KR101371496B1

KR101371496B1 - Device for manufacturing fuel cell stack parts

Info

Publication number: KR101371496B1
Application number: KR1020130025572A
Authority: KR
Inventors: 이남구; 조상현; 이성근; 박주옥
Original assignee: 기아자동차주식회사; 현대자동차주식회사
Priority date: 2013-03-11
Filing date: 2013-03-11
Publication date: 2014-03-10

Abstract

A device for manufacturing fuel cell stack parts is disclosed. The disclosed device for manufacturing fuel cell stack parts, which is for manufacturing fuel cell stack parts integrally including gas diffusion layers on both surfaces of an MEA, comprises i) a frame; ii) an upper die installed on the frame to be able to move vertically via a driving unit; iii) a lower die installed on the frame to fix the basic material of the MEA and the gas diffusion layers to the lower side of the die; iv) joining units installed on the upper die and the lower die separately to compress the basic material of the MEA and the gas diffusion layers at high temperatures; and v) a cutter installed on the upper die to cut joined parts, which are formed by joining the basic material of the MEA and the gas diffusion layers via the joining unit, into a certain shape.

Description

TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a fuel cell stack component manufacturing apparatus,

본 발명의 실시예는 연료전지 스택 부품 제조 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 막-전극 어셈블리(MEA: Membrane-Electrode Assembly)와 가스 확산층(Gas Diffusion Layer: GDL)을 일체로 접합하기 위한 연료전지 스택 부품 제조 장치에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to a fuel cell stack component manufacturing apparatus, and more particularly, a fuel cell for integrally bonding a membrane-electrode assembly (MEA) and a gas diffusion layer (GDL). It relates to a stack component manufacturing apparatus.

알려진 바와 같이, 연료전지(Fuel Cell)는 수소 및 산소의 전기 화학적인 반응에 의하여 전기를 생산한다. 이러한 연료전지는 별도의 충전 과정 없이도 외부에서 화학 반응물을 공급받아 지속적인 발전이 가능하다는 특징이 있다.As is known, a fuel cell produces electricity by electrochemical reaction of hydrogen and oxygen. Such a fuel cell is characterized in that it can continuously generate electricity by supplying chemical reactants from the outside without a separate charging process.

연료전지는 막-전극 어셈블리(MEA: Membrane-Electrode Assembly)를 사이에 두고 이의 양측에 세퍼레이터(분리판 또는 바이폴라 플레이트)를 배치하여 구성될 수 있다.The fuel cell may be configured by disposing a separator (a separator plate or a bipolar plate) on both sides of a membrane-electrode assembly (MEA).

여기서, 막-전극 어셈블리는 전해질막을 사이에 두고 그 전해질막의 일면에 애노드 전극층을 형성하며, 다른 일면에 캐소드 전극층을 형성하고 있다. 그리고, 막-전극 어셈블리는 애노드 전극층 및 캐소드 전극층을 각각 개방하고, 전해질막의 양면 가장자리 부분에 접합되는 서브 가스켓을 구비하고 있다.Here, the membrane-electrode assembly forms an anode electrode layer on one surface of the electrolyte membrane with an electrolyte membrane therebetween, and forms a cathode electrode layer on the other surface. The membrane-electrode assembly has a sub-gasket which opens the anode electrode layer and the cathode electrode layer, respectively, and is bonded to both edge portions of the electrolyte membrane.

한편, 막-전극 어셈블리의 각 전극층에는 가스 확산층(Gas Diffusion Layer: GDL)이 일체로 접합된다.Meanwhile, a gas diffusion layer (GDL) is integrally bonded to each electrode layer of the membrane electrode assembly.

이와 같은 막-전극 어셈블리와 가스 확산층의 일체화 부품은 본 출원인에 의해 제안된 대한민국 공개특허 제2009-0111898호의「연료전지 스택 부품 제작용 자동화 설비」에 의해 제작될 수 있다.Such an integrated part of the membrane-electrode assembly and the gas diffusion layer may be manufactured by the "automation facility for manufacturing fuel cell stack parts" of the Republic of Korea Patent Publication No. 2009-0111898 proposed by the applicant.

종래 기술에서는 막-전극 어셈블리와 가스 확산층의 투입에서부터 접합 공정 및 타발 공정까지의 전 공정을 자동으로 구현하는 자동화 시스템을 개시하고 있다.The prior art discloses an automated system that automatically implements the entire process from the input of the membrane-electrode assembly and the gas diffusion layer to the bonding process and the punching process.

종래 기술에서는 막-전극 어셈블리와 가스 확산층을 접합 프레스에 투입한 후, 그 접합 프레스에서 막-전극 어셈블리와 가스 확산층을 고온/고압으로 압착하며 일체로 접합한다.In the prior art, the membrane-electrode assembly and the gas diffusion layer are put into a bonding press, and then the membrane-electrode assembly and the gas diffusion layer are bonded together at a high temperature / high pressure in the bonding press.

그 이후에는 접합 프레스에서 접합된 부품을 타발 프레스로 이송하고, 그 타발 프레스에서 접합 부품을 정렬한 후에 접합 부품의 타발 공정을 수행하게 된다.After that, the joined parts are transferred to the punching press in the joining press, and the punching process of the joined parts is performed after aligning the joined parts in the punching press.

그런데, 종래 기술에서는 접합 프레스와 타발 프레스를 별개로 구비하고, 접합 프레스에서 일체로 접합된 막-전극 어셈블리와 가스 확산층의 접합 부품을 타발 프레스로 이송하므로, 이 과정에서 접합 부품의 정렬 편차 및 손상을 야기시킬 수 있다. 이와 같은 접합 부품의 정렬 편차 및 손상은 연료전지 스택 부품의 품질 저하, 접합 부품의 불량률을 증대시키는 요인으로서 작용하게 된다.However, in the prior art, the bonding press and the punching press are separately provided, and the membrane-electrode assembly and the bonding parts of the gas diffusion layer, which are integrally bonded in the bonding press, are transferred to the punching press, so that the alignment deviation and damage of the bonding parts in the process are performed. May cause. Such misalignment and damage of the joining parts may act as a factor of lowering the quality of the fuel cell stack part and increasing the defective rate of the joining parts.

더 나아가, 종래 기술에서는 접합 부품의 접합 공정과 타발 공정이 이원화 되어 있고, 접합 부품을 이송하는 공정을 필요로 하므로, 전체 제조 공정의 사이클 타임이 증가할 수 있다.Furthermore, in the prior art, the joining process and the punching process of the joined parts are dualized, and a process for transferring the joined parts is required, so that the cycle time of the entire manufacturing process can be increased.

