燃料電池用構成部材のガスケット成型方法
【課題】ＭＥＡの性能を低下させることなく、効率的なガスケットの形成がなし得る燃料電池用構成部材ガスケット成型方法を提供する。
【解決手段】多孔性シート（ＧＤＬ）１０、１１の外周縁部分及び開口部周縁部分に、射出成型装置ＩＭによってガスケット体１２、１６を成型する燃料電池用構成部材１のガスケット成型方法であって、上記成型装置ＩＭの成型型１９は、ガスケット体形成用キャビティ２６、２７と、該キャビティ２６、２７の側部に沿って形成された突条部３１、３２とを備え、上記ＧＤＬ１０、１１を成型型１９の所定位置に配して型締めし、上記突条部３１、３２によってＧＤＬ１０、１１のガスケット体形成部位の側部が厚み方向に圧縮された状態で、液状ゴムｒ０をキャビティ２６、２７内に注入し、この注入の際液状ゴムｒ０の一部を多孔性シートにおけるガスケット体形成部位の厚み内にまで浸透含浸させるようにしてガスケット体１２、１６をＧＤＬ１０、１１に一体成型することを特徴とする。
【解決手段】多孔性シート（ＧＤＬ）１０、１１の外周縁部分及び開口部周縁部分に、射出成型装置ＩＭによってガスケット体１２、１６を成型する燃料電池用構成部材１のガスケット成型方法であって、上記成型装置ＩＭの成型型１９は、ガスケット体形成用キャビティ２６、２７と、該キャビティ２６、２７の側部に沿って形成された突条部３１、３２とを備え、上記ＧＤＬ１０、１１を成型型１９の所定位置に配して型締めし、上記突条部３１、３２によってＧＤＬ１０、１１のガスケット体形成部位の側部が厚み方向に圧縮された状態で、液状ゴムｒ０をキャビティ２６、２７内に注入し、この注入の際液状ゴムｒ０の一部を多孔性シートにおけるガスケット体形成部位の厚み内にまで浸透含浸させるようにしてガスケット体１２、１６をＧＤＬ１０、１１に一体成型することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池用構成部材にガスケットを成型する方法に係り、更に詳しくは、電解質膜の両面に、電極を構成する触媒担持層を含むガス拡散層（ＧＤＬ）が積層一体とされてなる膜−電極接合体（ＭＥＡ）における、ＧＤＬの表面外周縁部分及びマニホールド用開口部周縁部分にガスケットを成型する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記ＭＥＡ（Ｍｅｍｂｒａｎｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ａｓｓｅｍｂｌｙ）は、固体高分子形等のイオン交換膜からなる電解質膜の両面に、炭素粉に白金系触媒が担持されて電極（アノード、カソード）となる触媒担持層を含むＧＤＬ（Ｇａｓ Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ Ｌａｙｅｒ）を積層一体にして構成される。そして、上記ＭＥＡを２枚のセパレータに挟装して単位セルを構成し、この単位セルを多数重ね合わせ、締結一体として燃料電池本体（スタック）が構成される。上記一方のセパレータとＧＤＬとの間には、水素ガスの流路が形成され、また他方のセパレータとＧＤＬとの間には、酸素ガス（空気）の流路が形成され、更に、隣接するセル同士のセパレータ間には冷媒（水、エチレングリコール等）の流路が形成される。水素ガスの流路が形成された側の電極がアノード（燃料極）となり、空気（酸素ガス）の流路が形成された側の電極がカソード（酸素極）となる。
【０００３】
上記スタックの側辺部分には、水素ガス、酸素ガス及び冷媒の供給用及び排出用の複数のマニホールドが貫設形成され、各マニホールドと、上記水素ガス流路、酸素ガス流路及び冷媒流路とが連通するよう構成される。上記ＭＥＡとセパレータ間、セパレータ同士の間は、上記ガスや冷媒の外部への漏出を防止する為、各周辺部やマニホールド用開口部周りに配されたガスケットによりシールされる。
【０００４】
上記ガスケットは、セパレータの所定位置に形成される場合の他、ＭＥＡを構成するＧＤＬの表面に形成される場合がある。ＧＤＬはカーボン繊維シート（カーボンペーパ或いはカーボン繊維不織布等）や金属繊維シート等の多孔性シートからなり、ＧＤＬの表面にガスケットを形成する場合は、所定部位に接着剤を塗布してＧＤＬの厚み内に接着剤を浸透含浸させた上で、当該部位にゴム材を加硫一体成型する方法がとられる。このように、接着剤の含浸部分を形成することによって、ＧＤＬ内を拡散するガスのＭＥＡ外やマニホールド内への漏出を防止することができる。しかし、接着剤の塗布工程を必要とする為、ガスケットの成型工程の効率化を阻害する要因になることは否めなかった。特許文献１及び特許文献２には、ゴム材の射出成型によりＧＤＬにガスケットを形成する際、接着剤を使用せず、ゴム材をＧＤＬの厚み内へ含浸させることによってガスケットをＧＤＬに一体成型することが開示されている。
【特許文献１】特表２００１−５１０９３２号公報
【特許文献２】特開２００２−１６０２５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１、２に開示された方法によれば、接着剤塗布工程がない為、ガスケットの成型工程の効率化が図られると共に接着剤を不要とするからコストの低減化も図られ、望ましく採用されるところとなっていた。ところで、ゴム材として、流動性のある液状ゴムが用いられることになるが、ゴム材をＧＤＬに含浸させる際、その流動性によってガスケット形成部位以外の部位にまでゴム材が拡散浸透することがある。このように、ＧＤＬにおいてガスケット形成部位以外の部位にまでゴム材が拡散浸透すると、その含浸一体化により発電機能部位が狭められ、ＭＥＡとしての性能が低下することにもなる。
【０００６】
本発明は、上記実情に鑑みなされたものであり、ＭＥＡの性能を低下させることなく、効率的なガスケットの形成がなし得る燃料電池用構成部材のガスケット成型方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明に係る燃料電池用構成部材のガスケット成型方法は、燃料電池を構成するガス拡散層用多孔性シートの外周縁部分及び開口部周縁部分に、射出成型装置によってガスケット体を成型する燃料電池用構成部材のガスケット成型方法であって、上記成型装置の成型型は、ガスケット体形成用キャビティと、該キャビティの側部に沿って形成された突条部とを備え、上記多孔性シートを成型型の所定位置に配して型締めし、上記突条部によって多孔性シートのガスケット体形成部位の側部が厚み方向に圧縮された状態で、液状ゴムをキャビティ内に注入し、この注入の際液状ゴムの一部を多孔性シートにおけるガスケット体形成部位の厚み内にまで浸透含浸させるようにしてガスケット体を多孔性シートに一体成型することを特徴とする。
