JP2003031234A

JP2003031234A - 燃料電池用セパレータのシール材塗布方法

Info

Publication number: JP2003031234A
Application number: JP2001211344A
Authority: JP
Inventors: Akihito Machida; 明仁町田
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2001-07-11
Filing date: 2001-07-11
Publication date: 2003-01-31
Also published as: CN100427220C; CN1872428A

Abstract

(57)【要約】【解決手段】セパレータ５７のガス通路及び水通路の
周囲にシール塗布ガン２４を用いて液状のシール材６１
を塗布する燃料電池用セパレータ５７のシール材塗布方
法において、シール材塗布ガン２４を鉛直線５６に対し
て所定角度θ傾けた状態でシール材６１を塗布するよう
にした。【効果】シール材の幅に対する高さを大きくすること
ができ、シール材を塗布したセパレータに膜・電極接合
体及び別のセパレータを積層する際に、シール材の潰し
代を大きくすることができて、シール性を高めることが
できる。また、シール材を潰した後のシール材の幅を抑
えることができ、積層時のセパレータ間からのシール材
の食み出しや、シール材の電極への付着を無くすことが
でき、燃料電池の品質低下を防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シール性を高める
とともに燃料電池の品質低下を防止するのに好適な燃料
電池用セパレータのシール材塗布方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】燃料電池は、水の電気分解の逆の原理を
利用し、水素と酸素とを反応させて水を得る過程で電気
を得ることができる電池である。一般に、水素に燃料ガ
スを置き換え、酸素に空気や酸化剤ガスを置き換えるの
で、燃料ガス、空気、酸化剤ガスの用語を使用すること
が多い。

【０００３】このような燃料電池としては、例えば、特
開２０００−１２３８４８公報「燃料電池」が知られて
いる。同公報の図１によれば、電解質膜１８（符号は公
報に記載されているものを使用した。以下同様。）にア
ノード側電極２０及びカソード側電極２２を添わせ、こ
れらをガスケット２４，２６を介して第１セパレータ１
４及び第２セパレータ１６で挟むことでセルモジュール
を構成する。

【０００４】詳細には、第１セパレータ１４の面１４ａ
に燃料ガスの流路となる第１流路３８が形成され、第２
セパレータ１６の面１６ａに酸化剤ガスの流路となる第
２流路４６が形成され、各々中央の電解質膜１８に燃料
ガスと酸化剤ガスとを臨ませる構造である。

【０００５】図１に記載の１個のセルモジュールで得る
電気出力はごく小さいので、このようなセルモジュール
を多数個積層することで、所望の電気出力を得る。従っ
て、第１・第２セパレータ１４，１６は隣のセルに燃料
ガスや酸化剤ガスが洩れないようにする分離部材である
ことから「セパレータ」と呼ばれる。

【０００６】第１セパレータ１４は面１４ａに燃料ガス
のための流路３８を備え、第２セパレータ１６は面１６
ａに酸化剤ガスのための流路４６を備えるが、ガスを効
果的にアノード側電極２０及びカソード側電極２２に接
触させる必要があり、そのために、流路３８，４６はご
く浅い溝を多数本条設する必要がある。

【０００７】そして、第１・第２セパレータ１４，１６
は、流路３８，４６に燃料ガス又は酸化剤ガスを供給す
るために一端部にそれぞれ燃料ガス供給孔部３２ａ、酸
化剤ガス供給孔部３４ａを備え、他端部にそれぞれ燃料
ガス排出孔部３２ｂ、酸化剤ガス排出孔部３４ｂを備
え、また、冷却水を通すための冷却水供給孔部３６ａを
一端部に備え、冷却水排出孔部３６ｂを他端部に備え
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明者等は、ガスケ
ット２４，２６の代わりに液状シール材をセパレータに
塗布し、２枚のセパレータで電解質膜及び電極からなる
膜・電極接合体を挟んでセルモジュールの製造を種々試
みたが、次に示す課題が発生した。

【０００９】図１４（ａ）〜（ｆ）はシール材の断面形
状を説明する説明図である。（ａ）は、セパレータ１０
１にシール材１０２を塗布した状態を示す。ここで、シ
ール材１０２の高さをｈ１とする。（ｂ）は、セパレー
タ１０１に図示せぬ膜・電極接合体及び別のセパレータ
１０３を積層した状態を示す。なお、ｈ２は潰したシー
ル材１０２の高さ、ｄ１はシール材１０２の潰し代であ
る。

