(57)【要約】      （修正有）【課題】燃料電池スタック締結作業性を高めることにより組立生産性を向上を図ることができる燃料電池スタック組立装置の提供。【解決手段】積層ガイド１７に積層された燃料電池部品を加圧し、この加圧積層体を締結手段で締結するもので、積層ガイド１７の内側底に配置されるリフトプレート２０と、プレスフレーム３１に上下方向に移動可能に設けられ、燃料電池部品を加圧するプレスボディ３０と、プレスボディ３０に設けられ、リフトプレート２０と締結され、加圧積層体を挟んでプレスボディ３０とリフトプレート２０とを一体に結合する複数の固定ロッド７０とを含み、プレスボディ３０は、プレスフレーム２０に備えられたプレスシリンダ４１の作動ロッドに連結され、プレスフレーム３１には、プレスボディ３０を支持し、上下方向に案内する複数のガイドロッド３５が設けられる燃料電池スタック組立装置１００。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層ガイドに積層された燃料電池部品を加圧し、その加圧された燃料電池部品の加圧積層体を締結手段で締結するための燃料電池スタック組立装置であって、    
積層ガイドの内側底に置かれるリフトプレートと、
プレスフレームに上下方向に移動可能に設けられ、前記リフトプレート上に積層されている燃料電池部品を加圧するプレスボディと、
前記プレスボディに設けられ、前記リフトプレートと締結され、前記加圧積層体を挟んで前記プレスボディとリフトプレートとを一体に結合する複数の固定ロッドと、
を含むことを特徴とする燃料電池スタック組立装置。
【請求項２】
前記プレスボディは、
前記プレスフレームに備えられたプレスシリンダの作動ロッドに連結されることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池スタック組立装置。
【請求項３】
前記プレスフレームには、
前記プレスボディを支持し、上下方向に案内する複数のガイドロッドが設けられることを特徴とする請求項２に記載の燃料電池スタック組立装置。
【請求項４】
前記プレスシリンダは、
前記作動ロッドを介して前記プレスボディを上側方向に移動させ、
前記固定ロッドを介して前記プレスボディとリフトプレートとの間に固定された加圧積層体を積層ガイドの外側にリフティングさせることを特徴とする請求項２に記載の燃料電池スタック組立装置。
【請求項５】
積層ガイドに積層された燃料電池部品を加圧し、その加圧された燃料電池部品の加圧積層体を締結手段で締結するための燃料電池スタック組立装置であって、
積層ガイドの底側に配置されるリフトプレートと、
プレスフレームに上下方向に移動可能に設けられ、前記リフトプレート上に積層されている燃料電池部品を加圧するプレスボディと、
前記プレスボディに設けられ、前記リフトプレートと締結され、前記加圧積層体を挟んで前記プレスボディとリフトプレートとを一体に結合する複数の固定ロッドとを含み、
前記プレスボディは、
前記固定ロッドの上端部と結合され、駆動部を介して回転可能に備えられる回転部材を含むことを特徴とする燃料電池スタック組立装置。
【請求項６】
前記回転部材は、
前記固定ロッドを介して前記回転部材とリフトプレートとの間に固定された加圧積層体が前記プレスボディによって積層ガイドの上側にリフティングされた状態で、前記加圧積層体に前記締結手段を締結するように、前記駆動部によって回転されることを特徴とする請求項５に記載の燃料電池スタック組立装置。
【請求項７】
前記駆動部は、
前記プレスボディに固定されて設けられる駆動モータと、
前記回転部材の回転中心側に結合され、前記駆動モータの駆動軸と実質的に連結される回転軸とを含むことを特徴とする請求項５に記載の燃料電池スタック組立装置。
【請求項８】
前記駆動軸には駆動ギヤが結合され、前記回転軸には被動ギヤが結合され、前記駆動ギヤおよび被動ギヤは、少なくとも１つのアイドルギヤを介して相互連結されることを特徴とする請求項７に記載の燃料電池スタック組立装置。
【請求項９】
前記駆動軸、回転軸およびアイドルギヤは、前記プレスボディに固定された支持プレートに回転可能に設けられることを特徴とする請求項８に記載の燃料電池スタック組立装置。
【請求項１０】
前記プレスボディには、前記回転部材を拘束するためのストッパシリンダが設けられることを特徴とする請求項５に記載の燃料電池スタック組立装置。
【請求項１１】
前記ストッパシリンダは、
上下方向に作動し、前記回転部材に備えられたストッピング溝に選択的に結合されるストッピングロッドを含むことを特徴とする請求項１０に記載の燃料電池スタック組立装置。
【請求項１２】
前記プレスボディは、前記加圧積層体の上部両側を支持する支持端を含み、
前記回転部材は、前記支持端の間に回転可能に設けられ、前記加圧積層体の上部両側の間を加圧することを特徴とする請求項５に記載の燃料電池スタック組立装置。
