(57)【要約】【課題】燃料電池スタックの検査後に全ての燃料電池セルの締結解除を要しないスタック形態のままの検査手法を提供する。【解決手段】燃料電池スタックのスタック収容域を挟んで対向する第１プレートと第２プレートのうち、第１プレートは、燃料電池スタックのマニホールドプレートの側に位置し、第２プレートは、スタック他端側のエンドプレートの側に位置する。燃料電池スタックは、第１プレートの切欠を突き抜けてマニホールドプレートに接触する複数の第１シャフトと、第２プレートのス切欠を突き抜けてエンドプレートに接触する第２シャフトとにより、セル積層方向に沿って押圧される。切欠のそれぞれは、プレート端部からセル積層方向と直交する直交方向に沿って切り欠かれ、第１プレートの切欠は、マニホールドプレートのマニホールド孔とセル積層方向から見て重ならない。【選択図】図４
2018098031.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池セルを複数積層した燃料電池スタックの検査装置であって、
前記燃料電池スタックを収容するスタック収容域を挟んで対向する第１プレートと第２プレートであって、前記燃料電池スタックがスタック一端側に有するマニホールドプレートの側に位置する前記第１プレートと、前記燃料電池スタックがスタック他端側に有するエンドプレートの側に位置する前記第２プレートと、
前記第１プレートを突き抜けて前記マニホールドプレートに接触する複数の第１シャフトと前記第２プレートを突き抜けて前記エンドプレートに接触する複数の第２シャフトとを用いて、前記燃料電池スタックを前記燃料電池セルのセル積層方向に沿って押圧すると共に、前記燃料電池スタックを押圧したまま、前記セル積層方向と直交する直交方向に、前記第１プレートと前記第２プレートとに対して相対的に移動する押圧機構とを備え、
前記第１プレートは、
プレート端部から前記直交方向に沿って切り欠いた複数の切欠を、前記複数の第１シャフトが突き抜ける第１シャフト切欠として備え、
前記第２プレートは、
プレート端部から前記第1シャフト切欠と同じ方向に沿って切り欠いた複数の切欠を、前記複数の第２シャフトが突き抜ける第２シャフト切欠として備え、
前記第１シャフト切欠は、前記マニホールドプレートが有するガスと冷却冷媒とのマニホールド孔と、前記セル積層方向から見て重ならない位置に設けられている、
燃料電池スタックの検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池スタックの検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池スタックは、発電単位となる燃料電池セルを複数積層して備える。燃料電池セルは、燃料電池スタックにおいて必ず積層されることから、積層形態を採って燃料電池セルの検査を行う検査手法が提案されている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−２０３７３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の特許文献は、ガス・冷媒供給が可能な中間プレートを燃料電池セルの間に組み込んだ形態での検査手法と、燃料電池セル同士を積層したスタック形態での検査手法を提案している。ところが、いずれの検査手法にあっても、検査後に全ての燃料電池セルの締結解除とセル取り出しを前提としているので、検査後に、全ての燃料電池セルを改めてスタック状とする必要があり、改善の余地がある。こうしたことから、燃料電池スタックの検査後に全ての燃料電池セルの締結解除を要しないスタック形態のままの検査手法が要請されるに到った。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
【０００６】
