(57)【要約】【課題】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、マニホールド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、積層ずれなどによってセパレータが変形することにより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。【解決手段】燃料電池用ガスケット成形用金型１は、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を成形するためのもので、上型１１と下型１２により形成されるキャビティ１３内に突出してガスケット６の内周側壁を成形する突出部１７を有しており、突出部１７は、内側部分成形部１７ａと、外側部分成形部１７ｂと、短絡防止部分成形部１７ｃとを有している。【選択図】図１３
2010113996.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
前記ガスケットの内周側壁を成形する突出部を有しており、
該突出部のセパレータ内側は、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、ガスケットの内周側壁におけるセパレータ内側にマニホールド孔から外側方向へ離れた内側部分を成形するための内側部分成形部が形成されており、
前記突出部のセパレータ外側は、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外側に部分的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、ガスケットの内周側壁におけるセパレータ外側にマニホールド孔から外側方向へ離れた外側部分を成形するための外側部分成形部と、前記マニホールド孔の内周側壁と対応する位置またはその近傍に部分的に当接することにより、前記外側部分からマニホールド孔の内周側壁まで延びる短絡防止部分を成形するための短絡防止部分成形部とが形成され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。
【請求項２】
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して金型内にインサートして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、
前記金型のガスケットの内周側壁を成形する突出部に、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、ガスケットの内周側壁におけるセパレータ内側にマニホールド孔から外側方向へ離れた内側部分を成形する内側部分成形部と、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外側に部分的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、ガスケットの内周側壁におけるセパレータ外側にマニホールド孔から外側方向へ離れた外側部分を成形するための外側部分成形部と、前記マニホールド孔の内周側壁と対応する位置またはその近傍に部分的に当接することにより、前記外側部分からマニホールド孔の内周側壁まで延びる短絡防止部分を成形するための短絡防止部分成形部とを予め形成しておき、
該金型に前記燃料電池構成部品とセパレータとを積重してインサートし、
その後、前記金型を型閉じしてそのキャビティ内にガスケットの材料を射出充填して、内周側壁のセパレータ内側にマニホールド孔からセパレータ内側方向へ離れた内側部分が成形されてなり、また、内周側壁のセパレータ外側にマニホールド孔から外側方向へ離れた外側部分とマニホールド孔の内周側壁まで延びる短絡防止部分とが成形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。
【請求項３】
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、その内周側壁におけるセパレータ内側にマニホールド孔から外側方向へ離れた内側部分が成形され、セパレータ外側にマニホールド孔から外側方向へ離れた外側部分と該外側部分からマニホールド孔の内周側壁まで延びる短絡防止部分とが成形されていることを特徴とする燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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（図３および図４を参照）を構成している。
【０００５】
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。
【０００６】
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孔３ｈ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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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と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。
【００１１】
そこで、図５および図７に示すように、上型１１’の突出部１７’の内側部分成形部１７ａ’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１７ｂ’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（以下、この技術を仮想技術と称する）。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’が形成されたガスケット６’を有するセル４’を構成することができる。
【００１２】
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。
【００１３】
【特許文献１】特開２００８−１２３８８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
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に示した金型１’においては、上型１１’の突出部１７’の外側部分成形部１７ｂ’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は、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１７ａ’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３ａに当接させた状態では、突出部１７’の外側部分成形部１７ｂ’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１７ｂ’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という問題があることとなる。そして、この問題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。
【００１５】
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１７ｂ’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１７ａ’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。
