JP2002313354A

JP2002313354A - 固体高分子型燃料電池用セパレータ製造方法及びその製造装置

Info

Publication number: JP2002313354A
Application number: JP2001112937A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Yoshida; 裕一吉田; Noriyuki Suzuki; 規之鈴木
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2001-04-11
Filing date: 2001-04-11
Publication date: 2002-10-25

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】低コスト・高耐久型の固体高分子型燃料電池
に適用できる、プレス加工が可能なセパレータの製造方
法及び同装置を提供する。【解決手段】周辺に平坦部を有し、周辺を除く部分は
ガス流路となる凸部８及び凹部７を有する固体高分子型
燃料電池用セパレータの製造方法において、予備成形と
して材料を連続的な凸部と凹部の繰り返し断面形状に成
形し、その後最終的な凸部と凹部の繰り返し断面形状に
成形するとともに、予備成形時にセパレータの縦壁部３
７を形成する曲面２７を有する肩部２３の曲率半径Ｒ＜
半角始＞ｐ＜半角終＞を最終成型時のそれよりも大き
く、かつ予備成形時の縦壁部分の中心部と最終成形時の
それが一致するように成形することにより、成型時に肩
部に割れや破断が発生するのを防止することができ、ま
た凹凸部の外側の面に平坦部２０を容易に確保できる、
固体高分子型燃料電池用セパレータ製造方法及び同装
置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電力を直接的駆動
源とする自動車、小規模の発電システムなどに用いられ
る固体高分子型燃料電池に用いられるセパレータの製造
方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】環境保全に対する意識の高まりから、化
石燃料を利用した現行の内燃機関から水素を利用した固
体高分子型燃料電池による電気駆動型の自動車や、分散
型コジェネシステムへの移行が世界的に検討されてい
る。これらの新技術が広く一般に利用できるようにする
ためには、低コスト化と高信頼化に関わる技術開発を燃
料供給システムも含めて推進する必要がある。近年、電
気自動車用燃料電池の開発が固体高分子材料の開発成功
を契機に急速に進展し始めている。

【０００３】固体高分子型燃料電池とは、従来のアルカ
リ型燃料電池、燐酸型燃料電池、溶融炭酸塩型燃料電
池、固体電解質型燃料電池などと異なり、水素イオン選
択透過型の有機物膜を電解質として用いることを特徴と
する燃料電池であり、燃料には純水素のほか、アルコー
ル類の改質によって得た水素ガスなどを用い、空気中の
酸素との反応を電気化学的に制御することによって電力
を取り出すシステムである。固体高分子膜は薄くても十
分に機能し、電解質が膜中に固定されていることから、
電池内の露点を制御すれば電解質として機能するため、
水溶液系電解質や溶融塩系電解質など流動性のある媒体
を使う必要がなく、電池自体をコンパクトに単純化して
設計できることも特徴である。固体高分子型燃料電池
は、水素の流路を持つセパレータ、燃料極、固体高分子
膜、空気（酸素）極、空気（酸素）の流路を持つセパレ
ータよりなるサンドイッチ構造を単セルとして、実際に
はこの単セルを積層したスタックが用いられる。したが
って、セパレータの両面は独立した流路を持ち、片面が
水素、もう一方の片面が空気および生成した水の流路と
なる。

【０００４】冷却用水溶液の沸点以下の領域で稼働する
固体高分子型燃料電池の構成材料としては、温度がさほ
ど高くないこと、その環境下で耐食性・耐久性を十分に
発揮させることが可能であること、さらに、任意の流路
形状を形成するため炭素系の材料を切削加工などにより
加工して使用されてきているが、より低コスト化や小型
化、すなわちセパレータの薄肉化を目指してステンレス
鋼やチタンの適用に関する技術開発が進んでいる。

