JP2020161220A

JP2020161220A - Separator for fuel cell

Info

Publication number: JP2020161220A
Application number: JP2019056354A
Authority: JP
Inventors: 和則柴田; Kazunori Shibata; 隆梶原; Takashi Kajiwara; 祥夫岡田; Yoshio Okada
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2019-03-25
Filing date: 2019-03-25
Publication date: 2020-10-01
Anticipated expiration: 2039-03-25
Also published as: JP7120107B2

Abstract

To provide a separator for a fuel cell with improved sealability.SOLUTION: A separator 37 for a fuel cell comprises: a flat base part 371; and a bead 44g which protrudes to one side from the base part and extends in a first direction. The bead includes: a top portion 443 which is located closer to the one side than the base part; and first and second lateral portions 441 and 442 which are inclined from the base part and are continuous with the top portion in a manner facing each other. The first lateral portion meanderingly extends in the first direction, and the top portion linearly extends in the first direction.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、燃料電池用のセパレータに関する。 The present invention relates to a separator for a fuel cell.

燃料電池は、複数の単セルが積層されて構成される。各単セルでのセパレータには、反応ガスや冷媒をシールするビードが設けられている。例えば特許文献１では、蛇行したビードが記載されている。蛇行したビードは、直線状のビードよりも剛性が確保されている。 A fuel cell is configured by stacking a plurality of single cells. The separator in each single cell is provided with a bead that seals the reaction gas and the refrigerant. For example, Patent Document 1 describes a meandering bead. The meandering bead is more rigid than the straight bead.

特表２０１７−５３７４３３号公報Special Table 2017-537433

しかしながら、ビードが蛇行しているため、ビードのシール長が長くなり、長いシール長の全域に亘ってシール性を保証することが困難となり、シール性が低下する恐れがある。 However, since the bead meanders, the sealing length of the bead becomes long, it becomes difficult to guarantee the sealing property over the entire range of the long sealing length, and the sealing property may deteriorate.

本発明は、シール性が向上した燃料電池用のセパレータを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a separator for a fuel cell having improved sealing performance.

上記目的は、平坦な基部と、前記基部から一方側に突出して第１方向に延びたビードと、を備え、前記ビードは、前記基部よりも前記一方側に位置した頂部、前記基部から傾斜して前記頂部に連続し互いに対向した第１及び第２側部、を含み、前記第１側部は、前記第１方向に蛇行しながら延びており、前記頂部は、前記第１方向に直線状に延びている、燃料電池用のセパレータによって達成できる。 The object comprises a flat base and a bead that projects unilaterally from the base and extends in a first direction, the bead being tilted from a top, the base, located on one side of the base. The top includes first and second side portions that are continuous with each other and face each other, the first side portion meandering in the first direction, and the top portion is linear in the first direction. This can be achieved with a separator for fuel cells that extends to.

また、上記目的は、平坦な基部と、前記基部から一方側に突出して第１方向に延びたビードと、を備え、前記ビードは、前記基部よりも前記一方側に位置した頂部、前記基部から傾斜して前記頂部に連続し互いに対向した第１及び第２側部、を含み、前記第１側部は、前記第１方向に蛇行しながら延びており、前記頂部は、前記第１側部よりも小さい振幅で前記第１方向に蛇行しながら延びている、燃料電池用のセパレータによっても達成できる。 Further, the object includes a flat base portion and a bead that protrudes unilaterally from the base portion and extends in the first direction, and the bead is from a top portion located on the one side of the base portion and the base portion. It includes first and second side portions that are inclined and continuous with the top and face each other, the first side portion meandering in the first direction, and the top portion is the first side portion. It can also be achieved by a fuel cell separator that meanders in the first direction with a smaller amplitude.

前記第２側部は、前記第１方向に蛇行しながら延びていてもよい。 The second side portion may extend while meandering in the first direction.

前記第２側部は、前記第１方向に直線状に延びていてもよい。 The second side portion may extend linearly in the first direction.

前記第１側部は、前記基部の外縁に対向していてもよい。 The first side portion may face the outer edge of the base portion.

前記第１方向に交差する第２方向での前記頂部の幅は、前記第１方向で一定であってもよい。 The width of the top in the second direction intersecting the first direction may be constant in the first direction.

前記第１側部は、波状又はジグザク状に延びていてもよい。 The first side portion may extend in a wavy or zigzag shape.

本発明によれば、シール性が向上した燃料電池用のセパレータを提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a separator for a fuel cell having improved sealing performance.

図１は、燃料電池の斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a fuel cell. 図２は、単セルのアノードセパレータの平面図である。FIG. 2 is a plan view of a single cell anode separator. 図３は、図２のＡ−Ａ間に相当する箇所でのセル積層体の一部を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a part of the cell laminate at a portion corresponding to the space between A and A in FIG. 図４は、外周ビード周辺を示したセパレータの部分拡大斜視図である。FIG. 4 is a partially enlarged perspective view of the separator showing the periphery of the outer peripheral bead. 図５は、＋Ｚ方向側から見た外周ビード周辺を示したセパレータの部分拡大平面図である。FIG. 5 is a partially enlarged plan view of the separator showing the periphery of the outer peripheral bead as seen from the + Z direction side. 図６Ａは、図５のＡ−Ａ断面図であり、図６Ｂは、図５のＢ−Ｂ断面図であり、図６Ｃは、図５のＣ−Ｃ断面図である。6A is a sectional view taken along the line AA of FIG. 5, FIG. 6B is a sectional view taken along the line BB of FIG. 5, and FIG. 6C is a sectional view taken along the line CC of FIG. 図７は、第１比較例のセパレータの説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of a separator of the first comparative example. 図８は、第２比較例のセパレータの説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of a separator of the second comparative example. 図９は、第１変形例であるセパレータの部分拡大平面図である。FIG. 9 is a partially enlarged plan view of the separator which is the first modification. 図１０は、第２変形例であるセパレータの部分拡大平面図である。FIG. 10 is a partially enlarged plan view of the separator which is the second modification. 図１１は、第３変形例であるセパレータの部分拡大平面図である。FIG. 11 is a partially enlarged plan view of the separator which is a third modification.

［燃料電池の概略構成］
図１は、燃料電池１００の斜視図である。図１には、互いに直交するＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向を示している。燃料電池１００は、例えば電気自動車の電力源として利用できる。図１のように、燃料電池１００は、セル積層体１１、ターミナルプレート１２ａ及び１２ｂ、絶縁プレート１３ａ及び１３ｂ、及びエンドプレート１４ａ及び１４ｂを含む。セル積層体１１は、複数の単セル１０がＺ方向に積層されている。単セル１０は、反応ガスとして燃料ガス（例えば水素）と酸化剤ガス（例えば空気）との供給を受けて発電する固体高分子形燃料電池である。 [Outline configuration of fuel cell]
FIG. 1 is a perspective view of the fuel cell 100. FIG. 1 shows the X, Y, and Z directions that are orthogonal to each other. The fuel cell 100 can be used, for example, as a power source for an electric vehicle. As shown in FIG. 1, the fuel cell 100 includes a cell laminate 11, terminal plates 12a and 12b, insulating plates 13a and 13b, and end plates 14a and 14b. In the cell laminate 11, a plurality of single cells 10 are laminated in the Z direction. The single cell 10 is a polymer electrolyte fuel cell that generates electricity by being supplied with a fuel gas (for example, hydrogen) and an oxidant gas (for example, air) as reaction gases.

