JP2003022810A - 燃料電池の膜・電極接合体搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 ＭＥＡ搬送装置７２は、ＭＥＡトリム装
置７１から積層部７３まで移動するスライダ７８と、こ
のスライダ７８からポスト７９を介して延ばしたアーム
８１，８１と、これらのアーム８１，８１に吸着保持装
置１７を介して吊り下げるとともに縁切りのためのトリ
ム刃１５を備えたトリム上型１６と、アーム８１，８１
を移動させるアーム移動手段８８と、一方のカーボン電
極１２を吸着するとともに横ずれしないように保持する
ためにトリム上型１６に取付けた吸着保持装置１７とか
らなる。 【効果】 ＭＥＡをトリム時から搬送時まで吸着保持手
段で吸着しておけば、ＭＥＡをトリム時の状態を保った
まま横ずれせずにトリムステーションから積層ステーシ
ョンまで搬送することができ、膜・電極接合体積層時の
位置ずれを防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トリム処理以降に
膜・電極接合体を位置ずれのない状態で搬送すること
で、膜・電極接合体積層時の位置ずれを防止する燃料電
池の膜・電極接合体搬送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】燃料電池は、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電池である。一般に、水素に燃料ガ
スを置き換え、酸素に空気や酸化剤ガスを置き換えるの
で、燃料ガス、空気、酸化剤ガスの用語を使用すること
が多い。

【０００３】このような燃料電池としては、例えば、特
開２０００−１２３８４８公報「燃料電池」が知られて
いる。同公報の図１及び図２を基に作成した次図で燃料
電池のセルについて説明する。なお、符号は振り直し
た。

【０００４】図１１は燃料電池のセルの断面図であり、
セル１００は、電解質膜１０１の両面に、アノード側電
極１０２とカソード側電極１０３とを貼り合わせ、これ
らのアノード側電極１０２及びカソード側電極１０３を
２枚のセパレータ１０４，１０５で挟み込み、セパレー
タ１０４に、アノード側電極１０２へ燃料である水素ガ
スを供給するための複数の流路溝１０６を形成し、セパ
レータ１０５に、カソード１０３へ酸化剤である酸素ガ
スを供給するための複数の流路溝１０７を形成した構造
のものであり、このセル１００を多数積層することで、
所望の電圧を得る。ここで、１１１，１１２は電解質膜
１０１と各セパレータ１０４，１０５との間をシールす
るためのシール材（ガスケット）である。

【０００５】電解質膜１０１は、高分子化合物からなる
高分子電解質膜（ＰＥＭ：Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｅｌｅｃｔ
ｒｏｌｙｔｅ Ｍｅｍｂｒａｎｅ）である。この電解質
膜１０１を以下ＰＥＭ１０１と記す。また、ＰＥＭ１０
１、アノード側電極１０２及びカソード側電極１０３
は、膜・電極接合体（ＭＥＡ：Ｍｅｍｂｒａｎｅ Ｅｌ
ｅｃｔｒｏｄｅ Ａｓｓｅｍｂｌｙ）１０８を構成する
ものである。この膜・電極接合体１０８を以下ＭＥＡ１
０８と記す。

【０００６】ＭＥＡ１０８は、縁を所定の大きさに切断
し、この縁切りの後にセパレータと積層するために、縁
切りを行うトリムステーションから積層ステーションま
で搬送される。上記公報には、ＭＥＡ１０８の搬送方法
については記載されていないが、ＭＥＡ１０８が膜状で
あるために、吸着装置で吸着しながら搬送する方法が一
般的である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明者等は、ＭＥＡ
１０８の上記搬送を試みたが、図１２に示すような課題
が発生した。図１２（ａ）〜（ｃ）はＭＥＡのトリム工
程に続く搬送工程を説明する説明図であり、（ａ）にお
いて、載置台１２１に電極１０２，１０３を貼り合わせ
たＰＥＭ１０１ａを載せ、図示せぬ位置決め手段で位置
決めした状態で、トリム刃１２２を取付けたプレス装置
１２３を白抜き矢印のように下降させ、ＰＥＭ１０１ａ
を切断する。（切断後のＰＥＭ１０１と区別するために
切断前のＰＥＭの符号を便宜上１０１ａとする。）

