JP2000277129A - 燃料電池本体の製造装置及び製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃料電池本体の製造コストを低減し、かつリ
ン酸導入量（供給層化及び含浸）の管理の容易化、及び
リン酸導入量のバラツキを低減し得る、効率的かつ安価
な量産装置を提供する。 【解決手段】 電極１または多孔体２または電解質板３
に、リン酸またはリン酸混合液を供給及び層状に形成す
る機構を持つエリアＡと、電極にリン酸混合液を含浸さ
せる機構をもち、なおかつ作業者が電極と多孔体と電解
質板を積層するエリアＢとＣとを備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、リン酸型燃料電
池本体を製造するための装置及び製造方法に係るもので
あり、電極または多孔体または電解質板へのリン酸の導
入と、電極または多孔体または電解質板のセル積層に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】リン酸型燃料電池本体は、リン酸を電解
質とし燃料を改質して得られる水素と空気中の酸素を電
気化学的に反応させて直流電流を得る装置である。図１
８は、リン酸型燃料電池本体を構成するセルの分解斜視
図であり、図において、１は電極、２は多孔体、３は電
解質板であり、リン酸型燃料電池本体は、このような構
成のセルを一単位として、セルが積み重ねられた集合体
である。

【０００３】次に、上記各構成体である電極と多孔体と
電解質板の詳細について説明する。まず電極１は、カー
ボン繊維で構成される電極基材の上に触媒層を形成した
ものであり、厚みが約０．２〜０．４ｍｍ、面積が約
０．５〜１ｍ²の大面積薄膜シートである。電極基材は
反応ガスを透過させる役割とリン酸を貯蔵する役割を持
つ。カーボン繊維は親水性であるので、反応ガスを透過
させる働きを重視する場合には、カーボン繊維にフッ素
樹脂微粒子を付着させ融着することで撥水処理を施す。
触媒層は、カーボン担体及びこれに担持される貴金属粒
子からなる触媒粒子と、フッ素樹脂微粒子を混合してホ
ットプレスしたものであり、フッ素樹脂によって撥水さ
れたガスポアと、リン酸が保持される親水性のポアを持
つ。反応ガスは、ガスポアを拡散してリン酸に溶解し、
触媒粒子の上で反応する。次に、多孔体２は、浸透性に
優れた多孔のカーボン板より形成され、電極へ反応ガス
を分離供給する機能と、リン酸を貯蔵、補給する機能を
持っている。また、電解質板３は、シリコンカーバイド
の微粉末にフッ素樹脂微粒子をバインダーとして混合
し、混練、圧延成形したものである。

【０００４】このような電極１または多孔体２または電
解質板３には、電池本体の組立の際にリン酸が導入され
るが、電極１または多孔体２または電解質板３のリン酸
含有量は電池特性を左右するので、適性量に管理する必
要がある。また、全面に均一にリン酸が導入されること
が必要となる。

【０００５】ところで、電極１及び電解質板３のフッ素
樹脂含有量は、各々のリン酸による濡れ性を支配し、フ
ッ素樹脂含有量が多い程リン酸が濡れにくい。また、リ
ン酸は原液および常温で使用すると、粘性が高いため、
電極１及び電解質板３のリン酸の導入が困難であった。
多孔体２は、フッ素樹脂が含有されていないが、リン酸
は原液では粘性が高く、多孔体２への浸透性が悪かっ
た。

【０００６】したがって、電極１へのリン酸の導入は、
フッ素樹脂をよく濡らすアルコールを用いて、そのアル
コールとリン酸の混合液を使用していた。また、電解質
板３へのリン酸の導入は、６０〜８０℃に加熱低粘化し
たリン酸、またはリン酸と純水の混合液を使用してい
た。また、多孔体２へのリン酸の導入は、浸透性を良く
するため、リン酸と純水の混合液を使用していた。以
下、従来のリン酸の導入方法とセル積層方法について説
明する。

【０００７】リン酸とアルコールを混合する従来の方法
は、リン酸とアルコールをガラスの容器等に適量入れて
撹拌するものであるが、この撹拌時に発生する熱により
液温が上昇するため、混合液を自然冷却させた後に、液
供給装置に補充していた。

【０００８】以上のようにして得られたリン酸とアルコ
ールの混合液を電極１に供給および層状に形成する従来
の方法としては、前記混合液を液供給装置から液吐出用
のノズルを通して吐出させていた。即ち、図１９は例え
ば特開平０９−６３５９５号公報に示された、電極１に
リン酸とアルコールの混合液を供給層化する斜視図であ
り、図において、１は電極、４は先端に液噴出装置とし
てフィルムコートシステムを用いたノズル、矢印ｉはノ
ズル４の移動方向であり、５はノズル４より噴出する大
きな流速を有した扇形の液膜、６はこの扇形の液膜５に
より電極１の上面に供給層化された液層である。以上の
ようにノズル４により電極上面に非接触で混合液を供給
層化させる方法であった。

【０００９】また、リン酸とアルコールを電極１に含浸
する従来の方法としては、電極１に供給層化された混合
液層の上に柔軟シートを手作業にて配置し、電極１を載
置している吸引減圧用プレートを介して、電極下面を吸
引ポンプにて吸引減圧する方法であった。

【００１０】次に、従来の吸引減圧用プレートの構成を
以下に説明する。図２０は例えば特開平０９−６３５９
５号公報に示された吸引減圧用プレートを示す側面断面
図であり、図において、１は電極、７は電極１と同一の
面積でその上に電極１を載置する多孔体、８は多孔体７
を介して電極１の下面を吸引減圧するプレートで、この
プレート８には多孔体７を支持する複数の支柱８ａと流
体経路８ｂが形成されている。９は吸引ポンプ（図示せ
ず）に接続されている排気管で、流体経路８ｂに連通し
ている。なお、矢印は吸引ポンプ（図示せず）を駆動し
たときの空気の流れを示す。即ち、吸引ポンプを駆動す
ることにより、電極１から多孔体７へ空気が流れ、次い
で多孔体７から流体経路８ｂを通って排気管９へと空気
は流れる。

【００１１】リン酸とアルコールの混合液が含浸された
電極１からアルコールを除去する従来の方法としては、
真空乾燥あるいはホットプレートにて加熱乾燥させるも
のであった。

【００１２】電極１の従来の搬送は、流体が供給される
多数のチャックを持つ装置で、いわゆるベルヌーイチャ
ック方式により行なわれており、電極１を非接触で保持
しながら搬送する方法であった。

【００１３】また、多孔体２への従来のリン酸の導入の
方法としては、リン酸と純水の混合液を多孔体２の上に
手作業で供給して自然浸透させていた。

【００１４】また、電解質板３への従来のリン酸の導入
方法としては、６０〜８０℃に加熱低粘化したリン酸、
またはリン酸と純水の混合液を電解質板３の上に供給
し、テフロンのヘラ等で引き延ばして電解質板上面に均
一に混合液を形成する方法であった。

