KR101648259B1 - 위치 정렬이 용이한 자동화 방식의 연료전지 분리판 정렬 장치 및 그 정렬 방법 - Google Patents

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Abstract

연료전지 분리판에 대한 탑재 위치의 정렬 신뢰성을 향상시킬 수 있음과 더불어, 연료전지 분리판이 유동하는 것을 원천적으로 차단할 수 있는 위치 정렬이 용이한 자동화 방식의 연료전지 분리판 정렬 장치 및 그 정렬 방법에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 위치 정렬이 용이한 자동화 방식의 연료전지 분리판 정렬 장치는 연료전지 분리판이 안착되며, 양측 가장자리에 분리판 고정 핀을 구비하는 하부 베이스 플레이트와, 상기 하부 베이스 플레이트에 캔틸래버 형태로 체결되는 상부 베이스 플레이트와, 상기 상부 베이스 플레이트의 타측 단부를 상기 하부 베이스 플레이트에 고정시키기 위한 고정 부재를 갖는 분리판 고정 지그; 상기 분리판 고정 지그의 하측에 장착되어 승강 왕복 운동하며, 상기 분리판 고정 지그를 지지하는 분리판 지지 유닛; 및 상기 분리판 지지 유닛 상에 장착되어 상기 분리판 지지 유닛과 연동하여 수직 왕복 운동하며, 상기 연료전지 분리판의 가장자리에 끼움 결합되어, 상기 연료전지 분리판의 위치를 정렬하기 위한 매니폴드 고정 지지 부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

위치 정렬이 용이한 자동화 방식의 연료전지 분리판 정렬 장치 및 그 정렬 방법{ALIGNMENT APPARATUS FOR AUTOMATION TYPE FUEL CELL SAPERATOR AND ALIGNMENT METHOD USING THE SAME}
본 발명은 연료전지 분리판 정렬 장치 및 그 정렬 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연료전지 분리판에 대한 탑재 위치의 정렬 신뢰성을 향상시킬 수 있음과 더불어, 연료전지 분리판의 유동을 원천적으로 차단할 수 있는 위치 정렬이 용이한 자동화 방식의 연료전지 분리판 정렬 장치 및 그 정렬 방법에 관한 것이다.
연료전지의 기본적인 구조는 전기화학 반응이 일어나는 막-전극 접합체(MEA)와 반응가스를 막-전극 접합체로 고르게 분산시켜주는 다공성 매체인 가스확산층(GDL) 그리고 분리판이 교대로 반복 적층되어 있다. 연료전지 중 고분자 전해질막 연료전지(Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell, PEMFC)는 수소와 산소의 전기화학 반응에 의해 전기를 직접 생산하는 발전 장치이다.
고분자 전해질막 연료전지에서는 연료극인 음극(anode)을 통해 수소가 공급되고, 공기극인 양극(cathode)으로는 산소가 공급된다. 연료극으로 공급된 수소는 전해질의 양쪽에 구성된 전극층에 의해 수소 이온과 전자로 분리된다. 수소 이온은 전해질 막을 통과하여 공기극으로 전달되며, 전자의 경우 분리판을 통해 외부 도선을 통한 포집이 이루어져서 전류를 생성시킨다. 그리고, 공기극으로 전달된 수소 이온은 공급된 공기 중의 산소와 만나서 물이 형성된다.
분리판은 발생한 전류의 수집 및 전달, 수소와 산소의 직접 접촉을 막아 폭발 및 연소의 위험을 방지하고, 반응 가스 및 생성물의 수송, 반응열 전달, 각 전극 및 촉매, 기체 확산층의 접합을 이루기 위한 구조체 역할을 한다. 이에 따라, 연료 전지의 핵심 부품인 분리판은 기체투과율이 낮고, 전기전도성, 열전도성, 화학적 안정성이 요구된다.
현재 사용되는 분리판은 흑연계 입자와 수지를 섞은 후 압출, 성형, 가공하여 제작된다. 그러나, 흑연계 분리판은 기계적으로 취성을 갖고 기체 밀폐성이 떨어져서 일정 두께 이상으로 제작해야 하고, 제조 시 절차가 복잡하고 양산성이 낮은 문제가 있다.
