专利名称：用于把密封剂涂敷到燃料电池隔板上的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于把密封剂材料涂敷到燃料电池隔板(separator)上的方法，在这种方法中，密封剂材料被涂敷成均匀的厚度，以便改善密封剂的涂敷质量和密封性，从而改善燃料电池的性能。
背景技术：
燃料电池用于产生电，它是通过利用与水电解相反的原理使氢和氧发生反应生成水的过程来产生电的。总地来说，燃料气体由氢来代替，空气或氧化剂气体由氧气来代替。
例如在发明名称为“燃料电池”的日本专利公开No.2000-123848中就公开这种燃料电池。已知的这种燃料电池具有图24中所示的一电池，图24是这种电池的分解立体图。
如图24所示，一阳极侧电极202和一阴极侧电极203与一电解膜201配合。利用垫圈204，205把上面提到的部件夹在第一隔板206和第二隔板207之间，从而形成单元燃料电池(电池组件)200。
更具体地说，第一隔板206的表面206a具有允许燃料气体通过的第一流通路径208，，而第二隔板207的表面207a具有允许氧化剂气体通过的第二流通路径209，从而使得燃料气体和氧化剂气体可以被引导到所说的电解膜201。
由于由图24所示的一个电池组件产生的电力输出是非常小的，因此，通过把大量这样的电池组件200层压起来才能获得期望的电力输出。于是，设置第一隔板206和第二隔板207来防止燃料气体和氧化剂气体泄漏到相邻的电池中。在这个意义上，它们被称作“隔板”。
在第一隔板206的表面206a上具有用于燃料气体的流通路径208，而在第二隔板207的表面207a上具有用于氧化剂气体的流通路径209。然而，气体必须有效地与阳极侧电极202和阴极侧电极203接触。因此，流通路径208，209必须能提供大量的非常浅的槽。
此外，第一隔板206和第二隔板207分别在它们的一个端部具有燃料气体供给孔部分210a和氧化剂气体供给孔部分211a，并且在各自的另一端部分别具有燃料气体排放孔部分210b和氧化剂气体排放孔211b部分。此外，第一隔板206和第二隔板207在各自的一个端部分别具有用于让冷却水通过的冷却水供给孔部分212a，和在各自的另一端部分别具有冷却水排放孔212b。
本发明人已做了各种各样的尝试来制造电池组利用两个隔板把由电解膜和电极所形成的膜片电极组件夹起来；通过在隔板上涂敷液体密封剂，而不是采用垫圈204，205。然而这样又会产生图25A至图25D所示的问题。
图25A至图25D是操作示意图，表示出了一种把密封剂涂敷到燃料电池的隔板上的方法。更准确地说，图25A是一操作示意图，表示在密封剂的涂敷起始部和涂敷终止部相连接之前的状态；图25B是一个操作示意图，表示密封剂的涂敷起始部和涂敷终止部相连接的状态；图25C是一个操作示意图，表示密封剂的涂敷起始部和涂敷终止部重叠之前的状态；图25D是一个操作示意图，表示密封剂的涂敷起始部和涂敷终止部已经重叠的状态。
如图25A所示，当利用密封剂涂敷枪222把密封剂223涂敷到隔板221上时，如果试图把密封剂223的涂敷终止部与涂敷起始部224相连接，如图25B所示，那么，在涂敷起始部224和涂敷终止部225之间就会形成一空间226。
此外，如图25C所示，如果试图在密封剂223的涂敷起始部227上进行叠置，那么，在密封剂223的涂敷起始部227和重叠部228之间就会形成一些空间231，232，如图25D所示。
因此，燃料气体、氧化剂气体和水就会从电池内部泄漏，从而不能获得充分的燃料电池性能。
此外，还会产生如图26中所表示出的其他问题。
图26是一个操作示意图，表示密封剂的涂敷过程。当利用密封剂涂敷枪222把密封剂223涂敷到隔板221上时，如果为了在密封剂223的涂敷终止部225终止涂敷而使密封剂涂敷枪222的驱动部停止，那么就会发生这样的情况，即，残留在密封剂涂敷枪222的喷嘴234中的密封剂223会滴落下来。这就会因密封剂厚度不均匀而导致密封剂涂敷质量下降或密封性能恶化。
此外，还会产生图27A和图27B中所示的问题。