（１）本発明の一形態によれば、燃料電池スタックの検査装置が提供される。この燃料電池スタックの検査装置は、燃料電池セルを複数積層した燃料電池スタックの検査装置であって、前記燃料電池スタックを収容するスタック収容域を挟んで対向する第１プレートと第２プレートであって、前記燃料電池スタックがスタック一端側に有するマニホールドプレートの側に位置する前記第１プレートと、前記燃料電池スタックがスタック他端側に有するエンドプレートの側に位置する前記第２プレートと、前記第１プレートを突き抜けて前記マニホールドプレートに接触する複数の第１シャフトと前記第２プレートを突き抜けて前記エンドプレートに接触する複数の第２シャフトとを用いて、前記燃料電池スタックを前記燃料電池セルのセル積層方向に沿って押圧すると共に、前記燃料電池スタックを押圧したまま、前記セル積層方向と直交する直交方向に、前記第１プレートと前記第２プレートとに対して相対的に移動する押圧機構とを備える。そして、前記第１プレートは、プレート端部から前記セル積層方向と直交する直交方向に沿って切り欠いた複数の切欠を、前記複数の第１シャフトが突き抜ける第１シャフト切欠として備え、前記第２プレートは、プレート端部から前記第１シャフト切欠と同じ方向に沿って切り欠いた複数の切欠を、前記複数の第２シャフトが突き抜ける第２シャフト切欠として備え、前記第１シャフト切欠は、前記マニホールドプレートが有するガスと冷却冷媒とのマニホールド孔と、前記セル積層方向から見て重ならない位置に設けられている。
【０００７】
この形態の燃料電池スタックの検査装置は、スタック収容域に収容した燃料電池スタックを、第１プレートを突き抜けた複数の第１シャフトと第２プレートを突き抜けた複数の第２シャフトでセル積層方向に沿って押圧し、スタック収容域の燃料電池セルを締結してスタック形態とする。よって、この形態の燃料電池スタックの検査装置は、ストック形態での燃料電池スタックのガスリークや発電性能の検査を可能とする。複数の第１シャフトが突き抜ける第１シャフト切欠は、燃料電池スタックが有するマニホールドプレートのマニホールド孔とセル積層方向から見て重ならないので、検査において必要なガスや冷却媒体を、燃料電池スタックにおけるマニホールドプレートのマニホールド孔に供給でき、燃料電池スタックの検査に支障を来さない。
【０００８】
また、この形態の燃料電池スタックの検査装置は、検査終了後も複数の第１シャフトと第２シャフトで燃料電池スタックを用いて押圧機構により押圧しておくことで、燃料電池スタックをセル積層方向に締結したスタック形態のままとできる。スタック形態をもたらしている複数の第１シャフトと第２シャフトは、プレート端部からセル積層方向と直交する直交方向に沿って切り欠かれた第１シャフト切欠と第２シャフト切欠にそれぞれ位置する。よって、スタック収容域の燃料電池スタックを押圧している押圧機構を第１プレートと第２プレートとに対して相対的に切欠に沿って移動することで、複数の第１シャフトと第２シャフトを、これらシャフトにより燃料電池スタックがスタック形態とされたまま、それぞれプレート端部の側から離れるようにできる。この結果、この形態の燃料電池スタックの検査装置によれば、燃料電池スタックの検査後に全ての燃料電池セルの締結解除を要しない。
【０００９】
また、この形態の燃料電池スタックの検査装置は、以下の効果も奏する。スタック形態での燃料電池スタックの検査において、検査不良があると、その検査不良の燃料電池セルの交換が必要となる。この形態の燃料電池スタックの検査装置では、検査不良があった場合には、第１シャフトと第２シャフトによる押圧を解除することで、燃料電池スタックにおける燃料電池セルの締結が解かれる。そして、検査不良の燃料電池セルの交換の後に、再度、第１シャフトと第２シャフトによる押圧を行うことで、燃料電池スタックを締結してスタック状態とできる。この結果、この形態の燃料電池スタックの検査装置によれば、容易、且つ速やかに検査不良セルの交換が可能であると共に、この際に検査不良でない燃料電池セルの取り外しも要しない。
【００１０】
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能である。例えば、燃料電池スタックの製造装置や燃料電池スタックの検査方法等の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態の燃料電池スタック検査装置の概略構成を斜視にて示す説明図である。
