JP2020064771A - 燃料電池用セパレータ及びその製造方法、燃料電池用セパレータの製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】生成水の排出を確実に行うことができる燃料電池用セパレータ、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。【解決手段】燃料電池用セパレータ１は、膜電極接合体２との間で反応ガス流路を形成するための凹部１１と膜電極接合体２と当接するための凸部１２とが第１方向Ｘに繰り返して波状に形成されるセパレータである。燃料電池用セパレータ１の膜電極接合体２に面する表面１ａには、第１方向Ｘに延びるとともに凹部１１及び凸部１２の起伏に沿って設けられる複数の第１溝部１３が第１方向Ｘと直交する第２方向Ｙに間隔を空けて配置されている。各凹部１１の底部１１ａには、第２方向Ｙに延びるとともに複数の第１溝部１３と連通する第２溝部１４が設けられている。【選択図】図１

Description

本発明は、燃料電池用セパレータ及びその製造方法、燃料電池用セパレータの製造装置に関する。

燃料電池は、複数の燃料電池セルを積層することによって構成されており、供給される反応ガス（すなわち、酸化剤ガスと燃料ガス）の電気化学反応により発電する。燃料電池セルとしては、電解質膜と該電解質膜を挟持する一対の電極とを有する膜電極接合体と、該膜電極接合体を挟持する一対の燃料電池用セパレータとを備えるものが知られている。燃料電池用セパレータは、膜電極接合体との間で反応ガス流路を形成するための凹部と膜電極接合体と当接するための凸部とが繰り返されて波状に形成されている。

このような構造を有する燃料電池では、燃料電池用セパレータの膜電極接合体と当接する凸部（より具体的には、凸部の頂部）において、反応ガスが潜り込み難いため、生成水が溜まりやすい問題が生じている。この問題を解決するために、様々な技術が提案されている。例えば下記特許文献１には、燃料電池用セパレータの凸部の頂部に反応ガスを通す浅溝部を形成し、反応ガスの潜り込みを促進することで生成水の排出を図ることが記載されている。また、下記特許文献２には、燃料電池用セパレータの凸部の頂部に隣接した反応ガス流路同士を繋ぐ排水溝を形成することにより生成水の排出を促進させることが記載されている。

国際公開第２０１２／０３５５８５号 特開２０１３−２５７９４６号公報

しかし、上述の特許文献に記載の燃料電池用セパレータは、生成水の排出に一定の効果を奏するが、改善の余地が残されている。

本発明は、このような技術課題を解決するためになされたものであって、生成水の排出を確実に行うことができる燃料電池用セパレータ、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を目的とする。

本発明に係る燃料電池用セパレータは、膜電極接合体を挟持し、前記膜電極接合体との間で反応ガス流路を形成するための凹部と前記膜電極接合体と当接するための凸部とが第１方向に繰り返されて波状に形成される燃料電池用セパレータであって、前記燃料電池用セパレータの前記膜電極接合体に面する表面において、前記第１方向に延びるとともに前記凹部及び前記凸部の起伏に沿って設けられる複数の第１溝部が、前記第１方向と直交する第２方向に間隔を空けて配置されており、各凹部の底部には、前記第２方向に延びるとともに前記複数の第１溝部と連通する第２溝部が設けられていることを特徴としている。

本発明に係る燃料電池用セパレータでは、第１方向に延びるとともに凹部及び凸部の起伏に沿って設けられる複数の第１溝部が第１方向と直交する第２方向に間隔を空けて配置されるので、これらの第１溝部の毛細管現象を利用して、燃料電池用セパレータにおける膜電極接合体と当接する凸部の生成水を排出することができる。加えて、燃料電池用セパレータの各凹部の底部に第２方向に延びるとともに複数の第１溝部と連通する第２溝部が設けられるので、第１溝部を流れる生成水が第２溝部に流れ込み、反応ガスの流れによって排出される。その結果、生成水の排出を確実に行うことができる。

本発明に係る燃料電池用セパレータにおいて、前記第１溝部は、前記第２溝部との連通位置で前記第２溝部と段差なく接続されていることが好ましい。このようにすれば、第１溝部を流れる生成水をスムーズに第２溝部に流れ込ませることができ、第１溝部と第２溝部との連通位置における生成水の滞留を防止することができる。