【００１５】そしてまた、従来のセル積層の方法は、多
孔体２と電解質板３に手作業でリン酸を導入しながら、
電極１と多孔体２と電解質板３を積層していた。

【００１６】このとき用いる従来のセル積層用の台板
は、電解質板３へ供給する加熱低粘化したリン酸または
リン酸混合液の温度低下を防止するために、電解質板３
及び電極１と多孔体２を６０℃〜８０℃に加熱させるホ
ットプレートを使用をしていた。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】以上に述べたように、
リン酸とアルコールを混合する従来の方法は、全て手作
業で撹拌しているため、混合の度合が作業者によりバラ
ツキがあり、さらにその後自然冷却させるための多大な
時間が必要であった。

【００１８】また、リン酸とアルコールの混合液を電極
へ供給および層状に形成する従来の方法は、高価なフィ
ルムコートシステムを使用していたので、装置コストの
高騰を招いていた。

【００１９】また、リン酸とアルコールを電極へ含浸さ
せる従来の方法は、柔軟シートを手作業にて配置させね
ばならず、柔軟シートを電極面に配置する際に空気が混
入するなどの問題があるとともに、柔軟シートは１００
０ｍｍ×５００ｍｍ以上の大面積のため２人作業が必要
となった。また、吸引ポンプにて吸引減圧していたた
め、真空度の調整が困難で、リン酸含浸量のコントロー
ルが出来なかった。

【００２０】さらに、従来の吸引減圧用のプレートは図
２０のように構成されているので、吸引減圧用のプレー
ト内で真空度の分布が発生し、リン酸含浸量に分布を生
じた。

【００２１】また、リン酸とアルコールの混合液が含浸
された電極からアルコールを除去する従来の方法として
の真空乾燥では、電極に含浸されたリン酸まで除去され
る可能性がある。また、ホットプレートでの加熱乾燥で
は、飛散されたアルコールを充満させないように作業場
所を十分に換気させなければならず、多大な作業スペー
スが必要になった。

【００２２】また、従来の電極の搬送方法は、流体が供
給される多数の高価なチャックと、そのチャックを保持
する機構および移動手段とが必要で、電極搬送装置の製
造コストの高騰を招いていた。

【００２３】また、多孔体への従来のリン酸の導入方法
は、手作業のため、多孔体全面に均一にリン酸を導入で
きなかった。

【００２４】また、電解質板への従来のリン酸の導入方
法は、ヘラ等で引き伸ばしする手作業であるため、電解
質板面にダメージ（シワや破れ）を与えなるおそれがあ
り、電解質板の全面にリン酸を均一に導入するために
は、作業者にかなりの熟練が必要であった。

【００２５】また、従来のセル積層方法は、セル積層の
際に、作業者が多孔体と電解質にリン酸を導入しなけれ
ばならず、多大な作業時間を要した。

【００２６】また、従来用いられているセル積層用の台
板は、加熱され強酸性となったリン酸に対して腐食対策
を施すことが必要で、製造コストの高騰を招いていた。

【００２７】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、電極と多孔体と電解質板へ、リン
酸またはリン酸混合液を自動で供給層化し、電極へリン
酸混合液を自動で含浸させることができ、液供給層化ヘ
ッドの駆動機構と、柔軟シート上下機構と、吸引減圧機
構を兼ね備えた装置であり、この装置上でセル積層が可
能な燃料電池本体を製造する安価な量産装置を提供する
ことを目的とする。さらにまた、量産に適した製造方法
を得ることを目的とする。

【００２８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明に係
る燃料電池本体の製造装置は、電極または多孔体または
電解質板の上面に、リン酸またはリン酸混合液を自動で
供給、及び供給後の液を層状に形成する機構と、この液
の上に柔軟シートを自動で配置する機構と、電極下面を
自動で吸引減圧する機構とを備えたものである。

【００２９】請求項２記載の発明に係る燃料電池本体の
製造装置は、電極または多孔体または電解質板に、リン
酸またはリン酸混合液を供給及び層状に形成する機構を
持つエリアＡと、このエリアＡの両側に対称的に配置さ
れ、電極にリン酸混合液を含浸させる機構を有しかつ電
極と多孔体と電解質板を積層するエリアＢ並びにＣとを
備えたものである。

【００３０】請求項３記載の発明に係る燃料電池本体の
製造装置は、電極または多孔体または電解質板に、リン
酸またはリン酸混合液を供給及び層状に形成する機構に
は、３軸直交ロボットで駆動され、液供給装置から液が
圧送される液供給ヘッドを備えたものである。

【００３１】請求項４記載の発明に係る燃料電池本体の
製造装置は、エリアＢとＣには、各々、その上下に、上
下動可能の柔軟シートと、電極にリン酸混合液を含浸さ
せる機構とを備えたものである。

【００３２】請求項５記載の発明に係る燃料電池本体の
製造装置は、上記柔軟シートの下方には、２枚の吸引減
圧用プレートを載せて左右に移動するスライドベースが
配置されている。

【００３３】請求項６記載の発明に係る燃料電池本体の
製造方法は、リン酸とアルコールの混合液を電極に含浸
させるとともに、送風機付き加熱乾燥機を用いて電極内
のアルコールを飛散させ、次に、多孔体の上面にリン酸
と純水の混合液を供給させ、順次、この上に前記リン酸
含浸およびアルコール飛散済みの電極（リン酸導入済み
の電極）を載せ、その上に電解質板を載せ、この電解質
板の上面にリン酸またはリン酸と純水の混合液を供給層
化し、その上にリン酸導入済み電極を載せ、その上に多
孔体を載せ、多孔体の上面にリン酸と純水の混合液を供
給させる。以上の工程を繰り返して、電極と多孔体と電
解質板を積層していくものである。

【００３４】請求項７記載の発明に係る燃料電池本体の
製造方法は、リン酸とアルコールの混合液を含浸させた
電極を送風機付加熱乾燥機に配置し、８０℃〜１２０℃
の温度で５分〜１０分間乾燥させ電極内のアルコールを
飛散させるものである。

【００３５】請求項８記載の発明に係る燃料電池本体の
製造方法は、燃料電池本体の製造装置と送風機付き加熱
乾燥機との間で電極の搬送に使用する電極搬送パレット
として、電極載置面が細状の線材からなり、この線材が
１００ｍｍピッチ以下でパレットの枠内に取付られてい
るパレットを使用するものである。

【００３６】請求項９記載の発明に係る燃料電池本体の
製造方法は、燃料電池本体の製造装置と送風機付き加熱
乾燥機との間で電極の搬送に使用する電極搬送パレット
として、電極載置面がメッシュ状の線材からなり、この
メッシュ状の線材がパレットの枠内に取付られているパ
レットを使用するものである。

【００３７】請求項１０記載の発明に係る燃料電池本体
の製造方法は、電極と多孔体と電解質板を積層していく
方法として、燃料電池本体の製造装置の吸引減圧用のプ
レート上にセル積層用の積層台板を置き、順次、その積
層台板にワーク位置決め用のピンをセットし、ワーク載
置補助用のガイドを用いて多孔体を位置決め載置して、
積層台板から前記ピンを外し、多孔体の上面にリン酸と
純水の混合液を供給させ、再度前記ピンをセットし、補
助用のガイドを用いて、前記多孔体の上面にリン酸導入
済みの電極を位置決め載置して、再度前記ピンを外し、
補助用のガイドを用いて、前記電極の上に電解質板を載
置し、電解質板の上面にリン酸またはリン酸と純水の混
合液を供給層化させ、再度前記ピンをセットし、補助用
のガイドを用いて、前記電解質の上にリン酸導入済みの
電極を位置決め載置して、その上に多孔体を位置決め載
置し、再度前記ピンを外し、多孔体の上面にリン酸と純
水の混合液を供給する。以上の工程を繰り返して、セル
積層をしていくものである。

