JP5190246B2

JP5190246B2 - 燃料電池セル積層方法および燃料電池セル積層装置

Info

Publication number: JP5190246B2
Application number: JP2007269193A
Authority: JP
Inventors: 明弘臼井
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2007-10-16
Filing date: 2007-10-16
Publication date: 2013-04-24
Anticipated expiration: 2027-10-16
Also published as: JP2009099357A

Description

本発明は、燃料電池セルを多数枚積層する燃料電池セル積層方法および燃料電池セル積層装置に関するものである。

燃料電池は、一対のセパレータ間に膜電極構造体（ＭＥＡ：Membrane Electrode Assembly）が介在された単位セルを多数枚積層して積層体とし、この積層体を押し付けた状態に保持したものである。
単位セルを多数枚積層する燃料電池セル積層装置として、セパレータなどを吸着チャックで保持して積層位置まで搬送し、ＭＥＡなどを静電チャックで保持して積層位置まで搬送して積層するものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

この燃料電池セル積層装置によれば、単位セルの積層を手作業に代えて自動化することが可能である。
特開２００６−１６４８８１号公報

しかし、特許文献１の燃料電池セル積層装置は、セパレータなどを吸着チャックで保持するために、セパレータが吸着チャックに押し付けられてセパレータに損傷や接触痕が生じることが考えられる。

ところで、特許文献１の燃料電池セル積層装置は、積層する部材を正確に位置決めするために、位置決め用のセンサーを備え、センサーの検出信号に基づいて吸着チャックや静電チャックが正規の位置まで移動するように制御している。
しかし、吸着チャックや静電チャックを正規の位置まで移動した後、吸着チャックや静電チャックから部材を外す際に、部材が正規の位置からずれてしまうことが考えられる。

本発明は、燃料電池セルに損傷や接触痕が生じることを防止し、かつ、燃料電池セルを正規の位置に配置することができる燃料電池セル積層方法および燃料電池セル積層装置を提供することを課題とする。

請求項１に係る燃料電池セル積層方法は、略矩形板状の燃料電池セルを非接触搬送ユニットのハンド部に生じた負圧を利用して非接触状態に保持し、当該保持した前記燃料電池セルを、前記燃料電池セルの両側辺のうち一方の側辺が他方の側辺に対して低くなるように傾斜状に支持する基準ガイドを備える前記燃料電池セルの載置台に対して縦方向に前記基準ガイドに突き当てて配置し、前記燃料電池セルを前記ハンド部に保持した状態で前記基準ガイドに向けて移動し、前記ハンド部による前記燃料電池セルの保持を解除し、前記ハンド部を前記燃料電池セルから退避することを特徴とする。

請求項２は、前記燃料電池セルが前記載置台に対して前記縦方向に配置された状態において、前記燃料電池セルの両側辺のうち一方の側辺が他方の側辺に対して低くなるように傾斜され、前記基準ガイドで、前記燃料電池セルの下辺のうち２点を支えるとともに、前記一方の側辺のうち１点を支えることを特徴とする。

請求項３は、前記ハンド部に備えた可動式のピンを、前記燃料電池セルに設けられた差込孔に挿入することを特徴とする。

ここで、燃料電池セルはハンド部に非接触状態に保持されているので、燃料電池セルがハンド部に沿って移動することが考えられる。
そこで、請求項３において、ハンド部に備えた可動式のピンを、燃料電池セルに設けられた差込孔に挿入するようにした。

請求項４は、前記燃料電池セルを非接触状態に保持する負圧を前記燃料電池セルにエアを噴射させることで生じさせ、前記載置台に配置した前記燃料電池セルから前記ハンド部を退避させる際に、前記負圧を発生させるエアの噴射に比して噴射が強められたエアを前記燃料電池セルに噴射させ、前記噴射が強められたエアで前記載置台に配置した前記燃料電池セルから前記ハンド部を退避させることで、前記燃料電池セルが配置位置からずれることを防ぐことを特徴とする。

請求項５に係る燃料電池セル積層装置は、略矩形板状の燃料電池セルを負圧を利用した非接触搬送ユニットのハンド部を用いて非接触状態に保持し、当該保持した前記燃料電池セルを、前記燃料電池セルの両側辺のうち一方の側辺が他方の側辺に対して低くなるように傾斜状に支持する基準ガイドを備えた前記燃料電池セルの載置台に対して縦方向に配置する燃料電池セル積層装置であって、前記ハンド部で非接触状態に保持した前記燃料電池セルを前記載置台に対して縦方向に前記基準ガイドに突き当てて配置した後、前記ハンド部を前記基準ガイドに向けて移動可能に、前記ハンド部または前記載置台の少なくとも一方に干渉を防止するクリアランス部を設けたことを特徴とする。

