(第1実施形態)
 以下、本発明のガス流路形成部材を固体高� ��子型の燃料電池スタック11に適用した一実� �形態について図1~図21に従って説明する。

 図1及び図2に示すように、燃料電池スタ� �ク11は、複数の発電セル12を積層して構成さ� ��ている。発電セル12は、第1及び第2フレーム 13,14と、電極構造体としてのMEA15(Membrane-Electro de-Assembly: 膜-電極接合体)とを備えている。� �1及び第2フレーム13,14は、いずれも合成ゴム� ��は合成樹脂からなり、四角枠状に形成され� ��いる。また、第1及び第2フレーム13,14は、燃 料ガス通路空間S1及び酸化剤ガス通路空間S2� �それぞれ有している。MEA15は、両フレーム13, 14間に配置されている。又、発電セル12は、� �料ガス通路空間S1に収容された第1ガス流路� �成部材21と、酸化剤ガス通路空間S2に収容さ� ��た第2ガス流路形成部材22とを備えている。� ��1及び第2ガス流路形成部材21,22は、いずれも チタンよりなる。さらに、発電セル12は、第1 セパレータ23と、第2セパレータ24とを備えて� ��る。第1セパレータ23は、第1フレーム13及び� ��1ガス流路形成部材21の上面に接着され、第2 セパレータ24は、第2フレーム14及び第2ガス流 路形成部材22の下面に接着されている。第1及 び第2セパレータ23,24は、いずれもチタンより なり、平板状に形成されている。なお、図2� �おいて、ガス流路形成部材21,22の形状は簡略 化されている。

 第1フレーム13の対向する一対の縁部には� ��長孔からなるガス通路13a,13bがそれぞれ形成 されている。第2フレーム14の対向する一対の 縁部にも、長孔からなるガス通路14a,14bがそ� �ぞれ形成されている。ガス通路13a,13b及びガ� ��通路14a,14bは、第1及び第2フレーム13,14の互� �に対応しない縁部にそれぞれ形成されてい� �。

 MEA15は、電解質膜16と、アノード電極層17� ��びカソード電極層18と、導電性を有するガ� �拡散層としてのカーボンペーパー19,20とによ り構成されている。アノード電極層17は、電� ��質膜16の上面に所定の触媒を積層すること� �より形成され、カソード電極層18は、電解質 膜16の下面に所定の触媒を積層して形成され� ��いる。カーボンペーパー19,20は、アノード� �びカソード電極層17,18の表面にそれぞれ接着 されている。第1セパレータ23において、直交 する一対の縁部にはガス導入口23aがそれぞれ 形成され、他の直交する一対の縁部にはガス 導出口23bがそれぞれ形成されている。同様に 、第2セパレータ24においても、直交する一対 の縁部にはガス導入口24aがそれぞれ形成され 、他の直交する一対の縁部にはガス導出口24b がそれぞれ形成されている。

 図3に示すように、第1及び第2ガス流路形� ��部材21,22は、0.1mm程度の厚みを有するチタン 製のラスカットメタル25(以下、単に、ラスメ タルと称す)によって形成されている。ラス� �タル25には、略六角形状の貫通孔26が千鳥配� ��で形成されている。貫通孔26を形成するリ� �グ部27は、互いに重なるようにして連結され ている。リング部27には、カーボンペーパー1 9,20と接触する第1接触部28と、第1又は第2セパ レータ23,24の内面と接触する第2接触部29とが� ��成されている。また、第1及び第2接触部28,29 には、第1及び第2平面部28a,29aがそれぞれ形成 されている。第1平面部28aは、カーボンペー� �ー19,20と面で接触し、第2平面部29aは、セパ� �ータ23,24と面で接触する。

 第1ガス流路形成部材21は、カーボンペー� ��ー19の表面及び第1セパレータ23の内面と接� �するように、第1フレーム13の燃料ガス通路� �間S1内に配置されている。第2ガス流路形成� �材22は、カーボンペーパー20の表面及び第2セ パレータ24の内面と接触するように、第2フレ ーム14の酸化剤ガス通路空間S2内に配置され� �いる。

 図2に矢印G1で示すように、第1ガス流路形 成部材21により、第1セパレータ23の第1ガス導 入口23aから燃料ガス通路空間S1に導入された� ��料ガスは、第1ガス導出口23b、又は第2フレ� �ム14のガス通路14b及び第2セパレータ24の第1� �ス導出口24bに流れる。図2に矢印G2で示すよ� �に、第2ガス流路形成部材22により、第1セパ� ��ータ23の第2ガス導入口23aから第1フレーム13� ��ガス通路13aを通して酸化剤ガス通路空間S2� �導入された酸化剤ガスは、第1フレーム13の� �ス通路13bを通して第2ガス導出口23b、又は第2 セパレータ24の第2ガス導出口24bに流れる。

 第1フレーム13と電解質膜16及び第2フレー� ��14との接触面におけるシール性を確保する� �め、第1及び第2フレーム13,14はいずれも合成� ��ムにより成形されている。このため、発電� ��ル12を積層して燃料電池スタック11を構成す る際、燃料電池スタック11の締結による荷重� ��より、第1及び第2ガス流路形成部材21,22は、 第1及び第2セパレータ23,24によってそれぞれME A15に押圧された状態で組み付けられる。従っ て、第1ガス流路形成部材21において、第1接� �部28の第1平面部28aとカーボンペーパー19との 接触状態、及び第2接触部29の第2平面部29aと� �1セパレータ23との接触状態がいずれも適正� �保持される。なお、第2ガス流路形成部材22� �おいても、ガス流路形成部材21と同様に構成 されているため、第1接触部28の第1平面部28a� �カーボンペーパー20との接触状態、及び第2� �触部29の第2平面部29aと第2セパレータ24との� �触状態がいずれも適正に保持される。

