JP2007254761A - Method for manufacturing one side plating press material, and method for manufacturing bipolar plate for fuel cell separator, and single side plating equipment used in each method - Google Patents

Method for manufacturing one side plating press material, and method for manufacturing bipolar plate for fuel cell separator, and single side plating equipment used in each method Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To manufacture a bipolar plate to serve as a center plate of a fuel cell separator without requiring a clad steel. <P>SOLUTION: Stainless steel press materials 15 press formed with prescribed irregularities are arranged on both sides of an electrode 14 respectively with surfaces 15a coming to the front on the fuel side as an outer side and are removably tightened by using bolts 22, 24 and nuts 23, 25 from both sides in a superposing direction to bring the press materials 15 in tight contact with the electrode 14. The outer peripheral parts of the press materials 15 and the portions of bolt insertion holes 20 are respectively watertightly sealed to form an assembly 17. The assembly 17 is subjected to plating treatment within a nickel plating tank, and thereby the bipolar plate having the press formed irregularities, and consisting of nickel as the material on the fuel side surface and of stainless steel as the material on the oxidation side is manufactured. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、プレス加工により両面に形成された所要の凹凸形状の片面のみにめっき被膜を設けてなる片面めっきプレス材の製造方法、及び、該方法に基づく燃料電池セパレータ用バイポーラプレートの製造方法、並びに、これら製造方法の実施に用いる片面めっき装置に関するものである。   The present invention relates to a method for producing a single-sided plating press material in which a plating film is provided only on one side of a required concavo-convex shape formed on both sides by pressing, and a method for producing a bipolar plate for a fuel cell separator based on the method, And it is related with the single-sided plating apparatus used for implementation of these manufacturing methods.

燃料電池のうち、たとえば、溶融炭酸塩型燃料電池は、電解質として溶融炭酸塩を多孔質体に染み込ませてなる電解質板をカソードとアノードの両電極により両面から挟み、カソード側にカソードガスとしての酸化剤ガス（空気、ＣＯ２）を供給すると共に、アノード側にアノードガスとしての燃料ガス（Ｈ２）を供給することにより発電が行われるようにしたものを１セルとし、該セルをセパレータを介し電池出力に応じた段数に積層してスタックとした構成としたものである。 Among fuel cells, for example, a molten carbonate type fuel cell has an electrolyte plate in which a molten carbonate is infiltrated into a porous body as an electrolyte and is sandwiched from both sides by both cathode and anode electrodes, and a cathode gas as a cathode gas on the cathode side. An oxidant gas (air, CO 2 ) is supplied and a fuel gas (H 2 ) as an anode gas is supplied to the anode side to generate power, and this cell is used as a separator. Thus, a stack is formed by stacking the number of stages according to the battery output.

上記燃料電池の各セルを積層するときの各セル間の仕切りとなるセパレータには、種々の型式のものがあるが、近年では、セパレータ自体に貫通マニホールドを備えて、該マニホールドを介して各セルのカソードとアノードへそれぞれ酸化剤ガスや燃料ガスを供給させるようにする内部マニホールド型のセパレータが主流となってきている。   There are various types of separators that serve as partitions between cells when the cells of the fuel cell are stacked. In recent years, the separator itself has a through manifold, and each cell passes through the manifold. An internal manifold type separator that supplies an oxidant gas and a fuel gas to the cathode and the anode, respectively, has become the mainstream.

かかる内部マニホールド型のセパレータは、図８乃至図１０（イ）（ロ）にその一例の概略を示す如く、ほぼ同様の矩形状としてあるカソードマスク１、カソードコレクタ２、センタープレート３、アノードコレクタ４、アノードマスク５を順次積層した構成としてある。又、上記各部材１，２，３，４，５には、対向する２辺に沿って複数のカソードガス用マニホールド６とアノードガス用マニホールド７とをそれぞれ設けてある。   Such an internal manifold type separator has a cathode mask 1, a cathode collector 2, a center plate 3, and an anode collector 4, which have substantially the same rectangular shape, as schematically shown in FIGS. 8 to 10 (b) and (b). The anode mask 5 is sequentially laminated. Each of the members 1, 2, 3, 4, and 5 is provided with a plurality of cathode gas manifolds 6 and anode gas manifolds 7 along two opposing sides.

上記カソードマスク１とアノードマスク５の中央部分には、対応するカソード８又はアノード９を収容するための開口１０，１１がそれぞれ設けてあり、又、上記カソードコレクタ２及びアノードコレクタ４における上記各マスク１，５の開口１０，１１とそれぞれ対応する位置には、多数の貫通孔（図示せず）を設けるようにしてある。   The central portions of the cathode mask 1 and the anode mask 5 are respectively provided with openings 10 and 11 for accommodating the corresponding cathode 8 or anode 9, and the masks in the cathode collector 2 and the anode collector 4. A number of through holes (not shown) are provided at positions corresponding to the first and fifth openings 10 and 11, respectively.

又、上記センタープレート３には、図９に示す如く、上記カソードガス用マニホールド６及びアノードガス用マニホールド７の周辺部に、該センタープレート３の両側に配されるカソードマスク１及びアノードマスク５との間にそれぞれガス流路となる所要の隙間を形成するためのマスク支持用凹凸部１２が多数形成してある。又、上記各マスク１，５の開口１０，１１と対応する中央部分には、該各マスク１，５の開口１０，１１に収容されるカソード８やアノード９との間にガス流路となる所要の隙間を所定方向に配列させて形成するための電極支持用凹凸部１３が、たとえば波型に形成してある。   Further, the center plate 3 includes a cathode mask 1 and an anode mask 5 disposed on both sides of the center plate 3 around the cathode gas manifold 6 and the anode gas manifold 7 as shown in FIG. A large number of concave and convex portions 12 for supporting a mask for forming necessary gaps serving as gas flow paths are formed. Further, in the central portion corresponding to the openings 10 and 11 of the masks 1 and 5, a gas flow path is formed between the cathode 8 and the anode 9 accommodated in the openings 10 and 11 of the masks 1 and 5. The electrode supporting uneven portion 13 for forming the required gaps in a predetermined direction is formed in a corrugated shape, for example.

よって、図１０（イ）（ロ）に示す如く、上記センタープレート３の両側に、カソードマスク１とアノードマスク５をそれぞれ配置した状態にて、外周縁部同士を気密に連結すると共に、センタープレート３とカソードマスク１のアノードガス用マニホールド７の周縁部同士、及び、センタープレート３とアノードマスク５のカソードガス用マニホールド６の周縁部同士をそれぞれ気密に接合することにより、センタープレート３と、カソードマスク１及び該カソードマスク１の開口１０に収納されるカソード８との間に、上記カソードガス用マニホールド６と連通するガス流路を形成させて、カソード８の全面に酸化剤ガスを供給できるようにし、同様に、センタープレート３と、アノードマスク５及び該アノードマスク５の開口１１に配されるアノード９との間に、アノードガス用マニホールド７と連通するガス流路を形成させて、アノード９の全面に燃料ガスを供給できる構成としてある。   Accordingly, as shown in FIGS. 10 (a) and 10 (b), the outer peripheral edge portions are hermetically connected to each other with the cathode mask 1 and the anode mask 5 disposed on both sides of the center plate 3, and the center plate. 3 and the cathode gas manifold 7 of the cathode mask 1 and the peripheral edges of the cathode gas manifold 6 of the center plate 3 and the anode mask 5 are joined to each other in an airtight manner. A gas flow path communicating with the cathode gas manifold 6 is formed between the mask 1 and the cathode 8 accommodated in the opening 10 of the cathode mask 1 so that the oxidizing gas can be supplied to the entire surface of the cathode 8. Similarly, the center plate 3, the anode mask 5, and the opening 11 of the anode mask 5 are arranged. Between the anode 9 which, by forming a gas passage communicating with the anode gas manifold 7, there a structure capable of supplying a fuel gas to the entire surface of the anode 9.

更に、上記と同様の燃料電池セパレータを製造する際に、上記カソードマスク１、センタープレート３、アノードマスク５を、いずれも、外縁（外周縁部）に所定形状に切断するための外縁切代を備え、且つ上記カソードガス用マニホールド６とアノードガス用マニホールド７を加工せずにマニホールド切代として残した状態で所要形状にプレス加工する。次いで、上記カソードマスク１、センタープレート３、アノードマスク５を位置合わせした状態で重ねた後、該各構成部品の外周縁部、カソードガス用マニホールド６の内周端部及びアノードガス用マニホールド７の内周端部となる位置をそれぞれ一体に接合する。しかる後、外縁切代とマニホールド切代とを切断除去するようにしたものが従来提案されている（たとえば、特許文献１参照）。   Furthermore, when manufacturing a fuel cell separator similar to the above, the cathode mask 1, the center plate 3, and the anode mask 5 are all provided with an outer edge cutting margin for cutting into a predetermined shape at the outer edge (outer peripheral edge). In addition, the cathode gas manifold 6 and the anode gas manifold 7 are pressed into a required shape without being processed and left as a manifold cutting allowance. Next, after the cathode mask 1, the center plate 3, and the anode mask 5 are overlaid in alignment, the outer peripheral edge of each component, the inner peripheral end of the cathode gas manifold 6, and the anode gas manifold 7 The position which becomes an inner peripheral edge part is joined together, respectively. After that, there has conventionally been proposed an apparatus in which the outer edge cutting allowance and the manifold cutting allowance are cut and removed (see, for example, Patent Document 1).

