(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
膜電極接合体を第１および第２のセパレータプレートで挟持した燃料電池セルの組立装置であって、
複数の部材を順に積層して前記燃料電池セルを組み立てるための複数の組立工程に対応する複数の工程部と、
各工程部の組立工程に従って組み立てられた各ワークを、それぞれ次の組立工程に対応する工程部に搬送する搬送部と、を備え、
前記各工程部は、前記複数の部材のうち、少なくとも、先頭の組立工程で用いられる第１の部材に設けられた少なくとも２つの基準穴に挿入され、前記複数の部材の積層方向に沿って延びる少なくとも２つの位置決めピンを基準として、それぞれ、対応する組立工程を実行し、
前記搬送部は、各位置決めピンに設けられた支持部により、前記各工程部で組み立てられたワークを前記積層方向の下側から支持しつつ、前記各位置決めピンに設けられた被把持部を把持することにより、前記各工程部で組み立てられたワークを、それぞれ、次の組立工程に対応する工程部に搬送する
ことを特徴とする燃料電池セルの組立装置。
【請求項２】
請求項１記載の燃料電池セルの組立装置であって、
前記第１の部材は、前記第１および第２のセパレータプレートのいずれか一方であることを特徴とする燃料電池セルの組立装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の燃料電池セルの組立装置であって、
前記少なくとも２つの基準穴は、前記第１の部材の面内の中心に対して点対称で、かつ、前記中心からの間隔が大きくなるように配置されていることを特徴とする燃料電池セルの組立装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の燃料電池セルの組立装置であって、
前記複数の工程部のうち、接着剤を塗布する工程に対応する工程部および前記複数の部材のうちのいずれかの部材を積層する工程に対応する工程部には、それぞれ、前記各位置決めピンを着脱可能に固定する固定手段が設けられていることを特徴とする燃料電池セルの組立装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の燃料電池セルの組立装置であって、
前記複数の工程部のうち、前記複数の部材を積層した積層体に対して積層方向の両側から加熱および加圧する工程に対応する工程部には、前記各位置決めピンの前記積層方向の両側の型部への接触を抑制する逃がし部が設けられていることを特徴とする燃料電池セルの組立装置。
【請求項６】
燃料電池セルの組立方法であって、
複数の工程部により、複数の部材を順に積層して前記燃料電池セルを組み立てるための複数の組立工程と、
各組立工程に従って組み立てられた各ワークを、それぞれ次の組立工程に対応する工程部に搬送する搬送工程と、を備え、
前記各工程部に対応する組立工程は、前記複数の部材のうち、少なくとも、先頭の組立工程で用いられる第１の部材に設けられた少なくとも２つの基準穴に挿入され、前記複数の部材の積層方向に沿って延びる少なくとも２つの位置決めピンを基準として、それぞれ、実行され、
前記搬送工程は、各位置決めピンに設けられた支持部により、前記各工程部で組み立てられたワークを前記積層方向の下側から支持しつつ、前記各位置決めピンに設けられた被把持部を把持することにより、前記各工程部で組み立てられたワークを、それぞれ、次の組立工程に対応する工程部に搬送する
ことを特徴とする燃料電池セルの組立方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池セルの組立装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池セルの組立工程には、大きく、ベース部材セット（ベース部材積層工程）、接着剤（シール剤）塗布工程、部材積層工程、接着剤硬化工程、回収工程があげられる。この燃料電池セルの組立に要する時間を短縮して量産性の向上を図る一つの手法として、各工程を分割し、各工程のみをそれぞれ実行する工程部の間で、前の工程部におけるその工程を終了したワークを次の工程部に搬送することが考えられる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかし、上記従来技術の場合において、前の工程部でその工程を終了したワークを次の工程部に搬送する場合には、ワークの位置決めを精度良く行なう必要があるが、従来技術における搬送手段では、搬送手段が大掛かりな構造になってしまうため、搬送コストがかかる、という問題がある。
【０００４】