 積層された発電セル12間では、第1セパレ� ��タ23の第1ガス導入口23a及び第2セパレータ24� ��第1ガス導入口24aが、第1フレーム13の燃料ガ ス通路空間S1及び第2フレーム14のガス通路14a� ��介して連通されている。これにより、燃料� ��ス(水素ガス)流通路が形成される。一方、� �1セパレータ23の第2ガス導入口23a及び第2セパ レータ24の第2ガス導入口24aが、第1フレーム13 のガス通路13b及び第2フレーム14の酸化剤ガス 通路空間S2を介して連通されている。これに� ��り、酸化剤ガス(空気)流通路が形成される� �

 燃料ガス流通路に供給された燃料ガスは� ��第1ガス流路形成部材21によって、燃料ガス� ��路空間S1内を均一に拡散して流れる。また� �酸化剤ガス通路空間S2に供給された酸化剤ガ スも、第2ガス流路形成部材22によって、酸化 剤ガス通路空間S2内を均一に拡散して流れる� ��即ち、燃料ガス通路空間S1内の燃料ガスの� �れは、第1ガス流路形成部材21に形成された� �鳥配列の貫通孔26を通過することによって乱 流となる。その結果、燃料ガスは、ガス通路 空間S1内において均一に拡散される。これに� ��り、燃料ガスは、カーボンペーパー19を通� �して拡散され、アノード電極層17に対して均 一に供給される。

 同様に、酸化剤ガス通路空間S2内の酸化� �ガスの流れも、第2ガス流路形成部材22に形� �された千鳥配列の貫通孔26を通過することに よって乱流となる。その結果、酸化剤ガスは 、酸化剤ガス通路空間S2内において均一に拡� ��される。これにより、酸化剤ガスは、カー� ��ンペーパー20を通過して拡散され、カソー� �電極層18に対して均一に供給される。こうし て、燃料ガスと酸化剤ガスとがMEA15に供給さ� ��ることにより、MEA15では電極反応が生じて� �電される。燃料電池スタック11では、複数の 発電セル12が積層されているため、所望の出� ��が得られる。

 次に、第1及び第2ガス流路形成部材21,22の製 造方法について説明する。
 第1ガス流路形成部材21は、図4に示すラスカ ット加工装置を用いて成形される。ラスカッ ト加工装置は、チタン薄板25Aを順次供給する 一対の送りローラ31を備えている。ラスカッ� ��加工装置は、ラスメタル25を成形するため� �成形機構32を備えている。成形機構32は、チ� ��ン薄板25Aに複数の切れ目を入れると共に、� ��板25Aを曲げ伸ばして塑性変形させる。成形� ��構32は、チタン薄板25Aに複数の六角形の貫� �孔26を網目状に、かつチタン薄板25Aを階段状 に成形する。成形機構32は、所定位置に移動� ��能に固定された固定切断型33と、上下左右� �往復動可能な可動切断型34とを備えている。

 図5に示すように、固定切断型33は、チタ� ��薄板25Aの送り方向となる下流側に側壁33aを� ��している。側壁33aの上部には、複数の凸部3 3b(第1凸部)と凹部33c(第1凹部)とが形成されて� ��る。凸部33b及び凹部33は、横方向に所定の� �ッチで交互に形成されている。可動切断型34 の下部には、固定切断型33の凹部33c及び凸部3 3bにそれぞれ噛合される複数の凸部34a(第2凸� �)及び凹部34b(第2凹部)が形成されている。凸� ��34a及び凹部34bは、横方向に所定のピッチで� ��互に形成されている。固定切断型33は、凹� �33cの内側面の上端に、チタン薄板25Aに切れ� �を入れる剪断刃33dを有している。また、可� �切断型34は、凸部34aの下端に、チタン薄板25A に切れ目を入れる剪断刃34cを有している。

 図4に示すように、送りローラ31によって� ��チタン薄板25Aは、所定の加工ピッチずつ、� ��定切断型33から可動切断型34へと送られる。 この状態で、固定切断型33の剪断刃33dと下降� ��る可動切断型34の剪断刃34cとによって、チ� �ン薄板25Aの一部を剪断してチタン薄板25Aに� �数の切れ目を入れる。更に、可動切断型34は 最下点位置まで下降し、可動切断型34の凸部3 4aによりチタン薄板25Aを下方に押圧して曲げ� ��ばす。チタン薄板25Aの一部がこうして曲げ� ��ばされることにより、図6に示すような略台 状に形成される。その後、可動切断型34は、� ��下点位置から上方に移動し、原位置まで戻� ��。

 次に、送りローラ31は、再び、チタン薄� �25Aを、所定のピッチだけ成形機構32に向けて 送り出す。これと同期して、可動切断型34が� ��リング部27の配列ピッチの半分の距離だけ� �又は右に移動する。そして、可動切断型34が 再び下降し、チタン薄板25Aに対し、前回の加 工された曲げ伸ばし部から半ピッチだけ左又 は右にオフセットした位置に切れ目を入れる と共に、曲げ伸ばし加工を行う。こうして、 チタン薄板25Aに複数の貫通孔26が形成されて� ��チタン薄板25Aが曲げ伸ばされることにより� ��ラスメタル25が成形される。

 上述の動作を繰り返すことによって、ラ� ��メタル25には、図7~図9に示すように、複数� �貫通孔26が網目状に、かつ千鳥配列で形成さ れる。その際、固定切断型33の凸部33b及び凹� ��33cと可動切断型34の凸部34a及び凹部34bとが� �れぞれ噛み合わされるものの、ラスメタル25 には、下降する可動切断型34により加工され� ��い未加工部分が形成される。この未加工部� ��によって、複数のリング部27は、互いに重� �るようにして連結される。こうして、図8及� ��図9に示すように、階段状の断面を有するラ スメタル25が形成される。

