JP2006134651A - 電池用モジュールの製造方法および製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】連続生産に適した電池用モジュールの製造方法および製造装置を提供する。
【解決手段】膜電極接合体を積層した第一セパレータをモジュールパレット２０に載せ、膜電極接合体を挟むように第一セパレータに第二セパレータを載せ、第一セパレータ、膜電極接合体および第二セパレータが重ねられたモジュール１３にモジュール保持プレート２８を載せる。モジュールパレット２０にはモジュール保持プレート２８の位置決めブロック５０が設けられ、モジュール１３に重ねられたモジュール保持プレート２８がモジュール１３の積層面に沿ってずれることを抑えつつ、モジュール保持プレート２８の重さによって第一セパレータおよび第二セパレータを接合する。
【選択図】図５

Description

本発明は、二枚のセパレータで膜電極接合体を挟んだ電池用モジュールの製造方法および製造装置に関する。

酸化しやすい水素などの燃料ガスと空気中の酸素とを反応させて得られる化学エネルギーを電気エネルギーに変換する燃料電池が知られている。一般に、燃料電池は、上述した化学反応をおこす電池用モジュール（セルモジュール）を何枚も重ねて形成される。各電池用モジュールは、膜電極接合体を二枚のセパレータで挟んだ構造になっている。

従来より、電池用モジュールの製造に関する技術が数多く提案されている。例えば、下記特許文献１には、シール剤を塗布したセパレータをパレット上に載せ、膜電極接合体を間に挟んでさらにもう一枚のセパレータを載せてプレス装置によって二枚のセパレータを接合して電池用モジュールを形成する技術が記載されている。特許文献１に記載の技術では、プレス装置によって二枚のセパレータを接合する際、セパレータの反りを矯正するために矯正装置（同文献、第１７図の符号４７）によってセパレータを吸引している。これにより、セパレータに塗布したシール剤を均一な厚さに押し広げて良好なシール性を得ている。

特開２００３−２２８２７号公報 実開昭５８−１３８２６９号公報 特開２００２−３７０２４５号公報 特開２００４−６０９０号公報

ところが、上記特許文献１に記載の技術にはいくつかの問題点がある。例えば、プレス装置によって二枚のセパレータを接合して電池用モジュールを形成するため、複数の電池用モジュールを連続的に製造することが難しい。つまり、シール剤が硬化するまで二枚のセパレータをプレス装置で接合しておく必要があり、一枚の電池用モジュールの形成に時間を要するため連続生産が難しい。仮に、一枚の電池用モジュールを形成する際のプレス装置による接合時間を短くすると、シール剤の硬化が不十分となり、セパレータの反りの弾性力などにより接合面が剥がれてしまう。接合面が剥がれた後に再び接合したとしても接合面に気泡などが混入して硬化後の接着力が低下してしまう。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、連続生産に適した電池用モジュールの製造方法および製造装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の好適な態様である電池用モジュールの製造方法は、二枚のセパレータで膜電極接合体を挟んだ電池用モジュールの製造方法において、膜電極接合体を積層した第一セパレータをモジュールパレットに載せる工程と、膜電極接合体を挟むように第一セパレータに第二セパレータを載せる工程と、第一セパレータ、膜電極接合体および第二セパレータが重ねられた積層体にモジュール保持プレートを載せる工程と、を有し、前記モジュールパレットにはモジュール保持プレートの位置決め柱が設けられ前記積層体に重ねられたモジュール保持プレートが積層体の積層面に沿ってずれることを抑えつつ、モジュール保持プレートの重さによって第一セパレータおよび第二セパレータを接合する、ことを特徴とする。

望ましくは、前記第一セパレータおよび前記第二セパレータの少なくとも一方の積層面の外周に接着剤が塗布され、積層体に重ねられたモジュール保持プレートの重さによって第一セパレータおよび第二セパレータの反りを矯正しつつこれらを接合する、ことを特徴とする。

望ましくは、前記モジュール保持プレートを載せる工程に引き続き、膜電極接合体を積層した新第一セパレータを当該モジュール保持プレートに載せる工程と、膜電極接合体を挟むように新第一セパレータに新第二セパレータを載せる工程と、新第一セパレータ、膜電極接合体および新第二セパレータが重ねられた積層体に新モジュール保持プレートを載せる工程と、を有し、複数の電池用モジュールを前記モジュールパレット上に積層して製造する、ことを特徴とする。