ここで、各積層部材の位置決めを行う手法として、部材の基準穴に位置決ピンを挿入する手法が開示されている（例えば、特許文献２参照）。また、ジグパレットやジグプレートを用いて複数のセルを同時に接着する手法も開示されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００５】
そして、上記特許文献１および２の技術を組み合わせて、ジグプレートやジグパレットに位置決めピンを立てておき、そこに、カソード側のセパレータ、膜電極接合体、ガス流路部等の部材を、順次積層し、アノード側のセパレータで挟み込んで、ジグプレートごとホットプレス装置に入れて、接着剤を硬化させる組立手法も提案されている。この組立手法における各工程を分割する場合には、各工程を実行する工程部間の搬送手法として、位置決めピンが立てられたジグプレート自体（以下、「位置決めジグプレート」と呼ぶ）を搬送ジグとして用いて実行することが考えられる。
【０００６】
各工程を分割する場合に必要とする位置決めジグプレート数は、（工程数＋ジグプレートを冷却するためのバッファ数＋予備）となり、工程を分割すればするほど多くの位置決めジグプレートが必要となる。また、この位置決めジグプレートは、寸法管理すべき項目が、例えば、プレート平面度、ピン距離、ピン真直度、ピン径等と、非常に多くなる。さらに、先頭工程には位置決めジグプレートの検査工程を必要とする可能性もある。
【０００７】
また、燃料電池セルの組立工程においては、シール剤である接着剤の硬化の工程が必要であるため加熱と冷却を繰り返す必要があり、位置決めジグプレートを用いる場合、特許文献１で示した場合のような大掛かりな搬送装置は必要ないが、温度変化に応じた寸法管理のためのメンテナンスコストが高くなる、という問題がある。
【０００８】
また、位置決めジグプレートを用いた場合、上記したように、ホットプレス装置に、ジグプレートごと搭載するために、ジグプレートをも加熱することになり、余分な熱量が必要となるので、このホットプレス装置による接着工程の時間短縮のネックとなっている、という問題がある。また、加熱したジグプレートの冷却のための時間も必要であり、上記した冷却バッファが必要となる、という問題もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−２８６５１８号公報
【特許文献２】特開２００７−２４２４８７号公報
【特許文献３】特開２００３−２３４１１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで、本発明は、燃料電池セルの組立において、複数の組立の工程部間のワークの搬送を簡素な構成で精度良く実現する技術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】
【００１１】
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、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【００１２】
［適用例１］
膜電極接合体を第１および第２のセパレータプレートで挟持した燃料電池セルの組立装置であって、複数の部材を順に積層して前記燃料電池セルを組み立てるための複数の組立工程に対応する複数の工程部と、各工程部の組立工程に従って組み立てられた各ワークを、それぞれ次の組立工程に対応する工程部に搬送する搬送部と、を備え、前記各工程部は、前記複数の部材のうち、少なくとも、先頭の組立工程で用いられる第１の部材に設けられた少なくとも２つの基準穴に挿入され、前記複数の部材の積層方向に沿って延びる少なくとも２つの位置決めピンを基準として、それぞれ、対応する組立工程を実行し、前記搬送部は、各位置決めピンに設けられた支持部により、前記各工程部で組み立てられたワークを前記積層方向の下側から支持しつつ、前記各位置決めピンに設けられた被把持部を把持することにより、前記各工程部で組み立てられたワークを、それぞれ、次の組立工程に対応する工程部に搬送することを特徴とする燃料電池セルの組立装置。
この燃料電池セルの組立装置によれば、位置決めピンを搬送ジグとして用いて、前記各工程部で組み立てられたワークを、位置決めされた状態で、それぞれ、次の組立工程に対応する工程部に搬送することができるので、複数の組立工程間のワークの搬送を簡素な構成で精度良く実現することができる。
【００１３】
［適用例２］
適用例１記載の燃料電池セルの組立装置であって、
前記第１の部材は、前記第１および第２のセパレータプレートのいずれか一方であることを特徴とする燃料電池セルの組立装置。
この燃料電池セルの組立工程によれば、組立効率が良い。
【００１４】
［適用例３］
適用例１または適用例２記載の燃料電池セルの組立装置であって、
前記少なくとも２つの基準穴は、前記第１の部材の面内の中心に対して点対称で、かつ、前記中心からの間隔が大きくなるように配置されていることを特徴とする燃料電池セルの組立装置。
