JP2012027004A - 検査装置および検査方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】対向して配置された第1と第2の電極を有する平板電極を検査するための検査装置であって、第1の電極と電気的に接続される端子と、第2の電極と電気的に接続される複数のプローブであって、それぞれが互いに絶縁されて設けられている複数のプローブと、複数のプローブと電気的に接続される集電板と、端子と集電板との間に所定の電圧を印加するための電源部と、各プローブと集電板との間をそれぞれ流れる電流を検出するための複数の電流センサと、各電流センサの各検出値に基づいて平板電極の短絡を検査する短絡検査部と、を備える。
【選択図】図1
Description
適用例2に記載の検査装置によれば、第1の電極の異なる位置に配置された複数の端子を選択的に電源部に接続できる。これにより、例えば、選択された端子に対向するプローブを流れる電流を検出することで、より精度良く短絡の検査を行うことができる。
適用例3の検査装置によれば、所定値以上の電流を示す検出値を出力した電流センサに対応したプローブを特定することで、容易に平板電極の短絡部位を特定することができる。
適用例4に記載の検査装置によれば、平板電極の積層方向について、平板電極の短絡部位に最も近い対向プローブに流れる電流と、短絡部位から離れた対向プローブに流れる電流の差をより大きくできる。これにより、短絡部位の特定をより精度良く行うことができる。
適用例5に記載の検査装置によれば、絶縁部材を用いて複数のプローブを互いに絶縁させていることから、各プローブを流れた電流に基づく短絡の検査をより一層精度良く行うことができる。
A.第1実施例:
B.第2実施例:
C.変形例:
図1は、本発明の第1実施例における検査装置100と、検出対象物の平板電極20を説明するための図である。平板電極20は、略矩形状の電解質膜10と、電解質膜10の両面にそれぞれ配置された略矩形状の第1と第2の触媒層12、14と、第1と第2の触媒層12、14の面のうち電解質膜10と接する面とは反対側の面にそれぞれ配置された略矩形状の第1と第2のガス拡散層16、18とを有する。平板電極20は、いわゆるMEGA(Membrane-Electrode&Gas. Diffusion Layer Assembly)20である。すなわちMEGA20は、第1の触媒層12と第1のガス拡散層16とを有する第1の電極15と、第2の触媒層14と第2のガス拡散層18とを有する第2の電極19とを備える。言い換えれば、MEGA20は、電解質膜10を介して対向して配置された第1と第2の電極15,19を有する。
磁場の変化を高感度で計測可能なホール素子を利用したセンサを用いている。すなわち、各電流センサ44は。各シャフト42に流れる電流に応じて変化する磁場に応じた電流検出値(出力電圧)を電気信号Ia,Ib,Ic・・・Ix(xは、電流センサ44に数に応じて決まる。)として出力する。シャフト42に流れる電流が大きくなるにつれ、電流検出値(出力電圧)は大きくなる。なお、電流センサ44は、ホール素子を用いたセンサに限らず、電流値を測定するための各種電流センサを用いることができる。
図5及び図6を用いて第2実施例の検査装置100aについて説明する。図5は、第2実施例の検査装置100aを説明するための図である。図6は、図5のB−B断面図である。第1実施例との違いは、端子32aを複数備えた点と、セレクタスイッチ70を新たに備えた点である。その他の構成については第1実施例と同様の構成であるため、同様の構成については同一符号を付すと共に説明を省略する。
なお、上記実施例における構成要素の中の、特許請求の範囲の独立項に記載した要素以外の要素は、付加的な要素であり、適宜省略可能である。また、本発明の上記実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
上記実施例では、検査装置100,100aは絶縁部材30を備えていたが、絶縁部材30を備えていなくても良い。すなわち、各プローブ40は互いに隙間を空けて配置されていても良い。また、上記第2実施例では、検査装置100aは絶縁部材80を備えていたが、絶縁部材を備えていなくても良い。すなわち、各端子32aは互いに隙間を空けて配置されていても良い。このようにしても、各プローブ40を流れる電流に基づいて短絡検査を精度良く行うことができる。また、こうすることで検査装置100,100aの部品点数を低減させることができる。
上記実施例では、検査装置100,100aで検査を行う検査対象物はMEGA20を用いたが、これに限定されるものではない。例えば、第1と第2のガス拡散層16、18を有さない膜電極接合体(電解質膜10と、第1と第2の触媒層12,14)を検査対象物としても良いし、各種平板電極を検査対象物としても良い。また、例えば、外部からの反応ガスを第1の触媒層12や第2の触媒層14に流通させるためのセパレータをMEGA20の両側に配置した検査対象物について短絡検査を行っても良い。また、例えば、電解質膜10と、その両側に配置された第1と第2の触媒層12,14と、第1と第2の触媒層12,14の両側に配置された第1と第2のガス拡散層16,18及び第1と第2のセパレータの少なくともいずれか一方と、を備える燃料電池を検査対象物としても良い。なお、セパレータについても、第1と第2の電極15,19と同様に、端子32,32aよりも大きな面沿方向の抵抗を有する。よって、セパレータで挟持した検査対象物においても、第1実施例よりも第2実施例の検査装置100aを用いた短絡検査の方が、より精度良く短絡部位90を検査できる。
