JP6772600B2 - Positioning member, fuel cell assembly device and fuel cell assembly method - Google Patents

Positioning member, fuel cell assembly device and fuel cell assembly method Download PDF

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Description

本発明は位置決め部材、燃料電池の組立て装置および燃料電池の組立て方法に関する。 The present invention relates to a positioning member, a fuel cell assembling device, and a fuel cell assembling method.

燃料電池は、膜電極接合体(MEA:Membrane Electrode Assembly)およびセパレータを含む構成部材を複数配列して構成している。燃料電池においては、所望の電池特性を得るために、構成部材や単セルを高精度に位置決めする必要がある。 The fuel cell is configured by arranging a plurality of constituent members including a membrane electrode assembly (MEA: Membrane Electrode Assembly) and a separator. In a fuel cell, it is necessary to position components and single cells with high accuracy in order to obtain desired battery characteristics.

例えば、下記特許文献1には、燃料電池の構成部材における位置決め部位に位置決め部材を接触させながら積層することによって、配列方向と交差する方向における構成部材の位置決め精度を確保する燃料電池の製造装置および製造方法が記載されている。構成部材を積層した後は、マニホールド穴から位置決め部材を取り外す。 For example, Patent Document 1 below describes a fuel cell manufacturing apparatus that secures positioning accuracy of components in a direction intersecting the arrangement direction by laminating the positioning members while contacting them with positioning portions of the fuel cell components. The manufacturing method is described. After stacking the components, the positioning member is removed from the manifold hole.

特開2015−32435号JP-A-2015-32435

しかしながら、単セルの構成部材は薄肉であり、位置決め部材をマニホールド穴から取り外す際にマニホールド穴の内周縁に位置決め部材が接触してしまうと擦れて、構成部材が変形してしまう可能性がある。 However, the constituent members of the single cell are thin, and when the positioning member comes into contact with the inner peripheral edge of the manifold hole when the positioning member is removed from the manifold hole, the constituent member may be rubbed and deformed.

そこで本発明は、構成部材を高精度に位置決めした上で、構成部材の変形を抑制する位置決め部材、燃料電池の組立て装置および燃料電池の組立て方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a positioning member, a fuel cell assembling device, and a fuel cell assembling method that suppress the deformation of the constituent member after positioning the constituent member with high accuracy.

上記目的を達成する本発明に係る構成部材の位置決め部材は、前記構成部材との接触状態を開放する開放部を有し、回転軸を備え、前記回転軸を中心に回転することによって、前記構成部材と接触して位置決めした状態と、前記構成部材との接触状態を開放した状態とを切り替え可能に構成され、前記回転軸に直交する断面において、外周面に前記回転軸と同軸の円弧面からなる円弧部を有し、前記開放部は、前記円弧部から前記円弧面の一部を切り取った直線からなる直線部から形成され、前記円弧部と前記直線部とが交差する変曲点を前記回転軸の軸方向に沿って結んだ線分は、前記回転軸に対してねじれ角を有し、該燃料電池の組立て装置は、前記位置決め部材の作動を制御する制御部を有し、前記開放部の位置を制御し、前記構成部材との接触状態を開放する。 The positioning member of the component according to the present invention that achieves the above object has an open portion that opens a contact state with the component , includes a rotation shaft, and rotates around the rotation shaft to form the configuration. It is configured so that it can be switched between a state in which it is positioned in contact with a member and a state in which the contact state with the component member is open. The open portion is formed from a straight line portion formed by a straight line obtained by cutting a part of the arc surface from the arc portion, and the turning point where the arc portion and the straight portion intersect is described. The line connecting along the axial direction of the rotating shaft has a twist angle with respect to the rotating shaft, and the fuel cell assembly device has a control unit that controls the operation of the positioning member and is open. The position of the portion is controlled to release the contact state with the constituent member.

また、上記目的を達成する本発明に係る燃料電池の組立て方法は、位置決め部材を燃料電池における構成部材の一部に接触させて、前記構成部材を位置決めし、その後開放部の位置を調整することで前記位置決め部材と前記構成部材との接触状態を開放し、前記構成部材から前記位置決め部材を離間させ、前記構成部材を複数配列して積層体を形成するときに、前記位置決め部材によって前記構成部材のそれぞれを配列方向と交差する方向に位置決めし、前記位置決め部材と前記構成部材との接触状態を前記積層体の配列方向に沿って順次開放する。 Further, the method for assembling a fuel cell according to the present invention that achieves the above object is to bring a positioning member into contact with a part of a component in the fuel cell to position the component, and then adjust the position of the open portion. When the contact state between the positioning member and the constituent member is released, the positioning member is separated from the constituent member, and a plurality of the constituent members are arranged to form a laminated body, the constituent member is used by the positioning member. of each positioning in a direction intersecting the array direction, sequentially opened along the contact state between the structural member and the positioning member in the arrangement direction of the laminate.

本発明に係る位置決め部材、燃料電池の組立て装置および燃料電池の組立て方法によれば、構成部材を高精度に位置決めした上で、構成部材の変形を抑制することができる。 According to the positioning member, the fuel cell assembling device, and the fuel cell assembling method according to the present invention, it is possible to suppress the deformation of the constituent member after positioning the constituent member with high accuracy.

本発明の実施形態に係る燃料電池を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the fuel cell which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る燃料電池の各構成部材を示す分解斜視図である。It is an exploded perspective view which shows each component of the fuel cell which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る燃料電池が備える単セルを説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the single cell provided in the fuel cell which concerns on embodiment of this invention. 第1実施形態に係る燃料電池の組立て装置の全体構成を簡略して示す斜視図である。It is a perspective view which shows the whole structure of the fuel cell assembly apparatus which concerns on 1st Embodiment simply. 第1実施形態に係る位置決め部材を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the positioning member which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る位置決め部材によって燃料電池の構成部材を位置決めした状態を説明するための平面図である。It is a top view for demonstrating the state which the component member of the fuel cell is positioned by the positioning member which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る位置決め部材と燃料電池の構成部材との接触状態を開放した状態を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the state in which the contact state between the positioning member and the component member of a fuel cell which concerns on 1st Embodiment is opened. 本発明の実施形態に係る燃料電池の組立て方法の各工程を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows each process of the assembly method of the fuel cell which concerns on embodiment of this invention. 第1実施形態に係る燃料電池の組立て方法を説明するための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating the method of assembling the fuel cell which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る燃料電池の組立て方法を説明するための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating the method of assembling the fuel cell which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る燃料電池の組立て方法を説明するための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating the method of assembling the fuel cell which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る燃料電池の組立て方法を説明するための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating the method of assembling the fuel cell which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る燃料電池の組立て方法を説明するための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating the method of assembling the fuel cell which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る燃料電池の組立て方法を説明するための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating the method of assembling the fuel cell which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る燃料電池の組立て方法を説明するための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating the method of assembling the fuel cell which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る燃料電池の組立て方法を説明するための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating the method of assembling the fuel cell which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る燃料電池の組立て方法を説明するための概念図である。It is a conceptual diagram for demonstrating the assembly method of the fuel cell which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る位置決め部材の動作を説明するためのタイミングチャートである。It is a timing chart for demonstrating the operation of the positioning member which concerns on 1st Embodiment. 第2実施形態に係る位置決め部材を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the positioning member which concerns on 2nd Embodiment. 第2実施形態に係る位置決め部材によって燃料電池の構成部材を位置決めした状態を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the state in which the component member of a fuel cell is positioned by the positioning member which concerns on 2nd Embodiment. 第2実施形態に係る位置決め部材と燃料電池の構成部材との接触状態を開放する手順を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the procedure which releases the contact state between the positioning member and the component member of a fuel cell which concerns on 2nd Embodiment. 第2実施形態に係る位置決め部材と燃料電池の構成部材との接触状態を開放する手順を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the procedure which releases the contact state between the positioning member and the component member of a fuel cell which concerns on 2nd Embodiment. 第2実施形態に係る位置決め部材と燃料電池の構成部材との接触状態を開放する手順を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the procedure which releases the contact state between the positioning member and the component member of a fuel cell which concerns on 2nd Embodiment. 第2実施形態に係る位置決め部材と燃料電池の構成部材との接触状態を開放する手順を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the procedure which releases the contact state between the positioning member and the component member of a fuel cell which concerns on 2nd Embodiment. 第2実施形態に係る位置決め部材と燃料電池の構成部材との接触状態を開放する手順を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the procedure which releases the contact state between the positioning member and the component member of a fuel cell which concerns on 2nd Embodiment. 第2実施形態に係る位置決め部材と燃料電池の構成部材との接触状態を開放した状態を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the state in which the contact state between the positioning member and the component member of a fuel cell which concerns on 2nd Embodiment is opened. 第2実施形態に係る燃料電池の組立て方法を説明するための概念図である。It is a conceptual diagram for demonstrating the assembly method of the fuel cell which concerns on 2nd Embodiment. 第2実施形態に係る位置決め部材の動作を説明するためのタイミングチャートである。It is a timing chart for demonstrating the operation of the positioning member which concerns on 2nd Embodiment.

以下、添付した図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。なお、以下の説明は特許請求の範囲に記載される技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。また、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the attached drawings. The following description does not limit the technical scope and meaning of terms described in the claims. In addition, the dimensional ratios in the drawings are exaggerated for convenience of explanation and may differ from the actual ratios.

〈第1実施形態〉
図1〜図10を参照しながら、第1実施形態に係る燃料電池1、燃料電池1の組立て装置100および製造方法について説明する。
<First Embodiment>
The fuel cell 1, the assembly device 100 of the fuel cell 1, and the manufacturing method according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 10.

まず、燃料電池1について説明する。 First, the fuel cell 1 will be described.

図1に示す燃料電池1は、例えば、固体高分子形燃料電池からなり、電源として利用可能に構成されたものである。固体高分子形燃料電池(PEFC:Polymer Electrolyte Fuel Cell)は、小型化、高密度化および高出力化が可能であり、例えば、搭載スペースが限定される車両などの移動体の駆動用電源として使用することができる。特に、システムの起動・停止および出力変動が頻繁に発生する自動車への使用が適している。自動車に使用する場合、例えば、車体中央部の座席下、後部トランクルームの下部、車両前方のエンジンルーム等に搭載して用いることができる。車内空間およびトランクルームを広く取る観点からは、座席下への搭載が好ましい。 The fuel cell 1 shown in FIG. 1 is made of, for example, a polymer electrolyte fuel cell, and is configured to be usable as a power source. The polymer electrolyte fuel cell (PEFC) can be miniaturized, has a high density, and has a high output. For example, it is used as a power source for driving a moving body such as a vehicle having a limited mounting space. can do. In particular, it is suitable for use in automobiles where system start / stop and output fluctuations occur frequently. When used in an automobile, for example, it can be mounted under a seat in the center of the vehicle body, in the lower part of the rear trunk room, in the engine room in front of the vehicle, or the like. From the viewpoint of widening the interior space and trunk room, it is preferable to mount it under the seat.

燃料電池1は、構成部材1aとしてスタック部10、集電板53、スペーサー55、およびエンドプレート56を有し(図2を参照)、スタック部10の周囲を取り囲むケーシングとして締結板51および補強板52を有している(図1を参照)。燃料電池1は、燃料ガス、冷却流体、酸化剤ガス等の流体を通過させるマニホールド穴60をさらに有している。以下、本明細書中、図2に示すように、スタック部10、集電板53、スペーサー55、およびエンドプレート56を配列方向Zに配列したものを積層体2と称する。 The fuel cell 1 has a stack portion 10, a current collector plate 53, a spacer 55, and an end plate 56 as constituent members 1a (see FIG. 2), and a fastening plate 51 and a reinforcing plate as a casing surrounding the stack portion 10. It has 52 (see FIG. 1). The fuel cell 1 further has a manifold hole 60 through which a fluid such as a fuel gas, a cooling fluid, or an oxidant gas passes. Hereinafter, as shown in FIG. 2, in the present specification, a stack portion 10, a current collector plate 53, a spacer 55, and an end plate 56 arranged in the arrangement direction Z are referred to as a laminate 2.

図2に示すように、スタック部10は、第1のセパレータ31と、第2のセパレータ32と、膜電極接合体40とを有する単セル20を配列方向Zに複数個配列して構成している。本実施形態では、単セル20を複数個積み上げたモジュール21を形成し(図2を参照)、モジュール21をさらに複数個積み上げることによってスタック部10を形成する。 As shown in FIG. 2, the stack portion 10 is configured by arranging a plurality of single cells 20 having a first separator 31, a second separator 32, and a membrane electrode assembly 40 in the arrangement direction Z. There is. In the present embodiment, a module 21 in which a plurality of single cells 20 are stacked is formed (see FIG. 2), and a stack portion 10 is formed by further stacking a plurality of modules 21.

図1に示すように、締結板51は、スタック部10の一方の対向する側面の両面側に配置している。補強板52は、スタック部10の他方の対向する側面の両面側に配置している。なお、スタック部10の側面とは、単セル20の配列方向Zに沿う面を意味する。 As shown in FIG. 1, the fastening plate 51 is arranged on both sides of one opposite side surface of the stack portion 10. The reinforcing plate 52 is arranged on both sides of the other facing side surface of the stack portion 10. The side surface of the stack portion 10 means a surface of the single cell 20 along the arrangement direction Z.