ターミナルプレート１２ａ及び１２ｂは、セル積層体１１の積層方向の両端部に配置されている。絶縁プレート１３ａ及び１３ｂは、セル積層体１１の積層方向でターミナルプレート１２ａ及び１２ｂよりも外側に配置されている。エンドプレート１４ａ及び１４ｂは、セル積層体１１の積層方向で絶縁プレート１３ａ及び１３ｂよりも外側に配置されている。ターミナルプレート１２ａ及び１２ｂは、緻密性カーボン又は銅などの導電性部材で形成され、単セル１０の発電電力を取り出すために用いられる。絶縁プレート１３ａ及び１３ｂは、ゴム又は樹脂などの絶縁性部材で形成され、ターミナルプレート１２ａ及び１２ｂとエンドプレート１４ａ及び１４ｂとの間を絶縁する。エンドプレート１４ａ及び１４ｂは、セル積層体１１とターミナルプレート１２ａ及び１２ｂと絶縁プレート１３ａ及び１３ｂとを締結する。 The terminal plates 12a and 12b are arranged at both ends of the cell laminate 11 in the stacking direction. The insulating plates 13a and 13b are arranged outside the terminal plates 12a and 12b in the stacking direction of the cell laminate 11. The end plates 14a and 14b are arranged outside the insulating plates 13a and 13b in the stacking direction of the cell laminate 11. The terminal plates 12a and 12b are formed of a conductive member such as dense carbon or copper, and are used to extract the generated power of the single cell 10. The insulating plates 13a and 13b are formed of an insulating member such as rubber or resin, and insulate between the terminal plates 12a and 12b and the end plates 14a and 14b. The end plates 14a and 14b fasten the cell laminate 11, the terminal plates 12a and 12b, and the insulating plates 13a and 13b.

単セル１０とターミナルプレート１２ａと絶縁プレート１３ａとエンドプレート１４ａとは、それぞれ複数のマニホールド孔を有していて、それぞれの複数のマニホールド孔が連通して複数のマニホールド２０〜２５が形成されている。マニホールド２０はセル積層体１１に燃料ガスを供給するために用いられ、マニホールド２１はセル積層体１１から燃料ガスを排出するために用いられる。マニホールド２２はセル積層体１１に酸化剤ガスを供給するために用いられ、マニホールド２３はセル積層体１１から酸化剤ガスを排出するために用いられる。マニホールド２４はセル積層体１１に冷媒（例えば冷却水）を供給するために用いられ、マニホールド２５はセル積層体１１から冷媒を排出するために用いられる。 The single cell 10, the terminal plate 12a, the insulating plate 13a, and the end plate 14a each have a plurality of manifold holes, and the plurality of manifold holes are communicated with each other to form a plurality of manifolds 20 to 25. .. The manifold 20 is used to supply fuel gas to the cell laminate 11, and the manifold 21 is used to discharge fuel gas from the cell laminate 11. The manifold 22 is used to supply the oxidant gas to the cell laminate 11, and the manifold 23 is used to discharge the oxidant gas from the cell laminate 11. The manifold 24 is used to supply a refrigerant (for example, cooling water) to the cell laminate 11, and the manifold 25 is used to discharge the refrigerant from the cell laminate 11.

図２は、単セル１０のアノードセパレータ３７の平面図である。図３は、図２のＡ−Ａ間に相当する箇所でのセル積層体１１の一部を示す断面図である。図２に示すように、アノードセパレータ（以下、単にセパレータと称する）３７は、Ｘ方向及びＹ方向をそれぞれ短手方向及び長手方向とする略矩形状であり、外周縁を画定する縁３７２〜３７５を有している。縁３７２及び３７３は、Ｙ方向に略平行でありＸ方向に離れている。縁３７４及び３７５は、Ｘ方向に略平行でありＹ方向に離れている。また、セパレータ３７には、マニホールド２０〜２５のそれぞれを画定するためのマニホールド孔５０〜５５が形成されている。マニホールド孔５２、５４、及び５１は、縁３７４に沿って設けられている。マニホールド孔５０、５５、及び５３は、縁３７５に沿って設けられている。マニホールド孔５０、５５、及び５３と、マニホールド孔５２、５４、及び５１との間には、Ｙ方向に延びＸ方向に所定の間隔を空けて並んだ複数の流路リブ４２が形成されている。また、セパレータ３７には、冷媒や反応ガスの漏れを防ぐためにマニホールドビード４４ａ〜４４ｆや外周ビード４４ｇが設けられている。マニホールドビード４４ａ〜４４ｆは、それぞれマニホールド孔５０〜５５を包囲する。外周ビード４４ｇは、マニホールド孔５４及び５５が外側に位置するようにガスマニホールド孔５０〜５３と複数の流路リブ４２を包囲し、縁３７２〜３７５に沿って蛇行しながら延びている。外周ビード４４ｇの形状については、詳しくは後述する。 FIG. 2 is a plan view of the anode separator 37 of the single cell 10. FIG. 3 is a cross-sectional view showing a part of the cell laminate 11 at a portion corresponding to the space between A and A in FIG. As shown in FIG. 2, the anode separator (hereinafter, simply referred to as a separator) 37 has a substantially rectangular shape with the X direction and the Y direction as the lateral direction and the longitudinal direction, respectively, and has edges 372 to 375 that define the outer peripheral edge. have. The edges 372 and 373 are substantially parallel in the Y direction and separated in the X direction. The edges 374 and 375 are substantially parallel in the X direction and separated in the Y direction. Further, the separator 37 is formed with manifold holes 50 to 55 for defining each of the manifolds 20 to 25. Manifold holes 52, 54, and 51 are provided along the edge 374. Manifold holes 50, 55, and 53 are provided along the edge 375. A plurality of flow path ribs 42 extending in the Y direction and arranged at predetermined intervals in the X direction are formed between the manifold holes 50, 55, and 53 and the manifold holes 52, 54, and 51. .. Further, the separator 37 is provided with manifold beads 44a to 44f and an outer peripheral bead 44g in order to prevent leakage of the refrigerant and the reaction gas. The manifold beads 44a to 44f surround the manifold holes 50 to 55, respectively. The outer peripheral bead 44g surrounds the gas manifold holes 50 to 53 and the plurality of flow path ribs 42 so that the manifold holes 54 and 55 are located on the outside, and extends along the edges 372 to 375 while meandering. The shape of the outer peripheral bead 44 g will be described in detail later.

図３に示すように、単セル１０は、膜電極ガス拡散層接合体（以下、ＭＥＧＡ（Membrane Electrode Gas diffusion layer Assembly）と称する）３６と、ＭＥＧＡ３６を囲む枠状の絶縁フレーム３９と、ＭＥＧＡ３６及び絶縁フレーム３９に対向したセパレータ３７と、ＭＥＧＡ３６及び絶縁フレーム３９とは反対側でセパレータ３７に対向したカソードセパレータ（以下、単にセパレータと称する）３８と、を備える。セパレータ３７及び３８は、ガス遮断性及び電子伝導性を有する部材で形成され、例えばプレス成型したステンレス鋼などの金属部材で形成されている。絶縁フレーム３９は、例えばゴム又はエラストマー樹脂などの弾性を有する樹脂部材で形成されているが、弾性を有さない絶縁部材で形成されていてもよい。 As shown in FIG. 3, the single cell 10 includes a membrane electrode gas diffusion layer assembly (hereinafter referred to as MEGA (Membrane Electrode Gas diffusion layer assembly)) 36, a frame-shaped insulating frame 39 surrounding the MEGA 36, the MEGA 36, and the MEGA 36. A separator 37 facing the insulating frame 39 and a cathode separator (hereinafter, simply referred to as a separator) 38 facing the MEGA 36 and the separator 37 on the opposite side of the insulating frame 39 are provided. The separators 37 and 38 are made of a member having gas blocking property and electron conductivity, and are made of a metal member such as press-molded stainless steel. The insulating frame 39 is formed of an elastic resin member such as rubber or an elastomer resin, but may be formed of a non-elastic insulating member.