【０００８】
上記発明においては、請求項２の発明のように、前記多孔性シートを、電解質膜の両面に、電極を構成する触媒担持層を含むガス拡散層（以下、ＧＤＬと言う）として積層一体とされて燃料電池用膜‐電極接合体（以下、ＭＥＡと言う）を構成するものとし、前記成型型の所定位置への多孔性シートの配置は、このＭＥＡをして行うようにすることができる。
【０００９】
また、請求項３の発明のように、前記成型型に、キャビティ内を吸引する吸引手段を設け、該吸引手段は、前記液状ゴムのキャビティ内への注入の際、注入された液状ゴムが前記ガスケット体形成部位の厚み内から圧縮部位に拡散浸透するのを抑制するようその吸引位置及び吸引方向が設定されているものとすることができる。そして、前記液状ゴムとして、液状シリコーンゴム若しくは液状ポリイソブチレンゴム（ＰＩＢゴム）を採用する（請求項４）こと、更には、前記多孔性シートをカーボン繊維シートとする（請求項５）ことができる。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明に係る燃料電池用構成部材のガスケット成型方法によれば、ガスケット体形成用キャビティに液状ゴムが注入されるから、この注入の際、液状ゴムの一部を多孔性シートにおけるガスケット体形成部位の厚み内にまで浸透含浸させることができる。この含浸部分の投錨効果により、接着剤を用いなくともガスケット体の一体化が強固になされる。そして、成型型におけるキャビティの側部に沿って突条部が形成されているから、上記多孔性シートを成型型の所定位置に配して型締めすると、該突条部によって多孔性シートのガスケット体形成部位の側部が厚み方向に圧縮され、これにより該部位が緻密化され、上記液状ゴムの一部の浸透含浸がこの緻密化された部位で阻止される。従って、液状ゴムの、多孔性シートにおける面域方向への無制限な浸透含浸によって、ＭＥＡとしての重要な発電機能部位が狭められることがない。
【００１１】
また、請求項２の発明のように、多孔性シートを、ＭＥＡを構成するＧＤＬとした上で、成型型の所定位置に配してガスケットを一体成型するようにすれば、ＭＥＡの両面のＧＤＬにガスケット体を成型する場合は、一括して行うことができるから、その効率化を図ることができる。なお、多孔性シートにガスケット体を成型一体とした上で、電解質膜の両面に積層一体としてＭＥＡを構成するようにしても良いことは言うまでもない。
【００１２】
更に、請求項３の発明のような吸引手段を成型型に設ければ、液状ゴムのキャビティ内への注入の際、注入された液状ゴムが前記ガスケット体形成部位の厚み内から圧縮部位に拡散浸透するのを抑制することができ、有効な発電機能部位の確保がより確実になされる。そして、請求項４の発明のように、液状ゴムとして液状シリコーンゴム若しくは液状ＰＩＢゴムを採用すれば、汎用のゴム材料として入手し易く、ＬＩＭＳ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｍｏｌｄｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を活用することにより、成型工程のより効率化が可能となる。特に、ＰＩＢゴムは、ガス透過性が低く気体のシール性に優れ、耐酸性にも優れることから望ましく採用される。また、請求項５の発明のように、多孔性シートをカーボン繊維シートとすれば、従来のＧＤＬにそのまま適用されると共にカーボン繊維シートの厚み内への液状ゴムの浸透含浸が好適になされ、接着剤を用いないガスケット体の成型一体化がより確実になされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に本発明の最良の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１は本発明が対象とする燃料電池用構成部材を用いて組立てられた燃料電池の１例を示す概略的斜視図、図２は同燃料電池用構成部材の斜視図、図３は同燃料電池用構成部材にガスケットを成型する装置の一例を示す概略的縦断面図、図４は同要部の拡大図、図５は他の実施形態の図４と同様図である。
【実施例１】
【００１４】
図に示す燃料電池用構成部材１は、セパレータ２、３によって挟装されて１個の単位セルＣを構成し、この単位セルＣが多数重ね合わされて燃料電池本体（スタック）Ｓが形成される。このスタックＳの重ね合わせ方向両端には集電板４、５が配置され、この両端の集電板４、５と共に上記スタックＳがボルト・ナット（不図示）によって締結一体とされて燃料電池Ｂが構成される。そして、その長手方向（重ね合わせ方向）に沿ったマニホールドが複数貫設されている。このマニホールドは、図例では冷媒（水或いはエチレングリコール）の供給用マニホールド７、同排出用マニホールド７ａ、水素ガスの供給用マニホールド６、同排出用マニホールド６ａ及び酸素ガス（空気）の供給用マニホールド８、同排出用マニホールド８ａからなる。これら供給用マニホールド６、７、８から供給される冷媒、水素ガス及び酸素ガスは、各単位セルＣ毎に形成された流路（不図示）を経て排出用マニホールド６ａ、７ａ、８ａより排出される。
【００１５】
図に示す燃料電池用構成部材１は、電解質膜９と、その両面に電極を構成する触媒担持層１０ａ、１１ａを含み積層一体とされたＧＤＬ１０、１１とよりなり、この電解質膜９とＧＤＬ１０、１１との積層体により燃料電池用膜−電極接合体、即ち、ＭＥＡを構成する。ＭＥＡ１の周縁部分には、その端面部を包むようにゴム材からなるガスケット体１２が一体形成されている。また、ＭＥＡ１の面域内側辺部側には、上記各マニホールド６、７、８、６ａ、７ａ、８ａを構成する複数のマニホールド用透孔１３、１４、１５、１３ａ、１４ａ、１５ａが開設されている。これら透孔の内、透孔１４、１５、１４ａ、１５ａの開口部周縁部分には、該開口部の端面部を包むようにゴム材からなるマニホールド用ガスケット体１６が一体形成されている。上記マニホールド用透孔１３、１４、１５、１３ａ、１４ａ、１５ａの開設部以外のＭＥＡ１の面域が、ＭＥＡ１としての実質的な発電機能部位１ａとされる。
【００１６】