ところで、上記センタープレート３は、上述したように、片面に酸化剤ガスが接触して流れ、もう一方の面に燃料ガスが接触して流れる構造となっているため、酸化剤側の面は酸化雰囲気に曝される一方、燃料側の面は還元雰囲気に曝されるようになる。このため、上記した酸化剤側と燃料側のいずれの雰囲気でも耐食性を確保するという見地から、該センタープレート３は、酸化剤側の表面の材質をステンレスとし、且つ燃料側の表面の材質をニッケルとしてなるバイポーラプレートとすることが要求されている。   By the way, the center plate 3 has a structure in which the oxidant gas flows in contact with one surface and the fuel gas flows in contact with the other surface as described above. While exposed to the atmosphere, the fuel side surface is exposed to a reducing atmosphere. For this reason, from the standpoint of ensuring corrosion resistance in both the oxidant side and fuel side atmospheres, the center plate 3 is made of stainless steel as the oxidant side surface and nickel as the fuel side surface material. A bipolar plate is required.

そのため、上記燃料電池セパレータ用のセンタープレート３を製造する場合、従来は、ステンレス鋼板とニッケル鋼板とを積層して一体に接合（圧接）してなるクラッド鋼板を素材として用いるようにしてあり、該クラッド鋼板を所要の大きさに切断した後、プレス加工により上述したようなマスク支持用凹凸部１２や電極支持用凹凸部１３、更には、カソードガス用マニホールド６やアノードガス用マニホールド７の周縁部形状等の所定の凹凸部を成形して、ステンレス表面とニッケル表面とを備えてなるバイポーラプレートとしてのセンタープレート３を製造するようにしている。（たとえば、特許文献２参照）。   Therefore, when manufacturing the center plate 3 for the fuel cell separator, conventionally, a clad steel plate formed by laminating a stainless steel plate and a nickel steel plate and integrally bonding (pressure welding) is used as the material. After the clad steel plate is cut to a required size, the mask support uneven portion 12 and the electrode support uneven portion 13 as described above are pressed, and the peripheral portions of the cathode gas manifold 6 and the anode gas manifold 7 as described above. A center plate 3 as a bipolar plate having a stainless steel surface and a nickel surface is manufactured by forming a predetermined uneven portion such as a shape. (For example, refer to Patent Document 2).

特開２００４−１２７６９９号公報JP 2004-127699 A 特開平９−６３６００号公報JP-A-9-63600

ところが、上記燃料電池セパレータのセンタープレート３として用いるバイポーラプレートを製造するための素材としているクラッド鋼板は、ステンレス鋼板の片側のみにニッケル鋼板を積層してなる片面クラッド鋼板であり、仕様が特殊なため、比較的大型の燃料電池のセパレータに要求されるような１ｍ×２ｍ程度の大面積の素材を製造できるメーカが限られていて、安定供給の面で難が生じる虞があり、又、素材コストも非常に高価なものとなってしまうというのが実状である。   However, the clad steel plate used as a material for manufacturing the bipolar plate used as the center plate 3 of the fuel cell separator is a single-side clad steel plate in which a nickel steel plate is laminated only on one side of a stainless steel plate, and has a special specification. However, there are limited manufacturers that can manufacture materials with a large area of about 1m x 2m as required for separators of relatively large fuel cells, which may cause difficulties in terms of stable supply, and material costs However, it is actually very expensive.

ところで、金属表面処理の技術分野では、或る金属の表面に、めっきやプレーティング等の手法により別の金属の層（被膜）を形成させることが広く一般に行われている。このことに鑑みて、平板状のステンレス鋼板の片面のみに、めっきやプレーティング等の手法により、ニッケル層（ニッケルめっき被膜）を形成させるようにすれば、片面の表面材質をステンレス鋼板そのままのステンレスとし、且つもう一方の面の表面材質を上記ニッケル層によるニッケルとして、それぞれの表面において上述した燃料電池セパレータのセンタープレートに要求されるような酸化剤側の酸化雰囲気と燃料側の還元雰囲気に対する耐食性を確保できる機能を備えるバイポーラプレートを製造できると考えられる。   By the way, in the technical field of metal surface treatment, it is widely performed to form another metal layer (film) on a surface of a certain metal by a technique such as plating or plating. In view of this, if a nickel layer (nickel plating film) is formed on only one surface of a flat stainless steel plate by a technique such as plating or plating, the surface material of one surface is made of stainless steel as it is. And the surface material of the other surface is nickel by the nickel layer, and the corrosion resistance to the oxidizing atmosphere on the oxidizer side and the reducing atmosphere on the fuel side as required for the center plate of the fuel cell separator described above on each surface It is considered that a bipolar plate having a function capable of securing the above can be manufactured.

しかし、上記燃料電池セパレータのセンタープレート３として用いるには、図９に示した如きマスク支持用凹凸部１２や電極支持用凹凸部１３等の所定の凹凸部をプレス加工によって成形する必要がある。このため、上記ステンレス鋼板の片面にめっきによるニッケル層を形成させてなる平板状のバイポーラプレートに対してプレス加工を行うと、ステンレス鋼板の表面よりニッケル層が剥離するという問題が生じる虞がある。   However, in order to use it as the center plate 3 of the fuel cell separator, it is necessary to form predetermined uneven portions such as the mask supporting uneven portion 12 and the electrode supporting uneven portion 13 as shown in FIG. 9 by pressing. For this reason, when a press work is performed on a flat bipolar plate formed by forming a nickel layer by plating on one side of the stainless steel plate, there is a possibility that the nickel layer may peel off from the surface of the stainless steel plate.

一方、平板状のステンレス鋼板に対し、先ず、プレス加工を行って上記マスク支持用凹凸部１２や電極支持用凹凸部１３等の所定の凹凸部を成形し、しかる後、この所要形状に成形されたプレス材に対してニッケルめっきを施すようにする場合は、上記のような凹凸形状を有するプレス材の片面のみをめっき液に浸すことが難しいため、片面のみにニッケル層としてのめっき被膜を形成させることは困難である。   On the other hand, a flat stainless steel plate is first pressed to form the predetermined uneven portions such as the mask supporting uneven portion 12 and the electrode supporting uneven portion 13 and then formed into this required shape. When applying nickel plating to a pressed material, it is difficult to immerse only one side of the pressed material with the above-mentioned uneven shape in the plating solution, so a plating film as a nickel layer is formed only on one side. It is difficult to make it.

そこで、本発明は、プレス加工による凹凸形状を有してなり且つ母材の片面のみにめっき被膜を形成してなる片面めっきプレス材の製造方法、及び、該方法に基づく燃料電池セパレータ用バイポーラプレートの製造方法、並びに、該各製造方法の実施に用いる片面めっき装置を提供しようとするものである。   Accordingly, the present invention relates to a method for producing a single-sided plating press material having a concavo-convex shape formed by pressing and forming a plating film only on one side of a base material, and a bipolar plate for a fuel cell separator based on the method And a single-side plating apparatus used for carrying out each of the manufacturing methods.

本発明は、上記課題を解決するために、請求項１に対応して、電極板の両側に、所要形状にプレス加工してなるプレス材を、めっき加工対象面を外側にしてそれぞれ配置し、該各プレス材を、重ね合わせ方向の両側から締め付けて上記電極板に密着させて取り外し可能に一体に保持させると共に、該各プレス材の外周部又は外周部と締付け位置開口部を水密にシールし、しかる後、上記一体としてある電極板及びプレス材を、所要のめっき液に浸漬させて電気めっき処理を行うことにより、上記プレス材の外側に露出されている片面のみにめっき皮膜を形成させるようにする片面めっきプレス材の製造方法とする。   In order to solve the above-mentioned problem, the present invention, corresponding to claim 1, respectively, press materials formed by pressing into the required shape on both sides of the electrode plate, respectively, with the plating target surface facing outside, Each press material is clamped from both sides in the overlapping direction and is brought into close contact with the electrode plate so as to be detachably held integrally, and the outer peripheral portion or the outer peripheral portion of the press material and the fastening position opening are sealed in a watertight manner. Thereafter, the electrode plate and the press material that are integrated with each other are immersed in a required plating solution and electroplated to form a plating film only on one surface exposed to the outside of the press material. It is set as the manufacturing method of the single-sided plating press material to make.

又、請求項２に対応して、電極板の両側に、プレス加工により燃料電池セパレータのセンタープレートに必要とされる所定の凹凸部を成形してなるステンレス製のプレス材を、上記センタープレートとするときに燃料側の表面となる面を外側にしてそれぞれ配置し、該各プレス材を、重ね合わせ方向の両側から締め付けて上記電極板に密着させて取り外し可能に一体に保持させると共に、該各プレス材の外周部又は外周部と締付け位置開口部を水密にシールし、しかる後、上記一体としてある電極板及びプレス材を、ニッケルめっき液に浸漬させて電気めっき処理を行うことにより、上記ステンレス製のプレス材の燃料側の表面となる片面のみにニッケルめっき皮膜を形成させるようにする燃料電池セパレータ用バイポーラプレートの製造方法とする。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a stainless steel pressing material obtained by forming predetermined irregularities required for the center plate of the fuel cell separator on both sides of the electrode plate by pressing. And the respective pressing materials are clamped from both sides in the stacking direction to be in close contact with the electrode plate so as to be detachable and integrally held. The outer peripheral portion of the press material or the outer peripheral portion and the tightening position opening are sealed in a watertight manner, and then the electrode plate and the press material that are integrated with each other are immersed in a nickel plating solution to perform the electroplating process. Of a bipolar plate for a fuel cell separator in which a nickel-plated film is formed only on one side which is the surface on the fuel side of a metal press material To.

