本发明涉及燃料电池用隔板构件以及燃料电池。
背景技术：
例如，专利文献1的燃料电池堆具备多个发电单电池(燃料电池)相互层叠而形成的层叠体。发电单电池具有在电解质膜的两侧配设电极而形成的mea(电解质膜-电极结构体)、在mea的两侧配设的一组隔板。在一方的隔板的外周部设置有载荷承受部，该载荷承受部具有向该隔板的外方突出的突片。
在突片的宽方向(与突片的突出方向和隔板厚度方向正交的方向)的外部载荷施加于燃料电池堆时，突片与在端板、堆壳体等设置的支承构件接触。即，载荷承受部受到施加于燃料电池堆的所述外部载荷。由此，能抑制隔板相对于mea而发生位置偏差。突片具有金属制的板状的基底部、覆盖基底部的树脂构件。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2019-3830号公报
技术实现要素：
发明所要解决的问题
然而，在嵌入成形载荷承受部的情况下，由于基底部的线膨胀系数与树脂构件的线膨胀系数之差，在嵌入成形后的收缩时会在树脂构件产生应力。也会由于因环境的变化导致的温度变化而产生这样的应力。因此，树脂构件的壁厚需要形成为不会由于产生这样的应力而树脂构件破损的程度。
另一方面，在基底部形成了用于提高嵌入成形时的树脂材料(溶融树脂)的流动性的孔部的情况下，树脂材料在孔部的位置容易产生凹痕。
另外，在树脂构件形成薄壁部和厚壁部，从隔板厚度方向观察时，在将薄壁部以重叠于基底部的孔部的方式配置的情况下，由于树脂材料的凹痕而树脂构件的薄壁部的壁厚进一步减薄，存在薄壁部的强度降低的问题。
本发明是考虑这样的问题而做出的，目的在于提供能够抑制树脂构件的薄壁部的强度降低并且有效率地嵌入成形载荷承受部的燃料电池用隔板构件以及燃料电池。
用于解决问题的方案
本发明的第一方式为燃料电池用隔板构件，具备：隔板；以及载荷承受部，其具有从所述隔板的外周部向所述隔板的外方突出的突片，在所述燃料电池用隔板构件中，所述突片具有：金属制的板状的基底部；以及覆盖所述基底部的树脂构件，在所述基底部形成孔部，所述树脂构件的一部分覆盖所述孔部的内周，所述树脂构件具有：厚壁部；以及薄壁部，其相比于所述厚壁部而位于所述隔板侧的位置，所述孔部以与所述厚壁部和所述薄壁部中的所述厚壁部重叠的方式配置。
本发明的第二方式为燃料电池，具备：在电解质膜的两侧配设电极而形成的电解质膜-电极结构体；在所述电解质膜-电极结构体的一方的面侧配设的燃料电池用隔板构件；以及在所述电解质膜-电极结构体的另一方的面侧配设的隔板，在所述燃料电池中，所述燃料电池用隔板构件是上述的燃料电池用隔板构件。
发明的效果
根据本发明，在嵌入成形载荷承受部时，通过将基底部的孔部配置于厚壁部，能够提高树脂材料(溶融树脂)的流动性。因此，能够有效率地嵌入成形载荷承受部。另外，从隔板厚度方向观察时，基底部的孔部以与厚壁部重叠的方式配置。因此，在嵌入成形载荷承受部时，能够抑制因树脂材料的凹痕而薄壁部更减薄。由此，能够抑制树脂构件的薄壁部的强度降低。
参照附图来说明以下的实施方式，从而能够容易地理解上述的目的、特征以及优点。
附图说明
图1是本发明的一实施方式涉及的燃料电池堆的一部分分解立体图。
图2是图1的燃料电池堆的示意性的横剖视图。
图3是构成图1的燃料电池堆的层叠体的主要部分分解立体图。
图4是沿着图2的iv-iv线的剖视图。
图5a是图4的载荷承受部的放大剖视图，图5b是示出在图5a的载荷承受部形成的第一孔部的结构例的放大剖视图。
图6是沿着图4的载荷承受部的vi-vi线的剖视图。
具体实施方式
以下，例举优选的实施方式并参照附图来说明本发明涉及的燃料电池用隔板构件以及燃料电池。
如图1所示，本实施方式所涉及的燃料电池堆10具备多个发电单电池12(燃料电池)层叠而形成的层叠体14。燃料电池堆10例如以多个发电单电池12的层叠方向(箭头符号a方向)沿着燃料电池汽车的水平方向(车宽方向或者车长方向)的方式被搭载于燃料电池汽车。但也可以是，燃料电池堆10以多个发电单电池12的层叠方向沿着燃料电池汽车的铅垂方向(车高方向)的方式被搭载于燃料电池汽车。
在层叠体14的层叠方向的一端，朝向外方依次配设接线板16a、绝缘件18a以及端板20a。在层叠体14的层叠方向的另一端，朝向外方依次配设接线板16b、绝缘件18b以及端板20b。
在接线板16a电连接有输出端子22a。在接线板16b电连接有输出端子22b。各绝缘件18a、18b是具有电绝缘性的绝缘板。
各个端板20a、20b具有横长的长方形状。如图1和图2所示，在端板20a、20b的各个边之间配置连结构件24a～24d(连结杆)。各个连结构件24a～24d的两端被螺栓26固定在端板20a、20b的内表面(参照图1)。由此，连结构件24a～24d对燃料电池堆10(层叠体14)施加层叠方向(箭头符号a方向)的紧固载荷(压缩载荷)。