【図２】燃料電池スタック検査装置の概略構成を側面視して示す説明図である。
【図３】図２における３−３線に沿ってＸ軸方向から燃料電池スタックのマニホールドプレートの概略を平面視して示す説明図である。
【図４】図２における４−４線に沿ってＸ軸方向から第１プレートを平面視して示す説明図である。
【図５】図２における５−５線に沿って−Ｘ軸方向から燃料電池スタックのエンドプレートの概略を平面視して示す説明図である。
【図６】図２における６−６線に沿って−Ｘ軸方向から第２プレートを平面視して示す説明図である。
【図７】スタック収容域で積層済みの燃料電池スタックに対して行う検査前第１工程の様子を示す説明図である。
【図８】スタック収容域で積層済みの燃料電池スタックに対して行う検査前第２工程の様子を示す説明図である。
【図９】スタック収容域で積層済みの燃料電池スタックに対して行う検査工程の様子を示す説明図である。
【図１０】スタック収容域から次工程への燃料電池スタックの搬送の様子を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、本実施形態の燃料電池スタック検査装置１００の概略構成を斜視にて示す説明図である。図２は、燃料電池スタック検査装置１００の概略構成を側面視して示す説明図である。なお、これらの図と図３以降の各図においては、セル積層方向をＸ軸、セル幅方向をＹ軸、セル高さ方向をＺ軸と表記し、燃料電池スタックＦＣＳをＸＹ平面においてＸ軸に沿って積層されたものとして示す。そして、構成部材の動きや配置を示す際には、必要に応じてＸＹＺの軸表記を用いることとする。
【００１３】
燃料電池スタック検査装置１００は、燃料電池セルＦＣを複数積層した燃料電池スタックＦＣＳの検査に用いる検査装置であり、装置ベース１１０と、第１プレート２００と、第２プレート３００と、第１プレート補助治具２３０と、第２プレート補助治具３２０とを備える。装置ベース１１０は、燃料電池スタックＦＣＳを収容するスタック収容域１３０を、後述の第１プレート２００および第２プレート３００と共に形成するプレート体である。燃料電池スタックＦＣＳは、スタック収容域１３０におけるセル積層を経て形成され、マニホールドプレートＦＣｍとエンドプレートＦＣｅとの間に、集電プレートＦＣｔを介在させて複数の燃料電池セルＦＣを積層している。
【００１４】
第１プレート２００と第２プレート３００は、スタック収容域１３０を挟んで対向するプレートであり、第１プレート２００は、燃料電池セルＦＣがスタック一端側に有するマニホールドプレートＦＣｍの側に位置する。第２プレート３００は、燃料電池スタックＦＣＳがスタック他端側に有するエンドプレートＦＣｅの側に位置し、装置ベース１１０と固定されている。燃料電池スタック検査装置１００は、第２プレート３００の各コーナー部からプレート保持シャフト１２０を水平にＸ軸に沿って備える。第１プレート２００は、このプレート保持シャフト１２０に沿って移動可能とされ、セル締結の際には、Ｘ軸に沿って移動する。第１プレート２００のＸ軸に沿った移動については後述する。
【００１５】
第１プレート補助治具２３０は、複数のストッパシャフト２１０、詳しくは、後述するように５本のストッパシャフト２１０と、第１プレート押圧シャフト２２０とを備える。ストッパシャフト２１０は、第１プレート２００を突き抜けて燃料電池スタックＦＣＳに向けてＸ軸方向に延び、燃料電池スタックＦＣＳの締結前にあっては、図２に示すように、マニホールドプレートＦＣｍの手前に位置する。そして、燃料電池スタックＦＣＳの締結時には、燃料電池スタックＦＣＳのマニホールドプレートＦＣｍに接触するまで、第１プレート補助治具２３０によりＸ軸に沿って迫り出され、燃料電池スタックＦＣＳが燃料電池セルＦＣのセル積層方向に沿って押圧される際のストッパとして機能する。この第１プレート押圧シャフト２２０は、第１シャフトに相当する。
【００１６】