この構成によれば、２つの位置決めピンで高精度な位置決めおよび安定なワークの搬送を実現することが可能である。
【００１５】
［適用例４］
適用例１ないし適用例３のいずれか１項に記載の燃料電池セルの組立装置であって、
前記複数の工程部のうち、接着剤を塗布する工程に対応する工程部および前記複数の部材のうちのいずれかの部材を積層する工程に対応する工程部には、それぞれ、前記各位置決めピンを着脱可能に固定する固定手段が設けられていることを特徴とする燃料電池セルの組立装置。
この構成によれば、各工程において、精度良く位置決めされた状態で各工程に対応する組立作業を実行することが可能である。
【００１６】
［適用例５］
適用例１ないし適用例４のいずれか１項に記載の燃料電池セルの組立装置であって、
前記複数の工程部のうち、前記複数の部材を積層した積層体に対して積層方向の両側から加熱および加圧する工程に対応する工程部には、前記各位置決めピンの前記積層方向の両側の型部への接触を抑制する逃がし部が設けられていることを特徴とする燃料電池セルの組立装置。
この構成によれば、位置決めピンへの加熱を抑制することができるので、無駄な加熱および冷却を低減することができる。
【００１７】
なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、燃料電池セルの組立装置や、燃料電池セルの組立方法等の種々の形態で実現することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施例の燃料電池セルの組立装置の構成を示す概略平面図である。
【図２】本実施例の組立装置によって組み立てられる燃料電池セルの組立工程の手順を示すフローチャートである。
【図３】各工程で組み立てたられるワークの状態を視覚的に示す説明図である。
【図４】Ｃａセパレータの概略外形を他の部材が積層される側を上面として示す平面図である。
【図５】Ｃａセパレータセット台について示す概略平面図である。
【図６】位置決めピンを第１基準点を中心として位置決めピンを鉛直方向に沿って固定するための固定手段の主要部分の一例を示す概略説明図である。
【図７】ワークを搬送するための搬送装置の一例について示す概略説明図である。
【図８】下側型プレートの逃がし溝部を拡大して具体的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
Ａ．実施例：
図１は、本実施例の燃料電池セルの組立装置の構成を示す概略平面図である。図２は、本実施例の組立装置によって組み立てられる燃料電池セルの組立工程の手順を示すフローチャートである。また、図３は、各工程で組み立てたられるワークの状態を視覚的に示す説明図である。
【００２０】
図１に示すように、本実施例の組立装置１０は、Ｃａセパレータセット工程部２０と、接着剤塗布工程部３０と、ＭＥＧＡ積層工程部４０と、Ａｎセパレータ積層工程部５０と、ホットプレス工程部６０と、回収工程部７０と、を備える。各工程部は、搬送装置８０の搬送レールに吊り下げられた搬送ロボット８２が移動する搬送レール８４の移動方向に沿って、順に配列されている。
【００２１】
Ｃａセパレータセット工程部２０は、Ｃａセパレータセット台２１と、Ｃａセパレータ準備台２２と、位置決めピン準備台２３と、位置決めピンセットロボット２４と、Ｃａセパレータセットロボット２５により構成される。
【００２２】
図４は、Ｃａセパレータの概略外形を他の部材が積層される側を上面として示す平面図である。このＣａセパレータ１０１は、略矩形状の平面を有しており、図中上下方向を長辺、左右方向を短辺とし示されている。部材左上端部に寸法の第１基準点ＳＰ１に対応する第１基準穴ＨＲ１が形成され、部材中心に対して点対称となる部材右下端部の位置に寸法の第２基準点ＳＰ２に対応する第２基準穴ＨＲ２が形成されている。第１基準穴ＨＲ１の中心（第１基準点ＳＰ１に対応する）と第２基準穴ＨＲ２の中心（第２基準点ＳＰ２に対応する）との長辺方向の長さＬＶおよび短辺方向の長さＬＷ、さらには、対角線方向の長さＬＤに従うことにより、Ｃａセパレータ１０１の面内に形成される種々の構造の位置や寸法、積層される他の部材同士の位置関係等を決定することができる。
【００２３】
組み立て用のＣａセパレータ１０１を載置するＣａセパレータ準備台２２（図１参照）は、Ｃａセパレータセット台２１の図中左横側に配列されている。そして、Ｃａセパレータ準備台２２には、あらかじめ、図１および図４に示したように、Ｃａセパレータ１０１の上下方向が長辺方向で左右方向が短辺方向で、第１基準穴ＨＲ１が左上端部で第２基準穴ＨＲ２が右下端部となるようにして、順に積み重ねて載置されている。
【００２４】
