JP7435407B2 - Conveying device and method for fuel cell separators - Google Patents
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Description
本開示は、燃料電池用セパレータの搬送装置および搬送方法に関する。 The present disclosure relates to a transportation device and a transportation method for a fuel cell separator.
特許文献1には、保護シートの上に載置されている燃料電池用セパレータを持ち上げて搬送する搬送装置が開示されている。この搬送装置は、保護シートが付着したままの状態でセパレータが搬送されないように、セパレータを持ち上げる際にセパレータの開口部を通じて保護シートにエアを吹き付けて、保護シートをセパレータから離脱させる。
燃料電池用セパレータは、燃料電池の組立て工場等において、占有する面積を小さくするために複数枚積み重なった状態で保管されることがある。セパレータには燃料電池の発電に用いられる燃料ガスや酸化剤ガスを給排するための流路溝が設けられているので、複数枚積み重なった状態でセパレータが保管されることで、上下に隣り合うセパレータの流路溝同士が噛み合って固着する場合がある。この場合、エアを吹き付けてもセパレータ同士を引き離すことができずに、セパレータを1枚ずつ搬送することが困難になる可能性がある。 Fuel cell separators are sometimes stored in a stacked state in order to reduce the area they occupy in a fuel cell assembly factory or the like. Separators are provided with flow channels for supplying and discharging fuel gas and oxidizing gas used in fuel cell power generation, so separators can be stored in stacks, making it possible to The channel grooves of the separator may mesh with each other and become stuck. In this case, even if air is blown, the separators cannot be separated from each other, and it may become difficult to transport the separators one by one.
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、燃料電池用セパレータの搬送装置が提供される。この搬送装置は、積み重なって配置された複数の矩形状のセパレータのうちの最も上に配置されたセパレータの上面を吸着する吸着ユニットと、前記セパレータを吸着した状態の前記吸着ユニットを上方に移動させることによって、前記セパレータを持ち上げる移動ユニットと、前記吸着ユニットと前記移動ユニットとによって前記セパレータを持ち上げた状態で、前記セパレータの前記上面のうちの前記吸着ユニットによって吸着される位置とは前記セパレータの短手方向において異なる位置に複数回打撃を加える打撃ユニットと、を備える。前記セパレータは、前記上面の中央部分に設けられており、複数の溝を有する中央溝部と、前記上面の前記中央溝部に対して外側の部分に設けられており、前記中央溝部の溝に比べて幅広な複数の溝を有する外周溝部と、を備え、前記打撃ユニットは、前記中央溝部に打撃を加える。
The present disclosure can be realized as the following forms.
According to one embodiment of the present disclosure, a fuel cell separator conveying device is provided. This conveyance device includes a suction unit that suctions the upper surface of the uppermost separator among a plurality of rectangular separators arranged in a stack, and a suction unit that moves the suction unit with the separator suctioned upward. By this, when the separator is lifted by the moving unit that lifts the separator, the suction unit, and the moving unit, the position on the upper surface of the separator that is sucked by the suction unit is a short distance of the separator. A striking unit that strikes multiple times at different positions in the hand direction. The separator is provided at a central portion of the upper surface, includes a central groove portion having a plurality of grooves, and is provided at an outer portion of the upper surface with respect to the central groove portion, and has a plurality of grooves than the central groove portion. an outer peripheral groove having a plurality of wide grooves, and the striking unit applies a strike to the central groove.
(1)本開示の一形態によれば、燃料電池用セパレータの搬送装置が提供される。この搬送装置は、積み重なって配置された複数の矩形状のセパレータのうちの最も上に配置されたセパレータの上面を吸着する吸着ユニットと、前記セパレータを吸着した状態の前記吸着ユニットを上方に移動させることによって、前記セパレータを持ち上げる移動ユニットと、前記吸着ユニットと前記移動ユニットとによって前記セパレータを持ち上げた状態で、前記セパレータの前記上面のうちの前記吸着ユニットによって吸着される位置とは前記セパレータの短手方向において異なる位置に打撃を加える打撃ユニットと、を備える。
この形態の搬送装置によれば、上下に重なり合うセパレータが固着したとしても、打撃ユニットによって上方のセパレータに打撃を加えることで、重なり合ったセパレータを分離させることができる。そのため、複数枚のセパレータが重なり合ったまま搬送されることを抑制できる。
(2)上記形態の搬送装置において、前記打撃ユニットは、前記セパレータの前記上面に打撃を加える第1打撃部と、前記セパレータの前記上面のうちの前記第1打撃部によって打撃を加えられる位置とは異なる位置に打撃を加える第2打撃部とを有し、前記第2打撃部は、前記第1打撃部によって前記セパレータに打撃を加えるタイミングと同じタイミングで、前記セパレータに打撃を加えてもよい。
この形態の搬送装置によれば、2つの打撃部によってセパレータの2箇所に同時に打撃を加えるので、セパレータの広範囲に変形を生じさせることができる。そのため、重なり合ったセパレータを効果的に分離させることができる。
(3)上記形態の搬送装置において、前記打撃ユニットは、前記セパレータの前記上面に打撃を加える第1打撃部と、前記セパレータの前記上面のうちの前記第1打撃部によって打撃を加えられる位置とは異なる位置に打撃を加える第2打撃部とを有し、前記第2打撃部は、前記第1打撃部によって前記セパレータに打撃を加えるタイミングとは異なるタイミングで、前記セパレータに打撃を加えてもよい。
この形態の搬送装置によれば、2つの打撃部によってセパレータの2箇所に相互に異なるタイミングで打撃を加えるので、セパレータにねじり変形を生じさせることができる。そのため、重なり合ったセパレータを効果的に分離させることができる。
(4)上記形態の搬送装置において、前記吸着ユニットは、前記セパレータの前記上面を吸着する第1吸着部と、前記セパレータの前記上面のうちの前記第1吸着部によって吸着される位置とは前記セパレータの長手方向において異なる位置を吸着する第2吸着部とを有し、前記打撃ユニットは、前記セパレータの前記上面のうちの前記長手方向において前記第1吸着部と前記第2吸着部との間の位置に打撃を加えてもよい。
この形態の搬送装置によれば、セパレータの姿勢を安定させてセパレータに打撃を加えることができる。
(5)上記形態の搬送装置において、前記打撃ユニットは、前記セパレータに衝突する打撃面にエラストマを有してもよい。
この形態の搬送装置によれば、打撃ユニットによってセパレータに打撃を加えることによる騒音を低減できる。
本開示は、燃料電池用セパレータの搬送装置以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、燃料電池用セパレータの搬送システム、燃料電池用セパレータの搬送方法等の形態で実現することができる。
(1) According to one embodiment of the present disclosure, a fuel cell separator conveying device is provided. This conveyance device includes a suction unit that suctions the upper surface of the uppermost separator among a plurality of rectangular separators arranged in a stack, and a suction unit that moves the suction unit with the separator suctioned upward. By this, when the separator is lifted by the moving unit that lifts the separator, the suction unit, and the moving unit, the position on the upper surface of the separator that is sucked by the suction unit is a short distance of the separator. A striking unit that applies strikes to different positions in the hand direction.
