JP2021038056A - 燃料電池用板状部材の積層装置 - Google Patents

Abstract

【課題】積層に要するサイクルタイムを短縮できる技術を提供する。
【解決手段】燃料電池用板状部材の積層装置は、板状部材が積層される基台と、基台の両側に設けられ、下部に位置する第１回転軸と、第１回転軸よりも鉛直上方に位置する第２回転軸とに掛け渡された一組の無端ベルトと、一組の無端ベルトの互いに対向する面が基台に向かって移動するように一組の無端ベルトを駆動する駆動機構と、一組の無端ベルトの外面に予め定められた間隔を置いて複数設けられ、板状部材の端部が支持される支持部と、一組の無端ベルトの間に位置する支持部に、板状部材を搬送する搬送部と、を備え、支持部は、無端ベルトに固定された固定部と、一組の無端ベルト間に位置する場合において固定部に接するように上側に設けられ固定部よりも基台側に突出し、無端ベルトに固定された軸を基点として上側に回転可能な可動部と、を有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、燃料電池用板状部材の積層装置に関する。

燃料電池スタックの製造において、複数の燃料電池セルを積層する方法として特許文献１に記載された技術が知られている。特許文献１に記載された燃料電池セルの積層装置は、燃料電池セルの上面をロボットによって吸着把持し、位置決め部材に当てながら積層させている。

特開２００７−２８７４３６号公報

上面を吸着把持して燃料電池セルを積層する場合、吸着把持する工程と、吸着把持した燃料電池セルを積層箇所に移動する工程と、位置決め工程と、燃料電池セルを積層箇所に積層する工程とを、一枚ずつ毎回行う必要があり、サイクルタイムが長期化する要因となる。そのため、積層に要するサイクルタイムを短縮できる技術が望まれていた。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。

本発明の一形態によれば、燃料電池用板状部材の積層装置が提供される。この積層装置は、前記板状部材が積層される基台と、前記基台の両側に設けられ、下部に位置する第１回転軸と、前記第１回転軸よりも鉛直上方に位置する第２回転軸とに掛け渡された一組の無端ベルトと、前記一組の無端ベルトの互いに対向する面が前記基台に向かって移動するように前記一組の無端ベルトを駆動する駆動機構と、前記一組の無端ベルトの外面に予め定められた間隔を置いて複数設けられ、前記板状部材の端部が支持される支持部と、前記一組の無端ベルトの間に位置する前記支持部に、前記板状部材を搬送する搬送部と、を備え、前記支持部は、前記無端ベルトに固定された固定部と、前記一組の無端ベルト間に位置する場合において前記固定部に接するように上側に設けられ前記固定部よりも前記基台側に突出し、前記無端ベルトに固定された軸を基点として上側に回転可能な可動部と、を有する。この形態の積層装置によれば、搬送部によって搬送された板状部材を、支持部が設けられた無端ベルトによって次々に積層できるので、積層に要するサイクルタイムを短縮できる。

なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、この形態の積層装置を用いた積層方法や、この積層装置で製造された燃料電池等の態様で実現することが可能である。

積層装置を上方向（＋ｚ軸方向）から見た図である。 積層装置を−ｘ軸方向から見た図である。 積層装置を＋ｙ軸方向から見た図である。 支持部の概略構成を示す説明図である。 積層処理の手順の一例を表すフローチャートである。

Ａ．第１実施形態：
図１、図２および図３は、本発明の一実施形態における積層装置１００の概略構成を示す説明図である。図１〜３には互いに直行するｘ軸、ｙ軸、ｚ軸を示している。ｘ軸は板状部材の幅方向に沿った方向であり、ｙ軸は板状部材の搬送方向であり、ｚ軸は板状部材の積層方向に沿った方向である。図１は積層装置１００を上方向（＋ｚ軸方向）から見た図であり、図２は、積層装置１００を−ｘ軸方向から見た図であり、図３は、積層装置１００を＋ｙ軸方向から見た図である。積層装置１００は、燃料電池用板状部材を積層する装置である。積層装置１００が積層する板状部材２００は、例えば、燃料電池単セルや、燃料電池単セルを構成するセパレータ、エンドプレート、インシュレータ（絶縁板）、ターミナルプレート（集電板）である。

