JP2017016830A - Seal member for fuel cell, seal member unit, and arrangement method for seal member for fuel cell - Google Patents
Seal member for fuel cell, seal member unit, and arrangement method for seal member for fuel cell Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017016830A JP2017016830A JP2015130958A JP2015130958A JP2017016830A JP 2017016830 A JP2017016830 A JP 2017016830A JP 2015130958 A JP2015130958 A JP 2015130958A JP 2015130958 A JP2015130958 A JP 2015130958A JP 2017016830 A JP2017016830 A JP 2017016830A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel cell
- positioning
- seal
- frame jig
- arrangement
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Abstract
Description
本発明は、燃料電池において、例えば隣り合う一対のセルアセンブリ間に介装される燃料電池用シール部材、燃料電池用シール部材が配置されたシール部材ユニット、および燃料電池用シール部材の配置方法に関する。 The present invention relates to a fuel cell, for example, a fuel cell seal member interposed between a pair of adjacent cell assemblies, a seal member unit in which a fuel cell seal member is disposed, and a method for arranging a fuel cell seal member. .
特許文献1、2には、燃料電池用シール部材をセパレータに位置決めする技術が開示されている。特許文献3には、一対の燃料電池用シール部材同士を位置決めする技術が開示されている。すなわち、特許文献1〜3には、燃料電池の積層方向に対向する一対の積層部材同士の位置決めに関する技術が開示されている。
ところで、近年の燃料電池小型化の要請により、燃料電池用シール部材の薄型化が検討されている。燃料電池用シール部材は柔軟である。このため、燃料電池用シール部材を薄型化すると、燃料電池用シール部材が捩れたり絡んだりしやすくなる。すなわち、燃料電池用シール部材が変形しやすくなる。 By the way, due to the recent demand for fuel cell miniaturization, a reduction in the thickness of the fuel cell seal member has been studied. The fuel cell seal member is flexible. For this reason, when the fuel cell seal member is thinned, the fuel cell seal member is likely to be twisted or entangled. That is, the fuel cell seal member is easily deformed.
しかしながら、燃料電池用シール部材の作製場所と、燃料電池の組立場所と、が離れている場合、作製場所から組立場所まで、トラックなどの輸送手段により、燃料電池用シール部材を搬送する必要がある。また、作製場所と組立場所との間の距離によらず、燃料電池を組み立てる前に、予め、燃料電池用シール部材の性能を検査する場合がある。この点、薄型の燃料電池用シール部材は、搬送時や検査時などの振動により、変形しやすい。 However, when the fuel cell seal member production site is separated from the fuel cell assembly site, it is necessary to transport the fuel cell seal member from the production site to the assembly site by means of transportation such as a truck. . In addition, before assembling the fuel cell, the performance of the fuel cell sealing member may be inspected in advance before assembling the fuel cell regardless of the distance between the production site and the assembly site. In this respect, the thin fuel cell sealing member is easily deformed by vibration during transportation or inspection.
そこで、本発明者は、薄型の燃料電池用シール部材を燃料電池に組み込む前に、一旦、配置対象部材に仮配置することを検討した。燃料電池用シール部材を配置対象部材に仮配置すると、仮配置後においては、燃料電池用シール部材の変形を抑制することができる。 Therefore, the present inventor has considered temporarily arranging the thin fuel cell seal member on the arrangement target member before incorporating it into the fuel cell. When the fuel cell seal member is temporarily arranged on the arrangement target member, deformation of the fuel cell seal member can be suppressed after the temporary arrangement.
ところが、燃料電池用シール部材を配置対象部材に仮配置する作業時においては、やはり燃料電池用シール部材が捩れたり絡んだりしやすい。このため、燃料電池用シール部材を、所望の形状に配置するのは困難である。言い換えると、燃料電池用シール部材を、配置対象部材の所定の位置に配置するのは困難である。 However, when the fuel cell seal member is temporarily arranged on the arrangement target member, the fuel cell seal member is easily twisted or entangled. For this reason, it is difficult to arrange the fuel cell sealing member in a desired shape. In other words, it is difficult to arrange the fuel cell sealing member at a predetermined position of the arrangement target member.
そこで、本発明は、配置対象部材に対する位置決め精度が高い燃料電池用シール部材、シール部材ユニット、燃料電池用シール部材の配置方法を提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the arrangement | positioning method of the sealing member for fuel cells, a sealing member unit, and the sealing member for fuel cells with high positioning accuracy with respect to the arrangement | positioning object member.
(1)上記課題を解決するため、本発明の燃料電池用シール部材は、配置対象部材に仮配置された後、燃料電池に配置される燃料電池用シール部材であって、シールリップを有する枠状のシール本体と、前記配置対象部材に位置決めされる位置決め体と、を備えるエラストマー製の単体成形品であることを特徴とする。ここで、「配置対象部材」には、燃料電池組立前に燃料電池用シール部材が仮配置される部材(燃料電池までの中継部材)が含まれる。一方、「配置対象部材」には、燃料電池組立後に燃料電池用シール部材が配置される部材(燃料電池の積層部材)が含まれない。「配置対象部材」には、例えば、燃料電池用シール部材を搬送するための搬送部材、燃料電池用シール部材を梱包するための梱包部材、検査時に燃料電池用シール部材が配置される検査部材などが含まれる。 (1) In order to solve the above-described problem, the fuel cell seal member of the present invention is a fuel cell seal member that is temporarily placed on the placement target member and then placed on the fuel cell, and has a seal lip. It is an elastomer single-piece | molding product provided with a shape-like seal main body and the positioning body positioned by the said arrangement | positioning object member. Here, the “arrangement target member” includes a member (relay member to the fuel cell) in which the fuel cell seal member is temporarily arranged before the assembly of the fuel cell. On the other hand, the “arrangement target member” does not include a member (a laminated member of the fuel cell) on which the fuel cell seal member is disposed after the fuel cell is assembled. Examples of the “placement target member” include a transport member for transporting the fuel cell seal member, a packing member for packing the fuel cell seal member, and an inspection member on which the fuel cell seal member is disposed at the time of inspection. Is included.
本発明の燃料電池用シール部材は、位置決め体を備えている。位置決め体は、配置対象部材に位置決めされている。このため、本発明の燃料電池用シール部材によると、配置対象部材に対する位置決め精度を向上させることができる。また、配置対象部材に対する燃料電池用シール部材の位置決め作業を、簡単に行うことができる。また、位置決め体は、シール本体とは別に、燃料電池用シール部材に配置されている。このため、位置決め体が配置対象部材に位置決めされる影響を、シール本体が受けにくい。 The fuel cell seal member of the present invention includes a positioning body. The positioning body is positioned on the arrangement target member. For this reason, according to the sealing member for fuel cells of this invention, the positioning accuracy with respect to the arrangement | positioning object member can be improved. Further, the positioning operation of the fuel cell sealing member with respect to the arrangement target member can be easily performed. Moreover, the positioning body is arrange | positioned at the sealing member for fuel cells separately from the seal main body. For this reason, it is difficult for the seal body to be affected by the positioning body positioned on the arrangement target member.
(2)上記(1)の構成において、前記配置対象部材は、配置対象部材側第一位置決め部を有し、前記位置決め体は、前記配置対象部材側第一位置決め部に位置決めされるシール部材側位置決め部と、前記シール本体と前記シール部材側位置決め部とを連結する連結部と、を有する構成とする方がよい。 (2) In the configuration of (1) above, the arrangement target member has an arrangement target member side first positioning portion, and the positioning body is positioned on the arrangement target member side first positioning portion. It is better to have a configuration having a positioning part and a connecting part that connects the seal body and the sealing member side positioning part.
配置対象部材は、配置対象部材側第一位置決め部を備えている。これに対して、位置決め体は、シール部材側位置決め部を備えている。シール部材側位置決め部を配置対象部材側第一位置決め部に位置決めすることにより、配置対象部材に対する燃料電池用シール部材の位置決め作業を、簡単に行うことができる。また、配置対象部材に対する燃料電池用シール部材の位置決め精度を向上させることができる。また、シール本体とシール部材側位置決め部との間には、連結部が介在している。このため、シールリップのシール機能が低下しにくい。 The arrangement target member includes an arrangement target member side first positioning portion. On the other hand, the positioning body includes a seal member side positioning portion. By positioning the seal member side positioning portion to the arrangement target member side first positioning portion, the positioning operation of the fuel cell seal member with respect to the arrangement target member can be easily performed. Moreover, the positioning accuracy of the fuel cell sealing member with respect to the arrangement target member can be improved. Further, a connecting portion is interposed between the seal body and the seal member side positioning portion. For this reason, the sealing function of the seal lip is unlikely to deteriorate.
(3)上記(2)の構成において、前記配置対象部材側第一位置決め部は、凹部であり、前記シール部材側位置決め部は、前記凹部に挿入される凸部である構成とする方がよい。本構成によると、凸部を凹部に挿入することにより、配置対象部材に対する燃料電池用シール部材の位置決め作業を、簡単に行うことができる。 (3) In the configuration of (2), it is preferable that the arrangement target member-side first positioning portion is a concave portion, and the seal member-side positioning portion is a convex portion inserted into the concave portion. . According to this configuration, the positioning operation of the fuel cell seal member with respect to the arrangement target member can be easily performed by inserting the convex portion into the concave portion.
