JP2006286518A - セパレータ接着装置及びセパレータ接着方法 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料電池のセパレータを接着するセパレータ接着装置において、セパレータを接着するための各工程間の搬送を効率よく行うことができるようにする。
【解決手段】本発明のセパレータ接着装置１は、セパレータを投入する投入ステージ２と、セパレータにシール剤を塗布する塗布ステージ３と、セパレータを重ね合わせてシール剤を加熱硬化させる加熱ステージ４と、加熱ステージで接着されたセパレータを回収する回収ステージ５と、セパレータを保持して回転軸を中心に回動し、各ステージにセパレータを搬送するスカラロボット６とを備え、スカラロボット６を中心とする周囲に各ステージを配置したことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、燃料電池のセパレータを接着するセパレータ接着装置に係り、特にセパレータを接着するための各工程間の搬送を効率よく行うセパレータ接着装置及びその方法に関する。

燃料電池は、水素ガスと酸素ガスとを電気化学的に反応させて化学エネルギーから電気エネルギーを直接得るものであり、排ガスを発生させないという利点を有するので地球環境保護の観点から注目されている。

燃料電池は、単セルを複数個積層して燃料電池スタックを構成し、固体高分子型燃料電池の単セルは、固体高分子電解質膜の両面に電極層とガス拡散層とを形成し、さらにその外側にセパレータを配置した構成となっている。このセパレータには燃料ガスや酸化剤ガスの流路とともに冷却水流路が形成されている。

このような固体高分子型燃料電池スタックにおいて、セパレータはアノードにおける燃料ガスとカソードにおける酸化剤ガスとを隔てる役割を果たしており、アノード側セパレータとカソード側セパレータとを背面接着することにより製造されるのが一般的である。

こうしたセパレータの接着プロセスは、シール剤の塗布工程、背面合わせ工程、シール剤硬化工程の３つの工程に大きく分けることができ、各プロセスの品質を管理しながら生産が行われている。一連のプロセスにおいて要求される特性は接着部位のリーク及び内部応力の抑制である。このためシール剤塗布後に塗布形状の管理、背面合わせの際には位置ずれの有無の確認、シール剤硬化後にはリーク特性の測定及び強度特性の測定が実施されている。

また、金属セパレータを用いた燃料電池スタックでは、セル内抵抗の中でセパレータ同士の接触抵抗が特に大きく、ステンレスを基材とするセパレータの場合には耐食性向上のための不導体皮膜がその表面に形成されているが、導電性の面でマイナス要因となっている。さらに、セパレータの溝高さのばらつきや平面度不良が接触抵抗を悪化させる要因となっている。

そこで、金属板に凹凸形状のガス流路をプレス成形した後に、その凹凸部の平坦部分に菱形の微小な圧痕をすることで反りの発生を防止するようにした技術が開示されている（特許文献１参照）。

また、固体高分子電解質膜を挟んでその両側に配置されたセパレータのうち、一方のセパレータに板バネを設けて、燃料電池単セルが熱膨張または収縮などしたときに板バネが弾性変形して燃料電池単セルを弾発付勢することにより、積層体に対する加圧保持力を維持させた技術が開示されている（特許文献２参照）。

また、カソードマスク、センタープレート及びアノードマスクの外縁を所定の形状に切断するための外縁切代を残すと共に、カソードガス用貫通孔とアノードガス用貫通孔を加工せずにマニホールド切代を残すようにして２枚のセパレータを合わせて外周部を溶接した後に、その外周部を切断することで組み立て工程と溶接工程を容易化した技術が開示されている（特許文献３参照）。
特開２０００−１３８０６５号公報 特開２００２−３６７６６５号公報 特開２００４−１２７６９９号公報

上述したように、セパレータの製造に関しては種々の提案がなされているが、セパレータにシール剤を塗布して加熱硬化させて接着する一連のシステムに関する従来例はなく、現状ではベルトコンベアにセパレータを載せて各工程に搬送して作業を行い、作業が終わると再びベルトコンベアに載せて次の工程に搬送するというシステムが考えられる。

しかしながら、ベルトコンベアを使用してセパレータの接着を行う場合には、各工程の作業速度が異なるために、ある工程では製造途中のセパレータが多くなり、別の工程では製造途中のセパレータが少なくなる、いわゆる仕掛かり品の過不足が生じて、生産性が悪化してしまうという問題点があった。