図３に示すように、セパレータ３７は、ＸＹ平面に略平行であって平坦な基部３７１と、基部３７１から＋Ｚ方向に突出した複数の流路リブ４２と外周ビード４４ｇとを含む。図１に示したマニホールド２０を流れる燃料ガスは、マニホールド孔５０から隣接する流路リブ４２とこれに対向するＭＥＧＡ３６との間を流れて、マニホールド孔５１を介してマニホールド２１から排出される。 As shown in FIG. 3, the separator 37 includes a flat base portion 371 that is substantially parallel to the XY plane, a plurality of flow path ribs 42 protruding from the base portion 371 in the + Z direction, and an outer peripheral bead 44 g. The fuel gas flowing through the manifold 20 shown in FIG. 1 flows from the manifold hole 50 between the adjacent flow path rib 42 and the MEGA 36 facing the manifold hole 50, and is discharged from the manifold 21 through the manifold hole 51.

セパレータ３８は、ＸＹ平面に略平行であって平坦な基部３８１と、基部３８１から−Ｚ方向に突出した複数の流路リブ４３と外周ビード４５ｇとを含む。セパレータ３８の基部３８１は、セパレータ３８に対向するセパレータ３７の基部３７１に当接している。セパレータ３８の複数の流路リブ４３は、Ｙ方向に延びてＸ方向に所定の間隔を空けて並んでおり、セパレータ３８に対向するセパレータ３７の複数の流路リブ４２とＺ方向で対向している。図１に示したマニホールド２２を流れる酸化剤ガスは、マニホールド孔５２から隣接する流路リブ４３とこれに対向するＭＥＧＡ３６との間を流れて、マニホールド孔５３を介してマニホールド２３から排出される。図１に示したマニホールド２４を流れる冷媒は、マニホールド孔５４から対向する流路リブ４２及び４３の間を流れて、マニホールド孔５５を介してマニホールド２５から排出される。 The separator 38 includes a base portion 381 that is substantially parallel to the XY plane and is flat, a plurality of flow path ribs 43 projecting from the base portion 381 in the −Z direction, and an outer peripheral bead 45 g. The base 381 of the separator 38 is in contact with the base 371 of the separator 37 facing the separator 38. The plurality of flow path ribs 43 of the separator 38 extend in the Y direction and are arranged at a predetermined interval in the X direction, and face the plurality of flow path ribs 42 of the separator 37 facing the separator 38 in the Z direction. There is. The oxidant gas flowing through the manifold 22 shown in FIG. 1 flows from the manifold hole 52 between the adjacent flow path rib 43 and the MEGA 36 facing the flow path rib 43, and is discharged from the manifold 23 through the manifold hole 53. The refrigerant flowing through the manifold 24 shown in FIG. 1 flows from the manifold holes 54 between the flow path ribs 42 and 43 facing each other, and is discharged from the manifold 25 through the manifold holes 55.

図３に示すように、セパレータ３７の外周ビード４４ｇは、Ｚ方向の圧縮荷重に対して反力が確保できるように、基部３７１から＋Ｚ方向に突出している。同様に、セパレータ３８の外周ビード４５ｇは、Ｚ方向の圧縮荷重に対して反力が確保できるように、基部３８１から−Ｚ方向に突出している。セパレータ３７の外周ビード４４ｇは、このセパレータ３７と対向するセパレータ３８の外周ビード４５ｇとＺ方向で対向している。セパレータ３８の外周ビード４５ｇは、セパレータ３７の外周ビード４４ｇと同様に蛇行しながらセパレータ３８の外周縁に沿うように伸びている。 As shown in FIG. 3, the outer peripheral bead 44 g of the separator 37 protrudes from the base portion 371 in the + Z direction so that a reaction force can be secured against a compressive load in the Z direction. Similarly, the outer peripheral bead 45 g of the separator 38 projects from the base portion 381 in the −Z direction so that a reaction force can be secured against a compressive load in the Z direction. The outer peripheral bead 44g of the separator 37 faces the outer peripheral bead 45g of the separator 38 facing the separator 37 in the Z direction. The outer peripheral bead 45 g of the separator 38 meanders and extends along the outer peripheral edge of the separator 38 in the same manner as the outer peripheral bead 44 g of the separator 37.

セパレータ３７の外周ビード４４ｇは、このセパレータ３７に対向する絶縁フレーム３９に、弾性部材であるゴム製のガスケット７０を介して押圧される。外周ビード４５ｇについても同様である。尚、図２に示したマニホールドビード４４ａ〜４４ｆも、不図示のガスケットを介して絶縁フレーム３９に押圧されている。 The outer peripheral bead 44g of the separator 37 is pressed against the insulating frame 39 facing the separator 37 via a rubber gasket 70 which is an elastic member. The same applies to the outer peripheral bead 45 g. The manifold beads 44a to 44f shown in FIG. 2 are also pressed against the insulating frame 39 via a gasket (not shown).

尚、セパレータ３８及び絶縁フレーム３９には、セパレータ３７のマニホールド孔５０〜５５と同様に、複数のマニホールド孔が設けられている。また、セパレータ３８には、セパレータ３７のマニホールドビード４４ａ〜４４ｆや外周ビード４４ｇと同様に複数のシール部が設けられている。セパレータ３７及び３８は、マニホールドビード４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、及び４４ｄの周りや外周ビード４４ｇの周りで接合されている。セパレータ３７及び３８の接合は、例えばレーザ溶接によって行われるが、アーク溶接又は熱圧着接合などの他の方法で接合されてもよい。 The separator 38 and the insulating frame 39 are provided with a plurality of manifold holes, similarly to the manifold holes 50 to 55 of the separator 37. Further, the separator 38 is provided with a plurality of sealing portions like the manifold beads 44a to 44f of the separator 37 and the outer peripheral beads 44g. The separators 37 and 38 are joined around the manifold beads 44a, 44b, 44c, and 44d and around the outer bead 44g. The separators 37 and 38 are joined by, for example, laser welding, but may be joined by other methods such as arc welding or thermocompression bonding.

ＭＥＧＡ３６は、膜電極接合体（以下、ＭＥＡ（Membrane Electrode Assembly）と称する）３５と、アノードガス拡散層（以下、単に拡散層と称する）３３、及びカソードガス拡散層（以下、単に拡散層と称する）３４と、を備える。ＭＥＡ３５は、電解質膜３０と、電解質膜３０の一方の面の全面に設けられたアノード触媒層（以下、単に触媒層と称する）３１と、他方の面に電解質膜３０の外周縁部３０ａを露出させて設けられたカソード触媒層（以下、単に触媒層と称する）３２と、を備える。絶縁フレーム３９は、例えば接着剤などによって電解質膜３０の外周縁部３０ａに接合されている。 The MEGA 36 includes a membrane electrode assembly (hereinafter referred to as MEA (Membrane Electrode Assembly)) 35, an anode gas diffusion layer (hereinafter simply referred to as a diffusion layer) 33, and a cathode gas diffusion layer (hereinafter simply referred to as a diffusion layer). ) 34 and. The MEA35 exposes the electrolyte membrane 30, the anode catalyst layer (hereinafter, simply referred to as the catalyst layer) 31 provided on the entire surface of one surface of the electrolyte membrane 30, and the outer peripheral edge portion 30a of the electrolyte membrane 30 on the other surface. A cathode catalyst layer (hereinafter, simply referred to as a catalyst layer) 32, which is provided so as to be provided, is provided. The insulating frame 39 is joined to the outer peripheral edge portion 30a of the electrolyte membrane 30 by, for example, an adhesive.

