燃料電池スタック用エンドプレート
【課題】比較的簡素な製造工程により低コストで製造可能であると共に、ガス又は冷媒用の流通孔の形状設定の自由度が高い燃料電池スタック用エンドプレートと、その製造方法とを提供する。
【解決手段】燃料電池スタック用エンドプレートＥ１は、流通孔１１を有してなる流通孔区画部１０と、その流通孔区画部１０の少なくとも一部を包含する金属製の本体部２０とを備える。流通孔区画部１０は、本体部２０を構成する金属よりも耐食性に優れた耐食性金属で形成された鋳造品である。先に鋳造された流通孔区画部１０に対し、後から本体部２０を鋳造により型成形することで、流通孔区画部１０と本体部２０とが一体化されている。
【解決手段】燃料電池スタック用エンドプレートＥ１は、流通孔１１を有してなる流通孔区画部１０と、その流通孔区画部１０の少なくとも一部を包含する金属製の本体部２０とを備える。流通孔区画部１０は、本体部２０を構成する金属よりも耐食性に優れた耐食性金属で形成された鋳造品である。先に鋳造された流通孔区画部１０に対し、後から本体部２０を鋳造により型成形することで、流通孔区画部１０と本体部２０とが一体化されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池スタックの一構成部品であるエンドプレートに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に燃料電池スタックは、複数の燃料電池セルを直列に積層したものを一対のエンドプレート間に挟み込み、これらを締結具（例えばボルト及びナット）で締め付けることにより形成されている。各燃料電池セルに対しては、燃料ガス（例えば水素）、酸化ガス（例えば空気）、あるいは電池セルの過加熱を防止するための冷却媒体（例えば冷却水）を供給する必要がある。このため、燃料電池セル積層体の両端部に配置されるエンドプレートは、上記ガス又は冷媒をスタック内に流通させるための出入口となる流通孔を具備している。
【０００３】
このようなエンドプレートにあっては、締結具での締め付け圧力に対する耐圧性（即ち、所定の締結力が及んでもプレート自体が機械的な変形や歪みを生じない性能）のみならず、上述のようなガスや冷媒に接触しても容易に腐食しない性能（耐食性）が要求される。これらの要求を同時に満たし得る汎用の材料としては、例えばステンレス鋼があげられるが、鉄系金属であるステンレス鋼は比重が重いため、燃料電池スタックの軽量化には不利な面がある。このように燃料電池スタック用エンドプレートでは、耐圧性、耐食性及び軽量性の三つを満たすことが重要な技術的課題となっている。
【０００４】
かかる技術的課題を解決すべく、特許文献１は、エンドプレートの本体と流路形成部材とを別体化した燃料電池用エンドプレート構造を開示する。即ち、エンドプレート本体には、燃料、空気もしくは冷却水を供給及び排出するための貫通口（２−１−１，２−１−２）を穿孔加工により形成する一方で、燃料、空気もしくは冷却水の流路を形成する管状部材（４，５）を別体物として準備する。そして、エンドプレート本体の各貫通口に対しそれぞれ対応する管状部材を嵌合することにより、エンドプレートを完成させている。この構成によれば、燃料等に直接接触する管状部材だけをステンレス鋼等の耐食性金属で形成し、燃料等に直接接触しないエンドプレート本体をアルミニウム合金等の軽金属で形成することができ、少なくとも耐食性と軽量性との両立を図ることができる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３４２３４０号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の技術にもいくつかの難点がある。先ず、貫通口付きのエンドプレート本体と管状部材とを別体物として準備する必要があるため、製造過程で管理すべき部品点数が多くなる。また、エンドプレート本体には、管状部材を緊密に嵌合させるための貫通口を予め高い精度で形成（穿孔）する必要があり、この貫通口の高精度加工のための工程が余分に必要になる。
【０００７】
更には、燃料電池用エンドプレートにおいては、燃料電池セル内を貫通する流通孔の断面形状と、燃料電池スタックの外部に設けられた配管の断面形状との差（違い）を埋め合わせながら、セル内流通孔と外部配管とをエンドプレートを介して連通させるために、エンドプレートに設定される貫通口の出口側形状と入口側形状とを異形化する場合がある。そのような異形化が必要なエンドプレートを特許文献１の技術で製造しようとすると、上記管状部材（４，５）の製造段階において貫通口の出入口形状の異形化を図っておく必要が生じ、当該管状部材の製造工程が複雑化して製造コスト増を招くおそれがある。
【０００８】
本発明の目的は、比較的簡素な製造工程により低コストで製造可能であると共に、ガス又は冷媒用の流通孔の形状設定の自由度が高い燃料電池スタック用エンドプレートと、その製造方法とを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明は、燃料ガス、酸化ガス又は冷却媒体を流通させるための流通孔を具備した燃料電池スタック用エンドプレートであって、前記流通孔を有してなる流通孔区画部と、前記流通孔区画部の少なくとも一部を包含する金属製の本体部とを備え、前記流通孔区画部は、前記本体部を構成する金属よりも耐食性に優れた耐食性素材で形成されており、前記流通孔区画部及び前記本体部のうちの先に形成された一方に対して他方を型成形することで、前記流通孔区画部と前記本体部とが一体化されている、ことを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、流通孔区画部を、本体部を構成する金属よりも耐食性に優れた耐食性素材で形成しているため、流通孔区画部にはガスや冷媒に対する耐食性を担保させる一方で、本体部には耐圧性及び軽量性を担保させることができ、エンドプレート全体として、耐食性、耐圧性及び軽量性を高い次元でバランスさせることができる。また、流通孔区画部及び本体部のうちの先に形成された一方に対して他方を後から型成形することで流通孔区画部と本体部とを一体化しているため、製造過程で管理が必要となる中間部品点数の増大を抑制しながら比較的簡素な工程を経てエンドプレートを完成させることができる。加えて、この一体化手法によれば、流通孔区画部及び本体部のうちの先に形成された方の寸法精度の如何にかかわらず、流通孔区画部とそれを包含する本体部との境界位置における両部の連続性や一体性（又は密着性）を十分に確保することができ、一体物たるエンドプレートの強度の確保や製造コストの低減を図ることができる。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１に記載の燃料電池スタック用エンドプレートにおいて、前記流通孔区画部は、前記本体部を構成する金属よりも耐食性に優れた耐食性金属で形成された鋳造品であり、前記流通孔区画部及び前記本体部のうちの先に形成された一方に対して他方を鋳造により型成形することで、前記流通孔区画部と前記本体部とが一体化されている、ことを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、耐食性金属からなる流通孔区画部を鋳造品としているので、当該流通孔区画部の内部に区画される流通孔について入口側形状と出口側形状とを異形化する必要がある場合でも、鋳造時の成形型（即ち鋳型や中子）の変更だけで容易に対応することができる。従って本発明によれば、製造コストの増大を招くことなく、流通孔の形状設定の自由度を高めることができる。