【００１０】（ｃ）は、シール材１０５の高さｈ３を
（ａ）に示したシール材１０２の高さｈ１よりも大きく
したことを示す。（ｄ）は、セパレータ１０１に図示せ
ぬ膜・電極接合体及び別のセパレータ１０３を積層し、
潰したシール材１０５の高さを、（ｂ）に示したシール
材１０２の高さｈ２と同一にしたことを示す。ここで、
シール材１０５の潰し代をｄ２とすると、（ａ）〜
（ｄ）において、塗布したシール材１０２の高さｈ１が
シール材１０５の高さｈ３よりも小さいために、潰し代
ｄ１が潰し代ｄ２よりも小さくなり、シール材１０２で
は良好なシール性を得ることが難しい。

【００１１】そこで、塗布時のシール材の高さを大きく
するために、（ａ）に示したシール材１０２の断面と縦
横比（高さと幅との比）を同一にし、高さを、（ｃ）に
示したシール材１０５の高さｈ３と同一にしたシール材
１０７を（ｅ）に示す。（ｆ）はシール材１０７を、
（ｄ）に示したシール材１０５の高さと同一の高さｈ２
まで潰した状態を示す。

【００１２】（ｃ）〜（ｆ）において、シール材１０５
の幅をｗ１、潰した後のシール材１０５の幅ｗ２とする
と、シール材１０７の幅ｗ３はシール材１０５の幅ｗ１
よりも大きくなり、結果的に、潰した後のシール材１０
７の幅ｗ４は潰したシール材１０５の幅ｗ２より大きく
なる。従って、積層したセパレータ１０１とセパレータ
１０３との間からシール材１０７が食み出してシール品
質を損ねたり、シール材１０７が膜・電極接合体の電極
に付着して燃料電池の出力に影響を及ぼしたりすること
があり、燃料電池の品質低下を招く。

【００１３】本発明の目的は、燃料電池用セパレータの
シール材塗布方法を改良することで、シール性を高める
とともに燃料電池の品質低下を防止することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１は、セパレータのガス通路及び水通路の周囲
にシール塗布手段を用いて液状のシール材を塗布する燃
料電池用セパレータのシール材塗布方法において、シー
ル材塗布手段を鉛直線に対して所定角度傾けた状態でシ
ール材を塗布するようにしたことを特徴とする。

【００１５】シール材塗布手段を鉛直線に対して所定角
度傾けた状態でシール材を塗布することで、シール材の
幅に対する高さを大きくすることができ、シール材を塗
布したセパレータに膜・電極接合体及び別のセパレータ
を積層する際に、シール材の潰し代を大きくすることが
できて、シール性を高めることができる。

【００１６】また、シール材を潰した後のシール材の幅
を抑えることができ、積層時のセパレータ間からのシー
ル材の食み出しや、シール材の電極への付着を無くすこ
とができ、燃料電池の品質低下を防止することができ
る。

【００１７】請求項２は、シール材塗布手段のノズル部
を固定し、セパレータを移動手段で移動するようにした
ことを特徴とする。シール材塗布手段側に、シール材塗
布手段を移動させるための構造を付設する必要がなく、
シール材塗布手段側を簡単な構造にすることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図に基
づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見る
ものとする。図１は本発明に係る燃料電池用セパレータ
のシール塗布積層装置の正面図であり、シール塗布積層
装置１０は、セパレータにシール材を塗布するシール材
塗布ステーション１１と、シール材を塗布したセパレー
タに膜・電極接合体を積層する積層ステーション１２と
を備える。なお、１３はシール材塗布ステーション１１
へセパレータを投入する投入ステーション、１４は膜・
電極接合体をトリミングするトリミングステーションで
ある。

【００１９】膜・電極接合体は、高分子化合物からなる
高分子電解質膜の両面に、カーボンペーパーからなるア
ノード側電極及びカソード側電極をそれぞれ貼り合わせ
たものである。

【００２０】図２は本発明に係るシール材塗布ステーシ
ョンの要部拡大正面図であり、シール材塗布ステーショ
ン１１は、ベース部２１に取付けた移動手段としてのセ
パレータ載置テーブル２２と、ベース部２１に取付けた
アーム部２３と、このアーム部２３に取付けたシール材
塗布手段としてのシール材塗布ガン２４と、このシール
材塗布ガン２４の先端に近接させて配置した監視カメラ
２５とからなる。