集電板53は、緻密質カーボンや銅板などのガス不透過性を備える導電性部材によって構成している。集電板53には、スタック部10で生じた起電力を出力するための出力端子53gを設けている。出力端子53gは、スタック部10のうち単セル20の配列方向Zの両端側に配置している。 The current collector plate 53 is composed of a conductive member having gas impermeable properties such as dense carbon and a copper plate. The current collector plate 53 is provided with an output terminal 53g for outputting the electromotive force generated by the stack portion 10. The output terminals 53g are arranged on both ends of the stack portion 10 in the arrangement direction Z of the single cell 20.

集電板53は、長方形状からなり、その長手方向の一端に、燃料ガス供給口53a、冷却流体供給口53b、および酸化剤ガス供給口53cに相当する貫通孔を有している。同様に、集電板53は、その長手方向の他端に、燃料ガス排出口53d、冷却流体排出口53e、および酸化剤ガス排出口53fに相当する貫通孔を有している。 The current collector plate 53 has a rectangular shape, and has a through hole corresponding to a fuel gas supply port 53a, a cooling fluid supply port 53b, and an oxidant gas supply port 53c at one end in the longitudinal direction thereof. Similarly, the current collector plate 53 has a through hole corresponding to the fuel gas discharge port 53d, the cooling fluid discharge port 53e, and the oxidant gas discharge port 53f at the other end in the longitudinal direction thereof.

スペーサー55は、スタック部10の背面側(図1中の奥側)に配置した集電板53とのエンドプレート56との間に配置している。スペーサー55は、図2に示すように、長方形状からなり、その長手方向の一端に、燃料ガス供給口55a、冷却流体供給口55b、および酸化剤ガス供給口55cに相当する貫通孔を有している。同様に、エンドプレート55は、その長手方向の他端に、燃料ガス排出口55d、冷却流体排出口55e、および酸化剤ガス排出口55fに相当する貫通孔を有している。 The spacer 55 is arranged between the current collector plate 53 arranged on the back side (back side in FIG. 1) of the stack portion 10 and the end plate 56. As shown in FIG. 2, the spacer 55 has a rectangular shape, and has a through hole corresponding to a fuel gas supply port 55a, a cooling fluid supply port 55b, and an oxidant gas supply port 55c at one end in the longitudinal direction thereof. ing. Similarly, the end plate 55 has through holes corresponding to the fuel gas discharge port 55d, the cooling fluid discharge port 55e, and the oxidant gas discharge port 55f at the other end in the longitudinal direction thereof.

エンドプレート56は、剛性を備えた材料、例えば、鋼などの金属材料によって形成することができる。エンドプレート56は、長方形状からなり、その長手方向の一端に、燃料ガス供給口56a、冷却流体供給口56b、および酸化剤ガス供給口56cに相当する貫通孔を有している。同様に、エンドプレート56は、その長手方向の他端に、燃料ガス排出口56d、冷却流体排出口56e、および酸化剤ガス排出口56fに相当する貫通孔を有している。 The end plate 56 can be made of a rigid material, such as a metal material such as steel. The end plate 56 has a rectangular shape, and has a through hole corresponding to a fuel gas supply port 56a, a cooling fluid supply port 56b, and an oxidant gas supply port 56c at one end in the longitudinal direction thereof. Similarly, the end plate 56 has through holes corresponding to the fuel gas discharge port 56d, the cooling fluid discharge port 56e, and the oxidant gas discharge port 56f at the other end in the longitudinal direction thereof.

集電板53、スペーサー55およびエンドプレート56は、スタック部10の内側から両端側に向かって集電板53、エンドプレート56、または集電板53、スペーサー55、エンドプレート56の順にそれぞれ配置されている。 The current collector plate 53, the spacer 55, and the end plate 56 are arranged in the order of the current collector plate 53, the end plate 56, or the current collector plate 53, the spacer 55, and the end plate 56 from the inside of the stack portion 10 toward both ends. ing.

エンドプレート56、締結板51、補強板52は、ボルト等によって締結する。なお、締結は、ボルト締結に限定されず、他の締結を適用することも可能である。 The end plate 56, the fastening plate 51, and the reinforcing plate 52 are fastened with bolts or the like. The fastening is not limited to bolt fastening, and other fastening can be applied.

図3に示すように、単セル20が備える膜電極接合体40は、高分子電解質膜41と、アノード電極として機能するアノード触媒層42aと、カソード電極として機能するカソード触媒層42bと、一対のガス拡散層43a、43bとを有する。図2に示すように、膜電極接合体40は、長方形状からなり、その長手方向の一端に、燃料ガス供給口40a、冷却流体供給口40b、および酸化剤ガス供給口40cに相当する貫通孔を有している。同様に、膜電極接合体40は、その長手方向の他端に、燃料ガス排出口40d、冷却流体排出口40e、および酸化剤ガス排出口40fに相当する貫通孔を有している。 As shown in FIG. 3, the membrane electrode assembly 40 included in the single cell 20 includes a polymer electrolyte membrane 41, an anode catalyst layer 42a that functions as an anode electrode, and a cathode catalyst layer 42b that functions as a cathode electrode. It has gas diffusion layers 43a and 43b. As shown in FIG. 2, the membrane electrode assembly 40 has a rectangular shape, and at one end in the longitudinal direction thereof, a through hole corresponding to a fuel gas supply port 40a, a cooling fluid supply port 40b, and an oxidant gas supply port 40c. have. Similarly, the membrane electrode assembly 40 has a through hole corresponding to a fuel gas discharge port 40d, a cooling fluid discharge port 40e, and an oxidant gas discharge port 40f at the other end in the longitudinal direction thereof.

ガス拡散層43aは、第2のセパレータ32とアノード触媒層42aとの間に配置している。ガス拡散層43aは、アノード側に供給される燃料ガスを分散させて、燃料ガスをアノード触媒層42aへ供給する。一方、ガス拡散層43bは、第1のセパレータ31とカソード触媒層42bとの間に配置している。ガス拡散層43bは、カソード側に供給される酸化剤ガスを分散させて、酸化剤ガスをカソード触媒層42bへ供給する。 The gas diffusion layer 43a is arranged between the second separator 32 and the anode catalyst layer 42a. The gas diffusion layer 43a disperses the fuel gas supplied to the anode side and supplies the fuel gas to the anode catalyst layer 42a. On the other hand, the gas diffusion layer 43b is arranged between the first separator 31 and the cathode catalyst layer 42b. The gas diffusion layer 43b disperses the oxidant gas supplied to the cathode side and supplies the oxidant gas to the cathode catalyst layer 42b.

アノード触媒層42aは、触媒成分と、触媒成分を担持する導電性の触媒担体と、高分子電解質とを含んでいる。アノード触媒層42aは、高分子電解質膜41の一方の側に配置している。カソード触媒層42bは、触媒成分と、触媒成分を担持する導電性の触媒担体と、高分子電解質とを含んでいる。カソード触媒層42bは、高分子電解質膜41の他方の側に配置している。 The anode catalyst layer 42a contains a catalyst component, a conductive catalyst carrier supporting the catalyst component, and a polymer electrolyte. The anode catalyst layer 42a is arranged on one side of the polymer electrolyte membrane 41. The cathode catalyst layer 42b contains a catalyst component, a conductive catalyst carrier supporting the catalyst component, and a polymer electrolyte. The cathode catalyst layer 42b is arranged on the other side of the polymer electrolyte membrane 41.

高分子電解質膜41は、アノード触媒層42aで生成したプロトンをカソード触媒層42bへ選択的に透過させる機能と、アノード側に供給される燃料ガスとカソード側に供給される酸化剤ガスとを混合させないための隔壁としての機能を有する。 The polymer electrolyte membrane 41 has a function of selectively permeating protons generated in the anode catalyst layer 42a into the cathode catalyst layer 42b, and a mixture of a fuel gas supplied to the anode side and an oxidant gas supplied to the cathode side. It has a function as a partition to prevent it from being prevented.

第1のセパレータ31および第2のセパレータ32は、単セル20を電気的に直列接続する機能と、燃料ガス、酸化剤ガス、冷媒を互いに遮断する隔壁としての機能を有している。各セパレータ31、32の外形形状は、膜電極接合体40と略同一形状である。また、各セパレータ31、32は、導電性を有する金属に凹凸形状を形成するためのプレス加工を施したものによって構成することができる。 The first separator 31 and the second separator 32 have a function of electrically connecting the single cells 20 in series and a function of a partition wall for blocking the fuel gas, the oxidant gas, and the refrigerant from each other. The outer shape of each of the separators 31 and 32 is substantially the same as that of the membrane electrode assembly 40. Further, each of the separators 31 and 32 can be made of a conductive metal that has been pressed to form an uneven shape.

導電性を有する金属としては、複雑な機械加工を施し易く、かつ、導電性が良好であるステンレス鋼鈑を使用することができる。必要に応じて、ステンレス鋼板に耐食性の塗装を施すことも可能である。ただし、第1のセパレータ31および第2のセパレータ32は、ステンレス鋼鈑以外の金属材料、例えば、アルミニウム板やクラッド材によって構成することも可能である。 As the conductive metal, a stainless steel plate that is easy to perform complicated machining and has good conductivity can be used. If necessary, it is also possible to apply a corrosion-resistant coating to the stainless steel plate. However, the first separator 31 and the second separator 32 can also be made of a metal material other than the stainless steel plate, for example, an aluminum plate or a clad material.

第1のセパレータ31は、膜電極接合体40のカソード側に配置されるカソード側セパレータとして構成している。第1のセパレータ31は、カソード触媒層42bに対向するように配置している。 The first separator 31 is configured as a cathode side separator arranged on the cathode side of the membrane electrode assembly 40. The first separator 31 is arranged so as to face the cathode catalyst layer 42b.

第1のセパレータ31の中央部分31gには、図3に示すように、膜電極接合体40の発電に寄与する領域の一方に接する溝部71を有する。溝部71は、膜電極接合体40と第1のセパレータ31との間に位置する流路33を形成するための凹凸形状を有している。流路33は、酸化剤ガスをカソード触媒層42bに供給するために利用される。 As shown in FIG. 3, the central portion 31 g of the first separator 31 has a groove portion 71 in contact with one of the regions contributing to power generation of the membrane electrode assembly 40. The groove 71 has an uneven shape for forming a flow path 33 located between the membrane electrode assembly 40 and the first separator 31. The flow path 33 is used to supply the oxidant gas to the cathode catalyst layer 42b.

第1のセパレータ31は、長方形状からなり、その長手方向の一端に、燃料ガス供給口31a、冷却流体供給口31b、および酸化剤ガス供給口31cに相当する貫通孔を有している。同様に、第1のセパレータ31は、その長手方向の他端に、燃料ガス排出口31d、冷却流体排出口31e、および酸化剤ガス排出口31fに相当する貫通孔を有している。 The first separator 31 has a rectangular shape, and has a through hole corresponding to a fuel gas supply port 31a, a cooling fluid supply port 31b, and an oxidant gas supply port 31c at one end in the longitudinal direction thereof. Similarly, the first separator 31 has a through hole corresponding to the fuel gas discharge port 31d, the cooling fluid discharge port 31e, and the oxidant gas discharge port 31f at the other end in the longitudinal direction thereof.

第2のセパレータ32は、膜電極接合体40のカソード側に配置されるアノード側セパレータを構成している。第2のセパレータ32は、カソード触媒層42bに対向するように配置している。 The second separator 32 constitutes an anode-side separator arranged on the cathode side of the membrane electrode assembly 40. The second separator 32 is arranged so as to face the cathode catalyst layer 42b.

第2のセパレータ32の中央部分32gには、図3に示すように、膜電極接合体40の発電に寄与する領域の他方に接する溝部72を有する。溝部72は、膜電極接合体40と第2のセパレータ32との間に位置する流路34を形成するための凹凸形状を有している。流路34は、燃料ガスをアノード触媒層42aに供給するために利用される。 As shown in FIG. 3, the central portion 32g of the second separator 32 has a groove portion 72 in contact with the other side of the region contributing to power generation of the membrane electrode assembly 40. The groove portion 72 has an uneven shape for forming a flow path 34 located between the membrane electrode assembly 40 and the second separator 32. The flow path 34 is used to supply the fuel gas to the anode catalyst layer 42a.

第2のセパレータ32は、長方形状からなり、その長手方向の一端に、燃料ガス供給口32a、冷却流体供給口32b、および酸化剤ガス供給口32cに相当する貫通孔を有している。同様に、第2のセパレータ32は、その長手方向の他端に、燃料ガス排出口32d、冷却流体排出口32e、および酸化剤ガス排出口32fに相当する貫通孔を有している。 The second separator 32 has a rectangular shape, and has a through hole corresponding to a fuel gas supply port 32a, a cooling fluid supply port 32b, and an oxidant gas supply port 32c at one end in the longitudinal direction thereof. Similarly, the second separator 32 has a through hole corresponding to the fuel gas discharge port 32d, the cooling fluid discharge port 32e, and the oxidant gas discharge port 32f at the other end in the longitudinal direction thereof.

