JP2020077590A - Thermal compression bonding device for fuel battery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、一対の燃料電池セパレータを熱可塑性樹脂シートで接着する燃料電池用熱圧着装置に関する。 The present invention relates to a thermocompression bonding device for a fuel cell, which bonds a pair of fuel cell separators with a thermoplastic resin sheet.
この種の燃料電池用熱圧着装置として、一対の燃料電池セパレータで膜電極ガス拡散層接合体が接合された熱可塑性樹脂シートを挟み込んだ積層体に対して、加熱された上部金型および下部金型で加圧し、積層体を熱圧着することで燃料電池セルを製造するものが開示されている(特許文献1参照)。 As a thermocompression bonding device for a fuel cell of this type, a heated upper mold and a lower mold are attached to a laminated body sandwiching a thermoplastic resin sheet in which a membrane electrode gas diffusion layer assembly is joined by a pair of fuel cell separators. It is disclosed that a fuel cell is manufactured by pressurizing with a mold and thermocompressing the laminated body (see Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1に記載の燃料電池用熱圧着装置において、一対の燃料電池セパレータで膜電極ガス拡散層接合体が接合された熱可塑性樹脂シートを挟み込んだ積層体の状態で、積層体の端部を把持して金型内に移動させようとした場合に問題が生ずる。即ち、積層体の端部が把持されると、積層体を構成する一対の燃料電池セパレータ、熱可塑性樹脂シートおよび膜電極ガス拡散層接合体の中心部にそれぞれたわみや反りが生じてしまう。また、把持した積層体を移動させる途中の振動により、積層体が上下方向に動いてたわみが大きくなるおそれがある。 However, in the thermocompression bonding device for a fuel cell described in Patent Document 1, in the state of a laminate in which a thermoplastic resin sheet in which a membrane electrode gas diffusion layer assembly is joined by a pair of fuel cell separators is sandwiched, the end of the laminate is Problems arise when trying to grip a part and move it into the mold. That is, when the end portion of the laminated body is gripped, the pair of fuel cell separators, the thermoplastic resin sheet and the membrane electrode gas diffusion layer assembly, which form the laminated body, are bent and warped respectively at the center portions thereof. In addition, vibration during the movement of the gripped laminated body may cause the laminated body to move in the vertical direction, resulting in increased deflection.
このような上下方向にたわみが生じた積層体を金型内に移動させる際に、図9(a)および図9(b)に示すように、たわんだ積層体が金型の側面に衝突してしまうという問題がある。衝突時に燃料電池セパレータが脱落する可能性がある。これにより熱可塑性樹脂が金型に接触し、樹脂による金型の汚れが発生したり、積層体が勢いよく金型に衝突することで一対の燃料電池セパレータが変形するおそれがあるという問題がある。 As shown in FIGS. 9 (a) and 9 (b), when the laminated body having such vertical deflection is moved into the mold, the deflected laminated body collides with the side surface of the mold. There is a problem that it will end up. The fuel cell separator may fall off during a collision. As a result, the thermoplastic resin comes into contact with the mold, and the mold may be contaminated by the resin, or the stack may violently collide with the mold, which may deform the pair of fuel cell separators. ..
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、熱可塑性樹脂による金型の汚れの発生とセパレータの変形を防ぐことができる燃料電池用熱圧着装置を提供することを課題とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a thermocompression bonding device for a fuel cell capable of preventing the mold from being contaminated by a thermoplastic resin and the separator from being deformed. To do.
