(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池における金属製のセパレータ同士を接合させたセパレータアセンブリの接合の良否を検査する検査方法であって、
前記セパレータアセンブリを検査空間に配置し、前記検査空間を前記セパレータアセンブリによって検査流体の流入側と流出側とに隔てた状態において配管を通じて前記検査流体を前記セパレータアセンブリに供給し、第１センサを用いて外部と隔離された前記検査空間の前記流出側から漏れ出る前記検査流体を検出するか、または前記セパレータアセンブリを前記検査空間に配置した状態において前記セパレータアセンブリによって形成された内部空間に前記検査流体を供給し、前記第１センサを用いて前記セパレータアセンブリの前記内部空間から外部と隔離された前記検査空間に漏れ出る前記検査流体を検出し、
前記第１センサによって前記検査流体を検出しなかった場合において、検出レンジの上限値が前記第１センサよりも低く、前記第１センサと同一の前記検査流体を検出する第２センサを用いて前記セパレータアセンブリから前記検査空間に漏れ出る前記検査流体を検出し、
前記セパレータアセンブリによって前記検査空間の圧力が所定時間内に前記所定値以下に下がらなかった場合、または前記第１センサおよび前記第２センサによって前記検査空間から漏れ出る前記検査流体を検出した場合に前記セパレータアセンブリを不良品と判断し、上記と反対の場合、前記セパレータアセンブリを良品と判断し、
前記検査流体の供給前に、組立により内部に前記検査空間を形成可能な工具を用いて前記セパレータアセンブリの周囲に前記検査空間を形成し、
前記第１センサによる前記検査流体の検出の前において、前記検査空間に存在する流体を吸引可能な吸引部によって前記流体を吸引すると共に前記検査空間の圧力を監視し、
前記検査空間における前記流体の吸引の際に前記検査空間の圧力が所定値以下に下がらなかった場合に前記工具、前記配管、前記吸引部および前記セパレータアセンブリの確認を行ない、
前記工具、前記配管、前記吸引部および前記セパレータアセンブリの確認は、前記検査空間の圧力が所定時間内に前記所定値以下に下がらなかった場合に前記工具を構成する上型と下型とを組みつけられた状態から分解することによって実施する検査方法。
【請求項２】
前記検査流体は水素またはヘリウムである請求項１に記載の検査方法。
【請求項３】
前記第１センサは超音波を用いて空間内の音速の変化によって前記検査流体の検出を行い、
前記第２センサは流体をイオンにして磁場を通過させた際の軌道の偏向を利用して前記検査流体を検出する請求項１または２に記載の検査方法。
【請求項４】
燃料電池における金属製のセパレータ同士を接合させたセパレータアセンブリの接合の良否を検査する検査装置であって、
検出に用いられる検査流体を前記セパレータアセンブリに供給する検査流体供給部と、
前記接合が良好でない場合に前記セパレータアセンブリから漏れ出る前記検査流体を収容する検査空間と、
前記セパレータアセンブリから漏れ出た前記検査流体を検出する第１センサと、
前記セパレータアセンブリから漏れ出た前記第１センサと同一の前記検査流体を検出し、検出レンジの上限値が前記第１センサよりも低く、前記第１センサによって前記検査流体を検出できなかった場合に使用される第２センサと、を有し、
前記セパレータアセンブリを検査空間に配置し、前記検査空間を前記セパレータアセンブリによって前記検査流体の流入側と流出側とに隔てた状態において配管を通じて前記検査流体を前記セパレータアセンブリに供給し、前記第１センサを用いて外部と隔離された前記検査空間の前記流出側から漏れ出る前記検査流体を検出するか、または前記セパレータアセンブリを前記検査空間に配置した状態において前記セパレータアセンブリによって形成された内部空間に前記検査流体を供給し、前記第１センサを用いて前記セパレータアセンブリの前記内部空間から外部と隔離された前記検査空間に漏れ出る前記検査流体を検出し、
前記セパレータアセンブリによって前記検査空間の圧力が所定時間内に前記所定値以下に下がらなかった場合、または前記第１センサ及び前記第２センサによって前記検査空間から漏れ出る前記検査流体を検出した場合に前記セパレータアセンブリを不良品と判断し、上記と反対の場合、前記セパレータアセンブリを良品と判断し、
前記検査流体の供給前に、組立により内部に前記検査空間を形成可能な工具を用いて前記セパレータアセンブリの周囲に前記検査空間を形成し、
前記第１センサによる前記検査流体の検出の前において、前記検査空間に存在する流体を吸引可能な吸引部によって流体を吸引すると共に前記検査空間の圧力を監視し、
前記検査空間における前記流体の吸引の際に前記検査空間の圧力が所定値以下に下がらなかった場合に前記工具、前記配管、前記吸引部および前記セパレータアセンブリの確認を行ない、
前記工具、前記配管、前記吸引部および前記セパレータアセンブリの確認は、前記検査空間の圧力が所定時間内に前記所定値以下に下がらなかった場合に前記工具を構成する上型と下型とを組みつけられた状態から分解することによって実施する検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は検査方法及び検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、膜電極接合体（Ｍｅｍｂｒａｎｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  Ａｓｓｅｍｂｌｙ  以下、ＭＥＡとも呼ぶ）の両面にセパレータを配置した燃料電池セルを複数積層したスタックというものを主な構成要素としている。燃料電池のスタックには発電に必要な水素などの燃料と空気等の酸化剤が供給されて発電が起こる。燃料電池セルの構造によって、燃料と酸化剤の流れる部位は分けられるように構成されている。
【０００３】
また、隣接する燃料電池セルにおいて、隣接するセパレータ同士は接合されてセパレータ接合体が形成される場合がある。接合にはレーザー等が用いられるが、レーザーの強度や接合位置が設計値から著しくずれると、接合の際にセパレータに穴が開くおそれがあり、開いた穴から燃料や酸化剤が漏れてしまうおそれがある。そのため、上記のような不良品を選別するためにリークテストが行われる。
【０００４】
リークテストにおける従来の技術には、燃料電池のスタックに検査ガスなどの供給設備や圧力計などを接続して検査を行う技術がある（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１９８９０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
リークテストの際には特許文献１の圧力計のように、リーク箇所から検査ガスを漏れ出ていることを検出する検出計またはディテクタといった構成が使用されることがある。本発明者らはリークテストについて検討したところ、ディテクタ等に送り出される検査ガスの濃度によってはディテクタ等に負荷がかかりすぎる場合があることを見出した。そのような場合、ディテクタ等の再調整や、場合によってはディテクタ等の交換が必要になり、リークテストにかかる費用に影響を及ぼす可能性がある。
【０００７】
そこで本発明は、リークテストに用いられるディテクタへの負荷を軽減し、リークテストにかかる費用を軽減し得る検査方法および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】
【０００８】