また上記目的を達成するために、本発明の好適な態様である電池用モジュールの製造装置は、二枚のセパレータで膜電極接合体を挟んだ電池用モジュールの製造装置において、膜電極接合体を積層した第一セパレータをその外縁から引っ掛けるチャック爪と、第二セパレータを吸着する吸着ユニットと、を備えるセパレータ移載ツールと、モジュール保持プレートを外縁から掴むクランプ爪を備えるプレート移載ツールと、を有し、前記セパレータ移載ツールは、第一セパレータをモジュールパレットに載せ、膜電極接合体を挟むように第一セパレータに第二セパレータを載せた後に、第一セパレータおよび第二セパレータの外縁同士を揃えて位置決めする位置決めローラを備え、前記プレート移載ツールは、前記位置決めされた第二セパレータにモジュール保持プレートを載せる、ことを特徴とする。

望ましくは、前記セパレータ移載ツールは、略長方形の前記第一セパレータおよび前記第二セパレータを各辺ごとに位置決めする複数の位置決めローラを備え、複数の位置決めローラが段階的に駆動して前記第一セパレータおよび前記第二セパレータの外縁同士を揃える、ことを特徴とする。

望ましくは、前記セパレータ移載ツールは、前記吸着ユニットを上下にスライドさせるフローティング機構を備える、ことを特徴とする。

望ましくは、前記吸着ユニットは、第二セパレータに接触して空気の流れに対する抵抗を大きくする圧力損失エリアと、第二セパレータ側から空気を吸引する吸引エリアと、を含む吸着パッドを備える、ことを特徴とする。

本発明では、プレス装置などに拠らず、モジュール保持プレートによって二つのセパレータが接合されるため、例えば、モジュール保持プレート上にさらに電池用モジュールを積み重ねて複数の電池用モジュールを連続的に製造することができる。

以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。

図１から図３には、本発明に係る電池用モジュールの製造方法および製造装置の好適な実施形態が示されており、図１から図３は、電池用モジュールの製造過程を示す模式図である。

本実施形態において製造される電池用モジュールは、二枚のセパレータで膜電極接合体を挟んだ構造である。二枚のセパレータは、互いにほぼ同じ形状であり、各々、略長方形の面（例えば、縦約３０ｃｍ、横約２５ｃｍ）を有する板状の部材である。また、膜電極接合体（MEA:Membrane Electrode Assembly）は、高分子化合物からなる高分子電解質膜の両面にカーボンペーパーからなるアノード電極およびカソード電極を張り合わせたものである。

本実施形態では、膜電極接合体を積層した第一セパレータをモジュールパレットに載せ、さらに、膜電極接合体を挟むように第一セパレータに第二セパレータを載せてから、第一セパレータ、膜電極接合体および第二セパレータが重ねられた積層体にモジュール保持プレートを載せることで、二枚のセパレータを接合して一つの電池用モジュールが形成される。

図１には、膜電極接合体１２を積層した第一セパレータ１０をモジュールパレット２０に載せるまでの工程（Ｓ１０１〜Ｓ１０３）が示されており、図１は、第一セパレータ１０を側面方向から見た際の模式図である。

Ｓ１０１に示すように、第一セパレータ１０には、その上面側に膜電極接合体１２が積層され、さらに、略長方形の上面の周囲を囲むように接着剤１４が線引き塗布されている。膜電極接合体１２が積層されて接着剤１４が線引き塗布された第一セパレータ１０は、供給パレット１６上に置かれている。この第一セパレータ１０がセパレータ移載ツール１８によって移載される。

つまり、Ｓ１０２に示すように、セパレータ移載ツール１８には、チャック爪２２が設けられており、セパレータ移載ツール１８は、チャック爪２２によって第一セパレータ１０をその外縁から引っ掛けて、第一セパレータ１０を供給パレット１６から持ち上げてモジュールパレット２０の上方まで移動する。

そして、Ｓ１０３に示すように、セパレータ移載ツール１８は、モジュールパレット２０上に第一セパレータ１０を載せてからチャック爪２２を第一セパレータ１０から離して上方に移動することによって、第一セパレータ１０をモジュールパレット２０に載せるまでの工程が完了する。

図２には、第二セパレータ１１をモジュールパレット２０上の第一セパレータ１０に載せるまでの工程（Ｓ２０１〜Ｓ２０７）が示されており、図２は、図１と同じ方向から見た際の（つまり、第一セパレータ１０を側面方向から見た際の）模式図である。