本発明に係る燃料電池用熱圧着装置は、一対の燃料電池セパレータを熱可塑性樹脂シートで接着するための燃料電池用熱圧着装置であって、前記一対の燃料電池セパレータと前記熱可塑性樹脂シートとの積層体を積層させた状態で把持して移動させる把持移動手段と、前記積層体を積層方向の両側から挟み込みながら加熱するとともに加圧して熱圧着を行う金型と、を備え、前記把持移動手段は、前記金型に対して所定の方向から前記積層体を移動させ、前記金型は、上部金型と下部金型からなり、前記下部金型は、前記積層体が移動して来る側に前記積層体を前記下部金型と前記上部金型との間に案内する案内板を備えており、前記案内板は、前記下部金型の端部よりも内側の位置まで前記案内板の端部が入り込んでいることを特徴とする。 The fuel cell thermocompression bonding apparatus according to the present invention is a fuel cell thermocompression bonding apparatus for bonding a pair of fuel cell separators with a thermoplastic resin sheet, wherein the pair of fuel cell separators and the thermoplastic resin sheet are Gripping and moving means for gripping and moving the laminated body in a laminated state, and a die for heating and pressurizing the laminated body while sandwiching the laminated body from both sides in the laminating direction to perform thermocompression bonding, The means moves the laminate from a predetermined direction with respect to the mold, the mold comprises an upper mold and a lower mold, and the lower mold is a side on which the laminate moves. A guide plate for guiding the laminated body between the lower mold and the upper mold, and the guide plate is an end of the guide plate to a position inside the end of the lower mold. It is characterized by the fact that the department is inside.
本発明に係る燃料電池用熱圧着装置は、積層体の熱圧着を行う下部金型が、積層体を下部金型と上部金型との間に案内する案内板を備えており、案内板は、下部金型の端部よりも内側の位置まで案内板の端部が入り込んでいる。この構成により、把持移動手段が積層体を積層させた状態で把持して移動させる際に、積層体の中心部がたわんでいても、積層体が下部金型の側面に接触する前に、案内板に接触して下部金型と上部金型との間に案内されるので、熱可塑性樹脂による金型の汚れの発生が防止される。また、積層体は、移動の際に案内板により下部金型への衝突が緩和され、燃料電池セパレータの変形を防ぐことが可能となる。 In the thermocompression bonding apparatus for a fuel cell according to the present invention, the lower die for thermocompression bonding of the laminated body includes a guide plate for guiding the laminated body between the lower die and the upper die, and the guide plate is , The end of the guide plate is inserted to a position inside the end of the lower mold. With this configuration, when the gripping and moving means grips and moves the stacked body in a stacked state, even if the central portion of the stacked body is bent, the stacked body is guided before contacting the side surface of the lower mold. Since it contacts the plate and is guided between the lower mold and the upper mold, it is possible to prevent the mold from being contaminated by the thermoplastic resin. In addition, when the stack is moved, the guide plate reduces the collision with the lower mold, and thus the fuel cell separator can be prevented from being deformed.
本発明によれば、金型の汚れの発生とセパレータの変形を防ぐことができる燃料電池用熱圧着装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the thermocompression-bonding apparatus for fuel cells which can prevent generation | occurrence | production of dirt of a metal mold | die and deformation of a separator can be provided.
