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JP2011181442A - Method and apparatus for manufacturing gas passage forming member for fuel cell, and method for manufacturing fuel cell - Google Patents

Method and apparatus for manufacturing gas passage forming member for fuel cell, and method for manufacturing fuel cell Download PDF

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JP2011181442A JP2010046559A JP2010046559A JP2011181442A JP 2011181442 A JP2011181442 A JP 2011181442A JP 2010046559 A JP2010046559 A JP 2010046559A JP 2010046559 A JP2010046559 A JP 2010046559A JP 2011181442 A JP2011181442 A JP 2011181442A
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gas flow
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fuel cell
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Tomokazu Hayashi
友和 林
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Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Abstract

【課題】凸部の幅方向ピッチを短縮可能な構成とすることで、燃料電池の発電性能を高める。
【解決手段】燃料電池用のガス流路形成部材を製造する方法であって、凸形状の刃部312を有する刃型を用いて、凹部と凸部が交互に連続する凹凸形状である凹凸部を金属製の板材にプレス形成することにより、ガス流路としての開口部を備える中間物を得るプレス処理工程と、前記中間物を加工して前記ガス流路形成部材を得る後処理工程とを備え、前記プレス処理工程は、前記刃部312の先端312Kがアール形状となった刃型を用いて行う構成である、燃料電池用ガス流路形成部材の製造方法。
【選択図】図6
The power generation performance of a fuel cell is enhanced by adopting a configuration capable of shortening the pitch in the width direction of convex portions.
A method of manufacturing a gas flow path forming member for a fuel cell, wherein a concave and convex portion having a concave and convex shape in which a concave portion and a convex portion are alternately continued using a blade mold having a convex blade portion 312. Press forming a metal plate material to obtain an intermediate having an opening as a gas flow path, and a post-processing process to obtain the gas flow path forming member by processing the intermediate And the pressing process step is a method for manufacturing a fuel cell gas flow path forming member, wherein the blade portion 312 is configured using a blade shape in which the tip 312K of the blade portion 312 is rounded.
[Selection] Figure 6

Description

本発明は、燃料電池用のガス流路形成部材を製造する技術に関する。   The present invention relates to a technique for manufacturing a gas flow path forming member for a fuel cell.

従来、燃料電池として、膜電極接合体と、膜電極接合体の両側に配置されるセパレータとを備え、膜電極接合体とセパレータとの間に、導電性多孔体であるガス流路形成部材が設けられたものが知られている。ガス流路形成部材としては、金属製の薄板をプレス成形したラスカットメタルが用いられたりする(特許文献1)。   Conventionally, as a fuel cell, a membrane electrode assembly and separators disposed on both sides of the membrane electrode assembly are provided, and a gas flow path forming member that is a conductive porous body is provided between the membrane electrode assembly and the separator. What is provided is known. As the gas flow path forming member, a lath cut metal obtained by press-molding a metal thin plate is used (Patent Document 1).

特開2008−287955号公報JP 2008-287955 A

前記ラスカットメタルを用いたガス流路形成部材は、ラスカット後の凸部の形状が矩形であることから、成形伸びが大きい。このため、材料破断を裂けようとすると、凸部の幅方向のピッチが拡がってしまうことから、幅方向ピッチを短縮することが困難である。この結果、前記従来の燃料電池では、発電性能を向上することが困難であるという問題が発生した。   The gas flow path forming member using the lath cut metal has a large molding elongation because the shape of the convex portion after the lath cut is rectangular. For this reason, if it is going to tear material fracture | rupture, since the pitch of the width direction of a convex part will spread, it is difficult to shorten the width direction pitch. As a result, the conventional fuel cell has a problem that it is difficult to improve the power generation performance.

本発明は、凸部の幅方向ピッチを短縮可能な構成とすることで、燃料電池の発電性能を高めることを目的とする。   An object of the present invention is to improve the power generation performance of a fuel cell by adopting a configuration in which the pitch in the width direction of the protrusions can be shortened.

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するために以下の形態または適用例として実現することが可能である。   The present invention can be realized as the following forms or application examples in order to solve at least a part of the above-described problems.

[適用例1] 燃料電池用のガス流路形成部材を製造する方法であって、凸形状の刃部を有する刃型を用いて、凹部と凸部が交互に連続する凹凸形状である凹凸部を金属製の板材にプレス形成することにより、ガス流路としての開口部を備える中間物を得るプレス処理工程と、前記中間物を加工して前記ガス流路形成部材を得る後処理工程とを備え、前記プレス処理工程は、前記刃部の先端が曲線形状となった刃型を用いて行う構成である、燃料電池用ガス流路形成部材の製造方法。 [Application Example 1] A method for producing a gas flow path forming member for a fuel cell, wherein a concave-convex portion having a concave-convex shape in which concave portions and convex portions are alternately continued using a blade mold having a convex-shaped blade portion. Press forming a metal plate material to obtain an intermediate having an opening as a gas flow path, and a post-processing process to obtain the gas flow path forming member by processing the intermediate The method for producing a fuel cell gas flow path forming member is provided, wherein the pressing process step is performed using a blade mold in which a tip of the blade portion has a curved shape.

適用例1に記載の燃料電池用ガス流路形成部材の製造方法によれば、先端が曲線形状となった刃部によりせん断することができることから、プレス処理工程により形成される凸部の幅方向ピッチを短縮することができる。したがって、製造されたガス流路形成部材を燃料電池に使用することで、燃料電池の発電性能を向上させることができる。   According to the manufacturing method of the fuel cell gas flow path forming member described in Application Example 1, since the tip can be sheared by the curved blade portion, the width direction of the convex portion formed by the pressing process The pitch can be shortened. Therefore, the power generation performance of the fuel cell can be improved by using the manufactured gas flow path forming member for the fuel cell.

[適用例2] 適用例1に記載の燃料電池用ガス流路形成部材の製造方法であって、前記プレス処理工程は、金属製の板材を第1方向に送る送り工程と、前記刃部としての複数の凸部が前記第1方向と直交する第2方向に配列された上刃を少なくとも備える前記刃型を用いて、前記送り工程により前記上刃の下方に送られてきた前記板材に対して前記上刃を押し付けることにより、一部せん断加工を行い前記板材に前記凹凸部を形成する凹凸部形成工程とを備え、前記送り工程により前記板材を所定幅ずつ送りながら、前記凹凸部形成工程を実行することにより前記中間物を得る構成である、燃料電池用ガス流路形成部材の製造方法。 Application Example 2 In the method for manufacturing a fuel cell gas flow path forming member according to Application Example 1, the pressing process includes a feeding process of feeding a metal plate in a first direction, and the blade portion. With respect to the plate material that has been sent below the upper blade by the feeding step, using the blade mold that includes at least an upper blade arranged in a second direction orthogonal to the first direction. And pressing the upper blade to perform a partial shearing process to form the uneven portion on the plate material, and the uneven portion forming step while feeding the plate material by a predetermined width by the feeding step. The manufacturing method of the gas flow path formation member for fuel cells which is the structure which obtains the said intermediate body by performing.

適用例2に記載の燃料電池用ガス流路形成部材の製造方法によれば、一般的なプレス処理と同じ作業により中間物を得ることができることから、製造が容易である。   According to the manufacturing method of the fuel cell gas flow path forming member described in the application example 2, since the intermediate can be obtained by the same operation as a general press process, the manufacturing is easy.

[適用例3] 前記後処理工程は、前記中間物の前記凸部の一部分を平坦にする圧延処理を実行する構成である、適用例1または2に記載の燃料電池用ガス流路形成部材の製造方法。 Application Example 3 In the fuel cell gas flow path forming member according to Application Example 1 or 2, the post-processing step is configured to perform a rolling process for flattening a part of the convex portion of the intermediate. Production method.