According to this type of conveyance device, even if the separators that overlap one another are stuck together, the overlapping separators can be separated by applying a blow to the upper separator using the striking unit. Therefore, it is possible to prevent a plurality of separators from being conveyed in an overlapping state.
(2) In the conveying device of the above embodiment, the striking unit includes a first striking part that strikes the upper surface of the separator, and a position on the upper surface of the separator that is struck by the first striking part. and a second striking section that strikes different positions, and the second striking section may strike the separator at the same timing as the first striking section strikes the separator. .
According to this embodiment of the conveying device, since the two impact parts simultaneously apply impact to two locations on the separator, the separator can be deformed over a wide range. Therefore, overlapping separators can be effectively separated.
(3) In the conveying device of the above embodiment, the striking unit includes a first striking part that strikes the upper surface of the separator, and a position on the upper surface of the separator that is struck by the first striking part. and a second striking section that strikes at different positions, and the second striking section may strike the separator at a timing different from the timing at which the separator is struck by the first striking section. good.
According to this embodiment of the conveyance device, since the two impact parts apply impact to two locations on the separator at mutually different timings, it is possible to cause torsional deformation of the separator. Therefore, overlapping separators can be effectively separated.
(4) In the conveying device according to the above aspect, the suction unit includes a first suction portion that suctions the upper surface of the separator, and a position on the upper surface of the separator that is suctioned by the first suction portion is set to a second suction part that suctions different positions in the longitudinal direction of the separator, and the striking unit is arranged between the first suction part and the second suction part in the longitudinal direction of the upper surface of the separator. A blow may be applied to the position.
According to this embodiment of the conveyance device, it is possible to stabilize the posture of the separator and apply a blow to the separator.
(5) In the conveying device of the above embodiment, the striking unit may have an elastomer on the striking surface that collides with the separator.
According to this embodiment of the conveying device, it is possible to reduce noise caused by striking the separator with the striking unit.