【０００５】従来、燃料電池用ステンレス鋼としては、
特開平４−２４７８５２号公報、同４−３５８０４４号
公報、同７−１８８８７０号公報、同８−１６５５４６
号公報、同８−２２５８９２号公報、同８−３１１６２
０号公報などに開示されているように、高い耐食性が要
求される溶融炭酸塩環境で稼働する燃料電池用ステンレ
ス鋼がある。また、特開平６−２６４１９３号公報、同
６−２９３９４１号公報、同９−６７６７２号公報など
に開示されているように、数百度の高温で稼働する固体
電解質型燃料電池材料の発明がなされてきた。

【０００６】さらに、特開平１０−２２８９１４号公報
には、単位電池の電極との接触抵抗の小さい燃料電池用
セパレータを得ることを目的に、ステンレス鋼（ＳＵＳ
３０４）をプレス成形することにより、内周部に多数個
の凹凸からなる膨出成形部を形成し、膨出成形部の膨出
先端側端面に０．０１〜０．０２μｍの厚さの金メッキ
層を形成したことを特徴とする燃料電池用セパレータが
開示され、その使用法として燃料電池を形成する際に燃
料電池用セパレータを積層された単位電池の間に介在さ
せ、単位電池の電極と膨出成形部の膨出先端側端面に形
成された金メッキ層とが当接するように配設し、燃料電
池用セパレータと電極との間に反応ガス通路を画成する
技術が開示されている。また、特開平５−２９００９号
公報では、安価に加工するため、プレス加工した波形状
の穴明きバイポーラ板が開示されている。また、特開２
０００−２０２５３２号公報では、平板を金型に挟み込
み、圧延ロールで金型を圧縮する製造方法が開示されて
いる。