第１プレート押圧シャフト２２０は、第１プレート２００に向けてＸ軸方向に延び、燃料電池スタックＦＣＳの締結前にあっては、図２に示すように、第１プレート２００に接触して位置する。そして、燃料電池スタックＦＣＳの締結時には、第１プレート押圧シャフト２２０は、第１プレート２００が燃料電池スタックＦＣＳのマニホールドプレートＦＣｍに接触するまで、第１プレート補助治具２３０によりＸ軸に沿って迫り出される。つまり、第１プレート２００は、マニホールドプレートＦＣｍと第１プレート２００との間の間隙を燃料電池セルＦＣの積層の際のいわゆる遊びとして確保して、第２プレート３００と共にスタック収容域１３０を形成する。燃料電池スタック検査装置１００は、このスタック収容域１３０において、装置ベース１１０にスタック保持座１１２を備える。燃料電池スタックＦＣＳを構成するそれぞれの燃料電池セルＦＣとマニホールドプレートＦＣｍ、エンドプレートＦＣｅおよび集電プレートＦＣｔは、このスタック保持座１１２で水平に保持された状態で、Ｘ軸方向に沿って積層され、燃料電池スタックＦＣＳを構成する。なお、第１プレート２００は、スタック保持座１１２と干渉することなく、Ｘ軸方向に沿って移動可能である。
【００１７】
第２プレート補助治具３２０は、複数の押圧シャフト３１０、詳しくは、後述するように３本の押圧シャフト３１０を備える。押圧シャフト３１０は、第２プレート３００を突き抜けて燃料電池スタックＦＣＳに向けてＸ軸方向に進退し、燃料電池スタックＦＣＳの締結前にあっては、図２に示すように、第２プレート３００の手前に位置する。そして、燃料電池スタックＦＣＳの締結時には、押圧シャフト３１０は、燃料電池スタックＦＣＳのエンドプレートＦＣｅに接触するまで、第２プレート補助治具３２０によりＸ軸に沿って迫り出され、燃料電池スタックＦＣＳをセル積層方向に沿って押圧する。押圧シャフト３１０の押圧による燃料電池スタックＦＣＳの締結は、燃料電池車両に搭載される際の締結力が得られるようになされる。この押圧シャフト３１０は、第２シャフトに相当する。
【００１８】
上記構成を備える第１プレート補助治具２３０と第２プレート補助治具３２０は、それぞれ既述したシャフトを備えたまま、図示しない保持治具で保持されている。この保持治具は、ＸＹＺ軸の３次元駆動機構を備え、上記の両補助治具を、保持状態のまま、装置ベース１１０に対して上下動させると共に、ＸＹ平面において水平搬送する。第１プレート補助治具２３０と第２プレート補助治具３２０は、上記の保持治具と共に押圧機構を構成する。
【００１９】
次に、第１プレート２００とマニホールドプレートＦＣｍとの関係、および第２プレート３００とエンドプレートＦＣｅとの関係について説明する。図３は、図２における３−３線に沿ってＸ軸方向から燃料電池スタックＦＣＳのマニホールドプレートＦＣｍの概略を平面視して示す説明図である。図４は、図２における４−４線に沿ってＸ軸方向から第１プレート２００を平面視して示す説明図である。図５は、図２における５−５線に沿って−Ｘ軸方向から燃料電池スタックＦＣＳのエンドプレートＦＣｅの概略を平面視して示す説明図である。図６は、図２における６−６線に沿って−Ｘ軸方向から第２プレート３００を平面視して示す説明図である。
【００２０】
図３に示すように、マニホールドプレートＦＣｍは、Ｙ軸方向の右側プレート端に、燃料ガス・エアーおよび冷却水（冷却冷媒）の供給マニホールド孔Ｍ１を備え、Ｙ軸方向の左側プレート端に、燃料ガス排出マニホールド孔Ｍ２と、エアー排出マニホールド孔Ｍ３とを備え、供給マニホールド孔Ｍ１の近傍に冷却水排出マニホールド孔Ｍ４を備える。そして、マニホールドプレートＦＣｍは、各マニホールド孔をガスケットＧ１〜Ｇ４で取り囲み、シールする。よって、マニホールドプレートＦＣｍに、上記した各マニホールド孔とＹＺ平面において同じ位置に燃料ガス・エアーおよび冷却水の給排開口を有する図示しないプレートが押し付けられれば、燃料電池スタックＦＣＳには、燃料ガス・エアーおよび冷却水がプレートを介して給排可能となる。
【００２１】