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１に記載の燃料電池スタック用エンドプレートにおいて、前記流通孔区画部は、前記本体部を構成する金属よりも耐食性に優れた耐食性樹脂で形成された樹脂成形品であり、先に形成された前記金属製の本体部に対して前記流通孔区画部を樹脂モールディングにより型成形することで、前記流通孔区画部が前記本体部に一体化されている、ことを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、耐食性樹脂からなる流通孔区画部を樹脂成形品としているので、当該流通孔区画部の内部に区画される流通孔について入口側形状と出口側形状とを異形化する必要がある場合でも、樹脂モールディング時の成形型（即ち金型や入子）の変更だけで容易に対応することができる。従って本発明によれば、比較的低コストで、流通孔の形状設定の自由度を高めることができる。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項１に記載の燃料電池スタック用エンドプレートにおいて、前記流通孔区画部は、前記本体部を構成する金属よりも耐食性に優れた耐食性金属で筒状に形成された筒状部品であり、前記筒状の流通孔区画部に対して前記本体部を鋳造により型成形することで、前記流通孔区画部が前記本体部に鋳ぐるまれて一体化されている、ことを特徴とする。
【００１６】
この構成によれば、耐食性金属からなる筒状の流通孔区画部に対して本体部を後から鋳造により型成形することで筒状の流通孔区画部を本体部により鋳ぐるんで一体化しているため、製造過程で管理が必要となる中間部品点数の増大を抑制しながら比較的簡素な工程を経てエンドプレートを完成させることができる。加えて、この一体化手法によれば、先に形成される筒状の流通孔区画部の寸法精度の如何にかかわらず、流通孔区画部とそれを包含する本体部との境界位置における両部の連続性や一体性を十分に確保することができ、一体物たるエンドプレートの強度の確保や製造コストの低減を図ることができる。
【００１７】
請求項５の発明は、燃料ガス、酸化ガス又は冷却媒体を流通させるための流通孔を有してなる流通孔区画部と、前記流通孔区画部の少なくとも一部を包含する金属製の本体部とを備えた燃料電池スタック用エンドプレートを製造する方法であって、
前記本体部を構成する金属よりも耐食性に優れた耐食性金属で、前記流通孔を有してなる流通孔区画部を鋳造により形成し、その後に、前記流通孔区画部の周囲に対し前記金属製の本体部を鋳造により型成形することで、前記流通孔区画部を前記本体部により鋳ぐるんで一体化したことを特徴とする燃料電池スタック用エンドプレートの製造方法である。
【００１８】
この方法によれば、請求項１及び２に対応する燃料電池スタック用エンドプレートを効率的に製造することができる。
【００１９】
請求項６の発明は、燃料ガス、酸化ガス又は冷却媒体を流通させるための流通孔を有してなる流通孔区画部と、前記流通孔区画部の少なくとも一部を包含する金属製の本体部とを備えた燃料電池スタック用エンドプレートを製造する方法であって、
開口部を有する前記金属製の本体部を形成し、その後に、前記本体部の開口部内に、当該本体部を構成する金属よりも耐食性に優れた耐食性素材で、前記流通孔を有してなる流通孔区画部を樹脂モールディング又は鋳造により型成形することで、前記流通孔区画部を前記本体部により包含して一体化したことを特徴とする燃料電池スタック用エンドプレートの製造方法である。
【００２０】
この方法によれば、請求項１，２及び３に対応する燃料電池スタック用エンドプレートを効率的に製造することができる。
【００２１】
請求項７の発明は、燃料ガス、酸化ガス又は冷却媒体を流通させるための流通孔を有してなる流通孔区画部と、前記流通孔区画部の少なくとも一部を包含する金属製の本体部とを備えた燃料電池スタック用エンドプレートを製造する方法であって、
前記本体部を構成する金属よりも耐食性に優れた耐食性金属で、前記流通孔を有してなる流通孔区画部を筒状に形成し、その後に、前記筒状の流通孔区画部の周囲に対し前記金属製の本体部を鋳造により型成形することで、前記筒状の流通孔区画部を前記本体部により鋳ぐるんで一体化したことを特徴とする燃料電池スタック用エンドプレートの製造方法である。
【００２２】
この方法によれば、請求項１及び４に対応する燃料電池スタック用エンドプレートを効率的に製造することができる。
【００２３】
なお、本発明において、「本体部を構成する金属」としては、アルミニウム系金属、チタン系金属、鋳鉄を例示することができる。「本体部を構成する金属よりも耐食性に優れた耐食性金属」としては、鋳鋼、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、チタン系金属を例示することができる。「本体部を構成する金属よりも耐食性に優れた耐食性樹脂」としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂を例示することができる。
【発明の効果】
【００２４】
以上詳述したように本発明の燃料電池スタック用エンドプレートによれば、比較的簡素な製造工程により低コストで製造可能であると共に、ガス又は冷媒用の流通孔の形状設定の自由度を高めることができる。また、本発明の燃料電池スタック用エンドプレートの製造方法によれば、上記本発明に係るエンドプレートを、比較的簡素な製造工程により低コストで製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１に示すように、本発明の実施形態に係る燃料電池スタックＳは、複数の燃料電池セルＣ（仮想線で図示）を直列に積層したものを前後一対のエンドプレートＥ間に挟み込み、これらを締結具（図示略）で締め付けたものである。各エンドプレートＥは複数の流通孔１１を備えており、これらの流通孔１１を介してスタック内の燃料電池セルＣに対し、燃料ガス、酸化ガス又は冷却媒体が供給又は排出される。以下では、エンドプレートＥのいくつかの実施形態を図面を参照しつつ説明する。
【００２６】
［第１実施形態］
図２〜図５は第１実施形態を示す。第１実施形態では、図２〜図４に示すような流通孔区画部品１０を複数個準備し、その後、これら流通孔区画部品１０を金属製の本体部２０と一体化することにより、最終的には図５（ｂ）に示すような形態のエンドプレートＥ１を形成している。
【００２７】
先ず図２に示すように、本体部２０を構成する金属よりも耐食性に優れた耐食性金属（本例ではステンレス鋼鋳鋼）を用いて、ブロック状又は直方体状の流通孔区画部品１０を鋳造する。鋳造時に、流通孔区画部品１０にはガス又は冷媒を流通させるための流通孔１１が同時形成される。流通孔１１は、流通孔区画部品１０を厚さ方向（図２では上下方向）に貫通しており、この流通孔１１の両端（一方を入口端とすれば他方は出口端）は、流通孔区画部品１０の表面側及び裏面側に開口している。
【００２８】
図３及び図４は、流通孔１１の入口端１２が流通孔区画部品１０の表面側に開口し、流通孔１１の出口端１３が流通孔区画部品１０の裏面側に開口する様子を示す。第１実施形態の流通孔区画部品１０にあっては、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように流通孔の入口端１２及び出口端１３が同形状でも、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように流通孔の入口端１２及び出口端１３が異形状でもよい。流通孔１１の出入口が同形状の場合、流通孔１１を区画する内壁面１４ａ，１４ｂは孔の中心線に沿って平行に形成される。他方、流通孔１１の出入口が異形状の場合、流通孔１１を区画する内壁面１４ａ，１４ｂは孔の中心線に対し傾斜形成され、相対向する内壁面１４ａ，１４ｂは互いに非平行となる。