图27A和图27B是操作示意图，表示把密封剂涂敷到弯曲的隔板上的过程。更准确地说，图27A是一个操作示意图，表示在涂敷密封剂的过程中的状态，和图27B是一个操作示意图，表示在涂敷了密封剂之后的状态。
图27A表示这样一种状态，即在这种状态中，利用密封剂涂敷枪222把密封剂223涂敷到隔板221上，其中隔板221被放置在一搁置平台236上。
在隔板221中，当仅在一个侧面形成诸如气体流通路径等的槽时，或者当分别一个侧面和另一个侧面上形成不同形状的槽时，就会如图中所示那样产生弯曲现象。
如果试图利用密封剂涂敷枪222把密封剂223涂敷到这种弯曲的隔板221上，那么当密封剂涂敷枪222按图中空心箭头所示进行水平移动时，在密封剂涂敷枪222的远端和隔板221之间的距离就会发生变化。因此，如图27B所示，在隔板221中部的密封剂厚度th2就会小于在隔板221边缘的密封剂厚度th1。因此，会有气体和水就会从密封剂223薄的部分泄漏的问题。
发明内容
本发明的目的是要把密封剂以均匀的厚度涂敷到燃料电池的隔板上，从而改善密封剂的涂敷质量，并且改善燃料电池的密封性能，提高燃料电池的工作性能。
本发明提供了一种用于把密封剂涂敷到燃料电池的隔板上的方法，其利用下列装置把液体密封剂涂敷在隔板的气体流通路径和水流通路径的周边密封剂涂敷装置，所说的密封剂涂敷装置是由马达形成的；密封剂挤出装置，该密封剂挤出装置由所说的马达驱动；喷嘴，其设置在密封剂挤出装置的远端，其中设置有密封槽，所说的密封剂被涂敷在该密封槽中，且密封剂的涂敷起始部和涂敷终止部的密封槽的宽度被制造得大于除涂敷起始部和涂敷终止部以外的那些部分的宽度，密封剂的涂敷起始部和涂敷终止部在大宽度的密封槽部分处相交。
与使涂敷起始部的远端和涂敷终止部的远端简单连接的情况相比，通过使密封剂的涂敷起始部和涂敷终止部相交，能改善涂敷起始部和涂敷终止部之间的粘接，从而可以消除涂敷起始部和涂敷终止部之间的空间，从而便能改善密封性能。
此外，由于使涂敷起始部和涂敷终止部在密封槽的宽度较大的位置处相交，因此可以增大密封剂的涂敷位置的自由度，并且密封剂的涂敷位置可以被设置成使涂敷起始部和涂敷终止部之间的空间能被消除，从而可以进一步提高密封性能。
优选地是，在终止涂敷之前，在密封剂的涂敷终止部，使喷嘴的水平移动速度为一个较慢的速度，并且可减少密封剂的涂敷量。
由于使喷嘴的水平移动速度为一个较慢的速度，因此，在密封剂的涂敷终止部能从容且容易地把密封剂粘附到隔板上，和当密封剂的涂敷终止部与密封剂的涂敷起始部连接时，涂敷终止部和涂敷起始部之间的空间就能被消除，从而能改善密封性能。
此外，通过减少在密封剂的涂敷终止部的密封剂涂敷量，就可以通过使水平移动速度成为一个慢的速度来防止涂敷的密封剂的外部尺寸变大。
此外，优选地是，密封剂涂敷装置是可升降调节的，以便当密封剂涂敷装置的远端接近密封剂的涂敷起始部时该密封剂涂敷装置能沿着密封剂的外周边移动。
如果密封剂涂敷枪是可升降调节的，以便当密封剂涂敷装置的远端接近密封剂的涂敷起始部时，该密封剂涂敷枪能沿着密封剂的外周边移动，密封剂就能被涂敷成粘附到涂敷起始部的密封剂的外周边上，从而就可以消除密封剂的涂敷起始部和涂敷终止部之间相交部分处的空间，从而可以防止气体和水从该相交部分泄漏。
此外，密封剂涂敷装置还额外地设置有非接触式传感器，从而可通过该非接触式传感器对密封剂的涂敷起始部进行监测来起动升降调节。
通过利用这种非接触式传感器，就能精确地监测密封剂的涂敷起始部，并且能提高在涂敷起始部的被涂敷的密封剂的粘附力，从而可进一步提高密封性能。
优选地是，在把密封剂涂敷到隔板上的密封剂涂敷站还额外地设置有拉直装置，该拉直装置用于把隔板的弯曲拉直，从而可以在利用该拉直装置把隔板的弯曲拉直的同时把密封剂涂敷到隔板上。
如果拉直装置把隔板的弯曲拉直，并且在该拉直装置工作的同时把密封剂涂敷到隔板上，则隔板和密封剂涂敷装置之间的距离就可以保持恒定不变，从而能使密封剂被涂敷成均匀的厚度。
优选地是，对拉直装置所产生的负压进行调节，以便使隔板和密封剂涂敷装置之间的间隙变成一预定的间隙。