【００１６】
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１７ｂ’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１７ａ’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１７ａ’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。
【００１７】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
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、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、前記ガスケットの内周側壁を成形する突出部を有しており、該突出部のセパレータ内側は、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、ガスケットの内周側壁におけるセパレータ内側にマニホールド孔から外側方向へ離れた内側部分を成形するための内側部分成形部が形成されており、前記突出部のセパレータ外側は、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外側に部分的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、ガスケットの内周側壁におけるセパレータ外側にマニホールド孔から外側方向へ離れた外側部分を成形するための外側部分成形部と、前記マニホールド孔の内周側壁と対応する位置またはその近傍に部分的に当接することにより、前記外側部分からマニホールド孔の内周側壁まで延びる短絡防止部分を成形するための短絡防止部分成形部とが形成されていることを特徴とするものである。
また、請求項２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して金型内にインサートして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、前記金型のガスケットの内周側壁を成形する突出部に、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、ガスケットの内周側壁におけるセパレータ内側にマニホールド孔から外側方向へ離れた内側部分を成形する内側部分成形部と、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外側に部分的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、ガスケットの内周側壁におけるセパレータ外側にマニホールド孔から外側方向へ離れた外側部分を成形するための外側部分成形部と、前記マニホールド孔の内周側壁と対応する位置またはその近傍に部分的に当接することにより、前記外側部分からマニホールド孔の内周側壁まで延びる短絡防止部分を成形するための短絡防止部分成形部とを予め形成しておき、該金型に前記燃料電池構成部品とセパレータとを積重してインサートし、その後、前記金型を型閉じしてそのキャビティ内にガスケットの材料を射出充填して、内周側壁のセパレータ内側にマニホールド孔からセパレータ内側方向へ離れた内側部分が成形されてなり、また、内周側壁のセパレータ外側にマニホールド孔から外側方向へ離れた外側部分とマニホールド孔の内周側壁まで延びる短絡防止部分とが成形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、請求項３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、その内周側壁におけるセパレータ内側にマニホールド孔から外側方向へ離れた内側部分が成形され、セパレータ外側にマニホールド孔から外側方向へ離れた外側部分と該外側部分からマニホールド孔の内周側壁まで延びる短絡防止部分とが成形されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１９】
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、ガスケットの内周側壁を成形する突出部のセパレータ内側に内側部分成形部が形成されており、また、突出部のセパレータ外側に外側部分成形部と短絡防止部分成形部とが形成されていることにより、型閉じしてガスケットの材料をキャビティ内に射出充填するときに、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の周囲の表面におけるセパレータ外側に部分的に当接するため、ガスケットの材料がセパレータのマニホールド孔の周囲からその内部に侵入するのを防止し、ガスケットの内周側壁のセパレータ内側全体とセパレータ外側の一部とがマニホールド孔からその外側方向へ離れた内側部分および外側部分を成形する。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、短絡防止部分成形部は、マニホールド孔の内周側壁と対応する位置またはその近傍に部分的に当接して、かかる部分から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つつ、外側部分からマニホールド孔の内周側壁まで延びる短絡防止部分を部分的に成形する。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、請求項２の燃料電池の製造方法に係る発明によれば、ガスケットの内周側壁を成形する突出部のセパレータ内側に内側部分成形部をあらかじめ形成しておき、また、突出部のセパレータ外側に外側部分成形部と短絡防止部分成形部とを予め形成しておくことにより、型閉じしてガスケットの材料をキャビティ内に射出充填するときに、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の周囲の表面におけるセパレータ外側に部分的に当接するため、ガスケットの材料がセパレータのマニホールド孔の周囲からその内部に侵入するのを防止して、ガスケットの内周側壁のセパレータ内側全体とセパレータ外側の一部とにマニホールド孔からその外側方向へ離れた内側部分と外側部分をそれぞれ成形する。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のを確実且つ容易に防止し、燃料電池の発電性能を確保することができる。一方、短絡防止部分成形部をマニホールド孔の内周側壁と対応する位置またはその近傍に部分的に当接させることにより、かかる部分から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つつ、外側部分からマニホールド孔の内周側壁まで延びる短絡防止部分を部分的に成形する。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。
さらに、請求項３の燃料電池に係る発明によれば、ガスケットの内周側壁におけるセパレータ内側全体にマニホールド孔からセパレータ内側方向へ離れた内側部分が成形され、セパレータ外側部分にマニホールド孔から外側方向へ離れた外側部分が部分的に成形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のを確実且つ容易に防止することができる構造とすることができ、その結果として、燃料電池の発電性能を確保することができる。また、ガスケットの内周側壁におけるセパレータ外側に外側部分からマニホールド孔の内周側壁まで延びる短絡防止部分が部分的に成形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。