請求項１に係る燃料電池セル積層方法では、略矩形板状の燃料電池セルを負圧を利用した非接触搬送ユニットのハンド部を用いて非接触状態に保持するようにした。
非接触搬送ユニットのハンド部に燃料電池セルを非接触状態に保持することができるので、燃料電池セルに損傷や接触痕が生じることを防止することができる。

さらに、燃料電池セルをハンド部に非接触状態に保持した状態で載置台に縦方向に基準ガイドに突き当てて配置し、その後、ハンド部を燃料電池セルに沿わせて基準ガイドに向けてさらに移動する。
ハンド部とともに燃料電池セルが基準ガイドに向けて移動して、燃料電池セルを基準ガイドに良好に押し付けることができる。
その後、ハンド部による非接触状態を解除して、ハンド部を燃料電池セルから退避する。
燃料電池セルはハンド部に非接触状態に保持されているので、燃料電池セルを正規の位置からずらすことなく、ハンド部による非接触状態を解除することができる。
これにより、燃料電池セルを正規の位置に確実に配置することができる。

請求項２に係る発明では、基準ガイドで、燃料電池セルの下辺を支えるとともに、低い方の側辺を支えることにより、燃料電池セルを傾斜した状態に配置するようにした。
これにより、燃料電池セルの自重を利用して、燃料電池セルを基準ガイド側に寄せることができるので、燃料電池セルを正規の位置に一層確実に配置することができる。

請求項３に係る発明では、燃料電池セルに設けられた差込孔に可動式のピンを挿入することで、非接触状態に保持された燃料電池セルがハンド部に沿って移動することを防止することができる。

請求項４に係る発明では、負圧を燃料電池セルにエアを噴射させて生じさせるようにした。そして、載置台に配置した燃料電池セルからハンド部を退避させる際に、燃料電池セルを非接触状態に保持する負圧を発生させるエアの噴射に比して、噴射が強められたエアを燃料電池セルに噴射させるようにした。

このように、噴射が強められたエアを燃料電池セルに噴射させることで、燃料電池セルに対するエアの反発力を大きくできる。
よって、載置台に配置した燃料電池セルからハンド部を円滑に退避させることができる。
これにより、載置台に配置した燃料電池セルからハンド部を退避させる際に、燃料電池セルが配置位置からずれることを一層良好に防ぐことができる。

請求項５に係る燃料電池セル積層装置では、ハンド部または載置台の少なくとも一方にクリアランス部を設けた。
クリアランス部を設けることで、燃料電池セルを載置台に縦方向に基準ガイドに突き当てて配置した後、ハンド部を干渉させることなく基準ガイドの方向にさらに移動することができる。
よって、ハンド部とともに燃料電池セルが基準ガイドに向けて移動して、燃料電池セルを基準ガイドに確実に押し付けることができる。
これにより、燃料電池セルを正規の位置に確実に配置することができる。

さらに、ハンド部または載置台の少なくとも一方にクリアランス部を設けるだけで、ハンド部を干渉させることなく基準ガイドの方向に移動することが可能になる。
これにより、燃料電池セルを正規の位置に確実に配置することを、簡素な構成で実現することができる。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
図１は本発明に係る燃料電池セル積層装置で積層した多数枚の燃料電池セルを示す斜視図、図２は図１の燃料電池セルを示す断面図である。
燃料電池１０は、燃料電池セル１１…を多数枚積層し、この積層した燃料電池セル１１…の両側の端面１２，１３側に第１、第２支持板１４，１５を配置し、第１、第２支持板１４，１５に左右の連結プレート１６，１６をピン１７…で連結することで、多数枚の燃料電池セル１１…、および第１、第２支持板１４，１５を一体に連結したものである。

燃料電池セル１１は、膜電極構造体２１の両面にセパレータ２６，２７を設けたものである。膜電極構造体２１は、電解質膜２２の両側に正・負の電極２３，２４を積層したものである。
第１、第２支持板１４，１５は、表面１８、１９から突出した接続用の端子２８，２９を備える。

燃料電池セル１１は、下辺１１ａ、左右の側辺１１ｂ、１１ｃおよび上辺１１ｄの４辺で略矩形状に形成したものである。
第１、第２支持板１４，１５は、燃料電池セル１１と同様に、略矩形状に形成したものである。