【０００７】しかし、これらの技術をもとに実際に固体
高分子型燃料電池を試作すると、以下の５点の技術的問
題があることがわかった。ａ）長期耐久性が求められる固体高分子型燃料電池の環
境において、ステンレス製セパレータの合金成分として
は一般汎用鋼種であるＳＵＳ３０４では不十分となる場
合があり、その対策としてＣｒ、Ｎｉ、Ｍｏなどの含有
量を上げる必要がある。ｂ）Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｏなどの合金組成を上げたステンレ
ス鋼の場合、湿式の金メッキ法だけでは金メッキ層とス
テンレス鋼基板の間に、ステンレス鋼の不働態酸化皮膜
がメッキ処理中に完全に還元されずに残留し、ステンレ
ス鋼と金メッキ層の間の層間抵抗が生じ、電力ロスの原
因となることがある。その対策として、皮膜を除去しな
がら貴金属を付着させる必要がある。ｃ）セパレータはプレス成形により内周部に多数個の凹
凸からなる膨出成形部を形成した形を想定しているが、
実際に四周に平坦部をもつ当該部材の加工を試みると、
凹凸からなる膨出成形部において延性割れを生じ、とく
に凹凸部の角部は曲げ歪みが大きくなるため破断が生じ
易い。さらに、長期信頼性向上のために合金組成を上げ
たステンレス鋼は、ＳＵＳ３０４に比べ加工性が低下す
ることから、この形状にプレス成形することが困難であ
る。また、断面が波形状であると電解質膜との接触面積
が小さくなり燃料電池特性が低下する。ｄ）プレス成形により微細な凹凸を成形する方法は、セ
パレータが大型化すると、プレス荷重が増大して、大が
かりな設備を要する、という問題がある。ｅ）金型をロールで圧縮する製造方法は、金型の開閉、
材料ハンドリング等で、生産性が低いこと、また金型の
剛性のため、圧下荷重を精度良く加えることが困難にな
る、という問題がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは既に、前
記ａ）やｂ）の問題点に対しては、その解決手段を特開
２０００−２５６８０８号公報、特願平１１−１７０１
４２号などに提示している。従って、本発明では、前記
ｃ）、ｄ）およびｅ）の問題点に鑑み、低コスト・高耐
久型の固体高分子型燃料電池に適用できる、プレス加工
が可能なセパレータの製造方法、製造装置および固体高
分子型燃料電池を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、固体高分子型燃料電池の作用原理に基づき、プレス
成形時の材料挙動を詳細に検討した結果、本発明を完成
させたもので、その要旨とするところは以下の通りであ
る。（１）周辺に平坦部を有し、周辺を除く部分はガス流
路となる凸部及び凹部を有する固体高分子型燃料電池用
セパレータの製造方法において、予備成形として材料を
連続的な凸部と凹部の繰り返し断面形状に成形し、その
後最終的な凸部と凹部の繰り返し断面形状に成形するこ
とを特徴とする固体高分子型燃料電池用セパレータ製造
方法。（２）予備成形時に縦壁部を形成する曲面を有する肩
部の曲率半径が、最終成形時に縦壁部を形成する曲面を
有する肩部の曲率半径より大きく、且つ、予備成形時の
縦壁部分の中心部と最終成形時の縦壁部分の中心部が一
致するように予備成形及び最終成形を行うことを特徴と
する前記（１）記載の固体高分子型燃料電池用セパレー
タ製造方法。（３）前記（１）又は（２）記載の固体高分子型燃料
電池用セパレータ製造方法を実施するための装置であっ
て、前段に予備成形材料の凸部と凹部の繰り返し断面形
状と相似形の凹凸加工を表面に施した上下一対の平金型
プレス装置を有し、後段にセパレータの凸部及び凹部の
繰り返し断面形状と相似形の凹凸加工を表面に施した上
下一対の平金型プレス装置を有することを特徴とする固
体高分子型燃料電池用セパレータ製造装置。（４）前記（１）又は（２）に記載の固体高分子型燃
料電池用セパレータ製造方法を実施するための装置であ
って、前段に予備成形材料の凸部と凹部の繰り返し断面
形状と相似形の凹凸加工を表面に施した上下一対の圧下
ロールを有し、後段にセパレータの凸部及び凹部の繰り
返し断面形状と相似形の凹凸加工を表面に施した上下一
対の圧下ロールを有することを特徴とする固体高分子型
燃料電池用セパレータ製造装置。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の詳細について説
明する。本発明の方法及び装置で製造されたセパレータ
１の平面図の例を図１に、また溝端部６におけるセパレ
ータ１、シール板１０、および電極である炭素繊維集電
体１１の具体的積層構造の一例を図２および図３に示
す。ここで、ガスの流入孔２，３から供給された水素を
含む燃料ガス又は酸素（空気）が、それぞれセパレータ
の凹部表面側７のみ又は凸部裏面側８のみを流れ、流出
孔４又は５から排出される。溝端部における表面側のガ
スの流れを図２中に矢印で示す。溝端部において、凸部
および凹部の傾斜角を、１本おきに緩急差をつけること
により、ガスが下流側へ短絡することを抑制し、溝端部
で折り返し、セパレータのガス流路全面にわたり、ほぼ
一筆書きの形状で均一にガスを流すことが可能である。
またガスの流速を上げられることから、酸素側で生成さ
れた水の排出も容易となる。シール板１０は、セパレー
タ１の溝高さより僅かに厚く、シール板の中央部くり抜
き部の端面の角度を、前述した溝端部の最大傾斜角より
僅かに大きくすることにより、ガスの下流側への短絡は
さらに抑制される。

【００１１】前述した図１の配列に比較して、溝の平行
部における流速は若干低下するが、圧損が少なくなると
いう効果が得られる。言うまでもなく、緩急差をつける
溝配列は、ここで示された２例に限定されるものではな
く、ガスの供給装置の能力、発電効率等から任意に選択
されるべきものである。このように溝端部に緩急差をつ
けることにより、多様な流路パターンを形成できる。セ
パレータの材質は、電子伝導性、耐食性、気密性の観点
から、グラファイト板、金属板等を使用できるが、薄く
できてプレス加工が可能なステンレス鋼製又はチタン製
であることが好ましい。