只通过调节所说的负压，就能使隔板和密封剂涂敷装置保持具有一预定的间隙，从而能容易地进行在密封剂涂敷时的准备工作，于是便可以缩短操作时间。
图1是根据本发明的燃料电池的隔板的密封剂涂敷层压装置的前视图；图2是根据本发明的密封剂涂敷站的主要部分的放大的前视图；图3是沿图2中的箭头3的示意图；图4是沿着图3中4-4线的剖面图；图5是一操作示意图，表示根据本发明由密封剂涂敷枪来排出密封剂的情况；图6是一操作示意图，表示根据本发明由密封剂涂敷枪来抽吸密封剂的情况；
图7是沿着图2中的箭头7的示意图；图8A和8B是根据本发明的燃料电池隔板的拉直装置的示例性示意图，其中，图8A是拉直装置的剖面图，图8B是表示拉直装置操作情况的剖面图；图9是根据本发明的用于输送燃料电池的隔板的托板；图10是沿着图9中10-10线剖取的剖面图；图11是沿着图9中11-11线剖取的剖面图；图12是沿着图9中12-12线剖取的剖面图；图13是根据本发明的燃料电池隔板的密封剂涂敷和层压过程的流程图；图14A至14C是操作示意图，表示把根据本发明的隔板定位和固定到托板上的情况，其中图14A是表示隔板的定位的平面示意图，图14B是表示隔板在被固定之前的操作示意图，图14C是表示隔板已被固定后的操作示意图；图15是操作示意图，表示把用于本发明的隔板的托板放置到隔板搁置平台上的情况；图16A至图16D是操作示意图，表示用于本发明的隔板的托板在隔板搁置平台上定位的情况，其中，图16A是表示放置在第一托板搁置部上的一定位块的平面示意图，图16B是表示放置在第二托板搁置部上的一定位块的平面示意图，图16C是表示放置在第一平板搁置部上的定位块的定位状态的平面示意图，图16D是表示放置在第二托板搁置部上的定位块的定位状态的平面示意图；图17A和图17B是操作示意图，表示对本发明的隔板的弯曲进行拉直的操作，其中图17A是表示在拉直之前状态的操作示意图，图17B表示拉直之后状态的操作示意图；图18是操作示意图，其中在本发明的隔板的弯曲被拉直的同时进行密封剂的涂敷；图19A至图19H是操作示意图，表示根据本发明把密封剂涂敷到隔板上(尤其是在密封剂的相交位置附近)的过程，其中，图19A至图19G是按顺序说明涂敷过程的操作示意图，图19H是操作示意图，表示密封剂相交部的其它涂敷过程；图20A和图20B是操作示意图，表示根据本发明对隔板进行层压的操作，其中，图20A是表示层压之前的状态的操作示意图，图20是表示在层压之后的状态的操作示意图；图21是平面示意图，表示根据本发明另一个例子的隔板的涂敷状态以及被涂敷在隔板上的密封剂；图22A至图22G是操作示意图，表示用于按顺序解释本发明另一个例子中的密封剂涂敷枪的喷嘴的移动和密封剂的涂敷操作；图23是流程图，用于解释本发明另一个例子的密封剂涂敷枪的操作；图24是分解立体图，表示用于燃料电池的传统的电池；图25A至图25D是操作示意图，用于解释把密封剂涂敷到用于燃料电池的传统隔板上的方法，其中，图25A是表示密封剂的涂敷起始部和涂敷终止部被连接之前的状态的操作示意图，图25B是表示密封剂的涂敷起始部和涂敷终止部已被连接的状态的操作示意图，图25C是表示密封剂的涂敷起始部与涂敷终止部被重叠之前的状态的操作示意图，图25D是表示密封剂的涂敷起始部与涂敷终止部已被重叠的状态的操作示意图；图26是操作示意图，用于解释传统的密封剂涂敷过程；图27A和图27B是操作示意图，用于解释把密封剂涂敷到弯曲的隔板上的传统的涂敷过程，其中，图27A是表示在进行密封剂涂敷过程中的状态的操作示意图，图27B是表示密封剂已被涂敷后的状态的操作示意图。
具体实施例方式
如图1所示，密封剂涂敷层压装置10具有一密封剂涂敷站11，该密封剂涂敷站用于把密封剂材料涂敷到隔板上；一层压站12，该层压站用于把膜片电极组件层压到其上已经涂敷了密封剂材料的隔板上。应当注意，附图标记13表示一引入站，该引入站用于把隔板引入到密封剂涂敷站11内，和附图标记14表示一修整站，用于对膜片电极组件进行修整。
膜片电极组件(MEA)被构造成使由碳纸(carbon paper)形成的阳极侧电极和阴极侧电极分别被粘附到由高分子化合物制成的高聚合物电解膜的两侧上。
