CN1872428A - 用于在燃料电池用的隔板上涂覆密封剂的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于在燃料电池(57)用的隔板上的气体流动通路和水流动通路的周边涂覆液体密封剂(61)的方法，包括以下步骤：准备具有气体流动通路和水流动通路的隔板，和用于在该气体流动通路和水流动通路的周边上涂覆液态密封剂的密封剂涂覆设备；以及当将密封剂涂覆到气体流动通路和水流动通路的周边上时，使密封涂覆设备相对于垂直线倾斜一个预定的角度。

Description

用于在燃料电池用的隔板上涂覆密封剂的方法

本发明是PCT/JP02/07061进入中国的申请日为2002年7月11日，发明名称为“用于在燃料电池用的隔板上涂覆密封剂的方法”的中国发明专利申请号02813979.8的分案申请。

技术领域

本发明主要涉及燃料电池的制造，特别是涉及一种用于在燃料电池用的隔板上涂覆密封剂的方法，其中，通过提高在隔板上的密封剂涂覆质量来改善密封性能，并且防止燃料电池的质量恶化。

技术背景

燃料电池是一种在利用与水的电解相反的原理使氢和氧发生反应而获得水的过程中获得电能的电池。通常，用氢代替可燃气体，并且用氧代替空气或氧化剂气体。

作为这种燃料电池，例如已知日本专利申请公开(JP-A)No.2000-123848的“燃料电池(Fuel Cell)”。图22中的分解透视图表示出了该燃料电池，并且该燃料电池具有一个电池。

如图22所示，沿着一个电解膜201设置一个阳极侧电极202和一个阴极侧电极203，并且通过用一个第一隔板206和一个第二隔板207经由垫片204、205夹住阳极侧电极202、阴极侧电极203和电解膜201，构成一个单元燃料电池(电池组件)200。

详细地说，在该结构中，在第一隔板206的表面206a上形成一个作为可燃气体的流动通路的第一流动通路208，在第二隔板207的表面207a上形成一个作为氧化剂气体的流动通路的第二流动通路209，并且可燃气体和氧化剂气体分别面对中间的电解膜201。

由于通过图22所示的一个电池组件获得的电输出非常小，所以通过层压大量这样的电池组件200，获得所需的电输出。因此，由于可燃气体和氧化剂气体被分开以便不会泄漏到相邻的电池中，所以将第一和第二隔板206、207称为“隔板”。

第一隔板206在表面206a上具有用于可燃气体的流动通路208，第二隔板207在表面207a上具有用于氧化剂气体的流动通路209。然而，需要气体与阳极侧电极202和阴极侧电极203有效地进行接触。因此，需要流动通路208、209提供大量非常浅的槽。

第一和第二隔板206、207在其一端部上分别具有一个可燃气体供应孔部分210a和一个氧化剂气体供应孔部分211a，并且在其另一端部上分别具有一个可燃气体排出孔部分210b和一个氧化剂气体排出孔部分211b。还有，第一和第二隔板206、207在其一端部上具有一个用于使冷却水通过的冷却水供应孔部分212a，并且在其另一端部上具有冷却水排出孔部212b。

本发明人试图以下列不同的方式来制造电池组件：通过用两个隔板夹住由电解膜和电极制成的薄膜/电极组件、在隔板上涂覆液态密封剂以代替垫片204、205，其制造需要大量的时间和很高的成本。在这一加工过程中产生的一个问题。下面，将以作为密封剂涂覆起始部示意图的图23A和23B为基础说明这一问题。

如图23A所示，当通过沿着中空箭头的方向移动喷嘴221且同时从喷嘴221排出密封剂222从而开始将密封剂222涂覆到隔板223上时，由于隔板223和密封剂222的涂覆起始部224之间的粘接力不足，导致涂覆起始部224的远端翻起。

进而，如图23B所示，由于在密封剂222涂覆开始时沿中空箭头方向的喷嘴移动速度不适当，这使得由于密封剂222的涂覆起始部224被切掉而形成一个未涂覆部225。

这样，如果密封剂222的涂覆起始部224的密封剂涂覆质量降低，则密封能力变差，并且在密封剂222的涂覆起始部224之后的涂覆部处的密封剂涂覆质量受到影响。

并且，还产生了另一个问题。下面，将以表示密封剂剖视图的附图24A至24C为基础说明所述另一个问题。

如图24A的(a)所示，将密封剂222涂覆到隔板223上。密封剂222具有高度h1。

接着，如图24A的(b)所示，将一个未示出的薄膜/电极组件和另一个隔板233层叠到隔板223上，并且对密封剂222进行碾压，直到其高度达到高度h2为止。碾压后的密封剂222的高度h2是由夹在隔板223、223之间的电解膜和电极的厚度确定的。换而言之，由于在隔板223、223之间存在电解膜和电极，所以密封剂222不能进一步被碾压和延展。在附图中，d1表示密封剂222的碾压边缘(crushing margin)。

