(57)【要約】【課題】セルの変形を抑えながらセルの位置ずれを抑制することができる燃料電池の検査装置を提供する。【解決手段】本発明に係る燃料電池の検査装置１は、セル２０間に挟まれてセル２０を保持する複数の中間板１０と、セル２０及び中間板１０に対して積層方向に荷重を付与する締結装置と、中間板１０のセル設置領域Ｗの外周側に設けられた位置調整機構３０と、を備え、位置調整機構３０は、一端が中間板１０に固定された弾性部材３１と、弾性部材３１の他端に連結され、中間板１０に隣り合う中間板に圧接される可動部材３２と、セル２０を介して可動部材３２と対向する位置に設けられた固定部材３３とを有し、可動部材３２は、中間板１０の移動に連動して積層方向とは垂直な方向に移動可能に設けられており、締結装置による締結時では、セル端部２０ａ側へ移動する可動部材３２によりセル端部２０ａが押圧され、可動部材３２及び固定部材３３によりセル２０が位置決めされる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セルを複数積層してなる燃料電池スタックの発電検査に用いられる検査装置であって、
前記セル間に挟まれて前記セルを保持する複数の中間板と、
前記セル及び前記中間板に対して積層方向に荷重を付与する締結装置と、
前記中間板におけるセル設置領域の外周側に設けられた位置調整機構と、を備え、
前記位置調整機構は、
一端が前記中間板に固定される弾性部材と、
前記弾性部材の他端に連結され、前記中間板に隣り合う中間板に圧接される可動部材と、
前記セルを介して前記可動部材と対向する位置に設けられる固定部材とを有し、
前記可動部材は、前記中間板の移動に連動して前記積層方向とは垂直な方向に移動可能に設けられており、
前記締結装置による締結時に、セル端部側へ移動する前記可動部材により前記セル端部が押圧され、前記可動部材及び前記固定部材により前記セルが位置決めされる、燃料電池の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池の検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、一般に、単セル（以下、セルとも称する）を複数積層した燃料電池スタックを備える。この燃料電池スタックを構成する各単セルの発電性能を検査するための検査装置が知られている（例えば下記特許文献１）。
【０００３】
下記特許文献１に記載された検査装置では、複数の中間板の間にセルを配置し、当該中間板及びセルを複数積層した積層体に対し、所定の締結装置により積層方向に荷重を加えた状態で発電検査を行う。この検査装置において、中間板の間に保持されるセルの位置のばらつきが生じないように、下記特許文献１では、セルの位置を規制するための凸状部材が中間板に設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−００２８５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記中間板に設けられた凸状部材は、中間板の間に挿入されたセルの左右方向の位置ずれを抑制するために、セル周縁との隙間が微小な隙間に保持された位置に設けられている。ところが、このようにセル周縁に沿って凸状部材が設けられていると、セルを挿入する際に、セルが凸状部材と干渉してセルが変形するおそれがあった。
【０００６】
そこで、本発明は、セルの変形を抑えながらセルの位置ずれを抑制することができる燃料電池の検査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】
本発明の一態様に係る燃料電池の検査装置は、セル間に挟まれてセルを保持する複数の中間板と、セル及び中間板に対して積層方向に荷重を付与する締結装置と、中間板におけるセル設置領域の外周側に設けられた位置調整機構と、を備え、位置調整機構は、一端が中間板に固定される弾性部材と、弾性部材の他端に連結され、中間板に隣り合う中間板に圧接される可動部材と、セルを介して可動部材と対向する位置に設けられる固定部材とを有し、可動部材は、中間板の移動に連動して積層方向とは垂直な方向に移動可能に設けられており、締結装置による締結時に、セル端部側へ移動する可動部材によりセル端部が押圧され、可動部材及び固定部材によりセルが位置決めされる。
【０００８】