電解質膜３０は、スルホン酸基を有するフッ素系樹脂材料又は炭素系樹脂材料で形成された固体高分子膜であり、湿潤状態において良好なプロトン伝導性を有する。触媒層３１及び３２は、電気化学反応を進行させる触媒（白金又は白金−コバルト合金など）を担持したカーボン粒子（カーボンブラックなど）と、スルホン酸基を有する固体高分子であり、湿潤状態において良好なプロトン伝導性を有するアイオノマーと、を含む。拡散層３３及び３４は、ガス透過性及び電子伝導性を有する部材で形成され、例えばカーボンクロス又はカーボンペーパなどの多孔質カーボン部材で形成されている。 The electrolyte membrane 30 is a solid polymer membrane formed of a fluororesin material or a carbon-based resin material having a sulfonic acid group, and has good proton conductivity in a wet state. The catalyst layers 31 and 32 are carbon particles (carbon black, etc.) carrying a catalyst (platinum or platinum-cobalt alloy, etc.) for advancing the electrochemical reaction, and a solid polymer having a sulfonic acid group, which are good in a wet state. Includes ionomers with various proton conductivity. The diffusion layers 33 and 34 are formed of a member having gas permeability and electron conductivity, and are formed of a porous carbon member such as carbon cloth or carbon paper.

［外周ビード４４ｇの詳細構成］
図４は、外周ビード４４ｇ周辺を示したセパレータ３７の部分拡大斜視図である。図５は、＋Ｚ方向側から見た外周ビード４４ｇ周辺を示したセパレータ３７の部分拡大平面図である。図５は、外周ビード４４ｇが突出した側からであって基部３７１の面に垂直な方向から見た平面図に相当する。図４及び図５では、縁３７２に沿って延びた外周ビード４４ｇの一部分を示している。図６Ａは、図５のＡ−Ａ断面図である。図６Ｂは、図５のＢ−Ｂ断面図である。図６Ｃは、図５のＣ−Ｃ断面図である。 [Detailed configuration of outer peripheral bead 44g]
FIG. 4 is a partially enlarged perspective view of the separator 37 showing the periphery of the outer peripheral bead 44 g. FIG. 5 is a partially enlarged plan view of the separator 37 showing the periphery of the outer peripheral bead 44 g as viewed from the + Z direction side. FIG. 5 corresponds to a plan view seen from the side on which the outer peripheral bead 44g protrudes and from a direction perpendicular to the surface of the base portion 371. 4 and 5 show a portion of the outer bead 44g extending along the edge 372. FIG. 6A is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. FIG. 6B is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. FIG. 6C is a sectional view taken along the line CC of FIG.

外周ビード４４ｇは、側部４４１及び４４２と、頂部４４３とを含む。側部４４１及び４４２は、基部３７１に対して傾斜するように＋Ｚ方向側に突出している。頂部４４３は、基部３７１と略平行であり、基部３７１よりも＋Ｚ方向側に位置している。側部４４１は、側部４４２よりも縁３７２の近くに位置している。 The outer bead 44g includes side portions 441 and 442 and a top portion 443. The side portions 441 and 442 project toward the + Z direction so as to be inclined with respect to the base portion 371. The top portion 443 is substantially parallel to the base portion 371 and is located on the + Z direction side with respect to the base portion 371. The side portion 441 is located closer to the edge 372 than the side portion 442.

図５には、側部４４１と基部３７１との境界線である稜線Ｌ１、側部４４２と基部３７１との境界線である稜線Ｌ２、側部４４１と頂部４４３との境界線である稜線Ｌ３、側部４４２と頂部４４３との境界線である稜線Ｌ４を示している。側部４４１及び４４２は、＋Ｙ方向に蛇行しながら延びている。詳細には、側部４４１及び４４２は、振幅と波長とが略同じであり且つ位相が略一致した波状に延びている。従って、図５に示すように平面視で、稜線Ｌ１及びＬ２は、振幅と波長とが略同じであり且つ位相が略一致した波状である。「波状」とは、正弦波のような滑らかに湾曲した形状を意味する。頂部４４３は、Ｘ方向の幅がＹ方向の位置によらずに一定で＋Ｙ方向に直線状に延びている。従って、図５に示すように平面視で、稜線Ｌ３及びＬ４はＹ方向に平行である。尚、図５には、シール長Ｔ、及びベクトルＰ１〜Ｐ４を示しているが詳しくは後述する In FIG. 5, the ridge line L1 which is the boundary line between the side portion 441 and the base portion 371, the ridge line L2 which is the boundary line between the side portion 442 and the base portion 371, and the ridge line L3 which is the boundary line between the side portion 441 and the top portion 443, The ridge line L4, which is the boundary line between the side portion 442 and the top portion 443, is shown. The side portions 441 and 442 meander in the + Y direction and extend. Specifically, the side portions 441 and 442 extend in a wavy shape in which the amplitude and wavelength are substantially the same and the phases are substantially the same. Therefore, as shown in FIG. 5, in a plan view, the ridge lines L1 and L2 are wavy with substantially the same amplitude and wavelength and substantially the same phase. "Wavy" means a smoothly curved shape such as a sine wave. The width of the top portion 443 in the X direction is constant regardless of the position in the Y direction and extends linearly in the + Y direction. Therefore, as shown in FIG. 5, the ridge lines L3 and L4 are parallel to the Y direction in a plan view. Note that FIG. 5 shows the seal length T and the vectors P1 to P4, which will be described in detail later.

図６Ａ〜図６Ｃには、側部４４１及び４４２のそれぞれの基部３７１に対する傾斜角度α１及びα２と、断面視での側部４４１及び４４２のそれぞれの長さβ１及びβ２とを示している。図６Ａでは、傾斜角度α１及びα２は同じ角度であり、長さβ１及びβ２とは同じ長さである。図６Ｂでは、傾斜角度α１は傾斜角度α２よりも大きく、長さβ１は長さβ２よりも短い。図６Ｃでは、傾斜角度α１は傾斜角度α２よりも小さく、長さβ１は長さβ２よりも長い。このように、傾斜角度α１及びα２は、Ｙ方向の位置に応じて所定の範囲で増減を繰り返し、具体的には傾斜角度α１が増大すると傾斜角度α２は減少し、傾斜角度α１が減少すると傾斜角度α２は増大する。同様に、長さβ１及びβ２も、Ｙ方向の位置に応じて所定の範囲で増減を繰り返し、具体的には長さβ１が増大すると長さβ２は減少し、長さβ１が減少すると長さβ２は増大する。換言すれば、Ｙ方向での任意の位置での傾斜角度α１及びα２の合計値は略一定であり、Ｙ方向での任意の位置での長さβ１及びβ２の合計値も略一定である。 6A-6C show the tilt angles α1 and α2 of the side portions 441 and 442 with respect to the respective base portions 371, and the lengths β1 and β2 of the side portions 441 and 442 in cross-sectional view, respectively. In FIG. 6A, the tilt angles α1 and α2 are the same angle, and the lengths β1 and β2 are the same. In FIG. 6B, the tilt angle α1 is larger than the tilt angle α2, and the length β1 is shorter than the length β2. In FIG. 6C, the tilt angle α1 is smaller than the tilt angle α2, and the length β1 is longer than the length β2. In this way, the tilt angles α1 and α2 repeatedly increase and decrease within a predetermined range according to the position in the Y direction. Specifically, when the tilt angle α1 increases, the tilt angle α2 decreases, and when the tilt angle α1 decreases, the tilt angle α1 decreases. The angle α2 increases. Similarly, the lengths β1 and β2 also repeatedly increase and decrease within a predetermined range according to the position in the Y direction. Specifically, when the length β1 increases, the length β2 decreases, and when the length β1 decreases, the length β1 and β2 decrease. β2 increases. In other words, the total value of the inclination angles α1 and α2 at an arbitrary position in the Y direction is substantially constant, and the total value of the lengths β1 and β2 at an arbitrary position in the Y direction is also substantially constant.