The present disclosure can also be realized in various forms other than a fuel cell separator conveying device. For example, it can be realized in the form of a fuel cell separator transport system, a fuel cell separator transport method, or the like.
A.第1実施形態:
図1は、第1実施形態における搬送装置11を備える搬送システム10の概略構成を示す側面図である。図2は、搬送システム10の概略構成を示す平面図である。搬送システム10は、搬送装置11と、マガジン200と、二枚取り検出器300と、搬送スライダ400とを備えている。なお、図1および図2には、互いに直交する3つの座標軸であるX,Y,Z軸を表す矢印が示されている。X軸およびY軸は水平面に沿った座標軸であり、Z軸は鉛直方向に沿った座標軸である。X,Y,Z軸を表す矢印は、他の図においても、矢印の指し示す方向が図1や図2と対応するように適宜、図示してある。
A. First embodiment:
FIG. 1 is a side view showing a schematic configuration of a
搬送装置11は、吸着ユニット30と、移動ユニット20と、打撃ユニット40と、制御ユニット60とを備えている。本実施形態では、搬送装置11は、上下に積み重なった状態でマガジン200に収容された複数枚の燃料電池用セパレータ100を、上から順に1枚ずつ取り出して搬送する。以下の説明では、燃料電池用セパレータ100のことを単にセパレータ100と呼ぶ。各セパレータ100は、後述する第1面101を上方に向けてマガジン200に収容されている。なお、第1面101のことを上面と呼ぶことがある。
The
移動ユニット20は、吸着ユニット30および打撃ユニット40を3次元的に移動させる。本実施形態では、移動ユニット20は、ロボットアームによって構成されている。より具体的には、移動ユニット20は、垂直多関節ロボットによって構成されている。なお、移動ユニット20は、垂直多関節ロボットではなく、例えば、水平多関節ロボット、あるいは、直交ロボットによって構成されてもよい。移動ユニット20は、ロボットアームではなく、モータやボールねじ等を組み合わせて構成されてもよい。
The moving
吸着ユニット30および打撃ユニット40は、移動ユニット20の先端部に装着されるエンドエフェクタとして構成されている。吸着ユニット30および打撃ユニット40は、接続部材50に固定されている。接続部材50の中央部は、移動ユニット20の先端部に接続されている。つまり、吸着ユニット30および打撃ユニット40は、接続部材50を介して移動ユニット20の先端部に接続されている。
The
吸着ユニット30は、真空吸着によってセパレータ100を把持する。吸着ユニット30は、2つの吸着部31A,31Bを備えている。以下の説明では、吸着部31Aのことを第1吸着部31Aと呼び、吸着部31Bのことを第2吸着部31Bと呼ぶ。第1吸着部31Aと第2吸着部31Bとのことを特に区別せずに説明する場合には、第1吸着部31Aや第2吸着部31Bのことを単に吸着部31と呼ぶことがある。
The
第1吸着部31Aは、接続部材50の一方の端部に固定されており、第2吸着部31Bは、接続部材50の他方の端部に固定されている。第2吸着部31Bは、第1吸着部31Aに対して間隔を空けて配置されている。
The
第1吸着部31Aの下端部には、セパレータ100を真空吸着するための吸着パッド35Aが設けられており、第2吸着部31Bの下端部には、セパレータ100を真空吸着するための吸着パッド35Bが設けられている。各吸着パッド35A,35Bは、例えば、可撓性を有するチューブを介して、各吸着パッド35A,35B内を真空にするエゼクタあるいは真空ポンプに接続されている。
A
打撃ユニット40は、吸着ユニット30に把持されたセパレータ100に打撃を加える。打撃ユニット40は、2つの打撃部41A,41Bを備えている。以下の説明では、打撃部41Aのことを第1打撃部41Aと呼び、打撃部41Bのことを第2打撃部41Bと呼ぶ。第1打撃部41Aと第2打撃部41Bとのことを特に区別せずに説明する場合には、第1打撃部41Aや第2打撃部41Bのことを単に打撃部41と呼ぶことがある。
The
第1打撃部41Aおよび第2打撃部41Bは、接続部材50のうちの第1吸着部31Aと第2吸着部31Bとの間の部分に固定されている。第2打撃部41Bは、第1打撃部41Aに対して間隔を空けて配置されている。図2に示すように、第1打撃部41Aおよび第2打撃部41Bは、上方から視て、第1吸着部31Aから第2吸着部31Bに向かう方向に直交する方向において、第1吸着部31Aおよび第2吸着部31Bとは位置を異ならせて配置されている。第1打撃部41Aおよび第2打撃部41Bは、第1打撃部41Aから第2打撃部41Bに向かう方向と第1吸着部31Aから第2吸着部31Bに向かう方向とが平行になるように配置されている。
The first
図1に示すように、各打撃部41A,41Bは、エアシリンダによって構成されている。各打撃部41A,41Bは、例えば、可撓性を有するチューブを介してコンプレッサに接続されており、コンプレッサからの圧縮空気によって上下に伸縮する。コンプレッサから各打撃部41A,41Bへの圧縮空気の供給の停止と再開とは、例えば、ソレノイドバルブによって切り替えられる。なお、各打撃部41A,41Bは、エアシリンダではなく、例えば、油圧シリンダ、あるいは、電動シリンダによって構成されてもよい。
As shown in FIG. 1, each
第1打撃部41Aの下端部には、セパレータ100に衝突する打撃面45Aが設けられており、第2打撃部41Bの下端部には、セパレータ100に衝突する打撃面45Bが設けられている。各打撃面45A,45Bは、各吸着パッド35A,35Bとセパレータ100との接触面よりも下方に移動することができる。本実施形態では、各打撃面45A,45Bは、ウレタンゴムで形成されている。なお、各打撃面45A,45Bは、例えば、ウレタンゴム以外のエラストマ、金属材料、あるいは、樹脂材料で形成されてもよい。
A