본 발명의 실시예들은 막-전극 어셈블리와 가스 확산층이 일체로 접합된 접합 부품의 품질을 확보할 수 있으며, 전체 제조 공정의 사이클 타임을 감소시키기 위해 막-전극 어셈블리와 가스 확산층의 접합 공정과 접합 부품의 타발 공정을 일원화 할 수 있도록 한 연료전지 스택 부품 제조 장치를 제공하고자 한다. Embodiments of the present invention can ensure the quality of the junction component in which the membrane-electrode assembly and the gas diffusion layer are integrally bonded, and the bonding process and the junction of the membrane-electrode assembly and the gas diffusion layer to reduce the cycle time of the entire manufacturing process. The present invention aims to provide a fuel cell stack component manufacturing apparatus capable of unifying parts punching process.

본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택 부품 제조 장치는, MEA의 양면에 가스 확산층이 일체로 구비된 연료전지 스택 부품을 제조하기 위한 것으로서, ⅰ)프레임과, ⅱ)상기 프레임에 구동유닛을 통해 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되는 상부 다이와, ⅲ)상기 프레임에 설치되며, 상기 상부 다이의 하측에서 MEA 모재와 가스 확산층을 고정하는 하부 다이와, ⅳ)상기 상부 다이 및 하부 다이에 각각 설치되며, MEA 모재와 가스 확산층을 고온으로 압착하는 접합유닛과, ⅴ)상기 상부 다이에 설치되며, 상기 접합유닛에 의해서 MEA 모재와 가스 확산층이 일체로 접합되는 접합 부품을 일정한 형상으로 컷팅하는 컷터를 포함할 수 있다.An apparatus for manufacturing a fuel cell stack component according to an embodiment of the present invention is for manufacturing a fuel cell stack component having a gas diffusion layer integrally formed on both sides of an MEA, i) a frame, and ii) a drive unit in the frame. An upper die which is movably installed in an up-down direction, iii) a lower die that is installed in the frame, and a lower die that fixes a MEA base material and a gas diffusion layer below the upper die, and iii) an upper die and a lower die, respectively. A bonding unit for crimping the base material and the gas diffusion layer at a high temperature, and iii) a cutter which is installed in the upper die and cuts the joining part in which the MEA base material and the gas diffusion layer are integrally joined by the joining unit to a certain shape. have.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료전지 스택 부품 제조 장치는, 상기 MEA 모재와 가스 확산층의 접합과 그 접합 부품의 컷팅이 동시에 이루어질 수 있다.In the fuel cell stack component manufacturing apparatus according to the embodiment of the present invention, the bonding of the MEA base material and the gas diffusion layer and the cutting of the bonding part may be simultaneously performed.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료전지 스택 부품 제조 장치에 있어서, 상기 접합유닛은 상기 가스 확산층을 가열하며 그 가스 확산층을 MEA 모재의 양면으로 압착하는 핫 플레이트를 포함할 수 있다.In addition, in the fuel cell stack component manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention, the bonding unit may include a hot plate for heating the gas diffusion layer and pressing the gas diffusion layer to both sides of the MEA base material.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료전지 스택 부품 제조 장치에 있어서, 상기 하부 다이에는 MEA 모재와 가스 확산층을 진공 흡착하기 위한 흡착 테이블이 상기 핫 플레이트의 가장자리 측에 설치될 수 있다.In addition, in the fuel cell stack component manufacturing apparatus according to the embodiment of the present invention, an adsorption table for vacuum adsorption of the MEA base material and the gas diffusion layer may be provided at the edge of the hot plate on the lower die.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료전지 스택 부품 제조 장치에 있어서, 상기 컷터는 상기 상부 다이에서 상기 핫 플레이트의 가장자리 측에 설치될 수 있다.In addition, in the fuel cell stack component manufacturing apparatus according to the embodiment of the present invention, the cutter may be installed on the edge side of the hot plate in the upper die.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료전지 스택 부품 제조 장치에 있어서, 상기 구동유닛은 상기 프레임에 설치되는 모터와, 상기 모터의 회전 동력을 전달받아 편심 회전하는 한 쌍의 편심 샤프트와, 상기 각 편심 샤프트에 회전 가능하게 연결되는 링크 아암과, 상기 각 링크 아암에 링크 결합되고 상기 프레임에 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되며 상기 상부 다이의 양측에 고정되는 승강 로드 어셈블리를 포함할 수 있다.In addition, in the fuel cell stack component manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention, the drive unit is a motor installed in the frame, a pair of eccentric shaft for eccentric rotation by receiving the rotational power of the motor, and And a link arm rotatably connected to each eccentric shaft, and an elevating rod assembly coupled to each of the link arms and movably installed in the frame in a vertical direction and fixed to both sides of the upper die.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료전지 스택 부품 제조 장치에 있어서, 상기 구동유닛은 상기 모터에 의해 회전하는 회전 샤프트와, 상기 회전 샤프트의 양단에 각각 고정되며 상기 편심 샤프트가 편심되게 설치되는 회전부재와, 상기 모터의 구동축과 상기 회전 샤프트를 연결하며 상기 모터의 회전 동력을 감속시키는 기어군을 더 포함할 수 있다.In addition, in the fuel cell stack component manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention, the driving unit is fixed to both ends of the rotary shaft and the rotary shaft by the motor, the eccentric shaft is installed eccentrically The rotary member may further include a gear group connecting the drive shaft of the motor and the rotary shaft to reduce rotational power of the motor.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료전지 스택 부품 제조 장치에 있어서, 상기 승강 로드 어셈블리는 상기 각 링크 아암에 링크 핀을 통해 링크 결합되는 승강부재와, 상기 각 승강부재에 설치되고 상기 프레임을 관통하며 고정부재를 통해 상기 상부 다이의 양측에 고정되는 복수 개의 안내 로드들을 포함할 수 있다.In addition, in the fuel cell stack component manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention, the lifting rod assembly is a lifting member which is coupled to each link arm via a link pin, and installed on each lifting member and the frame It may include a plurality of guide rods penetrating and fixed to both sides of the upper die through a fixing member.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료전지 스택 부품 제조 장치에 있어서, 상기 흡착 테이블에는 다수 개의 흡입공들이 형성될 수 있다.In the fuel cell stack component manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention, a plurality of suction holes may be formed in the suction table.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료전지 스택 부품 제조 장치에 있어서, 상기 흡입공들은 진공 펌프와 연결될 수 있다.In addition, in the fuel cell stack component manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention, the suction holes may be connected to a vacuum pump.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료전지 스택 부품 제조 장치는, 상기 프레임에 설치되며, 상기 하부 다이에 적층된 MEA 모재와 가스 확산층의 가장자리 부분을 클램핑 혹은 언 클램핑 하는 복수 개의 클램퍼들을 더 포함할 수 있다.In addition, the apparatus for manufacturing a fuel cell stack component according to an exemplary embodiment of the present invention further includes a plurality of clampers installed in the frame and clamping or unclamping edges of the MEA base material and the gas diffusion layer stacked on the lower die. can do.

