JP2021047998A - Housing device for plate-like members used in fuel cell - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料電池用板状部材の収容装置に関する。 The present invention relates to an accommodating device for a plate-shaped member for a fuel cell.
この種の燃料電池用板状部材の収容装置として、隣り合うセパレータ間の隙間に空気やガスなどの媒体を供給することでセパレータ間の隙間内の圧力を高めて、隣り合うセパレータ同士を引き剥がすものが開示されている(特許文献1参照)。この燃料電池用板状部材の収容装置により引き剥がされたセパレータは、1枚ずつ吸着されて搬送される。 As an accommodating device for a plate-shaped member for a fuel cell of this type, a medium such as air or gas is supplied to the gap between adjacent separators to increase the pressure in the gap between the separators, and the adjacent separators are peeled off from each other. Is disclosed (see Patent Document 1). The separators peeled off by the accommodating device for the fuel cell plate-shaped member are adsorbed and transported one by one.
この種の燃料電池用板状部材の収容装置に、積層されたセパレータや燃料電池セルなどの燃料電池用板状部材を収容すると、積層により燃料電池用板状部材同士が密着してしまう。その結果、図7に示すように、積層され、収容装置1に収容された燃料電池用板状部材Wを吸着ハンド2で吸着して取り出し、セル積層パレット3に積層する際に、例えば2枚が同時に取り出されてしまう2枚取りが発生し、1枚ずつ取り出すことができないことがあるという問題がある。
When a fuel cell plate-shaped member such as a laminated separator or a fuel cell is housed in this type of fuel cell plate-shaped member accommodating device, the fuel cell plate-shaped members are brought into close contact with each other due to the lamination. As a result, as shown in FIG. 7, when the fuel cell plate-shaped member W laminated and accommodated in the accommodating device 1 is adsorbed by the
燃料電池用板状部材同士の密着は、隣接する燃料電池セル同士やセパレータ同士の間に生ずる粘着力、いわゆるタック力の作用で発生する。ガスケットを備えた燃料電池セルでは、セル化の際の高温の環境下で、ガスケットから粘着成分が出てくる。この粘着成分がガスケットの表面に付着してタック力が発生し、さらに、セル化用の型に付着した粘着成分が濃度を濃くしてガスケットに再付着することにより、ガスケットのタック力がより大きくなることがある。 The adhesion between the fuel cell plate-shaped members is generated by the action of the adhesive force, that is, the so-called tack force, which is generated between the adjacent fuel cell cells and the separators. In a fuel cell cell equipped with a gasket, an adhesive component comes out from the gasket in a high temperature environment at the time of cell formation. This adhesive component adheres to the surface of the gasket to generate a tacking force, and further, the adhesive component adhering to the cell-forming mold increases the concentration and reattaches to the gasket, so that the tacking force of the gasket becomes larger. May become.
積層された燃料電池用板状部材は平積みされた状態で保管されるので、重力方向の下部の燃料電池用板状部材が上部の燃料電池用板状部材の自重で押し付けられる。例えば、最下部に位置する燃料電池用板状部材は、10kg程度の自重で押し付けられるのでタック力がより大きくなり、積層枚数が多いほど、積層された状態での保管期間が長いほど密着性が高まってしまう。 Since the stacked fuel cell plate-shaped members are stored in a flat stacking state, the lower fuel cell plate-shaped member in the direction of gravity is pressed by the weight of the upper fuel cell plate-shaped member. For example, the plate-shaped member for a fuel cell located at the bottom is pressed by its own weight of about 10 kg, so that the tacking force becomes larger, and the larger the number of laminated sheets and the longer the storage period in the laminated state, the better the adhesion. It will increase.
このような燃料電池用板状部材を1枚ずつ取り出すために、特許文献1に記載の燃料電池用板状部材の収容装置においては、セパレータ間の隙間に空気やガスなどの媒体を供給することで隙間内の圧力を高めてセパレータ同士を引き離しているが、次のような問題がある。即ち、特許文献1に記載の燃料電池用板状部材の収容装置においては、積層された燃料電池用板状部材に、空気やガスなどの媒体を供給しているので、高コスト化を招いてしまうという問題がある。 In order to take out such a fuel cell plate-shaped member one by one, in the fuel cell plate-shaped member accommodating device described in Patent Document 1, a medium such as air or gas is supplied to the gap between the separators. The pressure in the gap is increased to separate the separators from each other, but there are the following problems. That is, in the fuel cell plate-shaped member accommodating device described in Patent Document 1, a medium such as air or gas is supplied to the stacked fuel cell plate-shaped members, which leads to an increase in cost. There is a problem that it will end up.
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、高コスト化を招くことなく確実に1枚ずつ取り出すことができる燃料電池用板状部材の収容装置を提供することを課題とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide an accommodating device for a plate-shaped member for a fuel cell, which can be reliably taken out one by one without incurring an increase in cost. To do.