制御ユニット60は、CPUと、メモリと、入出力インターフェースとを備えたコンピュータとして構成されている。本実施形態では、制御ユニット60は、後述するセパレータ搬送処理を実行することによって、移動ユニット20と吸着ユニット30と打撃ユニット40とを制御して、積み重なった複数枚のセパレータ100を上から順に1枚ずつ搬送する。なお、制御ユニット60は、コンピュータではなく、複数の回路の組み合わせによって構成されてもよい。
The
図2に示すように、搬送装置11の周辺には、二枚取り検出器300と搬送スライダ400とが配置されている。二枚取り検出器300は、搬送装置11によって搬送されているセパレータ100が2枚以上重なった状態であるか否かを検査する。二枚取り検出器300は、例えば、セパレータ100の厚みを計測するセンサを備えており、当該センサを用いてセパレータ100の厚みを計測することによって、セパレータ100が2枚以上重なった状態であるか否かを検査する。二枚取り検出器300によって2枚以上重なった状態であるか否かを検査された後のセパレータ100は、搬送装置11によって搬送スライダ400に載置される。搬送スライダ400は、載置されたセパレータ100を所定の場所にスライド移動させる。
As shown in FIG. 2, a two-
図3は、本実施形態におけるセパレータ100の第1面101を示す平面図である。セパレータ100は、長手方向LDと短手方向SDとを有する矩形状の板部材である。矩形とは、長方形に限られず、正方形をも含む意味である。本実施形態では、セパレータ100は、長方形の板部材である。セパレータ100が正方形の板部材である場合には、正方形の4つの辺のうちの1つの辺に沿った方向を長手方向LDとし、長手方向LDに直交する方向を短手方向SDとする。図3には、短手方向SDにおけるセパレータ100の中心線CLが一点鎖線で表されている。セパレータ100の一方の面のことを第1面101と呼ぶ。
FIG. 3 is a plan view showing the
セパレータ100の長手方向LDにおける両端部には、燃料ガスや酸化剤ガスや冷媒を給排するための貫通穴を有するマニホールド部111~116が設けられている。セパレータ100には、長手方向LDの一端側のマニホールド部111~113と他端側のマニホールド部114~116との間に、複数の溝を有する中央溝部121および外周溝部122が設けられている。中央溝部121は、セパレータ100の中央部に設けられている。中央溝部121は、例えば、燃料電池の発電の際にセパレータ100に対して第1面101側をマニホールド部113からマニホールド部114に向かって流れる燃料ガスの流路として設けられている。外周溝部122は、セパレータ100の外周部、つまり、セパレータ100のうちの中央溝部121に対して外側の部分に設けられている。外周溝部122は、例えば、中央溝部121を流れる燃料ガスがセパレータ100の外周部に流出することを抑制するためや、電極触媒層が設けられた膜電極接合体とセパレータ100の外周部とを熱圧着する際の入熱を調整するために設けられている。外周溝部122に設けられた溝の幅は、中央溝部121に設けられた溝の幅よりも広い。
At both ends of the
本実施形態では、セパレータ100は、チタン合金で形成されている。セパレータ100には、プレス成形によってマニホールド部111~116や中央溝部121や外周溝部122が形成されている。そのため、第1面101とは反対側の面には、中央溝部121や外周溝部122に対応する凹凸が形成されている。なお、セパレータ100は、チタン合金ではなく、例えば、ステンレス鋼で形成されてもよい。
In this embodiment, the
図4は、セパレータ搬送処理の内容を示すフローチャートである。この処理は、制御ユニット60に所定の開始命令が供給された場合に、制御ユニット60によって実行される。例えば、搬送装置11に接続されたコンピュータから開始命令が供給される。まず、ステップS110にて、制御ユニット60は、移動ユニット20を制御することによって、吸着ユニット30を原位置に移動させる。
FIG. 4 is a flowchart showing the details of the separator conveyance process. This process is executed by the
次に、ステップS120にて、制御ユニット60は、移動ユニット20を制御することによって吸着ユニット30を移動させて、マガジン200に収容された複数枚のセパレータ100のうちの最も上に配置されたセパレータ100の第1面101に各吸着パッド35A,35Bを接触させる。制御ユニット60は、第1吸着部31Aの吸着パッド35Aから第2吸着部31Bの吸着パッド35Bに向かう方向とセパレータ100の長手方向LDとが平行になるように、第1面101に各吸着パッド35A,35Bを接触させる。
Next, in step S120, the
ステップS130にて、制御ユニット60は、吸着ユニット30を制御することによって、マガジン200に収容された複数枚のセパレータ100のうちの最も上に配置されたセパレータ100の第1面101を吸着する。本実施形態では、吸着ユニット30は、制御ユニット60の制御下で、第1面101のうちの短手方向SDにおける一端側の位置を吸着する。第1面101のうちの短手方向SDにおける一端側の位置を吸着するとは、図3に示すように、第1吸着部31Aによる吸着位置の中心点CAと第2吸着部31Bによる吸着位置の中心点CBとが第1面101のうちの中心線CLに対して一端側の領域に含まれるように、吸着ユニット30によって第1面101を吸着することを意味する。第2吸着部31Bによる吸着位置は、第1吸着部31Aによる吸着位置とは長手方向LDにおいて異なる。なお、ステップS130のことをセパレータの搬送方法の第1工程と呼ぶことがある。
In step S130, the
ステップS140にて、制御ユニット60は、移動ユニット20を制御することによって吸着ユニット30を上方に移動させて、各吸着パッド35A,35Bに吸着されているセパレータ100を上方に持ち上げる。この際、制御ユニット60は、セパレータ100の第1面101を上方に向けたままセパレータ100を持ち上げる。制御ユニット60は、マガジン200の上端面を超えないようにセパレータ100を持ち上げる。なお、ステップS140のことをセパレータの搬送方法の第2工程と呼ぶことがある。
