JP2021059374A - 搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ワークを吸着して搬送する搬送装置の大型化を抑制可能な技術を提供する。【解決手段】搬送装置は、ワークを吸引するための吸引口が形成されている載置面を有する搬送パレットと、搬送パレットにガスを供給し、搬送パレットから排出されるガスを受け入れ、搬送パレットを搬送可能に支持する架台と、を備える。搬送パレットは、搬送方向の交差方向に沿ったガスの流路を形成してエゼクタを構成するガス流路部材であってガスの導入部と噴射部とを有するガス流路部材と、噴射部の周囲と吸引口とを連通させる負圧流路と、負圧流路に設けられ、噴射部の周囲から吸引口に向かう気流を抑制する逆止弁と、噴射部と連通して噴射部から噴射されたガスを排出するガス排出部と、をさらに有する。【選択図】図５

Description

本開示は、ワークを搬送する搬送装置に関する。

ワークを搬送する搬送装置として、ワークが置かれる上面に吸引口を設けた搬送パレットを用い、かかる吸引口から大気を吸引することによってワークを搬送パレットに吸着させ、この状態でワークを搬送する搬送装置が提案されている。特許文献１には、燃料電池用膜電極接合体にアノードのガス拡散層が積層された膜電極ガス拡散層積層体をワークとして、搬送パレットに吸着させて搬送する搬送装置が提案されている。特許文献１の搬送装置では、搬送パレットの内部に上面の吸引口に連通する負圧室が形成されており、かかる負圧室に配管を介して接続される真空ポンプにより負圧室を負圧にすることによって、膜電極ガス拡散層積層体を搬送パレットに吸着させる。

特開２０１９−１０９９８２号公報

特許文献１のように、搬送パレットに真空ポンプを接続し、かかる真空ポンプにより搬送パレットの内部を負圧にしてワークを搬送パレットの上面に吸着させる構成においては、搬送途中およびワークに対する処理の実行中において継続してワークを吸着しておく必要がある。このため、移動する搬送パレットと真空ポンプとを繋ぐ長い配管を用意する、或いは、搬送経路に沿った各処理の実行場所ごとに真空ポンプを用意して、各処理を行うたびに真空ポンプと搬送用ワークを接続してワークを吸引する、等の対応が必要となり、搬送設備の大型化を招いていた。このため、搬送パレットの内部を負圧にしてワークを吸着して搬送する搬送装置の大型化を抑制可能な技術が望まれる。

本開示は、以下の形態として実現することが可能である。

本開示の一形態によれば、ワークを搬送する搬送装置が提供される。この搬送装置は、前記ワークを吸引するための吸引口が形成されている前記ワークが載置される載置面を有する搬送パレットと、前記搬送パレットにガスを供給し、前記搬送パレットから排出される前記ガスを受け入れ、前記搬送パレットを搬送可能に支持する架台と、を備える。前記搬送パレットは、前記搬送パレットの搬送方向と交差する交差方向に沿ったガスの流路を形成し、前記架台から供給される前記ガスを前記流路に導入する導入部と、前記流路から前記ガスを噴射する噴射部と、を有し、前記噴射部から前記ガスを噴射することにより前記噴射部の周囲の気体を流動させるエゼクタを構成するガス流路部材と、前記噴射部の周囲と前記吸引口とを連通させる負圧流路と、前記負圧流路に設けられ、前記噴射部の周囲から前記吸引口に向かう気流を抑制する逆止弁と、前記噴射部と連通し、前記噴射部から噴射されたガスを排出するガス排出部と、をさらに有する。

この形態の搬送装置によれば、ガス流路部材にガスが供給されることによりガス流路部材はエゼクタとして機能して負圧流路内のガスを排出して負圧流路内を負圧にするので、載置面に載置されたワークを載置面に吸着させることができる。また、負圧流路には、吸引口から噴射部の周囲に向かう気流を抑制する逆止弁が設けられているので、負圧流路の内部が負圧になった後においてかかる負圧が破れることを抑制できる。このため、搬送経路の全体に亘って圧縮ガスを搬送パレットに供給することを要しない。これらのことから、上記形態の搬送装置によれば、搬送パレットの内部を負圧にしてワークを吸着して搬送する搬送装置の大型化を抑制できる。

本開示は、種々の形態で実現することも可能である。例えば、ワークの搬送方法、膜電極ガス拡散層接合体の製造装置、燃料電池の製造装置、膜電極ガス拡散層接合体の製造方法、燃料電池の製造方法等の形態で実現することができる。

本開示の一実施形態としての搬送装置を適用した製造装置の概略構成を示す上面図である。 図１に示す製造装置により製造されるＭＥＧＡプレートを用いた燃料電池の分解斜視図である。 燃料電池の構成を模式的に示す断面図である。 搬送パレットおよび往路搬送部の外観構成を模式的に示す斜視図である。 搬送パレットおよび往路搬送部内部構成を示す断面図である。 搬送パレットおよび往路搬送部内部構成を示す断面図である。

Ａ．実施形態：
Ａ−１．全体構成
図１は、本開示の一実施形態としての搬送装置５００を適用した製造装置９００の概略構成を示す上面図である。図１では、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸が表されている。Ｚ軸は鉛直方向と平行な方向である。Ｘ軸およびＹ軸は、水平方向と平行である。他の図面におけるＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、図１のＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸と対応する。本実施形態において、Ｘ軸方向とは、＋Ｘ方向および−Ｘ方向を総称するものである。同様に、Ｙ軸方向は＋Ｙ方向および−Ｙ方向を総称し、Ｚ軸方向は＋Ｚ方向および−Ｚ方向を総称するものである。