【００２１】シール材塗布ガン２４は、シール材を蓄え
るとともに交換可能としたシール材カートリッジ２７
と、このシール材カートリッジ２７に取付けたシール材
供給ホース２８と、このシール材供給ホース２８の先端
を連結したシール材押出し部３１と、このシール材押出
し部３１を駆動する電動モータ３２と、シール材を吐出
するためにシール材押出し部３１の先端に取付けたノズ
ル部３３とからなる。

【００２２】監視カメラ２５は、ノズル部３３の下方近
くが視野に入るようにしたものであり、シール材をセパ
レータに塗布中に、既に塗布したシール材の塗布状況、
特にシール材の外形寸法を監視するものである。この監
視の結果、シール材の外形寸法が所定範囲を外れた場合
には、図示せぬ制御装置が、この監視カメラ２５からの
信号に基づいてシール材の塗布及びセパレータ載置テー
ブル２２の駆動を停止する。

【００２３】監視カメラ２５の向きは、常に一定の方向
になるように固定し、必要に応じて微調整できるように
するが、これに限らず、後述するブラケット３６と監視
カメラ２５とをボールジョイント等の自在継手で連結
し、ブラケット３６に取付けた駆動モータで監視カメラ
２５の向きを変更できるようにしてもよい。この場合、
監視カメラ２５の視野にシール材が入るように、図示せ
ぬ制御装置が監視カメラ２５からの信号に基づいて上記
の駆動モータの作動を制御する。

【００２４】シール材塗布ガン２４のシール材押出し部
３１は、例えば、螺旋状の溝を設けたスクリューをシリ
ンダ内に挿入したものであり、電動モータ３２でスクリ
ューを回転させることで、シール材カートリッジ２７内
のシール材をシール材供給ホース２８を介して吸引する
とともに、シリンダ内壁とスクリューの溝との間でシー
ル材を押出し、ノズル部３３から吐出させる。

【００２５】図３は図２の３矢視図であり、シール材塗
布ガン２４の後部に背板３５を取付け、この背板３５の
下端からブラケット３６を延ばし、このブラケット３６
の先端に監視カメラ２５を取付け、この監視カメラ２５
をシール材塗布ガン２４のノズル部３３の手前に配置
（図２では監視カメラ２５はノズル部３３の向って左横
に配置。）したことを示す。

【００２６】ここで、３７は一端をアーム部２３に取付
けるとともに他端に背板３５をスイング軸３８を中心に
スイング自在に取付けたガン支持部、３９はシール材塗
布ガン２４をスイング軸３８を中心に傾斜させるための
傾斜装置である。

【００２７】図４は本発明に係るセパレータ載置テーブ
ルの斜視図であり、セパレータ載置テーブル２２は、ベ
ース部２１に回転可能に取付けた回転板４１と、この回
転板４１にレール４２，４２を介してスライド可能に取
付けた第１スライド板４３と、この第１スライド板４３
にレール４４，４４を介してスライド可能に取付けた第
２スライド板４５と、回転板４１を回転させる電動モー
タ４６と、第１スライド板４３を移動させるために回転
板４１に取付けた第１シリンダ４７と、第２スライド板
４５を移動させるために第１スライド板４３に取付けた
第２シリンダ４８と、電動モータ４６を駆動させる電動
モータ駆動装置５１と、第１シリンダ４７を駆動させる
第１シリンダ駆動装置５２と、第２シリンダ４８を駆動
させる第２シリンダ駆動装置５３と、これらの電動モー
タ駆動装置５１、第１・第２シリンダ駆動装置５２，５
３の駆動を制御する制御装置５４と、この制御装置５４
に第１・第２スライド板４３，４５の移動量及び移動速
度、回転板４１の回転角度及び回転角速度のデータを入
力するための入力装置５５とからなる。

【００２８】即ち、セパレータ載置テーブル２２は、第
２スライド板４５を矢印で示したｘ−ｘ方向、ｙ−ｙ方
向に移動することができるとともにｒ−ｒ方向に回転す
ることができるようにしたものである。