在图2中，连结构件24a位于端板20a、20b的一方的长边的从中央向一端侧偏离的位置。连结构件24b位于端板20a、20b的另一方的长边的从中央向另一端侧偏离的位置。连结构件24c、24d位于端板20a、20b的各个短边的中央的位置。
如图1以及图2所示，燃料电池堆10具备盖部28，该盖部28从与层叠方向正交的方向(箭头符号b方向以及箭头符号c方向)覆盖层叠体14。盖部28具有：横长板形状的一组侧板30a、30b，其构成端板20a、20b的宽度方向(箭头符号c方向)的两端的两面；以及横长板形状的一组侧板30c、30d，其构成端板20a、20b的长度方向(箭头符号b方向)的两端的两面。
各个侧板30a～30d被螺栓32固定于端板20a、20b的侧面。根据需要使用盖部28即可，也能够设为不要盖部28。盖部28也可以是，用一体的铸件或者一体的挤压材料来将侧板30a～30d形成为筒状。
如图3所示，发电单电池12具有：带树脂框的mea34；以及从箭头符号a方向夹持带树脂框的mea34的第一隔板36和第二隔板38。
在发电单电池12的长边方向、即箭头符号b方向的一端缘部(箭头符号b1方向的端缘部)，沿箭头符号c方向排列设置氧化剂气体入口连通孔42a、冷却介质入口连通孔44a以及燃料气体出口连通孔46b。各发电单电池12的氧化剂气体入口连通孔42a在多个发电单电池12的层叠方向(箭头符号a方向)相互连通，供给氧化剂气体(例如，含氧气体)。各发电单电池12的冷却介质入口连通孔44a沿箭头符号a方向相互连通，供给冷却介质(例如，纯水、乙二醇、油等)。各发电单电池12的燃料气体出口连通孔46b沿箭头符号a方向相互连通，排出燃料气体(例如，含氢气体)。
在发电单电池12的箭头符号b方向的另一端缘部(箭头符号b2方向的端缘部)，沿箭头符号c方向排列设置燃料气体入口连通孔46a、冷却介质出口连通孔44b以及氧化剂气体出口连通孔42b。各发电单电池12的燃料气体入口连通孔46a沿箭头符号a方向相互连通，供给燃料气体。各发电单电池12的冷却介质出口连通孔44b沿箭头符号a方向相互连通，排出冷却介质。各发电单电池12的氧化剂气体出口连通孔42b沿箭头符号a方向相互连通，排出氧化剂气体。
此外，氧化剂气体入口连通孔42a和氧化剂气体出口连通孔42b、燃料气体入口连通孔46a和燃料气体出口连通孔46b、冷却介质入口连通孔44a和冷却介质出口连通孔44b也分别形成于端板20a(参照图1)。
氧化剂气体入口连通孔42a和氧化剂气体出口连通孔42b以及燃料气体入口连通孔46a和燃料气体出口连通孔46b以及冷却介质入口连通孔44a和冷却介质出口连通孔44b各自的大小、位置、形状以及数量不限定于本实施方式，根据要求的规格适当地设定即可。
如图3以及图4所示，带树脂框的mea34具备：电解质膜-电极结构体(以下，称为“mea48”)；以及树脂框构件50(树脂框部、树脂膜)，其在mea48的外周部设置重叠部来接合并且围绕该外周部。在图4中，mea48具有：电解质膜52；在电解质膜52的一方的面52a设置的阴极电极54；以及在电解质膜52的另一方的面52b设置的阳极电极56。
电解质膜52例如为固体高分子电解质膜(阳离子交换膜)。固体高分子电解质膜例如是含有水分的全氟磺酸的薄膜。电解质膜52除了能够使用氟系电解质以外，还能够使用hc(烃)类电解质。电解质膜52被阴极电极54和阳极电极56夹持。
虽未详细图示，阴极电极54具有：与电解质膜52的一方的面52a接合的第一电极催化剂层；以及层叠于该第一电极催化剂层的第一气体扩散层。第一电极催化剂层是在第一气体扩散层的表面均匀地涂布表面承载有白金合金的多孔质碳粒子而形成的。
阳极电极56具有：与电解质膜52的另一方的面52b接合的第二电极催化剂层；以及层叠于该第二电极催化剂层的第二气体扩散层。第二电极催化剂层是在第二气体扩散层的表面均匀地涂布表面承载有白金合金的多孔质碳粒子而形成的。第一气体扩散层以及第二气体扩散层分别由碳纸、碳布等形成。
电解质膜52的平面尺寸小于阴极电极54以及阳极电极56各自的平面尺寸。阴极电极54的外周缘部与阳极电极56的外周缘部夹持树脂框构件50的内周缘部。树脂框构件50构成为不透过反应气体(氧化剂气体以及燃料气体)。树脂框构件50设置于mea48的外周侧。
带树脂框的mea34也可以不使用树脂框构件50，而以使电解质膜52向外方突出的方式形成。另外，带树脂框的mea34也可以是以在向外方突出的电解质膜52的两侧设置框形状的膜的方式形成。