In step S140,
ステップS150にて、制御ユニット60は、打撃ユニット40を制御することによって、持ち上げられた状態のセパレータ100に打撃を加える。本実施形態では、打撃ユニット40は、制御ユニット60の制御下で、セパレータ100の第1面101のうちの短手方向SDにおける他端側の位置、換言すれば、第1面101のうちの吸着ユニット30によって吸着される位置とは短手方向SDにおいて異なる位置に打撃を加える。第1面101のうちの短手方向SDにおける他端側の位置に打撃を加えるとは、図3に示すように、第1打撃部41Aによる打撃位置の中心点CCと第2打撃部41Bによる打撃位置の中心点CDとが第1面101のうちの中心線CLに対して上述した一端側とは反対側の他端側の領域に含まれるように、打撃ユニット40によって第1面101に打撃を加えることを意味する。第2打撃部41Bによる打撃位置は、第1打撃部41Aによる打撃位置とは異なる。
In step S150, the
本実施形態では、打撃ユニット40は、第1面101のうちの短手方向SDにおける他端側の中央溝部121に打撃を加える。第1面101のうちの外周溝部122を含む外周部分には、中央溝部121を含む中央部分に比べてプレス成形時に高い応力が作用する。そのため、上述した外周部分ではなく、中央溝部121に打撃を加えることによって、セパレータ100の劣化等を抑制できる。また、上述した外周部分では、上述した中央部分に比べてプレス成形によって生じる反りが大きい。そのため、上述した外周部分ではなく、中央溝部121に打撃を加えることによって、セパレータ100の反りに起因して、セパレータ100に対する打撃面45A,45Bの押し込み量に過不足が生じることを抑制できる。
In this embodiment, the striking
本実施形態では、制御ユニット60は、第1打撃部41Aと第2打撃部41Bとによって、第1面101の2箇所に同時に打撃を加える。制御ユニット60は、各打撃部41A,41Bを所定速度で所定量伸縮させて打撃面45A、45Bを衝突させることによってセパレータ100に打撃を加える。打撃ユニット40は、各打撃部41A,41Bを繰り返し伸縮させて、セパレータ100に複数回打撃を加える。各打撃部41A,41Bの伸縮速度や伸縮量、各打撃部41A,41Bによって打撃を加える回数は、予め行われる試験によって決定できる。なお、打撃ユニット40によってセパレータ100に打撃が加えられる回数は、複数回ではなく、1回でもよい。なお、ステップS150のことをセパレータの搬送方法の第3工程と呼ぶことがある。
In this embodiment, the
ステップS160にて、制御ユニット60は、移動ユニット20を制御することによって、マガジン200から取り出したセパレータ100を、二枚取り検出器300を経由して搬送スライダ400に搬送する。二枚取り検出器300は、吸着ユニット30によって吸着されているセパレータ100が2枚以上重なった状態であるか否かを検査する。二枚取り検出器300によってセパレータ100が2枚以上重なった状態であることが検出された場合には、制御ユニット60は、移動ユニット20を制御することによって、2枚以上重なったセパレータ100をマガジン200上に戻した後、ステップS150から処理をやり直してもよい。制御ユニット60は、2枚以上重なったセパレータ100をマガジン200上に戻さずに、例えば、二枚取り検出器300の上方に設けられた所定のセパレータ置き場に2枚以上重なったセパレータ100を載置した後、ステップS110に処理を戻して、次のセパレータ100をマガジン200から取り出すための動作を開始してもよい。制御ユニット60は、2枚以上重なったセパレータ100をマガジン200上に戻したり、上述したセパレータ置き場に載置したりせずに、エラーが発生したことを報知した後、この処理を中止してもよい。
In step S160, the
ステップS170にて、制御ユニット60は、吸着ユニット30によるセパレータ100の吸着を解除する。搬送装置11によって搬送スライダ400に載置されたセパレータ100は、例えば、搬送スライダ400によって1枚ずつ紫外線照射装置に搬送され、紫外線照射装置によって親水化処理が施される。
In step S170,
ステップS180にて、制御ユニット60は、全てのセパレータ100の搬送が終了したか否かを判定する。制御ユニット60は、例えば、予め定められた回数、セパレータ100の搬送を実行した場合に、全てのセパレータ100の搬送が終了したと判断する。全てのセパレータ100の搬送が終了したと判断されるまで、制御ユニット60は、ステップS110からステップS180までの処理を繰り返す。全てのセパレータ100の搬送が終了したと判断された場合、制御ユニット60は、この処理を終了する。
In step S180,
図5は、打撃ユニット40からの打撃によるセパレータ100の変形の様子を示す説明図である。図6は、打撃ユニット40からの打撃によるセパレータ100の変位量を示す説明図である。図5には、打撃ユニット40によって打撃を加えられたときのセパレータ100の外形形状が実線で表されており、打撃を加えられていないときのセパレータ100の外形形状が二点鎖線で表されている。図5では、中央溝部121や外周溝部122についての図示が省略されている。図5には、中央溝部121の四隅に4つの点A~Dが表されている。図6には、図5に示す4つの点A~Dにおける鉛直方向に沿ったセパレータ100の変位量が表されている。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing how the
図5に示すように、打撃ユニット40によってセパレータ100に打撃が加えられると、セパレータ100には、曲げによる弾性変形が生じる。この際、図6に示すように、吸着ユニット30によって吸着されるセパレータ100の一端側の点Aおよび点Bではセパレータ100は上方に変位し、打撃ユニット40によって打撃が加えられるセパレータ100の他端側の点Cおよび点Dではセパレータ100は下方に変位する。点Aおよび点Bにおけるセパレータ100の変位量の絶対値は、点Cおよび点Dにおけるセパレータ100の変位量の絶対値よりも大きい。
As shown in FIG. 5, when the