如图2所示，密封剂涂敷站11包括连接在基部21的隔板搁置平台22、连接所说基部21的臂部23、连接所说臂部23的密封剂涂敷枪24、靠近所说密封涂敷枪24的远端设置的非接触式传感器25。
密封剂涂敷枪24包括用于容纳密封剂材料并且可以更换的密封剂盒26、与所说密封剂盒26相连的密封剂供给软管27、与密封剂供给软管27的远端相连的密封剂挤出部28、用于驱动密封剂挤出部28的电马达29、和与密封剂挤出部28的远端相连用于排放密封剂的喷嘴31。
非接触式传感器25是这样一种传感器，即，这种传感器在把密封剂涂敷到隔板上的过程中，在非接触状态下，通过把例如激光照射在大致位于喷嘴31下方的隔板表面上，从而对那些先前被涂敷的密封剂进行监测。根据来自非接触式传感器25的信号，一控制装置对所说的臂部23进行驱动并且对密封剂涂敷枪24的水平移动和升降进行控制，图中未示出该控制装置。
正象在后面要描述的那样，密封剂涂敷枪24的密封剂挤出部28被这样构造，即带有螺旋槽的一螺杆被插入在气缸，通过所说的电马达29来转动该螺杆，从而通过密封剂供给软管27来抽吸密封剂盒26中的密封剂，并且对所说气缸的内壁和螺杆(screw)的槽之间的密封剂进行挤出，从而使密封剂从所说的喷嘴31排出。此外，正象在后面要描述的那样，通过使螺杆沿着与上述方向相反的方向转动，密封剂挤出部28向上推压所说气缸的内壁和螺杆的槽之间的密封剂，从而可以从喷嘴31抽吸密封剂。
如图3所示，在密封剂涂敷枪24的后部连接有一背板32。沿着倾斜方向从所说支撑板32的下端伸出支撑杆33，33(图中只表示出了位于前侧的一根支撑杆)。非接触式传感器25被连接到这些支撑杆33，33的远端。
非接触式传感器25的远端朝向喷嘴31的下方。
在图4中，第一气缸部28a和第二气缸部28b被设置在密封剂涂敷枪24的密封剂挤出部28。密封剂挤出轴35与电马达29(见图3)的输出轴相连，在所说的密封剂挤出轴35中，第一螺杆35a和第二螺杆35b分别被插在所说的第一缸部28a和第二缸部28b中。
在这里，附图标记27a，27a表示软管箍环(band)；附图标记28c表示盒部，该盒部与第二缸部28b形成一个整体；附图标记36表示支承部(bearing portion)，该支承部用于把密封剂挤出轴35支撑在盒部28c；和附图标记37表示在所说盒部28c形成的密封剂引入室，用于与所说的密封剂供给软管27相连通；附图标记38表示接头。
下面将对密封剂的涂敷方法进行描述。
如图5所示，为了开始涂敷密封剂39，通过使电马达进行工作，从而使密封剂挤出轴35沿着图中的中空箭头所示方向进行转动。这里电马达和密封剂挤出轴35的转动方向是向前方向(也就是向前转动)。
据此，通过密封剂供给软管27从密封剂盒中被抽吸到密封剂引入室37内的密封剂39沿着图中箭头所示方向从第一气缸部28a和第一螺杆35a的槽之间、以及从第二气缸部28b和第二螺杆35b的槽之间被向下挤压，并且从喷嘴31把密封剂排放到外部，于是就把密封剂涂敷到隔板40上了。
如图6所示，电马达沿着与图5所示转动方向相反的方向转动，密封剂挤出轴35沿着图6中的中空箭头所示方向转动。即，电马达和密封剂挤出轴35的转动方向是反向方向(也就是反向转动)。
据此，使得位于第一气缸部28a和第一螺杆35a的槽之间的密封剂39以及位于第二气缸部28b和第二螺杆35b的槽之间的密封剂39向上移动，从而喷嘴31中的密封剂39被抽吸。
因此，从喷嘴31排出的密封剂39的量被减小，从而会很快地停止从喷嘴31排放密封剂39。
如图7所示，密封剂涂敷站11的隔板搁置平台22具有托板搁置平台41，42，43，44，用于输送所说隔板的托板被放置在所说的托板搁置平台上；第一定位构件45和第二定位构件46，用于把所说托板定位在所说隔板搁置平台22上；以及拉直装置47，47，用于对放置在托板上的隔板的弯曲进行拉直。
托板搁置部41具有搁置表面51和L形凸部52，该L形凸部52从搁置表面51突出，且所说的L形凸部52是这样一个构件，即定位表面52a，52b被设置在该构件处。