本発明に係る燃料電池用熱圧着装置を適用した実施形態に係る燃料電池用熱圧着装置10について図面を参照して説明する。
A
まず、燃料電池用熱圧着装置10により熱圧着が行われる燃料電池セル100について説明する。燃料電池セル100は、図1に示すように、膜電極ガス拡散層接合体(MEGA:Membrane Electrode & Gas Diffusion Layer Assembly、以下MEGAという。)111と、カソード側セパレータ112と、アノード側セパレータ113と、熱可塑性樹脂シート114とにより構成されている。
First, the
燃料電池セル100は、複数個が積層されることにより、図示しない燃料電池スタックが製造される。なお、本実施形態のカソード側セパレータ112およびアノード側セパレータ113は、本発明に係る燃料電池用熱圧着装置の一対の燃料電池セパレータを構成する。
By stacking a plurality of
MEGA111は、図2に示すように、膜電極接合体(MEA:Membrane Electrode Assembly、以下MEAという。)121と、カソード側ガス拡散層(GDL:Gas Diffusion Layer、以下GDLという。)122と、アノード側GDL123とにより構成されている。MEA121は、電解質膜131と、カソード側触媒層132と、アノード側触媒層133との接合体で構成されている。
As shown in FIG. 2, the
カソード側セパレータ112は、鉄鋼板、ステンレス鋼板およびアルミニウム板などの薄い金属板で形成されている。カソード側セパレータ112は、熱可塑性樹脂シート114に接着されており、カソード側GDL122の表面に沿って酸化剤ガスとしての空気を流す酸化剤ガス流路112aが形成されている。カソード側セパレータ112の表面は、チタン(Ti)薄膜が形成され、チタン薄膜に炭素層が形成されている。
The
アノード側セパレータ113は、カソード側セパレータ112と同様、鉄鋼板、ステンレス鋼板およびアルミニウム板などの薄い金属板で形成されている。アノード側セパレータ113は、アノード側GDL123の表面に沿って燃料ガスとしての水素を流す燃料ガス流路113aが形成されている。アノード側セパレータ113の表面は、カソード側セパレータ112の表面と同様、表面にチタン(Ti)薄膜が形成され、チタン薄膜に炭素層が形成されている。
The anode-
熱可塑性樹脂シート114は、図1および図2に示すように、熱可塑性樹脂で枠状に形成されたコア材114aと、コア材114aの表面および裏面に形成された各接着層114bを有する3層構造で構成されている。熱可塑性樹脂シート114は、表面の接着層114bでカソード側セパレータ112を接着するとともに、裏面の接着層114bでアノード側セパレータ113を接着している。したがって、カソード側セパレータ112およびアノード側セパレータ113は、熱可塑性樹脂シート114で互いに接着されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
熱可塑性樹脂シート114は、燃料極の水素ガス(H2)や空気極の酸素ガス(O2)が、微量ながら電解質膜131を通過してしまうという、いわゆるクロスリークや触媒電極同士の電気的短絡を防ぐための機能を有している。各接着層114bは、電解質膜よりも高い剛性、弾性や粘性を有する接着部材からなる。接着部材としては、例えばエポキシ樹脂からなる接着剤が挙げられる。
In the
次いで、本実施形態に係る燃料電池用熱圧着装置10について、図面を参照して説明する。
Next, the
燃料電池用熱圧着装置10は、図3(a)、図3(b)、図3(c)および図4に示すように、金型11と、把持移動機構12と、レール13と、案内板14と、図示しないコントローラとを備えている。燃料電池用熱圧着装置10は、カソード側セパレータ112、アノード側セパレータ113および熱可塑性樹脂シート114からなる積層体Sの熱圧着を行うものである。なお、本実施形態の把持移動機構12は、本発明に係る燃料電池用熱圧着装置の把持移動手段を構成する。
As shown in FIGS. 3A, 3B, 3C and 4, the fuel cell
金型11は、上部金型21と、下部金型22と、上部金型21および下部金型22を加熱する図示しない加熱機構とを有している。金型11は、積層体Sを上部金型21と下部金型22との間に挟み込んで加熱するとともに加圧する構成を有している。
The
上部金型21は、図示しない昇降機構を備えており、加圧時に下降し、加圧終了時に上昇するようになっている。上部金型21は、下降により積層体Sのカソード側セパレータ112に当接し、カソード側セパレータ112側から加熱して加圧するように構成されている。