更に、請求項３に対応して、所要形状にプレス加工してなるプレス材を両側に配置できるようにしてある電極板と、該電極板の両側に配置した各プレス材を重ね合わせ方向の両側から締め付けて取り外し可能に一体に保持させるための締付装置と、上記各プレス材の外周部又は外周部と締付け位置開口部を水密にシールするためのシール部材と、上記一体としてある電極板及びプレス材を所要のめっき液に浸漬させて電気めっき処理するためのめっき槽とを備えてなる構成を有する片面めっき装置とする。   Further, according to claim 3, an electrode plate that can be placed on both sides of a press material that is pressed into a required shape, and each press material that is placed on both sides of the electrode plate A clamping device for tightening and releasably holding together, a sealing member for watertightly sealing the outer periphery or the outer periphery of each press material and the tightening position opening, and the electrode plate as an integral unit, A single-side plating apparatus having a configuration including a plating tank for immersing a press material in a required plating solution and performing electroplating treatment.

上記構成において、プレス材をステンレス製とし、めっき槽内のめっき液をニッケルめっき液とした構成とする。   In the above configuration, the press material is made of stainless steel, and the plating solution in the plating tank is a nickel plating solution.

又、上記各構成における締付装置を、各プレス材と電極板の対応する位置に穿設したボルト挿通孔に貫通させて配置するボルトと、該ボルトに螺着させるナットと、締付け位置の開口部をシールするシール部材とからなる構成とする。   In addition, the tightening device in each of the above-described structures is provided with a bolt disposed through a bolt insertion hole formed in a corresponding position of each press material and the electrode plate, a nut screwed to the bolt, and an opening at the tightening position. And a sealing member for sealing the portion.

更に、上述の各構成における電極板を、プレス材よりもやや大きな外形を有するものとし、電極板の両側に配置するプレス材の外周部をシールするためのシール部材を、電極板の外周端部を跨ぐように配置して、上記各プレス材の外周縁部に全周に亘り貼り付けるようにしたシールテープとした構成としたり、電極板を、プレス材と同等か又はプレス材よりも大きな外形を有するものとし、電極板の両側に配置するプレス材の外周部をシールするためのシール部材を、各プレス材の電極板に臨む内側面の外周縁部と、電極板の表面との間に介在させるパッキンとした構成としたり、電極板を、プレス材よりも一回り小さい外形を有するものとし、電極板の両側に配置するプレス材の外周部をシールするためのシール部材を、電極板の外周部よりも外方へ突出する各プレス材の外周縁部同士の間に、該各プレス材の外周縁部の内側面に密着するように介在させるパッキンとした構成とする。   Further, the electrode plate in each of the above-described configurations has a slightly larger outer shape than the press material, and a sealing member for sealing the outer periphery of the press material disposed on both sides of the electrode plate It is arranged so as to straddle, and it is configured as a seal tape that is attached to the outer peripheral edge of each of the above press materials over the entire circumference, or the electrode plate has an outer shape that is equal to or larger than the press material A sealing member for sealing the outer peripheral portion of the press material disposed on both sides of the electrode plate is provided between the outer peripheral edge portion of the inner surface facing the electrode plate of each press material and the surface of the electrode plate. It is configured as an intervening packing, or the electrode plate has an outer shape that is slightly smaller than the press material, and a sealing member for sealing the outer periphery of the press material disposed on both sides of the electrode plate is provided on the electrode plate. The outer periphery Also between the outer peripheral edge portions of each press member protruding outwardly, a configuration in which a packing is interposed so as to be in close contact with the inner surface of the outer peripheral edge portion of the respective pressed material.

本発明によれば、以下の如き優れた効果を発揮する。
（１）電極板の両側に、所要形状にプレス加工してなるプレス材を、めっき加工対象面を外側にしてそれぞれ配置し、該各プレス材を、重ね合わせ方向の両側から締め付けて上記電極板に密着させて取り外し可能に一体に保持させると共に、該各プレス材の外周部又は外周部と締付け位置開口部を水密にシールし、しかる後、上記一体としてある電極板及びプレス材を、所要のめっき液に浸漬させて電気めっき処理を行うことにより、上記プレス材の外側に露出されている片面のみにめっき皮膜を形成させるようにする片面めっきプレス材の製造方法、及び、所要形状にプレス加工してなるプレス材を両側に配置できるようにしてある電極板と、該電極板の両側に配置した各プレス材を重ね合わせ方向の両側から締め付けて取り外し可能に一体に保持させるための締付装置と、上記各プレス材の外周部又は外周部と締付け位置開口部を水密にシールするためのシール部材と、上記一体としてある電極板及びプレス材を所要のめっき液に浸漬させて電気めっき処理するためのめっき槽とを備えてなる構成を有する片面めっき装置としてあるので、プレス加工による所定の凹凸部を有し且つ片面にのみめっき皮膜を形成してなる片面めっきプレス材を製造でき、平板状の鋼板にめっき処理を施した後、プレス加工する場合に生じるようなめっき皮膜の剥離の虞を解消できる。又、各プレス材を電極板の両側に密着させた状態でめっき処理を施すことができるため、めっき電流を該各プレス材の面内で均一化できて、該各プレス材の外側に露出された面に形成させるめっき皮膜の厚さの均一化を図ることができる。更に、上記各プレス材が薄い場合であっても、電極板に保持させることにより補強できるため、該各プレス材がめっき処理する際に変形する虞や、めっき槽内でめっき液を撹拌する場合に所定位置より移動する虞を未然に防止することができる。
（２）電極板の両側に、プレス加工により燃料電池セパレータのセンタープレートに必要とされる所定の凹凸部を成形してなるステンレス製のプレス材を、上記センタープレートとするときに燃料側の表面となる面を外側にしてそれぞれ配置し、該各プレス材を、重ね合わせ方向の両側から締め付けて上記電極板に密着させて取り外し可能に一体に保持させると共に、該各プレス材の外周部又は外周部と開口部を水密にシールし、しかる後、上記一体としてある電極板及びプレス材を、ニッケルめっき液に浸漬させて電気めっき処理を行うことにより、上記ステンレス製のプレス材の燃料側の表面となる片面のみにニッケルめっき皮膜を形成させるようにする燃料電池セパレータ用バイポーラプレートの製造方法、及び、上述した片面めっき装置の構成において、プレス材をステンレス製とし、めっき槽内のめっき液をニッケルめっき液とした構成とすることにより、プレス加工による所定の凹凸部を有し、且つ燃料側の表面となる面の材質をニッケルとし、酸化剤側の表面となる面の材質をステンレスとしてなるバイポーラプレートを製造できる。よって、従来、クラッド鋼を素材としていた場合に比して、素材となるステンレス鋼板や、ニッケルめっき処理を行うためのニッケルめっき液は安定した供給を受けることができると共に、素材コストを削減することが可能になる。
（３）締付装置を、各プレス材と電極板の対応する位置に穿設したボルト挿通孔に貫通させて配置するボルトと、該ボルトに螺着させるナットとからなる構成とすることにより、電極板の両側にプレス材を取り外し可能に密着させる構成を容易に実現できる。
（４）電極板を、プレス材よりもやや大きな外形を有するものとし、電極板の両側に配置するプレス材の外周部をシールするためのシール部材を、電極板の外周端部を跨ぐように配置して、幅方向両端縁部を、上記各プレス材の外周縁部に周方向の全周に亘り貼り付けるシールテープとした構成としたり、又は、電極板を、プレス材と同等か又はプレス材よりも大きな外形を有するものとし、電極板の両側に配置するプレス材の外周部をシールするためのシール部材を、各プレス材の電極板に臨む内側面の外周縁部と、電極板の表面との間に介在させるパッキンとした構成としたり、又は、電極板を、プレス材よりも一回り小さい外径を有するものとし、電極板の両側に配置するプレス材の外周部をシールするためのシール部材を、電極板の外周部よりも外方へ突出する各プレス材の外周縁部同士の間に、該各プレス材の外周縁部の内側面に密着するように介在させるパッキンとした構成とすることにより、各プレス材の外周部のシールを容易に且つ確実に行なうことができる。 According to the present invention, the following excellent effects are exhibited.
(1) On each side of the electrode plate, press materials formed into a required shape are arranged with the surface to be plated facing outside, and the respective press materials are clamped from both sides in the overlapping direction, and the electrode plate The outer peripheral portion of each press material or the outer peripheral portion and the tightening position opening are sealed in a watertight manner, and then the integrated electrode plate and press material are A method of manufacturing a single-sided plating press material that forms a plating film only on one side exposed to the outside of the press material by immersing it in a plating solution and performing an electroplating process, and pressing into a required shape The press plate that can be placed on both sides of the press plate and the press plates placed on both sides of the electrode plate are tightened from both sides in the stacking direction so that they can be removed. A clamping device for holding the pressing member, a sealing member for watertightly sealing the outer peripheral portion or the outer peripheral portion of each of the press materials and the tightening position opening, and the electrode plate and the pressing material that are integrated with the required plating solution. A single-side plating apparatus having a structure including a plating tank for electroplating by immersing in a single-side plating having a predetermined uneven portion by press working and forming a plating film only on one side A press material can be manufactured, and the possibility of peeling of the plating film, which occurs when the flat steel plate is plated and then pressed, can be eliminated. In addition, since the plating process can be performed in a state where each press material is in close contact with both sides of the electrode plate, the plating current can be made uniform within the surface of each press material and exposed to the outside of each press material. The thickness of the plating film formed on the surface can be made uniform. Furthermore, even if each of the press materials is thin, it can be reinforced by being held on the electrode plate, so that the press materials may be deformed during the plating process, or when the plating solution is stirred in the plating tank Therefore, it is possible to prevent the possibility of moving from a predetermined position.
(2) The surface on the fuel side when a stainless steel pressing material formed by forming predetermined irregularities required for the center plate of the fuel cell separator on both sides of the electrode plate is the center plate. The pressing surfaces are arranged on the outside, and the press materials are clamped from both sides in the overlapping direction so as to be in close contact with the electrode plate and detachably held together, and the outer periphery or outer periphery of each press material Then, the electrode plate and the press material as a single unit are immersed in a nickel plating solution and electroplating is performed, whereby the surface on the fuel side of the stainless steel press material is sealed. A method for manufacturing a bipolar plate for a fuel cell separator in which a nickel plating film is formed only on one side, and the one-side plating described above In the configuration of the device, the press material is made of stainless steel, and the plating solution in the plating tank is made of nickel plating solution. A bipolar plate can be manufactured in which the material is nickel and the surface of the oxidant side is stainless. Therefore, compared to the conventional case of using clad steel as a raw material, the stainless steel plate used as the raw material and the nickel plating solution for performing nickel plating treatment can receive a stable supply and reduce the material cost. Is possible.
(3) By configuring the tightening device to include a bolt that is inserted through a bolt insertion hole formed in a corresponding position of each press material and the electrode plate, and a nut that is screwed to the bolt. A configuration in which the press material is detachably attached to both sides of the electrode plate can be easily realized.
(4) The electrode plate has a slightly larger outer shape than the press material, and a sealing member for sealing the outer peripheral portion of the press material disposed on both sides of the electrode plate so as to straddle the outer peripheral end portion of the electrode plate The width direction both end edges are configured as a seal tape that is attached to the outer peripheral edge of each press material over the entire circumference in the circumferential direction, or the electrode plate is equivalent to the press material or pressed. The sealing member for sealing the outer periphery of the press material disposed on both sides of the electrode plate, the outer peripheral edge of the inner surface facing the electrode plate of each press material, and the electrode plate In order to seal the outer peripheral part of the press material arranged on both sides of the electrode plate, with a configuration in which the packing is interposed between the surface and the electrode plate has a slightly smaller outer diameter than the press material The sealing member of the electrode plate By adopting a structure in which the packing is interposed between the outer peripheral edges of each press material protruding outward from the peripheral portion so as to be in close contact with the inner side surface of the outer peripheral edge of each press material, Sealing of the outer periphery of the material can be performed easily and reliably.