図５は、Ｃａセパレータセット台について示す概略平面図である。Ｃａセパレータセット台２１には、その左上端部に、位置決めの第１基準点ＳＰ１を設定するための位置決めピン２０１を立てる第１基準位置決め部２１Ｒ１が設けられており、その右下端部に、第２基準点ＳＰ２を設定するための位置決めピン２０１を立てる第２基準位置決め部２１Ｒ２が設けられている。そして、第１基準位置決め部２１Ｒ１には、第１基準点ＳＰ１を中心とする位置に、位置決めピン２０１を挿入し固定するためのセット孔ＨＳ１が設けられており、内部空間Ａｓｐ１には、位置決めピン２０１を第１基準点ＳＰ１を中心として鉛直方向に沿って固定するための第１の固定手段ＳＴ１が設けられている。また、第２基準位置決め部２１Ｒ２には、第２基準点ＳＰ２を中心とする位置に、位置決めピン２０１を挿入し固定するためのセット孔ＨＳ２が設けられており、内部空間Ａｓｐ２には、位置決めピン２０１を第２基準点ＳＰ２を中心として鉛直方向に沿って固定するための第２の固定手段ＳＴ２が設けられている。
【００２５】
図６は、位置決めピンを第１基準点ＳＰ１を中心として位置決めピン２０１を鉛直方向に沿って固定するための第１の固定手段ＳＴ１の主要部分の一例を示す概略説明図である。
【００２６】
図６（Ａ）は第１の固定手段ＳＴ１のうち、位置決めピン２０１を第１基準点ＳＰ１を通る鉛直方向基準線を中心として固定するチャック部ＣＨＫを、上方から見た概略平面図である。チャック部ＣＨＫは、第１基準点ＳＰを通り鉛直方向に延びる基準線を中心として位置決めピン２０１が固定されるように、基準線の周方向に沿って等間隔に３方向に配置された３つのチャック部分ＣＨＫ１〜ＣＨＫ３で構成されている。図６（Ｂ）は、３つのチャック部分のうち第１のチャック部分ＣＨＫ１を横方向から示す概略側面図である。図に示すように、位置決めピン２０１は、各部材の基準穴を挿入する挿入部分２０１ｒと、挿入された部材を支持する支持部２０１ｓと、３つのチャック部分ＣＨＫ１〜ＣＨＫ３によって固定される固定部分２０１ｃとで構成されている。なお、図示は省略されているが、挿入部分２０１ｓの上側部分は、後述する搬送ロボット８２の把持部によって把持される被把持部となる。位置決めピン２０１のセット孔ＨＳ１は、固定部分２０１ｃが内部空間に突出し、挿入部分２０１ｒが上部に突出するような孔形状となっている。
【００２７】
第１のチャック部分ＣＨＫ１は、図示しないチャック部分可動機構により、支点ＣＨＫ１ｆを中心として、作用面ＣＨＫ１ｐが図の固定部分２０１ｃ側へ移動して、固定部分２０１ｃを押さえつけて固定し、あるいは、作用面ＣＨＫ１ｐが固定部分２０１ｃとは反対側へ移動して、固定部分２０１ｃの固定を開放するように動作する。第２および第３のチャック部ＣＨＫ２，ＣＨＫ３も同様に、第１のチャック部ＣＨＫ１の動作に同調して同じ動きをする。これにより、チャック部ＣＨＫは、位置決めピン２０１を第１基準点ＳＰ１を通り鉛直方向に延びる基準線を中心として位置決めピン２０１を鉛直方向に沿って固定することができる。なお、固定手段ＳＴ２も固定手段ＳＴ１と全く同じ構造を有しており、位置決めピン２０１を第２基準点ＳＰ２を通り鉛直方向に延びる基準線を中心として位置決めピン２０１を鉛直方向に沿って固定することができる。
【００２８】
なお、以下の接着剤塗布工程部３０の接着剤塗布台３１、ＭＥＧＡ積層工程部４０のＭＥＧＡ積層台４１、Ａｎセパレータ積層工程部５０のＡｎセパレータ積層台５１、回収工程部７０の回収台７１もＣａセパレータセット台２１と同様の構造を有しており、それぞれ、第１および第２の固定手段ＳＴ１，ＳＴ２を備えている。ホットプレス工程部６０のホットプレス装置６１については、後で説明する。
【００２９】
位置決めピン準備台２３には、位置決めピン２０１が鉛直方向に沿って縦向きに収納ケース２１０に収納されて載置されている。
【００３０】
Ｃａセパレータセット工程部２０では、図２に示す２つのステップＳ１０１，Ｓ１０２が実行される。まず、ステップＳ１０１では、２つの位置決めピン２０１を、位置決めピンセットロボット２４により、収納ケース２１０から取り出し、Ｃａセパレータセット台２１のセット孔ＨＳ１，ＨＳ２に挿入し、第１基準点ＳＰ１および第２基準点ＳＰ２を通る鉛直方向に沿った基準線が中心線となるように固定手段ＳＴ１，ＳＴ２によりセットする。なお、セット孔ＨＳ１，ＨＳ２に挿入される２つの位置決めピンはそれぞれ独立している。そして、スステップＳ１０２では、Ｃａセパレータ準備台２２に載置されているＣａセパレータ１０１を、Ｃａセパレータセットロボット２５によりＣａセパレータセット台２１まで搬送し、Ｃａセパレータ１０１の第１基準穴ＨＲ１が第１基準点ＳＰ１に対応する位置決めピン２０１に挿入され、第２基準穴ＨＲ２が第２基準点ＳＰ２に対応する位置決めピン２０１に挿入されるように載置する（ステップＳ１０２）。このとき、Ｃａセパレータセット台２１の上面には、複数の小さなエアー吸い込み孔が設けられており、図示しないコンプレッサーによって、Ｃａセパレータ１０１は、台上にしっかりと吸いつけられる。これにより、図３（Ａ）に示すように、Ｃａセパレータ１０１を位置決めピン２０１の支持部２０１ｓに支えられるようにセットする。Ｃａセパレータのセットのための各部の一連の動作は図示しないコントローラにより制御される。コントローラは、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を含むコンピュータにより構成されており、あらかじめ用意された制御プログラムに従って制御される。
