JP6702245B2 - Method for manufacturing fuel cell - Google Patents
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Description
本開示は、燃料電池セルの製造方法に関する。 The present disclosure relates to a method for manufacturing a fuel cell unit.
特許文献1は、膜電極接合体の前駆体を、加圧を用いて製造する手法を開示している。膜電極接合体の前駆体は、燃料電池セルの中間製品である。 Patent Document 1 discloses a method for producing a precursor of a membrane electrode assembly by using pressure. The precursor of the membrane electrode assembly is an intermediate product for fuel cells.
一般的に、加圧を実施するためにワークを加圧装置に搬入する。ワークの搬入に用いられる搬送装置は、何れかの箇所が擦れて、異物を発生させる場合がある。本開示は、上記を踏まえ、搬送装置において異物が発生しても、ワークに混入しにくくすることを解決課題とする。 Generally, a work is loaded into a pressurizing device for performing pressurization. The transfer device used for carrying in the work may rub against any part to generate foreign matter. In view of the above, the present disclosure has an object to solve the problem that even if a foreign matter occurs in the transport device, it is difficult to mix the foreign matter in the work.
本開示の一形態は、燃料電池セルの中間製品を、搬送装置に設けられたチャックを用いて把持する工程と;前記搬送装置を水平方向に移動させることによって、前記中間製品を検査加圧装置に搬入する工程と;前記中間製品を、前記検査加圧装置の下型に載せる工程と;前記検査加圧装置を用いて、前記中間製品を加圧処理する工程と、を含み;前記中間製品を前記下型に載せる工程では、前記チャックと連動するカムフォロアを、カムレールを移動させることによって前記カムレールに設けられた窪みに嵌めて、前記把持された中間製品の鉛直方向の位置を下方に移動させ;前記カムレールと前記カムフォロアとの接触面は、前記チャックよりも下方に位置する燃料電池セルの製造方法である。この形態によれば、カムレールとカムフォロアとの接触面が擦れることで異物が発生しても、その接触面がチャックよりも下方に位置するので、異物がワークに混入しにくい。 One form of the present disclosure is a step of gripping an intermediate product of a fuel cell unit by using a chuck provided in a transfer device; and a test pressurizing device for the intermediate product by moving the transfer device in a horizontal direction. The step of loading the intermediate product on the lower mold of the inspection pressurizing device; the step of pressurizing the intermediate product with the inspection pressurizing device; In the step of mounting on the lower mold, the cam follower that interlocks with the chuck is fitted into the recess provided in the cam rail by moving the cam rail, and the vertical position of the gripped intermediate product is moved downward. The method for manufacturing a fuel cell in which the contact surface between the cam rail and the cam follower is located below the chuck. According to this aspect, even if a foreign matter is generated by rubbing the contact surface between the cam rail and the cam follower, the contact surface is located below the chuck, so that the foreign matter is unlikely to enter the work.
図1は、搬送装置20の正面図である。搬送装置20は、ワークWを、加熱加圧装置100(後述)に搬入する。加熱加圧装置100は、検査加圧装置の一種である。搬送装置20は、チャック30と、ばね40と、カムフォロア50と、カムレール60と、カムレールシリンダ70と、移動シリンダ80とを備える。
FIG. 1 is a front view of the
図1に示すように、鉛直方向をZ方向、搬送装置20の幅方向をX方向、ワークWの搬送方向をY方向と定義する。
As shown in FIG. 1, the vertical direction is defined as the Z direction, the width direction of the
ワークWは、加熱加圧されることによって、膜電極接合体の前駆体に変化する。膜電極接合体の前駆体を得るための加熱加圧は、燃料電池セルの製造方法に含まれる工程である。 The work W is changed into a precursor of the membrane electrode assembly by being heated and pressed. The heating and pressurization for obtaining the precursor of the membrane electrode assembly is a step included in the method for manufacturing a fuel cell.
ワークWは、第1の膜と第2の膜とを含む。第1の膜および第2の膜は、重ね合わされている。第1の膜は、カーボンナノチューブと補強膜との接合物に、F型電解質を定着させて形成された膜である。F型電解質膜の補強膜上に触媒層が形成された膜である。 The work W includes a first film and a second film. The first film and the second film are superposed. The first film is a film formed by fixing the F-type electrolyte on the bonded product of the carbon nanotube and the reinforcing film. It is a membrane in which a catalyst layer is formed on a reinforcing membrane of an F type electrolyte membrane.