製造装置９００は、ＭＥＧＡ（Membrane Electrode Gas diffusion layer Assembly）プレート（後述のＭＥＧＡプレート２４）を製造する。ＭＥＧＡプレートは、燃料電池用の膜電極ガス拡散層接合体（以下、「ＭＥＧＡ」とも呼ぶ）と、ＭＥＧＡを囲むように配置される枠状部材（後述の枠状部材２３）とからなる。製造装置９００により製造されたＭＥＧＡプレートは、別の製造装置にて一対のセパレータ（後述のセパレータ２１、２２）により挟持されて燃料電池（後述の燃料電池５０）を形成する。製造装置９００の詳細な説明の前に、製造装置９００によって製造されるＭＥＧＡプレートと、かかるＭＥＧＡプレートを用いた燃料電池について、図２および図３を用いて説明する。

図２は、図１に示す製造装置９００により製造されるＭＥＧＡプレート２４を用いた燃料電池５０の分解斜視図である。図３は、燃料電池５０の構成を模式的に示す断面図である。なお、図３では、説明の便宜上、後述の枠状部材２３は省略されている。

図２に示すように、燃料電池５０は、アノード側のセパレータ２１とカソード側のセパレータ２２とにより、ＭＥＧＡプレート２４を挟持する構成を有する。燃料電池５０は、多数積層されて燃料電池スタックを構成し、例えば、車両等において電力源として用いられる。燃料電池５０は、単セルとも呼ばれる。

セパレータ２１は、ガス不透過な導電性部材、例えば、カーボンを圧縮してガス不透過とした緻密質カーボン等のカーボン製部材や、プレス成形したステンレス鋼などの金属製部材により形成されている。セパレータ２１の周縁部には、厚さ方向に貫通する６つの貫通孔２１ａ〜２１ｆが形成されている。貫通孔２１ａは、燃料電池スタックが形成された際に燃料電池スタックの内部において積層方向に沿ったカソードガス供給マニホールドの一部を形成する。貫通孔２１ｂは、燃料電池スタックが形成された際に燃料電池スタックの内部において積層方向に沿ったカソードオフガス排出マニホールドの一部を形成する。貫通孔２１ｃは、燃料電池スタックが形成された際に燃料電池スタックの内部において積層方向に沿ったアノードガス供給マニホールドの一部を形成する。貫通孔２１ｄは、燃料電池スタックが形成された際に燃料電池スタックの内部において積層方向に沿ったアノードオフガス排出マニホールドの一部を形成する。貫通孔２１ｅは、燃料電池スタックが形成された際に燃料電池スタックの内部において積層方向に沿った冷却媒体供給マニホールドの一部を形成する。貫通孔２１ｆは、燃料電池スタックが形成された際に燃料電池スタックの内部において積層方向に沿った冷却媒体排出マニホールドの一部を形成する。セパレータ２１において、ＭＥＧＡプレート２４と対面する側には、貫通孔２１ｃと貫通孔２１ｄとを連通する流路溝３１が形成されている。流路溝３１では、貫通孔２１ｃから供給されたアノードガスが貫通孔２１ｄに向かって流れる。なお、図２では、省略されているが、流路溝３１にはアノードガスの流れを制御するための多数のリブが設けられている。

セパレータ２２は、セパレータ２１と同様な構成を有する。セパレータ２２には、貫通孔２２ａ〜２２ｆが形成されている。これらの貫通孔２２ａ〜２２ｆは、セパレータ２１が有する上述の貫通孔２１ａ〜２１ｆとそれぞれ同じ機能を有する。セパレータ２２において、ＭＥＧＡプレート２４と対面する側には、貫通孔２２ａと貫通孔２２ｂとを連通する流路溝３２が形成されている。流路溝３２では、貫通孔２２ａから供給されたカソードガスが貫通孔２２ｂに向かって流れる。なお、図２では、省略されているが、流路溝３２には、流路溝３１と同様に、カソードガスの流れを制御するための多数のリブが設けられている。

ＭＥＧＡプレート２４は、ＭＥＧＡ１０と、枠状部材２３とを備える。枠状部材２３の中央には、大きな貫通孔が形成されており、かかる貫通孔を覆うように、ＭＥＧＡ１０が配置されている。本実施形態において、枠状部材２３は、熱可塑性樹脂により形成されている。枠状部材２３を構成する材料としては、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）から選択される樹脂を用いることができる。枠状部材２３には、貫通孔２３ａ〜２３ｆが形成されている。これらの貫通孔２３ａ〜２３ｆは、セパレータ２１が有する上述の貫通孔２１ａ〜２１ｆとそれぞれ同じ機能を有する。

図３に示すように、ＭＥＧＡ１０は、電解質膜１１と、電解質膜１１の各々の面に形成された触媒電極層であるアノード１２およびカソード１３と、アノード１２における電解質膜１１と接する面とは反対側の面に接するアノード側ガス拡散層１４と、カソード１３における電解質膜１１と接する面とは反対側の面に接するカソード側ガス拡散層１５とを備える。電解質膜１１は、高分子電解質材料、例えばフッ素樹脂により形成されたプロトン伝導性のイオン交換膜であり、湿潤状態で良好なプロトン伝導性を示す。アノード１２およびカソード１３は、気孔を有する多孔質体であり、例えば白金あるいは白金合金等の触媒を担持した導電性粒子、例えばカーボン粒子を、プロトン伝導性を有する高分子電解質で被覆して形成される。アノード１２およびカソード１３が備える高分子電解質は、電解質膜１１を構成する高分子電解質と同種のポリマであっても良く、異種のポリマであっても良い。ガス拡散層１４、１５は、ガス透過性および電子伝導性を有する部材によって構成されており、例えば、発泡金属や金属メッシュなどの金属製部材、あるいは、カーボンクロスやカーボンペーパなどのカーボン製部材により形成することができる。

