JP5239197B2 - Method and apparatus for mounting electrolyte membrane for fuel cell - Google Patents
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Description
本発明は、燃料電池の製造技術に関し、より詳しくは、皺を発生させることなく電解質膜を載置台上に短時間で載置するための技術に係わる。 The present invention relates to a fuel cell manufacturing technique, and more particularly to a technique for mounting an electrolyte membrane on a mounting table in a short time without generating soot.
高分子電解質膜を用いた燃料電池は、高分子電解質膜の両面に燃料極と空気極とを接合一体化した膜電極接合体をセパレータで挟み込んで燃料電池単セルを構成し、この燃料電池単セルを複数個積層することで燃料電池スタックとしている。膜電極接合体は、高分子電解質膜の両面に触媒層を形成し、さらにその外側にガス拡散層を取り付けて接合一体化した構成となっている。従来の触媒層の形成方法としては、特許文献1に開示されているような、一定温度に保持した載置台上に高分子電解質膜を載置,固定した後、高分子電解質膜表面に触媒スラリーを塗布する方法が知られている。
一般に高分子電解質膜を載置台に載置する際、高分子電解質膜に皺が発生しやすい。そして高分子電解質膜に皺が発生したままの状態で触媒層を形成した場合には、耐久性能等の燃料電池の性能が悪化する可能性がある。また皺が発生しないように高分子電解質膜を載置するためには多くの作業時間を要する。 Generally, when a polymer electrolyte membrane is placed on a mounting table, wrinkles are likely to occur in the polymer electrolyte membrane. When the catalyst layer is formed in a state where wrinkles are generated in the polymer electrolyte membrane, there is a possibility that the performance of the fuel cell such as durability performance is deteriorated. In addition, it takes a lot of work time to place the polymer electrolyte membrane so that wrinkles do not occur.
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は皺を発生させることなく電解質膜を載置台上に短時間で載置可能な燃料電池用電解質膜の載置方法及び載置装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a method and a method for mounting an electrolyte membrane for a fuel cell capable of mounting an electrolyte membrane on a mounting table in a short time without generating wrinkles. It is to provide a placement device.
本発明に係る燃料電池用電解質膜の載置方法は、電解質膜の一方の端部を回転自在に支持された柱状の固定部材の側表面に固定する第1のステップと、固定部材を回転させることにより前記電膜を固定部材の側表面に巻き付ける第2のステップと、電解質膜の他方の端部を固定部材の側表面に切断して固定する第3のステップと、固定部材を載置台上に移動し、その載置台表面に電解質膜の一方の端部を接触させた後、固定部材を回転させることにより固定部材の側表面に巻き付けられた電解質膜を載置台表面に載置する第4のステップとを有する。本発明に係る燃料電池用電解質膜の載置装置は、側表面に電解質膜が巻き付けられる柱状の固定部材と、前記固定部材を、回転軸を介して回転自在に支持する回転機構と、前記固定部材の側表面に所定距離離間して設けられ、電解質膜の一方を固定する第1の保持部材と、電解質膜の他方の端部を切断、固定するそれぞれ保持する第1及び第2の保持部材と、前記固定部材を移動する搬送機構と、前記搬送機構による固定部材の移動により切断された電解質膜が設置される載置台とを備える。
The method for placing an electrolyte membrane for a fuel cell according to the present invention includes a first step of fixing one end of the electrolyte membrane to a side surface of a columnar fixing member that is rotatably supported , and rotating the fixing member. A second step of winding the electrode film around the side surface of the fixing member, a third step of cutting and fixing the other end of the electrolyte membrane to the side surface of the fixing member, and the fixing member on the mounting table. And moving one of the end portions of the electrolyte membrane to the surface of the mounting table, and then rotating the fixing member to place the electrolyte membrane wound around the side surface of the fixing member on the surface of the mounting table. Steps. An apparatus for mounting an electrolyte membrane for a fuel cell according to the present invention includes a columnar fixing member around which an electrolyte membrane is wound , a rotating mechanism that rotatably supports the fixing member via a rotating shaft, and the fixing device. A first holding member that is provided on the side surface of the member at a predetermined distance and fixes one of the electrolyte membranes, and first and second holding members that respectively hold and cut and fix the other end of the electrolyte membrane And a transport mechanism that moves the fixing member, and a mounting table on which the electrolyte membrane cut by the movement of the fixing member by the transport mechanism is installed .
本発明に係る燃料電池用電解質膜の載置方法及び載置装置によれば、皺を発生させることなく電解質膜を載置台上に短時間で載置することができる。 According to the method and apparatus for mounting an electrolyte membrane for a fuel cell according to the present invention, the electrolyte membrane can be mounted on the mounting table in a short time without generating wrinkles.
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.