在图3中，第一隔板36以及第二隔板38是金属制的，形成为长方形(四边形)。第一隔板36和第二隔板38例如是将钢板、不锈钢板、铝板、镀处理钢板、或在其金属表面上施加了用于防腐蚀的表面处理的金属薄板的截面冲压成型为波形来构成的。第一隔板36与第二隔板38在相互重叠的状态下通过焊接、钎焊、嵌塞(日文：かしめ)等将外周接合为一体，构成接合隔板39。第一隔板36形成后述的燃料电池用隔板构件11。
如图3以及图4所示，在第一隔板36的朝向mea48的面36a，设置与氧化剂气体入口连通孔42a和氧化剂气体出口连通孔42b连通的氧化剂气体流路58。氧化剂气体流路58具有沿箭头符号b方向呈直线状地延伸的多个氧化剂气体流路槽60。各氧化剂气体流路槽60也可以沿箭头符号b方向呈波状地延伸。
在第一隔板36设置第一密封部62，该第一密封部62围绕第一隔板36的外周部并且防止流体(氧化剂气体、燃料气体以及冷却介质)从带树脂框的mea34与第一隔板36之间向外部泄漏。从隔板厚度方向(箭头符号a方向)观察时，第一密封部62呈直线状地延伸。但也可以是，从隔板厚度方向观察时，第一密封部62呈波状地延伸。
在图4中，第一密封部62具有：第一金属凸起部64，其与第一隔板36一体成形；以及第一树脂件66，其设置于第一金属凸起部64。第一金属凸起部64从第一隔板36朝向树脂框构件50突出。第一金属凸起部64的横截面形状为朝向第一金属凸起部64的突出方向而成为前端变细形状的梯形形状。第一树脂件66是通过印刷或者涂布等被固定于第一金属凸起部64的突出端面的弹性构件。第一树脂件66例如由聚酯纤维构成。
如图3以及图4所示，在第二隔板38的朝向mea48的面38a，设置与燃料气体入口连通孔46a和燃料气体出口连通孔46b连通的燃料气体流路68。燃料气体流路68具有沿箭头符号b方向延伸的多个燃料气体流路槽70。也可以是，各燃料气体流路槽70沿箭头符号b方向呈波状地延伸。
在第二隔板38设置第二密封部72，该第二密封部72围绕第二隔板38的外周部并且防止流体(氧化剂气体、燃料气体以及冷却介质)从带树脂框的mea34与第二隔板38之间向外部泄漏。从隔板厚度方向(箭头符号a方向)观察时，第二密封部72呈直线状地延伸。但也可以是，从隔板厚度方向观察时第二密封部72呈波状地延伸。
在图4中，第二密封部72具有：第二金属凸起部74，其与第二隔板38一体成形；以及第二树脂件76，其设置于第二金属凸起部74。第二金属凸起部74从第二隔板38朝向树脂框构件50突出。第二金属凸起部74的横截面形状为朝向第二金属凸起部74的突出方向而成为前端变细形状的梯形形状。第二树脂件76是通过印刷或者涂布等被固定于第二金属凸起部74的突出端面的弹性构件。第二树脂件76例如由聚酯纤维构成。
第一密封部62以及第二密封部72以从隔板厚度方向观察时相互重叠的方式配置。因此，在对燃料电池堆10施加紧固载荷(压缩载荷)的状态下，第一金属凸起部64以及第二金属凸起部74分别弹性变形(压缩变形)。另外，在该状态下，第一密封部62的突出端面62a(第一树脂件66)与树脂框构件50的一方的面50a气密且液密地接触，并且第二密封部72的突出端面72a(第二树脂件76)与树脂框构件50的另一方的面50b气密且液密地接触。
也可以是，第一树脂件66不设置于第一金属凸起部64，而设置于树脂框构件50的一方的面50a。也可以是，第二树脂件76不设置于第二金属凸起部74，而设置于树脂框构件50的另一方的面50b。另外，也可以是，省略第一树脂件66以及第二树脂件76中的至少一者。也可以是，第一密封部62以及第二密封部72由具有弹性的橡胶密封构件形成，而不是金属凸起密封件。
在图3以及图4中，在第一隔板36的面36b与第二隔板38的面38b之间，设置与冷却介质入口连通孔44a和冷却介质出口连通孔44b连通的冷却介质流路78。冷却介质流路78具有沿箭头符号b方向呈直线状地延伸的多个冷却介质流路槽80。冷却介质流路78由氧化剂气体流路58的背面形状与燃料气体流路68的背面形状形成。
如图2～图4所示，燃料电池用隔板构件11具备：第一隔板36；以及在第一隔板36设置的两个载荷承受部82a、82b。
如图2～图4所示，在第一隔板36设置两个第一支承部84a、84b。第一支承部84a从第一隔板36的一方的长边(外周部)朝向外方(箭头符号c1方向)突出。第一支承部84a以与连结构件24a相向的方式位于第一隔板36的一方的长边的从中央向第一隔板36的一端侧(箭头符号b1方向)偏离的位置。第一支承部84a通过冲压成型来与第一隔板36的外周部设置为一体。第一支承部84a支承载荷承受部82a。
在图2以及图3中，第一支承部84b从第一隔板36的另一方的长边(外周部)朝向外方(箭头符号c2方向)突出。第一支承部84b以与连结构件24b相向的方式位于第一隔板36的另一方的长边的从中央向第一隔板36的另一端侧(箭头符号b2方向)偏离的位置。第一支承部84b通过冲压成型来与第一隔板36的外周部设置为一体。