Ｓ２０１に示すように、第二セパレータ１１には、その下面側つまり第一セパレータ１０との接合面側に面の周囲を囲むように接着剤１４が線引き塗布されている。接着剤１４が線引き塗布された第二セパレータ１１は、供給パレット１６上に置かれている。第二セパレータ１１は、セパレータ移載ツール１８によって移載される。

Ｓ２０２に示すように、第二セパレータ１１を移載する際、セパレータ移載ツール１８は、位置決めローラ２６によって第二セパレータ１１を位置決めした状態で吸着パッド２４を第二セパレータ１１に接近させて圧縮空気の噴射による負圧で第二セパレータ１１を吸引する。なお、位置決めローラ２６による位置決め動作については、後に図４を利用して詳述する。また、吸着パッド２４の構造については、後に図６および図７を利用して詳述する。

次にＳ２０３に示すように、セパレータ移載ツール１８は、吸着パッド２４によって第二セパレータ１１を吸引した状態で位置決めローラ２６を第二セパレータ１１から離す。

次にＳ２０４に示すように、セパレータ移載ツール１８は、吸着パッド２４によって第二セパレータ１１を吸着した状態で第二セパレータ１１を供給パレット１６から持ち上げてモジュールパレット２０の上方まで移動する。そしてＳ２０５に示すように、モジュールパレット２０に載せられた第一セパレータ１０の上に第二セパレータ１１を載せる。

次にＳ２０６に示すように、セパレータ移載ツール１８は、第二セパレータ１１の吸着を止めて吸着パッド２４を第二セパレータ１１から離し、位置決めローラ２６で第一セパレータ１０および第二セパレータ１１の外縁同士を揃えて位置決めする。位置決めローラ２６による位置決め動作については、後に図４を利用して詳述する。

そしてＳ２０７に示すように、セパレータ移載ツール１８は、第一セパレータ１０および第二セパレータ１１から位置決めローラ２６を離して上方に移動することによって、第二セパレータ１１を第一セパレータ１０に載せるまでの工程が完了する。

図３には、モジュール保持プレート２８をモジュールパレット２０上の第一セパレータ１０および第二セパレータ１１に載せるまでの工程（Ｓ３０１〜Ｓ３０２）が示されており、図３は、図１および図２と同じ方向から見た際の（つまり、第一セパレータ１０を側面方向から見た際の）模式図である。

Ｓ３０１に示すように、モジュール保持プレート２８は、プレート移載ツール３０によって移載される。プレート移載ツール３０は、第一セパレータ１０、膜電極接合体１２および第二セパレータ１１が重ねられた積層体であるモジュール上方にモジュール保持プレート２８を移動する。

そしてＳ３０２に示すように、モジュール保持プレート２８がモジュール上に載せられ、モジュール保持プレート２８の重さ（例えば５ｋｇ）によって第一セパレータ１０および第二セパレータ１１の反りを矯正しつつ第一セパレータ１０および第二セパレータ１１を接合してモジュールを完成させる。第一セパレータ１０および第二セパレータ１１が完全に接合するまで、つまり、接着剤１４が完全に硬化するまで、モジュール保持プレート２８をモジュール上に載せておくことが望ましい。

図１から図３に示した製造過程により、一つのモジュール、つまり、第一セパレータ１０、膜電極接合体１２および第二セパレータ１１を重ねた積層体（モジュール）が形成される。複数個のモジュールを製造する場合には、完成したモジュール上にさらに新しいモジュールを形成すればよい。つまり、図３のＳ３０２に示すモジュール保持プレート２８上に、図１を利用して説明したステップによって新しい第一セパレータを載せ、さらに、図２および図３を利用して説明したステップによって新しい第二セパレータおよび新しいモジュール保持プレートを積層する。その結果、完成したモジュール上に新しいモジュールが積層される。もちろん、３個以上のモジュールを積層してもよい。こうして、連続的に複数個のモジュールを製造することが可能になる。

上述した本実施形態のサイクルにおけるポイントの一つとして、第二セパレータを第一セパレータに載せる際にセパレータの反りを矯正するのではなく、載せた後にモジュール保持プレートの重さによって反りを矯正する点が挙げられる。本実施形態では、二枚のセパレータが完全に接合するまでモジュール保持プレートを載せておくことができるため、例えば、完全に接合される前に二枚のセパレータの反りの弾性力によって接着剤が剥がれ、再び接着した際に気泡などが混入して接着力が低下することなどを防ぐことができる。なお、本実施形態では、第二セパレータを移載する際に第二セパレータの反りを矯正させないようにするため、吸着パッドは、弾性変形できる薄肉の材質で形成されることが望ましい。