【００２０】
（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、（３）項が請求項２に相当し、（４）項が請求項３に相当する。
【００２１】
（１）  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、
前記ガスケットの内周側壁を成形する突出部を有しており、
該突出部のセパレータ内側は、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、ガスケットの内周側壁におけるセパレータ内側にマニホールド孔から外側方向へ離れた内側部分を成形するための内側部分成形部が形成されており、
前記突出部のセパレータ外側は、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外側に部分的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、ガスケットの内周側壁におけるセパレータ外側にマニホールド孔から外側方向へ離れた外側部分を成形するための外側部分成形部と、前記マニホールド孔の内周側壁と対応する位置またはその近傍に部分的に当接することにより、前記外側部分からマニホールド孔の内周側壁まで延びる短絡防止部分を成形するための短絡防止部分成形部とが形成され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。
【００２２】
（１）項の発明では、ガスケットの内周側壁を成形する突出部のセパレータ内側に内側部分成形部を形成し、また、突出部のセパレータ外側に外側部分成形部と短絡防止部分成形部とを形成することにより、型閉じしてガスケットの材料をキャビティ内に射出充填するときに、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の周囲の表面におけるセパレータ外側に部分的に当接して、ガスケットの材料がセパレータのマニホールド孔の周囲からその内部に侵入するのを防止して、ガスケットの内周側壁のセパレータ内側全体とセパレータ外側の一部とにマニホールド孔からその外側方向へ離れた内側部分および外側部分がそれぞれ成形される。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を確実且つ容易に防止して、燃料電池の発電性能を確保することができる。一方、短絡防止部分成形部がマニホールド孔の内周側壁と対応する位置またはその近傍に部分的に当接して、かかる部分から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て、外側部分からマニホールド孔の内周側壁まで延びる短絡防止部分を部分的に成形する。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。
【００２３】
（２）  前記突出部のセパレータ外側は、複数の外側部分成形部と短絡防止部分成形部とが交互に配置され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。
【００２４】
（２）項の発明では、（１）項に記載の発明において、突出部のセパレータ外側部分に複数の外側部分成形部と短絡防止部分成形部とを交互に配置することにより、ガスケットの内周側壁のセパレータ外側に、マニホールド孔から外側方向へ離れた外側部分と、この外側部分からマニホールド孔の内周側壁まで延びる短絡防止部分とが交互に成形されるため、金型の短絡防止部分成形部とセパレータのマニホールド孔の内周側壁と対応する位置との間からガスケットの材料がマニホールド孔内に侵入す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より確実且つ容易に防止して燃料電池の発電性能を確保することができ、また、各セルを積層し荷重を掛けたときのセパレータの変形による短絡をより確実に防止することができる。
【００２５】
（３）  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して金型内にインサートして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、
前記金型のガスケットの内周側壁を成形する突出部に、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、ガスケットの内周側壁におけるセパレータ内側にマニホールド孔から外側方向へ離れた内側部分を成形する内側部分成形部と、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外側に部分的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、ガスケットの内周側壁におけるセパレータ外側にマニホールド孔から外側方向へ離れた外側部分を成形するための外側部分成形部と、前記マニホールド孔の内周側壁と対応する位置またはその近傍に部分的に当接することにより、前記外側部分からマニホールド孔の内周側壁まで延びる短絡防止部分を成形するための短絡防止部分成形部とを予め形成しておき、
該金型に前記燃料電池構成部品とセパレータとを積重してインサートし、
その後、前記金型を型閉じしてそのキャビティ内にガスケットの材料を射出充填して、内周側壁のセパレータ内側にマニホールド孔からセパレータ内側方向へ離れた内側部分が成形されてなり、また、内周側壁のセパレータ外側にマニホールド孔から外側方向へ離れた外側部分とマニホールド孔の内周側壁まで延びる短絡防止部分とが成形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。
【００２６】
（３）項の発明では、ガスケットの内周側壁を成形する突出部のセパレータ内側に内側部分成形部をあらかじめ形成しておき、また、突出部のセパレータ外側に外側部分成形部と短絡防止部分成形部とを予め形成しておくことにより、型閉じしてガスケットの材料をキャビティ内に射出充填するときに、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の周囲の表面におけるセパレータ外側に部分的に当接して、ガスケットの材料がセパレータのマニホールド孔の周囲からその内部に侵入するのを防止して、ガスケットの内周側壁のセパレータ内側全体とセパレータ外側の一部とにマニホールド孔からその外側方向へ離れた内側部分と外側部分をそれぞれ成形する。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のを確実且つ容易に防止して、燃料電池の発電性能を確保することができる。一方、短絡防止部分成形部がマニホールド孔の内周側壁と対応する位置またはその近傍に部分的に当接することにより、かかる部分から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つつ、外側部分からマニホールド孔の内周側壁まで延びる短絡防止部分を部分的に成形する。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。
【００２７】
（４）  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、その内周側壁におけるセパレータ内側にマニホールド孔から外側方向へ離れた内側部分が成形され、セパレータ外側にマニホールド孔から外側方向へ離れた外側部分と該外側部分からマニホールド孔の内周側壁まで延びる短絡防止部分とが成形されていることを特徴とする燃料電池。
【００２８】
