JP2019125524A - 燃料電池用セパレータの製造方法及び燃料電池用セパレータの製造装置 - Google Patents
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Abstract
Description
こうしたガス通路や冷却通路は、セパレータの両面に設けられた多数の溝部により構成されている(例えば、特許文献1参照)。
本発明の目的は、成形荷重を抑えつつ、一度のプレス工程によりセパレータを成形することのできる燃料電池用セパレータの製造方法及び燃料電池用セパレータの製造装置を提供することにある。
同方法によれば、金属板材は、第1成形型及び第2成形型の双方との間に弾性部材が介在された状態で加圧される。このため、金属板材のうち、第1成形型の凸部と第2成形型の凹部とによって加圧される部分、及び第2成形型の凸部と第1成形型の凹部とによって加圧される部分の双方に対して、双方の成形型による押圧力に加えて、弾性部材による弾性反発力が作用することとなる。したがって、金属板材の両面に形成される溝部の底部を平坦にすることができる。
また、上記目的を達成するための燃料電池用セパレータの製造装置は、第1凸部及び前記第1凸部を挟んで設けられた一対の第1凹部がそれぞれ延在されてなる成形面を有する第1成形型と、前記第1凹部の各々に対向する一対の第2凸部及び前記第2凸部の各々の間に設けられて前記第1凸部に対向する第2凹部がそれぞれ延在されてなる成形面を有する第2成形型と、を備え、前記第1成形型と前記第2成形型とにより金属板材をプレスすることにより、その両面に多数の溝部を形成する燃料電池用セパレータの製造装置であって、前記第1成形型の成形面及び前記第2成形型の成形面の少なくとも一方と前記金属板材との間には、弾性部材が設けられている。
以下、図1〜図3を参照して、第1実施形態について説明する。
本実施形態の燃料電池用セパレータの製造装置(以下、製造装置)は、図1に示す固体高分子形燃料電池のスタック100に用いられるセパレータ20を製造する装置である。なお、セパレータ20は、後述する一対のセパレータ21,22の総称である。
次に、製造装置について説明する。
第2成形型50は、それぞれ延在する第2凸部61と第2凹部62とが交互に設けられた成形面60を有している。
まず、図2に示すように、第2成形型50の第2凸部61上に、弾性部材72、基材120、及び弾性部材71を順に載置する。すなわち、第1成形型30の成形面40及び第2成形型50の成形面60の双方と、基材120との間にそれぞれ弾性部材71,72を配置する。
第1成形型30及び第2成形型50と、基材120との間には、それぞれ弾性部材71,72が設けられている。このため、各弾性部材71,72は、第1成形型30及び第2成形型50により、基材120とともに押圧されることとなる。このとき、各弾性部材71,72のうち、基材120の第1突出部121と第2突出部122とに対応する部分には、自身の弾性変形(圧縮変形)に伴い、第1成形型30の進退方向(同図の上下方向)に沿う弾性反発力が生じる。なお、弾性反発力は、各弾性部材の弾性変形に伴う復元力を指す。このため、基材120のうち、特に、変形の起点となる第1突出部121及び第2突出部122には、第1成形型30及び第2成形型50による押圧力に加えて、各弾性部材71,72による弾性反発力が作用する。
(1)燃料電池用セパレータの製造方法は、第1成形型30の成形面40及び第2成形型50の成形面60の双方と基材120との間に、各弾性部材71,72を配置する配置工程と、各弾性部材71,72を介して第1成形型30と第2成形型50とにより基材120を加圧する加圧工程と、を備える。
以下、図4を参照して、第2実施形態について説明する。
図4(a)に示すように、基材120の両面には、基材120のプレスに先立ち、塗料90が塗布される。図4(b)に示すように、塗料90は基材120の表面に塗布される第1層80と、第1層80の上に塗布される第2層85とからなる。第1層80は、窒化チタンからなる導電性粒子81とエポキシ樹脂からなる第1結合材82とを有している。第2層85は、グラファイト粒子86とポリフッ化ビニリデン(PVDF)樹脂からなる第2結合材87とを有している。なお、ポリフッ化ビニリデンは熱可塑性樹脂であり、エポキシ樹脂は熱硬化性樹脂である。また、エポキシ樹脂の熱硬化温度は、ポリフッ化ビニリデン樹脂の融点よりも低い。
次に、燃料電池用セパレータの製造方法について説明する。
次に、図4(c)に示すように、第1成形型及び第2成形型の双方と、塗料90が塗布された基材120との間にそれぞれ弾性部材71,72を配置する。
(2)基材120に対して、熱硬化性樹脂からなる第1結合材82と、導電性粒子81とを含有する塗料90を塗布する塗布工程を備え、加圧工程では、塗料90が塗布された基材120を加熱しつつ基材120を加圧することで塗料90を硬化させる。
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・弾性部材は、第1成形型30の成形面40及び第2成形型50の成形面60に沿った凹凸形状をなしていてもよい。
Claims (4)
- 第1凸部及び前記第1凸部を挟んで設けられた一対の第1凹部がそれぞれ延在されてなる成形面を有する第1成形型と、前記第1凹部の各々に対向する一対の第2凸部及び前記第2凸部の各々の間に設けられて前記第1凸部に対向する第2凹部がそれぞれ延在されてなる成形面を有する第2成形型と、を備え、前記第1成形型と前記第2成形型とにより金属板材をプレスすることにより、その両面に多数の溝部を形成する燃料電池用セパレータの製造方法であって、
