電極シートの検査装置
【課題】従来の検査装置では、シートを一定量ずつ間欠的に搬送しながら検査を行うものであるため、シートを連続的に搬送するインライン式の装置には適用することが困難であるという問題点があった。
【解決手段】連続して水平方向に搬送される電極シートＳの上面に回転接触するローラ状の上部電極子２１と、電極シートＳの下面に回転接触するローラ状の下部電極子２３と、電極シートＳに接触した上下の電極子２１，２３間の通電により電極シートＳの厚さ方向の電気抵抗を測定する厚さ抵抗測定手段６０Ａを備えた検査装置Ｃ２とした。電極シートＳの厚さ方向の電気抵抗測定を連続して速やかに行うことができ、電極シートＳを連続的に搬送するインライン式の装置に好適なものとした。
【解決手段】連続して水平方向に搬送される電極シートＳの上面に回転接触するローラ状の上部電極子２１と、電極シートＳの下面に回転接触するローラ状の下部電極子２３と、電極シートＳに接触した上下の電極子２１，２３間の通電により電極シートＳの厚さ方向の電気抵抗を測定する厚さ抵抗測定手段６０Ａを備えた検査装置Ｃ２とした。電極シートＳの厚さ方向の電気抵抗測定を連続して速やかに行うことができ、電極シートＳを連続的に搬送するインライン式の装置に好適なものとした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池等の構成部材である電極シートの検査装置であって、とくに、電極シートの厚さ方向の電気抵抗を検査するのに用いられる電極シートの検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来において、電極シートの検査装置としては、例えば、特許文献１に記載されたものがある。特許文献１に記載の装置は、グラファイトシートの非破壊検査装置であって、荷重測定ヘッドと厚さ方向電気抵抗測定ヘッドを備えている。そして、この非破壊検査装置は、ロール状の長尺品（グラファイトシート）を一定量ずつ間欠的に搬送すると共に、搬送停止の間に、長尺品を所定厚さまで圧縮しながら反発力と電気抵抗とを測定するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３０５８５８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、この種の検査装置は、電極シートの製造工程中に配置するインライン式の装置とすることで、電極シートの品質向上に大きく貢献することができる。
【０００５】
しかしながら、上記したような従来の検査装置（非破壊検査装置）では、長尺品を一定量ずつ間欠的に搬送しながら検査を行うものであるため、電極シートを連続的に搬送するインライン式の装置には適用することが困難であって、独立した検査工程にせざるを得ないという問題点があり、このような問題点を解決することが課題であった。
【０００６】
本発明は、上記従来の課題に着目して成されたもので、電極シートの厚さ方向の電気抵抗測定を連続して速やかに行うことができ、電極シートを連続的に搬送するインライン式の装置に好適な電極シートの検査装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の電極シートの検査装置は、連続して水平方向に搬送される電極シートの搬送経路に設置して、前記電極シートの厚さ方向の電気抵抗を検査する装置である。この検査装置は、電極シートの上面に回転接触するローラ状の上部電極子と、上部電極子の下側で電極シートの下面に回転接触するローラ状の下部電極子を備えている。
【０００８】
そして、電極シートの検査装置は、電極シートに接触した上下の電極子間の通電により電極シートの厚さ方向の電気抵抗を測定する厚さ抵抗測定手段を備えた構成としており、上記構成をもって従来の課題を解決するための手段としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の電極シートの検査装置によれば、上記構成を採用したことにより、電極シートの厚さ方向の電気抵抗測定を連続して速やかに行うことができ、電極シートを連続的に搬送するインライン式の装置に非常に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の電極シートの検査装置の一実施形態を説明する側面図（Ａ）及び平面図（Ｂ）である。
【図２】図１に示す第１検査装置の側面図である。
【図３】図１に示す第１検査装置の平面図である。
【図４】図１に示す第１検査装置の正面図である。
【図５】図１に示す第２検査装置の側面図である。
【図６】図１に示す第２検査装置の平面図である。
【図７】図１に示す第２検査装置の正面図である。
【図８】本発明の電極シートの検査装置の他の実施形態を説明する正面図（Ａ）及び側面図（Ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面に基づいて、本発明の電極シートの検査装置の一実施形態を説明する。
図１に示す電極シートの検査装置は、連続して水平方向に搬送される電極シートＳの搬送経路に設置してある。電極シートＳの搬送方向は図１中で右方向である。図示例の検査装置は、搬送方向の上流側（図中で左側）に、電極シートＳの面内方向の電気抵抗を検査する第１検査装置Ｃ１を備え、その下流側（図中で右側）に、電極シートＳの厚さ方向の電気抵抗を検査する第２検査装置Ｃ２を備えている。
【００１２】
電極シートＳは、例えば、燃料電池の電極構造体やセパレータなどを構成する部材であって、製造工程に応じて厚さが異なるものも対象である。すなわち、電極シートＳには、電極素材、電極素材に電極層や電解質層等の層を形成した直後のもの、製造が完了したもの等々が含まれる。また、電極シートＳは、連続する同一材料であって、後工程で所定形状の電極部品に切断されるものや、連続するフィルム上に電極部品を所定間隔で配置して成るものがある。
【００１３】
この電極シートＳは、図外のロールから連続的に繰り出され、当該検査装置による検査工程を経て、図外のロールに巻き取られる。また、図示を省略したが、電極シートＳの搬送経路には、電極シートＳに一定の張力を付与するテンションローラや、適当なガイドローラを配置する。
【００１４】
第１検査装置Ｃ１は、支柱や上下の桁を立体的に組み合わせて成るフレームＦ１を備えている。そして、第１検査装置Ｃ１は、図２〜図４に示すように、フレームＦ１内に、電極シートＳの上面に回転接触する少なくとも二つのローラ状の電極子１と、各電極子１を昇降させる電極子昇降手段２と、電極子１の下側で電極シートＳの下面を受けるガイド体３を備えている。
【００１５】
また、第１検査装置Ｃ１は、電極シートＳに接触した電極子１間の通電により電極シートＳの面内方向の電気抵抗を測定する面内抵抗測定手段５０Ａと、電極シートＳの厚さを測定する厚さ測定手段４を備えている。なお、この実施形態の電極シートＳは、図３に示すように、連続するフィルムに矩形の電極部品（仮想線で示す部品）Ｐを一定間隔で配置して成るものである。
【００１６】
この実施形態では、第１検査装置Ｃ１は、四個のローラ状の電極子１を備えている。これらの電極子１は、ホイール型であって、取付プレート５に、夫々のブラケット６を介して並列に設けてあると共に、夫々の外周部に、取付プレート５に装着した板ばね状の集電子７の先端を圧接させてある。また、各電極子１は、四端子法による抵抗測定端子として用いるものであり、例えば、図４に示すように、左側から一番目と三番目の電極子１（集電子６）を電流電極（Ａ１，Ａ２）とし、二番目と四番目の電極子１（集電子６）を電圧電極（Ｖ１，Ｖ２）としている。なお、取付プレート５及びブラケット６は、電気絶縁性を有している。
【００１７】
前記電極子昇降手段２は、エアシリンダであって、出力軸（シリンダロッド）２Ａを垂下させた状態にしてフレームＦ１の上部に固定してある。そして、出力軸２Ａの下端部に、各電極子１を下側にした状態にして前記取付プレート５を固定する。このとき、四個の各電極子１は、電極シートＳの幅方向（図４中で左右方向）に配列される。このようにして、電極子昇降手段２は、出力軸２Ａを伸縮駆動することで、取付プレート５とともに各電極子１を一斉に昇降させる。
【００１８】
前記ガイド体３は、図４に示す如く電極シートＳの幅方向に長尺なローラであって、フレームＦ１の下部に固定した基盤８にブラケット９を介して回転自在に保持してある。このガイド体３にあっても、電気絶縁性を有するものである。なお、ガイド体３は、ローラ以外に、平滑な上面を有するブロックを用いることも可能である。この場合、電極シートＳは、ガイド体３の上面に摺動接触することとなる。