適用例3に記載の燃料電池用ガス流路形成部材の製造方法によれば、圧延処理により前記凸部の一部分が平坦となることから、製造されたガス流路形成部材を膜電極接合体に当接されるに際し、電極を損傷する虞がない。   According to the method for manufacturing a fuel cell gas flow path forming member described in Application Example 3, a part of the convex portion is flattened by the rolling process, and thus the manufactured gas flow path forming member is used as a membrane electrode assembly. There is no risk of damaging the electrodes when abutting.

[適用例4] 前記ガス流路形成部材は、ラスカットメタルである、適用例1ないし3のいずれかに記載の燃料電池用ガス流路形成部材の製造方法。この構成によれば、ラスカットメタルであるガス流路形成部材に適用することができる。 Application Example 4 The method for manufacturing a fuel cell gas flow path forming member according to any one of Application Examples 1 to 3, wherein the gas flow path forming member is a lath cut metal. According to this structure, it can apply to the gas flow path formation member which is a lath cut metal.

[適用例5] 膜電極接合体を備えた燃料電池の製造方法であって、適用例1ないし4のいずれかに記載の燃料電池用ガス流路形成部材の製造方法を用いてガス流路形成部材を製造する工程と、前記製造されたガス流路形成部材を、前記刃部により突出した側の面が前記膜電極接合体と当接するように配置する配置工程とを備える、燃料電池の製造方法。 Application Example 5 A method of manufacturing a fuel cell including a membrane electrode assembly, wherein the gas flow path is formed using the method for manufacturing a fuel cell gas flow path forming member according to any one of Application Examples 1 to 4. A fuel cell manufacturing method comprising: a member manufacturing step; and an arrangement step in which the manufactured gas flow path forming member is disposed such that a surface on the side protruding by the blade portion contacts the membrane electrode assembly. Method.

適用例5に記載の燃料電池の製造方法によれば、ガス流路形成部材の凸部の幅方向ピッチを短縮することができることから、燃料電池の発電性能を向上することができる。   According to the method for manufacturing a fuel cell described in Application Example 5, since the pitch in the width direction of the convex portion of the gas flow path forming member can be shortened, the power generation performance of the fuel cell can be improved.

[適用例6] 燃料電池用のガス流路形成部材を製造する装置であって、凸形状の刃部を有する刃型を用いて、凹部と凸部が交互に連続する凹凸形状である凹凸部を金属製の板材にプレス形成することにより、ガス流路としての開口部を備える中間物を得るプレス部と、前記中間物を加工して前記ガス流路形成部材を得る後処理部とを備え、前記刃型は、前記刃部の先端が曲線形状となった構成である、燃料電池用ガス流路形成部材の製造装置。 Application Example 6 An apparatus for producing a gas flow path forming member for a fuel cell, using a blade shape having a convex blade portion, and having a concave and convex portion in which the concave portion and the convex portion are alternately continuous. A press part for obtaining an intermediate product having an opening as a gas flow path by press-forming the metal plate material, and a post-processing part for processing the intermediate product to obtain the gas flow path forming member. The blade type is an apparatus for manufacturing a gas flow path forming member for a fuel cell, wherein the blade tip has a curved shape.

適用例6に記載の燃料電池用ガス流路形成部材の製造装置によれば、適用例1に記載の燃料電池用ガス流路形成部材の製造方法と同様に、製造されたガス流路形成部材を燃料電池に使用することで、燃料電池の発電性能を向上させることができる。   According to the fuel cell gas flow path forming member manufacturing apparatus described in Application Example 6, the manufactured gas flow path forming member manufactured in the same manner as the fuel cell gas flow path forming member manufacturing method described in Application Example 1 Can be used in a fuel cell to improve the power generation performance of the fuel cell.

さらに、本発明は、上記適用例1ないし7以外の種々の形態で実現可能であり、例えば、本発明の燃料電池用ガス流路形成部材の製造方法を用いて製造した燃料電池などの形態で実現することが可能である。   Furthermore, the present invention can be realized in various forms other than the above application examples 1 to 7. For example, in the form of a fuel cell manufactured using the method for manufacturing a gas flow path forming member for a fuel cell according to the present invention. It is possible to realize.

本発明の実施例としての燃料電池100の概略構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows schematic structure of the fuel cell 100 as an Example of this invention. 流路形成部材40の構造を示す斜視図である。4 is a perspective view showing a structure of a flow path forming member 40. FIG. ガス拡散層33bと流路形成部材40とセパレータ70との積層状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the lamination | stacking state of the gas diffusion layer 33b, the flow-path formation member 40, and the separator 70. FIG. 流路形成部材の製造方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the manufacturing method of a flow-path formation member. プレス処理の工程を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the process of a press process. 従来例の上刃と実施例の上刃とを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the upper blade of a prior art example, and the upper blade of an Example. プレス処理により形成された中間物の斜視図である。It is a perspective view of the intermediate formed by the press process. 圧延処理を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a rolling process. 凸部53側の頂点がどのように潰されるかを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows how the vertex by the side of the convex part 53 is crushed. 従来例と本実施例により形成される各凸部を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows each convex part formed by a prior art example and a present Example.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら、実施例に基づき説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on examples with reference to the drawings.

A.第1実施例:
A−1.燃料電池の概略構成:
本発明の実施例としての燃料電池100の概略構成を図1に示す。燃料電池100は、固体高分子形の燃料電池であり、複数積層された発電体20を両端のエンドプレート95,96で挟持して構成される。発電体20は、発電がなされる基本構造であり、燃料電池100は、発電体を複数積層させたスタック構造を有している。この燃料電池100では、燃料ガスとしての水素および酸化剤ガスとしての空気が水素供給マニホールド95a、空気供給マニホールド95bから発電体20に供給され、その排ガスが水素排出マニホールド95cおよび空気排出マニホールド95dから排出される。また、冷却水が冷却水供給マニホールド95eから発電体20に供給され、その排水が冷却水排出マニホールド95fから排出される。
A. First embodiment:
A-1. Schematic configuration of fuel cell:
A schematic configuration of a fuel cell 100 as an embodiment of the present invention is shown in FIG. The fuel cell 100 is a polymer electrolyte fuel cell, and is configured by sandwiching a plurality of stacked power generators 20 between end plates 95 and 96 at both ends. The power generator 20 is a basic structure for generating power, and the fuel cell 100 has a stack structure in which a plurality of power generators are stacked. In this fuel cell 100, hydrogen as fuel gas and air as oxidant gas are supplied from the hydrogen supply manifold 95a and air supply manifold 95b to the power generator 20, and the exhaust gas is discharged from the hydrogen discharge manifold 95c and air discharge manifold 95d. Is done. Further, the cooling water is supplied from the cooling water supply manifold 95e to the power generator 20, and the waste water is discharged from the cooling water discharge manifold 95f.

発電体20は、膜電極接合体としてのMEA34(Membrane Electrode Assembly)の両面にガス拡散層33a、33bが接合したMEGA35の両面に、流路形成部材40,60、セパレータ70,80が積層されて構成される。なお、本実施例における発電体20の積層面の寸法は100mm×300mmである。流路形成部材40,60は、本発明で言う「ガス流路形成部材」である。   The power generation body 20 is formed by laminating flow path forming members 40 and 60 and separators 70 and 80 on both sides of a MEGA 35 in which gas diffusion layers 33a and 33b are joined to both sides of a MEA 34 (Membrane Electrode Assembly) as a membrane electrode assembly. Composed. In addition, the dimension of the lamination | stacking surface of the electric power generation body 20 in a present Example is 100 mm x 300 mm. The flow path forming members 40 and 60 are “gas flow path forming members” in the present invention.