左連結プレート１６の上下側の折曲片１６ａを、多数枚の燃料電池セル１１…および第１、第２支持板１４，１５にそれぞれ被せ、左連結プレート１６をピン１７…で第１、第２支持板１４，１５に連結する。
同様に、右連結プレート１６をピン１７…で第１、第２支持板１４，１５に連結する。
このように、左右の連結プレート１６，１６で第１、第２支持板１４，１５を連結することで、燃料電池１０を組み付ける。

図３は本発明に係る燃料電池セル積層装置を示す側面図、図４は本発明に係る燃料電池セル積層装置を示す平面図である。
燃料電池セル積層装置３０は、架台３１に設けられた傾斜ガイドレール３２と、架台３１の左端部３１ａに設けられた支持板３４と、傾斜ガイドレール３２に移動自在に設けられた押当板３５と、架台３１の右端部３１ｂに設けられた駆動モータ３７と、駆動モータ３７を押当板３５に連結するボールねじ３８と、支持板３４および押当板３５間に燃料電池セル１１（図１参照）を載置する載置台４１と、載置台４１に燃料電池セル１１を積層する非接触搬送ユニット４２と、駆動モータ３７および非接触搬送ユニット４２を制御する制御部４３とを備える。

燃料電池セル積層装置３０は、駆動モータ３７でボールねじ３８を正転、逆転することで、押当板３５を傾斜ガイドレール３２に沿って支持板３４に近づける方向と、支持板３４から離す方向とに矢印Ａの如く移動することができる。
傾斜ガイドレール３２は、架台３１の右端部３１ｂから左端部３１ａに向けて下り勾配に傾斜されている。

図５は図３の５−５線断面図であり、燃料電池セル１１を想像線で示す。
載置台４１は、燃料電池セル１１の位置決めをする基準ガイド４５を備える。燃料電池セル１１を矢印の如く移動して、基準ガイド４５に燃料電池セル１１を縦方向に配置することができる。
この状態で、燃料電池セル１１は支持板３４に支えられている。

基準ガイド４５は、燃料電池セル１１が縦方向に配置された状態において、燃料電池セル１１の左右の側辺（両側辺）１１ｂ、１１ｃのうち左側辺（一方の側辺）１１ｂが右側片（他方の側辺）１１ｃに対して低くなるように傾斜状に支持するガイドである。
この基準ガイド４５は、燃料電池セル１１の下辺１１ａを２点で支える一対の下辺支持ガイド部４６と、左側辺１１ｂを１点で支える側辺支持ガイド部４７とを備える。
なお、燃料電池セル１１の左側辺１１ｂを右側片１１ｃに対して低くなるように、基準ガイド４５を傾斜させた理由については図１４で詳しく説明する。

図３，図４に戻って、非接触搬送ユニット４２は、傾斜ガイドレール３２に沿って設けられた搬送ユニットレール５１と、搬送ユニットレール５１に移動自在に設けられた搬送アーム５２と、搬送アーム５２を搬送ユニットレール５１に沿ってスライド移動するスライド移動手段５３と、搬送アーム５２の先端部５２ａに設けられたハンド部５５とを備える。

非接触搬送ユニット４２によれば、搬送アーム５２を移動させてハンド部５５をセル供給部５６まで移動し、セル供給部５６の燃料電池セル１１をハンド部５５で非接触保持し、非接触保持した燃料電池セル１１を支持板３４に立て掛けるとともに載置台４１に縦方向に配置するものである。

図６は本発明に係る燃料電池セル積層装置のハンド部を示す斜視図である。
ハンド部５５は、搬送アーム５２の先端部５２ａが連結された略矩形状の保持板５８と、先端部５２ａの左右側（両側）にそれぞれ設けられた左右の非接触保持部６１と、左右の非接触保持部６１の外側にそれぞれ設けられた左右の位置決め部６２と、保持板５８の上下の長辺５８ａ，５８ｂにそれぞれ３個ずつ設けられた受け部６３と、燃料電池セル１１の積層厚さを検出する積層厚さ検出部６４とを備える。

保持板５８は、矩形状の部材で、燃料電池セル１１の形状と略同サイズに形成されている。
この保持板５８は、クリアランス部６７として一対の下辺凹部６８および１つの側辺凹部６９を備える。
下長辺５８ｂに一対の下辺凹部６８が形成され、一対の下辺凹部６８は下長辺５８ｂに所定間隔をおいて形成されている。１つの側辺凹部６９は左側辺（一方の側辺）５８ｃに形成されている。