본 발명의 실시예들은 MEA 모재와 GDL의 접합 공정 및 그 접합 부품의 컷팅 공정이 동시에 이루어지므로, 하나의 장치로서 연료전지 스택 부품의 접합 공정 및 컷팅 공정을 일원화 할 수 있다.According to the embodiments of the present invention, the bonding process of the MEA base material and the GDL and the cutting process of the bonding parts are performed at the same time, thereby unifying the bonding process and the cutting process of the fuel cell stack component as one device.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 MEA 모재와 GDL의 정렬 편차를 줄일 수 있으며, 이를 통하여 접합 부품의 손상 및 불량율을 감소시킬 수 있고, 사이클 타임을 감소시킬 수 있다.Therefore, in the embodiment of the present invention, it is possible to reduce the alignment deviation between the MEA base material and the GDL, thereby reducing the damage and failure rate of the bonded part, it is possible to reduce the cycle time.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택 부품 제조 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택 부품 제조 장치에 적용되는 연료전지 스택 부품을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택 부품 제조 장치에 적용되는 구동유닛 부위를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택 부품 제조 장치에 적용되는 하부 다이의 흡착 테이블 부위를 도시한 평면 구성도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택 부품 제조 장치에 적용되는 클램퍼 부위를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택 부품 제조 장치의 작동을 설명하기 위한 도면이다.These drawings are for the purpose of describing an exemplary embodiment of the present invention, and therefore the technical idea of the present invention should not be construed as being limited to the accompanying drawings.
1 is a schematic view of a fuel cell stack component manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a view illustrating a fuel cell stack component applied to a fuel cell stack component manufacturing apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
3 is a view showing a driving unit portion applied to the fuel cell stack component manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a plan view illustrating a suction table portion of a lower die applied to a fuel cell stack component manufacturing apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a view schematically illustrating a clamper portion applied to a fuel cell stack component manufacturing apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
6 is a view for explaining the operation of the fuel cell stack component manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals throughout the specification.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed.

그리고, 하기의 상세한 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.In the following detailed description, the names of components are categorized into the first, second, and so on in order to distinguish them from each other in the same relationship, and are not necessarily limited to the order in the following description.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is said to "include" a certain component, it means that it can further include other components, without excluding other components unless specifically stated otherwise.

또한, 명세서에 기재된 "...유닛", "...수단", "...부", "...부재" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.It should be noted that terms such as " ... unit ", "unit of means "," part of item ", "absence of member ", and the like denote a unit of a comprehensive constitution having at least one function or operation it means.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택 부품 제조 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a schematic view of a fuel cell stack component manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택 부품 제조 장치(100)는 연료전지 스택을 구성하는 단위 연료전지들의 부품을 자동으로 제조하는 자동화 설비에 적용될 수 있다.Referring to FIG. 1, an apparatus 100 for manufacturing a fuel cell stack part according to an embodiment of the present invention can be applied to an automated facility for automatically manufacturing parts of unit fuel cells constituting a fuel cell stack.

예를 들면, 단위 연료전지들의 부품은 도 2에서와 같이, 막-전극 어셈블리(1)(MEA: Membrane-Electrode Assembly)(이하에서는 편의 상 "MEA" 라고 한다)와, MEA(1)의 양면에 접합되는 가스 확산층(3)(GDL: Gas Diffusion Layer)(이하에서는 편의 상 "GDL" 이라고 한다)을 포함할 수 있다.For example, the components of the unit fuel cells are, as shown in FIG. 2, a membrane-electrode assembly 1 (hereinafter referred to as "MEA" for convenience) and both sides of the MEA 1. A gas diffusion layer (GDL) (hereinafter referred to as "GDL" for convenience) may be included.

MEA(1)는 전해질 막의 일면에 애노드 전극층을 형성하고, 전해질 막의 다른 일면에 캐소드 전극층을 형성하고 있다. GDL(3)은 MEA(1)의 애노드 전극층과 캐소드 전극층에 각각 접합(접착)될 수 있다.The MEA 1 has an anode electrode layer formed on one surface of the electrolyte membrane and a cathode electrode layer formed on the other surface of the electrolyte membrane. The GDL 3 may be bonded (bonded) to the anode electrode layer and the cathode electrode layer of the MEA 1, respectively.

여기서, MEA(1)는 애노드 전극층 및 캐소드 전극층을 각각 개방하며 전해질 막의 양면 가장자리 부분에 접합되는 서브 가스켓(5)을 포함하고 있다.Here, the MEA 1 includes a sub-gasket 5 which opens the anode electrode layer and the cathode electrode layer, respectively, and is bonded to both edge portions of the electrolyte membrane.

본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택 부품 제조 장치(100)는 상기한 자동화 설비에서 MEA(1)의 양면 전극층에 GDL(3)을 일체로 접합하고, 그 접합된 부품을 일정한 형태로 컷팅(타발)하는 공정에 적용될 수 있다.The fuel cell stack component manufacturing apparatus 100 according to the embodiment of the present invention integrally bonds the GDL 3 to the double-sided electrode layer of the MEA 1 in the above-described automation facility, and cuts the joined component into a predetermined shape ( It can be applied to the process of punching).

본 발명의 실시예에서는 GDL(3)이 접합되기 전 상태의 MEA를 MEA 모재(7: 이하 도 1 참조)로 정의하며, MEA 모재(7)에 GDL(3)이 접합된 것을 접합 부품으로 정의한다.In the embodiment of the present invention, the MEA in the state before the GDL 3 is bonded is defined as a MEA base material (see FIG. 1 below), and the bonding of the GDL 3 to the MEA base material 7 is defined as a bonding part. do.

MEA 모재(7)에는 전해질 막의 양면 가장자리 측에 도 2에서와 같은 서브 가스켓(5) 보다 더 큰 형태의 서브 가스켓(도면에 도시되지 않음)이 형성된다.The MEA base 7 is formed on both sides of the electrolyte membrane with a subgasket (not shown in the figure) that is larger than the subgasket 5 as shown in FIG.