【００１９】
前記面内抵抗測定手段５０Ａは、図２に示す主制御装置５０に含まれる一つの機能である。前記厚さ測定手段４は、電極子昇降手段２に装着した光学式の距離計である。この厚さ測定手段４は、例えば、ガイド体３に電極子１が接触した状態をゼロとして、取付プレート５までの距離を測定することにより、ガイド体３と電極子１との間に介在する電極プレートＳの厚さを間接的に測定する。
【００２０】
また、第１検査装置Ｃ１は、電極シートＳに対する電極子１の圧接力を検出する圧接力検出手段１０と、圧接力検出手段１０からの検出信号に基づいて電極子１の圧接力を制御する圧接力制御手段５０Ｂを備えている。
【００２１】
前記圧接力検出手段１０は、ガイド体３の基盤８内に設けたロードセルであって、ガイド体３及びブラケット９を介して、電極シートＳに対する電極子１の圧接力を検出する。圧接力制御手段５０Ｂは、前記主制御装置５０に含まれる一つの機能であり、圧接力検出手段１０からの検出信号に基づいて、電極子昇降手段２を駆動して電極子１の圧接力が一定になるように制御する。換言すれば、圧接力検出手段１０からの検出信号に基づいて、電極子１の圧接力が一定になるように、電極子昇降手段２を駆動する。
【００２２】
さらに、第１検査装置Ｃ１は、電極シートＳに設けた検査箇所指示部を検出する読取手段１１と、読取手段１１による検査箇所指示部の検出信号に基づいて面内抵抗測定手段５０Ａ及び厚さ測定手段４に測定開始を指令する測定指令手段５０Ｃを備えている。
【００２３】
前記読取手段１１は、図３及び図４に示すように、例えば、フレームＦ１の側部に装着した光学式の検出センサであって、電極シートＳの電極部品Ｐの端部に予め設けておいた検査箇所指示部を検出する。この検査箇所指示部は、とくに限定されるものではなく、光学的に読取が可能な印であれば良い。前記測定指令手段５０Ｃは、前記主制御装置５０に含まれる一つの機能であり、読取手段１１による検査箇所指示部の検出信号が入力されると、面内抵抗測定手段５０Ａ及び厚さ測定手段４に測定開始を指令する。
【００２４】
さらに、第１検査装置Ｃ１は、電極シートＳに目印を形成するマーキング手段１２と、面内抵抗測定手段５０Ａ及び厚さ測定手段４による測定結果が基準値を外れた場合にマーキング手段１２を作動させる不良指令手段５０Ｄを備えている。
【００２５】
前記マーキング手段１２は、図３及び図４に示すように、例えば、フレームＦ１の側部に装着したインク噴射装置であって、インクジェットプリンタと同様に適宜の色のインクを所定形状に噴射し、電極シートＳの電極部品Ｐの端部にインクによる目印を形成する。前記不良指令手段５０Ｄは、前記主制御装置５０に含まれる一つの機能であり、面内抵抗測定手段５０Ａ及び厚さ測定手段４による測定結果が基準値を外れた場合、すなわち測定結果が不良であった場合に、マーキング手段１２を作動させて電極シートＳの端部に不良を示す印を形成する。
【００２６】
ここで、主制御装置５０は、検査工程とは別の場所において、当該第１検査装置Ｃ１を集中的に制御するものであって、図２に示すように、面内抵抗測定手段５０Ａ、圧接力制御手段５０Ｂ、測定指令手段５０Ｃ及び不良指令手段５０Ｄの機能を有する。この主制御装置５０は、電極子昇降手段２、厚さ測定手段４、各電極子１の集電子７、圧接力検出手段１０、読取手段１１及びマーキング手段１２との間で信号の出入力を行うと共に、各種測定のための演算を行って該当する機器類に指令信号を送信する。
【００２７】
次に、第２検査装置Ｃ２の構成を説明する。
第２検査装置Ｃ２は、図５〜図７に示すように、先と同様のフレームＦ２内に、電極シートＳの上面に回転接触するローラ状の上部電極子２１と、上部電極子２１の下側で電極シートＳの下面に回転接触するローラ状の下部電極子２３と、電極シートＳに接触した上下の電極子２１，２３間の通電により電極シートＳの厚さ方向の電気抵抗を測定する厚さ抵抗測定手段６０Ａを備えている。
【００２８】
また、第２検査装置Ｃ２は、上部電極子２１を昇降させる電極子昇降手段２２と、電極シートＳの厚さを測定する厚さ測定手段２４を備えている。なお、この実施形態の電極シートＳは、図６にも示すように、連続するフィルムに矩形の電極部品（仮想線で示す部品）Ｐを一定間隔で配置して成るものである。
【００２９】
上部電極子２１は、ホイール型であって、取付プレート２５に、ブラケット２６を介して設けてあると共に、夫々の外周部に、取付プレート２５に装着した板ばね状の集電子２７の先端を圧接させてある。
【００３０】
前記電極子昇降手段２２は、エアシリンダであって、出力軸２２Ａを垂下させた状態にしてフレームＦ２の上部に固定してある。そして、出力軸２２Ａの下端部に、上部電極子２１を下側にした状態にして前記取付プレート２５を固定する。このようにして、電極子昇降手段手段２２は、出力軸２２Ａを伸縮駆動することで、取付プレート２５とともに上部電極子２１を昇降させる。
【００３１】
前記下部電極子２３は、同じくホイール型であって、フレームＦ２の下部に固定した基盤２８にブラケット２９を介して回転自在に保持してあり、その外周部に、基盤２８に装着した板ばね状の集電子２７の先端を圧接させてある。
【００３２】
上部電極子２１及び下部電極子２３は、四端子法による抵抗測定端子として用いるものであり、この実施形態では、上下一対の電極子２１，２３を用いるので、図５に示すように、上部電極子２１を一方の電流電極及び電圧電極（Ａ１，Ｖ１）とし、下部電極子２３を他方の電流電極及び電圧電極（Ａ２，Ｖ２）としている。
【００３３】
前記厚さ抵抗測定手段６０Ａは、図５に示す主制御装置６０に含まれる一つの機能である。前記厚さ測定手段２４は、電極子昇降手段２２に装着した光学式の距離計である。この厚さ測定手段２４は、例えば、下部電極子２３に上部電極子２１が接触した状態をゼロとして、取付プレート２５までの距離を測定することにより、上下の電極子２１，２３の間に介在する電極プレートＳの厚さを間接的に測定する。
【００３４】
また、第２検査装置Ｃ２は、電極シートＳに対する上部電極子２１の圧接力を検出する圧接力検出手段３０と、圧接力検出手段３０からの検出信号に基づいて上部電極子２１の圧接力を制御する圧接力制御手段６０Ｂを備えている。
【００３５】
前記圧接力検出手段３０は、下部電極子２３の基盤２８内に設けたロードセルであって、下部電極子２３及びブラケット２９を介して、電極シートＳに対する上部電極子２１の圧接力を検出する。圧接力制御手段６０Ｂは、前記主制御装置６０に含まれる一つの機能であり、圧接力検出手段３０からの検出信号に基づいて、電極子昇降手段２２を駆動して上部電極子２１の圧接力が一定になるように制御する。換言すれば、圧接力検出手段３０からの検出信号に基づいて、上部電極子２１の圧接力が一定になるように、電極子昇降手段２２を駆動する。
【００３６】
さらに、第２検査装置Ｃ２は、上下の電極子２１，２３及び電極子昇降手段２２を一組の検査ユニットＵとし、複数の検査ユニットＵを電極シートＳの幅方向に配列し、且つ各検査ユニットＵを電極シートＳの搬送方向に所定間隔で順次ずらせて配置している。
【００３７】
この実施形態では、四基の検査ユニットＵを備えており、図６及び図７に示すように、これらの検査ユニットＵを電極シートＳの幅方向に等間隔で配列している。そして、図５及び図６に示すように、電極シートＳ上に配列した電極部品Ｐの間隔と同間隔で、四基の検査ユニットＵをずらせて配置している。
【００３８】
さらに、第２検査装置Ｃ２は、電極シートＳに設けた検査箇所指示部を検出する読取手段３１と、読取手段３１による検査箇所指示部の検出信号に基づいて厚さ抵抗測定手段６０Ａ及び厚さ測定手段２４に測定開始を指令する測定指令手段６０Ｃを備えている。
【００３９】
前記読取手段３１は、図６及び図７に示すように、フレームＦ２の側部に装着した光学式の検出センサであって、前記第１検査装置Ｃ１の構成と同様に、電極シートＳの電極部品Ｐの端部に予め設けておいた検査箇所指示部を検出する。前記測定指令手段６０Ｃは、前記主制御装置６０に含まれる一つの機能であり、読取手段３１による検査箇所指示部の検出信号が入力されると厚さ抵抗測定手段６０Ａ及び厚さ測定手段２４に測定開始を指令する。
【００４０】