これら、ガスケット体１２、１６は、断面山形のビード形状をなし、前記締結時に、セパレータ２、３間で圧縮変形し、その復元弾力によって、セパレータ２、３との間でのシール性が維持され、上記流路或いはマニホールドを流れる冷媒、水素ガス及び酸素ガスの外部への漏出が防止される。尚、このマニホールド用ガスケット体１６は、各単位セルＣ毎に形成される冷媒、水素ガス及び酸素ガスの流路の形成態様によって、一体形成位置が（表面か裏面か等）異なるものであり、従って、図例のものに限定されるものではない。
【００１７】
ＧＤＬ１０、１１は、炭素繊維又は金属繊維の多孔性シートからなり、その電解質膜９に対面する側は白金系触媒が担持された触媒担持層１０ａ、１１ａをなし、この触媒担持層１０ａ、１１ａの内、酸素ガスが拡散される側の触媒担持層１０ａが酸素極（カソード）、水素ガスが拡散される側の触媒担持層１１ａが燃料極（アノード）とされている。電解質膜９は、固体高分子形のイオン交換膜からなり、厚さが２５μｍ程度のものが採用されるが、これに限定されるものではない。
【００１８】
上記ＭＥＡ１の上記所定部位にガスケット体１２、１６を一体成型する為の成型装置について、図３及び図４を参照して説明する。図３及び図４は、図２のＭＥＡ１におけるＸ−Ｘ線断面部分に対応させて表した成型装置の断面図を示している。図の成型装置は、例えば、前記のＬＩＭＳに採用される射出成型装置ＩＭを示し、ラム１７によって上下昇降する可動盤１８と該可動盤１８上に設置される下金型（分割型）１９ａと、該可動盤１８の上方に支柱２０によって支持される固定盤２１と、該固定盤２１の下面に取り付けられる上金型（分割型）１９ｂとよりなり、上金型１９ｂの上方には上型ランナー２２を介して上熱盤２３を、また、下金型１９ａの下方には下熱盤２４を備えている。
【００１９】
更に、上熱盤２３と固定盤２１との間及び下熱盤２４と可動盤１８との間には断熱板２５が配されている。上型ランナー２２の中央部分には、上記ガスケット体１２、１６を形成する為のキャビティ２６、２７に通じる液状ゴム（液状シリコーンゴム若しくは液状ＰＩＢゴム、以下同じ）の注入口２８が設けられている。２９は、液状ゴムの供給装置（不図示）に繋がる射出ノズルであって、この射出ノズル２９より射出された液状ゴムは、注入口２８及び上金型１９ｂに形成された注入路３０を経て、各キャビティ２６、２７に注入・充填されるようになされている。
【００２０】
上記下金型１９ａと、上金型１９ｂとにより成型型１９が構成され、両分割型１９ａ、１９ｂは、ラム１７の伸張に伴う可動盤１８の上昇により合体し、この合体時に、両分割型１９ａ、１９ｂ間に、図２に示すようなＭＥＡ１を配置し得ると共にガスケット体１２、１６の形成位置に対応するキャビティ２６、２７を形成し得るような形状に研削加工されている。図例のキャビティ２６、２７は、前者のキャビティ２６が、ＭＥＡ１における外周縁部のガスケット体１２に対応し、後者のキャビティ２７がマニホールド用透孔１４の周縁部のガスケット体１６に対応し、いずれもこれらの周縁部の端面部にも及ぶように形成されている。
【００２１】
また、成型型１９は、所定位置にＭＥＡ１を配置し、分割型１９ａ、１９ｂを型締めして合体した時には、前記発電機能部位に対応するＭＥＡ１の面域部分では密接するよう形成されているが、上記ガスケット体形成部位の側部、即ち、キャビティ２６、２７の側部に沿った各分割型１９ａ、１９ｂの成型面には突条部３１、３２が形成されている。図３及び図４の例では、ＭＥＡ１の片面にガスケット体１２、１６を形成する例を示しており、この場合には、上記突条部３１、３２は、上金型１９ｂ側にのみに形成されていても良い。
【００２２】
更に、マニホールド用透孔１４に対応する分割型１９ａ、１９ｂの合体部分には吸引口３３が形成され、この吸引口３３は、下金型１９ａ、下熱盤２４及び可動盤１８等を貫き形成された吸引管路３４ａを経て吸引装置３４に連結されており、これらにより吸引手段が構成される。この吸引口３３は、マニホールド用透孔１４に対応する分割型１９ａ、１９ｂの合体部分だけではなく、ガスケット体１２の外周縁の適宜箇所に設けても良い。
【００２３】
上記射出成型装置ＩＭを用いて、上記ＭＥＡ１の所定位置にガスケット体１２、１６を成型一体とする方法について説明する。先ず、ラム１７をして下方位置に位置付けられた可動盤１８上の下金型１９ａの所定位置に、未だガスケット体が形成されていない図２のＭＥＡ１を配置する。次いで、ラム１７の伸張をして可動盤１８を上昇させ、固定盤２１に取付固定された上金型１９ｂに下金型１９ａを合体させて、両分割型１９ａ、１９ｂを型締めする。この型締めによって、上記突条部３１、３２に対応する部位のＧＤＬ１０、１１が、図４の１点鎖線部分から厚み方向に圧縮され、微細孔が押しつぶされるようにして緻密化された圧縮部位１０ｂ、１１ｂが形成される。この状態で、上熱盤２３及び下熱盤２４のヒータ（不図示）をオンして成型型１９を加熱し、また、吸引装置３４を作動させながら、射出ノズル２９より、注入路３０を経て、液状ゴムｒ０を各キャビティ２６、２７に注入する。
【００２４】
上記液状ゴムｒ０の注入圧によって、液状ゴムｒ０は各キャビティ２６、２７内の空所内に注入充填されると共に、キャビティ２６、２７に対応する部位のＧＤＬ１０、１１における厚み内の微細孔内に浸透・含浸される。成型型１９は加熱状態であるから、液状ゴムｒ０は注入と並行して加硫硬化され、キャビティ２６、２７への注入・充填と共に硬化し、ガスケット体１２、１６としてＭＥＡ１の端面部を含む所定部位に成型一体とされる。この成型一体化は、液状ゴムｒ０のＧＤＬ１０、１１の厚み内への浸透・含浸を伴ってなされるから、含浸部分の投錨効果によって、接着剤フリーでありながら極めて強固になされる。また、液状ゴムを用いているから、この浸透・含浸が好適になされる。更に、このように液状ゴムｒ０の含浸部分が形成されることにより、ＧＤＬ１０、１１内を拡散するガスのＭＥＡ１外やマニホールド内への漏出を防止する機能も得られる。
【００２５】