MEA34は、電解質膜31の表面上に、カソード電極32aとアノード電極32bとを備える。電解質膜31は、湿潤状態で良好なプロトン伝導性を示す固体高分子材料の薄膜であり、セパレータ70,80の外形よりも小さく流路形成部材40、60の外形よりも大きい長方形に形成されている。本実施例では、電解質膜31には、ナフィオン(登録商標)を用いた。カソード電極32aおよびアノード電極32bは、導電性を有する担体上に触媒を担持させた電極であり、本実施例においては、白金触媒を担持したカーボン粒子と、電解質膜31を構成する高分子電解質と同質の電解質とを備えている。   The MEA 34 includes a cathode electrode 32 a and an anode electrode 32 b on the surface of the electrolyte membrane 31. The electrolyte membrane 31 is a thin film of a solid polymer material that exhibits good proton conductivity in a wet state, and is formed in a rectangular shape that is smaller than the outer shape of the separators 70 and 80 and larger than the outer shape of the flow path forming members 40 and 60. Yes. In this embodiment, Nafion (registered trademark) is used for the electrolyte membrane 31. The cathode electrode 32a and the anode electrode 32b are electrodes in which a catalyst is supported on a carrier having conductivity. In this embodiment, carbon particles supporting a platinum catalyst, a polymer electrolyte constituting the electrolyte membrane 31, and With the same electrolyte.

ガス拡散層33a,33bは、ガス透過性を有する導電性部材、例えば、カーボンペーパやカーボンクロス、あるいは金属メッシュや発泡金属によって形成することができる。本実施例においては、ガス拡散層33a,33bは、カーボンペーパを用いた。ガス拡散層33a,33bは、酸化剤ガスまたは燃料ガスを拡散して、カソード電極32aまたはアノード電極32bの全面に供給する。ガス拡散層33a,33bは、流路形成部材40,60と比べて小さい気孔率を有しており、ガス拡散機能の他に、集電機能や、MEA34の保護機能も担っている。なお、このガス拡散層33aおよび33bには、MEA34の水分量を調節する機能などを持たせてもよい。   The gas diffusion layers 33a and 33b can be formed of a conductive member having gas permeability, such as carbon paper or carbon cloth, a metal mesh, or a foam metal. In this embodiment, carbon paper is used for the gas diffusion layers 33a and 33b. The gas diffusion layers 33a and 33b diffuse the oxidant gas or fuel gas and supply it to the entire surface of the cathode electrode 32a or the anode electrode 32b. The gas diffusion layers 33a and 33b have a smaller porosity than the flow path forming members 40 and 60, and have a current collecting function and a protection function for the MEA 34 in addition to the gas diffusion function. The gas diffusion layers 33a and 33b may have a function of adjusting the moisture content of the MEA 34.

かかるMEGA35は、その外周に配されたシールガスケット36と一体形成される。シールガスケット36には、水素供給マニホールド30a、空気供給マニホールド30b、水素排出マニホールド30c、空気排出マニホールド30d、冷却水供給マニホールド30e、冷却水排出マニホールド30fを備えている。また、シールガスケット36には、厚み方向に、各マニホールドを囲む凸状の部位が形成されており、当該部位は、シールガスケット36の両側に積層されるセパレータ70,80と当接し、マニホールド内からの流体(燃料ガス、酸化剤ガス、冷却水)の漏れを抑制するシールとして機能する。   The MEGA 35 is integrally formed with a seal gasket 36 disposed on the outer periphery thereof. The seal gasket 36 includes a hydrogen supply manifold 30a, an air supply manifold 30b, a hydrogen discharge manifold 30c, an air discharge manifold 30d, a cooling water supply manifold 30e, and a cooling water discharge manifold 30f. Further, the seal gasket 36 is formed with convex portions surrounding each manifold in the thickness direction, and the portions abut against separators 70 and 80 stacked on both sides of the seal gasket 36, and from inside the manifold. It functions as a seal that suppresses leakage of fluid (fuel gas, oxidant gas, cooling water).

流路形成部材40,60は、多数の貫通孔が形成された部材であり、本実施例ではラスカットメタルを用いた。流路形成部材40は、MEGA35のアノード側とセパレータ70との間に配設され、セパレータ70を介して供給された水素を、MEA34の電極面の側方の一方の側から他方の側に向けた流れで流しつつ、水素をMEGA35のアノード側に供給する。同様に、流路形成部材60は、空気をMEGA35のカソード側に供給する。かかる流路形成部材40、60は、耐食性と導電性とを有する金属、例えば、ステンレス鋼やチタン、チタン合金などによって形成されるが、本実施例では、チタンを用いた。流路形成部材40,60の詳細な構造については後述する。なお、本実施例では、MEGA35の両面に流路形成部材40,60を備える構成としたが、MEGA35の片面のみに備える構成としてもよい。   The flow path forming members 40 and 60 are members in which a large number of through holes are formed, and in this embodiment, lath cut metal was used. The flow path forming member 40 is disposed between the anode side of the MEGA 35 and the separator 70 and directs the hydrogen supplied via the separator 70 from one side of the electrode surface of the MEA 34 to the other side. Hydrogen is supplied to the anode side of the MEGA 35 while flowing in a continuous flow. Similarly, the flow path forming member 60 supplies air to the cathode side of the MEGA 35. The flow path forming members 40 and 60 are made of a metal having corrosion resistance and conductivity, for example, stainless steel, titanium, titanium alloy, etc., but in this embodiment, titanium is used. The detailed structure of the flow path forming members 40 and 60 will be described later. In the present embodiment, the flow path forming members 40 and 60 are provided on both sides of the MEGA 35. However, the MEGA 35 may be provided on only one side of the MEGA 35.

セパレータ70は、カソード電極32a側に設けられる平坦なカソード側セパレータ71と、アノード電極32b側に設けられる平坦なアノード側セパレータ73と、それらの間に配置される中間セパレータ72とが一体となって構成される。カソード側セパレータ71には、水素供給マニホールド71a、空気供給マニホールド71b、水素排出マニホールド71c、空気排出マニホールド71d、冷却水供給マニホールド71e、冷却水排出マニホールド71f、空気連通孔75,76を備えている。空気供給マニホールド71bに供給された空気は、中間セパレータ72の空気連通孔72bおよび空気連通孔75を介して、流路形成部材60に導かれる。また、その排ガスは、空気連通孔76および中間セパレータ72の連通孔(図示せず)を介して、空気排出マニホールド71dに排出される。   In the separator 70, a flat cathode-side separator 71 provided on the cathode electrode 32a side, a flat anode-side separator 73 provided on the anode electrode 32b side, and an intermediate separator 72 disposed therebetween are integrated. Composed. The cathode separator 71 includes a hydrogen supply manifold 71a, an air supply manifold 71b, a hydrogen discharge manifold 71c, an air discharge manifold 71d, a cooling water supply manifold 71e, a cooling water discharge manifold 71f, and air communication holes 75 and 76. The air supplied to the air supply manifold 71 b is guided to the flow path forming member 60 through the air communication hole 72 b and the air communication hole 75 of the intermediate separator 72. The exhaust gas is discharged to the air discharge manifold 71d through the air communication hole 76 and the communication hole (not shown) of the intermediate separator 72.

同様に、水素供給マニホールド71cに供給された水素は、中間セパレータ72およびアノード側セパレータ73の連通孔(図示せず)を介して、流路形成部材40に導かれ、流路形成部材40を流れた後、アノード側セパレータ73の連通孔(図示せず)および中間セパレータ72の水素連通孔72aを介して、水素排出マニホールド71aに排出される。また、中間セパレータ72には、略長方形外形の長辺方向に沿って複数の切欠が形成され、その切欠の両端はそれぞれ、冷却水排出マニホールド71fおよび冷却水供給マニホールド71eと連通している。   Similarly, the hydrogen supplied to the hydrogen supply manifold 71 c is guided to the flow path forming member 40 through the communication holes (not shown) of the intermediate separator 72 and the anode side separator 73 and flows through the flow path forming member 40. After that, the hydrogen is discharged to the hydrogen discharge manifold 71 a through the communication hole (not shown) of the anode separator 73 and the hydrogen communication hole 72 a of the intermediate separator 72. The intermediate separator 72 is formed with a plurality of cutouts along the long side direction of a substantially rectangular outline, and both ends of the cutouts communicate with the cooling water discharge manifold 71f and the cooling water supply manifold 71e, respectively.

