JP4660929B2

JP4660929B2 - 燃料電池組立用治具

Info

Publication number: JP4660929B2
Application number: JP2001010744A
Authority: JP
Inventors: 中島　　宏; 和男奥山; 史生笛田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2001-01-18
Filing date: 2001-01-18
Publication date: 2011-03-30
Anticipated expiration: 2021-01-18
Also published as: JP2002216834A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料電池組立用治具（燃料電池組立装置）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
固体高分子電解質型燃料電池は、イオン交換膜からなる電解質膜とこの電解質膜の一面に配置された触媒層および拡散層からなる電極（アノード、燃料極）および電解質膜の他面に配置された触媒層および拡散層からなる電極（カソード、空気極）とからなる膜−電極アッセンブリ（ＭＥＡ：Membrane-Electrode Assembly ）と、アノード、カソードに燃料ガス（水素）および酸化ガス（酸素、通常は空気）を供給するための流体通路を形成するセパレータとからセルを構成し、セルの積層体からモジュールを構成し、モジュールを積層し、積層方向両端に、ターミナル、インシュレータ、エンドプレートを配置してスタックを構成し、スタックをセル積層方向に締め付け、スタックの外側でセル積層方向に延びるテンションプレートにて固定したものからなる。
固体高分子電解質型燃料電池の組立は、従来、つぎのように行われていた。
すなわち、図７に示すように、治具内１００内でモジュールを積層し、セル積層方向にスタックを加圧、テンションプレート１０１を貼付け、リーク確認の順で行われる。加圧は手回しハンドル１０２でスタックを締め付け、その後リークを確認する。
しかし、正規の加圧力に調整できないので、後で、図８に示すように、スタック１０３を治具から取り出し、スタック１０３を寝かしてエンドプレートに設けられたねじ１０４をハンドル１０５で回転させて増し締めする。
増し締め時にスタック１０３に回転力がかかるので、増し締め後、図９に示すように、再度、Ｈｅリークテストでリーク無しの再確認をしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の燃料電池の組立にはつぎの問題がある。
(i) 加圧が手回しハンドルによるマニュアル作業のため、作業性が悪く、かつテンションプレート貼付け時に正規の加圧力に調整されていない。
(ii)製品重量が６０ｋｇ程度で重量物であるにかかわらず、製品の治具からの取り出しに、治具の天井が邪魔になって、ホイストが使えないので、取り出し作業が大変である。
(iii) 多大の作業時間（４８Ｈｒ／台程度）がかかる。
(iv)増し締め時に製品にねじれ応力が発生し、製品リークに悪影響のおそれがあるので、再度、リークテストが必要となる。
(v) 再度のリークテスト時にリークがあることが検出されても、テンションプレートで隠れてリーク箇所の特定ができない。
(vi)リークがあることが検出された時の組み替え工数は多大である。
本発明の目的は、燃料電池組立の、組立性、作業性、安全性を改善できる、燃料電池組立用治具を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明はつぎの通りである。
（１）（イ）燃料電池スタックを組立てる燃料電池組立用治具であって、
（ロ）前記燃料電池スタックは、セル積層方向両端にエンドプレートを有し、セル積層方向上端のエンドプレートにはねじからなる燃料電池スタック締め付け微調整手段が螺合されており、該燃料電池スタック締め付け微調整手段には穴溝が形成されており、