本発明に係る燃料電池用板状部材の収容装置は、複数枚の燃料電池用板状部材が上下に積層された状態で収容される収容装置であって、上から1枚目に積層された前記燃料電池用板状部材の一方端部と他方端部にそれぞれ対向する位置に配置された一対の第1の歯車と、上から2枚目に積層された前記燃料電池用板状部材の一方端部と他方端部にそれぞれ対向する位置に配置された一対の第2の歯車と、を備え、前記一対の第1の歯車は、前記第1の歯車の歯先同士の間の間隔が前記燃料電池用板状部材の一方端部と他方端部の厚さよりも大きく、1枚目に積層された前記燃料電池用板状部材の一方端部と他方端部が歯先同士の間に入り込んだ状態で前記燃料電池用板状部材の一方端部と他方端部を上方に向かって持ち上げる方向に回転され、前記一対の第2の歯車は、前記第2の歯車の歯先同士の間の間隔が前記燃料電池用板状部材の一方端部と他方端部の厚さよりも大きく、2枚目に積層された前記燃料電池用板状部材の一方端部と他方端部が歯先同士の間に入り込んだ状態で前記燃料電池用板状部材の一方端部と他方端部を下方に向かって押さえる方向に回転されることを特徴とする。 The fuel cell plate-shaped member accommodating device according to the present invention is an accommodating device in which a plurality of fuel cell plate-shaped members are stacked one above the other, and is laminated on the first sheet from the top. A pair of first gears arranged at positions facing one end and the other end of the fuel cell plate-shaped member, and one of the fuel cell plate-shaped members laminated on the second sheet from the top. A pair of second gears arranged at positions facing each other at one end and the other end are provided, and the pair of first gears have a distance between the tooth tips of the first gear. The thickness of one end and the other end of the fuel cell plate-shaped member is larger than the thickness of the one end and the other end, and one end and the other end of the fuel cell plate-shaped member laminated on the first sheet are inserted between the tooth tips. In this state, one end and the other end of the fuel cell plate-shaped member are rotated in an upward direction, and the pair of second gears are placed between the tooth tips of the second gear. The interval is larger than the thickness of one end and the other end of the fuel cell plate-shaped member, and one end and the other end of the second laminated fuel cell plate-shaped member are tooth tips. It is characterized in that it is rotated in a direction of pressing one end portion and the other end portion of the fuel cell plate-shaped member downward in a state of being inserted in the space.
本発明に係る燃料電池用板状部材の収容装置においては、複数枚の燃料電池用板状部材が上下に積層された状態で収容される収容装置であって、上から1枚目に積層された燃料電池用板状部材の一方端部と他方端部にそれぞれ対向する位置に配置された一対の第1の歯車と、上から2枚目に積層された燃料電池用板状部材の一方端部と他方端部にそれぞれ対向する位置に配置された一対の第2の歯車と、を備える。そして、一対の第1の歯車は、第1の歯車の歯先同士の間の間隔が燃料電池用板状部材の一方端部と他方端部の厚さよりも大きく、1枚目に積層された燃料電池用板状部材の一方端部と他方端部が歯先同士の間に入り込んだ状態で燃料電池用板状部材の一方端部と他方端部を上方に向かって持ち上げる方向に回転される。そして、一対の第2の歯車は、第2の歯車の歯先同士の間の間隔が燃料電池用板状部材の一方端部と他方端部の厚さよりも大きく、2枚目に積層された燃料電池用板状部材の一方端部と他方端部が歯先同士の間に入り込んだ状態で燃料電池用板状部材の一方端部と他方端部を下方に向かって押さえる方向に回転される。 The fuel cell plate-shaped member accommodating device according to the present invention is an accommodating device that accommodates a plurality of fuel cell plate-shaped members in a vertically stacked state, and is laminated on the first sheet from the top. A pair of first gears arranged at positions facing one end and the other end of the fuel cell plate-shaped member, and one end of the fuel cell plate-shaped member laminated on the second sheet from the top. A pair of second gears, which are arranged at positions facing each other at the portion and the other end portion, are provided. Then, the pair of first gears were laminated on the first sheet in which the distance between the tooth tips of the first gears was larger than the thickness of one end portion and the other end portion of the fuel cell plate-shaped member. With one end and the other end of the fuel cell plate-shaped member inserted between the tooth tips, the fuel cell plate-shaped member is rotated in the direction of lifting one end and the other end upward. .. Then, the pair of second gears were laminated on the second sheet in which the distance between the tooth tips of the second gears was larger than the thickness of one end portion and the other end portion of the fuel cell plate-shaped member. With one end and the other end of the fuel cell plate-shaped member inserted between the tooth tips, the fuel cell plate-shaped member is rotated in a direction of pressing one end and the other end downward. ..