이하의 설명에서는 MEA 모재(7)에 형성된 서브 가스켓에 대하여 편의 상 도 2에서와 같은 서브 가스켓(5)의 도면 부호를 부여하기로 한다.In the following description, reference numerals of the sub-gaskets 5 as shown in FIG. 2 will be provided for the sub-gaskets formed in the MEA base 7.

MEA 모재(7)에 형성된 서브 가스켓(5)은 기 설정된 크기 및 일정한 형태로 컷팅(타발)될 수 있다.The sub-gasket 5 formed on the MEA base material 7 may be cut (punched) into a predetermined size and a predetermined shape.

본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택 부품 제조 장치(100)는 MEA 모재(7)와 GDL(3)의 접합 공정 및 위에서 언급한 바 있는 접합 부품의 컷팅(타발) 공정을 하나의 장치로서 일원화 할 수 있는 구조로 이루어진다.The apparatus 100 for manufacturing a fuel cell stack component according to an exemplary embodiment of the present invention integrates the bonding process of the MEA base material 7 and the GDL 3 and the cutting process of the bonding parts as mentioned above as one device. It is made of structure that can be done.

즉, 본 발명의 실시예는 MEA 모재(7)와 GDL(3)의 접합 및 그 접합 부품의 컷팅이 동시에 이루어지는 연료전지 스택 부품 제조 장치(100)를 제공한다.That is, the embodiment of the present invention provides a fuel cell stack component manufacturing apparatus 100 in which the joining of the MEA base material 7 and the GDL 3 and the cutting of the joining parts are simultaneously performed.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택 부품 제조 장치(100)는 기본적으로, 프레임(10), 상부 다이(20), 하부 다이(30), 구동유닛(40), 접합유닛(70), 그리고 컷터(80)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the fuel cell stack component manufacturing apparatus 100 according to an exemplary embodiment of the present invention basically includes a frame 10, an upper die 20, a lower die 30, a driving unit 40, and a junction. Unit 70, and cutter 80.

프레임(10)은 하기의 각종 구성 요소들을 지지하기 위한 것으로서, 각종 브라켓, 지지블록, 플레이트, 하우징, 커버, 칼라, 로드 등과 같은 부속 요소들을 구비할 수 있다.The frame 10 is intended to support the following various components and may include additional components such as various brackets, support blocks, plates, housings, covers, collars, rods, and the like.

그러나 이와 같은 부속 요소들은 각각의 구성 요소들을 프레임(10)에 설치하기 위한 것이므로, 본 발명의 실시예에서는 예외적인 경우를 제외하고 상기한 부속 요소들을 프레임(10)으로 통칭하는 것을 원칙으로 한다.However, since such components are provided for mounting the respective components on the frame 10, the above-mentioned sub-components are generally referred to as a frame 10 except for exceptional cases in the embodiment of the present invention.

상부 다이(20)는 프레임(10)에 상하 방향으로 이동 가능하게 설치된다. 더 나아가 상부 다이(20)는 뒤에서 더욱 설명될 구동유닛(40)을 통해 프레임(10)에 상하 이동 가능하게 설치될 수 있다.The upper die 20 is mounted on the frame 10 so as to be movable up and down. Furthermore, the upper die 20 may be installed to move up and down in the frame 10 through the driving unit 40 which will be described later.

이러한 상부 다이(20)는 뒤에서 더욱 설명될 접합유닛(70)과 컷터(80)를 장착하기 위한 상부 다이 본체(21)를 포함하고 있다.The upper die 20 includes an upper die body 21 for mounting the bonding unit 70 and the cutter 80 which will be described later.

하부 다이(30)는 상부 다이(20)의 하측에 위치하며 프레임(10)에 고정되게 설치된다.The lower die 30 is positioned below the upper die 20 and fixedly installed to the frame 10.

하부 다이(30)는 뒤에서 더욱 설명될 접합유닛(70)을 장착하고 그 접합유닛(70)에 MEA 모재(7)와 가스 확산층(3)을 안착 및 고정시키기 위한 하부 다이 본체(31)를 포함하고 있다.The lower die 30 includes a lower die body 31 for mounting and fixing the bonding unit 70 to be described later, and for mounting and fixing the MEA base material 7 and the gas diffusion layer 3 to the bonding unit 70. Doing.

구동유닛(40)은 프레임(10)에 대해 상부 다이 본체(21)를 상하 방향으로 왕복 이동시키기 위한 것이다.The drive unit 40 is for reciprocating the upper die body 21 in the vertical direction with respect to the frame 10.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택 부품 제조 장치에 적용되는 구동유닛 부위를 도시한 도면이다.3 is a view showing a driving unit portion applied to the fuel cell stack component manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 3을 참조하면, 구동유닛(40)은 프레임(10)에 설치되는 모터(41)와, 모터(41)의 회전 동력을 전달받아 편심 회전하는 한 쌍의 편심 샤프트(43)와, 각각의 편심 샤프트(43)에 회전 가능하게 연결되는 링크 아암(45)을 포함한다.Referring to FIGS. 1 and 3, the driving unit 40 includes a motor 41 installed in the frame 10, a pair of eccentric shafts 43 which are eccentrically rotated by receiving rotational power of the motor 41. And a link arm 45 rotatably connected to each eccentric shaft 43.

그리고 구동유닛(40)은 각 링크 아암(45)에 링크 결합되고, 프레임(10)에 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되며, 상부 다이 본체(21)의 양측에 고정되는 승강 로드 어셈블리(50)를 포함하고 있다.In addition, the drive unit 40 is coupled to each link arm 45, the lifting rod assembly 50 is installed on the frame 10 so as to be movable in the vertical direction and fixed to both sides of the upper die body 21. It is included.

또한, 구동유닛(40)은 모터(41)에 의해 회전하는 회전 샤프트(61)와, 회전 샤프트(61)의 양단에 각각 고정되는 회전부재(63)와, 모터(41)의 구동축(42)과 회전 샤프트(61)를 연결하며 그 모터(41)의 회전 동력을 감속시키는 기어군(65)을 포함하고 있다.In addition, the driving unit 40 includes a rotating shaft 61 rotated by the motor 41, a rotating member 63 fixed to both ends of the rotating shaft 61, and a drive shaft 42 of the motor 41. And a gear group 65 which connects the rotary shaft 61 and reduces the rotational power of the motor 41.

