JP2009064593A - 燃料電池用金属セパレータの溶接方法、および燃料電池用金属セパレータの溶接装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】燃料電池用金属セパレータ11、12の溶接方法は、燃料電池用の一対の金属セパレータを、金属セパレータの接合面15同士を重ね合わせ、流体流路となる空間部20を区画形成するように組み合わせる工程と、空間部内を排気して負圧化し、重ね合わせた接合面同士を大気圧によって密着させる工程と、密着させた接合面同士を重ね溶接する工程と、を有している。
【選択図】図4
Description
11 燃料極側金属セパレータ(金属セパレータ)、
12 空気極側金属セパレータ(金属セパレータ)、
13 段差部、
15 接合面、
20 空間部(流体流路、冷却水流路)
20a 負圧化すべき空間、
21 燃料電池スタック、
30 単位電池、
40 電解質膜、
50 燃料極、
60 空気極、
70 溶接治具と組み合わせた金属セパレータとの間の隙間、
80 マニホールド孔、
95 空間、
100 排気装置(排気手段)、
200 レーザ溶接機(溶接手段)、
300
350 クランプ機構、
400 弾性部材、
500 位置決め部材、ロケートブロック(位置決め基準)、
600 溶接治具、
630 排気通路、
C 冷却気体(溶接熱を逃がす気流を形成する気体)、
M 気流、
P 大気圧、
V 負圧化。
Claims (15)
- 燃料電池用の一対の金属セパレータを、前記金属セパレータの接合面同士を重ね合わせ、流体流路となる空間部を区画形成するように組み合わせる工程と、
前記空間部内を排気して負圧化し、重ね合わせた前記接合面同士を大気圧によって密着させる工程と、
密着させた前記接合面同士を重ね溶接する工程と、を有する燃料電池用金属セパレータの溶接方法。 - 前記流体流路が冷却水流路であり、前記冷却水流路に冷却水を流すために前記金属セパレータに形成されたマニホールド孔を、前記空間部を排気するための排気口として用いる請求項1に記載の燃料電池用金属セパレータの溶接方法。
- 前記流体流路が冷却水流路であり、前記冷却水流路に冷却水を流すために前記金属セパレータに形成された少なくとも2個のマニホールド孔のうちの一方のマニホールド孔を、前記空間部を排気するための排気口として用い、他方のマニホールド孔を、溶接熱を逃がす気流を形成する気体を前記空間部に供給するための気体供給口として用いる請求項1に記載の燃料電池用金属セパレータの溶接方法。
- 溶接熱を逃がす気流を形成する気体の温度が周囲の環境温度よりも低い請求項3に記載の燃料電池用金属セパレータの溶接方法。
- 前記空間部を排気するときに、重ね合わせた前記接合面同士の間の隙間に連通するとともに大気開放された前記組み合わせた金属セパレータの外周部を、弾性変形可能な弾性部材によって密閉する請求項1〜請求項4のいずれか1つに記載の燃料電池用金属セパレータの溶接方法。
- 前記接合面を溶接するときに、前記組み合わせた金属セパレータの端部を位置決め基準に突き当てて、前記組み合わせた金属セパレータを位置決めする請求項1〜請求項5のいずれか1つに記載の燃料電池用金属セパレータの溶接方法。
- 前記空間部を排気するときに、重ね合わせた前記接合面同士を肉厚方向外方から押圧する請求項1〜請求項6のいずれか1つに記載の燃料電池用金属セパレータの溶接方法。
- 重ね合わせた前記接合面同士のうち大気開放された前記組み合わせた金属セパレータの外周部に近接する側の部位のみを押圧し、前記組み合わせた金属セパレータの前記外周部側から内部側へ順に排気して前記接合面同士を密着させる請求項7に記載の燃料電池用金属セパレータの溶接方法。
- 前記組み合わせた金属セパレータを溶接治具上に載置し、前記空間部を排気するときに、前記溶接治具と前記組み合わせた金属セパレータとの間の隙間内を排気して負圧化し、前記組み合わせた金属セパレータを前記溶接治具に対して固定する請求項1〜請求項8のいずれか1つに記載の燃料電池用金属セパレータの溶接方法。
- 前記組み合わせた金属セパレータに、負圧化すべき空間が、重ね合わせた前記接合面同士の間の隙間を介して前記空間部と連通して形成される場合において、前記空間内を負圧化した後に、前記空間部内を負圧化して前記接合面同士を密着させる請求項1〜請求項9のいずれか1つに記載の燃料電池用金属セパレータの溶接方法。
- 前記負圧化すべき空間は、前記組み合わせた金属セパレータの外周部に配置されている請求項10に記載の燃料電池用金属セパレータの溶接方法。
- 前記負圧化すべき空間は、一方の金属セパレータの外周部と他方の金属セパレータの外周部とが嵌まり合うことによって形成されている請求項11に記載の燃料電池用金属セパレータの溶接方法。
- 前記一方の金属セパレータの外周エッジを、前記他方の金属セパレータの外周部の内面に設けた段差部に当接させることによって、前記金属セパレータ同士の相対的な位置を決める請求項12に記載の燃料電池用金属セパレータの溶接方法。
- 燃料電池用の一対の金属セパレータの接合面同士を重ね合わせることによって区画形成された流体流路となる空間部を排気する排気手段と、
密着させた前記接合面同士を重ね溶接する溶接手段と、を有する燃料電池用金属セパレータの溶接装置。 - 前記流体流路が冷却水流路であり、前記冷却水流路に冷却水を流すために前記金属セパレータに形成されたマニホールド孔を、前記空間部を排気するための排気口として用いる請求項14に記載の燃料電池用金属セパレータの溶接装置。