上記目的を達成する本発明は燃料電池における金属製のセパレータ同士を接合させたセパレータアセンブリの接合の良否を検査する検査方法であって、前記セパレータアセンブリを検査空間に配置し、前記検査空間を前記セパレータアセンブリによって検査流体の流入側と流出側とに隔てた状態において配管を通じて前記検査流体を前記セパレータアセンブリに供給し、第１センサを用いて外部と隔離された前記検査空間の前記流出側から漏れ出る前記検査流体を検出するか、または前記セパレータアセンブリを前記検査空間に配置した状態において前記セパレータアセンブリによって形成された内部空間に前記検査流体を供給し、前記第１センサを用いて前記セパレータアセンブリの前記内部空間から外部と隔離された前記検査空間に漏れ出る前記検査流体を検出し、前記第１センサによって前記検査流体を検出しなかった場合において、検出レンジの上限値が前記第１センサよりも低く、前記第１センサと同一の前記検査流体を検出する第２センサを用いて前記セパレータアセンブリから前記検査空間に漏れ出る前記検査流体を検出し、前記セパレータアセンブリによって前記検査空間の圧力が所定時間内に前記所定値以下に下がらなかった場合、または前記第１センサおよび前記第２センサによって前記検査空間から漏れ出る前記検査流体を検出した場合に前記セパレータアセンブリを不良品と判断し、上記と反対の場合、前記セパレータアセンブリを良品と判断し、前記検査流体の供給前に、組立により内部に前記検査空間を形成可能な工具を用いて前記セパレータアセンブリの周囲に前記検査空間を形成し、前記第１センサによる前記検査流体の検出の前において、前記検査空間に存在する流体を吸引可能な吸引部によって前記流体を吸引すると共に前記検査空間の圧力を監視し、前記検査空間における前記流体の吸引の際に前記検査空間の圧力が所定値以下に下がらなかった場合に前記工具、前記配管、前記吸引部および前記セパレータアセンブリの確認を行ない、前記工具、前記配管、前記吸引部および前記セパレータアセンブリの確認は、前記検査空間の圧力が所定時間内に前記所定値以下に下がらなかった場合に前記工具を構成する上型と下型とを組みつけられた状態から分解することによって実施する。
【０００９】
また、本発明は燃料電池における金属製のセパレータ同士を接合させたセパレータアセンブリの接合の良否を検査する検査装置であって、検出に用いられる検査流体を前記セパレータアセンブリに供給する検査流体供給部と、前記接合が良好でない場合に前記セパレータアセンブリから漏れ出る前記検査流体を収容する検査空間と、前記セパレータアセンブリから漏れ出た前記検査流体を検出する第１センサと、前記セパレータアセンブリから漏れ出た前記第１センサと同一の前記検査流体を検出し、検出レンジの上限値が前記第１センサよりも低く、前記第１センサによって前記検査流体を検出できなかった場合に使用される第２センサと、を有し、前記セパレータアセンブリを検査空間に配置し、前記検査空間を前記セパレータアセンブリによって前記検査流体の流入側と流出側とに隔てた状態において配管を通じて前記検査流体を前記セパレータアセンブリに供給し、前記第１センサを用いて外部と隔離された前記検査空間の前記流出側から漏れ出る前記検査流体を検出するか、または前記セパレータアセンブリを前記検査空間に配置した状態において前記セパレータアセンブリによって形成された内部空間に前記検査流体を供給し、前記第１センサを用いて前記セパレータアセンブリの前記内部空間から外部と隔離された前記検査空間に漏れ出る前記検査流体を検出し、前記セパレータアセンブリによって前記検査空間の圧力が所定時間内に前記所定値以下に下がらなかった場合、または前記第１センサ及び前記第２センサによって前記検査空間から漏れ出る前記検査流体を検出した場合に前記セパレータアセンブリを不良品と判断し、上記と反対の場合、前記セパレータアセンブリを良品と判断し、前記検査流体の供給前に、組立により内部に前記検査空間を形成可能な工具を用いて前記セパレータアセンブリの周囲に前記検査空間を形成し、前記第１センサによる前記検査流体の検出の前において、前記検査空間に存在する流体を吸引可能な吸引部によって流体を吸引すると共に前記検査空間の圧力を監視し、前記検査空間における前記流体の吸引の際に前記検査空間の圧力が所定値以下に下がらなかった場合に前記工具、前記配管、前記吸引部および前記セパレータアセンブリの確認を行ない、前記工具、前記配管、前記吸引部および前記セパレータアセンブリの確認は、前記検査空間の圧力が所定時間内に前記所定値以下に下がらなかった場合に前記工具を構成する上型と下型とを組みつけられた状態から分解することによって実施する。
【００１０】
本発明に係る検査装置及び検査方法によれば、第１センサによって検査流体を検出できなかった場合に第１センサよりも検出レンジの上限値が低い第２センサを用いて検出を行うように構成している。従来から用いられている検出計（ディテクタ）は本発明において第２センサにあたる。上記のように構成することによって、検査流体の濃度が高い場合には第１センサによって検出ができるため、第２センサを使用せずにすみ、第２センサの再調整や交換を不要にできる。また、検査流体の濃度が低い場合には第２センサを用いて検出を行なうことができる。このため、検出の精度を従来と変えることなく、第２センサの再調整や交換といった事態を減らして、リークテストにかかる時間を減らし、リークテストにかかる費用を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１（Ａ）は本発明の一実施形態に係る検査装置の中でも検査部を構成する貫通漏れ検査部を示す斜視図、図１（Ｂ）は同検査部を構成する内部漏れ検査部を示す斜視図である。
【図２】図２（Ａ）は貫通漏れ検査部を示す正面図、図２（Ｂ）は内部漏れ検査部を示す正面図である。
【図３】図３（Ａ）は貫通漏れ検査部を示す平面図、図３（Ｂ）は内部漏れ検査部を示す平面図である。
【図４】図４（Ａ）は貫通漏れ検査部を示す右側面図、図４（Ｂ）は内部漏れ検査部を示す右側面図である。
【図５】図５（Ａ）〜図５（Ｃ）は貫通漏れ検査部の上型を下方から見た斜視図、底面図である。
【図６】図６（Ａ）〜図６（Ｃ）は貫通漏れ検査部の下型を上方から見た斜視図、平面図である。
【図７】図７（Ａ）〜図７（Ｃ）は内部漏れ検査部の上型を下方から見た斜視図、底面図である。
【図８】図８（Ａ）〜図８（Ｃ）は内部漏れ検査部の下型を上方から見た斜視図、平面図である。
【図９】図９（Ａ）〜図９（Ｃ）は上型および下型に取り付けられるシール部材を示す斜視図、正面図、平面図である。
【図１０】図１０（Ａ）は図３（Ａ）の１０−１０線に沿う断面図、図１０（Ｂ）は図１０（Ａ）のＢ部分を示す拡大図である。
【図１１】図３（Ａ）の１１−１１線に沿う断面図である。
【図１２】図１２（Ａ）は図３（Ｂ）の１２−１２線に沿う断面図、図１２（Ｂ）は図１２（Ａ）のＢ部分を示す拡大図である。
【図１３】燃料電池を示す斜視図である。
【図１４】燃料電池の構成を示す分解斜視図である。
【図１５】燃料電池を構成する積層体の分解斜視図である。
【図１６】燃料電池の積層体を構成する燃料電池セルを示す断面図である。
【図１７】図１７（Ａ）は同燃料電池を構成するセパレータアセンブリのセパレータ同士が当接する面から見た図、図１７（Ｂ）はアノードセパレータの中でもＭＥＡと接合する側から見た図、図１７（Ｃ）はカソードセパレータの中でもＭＥＡと接合する側から見た図である。
【図１８】セパレータアセンブリの漏れを検査する工程を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付した図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。なお、以下の記載は特許請求の範囲に記載される技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。また、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。
【００１３】
（実施形態１）
図１３は燃料電池を示す斜視図、図１４は燃料電池の構成を示す分解斜視図、図１５は燃料電池を構成する積層体の分解斜視図、図１６は燃料電池の積層体を構成する燃料電池セルを示す断面図である。
【００１４】
図１７（Ａ）は同燃料電池を構成するセパレータアセンブリのセパレータ同士が当接する面から見た図、図１７（Ｂ）はアノードセパレータの中でもＭＥＡと接合する側から見た図、図１７（Ｃ）はカソードセパレータの中でもＭＥＡと接合する側から見た図である。図１８はセパレータアセンブリの漏れを検査する工程を示すフローチャートである。
【００１５】
本実施形態に係る検査方法は、図１５、１６に示すように燃料電池１００の中でもＭＥＡ１１の両面に配置されるセパレータ１３（第１部材に相当）と、セパレータ１３に隣接するセパレータ１４（第２部材に相当）と、が接合されたセパレータアセンブリ１２（接合体に相当）に対して行なわれる。