一対の下辺凹部６８は、図５に示す基準ガイド４５の下辺支持ガイド部４６，４６にそれぞれ相当する部位に形成されている。
側辺凹部６９は、図５に示す基準ガイド４５の側辺支持ガイド部４７に相当する部位に形成されている。

保持板５８にクリアランス部６７を設けることで、ハンド部５５で非接触状態に保持した燃料電池セル１１を載置台４１に縦方向に配置した後、載置台４１に干渉させることなく、ハンド部５５を基準ガイド４５に向けて移動することができる。
なお、保持板５８にクリアランス部６７を設けた理由は図１３で詳しく説明する。

非接触保持部６１、位置決め部６２および受け部６３は、保持板５８の表面５８ｅにそれぞれ設けられている。
積層厚さ検出部６４は、保持板５８の表面５８ｅにおいて、右非接触保持部６１の上方に設けられている。

図７は図６の７−７線断面図である。
左非接触保持部６１は、図６に示すように外形が略矩形体に形成され、保持板５８の開口７１に嵌入され、裏面６１ａが保持板５８の裏面５８ｆと面一に配置されている。
この左非接触保持部６１は、裏面６１ａの中央に負圧凹部７２が形成され、負圧凹部７２の頂部７２ａに環状のエア噴射口７３が形成され、エア噴射口７３にエア導入流路７４が連通されている。

負圧凹部７２は、側壁７２ｂが頂部７２ａから裏面６１ａに向けて徐々に広がるように円錐台状に形成されている。
エア噴射口７３は、負圧凹部７２に対して同軸上に形成されている。よって、エア噴射口７３から負圧凹部７２内にエアを噴射した際に、噴射したエアは側壁７２ｂに沿って矢印Ｂの如く導かれる。

噴射したエアを側壁７２ｂに沿って導くことで、負圧凹部７２内を効率よく負圧にすることができる。
側壁７２ｂに沿って矢印Ｂの如く導かれたエアは、裏面６１ａおよび燃料電池セル１１間の空間７６に矢印Ｃの如く導かれる。
すなわち、側壁７２ｂに沿って矢印Ｂの如く導かれたエアは、燃料電池セル１１に噴射されている。

負圧凹部７２内に発生した負圧を利用して燃料電池セル１１（具体的には、第１セパレータ２６）を吸引することができる。燃料電池セル１１を吸引することで、燃料電池セル１１が保持板５８に接近する。
燃料電池セル１１が保持板５８に接近すると、負圧凹部７２から空間７６に導かれたエアが反発力として作用する。
これにより、燃料電池セル１１が保持板５８に接触することを防止して、燃料電池セル１１を保持板５８に対して非接触状態で保持することができる。
したがって、燃料電池セル１１に損傷や接触痕が生じることを防止することができる。

ここで、左非接触保持部６１は、燃料電池セル１１を非接触状態に保持する負圧を発生させるエアの噴射に比して、噴射が強められたエアを燃料電池セル１１に噴射させることが可能である。
この噴射が強められたエアを燃料電池セル１１に噴射させることで、燃料電池セル１１に対するエアの反発力を大きくできる。
これにより、燃料電池セル１１からハンド部５５を円滑に退避させることができる。

位置決め部６２は、左側辺（一方の側辺）５８ｃおよび右側辺（他方の側辺）５８ｄにそれぞれ設けられている。
この位置決め部６２は、保持板５８の表面５８ｅに位置決めシリンダ７８が縦向きに設けられ、シリンダロッド７９の頂部が連結プレート８１を介して位置決めピン（可動式のピン）８２の頂部８２ａが連結されている。

位置決めピン８２は保持板５８の挿通孔８３を挿通して、燃料電池セル１１の差込孔８４に差し込まれている。
これにより、左非接触保持部６１で燃料電池セル１１を非接触状態で保持した際に、燃料電池セル１１が保持板５８の裏面５８ｆに沿って移動することを防止することができる。

位置決めシリンダ７８を作動して、シリンダロッド７９を矢印Ｄの如く上方に進出させることにより、位置決めピン８２を燃料電池セル１１の差込孔８４から抜き出すことができる。
なお、燃料電池セル１１の差込孔８４は、燃料電池セル１１の組立時などに使用する位置決め用の孔である。

図８は図６の８−８線断面図である。
受け部６３は、保持板５８の表面５８ｅに一対の受けシリンダ８６が横向きに設けられ、シリンダロッド８７の端部に受けプレート８８が設けられている。
受けプレート８８は、保持板５８の周縁５８ｇに沿って、保持板５８に対して直交するように配置されるとともに、燃料電池セル１１に向けて延出され、先端部８８ａが燃料電池セル１１側に折り曲げられている。