【００２９】
但し、第１実施形態では、流通孔区画部品１０は鋳造による型成形で作られるため、流通孔１１の出入口形状が同形状か異形状か、ひいては流通孔１１を区画する内壁面１４ａ，１４ｂが平行か非平行かに応じて鋳造時の成形型（即ち鋳型や中子）を変更するだけで、流通孔１１の形状変化に容易に対応することができる。つまり、いずれの場合でも鋳造の手間及びコストに大差はなく、比較的低コストで流通孔１１の形状を自由に設定することができる。
【００３０】
続いて図５（ａ）に示すように、エンドプレート本体部成形用の鋳型２１（仮想線で図示）内の所定位置に上記流通孔区画部品１０を配置する。そして、これらの流通孔区画部品１０の周囲に対し、本体部構成用の金属（本例ではアルミニウム合金）の溶湯を供給し、金属製本体部２０を鋳造により型成形する。その際、金属溶湯は各流通孔区画部品１０の外壁部全体に満遍なく行き渡り、金属溶湯の熱で流通孔区画部品１０の外壁部が部分的に融けて溶湯と融合する。その後、冷却することで図５（ｂ）に示すように、ステンレス鋼鋳鋼製の流通孔区画部品１０の各々がアルミニウム合金製の本体部２０に鋳ぐるまれ、両者（１０，２０）はその境界位置で隙間を生ずることなく一体化する。
【００３１】
このように第１実施形態のエンドプレートＥ１は、
「流通孔１１を有してなる流通孔区画部としての流通孔区画部品１０と、その流通孔区画部品１０を包含するアルミニウム合金製の本体部２０とを備え、流通孔区画部品１０は、本体部２０を構成するアルミニウム合金よりも耐食性に優れたステンレス鋼鋳鋼で形成された鋳造品であり、先に形成された流通孔区画部品１０に対して後から本体部２０を鋳造により型成形することで、流通孔区画部品１０が本体部２０に鋳ぐるまれて一体化されている」というものである。
【００３２】
第１実施形態によれば、先に形成された流通孔区画部品１０に対して後から本体部２０を鋳造により型成形することで、流通孔区画部品１０を本体部２０に鋳ぐるみ一体化している。このため、製造過程で管理が必要となる中間部品を流通孔区画部品１０のみにとどめ、比較的簡素な工程を経てエンドプレートＥ１を完成させることができる。
【００３３】
また第１実施形態によれば、先に形成される流通孔区画部品１０の寸法精度の如何にかかわらず、流通孔区画部品１０とそれを包含する本体部２０との境界位置における両者の連続性や一体性（又は密着性）を十分に確保することができ、一体物たるエンドプレートＥ１の強度の確保や製造コストの低減を図ることができる。
【００３４】
［第２実施形態］
図６は第２実施形態を示す。第２実施形態では、図６（ａ）に示すような金属製の本体部３２を準備し、その後、流通孔区画部３１を金属製の本体部３２と一体化することにより、最終的には図６（ｂ）に示すような形態のエンドプレートＥ２を形成している。つまり、上記エンドプレートＥ１とは逆の製造手順でエンドプレートＥ２を形成している。
【００３５】
先ず図６（ａ）に示すように、複数の開口部３３が厚さ方向に貫通する本体部３２を、本体部構成用の金属（本例ではアルミニウム合金）を用いて鋳造する。各開口部３３は、後ほど形成される流通孔区画部３１を受け入れるための収容空間を提供する。
【００３６】
次に、予め鋳造された上記本体部３２の各開口部３３内に図示しない成形型を配置し、本体部３２を構成する金属よりも耐食性に優れた耐食性樹脂（本例ではエポキシ樹脂）を用いて、各開口部３３内に流通孔区画部３１を樹脂モールディングにより型成形する（図６（ｂ）参照）。その際、各流通孔区画部３１には、ガス又は冷媒を流通させるための流通孔１１が同時形成される。流通孔１１は、流通孔区画部３１を厚さ方向に貫通しており、この流通孔１１の両端（一方を入口端とすれば他方は出口端）は、流通孔区画部３１の表面側及び裏面側に開口している。なお、流通孔区画部３１内の流通孔１１についても、図３又は図４と同様の内部形状及び開口端形状を採ることができる。
【００３７】
樹脂モールディングの際には、溶融状態のエポキシ樹脂が各開口部３３の内壁部全体に満遍なく行き渡って密着する。その後、冷却することで図６（ｂ）に示すように、エポキシ樹脂製の流通孔区画部３１の各々がアルミニウム合金製の本体部３２に包含され、両者（３１，３２）はその境界位置で隙間を生ずることなく一体化する。
【００３８】
このように第２実施形態のエンドプレートＥ２は、
「流通孔１１を有してなる流通孔区画部３１と、その流通孔区画部３１を包含するアルミニウム合金製の本体部３２とを備え、流通孔区画部３１は、本体部３２を構成するアルミニウム合金よりも耐食性に優れたエポキシ樹脂で形成された樹脂成形品であり、先に形成された本体部３２に対して後から流通孔区画部３１を樹脂モールディングにより型成形することで、流通孔区画部３１が本体部３２に一体化されている」
というものである。
【００３９】
第２実施形態によれば、先に形成された本体部３２に対して後から流通孔区画部３１を樹脂モールディングにより型成形することで、流通孔区画部３１が本体部３２に一体化されている。このため、製造過程で管理が必要となる中間部品を「開口部３３を有する本体部３２」（単品）のみにとどめ、比較的簡素な工程を経てエンドプレートＥ２を完成させることができる。
【００４０】
また第２実施形態によれば、先に形成される本体部３２における開口部３３の寸法精度の如何にかかわらず、流通孔区画部３１とそれを包含する本体部３２との境界位置における両者の連続性や一体性（又は密着性）を十分に確保することができ、一体物たるエンドプレートＥ２の強度の確保や製造コストの低減を図ることができる。
【００４１】
更に第２実施形態によれば、上記第１実施形態と同様、流通孔区画部３１は樹脂モールディングによる型成形で作られるため、流通孔１１の出入口形状が同形状か異形状か、ひいては流通孔１１を区画する内壁面が平行か非平行かに応じて樹脂モールディング時の成形型を変更するだけで、流通孔１１の形状変化に容易に対応することができる。つまり、いずれの場合でも型成形の手間及びコストに大差はなく、比較的低コストで流通孔１１の形状を自由に設定することができる。
【００４２】
なお、上述した第２実施形態では、流通孔区画部３１を樹脂モールディングによる樹脂成形品としたが、これに代えて、流通孔区画部３１を鋳造による鋳造品としてもよい。その場合、第２実施形態のエンドプレートＥ２は、製造手順が異なるものの、第１実施形態のエンドプレートＥ１と実質的に同じものになる。
【００４３】
［第３実施形態］
図７及び図８は第３実施形態を示す。第３実施形態では、図７に示すような流通孔区画部品４１を複数個準備し、その後、これら流通孔区画部品４１を金属製の本体部４２と一体化することにより、最終的には図８（ａ）及び（ｂ）に示すような形態のエンドプレートＥ３を形成している。
【００４４】
先ず図７に示すように、本体部４２を構成する金属よりも耐食性に優れた耐食性金属（本例ではステンレス鋼）を用いて、円筒状の流通孔区画部品４１を形成する。かかる筒状部品４１は、例えばステンレス鋼製の金属板をロール加工することで得られる。流通孔区画部品４１は円筒状又はパイプ状であることから、その内部空間をガス又は冷媒を流通させるための流通孔１１として機能させることができ、又、その流通孔１１の両端を入口端及び出口端と位置付けることができる。
【００４５】
