(57)【要約】【課題】大型化や、破損することなく積層体を高締付力で締め付けられるクランプ治具を提供する。【解決手段】挟持片21を有する固定挟持部2、挟持片31を有し、挟持方向に可動可能とする可動挟持部3、これら挟持片の間隔を調整する間隔調整機構4、可動側挟持片31に積層体への押圧力を付与する締付機構5を備える。間隔調整機構4は、支持用螺子軸6、支持用螺子軸6と螺合し、固定挟持部2に固定される第一支持部7、支持用螺子軸6が回転可能に嵌め合わされ、可動挟持部3を支持する第二支持部8を備える。締付機構5は、第二支持部8に対し可動挟持部3を可動に支持する可動支持軸51、固定挟持部2の可動支点に対し積層体挟持位置とは反対側に固定される第三支持部52、第三支持部52と螺合し、可動挟持部3の可動支点に対し積層体挟持位置とは反対側に圧接可能な締付用螺子軸53を備える。対向する挟持片の間に間隔調整機構4及び締付機構5が配置される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層体を所定の圧力で積層方向に押圧して挟持するクランプ治具であって、
積層体を挟持するための板状の挟持片を有する固定挟持部と、板状の挟持片を有し、挟持方向に可動する可動挟持部と、これら挟持片の間隔を調整する間隔調整機構と、可動挟持部の挟持片に積層体への押圧力を付与する締付機構とを備え、
間隔調整機構は、
支持用螺子軸と、
この支持用螺子軸の一端側と螺合する雌螺子部を有し、固定挟持部に固定される第一支持部と、
支持用螺子軸の他端側が回転可能に嵌め合わされ、可動挟持部を支持する第二支持部とを備え、
締付機構は、
第二支持部に対して可動挟持部を挟持方向に可動に支持する可動支持軸と、
雌螺子部を有し、固定挟持部における可動支点に対して積層体の挟持位置とは反対側に固定される第三支持部と、
第三支持部と螺合し、可動挟持部における可動支点に対して積層体の挟持位置とは反対側に圧接可能な締付用螺子軸とを備え、
対向する挟持片の間に間隔調整機構及び締付機構が配置されていることを特徴とするクランプ治具。
【請求項２】
支持用螺子軸は、螺子山の方向が互いに反対方向となる２つの雄螺子部を有し、第二支持部は、支持用螺子軸の前記他端側に形成する雄螺子部と螺合する雌螺子部を有していることを特徴とする請求項１に記載のクランプ治具。
【請求項３】
締付用螺子軸は、可動挟持部側端面から所定位置に形成される大径部を有し、この大径部の端面を可動挟持部に当接させるようにしていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のクランプ治具。
【請求項４】
支持用螺子軸の回転により、第二支持部が供回りするのを防止する回転防止手段を備え、この回転防止手段に間隔調整用の目盛りを設けていることを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載のクランプ治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層体を所定の締付力で締め付けて挟持するクランプ治具に関する。本発明のクランプ治具は、特に、板状のものを積層した積層体を一時的に挟持して位置ずれが起こるのを防止するために用いるクランプ治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
板状のものが多数積層された積層体としては、例えばレドックスフロー電池のセルスタックが挙げられる。セルスタックは、例えば１０個から３０個の板状セルを積層し、その積層方向両端に給排板を配置して形成されるサブスタックにより構成される。セルスタックは、単数のサブスタックで構成したり、サブスタックを複数積層して構成したりする。
【０００３】
ところで、複数のサブスタックを積層してセルスタックを構成する場合、サブスタックは、これらサブスタックを積層するまでの間、多数の板状セルと給排板に位置ずれが起こらないようにするために、通常は治具を用いて固定しておく。
【０００４】
サブスタックを固定する治具としては、例えば特許文献１に示すようなＣ型クランプ治具が挙げられる。このＣ型クランプ治具を多数用いて、複数枚の板状セルと給排板を外周縁部において挟持して位置ずれしないように固定している。
【０００５】
Ｃ型クランプ治具は、先端部に受け部を有する螺子軸と、Ｃ字状の保持枠とを備え、この保持枠の一端部にも受け部を設け、他端部に、螺子軸が保持枠の受け部に対して進退可能に螺合される螺子孔を設けたものである。
【０００６】
