(57)【要約】【課題】燃料電池セパレータと、枠を備えた膜電極ガス拡散層接合体とを位置決め配置する際に、接着領域に、汚れの付着がなく、燃料電池セパレータの位置決め部と位置決めピンとの位置を容易に合わせることができる燃料電池セルの製造装置を提供する。【解決手段】製造装置２０は、燃料電池セパレータ１３と、樹脂枠１２およびＭＥＧＡ１１とをテーブル２２まで搬送して接着を行うように構成され、搬送機構２１と、貫通孔１０ｇ、１０ｈと対応する位置に設けられた位置決めピン２３、２４とを備え、真空パッド３３、３４が、燃料電池セパレータ１３のガス流路１３ａに対応する位置に設けられ、吸着ハンド３２が、真空パッド３３、３４の長さと略同一の長さを有する凸部４２、４３を備え、搬送機構２１は、搬送時に、燃料電池セパレータ１３を吸着ハンド３２と略平行となる速度以上の速度で下降させることを特徴とする。【選択図】図５
2020024813.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置決め部を有する燃料電池セパレータと、前記位置決め部と対応する位置決め部を有する枠を備えた膜電極ガス拡散層接合体と、を所定の位置まで搬送し、前記所定の位置で前記燃料電池セパレータと前記枠および前記膜電極ガス拡散層接合体との接着を行う燃料電池セルの製造装置であって、
前記燃料電池セパレータを真空パッドおよび吸着ハンドにより把持し前記所定の位置まで搬送する搬送手段と、
前記所定の位置で、前記位置決め部と対応する位置に設けられた位置決めピンと、を少なくとも備え、
前記真空パッドは、前記燃料電池セパレータの中央部分に設けられた流路領域に対応する位置に設けられ、前記吸着ハンドは、前記燃料電池セパレータの長手方向における両端部に対応する両端部に前記真空パッドの長さと略同一の長さを有する凸部を備え、
前記搬送手段は、前記燃料電池セパレータを前記所定の位置まで搬送する際に、把持している前記燃料電池セパレータが前記吸着ハンドと略平行となる速度以上の速度で前記位置決めピンに向かって下降させることを特徴とする燃料電池セルの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池セパレータを、枠を備えた膜電極ガス拡散層接合体に接着するための燃料電池セルの製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の燃料電池セルの製造装置として、位置決めピンが設けられた台座部としてのテーブルを備え、位置決め部を有する燃料電池セパレータを、位置決め部を有する枠を備えた膜電極ガス拡散層接合体にテーブル上で接着する際に、各位置決めピンが各位置決め部に挿入されることで双方が位置決め配置されるものが開示されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１９５１０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の燃料電池セルの製造装置は、燃料電池セパレータが反っていると、燃料電池セパレータの位置決め部と位置決めピンとの位置が合わなくなるので、燃料電池セパレータの長手方向の両端部分を吸着して燃料電池セパレータを把持し反りが起きないようにしている。燃料電池セパレータの両端部分を吸着することにより、燃料電池セパレータの反りを軽減させることで燃料電池セパレータを位置決め配置させることができる。
【０００５】
しかしながら、燃料電池セパレータの長手方向の両端部分は、燃料電池セパレータと、枠を備えた膜電極ガス拡散層接合体との接着領域であるため、吸着により、接着領域に、汚れが付着してしまい接着不良になってしまうことが懸念される。これに対して、燃料電池セパレータの中央部分に設けられた流路領域だけを吸着した場合、燃料電池セパレータを吊り下げた状態で重力方向で上方に搬送すると重力の作用で燃料電池セパレータの両端が下方に曲がってしまうことがある。一方、燃料電池セパレータを吊り下げた状態で重力方向で下方に搬送すると、下降する際の風圧の作用で燃料電池セパレータの両端が上方に曲がってしまうことがある。その結果、燃料電池セパレータの位置決め部とテーブルに設けられた位置決めピンとの位置関係の調整が困難となってしまうという問題がある。