上記のように、液状ゴムｒ０は、キャビティ２６、２７に対応する部位のＧＤＬ１０、１１における厚み内への浸透・含浸が好適になされるが、ガスケット体１２、１６の形成部位の側部に沿って、上記緻密化された圧縮部位１０ｂ、１１ｂが存在するから、この圧縮部位１０ｂ、１１ｂがバリヤとなって、液状ゴムｒ０のＧＤＬ１０、１１の面域方向への拡散・浸透が阻止される。従って、発電機能部位１ａが狭められることなく、所期の発電機能が確実に得られる。また、図のような位置に吸引口３３が設けられているから、吸引装置３４が作動すると、ＧＤＬ１０、１１における発電機能部位１ａとは反対側に液状ゴムｒ０の吸引力が働き、上記圧縮部位１０ｂ、１１ｂのバリヤ機能とも相俟って、発電機能部位１ａへの液状ゴムｒ０の拡散・浸透阻止がより効果的になされる。尚、この吸引によって、液状ゴムｒ０の一部がマニホールド用透孔１４に対応する分割型１９ａ、１９ｂの合体部分に浸入して硬化・残留することもあるが、脱型後この部分をバリとして除去すれば良く、性能に影響を及ぼすものではない。
【００２６】
成型型１９を脱型することにより、図２に示すように、ガスケット体１２、１６が成型一体とされたＭＥＡ１が得られる。斯くして得られたＭＥＡ１を用いて図１のように組立てられた燃料電池Ｂにおいては、水素ガス供給用マニホールド６から、水素ガスが各ＧＤＬ１１背面の水素ガス流路（不図示）に供給され、ＧＤＬ１１内を拡散して触媒担持層（アノード）１１ａに至る。一方、酸素ガス供給用マニホールド８から、酸素ガスが他方のＧＤＬ１０背面の酸素ガス流路（不図示）に供給され、ＧＤＬ１０内を拡散して触媒担持層（カソード）１０ａに至る。アノード１１ａに至った水素ガスは、アノード１１ａの作用によりプロトンと電子に解離する。解離したプロトンは電解質膜９を、また電子は外部回路（不図示）を移動してカソード１０ａに至り、カソード１０ａの作用により酸素と反応して水が生成される。このようなサイクルによって上記外部回路には電力が出力され、燃料電池システムが構築される。余剰の水素ガスは水素ガス排出用マニホールド６ａから排出され、循環して再利用される。また、余剰の酸素ガス及び生成した水は、酸素ガス排出用マニホールド８ａから外部に排出される。
【００２７】
セパレータ１の背面に形成された冷媒流路（不図示）には、冷媒供給用マニホールド７より冷媒が供給され、セパレータ１の背面を循環しながら上記発電時の発熱を抑制し、冷媒排出用マニホールド７ａより排出される。尚、上記冷媒流路は、セパレータ１の背面に限らず、セパレータ２の背面に形成することも可能である。
【実施例２】
【００２８】
図５は、上記の別実施形態を示すものであり、上記各ガスケット体１２、１６をＭＥＡ１の反対面にも一体成型せんとするものである。即ち、上記キャビティ２６、２７が、ＭＥＡ１の各端面部分を通じて連通し、ＭＥＡ１の上下両面に対称関係となるよう、分割型１９ａ、１９ｂの合体部分に形成されている。従って、ガスケット体１２、１６の一体成型は上記と同様になされ、液状ゴムｒ０のキャビティ２６、２７に対応する部位のＧＤＬ１０、１１における厚み内への浸透・含浸も同様になされ、この含浸部分の投錨効果によって、ガスケット体１２、１６が強固に一体とされる。また、圧縮部位１０ｂ、１１ｂがバリヤとなって、液状ゴムｒ０のＧＤＬ１０、１１の面域方向への拡散・浸透が阻止され、発電機能部位１ａが狭められることなく、所期の発電機能が確実に得られる点も上記と同様である。その他の構成は上記と同様であるので、共通部分に同一の符号を付しその説明を割愛する。
【００２９】
尚、本発明の燃料電池用構成部材（ＭＥＡ）１が組込まれる燃料電池Ｂの全体形状、各マニホールド及びこれに対応する各マニホールド用透孔の形状等は図例のものに限定されないことは言うまでもない。また、液状ゴムが液状シリコーンゴム若しくは液状ＰＩＢゴムである例について述べたが、ＬＩＭＳに適用し得るその他の液状ゴムも採用し得ることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明が対象とする燃料電池用構成部材を用いて組立てられた燃料電池の１例を示す概略的斜視図である。
【図２】同燃料電池用構成部材の斜視図である。
【図３】同燃料電池用構成部材にガスケットを成型する装置の一例を示す概略的縦断面図である。
【図４】同要部の拡大図である。
【図５】他の実施形態の図４と同様図である。
【符号の説明】
【００３１】
１ ＭＥＡ（燃料電池用構成部材）
９ 電解質膜
１０ ＧＤＬ（多孔性シート）
１０ａ 触媒担持層（カソード）
１０ｂ 圧縮部位
１１ ＧＤＬ（多孔性シート）
１１ａ 触媒担持層（アノード）
１１ｂ 圧縮部位
１２、１６ ガスケット体
１４、１４ａ、１５、１５ａ マニホールド用透孔（開口部）
１９ 成型型
３１、３２ 突条部
３３、３４ａ、３４ 吸引手段
Ｂ 燃料電池
ｒ０ 液状シリコーンゴム若しくは液状ＰＩＢゴム（液状ゴム）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池用構成部材にガスケットを成型する方法に係り、更に詳しくは、電解質膜の両面に、電極を構成する触媒担持層を含むガス拡散層（ＧＤＬ）が積層一体とされてなる膜−電極接合体（ＭＥＡ）における、ＧＤＬの表面外周縁部分及びマニホールド用開口部周縁部分にガスケットを成型する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記ＭＥＡ（Ｍｅｍｂｒａｎｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ａｓｓｅｍｂｌｙ）は、固体高分子形等のイオン交換膜からなる電解質膜の両面に、炭素粉に白金系触媒が担持されて電極（アノード、カソード）となる触媒担持層を含むＧＤＬ（Ｇａｓ Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ Ｌａｙｅｒ）を積層一体にして構成される。そして、上記ＭＥＡを２枚のセパレータに挟装して単位セルを構成し、この単位セルを多数重ね合わせ、締結一体として燃料電池本体（スタック）が構成される。上記一方のセパレータとＧＤＬとの間には、水素ガスの流路が形成され、また他方のセパレータとＧＤＬとの間には、酸素ガス（空気）の流路が形成され、更に、隣接するセル同士のセパレータ間には冷媒（水、エチレングリコール等）の流路が形成される。水素ガスの流路が形成された側の電極がアノード（燃料極）となり、空気（酸素ガス）の流路が形成された側の電極がカソード（酸素極）となる。
【０００３】
上記スタックの側辺部分には、水素ガス、酸素ガス及び冷媒の供給用及び排出用の複数のマニホールドが貫設形成され、各マニホールドと、上記水素ガス流路、酸素ガス流路及び冷媒流路とが連通するよう構成される。上記ＭＥＡとセパレータ間、セパレータ同士の間は、上記ガスや冷媒の外部への漏出を防止する為、各周辺部やマニホールド用開口部周りに配されたガスケットによりシールされる。