図４は、位置決めローラ２６による位置決め動作を説明するための図である。つまり、図２のＳ２０２，Ｓ２０６において行われる位置決め動作を説明するための図である。セパレータは、擦ると切粉などが発生するため、位置決めの際に転がりローラなどを利用してセパレータを擦ることなく位置決めすることが望ましい。

図４には、セパレータを四方向から位置決めローラ２６によって位置決めする工程（Ｓ４０１〜Ｓ４０３）が示されており、図４は、セパレータ（例えば、第二セパレータ）１１を上方から見た際の模式図である。

本実施形態において、セパレータ１１は、図の上下左右の四方向から位置決めローラ２６によって位置決めされる。図４において、セパレータ１１の下方および左方に位置するローラは基準側の位置決めローラ２６ａであり、セパレータ１１の上方および右方に位置するローラは従動側の位置決めローラ２６ｂである。

Ｓ４０１において、基準側の位置決めローラ２６ａおよび従動側の位置決めローラ２６ｂは、共にアンクランプ（非固定状態）である。セパレータ１１の位置決めは、まず、基準側の位置決めローラ２６ａによって行われる。つまり、Ｓ４０２に示すように、基準側の位置決めローラ２６ａが、セパレータ１１の下方および左方から位置決めを行う。この際、位置決めローラ２６ａの回転ローラがセパレータ１１の側面と接触するため、セパレータ１１の移動（ずれ）に応じてローラが回転することにより、セパレータ１１の側面を擦ることなく位置決めすることができる。

基準側の位置決めローラ２６ａがクランプ（位置固定状態）されると、Ｓ４０３に示すように、従動側の位置決めローラ２６ｂが、セパレータ１１の上方および右方から位置決めを行う。この際、位置決めローラ２６ｂの回転ローラがセパレータ１１の側面と接触するため、セパレータ１１の移動（ずれ）に応じてローラが回転することにより、セパレータ１１の側面を擦ることなく位置決めすることができる。さらに、従動側の位置決めローラ２６ｂは、ばね４０を介してセパレータ１１に押し当てられることにより、セパレータ１１に対して過剰な押圧力がかかることを防止している。

このように、基準側の位置決めローラ２６ａおよび従動側の位置決めローラ２６ｂが段階的に駆動することによってセパレータ１１の位置決めが行われる。なお、第一セパレータと第二セパレータが重なった状態においても、つまり、図２のＳ２０６における位置決めの際にも、図４に示したステップにより二枚のセパレータを重ねた状態で二枚のセパレータの外縁同士を揃えて位置決めが行われる。

図５は、モジュールパレット２０の構造を説明するための図である。本実施形態のモジュールパレット２０は、連続的に複数個のモジュール１３を製造する場合に特に適している。

図５（ａ）はモジュールパレット２０の上面図であり、また、図５（ｂ）はモジュールパレット２０の側面図である。モジュールパレット２０は、モジュール保持プレート２８よりも大きい略長方形の面を有する板状のベースプレート５２と、ベースプレート５２の面上の四隅に設けられたモジュール保持プレート位置決めブロック５０で形成されている。モジュール保持プレート位置決めブロック５０は、Ｌ字型の断面を有する柱状の部材であり、Ｌ字型の凹み部分がモジュール保持プレート２８の四隅に当てられる。

モジュールパレット２０にはモジュール保持プレート位置決めブロック５０が設けられているため、モジュール１３に重ねられたモジュール保持プレート２８がモジュールの積層面に沿ってずれることを抑えつつ、モジュール保持プレート２８の重さによって第一セパレータおよび第二セパレータを接合することができる。

つまり、モジュール保持プレート２８が、図５（ｃ）に示すプレートのズレ方向にずれることを抑えることによって、モジュール１３がモジュールズレ方向にずれることを防止している。このため、図２のＳ２０６において、第一セパレータ１０および第二セパレータ１１の外縁同士が揃えられた状態を維持したまま、第一セパレータおよび第二セパレータを接合することができる。