続いて、上記第１実施形態と同様、エンドプレート本体部成形用の鋳型（図示略）の所定位置に上記円筒状の流通孔区画部品４１を配置する。そして、これらの流通孔区画部品４１の周囲に対し、本体部構成用の金属（本例ではアルミニウム合金）の溶湯を供給し、金属製本体部４２を鋳造により型成形する。その際、金属溶湯は各流通孔区画部品４２の周囲に満遍なく行き渡り、金属溶湯の熱で流通孔区画部品４２の外壁部が部分的に融けて溶湯と融合する。その後、冷却することで図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、ステンレス鋼製の流通孔区画部品４１の各々がアルミニウム合金製の本体部４２に鋳ぐるまれ、両者（４１，４２）はその境界位置で隙間を生ずることなく一体化する。なお、第３実施形態では、図８（ａ）に示すように、円筒状の流通孔区画部品４１の全長の約半分だけが本体部４２と一体化され、残る半分は本体部４２の表面から突出している。
【００４６】
このように第３実施形態のエンドプレートＥ３は、
「流通孔１１を有してなる流通孔区画部としての流通孔区画部品４１と、その流通孔区画部品４１を包含するアルミニウム合金製の本体部４２とを備え、流通孔区画部品４１は、本体部４２を構成するアルミニウム合金よりも耐食性に優れたステンレス鋼で円筒状に形成された円筒状部品であり、先に形成された円筒状の流通孔区画部品４１に対して後から本体部４２を鋳造により型成形することで、流通孔区画部品４１が本体部４２に鋳ぐるまれて一体化されている」というものである。
【００４７】
第３実施形態によれば、先に形成された円筒状の流通孔区画部品４１に対して後から本体部４２を鋳造により型成形することで、円筒状の流通孔区画部品４１を本体部４２に鋳ぐるみ一体化している。このため、製造過程で管理が必要となる中間部品を円筒状の流通孔区画部品４１のみにとどめ、比較的簡素な工程を経てエンドプレートＥ３を完成させることができる。
【００４８】
また第３実施形態によれば、先に形成される円筒状の流通孔区画部品４１の寸法精度の如何にかかわらず、流通孔区画部品４１とそれを包含する本体部４２との境界位置における両者の連続性や一体性（又は密着性）を十分に確保することができ、一体物たるエンドプレートＥ３の強度の確保や製造コストの低減を図ることができる。
【００４９】
更に第３実施形態では、各流通孔区画部品４１において本体部４２と一体化されているのは約半分だけであり、残る半分は本体部４２の表面から突出しているため、この突出部分を、外部配管を外嵌め連結するための部位として役立てることができる。
【００５０】
（用語）本明細書でいう「鋳造」には、砂型を用いる砂型鋳造、金型を用いるダイカスト鋳造、その他の鋳造手法が含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】燃料電池スタックの概略を示す斜視図。
【図２】第１実施形態における流通孔区画部品の概略を示す斜視図。
【図３】流通孔区画部品の一例を示し、（ａ）は図２のＸ−Ｘ線での断面図、（ｂ）は流通孔区画部品の一開口端面側を示す正面図、（ｃ）は流通孔区画部品の背面図。
【図４】流通孔区画部品の別例を示し、（ａ）は図２のＸ−Ｘ線での断面図、（ｂ）は流通孔区画部品の一開口端面側を示す正面図、（ｃ）は流通孔区画部品の背面図。
【図５】第１実施形態を示し、（ａ）は本体部成形用鋳型内での流通孔区画部品の配置状況の一部を示す部分正面図、（ｂ）は本体部鋳造後のエンドプレートの一部を示す部分正面図。
【図６】第２実施形態を示し、（ａ）は先に形成された本体部の一部を示す部分正面図、（ｂ）は流通孔区画部鋳造後のエンドプレートの一部を示す部分正面図。
【図７】第３実施形態における流通孔区画部品の概略を示す斜視図。
【図８】第３実施形態を示し、（ａ）はエンドプレートの一部を示す部分正面図、（ｂ）はエンドプレートの一部を示す部分側面図。
【符号の説明】
【００５２】
１０…流通孔区画部品（流通孔区画部）、１１…流通孔、２０…金属製の本体部、３１…流通孔区画部、３２…金属製の本体部、３３…開口部、４１…筒状の流通孔区画部品（流通孔区画部）、４２…金属製の本体部、Ｓ…燃料電池スタック、Ｃ…燃料電池セル、Ｅ，Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３…エンドプレート。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池スタックの一構成部品であるエンドプレートに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に燃料電池スタックは、複数の燃料電池セルを直列に積層したものを一対のエンドプレート間に挟み込み、これらを締結具（例えばボルト及びナット）で締め付けることにより形成されている。各燃料電池セルに対しては、燃料ガス（例えば水素）、酸化ガス（例えば空気）、あるいは電池セルの過加熱を防止するための冷却媒体（例えば冷却水）を供給する必要がある。このため、燃料電池セル積層体の両端部に配置されるエンドプレートは、上記ガス又は冷媒をスタック内に流通させるための出入口となる流通孔を具備している。
【０００３】
このようなエンドプレートにあっては、締結具での締め付け圧力に対する耐圧性（即ち、所定の締結力が及んでもプレート自体が機械的な変形や歪みを生じない性能）のみならず、上述のようなガスや冷媒に接触しても容易に腐食しない性能（耐食性）が要求される。これらの要求を同時に満たし得る汎用の材料としては、例えばステンレス鋼があげられるが、鉄系金属であるステンレス鋼は比重が重いため、燃料電池スタックの軽量化には不利な面がある。このように燃料電池スタック用エンドプレートでは、耐圧性、耐食性及び軽量性の三つを満たすことが重要な技術的課題となっている。
【０００４】
かかる技術的課題を解決すべく、特許文献１は、エンドプレートの本体と流路形成部材とを別体化した燃料電池用エンドプレート構造を開示する。即ち、エンドプレート本体には、燃料、空気もしくは冷却水を供給及び排出するための貫通口（２−１−１，２−１−２）を穿孔加工により形成する一方で、燃料、空気もしくは冷却水の流路を形成する管状部材（４，５）を別体物として準備する。そして、エンドプレート本体の各貫通口に対しそれぞれ対応する管状部材を嵌合することにより、エンドプレートを完成させている。この構成によれば、燃料等に直接接触する管状部材だけをステンレス鋼等の耐食性金属で形成し、燃料等に直接接触しないエンドプレート本体をアルミニウム合金等の軽金属で形成することができ、少なくとも耐食性と軽量性との両立を図ることができる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３４２３４０号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の技術にもいくつかの難点がある。先ず、貫通口付きのエンドプレート本体と管状部材とを別体物として準備する必要があるため、製造過程で管理すべき部品点数が多くなる。また、エンドプレート本体には、管状部材を緊密に嵌合させるための貫通口を予め高い精度で形成（穿孔）する必要があり、この貫通口の高精度加工のための工程が余分に必要になる。
【０００７】
更には、燃料電池用エンドプレートにおいては、燃料電池セル内を貫通する流通孔の断面形状と、燃料電池スタックの外部に設けられた配管の断面形状との差（違い）を埋め合わせながら、セル内流通孔と外部配管とをエンドプレートを介して連通させるために、エンドプレートに設定される貫通口の出口側形状と入口側形状とを異形化する場合がある。そのような異形化が必要なエンドプレートを特許文献１の技術で製造しようとすると、上記管状部材（４，５）の製造段階において貫通口の出入口形状の異形化を図っておく必要が生じ、当該管状部材の製造工程が複雑化して製造コスト増を招くおそれがある。
【０００８】