各セパレータ31、32の間には、冷却流体用の流路35を形成している。 A flow path 35 for a cooling fluid is formed between the separators 31 and 32.

次に、高分子電解質膜41および各触媒層42a、42bの材質等を説明する。なお、以下に示す材料等は例示に過ぎず、使用する材料がこれらの材料のみに限定されることはない。 Next, the materials of the polymer electrolyte membrane 41 and the catalyst layers 42a and 42b will be described. The materials shown below are merely examples, and the materials used are not limited to these materials.

高分子電解質膜41は、パーフルオロカーボンスルホン酸系ポリマーから構成されるフッ素系高分子電解質膜、スルホン酸基を有する炭化水素系樹脂膜、リン酸やイオン性液体等の電解質成分を含浸した多孔質状の膜を、適用することが可能である。パーフルオロカーボンスルホン酸系ポリマーは、例えば、ナフィオン(登録商標、デュポン株式会社製)、アシプレックス(登録商標、旭化成株式会社製)、フレミオン(登録商標、旭硝子株式会社製)、Gore selectシリーズ(登録商標、日本ゴア株式会社)等である。多孔質状の膜は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)から形成される。 The polymer electrolyte membrane 41 is a fluorine-based polymer electrolyte membrane composed of a perfluorocarbon sulfonic acid-based polymer, a hydrocarbon-based resin film having a sulfonic acid group, and a porous material impregnated with an electrolyte component such as phosphoric acid or an ionic liquid. It is possible to apply a shaped membrane. Perfluorocarbon sulfonic acid-based polymers include, for example, Nafion (registered trademark, manufactured by DuPont Co., Ltd.), Aciplex (registered trademark, manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd.), Flemion (registered trademark, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), Gore select series (registered trademark). , Nippon Gore Co., Ltd.), etc. The porous membrane is formed from, for example, polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF).

高分子電解質膜41の厚みは、特に限定されないが、強度、耐久性および出力特性の観点から5μm〜300μmが好ましく、より好ましくは10〜200μmである。 The thickness of the polymer electrolyte membrane 41 is not particularly limited, but is preferably 5 μm to 300 μm, and more preferably 10 to 200 μm from the viewpoint of strength, durability, and output characteristics.

アノード触媒層42aに用いられる触媒成分は、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。カソード触媒層42bに用いられる触媒成分は、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。 The catalyst component used in the anode catalyst layer 42a is not particularly limited as long as it has a catalytic action on the oxidation reaction of hydrogen. The catalyst component used in the cathode catalyst layer 42b is not particularly limited as long as it has a catalytic action on the reduction reaction of oxygen.

具体的な触媒成分は、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。なお、貴金属を含まない触媒を適用することも可能である。 Specific catalyst components are from metals such as platinum, ruthenium, iridium, rhodium, palladium, osmium, tungsten, lead, iron, chromium, cobalt, nickel, manganese, vanadium, molybdenum, gallium, aluminum, and alloys thereof. Be selected. In order to improve catalytic activity, toxicity resistance to carbon monoxide and the like, heat resistance and the like, those containing at least platinum are preferable. The catalyst components applied to the cathode catalyst layer and the anode catalyst layer do not have to be the same and can be appropriately selected. It is also possible to apply a catalyst containing no precious metal.

各触媒層42a、42bに用いられる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いれば、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。カーボン粒子は、例えば、カーボンブラック、活性炭、コークス、天然黒鉛、人造黒鉛から構成される。 The conductive carrier of the catalyst used in each of the catalyst layers 42a and 42b is particularly limited as long as it has a specific surface area for supporting the catalyst component in a desired dispersed state and sufficient electron conductivity as a current collector. However, it is preferable that the main component is carbon particles. The carbon particles are composed of, for example, carbon black, activated carbon, coke, natural graphite, and artificial graphite.

各触媒層42a、42bに用いられる高分子電解質は、少なくとも高いプロトン伝導性を有する材料であれば、特に限定されず、例えば、ポリマー骨格の全部また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。各触媒層42a、42bに用いられる高分子電解質は、高分子電解質膜41に用いられる高分子電解質と同一であっても異なっていてもよいが、高分子電解質膜41に対する各触媒層42a、42bの密着性を向上させる観点から、同一であることが好ましい。 The polymer electrolyte used for each of the catalyst layers 42a and 42b is not particularly limited as long as it is a material having at least high proton conductivity, and for example, a fluorine-based electrolyte containing a fluorine atom in all or part of the polymer skeleton, or A hydrocarbon-based electrolyte that does not contain a fluorine atom in the polymer skeleton can be applied. The polymer electrolyte used in each of the catalyst layers 42a and 42b may be the same as or different from the polymer electrolyte used in the polymer electrolyte membrane 41, but the polymer electrolytes 42a and 42b with respect to the polymer electrolyte membrane 41 may be used. From the viewpoint of improving the adhesion of the above, it is preferable that they are the same.

マニホールド穴60は、第1のセパレータ31、膜電極接合体40、第2のセパレータ32、集電板53、スペーサー55、エンドプレート56の各々が備える燃料ガス、冷却流体、酸化剤ガス用の供給口および排出口によって構成されている。マニホールド穴60は、上記各構成部材1aの配列方向Zに沿うように延在している。 The manifold hole 60 is a supply for fuel gas, cooling fluid, and oxidant gas provided in each of the first separator 31, the membrane electrode assembly 40, the second separator 32, the current collector plate 53, the spacer 55, and the end plate 56. It consists of a mouth and a discharge port. The manifold holes 60 extend along the arrangement direction Z of each of the constituent members 1a.

具体的には、第1燃料ガス用マニホールド穴61は、上記各構成部材1aのうち、燃料ガス供給口31a、40a、32a、53a、55a、56aから構成されている。第1冷却流体用マニホールド穴62は、上記各構成部材1aのうち、冷却流体供給口31b、40b、32b、53b、55b、56bから構成されている。第1酸化剤ガス用マニホールド穴63は、上記各構成部材1aのうち、酸化剤ガス供給口31c、40c、32c、53c、55c、56cから構成されている。第2燃料ガス用マニホールド穴64は、上記各構成部材1aのうち、燃料ガス排出口31d、40d、32d、53d、55d、56dから構成されている。第2冷却流体用マニホールド穴65は、上記各構成部材1aのうち、冷却流体排出口31e、40e、32e、53e、55e、56eから構成されている。第1酸化剤ガス用マニホールド穴66は、上記各構成部材1aのうち、酸化剤ガス排出口31f、40f、32f、53f、55f、56fから構成されている。 Specifically, the first fuel gas manifold hole 61 is composed of the fuel gas supply ports 31a, 40a, 32a, 53a, 55a, 56a of the above-mentioned constituent members 1a. The first cooling fluid manifold hole 62 is composed of cooling fluid supply ports 31b, 40b, 32b, 53b, 55b, 56b among the above-mentioned constituent members 1a. The first oxidant gas manifold hole 63 is composed of the oxidant gas supply ports 31c, 40c, 32c, 53c, 55c, 56c among the above-mentioned constituent members 1a. The second fuel gas manifold hole 64 is composed of the fuel gas discharge ports 31d, 40d, 32d, 53d, 55d, and 56d among the above-mentioned constituent members 1a. The second cooling fluid manifold hole 65 is composed of cooling fluid discharge ports 31e, 40e, 32e, 53e, 55e, 56e among the above-mentioned constituent members 1a. The first oxidant gas manifold hole 66 is composed of the oxidant gas discharge ports 31f, 40f, 32f, 53f, 55f, and 56f among the above-mentioned constituent members 1a.

次に、図4〜図6B、図8Bおよび図8Eを参照して、本実施形態に係る燃料電池1の組立て装置100について説明する。燃料電池1の組立て装置100は、燃料電池1の各構成部材1aの組立て作業を行うための装置である。組立て作業において、燃料電池1の組立て装置100は、第1のセパレータ31、第2のセパレータ32および膜電極接合体40を含む各構成部材1aを配列方向Zと交差するX−Y方向において構成部材1aを配置する位置を位置決めしつつ配列する。 Next, the assembly device 100 of the fuel cell 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 4 to 6B, 8B, and 8E. The assembly device 100 of the fuel cell 1 is a device for assembling each component 1a of the fuel cell 1. In the assembling operation, the assembling device 100 of the fuel cell 1 includes the constituent members 1a including the first separator 31, the second separator 32, and the membrane electrode assembly 40 in the XY directions intersecting the arrangement direction Z. Arrange while positioning the position where 1a is arranged.

燃料電池1の組立て装置100は、図4、図8Bおよび図8Eを参照して概説すると、各構成部材1aを配置する位置を位置決めする位置決め部材110と、各構成部材1aを搬送する搬送部120(図8Bを参照)と、各構成部材1aを載置する載置台130と、位置決め部材110を上下方向(Z方向)に搬送する支持部140と、位置決め部材110を回転軸O周りに回転させる駆動部150と、配列された構成部材1aに加圧力を付与する加圧部160(図8Eを参照)と、搬送部120、支持部140、支持部140、駆動部150および加圧部160の作動を制御する制御部170とを有している。 The assembly device 100 of the fuel cell 1 is outlined with reference to FIGS. 4, 8B and 8E, a positioning member 110 for positioning a position for arranging each component 1a, and a transport unit 120 for transporting each component 1a. (See FIG. 8B), the mounting table 130 on which each component 1a is placed, the support portion 140 for transporting the positioning member 110 in the vertical direction (Z direction), and the positioning member 110 are rotated around the rotation axis O. The drive unit 150, the pressurizing unit 160 (see FIG. 8E) that applies a pressing force to the arranged constituent members 1a, and the transport unit 120, the support unit 140, the support unit 140, the drive unit 150, and the pressurizing unit 160. It has a control unit 170 that controls the operation.

組立て装置100は、各構成部材1aの第1冷却流体用マニホールド穴62および第2冷却流体用マニホールド穴65に挿通される2つの位置決め部材110を有している。2つの位置決め部材110は、それぞれ同一の形状および同一の構成を有している。以下、位置決め用に使用する第1冷却流体用マニホールド穴62および第2冷却流体用マニホールド穴65を総称してマニホールド穴60aと称する(図4を参照)。 The assembly device 100 has two positioning members 110 that are inserted into the first cooling fluid manifold hole 62 and the second cooling fluid manifold hole 65 of each component 1a. The two positioning members 110 each have the same shape and the same configuration. Hereinafter, the first cooling fluid manifold hole 62 and the second cooling fluid manifold hole 65 used for positioning are collectively referred to as a manifold hole 60a (see FIG. 4).

位置決め部材110は、図5に示すように、長尺状であり、中心軸を回転軸Oとして、回転軸Oを中心に回転可能に構成されている。位置決め部材110は、図6Aに示すように、マニホールド穴60aの内周縁の一部に接触して、各構成部材1aを配列方向Zと交差するX−Y方向において構成部材1aを配置する位置を位置決めする。なお、図6A、図6Bに示す位置決め部材110は、図5の6A−6A線に沿う断面図である。 As shown in FIG. 5, the positioning member 110 has a long shape, and is configured to be rotatable about the rotation axis O with the central axis as the rotation axis O. As shown in FIG. 6A, the positioning member 110 contacts a part of the inner peripheral edge of the manifold hole 60a, and positions the constituent members 1a in the XY directions where the constituent members 1a intersect the arrangement direction Z. Position. The positioning member 110 shown in FIGS. 6A and 6B is a cross-sectional view taken along the line 6A-6A of FIG.

位置決め部材110は、回転軸Oに直交する断面において、外周面に回転軸Oと同軸の円弧面からなる円弧部110aと、円弧部から円弧面の一部を切り取った直線からなる直線部110bとを有している。 The positioning member 110 has an arc portion 110a having an arc surface coaxial with the rotation axis O on the outer peripheral surface and a straight line portion 110b formed by cutting a part of the arc surface from the arc portion in a cross section orthogonal to the rotation axis O. have.

円弧部110aは、マニホールド穴60aの内周縁に接触して各構成部材1aを位置決めする。 The arc portion 110a contacts the inner peripheral edge of the manifold hole 60a to position each component 1a.

直線部110bは、各構成部材1aとの接触状態を開放する開放部111を構成している。ここで、開放部111は、直線部110bのうち、円弧部110aと直線部110bとが交差する変曲点P1、P2、P3(図6Aを参照)を含まないものとする。 The straight portion 110b constitutes an open portion 111 that releases the contact state with each constituent member 1a. Here, it is assumed that the open portion 111 does not include the inflection points P1, P2, and P3 (see FIG. 6A) at which the arc portion 110a and the straight portion 110b intersect in the straight portion 110b.