另一方面，如图24B的(a)所示，在隔板223上涂覆其横截面高度与图24A的(a)中的密封剂222不同的密封剂235。密封剂235的高度h3被制造得比密封剂222的高度h1大。

下面，如图24B的(b)所示，将未示出的薄膜/电极组件和另一个隔板233层压到隔板223上，并且对密封剂235进行碾压，直到其高度变成与图24A的(b)的密封剂222的高度h2相同的高度。在这种情况下，密封剂235的碾压边缘为d2。

这样，如果所给出的密封剂235的碾压边缘为d2，则图24A的(a)中的密封剂222的高度h1小于图24B的(a)中的密封剂235的高度h3，并且碾压边缘d1小于碾压边缘d2。结果，在密封剂222处碾压压力不足，并且难以获得良好的密封性。

在此，为了使涂覆时的密封剂高度较大，如图24C的(a)所示，采用高宽比(高度和宽度之间的比)与图24A的(a)中的密封剂222的截面相同、且高度与图24B的(a)中的密封剂235的高度h3相同的密封剂237，并且如图24C的(b)所示，将密封剂237碾压至与图24B的(b)中的密封剂235的高度相同的高度h2。

如从图24B和24C可以理解的那样，密封剂235具有宽度w1，并且在碾压之后密封剂235具有宽度w2。另一方面，密封剂237的宽度w3大于密封剂235的宽度w1，并且碾压之后的密封剂237的宽度w4大于碾压后的密封剂235的宽度w2。这样，如果碾压之后的密封剂237的宽度w4太大，则导致由于强迫密封剂237从被层压的隔板223和隔板233之间的预定范围流出，而使得密封质量下降，或者由于密封剂237粘附到薄膜/电极组件上，而使得燃料电池得输出受到影响，并且从而导致燃料电池质量恶化。

发明内容

本发明的一个目的是通过提高用于燃料电池的隔板的密封剂涂覆起始部处的密封剂涂覆质量、以改善密封性能，并且通过使所涂覆密封剂的高度大于其宽度来改善密封性能，并且，因此防止燃料电池的质量恶化。

根据本发明的一个方案，提供一种用于在燃料电池用隔板上涂覆密封剂的方法，该方法包括下列步骤：准备具有气体流动通路和水流动通路的隔板、和用于在隔板的气体流动通路和水流动通路周边上涂覆液态密封剂的密封剂涂覆设备的步骤；使设置在密封剂涂覆设备上的喷嘴部在密封剂涂覆起始部处比在除涂覆起始部之外的部分处更加靠近隔板的步骤；和在密封剂涂覆起始部处以比在除涂覆起始部之外的部分处更低的水平移动速度移动喷嘴部的步骤。

通过使喷嘴部靠近隔板，可以使得将排出的密封剂压在隔板上压力较大，并且可以将密封剂粘附到隔板上。因而，例如，可以防止涂覆起始部的远端部翻起。进而，通过降低喷嘴部的水平运动速度，可以以更加均匀的厚度涂覆密封剂，并且例如可以防止密封剂的未涂覆部分。这样，通过使喷嘴部靠近隔板并且降低喷嘴部的水平移动速度，改善了密封剂涂覆起始部处的密封剂涂覆质量，并且可以改善密封性能。

优选地，使喷嘴部靠近隔板的步骤包括：从开始排出密封剂起使喷嘴部停止预定时间的步骤。通过使喷嘴部从开始排出密封剂起停止预定时间，尽管需要花费时间，但是可以将排出的密封剂按压并粘附到隔板上，并且可以进一步提高密封剂的涂覆质量，进一步提高可密封性能。

根据本发明的第二个方案，提供一种用于在燃料电池用隔板上涂覆密封剂的方法，该方法包括：准备具有气体流动通路和水流动通路的隔板、和用于在隔板的气体流动通路和水流动通路的周边上涂覆液态密封剂的密封剂涂覆设备的步骤；和当将密封剂涂覆到气体流动通路和水流动通路的周边上时，使密封涂覆设备相对于垂直线倾斜一个预定的角度的步骤。

通过在密封剂涂覆设备相对于垂直线倾斜一个预定角度的状态下涂覆密封剂，可以使密封剂的高度比宽度大，并且当将薄膜/电极组件和另外的隔板层压到涂覆有密封剂的隔板上时，可以使密封剂的碾压边缘较大，可以提高可密封性能。进而，可以抑制对密封剂碾压之后的密封剂宽度，并且在将密封剂层压和粘附到电极上时可以消除密封剂从隔板之间流出的现象发生，从而可以防止燃料电池的质量恶化。