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.

図１（イ）（ロ）乃至図５は本発明の片面めっきプレス材の製造方法の一例として、燃料電池セパレータ用バイポーラプレートの製造方法、及び、該方法の実施に用いる片面めっき装置の実施の一形態を示すもので、以下のような構成としてある。   1 (a) (b) to FIG. 5 show an example of a method for producing a single-sided plating press material of the present invention, a method for producing a bipolar plate for a fuel cell separator, and an implementation of a single-sided plating apparatus used for carrying out the method. It shows one form and has the following configuration.

すなわち、上記片面めっき装置は、所要の矩形状としてある電極板１４と、所要形状のステンレス鋼板をプレス加工することにより図９に示した如き燃料電池セパレータのセンタープレートにおけるマスク支持用凹凸部１２や電極支持用凹凸部１３等の所定の凹凸部と同様の凹凸部（図１では凹凸部の記載を省略してある）を成形してなるステンレス製のプレス材１５と、上記電極板１４の両側に、上記プレス材１５を、燃料電池セパレータのセンタープレートとして使用する際に燃料側表面となる面１５ａを外側にしてそれぞれ配置した状態で、上記各プレス材１５同士を重ね合わせた方向の両側から取り外し可能に締め付けて上記電極板１４の両側面にそれぞれ密着させて保持できるようにする締付装置と、上記電極板１４に密着させた各プレス材１５の外周部と電極板１４との間、及び、各プレス材１５の締付位置の開口部をそれぞれ水密にシールできるようにする所要のシール部材と、ニッケルめっき槽１６を備えた構成とする。これにより、上記電極板１４の両側に、各プレス材１５を上記した如き所要の向きでそれぞれ配置した後、締付装置にて締め付けて上記電極板１４と各プレス材１５とを一体化すると共に、上記各プレス材１５の外周部及び開口部をすべてシール部材にてシールしてなる組立体１７を形成する。しかる後、該組立体１７を、上記ニッケルめっき槽１６内の図示しないニッケルめっき液に浸漬させて、上記めっき槽１６側が陽極、上記電極板１４側が陰極となるように通電することにより、各プレス材１５の外側に露出された燃料側表面となる面１５ａのみにニッケルめっき処理を施すようにする。このようにしてプレス加工によるマスク支持用凹凸部１２や電極支持用凹凸１３部等の所定の凹凸部を有し且つ燃料側表面となる片面がニッケル層（ニッケルめっき被膜）で、もう一方の酸化剤側表面となる面がステンレスとしてなる燃料電池セパレータ用バイポーラプレートを製造するようにする。   That is, the single-side plating apparatus presses a required rectangular electrode plate 14 and a stainless steel plate having a required shape, thereby forming a mask supporting uneven portion 12 on the center plate of the fuel cell separator as shown in FIG. A stainless press material 15 formed by forming uneven portions (not shown in FIG. 1), which are the same as the predetermined uneven portions such as the electrode supporting uneven portion 13, and both sides of the electrode plate 14 In addition, when the press material 15 is arranged with the surface 15a serving as the fuel side surface outside when used as the center plate of the fuel cell separator, the press materials 15 are arranged from both sides in the direction in which the press materials 15 are overlapped with each other. A tightening device that can be detachably tightened and held in close contact with both side surfaces of the electrode plate 14, and the electrode plate 14 A structure provided with a required sealing member that enables watertight sealing between the outer peripheral portion of the pressing material 15 and the electrode plate 14 and the opening at the tightening position of each pressing material 15, and the nickel plating tank 16. And Thereby, after each press material 15 is arranged on both sides of the electrode plate 14 in the required direction as described above, the electrode plate 14 and the press material 15 are integrated with each other by tightening with a clamping device. Then, an assembly 17 is formed by sealing the outer peripheral portion and the opening of each of the press materials 15 with a seal member. Thereafter, the assembly 17 is immersed in a nickel plating solution (not shown) in the nickel plating tank 16 and energized so that the plating tank 16 side is an anode and the electrode plate 14 side is a cathode. Only the surface 15a which becomes the fuel side surface exposed to the outside of the material 15 is subjected to nickel plating. In this way, one surface which has predetermined uneven portions such as the mask supporting uneven portion 12 and the electrode supporting uneven portion 13 by press working and which becomes the fuel side surface is a nickel layer (nickel plating film), and the other oxidation A bipolar plate for a fuel cell separator in which the surface to be the agent side is made of stainless steel is manufactured.

以下、詳述する。   Details will be described below.

上記片面めっき処理の対象とする各プレス材１５は、図２に示す如く、所望する燃料電池セパレータのセンタープレートよりも一回り大きい矩形状のステンレス鋼板に、プレス加工により、上記所定の凹凸部を成形してある。更に、外縁（外周縁部）に所定形状に切断するための平板状の外縁切代１８を備える。且つ対向する２辺に沿う方向の所要間隔位置に、図２に二点鎖線で示す如く、後の工程で切除することによりカソードガス用マニホールドとアノードガス用マニホールドを交互に形成するためのマニホールド切代１９を設けた形状としてある。更に、上記各マニホールド切代１９の内側となる幅方向所要間隔位置に、それぞれボルト挿通孔２０を穿設した構成としてある。   As shown in FIG. 2, each of the press materials 15 to be subjected to the single-side plating treatment is formed by pressing the predetermined uneven portion into a rectangular stainless steel plate that is slightly larger than the center plate of the desired fuel cell separator. Molded. Further, a flat outer edge cutting margin 18 for cutting into a predetermined shape is provided at the outer edge (outer peripheral edge). In addition, as shown by a two-dot chain line in FIG. 2, a manifold cut for alternately forming a cathode gas manifold and an anode gas manifold is formed at a required interval position in the direction along two opposite sides by cutting in a later process. The shape is provided with a margin 19. Further, the bolt insertion holes 20 are formed at the required positions in the width direction inside the manifold cutting margins 19.