The
下部金型22は、上部金型21の真下に静止して設置されており、正面22aには、案内板14が取り付けられている。下部金型22は、積層体Sのアノード側セパレータ113に当接し、アノード側セパレータ113側から加熱して加圧するように構成されている。
The
把持移動機構12は、金型11の正面側から金型11に向かって左側に位置する左把持移動機構部31と、金型11に向かって右側に位置する右把持移動機構部32とにより構成されている。把持移動機構12は、積層体Sの左側端部および右側端部を把持して、金型11に対して所定の方向から、積層体Sを上部金型21と下部金型22との間に移動させる構成を有している。本実施形態では、所定の方向は、下部金型22の正面22aから水平方向に離隔した位置を起点として、正面22aへ向かう方向として設定されている。
The gripping moving
左把持移動機構部31および右把持移動機構部32は、積層体Sの左側端部および右側端部を把持して同時に移動を開始し、同じ速度(m/sec)で移動するようにコントローラにより制御される。左把持移動機構部31および右把持移動機構部32は、下部金型22の正面22a側から上部金型21及び下部金型22の間に向かって積層体Sを移動させて、積層体Sが上部金型21および下部金型22の間で熱圧着する位置に配置する。
The left gripping moving
左把持移動機構部31は、離隔して配置された一対の把持部41と、本体部42と、移動部43とにより構成されている。一対の把持部41は、それぞれ上側ハンド51と、下側ハンド52とを有しており、上側ハンド51とおよび下側ハンド52のうち少なくとも何れか一方が上下方向に動き、積層体Sの左側端部を把持するように構成されている。
The left gripping
上側ハンド51および下側ハンド52は、本体部42に取り付けられており、積層体Sが上部金型21および下部金型22の間で熱圧着する位置に到達し停止すると、把持を解除し、本体部42内に移動して収納されるように構成されている。上側ハンド51および下側ハンド52が本体部42内に収納されることで、上部金型21および下部金型22により、積層体Sの熱圧着が行われる。本体部42は、一対の把持部41を取り付けるとともに、移動部43を取り付け、移動部43により移動するように構成されている。
The
右把持移動機構部32は、左把持移動機構部31と同様、離隔して配置された一対の把持部41と、本体部61と、移動部43とにより構成されている。本体部61は、左把持移動機構部31の本体部42と同様に、一対の把持部41を取り付けるとともに、移動部43を取り付け、移動部43により移動するように構成されている。
Like the left gripping
左把持移動機構部31および右把持移動機構部32は、積層体Sの熱圧着が終了し、熱圧着が終了した積層体Sが他の搬送機構により搬送されると、元の位置まで移動して、上側ハンド51および下側ハンド52が、本体部42内から突出するように移動して、次の積層体Sの把持を行うように構成されている。
When the thermocompression bonding of the laminated body S is completed and the laminated body S after the thermocompression bonding is conveyed by another conveying mechanism, the left grip moving
レール13は、下部金型22の正面側から下部金型22に向かって左側に位置する左側レール71と、下部金型22に向かって右側に位置する右側レール72とにより構成されている。左側レール71および右側レール72は、それぞれ下部金型22の正面22aに直交する方向に延在し、左把持移動機構部31および右把持移動機構部32の移動を案内するように構成されている。
The
案内板14は、積層体Sが移動して来る側に配置されて積層体Sを下部金型22と上部金型21との間に案内するものであり、下部金型22の端部よりも内側の位置まで案内板14の端部が入り込んでいる。案内板14は、表面が滑らかで、高い剛性を有する合成樹脂または金属で形成されている。案内板14は、積層体Sの移動方向と直交する幅方向に延在し、図3(b)に示すように、下部金型22の正面22aから角度θ(°)で傾斜する前面ガイド部81と、前面ガイド部81と同じ幅で、下部金型22と上部金型21との間の隙間の内側に延在する上面ガイド部82とを備えている。なお、角度θ(°)は、積層体Sの形状、構造などの設定諸元や実験値などのデータに基づいて適宜選択される。