この構成によれば、一対の第1の歯車の回転により、1枚目の燃料電池用板状部材の一方端部と他方端部には、積層方向の上方に移動させる力、即ち積層方向の上方に持ち上げられる力が作用する。 According to this configuration, due to the rotation of the pair of first gears, one end and the other end of the plate-shaped member for the fuel cell of the first fuel cell have a force to move upward in the stacking direction, that is, in the stacking direction. A force that lifts upward acts.
そして、一対の第2の歯車の回転により、2枚目の燃料電池用板状部材の一方端部と他方端部には、積層方向の下方に押さえ付ける力が作用する。その結果、上から1枚目に積層された燃料電池用板状部材は、上から2枚目に積層された燃料電池用板状部材から引き剥がされる。 Then, due to the rotation of the pair of second gears, a force for pressing downward in the stacking direction acts on one end portion and the other end portion of the second fuel cell plate-shaped member. As a result, the fuel cell plate-shaped member laminated on the first sheet from the top is peeled off from the fuel cell plate-shaped member laminated on the second sheet from the top.
本発明によれば、高コスト化を招くことなく、確実に1枚ずつ取り出すことができる燃料電池用板状部材の収容装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an accommodating device for a plate-shaped member for a fuel cell, which can be reliably taken out one by one without increasing the cost.
本発明に係る燃料電池用板状部材の収容装置を適用した実施形態に係る燃料電池用板状部材(以下、セルという。)10の収容装置20について図面を参照して説明する。まず、セル10の構成について簡単に説明する。
The
セル10は、燃料電池セルで構成されている。セル10は、図1に示すように、膜電極ガス拡散層接合体11と、カソード側セパレータ12と、アノード側セパレータ13と、シール部材14と、ガスケット15とにより構成されている。セル10は、複数枚が積層されて図示しない燃料電池スタックを構成する。
The
なお、セル10は、カソード側セパレータ12またはアノード側セパレータ13の何れであってもよい。複数のセル10は、板厚方向に積層され、積層方向が重力方向になるように収容装置20に収容される。
The
膜電極ガス拡散層接合体11は、図示しない膜電極接合体とカソード側ガス拡散層およびアノード側ガス拡散層とにより構成されている。膜電極接合体は、電解質膜と、カソード側触媒層と、アノード側触媒層との接合体で構成されている。カソード側ガス拡散層およびアノード側ガス拡散層は、ガス透過性および導電性を有する炭素繊維や黒鉛繊維などの多孔質の繊維基材で構成されている。 The membrane electrode gas diffusion layer assembly 11 is composed of a membrane electrode assembly (not shown), a cathode side gas diffusion layer, and an anode side gas diffusion layer. The membrane electrode assembly is composed of an electrolyte membrane, a cathode side catalyst layer, and an anode side catalyst layer. The cathode side gas diffusion layer and the anode side gas diffusion layer are composed of a porous fiber base material such as carbon fiber or graphite fiber having gas permeability and conductivity.
カソード側セパレータ12は、鉄鋼板、ステンレス鋼板およびアルミニウム板などの金属板で形成されている。カソード側セパレータ12は、カソード側ガス拡散層およびシール部材14の接着領域に接着されており、カソード側ガス拡散層の表面に沿って酸化剤ガスとしての空気を流す酸化剤ガス流路が形成されている。
The
アノード側セパレータ13は、カソード側セパレータ12と同様、鉄鋼板、ステンレス鋼板およびアルミニウム板などの金属板で形成されている。アノード側セパレータ13は、アノード側ガス拡散層およびシール部材14の接着領域に接合されており、アノード側ガス拡散層の表面に沿って燃料ガスとしての水素を流す燃料ガス流路が形成されている。
Like the
シール部材14は、合成樹脂で枠状に形成されたコア材と、コア材の表面および裏面に形成された各接着層を有する3層構造で構成されており、カソード側セパレータ12およびアノード側セパレータ13を接着するとともに、膜電極接合体を構成する電解質膜と接合されている。
The sealing