상기에서 모터(41)의 구동축(42)에는 기어군(65)으로서의 구동 기어(66)가 설치되며, 회전 샤프트(61)에는 기어군(65)으로서의 종동 감속 기어(67)가 설치된다.The drive shaft 66 as the gear group 65 is provided in the drive shaft 42 of the motor 41 in the above, and the driven reduction gear 67 as the gear group 65 is provided in the rotating shaft 61.

구동 기어(66)와 종동 감속 기어(67)는 상호 치합되며, 종동 감속 기어(67)는 구동 기어(66)의 잇수 보다 더 큰 잇수를 구비하고 있다.The drive gear 66 and the driven reduction gear 67 mesh with each other, and the driven reduction gear 67 has a greater number of teeth than the number of teeth of the drive gear 66.

여기서, 모터(41)의 구동축(42), 그 구동축(42)에 결합된 구동 기어(66), 회전 샤프트(61) 및 그 회전 샤프트(61)에 결합된 종동 감속 기어(67)는 프레임(10)에 고정된 감속 기어 박스(68)에 설치될 수 있다.Here, the drive shaft 42 of the motor 41, the drive gear 66 coupled to the drive shaft 42, the rotary shaft 61 and the driven reduction gear 67 coupled to the rotary shaft 61 is a frame ( It may be installed in the reduction gear box 68 fixed to 10).

회전부재(63)는 회전 샤프트(61)의 양단에 각각 고정되게 설치되는 것으로, 그 각각의 회전부재(63)에는 위에서 언급한 바 있는 편심 샤프트(43)가 편심되게 설치되어 있다.The rotating members 63 are fixed to both ends of the rotating shaft 61, and each of the rotating members 63 is provided with an eccentric shaft 43 as described above.

링크 아암(45)은 각각의 편심 샤프트(43)에 회전 가능하게 끼워지는 것으로, 그 링크 아암(45)의 일측 단부는 편심 샤프트(43)에 회전 가능하게 링크 결합될 수 있다.The link arm 45 is rotatably fitted to each eccentric shaft 43, and one end of the link arm 45 can be rotatably linked to the eccentric shaft 43.

승강 로드 어셈블리(50)는 각각의 링크 아암(45)에 링크 결합되는 승강부재(51)와, 그 승강부재(51)에 설치되고 프레임(10)을 관통하며 상부 다이 본체(21)의 양측에 고정되는 복수 개의 안내 로드들(53)을 포함하고 있다.The elevating rod assembly 50 is provided with elevating member 51 which is linked to each link arm 45, and is provided on the elevating member 51 and penetrates the frame 10, and is provided on both sides of the upper die body 21. A plurality of guide rods 53 are fixed.

승강부재(51)는 링크 아암(45)의 다른 일측 단부에 링크 핀(52)을 통해 링크 결합될 수 있다. 안내 로드들(53)은 프레임(10)에 대해 상하 방향으로 안내되게 결합되는 가이드 바아로서 구비된다.The elevating member 51 may be linked to the other end of the link arm 45 via a link pin 52. The guide rods 53 are provided as guide bars which are coupled to guide in the vertical direction with respect to the frame 10.

이러한 안내 로드들(53)의 일측 단부는 승강부재(51)에 고정되며, 안내 로드들(53)의 다른 일측 단부는 고정부재(55)를 통해 상부 다이 본체(21)의 양측에 고정될 수 있다.One end of the guide rods 53 may be fixed to the elevating member 51, and the other end of the guide rods 53 may be fixed to both sides of the upper die body 21 through the fixing member 55. have.

여기서, 고정부재(55)는 승강부재(51)의 양측을 관통한 각 안내 로드(53)의 다른 일측 단부에 그 승강부재(51)를 사이에 두고 체결되는 한 쌍의 너트(57)를 포함할 수 있다.Here, the fixing member 55 includes a pair of nuts 57 fastened to the other end of each guide rod 53 penetrating both sides of the elevating member 51 with the elevating member 51 interposed therebetween. can do.

접합유닛(70)은 구동유닛(40)에 의해 하강하는 상부 다이(20)의 가압력으로서, 하부 다이(30)에 로딩된 MEA 모재(7)와 GDL(3)을 고온으로 압착하며, GDL(3)을 MEA 모재(7)의 양면에 접합시키기 위한 것이다.The bonding unit 70 is a pressing force of the upper die 20 lowered by the driving unit 40, and compresses the MEA base material 7 and the GDL 3 loaded on the lower die 30 to a high temperature, and the GDL ( It is for bonding 3) to both surfaces of the MEA base material 7.

접합유닛(70)은 상부 다이(20)의 상부 다이 본체(21) 및 하부 다이(30)의 하부 다이 본체(31)에 각각 설치되는 핫 플레이트(71)를 포함한다.The bonding unit 70 includes a hot plate 71 installed on the upper die body 21 of the upper die 20 and the lower die body 31 of the lower die 30, respectively.

핫 플레이트(71)는 GDL(3)을 가열하며 그 GDL(3)을 MEA 모재(7)의 양면으로 압착하는 것으로, 전기 히터봉(도면에 도시되지 않음)과 같은 히팅수단이 내부에 구비된다.The hot plate 71 heats the GDL 3 and compresses the GDL 3 to both sides of the MEA base 7, and heating means such as an electric heater rod (not shown) is provided therein. .

상기와 같은 핫 플레이트(71)는 당 업계에서 널리 알려진 공지 기술의 핫 프레스로서 이루어지므로, 본 명세서에서 그 구성의 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.Since the hot plate 71 as described above is made of a hot press known in the art, a more detailed description of the configuration will be omitted.

한편, 하부 다이(30)에는 MEA 모재(7)와 GDL(3)을 진공 흡착하기 위한 흡착 테이블(35)이 설치된다. 흡착 테이블(35)은 도 4에서와 같이 하부 다이(30)에서 핫 플레이트(71)의 가장자리 측에 설치될 수 있다.On the other hand, the lower die 30 is provided with a suction table 35 for vacuum suction of the MEA base material 7 and the GDL 3. Suction table 35 may be installed on the edge side of the hot plate 71 in the lower die 30 as shown in FIG.

그리고 흡착 테이블(35)에는 MEA 모재(7)와 GDL(3)을 진공 흡착하는 다수 개의 흡입공들(37)이 형성된다. 이 때 흡입공들(37)은 진공 흡입력을 제공하는 진공 펌프(39)와 연결될 수 있다.The suction table 35 is provided with a plurality of suction holes 37 for vacuum suction of the MEA base material 7 and the GDL 3. At this time, the suction holes 37 may be connected to a vacuum pump 39 that provides a vacuum suction force.