또한, 흑연계 분리판으로 적층된 연료전지 스택(stack)은 크기와 무게가 증가하고, 외부 충격에 취약하며 제조원가가 높아지는 단점이 있다.
최근에는 흑연계 분리판을 금속 분리판이 대체하고 있다. 금속 분리판을 사용시 분리판의 두께를 대략 1/30 이하로 감소할 수 있고, 비용, 생산성, 기계적 강도 면에서 우수한 장점이 있다.
그러나, 고분자 고체 전해질 연료전지에 금속 분리판을 적용할 시, 막-전극 접합체를 이루는 고분자 내에 양이온 교환능력을 갖는 술폰산(sulfonic acid) 작용기가 존재하며, 술폰산 작용기는 연료전지의 운전 중 약 1M 농도의 황산으로 작용하게 되어 금속의 부식을 촉진시킨다.
이와 같이, 부식에 의한 금속산화물은 전기 절연체로 작용하며，이때 해리되어 나오는 금속 양이온은 촉매층의 고분자 전해질을 오염시켜 연료전지의 성능을 저하시키는 요인으로 작용한다.
따라서, 부식 방지를 위해 금속 분리판의 표면에 코팅층을 형성하고 있으며, 이러한 코팅층은 건식 코팅법에 의해 제조될 수 있다.
이러한 금속 분리판의 경우, 일면을 코팅한 후 일면에 반대되는 타면을 코팅하게 된다. 이때, 일면을 코팅한 후 타면을 코팅하기 위해서는 일면이 코팅된 금속 분리판을 챔버의 외부로 반출한 후, 별도의 회전 장치를 이용하거나, 작업자가 수 작업으로 일면에 대한 코팅이 완료된 금속 분리판을 뒤집은 상태에서 다시 챔버의 내부로 반입하여 타면을 코팅하게 된다.
이때, 챔버의 외부로 반출할 시, 일면에 코팅된 금속 분리판이 대기 중에 노출되는데 기인하여 산화막의 생성으로 코팅층의 기능이 저하되는 문제가 있다. 또한, 종래에는 챔버의 내부에서 금속 분리판에 대한 코팅 작업시 발생하는 열에 의해 금속 분리판이 휘는 문제로 인해 코팅이 균일하게 이루어지지 못하는 문제가 있었다.
관련 선행문헌으로는 대한민국 공개특허공보 제10-2009-0049631호(2009.05.19 공개)가 있으며, 상기 문헌에는 연료전지 금속 분리판 실러 도포용 클램핑 장치가 기재되어 있다.
본 발명의 목적은 연료전지 분리판에 대한 탑재 위치의 정렬 신뢰성을 향상시킬 수 있음과 더불어, 연료전지 분리판의 유동을 원천적으로 차단할 수 있는 위치 정렬이 용이한 자동화 방식의 연료전지 분리판 정렬 장치 및 그 정렬 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 위치 정렬이 용이한 자동화 방식의 연료전지 분리판 정렬 장치는 연료전지 분리판이 안착되며, 양측 가장자리에 분리판 고정 핀을 구비하는 하부 베이스 플레이트와, 상기 하부 베이스 플레이트에 캔틸래버 형태로 체결되는 상부 베이스 플레이트와, 상기 상부 베이스 플레이트의 타측 단부를 상기 하부 베이스 플레이트에 고정시키기 위한 고정 부재를 갖는 분리판 고정 지그; 상기 분리판 고정 지그의 하측에 장착되어 승강 왕복 운동하며, 상기 분리판 고정 지그를 지지하는 분리판 지지 유닛; 및 상기 분리판 지지 유닛 상에 장착되어 상기 분리판 지지 유닛과 연동하여 수직 왕복 운동하며, 상기 연료전지 분리판의 가장자리에 끼움 결합되어, 상기 연료전지 분리판의 위치를 정렬하기 위한 매니폴드 고정 지지 부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 위치 정렬이 용이한 자동화 방식의 연료전지 분리판 정렬 방법은 (a) 분리판 지지 유닛 상에 분리판 고정 지그를 안착시킨 후, 상기 분리판 고정 지그와 이격된 상부로 연료전지 분리판을 이송하는 단계; (b) 상기 연료전지 분리판을 하강시켜, 상기 매니폴드 고정 지지 부재에 상기 연료전지 분리판을 고정시켜 상기 연료전지 분리판의 탑재 위치를 정렬하는 단계; (c) 상기 분리판 지지 유닛을 하강시켜, 상기 