JP2003297384A - 燃料電池用のセパレータの成形装置 - Google Patents
燃料電池用のセパレータの成形装置Info
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 セパレータの製造コストの低減を図ることに
ある。 【解決手段】 電解質膜の両面に電極を接合してなる膜
−電極接合体の電極に隣接するように配置され、電極側
を向く面に、電極側に燃料ガスまたは酸化剤ガスを導く
ためのガス溝３１ａが形成された板状のセパレータ３を
成形する装置であり、少なくとも外周面部が超硬合金で
形成された圧縮加工用の第１のロータリダイ６と第２の
ロータリダイ７とを備え、第１のロータリダイ６および
第２のロータリダイ７の少なくとも一方には、板状の素
材Ｗを圧縮加工してセパレータ３を成形する際に、素材
Ｗに食い込んでガス溝３１ａを成形する凸部６２ａが設
けられているものである。
ある。 【解決手段】 電解質膜の両面に電極を接合してなる膜
−電極接合体の電極に隣接するように配置され、電極側
を向く面に、電極側に燃料ガスまたは酸化剤ガスを導く
ためのガス溝３１ａが形成された板状のセパレータ３を
成形する装置であり、少なくとも外周面部が超硬合金で
形成された圧縮加工用の第１のロータリダイ６と第２の
ロータリダイ７とを備え、第１のロータリダイ６および
第２のロータリダイ７の少なくとも一方には、板状の素
材Ｗを圧縮加工してセパレータ３を成形する際に、素材
Ｗに食い込んでガス溝３１ａを成形する凸部６２ａが設
けられているものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電解質膜の両側に
多孔質の電極を介して配置されたセパレータを成形する
ための燃料電池用のセパレータの成形装置に関するもの
である。
多孔質の電極を介して配置されたセパレータを成形する
ための燃料電池用のセパレータの成形装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】燃料電池用のセパレータを使用した燃料
電池としては、図９〜図１１に示す固体高分子型燃料電
池がある。この固体高分子型燃料電池は、電解質膜１の
両側に電極２を介してセパレータ３を設けたものを単位
セル４とし、各セパレータ３を電極２と反対側の面で互
いに重ね合わせることによって、単位セル４を複数積層
させたスタック構造のものが知られている。上記セパレ
ータ３は、カーボンや金属等の導電性の材料で板状に形
成されたものであり、その電極２側の部分がセパレータ
部３１になっており、電極２と反対側の部分であって互
に重なり合う側の部分が冷却部３２となっている。セパ
レータ部３１には、電極２側の面にガスの流路となるガ
ス溝３１ａが形成されており、当該ガス溝３１ａを介し
て電極２側にガスを導くようになっている。そして、ア
ノード側に位置するガス溝３１ａには、燃料ガスとして
の例えば水素が供給され、カソード側に位置するガス溝
３１ａには、酸化剤ガスとして例えば酸素あるいは空気
が供給されるようになっている。
電池としては、図９〜図１１に示す固体高分子型燃料電
池がある。この固体高分子型燃料電池は、電解質膜１の
両側に電極２を介してセパレータ３を設けたものを単位
セル４とし、各セパレータ３を電極２と反対側の面で互
いに重ね合わせることによって、単位セル４を複数積層
させたスタック構造のものが知られている。上記セパレ
ータ３は、カーボンや金属等の導電性の材料で板状に形
成されたものであり、その電極２側の部分がセパレータ
部３１になっており、電極２と反対側の部分であって互
に重なり合う側の部分が冷却部３２となっている。セパ
レータ部３１には、電極２側の面にガスの流路となるガ
ス溝３１ａが形成されており、当該ガス溝３１ａを介し
て電極２側にガスを導くようになっている。そして、ア
ノード側に位置するガス溝３１ａには、燃料ガスとして
の例えば水素が供給され、カソード側に位置するガス溝
３１ａには、酸化剤ガスとして例えば酸素あるいは空気
が供給されるようになっている。
【０００３】上記のように構成された固体高分子型燃料
電池においては、アノード側で水素が酸化されてプロト
ン（Ｈ＋）と電子（ｅ- ）が生成される。すなわち、 Ｈ2 →２Ｈ+ ＋２ｅ- の電池反応が生じる。プロトンは、水分子（Ｈ2 Ｏ）を
伴って電解質膜１中をカソード側に移動し、外部回路か
ら供給される電子とともに酸素の還元に使われる。すな
わち、 １／２Ｏ2 ＋２Ｈ+ ＋２ｅ- →Ｈ2 Ｏ の電池反応が生じる。そして、アノード側の電子が例え
ば外部の負荷を通ってカソード側に流れることから、こ
れを電気エネルギとして使うことができる。
電池においては、アノード側で水素が酸化されてプロト
ン（Ｈ＋）と電子（ｅ- ）が生成される。すなわち、 Ｈ2 →２Ｈ+ ＋２ｅ- の電池反応が生じる。プロトンは、水分子（Ｈ2 Ｏ）を
伴って電解質膜１中をカソード側に移動し、外部回路か
ら供給される電子とともに酸素の還元に使われる。すな
わち、 １／２Ｏ2 ＋２Ｈ+ ＋２ｅ- →Ｈ2 Ｏ の電池反応が生じる。そして、アノード側の電子が例え
ば外部の負荷を通ってカソード側に流れることから、こ
れを電気エネルギとして使うことができる。
【０００４】電極２は、ガスや水の通過が可能な多孔質
のもので構成されており、上記電池反応は主に電極２と
電解質膜１との境界部で発生することになる。なお、電
極２は、電解質膜１の両面に加熱圧着により固定される
ようなっている。そして、電解質膜１の両面に電極２を
接合してなるものは、膜−電極接合体（ＭＥＡ：Membra
ne-Electrode Assembly）と呼ばれる。
のもので構成されており、上記電池反応は主に電極２と
電解質膜１との境界部で発生することになる。なお、電
極２は、電解質膜１の両面に加熱圧着により固定される
ようなっている。そして、電解質膜１の両面に電極２を
接合してなるものは、膜−電極接合体（ＭＥＡ：Membra
ne-Electrode Assembly）と呼ばれる。
【０００５】また、互いに重ね合わされるセパレータ３
のうち、少なくとも一方のセパレータ３の冷却部３２に
は、冷却水の流路となる冷却溝３２ａが形成されてい
る。なお、この従来例では、重ね合わされたセパレータ
３の双方の面に冷却溝３２ａが形成されたものを示して
いる。また、上記セパレータ３に代えて、両面側をセパ
レータ部３１で構成してなるセパレータを用いることも
ある。ただし、この場合にも、冷却のために、上記セパ
レータ３を重ね合わせたものを数枚おきに挿入する必要
がある。
のうち、少なくとも一方のセパレータ３の冷却部３２に
は、冷却水の流路となる冷却溝３２ａが形成されてい
る。なお、この従来例では、重ね合わされたセパレータ
３の双方の面に冷却溝３２ａが形成されたものを示して
いる。また、上記セパレータ３に代えて、両面側をセパ
レータ部３１で構成してなるセパレータを用いることも
ある。ただし、この場合にも、冷却のために、上記セパ
レータ３を重ね合わせたものを数枚おきに挿入する必要