(3−1)上記(3)の構成において、前記シール本体は、前記燃料電池の積層方向に対向する一対の積層部材間に介装され、前記凸部は、前記積層部材に干渉しない構成とする方がよい。ここで、「積層部材」には、例えば、セルアセンブリ、セパレータ、電極部材などが含まれる。また、「積層方向に対向する一対の積層部材」における、一対の積層部材の異同は限定しない。例えば、「セパレータとセパレータ」、「セパレータと電極部材」などであってもよい。 (3-1) In the configuration of (3), the seal body is interposed between a pair of stacked members facing each other in the stacking direction of the fuel cell, and the convex portion does not interfere with the stacked member. Better to do. Here, the “laminated member” includes, for example, a cell assembly, a separator, an electrode member, and the like. Further, the difference between the pair of laminated members in the “pair of laminated members facing in the lamination direction” is not limited. For example, “separator and separator”, “separator and electrode member”, and the like may be used.
本構成によると、シール本体のシールリップは、積層部材に弾接している。しかしながら、凸部は、積層部材に干渉していない。このため、凸部が、シールリップのシール機能を阻害しにくい。 According to this configuration, the seal lip of the seal body is in elastic contact with the laminated member. However, the convex part does not interfere with the laminated member. For this reason, a convex part does not hinder the sealing function of a seal lip.
(3−2)上記(3)の構成において、前記位置決め体は、前記シール本体の枠外側に配置されている構成とする方がよい。本構成によると、燃料電池組立後において、位置決め体が、シール本体の枠内側に配置される部材に干渉しにくい。 (3-2) In the configuration of the above (3), the positioning body is preferably arranged outside the frame of the seal body. According to this configuration, after the fuel cell is assembled, the positioning body is unlikely to interfere with a member disposed inside the frame of the seal body.
(3−3)上記(3)の構成において、前記凸部の外周面および前記凹部の内周面は、前記凸部の挿入方向に尖るテーパ面状を呈している構成とする方がよい。本構成によると、凸部を凹部に挿入する際に、凸部の外周面を凹部の内周面に摺接させることにより、凹部に対する凸部の位置決めを行うことができる。 (3-3) In the configuration of (3), it is preferable that the outer peripheral surface of the convex portion and the inner peripheral surface of the concave portion have a tapered surface shape pointed in the insertion direction of the convex portion. According to this configuration, when the convex portion is inserted into the concave portion, the convex portion can be positioned with respect to the concave portion by sliding the outer peripheral surface of the convex portion against the inner peripheral surface of the concave portion.
(4)上記(3)の構成において、前記燃料電池の積層方向を表裏方向として、前記位置決め体は、前記凸部の前記表裏方向反対側に配置される搬送凸部を有する構成とする方がよい。 (4) In the configuration of (3) above, it is preferable that the positioning body has a conveying convex portion disposed on the opposite side of the convex portion with the stacking direction of the fuel cells as a front-back direction. Good.
ここで、「積層方向」とは、燃料電池の複数のセルアセンブリが積層されている方向をいう。本構成によると、位置決め体に搬送凸部が配置されている。このため、燃料電池用シール部材が配置対象部材まで搬送される際、搬送の影響をシール本体が受けにくい。 Here, the “stacking direction” refers to a direction in which a plurality of cell assemblies of the fuel cell are stacked. According to this structure, the conveyance convex part is arrange | positioned at the positioning body. For this reason, when the fuel cell seal member is conveyed to the arrangement target member, the seal main body is not easily affected by the conveyance.
(5)上記(3)または(4)の構成において、前記燃料電池の積層方向を表裏方向として、前記連結部は、前記シール本体および前記凸部よりも、前記表裏方向厚みが小さい構成とする方がよい。本構成によると、連結部は、シール本体および凸部よりも、剛性が低い。このため、シール本体および凸部に対して、連結部を、優先的に変形させることができる。 (5) In the configuration of (3) or (4) above, the stacking direction of the fuel cells is the front and back direction, and the connecting portion has a thickness smaller in the front and back direction than the seal body and the convex portion. Better. According to this configuration, the connecting portion has lower rigidity than the seal body and the convex portion. For this reason, a connection part can be deform | transformed preferentially with respect to a seal | sticker main body and a convex part.
(6)上記(3)ないし(5)のいずれかの構成において、前記燃料電池の積層方向を表裏方向として、前記凸部の前記表裏方向厚みは、0.3mm以上であり、横断面における前記シールリップの中心軸から前記凸部の中心軸までの長さは、1.5mm以上6.0mm以下である構成とする方がよい。ここで、「横断面」とは、シール本体の延在方向に対して直交する方向の断面をいう。 (6) In the configuration according to any one of (3) to (5), the stacking direction of the fuel cells is a front and back direction, the front and back direction thickness of the convex portion is 0.3 mm or more, The length from the center axis of the seal lip to the center axis of the convex part is preferably 1.5 mm or more and 6.0 mm or less. Here, the “transverse section” refers to a cross section in a direction orthogonal to the extending direction of the seal body.
凸部の表裏方向厚みを0.3mm以上としたのは、0.3mm未満の場合、位置決め作業が困難になるからである。横断面におけるシールリップの中心軸から凸部の中心軸までの長さを1.5mm以上としたのは、1.5mm未満の場合、シールリップのシール機能が低下しやすくなるからである。横断面におけるシールリップの中心軸から凸部の中心軸までの長さを6.0mm以下としたのは、6.0mm超過の場合、位置決め作業時に、シールリップが配置対象部材に当接することにより形成されるシールラインが、蛇行しやすくなるからである。すなわち、位置決め精度が低下しやすくなるからである。 The reason why the thickness of the convex portion in the front-back direction is set to 0.3 mm or more is that when it is less than 0.3 mm, positioning work becomes difficult. The reason why the length from the center axis of the seal lip to the center axis of the convex portion in the cross section is 1.5 mm or more is that when the length is less than 1.5 mm, the sealing function of the seal lip is likely to deteriorate. The reason why the length from the center axis of the seal lip to the center axis of the convex portion in the cross section is 6.0 mm or less is that when it exceeds 6.0 mm, the seal lip abuts against the arrangement target member during positioning work. This is because the formed seal line is easy to meander. That is, the positioning accuracy is likely to decrease.
(7)上記(1)ないし(6)のいずれかの構成において、前記シール本体の断面二次モーメントは、0.03mm4以上である構成とする方がよい。シール本体の断面二次モーメントを0.03mm4以上としたのは、0.03mm4未満の場合、シール本体が過度に軟らかくなるからである。 (7) In the configuration of any one of the above (1) to (6), it is preferable that the cross-sectional secondary moment of the seal body is 0.03 mm 4 or more. The reason why the sectional moment of inertia of the seal body is set to 0.03 mm 4 or more is that when it is less than 0.03 mm 4 , the seal body becomes excessively soft.
(8)上記課題を解決するため、本発明のシール部材ユニットは、上記(1)ないし(7)のいずれかの燃料電池用シール部材と、前記燃料電池用シール部材が載置される前記配置対象部材と、を備えることを特徴とする。 (8) In order to solve the above-described problem, a seal member unit according to the present invention includes the fuel cell seal member according to any one of (1) to (7) and the arrangement on which the fuel cell seal member is placed. And a target member.
本発明のシール部材ユニットは、燃料電池用シール部材と、配置対象部材と、を備えている。燃料電池用シール部材は、配置対象部材に載置されている。燃料電池用シール部材の位置決め体は、配置対象部材に位置決めされている。このため、本発明のシール部材ユニットによると、配置対象部材に対する燃料電池用シール部材の位置決め精度を向上させることができる。また、配置対象部材に対する燃料電池用シール部材の位置決め作業を、簡単に行うことができる。また、位置決め体は、シール本体とは別に、燃料電池用シール部材に配置されている。このため、位置決め体が配置対象部材に位置決めされる影響を、シール本体が受けにくい。 The seal member unit of the present invention includes a fuel cell seal member and an arrangement target member. The fuel cell sealing member is placed on the arrangement target member. The positioning body of the fuel cell seal member is positioned on the arrangement target member. For this reason, according to the seal member unit of the present invention, it is possible to improve the positioning accuracy of the fuel cell seal member with respect to the arrangement target member. Further, the positioning operation of the fuel cell sealing member with respect to the arrangement target member can be easily performed. Moreover, the positioning body is arrange | positioned at the sealing member for fuel cells separately from the seal main body. For this reason, it is difficult for the seal body to be affected by the positioning body positioned on the arrangement target member.
