JP7373385B2 - 燃料電池用セパレータおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
[燃料電池用セパレータの構成]
まず、本実施形態の燃料電池用セパレータの構成について説明する。本実施形態において、燃料電池用セパレータは、燃料電池セルを構成するアノード側セパレータとして具現化されている。図1に、アノード側セパレータの上面図を示す。図2に、燃料電池セルを構成した状態における図1のII-II断面図を示す。図3Aに、図1の枠IIIAの拡大図を示す。図3Bに、図3Aの右面図を示す。図の方位のうち、前後左右方向はセパレータの面方向、上下方向はセパレータの厚さ方向、積層方向を示す。
次に、本実施形態の燃料電池用セパレータの製造方法について説明する。アノード側セパレータ1は、変位・振動抑制部材30a、30bおよび第一シール部材20を、一回の射出成形によりセパレータ本体10と一体成形して製造されている。図4Aに、アノード型セパレータ1を製造するための成形型の型締め状態における上下方向の部分断面図を示す。図4Bに、同成形型を構成する第二型の型面の部分平面図を示す。
次に、本実施形態の燃料電池用セパレータの作用効果について説明する。アノード側セパレータ1は、変位・振動抑制部材30a、30bを有している。変位・振動抑制部材30a、30bは、左右対称で同じ作用効果を奏するため、以下においては、変位・振動抑制部材30aについて説明する。燃料電池セル9を積層して燃料電池を構成した場合、変位・振動抑制部材30aの突起部31は、別のセルを構成するセパレータなどの相手部材に弾接する。これにより、燃料電池の作動時にアノード側セパレータ1の厚さ方向両面に流れる流体の差圧が変動しても、アノード側セパレータ1の変位および振動は抑制される。結果、セパレータ本体10と、その両面に各々配置される第一シール部材20およびセル内シール部材4と、の剥離を抑制することができる。
本実施形態の燃料電池用セパレータと、第一実施形態の燃料電池用セパレータとの相違点は、変位・振動抑制部材の形状とセパレータの製造方法である。ここでは、主に相違点を説明する。本実施形態においても第一実施形態と同様に、変位・振動抑制部材は、左右方向に対向して一対配置されており、各々の構成は同じである。よって、以下においては、セパレータ本体の左側に配置されている変位・振動抑制部材33aについて説明する。図5に、変位・振動抑制部材を上方から見た場合の部分拡大図を示す。図5は、前出図1の枠IIIAの拡大図(前出図3A)に対応している。図5において、図3Aと対応する部位については、同じ符号で示す。
本実施形態の燃料電池用セパレータと、第一実施形態の燃料電池用セパレータとの相違点は、変位・振動抑制部材の形状である。ここでは、主に相違点を説明する。本実施形態においても第一実施形態と同様に、変位・振動抑制部材は、左右方向に対向して一対配置されており、各々の構成は同じである。よって、以下においては、セパレータ本体の左側に配置されている変位・振動抑制部材35aについて説明する。図6に、変位・振動抑制部材を上方から見た場合の部分拡大図を示す。図6は、前出図1の枠IIIAの拡大図(前出図3A)に対応している。図6において、図3Aと対応する部位については、同じ符号で示す。
本実施形態の燃料電池用セパレータと、第一実施形態の燃料電池用セパレータとの相違点は、変位・振動抑制部材の形状である。ここでは、主に相違点を説明する。本実施形態においても第一実施形態と同様に、変位・振動抑制部材は、左右方向に対向して一対配置されており、各々の構成は同じである。よって、以下においては、セパレータ本体の左側に配置されている変位・振動抑制部材37aについて説明する。図7に、変位・振動抑制部材を上方から見た場合の部分拡大図を示す。図7は、前出図1の枠IIIAの拡大図(前出図3A)に対応している。図7において、図3Aと対応する部位については、同じ符号で示す。
以上、本発明の燃料電池用セパレータおよびその製造方法の実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。
Claims (7)
- 第一流体が流れる第一面と、第二流体が流れ、膜電極接合体を有する電極部材の周囲に配置されるセル内シール部材に接着される第二面と、を有するセパレータ本体と、
該セパレータ本体の該第一面に配置され、積層される相手部材に弾接する第一シール部材と、
を有する燃料電池用セパレータであって、
該セパレータ本体の該第一面において、該第二面側の該電極部材に対応する領域を発電領域、該セル内シール部材に対応する領域をシール領域とした場合に、該シール領域の一部に配置されるポリマー製の変位・振動抑制部材を有し、
該変位・振動抑制部材は、積層される該相手部材に弾接する複数の突起部と、複数の該突起部よりも厚さが小さく複数の該突起部を連結する連結部と、を有し、該第一流体と該第二流体との差圧の変動によるセパレータの変位および振動を抑制するものであり、
該変位・振動抑制部材を平面視した場合に、隣接する該突起部の図心を結ぶ軸線と、該連結部の短手方向の中心を結ぶ中心線と、は一致せず、
該連結部は、該変位・振動抑制部材を成形した際のゲートカット跡を有することを特徴とする燃料電池用セパレータ。 - 前記セパレータ本体は、厚さ方向に貫通し前記第一流体を供給または排出する貫通孔を有し、
前記変位・振動抑制部材は、該貫通孔と前記発電領域との間に配置される請求項1に記載の燃料電池用セパレータ。 - 前記変位・振動抑制部材は、前記発電領域の近傍に配置される請求項1または請求項2に記載の燃料電池用セパレータ。
- 前記連結部は、隣接する前記突起部間に配置される複数の連結片からなり、
複数の該突起部は、該連結片を介して一筆書き状に連結される請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の燃料電池用セパレータ。 - 複数の前記突起部の厚さに対する前記連結部の厚さの比(連結部厚さ/突起部厚さ)は、0.5以下である請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の燃料電池用セパレータ。
- 前記変位・振動抑制部材と前記第一シール部材とは、同じ材料からなる請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の燃料電池用セパレータ。
- 請求項6に記載の燃料電池用セパレータの製造方法であって、
前記変位・振動抑制部材および前記第一シール部材を、一回の射出成形により前記セパレータ本体と一体成形することを特徴とする燃料電池用セパレータの製造方法。
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