托板搁置部42具有一搁置表面53和一矩形凸部54，所说矩形凸部被制造成从所说搁置表面53突出，该矩形凸部54是这样一个构件，即，定位表面54a被设置在该构件处。
托板搁置部43，44具有搁置表面55，56。
第一定位构件45包括气缸部61；插在所说缸部61中的图中未示出的气缸内的杆62，62；以及连接到这些杆62，62远端的挤压部63。通过从入口64，64向所说这些缸内供应油或空气，使所说第一定位构件45向外推动所说的杆62，62，并且利用挤压部63来挤压上述托板的一部分，从而实现对所说托板的定位。应当注意，附图标记63a表示设置在挤压部63处的倾斜表面。
第二定位构件46包括气缸部66；插在所说气缸部66中的图中未示出的气缸中的杆67，67；以及与这些杆67，67的远端相连的挤压部68。通过从入口69，69向所说这些气缸供应油或空气，使所说第二定位构件46向外推动所说的杆67，67，并且利用挤压部68来挤压上述托板的一部分，从而实现对所说托板的定位。应当注意，附图标记68a表示设置在挤压部68处的倾斜表面。
如图8A所示，拉直装置47包括气缸部72；连接管75，该连接管75与喷孔74…(在这里以及下文中，…表示许多)相连接，这些喷孔形成在所说的气缸部72上并且在顶表面73的边缘开口；以及与所说连接管75相连的空气软管76。
下面将描述拉直装置47的操作。
在图8B中，如果从空气软管76提供压缩空气，并且通过连接管75和喷孔74…把压缩空气喷射到外部，那么当隔板40接近拉直装置47时，就使空气从气缸部72的边缘和隔板40之间强有力地地流出，如图中箭头(1)，(1)所示。据此，由于在缸部72的顶表面73的中部和隔板40之间会产生负压，于是，隔板40就被吸向所说的气缸部72侧，如图中箭头(2)所示。然而，由于空气从喷孔74…吹出，因此隔板40不会附着到气缸部72的顶表面73上。
也就是，拉直装置47能在与隔板40相分离的状态下把隔板40吸住，而不会接触到所说的隔板40，并且能把隔板40的弯曲拉直。
此外，由于拉直装置47不接触到隔板40，因此，金属离子不会附着到所说的隔板40上。
如果金属离子附着到隔板40上，则这些金属离子就会附着到层压在隔板40上MEA的碳素电极上，且金属离子和电子结合，从而在碳素电极上沉淀金属。这样，就会发生这样的情况，即，沉淀的金属会阻碍氢与氧发生反应，从而会降低燃料电池的性能。
如图9所示，用作输送构件的托板81被构造成这样，即使得用于对隔板40进行定位的定位销83，83、用于对隔板40进行固定的钩84…、以及用于定位在前面所提到的隔板搁置平台22上的定位块85(见图7)与框架主体82相连。应当注意，附图标记86，86表示手柄。
图10表示利用螺钉91把定位块85与框架主体82的底面相连接。如图9所示，定位块85基本上为呈圆柱状的构件。
如图11所示，钩84被构造成使隔板固定片94和套管95通过螺栓93被连接在框架主体82的顶表面上。
当通过拧紧所说螺栓93而使套管95被固定到框架主体82上时，由于套管95的台阶部95a的高度要高于所说隔板固定片94的厚度，因此所说的隔板固定片94能绕所说套管95转动。应当注意，附图标记94a表示设置在隔板固定片94的底表面处的槽，以便抓紧在所说隔板40的边缘。
图12表示这样一种状态，即在这种状态中，定位销83被驱入到框架主体82的顶表面内，且隔板40的定位孔40a与定位销83相配合。
下面将描述上述燃料电池的隔板的密封剂涂敷层压装置10的操作情况。
图13是本发明的燃料电池的隔板的密封剂涂敷和层压的流程图。应当注意，STxx表示步骤编号。
ST01…把隔板定位到托板上。
ST02… 利用托板来输送隔板。
ST03… 把托板定位在密封剂涂敷站。通过这种方式，就可以把隔板定位在密封剂涂敷站。
ST04… 在隔板的弯曲被拉直的状态下，把密封剂涂敷到隔板上。
ST05…利用托板来输送隔板。
ST06… 把托板定位在层压站；ST07… 在隔板的弯曲被拉直的状态下，把MEA层压在隔板上。通过这种方式，就可制成电池，然后把多个电池层压起来就可以制造出所说的燃料电池。