がある。
【０００６】したがって、セパレータとしては、一方の
面にガス溝３１ａを有し、他方の面に冷却溝３２ａを有
するセパレータ３と、一方の面にガス溝３１ａを有し、
他方の面が冷却溝３２ａ等を有さず平坦な第２のセパレ
ータと、一方および他方の面の双方にガス溝３１ａを有
する第３のセパレータ等が存在し得る。
面にガス溝３１ａを有し、他方の面に冷却溝３２ａを有
するセパレータ３と、一方の面にガス溝３１ａを有し、
他方の面が冷却溝３２ａ等を有さず平坦な第２のセパレ
ータと、一方および他方の面の双方にガス溝３１ａを有
する第３のセパレータ等が存在し得る。
【０００７】また、上記セパレータの成形装置として
は、ガス溝３１ａ等を切削加工によって成形するもの
や、塑性加工によって成形するもの等が知られている。
切削加工によって成形する装置としては、フライス盤や
マシニングセンタがあり、塑性加工によって成形する装
置としては、パンチやダイ等を上下方向に往復移動させ
るプレス機械がある。ただし、現状においては、製造コ
ストの低減等を図ることから、主として上記プレス機械
がセパレータの成形装置として使用されている。
は、ガス溝３１ａ等を切削加工によって成形するもの
や、塑性加工によって成形するもの等が知られている。
切削加工によって成形する装置としては、フライス盤や
マシニングセンタがあり、塑性加工によって成形する装
置としては、パンチやダイ等を上下方向に往復移動させ
るプレス機械がある。ただし、現状においては、製造コ
ストの低減等を図ることから、主として上記プレス機械
がセパレータの成形装置として使用されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記プレス機
械を用いたセパレータの成形装置においても、固体高分
子型燃料電池のコストの低減等の要求に伴って、セパレ
ータの製造コストをさらに低減することができる装置の
開発が要求されていた。このため、発明者らは、セパレ
ータの製造コストを低減すべく鋭意研究を重ねた結果、
セパレータの製造コストをさらに低減することのできる
成形装置が開発可能であるとの知見を得た。本発明は、
上記知見に基づいてなされたものであり、セパレータの
製造コストの低減を図ることのできる燃料電池用のセパ
レータの成形装置を提供することを課題としている。
械を用いたセパレータの成形装置においても、固体高分
子型燃料電池のコストの低減等の要求に伴って、セパレ
ータの製造コストをさらに低減することができる装置の
開発が要求されていた。このため、発明者らは、セパレ
ータの製造コストを低減すべく鋭意研究を重ねた結果、
セパレータの製造コストをさらに低減することのできる
成形装置が開発可能であるとの知見を得た。本発明は、
上記知見に基づいてなされたものであり、セパレータの
製造コストの低減を図ることのできる燃料電池用のセパ
レータの成形装置を提供することを課題としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１に記載の発明は、電解質膜の両面に電極を
接合してなる膜−電極接合体の上記電極に隣接するよう
に配置され、上記電極側を向く面に、上記電極側に燃料
ガスまたは酸化剤ガスを導くためのガス溝が形成された
板状のセパレータを成形する装置であって、少なくとも
外周面部が超硬合金で形成された圧縮加工用の第１のロ
ータリダイと第２のロータリダイとを備えてなり、上記
第１のロータリダイおよび第２のロータリダイの少なく
とも一方には、板状の素材に食い込んで上記セパレータ
のガス溝を成形する凸部が設けられていることを特徴と
している。
め、請求項１に記載の発明は、電解質膜の両面に電極を
接合してなる膜−電極接合体の上記電極に隣接するよう
に配置され、上記電極側を向く面に、上記電極側に燃料
ガスまたは酸化剤ガスを導くためのガス溝が形成された
板状のセパレータを成形する装置であって、少なくとも
外周面部が超硬合金で形成された圧縮加工用の第１のロ
ータリダイと第２のロータリダイとを備えてなり、上記
第１のロータリダイおよび第２のロータリダイの少なく
とも一方には、板状の素材に食い込んで上記セパレータ
のガス溝を成形する凸部が設けられていることを特徴と
している。
【００１０】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、上記セパレータは、一方の面が上記電
極側を向くように配置されるようになっており、上記第
１のロータリダイには、上記セパレータの一方の面に上
記ガス溝を成形する凸部が設けられていることを特徴と
している。
の発明において、上記セパレータは、一方の面が上記電
極側を向くように配置されるようになっており、上記第
１のロータリダイには、上記セパレータの一方の面に上
記ガス溝を成形する凸部が設けられていることを特徴と
している。
【００１１】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、上記セパレータは、隣り合う２つの上
記膜−電極接合体の間に設けられ、一方および他方の各
面がそれぞれ上記隣接する各膜−電極接合体の電極側を
向くように配置されるようになっており、上記第１のロ
ータリダイには、上記セパレータの一方の面に上記ガス
溝を成形する凸部が設けられ、上記第２のロータリダイ
には、上記セパレータの他方の面に上記ガス溝を成形す
る凸部が設けられていることを特徴としている。
の発明において、上記セパレータは、隣り合う２つの上
記膜−電極接合体の間に設けられ、一方および他方の各
面がそれぞれ上記隣接する各膜−電極接合体の電極側を
向くように配置されるようになっており、上記第１のロ
ータリダイには、上記セパレータの一方の面に上記ガス
溝を成形する凸部が設けられ、上記第２のロータリダイ
には、上記セパレータの他方の面に上記ガス溝を成形す
る凸部が設けられていることを特徴としている。
【００１２】請求項４に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、上記セパレータは、隣り合う２つの上
記膜−電極接合体の間に他のセパレータと互いに重なり
合うようにして設けられ、その一方の面が上記膜−電極
接合体の電極側を向き、かつ他方の面が互いに重なり合
う上記他のセパレータ側を向くように配置されるように
なっており、上記第１のロータリダイには、上記セパレ
ータの一方の面に上記ガス溝を成形する凸部が設けら
れ、上記第２のロータリダイには、上記セパレータの他
方の面に冷却水の流路となる冷却溝を成形する凸部が設
けられていることを特徴としている。
の発明において、上記セパレータは、隣り合う２つの上
記膜−電極接合体の間に他のセパレータと互いに重なり
合うようにして設けられ、その一方の面が上記膜−電極
接合体の電極側を向き、かつ他方の面が互いに重なり合
う上記他のセパレータ側を向くように配置されるように
なっており、上記第１のロータリダイには、上記セパレ
ータの一方の面に上記ガス溝を成形する凸部が設けら
れ、上記第２のロータリダイには、上記セパレータの他