かかるセパレータ70は、ガス不透過な導電性部材、例えば圧縮カーボンやステンレス鋼やチタンから成る部材によって形成されるが、本実施例では、チタンを用いた。なお、セパレータ80は、セパレータ70と同様の構成である。   The separator 70 is formed of a gas-impermeable conductive member such as a member made of compressed carbon, stainless steel, or titanium. In this embodiment, titanium is used. The separator 80 has the same configuration as the separator 70.

A−2.流路形成部材の構造:
流路形成部材40,60の詳細な構造について次に説明する。図2は、流路形成部材40の構造を示す斜視図である。流路形成部材40は、図示するように、凹部51と凸部53とが交互に連続する凹凸形状である凹凸部50が、凹部51と凸部53の連続方向(図中のx方向)と直交する方向(図中のy方向)に配列かつ一定の勾配をもって連設された形状として構成される。凹凸部50は、1つの凹部51と1つの凸部53とを1周期として、同一周期で連続している。隣接する凹凸部50は、凹凸の位相がずれている。また、凸部53の上部と勾配の登り方向側で隣接する凹部51の底面とは、連結して構成されている。また、上述の勾配は、角度θでの登り形状となっている。
A-2. Structure of flow path forming member:
Next, the detailed structure of the flow path forming members 40 and 60 will be described. FIG. 2 is a perspective view showing the structure of the flow path forming member 40. As shown in the figure, the flow path forming member 40 has a concave and convex portion 50 having a concave and convex shape in which concave portions 51 and convex portions 53 are alternately continuous, and a continuous direction of the concave portions 51 and the convex portions 53 (x direction in the figure). It is configured as a shape arranged in an orthogonal direction (y direction in the figure) and continuously arranged with a certain gradient. The concavo-convex part 50 is continuous with the same period, with one concave part 51 and one convex part 53 as one period. The adjacent concavo-convex portions 50 are out of phase. Moreover, the upper part of the convex part 53 and the bottom face of the recessed part 51 adjacent on the climbing direction side of a gradient are connected and comprised. In addition, the above-described gradient has an ascending shape at an angle θ.

かかる凹凸形状の外形により、同一形状の貫通孔41が多数形成されている。なお、本明細書において、凸部53のうち、勾配の下り側の端部を凸部端53aと、凹部51のうち、勾配の登り側の端部を凹部端51aという。本実施例では、この凸部端53a側と凹部端51a側とは、それぞれ同一方向の平面形状に潰されている。ここで言う「同一方向」とは、角度θの勾配の方向と一致する方向である。この結果、凸部端53a側および凹部端51a側には、平坦部が形成される。以下、上記凸部端53a側の平坦部を「凸部側平坦部54」と、凹部端51a側の平坦部を「凹部側平坦部52」と呼ぶ。   A large number of through-holes 41 having the same shape are formed by such an uneven outer shape. In the present specification, the end of the convex portion 53 on the downward side of the gradient is referred to as a convex portion end 53a, and the concave portion 51 of the concave portion 51 is referred to as the concave portion end 51a. In the present embodiment, the convex end 53a side and the concave end 51a side are crushed into planar shapes in the same direction. Here, the “same direction” is a direction that coincides with the direction of the gradient of the angle θ. As a result, flat portions are formed on the convex end 53a side and the concave end 51a side. Hereinafter, the flat portion on the convex portion end 53a side is referred to as a “convex portion flat portion 54”, and the flat portion on the concave portion end 51a side is referred to as a “concave portion flat portion 52”.

図2の例では、凹凸をx方向に4対、y方向に3対だけ記載しているが、これは図示の都合によるもので、実際は、方向に400対、y方向に200対ほど設けられている。   In the example of FIG. 2, only four pairs of irregularities are described in the x direction and only three pairs in the y direction. However, this is for convenience of illustration, and actually 400 pairs in the direction and 200 pairs in the y direction are provided. ing.

上述した流路形成部材40について、発電体20を構成する部材として積層した際の態様について説明する。図3は、ガス拡散層33bと流路形成部材40とセパレータ70との積層状態を示す説明図である。前述の通り、流路形成部材40の凹部側平坦部52および凸部側平坦部54は、角度θの勾配を有するため、セパレータ70およびガス拡散層33bと平行に当接する。すなわち、流路形成部材40の凹部51とセパレータ70とは、凹部側平坦部52での面接触となり、流路形成部材40の凸部53とガス拡散層33bとは、凸部側平坦部54での面接触となる。   About the flow path formation member 40 mentioned above, the aspect at the time of laminating | stacking as a member which comprises the electric power generation body 20 is demonstrated. FIG. 3 is an explanatory diagram showing a stacked state of the gas diffusion layer 33 b, the flow path forming member 40, and the separator 70. As described above, the concave portion-side flat portion 52 and the convex portion-side flat portion 54 of the flow path forming member 40 are in contact with the separator 70 and the gas diffusion layer 33b in parallel because they have a gradient of the angle θ. That is, the concave portion 51 and the separator 70 of the flow path forming member 40 are in surface contact at the concave portion side flat portion 52, and the convex portion 53 and the gas diffusion layer 33 b of the flow path forming member 40 are convex portion side flat portion 54. It becomes surface contact at.

したがって、流路形成部材40を用いて発電体20を構成する場合において、燃料電池100の締結力などが作用した場合に、前記のように面接触であることから接触単位面積あたりに作用する力を低減でき、ガス拡散層33bおよびセパレータ70(特にガス拡散層33b)の損傷を抑制することができる。また、接触面積が増加することにより、流路形成部材40の集電特性を向上させ、また、流路形成部材40とガス拡散層33bとの接触抵抗も低減することができ、その結果、発電体20の発電性能が向上する。   Therefore, when the power generating body 20 is configured using the flow path forming member 40, when the fastening force of the fuel cell 100 or the like is applied, the force acting per unit contact area is the surface contact as described above. And the damage to the gas diffusion layer 33b and the separator 70 (particularly the gas diffusion layer 33b) can be suppressed. Further, the increase in the contact area can improve the current collection characteristics of the flow path forming member 40, and can also reduce the contact resistance between the flow path forming member 40 and the gas diffusion layer 33b. The power generation performance of the body 20 is improved.

なお、図2に示すように、本実施例では、凹部51と凸部53とは、反転対象の形状となっていない。この点については、後ほど詳しく説明する。また、カソード電極32a側に配置される流路形成部材60の構造は、前述した流路形成部材40の構造と同一である。   As shown in FIG. 2, in the present embodiment, the concave portion 51 and the convex portion 53 are not in a shape to be reversed. This point will be described in detail later. The structure of the flow path forming member 60 disposed on the cathode electrode 32a side is the same as the structure of the flow path forming member 40 described above.

A−3.流路形成部材の製造方法:
流路形成部材40、60の製造方法について、図4のフローチャートを用いて説明する。流路形成部材40の製造は、図4に示すように、まず、流路形成部材40の基材を用意する(工程S110)。ここでは、基材として、チタン製の薄板を用意した。次いで、基材をプレス処理する(工程S120)。
A-3. Manufacturing method of flow path forming member:
A method of manufacturing the flow path forming members 40 and 60 will be described with reference to the flowchart of FIG. In the manufacture of the flow path forming member 40, as shown in FIG. 4, first, a base material of the flow path forming member 40 is prepared (step S110). Here, a thin plate made of titanium was prepared as a base material. Next, the substrate is pressed (step S120).