【００２９】以上に述べたシール材塗布ガン２４による
セパレータへのシール材塗布方法を次に説明する。図５
（ａ），（ｂ）は本発明に係るシール材塗布ガンでのシ
ール塗布要領を説明する作用図であり、（ａ）はシール
材塗布ガン２４及び監視カメラ２５の要部拡大図、
（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線断面図である。（ａ）におい
て、まず、前述の傾斜装置３９（図２参照）を作動さ
せ、シール材塗布ガン２４を鉛直線５６に対して角度θ
だけ傾斜させる。このとき、シール材塗布ガン２４の傾
斜に伴って監視カメラ２５も一体的に傾斜する。ここで
示した鉛直線５６は、図４に示した電動モータ４６の出
力軸４６ａを通る線である。

【００３０】この状態で、図４に示したセパレータ載置
テーブル２２の第２スライド板４５に必要に応じてｘ方
向の移動、ｙ方向の移動及びｒ方向の回転を行わせなが
らシール材塗布ガン２４のノズル部３３からシール材６
１を吐出し、セパレータ５７、詳しくは後述するシール
材塗布溝５８（図６で説明する。）にシール材６１を塗
布する。上記したシール材塗布ガン２４は、このシール
材塗布ガン２４の上部側を、セパレータ５７の移動方向
（図の左方）に対して反対の方向（図の右方）に傾斜さ
せた。

【００３１】（ｂ）は、セパレータ５７に塗布したシー
ル材６１の外形寸法を示す。Ｈはシール材６１の高さ、
Ｗはシール材６１の幅であり、シール材６１の断面形状
を翼の断面形状に見立てると、シール材６１の高さＨは
翼高さ、シール材６１の幅は翼弦長に対応する。

【００３２】このとき、翼高さと翼弦長との比Ｈ／Ｗを
アスペクト比と呼ぶ。本発明では、後述するように、上
記アスペクト比Ｈ／Ｗを所定値範囲になるように、
（ａ）に示したシール材塗布ガン２４の傾斜角度θを設
定した。

【００３３】図６は本発明に係るセパレータの平面図で
あり、セパレータ５７に図示せぬガス通路及び水通路を
形成し、これらのガス通路及び水通路の周囲にシール溝
としてのシール材塗布溝５８を設け、このシール材塗布
溝５８にシール材６１を塗布した状態を示す。

【００３４】シール材塗布溝５８は、幅が他の部分より
大きな拡張部６２を備えた平面視環状の溝であり、拡張
部６２の溝幅をｗ１とし、拡張部６２以外の溝幅をｗ２
とすると、ｗ１＞ｗ２である。

【００３５】シール材６１は、シール溝５８の拡張部６
２に直線状の塗り始め部分６３を塗布し、この塗り始め
部分６３から順に、第１曲線部６４、第１直線部６５、
第２曲線部６６、第２直線部６７、第３曲線部６８を塗
布し、更に、この第３曲線部６８に続く直線状の塗り終
わり部分７１を拡張部６２に塗布したものである。

【００３６】ここで、７２はシール材６１を塗布しない
状態でセパレータ５７を移動させた場合のシール材塗布
ガンのノズル部３３（図２参照）の軌跡、８０〜８８は
シール材６１を塗布する際、図４に示したセパレータ載
置テーブル２２の第２スライド板４５におけるｘ方向の
移動、ｙ方向の移動及び回転の起点又は終点とするため
に、図６において、シール材塗布溝５８上に設けた架空
の点（これらの点は、図に示すｘ軸、ｙ軸からなる直交
座標をとったときに、図４に示した制御装置５４のメモ
リにｘ，ｙ座標として記憶させたものである。）、９１
は第１曲線部６４上の点、９２は第１直線部６５上の
点、９３は第２曲線部６６上の点、９４は第２直線部６
７上の点、９５は第３曲線部６８上の点である。

【００３７】図７（ａ）〜（ｃ）は本発明に係るセパレ
ータのシール材塗布方法を説明する第１作用図である。
なお、ここでは、シール材塗布ガンのノズル部先端の真
下に、ｘ軸及びｙ軸からなる直交座標の原点をとる。こ
の原点は図５に示した直交座標の原点と一致する。図６
に示したように、セパレータ載置テーブルの第２スライ
ド板にセパレータ５７を位置決めした状態から、図７
（ａ）は、第２スライド板をｘ方向及びｙ方向に移動さ
せるとともに回転させ、シール材塗布ガンのノズル部先
端の真下に、シール材塗布溝５８上の点８０を配置し、
且つ監視カメラの視野９７を、これから塗布する塗り始
め部分６３の延長線上に配置したことを示す。即ち、平
面視で点８０と視野９７とはｘ軸上にある。