ガスケット15は、ゴムや熱可塑性エラストマーなどの弾性を有する材料で形成されており、複数枚のセル10を積層した際に、隣接する他のセル10の表面に当接し、二つのセル10の間を封止するように構成されている。
The
ガスケット15は、セル10を複数積層して燃料電池スタックを製造する際に、隣接するセル10同士が密着して、且つ、温度変化などの環境変化でセル10が膨張、収縮するのに追従して、隣接するセル10と離れないようにする密着性を有している。ガスケット15が密着性を有することにより、燃料ガス、酸化剤ガスや冷却媒体の各流路からの漏洩が阻止される。
When a plurality of
次いで、本実施形態に係るセル10の収容装置20の構成について、図面を参照して説明する。
Next, the configuration of the
収容装置20は、図2(a)、図2(b)および図3に示すように、収容部21と、一対の第1の歯車22と、一対の第2の歯車23と、センサ24と、持上機構25と、図示しない制御部とを備えており、積層されたセル10の上から1枚目を、1枚目に隣接する2枚目から引き剥がすように構成されている。引き剥がされた1枚目は、図示しない搬送装置の吸着ハンドにより把持され、所定の場所へ搬送される。または、引き剥がされた1枚目を搬送装置の代わりに作業者が把持して所定の場所へ搬送してもよい。
As shown in FIGS. 2 (a), 2 (b) and 3, the
収容部21は、基盤31と、側板32、33とを有しており、上下に積層されたセル10を、内部に収容できるように構成されている。収容部21には、積層されたセル10が、その積層方向が重力方向になるように基盤31上に載置されて収容される。
The
基盤31は、セルマガジンなどのセル10を搭載可能な部材で構成されている。基盤31の中央部には、重力方向に貫通する貫通孔31aが設けられている。そして、貫通孔31aには、持上機構25が挿入されて上下方向に移動可能に配置されている。基盤31は、取付部31b、31cを有しており、取付部31bには、側板32が取り付けられ、取付部31cには、側板33が取り付けられている。
The
一対の第1の歯車22は、セルの一方側に配置される一方側第1歯車41と、セルの他方側に配置される他方側第1歯車42とにより構成されており、これらは何れも合成樹脂で形成されている。一方側第1歯車41と他方側第1歯車42を合成樹脂によって形成することにより、一対の第1の歯車22によってセル10の両端部に力が作用する際に、セル10の変形や金属異物が発生することが防止される。一対の第1の歯車22は、図2(a)に示すように、積層されたセル10の両端部に対向して二対が配置されている。なお、一対の第1の歯車22は、二対以外、例えば一対のみが配置されてもよく、三対以上の複数対が配置されていてもよい。
The pair of
一方側第1歯車41は、図4に示すように、歯先41t同士の間隔Lが、セル10の厚さtよりも大きく形成されている。即ち、L>tの関係になるように、一方側第1歯車41の歯先41t同士の間隔Lが形成されている。一方側第1歯車41の歯形は、特に限定されず、公知の任意の歯形で構成されている。
As shown in FIG. 4, the
一方側第1歯車41は、図2(a)に示すように、積層されたセル10の上から1枚目に積層されたセル10の所定方向、即ち、長手方向の一方側の端部10tに対向して2個が配置されている。
As shown in FIG. 2A, the one-side
一方側第1歯車41は、図示しない支持部材に支持されたモータなどの駆動機構を有しており、駆動機構により図2(a)に示す矢印c方向から見て、図2(b)および図4に示すように時計回り方向に回転するように構成されている。
The
また、一方側第1歯車41およびセル10は、図4に示すように、その歯先41t同士が間隔Lで対向する空間内にセル10の長手方向の一方側の端部10tの一部が入り込んで互いに接触するように構成されている。
Further, as shown in FIG. 4, the
具体的には、セル10の一方側の端部10tの一部であるシール部材14の3層構造の部分と、一方側第1歯車41の歯先41t同士の対向面41sとが接触する。シール部材14の3層構造の部分で一方側第1歯車41の歯先41t同士の対向面41sと接触することにより、セル10の変形が防止される。一方側第1歯車41は、1枚目に積層されたセル10の一方端部が歯先41t同士の間に入り込んだ状態でセル10の一方端部を上方に向かって持ち上げる方向に回転される。
Specifically, the portion of the three-layer structure of the
他方側第1歯車42は、一方側第1歯車41と同様、歯先同士の間隔Lが、セル10の厚さtよりも大きく形成されている。即ち、L>tの関係になるように、他方側第1歯車42の歯先同士の間隔Lが形成されている。他方側第1歯車42の歯形も、特に限定されず、公知の任意の歯形で構成されている。
Similar to the one-sided
他方側第1歯車42は、図2(a)に示すように、積層されたセル10の上から2枚目に積層されたセル10の長手方向の他方側の端部10tに対向して2個が配置されている。
As shown in FIG. 2A, the other side
他方側第1歯車42は、一方側第1歯車41と同様、図示しない支持部材に支持されたモータなどの駆動機構を有しており、駆動機構により図2(a)に示す矢印c方向から見て、図2(b)に示すように反時計回り方向に回転するように構成されている。
Like the one-sided
他方側第1歯車42およびセル10は、一方側第1歯車41と同様、その歯先同士が間隔Lで対向する空間内にセル10の長手方向の他方側の端部10tの一部が入り込んで互いに接触するように構成されている。
Similar to the one-sided
他方側第1歯車42は、一方側第1歯車41と同様、セル10の他方側の端部10tの一部であるシール部材14の3層構造の部分と、他方側第1歯車42の歯先同士の対向面とが接触する。シール部材14の3層構造の部分で他方側第1歯車42の歯先同士の対向面と接触することにより、セル10の変形が防止される。他方側第1歯車42は、1枚目に積層されたセル10の他方端部が歯先同士の間に入り込んだ状態でセル10の他方端部を上方に向かって持ち上げる方向に回転される。