【０００６】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、燃料電池セパレータと、枠を備えた膜電極ガス拡散層接合体とを位置決め配置する際に、接着領域に、汚れの付着がなく、燃料電池セパレータの位置決め部と位置決めピンとの位置を容易に合わせることができる燃料電池セルの製造装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る燃料電池セルの製造装置は、位置決め部を有する燃料電池セパレータと、前記位置決め部と対応する位置決め部を有する枠を備えた膜電極ガス拡散層接合体と、を所定の位置まで搬送し、前記所定の位置で前記燃料電池セパレータと前記枠および前記膜電極ガス拡散層接合体との接着を行う燃料電池セルの製造装置であって、前記燃料電池セパレータを真空パッドおよび吸着ハンドにより把持し前記所定の位置まで搬送する搬送手段と、前記所定の位置で、前記位置決め部と対応する位置に設けられた位置決めピンと、を少なくとも備え、前記真空パッドは、前記燃料電池セパレータの中央部分に設けられた流路領域に対応する位置に設けられ、前記吸着ハンドは、前記燃料電池セパレータの長手方向における両端部に対応する両端部に前記真空パッドの長さと略同一の長さを有する凸部を備え、前記搬送手段は、前記燃料電池セパレータを前記所定の位置まで搬送する際に、把持している前記燃料電池セパレータが前記吸着ハンドと略平行となる速度以上の速度で前記位置決めピンに向かって下降させることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る燃料電池セルの製造装置は、燃料電池セパレータを真空パッドおよび吸着ハンドにより把持し所定の位置まで搬送する搬送手段と、燃料電池セパレータと、枠を備えた膜電極ガス拡散層接合体の各位置決め部と対応する位置に設けられた位置決めピンとを備えている。
【０００９】
また、本発明に係る燃料電池セルの製造装置は、真空パッドが、燃料電池セパレータの中央部分に設けられた流路領域に対応する位置に設けられ、吸着ハンドが、燃料電池セパレータの長手方向における両端部に対応する両端部に真空パッドの長さと略同一の長さを有する凸部を備えている。また、搬送手段が、燃料電池セパレータを所定の位置まで搬送する際に、把持している燃料電池セパレータが吸着ハンドと略平行となる速度以上の速度で位置決めピンに向かって下降させるようにしている。
【００１０】
この構成により、真空パッドが、燃料電池セパレータの中央部分に設けられた流路領域を吸着するので、燃料電池セパレータの接着領域が吸着されることはなく、接着領域に汚れが付着することが防止される。また、吸着ハンドが、燃料電池セパレータの長手方向における両端部に対応する両端部に真空パッドの長さと略同一の長さを有する凸部を備えているので、吸着時に燃料電池セパレータが凹形状になることが凸部によって阻止される。
【００１１】
また、燃料電池セパレータを所定の位置まで搬送する際に、把持している燃料電池セパレータが吸着ハンドと略平行となる速度以上の速度で位置決めピンに向かって下降するので、下降の際の風圧で燃料電池セパレータが凸形状になることが阻止される。その結果、燃料電池セパレータの位置決め部と位置決めピンとの位置とが合致し位置決め配置が行われる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、燃料電池セパレータと、枠を備えた膜電極ガス拡散層接合体とを位置決め配置する際に、接着領域に、汚れの付着がなく、燃料電池セパレータの位置決め部と位置決めピンとの位置を容易に合わせることができる燃料電池セルの製造装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る燃料電池セルの模式図であり、図１（ａ）は、燃料電池セルの平面図を示し、図１（ｂ）は、燃料電池セルの側面図を示し、図１（ｃ）は、従来および本発明の実施形態に係る燃料電池セルの流路の部分断面図を示す。
【図２】本発明の実施形態に係る燃料電池セルの製造装置の模式図であり、図２（ａ）は、燃料電池セルの製造装置の搬送機構の側面図を示し、図２（ｂ）は、位置決めピンが設けられたテーブルおよび燃料電池セパレータの断面図を示し、図２（ｃ）は、燃料電池セルの吸着部分を説明する説明図を示す。