この態様によれば、中間板に設けられた位置調整機構の可動部材は、弾性部材により当該中間板と隣り合う中間板に圧接されているため、締結時における中間板の移動に連動してセル端部側へ移動する。このように、可動部材を締結時にセル端部側へ移動可能に構成することで、締結前においては、可動部材をセル端部よりも外側に配置できるので、セルを中間板の間に挿入する際に、可動部材にセルが干渉して変形することが抑制される。締結時においては、セル端部側へ移動する可動部材によりセル端部が押圧されて可動部材及び固定部材によりセルが位置決めされるので、セル位置のばらつきを抑制することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、セルの変形を抑えながらセルの位置ずれを抑制することができる燃料電池の検査装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態における燃料電池の検査装置の概略構成を示す説明図である。
【図２】図１に示す燃料電池の検査装置に具備される位置調整機構を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００１２】
まず、本実施形態における燃料電池の検査装置の構成について説明する。図１は、本実施形態における燃料電池の検査装置の概略構成を示す説明図である。なお、図１において、後述する位置調整機構等の図示を省略している。
【００１３】
なお、燃料電池（燃料電池スタック）は、複数の燃料電池セル２０（以下、セル２０と称する）を積層させたスタック構造を有する。図示は省略しているが、セル２０は、発電体とこの発電体を挟持するセパレータとを有する。セル２０には、燃料ガスが流れる燃料ガス流路と、酸化剤ガスが流れる酸化剤ガス流路と、冷却媒体が流れる冷却媒体流路とが形成されている。発電体は、電解質膜の両面にアノードおよびカソードを接合してなる膜電極接合体を含む。
【００１４】
中間板１０は、燃料電池スタックを構成する複数のセル２０の間に配置して積層される。本実施形態では、セル２０と中間板１０とを交互に配置して積層するものとした。複数のセル２０、および、複数の中間板１０の積層体は、図示しない締結装置を用いて、図１中に白抜矢印で示したように、複数のセル２０、および、複数の中間板１０の積層方向（図１では左右方向）に荷重が加えられて締結される。本実施形態において、中間板１０には、後述する位置調整機構３０（図２参照）が設けられている。
【００１５】
なお、中間板１０は、導電性を有し、セル２０を間に配置して保持する機能を有していれば任意の構成を用いることができるが、本実施形態では、例えば図２に示すように、セル保持部１０１と、中間板締結部１０２と、該セル保持部１０１と中間板締結部１０２とを繋ぐ連結部１０３とを備えるものとした。セル保持部１０１は、中間板１０におけるセル２０を保持する部分である。中間板締結部１０２は、積層方向へ延在する軸部材（図示略）と連結される部分であり、当該軸部材と中間板締結部１０２とが連結されることにより各々の中間板１０が互いにずれることなく直列に連結される。
【００１６】
発電評価装置５０は、セル２０の発電状況を検出するための装置である。セル２０の発電状況として、例えば、セル２０の電圧や電流等を含む。発電評価装置５０は、ケーブル５１を介して、複数の中間板１０にそれぞれ接続され、中間板１０を介してセル２０の電圧や電流を取得する。なお、中間板１０にセル２０の電圧や電流をモニタするためのセルモニタを備え、セルモニタと発電評価装置５０とをケーブル５１により接続する構成であってもよい。発電評価装置５０は、セル２０の発生させる電圧、電流だけでなく、セル２０のインピーダンスや、発電時のセル２０の温度等を含むその他のデータを取得して評価しても良い。
【００１７】
なお、図示は省略しているが、本実施形態における燃料電池の検査装置１は、発電評価装置５０に接続されたデータ収集システムを備える。データ収集システムは、発電評価装置５０に接続されており、発電評価装置５０によって検出されたセル２０の発電状況に関するデータを収集する。また本実施形態における燃料電池の検査装置は、燃料電池スタックに燃料ガスを供給するための燃料ガス供給系や、燃料電池スタックに酸化剤ガスを供給するための酸化剤ガス供給系等を備える。
【００１８】