이와 같은 흡입공들(37)과 진공 펌프(39)의 연결 구조는 당 업계에서 널리 알려진 공지 기술이므로, 본 명세서에서 그 연결 구조의 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.Since the connection structure of the suction holes 37 and the vacuum pump 39 is well known in the art, a more detailed description of the connection structure will be omitted herein.

도 1에서와 같이, 컷터(80)는 접합유닛(70)에 의해서 MEA 모재(7)와 GDL(3)이 일체로 접합되는 과정에, 이들 MEA 모재(7)와 GDL(3)의 접합 부품을 일정한 형상으로 컷팅(타발)하는 기능을 하게 된다.As shown in FIG. 1, the cutter 80 joins the MEA base material 7 and the GDL 3 in a process in which the MEA base material 7 and the GDL 3 are integrally joined by the joining unit 70. The function to cut (punched) into a certain shape.

즉, 컷터(80)는 MEA 모재(7)의 서브 가스켓(5) 가장자리 부분을 트리밍 하고, 그 서브 가스켓(5)에 매니폴드 구멍(9: 도 2 참조)을 컷팅(타발)하기 위한 것이다.That is, the cutter 80 trims the edge part of the sub-gasket 5 of the MEA base material 7, and cuts (punches) the manifold hole 9 (refer FIG. 2) in the sub-gasket 5.

컷터(80)는 상부 다이(20)의 상부 다이 본체(21)에 설치된다. 컷터(80)는 상부 다이 본체(21)에서 핫 플레이트(71)의 가장자리 측에 설치될 수 있다.The cutter 80 is installed in the upper die body 21 of the upper die 20. The cutter 80 may be installed on the edge side of the hot plate 71 in the upper die body 21.

다른 한편으로, 본 발명의 실시예에 의한 연료전지 스택 부품 제조 장치(100)는 도 5에서와 같이, 하부 다이(30) 상에 적층된 MEA 모재(7)와 GDL(3)의 가장자리 부분을 클램핑 혹은 언 클램핑 하는 클램퍼(90)를 더 포함하고 있다.On the other hand, the fuel cell stack component manufacturing apparatus 100 according to the embodiment of the present invention, as shown in Figure 5, the edge portion of the MEA base material 7 and the GDL (3) stacked on the lower die 30 It further includes a clamper 90 for clamping or unclamping.

클램퍼들(90)은 하부 다이(30)의 가장자리 측에 대응하여 프레임(10)에 설치된다. 클램퍼들(90)은 별도의 회전수단(도면에 도시되지 않음)을 통해 프레임(10)에 상하 방향으로 회전 가능하게 설치될 수 있다.The clampers 90 are installed in the frame 10 corresponding to the edge side of the lower die 30. The clampers 90 may be rotatably installed in the frame 10 in a vertical direction through a separate rotating means (not shown).

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택 부품 제조 장치(100)의 작동을 앞서 개시한 도면들 및 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the operation of the fuel cell stack component manufacturing apparatus 100 according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings and the accompanying drawings.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택 부품 제조 장치의 작동을 설명하기 위한 도면이다.6 is a view for explaining the operation of the fuel cell stack component manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.

우선, 도 1을 참조하면 본 발명의 실시예에서 상부 다이(20)는 구동유닛(40)에 의해 상측 방향으로 이동된 상태에 있다.First, referring to FIG. 1, in the embodiment of the present invention, the upper die 20 is in a state of being moved upward by the driving unit 40.

여기서, 구동유닛(40)의 편심 샤프트(43)는 회전부재(63)의 회전 중심을 기준으로 상사 점에 위치하고 있다.Here, the eccentric shaft 43 of the drive unit 40 is located at the top dead center with respect to the rotation center of the rotating member 63.

이에, 상부 다이(20)는 편심 샤프트(43)에 링크 결합된 링크 아암(45)과 그 링크 아암(45)에 링크 결합된 승강 로드 어셈블리(50)의 링크 작동에 의해 프레임(10)의 하부 다이(30)에 대하여 상측 방향으로 이동된 상태에 있다.Accordingly, the upper die 20 is connected to the lower portion of the frame 10 by the link operation of the link arm 45 linked to the eccentric shaft 43 and the lifting rod assembly 50 linked to the link arm 45. It is in the state moved upward with respect to the die 30.

즉, 편심 샤프트(43)에 링크 결합된 링크 아암(45)이 편심 회전함으로, 그 링크 아암(45)에 링크 결합된 승강 로드 어셈블리(50)의 승강부재(51)가 상측 방향으로 이동하고, 그 승강부재(51)에 결합된 안내 로드(53)가 프레임(10)에 안내되며 상측 방향으로 이동하면서 상부 다이(20)는 상측 방향으로 이동하게 된다.That is, since the link arm 45 linked to the eccentric shaft 43 rotates eccentrically, the lifting member 51 of the lifting rod assembly 50 linked to the link arm 45 moves upward. The guide rod 53 coupled to the elevating member 51 is guided to the frame 10 and moves upward, while the upper die 20 moves upward.

이 경우, 상부 다이(20)의 상부 다이 본체(21)는 고정부재(55)를 통해 안내 로드(53)에 고정되어 있기 때문에, 링크 아암(45)의 편심 회전량 만큼 안내 로드(53)와 함께 상측 방향으로 이동하게 된다.In this case, since the upper die main body 21 of the upper die 20 is fixed to the guide rod 53 via the fixing member 55, the guide rod 53 and the eccentric rotation amount of the link arm 45 are equal to each other. They move upwards together.

상기와 같은 상태에서, 본 발명의 실시예에서는 로봇 등과 같은 별도의 이송수단을 통해 GDL(3), MEA 모재(7) 및 GDL(3)을 픽업하고, 이들을 순차적으로 하부 다이(30) 상에 로딩한다.In the above state, in the embodiment of the present invention, the GDL 3, the MEA base material 7, and the GDL 3 are picked up by separate transfer means such as a robot, and these are sequentially placed on the lower die 30. Load.

여기서, GDL들(3)과 MEA 모재(7)는 하부 다이(30)의 흡착 테이블(35) 상으로 안착되며, 진공 펌프(39)의 구동에 의해 그 흡착 테이블(35)의 흡입공들(37)에 작용하는 진공 흡입력으로서 핫 플레이트(71) 상에 진공 흡착될 수 있다.Here, the GDLs 3 and the MEA base material 7 are seated on the suction table 35 of the lower die 30, and the suction holes of the suction table 35 are driven by the vacuum pump 39. As a vacuum suction force acting on 37), it can be vacuum adsorbed on the hot plate 71.