図１に示す製造装置９００は、上述のＭＥＧＡプレート２４を製造するために、以下に説明する工程Ｐ１〜Ｐ１１の合計１１の工程を行う。そして、これらの工程Ｐ１〜Ｐ１１を繰り返し実行することにより、製造装置９００は、多数のＭＥＧＡプレート２４を製造する。なお、図１では、各工程Ｐ１〜Ｐ１１を、符号を付して模式的に示している。
（１）第１工程Ｐ１：搬送パレット１００を、復路搬送部５０２から往路搬送部５０１へと移動させる。
（２）第２工程Ｐ２：ＭＥＧＡ仕掛部材１０ａを、搬送パレット１００に載せる。
（３）第３工程Ｐ３：搬送パレット１００内部を負圧にして、搬送パレット１００にＭＥＧＡ仕掛部材１０ａを吸着させる。
（４）第４工程Ｐ４：ＭＥＧＡ仕掛部材１０ａの上面の外周近傍に、接着剤を塗布する。
（５）第５工程Ｐ５：ＭＥＧＡ仕掛部材１０ａの上に、枠状部材２３を載せる。
（６）第６工程Ｐ６：紫外線を照射して接着剤を硬化させる。
（７）第７工程Ｐ７：カソード側ガス拡散層部材１５ａを、ＭＥＧＡ仕掛部材１０ａの上面に接して配置する。
（８）第８工程Ｐ８：カソード側ガス拡散層部材１５ａとＭＥＧＡ仕掛部材１０ａとを圧着してＭＥＧＡプレート２４を完成させる。
（９）第９工程Ｐ９：完成したＭＥＧＡプレート２４を、搬送パレット１００の上から取り除き排出する。
（１０）第１０工程Ｐ：搬送パレット１００を、往路搬送部５０１から復路搬送部５０２へと移動させる。
（１１）第１１工程Ｐ１１：搬送パレット１００を、工程Ｐ１が実行される位置まで搬送する。

製造装置９００は、搬送装置５００と、部材供給部Ｂ１〜Ｂ３と、完成品排出部Ｃ１と、６つのロボットＲＯ１〜ＲＯ６と、エアコンプレッサ３０１と、接着剤塗布装置３０２と、接着剤硬化装置３０３と、圧着装置３０５とを備える。

搬送装置５００は、多数の搬送パレット１００と、往路搬送部５０１と、復路搬送部５０２とを備える。搬送パレット１００は、ＭＥＧＡプレート２４を構成するための部材およびＭＥＧＡプレート２４を載せる。また、後述するように、搬送パレット１００は、自身の内部に形成されている流路が負圧にされることにより、ＭＥＧＡプレート２４を構成するための部材およびＭＥＧＡプレート２４を吸着保持する。「吸着保持」とは、吸引して離れ難い状態にして吸着対象物の部材を吸引することにより、かかる部材の位置ずれを抑制することを意味する。搬送パレット１００の詳細構成は、後述する。

往路搬送部５０１は、搬送パレット１００を＋Ｘ方向に搬送する。本実施形態において、往路搬送部５０１は、リニアモータを利用して搬送パレット１００を搬送する。図１に示すように、工程Ｐ２〜Ｐ９は、＋Ｘ方向に沿ってこの順序で実行される。したがって、往路搬送部５０１における搬送パレット１００の搬送方向、すなわち＋Ｘ方向は、ＭＥＧＡプレート２４の製造送り方向と言える。往路搬送部５０１の詳細構成は、後述する。

復路搬送部５０２は、完成品が取り除かれた後の搬送パレット１００を、工程Ｐ２が実行される位置まで戻すように搬送する。本実施形態において、復路搬送部５０２は、リニアモータにより搬送パレット１００を搬送する。本実施形態において、搬送装置５００における−Ｘ方向側を搬送上流側と呼び、＋Ｘ方向側を搬送下流側とも呼ぶ。

部材供給部Ｂ１は、ベルトコンベアを有し、ＭＥＧＡ仕掛部材１０ａを往路搬送部５０１の近傍に供給する。「ＭＥＧＡ仕掛部材１０ａ」とは、ＭＥＧＡ１０においてカソード側ガス拡散層１５を除いた他の層の接合体を意味する。

部材供給部Ｂ２は、ベルトコンベアを有し、枠状部材２３を往路搬送部５０１の近傍に供給する。部材供給部Ｂ３は、ベルトコンベアを有し、カソード側ガス拡散層部材１５ａを往路搬送部５０１の近傍に供給する。カソード側ガス拡散層部材１５ａとは、カソード側ガス拡散層１５を形成するための部材であり、例えば、金属メッシュの板状部材などを意味する。完成品排出部Ｃ１は、完成品であるＭＥＧＡプレート２４を往路搬送部５０１から取り除いて排出する。

ロボットＲＯ１は、第１工程Ｐ１の実行領域に配置され、往路搬送部５０１における搬送上流側の端まで戻された搬送パレット１００を持ち上げて、往路搬送部５０１に移動させる。ロボットＲＯ２は、第２工程Ｐ２の実行領域に配置され、部材供給部Ｂ１から供給されるＭＥＧＡ仕掛部材１０ａを、搬送パレット１００に載せる。ロボットＲＯ３は、工程Ｐ５の実行領域に配置され、部材供給部Ｂ２から供給される枠状部材２３を、ＭＥＧＡ仕掛部材１０ａの上に載せる。ロボットＲＯ４は、工程Ｐ７の実行領域に配置され、部材供給部Ｂ３から供給されるカソード側ガス拡散層部材１５ａを、ＭＥＧＡ仕掛部材１０ａの上面に接して配置する。ロボットＲＯ５は、工程Ｐ９の実行領域に配置され、完成したＭＥＧＡプレート２４を、搬送パレット１００から持ち上げて完成品排出部Ｃ１へと供給する。ロボットＲＯ６は、往路搬送部５０１の搬送下流側の端まで至った搬送パレット１００を持ち上げて、復路搬送部５０２に移動させる。