積層装置１００は、基台１０と、一組の無端ベルト２０と駆動機構２５と支持部３０と、搬送部４０と、ストッパ部５０と、を備える。図示の便宜上、図１および図２において、無端ベルト２０と駆動機構２５との図示を省略している。

基台１０は、板状部材２００が積層される台座である。基台１０上において板状部材２００が積層される空間のことを「積層部」という。基台１０の端部には、一組の基準部１１が設けられている。基準部１１は、板状部材２００の周囲に設けられたくぼみに嵌まるように、基台１０から板状部材２００の積層方向（＋ｚ軸方向）に沿って延びる軸部材である。基準部１１は、板状部材２００が積層部において積層方向と異なる方向に移動することを抑制する。

無端ベルト２０は、基台１０の両側に設けられ、下部に位置する第１回転軸２１と、第１回転軸２１よりも鉛直上方（＋ｚ軸方向）に位置する第２回転軸２２とに掛け渡されている。本実施形態において、鉛直とは水平からの角度が９０±１０°の範囲に入っている場合が該当する。

駆動機構２５は、無端ベルト２０の互いに対向する面が基台１０に向かって移動するように無端ベルト２０を駆動する。より具体的には、駆動機構２５は、第１回転軸２１と第２回転軸２２とを回転させるモータを備え、無端ベルト２０の互いに対向する面が−ｚ軸方向に回転移動するよう無端ベルト２０を駆動する。

支持部３０は、無端ベルト２０の外面に予め定められた間隔を置いて複数設けられる。支持部３０は板状部材２００の端部を支持する。本実施形態において支持部３０は、板状部材２００を載置することで支持する。

搬送部４０は、一組の無端ベルト２０の間に位置する支持部３０に、板状部材２００を搬送する。搬送部４０は、例えば、ベルトコンベアである。本実施形態において、搬送部４０は、押し出し部４１を有する。押し出し部４１は、ベルトコンベア上の板状部材２００を支持部３０の上に押し出す。押し出し部４１は、例えば、搬送部４０の搬送方向（ｙ軸方向）に沿って、押し出し軸４２を基点として回転移動するように構成される。押し出し部４１は、＋ｙ軸方向に回転移動して板状部材２００の端部に接触して押し出し、−ｙ軸方向に回転移動して板状部材２００に接触しないように、元の位置に戻る。

ストッパ部５０は搬送部４０が板状部材２００を支持部３０に搬送して、押し出し部４１によって押し出した板状部材２００の投入の位置を安定させる。

図４は、支持部３０の概略構成を示す説明図である。支持部３０は、無端ベルト２０に固定された固定部３１と、可動部３２とを有する。可動部３２は、支持部３０が一組の無端ベルト２０間に位置する場合において固定部３１に接するように上側（＋ｚ軸方向側）に設けられ、固定部３１よりも基台１０側に突出し、無端ベルト２０に固定された軸３３を基点として上側に回転可能である。可動部３２の上面には、板状部材２００が嵌まるくぼみが設けられていてもよい。また、軸３３は、固定部３１に固定されていてもよい。つまり、軸３３は固定部３１を介して間接的に無端ベルト２０に固定されていてもよい。

支持部３０は、可動部３２の上に載置された板状部材２００を固定部３１によって支持しつつ無端ベルト２０によって下降し、基台１０や既に積層された板状部材２００の積層体に可動部３２の端部が触れることで、上方（＋ｚ軸方向）に跳ね上げられるように可動部３２が回転し、板状部材２００を基台１０や既に積層された板状部材２００に積層する。