〔載置装置の構成〕
本発明の実施形態となる載置装置は、図1に示すように、楕円の断面形状を有し、側表面に電解質膜1が巻き付けられる柱状の固定部材2と、回転軸3を介して固定部材2を回転支持するモータ4と、モータ4が載置される台車5と、レール6に沿って台車5を移動するシリンダ7とを主な構成要素として備える。固定部材2の側周部には、電解質膜ロール8から巻き出された電解質膜1の先端部分を固定するクリップ部材9と、クリップ部材9から固定部材2の周方向に所定距離離間して設けられ、電解質膜ロール8から巻き出された電解質膜1を所定長さに切断,固定するクリップ状のカッター部材10とが配設されている。
[Configuration of mounting device]
As shown in FIG. 1, the mounting device according to the embodiment of the present invention has an elliptical cross-sectional shape, and is fixed via a rotation shaft 3 and a
図示しないが、固定部材2の近傍には電解質膜ロール8から巻き出された電解質膜1を固定部材2の側表面に貼り付けるために、図2(a)に示すように固定部材2の側表面に静電気(電荷)を発生させる静電気発生装置が設けられている。なお固定部材2の側表面に静電気を容易に発生しやすくするために、固定部材2は樹脂製であることが望ましい。また本実施形態では静電気を利用して電解質膜1を固定部材2の側表面に貼り付けたが、例えば図2(b)に示すように固定部材2の側表面に複数の吸引孔を形成し、真空ポンプ等の吸気装置を利用して固定部材2の外側から内側方向に吸引することにより電解質膜1を固定部材2の側表面に貼り付けてもよい。
Although not shown, in order to affix the
〔貼付時の動作〕
上記構成の固定装置は、以下に示すように動作することにより皺を発生させることなく電解質膜1を固定部材2の側表面に貼り付ける。すなわち始めに、電解質膜ロール8から電解質膜1の先端部分を巻きだし、クリップ部材9により電解質膜1の先端部分を固定部材2の側表面に固定する。次に、モータ4を回転駆動して固定部材2を回転させることにより電解質膜1を固定部材2の側表面に巻き付けていく。この時、固定部材2は楕円形状であるので、電解質膜1には適当な張力がかかり、電解質膜1は皺を発生することなく固定部材2の側表面に巻き付いていく。また既に述べたように、固定部材2表面は帯電しているので、電解質膜1は静電気力によって固定部材2の側表面に貼り付けられる。次に、所定長の電解質膜1が固定部材2の側表面に巻き付けられると、カッター部材10により電解質膜ロール8から電解質膜1を切除すると共に、カッター部材10により所定長の電解質膜1の後端部分を固定する。これにより、所定長の電解質膜1を皺を発生させることなく固定部材2の側表面に貼り付けることができる。
[Operation when pasting]
The fixing device configured as described above operates as described below to attach the
〔載置時の動作〕
上記構成の固定装置は、以下に示すように動作することにより固定部材2の側表面に接着された電解質膜1を触媒塗布装置の載置台上に載置する。すなわち始めに、シリンダ7を駆動してレール6に沿って台車5を移動することにより固定部材2を触媒塗布装置の膜載置台上方に移動する。次に、図3(a)に示すように固定部材2を載置台11表面に接触させた後、載置台11表面側から内側への吸気を開始するのと同時に、モータ4を駆動することにより固定部材2を回転させる。固定部材2の回転に伴い側表面に固定された電解質膜1は、図3(b)〜(d)に示すように載置台11側に吸引され、触媒塗布装置側への電解質膜1の載置作業は完了する。なおこの時、電解質膜1の載置台11側への移動を容易にするために固定部材2側表面の静電気は予め除去しておくことが望ましい。
[Operation when placing]
The fixing device having the above-described configuration operates as follows to place the
以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、この実施の形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、上記実施の形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論であることを付け加えておく。 As mentioned above, although the embodiment to which the invention made by the present inventors was applied has been described, the present invention is not limited by the description and the drawings that form part of the disclosure of the present invention according to this embodiment. That is, it should be added that other embodiments, examples, operation techniques, and the like made by those skilled in the art based on the above embodiments are all included in the scope of the present invention.
1:電解質膜
2:固定部材
3:回転軸
4:モータ
5:台車
6:レール
7:シリンダ
8:電解質膜ロール
9:クリップ部材
10:カッター部材
11:載置台
1: Electrolyte membrane 2: Fixed member 3: Rotating shaft 4: Motor 5: Cart 6: Rail 7: Cylinder 8: Electrolyte membrane roll 9: Clip member 10: Cutter member 11: Mounting table
Claims (5)
前記固定部材を回転させることにより前記電解質膜を固定部材の側表面に巻き付ける第2のステップと、
前記電解質膜の他方の端部を前記固定部材の側表面に切断して固定する第3のステップと、
前記固定部材を載置台上に移動し、その載置台表面に電解質膜の一方の端部を接触させた後、固定部材を回転させることにより固定部材の側表面に巻き付けられた電解質膜を載置台表面に載置する第4のステップと
を有することを特徴とする燃料電池用電解質膜の載置方法。 A first step of fixing one end of the electrolyte membrane to a side surface of a columnar fixing member that is rotatably supported ;
A second step of winding the electrolyte membrane around a side surface of the fixing member by rotating the fixing member;
A third step of cutting and fixing the other end of the electrolyte membrane to the side surface of the fixing member;
The fixing member is moved onto the mounting table , one end of the electrolyte membrane is brought into contact with the surface of the mounting table, and then the electrolyte film wound around the side surface of the fixing member is rotated by rotating the fixing member. And a fourth step of placing on the surface. 4. A method for placing an electrolyte membrane for a fuel cell.
前記固定部材を、回転軸を介して回転自在に支持する回転機構と、
前記固定部材の側表面に所定距離離間して設けられ、電解質膜の一方を固定する第1の保持部材と、
電解質膜の他方の端部を切断、固定するそれぞれ保持する第1及び第2の保持部材と、
前記固定部材を移動する搬送機構と、
前記搬送機構による固定部材の移動により切断された電解質膜が設置される載置台と
を備えることを特徴とする燃料電池用電解質膜の載置装置。 A columnar fixing member around which an electrolyte membrane is wound on the side surface;
A rotation mechanism that rotatably supports the fixing member via a rotation shaft;
A first holding member provided on the side surface of the fixing member at a predetermined distance and fixing one of the electrolyte membranes ;
First and second holding members for holding and cutting the other end of the electrolyte membrane, respectively;
A transport mechanism for moving the fixing member;
An apparatus for mounting an electrolyte membrane for a fuel cell, comprising: a mounting table on which an electrolyte membrane cut by movement of a fixing member by the transport mechanism is installed .
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