JP2019185872A - Separator transfer method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料電池用のセパレータの搬送方法に関する。 The present invention relates to a method for transporting a separator for a fuel cell.
燃料電池は、一般に、電解質膜とこの電解質膜の両面に配置された一対の電極を接合した膜電極接合体(Membrane Electrode Assembly:MEA)と、この膜電極接合体を挟持する一対のセパレータとを備える単セルを、複数積層した燃料電池スタックの構成で使用される。 In general, a fuel cell includes a membrane electrode assembly (MEA) in which an electrolyte membrane and a pair of electrodes arranged on both sides of the electrolyte membrane are joined, and a pair of separators that sandwich the membrane electrode assembly. It is used in a configuration of a fuel cell stack in which a plurality of unit cells are provided.
燃料電池の製造工程には、セパレータの加工工程、単セルの組立工程、単セルを複数積層してスタック化する工程等がある。これらの工程において、平板状のセパレータを搬送する工程が存在する。セパレータは薄肉の基材を加工して製造されるため、反りや撓みが残存しており、搬送する際に変形したり離脱したりする恐れがある。 The fuel cell manufacturing process includes a separator processing process, a single cell assembly process, and a process of stacking a plurality of single cells to form a stack. In these steps, there is a step of conveying a flat separator. Since the separator is manufactured by processing a thin base material, warping and bending remain, and the separator may be deformed or detached when transported.
このようなセパレータを搬送する技術として、特許文献1に開示されている技術がある。特許文献1では、セパレータの対向した両端に把持部が形成されている。これらの把持部が把持部材によって把持され、外方に引っ張られる。セパレータは、引っ張られた状態で搬送される。 As a technique for conveying such a separator, there is a technique disclosed in Patent Document 1. In Patent Document 1, gripping portions are formed at opposite ends of the separator. These gripping portions are gripped by the gripping member and pulled outward. The separator is conveyed while being pulled.
また、平板を搬送する技術として、特許文献2に開示されている技術がある。特許文献2には、プリント配線基板等の基板搬送用キャリアが開示されている。この基板搬送用キャリアは、基板の下面と剥離可能に密着する粘着層が設けられた粘着層付樹脂フィルムと、支持体とを有している。粘着層付き樹脂フィルムの粘着層のある表面とは反対側の表面が支持体の表面に積層され、粘着層付き樹脂フィルムが支持体に取り外し可能に固定されている。 Moreover, there exists a technique currently disclosed by patent document 2 as a technique which conveys a flat plate. Patent Document 2 discloses a carrier for transporting a substrate such as a printed wiring board. This carrier for board | substrate conveyance has the resin film with the adhesion layer provided with the adhesion layer which adheres to the lower surface of a board | substrate so that peeling was possible, and a support body. The surface opposite to the surface having the adhesive layer of the resin film with the adhesive layer is laminated on the surface of the support, and the resin film with the adhesive layer is detachably fixed to the support.
特許文献1では、セパレータを把持するため、セパレータの端部に把持部を設ける必要がある。把持部は製品としては不要なものであるため、後に除去する工程が必要となり、製品の生産性が低下するという問題がある。また、把持部を除去しない場合には、燃料電池スタックの体格が必要以上に大きくなり、好ましくない。 In patent document 1, in order to hold | grip a separator, it is necessary to provide a holding part in the edge part of a separator. Since the gripping part is unnecessary as a product, there is a problem that a process for removing the gripping part later is required and the productivity of the product is lowered. Further, when the gripping portion is not removed, the physique of the fuel cell stack becomes unnecessarily large, which is not preferable.
また、特許文献2のように、セパレータを粘着層でキャリアに固定して搬送すると、セパレータの表面が粘着層の成分により汚染されてしまう。セパレータの表面が汚染されると、反応ガスや冷却媒体の漏れを防止するために一対のセパレータ間に設けられる接着性シールの接着不良が発生し、外部に反応ガスや冷却媒体がリークする恐れがある。 Further, as in Patent Document 2, when the separator is fixed to the carrier with the adhesive layer and conveyed, the surface of the separator is contaminated with the components of the adhesive layer. If the surface of the separator is contaminated, an adhesion failure of the adhesive seal provided between the pair of separators to prevent leakage of the reaction gas and the cooling medium may occur, and the reaction gas and the cooling medium may leak to the outside. is there.
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、セパレータ表面の汚染を防止するとともに、生産性を向上させることが可能なセパレータの搬送方法を提供することである。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a separator transport method capable of preventing contamination of the separator surface and improving productivity. is there.