本発明の目的は、比較的簡素な製造工程により低コストで製造可能であると共に、ガス又は冷媒用の流通孔の形状設定の自由度が高い燃料電池スタック用エンドプレートと、その製造方法とを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明は、燃料ガス、酸化ガス又は冷却媒体を流通させるための流通孔を具備した燃料電池スタック用エンドプレートであって、前記流通孔を有してなる流通孔区画部と、前記流通孔区画部の少なくとも一部を包含する金属製の本体部とを備え、前記流通孔区画部は、前記本体部を構成する金属よりも耐食性に優れた耐食性素材で形成されており、前記流通孔区画部及び前記本体部のうちの先に形成された一方に対して他方を型成形することで、前記流通孔区画部と前記本体部とが一体化されている、ことを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、流通孔区画部を、本体部を構成する金属よりも耐食性に優れた耐食性素材で形成しているため、流通孔区画部にはガスや冷媒に対する耐食性を担保させる一方で、本体部には耐圧性及び軽量性を担保させることができ、エンドプレート全体として、耐食性、耐圧性及び軽量性を高い次元でバランスさせることができる。また、流通孔区画部及び本体部のうちの先に形成された一方に対して他方を後から型成形することで流通孔区画部と本体部とを一体化しているため、製造過程で管理が必要となる中間部品点数の増大を抑制しながら比較的簡素な工程を経てエンドプレートを完成させることができる。加えて、この一体化手法によれば、流通孔区画部及び本体部のうちの先に形成された方の寸法精度の如何にかかわらず、流通孔区画部とそれを包含する本体部との境界位置における両部の連続性や一体性（又は密着性）を十分に確保することができ、一体物たるエンドプレートの強度の確保や製造コストの低減を図ることができる。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１に記載の燃料電池スタック用エンドプレートにおいて、前記流通孔区画部は、前記本体部を構成する金属よりも耐食性に優れた耐食性金属で形成された鋳造品であり、前記流通孔区画部及び前記本体部のうちの先に形成された一方に対して他方を鋳造により型成形することで、前記流通孔区画部と前記本体部とが一体化されている、ことを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、耐食性金属からなる流通孔区画部を鋳造品としているので、当該流通孔区画部の内部に区画される流通孔について入口側形状と出口側形状とを異形化する必要がある場合でも、鋳造時の成形型（即ち鋳型や中子）の変更だけで容易に対応することができる。従って本発明によれば、製造コストの増大を招くことなく、流通孔の形状設定の自由度を高めることができる。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１に記載の燃料電池スタック用エンドプレートにおいて、前記流通孔区画部は、前記本体部を構成する金属よりも耐食性に優れた耐食性樹脂で形成された樹脂成形品であり、先に形成された前記金属製の本体部に対して前記流通孔区画部を樹脂モールディングにより型成形することで、前記流通孔区画部が前記本体部に一体化されている、ことを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、耐食性樹脂からなる流通孔区画部を樹脂成形品としているので、当該流通孔区画部の内部に区画される流通孔について入口側形状と出口側形状とを異形化する必要がある場合でも、樹脂モールディング時の成形型（即ち金型や入子）の変更だけで容易に対応することができる。従って本発明によれば、比較的低コストで、流通孔の形状設定の自由度を高めることができる。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項１に記載の燃料電池スタック用エンドプレートにおいて、前記流通孔区画部は、前記本体部を構成する金属よりも耐食性に優れた耐食性金属で筒状に形成された筒状部品であり、前記筒状の流通孔区画部に対して前記本体部を鋳造により型成形することで、前記流通孔区画部が前記本体部に鋳ぐるまれて一体化されている、ことを特徴とする。
【００１６】
この構成によれば、耐食性金属からなる筒状の流通孔区画部に対して本体部を後から鋳造により型成形することで筒状の流通孔区画部を本体部により鋳ぐるんで一体化しているため、製造過程で管理が必要となる中間部品点数の増大を抑制しながら比較的簡素な工程を経てエンドプレートを完成させることができる。加えて、この一体化手法によれば、先に形成される筒状の流通孔区画部の寸法精度の如何にかかわらず、流通孔区画部とそれを包含する本体部との境界位置における両部の連続性や一体性を十分に確保することができ、一体物たるエンドプレートの強度の確保や製造コストの低減を図ることができる。
【００１７】
請求項５の発明は、燃料ガス、酸化ガス又は冷却媒体を流通させるための流通孔を有してなる流通孔区画部と、前記流通孔区画部の少なくとも一部を包含する金属製の本体部とを備えた燃料電池スタック用エンドプレートを製造する方法であって、
前記本体部を構成する金属よりも耐食性に優れた耐食性金属で、前記流通孔を有してなる流通孔区画部を鋳造により形成し、その後に、前記流通孔区画部の周囲に対し前記金属製の本体部を鋳造により型成形することで、前記流通孔区画部を前記本体部により鋳ぐるんで一体化したことを特徴とする燃料電池スタック用エンドプレートの製造方法である。
【００１８】
この方法によれば、請求項１及び２に対応する燃料電池スタック用エンドプレートを効率的に製造することができる。
【００１９】
請求項６の発明は、燃料ガス、酸化ガス又は冷却媒体を流通させるための流通孔を有してなる流通孔区画部と、前記流通孔区画部の少なくとも一部を包含する金属製の本体部とを備えた燃料電池スタック用エンドプレートを製造する方法であって、
開口部を有する前記金属製の本体部を形成し、その後に、前記本体部の開口部内に、当該本体部を構成する金属よりも耐食性に優れた耐食性素材で、前記流通孔を有してなる流通孔区画部を樹脂モールディング又は鋳造により型成形することで、前記流通孔区画部を前記本体部により包含して一体化したことを特徴とする燃料電池スタック用エンドプレートの製造方法である。
【００２０】
この方法によれば、請求項１，２及び３に対応する燃料電池スタック用エンドプレートを効率的に製造することができる。
【００２１】
請求項７の発明は、燃料ガス、酸化ガス又は冷却媒体を流通させるための流通孔を有してなる流通孔区画部と、前記流通孔区画部の少なくとも一部を包含する金属製の本体部とを備えた燃料電池スタック用エンドプレートを製造する方法であって、
前記本体部を構成する金属よりも耐食性に優れた耐食性金属で、前記流通孔を有してなる流通孔区画部を筒状に形成し、その後に、前記筒状の流通孔区画部の周囲に対し前記金属製の本体部を鋳造により型成形することで、前記筒状の流通孔区画部を前記本体部により鋳ぐるんで一体化したことを特徴とする燃料電池スタック用エンドプレートの製造方法である。
【００２２】
この方法によれば、請求項１及び４に対応する燃料電池スタック用エンドプレートを効率的に製造することができる。
【００２３】
なお、本発明において、「本体部を構成する金属」としては、アルミニウム系金属、チタン系金属、鋳鉄を例示することができる。「本体部を構成する金属よりも耐食性に優れた耐食性金属」としては、鋳鋼、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、チタン系金属を例示することができる。「本体部を構成する金属よりも耐食性に優れた耐食性樹脂」としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂を例示することができる。