【００１６】
セパレータアセンブリ１２に対する検査は、概説すれば、セパレータアセンブリ１２を流体が通過する貫通漏れ検査と、セパレータアセンブリ１２の内部に形成された空間から流体が外部に漏れ出る内部漏れ検査と、に分類される。上記漏れ検査はリークテストとも呼ばれる。
【００１７】
漏れ検査について図１８を参照して概説すれば、セパレータアセンブリ１２に検査流体を供給し（ステップＳＴ９）、第１センサを用いてセパレータアセンブリ１２から外部と隔離された検査空間に漏れ出る検査流体を検出し（ステップＳＴ１０）、第１センサによって検査流体を検出しなかった場合に（ステップＳＴ１０：ＮＯ）検出レンジの上限値が第１センサよりも低い第２センサを用いてセパレータアセンブリ１２から検査空間に漏れ出る検査流体を検出する（ステップＳＴ１１）。詳細は後述する。
【００１８】
（燃料電池）
まず、本実施形態に係る検査方法の対象となるセパレータアセンブリを有する燃料電池について説明する。燃料電池１００は、図１４〜図１６に示すように、ＭＥＡ１１と、セパレータアセンブリ１２とを交互に積層した積層体１０を主要な構成要素としている。積層体１０は、概念的にＭＥＡ１１の両面にセパレータ１３、１４を配置した燃料電池セル１０ａを複数備える。セパレータアセンブリ１２は、上記のように隣接する燃料電池セル１０ａにおけるセパレータ１３とセパレータ１４とが接合されて構成される。
【００１９】
ＭＥＡ１１は、図１６に示すように、電解質膜１１ａの片側にアノード１１ｂ、もう片側にカソード１１ｃが接合されている。セパレータアセンブリ１２は、２枚のセパレータ１３、１４を有する。また、積層体１０の積層方向における両端部には図１４に示すように集電板１６、１７が設けられている。また、燃料電池１００は、図１３に示すように積層体１０を包囲する筺体２０を有している。
【００２０】
セパレータ１３、１４は、図１５や図１６に示し、積層された複数の燃料電池セル１０ａにおいて隣り合うＭＥＡ１１を隔離しつつ、ＭＥＡ１１で発生した電力を通電させている。セパレータ１３、１４は、アノード側セパレータ１３とカソード側セパレータ１４とに分類される。アノード側セパレータ１３は、ＭＥＡ１１のアノード１１ｂに当接させている。アノード側セパレータ１３は、導電性材料を有する金属からなり、アノード１１ｂよりも大きい薄板状に形成している。
【００２１】
アノード側セパレータ１３は、図１６に示すように、燃料ガス（水素）と冷却水等の冷却流体とを隔てて流す流路を構成するように複数の凹凸を一定の間隔で形成した波形形状１３ｇを中央に設けている。アノード側セパレータ１３は、図１６に示すように、凹凸形状のうち、アノード１１ｂと接触して形成された閉空間を、アノード１１ｂに対して水素を供給するアノードガス流路１３ｈとして構成している。一方、アノード側セパレータ１３は、断面が複数の凹凸形状からなる波形形状１３ｇを設け、カソード側セパレータ１４の波形形状１４ｇとの間に形成された閉空間を、冷却水を供給する冷却流体流路１３ｊ（１４ｊ）として構成している。
【００２２】
アノード側セパレータ１３は、図１５に示すように、長方形状からなり、その長手方向の一端に、矩形状の貫通孔でカソードガス供給口１３ａ、冷却流体供給口１３ｂ、およびアノードガス供給口１３ｃを設けている。同様に、アノード側セパレータ１３は、その長手方向の他端に、矩形状の貫通孔でアノードガス排出口１３ｄ、冷却流体排出口１３ｅ、およびカソードガス排出口１３ｆを設けている。
【００２３】
カソード側セパレータ１４は、図１６に示すように、ＭＥＡ１１のカソード１１ｃに当接している。カソード側セパレータ１４は、導電性材料を有する金属からなり、カソード１１ｃよりも大きい薄板状に形成している。
【００２４】
カソード側セパレータ１４は、図１６に示すように、酸化剤ガス（酸素を含有した空気または純酸素）と冷却水とを隔てて流す流路部を構成するように断面が複数の凹凸形状からなる波形形状１４ｇを中央に設けている。カソード側セパレータ１４は、図１６に示すように、凹凸形状のうち、カソード１１ｃと接触して形成された閉空間を、カソード１１ｃに対して酸化剤ガスを供給するカソードガス流路１４ｈとして構成している。一方、カソード側セパレータ１４は、凹凸形状のうち、アノード側セパレータ１３との間に形成された閉空間を、冷却水を供給する冷却流体流路１４ｊ（１３ｊ）として構成している。
【００２５】
カソード側セパレータ１４は、図１５に示すように、長方形状からなり、その長手方向の一端に、矩形状の貫通孔でカソードガス供給口１４ａ、冷却流体供給口１４ｂ、およびアノードガス供給口１４ｃを設けている。同様に、カソード側セパレータ１４は、その長手方向の他端に、矩形状の貫通孔でアノードガス排出口１４ｄ、冷却流体排出口１４ｅ、およびカソードガス排出口１４ｆを設けている。
【００２６】
セパレータ１４はセパレータ１３と接合され、カソードガス供給口１３ａはカソードガス供給口１４ａと連通し、冷却流体供給口１３ｂは冷却流体供給口１４ｂと連通し、アノードガス供給口１３ｃはアノードガス供給口１４ｃと連通する。また、アノードガス排出口１３ｄはアノードガス排出口１４ｄと連通し、冷却流体排出口１３ｅは冷却流体排出口１４ｅと連通し、カソードガス排出口１３ｆはカソードガス排出口１４ｆと連通する。
【００２７】
セパレータ１３とセパレータ１４とは、図１７（Ａ）に示すように、接触面の外周１３ｍ（１４ｍ）が溶接されている。カソードガス供給口１３ａ、１４ａ、アノードガス供給口１３ｃ、１４ｃ、アノードガス排出口１３ｄ、１４ｄ、カソードガス排出口１３ｆ、１４ｆは、図１７（Ａ）に示すように、各々の外周において溶接して接合され、接合部１３ｎ（１４ｎ）が形成されている。
【００２８】
図１７（Ａ）に示すように、波形形状１３ｇと波形形状１４ｇとが接触する箇所１３ｒ（１４ｒ）は溶接されている。また、アノード側セパレータ１３の中でもＭＥＡ１１と接する側の面には、図１７（Ｂ）に示すようにアノードガス供給口１３ｃ及びアノードガス排出口１３ｄと、カソードガス供給口１３ａ、冷却流体供給口１３ｂ、冷却流体排出口１３ｅ、およびカソードガス排出口１３ｆと、を区画してアノードガスが流通する空間を形成するようにシール剤が部位１３ｐに塗布されている。
【００２９】
同様に、カソード側セパレータ１４の中でもＭＥＡ１１と接する側の面には、図１７（Ｃ）に示すようにカソードガス供給口１４ａ及びカソードガス排出口１４ｆと、冷却流体供給口１３ｂ、アノードガス供給口１３ｃ、アノードガス排出口１３ｄ、および冷却流体排出口１３ｅと、を区画してカソードガスが流通する空間を形成するようにシール剤が部位１４ｐに塗布されている。
【００３０】
ＭＥＡ１１は、図１５に示し、供給された酸素と水素を化学反応させて電力を生成する。ＭＥＡ１１は、電解質膜１１ａの片側にアノード１１ｂを接合し、もう一方の側にカソード１１ｃを接合して形成している。電解質膜１１ａは、たとえば、固体の高分子材料からなり、薄板状に形成している。
【００３１】
固体高分子材料には、たとえば、水素イオンを伝導し、湿潤状態で良好な電気伝導性を有するフッ素系樹脂を用いている。アノード１１ｂは、電極触媒層、撥水層、およびガス拡散層を積層して構成し、電解質膜１１ａよりも若干小さい薄板状に形成している。カソード１１ｃは、電極触媒層、撥水層、およびガス拡散層を積層して構成し、アノード１１ｂと同様の大きさで薄板状に形成している。
【００３２】
アノード１１ｂおよびカソード１１ｃの電極触媒層は、導電性の担体に触媒成分が担持された電極触媒と高分子電解質を含んでいる。アノード１１ｂおよびカソード１１ｃのガス拡散層は、たとえば、充分なガス拡散性および導電性を有する炭素繊維からなる糸で織成したカーボンクロス、カーボンペーパ、またはカーボンフェルトから形成している。
【００３３】
ＭＥＡ１１は、図１５に示すようにフレーム部材１５を外方に取り付けている。フレーム部材１５は、積層した電解質膜１１ａ、アノード１１ｂ、およびカソード１１ｃの外周を一体に保持している。フレーム部材１５は、たとえば、電気絶縁性を有する樹脂からなり、セパレータ１３、１４の外周部分の外形形状と同様の外形形状で構成している。