本発明の一態様に係るセパレータの搬送方法は、対向する端部に貫通して形成された、反応ガス及び/又は冷却媒体のマニホールドを形成するための複数のマニホールド孔を有するセパレータの搬送方法であって、複数の前記マニホールド孔に対応する位置にそれぞれ配置された複数のピンを有するトレイを撓ませて、前記マニホールド孔に前記ピンを挿入する工程と、前記トレイの撓みを解除し、複数の前記マニホールド孔の外縁部に複数の前記ピンをそれぞれ当接させて、前記セパレータを引っ張りながらトレイで支持して搬送する工程とを備える。 A separator transport method according to an aspect of the present invention is a separator transport method having a plurality of manifold holes formed to penetrate through opposing end portions to form a reaction gas and / or cooling medium manifold. A step of bending a tray having a plurality of pins respectively arranged at positions corresponding to the plurality of manifold holes, inserting the pins into the manifold holes, and releasing the bending of the tray; And a step of bringing the plurality of pins into contact with outer edge portions of the manifold holes, and supporting and transporting the separators with a tray while pulling the separators.
本発明によれば、セパレータ表面の汚染を防止するとともに、生産性を向上させることが可能なセパレータの搬送方法を提供することが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the separator conveying method which can improve the productivity while preventing contamination of the separator surface.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。各図における同等の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Equivalent components in each drawing are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
燃料電池は、反応ガス(燃料ガス及び酸化剤ガス)の供給部や、冷却媒体の供給部等と共に燃料電池システムを構成するものである。燃料電池は、複数の単セルが積層された燃料電池スタックの構成で使用される。単セルは、固体高分子型燃料電池である。単セルは、膜電極接合体と、膜電極接合体を挟む一対のセパレータとを有する。 The fuel cell constitutes a fuel cell system together with a reaction gas (fuel gas and oxidant gas) supply unit, a cooling medium supply unit, and the like. The fuel cell is used in a configuration of a fuel cell stack in which a plurality of single cells are stacked. A single cell is a polymer electrolyte fuel cell. The single cell has a membrane electrode assembly and a pair of separators sandwiching the membrane electrode assembly.
図5は、セパレータ10の構成を示す図である。図5に示すように、セパレータ10は矩形の外形を有しており、膜電極接合体の発電領域と対向する中央の領域に反応ガス及び冷却媒体の流路11が形成されている。セパレータ10の対向する端部には、複数のマニホールド孔12がセパレータ10を貫通して形成されている。実施の形態では、セパレータ10の対向する2つの短辺に沿って、それぞれ3つずつマニホールド孔12が配置されている。複数の単セルが積層されることで、反応ガスの供給/排出、冷却媒体の供給/排出のためのマニホールドが形成される。図5において、マニホールド孔12の破線で囲んだ辺を外縁部13とする。
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of the
一対のセパレータ10間において、膜電極接合体の周縁部には、単セル内の反応ガス流路のガスシール性を確保するために、枠状の熱可塑性樹脂等からなる樹脂シート(不図示)が配置される。また、マニホールド孔の周囲には、マニホールドにおけるシール性を確保するためにガスケット(不図示)が配置される。
Between the pair of
セパレータ10は、ガス不透過の導電性部材により形成されている。このような部材として、例えば、カーボンを圧縮してガス不透過とした緻密質カーボンや、プレス成型した金属板が採用される。セパレータは薄肉の基材をプレス加工して製造される。
The
図6は、このような燃料電池の製造工程の一部を示す図である。図6では、セパレータ10の加工工程から単セルの組立工程までが示される。図6に示すように、まず、セパレータ10が所定の形状に加工される(S1)。そして、セパレータ10を洗浄(S2)した後、セパレータ10にガスケットが貼り付けられる(S3)。その後、ガスケットが貼り付けられたセパレータ10が搬送され(S4)、一対のセパレータ10間に樹脂シートを挟んで積層し(S5)、熱プレスにて一対のセパレータ10を接着して単セルが完成する(S6)。
FIG. 6 is a diagram showing a part of the manufacturing process of such a fuel cell. In FIG. 6, the process from the process of the