【０００８】（ｂ）において、ＰＥＭ１０１の切断を終
了した後、プレス装置１２３（図（ａ）参照）とは別体
の吸着装置１２４を白抜き矢印のように下降させ、ＭＥ
Ａ１０８を吸着する。（ｃ）において、吸着装置１２４
で吸着したＭＥＡ１０８を白抜き矢印ｄのように上昇さ
せ、白抜き矢印ｅのように次の積層工程に搬送する。

【０００９】上記（ａ），（ｂ）では、プレス装置１２
３でＰＥＭ１０１ａを切断してから吸着装置１２４で吸
着するまでの間に、例えば、ＭＥＡ１０８の位置がずれ
ると、位置がずれたまま吸着装置１２４でＭＥＡ１０８
を搬送することになり、積層工程では、ＭＥＡ１０８の
位置を修正しなければならない。この結果、燃料電池の
製造工数が増え、燃料電池の生産性が低下することが考
えられる。

【００１０】そこで、本発明の目的は、燃料電池の膜・
電極接合体搬送装置において、トリム処理以降に膜・電
極接合体を位置ずれのない状態で搬送することにより、
膜・電極接合体積層時の位置ずれを防止することにあ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１は、トリムステーションで、高分子電解質膜
の両面にこれより小面積のカーボン電極を貼り合わせて
なる膜・電極接合体の縁切りを行い、この縁切りを行っ
た膜・電極接合体を積層ステーションで積層処理する際
に、トリムステーションから積層ステーションへ膜・電
極接合体を搬送する燃料電池用膜・電極接合体搬送装置
において、この搬送装置は、トリムステーションから積
層ステーションまで移動するスライダと、このスライダ
から延ばしたアームと、このアームに吊り下げるととも
に縁切りのためのトリム刃を備えたトリム上型と、アー
ムを移動させるアーム移動手段と、一方のカーボン電極
を吸着するとともに横ずれしないように保持するために
トリム上型に取付けた吸着保持手段とからなる。

【００１２】膜・電極接合体を縁切りするトリム上型
に、カーボン電極を吸着保持する吸着保持手段を取付け
た構造であるため、膜・電極接合体をトリム時から搬送
時まで吸着保持手段で吸着しておけば、膜・電極接合体
をトリム時の状態を保ったまま横ずれせずにトリムステ
ーションから積層ステーションまで搬送することがで
き、積層ステーションで膜・電極接合体をセパレータと
積層する際に、膜・電極接合体の積層位置のずれを防止
することができる。従って、膜・電極接合体を積層する
ときに、膜・電極接合体の位置を修正する必要がなく、
搬送工程から積層工程にスムーズに移行することができ
る。

【００１３】請求項２は、アーム移動手段に、アームを
鉛直方向に移動させる鉛直移動機構と、アームを水平に
且つ直線状に移動させる水平移動機構とを備えたことを
特徴とする。

【００１４】鉛直移動機構と水平移動機構とを備えたこ
とで、アームの移動が鉛直方向と水平方向との２方向に
それぞれに直線状になって、アームの移動距離が短くな
り、搬送時間を短縮することができる。従って、燃料電
池の生産性を向上させることができる。また、水平移動
を直線状にしたことで、水平移動を、例えば平面状にし
た機構に比べて、アーム移動手段を簡素な構造にするこ
とができる。

【００１５】更に、移動方向が２方向のために、膜・電
極接合体に作用する力の方向を常に一定の方向にするこ
とができ、搬送する膜・電極接合体に衝撃が作用しにく
くすることができ、搬送中の膜・電極接合体のずれを防
止することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図に基
づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見る
ものとする。ここでは、燃料電池の膜・電極接合体搬送
装置を説明する前に、搬送の前工程である膜・電極接合
体の縁切り工程（即ち、トリム工程）で使用する膜・電
極接合体トリム装置について説明する。図１は本発明に
係る燃料電池の膜・電極接合体搬送装置と組合わせる膜
・電極接合体トリム装置の断面図であり、トリムステー
ションとしての膜・電極接合体トリム装置１０（以下
「ＭＥＡトリム装置１０」と記す。）は、カーボンペー
パーからなるカーボン電極１１，１２を各面に圧着した
高分子電解質膜１３ａ（以下「ＰＥＭ１３ａ」と記す。
後述する切断後のＰＥＭ１３と区別するために切断前の
ＰＥＭをこのようにＰＥＭ１３ａとする。）を載せるト
リム下型１４と、上記のＰＥＭ１３ａの縁を切り取る、
即ちトリムを行うトリム刃１５を備えたトリム上型１６
と、カーボン電極１２及びＰＥＭ１３ａを吸着・保持す
るためにトリム上型１６に連結した吸着保持手段として
の吸着保持装置１７と、トリム上型１６を下降させるシ
リンダ装置１８とからなる。なお、膜・電極接合体搬送
装置については以降、「ＭＥＡ搬送装置」と記す。２枚
のカーボン電極１１，１２は、同一のものであるが、便
宜上、符号を別にした。