傾斜角度α１及びα２のそれぞれは、０°より大きく９０°以下の範囲内に含まれる角度範囲で増減を繰り返せばよいが、傾斜角度α１及びα２の各角度範囲は、３０°以上であり８５°以下の範囲であることが好ましい。傾斜角度の最小値が小さすぎると、ビード全体の幅が大きくなりすぎるからである。また、傾斜角度が９０°に近いほど、プレスによりビードを成形する際に、金型を取り外すことが困難となる恐れがあるからである。 Each of the inclination angles α1 and α2 may be repeatedly increased / decreased within an angle range larger than 0 ° and 90 ° or less, but each angle range of the inclination angles α1 and α2 is 30 ° or more and 85 °. The range is preferably as follows. This is because if the minimum value of the tilt angle is too small, the width of the entire bead becomes too large. Further, the closer the inclination angle is to 90 °, the more difficult it may be to remove the mold when forming the bead by pressing.

［第１比較例］
次に複数の比較例について説明する。尚、比較例について、本実施例と同一の構成については同一の符号を付することにより、重複する説明を省略する。図７は、第１比較例のセパレータ３７ｘの説明図である。セパレータ３７ｘの外周ビード４４ｇｘは、側部４４１ｘ及び４４２ｘと頂部４４３とを含む。外周ビード４４ｇｘの側部４４１ｘ及び４４２ｘは、頂部４４３と同様に直線状に延びている。即ち、基部３７１に対する側部４４１ｘ及び４４２ｘの各傾斜角度はＹ方向の位置によらずに常に一定であり、断面視での側部４４１ｘ及び４４２ｘの各長さもＹ方向の位置によらずに常に一定である。 [First Comparative Example]
Next, a plurality of comparative examples will be described. In the comparative example, the same components as those in the present embodiment are designated by the same reference numerals, so that duplicate description will be omitted. FIG. 7 is an explanatory diagram of the separator 37x of the first comparative example. The outer bead 44gx of the separator 37x includes side portions 441x and 442x and a top portion 443. The side portions 441x and 442x of the outer peripheral bead 44gx extend linearly like the top portion 443. That is, the inclination angles of the side portions 441x and 442x with respect to the base portion 371 are always constant regardless of the position in the Y direction, and the lengths of the side portions 441x and 442x in the cross-sectional view are always constant regardless of the position in the Y direction. It is constant.

燃料電池は、セパレータ３７ｘや絶縁フレーム３９、ＭＥＧＡ３６等が積層されて、Ｚ方向に圧縮荷重が作用するようにこれらの部材が締結される。セパレータ３７ｘの外周ビード４４ｇｘにＺ方向での圧縮荷重が作用すると、側部４４１ｘ上には、側部４４１ｘ上の任意の点での側部４４１ｘの外側に向けた法線方向に力が作用し、同様に側部４４２ｘ上には、側部４４２ｘ上の任意の点での側部４４２ｘの外側に向けた法線方向に力が作用する。 In the fuel cell, a separator 37x, an insulating frame 39, MEGA36, and the like are laminated, and these members are fastened so that a compressive load acts in the Z direction. When a compressive load in the Z direction acts on the outer peripheral bead 44gx of the separator 37x, a force acts on the side portion 441x in the normal direction toward the outside of the side portion 441x at an arbitrary point on the side portion 441x. Similarly, a force acts on the side portion 442x in the normal direction toward the outside of the side portion 442x at an arbitrary point on the side portion 442x.

図７には、外周ビード４４ｇｘに圧縮荷重が作用した際に側部４４１ｘ及び４４２ｘに作用する力のベクトルＰ１〜Ｐ４を示している。側部４４１ｘには−Ｘ方向のベクトルＰ１及びＰ２が作用し、側部４４２ｘには＋Ｘ方向のベクトルＰ３及びＰ４が作用する。ベクトルＰ１及びＰ２は、それぞれ、側部４４１ｘの外側面上の互いにＹ方向に離れた位置での法線方向に作用する力を示す。同様に、ベクトルＰ３及びＰ４は、それぞれ、側部４４２ｘの外側面上の互いにＹ方向に離れた位置での法線方向に作用する力を示す。ここで、側部４４１ｘは＋Ｙ方向に直線状に延びているため、側部４４１ｘの外側面上の法線方向は、Ｙ方向の位置によらずに同一方向であり、具体的には平面視で−Ｘ方向である。側部４４２ｘについても同様であり、側部４４２ｘの外側面上の法線方向は、Ｙ方向の位置によらずに＋Ｘ方向である。このようにベクトルＰ１及びＰ２が側部４４１ｘに対して−Ｘ方向に作用し、ベクトルＰ３及びＰ４は側部４４２ｘに対して＋Ｘ方向に作用する。このため、側部４４１ｘ及び４４２ｘが広がるように変形して、上述したガスケット７０を介しての外周ビード４４ｇと絶縁フレーム３９との間のシール性が低下する可能性がある。 FIG. 7 shows vectors P1 to P4 of forces acting on the side portions 441x and 442x when a compressive load is applied to the outer peripheral bead 44gx. Vectors P1 and P2 in the −X direction act on the side portion 441x, and vectors P3 and P4 in the + X direction act on the side portion 442x. The vectors P1 and P2 show the forces acting in the normal direction at positions separated from each other in the Y direction on the outer surface of the side portion 441x, respectively. Similarly, the vectors P3 and P4 each indicate a force acting in the normal direction at positions separated from each other in the Y direction on the outer surface of the side portion 442x. Here, since the side portion 441x extends linearly in the + Y direction, the normal direction on the outer surface of the side portion 441x is the same direction regardless of the position in the Y direction, and specifically, in a plan view. In the -X direction. The same applies to the side portion 442x, and the normal direction on the outer surface of the side portion 442x is the + X direction regardless of the position in the Y direction. In this way, the vectors P1 and P2 act on the side portion 441x in the −X direction, and the vectors P3 and P4 act on the side portion 442x in the + X direction. Therefore, the side portions 441x and 442x may be deformed so as to expand, and the sealing property between the outer peripheral bead 44g and the insulating frame 39 via the gasket 70 described above may be deteriorated.

［本実施例と第１比較例の差異］
本実施例の外周ビード４４ｇを示した図５には、側部４４１に作用するベクトルＰ１及びＰ２と、側部４４２に作用するベクトルＰ３及びＰ４とを示している。ここで、ベクトルＰ１及びＰ２は、側部４４１の外側面の法線方向に作用する。図５に示したベクトルＰ１〜Ｐ４の始点の位置は、図７に示したベクトルＰ１〜Ｐ４の始点の位置と同じである。側部４４１は蛇行しているため、側部４４１の外側面上の法線方向はＹ方向の位置によって変化し、側部４４２についても同様である。図５に示した例では、ベクトルＰ１は−Ｘ方向と＋Ｙ方向の間の方向に作用し、ベクトルＰ２は、−Ｘ方向と−Ｙ方向の間の方向に作用し、ベクトルＰ３は＋Ｘ方向と＋Ｙ方向の間の方向に作用し、ベクトルＰ４は＋Ｘ方向と−Ｙ方向の間の方向に作用する。 [Difference between this example and the first comparative example]
FIG. 5 showing the outer peripheral bead 44 g of this embodiment shows the vectors P1 and P2 acting on the side portion 441 and the vectors P3 and P4 acting on the side portion 442. Here, the vectors P1 and P2 act in the normal direction of the outer surface of the side portion 441. The position of the start point of the vectors P1 to P4 shown in FIG. 5 is the same as the position of the start point of the vectors P1 to P4 shown in FIG. Since the side portion 441 meanders, the normal direction on the outer surface of the side portion 441 changes depending on the position in the Y direction, and the same applies to the side portion 442. In the example shown in FIG. 5, the vector P1 acts in the direction between the −X direction and the + Y direction, the vector P2 acts in the direction between the −X direction and the −Y direction, and the vector P3 acts in the + X direction. It acts in the direction between the + Y direction, and the vector P4 acts in the direction between the + X direction and the −Y direction.

