JP5256779B2 - Fuel cell manufacturing method and manufacturing apparatus - Google Patents
Fuel cell manufacturing method and manufacturing apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP5256779B2 JP5256779B2 JP2008048598A JP2008048598A JP5256779B2 JP 5256779 B2 JP5256779 B2 JP 5256779B2 JP 2008048598 A JP2008048598 A JP 2008048598A JP 2008048598 A JP2008048598 A JP 2008048598A JP 5256779 B2 JP5256779 B2 JP 5256779B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- positioning
- positioning bar
- separator
- bar
- tension
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 46
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims description 33
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 56
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 30
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 4
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims description 3
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 20
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 19
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 14
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 14
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 12
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 12
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 10
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 10
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 10
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 7
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000009471 action Effects 0.000 description 6
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 5
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 5
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 3
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 3
- 239000012778 molding material Substances 0.000 description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 3
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000005518 polymer electrolyte Substances 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004640 Melamine resin Substances 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 229910021383 artificial graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000003014 ion exchange membrane Substances 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910021382 natural graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052762 osmium Inorganic materials 0.000 description 1
- SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N osmium atom Chemical compound [Os] SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 231100000572 poisoning Toxicity 0.000 description 1
- 230000000607 poisoning effect Effects 0.000 description 1
- 229920006122 polyamide resin Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 1
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000012916 structural analysis Methods 0.000 description 1
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Description
本発明は、燃料電池の製造方法および製造装置に関する。 The present invention relates to a fuel cell manufacturing method and a manufacturing apparatus.
燃料電池は、セルを形成するセパレータおよび電極集成体を順次積層することで製造されており、積層の際、セパレータに形成される開口部に位置決めバーを挿通し、テンションを付与することで、セパレータの反りを伸ばし、位置決めバーに倣わせることで、セパレータの位置決めを実施している(例えば、特許文献1および特許文献2参照。)。
しかし、積層は、数十枚〜数百枚単位であるため、セパレータの位置決めのために付与されるテンションは大きく、当該テンションによって位置決めバー自体が撓んでしまい、位置決めバーの両端部から中央部付近に向かうに従って、各セパレータから受ける反力が累積されて撓みも大きくなるので、位置決め精度を確保することが困難である。そのため、ズレを生じても製品(燃料電池)に不具合が生じないように、余裕を持たせたサイズに設定する場合、その分、発電に利用される面積が相対的に小さくなるため、良好な電池出力を得ることが難しい。 However, since the stacking is in units of several tens to several hundreds, the tension applied for positioning the separator is large, and the positioning bar itself is bent by the tension, and from the both ends of the positioning bar to the vicinity of the center Since the reaction force received from each separator is accumulated and the deflection increases as it goes to, it is difficult to ensure positioning accuracy. Therefore, when setting the size with a margin so that the product (fuel cell) does not malfunction even if a deviation occurs, the area used for power generation becomes relatively small, which is good. It is difficult to obtain battery output.
一方、位置決めバーの断面積を増加させることで剛性を確保し、撓みを抑制する場合、位置決めバーが挿通される開口部のサイズも増加させる必要がある。しかし、開口部が形成される部位は、電池出力に寄与しないが、サイズの増加は、セパレータの大型化を引き起こすため、発電に利用される面積が相対的に小さくなるため、良好な電池出力を得ることが困難である。 On the other hand, when the rigidity is ensured by increasing the cross-sectional area of the positioning bar and the bending is suppressed, it is necessary to increase the size of the opening through which the positioning bar is inserted. However, the portion where the opening is formed does not contribute to the battery output, but the increase in size causes an increase in the size of the separator, so that the area used for power generation becomes relatively small. It is difficult to obtain.
本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決するためになされたものであり、電池出力を向上させ得る燃料電池の製造方法および製造装置を、提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems associated with the prior art, and an object of the present invention is to provide a fuel cell manufacturing method and manufacturing apparatus that can improve battery output.
上記目的を達成するための本発明の一様相は、セパレータおよび電極集成体を有する燃料電池の製造方法であって、前記セパレータに形成される複数の開口部に挿通される位置決めバーによって、垂直方向に並置して積層した状態にある複数層の前記セパレータにテンションを付与しつつ位置決めする位置決め工程を有している。前記位置決め工程において、撓みが発生する前記位置決めバーを前記テンションの付与によって直線状に矯正するようにした。 In order to achieve the above object, a uniform phase of the present invention is a method of manufacturing a fuel cell having a separator and an electrode assembly, wherein a vertical direction is provided by positioning bars inserted into a plurality of openings formed in the separator. A positioning step of positioning while applying tension to the separators in a plurality of layers that are stacked in parallel . In the positioning step, the positioning bar in which bending occurs is straightened by applying the tension .
上記目的を達成するための本発明の別の一様相は、セパレータおよび電極集成体を有する燃料電池の製造装置であって、前記セパレータに形成される複数の開口部に挿通される位置決めバーによって、垂直方向に並置して積層した状態にある複数層の前記セパレータにテンションを付与しつつ位置決めする位置決め手段を有している。前記位置決めバーは、撓みが発生する前記位置決めバーを前記テンションの付与によって直線状に矯正するように設定されている。 Another uniform phase of the present invention for achieving the above object is a fuel cell manufacturing apparatus having a separator and an electrode assembly, and a positioning bar inserted into a plurality of openings formed in the separator, Positioning means for positioning while applying tension to the separators in a plurality of layers that are stacked in parallel in the vertical direction is provided. The positioning bar is set so as to straighten the positioning bar in which bending occurs by applying the tension .
本発明の一様相に係る燃料電池の製造方法によれば、位置決めバーは、前記テンションの付与によって撓みが発生するが、前記位置決めバーは直線状に矯正される。したがって、位置決めバーの断面積を増加させることなく、撓みを実質的に抑制し、位置決め精度を確保することが可能である。そのため、発電に利用される面積を十分に確保し、良好な電池出力を得ることができる。 According to the method of manufacturing a fuel cell according to the uniform phase of the present invention, the positioning bar is bent due to the application of the tension, but the positioning bar is straightened. Therefore, it is possible to substantially suppress bending and ensure positioning accuracy without increasing the cross-sectional area of the positioning bar. Therefore, it is possible to ensure a sufficient area used for power generation and obtain a good battery output.
本発明の別の一様相に係る燃料電池の製造装置によれば、位置決めバーは、前記テンションの付与によって撓みが発生するが、前記位置決めバーは直線状に矯正されるように設定されている。したがって、位置決めバーの断面積を増加させることなく、撓みを実質的に抑制し、位置決め精度を確保することが可能である。そのため、発電に利用される面積を十分に確保し、良好な電池出力を得ることができる。 According to the fuel cell manufacturing apparatus according to another uniform phase of the present invention, the positioning bar is set to be straightened, although the positioning bar is bent by the application of the tension. Therefore, it is possible to substantially suppress bending and ensure positioning accuracy without increasing the cross-sectional area of the positioning bar. Therefore, it is possible to ensure a sufficient area used for power generation and obtain a good battery output.
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。図1は、実施の形態1に係る燃料電池を説明するための斜視図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view for explaining a fuel cell according to Embodiment 1. FIG.
燃料電池10は、複数のセルが積層されたスタック部20を有しており、電源として利用される。電源の用途は、例えば、定置用、携帯電話などの民生用携帯機器用、非常用、レジャーや工事用電源などの屋外用、搭載スペースが限定される自動車などの移動体用である。特に、移動体用電源は、比較的長時間の運転停止後に高い出力電圧が要求されるため、適用が好ましい。
The
スタック部20の両側には、集電板30,40、絶縁板50,60およびエンドプレート70,80が配置される。集電板30,40は、緻密質カーボンや銅板などガス不透過な導電性部材から形成され、また、スタック部20で生じた起電力を出力するための出力端子35,45が設けられている。絶縁板50,60は、ゴムや樹脂等の絶縁性部材から形成される。
On both sides of the
エンドプレート70,80は、剛性を備えた材料、例えば鋼などの金属材料から形成される。エンドプレート70は、燃料ガス(例えば、水素)、酸化剤ガス(例えば、酸素)および冷媒(例えば、冷却水)を流通させるために、燃料ガス導入口71、燃料ガス排出口72、酸化剤ガス導入口74、酸化剤ガス排出口75、冷媒導入口77、および冷媒排出口78を有する。
The
スタック部20、集電板30,40、絶縁板50,60およびエンドプレート70,80の四隅には、タイロッド90が挿通される貫通孔が配置される。タイロッド90は、その端部に形成される雄ねじ部に、ナットが螺合され、燃料電池10を締結する。スタック形成のための荷重は、セルの積層方向に作用し、セルを押し圧状態に保持する。
Through holes through which the
タイロッド90は、剛性を備えた材料、例えば、鋼などの金属材料から形成され、また、セル同士の電気的短絡を防止するため、絶縁処理された表面部を有する。タイロッド90の設置本数は、4本(四隅)に限定されない。タイロッド90の締結機構は、螺合に限定されず、他の手段を適用することも可能である。また、燃料電池10の締結機構は、内部を延長するタイロッド90を利用する形態に限定されず、外部を延長するテンションロッドを利用することも可能である。
The
図2は、図1に示されるスタック部を説明するための断面図、図3は、図2に示される電極集成体を説明するための平面図、図4は、図2に示されるセパレータを説明するための平面図である。 2 is a cross-sectional view for explaining the stack portion shown in FIG. 1, FIG. 3 is a plan view for explaining the electrode assembly shown in FIG. 2, and FIG. 4 shows the separator shown in FIG. It is a top view for demonstrating.