さらに、第２検査装置Ｃ２は、電極シートＳに目印を形成するマーキング手段３２と、厚さ抵抗測定手段６０Ａ及び厚さ測定手段２４による測定結果が基準値を外れた場合にマーキング手段３２を作動させる不良指令手段６０Ｄを備えている。
【００４１】
前記マーキング手段３２は、図６及び図７に示すように、フレームＦ１の側部に装着したインク噴射装置であって、前記第１検査装置Ｃ１の構成と同様に、電極シートＳの電極部品Ｐの端部にインクによる目印を形成する。前記不良指令手段６０Ｄは、前記主制御装置６０に含まれる一つの機能であり、厚さ抵抗測定手段６０Ａ及び厚さ測定手段２４による測定結果が基準値を外れた場合、すなわち測定結果が不良であった場合に、マーキング手段３２を作動させて電極シートＳの端部に不良を示す印を形成する。
【００４２】
ここで、主制御装置６０は、検査工程とは別の場所において、当該第２検査装置Ｃ２を集中的に制御するものであって、図５に示すように、厚さ抵抗測定手段６０Ａ、圧接力制御手段６０Ｂ、測定指令手段６０Ｃ及び不良指令手段６０Ｄの機能を有する。この主制御装置６０は、電極子昇降手段２２、厚さ測定手段２４、上下の電極子２１，２３の集電子２７、圧接力検出手段３０、読取手段３１及びマーキング手段３２との間で信号の出入力を行うと共に、各種測定のための演算を行って該当する機器類に指令信号を送信する。
【００４３】
上記の構成を備えた検査装置の動作とともに、本発明の検査方法を説明する。
検査装置は、電極シートＳを低速度で連続的に搬送し、第１検査装置Ｃ１において電極シートＳの面内方向の電気抵抗（表面抵抗）を測定し、第２検査装置Ｃ２において電極シートＳの厚さ方向の電気抵抗（体積抵抗）を測定する。この実施形態では、電極シートＳが、連続するフィルムに電極部品Ｐを配列して成るものであるから、各電極部品Ｐについて面内抵抗及び厚さ抵抗を測定する。
【００４４】
第１検査装置Ｃ１では、圧接力検出手段１１により、電極シートＳに対する電極子１の圧接力を検出し、主制御装置５０の圧接力制御手段５０Ｂにより、圧接力検出手段１１からの検出信号に基づいて電極子１の圧接力を制御する。これにより、電極シートＳに対する電極子１の圧接力が常に一定になり、測定条件を一定に維持することができる。
【００４５】
そして、第１検査装置Ｃ１は、読取手段１１が電極シートＳの検査箇所指示部を検出すると、その検出信号が主制御手段５０に入力され、主制御手段５０における測定指令手段５０Ｃが、面内抵抗測定手段５０Ａ及び厚さ測定手段４に測定開始を指令する。これにより、第１検出装置Ｃ１では、電極シートＳに接触した電極子１間に通電を行い、四極端子法に基づいて電流（Ａ１，Ａ２）及び電圧（Ｖ１，Ｖ２）を測定し、面内抵抗測定手段５０Ａにおいて電極シートＳの面内方向の電気抵抗を測定する。これと同時に、厚さ測定手段４により、電極シートＳの厚さを測定し、その測定値を主制御手段５０に入力する。
【００４６】
また、主制御装置５０では、電極シートＳの面内方向の電気抵抗及び厚さの測定値と、予め設定した電気抵抗及び厚さの基準値とを比較して良否判定を行う。すなわち、電気抵抗の測定値及び厚さの測定値のいずれもが基準値以内であるか否かを判定する。そして、いずれの測定値も基準値以内である場合には、良好であるとして検査を終了し、いずれかの測定値が基準値を外れている場合には、不良であるとして、不良指令手段５０Ｄによりマーキング手段１２を作動させて、電極部品Ｐの端部に不良を示す印を付ける。
【００４７】
ここで、例えば、燃料電池における電極構造体やセパレータを構成する電極シートＳ（電極部品Ｐ）の製造工程では、湿度６０％ＲＨを超える湿度環境、又は温度５０℃を越える温度環境になる。また、湿度変動幅が１０％ＲＨを超える湿度環境、又は温度変動幅が１０℃を越える温度環境になる。このような環境で製造される電極シートＳは、素材の表面に電極層や電解質層が形成されていたり、これらの層が湿潤状態であったりして、必ずしも厚さが均一でないことがある。この厚さが不均一になると電気抵抗も変化する。
【００４８】
これに対して、上記の第１検査装置Ｃ１は、電極シートＳの面内方向の電気抵抗及び厚さを測定して、これらの測定値と基準値とを比較判定するので、温度及び湿度並びにこれらの変動幅が厳しい環境であっても、また、厚さに変化があるような製造工程中の電極シートＳであっても、その面内方向の電気抵抗を正確に測定することができる。
【００４９】
また、上記の第１検査装置Ｃ１は、電極シートＳの製造工程中に配置して、電極シートＰの面内方向の電気抵抗測定をインライン式で連続して速やかに行うことができる。そして、この実施形態のように電極シートＳが多数の電極部品Ｐを配列して成る場合には、電極部品Ｐの全品検査を行うことができる。つまり、サンプリング検査や破壊検査は不要になる。
【００５０】
さらに、第１検査装置Ｃ１は、電極シートＳにローラ状の電極子１を回転接触させるので、上記の如くラインを止めずに連続的に測定を行うことができるほかに、電極シートＳに損傷を与えない利点がある。
【００５１】
さらに、第１検査装置Ｃ１は、圧接力検出手段１１からの検出信号に基づいて電極子１の圧接力を制御する圧接力制御手段５０Ｂを採用したので、電極シートＳに対する電極子１の圧接力が常に一定になり、電極シートＳの全域にわたって測定条件を一定にし得る。
【００５２】
さらに、第１検査装置Ｃ１は、読取手段１２による検査箇所指示部の検出信号に基づいて面内抵抗測定手段５０Ａ及び厚さ測定手段４に測定開始を指令する測定指令手段５０Ｃを採用したので、例えば製品となる部位のみの測定検査が可能となり、主制御装置５０の負担を軽減し得ると共に、省エネルギにも貢献することができる。
【００５３】
さらに、第１検査装置Ｃ１は、面内抵抗測定手段５０Ａ及び厚さ測定手段４による測定結果が基準値を外れた場合にマーキング手段１２を作動させる不良指令手段５０Ｄを採用したので、後工程において、電極シートＳの不良部分を人為的にも機械的にも判別することが容易になる。そして、電極シートＳの不良部分を確実に除去することができる。その不良部分は、後にリサイクルすることが可能である。
【００５４】
次に、第２検査装置Ｃ２の動作及び検査方法を説明する。
【００５５】
第２検査装置Ｃ２では、圧接力検出手段３０により、電極シートＳに対する上部電極子２１の圧接力を検出し、主制御装置６０の圧接力制御手段６０Ｂにより、圧接力検出手段３０からの検出信号に基づいて上部電極子２１の圧接力を制御する。これにより、電極シートＳに対する上部電極子２１の圧接力が常に一定になり、測定条件を一定に維持することができる。
【００５６】
そして、第２検査装置Ｃ２は、読取手段３１が電極シートＳの検査箇所指示部を検出すると、その検出信号が主制御手段６０に入力され、主制御手段６０における測定指令手段６０Ｃが、厚さ抵抗測定手段６０Ａ及び厚さ測定手段２４に測定開始を指令する。これにより、第２検出装置Ｃ２では、図５中で左端側となる第１の検査ユニットＵにおいて、電極シートＳに接触した上下の電極子２１，２３間に通電を行い、四極端子法に基づいて電流（Ａ１，Ａ２）及び電圧（Ｖ１，Ｖ２）を測定し、厚さ抵抗測定手段６０Ａにおいて電極シートＳの暑さ方向の電気抵抗を測定する。これと同時に、厚さ測定手段４により、電極シートＳの厚さを測定し、その測定値を主制御手段６０に入力する。
【００５７】
この際、第２検査装置Ｃ２では、第１の検査ユニットＵにより、電極シートＳの厚さ方向の電気抵抗及び厚さを局部的に測定する。そして、電極シートＳの搬送に伴って、第２〜第４の検査ユニットＵにより、同様にして電極シートＳの厚さ方向の電気抵抗及び厚さを幅方向にずらせながら局部的に順に測定し、第４の検査ユニットＵで測定終了した時点において、電極部品Ｐの全体を測定したことになる。
【００５８】
また、主制御装置６０では、電極シートＳの厚さ方向の電気抵抗と、予め設定した電気抵抗とを比較して良否判定を行う。若しくは、主制御装置６０では、電極シートＳの厚さ方向の電気抵抗及び厚さの測定値と、予め設定した電気抵抗及び厚さの基準値とを比較して良否判定を行う。すなわち、電気抵抗の測定値及び厚さの測定値のいずれもが基準値以内であるか否かを判定する。そして、いずれの測定値も基準値以内である場合には、良好であるとして検査を終了し、いずれかの測定値が基準値を外れている場合には、不良であるとして、不良指令手段６０Ｄによりマーキング手段３２を作動させて、電極部品Ｐの端部に不良を示す印を付ける。
【００５９】