チャック30は、ワークWを把持したり、離したりする。カムフォロア50及びカムレール60は、カム機構として機能する。カムレールシリンダ70は、カムレール60をY方向に移動させる。移動シリンダ80は、チャック30及びカムフォロア50を含む機構をY方向に移動させる。
The
図2は、カム機構によって、ワークWの位置が下がった様子を示す。ワークWの位置が下がった状態では、図1に示すようにワークWの位置が上がった状態に比べ、ばね40が伸びる。カム機構については、後で詳しく説明する。
FIG. 2 shows how the position of the work W is lowered by the cam mechanism. When the position of the work W is lowered, the
図3は、燃料電池セルCの正面図である。ワークWは、燃料電池セルCの中間製品である。燃料電池セルCには、燃料電池スタックとして組み付けられた際に、マニホールドとして機能する6つの貫通孔が設けられている。 FIG. 3 is a front view of the fuel cell C. The work W is an intermediate product of the fuel cell C. The fuel cell C is provided with six through holes that function as a manifold when assembled into a fuel cell stack.
図4は、図3に示した4−4断面図である。燃料電池セルCは、カソードセパレータCSと、アノードセパレータASと、樹脂シートJとを備える。カソードセパレータCS及びアノードセパレータASは、それぞれ、冷却面と、ガス面とを形成する。従来技術による製造方法においては、金属異物Kが、カソードセパレータCSと、アノードセパレータASとの間に混入することがあった。 FIG. 4 is a sectional view taken along line 4-4 shown in FIG. The fuel cell C includes a cathode separator CS, an anode separator AS, and a resin sheet J. The cathode separator CS and the anode separator AS form a cooling surface and a gas surface, respectively. In the manufacturing method according to the conventional technique, the metallic foreign matter K may be mixed between the cathode separator CS and the anode separator AS.
これに対し、本実施形態の場合、このように金属異物Kが混入することが抑制される。以下、本実施形態による加熱加圧処理を説明する。 On the other hand, in the case of the present embodiment, such mixing of the metallic foreign matter K is suppressed. Hereinafter, the heating/pressurizing process according to the present embodiment will be described.
図5は、加熱加圧処理のフローチャートである。以下、図6〜図11を参照して説明する。 FIG. 5 is a flowchart of the heating/pressurizing process. Hereinafter, description will be made with reference to FIGS.
図6は、搬送装置20及び加熱加圧装置100の概略を示す側面図である。加熱加圧装置100は、上型110と下型120とを備える。図6〜図11においては、搬送装置20の構成要素のうち、チャック30、カムフォロア50及びカムレール60のみを示す。図6は、チャック30が開いており、チャック30及びカムレール60のY方向の位置が原位置である状態を示す。ワークWは、図示されていない台に載っている。
FIG. 6 is a side view showing the outline of the
まず、図6に示された状態から、カムレールシリンダ70がカムレール60を前進させる(S210)。前進とは、Y方向プラス向きに移動することである。また、後退(後述)とは、Y方向マイナス向きに移動することである。
First, from the state shown in FIG. 6, the
図7は、カムレール60が前進した様子を示す。カムレール60が前進することによって、カムフォロア50が、カムレール60に設けられた第1窪み61に嵌まる。この結果、図2に示したように、チャック30が下方に移動する。
FIG. 7 shows how the
次に、チャック30がワークWを把持する(S220)。続いて、図8に示すように、上型110を上昇させる(S230)。図7は、加熱加圧装置100に、先に搬入されていたワークWが挟まれている様子が示されているが、上型110の上昇後、そのワークWは図示しない搬出装置によって搬出される。
Next, the
続いて、図8に示すように、カムレールシリンダ70がカムレール60を後退させる(S240)。カムレール60が後退すると、チャック30が上昇する。
Then, as shown in FIG. 8, the
次に、図9に示すように、移動シリンダ80がチャック30を前進させる(S250)。この結果、ワークWのY方向の位置が、上型110と下型120との間に位置する。
Next, as shown in FIG. 9, the moving
次に、図10に示すように、カムレールシリンダ70がカムレール60を後退させる(S260)。カムレール60が後退すると、カムフォロア50が、カムレール60に設けられた第2窪み62に嵌まる。この結果、チャック30が下に移動し、ワークWが下型120に載る。
Next, as shown in FIG. 10, the
次に、図11に示すように、上型110を下方に移動させ(S270)、チャック30はワークWを離す(S280)。このようにして加熱加圧が実施される。
Next, as shown in FIG. 11, the
最後に、移動シリンダ80がチャック30を後退する(S290)。この結果、図6に示した状態に戻る。量産時には、S210〜S290を繰り返す。
Finally, the moving
図12は、第1窪み61の拡大図である。第1窪み61は、第1斜面610と、底面620と、第2斜面630とを含む。第1斜面610には、第1平面60Aが接続されている。第2斜面630には、第2平面60Bが接続されている。
FIG. 12 is an enlarged view of the
第1斜面610と第1平面60Aとがなす角度は、20度である。第2斜面630と第2平面60Bとがなす角度も、20度である。第2窪み62についても同様な角度で、第1斜面および第2斜面が形成されている。