この先端部８８ａは、燃料電池セル１１の第２セパレータ２７のうち、周縁２７ａを載置可能な折曲片である。
先端部８８ａに第２セパレータ２７の周縁２７ａを載せることで、燃料電池セル１１を支えることができる。

第２セパレータ２７の周縁２７ａを先端部８８ａに載せた状態で、第１セパレータ２６と保持板５８との間に空間７６が確保されている。
一対の受けシリンダ８６を作動して各シリンダロッド８７を矢印Ｅの如く進出させることにより、受けプレート８８の先端部８８ａを第２セパレータ２７の周縁２７ａから外すことができる。

図９は本発明に係る燃料電池セル積層装置のハンド部を示す側面図である。
非接触保持部６１で燃料電池セル１１の第１セパレータ２６を保持板５８に対して非接触状態で保持するとともに、受け部６３で燃料電池セル１１の第２セパレータ２７を支える。

この状態において、位置決め部６２で燃料電池セル１１が保持板５８の裏面５８ｆに沿って移動することを防止する。
これにより、燃料電池セル１１を保持板５８に対して非接触状態に保持することができる。

このように、保持板５８に燃料電池セル１１を保持した状態で、燃料電池セル１１をハンド部５５で載置台４１（図３参照）まで搬送する。
燃料電池セル１１を積層位置まで搬送した状態で、燃料電池セル１１の積層厚さ寸法を積層厚さ検出部６４で検出する。

積層厚さ検出部６４は、ケーシング８９内にレーザ光源および受光素子を備えている。
この積層厚さ検出部６４によれば、レーザ光源からレーザ９０を投光することで、投光したレーザ９０を投光レンズ８９ａを経て基準面３５ａ（図４参照）に向けて照射する。照射したレーザ９０は基準面３５ａで反射して受光素子に導かれる。
基準面３５ａで反射したレーザ９０を受光素子で受光し、受光した受光量に基づいて積層した燃料電池セル１１の実積層厚さを検出する。
なお、本実施の形態では、基準面３５ａを押当板３５の押当面を利用したが、基準面３５ａはこれに限定するものではない。

つぎに、本発明に係る燃料電池セル積層装置３０を用いて燃料電池セル１１を積層する方法を図１０〜図１５に基づいて説明する。
まず、図１０〜図１４に基づいて燃料電池セル１１を支持板３４（図５参照）に立て掛けた状態で載置台４１に縦方向に配置する例を説明する。

図１０（ａ），（ｂ）は本発明に係る燃料電池セル積層方法においてハンド部で燃料電池セルを持ち上げる例を説明する図である。
（ａ）において、前工程で製造された燃料電池セル１１をセル供給部５６の供給台９５に載置する。
非接触搬送ユニット４２のハンド部５５を燃料電池セル１１上にセットする。

受け部６３の受けシリンダ８６，８６を作動して各シリンダロッド８７を矢印Ｆの如く後退させる。
受けプレート８８の先端部８８ａが第２セパレータ２７の周縁２７ａに向けて矢印の如く移動して、第２セパレータ２７の周縁２７ａを先端部８８ａに載せる。

（ｂ）において、左位置決め部６２の位置決めシリンダ７８を作動して、シリンダロッド７９を矢印Ｇの如く下方に後退させる。
位置決めピン８２が矢印の如く下降して燃料電池セル１１の差込孔８４に挿入する。
ハンド部５５を矢印Ｈの如く上昇することにより、供給台９５から燃料電池セル１１を持ち上げる。

図１１（ａ），（ｂ）は本発明に係る燃料電池セル積層方法においてハンド部で燃料電池セルを非接触状態に保持する例を説明する図である。
（ａ）において、左非接触保持部６１のエア導入流路７４からエア噴射口７３にエアを供給することで、エア噴射口７３から負圧凹部７２内にエアを側壁７２ｂに沿って矢印Ｉの如く噴射する。

噴射したエアは、左非接触保持部６１の裏面６１ａ（図７参照）および燃料電池セル１１間の空間７６に矢印の如く導かれる。
負圧凹部７２内に負圧が発生し、発生した負圧を利用して燃料電池セル１１（具体的には、第１セパレータ２６）を吸引する。
燃料電池セル１１を吸引することで、第１セパレータ２６が保持板５８に接近する。

第１セパレータ２６が保持板５８に接近すると、負圧凹部７２から空間７６に導かれたエアが反発力として作用する。
これにより、第１セパレータ２６が保持板５８に接触することを防止して、第１セパレータ２６を保持板５８に対して非接触状態で保持する。