エアコンプレッサ３０１は、第３工程Ｐ３の実行領域に配置され、配管３１１を介して往路搬送部５０１に接続されている。エアコンプレッサ３０１は、圧縮空気を、配管３１１および往路搬送部５０１を介して搬送パレット１００に供給する。圧縮空気の搬送パレット１００への供給については、後ほど詳しく説明する。

接着剤塗布装置３０２は、第４工程Ｐ４の実行領域に配置され、ＭＥＧＡ仕掛部材１０ａの上面の外周近傍に、接着剤を塗布する。かかる接着剤の塗布は、例えば、スクリーン印刷によって行われてもよい。

接着剤硬化装置３０３は、第５工程Ｐ５の実行領域に配置され、紫外線照射部３０４から紫外線を照射することにより、第４工程Ｐ４において塗布された接着剤を硬化させる。これにより、ＭＥＧＡ仕掛部材１０ａと枠状部材２３とが互いに接合される。

圧着装置３０５は、第工程Ｐ８の実行領域に配置され、カソード側ガス拡散層部材１５ａの上面から下方に圧力を加えることにより、カソード側ガス拡散層部材１５ａとＭＥＧＡ仕掛部材１０ａとを圧着させる。

Ａ−２．搬送パレット１００および往路搬送部５０１の詳細構成：
図４は、搬送パレット１００および往路搬送部５０１の外観構成を模式的に示す斜視図である。図５および図６は、搬送パレット１００および往路搬送部５０１の内部構成を示す断面図である。図４では、往路搬送部５０１のうち、工程Ｐ３の実行領域に配置されている一部のみを表している。図５および図６では、図４におけるＶ−Ｖ断面を表わしている。図５は、搬送パレット１００へと圧縮空気が供給されていない状態の搬送パレット１００および往路搬送部５０１を表している。これに対して、図６は、搬送パレット１００へと圧縮空気が供給されている状態の搬送パレット１００および往路搬送部５０１を表している。

往路搬送部５０１は、搬送パレット１００に圧縮空気を供給し、搬送パレット１００から排出される圧縮空気を受入れ、搬送パレット１００を搬送可能に支持する。図４に示すように、往路搬送部５０１は、ベース部５１０と、第１側壁部５１１と、第２側壁部５１２と、搬送レール５１３とを備える。往路搬送部５０１は、本開示における架台に相当する。ベース部５１０は、第１側壁部５１１、第２側壁部５１２および搬送レール５１３を鉛直下方から支持する。第１側壁部５１１と第２側壁部５１２とは、いずれもＸ軸方向に沿った壁状又は塀状の外観形状を有し、Ｙ軸方向に互いに所定の距離だけ空けて対向して平行に配置されている。第１側壁部５１１と第２側壁部５１２との間には、搬送レール５１３が配置され、搬送レール５１３の上を搬送パレット１００が移動する。したがって、２つの側壁部５１１、５１２は、搬送パレット１００の移動時に、搬送パレット１００がＹ軸方向に位置ずれすることを抑制するガイドとしての機能を有する。また、２つの側壁部５１１、５１２は、後述するように、搬送パレット１００に対して圧縮空気を供給し、また、搬送パレット１００から圧縮空気を排出する機能を有する。第１側壁部５１１の内部には、配管３１１が接続され、配管３１１を介してエアコンプレッサ３０１から圧縮空気が供給される。第２側壁部５１２には配管３１２が接続されている。配管３１２は、搬送パレット１００から第２側壁部５１２に排出された圧縮空気を、製造装置９００の外部へと排出する。

図４に示すように、搬送レール５１３は、第１側壁部５１１と第２側壁部５１２との間において、Ｘ軸方向に沿って配置されている。搬送レール５１３は上方に凸となる外観形状を有し、かかる凸の部分に、搬送パレット１００の下方の凹部分が嵌合する。搬送レール５１３は、搬送パレット１００の＋Ｘ方向の移動をガイドする。搬送レール５１３の凸の部分の側壁（Ｙ軸方向の面）には、搬送パレット１００を支持しつつ搬送パレット１００の移動を許容する搬送パレット支持ベアリング１９０が設けられている。搬送レール５１３の上面には、図示しない多数の電磁石がＸ軸方向に沿って配列されている。同様に、搬送パレット１００の底面にも図示しない電磁石が配置されている。搬送レール５１３および搬送パレット１００の電磁石の磁極を変化させることにより、搬送パレット１００を搬送レール５１３から浮上させて互いの接触が抑制された状態で、搬送パレット１００を＋Ｘ方向に搬送させることができる。

図４に示すように、搬送パレット１００は、ワークが載置される載置面Ｓ１を有し、載置面Ｓ１にワークが載置された状態で、搬送レール５１３および２つの側壁部５１１、５１２に沿って＋Ｘ方向に移動する。「ワーク」とは、往路搬送部５０１による搬送対象の部材であり、具体的には、ＭＥＧＡ仕掛部材１０ａ、ＭＥＧＡ仕掛部材１０ａに枠状部材２３が接着された状態の部材、さらにカソード側ガス拡散層部材１５ａが載置された状態の部材、さらにこれらが互いに圧着された状態の部材（すなわち、ＭＥＧＡプレート２４）が該当する。なお、図４では、ワークは省略されている。載置面Ｓ１には、多数の吸引口１５０が形成されている。搬送パレット１００は、これらの吸引口１５０から吸引口１５０の周囲の空気を吸引することにより、載置面Ｓ１にワークを吸着した状態でワークを搬送する。これにより、載置面Ｓ１におけるワークの位置ずれを抑制できる。