この際、先述したように、電極シートＳの製造工程では、湿度６０％ＲＨを超える湿度環境、又は温度５０℃を越える温度環境になったり、湿度変動幅が１０％ＲＨを超える湿度環境、又は温度変動幅が１０℃を越える温度環境になったりする場合がある。そして、このような環境で製造される電極シートＳは、素材の表面に電極層や電解質層が形成されていたり、これらの層が湿潤状態であったりして、必ずしも厚さが均一でないことがあり、この厚さが不均一になると電気抵抗も変化することがある。
【００６０】
これに対して、上記の第２検査装置Ｃ２は、電極シートＳの厚さ方向の電気抵抗を測定して、この測定値と基準値とを比較判定するので、温度及び湿度並びにこれらの変動幅が厳しい環境であっても、また、厚さに変化があるような製造工程中の電極シートＳであっても、その厚さ方向の電気抵抗を測定することができる。しかも、第２検査装置Ｃ２は、厚さ測定手段２４により電極シートＳの厚さも測定し、厚さ方向の電気抵抗及び厚さの測定値とこれにの基準値とを比較判定するので、厚さ方向の電気抵抗の測定がより一層正確なものとなる。
【００６１】
また、上記の第２検査装置Ｃ２は、電極シートＳの製造工程中に配置して、電極シートＰの厚さ方向の電気抵抗測定を連続して速やかに行うことができる。したがって、独立した検査工程にする必要がなく、インライン式の装置として非常に好適である。なお、独立した検査工程として使用することも勿論可能である。そして、この実施形態のように電極シートＳが多数の電極部品Ｐを配列して成る場合には、電極部品Ｐの全品検査を行うことができる。つまり、サンプリング検査や破壊検査は不要になる。
【００６２】
さらに、第２検査装置Ｃ２は、電極シートＳにローラ状の上部電極子２１及び下部電極子２３を回転接触させるので、上記の如くラインを止めずに連続的に測定を行うことができるほかに、電極シートＳに損傷を与えない利点がある。
【００６３】
さらに、第２検査装置Ｃ２は、圧接力検出手段３０からの検出信号に基づいて上部電極子２１の圧接力を制御する圧接力制御手段６０Ｂを採用したので、電極シートＳに対する上部電極子２１の圧接力が常に一定になり、電極シートＳの全域にわたって測定条件を一定にし得る。
【００６４】
さらに、第２検査装置Ｃ２は、複数の検査ユニットＵを電極シートＳの幅方向に配列し、且つ各検査ユニットＵを電極シートＳの搬送方向に所定間隔で順次ずらせて配置してあるので、電極シートＳ上に設定した個々のエリア毎に詳細な測定を行うことができる。
【００６５】
つまり、この実施形態のように、矩形の電極部品Ｐを配列して成る電極シートＳである場合には、測定対象となる電極部品Ｐを長辺方向に四つのエリアに分割し、個々のエリア毎の電気抵抗を測定する。この際、第２検査装置Ｃ２では、隣接する検査ユニットＵ同士が電極シートＳの搬送方向にずれているので、通電を伴う測定が互いに干渉することが無く、隣接する検査ユニットＵの影響を受けずに厚さ方向の電気抵抗を正確に測定することができる。これにより、電極シート（電極部品Ｐ）Ｓの全体にわたって厚さ方向の電気抵抗を正確に測定し得ることとなる。
【００６６】
さらに、第２検査装置Ｃ２は、読取手段３１による検査箇所指示部の検出信号に基づいて厚さ抵抗測定手段６０Ａ及び厚さ測定手段２４に測定開始を指令する測定指令手段６０Ｃを採用したので、例えば製品となる部位のみの測定検査が可能となり、主制御装置６０の負担を軽減し得ると共に、省エネルギにも貢献することができる。
【００６７】
さらに、第２検査装置Ｃ２は、厚さ抵抗測定手段６０Ａ（及び厚さ測定手段４）による測定結果が基準値を外れた場合にマーキング手段３２を作動させる不良指令手段６０Ｄを採用したので、後工程において、電極シートＳの不良部分を人為的にも機械的にも判別することが容易になる。そして、電極シートＳの不良部分を確実に除去することができる。その不良部分は、後にリサイクルすることが可能である。
【００６８】
以上のように、上記検査装置は、第１検査装置Ｃ１において、電極シートＳの面内方向の電気抵抗を正確に測定し、次いで、第２検査装置Ｃ２において、電極シートＳの厚さ方向の電気抵抗を正確に測定することとなり、電極シートＳ（電極部品Ｐ）の検査精度の向上及び品質向上に大きく貢献することができる。
【００６９】
また、上記の検査装置における第１及び第２の検査装置Ｃ１，Ｃ２は、フレームＦ１，Ｆ２、電極子昇降手段２，２２、基盤８，２８、読取手段１１，３１、及びマーキング手段１２、３２といった構成を共通化することが可能である。これにより、例えば、取付プレート５，２５、ブラケット６，２６、集電子７，２７及び電極子（上部電極子）１，２１を一組の検査ヘッドとし、第１及び第２の検査装置Ｃ１，Ｃ２の間で互換性をもたせることができる。
【００７０】
図８は、本発明の検査装置（第２検査装置）の他の実施形態を説明する図である。
図示の検査装置Ｃ２は、先の実施形態では、ローラ状の上下の電極子２１，２３が、ホイール型であったのに対して、上下の電極子２１，２３が、ボール型である。上記の検査装置Ｃ２にあっても、先の実施形態と同様の作用及び効果を得ることができる。
【００７１】
本発明の検査装置は、構成の細部が上記実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の細部を適宜変更することが可能である。例えば、上記実施形態では、面内方向の電気抵抗を測定する第１検査装置Ｃ１において、電極子１を電極シートＳの幅方向に配列した構成を示したが、電極子１を電極シートＳの搬送方向に配列した構成でも良い。
【００７２】
また、読取手段１１，３１は、光学式のほか、機械式の手段を用いても良いし、さらに、メーキング手段１２，３２は、インクの噴射装置のほか、電極シートＳに刻印や穿孔を施すものでも良い。さらに、電極シートＳの大きさなどに応じて、電極子や検査ユニットの数を適宜変更することも可能である。図８に示すボール型の上下の電極子２１，２３は、第１検査装置Ｃ１の電極子にも使用可能である。
【符号の説明】
【００７３】
Ｃ１ 第１検査装置
Ｃ２ 第２検査装置
Ｓ 電極シート
Ｕ 検査ユニット
１ 電極子
２ ２２ 電極子昇降手段
３ ガイド体
４ ２４ 厚さ測定手段
１０ ３０ 圧接力検出手段
１１ ３１ 読取手段
１２ ３２ マーキング手段
２１ 上部電極子
２３ 下部電極子
５０ ６０ 主制御装置
５０Ａ 面内抵抗測定手段
５０Ｂ ６０Ｂ 圧接力制御手段
５０Ｃ ６０Ｃ 測定指令手段
５０Ｄ ５０Ｄ 不良指令手段
６０Ａ 厚さ抵抗測定手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池等の構成部材である電極シートの検査装置であって、とくに、電極シートの厚さ方向の電気抵抗を検査するのに用いられる電極シートの検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来において、電極シートの検査装置としては、例えば、特許文献１に記載されたものがある。特許文献１に記載の装置は、グラファイトシートの非破壊検査装置であって、荷重測定ヘッドと厚さ方向電気抵抗測定ヘッドを備えている。そして、この非破壊検査装置は、ロール状の長尺品（グラファイトシート）を一定量ずつ間欠的に搬送すると共に、搬送停止の間に、長尺品を所定厚さまで圧縮しながら反発力と電気抵抗とを測定するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３０５８５８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、この種の検査装置は、電極シートの製造工程中に配置するインライン式の装置とすることで、電極シートの品質向上に大きく貢献することができる。
【０００５】
しかしながら、上記したような従来の検査装置（非破壊検査装置）では、長尺品を一定量ずつ間欠的に搬送しながら検査を行うものであるため、電極シートを連続的に搬送するインライン式の装置には適用することが困難であって、独立した検査工程にせざるを得ないという問題点があり、このような問題点を解決することが課題であった。
【０００６】
本発明は、上記従来の課題に着目して成されたもので、電極シートの厚さ方向の電気抵抗測定を連続して速やかに行うことができ、電極シートを連続的に搬送するインライン式の装置に好適な電極シートの検査装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の電極シートの検査装置は、連続して水平方向に搬送される電極シートの搬送経路に設置して、前記電極シートの厚さ方向の電気抵抗を検査する装置である。この検査装置は、電極シートの上面に回転接触するローラ状の上部電極子と、上部電極子の下側で電極シートの下面に回転接触するローラ状の下部電極子を備えている。