【０００４】
上記ガスケットは、セパレータの所定位置に形成される場合の他、ＭＥＡを構成するＧＤＬの表面に形成される場合がある。ＧＤＬはカーボン繊維シート（カーボンペーパ或いはカーボン繊維不織布等）や金属繊維シート等の多孔性シートからなり、ＧＤＬの表面にガスケットを形成する場合は、所定部位に接着剤を塗布してＧＤＬの厚み内に接着剤を浸透含浸させた上で、当該部位にゴム材を加硫一体成型する方法がとられる。このように、接着剤の含浸部分を形成することによって、ＧＤＬ内を拡散するガスのＭＥＡ外やマニホールド内への漏出を防止することができる。しかし、接着剤の塗布工程を必要とする為、ガスケットの成型工程の効率化を阻害する要因になることは否めなかった。特許文献１及び特許文献２には、ゴム材の射出成型によりＧＤＬにガスケットを形成する際、接着剤を使用せず、ゴム材をＧＤＬの厚み内へ含浸させることによってガスケットをＧＤＬに一体成型することが開示されている。
【特許文献１】特表２００１−５１０９３２号公報
【特許文献２】特開２００２−１６０２５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１、２に開示された方法によれば、接着剤塗布工程がない為、ガスケットの成型工程の効率化が図られると共に接着剤を不要とするからコストの低減化も図られ、望ましく採用されるところとなっていた。ところで、ゴム材として、流動性のある液状ゴムが用いられることになるが、ゴム材をＧＤＬに含浸させる際、その流動性によってガスケット形成部位以外の部位にまでゴム材が拡散浸透することがある。このように、ＧＤＬにおいてガスケット形成部位以外の部位にまでゴム材が拡散浸透すると、その含浸一体化により発電機能部位が狭められ、ＭＥＡとしての性能が低下することにもなる。
【０００６】
本発明は、上記実情に鑑みなされたものであり、ＭＥＡの性能を低下させることなく、効率的なガスケットの形成がなし得る燃料電池用構成部材のガスケット成型方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明に係る燃料電池用構成部材のガスケット成型方法は、燃料電池を構成するガス拡散層用多孔性シートの外周縁部分及び開口部周縁部分に、射出成型装置によってガスケット体を成型する燃料電池用構成部材のガスケット成型方法であって、上記成型装置の成型型は、ガスケット体形成用キャビティと、該キャビティの側部に沿って形成された突条部とを備え、上記多孔性シートを成型型の所定位置に配して型締めし、上記突条部によって多孔性シートのガスケット体形成部位の側部が厚み方向に圧縮された状態で、液状ゴムをキャビティ内に注入し、この注入の際液状ゴムの一部を多孔性シートにおけるガスケット体形成部位の厚み内にまで浸透含浸させるようにしてガスケット体を多孔性シートに一体成型することを特徴とする。
【０００８】
上記発明においては、請求項２の発明のように、前記多孔性シートを、電解質膜の両面に、電極を構成する触媒担持層を含むガス拡散層（以下、ＧＤＬと言う）として積層一体とされて燃料電池用膜‐電極接合体（以下、ＭＥＡと言う）を構成するものとし、前記成型型の所定位置への多孔性シートの配置は、このＭＥＡをして行うようにすることができる。
【０００９】
また、請求項３の発明のように、前記成型型に、キャビティ内を吸引する吸引手段を設け、該吸引手段は、前記液状ゴムのキャビティ内への注入の際、注入された液状ゴムが前記ガスケット体形成部位の厚み内から圧縮部位に拡散浸透するのを抑制するようその吸引位置及び吸引方向が設定されているものとすることができる。そして、前記液状ゴムとして、液状シリコーンゴム若しくは液状ポリイソブチレンゴム（ＰＩＢゴム）を採用する（請求項４）こと、更には、前記多孔性シートをカーボン繊維シートとする（請求項５）ことができる。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明に係る燃料電池用構成部材のガスケット成型方法によれば、ガスケット体形成用キャビティに液状ゴムが注入されるから、この注入の際、液状ゴムの一部を多孔性シートにおけるガスケット体形成部位の厚み内にまで浸透含浸させることができる。この含浸部分の投錨効果により、接着剤を用いなくともガスケット体の一体化が強固になされる。そして、成型型におけるキャビティの側部に沿って突条部が形成されているから、上記多孔性シートを成型型の所定位置に配して型締めすると、該突条部によって多孔性シートのガスケット体形成部位の側部が厚み方向に圧縮され、これにより該部位が緻密化され、上記液状ゴムの一部の浸透含浸がこの緻密化された部位で阻止される。従って、液状ゴムの、多孔性シートにおける面域方向への無制限な浸透含浸によって、ＭＥＡとしての重要な発電機能部位が狭められることがない。
【００１１】
また、請求項２の発明のように、多孔性シートを、ＭＥＡを構成するＧＤＬとした上で、成型型の所定位置に配してガスケットを一体成型するようにすれば、ＭＥＡの両面のＧＤＬにガスケット体を成型する場合は、一括して行うことができるから、その効率化を図ることができる。なお、多孔性シートにガスケット体を成型一体とした上で、電解質膜の両面に積層一体としてＭＥＡを構成するようにしても良いことは言うまでもない。
【００１２】
更に、請求項３の発明のような吸引手段を成型型に設ければ、液状ゴムのキャビティ内への注入の際、注入された液状ゴムが前記ガスケット体形成部位の厚み内から圧縮部位に拡散浸透するのを抑制することができ、有効な発電機能部位の確保がより確実になされる。そして、請求項４の発明のように、液状ゴムとして液状シリコーンゴム若しくは液状ＰＩＢゴムを採用すれば、汎用のゴム材料として入手し易く、ＬＩＭＳ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｍｏｌｄｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を活用することにより、成型工程のより効率化が可能となる。特に、ＰＩＢゴムは、ガス透過性が低く気体のシール性に優れ、耐酸性にも優れることから望ましく採用される。また、請求項５の発明のように、多孔性シートをカーボン繊維シートとすれば、従来のＧＤＬにそのまま適用されると共にカーボン繊維シートの厚み内への液状ゴムの浸透含浸が好適になされ、接着剤を用いないガスケット体の成型一体化がより確実になされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に本発明の最良の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１は本発明が対象とする燃料電池用構成部材を用いて組立てられた燃料電池の１例を示す概略的斜視図、図２は同燃料電池用構成部材の斜視図、図３は同燃料電池用構成部材にガスケットを成型する装置の一例を示す概略的縦断面図、図４は同要部の拡大図、図５は他の実施形態の図４と同様図である。