位置決め部材110は、図6Aに示すように、構成部材1aのマニホールド穴60aの内周縁との位置決め点A、B、Cにおいて、円弧部110aの一部を構成部材1aに接触させて位置決めする。本実施形態では、位置決めした状態において、円弧部110aとマニホールド穴60aの内周縁とが接触する位置決め点A、B、Cから、円弧部110aと直線部110bとが交差する変曲点P1、P2、P3までの回転軸O周りの角度βは、それぞれ等しくなるように構成されている。ただし、角度βは、構成部材1aを位置決めし(図6Aを参照)、後述するように接触状態を開放する(図6Bを参照)ことが可能な限りにおいて特に限定されず、角度βはそれぞれ異なる値であってもよい。 As shown in FIG. 6A, the positioning member 110 is positioned by bringing a part of the arc portion 110a into contact with the component member 1a at the positioning points A, B, and C with the inner peripheral edge of the manifold hole 60a of the component member 1a. In the present embodiment, inflection points P1 and P2 where the arc portion 110a and the straight portion 110b intersect from the positioning points A, B, and C where the arc portion 110a and the inner peripheral edge of the manifold hole 60a contact in the positioned state. , The angles β around the rotation axis O up to P3 are configured to be equal to each other. However, the angle β is not particularly limited as long as it is possible to position the constituent member 1a (see FIG. 6A) and open the contact state (see FIG. 6B) as described later, and the angles β are different from each other. It may be a value.

図6Aに示すように、マニホールド穴60aの内周縁との位置決め点A、B、Cにおいて、円弧部110aの一部を構成部材1aに接触させて位置決めした状態から、回転軸Oを中心に位置決め部材110を第1の方向D1へ回転させると、円弧部110aと接触していていた位置決め点A、B、Cに対向する位置に直線部110bが位置する。これにより、図6Bに示すように、開放部111は、位置決め部材110と各構成部材1aとの接触状態を開放する。 As shown in FIG. 6A, at positioning points A, B, and C with the inner peripheral edge of the manifold hole 60a, a part of the arc portion 110a is brought into contact with the constituent member 1a for positioning, and then positioning is centered on the rotation axis O. When the member 110 is rotated in the first direction D1, the straight portion 110b is located at a position facing the positioning points A, B, and C that were in contact with the arc portion 110a. As a result, as shown in FIG. 6B, the opening portion 111 releases the contact state between the positioning member 110 and each constituent member 1a.

図5を再び参照して、位置決め部材110は、円弧部110aと直線部110bとが交差する変曲点P1、P2、P3(図6A、図6Bを参照)を回転軸Oの軸方向に沿って結んだ線分S1は、回転軸Oに対してねじれ角αを有している。 With reference to FIG. 5 again, the positioning member 110 follows the inflection points P1, P2, and P3 (see FIGS. 6A and 6B) where the arc portion 110a and the straight portion 110b intersect along the axial direction of the rotation axis O. The line segment S1 connected together has an inflection point α with respect to the rotation axis O.

位置決め部材110は、回転軸Oを中心に回転することによって、円弧部110aが各構成部材1aと接触して位置決めした状態と、直線部110bが各構成部材1aから離間して各構成部材1aとの接触状態を開放した状態とを切り替え可能に構成されている。 The positioning member 110 is positioned in a state where the arc portion 110a is in contact with each component 1a and is positioned by rotating around the rotation axis O, and the straight line portion 110b is separated from each component 1a and is separated from each component 1a. It is configured to be able to switch between the open state and the open state.

搬送部120は、図8Bに示すように、搬送対象を所望の方向および姿勢に調整しながら、搬送可能な公知の多関節型ロボットアームによって構成している。搬送部120は、各構成部材1aが積載されたパーツトレイ(図示せず)から各構成部材1aを載置台130へ搬送して載置する。 As shown in FIG. 8B, the transport unit 120 is composed of a known articulated robot arm capable of transporting while adjusting the transport target in a desired direction and posture. The transport unit 120 transports each component 1a from a parts tray (not shown) on which each component 1a is loaded to a mounting table 130 and mounts the component 1a.

支持部140は、図4に示すように、位置決め部材110を保持可能に設けられたチャック141と、チャック141が取り付けられた支持板142と、支持板142を上下方向(Z方向)に搬送する駆動源143とを有している。駆動源143は、例えば、液圧(油圧および水圧)式シリンダであるが、特に限定されず、機械式を適用することも可能である。 As shown in FIG. 4, the support portion 140 conveys the chuck 141 provided so as to hold the positioning member 110, the support plate 142 to which the chuck 141 is attached, and the support plate 142 in the vertical direction (Z direction). It has a drive source 143. The drive source 143 is, for example, a hydraulic (hydraulic and hydraulic) type cylinder, but is not particularly limited, and a mechanical type can also be applied.

駆動部150は、位置決め部材110の回転軸Oに連結可能に構成されたスプラインギアおよび、スプラインギアを駆動するモータを有している。駆動部150は、スプラインギアをモータによって駆動して、位置決め部材110を回転させることができる。 The drive unit 150 has a spline gear configured to be connectable to the rotation shaft O of the positioning member 110, and a motor for driving the spline gear. The drive unit 150 can drive the spline gear by a motor to rotate the positioning member 110.

加圧部160は、図8Eに示すように、扁平形状の板状部材161および板状部材161を駆動する加圧源162を有している。板状部材161は、積層体2に当接する当接面161aを有し、当該当接面161aは、積層体2に面接触して加圧力を付与するために使用される。板状部材161は、積層体2に面接触することによって、構成部材1aのX−Y面に均一に加圧力を付与することができる。加圧源162は、板状部材161を積層体2の配列方向Zに沿って往復動させるために使用される。加圧源162は、例えば、液圧(油圧および水圧)式シリンダであるが、特に限定されず、機械式を適用することも可能である。 As shown in FIG. 8E, the pressurizing unit 160 has a flat plate-shaped member 161 and a pressurizing source 162 for driving the plate-shaped member 161. The plate-shaped member 161 has a contact surface 161a that comes into contact with the laminated body 2, and the contact surface 161a is used for surface contact with the laminated body 2 to apply a pressing force. The plate-shaped member 161 can uniformly apply a pressing force to the XY surfaces of the constituent member 1a by making surface contact with the laminated body 2. The pressurizing source 162 is used to reciprocate the plate-shaped member 161 along the arrangement direction Z of the laminated body 2. The pressurizing source 162 is, for example, a hydraulic (hydraulic and hydraulic) type cylinder, but is not particularly limited, and a mechanical type can also be applied.

制御部170は、燃料電池1の組立て装置100の各部の作動を制御する。具体的には、制御部170は、ROMやRAMから構成された記憶部と、CPUを主体に構成された演算部と、各種データや制御指令の送受信を行う入出力部と、を有する。入出力部は、搬送部120、支持部140、駆動部150、加圧部160等に電気的に接続している。記憶部は、位置決め部材110の位置、各構成部材1aが載置される位置等のデータを記憶する。演算部は、記憶部から読み出したデータおよび入出力部から受信したデータに基づいて、構成部材1aの搬送位置、位置決め部材110の回転角度、回転速度、積層体2へ付与する加圧力等を算出する。算出したデータに基づく制御信号は、入出力部を介して搬送部120、支持部140、駆動部150、加圧部160等へ送信される。このようにして、制御部170は、燃料電池1の組立て装置100の各部の作動を制御する。 The control unit 170 controls the operation of each unit of the assembly device 100 of the fuel cell 1. Specifically, the control unit 170 includes a storage unit composed of a ROM and a RAM, a calculation unit mainly composed of a CPU, and an input / output unit for transmitting and receiving various data and control commands. The input / output unit is electrically connected to the transport unit 120, the support unit 140, the drive unit 150, the pressurizing unit 160, and the like. The storage unit stores data such as the position of the positioning member 110 and the position on which each constituent member 1a is placed. The calculation unit calculates the transport position of the component member 1a, the rotation angle of the positioning member 110, the rotation speed, the pressing force applied to the laminated body 2, and the like based on the data read from the storage unit and the data received from the input / output unit. To do. The control signal based on the calculated data is transmitted to the transport unit 120, the support unit 140, the drive unit 150, the pressurizing unit 160, and the like via the input / output unit. In this way, the control unit 170 controls the operation of each part of the assembly device 100 of the fuel cell 1.

次に、図7〜図10を参照して、本実施形態に係る燃料電池1の組立て方法を説明する。 Next, a method of assembling the fuel cell 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 7 to 10.

燃料電池1の組立て方法は、図7に示すように、概して、位置決め部材110を燃料電池1の構成部材1aの一部に接触させて、構成部材1aを配置する位置を位置決めする位置決め工程(ステップS10)と、スタック部10を構成部材1aの配列方向Zに加圧する加圧工程(ステップS20)と、位置決め部材110と構成部材1aとの接触状態を開放する開放工程(ステップS30)と、構成部材1aから位置決め部材110を離間させる引き抜き工程(ステップS40)と、を有している。以下、各工程について詳細に説明する。 As shown in FIG. 7, the method of assembling the fuel cell 1 is generally a positioning step (step) in which the positioning member 110 is brought into contact with a part of the constituent members 1a of the fuel cell 1 to position the position where the constituent members 1a are arranged. S10), a pressurizing step (step S20) of pressurizing the stack portion 10 in the arrangement direction Z of the constituent member 1a, and an opening step (step S30) of releasing the contact state between the positioning member 110 and the constituent member 1a. It has a drawing step (step S40) of separating the positioning member 110 from the member 1a. Hereinafter, each step will be described in detail.

まず、図8Aに示すように、2つの位置決め部材110を載置台130に設置する。この際、位置決め部材110の一端を載置台130に配置されている駆動部150に連結する。次に、図8Bに示すように、搬送部120によって集電板53およびエンドプレート56のマニホールド穴60aに位置決め部材110を挿通しながら集電板53およびエンドプレート56を載置台130に載置する。 First, as shown in FIG. 8A, two positioning members 110 are installed on the mounting table 130. At this time, one end of the positioning member 110 is connected to the drive unit 150 arranged on the mounting table 130. Next, as shown in FIG. 8B, the current collector plate 53 and the end plate 56 are placed on the mounting table 130 while the positioning member 110 is inserted into the manifold holes 60a of the current collector plate 53 and the end plate 56 by the transport unit 120. ..

また、単セル20を複数個積み上げて固定したモジュール21を予め形成しておく。モジュール21に含まれる構成部材1aの固定は、接着剤等による接合や機械的な締結等を使用することができる。 Further, a module 21 in which a plurality of single cells 20 are stacked and fixed is formed in advance. For fixing the constituent member 1a included in the module 21, joining with an adhesive or the like, mechanical fastening, or the like can be used.

次に、位置決め工程(ステップS10)では、図8Cに示すように、各モジュール21のマニホールド穴60aに位置決め部材110を挿通しながらモジュール21を載置台130に積層して位置決めする。各モジュール21のマニホールド穴60aに位置決め部材110を挿通する際は、図6Bに示すように、位置決め部材110の直線部110bが各モジュール21のマニホールド穴60aの内周縁に対して対向するように配置されている。これにより、位置決め部材110がマニホールド穴60aの内周縁に接触することなく、マニホールド穴60aに位置決め部材110を円滑に挿通することができる。次に、図6Aに示すようにモジュール21の内周縁と位置決め部材110とが位置決め点A、B、Cにおいて接触する位置になるように、回転軸Oを中心に位置決め部材110を回転させて位置決めする。 Next, in the positioning step (step S10), as shown in FIG. 8C, the modules 21 are stacked and positioned on the mounting table 130 while inserting the positioning member 110 into the manifold holes 60a of each module 21. When the positioning member 110 is inserted into the manifold hole 60a of each module 21, as shown in FIG. 6B, the linear portion 110b of the positioning member 110 is arranged so as to face the inner peripheral edge of the manifold hole 60a of each module 21. Has been done. As a result, the positioning member 110 can be smoothly inserted into the manifold hole 60a without the positioning member 110 coming into contact with the inner peripheral edge of the manifold hole 60a. Next, as shown in FIG. 6A, the positioning member 110 is rotated and positioned around the rotation axis O so that the inner peripheral edge of the module 21 and the positioning member 110 come into contact with each other at the positioning points A, B, and C. To do.

以下、図8C、図8D、図9および図10を参照して、各モジュール21を位置決めする手順例を説明する。なお、本実施形態では、N個のモジュール21を積層してスタック部10を形成する。 Hereinafter, an example of a procedure for positioning each module 21 will be described with reference to FIGS. 8C, 8D, 9 and 10. In this embodiment, N modules 21 are laminated to form the stack portion 10.

まず、図8Cに示すように、一のモジュール21(図9に示す「MOD1」)を載置台130に載置した後、位置決め部材110を回転角度θ1だけ回転軸Oを中心に第1の方向D1に回転する。ここで、図10に示すように、2つの位置決め部材110(図10に示す「位置決め部材1」、「位置決め部材2」)は、同じタイミングで同じ動作を行うように制御する。 First, as shown in FIG. 8C, after mounting one module 21 (“MOD1” shown in FIG. 9) on the mounting table 130, the positioning member 110 is placed in the first direction about the rotation axis O by the rotation angle θ1. Rotate to D1. Here, as shown in FIG. 10, the two positioning members 110 (“positioning member 1” and “positioning member 2” shown in FIG. 10) are controlled to perform the same operation at the same timing.