（ｂ）において、受け部６３の先端部８８ａで第２セパレータ２７の周縁２７ａを支えているので、燃料電池セル１１を保持板５８に対して非接触状態で保持することができる。

この状態において、（ａ）に示すように、左位置決め部６２の位置決めピン８２が燃料電池セル１１の差込孔８４に挿入されている。
これにより、位置決め部６２で燃料電池セル１１が保持板５８の裏面５８ｆに沿って移動することを防止する。

図１２（ａ），（ｂ）は本発明に係る燃料電池セル積層方法において燃料電池セルを載置台に配置する例を説明する図である。
（ａ）において、燃料電池セル１１を非接触状態で保持した状態で、ハンド部５５を載置台４１の基準ガイド４５まで矢印Ｊの如く搬送する。

（ｂ）において、ハンド部５５を矢印Ｋの如く基準ガイド４５に向けて移動する。燃料電池セル１１はハンド部５５とともに基準ガイド４５に向けて移動する。

図１３（ａ），（ｂ）は本発明に係る燃料電池セル積層方法において燃料電池セルを基準ガイドに当接する例を説明する図である。
（ａ）において、基準ガイド４５の下辺支持ガイド部４６，４６に燃料電池セル１１の下辺１１ａを良好に押し付ける（当てる）ことができる。
基準ガイド４５の側辺支持ガイド部４７に燃料電池セル１１の左側辺１１ｂを良好に押し付ける（当てる）ことができる。
すなわち、基準ガイド４５に燃料電池セル１１を縦方向に突き当てることができる。

この状態において、受け部６３…を作動することで、受けプレート８８…を矢印Ｌの如く移動して、図８に示す先端部８８ａ…を第２セパレータ２７の周縁２７ａから離す。
また、左位置決め部６２，６２の位置決めシリンダ７８，７８（図７参照）を作動して、位置決めピン８２，８２を燃料電池セル１１の差込孔８４，８４から抜き出す。
これにより、燃料電池セル１１は左右の非接触保持部６１のみで非接触状態に保持される。

（ｂ）において、ハンド部５５を燃料電池セル１１に沿わせて矢印Ｍの如く基準ガイド４５に向けてさらに移動する。ハンド部５５が移動することで、燃料電池セル１１は基準ガイド４５側に押し付けられる。
これにより、基準ガイド４５の下辺支持ガイド部４６，４６に燃料電池セル１１の下辺１１ａを確実に当接することができる。
同様に、基準ガイド４５の側辺支持ガイド部４７に燃料電池セル１１の左側辺１１ｂを確実に当接することができる。
これにより、燃料電池セル１１を正規の位置に確実に配置することができる。

ここで、前述したようにハンド部５５の保持板５８は、クリアランス部６７として一対の下辺凹部６８および１つの側辺凹部６９を備えている。
よって、燃料電池セル１１の下辺１１ａおよび左側辺１１ｂを下辺支持ガイド部４６，４６や側辺支持ガイド部４７に当接させた後でも、ハンド部５５を基準ガイド４５に干渉させることなく矢印Ｍの如く移動することができる。

さらに、ハンド部５５の保持板５８にクリアランス部６７を設けるだけで、ハンド部５５を干渉させることなく基準ガイド４５の方向に移動することが可能になる。
これにより、燃料電池セル１１を正規の位置に確実に配置することを、簡素な構成で実現することができる。

ハンド部５５を矢印Ｍの如く移動した後、左右の非接触保持部６１を停止して、非接触状態による保持を解除する。
これにより、ハンド部５５を燃料電池セル１１から離して退避することができる。
ここで、燃料電池セル１１はハンド部５５に非接触状態に保持されているので、燃料電池セル１１を正規の位置からずらすことなく、ハンド部５５による非接触状態を解除することができる。
したがって、燃料電池セル１１を正規の位置に確実に配置した状態に保つことができる。

加えて、ハンド部５５は左右の非接触保持部６１から燃料電池セル１１にエアを噴射させることで負圧を生じさせている。
そして、載置台４１に配置した燃料電池セル１１からハンド部５５を退避させる際に、燃料電池セル１１を非接触状態に保持する負圧を発生させるエアの噴射に比して、噴射が強められたエアを燃料電池セル１１に噴射させるようにした。

このように、噴射が強められたエアを燃料電池セル１１に噴射させることで、燃料電池セル１１に対するエアの反発力が大きくなり、載置台４１に配置した燃料電池セル１１からハンド部５５を円滑に退避させることができる。
これにより、載置台に配置した燃料電池セルからハンド部を退避させる際に、燃料電池セル１１が配置位置からずれることを一層良好に防いで、燃料電池セル１１を正規の位置に一層確実に配置した状態に保つことができる。