如图14A所示，首先，隔板40的定位孔40a，40a与托板81的定位销83，83相配合，隔板40被定位在所说的托板81处。
在图14B中，被设置在托板81处的钩84的隔板固定片94沿着箭头所示方向被转动，和通过使隔板40与隔板固定片94的槽94a相扣住，从而对隔板40的边缘进行固定，如图14c所示。
如图15所示，各个定位块85被放置在隔板搁置平台22的平板搁置部41，42，43，44上。
在图16A中，定位块85处于被放置在搁置表面51上的状态中，以便与L形的凸部52的定位表面52a，52b相分离。
在图16B中，定位块85处于被放置在搁置表面53上的状态中，以便与矩形凸部54的定位表面54a相分离。
在图16C中，通过把油或空气供应到气缸部61，如图中的中空箭头所示，当使挤压部63通过所说的杆62，62朝L形凸部52侧移动时，挤压部63的倾斜表面63a就与定位块85相接触。
据此，如图中箭头所示，在受到图中的倾斜表面63a的力的沿向左方向和向上方向的分量，定位块85朝着左侧和上侧移动。
在图16D中，如图中的中空箭头所示，通过把油或空气供应到气缸部66，在使挤压部68通过所说杆67，67朝矩形凸部54侧移动时，图16A中所示的斜面63a就与定位块85相接触。基本在同时，图16B中所示的挤压部68的斜面68a与定位块85相接触。
据此，如图中箭头所示，在受到图中的倾斜表面63a的力的向沿左方向和向上方向的分量，定位块85朝着左侧和上侧移动。
在图16C和图16D中，如果挤压部63，68继续移动，那么，图16A中的定位块85通过倾表面63a，68a与定位表面52a，52b接触，并且，图16B的定位块85与定位表面54a接触。
在这个时候，在挤压部63的侧表面63b和定位块85之间存在一个间隙量C。也就是说，定位块85被定位表面52a，52b和倾表面63a三点支撑着。
图15中所示的分别被放置在托板(pallet)搁置部43的搁置表面55上以及托板搁置部44的搁置表面56上的定位块85，85与放置在上述搁置表面51，53上的定位块85，85一体地移动。
通过这种方式，就可以完成托板81在隔板搁置平台22上的定位。
图17A表示出了这样一种状态，在这种状态中，拉直装置47被设置在隔板40的下面，所说的隔板被放置在托板81上。(为了方便起见，省去了两个拉直装置47中的一个拉直装置47)。
在隔板40中，如果只在隔板40的一侧上形成作为气体流通路径等的槽，或者在其一侧和另一侧上形成形状不同的槽，则会产生如图中所示的弯曲现象。
在图17B中，为了对隔板40的弯曲进行拉直，把压缩空气供应到拉直装置47，并且如图中箭头所示，空气从拉直装置47和隔板40之间被喷射到外面，且该拉直装置47就吸住所说的隔板40。结果是，如图中的中空箭头所示，使得隔板40变平直了。
如图18所示，当在隔板的弯曲被拉直的状态下，也就是说，当拉直装置47(参照图17B)正在工作的同时，把密封剂39涂敷到所说的隔板40上。
例如，首先从定位孔40a(附图标记39a是涂敷起始部)的附近开始涂敷密封剂39，然后，如图中箭头所示，在内侧沿着隔板40的边缘以矩形形状来涂敷密封剂39，从而使得涂敷终止部39b与涂敷起始部39a相交，并且使它们重叠起来。
在图19A中，密封剂涂敷枪的喷嘴31一边移动一边把密封剂39涂敷到隔板40上，同时保持与所说隔板40相距高度h1(也就是说，在隔板40与密封剂涂敷枪的喷嘴31之间保持预定的间隙)。
在图19B中，当喷嘴31接近密封剂39的涂敷起始部39a且从非接触式传感器发出的激光99监测到密封剂39的涂敷起始部39a时，喷嘴31就开始下降，如图中箭头所示。在图19C中，当喷嘴31下降到距隔板40为高度h2的位置时，喷嘴31就开始上升，如图中箭头所示。
在图19D中，当喷嘴31到达与隔板40相距原始高度h1(参见图19A)的位置时，喷嘴31就沿着水平方向移动，同时再次保持着这个高度h1。
此外，正如图19E和图19F中箭头所示的那样，喷嘴31在水平移动的同时继续涂敷密封剂39，并且在图19G中终止所说密封剂39的涂敷操作。
