ａは、通路孔を開設すべき領域であり、参照符号１０３ａは、製造される燃料電池用シールの外周縁となるべき領域である。すなわち、この図２からわかるように、薄膜１３０は、発電領域用の窓部を開設すべき領域１０１ａと通路孔を開設すべき領域１０２ａの内側、及び燃料電池用シールの外周縁となるべき領域１０３ａより外側に達するように成形される。   2 and 3, reference numerals 110a and 110b are regions in which the thin film 130 is not formed on the surface of the workpiece 110W when the pressing portion 224 of the upper mold 220 shown in FIG. Reference numeral 101a is an area where a window for a power generation area is to be opened, reference numeral 102a is an area where a passage hole is to be opened, and reference numeral 103a is an outer peripheral edge of a manufactured fuel cell seal. This is an area that should be. That is, as can be seen from FIG. 2, the thin film 130 is formed in the region 101a where the window for the power generation region should be opened and the region 102a where the passage hole should be opened, and the region which should be the outer periphery of the fuel cell seal. It is formed so as to reach the outside of 103a.

次に図４は、燃料電池用シールの一部を示す断面図、図５は、燃料電池用シールの一部を示す斜視図、図６は、燃料電池用シールを示す平面図である。   Next, FIG. 4 is a sectional view showing a part of the fuel cell seal, FIG. 5 is a perspective view showing a part of the fuel cell seal, and FIG. 6 is a plan view showing the fuel cell seal.

すなわち、上述の成形工程によって得られたワーク１１０Ｗとガスケット１２０及び薄膜１３０との一体成形物は、不図示の抜き型によって、ワーク１１０Ｗをガスケット１２０から所定幅の位置、すなわち図２及び図３に一点鎖線で示される部分（領域１０１ａ，１０２ａ，１０３ａ）で薄膜１３０ごと打ち抜かれる。そしてこの打ち抜き工程によって、電気絶縁性に優れた合成樹脂フィルムからなる基枠１１０に、ゴム状弾性材料からなるガスケット１２０と、このガスケット１２０のベース１２１から基枠１１０の表面を覆うように延びるゴム状弾性材料からなる薄膜１３０が一体に設けられ、図６に示されるような発電領域用の窓部１０１と複数の通路孔１０２と外周縁１０３を有する燃料電池用シール１００が得られる。   That is, the integrally molded product of the workpiece 110W, the gasket 120, and the thin film 130 obtained by the above-described molding process is moved from the gasket 120 to a position having a predetermined width, that is, in FIGS. The entire thin film 130 is punched at the portions (areas 101a, 102a, 103a) indicated by the one-dot chain line. In this punching process, the base frame 110 made of a synthetic resin film excellent in electrical insulation is added to the gasket 120 made of a rubber-like elastic material, and the rubber extending from the base 121 of the gasket 120 so as to cover the surface of the base frame 110. A thin film 130 made of an elastic material is integrally provided, and a fuel cell seal 100 having a window 101 for a power generation region, a plurality of passage holes 102 and an outer peripheral edge 103 as shown in FIG. 6 is obtained.

次に図７は、上述の方法によって製造された本発明の燃料電池用シール１００を組み込んだ燃料電池セルの一部を示す断面図である。この図７において、参照符号２０は高分子電解質膜２１と、その両側に積層状態に設けた電極層又はガス拡散電極層２２からなるＭＥＡであり、このＭＥＡ２０の両側にそれぞれセパレータ３０が重ねられている。   Next, FIG. 7 is a cross-sectional view showing a part of a fuel cell incorporating the fuel cell seal 100 of the present invention manufactured by the above-described method. In FIG. 7, reference numeral 20 denotes an MEA comprising a polymer electrolyte membrane 21 and electrode layers or gas diffusion electrode layers 22 provided on both sides of the polymer electrolyte membrane 21, and separators 30 are stacked on both sides of the MEA 20. Yes.

ＭＥＡ２０における高分子電解質膜２１の外周部は電極層又はガス拡散電極層２２の外周から張り出しており、その張り出し部分２１ａの両側にはそれぞれ本発明の燃料電池用シール１００が配置されている。すなわち、燃料電池用シール１００は、ＭＥＡ２０における高分子電解質膜２１と電極層又はガス拡散電極層２２との積層部分である発電領域の外周側に配置され、前記発電領域は、燃料電池用シール１００に開設された窓部１０１に嵌め込まれている。   The outer peripheral portion of the polymer electrolyte membrane 21 in the MEA 20 protrudes from the outer periphery of the electrode layer or the gas diffusion electrode layer 22, and the fuel cell seal 100 of the present invention is disposed on both sides of the protruding portion 21a. That is, the fuel cell seal 100 is disposed on the outer peripheral side of the power generation region that is a laminated portion of the polymer electrolyte membrane 21 and the electrode layer or the gas diffusion electrode layer 22 in the MEA 20, and the power generation region is the fuel cell seal 100. It is inserted in the window part 101 established in