（ハ）前記燃料電池組立用治具が、
後部にセル積み上げ位置、前部に組み立てられた燃料電池の搬出位置を有し、セル積み上げ位置と搬出位置の両方にわたって位置する固定のベースプレートと、セル積み上げ位置のみに位置する固定のトッププレートと、前記ベースプレートと前記トッププレートとを連結する鉛直方向に延びる複数の支柱と、を有する治具本体と、
セル積み上げ位置で前記トッププレートの下側に位置し、上下に可動な加圧プレートと、前記トッププレートに取り付けられ前記加圧プレートを上下動させ前記加圧プレートを介して燃料電池スタックを押圧するシリンダからなる押圧手段と、
燃料電池スタックを載置し、前記ベースプレート上をセル積み上げ位置と搬出位置との間にわたって移動可能とされたロアプレートと、
前記押圧手段とは別に設けられた、燃料電池スタック締め付け力を微調整可能な燃料電池スタック締め付け微調整治具と、
を備えており、
（ニ）前記燃料電池スタック締め付け微調整治具が、前記燃料電池スタック締め付け微調整手段の穴溝に挿入されて回転方向に係合する先端部を有しており、
該先端部が前記穴溝に挿入された状態で前記燃料電池スタック締め付け微調整治具が回転されると、前記燃料電池スタック締め付け微調整手段が回転され、前記燃料電池スタック締め付け微調整手段が前記セル積層方向上端のエンドプレートに対して上下方向に移動し、燃料電池スタック締め付け力が微調整されるようになっており、
（ホ）前記燃料電池組立用治具の前記トッププレートおよび前記加圧プレートには、前記燃料電池スタック締め付け微調整手段の上方に、前記燃料電池スタック締め付け微調整治具を挿通させる燃料電池スタック締め付け微調整治具挿通用穴が設けられている、燃料電池組立用治具。
（２）前記トッププレートおよび前記加圧プレートには、燃料電池スタックに設けられたセル積層方向に延びるガス通路孔を上方から見ることを可能にする可視穴が設けられている（１）記載の燃料電池組立用治具。
（３）前記トッププレートおよび前記ベースプレートとを連結する複数の前記支柱は、固定柱と、前記ロアプレートの移動軌跡内に位置する取外し可能柱とからなる（１）記載の燃料電池組立用治具。
（４）前記トッププレートおよび前記ベースプレートとの間には、セル積み上げ位置でセルを積み上げていく時にセルの側面に当たって積み上げられるセルをガイドするガイドレールが、取外し可能に設けられている（１）記載の燃料電池組立用治具。
（５）前記ロアプレートには、Ｈｅリークテスト時に燃料電池スタックのガス通路に供給されるガスが通る、ガス穴が形成されており、
前記ロアプレートには、該ロアプレート上に載置される燃料電池スタックのセル積層方向下端のエンドプレートとの接触面に、かつ、前記ガス穴まわりに、Ｏリング溝が形成されており、該Ｏリング溝にＯリングが配置されており、該ＯリングがＨｅリークテスト時に前記ガス穴まわりをシールする（１）記載の燃料電池組立用治具。
（６）前記ロアプレートには、該ロアプレート上に燃料電池スタックのセル積層方向下端のエンドプレートが載置された時でかつ該セル積層方向下端のエンドプレート上にセルが積層される前に該セル積層方向下端のエンドプレートをロアプレートから浮き上がらせるスプリングプランジャが組み込まれている（５）記載の燃料電池組立用治具。
（７）前記治具本体には、前記セル積層方向上端のエンドプレートの側面に当てられて、燃料電池スタック締め付け微調整時のスタック回転を抑える、回り止めサイド押しプレートが取付け可能である（１）記載の燃料電池組立用治具。
（８）燃料電池が、並列配置された２つのセル積層体と、該２つのセル積層体のセル積層方向両端のそれぞれに１つづつ設けられたプレッシャプレートと、から成るツインスタックからなり、
前記押圧手段は、ツインスタックの２つのセル積層体の中間の上方に配置されている（１）記載の燃料電池組立用治具。
【０００５】