スタック部20は、セルを形成する電極集成体100、セパレータ130(130A,130B)が、順次積重ねられて構成される。電極集成体100、セパレータ130Aとセパレータ130Bとの間における外周縁部には、シール材が配置される。
The
電極集成体100は、膜電極接合体(MEA:Membrane Electrode Assembly)110、ガス拡散層120,125およびガスケットが一体化された略矩形のユニット組立体(アセンブリ)であり、セパレータ130と略同一形状である。
The
電極集成体100は、開口部102およびマニホールド部104A〜106A,104B〜106Bを有する。開口部102の内側領域は、発電に利用される部位である。マニホールド部104A,104B、マニホールド部105A,105Bおよびマニホールド部106A,106Bは、燃料ガス用、酸化剤ガス用および冷媒用に適用される。
The
膜電極接合体110は、電解質膜と、電解質膜を挟んで配置されるカソード触媒層およびアノード触媒層とを有する。電解質膜は、固体高分子材料、例えば、フッ素系樹脂により形成されたプロトン伝導性のイオン交換膜であり、湿潤状態で良好な電気伝導性を呈する。
The
カソード触媒層は、ガス拡散層120に隣接している。アノード触媒層は、ガス拡散層125に隣接している。カソード触媒層およびアノード触媒層は、導電性担体に触媒成分が担持されてなる電極触媒と、高分子電解質とを含んでいる。電極触媒の導電性担体は、触媒成分を所望の分散状態で担持するための比表面積、および、集電体として十分な電子導電性を有しておれば、特に限定されないが、主成分がカーボン粒子であることが好ましい。
The cathode catalyst layer is adjacent to the
カソード触媒層に適用される触媒成分は、酸素の還元反応に触媒作用を有するものであれば、特に限定されない。アノード触媒層に適用される触媒成分は、水素の酸化反応に触媒作用を有するものであれば、特に限定されない。 The catalyst component applied to the cathode catalyst layer is not particularly limited as long as it has a catalytic action for the oxygen reduction reaction. The catalyst component applied to the anode catalyst layer is not particularly limited as long as it has a catalytic action on the oxidation reaction of hydrogen.
触媒成分は、例えば、白金、ルテニウム、イリジウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、タングステン、鉛、鉄、クロム、コバルト、ニッケル、マンガン、バナジウム、モリブデン、ガリウム、アルミニウム等の金属、及びそれらの合金等などから選択される。触媒活性、一酸化炭素等に対する耐被毒性、耐熱性などを向上させるために、少なくとも白金を含むものが好ましい。カソード触媒層およびアノード触媒層に適用される触媒成分は、同一である必要はなく、適宜選択することが可能である。 The catalyst component is, for example, platinum, ruthenium, iridium, rhodium, palladium, osmium, tungsten, lead, iron, chromium, cobalt, nickel, manganese, vanadium, molybdenum, gallium, aluminum and other alloys, and alloys thereof. Selected. In order to improve catalytic activity, poisoning resistance to carbon monoxide, heat resistance, etc., those containing at least platinum are preferable. The catalyst components applied to the cathode catalyst layer and the anode catalyst layer need not be the same, and can be selected as appropriate.
電極触媒の高分子電解質は、少なくとも高いプロトン伝導性を有する部材であれば、特に限定されず、例えば、ポリマー骨格の全部又は一部にフッ素原子を含むフッ素系電解質や、ポリマー骨格にフッ素原子を含まない炭化水素系電解質が適用可能である。 The polymer electrolyte of the electrode catalyst is not particularly limited as long as it is a member having at least high proton conductivity. For example, a fluorine-based electrolyte containing fluorine atoms in all or part of the polymer skeleton, or fluorine atoms in the polymer skeleton. A hydrocarbon-based electrolyte not included is applicable.
ガス拡散層120,125は、充分なガス拡散性および導電性を有する部材、例えば、炭素繊維からなる糸で織成したカーボンクロスや、カーボンペーパ、あるいはカーボンフェルトから形成される。 The gas diffusion layers 120 and 125 are formed of a member having sufficient gas diffusibility and conductivity, for example, carbon cloth woven with yarn made of carbon fiber, carbon paper, or carbon felt.
次に、セパレータ130(130A,130B)を説明する。 Next, the separator 130 (130A, 130B) will be described.
セパレータ130は、略矩形状であり、凹凸部132およびマニホールド部134A〜136A,134B〜136Bを有する。マニホールド部134A,134B、マニホールド部135A,135Bおよびマニホールド部136A,136Bは、燃料ガス用、酸化剤ガス用および冷媒用に適用される。
なお、セパレータ130Aは、別のセルのセパレータ130Bに隣接しており、その凹凸部132とカソード側のガス拡散層120の表面により形成される空間S1は、酸化剤ガスを流通させるための流路を構成し、マニホールド部135A,135Bを経由し、エンドプレート70に配置される酸化剤ガス導入口74および酸化剤ガス排出口75に、接続されている。
The
セパレータ130Bは、別のセルのセパレータ130Aに隣接しており、その凹凸部132と、アノード側のガス拡散層125の表面により形成される空間S2は、燃料ガスを流通させるための流路を構成し、マニホールド部134A,134Bを経由し、エンドプレート70に配置される燃料ガス導入口71および燃料ガス排出口72に、接続されている。
The
セパレータ130Bの凹凸部132の外面と、隣接する別のセルのセパレータ130Aの外面により形成される空間S3は、冷媒を流通させるための流路を構成し、マニホールド部136A,136Bを経由し、エンドプレート70に配置される冷媒導入口77および冷媒排出口78に、接続されている。つまり、セパレータ130Bの凹凸部132の外面は、冷媒を流通させるための流路溝を構成する。なお、凹凸部132の形状および配置は、ガスの拡散性、圧力損失、生成水の排出性、冷却性能等を考慮し、適宜設定される。
A space S3 formed by the outer surface of the concavo-
セパレータ130は、適当な導電性、強度および耐食性を有し、粉末状のカーボン材を有する成形材料や、金属材料から形成される。
The
成形材料は、カーボン材(例えば、70〜90WT%)およびバインダー樹脂(例えば、10〜30WT%)を有する粉末状の混合物である。カーボン材は、例えば、天然黒鉛、人造黒鉛、膨張黒鉛である。バインダー樹脂は、例えば、フェノール樹脂やメラミン樹脂やポリアミド樹脂などの熱硬化性樹脂や、ポリプロピレン等などの熱可塑性樹脂である。フェノール樹脂は、経済性、作業性、成形性、物性(耐酸性、耐熱性、流体不透過性)などに優れており、好ましい。成形材料は、粉末状の形態で直接利用することに限定されず、シート状の予備成形体の形態やビレット状の予備成形体の集成体の形態で、適用することも可能である。 The molding material is a powdery mixture having a carbon material (for example, 70 to 90 WT%) and a binder resin (for example, 10 to 30 WT%). The carbon material is, for example, natural graphite, artificial graphite, or expanded graphite. The binder resin is, for example, a thermosetting resin such as a phenol resin, a melamine resin, or a polyamide resin, or a thermoplastic resin such as polypropylene. Phenol resins are preferred because they are excellent in economic efficiency, workability, moldability, physical properties (acid resistance, heat resistance, fluid impermeability) and the like. The molding material is not limited to being directly used in the form of a powder, but can be applied in the form of a sheet-like preform or an assembly of billet-like preforms.
金属材料は、例えば、ステンレス鋼鈑である。ステンレス鋼鈑は、複雑な機械加工を施しやすくかつ導電性が良好である点で好ましい。ステンレス鋼板は、必要に応じて、耐食性のコーティングを施すことも可能である。また、アルミニウム板や、クラッド材を適用することも可能である。 The metal material is, for example, a stainless steel plate. Stainless steel plates are preferred because they are easy to perform complex machining and have good electrical conductivity. The stainless steel plate can be coated with a corrosion-resistant coating as necessary. An aluminum plate or a clad material can also be applied.
次に、実施の形態1に係る製造装置を説明する。 Next, the manufacturing apparatus according to the first embodiment will be described.
図5は、実施の形態1に係る製造装置を説明するための側面図、図6は、図2に示される位置決めバーを説明するための断面図である。 FIG. 5 is a side view for explaining the manufacturing apparatus according to the first embodiment, and FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining the positioning bar shown in FIG.