也可以是，在燃料电池用隔板构件11中，将第一支承部84a、84b与第一隔板36形成为分别的构件，将第一支承部84a、84b接合于第一隔板36。也可以是，第一支承部84a、84b不从第一隔板36的外周部向外方突出。
如图3以及图4所示，在第二隔板38设置两个第二支承部86a、86b。第二支承部86a从第二隔板38的一方的长边(外周部)朝向外方(箭头符号c1方向)突出。第二支承部86a与第一支承部84a相向。第二支承部86a通过冲压成型来与第二隔板38的外周部设置为一体。第二支承部86a接触第一支承部84a并支承载荷承受部82a。
在图3中，第二支承部86b从第二隔板38的另一方的长边(外周部)朝向外方(箭头符号c2方向)突出。第二支承部86b与第一支承部84b相向。第二支承部86b通过冲压成型来与第二隔板38的外周部设置为一体。第二支承部86b接触第一支承部84b并支承载荷承受部82b。
而且，也可以是，将第二支承部86a、86b与第二隔板38形成为分别的构件，将第二支承部86a、86b接合于第二隔板38。也可以是，第二支承部86a、86b不从第二隔板38的外周部向外方突出。
在图4以及图6中，载荷承受部82a以从第一隔板36的外周部(第一支承部84a)朝向箭头符号c1方向而向外方突出的方式设置于第一隔板36的外周部(第一支承部84a)。载荷承受部82a具有：金属板88(芯材)；以及树脂构件90，其覆盖金属板88的一部分。通过嵌入成形来形成载荷承受部82a。
作为金属板88的构成材料，能够举出与构成第一隔板36以及第二隔板38的材料同样的材料。金属板88包括：安装部92，其固定于第一支承部84a；以及基底部94，其与安装部92连结并向第一隔板36的外方突出。
安装部92形成为大致长方形，并且沿箭头符号b方向延伸。安装部92从树脂构件90露出。安装部92配置在第一支承部84a中的带树脂框的mea34所处位置侧的面(与第二支承部86a相反侧的面)。安装部92经由接合部96a被接合于第一支承部84a。接合部96a沿箭头符号b方向延伸。接合部96a是通过点焊、激光焊接、mig焊接、tig焊接、钎焊等形成的。
在图6中，基底部94的整面被树脂构件90覆盖。基底部94和树脂构件90形成从第一隔板36的外周部(第一支承部84a)朝向箭头符号c方向而向外方突出的突片98。载荷承受部82a的突片98插入在连结构件24a形成的凹部100a内(参照图4)。由此，在沿箭头符号b方向的载荷施加于突片98(载荷承受部82a)时，突片98的箭头符号b方向的前端部抵接于形成凹部100a的壁面(侧面)，能够由连结构件24a承受该载荷。而且也可以是，连结构件24a与盖部28一体地形成。关于连结构件24b也是同样的。
突片98形成为相对于通过突片98的宽方向(箭头符号b方向)的中心并且沿突片98的突出方向(箭头符号c方向)延伸的中心线cl而对称。突片98具有：位于箭头符号b方向的中央部的突片主体102；以及从突片主体102的宽方向的两端朝向宽方向的两侧鼓出的一组鼓出部104。
如图4所示，在突片主体102的中央部形成圆形的定位孔108，在制造燃料电池堆10时用于将各燃料电池用隔板构件11定位的杆106插通于所述定位孔108。而且，在各燃料电池用隔板构件11的定位完成之后，既可以将杆106从定位孔108拔出，也可以留在定位孔108中。
基底部94的外周端缘部94a形成为圆角形状(圆弧状)。但也可以是，不将基底部94的外周端缘部94a形成为圆角形状，而在基底部94的外周端缘部94a的两侧角部形成倒角部。
在图6中，在基底部94形成孔部110，所述孔部110用于在嵌入成形载荷承受部82a时提高树脂材料(溶融树脂)的流动性。孔部110形成为第一孔部110a、第二孔部110b、第三孔部110c、第四孔部110d以及第五孔部110e。第一孔部110a位于基底部94的箭头符号b方向的中央位置。
第一孔部110a相对于中心线cl而为对称形状。第一孔部110a包括圆形的第一中央孔112、直线状的第二中央孔114。第一中央孔112的中心位于中心线cl上。第一中央孔112形成为比定位孔108大。也就是说，第一中央孔112的中央部分作为定位孔108发挥功能。第二中央孔114沿箭头符号b方向延伸。第二中央孔114与第一中央孔112的靠近安装部92一侧(第一隔板36侧)的端部(箭头符号c2方向的端部)相连。第二中央孔114相比于第一中央孔112而向箭头符号b方向的两侧延伸。
如图4以及图5a所示，第一孔部110a的截面形状(图2的iv-iv剖视的形状、第一孔部110a的内周面、形成第一孔部110a的面)形成为朝向半径方向内方(第一孔部110a的内方)鼓出的圆角形状(圆弧形状)。但也可以是，如图5b所示，不将第一孔部110a的截面形状形成为圆角形状，而在第一孔部110a的截面形状的两侧角部形成倒角部111。