回転角度θ1は、図6Bに示す一のモジュール21の内周縁と位置決め部材110とが互いに離間した位置(接触した状態が開放された位置)から、図6Aに示すように一のモジュール21の内周縁と位置決め部材110とが位置決め点A、B、Cにおいて接触する位置になるような角度に調整する。回転角度θ1は、ねじれ角α、配置するモジュール21や位置決め点の数、位置決め部材110の大きさ等を考慮して適当な値に設定することができる。位置決め部材110を回転角度θ1だけ回転軸Oを中心に第1の方向D1に回転することによって、一のモジュール21が位置決めされた状態となる。位置決めされた状態において、各モジュール21は、位置決め点A、B、Cにおいて位置決め部材110から押圧力(図6A中の矢印)を受ける。 The rotation angle θ1 is set in the one module 21 as shown in FIG. 6A from the position where the inner peripheral edge of the one module 21 shown in FIG. 6B and the positioning member 110 are separated from each other (the position where the contact state is released). The angle is adjusted so that the peripheral edge and the positioning member 110 come into contact with each other at the positioning points A, B, and C. The rotation angle θ1 can be set to an appropriate value in consideration of the twist angle α, the number of modules 21 to be arranged, the number of positioning points, the size of the positioning member 110, and the like. By rotating the positioning member 110 in the first direction D1 about the rotation axis O by the rotation angle θ1, one module 21 is positioned. In the positioned state, each module 21 receives a pressing force (arrow in FIG. 6A) from the positioning member 110 at the positioning points A, B, and C.

次に、一のモジュール21(「MOD1」)の上にさらに他のモジュール21(「MOD2」)を積層する。この際、図9に示すように、一のモジュール21(「MOD1」)は、位置決めされた状態を維持している。この状態を維持したまま、他のモジュール21(「MOD2」)は、図6Bに示すように接触した状態が開放された状態で他のモジュール21のマニホールド穴60aに位置決め部材110を挿通する。これにより、位置決め部材110が他のモジュール21(「MOD2」)のマニホールド穴60aの内周縁に接触することなく、マニホールド穴60aに位置決め部材110を円滑に挿通することができる。 Next, another module 21 (“MOD2”) is further laminated on one module 21 (“MOD1”). At this time, as shown in FIG. 9, one module 21 (“MOD1”) maintains the positioned state. While maintaining this state, the other module 21 (“MOD2”) inserts the positioning member 110 into the manifold hole 60a of the other module 21 in a state where the contact state is opened as shown in FIG. 6B. As a result, the positioning member 110 can be smoothly inserted into the manifold hole 60a without the positioning member 110 coming into contact with the inner peripheral edge of the manifold hole 60a of the other module 21 (“MOD2”).

次に、一のモジュール21を配置する際と同様に、一のモジュール21の上に他のモジュール21を配置した後、図8Dに示すように、位置決め部材110を回転角度θ1だけ回転軸Oを中心に第1の方向D1に回転する。 Next, as in the case of arranging one module 21, after arranging the other module 21 on the one module 21, as shown in FIG. 8D, the positioning member 110 is rotated by the rotation angle θ1. It rotates in the center in the first direction D1.

他のモジュール21の内周縁と位置決め部材110とが接触した状態が開放された位置(図6Bを参照)から、他のモジュール21の内周縁と位置決め部材110とが位置決め点A、B、Cにおいて接触する位置になる(図6Aを参照)。これにより、一のモジュール21および他のモジュール21が位置決めされた状態となる。 From the position where the inner peripheral edge of the other module 21 and the positioning member 110 are in contact with each other (see FIG. 6B), the inner peripheral edge of the other module 21 and the positioning member 110 are at the positioning points A, B, and C. It will be in contact position (see FIG. 6A). As a result, one module 21 and the other module 21 are in a positioned state.

同様にして、N個のモジュール21に対して、積層して位置決めする作業を繰り返し行う。これにより、N個のモジュール21が積層されて、マニホールド穴60aの内周縁において位置決めされたスタック部10が形成される。スタック部10が形成された後、集電板53、スペーサー55、およびエンドプレート56をさらに積層して積層体2を形成する。 Similarly, the work of stacking and positioning the N modules 21 is repeated. As a result, N modules 21 are stacked to form a stack portion 10 positioned on the inner peripheral edge of the manifold hole 60a. After the stack portion 10 is formed, the current collector plate 53, the spacer 55, and the end plate 56 are further laminated to form the laminated body 2.

次に、加圧工程(ステップS20)では、図8Eに示すように、加圧部160によって積層体2を配列方向Zに加圧する。具体的には、まず、板状部材161を積層体2に対向して配置する。次に、加圧源162によって板状部材161を駆動し、板状部材161を積層体2に近接させて、板状部材161の当接面161aによって、積層体2の外側に位置するエンドプレート56を加圧する。この際、積層体2は、一括して加圧されるため、作業性および生産性が良好である。 Next, in the pressurizing step (step S20), as shown in FIG. 8E, the pressurizing portion 160 pressurizes the laminated body 2 in the arrangement direction Z. Specifically, first, the plate-shaped member 161 is arranged so as to face the laminated body 2. Next, the plate-shaped member 161 is driven by the pressurizing source 162, the plate-shaped member 161 is brought close to the laminated body 2, and the end plate located outside the laminated body 2 by the contact surface 161a of the plate-shaped member 161. Pressurize 56. At this time, since the laminated body 2 is pressurized all at once, workability and productivity are good.

積層体2を配列方向Zに加圧する際に、僅かに積層体2が傾くことによって、各構成部材1aに対してX−Y方向に力がかかることがある。この際、積層体2は、位置決め部材110によって移動が拘束されているため、位置決め点A、B、Cにおいて位置決め部材110から受ける押圧力(図6Aを参照)がさらに大きくなることがある。 When the laminated body 2 is pressed in the arrangement direction Z, the laminated body 2 is slightly tilted, so that a force may be applied to each component 1a in the XY directions. At this time, since the movement of the laminated body 2 is restricted by the positioning member 110, the pressing force received from the positioning member 110 at the positioning points A, B, and C (see FIG. 6A) may be further increased.

仮に、押圧力が大きくなった状態で位置決め部材110をマニホールド穴60aから引き抜こうとすると、位置決め部材110と接触している部分が擦れて構成部材1aが変形してしまうという不具合の発生が顕著になってしてしまう可能性がある。構成部材1aが変形してしまうと、接触面圧が低下し、燃料電池の電池特性の低下を招いてしまう。 If the positioning member 110 is to be pulled out from the manifold hole 60a in a state where the pressing force is large, a problem that the portion in contact with the positioning member 110 is rubbed and the component member 1a is deformed becomes remarkable. There is a possibility that it will end up. If the component 1a is deformed, the contact surface pressure is lowered, which leads to deterioration of the battery characteristics of the fuel cell.

次に、図8Fに示すように、締結板51および補強板52を、スタック部10の周囲を取り囲むように配置してボルト等によってエンドプレート56と締結する。 Next, as shown in FIG. 8F, the fastening plate 51 and the reinforcing plate 52 are arranged so as to surround the periphery of the stack portion 10 and fastened to the end plate 56 with bolts or the like.

次に、開放工程(ステップS30)では、図8Gに示すように、位置決め部材110を第2の方向D2に回転させて積層体2を構成するすべてのモジュール21のマニホールド穴60aの内周縁と位置決め部材110との接触状態を開放する。すなわち、図6Bに示すように、すべてのモジュール21に対して、位置決め部材110の直線部110bがマニホールド穴60aの内周縁に対向するように回転軸Oを中心に位置決め部材110を回転させる。 Next, in the opening step (step S30), as shown in FIG. 8G, the positioning member 110 is rotated in the second direction D2 to position the inner peripheral edges of the manifold holes 60a of all the modules 21 constituting the laminated body 2. The contact state with the member 110 is released. That is, as shown in FIG. 6B, the positioning member 110 is rotated about the rotation shaft O so that the straight portion 110b of the positioning member 110 faces the inner peripheral edge of the manifold hole 60a for all the modules 21.

具体的には、図9および図10に示すように、位置決め部材110を回転角度θ2だけ第2の方向D2に回転軸Oを中心に回転する。ここで、第2の方向D2は、第1の方向D1とは反対の方向である。また、回転角度θ2は、位置決め工程(ステップS10)において、第1の方向D1に回転した角度と等しい。 Specifically, as shown in FIGS. 9 and 10, the positioning member 110 is rotated about the rotation axis O in the second direction D2 by the rotation angle θ2. Here, the second direction D2 is the direction opposite to the first direction D1. Further, the rotation angle θ2 is equal to the angle rotated in the first direction D1 in the positioning step (step S10).

本実施形態では、回転角度θ2=θ1×(積層したモジュール21の個数N)となる。位置決め部材110を回転角度θ2だけ第2の方向D2に回転軸Oを中心に回転することによって、積層体2の上側から下側に向かってモジュール21が順次、図6Aに示すように各モジュール21の内周縁と位置決め部材110とが位置決め点A、B、Cにおいて接触して位置決めされた状態から、図6Bに示すように各モジュール21の内周縁と位置決め部材110とが接触した状態が開放される。なお、開放する順序は、積層体2の上側から下側に限定されず、下側から上側に向かって順次開放してもよい。 In the present embodiment, the rotation angle θ2 = θ1 × (the number N of the stacked modules 21). By rotating the positioning member 110 in the second direction D2 by the rotation angle θ2 about the rotation axis O, the modules 21 are sequentially rotated from the upper side to the lower side of the laminated body 2 as shown in FIG. 6A. From the state where the inner peripheral edge of the module 21 and the positioning member 110 are in contact with each other at the positioning points A, B, and C and positioned, the state where the inner peripheral edge of each module 21 and the positioning member 110 are in contact with each other is released as shown in FIG. 6B. The module. The order of opening is not limited to the upper side to the lower side of the laminated body 2, and may be sequentially opened from the lower side to the upper side.

最後に、引き抜き工程(ステップS40)では、支持部のチャック141によって位置決め部材110の一端を固定した状態で、位置決め部材110を上方向に移動して、マニホールド穴60aから引き抜く。マニホールド穴60aから上方向に引き抜くように取り外すため、位置決め部材110が位置決めされた燃料電池1の構成部材1aに緩衝することなく取り外すことができる。また、上述したように加圧工程において押圧力が大きくなった場合でも、構成部材1aが変形するような不具合が発生することなく、位置決め部材110をマニホールド穴60aから引き抜くことができる。なお、2つの位置決め部材110は、図10に示すように同時に引き抜いてもよいし、片方ずつ引き抜いてもよい。以上の工程によって、図8Hに示す燃料電池1が完成する。 Finally, in the pulling step (step S40), the positioning member 110 is moved upward and pulled out from the manifold hole 60a in a state where one end of the positioning member 110 is fixed by the chuck 141 of the support portion. Since it is removed so as to be pulled out from the manifold hole 60a in the upward direction, the positioning member 110 can be removed without buffering the component member 1a of the fuel cell 1 in which the positioning member 110 is positioned. Further, as described above, even when the pressing force is increased in the pressurizing step, the positioning member 110 can be pulled out from the manifold hole 60a without causing a problem that the constituent member 1a is deformed. The two positioning members 110 may be pulled out at the same time as shown in FIG. 10, or may be pulled out one by one. Through the above steps, the fuel cell 1 shown in FIG. 8H is completed.

以上説明したように、本実施形態に係る位置決め部材110は、燃料電池1における構成部材1aの一部に接触して、構成部材1aを配置する位置を位置決めするために使用する位置決め部材110であって、構成部材1aとの接触状態を開放する開放部111を有している。 As described above, the positioning member 110 according to the present embodiment is a positioning member 110 used to contact a part of the constituent member 1a in the fuel cell 1 and position the position where the constituent member 1a is arranged. Therefore, it has an opening portion 111 that releases the contact state with the constituent member 1a.

このように構成した位置決め部材110によれば、燃料電池1の構成部材1aに接触させた部分を基準に構成部材1aを配置することによって、構成部材1aを高精度に位置決めすることができる。また、構成部材1aを位置決めした後に構成部材1aとの接触状態を開放することができるため、位置決め部材110を構成部材1aから取り外す際に構成部材1aに接触することを抑制し、構成部材1aの変形を抑制することができる。これにより、燃料電池1の電池特性を向上することができる。 According to the positioning member 110 configured in this way, the component member 1a can be positioned with high accuracy by arranging the component member 1a with reference to the portion in contact with the component member 1a of the fuel cell 1. Further, since the contact state with the constituent member 1a can be released after positioning the constituent member 1a, contact with the constituent member 1a when the positioning member 110 is removed from the constituent member 1a is suppressed, and the constituent member 1a is prevented from coming into contact with the constituent member 1a. Deformation can be suppressed. Thereby, the battery characteristics of the fuel cell 1 can be improved.

また、位置決め部材110は、回転軸Oを備え、回転軸Oを中心に回転することによって、構成部材1aと接触して位置決めした状態と、構成部材1aとの接触状態を開放した状態とを切り替え可能に構成されている。これにより、構成部材1aと接触して位置決めした状態と構成部材1aとの接触状態を開放した状態とを短時間によって比較的簡単に切り替えることができるため、製造時間を短縮することができる。 Further, the positioning member 110 is provided with a rotating shaft O, and by rotating around the rotating shaft O, it is possible to switch between a state in which the positioning member 110 is in contact with the constituent member 1a and positioned, and a state in which the contact state with the constituent member 1a is released. It is configured to be possible. As a result, it is possible to relatively easily switch between the state of being positioned in contact with the constituent member 1a and the state of opening the contact state with the constituent member 1a in a short time, so that the manufacturing time can be shortened.