분리판 고정 핀에 연료전지 분리판을 고정시킨 후, 상기 연료전지 분리판으로부터 매니폴드 고정 지지 부재를 분리하는 단계; 및 (d) 상기 분리판 고정 지그를 폴딩하여, 상기 하부 및 상부 베이스 플레이트를 샌드위치 형태로 결합하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 위치 정렬이 용이한 자동화 방식의 연료전지 분리판 정렬 장치 및 그 정렬 방법은 매니폴드 고정 지지 부재를 이용하여 연료전지 분리판을 분리판 지지 유닛 상에 안정적으로 탑재한 후, 폴딩 방식으로 연료전지 분리판을 고정한 이후에 연료전지 분리판의 양면 코팅을 실시하는 것을 통해, 연료전지 분리판에 대한 위치 정렬 신뢰성을 확보할 수 있음과 더불어, 연료전지 분리판의 유동을 원천적으로 차단할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 위치 정렬이 용이한 자동화 방식의 연료전지 분리판 정렬 장치 및 그 정렬 방법은 매니폴드 고정 지지 부재에 의해 하부 및 상부 베이스 플레이트 사이에 탑재되는 연료전지 분리판의 탑재 위치를 정렬하는 것이 용이해질 수 있을 뿐만 아니라, 연료전지 분리판의 유동이 최소화되어 고온 환경에 노출되는 코팅 작업시 연료전지 분리판의 양측 가장자리를 안정적으로 고정시킬 수 있으므로, 연료전지 분리판이 열 변형에 의해 휘는 것을 원천적으로 차단할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 분리판 정렬 장치를 나타낸 단면도이다.
도 2는 도 1의 A 부분을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1의 분리판 고정 지그를 확대하여 나타낸 사시도이다.
도 4은 도 3의 고정 부재를 확대하여 나타낸 도면이다.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 분리판 정렬 방법을 나타낸 공정 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 위치 정렬이 용이한 자동화 방식의 연료전지 분리판 정렬 장치 및 그 정렬 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 분리판 정렬 장치를 나타낸 단면도이고, 도 2는 도 1의 A 부분을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 도시된 본 발명의 실시예에 따른 위치 정렬이 용이한 자동화 방식의 연료전지 분리판 정렬 장치(100)는 분리판 고정 지그(120), 분리판 지지 유닛(140) 및 매니폴드 고정 지지 부재(160)를 포함한다.
분리판 고정 지그(120)는 하부 베이스 플레이트(122), 상부 베이스 플레이트(124) 및 고정 부재(126)를 포함한다.
하부 베이스 플레이트(122)는 연료전지 분리판(MP)이 안착되며, 양측 가장자리에 연료전지 분리판(MP)을 고정시키기 위한 분리판 고정 핀(121)을 구비한다. 이러한 하부 베이스 플레이트(122)는 연료전지 분리판(MP)의 코팅시, 그 양면이 모두 노출되도록 하기 위해 사각 틀 형태로 설계되는 것이 바람직하며, 코팅은 화학기상증착, 증기증발 증착 등의 건식 증착법을 이용한 탄소 코팅이 이루어질 수 있으나, 반드시 이에 제한될 필요는 없다.
이때, 연료전지 분리판(MP)은 반응가스 유로 및 냉각수 유로를 구비하는 채널 영역과, 양측 가장자리에 각각 배치되는 매니폴드를 구비하는 매니폴드 영역을 구비한다. 또한, 연료전지 분리판(MP)은 채널 영역 및 매니폴드 영역의 경계를 따라 배치되는 가스켓 형성 영역에 부착되어, 작동 유체가 새는 것을 방지하는 가스켓을 더 포함할 수 있다.