【００１２】図４には、前記セパレータおよびシール板
を用いた、燃料電池スタックの構造の例を示す。セパレ
ータ１、シール板１０、電極である炭素繊維集電体１１
の積層構造で、両面に電極触媒が塗布された固体高分子
膜１２をサンドイッチすることで、単セルが形成され
る。図中のＡサイクルを繰り返し積層することで燃料電
池スタックが構成される。また、固体高分子型燃料電池
においては反応に伴う発熱があり、固体高分子膜を適切
な温度に保つためにスタックを冷却する必要があるが、
このセパレータの溝は冷却水の流路とすることも可能で
あり、スタックサイクルの適当な間隔で、冷却水流路を
含むＢサイクルを挿入することで、スタックの冷却が可
能となる。シール板の材質は、適度な弾性を有し、冷却
水の沸点以下で分解・塑性変形が起きない材料であれば
よく、シリコン樹脂、ブタジエンゴム系樹脂、フッ素系
樹脂などが適用可能で、溝高さより僅かに厚いシール板
を締め付けることによりガスがシールされ、また適度な
弾性を有することで、セパレータ等の微小な変形にも追
従することが可能となる。図中、固体高分子膜を挟ん
で、水素側および酸素側の流路が対向する形式としてい
るが、これに限定されることなく、両者が交差する形式
でもかまわない。

【００１３】前記（１）、（２）記載の発明に係る製造
方法により板材料から成形されたセパレータの詳細断面
形状例を図５，６に示す。セパレータの溝周期２１は、
ガス供給の均一性と集電効率の観点からより小さいこと
が望ましく、また接触抵抗低減の観点から、電極との接
触面積が大きいことが望ましいが、板厚に比較して溝周
期２１が小さくなると、曲げ歪みが増加し、また、接触
面積を増やすために角の曲率半径を小さくしたり、平坦
部２０の長さを大きくすることによっても歪みが増加
し、加工中に破断して成形が困難となる。一般には、溝
周期２１は２〜３ｍｍで、溝深さは最大１ｍｍ程度のも
のが燃料電池用セパレータの流路として使われるが、板
厚０．１〜０．３ｍｍ程度の金属板を成形すると、板厚
に比較して溝形状が微細で、角部の曲げ歪みが大きくな
り、成形中に角部で破断することが多かった。また、板
厚が小さいため圧縮応力により縦壁部３７の座屈が生
じ、割れも発生した。そこで、種々の形状について金型
を試作し、プレス成形を行った結果、ガス流路の横断面
において、凸部及び凹部の外側の面に平坦部２０を有す
る最終断面形状とする前に連続的な凹部７と凸部８の繰
り返し断面形状となるように予備成形すれば破断するこ
となく成形出来ることを見出した。

【００１４】図７は、予備成形プレス後のステンレスあ
るいはチタン等の板材料の断面形状を示す。予備成形と
して板材料を連続的な凹部７と凸部８の繰り返し断面形
状に成形し、最終プレス成形での縦壁部３７の割れ、破
断を防止するため、予備成形プレスで縦壁部３７を成形
する部分２７の肩部２３の曲率半径Ｒ_pを図５に示す最
終形状となるセパレータの肩部２３の曲率半径Ｒ_fより
大きくする。一回のプレス成形で行うと、縦壁部２７の
肩部２３は引張歪と曲げ歪が重畳して肉厚が小さくな
り、割れ，破断が生じ易くなるが、予備成形プレスで縦
壁部３７を成形する部分２７の肩部２３の曲率半径Ｒ_p
を大きくすることにより、成形時の曲げ歪を低減するこ
とが出来る。また、予備成形プレス後の成形で、張り出
し成形されているので引っ張り歪が付加されずに曲げプ
レス加工が可能となるので縦壁部２７の肩部２３の割
れ，破断が発生しない。さらに予備成形プレスを行うこ
とにより、金型内の材料の流れを円滑にするため、最終
成形後に平坦部２０を容易に確保できる。