【請求項１３】
前記回転部材には、前記支持端に対応する両側にラウンド部が形成されることを特徴とする請求項１２に記載の燃料電池スタック組立装置。
【請求項１４】
前記回転部材には、前記固定ロッドの上端を結合するための結合部が形成されることを特徴とする請求項１２に記載の燃料電池スタック組立装置。
【請求項１５】
前記リフトプレートは、
前記回転部材に対応する形状に形成され、前記固定ロッドの下端が嵌合する結合ホールが形成されることを特徴とする請求項５に記載の燃料電池スタック組立装置。
【請求項１６】
前記固定ロッドの下端部には、ピンホールが形成され、
前記ピンホールには、前記加圧積層体の前後方向に向き合う一対の固定ロッドを締結するための締結ピンが締結されることを特徴とする請求項１５に記載の燃料電池スタック組立装置。
【請求項１７】
前記固定ロッドは、
前記加圧積層体の前面に対応して前記回転部材の前方周縁部分に一対で結合され、
前記加圧積層体の後面に対応して前記回転部材の後方周縁部分に他の一対で結合されることを特徴とする請求項１６に記載の燃料電池スタック組立装置。
【請求項１８】
前記締結ピンは、
前記積層ガイドの底面に備えられたピン支持溝を介して前記加圧積層体の前後方向に沿って前記ピンホールに締結されることを特徴とする請求項１６に記載の燃料電池スタック組立装置。
【請求項１９】
積層ガイドに積層された燃料電池部品を加圧し、その加圧された燃料電池部品の加圧積層体を締結手段で締結するための燃料電池スタック組立装置であって、
積層ガイドの底側に配置されるリフトプレートと、
プレスフレームに上下方向に移動可能に設けられ、前記リフトプレート上に積層されている燃料電池部品を加圧するプレスボディと、
前記プレスボディに設けられ、前記リフトプレートと締結され、前記加圧積層体を挟んで前記プレスボディとリフトプレートとを一体に結合する複数の固定ロッドと、
前記プレスボディおよび積層ガイドに連結されて設けられ、前記燃料電池部品が前記プレスボディによって加圧された状態で、前記加圧積層体に流体を供給し、その加圧積層体の気密を検査する気密検査ユニットとを含むことを特徴とする燃料電池スタック組立装置。
【請求項２０】
前記気密検査ユニットは、
前記プレスボディおよび積層ガイドを介して前記加圧積層体にエアを供給し、前記エアの漏れ量を測定することを特徴とする請求項１９に記載の燃料電池スタック組立装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池スタック組立装置に係り、より詳しくは、積層された燃料電池部品を加圧し、燃料電池組立体としてのスタックを組立てる燃料電池スタック組立装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、燃料電池スタックは、水素と酸素の電気化学的な反応により電気エネルギーを発生させる一種の発電装置であって、一例として、燃料電池車両に適用されている。
燃料電池スタックは、数百単位の燃料電池（単位セル）が連続的に配列された燃料電池組立体である。燃料電池は、膜電極接合体（ＭＥＡ）を挟んでその両側に分離板が配置され、加圧された状態で、エンドプレートおよび締結手段を介して締結される。
このような燃料電池スタックは、燃料電池を１つずつ積層し、その積層された燃料電池を上下側のエンドプレートの間においてプレスで加圧し、締結手段を介してエンドプレートを締結する工程で組立てられる。
従来技術では、燃料電池を所定のガイド機構を介して一括積層したり、小モジュール単位に分割積層し、その小モジュール単位の燃料電池を積層して燃料電池スタックを組立てている。
【０００３】
さらに、従来技術では、積層された燃料電池部品をプレスで加圧し、これら燃料電池部品の積層体を簡易締結し、プレスの加圧を解除した後に積層体の全ての締結が行われる。
しかし、従来技術では、プレスの加圧解除後に積層体の全ての締結が行われるため、積層体の反発力の変化によるスタックのリークの可能性を内在しており、スタックの組立品質が低下することがある。
また、従来技術では、積層体の簡易締結後に全ての締結が行われるため、全体的な組立工程が複雑で、組立時間が多くかかるなど、生産性が低下することがある。そして、従来技術では、底側で積層体の締結作業が行われるため、作業者の締結作業が不便である問題がある。