【００３４】
フレーム部材１５は、その長手方向の一端に、矩形状の貫通孔でカソードガス供給口１５ａ、冷却流体供給口１５ｂ、およびアノードガス供給口１５ｃを設けている。同様に、フレーム部材１５は、その長手方向の他端に、矩形状の貫通孔でアノードガス排出口１５ｄ、冷却流体排出口１５ｅ、およびカソードガス排出口１５ｆを設けている。また、平面視した際のセパレータ１３、１４の波形形状１３ｇ、１４ｇとＭＥＡ１１の部分は発電が行われる発電領域に当る。
【００３５】
上記の燃料電池セル１０ａは、互いに密封した状態で複数積層する必要がある。このため、積層する燃料電池セル１０ａの中でもＭＥＡ１１とセパレータ１３との間及びＭＥＡ１１とセパレータ１４との間には上記したシール剤を塗布することによって封止している。シール剤は、たとえば、熱硬化性樹脂を用いる。熱硬化性樹脂は、たとえば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル等から選択する。
【００３６】
一対の集電板１６、１７は、図１４、図１５に示し、燃料電池セル１０ａで生成された電力を外部に取り出す。
【００３７】
一対の集電板１６、１７の集電部１６ｈ等は、たとえば、ガスを透過させない緻密質カーボンのような導電性部材からなり、アノード１１ｂおよびカソード１１ｃの外形よりも若干小さい薄板状に形成している。一対の集電部１６ｈ等は、複数積層した最外層の燃料電池セル１０ａに設けたＭＥＡ１１のアノード１１ｂまたはカソード１１ｃに当接している。集電部１６ｈ等は、その一面から導電性を備えた円柱形状の突起部１６ｇ等を突出して設けている。
【００３８】
突起部１６ｇ等は、後述する筺体２０の一対のエンドプレート２５、２６の貫通孔２５ｇ等を挿通して、外部に臨んでいる。また、集電板１６の突起部１６ｇに当る形状は集電板１７についても同様に設けられている。集電板１６は、セパレータ１３、１４と同様に矩形状の貫通孔でカソードガス供給口１６ａ、冷却流体供給口１６ｂ、アノードガス供給口１６ｃ、アノードガス排出口１６ｄ、冷却流体排出口１６ｅ、カソードガス排出口１６ｆを設けている。集電板１７は、セパレータ１３、１４と同様に矩形状の貫通孔でカソードガス供給口１７ａ、冷却流体供給口１７ｂ、アノードガス供給口１７ｃ、アノードガス排出口１７ｄ、冷却流体排出口１７ｅ、及びカソードガス排出口１７ｆを設けている。
【００３９】
筺体２０は、図１３に示し、複数積層した燃料電池セル１０ａおよび一対の集電板１６、１７を互いに密着させた状態で保持している。
【００４０】
筺体２０は、図１４に示すように一対の締結板２１、２２、一対の補強板２３、２４、および一対のエンドプレート２５、２６、及びネジ２７を有している。以下、筺体２０に含まれた各部材について説明する。
【００４１】
エンドプレート２５は、集電板１６よりも燃料電池セル１０ａの積層方向における外方に配置され、エンドプレート２６は集電板１７よりも外方に配置される。一対のエンドプレート２５、２６の外形形状は、一部の形状を除いて、層厚を増したＭＥＡ１１のフレーム部材１５と同様である。一対のエンドプレート２５、２６は、たとえば、金属からなり、一対の集電板１６、１７と当接する部分に絶縁体を設けている。
【００４２】
一対のエンドプレート２５、２６は、図１５に示すようにその長手方向の一端に、矩形状の貫通孔でカソードガス供給口２５ａ、２６ａ、冷却流体供給口２５ｂ、２６ｂ、およびアノードガス供給口２５ｃ、２６ｃを設けている。同様に、その長手方向の他端には、矩形状の貫通孔でアノードガス排出口２５ｄ、２６ｄ、冷却流体排出口２５ｅ、２６ｅおよびカソードガス排出口２５ｆ、２６ｆを設けている。
【００４３】
カソードガス供給口１３ａ〜１７ａ、２５ａ、２６ａは、セパレータ１３、１４、フレーム部材１５、集電板１６、１７、及びエンドプレート２５、２６を積層した際に連通する。冷却流体供給口１３ｂ〜１７ｂ、２５ｂ、２６ｂ、アノードガス供給口１３ｃ〜１７ｃ、２５ｃ、２６ｃ、アノードガス排出口１３ｄ〜１７ｄ、２５ｄ、２６ｄ、冷却流体排出口１３ｅ〜１７ｅ、２５ｅ、２６ｅ、及びカソードガス排出口１３ｆ〜１７ｆ、２５ｆ、２６ｆについても同様である。一対のエンドプレート２５、２６は、前述した一対の集電板１６、１７の突起部１６ｇ等を挿通させる貫通孔２５ｇ、２６ｇを有している。
【００４４】
一対の締結板２１、２２は、たとえば、金属からなり、板状に形成している。一対の締結板２１、２２は、図１４に示すように縁部を一部折り曲げて形成しており、当該部分は組み付けた際に一対のエンドプレート２５、２６の面と接触する。また、締結板２１、２２は、エンドプレート２５、２６と接触する面にネジ２７を挿通させる穴を設けている。当該穴にネジ２７を取り付けて締め付けることによって、エンドプレート２５、２６、集電板１６、１７、及び積層体１０は燃料電池セル１０ａの積層方向に加圧される。
【００４５】
一対の補強板２３、２４は、たとえば、金属からなり、一対の締結板２１、２２よりも細長い板状に形成している。一対の補強板２３、２４は、図１４に示すように長手方向における端部を一部折り曲げて形成しており、当該部分にはネジ２７を挿通させる穴が設けられている。
【００４６】
補強板２３，２４に設けた穴にはネジ２７を積層方向に通すように形成しており、ネジ２７を取り付けて締結することによって、締結板２１、２２と同様にエンドプレート２５、２６、集電板１６、１７、及び積層体１０が積層方向に加圧される。このように、一対の締結板２１、２２および一対の補強板２３、２４は、ネジ２７を締結することによって、エンドプレート２５、２６、集電板１６、１７、及び積層体１０を燃料電池セル１０ａの積層方向に加圧している。
【００４７】
（検査装置）
次に本実施形態に係る検査装置について説明する。図１（Ａ）、図２（Ａ）、図３（Ａ）、図４（Ａ）は本発明の一実施形態に係る検査装置の検査部を構成する貫通漏れ検査部を示す斜視図、正面図、平面図、側面図である。図１（Ｂ）、図２（Ｂ）、図３（Ｂ）、図４（Ｂ）は同検査部を構成する内部漏れ検査部を示す斜視図、正面図、平面図、側面図である。なお、図３（Ａ）、３（Ｂ）では内部に配置したセパレータアセンブリ１２を破線にて図示している。
【００４８】
本実施形態に係る検査装置は、図１（Ａ）、１（Ｂ）等に示すように流体がセパレータアセンブリ１２を通過して流通するか検査する貫通漏れ検査部２００と、セパレータアセンブリ１２の内部空間から流体が漏れ出るか検査する内部漏れ検査部３００と、を有する。まず、貫通漏れ検査部２００について説明する。
【００４９】
（貫通漏れ検査部）
貫通漏れ検査部２００は、図１７（Ａ）に示すセパレータアセンブリ１２の溶接された箇所１３ｒまたは箇所１４ｒを外部からの流体が通過（貫通）して反対側に漏れでないかを検知する。貫通漏れ検査部２００は、図１（Ａ）〜図４（Ａ）に示すように検査流体を検査空間に供給する検査流体供給部２１０と、検査空間に検査流体が漏れ出ているか検出する検出部２２０と、検査空間内の流体の吸引を行なう吸引部２３０と、検査流体供給部２１０、検査空間などを接続する接続部２４０と、検査空間を形成する空間形成部２６０と、検査空間内の圧力を測定する測定部２９０と、を有する。
【００５０】
検査流体供給部２１０は、図２（Ａ）などに示し、本実施形態においてボンベにヘリウムを充填して構成している。しかし、検査流体を供給することができれば、流体を充填する構成はボンベ以外でもよい。また、検査流体もヘリウムに限定されない。
【００５１】
図５（Ａ）は貫通漏れ検査部の上型にシール部材を取り付けた状態を示す斜視図、図５（Ｂ）、５（Ｃ）は上型にシール部材を取り付けていない状態を示す斜視図、底面図である。図６（Ａ）は貫通漏れ検査部の下型にシール部材を取り付けた状態を示す斜視図、図６（Ｂ）、６（Ｃ）は下型にシール部材を取り付けていない状態を示す斜視図、平面図である。
【００５２】
空間形成部２６０は、図５（Ａ）〜５（Ｃ）、６（Ａ）〜６（Ｃ）に示すように、空間形成部２６０において相対的に上部に位置し検査空間を形成する上型２６１と、上型２６１の下部に配置され上型２６１と同様に検査空間を形成する下型２７１と、検査空間において意図しない部位からの検査流体の流通を防止するシール部材２８０と、シール部材２８６と、を有する。