上記（１）の燃料電池組立用治具では、ロアプレートをセル積み上げ位置に移動させ、ロアプレート上にエンドプレートを配し、エンドプレート上にセルを積み上げてその上にエンドプレートを配してスタックを形成し、シリンダからなる押圧手段でスタックをセル積層方向に押圧し、リークテストを行い、リークがないことを確認したらテンションプレートを取付け、押圧手段によるスタック押圧を解除し、スタックをセル積み上げ位置に置いたままで、スタック締め付け微調整を行う。ついで、ロアプレートにスタックを載せたまま、ロアプレートをセル積み上げ位置から上方にトッププレート、加圧プレートが無い搬出位置に移動し、ホイストを使って燃料電池を治具から搬出する。
上記作業では、加圧が手回しハンドルからシリンダからなる押圧手段に変わったので作業性がよくなり、加圧力も安定する。治具のセル積み上げ位置内でリークテスト、テンションプレート組み付け、スタック締め付け微調整を行うことができる。それによって、従来２回行っていたリークテストが１回でよくなって工数を低減でき、テンションプレート貼付け前にリークテストを行うのでリーク箇所まで特定でき、スタック締め付け微調整（増し締め）のために製品を治具から取り出す必要がないので作業の効率アップ、安全性向上をはかることができ、リーク有りの時の再組立も容易である。また、ロアプレートをセル積み上げ位置から搬出位置に移動して製品を搬出するので、ホイストを使って燃料電池製品を治具から搬出することができ、作業が容易化され、安全性が向上される。これらによって、従来かかっていた４８時間／台の燃料電池組立時間を１／２以下にすることができた。
また、トッププレートおよび加圧プレートには、押圧手段とは別に、燃料電池スタック締め付け微調整治具挿通用穴が設けられているので、スタックをセル積み上げ位置に置いたままで燃料電池スタック締め付け微調整を行うことができる。
上記（２）の燃料電池組立用治具では、トッププレートおよび加圧プレートには、可視穴が設けられているので、セル積層中に可視穴からスタックのガス通路孔を見ることにより、セル誤組み付けを容易かつ確実に防止できる。
上記（３）の燃料電池組立用治具では、複数の支柱を、固定柱と、ロアプレートの移動軌跡内に位置する取外し可能柱とから構成したので、ロアプレートの移動に支障を生じることなく、加圧力を均等にセルにかける支柱配置を容易にとることができる。
上記（４）の燃料電池組立用治具では、ガイドレールが、取外し可能に設けられているので、セルを鉛直に位置ずれなく組立ることができる。
上記（５）の燃料電池組立用治具では、ロアプレートにＯリング溝が形成されており、該Ｏリング溝にＯリングが配置されるので、ロアプレートをリーク治具に兼用することができる。
上記（６）の燃料電池組立用治具では、ロアプレートにスプリングプランジャが組み込まれているので、Ｏリング切れを防止することができる。
上記（７）の燃料電池組立用治具では、治具本体に回り止めサイド押しプレートを取付けることにより、スタック締め付け微調整時のスタック回転を抑えることができ、スタック締め付け微調整時の回転がモジュールまたはセル間のシールに及ぼす悪影響をなくすことによりスタック締め付け微調整後の再リークテストを廃止することができる。
上記（８）の燃料電池組立用治具では、ツインスタックからなる燃料電池を１台の治具で容易に組み立てることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明実施例の燃料電池組立用治具を、図１〜図６を参照して、説明する。
本発明の治具で組立られる燃料電池は固体高分子電解質型燃料電池１０である。本発明の燃料電池１０は、たとえば燃料電池自動車に搭載される。ただし、自動車以外に用いられてもよい。
【０００７】
固体高分子電解質型燃料電池１０は、図４〜図６に示すように、イオン交換膜からなる電解質膜１１とこの電解質膜１１の一面に配置された触媒層１２および拡散層１３からなる電極１４（アノード、燃料極）および電解質膜１１の他面に配置された触媒層１５および拡散層１６からなる電極１７（カソード、空気極）とからなる膜−電極アッセンブリ（ＭＥＡ：Membrane-Electrode Assembly ）と、電極１４、１７に燃料ガス（水素）および酸化ガス（酸素、通常は空気）を供給するための流体通路を形成するセパレータ１８とを重ねてセルを形成し、該セルを複数積層してモジュール１９（たとえば、２セル１モジュール）とし、モジュール１９を積層してモジュール群を構成し、モジュール群のセル積層方向両端に、ターミナル２０、インシュレータ２１、エンドプレート２２を配置してスタック２３を構成し、スタック２３をセル積層方向に締め付け、スタック２３の外側でセル積層方向に延びるテンションプレート２４をエンドプレート２２にボルト２５にて固定したものからなる。
