(57)【要約】【課題】燃料電池セルを一枚ずつ確実に吸着して搬送できる燃料電池セルの搬送装置を提供する。【解決手段】燃料電池セルの搬送装置１は、上下方向に積み重ねられた複数の燃料電池セル１００の最上部から燃料電池セル１００を吸着して搬送する装置であり、最上部の燃料電池セル１００と対向する対向面３ａを有する搬送ハンド３と、対向面３ａに貼り付けられるとともに、最上部の燃料電池セル１００と当接する際に燃料電池セル１００に形成された冷却水マニホールドを取り囲み可能にされたＯリング４と、最上部の燃料電池セル１００と最上部から２番目の燃料電池セル１００との間にガスを供給するガス供給部５とを備える。搬送ハンド３を介してＯリング４を最上部の燃料電池セル１００と当接させた状態で、ガス供給部５によるガス供給を行う。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下方向に積み重ねられた複数の燃料電池セルの最上部から燃料電池セルを吸着して搬送する燃料電池セルの搬送装置であって、
最上部の燃料電池セルと対向する対向面を有する搬送ハンドと、
前記搬送ハンドの対向面に貼り付けられるとともに、最上部の燃料電池セルと当接する際に燃料電池セルに形成された冷却水マニホールドを取り囲み可能にされたＯリングと、
最上部の燃料電池セルと最上部から２番目の燃料電池セルとの間にガスを供給するガス供給部と、
を備え、
前記搬送ハンドを介して前記Ｏリングを最上部の燃料電池セルと当接させた状態で、前記ガス供給部によるガス供給を行うことを特徴とする燃料電池セルの搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上下方向に積み重ねられた燃料電池セルの最上部から燃料電池セルを吸着して搬送する燃料電池セルの搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池セルは、膜電極ガス拡散層接合体と、膜電極ガス拡散層接合体を挟持する一対のセパレータとを有するものが知られている。燃料電池は、このような構造を有する複数の燃料電池セルを、間にセル間シール部材としてのガスケットを介在させた状態で積層することにより製造されている。
【０００３】
燃料電池を製造する際に、事前に製造されて上下方向に積み重ねられた複数の燃料電池セルを一枚ずつ吸着して搬送し、順次に積層していく必要がある。このため、例えば下記特許文献１に記載されたセパレータ搬送装置を転用して燃料電池セルを吸着して搬送することが検討されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１１５６００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、燃料電池セルの表面にガスケットが貼り付けられているので、積み重ねられた状態で保管されている間にガスケットによって隣り合う燃料電池セル同士間にタックが発生する。このため、上述の搬送装置で燃料電池セルを吸着する際に燃料電池セルが２枚くっ付いて搬送される可能性がある。よって、燃料電池セルを一枚ずつ吸着して搬送するのは困難であった。
【０００６】
本発明は、このような技術課題を解決するためになされたものであって、燃料電池セルを一枚ずつ確実に吸着して搬送できる燃料電池セルの搬送装置を提供することを目的とする。
【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搬送装置は、上下方向に積み重ねられた複数の燃料電池セルの最上部から燃料電池セルを吸着して搬送する燃料電池セルの搬送装置であって、最上部の燃料電池セルと対向する対向面を有する搬送ハンドと、前記搬送ハンドの対向面に貼り付けられるとともに、最上部の燃料電池セルと当接する際に燃料電池セルに形成された冷却水マニホールドを取り囲み可能にされたＯリングと、最上部の燃料電池セルと最上部から２番目の燃料電池セルとの間にガスを供給するガス供給部と、を備え、前記搬送ハンドを介して前記Ｏリングを最上部の燃料電池セルと当接させた状態で、前記ガス供給部によるガス供給を行うことを特徴としている。
【０００８】