The
前面ガイド部81は、図4に示すように、積層体Sのたわんだ中央部分が下部金型22に接触した際の衝撃を緩和し、積層体Sのたわんだ中央部分を持ち上げるように案内し、積層体Sのたわみを矯正する機能を有している。上面ガイド部82は、前面ガイド部81で案内された積層体Sを、下部金型22と上部金型21との間まで案内する機能を有している。
As shown in FIG. 4, the front
案内板14は、図3(b)に示すように、前面ガイド部81の上端部分で下部金型22の正面22aに固定されるとともに、上面ガイド部82で、下部金型22の上面22bに固定されている。
As shown in FIG. 3 (b), the
コントローラは、プログラムにより処理を実行する中央処理装置とプログラムやデータなどを記憶した記憶装置とを備える公知のマイクロコンピュータによって構成されている。コントローラは、上部金型21、左把持移動機構部31および右把持移動機構部32に接続されており、記憶装置に格納されたデータやプログラムに基づいて、上部金型21、左把持移動機構部31および右把持移動機構部32の各動作の制御を行うように構成されている。
The controller is composed of a known microcomputer including a central processing unit that executes processing by a program and a storage device that stores the program, data, and the like. The controller is connected to the
次いで、本実施形態に係る燃料電池用熱圧着装置10における燃料電池セル100のセル化の工程について図面を参照して簡単に説明する。
Next, a process of making the
燃料電池セル100のセル化の工程においては、まず、図5に示すように、アノード側セパレータ113が、左把持移動機構部31および右把持移動機構部32にセットされる(ステップS1)。次いで、熱可塑性樹脂シート114がアノード側セパレータ113上に積層される(ステップS2)。
In the process of making the
続いて、カソード側セパレータ112が熱可塑性樹脂シート114上に積層される(ステップS3)。この積層により、カソード側セパレータ112、熱可塑性樹脂シート114およびアノード側セパレータ113からなる積層体Sが形成される。
Then, the
形成された積層体Sの左側端部が、左把持移動機構部31により把持され、積層体Sの右側端部が、右把持移動機構部32により把持される(ステップS4)。次いで、図6(a)の矢印で示すように、左把持移動機構部31および右把持移動機構部32の下部金型22に向かう移動が開始される。
The left end portion of the formed laminated body S is grasped by the left grasping
左把持移動機構部31および右把持移動機構部32の移動により、図6(b)に示すように、積層体Sのたわみ部分が案内板14で案内され、前面ガイド部81で案内された積層体Sは、たわみが矯正される。積層体Sは、さらに、図6(c)に示すように、上面ガイド部82で下部金型22と上部金型21との間に案内され、熱圧着工程が行われる位置に到達し停止する(ステップS5)。
By the movement of the left gripping
熱圧着工程が行われる位置に積層体Sが到達し停止すると、上側ハンド51および下側ハンド52が本体部42、61内にそれぞれ移動して収納される。上側ハンド51および下側ハンド52が本体部42、61内にそれぞれ収納されると、積層体Sは、加熱機構より加熱された上部金型21および下部金型22により、加熱され加圧されることで熱圧着が行われる。
When the laminated body S reaches the position where the thermocompression bonding process is performed and stops, the
この熱圧着により、アノード側セパレータ113と熱可塑性樹脂シート114とが接着され、カソード側セパレータ112と熱可塑性樹脂シート114とが接着されることで、アノード側セパレータ113と、カソード側セパレータ112とが接着され(ステップS6)、積層体Sのセル化が終了する。
By this thermocompression bonding, the anode-
次いで、本実施形態に係る燃料電池用熱圧着装置10における効果について説明する。