【００５３】
上型２６１は、図５（Ａ）〜５（Ｃ）に示すように、検査流体を流通させる検査空間２６２と、配管２４１、２４５を取り付ける取り付け穴２６３、２６４と、検査空間２６２に流入した検査流体がセパレータアセンブリ１２の内部空間に流入することを防止する閉塞部２６５〜２６８と、を有する。
【００５４】
上型２６１は、凹形状を有する。検査空間２６２は、図５（Ｃ）に示し、上型２６１にセパレータアセンブリ１２が取り付けられることによって当該凹形状部分が外部と隔離されて形成される閉空間である。検査空間２６２には図４（Ａ）などに示すように検査流体供給部２１０から配管２４１を通って検査流体が流入する。
【００５５】
取り付け穴２６３は、図５（Ｃ）に示し、検査流体を検査空間２６２に流通させるために検査流体供給部２１０に取り付けられた配管２４１と接続される。取り付け穴２６４は、図５（Ｃ）に示し、漏れ検査の前後で検査空間２６２内の流体を吸引するために吸引部２３０を構成する吸引ポンプ２３１に取り付けられた配管２４５と接続される。
【００５６】
図１０（Ａ）は図３（Ａ）の１０−１０線に沿う断面図、図１０（Ｂ）は図１０（Ａ）のＢ部分を示す拡大図である。閉塞部２６５〜２６８は、図５（Ｃ）に示すように、セパレータアセンブリ１２のカソードガス供給口１２ａ、アノードガス供給口１２ｃ、アノードガス排出口１２ｄ、カソードガス排出口１２ｆと同様に矩形形状で構成している。閉塞部２６５〜２６８は、図１０（Ｂ）に示すように、検査流体がセパレータアセンブリ１２の内部に侵入しないように、外周にシール部材２８０を取り付ける段差形状を設けている。
【００５７】
しかし、カソードガス供給口１２ａとの接触部において検査流体がセパレータアセンブリ１２の内部に侵入しないようにできれば、閉塞部２６５の形状は矩形に限定されず、また、段差形状以外の形状を設けてもよい。アノードガス供給口１２ｃ、アノードガス排出口１２ｄ、カソードガス排出口１２ｆに対する閉塞部２６６〜２６８についても同様である。
【００５８】
また、本実施形態において貫通漏れ検査の際には内部漏れ検査を行なわないように構成している。そのため、図３（Ａ）などに示すようにセパレータアセンブリ１２の内部への流体の流通に関連する冷却流体供給口１２ｂと、冷却流体排出口１２ｅとは上型２６１および下型２７１の外部に位置するように構成している。
【００５９】
下型２７１は、図６（Ａ）〜６（Ｃ）に示すように、検査空間２７２と、配管２４２、２４６を接続する取り付け穴２７３、２７４と、閉塞部２７５〜２７８と、を有する。検査空間２７２は、図６（Ｃ）に示し、セパレータアセンブリ１２に貫通箇所が存在する場合に、セパレータアセンブリ１２を通過して検査流体が流入する空間である。その他は上型２６１の検査空間２６２と同様であるため説明を省略する。
【００６０】
取り付け穴２７３は、図６（Ｃ）に示し、検出部２２０への流路を構成する配管２４２と接続される。取り付け穴２７４は、図６（Ｃ）に示し、吸引部２３０の吸引ポンプ２３２に接続された流路を構成する配管２４６と接続される。
【００６１】
閉塞部２７５〜２７８は、上型２６１の閉塞部２６５〜２６８と同様であるため、説明を省略する。
【００６２】
図９（Ａ）〜図９（Ｃ）は上型および下型に取り付けられるシール部材を示す斜視図、正面図、平面図である。シール部材２８０は、図９（Ａ）〜図９（Ｃ）に示すように上型２６１および下型２７１の閉塞部２６５〜２６８、２７５〜２７８に取り付けられる凹部２８１と、凹部２８１の側部２８２と、凹部２８１に貫通して形成された開口部２８３と、セパレータアセンブリ１２からの脱落を防止する脱落防止部２８４と、シール部材２８０を取り外す際の流体の流通部分にあたる通孔部２８５と、を有する。
【００６３】
凹部２８１は、シール部材２８０を上型２６１または下型２７１に取り付けられるように、上型２６１の閉塞部２６５〜２６８または下型２７１の閉塞部２７５〜２７８と嵌合する。側部２８２は凹部２８１の外側に形成された側面であり、セパレータアセンブリ１２のカソードガス供給口１２ａ、アノードガス供給口１２ｃ、アノードガス排出口１２ｄ、またはカソードガス排出口１２ｆと当接してシール部位を形成する。
【００６４】
開口部２８３は、後述する内部漏れ検査の際にセパレータアセンブリ１２の内部空間である冷却流体流路１３ｊ、１４ｊに流体を流通できるように設けられている。脱落防止部２８４は、セパレータアセンブリ１２からシール部材２８０が脱落しないように取り付け方向と交差する方向に突出して形成される縁部分である。通孔部２８５は、漏れ検査が終了した際に空気などを吹き付けることによって、シール部材２８０をセパレータアセンブリ１２から引き離して取り外すことができるように構成している。通孔部２８５は、脱落防止部２８４に貫通穴として形成されている。
【００６５】
また、シール部材２８０は、凹部２８１、開口部２８３、および通孔部２８５を設けることによって、シール部材２８０の剛性を下げている。これにより、シール部材２８０とセパレータアセンブリ１２とが組みつけられた際にセパレータアセンブリ１２に負荷がかかりすぎることを防止している。なお、図９（Ａ）〜９（Ｃ）に示すシール部材２８０は一例であって、閉塞部２６５〜２６８、２７５〜２７８をシールすることができれば、図９（Ａ）〜９（Ｃ）に示す以外のシール部材であってもよい。
【００６６】
シール部材２８６は、シール部材２８０と同様にゴム等の弾性を有する部材によって構成されたＯリングのような部材である。シール部材２８６は図５（Ａ）、６（Ａ）などに示すように上型２６１および下型２７１の外周に取り付けられて検査空間２６２、２７２を外部と隔離する。
【００６７】
図１１は図３（Ａ）の１１−１１線に沿う断面図である。接続部２４０は、図４（Ａ）などに示すように貫通漏れ検査部２００における各構成要素間で検査流体を流通できるように構成要素同士を接続する流路を構成する。接続部２４０は、配管２４１〜２４６と、バルブ２４７と、を有する。
【００６８】
配管２４１は、図１１に示すように検査流体供給部２１０および上型２６１と接続され、検査流体供給部２１０から上型２６１の検査空間２６２までの流路を構成する。配管２４２は、下型２７１から検出部２２０までの途中に配置されたバルブ２４７と下型２７１と接続され、検査空間２７２からバルブ２４７までの流路を構成する。
【００６９】
配管２４３は、図１１に示すようにバルブ２４７と検出部２２０を構成する第１センサ２２１と接続され、バルブ２４７から第１センサ２２１までの流路を構成する。配管２４４は、バルブ２４７と検出部２２０を構成する第２センサ２２２と接続され、バルブ２４７から第２センサ２２２までの流路を構成する。
【００７０】
配管２４５は、図２（Ａ）などに示し、上型２６１と吸引部２３０を構成する吸引ポンプ２３１と接続され、上型２６１の検査空間２６２から吸引ポンプ２３１までの流路を構成する。配管２４６は、下型２７１と吸引部２３０を構成する吸引ポンプ２３２と接続され、下型２７１の検査空間２７２から吸引ポンプ２３２までの流路を構成する。
【００７１】
バルブ２４７は、図４（Ａ）などに示し、配管２４２、配管２４３、および配管２４４と接続され、配管２４２から流通する検査流体を配管２４３または配管２４４のいずれかに切り替えて流通させる。
【００７２】
検出部２２０は、図４（Ａ）などに示すように、配管２４２から流通する検査流体を最初に検出する第１センサ２２１と、第１センサ２２１によって検査流体を検知できなかった場合に検査流体の検出を行なう第２センサ２２２と、を有する。
【００７３】
第１センサ２２１は、検査流体を比較的高い検出レンジにおいて検出できるように構成しており、本実施形態では超音波を用いて検査流体のガス濃度の検出を行なう。超音波によるガスの検出は、特定の流体がセンサの内部の検出空間に侵入すると、検出空間の内部の空間の音速が変化することによって検査流体を検出する。
【００７４】