図5は、プレス処理の工程を示す説明図である。このプレス処理は、いわゆる金属プレスであり、刃型部300とローラ340とを備えるプレス装置を用いて行われる。なお、刃型部300は、上刃310と下刃320と下受け刃330を備えている。上刃310は、複数の凸部がX方向に配列されたものである。下刃320は、X方向に沿って伸びるエッジを有するものである。下受け刃330は、上刃310の凸部に対応した凹部がX方向に配列されたものである。   FIG. 5 is an explanatory view showing a step of press processing. This press process is a so-called metal press, and is performed using a press device including a blade mold part 300 and a roller 340. The blade mold part 300 includes an upper blade 310, a lower blade 320, and a lower receiving blade 330. The upper blade 310 has a plurality of convex portions arranged in the X direction. The lower blade 320 has an edge extending along the X direction. The lower receiving blade 330 has concave portions corresponding to the convex portions of the upper blade 310 arranged in the X direction.

図示するように、基材210をローラ340により、Y方向に送り(図5(a))、上刃310をZ軸方向に上下させ(図5(b))て、プレス加工により、下刃320と上刃310の凸部、並びに下受け刃330の凹部で一部せん断加工を行い、凸部53と凹部51とを形成する。これにより、図2に示した凹凸部50が形成される。X方向、Y方向、Z方向は、互いに直交する方向である。なお、図5(b)においては、凸部53は紙面の下側に向かって突出しているが、図2の状態とは反転されている。   As shown in the drawing, the base 210 is fed in the Y direction by a roller 340 (FIG. 5A), the upper blade 310 is moved up and down in the Z-axis direction (FIG. 5B), and the lower blade is pressed by press working. 320 and the convex part of the upper blade 310 and the concave part of the lower receiving blade 330 are partly sheared to form the convex part 53 and the concave part 51. Thereby, the uneven | corrugated | grooved part 50 shown in FIG. 2 is formed. The X direction, the Y direction, and the Z direction are directions orthogonal to each other. In FIG. 5B, the convex portion 53 protrudes toward the lower side of the page, but is reversed from the state of FIG.

そして、基材210をローラ340によりY方向に送りながら(図5(c))、上刃310および下受け刃330をX方向に移動させる(図5(d))。この時の移動量は、凹凸の周期の半分よりも短い長さである。この移動量が、隣接する凹凸部50間の位相ずれとなる。   Then, the upper blade 310 and the lower receiving blade 330 are moved in the X direction (FIG. 5D) while the substrate 210 is fed in the Y direction by the roller 340 (FIG. 5C). The amount of movement at this time is shorter than half the period of the irregularities. This movement amount becomes a phase shift between the adjacent concavo-convex portions 50.

上刃310と下受け刃330を移動させると、再度、上刃310を上下させ(図5(e))、図5(b)で形成された凸部53と凹部51に対して所定の位相だけずれた配列で、新たな凸部53と凹部51とを形成する。これにより、図5(b)により形成した凹凸部50に連結される新たな凹凸部50′が形成される。そして、上刃310および下受け刃330をもとの位置に戻す(図5(f))。以後、図5(b)から図5(f)の工程を繰り返すことにより、流路形成部材40が得られる。   When the upper blade 310 and the lower receiving blade 330 are moved, the upper blade 310 is moved up and down again (FIG. 5E), and a predetermined phase is set with respect to the convex portion 53 and the concave portion 51 formed in FIG. A new convex portion 53 and a concave portion 51 are formed with an arrangement shifted by a certain amount. As a result, a new concavo-convex portion 50 ′ connected to the concavo-convex portion 50 formed in FIG. 5B is formed. Then, the upper blade 310 and the lower receiving blade 330 are returned to their original positions (FIG. 5 (f)). Thereafter, the flow path forming member 40 is obtained by repeating the steps from FIG. 5B to FIG. 5F.

前記構成のプレス処理において用いられる上刃(以下、「実施例の上刃」と呼ぶ)は、従来のプレス装置で用いられる上刃(以下、「従来例の上刃」と呼ぶ)と相違する特徴的な形状をしている。図6は、従来例の上刃と実施例の上刃とを示す説明図である。図6(a)に従来例の上刃910を示し、図6(b)に本実施例の上刃310を示した。   The upper blade (hereinafter referred to as “upper blade of the embodiment”) used in the press processing having the above configuration is different from the upper blade (hereinafter referred to as “upper blade of the conventional example”) used in the conventional press apparatus. Has a characteristic shape. FIG. 6 is an explanatory view showing the upper blade of the conventional example and the upper blade of the embodiment. FIG. 6A shows a conventional upper blade 910, and FIG. 6B shows an upper blade 310 of the present embodiment.

図6(a)に示すように、従来例の上刃910は、凸形状の複数の刃部912を備えるが、各刃部912の先端912Kは平らとなっている。これに対して、図6(b)に示すように、実施例の上刃310は、同じく凸形状の複数の刃部312を備えるが、各刃部312の先端312Kはアールを持つアール形状となっている。なお、「アール形状」とは、所定半径の円弧である。   As shown in FIG. 6A, the upper blade 910 of the conventional example includes a plurality of convex blade portions 912, but the tip 912K of each blade portion 912 is flat. On the other hand, as shown in FIG. 6B, the upper blade 310 of the embodiment includes a plurality of blade portions 312 that are also convex, but the tip 312K of each blade portion 312 has a round shape having a round shape. It has become. The “R shape” is an arc having a predetermined radius.

なお、本実施例では、先端アール半径は0.01〜0.3[mm]である。より好ましくは、先端アール半径は0.05〜0.2[mm]である。かかる半径のアールとすることで、後述する作用効果を確実に発揮させることができる。   In this embodiment, the tip radius is 0.01 to 0.3 [mm]. More preferably, the tip radius is 0.05 to 0.2 [mm]. By setting the radius to such a radius, the effects described below can be surely exhibited.

一方、下受け刃330についても、刃部312の先端312Kと対応した形状、すなわち、上下方向で反転したアール形状の凹部が形成されている。   On the other hand, the lower receiving blade 330 has a shape corresponding to the tip 312 </ b> K of the blade portion 312, that is, a round-shaped concave portion inverted in the vertical direction.

なお、本実施例では、各刃部312の先端312Kは、アール形状、すなわち円弧形状としたが、これに換えて、楕円弧形状としてもよい。なお、この楕円形状の構成においては、長径が0.05〜0.2[mm]、短径が0.01〜0.2[mm]であることが好ましい。さらには、各刃部312の先端312Kは、円弧形状および楕円弧形状に限る必要はなく、丸みを持った曲線形状であればどのような形状に換えることもできる。なお、下受け刃330についても、同様に、上刃310に対応した形状となる。   In the present embodiment, the tip 312K of each blade portion 312 has a round shape, that is, an arc shape, but may be an elliptic arc shape instead. In this elliptical configuration, the major axis is preferably 0.05 to 0.2 [mm] and the minor axis is preferably 0.01 to 0.2 [mm]. Furthermore, the tip 312K of each blade 312 does not have to be limited to an arc shape and an elliptical arc shape, and can be changed to any shape as long as it has a rounded curved shape. Similarly, the lower receiving blade 330 has a shape corresponding to the upper blade 310.

なお、本プレス処理では、成形の精度を高めるために下受け刃330を用意したが、下受け刃330は省略することも可能である。   In this press process, the lower receiving blade 330 is prepared in order to increase the forming accuracy. However, the lower receiving blade 330 may be omitted.

