JP4402324B2

JP4402324B2 - Method for correcting warpage of separator for fuel cell, device for correcting warpage, and method for applying sealing material

Info

Publication number: JP4402324B2
Application number: JP2001206742A
Authority: JP
Inventors: 陽一神山; 修角谷; 哲夫石井
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2001-07-06
Filing date: 2001-07-06
Publication date: 2010-01-20
Anticipated expiration: 2021-07-06
Also published as: JP2003022817A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シール材を均一な厚さに塗布するのに好適な燃料電池用セパレータの反り矯正方法、同反り矯正装置及び同シール材塗布方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃料電池は、水の電気分解の逆の原理を利用し、水素と酸素とを反応させて水を得る過程で電気を得ることができる電池である。一般に、水素に燃料ガスを置き換え、酸素に空気や酸化剤ガスを置き換えるので、燃料ガス、空気、酸化剤ガスの用語を使用することが多い。
【０００３】
このような燃料電池としては、例えば、特開２０００−１２３８４８公報「燃料電池」が知られている。
同公報の図１によれば、電解質膜１８（符号は公報に記載されているものを使用した。以下同様。）にアノード側電極２０及びカソード側電極２２を添わせ、これらをガスケット２４，２６を介して第１セパレータ１４及び第２セパレータ１６で挟むことでセルモジュールを構成する。
【０００４】
詳細には、第１セパレータ１４の面１４ａに燃料ガスの流路となる第１流路３８が形成され、第２セパレータ１６の面１６ａに酸化剤ガスの流路となる第２流路４６が形成され、各々中央の電解質膜１８に燃料ガスと酸化剤ガスとを臨ませる構造である。
【０００５】
図１に記載の１個のセルモジュールで得る電気出力はごく小さいので、このようなセルモジュールを多数個積層することで、所望の電気出力を得る。従って、第１・第２セパレータ１４，１６は隣のセルに燃料ガスや酸化剤ガスが洩れないようにする分離部材であることから「セパレータ」と呼ばれる。
【０００６】
第１セパレータ１４は面１４ａに燃料ガスのための流路３８を備え、第２セパレータ１６は面１６ａに酸化剤ガスのための流路４６を備えるが、ガスを効果的にアノード側電極２０及びカソード側電極２２に接触させる必要があり、そのために、流路３８，４６はごく浅い溝を多数本条設する必要がある。
【０００７】
そして、第１・第２セパレータ１４，１６は、流路３８，４６に燃料ガス又は酸化剤ガスを供給するために一端部にそれぞれ燃料ガス供給孔部３２ａ、酸化剤ガス供給孔部３４ａを備え、他端部にそれぞれ燃料ガス排出孔部３２ｂ、酸化剤ガス排出孔部３４ｂを備え、また、冷却水を通すための冷却水供給孔部３６ａを一端部に備え、冷却水排出孔部３６ｂを他端部に備える。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者等は、ガスケット２４，２６の代わりに液状シール材をセパレータに塗布し、２枚のセパレータで電解質膜及び電極からなる膜・電極接合体を挟んでセルモジュールの製造を種々試みたが、次に示す課題が発生した。
図１８（ａ），（ｂ）は従来のシール材の塗布要領を説明する作用図である。
（ａ）は、載置台２０１に載せたセパレータ２０２にシール材塗布ガン２０３でシール材２０４を塗布する状態を示す。
セパレータ２０２は、片面のみにガス流路等の溝を形成したり、一方の面と他方の面とで異なる形状の溝を形成した場合には、図に示すように反りが発生することがある。
【０００９】
このような反ったセパレータ２０２にシール材塗布ガン２０３でシール材２０４を塗布しようとすると、シール材塗布ガン２０３を白抜き矢印のように水平に移動する場合にシール材塗布ガン２０３の先端とセパレータ２０２との距離が変化するため、（ｂ）に示すように、例えば、セパレータ２０２の縁のシール材厚さｔ１に対してセパレータ２０２の中央部のシール材厚さｔ２は小さくなる。
これでは、シール材２０４の薄い部分からガスや水が洩れるおそれがある。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、燃料電池用セパレータのシール材を均一な厚さに塗布できるセパレータの反り矯正方法、同反り矯正装置及び同シール材塗布方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１は、燃料電池用セパレータの反り矯正方法であって、セパレータの縁部を支持する枠体上に、セパレータの中央部が凹むように反った一方の面が枠体に相対するようにしてセパレータを載置し、柱体の上面の縁にエアの噴出孔が設けられるとともに噴出孔が上面に対して外方斜め上方に向くように設けられた矯正手段の上面が、セパレータの一方の面と相対するように矯正手段とセパレータとを近接させ、矯正手段の噴出孔からエアを噴出させ、上面とセパレータとに挟まれた空間の外側に向けてエアを流出させることにより、上面の中央部とセパレータとの間に負圧を発生させ、この負圧により反りを矯正する、ことを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、矯正手段の噴出孔からエアを噴出させ、上面とセパレータとに挟まれた空間の外側に向けてエアを流出させることにより、上面の中央部とセパレータとの間に負圧を発生させ、この負圧により反りを矯正することとしたため、矯正手段とセパレータを接触させることなくセパレータの反りを矯正することができる。
【００１３】
即ち、矯正手段は、セパレータに接触することなしに離れた状態でセパレータを吸引することができるものであり、セパレータの反りを矯正することができる。そして、矯正手段は、セパレータに接触することがないため、セパレータに金属イオンが付着することがない。
もし、セパレータに金属イオンが付着すると、セパレータに積層するＭＥＡのカーボン電極に金属イオンが付着し、この金属イオンと電子とが結合して、カーボン電極に金属が析出する。これにより、析出した金属が水素と酸素との反応を妨げ、燃料電池の性能を低下させることがあるが、本発明ではこのような問題を回避することができる。
さらに、矯正手段にセパレータが接触しないので、矯正手段でセパレータの表面を傷つける心配がなく、燃料電池の品質を高めることができる。
【００１４】
請求項２は、燃料電池用セパレータの反り矯正装置であって、セパレータの縁部を支持する枠体と、柱体の上面の縁にエアの噴出孔が設けられるとともに噴出孔が上面に対して外方斜め上方に向くように設けられた矯正手段とを備え、セパレータは、その中央部が凹むように反った一方の面が枠体に相対するようにして枠体に載置され、矯正手段は、その上面がセパレータの一方の面と相対するように近接し、矯正手段の噴出孔からエアを噴出させ、上面とセパレータとに挟まれた空間の外側に向けてエアを流出させることにより、上面の中央部とセパレータとの間に負圧を発生させ、この負圧により反りを矯正する、ことを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、矯正手段の噴出孔からエアを噴出させ、上面とセパレータとに挟まれた空間の外側に向けてエアを流出させることにより、上面の中央部とセパレータとの間に負圧を発生させ、この負圧により反りを矯正することとしたため、矯正手段とセパレータを接触させることなくセパレータの反りを矯正することができる。
【００１６】
即ち、矯正手段は、セパレータに接触することなしに離れた状態でセパレータを吸引することができるものであり、セパレータの反りを矯正することができる。そして、矯正手段は、セパレータに接触することがないため、セパレータに金属イオンが付着することがない。