 次に、ラスメタル25の第1及び第2接触部28,29� ��対し第1及び第2平面部28a,29aを形成する方法� ��ついて説明する。
 図10に示すように、平面部形成装置40は、ベ ッド41の上面にラスメタル25を支持するため� �一対のテーブル42,43を備えている。ベッド41� ��上面には、平面部形成機構44が装着されて� �る。平面部形成機構44は、コラム45と、コラ� ��45に装着された図示しないモータと、モー� �により回転する一対の圧縮ローラ46,47とを備 えている。

 ラスメタル25の第1及び第2接触部28,29に平� ��部28a,29aを形成するに際し、矢印方向に回転 する圧縮ローラ46,47間にテーブル42からラス� �タル25を送り込む。そして、一対の圧縮ロー ラ46,47により、ラスメタル25の上面と下面と� �それぞれ圧縮しながら、図10に示す右方向へ とラスメタル25を送り出す。この動作により� ��ラスメタル25の第1及び第2接触部28,29は、上� ��方向から所定量だけそれぞれ圧縮される。� ��れにより、第1及び第2接触部28,29が塑性変形 し、第1接触部28に第1平面部28aが形成され、� �2接触部29に第2平面部29aが形成される。その� ��、ラスメタル25を所定寸法に切断し、第1及� ��第2ガス流路形成部材21,22が形成される。

 図11に示すように、第1ガス流路形成部材2 1は、カーボンペーパー19の上面に第1平面部28 aを面接触させ、第2平面部29aを第1セパレータ 23の裏面に面接触させた状態で、図1に示す発 電セル12内に組み込まれる。

 第1実施形態によれば、以下のような効果を 得ることができる。
 (1)第1フレーム13の燃料ガス通路空間S1内に� �容された第1ガス流路形成部材21はラスメタ� �25からなる。また、第2フレーム14の酸化剤ガ ス通路空間S2内に収容された第2ガス流路形成 部材22もラスメタル25からなる。そして、ラ� �メタル25の貫通孔26を形成するリング部27に� �いて、カーボンペーパー19と接触する第1接� �部28には、第1平面部28aが形成されている。� �のため、繊維からなるカーボンペーパー19に 対し第1接触部28を面で接触させることができ る。よって、カーボンペーパー19の表面に第1 接触部28が食い込むことを防止することがで� ��る。従って、第1ガス流路形成部材21の燃料� ��ス流路と第2ガス流路形成部材22の酸化剤ガ� ��流路とにカーボンペーパー19,20が侵入する� �とを防止できる。よって、燃料ガス通路空� �S1及び酸化剤ガス通路空間S2の有効断面積の� ��減が防止される。従って、燃料ガス及び酸� ��剤ガスの供給量の低減が防止されて、発電� ��率の低下が回避される。

 又、第1及び第2接触部28,29がカーボンペー パー19,20と線で接触する場合と比較して、カ� ��ボンペーパー19,20と第1及び第2ガス流路形成 部材21,22との電気的な接続を適正に行うこと� ��できる。これにより、カーボンペーパー19,2 0から第1及び第2ガス流路形成部材21,22への電� ��の流れが円滑になり、集電効率が向上する� ��更に、第1及び第2接触部28,29によるカーボン ペーパー19,20の損傷を防止することもできる� ��これにより、切断されたカーボン繊維によ� ��ガス流路形成部材21,22のガス通路に目詰ま� �が生じることを防止でき、発電性能を確保� �ることができる。

 (2)第1及び第2ガス流路形成部材21,22の第2� �触部29には、第2平面部29aが形成されている� �これにより、第1及び第2セパレータ23,24に対� ��第2平面部29aを面で接触させることができる 。このため、第2接触部29が第1及び第2セパレ� ��タ23,24と線で接触する場合と比較して、第1� ��び第2ガス流路形成部材21,22と第1及び第2セ� �レータ23,24との電気的な接続を適正に行うこ ともできる。これにより、両ガス流路形成部 材21,22から両セパレータ23,24への電気の流れ� �円滑になり、集電効率が向上する。また、� �2接触部29による両セパレータ23,24の損傷を防 止することもできる。

 (3)平面部形成装置40は、図10に示すような 一対のローラ46,47を備えている。一対のロー� ��46,47を用いることで、ラスメタル25の第1及� �第2接触部28,29に平面部28a,29aを容易に成形す� ��ことができる。

 なお、第1実施形態は以下のように変更して もよい。
 ・例えば、成形機構32の固定切断型33の構造 を、図12~図14に示すように変更してもよい。� ��の場合、固定切断型33の各凸部33bの上面に� �傾斜面33eが形成されている。傾斜面33eは、� �タン薄板25Aの送り方向となる下流側に向か� �ほど低くなるように傾斜している。又、可� �切断型34の凹部34bの内面にも、傾斜面34dが形 成されている。傾斜面34dは、傾斜面33eと同じ く、チタン薄板25Aの送り方向となる下流側に 向かうほど低くなるように傾斜している。そ して、固定切断型33と可動切断型34とにより� �スメタル25を加工する際、図13に示すように� ��傾斜面33e,34dにより、リング部27の第1接触部 28に屈曲部が形成される。この屈曲部の表面� ��第1平面部28aとなる。この場合、カーボンペ ーパー19と接触する第1接触部28のみに第1平面 部28aが形成される。また、図13の二点鎖線で� ��すように、可動切断型34の厚みを大きくし� �、同可動切断型34に対し傾斜面34dから水平に 張り出すフラット部34eを形成してもよい。こ れにより、可動切断型34の剛性が向上する。