マニホールドプレートＦＣｍの側に位置する第１プレート２００は、図４に示すように、三筋の切欠２０２を備え、それぞれの切欠２０２は、Ｚ軸方向のプレート端部からセル積層方向であるＸ軸と直交する直交方向、即ちＺ軸に沿って切り切り欠かれている。図４に示すＹ軸方向両端の切欠２０２には、２本のストッパシャフト２１０が入り込み、中央の２０２には、１本のストッパシャフト２１０が入り込んでいる。よって、それぞれの切欠２０２は、複数のストッパシャフト２１０が第１プレート２００を突き抜ける第１シャフト切欠となる。そして、それぞれの切欠２０２は、図４に示すように、マニホールドプレートＦＣｍが有する図３の供給マニホールド孔Ｍ１や燃料ガス排出マニホールド孔Ｍ２、エアー排出マニホールド孔Ｍ３および冷却水排出マニホールド孔Ｍ４とセル積層方向（Ｘ軸方向）から見て重ならない位置に設けられている。
【００２２】
また、第１プレート２００は、燃料ガス・エアーおよび冷却水の供給配管が接続される供給ポート２３１と、燃料ガスの排出配管が接続されるガス排出ポート２３２と、エアーの排出配管が接続されるエアー排出ポート２３３と、冷却水の排出配管が接続される冷却水排出ポート２３４を備える。そして、供給ポート２３１は供給マニホールド孔Ｍ１に、ガス排出ポート２３２は燃料ガス排出マニホールド孔Ｍ２に、エアー排出ポート２３３はエアー排出マニホールド孔Ｍ３に、冷却水排出ポート２３４は冷却水排出マニホールド孔Ｍ４に、それぞれセル積層方向（Ｘ軸方向）から見て重なる位置に設けられている。
【００２３】
図５に示すように、エンドプレートＦＣｅは、締結ポイントＴＰを、図１に示す燃料電池スタックＦＣＳが、図示しないケーシングに収納された状態で例えば燃料電池車両に搭載される際に押圧される押圧位置とする。このエンドプレートＦＣｅの側に位置する第２プレート３００は、図６に示すように、三筋の切欠３０２を備え、それぞれの切欠３０２は、Ｚ軸方向のプレート端部から第１プレート２００の切欠２０２と同じ方向、即ちＺ軸に沿って切り切り欠かれている。図６に示すそれぞれの切欠３０２には、第２プレート補助治具３２０から延びた押圧シャフト３１０が入り込み、そのシャフト入り込み位置は、エンドプレートＦＣｅの締結ポイントＴＰと重なるようにされている。よって、それぞれの切欠３０２は、複数の押圧シャフト３１０が第２プレート３００を突き抜ける第２シャフト切欠となる。
【００２４】
次に、上記した燃料電池スタック検査装置１００を用いた燃料電池スタックＦＣＳの検査について説明する。図７は、スタック収容域１３０で積層済みの燃料電池スタックＦＣＳに対して行う検査前第１工程の様子を示す説明図である。図８は、スタック収容域１３０で積層済みの燃料電池スタックＦＣＳに対して行う検査前第２工程の様子を示す説明図である。図９は、スタック収容域１３０で積層済みの燃料電池スタックＦＣＳに対して行う検査工程の様子を示す説明図である。図１０は、スタック収容域１３０から次工程への燃料電池スタックＦＣＳの搬送の様子を示す説明図である。
【００２５】
燃料電池スタックＦＣＳの検査に当たっては、まず、図２に示したようにスタック収容域１３０に遊びがある状態において、第２プレート３００の側から、エンドプレートＦＣｅ、集電プレートＦＣｔ、積層枚数分の燃料電池セルＦＣ、集電プレートＦＣｔおよびマニホールドプレートＦＣｍの順に積層する。こうしたセル積層に続く図７の検査前第１工程では、第１プレート２００の切欠２０２を突き抜けたストッパシャフト２１０を、図中の矢印Ａに示すように、第１プレート補助治具２３０によりＸ軸方向に沿って迫り出して、５本のストッパシャフト２１０のそれぞれを、燃料電池スタックＦＣＳのマニホールドプレートＦＣｍに接触させる。これにより、５本のストッパシャフト２１０は、燃料電池スタックＦＣＳが燃料電池セルＦＣのセル積層方向に沿って押圧される際のストッパとしてそれぞれ機能する。つまり、燃料電池スタックＦＣＳは、スタック収容域１３０に積層・収容された状態で、５数のストッパシャフト２１０でセル積層方向に支えられることになる。
【００２６】