実施の形態1に係る製造装置は、セパレータ130および電極集成体100を順次積層し、一括して位置決めするための位置決め装置(位置決め手段)140を有する。
The manufacturing apparatus according to Embodiment 1 has a positioning device (positioning means) 140 for sequentially laminating the
位置決め装置140は、本体基部150、固定ユニット(固定ブラケット部)160、可動ユニット(可動ブラケット部)180および位置決めバー152を有しており、セパレータ130に形成されるマニホールド部(開口部)に挿通される位置決めバー152によって、縦積み状態(垂直方向に並置して積層した状態)にある複数層のセパレータ130にテンションを付与しつつ位置決めするために使用される。また、位置決め装置140は、テンションの付与によって撓みが発生する位置決めバー152を前記テンションの付与によって直線状に矯正するように設定されている。したがって、位置決めバー152の断面積を増加させることなく、撓みを実質的に抑制し、位置決め精度を確保することが可能である。そのため、発電に利用される面積を十分に確保し、良好な電池出力を得ることができる。
The
詳述すると、本体基部150は、固定ユニット160と一体化されており、かつ、可動ユニット180のためのガイドレール152を有する。
More specifically, the
固定ユニット160は、本体基部150から上方に延長する立柱部161、および、立柱部161の上部から可動ユニット180に向かって水平方向に延長する水平突出部170を有する。立柱部161は、下方に配置されて固定されるブラケット部162および上方に配置されるガイドレール163を有する。ブラケット部162は、位置決めバー152A,152Bの一端が固定され、片持ち支持されている。ガイドレール163には、垂直方向に延長しており、スライダ164を介してブラケット部165がスライド自在に連結されている。ブラケット部165には、位置決めバー152C,152Dが固定される。
The fixed
水平突出部170は、往復動駆動手段171を有する。往復動駆動手段171は、例えば、油圧シリンダあるいはアクチュエータを有しており、水平突出部170の下方に配置され、ブラケット部165に連結されている。したがって、ブラケット部165は、往復動駆動手段171によって駆動されることによって、ガイドレール163に沿って上下方向に移動自在であり、下方に配置されて固定されるブラケット部162との間の距離を調整することが可能である。
The
可動ユニット180は、ユニット基部181、ユニット基部181から上方に延長する立柱部183、および、立柱部183の上部から固定ユニット160に向かって水平方向に延長する水平突出部190を有する。
The
ユニット基部181は、本体基部150のガイドレール152にスライダ182を介してスライド自在に連結されている。ガイドレール152は、固定ユニット160に向かって延長しており、可動ユニット基部181は、固定ユニット160に対して近接離間自在である。
The
立柱部183は、下方に配置されて固定されるブラケット部184および上方に配置されるガイドレール185を有する。ブラケット部184は、固定ユニット160のブラケット部162と位置合せされており、かつ、位置決めバー152A,152Bの他端(自由端)が挿通自在の嵌合穴を有する。ガイドレール185は、垂直方向に延長しており、スライダ186を介してブラケット部187がスライド自在に連結されている。ブラケット部187は、固定ユニット160のブラケット部165と位置合せされており、かつ、位置決めバー152C,152Dが挿通自在の嵌合穴を有する。
The
水平突出部190は、往復動駆動手段191を有する。往復動駆動手段191は、例えば、油圧シリンダあるいはアクチュエータを有しており、水平突出部190の下方に配置され、ブラケット部187に連結されている。したがって、ブラケット部187は、往復動駆動手段191によって駆動されることによって、ガイドレール185に沿って上下方向に移動自在であり、下方に配置されるブラケット部184との間の距離を調整することが可能である。
The
可動ユニット180は、固定ユニット160に近接することによって、位置決めバー152A〜152Dの他端が嵌合穴に挿通され、位置決めバー152A〜152Dの他端を支持することになる。一方、可動ユニット180は、固定ユニット160から離間することによって、嵌合穴から位置決めバーの他端が引抜かれ、位置決めバー152A〜152Dの他端と可動ユニット180の連結が解除される。つまり、可動ユニット180の離間動作の1アクションで、セパレータ130の挿通あるいは取外しが可能となり、可動ユニット180の近接動作の1アクションで、セパレータ130の位置決めが可能な状態になる。したがって、作業コストを削減し、作業性を向上させることができる。
When the
また、固定ユニット160および可動ユニット180によって位置決めバー152A〜152Dを支持した状態で、固定ユニット160の往復動駆動手段171および可動ユニット180往復動駆動手段191を駆動すると、位置決めバー152C,152Dが上昇する。これにより、位置決めバー152A〜152Dは、セパレータ130のマニホールド部の内面に当接し、セパレータ130にテンションを付与することで、セパレータ130の位置決めを実行する。
Further, when the reciprocating drive means 171 and the
なお、位置決めバー152A〜152Dは、無負荷状態で、前記テンションの付与による撓みの発生方向に対して逆方向に撓んだ湾曲形状を有するように、例えば、機械加工によって成形されている。位置決めバー152A〜152Dの湾曲形状は、構造解析に基づき、前記テンションの付与によって直線状に矯正されるように設定されている。 Note that the positioning bars 152A to 152D are formed by, for example, machining so as to have a curved shape that is bent in a direction opposite to the direction in which the tension is applied in the unloaded state. The curved shapes of the positioning bars 152A to 152D are set so as to be straightened by applying the tension based on the structural analysis.
つまり、位置決めバー152A〜152Dは、予め所定の湾曲形状を有しているため、位置決め装置140によるテンションの付与によって、湾曲形状が矯正され直線形状となり、セパレータ130と位置決めバー152A〜152Dとの間に隙間が発生することが抑制される。したがって、位置決めバー152A〜152Dの断面積を増加させることなく、撓みを実質的に抑制し、位置決め精度を確保することが可能である。そのため、発電に利用される面積を十分に確保し、良好な電池出力を得ることができる。
That is, since the positioning bars 152A to 152D have a predetermined curved shape in advance, the curved shape is corrected to a linear shape by the application of tension by the
次に、実施の形態1に係る製造方法を説明する。 Next, the manufacturing method according to Embodiment 1 will be described.
図7は、セパレータの挿通を説明するための斜視図、図8は、図7に続く、セパレータの位置決めを説明するための側面図、図9は、図8に続く、セパレータの位置決めを説明するための斜視図である。 7 is a perspective view for explaining the insertion of the separator, FIG. 8 is a side view for explaining the positioning of the separator following FIG. 7, and FIG. 9 is for explaining the positioning of the separator following FIG. FIG.
本製造方法は、セパレータ130のマニホールド部に挿通される位置決めバー152A〜152Dによって、縦積み状態にある複数層のセパレータ130にテンションを付与しつつ位置決めする位置決め工程を有し、当該位置決め工程において、撓みが発生する位置決めバー152A〜152Dを、前記テンションの付与によって直線状に矯正する。したがって、位置決めバー152A〜152Dの断面積を増加させることなく、撓みを実質的に抑制し、位置決め精度を確保することが可能である。そのため、発電に利用される面積を十分に確保し、良好な電池出力を得ることができる。
This manufacturing method has a positioning step of positioning while applying tension to the
詳述すると、位置決め装置140の可動ユニット180は、図5に示される退避位置に配置される。当該退避位置においては、位置決めバー152A〜152Dは、可動ユニット180のブラケット部184,187に挿通されておらず、固定ユニット160のブラケット部162,165によって片持ちされた状態にある。
More specifically, the
その後、セパレータ130および電極集成体100を、可動ユニット側から位置決めバー152に順次挿通する。この際、セパレータ130のマニホールド部134A,136A,134B,136Bおよび電極集成体100のマニホールド部104A,106A,104B,106Bには、位置決めバー152A,152B,152C,152Dがそれぞれ挿通される(図7参照)。
Thereafter, the
そして、所定枚数(例えば、数十枚〜数百枚)の配置が完了すると、可動ユニット180は、固定ユニット160に向かって移動する。これは、ユニット基部181が、スライダ182を介して、本体基部150のガイドレール152に沿って移動することで実施される。
Then, when the arrangement of a predetermined number (for example, several tens to several hundreds) is completed, the
可動ユニット180のブラケット部184,187は、固定ユニット160のブラケット部162,165と位置合せされている。また、ブラケット部162,165には、可動ユニット180に向かって水平方向に延長している位置決めバー152が固定されている。したがって、可動ユニット180が固定ユニット160に近接することによって、位置決めバー152の自由端が、可動ユニット180のブラケット部184,187の嵌合穴に挿通される。つまり、可動ユニット180の近接動作の1アクションで、セパレータ130の位置決めが可能な状態になる。作業コストを削減し、作業性を向上させることができる。
The
次に、固定ユニット160の水平突出部170に配置される往復動駆動手段171および可動ユニット180の水平突出部190に配置される往復動駆動手段191が、同期されて駆動される。往復動駆動手段171,191は、ガイドレール163,185に沿ってブラケット部165,187を上方向に移動させる。これにより、ブラケット部165,187に連結される位置決めバー152C,152Dは、ブラケット部162,184に連結される位置決めバー152A,152Bから離間する。
Next, the reciprocating drive means 171 disposed on the
位置決めバー152C,152Dは、セパレータ130のマニホールド部134B,136Bに挿通され、位置決めバー152A,152Bは、セパレータ130のマニホールド部134A,136Aに挿通されている。そのため、位置決めバー152A,152B,152C,152Dとセパレータ130のマニホールド部134A,136A,134B,136Bの内面とが当接すると、位置決めバー152とセパレータ130との間には、テンションが発生する。
The positioning bars 152C and 152D are inserted through the
一方、位置決めバー152の形状は、無負荷状態で、テンションの付与による撓みの発生方向に対して逆方向に撓んだ湾曲形状を有しており、テンションの付与によって直線状に矯正されるように設定されている。つまり、位置決めバー152は、テンションの発生に伴って直線状となるため、セパレータ130の位置決め精度を確保するが可能である(図8および図9参照)。
On the other hand, the
その後、セパレータ130の位置決め後の積層体20Aは、例えば、プレスを利用して、所定形状とされる。そして、加圧状態を保持した状態で、例えば、バンドなどの締結手段が取り付けられ、アッセンブリ工程などを含んでいる後工程に搬送され、最終的に、燃料電池に組立てられる。
Thereafter, the
なお、積層体20Aを位置決めバー152から取外す場合は、固定ユニット160から可動ユニット180を離間させる。これによって、位置決めバー152が可動ユニット180の嵌合穴から引抜かれるため、位置決めバー152端と可動ユニット180の連結が解除される。つまり、可動ユニット180の離間動作の1アクションで、セパレータ130の挿通あるいは取外しが可能となる。したがって、作業コストを削減し、作業性を向上させることができる。
When removing the
また、電極集成体100およびセパレータ130の積層体20Aの最外層に、セパレータ130と略一致する形状を有する支持板および押え板を配置することも好ましい。この場合、例えば、最初のセパレータ130の挿通前に、支持板を、位置決めバー152A,152B,152C,152Dに予め挿通し、最後のセパレータ130の挿通後に、押え板を位置決めバー152A,152B,152C,152Dに挿通する。
In addition, it is also preferable that a support plate and a presser plate having a shape substantially coinciding with the
また、位置決めバー152は、セパレータ130の四隅に位置するマニホールド部を利用する形態に限定されず、少なくとも2箇所であれば、良好な位置決めを達成することが可能である。
Further, the
図10および図11は、実施の形態1に係る変形例1を説明するための側面図および背面図、図12は、実施の形態1に係る変形例1におけるセパレータの積層工程を説明するための側面図、図13は、実施の形態1に係る変形例1におけるセパレータの位置決めを説明するための側面図である。 10 and 11 are a side view and a rear view for explaining the first modification according to the first embodiment, and FIG. 12 is a diagram for explaining the stacking process of the separator in the first modification according to the first embodiment. FIG. 13 is a side view for explaining the positioning of the separator in the first modification according to the first embodiment.