一方、従来技術では、積層体の全ての締結後にスタックの気密検査を実施するが、スタックの気密不良発生時、スタックを分解し再び組立てなければならないなどの煩わしさがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３３９１１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的とするところは、、組立生産性を向上させるとともに、スタック締結作業の便宜性を図ることができる燃料電池スタック組立装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の燃料電池スタック組立装置は、積層ガイドに積層された燃料電池部品を加圧し、その加圧された燃料電池部品の加圧積層体を締結手段で締結するための燃料電池スタック組立装置であって、積層ガイドの内側底に置かれるリフトプレートと、プレスフレームに上下方向に移動可能に設けられ、前記リフトプレート上に積層されている燃料電池部品を加圧するプレスボディと、前記プレスボディに設けられ、前記リフトプレートと締結され、前記加圧積層体を挟んで前記プレスボディとリフトプレートとを一体に結合する複数の固定ロッドとを含むことを特徴とする。
【０００７】
前記プレスボディは、前記プレスフレームに備えられたプレスシリンダの作動ロッドに連結されることを特徴とする。
【０００８】
前記プレスフレームには、前記プレスボディを支持し、上下方向に案内する複数のガイドロッドが設けられることを特徴とする。
【０００９】
前記プレスシリンダは、前記作動ロッドを介して前記プレスボディを上側方向に移動させ、前記固定ロッドを介して前記プレスボディとリフトプレートとの間に固定された加圧積層体を積層ガイドの外側にリフティングさせることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、積層ガイドに積層された燃料電池部品を加圧し、その加圧された燃料電池部品の加圧積層体を締結手段で締結するための燃料電池スタック組立装置は、積層ガイドの底側に配置されるリフトプレートと、プレスフレームに上下方向に移動可能に設けられ、前記リフトプレート上に積層されている燃料電池部品を加圧するプレスボディと、前記プレスボディに設けられ、前記リフトプレートと締結され、前記加圧積層体を挟んで前記プレスボディとリフトプレートとを一体に結合する複数の固定ロッドとを含み、前記プレスボディは、前記固定ロッドの上端部と結合され、駆動部を介して回転可能に備えられる回転部材を含むことを特徴とする。
【００１１】
前記回転部材は、前記固定ロッドを介して前記回転部材とリフトプレートとの間に固定された加圧積層体が前記プレスボディによって積層ガイドの上側にリフティングされた状態で、前記加圧積層体に前記締結手段を締結するように、前記駆動部によって回転されることを特徴とする。
【００１２】
前記駆動部は、前記プレスボディに固定されて設けられる駆動モータと、前記回転部材の回転中心側に結合され、前記駆動モータの駆動軸と実質的に連結される回転軸とを含むことを特徴とする。
【００１３】
前記駆動軸には駆動ギヤが結合され、前記回転軸には被動ギヤが結合され、
前記駆動ギヤおよび被動ギヤは、少なくとも１つのアイドルギヤを介して相互連結されることを特徴とする。
【００１４】
前記駆動軸、回転軸およびアイドルギヤは、前記プレスボディに固定された支持プレートに回転可能に設けられることを特徴とする。
【００１５】
前記プレスボディには、前記回転部材を拘束するためのストッパシリンダが設けられることを特徴とする。
【００１６】
前記ストッパシリンダは、上下方向に作動し、前記回転部材に備えられたストッピング溝に選択的に結合されるストッピングロッドを含むことを特徴とする。
【００１７】
前記プレスボディは、前記加圧積層体の上部両側を支持する支持端を含み、
前記回転部材は、前記支持端の間に回転可能に設けられ、前記加圧積層体の上部両側の間を加圧することを特徴とする。
【００１８】
前記回転部材には、前記支持端に対応する両側にラウンド部が形成されることを特徴とする。
【００１９】
前記回転部材には、前記固定ロッドの上端を結合するための結合部が形成されることを特徴とする。
【００２０】
前記リフトプレートは、前記回転部材に対応する形状に形成され、前記固定ロッドの下端が嵌合する結合ホールが形成されることを特徴とする。
【００２１】
前記固定ロッドの下端部には、ピンホールが形成され、前記ピンホールには、前記加圧積層体の前後方向に向き合う一対の固定ロッドを締結するための締結ピンが締結されることを特徴とする。
【００２２】
前記固定ロッドは、前記加圧積層体の前面に対応して前記回転部材の前方周縁部分に一対で結合され、前記加圧積層体の後面に対応して前記回転部材の後方周縁部分に他の一対で結合されることを特徴とする。
【００２３】
前記締結ピンは、前記積層ガイドの底面に備えられたピン支持溝を介して前記加圧積層体の前後方向に沿って前記ピンホールに締結されることを特徴とする。
【００２４】