図８の検査前第２工程では、図中の矢印Ｂに示すように、第１プレート補助治具２３０により第１プレート２００を第１プレート押圧シャフト２２０でマニホールドプレートＦＣｍに向けて押し付け、第１プレート２００を、マニホールドプレートＦＣｍに接触させる。マニホールドプレートＦＣｍと第１プレート２００との接触により、スタック収容域１３０では、遊びがない状態で燃料電池スタックＦＣＳの燃料電池セルＦＣ等が積層することになると共に、第１プレート２００の図４の供給ポート２３１、ガス排出ポート２３２、エアー排出ポート２３３および冷却水排出ポート２３４は、それぞれマニホールドプレートＦＣｍの供給マニホールド孔Ｍ１、燃料ガス排出マニホールド孔Ｍ２、エアー排出マニホールド孔Ｍ３および冷却水排出マニホールド孔Ｍ４にＸ軸方向において重なる。
【００２７】
マニホールドプレートＦＣｍに対する第１プレート２００の接触は、マニホールドプレートＦＣｍの上記した各マニホールド孔をそれぞれ取り囲むガスケットＧ１〜Ｇ４が圧縮されてシール機能を発揮するようになされる。このため、図４に示す第１プレート２００の供給マニホールド孔Ｍ１〜冷却水排出マニホールド孔Ｍ４の各マニホールド孔に燃料ガス・エアーおよび冷却水の給排管を接続すれば、燃料電池スタックＦＣＳへの燃料ガス・エアーおよび冷却水の給排が可能となる。なお、第１プレート押圧シャフト２２０によるマニホールドプレートＦＣｍと第１プレート２００との接触は、マニホールドプレートＦＣｍがそれぞれのマニホールド孔を取り囲むガスケットＧ１〜Ｇ４が圧縮されてシール機能を発揮するようになされるので、Ｘ軸方向に沿った燃料電池スタックＦＣＳのストッパ機能は、依然として５本のストッパシャフト２１０でなされている。
【００２８】
図９の検査工程では、第２プレート３００の切欠３０２を突き抜けた押圧シャフト３１０を、図中の矢印Ｃに示すように、第２プレート補助治具３２０によりＸ軸方向に沿って迫り出して、３本の押圧シャフト３１０のそれぞれで、燃料電池スタックＦＣＳのエンドプレートＦＣｅをＸ軸方向に沿って押圧する。この押圧により、燃料電池スタックＦＣＳは、既述したように規定の締結力で締結される。これにより、燃料電池スタック検査装置１００は、スタック収容域１３０に積層・収容済みの燃料電池スタックＦＣＳを車両搭載時における所定の締結力で締結したスタック形態とし、このストック形態での燃料電池スタックＦＣＳのガスリークや発電性能の検査を可能とする。このように締結された後、図４に示す第１プレート２００の供給マニホールド孔Ｍ１〜冷却水排出マニホールド孔Ｍ４の各マニホールド孔に燃料ガス・エアーおよび冷却水の給排管Ｐを接続して燃料電池スタックＦＣＳへの燃料ガス・エアーおよび冷却水の給排を継続し、燃料電池スタックＦＣＳを発電運転する。そして、この発電運転の間において、燃料電池セルＦＣの発電状況をセル検査装置ＣＭで個々のセルについて発電検査すると共に、ガスや冷却水のリークを検査する。
【００２９】
燃料電池スタックＦＣＳのセル発電検査やリーク検査が終了しても、燃料電池スタック検査装置１００は、５本のストッパシャフト２１０と３本の押圧シャフト３１０による締結を継続するので、燃料電池スタックＦＣＳをＸ軸方向（セル積層方向）に締結したスタック形態のままとする。スタック形態をもたらしている５本のストッパシャフト２１０と３本の押圧シャフト３１０は、第１プレート２００と第２プレート３００にセル積層方向と直交するＺ軸方向に沿って切り欠かれた切欠２０２と切欠３０２にそれぞれ位置する。よって、燃料電池スタック検査装置１００は、第１プレート補助治具２３０と第２プレート補助治具３２０とを、図示しない保持治具で、図１０の矢印Ｄに示すＺ軸方向、即ち切欠２０２や切欠３０２に沿って上昇させる。この補助治具上昇により、５本のストッパシャフト２１０と３本の押圧シャフト３１０は、図１０に示すように、これらシャフトにより燃料電池スタックＦＣＳがスタック形態とされたまま、第１プレート２００および第２プレート３００のプレート上端端部の側から離れることになる。そして、燃料電池スタック検査装置１００は、上昇させた第１プレート補助治具２３０と第２プレート補助治具３２０とを、スタック状態の燃料電池スタックＦＣＳと共に、次工程に搬送する。なお、第１プレート２００と第２プレート３００とがスタック収容域１３０の燃料電池スタックＦＣＳに対して相対的に切欠２０２や切欠３０２に沿って移動すればよいので、上記の両プレート補助治具の上昇に代えて、第１プレート２００と第２プレート３００とを装置ベース１１０ごとＺ軸方向に沿って降下させてもよい。