【００３８】請求項１１記載の発明に係る燃料電池本体
の製造装置は、リン酸混合液は、リン酸とアルコールの
混合液であって、これを電極に供給する機構としては、
リン酸とアルコールを混合撹拌する手段と、混合撹拌時
に発生する熱によって液温が上昇するのを抑える冷却手
段と、小径のニードル針を直線状に多数配置した液供給
ヘッドを備えたものである。

【００３９】請求項１２記載の発明に係る燃料電池本体
の製造装置は、リン酸またはリン酸混合液を層状に形成
する機構として、リン酸またはリン酸混合液を供給させ
た後、リン酸またはリン酸混合液を電極または電解質板
上面に自重により接触する回転体と、この回転体を移動
する手段を備えたものである。

【００４０】請求項１３記載の発明に係る燃料電池本体
の製造方法は、請求項１２におけるリン酸混合液を電極
上面に層状に形成する工程において、回転体を電極上面
から離脱させる時に、電極下面を吸引減圧するものであ
る。

【００４１】請求項１４記載の発明に係る燃料電池本体
の製造装置は、リン酸またはリン酸混合液を電極または
電解質板上面に層状に形成する工程において、ニードル
針から吐出され電極または電解質板上でビード状になっ
た液に気体を噴射させ、リン酸を分散させる気体噴射機
構を備えたものである。

【００４２】請求項１５記載の発明に係る燃料電池本体
の製造装置は、電極の液層の上に柔軟シートを配置する
機構として、柔軟シートがエアシリンダにて上昇下降さ
せるヘッドに取り付けられており、エアシリンダ下降時
に電極の液層面に柔軟シートの自重力がかかるような機
構で、柔軟シートの中央部から端部へと順に電極の液層
面に接触していく柔軟シートの取付手段を備えたもので
ある。

【００４３】請求項１６記載の発明に係る燃料電池本体
の製造装置は、電極下面を吸引減圧する機構において、
電極を配置する吸引減圧用のプレートは、多数の真空層
とこの真空層内に設けられる多数のプラスチックフィル
タ等の撥水性の高い多孔体と、この多数の多孔体の上に
設けられて、かつ電極が載置できる大きさを持つプラス
チックフィルタ等の撥水性の高い多孔体とからなるもの
である。

【００４４】請求項１７記載の発明に係る燃料電池本体
の製造装置は、電極下面を吸引減圧する機構として、所
定の減圧度を可変設定できるエジェクタ式真空発生器を
備えたものである。

【００４５】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は燃料電池本
体の製造装置の斜視図であり、大別して、電極１または
多孔体２（カーボン板）または電解質板３（シリコーン
混合物を混練、圧延成型した膜）に、リン酸またはリン
酸混合液を供給及び層状に形成する機構エリアＡと、そ
の両側に対称的に配置された、電極にリン酸混合液を含
浸する機構エリアＢとエリアＣから構成される。図１に
おいて、１０は装置の操作パネル、１１はエリアＡに配
置され電極１または多孔体２または電解質板３にリン酸
またはリン酸混合液を供給層化する液供給ヘッド、１２
はこの液供給ヘッド１１にリン酸またはリン酸混合液を
圧送する液供給装置、１３は液供給ヘッド１１を駆動さ
せる３軸直交ＸＹＺロボットであり、電極１の上面と液
供給ヘッド１１が所定の間隔になるようにＺ方向に移動
し、液供給ヘッド１１からリン酸またはリン酸混合液を
吐出させながらＸ及びＹ方向に移動するものである。な
お、１４は液圧送用のフレシキブルチューブである。次
に、１５ａ，１５ｂはエリアＢとＣに各々配置された柔
軟シート、１６ａ，１６ｂはこの柔軟シート１５ａ，１
５ｂを昇降させるエアシリンダである。１７ａ，１7ｂ
は電極１にリン酸混合液を含浸させるための吸引減圧用
プレート、１８はこの吸引減圧用プレート１７ａ，１７
ｂを取り付けたスライドベース、１９はスライドベース
１８を載置するＬＭガイド、２０はスライドベース１８
を装置上で左右に移動させるためのエアシリンダ、２１
は吸引減圧用のエジェクタ式真空発生器、２２は吸引減
圧によるリン酸混合液の液溜め槽、２３は吸引減圧用プ
レート１７ａ，１７ｂと液溜め槽２２とを接続している
フレシキブルチューブである。

【００４６】次に、以上のような装置の動作および作業
工程を（１）〜（５）にて順を追って説明する。 （１）電極１ａをエリアＢの吸引減圧用プレート１７ａ
上に作業者がセットする。 （２）操作パネル１０の電極塗布を選択して自動起動ボ
タンを押すと、スライドベース１９が装置の図の左へ移
動するとともに、電極１ａがリン酸塗布エリアＡへ移動
し、吸引減圧用プレート１７ｂがエリアＣに移動する。
エリアＡでは、液供給ヘッド１１にて、電極１ａへリン
酸とアルコールの混合液（以下、リン酸混合液と称す）
を供給層化する。この工程と並行して、作業者が別の電
極１ｂをエリアＣのプレート１７ｂ上にセットする。電
極１ａへのリン酸混合液の供給層化が終了すると、装置
は一旦停止する。 （３）操作パネル１０の電極塗布含浸を選択して自動起
動ボタンを押すと、スライドベース１８が装置の図の右
へ移動するとともに、電極１ｂはエリアＣからエリアＡ
に移動し、ここでリン酸混合液が供給層化される。一方
電極１ａはエリアＢに移動する。そして、電極１ａのリ
ン酸混合液層の上へ、柔軟シート１５ａが下降して載置
された後に、吸引減圧用のエジェクタ式真空発生器２１
が駆動し、液溜め槽２２とフレシキブルチューブ２３を
介して、電極１ａの下面を所定時間吸引減圧する。この
とき、大気の圧力と電極下面の圧力との差圧が柔軟シー
ト１５ａを介して混合液層に働き、リン酸混合液が電極
１ａに移動し、電極１ａ内にリン酸混合液が含浸され
る。また、電極１ａを透過したリン酸混合液は液溜め槽
２２に溜る。 （４）電極１ａへのリン酸混合液の含浸終了後、作業者
がエリアＡの電極１ａを取り除く。その後、別の電極１
ｃをエリアＢ内のプレート１７ａ上に作業者がセットす
る。また、この工程と並行に行なわれている、電極１ｂ
へのリン酸混合液の供給層化が終了すると装置は一旦停
止する。 （５）操作パネル１０の電極塗布含浸を選択して自動起
動ボタンを押すと、電極１ｃにリン酸とアルコール混合
液の供給層化がなされ、電極１ｂはリン酸混合液の含浸
が行なわれる。以上の工程を繰り返し、電極１へのリン
酸混合液の供給層化と含浸がなされる。