図7は、工程S120のプレス処理により形成された中間物の斜視図である。図示するように、図2に示した流路形成部材40と同様に、凹部51と凸部53とが交互に連続する凹凸形状である凹凸部50が、凹部51と凸部53の連続方向(図中のx方向)と直交する方向(図中のy方向)に配列(隣接する凹凸部とは位相ずれを持って配列)かつ一定の勾配をもって連設された形状として、中間物140は構成される。前述したようにプレス処理により用いる上刃310は先端アール形状となっていることから、図示するように、凸部53は、頂上Pがアールを持った形状となる。一方、凹部の底部Bは平坦となる。   FIG. 7 is a perspective view of an intermediate formed by the pressing process in step S120. As shown in the figure, similar to the flow path forming member 40 shown in FIG. 2, the concavo-convex portion 50, which has a concavo-convex shape in which the concave portions 51 and the convex portions 53 continuously alternate, The intermediate 140 is configured as a shape arranged in a direction orthogonal to the x direction in the figure (y direction in the figure) (arranged with a phase shift from the adjacent concavo-convex part) and connected with a certain gradient. Is done. As described above, since the upper blade 310 used in the press process has a rounded tip shape, as shown in the figure, the convex portion 53 has a shape in which the top P has a rounded shape. On the other hand, the bottom B of the recess is flat.

図4に戻り、工程S120の実行後、工程S120で得られた中間物140を圧延する圧延処理を行う(工程S130)。   Returning to FIG. 4, after the execution of step S120, a rolling process is performed to roll the intermediate 140 obtained in step S120 (step S130).

図8は、圧延処理を示す説明図である。2個または2個以上のロール410、420を回転させ、ロール410とロール420の間に中間物140を通す。中間物140は、各凸部53における各頂上P(図7)の一方端(図7の手前側の端部)PXを結ぶ方向が水平方向となるように配置し、水平方向からロール410、420の間に通される。ロール410とロール420とにより、中間物140は成形・加工される。この結果、中間物140における凹部51と凸部53の各頂点が潰される。なお、ここで言う「圧延」とは、圧縮して厚さを減少させて所定の形状に加工するものである。   FIG. 8 is an explanatory diagram showing the rolling process. Two or more rolls 410, 420 are rotated and the intermediate 140 is passed between the rolls 410 and 420. The intermediate 140 is arranged so that the direction connecting one end (the end on the near side in FIG. 7) PX of each peak P (FIG. 7) in each convex portion 53 is the horizontal direction, and the roll 410, 420 is passed. The intermediate 140 is formed and processed by the roll 410 and the roll 420. As a result, each vertex of the concave portion 51 and the convex portion 53 in the intermediate 140 is crushed. In addition, "rolling" said here compresses and reduces thickness and processes into a predetermined shape.

図9は、凸部53側の頂点がどのように潰されるかを示す説明図である。図示するように、凸部53は、R方向に対して角度θだけ傾斜した面Sでもって押圧されることになる。ここで、R方向は、中間物140の成形前の基材210の表面方向Rに対して角度θだけ傾いた方向である。角度θは、図2の勾配の角度θと一致する。   FIG. 9 is an explanatory diagram showing how the apex on the convex portion 53 side is crushed. As shown in the figure, the convex portion 53 is pressed with a surface S inclined by an angle θ with respect to the R direction. Here, the R direction is a direction inclined by an angle θ with respect to the surface direction R of the substrate 210 before the intermediate 140 is molded. The angle θ matches the angle θ of the gradient in FIG.

上記のロール410とロール420とによる圧延処理により、図2に示す、凹部51に凹部側平坦部52が、凸部53に凸部側平坦部54が形成された流路形成部材40が製造されることになる(図8も参照)。他方側の流路形成部材60についても、同じ図4に示した製造方法で製造される。   The flow path forming member 40 in which the concave portion side flat portion 52 is formed in the concave portion 51 and the convex portion side flat portion 54 is formed in the convex portion 53 is manufactured by the rolling process using the roll 410 and the roll 420 described above. (See also FIG. 8). The flow path forming member 60 on the other side is also manufactured by the manufacturing method shown in FIG.

A−4.燃料電池の製造方法:
燃料電池100の製造方法は次の通りのものである。この製造方法は、前記A−3の段落に記載された方法で流路形成部材40、60を製造する。そうして、前記製造されたガス流路形成部材40、60を、凸部53側の面がMEGA35と当接するように配置し、積層する。この積層は、周知の方法によるもので、ここでは説明は省略する。
A-4. Manufacturing method of fuel cell:
The manufacturing method of the fuel cell 100 is as follows. In this manufacturing method, the flow path forming members 40 and 60 are manufactured by the method described in the paragraph A-3. Then, the manufactured gas flow path forming members 40 and 60 are arranged and laminated so that the surface on the convex portion 53 side comes into contact with the MEGA 35. This lamination is performed by a well-known method and will not be described here.

A−5.実施例効果:
前記構成の流路形成部材40、60の製造方法によれば、プレス処理工程において、先端アール形状の刃部によりせん断することができることから、プレス処理工程により形成される凸部53の幅方向ピッチを短縮することができる。以下、このことについて詳述する。
A-5. Example effect:
According to the manufacturing method of the flow path forming members 40 and 60 having the above-described configuration, since it can be sheared by the edge-shaped blade portion in the press processing step, the pitch in the width direction of the convex portion 53 formed by the press processing step. Can be shortened. This will be described in detail below.

図10は、従来例と本実施例により形成される各凸部を示す説明図である。図10(a)に、従来のプレス処理により形成される凸部953を示し、図10(b)に、本実施例のプレス処理により形成される凸部53を示した。   FIG. 10 is an explanatory view showing each convex portion formed by the conventional example and the present embodiment. FIG. 10A shows a convex portion 953 formed by a conventional press process, and FIG. 10B shows a convex portion 53 formed by the press process of this embodiment.

図10(a)に示すように、従来例の凸部953は矩形となっている。これは、図6(a)に示したように従来例の上刃910の先端912Kが平らとなっているためである。これに対して、本実施例のプレス処理により形成される凸部953は、本実施例の上刃310の先端312Kがアール形状となっていることから、図10(b)に示すように、丸みを持った(アールを持った)形状となる。ラスカットする形状は、材料の伸び率によって成約されることから、同じ伸び率で設計した場合、図10(a)のように矩形状とするよりも、図10(b)に示すように丸みを持った方が、幅方向ピッチLWが短く、切り込み深さSWが長くなることがわかる。すなわち、本実施例の幅方向ピッチLWは従来例の幅方向ピッチLW*よりも短く、本実施例の切り込み深さSWは従来例の切り込み深さSW*よりも長くなる。   As shown in FIG. 10A, the convex portion 953 of the conventional example is rectangular. This is because the tip 912K of the upper blade 910 of the conventional example is flat as shown in FIG. On the other hand, the convex portion 953 formed by the pressing process of the present embodiment has a rounded shape at the tip 312K of the upper blade 310 of the present embodiment, as shown in FIG. It becomes a rounded shape. Since the shape of the last cut is contracted by the elongation rate of the material, when it is designed with the same elongation rate, it is rounded as shown in FIG. 10 (b) rather than being rectangular as shown in FIG. 10 (a). It can be seen that the width direction pitch LW is shorter and the depth of cut SW is longer when it is held. That is, the width direction pitch LW of the present embodiment is shorter than the width direction pitch LW * of the conventional example, and the cut depth SW of the present embodiment is longer than the cut depth SW * of the conventional example.

このため、製造後の流路形成部材40、60は、従来例に比べて、凸部の幅方向ピッチLWが短いものとなる。幅方向ピッチが短いと、燃料電池として組み付けたときに、均一な面圧を電極32a、32b(より正確にはガス拡散層33a,33b)にかけることができ、燃料電池100の各相関の接触抵抗を下げることができる。さらに、幅方向ピッチが短いと、ガス流路と電極32a、32b間の接点を数多く持つことができることから、生成水の排水性を高めることができる。これらのことから、本実施例の流路形成部材40、60の製造方法によれば、燃料電池100の発電性能を向上することができる。   For this reason, the flow path forming members 40 and 60 after manufacture have a shorter width direction pitch LW of the convex portions than in the conventional example. When the width direction pitch is short, a uniform surface pressure can be applied to the electrodes 32a and 32b (more precisely, the gas diffusion layers 33a and 33b) when assembled as a fuel cell. Resistance can be lowered. Furthermore, if the pitch in the width direction is short, a large number of contacts between the gas flow path and the electrodes 32a and 32b can be provided, so that the drainage of the generated water can be improved. From these things, according to the manufacturing method of the flow path formation members 40 and 60 of a present Example, the electric power generation performance of the fuel cell 100 can be improved.