【図３】本発明の実施形態に係る燃料電池セルの製造装置の真空パッドで吸着する燃料電池セパレータの流路の形状を説明する説明図。
【図４】本発明の実施形態および従来の燃料電池セルの製造装置で吸着する燃料電池セパレータの吸着部分および接着領域を説明する説明図であり、図４（ａ）は、従来の燃料電池セルの製造装置で燃料電池セパレータを吸着する部分を示し、図４（ｂ）は、本発明の実施形態の燃料電池セパレータの製造装置で燃料電池セパレータを吸着する部分を示す。
【図５】本発明の実施形態に係る燃料電池セルの製造装置の吸着ハンドおよび真空パットで凹形状の燃料電池セパレータを吸着する動作を説明する説明図であり、図５（ａ）は、吸着前の状態を示し、図５（ｂ）は、吸着直前の状態を示し、図５（ｃ）は、吸着後の状態を示し、図５（ｄ）は、位置決めピンが燃料電池セパレータの貫通孔に挿入された状態を示す。
【図６】本発明の実施形態に係る燃料電池セルの製造装置の吸着ハンドおよび真空パットで凸形状の燃料電池セパレータを吸着する動作を説明する説明図であり、図６（ａ）は、吸着前の状態を示し、図６（ｂ）は、吸着時の状態を示し、図６（ｃ）は、吸着後の状態を示し、図６（ｄ）は、位置決めピンが燃料電池セパレータの貫通孔に挿入された状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明に係る燃料電池セルの製造装置を適用した実施形態に係る燃料電池セル１０の製造装置２０について図面を参照して説明する。まず、製造装置２０により製造される燃料電池セル１０の構成について説明する。
【００１５】
燃料電池セル１０は、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、膜電極ガス拡散層接合体（ＭＥＧＡ：Membrane Electrode ＆ Gas Diffusion Layer Assembly、以下ＭＥＧＡという。）１１と、樹脂枠１２と、燃料電池セパレータ１３とにより構成されている。燃料電池セル１０は、複数個が積層されて図示しない燃料電池を構成する。なお、実施形態に係る燃料電池セル１０の樹脂枠１２は、本発明に係る燃料電池セルの枠に対応する。
【００１６】
燃料電池セル１０は、樹脂枠１２および燃料電池セパレータ１３を貫通する長方形の貫通孔１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆが長手方向の各端部に設けられている。１０ａは、燃料ガス入口孔として機能し、１０ｂは、冷却媒体出口孔として機能し、１０ｃは、酸化剤ガス出口孔として機能する。また、１０ｄは、酸化剤ガス入口孔として機能し、１０ｅは、冷却媒体入口孔として機能し、１０ｆは、燃料ガス出口孔として機能する。
【００１７】
また、貫通孔１０ａと樹脂枠１２および燃料電池セパレータ１３の長手方向の端部との間に略円形の貫通孔１０ｇが形成されており、貫通孔１０ｅと樹脂枠１２および燃料電池セパレータ１３の長手方向の他方の端部との間に貫通孔１０ｈが形成されている。なお、本実施形態に係る燃料電池セル１０の貫通孔１０ｇおよび貫通孔１０ｈは、本発明に係る燃料電池セルの位置決め部にそれぞれ対応する。
【００１８】
ＭＥＧＡ１１は、図示しない膜電極接合体（ＭＥＡ：Membrane Electrode Assembly、以下ＭＥＡという。)と、カソード側ガス拡散層（ＧＤＬ：Gas Diffusion Layer、以下ＧＤＬという。）と、アノード側ＧＤＬとにより構成されている。ＭＥＧＡ１１は、樹脂枠１２に取り付けられている。
【００１９】
ＭＥＡは、図示しない電解質膜と、カソード側触媒層と、アノード側触媒層との接合体で構成されている。電解質膜は、パーフルオロスルホン酸（ＰＦＳＡ）アイオノマーなどの固体高分子材料である高分子電解質樹脂で形成されており、イオン伝導性を有する高分子膜を電解質とするイオン交換膜からなる。電解質膜は、電子および気体の流通を阻止するとともに、プロトンをアノード側触媒層からカソード側触媒層に移動させる機能を有している。
【００２０】