また、作業してから搬送するという動作を工程毎に繰り返して行うために、無駄な搬送プロセスが生じて時間が掛かり、これによっても生産性が悪化してしまうという問題点があった。

さらに、塗布されたシール剤は時間が経過すると硬化してシール特性及び内部応力状態が変化してしまうため、ガスリークやセパレータ破損等の不具合が発生しやすくなり、歩留まりが低下するという問題点があった。

上述した課題を解決するために、本発明のセパレータ接着装置は、２枚のセパレータを接着するセパレータ接着装置において、接着するセパレータを装置内に投入する投入ステージと、片方の前記セパレータ表面にシール剤を塗布する塗布ステージと、２枚の前記セパレータを重ね合わせて前記シール剤を加熱硬化させる加熱ステージと、前記加熱ステージで接着されたセパレータを回収する回収ステージと、２枚の前記セパレータを保持しながら回転軸を中心に回動して前記セパレータを前記各ステージに搬送する搬送手段とを備え、前記搬送手段を中心とする周囲に前記各ステージを配置したことを特徴とする。

また、本発明のセパレータ接着方法は、２枚のセパレータを接着するセパレータ接着方法において、２枚の前記セパレータを保持しながら回転軸を中心に回動してセパレータを搬送する搬送手段の周囲に、接着する２枚のセパレータを投入する投入ステージと、片方の前記セパレータ表面にシール剤を塗布する塗布ステージと、２枚の前記セパレータを重ね合わせて前記シール剤を加熱硬化させる加熱ステージと、前記加熱ステージで接着されたセパレータを回収する回収ステージとを配置し、前記搬送手段によって前記セパレータを前記各ステージに搬送することを特徴とする。

本発明に係るセパレータ接着装置及びその方法においては、搬送手段の周囲に各ステージを配置し、搬送手段がセパレータを保持して回転軸を中心に回動することによって、各ステージにセパレータを搬送するので、無駄な搬送プロセスを無くすことができ、作業時間を短縮して生産性を向上させることができる。

また、セパレータの投入から回収までを連続して実施するので、ある工程で製造途中のセパレータが多くなったり、別の工程で製造途中のセパレータが少なくなったりする不具合がなくなり、生産性を向上させることができる。

さらには、シール剤の硬化によるシール特性及び内部応力状態の変化を少なくすることができるため、ガスリークやセパレータ破損等の発生を抑えて歩留まりを向上させることができる。

以下、本発明に係わるセパレータ接着装置及びセパレータ接着方法の実施例について説明する。

図１は、実施例に係るセパレータ接着装置の構成を示す平面図である。

図１に示すように、本実施例のセパレータ接着装置１は、接着するセパレータを投入する投入ステージ２と、セパレータにシール剤を塗布する塗布ステージ３と、２枚のセパレータを重ね合わせて塗布ステージ３で塗布されたシール剤を加熱硬化させる加熱ステージ４と、加熱ステージ４で接着されたセパレータを回収する回収ステージ５と、これら各ステージにセパレータを搬送するスカラロボット（搬送手段）６とを備えて構成され、スカラロボット６を中心とする周囲に各ステージが配置されている。以下、各ステージについて説明する。

投入ステージ２は、作業者７によってセパレータ５１が投入されるステージであり、投入されたセパレータ５１は図１に示すように２列に並べて積み上げられる。また、投入ステージ２では後述するように位置決め機構が設置されており、投入されたセパレータ５１の正確な位置決めが行われている。この位置決め機構の動作は図示しないコントローラにより制御されている。コントローラは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを含むマイクロコンピュータにより構成されており、予め入力された位置決め制御プログラムに従ってガイドの移動量などを制御している。

なお本実施例では原則として、接着前の２つのセパレータ（部品）と、接着後のセパレータ（接合体）をともに符号５１で示すものとする。

塗布ステージ３は、シール剤を塗布している間、セパレータを固定する塗布台３１、３２と、シール剤を塗布する塗布装置３３とを備えている。この塗布装置３３の動作は図示しないコントローラにより制御されている。コントローラは予め入力された塗布制御プログラムに従ってシール剤を塗布する範囲や塗布量などを制御している。