Next, effects of the
実施形態に係る燃料電池用熱圧着装置10は、カソード側セパレータ112と、アノード側セパレータ113と熱可塑性樹脂シート114との積層体Sを積層させた状態で把持して移動させる把持移動機構12と、積層体Sを積層方向から挟み込みながら加熱するとともに加圧して熱圧着を行う金型11とを備えている。
A
また、実施形態に係る燃料電池用熱圧着装置10は、把持移動機構12が、金型11に対して所定の方向から積層体Sを移動させ、金型11が、上部金型21と下部金型22からなり、下部金型22が、積層体Sが移動して来る側に積層体Sを下部金型22と上部金型21との間に案内する案内板14を備えている。案内板14は、下部金型22の端部よりも内側の位置まで案内板14の端部が入り込んでいる構造を有しており、具体的には、積層体Sの移動方向と直交する方向に延在するとともに、下部金型22の正面22aから角度θ(°)で傾斜する前面ガイド部81と、下部金型22と上部金型21との間の隙間の内側に延在する上面ガイド部82とにより構成されている。
Further, in the
この構成により、把持移動機構12が積層体Sを積層させた状態で把持して移動させる際に、積層体Sの中心部がたわんでいても、積層体Sが下部金型22の側面に接触する前に、案内板14の前面ガイド部81に接触して下部金型22と上部金型21との間に案内される。その結果、熱可塑性樹脂による下部金型22の汚れの発生が防止されるという効果が得られる。
With this configuration, when the
また、案内板14の前面ガイド部81により、積層体Sのたわんだ中央部分が下部金型22に接触した際の衝撃を緩和し、カソード側セパレータ112と、アノード側セパレータ113の変形を防止するという効果が得られる。そして、さらに、積層体Sは、案内板14の上面ガイド部82により、下部金型22と上部金型21との間に案内される。その結果、たわんでいる積層体Sは、案内板14の前面ガイド部81および上面ガイド部82により、たわみが矯正されるという効果が得られる。
Further, the
また、実施形態に係る燃料電池用熱圧着装置10は、案内板14が設けられているので、下部金型22と上部金型21との間の金型間隔を最小にすることができ、プレス時間を短縮し、生産性を向上させることができるという効果が得られる。案内板14は、シンプルな機構であるため、燃料電池用熱圧着装置10のコストが上昇せず、熱可塑性樹脂の付着による金型汚染が起こらないため、予備金型を持つ必要がないという効果が得られる。
Further, since the fuel cell
本実施形態に係る燃料電池用熱圧着装置10においては、案内板14が前面ガイド部81および上面ガイド部82を有し、下部金型22の正面22aおよび上面22bに固定された構造で構成した場合について説明した。
In the
しかしながら、本発明に係る燃料電池用熱圧着装置においては、案内板14が前面ガイド部81および上面ガイド部82を有し、下部金型22の正面22aおよび上面22bに固定された構造以外の他の構造で構成してもよい。例えば、案内板を上部金型21に設けた構造の変形例1に係る燃料電池用熱圧着装置10Aであってもよく、案内板の形状を変えた構造の変形例2に係る燃料電池用熱圧着装置10Bであってもよい。
However, in the thermocompression bonding apparatus for a fuel cell according to the present invention, the
以下、本実施形態の変形例1に係る燃料電池用熱圧着装置10Aおよび変形例2に係る燃料電池用熱圧着装置10Bについて図面を参照して説明する。なお、変形例1に係る燃料電池用熱圧着装置10Aおよび変形例2に係る燃料電池用熱圧着装置10Bと、実施形態に係る燃料電池用熱圧着装置10とが同一の構成である場合は、同一の符号を付し、主に異なる構成について説明する。
Hereinafter, a fuel cell
(変形例1)
本実施形態の変形例1に係る燃料電池用熱圧着装置10Aは、図7(a)、図7(b)および図7(c)に示すように、案内板14が、実施形態に係る燃料電池用熱圧着装置10と同様に、下部金型22に設けられるとともに、案内板14Aが、上部金型21にも設けられている。
(Modification 1)
In a