(9)上記課題を解決するため、本発明の燃料電池用シール部材の配置方法は、上記(4)の燃料電池用シール部材を前記配置対象部材に配置する燃料電池用シール部材の配置方法であって、搬送用チャックで前記搬送凸部を把持し、前記配置対象部材まで前記燃料電池用シール部材を搬送し、前記凸部を前記凹部に挿入することにより、前記燃料電池用シール部材を前記配置対象部材に位置決めする搬送工程を有することを特徴とする。 (9) In order to solve the above problems, the fuel cell seal member disposing method of the present invention is the fuel cell seal member disposing method of (4) above in which the fuel cell seal member is disposed in the disposition target member. And gripping the transport convex portion with a transport chuck, transporting the fuel cell seal member to the arrangement target member, and inserting the convex portion into the concave portion, thereby It has the conveyance process positioned to a member to be arranged, It is characterized by the above-mentioned.
本発明の燃料電池用シール部材の配置方法によると、搬送用チャックを用いて、燃料電池用シール部材を搬送することができる。このため、手作業で搬送する場合と比較して、燃料電池用シール部材が捩れたり絡んだりしにくい。すなわち、燃料電池用シール部材が変形しにくい。したがって、燃料電池用シール部材の取り扱い性に優れている。また、配置対象部材に対する燃料電池用シール部材の位置決め精度を向上させることができる。 According to the arrangement method of the fuel cell seal member of the present invention, the fuel cell seal member can be transported using the transport chuck. For this reason, the fuel cell seal member is less likely to be twisted or entangled as compared with the case where it is conveyed manually. That is, the fuel cell seal member is not easily deformed. Therefore, the handleability of the fuel cell seal member is excellent. Moreover, the positioning accuracy of the fuel cell sealing member with respect to the arrangement target member can be improved.
(10)上記(9)の構成において、前記搬送工程の後に、前記配置対象部材の所定の位置に枠治具を配置する枠治具配置工程と、前記枠治具の枠内側の所定の位置にセパレータを配置するセパレータ配置工程と、を有し、前記配置対象部材、前記枠治具を介して、前記燃料電池用シール部材は、前記セパレータに位置決めされる構成とする方がよい。 (10) In the configuration of (9), a frame jig arranging step of arranging a frame jig at a predetermined position of the arrangement target member after the carrying step, and a predetermined position inside the frame of the frame jig It is preferable that the fuel cell sealing member is positioned on the separator via the arrangement target member and the frame jig.
搬送工程においては、凸部を凹部に挿入することにより、配置対象部材に対する燃料電池用シール部材の位置決めを行うことができる。枠治具配置工程においては、配置対象部材の所定の位置に枠治具を配置することにより、配置対象部材に対する枠治具の位置決めを行うことができる。セパレータ配置工程においては、枠治具の枠内側の所定の位置にセパレータを配置することにより、枠治具に対するセパレータの位置決めを行うことができる。 In the conveying step, the fuel cell seal member can be positioned with respect to the arrangement target member by inserting the convex portion into the concave portion. In the frame jig arrangement step, the frame jig can be positioned with respect to the arrangement target member by arranging the frame jig at a predetermined position of the arrangement target member. In the separator arranging step, the separator can be positioned with respect to the frame jig by arranging the separator at a predetermined position inside the frame of the frame jig.
このように、本構成によると、配置対象部材、枠治具を介して、セパレータに対する燃料電池用シール部材の位置決めを行うことができる。また、燃料電池組立前の状態において、燃料電池用シール部材をセパレータに配置することができる。 Thus, according to this configuration, the fuel cell seal member can be positioned with respect to the separator via the arrangement target member and the frame jig. In addition, the fuel cell sealing member can be disposed on the separator before the fuel cell is assembled.
(11)上記(10)の構成において、前記配置対象部材は、配置対象部材側第二位置決め部を有し、前記枠治具は、枠治具側第一位置決め部と、枠治具側第二位置決め部と、を有し、前記枠治具配置工程において、前記枠治具側第一位置決め部は、前記配置対象部材側第二位置決め部に位置決めされ、前記セパレータ配置工程において、前記セパレータは、前記枠治具側第二位置決め部に位置決めされる構成とする方がよい。 (11) In the configuration of (10), the arrangement target member includes an arrangement target member side second positioning portion, and the frame jig includes a frame jig side first positioning portion and a frame jig side first positioning portion. Two positioning portions, and in the frame jig placement step, the frame jig side first positioning portion is positioned on the placement target member side second positioning portion, and in the separator placement step, the separator is It is better to have a configuration in which the frame jig side second positioning portion is positioned.
本構成によると、枠治具配置工程において、枠治具側第一位置決め部が配置対象部材側第二位置決め部に位置決めされることにより、配置対象部材に対する枠治具の位置決めを行うことができる。また、セパレータ配置工程において、セパレータが枠治具側第二位置決め部に位置決めされることにより、枠治具に対するセパレータの位置決めを行うことができる。 According to this configuration, in the frame jig arrangement step, the frame jig side first positioning portion is positioned by the arrangement target member side second positioning portion, whereby the frame jig can be positioned with respect to the arrangement target member. . Moreover, in a separator arrangement | positioning process, positioning of the separator with respect to a frame jig | tool can be performed by positioning a separator in the frame jig | tool side 2nd positioning part.
(12)上記(11)の構成において、前記配置対象部材側第二位置決め部は、上側に突出する配置対象部材側凸部であり、前記枠治具側第一位置決め部は、下側に開口する枠治具側凹部であり、前記枠治具側第二位置決め部は、前記枠内側に突出する枠治具側凸部であり、前記枠治具配置工程において、前記配置対象部材側凸部は、前記枠治具側凹部に挿入され、前記セパレータ配置工程において、前記枠治具側凸部は、前記セパレータの外縁に当接する構成とする方がよい。 (12) In the configuration of the above (11), the arrangement target member side second positioning portion is an arrangement target member side convex portion protruding upward, and the frame jig side first positioning portion is opened downward. The frame jig side concave portion, and the frame jig side second positioning portion is a frame jig side convex portion protruding inside the frame, and in the frame jig arrangement step, the arrangement target member side convex portion Is inserted into the frame jig side recess, and in the separator arranging step, the frame jig side protrusion is preferably in contact with the outer edge of the separator.
本構成によると、枠治具配置工程において、配置対象部材側凸部が枠治具側凹部に挿入されることにより、配置対象部材に対する枠治具の位置決めを行うことができる。また、セパレータ配置工程において、枠治具側凸部がセパレータの外縁に当接することにより、枠治具に対するセパレータの位置決めを行うことができる。 According to this configuration, in the frame jig placement step, the placement target member side convex portion is inserted into the frame jig side concave portion, whereby the frame jig can be positioned with respect to the placement target member. Further, in the separator arranging step, the positioning of the separator with respect to the frame jig can be performed by the convex part on the frame jig side coming into contact with the outer edge of the separator.
本発明によると、配置対象部材に対する位置決め精度が高い燃料電池用シール部材、シール部材ユニット、燃料電池用シール部材の配置方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the arrangement | positioning method of the sealing member for fuel cells, a sealing member unit, and the sealing member for fuel cells with the high positioning precision with respect to an arrangement | positioning object member can be provided.
以下、本発明の燃料電池用シール部材、シール部材ユニット、燃料電池用シール部材の配置方法の実施の形態について説明する。なお、以下に示す図面においては、上下方向が「表裏方向」および燃料電池の「積層方向」に対応している。 Hereinafter, embodiments of a fuel cell sealing member, a sealing member unit, and a method of arranging a fuel cell sealing member according to the present invention will be described. In the drawings shown below, the vertical direction corresponds to the “front and back direction” and the “stacking direction” of the fuel cell.