 こうして製造された第1ガス流路形成部材 21は、図14に示すように、第1接触部28の第1平� ��部28aをMEA15のカーボンペーパー19に面で接触 させた状態で発電セル12に組み込まれる。

 ・図15に示すように、可動切断型34の凸部 34aの下面に対し、チタン薄板25Aの送り方向の 上流側に向かうほど高くなる傾斜面34fを形成 してもよい。この場合、第2接触部29に平面部 29aが形成される。

 ・図12に示す構成と、図15に示す構成とを 併用してもよい。この場合、ガス流路形成部 材21の両接触部28,29に第1平面部28a,第2平面部29 aをそれぞれ形成することができる。

 ・貫通孔26を形成する六角形のリング部27 からなる図16に示すラスメタル25を、図10に示 す平面部形成装置40に通して平面部を形成す� ��と、図17に示すように、六角形のリング部27 においてカーボンペーパー20との接触部分を� ��む両側部が外方に膨らむ。これにより、カ� ��ボンペーパー20とラスメタル25とに囲まれた ガス通路Tの有効面積が狭くなる傾向にある� �これに対処するため、図18に示すように六角 形状のリング部27の両側部を貫通孔26の中心� �向けてそれぞれ屈曲させて、略L字状又は円� ��状の屈曲部27aを形成してもよい。図18に示� �ラスメタル25を成形した後、ラスメタル25を� ��面部形成装置40に通すと、図19に示すように 、貫通孔26の面積が小さくなる反面、ガス通� ��Tの有効面積が広くなり、燃料電池の発電効 率が向上する。

 例えば、図20(a)に示すように、リング部27 に屈曲部27aを形成するため、可動切断型34の� ��部34a及び凹部34bの両側面を斜面に変更して� ��よい。これとは別に、図20(b)に示すように� �固定切断型33の凸部33b及び凹部33cの両側面を 斜面に変更してもよい。

 ・プレス機により、ラスメタル25を厚み� �向に所定量圧縮することにより、第1及び第2 ガス流路形成部材21,22に平面部28a,29aを形成し てもよい。又、第1接触部28及び第2接触部29を 研削盤や機械加工により形成してもよい。

 ・第1及び第2ガス流路形成部材21,22の材料と して、ステンレス板以外に、例えば、アルミ ニウム、銅、チタン等の導電性を有する金属 板を用いてもよい。
 ・図21に示すように、固定切断型33を、別体 であるダイ33hと下側可動切断型33iとから構成 してもよい。この場合、上側の可動切断型34� ��、図示しない昇降機構やサーボモータM1等� �より上下左右に往復動可能である。ダイ33h� �、所定の位置に固定されている。また、下� �可動切断型33iは、サーボモータM2により左右 に往復移動可能である。図12に示す固定型33� �構造についても、図21に示す構成と同様に、 別体であるダイと下側可動切断型とから構成 してもよい。
(第2実施形態)
 以下、本発明の第2実施形態を図22~図34を参� ��して説明する。なお、第2実施形態における 第1実施形態と同様の部分についてはその詳� �な説明を省略する。

 図23に示すように、リング部227の上側に� �、ガス拡散層19に接触される半リング部R1(第 1半リング部)が設けられている。半リング部R 1は、一対の第1側板部227aと、一対の第1傾斜� �部227bと、第1平板部227cとにより構成されて� �る。第1傾斜板部227bは、側板部227aの上端に� �体に連結されている。第1平板部227cは、両第 1傾斜板部227bの先端に対しそれらを架橋する� ��うに一体に連結されている。リング部227の� ��側には、セパレータ23と接触される半リン� �部R2(第2半リング部)が設けられている。半リ ング部R2は、一対の第2傾斜板部227dと、一対� �第2側板部227eと、第2平板部227fとにより構成� ��れている。第2側板部227eは、第2傾斜板部227d の先端から下方に延びている。第2平板部227f� ��、両側板部227eの先端に対しそれらを架橋す るように一体に連結されている。

 図22に示すように、連結板部228は、半リ� �グ部R2を構成する第2平板部227fに対応してい� ��。半リング部R1の第1平板部227cは、連結板部 228(第2平板部227f)と反対側に端部を有してい� �。この端部が、ガス拡散層19(又は20)の表面� �接触される第1接触部229である。半リング部R 2の第2平板部227f(連結板部228)は、第1平板部227 cと反対側に端部を有している。この端部が� �図24に示すように、第1又は第2セパレータ23,2 4の内面に接触される第2接触部230である。両� ��触部229,230には、第1,第2平面部229a,230aがそれ ぞれ設けられている。第1,第2平面部229a,230aは 、ラスメタル25の両面をその厚み方向に同時� ��圧縮することにより形成されている。第1及 び第2平面部229a,230aは、互いに平行に形成さ� �ている。

 第1平面部229aは、ガス拡散層19(20)に面接� �される。第2平面部230aは、セパレータ23(24)に 面接触される。第1平面部229aは、ガス流路方� ��(図24の矢印方向)に幅W1を有している。幅W1� �、例えば、0.2mmに設定されている。第2平面� �230aも、ガス流路方向に幅W2を有している。� �W2は、例えば、0.1mmに設定されている。幅W1� �、幅W2よりも広く設定されている。