优选地，通过固定密封剂涂覆设备的喷嘴部并通过由一个移动装置移动该隔板，可以实施密封剂涂覆步骤。在密封剂涂覆设备侧，不需要另外设置用于移动密封剂涂覆设备的结构，并且可以使密封剂涂覆设备侧具有简单的结构。

附图说明

图1是根据本发明的燃料电池用隔板的密封剂涂覆层压设备的正视图；

图2是根据本发明的密封剂涂覆工作站的主要部分的放大正视图；

图3是从图2的箭头3观察的视图；

图4是沿图3中的线4-4的剖视图；

图5是根据本发明的隔板的平面图；

图6是表示根据本发明的利用密封剂涂覆枪进行密封剂排出操作的操作视图；

图7A至图7G是用于说明根据本发明的密封剂涂覆枪的喷嘴部的运动和密封剂的涂覆操作的操作视图。

图8是表示根据本发明的利用密封剂涂覆枪进行密封剂的抽吸操作的操作视图；

图9是根据本发明的密封剂涂覆方法的流程图；

图10是根据本发明的燃料电池用隔板的另一种密封剂涂覆层压设备的正视图；

图11是根据本发明的另一种密封剂涂覆工作站的主要部分的放大正视图；

图12是沿图11的箭头12看的视图；

图13是根据本发明的隔板放置台的透视图；

图14A和14B是用于说明根据本发明的利用密封剂涂覆枪的涂覆密封剂的工序的操作视图，其中图14A是密封剂涂覆枪的主要部分和一个监视照相机的放大视图，并且图14B是沿图14A的B-B线剖开的剖视图；

图15A至15C是顺序表示根据本发明的另一种用于在一个隔板上涂覆密封剂的方法的初始工序的操作视图；

图16A至16C是顺序表示根据本发明的另一种用于在一个隔板上涂覆密封剂的方法的中间工序的操作视图；

图17A至17C是顺序表示根据本发明的另一种用于在一个隔板上涂覆密封剂的方法的末段工序的操作视图；

图18是用于说明根据本发明的监视照相机的视野的说明图；

图19是根据本发明的在对密封剂涂覆状态进行监视中的流程图；

图20是表示根据本发明的密封剂高度和宽度的标准的图表；

图21是表示根据本发明的密封剂涂覆枪的倾斜角度和高宽比之间的关系的图表；

图22是燃料电池用的传统电池的分解透视图；

图23是传统的密封剂涂覆工艺的说明图；

图24A和24C是用于说明用于涂覆密封剂的传统方法中存在的问题的密封剂的剖视图。

具体实施方式

如图1所示，密封涂覆层压设备10具有一个在隔板上涂覆密封剂的密封剂涂覆工作站11、和一个在涂覆有密封剂的隔板上层压薄膜电极组件的层压工作站12。应当注意，参考标号13表示一个将隔板引入到密封剂涂覆工作站11中的引入工作站，并且参考标号14是对薄膜电极组件进行修整的修整工作站。

薄膜电极组件的结构使得由碳纸(carbon paper)形成的阳极侧电极和阴极侧电极被分别粘附到由高分子化合物形成的高分子聚合体电解薄膜的两侧上。

如图2所示，密封剂涂覆工作站11由一个连接到一个基部21上的隔板放置台22、一个连接到基部21上的臂部23、一个连接到臂部23上作为密封剂涂覆设备的密封剂涂覆枪24、和一个设置成靠近密封剂涂覆枪24远端的非接触型传感器25形成。

密封剂涂覆枪24由一个容纳密封剂且可更换的密封剂盒27、连接到密封剂盒27上的密封剂供应软管28、一个与密封剂供应软管28的远端连接的密封剂挤出部31、一个驱动密封剂挤出部31的电动机32、和一个连接到密封剂挤出部31远端上用以排出密封剂的喷嘴部33构成。应当注意，参考标号34表示沿左-右方向(x-x方向)移动密封剂涂覆枪24的左-右移动装置，参考标号35表示沿垂直方向(z-z方向)移动密封剂涂覆枪24的垂直移动装置。

非接触型传感器25是这样的传感器，其在非接触状态下、通过向基本上位于喷嘴部33下方的隔板表面上照射例如激光以检测在将密封剂涂覆到隔板的过程中早先涂覆的密封剂。根据来自非接触型传感器25的信号，一个后面将要说明的控制设备驱动左一右移动装置34、垂直移动装置35和后面将要说明的前一后移动装置，并且控制密封剂涂覆枪24的水平运动和升降运动。

如后面将要说明的那样，密封剂涂覆枪24的密封剂挤出部31的结构使得一个其上设有螺旋槽的螺杆(screw)被插入到一个缸体内，和通过用一个电动机32旋转螺杆，经由密封剂供应软管28抽吸密封剂盒27中的密封剂，和将缸体的内壁和螺杆的槽之间的密封剂挤出，并且从喷嘴部33排出密封剂。另外，如后面所述，通过沿着与上述方向相反的方向旋转螺杆，密封剂挤出部31将密封剂在缸体的内壁和螺杆的槽之间向上推动，并且从喷嘴部33抽吸密封剂。