【００４７】以上のように、この燃料電池本体の製造装
置では、電極へのリン酸とアルコールの混合液の供給層
化と含浸を同時に行なえるため、生産性が向上する。

【００４８】実施の形態２．図１において、２４はリン
酸とアルコールの混合液が含浸された電極内部のアルコ
ールを飛散させるための送風機付き加熱乾燥機である。
なおここで、多孔体２は電極１または電解質板３にくら
べて浸透性が良いため、リン酸またはリン酸混合液を供
給するだけで、液が自然浸透する。よって、多孔体２は
供給後の液を層状に形成する必要がない。次の図２は送
風機付き加熱乾燥機２４の詳細構成を示す斜視図であ
り、図において、７１は９０枚の電極が収納可能な収納
庫、７２は収納庫の扉、７３は電極１を収納する棚で、
７４は収納庫７１に風を送る送風機、７５は送風機７４
より送られてきた風を熱するヒーター、７６はヒーター
にアルコールが逆流しないための逆流防止板、７７はア
ルコールの排気口、７８は排気口７７から屋外へ排気す
るダクト、矢印ｊは屋外へ排気されるアルコールであ
る。

【００４９】次に、燃料電池本体の製造方法（セル積
層）について順に説明する。尚、セル積層は、エリアＢ
とエリアＣにて全く同じ方法でするため、エリアＢにつ
いてのみ説明する。 （１）図１に示す燃料電池本体の製造装置にてリン酸と
アルコールの混合液を含浸した電極１を、送風機付き加
熱乾燥機２４に入れてアルコールを飛散させる（以下こ
の電極をリン酸導入済みの電極と称する）。 （２）エリアＢにある吸引プレート１７ａに多孔体２ａ
を載置し、エリアＡに移動させて多孔体２ａにリン酸と
純水の混合液を供給する。この液の供給終了後、多孔体
２ａをエリアＢへ移動させる。 （３）エリアＢにて多孔体２ａの上にリン酸導入済みの
電極１ａを載せ、その上に電解質板３を載置した後に、
エリアＡに移動させて電解質板３にリン酸またはリン酸
と純水の混合液を供給層化する。この液の供給層化終了
後、電解質板３をエリアＢへ移動させる。 （４）エリアＢにて電解質板３の上にリン酸導入済みの
別の電極１ｂを載せ、その上に別の多孔体２ｂを載せた
後に、エリアＡに移動して多孔体２ｂにリン酸と純水の
混合液を供給する。以上の工程は、エリアＣとエリアＡ
の間でも同様に行ない、上記に示したエリアＢとエリア
Ａ間の工程と交互に行なうものである。

【００５０】このように、送風機付き加熱乾燥機２４を
用いて、電極１のアルコールの飛散を行なうことによ
り、作業場の換気設備が不要となる。さらに、多孔体２
と電解質板３のリン酸導入が自動化されるため、作業者
によるリン酸導入量のバラツキを低減することができる
とともに、リン酸導入時間を短縮できるので、生産性が
向上する。

【００５１】実施の形態３．リン酸とアルコール混合液
が含浸された電極１のアルコールの飛散方法は、送風機
付き加熱乾燥機２４内に電極を入れて、８０℃〜１２０
℃の温度で５分〜１０分間乾燥させる方法で行なうこと
で、短時間でアルコールが飛散できるため、生産性が向
上する。また、９０枚の電極を収納することが可能であ
るため、作業スペースの短縮化が図れる。

【００５２】実施の形態４．図３は電極の搬送に使用す
るパレット２５を示すものであり、２５ａは内部に電極
１が収まる形状のパレットの枠、２６は電極１を載せる
ための細い線材（ワイヤ）で、枠２５ａに平行に取付け
られ、その取付ピッチは１００ｍｍ以下である。

【００５３】実施の形態５．次に、図４は図３の電極搬
送パレット２５の電極１を載せるための細い線材２６の
代りにメッシュ（スクリーン）２７を使用したもので、
そのメッシュの粗さは５００以下である。

【００５４】上記電極搬送パレットの使用方法は、作業
者が電極１を電極搬送パレット２５の枠内に載置し、そ
のパレットを燃料電池本体の製造装置の吸引減圧用のプ
レート１７ａまたは１７ｂに載置し、電極１へのリン酸
とアルコール混合液の供給層化と含浸が終了後、作業者
が、電極搬送パレット２５に載置された電極１を吸引減
圧用のプレート１７ａまたは１７ｂより取り外し、その
電極１を送風機付き乾燥機２４へ入れる。

【００５５】従来の電極の搬送方法は、電極へのダメー
ジを防ぐため、流体が供給される多数の高価なチャック
とそのチャックを保持する機構および移動手段とが必要
な非接触搬送方法であったが、上記のような電極搬送パ
レットを使用することにより、搬送パレットに電極が載
置された状態で、装置に取付けおよび取り外しができる
ので、電極へのダメージを防ぎ、かつ作業性も良い。ま
た、電極搬送パレット２５を、枠２５ａと線材２６また
はメッシュ２７で構成することにより、電極搬送パレッ
トの軽量化が図れるとともに、電極搬送パレットの製造
コストを低減することができる。

【００５６】図５は電極搬送パレットにて電極１を吸引
減圧用プレート１７ａ，１７ｂ上にセットした時の側面
断面図であり、多孔体６４の上面には溝６４ａが形成さ
れており、電極搬送パレット２５の線材２６がその溝６
４ａに入り込んだ状態である。

【００５７】電極１の下面を吸引減圧する際、電極１の
下面と多孔体６４の上面が密着するが、電極１はカーボ
ン繊維で構成されており柔らかいため電極１と多孔体６
４の間の線材２６により、図６のように電極１に傷７０
がつくおそれがある。よって、図５のように、溝６４ａ
に線材２６が入り込むようにすることにより、電極への
ダメージが防げる。

【００５８】図７は上記電極搬送パレット２５の線材２
６の代りに目の細かいメッシュ２７を使用したもので、
多孔体６４の上面はフラットの面である。

【００５９】このようにメッシュ２７の空間を介して電
極１の下面を吸引減圧できるため、電極へは傷がつくこ
とがなく、よって、多孔体６４の上面に溝を形成する必
要はない。また、このメッシュ２７は５００メッシュ以
下とし、液の流動を妨げないため、電極下面の吸引減圧
の際、吸引減圧プレート１７ａ，１７ｂ内の真空度の分
布は起こらない。

【００６０】実施の形態６．図８は、セル積層を行う
際、吸引減圧用プレート１７ａまたは１７ｂにセットす
るセル積層用台板を示す斜視図であり、２８はセル積層
用台板、２８ａは該台板を吸引減圧用プレート１７ａま
たは１７ｂの上に載置し位置決めするための位置決め板
であり、テフロン等で構成されている。２９は電極１と
多孔体２をセル積層用台板２８に位置決めする際の着脱
可能なワーク位置決めピン、３０は運搬用の取手、３１
はセルの積層体である。