 次に、第1及び第2ガス流路形成部材221,222の� ��造方法について説明する。
 成形機構232は、第1剪断型233と第2剪断型234� �によって構成されている。第1剪断型233は、� ��示しないオフセット機構により、金属薄板2 25Aの送り方向と直交する方向(図25の紙面に直 交する方向)に沿って往復動可能する。第2剪� ��型234は、図示しない昇降機構により上下方� ��に沿って往復移動すると共に、オフセット� ��構により金属薄板225Aの送り方向と直交する 方向に沿って往復移動する。

 図26に示すように、第1剪断型233は、金属� ��板225Aの送り方向の下流側に側壁233aを有し� �いる。側壁233aの上部には、第1凸部としての 凸部233bと、第1凹部としての凹部233cとが交互 に形成されている。また、凸部233b及び凹部23 3cは、水平方向に沿って所定のピッチを置い� ��配置されている。第2剪断型234の下部には、 第1剪断型233の凹部233cに噛合する第2凸部とし ての凸部234aと、第1剪断型233の凸部233bに噛合 する第2凹部としての凹部234bとが設けられて� ��る。凸部234a及び凹部234bは、第2剪断型234の� ��部において交互に形成されている。また、� ��部234a及び凹部234bは、水平方向に沿って所� �のピッチを置いて配置されている。第1剪断� ��233の凹部233cは、金属薄板225Aの送り方向の� �流側に側面を有している。その側面の上端� �には、金属薄板225Aに切れ目を入れる剪断刃2 33dが形成されている。第2剪断型234の凸部234a� ��下端縁及び両側縁には、逆台形状の剪断刃2 34cが形成されている。剪断刃234cは、剪断刃23 3dと対応する位置に設けられている。剪断刃2 34cは、剪断刃233dと協働して金属薄板225Aに切� ��目を入れる。

 図26に示すように、第1剪断型233の凸部233b には、一対の成形面233e、一対の成形面233f、� ��び成形面233gが形成されている。成形面233e� �、リング部227の両第1側板部227aの内面(第2側� ��部227eの外面)を成形する。成形面233fは、両� ��1傾斜板部227bの内面を成形する。成形面233g� ��、平板部227cの内面を成形する。一方、第2� �断型234の凹部234bには、一対の成形面234d、一 対の成形面234e、及び成形面234fが形成されて� ��る。成形面234dは、リング部227の第1側板部22 7aの外面(第2側板部227eの内面)を成形する。成 形面234eは、リング部227の第1傾斜板部227bの外 面(第2傾斜板部227dの内面)を成形する。成形� �234fは、平板部227cの外面を成形する。又、第 2剪断型234の凸部234aの下端には、リング部227� ��平板部227fの内面を成形する成形面234gが形� �されている。

 図25に示すように、送りローラ231によっ� �、金属薄板225Aは、所定の加工ピッチずつ、� ��1剪断型233から第2剪断型234へと送られる。� �の状態で、第1剪断型33の剪断刃233dと下降す� ��第2剪断型234の剪断刃234cとによって、金属� �板225Aの一部を剪断して、金属薄板225Aに複数 の切れ目を入れる。次に、第2剪断型234は最� �点位置まで下降し、第2剪断型234の凸部234aに より金属薄板225Aを下方に押圧して曲げ伸ば� �。こうして曲げ伸ばされた金属薄板225Aの一� ��が、図27に示すように略台形状に形成され� �。その後、第2剪断型234は、最下点位置から� ��方に移動し、原位置まで戻る。

 次に、送りローラ231は、再び、金属薄板2 25Aを、所定のピッチだけ成形機構232に向けて 送り出す。これと同期して、第1剪断型233及� �第2剪断型234が、リング部227の配列ピッチの� ��分の距離(半ピッチ)だけ左又は右に移動す� �。そして、第2剪断型234が再び下降し、金属� ��板225Aに対し、前回加工された曲げ伸ばし部 から半ピッチだけ左又は右にオフセットした 位置に切れ目を入れると共に、曲げ伸ばし加 工を行う。こうして、複数の貫通孔226を有す るリング部227が成形され、ラスメタル225が成 形される。

 上述の動作を繰り返すことによって、ラ� ��メタル225には、図28及び図29に示すように、 複数の貫通孔226が網目状に形成され、リング 部227が千鳥配列で形成される。その際、第1� �断型233の凸部233b及び凹部233cと第2剪断型234� �凸部234a及び凹部234bとがそれぞれ噛み合わさ れる。これにより、ラスメタル225には、下降 する第2剪断型234によって加工されない未加� �部分が形成される。この未加工部分が、連� �板部228(第2平板部227f)として形成される。複� ��のリング部227は、連結板部228を介して、互� ��に重なるようにして連結される。こうして� ��図30に示すように、階段状の断面を有する� �スメタル225が形成される。

 図31に示すように、リング部227は、多角� �状に成形されている。リング部227では、半� �ング部R1を構成する第1側板部227a及び第1傾斜 板部227bによって、第1平板部227cが下方に押圧 されたときに第1平板部227cの塑性変形を許容� ��る第1変形許容部F1が形成されている。この� ��め、平板部227cに対し下方に外力が加えられ ると、図31の二点鎖線で示すように第1変形許 容部F1は変形する。又、半リング部R2を構成� �る第2側板部27eによって、第2平板部227fが上� �に押圧されたときに第2平板部227fの塑性変形 を許容する第2変形許容部F2が形成されている 。このため、第2平板部227fに対し上方に外力� ��加えられると、図31の二点鎖線で示すよう� �第2変形許容部F2は変形する。