另外，如图6所示，从隔板厚度方向观察时，第一孔部110a的角落部113a、113b弯曲成圆角形状。具体来说，角落部113a位于第一中央孔112与第二中央孔114的界限部分，向第一孔部110a的内方形成为凸状。角落部113b位于第二中央孔114的角部，向第一孔部110a的外方形成为凸状。
第二孔部110b相比于中心线cl而位于基底部94的宽方向的一方侧(箭头符号b1方向)的位置。换言之，第二孔部110b相对于第一中央孔112而位于向箭头符号b1方向偏离的位置。第二孔部110b形成为大致圆形。第二孔部110b的直径小于定位孔108的直径。第二孔部110b的中心相比于第一中央孔112的中心而位于靠突片98的突出方向(箭头符号c1方向)的位置。
第二孔部110b的截面形状(第二孔部110b的内周面、形成第二孔部110b的面)形成为朝向半径方向内方(第二孔部110b的内方)鼓出的圆角形状(圆弧形状)。其也可以是，第二孔部110b的截面形状不形成为圆角形状，而在第二孔部110b的截面形状的两侧角部形成倒角部。
第三孔部110c相比于中心线cl而位于基底部94的宽方向的另一方侧(箭头符号b2方向)的位置。换言之，第三孔部110c相对于第一中央孔112而位于向箭头符号b2方向偏离的位置。第三孔部110c形成为大致圆形。第三孔部110c的直径小于定位孔108的直径。第三孔部110c的形状以及大小与第二孔部110b的形状以及大小相同。第三孔部110c的中心相比于第一中央孔112的中心也位于靠突片98的突出方向(箭头符号c1方向)的位置。
第三孔部110c的截面形状(第三孔部110c的内周面、形成第三孔部110c的面)形成为朝向半径方向内方(第三孔部110c的内方)鼓出的圆角形状(圆弧形状)。其也可以是，第三孔部110c的截面形状不形成为圆角形状，而在第三孔部110c的截面形状的两侧角部形成倒角部。
第四孔部110d相比于中心线cl而位于基底部94的宽方向的一方侧(箭头符号b1方向)的位置。第四孔部110d相对于第二孔部110b而位于向第一隔板36侧(箭头符号c2方向)偏离的位置。第四孔部110d相对于第二中央孔114而位于向箭头符号b1方向偏离的位置。第四孔部110d形成为l字状。第四孔部110d包括：沿箭头符号b方向延伸的第一直线孔128；以及沿箭头符号c方向延伸的第二直线孔130。第二直线孔130从第一直线孔128的箭头符号b1方向的端部向箭头符号c1方向延伸。第二直线孔130的延伸端部形成为圆弧状。
第四孔部110d的截面形状(第四孔部110d的内周面、形成第四孔部110d的面)形成为朝向半径方向内方(第四孔部110d的内方)鼓出的圆角形状(圆弧形状)。其也可以是，第四孔部110d的截面形状不形成为圆角形状，而在第四孔部110d的截面形状的两侧角部形成倒角部。另外，从隔板厚度方向(箭头符号a方向)观察时，第四孔部110d的角落部132弯曲成圆角形状。
第五孔部110e相比于中心线cl而位于基底部94的宽方向的另一方侧(箭头符号b2方向)的位置。第五孔部110e相对于第三孔部110c而位于向第一隔板36侧(箭头符号c2方向)偏离的位置。第五孔部110e相对于第二中央孔114而位于向箭头符号b2方向偏离的位置。第五孔部110e形成为使第四孔部110d左右反转而成的形状(使l字左右反转而成的形状)。第五孔部110e包括：沿箭头符号b方向延伸的第三直线孔142；以及沿箭头符号c方向延伸的第四直线孔144。第四直线孔144从第三直线孔142的箭头符号b2方向的端部向箭头符号c1方向延伸。第四直线孔144的延伸端部形成为圆弧状。
第五孔部110e的截面形状(第五孔部110e的内周面、形成第五孔部110e的面)形成为朝向半径方向内方(第五孔部110e的内方)鼓出的圆角形状(圆弧形状)。其也可以是，第五孔部110e的截面形状不形成为圆角形状，而在第五孔部110e的截面形状的两侧角部形成倒角部。另外，从隔板厚度方向观察时，第五孔部110e的角落部146弯曲成圆角形状。
孔部110的数量、位置、形状以及大小能够适当变更。
如图4以及图6所示，树脂构件90具有电绝缘性，阻断基底部94与连结构件24a之间的电连接。作为树脂构件90，例如能举出热可塑性树脂、热固化性树脂以及热可塑性弹性体等。树脂构件90具有薄壁部156和厚壁部158。
薄壁部156相比于厚壁部158而位于靠第一隔板36侧的位置。换言之，薄壁部156与厚壁部158在突片98的突出方向相互排列。即，薄壁部156覆盖基底部94中的靠近安装部92的根基部分的整体。