如图19G所示，在涂敷起始部39a和涂敷终止部39b之间的一相交部39c处，在涂敷起始部39a的左侧(相交部的后侧)存在一空隙101。然而，在涂敷起始部39a的右侧的一部分中却没有空隙，这样，就使密封性得以改善。
如图19H所示，当涂敷起始部39a左侧的空隙101被填满时，当密封剂涂敷位置沿着水平方向从一个超过涂敷起始部39a的位置，例如从图19B和图19C中上升的喷嘴31的位置处只移动一个预定距离L时，使喷嘴31下降到与隔板40相距一个高度h3(该高度h3可以等于所说的高度h2)的位置就足够了。
然后，使图17B中所示的拉直装置47停止对隔板40的吸引，然后利用托板81(参见图9)把已涂敷了密封剂39的隔板40输送到层压站。
由于层压站具有隔板搁置平台，该隔板搁置平台与图7中所示的隔板搁置平台22相同，因此按照与图15和图16A至图16D中所描述的相同的方式，把托板81定位在该层压站的隔板搁置平台上。
在图20A中，压缩空气被供应到设置在层压站的拉直装置47，然后，如箭头所示，从拉直装置47和弯曲已被回复的隔板40之间喷射所说的空气，且拉直装置47就把隔板40吸附住。结果是，使隔板40变平直了。
在隔板40持续地被吸附着从而使隔板40保持平直的状态中，把膜片电极组件(MEA)103放置在已经涂敷了密封剂39的隔板40的表面上，此外，把已经事先涂敷了密封剂39的另一个隔板104放置到所说的膜片电极组件103上，然后，再把一框架构件105放置到该隔板104上。
在图20B中，利用图1中所示的挤压装置107，通过所说的框架构件105按图中箭头所示方向来挤压被叠置起来的隔板40、MEA103、和隔板104，从而形成一电池。
图21表示出了这样一种状态，在这种状态中，未示出的气体流通路径和水流通路径被设置在隔板40上，密封剂涂敷槽118被设置在这些气体流通路径和水流通路径的周边，并且密封剂39被涂敷在所说的密封剂涂敷槽118内。
从平面图看，所说的密封剂涂敷槽118为圆形的槽，该圆形槽具有一延伸部122，该延伸部的宽度要大于其它部分的宽度。如果所说延伸部122的槽宽为w1，除了该延伸部122以外的其它部分的槽宽为w2，那么，w1＞w2。
密封剂39在密封槽118的延伸部122处被涂覆成笔直形状的涂敷起始部39a，并且从所说的涂敷起始部39a按照顺序被涂敷成第一弯曲部124，第一笔直部分125，第二弯曲部分126，第二笔直部分127，和第三弯曲部分128，并且在延伸部122处在第三弯曲部128之后被涂敷形成笔直形状的涂敷终止部39b。
在这里，附图标记132表示一移动路线，密封剂涂敷枪24沿着该移动路线水平移动，并且在沿该移动路线移动时不进行密封剂39的涂敷操作，附图标记140至148表示一些假想的点，这些假想的点位于图21中的密封剂涂敷槽118上，当对各个部分涂敷密封剂39时，这些假想点表示密封剂涂敷枪24移动的起始点或终止点。附图标记151表示第一弯曲部分124上的一个点，附图标记152表示第一笔直部分125上的一个点，附图标记153表示第二弯曲部分126上的一个点，附图标记154表示第二笔直部分127上的一个点，和附图标记155表示第三弯曲部分128上的一个点。上述的点151，153，155是一些教导点，用于事先教导移动方向。
在图22A中，喷嘴31的远端被设置成与隔板40相距一预定距离d1。
在图22B中，使喷嘴31从图22A所示位置下降一预定的距离d2，然后开始涂敷密封剂。
在图22C中，在从开始涂敷密封剂39起经过一预定时间t1之后，使涂敷过程一次地(once)停止一预定时间t2，从而使密封剂39被充分地粘附到隔板40上。
此外，在上面所说的预定时间t2之后，喷嘴31以一预定速度v1上升到一个位置(a)。
在图22D中，在喷嘴31以一预定速度v2沿水平方向移动的同时，把密封剂39涂敷到所说的隔板40上。在这个时候，从非接触式传感器向隔板40发射激光99。