上記電極板１４は、たとえば、銅製として、上記各プレス材１５よりもやや大きい矩形状としてあり、且つ上記各プレス材１５のボルト挿通孔２０と個別に対応する個所に、それぞれボルト挿通孔２１を穿設してなる構成としてある。   The electrode plate 14 is made of, for example, copper and has a rectangular shape that is slightly larger than each of the press materials 15, and the bolt insertion holes 21 are respectively provided at locations corresponding to the bolt insertion holes 20 of the press materials 15. The structure is formed by drilling.

上記締付装置は、本実施の形態では、上記電極板１４の両側に各プレス材１５を配置した状態にて、単に各プレス材１５同士を両側から締め付けておくためのものと、各プレス材１５同士を両側から締め付けると共に、上記電極板１４への通電を行う機能を有するものとの２種類を使用するようにしてある。   In the present embodiment, the fastening device includes a device for simply fastening the press members 15 from both sides in a state where the press members 15 are disposed on both sides of the electrode plate 14, and each press member. Two types are used, one having the function of clamping the electrodes 15 from both sides and having the function of energizing the electrode plate 14.

すなわち、上記各プレス材１５同士の締め付け機能及び電極板１４への通電を行う機能を有する締付装置は、上記プレス材１５と電極板１４に幅方向に配列して設けてあるボルト挿通孔２０，２１のうち、所要の間隔を隔てた複数個所（図では２個所）のボルト挿通孔２０，２１に、上記電極板１４と各プレス材１５の重ね合わせ寸法よりも所要寸法長尺としてある銅製の両ねじボルト２２を、両端部が外方にそれぞれ所要寸法ずつ突出するようにボルト挿通孔２０と２１に貫通させ、該各両ねじボルト２２の両端部に、各プレス材１５の外側よりそれぞれノブ付きナット２３を取り外し可能に螺着させて、後述するシール部材、押え金具２６ａを介して締め付ける構成としてある。   In other words, the clamping device having the function of clamping the press materials 15 to each other and the function of energizing the electrode plate 14 is provided with bolt insertion holes 20 arranged in the width direction in the press material 15 and the electrode plate 14. , 21 at a plurality of locations (two locations in the figure) at predetermined intervals, the copper insertion holes 20 and 21 have a longer required dimension than the overlapping dimension of the electrode plate 14 and each pressing material 15. These screw bolts 22 are passed through the bolt insertion holes 20 and 21 so that both ends protrude outward by the required dimensions, and both ends of each screw bolt 22 are respectively inserted from the outside of the press material 15. A nut 23 with a knob is removably screwed and tightened via a seal member and a presser fitting 26a described later.

一方、単なる締め付けを行うためのものとしては、残るボルト挿通孔２０，２１に使用するもので、一方のプレス材１５の外側よりボルト（貫通ボルト）２４を挿通させると共に、該ボルト２４の先端部に、他方のプレス材１５の外側よりナット２５を取り外し可能に螺着させて、後述するシール部材、ワッシャ２７を介して締め付ける構成としてある。   On the other hand, as a mere tightening, it is used for the remaining bolt insertion holes 20 and 21, and a bolt (through bolt) 24 is inserted from the outside of one press material 15, and the tip of the bolt 24 is inserted. Further, the nut 25 is removably screwed from the outside of the other press material 15 and is tightened via a seal member and a washer 27 described later.

上記各プレス材１５における各ボルト挿通孔２０は、それぞれが各プレス材１５における開口部となる。このため、図４（イ）に示す如く、上記両ねじボルト２２を貫通配置させるボルト挿通孔２０の部分には、該両ねじボルト２２の両端部に、シール部材として、ニッケルめっき液に侵されない材質製、たとえば、ウレタン製のシールリング２６を予め嵌めた後、押え金具２６ａを嵌着してから上記ノブ付きナット２３を螺着させて締め込むことにより、該シールリング２６を上記各プレス材１５のボルト挿通孔２０に外側から密着させて水密シールを行うようにしてある。   Each bolt insertion hole 20 in each press material 15 serves as an opening in each press material 15. For this reason, as shown in FIG. 4A, the bolt insertion hole 20 through which both the screw bolts 22 are arranged is not affected by the nickel plating solution as a seal member at both ends of the both screw bolts 22. A seal ring 26 made of a material, for example, urethane, is fitted in advance, and then the presser fitting 26a is fitted, and then the nut 23 with the knob is screwed and tightened to tighten the seal ring 26 on each press material. The 15 bolt insertion holes 20 are brought into close contact with the outside to perform watertight sealing.

又、上記各ボルト２４を挿通配置させるボルト挿通孔２０の部分については、図４（ロ）に示す如く、上記ボルト２４の頭部とプレス材１５の外側面との間、及び、該ボルト２４に螺着させるナット２５とプレス材１５の外側面との間に、それぞれワッシャ２７と、上記と同様のシール部材としてのシールリング２８とを介在させるように配置した状態で上記ナット２５の締め付けを行うことにより、上記シールリング２８を各プレス材１５のボルト挿通孔２０に外側から密着させて水密シールを行うようにしてある。   Further, the bolt insertion holes 20 through which the bolts 24 are inserted and arranged are, as shown in FIG. 4 (b), between the heads of the bolts 24 and the outer surface of the press member 15, and the bolts 24. The nut 25 is tightened in a state where a washer 27 and a seal ring 28 as a sealing member similar to those described above are interposed between the nut 25 to be screwed to the outer surface and the outer surface of the press member 15. By doing so, the seal ring 28 is brought into close contact with the bolt insertion hole 20 of each press material 15 from the outside to perform watertight sealing.

上記プレス材１５の外周部と電極板１４との間をシールするための構成としては、たとえば、図５に示す如く、上記各プレス材１５の外周縁部に、電極板１４の外周端部を跨ぐように配置するシール部材としてのシールテープ２９の幅方向両端縁部を、それぞれ周方向の全周に亘り貼り付けることにより水密シールを行うようにしてある。なお、この場合、上記電極板１４の外周端部は、その両側面に滑らかに連なる円弧断面形状となるようにして、上記シールテープ２９を貼り付けるときに角が当たらないようにすることが好ましい。   As a configuration for sealing between the outer peripheral portion of the pressing material 15 and the electrode plate 14, for example, as shown in FIG. Water-tight sealing is performed by sticking both end edges in the width direction of the seal tape 29 as a seal member disposed so as to straddle the entire circumference in the circumferential direction. In this case, it is preferable that the outer peripheral end portion of the electrode plate 14 has an arc cross-sectional shape that is smoothly connected to both side surfaces thereof so that no corners are applied when the seal tape 29 is applied. .

上記のようにして組み立ててなるプレス材組立体１７は、ニッケルめっき槽１６内のニッケルめっき液に浸漬させるようにする。この場合は、図１（ロ）に示す如く、プレス材組立体１７を上下方向に配置して、その上部側に位置する両ねじボルト２２の両端部が、プレス材組立体１７の上方に水平に配置されるようにする。次に、図示しないホイスト等に支持させてなる電力供給用の梁部材３０に、銅製の吊下部材３１を介して吊下げるようにする。しかる後、上記梁部材３０に図示しない電源の陰極側を接続して、該梁部材３０、吊下部材３１、両ねじボルト２２を介し上記電極板１４へ通電することにより、該電極板１４の両側に密着させてある各プレス材１５の外側面全面を陰極とさせることができるようにしてある。   The press material assembly 17 assembled as described above is immersed in the nickel plating solution in the nickel plating tank 16. In this case, as shown in FIG. 1B, the press material assembly 17 is arranged in the vertical direction, and both ends of the screw bolts 22 positioned on the upper side of the press material assembly 17 are horizontally above the press material assembly 17. To be placed in. Next, the power supply beam member 30 supported by a hoist or the like (not shown) is suspended via a copper suspension member 31. After that, the cathode side of a power source (not shown) is connected to the beam member 30 and the electrode plate 14 is energized through the beam member 30, the suspension member 31, and both screw bolts 22. The entire outer surface of each pressing member 15 that is in close contact with both sides can be used as a cathode.

一方、上記プレス材組立体１７の下部に位置する両ねじボルト２２の両端部には、上記プレス材組立体１７を垂直な姿勢で安定させるための所要の錘り３２を取り付けるようにしてある。   On the other hand, necessary weights 32 for stabilizing the press material assembly 17 in a vertical posture are attached to both end portions of both screw bolts 22 positioned below the press material assembly 17.

以上のように構成されて、上記梁部材３０に吊下げられている上記プレス材組立体１７は、図示しないホイスト等の操作により、ニッケルめっき槽１６内へ吊り下ろしてニッケルめっき液に浸漬させるようにする。この際、上記めっき槽１６は陽極となるように接地させ、且つ上記梁部材３０に電源の陰極側を接続して通電させると、上記電極板１４に密着されて陰極となる各プレス材１５では、露出している外側面のみにニッケルめっき被膜が形成されるようになる。なお、図１（ロ）では図示する便宜上、シールテープ２９の記載を省略してある。又、図１（イ）（ロ）では図示する便宜上、各プレス材１５と電極板１４の大きさ及び厚さをほぼ同様のものとして示してある。   The press material assembly 17 configured as described above and suspended from the beam member 30 is suspended in the nickel plating tank 16 and immersed in the nickel plating solution by an operation such as a hoist (not shown). To. At this time, when the plating tank 16 is grounded so as to be an anode, and the cathode side of the power source is connected to the beam member 30 and energized, each press member 15 which is in close contact with the electrode plate 14 and becomes the cathode A nickel plating film is formed only on the exposed outer surface. In FIG. 1B, illustration of the seal tape 29 is omitted for convenience of illustration. In FIGS. 1A and 1B, for convenience of illustration, the size and thickness of each press material 15 and electrode plate 14 are shown as being substantially the same.