Like the one-sided
一対の第2の歯車23は、一方側第2歯車51と、他方側第2歯車52とにより構成されており、一方側第1歯車41と同様、合成樹脂で形成されている。合成樹脂で形成されることにより、第2の歯車23によりセル10の両端部に力が作用する際に、セル10の変形や金属異物が発生することが防止される。一対の第2の歯車23は、図2(a)に示すように、積層されたセル10の両端部に対向して一対が配置されている。なお、一対の第2の歯車23は、一対以外、例えば二以上の複数対が配置されていてもよい。
The pair of
一方側第2歯車51は、一方側第1歯車41と同様、歯先同士の間隔Lが、セル10の厚さtよりも大きく形成されている。即ち、L>tの関係になるように、一方側第2歯車51の歯先同士の間隔Lが形成されている。一方側第2歯車51の歯形も、特に限定されず、公知の任意の歯形で構成されている。
Similar to the one-sided
一方側第2歯車51は、図2(a)に示すように、積層されたセル10の上から2枚目に積層されたセル10の所定方向、即ち、長手方向の一方側の端部10tに対向して1個が配置されている。
As shown in FIG. 2A, the one-side
一方側第2歯車51は、図示しない支持部材に支持されたモータなどの駆動機構を有しており、駆動機構により図2(a)に示す矢印c方向から見て、図3に示すように反時計回り方向に回転するように構成されている。
The one-side
また、一方側第2歯車51およびセル10は、一方側第1歯車41と同様、その歯先同士が間隔Lで対向する空間内にセル10の長手方向の一方側の端部10tの一部が入り込んで互いに接触するように構成されている。
Further, the one-sided
一方側第2歯車51は、一方側第1歯車41と同様、セル10の一方側の端部10tの一部であるシール部材14の3層構造の部分と、一方側第2歯車51の歯先同士の対向面とが接触する。シール部材14の3層構造の部分で一方側第2歯車51の歯先同士の対向面と接触することにより、セル10の変形が防止される。一方側第2歯車51は、2枚目に積層されたセル10の一方端部が歯先同士の間に入り込んだ状態でセル10の一方端部を下方に向かって押さえる方向に回転される。
Like the one-sided
他方側第2歯車52は、一方側第2歯車51と同様、歯先同士の間隔Lが、セル10の厚さtよりも大きく形成されている。即ち、L>tの関係になるように、他方側第2歯車52の歯先同士の間隔Lが形成されている。他方側第2歯車52の歯形も、特に限定されず、公知の任意の歯形で構成されている。
Like the one-sided
他方側第2歯車52は、図2(a)に示すように、積層されたセル10の上から2枚目に積層されたセル10の長手方向の他方側の端部10tに対向して1個が配置されている。
As shown in FIG. 2A, the
他方側第2歯車52は、一方側第1歯車41と同様、図示しない支持部材に支持されたモータなどの駆動機構を有しており、駆動機構により図2(a)に示す矢印c方向から見て、図3に示すように時計回り方向に回転するように構成されている。
Like the one-sided
他方側第2歯車52およびセル10は、一方側第1歯車41と同様、その歯先同士が間隔Lで対向する空間内にセル10の長手方向の他方側の端部10tの一部が入り込んで互いに接触するように構成されている。
Similar to the one-sided
他方側第2歯車52は、一方側第1歯車41と同様、セル10の他方側の端部10tの一部であるシール部材14の3層構造の部分と、他方側第2歯車52の歯先同士の対向面とが接触する。シール部材14の3層構造の部分で他方側第2歯車52の歯先同士の対向面と接触することにより、セル10の変形が防止される。他方側第2歯車52は、2枚目に積層されたセル10の他方端部が歯先同士の間に入り込んだ状態でセル10の他方端部を下方に向かって押さえる方向に回転される。
Like the one-sided
なお、一対の第1の歯車22および一対の第2の歯車23が、セル10の長手方向の両端部に対向して配置される構造で説明したが、他の構造で構成するようにしてもよい。例えば、一対の第1の歯車22および一対の第2の歯車23が、セル10の短手方向の両端部に対向して配置される構造で構成するようにしてもよい。
Although the structure in which the pair of
センサ24は、図2(b)に示す収容部21の重力方向の上方に位置する図示しない静止部材に取り付けられており、積層されたセル10の最も上に位置する1枚目の表面の位置を検出する公知のセンサからなる。センサとしては、例えば、レーザ変位計が挙げられる。
The
レーザ変位計は、三次元の反射型センサで、いわゆる白色干渉方式により構成されており、レーザ変位計から照射されたレーザ光の反射光を受光レンズにより集約し、受光素子へ結像させることで1枚目のセル10の表面の位置を検出するように構成されている。レーザ変位計は、検出した1枚目のセル10の表面位置のデータ信号を、接続されている制御部に送信するように構成されている。
The laser displacement meter is a three-dimensional reflection type sensor, which is configured by a so-called white interference method. By collecting the reflected light of the laser light emitted from the laser displacement meter by a light receiving lens and forming an image on the light receiving element. It is configured to detect the position of the surface of the