セパレータの加工工程(S1)では、薄肉の基材をプレス加工して所定の形状に加工しているため、セパレータ10には反りや撓みが残存している。セパレータの搬送工程(S4)において、このようなセパレータ10をトレイに入れて搬送すると、トレイの壁を乗り越え、飛び出してしまうという問題がある。セパレータ10がトレイから飛び出したまま後の工程に進むと、セパレータ10と樹脂シートがずれた状態で積層され、熱プレスを行う際に型が樹脂で汚染され、清掃のためにラインが長時間停止してしまう。
In the separator processing step (S <b> 1), since the thin base material is pressed into a predetermined shape, warping and bending remain in the
これを解決するために、例えば、トレイの底を深くして壁を高くすることが考えられるが、セパレータ10の積載効率が低下してしまう。また、トレイの底に粘着層を設け、セパレータ10が滑らないようにすることも考えられるが、セパレータ表面が粘着層の成分により汚染されるという他の問題が生じる。このように、図6のS4においてガスケットを貼り付けたセパレータ10を搬送する際の、保管・搬送における問題を解決するために、本発明者は以下の搬送方法を考案した。
In order to solve this, for example, it is conceivable to deepen the bottom of the tray and raise the wall, but the loading efficiency of the
上述の通り、セパレータは、対向する端部に貫通して形成された、反応ガス及び/又は冷却媒体のマニホールドを形成するための複数のマニホールド孔を有している。実施の形態では、複数のマニホールド孔に対応する位置にそれぞれ配置された複数のピンを有するトレイが用いられる。このトレイを撓ませて、マニホールド孔にピンを挿入した後、トレイの撓みを解除し、複数のマニホールド孔の外縁部に複数のピンをそれぞれ当接させて、セパレータを引っ張りながらトレイで支持して搬送する。これにより、セパレータ表面を汚染させることなく、搬送することができるものである。 As described above, the separator has a plurality of manifold holes formed through the opposing end portions for forming a manifold for the reaction gas and / or the cooling medium. In the embodiment, a tray having a plurality of pins respectively arranged at positions corresponding to the plurality of manifold holes is used. After the tray is bent and pins are inserted into the manifold holes, the tray is released from bending, the pins are brought into contact with the outer edges of the manifold holes, and supported by the tray while pulling the separator. Transport. Thereby, it can convey, without contaminating the separator surface.
図1は、実施の形態に係るセパレータ10の搬送方法を説明する図である。実施の形態では、セパレータ10の搬送に、図1に示すトレイ20が用いられる。トレイ20は、外力を加えることで撓む可撓性材料からなる。トレイ20に荷重をかけて圧縮することで、トレイ20のピン21が形成されている面とは反対側の面が凸となるように、トレイ20を撓ませることができる。また、トレイ20にかかる荷重を解除することで、トレイ20を元の形状に戻すことができる。
FIG. 1 is a diagram for explaining a method of conveying the
また、トレイ20は、セパレータ10の複数のマニホールド孔12に対応する位置にそれぞれ配置された複数のピン21を有している。実施の形態では、トレイ20上にセパレータ10を配置した時に、セパレータ10の対向する2つの短辺に沿って、それぞれ2つずつピンが配置されている。セパレータ10の一方の短辺において、これらの2つのピン21は、3つのマニホールド孔12の外側の2つのマニホールド孔12に対応する位置にそれぞれ設けられる。トレイ20を撓ませた状態で、4つのピン21が対応するマニホールド孔12にそれぞれ挿入される。トレイ20が撓んでいない状態では、マニホールド孔12の外縁部13に当接するように設計されている。
In addition, the
トレイ20のセパレータ10を載置する面には、セパレータ10の外周を取り囲むように壁22が立設されている。壁22の高さは、セパレータ10の厚みよりも大きい。このため、セパレータ10は壁22の頂面よりも低い位置に固定される。なお、実施の形態では、セパレータ10にガスケットを貼り付けた状態で搬送される。この場合、壁22の高さは、ガスケットを含んだセパレータ10の厚みよりも大きい。
On the surface of the
図1の(a)に示すように、まず、トレイ20のピン21が形成された対向する二辺がチャック23により固定される。そして、トレイ20のピン21が形成された面上に、セパレータ10が配置される。
As shown in FIG. 1A, first, two opposing sides on which the
その後、トレイ20に対して荷重をかけて圧縮する。これにより、図1の(b)に示すように、トレイ20の対向する辺のピン21間の水平距離が、荷重がかかっていないときよりも小さくなる。このようにトレイ20をセパレータ10の反りに沿わせて撓ませた状態にしてから、セパレータ10をトレイ20上に載置し、各マニホールド孔12にピン21を挿入する。
Thereafter, the