【００３１】
次に、図２のステップＳ１０３では、図１に示すように、搬送ジグとしての２つの位置決めピン２０１に支持されたＣａセパレータ１０１（以下、「ワークＷＫ１」とも呼ぶ）を、搬送装置８０の搬送ロボット８２によって搬送レール８４に沿って移動させて、接着剤塗布工程部３０の接着剤塗布台３１の上まで搬送する。そして、２つの位置決めピン２０１を、第１基準点ＳＰ１および第２基準点ＳＰ２の位置にセットする。このとき、接着剤塗布台３１の上面にも、複数の小さなエアー吸い込み孔が設けられており、図示しないコンプレッサーによって、ワークＷＫ１（Ｃａセパレータ１０１）は、台上にしっかりと吸いつけられ、位置決めピン２０１の支持部２０１ｓに支えられるように、セットされる。なお、Ｃａセパレータセット工程部２０から接着剤塗布工程部３０へのワークＷＫ１の搬送およびセットに関する一連の動作も、図示しないコントローラにより制御される。また、コントローラは、予め用意された制御プログラムによって制御される。
【００３２】
図７は、ワークを搬送するための搬送装置の一例について示す概略説明図である。図７（Ａ）に示すように、搬送装置８０は、各工程部の中心を配列方向に沿って延びる搬送レール８４と、搬送レール８４に吊るされた搬送レール８４に沿って移動する搬送ロボット８２と、で構成されている。図には、搬送装置８０の下側に、Ｃａセパレータセット台２１と、接着剤塗布台３１が配列された部分を示している。
【００３３】
搬送ロボット８２は、第１基準点ＳＰ１および第２基準点ＳＰ２にセットされている位置決めピン２０１に対応する位置に把持部ＲＨ１，ＲＨ２が設けられ、上下移動可能なハンド部８２Ａを有している。そして、このハンド部８２Ａを下げて、図７（Ｂ）に示すように、それぞれ対応する位置にある位置決めピン２０１の上部側（以下、「被把持部」とも呼ぶ）を拘束把持した後、持ち上げることにより、ワークＷＫ１（Ｃａセパレータ１０１）を位置決めピン２０１の支持部２０１ｓで支持しつつ、持ち上げることが可能である。ただし、この場合には、上記した第１および第２の固定手段ＳＴ１，ＳＴ２は、位置決めピン２０１を開放している。
【００３４】
次に、搬送ロボット８２は、図７（Ｃ）に示すように、位置決めピン２０１の被把持部を把持し、ワークＷＫ１を支持して持ち上げたまま、搬送レール８４に沿って接着剤塗布台３１の上まで移動する。そして、接着剤塗布台３１のセット孔ＨＳ１，ＨＳ２に、それぞれ対応する位置決めピン２０１が挿入されるように、搬送ロボット８２のハンド部８２Ａを下げる。これにより、接着剤塗布台３１上に、２つの位置決めピン２０１に支持されたワークＷＫ１（Ｃａセパレータ１０１）をセットすることができる。なお、このとき、上記した第１および第２の固定手段ＳＴ１，ＳＴ２は位置決めピン２０１を固定している。
【００３５】
なお、搬送装置８０による各工程部間におけるワークの搬送は上記した搬送方法と同様であるので、以下の説明ではその説明を省略する。
【００３６】
図１の接着剤塗布工程部３０は、接着剤塗布台３１と、接着剤塗布装置３２により構成される。この接着剤塗布工程部３０では、図２に示すステップＳ１０４が実行される。すなわち、ステップＳ１０４では、図３（Ｂ）に示すように、接着剤塗布装置３２によってシール剤としても機能する接着剤１０２を、接着剤塗布台３１上にセットされたワークＷＫ１であるＣａセパレータ１０１上の塗布すべき箇所に塗布する。これにより、シール剤である接着剤１０２がＣａセパレータ１０１に対して精度よく位置決めされて塗布される。なお、この接着剤１０２を塗布するための各部の一連の動作も、図示しないコントローラにより制御される。また、コントローラは、予め用意された制御プログラムによって制御される。
【００３７】