【０００８】
スタック２３のセル積層方向一端のエンドプレート２２と該エンドプレート２２のセル積層方向内側に設けたインシュレータ２１との間にはプレッシャプレート２６が配置されている。エンドプレート２２とプレッシャプレート２６の一方に凸部２８が設けられ他方に凹部２７が設けられて、凸部と凹部との嵌合構造とされており、これによって、セルの平行度が悪くても、嵌合部で点押しでき、かつプレッシャプレート２６の全域でほぼ均一に押すことができる。
エンドプレート２２とテンションプレート２４とはセレーション２９とボルト２５とで締結される。セレーション２９によりエンドプレート２２とテンションプレート２４とのすべりが無くなり、テンションプレート２４をエンドボルト２２に締め込むボルト２５の締結荷重も小にできる。
また、セル積層方向一端のエンドプレート２２に、セル加圧力を微調整する調整ねじ部（燃料電池スタック締め付け微調整手段）３０を設けたので、セレーション２９を用いたすべり防止構造を採用してもセレーション歯の１ピッチ以内の微調整まで行うことができる。調整ねじ３０には六角穴溝が形成されており、そこに治具の先端六角部を差し込んで回すことにより、調整ねじ３０が調整される。
【０００９】
つぎに、本発明実施例の燃料電池組立用治具を、図１〜図３を参照して、説明する。
本発明実施例の燃料電池組立用治具４０は、後部にセル積み上げ位置５１、前部に組み立てられた燃料電池の搬出位置５２を有する固定の治具本体５０と、治具本体５０に取り付けられ燃料電池スタックを押圧する押圧手段７０と、燃料電池スタックを載置し、セル積み上げ位置５１と搬出位置５２との間にわたって移動可能とされたロアプレート８０と、からなる。
【００１０】
さらに詳しくは、本発明実施例の燃料電池組立用治具４０は、治具本体５０と、加圧プレート６０と、押圧手段７０と、ロアプレート８０と、からなる。
治具本体５０は、後部にセル積み上げ位置５１、前部に組み立てられた燃料電池の搬出位置５２を有し、セル積み上げ位置５１と搬出位置５２の両方にわたって位置する固定のベースプレート５３と、セル積み上げ位置５１のみに位置しベースプレート５３上方に位置する固定のトッププレート５４と、水平に延びるベースプレート５３と水平に延びるトッププレート５４とを連結し鉛直方向に延びる複数の支柱５５と、を有する。搬出位置５２にはトッププレート５４および加圧プレート６０がないため、搬出位置５２に、ロアプレート８０とロアプレート８０上の燃料電池スタック２３が移動された時には、上方からホイスト等が接近可能であり、組み立てられた燃料電池をホイストによって治具４０から搬出することができる。
【００１１】
加圧プレート６０は、セル積み上げ位置５１でトッププレート５４の下側に位置し、上下に可動である。
押圧手段７０はシリンダ（たとえば、油圧シリンダ、以下シリンダの符号も７０とする）からなる。シリンダ７０は、トッププレート５４に取り付けられる。シリンダ７０の上下方向に延びるロッドの下端は加圧プレート６０に連結されており、これによって、シリンダ７０は加圧プレート６０を上下動させ、加圧プレート６０を介して、セルが積み上げられた燃料電池スタック２３を押圧する。
ロアプレート８０は、積み上げられたセルを載置し、ベースプレート５３上をセル積み上げ位置５１と搬出位置５２との間にわたって移動可能である。ロアプレート８０にはリニアベアリングが組み付けられており、ベースプレート５３に固定されたレール５６上をスライドする。ロアプレート８０の移動はマニュアルで行う。
【００１２】