方の面に冷却水の流路となる冷却溝を成形する凸部が設
けられていることを特徴としている。
【００１３】請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の
何れかに記載の発明において、上記ガス溝を成形する凸
部には、当該ガス溝の流路を狭める方向に突出する突起
部を成形するための凹部が形成されていることを特徴と
している。
何れかに記載の発明において、上記ガス溝を成形する凸
部には、当該ガス溝の流路を狭める方向に突出する突起
部を成形するための凹部が形成されていることを特徴と
している。
【００１４】請求項６に記載の発明は、請求項４または
５に記載の発明において、上記冷却溝を成形する凸部に
は、当該冷却溝の流路を狭める方向に突出する突起部を
成形するための凹部が形成されていることを特徴として
いる。
５に記載の発明において、上記冷却溝を成形する凸部に
は、当該冷却溝の流路を狭める方向に突出する突起部を
成形するための凹部が形成されていることを特徴として
いる。
【００１５】請求項７に記載の発明は、請求項１〜６の
何れかに記載の発明において、第１のロータリダイおよ
び第２のロータリダイの少なくとも一方には、上記板状
の素材に穴をあける凸部が設けられていることを特徴と
している。
何れかに記載の発明において、第１のロータリダイおよ
び第２のロータリダイの少なくとも一方には、上記板状
の素材に穴をあける凸部が設けられていることを特徴と
している。
【００１６】請求項８に記載の発明は、請求項１〜７の
何れかに記載の発明において、第１のロータリダイおよ
び第２のロータリダイの少なくとも一方には、上記板状
の素材を一定の長さ送った位置で切断して、その送り方
向に所定長さとなる上記セパレータを成形するせん断カ
ッタが備えられていることを特徴としている。
何れかに記載の発明において、第１のロータリダイおよ
び第２のロータリダイの少なくとも一方には、上記板状
の素材を一定の長さ送った位置で切断して、その送り方
向に所定長さとなる上記セパレータを成形するせん断カ
ッタが備えられていることを特徴としている。
【００１７】請求項９に記載の発明は、請求項１〜７の
何れかに記載の発明において、第１のロータリダイおよ
び第２のロータリダイの少なくとも一方には、上記板状
の素材を送りながら、当該素材を上記セパレータの輪郭
に沿って切断する打抜カッタが備えられていることを特
徴としている。
何れかに記載の発明において、第１のロータリダイおよ
び第２のロータリダイの少なくとも一方には、上記板状
の素材を送りながら、当該素材を上記セパレータの輪郭
に沿って切断する打抜カッタが備えられていることを特
徴としている。
【００１８】請求項１〜９に記載の発明においては、第
１のロータリダイと第２のロータリダイとの間に板状の
素材を通して圧縮加工することにおり、少なくとも一方
に設けられて凸部が素材に食い込むことになることか
ら、所定の位置にガス溝が転造されたセパレータを成形
することができる。したがって、ガス溝を所定の位置に
正確に配置したセパレータを成形することができる。そ
して、第１のロータリダイと第２のロータリダイとの回
転によって、セパレータを連続して成形することができ
るので、当該セパレータを短時間で大量に製造すること
ができる。したがって、セパレータの製造コストの低減
を図ることができる。
１のロータリダイと第２のロータリダイとの間に板状の
素材を通して圧縮加工することにおり、少なくとも一方
に設けられて凸部が素材に食い込むことになることか
ら、所定の位置にガス溝が転造されたセパレータを成形
することができる。したがって、ガス溝を所定の位置に
正確に配置したセパレータを成形することができる。そ
して、第１のロータリダイと第２のロータリダイとの回
転によって、セパレータを連続して成形することができ
るので、当該セパレータを短時間で大量に製造すること
ができる。したがって、セパレータの製造コストの低減
を図ることができる。
【００１９】請求項２に記載の発明においては、第１の
ロータリダイと第２のロータリダイとを回転するだけ
で、セパレータの一方の面にガス溝を成形し、他方の面
は例えば平面状に仕上げることができる。請求項３に記
載の発明においては、第１のロータリダイと第２のロー
タリダイとを回転するだけで、セパレータの一方の面と
他方の面とに、ガス溝をほぼ同時に成形することができ
る。請求項４に記載の発明においては、第１のロータリ
ダイと第２のロータリダイとを回転するだけで、セパレ
ータの一方の面にガス溝を、同他方の面に冷却溝をほぼ
同時に成形することができる。
ロータリダイと第２のロータリダイとを回転するだけ
で、セパレータの一方の面にガス溝を成形し、他方の面
は例えば平面状に仕上げることができる。請求項３に記
載の発明においては、第１のロータリダイと第２のロー
タリダイとを回転するだけで、セパレータの一方の面と
他方の面とに、ガス溝をほぼ同時に成形することができ
る。請求項４に記載の発明においては、第１のロータリ
ダイと第２のロータリダイとを回転するだけで、セパレ
ータの一方の面にガス溝を、同他方の面に冷却溝をほぼ
同時に成形することができる。
【００２０】請求項５に記載の発明においては、ガス溝
を成形する凸部に、当該ガス溝の流路を狭める方向に突
出する突起部を成形するための凹部が形成されているの
で、第１のロータリダイと第２のロータリダイとを回転
するだけで、突起部を有するガス溝をセパレータに簡単
に成形することができる。請求項６に記載の発明におい
ては、冷却溝を成形する凸部に、当該冷却溝の流路を狭
める方向に突出する突起部を成形するための凹部が形成
されているので、第１のロータリダイと第２のロータリ
ダイとを回転するだけで、突起部を有するガス溝をセパ
レータに簡単に成形することができる。
を成形する凸部に、当該ガス溝の流路を狭める方向に突
出する突起部を成形するための凹部が形成されているの
で、第１のロータリダイと第２のロータリダイとを回転
するだけで、突起部を有するガス溝をセパレータに簡単
に成形することができる。請求項６に記載の発明におい
ては、冷却溝を成形する凸部に、当該冷却溝の流路を狭
める方向に突出する突起部を成形するための凹部が形成
されているので、第１のロータリダイと第２のロータリ
ダイとを回転するだけで、突起部を有するガス溝をセパ
レータに簡単に成形することができる。
【００２１】請求項７に記載の発明においては、第１の
ロータリダイおよび第２のロータリダイの少なくとも一
方に、板状の素材に穴をあける凸部が設けられているの
で、第１のロータリダイと第２のロータリダイとを回転
するだけで、例えばスタックした状態において連結ボル
トを通すための穴や、冷却水を冷却溝に供給したり、排
出したりする穴や、位置決め穴等を簡単に成形すること
ができる。
ロータリダイおよび第２のロータリダイの少なくとも一
方に、板状の素材に穴をあける凸部が設けられているの
で、第１のロータリダイと第２のロータリダイとを回転
するだけで、例えばスタックした状態において連結ボル