もし、セパレータに金属イオンが付着すると、セパレータに積層するＭＥＡのカーボン電極に金属イオンが付着し、この金属イオンと電子とが結合して、カーボン電極に金属が析出する。これにより、析出した金属が水素と酸素との反応を妨げ、燃料電池の性能を低下させることがあるが、本発明ではこのような問題を回避することができる。
【００１７】
さらに、矯正手段にセパレータが接触しないので、矯正手段でセパレータの表面を傷つける心配がなく、燃料電池の品質を高めることができる。
【００１８】
請求項３は、セパレータの反りを矯正手段で矯正してセパレータにシール材塗布手段でシール材を塗布する燃料電池用セパレータのシール材塗布方法であって、セパレータの縁部を支持する枠体上に、セパレータの中央部が凹むように反った一方の面が枠体に相対するようにしてセパレータを載置し、柱体の上面の縁にエアの噴出孔が設けられるとともに噴出孔が上面に対して外方斜め上方に向くように設けられた矯正手段の上面が、セパレータの一方の面と相対するように矯正手段とセパレータとを近接させ、矯正手段の噴出孔からエアを噴出させ、上面とセパレータとに挟まれた空間の外側に向けてエアを流出させることにより、上面の中央部とセパレータとの間に負圧を発生させ、この負圧により反りを矯正する、ことを特徴とする。
【００１９】
セパレータに片面にのみガス流路等の溝を形成したり、一方の面と他方の面とで形状の異なる溝を形成した場合に反りが発生することがある。この反りは、例えば樹脂製のセパレータでは、一旦矯正しても弾性で再び反ってしまう。
【００２０】
本発明では、矯正手段でセパレータの反りを矯正し、この矯正手段を働かせながらセパレータにシール材を塗布するようにしたことで、セパレータとシール材塗布手段との距離を一定に保つことができ、シール材を均一な厚さに塗布することができる。
【００２１】
また、矯正手段は、セパレータに接触することなしに離れた状態でセパレータを吸引することができるものであり、セパレータの反りを矯正することができる。そして、矯正手段は、セパレータに接触することがないため、セパレータに金属イオンが付着することがない。
さらに、矯正手段にセパレータが接触しないので、矯正手段でセパレータの表面を傷つける心配がなく、燃料電池の品質を高めることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る燃料電池用セパレータのシール塗布積層装置の正面図であり、シール塗布積層装置１０は、セパレータにシール材を塗布するシール材塗布ステーション１１と、シール材を塗布したセパレータに膜・電極接合体を積層する積層ステーション１２とを備える。
【００２３】
膜・電極接合体（ＭＥＡ：ＭｅｍｂｒａｎｅＥｌｅｃｔｒｏｄｅＡｓｓｅｍｂｌｙ）は、高分子化合物からなる高分子電解質膜の両面に、カーボンペーパーからなるアノード側電極及びカソード側電極をそれぞれ貼り合わせたものである。
【００２４】
図２は本発明に係るシール材塗布ステーションの要部拡大正面図であり、シール材塗布ステーション１１は、ベース部２１に取付けたセパレータ載置台２２と、ベース部２１に取付けたアーム部２３と、このアーム部２３に取付けたシール材塗布手段としてのシール材塗布ガン２４と、このシール材塗布ガン２４の先端に近接させて配置した非接触式センサ２５とからなる。
【００２５】
シール材塗布ガン２４は、シール材を蓄えるとともに交換可能としたシール材カートリッジ２７と、このシール材カートリッジ２７に取付けたシール材供給ホース２８と、このシール材供給ホース２８の先端を連結したシール材押出し部３１と、このシール材押出し部３１を駆動する電動モータ３２と、シール材を吐出するためにシール材押出し部３１の先端に取付けたノズル部３３とからなる。
【００２６】
非接触式センサ２５は、ノズル部３３のほぼ下方のセパレータ面に、例えばレーザを照射することで、シール材をセパレータに塗布中に、既に塗布したシール材を非接触の状態で検知するものであり、図示せぬ制御装置は、この非接触式センサ２５からの信号に基づいて、アーム部２３を駆動し、シール材塗布ガン２４の水平移動や昇降を制御する。
【００２７】
シール材塗布ガン２４のシール材押出し部３１は、例えば、螺旋状の溝を設けたスクリューをシリンダ内に挿入したものであり、電動モータ３２でスクリューを回転させることで、シール材カートリッジ２７内のシール材をシール材供給ホース２８を介して吸引するとともに、シリンダ内壁とスクリューの溝との間でシール材を押出し、ノズル部３３から吐出させる。
【００２８】
図３は図２の３矢視図であり、シール材塗布ガン２４の後部に背板３５を取付け、この背板３５の下端からステー３６，３６（奥側のステー３６は不図示）を斜め下方に延ばし、これらのステー３６，３６の先端に非接触式センサ２５を取付けたことを示す。
非接触式センサ２５は、先端をノズル部３３の下方に向けたものである。
【００２９】
図４は図２の４矢視図であり、シール材塗布ステーション１１の平面図を示す。
シール材塗布ステーション１１のセパレータ載置台２２は、セパレータを搬送するパレット（後述する。）を載せるパレット載置部４１，４２，４３，４４と、パレットをセパレータ載置台２２に位置決めするための第１位置決め部材４５及び第２位置決め部材４６と、パレットに載せたセパレータの反りを矯正するための矯正手段としての矯正装置４７，４７とを備える。
【００３０】
パレット載置部４１は、載置面５１及びこの載置面５１から突出させたＬ字状凸部５２とを備え、Ｌ字状凸部５２は位置決め面５２ａ，５２ｂを形成した部材である。
パレット載置部４２は、載置面５３及びこの載置面５３から突出させた矩形状凸部５４を備え、矩形状凸部５４は位置決め面５４ａを形成した部材である。
パレット載置部４３，４４は、載置面５５，５６を備える。
【００３１】
第１位置決め部材４５は、シリンダ部６１と、このシリンダ部６１内の図示せぬシリンダ内に挿入したロッド６２，６２と、これらのロッド６２，６２の先端に取付けた押圧部６３とからなり、吸入口６４，６４からオイル又はエアをシリンダ内に供給することでロッド６２，６２を押出し、押圧部６３で上記したパレットの一部を押圧して、パレットを位置決めする。なお、６３ａは押圧部６３に設けた斜面である。
【００３２】
第２位置決め部材４６は、シリンダ部６６と、このシリンダ部６６内の図示せぬシリンダ内に挿入したロッド６７，６７と、これらのロッド６７，６７の先端に取付けた押圧部６８とからなり、吸入口６９，６９からオイル又はエアをシリンダ内に供給することでロッド６７，６７を押出し、押圧部６８で上記したパレットの一部を押圧して、パレットを位置決めする。６８ａは押圧部６８に設けた斜面である。
【００３３】
図５（ａ），（ｂ）は本発明に係る燃料電池用セパレータの矯正装置の説明図である。
（ａ）において、矯正装置４７は、円柱部７２と、この円柱部７２内に形成するとともに上面７３の縁に開口させた噴出孔７４…（…は複数個を示す。以下同様。）に連結したジョイント管７５と、このジョイント管７５に接続したエアホース７６とからなる。
【００３４】
以上に述べた矯正装置４７の作用を次に説明する。
（ｂ）において、エアホース７６から圧縮エアを供給し、ジョイント管７５及び噴出孔７４…を介して外部に噴出すると、矯正装置４７にセパレータ７８を近接させたときに、エアは、矢印▲丸数字１、丸数字１▼のように、円柱部７２の縁とセパレータ７８との間から勢いよく外部に流れ出る。これにより、円柱部７２の上面７３の中央部とセパレータ７８との間に負圧が発生するために、セパレータ７８は矢印▲丸数字２▼のように円柱部７２側に吸引される。但し、噴出孔７４…からのエアの噴き出しにより、セパレータ７８は円柱部７２の上面７３に密着することはない。
【００３５】
即ち、矯正装置４７は、セパレータ７８に接触することなしに離れた状態でセパレータ７８を吸引することができるものであり、セパレータ７８の反りを矯正することができる。
また、矯正装置４７はセパレータ７８に接触することがないため、セパレータ７８に金属イオンが付着することがない。
【００３６】
もし、セパレータ７８に金属イオンが付着すると、セパレータ７８に積層するＭＥＡのカーボン電極に金属イオンが付着し、この金属イオンと電子とが結合して、カーボン電極に金属が析出する。これにより、析出した金属が水素と酸素との反応を妨げ、燃料電池の性能を低下させることがある。