第２センサ２２２は、第１センサ２２１よりも低い検出レンジにおいて検査流体を検出し、第１センサ２２１にて検査流体を検知できなかった場合に用いられる。第２センサ２２２は、一例として試料をイオン化する構成と、スリットと、コレクタと、を設ける。上記構成は例えば質量分析計などに設けられている。そして、試料からイオンが生成された場合に試料のイオンが描く軌道の偏向を利用してコレクタにて検査流体を収集し、検査流体の検出を行なうように構成している。第２センサ２２２はディテクタとも呼ばれる。
【００７５】
ここで「検出レンジ」とは、検査流体のガス濃度を検出するセンサの取り扱い説明書や仕様書などに記載されている当該センサによって検出可能な範囲を意味する。ガス濃度の単位は一例としてＰａ・ｍ３／ｓで表される。センサの種類によっては検査流体が多量にセンサ内に入りすぎるとセンサの調整が必要になることがある。本実施形態において第２センサ２２２と第１センサ２２１の検出レンジの比較は、特に検出レンジの上限値において行なう。
【００７６】
吸引部２３０は、図２（Ａ）などに示すように吸引ポンプ２３１と、吸引ポンプ２３２と、を有する。吸引ポンプ２３１は、上記のように上型２６１と接続された配管２４５と接続され、漏れ検査の前後に検査空間２６２に残る流体を吸引する際に用いられる。吸引ポンプ２３２は、上記のように下型２７１と接続された配管２４６と接続され、吸引ポンプ２３１と同様に漏れ検査の前後で検査空間２７２に残る流体を吸引する際に用いられる。
【００７７】
測定部２９０は、図２（Ａ）などに示すように圧力計２９１と、圧力計２９２と、を有する。圧力計２９１は、上型２６１の検査空間２６２における圧力を測定する際に用いられる。圧力計２９２は、下型２７１の検査空間２７２における圧力を測定する際に用いられる。圧力計２９１、２９２は例えばダイヤフラムの圧力計などを使用することができるが、これに限定されない。
【００７８】
（内部漏れ検査部）
次に内部漏れ検査部について説明する。内部漏れ検査部３００は、図１（Ｂ）〜図４（Ｂ）に示すように検査流体を検査空間に供給する検査流体供給部３１０と、検査空間から検査流体が漏れ出ているか検出する検出部３２０と、検査空間内に残る流体を吸引する吸引部３３０と、検査流体供給部３１０、検査空間などを接続する接続部３４０と、検査空間を形成する空間形成部３６０と、検査空間内の圧力を測定する測定部４１０と、を有する。
【００７９】
検査流体供給部３１０は、検査流体供給部２１０と同様の構成であり、内部漏れの検査において検査空間に検査流体を供給する。検査流体供給部３１０についても検査流体供給部２１０と同様にボンベにヘリウムなどのガスを充填して構成しているが、検査流体供給部２１０と同様にこれに限定されない。
【００８０】
図７（Ａ）は内部漏れ検査部の上型にシール部材を取り付けた状態を示す斜視図、図７（Ｂ）、７（Ｃ）は上型にシール部材を取り付けていない状態を示す斜視図、底面図である。図８（Ａ）は内部漏れ検査部の下型にシール部材を取り付けた状態を示す斜視図、図８（Ｂ）、８（Ｃ）は下型にシール部材を取り付けていない状態を示す斜視図、平面図である。図１２（Ａ）は図３（Ｂ）の１２−１２線に沿う断面図、図１２（Ｂ）は図１２（Ａ）のＢ部分を示す拡大図である。
【００８１】
空間形成部３６０は、図７（Ａ）〜７（Ｃ）、８（Ａ）〜８（Ｃ）に示すように、空間形成部３６０において相対的に上部に位置し検査空間を形成する上型３６１と、上型３６１の下部に配置され上型３６１と共に検査空間を形成する下型３８１と、検査空間において意図しない部位からの検査流体の流通を防止するシール部材３９０、３９６と、を有する。
【００８２】
上型３６１は、図７（Ａ）〜７（Ｃ）、図１２（Ｂ）に示すように、漏れが生じた際に検査流体が流通する検査空間３６２と、配管３４１、３４２、３４８を取り付ける取り付け穴３６３〜３６５と、取り付け穴３６３と連通する流通部３６６と、取り付け穴３６４と連通する流通部３６７と、セパレータアセンブリ１２の漏れ以外の箇所から検査流体が漏れることを防止する閉塞部３６８、３６９、３７１、３７２と、を有する。
【００８３】
上型３６１は上型２６１と同様に凹部を有し、検査空間３６２は当該凹部にセパレータアセンブリ１２を取り付けることによって形成される。ただし、セパレータアセンブリ１２は上型３６１の凹部を完全に覆うのではなく、凹部の外周に隙間を残すことによって後述する下型３８１の検査空間３８２と連通する。
【００８４】
取り付け穴３６３は、図７（Ｃ）に示し、検査流体を検査空間３６２に流入させるために配管３４１と接続される。流通部３６６は、図１２（Ｂ）に示し、取り付け穴３６３と連通するとともに、取り付け穴３６３からの検査流体がセパレータアセンブリ１２の冷却流体供給口１２ｂと接続される。そのため、流通部３６６は、冷却流体供給口１２ｂの形状に合わせて外形が矩形の空洞形状で構成している。
【００８５】
流通部３６７は、セパレータアセンブリ１２の冷却流体排出口１２ｅと接続され、取り付け穴３６４と連通する。そのため、流通部３６７は、流通部３６６と同様に冷却流体排出口１２ｅの形状と合わせて外形が矩形の空洞形状で構成している。
【００８６】
取り付け穴３６４は、図７（Ｃ）に示し、流通部３６７と連通し、セパレータアセンブリ１２の内部にあたる冷却流体流路１３ｊ、１４ｊの流体を吸引するために配管３４８と接続される。取り付け穴３６５は、検査空間３６２から流通する検査流体を検出部３２０に流出させるために配管３４２と接続される。閉塞部３６８、３６９、３７１、３７２は、貫通漏れ検査部２００の閉塞部２６５〜２６８と同様であるため、説明を省略する。
【００８７】
下型３８１は、図８（Ａ）〜８（Ｃ）に示すように、検査空間３８２と、配管３４５と接続される取り付け穴３８３と、閉塞部３８４〜３８９と、を有する。
【００８８】
下型３８１は上型３６１と同様に凹部を備え、検査空間３８２は、当該凹部がセパレータアセンブリ１２によって覆われることで形成される。検査空間３８２は、検査空間３６２と同様にセパレータアセンブリ１２によって下型の凹部が完全に覆われず、一部隙間が残ることによって、検査空間３６２と連通する。
【００８９】
取り付け穴３８３は、図８（Ｃ）に示し、セパレータアセンブリ１２の冷却流体流路１３ｊ、１４ｊから漏れ出た検査流体を検出部３２０まで流通させるために検出部３２０までの流路の一部を構成する配管３４５と接続される。閉塞部３８４〜３８９は、貫通漏れ検査部２００の閉塞部２７５〜２７８と同様であるため説明を省略する。
【００９０】
シール部材３９０は、図７（Ａ）、図８（Ａ）などに示す貫通漏れ検査部２００のシール部材２８０と同様であるため、説明を省略する。シール部材３９６は、図７（Ａ）、図８（Ａ）などに示し、貫通漏れ検査部２００のシール部材２８６と同様であり、上型３６１と下型３８１の外周をシールするために取り付けられるＯリングのような部材である。
【００９１】
接続部３４０は、図２（Ｂ）、図１２（Ａ）などに示すように、内部漏れ検査部３００における各構成要素間で検査流体を流通できるように構成要素同士を接続する。接続部３４０は、配管３４１〜３４８と、バルブ３５１、３５２、と、を有する。
【００９２】
配管３４１は、図２（Ｂ）、図１２（Ａ）に示すように検査流体供給部３１０と上型３６１と接続され、検査流体供給部３１０から上型３６１の検査空間３６２までの流路を構成する。配管３４２は、上型３６１から検出部３２０までの途中に配置されたバルブ３５１と上型３６１と接続され、検査空間３６２、３８２からバルブ３５１までの流路を構成する。
【００９３】
配管３４３は、図２（Ｂ）に示すようにバルブ３５１と第１センサ３２１と接続され、バルブ３５１から第１センサ３２１までの流路を構成する。配管３４４は、バルブ３５１と第２センサ３２２と接続され、バルブ３５１から第２センサ３２２までの流路を構成する。配管３４５は、下型３８１から検出部３２０までの途中に設けられたバルブ３５２と下型３８１と接続され、検査空間３６２、３８２からバルブ３５２までの流路を構成する。
【００９４】
配管３４６は、バルブ３５２と第１センサ３２１と接続され、バルブ３５２から第１センサ３２１までの流路を構成する。配管３４７は、バルブ３５２と第２センサ３２２と接続され、バルブ３５２から第２センサ３２２までの流路を構成する。配管３４８は、上型３６１と吸引部３３０と接続され、検査空間３６２、３８２から吸引部３３０までの流路を構成する。