案内板14Aは、実施形態に係る燃料電池用熱圧着装置10と同様、表面が滑らかで、高い剛性を有する合成樹脂または金属で形成されている。案内板14Aは、上部金型21の端部よりも内側の位置まで案内板14Aの端部が入り込んでいる構造を有しており、具体的には、積層体Sの移動方向と直交する幅方向に延在し、図7(b)に示すように、上部金型21の正面21aから角度θA(°)で傾斜する前面ガイド部81Aと、前面ガイド部81Aと同じ幅で、下部金型22と上部金型21との間の隙間の内側に延在する上面ガイド部82Aとにより構成されている。なお、案内板14の角度θ(°)と、案内板14Aの角度θA(°)は、同じであってもよく異なっていてもよい。
Like the fuel cell
案内板14Aは、前面ガイド部81Aの上端部分で上部金型21の正面21aに固定されるとともに、上面ガイド部82Aで、上部金型21の上面21bに固定されている。
The
本実施形態の変形例1に係る燃料電池用熱圧着装置10Aにおいても、実施形態に係る燃料電池用熱圧着装置10と同様の効果が得られる。即ち、把持移動機構12が積層体Sを積層させた状態で把持して移動させる際に、積層体Sの中心部がたわんで上下に移動していても、積層体Sが上部金型21の側面又は下部金型22の側面に接触する前に、案内板14の前面ガイド部81、或いは、案内板14Aの前面ガイド部81Aに接触して下部金型22と上部金型21との間に案内される。その結果、熱可塑性樹脂による上部金型21の汚れ或いは下部金型22の汚れの発生が防止されるとともに、カソード側セパレータ112と、アノード側セパレータ113の変形が防止され、積層体Sのたわみが矯正されるという効果が得られる。
In the fuel cell
さらに、本実施形態の変形例1に係る燃料電池用熱圧着装置10Aは、上部金型21にも、案内板14Aが設けられているので、より一層、下部金型22と上部金型21との間の金型間隔を最小にすることができ、プレス時間を短縮し、生産性を向上させることができるという効果が得られる。
Further, in the fuel cell
(変形例2)
本実施形態の変形例2に係る燃料電池用熱圧着装置10Bは、図8(a)、図8(b)および図8(c)に示すように、案内板14Bが、実施形態に係る燃料電池用熱圧着装置10と同様に、下部金型22に設けられている。
(Modification 2)
In the
案内板14Bは、実施形態に係る燃料電池用熱圧着装置10と同様、表面が滑らかで、高い剛性を有する合成樹脂または金属で形成されている。案内板14Bは、下部金型22の端部よりも内側の位置まで案内板14Bの端部が入り込んでいる構造を有している。案内板14Bは、積層体Sの移動方向と直交する幅方向に延在し、図8(b)に示すように、上部金型21の正面21aから角度θB(°)で傾斜する前面ガイド部81Bと、前面ガイド部81Bと同じ幅で、下部金型22と上部金型21との間の隙間の内側に延在する上面ガイド部82Bとにより構成されている。
Similar to the fuel cell
前面ガイド部81Bは、図8(c)に示すように、中央部が下方に湾曲した湾曲部83を有している。湾曲部83は、下部金型22の正面22aから離隔する位置を起点として正面22aに近接する方向に徐々に傾斜する勾配を有している。案内板14Bは、前面ガイド部81Bの上端部分で上部金型21の正面21aに固定されるとともに、上面ガイド部82Bで、上部金型21の上面21bに固定されている。
As shown in FIG. 8C, the
本実施形態の変形例2に係る燃料電池用熱圧着装置10Bにおいても、実施形態に係る燃料電池用熱圧着装置10と同様の効果が得られる。即ち、把持移動機構12が積層体Sを積層させた状態で把持して移動させる際に、積層体Sの中心部がたわんでいても、積層体Sが下部金型22の側面に接触する前に、案内板14Bの前面ガイド部81Bに接触して下部金型22と上部金型21との間に案内される。その結果、熱可塑性樹脂による下部金型22の汚れの発生が防止され、カソード側セパレータ112と、アノード側セパレータ113の変形が防止され、積層体Sのたわみが矯正されるという効果が得られる。
Also in the fuel cell
さらに、本実施形態の変形例2に係る燃料電池用熱圧着装置10Bは、前面ガイド部81Bに湾曲部83が設けられているので、積層体Sのたわみ部分と線接触させることができ、積層体Sの傷つきを抑えることができるという効果が得られる。
Further, in the
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various designs can be made without departing from the spirit of the present invention described in the claims. It is something that can be changed.