トを通すための穴や、冷却水を冷却溝に供給したり、排
出したりする穴や、位置決め穴等を簡単に成形すること
ができる。
【００２２】請求項８に記載の発明においては、第１の
ロータリダイと第２のロータリダイとを回転するだけ
で、所定の長さに切断されたセパレータを連続して成形
することができる。請求項９に記載の発明においては、
第１のロータリダイと第２のロータリダイとを回転する
だけで、所定の輪郭のセパレータを連続して成形するこ
とができる。
ロータリダイと第２のロータリダイとを回転するだけ
で、所定の長さに切断されたセパレータを連続して成形
することができる。請求項９に記載の発明においては、
第１のロータリダイと第２のロータリダイとを回転する
だけで、所定の輪郭のセパレータを連続して成形するこ
とができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。なお、従来例で示したセパレータ
の構成要素と共通する要素には同一の符号を付しその説
明を簡略化する。
を参照して説明する。なお、従来例で示したセパレータ
の構成要素と共通する要素には同一の符号を付しその説
明を簡略化する。
【００２４】（第１実施形態）図１および図２は、第１
実施形態として示した燃料電池用のセパレータの成形装
置を示す図である。この成形装置で成形するセパレータ
は、固体高分子型燃料電池に組み込まれるものであり、
図３〜図７に示す構造になっている。したがって、セパ
レータの構造を説明してから、上記セパレータの成形装
置について説明する。
実施形態として示した燃料電池用のセパレータの成形装
置を示す図である。この成形装置で成形するセパレータ
は、固体高分子型燃料電池に組み込まれるものであり、
図３〜図７に示す構造になっている。したがって、セパ
レータの構造を説明してから、上記セパレータの成形装
置について説明する。
【００２５】図３は、固体高分子型燃料電池における積
層された単位セル４の要部断面図を示したものであり、
図４はセパレータ３の要部斜視図、図５は同セパレータ
３のセパレータ部３１側の要部平面図、図６は図５のVI
−VI線に沿う断面図、図７は同セパレータ３の冷却部３
２側の要部平面図を示している。単位セル４は、その全
体を図示したものではないが、四角形状に形成された電
解質膜１、電極２およびセパレータ３、３を積層したも
ので構成されている。
層された単位セル４の要部断面図を示したものであり、
図４はセパレータ３の要部斜視図、図５は同セパレータ
３のセパレータ部３１側の要部平面図、図６は図５のVI
−VI線に沿う断面図、図７は同セパレータ３の冷却部３
２側の要部平面図を示している。単位セル４は、その全
体を図示したものではないが、四角形状に形成された電
解質膜１、電極２およびセパレータ３、３を積層したも
ので構成されている。
【００２６】セパレータ３は、カーボン、鉄基合金、チ
タン、チタン基合金、ニッケル、ニッケル基合金等の導
電性を有する材料で板状に形成されたものである。な
お、この実施形態ではセパレータ３を鉄基合金としての
ステンレス鋼の板で構成している。また、セパレータ部
３１に形成されたガス溝３１ａは、図示を省略するが、
電解質膜１を向く面の全体に行き渡るように複数回にわ
たって蛇行するように形成されており、その隣接するも
の同士が平行に延在している。そして、各ガス溝３１ａ
は、底面３１ｂおよび左右の側面３１ｅによって断面が
四角形状に形成されており、その底面３１ｂには、電解
質膜１の表面に向けて三角形状に突出する突起部３１ｃ
が形成されている。
タン、チタン基合金、ニッケル、ニッケル基合金等の導
電性を有する材料で板状に形成されたものである。な
お、この実施形態ではセパレータ３を鉄基合金としての
ステンレス鋼の板で構成している。また、セパレータ部
３１に形成されたガス溝３１ａは、図示を省略するが、
電解質膜１を向く面の全体に行き渡るように複数回にわ
たって蛇行するように形成されており、その隣接するも
の同士が平行に延在している。そして、各ガス溝３１ａ
は、底面３１ｂおよび左右の側面３１ｅによって断面が
四角形状に形成されており、その底面３１ｂには、電解
質膜１の表面に向けて三角形状に突出する突起部３１ｃ
が形成されている。
【００２７】突起部３１ｃは、底面３１ｂから二等辺三
角形状に突出しているとともに、ガス溝３１ａの延在す
る方向に対して直交する方向、すなわち幅方向の全体に
わたって延在している。したがって、突起部３１ｃは、
ガス溝３１ａの側面３１ｅからも一体的に突出した形状
になっている。この突起部３１ｃの底面３１ｂからの高
さは、ガス溝３１ａの深さの２／１０〜７／１０の範囲
に設定されている。また、ガス溝３１ａの幅Ｄ１は、
０．２〜２ｍｍに設定され、各ガス溝３１ａの隣接方向
のピッチＰ１は、０．４〜４ｍｍに設定されている。さ
らに、突起部３１ｃは、ガス溝３１ａの延在する方向に
０．２〜４ｍｍのピッチで形成されている。
角形状に突出しているとともに、ガス溝３１ａの延在す
る方向に対して直交する方向、すなわち幅方向の全体に
わたって延在している。したがって、突起部３１ｃは、
ガス溝３１ａの側面３１ｅからも一体的に突出した形状
になっている。この突起部３１ｃの底面３１ｂからの高
さは、ガス溝３１ａの深さの２／１０〜７／１０の範囲
に設定されている。また、ガス溝３１ａの幅Ｄ１は、
０．２〜２ｍｍに設定され、各ガス溝３１ａの隣接方向
のピッチＰ１は、０．４〜４ｍｍに設定されている。さ
らに、突起部３１ｃは、ガス溝３１ａの延在する方向に
０．２〜４ｍｍのピッチで形成されている。
【００２８】一方、冷却部３２に形成された冷却溝３２
ａは、図示を省略するが、電解質膜１を向く面の全体に
行き渡るように複数回にわたって蛇行するように形成さ
れており、その隣接するもの同士が平行に延在してい
る。そして、各冷却溝３２ａは、底面３２ｂおよび左右
の側面３２ｅによって断面が四角形状に形成されてお
り、その底面３２ｂには、重なり合う他方の冷却部３２
の表面に向けて三角形状に突出する突起部３２ｃが形成
されている。なお、図４において、冷却部３２の各構成
要素はカッコ付きの符号で示している。
ａは、図示を省略するが、電解質膜１を向く面の全体に
行き渡るように複数回にわたって蛇行するように形成さ
れており、その隣接するもの同士が平行に延在してい
る。そして、各冷却溝３２ａは、底面３２ｂおよび左右
の側面３２ｅによって断面が四角形状に形成されてお
り、その底面３２ｂには、重なり合う他方の冷却部３２
の表面に向けて三角形状に突出する突起部３２ｃが形成
されている。なお、図４において、冷却部３２の各構成
要素はカッコ付きの符号で示している。
【００２９】突起部３２ｃは、底面３２ｂから二等辺三
角形状に突出しているとともに、冷却溝３２ａの延在す
る方向に対して直交する方向、すなわち幅方向の全体に
わたって延在している。したがって、突起部３２ｃは、
冷却溝３２ａの側面３２ｅからも一体的に突出した形状
になっている。この突起部３２ｃの底面３２ｂからの高
さは、冷却溝３２ａの深さの２／１０〜７／１０の範囲