【発明の効果】
【００２４】
以上詳述したように本発明の燃料電池スタック用エンドプレートによれば、比較的簡素な製造工程により低コストで製造可能であると共に、ガス又は冷媒用の流通孔の形状設定の自由度を高めることができる。また、本発明の燃料電池スタック用エンドプレートの製造方法によれば、上記本発明に係るエンドプレートを、比較的簡素な製造工程により低コストで製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１に示すように、本発明の実施形態に係る燃料電池スタックＳは、複数の燃料電池セルＣ（仮想線で図示）を直列に積層したものを前後一対のエンドプレートＥ間に挟み込み、これらを締結具（図示略）で締め付けたものである。各エンドプレートＥは複数の流通孔１１を備えており、これらの流通孔１１を介してスタック内の燃料電池セルＣに対し、燃料ガス、酸化ガス又は冷却媒体が供給又は排出される。以下では、エンドプレートＥのいくつかの実施形態を図面を参照しつつ説明する。
【００２６】
［第１実施形態］
図２〜図５は第１実施形態を示す。第１実施形態では、図２〜図４に示すような流通孔区画部品１０を複数個準備し、その後、これら流通孔区画部品１０を金属製の本体部２０と一体化することにより、最終的には図５（ｂ）に示すような形態のエンドプレートＥ１を形成している。
【００２７】
先ず図２に示すように、本体部２０を構成する金属よりも耐食性に優れた耐食性金属（本例ではステンレス鋼鋳鋼）を用いて、ブロック状又は直方体状の流通孔区画部品１０を鋳造する。鋳造時に、流通孔区画部品１０にはガス又は冷媒を流通させるための流通孔１１が同時形成される。流通孔１１は、流通孔区画部品１０を厚さ方向（図２では上下方向）に貫通しており、この流通孔１１の両端（一方を入口端とすれば他方は出口端）は、流通孔区画部品１０の表面側及び裏面側に開口している。
【００２８】
図３及び図４は、流通孔１１の入口端１２が流通孔区画部品１０の表面側に開口し、流通孔１１の出口端１３が流通孔区画部品１０の裏面側に開口する様子を示す。第１実施形態の流通孔区画部品１０にあっては、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように流通孔の入口端１２及び出口端１３が同形状でも、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように流通孔の入口端１２及び出口端１３が異形状でもよい。流通孔１１の出入口が同形状の場合、流通孔１１を区画する内壁面１４ａ，１４ｂは孔の中心線に沿って平行に形成される。他方、流通孔１１の出入口が異形状の場合、流通孔１１を区画する内壁面１４ａ，１４ｂは孔の中心線に対し傾斜形成され、相対向する内壁面１４ａ，１４ｂは互いに非平行となる。
【００２９】
但し、第１実施形態では、流通孔区画部品１０は鋳造による型成形で作られるため、流通孔１１の出入口形状が同形状か異形状か、ひいては流通孔１１を区画する内壁面１４ａ，１４ｂが平行か非平行かに応じて鋳造時の成形型（即ち鋳型や中子）を変更するだけで、流通孔１１の形状変化に容易に対応することができる。つまり、いずれの場合でも鋳造の手間及びコストに大差はなく、比較的低コストで流通孔１１の形状を自由に設定することができる。
【００３０】
続いて図５（ａ）に示すように、エンドプレート本体部成形用の鋳型２１（仮想線で図示）内の所定位置に上記流通孔区画部品１０を配置する。そして、これらの流通孔区画部品１０の周囲に対し、本体部構成用の金属（本例ではアルミニウム合金）の溶湯を供給し、金属製本体部２０を鋳造により型成形する。その際、金属溶湯は各流通孔区画部品１０の外壁部全体に満遍なく行き渡り、金属溶湯の熱で流通孔区画部品１０の外壁部が部分的に融けて溶湯と融合する。その後、冷却することで図５（ｂ）に示すように、ステンレス鋼鋳鋼製の流通孔区画部品１０の各々がアルミニウム合金製の本体部２０に鋳ぐるまれ、両者（１０，２０）はその境界位置で隙間を生ずることなく一体化する。
【００３１】
このように第１実施形態のエンドプレートＥ１は、
「流通孔１１を有してなる流通孔区画部としての流通孔区画部品１０と、その流通孔区画部品１０を包含するアルミニウム合金製の本体部２０とを備え、流通孔区画部品１０は、本体部２０を構成するアルミニウム合金よりも耐食性に優れたステンレス鋼鋳鋼で形成された鋳造品であり、先に形成された流通孔区画部品１０に対して後から本体部２０を鋳造により型成形することで、流通孔区画部品１０が本体部２０に鋳ぐるまれて一体化されている」というものである。
【００３２】
第１実施形態によれば、先に形成された流通孔区画部品１０に対して後から本体部２０を鋳造により型成形することで、流通孔区画部品１０を本体部２０に鋳ぐるみ一体化している。このため、製造過程で管理が必要となる中間部品を流通孔区画部品１０のみにとどめ、比較的簡素な工程を経てエンドプレートＥ１を完成させることができる。
【００３３】
また第１実施形態によれば、先に形成される流通孔区画部品１０の寸法精度の如何にかかわらず、流通孔区画部品１０とそれを包含する本体部２０との境界位置における両者の連続性や一体性（又は密着性）を十分に確保することができ、一体物たるエンドプレートＥ１の強度の確保や製造コストの低減を図ることができる。
【００３４】
［第２実施形態］
図６は第２実施形態を示す。第２実施形態では、図６（ａ）に示すような金属製の本体部３２を準備し、その後、流通孔区画部３１を金属製の本体部３２と一体化することにより、最終的には図６（ｂ）に示すような形態のエンドプレートＥ２を形成している。つまり、上記エンドプレートＥ１とは逆の製造手順でエンドプレートＥ２を形成している。
【００３５】
先ず図６（ａ）に示すように、複数の開口部３３が厚さ方向に貫通する本体部３２を、本体部構成用の金属（本例ではアルミニウム合金）を用いて鋳造する。各開口部３３は、後ほど形成される流通孔区画部３１を受け入れるための収容空間を提供する。
【００３６】
次に、予め鋳造された上記本体部３２の各開口部３３内に図示しない成形型を配置し、本体部３２を構成する金属よりも耐食性に優れた耐食性樹脂（本例ではエポキシ樹脂）を用いて、各開口部３３内に流通孔区画部３１を樹脂モールディングにより型成形する（図６（ｂ）参照）。その際、各流通孔区画部３１には、ガス又は冷媒を流通させるための流通孔１１が同時形成される。流通孔１１は、流通孔区画部３１を厚さ方向に貫通しており、この流通孔１１の両端（一方を入口端とすれば他方は出口端）は、流通孔区画部３１の表面側及び裏面側に開口している。なお、流通孔区画部３１内の流通孔１１についても、図３又は図４と同様の内部形状及び開口端形状を採ることができる。
【００３７】
樹脂モールディングの際には、溶融状態のエポキシ樹脂が各開口部３３の内壁部全体に満遍なく行き渡って密着する。その後、冷却することで図６（ｂ）に示すように、エポキシ樹脂製の流通孔区画部３１の各々がアルミニウム合金製の本体部３２に包含され、両者（３１，３２）はその境界位置で隙間を生ずることなく一体化する。
【００３８】
このように第２実施形態のエンドプレートＥ２は、
「流通孔１１を有してなる流通孔区画部３１と、その流通孔区画部３１を包含するアルミニウム合金製の本体部３２とを備え、流通孔区画部３１は、本体部３２を構成するアルミニウム合金よりも耐食性に優れたエポキシ樹脂で形成された樹脂成形品であり、先に形成された本体部３２に対して後から流通孔区画部３１を樹脂モールディングにより型成形することで、流通孔区画部３１が本体部３２に一体化されている」
というものである。
【００３９】