次に、図２のステップＳ１０５では、搬送ジグとしての２つの位置決めピン２０１に支持され、接着剤が塗布されたＣａセパレータ１０１（以下、「ワークＷＫ２」とも呼ぶ）を、図１に示すように、搬送装置８０の搬送ロボット８２によって搬送レール８４に沿って移動させて、ＭＥＧＡ積層工程部４０のＭＥＧＡ積層台４１の上まで搬送する。そして、２つの位置決めピン２０１を、第１基準点ＳＰ１および第２基準点ＳＰ２の位置にセットする。このとき、ＭＥＧＡ積層台４１の上面にも、複数の小さなエアー吸い込み孔が設けられており、図示しないコンプレッサーによって、ワークＷＫ２（Ｃａセパレータ１０１）は、台上にしっかりと吸いつけられ、位置決めピン２０１の支持部２０１ｓに支えられるように、セットされる。なお、接着剤塗布工程部３０からＭＥＧＡ積層工程部４０へのワークＷＫ２の搬送およびセットに関する一連の動作も、図示しないコントローラにより制御される。また、コントローラは、予め用意された制御プログラムによって制御される。
【００３８】
図１のＭＥＧＡ積層工程部４０は、ＭＥＧＡ積層台４１と、ＭＥＧＡ準備台４２と、ＭＥＧＡ積層ロボット４３により構成される。ＭＥＧＡ準備台４２には、ＭＥＧＡ１０３が積み重ねて載置されている。ＭＥＧＡ１０３は、図示は省略するが、電解質膜の両面に触媒電極層を接合した一般的な膜電極接合体に、さらに、ガス拡散層を接合させた膜電極接合体を意味している。
【００３９】
ＭＥＧＡ積層工程部４０では、図２に示すステップＳ１０６が実行される。すなわち、ステップＳ１０６では、ＭＥＧＡ積層台４１上にセットされたワークＷＫ２のＣａセパレータ１０１上の、ＭＥＧＡ１０３を載置する位置に、ＭＥＧＡ積層ロボット４３により、ＭＥＧＡ準備台４２に載置されているＭＥＧＡ１０３を搬送し、図３（Ｃ）に示すように積層する。これにより、ＭＥＧＡ１０３が、Ｃａセパレータ１０１、シール剤である接着剤１０２に対して精度よく位置決めされて積層される。
【００４０】
次に、図２のステップＳ１０７では、搬送ジグとしての２つの位置決めピン２０１に支持され、ＭＥＧＡ１０３が積層されＭＥＧＡ積層体（以下、「ワークＷＫ３」とも呼ぶ）を、図１に示すように、搬送装置８０の搬送ロボット８２によって搬送レール８４に沿って移動させて、Ａｎセパレータ積層工程部５０のＡｎセパレータ積層台５１の上まで搬送する。そして、２つの位置決めピン２０１を、第１基準点ＳＰ１および第２基準点ＳＰ２の位置にセットする。このとき、このとき、Ａｎセパレータ積層台５１の上面にも、複数の小さなエアー吸い込み孔が設けられており、図示しないコンプレッサーによって、ワークＷＫ３（Ｃａセパレータ１０１）は、台上にしっかりと吸いつけられ、位置決めピン２０１の支持部２０１ｓに支えられるように、セットされる。なお、ＭＥＧＡ積層工程部４０からＡｎセパレータ積層工程部５０へのワークＷＫ３の搬送およびセットに関する一連の動作も、図示しないコントローラにより制御される。また、コントローラは、予め用意された制御プログラムによって制御される。
【００４１】
図１のＡｎセパレータ積層工程部５０は、Ａｎセパレータ積層台５１と、Ａｎセパレータ準備台５２と、Ａｎセパレータ積層ロボット５３により構成される。Ａｎセパレータ準備台５２には、Ａｎセパレータ１０４のＭＥＧＡ１０３に接する側の面が上側となるように、かつ、Ｃａセパレータ１０１とＡｎセパレータ１０４の短辺同士が向き合うようにして、上下および裏表反対向きに積み重ねて載置されている。
【００４２】
Ａｎセパレータ積層工程部５０では、図２に示すステップＳ１０８が実行される。すなわち、ステップＳ１０８では、Ａｎセパレータ積層台５１上にセットされたワークＷＫ３上に、ＡＮセパレータ積層ロボット５３により、Ａｎセパレータ１０４の第１基準穴ＨＲ１が第１基準点ＳＰ１に対応する位置決めピン２０１に挿入され、第２基準穴ＨＲ２が第２基準点ＳＰ２に対応する位置決めピン２０１に挿入されるように、Ａｎセパレータ１０４の上下および表裏を反転させて移動し、図７（Ｄ）に示すように積層する。これにより、Ａｎセパレータ１０４が、Ｃａセパレータ１０１、シール剤である接着剤１０２、および、ＭＥＧＡ１０３に対して精度よく位置決めされて積層される。なお、Ａｎセパレータ積層工程部５０におけるＡｎセパレータ１０４を積層するための各部の一連の動作も、図示しないコントローラにより制御される。また、コントローラは、予め用意された制御プログラムによって制御される。
【００４３】
次に、図２のステップＳ１０９では、搬送ジグとしての２つの位置決めピン２０１に支持され、Ａｎセパレータ１０４積層体（以下、「ワークＷＫ４」とも呼ぶ）を、図１に示すように、搬送装置８０の搬送ロボット８２によって搬送レール８４に沿って移動させて、ホットプレス工程部６０のホットプレス装置６１の下側型プレート６１Ｌの上まで搬送する。そして、２つの位置決めピン２０１を、第１基準点ＳＰ１および第２基準点ＳＰ２の位置にセットする。このとき、下側型プレート６１Ｌの上面にも、複数の小さなエアー吸い込み孔が設けられており、図示しないコンプレッサーによって、ワークＷＫ４（Ｃａセパレータ１０１）は、台上にしっかりと吸いつけられて、セットされる。なお、Ａｎセパレータ積層工程部５０からホットプレス工程部６０へのワークＷＫ４の搬送およびセットに関する一連の動作も、図示しないコントローラにより制御される。また、コントローラは、予め用意された制御プログラムによって制御される。