【０００８】
そして、電極シートの検査装置は、電極シートに接触した上下の電極子間の通電により電極シートの厚さ方向の電気抵抗を測定する厚さ抵抗測定手段を備えた構成としており、上記構成をもって従来の課題を解決するための手段としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の電極シートの検査装置によれば、上記構成を採用したことにより、電極シートの厚さ方向の電気抵抗測定を連続して速やかに行うことができ、電極シートを連続的に搬送するインライン式の装置に非常に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の電極シートの検査装置の一実施形態を説明する側面図（Ａ）及び平面図（Ｂ）である。
【図２】図１に示す第１検査装置の側面図である。
【図３】図１に示す第１検査装置の平面図である。
【図４】図１に示す第１検査装置の正面図である。
【図５】図１に示す第２検査装置の側面図である。
【図６】図１に示す第２検査装置の平面図である。
【図７】図１に示す第２検査装置の正面図である。
【図８】本発明の電極シートの検査装置の他の実施形態を説明する正面図（Ａ）及び側面図（Ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面に基づいて、本発明の電極シートの検査装置の一実施形態を説明する。
図１に示す電極シートの検査装置は、連続して水平方向に搬送される電極シートＳの搬送経路に設置してある。電極シートＳの搬送方向は図１中で右方向である。図示例の検査装置は、搬送方向の上流側（図中で左側）に、電極シートＳの面内方向の電気抵抗を検査する第１検査装置Ｃ１を備え、その下流側（図中で右側）に、電極シートＳの厚さ方向の電気抵抗を検査する第２検査装置Ｃ２を備えている。
【００１２】
電極シートＳは、例えば、燃料電池の電極構造体やセパレータなどを構成する部材であって、製造工程に応じて厚さが異なるものも対象である。すなわち、電極シートＳには、電極素材、電極素材に電極層や電解質層等の層を形成した直後のもの、製造が完了したもの等々が含まれる。また、電極シートＳは、連続する同一材料であって、後工程で所定形状の電極部品に切断されるものや、連続するフィルム上に電極部品を所定間隔で配置して成るものがある。
【００１３】
この電極シートＳは、図外のロールから連続的に繰り出され、当該検査装置による検査工程を経て、図外のロールに巻き取られる。また、図示を省略したが、電極シートＳの搬送経路には、電極シートＳに一定の張力を付与するテンションローラや、適当なガイドローラを配置する。
【００１４】
第１検査装置Ｃ１は、支柱や上下の桁を立体的に組み合わせて成るフレームＦ１を備えている。そして、第１検査装置Ｃ１は、図２〜図４に示すように、フレームＦ１内に、電極シートＳの上面に回転接触する少なくとも二つのローラ状の電極子１と、各電極子１を昇降させる電極子昇降手段２と、電極子１の下側で電極シートＳの下面を受けるガイド体３を備えている。
【００１５】
また、第１検査装置Ｃ１は、電極シートＳに接触した電極子１間の通電により電極シートＳの面内方向の電気抵抗を測定する面内抵抗測定手段５０Ａと、電極シートＳの厚さを測定する厚さ測定手段４を備えている。なお、この実施形態の電極シートＳは、図３に示すように、連続するフィルムに矩形の電極部品（仮想線で示す部品）Ｐを一定間隔で配置して成るものである。
【００１６】
この実施形態では、第１検査装置Ｃ１は、四個のローラ状の電極子１を備えている。これらの電極子１は、ホイール型であって、取付プレート５に、夫々のブラケット６を介して並列に設けてあると共に、夫々の外周部に、取付プレート５に装着した板ばね状の集電子７の先端を圧接させてある。また、各電極子１は、四端子法による抵抗測定端子として用いるものであり、例えば、図４に示すように、左側から一番目と三番目の電極子１（集電子６）を電流電極（Ａ１，Ａ２）とし、二番目と四番目の電極子１（集電子６）を電圧電極（Ｖ１，Ｖ２）としている。なお、取付プレート５及びブラケット６は、電気絶縁性を有している。
【００１７】
前記電極子昇降手段２は、エアシリンダであって、出力軸（シリンダロッド）２Ａを垂下させた状態にしてフレームＦ１の上部に固定してある。そして、出力軸２Ａの下端部に、各電極子１を下側にした状態にして前記取付プレート５を固定する。このとき、四個の各電極子１は、電極シートＳの幅方向（図４中で左右方向）に配列される。このようにして、電極子昇降手段２は、出力軸２Ａを伸縮駆動することで、取付プレート５とともに各電極子１を一斉に昇降させる。
【００１８】
前記ガイド体３は、図４に示す如く電極シートＳの幅方向に長尺なローラであって、フレームＦ１の下部に固定した基盤８にブラケット９を介して回転自在に保持してある。このガイド体３にあっても、電気絶縁性を有するものである。なお、ガイド体３は、ローラ以外に、平滑な上面を有するブロックを用いることも可能である。この場合、電極シートＳは、ガイド体３の上面に摺動接触することとなる。
【００１９】
前記面内抵抗測定手段５０Ａは、図２に示す主制御装置５０に含まれる一つの機能である。前記厚さ測定手段４は、電極子昇降手段２に装着した光学式の距離計である。この厚さ測定手段４は、例えば、ガイド体３に電極子１が接触した状態をゼロとして、取付プレート５までの距離を測定することにより、ガイド体３と電極子１との間に介在する電極プレートＳの厚さを間接的に測定する。
【００２０】
また、第１検査装置Ｃ１は、電極シートＳに対する電極子１の圧接力を検出する圧接力検出手段１０と、圧接力検出手段１０からの検出信号に基づいて電極子１の圧接力を制御する圧接力制御手段５０Ｂを備えている。
【００２１】
前記圧接力検出手段１０は、ガイド体３の基盤８内に設けたロードセルであって、ガイド体３及びブラケット９を介して、電極シートＳに対する電極子１の圧接力を検出する。圧接力制御手段５０Ｂは、前記主制御装置５０に含まれる一つの機能であり、圧接力検出手段１０からの検出信号に基づいて、電極子昇降手段２を駆動して電極子１の圧接力が一定になるように制御する。換言すれば、圧接力検出手段１０からの検出信号に基づいて、電極子１の圧接力が一定になるように、電極子昇降手段２を駆動する。
【００２２】
さらに、第１検査装置Ｃ１は、電極シートＳに設けた検査箇所指示部を検出する読取手段１１と、読取手段１１による検査箇所指示部の検出信号に基づいて面内抵抗測定手段５０Ａ及び厚さ測定手段４に測定開始を指令する測定指令手段５０Ｃを備えている。
【００２３】
前記読取手段１１は、図３及び図４に示すように、例えば、フレームＦ１の側部に装着した光学式の検出センサであって、電極シートＳの電極部品Ｐの端部に予め設けておいた検査箇所指示部を検出する。この検査箇所指示部は、とくに限定されるものではなく、光学的に読取が可能な印であれば良い。前記測定指令手段５０Ｃは、前記主制御装置５０に含まれる一つの機能であり、読取手段１１による検査箇所指示部の検出信号が入力されると、面内抵抗測定手段５０Ａ及び厚さ測定手段４に測定開始を指令する。
【００２４】
さらに、第１検査装置Ｃ１は、電極シートＳに目印を形成するマーキング手段１２と、面内抵抗測定手段５０Ａ及び厚さ測定手段４による測定結果が基準値を外れた場合にマーキング手段１２を作動させる不良指令手段５０Ｄを備えている。
【００２５】
前記マーキング手段１２は、図３及び図４に示すように、例えば、フレームＦ１の側部に装着したインク噴射装置であって、インクジェットプリンタと同様に適宜の色のインクを所定形状に噴射し、電極シートＳの電極部品Ｐの端部にインクによる目印を形成する。前記不良指令手段５０Ｄは、前記主制御装置５０に含まれる一つの機能であり、面内抵抗測定手段５０Ａ及び厚さ測定手段４による測定結果が基準値を外れた場合、すなわち測定結果が不良であった場合に、マーキング手段１２を作動させて電極シートＳの端部に不良を示す印を形成する。
【００２６】