【実施例１】
【００１４】
図に示す燃料電池用構成部材１は、セパレータ２、３によって挟装されて１個の単位セルＣを構成し、この単位セルＣが多数重ね合わされて燃料電池本体（スタック）Ｓが形成される。このスタックＳの重ね合わせ方向両端には集電板４、５が配置され、この両端の集電板４、５と共に上記スタックＳがボルト・ナット（不図示）によって締結一体とされて燃料電池Ｂが構成される。そして、その長手方向（重ね合わせ方向）に沿ったマニホールドが複数貫設されている。このマニホールドは、図例では冷媒（水或いはエチレングリコール）の供給用マニホールド７、同排出用マニホールド７ａ、水素ガスの供給用マニホールド６、同排出用マニホールド６ａ及び酸素ガス（空気）の供給用マニホールド８、同排出用マニホールド８ａからなる。これら供給用マニホールド６、７、８から供給される冷媒、水素ガス及び酸素ガスは、各単位セルＣ毎に形成された流路（不図示）を経て排出用マニホールド６ａ、７ａ、８ａより排出される。
【００１５】
図に示す燃料電池用構成部材１は、電解質膜９と、その両面に電極を構成する触媒担持層１０ａ、１１ａを含み積層一体とされたＧＤＬ１０、１１とよりなり、この電解質膜９とＧＤＬ１０、１１との積層体により燃料電池用膜−電極接合体、即ち、ＭＥＡを構成する。ＭＥＡ１の周縁部分には、その端面部を包むようにゴム材からなるガスケット体１２が一体形成されている。また、ＭＥＡ１の面域内側辺部側には、上記各マニホールド６、７、８、６ａ、７ａ、８ａを構成する複数のマニホールド用透孔１３、１４、１５、１３ａ、１４ａ、１５ａが開設されている。これら透孔の内、透孔１４、１５、１４ａ、１５ａの開口部周縁部分には、該開口部の端面部を包むようにゴム材からなるマニホールド用ガスケット体１６が一体形成されている。上記マニホールド用透孔１３、１４、１５、１３ａ、１４ａ、１５ａの開設部以外のＭＥＡ１の面域が、ＭＥＡ１としての実質的な発電機能部位１ａとされる。
【００１６】
これら、ガスケット体１２、１６は、断面山形のビード形状をなし、前記締結時に、セパレータ２、３間で圧縮変形し、その復元弾力によって、セパレータ２、３との間でのシール性が維持され、上記流路或いはマニホールドを流れる冷媒、水素ガス及び酸素ガスの外部への漏出が防止される。尚、このマニホールド用ガスケット体１６は、各単位セルＣ毎に形成される冷媒、水素ガス及び酸素ガスの流路の形成態様によって、一体形成位置が（表面か裏面か等）異なるものであり、従って、図例のものに限定されるものではない。
【００１７】
ＧＤＬ１０、１１は、炭素繊維又は金属繊維の多孔性シートからなり、その電解質膜９に対面する側は白金系触媒が担持された触媒担持層１０ａ、１１ａをなし、この触媒担持層１０ａ、１１ａの内、酸素ガスが拡散される側の触媒担持層１０ａが酸素極（カソード）、水素ガスが拡散される側の触媒担持層１１ａが燃料極（アノード）とされている。電解質膜９は、固体高分子形のイオン交換膜からなり、厚さが２５μｍ程度のものが採用されるが、これに限定されるものではない。
【００１８】
上記ＭＥＡ１の上記所定部位にガスケット体１２、１６を一体成型する為の成型装置について、図３及び図４を参照して説明する。図３及び図４は、図２のＭＥＡ１におけるＸ−Ｘ線断面部分に対応させて表した成型装置の断面図を示している。図の成型装置は、例えば、前記のＬＩＭＳに採用される射出成型装置ＩＭを示し、ラム１７によって上下昇降する可動盤１８と該可動盤１８上に設置される下金型（分割型）１９ａと、該可動盤１８の上方に支柱２０によって支持される固定盤２１と、該固定盤２１の下面に取り付けられる上金型（分割型）１９ｂとよりなり、上金型１９ｂの上方には上型ランナー２２を介して上熱盤２３を、また、下金型１９ａの下方には下熱盤２４を備えている。
【００１９】
更に、上熱盤２３と固定盤２１との間及び下熱盤２４と可動盤１８との間には断熱板２５が配されている。上型ランナー２２の中央部分には、上記ガスケット体１２、１６を形成する為のキャビティ２６、２７に通じる液状ゴム（液状シリコーンゴム若しくは液状ＰＩＢゴム、以下同じ）の注入口２８が設けられている。２９は、液状ゴムの供給装置（不図示）に繋がる射出ノズルであって、この射出ノズル２９より射出された液状ゴムは、注入口２８及び上金型１９ｂに形成された注入路３０を経て、各キャビティ２６、２７に注入・充填されるようになされている。
【００２０】
上記下金型１９ａと、上金型１９ｂとにより成型型１９が構成され、両分割型１９ａ、１９ｂは、ラム１７の伸張に伴う可動盤１８の上昇により合体し、この合体時に、両分割型１９ａ、１９ｂ間に、図２に示すようなＭＥＡ１を配置し得ると共にガスケット体１２、１６の形成位置に対応するキャビティ２６、２７を形成し得るような形状に研削加工されている。図例のキャビティ２６、２７は、前者のキャビティ２６が、ＭＥＡ１における外周縁部のガスケット体１２に対応し、後者のキャビティ２７がマニホールド用透孔１４の周縁部のガスケット体１６に対応し、いずれもこれらの周縁部の端面部にも及ぶように形成されている。
【００２１】
また、成型型１９は、所定位置にＭＥＡ１を配置し、分割型１９ａ、１９ｂを型締めして合体した時には、前記発電機能部位に対応するＭＥＡ１の面域部分では密接するよう形成されているが、上記ガスケット体形成部位の側部、即ち、キャビティ２６、２７の側部に沿った各分割型１９ａ、１９ｂの成型面には突条部３１、３２が形成されている。図３及び図４の例では、ＭＥＡ１の片面にガスケット体１２、１６を形成する例を示しており、この場合には、上記突条部３１、３２は、上金型１９ｂ側にのみに形成されていても良い。
【００２２】
更に、マニホールド用透孔１４に対応する分割型１９ａ、１９ｂの合体部分には吸引口３３が形成され、この吸引口３３は、下金型１９ａ、下熱盤２４及び可動盤１８等を貫き形成された吸引管路３４ａを経て吸引装置３４に連結されており、これらにより吸引手段が構成される。この吸引口３３は、マニホールド用透孔１４に対応する分割型１９ａ、１９ｂの合体部分だけではなく、ガスケット体１２の外周縁の適宜箇所に設けても良い。