前記第1成形型の成形面及び前記第2成形型の成形面の少なくとも一方と前記金属板材との間に、弾性部材を配置する配置工程と、
前記弾性部材を介して前記第1成形型と前記第2成形型とにより前記金属板材を加圧する加圧工程と、を備える、
燃料電池用セパレータの製造方法。 - 前記第1成形型の成形面及び前記第2成形型の成形面の双方と前記金属板材との間に、前記弾性部材を配置する、
請求項1に記載の燃料電池用セパレータの製造方法。 - 前記金属板材に対して、熱硬化性樹脂からなり、導電性粒子を含有する塗料を塗布する塗布工程を備え、
前記加圧工程では、前記塗料が塗布された前記金属板材を加熱しつつ前記金属板材を加圧することで前記塗料を硬化させる、
請求項1または請求項2に記載の燃料電池用セパレータの製造方法。 - 第1凸部及び前記第1凸部を挟んで設けられた一対の第1凹部がそれぞれ延在されてなる成形面を有する第1成形型と、前記第1凹部の各々に対向する一対の第2凸部及び前記第2凸部の各々の間に設けられて前記第1凸部に対向する第2凹部がそれぞれ延在されてなる成形面を有する第2成形型と、を備え、前記第1成形型と前記第2成形型とにより金属板材をプレスすることにより、その両面に多数の溝部を形成する燃料電池用セパレータの製造装置であって、
前記第1成形型の成形面及び前記第2成形型の成形面の少なくとも一方と前記金属板材との間には、弾性部材が設けられている、
燃料電池用セパレータの製造装置。
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Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002099371A (ja) * | 2000-09-22 | 2002-04-05 | Ekoerugu Kenkyusho:Kk | 容積可変型のキーボード装置 |
JP2003142119A (ja) * | 2001-11-07 | 2003-05-16 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池用金属製セパレータの製造方法 |
JP2003288909A (ja) * | 2002-03-28 | 2003-10-10 | Mitsubishi Plastics Ind Ltd | 燃料電池用セパレータ及びその製造方法 |
JP2005032591A (ja) * | 2003-07-07 | 2005-02-03 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池用セパレータ及びその製造方法 |
JP2012099371A (ja) * | 2010-11-03 | 2012-05-24 | Toyota Motor Corp | 燃料電池用セパレータの製造装置及び製造方法 |
JP2015022885A (ja) * | 2013-07-18 | 2015-02-02 | トヨタ車体株式会社 | 燃料電池のセパレータ及び燃料電池のセパレータの製造方法 |
JP2017188255A (ja) * | 2016-04-04 | 2017-10-12 | 新日鉄住金マテリアルズ株式会社 | 燃料電池用セパレータおよびその製造方法 |
JP2019032953A (ja) * | 2017-08-04 | 2019-02-28 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池用セパレータの製造方法 |
-
2018
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Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002099371A (ja) * | 2000-09-22 | 2002-04-05 | Ekoerugu Kenkyusho:Kk | 容積可変型のキーボード装置 |
JP2003142119A (ja) * | 2001-11-07 | 2003-05-16 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池用金属製セパレータの製造方法 |
JP2003288909A (ja) * | 2002-03-28 | 2003-10-10 | Mitsubishi Plastics Ind Ltd | 燃料電池用セパレータ及びその製造方法 |
JP2005032591A (ja) * | 2003-07-07 | 2005-02-03 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池用セパレータ及びその製造方法 |
JP2012099371A (ja) * | 2010-11-03 | 2012-05-24 | Toyota Motor Corp | 燃料電池用セパレータの製造装置及び製造方法 |
JP2015022885A (ja) * | 2013-07-18 | 2015-02-02 | トヨタ車体株式会社 | 燃料電池のセパレータ及び燃料電池のセパレータの製造方法 |
JP2017188255A (ja) * | 2016-04-04 | 2017-10-12 | 新日鉄住金マテリアルズ株式会社 | 燃料電池用セパレータおよびその製造方法 |
JP2019032953A (ja) * | 2017-08-04 | 2019-02-28 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池用セパレータの製造方法 |
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