図６は、吸着パッド２４を含む吸着ユニット２５のフローティング機構を説明するための図であり、図６には、第二セパレータ１１の側面方向から見た際のセパレータ移載ツール１８の模式図が示されている。

図２のＳ２０５において、吸着パッド２４に吸着された第二セパレータ１１が、モジュールパレット２０に載せられた第一セパレータ１０の上に載せられる。この際、セパレータの反りの程度によって移載高さが変化する。このため、第二セパレータ１１を第一セパレータ１０に押し付けて移載してしまうケースが懸念される。セパレータ同士を押し付けてしまうと、セパレータが割れてしまう危険性がある。あるいは、セパレータ同士が接着してしまい、モジュール保持プレートによる本来の接着の前に接着部に気泡などが混入する可能性がある。

このため、図６に示すように、セパレータ移載ツール１８は、吸着パッド２４を含む吸着ユニット２５を上下にスライドさせるフローティング機構を備えている。つまり、吸着ユニット２５が、ばね６０を介してセパレータ移載ツール１８の本体に接続され、さらに、吸着ユニット２５が上下に可動するように取り付けられている。

その結果、第二セパレータ１１を第一セパレータ１０の上に載せる際に、第一セパレータ１０および第二セパレータ１１に対して過剰な押圧力がかかることを防止し、セパレータの反りが矯正されない。前述のとおり、セパレータの反りは、モジュール保持プレートが載せられた際に矯正される。

図７は、吸着パッド２４の構造を説明するための図である。吸着ユニット２５に含まれる吸着パッド２４は、円盤状に形成され、圧縮空気の噴射による負圧で第二セパレータ１１を吸引する。

セパレータの表面には、空気や水素の流路となる凹凸が設けられているため、吸着パッド２４で第二セパレータ１１を吸着する際、流路の凹凸によって吸引エアが漏れてしまい、吸引力を低下させてしまう可能性がある。また、仮に第二セパレータ１１と吸着パッド２４を完全に密着させてしまうと、吸引部分に吸引力が集中してしまうため、第二セパレータ１１が割れてしまうなどの危険性がある。

そこで、本実施形態においては、吸着パッド２４に、第二セパレータ１１に接触しエア流れに対する抵抗を大きくする圧力損失エリア７０と、第二セパレータ１１側からエアを吸引する吸引エリア７２が設けられている。

圧力損失エリア７０において、吸着パッド２４は第二セパレータ１１に密着しているため、圧力損失エリア７０ではエア流れ（図中における矢印）に対する抵抗が大きく、エア漏れが発生しにくい構造となっている。エア漏れが発生しにくいため吸引エリア７２における吸引力が高まる。一方、圧力損失エリア７０には、基本的に第二セパレータ１１を持ち上げる方向に力が働いていない。

従って、圧力損失エリア７０および吸引エリア７２の大きさを適切に配分することにより、吸着パッド２４全体としての吸引力を適切に得ることができ、過剰な吸引力によるセパレータの損失を抑えつつ、セパレータを持ち上げるのに十分な吸引力が得られるように設定することが容易になる。圧力損失エリア７０および吸引エリア７２の大きさの一例として、吸着パッド２４を直径１５０ｃｍの円盤型とした場合に、吸着パッド２４の中央部に直径５０ｃｍの円形の吸引エリア７２を設け、そして、吸引エリア７２を囲むドーナツ状の領域を圧力損失エリア７０とすることが挙げられる。

図８には、本発明に係る電池用モジュールの製造装置の好適な実施形態が示されており、図８は、製造装置の全体構成図である。

セパレータ移載ツール１８は、供給パレット１６にあるセパレータをモジュールパレット２０に載せるツールである。つまり、図１を利用して説明したように、供給パレット１６にある第一セパレータをモジュールパレット２０に載せ、また、図２を利用して説明したように、供給パレット１６にある第二セパレータをモジュールパレット２０に載せるツールである。

セパレータ移載ツール１８の動作は、Ｚ軸アクチュエータ７およびＸ軸アクチュエータ８によって制御される。つまり、Ｚ軸アクチュエータ７によってセパレータ移載ツール１８が図の上下に移動し、また、Ｘ軸アクチュエータ８によってセパレータ移載ツール１８が図の左右に移動する。なお、図８において、モジュールパレット２０の上方においてセパレータ移載ツール１８が実線で示され、供給パレット１６の上方に移動した際のセパレータ移載ツール１８が破線で示されている。