상부 베이스 플레이트(124)는 일측 단부가 하부 베이스 플레이트(122)에 캔틸래버(cantilever) 형태로 체결되어, 상부 및 하부 방향으로 폴딩된다. 이러한 상부 베이스 플레이트(124)는, 하부 베이스 플레이트(122)와 마찬가지로, 연료전지 분리판(MP)의 코팅시, 그 양면이 모두 노출되도록 하기 위해 사각 틀 형태로 설계되는 것이 바람직하다. 이때, 상부 베이스 플레이트(124)는 분리판 고정 핀(121)과 대응되는 위치에 배치되어, 분리판 고정 핀(121)에 삽입되는 핀 삽입 홈(미도시)을 갖는 분리판 체결 기둥(123)을 구비한다. 이에 따라, 분리판 고정 지그(120)는 하부 및 상부 베이스 플레이트(122, 124) 각각의 일단이 캔틸래버 형태로 결합되어 일정한 각도로 상하로 접히는 폴딩 구조를 갖는다.
도 3은 도 1의 분리판 고정 지그를 확대하여 나타낸 사시도이고, 도 4은 도 3의 고정 부재를 확대하여 나타낸 도면이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 고정 부재(126)는 하부 베이스 플레이트(122)의 타측 가장자리에 장착되어, 상부 베이스 플레이트(124)의 타측 단부를 하부 베이스 플레이트(122)에 고정시키기 위한 목적으로 장착된다.
따라서, 연료전지 분리판(MP)은 분리판 고정 핀(121)에 의해 양측 가장자리가 하부 베이스 플레이트(122)에 임시 고정된 후, 상부 베이스 플레이트(124)의 타단을 하부 베이스 플레이트(122)와 접합되도록 폴딩한 상태에서 고정 부재(126)로 고정시키는 것에 의해 하부 및 상부 베이스 플레이트(122, 124)가 샌드위치 형태로 결합되어 고정된다. 이 결과, 하부 및 상부 베이스 플레이트(122, 124)의 사이에 개재되는 연료전지 분리판(MP)이 샌드위치 형태로 접합되어 안정적으로 고정될 수 있다.
이러한 고정 부재(126)는 상부 베이스 플레이트(124)의 타측 단부를 고정시키기 위한 집게 판(126a)과, 집게 판(126a)과 연동하도록 장착된 고정 축(126b)과, 고정 축(126b)에 연결되어, 집게 판(126a) 및 고정 축(126b)의 수평 왕복 운동을 제어하는 액츄에이터(126c)를 포함한다.
이때, 집게 판(126a)은 연료전지 분리판(MP)의 일측 단부를 그립하여, 연료전지 분리판(MP)의 코팅시 연료전지 분리판(MP)의 유동을 방지하는 역할을 한다.
고정 축(126b)은 그의 일단이 액츄에이터(126c)에 연결되고, 그의 타단이 집게 판(126a)에 연결된다.
액츄에이터(126c)는 고정 축(126b)에 연결되어, 집게 판(126a) 및 고정 축(126b)의 수평 왕복 운동을 제어한다. 이러한 액츄에이터(126c)는 유압식이 이용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
한편, 도 1 및 도 2를 다시 참조하면, 분리판 지지 유닛(140)은 분리판 고정 지그(120)의 하측에 장착되어 승강 왕복 운동하며, 분리판 고정 지그(120)를 지지하는 역할을 한다.
매니폴드 고정 지지 부재(160)는 분리판 지지 유닛(140) 상에 장착되어 분리판 지지 유닛(140)과 연동하여 수직 왕복 운동한다. 이때, 매니폴드 고정 지지 부재(160)는 연료전지 분리판(MP)의 가장자리, 보다 구체적으로는 연료전지 분리판(MP)의 매니폴드에 끼움 결합되어, 연료전지 분리판(MP)의 위치를 정렬하는 얼라인 키의 역할을 한다.
즉, 매니폴드 고정 지지 부재(160)는 분리판 지지 유닛(140) 상에 돌출되도록 고정 설치되며, 연료전지 분리판(MP)의 매니폴드와 각각 대응되는 위치에 배치되어, 연료전지 분리판(MP)의 탑재 위치를 얼라인하게 된다. 이 결과, 매니폴드 고정 지지 부재(160)가 연료전지 분리판(MP)의 정렬 위치를 얼라인하는 얼라인 키의 역할을 함으로써, 분리판 지지 유닛(140) 상에 안착되는 연료전지 분리판(MP)에 대한 위치 정렬을 자동화 방식으로 수행하는 것이 가능하여 위치 정렬 신뢰성을 확보할 수 있게 된다.