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Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010129289A (ja) * | 2008-11-26 | 2010-06-10 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池用金属セパレータの溶接装置、および燃料電池用金属セパレータの溶接方法 |
JP2011161450A (ja) * | 2010-02-04 | 2011-08-25 | Honda Motor Co Ltd | 溶接用治具装置及び溶接方法 |
WO2012077878A1 (ko) * | 2010-12-10 | 2012-06-14 | 아이피지 포토닉스 코리아(주) | 배터리 전극 용접용 지그, 용접 장치 및 방법 |
JP2015226920A (ja) * | 2014-05-30 | 2015-12-17 | 日産自動車株式会社 | レーザ加工装置およびレーザ加工方法 |
WO2016001992A1 (ja) * | 2014-06-30 | 2016-01-07 | 日産自動車株式会社 | 薄板状部材の接合装置および薄板状部材の接合方法 |
EP2999040A4 (en) * | 2013-05-16 | 2016-06-22 | Nissan Motor | DEVICE AND METHOD FOR PRODUCING A FUEL CELL SAVOR ARRANGEMENT |
US11462748B2 (en) | 2018-01-26 | 2022-10-04 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing fuel cell separator |
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0825068A (ja) * | 1994-07-18 | 1996-01-30 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 積層構体の溶接方法、レーザ溶接方法および加工テーブル装置 |
JP2006114444A (ja) * | 2004-10-18 | 2006-04-27 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池スタック及びセパレータの接合方法 |
JP2008034274A (ja) * | 2006-07-31 | 2008-02-14 | Toyota Motor Corp | 燃料電池用セパレータ及び燃料電池用セパレータ構成用プレート及び燃料電池用セパレータの製造方法 |
-
2007
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0825068A (ja) * | 1994-07-18 | 1996-01-30 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 積層構体の溶接方法、レーザ溶接方法および加工テーブル装置 |
JP2006114444A (ja) * | 2004-10-18 | 2006-04-27 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池スタック及びセパレータの接合方法 |
JP2008034274A (ja) * | 2006-07-31 | 2008-02-14 | Toyota Motor Corp | 燃料電池用セパレータ及び燃料電池用セパレータ構成用プレート及び燃料電池用セパレータの製造方法 |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010129289A (ja) * | 2008-11-26 | 2010-06-10 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池用金属セパレータの溶接装置、および燃料電池用金属セパレータの溶接方法 |
JP2011161450A (ja) * | 2010-02-04 | 2011-08-25 | Honda Motor Co Ltd | 溶接用治具装置及び溶接方法 |
WO2012077878A1 (ko) * | 2010-12-10 | 2012-06-14 | 아이피지 포토닉스 코리아(주) | 배터리 전극 용접용 지그, 용접 장치 및 방법 |
EP2999040A4 (en) * | 2013-05-16 | 2016-06-22 | Nissan Motor | DEVICE AND METHOD FOR PRODUCING A FUEL CELL SAVOR ARRANGEMENT |
US9911986B2 (en) | 2013-05-16 | 2018-03-06 | Nissan Motor Co., Ltd. | Apparatus and method for producing fuel cell separator assembly |
JP2015226920A (ja) * | 2014-05-30 | 2015-12-17 | 日産自動車株式会社 | レーザ加工装置およびレーザ加工方法 |
WO2016001992A1 (ja) * | 2014-06-30 | 2016-01-07 | 日産自動車株式会社 | 薄板状部材の接合装置および薄板状部材の接合方法 |
JPWO2016001992A1 (ja) * | 2014-06-30 | 2017-04-27 | 日産自動車株式会社 | 薄板状部材の接合装置および薄板状部材の接合方法 |
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