【００３０】
以上説明した本実施形態の燃料電池スタック検査装置１００は、スタック収容域１３０に収容した燃料電池スタックＦＣＳを、マニホールドプレートＦＣｍと集電プレートＦＣｔおよび燃料電池セルＦＣがスタック状に積層・締結されたスタック形態とし、このストック形態で、燃料電池スタックＦＣＳのガスリークや発電性能を検査する。本実施形態の燃料電池スタック検査装置１００は、５本のストッパシャフト２１０が突き抜けるそれぞれの切欠２０２を、燃料電池スタックＦＣＳのマニホールドプレートＦＣｍの供給マニホールド孔Ｍ１〜冷却水排出マニホールド孔Ｍ４の各マニホールド孔とセル積層方向から見て重ならないように備える。よって、本実施形態の燃料電池スタック検査装置１００によれば、燃料電池スタックＦＣＳに発電運転およびその間の検査において必要なガス・冷却水を支障なく上記の各マニホールド孔から給排できると共に、ストック形態での燃料電池スタックＦＣＳのガスや冷却水のリーク検査にも支障を来さない。
【００３１】
本実施形態の燃料電池スタック検査装置１００は、検査終了後も５本のストッパシャフト２１０と３本の押圧シャフト３１０による締結を継続して、燃料電池スタックＦＣＳをセル積層方向に締結したスタック形態のままとする。その上で、本実施形態の燃料電池スタック検査装置１００は、スタック形態をもたらしている５本のストッパシャフト２１０と３本の押圧シャフト３１０とを切欠２０２或いは切欠３０２に沿って移動することで、スタック形態の燃料電池スタックＦＣＳと共に次工程への搬送を可能とする。この結果、本実施形態の燃料電池スタック検査装置１００によれば、燃料電池スタックＦＣＳのガス・冷却水のリーク検査やセルの発電状況検査の後の燃料電池セルＦＣの締結解除、および再締結を全て省略できる。
【００３２】
本実施形態の燃料電池スタック検査装置１００には、次の利点もある。図９に示すスタック形態での燃料電池スタックＦＣＳの検査において、リークや発電の検査不良があれば、燃料電池スタック検査装置１００は、第２プレート補助治具３２０により押圧シャフト３１０をＸ軸方向に沿って退避させて、押圧シャフト３１０によるスタック押圧を解除する。また、燃料電池スタック検査装置１００は、押圧シャフト３１０の退避の後に、第１プレート補助治具２３０によりストッパシャフト２１０と第１プレート２００もＸ軸方向に沿って退避させる。これにより、燃料電池スタックＦＣＳにおける燃料電池セルＦＣの締結が解かれるので、検査不良となった燃料電池セルＦＣを取り外して、新たな燃料電池セルＦＣを燃料電池スタックＦＣＳに組み込み・交換できる。このセル交換の後、燃料電池スタック検査装置１００は、再度、第１プレート補助治具２３０によるストッパシャフト２１０のＸ軸方向に沿った迫り出しと、第２プレート補助治具３２０による押圧シャフト３１０のＸ軸方向に沿った迫り出しとを、この順に順次実行して、既述したように燃料電池スタックＦＣＳを締結してスタック状態とする。この結果、本実施形態の燃料電池スタック検査装置１００によれば、容易、且つ速やかに検査不良セルを交換できると共に、この際に検査不良でない燃料電池セルＦＣの取り外しを必要としない。これにより、検査不良に伴う工数の低減、延いてはコスト低減を図ることができる。なお、第１プレート補助治具２３０によるストッパシャフト２１０のＸ軸方向に沿った再迫り出しの際に、第１プレート２００についても第１プレート補助治具２３０により再迫り出しを行ってもよい。
【００３３】