図５および図６に示すように、第１側壁部５１１のうち、第３工程Ｐ３の実行領域に位置する部分には、エア供給孔２１１と、ガス供給部２１２とが形成されている。エア供給孔２１１には、図４に示す配管３１１が連通している。ガス供給部２１２は、搬送パレット１００が有する後述の導入部（導入部１２１）と対面可能に配置され、かかる導入部と対面した状態において、エア供給孔２１１から供給される圧縮空気を＋Ｙ方向に排出することにより導入部へと供給する。ガス供給部２１２における＋Ｙ方向の端部、すなわち、搬送パレット１００と対面する側の端部は、＋Ｙ方向に突出している。かかる突出部には、ガス供給部２１２が搬送パレット１００の導入部と対面し、且つ、搬送パレット１００へと圧縮空気を供給する状態において、搬送パレット１００が有する後述の導入側シール部材１４０と接触する。なお、エア供給孔２１１とガス供給部２１２の軸線ＡＸは互いに一致している。そして、この軸線ＡＸは、後述する第２側壁部５１２および搬送パレット１００内の各構成要素の軸線とも一致する。

図５および図６に示すように、第２側壁部５１２のうち、工程Ｐ３の実行領域に位置する部分には、Ｙ軸方向の貫通孔により形成される圧縮空気流路２２１が形成されている。圧縮空気流路２２１の＋Ｙ方向には図４に示す配管３１２が接続されている。圧縮空気流路２２１の内部には、圧縮ガス流路部材２３０と、排出側シール部材２４０と、第１シール部２５１と、第２シール部２５２とが配置されている。

圧縮ガス流路部材２３０は、円筒状の外観形状を有し、圧縮空気の流路を形成する。圧縮ガス流路部材２３０は、Ｙ軸方向に変位可能に圧縮空気流路２２１内に配置されている。圧縮ガス流路部材２３０における−Ｙ方向の端部には、圧縮空気の導入部２３１が設けられ、また、＋Ｙ方向の端部には、他の部分に比べて径が小さな噴射部２３２が設けられている。導入部２３１は、搬送パレット１００が有する後述のガス排出部１７２と対面可能に配置されており、ガス排出部１７２と対面した状態において、ガス排出部１７２から排出される圧縮空気を導入する。噴射部２３２は、導入部２３１から導入された圧縮ガスを＋Ｙ方向に噴射して排出する。かかる圧縮空気の導入および排出により、圧縮ガス流路部材２３０は、圧縮空気流路２２１の内部を＋Ｙ方向に変位する。また、かかる圧縮空気の導入および排出が停止すると、圧縮ガス流路部材２３０は、圧縮空気流路２２１の内部を−Ｙ方向に変位して元の状態に戻る。

排出側シール部材２４０は、圧縮ガス流路部材２３０の導入部２３１に固定され、且つ、導入部２３１を囲むように配置されている。排出側シール部材２４０の−Ｙ方向の端部は圧縮空気流路２２１から露出している。排出側シール部材２４０は、可撓性を有する部材、例えば、ゴムにより形成されている。排出側シール部材２４０の−Ｙ方向の端部は、導入部２３１に圧縮空気が導入されていない状態において、−Ｙ方向に向かうにつれて次第に外径および内径が大きくなる形状を有する。圧縮空気の導入および排出に伴って圧縮ガス流路部材２３０が＋Ｙ方向に変位すると、排出側シール部材２４０も引きずられるようにして圧縮空気流路２２１の内部を＋Ｙ方向に変位する。かかる変位により、図６に示すように、排出側シール部材２４０における−Ｙ方向の端部の内径および外径は小さくなり、ガス排出部１７２と接してガス排出部１７２を囲むこととなる。これにより、搬送パレット１００と第２側壁部５１２との間に圧縮空気の流路が完成する。

第１シール部２５１および第２シール部２５２は、いずれもゴム製の環状部材であり、圧縮ガス流路部材２３０が嵌められた状態で圧縮空気流路２２１の内部に配置されている。第１シール部２５１および第２シール部２５２は、圧縮空気流路２２１の内周面と、圧縮ガス流路部材２３０の外周面との間におけるＹ軸方向の空気の流れを抑制する。圧縮空気流路２２１において、第２シール部２５２の−Ｙ方向の端部と、排出側シール部材２４０の＋Ｙ方向の端部との間には、排出側シール部材２４０の移動代としての空隙が設けられている。かかる空隙から空気を抜くため、およびかかる空隙に空気を供給するために、第２側壁部５１２の内部には、空気抜き孔２２２が形成されている。

搬送パレット１００は、上述の載置面Ｓ１および吸引口１５０に加えて、吸引流路１５１、合流流路１５２、埋栓１５４、逆止弁１６０、埋栓１６１、負圧流路１５３、圧縮空気流路１１１、圧縮ガス流路部材１２０、第３シール部１３１、第４シール部１３２、導入側シール部材１４０、ガス排出部１７２、および第５シール部１７１を備える。

図５および図６に示すように、搬送パレット１００の載置面Ｓ１には、ワークＷ１が載置されている。上述の吸引口１５０は、搬送パレット１００の内部に設けられた多数の吸引流路１５１の端部として構成されている。吸引流路１５１は、Ｚ軸方向に沿って形成されている。各吸引流路１５１における吸引流路１５１が形成された端部とは反対の端部は、搬送パレット１００の内部に設けられた合流流路１５２に接続されている。合流流路１５２は、Ｙ軸方向に沿って形成されており、各吸引流路１５１に接続すると共に、逆止弁１６０に接続されている。合流流路１５２を形成する際の開口は、埋栓１５４により封止されている。