그리고, 본 실시예에서는 회전수단(도면에 도시되지 않음)을 통해 클램퍼(90: 도 5 참조)를 작동시키며, 하부 다이(30) 상의 MEA 모재(7)와 GDL(3)의 가장자리 부분을 그 클램퍼(90)를 통해 클램핑하게 된다.In this embodiment, the clamper 90 (see FIG. 5) is operated through a rotating means (not shown), and the edges of the MEA base material 7 and the GDL 3 on the lower die 30 are removed. It is clamped through the clamper 90.

상술한 바와 같은 과정을 거친 후, 본 발명의 실시예에서는 도 6에서와 같이 구동유닛(40)을 통해 상부 다이(20)를 하측 방향으로 이동시킨다. 이 때, 상부 다이(20) 및 하부 다이(30)의 핫 플레이트(71)는 기 설정된 온도로 예열된 상태에 있다.After the process as described above, in the embodiment of the present invention, the upper die 20 is moved downward through the driving unit 40 as shown in FIG. At this time, the hot plates 71 of the upper die 20 and the lower die 30 are in a preheated state to a predetermined temperature.

구동유닛(40)에 의한 상부 다이(20)의 하강 작동을 더욱 구체적으로 설명하면, 우선 도 1과 같은 상태에서 모터(41)의 구동에 의해 회전 샤프트(61)는 기어군(65)을 통하여 그 모터(41)의 회전 구동력을 제공받아 회전하게 되고, 그 회전 샤프트(61) 양단의 회전부재(63)에 편심되게 결합된 편심 샤프트(43)는 회전부재(63)의 회전 중심을 기준으로 하사 점에 위치하게 된다.Referring to the lowering operation of the upper die 20 by the drive unit 40 in more detail, first, the rotary shaft 61 is driven through the gear group 65 by the driving of the motor 41 in the state as shown in FIG. The eccentric shaft 43 eccentrically coupled to the rotary member 63 at both ends of the rotary shaft 61 is rotated by the rotational driving force of the motor 41, based on the rotational center of the rotary member 63. It is located at the bottom dead center.

이에, 상부 다이(20)는 편심 샤프트(43)에 링크 결합된 링크 아암(45)과 그 링크 아암(45)에 링크 결합된 승강 로드 어셈블리(50)의 링크 작동에 의해 프레임(10)의 하부 다이(30) 측으로 하강하게 된다.Accordingly, the upper die 20 is connected to the lower portion of the frame 10 by the link operation of the link arm 45 linked to the eccentric shaft 43 and the lifting rod assembly 50 linked to the link arm 45. It is lowered to the die 30 side.

즉, 편심 샤프트(43)에 링크 결합된 링크 아암(45)이 편심 회전함으로, 그 링크 아암(45)에 링크 결합된 승강 로드 어셈블리(50)의 승강부재(51)가 하측 방향으로 이동하고, 그 승강부재(51)에 결합된 안내 로드(53)가 프레임(10)에 안내되며 하측 방향으로 이동하면서 상부 다이(20)는 하측 방향으로 이동하게 된다.That is, since the link arm 45 linked to the eccentric shaft 43 rotates eccentrically, the lifting member 51 of the lifting rod assembly 50 linked to the link arm 45 moves downward, The guide rod 53 coupled to the elevating member 51 is guided to the frame 10 and the upper die 20 moves downward while moving downward.

이 경우, 상부 다이(20)의 상부 다이 본체(21)는 고정부재(55)를 통해 안내 로드(53)에 고정되어 있기 때문에, 링크 아암(45)의 편심 회전량 만큼 안내 로드(53)와 함께 하측 방향으로 이동하게 된다.In this case, since the upper die main body 21 of the upper die 20 is fixed to the guide rod 53 via the fixing member 55, the guide rod 53 and the eccentric rotation amount of the link arm 45 are equal to each other. It moves downward together.

상기한 바와 같이 상부 다이(20)가 구동유닛(40)에 의해 하부 다이(30) 측으로 하강하는 과정에, 클램퍼(90)는 회전수단(도면에 도시되지 않음)에 의해 회전하며 MEA 모재(7: 이하 도 1 참조)와 GDL(3: 이하 도 1 참조)의 가장자리 부분을 언 클램핑하게 된다.As described above, in the process of lowering the upper die 20 toward the lower die 30 by the drive unit 40, the clamper 90 is rotated by the rotating means (not shown) and the MEA base material 7 The edges of the GDL (see FIG. 1 below) and the GDL are unclamped.

따라서, 상부 다이(20)가 하부 다이(30) 측으로 하강함으로, 하부 다이(30) 상의 서로 적층된 GDL(3)과 MEA 모재(7)는 상부 다이(20)의 가압력으로서 그 상부 다이(20)와 하부 다이(30)의 핫 플레이트(71)에 의해 고온으로 압착된다.Thus, as the upper die 20 is lowered to the lower die 30 side, the GDL 3 and the MEA base material 7 stacked on each other on the lower die 30 become the upper die 20 as the pressing force of the upper die 20. ) And the hot plate 71 of the lower die 30 at high temperature.

이에, GDL들(3)은 핫 플레이트(71)의 고온 고압에 의해 MEA 모재(7)의 양면에 일체로 접합될 수 있다.Thus, the GDLs 3 may be integrally bonded to both sides of the MEA base material 7 by the high temperature and high pressure of the hot plate 71.

한편, 본 발명의 실시예에서는 상기한 바와 같이 MEA 모재(7)와 GDL(3)의 접합 공정이 이루어지는 과정에, 상부 다이(20) 측의 컷터(80)를 통해 그 MEA 모재(7)와 GDL(3)의 접합 부품을 일정한 형상으로 컷팅(타발)하게 된다.Meanwhile, in the embodiment of the present invention, the MEA base material 7 and the GDL 3 are joined as described above through the cutter 80 on the upper die 20 side and the MEA base material 7 and The joined parts of the GDL 3 are cut (punched) into a certain shape.

즉, 본 발명의 실시예에서는 컷터(80)가 상부 다이(20)에 구성되어 있기 때문에, 상부 다이(20)가 하강하며 MEA 모재(7)와 GDL(3)을 접합하는 과정에, MEA 모재(7)의 서브 가스켓(5) 가장자리 부분을 트리밍 하고 그 서브 가스켓(5)에 매니폴드 구멍(9)을 컷팅하는 접합 부품의 컷팅 공정이 동시에 이루어질 수 있다.That is, in the embodiment of the present invention, because the cutter 80 is configured in the upper die 20, the upper die 20 is lowered and in the process of joining the MEA base material 7 and the GDL 3, the MEA base material The cutting process of the joining part which trims the edge part of the sub-gasket 5 of (7), and cuts the manifold hole 9 in the sub-gasket 5 can be performed simultaneously.