【００１５】平坦部２０の幅は、接触抵抗低減の観点か
ら、電極との接触面積が大きいことが望ましく、好まし
くは流路を形成する電極部投影面積の２０％以上とする
ことにより接触抵抗が小さくなり燃料電池の出力が向上
する。一方、化学反応を促進し所定の起電力を得、燃料
ガスが電極面全体に均一に供給されるためには、５０％
以下とすることが好ましい。前記の平坦部２０を割れ，
破断なく確保するには、最終形状であるセパレータの縦
壁部２７の肩部２３の曲率半径Ｒ_fを板厚の１〜３倍と
し、予備成形プレスでの縦壁部２７の肩部２３の曲率半
径Ｒ_pは曲率半径Ｒ_fの２〜４倍とし、予備成形材料の縦
壁部分の中心部３９と最終成形されたセパレータの縦壁
部分の中心部３９が一致することが望ましい。また、平
坦部２０と肩部２３の接続部分は屈曲部２６を有するこ
とが好ましく、その屈曲部２６を有することによりセパ
レータ平坦部２０と電極（炭素繊維集合体）１１の接触
面積を確保し、所定の接触抵抗に設定することが出来
る。

【００１６】プレス成形においては、予備成形プレス工
程および最終プレス工程とも、プレス後の板材料の凸部
と凹部の繰り返し断面形状とほぼ相似形の凹凸加工を表
面に施した上下一対の平金型を用いて行い、上型２４、
下型２５のクリアランス３８の長さは板厚の７０〜１４
０％が望ましい。図８に示すセパレ−タの断面の肩部２
３に対応する部分が鋭角をなす断面形状である平金型を
用いてプレス成形を行ってもよい。プレスの工程は、予
備成形プレス工程と最終工程の２工程に限られず、２工
程以上の成形を行ってもよい。また、ＳＵＳ３０１材等
のオーステナイト系ステンレス鋼でみられる大きな加工
誘起変態が生じる材料を用いる場合は、予備成形プレス
工程と最終工程の間に熱処理工程を設け、材料を１００
０℃程度で焼鈍してもよい。

【００１７】図９には、表面に凹凸の加工を施してある
一対の予備成形用圧下ロール３０ａ、３０ｂと最終成形
用圧下ロール３１ａ、３１ｂで、圧下して表面の凹凸部
３５の模様を板材料に転写させながら回転することによ
り、セパレータを連続的に製造する製造装置の例を示
す。予備成形用圧下ロール３０ａ、３０ｂと最終成形用
圧下ロール３１ａ、３１ｂの間には、予備成形された板
材料の凹凸模様が最終成形用圧下ロール３１ａ、３１ｂ
の凹凸模様に対応する位置に位置決めするために、縦ロ
ールの中央部に板厚程度の溝が切られたサイドガイド３
２ａ，３２ｂが設けられている。

【００１８】また、予備成形された板材料位置決め機構
には、予め板材料の両端に一定のピッチでスプロケット
穴３３を打ち抜き加工しておき、スプロケットホイール
３４ａ、３４ｂで位置決めする方式を用いることができ
る。図１０にはスプロケットホイールによる位置決め機
構の一例を示す。図中の矢印は、板材料の搬送方向を示
す。ステンレスあるいはチタン等の板材料を、表面に凹
凸の加工を施してある一対の予備成形用圧下ロール３０
ａ、３０ｂと最終成形用圧下ロール３１ａ、３１ｂで、
圧下して表面の凹凸模様３を薄板に転写させながら回転
することにより、セパレータを連続的に製造することが
できる。

【００１９】図１１は、最終成形用圧下ロール表面形状
の一例を示す模式図である。最終成形用圧下ロール３１
ａ、３１ｂの凹凸の形状は、圧下ロールの軸方向に沿っ
て凸部及び凹部が繰り返し構造となっており、圧下ロー
ルの円周方向に沿って凸部及び凹部が繰り返し構造とな
るもの（図１２）、圧下ロールの軸方向に対して特定の
角度傾斜して凸部及び凹部が繰り返し構造となるもの
（図１３）の他、凸部及び凹部が円形、楕円形、四角形
等の他の任意の多角形としたもの（図１４）なども用い
ることができる。また、予備成形用圧下ロールの表面形
状は、最終成形用圧下ロール表面形状に比べ、溝の深さ
が小さくなるなど若干形状が異なるが、基本的な形状は
最終成形用圧下ロールと同様である。