逆止弁１６０は、合流流路１５２と、負圧流路１５３とに接続されている。逆止弁１６０は、合流流路１５２から負圧流路１５３に向かう方向の空気の流れを許容し、その逆方向、すなわち負圧流路１５３から合流流路１５２に向かう方向の空気の流れを抑制する。逆止弁１６０を搬送パレット１００の内部に配置する際に形成された開口は、埋栓１６１により封止されている。負圧流路１５３は、逆止弁１６０と圧縮空気流路１１１とにそれぞれ接続されている。負圧流路１５３は、逆止弁１６０を介して供給される空気を、圧縮空気流路１１１へと導く。負圧流路１５３は、Ｙ軸方向に沿って形成されている。上述のように、吸引口１５０は吸引流路１５１の一端であり、吸引流路１５１は合流流路１５２に接続されており、合流流路１５２は逆止弁１６０を介して負圧流路１５３に接続されており、負圧流路１５３は圧縮空気流路１１１に接続されている。したがって、搬送パレット１００の内部には、吸引口１５０から吸引された空気が圧縮空気流路１１１に至る空気の流路が形成されている。

圧縮空気流路１１１は、搬送パレット１００をＹ軸方向に貫通する貫通孔により形成されている。圧縮空気流路１１１は径の大きさが互いに異なる複数の部分からなる。圧縮ガス流路部材１２０は、Ｙ軸方向を長手方向とする円筒状の外観形状を有し、圧縮空気の流路を形成する。

圧縮ガス流路部材１２０は、円筒状の外観形状を有し、圧縮空気の流路を形成する。圧縮ガス流路部材１２０は、Ｙ軸方向に変位可能に圧縮空気流路１１１内に配置されている。圧縮ガス流路部材１２０は、導入された圧縮ガスを噴射することにより圧縮ガスの噴射部（後述の噴射部１２２）の周囲の気体を流動させるエゼクタを構成する。圧縮ガス流路部材１２０は、本開示におけるガス流路部材に相当する。圧縮ガス流路部材１２０は、−Ｙ方向の端部に形成されている導入部１２１と、＋Ｙ方向の端部に形成されている噴射部１２２と、導入部１２１と噴射部１２２とで挟まれた中央部１２３とを備える。

導入部１２１は、圧縮空気流路１１１における−Ｙ方向の端部であって、比較的径の大きな部分に配置されている。搬送パレット１００が第３工程Ｐ３の実行領域に配置された状態において、導入部１２１は、第１側壁部５１１のガス供給部２１２と対面し、ガス供給部２１２から供給される圧縮空気を導入する。

噴射部１２２は、圧縮空気流路１１１における＋Ｙ方向側に位置する径が大きな部分に配置されている。噴射部１２２は、導入部１２１から導入されて中央部１２３を通って供給される圧縮ガスを＋Ｙ方向に噴射して排出する。噴射部１２２は、圧縮ガス流路部材１２０における他の部分よりも小さな径を有する。噴射部１２２の外周面と、圧縮空気流路１１１との外周面との間には空隙１１４が形成されている。かかる空隙１１４には負圧流路１５３が連通する。噴射部１２２から圧縮空気が噴射されることにより、空隙１１４の空気も＋Ｙ方向に流動する。これにより、負圧流路１５３、合流流路１５２および吸引流路１５１の空気が空隙１１４へと流動し、吸引口１５０から空気が吸引されることになる。吸引口１５０がワークＷ１により塞がれているため、ワークＷ１は搬送パレット１００の載置面Ｓ１に吸引され、上述の負圧流路１５３、合流流路１５２および吸引流路１５１の内部は負圧となる。そして、逆止弁１６０は、負圧流路１５３から合流流路１５２に向かう空気の流れを抑制するため、上述の負圧が維持されてワークＷ１の載置面Ｓ１への吸着が維持されることとなる。なお、負圧流路１５３、合流流路１５２および吸引流路１５１は、本開示の負圧流路に相当する。また、逆止弁１６０は、噴射部１２２の周囲から吸引口１５０へと向かう気流を抑制するといえる。噴射部１２２の先端は、圧縮空気流路１１１内部に固定して配置された第５シール部１７１によって径方向に離れて囲まれている。

圧縮ガス流路部材１２０の中央部１２３は、噴射部１２２に近い側（＋Ｙ側）の一部を除き、圧縮空気流路１１１における最も径が小さな部分に位置する。中央部１２３における噴射部１２２に近い側の一部は、噴射部１２２が配置されている径が大きな部分に配置されている。第３シール部１３１および第４シール部１３２は、いずれもゴム製の環状部材であり、中央部１２３が嵌められた状態で圧縮空気流路１１１の内部に配置されている。第３シール部１３１および第４シール部１３２は、圧縮空気流路１１１の内周面と、中央部１２３の外周面との間におけるＹ軸方向の空気の流れを抑制する。

導入側シール部材１４０は、導入部１２１に固定され、且つ、導入部１２１を囲むように配置されている。導入側シール部材１４０の−Ｙ方向の端部は、圧縮空気流路１１１から露出している。導入側シール部材１４０は、上述の排出側シール部材２４０と同様な構成を有する。具体的には、導入側シール部材１４０は、可撓性を有する部材、例えば、ゴムにより形成されている。導入側シール部材１４０の−Ｙ方向の端部は、導入部１２１に圧縮空気が導入されていない状態において、−Ｙ方向に向かうにつれて次第に外径および内径が大きくなる形状を有する。圧縮空気の導入および排出に伴って圧縮ガス流路部材１２０が＋Ｙ方向に変位すると、導入側シール部材１４０も引きずられるようにして圧縮空気流路１１１の内部を＋Ｙ方向に変位する。かかる変位により、図６に示すように、導入側シール部材１４０における−Ｙ方向の端部の内径および外径は小さくなり、第１側壁部５１１のガス供給部２１２と接してガス供給部２１２を囲むこととなる。これにより、搬送パレット１００と第１側壁部５１１との間に圧縮空気の流路が完成する。導入側シール部材１４０が第１側壁部５１１のガス供給部２１２と接してガス供給部２１２を囲むことにより、ガス供給部２１２と導入部１２１との間が気密となり、ガス供給部２１２から供給される圧縮空気のほぼすべてが圧縮ガス流路部材１２０に供給され、圧縮ガス流路部材１２０の変位が促進される。かかる変位の促進によって、導入側シール部材１４０の変位が促進され、ガス供給部２１２と導入部１２１との間の気密がより向上することとなる。