ここで、ベクトルＰ１のＹ方向成分Ｐ１ｙは＋Ｙ方向に作用しているのに対し、ベクトルＰ２のＹ方向成分Ｐ２ｙは−Ｙ方向に作用する。このため、Ｙ方向成分Ｐ１ｙ及びＰ２ｙは互いに相殺される。同様に、ベクトルＰ３のＹ方向成分Ｐ３ｙは＋Ｙ方向に作用しているのに対し、ベクトルＰ４のＹ方向成分Ｐ４ｙは−Ｙ方向に作用し、Ｙ方向成分Ｐ３ｙ及びＰ４ｙは互いに相殺される。このため、側部４４１には、実質的にはＸ方向成分Ｐ１ｘ及びＰ２ｘのみが作用し、側部４４２には、Ｘ方向成分Ｐ３ｘ及びＰ４ｘが作用する。 Here, the Y-direction component P1y of the vector P1 acts in the + Y direction, whereas the Y-direction component P2y of the vector P2 acts in the −Y direction. Therefore, the Y-direction components P1y and P2y cancel each other out. Similarly, the Y-direction component P3y of the vector P3 acts in the + Y direction, whereas the Y-direction component P4y of the vector P4 acts in the −Y direction, and the Y-direction components P3y and P4y cancel each other out. Therefore, substantially only the X-direction components P1x and P2x act on the side portion 441, and the X-direction components P3x and P4x act on the side portion 442.

このため第１比較例の外周ビード４４ｇｘと比較すると、本実施例の外周ビード４４ｇでは、Ｘ方向に作用する力が低減されている。従って、本実施例の外周ビード４４ｇは圧縮荷重に対する反力が確保されており、シール性が向上している。 Therefore, as compared with the outer peripheral bead 44gx of the first comparative example, the force acting in the X direction is reduced in the outer peripheral bead 44g of this embodiment. Therefore, the outer peripheral bead 44 g of this embodiment has a reaction force against a compressive load, and the sealing property is improved.

［第２比較例］
図８は、第２比較例のセパレータ３７ｙの説明図である。セパレータ３７ｙの外周ビード４４ｇｙは、側部４４１ｙ及び４４２ｙと、頂部４４３ｙとを含む。頂部４４３ｙは、側部４４１ｙ及び４４２ｙと共に、＋Ｙ方向に蛇行しならが延びている。即ち、外周ビード４４ｇｙは、全体で＋Ｙ方向に蛇行しながら延びている。従って、稜線Ｌ１ｙ、Ｌ２ｙ、Ｌ３ｙ、及びＬ４ｙは、平面視で振幅と波長とが略一定であり且つ位相が同一の波状に延びている。比較例の稜線Ｌ１ｙ等は、本実施例の稜線Ｌ１等と振幅と波長とが同じである。基部３７１に対する側部４４１ｙ及び４４２ｙの各傾斜角度はＹ方向の位置によらずに常に一定であり、断面視での側部４４１ｙ及び４４２ｙの各長さもＹ方向の位置によらずに常に一定である。第２比較例の外周ビード４４ｇｙの側部４４１ｙ及び４４２ｙは蛇行しているため、本実施例と同様に圧縮荷重に対する反力が確保されている。 [Second comparative example]
FIG. 8 is an explanatory diagram of the separator 37y of the second comparative example. The outer peripheral bead 44gy of the separator 37y includes side portions 441y and 442y and a top portion 443y. The top 443y, along with the side portions 441y and 442y, has a meandering extension in the + Y direction. That is, the outer peripheral bead 44 gy extends while meandering in the + Y direction as a whole. Therefore, the ridge lines L1y, L2y, L3y, and L4y extend in a wavy shape in which the amplitude and wavelength are substantially constant and the phases are the same in a plan view. The ridge line L1y and the like of the comparative example have the same amplitude and wavelength as the ridge line L1 and the like of the present embodiment. The inclination angles of the side portions 441y and 442y with respect to the base portion 371 are always constant regardless of the position in the Y direction, and the lengths of the side portions 441y and 442y in the cross-sectional view are also always constant regardless of the position in the Y direction. is there. Since the side portions 441y and 442y of the outer peripheral bead 44gy of the second comparative example meander, the reaction force against the compressive load is secured as in the present embodiment.

図８には、頂部４４３ｙのシール長Ｔｙを示している。頂部４４３ｙのシール長Ｔｙは、Ｙ方向の所定範囲での頂部４４３ｙの経路長さである。頂部４４３ｙはＹ方向に蛇行して延びているため、シール長Ｔｙの長さが確保されている。 FIG. 8 shows the seal length Ty of the top 443y. The seal length Ty of the top 443y is the path length of the top 443y in a predetermined range in the Y direction. Since the top portion 443y meanders in the Y direction and extends, the length of the seal length Ty is secured.

［本実施例の第２比較例の差異］
本実施例の外周ビード４４ｇを示した図５には、頂部４４３のシール長Ｔを示している。シール長Ｔは、頂部４４３ｙのシール長Ｔｙと同様に、Ｙ方向での同じ所定範囲内における頂部４４３の長さである。頂部４４３は、Ｙ方向に平行に直線状に延びているため、シール長ＴはＹ方向での所定の範囲内で最短であり、シール長Ｔｙよりも短い。比較例ではシール長Ｔｙが長いため、長いシール長Ｔｙの範囲内でシール性が低下した箇所が発生する可能性がある。これに対して、本実施例でのシール長Ｔは短いため、シール性が低下した箇所が生じることを抑制でき、シール性が向上している。 [Differences in the second comparative example of this example]
FIG. 5, which shows 44 g of the outer peripheral bead of this embodiment, shows the seal length T of the top 443. The seal length T is the length of the top 443 within the same predetermined range in the Y direction, similarly to the seal length Ty of the top 443y. Since the top portion 443 extends linearly in parallel with the Y direction, the seal length T is the shortest within a predetermined range in the Y direction and shorter than the seal length Ty. In the comparative example, since the seal length Ty is long, there is a possibility that a portion where the sealability is deteriorated may occur within the range of the long seal length Ty. On the other hand, since the seal length T in this embodiment is short, it is possible to suppress the occurrence of a portion where the seal property is deteriorated, and the seal property is improved.

以上のように本実施例の外周ビード４４ｇは、側部４４１及び４４２が蛇行していることと、シール長Ｔが短いこととの双方により、シール性が向上している。 As described above, the outer peripheral bead 44g of the present embodiment has improved sealing performance due to both the meandering side portions 441 and 442 and the short seal length T.

また、外周ビード４４ｇの頂部４４３は直線状に形成されており、この頂部４４３と絶縁フレーム３９を介して対向するセパレータ３８の外周ビード４５ｇの頂部も直線状に形成される。このため、これらが直線状に形成されている頂部同士の位置合わせは、蛇行している頂部同士の位置合わせよりも容易である。このため、頂部同士を適切な位置でセパレータ３７等が積層されることにより、所望のシール性を確保することができる。尚、セパレータ３８の外周ビード４５ｇも、セパレータ３７の外周ビード４４ｇと同様に、両側部は蛇行しており頂部は直線状であるが、これに限定されず、両側部及び頂部が直線状に延びていてもよい。 Further, the top portion 443 of the outer peripheral bead 44g is formed in a straight line, and the top portion of the outer peripheral bead 45g of the separator 38 facing the top portion 443 via the insulating frame 39 is also formed in a straight line. For this reason, the alignment of the tops in which they are formed in a straight line is easier than the alignment of the meandering tops. Therefore, the desired sealing property can be ensured by laminating the separators 37 and the like at appropriate positions on the tops. Similar to the outer peripheral bead 44g of the separator 37, the outer peripheral bead 45g of the separator 38 also has meandering on both sides and the top is linear, but the present invention is not limited to this, and both sides and the top extend linearly. May be.