图3表示将一个后板36安装到密封剂涂覆枪24的后部上，和沿着一个倾斜的方向从后板36的下端延伸出撑杆37、37(在内侧的撑杆未示出)，和将一个非接触型传感器25安装到这些撑杆37、37的远端上。应当注意，参考标号38表示用于沿前-后方向(y-y方向)移动密封剂涂覆枪24的前-后移动装置，和参考标号39表示控制电动机32的驱动、左-右移动装置34和垂直移动装置35的控制装置。

非接触型传感器25的远端朝向喷嘴部31的下方。

在图4中，在密封剂涂覆枪24的密封剂挤出部31处设有第一缸体部41和第二缸体部42。其中分别将一个第一螺杆43和一个第二螺杆44插入到第一缸体部41和第二缸体部42中的密封剂挤出轴45被连接到一个电动机32的输出轴上(参照图3)。

在此，参考标号47表示一个与第二缸体部42形成一体的壳体部，并且参考标号48表示设置在壳体部47处的用于支撑密封剂挤出轴45的支撑部，并且参考标号51表示形成于壳体部47处的用于与密封剂供应软管28连通的密封剂引入室，参考标号52表示一个接头，并且参考标号53、53表示软管带。

图5表示这样一种状态，其中在隔板57处形成一个气体流动通路和一个水流动通路(未示出)，并且在气体流动通路和水流动通路的周边设有密封剂涂覆槽58，并且将密封剂6 1涂覆到密封剂涂覆槽58中。

在平面图中，密封剂涂覆槽58为圆形槽，其具有一个宽度比其它部分大的延伸部62。假设延伸部62的槽宽为w5且延伸部62之外的部分的槽宽为w6，则w5＞w6。

在密封槽58的延伸部62上，将密封剂61涂覆成直线形的涂覆起始部63，并且从涂覆起始部63顺序地涂覆成一个第一弯曲部64、一个第一直线部65、一个第二弯曲部66、一个第二直线部67、和一个第三弯曲部68，并且在延伸部62上在第三弯曲部68之后涂覆成一个直线形的涂覆终止部71。

这里，参考标号72表示一个移动路径，密封剂涂覆枪24沿该移动路径水平运动但不涂覆密封剂61，参考标号80至88表示设置在图5中的密封剂涂覆槽58上的假想点，用于在涂覆密封剂61的各部分时作为密封剂涂覆枪24移动的起始点或结束点。参考标号91表示第一弯曲部64上的一个点，参考标号92表示第一直线部65的一个点，参考标号93表示第二弯曲部66上的一个点，参考标号94表示第二直线部67上的一个点，和参考标号95表示第三弯曲部68上的一个点。

下面，将要说明涂覆密封剂的方法。

如图6所示，为了开始涂覆密封剂61，通过操作电动机使密封剂挤出轴45沿着中空箭头的方向旋转。电动机和密封剂挤出轴45的旋转方向为向前的方向(向前旋转)。

据此，如箭头所示，从密封剂盒经由密封剂供应软管28抽入到密封剂引入室51中的密封剂61，从第一缸体41和第一螺杆43的槽之间、和第二缸体42和第二螺杆44的槽之间被向下挤出，并且从喷嘴部33排出到外部，从而被涂覆到隔板57上。

如图7A所示，喷嘴部33的远端设置成与隔板57分离开一个预定的距离L1。

在图7B中，使喷嘴部33从图7A的位置下降预定的距离L2，并且开始涂覆密封剂。

在图7C中，从开始涂覆密封剂61起，一次地停止喷嘴部33直到经过预定时间t1为止，并且将密封剂61充分地粘附到隔板57上。

此外，在经过前述预定时间t1之后，使喷嘴33上升至图7A的高度，并同时以水平移动速度v1运动。

在图7D中，当喷嘴部33上升至图7A所示的高度时，将密封剂61涂覆到隔板57上，同时以增至水平移动速度v2(v2＞v1)的移动速度水平移动喷嘴部33。这时，从非接触型传感器向隔板57上照射激光74。

在图7E中，当激光74到达密封剂61的涂覆起始部63且非接触型传感器检测涂覆起始部63时，在图7F中，密封剂涂覆枪以水平移动速度v3水平移动(v3＜v2)，同时执行密封剂抽吸操作(后面将详细说明)。因此，从喷嘴部33排出的密封剂61的量减小，并且如图7G所示，在短时间内停止从喷嘴部33排出密封剂61。当喷嘴部33向上移动至图5所示的点87时，电动机停止工作，完成密封剂涂覆枪的密封剂抽吸操作，并且完成密封剂的涂覆。然后，喷嘴部33以水平移动速度v3从点87移动至点88，并且完成在隔板57上的密封剂61的涂覆工序。