본 발명의 실시예에서는 이와 같은 일련의 과정을 반복하며 접합유닛(70)을 통해 MEA 모재(7)와 GDL(3)을 고온 고압으로 접합하고, 그 접합된 접합 부품을 컷터(80)를 통해 일정한 형상으로 컷팅함으로써 도 2에서와 같이 MEA(1)의 양면에 GDL(3)이 일체로 접합된 부품을 제조할 수 있게 된다.In the embodiment of the present invention by repeating such a series of processes and joining the MEA base material 7 and the GDL (3) at high temperature and high pressure through the bonding unit 70, the joined joint parts through the cutter (80) By cutting to a certain shape, as shown in FIG. 2, it is possible to manufacture a component in which the GDL 3 is integrally bonded to both surfaces of the MEA 1.

지금까지 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택 부품 제조 장치(100)에 의하면, MEA 모재(7)와 GDL(3)의 접합 공정 및 그 접합 부품의 컷팅 공정이 동시에 이루어지므로, 하나의 장치로서 접합 공정과 컷팅 공정을 일원화 할 수 있다.As described above, according to the fuel cell stack component manufacturing apparatus 100 according to the exemplary embodiment of the present invention, since the joining process of the MEA base material 7 and the GDL 3 and the cutting process of the joining part are simultaneously performed, As a device, the joining process and the cutting process can be unified.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 MEA 모재(7)와 GDL(3)의 정렬 편차를 줄일 수 있으며, 이를 통하여 접합 부품의 손상 및 불량을 감소시킬 수 있고, 사이클 타임을 감소시킬 수 있다.Therefore, in the embodiment of the present invention, the alignment deviation between the MEA base material 7 and the GDL 3 can be reduced, thereby reducing damage and defects of the bonded part and reducing the cycle time.

이상에서 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 본 명세서에서 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사상을 이해하는 당업자는 동일한 기술적 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 권리 범위 내에 든다고 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, Other embodiments may easily be suggested by adding, changing, deleting, adding, or the like of elements, but this also falls within the scope of the present invention.

1... MEA 3... GDL
5... 서브 가스켓 7... MEA 모재
9... 매니폴드 구멍 10... 프레임
20... 상부 다이 21... 상부 다이 본체
30... 하부 다이 31... 하부 다이 본체
35... 흡착 테이블 37... 흡입공
39... 진공 펌프 40... 구동유닛
41... 모터 42... 구동축
43... 편심 샤프트 45... 링크 아암
50... 승강 로드 어셈블리 51... 승강부재
52... 링크 핀 53... 안내 로드
55... 고정부재 57... 너트
61... 회전 샤프트 63... 회전부재
65... 기어군 66... 구동 기어
67... 종동 감속 기어 68... 감속 기어 박스
70... 접합유닛 71... 핫 플레이트
80... 컷터 90... 클램퍼1 ... MEA 3 ... GDL
5 ... Sub gasket 7 ... MEA base material
9 ... Manifold Hole 10 ... Frame
20 ... upper die 21 ... upper die body
30 ... lower die 31 ... lower die body
35 ... Suction table 37 ... Suction hole
39 ... vacuum pump 40 ... drive unit
41 ... motor 42 ... drive shaft
43 ... Eccentric Shaft 45 ... Link Arm
50 ... elevating rod assembly 51 ... elevating member
52 ... Link Pin 53 ... Guide Rod
55 ... holding member 57 ... nut
61 ... rotating shaft 63 ... rotating member
65 ... gear group 66 ... drive gear
67 ... driven reduction gear 68 ... reduction gear box
70 ... Junction Unit 71 ... Hot Plate
80 ... cutter 90 ... clamper

Claims

In order to manufacture a fuel cell stack component having a gas diffusion layer integrally formed on both sides of the MEA,
frame;
An upper die installed on the frame to be movable in a vertical direction through a driving unit;
A lower die installed in the frame and fixing the MEA base material and the gas diffusion layer below the upper die;
A bonding unit which is installed at each of the upper die and the lower die and presses the MEA base material and the gas diffusion layer at a high temperature; And
The cutter is installed in the upper die, the cutter for cutting a joining part in which the MEA base material and the gas diffusion layer is integrally joined by the joining unit to a predetermined shape.
Fuel cell stack component manufacturing apparatus comprising a.

The method according to claim 1,
A fuel cell stack component manufacturing apparatus, wherein the joining of the MEA base material and the gas diffusion layer and the cutting of the joining part are simultaneously performed.

The method according to claim 1,
The bonding unit,
And a hot plate which heats the gas diffusion layer and compresses the gas diffusion layer onto both sides of the MEA base material.

The method of claim 3,
The lower die is provided with a suction table for vacuum adsorption of the MEA base material and the gas diffusion layer on the edge side of the hot plate, characterized in that the fuel cell stack component manufacturing apparatus.

The method of claim 3,
And the cutter is installed at an edge side of the hot plate at the upper die.

The method according to claim 1,
The driving unit includes:
A motor installed in the frame,
A pair of eccentric shafts which are eccentrically rotated by the rotational power of the motor,
A link arm rotatably connected to each of the eccentric shafts,
A lifting rod assembly which is coupled to each of the link arms, is installed to be movable in the vertical direction in the frame, and is fixed to both sides of the upper die.
Fuel cell stack component manufacturing apparatus comprising a.

The method of claim 6,
The driving unit includes:
A rotating shaft rotating by the motor,
Fixed to both ends of the rotary shaft, the eccentric shaft is installed eccentric shaft,
A gear group which connects the drive shaft of the motor and the rotary shaft to reduce the rotational power of the motor;
Fuel cell stack component manufacturing apparatus characterized in that it further comprises.

The method of claim 6,
The lifting rod assembly,
An elevating member coupled to each link arm via a link pin;
A plurality of guide rods installed on each of the elevating members and penetrating the frame and fixed to both sides of the upper die through fixing members.
Fuel cell stack component manufacturing apparatus comprising a.

5. The method of claim 4,
A plurality of suction holes are formed in the suction table, and the suction holes are connected to a vacuum pump.

The method according to claim 1,
And a plurality of clampers installed in the frame and clamping or unclamping the edges of the MEA base material and the gas diffusion layer stacked on the lower die.