本発明に係る燃料電池用セパレータの製造方法は、板状のセパレータ基材の一表面において、第１方向に延びるとともに前記第１方向と直交する第２方向に第１間隔を空けて複数の第１溝部と、前記第２方向に延びるとともに前記第１方向に前記第１間隔よりも大きい第２間隔を空けて前記複数の第１溝部と連通する複数の第２溝部とをそれぞれ形成する第１工程と、前記第１方向に凹部と凸部とを交互に繰り返し形成する第２工程と、を含み、前記第２工程において、各第２溝部が前記凹部の底部に位置するように前記凹部及び前記凸部を形成することを特徴としている。

本発明に係る燃料電池用セパレータの製造方法では、板状のセパレータ基材の一表面に先に第１溝部及び第２溝部を形成する第１工程と、第１工程の後に凹部及び凸部を形成する第２工程とを含むので、第１溝部、第２溝部、凹部及び凸部を一つの工程で全て形成する場合と比べて材料の移動が少なくなり、形成に用いられる各金型の摩耗を低減し、各金型の寿命を長くすることができる。しかも、このようにすることで、形成された第１溝部、第２溝部、凹部及び凸部の寸法の精度を高くすることができる。

本発明に係る燃料電池用セパレータの製造装置は、金型でプレス成形することにより板状のセパレータ基材の一表面に複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、前記金型は、前記セパレータ基材の一表面に対向する対向面と、前記対向面から前記セパレータ基材側に突出し、前記溝部を形成するための突出部と、を有することを特徴としている。

本発明に係る燃料電池用セパレータの製造装置では、金型はセパレータ基材の一表面に対向する対向面と、該対向面からセパレータ基材側に突出して溝部を形成するための突出部とを有するので、セパレータ基材に溝部を容易に形成することができる。

本発明に係る燃料電池用セパレータの製造装置において、前記突出部の前記対向面から突出する高さをＡ、製造される燃料電池用セパレータの前記溝部の深さをＢ、前記セパレータ基材の厚さをＣ、製造される燃料電池用セパレータの厚さをＤとしたときに、Ａ＝Ｂ＋（Ｃ−Ｄ）であることが好ましい。このようにすれば、製造される燃料電池用セパレータの溝部の開口縁が略直角になるので、燃料電池用セパレータで膜電極接合体を挟持する際に、膜電極接合体が溝部の内部に入り込むことを抑制することができる。従って、膜電極接合体による溝部の塞ぎを防止でき、生成水の排出を確実に行うことができる。

本発明によれば、生成水の排出を確実に行うことができる。

実施形態に係る燃料電池用セパレータを示す部分斜視図である。 図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 燃料電池用セパレータの製造方法を示すフローチャートである。 燃料電池用セパレータの製造方法及び製造装置を説明するための模式断面図である。 燃料電池用セパレータの製造方法及び製造装置を説明するための模式断面図である。 上型を下方から見た斜視図である。 上型の第１突出部の突出寸法を説明するための図である。 第２工程において部分的に金型で潰す場所を示す模式断面図である。

以下、図面を参照して本発明に係る燃料電池用セパレータ、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の実施形態について説明する。

[燃料電池用セパレータ]
図１は実施形態に係る燃料電池用セパレータを示す斜視図であり、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、図３は図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。各図において、燃料電池用セパレータの幅方向を第１方向Ｘ、燃料電池用セパレータの長手方向を第２方向Ｙ、燃料電池用セパレータの厚さ方向（上下方向ともいう）を第３方向Ｚとする。また、図２及び図３において、燃料電池用セパレータと膜電極接合体との配置関係をより分かり易くするために、参考として膜電極接合体（二点鎖線部分参照）も描かれている。

本実施形態の燃料電池用セパレータ１は、矩形板状の膜電極接合体２をその両側から挟持し、膜電極接合体２とともに燃料電池セルを構成する。燃料電池用セパレータ１は、膜電極接合体２との間で反応ガス流路を形成するための凹部１１と、膜電極接合体２と当接するための凸部１２とが第１方向Ｘに交互に繰り返されることにより、波状に形成されている。

図示しないが、膜電極接合体２は、電解質膜と電解質膜を挟むように接合された一対の電極とを有する。そして、燃料電池用セパレータ１は、その凸部１２の頂部１２ａが膜電極接合体２の電極と当接した状態で膜電極接合体２を挟持する。また、膜電極接合体２の両側に一対のガス拡散層が更に配置される場合があり、この場合、膜電極接合体２と該一対のガス拡散層とは膜電極ガス拡散層接合体を構成する。膜電極ガス拡散層接合体の場合は、燃料電池用セパレータ１は、その凸部１２の頂部１２ａがガス拡散層と当接した状態で、該ガス拡散層を介して膜電極接合体２を挟持する。