在图7E中，当非接触型传感器检测到密封剂61的涂覆起始部63时，控制装置根据检测信号沿着与图6所示的旋转方向相反的方向旋转电动机，并且沿着图8所示的中空箭头的方向旋转密封剂挤出轴45。即，电动机和密封剂挤出轴45的旋转方向为相反的方向(反向旋转)。

据此，第一缸体部41与第一螺杆43的槽之间的密封剂、和第二缸体部42和第二螺杆44的槽之间的密封剂61如箭头所示向上移动，并且抽吸喷嘴部33中的密封剂61。

因此，从喷嘴部33排出的密封剂61的量减少，并且在短时间之内将停止从喷嘴部33排出密封剂61。

在图9中，表示根据本发明的用于涂覆密封剂的方法的流程图，并且将再次说明图7中所示的用于涂覆密封剂的方法。应当注意，ST××表示步骤编号。

ST01...将密封剂涂覆枪的喷嘴部设置成与隔板分离开一个预定的距离L1。

ST02...使喷嘴部下降预定的距离L2。

ST03...在喷嘴部停止的状态下开始从喷嘴部排出密封剂，并且开始将密封剂涂覆到隔板上。

ST04...在开始排出密封剂之后，判断是否已经经过预定的时间t1。当尚未经过预定时间t1(否(NO))时，再次执行ST04。当已经经过预定时间t1之后(是(YES))，按程序进行ST05。

ST05...使喷嘴部上升至原始高度，同时使其以水平移动速度v1移动。

ST06...涂覆密封剂，同时以增至水平移动速度v2的移动速度移动喷嘴部。

ST07...在密封剂的涂覆起始部和涂覆终止部之间的一个交叉位置上反向旋转电动机，并且开始抽吸密封剂。同时，喷嘴部的水平移动速度v2减小至水平移动速度v3。

ST08...完成密封剂的抽吸，并且完成密封剂的涂覆。

ST09...喷嘴部向上移动至一个收回位置。

在此，完成在隔板上的密封剂涂覆过程。

如图10所示，密封剂涂覆层压设备120具有一个将密封剂涂覆到一个隔板上的密封剂涂覆工作站121，和前述层压工作站12。密封剂涂覆工作站121的结构为，当将密封剂涂覆到隔板上时，密封剂涂覆枪24相对于垂直线倾斜一个预定的角度，并且在密封剂涂覆枪24不移动的情况下移动隔板。

如图11所示，密封剂涂覆工作站121由一个用作安装到基部21上的移动装置的隔板放置台122、臂部23、密封剂涂覆枪24、和一个靠近密封剂涂覆枪24远端设置的监视照相机125构成。

设置监视照相机125，使喷嘴部33下方的附近区域位于其视野之内，并且用以监视已经涂覆的密封剂的涂覆状态，特别是监视在将密封剂涂覆到隔板上的过程中的密封剂的外部尺寸。作为监视结果，当密封剂的外部尺寸偏离预定范围时，未示出的控制装置根据来自监视照相机125的信号停止涂覆密封剂和驱动隔板放置台122。

固定监视照相机125的方向，以便其总是在一个给定的方向上，并且根据需要进行精密调节设定。然而，本发明并不限于此，可以利用一个万向接头，例如一个球关节或类似物将一个后面将要说明的托架136与监视照相机125连接起来，并且可以利用一个安装到托架136上的驱动马达改变监视照相机125的方向。

在这种情况下，未示出的控制装置根据来自监视照相机125的信号控制上述驱动马达的操作，使密封剂位于监视照相机125的视野之内。

图12表示将后板36安装到密封剂涂覆枪24的后部上，托架136从后板36的下端延伸出来，将监视照相机125安装到托架136的远端上，且将监视照相机125设置在密封剂涂覆枪24的喷嘴部33之前(在图11中，当向着喷嘴部33观察时，监视照相机125置于左侧)。

在此，参照标号137表示一个其一端安装到臂部23上且将后板安装到其另一端上以便绕一个摆动轴138自由摆动的涂覆枪支撑部，参考标号139表示用于绕摆动轴138使密封剂涂覆枪24倾斜的倾斜装置。

如图13所示，隔板放置台122由下述部件构成：一个安装到基部21上从而可枢转的转台141，一个经由轨道142、142可滑动地安装到转台141上的第一滑板143，一个经由轨道144、144可滑动地安装到第一滑板143第二滑板145，一个使转台141旋转的电动机146，一个安装到转台141上用于移动第一滑板143的第一缸体147，一个安装到第一滑板143上用于移动第二滑板145的第二缸体148，一个驱动电动机146的电动机驱动装置151，一个驱动第一缸体147的第一缸体驱动装置152，一个驱动第二缸体148的第二缸体驱动装置153，一个控制电动机驱动装置151和第一、第二缸体驱动装置152、153的驱动的控制装置154，和一个用于向控制装置154输入第一、第二滑板143、145的移动量和移动速度以及转台141的旋转角度和旋转角速度的数据的输入装置155。