<第一実施形態>
[燃料電池用シール部材の配置]
まず、本実施形態の燃料電池用シール部材の配置について説明する。図1に、本実施形態の燃料電池用シール部材が配置された燃料電池の上下方向断面図を示す。図1に示すように、燃料電池9は、上下一対の端板90と、複数の燃料電池用シール部材2と、複数のセルアセンブリ91と、を備えている。
<First embodiment>
[Arrangement of sealing member for fuel cell]
First, the arrangement of the fuel cell sealing member of the present embodiment will be described. FIG. 1 is a cross-sectional view in the vertical direction of a fuel cell in which the fuel cell seal member of the present embodiment is disposed. As shown in FIG. 1, the
セルアセンブリ91は、電極部材92と、上下一対のセパレータ93と、セル内シール部材94と、を備えている。セル内シール部材94は、ゴム製であって、電極部材92を、水平方向外側から囲んでいる。上下一対のセパレータ93は、セル内シール部材94および電極部材92の、上下方向両側に配置されている。電極部材92は、MEA(Membrane Electrode Assembly)920と、上下一対の多孔質層921と、を備えている。上下一対の多孔質層921は、MEA920の上下方向両側に配置されている。
The
燃料電池用シール部材2とセルアセンブリ91とは、上下方向に交互に積層されている。このため、任意の燃料電池用シール部材2は、上下方向に隣り合う一対のセルアセンブリ91(具体的にはセパレータ93)間に、介装されている。また、燃料電池用シール部材2は柔軟である。このため、任意の燃料電池用シール部材2は、上下方向に隣り合う一対のセルアセンブリ91に、弾接している。上下一対の端板90は、燃料電池用シール部材2とセルアセンブリ91との積層体を、上下方向両側から挟持している。
The fuel
[燃料電池用シール部材の構成]
次に、本実施形態の燃料電池用シール部材の構成について説明する。図2に、セパレータの上面に配置された本実施形態の燃料電池用シール部材の上面図を示す。図3に、図2のIII−III方向断面図を示す。なお、図2に示す燃料電池用シール部材2は、図1のII部分に対応している。また、図1に示す燃料電池用シール部材2は、図2のI−I断面に対応している。
[Configuration of sealing member for fuel cell]
Next, the configuration of the fuel cell seal member of the present embodiment will be described. FIG. 2 is a top view of the fuel cell sealing member of the present embodiment disposed on the top surface of the separator. FIG. 3 shows a cross-sectional view in the III-III direction of FIG. The fuel
図2に示すように、燃料電池用シール部材2は、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)をゴム成分とするゴムの架橋物製である。当該ゴムは、本発明の「エラストマー」の概念に含まれる。燃料電池用シール部材2は、単体成形品(一体物)であって、無端環状かつ四角形枠状を呈している。燃料電池用シール部材2は、シール本体20と、複数の位置決め体21と、を備えている。シール本体20は、無端環状かつ四角形枠状(詳しくは、四隅に小さな四角形枠部を有する四角形枠状)を呈している。図3に示すように、シール本体20には、上側に突出するシールリップ200が形成されている。図2に一点鎖線で示すように、シールリップ200が図1に示す上側のセパレータ93に弾接することにより、シール本体20と同形状のシールラインSが形成される。
As shown in FIG. 2, the fuel
図2に示すように、位置決め体21は、シール本体20の重心G(シール本体20の外縁(太い一点鎖線)B1の重心G)を中心として、シール本体20の水平方向外側に配置されている。すなわち、位置決め体21は、シール本体20の枠外側に突出している。複数の位置決め体21は、シール本体20の外縁B1に沿って、所定間隔ずつ離間して、点在している。
As shown in FIG. 2, the
図3に示すように、位置決め体21は、凸部210と、連結部211と、搬送凸部212と、を備えている。凸部210は、上側に突出している。凸部210の外周面は、下側から上側に向かって尖るテーパ面状を呈している。搬送凸部212は、下側に突出している。凸部210と搬送凸部212とは、同軸上(中心軸A2上)に配置されている。凸部210と搬送凸部212とは、同じ数だけ配置されている。連結部211は、シール本体20と、凸部210および搬送凸部212と、を連結している。連結部211は、水平方向であって、シール本体20の延在方向に対して直交する方向に、延在している。
As shown in FIG. 3, the
図3に示すように、シール本体20の下面と、連結部211の下面と、凸部210の下面と、は面一に連なっている。連結部211の表裏方向厚みT3は、シール本体20の表裏方向厚みT2、凸部210の表裏方向厚みT1よりも、小さく設定されている。
As shown in FIG. 3, the lower surface of the
一例として、凸部210の表裏方向厚みT1は、0.3mm以上に設定されている。シール本体20の横断面(シール本体20の延在方向に対して直交する方向の断面)における、シールリップ200の中心軸A1から凸部210の中心軸A2までの長さL1は、1.5mm以上6.0mm以下に設定されている。シール本体20の断面二次モーメントは、0.03mm4以上に設定されている。
As an example, the front-back direction thickness T1 of the
[燃料電池用シール部材の配置方法]
次に、本実施形態の燃料電池用シール部材の配置方法について説明する。本実施形態の燃料電池用シール部材の配置方法は、成形工程と、搬送工程と、枠治具配置工程と、セパレータ配置工程と、反転工程と、を有している。なお、反転工程前までの燃料電池用シール部材2の向きは、反転工程後(例えば、図1に示す燃料電池9組立後)の燃料電池用シール部材2の向きと、上下反対である。
[Method of arranging sealing member for fuel cell]
Next, a method for arranging the fuel cell seal member of the present embodiment will be described. The arrangement method of the fuel cell seal member of the present embodiment includes a forming process, a conveying process, a frame jig arranging process, a separator arranging process, and a reversing process. The orientation of the fuel
{成形工程}
図4に、本実施形態の燃料電池用シール部材の配置方法の成形工程の模式図を示す。なお、上型32を透過して示す。本工程においては、金型3を用いて、燃料電池用シール部材2を作製する。図4に示すように、金型3は、上型32と下型33とを備えている。上型32は、下型33に対して、離接可能である。上型32と下型33との境界には、キャビティ30が形成されている。キャビティ30は、燃料電池用シール部材2と型対称の形状を呈している。すなわち、キャビティ30は、シール本体成形部300と、位置決め体成形部301と、を備えている。シール本体成形部300は、シール本体20に対応している。位置決め体成形部301は、位置決め体21に対応している。
{Molding process}
In FIG. 4, the schematic diagram of the shaping | molding process of the arrangement | positioning method of the sealing member for fuel cells of this embodiment is shown. The
本工程においては、まず、燃料電池用シール部材2の原料(EPDMをゴム成分とするゴムの未架橋物)を、射出成形機(図略)からキャビティ30に注入する。次に、金型3を加熱することにより、キャビティ30に注入された原料を架橋させる。本工程により、燃料電池用シール部材2が作製される。
In this step, first, the raw material of the fuel cell seal member 2 (uncrosslinked rubber containing EPDM as a rubber component) is injected into the
{搬送工程}
図5に、本実施形態の燃料電池用シール部材の配置方法の搬送工程前段の模式図を示す。図6に、図5の円VI内の拡大図を示す。図7に、同搬送工程後段の模式図を示す。図8(a)に、同搬送工程の搬送ステップの模式図を示す。図8(b)に、同搬送工程の位置決めステップの模式図を示す。なお、図5〜図7においては、アーム部50、ハンド部51(搬送用チャック510以外の部分)を透過して示す。また、図8(a)、図8(b)は、図7のVIII−VIII断面に対応している。本工程においては、搬送ステップと位置決めステップとを実行する。
{Conveyance process}
In FIG. 5, the schematic diagram of the conveyance process front stage of the arrangement | positioning method of the sealing member for fuel cells of this embodiment is shown. FIG. 6 shows an enlarged view in a circle VI of FIG. FIG. 7 shows a schematic diagram of the latter stage of the transport process. FIG. 8A shows a schematic diagram of the transport step of the transport process. FIG. 8B shows a schematic diagram of the positioning step of the transport process. 5-7, the
(搬送ステップ)
まず、搬送ステップについて説明する。搬送ステップにおいては、搬送装置5を用いて、自動的に、燃料電池用シール部材2を、図5に示す金型3から図7に示す配置対象部材4まで搬送する。また、搬送装置5を用いて、自動的に、凹部41に対して凸部210を位置決めする。
(Transport step)
First, the conveyance step will be described. In the transport step, the fuel
図5〜図7に示すように、搬送装置5は、アーム部50とハンド部51とを備えている。ハンド部51は、複数の搬送用チャック510を備えている。搬送用チャック510は、搬送凸部212と同じ数だけ、言い換えると位置決め体成形部301と同じ数だけ、配置されている。複数の搬送用チャック510の配置は、複数の搬送凸部212の配置、言い換えると複数の位置決め体成形部301の配置に、対応している。搬送用チャック510は、自動的に開閉可能な一対の爪部510aを備えている。アーム部50は、ハンド部51に連なっている。アーム部50は、予めティーチングされた軌道に従って、ハンド部51、つまり搬送用チャック510を、自動的に動かすことができる。
As shown in FIGS. 5 to 7, the
図7に示すように、配置対象部材4は、本体40と、複数の凹部41と、シールリップ収容部42と、一対の配置対象部材側凸部43と、を備えている。本体40は、燃料電池用シール部材2の外縁B1(図2参照)よりも大きい四角形板状を呈している。シールリップ収容部42は、本体40の上面に凹設されている。シールリップ収容部42は、上側に開口している。シールリップ収容部42は、シールリップ200と型対称の形状を呈している。すなわち、シールリップ収容部42は、無端環状かつ四角形枠状(詳しくは、四隅に小さな四角形枠部を有する四角形枠状)を呈している。凹部41は、本体40の上面に凹設されている。凹部41は、上側に開口している。凹部41の内周面は、上側から下側に向かって尖るテーパ面状を呈している。凹部41は、凸部210と型対称の形状を呈している。凹部41は、シールリップ収容部42の枠外側に突出している。複数の凹部41は、シールリップ収容部42の外縁に沿って、所定間隔ずつ離間して、点在している。一対の配置対象部材側凸部43は、本体40の上面から突設されている。一対の配置対象部材側凸部43は、本体40の対角位置(左後隅、右前隅)に配置されている。