図7は、2枚重ねの状態で持ち上げれたセパレータ100が曲げられる様子を示す説明図である。図7では、マガジン200に収容された複数枚のセパレータ100のうち、最も上に配置されたセパレータ100の符号の末尾には「A」の文字が付され、上から2番目に配置されたセパレータ100の符号の末尾には「B」の文字が付され、上から3番目に配置されたセパレータ100の符号の末尾には「C」の文字が付されている。上下に重なり合ってマガジン200に収容された2枚のセパレータ100A,100Bは、両者の溝同士の噛み合いによって固着することがある。そのため、上方に配置されたセパレータ100Aが持ち上げられる際に、下方に配置されたセパレータ100Bがセパレータ100Aとともに持ち上げられることがある。本実施形態では、セパレータ100Aが持ち上げられた後、セパレータ100Aの搬送に先立って、打撃ユニット40によってセパレータ100Aに打撃を加えることで、セパレータ100Aおよびセパレータ100Bに曲げ変形を生じさせることができる。この際、セパレータ100Aの曲率とセパレータ100Bの曲率とに差が生じるので、セパレータ100Aからセパレータ100Bにせん断力が加わり、セパレータ100Bがセパレータ100Aから脱落して、セパレータ100Bの下方に載置されたセパレータ100Cの上に戻る。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing how the
以上で説明した本実施形態における搬送装置11によれば、制御ユニット60は、移動ユニット20と吸着ユニット30とによって持ち上げられた状態のセパレータ100の第1面101に対して打撃ユニット40によって打撃を加えるので、上下に重なり合う複数枚のセパレータ100が固着したとしても、セパレータ100を曲げて、上下に重なり合うセパレータ100を分離させることができる。そのため、複数枚のセパレータ100が重なり合ったまま搬送されることを抑制できる。特に、本実施形態では、制御ユニット60は、第1面101のうちの短手方向SDにおける一端側の位置を吸着ユニット30によって吸着し、第1面101のうちの短手方向SDにおける他端側の位置に打撃ユニット40によって打撃を加えるので、セパレータ100の長手方向LDに沿った軸を中心にしてセパレータ100を曲げることができる。そのため、セパレータ100の広範囲に曲げ変形を生じさせて、上下に重なり合うセパレータ100を効果的に分離させることができる。さらに、本実施形態では、打撃ユニット40によってセパレータ100が長手方向LDに沿った軸を中心にして曲げられるので、セパレータ100が短手方向SDに沿った軸を中心にして曲げられる形態に比べて、上下に重なり合うセパレータ100を分離させるための、セパレータ100の端部の下方への変位量を小さくできる。そのため、打撃ユニット40によって曲げられたセパレータ100の端部が、持ち上げられずに下方に載置されたセパレータ100に接触して損傷することを抑制できる。
According to the
また、本実施形態では、打撃ユニット40には第1打撃部41Aと第2打撃部41Bとが設けられており、制御ユニット60は、第1打撃部41Aと第2打撃部41Bとを用いてセパレータ100の2箇所に同時に打撃を加える。そのため、セパレータ100の1箇所にのみ打撃を加える形態に比べてセパレータ100の広範囲に曲げ変形を生じさせることができる。
Further, in this embodiment, the striking
また、本実施形態では、吸着ユニット30には第1吸着部31Aと第2吸着部31Bとが設けられており、制御ユニット60は、第1打撃部41Aと第2打撃部41Bとを用いて、セパレータ100の第1面101のうち、長手方向LDにおける第1吸着部31Aによる吸着位置と第2吸着部31Bによる吸着位置との間の位置に打撃を加える。そのため、セパレータ100の姿勢を安定させた状態で、セパレータ100に打撃を加えることができる。
Further, in the present embodiment, the
また、本実施形態では、第1打撃部41Aの打撃面45Aと第2打撃部41Bの打撃面45Bとがウレタンゴムで形成されているので、各打撃部41A,41Bによってセパレータ100に打撃が加えられる際の騒音を低減でき、さらに、セパレータ100に打痕が残ることを抑制できる。
Further, in this embodiment, since the
ステンレス鋼等に比べてヤング率の低いチタン合金で形成されたセパレータ100では、上下に重なり合うセパレータ100の溝同士が噛み合って固着した場合、上下に重なり合うセパレータ100を分離させることが難しい。これに対して、本実施形態では、打撃ユニット40を用いて上下に重なり合うセパレータ100を分離させることができる。
In the
非磁性材料であるチタン合金で形成されたセパレータ100では、上下に重なり合うセパレータ100のうちの一方を真空吸着し、他方を磁気吸着して両者を分離させることができない。これに対して、本実施形態では、磁気吸着を用いずに上下に重なり合うセパレータ100を分離させることができる。
With
B.第2実施形態:
図8は、第2実施形態におけるセパレータ搬送処理の内容を示すフローチャートである。第2実施形態では、セパレータ搬送処理のステップS150Bの内容が第1実施形態のセパレータ搬送処理のステップS150の内容と異なる。その他の構成については、特に説明しない限り、第1実施形態と同じである。
B. Second embodiment:
FIG. 8 is a flowchart showing the details of the separator conveyance process in the second embodiment. In the second embodiment, the contents of step S150B of the separator conveyance process are different from the contents of step S150 of the separator conveyance process of the first embodiment. The other configurations are the same as those in the first embodiment unless otherwise described.