プレート移載ツール３０は、モジュール保持プレートをモジュールパレット２０上の第一セパレータおよび第二セパレータに載せるツールである。つまり、図３を利用して説明したように、プレート移載ツール３０は、第一セパレータ１０、膜電極接合体１２および第二セパレータ１１が重ねられた積層体であるモジュールであってモジュールパレット２０上に置かれたモジュール上にモジュール保持プレートを載せるツールである。

プレート移載ツール３０の動作は、Ｚ軸アクチュエータ５およびＸ軸アクチュエータ６によって制御される。つまり、Ｚ軸アクチュエータ５によってプレート移載ツール３０が図の上下に移動し、また、Ｘ軸アクチュエータ６によってプレート移載ツール３０が図の左右に移動する。モジュールパレット２０の上方にプレート移載ツール３０が移動する場合、セパレータ移載ツール１８は破線で示されるように供給パレット１６の上方に位置している。

図８に示す本実施形態の製造装置は、図１から図３を利用して説明した製造過程によって電池用モジュールを形成する。つまり、セパレータ移載ツール１８が二枚のセパレータをモジュールパレット２０に載せ、その後、プレート移載ツール３０がモジュールパレット２０上のモジュールにモジュール保持プレートを載せることで、モジュールパレット２０上に一つの電池用モジュールが形成される。さらに、形成された電池用モジュール上のモジュール保持プレート上に新しい電池用モジュールが形成され、これを繰り返すことでモジュールパレット２０上に連続的に複数の電池用モジュールが積層される。

図９は、図８に示すセパレータ移載ツール１８の構成を説明するための図であり、特に、位置決めローラの動作を説明するための図である。図９は、位置決めローラ２６ａ，２６ｂを含む面におけるセパレータ移載ツール１８の断面図である。このため、本来、セパレータ移載ツール１８に含まれる吸着ユニットや吸着ユニットのフローティング機構（図６および図７参照）は図９において図示省略している。

位置決めローラ２６は、ローラ保持部材９０，９２，９４，９６によって保持されている。つまり、図９において図の下方に位置するローラ保持部材９０によって下方に位置する基準側の位置決めローラ２６ａが保持され、また、図の左側に位置するローラ保持部材９６によって左側に位置する基準側の位置決めローラ２６ａが保持されている。さらに、図の上方に位置するローラ保持部材９４によって上方に位置する従動側の位置決めローラ２６ｂが保持され、また、図の右側に位置するローラ保持部材９２によって右側に位置する従動側の位置決めローラ２６ｂが保持されている。なお、各ローラ保持部材９０，９２，９４，９６に、セパレータを引っ掛けるチャック爪２２（図１参照）を設けてもよい。

各ローラ保持部材９０，９２，９４，９６は、リニアブッシュ１１とリニアシャフト１０によってガイドされながらカム９の半径方向に沿って駆動される。各ローラ保持部材９０，９２，９４，９６には、ばね４０によってセパレータ移載ツール本体９８の中央（カム９の中心）に向かう力が加えられている。ローラ保持部材９０，９２，９４，９６と接触するカム９の外周には、ローラ保持部材９０，９２，９４，９６の各々の駆動タイミングに応じた凹凸が設けられている。このため、カム９が回転することにより、カム９の外周に接触する各ローラ保持部材９０，９２，９４，９６が、回転動作に同期しながら、カム９の半径方向に沿って駆動される。

つまり、カム９の外周形状を適宜設計することで、ローラ保持部材９０，９２，９４，９６の駆動タイミングが制御できる。ローラ保持部材９０，９２，９４，９６は、例えば、図４に示したタイミングで、基準側、従動側の順に駆動する。もちろん、カム９の外周形状を変更して、他の駆動タイミングを実現してもよい。

図１０は、図８に示すプレート移載ツール３０の構成を説明するための図であり、特に、モジュール保持プレート２８のクランプ動作を説明するための図である。図１０は、モジュール保持プレート２８の側面側から見た際のプレート移載ツール３０を示している。

モジュール保持プレート２８は、クランプ爪３７によってしっかりと掴まれる。クランプ爪３７は、駆動シリンダ３８によって駆動される。つまり、駆動シリンダ３８の伸縮動作に応じて、二つのクランプ爪３７が開閉動作を行い、モジュール保持プレート２８のアンクランプ（離す動作）とクランプ（掴む動作）が実現される。

以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、上述した実施形態は、あらゆる点で単なる例示にすぎず、本発明の範囲を限定するものではない。