As shown in FIG. 7, the
搬送ステップにおいては、まず、搬送装置5の制御装置(図略)が、ハンド部51を金型3の下型33の真上まで移動させる。この際、搬送凸部212の真上に搬送用チャック510を配置する。次に、搬送装置5の制御装置が、ハンド部51を下降させ、搬送用チャック510の一対の爪部510aにより搬送凸部212を把持する。続いて、搬送装置5の制御装置が、ハンド部51を配置対象部材4の真上まで移動させる。この際、凹部41の真上に搬送用チャック510を配置する。それから、搬送装置5の制御装置が、ハンド部51を下降させ、搬送用チャック510の一対の爪部510aを開いて搬送凸部212を解放する。燃料電池用シール部材2は、配置対象部材4の上面に載置される。この際、図8(a)に示すように、上側から、凸部210を凹部41に挿入する。仮に、凹部41に対して凸部210が偏心している場合であっても、凸部210の下降に伴い、凸部210の外周面と凹部41の内周面とが摺接することにより、凹部41に対して凸部210が調心される。すなわち、凹部41に対して凸部210が位置決めされる。
In the transport step, first, the control device (not shown) of the
(位置決めステップ)
次に、位置決めステップについて説明する。図8(b)に示すように、位置決めステップにおいては、作業者が、手作業で、燃料電池用シール部材2を配置対象部材4に位置決めする。すなわち、シールリップ200の一部は、シールリップ収容部42から外れている場合がある。この場合は、作業者が、例えば、指Fなどにより、シールリップ200をシールリップ収容部42に挿入する。
(Positioning step)
Next, the positioning step will be described. As shown in FIG. 8B, in the positioning step, the operator manually positions the fuel
図7に示すように、本工程により、燃料電池用シール部材2と配置対象部材4とを備えるシール部材ユニットUが作製される。ここで、搬送工程までの工程が実行される燃料電池用シール部材2の作製場所と、枠治具配置工程以降の工程(枠治具配置工程を含む)が実行される燃料電池9の組立場所と、は離れている。このため、シール部材ユニットUは、作製場所から組立場所まで、トラックなどの輸送手段により、搬送される。
As shown in FIG. 7, the seal member unit U including the fuel
{枠治具配置工程}
図9に、本実施形態の燃料電池用シール部材の配置方法の枠治具配置工程の模式図を示す。枠治具配置工程においては、枠治具6をシール部材ユニットUの配置対象部材4の上面に載置する。図9に示すように、枠治具6は、本体60と、複数の枠治具側凸部61と、一対の枠治具側凹部63と、を備えている。本体60は、燃料電池用シール部材2の外縁B1(図2参照)よりも大きい四角形枠状を呈している。枠治具側凸部61は、直方体ブロック状を呈している。枠治具側凸部61は、本体60の枠内側に突出している。複数の枠治具側凸部61は、本体60の左右両縁(短縁)と前後両縁(長縁)とに分配されている。一対の枠治具側凹部63は、本体60を上下方向に貫通している。一対の枠治具側凹部63は、本体60の対角位置(左後隅、右前隅)に配置されている。
{Frame jig placement process}
In FIG. 9, the schematic diagram of the frame jig | tool arrangement | positioning process of the arrangement | positioning method of the sealing member for fuel cells of this embodiment is shown. In the frame jig arrangement step, the
図9に一点鎖線で示すように、本工程においては、枠治具6を配置対象部材4の上面に載置する。この際、配置対象部材4の一対の配置対象部材側凸部43を、枠治具6の一対の枠治具側凹部63に、相対的に挿入する。当該挿入により、配置対象部材4に対する枠治具6の位置決めが行われる。
As shown by the alternate long and short dash line in FIG. 9, in this step, the
{セパレータ配置工程}
図10に、本実施形態の燃料電池用シール部材の配置方法のセパレータ配置工程前段の模式図を示す。図11に、同セパレータ配置工程後段の模式図を示す。図12(a)に、図11のXIIa−XIIa断面図を示す。図12(b)に、図11のXIIb−XIIb断面図を示す。図12(c)に、図11のXIIc−XIIc断面図を示す。
{Separator placement process}
In FIG. 10, the schematic diagram of the separator arrangement | positioning process front stage of the arrangement | positioning method of the sealing member for fuel cells of this embodiment is shown. FIG. 11 shows a schematic diagram of the latter stage of the separator arranging step. FIG. 12A is a cross-sectional view taken along the line XIIa-XIIa in FIG. FIG. 12B is a cross-sectional view taken along the line XIIb-XIIb in FIG. FIG. 12C is a cross-sectional view taken along the line XIIc-XIIc in FIG.
図10、図11に示すように、本工程においては、セパレータ93を配置対象部材4の上面に載置する。並びに、セパレータ93を枠治具6の枠内側に配置する。この際、枠治具6の左右両縁の枠治具側凸部61を、セパレータ93の左右両縁に当接させる。当該当接により、枠治具6に対するセパレータ93の左右方向の位置決めが行われる。並びに、枠治具6の前後両縁の枠治具側凸部61を、セパレータ93の前後両縁に当接させる。当該当接により、枠治具6に対するセパレータ93の前後方向の位置決めが行われる。
As shown in FIGS. 10 and 11, in this step, the
以上まとめると、図12(a)に示すように、凸部210を凹部41に挿入することにより、配置対象部材4に対する燃料電池用シール部材2の位置決めが行われる。図12(b)に示すように、枠治具6の内縁の枠治具側凸部61をセパレータ93の外縁に当接させることにより、枠治具6に対するセパレータ93の位置決めが行われる。図12(c)に示すように、配置対象部材4の配置対象部材側凸部43を枠治具6の枠治具側凹部63に挿入することにより、配置対象部材4に対する枠治具6の位置決めが行われる。このように、配置対象部材4、枠治具6を介して、セパレータ93に対する燃料電池用シール部材2の位置決めが行われる。
In summary, as shown in FIG. 12A, the fuel
{反転工程}
図13に、本実施形態の燃料電池用シール部材の配置方法の反転工程の模式図を示す。図13に示すように、本工程においては、燃料電池用シール部材2位置決め済みのセパレータ93の向き(上側にセパレータ93、下側に燃料電池用シール部材2)を、上下反転する。すなわち、図1に示す向き(上側に燃料電池用シール部材2、下側にセパレータ93)にする。
{Inversion process}
In FIG. 13, the schematic diagram of the inversion process of the arrangement | positioning method of the sealing member for fuel cells of this embodiment is shown. As shown in FIG. 13, in this step, the orientation of the
その後、例えば、燃料電池用シール部材2の上側に別のセパレータ93を配置し、図2に示すシールラインSのシール機能の検査などが行われる。それから、燃料電池用シール部材2付きのセパレータ93をセルアセンブリ91に組み込み、当該セルアセンブリ91を積層させることにより、燃料電池用シール部材2とセルアセンブリ91との積層体を作製する。図1に示すように、当該積層体を、上下一対の端板90で上下方向両側から挟持することにより、燃料電池9が組み立てられる。なお、図1に点線で示すように、最も上側に配置される燃料電池用シール部材2の位置決め体21は、上側の端板90に干渉するため、切除される。
Thereafter, for example, another
[作用効果]
次に、本実施形態の燃料電池用シール部材、シール部材ユニット、燃料電池用シール部材の配置方法の作用効果について説明する。図8(a)、図8(b)に示すように、燃料電池用シール部材2の位置決め体21は、配置対象部材4に位置決めされている。このため、配置対象部材4に対する燃料電池用シール部材2の位置決め精度を向上させることができる。また、配置対象部材4に対する燃料電池用シール部材2の位置決め作業を、簡単に行うことができる。また、位置決め体21は、シール本体20とは別に、燃料電池用シール部材2に配置されている。このため、位置決め体21が配置対象部材4に位置決めされる影響を、シール本体20が受けにくい。
[Function and effect]
Next, the effect of the arrangement method of the fuel cell seal member, the seal member unit, and the fuel cell seal member of the present embodiment will be described. As shown in FIGS. 8A and 8B, the
図8(a)、図8(b)に示すように、配置対象部材4は、上側に開口する凹部41を備えている。これに対して、位置決め体21は、下側に突出する凸部210を備えている。凸部210を凹部41に挿入することにより、配置対象部材4に対する燃料電池用シール部材2の位置決め作業を、簡単に行うことができる。また、シール本体20と凸部210との間には、連結部211が介在している。このため、シールリップ200のシール機能が低下しにくい。
As shown in FIGS. 8A and 8B, the
図1に示すように、シール本体20のシールリップは、上側のセパレータ93に弾接している。しかしながら、凸部210は、上側のセパレータ93に干渉していない。このため、凸部210が、シールリップのシール機能を阻害しにくい。
As shown in FIG. 1, the seal lip of the
図1、図2に示すように、位置決め体21は、シール本体20の枠外側に配置されている。このため、燃料電池9組立後において、位置決め体21が、シール本体20の枠内側に配置される部材に干渉しにくい。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
図5〜図8に示すように、位置決め体21には、搬送凸部212が配置されている。このため、燃料電池用シール部材2が金型3から配置対象部材4まで搬送される際、搬送の影響をシール本体20が受けにくい。
As shown in FIG. 5 to FIG. 8, a conveying
図3に示すように、連結部211の表裏方向厚みT3は、シール本体20の表裏方向厚みT2、凸部210の表裏方向厚みT1よりも、小さく設定されている。このため、連結部211は、シール本体20および凸部210よりも、剛性が低い。したがって、シール本体20および凸部210に対して、連結部211を、優先的に変形させることができる。また、図1に点線で示すように、燃料電池9組立後において、位置決め体21をシール本体20から切除する場合、連結部211を切断しやすい。
As shown in FIG. 3, the front / back direction thickness T3 of the connecting