圧縮空気流路１１１において、第４シール部１３２の−Ｙ方向の端部と、導入側シール部材１４０の＋Ｙ方向の端部との間には、導入側シール部材１４０の移動代としての空隙が設けられている。かかる空隙から空気を抜くため、およびかかる空隙に空気を供給するために、搬送パレット１００の内部には、空気抜き孔１３５が形成されている。

ガス排出部１７２は、圧縮ガス流路部材１２０の噴射部１２２から排出される圧縮空気を、搬送パレット１００の外部へと排出する。ガス排出部１７２は、搬送パレット１００が第３工程Ｐ３の実行領域に配置された状態において、圧縮ガス流路部材２３０の導入部２３１と対向する。ガス排出部１７２における＋Ｙ方向の端部、すなわち、第２側壁部５１２と対面する側の端部は、＋Ｙ方向に突出している。上述のように、ガス排出部１７２から圧縮ガスが排出され、第２側壁部５１２の圧縮ガス流路部材２３０における導入部２３１に圧縮ガスが供給されると、排出側シール部材２４０が変形して、ガス排出部１７２を囲むこととなる。これにより、ガス排出部１７２と導入部２３１との間が気密となり、ガス排出部１７２から排出される圧縮空気のほぼすべてが圧縮ガス流路部材２３０に供給され、圧縮ガス流路部材２３０の変位が促進される。かかる変位の促進によって、排出側シール部材２４０の変形が促進され、ガス排出部１７２と導入部２３１との間の気密がより向上することとなる。

以上説明した本実施形態の搬送装置５００によれば、圧縮ガス流路部材１２０に圧縮空気が供給されることにより圧縮ガス流路部材１２０は、エゼクタとして機能して負圧流路１５３内の空気を排出して負圧流路１５３内を負圧にするので、載置面Ｓ１に載置されたワークＷ１を載置面Ｓ１に吸着させることができる。また、負圧流路１５３と合流流路１５２との接続部分には、噴射部１２２の周囲から吸引口１５０に向かう気流を抑制する逆止弁１６０が設けられているので、吸引流路１５１、合流流路１５２および負圧流路１５３の内部が負圧になった後においてかかる負圧が破れることを抑制できる。このため、搬送装置５００における搬送パレット１００の搬送経路の全体に亘って圧縮空気を搬送パレット１００に供給することを要しない。これらのことから、本実施形態の搬送装置５００によれば、搬送パレット１００の内部を負圧にしてワークＷ１を吸着して搬送する搬送装置５００の大型化を抑制できる。

また、ワークＷ１を搬送パレット１００の載置面Ｓ１に吸着させた状態を維持するために搬送パレット１００の内部にポンプやその駆動源を備えることを要しないので、搬送パレット１００の大型化を抑制できると共に搬送パレット１００の製造コストを抑え、さらに、搬送パレット１００のメンテナンスの容易化を図ることができる。また、搬送パレット１００の内部にポンプを備える構成に比べて、搬送途中において吸着用の真空を維持するために搬送パレット１００から排気することを要しないので、ＭＥＧＡ１０の製造工程に気流が生じることを抑制でき、異物混入等によるＭＥＧＡ１０の品質低下を抑制できる。

また、圧縮ガス流路部材１２０の導入部１２１に圧縮空気が導入されてかかる圧縮空気により圧縮ガス流路部材１２０が押されて＋Ｙ方向に変位すると、かかる変位によって変形する導入側シール部材１４０が第１側壁部５１１のガス供給部２１２に接するので、ガス供給部２１２と搬送パレット１００との間から圧縮空気が漏れることを抑制できる。同様に、圧縮ガス流路部材２３０の導入部２３１に圧縮空気が導入されてかかる圧縮空気により圧縮ガス流路部材２３０が押されて＋Ｙ方向に変位すると、かかる変位によって変形する排出側シール部材２４０がガス排出部１７２に接するので、ガス排出部１７２と導入部２３１との間から圧縮空気が漏れることを抑制できる。

Ｂ．他の実施形態：
（Ｂ１）上記実施形態では、搬送装置５００によって搬送されるワークは、ＭＥＧＡ仕掛部材１０ａ、ＭＥＧＡ仕掛部材１０ａに枠状部材２３が接着された状態の部材、さらにカソード側ガス拡散層部材１５ａが載置された状態の部材、さらにこれらが互いに圧着された状態の部材（すなわち、ＭＥＧＡプレート２４）が該当していたが、本開示はこれに限定されない。セパレータ２１やセパレータ２２であってもよい。また、燃料電池５０自体であってもよい。さらには、燃料電池５０およびその構成部材以外に任意の種類の部材であってもよい。

（Ｂ２）上記実施形態では、搬送装置５００では、搬送パレット１００の搬送を、リニアモータを用いて実現していたが、リニアモータに代えて、任意の種類の搬送機構を用いて搬送パレット１００の搬送を実現してもよい。例えば、ベルトコンベアにより搬送パレット１００を搬送してもよい。

（Ｂ３）上記実施形態では、ＭＥＧＡ１０の製造工程において、第３工程Ｐ３（搬送パレット１００内部を負圧にして、搬送パレット１００にＭＥＧＡ仕掛部材１０ａを吸着させる工程）は、１つであったが、複数設けてもよい。例えば、搬送経路が長く途中で負圧を維持するために、追加的に搬送パレット１００に圧縮空気を供給してもよい。かかる構成においては、第３工程Ｐ３の各実行領域において、第１側壁部５１１にエア供給孔２１１およびガス供給部２１２等を設け、第２側壁部５１２に圧縮ガス流路部材２３０や排出側シール部材２４０等を設けてもよい。