The angle formed by the
以上に説明した実施形態によれば、ワークWに金属異物Kが混入しにくくなる。カムフォロア50とカムレール60との接触によって金属異物Kが発生しても、カムフォロア50とカムレール60との接触面が、ワークWが把持される位置よりも下方に位置するからである。
According to the embodiment described above, the foreign metal K is less likely to be mixed into the work W. This is because the contact surface between the
さらに、ワークWは、自重で下型120に載っているため、後工程の検査を精度良く実施することができる。
Further, since the work W is placed on the
また、第1窪み61および第2窪み62の第1斜面および第2斜面が20度に設計されているため、カムフォロア50とカムレール60との耐久性が向上する。
Moreover, since the first slope and the second slope of the
本開示は、本明細書の実施形態や実施例、変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現できる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、実施例、変形例中の技術的特徴は、先述の課題の一部又は全部を解決するために、或いは、先述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせができる。その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除できる。例えば、以下のものが例示される。 The present disclosure is not limited to the embodiments, examples, and modified examples of the present specification, and can be realized in various configurations without departing from the gist thereof. For example, the technical features in the embodiments, examples, and modifications corresponding to the technical features in each mode described in the column of the outline of the invention are to solve some or all of the above-mentioned problems, or In order to achieve some or all of the effects described above, they can be replaced or combined as appropriate. If the technical features are not described as essential in this specification, they can be deleted as appropriate. For example, the following are exemplified.
検査加圧装置は、加熱加圧装置でなくてもよい。例えば、短絡・耐電圧検査装置、リーク検査装置、圧損検査装置の何れか1つでもよい。 The inspection pressurizing device may not be the heating pressurizing device. For example, any one of a short circuit/withstand voltage inspection device, a leak inspection device, and a pressure loss inspection device may be used.
20…搬送装置
30…チャック
50…カムフォロア
60…カムレール
60A…第1平面
60B…第2平面
70…カムレールシリンダ
80…移動シリンダ
100…加熱加圧装置
110…上型
120…下型
510…補強膜
610…第1斜面
620…底面
630…第2斜面
AS…アノードセパレータ
C…燃料電池セル
CS…カソードセパレータ
J…樹脂シート
K…金属異物
20...Conveying
Claims (1)
前記搬送装置を水平方向に移動させることによって、前記中間製品を検査加圧装置に搬入する工程と、
前記中間製品を、前記検査加圧装置の下型に載せる工程と、
前記検査加圧装置を用いて、前記中間製品を加圧処理する工程と、を含み、
前記中間製品を前記下型に載せる工程では、前記チャックと連動するカムフォロアを、カムレールを移動させることによって前記カムレールに設けられた窪みに嵌めて、前記把持された中間製品の鉛直方向の位置を下方に移動させ、
前記カムレールと前記カムフォロアとの接触面は、前記チャックよりも下方に位置する
燃料電池セルの製造方法。 A step of gripping the intermediate product of the fuel cell unit by using a chuck provided on the transfer device;
Loading the intermediate product into the inspection pressurizing device by moving the transfer device in the horizontal direction;
Placing the intermediate product on the lower mold of the inspection pressurizing device;
Pressure-treating the intermediate product using the inspection pressurizing device,
In the step of placing the intermediate product on the lower mold, a cam follower that interlocks with the chuck is fitted into a recess provided in the cam rail by moving the cam rail, and the vertical position of the gripped intermediate product is lowered. To
The method for manufacturing a fuel cell unit, wherein a contact surface between the cam rail and the cam follower is located below the chuck.
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