変形例1に係る製造装置は、位置決め装置140を反転(姿勢を90度変更)するための反転機構142をさらに有する。反転機構142は、位置決め装置140が固定される載置台143、軸支部145を介して載置台143を回転自在に支持する機構基部144、および、載置台143を回転駆動するためのモータ(駆動手段)145を有する。なお、符号146は、位置決め装置140の反転を90度に制限するためのストッパを示している。
The manufacturing apparatus according to the first modification further includes a reversing
変形例1においては、セパレータ130および電極集成体100を順次挿通する際、位置決め装置140の姿勢が調整され、位置決めバー152が第1位置に配置される(図12参照)。第1位置は、位置決めバー152が垂直方向に延長し、セパレータ130および電極集成体100を、水平状態で順次挿通し得る位置である。したがって、セパレータ130および電極集成体100は、自重によって位置決めバー152に挿通され、平積みされるため、良好な作業性を有する。
In the first modification, when the
一方、得られた積層体20Aは、平積み状態(水平方向に並置された状態)であり、セパレータ130を位置決めする際、セパレータ130と電極集成体100との間には、自重によって大きな摩擦力が発生する。したがって、位置決めバー152によってテンションをセパレータ130に付与しても、十分な位置決めが困難である。
On the other hand, the obtained
そのため、変形例1においては、セパレータ130を位置決めする前に、位置決め装置140の姿勢が調整され、位置決めバー152が第2位置に配置される(図13参照)。第2位置は、位置決めバー152が水平方向に延長し、セパレータ130を縦積み状態(垂直方向に並置して積層した状態)で位置決めし得る位置である。この場合、セパレータ130と電極集成体100との間に生じる摩擦が抑制するため、位置決め精度を確保することが可能である。
Therefore, in the modification 1, before positioning the
図14は、実施の形態1に係る変形例2を説明するための平面図である。 FIG. 14 is a plan view for explaining the second modification according to the first embodiment.
位置決めバー152A,152B,152C,152Dは、セパレータ130のマニホールド部134A,136A,134B,136Bおよび電極集成体100のマニホールド部104A,106A,104B,106Bに挿通される形態に限定されず、専用の貫通孔(開口部)138A,139A,138B,139Bを利用することも可能である。
The positioning bars 152A, 152B, 152C, 152D are not limited to a form inserted through the
この場合においても、撓みを抑制するために、位置決めバーの断面積を増加させて剛性を確保する必要がないため、貫通孔(開口部)138A,139A,138B,139Bが形成される部位によるセパレータ130のサイズの増加を抑制することが可能である。 Even in this case, since it is not necessary to increase the cross-sectional area of the positioning bar to ensure rigidity in order to suppress bending, the separator is formed by the portion where the through holes (openings) 138A, 139A, 138B, 139B are formed. It is possible to suppress an increase in size of 130.
以上のように、実施の形態1に係る燃料電池の製造装置は、セパレータに形成される複数のマニホールド部に挿通される位置決めバーによって、縦積み状態にある複数層のセパレータにテンションを付与しつつ位置決めする位置決め装置を有する。そして、位置決め装置は、撓みが発生する位置決めバーを、前記テンションの付与によって直線状に矯正するように設定されている。特に実施の形態1においては、位置決めバーは、無負荷状態で、テンションの付与による撓みの発生方向に対して逆方向に撓んだ湾曲形状を有しており、位置決め装置によるテンションの付与によって、位置決めバーの湾曲形状が直線状に矯正される。したがって、位置決めバーの断面積を増加させることなく、撓みを実質的に抑制し、位置決め精度を確保することが可能である。そのため、発電に利用される面積を十分に確保し、良好な電池出力を得ることができる。 As described above, the fuel cell manufacturing apparatus according to Embodiment 1 applies tension to a plurality of separators in a vertically stacked state by the positioning bars inserted into the plurality of manifold portions formed in the separator. A positioning device for positioning; The positioning device is set so as to straighten the positioning bar where the bending occurs by applying the tension . In particular, in the first embodiment, the positioning bar has a curved shape that is bent in the opposite direction to the direction of occurrence of bending due to the application of tension in an unloaded state. The curved shape of the positioning bar is corrected to a straight line. Therefore, it is possible to substantially suppress bending and ensure positioning accuracy without increasing the cross-sectional area of the positioning bar. Therefore, it is possible to ensure a sufficient area used for power generation and obtain a good battery output.
実施の形態1に係る燃料電池の製造方法は、セパレータに形成される複数のマニホールド部に挿通される位置決めバーによって、縦積み状態にある複数層のセパレータにテンションを付与しつつ位置決めする位置決め工程を有する。そして、位置決め工程において、撓みが発生する位置決めバーを、前記テンションの付与によって直線状に矯正する。したがって、位置決めバーの断面積を増加させることなく、撓みを実質的に抑制し、位置決め精度を確保することが可能である。そのため、発電に利用される面積を十分に確保し、良好な電池出力を得ることができる。 The fuel cell manufacturing method according to Embodiment 1 includes a positioning step in which positioning is performed while applying tension to a plurality of separators in a vertically stacked state by positioning bars inserted into a plurality of manifold portions formed in the separator. Have. In the positioning step, the positioning bar in which the bending occurs is straightened by applying the tension . Therefore, it is possible to substantially suppress bending and ensure positioning accuracy without increasing the cross-sectional area of the positioning bar. Therefore, it is possible to ensure a sufficient area used for power generation and obtain a good battery output.
また、可動ユニットの離間動作の1アクションで、セパレータの挿通あるいは取外しが可能となり、可動ユニットの近接動作の1アクションで、セパレータの位置決めが可能になる。したがって、作業コストを削減し、作業性を向上させることができる。 In addition, the separator can be inserted or removed by one action of the separation operation of the movable unit, and the separator can be positioned by one action of the proximity operation of the movable unit. Therefore, work costs can be reduced and workability can be improved.
なお、位置決め装置を反転自在とする場合、セパレータおよび電極集成体を、自重によって位置決めバーに挿通し、平積みすることが可能であり、良好な作業性を有する。一方、位置決めの際において、セパレータを縦積み状態とすることが可能であり、セパレータと電極集成体との間に生じる摩擦が抑制されるため、位置決め精度を確保することが可能である。 When the positioning device is reversible, the separator and the electrode assembly can be inserted into the positioning bar by its own weight and stacked flat, and the workability is excellent. On the other hand, in positioning, the separators can be vertically stacked, and friction generated between the separator and the electrode assembly is suppressed, so that positioning accuracy can be ensured.
次に、実施の形態2を説明する。 Next, a second embodiment will be described.
図15は、実施の形態2に係る製造装置を説明するための側面図、図16は、図15に示される上方に位置するブラケット部を説明するための側面図、図17は、図15に示される下方に位置するブラケット部を説明するための側面図である。 15 is a side view for explaining the manufacturing apparatus according to the second embodiment, FIG. 16 is a side view for explaining an upper bracket portion shown in FIG. 15, and FIG. It is a side view for demonstrating the bracket part located in the downward direction shown.