即，隔板放置台122的结构使得第二滑板145可以沿着箭头所示的x-x方向和y-y方向移动，并且可以沿着r-r方向旋转。

下面，将说明用于利用密封剂涂覆枪24在隔板上涂覆密封剂的方法。

如图14A所示，首先，操作前述倾斜装置139(参见图11)，使密封剂涂覆枪24相对于垂直线156倾斜一个预定的角度θ。这时，监视照相机125与密封剂涂覆枪24成一体地倾斜。

在此，垂直线156是一条穿过图13所示的电动机146的一个输出轴146a的线。

在这种状态下，当使图13所示的隔板放置台122的第二滑板145根据需要沿着x方向运动、沿着y方向运动、以及沿着r方向旋转时，从密封剂涂覆枪24的喷嘴部33排出密封剂61，并且将密封剂61涂覆到隔板57和后面将要详细说明的密封剂涂覆槽58(参见图5)中。

在上述密封剂涂覆枪24中，密封剂涂覆枪24的上部侧沿着与隔板57的移动方向(附图的左侧)相反的方向(附图的右侧)倾斜。

图14B表示涂覆到隔板57上的密封剂61的外侧尺寸。

H是密封剂61的高度，W是密封剂61的宽度，假定密封剂61的剖面形状为刀片的剖面形状，密封剂61的高度H对应于刀片的高度，并且密封剂61的宽度对应于一条弦长(chord length)。

这时，刀片高度和弦长之间的比例H/W称为高宽比。

在本发明中，如后面将要说明的那样，对图14A所示的密封剂涂覆枪24的倾斜角度θ进行设定，以使上述高宽比H/W在预定值的范围内。

下面，将要说明用于在上述隔板上涂覆密封剂的另一种方法。

在图15A至15C中，通过再次采用图5顺序说明用于在隔板上涂覆密封剂的另一种方法的初始工序。然而，参考标号72表示当移动处于未涂覆密封剂61的状态的隔板57时，密封剂涂覆枪的喷嘴部33(参见图11)的轨迹，并且参考标号80至88表示设置在图5中密封剂涂覆槽58上的假想点，用于作为当涂覆密封剂61时，图13中所示隔板放置台122沿x方向的运动、沿y方向的运动和在第二滑板145处的旋转的起始点或终止点(当采用一个由附图所示的x轴和y轴形成的直角坐标系时，这些点作为x坐标和y坐标存储在图13所示的控制装置154的存储器中)。在此，应当注意，由x轴和y轴形成的直角坐标系的原点直接设置在密封剂涂覆枪的喷嘴部的远端之下。该原点与图5所示的直角坐标系的原点一致。

从隔板57(参见图5)位于图13所示的隔板放置台122的第二滑板145上的状态起，图15A表示第二滑板沿着x方向和y方向移动以及旋转，密封剂涂覆槽58上的点80直接位于密封剂涂覆枪的喷嘴部远端之下，并且监视照相机的视野197设置在将要从这时开始涂覆的涂覆起始部63的一条延长线上。即，在平面图中，点80和视野197位于x轴上。

首先，从这一状态起，开始进行在密封剂涂覆槽58中的密封剂涂覆，同时沿着x轴方向移动第二滑板。应当注意，以下，在第二滑板适当地进行x方向的运动、y方向的运动和旋转运动的同时进行密封剂的涂覆，以便使已经涂覆的密封剂位于监视照相机的视野197之内。

图15B表示密封剂涂覆槽58上的点81向上移动至喷嘴部直接下方且沿直线涂覆密封剂61的涂覆起始部63的状态。

图15C表示在通过将密封剂涂覆槽58上的一个点91向上移动至喷嘴部直接下方以对密封剂61的第一弯曲部64进行涂覆的过程中的状态。

在图16A至16C中，顺序描述了用于在隔板上涂覆密封剂的另一种方法的中间工序。

图16A表示在密封剂61的第一弯曲部64的涂覆完成之后在通过将密封剂涂覆槽58上的一个点92向上移动至喷嘴部直接下方以对密封剂61的第一直线部65进行涂覆的过程中的状态。

图16B表示在密封剂61的第一直线部65的涂覆完成之后，在通过将密封剂61上的点93向上移动至喷嘴部直接下方以对密封剂61的第二弯曲部66进行涂覆的过程中的状态。

图16C表示在密封剂61的第二弯曲部66的涂覆完成之后，在通过将密封剂61上的点94向上移动至喷嘴部直接下方以对密封剂61的第二直线部67进行涂覆的过程中的状态。