そして、チャック23を外し、トレイ20にかかる荷重を解除する。これにより、図1の(c)に示すように、トレイ20が元の形状に戻る。このように、トレイ20を撓ませない状態とすることで、ピン21がセパレータ10のマニホールド孔12の外縁部13に当接する。図2に、セパレータ10がトレイ20に支持された状態を示す。図2に示すように、4つのピン21がそれぞれ対応するマニホールド孔12の外縁部13に当接し、セパレータ10がピン21により引っ張られてトレイ20に固定される。
And the chuck |
このように、実施の形態では、燃料電池のセパレータ10に必須の構成であるマニホールド孔を利用して、セパレータ10をピン21により引っ張りつつ、トレイに固定して搬送することができる。
As described above, in the embodiment, the
図3に示すように、セパレータ10を固定したトレイ20は、重ねた状態で保管、搬送することも可能である。実施の形態では、セパレータ10は、ガスケットを貼り付けた状態で搬送される。このようなガスケット付きのセパレータ10を直接重ねると、セパレータ10の表面がガスケットにより汚染される。しかしながら、実施の形態では、セパレータ10をトレイ20に固定している。このため、トレイ20を重ねると、壁22の頂部が上に積み重ねられるトレイ20の底面に当接し、セパレータ10の表面にガスケットが接触することがない。これにより、セパレータ10の表面の汚染を防止することができる。
As shown in FIG. 3, the
次に、図4を参照して、セパレータ10をトレイ20から取り外す方法について説明する。図4の(a)に示すように、まず、セパレータ10を把持部材にて把持する。例えば、吸着ハンド30を用いて、セパレータ10を吸着することで把持することができる。その後、図4の(b)に示すように、トレイ20の対向する二辺がチャック23により固定され、荷重を加えることでトレイ20を撓ませる。これにより、ピン21によるセパレータ10の固定が解除される。そして、図4の(c)に示すように、吸着ハンド30でセパレータ10を上方へ移動させ、トレイ20から取り外される。
Next, a method for removing the
以上説明したように、実施の形態によれば、マニホールド孔を利用して、セパレータ10をピン21により引っ張りつつ、トレイに固定して搬送することができる。これにより、特許文献1のように把持部を設ける必要がないため、製造工程数を増加させることなく、生産性を向上することが可能となる。また、セパレータ10の表面の汚染を防止することができ、品質の向上を図ることができる。
As described above, according to the embodiment, the
また、セパレータ10の反りに合わせてトレイ20を撓ませてセパレータ10を載置した後に、セパレータ10を引っ張った状態でトレイ20に固定することができ、トレイ20の深さを大きくする必要がない。そのため、積載効率を低下させることなく、トレイ20からのセパレータ10の飛び出しを防止できる。
Moreover, after the
また、保管・搬送中にセパレータ10をピン21で引っ張り続けるため、セパレータ10の反りの矯正効果を得ることできる。そのため、搬送後にセパレータ10を積層する際の作業性を向上させることが可能となる。セパレータ10をトレイ20から取り外す際には、セパレータが引っ張られて固定されているため、セパレータ10を容易に吸着することができる。
Further, since the
本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、トレイ20に設けられるピン21の本数、位置、形状等を変更してもよい。また、トレイ20を用いて、ガスケットを貼り付けていない状態のセパレータ10を搬送することも可能である。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention. For example, the number, position, shape, and the like of the
10 セパレータ
11 流路
12 マニホールド孔
13 外縁部
20 トレイ
21 ピン
22 壁
23 チャック
30 吸着ハンド
W ワーク
10
Claims (1)
複数の前記マニホールド孔に対応する位置にそれぞれ配置された複数のピンを有するトレイを撓ませて、前記マニホールド孔に前記ピンを挿入する工程と、
前記トレイの撓みを解除し、複数の前記マニホールド孔の外縁部に複数の前記ピンをそれぞれ当接させて、前記セパレータを引っ張りながらトレイで支持して搬送する工程と、
を備える、
セパレータの搬送方法。 A method of transporting a separator having a plurality of manifold holes for forming a manifold for a reaction gas and / or a cooling medium, which is formed so as to penetrate through opposing ends,
Bending a tray having a plurality of pins respectively arranged at positions corresponding to the plurality of manifold holes, and inserting the pins into the manifold holes;
Releasing the deflection of the tray, bringing the plurality of pins into contact with outer edge portions of the plurality of manifold holes, and supporting and transporting the separator while pulling the separator;
Comprising
Separator transport method.
Priority Applications (1)
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JP2018071311A JP2019185872A (en) | 2018-04-03 | 2018-04-03 | Separator transfer method |
Applications Claiming Priority (1)
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