【００３７】
図６は本発明に係る燃料電池用セパレータを搬送するパレットの平面図であり、搬送部材としてのパレット８１は、枠体８２に、セパレータ７８を位置決めするための位置決めピン８３，８３と、セパレータ７８を固定するためのフック８４…と、前述のセパレータ載置台２２（図４参照）に位置決めするための位置決めブロック８５…とを取付けたものである。なお、８６，８６は取っ手である。
【００３８】
図７は図６の７−７線断面図であり、枠体８２の下面にビス９１で位置決めブロック８５を取付けたことを示す。位置決めブロック８５は図６にも示したように、ほぼ円柱状の部材である。
【００３９】
図８は図６の８−８線断面図であり、フック８４は、枠体８２の上面にボルト９３でセパレータ止め片９４及びカラー９５を取付けたものである。
ボルト９３を締め付けて枠体８２にカラー９５を固定したときに、カラー９５の段部９５ａの高さがセパレータ止め片９４の厚さよりも大きいため、セパレータ止め片９４をカラー９５を中心に回転させることができる。なお、９４ａはセパレータ７８の縁に掛けるためにセパレータ止め片９４の下面に設けた切欠き部である。
【００４０】
図９は図６の９−９線断面図であり、枠体８２の上面に位置決めピン８３を打込み、この位置決めピン８３にセパレータ７８の位置決め穴７８ａを嵌める状態を示す。
【００４１】
以上に述べた燃料電池用セパレータのシール塗布積層装置１０の作用を次に説明する。
図１０は本発明に係る燃料電池用セパレータのシール材塗布及び積層のフロー図である。なお、ＳＴ××はステップ番号を示す。
ＳＴ０１…セパレータをパレットに位置決めする。
ＳＴ０２…パレットでセパレータを搬送する
【００４２】
ＳＴ０３…パレットをシール材塗布ステーションに位置決めする。このようにして、セパレータをシール材塗布ステーションに位置決めする。
ＳＴ０４…セパレータの反りを矯正した状態でセパレータにシール材を塗布する。
ＳＴ０５…パレットでセパレータを搬送する。
【００４３】
ＳＴ０６…パレットを積層ステーションに位置決めする。
ＳＴ０７…セパレータの反りを矯正した状態でセパレータにＭＥＡを積層する。このようにしてセルを造り、このセルを複数積層することで燃料電池を造る。
【００４４】
図１１（ａ）〜（ｃ）は本発明に係るセパレータのシール材塗布及び積層の作用を説明する第１作用図である。
（ａ）において、まず、パレット８１の位置決めピン８３，８３に、セパレータ７８の位置決め穴７８ａ，７８ａを嵌め、パレット８１にセパレータ７８を位置決めする。
（ｂ）において、パレット８１に設けたフック８４のセパレータ止め片９４を矢印のように回転させ、（ｃ）に示すようにセパレータ止め片９４の切欠き部９４ａをセパレータ７８に掛けてセパレータ７８の縁を止めたことを示す。
【００４５】
図１２は本発明に係るセパレータのシール材塗布及び積層の作用を説明する第２作用図であり、セパレータ載置台２２のパレット載置部４１，４２，４３，４４にパレット８１の各位置決めブロック８５を載せる。
【００４６】
図１３（ａ）〜（ｄ）は本発明に係るセパレータのシール材塗布及び積層の作用を説明する第３作用図である。
（ａ）において、位置決めブロック８５はＬ字状凸部５２の位置決め面５２ａ，５２ｂから離れて載置面５１に載った状態にある。
（ｂ）において、位置決めブロック８５は矩形状凸部５４の位置決め面５４ａから離れて載置面５３に載った状態にある。
【００４７】
（ｃ）において、シリンダ部６１にオイル又はエアを供給し、ロッド６２，６２を介して押圧部６３を白抜き矢印に示すようにＬ字状凸部５２側に移動させながら、押圧部６３の斜面６３ａを位置決めブロック８５に当てる。
これにより、位置決めブロック８５は、斜面６３ａから受ける図の左方向及び上方向の分力を受けて、矢印のように左方及び上方に移動する。
【００４８】
（ｄ）において、シリンダ部６６にオイル又はエアを供給し、ロッド６７，６７を介して押圧部６８を白抜き矢印に示すように矩形状凸部５４側に移動させながら、（ａ）に示した斜面６３ａを位置決めブロック８５に当てるのとほぼ同時に（ｂ）に示した押圧部６８の斜面６８ａを位置決めブロック８５に当てる。
これにより、位置決めブロック８５は、斜面６８ａから受ける図の左方向及び上方向の分力を受けて、矢印のように左方及び上方に移動する。
【００４９】
（ｃ）及び（ｄ）において、押圧部６３，６８を移動させ続けると、斜面６３ａ，６８ａによって、（ａ）の位置決めブロック８５は位置決め面５２ａ，５２ｂに当たり、（ｂ）の位置決めブロック８５は位置決め面５４ａに当たる。
この時、押圧部６３の側面６３ｂと位置決めブロック８５との間にはクリアランス量としてＣが存在する、即ち位置決めブロック８５を、位置決め面５２ａ，５２ｂ及び斜面６３ａの３箇所で支持する。
【００５０】
図１２に示したパレット載置部４３の載置面５５及びパレット載置部４４の載置面５６のそれぞれに載せた位置決めブロック８５，８５は、上記した載置面５１，５３に載せた位置決めブロック８５，８５と一体的に移動する。
このようにして、セパレータ載置台２２へのパレット８１の位置決めが完了する。
【００５１】
図１４（ａ），（ｂ）は本発明に係るセパレータのシール材塗布及び積層の作用を説明する第４作用図である。
（ａ）は、パレット８１に載せたセパレータ７８の下方に矯正装置４７を配置した状態を示す。（２台の矯正装置４７のうち、１台は便宜上省いた。）
セパレータ７８は、片面にのみガス流路等になる溝を形成したものや、一方の面と他方の面とで形状の異なる溝を形成したものでは図の如く反りが発生する。
【００５２】
（ｂ）において、セパレータ７８の反りを矯正するために、矯正装置４７に圧縮エアを供給し、矢印のように矯正装置４７とセパレータ７８との間からエアを噴出し、矯正装置４７でセパレータ７８を吸引する。この結果、セパレータ７８は白抜き矢印に示すように平坦になる。
【００５３】
図１５は本発明に係るセパレータのシール材塗布及び積層の作用を説明する第５作用図である。
セパレータ７８の反りを矯正している状態で、即ち矯正装置４７（図１４（ｂ）参照）を働かせながら、セパレータ７８にシール材９７を塗布する。
【００５４】
例えば、位置決め穴７８ａの近傍からシール材９７を塗り始め（９７ａは塗り始め部分）、セパレータ７８の縁にほぼ沿ってその内側を矢印に示すように矩形状に塗り、塗り終わり部分９７ｂを塗り始め部分９７ａに交差させて重ねるようにする。
【００５５】
図１６（ａ）〜（ｈ）は本発明に係るセパレータのシール材塗布及び積層の作用を説明する第６作用図であり、図１５で説明したシール材９７の塗り始め部分９７ａと塗り終わり部分９７ｂとの交差位置付近でのシール材塗布要領を説明する。
（ａ）において、シール材塗布ガンのノズル部３３は、セパレータ７８からの高さｈ１（この高さｈ１は、請求項３に記載した所定クリアランスである。）を維持しつつ、セパレータ７８にシール材９７を塗布しながら移動する。
【００５６】
（ｂ）において、ノズル部３３がシール材９７の塗り始め部分９７ａに近づき、非接触式センサから発射したレーザ９９がシール材９７の塗り始め部分９７ａを検知すると、ノズル部３３は矢印のように下降を開始し、（ｃ）ノズル部３３がセパレータ７８から高さｈ２の位置まで下降したら、ノズル部３３は矢印のように上昇を開始する。
（ｄ）において、ノズル部３３がセパレータ７８から元の高さｈ１（（ａ）参照）に達したら、再び高さｈ１を維持しながら水平に移動する。
【００５７】
そして、（ｅ）及び（ｆ）に示す矢印のように、ノズル部３３は、水平移動しながらシール材９７の塗布を続け、（ｇ）でシール材９７の塗布を終了する。
（ｇ）に示した塗り始め部分９７ａと塗り終わり部分９７ｂとの交差部分９７ｃには、塗り始め部分９７ａの左側（交差した後の側）に隙間１０１が存在するが、塗り始め部分９７ａの右側（交差する手前の側）の部分には隙間がなくなり、シール性を高めることができる。
【００５８】
塗り始め部分９７ａの左側の隙間１０１を埋める場合は、（ｈ）のように、シール材塗布位置が塗り始め部分９７ａを越えた位置、例えば（ｂ）及び（ｃ）で昇降したノズル部３３の位置から水平方向に所定距離Ｌだけ移動したときに、ノズル部３３をセパレータ７８から高さｈ３（高さｈ３は高さｈ２に等しくてもよい。）の位置まで下降させればよい。