トッププレート５４および加圧プレート６０には、シリンダ７０とは別に、燃料電池スタック締め付け微調整手段（調整ねじ）３０の上方に、燃料電池スタック締め付け微調整治具挿通用穴９０が設けられている。燃料電池スタック締め付け微調整時には燃料電池スタック締め付け微調整治具９１が穴９０に挿通され、調整ねじ３０を調整することによって、スタック締め付け力を微調整する。
【００１３】
トッププレート５４および加圧プレート６０には、燃料電池スタック２３に設けられたセル積層方向に延びるガス通路孔を上方から見ることを可能にする可視穴９２が設けられている。これは誤組み付け防止用の穴である。
【００１４】
トッププレート５４およびベースプレート５３とを連結する複数の支柱５５は、固定柱５５ａと、前後方向に移動されるロアプレート８０の移動軌跡内に位置する取外し可能柱５５ｂとからなる。ロアプレート８０の移動時には取外し可能柱５５ｂは取り外される。図示例では、固定柱５５ａは５本あり、取外し可能柱５５ｂは１本ある。
【００１５】
トッププレート５４およびベースプレート５３との間には、セル積み上げ位置５１でセルを積み上げていく時にセルの側面に当たって積み上げられるセルをガイドするガイドレール５７が、取外し可能に設けられている。セルを積層していくときにセルを水平方向にガイドレール５７に付き当てることにより、積層体の側面の鉛直性が保証される。
【００１６】
ロアプレート８０には、ロアプレート８０上に載置される燃料電池スタック２３のエンドプレート２２との接触面に、Ｈｅリークテスト時にＨｅのリークを防止するＯリング溝９３が形成されており、Ｏリング溝９３にＯリング９４が配置される。ロアプレート８０下側にはリークテスト用配管が設けられており、該配管を通してＨｅが燃料電池スタックのガス通路に供給される時に、ロアプレート８０とエンドプレート２２との接触面のガス穴回りをシールする。
【００１７】
ロアプレート８０には、Ｏリング９４切れを防止するために、ロアプレート８０上に燃料電池スタック２３のエンドプレート２３が載置された時にエンドプレート２２をロアプレート８０から浮き上がらせるスプリングプランジャ９５が組み込まれている。図示例ではスプリングプランジャ９５が１個だけ示されているが、実際には複数個ある。
治具本体５０には、スタック増し締め時に、スタック回転を抑える回り止めサイド押しプレート５８が取外し可能に取付けられる。
【００１８】
図示例では、燃料電池１０は、並列配置された２つのセル積層体と、該２つのセル積層体のセル積層方向両端のそれぞれに１つづつ設けられたエンドプレート２２と、から成るツインスタックからなる。したがって、上側のエンドプレート２２は２つのスタック２３に対して１つ設けられており、下側のエンドプレート２２も２つのスタック２３に対して１つ設けられている。
このツインスタック型燃料電池を組み立てるために、治具４０は、ベースプレート５３、ロアプレート８０、加圧プレート６０、トッププレート５４、シリンダ７０は、それぞれツインスタックに対して１つづつ設けられている。そして、シリンダ７０は、ツインスタックの２つのセル積層体の中間の上方に配置されている。
【００１９】
つぎに、本発明実施例の燃料電池組立用治具の作用を説明する。
燃料電池１０の組立手順は、ロアプレート８０をセル積み上げ位置５１に移動させ、ロアプレート８０上にエンドプレート２２を配し、エンドプレート２２上にセル（セルは実際には複数個組み合わされてモジュールの形になっている）を積み上げてその上にプレッシャープレート２６、ついで上側のエンドプレート２２を配して燃料電池スタック２３を形成する。ついで、シリンダ（押圧手段）７０でスタック２３をセル積層方向に押圧し、リークテスト（Ｈｅリークテスト）を行い、リークがないことを確認したらテンションプレート２４を取付け、ボルト２５でテンションプレート２４をエンドプレート２２に固定する。ついで、シリンダ７０によるスタック押圧を解除し、スタック２３およびロアプレート８０をセル積み上げ位置５１に置いたままで、スタック締め付け微調整治具９１により、スタック締め付け微調整を行う。ついで、ロアプレート８０にスタック２３を載せたまま、ロアプレート８０をセル積み上げ位置５１から、上方にトッププレート５４、加圧プレート６０が無い搬出位置５２に移動し、ホイスト（図示略）を使って燃料電池１０を治具４０から搬出する。