実施の形態2に係る位置決め装置200は、位置決めバーの形状および撓み矯正機構が設けられている点に関し、実施の形態1に係る位置決め装置140と概して異なっている。位置決めバー252は、無負荷状態で直線状であり、撓み矯正機構は、テンションの付与によって撓みが発生する位置決めバーに対し、撓みの発生方向に対して逆方向に撓ませるテンションを更に付与することにより直線状に矯正する(位置決めバーの形状を維持する)。したがって、位置決めバーの断面積を増加させることなく、撓みを実質的に抑制し、位置決め精度を確保することが可能である。そのため、発電に利用される面積を十分に確保し、良好な電池出力を得ることができる。
The
位置決め装置200は、詳述すると、本体基部210、固定ユニット220、可動ユニット260および位置決めバー252(252A〜252D)を有する。本体基部250は、固定ユニット220と一体化されており、かつ、可動ユニット260のためのガイドレール212を有する。位置決めバー252は、無負荷状態で直線状であり、実施の形態1に比較し、その形状が単純であるため、位置決めバーの調達コストおよび調達期間の短縮を図ることが可能である。
More specifically, the
固定ユニット220は、本体基部210から上方に延長する立柱部221、および、立柱部221の上部から可動ユニット260に向かって水平方向に延長する水平突出部230を有する。立柱部221は、垂直方向に延長するガイドレール223を有する。ガイドレール223には、スライダ224,228を介してブラケット部225,222が連結されている。
The fixed
上方に位置するブラケット部225は、位置決めバー252C,252Dにテンションを付与するために使用され、撓み矯正機構を有する。撓み矯正機構は、実施の形態2おいては、リンクバー231、側方支持部232、上方支持部233、往復動駆動手段234および連結バー235から構成される。
The
リンクバー231は、略コ字状であり、縦方向に延長する基部と、基部の両端から可動ユニット260に向かって延長する突出部を有する。リンクバー231の下方の突出部には、位置決めバー252C,252Dが固定されている。リンクバー231の基部の下方側には、貫通孔が形成されている。リンクバー231の上方の突出部には、水平方向に延長する長円状貫通孔231Aが形成されている。
The
側方支持部232は、スライダ224を介して、立柱部221のガイドレール223にスライド自在に連結されており、また、リンクバー231の基部の下方側の貫通孔に挿通されるピボット部232Aを有する。上方支持部233は、水平突出部230の下面に固定されており、水平方向に延長する長円状貫通孔233Aが形成されている。
The
往復動駆動手段234は、上方支持部233の長円状貫通孔233Aに挿通される調整式ピボット部234Aが配置される上部および連結バー235に連結される下部を有する。連結バー235は、リンクバー231の長円状貫通孔231Aに挿通される調整式ピボット部235Aが配置される下部を有する。
The reciprocating drive means 234 has an upper portion where the
したがって、往復動駆動手段234によって連結バー235が上方に引っ張ると、リンクバー231および側方支持部232を経由して、スライダ224が駆動される。スライダ224は、スライド自在であるため、上方に向かって移動する。つまり、往復動駆動手段234によって、位置決めバー252C,252Dが固定されているリンクバー231を上方に移動させることが可能である。
Therefore, when the connecting
また、リンクバー231の基部の下方側は、側方支持部232のピボット部232Aによって旋回自在である。そのため、往復動駆動手段234によってリンクバー231を駆動する際、回転モーメントを付与することが可能である。
In addition, the lower side of the base portion of the
また、往復動駆動手段234の上部の調整式ピボット部234Aは、上方支持部233の長円状貫通孔233Aに沿って移動自在である。往復動駆動手段234の下部が連結される連結バー235の下部の調整式ピボット部235Aは、リンクバー231の長円状貫通孔231Aに沿って移動自在である。したがって、調整式ピボット部234A,235Aの位置を適宜設定することで、回転モーメント値を調整することが可能である。
Further, the
下方に位置するブラケット部222は、位置決めバー252A,252Bにテンションを付与するために使用され、リンクバー241、側方支持部242、下方支持部243および連結バー245を有する。
The
リンクバー241は、略コ字状であり、縦方向に延長する基部と、基部の両端から可動ユニット260に向かって延長する突出部を有する。リンクバー241の上方の突出部には、位置決めバー252A,252Bが固定されている。リンクバー241の基部の上方側には、貫通孔が形成されている。リンクバー241の下方の突出部には、水平方向に延長する長円状貫通孔241Aが形成されている。
The
側方支持部242は、スライダ228を介して、立柱部221のガイドレール223にスライド自在に連結されており、また、リンクバー231の基部の上方側の貫通孔に挿通されるピボット部234Aを有する。下方支持部243は、本体基部210に固定されており、水平方向に延長する長円状貫通孔243Aが形成されている。連結バー245は、リンクバー241と下方支持部243とを連結するために使用され、リンクバー241の長円状貫通孔241Aに挿通される調整式ピボット部245Aが配置される上部、および、下方支持部243の長円状貫通孔243Aに挿通される調整式ピボット部245Bが配置される下部を有する。
The
セパレータのマニホールド部に位置決めバー252(252A〜252D)が挿通された状態で、往復動駆動手段234によって連結バー235が上方に引っ張られると、リンクバー231が上方に移動し、リンクバー231に固定された位置決めバー252C,252Dが、セパレータの上方のマニホールド部の内面に当接することによってセパレータに対してテンションが付与される。セパレータの下方のマニホールド部には、リンクバー241に固定された位置決めバー252A,252Bが挿通されているため、リンクバー241は、テンションが付与される。
When the connecting
一方、リンクバー241の基部の上方側は、側方支持部242のピボット部242Aによって旋回自在である。そのため、付与されたテンションによって、リンクバー241は、回転モーメントが発生する。つまり、ブラケット部222は、上記のように、往復動駆動手段234を有しない点を除けば、上方に位置するブラケット部225と対応する構成を有しており、ブラケット部225の往復動駆動手段234が駆動される際、追従する。
On the other hand, the upper side of the base portion of the
また、連結バー245の上部の調整式ピボット部245Aは、リンクバー241の長円状貫通孔241Aに沿って移動自在である。連結バー245の下部の調整式ピボット部245Bは、下方支持部243の長円状貫通孔243Aに沿って移動自在である。したがって、調整式ピボット部245A,245Bの位置を適宜設定することで、回転モーメント値を調整することが可能である。
Further, the
次に、可動ユニット260を説明する。
Next, the
可動ユニット260は、ユニット基部261、ユニット基部261から上方に延長する立柱部263、および、立柱部263の上部から固定ユニット220に向かって水平方向に延長する水平突出部270を有する。
The
ユニット基部261は、本体基部210のガイドレール212にスライダ262を介してスライド自在に連結されている。ガイドレール212は、固定ユニット220に向かって延長しており、ユニット基部261は、固定ユニット220に対して近接離間自在である。立柱部263は、垂直方向に延長するガイドレール265を有する。ガイドレール265には、スライダ266,268を介してブラケット部267,264が連結されている。
The
上方に位置するブラケット部267は、固定ユニット220のブラケット部225と連携し、位置決めバー252C,252Dにテンションを付与するために使用され、リンクバー271、側方支持部272、上方支持部273、往復動駆動手段274および連結バー275を有する。
The
リンクバー271は、略コ字状であり、縦方向に延長する基部と、基部の両端から固定ユニット220に向かって延長する突出部を有する。リンクバー271の下方の突出部は、固定ユニット220のブラケット部225のリンクバー231の下方の突出部と位置合せされており、位置決めバー252C,252Dが挿通自在の嵌合穴を有する。リンクバー271の基部の下方側には、貫通孔が形成されている。リンクバー271の上方の突出部には、水平方向に延長する長円状貫通孔271Aが形成されている。
The
側方支持部272は、スライダ266を介して、立柱部263のガイドレール265にスライド自在に連結されており、また、リンクバー271の基部の下方側の貫通孔に挿通されるピボット部272Aを有する。上方支持部273は、水平突出部270の下面に固定されており、水平方向に延長する長円状貫通孔273Aが形成されている。
The
往復動駆動手段274は、上方支持部273の長円状貫通孔273Aに挿通される調整式ピボット部274Aが配置される上部および連結バー275に連結される下部を有する。連結バー275は、リンクバー271の長円状貫通孔271Aに挿通される調整式ピボット部275Aが配置される下部を有する。
The reciprocating drive means 274 has an upper portion where the
したがって、往復動駆動手段274によって連結バー275が上方に引っ張ると、リンクバー271および側方支持部272を経由して、スライダ266が駆動される。スライダ266は、スライド自在であるため、上方に向かって移動する。つまり、往復動駆動手段274によって、位置決めバー252C,252Dが嵌合穴に挿通されているリンクバー271を上方に移動させることが可能である。
Therefore, when the connecting
また、リンクバー271の基部の下方側は、側方支持部272のピボット部272Aによって旋回自在である。そのため、往復動駆動手段274によってリンクバー271を駆動する際、回転モーメントを付与することが可能である。
Further, the lower side of the base portion of the
また、往復動駆動手段274の上部の調整式ピボット部274Aは、上方支持部273の長円状貫通孔273Aに沿って移動自在である。往復動駆動手段274の下部が連結される連結バー275の下部の調整式ピボット部275Aは、リンクバー271の長円状貫通孔271Aに沿って移動自在である。したがって、調整式ピボット部274A,275Aの位置を適宜設定することで、回転モーメント値を調整することが可能である。
Further, the
下方に位置するブラケット部264は、固定ユニット220のブラケット部222と連携し、位置決めバー252A,252Bにテンションを付与するために使用され、リンクバー281、側方支持部282、下方支持部283および連結バー285を有する。
The
リンクバー281は、略コ字状であり、縦方向に延長する基部と、基部の両端から固定ユニット220に向かって延長する突出部を有する。リンクバー281の上方の突出部は、固定ユニット220のブラケット部222のリンクバー241の下方の突出部と位置合せされており、位置決めバー252A,252Bが挿通自在の嵌合穴を有する。リンクバー281の基部の上方側には、貫通孔が形成されている。リンクバー281の下方の突出部には、水平方向に延長する長円状貫通孔281Aが形成されている。
The
側方支持部282は、スライダ268を介して、立柱部263のガイドレール265にスライド自在に連結されており、また、リンクバー281の基部の上方側の貫通孔に挿通されるピボット部282Aを有する。下方支持部283は、ユニット基部261に固定されており、水平方向に延長する長円状貫通孔283Aが形成されている。連結バー285は、リンクバー281と下方支持部283とを連結するために使用され、リンクバー281の長円状貫通孔281Aに挿通される調整式ピボット部285Aが配置される上部、および、下方支持部283の長円状貫通孔283Aに挿通される調整式ピボット部285Bが配置される下部を有する。
The
セパレータのマニホールド部に位置決めバー252(252A〜252D)が挿通された状態で、往復動駆動手段274によって連結バー275が上方に引っ張られると、リンクバー271が上方に移動し、リンクバー271に連結された位置決めバー252C,252Dが、セパレータの上方のマニホールド部の内面に当接すると、セパレータに対してテンションが付与される。セパレータの下方のマニホールド部には、リンクバー281に連結された位置決めバー252A,252Bが挿通されているため、セパレータの下方のマニホールド部の内面に位置決めバー252A,252Bが当接することで、リンクバー281に対して、テンションが付与される。
When the connecting
一方、リンクバー281の基部の上方側は、側方支持部282のピボット部282Aによって旋回自在である。そのため、付与されたテンションによって、リンクバー281に、回転モーメントが発生する。つまり、ブラケット部264は、上記のように、往復動駆動手段274を有しない点を除けば、上方に位置するブラケット部267と対応する構成を有しており、ブラケット部267の往復動駆動手段2274が駆動される際、追従する。
On the other hand, the upper side of the base portion of the
また、連結バー285の上部の調整式ピボット部285Aは、リンクバー281の長円状貫通孔281Aに沿って移動自在である。連結バー285の下部の調整式ピボット部285Bは、下方支持部283の長円状貫通孔283Aに沿って移動自在である。したがって、調整式ピボット部285A,285Bの位置を適宜設定することで、発生する回転モーメント値を調整することが可能である。
Further, the
なお、固定ユニット220においても、上記のように、調整式ピボット部245A,245Bの位置を適宜設定することで、発生する回転モーメント値を調整することが可能である。つまり、撓み矯正機構は、撓みの発生方向に対して逆方向に撓ませるテンションを調整するためのテンション調整手段を有する。
In the fixed
したがって、セパレータの位置決めによる撓みの発生方向に対して逆方向に撓ませるテンションを、調整することができる。そのため、セパレータの材質や厚みが変更され、撓みの発生量が変化した場合であって、位置決めバーを変更することなく、対処することが可能である。したがって、位置決めバーの汎用性が向上し、共有化が容易となるため、位置決めバーの調達コストの低減をさらに図ることが可能である。 Therefore, it is possible to adjust the tension for bending in the direction opposite to the direction of occurrence of bending due to the positioning of the separator. Therefore, it is possible to cope with the case where the material or thickness of the separator is changed and the amount of bending is changed, without changing the positioning bar. Therefore, the versatility of the positioning bar is improved and sharing becomes easy, so that the procurement cost of the positioning bar can be further reduced.