（４）項の発明では、ガスケットの内周側壁をマニホールド孔からその外側方向に離して成形し、且つ、前記内周側壁のセパレータ外側に外側部分からマニホールド孔の内周側壁まで延びる短絡防止部分が部分的に成形されている。ガスケットの内周側壁におけるセパレータ内側全体にマニホールド孔からセパレータ内側方向へ離れた内側部分が成形され、セパレータ外側にマニホールド孔から外側方向へ離れた外側部分が部分的に成形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のを確実且つ容易に防止することができる構造とすることができ、その結果として、燃料電池の発電性能を確保することができる。また、ガスケットの内周側壁におけるセパレータ外側に外側部分からマニホールド孔の内周側壁まで延びる短絡防止部分が部分的に成形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。
【００２９】
（５）  前記ガスケットのセパレータ外側部分は、複数の外側部分と短絡防止部分とが交互に成形されていることを特徴とする（４）項に記載の燃料電池。
【００３０】
（５）項の発明では、（４）項に記載の発明において、ガスケットの内周側壁のセパレータ外側に、複数のマニホールド孔から外側方向へ離れた外側部分と、複数の外側部分からマニホールド孔の内周側壁まで延びる短絡防止部分とを交互に成形することにより、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より確実且つ容易に防止して燃料電池の発電性能を確保することができ、また、各セルを積層し荷重を掛けたときのセパレータの変形による短絡をより確実に防止することができる構造とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
最初に、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に示した部分断面図および図１４に示した上型の底面図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。
本発明の燃料電池用ガスケット成形用金型は、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を成形するためのもので、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と第２の金型１２により形成されるキャビティ１３内に突出してガスケット６の内周側壁を成形する突出部１７を有しており、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、突出部１７のセパレータ内側に形成されてセパレータ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に当接する内側部分成形部１７ａと、突出部１７のセパレータ外側に形成されてセパレータ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外側３ｂに部分的に当接する外側部分成形部１７ｂ、および、マニホールド孔３ｈの内周側壁と対応する位置またはその近傍に部分的に当接する短絡防止部分成形部１７ｃとを有している。
【００３２】
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。
【００３３】
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１７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。
【００３４】
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。
【００３５】
図１３および図１４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、図１３および図１４に鎖線で示されたマニホールド孔３ｈの中心Ｃを境界としてセパレータ内側とセパレータ外側とに分けられ、セパレータ内側には内側部分成形部１７ａが構成されており、セパレータ外側には複数の外側部分成形部１７ｂと短絡防止部分成形部１７ｃとが交互に構成されている。
【００３６】
突出部１７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の表面のマニホールド孔３ｈの周囲に当接されるよう設定されている。突出部１７のセパレータ内側に構成される内側部分成形部１７ａは、セパレータ３のマニホールド孔３ｈの、中心Ｃから燃料電池構成部品側（セパレータ内側）の部分の形状と相似形で、マニホールド孔３ｈよりも大きく成形されている。一方、外側部分成形部１７ｂと短絡防止部分成形部１７ｃは、セパレータ３のマニホールド孔３ｈの中心Ｃからその外側（セパレータ外側）の部分の形状と相似形で交互に配設されている。図１４に示した実施の形態では、内側部分成形部１７ａよりも外側部分成形部１７ｂのほうがマニホールド孔３ｈの内周面からより離れた位置まで伸びている。また、上型１１の短絡防止部分成形部１７ｃは、短絡防止部分６ｃの端部がマニホールド孔３ｈの内周面からその突出を開始して外側部分成形部１７ｂと連続するように形成されている。なお、本発明では、突出部１７が略全体的にガスケット６の内周側壁をマニホールド孔３ｈから離すように成形するための成形部１７ａ、１７ｂが形成されており、突出部１７のセパレータ外側に短絡防止部分成形部１７ｃが間欠的に形成されている、と表現することもできる。
【００３７】
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を覆うように外縁短絡防止部６ｐａが成形され、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。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。
【００３８】
次に、本発明の燃料電池の製造方法を、上述したように構成された燃料電池用ガスケット成形用金型１を使用する場合によって、その作動とともに説明する。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。
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とを積重して金型１内にインサートしてセパレータ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、金型１のガスケット６の内周側壁を成形する突出部１７に、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１７ａと、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外側３ｂに部分的に当接する外側部分成形部１７ｂ、および、マニホールド孔３ｈの内周側壁と対応する位置またはその近傍に部分的に当接する短絡防止部分成形部１７ｃ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、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に突出部１７の内側部分成形部１７ａを当接させてシールすると共に、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外側３ｂに突出部１７の外側部分成形部１７ｂを部分的に当接し、且つ、セパレータ外側３ｂのマニホールド孔３ｈの内周側壁と対応する位置またはその近傍に短絡防止部分成形部１７ｃを部分的に当接して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、ガスケット６の内周側壁のセパレータ内側が内側部分成形部１７ａによってマニホールド孔３ｈからセパレータ内側方向へ離れた内側部分６ａを成形されてなり、また、ガスケット６の内周側壁のセパレータ外側がマニホールド孔３ｈからその外側方向へ離れた外側部分６ｂとこの外側部分６ｂからマニホールド孔３ｈの内周側壁まで延びる短絡防止部分６ｃとを成形されてなるガスケット６を成形するものである。