【００１７】トリム下型１４は、ＰＥＭ１３ａの位置決
め部を兼ねる載置部２１と、この載置部２１を支持する
下型支持部２２と、ＰＥＭ１３ａの周縁部を吸着する下
型用吸着部２３とからなる。

【００１８】載置部２１は、下部支持部２２の底部２２
ａに設けた下部受け部材２５と、この下部受け部材２５
の上方に配置することでＰＥＭ１３ａを載せる上部受け
部材２６とからなり、この上部受け部材２６の中央部に
カーボン電極１１の位置決めを行うための位置決め収納
部２７を設け、下部受け部材２５の上部で且つ位置決め
収納部２７の下方に樹脂板２８を配置したものである。

【００１９】下部受け部材２５は、材質をポリウレタン
等のフォーム状弾性体とし、上部受け部材２６は、材質
をＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）材等の軟質材
としたものである。樹脂板２８は、カーボン電極１１が
下部受け部材２５に接触しないようにして、下部受け部
材２５に金属イオンが付着していた場合に、金属イオン
がカーボン電極１１に付着しないようにするための部材
である。

【００２０】もし、カーボン電極１１に金属イオンが付
着すると、この金属イオンと電子とが結合し、カーボン
電極１１に金属が析出する。これにより、析出した金属
が水素と酸素との反応を妨げ、燃料電池の性能を低下さ
せることがある。

【００２１】下型用吸着部２３は、載置部２１に開けた
吸着孔３１・・・（・・・は複数個を示す。以下同様。）と、
この吸着孔３１・・・にそれぞれジョイント３２・・・を介し
て連結させた連結管３３・・・とからなり、これらの連結
管３３・・・を図示せぬ吸引装置に接続することで、吸着
孔３１・・・から空気を吸引し、ＰＥＭ１３ａを吸着する
ものである。

【００２２】トリム刃１５は、平面視略矩形状のもので
あり、カーボン電極１１，１２より外側のＰＥＭ１３ａ
の周縁部を切り落とす部材である。トリム上型１６は、
トリム刃１５と、このトリム刃１５を固定するトリム刃
固定部３５とからなる。

【００２３】吸着保持装置１７は、ＰＥＭ１３ａのトリ
ム時にＰＥＭ１３ａを押えて位置決めしたり、ＰＥＭ１
３ａのトリム中やトリム後の横ずれを防止するために、
トリム刃固定部３５にロッド３６・・・を介して連結する
とともにトリム刃固定部３５との間にスプリング３７・・
・を介在させて下方に押圧するようにしたものであり、
トリム時にＰＥＭ１３ａを押える押え部４１と、この押
え部４１の内側に設けた第１凹部４２と、この第１凹部
４２内に配置した多孔質材からなるパッド４３と、この
パッド４３を介してカーボン電極１２を吸着する上型用
第１吸着部４４と、上記した押え部４１の位置でＰＥＭ
１３ａを吸着する上型用第２吸着部４５とからなる。な
お、１７ａ・・・はロッド３６・・・をガイドするためにトリ
ム刃固定部３５に設けたガイド孔、１７ｂ・・・は後述す
る連結管４８，５２・・・を通すための通孔、４３ａはカ
ーボン電極１２を収納するためにパッド４３の下部に設
けた第２凹部である。

【００２４】パッド４３は、多孔質樹脂材料であり、通
気性を有するもので、しかも上記したトリム下型１４の
樹脂板２８と同様に、カーボン電極１２に金属イオンが
付着しないようにするためのものでもある。上型用第１
吸着部４４は、第１凹部４２の底に開けた吸着孔４７
と、この吸着孔４７にジョイント３２を介して連結させ
た連結管４８とからなり、この連結管４８を図示せぬ吸
引装置に接続することで、第１凹部４２内の空気をパッ
ド４３及び吸着孔４７を通じて吸引し、カーボン電極１
２を吸着するものである。