セパレータ３０，３０には、燃料電池用シール１００におけるガスケット１２０の延長形状と対応して延びるシール用溝３１と、ＭＥＡ２０における発電領域と対応する領域に形成された多数の流路溝３２が形成されている。そして、燃料電池用シール１００は、合成樹脂フィルムからなる基枠１１０がＭＥＡ２０における高分子電解質膜２１の張り出し部分２１ａに密接状態で配置されると共に、ガスケット１２０が前記シール用溝３１に収容され、シールリップ１２２が適宜圧縮された状態で前記シール用溝３１の底面に密接される。   The separators 30 and 30 are formed with a seal groove 31 corresponding to the extended shape of the gasket 120 in the fuel cell seal 100 and a number of flow channel grooves 32 formed in a region corresponding to the power generation region in the MEA 20. ing. In the fuel cell seal 100, the base frame 110 made of a synthetic resin film is disposed in close contact with the protruding portion 21a of the polymer electrolyte membrane 21 in the MEA 20, and the gasket 120 is accommodated in the seal groove 31. The seal lip 122 is brought into close contact with the bottom surface of the sealing groove 31 in a properly compressed state.

この場合、好ましくは、図５に示されるように、基枠１１０におけるガスケット１２０及び薄膜１３０と反対側の面にはアクリル系またはシリコーン系の粘着剤１１１を塗布しておき、この粘着剤１１１の層の表面に、粘着剤１１１から容易に剥がすことのできる剥離フィルム１１２を貼着した構成とすることが考えられる。このような構成とすれば、剥離フィルム１１２を剥がすことによって、図７に示される高分子電解質膜２１の張り出し部分２１ａに、粘着剤１１１の粘着作用によって燃料電池用シール１００を密着固定することができる。   In this case, preferably, as shown in FIG. 5, an acrylic or silicone adhesive 111 is applied to the surface of the base frame 110 opposite to the gasket 120 and the thin film 130. It can be considered that the release film 112 that can be easily peeled off from the pressure-sensitive adhesive 111 is attached to the surface of the layer. With such a configuration, by peeling off the release film 112, the fuel cell seal 100 can be tightly fixed to the protruding portion 21a of the polymer electrolyte membrane 21 shown in FIG. it can.

またこの場合、粘着剤１１１の塗布及び剥離フィルム１１２の貼着は、図１に示される金型２００による成形工程に移行する前に、ワーク１１０Ｗに対して行う。したがってこの場合、ワーク１１０Ｗへのガスケット１２０及び薄膜１３０の成形は粘着剤１１１の塗布面と反対側の面に対して行われ、その後、発電領域用の窓部１０１及び複数の通路孔１０２と外周縁１０３の打ち抜き工程では、粘着剤１１１の層及び剥離フィルム１１２ごと打ち抜かれることになる。   In this case, the application of the pressure-sensitive adhesive 111 and the sticking of the release film 112 are performed on the workpiece 110 </ b> W before shifting to the molding process using the mold 200 shown in FIG. 1. Therefore, in this case, the molding of the gasket 120 and the thin film 130 on the workpiece 110W is performed on the surface opposite to the surface on which the adhesive 111 is applied. In the punching process of the peripheral edge 103, the adhesive 111 layer and the release film 112 are punched out together.

また、ガスケット１２０のベース１２１から基枠１１０の表面を覆うように延びる薄膜１３０は、その全面が、セパレータ３０におけるシール用溝３１と隣接する面に密接されている。このため、積層圧力によって薄膜１３０が厚さ方向の圧縮力を受けても、それに対する応力は、ガスケット１２０の延長方向全域でほぼ均一に発生することになるので、部分的な応力集中により、セパレータ３０や基枠１１０が変形してシール面圧が大きくばらついたり、セパレータ３０やＭＥＡ２０が破損するのを有効に防止することができる。しかもこの薄膜１３０も、セパレータ３０との密接によってシール機能を発揮するので、燃料電池用シール１００による密封性が向上する。   The entire surface of the thin film 130 extending from the base 121 of the gasket 120 so as to cover the surface of the base frame 110 is in close contact with the surface of the separator 30 adjacent to the sealing groove 31. For this reason, even if the thin film 130 receives a compressive force in the thickness direction due to the stacking pressure, the stress to the thin film 130 is generated almost uniformly in the entire extension direction of the gasket 120. 30 and the base frame 110 can be effectively prevented from being deformed and the seal surface pressure greatly varying, or the separator 30 and the MEA 20 from being damaged. Moreover, since the thin film 130 also exhibits a sealing function when in close contact with the separator 30, the sealing performance by the fuel cell seal 100 is improved.