次に、調整式ピボット部の位置の設定による回転モーメント(撓みの発生方向に対して逆方向に撓ませるテンション)の調整を説明する。 Next, the adjustment of the rotational moment (the tension to bend in the direction opposite to the direction in which the bending occurs) by setting the position of the adjustable pivot portion will be described.
図18および図19は、実施の形態2に係るレバー比の最小設定および最大設定を説明するための側面図である。 18 and 19 are side views for explaining the minimum setting and the maximum setting of the lever ratio according to the second embodiment.
両端支持された棒材に加重W1を均一分布で掛けた時の最大撓み量Xは、下記の式(1)で表される。 Maximum deflection X when subjected weighted W 1 with a uniform distribution across the supported rod is expressed by the following equation (1).
上記棒材において、両端から回転モーメントNを掛けた時の中央部での合力WNは、下記の式(2)で表される。 In the bar, the resultant force W N at the center when the rotational moment N is applied from both ends is expressed by the following formula (2).
上記棒材の中央に加重WNを1点で掛けたと近似した場合における最大撓み量Yは、下記の式(3)で表される。 The maximum deflection Y when approximated by multiplying the center of the bar by a weight W N at one point is expressed by the following equation (3).
式(3)のWNに、式(2)を適用すると、下記の式(4)で表される。 When Expression (2) is applied to W N of Expression (3), it is represented by the following Expression (4).
セパレータによる撓み量Xと、撓み矯正機構による撓み量Yとが同一(X=Y)になる回転モーメントNは、XおよびYに、式(1)および式(4)を適用することによって、下記の式(5)から求められる。 The rotational moment N at which the deflection amount X by the separator and the deflection amount Y by the deflection correction mechanism are the same (X = Y) is obtained by applying the formulas (1) and (4) to X and Y as follows: (5).
両端支持された棒材は、位置決めバーに対応し、両端支持のピッチは、ピボット部間距離に対応し、加重W1は、位置決めバーに挿通されているセパレータ130および電極集成体100の全体の重量に対応する。したがって、位置決めバーに掛かる加重W1に対して、式(5)の回転モーメントを発生するように、リンクバーのレバー比(L1/L2)を設定し、セパレータの位置決めによる撓み量と、撓み矯正機構による逆方向の撓み量の一致させることで、セパレータに発生する撓みを抑制することが可能である。
The bar supported at both ends corresponds to the positioning bar, the pitch of the both ends support corresponds to the distance between the pivot portions, and the weight W 1 is the total of the
例えば、セパレータの位置決めによる撓み量が小さい場合、撓み矯正機構による逆方向の撓み量を減少させるために、レバー比(L1/L2)を小さくする。図18は、撓み矯正機構による逆方向の撓み量を最小設定にするためのレバー比(L1/L2)を示している。この場合、固定ユニット220のブラケット部225おいては、往復動駆動手段234の上部の調整式ピボット部234Aを、上方支持部233の長円状貫通孔233Aにおける固定ユニット立柱部側の端面に位置決めし、かつ、連結バー235の下部の調整式ピボット部235Aを、リンクバー231の長円状貫通孔231Aにおける固定ユニット立柱部側の端面に位置決めする。そして、固定ユニット220のブラケット部222および可動ユニット260のブラケット部264,267も同様に設定する。
For example, when the amount of bending due to the positioning of the separator is small, the lever ratio (L1 / L2) is reduced in order to reduce the amount of bending in the reverse direction by the bending correction mechanism. FIG. 18 shows a lever ratio (L1 / L2) for minimizing the amount of bending in the reverse direction by the bending correction mechanism. In this case, in the
一方、セパレータの位置決めによる撓み量が大きい場合、撓み矯正機構による逆方向の撓み量を増加させるために、レバー比(L1/L2)を大きくする。図19は、撓み矯正機構による逆方向の撓み量を最大設定にするためのレバー比(L1/L2)を示している。この場合、固定ユニット220のブラケット部225おいては、往復動駆動手段234の上部の調整式ピボット部234Aを、上方支持部233の長円状貫通孔233Aにおける可動ユニット側の端面に位置決めし、かつ、連結バー235の下部の調整式ピボット部235Aを、リンクバー231の長円状貫通孔231Aにおける可動ユニット側の端面に位置決めする。そして、固定ユニット220のブラケット部222および可動ユニット260のブラケット部264,267も同様に設定する。
On the other hand, when the amount of bending due to the positioning of the separator is large, the lever ratio (L1 / L2) is increased in order to increase the amount of bending in the reverse direction by the bending correction mechanism. FIG. 19 shows the lever ratio (L1 / L2) for setting the maximum amount of bending in the reverse direction by the bending correction mechanism. In this case, in the
次に、実施の形態2に係る製造方法を説明する。
図20は、位置決めバーの移動を説明するための側面図、図21は、セパレータの位置決めによる位置決めバーの撓みを説明するための側面図、図22は、撓み矯正機構による位置決めバーの撓みを説明するための側面図、図23は、撓み矯正機構による矯正結果を説明するための側面図である。
Next, a manufacturing method according to the second embodiment will be described .
20 is a side view for explaining the movement of the positioning bar, FIG. 21 is a side view for explaining the deflection of the positioning bar due to the positioning of the separator, and FIG. 22 explains the deflection of the positioning bar by the deflection correcting mechanism. FIG. 23 is a side view for explaining a correction result by the deflection correcting mechanism.
実施の形態2に係る製造方法は、位置決め工程において、テンションの付与によって撓みが発生する位置決めバー(無負荷状態で直線状)に対し、撓みの発生方向に対して逆方向に撓ませるテンションを更に付与することにより直線状に矯正する。したがって、本製造方法においても、位置決めバーの断面積を増加させることなく、撓みを実質的に抑制し、位置決め精度を確保することが可能であるため、発電に利用される面積を十分に確保し、良好な電池出力を得ることができる。 In the manufacturing method according to the second embodiment, in the positioning step, a tension that is bent in a direction opposite to the direction in which the bending occurs is further applied to the positioning bar (in a straight line in a no-load state) in which the bending is generated by applying the tension. By applying it, it is straightened. Therefore, in this manufacturing method as well, it is possible to substantially suppress bending and ensure positioning accuracy without increasing the cross-sectional area of the positioning bar. Good battery output can be obtained.
本製造方法を詳述すると、位置決めバーに挿通されるセパレータ130および電極集成体100の全体の重量に基づき、セパレータの位置決めによる撓み量と、撓み矯正機構による逆方向の撓み量が一致するように、固定ユニット220のブラケット部225,222および可動ユニット260のブラケット部267,264におけるリンクバーのレバー比(L1/L2)を設定する。
The manufacturing method will be described in detail. Based on the total weight of the
また、可動ユニット260は、図15に示される退避位置に配置される。当該退避位置においては、位置決めバー252A〜252Dは、可動ユニット260のブラケット部267,264に連結されておらず、固定ユニット220のブラケット部225,222によって片持ちされた状態にある。
The
その後、セパレータ130および電極集成体100を、可動ユニット側から位置決めバー252A〜252Dに順次挿通する。
Thereafter, the
そして、所定枚数(例えば、数十枚〜数百枚)の配置が完了すると、可動ユニット260は、固定ユニット220に向かって移動する。これは、ユニット基部261が、スライダ262を介して、本体基部210のガイドレール212に沿って移動することで実施される。
Then, when the arrangement of a predetermined number (for example, several tens to several hundreds) is completed, the
可動ユニット260のブラケット部264,267は、固定ユニット220のブラケット部222,225と位置合せされている。また、ブラケット部162,165のリンクバー231,241には、可動ユニット260に向かって水平方向に延長している位置決めバー252A,252B,252C,252Dが固定されている。したがって、可動ユニット260が固定ユニット220に近接することによって、位置決めバー252A,252B,252C,252Dの自由端が、可動ユニット260のブラケット部264,267のリンクバー271,281の嵌合穴に挿通される(図20参照)。
The
次に、固定ユニット220のブラケット部225の往復動駆動手段234および可動ユニット260のブラケット部267の往復動駆動手段274が、同期されて駆動される。往復動駆動手段234,274は、連結バー235,275を上方に引っ張ることで、リンクバー231,271を上方に移動させる。リンクバー231,271に連結された位置決めバー252C,252Dが、セパレータ130の上方のマニホールド部の内面に当接すると、セパレータ130に対してテンションが付与される。
Next, the reciprocating drive means 234 of the
セパレータの下方のマニホールド部には、リンクバー241,281に連結された位置決めバー252A,252Bが挿通されているため、セパレータ130の下方のマニホールド部の内面に位置決めバー252A,252Bが当接することで、リンクバー281に対して、テンションが付与される。
Since the positioning bars 252A and 252B connected to the link bars 241 and 281 are inserted into the manifold portion below the separator, the positioning bars 252A and 252B come into contact with the inner surface of the manifold portion below the
これにより、セパレータ130の位置決めがなされるが、位置決めバー252A〜252Dの両端部から中央部付近に向かうに従って、各セパレータ130から受ける反力が累積されて撓みも大きくなる(図21参照)。
As a result, the
しかし、固定ユニット220のブラケット部222,225および可動ユニット260のブラケット部264,267は、撓み矯正機構を有している。撓み矯正機構は、リンクバーのレバー比(L1/L2)に基づいて、セパレータの位置決めによる撓み量に対応する逆方向の撓みを、位置決めバー252A〜252Dに発生させる(図22参照)。
However, the
その結果、セパレータの位置決めによる撓みは矯正され、位置決めバー252A〜252Dの形状は、直線状となるため、セパレータ130の位置決め精度を確保するが可能である(図23参照)。
As a result, the deflection due to the positioning of the separator is corrected, and the positioning bars 252A to 252D have a straight shape, so that the positioning accuracy of the
以上のように、実施の形態2に係る燃料電池の製造装置は、テンションの付与によって撓みが発生する位置決めバー(無負荷状態で直線状)に対し、撓みの発生方向に対して逆方向に撓ませるテンションを更に付与することにより直線状に矯正する撓み矯正機構を有する。したがって、位置決めバーの断面積を増加させることなく、撓みを実質的に抑制し、位置決め精度を確保することが可能である。そのため、発電に利用される面積を十分に確保し、良好な電池出力を得ることができる。
As described above, the fuel cell manufacturing apparatus according to
実施の形態2に係る燃料電池の製造方法は、位置決め工程において、テンションの付与によって撓みが発生する位置決めバー(無負荷状態で直線状)に対し、撓みの発生方向に対して逆方向に撓ませるテンションを更に付与することにより直線状に矯正する。したがって、本製造方法においても、位置決めバーの断面積を増加させることなく、撓みを実質的に抑制し、位置決め精度を確保することが可能であるため、発電に利用される面積を十分に確保し、良好な電池出力を得ることができる。 In the fuel cell manufacturing method according to the second embodiment, in the positioning step, the positioning bar that is bent by the application of tension is bent in a direction opposite to the direction in which the bending occurs. Straighten it by applying additional tension. Therefore, in this manufacturing method as well, it is possible to substantially suppress bending and ensure positioning accuracy without increasing the cross-sectional area of the positioning bar. Good battery output can be obtained.