【００５９】
この後、図１４（ｂ）に示した矯正装置４７によるセパレータ７８の吸引を停止し、シール材９７を塗布したセパレータ７８をパレット８１（図６参照）で積層ステーションまで搬送する。
積層ステーションは、図４に示したセパレータ載置台２２と同じセパレータ載置台を備えるため、図１２及び図１３で説明したのと同様に、積層ステーションのセパレータ載置台にパレット８１を位置決めする。
【００６０】
図１７（ａ），（ｂ）は本発明に係るセパレータのシール材塗布及び積層の作用を説明する第７作用図である。
（ａ）において、積層ステーションに設けた矯正装置４７に圧縮エアを供給し、矢印のように矯正装置４７と、反りが戻っていたセパレータ７８との間からエアを噴出し、矯正装置４７でセパレータ７８を吸引する。この結果、セパレータ７８は平坦になる。
【００６１】
セパレータ７８を吸引し続けてセパレータ７８を平坦に保った状態で、セパレータ７８のシール材９７を塗布した面にＭＥＡ１０３を載せ、更にこのＭＥＡ１０３に、シール材９７を塗布しておいた別のセパレータ１０４を載せ、このセパレータ１０４に更に枠部材１０５を載せる。
（ｂ）において、重ねたセパレータ７８、ＭＥＡ１０３及びセパレータ１０４を枠部材１０５を介して図１に示したプレス装置１０７で矢印のように加圧することでセルが出来上がる。
【００６２】
以上の図２、図１４及び図１５でに説明したように、矯正装置４７でセパレータ７８の反りを矯正し、この矯正装置４７を働かせながらセパレータ７８にシール材９７を塗布するようにしたことで、セパレータ７８とシール材塗布ガン２４との距離を一定に保つことができ、シール材９７を均一な厚さに塗布することができる。従って、燃料電池のシール性を向上させることができる。
【００６３】
また、エアを噴出させて負圧を発生させるため、矯正装置４７でセパレータ７８を吸引したときに、矯正装置４７にセパレータ７８が接触することがない。
従って、矯正装置４７からセパレータ７８に金属イオンが付着することがないため、金属イオンによる燃料電池の性能低下を防止することができる。
更に、矯正装置４７にセパレータ７８が接触しないので、矯正装置４７でセパレータ７８の表面を傷つける心配がなく、燃料電池の品質を高めることができる。
【００６４】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１の燃料電池用セパレータの反り矯正方法は、セパレータの縁部を支持する枠体上に、セパレータの中央部が凹むように反った一方の面が枠体に相対するようにしてセパレータを載置し、柱体の上面の縁にエアの噴出孔が設けられるとともに噴出孔が上面に対して外方斜め上方に向くように設けられた矯正手段の上面が、セパレータの一方の面と相対するように矯正手段とセパレータとを近接させ、矯正手段の噴出孔からエアを噴出させ、上面とセパレータとに挟まれた空間の外側に向けてエアを流出させることにより、上面の中央部とセパレータとの間に負圧を発生させ、この負圧により反りを矯正するので、矯正手段とセパレータを接触させることなくセパレータの反りを矯正することができる。
【００６５】
即ち、矯正手段は、セパレータに接触することなしに離れた状態でセパレータを吸引することができるものであり、セパレータの反りを矯正することができる。そして、矯正手段は、セパレータに接触することがないため、セパレータに金属イオンが付着することがない。
さらに、矯正手段にセパレータが接触しないので、矯正手段でセパレータの表面を傷つける心配がなく、燃料電池の品質を高めることができる。
【００６６】
請求項２の燃料電池用セパレータの反り矯正装置は、セパレータの縁部を支持する枠体と、柱体の上面の縁にエアの噴出孔が設けられるとともに噴出孔が上面に対して外方斜め上方に向くように設けられた矯正手段とを備え、セパレータは、その中央部が凹むように反った一方の面が枠体に相対するようにして枠体に載置され、矯正手段は、その上面がセパレータの一方の面と相対するように近接し、矯正手段の噴出孔からエアを噴出させ、上面とセパレータとに挟まれた空間の外側に向けてエアを流出させることにより、上面の中央部とセパレータとの間に負圧を発生させ、この負圧により反りを矯正するので、矯正手段とセパレータを接触させることなくセパレータの反りを矯正することができる。
【００６７】
即ち、矯正手段は、セパレータに接触することなしに離れた状態でセパレータを吸引することができるものであり、セパレータの反りを矯正することができる。そして、矯正手段は、セパレータに接触することがないため、セパレータに金属イオンが付着することがない。
さらに、矯正手段にセパレータが接触しないので、矯正手段でセパレータの表面を傷つける心配がなく、燃料電池の品質を高めることができる。
【００６８】
請求項３の燃料電池用セパレータのシール材塗布方法は、セパレータの縁部を支持する枠体上に、セパレータの中央部が凹むように反った一方の面が枠体に相対するようにしてセパレータを載置し、柱体の上面の縁にエアの噴出孔が設けられるとともに噴出孔が上面に対して外方斜め上方に向くように設けられた矯正手段の上面が、セパレータの一方の面と相対するように矯正手段とセパレータとを近接させ、矯正手段の噴出孔からエアを噴出させ、上面とセパレータとに挟まれた空間の外側に向けてエアを流出させることにより、上面の中央部とセパレータとの間に負圧を発生させ、この負圧により反りを矯正するので、矯正手段でセパレータの反りを矯正し、この矯正手段を働かせながらセパレータにシール材を塗布するようにしたことで、セパレータとシール材塗布手段との距離を一定に保つことができ、シール材を均一な厚さに塗布することができる。
【００６９】
また、矯正手段は、セパレータに接触することなしに離れた状態でセパレータを吸引することができるものであり、セパレータの反りを矯正することができる。そして、矯正手段は、セパレータに接触することがないため、セパレータに金属イオンが付着することがない。
さらに、矯正手段にセパレータが接触しないので、矯正手段でセパレータの表面を傷つける心配がなく、燃料電池の品質を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る燃料電池用セパレータのシール材塗布積層装置の正面図
【図２】本発明に係るシール材塗布ステーションの要部拡大正面図
【図３】図２の３矢視図
【図４】図２の４矢視図
【図５】本発明に係る燃料電池用セパレータの矯正装置の説明図
【図６】本発明に係る燃料電池用セパレータを搬送するパレットの平面図
【図７】図６の７−７線断面図
【図８】図６の８−８線断面図
【図９】図６の９−９線断面図
【図１０】本発明に係る燃料電池用セパレータのシール材塗布及び積層のフロー図
【図１１】本発明に係るセパレータのシール材塗布及び積層の作用を説明する第１作用図
【図１２】本発明に係るセパレータのシール材塗布及び積層の作用を説明する第２作用図
【図１３】本発明に係るセパレータのシール材塗布及び積層の作用を説明する第３作用図
【図１４】本発明に係るセパレータのシール材塗布及び積層の作用を説明する第４作用図
【図１５】本発明に係るセパレータのシール材塗布及び積層の作用を説明する第５作用図
【図１６】本発明に係るセパレータのシール材塗布及び積層の作用を説明する第６作用図
【図１７】本発明に係るセパレータのシール材塗布及び積層の作用を説明する第７作用図
【図１８】従来のシール材の塗布要領を説明する作用図
【符号の説明】
１１…シール材塗布ステーション、２４…シール材塗布手段（シール材塗布ガン）、４７…矯正手段（矯正装置）、７２…柱体（円柱部）、７３…上面、７４…噴出孔、７８，１０４…セパレータ、８２…枠体、９７…シール材、ｈ１…所定クリアランス（高さ）。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention, warp correction method of the preferred fuel cell separator to apply the sealant to a uniform thickness, about the same warp correcting device and the dispensing sealant how.