【００２３】
上記射出成型装置ＩＭを用いて、上記ＭＥＡ１の所定位置にガスケット体１２、１６を成型一体とする方法について説明する。先ず、ラム１７をして下方位置に位置付けられた可動盤１８上の下金型１９ａの所定位置に、未だガスケット体が形成されていない図２のＭＥＡ１を配置する。次いで、ラム１７の伸張をして可動盤１８を上昇させ、固定盤２１に取付固定された上金型１９ｂに下金型１９ａを合体させて、両分割型１９ａ、１９ｂを型締めする。この型締めによって、上記突条部３１、３２に対応する部位のＧＤＬ１０、１１が、図４の１点鎖線部分から厚み方向に圧縮され、微細孔が押しつぶされるようにして緻密化された圧縮部位１０ｂ、１１ｂが形成される。この状態で、上熱盤２３及び下熱盤２４のヒータ（不図示）をオンして成型型１９を加熱し、また、吸引装置３４を作動させながら、射出ノズル２９より、注入路３０を経て、液状ゴムｒ０を各キャビティ２６、２７に注入する。
【００２４】
上記液状ゴムｒ０の注入圧によって、液状ゴムｒ０は各キャビティ２６、２７内の空所内に注入充填されると共に、キャビティ２６、２７に対応する部位のＧＤＬ１０、１１における厚み内の微細孔内に浸透・含浸される。成型型１９は加熱状態であるから、液状ゴムｒ０は注入と並行して加硫硬化され、キャビティ２６、２７への注入・充填と共に硬化し、ガスケット体１２、１６としてＭＥＡ１の端面部を含む所定部位に成型一体とされる。この成型一体化は、液状ゴムｒ０のＧＤＬ１０、１１の厚み内への浸透・含浸を伴ってなされるから、含浸部分の投錨効果によって、接着剤フリーでありながら極めて強固になされる。また、液状ゴムを用いているから、この浸透・含浸が好適になされる。更に、このように液状ゴムｒ０の含浸部分が形成されることにより、ＧＤＬ１０、１１内を拡散するガスのＭＥＡ１外やマニホールド内への漏出を防止する機能も得られる。
【００２５】
上記のように、液状ゴムｒ０は、キャビティ２６、２７に対応する部位のＧＤＬ１０、１１における厚み内への浸透・含浸が好適になされるが、ガスケット体１２、１６の形成部位の側部に沿って、上記緻密化された圧縮部位１０ｂ、１１ｂが存在するから、この圧縮部位１０ｂ、１１ｂがバリヤとなって、液状ゴムｒ０のＧＤＬ１０、１１の面域方向への拡散・浸透が阻止される。従って、発電機能部位１ａが狭められることなく、所期の発電機能が確実に得られる。また、図のような位置に吸引口３３が設けられているから、吸引装置３４が作動すると、ＧＤＬ１０、１１における発電機能部位１ａとは反対側に液状ゴムｒ０の吸引力が働き、上記圧縮部位１０ｂ、１１ｂのバリヤ機能とも相俟って、発電機能部位１ａへの液状ゴムｒ０の拡散・浸透阻止がより効果的になされる。尚、この吸引によって、液状ゴムｒ０の一部がマニホールド用透孔１４に対応する分割型１９ａ、１９ｂの合体部分に浸入して硬化・残留することもあるが、脱型後この部分をバリとして除去すれば良く、性能に影響を及ぼすものではない。
【００２６】
成型型１９を脱型することにより、図２に示すように、ガスケット体１２、１６が成型一体とされたＭＥＡ１が得られる。斯くして得られたＭＥＡ１を用いて図１のように組立てられた燃料電池Ｂにおいては、水素ガス供給用マニホールド６から、水素ガスが各ＧＤＬ１１背面の水素ガス流路（不図示）に供給され、ＧＤＬ１１内を拡散して触媒担持層（アノード）１１ａに至る。一方、酸素ガス供給用マニホールド８から、酸素ガスが他方のＧＤＬ１０背面の酸素ガス流路（不図示）に供給され、ＧＤＬ１０内を拡散して触媒担持層（カソード）１０ａに至る。アノード１１ａに至った水素ガスは、アノード１１ａの作用によりプロトンと電子に解離する。解離したプロトンは電解質膜９を、また電子は外部回路（不図示）を移動してカソード１０ａに至り、カソード１０ａの作用により酸素と反応して水が生成される。このようなサイクルによって上記外部回路には電力が出力され、燃料電池システムが構築される。余剰の水素ガスは水素ガス排出用マニホールド６ａから排出され、循環して再利用される。また、余剰の酸素ガス及び生成した水は、酸素ガス排出用マニホールド８ａから外部に排出される。
【００２７】
セパレータ１の背面に形成された冷媒流路（不図示）には、冷媒供給用マニホールド７より冷媒が供給され、セパレータ１の背面を循環しながら上記発電時の発熱を抑制し、冷媒排出用マニホールド７ａより排出される。尚、上記冷媒流路は、セパレータ１の背面に限らず、セパレータ２の背面に形成することも可能である。
【実施例２】
【００２８】
図５は、上記の別実施形態を示すものであり、上記各ガスケット体１２、１６をＭＥＡ１の反対面にも一体成型せんとするものである。即ち、上記キャビティ２６、２７が、ＭＥＡ１の各端面部分を通じて連通し、ＭＥＡ１の上下両面に対称関係となるよう、分割型１９ａ、１９ｂの合体部分に形成されている。従って、ガスケット体１２、１６の一体成型は上記と同様になされ、液状ゴムｒ０のキャビティ２６、２７に対応する部位のＧＤＬ１０、１１における厚み内への浸透・含浸も同様になされ、この含浸部分の投錨効果によって、ガスケット体１２、１６が強固に一体とされる。また、圧縮部位１０ｂ、１１ｂがバリヤとなって、液状ゴムｒ０のＧＤＬ１０、１１の面域方向への拡散・浸透が阻止され、発電機能部位１ａが狭められることなく、所期の発電機能が確実に得られる点も上記と同様である。その他の構成は上記と同様であるので、共通部分に同一の符号を付しその説明を割愛する。
【００２９】
尚、本発明の燃料電池用構成部材（ＭＥＡ）１が組込まれる燃料電池Ｂの全体形状、各マニホールド及びこれに対応する各マニホールド用透孔の形状等は図例のものに限定されないことは言うまでもない。また、液状ゴムが液状シリコーンゴム若しくは液状ＰＩＢゴムである例について述べたが、ＬＩＭＳに適用し得るその他の液状ゴムも採用し得ることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明が対象とする燃料電池用構成部材を用いて組立てられた燃料電池の１例を示す概略的斜視図である。
【図２】同燃料電池用構成部材の斜視図である。
【図３】同燃料電池用構成部材にガスケットを成型する装置の一例を示す概略的縦断面図である。
【図４】同要部の拡大図である。