本実施形態における電池用モジュールの製造過程を示す模式図である。 本実施形態における電池用モジュールの製造過程を示す模式図である。 本実施形態における電池用モジュールの製造過程を示す模式図である。 位置決めローラによる位置決め動作を説明するための図である。 モジュールパレットの構造を説明するための図である。 吸着ユニットのフローティング機構を説明するための図である。 吸着パッドの構造を説明するための図である。 本発明に係る電池用モジュールの製造装置の全体構成図である。 セパレータ移載ツールの構成を説明するための図である。 プレート移載ツールの構成を説明するための図である。

符号の説明

１０ 第一セパレータ、１１ 第二セパレータ、１２ 膜電極接合体、１８ セパレータ移載ツール、２０ モジュールパレット、２４ 吸着パッド、２６ 位置決めローラ、２８ モジュール保持プレート、３０ プレート移載ツール。

Claims (7)

1. 二枚のセパレータで膜電極接合体を挟んだ電池用モジュールの製造方法において、
   膜電極接合体を積層した第一セパレータをモジュールパレットに載せる工程と、
   膜電極接合体を挟むように第一セパレータに第二セパレータを載せる工程と、
   第一セパレータ、膜電極接合体および第二セパレータが重ねられた積層体にモジュール保持プレートを載せる工程と、
   を有し、
   前記モジュールパレットにはモジュール保持プレートの位置決め柱が設けられ前記積層体に重ねられたモジュール保持プレートが積層体の積層面に沿ってずれることを抑えつつ、モジュール保持プレートの重さによって第一セパレータおよび第二セパレータを接合する、
   ことを特徴とする電池用モジュールの製造方法。
2. 請求項１に記載の製造方法において、
   前記第一セパレータおよび前記第二セパレータの少なくとも一方の積層面の外周に接着剤が塗布され、積層体に重ねられたモジュール保持プレートの重さによって第一セパレータおよび第二セパレータの反りを矯正しつつこれらを接合する、
   ことを特徴とする電池用モジュールの製造方法。
3. 請求項２に記載の製造方法において、
   前記モジュール保持プレートを載せる工程に引き続き、膜電極接合体を積層した新第一セパレータを当該モジュール保持プレートに載せる工程と、
   膜電極接合体を挟むように新第一セパレータに新第二セパレータを載せる工程と、
   新第一セパレータ、膜電極接合体および新第二セパレータが重ねられた積層体に新モジュール保持プレートを載せる工程と、
   を有し、
   複数の電池用モジュールを前記モジュールパレット上に積層して製造する、
   ことを特徴とする電池用モジュールの製造方法。
4. 二枚のセパレータで膜電極接合体を挟んだ電池用モジュールの製造装置において、
   膜電極接合体を積層した第一セパレータをその外縁から引っ掛けるチャック爪と、第二セパレータを吸着する吸着ユニットと、を備えるセパレータ移載ツールと、
   モジュール保持プレートを外縁から掴むクランプ爪を備えるプレート移載ツールと、
   を有し、
   前記セパレータ移載ツールは、第一セパレータをモジュールパレットに載せ、膜電極接合体を挟むように第一セパレータに第二セパレータを載せた後に、第一セパレータおよび第二セパレータの外縁同士を揃えて位置決めする位置決めローラを備え、
   前記プレート移載ツールは、前記位置決めされた第二セパレータにモジュール保持プレートを載せる、
   ことを特徴とする電池用モジュールの製造装置。
5. 請求項４に記載の製造装置において、
   前記セパレータ移載ツールは、略長方形の前記第一セパレータおよび前記第二セパレータを各辺ごとに位置決めする複数の位置決めローラを備え、複数の位置決めローラが段階的に駆動して前記第一セパレータおよび前記第二セパレータの外縁同士を揃える、
   ことを特徴とする電池用モジュールの製造装置。
6. 請求項５に記載の製造装置において、
   前記セパレータ移載ツールは、前記吸着ユニットを上下にスライドさせるフローティング機構を備える、
   ことを特徴とする電池用モジュールの製造装置。
7. 請求項６に記載の製造装置において、
   前記吸着ユニットは、第二セパレータに接触して空気の流れに対する抵抗を大きくする圧力損失エリアと、第二セパレータ側から空気を吸引する吸引エリアと、を含む吸着パッドを備える、
   ことを特徴とする電池用モジュールの製造装置。
   
   

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