【００３８】まず、この状態から、第２スライド板をｘ
方向へ移動させながら、シール材塗布溝５８にシール材
を塗布し始める。なお、以降は、監視カメラの視野９７
内に塗布済みのシール材が入るように第２スライド板の
ｘ方向移動、ｙ方向移動、回転を適宜行いながら、シー
ル材の塗布を実施する。

【００３９】（ｂ）はノズル部の真下までシール材塗布
溝５８上の点８１を移動させ、シール材６１の塗り始め
部分６３を直線状に塗布した状態を示す。（ｃ）は、ノ
ズル部の真下までシール材塗布溝５８上の点９１を移動
させ、シール材６１の第１曲線部６４を塗布中の状態を
示す。

【００４０】図８（ａ）〜（ｃ）は本発明に係るセパレ
ータのシール材塗布方法を説明する第２作用図である。
（ａ）は、シール材６１の第１曲線部６４の塗布を終了
した後に、ノズル部の真下までシール材塗布溝５８上の
点９２を移動させ、シール材６１の第１直線部６５を塗
布中の状態を示す。

【００４１】（ｂ）は、シール材６１の第１直線部６５
の塗布を終了した後に、ノズル部の真下までシール材６
１上の点９３を移動させ、シール材６１の第２曲線部６
６を塗布中の状態を示す。

【００４２】（ｃ）は、シール材６１の第２曲線部６６
の塗布を終了した後に、ノズル部の真下までシール材６
１上の点９４を移動させ、シール材６１の第２直線部６
７を塗布中の状態を示す。

【００４３】図９（ａ）〜（ｃ）は本発明に係るセパレ
ータのシール材塗布方法を説明する第３作用図である。
（ａ）は、シール材６１の第２直線部６７の塗布を終了
した後に、ノズル部の真下までシール材６１上の点９５
を移動させ、シール材６１の第３曲線部６８を塗布中の
状態を示す。

【００４４】（ｂ）は、シール材６１の第３曲線部６８
の塗布を終了した後に、ノズル部の真下までシール材６
１上の点８７を移動させ、シール材６１の塗り終わり部
分７１を塗布した状態を示す。これで、シール材６１の
塗布を終了する（ｃ）は（ｂ）の状態から、軌跡７２と
なる部分がノズル部の真下に沿うように第２スライド板
を移動して、ノズル部の真下に点８８を移動させた状態
を示す。

【００４５】図１０は本発明に係る監視カメラの視野を
説明する説明図であり、監視カメラの視野９７にシール
材６１が入るようにし、塗布済みのシール材６１の幅Ｗ
が所定範囲にあるか否かを確認する状態を示す。なお、
図中に示す想像線は、シール材６１の長手方向に垂直な
断面を示す横断面図である。

【００４６】シール材６１の外形寸法としては、図に示
した幅Ｗと高さＨとがあるが、ノズル部からの吐出量、
セパレータの移動速度、セパレータ面とノズル部とのク
リアランス、シール材の粘度が一定である場合、シール
材の幅Ｗが変化すれば、高さＨは幅Ｗに応じて変化する
ため、幅Ｗのみを確認しておけば、シール材６１の塗布
状況が異常かどうかを確認することができる。

【００４７】図１１は本発明に係るシール材の塗布状況
監視中のフロー図である。なお、ＳＴ××はステップ番
号を示す。ＳＴ０１…シール材の塗布状況の確認を開始する。ＳＴ０２…シール材に異常が発生したかどうか判断す
る。シール材に異常が発生しなかった（ＮＯ）場合、再度Ｓ
Ｔ０２を実行する。シール材に異常が発生した（ＹＥ
Ｓ）場合、ＳＴ０３に進む。

【００４８】異常が発生したとは、例えば、シール材を
塗布中に、例えば、塗布量が少なくなって欠肉を起こ
し、幅Ｗ（図９参照）が所定範囲を下回ったり、また、
塗布量が多くなって幅Ｗが所定範囲を上回った場合のこ
とである。