またこのため、薄膜１３０は、先に説明した燃料電池用シール１００の製造過程で、従来のバリのように基枠１１０（ワーク１１０Ｗ）から除去する必要はなく、余分な領域に形成された薄膜１３０は、発電領域用の窓部１０１及び複数の通路孔１０２と外周縁１０３の打ち抜き工程において除去されるので、製造コストの上昇を来さない。   For this reason, the thin film 130 does not need to be removed from the base frame 110 (work 110W) like the conventional burr in the manufacturing process of the fuel cell seal 100 described above, and the thin film is formed in an extra region. Since 130 is removed in the punching process of the window portion 101 for the power generation region and the plurality of passage holes 102 and the outer peripheral edge 103, the manufacturing cost does not increase.

本発明に係る燃料電池用シールの製造方法において、基枠にガスケット及び薄膜を成形する工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the process of shape | molding a gasket and a thin film in a base frame in the manufacturing method of the seal | sticker for fuel cells which concerns on this invention. 本発明に係る燃料電池用シールの製造方法において、ガスケット及び薄膜が成形されたワークを示す平面図である。It is a top view which shows the workpiece | work in which the gasket and the thin film were shape | molded in the manufacturing method of the seal | sticker for fuel cells which concerns on this invention. 本発明に係る燃料電池用シールの製造方法において、ガスケット及び薄膜が成形されたワークの一部を示す断面図である。In the manufacturing method of the seal for fuel cells concerning the present invention, it is a sectional view showing a part of work which formed a gasket and a thin film. 本発明に係る燃料電池用シールの製造方法によって製造された燃料電池用シールの一部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a part of seal for fuel cells manufactured by the manufacturing method of the seal for fuel cells which concerns on this invention. 本発明に係る燃料電池用シールの製造方法によって製造された燃料電池用シールの一部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows a part of seal | sticker for fuel cells manufactured by the manufacturing method of the seal | sticker for fuel cells which concerns on this invention. 本発明に係る燃料電池用シールの製造方法によって製造された燃料電池用シールを示す平面図である。 It is a top view which shows the seal for fuel cells manufactured by the manufacturing method of the seal for fuel cells which concerns on this invention. 本発明に係る燃料電池用シールの製造方法によって製造された燃料電池用シールを組み込んだ燃料電池セルの一部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a part of fuel cell incorporating the seal for fuel cells manufactured by the manufacturing method of the seal for fuel cells which concerns on this invention. 従来の燃料電池用シールを組み込んだ燃料電池セルの一部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a part of fuel cell incorporating the seal for conventional fuel cells. 従来の燃料電池用シールを示す平面図である。It is a top view which shows the conventional seal | sticker for fuel cells. 従来の燃料電池用シールの一部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows a part of conventional seal for fuel cells. 従来の燃料電池用シールの製造方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the manufacturing method of the conventional seal | sticker for fuel cells.

符号の説明Explanation of symbols

３０ セパレータ
３１ シール用溝
１００ 燃料電池用シール
１０１ 窓部
１０１ａ 窓部を開設すべき領域
１０２ 通路孔
１０２ａ 通路孔を開設すべき領域
１１０ 基枠
１１０Ｗ ワーク
１２０ ガスケット
１２１ ベース
１２２ シールリップ
１３０ 薄膜
２００ 金型
２１０ 下型
２２０ 上型
２２１ ガスケット成形用キャビティ
２２２ 薄膜成形用キャビティ
２２３ ゲート
２２４ 押さえ部 30 Separator 31 Sealing groove 100 Fuel cell seal 101 Window portion 101a Region 102 where the window portion should be opened Passage hole 102a Region where the passage hole should be opened 110 Base frame 110W Work 120 Gasket 121 Base 122 Seal lip 130 Thin film 200 Mold 210 Lower mold 220 Upper mold 221 Gasket molding cavity 222 Thin film molding cavity 223 Gate 224 Holding part

Claims (1)

フィルム状、シート状又は板状のワーク（１１０Ｗ）を金型（２００）にセットして、このワーク（１１０Ｗ）に、ゴム状弾性材料からなるガスケット（１２０）及びこのガスケット（１２０）のベース（１２１）から前記ワーク（１１０Ｗ）の表面を覆うように延びるゴム状弾性材料からなる薄膜（１３０）を一体に成形する工程と、前記ワーク（１１０Ｗ）を前記ガスケット（１２０）から所定幅の位置で前記薄膜（１３０）ごと所定の平面形状に打ち抜く工程と、からなることを特徴とする燃料電池用シールの製造方法。A film-like, sheet-like or plate-like workpiece (110W) is set in a mold (200), and a gasket (120) made of a rubber-like elastic material and a base of the gasket (120) ( 121) integrally forming a thin film (130) made of a rubber-like elastic material extending so as to cover the surface of the workpiece (110W), and the workpiece (110W) at a position of a predetermined width from the gasket (120). And a step of punching out the thin film (130) into a predetermined planar shape.
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