【００２０】
上記の燃料電池組立用治具４０では、ロアプレート８０をセル積み上げ位置５１から搬出位置５２に移動して製品を搬出するので、ホイストを使って燃料電池製品を治具４０から搬出することができ、作業が容易化され、安全性が向上される。
【００２１】
上記作業では、加圧が従来の手回しハンドルから、シリンダ７０に変わったので作業性がよくなり、加圧力も回転摩擦力の影響を受けない分安定する。また、治具４０のセル積み上げ位置５１内でリークテスト、テンションプレート２４組み付け、スタック締め付け微調整を行うことができる。それによって、従来２回行っていたリークテストが１回でよくなって工数を低減でき、テンションプレート２４組み付け前にリークテストを行うのでリーク箇所がテンションプレート２４によって覆われることがなくリーク箇所まで特定できる。また、スタック締め付け微調整（増し締め）のために製品を治具４０から取り出す必要がないので、従来のような重量大の製品の治具からの人手による取り出し、寝かしがなく、作業の効率アップ、安全性向上をはかることができ、リーク有りの時の再組立も容易である。また、ロアプレート８０をセル積み上げ位置５１から、上方に邪魔物がない搬出位置５２に移動して製品を搬出するので、ホイストを使って燃料電池製品を治具４０から搬出することができ、取り出し作業が容易化され、安全性が向上される。これらによって、従来かかっていた４８時間／台の燃料電池組立時間を１／２以下にすることができた。
【００２２】
また、トッププレート５４および加圧プレート６０には、シリンダ７０とは別に、燃料電池スタック締め付け微調整治具挿通用穴９０が設けられているので、燃料電池スタック２３をセル積み上げ位置５１に置いたままで燃料電池スタック締め付け微調整を行うことができる。
【００２３】
また、トッププレート５４および加圧プレート６０には、可視穴９２が設けられているので、セル積層中に可視穴９２からスタックのガス通路孔を見ることにより、セル誤組み付けを容易かつ確実に防止できる。たとえば、左右のスタック２３にセルを積層していく場合に、左スタックに積層すべきセルを間違って右スタックに積層すると、ガス通路孔が見える部分にガス通路孔が見えないので、左右を取り違えて積層していることが、積層中にわかり、直ちに誤組み付けを訂正できる。
【００２４】
また、複数の支柱５５を、固定柱５５ａと、ロアプレート８０の移動軌跡内に位置する取外し可能柱５５ｂとから構成したので、ロアプレート８０の移動に支障を生じることなく、加圧力を均等にセルにかける（セルまわりにほぼ均等に支柱を配した）支柱配置を容易にとることができる。
また、ガイドレール５７が、取外し可能に設けられているので、セルを積層していく時に、セルをガイドレール５７に水平方向に押し当てることにより、セルを鉛直に位置ずれなく組立ることができる。
【００２５】
また、ロアプレート８０にＯリング溝９３が形成されており、Ｏリング溝９３にＯリング９４が配置されるので、ロアプレート８０をリークテスト治具に兼用することができる。
また、ロアプレート８０にスプリングプランジャ９５が組み込まれているので、エンドプレート２２をロアプレート８０に載せた時に、エンドプレート２２がロアプレート８０から浮き上がり、Ｏリング９４を傷つけることが抑制されるので、Ｏリング切れを防止することができる。
【００２６】
また、増し締め時に、治具本体５０に回り止めサイド押しプレート５８を取付け、回り止めサイド押しプレート５８をエンドプレート２２の側面に当てることにより、スタック増し締め時のスタック２３の回転を抑えることができ、増し締め時の回転のシールに及ぼす悪影響がなくなり、増し締め後の再リークテストを廃止することができる。
また、ツインスタックからなる左右対称配置の燃料電池を１台の治具４０で容易に組み立てることができる。
【００２７】
【発明の効果】