【００９５】
バルブ３５１は、配管３４２、配管３４３、および配管３４４と接続され、配管３４２から流通する検査流体を配管３４３または配管３４４のいずれかの流路に切り替えて流通させる。バルブ３５２は、バルブ３５１と同様に、配管３４５、配管３４６、および配管３４７と接続され、配管３４５から流通する検査流体を配管３４６または配管３４７のいずれかの流路に切り替えて流通させる。
【００９６】
検出部３２０は、比較的高いガス濃度の検出レンジにて検査流体を検出する第１センサ３２１と、第１センサ３２１よりも低いガス濃度の検出レンジにて検査流体を検出する第２センサ３２２と、を有する。第１センサ３２１は貫通漏れ検査部２００の第１センサ２２１と同様であり、第２センサ３２２は貫通漏れ検査部２００の第２センサ２２２と同様であるため、説明を省略する。
【００９７】
内部漏れの検査において検査空間３６２と検査空間３８２とは連通しているため、吸引部は図２（Ｂ）などに示すように吸引部３３０の吸引ポンプの一機のみで構成している。測定部４１０は、貫通漏れ検査部２００の圧力計２９１、２９２と同様に検査空間３６２、３８２における圧力を測定する際に用いられる。
【００９８】
（漏れの検査方法）
次に本実施形態に係る貫通漏れおよび内部漏れの検査工程について説明する。漏れの検査について図１８を参照し貫通漏れ検査について概説すれば、上型３６１および下型３８１などをセットして閉じた検査空間２６２、２７２を形成し（ステップＳＴ２）、検査流体を供給する（ステップＳＴ９）。そして、第１センサ２２１を用いてセパレータアセンブリ１２から検査空間２７２に漏れ出る検査流体を検出する（ステップＳＴ１０）。第１センサ２２１によって検査流体が検出されなかった場合（ステップＳＴ１０：ＮＯ）、第２センサ２２２を用いて検査空間２７２に漏れ出る検査流体を検出する（ステップＳＴ１１）。内部漏れ検査についても同様の工程を実施する。以下、詳述する。
【００９９】
まず、下型２７１にシール部材２８０、２８６を取り付ける。そして、セパレータアセンブリ１２のカソードガス供給口１２ａ、アノードガス供給口１２ｃ、アノードガス排出口１２ｄ、カソードガス排出口１２ｆを下型２７１の閉塞部２７５〜２７８に位置合わせしてセパレータアセンブリ１２をセットする。その際、カソードガス供給口１２ａ、アノードガス供給口１２ｃ、アノードガス排出口１２ｄ、カソードガス排出口１２ｆにシール部材２８０の側部を嵌合させる。
【０１００】
次に、上型２６１にシール部材２８０とシール部材２８６を取り付けて、上型２６１を下型２７１の上方から配置する（ステップＳＴ１）。この状態で上型２６１、下型２７１、およびセパレータアセンブリ１２によって検査空間２６２、２７２が形成される（ステップＳＴ２）。上型２６１と下型２７１との型締めは、例えば上型２６１および下型２７１の外方から万力などを配置して適当な圧力で締め付けることによって行なう。
【０１０１】
次に吸引ポンプ２３１を作動させて検査空間２６２に存在する流体を除去する。同様に、吸引ポンプ２３２を作動させて検査空間２７２に存在する流体を除去する。検査空間２６２、２７２の圧力は完全に真空とならなくても例えば数百ｐｐｍ程度になっていればよい（ステップＳＴ３）。検査空間２６２、２７２内の流体の吸引は所定時間行なう。
【０１０２】
次に圧力計２９１、２９２を用いて検査空間２６２、２７２の圧力が所定時間内に所定の圧力まで減圧できているか確認する（ステップＳＴ４）。所定時間内に検査空間２６２または検査空間２７２のいずれかの圧力が設定値まで減圧できない場合（ステップＳＴ４：ＮＯ）、上型２６１と下型２７１の組み付けを解体する（ステップＳＴ５）。そして、セパレータアセンブリ１２または貫通漏れ検査部２００を構成する工具を確認して圧力が下がらない原因を見つける。ここで貫通漏れ検査部２００を構成する工具とは、貫通漏れ検査部２００の中でも特に検査空間２６２、２７２の減圧に関する構成要素であって、上型２６１、下型２７１、配管２４５、２４６、吸引部２３０などに当たる。
【０１０３】
上記原因がセパレータアセンブリ１２ではなく上型２６１などの工具にある場合（ステップＳＴ６：ＮＯ）、貫通漏れ検査部２００に不備があるとして検査を終了する。上記原因がセパレータアセンブリ１２にある場合（ステップＳＴ６：ＹＥＳ）、セパレータアセンブリ１２を不良品と選別する（ステップＳＴ８）。
【０１０４】
検査空間２６２、２７２の内部圧力が所定値以下になった場合（ステップＳＴ４：ＹＥＳ）、検査流体供給部２１０から検査流体を供給する（ステップＳＴ９）。次に第１センサ２２１によって検査流体の検出を行なう（ステップＳＴ１０）。
【０１０５】
第１センサ２２１によって検査流体の検出ができた場合（ステップＳＴ１０：ＹＥＳ）、検査流体の供給を停止し、吸引部２３０を用いて検査空間２６２、２７２の内部を吸引して洗浄する（ステップＳＴ１２）。そして、上型２６１および下型２７１の組み付けを解体して（ステップＳＴ１３）、検査中のセパレータアセンブリ１２を不良品と選別する（ステップＳＴ８）。
【０１０６】
第１センサ２２１による検出がされなかった場合（ステップＳＴ１０：ＮＯ）、バルブ２４７を用いて流路の切り替えを行い、検査流体を検出するセンサを第１センサ２２１から第２センサ２２２に切り替える。そして、第１センサ２２１よりもガス濃度の検出レンジが低い第２センサ２２２を用いて検査空間２７２に漏れ出た検査流体を検出する（ステップＳＴ１１）。
【０１０７】
第２センサ２２２によって検査流体を検出した場合（ステップＳＴ１１：ＹＥＳ）、上記と同様に検査流体の供給を停止し、吸引部２３０によって検査空間２６２、２７２内部の検査流体を吸引して洗浄を行なう（ステップＳＴ１２）。そして、上型２６１と下型２７１の組み付けを解体し（ステップＳＴ１３）、検査中のセパレータアセンブリ１２を不良品と選別する（ステップＳＴ８）。
【０１０８】
第２センサ２２２によって検査流体の検出がされなかった場合（ステップＳＴ１１：ＮＯ）、上記工程まででは貫通漏れの検査が終了し、内部漏れの検査は終了していない（ステップＳＴ１４：ＮＯ）。そのため、貫通漏れ検査部２００の上型２６１、下型２７１の組み付けを解体する（ステップＳＴ１５）。
【０１０９】
次に内部漏れ検査部３００を用いる。まず、貫通漏れ検査部２００と同様に下型３８１にシール部材３９０、３９６を組み付け、セパレータアセンブリ１２を配置する。そして、上型３６１にシール部材３９０、３９６を組み付けて、上型３６１を下型３８１の上方から配置する（ステップＳＴ１）。そして、万力などで締め付けを行い、検査空間３６２、３８２を形成する（ステップＳＴ２）。
【０１１０】
そして、吸引部３３０を用いて検査空間３６２、３８２に残る流体を吸引する（ステップＳＴ３）。貫通漏れ検査と同様に所定時間内に検査空間３６２、３８２が所定圧力まで減圧しない場合（ステップＳＴ４：ＮＯ）、上型３６１および下型３８１の組み付けを解体する（ステップＳＴ５）。
【０１１１】
次にセパレータアセンブリ１２および内部漏れ検査部３００を構成する工具を確認して圧力が低下しない原因を見つける（ステップＳＴ６）。ここで内部漏れ検査部３００を構成する工具とは、内部漏れ検査部３００の中でも特に検査空間３６２、３８２の減圧に関する構成要素であって、上型３６１、下型３８１、配管３４８、吸引部３３０などに当たる。
【０１１２】
上記原因が貫通漏れの場合と同様にセパレータアセンブリ１２にある場合（ステップＳＴ６：ＹＥＳ）、検査中のセパレータアセンブリ１２を不良品と選別する（ステップＳＴ８）。
【０１１３】
上記原因が内部漏れ検査部３００の工具にある場合（ステップＳＴ６：ＮＯ）、検査を終了する。
【０１１４】
検査空間３６２、３８２の内部圧力を所定値まで減圧した場合（ステップＳＴ４：ＹＥＳ）、検査流体供給部３１０を用いてセパレータアセンブリ１２の冷却流体流路１３ｊ、１４ｊに検査流体を供給する（ステップＳＴ９）。そして、第１センサ３２１を用いて検査空間３６２、３８２に検査流体が漏れ出ているか確認する（ステップＳＴ１０）。
【０１１５】