カソード側触媒層は、白金や白金合金などの触媒を担持した導電性の担体からなり、例えば、触媒担持カーボン粒子などのカーボン粒子を、プロトン伝導性を有するアイオノマーで被覆して形成された電極触媒層からなる。なお、アイオノマーは、電解質膜と同質のフッ素系樹脂などの固体高分子材料である高分子電解質樹脂からなり、その有するイオン交換基によりプロトン伝導性を有する。カソード側触媒層は、プロトンと電子と酸素から水を生成する機能を有している。
【００２１】
アノード側触媒層は、カソード側触媒層と同様の材料で形成されているが、カソード側触媒層と異なり、水素ガス（Ｈ２）をプロトンと電子に分解する機能を有している。カソード側ＧＤＬは、ガス透過性および導電性を有する材料、例えば、カーボンペーパーなどの炭素繊維や黒鉛繊維などの多孔質の繊維基材で形成されている。カソード側ＧＤＬは、カソード側触媒層の外側に接合されており、酸化剤ガスとしての空気を拡散させて均一にし、カソード側触媒層に行き渡らせる機能を有している。
【００２２】
アノード側ＧＤＬは、カソード側ＧＤＬと同様に、ガス透過性および導電性を有する材料、例えば、カーボンペーパーなどの炭素繊維や黒鉛繊維などの多孔質の繊維基材で形成されている。アノード側ＧＤＬは、アノード側触媒層の外側に接合されており、燃料ガスとしての水素ガスを拡散させて均一にし、アノード側触媒層に行き渡らせる機能を有している。
【００２３】
樹脂枠１２は、合成樹脂で長方形の枠状に形成されたコア材と、コア材の表面に形成された接着層を有する構造で構成されている。接着層は、燃料電池セパレータ１３とコア材とを接着している。樹脂枠１２は、ＭＥＧＡ１１を構成する膜電極接合体と接着されており、樹脂枠１２とＭＥＧＡ１１とが一体化されている。
【００２４】
樹脂枠１２は、燃料極の水素ガス（Ｈ２）や空気極の酸素ガス（Ｏ２）が、微量ながら電解質膜を通過してしまうという、いわゆるクロスリークや触媒電極同士の電気的短絡を防ぐための機能を有している。接着層は、電解質膜よりも高い剛性、弾性や粘性を有する接着部材からなる。接着部材としては、熱可塑性の合成樹脂、例えばエポキシ樹脂からなる接着剤が挙げられる。
【００２５】
燃料電池セパレータ１３は、カソード側セパレータ又はアノード側セパレータからなる。カソード側セパレータは、鉄鋼板、ステンレス鋼板およびアルミニウム板などの金属板からなり、樹脂枠１２と略同一の長方形で形成されている。カソード側セパレータは、カソード側ＧＤＬおよび樹脂枠１２に接着され、カソード側ＧＤＬの表面に沿って酸化剤ガスとしての空気を流す酸化剤ガス流路が形成されている。カソード側セパレータの表面は、チタン（Ｔｉ）薄膜が形成され、チタン薄膜に炭素層が形成されている。
【００２６】
アノード側セパレータは、カソード側セパレータと同様、鉄鋼板、ステンレス鋼板およびアルミニウム板などの金属板からなり、樹脂枠１２と略同一の長方形で形成されている。アノード側セパレータは、アノード側ＧＤＬおよび樹脂枠１２に接着されており、アノード側ＧＤＬの表面に沿って燃料ガスとしての水素を流す燃料ガス流路が形成されている。アノード側セパレータの表面は、カソード側セパレータの表面と同様、表面にチタン（Ｔｉ）薄膜が形成され、チタン薄膜に炭素層が形成されている。
【００２７】
なお、本実施形態のカソード側セパレータの酸化剤ガス流路は、本発明に係る燃料電池セルの製造装置の流路領域に対応し、本実施形態のアノード側セパレータの燃料ガス流路は、本発明に係る燃料電池セルの製造装置の流路領域に対応する。酸化剤ガス流路または燃料ガス流路を構成する流路領域における図１（ａ）に示すガス流路１３ａは、図１（ｃ）に示すように、従来の燃料電池セルの燃料電池セパレータにおける深さＤ１よりも、浅い深さＤ２で形成されている。
【００２８】
次いで、燃料電池セル１０の製造装置２０の構成について、図面を参照して説明する。
【００２９】
製造装置２０は、図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、搬送機構２１と、テーブル２２と、位置決めピン２３、２４と、負圧を供給する図示しない負圧供給機構と、図示しないプレス機構と、各構成要素を制御する図示しないコントローラとを有しており、樹脂枠１２およびＭＥＧＡ１１と、燃料電池セパレータ１３とを、図２（ｃ）に符号Ｃで示す接着領域において接着するように構成されている。
【００３０】