在图22E中，当激光99到达密封剂39的涂敷起始部39a并且所说的非接触式传感器监测到所说的涂敷起始部39a时，如图22F所示，由于密封剂涂敷枪沿水平方向以预定的速度v3(v3＜v2)移动的同时执行密封剂的抽吸操作(参见图6)，从而使得从喷嘴3 1中排出的密封剂39的量减小了，而且能立刻使喷嘴31停止排出密封剂39，如图22G所示。当喷嘴31移动到图21所示的点147时，就完成了密封剂涂敷枪的密封剂抽吸操作，然后喷嘴31以预定的速度v3从点147移动到点148，这样就完成了在隔板40上涂敷密封剂的操作过程。
下面将描述上述密封剂涂敷枪的另一个示例的涂敷操作流程图。
图23用于解释本发明中的密封剂涂敷枪的操作的另一个例子。STxx表示步骤编号。
ST11 电马达被起动ST12 使密封剂挤出轴前向转动，从而开始密封剂的涂敷操作ST13 利用非接触式传感器来监测涂敷起始部。
ST14 使密封剂挤出轴反向转动，从而对喷嘴中的密封剂进行抽吸。
ST15 电马达被停止。
到这里，就完成了由密封剂涂敷枪来进行密封剂的涂敷操作。
工业实用性在本发明中，在燃料电池的隔板中设置一密封槽，密封剂就被涂敷到该密封槽内，并且在密封剂的涂敷起始部和涂敷终止部的密封槽的宽度被制造成大于除这些涂敷起始部和涂敷终止部以外的其它部分的宽度，并且所说密封剂的涂敷起始部和涂敷终止部在大宽度的密封槽处相交。根据这种方式，就能改善涂敷起始部和涂敷终止部之间的粘附，并且由于它们在大宽度的密封槽处相交，因此增大了密封剂涂敷位置的自由度，从而提高了密封性能。因此，本发明对制造燃料电池非常有用。
权利要求
1.一种用于把密封剂涂敷到燃料电池的隔板上的方法，其中利用密封剂涂敷装置来把液态密封剂涂敷到隔板的气体流通路径和水流通路径的周边，所说的密封剂涂敷装置包括一马达、由该马达驱动的密封剂挤出装置、和被设置在所说密封剂挤出装置的远端的一喷嘴，所说的方法包括以下步骤在所说的隔板上形成密封槽，所说的密封剂被涂敷到该密封槽内；在密封剂的涂敷起始部和涂敷终止部的密封槽的宽度被制造成大于在除涂敷起始部和涂敷终止部以外的其它部分的宽度，且密封剂的涂敷起始部和涂敷终止部被制造成在大宽度的密封槽的位置处相交。
2.一种根据权利要求1所述的用于把密封剂涂敷到燃料电池的隔板上的方法，其特征在于，在终止涂敷之前，在密封剂涂敷终止部，使喷嘴的水平移动速度变为一个低的速度，并且减小了密封剂的涂敷量。
3.一种根据权利要求1所述的用于把密封剂涂敷到燃料电池的隔板上的方法，其特征在于，密封剂涂敷装置是可以升降调节的，以便当密封剂涂敷装置的远端接近密封剂的涂敷起始部时，该密封剂涂敷装置能沿着密封剂的外周边移动。
4.一种根据权利要求3所述的用于把密封剂涂敷到燃料电池的隔板上的方法，其特征在于，在密封剂涂敷装置处还设置一非接触式传感器，通过该非接触式传感器对密封剂的涂敷起始部进行监测来起动所说升降调节。
5.一种根据权利要求1所述的用于把密封剂涂敷到燃料电池的隔板上的方法，其特征在于，在一密封剂涂敷站还设置拉直装置，该拉直装置用于把隔板的弯曲拉直，所说的密封剂涂敷站用于把密封剂涂敷到隔板上，且在利用所说的拉直装置把隔板的弯曲进行拉直的同时，把密封剂涂敷到所说的隔板上。
6.一种根据权利要求5所述的用于把密封剂涂敷到燃料电池的隔板上的方法，其特征在于，对在拉直装置处所产生的负压进行控制，以便使隔板和密封剂涂敷装置之间的间隙成为一预定的间隙。
全文摘要
一种把密封剂涂敷到燃料电池用的隔板上的方法，其中在隔板(40)中设置一密封槽(118)，密封剂(39)被涂敷到该密封槽中，在密封剂的涂敷起始部(39a)和涂敷终止部(39b)处的密封槽的宽度被制造成大于除密封剂的涂敷起始部(39a)和涂敷终止部(39b)之外的其它部分处的密封槽的宽度，并且所说密封剂的涂敷起始部和涂敷终止部在较宽的密封槽部分相交，从而改善了涂敷起始部和涂敷终止部之间的粘合，而且增大了密封剂涂敷位置的自由度，并且提高了燃料电池用的电池的密封性能。
文档编号H01M8/04GK1524306SQ02813619
公开日2004年8月25日 申请日期2002年7月2日 优先权日2001年7月6日
发明者町田明仁, 石井哲夫, 上松英一郎, 大杉晃广, 角谷修, 神山阳一, 一, 一郎, 夫, 广 申请人:本田技研工业株式会社