第２実施形態によれば、先に形成された本体部３２に対して後から流通孔区画部３１を樹脂モールディングにより型成形することで、流通孔区画部３１が本体部３２に一体化されている。このため、製造過程で管理が必要となる中間部品を「開口部３３を有する本体部３２」（単品）のみにとどめ、比較的簡素な工程を経てエンドプレートＥ２を完成させることができる。
【００４０】
また第２実施形態によれば、先に形成される本体部３２における開口部３３の寸法精度の如何にかかわらず、流通孔区画部３１とそれを包含する本体部３２との境界位置における両者の連続性や一体性（又は密着性）を十分に確保することができ、一体物たるエンドプレートＥ２の強度の確保や製造コストの低減を図ることができる。
【００４１】
更に第２実施形態によれば、上記第１実施形態と同様、流通孔区画部３１は樹脂モールディングによる型成形で作られるため、流通孔１１の出入口形状が同形状か異形状か、ひいては流通孔１１を区画する内壁面が平行か非平行かに応じて樹脂モールディング時の成形型を変更するだけで、流通孔１１の形状変化に容易に対応することができる。つまり、いずれの場合でも型成形の手間及びコストに大差はなく、比較的低コストで流通孔１１の形状を自由に設定することができる。
【００４２】
なお、上述した第２実施形態では、流通孔区画部３１を樹脂モールディングによる樹脂成形品としたが、これに代えて、流通孔区画部３１を鋳造による鋳造品としてもよい。その場合、第２実施形態のエンドプレートＥ２は、製造手順が異なるものの、第１実施形態のエンドプレートＥ１と実質的に同じものになる。
【００４３】
［第３実施形態］
図７及び図８は第３実施形態を示す。第３実施形態では、図７に示すような流通孔区画部品４１を複数個準備し、その後、これら流通孔区画部品４１を金属製の本体部４２と一体化することにより、最終的には図８（ａ）及び（ｂ）に示すような形態のエンドプレートＥ３を形成している。
【００４４】
先ず図７に示すように、本体部４２を構成する金属よりも耐食性に優れた耐食性金属（本例ではステンレス鋼）を用いて、円筒状の流通孔区画部品４１を形成する。かかる筒状部品４１は、例えばステンレス鋼製の金属板をロール加工することで得られる。流通孔区画部品４１は円筒状又はパイプ状であることから、その内部空間をガス又は冷媒を流通させるための流通孔１１として機能させることができ、又、その流通孔１１の両端を入口端及び出口端と位置付けることができる。
【００４５】
続いて、上記第１実施形態と同様、エンドプレート本体部成形用の鋳型（図示略）の所定位置に上記円筒状の流通孔区画部品４１を配置する。そして、これらの流通孔区画部品４１の周囲に対し、本体部構成用の金属（本例ではアルミニウム合金）の溶湯を供給し、金属製本体部４２を鋳造により型成形する。その際、金属溶湯は各流通孔区画部品４２の周囲に満遍なく行き渡り、金属溶湯の熱で流通孔区画部品４２の外壁部が部分的に融けて溶湯と融合する。その後、冷却することで図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、ステンレス鋼製の流通孔区画部品４１の各々がアルミニウム合金製の本体部４２に鋳ぐるまれ、両者（４１，４２）はその境界位置で隙間を生ずることなく一体化する。なお、第３実施形態では、図８（ａ）に示すように、円筒状の流通孔区画部品４１の全長の約半分だけが本体部４２と一体化され、残る半分は本体部４２の表面から突出している。
【００４６】
このように第３実施形態のエンドプレートＥ３は、
「流通孔１１を有してなる流通孔区画部としての流通孔区画部品４１と、その流通孔区画部品４１を包含するアルミニウム合金製の本体部４２とを備え、流通孔区画部品４１は、本体部４２を構成するアルミニウム合金よりも耐食性に優れたステンレス鋼で円筒状に形成された円筒状部品であり、先に形成された円筒状の流通孔区画部品４１に対して後から本体部４２を鋳造により型成形することで、流通孔区画部品４１が本体部４２に鋳ぐるまれて一体化されている」というものである。
【００４７】
第３実施形態によれば、先に形成された円筒状の流通孔区画部品４１に対して後から本体部４２を鋳造により型成形することで、円筒状の流通孔区画部品４１を本体部４２に鋳ぐるみ一体化している。このため、製造過程で管理が必要となる中間部品を円筒状の流通孔区画部品４１のみにとどめ、比較的簡素な工程を経てエンドプレートＥ３を完成させることができる。
【００４８】
また第３実施形態によれば、先に形成される円筒状の流通孔区画部品４１の寸法精度の如何にかかわらず、流通孔区画部品４１とそれを包含する本体部４２との境界位置における両者の連続性や一体性（又は密着性）を十分に確保することができ、一体物たるエンドプレートＥ３の強度の確保や製造コストの低減を図ることができる。
【００４９】
更に第３実施形態では、各流通孔区画部品４１において本体部４２と一体化されているのは約半分だけであり、残る半分は本体部４２の表面から突出しているため、この突出部分を、外部配管を外嵌め連結するための部位として役立てることができる。
【００５０】
（用語）本明細書でいう「鋳造」には、砂型を用いる砂型鋳造、金型を用いるダイカスト鋳造、その他の鋳造手法が含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】燃料電池スタックの概略を示す斜視図。
【図２】第１実施形態における流通孔区画部品の概略を示す斜視図。
【図３】流通孔区画部品の一例を示し、（ａ）は図２のＸ−Ｘ線での断面図、（ｂ）は流通孔区画部品の一開口端面側を示す正面図、（ｃ）は流通孔区画部品の背面図。
【図４】流通孔区画部品の別例を示し、（ａ）は図２のＸ−Ｘ線での断面図、（ｂ）は流通孔区画部品の一開口端面側を示す正面図、（ｃ）は流通孔区画部品の背面図。
【図５】第１実施形態を示し、（ａ）は本体部成形用鋳型内での流通孔区画部品の配置状況の一部を示す部分正面図、（ｂ）は本体部鋳造後のエンドプレートの一部を示す部分正面図。
【図６】第２実施形態を示し、（ａ）は先に形成された本体部の一部を示す部分正面図、（ｂ）は流通孔区画部鋳造後のエンドプレートの一部を示す部分正面図。
【図７】第３実施形態における流通孔区画部品の概略を示す斜視図。
【図８】第３実施形態を示し、（ａ）はエンドプレートの一部を示す部分正面図、（ｂ）はエンドプレートの一部を示す部分側面図。
【符号の説明】
【００５２】
１０…流通孔区画部品（流通孔区画部）、１１…流通孔、２０…金属製の本体部、３１…流通孔区画部、３２…金属製の本体部、３３…開口部、４１…筒状の流通孔区画部品（流通孔区画部）、４２…金属製の本体部、Ｓ…燃料電池スタック、Ｃ…燃料電池セル、Ｅ，Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３…エンドプレート。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ガス、酸化ガス又は冷却媒体を流通させるための流通孔を具備した燃料電池スタック用エンドプレートであって、
前記流通孔を有してなる流通孔区画部と、
前記流通孔区画部の少なくとも一部を包含する金属製の本体部とを備え、
前記流通孔区画部は、前記本体部を構成する金属よりも耐食性に優れた耐食性素材で形成されており、
前記流通孔区画部及び前記本体部のうちの先に形成された一方に対して他方を型成形することで、前記流通孔区画部と前記本体部とが一体化されている、ことを特徴とする燃料電池スタック用エンドプレート。
【請求項２】
前記流通孔区画部は、前記本体部を構成する金属よりも耐食性に優れた耐食性金属で形成された鋳造品であり、