 第1及び第2変形許容部F1,F2に加えられる外 力が同じである場合、第1変形許容部F1の変形 量が第2変形許容部F2の変形量よりも大きくな るように設定されている。第1変形許容部F1の 第1平板部227cに対し下方に外力が加えられる� ��、その力は、第1傾斜板部227bを介して第1側� ��部227aへと伝達される。その結果、第1側板� �227aは、その基端を中心に左方又右方に変形� ��ると共に、第1傾斜板部227bは、第1側板部227a との連結部を中心に下方に回動される。この ように、第1変形許容部F1は、外力に対し変形 し易い構造となっている。一方、第2変形許� �部F2の第2平板部227fに対し上方に外力が作用� ��た場合、第2傾斜板部227dは、その基端を中� �に回動されずに、そのままの状態で固定さ� �ている。また、両第2側板部227eは、その基端 を中心に左方又は右方へと僅かに変形するの みである。このように、第2変形許容部F2は、 第1変形許容部F1よりも変形し難い構造となっ ている。

 次に、ラスメタル225の第1及び第2接触部22 9,230に対し第1及び第2平面部229a,230aをそれぞ� �形成する方法について説明する。第1及び第2 平面部229a,230aを形成するプレス装置の構成に ついて、図10に示す第1実施形態のプレス装置 40と同じであるためその説明を省略する。

 まず、図32の矢印方向に回転される圧縮� �ーラ46,47間にテーブル42からラスメタル225を� ��り込む。そして、圧縮ローラ46,47により、� �スメタル225を上下方向より圧縮しながら、� �32に示す右方向へと送り出す。この動作によ り、ラスメタル225の第1,第2接触部229,230は、� �下方向から所定量だけそれぞれ圧縮される� �こうして、第1,第2接触部229,230を変形させる� ��とにより、第1接触部229に第1平面部229aが形� ��され、第2接触部230に第2平面部230aが形成さ� ��る。このとき、図31に示すように、半リン� �部R1の第1変形許容部F1の方が、半リング部R2� ��第2変形許容部F2よりも圧縮され易くなって� ��る。このため、図24に示すように、第1接触� ��229の第1平面部229aにおけるガス流路方向の� �W1が、第2接触部230の第2平面部230aにおける幅 W2よりも広くなる。

 ラスメタル225の製造が完了すると、ラス� ��タル225を所定寸法に切断することによって� ��第1,第2ガス流路形成部材221,222が形成される 。こうして形成された第1ガス流路形成部材22 1は、図33に示すように、ガス拡散層19の上面� ��第1平面部229aを面接触させ、第2平面部230aを 第1セパレータ223の裏面に面接触させた状態� �発電セル12内に組み込まれる。

 第2実施形態によれば、以下のような効果を 得ることができる。
 (1)図31に示すように、リング部227の半リン� �部R1には、変形し易い第1変形許容部F1が設け られ、リング部227の半リング部R2には、変形� ��難い第2変形許容部F2が設けられている。ま� ��、ラスカットメタル225の第1及び第2接触部22 9,230には、第1及び第2平面部229a、230aが形成さ れている。第1及び第2平面部229a、230aは、ラ� �カットメタル225の両面を圧縮ローラ246,247を� ��いて圧縮することにより形成される。更に� ��第1平面部229aの幅W1は、第2平面部230aの幅W2� �りも広く設定されている。このため、圧縮� �ーラ246,247を用いるにもかかわらず、第1平面 部229aの幅W1とは無関係に、第2平面部230aの幅W 2を適正な幅に設定することができる。従っ� �、第2平面部230aの幅W2を、セパレータ23の内� �を損傷しない程度に設定することができ、� �た、セパレータ23の外面と第2平面部230aとの� ��の通電面積を適正に保持することもできる� ��このため、図24に示すように、ガス流路形� �部材221の厚さT、即ち、ガス流路形成部材221� ��ガス流路の有効面積を適正に保持すること� ��できる。よって、ガス流路に供給されるガ� ��の圧力損失が低減され、発電効率が適正に� ��持される。仮に、図24に鎖線で示すように� �第2接触部230の第2平面部230aの幅W2を第1平面� �229aの幅W1と同じに設定すると、ガス流路形� �部材221の厚さTが小さくなり、ガス流路の有� ��面積が小さくなる。

 なお、第2実施形態は以下のように変更して もよい。
 ・図34に示すように、リング部227の第1傾斜� ��部227b、及び第2傾斜板部227dをそれぞれ円弧� ��に形成してもよい。即ち、リング部227の全� ��を滑らかな形状に形成してもよい。

 ・図26に示す第1剪断型233を、剪断刃233dを 有する本体と、凸部233b及び凹部233cを有する� ��断板とに分割してもよい。この場合、第1剪 断型233の剪断板は、第2剪断型234と対応する� �置に設けられる。また、この場合、第1剪断� ��233の本体が所定の位置に固定され、剪断板� ��水平方向に往復移動可能に形成される。

 ・第2実施形態において、半リング部R1,R2を� ��成するため、第1剪断型233及び第2剪断型234� �、第2剪断型234の凸部及び凹部234a,234bのピッ� ��の半分の距離だけ左又は右にオフセットし� ��位置に移動させていたが、このオフセット� ��を適宜に変更してもよい。又、各リング部2 27を千鳥配置に形成しなくてもよい。
(第3実施形態)
 以下、本発明の第3実施形態を図35~図48を参� ��して説明する。なお、第3実施形態における 第1及び第2実施形態と同様の部分については� ��の詳細な説明を省略する。

 図35及び図36に示すように、リング部327の 上側の半リング部R1は、一対の第1傾斜板部327 aと、第1平板部327bとにより構成されている。 一対の第1傾斜板部327aは、互いに対向してお� ��、第1平板部327bは、両傾斜板部327aの上端部� ��架橋するように同傾斜板部327aと一体に形成 されている。リング部327の下側の半リング部 R2は、一対の第2傾斜板部327cと、第2平板部327d とにより構成されている。一対の第2傾斜板� �327cは、互いに対向しており、第2平板部327d� �、両傾斜板部327cの上端部に架橋するように� ��傾斜板部327cと一体に形成されている。