厚壁部158覆盖基底部94的相比于根基部分而位于箭头符号c1方向位置的部分的整体。在薄壁部156与厚壁部158的界限部形成台阶部160。台阶部160沿着箭头符号b方向延伸至树脂构件90的两端。台阶部160相比于孔部110而位于靠第一隔板36侧(箭头符号c2方向)的位置。台阶部160为朝向第一隔板36侧而向基底部94侧倾斜的平坦的倾斜面(参照图4以及图5a)。
薄壁部156的沿着箭头符号c方向的长度l1比厚壁部158的沿着箭头符号c方向的长度l2短(参照图6)。其也可以是，长度l1以及长度l2适当设定。在图4中，薄壁部156的厚度d1比厚壁部158的厚度d2薄。这里，薄壁部156的厚度d1是指薄壁部156的一方的外表面156a与另一方的外表面156b之间的间隔。厚壁部158的厚度d2是指厚壁部158的一方的外表面158a与另一方的外表面158b之间的间隔。厚度d1优选设定为厚度d2的50％以上90％以下，更优选设定为厚度d2的60％以上80％以下。但是，厚度d1、d2能够适当设定。
在薄壁部156中，基底部94与薄壁部156的一方的外表面156a之间的厚度d1同基底部94与薄壁部156的另一方的外表面156b之间的厚度相同。在厚壁部158中，基底部94与厚壁部158的一方的外表面158a之间的厚度d2同基底部94与厚壁部158的另一方的外表面158b之间的厚度相同。厚度d1比厚度d2薄。
在箭头符号a方向彼此相邻的薄壁部156之间的间隙s1比彼此相邻的厚壁部158之间的间隙s2宽。树脂框构件50的外缘部位于间隙s1。换言之，薄壁部156具有从隔板厚度方向观察时与树脂框构件50重叠的重叠部161。即，树脂框构件50以覆盖载荷承受部82a的安装部92的方式向第一隔板36的外方延伸。由此，能够利用树脂框构件50抑制安装部92与在箭头符号a方向相邻的接合隔板39直接接触。
在图6中，树脂构件90具有覆盖部162a、第一填充部162b、第二填充部162c、第三填充部162d以及第四填充部162e。覆盖部162a插入第一孔部110a。覆盖部162a具有与第一孔部110a的形状对应的外形形状。在覆盖部162a形成定位孔108。第一填充部162b插入第二孔部110b。第一填充部162b具有与第二孔部110b的形状对应的外形形状(圆形)。
第二填充部162c插入第三孔部110c。第二填充部162c具有与第三孔部110c的形状对应的外形形状(圆形)。第三填充部162d插入第四孔部110d。第三填充部162d具有与第四孔部110d的形状对应的外形形状(l字状的形状)。第四填充部162e插入第五孔部110e。第四填充部162e具有与第五孔部110e的形状对应的外形形状(使l字左右反转而成的形状)。
在载荷承受部82a中，孔部110以从隔板厚度方向观察时仅与厚壁部158和薄壁部156中的厚壁部158重叠的方式配置。换言之，孔部110配置于从隔板厚度方向观察时与薄壁部156不重叠的位置。
如图2以及图3所示，载荷承受部82b与上述的载荷承受部82a同样地构成。换言之，载荷承受部82b具有将载荷承受部82a在箭头符号c方向反转而成的形状。因此，省略载荷承受部82b的详细的结构的说明。而且，载荷承受部82b的突片98插入在连结构件24b形成的凹部100b内(参照图2)。
另外，载荷承受部82b的安装部92配置于第一支承部84b中的带树脂框的mea34所处位置侧的面(与第二支承部86b相反侧的面)。载荷承受部82b的安装部92经由接合部96b被接合于第一支承部84b。接合部96b与接合部96a同样地形成。
在图3以及图4中，在接合隔板39设置用于增强的肋164。肋164包括：在第一隔板36的面36a突出形成的第一肋166a、166b；以及在第二隔板38的面38a突出形成的第二肋168a、168b。
第一肋166a、166b沿着第一金属凸起部64的突出方向突出。第一肋166a位于第一密封部62与载荷承受部82a的安装部92之间的位置。
第一肋166a沿着接合部96a的延伸方向(箭头符号b方向)呈直线状地延伸。第一肋166a沿着载荷承受部82a的安装部92，沿箭头符号b方向延伸与安装部92大致相同的长度。第一肋166a的横截面形状为朝向第一肋166a的突出方向而成为前端变细形状的梯形形状(参照图4)。
第一肋166b位于第一密封部62与载荷承受部82b的安装部92之间的位置。第一肋166b与上述的第一肋166a同样地构成。因此，省略第一肋166b的结构的说明。
第二肋168a、168b沿着第二金属凸起部74的突出方向突出。第二肋168a的横截面形状为朝向第二肋168a的突出方向而成为前端变细形状的梯形形状(参照图4)。第二肋168b与上述的第二肋168a同样地构成。因此，省略第二肋168b的结构的说明。
第一肋166a与第二肋168a以从隔板厚度方向(箭头符号a方向)观察时相互重叠的方式配置。因此，在对燃料电池堆10施加了紧固载荷的状态下，第一肋166a的突出端面与树脂框构件50的一方的面50a接触并且第二肋168a的突出端面与树脂框构件50的另一方的面50b接触。