【００６１】このようにセル積層用台板２８には、テフ
ロン等の柔軟かつ摺動性に優れた位置決め板２８ａを用
いているので、吸引減圧用のプレート１７ａまたは１７
ｂへ前記台板を載置する際、ダメージを防ぎ、かつ位置
決めがスムーズに出来る。また、電極１と多孔体２の位
置決めの際に、ピン２９をセットし、リン酸導入の際
は、このピン２９を外すことにより、燃料電池本体の製
造装置上でセル積層を行ないながら、多孔体２と電解質
板３にリン酸の導入をすることが出来る。

【００６２】なお、図１において、３７ａと３７ｂは、
電極１または多孔体２または電解質板３を積層していく
時に使用するワーク載置用補助ガイド、３８ａと３８ｂ
は補助ガイド３７ａと３７ｂを昇降させるためのエアシ
リンダである。

【００６３】次に、上記セル積層台板２８とワーク位置
決めピン２９とワーク載置用補助ガイド３７ａ，３７ｂ
を用いた燃料電池本体の製造方法（セル積層）について
順を追って説明する。尚、セル積層は、エリアＢとエリ
アＣにて全く同じ方法でするため、エリアＢのみ説明す
る。 （１）エリアＢの吸引プレート１７ａ上に作業者がセル
積層台板２８を置き、その積層台板２８にワーク位置決
めピン２９をセットする。この時、ワーク載置用の補助
ガイド３７ａは上昇している。 （２）作業者が、ワーク載置用の補助ガイド３７ａを用
いて、セル積層台板２８に多孔体２ａを位置決めおよび
載置した後に、セル積層台板２８よりワーク位置決めピ
ン２９を外す。 （３）操作パネル１０の多孔体／一セル目を選択して自
動起動ボタンを押すと、ワーク載置用補助ガイド３７ａ
が下降し、スライドベース１９が装置左へ移動するとと
もに、多孔体２ａがエリアＡへ移動し、多孔体２ａへリ
ン酸と純水の混合液が供給される。この供給工程が終了
すると、装置は一旦停止する。 （４）次に、自動起動させると、スライドベース１９が
装置右へ移動するとともに、多孔体２ａがエリアＢに移
動し、ワーク載置用の補助ガイド３７ａが上昇して装置
は一旦停止する。ここで、セル積層及びリン酸混合液供
給工程の１サイクルが完了する。 （５）作業者が、エリアＢの吸引プレート１７ａ上の積
層台板２８にピン２９をセットし、補助ガイド３７ａを
用いて、上記多孔体２ａの上にリン酸導入済みの電極１
ａを位置決めおよび載置し、積層台板２８よりピン２９
を外し、その電極１ａの上に電解質板３を載置する。 （６）操作パネル１０の電解質板／一セル目を選択して
自動起動させると、補助用のガイド３７ａが下降し、ス
ライドベース１９が装置左へ移動するとともに、エリア
Ａに電解質板３が移動し、リン酸またはリン酸と純水の
混合液が供給層化される。この供給層化工程が終了する
と、装置は一旦停止する。 （７）自動起動させると、スライドベース１９が装置右
へ移動するとともに、電解質板３がエリアＢに移動し、
ワーク載置用の補助ガイド３７ａが上昇し、装置は一旦
停止する。 （８）エリアＢで電解質板３ａの上に、上記電極１ａと
同様に別のリン酸導入済みの電極１ｂを位置決め載置す
る。また、上記多孔体２ａと同様に別の多孔体２ｂを電
極１ｂの上に位置決め載置する。 （９）次に、操作パネル１０の一セル目／二層目／多孔
体を選択し、自動起動ボタンを押すと、上記多孔体２ａ
と同様に、多孔体２ｂにエリアＡでリン酸と純水の混合
液を供給する。なお、以上の工程は、吸引プレート１７
ｂ上で、エリアＣとエリアＡでも同様に行ない、上記吸
引プレート１７ａ上のエリアＢとエリアＡの工程と交互
に行うものである。

【００６４】このように、作業者がセル積層をしなが
ら、多孔体２と電解質板３へのリン酸供給層化が自動で
出来るので、生産性が向上する。

【００６５】実施の形態７．図９はリン酸とアルコール
の混合液を液供給ヘッドに送る液供給装置の斜視図であ
り、３９は小径のニードル針３９ａを直線上に多数配置
した液供給ヘッド、４０はリン酸とアルコールを補給す
る圧力容器で、フレシキブルチューブ４６を介して液供
給ヘッド３９に接続され、リン酸とアルコールの混合液
を圧送する。４１は圧力容器４０内のリン酸とアルコー
ルを撹拌させる撹拌羽根、４２は撹拌羽根４０を回転さ
せるためのモーター、４３はリン酸とアルコールを撹拌
する時に発生する熱によって液温が上昇するのを抑える
ための冷却パイプで、矢印ａから矢印ｂへ冷却液が循環
する。４４は圧力容器内の液温計、４５は圧力容器４０
の内圧を制御する減圧弁、矢印ｋは圧縮空気が供給され
る方向である。

【００６６】従来の液供給部は、フィルムコートシステ
ムを用いていたので、製造コストの高騰を招いていた
が、液供給ヘッド３９は、上記のように構成が簡単であ
るので液供給ヘッド３９の製造コストを低減できる。ま
た、リン酸とアルコールを撹拌する時に発生する熱を冷
却して、液温を一定にできるため、常時安定したリン酸
とアルコールの混合液を液供給ヘッド３９に送ることが
出来る。また、リン酸とアルコールの混合液を圧力容器
内に入れるようにしたので、液の吐出量のコントロール
を減圧弁４５にて容易に制御できる。

【００６７】実施の形態８．図１０は電極１または電解
質板３に、リン酸またはリン酸の混合液を供給して層状
に形成する機構の斜視図であり、４７は電極１または電
解質板３上に液供給ヘッド３９より吐出されたビード状
のリン酸またはリン酸の混合液、４８はビード状の液４
７を層状に形成するテフロン等の回転体、４９はその回
転体４８を支持するための回転軸で、電極１または電解
質板３の上に回転体４８が自重により接触する構成であ
る。なお、矢印ｃは液供給ヘッド３９と回転体４８の移
動方向であり、矢印ｄは回転体４８の回転方向であり、
５１は回転体４８により層状に形成されたリン酸または
リン酸の混合液である。

【００６８】以上のように、リン酸またはリン酸の混合
液を電極１または電解質板３上に層状に形成する手段と
して、回転体４８を用いているので、ムラなく均一に液
を引き延ばすことができる。また、回転体４８の自重に
より面圧を一定にすることができるので、製造コストを
低減できる。

【００６９】図１１はリン酸とアルコールの混合液を回
転体４８にて電極に層状に形成する工程において、電極
のズレや浮上を防止する方法を示した側面断面図であ
り、５１は回転体４８にて引き延ばしたリン酸とアルコ
ールの混合液である。なお、矢印ｇは電極上面から回転
体４８を離脱させる方向、矢印ｈは電極下面を吸引減圧
した時に電極１が吸引される方向を示しており、６４は
電極１を載置している多孔体である。

【００７０】次に動作について説明する。電極１の上面
のリン酸とアルコールの混合液５１を回転体４８にて引
き延ばした後、電極上面から回転体４８を矢印ｇ方向に
離脱させる。この時、リン酸とアルコールの混合液の粘
性により、電極１が回転体４８に密着し、回転体４８と
一緒に浮き上がって位置ズレを起こす。これを防止する
ため、回転体４８を矢印ｇ方向に離脱させる時に、電極
下面を吸引減圧して矢印ｈ方向に電極１を吸引させる。