ステップS150Bにて、制御ユニット60は、打撃ユニット40を制御することによって、持ち上げられた状態のセパレータ100に打撃を加える。本実施形態では、制御ユニット60は、第1打撃部41Aと第2打撃部41Bとによってセパレータ100の第1面101の2箇所に相互に異なるタイミングで打撃を加える。制御ユニット60は、第1打撃部41Aの伸縮の位相と第2打撃部41Bの伸縮の位相とを180度異ならせることによって、セパレータ100の2箇所に交互に打撃を加える。なお、ステップS150Bのことをセパレータの搬送方法の第3工程と呼ぶことがある。
In step S150B,
図9は、打撃ユニット40によって打撃が加えられることによるセパレータ100の変位量を示す説明図である。図9には、図5に示した4つの点A~Dにおける鉛直方向に沿ったセパレータ100の変位量が表されている。図9には、各点A~Dごとに、第1打撃部41Aと第2打撃部41Bとによってセパレータ100の2箇所に同時に打撃を加えた場合と、第1打撃部41Aによってセパレータ100の1箇所にのみ打撃を加えた場合の変位量と、第2打撃部41Bによってセパレータ100の1箇所にのみ打撃を加えた場合の変位量とが表されている。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing the amount of displacement of the
各点A~Dにおいて、第1打撃部41Aによってセパレータ100の1箇所にのみ打撃を加えた場合の変位量の絶対値、および、第2打撃部41Bによってセパレータ100の1箇所にのみ打撃を加えた場合の変位量の絶対値は、第1打撃部41Aと第2打撃部41Bとによってセパレータ100の2箇所に同時に打撃を加えた場合の変位量の絶対値よりも小さい。しかしながら、第1打撃部41Aと第2打撃部41Bとによってセパレータ100の2箇所に同時に打撃を加えた場合の変位量の絶対値と、第1打撃部41Aによってセパレータ100の1箇所にのみ打撃を加えた場合の変位量の絶対値との差は比較的小さい。第1打撃部41Aと第2打撃部41Bとによってセパレータ100の2箇所に同時に打撃を加えた場合の変位量の絶対値と、第2打撃部41Bによってセパレータ100の1箇所にのみ打撃を加えた場合の変位量の絶対値との差は小さい。
At each point A to D, the absolute value of the displacement when the first
以上で説明した本実施形態における搬送装置11によれば、2つの打撃部41A,41Bによってセパレータ100の第1面101の2箇所に相互に異なるタイミングで打撃を加えることができるので、2つの打撃部41A,41Bによってセパレータ100の第1面101の2箇所に同時に打撃を加える形態に比べて、セパレータ100に打撃を加える回数を多くすることができ、さらに、セパレータ100に複雑な変形を生じさせることができる。そのため、上下に重なり合うセパレータ100を効果的に分離させることができる。
According to the
C.他の実施形態:
(C1)上述した各実施形態の搬送装置11では、吸着ユニット30は、2つの吸着部31A,31Bを有している。これに対して、吸着ユニット30に設けられる吸着部31の数は、1つでもよいし、3つ以上でもよい。
C. Other embodiments:
(C1) In the
(C2)上述した第1実施形態の搬送装置11では、打撃ユニット40は、2つの打撃部41,41Bを有している。これに対して、打撃ユニット40に設けられる打撃部41の数は、1つでもよいし、3つ以上でもよい。
(C2) In the
(C3)上述した第2実施形態の搬送装置11では、打撃ユニット40は、2つの打撃部41,41Bを有している。これに対して、打撃ユニット40に設けられる打撃部41の数は、3つ以上でもよい。例えば、打撃ユニット40に3つの打撃部41が設けられる場合、3つの打撃部41が相互に異なるタイミングでセパレータ100に打撃を加えてもよいし、3つの打撃部41のうちの2つの打撃部41が同じタイミングでセパレータ100に打撃を加えてもよい。
(C3) In the
(C4)上述した各実施形態の搬送装置11では、第1打撃部41Aおよび第2打撃部41Bは、セパレータ100の第1面101のうち、セパレータ100の長手方向LDにおける第1吸着部31Aによる吸着位置と第2吸着部31Bによる吸着位置との間の位置に打撃を加える。これに対して、第1打撃部41Aと第2打撃部41Bとのうちの少なくとも一方は、第1面101のうち、セパレータ100の長手方向LDにおける第1吸着部31Aによる吸着位置と第2吸着部31Bによる吸着位置との間ではない位置に打撃を加えてもよい。例えば、第1面101には、長手方向LDにおいて、第1打撃部41Aによる打撃位置と、第1吸着部31Aによる吸着位置と、第2吸着部31Bによる吸着位置と、第2打撃部41Bによる打撃位置とがこの順で配置されてもよいし、長手方向LDにおいて、第1打撃部41Aによる打撃位置と、第1吸着部31Aによる吸着位置と、第2打撃部41Bによる打撃位置と、第2吸着部31Bによる吸着位置とがこの順で配置されてもよい。
(C4) In the
(C5)上述した各実施形態の搬送装置11では、移動ユニット20は、吸着ユニット30および打撃ユニット40を3次元的に移動可能に構成されている。これに対して、移動ユニット20は、吸着ユニット30および打撃ユニット40を上下にのみ移動可能に構成されてもよい。この場合、例えば、移動ユニット20によって持ち上げられたセパレータ100の下方を移動可能な搬送スライダが設けられ、セパレータ100は、当該搬送スライダに載置されてもよい。
(C5) In the
(C6)上述した各実施形態の搬送装置11では、打撃ユニット40は、移動ユニット20によって移動可能に構成されている。これに対して、打撃ユニット40は、例えば、マガジン200の上方に固定されてもよい。
(C6) In the
本開示は、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。 The present disclosure is not limited to the embodiments described above, and can be implemented in various configurations without departing from the spirit thereof. For example, the technical features in the embodiments corresponding to the technical features in each form described in the summary column of the invention may be used to solve some or all of the above-mentioned problems, or to achieve one of the above-mentioned effects. In order to achieve some or all of the above, it is possible to replace or combine them as appropriate. Further, unless the technical feature is described as essential in this specification, it can be deleted as appropriate.