図１４は本発明に係る燃料電池セル積層方法において燃料電池セルを基準ガイドに配置した例を説明する図である。
燃料電池セル１１は、支持板３４（図５も参照）に立て掛けられた状態で、基準ガイド４５に対して縦方向に配置される。
ここで、燃料電池セル１１は、下辺１１ａが下辺支持ガイド部４６，４６に確実に当接され、左側辺１１ｂが側辺支持ガイド部４７に確実に当接される。

ここで、基準ガイドで、燃料電池セルの下辺を支えるとともに、低い方の側辺を支えることにより、燃料電池セルを傾斜した状態に配置するようにした。
これにより、燃料電池セルの自重を利用して、燃料電池セルを基準ガイド側に寄せることができるので、燃料電池セルを正規の位置に一層確実に配置することができる。

つぎに、図１５に基づいて多数枚の燃料電池セル１１を積層する例を説明する。
図１５は本発明に係る燃料電池セル積層方法において燃料電池セルを積層する例を説明する図である。
燃料電池セル１１の積層中に、燃料電池セル１１を支持板３４に立て掛けた状態で所定枚積層したとき、所定枚積層した燃料電池セル１１の実積層厚さＴ１を求める。

すなわち、積層厚さ検出部６４のレーザ光源からレーザ９０を投光する。投光したレーザ９０が投光レンズ８９ａを経て基準面３５ａに向けて照射する。照射したレーザ９０は基準面３５ａで反射して受光素子に導かれる。
基準面３５ａで反射したレーザ９０を受光素子で受光し、受光した受光量に基づいて所定枚積層した燃料電池セルの実積層厚さＴ１を求める。

所定枚積層した燃料電池セル１１の実積層厚さＴ１が、予め設定された基準積層厚さＴ２を超えた場合、実積層厚さＴ１を基準積層厚さＴ２に修正するように燃料電池セル１１をハンド部５５で押圧する。
このように、燃料電池セル１１の積層中に、所定枚積層した燃料電池セル１１の実積層厚さＴ１を基準積層厚さＴ２に修正することで、比較的少ない枚数の積層状態で燃料電池セル１１の整列修正が可能になる。
これにより、所定枚の燃料電池セル１１を全て互いに平行に確実に整列することができる。

さらに、燃料電池セル１１の積層中に、所定枚積層した燃料電池セル１１の実積層厚さＴ１を基準積層厚さＴ２に修正するだけで、燃料電池セル１１を互いに平行に整列可能なので、従来技術の振動装置を不要にできる。
このように、従来技術の振動装置を不要にすることで、燃料電池セル積層装置３０が大型化することを防ぐことができる。

ここで、実積層厚さを基準積層厚さに修正するように燃料電池セルをハンド部で押圧する方法について説明する。
すなわち、燃料電池セルをハンド部で押圧する際に、積層された燃料電池セルの全枚数にハンド部の押圧力を均等に作用させる必要がある。

この要求を満たすために、ハンド部の押圧力を一定の割合で所定圧まで徐々に高めるようにした。
これにより、ハンド部の押圧力を作用させる際に、燃料電池セルに押圧力が局部的に集中することを防ぐことができる。

加えて、ハンド部の押圧力を所定圧まで高めた後、所定圧による押圧状態を所定時間継続するようにした。
これにより、ハンド部の押圧力を全ての燃料電池セルに均等に伝える（なじませる）ことができる。

このように、燃料電池セルに押圧力が局部的に集中することを防ぎ、かつ、ハンド部の押圧力を全ての燃料電池セルに均等に伝える（なじませる）ことで、燃料電池セルに損傷を与えることなく、燃料電池セルを互いに平行に整列することができる。

以上説明したように、燃料電池セル１１の積層中に、燃料電池セル１１の実積層厚さＴ１を基準積層厚さＴ２に修正しながら、全枚数の燃料電池セル１１を積層する。
この積層方法を順次繰り返すことにより、全枚数の燃料電池セル１１を積層する。全枚数の燃料電池セル１１を積層した後、図３に示す駆動モータ３７を駆動して押当板３５で全枚数の燃料電池セル１１を押さえ付ける。
この状態で、図１に示す左右の連結プレート１６，１６で第１、第２支持板１４，１５を連結することで、燃料電池１０を組み付ける。