に設定されている。すなわち、冷却溝３２ａは、ガス溝
３１ａとほぼ同様の形状に構成されている。
角形状に突出しているとともに、冷却溝３２ａの延在す
る方向に対して直交する方向、すなわち幅方向の全体に
わたって延在している。したがって、突起部３２ｃは、
冷却溝３２ａの側面３２ｅからも一体的に突出した形状
になっている。この突起部３２ｃの底面３２ｂからの高
さは、冷却溝３２ａの深さの２／１０〜７／１０の範囲
に設定されている。すなわち、冷却溝３２ａは、ガス溝
３１ａとほぼ同様の形状に構成されている。
【００３０】また、冷却溝３２ａの幅Ｄ２は、０．５〜
５ｍｍに設定され、各冷却溝３２ａの隣接方向のピッチ
Ｐ１は、１〜１０ｍｍに設定されている。さらに、突起
部３２ｃは、冷却溝３２ａの延在する方向に０．５〜１
０ｍｍのピッチで形成されている。なお、上記各冷却溝
３２ａは、セパレータ３において所定の間隔をおいて位
置する一方の側縁部から他方の側縁部に向けて、蛇行す
ることなく、直線状に平行に延在するように形成された
ものであってもよい。
５ｍｍに設定され、各冷却溝３２ａの隣接方向のピッチ
Ｐ１は、１〜１０ｍｍに設定されている。さらに、突起
部３２ｃは、冷却溝３２ａの延在する方向に０．５〜１
０ｍｍのピッチで形成されている。なお、上記各冷却溝
３２ａは、セパレータ３において所定の間隔をおいて位
置する一方の側縁部から他方の側縁部に向けて、蛇行す
ることなく、直線状に平行に延在するように形成された
ものであってもよい。
【００３１】上記構造のセパレータ３は、隣り合う２つ
の膜−電極接合体の間に他のセパレータ３と互いに重な
り合うようにして挿入され、そのセパレータ部３１側の
面（一方の面）が上記膜−電極接合体の電極２側を向
き、かつ冷却部３２側の面（他方の面）が互いに重なり
合う上記他のセパレータ３側を向くように配置されるよ
うになっている。
の膜−電極接合体の間に他のセパレータ３と互いに重な
り合うようにして挿入され、そのセパレータ部３１側の
面（一方の面）が上記膜−電極接合体の電極２側を向
き、かつ冷却部３２側の面（他方の面）が互いに重なり
合う上記他のセパレータ３側を向くように配置されるよ
うになっている。
【００３２】また、上記セパレータ３は、図１および図
２に示す燃料電池用のセパレータの成形装置５によって
製造されるようになっている。セパレータの成形装置５
は、ステンレス鋼製の板状の素材Ｗを冷間転造加工（圧
縮加工）してセパレータ３を得るための第１のロータリ
ダイ６と、第２のロータリダイ７とを備えている。素材
Ｗは、帯状に形成されたものであり、コイル状に巻かれ
た状態から連続して第１および第２のロータリダイ６、
７間に繰り出されるようになっている。
２に示す燃料電池用のセパレータの成形装置５によって
製造されるようになっている。セパレータの成形装置５
は、ステンレス鋼製の板状の素材Ｗを冷間転造加工（圧
縮加工）してセパレータ３を得るための第１のロータリ
ダイ６と、第２のロータリダイ７とを備えている。素材
Ｗは、帯状に形成されたものであり、コイル状に巻かれ
た状態から連続して第１および第２のロータリダイ６、
７間に繰り出されるようになっている。
【００３３】第１および第２のロータリダイ６、７は、
それぞれ主軸となるアーバー６１、７１の外周面に超硬
合金製のスリーブ６２、７２を固定したもので構成され
ている。なお、図２においては、第１のロータリダイ６
の構成を示しているが、第２のロータリダイ７も、スリ
ーブ７２の外周面の形状が異なるものの、同様の構成に
なる。
それぞれ主軸となるアーバー６１、７１の外周面に超硬
合金製のスリーブ６２、７２を固定したもので構成され
ている。なお、図２においては、第１のロータリダイ６
の構成を示しているが、第２のロータリダイ７も、スリ
ーブ７２の外周面の形状が異なるものの、同様の構成に
なる。
【００３４】第１のロータリダイ６のスリーブ６２の外
周面には、素材Ｗに食い込んでセパレータ部３１におけ
るガス溝３１ａを成形する凸部６２ａや、セパレータ３
の四隅部の穴３３を成形する凸部６２ｂ等が形成されて
いる。上記穴３３は、セパレータ３を膜−電極接合体等
と積層した状態において、連結ボルト（図示せず）を通
すためのものである。また、スリーブ６２の外周面に
は、図示を省略するが、冷却水を冷却溝３２ａに供給す
るための穴や、当該冷却溝３２ａから冷却水を排出した
りするための穴等を成形するための凸部も設けられてい
る。そして、ガス溝３１ａを成形する凸部６２ａには、
ガス溝３１ａによる流路を狭める方向に突出する突起部
３１ｃを成形するための凹部６２ｃが形成されている。
さらに、スリーブ６２の外周面には、帯状の素材Ｗをそ
の長手方向であって繰り出す方向に案内する段部６２ｄ
が軸方向に所定の間隔をおいて形成されている。またさ
らに、スリーブ６２の外周面には、素材Ｗを一定の長さ
送った位置で切断して、その送り方向に所定長さとなる
セパレータ３を成形するためのせん断カッタ（図示せ
ず）が備えられている。
周面には、素材Ｗに食い込んでセパレータ部３１におけ
るガス溝３１ａを成形する凸部６２ａや、セパレータ３
の四隅部の穴３３を成形する凸部６２ｂ等が形成されて
いる。上記穴３３は、セパレータ３を膜−電極接合体等
と積層した状態において、連結ボルト（図示せず）を通
すためのものである。また、スリーブ６２の外周面に
は、図示を省略するが、冷却水を冷却溝３２ａに供給す
るための穴や、当該冷却溝３２ａから冷却水を排出した
りするための穴等を成形するための凸部も設けられてい
る。そして、ガス溝３１ａを成形する凸部６２ａには、
ガス溝３１ａによる流路を狭める方向に突出する突起部
３１ｃを成形するための凹部６２ｃが形成されている。
さらに、スリーブ６２の外周面には、帯状の素材Ｗをそ
の長手方向であって繰り出す方向に案内する段部６２ｄ
が軸方向に所定の間隔をおいて形成されている。またさ
らに、スリーブ６２の外周面には、素材Ｗを一定の長さ
送った位置で切断して、その送り方向に所定長さとなる
セパレータ３を成形するためのせん断カッタ（図示せ
ず）が備えられている。
【００３５】一方、第２のロータリダイ７のスリーブ７
２の外周面には、図示を省略するが、素材Ｗに食い込ん
で冷却部３２における冷却溝３２ａを成形する凸部が形
成されている。そして、この凸部には、冷却溝３２ａに
よる流路を狭める方向に突出する突起部３２ｃを成形す
るための凹部（図示せず）が形成されている。
２の外周面には、図示を省略するが、素材Ｗに食い込ん
で冷却部３２における冷却溝３２ａを成形する凸部が形
成されている。そして、この凸部には、冷却溝３２ａに
よる流路を狭める方向に突出する突起部３２ｃを成形す
るための凹部（図示せず）が形成されている。
【００３６】そして、上記超硬合金からなるスリーブ６
２、７２は、主体であるタングステン粉末と、結合材と
してのコバルト粉末と、その他の元素の粉末を成分とす
る焼結合金であり、耐摩耗性の向上のための硬さと、耐
衝撃性の向上のための靱性とを併せ持ったものとなって
いる。例えば硬さは、ロックウエルＡ（６０ｋｇ）で８