そして、このＣ型クランプ治具でサブスタックを固定する際は、まず、クランプ治具の各受け部の間の間隔がサブスタックの積層高さよりも大きくなるように螺子軸を回転させた後、保持枠をサブスタックの外周部に嵌める。そして、螺子軸を両受け部がサブスタックに接触するまで回転させ、さらに、所定の締付力が得られるまで締め付けて、両受け部でサブスタックを挟持する。
【０００７】
【特許文献１】特開平11-188648号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、クランプ治具を用いて板状セル等の位置ずれが起こらないようにするためには、所定の締付力で板状セルと給排板とを締め付けておく必要がある。例えば５０００ｃｍ２セルの場合、５０００ｋｇ程度の締付力で多数の板状セルと給排板を締め付けておく必要がある。
【０００９】
上記したＣ型クランプ治具では、螺子軸の先端部を積層体の表面に向けて押し込むようにして、直接螺子軸で積層体を締め付けている。そして、高い締付力を維持するためには、例えば螺子軸と螺子孔に形成する螺子ピッチを小さくして螺子が弛まないようにする必要がある。
【００１０】
しかも、Ｃ型クランプ治具では、保持枠の端部に形成する螺子孔に螺子軸を螺合させるため、保持枠の枠の太さに応じて螺子孔の大きさが決まる。従って、螺子孔はあまり大きくできないので、螺子軸も太くできない。しかし、所定の高締付力を得るためには、その締付力が維持できる太さを要するので、螺子軸や保持枠が細いと締付時に螺子軸が破損してしまう虞がある。その結果、所定の高締付力を得るためには、保持枠と螺子軸を太くしなければならず、クランプ治具が大きくなってしまう。
【００１１】
また、複数のサブスタックを積層する際は、二枚のエンドプレートで挟持するように一方のエンドプレートの上にサブスタックを積層していく。このとき、サブスタックに取り付けられているＣ型クランプ治具は、螺子軸が、サブスタックの給排板から積層方向に大きく突出した状態になっている。
【００１２】
特に、所定の高締付力を得るために、保持枠と螺子軸を太くすると、クランプ治具でサブスタックを挟持したときに、このサブスタックの端面から保持枠と螺子軸が大きく突出してしまう。
【００１３】
従って、例えば、給排板にクランプ治具の受け部を受け入れる凹部を形成したとしても、螺子軸や保持枠の一部は依然として給排板から積層方向に大きく突出した状態になる。その結果、サブスタックを積層しようとすると螺子軸が干渉して積み重ねられないので、取り付けていたクランプ治具を外してサブスタックを積層しなければならくなる。このようにクランプ治具を取り外してサブスタックを積層していくと、積層している途中で板状セルや給排板の位置ずれが生ずる虞がある。
【００１４】
また、螺子軸の螺子ピッチを小さくすると、螺子軸の一回転あたりの軸方向への移動量が少なく、クランプ治具の取り付け、取り外しを行う際に螺子軸を回転させる回数が多くなり、取り付け、取り外し作業に長い時間が掛かってしまう。
【００１５】
以上のことから、本発明は、大型化することなく、しかも、破損することなく積層体を高締付力で締め付けられるクランプ治具を提供することを主目的とする。さらに、他の目的として、積層体をクランプ治具で挟持したときに、積層体の積層方向端面から突出する部分をできるだけ少なくできるクランプ治具を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明のクランプ治具は、積層体を所定の圧力で積層方向に押圧して挟持するクランプ治具であって、固定挟持部と、可動挟持部と、これら挟持片の間隔を調整する間隔調整機構と、可動挟持部の挟持片に積層体への押圧力を付与する締付機構とを備えることを特徴とする。
【００１７】
固定挟持部は、積層体を挟持するための板状の挟持片を有する。可動挟持部も板状の挟持片を有し、挟持方向に動くようにしている。そして、各挟持部における挟持片の一端には、積層体に係合する係合爪を対向するように形成し、これら挟持片の係合爪で積層体を挟持することが好ましい。
【００１８】
間隔調整機構は、支持用螺子軸と、第一支持部と、第二支持部とを備える。第一支持部は、支持用螺子軸の一端側と螺合する雌螺子部を有し、固定挟持部に固定される。第二支持部は、支持用螺子軸の他端側が回転可能に嵌め合わされ、可動挟持部を支持する。
【００１９】