【図５】他の実施形態の図４と同様図である。
【符号の説明】
【００３１】
１ ＭＥＡ（燃料電池用構成部材）
９ 電解質膜
１０ ＧＤＬ（多孔性シート）
１０ａ 触媒担持層（カソード）
１０ｂ 圧縮部位
１１ ＧＤＬ（多孔性シート）
１１ａ 触媒担持層（アノード）
１１ｂ 圧縮部位
１２、１６ ガスケット体
１４、１４ａ、１５、１５ａ マニホールド用透孔（開口部）
１９ 成型型
３１、３２ 突条部
３３、３４ａ、３４ 吸引手段
Ｂ 燃料電池
ｒ０ 液状シリコーンゴム若しくは液状ＰＩＢゴム（液状ゴム）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池を構成するガス拡散層用多孔性シートの外周縁部分及び開口部周縁部分に、射出成型装置によってガスケット体を成型する燃料電池用構成部材のガスケット成型方法であって、
上記成型装置の成型型は、ガスケット体形成用キャビティと、該キャビティの側部に沿って形成された突条部とを備え、上記多孔性シートを成型型の所定位置に配して型締めし、上記突条部によって多孔性シートのガスケット体形成部位の側部が厚み方向に圧縮された状態で、液状ゴムをキャビティ内に注入し、この注入の際液状ゴムの一部を多孔性シートにおけるガスケット体形成部位の厚み内にまで浸透含浸させるようにしてガスケット体を多孔性シートに一体成型することを特徴とする燃料電池用構成部材のガスケット成型方法。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池用構成部材のガスケット成型方法において、
前記多孔性シートは、電解質膜の両面に、電極を構成する触媒担持層を含むガス拡散層として積層一体とされて燃料電池用膜‐電極接合体を構成し、前記成型型の所定位置への配置は、この膜‐電極接合体をしてなされることを特徴とする燃料電池用構成部材のガスケット成型方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の燃料電池用構成部材のガスケット成型方法において、
前記成型型には、キャビティ内を吸引する吸引手段が設けられており、該吸引手段は、前記液状ゴムのキャビティ内への注入の際、注入された液状ゴムが前記ガスケット体形成部位の厚み内から圧縮部位に拡散浸透するのを抑制するようその吸引位置及び吸引方向が設定されていることを特徴とする燃料電池用構成部材のガスケット成型方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の燃料電池用構成部材のガスケット成型方法において、
前記液状ゴムが、液状シリコーンゴム若しくは液状ポリイソブチレンゴムであることを特徴とする燃料電池用構成部材のガスケット成型方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の燃料電池用構成部材のガスケット成型方法において、
前記多孔性シートが、カーボン繊維シートであることを特徴とする燃料電池用構成部材のガスケット成型方法。
【請求項１】
燃料電池を構成するガス拡散層用多孔性シートの外周縁部分及び開口部周縁部分に、射出成型装置によってガスケット体を成型する燃料電池用構成部材のガスケット成型方法であって、
上記成型装置の成型型は、ガスケット体形成用キャビティと、該キャビティの側部に沿って形成された突条部とを備え、上記多孔性シートを成型型の所定位置に配して型締めし、上記突条部によって多孔性シートのガスケット体形成部位の側部が厚み方向に圧縮された状態で、液状ゴムをキャビティ内に注入し、この注入の際液状ゴムの一部を多孔性シートにおけるガスケット体形成部位の厚み内にまで浸透含浸させるようにしてガスケット体を多孔性シートに一体成型することを特徴とする燃料電池用構成部材のガスケット成型方法。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池用構成部材のガスケット成型方法において、
前記多孔性シートは、電解質膜の両面に、電極を構成する触媒担持層を含むガス拡散層として積層一体とされて燃料電池用膜‐電極接合体を構成し、前記成型型の所定位置への配置は、この膜‐電極接合体をしてなされることを特徴とする燃料電池用構成部材のガスケット成型方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の燃料電池用構成部材のガスケット成型方法において、
前記成型型には、キャビティ内を吸引する吸引手段が設けられており、該吸引手段は、前記液状ゴムのキャビティ内への注入の際、注入された液状ゴムが前記ガスケット体形成部位の厚み内から圧縮部位に拡散浸透するのを抑制するようその吸引位置及び吸引方向が設定されていることを特徴とする燃料電池用構成部材のガスケット成型方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の燃料電池用構成部材のガスケット成型方法において、
前記液状ゴムが、液状シリコーンゴム若しくは液状ポリイソブチレンゴムであることを特徴とする燃料電池用構成部材のガスケット成型方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の燃料電池用構成部材のガスケット成型方法において、
前記多孔性シートが、カーボン繊維シートであることを特徴とする燃料電池用構成部材のガスケット成型方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００７−１４９４７２（Ｐ２００７−１４９４７２Ａ）
【公開日】平成１９年６月１４日（２００７．６．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３４１３４２（Ｐ２００５−３４１３４２）
【出願日】平成１７年１１月２８日（２００５．１１．２８）
【出願人】（０００２２５３５９）内山工業株式会社 (204)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月１４日（２００７．６．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１１月２８日（２００５．１１．２８）
【出願人】（０００２２５３５９）内山工業株式会社 (204)
【Ｆターム（参考）】
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