第１センサ３２１によって検査流体を検出した場合（ステップＳＴ１０：ＹＥＳ）、貫通漏れの場合と同様に検査流体の供給を停止し、吸引部３３０を用いて検査空間３６２、３８２の内部を吸引して洗浄する（ステップＳＴ１２）。そして、上型３６１、下型３８１の組み付けを解体して（ステップＳＴ１３）、検査中のセパレータアセンブリ１２を不良品と選別する（ステップＳＴ８）。
【０１１６】
第１センサ３２１によって検査流体を検出できなかった場合（ステップＳＴ１０：ＮＯ）、バルブ３５１、３５２を用いて流路の切り替えを行い、検査流体を検出するセンサを第１センサ３２１から第２センサ３２２に切り替える。そして、貫通漏れの場合と同様に第２センサ３２２を用いて検査空間３６２、３８２に検査流体が漏れ出ているか検知する（ステップＳＴ１１）。
【０１１７】
第２センサ３２２によって検査流体を検出した場合（ステップＳＴ１１：ＹＥＳ）、第１センサ３２１の場合と同様に検査流体の供給を停止し、吸引部３３０を用いて検査空間３６２、３８２内部の検査流体を吸引して洗浄を行なう（ステップＳＴ１２）。そして、上型３６１、下型３８１の組み付けの解体を行い（ステップＳＴ１３）、検査中のセパレータアセンブリ１２を不良品と選別する（ステップＳＴ８）。
【０１１８】
第２センサ３２２を用いても検査流体を検出できなかった場合（ステップＳＴ１１：ＮＯ）、現時点では貫通漏れも内部漏れの検査も終了している（ステップＳＴ１４：ＹＥＳ）。そこで、まず検査流体の供給を停止し、上型３６１と下型３８１の組み付けを解体する（ステップＳＴ１６）。そして、検査中のセパレータアセンブリ１２を良品と選別して次工程に進める（ステップＳＴ１７）。
【０１１９】
（作用効果）
次に本実施形態にかかる作用効果について説明する。本実施形態ではセパレータアセンブリ１２について、上型２６１と下型２７１を用いて形成した検査空間２６２、２７２を形成し、上型３６１と下型３８１を用いて検査空間３６２、３８２を形成する。そして、検査空間２６２、２７２または検査空間３６２、３８２にセパレータアセンブリ１２を配置して検査流体を供給する。そして、第１センサ２２１、３２１を用いてセパレータアセンブリ１２から漏れ出る検査流体を検出する。第１センサ２２１、３２１によって検査流体の検出ができなかった場合、第１センサ２２１、３２１よりもガス濃度の検出レンジの上限値が低い第２センサ２２２、３２２を用いてセパレータアセンブリ１２から漏れ出る検査流体を検出するように構成している。
【０１２０】
このように構成することによって、リークする検査流体の濃度が高い場合には第１センサ２２１、３２１によって検出ができ、第２センサ２２２、３２２を用いる必要がないため、第２センサ２２２、３２２の再調整や交換を不要にできる。また、リークする検査流体の濃度が比較的低い場合には第２センサ２２２、３２２によって検出ができる。そのため、検出の精度を従来と変えることなく、検出の際に第２センサ２２２、３２２の再調整や交換を不要にできることによってリークテストにかかる時間を減らし、リークテストにかかる費用を削減することができる。
【０１２１】
また、第１センサ２２１、３２１による検出と第２センサ２２２、３２２による検出とは、ヘリウムなどの同じ検査流体を用いて行うことができる。そのため、第１センサと第２センサに異なる検査流体を用いる場合と比較して第１センサによる検査流体の使用後に検査空間を洗浄する工程を不要にできる。また、２番目に使用する検査流体の充填などの工程についても不要にできる。
【０１２２】
また、第１センサ２２１、３２１による検出を行なう前に、検査空間２６２、２７２、３６２、３８２に存在する流体を吸引し、検査空間２６２、２７２、３６２、３８２の圧力を監視する。そして、検査空間内部の圧力が所定値以下に減圧していない場合に検査空間２６２、２７２、３６２、３８２の減圧に関係する上型２６１、下型２７１などの工具またはセパレータアセンブリ１２の状況を確認するように構成している。
【０１２３】
そのため、上型２６１、３６１および下型２７１、３８１の組み付けミスなどの不備をセンサの使用前に見つけ、検査の精度を向上させることができる。また、セパレータアセンブリ１２において目視などで発見できるような欠陥はセンサの使用前に発見することによって第２センサ２２２、３２２等を使用せずにリークテストを実施することができる。
【０１２４】
また、上型２６１および下型２７１等の工具並びにセパレータアセンブリ１２の確認は、検査空間２６２、２７２、または検査空間３６２、３８２を所定時間内に設定値まで減圧できなかった場合に行われる。そのため、減圧の時間を設定しない場合と比べてリークテストの検査時間を短縮することができる。
【０１２５】
また、本実施形態にかかる検査流体は一例としてヘリウムを採用することができる。
【０１２６】
上記漏れ検査は、検査空間が検査流体の流入する検査空間２６２と検査流体の流出する検査空間２７２とに分割されている場合における検査空間２６２からセパレータアセンブリ１２を通過して検査空間２７２に流通する検査流体の検出に利用できる。また、上記とは別にセパレータアセンブリ１２の冷却流体流路１３ｊ、１４ｊから検査空間３６２、３８２に漏れ出る検査流体を検出する際に利用することができる。前者は貫通漏れ検査、後者は内部漏れ検査に当たる。
【０１２７】
また、第１センサ２２１、３２１は、上記のように超音波を照射した際の空間内の音速の変化を検知して検査流体を検出する超音波ガス濃度計を挙げることができる。また、第２センサ２２２、３２２は、流体をイオンにして磁場を通過させた際の軌道の偏向を利用して検査流体の検出を行うディテクタを挙げることができる。
【０１２８】
また、本実施形態にかかる漏れ検査は燃料電池１００を構成し、セパレータアセンブリ１２を構成する金属製のセパレータ１３、１４に対して実施することができる。
【０１２９】
なお、本発明は上述した実施形態にのみ限定されず、特許請求の範囲において種々の変更が可能である。上記では第１センサ２２１、３２１が超音波ガス濃度計を用いる実施形態について説明したが、これに限定されない。第１センサは第２センサよりもガス濃度の検出レンジが第２センサより相対的に高いものを使用すれば超音波ガス濃度計以外のものであってもよい。また、上記では検査流体としてヘリウムを用いる実施形態について説明したが、これに限定されず、水素を使用してもよい。
【符号の説明】
【０１３０】
１２  セパレータアセンブリ（接合体）、
１３  セパレータ（第１部材）、
１４  セパレータ（第２部材）、
２００  貫通漏れ検査部、
２１０  検査流体供給部、
２２１  第１センサ、
２２２  第２センサ、
２３０、３３０  吸引部（工具）、
２４５、２４６、３４８  配管（工具）、
２６１、３６１  上型（工具）、
２７１、３８１  下型（工具）、
２６２、２７２  検査空間、
３００  内部漏れ検査部、
３１０  検査流体供給部、
３２１  第１センサ、
３２２  第２センサ、
３６２、３８２  検査空間。
【図１】
0006631142.tif 000002
【図２】
0006631142.tif 000003
【図３】
0006631142.tif 000004
【図４】
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【図５】
0006631142.tif 000006
【図６】
0006631142.tif 000007
【図７】
0006631142.tif 000008
【図８】
0006631142.tif 000009
【図９】
0006631142.tif 000010
【図１０】
0006631142.tif 000011
【図１１】
0006631142.tif 000012
【図１２】
0006631142.tif 000013
【図１３】
0006631142.tif 000014
【図１４】
0006631142.tif 000015
【図１５】
0006631142.tif 000016
【図１６】
0006631142.tif 000017
【図１７】
0006631142.tif 000018
【図１８】
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