【００２５】上型用第２吸着部４５は、押え部４１に開
けた吸着孔５１・・・と、これらの吸着孔５１・・・にそれぞ
れジョイント３２・・・を介して連結させた連結管５２・・・
とからなり、これらの連結管５２・・・を図示せぬ吸引装
置に接続することで、吸着孔５１・・・から空気を吸引
し、ＰＥＭ１３ａを吸着するものである。

【００２６】シリンダ装置１８は、シリンダ本体６１
と、このシリンダ本体６１に移動可能に収納した図示せ
ぬピストンと、このピストンに取付けたピストンロッド
６２と、このピストンロッド６２の下端に取付けた押圧
部６３とからなる。

【００２７】以上に述べたＭＥＡトリム装置１０による
ＭＥＡのトリム処理を含む燃料電池の製造の要領を次に
説明する。図２は本発明に係る燃料電池の製造の流れを
説明するフロー図である。なお、ＳＴ××はステップ番
号を示す。 ＳＴ０１…カーボン電極を貼り付けたＰＥＭをトリムス
テーションのトリム下型に載置する。 ＳＴ０２…ＰＥＭを位置決めする。 ＳＴ０３…ＰＥＭをトリムし、ＭＥＡを造る。

【００２８】ＳＴ０４…ＭＥＡを積層ステーションに搬
送する。 ＳＴ０５…セパレータにシール材を塗布する。 ＳＴ０６…シール材を塗布したセパレータとＭＥＡとを
積層し、セルを造る。 そして、このセルを複数積層することで所望電圧の燃料
電池ができあがる。上記したＳＴ０１〜ＳＴ０６（但
し、ＳＴ０５は省略する。）の各工程を以下で詳述す
る。

【００２９】図３（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る燃料電
池のＭＥＡ搬送装置と組合わせるＭＥＡトリム装置の作
用を説明する第１作用図であり、（ａ），（ｂ）は平面
図、（ｃ）は（ｂ）のｃ−ｃ線断面図である。まず、
（ａ）において、トリム下型１４の載置部２１にカーボ
ン電極１１，１２（カーボン電極１１はＰＥＭ１３ａの
奥側）を貼り付けたＰＥＭ１３ａを載せる。

【００３０】（ｂ）及び（ｃ）において、載置部２１の
位置決め収納部２７の２つの側壁２７ａ，２７ｂにカー
ボン電極１１の二辺を当てて、載置部２１に対するカー
ボン電極１１の位置決め、即ち、載置部２１に対するＰ
ＥＭ１３ａの位置決めを行う。（（ｂ）では説明の都合
上、カーボン電極１２は図示していない。）

【００３１】図４（ａ），（ｂ）は本発明に係るＭＥＡ
搬送装置と組合わせるＭＥＡトリム装置の作用を説明す
る第２作用図である。載置部２１に対するＰＥＭ１３ａ
の位置決めを行った後に、図１の状態から、図４（ａ）
において、下型用吸着部２３でＰＥＭ１３ａの周縁部の
吸着を開始し、この吸着の状態で、シリンダ装置１８を
作動させ、このシリンダ装置１８の押圧部６３を白抜き
矢印のように下降させて、トリム上型１６のトリム刃固
定部３５を下方へ押し下げる。これにより、カーボン電
極１２を第２凹部４３ａ内に収納するとともに、吸着保
持装置１７の押え部４１でスプリング３７の弾性力によ
りＰＥＭ１３ａを押え付け、この後に、トリム刃１５で
ＰＥＭ１３ａの周縁部を切断する。

【００３２】ＰＥＭ１３ａの周縁部を切断中及び切断後
は、上型用第１吸着部４４でカーボン電極１２を吸着す
るとともに、上型用第２吸着部４５でＰＥＭ１３ａを吸
着する。この後、（ｂ）において、シリンダ装置１８の
押圧部６３を白抜き矢印のように上昇させ、トリム上型
１６を上昇させる。上型用第１吸着部４４及び上型用第
２吸着部４５では、カーボン電極１１，１２及びＰＥＭ
１３の搬送を行うために吸着を継続する。