上記のようにして、所要の通電を行うことにより、上記プレス材１５の外側に露出されている片面のみにニッケル層（ニッケルめっき被膜）が形成されると、プレス材組立体１７をニッケルめっき槽１６より取り出した後、上記両ねじボルト２２とノブ付きナット２３、及び、ボルト２４とナット２５をそれぞれ緩めて取り外すと共に、シールテープ２９やシールリング２６，２８を取り外すようにする。これにより、プレス加工によるマスク支持用凹凸部１２や電極支持用凹凸部１３等の所定の凹凸部を有し且つ燃料側表面となる片面１５ａの材質をニッケルとし酸化剤側表面となる反対面の材質をステンレスとしてなる２枚の燃料電池セパレータ用バイポーラプレートが得られ、電極板１４より取り外すことにより回収できるようになる。   When a nickel layer (nickel plating film) is formed only on one surface exposed to the outside of the press material 15 by performing the required energization as described above, the press material assembly 17 is replaced with a nickel plating tank. Then, the screw bolt 22 and the nut 23 with knob, and the bolt 24 and nut 25 are loosened and removed, and the seal tape 29 and the seal rings 26 and 28 are removed. Thereby, the material of the one side 15a which has predetermined uneven parts, such as the mask supporting uneven part 12 and the electrode supporting uneven part 13 by pressing, and becomes the fuel side surface is nickel, and the opposite surface which becomes the oxidant side surface is formed. Two bipolar plates for a fuel cell separator made of stainless steel are obtained, and can be recovered by removing from the electrode plate 14.

このように、本発明によれば、ステンレス鋼板をプレス加工して所定の凹凸部を成形してなるプレス材１５とした後、片面にニッケル層を形成して燃料電池セパレータ用バイポーラプレートを製造できるため、平板状のステンレス鋼板にニッケルめっき処理を施した後、プレス加工する場合に生じるようなニッケル皮膜の剥離の虞を解消できる。又、従来のクラッド鋼板に比して、素材となるステンレス鋼板や、ニッケルめっき処理を行うためのニッケルめっき液は安定した供給を受けることができると共に、素材コストを削減することが可能になる。   As described above, according to the present invention, after the stainless steel plate is pressed to form the press material 15 formed by forming a predetermined uneven portion, a nickel layer is formed on one surface to manufacture a bipolar plate for a fuel cell separator. For this reason, it is possible to eliminate the possibility of peeling of the nickel film that occurs when the flat stainless steel plate is subjected to nickel plating and then pressed. Further, as compared with the conventional clad steel plate, a stainless steel plate as a raw material and a nickel plating solution for performing nickel plating can receive a stable supply and reduce the material cost.

又、上記においては各プレス材１５を、プレス材１５とほぼ同様の大きさを有する銅製の電極板１４の両側に密着させた状態でニッケルめっき処理するようにしてあるため、めっき電流を各プレス材１５の面内で全面に亘り均一化できて、該各プレス材１５の外側に露出された面の全面に均一な厚さのニッケルめっき皮膜を形成させることができる。   Further, in the above, since each press material 15 is nickel-plated in a state of being in close contact with both sides of the copper electrode plate 14 having the same size as the press material 15, the plating current is applied to each press. The entire surface of the material 15 can be uniformized, and a nickel plating film having a uniform thickness can be formed on the entire surface exposed to the outside of each press material 15.

更に、上記各プレス材１５は、面積に対して厚さ寸法が小さいため、外力により比較的容易に変形し易いものであるが、２枚のプレス材１５を上記電極板１４に密着させて一体化してなるプレス材組立体１７とした状態で、ニッケルめっき槽１６内のニッケルめっき液に浸漬するようにしてあるため、上記各プレス材１５を補強することができて、めっき処理を行う場合に各プレス材１５が変形したり、めっき液の撹拌によって所定位置から移動してしまう虞を未然に防止することができる。   Further, each of the press materials 15 is relatively easy to deform due to an external force because the thickness dimension is small with respect to the area, but the two press materials 15 are brought into close contact with the electrode plate 14 to be integrated. Since the pressed material assembly 17 is immersed in the nickel plating solution in the nickel plating tank 16, each of the pressed materials 15 can be reinforced and the plating process is performed. It is possible to prevent the press material 15 from being deformed or moved from a predetermined position by stirring the plating solution.

更に、各両ねじボルト２２及び各ボルト２４を通すためのボルト挿通孔２０は、各プレス材１５におけるマニホールド切代１９に設けるようにしてある。そのため、上記のようにして製造される燃料電池セパレータ用バイポーラプレートを、その後、燃料電池セパレータのセンタープレートとして完成させる際には、アノードガス用マニホールド及びカソードガス用マニホールドを設けるために上記ボルト挿通孔２０が形成されているマニホールド切代１９は切断除去されることになり、上記各ボルト挿通孔２０が、燃料電池セパレータのセンタープレートとしての完成品に影響を与えることはない。   Further, the bolt insertion holes 20 through which the screw bolts 22 and the bolts 24 pass are provided in the manifold cutting margins 19 in the press members 15. Therefore, when the bipolar plate for a fuel cell separator manufactured as described above is subsequently completed as the center plate of the fuel cell separator, the bolt insertion hole is provided to provide an anode gas manifold and a cathode gas manifold. Manifold cutting allowance 19 in which 20 is formed is cut and removed, and each bolt insertion hole 20 does not affect the finished product as the center plate of the fuel cell separator.

次に、図６は、本発明の実施の他の形態を示すもので、図１（イ）（ロ）乃至図５に示したと同様の構成において、各プレス材１５の外周部のシールとして、上記各プレス材１５の外周縁部に沿ってシールテープ２９を貼り付けて電極板１４の外周端部を包み込むようにした構成に代えて、プレス材１５の外周縁部の内側面と、電極板１４の表面との間に、ニッケルめっき液に侵されない材質製のシール部材としてのパッキン３３を介在させる構成としたものである。   Next, FIG. 6 shows another embodiment of the present invention. In the same configuration as shown in FIGS. 1 (A) to (B) to FIG. 5, as a seal of the outer peripheral portion of each press member 15, Instead of the configuration in which the sealing tape 29 is applied along the outer peripheral edge of each press member 15 to wrap the outer peripheral end of the electrode plate 14, the inner surface of the outer peripheral edge of the press member 15 and the electrode plate The packing 33 as a sealing member made of a material that is not attacked by the nickel plating solution is interposed between the surface 14 and the surface of 14.

上記パッキン３３を各プレス材１５の外周縁部と電極板１４の表面との間に介装する際の具体的手順としては、たとえば、上記各プレス材１５の外周縁部の内側面に、予め上記パッキン３３をニッケルめっき液に侵されない所要の粘着材を用いてリング状に貼り付けておき、しかる後、このパッキン３３付きのプレス材１５を、上記パッキン３３が密着するように電極板１４の両側に配置し、上記実施の形態と同様に、両ねじボルト２２とノブ付きナット２３、及び、ボルト２４とナット２５を用いて該各プレス材１５同士を締め付けて電極板１４に保持させるようにすればよい。   As a specific procedure for interposing the packing 33 between the outer peripheral edge portion of each press material 15 and the surface of the electrode plate 14, for example, on the inner surface of the outer peripheral edge portion of each press material 15 in advance, The packing 33 is affixed in a ring shape using a required adhesive material that is not affected by the nickel plating solution, and then the pressing material 15 with the packing 33 is attached to the electrode plate 14 so that the packing 33 is in close contact therewith. As is the case with the above embodiment, the press members 15 are fastened to each other and held on the electrode plate 14 by using both screw bolts 22 and nuts 23 with knobs, and bolts 24 and nuts 25, as in the above embodiment. do it.

その他の構成は図１（イ）（ロ）乃至図５に示したものと同様であり、同一のものには同一符号が付してある。   Other configurations are the same as those shown in FIGS. 1A, 1B, and 5 and the same components are denoted by the same reference numerals.

本実施の形態によっても、図１（イ）（ロ）乃至図５に示した実施の形態と同様の効果を得ることができる。   Also according to the present embodiment, the same effects as those of the embodiment shown in FIGS.

次いで、図７は、本発明の実施の更に他の形態を示すもので、図１（イ）（ロ）乃至図５に示したと同様の構成において、電極板１４を、プレス材１５よりもやや大きいサイズとする構成に代えて、プレス材１５よりもやや小さいサイズの電極板１４を使用する場合を示すものである。   Next, FIG. 7 shows still another embodiment of the present invention. In the same configuration as shown in FIGS. 1 (A) to (B) to FIG. 5, the electrode plate 14 is slightly more than the press material 15. The case where the electrode plate 14 having a size slightly smaller than the press material 15 is used instead of the configuration having a large size is shown.