図3に示すように、凸部210の表裏方向厚みT1は、0.3mm以上に設定されている。このため、位置決め作業が簡単である。また、シール本体20の横断面における、シールリップ200の中心軸A1から凸部210の中心軸A2までの長さL1は、1.5mm以上6.0mm以下に設定されている。このため、シールリップ200のシール機能が低下しにくい。また、位置決め作業時に、シールリップ200が配置対象部材4に当接することにより形成されるシールラインS(図2参照)が、蛇行しにくい。また、シール本体20の断面二次モーメントは、0.03mm4以上に設定されている。このため、シール本体20が過度に軟らかくならない。
As shown in FIG. 3, the thickness T1 of the
図8(a)、図8(b)に示すように、凸部210の外周面および凹部41の内周面は、上側から下側、すなわち凸部210の挿入方向に尖るテーパ面状を呈している。このため、上側から、凸部210を凹部41に挿入する際に、凸部210の外周面を凹部41の内周面に摺接させることにより、凹部41に対する凸部210の位置決めを行うことができる。
As shown in FIGS. 8A and 8B, the outer peripheral surface of the
図4に示すように、成形工程において作製される燃料電池用シール部材2の表裏方向厚みは小さい。すなわち、燃料電池用シール部材2は薄型である。このため、成形収縮の影響などにより、本来的に、燃料電池用シール部材2は捩れたり絡んだりしやすい。すなわち、本来的に、燃料電池用シール部材2は変形しやすい。この点、図5〜図7に示すように、搬送工程において、燃料電池用シール部材2は、搬送装置5の搬送用チャック510により、金型3から配置対象部材4まで搬送される。このため、手作業で搬送する場合と比較して、燃料電池用シール部材2が捩れたり絡んだりしにくい。すなわち、燃料電池用シール部材2が変形しにくい。よって、燃料電池用シール部材2の取り扱い性に優れている。また、配置対象部材4に対する燃料電池用シール部材2の位置決め精度を向上させることができる。
As shown in FIG. 4, the thickness in the front and back direction of the fuel
図12(a)に示すように、搬送工程においては、凸部210を凹部41に挿入することにより、配置対象部材4に対する燃料電池用シール部材2の位置決めを行うことができる。図12(c)に示すように、枠治具配置工程においては、配置対象部材4の配置対象部材側凸部43を枠治具6の枠治具側凹部63に挿入することにより、配置対象部材4に対する枠治具6の位置決めを行うことができる。図12(b)に示すように、セパレータ配置工程においては、枠治具6の内縁の枠治具側凸部61をセパレータ93の外縁に当接させることにより、枠治具6に対するセパレータ93の位置決めを行うことができる。このように、配置対象部材4、枠治具6を介して、セパレータ93に対する燃料電池用シール部材2の位置決めを行うことができる。また、燃料電池9組立前の状態において、燃料電池用シール部材2をセパレータ93に配置することができる。
As shown in FIG. 12A, in the transport process, the fuel
図8(a)に示すように、搬送工程の搬送ステップにおいては、自動的に、凸部210が凹部41に挿入される。このため、図8(b)に示すように、搬送工程の位置決めステップにおいて、燃料電池用シール部材2が捩れたり絡んだりしにくい。また、凹部41に挿入済みの凸部210を基準に、作業者は、簡単に、シールリップ200の位置決めを行うことができる。また、図3に示すように、連結部211の表裏方向厚みT3は、シール本体20の表裏方向厚みT2、凸部210の表裏方向厚みT1よりも、小さく設定されている。また、図8(b)に示すように、位置決めステップにおいては、連結部211の下面が、配置対象部材4の本体40の上面に当接しない。このため、連結部211と本体40との間に摩擦力が作用しない。したがって、連結部211が変形しやすい。よって、作業者は、簡単に、シールリップ200の位置決めを行うことができる。
As shown in FIG. 8A, the
<第二実施形態>
本実施形態と第一実施形態との相違点は、燃料電池組立後において、位置決め体が一対のセパレータに弾接している点である。ここでは、相違点についてのみ説明する。図14に、本実施形態の燃料電池用シール部材が配置された燃料電池の上下方向部分断面図を示す。なお、図1と対応する部位については、同じ符号で示す。
<Second embodiment>
The difference between the present embodiment and the first embodiment is that the positioning body is in elastic contact with the pair of separators after assembly of the fuel cell. Here, only differences will be described. FIG. 14 is a partial sectional view in the vertical direction of the fuel cell in which the fuel cell sealing member of the present embodiment is arranged. In addition, about the site | part corresponding to FIG. 1, it shows with the same code | symbol.
図14に示すように、上下一対のセパレータ93の間には、シール本体20に加えて、位置決め体21が介装されている。位置決め体21の凸部210は、上側のセパレータ93に弾接している。位置決め体21の搬送凸部212は、下側のセパレータ93に弾接している。
As shown in FIG. 14, a
本実施形態と第一実施形態とは、構成が共通する部分に関しては、同様の作用効果を有する。無負荷状態において、位置決め体21は、シール本体20よりも、表裏方向(積層方向、上下方向)厚みが小さい。このため、燃料電池9組立後において、位置決め体21がシール本体20のシール機能を阻害しにくい。
The present embodiment and the first embodiment have the same operational effects with respect to the parts having the same configuration. In the unloaded state, the
<その他>
以上、本発明の燃料電池用シール部材、シール部材ユニット、燃料電池用シール部材の配置方法の実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。
<Others>
The embodiments of the fuel cell seal member, the seal member unit, and the method of arranging the fuel cell seal member according to the present invention have been described above. However, the embodiment is not particularly limited to the above embodiment. Various modifications and improvements that can be made by those skilled in the art are also possible.
図8(a)、図8(b)に示すように、上記実施形態においては、本発明の「シール部材側位置決め部」として凸部210を、本発明の「配置対象部材側第一位置決め部」として凹部41を、各々配置した。しかしながら、「シール部材側位置決め部」として下側に開口する凹部を、「配置対象部材側第一位置決め部」として上側に突出する凸部を、各々配置してもよい。
As shown in FIG. 8A and FIG. 8B, in the above embodiment, the
図9に示すように、上記実施形態においては、本発明の「配置対象部材側第二位置決め部」として配置対象部材側凸部43を、本発明の「枠治具側第一位置決め部」として枠治具側凹部63を、各々配置した。しかしながら、「配置対象部材側第二位置決め部」として上側に開口する配置対象部材側凹部を、「枠治具側第一位置決め部」として下側に突出する枠治具側凸部を、各々配置してもよい。
As shown in FIG. 9, in the above embodiment, the arrangement target member-side
図15に、その他の実施形態(その1)の燃料電池用シール部材の上面図を示す。図16に、その他の実施形態(その2)の燃料電池用シール部材の上面図を示す。図15、図16において、図2と対応する部位については、同じ符号で示す。図15に示すように、位置決め体21を、シール本体20の枠内側(内縁B2(太い一点鎖線)の内側)に配置してもよい。図16に示すように、複数の位置決め体21を、シール本体20の枠外側(外縁B1(太い一点鎖線)の外側)と枠内側(内縁B2(太い一点鎖線)の内側)とに、分配してもよい。
FIG. 15 shows a top view of a fuel cell sealing member according to another embodiment (part 1). FIG. 16 is a top view of a fuel cell sealing member according to another embodiment (part 2). 15 and FIG. 16, the parts corresponding to those in FIG. As shown in FIG. 15, the
シール本体20の枠部の形状、位置、配置数は特に限定しない。図2に示すように、シール本体20が複数の枠部を有する場合、「シール本体20の枠外側」とは、シール本体20の重心Gを中心として、シール本体20の外縁B1(太い一点鎖線)の面方向(水平方向、表裏方向に対して直交する方向)外側をいう。また、「シール本体の枠内側」とは、シール本体20の重心Gを中心として、シール本体20の内縁B2(太い一点鎖線)の面方向内側をいう。
The shape, position, and number of arrangement of the frame portion of the
図7に示す配置対象部材4には、例えば、燃料電池用シール部材2を搬送するための搬送部材、燃料電池用シール部材2を梱包するための梱包部材、検査時に燃料電池用シール部材2が配置される検査部材などが含まれる。配置対象部材4は、トレイ状、ボックス状などであってもよい。図1に示すように、燃料電池9組立後において、位置決め体21は、シール本体20に残してもよい。また、位置決め体21は、シール本体20から切除してもよい。
7 includes, for example, a conveying member for conveying the fuel
配置対象部材4に対する位置決め体21の位置決め機構、配置対象部材4に対する枠治具6の位置決め機構は、特に限定しない。例えば、凹凸機構(凸部を凹部に挿入する機構)、係合機構(係合部を被係合部に係止する機構)、螺合機構(ネジを凹部に螺合する機構)などであってもよい。
The positioning mechanism of the
凸部210、搬送凸部212、配置対象部材側凸部43、枠治具側凸部61、凹部41、枠治具側凹部63、位置決め体21の形状、位置、配置数は特に限定しない。搬送凸部212は、燃料電池用シール部材2に配置しなくてもよい。例えば、図6に示す凸部210の上面を吸着ノズルで吸着して、燃料電池用シール部材2を搬送してもよい。
The shape, position, and number of arrangement of the
搬送工程においては、図5〜図7に示す搬送装置5を用いなくてもよい。すなわち、金型3から配置対象部材4まで、作業者が、手作業で、燃料電池用シール部材2を搬送してもよい。
In the transfer step, the
図7に示す単一の配置対象部材4に、複数の燃料電池用シール部材2を載置してもよい。図4に示す単一の金型3に、複数のキャビティ30を配置してもよい。図5に示す単一の搬送装置5で、複数の燃料電池用シール部材2を同時搬送してもよい。図14に示す上側のセパレータ93に、凸部210逃がし用の、下側に開口する凹部(孔を含む)を配置してもよい。図14に示す下側のセパレータ93に、搬送凸部212逃がし用の、上側に開口する凹部(孔を含む)を配置してもよい。
A plurality of fuel