【００７１】実施の形態９．図１２はリン酸またはリン
酸の混合液を層状に形成する機構の斜視図であり、図に
おいて、４７は電極１または電解質板３上に液供給ヘッ
ド３９より吐出されたビード状のリン酸またはリン酸の
混合液、５２はビード状の液４７に気体を噴射させ分散
させる矩形の噴出口を設けた気体噴射ヘッドで、電極１
または電解質板３の上のリン酸またはリン酸の混合液を
非接触で層状に形成するものである。なお、矢印ｅは液
供給ヘッド３９と気体噴射ヘッド５２の移動方向であ
り、矢印ｆは気体噴射ヘッド５２より噴射する気体の方
向であり、５３は気体噴射ヘッド５２により層状に形成
されたリン酸またはリン酸の混合液である。

【００７２】リン酸またはリン酸の混合液を作業者がヘ
ラ等で引き延ばす従来の方法では、ヘラ等の面圧のかか
りすぎにより、電解質板３にダメージが発生するおそれ
があるが、上記のように気体噴射による非接触方法で
は、電解質板３にダメージが生じるおそれがない。

【００７３】実施の形態１０．図１３は柔軟シートの機
構の斜視図であり、１５ａ，１５ｂは柔軟シート、５４
はこの柔軟シートを保持する枠、１６ａ，１６ｂはエア
シリンダ、５５はエアシリンダ１６ａ，１６ｂのロッド
に取付けられた支持板、５６はこの支持板５５から柔軟
シートを保持する枠５４を吊り下げるための引張バネ
で、エアシリンダ１６ａ，１６ｂの下降時に、電極１へ
柔軟シート１５ａ，１５ｂと、この柔軟シートを保持す
る枠５４の自重がかかるようにしたものである。図１４
は柔軟シート１５ａ，１５ｂと、柔軟シートを保持する
枠５５の側面図であり、エアシリンダ１６ａ，１６ｂの
上昇時の柔軟シートの状態を示したものであり、柔軟シ
ート１５ａ，１５ｂの中央部が自重で下がっているもの
である。図１５はエアシリンダ１６ａ，１６ｂの下降時
に柔軟シート１５ａ，１５ｂが電極１のリン酸とアルコ
ールの混合液５１の上に載置したときの状態を示した側
面断面図であり、１７ａ，１７ｂは吸引減圧用プレー
ト、５８は吸引減圧用プレート１７ａ，１７ｂと柔軟シ
ート１５ａ，１５ｂのシール面である。矢印は電極１の
下面を吸引減圧した時の空気の流れであり、この空気の
流れに沿って、リン酸とアルコールの混合液５１が電極
内部を通り含浸される。

【００７４】電極１におけるリン酸とアルコール混合液
の含浸量の分布は電極上面と柔軟シートの密着性が悪い
時に生じやすいが、上記のように、柔軟シート１５ａ，
１５ｂを電極１上面へ接触させる方法として、柔軟シー
ト１５ａ，１５ｂの中央部がまず接触し、順に柔軟シー
ト１５ａ，１５ｂの端部へと接触させていくことによ
り、電極１面と柔軟シート１５ａ，１５ｂの間に空気が
混入しないので、電極１におけるリン酸とアルコール混
合液の含浸量の分布は発生しない。また、柔軟シート１
５ａ，１５ｂを引張バネ５６で吊り下げて、常時電極１
へ柔軟シート１５ａ，１５ｂの自重がかかるようにして
いるため、面圧管理が容易である。

【００７５】実施の形態１１．図１６は吸引減圧用プレ
ート１７ａ，１７ｂの構成を示す正面図(ａ)と側面断面
図(ｂ)であり、図において、５９はプラスチックフィル
タ等の撥水性の高い多孔体を設けるための多数の真空
層、６０はその多数の真空層５９を一定の真空度で減圧
するための排気口、６１は多数の真空層５９を分割する
支柱、６２は支柱６１の上にプラスチックフィルタ等の
撥水性の高い多孔体を設けるためのスペースである。

【００７６】電極１へのリン酸とアルコール混合液の含
浸量の分布は、電極下面の吸引減圧用プレート内の真空
度の分布により起きるが、上記のように、吸引減圧用プ
レートに設けた多数の真空層５９を一定の真空度で減圧
することにより、吸引減圧用プレート１７ａ，１７ｂ内
全体の真空度の分布がなくなるので、リン酸とアルコー
ル混合液が電極全面に均一に含浸できる。

【００７７】実施の形態１２．図１７は電極下面を吸引
減圧する機構の側面断面図であり、図において、６３は
多数の真空層に設けるプラスチックフィルタ等の撥水性
の高い多孔体、６４は電極が載置されるプラスチックフ
ィルタ等の撥水性の高い多孔体、６５は多数の真空層の
排気口６０に接続された配管継手、６６は配管チュー
ブ、６６ａは真空用フレシキブルチューブ、６７はエジ
ェクタ式真空発生器２１と液溜め層２２の間に設けたフ
ィルタ、６８は真空計、６９はエジェクタ式真空発生器
２１の真空度を制御し、吸引減圧用プレート１７ａ，１
７ｂ内を所定の真空度に設定できる減圧弁である。な
お、矢印ｌは圧縮空気が供給される方向である。

【００７８】電極１へのリン酸とアルコール混合液の含
浸量は、電極下面の吸引減圧用のプレート１７ａ，１７
ｂ内の真空度により左右される。したがって、上記のよ
うに減圧弁６９にてエジェクタ式真空発生器２１の真空
度を制御し、電極下面の吸引減圧用のプレート１７ａ，
１７ｂ内を所定の真空度に設定することにより、含浸量
をコントロールすることができる。

【００７９】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、燃料電池本体
の製造装置に、電極の上面へリン酸とアルコールの混合
液を供給及び層状に形成する自動機構と、柔軟シートを
載置する自動機構と電極下面を吸引減圧する自動機構を
併設し、電極へのリン酸とアルコール混合液の供給層化
と含浸が同時にできる構成にしたので、供給層化時間と
含浸時間が短縮できるとともに、生産性が向上する効果
がある。

【００８０】請求項２〜５の発明によれば、液を供給及
び層状化する機構エリアＡの両側に対称的に柔軟シート
機構と吸引減圧機構を有する機構エリアＢとＣとを配設
したので、より効率的に作業が実施し得る。

【００８１】請求項６の発明によれば、電極のアルコー
ルの飛散を送風機付き加熱乾燥機を用いて行なうように
したので、作業場の換気設備が不要となり、さらに、多
孔体と電解質板のリン酸導入を自動で行なう構成にした
ので、作業者によるリン酸導入量のバラツキを低減する
効果があり、さらに、リン酸導入時間を短縮できるの
で、生産性が向上する。

【００８２】請求項７の発明によれば、リン酸とアルコ
ール混合液が含浸された電極からアルコールを飛散する
のに、送風機付き加熱乾燥機内に電極を入れて、８０℃
〜１２０℃の温度で５分〜１０分間乾燥させる方法とし
たので、短時間でアルコール飛散ができ、生産性が向上
する。また、送風機付き加熱乾燥機は例えば９０枚の多
数の電極を収納できるので、作業スペースの短縮化が図
れる。