전술한 본 발명의 실시예에 따른 위치 정렬이 용이한 자동화 방식의 연료전지 분리판 정렬 장치는 매니폴드 고정 지지 부재를 이용하여 연료전지 분리판을 분리판 지지 유닛 상에 안정적으로 탑재한 후, 폴딩 방식으로 연료전지 분리판을 고정한 이후에 연료전지 분리판의 양면 코팅을 실시하는 것을 통해, 연료전지 분리판에 대한 위치 정렬 신뢰성을 확보할 수 있음과 더불어, 연료전지 분리판이 유동하는 것을 원천적으로 차단할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 위치 정렬이 용이한 자동화 방식의 연료전지 분리판 정렬 장치는 매니폴드 고정 지지 부재에 의해 하부 및 상부 베이스 플레이트 사이에 탑재되는 연료전지 분리판의 탑재 위치를 정렬하는 것이 용이해질 수 있을 뿐만 아니라, 연료전지 분리판의 유동이 최소화되어 고온 환경에 노출되는 코팅 작업시 연료전지 분리판의 양측 가장자리를 안정적으로 고정시킬 수 있으므로, 연료전지 분리판이 열 변형에 의해 휘는 것을 원천적으로 차단할 수 있게 된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 위치 정렬이 용이한 자동화 방식의 연료전지 분리판 정렬 방법에 대하여 설명하도록 한다.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 분리판 정렬 방법을 나타낸 공정 단면도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 분리판 지지 유닛(140) 상에 분리판 고정 지그(120)를 안착시킨다.
다음으로, 분리판 고정 지그(120)와 이격된 상부로 연료전지 분리판(MP)을 이송한다. 이때, 연료전지 분리판(MP)은 분리판 이송 로봇(미도시)에 의해 분리판 고정 지그(120)와 이격된 상부로 이송될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 연료전지 분리판(MP)을 하강시켜, 매니폴드 고정 지지 부재(160)에 연료전지 분리판(MP)을 고정시켜 연료전지 분리판(MP)의 탑재 위치를 정렬한다. 이때, 매니폴드 고정 지지 부재(160)는 연료전지 분리판(MP)의 매니폴드에 끼움 결합된다.
이 결과, 매니폴드 고정 지지 부재(160)가 연료전지 분리판(MP)의 정렬 위치를 얼라인하는 얼라인 키의 역할을 함으로써, 분리판 지지 유닛(140) 상에 안착되는 연료전지 분리판(MP)에 대한 위치 정렬을 자동화 방식으로 수행하는 것이 가능하여 위치 정렬 신뢰성을 확보할 수 있게 된다.
도 7에 도시된 바와 같이, 분리판 지지 유닛(140)을 하강시켜, 분리판 고정 핀(121)에 연료전지 분리판(MP)을 고정시켜 연료전지 분리판(MP)으로부터 매니폴드 고정 지지 부재(160)를 분리한다.
이에 따라, 연료전지 분리판(MP)은 분리판 고정 핀(121)에 의해 그의 양측 가장자리가 하부 베이스 플레이트(122)에 고정된다. 이때, 매니폴드 고정 지지 부재(160)는 분리판 지지 유닛(140)의 하강시 함께 하강하여 하부 베이스 플레이트(122)의 하측에 배치될 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 분리판 고정 지그(120)를 폴딩하여, 하부 및 상부 베이스 플레이트(122, 124)를 샌드위치 형태로 결합한다.
즉, 상부 베이스 플레이트(124)의 타단을 하부 베이스 플레이트(122)와 접합되도록 폴딩한 후, 상부 베이스 플레이트(124)를 고정 부재(126)로 고정시켜 하부 및 상부 베이스 플레이트(122, 124)를 샌드위치 형태로 결합하여, 하부 및 상부 베이스 플레이트(122, 124) 사이에 개재되는 연료전지 분리판(MP)을 고정한다.