【００４９】ＳＴ０３…シール材塗布ガンの作動を停止
して、シール材吐出を停止するとともに、セパレータ載
置テーブルの駆動を停止して、この異常事態に対処す
る。

【００５０】次にシール材塗布ガン２４の傾斜角度を求
める方法を説明する。まず、塗布したシール材の高さ及
び幅の規格について説明する。図１２は本発明に係るシ
ール材の高さ及び幅の規格を説明するグラフであり、縦
軸はシール材高さＨ（単位はｍｍ、図５（ｂ）参照）、
横軸はシール材幅Ｗ（単位はｍｍ、図５（ｂ）参照）を
表す。シール材の高さＨの規格は１．０〜１．２ｍｍで
あり、幅Ｗの規格は１．１５〜１．３ｍｍであり、グラ
フ中に太い実線で示した四角形の内側が高さＨ及び幅Ｗ
の両方の規格を満たす範囲である。

【００５１】上記した四角形の範囲内の高さＨとこれに
対応する幅Ｗとから、Ａ＝Ｈ／Ｗの式より無数のアスペ
クト比Ａが得られる。アスペクト比Ａは、Ｈ＝Ａ・Ｗと
表すときに、グラフの原点と四角形の範囲にある点とを
結ぶ直線の傾きであるから、例えば、四角形の範囲にあ
る点Ｂと原点とを結んで直線Ｃを引くと、この直線Ｃ上
ではアスペクト比Ａは一定となる。この直線Ｃと四角形
の範囲との関係を見てみると、幅Ｗが直線Ｃ上で点Ｂか
らＷ＝１．３まで変化するときには、高さＨは直線Ｃ上
で規格（１．０〜１．２）内を変化する。また、幅Ｗが
直線Ｃ上で点ＢからＷ＝１．１５まで変化するときに
は、高さＨは直線Ｃ上で規格を下回る（１．０未満とな
る）。

【００５２】また例えば、四角形の範囲にある点Ｄと原
点とを結んで直線Ｅを引くと、この直線Ｅ上ではアスペ
クト比Ａは一定となる。この直線Ｅと四角形の範囲との
関係を見てみると、幅Ｗが直線Ｅ上で点ＤからＷ＝１．
１５まで変化するときには、高さＨは直線Ｅ上で規格内
（１．０〜１．２）を変化する。また、幅Ｗが直線Ｅ上
で点ＤからＷ＝１．３まで変化するときには、高さＨは
直線Ｅ上で規格を上回る（１．２を越える）。

【００５３】以上のことから、四角形の左下隅の点Ｆ
（この点Ｆの座標は（１．１５，１．０）である。）と
原点とを結ぶ直線Ｇ、及び四角形の右上隅の点Ｊ（この
点Ｊの座標は（１．３，１．２）である。）と原点とを
結ぶ直線Ｋを引けば、これらの直線Ｇ及び直線Ｋ上、更
にはこれらの両直線Ｇ，Ｋの間に引くことができる直線
上では、高さＨの規格及び幅Ｗの規格の両方を満たすこ
とが分かる。

【００５４】直線ＧはＨ＝（１．０／１．１５）・Ｗと
表すことができるから、アスペクト比ＡはＡ＝１．０／
１．１５＝０．８７となる。また、直線ＫはＨ＝（１．
２／１．３）・Ｗと表すことができるから、アスペクト
比ＡはＡ＝１．２／１．３＝０．９２となる。従って、
アスペクト比Ａが０．８７≦Ａ≦０．９２を満たせば、
シール材高さＨ及びシール材幅Ｗの両方の規格を満たす
ことができる。

【００５５】以上で求めたアスペクト比の範囲のシール
材外形寸法を得るために、本発明者は、［表１］に示す
各条件、特にシール塗布ガンにおけるノズル部の鉛直線
に対する傾斜角度θを変化させてシール材を塗布し、そ
れぞれのシール材のアスペクト比を求めた。

【００５６】

【表１】

【００５７】［表１］において、アスペクト比を求める
各条件、結果及び判定を順に説明する。比較例１：塗布速度Ｖ、即ち第２スライド板の移動速度
を２０ｍ／ｓｅｃとし、シール材塗布ガンの電動モータ
の回転数Ｎを３９ｒｐｍとし、シール材塗布ガンのノズ
ル部の傾斜角度θを０°（即ち、鉛直線に対して傾斜さ
せない）としたときに、シール材高さＨは１．０３ｍ
ｍ、シール材幅Ｗは１．２７ｍｍ、アスペクト比Ａは
０．８１となり、前述のアスペクト比Ａの範囲である
０．８７≦Ａ≦０．９２を満たさないため、判定は×
（不合格）である。