ここで、主制御装置５０は、検査工程とは別の場所において、当該第１検査装置Ｃ１を集中的に制御するものであって、図２に示すように、面内抵抗測定手段５０Ａ、圧接力制御手段５０Ｂ、測定指令手段５０Ｃ及び不良指令手段５０Ｄの機能を有する。この主制御装置５０は、電極子昇降手段２、厚さ測定手段４、各電極子１の集電子７、圧接力検出手段１０、読取手段１１及びマーキング手段１２との間で信号の出入力を行うと共に、各種測定のための演算を行って該当する機器類に指令信号を送信する。
【００２７】
次に、第２検査装置Ｃ２の構成を説明する。
第２検査装置Ｃ２は、図５〜図７に示すように、先と同様のフレームＦ２内に、電極シートＳの上面に回転接触するローラ状の上部電極子２１と、上部電極子２１の下側で電極シートＳの下面に回転接触するローラ状の下部電極子２３と、電極シートＳに接触した上下の電極子２１，２３間の通電により電極シートＳの厚さ方向の電気抵抗を測定する厚さ抵抗測定手段６０Ａを備えている。
【００２８】
また、第２検査装置Ｃ２は、上部電極子２１を昇降させる電極子昇降手段２２と、電極シートＳの厚さを測定する厚さ測定手段２４を備えている。なお、この実施形態の電極シートＳは、図６にも示すように、連続するフィルムに矩形の電極部品（仮想線で示す部品）Ｐを一定間隔で配置して成るものである。
【００２９】
上部電極子２１は、ホイール型であって、取付プレート２５に、ブラケット２６を介して設けてあると共に、夫々の外周部に、取付プレート２５に装着した板ばね状の集電子２７の先端を圧接させてある。
【００３０】
前記電極子昇降手段２２は、エアシリンダであって、出力軸２２Ａを垂下させた状態にしてフレームＦ２の上部に固定してある。そして、出力軸２２Ａの下端部に、上部電極子２１を下側にした状態にして前記取付プレート２５を固定する。このようにして、電極子昇降手段手段２２は、出力軸２２Ａを伸縮駆動することで、取付プレート２５とともに上部電極子２１を昇降させる。
【００３１】
前記下部電極子２３は、同じくホイール型であって、フレームＦ２の下部に固定した基盤２８にブラケット２９を介して回転自在に保持してあり、その外周部に、基盤２８に装着した板ばね状の集電子２７の先端を圧接させてある。
【００３２】
上部電極子２１及び下部電極子２３は、四端子法による抵抗測定端子として用いるものであり、この実施形態では、上下一対の電極子２１，２３を用いるので、図５に示すように、上部電極子２１を一方の電流電極及び電圧電極（Ａ１，Ｖ１）とし、下部電極子２３を他方の電流電極及び電圧電極（Ａ２，Ｖ２）としている。
【００３３】
前記厚さ抵抗測定手段６０Ａは、図５に示す主制御装置６０に含まれる一つの機能である。前記厚さ測定手段２４は、電極子昇降手段２２に装着した光学式の距離計である。この厚さ測定手段２４は、例えば、下部電極子２３に上部電極子２１が接触した状態をゼロとして、取付プレート２５までの距離を測定することにより、上下の電極子２１，２３の間に介在する電極プレートＳの厚さを間接的に測定する。
【００３４】
また、第２検査装置Ｃ２は、電極シートＳに対する上部電極子２１の圧接力を検出する圧接力検出手段３０と、圧接力検出手段３０からの検出信号に基づいて上部電極子２１の圧接力を制御する圧接力制御手段６０Ｂを備えている。
【００３５】
前記圧接力検出手段３０は、下部電極子２３の基盤２８内に設けたロードセルであって、下部電極子２３及びブラケット２９を介して、電極シートＳに対する上部電極子２１の圧接力を検出する。圧接力制御手段６０Ｂは、前記主制御装置６０に含まれる一つの機能であり、圧接力検出手段３０からの検出信号に基づいて、電極子昇降手段２２を駆動して上部電極子２１の圧接力が一定になるように制御する。換言すれば、圧接力検出手段３０からの検出信号に基づいて、上部電極子２１の圧接力が一定になるように、電極子昇降手段２２を駆動する。
【００３６】
さらに、第２検査装置Ｃ２は、上下の電極子２１，２３及び電極子昇降手段２２を一組の検査ユニットＵとし、複数の検査ユニットＵを電極シートＳの幅方向に配列し、且つ各検査ユニットＵを電極シートＳの搬送方向に所定間隔で順次ずらせて配置している。
【００３７】
この実施形態では、四基の検査ユニットＵを備えており、図６及び図７に示すように、これらの検査ユニットＵを電極シートＳの幅方向に等間隔で配列している。そして、図５及び図６に示すように、電極シートＳ上に配列した電極部品Ｐの間隔と同間隔で、四基の検査ユニットＵをずらせて配置している。
【００３８】
さらに、第２検査装置Ｃ２は、電極シートＳに設けた検査箇所指示部を検出する読取手段３１と、読取手段３１による検査箇所指示部の検出信号に基づいて厚さ抵抗測定手段６０Ａ及び厚さ測定手段２４に測定開始を指令する測定指令手段６０Ｃを備えている。
【００３９】
前記読取手段３１は、図６及び図７に示すように、フレームＦ２の側部に装着した光学式の検出センサであって、前記第１検査装置Ｃ１の構成と同様に、電極シートＳの電極部品Ｐの端部に予め設けておいた検査箇所指示部を検出する。前記測定指令手段６０Ｃは、前記主制御装置６０に含まれる一つの機能であり、読取手段３１による検査箇所指示部の検出信号が入力されると厚さ抵抗測定手段６０Ａ及び厚さ測定手段２４に測定開始を指令する。
【００４０】
さらに、第２検査装置Ｃ２は、電極シートＳに目印を形成するマーキング手段３２と、厚さ抵抗測定手段６０Ａ及び厚さ測定手段２４による測定結果が基準値を外れた場合にマーキング手段３２を作動させる不良指令手段６０Ｄを備えている。
【００４１】
前記マーキング手段３２は、図６及び図７に示すように、フレームＦ１の側部に装着したインク噴射装置であって、前記第１検査装置Ｃ１の構成と同様に、電極シートＳの電極部品Ｐの端部にインクによる目印を形成する。前記不良指令手段６０Ｄは、前記主制御装置６０に含まれる一つの機能であり、厚さ抵抗測定手段６０Ａ及び厚さ測定手段２４による測定結果が基準値を外れた場合、すなわち測定結果が不良であった場合に、マーキング手段３２を作動させて電極シートＳの端部に不良を示す印を形成する。
【００４２】
ここで、主制御装置６０は、検査工程とは別の場所において、当該第２検査装置Ｃ２を集中的に制御するものであって、図５に示すように、厚さ抵抗測定手段６０Ａ、圧接力制御手段６０Ｂ、測定指令手段６０Ｃ及び不良指令手段６０Ｄの機能を有する。この主制御装置６０は、電極子昇降手段２２、厚さ測定手段２４、上下の電極子２１，２３の集電子２７、圧接力検出手段３０、読取手段３１及びマーキング手段３２との間で信号の出入力を行うと共に、各種測定のための演算を行って該当する機器類に指令信号を送信する。
【００４３】
上記の構成を備えた検査装置の動作とともに、本発明の検査方法を説明する。
検査装置は、電極シートＳを低速度で連続的に搬送し、第１検査装置Ｃ１において電極シートＳの面内方向の電気抵抗（表面抵抗）を測定し、第２検査装置Ｃ２において電極シートＳの厚さ方向の電気抵抗（体積抵抗）を測定する。この実施形態では、電極シートＳが、連続するフィルムに電極部品Ｐを配列して成るものであるから、各電極部品Ｐについて面内抵抗及び厚さ抵抗を測定する。
【００４４】
第１検査装置Ｃ１では、圧接力検出手段１１により、電極シートＳに対する電極子１の圧接力を検出し、主制御装置５０の圧接力制御手段５０Ｂにより、圧接力検出手段１１からの検出信号に基づいて電極子１の圧接力を制御する。これにより、電極シートＳに対する電極子１の圧接力が常に一定になり、測定条件を一定に維持することができる。
【００４５】
そして、第１検査装置Ｃ１は、読取手段１１が電極シートＳの検査箇所指示部を検出すると、その検出信号が主制御手段５０に入力され、主制御手段５０における測定指令手段５０Ｃが、面内抵抗測定手段５０Ａ及び厚さ測定手段４に測定開始を指令する。これにより、第１検出装置Ｃ１では、電極シートＳに接触した電極子１間に通電を行い、四極端子法に基づいて電流（Ａ１，Ａ２）及び電圧（Ｖ１，Ｖ２）を測定し、面内抵抗測定手段５０Ａにおいて電極シートＳの面内方向の電気抵抗を測定する。これと同時に、厚さ測定手段４により、電極シートＳの厚さを測定し、その測定値を主制御手段５０に入力する。
【００４６】
また、主制御装置５０では、電極シートＳの面内方向の電気抵抗及び厚さの測定値と、予め設定した電気抵抗及び厚さの基準値とを比較して良否判定を行う。すなわち、電気抵抗の測定値及び厚さの測定値のいずれもが基準値以内であるか否かを判定する。そして、いずれの測定値も基準値以内である場合には、良好であるとして検査を終了し、いずれかの測定値が基準値を外れている場合には、不良であるとして、不良指令手段５０Ｄによりマーキング手段１２を作動させて、電極部品Ｐの端部に不良を示す印を付ける。