[0002]
[Prior art]
A fuel cell is a battery that utilizes the reverse principle of water electrolysis and can obtain electricity in the process of obtaining water by reacting hydrogen and oxygen. In general, since the fuel gas is replaced by hydrogen and the air or oxidant gas is replaced by oxygen, the terms fuel gas, air, and oxidant gas are often used.
[0003]
As such a fuel cell, for example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-123848 “Fuel Cell” is known.
According to FIG. 1 of the publication, the anode side electrode 20 and the cathode side electrode 22 are attached to the electrolyte membrane 18 (the reference numerals are those described in the publication. The same applies hereinafter), and these are attached to the gaskets 24, 26. The cell module is configured by being sandwiched between the first separator 14 and the second separator 16 via.
[0004]
Specifically, a first flow path 38 serving as a fuel gas flow path is formed on the surface 14 a of the first separator 14, and a second flow path 46 serving as an oxidant gas flow path is formed on the surface 16 a of the second separator 16. Each is formed and has a structure in which fuel gas and oxidant gas are allowed to face the electrolyte membrane 18 at the center.
[0005]
Since the electrical output obtained by one cell module shown in FIG. 1 is very small, a desired electrical output can be obtained by stacking a large number of such cell modules. Accordingly, the first and second separators 14 and 16 are called “separators” because they are separation members that prevent fuel gas and oxidant gas from leaking into adjacent cells.
[0006]
The first separator 14 has a flow path 38 for fuel gas on the surface 14a, and the second separator 16 has a flow path 46 for oxidant gas on the surface 16a. It is necessary to make contact with the cathode side electrode 22, and for this purpose, the flow paths 38 and 46 need to be provided with a number of extremely shallow grooves.
[0007]
The first and second separators 14 and 16 are each provided with a fuel gas supply hole 32a and an oxidant gas supply hole 34a at one end in order to supply fuel gas or oxidant gas to the flow paths 38 and 46, respectively. The other end portion is provided with a fuel gas discharge hole portion 32b and an oxidant gas discharge hole portion 34b, respectively, and a cooling water supply hole portion 36a for passing cooling water is provided at one end portion, and the cooling water discharge hole portion 36b is provided. Provided at the other end.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
Although the present inventors applied a liquid sealing material to the separator instead of the gaskets 24 and 26 and made various attempts to manufacture the cell module by sandwiching the membrane / electrode assembly composed of the electrolyte membrane and the electrode between the two separators. The following problems occurred.
18 (a) and 18 (b) are operation diagrams for explaining the application procedure of a conventional sealing material.
(A) shows the state which apply | coats the sealing material 204 with the sealing material application gun 203 to the separator 202 mounted on the mounting base 201. FIG.
The separator 202 may be warped as shown in the figure when a groove such as a gas flow path is formed only on one surface, or when grooves having different shapes are formed on one surface and the other surface. .
[0009]
When it is attempted to apply the sealing material 204 to such a warped separator 202 with the sealing material application gun 203, when the sealing material application gun 203 is moved horizontally as indicated by the white arrow, the tip of the sealing material application gun 203 and the separator Since the distance to 202 changes, as shown in (b), for example, the seal material thickness t2 at the center of the separator 202 is smaller than the seal material thickness t1 at the edge of the separator 202.
In this case, gas or water may leak from the thin portion of the sealing material 204.
[0010]
An object of the present invention, the warp correction method of a separator capable of applying a sealing material of a fuel cell separator to a uniform thickness, is to provide a same warp correcting device and the dispensing sealant how.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
Claim 1 in order to achieve the above object, there is provided a warp correction method of a separator for a fuel cell, on a frame supporting the edges of the separator, one surface that warps so that the central portion of the separator is recessed The separator is placed so as to face the frame body, and an air ejection hole is provided at the edge of the upper surface of the column body, and the correction means is provided so that the ejection hole faces obliquely upward outward from the upper surface The correction means and the separator are brought close to each other so that the upper surface of the separator faces one side of the separator, air is blown out from the ejection hole of the correction means, and the air is directed toward the outside of the space sandwiched between the upper surface and the separator. by runoff, negative pressure is generated between the central portion and the separator of the upper surface, to correct the warp by the negative pressure, characterized in that.
[0012]
According to the present invention, negative pressure is generated between the center portion of the upper surface and the separator by ejecting air from the ejection hole of the correcting means and causing the air to flow out toward the outside of the space sandwiched between the upper surface and the separator. Therefore, the warping of the separator can be corrected without bringing the correcting means into contact with the separator.
[0013]
That is, the correcting means can suck the separator in a separated state without contacting the separator, and can correct the warp of the separator. And since the correction | amendment means does not contact a separator, a metal ion does not adhere to a separator.
If metal ions adhere to the separator, the metal ions adhere to the carbon electrode of the MEA laminated on the separator, and the metal ions and electrons combine to deposit a metal on the carbon electrode. As a result, the deposited metal hinders the reaction between hydrogen and oxygen and may deteriorate the performance of the fuel cell. In the present invention, such a problem can be avoided.
Furthermore, since the separator does not come into contact with the correction means, there is no fear of damaging the surface of the separator with the correction means, and the quality of the fuel cell can be improved.
[0014]
Claim 2 is a fuel cell separator warpage correction apparatus, wherein a frame body that supports an edge portion of the separator, and an air ejection hole are provided at an edge of the upper surface of the column body, and the ejection hole is formed with respect to the upper surface. Correction means provided so as to face obliquely upward outward , and the separator is placed on the frame body so that one surface thereof warped so that the center part thereof is recessed is opposed to the frame body, and the correction means Is close to the upper surface of the separator so as to face one side, and the air is ejected from the ejection hole of the correction means, and the air flows out toward the outside of the space sandwiched between the upper surface and the separator, A negative pressure is generated between the central portion of the upper surface and the separator, and the warp is corrected by the negative pressure .
[0015]
According to the present invention, negative pressure is generated between the center portion of the upper surface and the separator by ejecting air from the ejection hole of the correcting means and causing the air to flow out toward the outside of the space sandwiched between the upper surface and the separator. Therefore, the warping of the separator can be corrected without bringing the correcting means into contact with the separator.
[0016]
That is, the correcting means can suck the separator in a separated state without contacting the separator, and can correct the warp of the separator. The correcting means may, because does not contact with the separator, metal ions does not adhere to the separator.
If metal ions adhere to the separator, the metal ions adhere to the carbon electrode of the MEA laminated on the separator, and the metal ions and electrons combine to deposit a metal on the carbon electrode. As a result, the deposited metal hinders the reaction between hydrogen and oxygen and may deteriorate the performance of the fuel cell. In the present invention, such a problem can be avoided.
[0017]
Furthermore, since the separator does not come into contact with the correction means, there is no fear of damaging the surface of the separator with the correction means, and the quality of the fuel cell can be improved.
[0018]
A third aspect of the present invention is a method for applying a sealing material to a separator for a fuel cell , wherein the warping of the separator is corrected by a correcting means, and the sealing material is applied to the separator by a sealing material applying means. In addition, the separator is placed so that one surface warped so that the central portion of the separator is recessed is opposed to the frame body, and an air ejection hole is provided at the edge of the upper surface of the column body and the ejection hole is formed on the upper surface. On the other hand, the correction means provided so that the upper surface of the correction means is directed obliquely upward outward is brought close to the separator so that the correction means and the separator are close to each other, and air is ejected from the ejection hole of the correction means. The negative pressure is generated between the central portion of the upper surface and the separator by flowing out air toward the outside of the space sandwiched between the separator and the warp, and the warp is corrected by this negative pressure. .
[0019]
Warpage may occur when grooves such as gas flow paths are formed only on one side of the separator, or grooves having different shapes are formed on one side and the other side. For example, in the case of a resin separator, the warp is warped again due to elasticity even if it is corrected once.
