燃料电池用分隔件的制造方法和制造装置的制造方法_4

文档序号:9457825阅读:来源:国知局
27夹持分隔件13。由此,分隔件13被定位于载置台220,弹性构件30与分隔件13对位。在将分隔件13定位于载置台220后,为了使分隔件13与弹性构件30充分接触而将按压构件280载置于分隔件13上。
[0075](第I接合工序)
[0076]接着,载置台220被输送至位置210c。在第I接合工序中,在位置210c处,首先,确认弹性构件30与分隔件13之间的位置,为了将弹性构件30与分隔件13接合起来,使焊接机器人270的焊接头271移动至设于按压构件280的狭缝之间、即焊接部位的上方。之后,沿着分隔件13的波形形状13g、14g的延伸方向进行焊接接合。由此,分隔件13的波形形状13g的规定位置13k (参照图5)被焊接接合,弹性构件30与分隔件13被接合在一起。
[0077](第2接合工序)
[0078]在第I接合工序结束之后,载置台220被输送至位置210d。在第2接合工序中,在位置210d处,机器人260把持已接合在一起的弹性构件30与分隔件13并使它们旋转180度。由此,弹性构件30与分隔件13之间的位置关系从图6的(A)所示的状态变化为图6的(B)所示的状态。之后,将载置台220配置于位置210b,如图6的(B)所示那样将上下颠倒的弹性构件30和分隔件13定位于载置台220。如所述那样,固定销221?224和施力构件231、232能够沉入载置台220,因此不会妨碍与弹性构件30接合在一起的分隔件13的设置。
[0079]对于与弹性构件30接合在一起的分隔件13的定位,与所述同样地使施力构件233?235以远离固定销225?227的方式移动。之后,利用施力构件233?235的作用力使与弹性构件30接合在一起的分隔件13朝向固定销225?227移动,从而利用固定销225?227和施力构件233?235夹持与弹性构件30接合在一起的分隔件13。由此,与弹性构件30接合在一起的分隔件13被定位于载置台220。
[0080]接着,如图6的(C)所示,与分隔件13同样地利用固定销225?227和施力构件233?235将分隔件14定位在与弹性构件30接合在一起的分隔件13上。由此,分隔件13与分隔件14对位。
[0081]在分隔件13与分隔件14对位之后,将位置210b处的载置台220输送至位置210c。之后,利用焊接机器人270对分隔件13的缘部13m、13n、13p、13q以及4条边13r、13s、13t、13u进行焊接,而将两者接合起来。在对缘部13m、13n、13p、13q进行焊接之后对4条边13r、13s、13t、13u进行焊接。分隔件13、14的波形形状之间的接触影响燃料电池100的发电特性,因此,对于4条边13r、13s、13t、13u的焊接,与边13s和边13u相比,先对边13r和边13t进行焊接。像这样对分隔件13的缘部13m、13n、13p、13q以及4条边13r、13s、13t、13u进行接合,从而将分隔件13与分隔件14接合起来,而制造出分隔件组件12。
[0082](层叠工序)
[0083]在制造出分隔件组件12之后,在MEAll的两侧面配置分隔件组件12而形成燃料电池单元10a,层叠规定数量的燃料电池单元1a而形成层叠体10。之后,沿着层叠体10的层叠方向配置集电板16、17,利用紧固板21、22、加强板23、24以及端板25、26覆盖层叠体10和集电板16、17。之后,将螺钉27安装于紧固板21、22并对螺钉27进行紧固,从而对层叠体10、集电板16、17以及端板25、26进行加压而制造出燃料电池100。
[0084]接着,说明本实施方式的作用和效果。对于燃料电池,为了抑制邻接的燃料电池单元中的特别是相邻的分隔件之间的接触状况所引起的燃料电池单元之间的电阻,有时在分隔件之间设置弹性构件。但是,弹性构件用于吸收分隔件的形状中的特别是相当于波形形状的部分的形状差异,因此,如果仅考虑层叠,则不需要将弹性构件的形状扩大至被设于比波形形状靠外侧的燃料、氧化剂和冷却介质的流通孔。但是,在如以往那样在构成部件的4个角部设置贯通孔并使定位销贯穿于贯通孔来进行定位的情况下,由于分隔件的外形与弹性构件的外形不同,因此不得不将外形较小的弹性构件扩大为与分隔件相同的外形,在该情况下,弹性构件的成本增大。
[0085]相对于此,在本实施方式的燃料电池用分隔件组件的制造方法和装置的情况下,准备分隔件13、14以及外形比分隔件13、14的外形小的弹性构件30,利用固定销221?224和施力构件231、232对弹性构件30进行定位,利用固定销225?227和施力构件233?235夹持分隔件13而使分隔件13与固定销225?227以及施力构件233?235抵接,从而将分隔件13定位于弹性构件30。在欲将分隔件13定位于弹性构件30时能够使相当于第I定位构件的固定销221?224和施力构件233?235退避为不自载置面突出。因此,在欲将分隔件13设置在弹性构件30上时,固定销221?224和施力构件233?235也不会妨碍分隔件13的设置。因此,即使不将弹性构件30的形状扩大至与分隔件13的形状相同,也能够制造分隔件13与弹性构件30高精度地对位的分隔件组件。