さらに、上刃310が先端アール形状であることから、せん断の切れ味がよくなるという効果を奏する。これは、従来例の場合、上刃に対してせん断荷重が“線”でかかっていたのに対して、本実施例では“点”でかかるためである。鋏を考えれば判ることで、点でせん断しその点が移動していくことで、切れ味鋭くせん断を行うことができる。このため、カット後の形状においてダレやバリが生じにくくなく。このため、MEGA35からの生成水をセパレータ70、80側へ効率的に移動させることができることから、排水性が向上し、発電性能をより優れたものとすることができる。   Furthermore, since the upper blade 310 has a rounded tip shape, there is an effect that the sharpness of the shear is improved. This is because, in the case of the conventional example, the shear load is applied to the upper blade by “line”, whereas in this embodiment, it is applied by “point”. By understanding the wrinkles, it is possible to shear sharply by shearing at points and moving the points. For this reason, sagging and burrs are less likely to occur in the shape after cutting. For this reason, since the generated water from MEGA35 can be efficiently moved to the separators 70 and 80 side, drainage property can be improved and power generation performance can be further improved.

B:変形例:
なお、この発明は前記の実施例やその変形例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
B: Modification:
The present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications thereof, and can be carried out in various modes without departing from the gist thereof. For example, the following modifications are possible.

・変形例1:
前記実施例では、プレス処理工程S120において、基材をローラによって刃型部に送る構成としたが、これに換えて、基材は固定した状態で刃型部を移動することにより、基材を上刃と下刃の間に位置させる構成としてもよい。要は、基材を刃型部に対して相対的に移動する構成とすればよい。
・ Modification 1:
In the above embodiment, in the press processing step S120, the base material is sent to the blade mold part by a roller. Instead, the base material is moved by moving the blade mold part in a fixed state. It is good also as a structure located between an upper blade and a lower blade. In short, the base material may be configured to move relative to the blade mold part.

・変形例2:
前記実施例では、プレス処理工程S120において、一列ずつプレスするいわゆる逐次プレスによりプレスを行う構成としたが、これに換えて、基材の全面を一度にプレスする単発プレスを行う構成としてもよい。また、複数列ずつプレスしていく順送プレスにより行う構成としてもよい。さらには、ロールに凸形状の刃部を設け、そのロールを基材に対して相対的に移動することで、凹凸部を形成する構成としてもよい。この場合、ロールの前記刃部を先端アール形状とする。この構成によれば、前記実施例と同様の効果を奏することができる。
Modification 2
In the said Example, although it was set as the structure which presses by what is called sequential press which presses one row at a time in press processing process S120, it is good also as a structure which performs the single press which presses the whole surface of a base material at once. Moreover, it is good also as a structure performed by the progressive press which presses several rows at a time. Furthermore, it is good also as a structure which provides a convex-shaped blade part in a roll and forms an uneven | corrugated | grooved part by moving the roll relatively with respect to a base material. In this case, the blade portion of the roll has a rounded tip shape. According to this configuration, it is possible to achieve the same effect as in the above embodiment.

・変形例3:
前記実施例では、後処理工程としての圧延処理工程S130において、回転する2本のホールの間に中間物140を通して連続的に圧縮する構成としたが、これに換えて、単発のプレス機によって中間物の全域を一度に圧縮する構成としてもよい。さらに、後処理工程は、中間物の凸部の一部分を平坦にする圧延処理に限る必要もなく、中間物を加工して前記ガス流路形成部材を得る構成であればどのような構成としてもよい。
・ Modification 3:
In the embodiment, in the rolling processing step S130 as a post-processing step, the intermediate 140 is continuously compressed between the two rotating holes. However, instead of this, the intermediate is performed by a single press. It is good also as a structure which compresses the whole region of an object at once. Further, the post-processing step is not limited to the rolling process for flattening a part of the convex portion of the intermediate, and any configuration can be used as long as the intermediate is processed to obtain the gas flow path forming member. Good.

・変形例4:
前記実施例においては、発電体20は、MEGA35とセパレータ70,80との間に、単一の流路形成部材40,60を積層する構成としたが、MEGA35とセパレータ70,80との間に、複数の流路形成部材を重ねて積層する構成としてもよい。この場合、MEGA35と直接的に当接する流路形成部材のみを、本発明の流路形成部材としてもよい。
-Modification 4:
In the above-described embodiment, the power generator 20 is configured by laminating the single flow path forming members 40 and 60 between the MEGA 35 and the separators 70 and 80, but between the MEGA 35 and the separators 70 and 80. Alternatively, a plurality of flow path forming members may be stacked and stacked. In this case, only the flow path forming member that directly contacts the MEGA 35 may be used as the flow path forming member of the present invention.

・変形例5:
実施例においては、流路形成部材40,60としてラスカットメタルを用いたが、ラスカットメタルを流路形成部材40の勾配の方向に圧延加工したエキスパンドメタルでもよい。
-Modification 5:
In the embodiment, the lath cut metal is used as the flow path forming members 40 and 60, but an expanded metal obtained by rolling the lath cut metal in the direction of the gradient of the flow path forming member 40 may be used.

・変形例6:
前記実施例では、セパレータ70,80は、三層積層型のものとして表面のフラット化が容易であるものとしたが、これに換えて、表面が平坦な他の板状部材としてもよい。また、必ずしも表面が平坦なセパレータに限る必要もない。もちろん三層積層型に限る必要もない。
Modification 6:
In the above-described embodiment, the separators 70 and 80 are of a three-layer laminated type and the surface can be easily flattened, but instead, other plate-like members having a flat surface may be used. Moreover, it is not necessarily limited to a separator having a flat surface. Of course, it is not necessary to be limited to the three-layer laminated type.

・変形例7:
前記実施例では、カソード側、アノード側の双方、同一の製造方法により流路形成部材40,60を製造していたが、これに換えて、一方側だけとしてもよい。すなわち、一方側の流路形成部材だけを図4に示す製造方法により製造し、他方側の流路形成部材は従来からの製造方法により製造する構成としてもよい。
Modification 7:
In the above embodiment, the flow path forming members 40 and 60 are manufactured by the same manufacturing method on both the cathode side and the anode side. However, instead of this, only one side may be used. That is, only the flow path forming member on one side may be manufactured by the manufacturing method shown in FIG. 4, and the flow path forming member on the other side may be manufactured by a conventional manufacturing method.

・変形例8:
また、前記実施例および変形例とは異なる種類の燃料電池に本発明を適用することとしてもよい。例えば、ダイレクトメタノール型燃料電池に適用することができる。あるいは、固体高分子以外の電解質層を有する燃料電池であってもよく、本発明を適用することで同様の効果が得られる。
-Modification 8:
Further, the present invention may be applied to a fuel cell of a different type from the above-described embodiments and modifications. For example, it can be applied to a direct methanol fuel cell. Or the fuel cell which has electrolyte layers other than a solid polymer may be sufficient, and the same effect is acquired by applying this invention.

なお、前述した実施例および各変形例における構成要素の中の、独立請求項で記載された要素以外の要素は、付加的な要素であり、適宜省略可能である。また、本発明はこれらの実施例および各変形例になんら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の態様での実施が可能である。   It should be noted that elements other than those described in the independent claims among the constituent elements in the above-described embodiments and modifications are additional elements and can be omitted as appropriate. The present invention is not limited to these examples and modifications, and can be implemented in various modes without departing from the scope of the invention.