【００５８】実施例１：塗布速度Ｖを２０ｍ／ｓｅｃと
し、電動モータの回転数Ｎを３９ｒｐｍとし、ノズル部
の傾斜角度θを１０°としたときに、シール材高さＨは
１．０７ｍｍ、シール材幅Ｗは１．２２ｍｍ、アスペク
ト比Ａは０．８８となり、前述のアスペクト比Ａの範囲
である０．８７≦Ａ≦０．９２を満たすため、判定は○
（合格）である。

【００５９】実施例２：塗布速度Ｖを２０ｍ／ｓｅｃと
し、電動モータの回転数Ｎを３９ｒｐｍとし、ノズル部
の傾斜角度θを２０°としたときに、シール材高さＨは
１．０８ｍｍ、シール材幅Ｗは１．１８ｍｍ、アスペク
ト比Ａは０．９２となり、前述のアスペクト比Ａの範囲
である０．８７≦Ａ≦０．９２を満たすため、判定は○
（合格）である。

【００６０】比較例２：塗布速度Ｖを２０ｍ／ｓｅｃと
し、電動モータの回転数Ｎを３９ｒｐｍとし、ノズル部
の傾斜角度θを３０°としたときに、シール材高さＨは
１．１４ｍｍ、シール材幅Ｗは１．１７ｍｍ、アスペク
ト比Ａは０．９７となり、前述のアスペクト比Ａの範囲
である０．８７≦Ａ≦０．９２を満たさないため、判定
は×（不合格）である。

【００６１】以上より、アスペクト比Ａを０．８７≦Ａ
≦０．９２とするためのシール材塗布ガンのノズル部の
傾斜角度θは、１０°≦θ≦２０°となる。

【００６２】図１３は本発明に係るシール材塗布ガンの
傾斜角度とアスペクト比との関係を示すグラフであり、
縦軸はアスペクト比Ａ、横軸はシール材塗布ガンの傾斜
角度θ（単位は°であり、図５（ａ）参照）を表す。
［表１］に示した実施例１、実施例２、比較例１及び比
較例２のそれぞれの傾斜角度θに対するアスペクト比Ａ
をプロットすると、シール材塗布ガンの傾斜角度θが大
きくなるにつれて、アスペクト比Ａはほぼ直線的に増加
する傾向にある。

【００６３】このような増加傾向と図１２で求めたアス
ペクト比とから、シール塗布ガンの傾斜角度θを、シー
ル材の高さＨの規格及び幅Ｗの規格を満たしつつ大きく
する、例えば、実施例１のアスペクト比よりも実施例２
のアスペクト比を採用することで、アスペクト比Ａを大
きくすることができる。

【００６４】以上の図５（ａ），（ｂ）で説明したよう
に、本発明は第１に、セパレータ５７のガス通路及び水
通路の周囲にシール塗布ガン２４を用いて液状のシール
材６１を塗布する燃料電池用セパレータ５７のシール材
塗布方法において、シール材塗布ガン２４を鉛直線５６
に対して所定角度θ傾けた状態でシール材６１を塗布す
るようにしたことを特徴とする。

【００６５】シール材塗布ガン２４を鉛直線５６に対し
て所定角度θ傾けた状態でシール材６１を塗布すること
で、シール材６１の高さＨの規格及び幅Ｗの規格を満た
しつつ幅Ｗに対する高さＨ、即ちアスペクト比Ａを大き
くすることができ、シール材６１を塗布したセパレータ
５７に膜・電極接合体及び別のセパレータを積層する際
に、シール材６１の潰し代を大きくすることができて、
シール性を高めることができる。

【００６６】また、シール材６１のアスペクト比が大き
いため、所定の高さＨを満足すれば幅Ｗを小さくするこ
とができるため、シール材６１を潰した後のシール材６
１の幅Ｗを抑えることができ、積層時のセパレータ間か
らのシール材６１の食み出しや、シール材６１の電極へ
の付着を無くすことができ、燃料電池のシール品質の低
下、出力の低下等の品質低下を防止することができる。