[0020]
In the present invention, it is possible to keep the distance between the separator and the sealing material applying means constant by correcting the warp of the separator with the correcting means and applying the sealing material to the separator while operating the correcting means. The sealing material can be applied to a uniform thickness.
[0021]
Further, the correction means can suck the separator in a separated state without contacting the separator, and can correct the warp of the separator. And since the correction | amendment means does not contact a separator, a metal ion does not adhere to a separator.
Furthermore, since the separator does not come into contact with the correction means, there is no fear of damaging the surface of the separator with the correction means, and the quality of the fuel cell can be improved.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. The drawings are viewed in the direction of the reference numerals.
FIG. 1 is a front view of a fuel cell separator seal coating and laminating apparatus according to the present invention. A seal coating and laminating apparatus 10 includes a sealing material coating station 11 that applies a sealing material to a separator, and a separator that has been coated with a sealing material. And a laminating station 12 for laminating the membrane-electrode assembly.
[0023]
A membrane electrode assembly ( MEA) is obtained by bonding an anode side electrode and a cathode side electrode made of carbon paper to both sides of a polymer electrolyte membrane made of a polymer compound.
[0024]
FIG. 2 is an enlarged front view of the main part of the sealing material application station according to the present invention. The sealing material application station 11 includes a separator mounting table 22 attached to the base part 21, an arm part 23 attached to the base part 21, and A seal material application gun 24 as a seal material application means attached to the arm portion 23 and a non-contact sensor 25 arranged close to the tip of the seal material application gun 24 are provided.
[0025]
The seal material application gun 24 stores a seal material and can be exchanged, a seal material cartridge 27, a seal material supply hose 28 attached to the seal material cartridge 27, and a seal material in which the tips of the seal material supply hose 28 are connected. It comprises an extruding part 31, an electric motor 32 for driving the sealing material extruding part 31, and a nozzle part 33 attached to the tip of the sealing material extruding part 31 for discharging the sealing material.
[0026]
The non-contact type sensor 25 detects a seal material that has already been applied in a non-contact state while applying the seal material to the separator, for example, by irradiating the separator surface substantially below the nozzle portion 33 with a laser. A control device (not shown) drives the arm unit 23 based on a signal from the non-contact sensor 25 to control horizontal movement and elevation of the sealing material application gun 24.
[0027]
The seal material push-out portion 31 of the seal material application gun 24 is, for example, a screw having a spiral groove inserted into a cylinder. The sealing material is sucked through the sealing material supply hose 28, and the sealing material is extruded between the cylinder inner wall and the screw groove and discharged from the nozzle portion 33.
[0028]
FIG. 3 is a view taken in the direction of arrow 3 in FIG. 2, and a back plate 35 is attached to the rear portion of the sealing material application gun 24, and stays 36 and 36 (the back side stay 36 is not shown) are slanted from the lower end of the back plate 35. This indicates that the non-contact type sensor 25 is attached to the tips of the stays 36, 36.
The non-contact sensor 25 has a tip directed downward from the nozzle portion 33.
[0029]
FIG. 4 is a view taken in the direction of arrow 4 in FIG. 2 and shows a plan view of the sealing material application station 11.
The separator mounting table 22 of the sealing material application station 11 includes pallet mounting portions 41, 42, 43, and 44 for mounting a pallet (to be described later) for transporting the separator, and a first for positioning the pallet on the separator mounting table 22. The positioning member 45 and the second positioning member 46, and correction devices 47 and 47 as correction means for correcting the warpage of the separator placed on the pallet are provided.
[0030]
The pallet mounting part 41 includes a mounting surface 51 and an L-shaped convex part 52 protruding from the mounting surface 51, and the L-shaped convex part 52 is a member in which positioning surfaces 52a and 52b are formed.
The pallet mounting part 42 includes a mounting surface 53 and a rectangular convex part 54 protruding from the mounting surface 53, and the rectangular convex part 54 is a member in which a positioning surface 54a is formed.
The pallet placement units 43 and 44 include placement surfaces 55 and 56.
[0031]
The first positioning member 45 includes a cylinder portion 61, rods 62 and 62 inserted into a cylinder (not shown) in the cylinder portion 61, and a pressing portion 63 attached to the tips of these rods 62 and 62. The rods 62 and 62 are pushed out by supplying oil or air from the suction ports 64 and 64 into the cylinder, and the pallet is positioned by pressing a part of the pallet with the pressing portion 63. Reference numeral 63 a denotes a slope provided on the pressing portion 63.
[0032]
The second positioning member 46 includes a cylinder portion 66, rods 67 and 67 inserted into a cylinder (not shown) in the cylinder portion 66, and a pressing portion 68 attached to the tips of these rods 67 and 67. The rods 67 and 67 are pushed out by supplying oil or air from the suction ports 69 and 69 into the cylinder, and the pallet is positioned by pressing a part of the pallet with the pressing portion 68. Reference numeral 68 a denotes a slope provided on the pressing portion 68.
[0033]
5 (a) and 5 (b) are explanatory views of a correction device for a fuel cell separator according to the present invention.
In (a), the correction device 47 is connected to a cylindrical portion 72 and ejection holes 74 formed in the cylindrical portion 72 and opened at the edge of the upper surface 73 (... indicates a plurality, the same applies hereinafter). A joint pipe 75 and an air hose 76 connected to the joint pipe 75.
[0034]
Next, the operation of the correction device 47 described above will be described.
(B), the supply compressed air from the air hose 76 and ejected to the outside through the ... joint tube 75 and the injection holes 74, when brought into close proximity to the separator 78 to the correcting unit 47, air is arrow ▲ circled As shown by 1 and a circled number 1 ▼, the gas flows out from between the edge of the cylindrical portion 72 and the separator 78 to the outside. As a result, a negative pressure is generated between the central portion of the upper surface 73 of the cylindrical portion 72 and the separator 78, so that the separator 78 is sucked toward the cylindrical portion 72 as indicated by an arrow “ circled number 2” . However, the separator 78 does not come into close contact with the upper surface 73 of the cylindrical portion 72 due to the ejection of air from the ejection holes 74.
[0035]
That is, the correction device 47 can suck the separator 78 in a separated state without contacting the separator 78, and can correct the warp of the separator 78.
Further, since the correction device 47 does not contact the separator 78, metal ions do not adhere to the separator 78.
[0036]
If metal ions adhere to the separator 78, metal ions adhere to the carbon electrode of the MEA laminated on the separator 78, and the metal ions and electrons are combined to deposit a metal on the carbon electrode. As a result, the deposited metal may hinder the reaction between hydrogen and oxygen, which may reduce the performance of the fuel cell.
[0037]
FIG. 6 is a plan view of a pallet for transporting the fuel cell separator according to the present invention. A pallet 81 as a transport member is provided with positioning pins 83 and 83 for positioning the separator 78 on the frame body 82 and a separator 78. Are attached to the above-described separator mounting table 22 (see FIG. 4). 86 and 86 are handles.
[0038]
7 is a cross-sectional view taken along line 7-7 of FIG. 6, and shows that the positioning block 85 is attached to the lower surface of the frame body 82 with screws 91. FIG. The positioning block 85 is a substantially cylindrical member as shown in FIG.
[0039]
8 is a cross-sectional view taken along line 8-8 in FIG. 6, and the hook 84 is obtained by attaching a separator stopper piece 94 and a collar 95 to the upper surface of the frame body 82 with bolts 93. FIG.
When the collar 95 is fixed to the frame body 82 by tightening the bolt 93, the height of the step portion 95a of the collar 95 is larger than the thickness of the separator stopper piece 94, and therefore the separator stopper piece 94 is rotated around the collar 95. be able to. Reference numeral 94 a denotes a notch provided on the lower surface of the separator stopper piece 94 so as to hang on the edge of the separator 78.
[0040]
FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line 9-9 in FIG. 6 and shows a state in which the positioning pin 83 is driven into the upper surface of the frame body 82 and the positioning hole 78a of the separator 78 is fitted into the positioning pin 83.
[0041]
Next, the operation of the fuel cell separator seal coating and laminating apparatus 10 described above will be described.