【００４７】
ここで、例えば、燃料電池における電極構造体やセパレータを構成する電極シートＳ（電極部品Ｐ）の製造工程では、湿度６０％ＲＨを超える湿度環境、又は温度５０℃を越える温度環境になる。また、湿度変動幅が１０％ＲＨを超える湿度環境、又は温度変動幅が１０℃を越える温度環境になる。このような環境で製造される電極シートＳは、素材の表面に電極層や電解質層が形成されていたり、これらの層が湿潤状態であったりして、必ずしも厚さが均一でないことがある。この厚さが不均一になると電気抵抗も変化する。
【００４８】
これに対して、上記の第１検査装置Ｃ１は、電極シートＳの面内方向の電気抵抗及び厚さを測定して、これらの測定値と基準値とを比較判定するので、温度及び湿度並びにこれらの変動幅が厳しい環境であっても、また、厚さに変化があるような製造工程中の電極シートＳであっても、その面内方向の電気抵抗を正確に測定することができる。
【００４９】
また、上記の第１検査装置Ｃ１は、電極シートＳの製造工程中に配置して、電極シートＰの面内方向の電気抵抗測定をインライン式で連続して速やかに行うことができる。そして、この実施形態のように電極シートＳが多数の電極部品Ｐを配列して成る場合には、電極部品Ｐの全品検査を行うことができる。つまり、サンプリング検査や破壊検査は不要になる。
【００５０】
さらに、第１検査装置Ｃ１は、電極シートＳにローラ状の電極子１を回転接触させるので、上記の如くラインを止めずに連続的に測定を行うことができるほかに、電極シートＳに損傷を与えない利点がある。
【００５１】
さらに、第１検査装置Ｃ１は、圧接力検出手段１１からの検出信号に基づいて電極子１の圧接力を制御する圧接力制御手段５０Ｂを採用したので、電極シートＳに対する電極子１の圧接力が常に一定になり、電極シートＳの全域にわたって測定条件を一定にし得る。
【００５２】
さらに、第１検査装置Ｃ１は、読取手段１２による検査箇所指示部の検出信号に基づいて面内抵抗測定手段５０Ａ及び厚さ測定手段４に測定開始を指令する測定指令手段５０Ｃを採用したので、例えば製品となる部位のみの測定検査が可能となり、主制御装置５０の負担を軽減し得ると共に、省エネルギにも貢献することができる。
【００５３】
さらに、第１検査装置Ｃ１は、面内抵抗測定手段５０Ａ及び厚さ測定手段４による測定結果が基準値を外れた場合にマーキング手段１２を作動させる不良指令手段５０Ｄを採用したので、後工程において、電極シートＳの不良部分を人為的にも機械的にも判別することが容易になる。そして、電極シートＳの不良部分を確実に除去することができる。その不良部分は、後にリサイクルすることが可能である。
【００５４】
次に、第２検査装置Ｃ２の動作及び検査方法を説明する。
【００５５】
第２検査装置Ｃ２では、圧接力検出手段３０により、電極シートＳに対する上部電極子２１の圧接力を検出し、主制御装置６０の圧接力制御手段６０Ｂにより、圧接力検出手段３０からの検出信号に基づいて上部電極子２１の圧接力を制御する。これにより、電極シートＳに対する上部電極子２１の圧接力が常に一定になり、測定条件を一定に維持することができる。
【００５６】
そして、第２検査装置Ｃ２は、読取手段３１が電極シートＳの検査箇所指示部を検出すると、その検出信号が主制御手段６０に入力され、主制御手段６０における測定指令手段６０Ｃが、厚さ抵抗測定手段６０Ａ及び厚さ測定手段２４に測定開始を指令する。これにより、第２検出装置Ｃ２では、図５中で左端側となる第１の検査ユニットＵにおいて、電極シートＳに接触した上下の電極子２１，２３間に通電を行い、四極端子法に基づいて電流（Ａ１，Ａ２）及び電圧（Ｖ１，Ｖ２）を測定し、厚さ抵抗測定手段６０Ａにおいて電極シートＳの暑さ方向の電気抵抗を測定する。これと同時に、厚さ測定手段４により、電極シートＳの厚さを測定し、その測定値を主制御手段６０に入力する。
【００５７】
この際、第２検査装置Ｃ２では、第１の検査ユニットＵにより、電極シートＳの厚さ方向の電気抵抗及び厚さを局部的に測定する。そして、電極シートＳの搬送に伴って、第２〜第４の検査ユニットＵにより、同様にして電極シートＳの厚さ方向の電気抵抗及び厚さを幅方向にずらせながら局部的に順に測定し、第４の検査ユニットＵで測定終了した時点において、電極部品Ｐの全体を測定したことになる。
【００５８】
また、主制御装置６０では、電極シートＳの厚さ方向の電気抵抗と、予め設定した電気抵抗とを比較して良否判定を行う。若しくは、主制御装置６０では、電極シートＳの厚さ方向の電気抵抗及び厚さの測定値と、予め設定した電気抵抗及び厚さの基準値とを比較して良否判定を行う。すなわち、電気抵抗の測定値及び厚さの測定値のいずれもが基準値以内であるか否かを判定する。そして、いずれの測定値も基準値以内である場合には、良好であるとして検査を終了し、いずれかの測定値が基準値を外れている場合には、不良であるとして、不良指令手段６０Ｄによりマーキング手段３２を作動させて、電極部品Ｐの端部に不良を示す印を付ける。
【００５９】
この際、先述したように、電極シートＳの製造工程では、湿度６０％ＲＨを超える湿度環境、又は温度５０℃を越える温度環境になったり、湿度変動幅が１０％ＲＨを超える湿度環境、又は温度変動幅が１０℃を越える温度環境になったりする場合がある。そして、このような環境で製造される電極シートＳは、素材の表面に電極層や電解質層が形成されていたり、これらの層が湿潤状態であったりして、必ずしも厚さが均一でないことがあり、この厚さが不均一になると電気抵抗も変化することがある。
【００６０】
これに対して、上記の第２検査装置Ｃ２は、電極シートＳの厚さ方向の電気抵抗を測定して、この測定値と基準値とを比較判定するので、温度及び湿度並びにこれらの変動幅が厳しい環境であっても、また、厚さに変化があるような製造工程中の電極シートＳであっても、その厚さ方向の電気抵抗を測定することができる。しかも、第２検査装置Ｃ２は、厚さ測定手段２４により電極シートＳの厚さも測定し、厚さ方向の電気抵抗及び厚さの測定値とこれにの基準値とを比較判定するので、厚さ方向の電気抵抗の測定がより一層正確なものとなる。
【００６１】
また、上記の第２検査装置Ｃ２は、電極シートＳの製造工程中に配置して、電極シートＰの厚さ方向の電気抵抗測定を連続して速やかに行うことができる。したがって、独立した検査工程にする必要がなく、インライン式の装置として非常に好適である。なお、独立した検査工程として使用することも勿論可能である。そして、この実施形態のように電極シートＳが多数の電極部品Ｐを配列して成る場合には、電極部品Ｐの全品検査を行うことができる。つまり、サンプリング検査や破壊検査は不要になる。
【００６２】
さらに、第２検査装置Ｃ２は、電極シートＳにローラ状の上部電極子２１及び下部電極子２３を回転接触させるので、上記の如くラインを止めずに連続的に測定を行うことができるほかに、電極シートＳに損傷を与えない利点がある。
【００６３】
さらに、第２検査装置Ｃ２は、圧接力検出手段３０からの検出信号に基づいて上部電極子２１の圧接力を制御する圧接力制御手段６０Ｂを採用したので、電極シートＳに対する上部電極子２１の圧接力が常に一定になり、電極シートＳの全域にわたって測定条件を一定にし得る。
【００６４】
さらに、第２検査装置Ｃ２は、複数の検査ユニットＵを電極シートＳの幅方向に配列し、且つ各検査ユニットＵを電極シートＳの搬送方向に所定間隔で順次ずらせて配置してあるので、電極シートＳ上に設定した個々のエリア毎に詳細な測定を行うことができる。
【００６５】
つまり、この実施形態のように、矩形の電極部品Ｐを配列して成る電極シートＳである場合には、測定対象となる電極部品Ｐを長辺方向に四つのエリアに分割し、個々のエリア毎の電気抵抗を測定する。この際、第２検査装置Ｃ２では、隣接する検査ユニットＵ同士が電極シートＳの搬送方向にずれているので、通電を伴う測定が互いに干渉することが無く、隣接する検査ユニットＵの影響を受けずに厚さ方向の電気抵抗を正確に測定することができる。これにより、電極シート（電極部品Ｐ）Ｓの全体にわたって厚さ方向の電気抵抗を正確に測定し得ることとなる。
【００６６】
さらに、第２検査装置Ｃ２は、読取手段３１による検査箇所指示部の検出信号に基づいて厚さ抵抗測定手段６０Ａ及び厚さ測定手段２４に測定開始を指令する測定指令手段６０Ｃを採用したので、例えば製品となる部位のみの測定検査が可能となり、主制御装置６０の負担を軽減し得ると共に、省エネルギにも貢献することができる。