【００８３】請求項８または９の発明によれば、電極搬
送パレットを、枠と線材またはメッシュによる構成とし
たので、電極搬送パレットの軽量化が図れるとともに、
電極搬送パレットの製造コストを低減することができる
効果がある。さらに、前記電極搬送パレットに電極が載
置された状態で、装置に取付けおよび取り外しができる
構成にしたので、電極へのダメージを防ぎ、かつ作業性
も良くなる効果がある。また、液の流動を妨げないメッ
シュを介して、電極下面の吸引減圧する構成にしたの
で、電極を載置する面に溝を形成しなくてよい効果があ
る。

【００８４】請求項１０の発明によれば、セル積層の方
法として、吸引減圧用のプレート上に載置するセル積層
用の台板を用い、電極と多孔体の位置決め載置の際にセ
ル積層用の台板にピンをセットし、補助用ガイドを上昇
させ、リン酸導入の際はセル積層用の台板からピンを外
し、補助用ガイドを下降させるようにしたので、燃料電
池本体の製造装置上でセル積層を行ないながら、多孔体
と電解質板にリン酸の導入をすることができる効果があ
る。

【００８５】請求項１１の発明によれば、液供給ヘッド
をニードル本体に小径のニードル針を直線状に多数配置
した構成にしたので、液供給ヘッドの製造コストを低減
できる効果がある。また、リン酸とアルコールを撹拌す
る時に発生する熱を冷却して、液温を一定にするように
したので、常時安定したリン酸とアルコールの混合液を
液供給ヘッドに送ることが出来る効果がある。

【００８６】請求項１２の発明によれば、リン酸または
リン酸の混合液を電極または電解質板上に層状に形成す
る手段として、回転体を用いる構成にしたので、ムラな
く均一に液を引き延ばすことができる効果がある。ま
た、回転体の自重により面圧を一定にすることができる
構成にしたので、製造コストを低減できる効果がある。

【００８７】請求項１３の発明によれば、回転体を電極
から離脱させる時に、電極下面を吸引減圧して電極を吸
引する構成にしたので、電極が回転体と一緒に浮き上が
って位置ズレを起こすことを防止できる効果がある。

【００８８】請求項１４の発明によれば、電極または電
解質板へのリン酸またはリン酸の混合液を気体噴射によ
る非接触で層状に形成する構成にしたので、面圧のかか
りすぎによる、電解質板へのダメージを防止する効果が
ある。

【００８９】請求項１５の発明によれば、柔軟シートを
電極１上面へ載置する時、柔軟シートの中央部がまず接
触し、順に柔軟シートの端部へと接触させていく構成に
したので、電極面と柔軟シートの間に空気が混入するこ
とがなく、さらに、電極におけるリン酸とアルコール混
合液の含浸量の分布が発生しない効果がある。また、柔
軟シートを例えば引張バネで吊り下げて、常時電極へ柔
軟シートの自重がかかる構成にしたので、面圧管理が容
易となる効果がある。

【００９０】請求項１６の発明によれば、、吸引減圧用
プレート内に設けられた、多数の真空層を一定の真空度
で減圧する構成にしたので、吸引減圧用プレート内全体
の真空度の分布がなくなり、リン酸とアルコール混合液
が電極全面に均一に含浸できる効果がある。

【００９１】請求項１７の発明によれば、電極下面を吸
引減圧する際、エジェクタ式真空発生器を用いて、電極
下面の吸引減圧用のプレート内を所定の真空度に設定す
る構成にしたので、電極におけるリン酸とアルコール混
合液の含浸量をコントロールすることができる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１及び２による燃料電
池本体の製造装置の斜視図である。

【図２】 この発明の実施の形態２及び３による送風機
付き加熱乾燥機の構成を示す斜視図である。

【図３】 この発明の実施の形態４による電極載置面が
ワイヤで構成されている電極の搬送に使用するパレット
の斜視図である。

【図４】 この発明の実施の形態５による電極載置面が
メッシュで構成されている電極の搬送に使用するパレッ
トの斜視図である。

【図５】 この発明の実施の形態４による電極搬送パレ
ット（線材）で電極を吸引減圧用プレート上にセットし
た時の側面図である。

【図６】 この発明の実施の形態４による電極搬送パレ
ット（線材）により電極に傷がついた時の側面図であ
る。

【図７】 この発明の実施の形態５による電極搬送パレ
ット（メッシュ）で電極を吸引減圧用プレート上にセッ
トした時の側面図である。

【図８】 この発明の実施の形態６によるセル積層用台
板の斜視図である。

【図９】 この発明の実施の形態７によるリン酸とアル
コールの混合液を液供給ヘッドに送る液供給装置の斜視
図である。

【図１０】 この発明の実施の形態８によるリン酸また
はリン酸の混合液を供給し回転体で層状に形成する機構
の斜視図である。

【図１１】 この発明の実施の形態８によるリン酸とア
ルコールの混合液を回転体にて電極に層状に形成する工
程において電極のズレや浮上を防止する方法を示した側
面断面図である。

【図１２】 この発明の実施の形態９によるリン酸また
はリン酸の混合液を供給し気体噴射で層状に形成する機
構の斜視図である。

【図１３】 この発明の実施の形態１０による柔軟シー
トの機構を示した斜視図である。

【図１４】 この発明の実施の形態１０による柔軟シー
トの上昇時の状態を示した側面図である。

【図１５】 この発明の実施の形態１０による柔軟シー
トが電極に載置された状態を示した側面図である。

【図１６】 この発明の実施の形態１１による吸引減圧
用プレートの構成を示す正面図(ａ)と側面断面図(ｂ)で
ある。

【図１７】 この発明の実施の形態１２による電極下面
を吸引減圧する機構の側面断面図である。

【図１８】 燃料電池本体の１セルを示した斜視図であ
る。

【図１９】 リン酸とアルコールの混合液を電極１に供
給および層状に形成する従来の方法を示す斜視図であ
る。

【図２０】 吸引減圧用プレートの従来の構成を示す側
面図である。

【符号の説明】

１ 電極、２ 多孔体、３ 電解質板、１１，３９ 液
供給ヘッド、１５ａ，１５ｂ 柔軟シート、１７ａ，１
７ｂ 吸引減圧用のプレート、２１ エジェクタ式真空
発生器、２４ 送風機付き加熱乾燥機、２５ パレッ
ト、２６ 細状の線材、２７ メッシュ状の線材、２８
セル積層用台板、２９ ワーク位置決め用のピン、３
９ａ ニードル針、４１ 混合撹拌羽根、４３ 冷却パ
イプ、４７リン酸またはリン酸混合液、４８ 回転体、
５２ 気体噴射機構。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 東島 義信 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 河嵜 貴文 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 原 正一郎 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 3H079 AA18 BB01 CC17 CC19 DD14 DD48 DD60 5H026 AA04 BB00 BB01 BB03 BB04 BB08 HH08 HH10