［その他］
外周ビード４４ｇの側部４４１及び４４２は、振幅及び波長が略同じであり位相が略一致した波状であるがこれに限定されない。例えば、振幅及び波長の少なくとも一方が異なっていてもよいし、振幅及び波長が略同じであって位相がずれていてもよい。但し、外周ビード４４ｇに作用した圧縮荷重に対する側部４４１及び４４２のそれぞれの反力のバランスを考慮すると、本実施例のように振幅及び波長が略同じであり位相が略一致していることが好ましい。 [Other]
The side portions 441 and 442 of the outer peripheral bead 44g are wavy with substantially the same amplitude and wavelength and substantially the same phase, but are not limited thereto. For example, at least one of the amplitude and wavelength may be different, or the amplitude and wavelength may be substantially the same and out of phase. However, considering the balance of the reaction forces of the side portions 441 and 442 with respect to the compressive load acting on the outer bead 44 g, the amplitude and wavelength are substantially the same and the phases are substantially the same as in this embodiment. preferable.

［第１変形例］
次に複数の変形例に係るセパレータについて説明する。図９は、第１変形例であるセパレータ３７ａの部分拡大平面図である。図９は、図５に対応している。セパレータ３７ａの外周ビード４４ｇａの側部４４１ａ及び４４２ａは、それぞれジグザグ状に蛇行して＋Ｙ方向に延びている。具体的には、外周ビード４４ｇａを＋Ｚ方向側から見た場合に、稜線Ｌ１ａは、直線状に延びて＋Ｙ方向に対して頂部４４３側に傾斜した部位と、直線状に延びて＋Ｙ方向に対して頂部４４３とは反対側に傾斜した部位とを交互に繰り返すように、形成されている。頂部４４３側に傾斜した部位と、この部位よりも＋Ｙ方向に隣接して頂部４４３とは反対側に傾斜した部位との間の、頂部４４３とは反対側の角度間隔は、９０度以上に設定されているがこれに限定されない。稜線Ｌ２ａについても同様に、直線状に延びて＋Ｙ方向に対して頂部４４３側に傾斜した部位と、直線状に延びて＋Ｙ方向に対して頂部４４３とは反対側に傾斜した部位とを交互に繰り返すように、形成されている。また、稜線Ｌ１ａ及びＬ２ａは振幅と波長が略同じであり、位相も略同じである。第１変形例においても、頂部４４３は直線状であり側部４４１ａ及び４４２ａは蛇行しているため、シール性が向上している。 [First modification]
Next, separators related to a plurality of modified examples will be described. FIG. 9 is a partially enlarged plan view of the separator 37a, which is a first modification. FIG. 9 corresponds to FIG. The side portions 441a and 442a of the outer peripheral bead 44ga of the separator 37a meander in a zigzag shape and extend in the + Y direction, respectively. Specifically, when the outer peripheral bead 44ga is viewed from the + Z direction side, the ridge line L1a extends linearly and is inclined toward the top 443 side with respect to the + Y direction, and extends linearly with respect to the + Y direction. It is formed so as to alternately repeat a portion inclined to the opposite side of the top portion 443. The angle distance between the part inclined toward the top 443 and the part inclined in the + Y direction from this part and inclined to the side opposite to the top 443 is set to 90 degrees or more on the side opposite to the top 443. However, it is not limited to this. Similarly, for the ridge line L2a, a portion extending linearly and sloping toward the top 443 in the + Y direction and a portion extending linearly and sloping toward the top 443 in the + Y direction alternate. It is formed to repeat. Further, the ridge lines L1a and L2a have substantially the same amplitude and wavelength, and have substantially the same phase. Also in the first modification, the top portion 443 is linear and the side portions 441a and 442a are meandering, so that the sealing property is improved.

ここで、平板状の母材に金型を用いてプレス加工をすることにより、外周ビード４４ｇａや流路リブ４２が成形されたセパレータ３７ａを製造する。ここで、外周ビード４４ｇａの側部４４１ａ及び４４２ａがジグザグ状であるため、外周ビード４４ｇａの成形のため用いる金型の設計が容易となる。このため、製造コストの増大を抑制できる。 Here, a separator 37a in which the outer peripheral bead 44ga and the flow path rib 42 are formed is manufactured by pressing the flat plate-shaped base material using a mold. Here, since the side portions 441a and 442a of the outer peripheral bead 44ga have a zigzag shape, the design of the mold used for forming the outer peripheral bead 44ga becomes easy. Therefore, an increase in manufacturing cost can be suppressed.

第１変形例において、側部４４１ａの代わりに上述した本実施例の波状の側部４４１を採用してもよいし、側部４４２ａの代わりに本実施例の波状の側部４４２を採用してもよい。 In the first modification, the wavy side portion 441 of the present embodiment described above may be adopted instead of the side portion 441a, or the wavy side portion 442 of the present embodiment may be adopted instead of the side portion 442a. May be good.

［第２変形例］
図１０は、第２変形例であるセパレータ３７ｂの部分拡大平面図である。図１０は、図５に対応している。セパレータ３７ｂの外周ビード４４ｇｂは、側部４４１及び４４２ｂと頂部４４３とを有し、側部４４１は蛇行しているが、側部４４２ｂは蛇行しておらず直線状に延びている。ここで、蛇行した側部４４１は、縁３７２に沿って＋Ｙ方向に延びており、換言すれば基部３７１の縁３７２に対向している。ここで側部４４１が縁３７２に対向するとは、側部４４１と縁３７２との間にリブ等の凹凸状の部位は形成されていないことを意味する。外周ビード４４ｇｂに圧縮荷重が作用した際には、蛇行した側部４４１の反力を確保することができる。また、側部４４２ｂは直線状であるため、製造が容易であり、製造コストの増大も抑制されている。 [Second modification]
FIG. 10 is a partially enlarged plan view of the separator 37b, which is a second modification. FIG. 10 corresponds to FIG. The outer peripheral bead 44gb of the separator 37b has side portions 441 and 442b and a top portion 443, and the side portion 441 is meandering, but the side portion 442b is not meandering and extends linearly. Here, the meandering side portion 441 extends in the + Y direction along the edge 372, in other words, faces the edge 372 of the base portion 371. Here, the fact that the side portion 441 faces the edge 372 means that an uneven portion such as a rib is not formed between the side portion 441 and the edge 372. When a compressive load acts on the outer bead 44 gb, the reaction force of the meandering side portion 441 can be secured. Further, since the side portion 442b is linear, it is easy to manufacture and an increase in manufacturing cost is suppressed.

ここで、図３に示すように、セパレータ３７ｂの中央部にも複数の流路リブ４２が形成されており、外周ビード４４ｇｂの側部４４２ｂは、複数の流路リブ４２側に設けられている。この複数の流路リブ４２により、セパレータ３７ｂの中央部は、縁３７２側よりも剛性が確保されている。ここで、セパレータ３７ｂの外周ビード４４ｇｂにＺ方向の圧縮荷重が作用する際には、実際には外周ビード４４ｇｂのみならず、複数の流路リブ４２にもＺ方向の圧縮荷重が作用する。このため、剛性が確保された複数の流路リブ４２に対向した側部４４２ｂに作用する圧縮荷重は、縁３７２に対向した側部４４１に作用する圧縮荷重よりも小さいと考えられる。このため、側部４４２ｂが直線状であっても、シール性を確保できる。 Here, as shown in FIG. 3, a plurality of flow path ribs 42 are also formed in the central portion of the separator 37b, and the side portions 442b of the outer peripheral bead 44gb are provided on the side of the plurality of flow path ribs 42. .. Due to the plurality of flow path ribs 42, the central portion of the separator 37b is more rigid than the edge 372 side. Here, when the compressive load in the Z direction acts on the outer peripheral bead 44 gb of the separator 37b, the compressive load in the Z direction actually acts not only on the outer peripheral bead 44 gb but also on the plurality of flow path ribs 42. Therefore, it is considered that the compressive load acting on the side portion 442b facing the plurality of flow path ribs 42 whose rigidity is ensured is smaller than the compressive load acting on the side portion 441 facing the edge 372. Therefore, even if the side portion 442b is linear, the sealing property can be ensured.

