(57)【要約】【課題】セパレータの製造方法において、親水処理されたセパレータの製造を効率化できる。【解決手段】セパレータの製造方法は、第１の無端ベルトのうち網状の金属性部材で構成される部分と、前記第１の無端ベルトと向かい合うように配置された第２の無端ベルトと、によって前記セパレータを挟むとともに前記セパレータを搬送する搬送工程と、前記搬送工程により搬送されている前記セパレータの表面に前記第１の無端ベルトの側から親水処理を行う処理工程と、を備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セパレータの製造方法であって、
第１の無端ベルトのうち網状の金属性部材で構成される部分と、前記第１の無端ベルトと向かい合うように配置された第２の無端ベルトと、によって前記セパレータを挟むとともに前記セパレータを搬送する搬送工程と、
前記搬送工程により搬送されている前記セパレータの表面に前記第１の無端ベルトの側から親水処理を行う処理工程と、を備える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、セパレータの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電解質膜を一対の電極層で挟んだ膜電極接合体と、膜電極接合体を隔離するセパレータとを交互に積層した燃料電池が知られている。このような燃料電池に使用されるセパレータには、膜電極接合体と接触する側に反応ガスが流れる流路が設けられているものがある。流路を流れる反応ガスが反応することによって、水滴が発生する。このような水滴を効率よく排出するためには、流路を画定する壁部の表面を親水化する親水処理を施すことがある。親水処理としては、紫外線照射処理および赤外線照射処理などの照射ランプからの照射による処理がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３３９８４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載のセパレータの製造方法では、セパレータを治具に固定することによって、以下の２つの目的を両立する。１つは、照射による親水処理の処理効率を上げるためにセパレータを照射ランプから直近に配置することである。もう１つは、セパレータの反りおよびうねりによってセパレータと照射ランプとが接触することを回避するためにセパレータの反りおよびうねりを矯正することである。しかし、このような製造方法では、セパレータを治具から着脱することを要するため、煩雑さが伴うという課題があった。そのため、親水処理されたセパレータの製造を効率化することが可能な技術が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
【０００６】
本発明の一形態によれば、セパレータの製造方法が提供される。このセパレータの製造方法は、第１の無端ベルトのうち網状の金属性部材で構成される部分と、前記第１の無端ベルトと向かい合うように配置された第２の無端ベルトと、によって前記セパレータを挟むとともに前記セパレータを搬送する搬送工程と、前記搬送工程により搬送されている前記セパレータの表面に前記第１の無端ベルトの側から親水処理を行う処理工程と、を備える。この形態によれば、第１の無端ベルトと第２の無端ベルトとによってセパレータを挟むことで、治具を要することなく、セパレータの反りおよびうねりを矯正できるとともにセパレータを照射ランプから直近に配置できる。そのため、セパレータを治具から着脱することに要する時間を省けることから、親水処理されたセパレータの製造を効率化できる。
【０００７】
本発明の形態は、セパレータの製造方法に限るものではなく、例えば、燃料電池用セパレータ、その燃料電池用セパレータを備えた燃料電池、その燃料電池を備えた燃料電池システム、その燃料電池システムを搭載した車両などの種々の形態に適用することも可能である。また、本発明は、前述の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において様々な形態で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】参考例の製造装置の説明図である。
【図２】参考例の製造装置における治具の平面図である。
【図３】本実施形態における製造装置を示す説明図である。