なお、本実施形態の搬送機構２１は、本発明に係る燃料電池セルの製造装置の搬送手段に対応し、本実施形態のテーブル２２は、本発明に係る燃料電池セルの製造装置の搬送手段が搬送する所定の位置に対応する。
【００３１】
搬送機構２１は、図２（ａ）に示すように、機構本体３１と、機構本体３１に取り付けられた吸着ハンド３２と、吸着ハンド３２に取り付けられた真空パッド３３、３４を有している。
【００３２】
搬送機構２１は、重力方向および重力方向に直交する水平方向に移動自在に構成されており、燃料電池セパレータ１３と、樹脂枠１２およびＭＥＧＡ１１とをそれぞれ他の場所からテーブル２２の上方に水平移動させるとともに下降させてテーブル２２まで搬送することができる。搬送機構２１は、コントローラに接続されており、コントローラによって搬送が制御されるようになっている。
【００３３】
搬送機構２１は、燃料電池セパレータ１３をテーブル２２の上方からテーブル２２へ下降させる際に、所定の速度（ｍ／ｓｅｃ）で燃料電池セパレータ１３を下降させるように構成されている。この所定の速度は、吸着ハンド３２で燃料電池セパレータ１３を把持して吊り下げた場合に燃料電池セパレータ１３の両端部が中央部よりも垂れ下がって上に向かって凸状に反った状態から、下降の際に燃料電池セパレータ１３が受ける風力により燃料電池セパレータ１３の両端部が持ち上がり、燃料電池セパレータ１３が吸着ハンド３２と略平行となる速度（ｍ／ｓｅｃ）以上の速度が設定されている。
【００３４】
なお、本実施形態の搬送機構２１において、把持している燃料電池セパレータ１３が吸着ハンド３２と略平行となる速度（ｍ／ｓｅｃ）以上の速度（ｍ／ｓｅｃ）は、燃料電池セル１０の特性、ＭＥＧＡ１１および樹脂枠１２、燃料電池セパレータ１３の大きさ、形状、材質などの設定諸元や、実験値などのデータに基づいて適宜選択される。
【００３５】
機構本体３１は、図示しない駆動部を備えており、駆動部の動力で吸着ハンド３２および真空パッド３３、３４とともに移動し、コントローラにより真空パッド３３、３４の吸着動作が制御されるように構成されている。
【００３６】
吸着ハンド３２は、本体４１と、凸部４２、４３を有している。本体４１は、図２（ｃ）に示す燃料電池セパレータ１３の平面よりもやや大きな長方形の平面を有し、平板状に形成されており、図２（ａ）に示すように、中央部分の上面側で機構本体３１に取り付けられている。
【００３７】
凸部４２は、燃料電池セパレータの長手方向における両端部に対応する本体４１の端部４１ａに、下方に突出するようにして設けられており、真空パッド３３、３４の長さと略同一の長さを有している。凸部４３は、凸部４２と同様、燃料電池セパレータの長手方向における両端部に対応する本体４１の端部４１ｂに、下方に突出するようにして設けられており、真空パッド３３、３４の長さと略同一の長さを有している。凸部４２、４３は、真空パッド３３、３４に吸着された燃料電池セパレータ１３が反りのない平坦な状態のときに、凸部４２、４３の下面に燃料電池セパレータ１３の上面が当接する高さを有する。
【００３８】
真空パッド３３は、公知の真空パッドにより構成されている。公知の真空パッドとしては、例えば、ニトリルゴムやシリコーンゴムなどの弾力性のある材料で形成されたベローズタイプの真空パッドが挙げられる。
【００３９】
真空パッド３３は、吸着ハンド３２の下方に突出するとともに、図２（ｃ）に示す燃料電池セパレータ１３の中央部分に設けられたガス流路１３ａのＡ部に対応する位置に設けられている。真空パッド３３は、負圧供給機構に接続されており負圧供給機構から供給される負圧により動作し、燃料電池セパレータ１３のガス流路１３ａのＡ部を吸着するように構成されている。
【００４０】
真空パッド３３は、図３に示すように、ガス流路１３ａが、従来の燃料電池セルの燃料電池セパレータにおける深さＤ１よりも、浅い深さＤ２で形成されているので、従来の燃料電池セルの燃料電池セパレータに対する吸着よりもより確実に吸着することができる。
【００４１】
真空パッド３４は、真空パッド３３と同様、公知の真空パッドにより構成されている。公知の真空パッドとしては、例えば、ニトリルゴムやシリコーンゴムなどの弾力性のある材料で形成されたベローズタイプの真空パッドが挙げられる。
【００４２】