本発明に係る燃料電池セルの搬送装置では、搬送ハンドの対向面に貼り付けられるとともに、最上部の燃料電池セルと当接する際に燃料電池セルに形成された冷却水マニホールドを取り囲み可能にされたＯリングを備える。従って、搬送ハンドを介してＯリングを最上部の燃料電池セルと当接させる際に、冷却水マニホールドは搬送ハンド及びＯリングによって密閉される。しかも、搬送ハンドはＯリングのタックによって燃料電池セルを吸着することができる。
【０００９】
加えて、最上部の燃料電池セルと最上部から２番目の燃料電池セルとの間にガスを供給するガス供給部を備えており、Ｏリングを最上部の燃料電池セルと当接させた状態でガス供給部によるガス供給を行うので、供給されるガスは、最上部の燃料電池セルの冷却水マニホールドを経由して外部に漏れずに、最上部の燃料電池セルと最上部から２番目の燃料電池セルとの間に流れる。これによって、最上部の燃料電池セルと最上部から２番目の燃料電池セルとの間の内圧が高くなるので、搬送ハンドで最上部の燃料電池セルを持ち上げる時に、最上部から２番目の燃料電池セルと容易に引き剥がすことができる。その結果、燃料電池セルを一枚ずつ確実に吸着して搬送することが可能になる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、燃料電池セルを一枚ずつ確実に吸着して搬送することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】燃料電池セルを示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】実施形態に係る燃料電池セルの搬送装置を示す模式図である。
【図４】Ｏリングで冷却水マニホールドを取り囲むことを示すイメージ図である。
【図５】燃料電池セルの搬送装置の作用効果を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明に係る燃料電池セルの搬送装置の実施形態について説明するが、その前に図１及び図２を基に燃料電池セルの構造を簡単に説明する。
【００１３】
図１は燃料電池セルを示す平面図であり、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。燃料電池セル１００は、固体高分子電解質型燃料電池を構成する単セルであり、薄板状に形成されている。この燃料電池セル１００は、ＭＥＧＡ（膜電極ガス拡散層接合体  Membrane Electrode & Gas Diffusion Layer Assembly）１１０と、ＭＥＧＡ１１０の外周に配置された樹脂枠１２０と、ＭＥＧＡ１１０及び樹脂枠１２０を挟持する一対のセパレータ１３０，１３０とを備えている。
【００１４】
ＭＥＧＡ１１０は、ＭＥＡ（膜電極接合体  Membrane Electrode Assembly）１４０と、ＭＥＡ１４０の両面に配置されたガス拡散層１７０，１７０とが、一体化されたものである。ＭＥＡ１４０は、電解質膜１５０と、電解質膜１５０を挟むように接合された一対の電極１６０，１６０とからなる。電解質膜１５０は、固体高分子材料で形成されたプロトン伝導性のイオン交換膜からなる。電極１６０は、例えば、白金等の触媒を担持した例えば多孔質のカーボン素材により形成されている。電解質膜１５０の一方側に配置された電極１６０がアノード電極となり、他方側の電極１６０がカソード電極となる。ガス拡散層１７０は、例えばカーボンペーパー若しくはカーボンクロス等のカーボン多孔質体、または、金属メッシュ若しくは発泡金属等の金属多孔質体等のガス透過性を有する導電性部材によって形成されている。
【００１５】
ＭＥＧＡ１１０は燃料電池セル１００の発電部を構成しており、セパレータ１３０はＭＥＧＡ１１０のガス拡散層１７０に接するように配置されている。セパレータ１３０は、凹部１３０ａと凸部１３０ｂとを交互に繰り返すことにより波形に形成されている。凹部１３０ａの底部は平面状を呈しており、ＭＥＧＡ１１０のガス拡散層１７０と面接触している。一方、凸部１３０ｂの頂部も平面状を呈しており、図示しない隣接するセパレータ１３０の凸部１３０ｂの頂部と面接触している。
【００１６】