【００４４】
図１のホットプレス工程部６０は、ホットプレス装置６１により構成される。このホットプレス装置６１は、ワークをセットする下側型プレート６１Ｌとワークの上に載せる上側型プレート６１Ｕで構成される。
【００４５】
ホットプレス工程部６０では、図２に示すステップＳ１１０が実行される。すなわち、ステップＳ１１０では、ホットプレス装置６１の下側型プレート６１ＬにセットしたワークＷＫ４上に図１の上側型プレート６１Ｕをセットし、図３（Ｅ）に示すように、下側型プレート６１Ｌおよび上側型プレート６１Ｕの両側からワークＷＫ４に対して加圧および加熱（ホットプレス）を実行する。これにより、シール剤である接着剤１０２を硬化させてワークＷＫ４を構成していたＣａセパレータ１０１、シール剤としての接着剤１０２、ＭＥＧＡ１０３、および、Ａｎセパレータ１０３を全体的に貼り合わせて、ホットプレスされた積層体（以下、「ワークＷＫ５」とも呼ぶ）を組み立てることができる。なお、このとき、図３（Ｅ）に示すように、位置決めピン２０１に対応する下側型プレート６１Ｌおよび上側型プレート６１Ｕの部分には、位置決めピンにプレートが接触して加熱するのを抑制するための逃がし溝部６１Ｕｓ，６１Ｌｓが設けられている。図８は、下側型プレートの逃がし溝部を拡大して具体的に示す説明図である。図に示すように、下側型プレート６１Ｌは、台部６１Ｌｂと、その上方に配置された加熱プレート部６１Ｌｈとから構成されている。逃がし溝部６１Ｌｓは、位置決めピン２０１と加熱プレート部６１Ｌｈとの間に隙間ができるように、位置決めピン２０１の支持部２０１ｓの外径よりも大きな穴径で、加熱プレート部６１Ｌｈに設けられている。逃がし溝部６１Ｌｓ内には、位置決めピン２０１を固定する固定部６１Ｌｆが、加熱プレート部６１Ｌｈに接触しないように、台部６１Ｌｂ上に設けられている。従って、位置決めピン２０１が加熱プレート部６１Ｌｈに接触しないような構造となっているので、ワークＷＫ４に対する加熱効率を向上させて、ホットプレス工程の効率化を図ることができる。なお、位置決めピン２０１を固定する固定部６１Ｌｆは、位置決めピン２０１が抜け落ちや倒れ等が発生しない場合には、必ずしも設ける必要はない。
【００４６】
次に、図２のステップＳ１１１では、ホットプレス装置６１の上側型プレート６１Ｕをホットプレス積層体（ワークＷＫ５）の上から取り除いた後、下側型プレート６１ＬにセットされているワークＷＫ５を、図１に示すように、搬送装置８０の搬送ロボット８２によって搬送レール８４に沿って移動させて、回収工程部７０の回収台７１の上まで搬送する。そして、２つの位置決めピン２０１を、第１基準点ＳＰ１および第２基準点ＳＰ２の位置にセットする。なお、このワークＷＫ５の搬送およびセットに関する一連の動作も、図示しないコントローラにより制御される。また、コントローラは、予め用意された制御プログラムによって制御される。
【００４７】
図１の回収工程部７０は、回収台７１と、燃料電池セル載置台７２と、位置決めピン回収台７３と、燃料電池セル回収ロボット７４と、位置決めピン回収ロボット７５により構成される。燃料電池セル載置台７２は、回収台７１の図中右横側に配列されており、位置決めピン回収台７３は、回収台７１の図中上側に配列されており、位置決めピン回収台７３には、収納ケース２１０が載置されている。
【００４８】
回収工程部７０では、図２に示すステップＳ１１２およびＳ１１３が実行される。まず、ステップＳ１１２では、回収台７１にセットされたワークＷＫ５、すなわち、組み立てられた燃料電池セル１００を、燃料電池セル回収ロボット７４によって、第１基準点ＳＰ１および第２基準点ＳＰ２に対応して立てられていた２つの位置決めピン２０１から抜き取って、燃料電池セル載置台７２に載置する。そして、また、回収台７１に立てられている２つの位置決めピン２０１を、回収台７１から抜き取って回収し、収納ケース２１０に収納する。回収された位置決めピン２０１は、収納ケース２１０を、運搬装置９０の搬送レール９２を移動する搬送ロボット９４によって、Ｃａセパレータセット工程部２０の位置決めピン準備台２３側へ向けて搬送されることにより、再利用することができる。
【００４９】
以上示したように、本実施例の燃料電池セルの組立装置１０では、Ｃａセパレータセット工程部２０、接着剤塗布工程部３０、ＭＥＧＡ積層工程部４０、Ａｎセパレータ積層工程部５０、ホットプレス工程部６０、および、回収工程部７０に対応する各組立工程をそれぞれ独立して実行することにより、効率よく燃料電池セルの組み立てを実行することができる。
【００５０】