【００３３】ＰＥＭ１３ａを切断して不用になった枠状
部材１３ｂは、下型用吸着部２３での吸着を止めてトリ
ム下型１４から取除く。ここでは、周縁部を切断したＰ
ＥＭ１３及びカーボン電極１１，１２の接合体を膜・電
極接合体６５、即ちＭＥＡ６５とする。なお、周縁部を
切断する前のＭＥＡをＭＥＡ６５と区別するためにＭＥ
Ａ６５ａとする。

【００３４】図５は本発明に係るＭＥＡ搬送装置と組合
わせるＭＥＡトリム装置の作用を説明する第３作用図で
あり、ＰＥＭ１３ａを示す平面図において、想像線６７
で示す位置を図４（ａ）に示したトリム刃１５で切断す
ることを示す。上記切断位置は、カーボン電極１１，１
２（奥側のカーボン電極１１は不図示）の輪郭よりも外
側の部分である。

【００３５】図６は本発明に係るＭＥＡ搬送装置と組合
わせるＭＥＡトリム装置の作用を説明する第４作用図で
ある。ＰＥＭ１３ａの周縁部を切断する場合、トリム刃
１５の刃先１５ａに、例えばうねりが生じていても、ト
リム下型１４の上部受け部材２６が軟質材であるため
に、トリム刃１５の刃先１５ａが上部受け部材２６に食
い込み、刃先１５ａのうねりの最上部、例えば点ＡをＰ
ＥＭ１３ａの下面よりも下位にすることができ、刃先１
５ａの全体でＰＥＭ１３ａを切断することができる。従
って、比較的小荷重でもＰＥＭ１３ａを確実に切断する
ことができる。

【００３６】図７（ａ），（ｂ）は本発明に係るＭＥＡ
搬送装置と組合わせるＭＥＡトリム装置の作用を説明す
る第５作用図である。（ａ）において、例えば、トリム
下型１４の載置部２１の上面（上部受け部材２６の上
面）に対して、トリム上型１６のトリム刃１５の刃先１
５ａが角度θだけ傾き、且つ刃先１５ａが直線的である
場合、即ち載置部２１とトリム刃１５の刃先１５ａとの
平行度が大きい場合に、（ｂ）に示すように、ＰＥＭ１
３ａを切断するときに、弾性体である下部受け部材２５
の圧縮が部分的に大きくなって上部受け部材２６及びＰ
ＥＭ１３ａのそれぞれの上面がトリム刃１５の刃先１５
ａに倣い、刃先１５ａがＰＥＭ１３ａの全面に当たるよ
うになる。従って、ＰＥＭ１３ａを小荷重で確実に切断
することができる。

【００３７】図８は本発明に係るＭＥＡ搬送装置及びＭ
ＥＡトリム装置を備えた燃料電池製造装置の正面図であ
り、燃料電池製造装置７０は、トリムステーションとし
てのＭＥＡトリム装置７１と、ＭＥＡ搬送装置７２と、
積層ステーションとしての積層部７３と、これらを載せ
るベース部７４とからなる。ＭＥＡトリム装置７１につ
いては、図１に示したＭＥＡトリム装置１０と一部の構
成が異なるが、基本構造を同一にしたものであり、同一
構成については同一符号を付け、詳細説明は省略する。

【００３８】ＭＥＡトリム装置７１は、トリム下型１４
と、トリム上型１６と、吸着保持手段としての吸着保持
装置１７と、トリム上型１６を下降させるシリンダ装置
７６とからなる。シリンダ装置７６は、シリンダ本体６
１と、図示せぬピストンと、ピストンロッド６２と、こ
のピストンロッド６２の下端に取付けた押圧部７７とか
らなる。トリム上型１６は、吸着保持装置１７にロッド
３６・・・及びスプリング３７・・・を介して浮かせたもので
ある。

【００３９】ＭＥＡ搬送装置７２は、ＭＥＡトリム装置
７１の位置から積層部７３まで移動する水平移動機構と
してのスライダ７８と、このスライダ７８にポスト７９
を介して取付けたアーム８１，８１と、これらのアーム
８１，８１を昇降させるアーム昇降用モータ８２とから
なる。

【００４０】積層部７３は、セパレータ９１及びＭＥＡ
６５を積層する台である積層台９３を備え、この積層台
９３にセパレータ９１を位置決めする図示せぬ位置決め
部を設けたものである。スライダ７８は、ベース７４に
敷いたレール部８４と、このレール部８４を移動する移
動体８５と、この移動体８５の駆動源となる水平駆動用
モータ８６とからなる。