燃料電池用セパレータ１の膜電極接合体２に面する表面１ａにおいて、第１方向Ｘに延びるとともに凹部１１及び凸部１２の起伏に沿って設けられる複数の第１溝部１３が、第１方向Ｘと直交する第２方向Ｙに間隔を空けて配置されている。また、表面１ａにおいて、各凹部１１の底部１１ａには、第２方向Ｙに延びるとともに複数の第１溝部１３と連通する第２溝部１４が設けられている。

より具体的には、第１溝部１３は、繰り返された凸部１２及び凹部１１を横断するように、凸部１２の頂部１２ａから頂部１２ａに連結されて下方に延びる傾斜側壁部１２ｂを下り、傾斜側壁部１２ｂに連結される凹部１１の底部１１ａを通り、更に隣接する凸部１２の傾斜側壁部１２ｂを上って凸部１２の頂部１２ａに至るように形成されている。そして、第１溝部１３は、凹部１１の底部１１ａを通る際に、底部１１ａに設けられた第２溝部１４と交差して連通するようになっている。図１に示すように、このような第１溝部１３は、複数であり、第２方向Ｙに沿って所定の間隔で離れて規則正しく配列されている。

燃料電池用セパレータ１の表面１ａの法線方向から燃料電池用セパレータ１を見たときに、第１溝部１３及び第２溝部１４は格子状に形成されている。そして、隣接する第１溝部１３同士の間隔は隣接する第２溝部１４同士の間隔よりも小さくなっている。

第１溝部１３と第２溝部１４とは、いわゆる微細溝であり、それぞれ断面矩形状を呈している。一例として、第１溝部１３と第２溝部１４とは、例えば幅（第１溝部１３の場合は第２方向Ｙの寸法、第２溝部１４の場合は第１方向Ｘの寸法）が０．１ｍｍ、深さ（すなわち、第３方向Ｚの寸法）が０．０１ｍｍとなるようにそれぞれ形成されている。なお、凸部１２及び凹部１１は交互に連結しているため、凸部１２の傾斜側壁部１２ｂは凹部１１の傾斜側壁部でもある。

また、図１及び図２に示すように、第１溝部１３は、第２溝部１４との連通位置で第２溝部１４と段差なく接続されている。ここでの「段差なく」とは、第３方向Ｚにおいて第１溝部１３の最下端は、第２溝部１４の底面と同じ高さに位置することを意味している。

このように構成された燃料電池用セパレータ１では、第１方向Ｘに延びるとともに凹部１１及び凸部１２の起伏に沿って設けられる複数の第１溝部１３が第１方向Ｘと直交する第２方向Ｙに間隔を空けて配置されるので、例えば第１溝部１３の毛細管現象を利用して、燃料電池用セパレータ１における膜電極接合体２と当接する凸部１２の頂部１２ａの生成水を排出することができる。加えて、燃料電池用セパレータ１の各凹部１１の底部１１ａに第２方向Ｙに延びるとともに複数の第１溝部１３と連通する第２溝部１４が設けられるので、第１溝部１３を流れる生成水が第２溝部１４に流れ込み、反応ガスの流れによって排出される。その結果、生成水の排出を確実に行うことができる。

しかも、第１溝部１３は第２溝部１４との連通位置で第２溝部１４と段差なく接続されているので、第１溝部１３を流れる生成水をスムーズに第２溝部１４に流れ込ませることができるとともに、第１溝部１３と第２溝部１４との連通位置における生成水の滞留を防止することができる。従って、生成水の滞留による発電性能の低下を防止することができる。

[燃料電池用セパレータの製造方法及び製造装置]
以下、図４〜図６を参照して燃料電池用セパレータ１の製造方法及び製造装置を説明する。

燃料電池用セパレータ１の製造方法は、板状のセパレータ基材３の一表面において、第１方向に延びるとともに第１方向と直交する第２方向に第１間隔を空けて複数の第１溝部１３と、第２方向に延びるとともに第１方向に第１間隔よりも大きい第２間隔を空けて複数の第１溝部１３と連通する複数の第２溝部１４とをそれぞれ形成する第１工程Ｓ１１と、第１方向に凹部１１と凸部１２とを交互に繰り返し形成する第２工程Ｓ１２と、を含む。