20…発電体
30a…水素供給マニホールド
30b…空気供給マニホールド
30c…水素排出マニホールド
30d…空気排出マニホールド
30e…冷却水供給マニホールド
30f…冷却水排出マニホールド
31…電解質膜
32a…カソード電極
32b…アノード電極
33a…ガス拡散層
33b…ガス拡散層
36…シールガスケット
40…流路形成部材
41…貫通孔
50…凹凸部
51…凹部
51a…凹部端
52…凹部側平坦部
53…凸部
53a…凸部端
54…凸部側平坦部
60…流路形成部材
70…セパレータ
71…カソード側セパレータ
71a…水素供給マニホールド
71b…空気供給マニホールド
71c…水素排出マニホールド
71d…空気排出マニホールド
71e…冷却水供給マニホールド
71f…冷却水排出マニホールド
72…中間セパレータ
72a…水素連通孔
72b…空気連通孔
73…アノード側セパレータ
75…空気連通孔
76…空気連通孔
80…セパレータ
95…エンドプレート
95a…水素供給マニホールド
95b…空気供給マニホールド
95c…水素排出マニホールド
95d…空気排出マニホールド
95e…冷却水供給マニホールド
95f…冷却水排出マニホールド
100…燃料電池
140…中間物
210…基材
300…刃型部
310…上刃
312…刃部
312K…先端
320…下刃
340…ローラ
410…ロール
420…ロール
DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 ... Power generation body 30a ... Hydrogen supply manifold 30b ... Air supply manifold 30c ... Hydrogen discharge manifold 30d ... Air discharge manifold 30e ... Cooling water supply manifold 30f ... Cooling water discharge manifold 31 ... Electrolyte membrane 32a ... Cathode electrode 32b ... Anode electrode 33a ... Gas diffusion layer 33b ... Gas diffusion layer 36 ... Seal gasket 40 ... Flow path forming member 41 ... Through hole 50 ... Concave portion 51 ... Concave portion 51a ... Concave end 52 ... Concave portion flat portion 53 ... Convex portion 53a ... Convex portion end 54 ... Projection-side flat portion 60 ... Flow path forming member 70 ... Separator 71 ... Cathode-side separator 71a ... Hydrogen supply manifold 71b ... Air supply manifold 71c ... Hydrogen discharge manifold 71d ... Air discharge manifold 71e ... Cooling water supply manifold 71f ... Cooling water discharge Mani Yield 72 ... Intermediate separator 72a ... Hydrogen communication hole 72b ... Air communication hole 73 ... Anode-side separator 75 ... Air communication hole 76 ... Air communication hole 80 ... Separator 95 ... End plate 95a ... Hydrogen supply manifold 95b ... Air supply manifold 95c ... Hydrogen Discharge manifold 95d ... Air discharge manifold 95e ... Cooling water supply manifold 95f ... Cooling water discharge manifold 100 ... Fuel cell 140 ... Intermediate 210 ... Base material 300 ... Blade part 310 ... Upper blade 312 ... Blade 312K ... Tip 320 ... Down Blade 340 ... Roller 410 ... Roll 420 ... Roll

Claims (6)

燃料電池用のガス流路形成部材を製造する方法であって、
凸形状の刃部を有する刃型を用いて、凹部と凸部が交互に連続する凹凸形状である凹凸部を金属製の板材にプレス形成することにより、ガス流路としての開口部を備える中間物を得るプレス処理工程と、
前記中間物を加工して前記ガス流路形成部材を得る後処理工程と
を備え、
前記プレス処理工程は、前記刃部の先端が曲線形状となった刃型を用いて行う構成である、燃料電池用ガス流路形成部材の製造方法。
A method for producing a gas flow path forming member for a fuel cell, comprising:
An intermediate with an opening as a gas flow path is formed by pressing a concave and convex portion, which is a concave and convex shape in which concave portions and convex portions are alternately continuous, on a metal plate using a blade die having a convex blade portion. Press processing step to obtain a product,
A post-processing step of processing the intermediate to obtain the gas flow path forming member,
The method for manufacturing a gas flow path forming member for a fuel cell, wherein the press treatment step is performed by using a blade mold in which a tip of the blade portion has a curved shape.
請求項1に記載の燃料電池用ガス流路形成部材の製造方法であって、
前記プレス処理工程は、
金属製の板材を第1方向に送る送り工程と、
前記刃部としての複数の凸部が前記第1方向と直交する第2方向に配列された上刃を少なくとも備える前記刃型を用いて、前記送り工程により前記上刃の下方に送られてきた前記板材に対して前記上刃を押し付けることにより、一部せん断加工を行い前記板材に前記凹凸部を形成する凹凸部形成工程と
を備え、前記送り工程により前記板材を所定幅ずつ送りながら、前記凹凸部形成工程を実行することにより前記中間物を得る構成である、燃料電池用ガス流路形成部材の製造方法。
It is a manufacturing method of the gas flow path formation member for fuel cells according to claim 1,
The press processing step includes
A feeding step of feeding a metal plate in the first direction;
A plurality of convex portions as the blade portions have been sent below the upper blade by the feeding step using the blade mold having at least an upper blade arranged in a second direction orthogonal to the first direction. An uneven part forming step of forming the uneven part on the plate material by performing a partial shearing process by pressing the upper blade against the plate material, while feeding the plate material by a predetermined width by the feeding step, The manufacturing method of the gas flow path formation member for fuel cells which is the structure which obtains the said intermediate body by performing an uneven | corrugated | grooved part formation process.
前記後処理工程は、前記中間物の前記凸部の一部分を平坦にする圧延処理を実行する構成である、請求項1または2に記載の燃料電池用ガス流路形成部材の製造方法。   3. The method for manufacturing a fuel cell gas flow path forming member according to claim 1, wherein the post-processing step is configured to perform a rolling process for flattening a part of the convex portion of the intermediate. 前記ガス流路形成部材は、ラスカットメタルである、請求項1ないし3のいずれかに記載の燃料電池用ガス流路形成部材の製造方法。   The method of manufacturing a gas flow path forming member for a fuel cell according to any one of claims 1 to 3, wherein the gas flow path forming member is a lath cut metal. 膜電極接合体を備えた燃料電池の製造方法であって、
請求項1ないし4のいずれかに記載の燃料電池用ガス流路形成部材の製造方法を用いてガス流路形成部材を製造する工程と、
前記製造されたガス流路形成部材を、前記刃部により突出した側の面が前記膜電極接合体と当接するように配置する配置工程と
を備える、燃料電池の製造方法。
A method for producing a fuel cell comprising a membrane electrode assembly,
A step of producing a gas flow path forming member using the method for producing a gas flow path forming member for a fuel cell according to any one of claims 1 to 4,
An arrangement step of arranging the manufactured gas flow path forming member so that a surface on the side protruding by the blade portion contacts the membrane electrode assembly.
燃料電池用のガス流路形成部材を製造する装置であって、
凸形状の刃部を有する刃型を用いて、凹部と凸部が交互に連続する凹凸形状である凹凸部を金属製の板材にプレス形成することにより、ガス流路としての開口部を備える中間物を得るプレス部と、
前記中間物を加工して前記ガス流路形成部材を得る後処理部と
を備え、
前記刃型は、
前記刃部の先端が曲線形状となった構成である、燃料電池用ガス流路形成部材の製造装置。
An apparatus for producing a gas flow path forming member for a fuel cell,
An intermediate with an opening as a gas flow path is formed by pressing a concave and convex portion, which is a concave and convex shape in which concave portions and convex portions are alternately continuous, on a metal plate using a blade die having a convex blade portion. A press section to get things,
A post-processing unit that processes the intermediate to obtain the gas flow path forming member,
The blade type is
An apparatus for producing a gas flow path forming member for a fuel cell, wherein the tip of the blade portion has a curved shape.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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CN115528267A (en) * 2022-09-20 2022-12-27 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 Flow field plate, fuel cell monomer, fuel cell, power generation system and electrical equipment

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CN115528267B (en) * 2022-09-20 2023-08-15 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 Flow field plate, fuel cell monomer, fuel cell, power generation system and electrical equipment

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