なお、シール剤を塗布する作業は塗布台が１つあればできるが、本実施例では複数の塗布台３１、３２を設置している。これは、生産するセパレータの変更や単位時間あたりの生産量の変更などに応じて使い分けるためのもので、サイズや設定などの異なる塗布台が複数設置されている。このように複数の塗布台を設けることによって、簡単なプログラム変更によってさまざまな生産変更に容易に対応することが可能になる。

加熱ステージ４は、後述する加熱装置４１を備えており、この加熱装置４１は２枚のセパレータ５１を重ね合わせて上下の加熱盤で挟み込んで加熱し（以下、適宜にホットプレスという）、塗布されたシール剤を硬化させて接着している。図１に示すように、シール剤の塗布されたセパレータ５１が加熱装置４１の下部にセットされると、その上にもう１枚のセパレータが重ね合わされ、加熱装置４１の上部がレール４２によって移動してきてセパレータを上下から挟み込んで加熱する。この加熱装置４１の動作は図示しないコントローラにより制御されている。コントローラは予め入力された加熱制御プログラムに従って加熱盤の移動や加熱時間、温度などを制御している。

回収ステージ５は、接着の完了したセパレータ５１がスカラロボット６によって搬送されてきて、投入ステージ２と平行に置かれるスペースであり、作業者７はここから接着の完了したセパレータを取り出して、別の工程へと搬送する。

本実施例の回収ステージ５はステージ素材がアルミ素材によって構成されているので、熱伝達性に優れており、短時間でセパレータの温度を下げることができる。これによって、作業者７がセパレータを取り出すときに安全に取り出すことができる。また、回収ステージ５は投入ステージ２と隣接して設置されているので、作業者７は通常の作業時には図１に示す作業範囲（矢印の範囲）を移動するだけでよく、作業者７の移動量を少なくすることができる。

スカラロボット６は、２枚のセパレータ５１を保持し、回転軸を中心に回動してセパレータ５１を各ステージへ搬送する搬送手段であり、各ステージのほぼ中心に配置されている。そして、スカラロボット６の先端にはセパレータを吸着して保持する真空吸着式の吸着パッドを備えた吸着ハンド６ａが設置されいる。この吸着ハンド６ａの吸着パッドはスポンジで構成されているので、セパレータの凹凸形状に関係なく吸着して保持することができる。また、熱によってスポンジが劣化した場合でも簡単に脱着交換が可能な形状にしてあるので、セパレータの搬送精度を落とすことなく使用を継続することができる。このスカラロボット６の動作は図示しないコントローラにより制御されている。コントローラは予め入力された搬送制御プログラムに従ってセパレータの吸着、搬送などを制御している。

次に、本実施例のセパレータ接着装置１によるセパレータの接着処理を図２のフローチャートに基づいて説明する。

図２に示すように、まず作業者７は接着するセパレータを投入ステージ２に生産分だけ投入してセットする（Ｓ２０１）。そして、作業者７によって生産数が入力されると、これ以後は図示しないコントローラの制御により全自動で生産が行われる。

投入ステージ２にセパレータが投入されると、投入ステージ２では位置決め機構によってセパレータの正確な位置決めが行われる（Ｓ２０２）。ここで、位置決め機構を図３に基づいて説明する。

図３に示すように、位置決め機構２１は、セパレータ５１の基準位置を設定する基準ピン２２、２３と、セパレータ５１を基準ピンに押し付けるガイド２４、２５とを備えて構成されている。そして、作業者７が基準ピン２２、２３に合わせてセパレータ５１を投入すると、図示しないエアシリンダによってガイド２４、２５が矢印方向に移動して、セパレータ５１を基準ピン２２、２３に押し付けてセパレータ５１の正確な位置決めが行われる。この位置決め機構２１における位置決めの動作は、図示しないコントローラにより制御されている。

こうしてセパレータの位置決めが行われると、次に図４（ａ）に示すようにスカラロボット６により２枚のセパレータ５１が吸着されて塗布ステージ３へと搬送される（Ｓ２０３）。図４（ａ）〜（ｄ）は、セパレータ５１の接着処理の各工程を説明するための図である。