また、位置決め部材110は、回転軸Oに直交する断面において、外周面に回転軸Oと同軸の円弧面からなる円弧部110aを有し、開放部111は、円弧部110aから円弧面の一部を切り取った直線からなる直線部110bから形成されている。これにより、円弧部110aを燃料電池1の構成部材1aに接触させて位置決めすることができるとともに、位置決めした状態から位置決め部材110を回転させて直線部110bを構成部材1aに対向させることによって構成部材1aから位置決め部材110を離間させて構成部材1aとの接触状態を開放することができる。 Further, the positioning member 110 has an arc portion 110a having an arc surface coaxial with the rotation axis O on the outer peripheral surface in a cross section orthogonal to the rotation axis O, and the open portion 111 is a part of the arc surface from the arc portion 110a. It is formed from a straight line portion 110b which is a straight line formed by cutting out. As a result, the arc portion 110a can be brought into contact with the constituent member 1a of the fuel cell 1 for positioning, and the positioning member 110 is rotated from the positioned state so that the linear portion 110b faces the constituent member 1a. The positioning member 110 can be separated from the 1a to release the contact state with the constituent member 1a.

また、位置決め部材110は、円弧部110aと直線部110bとが交差する変曲点P1、P2、P3を回転軸Oの軸方向に沿って結んだ線分S1は、回転軸Oに対してねじれ角αを有している。これにより、各構成部材1aと位置決め部材110との接触状態を配列方向Zに順次開放することができるため、すべての構成部材1aと位置決め部材110との接触状態を一度に開放する場合に比べて、位置決めした状態で構成部材1aにかかっているX−Y方向からの押圧力が徐々に開放される。このため、積層体2が位置決め部材110から受ける押圧力から解放されることによって生じる負荷を軽減し、開放する際に構成部材1aが不用意に移動することを抑制することができる。 Further, in the positioning member 110, the line segment S1 connecting the inflection points P1, P2, and P3 at which the arc portion 110a and the straight portion 110b intersect along the axial direction of the rotation axis O is twisted with respect to the rotation axis O. It has an angle α. As a result, the contact state between each component 1a and the positioning member 110 can be sequentially released in the arrangement direction Z, so that the contact state between all the component members 1a and the positioning member 110 can be released at once as compared with the case where the contact state between all the component members 1a and the positioning member 110 is released at once. In the positioned state, the pressing force applied to the component 1a from the XY directions is gradually released. Therefore, it is possible to reduce the load generated when the laminated body 2 is released from the pressing force received from the positioning member 110, and to prevent the constituent member 1a from inadvertently moving when the laminated body 2 is released.

また、位置決め部材110は、構成部材1aのうち、流体を通過させるマニホールド穴60aの内周縁の一部に接触して構成部材1aを位置決めする。マニホールド穴60aを位置決めに利用することによって、構成部材1aに位置決め専用の穴や切り欠き等を形成する必要がないため、製造コストを削減することができる。 Further, the positioning member 110 contacts a part of the inner peripheral edge of the manifold hole 60a through which the fluid passes among the constituent members 1a to position the constituent member 1a. By using the manifold hole 60a for positioning, it is not necessary to form a hole or a notch dedicated to positioning in the constituent member 1a, so that the manufacturing cost can be reduced.

本実施形態に係る燃料電池1の組立て装置100によれば、位置決め部材110と、位置決め部材110の作動を制御する制御部170と、を有し、制御部170は、位置決め部材110の作動を制御して、位置決め部材110を構成部材1aに接触させて構成部材1aを位置決めし、開放部111により位置決め部材110と構成部材1aとの接触状態を開放する。 According to the assembly device 100 of the fuel cell 1 according to the present embodiment, the positioning member 110 and the control unit 170 for controlling the operation of the positioning member 110 are included, and the control unit 170 controls the operation of the positioning member 110. Then, the positioning member 110 is brought into contact with the constituent member 1a to position the constituent member 1a, and the opening portion 111 releases the contact state between the positioning member 110 and the constituent member 1a.

このように構成した燃料電池1の組立て装置100によれば、燃料電池1の構成部材1aに接触させた部分を基準に構成部材1aを配置することによって、構成部材1aを高精度に位置決めすることができる。また、構成部材1aを位置決めした後に構成部材1aとの接触状態を開放することができるため、位置決め部材110を構成部材1aから取り外す際に構成部材1aに接触することを抑制し、構成部材1aの変形を抑制することができる。これにより、燃料電池1の電池特性を向上することができる。 According to the assembly device 100 of the fuel cell 1 configured in this way, the component member 1a is positioned with high accuracy by arranging the component member 1a with reference to the portion in contact with the component member 1a of the fuel cell 1. Can be done. Further, since the contact state with the constituent member 1a can be released after positioning the constituent member 1a, contact with the constituent member 1a when the positioning member 110 is removed from the constituent member 1a is suppressed, and the constituent member 1a is prevented from coming into contact with the constituent member 1a. Deformation can be suppressed. Thereby, the battery characteristics of the fuel cell 1 can be improved.

本実施形態に係る燃料電池1の組立て方法は、位置決め部材を燃料電池における構成部材1aの一部に接触させて、構成部材1aを配置する位置を位置決めする工程と、位置決め部材と構成部材1aとの接触状態を開放する工程と、構成部材1aから位置決め部材を離間させる工程とを有している。 The method of assembling the fuel cell 1 according to the present embodiment includes a step of bringing the positioning member into contact with a part of the component member 1a in the fuel cell to position the position where the component member 1a is arranged, and the positioning member and the component member 1a. It has a step of releasing the contact state of the above and a step of separating the positioning member from the constituent member 1a.

このように構成した燃料電池1の組立て方法によれば、燃料電池1の構成部材1aに接触させた部分を基準に構成部材1aを配置することによって、構成部材1aを高精度に位置決めすることができる。また、構成部材1aを位置決めした後に構成部材1aとの接触状態を開放することができるため、位置決め部材110を構成部材1aから取り外す際に構成部材1aに接触することを抑制し、構成部材1aの変形を抑制することができる。これにより、燃料電池1の電池特性を向上することができる。 According to the method of assembling the fuel cell 1 configured in this way, the component member 1a can be positioned with high accuracy by arranging the component member 1a with reference to the portion in contact with the component member 1a of the fuel cell 1. it can. Further, since the contact state with the constituent member 1a can be released after positioning the constituent member 1a, contact with the constituent member 1a when the positioning member 110 is removed from the constituent member 1a is suppressed, and the constituent member 1a is prevented from coming into contact with the constituent member 1a. Deformation can be suppressed. Thereby, the battery characteristics of the fuel cell 1 can be improved.

また、構成部材1aを複数配列して積層体2を形成するときに、位置決め部材110によって構成部材1aのそれぞれを配列方向Zと交差するX−Y方向において構成部材1aを配置する位置を位置決めするため、構成部材1aの発電に寄与する領域が互いに対向するように配置することができる。これにより、燃料電池1の出力特性を向上することができる。 Further, when a plurality of the constituent members 1a are arranged to form the laminated body 2, the positioning member 110 positions each of the constituent members 1a in the XY directions intersecting the arrangement direction Z to arrange the constituent members 1a. Therefore, the regions of the constituent members 1a that contribute to power generation can be arranged so as to face each other. Thereby, the output characteristic of the fuel cell 1 can be improved.

また、位置決め部材110と構成部材1aとの接触状態を開放する前に、位置決めした状態において積層体2を構成部材1aの配列方向Zに加圧するため、加圧によって位置決め状態から構成部材1aがずれることがない。これにより、より一層位置決めの精度を高めることができる。 Further, since the laminated body 2 is pressurized in the arrangement direction Z of the constituent members 1a in the positioned state before the contact state between the positioning member 110 and the constituent member 1a is released, the constituent member 1a is displaced from the positioned state by the pressurization. Never. As a result, the positioning accuracy can be further improved.

また、位置決め部材110と構成部材1aとの接触状態を積層体2の配列方向Zに沿って順次開放するため、積層体2が位置決め部材110から受ける押圧力から解放されることによって生じる負荷を軽減し、開放する際に構成部材1aが不用意に移動することを抑制することができる。 Further, since the contact state between the positioning member 110 and the constituent member 1a is sequentially released along the arrangement direction Z of the laminated body 2, the load generated when the laminated body 2 is released from the pressing force received from the positioning member 110 is reduced. However, it is possible to prevent the constituent member 1a from inadvertently moving when it is opened.

<第2実施形態>
図11〜図14を参照して、第2実施形態に係る位置決め部材210、燃料電池1の組立て装置および組立て方法を説明する。なお、図12A〜図12Gに示す位置決め部材210は、図11の12A−12A線に沿う断面図である。
<Second Embodiment>
The positioning member 210, the fuel cell 1 assembling device, and the assembling method according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 11 to 14. The positioning member 210 shown in FIGS. 12A to 12G is a cross-sectional view taken along the line 12A-12A of FIG.

第2実施形態に係る燃料電池1の組立て装置は、位置決め部材210の構成のみが、前述した第1実施形態と異なる。なお、前述した第1実施形態と同一の機能を有する部位には、同一の符号を付し、説明を省略する。 The assembly device for the fuel cell 1 according to the second embodiment differs from the first embodiment described above only in the configuration of the positioning member 210. The parts having the same functions as those of the first embodiment described above are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

図11に示すように、第2実施形態に係る位置決め部材210は、前述した第1実施形態と同様に、円弧部211a、212a、213aと、各構成部材1aとの接触状態を開放する開放部211を構成する直線部211b、212b、213bとを有している。円弧部211a、212a、213aと直線部211b、212b、213bとが交差する変曲点P21、P22、P23(図12Aを参照)を回転軸Oの軸方向に沿って結んだ線分S2は、回転軸Oに対して略平行である点において前述した第1実施形態と異なる。 As shown in FIG. 11, the positioning member 210 according to the second embodiment is an open portion that releases the contact state between the arc portions 211a, 212a, 213a and each constituent member 1a, as in the first embodiment described above. It has linear portions 211b, 212b, and 213b that constitute 211. The line segment S2 connecting the inflection points P21, P22, and P23 (see FIG. 12A) where the arc portions 211a, 212a, 213a and the straight portions 211b, 212b, and 213b intersect is along the axial direction of the rotation axis O. It differs from the above-described first embodiment in that it is substantially parallel to the rotation axis O.

円弧部211a、212a、213aは、それぞれ弧の長さが異なる第1の円弧部211a、第2の円弧部212aおよび第3の円弧部213aを有している。また、直線部211b、212b、213bは、第1の円弧部211a、第2の円弧部212aおよび第3の円弧部213aにそれぞれ隣り合う第1の直線部211b、第2の直線部212bおよび第3の直線部212bを有している。なお、第1冷却流体用マニホールド穴62および第2冷却流体用マニホールド穴65に挿通される2つの位置決め部材210は、それぞれ同一の形状および同一の構成を有している。 The arc portions 211a, 212a, and 213a have a first arc portion 211a, a second arc portion 212a, and a third arc portion 213a, which have different arc lengths, respectively. Further, the straight line portions 211b, 212b, 213b have a first straight line portion 211b, a second straight line portion 212b, and a second straight portion 211b adjacent to the first arc portion 211a, the second arc portion 212a, and the third arc portion 213a, respectively. It has a straight portion 212b of 3. The two positioning members 210 inserted into the first cooling fluid manifold hole 62 and the second cooling fluid manifold hole 65 have the same shape and the same configuration, respectively.

2つの位置決め部材210は、図12Aに示すように、構成部材1aのマニホールド穴60の内周縁との位置決め点A1、B1、C1、A2、B2、C2において、第1の円弧部211a、第2の円弧部212aおよび第3の円弧部213aの一部を構成部材1aに接触させて位置決めする。位置決めした状態において、第1の円弧部211aとマニホールド穴60の内周縁とが接触する第1の位置決め点A1、A2から、第1の円弧部211aと第1の直線部211bとが交差する第1の変曲点P21までの回転軸O周りの角度をβ1とする。同様に、第2の円弧部212aとマニホールド穴60の内周縁とが接触する第2の位置決め点B1、B2から、第2の円弧部212aと第2の直線部212bとが交差する第2の変曲点P22までの回転軸O周りの角度をβ2とする。第3の円弧部213aとマニホールド穴60の内周縁とが接触する第3の位置決め点C1、C2から、第3の円弧部213aと第3の直線部213bとが交差する第3の変曲点P23までの回転軸O周りの角度をβ3とする。角度β1、β2、β3のうち、少なくとも2つはそれぞれ異なるように構成されている。本実施形態では、β2、β1、β3の順に角度が大きくなるように構成されている。 As shown in FIG. 12A, the two positioning members 210 have first arc portions 211a and second at positioning points A1, B1, C1, A2, B2, and C2 with the inner peripheral edge of the manifold hole 60 of the constituent member 1a. A part of the arc portion 212a and the third arc portion 213a of the above is brought into contact with the constituent member 1a for positioning. In the positioned state, the first arc portion 211a and the first straight portion 211b intersect from the first positioning points A1 and A2 where the first arc portion 211a and the inner peripheral edge of the manifold hole 60 come into contact with each other. Let β1 be the angle around the rotation axis O up to the inflection point P21 of 1. Similarly, from the second positioning points B1 and B2 where the second arc portion 212a and the inner peripheral edge of the manifold hole 60 come into contact, the second arc portion 212a and the second straight portion 212b intersect. Let β2 be the angle around the rotation axis O up to the inflection point P22. From the third positioning points C1 and C2 where the third arc portion 213a and the inner peripheral edge of the manifold hole 60 come into contact, the third inflection point where the third arc portion 213a and the third straight portion 213b intersect. Let β3 be the angle around the rotation axis O up to P23. At least two of the angles β1, β2, and β3 are configured to be different from each other. In this embodiment, the angles are configured to increase in the order of β2, β1, and β3.