また、本発明は、積層ガイドに積層された燃料電池部品を加圧し、その加圧された燃料電池部品の加圧積層体を締結手段で締結するための燃料電池スタック組立装置は、積層ガイドの底側に置かれるリフトプレートと、プレスフレームに上下方向に移動可能に設けられ、前記リフトプレート上に積層されている燃料電池部品を加圧するプレスボディと、前記プレスボディに設けられ、前記リフトプレートと締結され、前記加圧積層体を挟んで前記プレスボディとリフトプレートとを一体に結合する複数の固定ロッドと、前記プレスボディおよび積層ガイドに連結されて設けられ、前記燃料電池部品が前記プレスボディによって加圧された状態で、前記加圧積層体に流体を供給し、その加圧積層体の気密を検査する気密検査ユニットとを含むことを特徴とする。
【００２５】
前記気密検査ユニットは、前記プレスボディおよび積層ガイドを介して前記加圧積層体にエアを供給し、前記エアの漏れ量を測定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、締結手段を加圧積層体に装着する前にその加圧積層体の気密を検査することができ、燃料電池部品の加圧状態を維持し、加圧積層体を締結手段で便利に締結することができる。
したがって、本発明の実施形態では、リフトプレート、プレスボディおよび固定ロッドを介して加圧状態を維持している加圧積層体を締結するため、加圧積層体の反発力の変化による燃料電池スタックのリークの可能性を排除することができ、全体的な組立工程を単純化させることができ、組立時間を短縮するなど、燃料電池スタックの組立生産性を向上させることができる。
また、本発明の実施形態では、リフトプレート、プレスボディおよび固定ロッドを介して加圧状態を維持している加圧積層体を持ち上げた状態で、その加圧積層体を回転させて締結可能なため、スタック締結作業の便宜性を図ることができる。
さらに、本発明の実施形態では、加圧状態を維持している加圧積層体を締結する前に気密検査ユニットを介して加圧積層体の気密検査を実施するため、燃料電池部品の気密不良発生時、従来技術のような、スタックを分解し再び組立てるなどの煩わしい作業を省くことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態に係る燃料電池スタック組立装置を示した斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る燃料電池スタック組立装置を示した側面構成図である。
【図３】本発明の実施形態に係る燃料電池スタック組立装置によって組立てられる燃料電池スタックを概略的に示した図である。
【図４】本発明の実施形態に係る燃料電池スタック組立装置に適用されるリフトプレート部位を示した図である。
【図５】本発明の実施形態に係る燃料電池スタック組立装置に適用されるプレスボディを示した斜視図である。
【図６】図５の側面構成図である。
【図７】本発明の実施形態に係る燃料電池スタック組立装置に適用されるプレスボディを示した分解斜視図である。
【図８】（Ａ）は、本発明の実施形態に係る燃料電池スタック組立装置に適用される固定ロッドを示した図である。（Ｂ）は、本発明の実施形態に係る燃料電池スタック組立装置に適用される固定ロッドを示した図である。
【図９】本発明の実施形態に係る燃料電池スタック組立装置の作動を説明するための図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る燃料電池スタック組立装置の作動を説明するための図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る燃料電池スタック組立装置の作動を説明するための図である。
【図１２】本発明の実施形態に係る燃料電池スタック組立装置の作動を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態について、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る燃料電池スタック組立装置を示した斜視図であり、図２は、本発明の実施形態に係る燃料電池スタック組立装置を示した側面構成図である。
図１および図２に示す通り、本発明の実施形態に係る燃料電池スタック組立装置１００は、順次積層された多数枚の燃料電池を加圧し締結して燃料電池スタック１（以下、図３参照）を組立てる。
燃料電池スタック１は、図３のように、連続的に積層された燃料電池部品３と、燃料電池部品３を締結する締結手段７とを含む。
ここで、燃料電池部品３は、負極金属分離板および正極金属分離板が相互接合された分離板部品と、膜電極接合体（ＭＥＡ）の両側にガス拡散層（ＧＤＬ）が接合されたＭＥＡシート部品とを含む。
、燃料電池部品３は、多数枚の分離板部品およびＭＥＡシート部品が上下方向に連続積層されたものを意味し、その燃料電池部品３の上下側にはエンドプレート５が配置される。
エンドプレート５は、多数枚の分離板部品およびＭＥＡシート部品を最上側および最下側で支持する部品である。