スカラロボット６は、塗布ステージ３に２枚のセパレータ５１を搬送すると、図４（ｂ）に示すように、２枚のうちの片方のセパレータ５１を塗布台３２上にセットする（Ｓ２０４）。セットされたセパレータ５１は塗布台３２上で真空吸着によって位置決めが行われる。このとき図示しないロケートピンによってスカラロボット６の繰り返し精度以上の正確性で位置決めが行われる。そして、スカラロボット６の吸着ハンド６ａが矢印方向に移動して、塗布装置３３と接触しない位置に退避したことが確認されると、塗布装置３３によって塗布台３２上のセパレータ５１表面にシール剤３４が塗布される（Ｓ２０５）。

こうして塗布ステージ３におけるシール剤３４の塗布が完了すると、スカラロボット６はシール剤３４の塗布されたセパレータ５１を吸着して加熱ステージ４へと搬送する（Ｓ２０６）。

加熱ステージ４では、図４（ｃ）に示すように、搬送されたセパレータ５１を重ね合わせて加熱装置４１にセットし、上下の加熱盤で挟み込んでホットプレスすることによってシール剤３４を硬化させて２枚のセパレータ５１を接着する（Ｓ２０７）。

ここで、加熱装置４１の構成を図５に基づいて説明する。図５に示すように、加熱装置４１は、重ね合わされた２枚のセパレータ５１を浮かせて保持する浮かせ用テーパーガイド５２と、加熱時にセパレータ５１を下から固定する下治具プレート５３と、この下治具プレート５３の下から加熱する下加熱盤５４と、加熱時にセパレータ５１を上から固定する上治具プレート５５と、この上治具プレート５５の上から加熱する上加熱盤５６と、加熱時に浮かせ用テーパーガイド５２を押し広げるガイド開用テーパーガイド５７と、加熱時にセパレータ５１を押圧するホットプレス機５８とを備えて構成されている。

次に、このように構成された加熱装置４１の動作を図６（ａ）〜（ｄ）、及び図７に基づいて説明する。ここでは説明の便宜上、シール剤塗布済みのセパレータを５１ａ、塗布されていないセパレータを５１ｂとし、重ね合わされたセパレータを５１とする。

まず、図６（ａ）に示すようにスカラロボット６の吸着ハンド６ａによりシール剤塗布済みのセパレータ５１ａと塗布されていないセパレータ５１ｂとが搬送されてくると、図６（ｂ）に示すようにシール剤の塗布されたほうのセパレータ５１ａが下加熱盤５４上の浮かせ用テーパーガイド５２にセットされる。その直後に図６（ｃ）に示すように、もう１枚のセパレータ５１ｂがセットされて２枚のセパレータが重ね合わされる。

こうしてセパレータが加熱装置４１にセットされると、吸着ハンド６ａは加熱装置４１と干渉しない位置に退避する。そして、退避したことが確認されると、図７に示すように加熱装置４１の上加熱盤５６が下加熱盤５４の上方まで移動してきて、さらに図６（ｄ）に示すように、重ね合わされたセパレータ５１を上下からホットプレスする。

ここで、ホットプレス時におけるテーパーガイドの動きを図８に基づいて説明する。図８に示すように、加熱装置４１の上部が下降してくるのに伴って、上治具プレート５５の外周に設けられたガイド開用テーパーガイド５７が下降すると、このガイド開用テーパーガイド５７が浮かせ用テーパーガイド５２と噛み合って、スプリング６１によって付勢されていた浮かせ用テーパーガイド５２が横方向に押し広げられ、スライドピン６２の位置まで移動する。これによって、浮かせ用テーパーガイド５２に保持されていたセパレータ５１は下治具プレート５３上に落下するとともに、ここへ上治具プレート５５が下降してきて、上下の治具プレート５３、５５によってセパレータ５１が挟み込まれて、上下の加熱盤５４、５６によってホットプレスが行われる。

この後、ホットプレスが終了してセパレータ５１がスカラロボット６の吸着ハンド６ａによって取り出されると、浮かせ用テーパーガイド５２はスプリング６１の付勢力により元の位置に復帰する。

なお、図８ではテーパーガイドの噛み合わせによってセパレータ５１を落下させる構成を示しているが、図９に示すように、アクチュエータ７１が上治具プレート５５の下降に合わせて浮かせ用テーパーガイド７２を開くようにしてセパレータ５１を落下させるような構成としてもよい。

また、上述した浮かせ用テーパーガイド５２は、図１０の平面図に示すように、セパレータ５１の外周を６箇所で保持されている。ただし、浮かせ用テーパーガイド５２の個数や配置位置は、セパレータ５１を所定位置で保持することができれば本実施例に限定されない。