前記流通孔区画部及び前記本体部のうちの先に形成された一方に対して他方を鋳造により型成形することで、前記流通孔区画部と前記本体部とが一体化されている、ことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池スタック用エンドプレート。
【請求項３】
前記流通孔区画部は、前記本体部を構成する金属よりも耐食性に優れた耐食性樹脂で形成された樹脂成形品であり、
先に形成された前記金属製の本体部に対して前記流通孔区画部を樹脂モールディングにより型成形することで、前記流通孔区画部が前記本体部に一体化されている、ことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池スタック用エンドプレート。
【請求項４】
前記流通孔区画部は、前記本体部を構成する金属よりも耐食性に優れた耐食性金属で筒状に形成された筒状部品であり、
前記筒状の流通孔区画部に対して前記本体部を鋳造により型成形することで、前記流通孔区画部が前記本体部に鋳ぐるまれて一体化されている、ことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池スタック用エンドプレート。
【請求項５】
燃料ガス、酸化ガス又は冷却媒体を流通させるための流通孔を有してなる流通孔区画部と、前記流通孔区画部の少なくとも一部を包含する金属製の本体部とを備えた燃料電池スタック用エンドプレートを製造する方法であって、
前記本体部を構成する金属よりも耐食性に優れた耐食性金属で、前記流通孔を有してなる流通孔区画部を鋳造により形成し、その後に、
前記流通孔区画部の周囲に対し前記金属製の本体部を鋳造により型成形することで、前記流通孔区画部を前記本体部により鋳ぐるんで一体化したことを特徴とする燃料電池スタック用エンドプレートの製造方法。
【請求項６】
燃料ガス、酸化ガス又は冷却媒体を流通させるための流通孔を有してなる流通孔区画部と、前記流通孔区画部の少なくとも一部を包含する金属製の本体部とを備えた燃料電池スタック用エンドプレートを製造する方法であって、
開口部を有する前記金属製の本体部を形成し、その後に、
前記本体部の開口部内に、当該本体部を構成する金属よりも耐食性に優れた耐食性素材で、前記流通孔を有してなる流通孔区画部を樹脂モールディング又は鋳造により型成形することで、前記流通孔区画部を前記本体部により包含して一体化したことを特徴とする燃料電池スタック用エンドプレートの製造方法。
【請求項７】
燃料ガス、酸化ガス又は冷却媒体を流通させるための流通孔を有してなる流通孔区画部と、前記流通孔区画部の少なくとも一部を包含する金属製の本体部とを備えた燃料電池スタック用エンドプレートを製造する方法であって、
前記本体部を構成する金属よりも耐食性に優れた耐食性金属で、前記流通孔を有してなる流通孔区画部を筒状に形成し、その後に、
前記筒状の流通孔区画部の周囲に対し前記金属製の本体部を鋳造により型成形することで、前記筒状の流通孔区画部を前記本体部により鋳ぐるんで一体化したことを特徴とする燃料電池スタック用エンドプレートの製造方法。
【請求項１】
燃料ガス、酸化ガス又は冷却媒体を流通させるための流通孔を具備した燃料電池スタック用エンドプレートであって、
前記流通孔を有してなる流通孔区画部と、
前記流通孔区画部の少なくとも一部を包含する金属製の本体部とを備え、
前記流通孔区画部は、前記本体部を構成する金属よりも耐食性に優れた耐食性素材で形成されており、
前記流通孔区画部及び前記本体部のうちの先に形成された一方に対して他方を型成形することで、前記流通孔区画部と前記本体部とが一体化されている、ことを特徴とする燃料電池スタック用エンドプレート。
【請求項２】
前記流通孔区画部は、前記本体部を構成する金属よりも耐食性に優れた耐食性金属で形成された鋳造品であり、
前記流通孔区画部及び前記本体部のうちの先に形成された一方に対して他方を鋳造により型成形することで、前記流通孔区画部と前記本体部とが一体化されている、ことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池スタック用エンドプレート。
【請求項３】
前記流通孔区画部は、前記本体部を構成する金属よりも耐食性に優れた耐食性樹脂で形成された樹脂成形品であり、
先に形成された前記金属製の本体部に対して前記流通孔区画部を樹脂モールディングにより型成形することで、前記流通孔区画部が前記本体部に一体化されている、ことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池スタック用エンドプレート。
【請求項４】
前記流通孔区画部は、前記本体部を構成する金属よりも耐食性に優れた耐食性金属で筒状に形成された筒状部品であり、
前記筒状の流通孔区画部に対して前記本体部を鋳造により型成形することで、前記流通孔区画部が前記本体部に鋳ぐるまれて一体化されている、ことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池スタック用エンドプレート。
【請求項５】
燃料ガス、酸化ガス又は冷却媒体を流通させるための流通孔を有してなる流通孔区画部と、前記流通孔区画部の少なくとも一部を包含する金属製の本体部とを備えた燃料電池スタック用エンドプレートを製造する方法であって、
前記本体部を構成する金属よりも耐食性に優れた耐食性金属で、前記流通孔を有してなる流通孔区画部を鋳造により形成し、その後に、
前記流通孔区画部の周囲に対し前記金属製の本体部を鋳造により型成形することで、前記流通孔区画部を前記本体部により鋳ぐるんで一体化したことを特徴とする燃料電池スタック用エンドプレートの製造方法。
【請求項６】
燃料ガス、酸化ガス又は冷却媒体を流通させるための流通孔を有してなる流通孔区画部と、前記流通孔区画部の少なくとも一部を包含する金属製の本体部とを備えた燃料電池スタック用エンドプレートを製造する方法であって、
開口部を有する前記金属製の本体部を形成し、その後に、
前記本体部の開口部内に、当該本体部を構成する金属よりも耐食性に優れた耐食性素材で、前記流通孔を有してなる流通孔区画部を樹脂モールディング又は鋳造により型成形することで、前記流通孔区画部を前記本体部により包含して一体化したことを特徴とする燃料電池スタック用エンドプレートの製造方法。
【請求項７】
燃料ガス、酸化ガス又は冷却媒体を流通させるための流通孔を有してなる流通孔区画部と、前記流通孔区画部の少なくとも一部を包含する金属製の本体部とを備えた燃料電池スタック用エンドプレートを製造する方法であって、
前記本体部を構成する金属よりも耐食性に優れた耐食性金属で、前記流通孔を有してなる流通孔区画部を筒状に形成し、その後に、
前記筒状の流通孔区画部の周囲に対し前記金属製の本体部を鋳造により型成形することで、前記筒状の流通孔区画部を前記本体部により鋳ぐるんで一体化したことを特徴とする燃料電池スタック用エンドプレートの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−１０３０３５（Ｐ２０１０−１０３０３５Ａ）
【公開日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２７５３７９（Ｐ２００８−２７５３７９）
【出願日】平成２０年１０月２７日（２００８．１０．２７）
【出願人】（０００１００８０５）アイシン高丘株式会社 (202)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月２７日（２００８．１０．２７）
【出願人】（０００１００８０５）アイシン高丘株式会社 (202)
【Ｆターム（参考）】
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