締結手段７は、燃料電池部品３を一体締結するためのバー形状の締結ブラケットであって、一定圧力で加圧された燃料電池部品３の上下側エンドプレート５に締結できる。
【００２９】
一方、本発明の実施形態では、燃料電池部品３が一定圧力で加圧されたものを加圧積層体９と定義し、加圧積層体９に締結手段７が締結されたものを燃料電池スタック１と定義する。
図３において、符号８は、加圧積層体９の前面および後面（図面を基準とする）にそれぞれ配置され、締結手段７を介して加圧積層体９の前面および後面に密着する絶縁板を示す。
本発明の燃料電池スタック組立装置１００は、締結手段７を加圧積層体９に締結する前にその加圧積層体９の気密性を検査することができ、燃料電池部品３の加圧状態を維持し、加圧積層体９を締結手段７で締結容易な構造からなる。
このために、図１および図２のように、リフトプレート２０と、プレスボディ３０と、固定ロッド７０と、気密検査ユニット９０とを含む。
燃料電池部品３は、別の部品積層装置（図示せず）によって積層ガイド１０に積層された状態で、燃料電池スタック組立装置１００によって加圧できる。
【００３０】
ここで、積層ガイド１０は、燃料電池部品３を上下方向に積層するためのガイド機構であって、ベースフレーム１１上で所定の移送経路に沿って移送可能である。
具体的に、積層ガイド１０は、四角形状の底体１３と、底体１３の上面に固定されて設けられ、燃料電池部品３を支持する支持体１５と、底体１３に直立して設けられ、支持体１５の周縁側を支持し、燃料電池部品３をガイドする複数のガイド体１７とを含む（図４参照）。
そして、ガイド体１７は、バー形状に備えられ、ガイド体１７の上端部には、その上端部を支持し、燃料電池部品３を支持体１５側に誘導する四角形状の開放枠１９が設けられている。
一方、ベースフレーム１１は、燃料電池スタック組立装置１００を支持するものであって、１つのフレームまたは２以上の区画されたフレームから構成されてもよい。
ベースフレーム１１には、燃料電池スタック組立装置１００を支持するための各種ブラケット、バー、ロッド、プレート、ハウジング、ケース、ブロックなどのような各種付属要素を含む。しかし、各種付属要素は、燃料電池スタック組立装置１００の構成要素をベースフレーム１１に設けるためのものであるので、本発明の実施形態では、例外的な場合を除いて前記付属要素をベースフレーム１１として通称する。
【００３１】
リフトプレート２０は、積層ガイド１０のガイド体１７にガイドされながら支持体１５の上面に置かれるもので、燃料電池部品３を支持する。つまり、リフトプレート２０は、燃料電池部品３の最下側に位置するエンドプレート５を支持する。
リフトプレート２０は、図４のように、前方周縁の両側および後方周縁の両側から突出する突出部２１を形成している。突出部２１は、ガイド体１７を支持するが、リフトプレート２０は、突出部２１を介してガイド体１７に沿って上側方向に案内されて移動できる。そして、突出部２１には、固定ロッド７０の下端が嵌合される結合ホール２３が形成される。
プレスボディ３０は、積層ガイド１０のリフトプレート２０上に積層されている燃料電池部品３を加圧するためのものである。プレスボディ３０は、プレスフレーム３１に上下方向に往復移動可能に設けられる。
ここで、プレスフレーム３１は、ベースフレーム１１に設けられる。プレスフレーム３１は、ベースフレーム１１の上面に固定されて設けられる四角形状の下板３３と、下板３３の各角部分に上下方向に直立して設けられるガイドロッド３５と、ガイドロッド３５の上端部に固定されて設けられる四角形状の上板３７とを含む。
【００３２】
ガイドロッド３５は、プレスボディ３０を支持し、上下方向に案内するもので、その下端部は下板３３の各角部分に結合され、上端部は上板３７の各角部分に結合される。
プレスボディ３０は、ガイドロッド３５に嵌合し、プレスシリンダ４１の前進および後進作動によってガイドロッド３５に沿って上下方向に往復移動可能に設けられる。
プレスシリンダ４１は、プレスフレーム３１の上板３７に設けられるもので、上板３７を貫通して上下方向に前進および後進作動する作動ロッド４３を含んでいる。作動ロッド４３の先端（下端）には、プレスボディ３０が連結されて設けられる。
図５は、燃料電池スタック組立装置に適用されるプレスボディを示した斜視図であり、図６は、図５の側面構成図であり、図７は、燃料電池スタック組立装置に適用されるプレスボディを示した分解斜視図である。
図５〜図７に示す通り、プレスボディ３０は、プレスブロック４５と、支持プレート４７と、回転部材４９とを含む。
プレスブロック４５は、プレスシリンダ４１の前進および後進作動力が伝達されるもので、プレスシリンダ４１の作動ロッド４３が前進作動するに伴い、積層ガイド１０に積層されている燃料電池部品３の上側エンドプレート５に所定の加圧力を提供することができる。
【００３３】