持上機構25は、サーボモータ、油圧、エアシリンダによる空圧などの駆動部を備えており、積層されたセル10を駆動部により、積層方向、即ち、重力方向の上方に向かって持ち上げるとともに、下降可能に構成されている。持上機構25は、制御部に接続されており、制御部により動作が制御されるように構成されている。
The
制御部は、演算処理を行う中央処理装置および制御プログラムを格納したメモリを備えており、一対の第1の歯車22、一対の第2の歯車23、センサ24および持上機構25の各動作をそれぞれ制御するように構成されている。
The control unit includes a central processing unit that performs arithmetic processing and a memory that stores a control program, and performs each operation of a pair of
制御部は、一対の第1の歯車22が、上から1枚目のセル10の端部10tと対向して位置するよう、センサ24から送信された1枚目のセル10の表面の位置のデータの信号に基づいて、持上機構25により積層されたセル10を持ち上げるように制御する。これにより、一対の第1の歯車22が上から1枚目のセル10の両端部10tと対向し、一対の第2の歯車23が上から2枚目のセル10の両端部10tと対向して位置するように調整される。
The control unit is located at the position of the surface of the
以上のように構成された実施形態に係るセル10の収容装置20の動作について図面を参照して説明する。なお、一対の第1の歯車22および一対の第2の歯車23は、同様に動作するので、説明の便宜上、主に図2(a)に示す一対の第1の歯車22のA−Aで切断したA−A断面の図を参照して説明する。
The operation of the
収容装置20においては、図5(a)に示すように、収容部21内に、積層されたセル10が収容されていない状態で、持上機構25は、基盤31の貫通孔31a内に位置している。次いで、図5(b)に示すように、図示しない搬送装置または作業者により積層されたセル10が基盤31の上に載置されることで収容部21に収容される。
In the
積層されたセル10が収容部21に収容されると、図5(b)に示すように、制御部によりセンサ24の動作が開始され、積層されたセル10の上から1枚目の表面位置が検出され、検出された表面位置のデータ信号が制御部に送信される。
When the
制御部は、送信されたデータ信号に基づいて、持上機構25の積層されたセル10に対する持上動作を制御し、図6(a)に示すように、上から1枚目のセル10の各端部10t、即ち両端部が、一対の第1の歯車22に対向する位置になるよう調整する。本実施形態では、上から1枚目のセル10の両端部が、一対の第1の歯車22の回転中心と同じ高さ位置に配置されるように調整される。
The control unit controls the lifting operation of the
持上機構25により複数の積層されたセル10が持ち上げられて、上から1枚目のセル10の両端部が一対の第1の歯車22に対向する高さ位置に配置されると、図3に示すように上から2枚目のセル10の両端部が一対の第2の歯車23に対向する高さ位置に配置されることになる。本実施形態では、上から2枚目のセル10の両端部が、一対の第2の歯車23の回転中心と同じ高さ位置に配置されることになる。
When a plurality of
上から1枚目のセル10の両端部が一対の第1の歯車22に対向する高さ位置に配置されたか否かがセンサ24により監視され、センサ24から送信されたデータ信号による制御部の持上機構25へのフィードバック制御が行われる。
The
制御部により上から1枚目のセル10の両端部が一対の第1の歯車22に対向する高さ位置に配置されていることが確認されると、図6(a)に示すように、制御部により、一対の第1の歯車22の一方側第1歯車41が、図2(a)に示す矢印c方向から見て時計回りに回転され、他方側第1歯車42が反時計回りに回転される。同時に、図3に示すように、一対の第2の歯車23の一方側第2歯車51が、図2(a)に示す矢印c方向から見て反時計回りに回転され、他方側第2歯車52が時計回りに回転される。
When it is confirmed by the control unit that both ends of the
一対の第1の歯車22の回転により、上から1枚目のセル10の両端部には、モーメント(N・m)、即ち、重力方向の上方へ移動させる力が作用し、セル10の両端部が上方に持ち上げられる。
Due to the rotation of the pair of
同時に、一対の第2の歯車23の回転により、上から2枚目のセル10の両端部には、1枚目のセル10の両端部に作用するモーメントと反対方向のモーメント、即ち、重力方向の下方へ向かう力が作用し、セル10の両端部が重力方向の下方に押さえ付けられる。その結果。上から1枚目のセル10は、上から2枚目のセル10から引き剥がされる。
At the same time, due to the rotation of the pair of
上から1枚目のセル10が、上から2枚目のセル10から引き剥がされると、制御部により、一対の第1の歯車22および一対の第2の歯車23の回転が停止し、上から1枚目のセル10は、搬送可能な状態となる。なお、セル10の両端部に作用するモーメントは、セル10を弾性変形の限度内で変形させる程度の大きさであり、セル10に対して過度な影響を及ぼすことはない。
When the
引き剥がされた上から1枚目のセル10が搬送されると、再度、センサ24から送信されたデータ信号による制御部の持上機構25へのフィードバック制御が行われる。そして、上から1枚目のセル10の両端部が、一対の第1の歯車22に対向する高さ位置に配置されたことが確認されると、図6(a)に示すように、制御部により、一対の第1の歯車22および一対の第2の歯車23の回転が開始される。