なお、前記実施の形態では、ハンド部５５の保持板５８にクリアランス部６７を設けた例について説明したが、これに限らないで、載置台にクリアランス部を設けることも可能である。

また、前記実施の形態では、載置台４１の基準ガイド４５を傾斜させた例について説明したが、これに限らないで、基準ガイドを傾斜させないように構成することも可能である。

本発明は、燃料電池セルを多数枚積層する燃料電池セル積層方法および燃料電池セル積層装置への適用に好適である。

本発明に係る燃料電池セル積層装置で積層した多数枚の燃料電池セルを示す斜視図である。図１の燃料電池セルを示す断面図である。本発明に係る燃料電池セル積層装置を示す側面図である。本発明に係る燃料電池セル積層装置を示す平面図である。図３の５−５線断面図である。本発明に係る燃料電池セル積層装置のハンド部を示す斜視図である。図６の７−７線断面図である。図６の８−８線断面図である。本発明に係る燃料電池セル積層装置のハンド部を示す側面図である。本発明に係る燃料電池セル積層方法においてハンド部で燃料電池セルを持ち上げる例を説明する図である。本発明に係る燃料電池セル積層方法においてハンド部で燃料電池セルを非接触状態に保持する例を説明する図である。本発明に係る燃料電池セル積層方法において燃料電池セルを載置台に配置する例を説明する図である。本発明に係る燃料電池セル積層方法において燃料電池セルを基準ガイドに当接する例を説明する図である。本発明に係る燃料電池セル積層方法において燃料電池セルを基準ガイドに配置した例を説明する図である。本発明に係る燃料電池セル積層方法において燃料電池セルを積層する例を説明する図である。

符号の説明

１０…燃料電池、１１…燃料電池セル、１１ａ…下辺、１１ｂ…左側辺（一方の側辺）、１１ｃ…右側片（他方の側辺）、４１…載置台、４２…非接触搬送ユニット、４５…基準ガイド、５５…ハンド部、６７…クリアランス部、８２…位置決めピン（可動式のピン）、８４…差込孔。

Claims

略矩形板状の燃料電池セルを非接触搬送ユニットのハンド部に生じた負圧を利用して非接触状態に保持し、
当該保持した前記燃料電池セルを、前記燃料電池セルの両側辺のうち一方の側辺が他方の側辺に対して低くなるように傾斜状に支持する基準ガイドを備える前記燃料電池セルの載置台に対して縦方向に前記基準ガイドに突き当てて配置し、
前記燃料電池セルを前記ハンド部に保持した状態で前記基準ガイドに向けて移動し、
前記ハンド部による前記燃料電池セルの保持を解除し、前記ハンド部を前記燃料電池セルから退避することを特徴とする燃料電池セル積層方法。
前記燃料電池セルが前記載置台に対して前記縦方向に配置された状態において、前記燃料電池セルの両側辺のうち一方の側辺が他方の側辺に対して低くなるように傾斜され、
前記基準ガイドで、前記燃料電池セルの下辺のうち２点を支えるとともに、前記一方の側辺のうち１点を支えることを特徴とする請求項１記載の燃料電池セル積層方法。
前記ハンド部に備えた可動式のピンを、前記燃料電池セルに設けられた差込孔に挿入することを特徴とする請求項１または請求項２記載の燃料電池セル積層方法。
前記燃料電池セルを非接触状態に保持する負圧を前記燃料電池セルにエアを噴射させることで生じさせ、
前記載置台に配置した前記燃料電池セルから前記ハンド部を退避させる際に、前記負圧を発生させるエアの噴射に比して噴射が強められたエアを前記燃料電池セルに噴射させ、
前記噴射が強められたエアで前記載置台に配置した前記燃料電池セルから前記ハンド部を退避させることで、前記燃料電池セルが配置位置からずれることを防ぐことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の燃料電池セル積層方法。
略矩形板状の燃料電池セルを負圧を利用した非接触搬送ユニットのハンド部を用いて非接触状態に保持し、
当該保持した前記燃料電池セルを、前記燃料電池セルの両側辺のうち一方の側辺が他方の側辺に対して低くなるように傾斜状に支持する基準ガイドを備えた前記燃料電池セルの載置台に対して縦方向に配置する燃料電池セル積層装置であって、
前記ハンド部で非接触状態に保持した前記燃料電池セルを前記載置台に対して縦方向に前記基準ガイドに突き当てて配置した後、前記ハンド部を前記基準ガイドに向けて移動可能に、前記ハンド部または前記載置台の少なくとも一方に干渉を防止するクリアランス部を設けたことを特徴とする燃料電池セル積層装置。