10…搬送システム、11…搬送装置、20…移動ユニット、30…吸着ユニット、31A,31B…吸着部、35A,35B…吸着パッド、40…打撃ユニット、41A,41B…打撃部、45A,45B…打撃面、50…接続部材、60…制御ユニット、100…燃料電池用セパレータ、101…第1面、111~116…マニホールド部、121…中央溝部、122…外周溝部、200…マガジン、300…二枚取り検出器、400…搬送スライダ
DESCRIPTION OF
Claims (6)
積み重なって配置された複数の矩形状のセパレータのうちの最も上に配置されたセパレータの上面を吸着する吸着ユニットと、
前記セパレータを吸着した状態の前記吸着ユニットを上方に移動させることによって、前記セパレータを持ち上げる移動ユニットと、
前記吸着ユニットと前記移動ユニットとによって前記セパレータを持ち上げた状態で、前記セパレータの前記上面のうちの前記吸着ユニットによって吸着される位置とは前記セパレータの短手方向において異なる位置に複数回打撃を加える打撃ユニットと、
を備え、
前記セパレータは、前記上面の中央部分に設けられており、複数の溝を有する中央溝部と、前記上面の前記中央溝部に対して外側の部分に設けられており、前記中央溝部の溝に比べて幅広な複数の溝を有する外周溝部と、を備え、
前記打撃ユニットは、前記中央溝部に打撃を加える、搬送装置。 A conveying device for a fuel cell separator, comprising:
an adsorption unit that adsorbs the upper surface of the uppermost separator among the plurality of rectangular separators arranged in a stack;
a moving unit that lifts the separator by moving the suction unit that has suctioned the separator upward;
With the separator lifted up by the suction unit and the moving unit, a plurality of blows are applied to a position on the upper surface of the separator that is different from the position to be suctioned by the suction unit in the lateral direction of the separator. a striking unit,
Equipped with
The separator is provided at a central portion of the upper surface, includes a central groove portion having a plurality of grooves, and is provided at an outer portion of the upper surface with respect to the central groove portion, and has a plurality of grooves than the central groove portion. an outer circumferential groove portion having a plurality of wide grooves;
The impact unit is a conveying device that applies impact to the central groove .
前記打撃ユニットは、前記セパレータの前記上面に複数回打撃を加える第1打撃部と、前記セパレータの前記上面のうちの前記第1打撃部によって打撃を加えられる位置とは前記セパレータの長手方向において異なる位置に複数回打撃を加える第2打撃部とを有し、
前記第2打撃部は、前記第1打撃部によって前記セパレータに打撃を加えるタイミングと同じタイミングで、前記セパレータに打撃を加える、搬送装置。 The conveying device according to claim 1,
The striking unit has a first striking part that strikes the upper surface of the separator multiple times, and a position on the upper surface of the separator that is struck by the first striking part is different in the longitudinal direction of the separator. a second striking part that applies a plurality of strikes to the position;
The second striking section is a conveyance device in which the second striking section strikes the separator at the same timing as the first striking section strikes the separator.
前記打撃ユニットは、前記セパレータの前記上面に複数回打撃を加える第1打撃部と、前記セパレータの前記上面のうちの前記第1打撃部によって打撃を加えられる位置とは前記セパレータの長手方向において異なる位置に複数回打撃を加える第2打撃部とを有し、
前記第2打撃部は、前記第1打撃部によって前記セパレータに打撃を加えるタイミングとは異なるタイミングで、前記セパレータに打撃を加える、搬送装置。 The conveying device according to claim 1,
The striking unit has a first striking part that strikes the upper surface of the separator multiple times, and a position on the upper surface of the separator that is struck by the first striking part is different in the longitudinal direction of the separator. a second striking part that applies a plurality of strikes to the position;
The second striking section is a conveyance device in which the second striking section strikes the separator at a timing different from the timing at which the first striking section strikes the separator.
前記吸着ユニットは、前記セパレータの前記上面のうちの前記短手方向における一端側の位置を吸引し、
前記打撃ユニットは、前記セパレータの前記上面のうちの前記短手方向における他端側の位置に複数回打撃を加える、搬送装置。 The conveying device according to any one of claims 1 to 3,
The suction unit suctions a position on one end side in the transverse direction of the upper surface of the separator,
The said striking unit is a conveyance device which applies a strike multiple times to the position of the other end side in the said transverse direction of the said upper surface of the said separator.
前記打撃ユニットは、前記セパレータに衝突する打撃面にエラストマを有する、搬送装置。 The conveying device according to any one of claims 1 to 4,
The striking unit has an elastomer on a striking surface that collides with the separator.
積み重なって配置された複数の矩形状のセパレータのうちの最も上に配置されたセパレータの上面を吸着する第1工程と、
吸着した前記セパレータを持ち上げる第2工程と、
前記セパレータを吸着して持ち上げた状態で、前記セパレータの前記上面のうち、吸着している位置とは前記セパレータの短手方向において異なる位置に複数回打撃を加える第3工程と、
を有し、
前記セパレータは、前記上面の中央部分に設けられており、複数の溝を有する中央溝部と、前記上面の前記中央溝部に対して外側の部分に設けられており、前記中央溝部の溝に比べて幅広な複数の溝を有する外周溝部と、を備え、
前記第3工程では、前記中央溝部に打撃を加える、搬送方法。 A method for transporting a fuel cell separator, the method comprising:
A first step of adsorbing the upper surface of the uppermost separator among the plurality of rectangular separators arranged in a stack;
a second step of lifting the adsorbed separator;
a third step of applying a plurality of blows to a position on the upper surface of the separator that is different in the lateral direction of the separator from the position where the separator is being attracted;
has
The separator is provided at a central portion of the upper surface, includes a central groove portion having a plurality of grooves, and is provided at an outer portion of the upper surface with respect to the central groove portion, and has a plurality of grooves than the central groove portion. an outer circumferential groove portion having a plurality of wide grooves;
In the third step, the conveyance method includes applying a blow to the central groove .
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