【００２０】

【実施例】直径２００ｍｍ、長さ３００ｍｍの一対の最
終成形用圧下ロール表面に、図１５に示すような凹凸パ
ターンを機械加工により形成した。断面形状は図１１に
示すもので、予備成形用圧下ロールの凸部は、曲率半径
０．３ｍｍの半円状であり、底部は幅１．０ｍｍの平滑
面で、溝深さは０．５ｍｍである。また、上型と下型の
クリアランス３８は０．８ｍｍとし、凹凸部は幅２５０
ｍｍ、長さ（弧長）１５０ｍｍである。一方、最終成形
用圧下ロールの凸部は、曲率半径０．１ｍｍの凸形状で
あり、底部は幅１．０ｍｍの平滑面で、溝深さは０．５
ｍｍである。また、上型と下型のクリアランス３８は
０．８ｍｍとし、凹凸部は幅２５０ｍｍ、長さ（弧長）
１５０ｍｍである。

【００２１】図９に示すような装置を用い、板幅２９０
ｍｍ、板厚０．１ｍｍのオーステナイト系ステンレス鋼
ＳＵＳ３１６のコイルから連続的に板を供給し、予備成
形用上下圧下ロールの隙間（ロールギャップ）を０．１
ｍｍ、最終成形用上下圧下ロールの隙間（ロールギャッ
プ）を０．０６ｍｍとして加工を行った。圧下ロールの
材質はＳＫＤ１１とした。また、サイドガイドの材質は
Ｓ４５Ｃとし、直径８０ｍｍ、長さ１２０ｍｍの一対と
し、圧下ロールの手前２５０ｍｍに設置した。上下圧下
ロールはサーボモータによる回転同期手段を設け、ロー
ル軸方向に相対変位を発生しないように、圧下ロールの
軸受けに精度等級の高い玉軸受けを設けた。

【００２２】間欠的に、凹凸形状が割れ，破断が生ずる
ことなく成形された板は、燃料ガスおよび冷却水等の導
入および排出のための穴あけ加工を行った後、所定の長
さ毎に切断し、単位セルのセパレータが製造できた。ま
た切断後も、反りやしわの発生は見られず、良好な形状
が得られた。その後、適当な表面処理等を施した後、
燃料電池スタックを構成し性能試験を行ったところ、ガ
ス漏れや水漏れも発生せず、本発明の製造方法によるセ
パレータを用いて燃料電池として良好に機能することが
確認された。本発明の方法によるプレスは、幅２５０ｍ
ｍ×長さ１５０ｍｍの同様の凹凸形状を、通常のプレス
で行った場合に比較すると、割れ、破断の発生率は格段
に低下し、通常の１段プレスでは、約５０００ｔｏｎ
もの荷重が必要であったのに対して、本発明では約４０
ｔｏｎ程度であり、極めて安価な装置で製造が可能で
ある。

【００２３】

【発明の効果】本発明は、固体高分子型燃料電池用セパ
レータとして高耐食ステンレス鋼やチタンのプレス成形
加工を可能にするものであり、低コスト固体高分子型燃
料電池を実現する技術として極めて有効なものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明により製造したセパレータの平面図の例
である。