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電極または多孔体または電解質板の上面
   に、リン酸またはリン酸混合液を自動で供給、及び供給
   後の液を層状に形成する機構と、この液の上に柔軟シー
   トを自動で配置する機構と、電極下面を自動で吸引減圧
   する機構とを備えたことを特徴とする燃料電池本体の製
   造装置。
2. 【請求項２】 電極または多孔体または電解質板に、リ
   ン酸またはリン酸混合液を供給及び層状に形成する機構
   を持つエリアＡと、このエリアＡの両側に対称的に配置
   され、電極にリン酸混合液を含浸させる機構を有しかつ
   電極と多孔体と電解質板を積層するエリアＢ並びにＣと
   を備えたことを特徴とする燃料電池本体の製造装置。
3. 【請求項３】 電極または多孔体または電解質板に、リ
   ン酸またはリン酸混合液を供給及び層状に形成する機構
   には、３軸直交ロボットで駆動され、液供給装置から液
   が圧送される液供給ヘッドを備えていることを特徴とす
   る請求項１または２に記載の燃料電池本体の製造装置。
4. 【請求項４】 エリアＢとＣには、各々、その上下に、
   上下動可能の柔軟シートと、電極にリン酸混合液を含浸
   させる機構とを備えていることを特徴とする請求項２ま
   たは３に記載の燃料電池本体の製造装置。
5. 【請求項５】 上記柔軟シートの下方には、２枚の吸引
   減圧用プレートを載せて左右に移動するスライドベース
   が配置されていることを特徴とする請求項４に記載の燃
   料電池本体の製造装置。
6. 【請求項６】 請求項１〜５に記載の燃料電池本体の製
   造装置を用いての製造方法であって、リン酸とアルコー
   ルの混合液を電極に含浸させるとともに、送風機付き加
   熱乾燥機を用いて電極内のアルコールを飛散させ、次
   に、多孔体の上面にリン酸と純水の混合液を供給させ、
   順次、この上に前記リン酸含浸およびアルコール飛散済
   みの電極（リン酸導入済みの電極）を載せ、その上に電
   解質板を載せ、この電解質板の上面にリン酸またはリン
   酸と純水の混合液を供給層化し、その上にリン酸導入済
   み電極を載せ、その上に多孔体を載せ、多孔体の上面に
   リン酸と純水の混合液を供給させる。以上の工程を繰り
   返して、電極と多孔体と電解質板を積層していくことを
   特徴とする燃料電池本体の製造方法。
7. 【請求項７】 リン酸とアルコールの混合液を含浸させ
   た電極を送風機付加熱乾燥機に配置し、８０℃〜１２０
   ℃の温度で５分〜１０分間乾燥させ電極内のアルコール
   を飛散させることを特徴とする請求項６に記載の燃料電
   池本体の製造方法。
8. 【請求項８】 燃料電池本体の製造装置と送風機付き加
   熱乾燥機との間で電極の搬送に使用する電極搬送パレッ
   トとして、電極載置面が細状の線材からなり、この線材
   が１００ｍｍピッチ以下でパレットの枠内に取付られて
   いるパレットを使用することを特徴とする請求項６に記
   載の燃料電池本体の製造方法。
9. 【請求項９】 燃料電池本体の製造装置と送風機付き加
   熱乾燥機との間で電極の搬送に使用する電極搬送パレッ
   トとして、電極載置面がメッシュ状の線材からなり、こ
   のメッシュ状の線材がパレットの枠内に取付られている
   パレットを使用することを特徴とする請求項６に記載の
   燃料電池本体の製造方法。
10. 【請求項１０】 電極と多孔体と電解質板を積層してい
    く方法として、燃料電池本体の製造装置の吸引減圧用の
    プレート上にセル積層用の積層台板を置き、順次、その
    積層台板にワーク位置決め用のピンをセットし、ワーク
    載置補助用のガイドを用いて多孔体を位置決め載置し
    て、積層台板から前記ピンを外し、多孔体の上面にリン
    酸と純水の混合液を供給させ、再度前記ピンをセット
    し、補助用のガイドを用いて、前記多孔体の上面にリン
    酸導入済みの電極を位置決め載置して、再度前記ピンを
    外し、補助用のガイドを用いて、前記電極の上に電解質
    板を載置し、電解質板の上面にリン酸またはリン酸と純
    水の混合液を供給層化させ、再度前記ピンをセットし、
    補助用のガイドを用いて、前記電解質の上にリン酸導入
    済みの電極を位置決め載置して、その上に多孔体を位置
    決め載置し、再度前記ピンを外し、多孔体の上面にリン
    酸と純水の混合液を供給する。以上の工程を繰り返し
    て、セル積層をしていくことを特徴とする請求項６に記
    載の燃料電池本体の製造方法。
11. 【請求項１１】 リン酸混合液は、リン酸とアルコール
    の混合液であって、これを電極に供給する機構として
    は、リン酸とアルコールを混合撹拌する手段と、混合撹
    拌時に発生する熱によって液温が上昇するのを抑える冷
    却手段と、小径のニードル針を直線状に多数配置した液
    供給ヘッドを備えたことを特徴とする請求項１乃至５の
    いずれか１項に記載の燃料電池本体の製造装置。
12. 【請求項１２】 リン酸またはリン酸混合液を層状に形
    成する機構として、リン酸またはリン酸混合液を供給さ
    せた後、リン酸またはリン酸混合液を電極または電解質
    板上面に自重により接触する回転体と、この回転体を移
    動する手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至５の
    いずれか１項に記載の燃料電池本体の製造装置。
13. 【請求項１３】 請求項１２におけるリン酸混合液を電
    極上面に層状に形成する工程において、回転体を電極上
    面から離脱させる時に、電極下面を吸引減圧することを
    特徴とする燃料電池本体の製造方法。
14. 【請求項１４】 リン酸またはリン酸混合液を電極また
    は電解質板上面に層状に形成する工程において、ニード
    ル針から吐出され電極または電解質板上でビード状にな
    った液に気体を噴射させ、リン酸を分散させる気体噴射
    機構を備えたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれ
    か１項に記載の燃料電池本体の製造装置。
15. 【請求項１５】 電極の液層の上に柔軟シートを配置す
    る機構として、柔軟シートがエアシリンダにて上昇下降
    させるヘッドに取り付けられており、エアシリンダ下降
    時に電極の液層面に柔軟シートの自重力がかかるような
    機構で、柔軟シートの中央部から端部へと順に電極の液
    層面に接触していく柔軟シートの取付手段を備えたこと
    を特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の燃
    料電池本体の製造装置。
16. 【請求項１６】 電極下面を吸引減圧する機構におい
    て、電極を配置する吸引減圧用のプレートは、多数の真
    空層とこの真空層内に設けられる多数のプラスチックフ
    ィルタ等の撥水性の高い多孔体と、この多数の多孔体の
    上に設けられて、かつ電極が載置できる大きさを持つプ
    ラスチックフィルタ等の撥水性の高い多孔体とからなる
    プレートであることを特徴とする請求項１乃至５のいず
    れか１項に記載の燃料電池本体の製造装置。
17. 【請求項１７】 電極下面を吸引減圧する機構として、
    所定の減圧度を可変設定できるエジェクタ式真空発生器
    を備えたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１
    項に記載の燃料電池本体の製造装置。