請求項１の燃料電池組立用治具によれば、加圧が手回しハンドルに代えてシリンダからなる押圧手段を設けたので作業性がよくなり、加圧力も安定する。また、治具のセル積み上げ位置内でリークテスト、テンションプレート組み付け、スタック締め付け微調整を行うことができ、従来２回行っていたリークテストが１回でよくなり工数を低減できる。また、テンションプレート貼付け前にリークテストを行うのでリーク箇所を特定でき、スタック締め付け微調整（増し締め）のために製品を治具から取り出す必要がないので作業の効率アップ、安全性向上をはかることができ、リーク有りの時の再組立も容易である。また、ロアプレートをセル積み上げ位置から搬出位置に移動して製品を搬出するので、ホイストを使って燃料電池製品を治具から搬出することができ、作業が容易化され、安全性が向上される。
また、トッププレートおよび加圧プレートに、押圧手段とは別に、燃料電池スタック締め付け微調整治具挿通用穴が設けられているので、スタックをセル積み上げ位置に置いたままで燃料電池スタック締め付け微調整を行うことができる。
請求項２の燃料電池組立用治具によれば、トッププレートおよび加圧プレートに、可視穴が設けられているので、セル積層中に可視穴からスタックのガス通路孔を見ることにより、セル誤組み付けを容易かつ確実に防止できる。
請求項３の燃料電池組立用治具によれば、複数の支柱を、固定柱と、ロアプレートの移動軌跡内に位置する取外し可能柱とから構成したので、ロアプレートの移動に支障を生じることなく、加圧力を均等にセルにかける支柱配置を容易にとることができる。
請求項４の燃料電池組立用治具によれば、ガイドレールが、取外し可能に設けられているので、セルを鉛直に位置ずれなく組立ることができる。
請求項５の燃料電池組立用治具によれば、ロアプレートにＯリング溝が形成されており、該Ｏリング溝にＯリングが配置されるので、ロアプレートをリーク治具に兼用することができる。
請求項６の燃料電池組立用治具によれば、ロアプレートにスプリングプランジャが組み込まれているので、Ｏリング切れを防止することができる。
請求項７の燃料電池組立用治具によれば、治具本体に回り止めサイド押しプレートを取付けることにより、スタック締め付け微調整時のスタック回転を抑えることができ、スタック締め付け微調整後の再リークテストを廃止することができる。
請求項８の燃料電池組立用治具によれば、ツインスタックからなる燃料電池を１台の治具で容易に組み立てることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施例の燃料電池組立用治具の正面図である。
【図２】本発明実施例の燃料電池組立用治具の側面図である。
【図３】本発明実施例の燃料電池組立用治具の平面図である。
【図４】本発明実施例の燃料電池組立用治具で組立られる燃料電池の側面図である。
【図５】図４の燃料電池の正面図である。
【図６】図４の燃料電池の一部拡大断面図である。
【図７】従来の燃料電池組立用治具の斜視図である。
【図８】図７で組立られた燃料電池の増し締め時の斜視図である。
【図９】図７で組立られた燃料電池のリークテスト時の断面図である。
【符号の説明】
１０（固体高分子電解質型）燃料電池
１１電解質膜
１２触媒層
１３拡散層
１４電極（アノード、燃料極）
１５触媒層
１６拡散層
１７電極（カソード、空気極）
１８セパレータ
１９モジュール
２０ターミナル
２１インシュレータ
２２エンドプレート
２３スタック
２４テンションプレート
２５ボルト
２６プレッシャプレート
２７凹部
２８凸部
２９セレーション
３０調整ねじ
４０燃料電池組立用治具
５０治具本体
５１セル積み上げ位置
５２燃料電池の搬出位置
５３ベースプレート
５４トッププレート
５５支柱
５５ａ固定支柱
５５ｂ取外し可能支柱
５６レール
５７ガイドレール
５８回り止めサイド押しプレート
６０加圧プレート
７０押圧手段（シリンダ）
８０ロアプレート
９０穴
９１燃料電池スタック締め付け微調整治具
９２可視穴
９３Ｏリング溝
９４Ｏリング
９５スプリングプランジャ

Claims

（イ）燃料電池スタックを組立てる燃料電池組立用治具であって、