在图17A至17C中，将顺序说明用于在隔板上涂覆密封剂另的一种方法的后面工序。

图17A表示在密封剂61的第二直线部67的涂覆完成之后，在通过将密封剂61上的点95向上移动至喷嘴部的直接下方以对密封剂61的第三弯曲部68进行涂覆的过程中的状态。

图17B表示在密封剂61的第三弯曲部68的涂覆完成之后，在通过将密封剂61上的点87向上移动至喷嘴部的直接下方以对密封剂61的涂覆终止端71进行涂覆的过程中的状态。这时，密封剂61的涂覆完成。

图17C表示通过移动第二滑板使点88移动至喷嘴部的直接下方的状态，以便将成为轨迹72的部分从图17B中的状态在喷嘴部的直接下方移动。

图18表示将密封剂61设定在监视照相机的视野197中的状态，且检测已经涂覆的密封剂61的宽度W是否在预定的范围内。应当注意，附图中所示的假想线是表示与密封剂61的纵向方向垂直的剖面的剖视图。

作为密封剂61的外部尺寸，具有附图中所示的宽度W和高度H。然而，当从喷嘴部排出的量、隔板的移动速度、隔板表面和喷嘴部之间的间距、和密封剂的粘度恒定时，如果改变密封剂的宽度W，则高度H随着宽度W而变。因此，如果仅宽度W被检测，则可以检测出密封剂61的涂覆情况是否不正常。

图19表示监视根据本发明的密封剂涂覆的过程中的流程图。应当注意，ST××表示步骤编号。

ST11...开始涂覆密封剂的检测(verification)。

ST12...判断在密封剂中是否出现反常。

当在密封剂中没有出现反常(否(NO))时，再次执行ST12。

当在密封剂中出现反常(是(YES))时，程序进行到ST13。

出现反常是这样一种情况，例如在密封剂的涂覆过程中，例如涂覆量变小、出现未涂覆部位以及宽度W(参见图18)小于预定范围，或者是这样一种情况，其中涂覆量变大且宽度W大于预定范围。

ST13...停止密封剂涂覆枪的操作，从而停止密封剂排出，并且停止隔板放置台的驱动，以便对不正常的情况进行处理。

下面，将说明用于确定密封剂涂覆枪24的倾斜角度的方法。

首先，将说明涂覆的密封剂的高度和宽度标准。

在图20的图表中，纵坐标表示密封剂高度H(单位为mm，并参见图14B)，并且横坐标表示密封剂宽度(单位为mm，并参见图14B)。

密封剂的高度H的标准为1.0至1.2mm，宽度W的标准为1.15至1.3mm，并且由图表中的粗实线表示的四边形的内侧是满足高度H和宽度W两者的标准的范围。

根据在上述四边形范围内的高度H和与该高度H对应的宽度W，可以由等式A＝H/W获得无限多的高宽比A。

高宽比A是当H＝A.W时连接图表的原点和四边形范围内的点的直线的斜率。因此，例如，当画出直线C以连接四边形范围内的一个点B和原点时，在直线C上，高宽比A为常数。

考虑直线C和四边形范围之间的关系，当宽度W在直线C上从点B变化到W＝1.3时，高度H在直线C上在标准(1.0至1.2)内变化。

另外，当宽度W在直线C上从点B变化到W＝1.15时，在直线C上，高度H小于所述标准(即小于1.0)。

进而，例如，假设绘出直线E连接四边形范围内的点D和原点，则在直线E上的高宽比A为常数。

考虑直线E和四边形范围的关系，当宽度W在直线E上从点D变化到W＝1.15时，高度H在直线E上在标准(1.0至1.2)内变化。

并且，当宽度W在直线E上从点D变化到W＝1.3时，在直线E上，高度H大于所述标准(超过1.2)。

根据上述说明，当绘出连接四边形的左下角处的点F(点F的坐标为(1.15，1.0))和原点的直线G，和连接四边形的右上角处的点J(点J的坐标为(1.3，1.2))和原点的直线K时，可以理解，高度H和宽度W两者的标准在直线G和直线K上都可以得到满足，并且进一步，在直线G和K之间绘出的直线上也可得到满足。

由于直线G可以表达为H＝(1.0/1.15)·W，高宽比A为A＝1.0/1.15＝0.87。

另外，由于直线K可以表达为H＝(1.2/1.3)·W，高宽比A为A＝1.2/1.3＝0.92。

因此，如果高宽比A满足0.87≤A≤0.92，则密封剂高度H和密封剂宽度W两者的标准均可以得到满足。

为了获得在上面确定的高宽比范围内的密封剂的外部尺寸，本发明人在表1所示的各条件下涂覆密封剂，并且特别地，同时改变在密封剂涂覆枪处喷嘴部相对于垂直线的倾斜角度θ，并且确定各密封剂的高宽比。