 図35に示すように、連結板部328は、リン� �部327の第2平板部327dと同じ板部である。各リ ング部327の第1平板部327bには、同リング部327� ��第2平板部327dに対向する第1接触部329が形成� ��れている。発電セル12を組み付けたとき、� �1接触部329はガス拡散層19の表面に接触する� �具体的には、第1接触部329には、屈曲平面部3 29aが形成されている。図37に示すように、屈� ��平面部329aは、ガス拡散層19(20)に面接触する 。各リング部327の第2平板部327dには、リング� ��327の第1平板部327bに対向する第2接触部330が� ��成されている。発電セル12を組み付けたと� �、第2接触部330は、図38に示すように、第1又� ��第2セパレータ23,24の内面に線接触する。

 屈曲平面部329aと連結板部328(下側平板部32 7d)との間において第1平板部327bには、連結板� ��328と略同一平面上に位置する非屈曲平面部3 27fが形成されている。第1平板部327bは、非屈� ��平面部327fと屈曲平面部329aとにより形成さ� �ている。図37に示すように、連結板部328(非� �曲平面部327f)に対する屈曲平面部329aの屈曲� �αは、60~70°の範囲に設定される。ここでは� �屈曲角αは65°に設定されている。

 次に、第1,第2ガス流路形成部材321,322を成形 するためのラスカット成形装置について説明 する。
 図40に示すように、成形機構332は、第1剪断� ��333と、第2剪断型334とによって構成されてい る。第1剪断型333は、図示しない支持台に固� �されている。第2剪断型334は、図示しない昇� ��機構及びオフセット機構により、上下方向� ��金属薄板325Aの幅方向、即ち送りローラ331の 回転軸(図39の紙面直交方向)に沿って往復動� �る。第1剪断型333の上面333aは、金属薄板325A� �支持する面として機能する。第1剪断型333の� ��面333aにおいて、金属薄板325Aの送り方向Hの� ��流側の縁部には、直線状の第1剪断刃333bが� �成されている。第1剪断刃333bの下方には、平 面状の位置規制面333cが形成されている。

 第2剪断型334の下部には、複数の凸部334a� �、水平方向に沿って所定のピッチDを置いて� ��成されている。第2剪断型334の凸部334aの下� �には、水平成形面334cが形成されている。凸� ��334aの左右両側面には、傾斜成形面334dがそ� �ぞれ形成されている。隣接する2つの凸部334a の傾斜成形面334dの間には、水平成形面334eが� ��成されている。傾斜成形面334d及び水平成形 面334eにより、複数の凹部334bが区画されてい� ��。凹部334bは、凸部334aと交互に形成されて� �る。成形面334c及び傾斜成形面334dにおいて、 金属薄板325Aの送り方向Hの上流側の縁部には� ��逆台形状の第2剪断刃334fが形成されている� �第2剪断刃334fは、第1剪断刃333bと協働して金� ��薄板325Aに切れ目を入れる。

 次に、このように構成された成形装置を用� ��てガス流路形成部材321,322を成形する方法に ついて、図41~図48を参照して説明する。
 第3実施形態の方法では、金属薄板325Aには� �その送り方向Hに沿って交互に位置する複数� ��第1被加工部分P1及び第2被加工部分P2が設定� ��れる。金属薄板325Aでは、第1被加工部分P1及 び第2被加工部分P2が順次加工される。第1の� �程では、まず、図41(a)に示すように、送りロ ーラ331(図39参照)によって、金属薄板325Aの第1 被加工部分P1が第1剪断型333及び第2剪断型334� �対して中間成形位置にまで送られる。つま� �、金属薄板325Aの端部が第1剪断刃333bから送� �方向Hに向けて所定の第1送り量L1(例えば0.2mm) だけ送り出される。この状態で、第2剪断型33 4が第1剪断型333に向けて下降し、第1剪断刃333 bと第2剪断刃334fとによって、第1被加工部分P1 の一部が剪断されて、複数の切れ目が金属薄 板325Aに入れられる。次に、図42(a),(b)に示す� �うに、第2剪断型334が最下点位置まで下降す� ��。すると、第2剪断型334の凸部334aと接触す� �金属薄板325Aの一部は、下方に湾曲及び延伸� ��れる。こうして、図42(b)に示すように、金� �薄板325Aの湾曲及び延伸部分は略逆台形状に� ��形される。一方、湾曲及び延伸部分間の部� ��は、凹部334bに入り込むことにより略台形状 に成形される。

 第1の工程では、図42(b)に示すように、リ� ��グ部327の下側の半リング部R2を形成する第2� ��板部327d(連結板部328)は、凸部334aの水平成形 面334cによって押し下げられて水平に成形さ� �る。一方、凹部334bに対応して成形されるリ� ��グ部327の上側の半リング部R1は、凸部334aの� ��うな、水平成形面を有する形成部によって� ��方に押圧されない。このため、図42(a)に示� �ように、凹部334bによって成形される半リン� ��部R1の第1平板部327bは、第1剪断刃333bを中心� ��下方に傾斜して垂れ下がる。これにより、� ��曲平面部329aが、金属薄板325Aの水平部分に� �し屈曲角αを有するように形成される。この 屈曲平面部329aは、第1接触部329として機能す� ��。その後、図43(a),(b)に示すように、第2剪断 型334は、最下点位置から上方の原位置まで復 帰する。