【００４１】アーム８１は、吸着保持装置１７を介して
トリム上型１６を吊り下げたものである。アーム昇降用
モータ８２は、ポスト７９の上部後部に取付けたもので
ある。

【００４２】上記したポスト７９、アーム８１及びアー
ム昇降用モータ８２は、鉛直移動機構８７を構成するも
のである。また、アーム昇降用モータ８２及び水平駆動
用モータ８６は、アーム移動手段８８を構成するもので
ある。

【００４３】図９は本発明に係るＭＥＡ搬送装置及びＭ
ＥＡトリム装置を備えた燃料電池製造装置の平面図であ
り、ポスト７９の後部にアーム昇降用モータ８２を取付
け、レール部８４の端部後部に水平駆動用モータ８６を
取付けたことを示す。

【００４４】アーム昇降用モータ８２は、その出力軸に
送りねじ及びナットで構成する送り機構等を介してアー
ム８１，８１に連結したものである。水平駆動用モータ
８６は、その出力軸に送りねじ及びナットで構成する送
り機構等を介して移動体８５に連結したものである。

【００４５】以上に述べたＭＥＡ搬送装置７１の作用を
次に説明する。図１０は本発明に係るＭＥＡ搬送装置の
作用を説明する作用図である。ＭＥＡトリム装置７１で
ＭＥＡ６５ａ（図８参照）のトリムを終了した後、上型
用第１吸着部４４でＭＥＡ６５のカーボン電極１２を吸
着するとともに、上型用第２吸着部４５でＰＥＭ１３を
吸着する、即ち、ＭＥＡ６５を吸着した状態で、アーム
昇降用モータ８２を作動させ、アーム８１，８１と共に
吸着保持装置１７及びトリム上型１６を白抜き矢印ｈの
ように上昇させる。

【００４６】次に、水平駆動用モータ８６を作動させ、
スライダ７８によって、ポスト７９、アーム８１，８
１、吸着保持装置１７及びトリム上型１６を白抜き矢印
ｊ，ｋのように水平移動させる。

【００４７】そして、吸着保持装置１７及びトリム上型
１６を積層部７３の上方まで移動させたら、アーム昇降
用モータ８２を作動させ、アーム８１，８１と共に吸着
保持装置１７及びトリム上型１６を白抜き矢印ｍのよう
に下降させ、積層台９３に載せておいたセパレータ９１
にＭＥＡ６５を載せ、上型用第１吸着部４４及び上型用
第２吸着部４５によるＭＥＡ６５の吸着を解除して、セ
パレータ９１にＭＥＡ６５を積層する。このようにし
て、２枚のセパレータ９１（一方のセパレータ９１は不
図示）とＭＥＡ６５とからセルを造り、セルを複数積層
して燃料電池を造る。

【００４８】以上の図８で説明したように、本発明は第
１に、ＭＥＡトリム装置７１で、ＰＥＭ１３ａの両面に
これより小面積のカーボン電極１１，１２を貼り合わせ
てなるＭＥＡ６５ａの縁切りを行い、この縁切りを行っ
たＭＥＡ６５を積層部７３で積層処理する際に、ＭＥＡ
トリム装置７１から積層部７３へＭＥＡ６５を搬送する
燃料電池用ＭＥＡ搬送装置７２において、この搬送装置
７２は、ＭＥＡトリム装置７１から積層部７３まで移動
するスライダ７８と、このスライダ７８からポスト７９
を介して延ばしたアーム８１，８１と、これらのアーム
８１，８１に吸着保持装置１７を介して吊り下げるとと
もに縁切りのためのトリム刃１５を備えたトリム上型１
６と、アーム８１，８１を移動させるアーム移動手段８
８と、一方のカーボン電極１２を吸着するとともに横ず
れしないように保持するためにトリム上型１６に取付け
た吸着保持装置１７とからなる。

【００４９】ＭＥＡ搬送装置７２は、ＭＥＡ６５ａを縁
切りするトリム上型１６に、カーボン電極１２を吸着保
持する吸着保持装置１７を取付けた構造であるため、Ｍ
ＥＡ６５ａ（又はＭＥＡ６５）をトリム時から搬送時ま
で吸着保持装置１７で吸着しておけば、ＭＥＡ６５をト
リム時の状態を保ったまま横ずれせずにトリムステーシ
ョンであるＭＥＡトリム装置７１から積層ステーション
である積層部７３まで搬送することができ、積層部７３
でＭＥＡ６５をセパレータ９１と積層する際に、ＭＥＡ
６５の積層位置のずれを防止することができる。