【図４】本実施形態における製造装置の部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、参考例の製造装置１００の説明図である。図１には、相互に直交するＸＹＺ軸が図示されている。図１のＸＹＺ軸は、図２のＸＹＺ軸に対応する。製造装置１００は、燃料電池を構成する親水処理されたセパレータ２００を製造する装置である。製造装置１００は、無端ベルト１１０と、治具１２０と、親水処理装置５００とを備える。
【００１０】
無端ベルト１１０は、治具１２０を搬送する。治具１２０は、セパレータ２００を固定する。治具１２０は、Ｚ軸方向＋側に開口した開口部１２２を有する。親水処理装置５００は、無端ベルト１１０によって搬送される治具１２０に固定されたセパレータ２００に対して、開口部１２２を介して親水処理を行う。
【００１１】
図２は、参考例の製造装置１００における治具１２０の平面図である。図２は、製造装置１００における治具１２０をＺ軸方向＋側から見た図である。治具１２０は、載置部１３０と、押板部１４０と、蝶番部１５０と、把手部１６０とを備える。
【００１２】
載置部１３０は、セパレータ２００を載置可能に構成されている。押板部１４０は、載置部１３０を画定しているＺ軸方向−側の面とともに、セパレータ２００のＸ軸方向＋側における端部およびセパレータ２００のＸ軸方向−側における端部を挟むことによって、セパレータ２００を固定する。押板部１４０には、Ｚ軸方向＋側に開口した開口部１２２が設けられている。親水処理装置５００による親水処理は、開口部１２２を介して、載置部１３０に載置されたセパレータ２００に行われる。
【００１３】
蝶番部１５０は、Ｘ軸方向＋側において載置部１３０と押板部１４０とを連結することによって、載置部１３０のＺ軸方向＋側において、押板部１４０を開閉可能にしている。把手部１６０は、押板部１４０の開閉を行うための把手として、押板部１４０のＸ軸方向−側に設けられている。
【００１４】
治具１２０は、セパレータ２００を固定することによって、以下の２つの目的を両立する。１つは、親水処理装置５００による親水処理の効率を上げるために、セパレータ２００を親水処理装置５００から直近に配置することである。もう１つは、セパレータ２００の反りおよびうねりによってセパレータ２００と親水処理装置５００とが接触することを回避するために、セパレータ２００の反りおよびうねりを矯正することである。
【００１５】
しかし、このような製造装置１００を用いた製造方法では、セパレータ２００を治具１２０から着脱することを要するため、煩雑さが伴うという課題があった。
【００１６】
図３は、本実施形態における製造装置３００を示す説明図である。図３には、相互に直交するＸＹＺ軸が図示されている。図３のＸＹＺ軸は、図４のＸＹＺ軸に対応する。製造装置３００は、燃料電池を構成する親水処理されたセパレータ２００を製造する装置である。製造装置３００は、第１の無端ベルト３１０と、第２の無端ベルト３２０と、親水処理装置５１０とを備える。
【００１７】
第１の無端ベルト３１０は、第２の無端ベルト３２０とともにセパレータ２００を搬送する。本実施形態では、第１の無端ベルト３１０は、第２の無端ベルト３２０と向かい合うように配置される。
【００１８】
第２の無端ベルト３２０は、第１の無端ベルト３１０とともにセパレータ２００を搬送する。本実施形態では、第２の無端ベルト３２０は、第１の無端ベルト３１０と向かい合うように配置される。
【００１９】
本実施形態では、セパレータ２００は、第１の無端ベルト３１０と第２の無端ベルト３２０とによって挟まれた状態で搬送される。
【００２０】
第１の無端ベルト３１０は、第１の支持部３１２を備える。第１の支持部３１２は、第１の無端ベルト３１０のうち網状の金属性部材で構成される部分であるとともに、セパレータ２００を第２の無端ベルト３２０と挟む第１の無端ベルト３１０側の部分である。本実施形態では、第１の支持部３１２は、セパレータ２００よりも曲げ剛性が高い。本実施形態では、第１の支持部３１２は、セパレータ２００が搬送される搬送方向と垂直な方向について凹凸形状を有する網状の金属性部材で構成される。本実施形態では、第１の無端ベルト３１０の全域が第１の支持部３１２であるが、他の実施形態では、第１の無端ベルト３１０のうち一部が第１の支持部３１２であってもよい。
【００２１】