プレスブロック４５は、プレスシリンダ４１の作動ロッド４３の先端に結合される。プレスブロック４５の下面両側には、上側エンドプレート５の両側を支持する支持端５１が設けられる。
そして、プレスブロック４５の上面両側には、ガイドブロック５３がそれぞれ固定されるが、そのガイドブロック５３は、プレスフレーム３１のガイドロッド３５に嵌合される。
つまり、プレスブロック４５は、ガイドブロック５３がガイドロッド３５に嵌合するに伴い、プレスシリンダ４１の前進および後進作動によってガイドロッド３５に案内されて上下方向に往復移動できる。
支持プレート４７は、回転部材４９を支持するもので、プレスブロック４５の支持端５１の間でそのプレスブロック４５の下面に固定される。
回転部材４９は、支持プレート４７を介してプレスブロック４５に回転可能に設けられるもので、駆動部５５を介して支持プレート４７の下面に回転可能に設けられる。
回転部材４９は、リフトプレート２０に対応する形状であって、プレスブロック４５の支持端５１の間で支持プレート４７に回転可能に設けられる。回転部材４９は、支持端５１の間で燃料電池部品３の上側エンドプレート５の両側の間を加圧する。
【００３４】
回転部材４９は、上側エンドプレート５の両側の間を加圧するプレート形状であって、プレスブロック４５の支持端５１に対応する両側にラウンド部４９ａを形成している。このように回転部材４９の両側にラウンド部４９ａを形成した理由は、支持端５１の間で回転部材４９を円滑に回転させるためである。
そして、回転部材４９には、固定ロッド７０の上端部を結合するための結合部４９ｂを形成している。例えば、結合部４９ｂは、回転部材４９の前方側周縁部分に一対で形成され、回転部材４９の後方側周縁部分に他の一対で形成される。各結合部４９ｂには、固定ロッド７０の上端部が嵌合して固定可能な固定ホール４９ｃが形成される。
結合部４９ｂは、積層ガイド１０のガイド体１７を支持するが、回転部材４９は、結合部４９ｂを介してガイド体１７に沿って上下方向に案内されて移動できる。
駆動部５５は、プレスボディ３０のプレスブロック４５に固定されて設けられる駆動モータ５７と、回転部材４９の回転中心側に結合され、駆動モータ５７の駆動軸５８と実質的に連結される回転軸５９とを含む。
【００３５】
駆動モータ５７の駆動軸５８は、プレスブロック４５を介して支持プレート４７に回転可能に設けられる。回転軸５９は、支持プレート４７に回転可能に支持され、回転部材４９の回転中心側に固定される。
そして、駆動モータ５７の駆動軸５８には駆動ギヤ６１が結合され、回転軸５９には被動ギヤ６３が結合される。駆動ギヤ６１および被動ギヤ６３は、少なくとも１つ、例えば、２つのアイドルギヤ６５を介して相互連結される。
ここで、駆動軸５８、回転軸５９およびギヤ６１、６３、６５は、プレスブロック４５の内側に収容され、支持プレート４７に回転可能に設けられる。
駆動モータ５７の駆動によって駆動軸５８が回転すると、相互噛み合った駆動ギヤ６１、アイドルギヤ６５および被動ギヤ６３を介して回転軸５９が回転することによって、その回転軸５９を介して回転部材４９をプレスブロック４５の支持端５１の間で回転させることができる。
したがって、固定ロッド７０を介して回転部材４９とリフトプレート２０との間に加圧積層体９を固定し、プレスブロック４５によって加圧積層体９を積層ガイド１０の上側にリフティングさせた状態で、駆動部５５を介して回転部材４９を回転させることができる。
【００３６】
これによって、加圧積層体９を積層ガイド１０の上側にリフティングさせた状態で、回転部材４９を介して加圧積層体９を回転させ、その加圧積層体９に絶縁板８と締結手段７を締結することができる。
一方、回転部材４９の下面と支持端５１の下面との間には所定のギャップＧを形成している。つまり、回転部材４９の下面と接触する上側エンドプレート５の上面と支持端５１の下面との間にギャップＧを形成している。
前記のように回転部材４９の下面と支持端５１の下面との間にギャップＧを形成した理由は、リフティングされた加圧積層体９を回転部材４９を介して回転させる時、加圧積層体９と支持端５１との干渉を回避するためである。
他方で、プレスボディ３０のプレスブロック４５には、回転部材４９を拘束するためのストッパシリンダ６７が設けられる。ストッパシリンダ６７は、プレスブロック４５および支持プレート４７を介して上下方向に前進および後進作動するストッピングロッド６９を含んでいる。
【００３７】
ストッピングロッド６９は、プレスブロック４５および支持プレート４７を介して上下方向に前進および後進作動し、回転部材４９の上面に備えられたストッピング溝４９ｄに選択的に結合される。
つまり、ストッピングロッド６９は、回転部材４９が回転する時点で後進作動してストッピング溝４９ｄから抜け出て、回転部材４９の回転が完了した時点で前進作動してストッピング溝４９ｄに結合される。