第二支持部は、支持用螺子軸の他端側に形成される雄螺子部と螺合する雌螺子部を有する構成とすることができる。また、第二支持部は、支持用螺子軸の他端側を、軸方向への移動を阻止し、フリー回転可能に支持する構成としてもよい。支持用螺子軸をフリー回転可能に支持する構成としては、例えば支持用螺子軸の先端部にフランジ部を形成し、第二支持部には、支持用螺子軸の先端部分を軸方向と直交する方向から挿入可能で、フランジ部が軸方向に移動しない形状の穴を有する構成が挙げられる。
【００２０】
第二支持部に雌螺子部を形成する場合は、支持用螺子軸には、螺子山の方向が互いに反対方向となる２つの雄螺子部を形成する。第二支持部は、支持用螺子軸の前記他端側に形成する雄螺子部と螺合させる。このように支持用螺子軸に２つの逆方向の雄螺子部を形成することにより、ターンバックルを構成とすることができる。間隔調整機構をターンバックルの構成とすることにより、支持用螺子軸の１回の回転による挟持片の変化量を、従来のＣ型クランプの場合の２倍にすることができる。その結果、挟持片の間隔調整が短時間で行えるようになる。
【００２１】
支持用螺子軸を第一支持部および第二支持部に対して回転させることにより、第一支持部の固定挟持部側端部から第二支持部の可動挟持部側端部までの長さを変動させて各挟持片の間隔を調整する。なお、挟持片の係合爪の積層体への当接位置は、積層体を十分挟持できる位置にしなければならない。そのためには、所定の挟持位置が得られるように挟持片の積層体を覆う面積を確保する必要がある。従って、支持用螺子軸と各支持部とは、各挟持片に対して、積層体を覆う所定の面積を確保できる位置に取り付ける。
【００２２】
締付機構は、第二支持部に対して可動挟持部を挟持方向に可動に支持する可動支持軸と、雌螺子部を有し、固定挟持部における可動支点に対して積層体の挟持位置とは反対側に固定される第三支持部と、第三支持部と螺合し、可動挟持部における可動支点に対して積層体の挟持位置とは反対側に圧接可能な締付用螺子軸とを備える。
【００２３】
この支持軸は、例えば、可動挟持部の挟持片における第二支持部配設側に軸受部を形成し、第二支持部における可動挟持部配設側端部に軸穴を形成して、可動挟持部の軸受部と第二支持部の軸孔に貫通させるようにする。
【００２４】
第三支持部の固定挟持部への固定位置は、締付用螺子軸によって可動挟持部が挟持方向に押し上げられる位置に固定する。間隔調整機構の支持用螺子軸と締付用螺子軸とは平行して配置された状態になる。
【００２５】
締付用螺子軸は、例えば軸方向全体に雄螺子部が形成されたものを用いることができる。締付用螺子軸で可動挟持部を押し上げる場合、挟持片における挟持位置とは反対側に締付用螺子軸の先端部を当接させて押し上げるようにすることができる。また、可動挟持部には、挟持片の平面よりも固定挟持部側に、締付用螺子軸の先端部を当接させるための平面部を別途形成するようにしてもよい。
【００２６】
締付用螺子軸は、可動挟持部側端面から所定位置に大径部を形成することが好ましい。大径部を形成する場合には、大径部の端面を可動挟持部に当接させて、可動挟持部を押し上げるようにする。大径部を形成することにより、可動挟持部への接触面積を大きくして、可動挟持部を押し上げた際の締付用螺子軸にかかる応力を分散させることができ、締付用螺子軸の破損を防ぐことができる。
【００２７】
大径部は、例えば、雄螺子部にナットを螺合し、このナットを可動挟持部側端面から所定位置において溶接により固定することにより得られる。このときの所定位置とは、可動挟持部側端面から例えば２〜３ｃｍの位置でもよいし、大径部の端面と軸の端面とが一致する位置としてもよい。また、大径部は、締付用螺子軸を形成する際に、一体成形により形成するようにしてもよい。
【００２８】
大径部を締付用螺子軸の先端に形成して、この大径部の端面を可動挟持部に当接させる場合は、この端面全体で可動挟持部を押し上げる。また、大径部を締付用螺子軸の先端よりも中央側の所定の位置に形成する場合には、可動挟持部における可動支点に対して積層体の挟持位置とは反対側に、挟持片の平面よりも固定挟持部側となる平面部を別途形成する。そして、この平面部にさらに締付用螺子軸の上端部が挿入可能で、大径部の外径よりも小さい挿通孔を形成し、この平面部における挿通孔の周縁部に大径部の端面を当接させるようにする。
【００２９】
締付機構では、締付用螺子軸を第三支持部から進出する方向に回転させることにより、締付用螺子軸の一部が可動挟持部に当接し、この可動挟持部における可動支点に対して積層体の挟持位置とは反対側が押し上げられていく。その結果、可動挟持部の挟持片における積層体を挟持する先端部が、積層体を押し付ける方向に移動し、この挟持片に積層体への押圧力が付与される。
【００３０】