FIG. 10 is a flowchart for applying and laminating the sealing material of the fuel cell separator according to the present invention. STXX indicates a step number.
ST01 ... Position the separator on the pallet.
ST02 ... Transporting separator with pallet [0042]
ST03 ... Position the pallet at the sealant application station. In this way, the separator is positioned at the sealing material application station.
ST04 ... A sealing material is applied to the separator in a state where the warpage of the separator is corrected.
ST05 ... The separator is conveyed by the pallet.
[0043]
ST06 ... Position the pallet at the stacking station.
ST07 ... MEA is laminated on the separator in a state in which the warpage of the separator is corrected. A cell is manufactured in this way, and a fuel cell is manufactured by stacking a plurality of the cells.
[0044]
FIGS. 11A to 11C are first operation diagrams for explaining the operation of applying and laminating the sealing material of the separator according to the present invention.
In (a), first, the positioning holes 78 a and 78 a of the separator 78 are fitted into the positioning pins 83 and 83 of the pallet 81 to position the separator 78 on the pallet 81.
In (b), the separator stopper piece 94 of the hook 84 provided on the pallet 81 is rotated as shown by the arrow, and the notch 94a of the separator stopper piece 94 is hung on the separator 78 as shown in FIG. Indicates that the edge has been stopped.
[0045]
FIG. 12 is a second action diagram for explaining the action of applying and laminating the sealing material of the separator according to the present invention. Each positioning block 85 of the pallet 81 is placed on the pallet placing parts 41, 42, 43, 44 of the separator placing table 22. Put on.
[0046]
FIGS. 13A to 13D are third action diagrams for explaining the action of applying and laminating the sealing material of the separator according to the present invention.
In (a), the positioning block 85 is in a state of being placed on the mounting surface 51 apart from the positioning surfaces 52 a and 52 b of the L-shaped convex portion 52.
In (b), the positioning block 85 is in a state of being placed on the mounting surface 53 away from the positioning surface 54 a of the rectangular convex portion 54.
[0047]
In (c), oil or air is supplied to the cylinder part 61, and the pressing part 63 is moved to the L-shaped convex part 52 side through the rods 62 and 62 as indicated by the white arrow, The inclined surface 63a is brought into contact with the positioning block 85.
Thereby, the positioning block 85 receives the component force in the left direction and the upward direction in the figure received from the inclined surface 63a, and moves to the left and upward as indicated by arrows.
[0048]
In (d), oil or air is supplied to the cylinder portion 66, and the pressing portion 68 is moved to the rectangular convex portion 54 side as shown by the white arrow through the rods 67, 67 while being shown in (a). The inclined surface 68a of the pressing portion 68 shown in (b) is applied to the positioning block 85 almost simultaneously with the application of the inclined surface 63a to the positioning block 85.
Thereby, the positioning block 85 receives the component force in the left direction and the upward direction in the figure received from the slope 68a, and moves to the left and upward as indicated by the arrows.
[0049]
In (c) and (d), when the pressing portions 63 and 68 are continuously moved, the positioning block 85 of (a) hits the positioning surfaces 52a and 52b by the inclined surfaces 63a and 68a, and the positioning block 85 of (b) is positioned. It hits surface 54a.
At this time, there is C as a clearance amount between the side surface 63b of the pressing portion 63 and the positioning block 85, that is, the positioning block 85 is supported at three positions of the positioning surfaces 52a and 52b and the inclined surface 63a.
[0050]
The positioning blocks 85 and 85 placed on the placement surface 55 of the pallet placement portion 43 and the placement surface 56 of the pallet placement portion 44 shown in FIG. 12 are positioned on the placement surfaces 51 and 53 described above. It moves integrally with the blocks 85 and 85.
In this way, the positioning of the pallet 81 on the separator mounting table 22 is completed.
[0051]
14 (a) and 14 (b) are fourth action diagrams for explaining the action of applying and laminating the sealing material of the separator according to the present invention.
(A) shows the state which has arrange | positioned the correction apparatus 47 under the separator 78 mounted on the pallet 81. FIG. (One of the two correction devices 47 is omitted for convenience.)
The separator 78 is warped as shown in the figure when a groove that forms a gas flow path or the like is formed only on one side, or when a groove having a different shape is formed on one side and the other side.
[0052]
In (b), in order to correct the warp of the separator 78, compressed air is supplied to the correction device 47, and air is ejected from between the correction device 47 and the separator 78 as indicated by an arrow. Aspirate. As a result, the separator 78 becomes flat as indicated by the white arrow.
[0053]
FIG. 15 is a fifth action diagram for explaining the action of applying and laminating the sealing material of the separator according to the present invention.
The sealing material 97 is applied to the separator 78 in a state where the warp of the separator 78 is corrected, that is, while the correction device 47 (see FIG. 14B) is operated.
[0054]
For example, the seal material 97 is started to be applied from the vicinity of the positioning hole 78a (97a is an application start portion), the inside of the separator 78 is applied in a rectangular shape as indicated by an arrow, and the application end portion 97b is applied It overlaps with the portion 97a.
[0055]
FIGS. 16A to 16H are sixth action views for explaining the action of applying and laminating the sealing material of the separator according to the present invention, and the coating start portion 97a and the coating end portion of the sealing material 97 described in FIG. The sealing material application procedure in the vicinity of the intersection with 97b will be described.
In (a), the nozzle portion 33 of the sealing material application gun seals the separator 78 while maintaining the height h1 from the separator 78 (this height h1 is the predetermined clearance described in claim 3). It moves while applying the material 97.
[0056]
In (b), when the nozzle portion 33 approaches the coating start portion 97a of the sealing material 97 and the laser 99 emitted from the non-contact type sensor detects the coating start portion 97a of the sealing material 97, the nozzle portion 33 is indicated by an arrow. When the nozzle part 33 descends from the separator 78 to the position of the height h2, the nozzle part 33 starts to rise as shown by an arrow.
In (d), when the nozzle part 33 reaches the original height h1 (see (a)) from the separator 78, it moves horizontally while maintaining the height h1 again.
[0057]
Then, as indicated by the arrows shown in (e) and (f), the nozzle 33 continues to apply the sealing material 97 while moving horizontally, and ends the application of the sealing material 97 in (g).
A gap 101 exists on the left side of the coating start portion 97a (the side after the intersection) at the intersection portion 97c between the coating start portion 97a and the coating end portion 97b shown in (g), but the right side of the coating start portion 97a. There is no gap in the part (the side just before the intersection), and the sealing performance can be improved.
[0058]
When filling the gap 101 on the left side of the coating start portion 97a, as shown in (h), the position of the nozzle 33 that has moved up and down at a position where the sealing material application position exceeds the coating start portion 97a, for example, (b) and (c). When moving from the position in the horizontal direction by a predetermined distance L, the nozzle portion 33 may be lowered from the separator 78 to a height h3 (the height h3 may be equal to the height h2).
[0059]
Thereafter, the suction of the separator 78 by the correction device 47 shown in FIG. 14B is stopped, and the separator 78 coated with the sealing material 97 is conveyed to the stacking station by the pallet 81 (see FIG. 6).
Since the stacking station includes the same separator mounting table as the separator mounting table 22 shown in FIG. 4, the pallet 81 is positioned on the separator mounting table of the stacking station as described with reference to FIGS. 12 and 13.
[0060]
17 (a) and 17 (b) are seventh action views for explaining the action of applying and laminating the sealing material of the separator according to the present invention.
In (a), compressed air is supplied to the straightening device 47 provided in the laminating station, and air is ejected from between the straightening device 47 and the separator 78 where the warpage has returned as indicated by the arrow. Aspirate 78. As a result, the separator 78 becomes flat.
[0061]
In a state where the separator 78 is continuously sucked to keep the separator 78 flat, the MEA 103 is placed on the surface of the separator 78 to which the sealing material 97 is applied, and another separator 104 having the sealing material 97 applied to the MEA 103. The frame member 105 is further placed on the separator 104.
In (b), the cell is completed by pressurizing the stacked separator 78, MEA 103, and separator 104 through the frame member 105 as shown by the arrow in the press device 107 shown in FIG.