【００３９】
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１７ａと外側部分成形部１７ｂおよび短絡防止部分成形部１７ｃとを有する突出部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。
【００４０】
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１７ａ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１７ｂは、型閉じすることによってマニホールド孔３ｈの周囲の表面におけるセパレータ外側３ｂに部分的に当接し、また、短絡防止部分成形部１７ｃは、型閉じすることによってマニホールド孔３ｈの内周側壁と対応する位置またはその周囲の近傍に部分的に当接して、これら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。
【００４１】
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、本発明では、突出部１７の内側部分成形部１７ａと外側部分成形部１７ｂおよび短絡防止部分成形部１７ｃとがセパレータ３のマニホールド孔３ｈの周囲に当接されるため、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を破損させることなく、突出部１７の先端を異なる厚さのセパレータ３の表面に対して所定の力で適切に当接させることができる。
【００４２】
次に、本発明の燃料電池の実施の一形態を、上述したように構成された燃料電池用ガスケット成形用金型１を使用して、上述したような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を積層してなるもので、各セル４は、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とを備えており、ガスケット６は、その内周側壁におけるセパレータ内側部分にマニホールド孔３ｈからセパレータ内側方向へ離れた内側部分６ａが成形され、セパレータ外側部分にマニホールド孔３ｈから外側方向へ離れた外側部分６ｂとこの外側部分６ｂからマニホールド孔３ｈの内周側壁まで延びる短絡防止部分６ｃとが成形されている。言い換えれば、ガスケット６の内周側壁をマニホールド孔３ｈからその外側方向に離して内側部分６ａと外側部分６ｂとを成形し、且つ、内周側壁のセパレータ外側部分６ｂからマニホールド孔３ｈの内周側壁まで延びる短絡防止部分６ｃが部分的に成形されている、と表現することもできる。また、複数の外側部分成形部１７ｂと短絡防止部分成形部１７ｃが交互に形成されていることにより、ガスケット６の内周側壁の外側は、櫛形に成形されている、と表現することもできる。
【００４３】
上述したように、燃料電池構成部品２とセパレータ３とを積重して仮組したものを下型１２にインサートし、上型１１と下型１２を型閉じしてキャビティ１３内にガスケット６の材料を射出充填すると、上型１１の突出部１７の内側部分成形部１７ａ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に当接するため、ガスケット６の内周側壁のセパレータ内側は、マニホールド孔３ｈから離れた内側部分６ａが成形される。また、上型１１の突出部１７の外側部分成形部１７ｂがマニホールド孔３ｈの周囲の表面におけるセパレータ外側３ｂに部分的に当接すると共に、短絡防止部分成形部１７ｃがマニホールド孔３ｈの内周側壁と対応する位置またはその周囲の近傍に部分的に当接するため、ガスケット６の内周側壁のセパレータ外側は、マニホールド孔３ｈから離れるように成形された外側部分６ｂと、外側部分６ｂからマニホールド孔３ｈの内周側壁まで延びる短絡防止部分６ｃとが交互に成形されている。
【００４４】
このようにガスケット６が成形されたセル４では、図１６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１７に示すように、短絡防止部分６ｃと、さらには外縁短絡防止部６ｐａが成形されていること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。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】セルの平面図である。
【図２】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。
【図３】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。
【図４】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。
【図５】本発明に至る前の仮想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。
【図６】図５に示したガスケットの平面図である。
【図７】図５に示した上型の底面図である。
【図８】図５に示した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。
【図９】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。
【図１０】図５に示した仮想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。
【図１１】図５に示した仮想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。
【図１２】図５に示した仮想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。
【図１３】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。
【図１４】図１３に示した上型の底面図である。
【図１５】図１３に示したガスケットの平面図である。
【図１６】本発明の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。
【図１７】図１６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。
【符号の説明】
【００４６】
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、  ３ｂ：セパレータ外側、  ４：セル、  ５：マニホールド、  ６：ガスケット、  ６ａ：セパレータの内周側壁の内側部分、  ６ｂ：セパレータの内周側壁の外側部分、  ６ｃ：セパレータの内周側壁の短絡防止部、  ６ｐａ：外縁短絡防止部、  １１：上型（第１の金型）、  １２：下型（第２の金型）、  １３：キャビティ、  １７：突出部、  １７ａ：内側部分成形部、  １７ｂ：外側部分成形部、  １７ｃ：短絡防止部分成形部
【図１】
2010113996.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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