以上のように締付機構は、可動挟持部における可動支点に対して積層体を挟持する側とは反対側を挟持方向に動かして、挟持片を、可動支点を支点としたテコの原理により、積層体を押圧状態で挟持する位置と、挟持を解除する位置とに変更する構成となる。
【００３１】
また、本発明では、このように各挟持部と間隔調整機構と締付機構とを構成することにより、二つの挟持部の挟持片の間に、間隔調整機構及び締付機構が配置される。
【００３２】
さらに本発明では、支持用螺子軸の回転により、第二支持部が供回りするのを防止する防止手段を備えるようにすることが好ましい。
【００３３】
回転防止手段は、例えば、第二支持部の側面に平面部を形成するとともに、この平面部に当接する平面を有する長尺部材を設けるようにする。そして、長尺部材の平面を第二支持部の平面部に当接させた状態で、固定用挟持部に固定する。第二支持部の側面に平面を形成し、長尺部材を固定用挟持部に固定することにより回転防止手段を構成できる。さらに、回転防止手段の長尺部材には間隔調整用の目盛りを設けるようにする。
【００３４】
回転防止手段を設けることにより、支持用螺子軸を回転させて挟持片の間隔を調整するときに、可動挟持部と第二支持部が供回りするのを防止できる。
【００３５】
さらに、回転防止手段の長尺部材に目盛りを設けることにより、位置合わせを容易にし、かつ、支持用螺子軸が第一支持部及び第二支持部から抜け落ちるのを防止できるので、挟持片の挟持幅の調整を行う際の作業性を向上できる。
【００３６】
以上の構成を有する本発明のクランプ治具で積層体を挟持する場合、まず、間隔調整機構の支持用螺子軸を回転させて、固定挟持部の挟持片と可動挟持部の挟持片との間隔を積層体の積層高さよりも大きくなるように調整する。そして、各挟持片を積層体の縁に嵌め合わせ、支持用螺子軸を挟持片の間隔が狭くなる方向に回転させて、各挟持片を積層体の両端面に当接させる。
【００３７】
次に、締付機構の締付用螺子軸を可動挟持部を押し上げる方向に回転させて締付用螺子軸の端面または大径部の端面を可動挟持部に当接させる。さらに、締付用螺子軸を回転させて、可動挟持部の挟持片を所定の締付力が得られるまで積層体に圧接する方向に動かす。
【００３８】
可動挟持部の挟持片は、締付機構による押し上げ動作で、積層体を所定の押圧力で押し付けることになり、固定挟持部の挟持片と可動挟持部の挟持片により、積層体を所定の高締付力で締め付けることができる。
【００３９】
以上のように、本発明の挟持部と間隔調整機構と締付機構とを備えるクランプ治具は、間隔調整機構により挟持片の間隔を調整した後、締付機構により、可動挟持部の挟持片に所定の押圧力を与えて、挟持片で積層体を所定の高締付力で締め付けた状態にできる。このとき、各挟持片は、間隔調整機構の支持用螺子軸と、締付機構の締付用螺子軸とで支持された状態で、締付力が与えられるので、これら２本の螺子軸で締付力を分散でき、強固な締付力が得られる。さらに、本発明に係る締付機構は、挟持片を、可動支点を支点としたテコの原理を利用して締付力を付与する構成としているので、締付用螺子軸による押圧力がさほど大きくなくとも、強固な締付力が得られ、締付用螺子軸の破損も起こりにくい。
【００４０】
さらに、本発明のクランプ治具は、常に挟持幅の範囲内に間隔調整機構と締付機構とを配置させておくことができる。従って、本発明のクランプ治具は、挟持部の挟持片の厚みのみが積層体の端面から突出した状態にでき、クランプ治具の積層体の端面からの突出量を最低限にすることができる。
【００４１】
また、従来のようなＣ型クランプ治具のように螺子ピッチを小さくする場合、１本の螺子軸で積層体を締め付ける構成となっているので、締付力が高くなると螺子山が損傷し易くなる。本発明のクランプ軸では、挟持片を２本の螺子軸で支持して締付力を分散し、しかも、テコの原理で挟持片に押圧力を付与しているので、各螺子軸の螺子山は壊れ難い。
【発明の効果】
【００４２】
本発明のクランプ治具は、積層体の積層高さに合わせて、各挟持部の挟持片の間隔の調整を行う動作(粗調整)を間隔調整機構で行い、最終的な締付力の調整を締付機構で行う。このとき、各挟持片は、間隔調整機構の支持用螺子軸と、締付機構の締付用螺子軸とで支持された状態で、締付力が与えられるので、これら２本の螺子軸で締付力を分散でき、強固な締付力が得られる。しかも、締付用螺子軸により可動挟持部の挟持片を押し上げる構成とし、かつ、支持軸を支点としたテコの原理を利用しているので、締付螺子軸による押し上げ力があまり大きくなくても、積層体への十分な押し付け力が得られる。
【００４３】