このように、本実施例の加熱装置４１では、下加熱盤５４上に浮かせた状態でセパレータを重ね合わせ、その後に上下の加熱盤５４、５６で挟み込んで加熱するようにしている。これは、下加熱盤５４によって加熱されている下治具プレート５３の上にシール剤の塗布されたセパレータを直接セットしてしまうと、もう１枚のセパレータを重ね合わせる前にシール剤の硬化が始まってしまうためである。

このような不具合を回避するには、予め外部ジグ上で上下の重ね治具の間に２枚のセパレータを重ね合わせてセットし、この一体となったものを加熱装置の上下の加熱盤の間にセットしてからホットプレスする必要がある。しかしながら、このようなやり方ではセパレータを重ね治具にセットする工程と、ホットプレスする工程とを別々に設置する必要があり、作業時間が長くなるだけではなく、シール剤を塗布してから加熱硬化されるまでに時間がかかるので、接着不良を起こす原因にもなる。さらに、重ね治具は加熱と冷却が繰り返されるので、寿命が短くなってしまうという問題点もあった。

これに対して、本実施例の加熱装置４１では浮かせ用テーパーガイド５２によって、加熱された下治具プレート５３から浮かせた状態で２枚のセパレータを重ね合わせた後、上加熱盤５６が下降してくるのと連動して上下の加熱盤でセパレータを挟み込んでホットプレスするので、治具プレート５３、５５にセパレータをセットした直後にホットプレスを行うことができ、作業時間を大幅に短縮することができる。また、治具プレート５３、５５は、作業中は常に加熱された状態になるので、加熱と冷却を繰り返すことがなくなり、寿命を長くすることができる。さらに、シール剤を塗布してからホットプレスにより加熱硬化されるまでの時間を短縮できるので、接着不良を起こすことなく、シール特性やシール品質の高い接着を実現することができる。

こうしてステップＳ２０７において２枚のセパレータの接着が完了すると、再びスカラロボット６の吸着ハンド６ａが接着されたセパレータ５１を吸着して回収ステージ５へと搬送する（Ｓ２０８）。

回収ステージ５では、図４（ｄ）に示すように、スカラロボット６によって接着されたセパレータ５１が投入時と平行に置かれ、作業者７によってセパレータ接着装置１から回収されて（Ｓ２０９）、本実施例のセパレータ接着装置１におけるセパレータの接着処理が終了する。

ここで、上述したシール剤塗布工程と加熱工程とを併行して同時に行う場合について図１１に基づいて説明する。図１１は、シール剤の加熱硬化とシール剤の塗布とを併行して行う工程を時系列的に表した説明図である。

図１１に示すように、一つ前に搬送したセパレータの加熱硬化を加熱ステージ４で行っている間に、次のセパレータを塗布ステージ３に搬送してシール剤の塗布を行う。このとき、一つ前のセパレータの加熱硬化と次のセパレータのシール剤塗布とがほぼ同時に終了するようにシール剤塗布を開始するタイミングを調整する。そして、一つ前のセパレータの加熱硬化と次のセパレータのシール剤塗布がほぼ同時に終了すると、一つ前のセパレータを回収ステージ５へ搬送した後に、次のセパレータを加熱ステージ４へ搬送する。この加熱ステージ４で加熱硬化を行っている間に、次のセパレータを投入ステージ２に搬送して位置決めを行い、さらに塗布ステージ３へ搬送する。

このように加熱工程の終了するタイミングとシール剤塗布工程の終了するタイミングとがほぼ同時になるようにシール剤塗布工程の開始するタイミングを調整することにより、連続してセパレータを接着することができ、作業時間を大幅に短縮することができる。また、シール剤の経時変化を少なくできるので、シール剤が塗布されたときの形状が維持された状態で加熱工程を実施することができ、シール特性やシール品質の高い接着を実現することができる。さらに、セパレータの搬送による無駄を省くことができる。

次に、本実施例のセパレータ接着装置１のメンテナンス時における作業を説明する。

通常、作業者は装置の外側で作業を行うが、作業中に発生した不具合の確認や点検、作業開始直後の状態を監視したい場合には装置内部のメンテナンス作業スペースに入り込んで作業を行う。このとき、本実施例のセパレータ接着装置１では、投入ステージ２と塗布ステージ３と回収ステージ５が平行に配置され、加熱ステージ４はその他のステージと直交するように配置されているので、図１２（ａ）に示すように、作業者は１つのメンテナンス作業スペース１２１ですべてのステージを監視することができる。