这时，紧固载荷没有作用于第一肋166a以及第二肋168a。即，第一肋166a以及第二肋168a没有弹性变形。因此，不会因第一肋166a以及第二肋168a而影响第一密封部62以及第二密封部72的表面压力。第一肋166b以及第二肋168b也同样。
该的情况下，本实施方式所涉及的燃料电池用隔板构件11以及燃料电池(发电单电池12)实现以下的效果。
载荷承受部82a、82b的突片98具有金属制的板状的基底部94、覆盖基底部94的树脂构件90。在基底部94形成孔部110，树脂构件90的一部分覆盖所述孔部110的内周。树脂构件90具有：厚壁部158；以及相比于厚壁部158而位于第一隔板36侧位置的薄壁部156。孔部110以与厚壁部158和薄壁部156中的厚壁部158重叠的方式配置。
根据这样的结构，在嵌入成形载荷承受部82a、82b时，通过将基底部94的孔部110配置于厚壁部158，能够提高树脂材料(溶融树脂)的流动性。因此，能够有效率地嵌入成形载荷承受部82a、82b。
在嵌入成形载荷承受部82a、82b时，树脂材料在孔部110所处位置的部分处容易产生凹痕。因此，树脂构件90中孔部110所处位置的部分的厚度容易减薄。但是，从隔板厚度方向观察时，基底部94的孔部110以与厚壁部158重叠的方式配置。因此，在嵌入成形载荷承受部82a、82b时，能够抑制因树脂材料的凹痕而薄壁部156更减薄。由此，能够抑制树脂构件90的薄壁部156的强度降低。
孔部110包括：第一孔部110a，其位于突片98的宽方向上的基底部94的中心位置；第二孔部110b，其相对于第一孔部110a而位于突片98的宽方向的向一方侧偏离的位置；以及第三孔部110c，其相对于第一孔部110a而位于突片98的宽方向的向另一方侧偏离的位置。第二孔部110b与第三孔部110c设置于突片98的宽方向上的、相对于通过基底部94的中心并且沿着突片98的突出方向延伸的中心线cl而对称的位置。
根据这样的结构，在嵌入成形载荷承受部82a、82b时，能够利用第一孔部110a、第二孔部110b以及第三孔部110c有效率地提高树脂材料的流动性。
孔部110包括：第四孔部110d，其相对于第二孔部110b而位于向第一隔板36侧偏离的位置；以及第五孔部110e，其相对于第三孔部110c而位于向第一隔板36侧偏离的位置。第四孔部110d与第五孔部110e设置于相对于中心线cl而对称的位置。
根据这样的结构，在嵌入成形载荷承受部82a、82b时，能够利用第四孔部110d以及第五孔部110e进一步有效率地提高树脂材料的流动性。
第一孔部110a为以中心线cl作为中心的对称形状。
根据这样的结构，在嵌入成形载荷承受部82a、82b时，能够利用第一孔部110a进一步有效率地提高树脂材料的流动性。
孔部110的截面形状形成为向孔部110的内方鼓出的圆角形状。或者，在孔部110的截面形状的角部形成倒角部。
根据这样的结构，能够抑制在嵌入成形载荷承受部82a、82b时因基底部94以及树脂构件90的膨胀收缩而应力从孔部110的内周面向树脂构件90集中。由此，能够抑制在树脂构件90发生裂缝。
在mea48的外周部以覆盖第一隔板36的外周部的方式设置树脂框构件50，薄壁部156具有从隔板厚度方向观察时与树脂框构件50重叠的重叠部161。
根据这样的结构，能够利用树脂框构件50有效果地抑制彼此相邻的接合隔板39彼此电连接。
本发明不限定于上述的实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内，能够进行各种的改变。
载荷承受部82a、82b的安装部92也可以配置在第一隔板36的外周部(第一支承部84a、84b)与第二隔板38的外周部(第二支承部86a、86b)之间。该情况下，能够实现提高载荷承受部82a、82b与接合隔板39的接合强度。
将以上的实施方式总结如下。
上述实施方式公开一种燃料电池用隔板构件，具备：隔板36；以及载荷承受部82a、82b，其具有从所述隔板的外周部向所述隔板的外方突出的突片98，在所述燃料电池用隔板构件11中，所述突片具有：金属制的板状的基底部94；以及覆盖所述基底部的树脂构件90，在所述基底部形成孔部110，所述树脂构件的一部分覆盖所述孔部110的内周，所述树脂构件具有：厚壁部158；以及薄壁部156，其相比于所述厚壁部而位于所述隔板侧的位置，所述孔部以与所述厚壁部和所述薄壁部中的所述厚壁部重叠的方式配置。