この場合は、電極板１４の外周部よりも外方へ突出する各プレス材１５の外周縁部同士の間に、シール部材として、上記電極板１４とほぼ同様の厚み寸法を有し且つニッケルめっき液に侵されない材質製のパッキン３４を、全周に亘って介装させる。更に、上記各プレス材１５の外縁切代１８となる外周縁部における周方向所要間隔個所に設けたボルト孔３５と、該各ボルト孔３５と個別に対応するよう上記パッキン３４における周方向所要間隔個所に設けたボルト孔３６に、一方のプレス材１５の外方よりボルト３７をそれぞれ挿通させ、該ボルト３７の先端部に、他方のプレス材１５の外方よりナット３８を螺着させて締め付けるようにする。これにより、上記各プレス材１５の外周縁部の内側面を上記パッキン３４に密着させて該各プレス材１５の外周部を水密シールするようにしてある。   In this case, between the outer peripheral edge portions of the press members 15 protruding outward from the outer peripheral portion of the electrode plate 14, the seal member has a thickness dimension substantially similar to that of the electrode plate 14 and is nickel plated. A packing 34 made of a material which is not affected by the liquid is interposed over the entire circumference. Further, the bolt hole 35 provided at the circumferentially required interval portion in the outer peripheral edge portion that becomes the outer edge cutting margin 18 of each press member 15, and the circumferential required distance in the packing 34 so as to individually correspond to each bolt hole 35. Bolts 37 are respectively inserted into the bolt holes 36 provided at the locations from the outside of the one press member 15, and a nut 38 is screwed onto the tip of the bolt 37 from the outside of the other press member 15 and tightened. Like that. Thereby, the inner side surface of the outer peripheral edge of each press member 15 is brought into close contact with the packing 34 so that the outer peripheral portion of each press member 15 is water-tightly sealed.

その他の構成は図１（イ）（ロ）乃至図５に示したものと同様であり、同一のものには同一符号が付してある。   Other configurations are the same as those shown in FIGS. 1A, 1B, and 5 and the same components are denoted by the same reference numerals.

本実施の形態によっても、図１（イ）（ロ）乃至図５に示した実施の形態と同様の効果を得ることができる。   Also according to the present embodiment, the same effects as those of the embodiment shown in FIGS.

なお、本発明は上記実施の形態のみに限定されるものではなく、図６の実施の形態のように、電極板１４の外周端部が外部に露出されている場合には、たとえば、該電極板１４の外周縁部に、通電部材を兼ねた銅製の吊下部材３１を直接接続して、両ねじボルト２２を介することなく通電を行えるようにしたり、両ねじボルト２２を介さずに、プレス材組立体１７を垂直な姿勢とするための錘り３２を上記電極板１４の下端に直接取り付けるようにしてもよい。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment. When the outer peripheral end of the electrode plate 14 is exposed to the outside as in the embodiment of FIG. A copper suspension member 31 that also serves as an energizing member is directly connected to the outer peripheral edge of the plate 14 so that energization can be performed without using both screw bolts 22, or without using both screw bolts 22. A weight 32 for placing the material assembly 17 in a vertical posture may be directly attached to the lower end of the electrode plate 14.

締付装置としてのボルト２２，２４とナット２３，２５を設ける位置や数は、片面めっき処理の対象となるプレス材１５の大きさや形状に応じて適宜変更してもよい。又、各プレス材１５と電極板１４のボルト挿通孔２０，２１に挿通させる両ねじボルト２２に、ノブの付いていない単なるナットを螺着させて各プレス材１５同士の外側からの締め付けを行わせるようにしてもよい。更に、上記電極板１４の両側にプレス材１５を密着させて重ね合わせ方向の両側から所要の力で締め付けて取外し可能に一体化することができれば、たとえば、クランプ等、ボルト２２，２４とナット２３，２５以外のいかなる締付装置を採用するようにしてもよい。   The positions and number of the bolts 22 and 24 and the nuts 23 and 25 as the tightening device may be appropriately changed according to the size and shape of the press material 15 to be subjected to the single-side plating process. In addition, a simple nut without a knob is screwed to both screw bolts 22 inserted into the bolt insertion holes 20 and 21 of each press material 15 and the electrode plate 14, and the press materials 15 are tightened from the outside. You may make it let. Further, if the pressing material 15 is brought into close contact with both sides of the electrode plate 14 and can be detachably integrated by tightening with a required force from both sides in the overlapping direction, for example, a clamp or the like such as bolts 22 and 24 and a nut 23. , 25 may be used.

上記各実施の形態では燃料電池セパレータ用バイポーラプレートを製造するために、プレス材１５をステンレス製とし、プレス材１５の片面に形成させるめっき皮膜をニッケルとした場合について示したが、プレス加工によって成形される所要の凹凸形状を有し且つ片面にのみ母材とは異なる金属の皮膜（層）を有してなる構成とすることが所望される片面めっきプレス材を製造できるようにするために、プレス材の材質及び形成させるめっき皮膜の材質は、一般にプレス用の素材及びめっき用の素材として使用されているいかなる材質のものを使用してもよい。又、使用するプレス材は、製造を所望する片面めっきプレス材に対応させて外形や凹凸形状を適宜変更してもよい。   In each of the above embodiments, in order to manufacture a bipolar plate for a fuel cell separator, the pressing material 15 is made of stainless steel, and the plating film formed on one side of the pressing material 15 is nickel. In order to be able to manufacture a single-sided plating press material that has a desired concavo-convex shape and is desired to have a metal film (layer) different from the base material only on one side, As the material of the press material and the material of the plating film to be formed, any material generally used as a press material and a plating material may be used. Further, the press material to be used may be appropriately changed in outer shape and uneven shape corresponding to the single-side plating press material desired to be manufactured.

プレス材１５の外周部及び開口部となるボルト挿通孔２０をシールするためのシール材としてのシールテープ２９やシールリング２６，２８は、シール対象部位を水密にシールすることができ、且つ片面めっき処理に使用するめっき液に侵されない材質のものであれば、いかなる材質のものを採用するようにしてもよい。又、シールテープ２９やシールリング２６，２８に代えて、ウレタンやポリテトラフルオロエチレン、ナイロン等の樹脂を直接貼り付けたり、隙間に充填したりするようにしてもよい。又、めっき処理前にプレス材にボルト挿通孔２０以外の所要の開口部が形成されているような場合には、該開口部と電極板１４との間に適宜所要のシール材を介在させて、プレス材の内側面側にめっき液が浸入しないように水密にシールするようにすればよい。   The seal tape 29 and the seal rings 26 and 28 as seal materials for sealing the bolt insertion holes 20 serving as the outer peripheral portion and the opening portion of the press material 15 can seal the seal target portion in a water-tight manner and are single-side plated. Any material that is not affected by the plating solution used for the treatment may be used. Further, instead of the seal tape 29 and the seal rings 26 and 28, a resin such as urethane, polytetrafluoroethylene, or nylon may be directly attached, or the gap may be filled. In addition, when a required opening other than the bolt insertion hole 20 is formed in the press material before the plating process, a necessary sealing material is appropriately interposed between the opening and the electrode plate 14. It is only necessary that the plating solution is sealed in a watertight manner so that the plating solution does not enter the inner surface side of the press material.

電極板１４は、その両面に密着させるプレス材１５よりも高い電気伝導率を有する材質であれば、銅以外の材質のものとしてもよく、又、プレス材１５に対して電極板１４を介した通電を行うときに、プレス材１５に全面に亘りほぼ均等な電位を発生させることができるようにしてあれば、上記電極板１４は、図３に二点鎖線で示す如く、所要個所に開口部３９を設けたり、更には、格子状構造とする等してもよい。この場合には、電極板１４の材料コストを削減したり、電極板１４の軽量化を図る効果が期待できる。又、両ねじボルト２２や吊下部材３１も、上記電極板１４と同様に、高い電気伝導率を有する材質のものであれば銅以外の材質のものとしてもよい。   The electrode plate 14 may be made of a material other than copper as long as it has a higher electrical conductivity than the press material 15 adhered to both surfaces of the electrode plate 14. If it is possible to generate a substantially uniform potential across the entire surface of the press material 15 when energization is performed, the electrode plate 14 has an opening at a required portion as shown by a two-dot chain line in FIG. 39 may be provided, or a lattice structure may be used. In this case, an effect of reducing the material cost of the electrode plate 14 or reducing the weight of the electrode plate 14 can be expected. Also, both the screw bolts 22 and the suspension member 31 may be made of a material other than copper as long as the electrode plate 14 is made of a material having high electrical conductivity.

その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。   Of course, various changes can be made without departing from the scope of the present invention.