これに対して、加熱ステージ４を他のステージと平行に配置した場合には図１２（ｂ）に示すように、加熱ステージ４での作業を監視するためには、塗布ステージ３の前のメンテナンス作業スペース１２２から加熱ステージ４の前のメンテナンス作業スペース１２３へ作業者が移動しなければならず、メンテナンス作業スペースが２つ必要となってしまう。しかも、スカラロボット６と加熱装置４１が図中の×印の部分で干渉する恐れがある。これに対して、図１２（ａ）に示すように加熱ステージ４を他のステージと直交するように配置すると、スカラロボット６と加熱装置４１の干渉を回避することができる。

さらに、作業者が装置中央の作業スペースで作業する場合に、作業者がどの位置にいたとしてもスカラロボット６のアームを作業と支障のない位置に移動することができる。例えば、図１３に示すように、作業スペース１２４内において作業者７が加熱ステージ４の前で作業する場合にはスカラロボット６のアームを投入ステージ２と塗布ステージ３との間に向けておけばよい。また、図１４に示すように、作業スペース１２４内において作業者７が塗布ステージ３の前で作業する場合にはスカラロボット６のアームを加熱ステージ４のほうに向けておけばよい。

以上説明したように、本実施例のセパレータ接着装置１では、スカラロボット６の周囲に各ステージを配置し、スカラロボット６がセパレータを保持して回転軸を中心に回動することによって、各ステージにセパレータを搬送するようにしたので、無駄な搬送プロセスを無くすことができ、作業時間を短縮して生産性を向上させることが。また、セパレータの投入から回収までを連続して実施するので、ある工程で製造途中のセパレータが多くなったり、別の工程で製造途中のセパレータが少なくなる不具合をなくして、生産性を向上させることができる。加えて、シール剤の硬化によるシール特性及び内部応力状態の変化を少なくすることができるため、ガスリークやセパレータ破損等の発生を抑えて歩留まりを向上させることができる（請求項１、１３の効果）。

また、本実施例のセパレータ接着装置１では、加熱ステージ４におけるシール剤の加熱硬化が終了するタイミングと、塗布ステージ３におけるシール剤の塗布が終了するタイミングとがほぼ一致するようにセパレータを搬送するので、連続してセパレータを接着することができ、作業時間を大幅に短縮することができる。また、シール剤が塗布されたときの形状が維持された状態で加熱工程を実施することができるので、シール特性やシール品質の高い接着を実現することができる（請求項２、１４の効果）。

さらに、本実施例のセパレータ接着装置１では、塗布ステージ３におけるシール剤の塗布終了後、シール剤の形状が変化する前に加熱ステージ４においてセパレータを重ね合わせて加熱硬化させるので、シール特性やシール品質の高い接着を実現することができる（請求項３、１５の効果）。

また、本実施例のセパレータ接着装置１では、各ステージにおけるセパレータの配置方向を、投入ステージ２と塗布ステージ３と回収ステージ５を平行にし、加熱ステージ４が直交する方向にしたので、作業者は１つのメンテナンス作業スペース１２１ですべてのステージを監視することができる。また、スカラロボット６と加熱装置４１との干渉を回避することもできる（請求項４の効果）。

さらに、本実施例のセパレータ接着装置１では、塗布ステージ３に複数の塗布台３１、３２を設置したので、簡単なプログラム変更によってさまざまな生産変更に対して容易に対応することができる（請求項５の効果）。

また、本実施例のセパレータ接着装置１では、搬送手段としてスカラロボット６を使用しているため、高速に精度よくセパレータを搬送することができ、作業時間を短縮することができる（請求項６の効果）。

さらに、本実施例のセパレータ接着装置１では、スカラロボット６がスポンジで形成された吸着ハンドによってセパレータを吸着して搬送するので、セパレータの凹凸形状に関係なく吸着して保持することができる（請求項７の効果）。