【００５０】従って、ＭＥＡ６５を積層するときに、Ｍ
ＥＡ６５の位置を修正する必要がなく、搬送工程から積
層工程にスムーズに移行することができる。この結果、
燃料電池の生産性を向上させることができる。

【００５１】本発明は第２に、アーム移動手段８８に、
アーム８１を鉛直方向に移動させる鉛直移動機構８７
と、アーム８１を水平に且つ直線状に移動させるスライ
ダ７８、即ち水平移動機構７８とを備えたことを特徴と
する。

【００５２】鉛直移動機構８７と水平移動機構７８と備
えたことで、アーム８１の移動が鉛直方向と水平方向と
の２方向にそれぞれに直線状になって、アーム８１の移
動距離が短くなり、搬送時間を短縮することができる。
従って、燃料電池の生産性を向上させることができる。
また、水平移動を直線状にしたことで、水平移動を、例
えば平面状に（即ち、二次元的に）した機構に比べて、
アーム移動手段８８を簡素な構造にすることができる。

【００５３】更に、移動方向が２方向のために、ＭＥＡ
６５に作用する力の方向を常に一定の方向にすることが
でき、搬送するＭＥＡ６５に衝撃が作用しにくくするこ
とができ、搬送中のＭＥＡの横ずれを防止することがで
きる。従って、ＭＥＡ６５を積層するときに、ＭＥＡ６
５の位置を修正する必要がなく、搬送工程から積層工程
にスムーズに移行することができる。

【００５４】また、本発明に係る燃料電池製造装置７０
は、上記したように、トリムステーションとしてのＭＥ
Ａトリム装置７１、ＭＥＡ搬送装置７２及び積層ステー
ションとしての積層部７３を一体的に備えるため、トリ
ム工程、搬送工程及び積層工程を一連の動作でスムーズ
に実施することができ、燃料電池の製造を効率的に行う
ことができる。従って、燃料電池の生産性を高め、燃料
電池の製造コストを低減することができて、例えば、燃
料電池で電動モータを駆動して走行する車両や家庭用発
電システムの普及に貢献することができる。

【００５５】尚、本発明では、ＭＥＡ搬送装置により、
ＭＥＡをトリムステーションから積層ステーションへ移
動するようにしたが、これに限らず、ＭＥＡトリム装置
のトリム下型と、積層部とを水平移動機構で直線状に移
動できるように構成し、ＭＥＡのトリム後に吸着保持手
段でＭＥＡを吸着しつつ鉛直移動機構で上昇させ、トリ
ム下型をＭＥＡの下方から他へ移動させるとともに積層
部をＭＥＡの直下へ移動し、吸着保持手段で吸着してい
たＭＥＡを鉛直移動機構で下降させることで、セパレー
タとＭＥＡとを積層する構造にしてもよい。このように
構成すれば、ＭＥＡを吸着した吸着保持手段を鉛直方向
にのみ移動させるので、移動方向を一方向とすることが
でき、ＭＥＡの位置ずれをより一層防止することができ
る。

【００５６】

【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項１の燃料電池の膜・電極接合体搬送装置
は、トリムステーションから積層ステーションまで移動
するスライダと、このスライダから延ばしたアームと、
このアームに吊り下げるとともに縁切りのためのトリム
刃を備えたトリム上型と、アームを移動させるアーム移
動手段と、一方のカーボン電極を吸着するとともに横ず
れしないように保持するためにトリム上型に取付けた吸
着保持手段とからなるので、膜・電極接合体を縁切りす
るトリム上型に、カーボン電極を吸着保持する吸着保持
手段を取付けた構造であるため、膜・電極接合体をトリ
ム時から搬送時まで吸着保持手段で吸着しておけば、膜
・電極接合体をトリム時の状態を保ったまま横ずれせず
にトリムステーションから積層ステーションまで搬送す
ることができ、積層ステーションで膜・電極接合体をセ
パレータと積層する際に、膜・電極接合体の積層位置の
ずれを防止することができる。

【００５７】従って、膜・電極接合体を積層するとき
に、膜・電極接合体の位置を修正する必要がなく、搬送
工程から積層工程にスムーズに移行することができ、燃
料電池の生産性を向上させることができる。