以上のことから、本発明では、高い締め付け力によってもクランプ治具が壊れ難くなり、大型化することなく所定の高締付力で積層体を締め付けて、積層体を構成する部材の位置ずれを防止できる。
【００４４】
さらに、本発明のクランプ治具は、積層体を挟持片で挟持したときに、積層体の積層方向端面から突出する部分は、挟持片の厚みだけとすることができる。従って、積層体の積層方向端面に、この挟持片の厚み分の凹部を形成しておけば、積層体をクランプ治具で挟持したまま、複数の積層体を積み重ねていくことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
以下、本発明クランプ治具の実施形態を図面に基づいて説明する。クランプ治具1は、図５に示すように、レドックスフロー電池を構成するサブスタック9(積層体)を所定の圧力で積層方向に押圧した状態で挟持するものである。
【００４６】
本発明のクランプ治具1を複数用いて、サブスタック9を固定しておくことにより、サブスタック9の板状セル91及び給排板92が位置ずれしないようにする。
【００４７】
本発明のクランプ治具1について具体的に説明する。図１から図３に示すように、クランプ治具1は、サブスタック9を挟持するための板状の挟持片21,31を有する一対の固定挟持部2と可動挟持部3を備える。さらに、一対の挟持片21,31の間隔を調整する間隔調整機構4と、可動挟持部3の挟持片31にサブスタック9への押圧力を付与する締付機構5とを備える。
【００４８】
固定挟持部2は、長方形状の挟持片21を備え、この挟持片21の一方の面における長手方向一端部には、積層体となるサブスタック9と係合する係合爪22が形成されている。さらに、この挟持片21の長手方向他端側には、後記する第一支持部7と第三支持部52を保護する板状の保護部23が、係合爪22が形成されている側に突設するように形成されている。
【００４９】
可動挟持部3は、固定挟持部2の挟持片21と同じ幅で、面積の小さい長方形状の挟持片31を備える。そして、挟持片31の一方の面における長手方向一端部には、積層体となるサブスタック9と係合する係合爪32が形成されている。
【００５０】
固定挟持部2の挟持片21と、可動挟持部3の挟持片31に係合爪22,32を形成することにより、係合爪の部分にのみ、サブスタック9への締付力がかかるので高締付力が得られる。
【００５１】
可動挟持部3は、さらに、挟持片31の長手方向他端側に、後記する可動支持軸51を回転可能に支持する軸受孔を有する２つの板状の軸受部33が、所定間隔を空けて形成されている。これら軸受部33は、挟持片31の上下平面における係合爪32が形成されている側に設けるとともに、平面の長手方向における係合爪31が形成されている側とは反対側に向けて突出した状態になっている。
【００５２】
また、可動挟持部3は、軸受部33における挟持片31から突出した部分を連結するように板状の連結部34が形成されている。この連結部34は、挟持片31よりも固定挟持部側に設けられている。連結部34には、後記する締付機構5の締付用螺子軸53の先端部が挿通される挿通孔35が形成されている。この挿通孔35の大きさは、締付用螺子軸53に形成する大径部53bの外径よりも小さく形成している。
【００５３】
間隔調整機構4は、螺子山の方向が互いに反対方向となる２つの第一雄螺子部61と第二雄螺子部62を有する支持用螺子軸6と、支持用螺子軸6の第一雄螺子部61と螺合する第一支持部7と、第二雄螺子部62と螺合する第二支持部8とを備える。
【００５４】
支持用螺子軸6は、図３に示すように、軸方向中央部において、六角対辺を有するナット部63が一体に形成され、このナット部63に対して、軸方向一方側に第一雄螺子部61が、軸方向他方側に第二雄螺子部62が形成されている。このようにナット部63を設けておくと、支持用螺子軸6の回転が行い易くなる。第一雄螺子部61と第二雄螺子部62の螺子山のピッチは、挟持片21の間隔の粗調整を早く行えるようにするため粗くしており、例えば、６ｍｍのピッチにしている。
【００５５】
間隔調整機構4の第一支持部7は、内周面に第一雄螺子部61と螺合する雌螺子部71が形成されている。第一支持部7は、図１に示すように、外形は四角柱に形成されており、雌螺子部71はこの四角柱に貫通して形成されている。そして、図１から図３に示すように、第一支持部7の軸方向一端は、固定挟持部2の挟持片21の長手方向一端側における係合爪22が形成されている側の面に固定されている。固定挟持部２の挟持片21で、雌螺子部71が対向する位置には、この雌螺子部71の螺子溝部分と同じ径または、少し大きい径を有する第一貫通孔24が形成されている。この第一貫通孔24には、支持用螺子軸6の下端部が挿入できるようになっている。