【００６７】本発明は第２に、図２、図４及び図５
（ａ）で説明したように、シール材塗布ガン２４のノズ
ル部３３を固定し、セパレータ５７をセパレータ載置テ
ーブル２２で移動するようにしたことを特徴とする。シ
ール材塗布ガン２４側に、シール材塗布ガン２４を移動
させるための構造を付設する必要がなく、シール材塗布
ガン２４側を簡単な構造にすることができる。

【００６８】また、セパレータ載置テーブル２２は、軽
量なセパレータ５７のみを載せるため、重量の大きなシ
ール材塗布ガン２４を移動させるよりもセパレータ載置
テーブル２２を移動させる方が、塗布速度（即ち、シー
ル材塗布ガン２４の水平移動速度又はセパレータ載置テ
ーブル２２の第２スライド板４５の移動速度に等し
い。）を大きくすることができ、シール材塗布工程の所
要時間を短縮することができて、燃料電池の生産性を高
めることができる。更に、第２スライド板４５の移動の
応答性を高めることができ、シール材の塗布方向が変化
する部分でもシール材をスムーズに同一断面形状で塗布
することができる。

【００６９】尚、本発明の実施の形態では、セパレータ
載置テーブルの第１スライド板の移動及び第２スライド
板の移動をシリンダで行うようにしたが、これに限ら
ず、第１スライド板及び第２スライド板にそれぞれ長尺
のねじをねじ結合し、このねじを電動モータ等で回転さ
せたり、第１スライド板及び第２スライド板に固定した
ボルトにねじ結合したナットを電動モータ等で回転させ
るようにしてもよい。

【００７０】

【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項１の燃料電池用セパレータのシール材塗布
方法は、シール材塗布手段を鉛直線に対して所定角度傾
けた状態でシール材を塗布するようにしたので、シール
材の幅に対する高さを大きくすることができ、シール材
を塗布したセパレータに膜・電極接合体及び別のセパレ
ータを積層する際に、シール材の潰し代を大きくするこ
とができて、シール性を高めることができる。

【００７１】また、シール材を潰した後のシール材の幅
を抑えることができ、積層時のセパレータ間からのシー
ル材の食み出しや、シール材の電極への付着を無くすこ
とができ、燃料電池の品質低下を防止することができ
る。

【００７２】請求項２の燃料電池用セパレータのシール
材塗布方法は、シール材塗布手段のノズル部を固定し、
セパレータを移動手段で移動するようにしたので、シー
ル材塗布手段側に、シール材塗布手段を移動させるため
の構造を付設する必要がなく、シール材塗布手段側を簡
単な構造にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る燃料電池用セパレータのシール塗
布積層装置の正面図

【図２】本発明に係るシール材塗布ステーションの要部
拡大正面図

【図３】図２の３矢視図

【図４】本発明に係るセパレータ載置テーブルの斜視図

【図５】本発明に係るシール材塗布ガンでのシール塗布
要領を説明する作用図

【図６】本発明に係るセパレータの平面図

【図７】本発明に係るセパレータのシール材塗布方法を
説明する第１作用図

【図８】本発明に係るセパレータのシール材塗布方法を
説明する第２作用図

【図９】本発明に係るセパレータのシール材塗布方法を
説明する第３作用図

【図１０】本発明に係る監視カメラの視野を説明する説
明図

【図１１】本発明に係るシール材の塗布状況監視中のフ
ロー図

【図１２】本発明に係るシール材の高さ及び幅の規格を
説明するグラフ

【図１３】本発明に係るシール材塗布ガンの傾斜角度と
アスペクト比との関係を示すグラフ

【図１４】シール材の断面形状を説明する説明図

【符号の説明】

２２…移動手段（セパレータ載置テーブル）、２４…シ
ール材塗布手段（シール材塗布ガン）、３３…ノズル
部、３９…傾斜装置、５６…鉛直線、５７…セパレー
タ、６１…シール材、Ｗ…シール材の幅、Ｈ…シール材
の高さ、θ…所定角度。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セパレータのガス通路及び水通路の周囲
にシール塗布手段を用いて液状のシール材を塗布する燃
料電池用セパレータのシール材塗布方法において、前記
シール材塗布手段を鉛直線に対して所定角度傾けた状態
でシール材を塗布するようにしたことを特徴とする燃料
電池用セパレータのシール材塗布方法。
【請求項２】前記シール材塗布手段のノズル部を固定
し、前記セパレータを移動手段で移動するようにしたこ
とを特徴とする請求項１記載の燃料電池用セパレータの
シール材塗布方法。