また、本実施例のセパレータ接着装置１では、加熱装置４１が上下の加熱盤５４、５６を備えており、下加熱盤５４上に浮かせた状態でセパレータを重ね合わせ、重ね合わされたセパレータを上下の加熱盤５４、５６で挟み込んで加熱するようにしたので、治具プレート５３、５５にセットする工程とホットプレスする工程とをほぼ同時に行うことができ、作業時間を大幅に短縮することができる。また、治具プレート５３、５５は、作業中は常に加熱された状態になるので、加熱と冷却を繰り返すことがなくなり、寿命を長くすることができる。さらに、シール剤を塗布してから加熱硬化されるまでの時間を短縮できるので、接着不良を起こすことなく、シール特性やシール品質の高い接着を実現することができる（請求項８の効果）。

さらに、本実施例のセパレータ接着装置１では、加熱装置４１が、下加熱盤５４上に浮かせた状態でセパレータを保持する浮かせ用テーパーガイド５２と、上加熱盤５６の下降に伴って浮かせ用テーパーガイド５２と噛み合って浮かせ用テーパーガイド５２を押し広げるガイド開用テーパーガイド５７とを備えているので、簡単な構造で上加熱盤５６の下降に連動させて浮かせ用テーパーガイド５２を押し広げることができる。これによって、治具プレート５３、５５にセットする工程とホットプレスする工程とをほぼ同時に行うことができるので、作業時間を大幅に短縮することができる（請求項９の効果）
また、本実施例のセパレータ接着装置１では、加熱装置４１が、下加熱盤５４上に浮かせた状態でセパレータを保持し、上加熱盤５６の下降に伴ってアクチュエータ７１により広げられる浮かせ用テーパーガイド７２を備えているので、小型な設備によって上加熱盤５６の下降に連動して浮かせ用テーパーガイド７２を広げることができる。これによって、治具プレート５３、５５にセットする工程とホットプレスする工程とをほぼ同時に行うことができるようになり、作業時間を大幅に短縮することができる（請求項１０の効果）。

さらに、本実施例のセパレータ接着装置１では、投入ステージ２と回収ステージ５とを隣接して配置したので、作業者７の移動量を最小限にすることができる（請求項１１の効果）。

また、本実施例のセパレータ接着装置１では、回収ステージ５を構成する素材をアルミ素材にしたので、熱伝達性を向上させて短時間でセパレータの温度を下げることができ、これによって作業者７がセパレータを取り出すときに安全に取り出すことができる（請求項１２の効果）。

実施例１に係るセパレータ接着装置の構成を示す平面図である。 実施例１に係るセパレータ接着装置によるセパレータの接着処理を示すフローチャートである。 セパレータ接着装置の投入ステージに設置された位置決め機構の構成を示す図である。 （ａ）〜（ｄ）はセパレータ接着装置によるセパレータの接着処理の各工程を説明するための図である。 加熱ステージに設置された加熱装置の構成を示す図である。 （ａ）〜（ｄ）は加熱ステージに設置された加熱装置の動作を説明するための図である。 加熱ステージに設置された加熱装置の移動位置を説明するための図である。 加熱ステージに設置された加熱装置におけるテーパーガイドの構成を示す図である。 加熱ステージに設置された加熱装置におけるテーパーガイドの他の構成を示す図である。 加熱ステージに設置された加熱装置におけるテーパーガイドの配置を説明するための平面図である。 シール剤の加熱硬化とシール剤の塗布とを併行して行う工程を時系列的に表した説明図である。 （ａ）、（ｂ）はセパレータ接着装置における各ステージの配置を説明するための図である。 セパレータ接着装置におけるメンテナンス時の配置を説明するための図である。 セパレータ接着装置におけるメンテナンス時の配置を説明するための図である。

符号の説明

１…セパレータ接着装置
２…投入ステージ
３…塗布ステージ
４…加熱ステージ
５…回収ステージ
６…スカラロボット（搬送手段）
６ａ…吸着ハンド
７…作業者
２１…位置決め機構
２２…基準ピン
２４、２５…ガイド
３１、３２…塗布台
３３…塗布装置
３４…シール剤
４１…加熱装置
４２…レール
５１…セパレータ
５２、７２…浮かせ用テーパーガイド
５３…下治具プレート
５３…治具プレート
５４…下加熱盤
５５…上治具プレート
５６…上加熱盤
５７…ガイド開用テーパーガイド
５８…ホットプレス機
６１…スプリング
６２…スライドピン
７１…アクチュエータ
１２１、１２２、１２３…メンテナンス作業スペース