 続いて、第2の工程では、図43(a)に示すよ� ��に、送りローラ331(図39参照)によって、金属 薄板325Aが、送り方向Hに向けて所定の第2送り 量L2(例えば0.1mm)だけ更に送り出される。これ により、金属薄板325Aの第1被加工部分P1は、� �1剪断型333及び第2剪断型334に対して最終加工 位置へと送られる。この状態で、図44(a),(b)に 示すように、第2剪断型334が、第1の工程にお� ��る位置から、金属薄板325Aの幅方向にオフセ ットされずに再び下降する。これにより、金 属薄板325Aの端縁には、リング部327の上側の� �リング部R1と下側の半リング部R2とがそれぞ� ��成形される。このとき、上側の半リング部R 1の第1平板部327bは、第1接触部329と同様にフ� �ーの状態にある。第2送り量L2は、上述の第1� ��り量L1よりも小さく設定されている。また� �第1平板部327bの全体が、第1剪断刃333bの近傍� ��位置している。そのため、第1平板部327bは� �第2剪断型334の凹部334bの水平成形面334eに添� �易くなる。その結果、図44(a)に示すように、 屈曲平面部329aの後側に位置する第1平板部327b は、下方にほとんど垂れ下がることなく、ほ ぼ水平な状態のまま保持される。その結果、 第1平板部327bは、非屈曲平面部327fとなる。第 2の工程により、非屈曲平面部327fを含む半リ� ��グ部R1,R2が最終的に成形される。

 本発明によれば、上述したように、本来� ��回の成形により形成される半リング部R1,R2� �二回に分けて成形した。詳しくは、一回目� �成形された屈曲平面部329aに続いて、非屈曲� ��面部327fを成形するようにした。これにより 、半リング部R1,R2の成形を一回で行う従来の� ��法と比較して、屈曲平面部329aの形成幅を小 さくして、適切な幅に形成することができる 。

 次に、第3の工程では、図45(a)に示すよう� ��、第2剪断型334が上昇して原位置に移動した 後、第1被加工部分P1に隣接する第2被加工部� �P2が第1剪断型333及び第2剪断型334に対して中� ��成形位置にまで送られる。換言すれば、金� ��薄板325Aが、再び、送り方向Hへ第1送り量L1� �け送られる。そして、図45(b)に示すように、 第2剪断型334は、金属薄板325Aの幅方向に沿っ� ��リング部327の配列ピッチDの半分(半ピッチ)� ��けオフセットされる。その後、第2剪断型334 が下降して、図46(a),(b)に示すように、第2被� �工部分P2が成形される。こうして、半リング 部R2の上側に半リング部R1が成形され、半リ� �グ部R1の下側に半リング部R2が成形されるこ� ��により、複数のリング部327が成形される。

 次に、第4の工程では、図47(a),(b)に示すよ うに、第2剪断型334がオフセットされた状態� �、金属薄板325Aが第2送り量L2だけ更に送り出� ��れる。これにより、第2被加工部分P2は、第1 剪断型333及び第2剪断型334に対して最終加工� �置に送られる。図48(a),(b)に示すように、第2� ��断型334が下降し、非屈曲平面部327fを含む半 リング部R1,R2が最終的に成形される。

 その後、第1及び第2の工程と第3及び第4の 工程とが交互に繰り返される。これにより、 被加工部分P1,P2が交互に加工され、図35~図37� �示すラスメタル325が成形される。複数の貫� �孔326が網目状に形成されたラスメタル325は� �リング部327が蛇行するように形成される。

 ラスメタル325には、第2剪断型334によって 剪断されない未加工部分が形成される。この 未加工部分が連結板部328(第2平板部327d)とし� �形成されることにより、複数のリング部327� �互いに重なるように連結される。こうして� �図35及び図37に示すように、階段状の断面を� ��するラスメタル325が形成される。

 第3実施形態によれば、以下のような効果を 得ることができる。
 (1)本来、第1剪断刃333bのみを有する第1剪断� ��333と、凸部334a及び凹部334bを備える第2剪断� ��334とを用いて、一回の工程でリング部327の� ��リング部R1,R2を成形していた。本発明によ� �ば、こうした半リング部R1,R2の成形を、二工 程で行うようにした。これにより、図37に示� ��ように、一回の工程で行う従来の方法と比� ��して、屈曲平面部329aの形成幅W1が小さくな� ��、ガス流路形成部材321の厚さT1を大きく設� �することができる。従って、ガス流路形成� �材321内のガス流路の有効面積を確保でき、� �スが適正に供給されるため、発電効率が向� �する。

 (2)ラスカット形成装置として、図39及び� �40に示す従来の装置を使用することができる 。このため、成形装置を簡素化でき、また、 リング部327の第1接触部329に屈曲平面部329aを� ��易に成形できる。

 なお、第3実施形態は以下のように変更して もよい。
 ・第1剪断型333において金属薄板325Aの送り� �向Hの下流側に位置する側面に、第2剪断型334 の凸部334aの水平成形面334cと対向する成形面� ��設けてもよい。この場合、第2剪断型334が下 降する際、第1剪断型333の成形面と凸部334aの� ��平成形面334cとが金属薄板325Aを挟持するた� �、リング部327の第2平板部327dが湾曲すること を防止できる。

 ・図43及び図44に示す第2の工程と、図47及び 図48に示す第4の工程とをそれぞれ複数回に分 けて行ってもよい。
 ・第3実施形態では、第2剪断型334の凸部及� �凹部334a,334bのピッチDの半分(半ピッチ)だけ� �第2剪断型334を金属薄板325Aの幅方向にオフセ ットしていたが、このオフセット量を適宜に 変更してもよい。又、リング部327が蛇行する ように配置されなくてもよい。

 ・リング部327の形状は、例えば、五角形� ��あってもよい。