図１および図２と共に、図８Ａおよび図８Ｂに示す通り、固定ロッド７０は、加圧積層体９を挟んでプレスボディ３０とリフトプレート２０とを一体に結合するためのものである。固定ロッド７０は、回転部材４９の前方周縁部分に一対で結合され、回転部材４９の後方周縁部分に他の一対で結合される（図７参照）。
固定ロッド７０は、プレスボディ３０の回転部材４９に設けられ、リフトプレート２０と締結される。固定ロッド７０の上端部は、回転部材４９の結合部４９ｂに結合されるが、その結合部４９ｂが固定ホール４９ｃに嵌合して固定される。そして、固定ロッド７０の下端部は、リフトプレート２０の突出部２１に結合され、その突出部２１の結合ホール２３に嵌合される（図４および図７参照）。
【００３８】
ここで、固定ロッド７０の下端部には、ピンホール７１が形成される。固定ロッド７０の下端部が突出部２１の結合ホール２３に嵌合された状態で、その下端部のピンホール７１には、加圧積層体９の前後方向に向き合う一対の固定ロッド７０を締結するための締結ピン７５が締結される。
この場合、締結ピン７５は、積層ガイド１０の支持体１５に備えられたピン支持溝１６（図４参照）を介して加圧積層体９の前後方向に沿って固定ロッド７０のピンホール７１に締結される。
図２に示す通り、気密検査ユニット９０は、燃料電池部品３が積層ガイド１０の内側でプレスボディ３０によって加圧された状態で、燃料電池部品３の加圧積層体９に流体を供給し、その加圧積層体９の気密性を検査するためのものである。
気密検査ユニット９０は、流体配管を介してプレスボディ３０のプレスブロック４５および積層ガイド１０の支持体１５に連結される。このような気密検査ユニット９０は、例えば、プレスブロック４５および支持体１５を介して加圧積層体９にエアを供給し、そのエアの漏れ量を測定することによって、加圧積層体９の気密を検査することができる。
【００３９】
以下、本発明の燃料電池スタック組立装置１００の作動を、添付した図面を参照して詳細に説明する。
図９〜図１２は、燃料電池スタック組立装置の作動を説明するための図である。
まず、図９に示す通り、部品積層装置を介して積層ガイド１０に燃料電池部品３を積層した状態で、その積層ガイド１０をベースフレーム１１の移送経路に沿ってプレスボディ３０の下側に移送させる。
ここで、燃料電池部品３は、積層ガイド１０のガイド体１７に沿って支持体１５上に積層されることから、積層ガイド１０の内側で支持体１５の上面に置かれたリフトプレート２０上に積層された状態にある。プレスボディ３０は、プレスシリンダ４１の後進作動で作動ロッド４３によって積層ガイド１０の上側に移動した状態にある。この場合、固定ロッド７０は、その上端部がプレスボディ３０の回転部材４９に固定された状態で、その下端部は積層ガイド１０の上側（外側）に位置している。そして、ストッパシリンダ６７のストッピングロッド６９は、前進作動で回転部材４９のストッピング溝４９ｄに嵌合してその回転部材４９を拘束している。
この状態で、図１０のように、プレスシリンダ４１の作動ロッド４３を前進作動させてプレスボディ３０を下側方向に移動させる。
【００４０】
さらに、プレスボディ３０のプレスブロック４５は、プレスシリンダ４１の作動ロッド４３によって下側方向に移動する。この時、プレスブロック４５に固定されたガイドブロック５３は、プレスフレーム３１のガイドロッド３５に嵌合した状態で、そのガイドロッド３５に沿って案内されて下側方向に移動する。
すると、プレスボディ３０は、積層ガイド１０の開放枠１９を介してその積層ガイド１０の内側に進入し、積層ガイド１０に積層されている燃料電池部品３は、プレスボディ３０の回転部材４９によって加圧される。
この過程で、固定ロッド７０の下端部はリフトプレート２０の突出部２１の結合ホール２３に嵌合する。
その後、燃料電池部品３が加圧された加圧積層体９に気密検査ユニット９０を介してエアを供給する。
エアは、プレスボディ３０のプレスブロック４５および積層ガイド１０の支持体１５を介して加圧積層体９に供給される。そのため、気密検査ユニット９０は、加圧積層体９から漏れるエアの漏れ量を測定することによって、燃料電池部品３の気密不良の有無を判定する。
【００４１】
前記のように、気密検査ユニット９０を介して加圧積層体９の気密性を検査してその加圧積層体９の気密程度が良好と判定されると、リフトプレート２０の結合ホール２３に嵌合した固定ロッド７０の下端部のピンホール７１に締結ピン７５が締結される。
ここで、締結ピン７５は、積層ガイド１０の支持体１５に備えられたピン支持溝１６を介して加圧積層体９の前後方向に沿って固定ロッド７０のピンホール７１に締結される。
したがって、プレスボディ３０を介して積層ガイド１０の内側で燃料電池部品３を加圧した状態で、その燃料電池部品３の加圧積層体９を挟んで固定ロッド７０を介してプレスボディ３０とリフトプレート２０とを一体に結合することができる。つまり、、加圧積層体９は、プレスボディ３０の回転部材４９とリフトプレート２０との間で固定ロッド７０を介して積層ガイド１０と別個に加圧状態を維持している。