次に、本実施形態に係る燃料電池1の組立て方法を説明する。 Next, a method of assembling the fuel cell 1 according to the present embodiment will be described.

燃料電池1の組立て方法は、前述した第1実施形態と同様に、位置決め工程(ステップS10)と、加圧工程(ステップS20)と、開放工程(ステップS30)と、引き抜き工程(ステップS40)と、を有している(図7を参照)。本実施形態では、各モジュール21の位置決めを一旦開放する準開放工程をさらに備えている点で前述した第1実施形態と異なる。 Assembling method of the fuel cell 1 includes a positioning step (step S10), a pressurizing step (step S20), an opening step (step S30), and a drawing step (step S40), as in the first embodiment described above. , (See FIG. 7). This embodiment is different from the above-described first embodiment in that it further includes a semi-opening step for temporarily releasing the positioning of each module 21.

本実施形態においても前述した第1実施形態と同様に、単セル20を複数個積み上げて固定したモジュール21を予め形成しておき、モジュール21を複数積層してスタック部10を形成する。本実施形態では、図13、図14に示すように、位置決め工程、準開放工程をモジュール21ごとに繰り返し行って積層体2を形成した後、積層体2の加圧工程および開放工程を実施する。以下、各工程について詳細に説明する。 Also in this embodiment, similarly to the first embodiment described above, a module 21 in which a plurality of single cells 20 are stacked and fixed is formed in advance, and a plurality of modules 21 are stacked to form a stack portion 10. In the present embodiment, as shown in FIGS. 13 and 14, the positioning step and the semi-opening step are repeatedly performed for each module 21 to form the laminated body 2, and then the pressurizing step and the opening step of the laminated body 2 are carried out. .. Hereinafter, each step will be described in detail.

まず、位置決め工程(ステップS10)では、一のモジュール21(図13に示す「MOD1」)のマニホールド穴60に位置決め部材210を挿通し、モジュール21を載置台130に載置して位置決めする。 First, in the positioning step (step S10), the positioning member 210 is inserted into the manifold hole 60 of one module 21 (“MOD1” shown in FIG. 13), and the module 21 is placed on the mounting table 130 for positioning.

図12Aに示すように、2つの位置決め部材210は、対向する第1冷却流体用マニホールド穴62および第2冷却流体用マニホールド穴65に挿通されて位置決めした状態において、それぞれの中心点O1、O2の中点Mを中心として点対称に配置される。すなわち、位置決め点A1、B1、C1と位置決め点A2、B2、C2は、それぞれ中点Mに対して点対称に位置する。 As shown in FIG. 12A, the two positioning members 210 are positioned at the center points O1 and O2, respectively, in a state where the two positioning members 210 are inserted and positioned through the first cooling fluid manifold hole 62 and the second cooling fluid manifold hole 65 facing each other. It is arranged point-symmetrically with the midpoint M as the center. That is, the positioning points A1, B1, C1 and the positioning points A2, B2, and C2 are located point-symmetrically with respect to the midpoint M, respectively.

各モジュール21のマニホールド穴60に位置決め部材210を挿通する際は、図12Gに示すように、位置決め部材210の直線部210bは、各モジュール21のマニホールド穴60の位置決め点A1、B1、C1、A2、B2、C2に対して対向するように配置される。次に、図12Aに示すように、モジュール21の内周縁と2つの位置決め部材210とがそれぞれ位置決め点A1、B1、C1、A2、B2、C2において接触する位置になるように、回転軸Oを中心に位置決め部材210を回転角度θ21だけ回転軸Oを中心に第1の方向D1に回転させて位置決めする。 When inserting the positioning member 210 into the manifold hole 60 of each module 21, as shown in FIG. 12G, the straight portion 210b of the positioning member 210 is the positioning point A1, B1, C1, A2 of the manifold hole 60 of each module 21. , B2, and C2 are arranged so as to face each other. Next, as shown in FIG. 12A, the rotation axis O is set so that the inner peripheral edge of the module 21 and the two positioning members 210 are in contact with each other at the positioning points A1, B1, C1, A2, B2, and C2, respectively. The positioning member 210 is positioned at the center by rotating the positioning member 210 about the rotation axis O by the rotation angle θ21 in the first direction D1.

次に、図13、図14に示すように、一のモジュール21に対して準開放工程を実施する。準開放工程では、開放工程と同様の手順によって位置決め部材210を回転させて位置決め部材210と位置決め点A1、B1、C1、A2、B2、C2との接触状態を開放する(図12Gを参照)。なお、準開放工程および開放工程の手順例については、後述に詳細に説明する。 Next, as shown in FIGS. 13 and 14, a semi-opening step is performed on one module 21. In the semi-opening step, the positioning member 210 is rotated by the same procedure as in the opening step to open the contact state between the positioning member 210 and the positioning points A1, B1, C1, A2, B2, and C2 (see FIG. 12G). The procedure examples of the semi-opening step and the opening step will be described in detail later.

同様にして、他のモジュール21(図13に示す「MOD2〜(N−1)」)に対して位置決め工程および準開放工程を実施する。最後に積層するモジュール21(図13に示す「MOD(N)」)に対して位置決め工程を実施して積層体2を形成した後、加圧工程を行う。 Similarly, the positioning step and the quasi-opening step are performed on the other module 21 (“MOD2 to (N-1)” shown in FIG. 13). A positioning step is performed on the module 21 (“MOD (N)” shown in FIG. 13) to be laminated at the end to form the laminated body 2, and then a pressurizing step is performed.

加圧工程(ステップS20)では、前述した第1実施形態と同様に、加圧部160によって積層体2を配列方向Zに加圧する。 In the pressurizing step (step S20), the laminated body 2 is pressurized in the arrangement direction Z by the pressurizing portion 160 as in the first embodiment described above.

次に、開放工程(ステップS30)では、位置決め部材210を回転させて積層体2を構成するすべてのモジュール21の位置決め部材210と位置決め点A1、B1、C1、A2、B2、C2との接触状態を開放する。 Next, in the opening step (step S30), the positioning members 210 of all the modules 21 constituting the laminated body 2 by rotating the positioning members 210 are in contact with the positioning points A1, B1, C1, A2, B2, and C2. To open.

以下、図12A〜図12Gおよび図14を参照して、準開放工程および開放工程の手順例を説明する。なお、本実施形態では、前述した第1実施形態と同様に、N個のモジュール21を積層してスタック部10を形成する。 Hereinafter, an example of the procedure of the semi-opening step and the opening step will be described with reference to FIGS. 12A to 12G and FIG. In this embodiment, as in the first embodiment described above, N modules 21 are laminated to form the stack portion 10.

まず、一のモジュール21に対して位置決め工程を実施した後、2つの位置決め部材210は、図12Aに示すように、それぞれ位置決め点A1、B1、C1、A2、B2、C2において一のモジュール21に接触した状態となっている。この状態から図12Bに示すように、一の位置決め部材210(図12B中の右側)を回転角度θ22だけ回転軸Oを中心に第2の方向D22に回転する。これにより、位置決め点B2と一の位置決め部材210との接触が開放された状態(以下、「開放1」と称する。)になる。 First, after performing the positioning step on one module 21, the two positioning members 210 are attached to one module 21 at the positioning points A1, B1, C1, A2, B2, and C2, respectively, as shown in FIG. 12A. It is in contact. From this state, as shown in FIG. 12B, one positioning member 210 (on the right side in FIG. 12B) is rotated in the second direction D22 about the rotation axis O by the rotation angle θ22. As a result, the contact between the positioning point B2 and one positioning member 210 is released (hereinafter, referred to as "opening 1").

次に、図12Cに示すように、他の位置決め部材210(図12C中の左側)を回転角度θ22だけ回転軸Oを中心に第2の方向D22に回転する。これにより、位置決め点B1と一の位置決め部材210との接触が開放された状態(以下、「開放2」と称する。)になる。 Next, as shown in FIG. 12C, the other positioning member 210 (left side in FIG. 12C) is rotated in the second direction D22 about the rotation axis O by the rotation angle θ22. As a result, the contact between the positioning point B1 and one positioning member 210 is released (hereinafter, referred to as "opening 2").

次に、図12Dに示すように、一の位置決め部材210(図12D中の右側)をさらに回転角度θ22だけ回転軸Oを中心に第2の方向D22に回転すると、位置決め点A2と一の位置決め部材210との接触が開放された状態(以下、「開放3」と称する。)になる。 Next, as shown in FIG. 12D, when one positioning member 210 (on the right side in FIG. 12D) is further rotated in the second direction D22 about the rotation axis O by the rotation angle θ22, the positioning point A2 and one are positioned. The contact with the member 210 is released (hereinafter, referred to as “opening 3”).

次に、図12Eに示すように、他の位置決め部材210(図12E中の左側)を回転角度θ22だけ回転軸Oを中心に第2の方向D22に回転する。これにより、位置決め点A1と一の位置決め部材210との接触が開放された状態(以下、「開放4」と称する。)になる。 Next, as shown in FIG. 12E, the other positioning member 210 (left side in FIG. 12E) is rotated in the second direction D22 about the rotation axis O by the rotation angle θ22. As a result, the contact between the positioning point A1 and one positioning member 210 is released (hereinafter, referred to as "opening 4").

次に、図12Fに示すように、一の位置決め部材210(図12F中の右側)をさらに回転角度θ22だけ回転軸Oを中心に第2の方向D22に回転すると、位置決め点C2と一の位置決め部材210との接触が開放された状態(以下、「開放5」と称する。)になる。 Next, as shown in FIG. 12F, when one positioning member 210 (on the right side in FIG. 12F) is further rotated in the second direction D22 about the rotation axis O by the rotation angle θ22, the positioning point C2 and one are positioned. The contact with the member 210 is released (hereinafter, referred to as "opening 5").

次に、図12Gに示すように、他の位置決め部材210(図12G中の左側)を回転角度θ22だけ回転軸Oを中心に第2の方向D22に回転する。これにより、位置決め点C1と一の位置決め部材210との接触が開放された状態(以下、「開放6」と称する。)になる。 Next, as shown in FIG. 12G, the other positioning member 210 (left side in FIG. 12G) is rotated in the second direction D22 about the rotation axis O by the rotation angle θ22. As a result, the contact between the positioning point C1 and one positioning member 210 is released (hereinafter, referred to as "opening 6").

以上のようにして、開放1から開放6まで実施することによって、2つの位置決め部材210において、中点Mに対して点対称に位置する位置決め点との接触状態を交互に開放する。これにより、位置決めした状態において、モジュール21が位置決め部材210から受ける押圧力から解放されることによって生じる負荷を軽減し、開放する際の構成部材1aが不用意に移動することを抑制することができる。 By carrying out from opening 1 to opening 6 as described above, the contact states of the two positioning members 210 with the positioning points located point-symmetrically with respect to the midpoint M are alternately opened. As a result, it is possible to reduce the load generated when the module 21 is released from the pressing force received from the positioning member 210 in the positioned state, and to prevent the constituent member 1a from inadvertently moving when the module 21 is released. ..

以上説明したように、第2実施形態に係る位置決め部材210、位置決め装置および位置決め方法は、第1実施形態と同様の構成によって同様の効果を得る。また、第2実施形態に特徴的な下記に示す構成によってさらに下記に示す効果を奏する。 As described above, the positioning member 210, the positioning device, and the positioning method according to the second embodiment have the same effects as those of the first embodiment. Further, the following effects are further obtained by the configuration shown below, which is characteristic of the second embodiment.

第2実施形態に係る位置決め部材210は、回転軸Oに直交する一つの断面において、少なくとも第1、第2および第3の円弧部211a、212a、213aと、第1、第2および第3の円弧部211a、212a、213aにそれぞれ隣り合う第1、第2および第3の直線部211b、212b、213bとを備えている。モジュール21(構成部材1a)を位置決めした状態で、第1の位置決め点Aから、第1の変曲点P21までの回転軸O周りの角度β1と、第2の位置決め点Bから第2の変曲点P22までの回転軸O周りの角度β2と、第3の位置決め点Cから第3の変曲点P23までの回転軸O周りの角度β3とは、それぞれ異なる。 The positioning member 210 according to the second embodiment has at least the first, second and third arc portions 211a, 212a, 213a and the first, second and third arc portions 211a, 212a and 213a in one cross section orthogonal to the rotation axis O. The arc portions 211a, 212a, and 213a are provided with first, second, and third straight portions 211b, 212b, and 213b that are adjacent to each other, respectively. With the module 21 (constituent member 1a) positioned, the angle β1 around the rotation axis O from the first inflection point A to the first inflection point P21 and the second inflection from the second inflection point B The angle β2 around the rotation axis O up to the inflection point P22 and the angle β3 around the rotation axis O from the third inflection point C to the third inflection point P23 are different from each other.