이후, 연료전지 분리판(MP)에 대한 위치 정렬이 완료되면, 연료전지 분리판(MP)에 대한 양면 코팅을 실시하게 된다. 이때, 고온 환경에 노출되는 양면 코팅 작업시 연료전지 분리판(MP)의 양측 가장자리를 안정적으로 고정시킬 수 있으므로, 연료전지 분리판(MP)이 열 변형에 의해 휘는 것을 원천적으로 차단할 수 있게 된다.
지금까지 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 위치 정렬이 용이한 자동화 방식의 연료전지 분리판 정렬 방법은 매니폴드 고정 지지 부재를 이용하여 연료전지 분리판을 분리판 지지 유닛 상에 안정적으로 탑재한 후, 폴딩 방식으로 연료전지 분리판을 고정한 이후에 연료전지 분리판의 양면 코팅을 실시하는 것을 통해, 연료전지 분리판에 대한 위치 정렬 신뢰성을 확보할 수 있음과 더불어, 연료전지 분리판이 유동하는 것을 원천적으로 차단할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 위치 정렬이 용이한 자동화 방식의 연료전지 분리판 정렬 방법은 매니폴드 고정 지지 부재에 의해 하부 및 상부 베이스 플레이트 사이에 탑재되는 연료전지 분리판의 탑재 위치를 정렬하는 것이 용이해질 수 있을 뿐만 아니라, 연료전지 분리판의 유동이 최소화되어 고온 환경에 노출되는 코팅 작업시 연료전지 분리판의 양측 가장자리를 안정적으로 고정시킬 수 있으므로, 연료전지 분리판이 열 변형에 의해 휘는 것을 원천적으로 차단할 수 있게 된다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 기술자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형은 본 발명이 제공하는 기술 사상의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.
100 : 연료전지 분리판 정렬 장치 120 : 분리판 고정 지그
121 : 분리판 고정 핀 122 : 하부 베이스 플레이트
123 : 분리판 체결 기둥 124 : 상부 베이스 플레이트
126 : 고정 부재 126a : 집게 판
126b : 고정 축 126c : 액츄에이터
140 : 분리판 지지 유닛 160 : 매니폴드 고정 지지 부재
MP : 연료전지 분리판

Claims (8)

  1. 연료전지 분리판이 안착되며, 양측 가장자리에 분리판 고정 핀을 구비하는 하부 베이스 플레이트와, 상기 하부 베이스 플레이트에 캔틸래버 형태로 체결되는 상부 베이스 플레이트와, 상기 상부 베이스 플레이트의 타측 단부를 상기 하부 베이스 플레이트에 고정시키기 위한 고정 부재를 갖는 분리판 고정 지그;
    상기 분리판 고정 지그의 하측에 장착되어 승강 왕복 운동하며, 상기 분리판 고정 지그를 지지하는 분리판 지지 유닛; 및
    상기 분리판 지지 유닛 상에 장착되어 상기 분리판 지지 유닛과 연동하여 수직 왕복 운동하며, 상기 연료전지 분리판의 가장자리에 끼움 결합되어, 상기 연료전지 분리판의 위치를 정렬하기 위한 매니폴드 고정 지지 부재;를 포함하며,
    상기 연료전지 분리판은 양측 가장자리에 각각 배치되는 매니폴드를 구비하고, 상기 매니폴드 고정 지지 부재는 상기 연료전지 분리판의 매니폴드에 끼움 결합되어, 상기 연료전지 분리판의 위치를 정렬하고,
    상기 고정 부재는 상기 상부 베이스 플레이트의 타측 단부를 고정시키기 위한 집게 판과, 상기 집게 판과 연동하도록 장착된 고정 축과, 상기 고정 축에 연결되어, 상기 집게 판 및 고정 축의 수평 왕복 운동을 제어하는 액츄에이터를 포함하며,
    상기 연료전지 분리판은 상기 분리판 고정 핀에 의해 양측 가장자리가 상기 하부 베이스 플레이트에 임시 고정된 후, 상기 상부 베이스 플레이트의 타단을 하부 베이스 플레이트와 접합되도록 폴딩한 상태에서 고정 부재로 고정시키는 것에 의해 상기 하부 및 상부 베이스 플레이트가 샌드위치 형태로 결합되어 고정되는 것을 특징으로 하는 위치 정렬이 용이한 자동화 방식의 연료전지 분리판 정렬 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 매니폴드 고정 지지 부재는
    상기 분리판 지지 유닛 상에 돌출되도록 고정 설치되며, 상기 연료전지 분리판의 매니폴드와 각각 대응되는 위치에 배치되어, 상기 연료전지 분리판의 탑재 위치를 얼라인하는 것을 특징으로 하는 위치 정렬이 용이한 자동화 방식의 연료전지 분리판 정렬 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 상부 베이스 플레이트는
    상기 분리판 고정 핀과 대응되는 위치에 배치되어, 상기 분리판 고정 핀에 삽입되는 핀 삽입 홈을 갖는 분리판 체결 기둥을 구비하는 것을 특징으로 하는 위치 정렬이 용이한 자동화 방식의 연료전지 분리판 정렬 장치.