When the
一対の第1の歯車22および一対の第2の歯車23の回転が開始されると、上から1枚目のセル10は、上から2枚目のセル10から引き剥がされる。そして、制御部により、一対の第1の歯車22および一対の第2の歯車23の回転が停止し、搬送可能な状態となる。このような一対の第1の歯車22および一対の第2の歯車23の回転動作および持上機構25の持上動作が繰り返し行われる。
When the pair of
積層されたセル10の最下位のセル10から、その上に位置する1枚目のセル10が引き剥がされ、それぞれのセル10の搬送が完了すると、制御部により、持上機構25が下降し、収容部21の基盤31の貫通孔31a内に位置し、セル10の収容装置20の動作が終了する。
When the
以下、本実施形態に係るセル10の収容装置20の効果について説明する。
Hereinafter, the effect of the
本実施形態に係るセル10の収容装置20は、上から1枚目に積層されたセル10の両端部10tにそれぞれ対向する位置に配置された一対の第1の歯車22と、上から2枚目に積層されたセル10の両端部10tにそれぞれ対向する位置に配置された一対の第2の歯車23とを備える。そして、一対の第1の歯車22は、歯先同士の間の間隔がセル10の両端部10tの厚さよりも大きく、1枚目に積層されたセル10の両端部10tが歯先同士の間に入り込んだ状態でセル10の両端部10tを上方に向かって持ち上げる方向に回転される。そして、一対の第2の歯車23は、歯先同士の間の間隔がセル10の両端部10tの厚さよりも大きく、2枚目に積層されたセル10の両端部が歯先同士の間に入り込んだ状態でセル10の両端部10tを下方に向かって押さえる方向に回転される構成を有する。
The
この構成により、上から1枚目に積層されたセル10の両端部には、一対の第1の歯車22により、積層方向の上方に持ち上げられる方向にモーメントが作用する。そして、上から2枚目に積層されたセル10の両端部には、一対の第2の歯車23により、積層方向の下方に押さえ付けられる方向にモーメントが作用する。その結果、上から1枚目に積層されたセル10は、上から2枚目に積層されたセル10から引き剥がされるという効果が得られる。したがって、上から1枚目に積層されたセル10は、作業者や搬送装置によって搬送される際に、確実に1枚ずつ取り出されて搬送されるという効果が得られる。
With this configuration, a moment acts on both ends of the first
また、本実施形態に係るセル10の収容装置20においては、センサ24から送信されたデータ信号による制御部の持上機構25へのフィードバック制御が行われる。その結果、制御部により、高い精度で速やかに、上から1枚目のセル10の両端部を一対の第1の歯車22に対向する高さ位置に配置させるとともに、上から2枚目のセル10の両端部を一対の第2の歯車23に対向する高さ位置に配置させることができるという効果が得られる。
Further, in the
また、本実施形態に係るセル10の収容装置20は、従来の収容装置における問題を解消することができるという効果が得られる。即ち、従来の収容装置は、搬送装置の吸着ハンドにより、セルが吸着された際に、積層されたセルの1枚目に2枚目のセルが付着して搬送され、燃料電池スタックの積層枚数が多くなるという問題や、1枚目のセルに付着して搬送される途中で2枚目のセルが落下してしまい、セルが変形するなどの不具合が発生するという問題もあった。
Further, the
本実施形態に係るセル10の収容装置20においては、収容装置20により、積層された上から1枚目のセルが上から2枚目のセルから引き剥がされるので、搬送装置の吸着ハンドにより2枚同時に搬送することもなく、セル10が搬送途中で落下することもなく、セル10の変形不良が低減され、燃料電池スタックにおける積層枚数に対する積層カウントミスが低減され、セル10の落下に起因する設備停止時間が低減されるという効果が得られる。
In the
なお、従来の燃料電池用板状部材の収容装置においては、セル間の隙間に空気やガスなどの媒体を供給することで隙間内の圧力を高めてセル同士を引き剥がしていた。従来の燃料電池用板状部材の収容装置は、積層された燃料電池用板状部材に、空気やガスなどの媒体を供給しているので、高コスト化を招いてしまうという問題があった。本実施形態に係るセル10の収容装置20は、このような空気やガスなどの媒体を供給することなく、セル同士を引き離すことができるので、従来の高コスト化を招いてしまうという問題を解消することができるという効果が得られる。
In the conventional accommodating device for the plate-shaped member for a fuel cell, the pressure in the gap is increased by supplying a medium such as air or gas to the gap between the cells, and the cells are peeled off from each other. The conventional accommodating device for the plate-shaped member for a fuel cell supplies a medium such as air or gas to the laminated plate-shaped member for the fuel cell, so that there is a problem that the cost is increased. Since the
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various designs are designed without departing from the spirit of the present invention described in the claims. You can make changes.