在上述的燃料电池用隔板构件中，也可以是，所述孔部包括：第一孔部110a，其位于与隔板厚度方向和所述突片的突出方向正交的方向、即所述突片的宽方向上的所述基底部的中心位置；第二孔部110b，其相对于所述第一孔部而位于所述突片的所述宽方向的向一方侧偏离的位置；以及第三孔部110c，其相对于所述第一孔部而位于所述突片的所述宽方向的向另一方侧偏离的位置，所述第二孔部与所述第三孔部设置于所述突片的所述宽方向上的、相对于通过所述基底部的中心并且沿着所述突片的突出方向延伸的中心线cl而对称的位置。
在上述的燃料电池用隔板构件中，也可以是，所述孔部包括：第四孔部110d，其相对于所述第二孔部而位于向所述隔板侧偏离的位置；以及第五孔部110e，其相对于所述第三孔部而位于向所述隔板侧偏离的位置，所述第四孔部与所述第五孔部设置于相对于所述中心线而对称的位置。
在上述的燃料电池用隔板构件中，也可以是，所述第一孔部为以所述中心线作为中心的对称形状。
在上述的燃料电池用隔板构件中，也可以是，所述孔部的截面形状形成为向所述孔部的内方鼓出的圆角形状。
在上述的燃料电池用隔板构件中，也可以是，在所述孔部的截面形状的角部形成倒角部。
在上述的燃料电池用隔板构件中，也可以是，所述第一孔部包括：圆形的第一中央孔；以及在所述宽方向延伸的直线状的第二中央孔，所述第一中央孔的中心位于所述中心线上，所述第二中央孔与所述第一中央孔的靠所述隔板侧的端部相连。
上述实施方式公开一种燃料电池，具备：在电解质膜52的两侧配设电极54、56而形成的电解质膜-电极结构体48；在所述电解质膜-电极结构体的一方的面侧配设的燃料电池用隔板构件；以及在所述电解质膜-电极结构体的另一方的面侧配设的隔板38，在所述燃料电池12中，所述燃料电池用隔板构件是上述的燃料电池用隔板构件。
在上述的燃料电池中，在所述电解质膜-电极结构体的外周部，以将形成所述燃料电池用隔板构件的所述隔板的外周部覆盖的方式设置树脂框部50，所述薄壁部具有从所述隔板厚度方向观察时与所述树脂框部重叠的重叠部161。
1.一种燃料电池用隔板构件，具备：隔板(36)；以及载荷承受部(82a、82b)，其具有从所述隔板的外周部向所述隔板的外方突出的突片(98)，在所述燃料电池用隔板构件(11)中，
所述突片具有：
金属制的板状的基底部(94)；以及
覆盖所述基底部的树脂构件(90)，
在所述基底部形成孔部(110)，所述树脂构件的一部分覆盖所述孔部的内周，
所述树脂构件具有：
厚壁部(158)；以及
薄壁部(156)，其相比于所述厚壁部而位于所述隔板侧的位置，
所述孔部以与所述厚壁部和所述薄壁部中的所述厚壁部重叠的方式配置。
2.根据权利要求1所述的燃料电池用隔板构件，其特征在于，
所述孔部包括：
第一孔部(110a)，其位于与隔板厚度方向和所述突片的突出方向正交的方向、即所述突片的宽方向上的所述基底部的中心位置；
第二孔部(110b)，其相对于所述第一孔部而位于所述突片的所述宽方向的向一方侧偏离的位置；以及
第三孔部(110c)，其相对于所述第一孔部而位于所述突片的所述宽方向的向另一方侧偏离的位置，
所述第二孔部与所述第三孔部设置于所述突片的所述宽方向上的、相对于通过所述基底部的中心并且沿着所述突片的突出方向延伸的中心线(cl)而对称的位置。
3.根据权利要求2所述的燃料电池用隔板构件，其特征在于，
所述孔部包括：
第四孔部(110d)，其相对于所述第二孔部而位于向所述隔板侧偏离的位置；以及
第五孔部(110e)，其相对于所述第三孔部而位于向所述隔板侧偏离的位置，
所述第四孔部与所述第五孔部设置于相对于所述中心线而对称的位置。
4.根据权利要求2所述的燃料电池用隔板构件，其特征在于，
所述第一孔部为以所述中心线作为中心的对称形状。
5.根据权利要求1所述的燃料电池用隔板构件，其特征在于，
所述孔部的截面形状形成为向所述孔部的内方鼓出的圆角形状。
6.根据权利要求1所述的燃料电池用隔板构件，其特征在于，
在所述孔部的截面形状的角部形成倒角部。
7.根据权利要求2所述的燃料电池用隔板构件，其特征在于，
所述第一孔部包括：
圆形的第一中央孔；以及
在所述宽方向延伸的直线状的第二中央孔，
所述第一中央孔的中心位于所述中心线上，
所述第二中央孔与所述第一中央孔的靠所述隔板侧的端部相连。
8.一种燃料电池，具备：
在电解质膜(52)的两侧配设电极(54、56)而形成的电解质膜-电极结构体(48)；
在所述电解质膜-电极结构体的一方的面侧配设的燃料电池用隔板构件；以及
在所述电解质膜-电极结构体的另一方的面侧配设的隔板(38)，在所述燃料电池(12)中，
所述燃料电池用隔板构件是根据权利要求1～7中的任一项所述的燃料电池用隔板构件。
9.根据权利要求8所述的燃料电池，其特征在于，
在所述电解质膜-电极结构体的外周部，以将形成所述燃料电池用隔板构件的所述隔板的外周部覆盖的方式设置树脂框部(50)，
所述薄壁部具有从隔板厚度方向观察时与所述树脂框部重叠的重叠部(161)。
技术总结