10,10A,10B・・・燃料電池用熱圧着装置、11・・・金型、12・・・把持移動機構、13・・・レール、14,14A,14B・・・案内板、21・・・上部金型、21a,22a・・・正面、21b・・・下面、22・・・下部金型、22b・・・上面、31・・・左把持移動機構部、32・・・右把持移動機構部、41・・・把持部、42,61・・・本体部、43・・・移動部、51・・・上側ハンド、52・・・下側ハンド、71・・・左側レール、72・・・右側レール、81,81A,81B・・・前面ガイド部、82,82A,82B・・・上面ガイド部、83・・・湾曲部、100・・・燃料電池セル、111・・・MEGA、112・・・カソード側セパレータ(燃料電池セパレータ)、112a・・・酸化剤ガス流路、113・・・アノード側セパレータ(燃料電池セパレータ)、113a・・・燃料ガス流路、114・・・熱可塑性樹脂シート、114a・・・コア材、114b・・・接着層、121・・・MEA、122・・・カソード側GDL、123・・・アノード側GDL、131・・・電解質膜、132・・・カソード側触媒層、133・・・アノード側触媒層、S・・・積層体 10, 10A, 10B ... Thermocompression bonding device for fuel cell, 11 ... Mold, 12 ... Grip moving mechanism, 13 ... Rail, 14, 14A, 14B ... Guide plate, 21 ...・ Upper mold, 21a, 22a ... front face, 21b ... lower face, 22 ... lower mold, 22b ... upper face, 31 ... left gripping movement mechanism part, 32 ... right gripping movement Mechanism part, 41 ... Gripping part, 42, 61 ... Main body part, 43 ... Moving part, 51 ... Upper hand, 52 ... Lower hand, 71 ... Left rail, 72 ... .. right rail, 81, 81A, 81B ... front guide part, 82, 82A, 82B ... top guide part, 83 ... curved part, 100 ... fuel cell, 111 ... MEGA, 112 ... Cathode side separator (fuel cell separator), 112a ... Oxidant gas flow channel, 113 ... Anode side separator (fuel cell separator), 113a ... Fuel gas flow channel, 114 ... Heat Plastic resin sheet, 114a ... Core material, 114b ... Adhesive layer, 121 ... MEA, 122 ... Cathode side GDL, 123 ... Anode side GDL, 131 ... Electrolyte membrane, 132 ...・ Cathode side catalyst layer, 133 ... Anode side catalyst layer, S ... Laminated body
Claims (1)
前記一対の燃料電池セパレータと前記熱可塑性樹脂シートとの積層体を積層させた状態で把持して移動させる把持移動手段と、
前記積層体を積層方向の両側から挟み込みながら加熱するとともに加圧して熱圧着を行う金型と、を備え、
前記把持移動手段は、前記金型に対して所定の方向から前記積層体を移動させ、
前記金型は、上部金型と下部金型からなり、
前記下部金型は、前記積層体が移動して来る側に前記積層体を前記下部金型と前記上部金型との間に案内する案内板を備えており、
前記案内板は、前記下部金型の端部よりも内側の位置まで前記案内板の端部が入り込んでいることを特徴とする燃料電池用熱圧着装置。 A thermocompression bonding device for a fuel cell for bonding a pair of fuel cell separators with a thermoplastic resin sheet,
Gripping and moving means for gripping and moving the stacked body of the pair of fuel cell separators and the thermoplastic resin sheet in a stacked state,
A mold for heating and pressing while sandwiching the laminate from both sides in the stacking direction to perform thermocompression bonding,
The grip moving means moves the laminated body from a predetermined direction with respect to the mold,
The mold comprises an upper mold and a lower mold,
The lower mold includes a guide plate that guides the laminate between the lower mold and the upper mold on the side where the laminate moves.
A thermocompression bonding apparatus for a fuel cell, wherein the guide plate has an end portion of the guide plate that extends to a position inside the end portion of the lower mold.
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