図1に示す燃料電池9の積層方向は特に限定しない。シール本体20とセルアセンブリ91とを、前後方向や左右方向に交互に積層してもよい。また、本発明の燃料電池用シール部材を、図1に示すセル内シール部材94として具現化してもよい。この場合、燃料電池用シール部材は、同一のセルアセンブリ91内において、上下方向に対向する一対のセパレータ93間に介装されることになる。
The stacking direction of the
燃料電池用シール部材2、セル内シール部材94の材質は特に限定しない。ゴム成分の他に、架橋剤、架橋助剤、接着成分などを含んでいてもよい。好適なゴム成分としては、EPDMの他、シリコーンゴム(VMQ)、フッ素ゴム(FKM)、ブチルゴム(IIR)、エチレン−プロピレンゴム(EPM)、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)、水素添加アクリロニトリル−ブタジエンゴム(H−NBR)、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、ブタジエンゴム(BR)などが挙げられる。
The material of the fuel
以下、第一実施形態の燃料電池用シール部材に対して行った、位置決めステップ再現実験について説明する。 Hereinafter, a positioning step reproduction experiment performed on the fuel cell seal member of the first embodiment will be described.
本実験においては、図8(b)に示すように、搬送工程の位置決めステップを再現した。具体的には、作業者が、手作業で、燃料電池用シール部材2を配置対象部材4に位置決めした。
In this experiment, as shown in FIG. 8B, the positioning step of the transport process was reproduced. Specifically, the operator manually positioned the fuel
図17に、位置決めステップ再現実験の模式図を示す。図18に、図17の円XVIII内の拡大図を示す。なお、図17、図18において、図2と対応する部位については、同じ符号で示す。 FIG. 17 shows a schematic diagram of a positioning step reproduction experiment. FIG. 18 shows an enlarged view in a circle XVIII in FIG. In FIGS. 17 and 18, parts corresponding to those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals.
図8(b)に示すように、本実験においては、作業者が、手作業で、シール本体20をシールリップ収容部42に挿入した。図17に一点鎖線で示すように、燃料電池用シール部材2は捩れたり絡んだりしやすい。このため、位置決めステップにおける作業は困難である。また、位置決めステップが完了しても、図18に示すように、理想的に配置されたシールラインSと、実際に配置されたシールラインS1と、の間にズレCが発生しやすい。
As shown in FIG. 8B, in this experiment, the operator manually inserted the
本実験においては、各サンプル(後述する表1の実施例1〜6、比較例1)に対して、位置決めステップ完了後に、図17に示す測定位置D1〜D6において、図18に示すズレCを測定した。 In this experiment, for each sample (Examples 1 to 6 in Table 1 to be described later, Comparative Example 1), after the positioning step is completed, the deviation C shown in FIG. 18 is measured at the measurement positions D1 to D6 shown in FIG. It was measured.
ズレCの測定は、以下の手順で行った。まず、測定位置D1〜D6において、シールラインSの座標(原点Oを基準とするX軸方向位置、Y軸方向位置)およびシールラインS1の座標を測定した。測定は、非接触三次元測定器(クイックビジョン(株式会社ミツトヨ製))により行った。次に、2つの座標のシールラインの延在方向に対して直交する方向の差分を測定した。当該差分をズレCとした。 The measurement of the deviation C was performed according to the following procedure. First, at the measurement positions D1 to D6, the coordinates of the seal line S (X-axis direction position and Y-axis direction position with respect to the origin O) and the seal line S1 were measured. The measurement was performed with a non-contact three-dimensional measuring instrument (Quick Vision (manufactured by Mitutoyo Corporation)). Next, the difference in the direction orthogonal to the extending direction of the seal line at two coordinates was measured. The difference was designated as deviation C.
各サンプルごとに、6つのズレCの平均値C1を算出した。また、本実験においては、各サンプルに対して、位置決めステップ再現実験を3回ずつ行った。各サンプルごとに、3つの平均値C1の平均値C2を算出した。 For each sample, an average value C1 of six deviations C was calculated. In this experiment, the positioning step reproduction experiment was performed three times for each sample. For each sample, an average value C2 of three average values C1 was calculated.
表1に、位置決めステップ再現実験の結果を示す(寸法については図3を参照)。なお、各サンプルのシール本体20の大きさ(図2に示す外縁B1の大きさ)は、400mm(長縁(前縁、後縁))×200mm(短縁(左縁、右縁))とした。
なお、作業スピードについては、配置対象部材4に対する燃料電池用シール部材2の配置作業開始から配置作業完了までの時間が2分以内であれば「○」、2分超過であれば「×」とした。
Regarding the work speed, “○” is indicated if the time from the start of the placement work of the fuel
表1に示すように、比較例1の場合、ズレCが過度に大きく測定できなかった。このため、平均値C1、C2が算出できなかった。また、作業スピードも遅かった。これに対して、実施例1〜6の場合、ズレCの平均値C2を1.5mm以下に収めることができた。また、作業スピードも速かった。 As shown in Table 1, in the case of Comparative Example 1, the deviation C could not be measured excessively. For this reason, the average values C1 and C2 could not be calculated. The work speed was also slow. On the other hand, in the case of Examples 1 to 6, the average value C2 of the deviation C could be kept to 1.5 mm or less. The work speed was also fast.
このように、比較例1に対して、実施例1〜6によると、配置対象部材4に対する燃料電池用シール部材2の位置決め精度が高くなることが判った。また、作業スピードが速くなることが判った。
Thus, according to Examples 1-6 with respect to the comparative example 1, it turned out that the positioning accuracy of the sealing
2:燃料電池用シール部材 20:シール本体 200:シールリップ 21:位置決め体 210:凸部 211:連結部 212:搬送凸部
3:金型 30:キャビティ 300:シール本体成形部 301:位置決め体成形部 32:上型 33:下型
4:配置対象部材 40:本体 41:凹部 42:シールリップ収容部 43:配置対象部材側凸部
5:搬送装置 50:アーム部 51:ハンド部 510:搬送用チャック 510a:爪部
6:枠治具 60:本体 61:枠治具側凸部 63:枠治具側凹部
9:燃料電池 90:端板 91:セルアセンブリ 92:電極部材 921:多孔質層 93:セパレータ 94:セル内シール部材
A1:中心軸 A2:中心軸 B1:外縁 B2:内縁 C:ズレ D1〜D6:測定位置 F:指 G:重心 L1:長さ O:原点 S:シールライン S1:シールライン T1〜T3:表裏方向厚み U:シール部材ユニット
2: Sealing member for fuel cell 20: Seal body 200: Seal lip 21: Positioning body 210: Convex section 211: Connection section 212: Conveyance convex section 3: Mold 30: Cavity 300: Seal body molding section 301: Positioning body molding Portion 32: Upper die 33: Lower die 4: Arrangement target member 40: Main body 41: Recess 42: Seal lip accommodating portion 43: Arrangement target member side convex portion 5: Conveying device 50: Arm portion 51: Hand portion 510: For conveyance Chuck 510a: Claw part 6: Frame jig 60: Main body 61: Frame jig side convex part 63: Frame jig side concave part 9: Fuel cell 90: End plate 91: Cell assembly 92: Electrode member 921: Porous layer 93 : Separator 94: In-cell seal member A1: Center axis A2: Center axis B1: Outer edge B2: Inner edge C: Deviation D1 to D6: Measurement position F: Finger G: Center of gravity L1: Length O: Original Point S: Seal line S1: Seal line T1 to T3: Front and back direction thickness U: Seal member unit
Claims (12)
シールリップを有する枠状のシール本体と、
前記配置対象部材に位置決めされる位置決め体と、
を備えるエラストマー製の単体成形品である燃料電池用シール部材。 A fuel cell sealing member that is temporarily placed on the placement target member and then placed on the fuel cell,
A frame-shaped seal body having a seal lip;
A positioning body positioned on the arrangement target member;
A fuel cell sealing member which is a single-piece product made of an elastomer.