Claims (15)

1. ２枚のセパレータを接着するセパレータ接着装置であって、
   接着する２枚のセパレータを装置内に投入する投入ステージと、
   片方の前記セパレータ表面にシール剤を塗布する塗布ステージと、
   ２枚の前記セパレータを重ね合わせて前記シール剤を加熱硬化させる加熱ステージと、
   前記加熱ステージで接着されたセパレータを回収する回収ステージと、
   ２枚の前記セパレータを保持しながら回転軸を中心に回動して前記セパレータを前記各ステージに搬送する搬送手段と
   を備え、前記搬送手段を中心とする周囲に前記各ステージを配置したことを特徴とするセパレータ接着装置。
2. 前記搬送手段は、前記加熱ステージにおけるシール剤の加熱硬化が終了するタイミングと、前記塗布ステージにおけるシール剤の塗布が終了するタイミングとが略一致するように、前記加熱ステージと前記塗布ステージにセパレータを搬送することを特徴とする請求項１に記載のセパレータ接着装置。
3. 前記塗布ステージにおけるシール剤の塗布終了後、前記シール剤の形状が変化する前に前記加熱ステージにおいてセパレータを重ね合わせて加熱硬化させることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載のセパレータ接着装置。
4. 前記各ステージにおけるセパレータの配置方向は、前記投入ステージと前記塗布ステージと前記回収ステージが平行であり、前記加熱ステージが直交する方向であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のセパレータ接着装置。
5. 前記塗布ステージには複数の塗布台が設置されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のセパレータ接着装置。
6. 前記搬送手段は、スカラロボットであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のセパレータ接着装置。
7. 前記搬送手段は、スポンジで形成された吸着ハンドによってセパレータを吸着して搬送することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のセパレータ接着装置。
8. 前記加熱ステージには加熱装置が設置され、前記加熱装置は上下の加熱盤を備えており、前記下の加熱盤上に浮かせた状態で前記セパレータを重ね合わせ、その後に前記上下の加熱盤で挟み込んで加熱することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のセパレータ接着装置。
9. 前記加熱装置は、前記下の加熱盤上に浮かせた状態で前記セパレータを保持する浮かせ用テーパーガイドと、前記上の加熱盤が下降すると前記浮かせ用テーパーガイドと噛み合って前記浮かせ用テーパーガイドを押し広げて保持していたセパレータを解放するガイド開用テーパーガイドとを備えることを特徴とする請求項８に記載のセパレータ接着装置。
10. 前記加熱装置は、前記下の加熱盤上に浮かせた状態で前記セパレータを保持し、前記上の加熱盤が下降するとアクチュエータによって広げられて保持していたセパレータを解放する浮かせ用テーパーガイドを備えることを特徴とする請求項８に記載のセパレータ接着装置。
11. 前記投入ステージと前記回収ステージとは隣接して配置されていることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載のセパレータ接着装置。
12. 前記回収ステージを構成する素材は、アルミ素材であることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載のセパレータ接着装置。
13. ２枚のセパレータを接着するセパレータ接着方法であって、
    ２枚の前記セパレータを保持しながら回転軸を中心に回動してセパレータを搬送する搬送手段の周囲に、
    接着する２枚のセパレータを投入する投入ステージと、
    片方の前記セパレータ表面にシール剤を塗布する塗布ステージと、
    ２枚の前記セパレータを重ね合わせて前記シール剤を加熱硬化させる加熱ステージと、
    前記加熱ステージで接着されたセパレータを回収する回収ステージと
    を配置し、前記搬送手段によって前記セパレータを前記各ステージに搬送することを特徴とするセパレータ接着方法。
14. 前記加熱ステージにおけるシール剤の加熱硬化が終了するタイミングと、前記塗布ステージにおけるシール剤の塗布が終了するタイミングとが略一致するように、前記搬送手段が前記加熱ステージと前記塗布ステージにセパレータを搬送することを特徴とする請求項１３に記載のセパレータ接着方法。
15. 前記塗布ステージにおけるシール剤の塗布終了後、前記シール剤の形状が変化する前に前記加熱ステージにおいて前記セパレータを重ね合わせて加熱硬化させることを特徴とする請求項１３または１４のいずれかに記載のセパレータ接着方法。
    

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