（ロ）前記燃料電池スタックは、セル積層方向両端にエンドプレートを有し、セル積層方向上端のエンドプレートにはねじからなる燃料電池スタック締め付け微調整手段が螺合されており、該燃料電池スタック締め付け微調整手段には穴溝が形成されており、
（ハ）前記燃料電池組立用治具が、
後部にセル積み上げ位置、前部に組み立てられた燃料電池の搬出位置を有し、セル積み上げ位置と搬出位置の両方にわたって位置する固定のベースプレートと、セル積み上げ位置のみに位置する固定のトッププレートと、前記ベースプレートと前記トッププレートとを連結する鉛直方向に延びる複数の支柱と、を有する治具本体と、
セル積み上げ位置で前記トッププレートの下側に位置し、上下に可動な加圧プレートと、前記トッププレートに取り付けられ前記加圧プレートを上下動させ前記加圧プレートを介して燃料電池スタックを押圧するシリンダからなる押圧手段と、
燃料電池スタックを載置し、前記ベースプレート上をセル積み上げ位置と搬出位置との間にわたって移動可能とされたロアプレートと、
前記押圧手段とは別に設けられた、燃料電池スタック締め付け力を微調整可能な燃料電池スタック締め付け微調整治具と、
を備えており、
（ニ）前記燃料電池スタック締め付け微調整治具が、前記燃料電池スタック締め付け微調整手段の穴溝に挿入されて回転方向に係合する先端部を有しており、
該先端部が前記穴溝に挿入された状態で前記燃料電池スタック締め付け微調整治具が回転されると、前記燃料電池スタック締め付け微調整手段が回転され、前記燃料電池スタック締め付け微調整手段が前記セル積層方向上端のエンドプレートに対して上下方向に移動し、燃料電池スタック締め付け力が微調整されるようになっており、
（ホ）前記燃料電池組立用治具の前記トッププレートおよび前記加圧プレートには、前記燃料電池スタック締め付け微調整手段の上方に、前記燃料電池スタック締め付け微調整治具を挿通させる燃料電池スタック締め付け微調整治具挿通用穴が設けられている、燃料電池組立用治具。
前記トッププレートおよび前記加圧プレートには、燃料電池スタックに設けられたセル積層方向に延びるガス通路孔を上方から見ることを可能にする可視穴が設けられている請求項１記載の燃料電池組立用治具。
前記トッププレートおよび前記ベースプレートとを連結する複数の前記支柱は、固定柱と、前記ロアプレートの移動軌跡内に位置する取外し可能柱とからなる請求項１記載の燃料電池組立用治具。
前記トッププレートおよび前記ベースプレートとの間には、セル積み上げ位置でセルを積み上げていく時にセルの側面に当たって積み上げられるセルをガイドするガイドレールが、取外し可能に設けられている請求項１記載の燃料電池組立用治具。
前記ロアプレートには、Ｈｅリークテスト時に燃料電池スタックのガス通路に供給されるガスが通る、ガス穴が形成されており、
前記ロアプレートには、該ロアプレート上に載置される燃料電池スタックのセル積層方向下端のエンドプレートとの接触面に、かつ、前記ガス穴まわりに、Ｏリング溝が形成されており、該Ｏリング溝にＯリングが配置されており、該ＯリングがＨｅリークテスト時に前記ガス穴まわりをシールする請求項１記載の燃料電池組立用治具。
前記ロアプレートには、該ロアプレート上に燃料電池スタックのセル積層方向下端のエンドプレートが載置された時でかつ該セル積層方向下端のエンドプレート上にセルが積層される前に該セル積層方向下端のエンドプレートをロアプレートから浮き上がらせるスプリングプランジャが組み込まれている請求項５記載の燃料電池組立用治具。
前記治具本体には、前記セル積層方向上端のエンドプレートの側面に当てられて、燃料電池スタック締め付け微調整時のスタック回転を抑える、回り止めサイド押しプレートが取付け可能である請求項１記載の燃料電池組立用治具。
燃料電池が、並列配置された２つのセル積層体と、該２つのセル積層体のセル積層方向両端のそれぞれに１つづつ設けられたプレッシャプレートと、から成るツインスタックからなり、
前記押圧手段は、ツインスタックの２つのセル積層体の中間の上方に配置されている請求項１記載の燃料電池組立用治具。