  6. 삭제
  7. 제1항, 제3항 및 제5항 중 어느 한 항에 기재된 연료전지 분리판 정렬 장치를 이용한 연료전지 분리판 정렬 방법에 있어서,
    (a) 분리판 지지 유닛 상에 분리판 고정 지그를 안착시킨 후, 상기 분리판 고정 지그와 이격된 상부로 연료전지 분리판을 이송하는 단계;
    (b) 상기 연료전지 분리판을 하강시켜, 상기 매니폴드 고정 지지 부재에 상기 연료전지 분리판을 고정시켜 상기 연료전지 분리판의 탑재 위치를 정렬하는 단계;
    (c) 상기 분리판 지지 유닛을 하강시켜, 상기 분리판 고정 핀에 연료전지 분리판을 고정시킨 후, 상기 연료전지 분리판으로부터 매니폴드 고정 지지 부재를 분리하는 단계; 및
    (d) 상기 분리판 고정 지그를 폴딩하여, 상기 하부 및 상부 베이스 플레이트를 샌드위치 형태로 결합하는 단계;를 포함하며,
    상기 연료전지 분리판은 양측 가장자리에 각각 배치되는 매니폴드를 구비하고, 상기 매니폴드 고정 지지 부재는 상기 연료전지 분리판의 매니폴드에 끼움 결합되어, 상기 연료전지 분리판의 위치를 정렬하고,
    상기 고정 부재는 상기 상부 베이스 플레이트의 타측 단부를 고정시키기 위한 집게 판과, 상기 집게 판과 연동하도록 장착된 고정 축과, 상기 고정 축에 연결되어, 상기 집게 판 및 고정 축의 수평 왕복 운동을 제어하는 액츄에이터를 포함하며,
    상기 (d) 단계는, (d-1) 상기 상부 베이스 플레이트의 타단을 하부 베이스 플레이트와 접합되도록 폴딩하는 단계와, (d-2) 상기 상부 베이스 플레이트를 고정 부재로 고정시켜 상기 하부 및 상부 베이스 플레이트를 샌드위치 형태로 결합하여, 상기 하부 및 상부 베이스 플레이트 사이에 개재되는 연료전지 분리판을 고정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 정렬이 용이한 자동화 방식의 연료전지 분리판 정렬 방법.
  8. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006269233A (ja) * 2005-03-23 2006-10-05 Toyota Motor Corp 燃料電池用のセルおよびその製造方法、一対のセパレータおよびその製造方法、並びに燃料電池
KR100745505B1 (ko) * 2001-04-06 2007-08-02 삼성테크윈 주식회사 스크린 인쇄기와 이를 이용한 반도체 패키지의 위치정렬방법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100957366B1 (ko) * 2008-03-13 2010-05-12 현대자동차주식회사 연료전지 스택 분리판용 접합설비의 지그장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100745505B1 (ko) * 2001-04-06 2007-08-02 삼성테크윈 주식회사 스크린 인쇄기와 이를 이용한 반도체 패키지의 위치정렬방법
JP2006269233A (ja) * 2005-03-23 2006-10-05 Toyota Motor Corp 燃料電池用のセルおよびその製造方法、一対のセパレータおよびその製造方法、並びに燃料電池

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