また、撓み矯正機構は、撓みの発生方向に対して逆方向に撓ませるテンションを調整するためのテンション調整手段を有するため、セパレータの材質や厚みが変更され、撓みの発生量が変化した場合であっても、位置決めバーを変更することなく対処することが可能である。そのため、位置決めバーの汎用性が向上し、共有化が容易となるため、位置決めバーの調達コストを低減すことが可能である。 In addition, since the bending correction mechanism has tension adjusting means for adjusting the tension to be bent in the direction opposite to the direction in which the bending occurs, the material and thickness of the separator are changed, and the amount of bending is changed. Even if it exists, it is possible to cope without changing the positioning bar. Therefore, the versatility of the positioning bar is improved and sharing becomes easy, so that the procurement cost of the positioning bar can be reduced.
なお、実施の形態1に比較し、位置決めバーの形状が単純であり、かつ、位置決めバーを共有することができるため、位置決めバーの調達コストの低減および調達期間の短縮を図ることが可能である。 In addition, compared with Embodiment 1, since the shape of a positioning bar is simple and a positioning bar can be shared, it is possible to reduce the procurement cost and the procurement period of the positioning bar. .
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の範囲内で種々改変することができる。例えば、実施の形態1に係る変形例1および2を、実施の形態2に適用することも可能である。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made within the scope of the claims. For example, the
10 燃料電池、
20 スタック部、
20A 積層体、
30,40 集電板、
35,45 出力端子、
50,60 絶縁板、
70,80 エンドプレート、
71 燃料ガス導入口、
72 燃料ガス排出口、
74 酸化剤ガス導入口、
75 酸化剤ガス排出口、
77 冷媒導入口、
78 冷媒排出口、
90 タイロッド、
100 電極集成体、
102 開口部、
104A,104B,105A,105B,106A,106B マニホールド部、
110 膜電極接合体、
120,125 ガス拡散層、
130(130A,130B) セパレータ、
132 凹凸部、
134A,134B,135A,135B,136A,136B マニホールド部(開口部)、
138A,138B,139A,139B 貫通孔(開口部)、
140 位置決め装置(位置決め手段)、
142 反転機構、
143 載置台、
144 機構基部、
145 軸支部、
146 ストッパ、
150 本体基部、
152 ガイドレール、
152(152A〜152D) 位置決めバー、
160 固定ユニット(固定ブラケット部)、
161 立柱部、
162,165 ブラケット部、
163 ガイドレール、
164 スライダ、
170 水平突出部、
171 往復動駆動手段、
180 可動ユニット(可動ブラケット部)、
181 ユニット基部、
181 可動ユニット基部、
182 スライダ、
183 立柱部、
184,187 ブラケット部、
185 ガイドレール、
186 スライダ、
190 水平突出部、
191 往復動駆動手段、
200 位置決め装置(位置決め手段)、
210 本体基部、
212 ガイドレール、
220 固定ユニット(固定ブラケット部)、
221 立柱部、
222 ブラケット部、
223 ガイドレール、
224 スライダ、
225 ブラケット部、
228 スライダ、
230 水平突出部、
231 リンクバー、
231A 長円状貫通孔、
232A ピボット部、
232 側方支持部、
233 上方支持部、
233A 長円状貫通孔、
234 往復動駆動手段、
234A 調整式ピボット部、
235 連結バー、
235A 調整式ピボット部、
235 連結バー、
241 リンクバー、
241A 長円状貫通孔、
242A ピボット部、
242 側方支持部、
243 下方支持部、
243A 長円状貫通孔、
245 連結バー、
245A,245B 調整式ピボット部、
250 本体基部、
252(252A〜252D) 位置決めバー、
260 可動ユニット(可動ブラケット部)、
261 ユニット基部、
262 スライダ、
263 立柱部、
264 ブラケット部、
265 ガイドレール、
266 スライダ、
267 ブラケット部、
268 スライダ、
270 水平突出部、
271 リンクバー、
271A 長円状貫通孔、
272A ピボット部、
272 側方支持部、
273 上方支持部、
273A 長円状貫通孔、
274 往復動駆動手段、
274A 調整式ピボット部、
275 連結バー、
275A 調整式ピボット部、
281 リンクバー、
281A 長円状貫通孔、
282A ピボット部、
282 側方支持部、
283 下方支持部、
283A 長円状貫通孔、
285 連結バー、
285A,285B 調整式ピボット部、
S1,S2,S3 空間。
10 Fuel cell,
20 stacks,
20A laminate,
30, 40 current collector plate,
35, 45 output terminals,
50, 60 insulation plate,
70,80 end plate,
71 Fuel gas inlet,
72 Fuel gas outlet,
74 Oxidant gas inlet,
75 Oxidant gas outlet,
77 Refrigerant inlet,
78 refrigerant outlet,
90 tie rods,
100 electrode assembly,
102 opening,
104A, 104B, 105A, 105B, 106A, 106B Manifold part,
110 Membrane electrode assembly,
120, 125 gas diffusion layer,
130 (130A, 130B) separator,
132 Concavity and convexity,
134A, 134B, 135A, 135B, 136A, 136B Manifold (opening),
138A, 138B, 139A, 139B Through hole (opening),
140 positioning device (positioning means),
142 reversing mechanism,
143 mounting table,
144 mechanism base,
145 shaft support,
146 stopper,
150 body base,
152 guide rail,
152 (152A to 152D) positioning bar,
160 fixing unit (fixing bracket part),
161 Standing pillar,
162,165 bracket part,
163 guide rail,
164 slider,
170 horizontal protrusions,
171 reciprocating drive means;
180 movable unit (movable bracket part),
181 unit base,
181 movable unit base,
182 slider,
183 Standing pillar,
184, 187 bracket part,
185 guide rail,
186 slider,
190 horizontal protrusions,
191 reciprocating drive means;
200 positioning device (positioning means),
210 body base,
212 guide rails,
220 fixing unit (fixing bracket part),
221 Standing pillar,
222 Bracket part,
223 guide rail,
224 slider,
225 bracket part,
228 slider,
230 horizontal protrusion,
231 link bar,
231A Oval through hole,
232A pivot part,
232 lateral support,
233 upper support,
233A oval through hole,
234 reciprocating drive means,
234A Adjustable pivot part,
235 connecting bar,
235A Adjustable pivot part,
235 connecting bar,
241 Link bar,
241A Oval through hole,
242A pivot part,
242 lateral support,
243 downward support,
243A oval through-hole,
245 connecting bar,
245A, 245B Adjustable pivot part,
250 body base,
252 (252A to 252D) positioning bar,
260 movable unit (movable bracket part),
261 unit base,
262 slider,
263 Standing pillar,
H.264 bracket part,
265 guide rail,
266 slider,
267 Bracket part,
268 slider,
270 horizontal protrusion,
271 link bar,
271A Oval through hole,
272A pivot part,
272 lateral support,
273 upper support,
273A oval through-hole,
274 reciprocating drive means;
274A Adjustable pivot part,
275 connecting bar,
275A Adjustable pivot part,
281 Link bar,
281A oval through hole,
282A pivot part,
282 lateral support,
283 downward support,
283A oval through-hole,
285 connecting bar,
285A, 285B Adjustable pivot part,
S1, S2, S3 space.
Claims (11)
前記セパレータに形成される複数の開口部に挿通される位置決めバーによって、垂直方向に並置して積層した状態にある複数層の前記セパレータにテンションを付与しつつ位置決めする位置決め工程を有しており、
前記位置決め工程において、撓みが発生する前記位置決めバーを前記テンションの付与によって直線状に矯正する
ことを特徴とする燃料電池の製造方法。 A method for producing a fuel cell having a separator and an electrode assembly,
A positioning step of positioning while applying tension to the separators in a plurality of layers in a state of being stacked side by side in the vertical direction by positioning bars inserted into the plurality of openings formed in the separator;
The method of manufacturing a fuel cell, wherein, in the positioning step, the positioning bar that is bent is straightened by applying the tension .