（Ｂ４）上記実施形態において、導入側シール部材１４０に代えて、圧縮ガス流路部材１２０に固定されておらず、圧縮ガス流路部材１２０の変位に伴って変形しないシール部材を設けてもよい。かかる構成においては、圧縮ガス流路部材１２０がＹ軸方向に変位しない構成としてもよい。かかる構成においても、圧縮ガス流路部材２３０により構成されるエゼクタにより負圧を発生させてワークＷ１を載置面Ｓ１に吸着できる。同様に、排出側シール部材２４０に代えて、圧縮ガス流路部材２３０に固定されておらず、圧縮ガス流路部材２３０の変位に伴って変形しないシール部材を設けてもよい。かかる構成においては、圧縮ガス流路部材２３０および空気抜き孔２２２を省略してもよい。

（Ｂ５）上記実施形態において、搬送パレット１００の内部を負圧にするために圧縮ガス流路部材２３０に供給される気体は圧縮空気であったが、他の任意の種類の気体であってもよい。例えば、窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガスであってもよい。また、これらの気体は圧縮されていなくてもよい。

（Ｂ６）上記実施形態において、搬送パレット１００における圧縮空気の流れ方向は、搬送パレット１００の搬送方向（＋Ｘ方向）と直交する方向（＋Ｙ方向）であったが、本開示はこれに限定されない。搬送パレット１００の搬送方向と交差する任意の方向であってもよい。また、搬送パレット１００への圧縮空気の供給と、搬送パレット１００から排出される圧縮空気の受入れを、第１側壁部５１１および第２側壁部５１２に代えて搬送レール５１３が実行してもよい。

（Ｂ７）上記実施形態において、導入側シール部材１４０は、圧縮ガス流路部材１２０への圧縮空気の導入に伴って、ガス供給部２１２を囲むように変形したが、本開示はこれに限定されない。任意の態様で変形してもよい。かかる構成においても、変形前においてガス供給部２１２と接しないことにより、搬送パレット１００の移動を阻害しないようにし、また、変形後においてガス供給部２１２と接することにより、ガス供給部２１２と導入部１２１との間の気密を実現することにより、上記実施形態と同様な効果を奏する。

本開示は、上記各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形態中の技術的特徴に対応する上記実施形態中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、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…ＭＥＧＡ、１０ａ…ＭＥＧＡ仕掛部材、１１…電解質膜、１２…アノード、１３…カソード、１４…アノード側ガス拡散層、１５…カソード側ガス拡散層、１５ａ…カソード側ガス拡散層部材、２１…セパレータ、２１ａ〜２１ｆ…貫通孔、２２…セパレータ、２２ａ〜２２ｆ…貫通孔、２３…枠状部材、２４…ＭＥＧＡプレート、３１…流路溝、３２…流路溝、５０…燃料電池、１００…搬送パレット、１１１…圧縮空気流路、１１４…空隙、１２０…圧縮ガス流路部材、１２１…導入部、１２２…噴射部、１２３…中央部、１３１…第３シール部、１３２…第４シール部、１３５…空気抜け孔、１４０…導入側シール部材、１５０…吸引口、１５１…吸引流路、１５２…合流流路、１５３…負圧流路、１５４…埋栓、１６０…逆止弁、１６１…埋栓、１７１…第５シール部、１７２…ガス排出部、１９０…搬送パレット支持ベアリング、２１１…エア供給孔、２１２…ガス供給部、２２１…圧縮空気流路、２２２…空気抜け孔、２３０…圧縮ガス流路部材、２３１…導入部、２３２…噴射部、２４０…排出側シール部材、２５１…第１シール部、２５２…第２シール部、３０１…エアコンプレッサ、３０２…接着剤塗布装置、３０３…接着剤硬化装置、３０４…紫外線照射部、３０５…圧着装置、３１１…配管、３１２…配管、５００…搬送装置、５０１…往路搬送部、５０２…復路搬送部、５１０…ベース部、５１１…第１側壁部、５１２…第２側壁部、５１３…搬送レール、９００…製造装置、Ｂ１…部材供給部、Ｂ２…部材供給部、Ｂ３…部材供給部、Ｃ１…完成品排出部、Ｐ１…第１工程、Ｐ２…第２工程、Ｐ３…第３工程、Ｐ４…第４工程、Ｐ５…第５工程、Ｐ６…第６工程、Ｐ７…第７工程、Ｐ８…第８工程、Ｐ９…第９工程、Ｐ１０…第１０工程、Ｐ１１…第１１工程、ＲＯ１〜ＲＯ６…ロボット、Ｓ１…載置面、Ｗ１…ワーク

Claims (1)

1. ワークを搬送する搬送装置であって、
   前記ワークを吸引するための吸引口が形成されている前記ワークが載置される載置面を有する搬送パレットと、
   前記搬送パレットにガスを供給し、前記搬送パレットから排出される前記ガスを受け入れ、前記搬送パレットを搬送可能に支持する架台と、
   を備え、
   前記搬送パレットは、
   前記搬送パレットの搬送方向と交差する交差方向に沿ったガスの流路を形成し、前記架台から供給される前記ガスを前記流路に導入する導入部と、前記流路から前記ガスを噴射する噴射部と、を有し、前記噴射部から前記ガスを噴射することにより前記噴射部の周囲の気体を流動させるエゼクタを構成するガス流路部材と、
   前記噴射部の周囲と前記吸引口とを連通させる負圧流路と、
   前記負圧流路に設けられ、前記噴射部の周囲から前記吸引口に向かう気流を抑制する逆止弁と、
   前記噴射部と連通し、前記噴射部から噴射されたガスを排出するガス排出部と、
   をさらに有する、
   搬送装置。

Images