【００５６】
間隔調整機構4の第二支持部8は、内周面に第二雄螺子部62と螺合する雌螺子部81が形成されている。第二支持部8は、図４に示すように、外形は四角柱状に形成されており、雌螺子部81は軸方向下端にのみ開口するように形成されている。そして、第二支持部8の雌螺子部81が開口されない側の端部には、図４に示すように、可動支持軸51が挿通される軸孔82が形成されている。
【００５７】
そして、以上の支持用螺子軸6と第一支持部7と第二支持部8とによりターンバックルが構成される。
【００５８】
締付機構5は、可動挟持部3の挟持片31における可動支点(可動支持軸51で支持する位置)に対してサブスタック9を挟持する係合爪22形成側とは反対側を挟持方向に動かして、サブスタック9を押圧状態で挟持する位置と、挟持を解除する位置とに挟持片31を動かす構成としている。
【００５９】
具体的には、締付機構5は、第二支持部8に対して可動挟持部3を挟持方向に可動可能に支持する可動支持軸51と、雌螺子部52aを有し、固定挟持部2における可動支点に対してサブスタック9の挟持位置とは反対側に固定される第三支持部52と、第三支持部52の雌螺子部52aと螺合し、可動挟持部3における連結部34に圧接可能な締付用螺子軸53とを備える。
【００６０】
可動支持軸51は、可動挟持部3の軸受部33の軸受孔と、第二支持部8の軸孔82とに挿通されて、これらの孔に回転可能に支持される。
【００６１】
第三支持部52は、内周面に締付用螺子軸53の雄螺子部53aと螺合する雌螺子部52aが形成されている。第三支持部52は、図１から図３に示すように、第一支持部7と同じ外形は四角柱に形成されており、雌螺子部52aはこの四角柱に貫通して形成されている。さらに、第三支持部52は、第一支持部7よりも長く形成されている。そして、第三支持部52の軸方向一端は、第一支持部7と同様に固定挟持部2の挟持片21の係合爪22が形成されている側の面に固定されている。
【００６２】
固定挟持部２の挟持片21で、雌螺子部52aが対向する位置には、この雌螺子部52aの螺子溝部分と同じ径または、少し大きい径を有する第二貫通孔25が形成されている。この第二貫通孔25には、締付用螺子軸53の下端部が挿入できるようになっている。
【００６３】
締付用螺子軸53は、軸方向全体に雄螺子部53aが形成されている。この雄螺子部53aも締付用螺子軸53の上端の高さ調整を早く行えるようにするため粗くしており、例えば、６ｍｍのピッチにしている。さらに、締付用螺子軸53には、可動挟持部側端面から所定位置（２〜３ｃｍ）に大径部53bが形成されている。大径部53bは、雄螺子部53aにナットを螺合し、このナットを可動挟持部側端面から所定位置に溶接により固定して構成される。大径部53bをナットにより構成することにより、締付用螺子軸53の回転が行い易くなる。
【００６４】
締付用螺子軸53は、その上端部を可動挟持部3に形成した連結部34の挿通孔35に挿通させ、大径部53bの上端面を可動挟持部3に形成した連結部34の下面に当接させるようになっている。締付機構5は、この大径部53bの上端面を可動挟持部3の連結部34に当接させて、可動挟持部3を押し上げるようにしている。
【００６５】
締付用螺子軸53に大径部53bを形成することにより、可動挟持部3への接触面積を大きくすることができる。その結果、可動挟持部3を押し上げた際の締付用螺子軸にかかる応力を分散させることができ、締付用螺子軸53の破損を防ぐことができる。
【００６６】
締付機構5は、締付用螺子軸53を第三支持部52から進出する方向に回転させることにより、大径部53bの上端面が可動挟持部3の連結部34の下面に当接して、この可動挟持部3の連結部34側を押し上げていくように構成されている。
【００６７】
支持用螺子軸6の回転に伴って可動挟持部3が回転するのを阻止する回転防止手段11を固定挟持部2に取り付ける。この回転防止手段11は、図１から図３に示すように、横断面が四角形状の長尺部材から形成されており、一端が固定挟持部2における係合爪22が形成されている側とは反対側端面に固定されるとともに、その下部が第一支持部7の側面に固定されている。また、上部側となる他端側は、第二支持部8の側面に当接させる。この回転防止手段11は、第一支持部7と第三支持部52の間に配置させている。
【００６８】