第２の無端ベルト３２０は、第２の支持部３２２を備える。第２の支持部３２２は、第２の無端ベルト３２０のうち網状の金属性部材で構成される部分であるとともに、セパレータ２００を第１の無端ベルト３１０と挟む第２の無端ベルト３２０側の部分である。本実施形態では、第２の支持部３２２は、セパレータ２００よりも曲げ剛性が高い。本実施形態では、第２の支持部３２２は、セパレータ２００が搬送される搬送方向と垂直な方向について凹凸形状を有する網状の金属性部材で構成される。本実施形態では、第２の無端ベルト３２０の全域が第２の支持部３２２であるが、他の実施形態では、第２の無端ベルト３２０のうち一部が第２の支持部３２２であってもよい。本実施形態では、第２の支持部３２２は、網状の金属性部材で構成されるが、親水処理は第１の無端ベルト３１０側から行うので、他の実施形態では、第２の支持部３２２は、網状でない金属性部材で構成されていてもよい。
【００２２】
本実施形態では、セパレータ２００は、第１の支持部３１２における凸部と第２の支持部３２２における凸部とによって挟まれた状態で搬送されることから、セパレータ２００と第１の無端ベルト３１０における第１の支持部３１２とが接触している領域を小さくすることができる。そのため、セパレータ２００において親水処理できない領域を小さくすることができる。
【００２３】
親水処理装置５１０は、第１の無端ベルト３１０側（Ｚ軸方向＋側）からＺ軸方向−側に向かって親水処理を行うことが可能な位置に配される。親水処理装置５１０は、セパレータ２００に対して親水処理を行う。本実施形態では、親水処理装置５１０は、第１の無端ベルト３１０と第２の無端ベルト３２０とによって搬送されてきたセパレータ２００に対して、親水処理を行う。本実施形態では、親水処理装置５１０が行う親水処理は、紫外線照射とオゾンによる処理である。他の実施形態では、親水処理装置５１０が行う親水処理は、赤外線照射による処理であってもよいし、プラズマによる処理であってもよい。
【００２４】
図４は、本実施形態における製造装置３００の部分拡大図である。本実施形態において、セパレータ２００は、第１の支持部３１２における凸部と第２の支持部３２２における凸部とによって挟まれる。このため、Ｚ軸方向＋側から見て第１の支持部３１２が存在していないセパレータ２００における領域は、親水処理装置５００から親水処理される。また、Ｚ軸方向＋側から見て第１の支持部３１２が存在するセパレータ２００における領域についても、セパレータ２００と第１の無端ベルト３１０とが接触している領域２０４を除き、親水処理装置５００からの親水処理による紫外線およびオゾンの回り込みによって、親水処理が施される。
【００２５】
セパレータ２００と第１の無端ベルト３１０とが接触している領域２０４は、親水処理されない。しかし、セパレータ２００において親水処理の必要な領域は、燃料電池において反応ガスが流れる流路を画定する壁部の表面２０２（図４においてハッチングで示す）である。そのため、領域２０４が親水処理されなくても、燃料電池において発電時に水滴がセパレータ２００における流路に発生した際に、その水滴を効率よく排出できる。
【００２６】
以上説明した実施形態によれば、治具１２０を要することなく、セパレータ２００の反りおよびうねりを矯正できるとともにセパレータ２００を親水処理装置５１０から直近に配置できる。そのため、セパレータ２００を治具１２０から着脱することに要する時間を省けることから、親水処理されたセパレータ２００の製造を効率化できる。
【００２７】
本発明は、上述の実施形態や実施例、変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、実施例、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部または全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部または全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
【符号の説明】
【００２８】
１００…製造装置
１１０…無端ベルト
１２０…治具
１２２…開口部
１３０…載置部
１４０…押板部
１５０…蝶番部
１６０…把手部
２００…セパレータ
２０２…表面
２０４…領域
３００…製造装置
３１０…第１の無端ベルト
３１２…第１の支持部
３２０…第２の無端ベルト
３２２…第２の支持部
５００…親水処理装置
５１０…親水処理装置
【図１】
2016134304.tif 000003
【図２】
2016134304.tif 000004
【図３】
2016134304.tif 000005
【図４】
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