【００４２】
このように加圧積層体９を挟んで固定ロッド７０を介してプレスボディ３０とリフトプレート２０とを一体結合した状態で、図１１のように、プレスシリンダ４１の作動ロッド４３を後進作動させてプレスボディ３０を上側方向に移動させる。
すると、プレスボディ３０とリフトプレート２０との間で固定ロッド７０を介して積層ガイド１０と別に加圧状態を維持している加圧積層体９も、プレスボディ３０によって積層ガイド１０の上側（外側）に移動する。
このように加圧積層体９を積層ガイド１０の上側に移動させた状態で、加圧積層体９の前面に絶縁板８を装着し、締結手段７を加圧積層体９の前面に装着し、その締結手段７を介して加圧積層体９の上下側エンドプレート５を締結する。この過程において、積層ガイド１０は、ベースフレーム１１の移送経路に沿ってプレスフレーム３１の外側に移送される。
前記のように加圧積層体９の前面に絶縁板８および締結手段７を装着した状態で、ストッパシリンダ６７のストッピングロッド６９を後進作動させて回転部材４９の拘束を解除する。つまり、ストッパシリンダ６７のストッピングロッド６９は、後進作動して回転部材４９のストッピング溝４９ｄから抜け出ながら回転部材４９の拘束を解除することができる。
【００４３】
その後、図１２のように、駆動部５５を作動させてプレスボディ３０の回転部材４９を１８０度方向に回転させる。これによって、本発明の実施形態では、加圧積層体９の後面に絶縁板８と締結手段７を装着し、その締結手段７を介して加圧積層体９の上下側エンドプレート５を締結する。
上述のように、加圧積層体９の前面および後面に絶縁板８と締結手段７を装着した状態で、、プレスシリンダ４１の作動ロッド４３を前進作動させてプレスボディ３０と共に加圧積層体９を下側方向に移動させる。
その後、固定ロッド７０の下端部から締結ピン７５を除去し、プレスボディ３０をプレスシリンダ４１を介して上側方向に移動させると、燃料電池部品３が加圧された加圧積層体９の前面および後面に絶縁板８と締結手段７が装着された燃料電池スタック１の組立が完了する。
これまで説明したような、本発明の燃料電池スタック組立装置１００によれば、締結手段７を加圧積層体９に締結する前にその加圧積層体９の気密を検査することができ、燃料電池部品３の加圧状態を維持し、加圧積層体９を締結手段７で容易に締結することができる。
【００４４】
したがって、リフトプレート２０、プレスボディ３０および固定ロッド７０を介して加圧状態を維持している加圧積層体９を締結するため、加圧積層体９の反発力の変化による燃料電池スタック１のリークの可能性を排除することができ、全体的な組立工程を単純化させることができ、組立時間を短縮するなど、燃料電池スタック１の組立生産性を向上させることができる。
また、リフトプレート２０、プレスボディ３０および固定ロッド７０を介して加圧状態を維持している加圧積層体９を持ち上げた状態で、その加圧積層体９を回転させて締結可能なため、スタック締結作業の便宜性を図ることができる。
さらに、加圧状態を維持している加圧積層体９を締結する前に気密検査ユニット９０を介して加圧積層体９の気密検査を実施するため、燃料電池部品３の気密不良発生時、従来技術のような、スタックを分解し再び組立てるなどの煩わしい作業を省くことができる。
【００４５】
以上、本発明に関する好ましい実施形態を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の属する技術分野を逸脱しない範囲での全ての変更が含まれる。
【符号の説明】
【００４６】
１：燃料電池スタック
３：燃料電池部品
５：エンドプレート
７：締結手段
８：絶縁板
９：加圧積層体
１０：積層ガイド
１１：ベースフレーム
１３：底体
１５：支持体
１６：ピン支持溝
１７：ガイド体
１９：開放枠
２０：リフトプレート
２１：突出部
２３：結合ホール
３０：プレスボディ
３１：プレスフレーム
３３：下板
３５：ガイドロッド
３７：上板
４１：プレスシリンダ
４３：作動ロッド
４５：プレスブロック
４７：支持プレート
４９：回転部材
４９ａ：ラウンド部
４９ｂ：結合部
４９ｃ：固定ホール
４９ｄ：ストッピング溝
５１：支持端
５３：ガイドブロック
５５：駆動部
５７：駆動モータ
５８：駆動軸
５９：回転軸
６１：駆動ギヤ
６３：被動ギヤ
６５：アイドルギヤ
６７：ストッパシリンダ
６９：ストッピングロッド
７０：固定ロッド
７１：ピンホール
７５：締結ピン
９０：気密検査ユニット
Ｇ：ギャップ
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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