[0062]
As described above with reference to FIGS. 2, 14, and 15, the warping of the separator 78 is corrected by the correction device 47, and the sealing material 97 is applied to the separator 78 while the correction device 47 is operated. The distance between the separator 78 and the sealing material application gun 24 can be kept constant, and the sealing material 97 can be applied to a uniform thickness. Therefore, the sealing performance of the fuel cell can be improved.
[0063]
Further, since the negative pressure is generated by ejecting air, the separator 78 does not come into contact with the correction device 47 when the correction device 47 sucks the separator 78.
Accordingly, since metal ions do not adhere to the separator 78 from the correction device 47, it is possible to prevent the fuel cell performance from being deteriorated by the metal ions.
Further, since the separator 78 does not come into contact with the straightening device 47, there is no fear of damaging the surface of the separator 78 with the straightening device 47, and the quality of the fuel cell can be improved.
[0064]
【The invention's effect】
The present invention exhibits the following effects by the above configuration.
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for correcting a warp of a separator for a fuel cell, wherein the separator is mounted on a frame supporting an edge of the separator so that one surface warped so that a central portion of the separator is recessed is opposed to the frame. The upper surface of the correction means provided so that the air ejection hole is provided at the edge of the upper surface of the column body and the ejection hole faces obliquely upward outward with respect to the upper surface is relative to one surface of the separator. So that the correction means and the separator are brought close to each other, the air is ejected from the ejection hole of the correction means, and the air flows out to the outside of the space sandwiched between the upper surface and the separator, so that the central portion of the upper surface and the separator Since the negative pressure is generated between them and the warp is corrected by this negative pressure, the warp of the separator can be corrected without bringing the correcting means into contact with the separator.
[0065]
That is, the correcting means can suck the separator in a separated state without contacting the separator, and can correct the warp of the separator. And since the correction | amendment means does not contact a separator, a metal ion does not adhere to a separator.
Furthermore, since the separator does not come into contact with the correction means, there is no fear of damaging the surface of the separator with the correction means, and the quality of the fuel cell can be improved.
[0066]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a fuel cell separator warpage correction apparatus comprising: a frame body that supports an edge of the separator; and an air ejection hole provided at an edge of an upper surface of a column body; and a correcting means arranged to face upward, the separator has one surface that warps to the central portion is recessed is placed on the frame so as to relative to the frame, correcting means, the The top surface is close to one side of the separator, and air is ejected from the ejection hole of the correction means, and the air flows out toward the outside of the space sandwiched between the top surface and the separator. Since the negative pressure is generated between the portion and the separator and the warp is corrected by this negative pressure, the warp of the separator can be corrected without bringing the correcting means into contact with the separator.
[0067]
That is, the correcting means can suck the separator in a separated state without contacting the separator, and can correct the warp of the separator. And since the correction | amendment means does not contact a separator, a metal ion does not adhere to a separator.
Furthermore, since the separator does not come into contact with the correction means, there is no fear of damaging the surface of the separator with the correction means, and the quality of the fuel cell can be improved.
[0068]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for applying a sealing material for a separator for a fuel cell, wherein a separator is warped on a frame body supporting an edge of the separator so that one surface warped so that a central portion of the separator is recessed is opposed to the frame body. And the upper surface of the correction means provided so that the air ejection hole is provided at the edge of the upper surface of the column body and the ejection hole faces obliquely upward outward with respect to the upper surface is connected to one surface of the separator The correction means and the separator are brought close to each other, the air is ejected from the ejection hole of the correction means, and the air flows out toward the outside of the space sandwiched between the upper surface and the separator, so that the central portion of the upper surface negative pressure is generated between the separator, so to correct the warp by this negative pressure, to correct the warp of the separator correcting means, it has to be applied a sealing material to the separator while exercising this correcting means , It is possible to maintain the distance between the separator and the sealing material applying means constant, it is possible to apply the sealant to a uniform thickness.
[0069]
Further, the correction means can suck the separator in a separated state without contacting the separator, and can correct the warp of the separator. And since the correction | amendment means does not contact a separator, a metal ion does not adhere to a separator.
Furthermore, since the separator does not come into contact with the correction means, there is no fear of damaging the surface of the separator with the correction means, and the quality of the fuel cell can be improved.
[Brief description of the drawings]
1 is a front view of an apparatus for laminating a sealing material for a fuel cell separator according to the present invention. FIG. 2 is an enlarged front view of a main part of a sealing material application station according to the present invention. 4 is a view taken along the arrow 4 in FIG. 2. FIG. 5 is an explanatory view of a fuel cell separator correcting device according to the present invention. FIG. 6 is a plan view of a pallet carrying the fuel cell separator according to the present invention. 7] A sectional view taken along line 7-7 in FIG. 6 [FIG. 8] A sectional view taken along line 8-8 in FIG. 6 [FIG. 9] A sectional view taken along line 9-9 in FIG. FIG. 11 is a first operation diagram illustrating the operation of sealing material application and lamination of the separator according to the present invention. FIG. 12 illustrates the operation of sealing material application and lamination of the separator according to the present invention. FIG. 13 is a second action diagram for explaining the separator sealing material according to the present invention. FIG. 14 is a third action diagram for explaining the action of coating and laminating. FIG. 14 is a fourth action diagram for explaining the action of sealing material application and lamination of the separator according to the invention. FIG. 16 is a fifth action diagram for explaining the operation of the separator according to the present invention and FIG. 17 is a sixth action diagram for explaining the action of the separator according to the present invention. FIG. 18 is an operation diagram for explaining the application procedure of a conventional sealing material.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Sealing material application station, 24 ... Sealing material application means (sealing material application gun), 47 ... Correction means (correction device), 72 ... Columnar body (cylindrical part), 73 ... Upper surface, 74 ... Ejection hole, 78 , 104 ... Separator, 82 ... Frame, 97 ... Sealing material, h1 ... Predetermined clearance (height).

Claims

A method for correcting warpage of a fuel cell separator,
On the frame supporting the edge of the separator, the separator is placed so that one surface warped so that the center of the separator is recessed is opposed to the frame,
The upper surface of the correcting means provided with an air ejection hole at the edge of the upper surface of the column body and the ejection hole facing obliquely upward outward with respect to the upper surface is connected to the one surface of the separator. Bring the correction means and separator close to each other,
A negative pressure is generated between the central portion of the upper surface and the separator by ejecting air from the ejection hole of the correction means and causing the air to flow out to the outside of the space sandwiched between the upper surface and the separator. To correct the warp by this negative pressure,
A method for correcting warpage of a separator for a fuel cell.

A warp correction device for a fuel cell separator,
A frame that supports the edge of the separator;
An air ejection hole is provided at the edge of the upper surface of the column body, and the correction means is provided so that the ejection hole faces obliquely upward outward with respect to the upper surface;
The separator is placed on the frame body so that one surface thereof warped so as to be recessed in the center is opposed to the frame body,
The correction means is close to the upper surface of the correction means so as to face the one surface of the separator,
A negative pressure is generated between the central portion of the upper surface and the separator by ejecting air from the ejection hole of the correction means and causing the air to flow out to the outside of the space sandwiched between the upper surface and the separator. To correct the warp by this negative pressure,
Warp correcting device of a separator for a fuel cell that be characterized in that.

A sealing material is a sealing material application method of a fuel cell separator coated with separators of warpage was corrected by correcting means sealant coating means to the separator,
On the frame supporting the edge of the separator, the separator is placed so that one surface warped so that the center of the separator is recessed is opposed to the frame,
The upper surface of the correcting means provided with an air ejection hole at the edge of the upper surface of the column body and the ejection hole facing obliquely upward outward with respect to the upper surface is relative to one surface of the separator. So that the corrective means and the separator are close to each other,
A negative pressure is generated between the central portion of the upper surface and the separator by ejecting air from the ejection hole of the correction means and causing the air to flow out to the outside of the space sandwiched between the upper surface and the separator. To correct the warp by this negative pressure,
Sealant application method of a separator for a fuel cell you wherein a.