本発明の片面めっきプレス材の製造方法としての燃料電池セパレータ用バイポーラプレートの製造方法、及び、該方法の実施に用いる片面めっき装置の実施の一形態を示すもので、（イ）は電極板とプレス材との組立構造を示す概略斜視図、（ロ）は全体構造を示す概略斜視図である。The manufacturing method of the bipolar plate for fuel cell separators as a manufacturing method of the single-sided plating press material of this invention, and one Embodiment of the single-sided plating apparatus used for implementation of this method are shown, (A) is an electrode plate FIG. 2 is a schematic perspective view showing an assembly structure with a press material, and FIG. 図１の装置の片面めっき処理対象とするプレス材を示す概略正面図である。It is a schematic front view which shows the press material made into the single-sided plating process object of the apparatus of FIG. 図１の装置の電極板を示す概略正面図である。It is a schematic front view which shows the electrode plate of the apparatus of FIG. 図１の装置におけるプレス材のボルト挿通孔部分のシール構造を拡大して示すもので、（イ）は両ねじボルトの貫通部分を、（ロ）はボルトの貫通部分をそれぞれ示す切断側面図である。FIG. 2 is an enlarged view of a sealing structure of a bolt insertion hole portion of a press material in the apparatus of FIG. 1. is there. 図１の装置におけるプレス材の外周部のシール構造を拡大して示す切断側面図である。FIG. 2 is a cut side view showing an enlarged seal structure of an outer peripheral portion of a press material in the apparatus of FIG. 1. 本発明の実施の他の形態を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the other form of implementation of this invention. 本発明の実施の更に他の形態を示す図５に対応する図である。It is a figure corresponding to FIG. 5 which shows other form of implementation of this invention. 燃料電池用セパレータの一例の積層構造を示す概要図である。It is a schematic diagram which shows the laminated structure of an example of the separator for fuel cells. 図８の燃料電池用セパレータにおけるセンタープレートを拡大して示す図である。It is a figure which expands and shows the center plate in the separator for fuel cells of FIG. 図８の燃料電池用セパレータにおけるカソードマスクとセンタープレートとアノードマスクとの接合構造を拡大して示すもので、（イ）はアノードガス用マニホールド部分を、（ロ）はカソードガス用マニホールド部分をそれぞれ示す断面図である。FIG. 9 is an enlarged view of a joining structure of a cathode mask, a center plate, and an anode mask in the fuel cell separator of FIG. 8, wherein (a) shows an anode gas manifold portion, and (b) shows a cathode gas manifold portion. It is sectional drawing shown.

符号の説明Explanation of symbols

１２ マスク支持用凹凸部（凹凸部）
１３ 電極支持用凹凸部（凹凸部）
１４ 電極板
１５ プレス材
１５ａ 燃料側表面となる面（めっき加工対象面）
１６ ニッケルめっき槽（めっき槽）
２２ 両ねじボルト（締付部材）
２３ ノブ付きナット（締付部材）
２４ ボルト（締付部材）
２５ ナット（締付部材）
２６ シールリング（シール部材）
２８ シールリング（シール部材）
２９ シールテープ（シール部材）
３３ パッキン（シール部材）
３４ パッキン（シール部材） 12 Uneven part for mask support (uneven part)
13 Uneven part for electrode support (uneven part)
14 Electrode plate 15 Press material 15a Surface to be a fuel side surface (surface to be plated)
16 Nickel plating tank (plating tank)
22 Double screw bolt (tightening member)
23 Nut with knob (tightening member)
24 bolts (tightening members)
25 Nut (Tightening member)
26 Seal ring (seal member)
28 Seal ring (seal member)
29 Seal tape (seal member)
33 Packing (seal member)
34 Packing (seal member)

Claims (8)

電極板の両側に、所要形状にプレス加工してなるプレス材を、めっき加工対象面を外側にしてそれぞれ配置し、該各プレス材を、重ね合わせ方向の両側から締め付けて上記電極板に密着させて取り外し可能に一体に保持させると共に、該各プレス材の外周部又は外周部と締付け位置開口部を水密にシールし、しかる後、上記一体としてある電極板及びプレス材を、所要のめっき液に浸漬させて電気めっき処理を行うことにより、上記プレス材の外側に露出されている片面のみにめっき皮膜を形成させるようにすることを特徴とする片面めっきプレス材の製造方法。   Press materials formed by pressing into the required shape on both sides of the electrode plate are placed with the surface to be plated on the outside, and the respective press materials are tightened from both sides in the overlapping direction so that they are in close contact with the electrode plate. The outer peripheral portion of each press material or the outer peripheral portion and the fastening position opening are sealed in a watertight manner, and then the integrated electrode plate and press material are put into a required plating solution. A method for producing a single-sided plating press material, wherein the plating film is formed only on one side exposed to the outside of the press material by dipping and performing electroplating treatment. 電極板の両側に、プレス加工により燃料電池セパレータのセンタープレートに必要とされる所定の凹凸部を成形してなるステンレス製のプレス材を、上記センタープレートとするときに燃料側の表面となる面を外側にしてそれぞれ配置し、該各プレス材を、重ね合わせ方向の両側から締め付けて上記電極板に密着させて取り外し可能に一体に保持させると共に、該各プレス材の外周部又は外周部と締付け位置開口部を水密にシールし、しかる後、上記一体としてある電極板及びプレス材を、ニッケルめっき液に浸漬させて電気めっき処理を行うことにより、上記ステンレス製のプレス材の燃料側の表面となる片面のみにニッケルめっき皮膜を形成させるようにすることを特徴とする燃料電池セパレータ用バイポーラプレートの製造方法。   The surface that becomes the surface on the fuel side when the stainless steel press material formed on the both sides of the electrode plate by pressing and forming the predetermined irregularities required for the center plate of the fuel cell separator is the center plate. The press members are clamped from both sides in the stacking direction and are tightly attached to the electrode plate so as to be detachably held and tightened to the outer peripheral portion or the outer peripheral portion of each press member. The position opening is sealed in a water-tight manner, and then the electrode plate and the press material that are integrated as described above are immersed in a nickel plating solution and subjected to electroplating treatment, whereby the fuel-side surface of the stainless steel press material A method for producing a bipolar plate for a fuel cell separator, wherein a nickel plating film is formed only on one side. 所要形状にプレス加工してなるプレス材を両側に配置できるようにしてある電極板と、該電極板の両側に配置した各プレス材を重ね合わせ方向の両側から締め付けて取り外し可能に一体に保持させるための締付装置と、上記各プレス材の外周部又は外周部と締付け位置開口部を水密にシールするためのシール部材と、上記一体としてある電極板及びプレス材を所要のめっき液に浸漬させて電気めっき処理するためのめっき槽とを備えてなる構成を有することを特徴とする片面めっき装置。   An electrode plate that can be placed on both sides of the press material that has been pressed into the required shape, and each press material that is placed on both sides of the electrode plate are clamped from both sides in the stacking direction so that they can be removed and held together. And a sealing member for watertightly sealing the outer peripheral portion or the outer peripheral portion of each of the press materials and the tightening position opening, and the electrode plate and the press material integrated as described above are immersed in a required plating solution. A single-side plating apparatus comprising a plating tank for performing electroplating. プレス材をステンレス製とし、めっき槽内のめっき液をニッケルめっき液とした請求項３記載の片面めっき装置。   The single-sided plating apparatus according to claim 3, wherein the press material is made of stainless steel, and the plating solution in the plating tank is a nickel plating solution. 締付装置を、各プレス材と電極板の対応する位置に穿設したボルト挿通孔に貫通させて配置するボルトと、該ボルトに螺着させるナットと、締付け位置の開口部をシールするシール部材とからなる構成とした請求項３又は４記載の片面めっき装置。   A bolt that is arranged by penetrating a bolting hole formed in a corresponding position of each press material and electrode plate, a nut that is screwed to the bolt, and a seal member that seals an opening at the tightening position The single-sided plating apparatus of Claim 3 or 4 made into the structure which consists of these. 電極板を、プレス材よりもやや大きな外形を有するものとし、電極板の両側に配置するプレス材の外周部をシールするためのシール部材を、電極板の外周端部を跨ぐように配置して、上記各プレス材の外周縁部に全周に亘り貼り付けるようにしたシールテープとした請求項３、４又は５記載の片面めっき装置。   The electrode plate has a slightly larger outer shape than the press material, and seal members for sealing the outer periphery of the press material arranged on both sides of the electrode plate are arranged so as to straddle the outer peripheral end of the electrode plate. The single-sided plating apparatus according to claim 3, 4, or 5, wherein the sealing tape is affixed to the outer peripheral edge of each press material over the entire circumference. 電極板を、プレス材と同等か又はプレス材よりも大きな外形を有するものとし、電極板の両側に配置するプレス材の外周部をシールするためのシール部材を、各プレス材の電極板に臨む内側面の外周縁部と、電極板の表面との間に介在させるパッキンとした請求項３、４又は５記載の片面めっき装置。   The electrode plate has an outer shape equal to or larger than that of the press material, and a seal member for sealing the outer periphery of the press material disposed on both sides of the electrode plate faces the electrode plate of each press material. The single-sided plating apparatus of Claim 3, 4 or 5 made into the packing interposed between the outer-periphery edge part of an inner surface, and the surface of an electrode plate. 電極板を、プレス材よりも一回り小さい外形を有するものとし、電極板の両側に配置するプレス材の外周部をシールするためのシール部材を、電極板の外周部よりも外方へ突出する各プレス材の外周縁部同士の間に、該各プレス材の外周縁部の内側面に密着するように介在させるパッキンとした請求項３、４又は５記載の片面めっき装置。   The electrode plate has an outer shape that is slightly smaller than the press material, and seal members for sealing the outer periphery of the press material disposed on both sides of the electrode plate protrude outward from the outer periphery of the electrode plate. The single-sided plating apparatus of Claim 3, 4 or 5 made into the packing interposed so that it may closely_contact | adhere to the inner surface of the outer peripheral part of each press material between the outer peripheral parts of each press material.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110453269A (en) * 2019-08-05 2019-11-15 广州林电科技有限公司 It is a kind of with material folding and to block the electroplating device of function

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