回転防止手段11の長さは、固定挟持部2と可動挟持部3とが最も接近した状態(図２の状態)のとき、回転防止手段11の上端部(可動挟持部側端部)が可動挟持部3の連結部34の下面に接近した状態となり、両挟持部が最も離れた状態(図３の状態)のときに第二支持部8に接触する長さにしている。さらに、この回転防止手段11には、図１に示すように、各挟持片21の間隔が測れるように、目盛りが設けられている。
【００６９】
そして、固定挟持部2と間隔調整機構4と可動挟持部3とを組み付けるには、図１から図３に示すように、まず、第二支持部8に可動挟持部3を組み付ける。具体的には、第二支持部8の軸孔82と、可動挟持部3の軸受部33に形成した軸受孔の位置を合わせて、可動支持軸51をこれら孔に挿通する。この可動支持軸51は、ボルトになっており、螺子部にナットを螺合させて締め付けることにより、可動挟持部3が第二支持部8に対して可動に支持された状態となる。
【００７０】
次に、第三支持部52に締付用螺子軸53を、その上端部が最低高さとなる位置まで、嵌め込んでおく。そして、固定挟持部2に固定した第一支持部7に支持用螺子軸6の第一雄螺子部61を螺合させるとともに、支持用螺子軸6の第二雄螺子部62に第二支持部8を螺合させて、支持用螺子軸6を回転させることにより、支持用螺子軸6を第一支持部7と第二支持部8に嵌め込む。
【００７１】
このとき、支持用螺子軸6を回転させると、ターンバックル構成により、支持用螺子軸6が第一支持部7に入り込んでいくとともに、第二支持部8は、回転防止手段11により供回りが阻止されながら第二支持部8に入り込んでいく。
【００７２】
そして、間隔調整機構4の高さを図２の最小挟持幅の状態図にしておく。このとき、図２に示すように、可動挟持部3の挟持片31が固定挟持部2の挟持片21と平行の状態となるようにするか、または、係合爪側がやや開いた状態となるように、可動挟持部3を締付用螺子軸53の大径部53bで支持しておく。可動挟持部3の挟持片31がこの状態となっているときは、挟持片31のサブスタック9への押圧が解除されている状態となる。
【００７３】
このように組み付けられて構成されたクランプ治具1を用いて、レドックスフロー電池を構成するサブスタックを挟持する場合について図５に基づいて説明する。ところで、レドックスフロー電池は、通常、複数の板状セル91が積層されたセル積層体が用いられる。
【００７４】
板状セル91は、図示していないが、双極板を有するセルフレーム、カーボンフェルト製の正極電極、隔膜、カーボンフェルト製の負極電極を備える。この板状セル91を、図５に示すように、複数(例えば１０個から３０個)積層し、その積層方向両端に給排板92を配置させてサブスタック9を構成している。なお、図５では省略して板状セル91の数は少なく記載している。
【００７５】
レドックスフロー電池では、このサブスタック9を複数積層し、積層方向両端に、エンドプレートを配置し、２枚のエンドプレートに連結棒を貫通させて、連結棒をナットで締め付けることにより、エンドプレートでサブスタック9を積層方向に締め付けて積層状態を保持している。
【００７６】
レドックスフロー電池の製造過程において、サブスタック9を複数積層するに当たって、サブスタック9の各板状セル91と給排板92が積層された状態で位置がずれないようにするために、通常は、クランプ治具で積層状態を固定している。
【００７７】
本実施形態のクランプ治具1は、サブスタック9の積層状態が崩れないように所定の高締付力でサブスタック9を挟持でき、しかも、給排板92の端面に段部加工を施すことによって、多数のサブスタック9をクランプ治具1で挟持したまま、積層していくことができるようにしたものである。
【００７８】
まず、図５に示すように、正負両方の給排板92に、その外周縁部で、クランプ治具1を取り付ける位置に、クランプ治具1の挟持片21の厚みよりも深さが深い段状の凹部93を形成しておく。
【００７９】
そして、給排板92と板状セル91とが積層されたサブスタック9の厚みに合わせて、クランプ治具1の挟持片21の間隔を調整する。
【００８０】
この間隔の調整は、間隔調整機構4である支持用螺子軸6を回転させることにより粗調整を行う。この粗調整は、間隔調整機構4が支持用螺子軸6と第一支持部7と第二支持部8とにより構成されるターンバックル機構となっているので、支持用螺子軸6を１回転させると、第一支持部7と第二支持部8とで長さが変動し従来のＣ型クランプの場合の２倍の変動量が得られる。しかも、螺子山のピッチを粗くしているので、間隔の粗調整を短時間で行うことができる。
【００８１】
そして、サブスタック9の積層厚みよりも大きくなるように挟持片21の間隔を調整した後、クランプ治具1の挟持片21,31を凹部93に嵌め合わす。