一対のガス拡散層１７０，１７０のうち一方のガス拡散層１７０は、それに隣接するセパレータ１３０の凸部１３０ｂとともに、燃料ガスが流れる燃料ガス流路１０１を形成している。他方のガス拡散層１７０は、それに隣接するセパレータ１３０の凸部１３０ｂとともに、酸化剤ガスが流れる酸化剤ガス流路１０２を形成している。そして、燃料ガス流路１０１の一端は後述する燃料ガス入口マニホールド１０３ａ、他端は燃料ガス出口マニホールド１０３ｆとそれぞれ連通している。酸化剤ガス流路１０２の一端は後述する酸化剤ガス出口マニホールド１０３ｃ、他端は酸化剤ガス入口マニホールド１０３ｄとそれぞれ連通している。
【００１７】
このような構造を有する燃料電池セル１００同士は、ある燃料電池セル１００のアノード電極１６０と、それに隣接する他の燃料電池セル１００のカソード電極１６０とを向き合わせた状態で積層されている。これによって、隣接するセパレータ１３０の凹部１３０ａ同士の間には、空間が形成されている。この空間は、冷却水が流れる冷却水流路になる。そして、冷却水流路の一端は後述する冷却水出口マニホールド１０３ｂ、他端は冷却水入口マニホールド１０３ｅとそれぞれ連通している。
【００１８】
図１に示すように、燃料電池セル１００の長手方向の一端部（図１では右側端部）には、燃料ガス入口マニホールド１０３ａと、冷却水出口マニホールド１０３ｂと、酸化剤ガス出口マニホールド１０３ｃとが上から順に配置されている。燃料電池セル１００の長手方向の他端部（図２では左側端部）には、酸化剤ガス入口マニホールド１０３ｄと、冷却水入口マニホールド１０３ｅと、燃料ガス出口マニホールド１０３ｆとが上から順に配置されている。
【００１９】
また、燃料電池セル１００の周縁部には、ＭＥＧＡ１１０、燃料ガス入口マニホールド１０３ａ、冷却水出口マニホールド１０３ｂ、酸化剤ガス出口マニホールド１０３ｃ、酸化剤ガス入口マニホールド１０３ｄ、冷却水入口マニホールド１０３ｅ及び燃料ガス出口マニホールド１０３ｆを取り囲むように、環状のガスケット１８０が貼り付けられている。このガスケット１８０は、ゴムや熱可塑性エラストマー等によって形成されており、セル間シール部材として燃料電池セル１００同士を積層する際に隣り合う燃料電池セル１００同士の間の空間を封止する。
【００２０】
次に、図３を基に本実施形態に係る燃料電池セルの搬送装置を説明する。図３は実施形態に係る燃料電池セルの搬送装置を示す模式図である。
【００２１】
本実施形態に係る燃料電池セルの搬送装置１は、複数の燃料電池セル１００を上下方向に積み重ねた状態で収納するセル収納部２と、セル収納部２に収納された燃料電池セル１００の最上部から燃料電池セル１００を吸着して搬送する搬送ハンド３と、搬送ハンド３に設けられたＯリング４と、セル収納部２に設けられたガス供給部５と、を備えている。
【００２２】
セル収納部２は、上方に開口しており、矩形板状の台座２１と、台座２１の四隅に立設される４本の支柱２２とを有する。図示しないが、隣接する支柱２２の間には、例えば側壁がそれぞれ配置されている。支柱２２及び側壁はそれぞれ台座２１に固定されており、燃料電池セル１００を収納する収納空間を形成する。セル収納部２に収納される燃料電池セル１００への損傷を防止するために、これらの支柱２２及び側壁は柔らかい樹脂材料等によって形成されることが好ましい。また、台座２１の略中央位置には、貫通孔２１ａが形成されている。
【００２３】
搬送ハンド３は、セル収納部２の上方に配置されており、上下方向及び横方向（すなわち、左右方向及び前後方向）に移動可能に形成されている。この搬送ハンド３は、矩形板状を呈し、セル収納部２に収納される燃料電池セル１００と対向する対向面３ａを有する。対向面３ａの大きさは、セル収納部２の開口にスムーズに挿入できるようになっている。対向面３ａには、Ｏリング４が貼り付けられている。
【００２４】
Ｏリング４は、搬送ハンド３の降下に伴って最上部の燃料電池セル１００と当接する際に、燃料電池セル１００に形成された冷却水マニホールド（すなわち、冷却水出口マニホールド１０３ｂと冷却水入口マニホールド１０３ｅ）を取り囲み可能に形成されている。より具体的には、図４に示すように、Ｏリング４は、冷却水出口マニホールド１０３ｂと対応して当接時に該冷却水出口マニホールド１０３ｂを取り囲み可能な第１のＯリング４１と、冷却水入口マニホールド１０３ｅと対応して当接時に該冷却水入口マニホールド１０３ｅを取り囲み可能な第２のＯリング４２とを有する。なお、第１のＯリング４１及び第２のＯリング４２は、例えばゴムや熱可塑性エラストマー等によって形成されている。
【００２５】