５〜９１となっている。
２、７２は、主体であるタングステン粉末と、結合材と
してのコバルト粉末と、その他の元素の粉末を成分とす
る焼結合金であり、耐摩耗性の向上のための硬さと、耐
衝撃性の向上のための靱性とを併せ持ったものとなって
いる。例えば硬さは、ロックウエルＡ（６０ｋｇ）で８
５〜９１となっている。
【００３７】上記のように構成された燃料電池用のセパ
レータの成形装置においては、第１のロータリダイ６と
第２のロータリダイ７との間に素材Ｗを通して圧縮加工
することにより、第２のロータリダイ７に設けた凸部６
２ａ、凸部６２ｂ、せん断カッタ等や、第２のロータリ
ダイ７に設けた凸部等が素材Ｗに食い込むことになるこ
とから、所定の位置にガス溝３１ａや冷却溝３２ａなど
が転造等によって形成され、穴３３などが穴あけにより
形成され、かつ所定の長さにせん断されたセパレータ３
を得ることができる。したがって、ガス溝３１ａ、冷却
溝３２ａ、突起部３１ｃ、３２ｃ、穴３３等を、第１お
よび第２のロータリダイ６、７の各部の寸法通りに正確
に成形することができるとともに、正確な長さにせん断
されたセパレータ３を得ることができる。そして、第１
のロータリダイ６と第２のロータリダイ７との回転によ
って、セパレータ３を連続して成形することができるの
で、当該セパレータ３を短時間で大量に製造することが
できる。したがって、セパレータ３の寸法精度の向上を
図ることができるとともに、当該セパレータ３の製造コ
ストの低減を図ることができる。
レータの成形装置においては、第１のロータリダイ６と
第２のロータリダイ７との間に素材Ｗを通して圧縮加工
することにより、第２のロータリダイ７に設けた凸部６
２ａ、凸部６２ｂ、せん断カッタ等や、第２のロータリ
ダイ７に設けた凸部等が素材Ｗに食い込むことになるこ
とから、所定の位置にガス溝３１ａや冷却溝３２ａなど
が転造等によって形成され、穴３３などが穴あけにより
形成され、かつ所定の長さにせん断されたセパレータ３
を得ることができる。したがって、ガス溝３１ａ、冷却
溝３２ａ、突起部３１ｃ、３２ｃ、穴３３等を、第１お
よび第２のロータリダイ６、７の各部の寸法通りに正確
に成形することができるとともに、正確な長さにせん断
されたセパレータ３を得ることができる。そして、第１
のロータリダイ６と第２のロータリダイ７との回転によ
って、セパレータ３を連続して成形することができるの
で、当該セパレータ３を短時間で大量に製造することが
できる。したがって、セパレータ３の寸法精度の向上を
図ることができるとともに、当該セパレータ３の製造コ
ストの低減を図ることができる。
【００３８】（第２実施形態）次に、この発明の第２実
施形態を図８を参照して説明する。ただし、図１〜図７
の第１実施形態で示した構成要素と共通する要素には同
一の符号を付し、その説明を省略する。この第２実施形
態が第１実施形態と異なる点は、素材Ｗを、セパレータ
３の輪郭に沿って切断するための打抜カッタ６２ｅを第
１のロータリダイ６に備えている点である。
施形態を図８を参照して説明する。ただし、図１〜図７
の第１実施形態で示した構成要素と共通する要素には同
一の符号を付し、その説明を省略する。この第２実施形
態が第１実施形態と異なる点は、素材Ｗを、セパレータ
３の輪郭に沿って切断するための打抜カッタ６２ｅを第
１のロータリダイ６に備えている点である。
【００３９】すなわち、打抜カッタ６２ｅは、スリーブ
６２の外周面に設けられた一対のロータリカッタ６２ｆ
と、せん断カッタ６２ｇとによって構成されている。ロ
ータリカッタ６２ｆは、スリーブ６２の軸方向に所定の
間隔をおいて設けられており、当該スリーブ６２の外周
面から円環状に突出するように形成されている。このロ
ータリカッタ６２ｆは、セパレータ３の側縁部を第１お
よび第２のロータリダイ６、７による送り方向に沿って
切断するようになっている。
６２の外周面に設けられた一対のロータリカッタ６２ｆ
と、せん断カッタ６２ｇとによって構成されている。ロ
ータリカッタ６２ｆは、スリーブ６２の軸方向に所定の
間隔をおいて設けられており、当該スリーブ６２の外周
面から円環状に突出するように形成されている。このロ
ータリカッタ６２ｆは、セパレータ３の側縁部を第１お
よび第２のロータリダイ６、７による送り方向に沿って
切断するようになっている。
【００４０】また、せん断カッタ６２ｇは、スリーブ６
２の外周面を軸方向に延在するよう設けられている。こ
のせん断カッタ６２ｇは、素材Ｗを第１および第２のロ
ータリダイ６、７によって一定の長さ送るごとに切断し
て、その送り方向に所定長さとなるセパレータ３を成形
するようになっている。
２の外周面を軸方向に延在するよう設けられている。こ
のせん断カッタ６２ｇは、素材Ｗを第１および第２のロ
ータリダイ６、７によって一定の長さ送るごとに切断し
て、その送り方向に所定長さとなるセパレータ３を成形
するようになっている。
【００４１】上記のように構成された燃料電池用のセパ
レータの成形装置においては、第１のロータリダイ６と
第２のロータリダイ７とを回転するだけで、打抜カッタ
６２ｅの寸法通りの輪郭（この実施形態では長方形の輪
郭）を有するセパレータ３を連続して成形することがで
きる。したがって、寸法精度の高いセパレータ３を低コ
ストで製造することができる。
レータの成形装置においては、第１のロータリダイ６と
第２のロータリダイ７とを回転するだけで、打抜カッタ
６２ｅの寸法通りの輪郭（この実施形態では長方形の輪
郭）を有するセパレータ３を連続して成形することがで
きる。したがって、寸法精度の高いセパレータ３を低コ
ストで製造することができる。
【００４２】なお、上記各実施形態においては、一方の
面にガス溝３１ａを有し、他方の面に冷却溝３２ａを有
するセパレータ３を成形するように構成したが、第２の
ロータリダイ７におけるスリーブ７２を外周面の形状の
異なるものに変更することにより、一方の面にガス溝３
１ａを有し、他方の面が平坦な第１の他の形状のセパレ
ータや、一方の面および他方の面の双方にガス溝３１ａ
を有する第２の他の形状のセパレータを成形することも
可能である。
面にガス溝３１ａを有し、他方の面に冷却溝３２ａを有
するセパレータ３を成形するように構成したが、第２の
ロータリダイ７におけるスリーブ７２を外周面の形状の
異なるものに変更することにより、一方の面にガス溝３
１ａを有し、他方の面が平坦な第１の他の形状のセパレ
ータや、一方の面および他方の面の双方にガス溝３１ａ
を有する第２の他の形状のセパレータを成形することも
可能である。
【００４３】すなわち、上記第１の他の形状のセパレー
タは、スリーブ７２の外周面を凸部等のない円筒状のも
ので形成することにより、成形することができる。ま
た、上記第２の他の形状のセパレータは、スリーブ７２
の外周面に、冷却溝３２ａを形成する凸部に代えて、ガ
ス溝３１ａを成形する凸部６２ａを設けることにより、
成形することができる。
タは、スリーブ７２の外周面を凸部等のない円筒状のも
ので形成することにより、成形することができる。ま
た、上記第２の他の形状のセパレータは、スリーブ７２