[0086]另外,第2载置工序构成为在第I载置工序之后进行。S卩,构成为:在向载置台220设置弹性构件30和分隔件13、14时,在载置台220上设置弹性构件30之后再设置分隔件13并进行对位。因此,即使不在弹性构件30设置阴极气体供给口 13a、冷却流体供给口 13b、阳极气体供给口 13c、阳极气体排出口 13d、冷却流体排出口 13e和阴极气体排出口 13f,也能够将弹性构件30定位于载置台220并与分隔件13对位,从而能够抑制弹性构件30的部件成本增大并且能够高精度地进行与分隔件13之间的对位。
[0087]另外,相当于第I定位构件的固定销221?224和施力构件231、232以及相当于第2定位构件的固定销225?227和施力构件233?235构成为至少从分隔件13、14的构成波形形状13g、14g的凹凸所排列的方向夹持弹性构件30或分隔件13。对于邻接的分隔件之间的接触,对燃料电池的发电特性影响较大的是邻接的分隔件13、14的构成波形形状13g、14g的凹凸与弹性构件30的立起片32怎样接触。因此,只要至少从构成波形形状13g、14g的凹凸的排列方向分别夹持分隔件13和弹性构件30,就能够使两者的位置关系在凹凸的排列方向上准确地对准,不需要将弹性构件30的形状扩大至分隔件13、14的形状。因此,即使不将弹性构件30扩大至与分隔件13、14的形状相同的形状,也能够使弹性构件与分隔件的位置准确地对准,从而能够抑制燃料电池单元之间的电阻。
[0088]另外,分隔件13、14具有供用于使燃料电池100产生电动势的燃料、氧化剂或冷却介质流通的阴极气体供给口 13a、14a、冷却介质供给口 13b、14b、阳极气体供给口 13c、14c、阳极气体排出口 13d、14d、冷却介质排出口 13e、14e以及阴极气体排出口 13f、14f,相当于第2定位构件的固定销225?227和施力构件233?235利用冷却介质供给口 13b、14b和冷却介质排出口 13e、14e来进行弹性构件30与分隔件13之间的对位。因此,即使不设置与弹性构件30之间的对位用的定位专用形状,与不使用弹性构件30的燃料电池之间不区分分隔件的规格,也能够进行与弹性构件30之间的对位。
[0089]另外,在第2载置工序中,构成为:利用分隔件13、14中的隔着截面为凹凸形状的波形形状13g、14g成对地配置的阴极气体供给口 13a、14a、冷却流体供给口 13b、14b、阳极气体供给口 13c、14c、阳极气体排出口 13d、14d、冷却流体排出口 13e、14e、阴极气体排出口13f、14f来进行分隔件13的定位。因此,能够防止在分隔件13的定位时出现因分隔件13出乎意料地旋转等而导致定位花费时间这样的情况,能够提高定位的操作性。
[0090]另外,用于弹性构件30与分隔件13之间的对位的固定销221?227和施力构件231?235的高度均构成为比弹性构件30未被加压时的高度高。因此,即使在弹性构件30未被按压而立起片32的部位未发生挠曲的情况下,也能够利用固定销221?227和施力构件231?235牢固地夹持弹性构件30,能够提高定位的可靠性。
[0091]另外,构成为:在用于将弹性构件30与分隔件13接合起来的第I接合工序之后进行用于使分隔件13与分隔件14对位并将它们接合起来的第2接合工序。弹性构件30配置在分隔件13与分隔件14之间,因此,例如若想要在将分隔件13与分隔件14的外周局部接合起来之后将弹性构件30配置在分隔件13与分隔件14之间并进行接合,则在弹性构件30配置在分隔件13、14之间时无法保持位置,因此有可能在偏离的位置处接合。对此,通过先将弹性构件30接合于分隔件13,从而弹性构件30的位置相对于分隔件13而言固定,即使弹性构件30配置在分隔件13与分隔件14之间,也能够防止弹性构件30的位置发生偏移。因此,能够在弹性构件30与分隔件13、14的波形形状13g、14g高精度地对位的状态下形成分隔件组件,能够良好地抑制燃料电池单元之间的电阻。
[0092]另外,在第2接合工序中,构成为:对于分隔件13与分隔件14之间的接合,同与阴极气体供给口 13a、冷却流体供给口 13b、阳极气体供给口 13c、阳极气体排出口 13d、冷却流体供给口 13e、阴极气体排出口 13f邻接的边13s、13u相比,先对与波形形状13g邻接的边13r、13t进行焊接接合。如所述那样,邻接的分隔件的波形形状的接触状态给燃料电池单元之间的电阻的上升带来的影响较大。因此,先从分隔件13的外形的4条边中的特别是靠近波形形状13g的边13r、13t开始进行接合,从而能够防止在将弹性构件30夹持在分隔件13与分隔件14之间时弹性构件30的位置发生偏移,能够使弹性构件30与分隔件13、14高精度地接触,从而能够抑制燃料电池单元之间的电阻的上升。
[0093]另外,在第I接合工序中,构成为:弹性构件30在与载置台220的载置面接触的状态下被沿着弹性构件30和分隔件13的层叠方向按压。因此,能够通过弹性构件30的恢复力使弹性构件30与分隔件13更加紧密地接触并接合在一起,能够有助于抑制燃料电池单元之间的电阻的上升。
[0094]另外,用于弹性构件30与分隔件13之间的定位的冷却流体供给口13b和冷却流体排出口 13e还被形成为在层叠工序中层叠燃料电池单元1a来形成层叠体10而进行定位时的定位形状以及在层叠体10的两端配置集电板16、17和端板25、26而进行定位时的定位形状来加以利用。因此,能够避免产生
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