続いて、上述した燃料電池の検査装置が備える位置調整機構の構成について図２を参照しながら説明する。図２（Ａ）は、位置調整機構によりセルが位置決めされる前の状態を示す説明図であり、図２（Ｂ）は、位置調整機構によりセルが位置決めされた状態を示す説明図である。以下では、図２（Ａ）に示される、締結装置による締結前の状態（セルが位置決めされる前の状態）を、締結前とも称し、図２（Ｂ）に示される、締結装置による締結時の状態（セルが位置決めされた状態）を、締結時とも称する。なお、締結装置による締結の際には、図２（Ａ）の白抜矢印が示す方向に中間板１０が移動して中間板１０の間にセル２０が保持される。
【００１９】
図２に示すように、中間板１０には位置調整機構３０が設けられている。位置調整機構３０は、中間板１０におけるセル設置領域の外周側に位置している。つまり、締結前においては、位置調整機構３０は、中間板１０の間に保持されるセル２０とは干渉しない位置に設けられている。なお、中間板１０におけるセル設置領域とは、締結装置（図示略）により中間板１０及びセル２０を含む積層体に荷重を加えたときに、各中間板１０によってセル２０が保持される領域（図２に破線で示す符号Ｗの領域）である。
【００２０】
位置調整機構３０は、図２に示すように、弾性部材３１と、可動部材３２と、固定部材３３とを備える。固定部材３３は、セル２０を介して可動部材３２とは対向する位置（反対側の位置）に固定されている。
【００２１】
弾性部材３１は、例えば板ばね等の板状の弾性材料により構成されており、一端が中間板１０の連結部１０３に固定されている。弾性部材３１の他端には可動部材３２が連結されている。可動部材３２は、中間板１０の締結（積層方向への移動）に連動して、積層方向とは垂直な方向（図２では左右方向）に移動可能に構成されている。
【００２２】
締結前では、図２（Ａ）に示すように、可動部材３２は、弾性部材３１により中間板１０と隣り合う中間板１０ｂに圧接された状態で、セル２０周縁よりも外側（セル設置領域Ｗよりも外側）に保持されている。言い換えれば、可動部材３２は、セル２０周縁とは離間した位置に保持されている。
【００２３】
締結時では、図２（Ｂ）に示すように、締結装置によって加えられる荷重により中間板１０が積層方向（図２では上下方向）へ移動するため、中間板１０の移動に連動して可動部材３２がセル端部２０ａ側へ移動し、可動部材３２がセル端部２０ａを押圧する。可動部材３２がセル端部２０ａを押すことにより、セル２０が移動し、（可動部材３２とはセル２０を介して反対側の位置に固定された）固定部材３３にセル２０が押し当てられ、可動部材３２と固定部材３３とによりセル２０が位置決めされる。
【００２４】
以上のように、締結前においては、セルを位置決めするためのセル位置決め機構（可動部材３２及び固定部材３３）がセル２０周縁よりも外側に位置しているため、セル２０挿入時に、セル位置決め機構にセル２０が干渉してセル２０が変形することを抑制することができる。そして、締結時においては、中間板１０の移動に連動して可動部材３２がスライドしてセル端部２０ａを押圧し、これによりセル２０が移動して固定部材３３に押し当てられ、可動部材３２と固定部材３３によりセル２０が位置決めされる。このように構成することによって、セル２０の変形を抑制しながらセル２０の位置がばらつくことを低減することができ、燃料電池の発電検査の結果がばらつくことを抑えることができる。
【００２５】
以上説明した本実施形態において、可動部材３２の材料は特に限定されるものではないが、例えばナイロン等の材料が用いられる。固定部材３３等を含む位置調整機構は、図示した位置に限定されるものではなく、セル２０挿入時にセル２０が干渉しない位置に設けられ、且つ、締結時にセル２０を位置決めする機能を有していれば、任意の位置に設けることが可能である。
【００２６】
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。実施形態が備える各要素並びにその配置、材料、条件、形状及びサイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、異なる実施形態で示した構成同士を部分的に置換し又は組み合わせることが可能である。
【符号の説明】
【００２７】
１…検査装置
１０…中間板
２０…燃料電池セル
３０…位置調整機構
３１…弾性部材
３２…可動部材
３３…固定部材
５０…発電評価装置
Ｗ…セル設置領域
【図１】
2018129230.tif 000003
【図２】
2018129230.tif 000004