例えば、圧縮荷重の大きさが比較的大きい場合には、上述した本実施例又は第１変形例のセパレータ３７又は３７ａを採用し、圧縮荷重の大きさが比較的大きくない場合には、製造コストが抑制されている第２変形例のセパレータ３７ｂを採用してもよい。 For example, when the magnitude of the compressive load is relatively large, the separator 37 or 37a of the present embodiment or the first modification described above is adopted, and when the magnitude of the compressive load is not relatively large, the manufacturing cost. The separator 37b of the second modification in which is suppressed may be adopted.

図１０に示すように、＋Ｚ方向側から見た場合、側部４４１のＸ方向の幅の最大値は、側部４４２ｂのＸ方向の幅よりも大きく、側部４４１のＸ方向の幅の最小値は、側部４４２ｂのＸ方向の幅よりも小さいが、これに限定されない。また、第２変形例において、側部４４１の代わりに第１変形例に示したジグザグ状の側部４４１ａを採用してもよい。第２変形例では側部４４１が蛇行しており側部４４２ｂが直線状であるが、逆の構成を除外する趣旨ではない。 As shown in FIG. 10, when viewed from the + Z direction side, the maximum value of the width of the side portion 441 in the X direction is larger than the width of the side portion 442b in the X direction, and the minimum width of the side portion 441 in the X direction. The value is less than, but not limited to, the width of the side portion 442b in the X direction. Further, in the second modification, the zigzag-shaped side portion 441a shown in the first modification may be adopted instead of the side portion 441. In the second modification, the side portion 441 meanders and the side portion 442b is linear, but it is not intended to exclude the reverse configuration.

［第３変形例］
図１１は、第３変形例であるセパレータ３７ｃの部分拡大平面図である。図１０は、図５に対応している。セパレータ３７ｃの外周ビード４４ｇｃは、側部４４１ｃ及び側部４４２ｃと頂部４４３ｃとを有している。頂部４４３ｃは、側部４４１ｃ及び４４２ｃと共に蛇行しており、頂部４４３ｃと側部４４１ｃ及び４４２ｃとは波長が略同じであるが、頂部４４３ｃの振幅は側部４４１ｃ及び４４２ｃのそれぞれよりも小さい。図１１に示すように、稜線Ｌ３ｃ及びＬ４ｃのそれぞれは、稜線Ｌ１及びＬ２のそれぞれよりも振幅が小さい。このため、シール長Ｔｃは、図５に示した本実施例のシール長Ｔよりも長いが、図８に示した第２比較例のシール長Ｔｙよりも短い。このような構成によっても、圧縮荷重に対する反力を確保しつつシール長を短くでき、シール性が向上している。 [Third variant]
FIG. 11 is a partially enlarged plan view of the separator 37c, which is a third modification. FIG. 10 corresponds to FIG. The outer peripheral bead 44 gc of the separator 37c has a side portion 441c, a side portion 442c, and a top portion 443c. The top 443c meanders with the sides 441c and 442c, and the top 443c and the sides 441c and 442c have substantially the same wavelength, but the amplitude of the top 443c is smaller than that of the sides 441c and 442c, respectively. As shown in FIG. 11, each of the ridge lines L3c and L4c has a smaller amplitude than each of the ridge lines L1 and L2. Therefore, the seal length Tc is longer than the seal length T of the present embodiment shown in FIG. 5, but shorter than the seal length Ty of the second comparative example shown in FIG. Even with such a configuration, the seal length can be shortened while ensuring the reaction force against the compressive load, and the sealability is improved.

図１１に示すように、頂部４４３ｃは側部４４１ｃ及び４４２ｃのそれぞれと波長が略同じであって位相が略一致しているが、これに限定されない。例えば、頂部４４３ｃと側部４４１ｃ及び４４２ｃとの波長が異なっていてもよいし、波長が同じであるが位相がずれていてもよい。また、第３変形例においても、側部４４１ｃ及び４４２ｃをジグザク状に形成してもよい。この場合、頂部４４３ｃについてもジグザク状に形成してもよい。頂部４４３ｃのＸ方向の幅は、Ｙ方向の位置によらずに一定であることが好ましいが、これに限定されない。 As shown in FIG. 11, the top portion 443c has substantially the same wavelength and substantially the same phase as the side portions 441c and 442c, respectively, but is not limited thereto. For example, the wavelengths of the top portion 443c and the side portions 441c and 442c may be different, or the wavelengths may be the same but the phases may be out of phase. Further, also in the third modification, the side portions 441c and 442c may be formed in a zigzag shape. In this case, the top 443c may also be formed in a zigzag shape. The width of the top 443c in the X direction is preferably, but not limited to, constant regardless of the position in the Y direction.

上述した本実施例及び変形例では、外周ビード４４ｇ〜４４ｇｃを例に説明したが、マニホールド孔５０〜５５をそれぞれ包囲するマニホールドビード４４ａ〜４４ｆの少なくとも一つを、外周ビード４４ｇ〜４４ｇｃの何れかのような形状にしてもよい。 In the present embodiment and the modified examples described above, the outer peripheral beads 44 g to 44 gc have been described as an example, but at least one of the manifold beads 44a to 44f surrounding the manifold holes 50 to 55, respectively, is one of the outer peripheral beads 44 g to 44 gc. It may be shaped like this.

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例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要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although the examples of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to such specific examples, and various modifications and modifications are made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed.

１００燃料電池
３７、３７ａ、３７ｂ、３７ｃアノードセパレータ（燃料電池用のセパレータ）
３７１基部
３７２縁
４４ｇ、４４ｇａ、４４ｇｂ、４４ｇｃ外周ビード（ビード）
４４１、４４１ａ、４４１ｂ、４４１ｃ側部（第１側部）
４４２、４４２ａ、４４２ｂ、４４２ｃ側部（第２側部）
４４３、４４３ｃ頂部
Ｔ、Ｔｃシール長 100 Fuel cell 37, 37a, 37b, 37c Anode separator (separator for fuel cell)
371 Base 372 Edge 44g, 44ga, 44gb, 44gc Outer bead (bead)
441, 441a, 441b, 441c side part (first side part)
442, 442a, 442b, 442c side part (second side part)
443, 443c Top T, Tc Seal length

Claims

With a flat base,
A bead that projects unilaterally from the base and extends in the first direction.
The bead includes a top located on one side of the base and first and second sides inclined from the base and continuous with the top and facing each other.
The first side portion extends in a meandering manner in the first direction.
The top is a separator for a fuel cell that extends linearly in the first direction.

With a flat base,
A bead that projects unilaterally from the base and extends in the first direction.
The bead includes a top located on one side of the base and first and second sides inclined from the base and continuous with the top and facing each other.
The first side portion extends in a meandering manner in the first direction.
The top is a separator for a fuel cell that extends in a meandering direction in the first direction with an amplitude smaller than that of the first side.

The separator for a fuel cell according to claim 1 or 2, wherein the second side portion extends while meandering in the first direction.

The separator for a fuel cell according to claim 1 or 2, wherein the second side portion extends linearly in the first direction.

The separator for a fuel cell according to any one of claims 1 to 4, wherein the first side portion faces the outer edge of the base portion.

The separator for a fuel cell according to any one of claims 1 to 5, wherein the width of the top in the second direction intersecting the first direction is constant in the first direction.

The separator for a fuel cell according to any one of claims 1 to 6, wherein the first side portion extends in a wavy or zigzag shape.