前記位置決め工程において、前記テンションの付与によって撓みが発生する前記位置決めバーに対し、前記撓みの発生方向に対して逆方向に撓ませるテンションを更に付与することにより直線状に矯正する
ことを特徴とする請求項1に記載の燃料電池の製造方法。 The positioning bar is linear in an unloaded state,
In the positioning step, the positioning bar that is bent by the application of the tension is further straightened by further applying a tension that is bent in a direction opposite to the direction in which the bending occurs. The method for producing a fuel cell according to claim 1.
前記位置決め工程において、前記テンションの付与によって前記位置決めバーの湾曲形状が直線状に矯正される
ことを特徴とする請求項1に記載の燃料電池の製造方法。 The positioning bar has a curved shape that is bent in the opposite direction to the direction of occurrence of bending due to application of the tension in an unloaded state,
The method of manufacturing a fuel cell according to claim 1, wherein, in the positioning step, the curved shape of the positioning bar is straightened by applying the tension.
前記位置決め工程の前において、前記セパレータおよび前記電極集成体が挿通された前記位置決めバーを、水平方向に延長するように反転させる反転工程を有しており、
前記位置決め工程において、
前記セパレータは、垂直方向に並置して積層した状態で位置決めされる
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の燃料電池の製造方法。 An insertion step of sequentially inserting the separator and the electrode assembly in a horizontal state into the positioning bar extending in the vertical direction; and
Before the positioning step, the reversing step of reversing the positioning bar through which the separator and the electrode assembly are inserted so as to extend in the horizontal direction,
In the positioning step,
The method of manufacturing a fuel cell according to any one of claims 1 to 3, wherein the separator is positioned in a state where the separators are juxtaposed in a vertical direction and stacked .
前記固定ブラケット部から前記可動ブラケット部を離間させることによって、前記位置決めバーの他端を前記嵌合穴から引抜き、前記位置決めバーの他端と前記可動ブラケット部の連結を解除する離間工程
を有する
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の燃料電池の製造方法。 By moving the movable bracket portion close to the fixed bracket portion that cantilever-supports one end of the positioning bar, the other end of the positioning bar is inserted into the fitting hole of the movable bracket portion, and the movable bracket A proximity process supported by the part, and
A separation step of drawing the other end of the positioning bar from the fitting hole by separating the movable bracket portion from the fixed bracket portion, and releasing the connection between the other end of the positioning bar and the movable bracket portion. The method for producing a fuel cell according to any one of claims 1 to 4, wherein:
前記セパレータに形成される複数の開口部に挿通される位置決めバーによって、垂直方向に並置して積層した状態にある複数層の前記セパレータにテンションを付与しつつ位置決めする位置決め手段を有しており、
前記位置決め手段は、撓みが発生する前記位置決めバーを前記テンションの付与によって直線状に矯正するように設定されている
ことを特徴とする燃料電池の製造装置。 An apparatus for manufacturing a fuel cell having a separator and an electrode assembly,
The positioning bar is inserted through a plurality of openings formed in the separator, and has a positioning means for positioning while applying tension to the separators in a plurality of layers arranged side by side in the vertical direction ,
The apparatus for manufacturing a fuel cell, wherein the positioning means is set so as to straighten the positioning bar where the bending occurs by applying the tension .
前記位置決め手段は、前記テンションの付与によって撓みが発生する前記位置決めバーに対し、前記撓みの発生方向に対して逆方向に撓ませるテンションを更に付与することにより直線状に矯正する撓み矯正機構を有する
ことを特徴とする請求項6に記載の燃料電池の製造装置。 The positioning bar is linear in an unloaded state,
The positioning means has a bending correction mechanism that corrects the positioning bar that is bent by applying the tension, by further applying a tension that causes the positioning bar to be bent in a direction opposite to the direction in which the bending occurs. The fuel cell manufacturing apparatus according to claim 6.
前記位置決め手段による前記テンションの付与によって、前記位置決めバーの湾曲形状が直線状に矯正される
ことを特徴とする請求項6に記載の燃料電池の製造装置。 The positioning bar has a curved shape that is bent in the opposite direction to the direction of occurrence of bending due to application of the tension in an unloaded state,
The fuel cell manufacturing apparatus according to claim 6, wherein the curved shape of the positioning bar is straightened by applying the tension by the positioning means.
前記第1位置は、前記位置決めバーが垂直方向に延長し、前記セパレータおよび前記電極集成体を、水平状態で順次挿通し得る位置であり、
前記第2位置は、前記位置決めバーが水平方向に延長し、前記セパレータを垂直方向に並置して積層した状態で位置決めし得る位置である
ことを特徴とする請求項6〜9のいずれか1項に記載の燃料電池の製造装置。 A reversing mechanism for reversing the positioning means and moving the positioning bar between a first position and a second position;
The first position is a position where the positioning bar extends in the vertical direction, and the separator and the electrode assembly can be sequentially inserted in a horizontal state,
The said 2nd position is a position which can be positioned in the state which the said positioning bar extended in the horizontal direction and the said separator was juxtaposed in the perpendicular direction, and was laminated | stacked. The any one of Claims 6-9 characterized by the above-mentioned. The fuel cell manufacturing apparatus according to claim 1.
前記位置決めバーの他端が挿通自在の嵌合穴を有し、かつ、前記固定ブラケット部に近接自在である可動ブラケット部を有しており、
前記可動ブラケット部は、
固定ブラケット部に近接することによって、前記嵌合穴に前記位置決めバーの他端が挿通され、前記位置決めバーの他端を支持し、
前記固定ブラケット部から離間することによって、前記嵌合穴から前記位置決めバーの他端が引抜かれ、前記位置決めバーの他端と前記可動ブラケット部の連結が解除される
ことを特徴とする請求項6〜10のいずれか1項に記載の燃料電池の製造装置。 A fixing bracket portion that cantilever-supports one end of the positioning bar; and
The other end of the positioning bar has a fitting hole through which it can be inserted, and a movable bracket part that is freely accessible to the fixed bracket part,
The movable bracket portion is
By approaching the fixed bracket portion, the other end of the positioning bar is inserted into the fitting hole, and supports the other end of the positioning bar.
7. The other end of the positioning bar is pulled out from the fitting hole by being separated from the fixed bracket portion, and the connection between the other end of the positioning bar and the movable bracket portion is released. The manufacturing apparatus of the fuel cell of any one of 10-10.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008048598A JP5256779B2 (en) | 2008-02-28 | 2008-02-28 | Fuel cell manufacturing method and manufacturing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008048598A JP5256779B2 (en) | 2008-02-28 | 2008-02-28 | Fuel cell manufacturing method and manufacturing apparatus |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009205983A JP2009205983A (en) | 2009-09-10 |
JP5256779B2 true JP5256779B2 (en) | 2013-08-07 |
Family
ID=41148043
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008048598A Expired - Fee Related JP5256779B2 (en) | 2008-02-28 | 2008-02-28 | Fuel cell manufacturing method and manufacturing apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5256779B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101597439B1 (en) * | 2014-06-05 | 2016-02-25 | 현대제철 주식회사 | Fixed jig of saperator for fuel cell with excellent mounting reliability |
KR101616185B1 (en) * | 2014-06-05 | 2016-04-28 | 현대제철 주식회사 | Automation type fixed jig of metal saperator for fuel cell |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3427915B2 (en) * | 1995-06-23 | 2003-07-22 | 田中貴金属工業株式会社 | Method for assembling solid polymer electrolyte fuel cell |
JP3673155B2 (en) * | 2000-08-11 | 2005-07-20 | 本田技研工業株式会社 | Fuel cell stack |
JP2005166420A (en) * | 2003-12-02 | 2005-06-23 | Nissan Motor Co Ltd | Fuel cell stack |
-
2008
- 2008-02-28 JP JP2008048598A patent/JP5256779B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2009205983A (en) | 2009-09-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5605449B2 (en) | Manufacturing method and manufacturing apparatus for metal separator for fuel cell | |
US9160026B2 (en) | Gas flow passage forming member, method of manufacturing the gas flow passage forming member, and device for forming the gas flow passage forming member | |
EP2826092B1 (en) | Fuel cell | |
JP2008123760A (en) | Manufacturing method and manufacturing apparatus of fuel cell separator and fuel cells | |
JP5151116B2 (en) | Fuel cell manufacturing method and manufacturing apparatus | |
JP7336703B2 (en) | electrochemical hydrogen pump | |
US10886555B2 (en) | Apparatus for activating membrane electrode assembly for fuel cells | |
JP5256779B2 (en) | Fuel cell manufacturing method and manufacturing apparatus | |
JP5262149B2 (en) | Manufacturing method and manufacturing apparatus for metal separator for fuel cell | |
JP5262150B2 (en) | Manufacturing method and manufacturing apparatus for metal separator for fuel cell | |
JP3847311B2 (en) | Fuel cell manufacturing method and manufacturing equipment | |
JP5194524B2 (en) | Fuel cell, fuel cell manufacturing method and manufacturing apparatus | |
JP2009064688A (en) | Fuel cell separator and molding method of collector constituting the separator | |
JP2006196328A (en) | Method and apparatus for manufacturing battery cell | |
JP6056347B2 (en) | Fuel cell manufacturing method and fuel cell manufacturing apparatus | |
JP2009193700A (en) | Fuel-cell electrode assembly and method of manufacturing the same, and fuel cell | |
KR101633994B1 (en) | Sliding joint type fuel cell having easiness for stack joint | |
JP5942501B2 (en) | Fuel cell | |
WO2015139793A1 (en) | Fuel cell | |
US20240328000A1 (en) | Carbon dioxide electrolysis cell and carbon dioxide electrolysis device | |
JP2019157190A (en) | Electrochemical type hydrogen pump | |
JP7526944B2 (en) | Compression Device | |
KR101409180B1 (en) | Air-breathing fuel cell system | |
JP5352252B2 (en) | Method for producing catalyst layer for fuel cell | |
JP2023173592A (en) | fuel cell unit |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110127 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130118 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130129 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130308 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130326 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130408 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160502 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5256779 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |