(57)【要約】【課題】  離型時のセパレータの曲げや損傷の発生を抑制することができる燃料電池用セパレータの製造装置および製造方法を提供する。【解決手段】  成形されたセパレータ３０が載置される金型５０の前記セパレータ３０が接する部位のうち、離型方向を向く面の少なくとも一部に形成される、通気性のある多孔性金属製の通気部５１と、前記通気部５１に気体を供給する気体供給手段６０と、を有し、通気部５１から気体を供給し、セパレータ３０を離型させることを特徴とする。【選択図】            図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形されたセパレータが載置される金型の前記セパレータが接する部位のうち、離型方向を向く面の少なくとも一部に形成される、通気性のある多孔性金属製の通気部と、
前記通気部に気体を供給する気体供給手段と、を有することを特徴とする燃料電池用セパレータの製造装置。
【請求項２】
前記通気部は、成形されたセパレータが載置される金型の前記セパレータが接する部位のうち、離型方向を向く面の全面に形成されることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池用セパレータの製造装置。
【請求項３】
成形されたセパレータが載置される金型の前記セパレータが接する部位のうち、離型方向を向く面の少なくとも一部に形成される、通気性のある多孔性金属製の通気部から気体を供給し、セパレータを離型させることを特徴とする燃料電池用セパレータの製造方法。
【請求項４】
前記通気部は、成形されたセパレータが載置される金型の前記セパレータが接する部位のうち、離型方向を向く面の全面に形成されることを特徴とする請求項３に記載の燃料電池用セパレータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池用セパレータの製造装置および製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池用のセパレータを成形する方法として、カーボン粉末と樹脂を混合した粉体状のセパレータ材料を、金型によりプレス成形する方法がある（例えば、特許文献１参照）。この方法では、成形されたセパレータの周辺部へノズルにより気体を吹き付けて、セパレータを下金型から離型させている。
【０００３】
しかし、この方法では、セパレータが薄く脆いために、セパレータに曲がりや破損が生じるという問題がある。
【特許文献１】特開２００１−１４３７２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決するためになされたものであり、セパレータに曲がりや破損が生じ難い燃料電池用セパレータの製造装置および製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成する本発明に係る燃料電池用セパレータの製造装置は、成形されたセパレータが載置される金型の前記セパレータが接する部位のうち、離型方向を向く面の少なくとも一部に形成される、通気性のある多孔性金属製の通気部と、前記通気部に気体を供給する気体供給手段と、を有することを特徴とする。
【０００６】
上記目的を達成する本発明に係る燃料電池用セパレータの製造方法は、成形されたセパレータが載置される金型の前記セパレータが接する部位のうち、離型方向を向く面の少なくとも一部に形成される、通気性のある多孔性金属製の通気部から気体を供給し、セパレータを離型させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
上記のように構成した本発明に係る燃料電池用セパレータの製造装置は、金型が通気性のある多孔性金属製の通気部を有しているため、通気部から空気を供給して、離型時の成形されたセパレータの曲がりや破損を抑制することができる。
【０００８】
上記のように構成した本発明に係る燃料電池用セパレータの製造方法は、通気性のある多孔性金属製の通気部から空気を供給してセパレータを金型から離型させるため、離型時の成形されたセパレータの曲がりや破損を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。
【００１０】
図１は燃料電池を示す要部断面図である。
【００１１】
一般に燃料電池は、図１に示すような単セル１０をスタックの形態で多数集成してなり、例えば、自動車の駆動源として使用される。
【００１２】
単セル１０は、水の電気分解の逆の原理を利用し、水素と酸素とを反応させて水を得る過程で電気を得ることができるデバイスであり、膜電極接合体２０、ガス拡散層２１Ａ，２１Ｂ、セパレータ３０Ａ，３０Ｂを有する。膜電極接合体２０は、固体高分子膜の両面に、触媒層が形成された電極を配置して形成される。ガス拡散層２１Ａ，２１Ｂは、膜電極接合体２０の両面に配置される。セパレータ３０Ａ，３０Ｂは、ガス拡散層２１Ａ，２１Ｂの外面に配置される。
【００１３】
セパレータ３０Ａには、ガス拡散層２１Ａと接する面に酸化剤ガス（酸素）を流通させるための流路溝３２が形成され、その反対面には冷却水を流通させるための流路溝３３が形成されている。セパレータ３０Ｂには、ガス拡散層２１Ｂと接する面に燃料ガス（水素）を流通させるための流路溝３４が形成され、その反対面には冷却水を流通させるための流路溝３５が形成されている。
【００１４】
次に、燃料電池用セパレータの製造方法および製造装置について説明する。
【００１５】
図２は本実施形態に係る燃料電池用セパレータの製造装置のセパレータ成形前を示す断面図、図３は同製造装置のセパレータ成形後を示す断面図、図４は同製造装置のセパレータの離型の際を示す断面図である。なお、図４の製造装置内の矢印は気体の流れを例示的に示している。
【００１６】
初めに、図２に示すように、上型５０Ａおよび下型５０Ｂからなる金型５０の予備下型５０Ｂ内に、セパレータ３０の原料となるセパレータ材料４０を載置する。
【００１７】
セパレータ材料４０はカーボン粒子と樹脂を混合した粉体状であり、樹脂には熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂を用いることができる。熱硬化性樹脂としては、例えばフェノール樹脂、エポキシ樹脂または不飽和ポリエステル等が使用でき、熱可塑性樹脂としては、例えばテフロン（登録商標）、ポリエステル、ポリフェニエンサルファイド、シリコン、オレフィン系（ＰＰ，ＰＥ等）、ポリアミド、ポリフッ化ビニリデン、ポリイミドまたはエチレンビニルアセテート等が使用できる。
【００１８】
下型５０Ｂには、セパレータ材料４０が載置される面の全面に、通気性を有する多孔性金属製の通気部５１が形成されている。本実施形態では、多孔性金属にＳＵＳ製の細孔径が１〜２０μｍ程度のものを使用しているが、アルミ等の他の金属性でもよい。また、この通気部５１のセパレータ材料４０が載置される面と反対側の面には、下型５０Ｂの外部から気体供給管５２が連通している。
【００１９】
気体供給管５２は、例えば圧縮空気等の気体を供給する気体供給手段６０が連結されている。
【００２０】
金型５０は、加熱手段（不図示）によって、セパレータ材料４０の材料に熱硬化性樹脂を使用する場合には樹脂の硬化温度よりも高い温度に加熱され、セパレータ材料４０の材料に熱可塑性樹脂を使用する場合には樹脂の溶融温度よりも高い温度に加熱されている。
【００２１】
次に、下型５０Ｂ内に載置されたセパレータ材料４０を、図３に示すように、上型５０Ａと下型５０Ｂを押圧装置（不図示）により近接させて押圧する。この際に、溶融したセパレータ材料４０が流動して所定の形状に成形される。この後、樹脂が熱硬化性樹脂の場合には樹脂が硬化するまで金型５０を保持し、また樹脂が熱可塑性樹脂の場合には、金型５０を冷却して樹脂が硬化するまで金型５０を保持する。
【００２２】
樹脂が硬化した後、図４に示すように、上型５０Ａと下型５０Ｂを離間させると、成形されたセパレータ３０は下型５０Ｂに嵌合して取り残される。この後に、気体供給手段６０により気体を気体供給管５２から供給する。供給された気体は、通気部５１を通ってセパレータ３０の下面全体を押し上げ、セパレータ３０を下型５０Ｂから離型させる。
【００２３】
このように、本実施形態では通気部５１が、下型５０Ｂのセパレータ３０と接する部位の離型方向を向く一面全体に形成されている。このため、通気部５１から供給された気体が、セパレータ３０の通気部５１が設けられている側の面全体に均一に作用して持ち上げるため、離型の際のセパレータ３０の曲げや損傷の発生を抑制することができる。
【００２４】
また、セパレータ３０の曲がりや損傷を防止することができるため、歩留まりがよくコストを削減でき、またセパレータ３０の面精度が優れるため燃料電池の性能も向上できる。
【００２５】
また、供給される気体は、金型５０およびセパレータ３０を冷却し、セパレータを迅速に硬化させる効果もある。
【００２６】
また、従来技術のように、セパレータを離型するために気体を吹き付けるためのノズルを駆動装置等で移動する機構が必要ないため、設備費を低減することができる。
【００２７】
図５は本実施形態に係る燃料電池用セパレータの製造装置の変形例におけるセパレータの離型の際を示す断面図である。
【００２８】
図５に示すように、変形例では金型５０の通気部５１を二箇所に分割して設けている。このように、通気部５１を二箇所以上に分割することもできる。
【００２９】
なお、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の範囲内で種々改変することができる。例えば、本実施形態では下型に通気部が設けられるが、下側の金型の限定するものではなく、例えば上型や、金型の構造によっては左右に設けられてもよい。また、圧縮成形だけではなく、射出成形やトランスファー成形にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】燃料電池を示す要部断面図である。
【図２】本実施形態に係る燃料電池用セパレータの製造装置のセパレータ成形前を示す断面図である。
【図３】同製造装置のセパレータ成形後を示す断面図である。
【図４】同製造装置のセパレータの離型の際を示す断面図である。
【図５】本実施形態に係る燃料電池用セパレータの製造装置の変形例におけるセパレータの離型の際を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１０    単セル、
２０    膜電極接合体、
２１Ａ，２１Ｂ    ガス拡散層、
３０Ａ，３０Ｂ    セパレータ、
３２，３３，３４    流路溝、
４０    セパレータ材料、
５０Ａ    上型、
５０Ｂ    下型、
５１    通気部、
５２    気体供給管、
６０    気体供給手段。
【図１】
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【図２】
2006172812.tif 000004
【図３】
2006172812.tif 000005
【図４】
2006172812.tif 000006
【図５】
2006172812.tif 000007