図５は、積層処理の手順の一例を表すフローチャートである。積層処理は、積層装置１００が燃料電池用の板状部材２００を積層する処理である。この処理は、積層する板状部材２００の枚数分繰り返し行われる処理である。

まず、支持部３０は、ステップＳ１００において、搬送部４０によって搬送された板状部材２００を支持する。より具体的には、搬送部４０によって搬送された板状部材２００が押し出し部４１によって支持部３０の上に押し出される。本実施形態において、押し出し部４１によって押し出された板状部材２００は、ストッパ部５０に当たり、支持部３０上での位置が定められる。

次に、支持部３０は、ステップＳ１１０において、板状部材２００を水平状態に維持する。より具体的には、ステップＳ１００で搬送された板状部材２００の端部が可動部３２を介して固定部３１によって水平状態に維持される。

続いて、板状部材２００を支持する支持部３０は、ステップＳ１２０において、下降して板状部材２００を垂直搬送する。より具体的には、駆動機構２５によって無端ベルト２０が回転移動することで、支持部３０が−ｚ軸方向に移動して、板状部材２００を垂直搬送する。

最後に、支持部３０は、ステップＳ１３０において、板状部材２００を積層する。より具体的には、基台１０や既に積層された板状部材２００の積層体に可動部３２の端部が触れることで、可動部３２が回転し、板状部材２００を積層する。回転した可動部３２は、板状部材２００を積層した後、無端ベルト２０によって上方に運ばれ、再度、板状部材２００が載置されるまでに、水平となる位置に戻る。

以上で説明した本実施形態の積層装置１００によれば、搬送部４０が搬送した板状部材２００を、無端ベルト２０に設けられた支持部３０が支持し、無端ベルト２０の回転移動によって支持部３０が下降して板状部材２００を垂直搬送し、基台１０に積層する。そのため、板状部材２００の上面を吸着把持して積層する場合と比べて、積層工程の煩雑さを低減でき、高速に次々に板状部材２００の垂直搬送を行うことができるため、積層に要するサイクルタイムを短縮できる。また、支持部３０は、可動部３２の上に載置して板状部材２００を支持するため、板状部材２００の表面に触れずに積層することができる。また、支持部３０は、板状部材２００を水平状態に維持して搬送するため、板状部材２００に接着剤等を塗布する場合に、接着剤の塗布の精度の確保や、接着剤の垂れ防止ができる。

本発明は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態中の技術的特徴は、上述した課題を解決するために、あるいは上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜削除することが可能である。

１０…基台、１１…基準部、２０…無端ベルト、２１…第１回転軸、２２…第２回転軸、２５…駆動機構、３０…支持部、３１…固定部、３２…可動部、３３…軸、４０…搬送部、４１…押し出し部、４２…押し出し軸、５０…ストッパ部、１００…積層装置、２００…板状部材

Claims (1)

1. 燃料電池用板状部材の積層装置であって、
   前記板状部材が積層される基台と、
   前記基台の両側に設けられ、下部に位置する第１回転軸と、前記第１回転軸よりも鉛直上方に位置する第２回転軸とに掛け渡された一組の無端ベルトと、
   前記一組の無端ベルトの互いに対向する面が前記基台に向かって移動するように前記一組の無端ベルトを駆動する駆動機構と、
   前記一組の無端ベルトの外面に予め定められた間隔を置いて複数設けられ、前記板状部材の端部が支持される支持部と、
   前記一組の無端ベルトの間に位置する前記支持部に、前記板状部材を搬送する搬送部と、を備え、
   前記支持部は、
   前記無端ベルトに固定された固定部と、
   前記一組の無端ベルト間に位置する場合において前記固定部に接するように上側に設けられ前記固定部よりも前記基台側に突出し、前記無端ベルトに固定された軸を基点として上側に回転可能な可動部と、を有する、積層装置。

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