上記実施例では、所定値以上の電流を示す電流検出値の有無により短絡検査を行っていたが、各電流センサ44の電流検出値の大小を比較することで短絡検査を行っても良い。例えば、各電流センサ44のうち最も高い電流検出値を示す電流センサ44と接する部位を短絡発生部位として判定しても良い。
上記実施例では、端子32と集電板50間に所定の電圧を印加し、各電流センサ44の電流検出値に基づいて短絡検査を行ったが(図1、図4)、これに限定されるものではない。同じ数のプローブ40を用いてより精度良く短絡検査を行うために、平板電極20の面全域を各プローブ40によって検査できるようにしても良い。例えば、第1実施例において、所定の電圧を印加し、短絡発生の有無の判定及び短絡部位の特定を行った後に(図4のステップS10〜S50)、各プローブ40の平板電極20に対する位置をずらして再度(複数回)ステップS10〜S50を行っても良い。
12…第1の触媒層
14…第2の触媒層
15…第1の電極
16…第1のガス拡散層
18…第2のガス拡散層
19…第2の電極
20…平板電極
22…電源部
23…導線
30…絶縁部材
32…端子
32a…端子
32ap…給電端子
40…プローブ
42…シャフト
44…電流センサ
48…短絡測定機構
50…集電板
60…制御部
60a…制御部
62…短絡検査部
62a…短絡検査部
64…表示部
90…短絡部位
100…検査装置
100a…検査装置
Rc1…内部抵抗
Rc2…接触抵抗
Claims (7)
- 対向して配置された第1と第2の電極を有する平板電極を検査するための検査装置であって、
前記第1の電極の面のうち前記第2の電極と対向する面とは反対の面と接触することで、前記第1の電極と電気的に接続される端子と、
前記第2の電極の面のうち前記第1の電極と対向する面とは反対の面と接触することで、前記第2の電極と電気的に接続される複数のプローブであって、それぞれが互いに絶縁されて設けられている複数のプローブと、
前記複数のプローブと電気的に接続される集電板と、
前記端子と前記集電板との間に所定の電圧を印加するための電源部と、
前記各プローブに対応して設けられ、前記所定の電圧が印加されることで、前記各プローブと前記集電板との間をそれぞれ流れる電流を検出するための複数の電流センサと、
前記各電流センサの各検出値に基づいて前記平板電極の短絡を検査する短絡検査部と、
を備える、検査装置。 - 請求項1に記載の検査装置であって、
前記端子は、互いが絶縁されて複数備えられ、
前記各端子は、前記平板電極を挟んで前記各プローブに対向して配置され、
前記検出装置は、さらに、
前記各端子を選択的に前記電源部に接続するためのスイッチを備える、検査装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の検査装置であって、
前記短絡検査部は、
前記第2の電極の前記反対の面のうち、所定値以上の電流を示す検出値を出力した前記電流センサに対応した前記プローブと接触している部位を、前記平板電極の短絡部位として特定する、検査装置。 - 請求項2に記載の検査装置であって、
前記短絡検査部は、
前記スイッチを切り換えて前記複数の端子を時分割で前記電源部に接続することで、前記集電板と前記複数の端子のうち前記電源部に接続された給電端子との間に所定の電圧を印加し、前記複数のプローブのうち前記給電端子に対向する対向プローブと、前記集電板との間を流れる電流を検出するための前記電流センサから、前記検出値である特定検出値を前記複数の端子毎に取得し、
前記複数の特定検出値のうち所定値以上の電流を示す前記特定検出値を出力した前記電流センサを特定し、
前記第2の電極の前記反対の面のうちで、前記特定した前記電流センサに対応した前記対向プローブと接触している部位を、前記平板電極の短絡部位として特定する、検査装置。 - 請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の検査装置であって、
前記複数のプローブは絶縁部材に配置され、それぞれが互いに絶縁されている、検査装置。 - 対向して配置された第1と第2の電極を有する平板電極を検査するための検査方法であって、
(a)前記第1の電極の面のうち前記第2の電極と対向する面とは反対の面と接触し、前記第1の電極と電気的に接続する端子と、前記第2の電極の面のうち前記第1の電極と対向する面とは反対の面と接触し前記第2の電極と電気的に接続する複数のプローブと電気的に接続された集電板と、の間に所定の電圧を印加する工程と、
(b)前記電圧の印加により前記各プローブと前記集電板との間を流れる各電流を検出する工程と、
(c)前記検出した各検出値に基づいて前記平板電極の短絡を検査する工程と、を備える、検査方法。 - 請求項6に記載の検査方法であって、
前記端子は複数備えられ、前記各端子は前記平板電極を挟んで前記複数のプローブに対向して配置され、
前記工程(a)は、
(a1)前記複数の端子のうちの1つである給電端子と、前記集電板との間に所定の電圧を印加する工程と、
(a2)前記工程(a1)を前記複数の端子について行う工程と、を含み、
前記工程(b)は、
(b1)前記工程(a1)を行っている際に、前記複数のプローブのうち前記給電端子に対向する対向プローブと前記集電板との間を流れる電流である特定電流を検出する工程と、
(b2)前記工程(b1)を前記複数のプローブについて行う工程と、を含み、
前記工程(c)は、
(c1)前記工程(b)により得られる前記複数の特定電流の検出値である複数の特定検出値に基づいて、前記平板電極の短絡を検査する工程を含む、検査方法。
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