真空パッド３４は、吸着ハンド３２の下方に突出するとともに、図２（ｃ）に示す燃料電池セパレータ１３の中央部分に設けられたガス流路１３ａのＢ部に対応する位置に設けられている。真空パッド３４は、負圧供給機構に接続されており負圧供給機構から供給される負圧により動作し、燃料電池セパレータ１３のガス流路１３ａのＢ部を吸着するように構成されている。
【００４３】
真空パッド３４は、真空パッド３３と同様、図３に示すように、ガス流路１３ａが、従来の燃料電池セルの燃料電池セパレータにおける深さＤ１よりも、浅い深さＤ２で形成されているので、従来の燃料電池セルの燃料電池セパレータに対する吸着よりもより確実に吸着することができる。
【００４４】
なお、搬送機構２１による樹脂枠１２およびＭＥＧＡ１１の把持、または燃料電池セパレータ１３の把持は、真空パッド３３および真空パッド３４が樹脂枠１２およびＭＥＧＡ１１、または燃料電池セパレータ１３を吸着することにより行われる。
【００４５】
テーブル２２は、図２（ｃ）に示す燃料電池セパレータ１３の平面よりもやや大きな長方形の平面を有し、平板状に形成された静止部材で構成されている。テーブル２２の中央部分には貫通孔２２ａが形成されており、この貫通孔２２ａには、後述の下型が挿入され、下型で燃料電池セパレータ１３と樹脂枠１２およびＭＥＧＡ１１とが支持されるように構成されている。
【００４６】
位置決めピン２３は、高い剛性および耐摩耗性などの高い機械的強度を有する材料からなり、燃料電池セパレータ１３と樹脂枠１２およびＭＥＧＡ１１とが積層された際の両者の厚みの合計よりも長い寸法で、円柱状に形成され、テーブル２２の上方に突出して設けられている。
【００４７】
位置決めピン２３は、図２（ｃ）に示す燃料電池セパレータ１３と樹脂枠１２およびＭＥＧＡ１１に形成された略円形の貫通孔１０ｇと中心を同じくする位置に配置されている。搬送機構２１により、燃料電池セパレータ１３や樹脂枠１２およびＭＥＧＡ１１がテーブル２２まで搬送された際に、位置決めピン２３は、燃料電池セパレータ１３や樹脂枠１２およびＭＥＧＡ１１に形成された略円形の貫通孔１０ｇに挿入されるように構成されている。
【００４８】
位置決めピン２４は、位置決めピン２３同様に、高い剛性および耐摩耗性などの高い機械的強度を有する材料からなり、燃料電池セパレータ１３と樹脂枠１２およびＭＥＧＡ１１とが積層された際の両者の厚みの合計よりも長い寸法で、円柱状に形成され、テーブル２２の上方に突出して設けられている。
【００４９】
位置決めピン２４は、図２（ｃ）に示す燃料電池セパレータ１３と樹脂枠１２およびＭＥＧＡ１１に形成された略円形の貫通孔１０ｈと中心を同じくする位置に配置されている。搬送機構２１により、燃料電池セパレータ１３や樹脂枠１２およびＭＥＧＡ１１がテーブル２２まで搬送された際に、位置決めピン２４は、燃料電池セパレータ１３や樹脂枠１２およびＭＥＧＡ１１に形成された略円形の貫通孔１０ｈに挿入されるように構成されている。
【００５０】
位置決めピン２３が、貫通孔１０ｇに挿入され、位置決めピン２４が、貫通孔１０ｈに挿入されることにより、燃料電池セパレータ１３や樹脂枠１２およびＭＥＧＡ１１が、テーブル２２に位置決め配置される。
【００５１】
負圧供給機構は、負圧を発生させる公知の負圧ポンプや真空ポンプからなり、負圧供給機構と真空パッド３３、３４とを連結する配管を備えている。負圧供給機構は、コントローラに接続されており、コントローラの制御により、発生させた負圧を配管を通して真空パッド３３、３４に供給するように構成されている。
【００５２】
プレス機構は、燃料電池セパレータ１３に対応した形状に形成された下型と、樹脂枠１２およびＭＥＧＡ１１に対応した形状に形成された上型とを有している。プレス機構は、下型と上型との間で燃料電池セパレータ１３と樹脂枠１２およびＭＥＧＡ１１とが積層された状態で、上型が下型に近接する方向に下降し、燃料電池セパレータ１３と樹脂枠１２およびＭＥＧＡ１１とを加圧するとともに加熱するように構成されている。即ち、プレス機構は、上型と下型とによりホットプレスを行うように構成されている。
【００５３】
ホットプレスが行われると、図２（ｃ）に示すように、樹脂枠１２に接着層で形成された接着領域Ｃの接着剤が溶融し、燃料電池セパレータ１３と樹脂枠１２およびＭＥＧＡ１１とが接着される。なお、図２（ｃ）に示すドットは、接着領域Ｃを表している。
【００５４】
