JP2011113806A - 燃料電池用セパレータ及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】燃料電池の正電極層14に接触される正極側のセパレータ16に酸素ガス流路用溝18を成形する。セパレータ16の基板35の上端縁部に一対のリブ36を上端ほど間隔が狭くなるように形成し、リブ36の先端部間に正電極層14に接触されるウェブ37を一体に成形する。基板35の幅方向の中央部の酸素ガス流路用溝18側の内面に帯状溝35aを形成し、この帯状溝35aの成形時に、基板35を拡幅して、基板35に対してリブ36を傾斜させる。帯状溝35aによって酸素ガス流路用溝18の面積が広くなるとともに、基板35に帯状溝35aを鍛造成形する工程で、基板35に対してリブ36を傾斜させる加工を容易に行うことができる。
【選択図】図1
Description
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2において、前記ウェブの幅方向の中間部の表面には、鍛造によって前記凸条部と平行に補助帯状溝を成形することにより前記ウェブに薄肉部が成形されていることを要旨とする。
この発明は、基板の幅方向の中央部のガス流路側の内面に帯状溝が鍛造により成形されているので、ガス流路の通路断面積を広くすることができる。又、基板に帯状溝及び薄肉部を鍛造により成形する行程で、基板が拡幅されて、リブが傾斜される。このため、周知のコイニング加工によってリブを傾斜させる加工方法と比較して、基板とリブとの境界部の応力集中が緩和され、被加工材の割れが防止される。前記基板の拡幅によって、前記リブが所望する傾斜角に容易に傾斜される。
最初に、図5に基づいて、本実施形態のセパレータを用いた燃料電池について説明する。
最初に、この製造方法に用いられる成形装置及び鍛造装置について、順次説明する。図2に示すように、成形装置を構成する下型41の上面には、複数の突条42が形成されるとともに、各突条42の間に溝43が形成されている。上型44の下面には前記各溝43と対応するように複数の突条45が一体に形成されるとともに、各突条45の間には前記突条42と対応するように複数の溝46が形成されている。前記下型41及び上型44は、図5に示すセパレータ16の酸素ガス流路用溝18の全体を同時成形するように構成されているが、図2ではその一部のみ図示した。
図2に示すように、成形装置の型開き状態の下型41の突条42の上面にステンレススチールよりなる平板状の被加工材47を載置する。
(1)上記実施形態では、図1に示すように、セパレータ16の基板35の中央部に帯状溝35aを形成した。このため、前記帯状溝35aにより酸素ガス流路用溝18の容積を広くして、酸素ガス流路20を流れる酸素ガスの流量を増大して、燃料電池の発電効率を向上することができる。
この実施形態のセパレータ16は図6に示すように、前記基板35の幅方向の中央部に形成された帯状溝35aの横断面の形状を、基板35の幅方向の中心から遠くなるに従って浅くなるように偏平山形状に成形したものである。このセパレータ16の成形に用いられる鍛造装置においては、図6に示すように、上型52の突条53の下端の成形面53bの形状が緩やかな山形状に形成されている。
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・図4に示す上型52の突条53の間に、前記基板35の帯状溝35aの鍛造工程において、前記ウェブ37の左右両側を位置規制する位置規制部を設けてもよい。
(イ)基板にリブとウェブとよりなる複数の凸条部を平行に形成して、各凸条部の間にガス流路用溝を形成した燃料電池用セパレータの製造装置であって、
平板状の基板に一対の平行なリブとウェブとよりなる複数の凸条部を成形するための下型及び上型と、
前記基板のリブ間の部分の幅方向の中間部の内面を、鍛造により外面側に圧縮変形させて、帯状溝及び薄肉部を成形するとともに、前記基板のリブ間の部分を拡幅して、該リブ間の部分に対し前記リブを傾斜させる鍛造用下型及び鍛造用上型とを含むことを特徴とする燃料電池用セパレータの製造装置。
(ロ)上記技術的思想(イ)において、鍛造用下型には、前記リブの位置を規制する位置規制突条が設けられ、鍛造用上型には、ウェブの両端を位置規制する位置規制部が設けられていることを特徴とする燃料電池用セパレータの製造装置。
Claims (5)
- 基板にリブとウェブとよりなる複数の凸条部を平行に形成して、各凸条部の間にガス流路用溝を形成した燃料電池用セパレータにおいて、
前記基板の幅方向の中間部の内面に、鍛造によって前記凸条部と平行な帯状溝を成形することにより、前記基板に薄肉部を成形するとともに、該基板のリブ間の部分を拡幅して前記リブを傾斜させたことを特徴とする燃料電池用セパレータ。 - 請求項1において、前記基板と前記リブとの境界部は、円弧状に成形されていることを特徴とする燃料電池用セパレータ。
- 請求項1又は2において、前記ウェブの幅方向の中間部の表面には、鍛造によって前記凸条部と平行に補助帯状溝を成形することにより前記ウェブに薄肉部が成形されていることを特徴とする燃料電池用セパレータ。
- 請求項1〜4のいずれか一項において、前記帯状溝の横断面は、中央部から両側方に行くに従って浅くなるように偏平V字状に成形されていることを特徴とする燃料電池用セパレータ。
- 基板にリブとウェブとよりなる複数の凸条部を平行に形成して、各凸条部の間にガス流路用溝を形成した燃料電池用セパレータの製造方法において、
平板状の基板に一対の平行なリブとウェブとよりなる複数の凸条部を成形する第1の工程と、
前記基板のリブ間の部分の幅方向の中間部の内面を、鍛造により外面側に圧縮変形させて、帯状溝及び薄肉部を成形することにより、前記基板のリブ間の部分を拡幅して、該リブ間の部分に対し前記リブを傾斜させる第2の工程と
を含むことを特徴とする燃料電池用セパレータの製造方法。
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