ガス供給部５は、セル収納部２の台座２１の下方に配置されており、積み重ねられた各燃料電池セル１００の冷却水出口マニホールド１０３ｂ及び冷却水入口マニホールド１０３ｅを介し、最上部の燃料電池セル１００と最上部から２番目の燃料電池セル１００との間にガスを供給する。図３に示すように、このガス供給部５は、台座２１に形成された貫通孔２１ａに挿通可能な供給管５１と、供給管５１と接続されるポンプ５２とを有する。
【００２６】
以上のように構成された燃料電池セルの搬送装置１を用いて燃料電池セル１００を吸着して搬送する際に、まず搬送ハンド３を介して第１のＯリング４１及び第２のＯリング４２を最上部の燃料電池セル１００と当接させ、第１のＯリング４１及び第２のＯリング４２を最上部の燃料電池セル１００と当接した状態を維持しつつガス供給部５によるガス供給を行う。その後、搬送ハンド３で最上部の燃料電池セル１００を持ち上げる。
【００２７】
次に、図５を参照して本実施形態に係る燃料電池セルの搬送装置１の作用効果を説明する。
【００２８】
本実施形態に係る燃料電池セルの搬送装置１では、搬送ハンド３の対向面３ａに貼り付けられるＯリング４は、最上部の燃料電池セル１００との当接時に、冷却水出口マニホールド１０３ｂを取り囲む第１のＯリング４１と、冷却水入口マニホールド１０３ｅを取り囲む第２のＯリング４２とを有する。従って、図５に示すように、搬送ハンド３を介して最上部の燃料電池セル１００と当接する状態において、最上部の燃料電池セル１００の冷却水出口マニホールド１０３ｂは搬送ハンド３及び第１のＯリング４１によって封止され、冷却水入口マニホールド１０３ｅは搬送ハンド３及び第２のＯリング４２によって封止される。しかも、このとき、搬送ハンド３は、第１のＯリング４１及び第２のＯリング４２のタックによって燃料電池セル１００を吸着することができる。
【００２９】
加えて、第１のＯリング４１及び第２のＯリング４２を最上部の燃料電池セル１００と当接させた状態でガス供給部５によるガス供給を行うので、供給されるガスは、図５中の矢印に示すように、各燃料電池セル１００の冷却水出口マニホールド１０３ｂ及び冷却水入口マニホールド１０３ｅを介して下から上に流れる。
【００３０】
上述したように、最上部の燃料電池セル１００の冷却水出口マニホールド１０３ｂが搬送ハンド３及び第１のＯリング４１、冷却水入口マニホールド１０３ｅが搬送ハンド３及び第２のＯリング４２によってそれぞれ封止されるため、供給されるガスは、最上部の燃料電池セル１００の冷却水出口マニホールド１０３ｂ及び冷却水入口マニホールド１０３ｅを経由して外部に漏れることなく、最上部の燃料電池セル１００と最上部から２番目の燃料電池セル１００との間に流れる。これによって、最上部の燃料電池セル１００と最上部から２番目の燃料電池セル１００との間の内圧が高くなるので、搬送ハンド３で最上部の燃料電池セル１００を持ち上げる時に、最上部の燃料電池セル１００を最上部から２番目の燃料電池セル１００と容易に引き剥がすことができる。その結果、燃料電池セル１００を一枚ずつ確実に吸着して搬送することができる。
【００３１】
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、上述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】
【００３２】
１    燃料電池セルの搬送装置
２    セル収納部
３    搬送ハンド
３ａ    対向面
４    Ｏリング
５    ガス供給部
２１    台座
２１ａ    貫通孔
２２    支柱
４１    第１のＯリング
４２    第２のＯリング
５１    供給管
５２    ポンプ
１００    燃料電池セル
１０３ｂ    冷却水出口マニホールド
１０３ｅ    冷却水入口マニホールド
１１０    ＭＥＧＡ
１２０    樹脂枠
１３０    セパレータ
１４０    ＭＥＡ
１５０    電解質膜
１６０    電極
１７０    ガス拡散層
１８０    ガスケット
【図１】
2020061318.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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