の外周面に、冷却溝３２ａを形成する凸部に代えて、ガ
ス溝３１ａを成形する凸部６２ａを設けることにより、
成形することができる。
【００４４】また、上記第１実施形態においては、穴３
３を形成する凸部６２ｂや、素材Ｗのガイド用の段部６
２ｄやせん断カッタ等を第１のロータリダイ６に設ける
ように構成したが、これらの凸部６２ｂ、段部６２ｄ、
せん断カッタ等は第２のロータリダイ７や、第１および
第２のロータリダイ６、７の双方に設けるように構成し
てもよい。
３を形成する凸部６２ｂや、素材Ｗのガイド用の段部６
２ｄやせん断カッタ等を第１のロータリダイ６に設ける
ように構成したが、これらの凸部６２ｂ、段部６２ｄ、
せん断カッタ等は第２のロータリダイ７や、第１および
第２のロータリダイ６、７の双方に設けるように構成し
てもよい。
【００４５】さらに、上記第２実施形態においては、打
抜カッタ６２ｅを第１のロータリダイ６に設けるように
構成したが、この打抜カッタ６２ｅは第２のロータリダ
イ７に設けてもよく、また第１および第２のロータリダ
イ６、７の双方に設けて、上下から共同して切断するよ
うに構成してもよい。
抜カッタ６２ｅを第１のロータリダイ６に設けるように
構成したが、この打抜カッタ６２ｅは第２のロータリダ
イ７に設けてもよく、また第１および第２のロータリダ
イ６、７の双方に設けて、上下から共同して切断するよ
うに構成してもよい。
【００４６】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１〜９に記
載の発明によれば、第１のロータリダイと第２のロータ
リダイとの回転によって、セパレータを連続して成形す
ることができるので、当該セパレータを短時間で大量に
製造することができる。したがって、セパレータの製造
コストの低減を図ることができる。
載の発明によれば、第１のロータリダイと第２のロータ
リダイとの回転によって、セパレータを連続して成形す
ることができるので、当該セパレータを短時間で大量に
製造することができる。したがって、セパレータの製造
コストの低減を図ることができる。
【００４７】請求項２に記載の発明によれば、第１のロ
ータリダイと第２のロータリダイとを回転するだけで、
セパレータの一方の面にガス溝を成形し、他方の面は例
えば平面状に仕上げることができる。請求項３に記載の
発明によれば、第１のロータリダイと第２のロータリダ
イとを回転するだけで、セパレータの一方の面と他方の
面とに、ガス溝をほぼ同時に成形することができる。請
求項４に記載の発明によれば、第１のロータリダイと第
２のロータリダイとを回転するだけで、セパレータの一
方の面にガス溝を、同他方の面に冷却溝をほぼ同時に成
形することができる。
ータリダイと第２のロータリダイとを回転するだけで、
セパレータの一方の面にガス溝を成形し、他方の面は例
えば平面状に仕上げることができる。請求項３に記載の
発明によれば、第１のロータリダイと第２のロータリダ
イとを回転するだけで、セパレータの一方の面と他方の
面とに、ガス溝をほぼ同時に成形することができる。請
求項４に記載の発明によれば、第１のロータリダイと第
２のロータリダイとを回転するだけで、セパレータの一
方の面にガス溝を、同他方の面に冷却溝をほぼ同時に成
形することができる。
【００４８】請求項５に記載の発明によれば、ガス溝を
成形する凸部に、当該ガス溝の流路を狭める方向に突出
する突起部を成形するための凹部が形成されているの
で、第１のロータリダイと第２のロータリダイとを回転
するだけで、突起部を有するガス溝をセパレータに簡単
に成形することができる。請求項６に記載の発明によれ
ば、冷却溝を成形する凸部に、当該冷却溝の流路を狭め
る方向に突出する突起部を成形するための凹部が形成さ
れているので、第１のロータリダイと第２のロータリダ
イとを回転するだけで、突起部を有するガス溝をセパレ
ータに簡単に成形することができる。
成形する凸部に、当該ガス溝の流路を狭める方向に突出
する突起部を成形するための凹部が形成されているの
で、第１のロータリダイと第２のロータリダイとを回転
するだけで、突起部を有するガス溝をセパレータに簡単
に成形することができる。請求項６に記載の発明によれ
ば、冷却溝を成形する凸部に、当該冷却溝の流路を狭め
る方向に突出する突起部を成形するための凹部が形成さ
れているので、第１のロータリダイと第２のロータリダ
イとを回転するだけで、突起部を有するガス溝をセパレ
ータに簡単に成形することができる。
【００４９】請求項７に記載の発明によれば、第１のロ
ータリダイおよび第２のロータリダイの少なくとも一方
に、板状の素材に穴をあける凸部が設けられているの
で、第１のロータリダイと第２のロータリダイとを回転
するだけで、例えばスタックした状態において連結ボル
トを通すための穴や、冷却水を冷却溝に供給したり、排
出したりする穴や、位置決め穴等を簡単に成形すること
ができる。
ータリダイおよび第２のロータリダイの少なくとも一方
に、板状の素材に穴をあける凸部が設けられているの
で、第１のロータリダイと第２のロータリダイとを回転
するだけで、例えばスタックした状態において連結ボル
トを通すための穴や、冷却水を冷却溝に供給したり、排
出したりする穴や、位置決め穴等を簡単に成形すること
ができる。
【００５０】請求項８に記載の発明によれば、第１のロ
ータリダイと第２のロータリダイとを回転するだけで、
所定の長さに切断されたセパレータを連続して成形する
ことができる。請求項９に記載の発明によれば、第１の
ロータリダイと第２のロータリダイとを回転するだけ
で、所定の輪郭のセパレータを連続して成形することが
できる。
ータリダイと第２のロータリダイとを回転するだけで、
所定の長さに切断されたセパレータを連続して成形する
ことができる。請求項９に記載の発明によれば、第１の
ロータリダイと第２のロータリダイとを回転するだけ
で、所定の輪郭のセパレータを連続して成形することが
できる。
【図１】この発明の第１実施形態として示した燃料電池
用のセパレータの成形装置の図であって、（ａ）は同燃
料電池用のセパレータの成形装置の斜視図であり、
（ｂ）は（ａ）に示すＢ部の要部拡大斜視図であり、
（ｃ）は（ａ）に示すＣ部の要部拡大斜視図である。
用のセパレータの成形装置の図であって、（ａ）は同燃
料電池用のセパレータの成形装置の斜視図であり、
（ｂ）は（ａ）に示すＢ部の要部拡大斜視図であり、
（ｃ）は（ａ）に示すＣ部の要部拡大斜視図である。
【図２】同燃料電池用のセパレータの成形装置における
第１のロータリダイの断面図である。
第１のロータリダイの断面図である。
【図３】同燃料電池用のセパレータの成形装置で成形す
るセパレータを用いた固体高分子型燃料電池のガス溝の
延在方向に沿う要部断面図である。
るセパレータを用いた固体高分子型燃料電池のガス溝の
延在方向に沿う要部断面図である。
【図４】同燃料電池用のセパレータの成形装置で成形す
るセパレータの要部斜視図である。
るセパレータの要部斜視図である。
【図５】同燃料電池用のセパレータの成形装置で成形す