【図２】本発明により製造したセパレータを用いた積層
構造の例を示す模式図である。

【図３】本発明により製造したセパレータの溝端部の平
面拡大図、および本発明のセパレータを用いた積層構造
の断面図である。

【図４】本発明により製造したセパレータを用いて固体
高分子型燃料電池スタックを構築する一例を示した模式
図である。

【図５】本発明により製造したセパレータの詳細断面形
状を示す模式図である。

【図６】本発明により製造した別のセパレータの詳細断
面形状を示す模式図である。

【図７】本発明による予備成形プレス後の板材料の断面
形状の例を示す模式図である。

【図８】セパレータを成形するための本発明に係る平金
型の断面形状である。

【図９】本発明の圧下ロールによるセパレータの製造装
置の例である。

【図１０】スプロケットホイールによる板材料の位置決
め機構の一例を示す模式図である。

【図１１】本発明の最終成形用圧下ロール表面形状の一
例を示す模式図である。

【図１２】本発明の別の圧下ロール表面形状の例を示す
模式図である。

【図１３】本発明の別の圧下ロール表面形状の例を示す
模式図である。

【図１４】本発明の別の圧下ロール表面形状の例を示す
模式図である。

【図１５】本発明の別の最終成形用圧下ロール表面形状
の例を示す模式図である

【符号の説明】

１：セパレータ２：燃料ガス流入
孔３：酸素（空気）流入孔４：燃料ガス流出
孔５：酸素（空気）流出孔６：溝端部７：凹部（燃料ガス流路）８：凸部（酸素
（空気）流路）９：セパレータ四周平坦部１０：シール板１１：電極（炭素繊維集電体）１２：固体高分子
膜１３：燃料ガス導入口１４：酸素（空
気）導入口１５：燃料ガス排出口１６：酸素（空
気）および生成水排出口１７：冷却水導入口１８：冷却水排出
口１９：ガスの流れ２０：平坦部２１：溝周期２２：溝深さ２３：肩部２４：上型２５：下型２６：屈曲部２７：縦壁部を成形する部分３０ａ、３０ｂ：ロール予備成形用圧下ロール３１ａ、３１ｂ：最終成形用圧下ロール３２ａ、３２ｂ：サイドガイド３３：スプロケット穴３４ａ、３４ｂ：スプロケットホイール３５：凹凸部３６：直線状の底部３７：縦壁部３８：クリアランス３９：縦壁部の中心

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5H026 AA06 BB02 CC03 EE02 HH00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】周辺に平坦部を有し、周辺を除く部分はガ
ス流路となる凸部及び凹部を有する固体高分子型燃料電
池用セパレータの製造方法において、予備成形として材
料を連続的な凸部と凹部の繰り返し断面形状に成形し、
その後最終的な凸部と凹部の繰り返し断面形状に成形す
ることを特徴とする固体高分子型燃料電池用セパレータ
製造方法。
【請求項２】予備成形時に縦壁部を形成する曲面を有す
る肩部の曲率半径が、最終成形時に縦壁部を形成する曲
面を有する肩部の曲率半径より大きく、且つ、予備成形
時の縦壁部分の中心部と最終成形時の縦壁部分の中心部
が一致するように予備成形及び最終成形を行うことを特
徴とする請求項１記載の固体高分子型燃料電池用セパレ
ータ製造方法。
【請求項３】請求項１又は２に記載の固体高分子型燃料
電池用セパレータ製造方法を実施するための装置であっ
て、前段に予備成形材料の凸部と凹部の繰り返し断面形
状と相似形の凹凸加工を表面に施した上下一対の平金型
プレス装置を有し、後段にセパレータの凸部及び凹部の
繰り返し断面形状と相似形の凹凸加工を表面に施した上
下一対の平金型プレス装置を有することを特徴とする固
体高分子型燃料電池用セパレータ製造装置。
【請求項４】請求項１又は２に記載の固体高分子型燃料
電池用セパレータ製造方法を実施するための装置であっ
て、前段に予備成形材料の凸部と凹部の繰り返し断面形
状と相似形の凹凸加工を表面に施した上下一対の圧下ロ
ールを有し、後段にセパレータの凸部及び凹部の繰り返
し断面形状と相似形の凹凸加工を表面に施した上下一対
の圧下ロールを有することを特徴とする固体高分子型燃
料電池用セパレータ製造装置。