第１工程Ｓ１１では、例えば図５又は図６に示す燃料電池用セパレータの製造装置が用いられる。図５に示す燃料電池用セパレータの製造装置４（以下、製造装置４と略する）は、コイル材３１、すなわちロール状に巻かれたセパレータ基材３に適した装置であり、セパレータ基材３の上表面３ａに第１溝部１３及び第２溝部１４を連続形成するためのものである。この製造装置４は、セパレータ基材３に対して上方に配置される上側成形ロール４１及び上側バックアップロール４２と、セパレータ基材３に対して下方に配置される下側成形ロール４３及び下側バックアップロール４４とを備えている。なお、セパレータ基材３は、例えばステンレスやチタン等の金属板である。

上側成形ロール４１の外周面には、第１溝部１３及び第２溝部１４の形成に用いる凸パターンが設けられている。より具体的には、上側成形ロール４１の外周面には、上側成形ロール４１の長手方向に延びて第１溝部１３を形成するための第１凸条４１１と、上側成形ロール４１の周方向に延びて第２溝部１４を形成するための第２凸条４１２とがそれぞれ複数配置されている。これらの第１凸条４１１と第２凸条４１２とは、互いに交差するようになっている。一方、下側成形ロール４３の外周面は平滑状に形成されている。

上側バックアップロール４２は、上側成形ロール４１の上側に配置されており、上側成形ロール４１の位置を制限している。下側バックアップロール４４は、下側成形ロール４３の下方に配置されており、下側成形ロール４３の位置を制限している。このように上側バックアップロール４２及び下側バックアップロール４４をそれぞれ配置することで、上側成形ロール４１及び下側成形ロール４３の逃げを防止できるので、形成される第１溝部１３及び第２溝部１４の寸法精度を確保することができる。

なお、本実施形態では、上側成形ロール４１は凸パターンを有するように形成されており、それに対向する下側成形ロール４３は平滑状に形成されているが、必要に応じて下側成形ロール４３が凸パターンを有するように形成され、上側成形ロール４１が平滑状に形成されても良い。

そして、このような構造を有する製造装置４を用いて第１溝部１３及び第２溝部１４を形成するときに、コイル材３１をコイルスタンド（図示せず）で固定し、コイルフィーダー（図示せず）でコイル材３１からセパレータ基材３を引き出して製造装置４側に送る。製造装置４では、送られてきたセパレータ基材３を上側成形ロール４１及び下側成形ロール４３で挟み込み、上側成形ロール４１に設けられた第１凸条４１１及び第２凸条４１２のパターン転写により、セパレータ基材３の上表面３ａに第１溝部１３及び第２溝部１４を形成する（図５参照）。なお、セパレータ基材３の上表面３ａは、製造された燃料電池用セパレータ１の表面１ａになる。

セパレータ基材３の上表面３ａに第１溝部１３及び第２溝部１４を形成する際、後に第２工程Ｓ１２で第２溝部１４を凹部１１の底部１１ａに確実に位置できるように、例えばコイル材３１に位置決め穴を空けておくことが好ましい。これに対応し、第２工程Ｓ１２に用いられるプレス機に位置決め穴に挿入できる位置決めピンを配置し、位置決めピンと位置決め穴との関係を利用して位置決めを行う。

一方、図６に示す燃料電池用セパレータの製造装置５（以下、製造装置５と略する）は、シート材、すなわち長尺状のセパレータ基材３に適した装置であって、金型５０でプレス成形することによりセパレータ基材３の上表面３ａに第１溝部１３及び第２溝部１４を連続形成するためのものである。金型５０は、セパレータ基材３に対して上方に配置される上型５１と、セパレータ基材３に対して下方に配置される下型５２とを有する。上型５１は昇降機構（図示せず）によって第３方向Ｚに往復移動可能とされているが、下型５２は固定されている。

図７は下方から上型を見た斜視図である。図７に示すように、上型５１は、セパレータ基材３の上表面３ａに対向する対向面（すなわち、上型５１の下表面）５１ａと、対向面５１ａからセパレータ基材３側に突出する複数の第１突出部５１ｂ及び第２突出部５１ｃとを有する。これらの第１突出部５１ｂ及び第２突出部５１ｃは、互いに交差しており、格子状になっている。第１突出部５１ｂは、第１溝部１３を形成するための構造であり、例えば断面矩形状を呈している。第２突出部５１ｃは、第２溝部１４を形成するための構造であり、例えば断面矩形状を呈している。

ここで、図８に示すように、第１突出部５１ｂの対向面５１ａから突出する高さをＡ、製造される燃料電池用セパレータ１の第１溝部１３の深さをＢ、セパレータ基材３の厚さをＣ、製造される燃料電池用セパレータ１の厚さをＤとしたときに、Ａ＝Ｂ＋（Ｃ−Ｄ）であることが好ましい。