るセパレータのセパレータ部を示す要部平面図である。
るセパレータのセパレータ部を示す要部平面図である。
【図６】同燃料電池用のセパレータの成形装置で成形す
るセパレータの図であって、図５のVI−VI線に沿う方向
の断面図である。
るセパレータの図であって、図５のVI−VI線に沿う方向
の断面図である。
【図７】同燃料電池用のセパレータの成形装置で成形す
るセパレータの冷却部を示す要部平面図である。
るセパレータの冷却部を示す要部平面図である。
【図８】この発明の第２実施形態として示した燃料電池
用のセパレータの成形装置の斜視図である。
用のセパレータの成形装置の斜視図である。
【図９】従来例で示した一般的な固体高分子型燃料電池
を示す要部断面図である。
を示す要部断面図である。
【図１０】同固体高分子型燃料電池の要部斜視図であ
る。
る。
【図１１】同固体高分子型燃料電池のガス溝の延在方向
に沿う要部断面図である。
に沿う要部断面図である。
１ 電解質膜
２ 電極
３ セパレータ
３１ セパレータ部
３１ａ ガス溝
３１ｃ 突起部
３２ 冷却部
３２ａ 冷却溝
３２ｃ 突起部
６ 第１のロータリダイ
７ 第２のロータリダイ
６２ａ 凸部（ガス溝を成形する凸部）
６２ｂ 凸部（穴をあける凸部）
６２ｃ 凹部（ガス溝の突起部を成形するための凹部）
６２ｅ 打抜カッタ
Ｗ 素材
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 高橋 和彦
岐阜県安八郡神戸町大字横井字中新田1528
番地 株式会社リョウテック耐摩工具工場
内
(72)発明者 福田 努
岐阜県安八郡神戸町大字横井字中新田1528
番地 株式会社リョウテック耐摩工具工場
内
Ｆターム(参考） 3C060 AA20 BD03
5H026 AA06 BB02 CC03
Claims (9)
- 【請求項１】 電解質膜の両面に電極を接合してなる膜
−電極接合体の上記電極に隣接するように配置され、上
記電極側を向く面に、上記電極側に燃料ガスまたは酸化
剤ガスを導くためのガス溝が形成された板状のセパレー
タを成形する装置であって、 少なくとも外周面部が超硬合金で形成された圧縮加工用
の第１のロータリダイと第２のロータリダイとを備えて
なり、 上記第１のロータリダイおよび第２のロータリダイの少
なくとも一方には、板状の素材に食い込んで上記セパレ
ータのガス溝を成形する凸部が設けられていることを特
徴とする燃料電池用のセパレータの成形装置。 - 【請求項２】 上記セパレータは、一方の面が上記電極
側を向くように配置されるようになっており、 上記第１のロータリダイには、上記セパレータの一方の
面に上記ガス溝を成形する凸部が設けられていることを
特徴とする請求項１に記載の燃料電池用のセパレータの
成形装置。 - 【請求項３】 上記セパレータは、隣り合う２つの上記
膜−電極接合体の間に設けられ、一方および他方の各面
がそれぞれ上記隣接する各膜−電極接合体の電極側を向
くように配置されるようになっており、 上記第１のロータリダイには、上記セパレータの一方の
面に上記ガス溝を成形する凸部が設けられ、 上記第２のロータリダイには、上記セパレータの他方の
面に上記ガス溝を成形する凸部が設けられていることを
特徴とする請求項１に記載の燃料電池用のセパレータの
成形装置。 - 【請求項４】 上記セパレータは、隣り合う２つの上記
膜−電極接合体の間に他のセパレータと互いに重なり合
うようにして設けられ、その一方の面が上記膜−電極接
合体の電極側を向き、かつ他方の面が互いに重なり合う
上記他のセパレータ側を向くように配置されるようにな
っており、 上記第１のロータリダイには、上記セパレータの一方の
面に上記ガス溝を成形する凸部が設けられ、 上記第２のロータリダイには、上記セパレータの他方の
面に冷却水の流路となる冷却溝を成形する凸部が設けら
れていることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池用
のセパレータの成形装置。 - 【請求項５】 上記ガス溝を成形する凸部には、当該ガ
ス溝の流路を狭める方向に突出する突起部を成形するた
めの凹部が形成されていることを特徴とする請求項１〜
４の何れかに記載の燃料電池用のセパレータの成形装
置。 - 【請求項６】 上記冷却溝を成形する凸部には、当該冷
却溝の流路を狭める方向に突出する突起部を成形するた
めの凹部が形成されていることを特徴とする請求項４ま
たは５に記載の燃料電池用のセパレータの成形装置。 - 【請求項７】 第１のロータリダイおよび第２のロータ
リダイの少なくとも一方には、上記板状の素材に穴をあ
ける凸部が設けられていることを特徴とする請求項１〜
６の何れかに記載の燃料電池用のセパレータの成形装
置。 - 【請求項８】 第１のロータリダイおよび第２のロータ
リダイの少なくとも一方には、上記板状の素材を一定の
長さ送った位置で切断して、その送り方向に所定長さと
なる上記セパレータを成形するせん断カッタが備えられ
ていることを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の
燃料電池用のセパレータの成形装置。 - 【請求項９】 第１のロータリダイおよび第２のロータ
リダイの少なくとも一方には、上記板状の素材を送りな
がら、当該素材を上記セパレータの輪郭に沿って切断す
る打抜カッタが備えられていることを特徴とする請求項
１〜７の何れかに記載の燃料電池用のセパレータの成形
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002095646A JP3838135B2 (ja) | 2002-03-29 | 2002-03-29 | 燃料電池用のセパレータの成形装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002095646A JP3838135B2 (ja) | 2002-03-29 | 2002-03-29 | 燃料電池用のセパレータの成形装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003297384A true JP2003297384A (ja) | 2003-10-17 |
| JP3838135B2 JP3838135B2 (ja) | 2006-10-25 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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-
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- 2002-03-29 JP JP2002095646A patent/JP3838135B2/ja not_active Expired - Fee Related
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