このように構成した位置決め部材210によれば、位置決め部材210を回転して接触状態を開放する際に、位置決め点から変曲点P21、P22、P23までの角度β1、β2、β3が小さいほど、先に開放される。このため、位置決めした状態においてモジュール21が位置決め部材210から受ける押圧力から解放されることによって構成部材1aに生じる負荷を軽減し、開放する際に構成部材1aが不用意に移動することを抑制することができる。これにより、構成部材1aが位置決めされた位置からずれることなく、高精度の位置決めを維持することができる。 According to the positioning member 210 configured in this way, when the positioning member 210 is rotated to release the contact state, the smaller the angles β1, β2, and β3 from the positioning point to the inflection points P21, P22, and P23, the more. It will be released first. Therefore, when the module 21 is released from the pressing force received from the positioning member 210 in the positioned state, the load generated on the component member 1a is reduced, and the component member 1a is prevented from inadvertently moving when the module 21 is released. be able to. As a result, highly accurate positioning can be maintained without the constituent member 1a shifting from the positioned position.

第2実施形態に係る燃料電池1の組立て装置は、位置決め部材210を複数個有し、制御部170は、複数の位置決め部材210の作動を制御して、構成部材1aを位置決めした状態と、構成部材1aの位置決めを開放した状態とを切り替える動作を各位置決め部材210間で連続的に行う。これにより、すべての構成部材1aと位置決め部材210との接触状態を一度に開放する場合に比べて、位置決めした状態で構成部材1aにかかっている押圧力が徐々に開放される。このため、積層体2が位置決め部材210から受ける押圧力から解放されることによって生じる負荷を軽減し、開放する際に構成部材1aが不用意に移動することを抑制することができる。 The assembly device for the fuel cell 1 according to the second embodiment has a plurality of positioning members 210, and the control unit 170 controls the operation of the plurality of positioning members 210 to position the constituent members 1a. The operation of switching the positioning of the member 1a from the open state is continuously performed between the positioning members 210. As a result, the pressing force applied to the constituent member 1a in the positioned state is gradually released as compared with the case where the contact state between all the constituent members 1a and the positioning member 210 is released at once. Therefore, it is possible to reduce the load generated when the laminated body 2 is released from the pressing force received from the positioning member 210, and to prevent the constituent member 1a from inadvertently moving when the laminated body 2 is released.

第2実施形態に係る燃料電池1の組立て方法によれば、位置決め部材210を回転させて、位置決め部材210と構成部材1aとの接触状態を位置決め部材210の回転方向に沿って順次開放する。このため、位置決めした状態においてモジュール21が位置決め部材210から受ける押圧力から解放されることによって構成部材1aに生じる負荷を軽減し、開放する際に構成部材1aが不用意に移動することを抑制することができる。これにより、構成部材1aが位置決めされた位置からずれることなく、高精度の位置決めを維持することができる。 According to the method of assembling the fuel cell 1 according to the second embodiment, the positioning member 210 is rotated to sequentially open the contact state between the positioning member 210 and the constituent member 1a along the rotation direction of the positioning member 210. Therefore, when the module 21 is released from the pressing force received from the positioning member 210 in the positioned state, the load generated on the component member 1a is reduced, and the component member 1a is prevented from inadvertently moving when the module 21 is released. be able to. As a result, highly accurate positioning can be maintained without the constituent member 1a shifting from the positioned position.

また、一つの構成部材1aに複数の位置決め部材210を接触させて位置決めし、構成部材1aと複数の位置決め部材210との接触状態をそれぞれ連続的に開放するため、一度に開放する場合に比べて、押圧力から解放されることによって構成部材1aに生じる負荷をさらに軽減することができる。 Further, since a plurality of positioning members 210 are brought into contact with one constituent member 1a for positioning and the contact state between the constituent members 1a and the plurality of positioning members 210 is continuously released, compared with the case where they are opened at one time. , The load generated on the component member 1a can be further reduced by being released from the pressing force.

以上、実施形態を通じて本発明に係る位置決め部材、燃料電池の組立て装置および燃料電池の組立て方法を説明したが、本発明は実施形態において説明した内容のみに限定されることはなく、特許請求の範囲の記載に基づいて適宜変更することが可能である。 Although the positioning member, the fuel cell assembling device, and the fuel cell assembling method according to the present invention have been described above through the embodiments, the present invention is not limited to the contents described in the embodiments and is claimed. It is possible to make appropriate changes based on the description in.

例えば、位置決め部材による位置決めに使用する位置決め部位は、冷却流体用マニホールド穴の内周縁に限定されず、例えば、他のマニホールド穴の内周縁や構成部材の外周縁等の構成部材における部位を適宜選択することができる。また、位置決め部材による位置決めは、点接触させる構成に限定されず、面接触させてもよい。また、位置決めする部位の数も特に限定されず、位置決め状態のずれを抑制できる限りにおいて適宜変更することができる。 For example, the positioning portion used for positioning by the positioning member is not limited to the inner peripheral edge of the cooling fluid manifold hole, and for example, a portion in the constituent member such as the inner peripheral edge of another manifold hole or the outer peripheral edge of the constituent member is appropriately selected. can do. Further, the positioning by the positioning member is not limited to the configuration of point contact, and may be surface contact. Further, the number of positioning portions is not particularly limited, and can be appropriately changed as long as the deviation of the positioning state can be suppressed.

また、前述した実施形態では、1つのマニホールド穴に1つの位置決め部材を挿通して位置決めしたが、これに限定されず、1つのマニホールド穴に複数の位置決め部材を挿通して位置決めしてもよい。なお、この場合においても、各位置決め部材は、開放部を有し、位置決めおよび解放を選択的に行うことができる。 Further, in the above-described embodiment, one positioning member is inserted into one manifold hole for positioning, but the present invention is not limited to this, and a plurality of positioning members may be inserted into one manifold hole for positioning. Even in this case, each positioning member has an open portion, and positioning and release can be selectively performed.

また、燃料電池の構成部材を高さ方向に配列(積層)して積層体を形成するとしたが、これに限定されず、燃料電池の構成部材を水平方向に配列してもよい。 Further, the components of the fuel cell are arranged (laminated) in the height direction to form a laminated body, but the present invention is not limited to this, and the components of the fuel cell may be arranged in the horizontal direction.

また、位置決め部材の作動は、駆動部および制御部が制御するとしたが、これに限定されず、手作業によって位置決め部材を回転や移動させてもよい。同様に、燃料電池の各構成部材は、搬送部が搬送する構成に限定されず、手作業によって搬送してもよい。 Further, the operation of the positioning member is controlled by the drive unit and the control unit, but the operation is not limited to this, and the positioning member may be manually rotated or moved. Similarly, each component of the fuel cell is not limited to the configuration in which the transport unit transports the fuel cell, and may be manually transported.

1 燃料電池、
1a 構成部材、
2 積層体、
60 マニホールド穴、
100 燃料電池の組立て装置、
110、210 位置決め部材、
111 開放部、
110a 円弧部、
211a 第1の円弧部、
212a 第2の円弧部、
213a 第3の円弧部、
110b 直線部、
211b 第1の直線部、
212b 第2の直線部、
213b 第3の直線部、
170 制御部、
O 回転軸、
α ねじれ角、
S1、S2 線分
Z 配列方向、
X、Y 配列方向と交差する方向。
1 fuel cell,
1a component,
2 laminated body,
60 manifold holes,
100 fuel cell assembly device,
110, 210 Positioning member,
111 Open part,
110a arc part,
211a First arc,
212a second arc,
213a Third arc,
110b straight part,
211b First straight section,
212b Second straight section,
213b Third straight section,
170 control unit,
O rotation axis,
α twist angle,
S1, S2 line segment Z array direction,
The direction that intersects the X and Y array directions.

Claims (8)

燃料電池における構成部材の一部に接触して、前記構成部材を配置する位置を位置決めするために使用する位置決め部材であって、
前記構成部材との接触状態を開放する開放部を有し、
回転軸を備え、前記回転軸を中心に回転することによって、前記構成部材と接触して位置決めした状態と、前記構成部材との接触状態を開放した状態とを切り替え可能に構成され、
前記回転軸に直交する断面において、外周面に前記回転軸と同軸の円弧面からなる円弧部を有し、
前記開放部は、前記円弧部から前記円弧面の一部を切り取った直線からなる直線部から形成され、
前記円弧部と前記直線部とが交差する変曲点を前記回転軸の軸方向に沿って結んだ線分は、前記回転軸に対してねじれ角を有する、位置決め部材。
A positioning member used to position a position in which the component is arranged by contacting a part of the component in the fuel cell.
Possess an opening for releasing the contact state between the structural member,
A rotating shaft is provided, and by rotating around the rotating shaft, it is possible to switch between a state in which the contact with the constituent member is positioned and a state in which the contact state with the constituent member is open.
In the cross section orthogonal to the rotation axis, the outer peripheral surface has an arc portion formed of an arc surface coaxial with the rotation axis.
The open portion is formed of a straight line portion formed by a straight line obtained by cutting a part of the arc surface from the arc portion.
The circular arc portion and the line connecting the axial direction of the straight line portion and the rotation axis of the inflection point of intersection will have a helix angle with respect to the rotation axis, the positioning member.
前記構成部材のうち、流体を通過させるマニホールド穴の内周縁の一部に接触して前記構成部材を位置決めする、請求項に記載の位置決め部材。 The positioning member according to claim 1 , wherein the component is positioned by contacting a part of the inner peripheral edge of the manifold hole through which the fluid passes. 請求項1または2に記載の位置決め部材と、
前記位置決め部材の作動を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、前記位置決め部材の作動を制御して、前記位置決め部材を前記構成部材に接触させて前記構成部材を位置決めし、前記開放部により前記位置決め部材と前記構成部材との接触状態を開放する、燃料電池の組立て装置。
The positioning member according to claim 1 or 2 ,
It has a control unit that controls the operation of the positioning member.
The control unit controls the operation of the positioning member, brings the positioning member into contact with the component member to position the component member, and releases the contact state between the positioning member and the component member by the open portion. Fuel cell assembly device.
前記位置決め部材を複数個有し、
前記制御部は、複数の前記位置決め部材の作動を制御して、前記構成部材を位置決めした状態と、前記構成部材の位置決めを開放した状態とを切り替える動作を前記各位置決め部材間で連続的に行う、請求項に記載の燃料電池の組立て装置。
Having a plurality of the positioning members
The control unit controls the operation of the plurality of positioning members, and continuously performs an operation of switching between a state in which the constituent members are positioned and a state in which the positioning of the constituent members is open is continuously performed between the positioning members. , The fuel cell assembling device according to claim 3 .
位置決め部材を燃料電池における構成部材の一部に接触させて、前記構成部材を配置する位置を位置決めし、
前記位置決め部材と前記構成部材との接触状態を開放し、
前記構成部材から前記位置決め部材を離間させ
前記構成部材を複数配列して積層体を形成するときに、前記位置決め部材によって前記構成部材のそれぞれを配列方向と交差する方向に位置決めし、
前記位置決め部材と前記構成部材との接触状態を前記積層体の配列方向に沿って順次開放する、燃料電池の組立て方法。
The positioning member is brought into contact with a part of the constituent members in the fuel cell to position the position where the constituent member is arranged.
The contact state between the positioning member and the constituent member is released, and the contact state is released.
It is separated the positioning member from the structural member,
When a plurality of the constituent members are arranged to form a laminated body, each of the constituent members is positioned in a direction intersecting the arrangement direction by the positioning member.
Sequentially open method of assembling a fuel cell along the contact state between the structural member and the positioning member in the arrangement direction of the laminate.
前記位置決め部材と前記構成部材との接触状態を開放する前に、前記積層体を前記構成部材の配列方向に加圧する、請求項に記載の燃料電池の組立て方法。 The method for assembling a fuel cell according to claim 5 , wherein the laminated body is pressurized in the arrangement direction of the constituent members before the contact state between the positioning member and the constituent members is released. 前記位置決め部材を回転させて、前記位置決め部材と前記構成部材との接触状態を前記位置決め部材の回転方向に沿って順次開放する、請求項5または6に記載の燃料電池の組立て方法。 The method for assembling a fuel cell according to claim 5 or 6 , wherein the positioning member is rotated to sequentially open the contact state between the positioning member and the constituent member along the rotation direction of the positioning member. 一つの前記構成部材に複数の前記位置決め部材を接触させて位置決めし、
前記構成部材と複数の前記位置決め部材との接触状態をそれぞれ連続的に開放する、請求項のいずれか1項に記載の燃料電池の組立て方法。
A plurality of the positioning members are brought into contact with one of the constituent members for positioning.
The method for assembling a fuel cell according to any one of claims 5 to 7 , wherein the contact state between the constituent member and the plurality of positioning members is continuously released.
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