以下、その理由を説明する。図８は上型の第１突出部の突出寸法を説明するための図であり、図８の上段は上型５１、セパレータ基材３及び下型５２の配置位置を示す正面図であり、下段は第１溝部１３を第１方向Ｘから見た拡大断面図である。第１突出部５１ｂの対向面５１ａから突出する高さＡは、第３方向Ｚにおいて対向面５１ａから第１突出部５１ｂの下端までの距離を指す（図８の上段参照）。製造される燃料電池用セパレータ１の第１溝部１３の深さＢは、凸部１２の頂部１２ａにおいて、第３方向Ｚにおける頂部１２ａから第１溝部１３の底面１３ａまでの距離を指す（図８の下段参照）。

通常では、凹部及び凸部を形成する際に、材料の移動の原因で製造された燃料電池用セパレータの厚さＤは製造に用いられるセパレータ基材の厚さＣよりも厚くなる。材料の移動は、金型を用いたプレス成形時の材料の押し出しによるものと考えられる。この材料の移動に起因して、第１溝部１３の開口縁１３ｃ（すなわち、第１溝部１３の側壁１３ｂと凸部１２の頂部１２ａとの境界部分）が盛り上がり、角Ｒを有する（言い換えれば、丸みを有する）ようになってしまう。角Ｒを有すると、凸部１２の頂部１２ａを膜電極接合体２と当接させた状態で柔らかい膜電極接合体２が角Ｒに沿って第１溝部１３内に入り込み、第１溝部１３を塞ぎ、反応ガスの透過及び生成水の排出を妨げる問題が生じる。

この問題を解決するために、本願発明者は鋭意研究を重ねた結果、第１突出部５１ｂの対向面５１ａから突出する高さＡをＡ＝Ｂ＋（Ｃ−Ｄ）の関係を満たすようにすれば、製造される燃料電池用セパレータ１の第１溝部１３の開口縁１３ｃが略直角になるので、膜電極接合体２が第１溝部１３内に入り込むことを抑制でき、膜電極接合体２による第１溝部１３の塞ぎを防止できることを見出した。

一方、下型５２におけるセパレータ基材３の下表面に対向する対向面（すなわち、下型５２の上表面）は、平坦面であり、セパレータ基材３を載置する載置面となっている。本実施形態では、上型５１が第１突出部５１ｂ及び第２突出部５１ｃを有するように形成されており、それに対向する下型５２の上表面が平坦面であるが、必要に応じて下型５２の上表面が第１突出部及び第２突出部を有するように形成され、上型５１の下表面が平坦面であっても良い。

そして、このような構造を有する製造装置５を用いて第１溝部１３及び第２溝部１４を形成するときに、間欠的に搬送されたセパレータ基材３を下型５２の下表面で載置した状態で、上型５１のプレスによってセパレータ基材３の上表面３ａに第１溝部１３及び第２溝部１４を形成する（図６参照）。

第１工程Ｓ１１に続く第２工程Ｓ１２では、第１溝部１３及び第２溝部１４が形成されたセパレータ基材３に対し、プレス機（図示せず）で凸部１２及び凹部１１を交互に繰り返し形成する。なお、第２工程において、各第２溝部１４を凹部１１の底部１１ａに位置できるように、上述した位置決めピンと位置決め穴との関係で位置決めを行いながら凹部１１及び凸部１２を形成する。

第２工程Ｓ１２では、少なくとも膜電極接合体２と当接する凸部１２の頂部１２ａを構成する材料の伸び率が２０％以下になるように、凸部１２及び凹部１１を形成することが好ましい。このようにすれば、頂部１２ａに配置される第１溝部１３の部分の寸法精度を高めることができるので、生成水の排出を確実に行うことができる。なお、頂部１２ａを除く傾斜側壁部１２ｂ等の部分については、寸法の要求精度が頂部１２ａほど厳しくないので、例えばその部分を構成する材料の伸び率が２０％〜３０％であっても良い。