前記位置決め体は、前記配置対象部材側第一位置決め部に位置決めされるシール部材側位置決め部と、前記シール本体と前記シール部材側位置決め部とを連結する連結部と、を有する請求項1に記載の燃料電池用シール部材。 The arrangement target member has an arrangement target member side first positioning portion,
The said positioning body has a seal member side positioning part positioned by the said arrangement | positioning object member side 1st positioning part, and a connection part which connects the said seal body and the said seal member side positioning part. A fuel cell sealing member.
前記シール部材側位置決め部は、前記凹部に挿入される凸部である請求項2に記載の燃料電池用シール部材。 The arrangement target member side first positioning portion is a recess,
The fuel cell sealing member according to claim 2, wherein the sealing member side positioning portion is a convex portion inserted into the concave portion.
前記位置決め体は、前記凸部の前記表裏方向反対側に配置される搬送凸部を有する請求項3に記載の燃料電池用シール部材。 With the stacking direction of the fuel cells as the front and back direction,
The fuel cell sealing member according to claim 3, wherein the positioning body has a conveyance convex portion arranged on the opposite side of the convex portion in the front-back direction.
前記連結部は、前記シール本体および前記凸部よりも、前記表裏方向厚みが小さい請求項3または請求項4に記載の燃料電池用シール部材。 With the stacking direction of the fuel cells as the front and back direction,
5. The fuel cell seal member according to claim 3, wherein the connecting portion has a thickness in the front-back direction smaller than that of the seal body and the convex portion.
前記凸部の前記表裏方向厚みは、0.3mm以上であり、
横断面における前記シールリップの中心軸から前記凸部の中心軸までの長さは、1.5mm以上6.0mm以下である請求項3ないし請求項5のいずれかに記載の燃料電池用シール部材。 With the stacking direction of the fuel cells as the front and back direction,
The front and back direction thickness of the convex part is 0.3 mm or more,
6. The fuel cell sealing member according to claim 3, wherein a length from a center axis of the seal lip to a center axis of the convex portion in a cross section is 1.5 mm or more and 6.0 mm or less. .
搬送用チャックで前記搬送凸部を把持し、前記配置対象部材まで前記燃料電池用シール部材を搬送し、前記凸部を前記凹部に挿入することにより、前記燃料電池用シール部材を前記配置対象部材に位置決めする搬送工程を有する燃料電池用シール部材の配置方法。 A fuel cell sealing member according to claim 4, wherein the fuel cell sealing member is disposed on the member to be disposed.
The fuel cell seal member is gripped by the transport chuck, the fuel cell seal member is transported to the placement target member, and the convex portion is inserted into the recess, whereby the fuel cell seal member is moved to the placement target member. A method for arranging a sealing member for a fuel cell, which has a conveying step of positioning on the surface.
前記配置対象部材の所定の位置に枠治具を配置する枠治具配置工程と、
前記枠治具の枠内側の所定の位置にセパレータを配置するセパレータ配置工程と、
を有し、前記配置対象部材、前記枠治具を介して、前記燃料電池用シール部材は、前記セパレータに位置決めされる請求項9に記載の燃料電池用シール部材の配置方法。 After the conveying step,
A frame jig arrangement step of arranging a frame jig at a predetermined position of the arrangement target member;
A separator placement step of placing a separator at a predetermined position inside the frame of the frame jig;
The fuel cell seal member arranging method according to claim 9, wherein the fuel cell seal member is positioned on the separator via the arrangement target member and the frame jig.
前記枠治具は、枠治具側第一位置決め部と、枠治具側第二位置決め部と、を有し、
前記枠治具配置工程において、前記枠治具側第一位置決め部は、前記配置対象部材側第二位置決め部に位置決めされ、
前記セパレータ配置工程において、前記セパレータは、前記枠治具側第二位置決め部に位置決めされる請求項10に記載の燃料電池用シール部材の配置方法。 The arrangement target member has an arrangement target member side second positioning portion,
The frame jig has a frame jig side first positioning portion and a frame jig side second positioning portion,
In the frame jig placement step, the frame jig side first positioning portion is positioned on the placement target member side second positioning portion,
11. The fuel cell sealing member arranging method according to claim 10, wherein in the separator arranging step, the separator is positioned at the frame jig side second positioning portion.
前記枠治具側第一位置決め部は、下側に開口する枠治具側凹部であり、
前記枠治具側第二位置決め部は、前記枠内側に突出する枠治具側凸部であり、
前記枠治具配置工程において、前記配置対象部材側凸部は、前記枠治具側凹部に挿入され、
前記セパレータ配置工程において、前記枠治具側凸部は、前記セパレータの外縁に当接する請求項11に記載の燃料電池用シール部材の配置方法。 The arrangement target member side second positioning portion is an arrangement target member side convex portion protruding upward,
The frame jig side first positioning portion is a frame jig side recess opening downward,
The frame jig side second positioning portion is a frame jig side convex portion protruding inside the frame,
In the frame jig arrangement step, the arrangement target member side convex portion is inserted into the frame jig side concave portion,
12. The fuel cell sealing member arranging method according to claim 11, wherein in the separator arranging step, the frame jig side convex portion abuts on an outer edge of the separator.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015130958A JP2017016830A (en) | 2015-06-30 | 2015-06-30 | Seal member for fuel cell, seal member unit, and arrangement method for seal member for fuel cell |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015130958A JP2017016830A (en) | 2015-06-30 | 2015-06-30 | Seal member for fuel cell, seal member unit, and arrangement method for seal member for fuel cell |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017016830A true JP2017016830A (en) | 2017-01-19 |
Family
ID=57830968
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015130958A Pending JP2017016830A (en) | 2015-06-30 | 2015-06-30 | Seal member for fuel cell, seal member unit, and arrangement method for seal member for fuel cell |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2017016830A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019186165A (en) * | 2018-04-17 | 2019-10-24 | 本田技研工業株式会社 | Fuel cell separator member and fuel cell stack |
US11108056B2 (en) | 2018-01-22 | 2021-08-31 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method for producing fuel cell |
-
2015
- 2015-06-30 JP JP2015130958A patent/JP2017016830A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11108056B2 (en) | 2018-01-22 | 2021-08-31 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method for producing fuel cell |
JP2019186165A (en) * | 2018-04-17 | 2019-10-24 | 本田技研工業株式会社 | Fuel cell separator member and fuel cell stack |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20060127732A1 (en) | Fuel cell stacking method and fuel cell tracking device | |
JP5708892B2 (en) | Sheet material adhesive application method | |
KR101443832B1 (en) | A manufacturing Apparatus for Secondary Battery Case and Method for preparation of the same | |
JP2018199575A (en) | Sheet-laminating device and sheet-laminating method | |
US8789263B2 (en) | Carrier disassembling apparatus and carrier disassembling method | |
JP2012221828A (en) | Assembling system of battery, and positioning and conveying device of battery element body | |
JP6741161B2 (en) | Cutting device | |
JP2017016830A (en) | Seal member for fuel cell, seal member unit, and arrangement method for seal member for fuel cell | |
KR20180014719A (en) | Gasket and its manufacturing method | |
KR20180038765A (en) | Method of Manufacturing Battery Case Using Film Member for Forming | |
KR102617254B1 (en) | How to handle the carrier film attached gasket | |
JP5189758B2 (en) | Bipolar battery manufacturing apparatus and manufacturing method | |
WO2017047290A1 (en) | Storage tray for fuel-cell cell seal member | |
WO2020110207A1 (en) | Positioning and conveying device and positioning and conveying method | |
JP2016195079A (en) | Transfer device and transfer device jig | |
Schröder et al. | Increasing productivity in grasping electrodes in lithium-ion battery manufacturing | |
JP2017016831A (en) | Seal member for fuel cell, seal member unit, arrangement method for seal member for fuel cell, and needlestick device | |
JP2008269809A (en) | Manufacturing method and manufacturing device of fuel battery cell | |
JPWO2017110730A1 (en) | Gasket, manufacturing method and handling method thereof | |
EP3457003B1 (en) | Gasket and method for mounting same | |
JP2020061265A (en) | Manufacturing apparatus of film electrode joint body plate | |
KR101804616B1 (en) | Transfer JIG For Battery Cell | |
JPWO2018221491A1 (en) | How to handle gasket with carrier film | |
JP2015064953A (en) | Method and apparatus for manufacturing electrode | |
JP2019133797A (en) | Method for manufacturing power storage module |