コントローラは、中央処理装置と記憶装置とを備える公知のマイクロコンピュータによって構成されている。コントローラは、搬送機構２１、負圧供給機構およびプレス機構に接続されており、記憶装置に格納されたデータやプログラムに基づいて、各機構を制御するように構成されている。
【００５５】
次いで、燃料電池セル１０の製造装置２０が、燃料電池セパレータ１３と、樹脂枠１２およびＭＥＧＡ１１とを搬送して接着するまでの製造装置２０の動作について、図面を参照して簡単に説明する。なお、各機構の動作はコントローラの制御によって行われる。
【００５６】
まず、図２（ａ）に示す搬送機構２１が他の場所に位置する燃料電池セパレータ１３を真空パッド３３、３４で吸着することにより把持し、他の場所からテーブル２２の上方まで移動させる。続いて、搬送機構２１は、燃料電池セパレータ１３をテーブル２２の上方から、把持している燃料電池セパレータ１３が吸着ハンド３２と略平行となる速度（ｍ／ｓｅｃ）以上の速度（ｍ／ｓｅｃ）で下降させる。
【００５７】
この下降により、図２（ｂ）に示すように、燃料電池セパレータ１３の貫通孔１０ｇ、１０ｈにテーブル２２の位置決めピン２３、２４がそれぞれ挿入され、燃料電池セパレータ１３がテーブル２２に位置決め配置される。そして、真空パッド３３、３４による燃料電池セパレータ１３の吸着が解除される。
【００５８】
次いで、搬送機構２１は、他の場所に位置する樹脂枠１２およびＭＥＧＡ１１を真空パッド３３、３４で吸着することにより把持し、他の場所からテーブル２２の上方に移動させる。続いて、搬送機構２１は、樹脂枠１２およびＭＥＧＡ１１をテーブル２２の上方から、把持している樹脂枠１２およびＭＥＧＡ１１が吸着ハンド３２と略平行となる速度（ｍ／ｓｅｃ）以上の速度（ｍ／ｓｅｃ）で下降させる。
【００５９】
この下降により、樹脂枠１２およびＭＥＧＡ１１の貫通孔１０ｇ、１０ｈにテーブル２２の位置決めピン２３、２４がそれぞれ挿入され、樹脂枠１２およびＭＥＧＡ１１が燃料電池セパレータ１３の上に積層されるとともに位置決め配置される。
【００６０】
次いで、搬送機構２１は、上昇してテーブル２２の上方から待避し、下型により燃料電池セパレータ１３が支持される。続いて、上型がテーブル２２の上方から下降し、樹脂枠１２およびＭＥＧＡ１１の上面と接触し、さらに加圧するとともに加熱する。上型による加圧および加熱により、樹脂枠１２の接着層が溶融して燃料電池セパレータ１３に接着される。
【００６１】
次いで、本実施形態に係る燃料電池セル１０の製造装置２０の効果について説明する。
【００６２】
本実施形態に係る製造装置２０は、燃料電池セパレータ１３と、樹脂枠１２を備えたＭＥＧＡ１１とをそれぞれテーブル２２まで搬送し、テーブル２２で燃料電池セパレータ１３と樹脂枠１２およびＭＥＧＡ１１との接着を行うように構成されている。また、製造装置２０は、燃料電池セパレータ１３を真空パッド３３、３４および吸着ハンド３２により把持し、テーブル２２まで搬送する搬送機構２１と、位置決めピン２３、２４とを備えている。
【００６３】
そして、真空パッド３３、３４は、燃料電池セパレータ１３の中央部分に設けられたガス流路１３ａに対応する位置に設けられ、吸着ハンド３２は、燃料電池セパレータ１３の両端部に対応する両端部に真空パッド３３、３４の長さと略同一の長さを有する凸部４２、４３を備えている。また、搬送機構２１は、燃料電池セパレータ１３をテーブル２２まで搬送する際に、把持している燃料電池セパレータ１３が吸着ハンド３２と略平行となる速度以上の速度でテーブル２２に向かって下降させるように構成されている。
【００６４】
この構成により、真空パッド３３、３４が、燃料電池セパレータ１３のガス流路１３ａを吸着するので、燃料電池セパレータ１３の接着領域Ｃが吸着されることはなく、接着領域Ｃに汚れが付着することが防止されるという効果が得られる。具体的には、接着領域Ｃに付着した汚れによる接着不良が、従来の構成と比較して３０パーセント程度低減されている。
【００６５】
また、真空パッド３３、３４が吸着する流路１３ａは、図３の右側に示すように深さＤ２が浅く形成されているので、破線で囲まれた部分に示すように、真空パッド３３、３４が流路１３ａと馴染むので、真空パッド３３、３４内の真空を効率よく保持することができるという効果が得られる。
【００６６】