表1

项目条件	条件			结果			判断
									涂敷速度V(m/sec)	电动机的转数N(rpm)	倾斜角度θ(°)	密封剂高度H(mm)	密封剂宽度W(mm)	高宽比A
比较例1	20	39	0	1.03	1.27	0.81									×
							例1	20	39	10	1.07	1.22	0.88	○
例2	20	39	20	1.08	1.18	0.92									○
							比较例2	20	39	30	1.14	1.17	0.97	×

在表1中，顺序描述了用于确定高宽比的各个条件、结果和判断。

比较例1：

当涂覆速度V，即第二滑板的移动速度，为20m/sec时，密封剂涂覆枪的电动机转数N为39rpm，并且密封剂涂覆枪的喷嘴部的倾斜角度θ为0°(即，相对于垂直线不倾斜)，密封剂高度H为1.03mm，密封剂宽度为1.27mm，并且高宽比A为0.81。由于没有满足前述高宽比A的范围0.87≤A≤0.92，所以判定为×(不合格)。

例1：

当涂覆速度V为20m/sec时，电动机的转数N为39rpm，并且喷嘴部的倾斜角度θ为10°，密封剂高度H为1.07mm，密封剂宽度W为1.22mm，并且高宽比A为0.88。由于满足了前述高宽比A的范围0.87≤A≤0.92，所以判定为○(合格)。

例2：

当涂覆速度V为20m/sec时，电动机的转数N为39rpm，并且喷嘴部的倾斜角度θ为20°，密封剂高度H为1.08mm，密封剂宽度W为1.18mm，且高宽比A为0.92。由于满足了前述高宽比A的范围0.87≤A≤0.92，所以判定为○(合格)。

比较例2：

当涂覆速度V为20m/sec时，电动机的转数N为39rpm，并且喷嘴部的倾斜角度θ为30°，密封剂高度H为1.14mm，密封剂宽度W为1.17mm，且高宽比A为0.97。由于未满足前述高宽比A的范围0.87≤A≤0.92，所以判定为×(不合格)。

根据上述说明，使高宽比A在0.87≤A≤0.92范围内的密封剂涂覆枪的喷嘴部倾斜角度θ为10°≤θ≤20°。

在图21的图表中，纵坐标表示高宽比A，并且横坐标表示密封剂涂覆枪的倾斜角度θ(单位为°，参见图14A)。

当绘出表1所示的相应于例1和例2、及比较例1和比较例2的各倾斜角度θ的高宽比A时，存在随着密封剂涂覆枪的倾斜角度θ变大，而高宽比A基本上直线增加的趋势。

根椐这种增加的趋势以及图20中确定的高宽比，在满足密封剂的高H和宽W的标准的同时，使密封剂涂覆枪的倾斜角度θ变大。例如，通过采用比例1的高宽比大的例2的高宽比，可以使高宽比A变大。

应当注意，在图7B和7C中，喷嘴部33升高至初始高度L1，同时从靠近隔板的状态以水平移动速度v1移动预定的距离L2。然而，并不限于此。首先，喷嘴部33可以以水平移动速度v1水平移动，并且可以接着上升至初始位置，或者喷嘴部33可以上升至初始位置，接着喷嘴部33可以以水平移动速度v1水平移动。

另外，在图13中，利用第一缸体147和第二缸体148执行隔板放置台122的第一滑板143的运动和第二滑板145的运动。然而，并不限于此。可以将长螺杆分别螺纹联接到第一滑板和第二滑板上，并且可以利用一个电动机等旋转该螺杆，或者可以利用电动机等旋转螺纹联接到固定于第一滑板和第二滑板上的螺栓上的螺母。

工业可利用性

如上所述，在根据本发明的涂覆密封剂的方法中，使一个设置在密封剂涂覆设备上的喷嘴部在涂覆起始部处比在除涂覆起始部以外的部分处更加靠近隔板，并且，使喷嘴部以比除涂覆起始部之外的部分的速度低的水平移动速度移动。据此，由于排出的密封剂可以粘附到隔板上，可以以更均匀的厚度涂覆密封剂，并且可以提高密封剂的涂覆起始部处的密封剂涂覆质量，即提高密封性能。因此，本发明对于制造燃料电池非常有用。

Claims (2)

1、一种用于在燃料电池用隔板上涂覆密封剂的方法，包括以下步骤：

准备具有气体流动通路和水流动通路的隔板，和用于在该气体流动通路和水流动通路的周边上涂覆液态密封剂的密封剂涂覆设备；以及

当将密封剂涂覆到气体流动通路和水流动通路的周边上时，使密封涂覆设备相对于垂直线倾斜一个预定的角度。

2、如权利要求1所述的密封剂涂覆方法，其特征在于，通过固定密封剂涂覆设备的喷嘴部并通过由一个移动装置移动该隔板，来实施密封剂涂覆步骤。

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