そして、各組立工程部で組み立てられたワークの搬送を、位置決めピンを有するジグプレートを用いるのではなく、ワーク自身を支持可能な着脱可能な位置決めピンを搬送ジグとして用いることにより、実行することができるので、複数の組み立ての工程部間のワークの搬送を簡素な構成で精度良く実行することができる。
【００５１】
Ｂ．変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能である。
【００５２】
（１）本実施例では、燃料電池セルの組み立て工程を、Ｃａセパレータセット工程部２０、接着剤塗布工程部３０、ＭＥＧＡ積層工程部４０、Ａｎセパレータ積層工程部５０、ホットプレス工程部６０、および、回収工程部７０とした場合を例に説明したが、これに限定するものではない。燃料電池セルの構成には、本実施例の構造のほか、セパレータとＭＥＧＡの間にガス流路を別途備える構造のものもある。このような燃料電池セルの場合には、これらの積層工程が追加される。すなわち、１つの燃料電池セルの組立工程を種々の工程に区分し、各工程を実行する工程部ごとに、それぞれで組み立てたワークを２つの位置決めピンで支持することにより、位置決めピン自体を搬送ジグとして用いるようにすれば、どのような組み立て工程であってもよい。
【００５３】
（２）また、実施例においては、位置決めピンを部材の中心に対して対角線上に位置する２つのそれぞれ独立した位置決めピンを立てる場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、３つ以上のそれぞれ独立した位置決めピンを用いるようにしてもよい。ただし、実施例のように、対角線上の最外端に２つの位置決めピンを設置すれば、最小数の位置決めピンにより安定で高精度な設定を実現可能である。
【００５４】
（３）また、上記実施例では、固定手段として、３方向にチャック部分ＣＨＫ１〜ＣＨＫ３を有するチャック部を例に説明したが、これに限定するものではなく、基準点を通る鉛直線を中心として位置決めピンを鉛直方向に沿って固定することができる固定及び開放することが可能であれば、その構造に制限はない。
【００５５】
（４）また、上記実施例では、各工程部を直線状に配列している場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。実行される工程の順番に対応して各工程部が配列されており、各工程部間を搬送装置が搬送する構造であれば、その構造に制限はない。ただし、直線状、あるいは、矩形状、円周状に配列した方が、効率はよい。
【符号の説明】
【００５６】
１０…組立装置
２１Ｒ１…第１基準位置決め部
２１Ｒ２…第２基準位置決め部
２１…Ｃａセパレータセット台
２２…Ｃａセパレータ準備台
２３…位置決めピン準備台
２４…位置決めピンセットロボット
２５…Ｃａセパレータセットロボット
３０…接着剤塗布工程部
３１…接着剤塗布台３１
３２…接着剤塗布装置
４０…ＭＥＧＡ積層工程部
４１…ＭＥＧＡ積層台
４２…ＭＥＧＡ準備台
４３…ＭＥＧＡ積層ロボット
５０…Ａｎセパレータ積層工程部
５１…Ａｎセパレータ積層台
５２…Ａｎセパレータ準備台
５３…ＡＮセパレータ積層ロボット
６０…ホットプレス工程部
６１…ホットプレス装置
６１Ｌ…下側型プレート
６１Ｕ…上側型プレート
６１Ｕｓ，６１Ｌｓ…逃がし溝部
６１Ｌｂ…台部
６１Ｌｈ…加熱プレート部
６１Ｌｆ…固定部
７０…回収工程部
７１…回収台
７２…燃料電池セル載置台
７３…位置決めピン回収台
７４…燃料電池セル回収ロボット
７５…位置決めピン回収ロボット
８０…搬送装置
８２…搬送ロボット
８２Ａ…ハンド部
８４…搬送レール
９０…運搬装置
９２…搬送レール
９４…搬送ロボット
１００…燃料電池セル
１０１…Ｃａセパレータ
１０２…接着剤
１０３…ＭＥＧＡ
１０４…Ａｎセパレータ
２０１…位置決めピン
２０１ｃ…固定部分
２０１ｒ…挿入部分
２０１ｓ…支持部
２１０…収納ケース
Ａｓｐ１…内部空間
Ａｓｐ２…内部空間
ＣＨＫ…チャック部
ＣＨＫ１〜３…チャック部分
ＣＨＫ１ｆ…支点
ＣＨＫ１ｐ…作用面
ＲＨ１，２…把持部
ＷＫ１〜５…ワーク
ＳＰ１…第１基準点
ＳＰ２…第２基準点
ＨＲ１…第１基準穴
ＨＲ２…第２基準穴
ＨＳ１…セット孔
ＨＳ２…セット孔
ＳＴ１…固定手段
ＳＴ２…固定手段
【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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【図７】
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【図８】
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