本実施形態の燃料電池スタック検査装置１００は、燃料電池スタックＦＣＳの締結の際にストッパとして機能するストッパシャフト２１０を、マニホールドプレートＦＣｍの供給マニホールド孔Ｍ１〜冷却水排出マニホールド孔Ｍ４の各マニホールド孔とセル積層方向から見て重ならない切欠２０２に配設した上で、ストッパシャフト２１０の本数を５本とした。マニホールドプレートＦＣｍは、燃料電池スタックＦＣＳの車両搭載時には、エンドプレートＦＣｅにおける締結ポイントＴＰに対応した数の荷重受けポイントで締結荷重を受けるが、本実施形態の燃料電池スタック検査装置１００は５本のストッパシャフト２１０で締結荷重を受けるので、荷重受けポイント数が増える分、個々のストッパシャフト２１０を小径とできる。よって、切欠２０２についても切欠幅を狭くできるので、マニホールドプレートＦＣｍの供給マニホールド孔Ｍ１〜冷却水排出マニホールド孔Ｍ４の各マニホールド孔とセル積層方向から見て切欠２０２が重ならないようにすることが容易となる。
【００３４】
本発明は、上述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することができる。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、上述の課題の一部または全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部または全部を達成するために、適宜、差し替えや組み合わせを行うことが可能である。また、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、削除することが可能である。
【００３５】
既述した実施形態では、第１プレート補助治具２３０の第１プレート補助治具２３０により第１プレート２００をプレート保持シャフト１２０に沿って移動するが、第１プレート２００を、トグルクランプ等により単独でプレート保持シャフト１２０に沿って移動および固定させてもよい。
【００３６】
既述した実施形態では、装置ベース１１０のスタック保持座１１２により燃料電池セルＦＣやマニホールドプレートＦＣｍ等を水平に保持して燃料電池スタックＦＣＳの積層を図ったが、装置ベース１１０を、第２プレート補助治具３２０の側が下方側となるように傾斜させて、燃料電池スタックＦＣＳの締結を図ってもよい。
【００３７】
既述した実施形態では、第２プレート３００を突き抜ける押圧シャフト３１０で燃料電池スタックＦＣＳを押圧したが、第１プレート２００を突き抜けるシャフトにより燃料電池スタックＦＣＳを押圧してもよい。また、第１プレート２００を突き抜けるシャフトと第２プレート３００を突き抜けるシャフトの双方で、燃料電池スタックＦＣＳを押圧してもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１００…燃料電池スタック検査装置
１１０…装置ベース
１１２…スタック保持座
１２０…プレート保持シャフト
１３０…スタック収容域
２００…第１プレート
２０２…切欠
２１０…ストッパシャフト
２２０…第１プレート押圧シャフト
２３０…第１プレート補助治具
２３１…供給ポート
２３２…ガス排出ポート
２３３…エアー排出ポート
２３４…冷却水排出ポート
３００…第２プレート
３０２…切欠
３１０…押圧シャフト
３２０…第２プレート補助治具
ＣＭ…セル検査装置
ＦＣ…燃料電池セル
ＦＣＳ…燃料電池スタック
ＦＣｅ…エンドプレート
ＦＣｍ…マニホールドプレート
ＦＣｔ…集電プレート
Ｇ１…ガスケット
Ｍ１…供給マニホールド孔
Ｍ２…燃料ガス排出マニホールド孔
Ｍ３…エアー排出マニホールド孔
Ｍ４…冷却水排出マニホールド孔
Ｐ…給排管
ＴＰ…締結ポイント
【図１】
2018098031.tif 000003
【図２】
2018098031.tif 000004
【図３】
2018098031.tif 000005
【図４】
2018098031.tif 000006
【図５】
2018098031.tif 000007
【図６】
2018098031.tif 000008
【図７】
2018098031.tif 000009
【図８】
2018098031.tif 000010
【図９】
2018098031.tif 000011
【図１０】
2018098031.tif 000012