10・・・セル(燃料電池用板状部材)、10t・・・端部、11・・・膜電極ガス拡散層接合体、12・・・カソード側セパレータ(燃料電池用板状部材)、13・・・アノード側セパレータ(燃料電池用板状部材)、14・・・シール部材、15・・・ガスケット、20・・・収容装置、21・・・収容部、22・・・一対の第1の歯車、23・・・一対の第2の歯車、24・・・センサ、25・・・持上機構、31・・・基盤、31a・・・貫通孔、31b,31c・・・取付部、32,33・・・側板、41・・・一方側第1歯車、41s・・・対向面、41t・・・歯先、42・・・他方側第1歯車、51・・・一方側第2歯車、52・・・他方側第2歯車、L・・・歯先同士の間隔、t・・・セルの厚さ(燃料電池用板状部材の厚さ) 10 ... Cell (fuel cell plate-shaped member), 10t ... end, 11 ... membrane electrode gas diffusion layer joint, 12 ... cathode side separator (fuel cell plate-shaped member), 13 ... Anode side separator (plate-shaped member for fuel cell), 14 ... Seal member, 15 ... Gasket, 20 ... Containment device, 21 ... Containment part, 22 ... Pair of first Gear, 23 ... A pair of second gears, 24 ... Sensor, 25 ... Lifting mechanism, 31 ... Base, 31a ... Through hole, 31b, 31c ... Mounting part, 32, 33 ... side plate, 41 ... one side first gear, 41s ... facing surface, 41t ... tooth tip, 42 ... other side first gear, 51 ... one side second Gear, 52 ... Second gear on the other side, L ... Spacing between tooth tips, t ... Cell thickness (thickness of fuel cell plate-shaped member)
Claims (1)
上から1枚目に積層された前記燃料電池用板状部材の一方端部と他方端部にそれぞれ対向する位置に配置された一対の第1の歯車と、上から2枚目に積層された前記燃料電池用板状部材の一方端部と他方端部にそれぞれ対向する位置に配置された一対の第2の歯車と、を備え、
前記一対の第1の歯車は、前記第1の歯車の歯先同士の間の間隔が前記燃料電池用板状部材の一方端部と他方端部の厚さよりも大きく、1枚目に積層された前記燃料電池用板状部材の一方端部と他方端部が歯先同士の間に入り込んだ状態で前記燃料電池用板状部材の一方端部と他方端部を上方に向かって持ち上げる方向に回転され、
前記一対の第2の歯車は、前記第2の歯車の歯先同士の間の間隔が前記燃料電池用板状部材の一方端部と他方端部の厚さよりも大きく、2枚目に積層された前記燃料電池用板状部材の一方端部と他方端部が歯先同士の間に入り込んだ状態で前記燃料電池用板状部材の一方端部と他方端部を下方に向かって押さえる方向に回転されることを特徴とする燃料電池用板状部材の収容装置。 A storage device in which a plurality of plate-shaped members for a fuel cell are stacked one above the other.
A pair of first gears arranged at positions facing one end and the other end of the fuel cell plate-shaped member laminated on the first sheet from the top, and laminated on the second sheet from the top. A pair of second gears arranged at positions facing each other of one end and the other end of the fuel cell plate-shaped member are provided.
The pair of first gears are laminated on the first sheet in which the distance between the tooth tips of the first gears is larger than the thickness of one end portion and the other end portion of the fuel cell plate-shaped member. In a state where one end and the other end of the fuel cell plate-shaped member are inserted between the tooth tips, the one end and the other end of the fuel cell plate-shaped member are lifted upward. Rotated,
The pair of second gears are laminated on the second sheet in which the distance between the tooth tips of the second gears is larger than the thickness of one end portion and the other end portion of the fuel cell plate-shaped member. In a direction in which one end and the other end of the fuel cell plate-shaped member are pressed downward while the one end and the other end of the fuel cell plate-shaped member are inserted between the tooth tips. A storage device for a plate-shaped member for a fuel cell, which is characterized by being rotated.
Priority Applications (1)
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JP2019168106A JP2021047998A (en) | 2019-09-17 | 2019-09-17 | Housing device for plate-like members used in fuel cell |
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