【００５８】請求項２の燃料電池の膜・電極接合体搬送
装置は、アーム移動手段に、アームを鉛直方向に移動さ
せる鉛直移動機構と、アームを水平に且つ直線状に移動
させる水平移動機構とを備えたので、アームの移動が鉛
直方向と水平方向との２方向にそれぞれに直線状になっ
て、アームの移動距離が短くなり、搬送時間を短縮する
ことができる。従って、燃料電池の生産性を向上させる
ことができる。また、水平移動を直線状にしたことで、
水平移動を平面状にした機構に比べて、アーム移動手段
を簡素な構造にすることができる。

【００５９】更に、移動方向が２方向のために、膜・電
極接合体に作用する力の方向を常に一定の方向にするこ
とができ、搬送する膜・電極接合体に衝撃が作用しにく
くすることができ、搬送中の膜・電極接合体のずれを防
止することができる。従って、膜・電極接合体を積層す
るときに、膜・電極接合体の位置を修正する必要がな
く、搬送工程から積層工程にスムーズに移行することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る燃料電池の膜・電極接合体搬送装
置と組合わせる膜・電極接合体トリム装置の断面図

【図２】本発明に係る燃料電池の製造の流れを説明する
フロー図

【図３】本発明に係る燃料電池のＭＥＡ搬送装置と組合
わせるＭＥＡトリム装置の作用を説明する第１作用図

【図４】本発明に係るＭＥＡ搬送装置と組合わせるＭＥ
Ａトリム装置の作用を説明する第２作用図

【図５】本発明に係るＭＥＡ搬送装置と組合わせるＭＥ
Ａトリム装置の作用を説明する第３作用図

【図６】本発明に係るＭＥＡ搬送装置と組合わせるＭＥ
Ａトリム装置の作用を説明する第４作用図

【図７】本発明に係るＭＥＡ搬送装置と組合わせるＭＥ
Ａトリム装置の作用を説明する第５作用図

【図８】本発明に係るＭＥＡ搬送装置及びＭＥＡトリム
装置を備えた燃料電池製造装置の正面図

【図９】本発明に係るＭＥＡ搬送装置及びＭＥＡトリム
装置を備えた燃料電池製造装置の平面図

【図１０】本発明に係るＭＥＡ搬送装置の作用を説明す
る作用図

【図１１】燃料電池のセルの断面図

【図１２】ＭＥＡのトリム工程に続く搬送工程を説明す
る説明図

【符号の説明】

１０，７１…トリムステーション（膜・電極接合体トリ
ム装置）、１１，１２…カーボン電極、１３…高分子電
解質膜、１３ａ…トリム前の高分子電解質膜、１５…ト
リム刃、１６…トリム上型、１７…吸着保持手段（吸着
保持装置）、６５…膜・電極接合体、６５ａ…トリム前
の膜・電極接合体、７２…膜・電極接合体搬送装置、７
３…積層ステーション（積層部）、７８…水平移動機構
（スライダ）、８１…アーム、８２…アーム昇降用モー
タ、８６…水平駆動用モータ、８７…鉛直移動機構、８
８…アーム移動手段。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トリムステーションで、高分子電解質膜
   の両面にこれより小面積のカーボン電極を貼り合わせて
   なる膜・電極接合体の縁切りを行い、この縁切りを行っ
   た膜・電極接合体を積層ステーションで積層処理する際
   に、トリムステーションから積層ステーションへ膜・電
   極接合体を搬送する燃料電池用膜・電極接合体搬送装置
   において、 この搬送装置は、前記トリムステーションから積層ステ
   ーションまで移動するスライダと、このスライダから延
   ばしたアームと、このアームに吊り下げるとともに前記
   縁切りのためのトリム刃を備えたトリム上型と、前記ア
   ームを移動させるアーム移動手段と、一方のカーボン電
   極を吸着するとともに横ずれしないように保持するため
   に前記トリム上型に取付けた吸着保持手段とからなる燃
   料電池の膜・電極接合体搬送装置。
2. 【請求項２】 前記アーム移動手段は、前記アームを鉛
   直方向に移動させる鉛直移動機構と、前記アームを水平
   に且つ直線状に移動させる水平移動機構とを備えたこと
   を特徴とする請求項１記載の燃料電池の膜・電極接合体
   搬送装置。