また、第２工程Ｓ１２では、荷重低減及び形状凍結を図るために、図９に示すように凸部１２の頂部１２ａと傾斜側壁部１２ｂとの境界部分、及び、凸部１２の傾斜側壁部１２ｂと凹部１１との境界部分（図９中の円で囲む場所参照）を金型で部分的に潰すことが好ましい。具体的には、例えば凸部１２の頂部１２ａと傾斜側壁部１２ｂとの境界部分、及び、凸部１２の傾斜側壁部１２ｂと凹部１１との境界部分を上下両側から金型で押さえた状態で板厚を潰す。その潰し量は、製造される燃料電池用セパレータ１の厚さＤとセパレータ基材３の厚さＣとの差（すなわち、Ｄ−Ｃ）である。このようにすれば、凸部１２の頂部１２ａと傾斜側壁部１２ｂとの境界部分、及び、凸部１２の傾斜側壁部１２ｂと凹部１１との境界部分における材料の逃げに起因する盛り上がりを防止することができる。しかも、これによって、製造される燃料電池用セパレータ１の第１溝部１３の開口縁１３ｃが略直角になるので、膜電極接合体２が第１溝部１３内に入り込むことを防止することができる。

以上の工程により、燃料電池用セパレータ１が製造される。

本実施形態に係る燃料電池用セパレータ１の製造方法では、セパレータ基材３の上表面３ａに先に第１溝部１３及び第２溝部１４を形成する第１工程Ｓ１１と、第１工程Ｓ１１の後に凹部１１及び凸部１２を形成する第２工程Ｓ１２とを含むので、第１溝部１３、第２溝部１４、凹部１１及び凸部１２を一つの工程で全て形成する場合と比べて、材料の移動が少なくなり、形成に用いられる各金型の摩耗を低減し、各金型の寿命を長くすることができる。しかも、このようにすることで、形成される第１溝部１３、第２溝部１４、凹部１１及び凸部１２の寸法の精度を高くすることができる。

以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。

１ 燃料電池用セパレータ
１ａ 表面
２ 膜電極接合体
３ セパレータ基材
３ａ 上表面
４，５ 燃料電池用セパレータの製造装置
１１ 凹部
１１ａ 底部
１２ 凸部
１２ａ 頂部
１２ｂ 傾斜側壁部
１３ 第１溝部
１３ａ 底面
１３ｂ 側壁
１３ｃ 開口縁
１４ 第２溝部
４１ 上側成形ロール
４２ 上側バックアップロール
４３ 下側成形ロール
４４ 下側バックアップロール
５０ 金型
５１ 上型
５１ａ 対向面
５１ｂ 第１突出部
５１ｃ 第２突出部
５２ 下型
４１１ 第１凸条
４１２ 第２凸条

Claims (5)

1. 膜電極接合体を挟持し、前記膜電極接合体との間で反応ガス流路を形成するための凹部と前記膜電極接合体と当接するための凸部とが第１方向に繰り返されて波状に形成される燃料電池用セパレータであって、
   前記燃料電池用セパレータの前記膜電極接合体に面する表面において、前記第１方向に延びるとともに前記凹部及び前記凸部の起伏に沿って設けられる複数の第１溝部が、前記第１方向と直交する第２方向に間隔を空けて配置されており、
   各凹部の底部には、前記第２方向に延びるとともに前記複数の第１溝部と連通する第２溝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。
2. 前記第１溝部は、前記第２溝部との連通位置で前記第２溝部と段差なく接続されている請求項１に記載の燃料電池用セパレータ。
3. 燃料電池用セパレータの製造方法であって、
   板状のセパレータ基材の一表面において、第１方向に延びるとともに前記第１方向と直交する第２方向に第１間隔を空けて複数の第１溝部と、前記第２方向に延びるとともに前記第１方向に前記第１間隔よりも大きい第２間隔を空けて前記複数の第１溝部と連通する複数の第２溝部とをそれぞれ形成する第１工程と、
   前記第１方向に凹部と凸部とを交互に繰り返し形成する第２工程と、
   を含み、
   前記第２工程において、各第２溝部が前記凹部の底部に位置するように前記凹部及び前記凸部を形成することを特徴とする燃料電池用セパレータの製造方法。
4. 金型でプレス成形することにより板状のセパレータ基材の一表面に複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、
   前記金型は、
   前記セパレータ基材の一表面に対向する対向面と、
   前記対向面から前記セパレータ基材側に突出し、前記溝部を形成するための突出部と、
   を有することを特徴とする燃料電池用セパレータの製造装置。
5. 前記突出部の前記対向面から突出する高さをＡ、製造される燃料電池用セパレータの前記溝部の深さをＢ、前記セパレータ基材の厚さをＣ、製造される燃料電池用セパレータの厚さをＤとしたときに、Ａ＝Ｂ＋（Ｃ−Ｄ）である請求項４に記載の燃料電池用セパレータの製造装置。

Images