【００６７】
さらに、第２検査装置Ｃ２は、厚さ抵抗測定手段６０Ａ（及び厚さ測定手段４）による測定結果が基準値を外れた場合にマーキング手段３２を作動させる不良指令手段６０Ｄを採用したので、後工程において、電極シートＳの不良部分を人為的にも機械的にも判別することが容易になる。そして、電極シートＳの不良部分を確実に除去することができる。その不良部分は、後にリサイクルすることが可能である。
【００６８】
以上のように、上記検査装置は、第１検査装置Ｃ１において、電極シートＳの面内方向の電気抵抗を正確に測定し、次いで、第２検査装置Ｃ２において、電極シートＳの厚さ方向の電気抵抗を正確に測定することとなり、電極シートＳ（電極部品Ｐ）の検査精度の向上及び品質向上に大きく貢献することができる。
【００６９】
また、上記の検査装置における第１及び第２の検査装置Ｃ１，Ｃ２は、フレームＦ１，Ｆ２、電極子昇降手段２，２２、基盤８，２８、読取手段１１，３１、及びマーキング手段１２、３２といった構成を共通化することが可能である。これにより、例えば、取付プレート５，２５、ブラケット６，２６、集電子７，２７及び電極子（上部電極子）１，２１を一組の検査ヘッドとし、第１及び第２の検査装置Ｃ１，Ｃ２の間で互換性をもたせることができる。
【００７０】
図８は、本発明の検査装置（第２検査装置）の他の実施形態を説明する図である。
図示の検査装置Ｃ２は、先の実施形態では、ローラ状の上下の電極子２１，２３が、ホイール型であったのに対して、上下の電極子２１，２３が、ボール型である。上記の検査装置Ｃ２にあっても、先の実施形態と同様の作用及び効果を得ることができる。
【００７１】
本発明の検査装置は、構成の細部が上記実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の細部を適宜変更することが可能である。例えば、上記実施形態では、面内方向の電気抵抗を測定する第１検査装置Ｃ１において、電極子１を電極シートＳの幅方向に配列した構成を示したが、電極子１を電極シートＳの搬送方向に配列した構成でも良い。
【００７２】
また、読取手段１１，３１は、光学式のほか、機械式の手段を用いても良いし、さらに、メーキング手段１２，３２は、インクの噴射装置のほか、電極シートＳに刻印や穿孔を施すものでも良い。さらに、電極シートＳの大きさなどに応じて、電極子や検査ユニットの数を適宜変更することも可能である。図８に示すボール型の上下の電極子２１，２３は、第１検査装置Ｃ１の電極子にも使用可能である。
【符号の説明】
【００７３】
Ｃ１ 第１検査装置
Ｃ２ 第２検査装置
Ｓ 電極シート
Ｕ 検査ユニット
１ 電極子
２ ２２ 電極子昇降手段
３ ガイド体
４ ２４ 厚さ測定手段
１０ ３０ 圧接力検出手段
１１ ３１ 読取手段
１２ ３２ マーキング手段
２１ 上部電極子
２３ 下部電極子
５０ ６０ 主制御装置
５０Ａ 面内抵抗測定手段
５０Ｂ ６０Ｂ 圧接力制御手段
５０Ｃ ６０Ｃ 測定指令手段
５０Ｄ ５０Ｄ 不良指令手段
６０Ａ 厚さ抵抗測定手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続して水平方向に搬送される電極シートの搬送経路に設置して、前記電極シートの厚さ方向の電気抵抗を検査する装置であって、
電極シートの上面に回転接触するローラ状の上部電極子と、
上部電極子の下側で電極シートの下面に回転接触するローラ状の下部電極子と、
電極シートに接触した上下の電極子間の通電により電極シートの厚さ方向の電気抵抗を測定する厚さ抵抗測定手段を備えたことを特徴とする電極シートの検査装置。
【請求項２】
上部電極子を昇降させる電極子昇降手段と、
電極シートの厚さを測定する厚さ測定手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の電極シートの検査装置。
【請求項３】
電極シートに対する上部電極子の圧接力を検出する圧接力検出手段と、
圧接力検出手段からの検出信号に基づいて上部電極子の圧接力を制御する圧接力制御手段を備えたことを特徴とする請求項２に記載の電極シートの検査装置。
【請求項４】
上下の電極子及び電極子昇降手段を一組の検査ユニットとし、
複数の検査ユニットを電極シートの幅方向に配列し、且つ各検査ユニットを電極シートの搬送方向に所定間隔で順次ずらせて配置したことを特徴とする請求項２又は３に記載の電極シートの検査装置。
【請求項５】
電極シートに設けた検査箇所指示部を検出する読取手段と、
読取手段による検査箇所指示部の検出信号に基づいて厚さ抵抗測定手段に測定開始を指令する測定指令手段を備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電極シートの検査装置。
【請求項６】
電極シートに目印を形成するマーキング手段と、
厚さ抵抗測定手段による測定結果が基準値を外れた場合にマーキング手段を作動させる不良指令手段を備えたこと特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の電極シートの検査装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の検査装置を用いて、連続して水平方向に搬送される電極シートを検査するに際し、電極シートの厚さ方向の電気抵抗を測定し、この測定値と予め設定した電気抵抗の基準値とを比較して良否判定をすることを特徴とする電極シートの検査方法。
【請求項１】
連続して水平方向に搬送される電極シートの搬送経路に設置して、前記電極シートの厚さ方向の電気抵抗を検査する装置であって、
電極シートの上面に回転接触するローラ状の上部電極子と、
上部電極子の下側で電極シートの下面に回転接触するローラ状の下部電極子と、
電極シートに接触した上下の電極子間の通電により電極シートの厚さ方向の電気抵抗を測定する厚さ抵抗測定手段を備えたことを特徴とする電極シートの検査装置。
【請求項２】
上部電極子を昇降させる電極子昇降手段と、
電極シートの厚さを測定する厚さ測定手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の電極シートの検査装置。
【請求項３】
電極シートに対する上部電極子の圧接力を検出する圧接力検出手段と、
圧接力検出手段からの検出信号に基づいて上部電極子の圧接力を制御する圧接力制御手段を備えたことを特徴とする請求項２に記載の電極シートの検査装置。
【請求項４】
上下の電極子及び電極子昇降手段を一組の検査ユニットとし、
複数の検査ユニットを電極シートの幅方向に配列し、且つ各検査ユニットを電極シートの搬送方向に所定間隔で順次ずらせて配置したことを特徴とする請求項２又は３に記載の電極シートの検査装置。
【請求項５】
電極シートに設けた検査箇所指示部を検出する読取手段と、
読取手段による検査箇所指示部の検出信号に基づいて厚さ抵抗測定手段に測定開始を指令する測定指令手段を備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電極シートの検査装置。
【請求項６】
電極シートに目印を形成するマーキング手段と、
厚さ抵抗測定手段による測定結果が基準値を外れた場合にマーキング手段を作動させる不良指令手段を備えたこと特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の電極シートの検査装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の検査装置を用いて、連続して水平方向に搬送される電極シートを検査するに際し、電極シートの厚さ方向の電気抵抗を測定し、この測定値と予め設定した電気抵抗の基準値とを比較して良否判定をすることを特徴とする電極シートの検査方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−３６７６８（Ｐ２０１３−３６７６８Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７０８１３（Ｐ２０１１−１７０８１３）
【出願日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
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