【００８２】
次に、締付用螺子軸53の大径部53bが、可動挟持部3の連結部34に当接するまで締付用螺子軸53を回転させ、大径部53bが連結部34に当接した時点からさらに締付用螺子軸53を回転させて、連結部34を押し上げていく。この連結部34の押し上げは、挟持片31の挟持爪32に所定の押圧力が付与されるまで行う。締付用螺子軸53も螺子山のピッチを粗くしているので、締付力の調整も短時間で行うことができる。
【００８３】
また、サブスタック9の給排板92の外周縁部に形成される凹部93は、クランプ治具1の挟持片21の厚みよりも深さが深いので、凹部93に挟持片21が所定の締付力で当接した状態のときには、挟持片21が給排板92から突出しない。
【００８４】
このように凹部93を形成しているので、クランプ治具1でサブスタック9を挟持したときに、挟持片21が給排板から突出しないし、挟持片21の間に間隔調整機構4と締付機構5とが配置されるので、これら機構がサブスタック9から積層方向に突出することがない。
【００８５】
従って、このクランプ治具1でサブスタック9を所定の締付力で挟持したまま、複数のサブスタック9を積層していくことができる。その結果、積層されたサブスタックをエンドプレートで挟持し、連結棒で締め付けた後に、クランプ治具1を取り外すことができるので、サブスタック9の積層工程中に板状セル91や給排板92の位置がずれてしまうことが無くなり、高品質のセルスタックを短時間で製造することができる。
【００８６】
しかも、各挟持片21,31は、間隔調整機構4の支持用螺子軸6と、締付機構5の締付用螺子軸53とで支持された状態で、締付力が与えられるので、これら２本の螺子軸で締付力を分散でき、強固な締付力が得られる。さらに、締付機構5は、挟持片31を、可動支点を支点としたテコの原理により押し上げる構成としているので、締付用螺子軸53による押圧力がさほど大きくなくとも、強固な締付力が得られ、締付用螺子軸の破損も起こりにくい。従って、従来のＣ型クランプの螺子軸のように螺子ピッチを小さくしなくても、十分な高締付力が得られかつ、維持できる。
【００８７】
さらに、本実施形態では、回転防止手段11を設け、さらに回転防止手段11に目盛りを形成しているので、位置合わせを容易にできながら、支持用螺子軸6が第一支持部7及び第二支持部8から抜け落ちるのを防止でき、挟持片の挟持幅の調整を行う際の作業性を向上できる。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明のクランプ治具は、特にレドックスフロー電池を構成するサブスタックを固定するために用いる場合に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明のクランプ治具の全体斜視図である。
【図２】本発明のクランプ治具の全体側面図であって、挟持幅が最小の状態のときを示す。
【図３】本発明のクランプ治具の全体側面図であって、挟持幅が最大の状態のときを示す。
【図４】本発明のクランプ治具の第二支持部の斜視図である。
【図５】本発明のクランプ治具でレドックスフロー電池のサブスタックを挟持している状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００９０】
1  クランプ治具
2  固定挟持部
21  挟持片      22  係合爪      23  保護部  
24  第一貫通孔      25  第二貫通孔
3  可動挟持部
31  挟持片      32  係合爪      33  軸受部    
34  連結部      35  挿通孔
4  間隔調整機構
6  支持用螺子軸
61  第一雄螺子部      62  第二雄螺子部      63  ナット部
7  第一支持部      71  雌螺子部
8  第二支持部      81  雌螺子部      82  軸孔  
5  締付機構
51  可動支持軸        52  第三支持部      52a  雌螺子部
53  締付用螺子軸      53a  雄螺子部    53b  大径部    
11  回転防止手段
9  サブスタック      91  板状セル      92  給排板      93  凹部
【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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