これにより、従来の製造装置においては、図４（ａ）に示すように、流路以外のドットで示す接着領域Ｃ内において、比較的に平坦な部分でかつ符号ｄ（ハッチングで示す領域）で示す複数個所を吸着しなければならないという従来の制限がなくなり、図４（ｂ）に示すように、流路１３ａのｅで示す部分を吸着することでパッド径を大きくすることができるという効果が得られる。これにより、真空パッド３３、３４の吸着力を向上させることができるという効果が得られる。
【００６７】
また、吸着ハンド３２には、燃料電池セパレータ１３の長手方向における両端部に対応する本体４１の端部４１ａ、４１ｂに凸部４２、４３が設けられており、凸部４２、４３は、それぞれ真空パッド３３、３４の長さと略同一の長さを有している。この構成により、吸着時に燃料電池セパレータ１３が凹形状になることが凸部４２、４３によって阻止されるという効果が得られる。
【００６８】
即ち、吸着ハンド３２に凸部４２、４３が形成されているので、図５（ａ）に示すように、燃料電池セパレータ１３が下方に凹んだ凹形状に変形して反っている場合に、吸着ハンド３２が下降すると、図５（ｂ）に示すように、凸部４２、４３が燃料電池セパレータ１３の両端部に先に当接する。
【００６９】
この状態で、真空パッド３３、３４により燃料電池セパレータ１３が吸着されると、図５（ｃ）に示すように、燃料電池セパレータ１３の両端部が凸部４２、４３で押えられるので、燃料電池セパレータ１３は、反りが矯正され、吸着パッド３２と略平行の状態となる。
【００７０】
その結果、燃料電池セパレータ１３の貫通孔１０ｇ、１０ｈとテーブル２２の位置決めピン２３、２４とが合致し、水平な状態で位置決めピン２３、２４を貫通孔１０ｇ、１０ｈに対して、図５（ｄ）に示すようにそれぞれ挿入することができ、位置決めが容易になされるという効果が得られる。
【００７１】
また、搬送機構２１は、燃料電池セパレータ１３をテーブル２２まで搬送する際に、把持している燃料電池セパレータ１３が吸着ハンド３２と略平行となる速度（ｍ／ｓｅｃ）以上の速度（ｍ／ｓｅｃ）で位置決めピン２３、２４に向かって下降させるので、下降の際の風圧（Ｐａ）で燃料電池セパレータ１３が下に向かって凸形状に反ることが阻止される。
【００７２】
即ち、図６（ａ）に示すように、燃料電池セパレータ１３が上方に突出した凸形状に変形している場合に、吸着ハンド３２を燃料電池セパレータ１３に向かって下降させると、図６（ｂ）に示すように、真空パッド３３、３４が燃料電池セパレータ１３の中央部に先に当接する。
【００７３】
次いで、真空パッド３３、３４により燃料電池セパレータ１３が吸着され、さらに前述の速度（ｍ／ｓｅｃ）で、吸着ハンド３２を位置決めピン２３、２４に向かって下降させると、燃料電池セパレータ１３が風圧Ｐ（Ｐａ）を受けて、図６（ｃ）に示すように、燃料電池セパレータ１３の両端部が凸部４２、４３に押し付けられる。このとき、燃料電池セパレータ１３は、吸着パッド３２と略平行の状態となる。
【００７４】
その結果、燃料電池セパレータ１３の貫通孔１０ｇ、１０ｈとテーブル２２の位置決めピン２３、２４とが合致し、水平な状態で位置決めピン２３、２４を貫通孔１０ｇ、１０ｈに対して、図６（ｄ）に示すようにそれぞれ挿入することができ、位置決めが容易になされるという効果が得られる。
【００７５】
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。
【符号の説明】
【００７６】
１０・・・燃料電池セル、１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０ｆ，１０ｇ，１０ｈ、２２ａ・・・貫通孔、１１・・・ＭＥＧＡ、１２・・・樹脂枠、１３・・・燃料電池セパレータ、１３ａ・・・ガス流路（流路領域）、２０・・・製造装置(燃料電池セルの製造装置)、２１・・・搬送機構、２２・・・テーブル、２３，２４・・・位置決めピン、３１・・・機構本体、３２・・・吸着ハンド、３３，３４・・・真空パッド、４１・・・本体、４１ａ，４１ｂ・・・端部、４２・・・凸部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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