JP2006173058A - Method of molding separator for fuel cell, molding apparatus and suction type take-out apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料電池用セパレータの成形方法、成形装置および吸引式取出装置に関する。 The present invention relates to a method for forming a separator for a fuel cell, a forming apparatus, and a suction type take-out apparatus.
燃料電池の単セルは、燃料ガスと酸化剤ガス等とを分離するためのセパレータを有する。セパレータは、粉末状の成形材料を、高温下で圧縮成形することで製造され、気体を吹き付けることで成形金型から剥離され、その後、吸着して取り出される(例えば、特許文献1参照。)。
しかし、セパレータは、燃料ガスや酸化剤ガス等を流通させるための流路溝を有し、当該流路溝は、微小かつ複雑な凹凸形状を有するため、成形金型に対する離型性に問題を有する。そのため、気体の吹き付け圧が低い場合、セパレータを取り出することが困難である。一方、気体の吹き付け圧を上昇させる場合、セパレータに割れなどの成形不良を生じる虞がある。 However, since the separator has a channel groove for circulating fuel gas, oxidant gas, etc., and the channel groove has a minute and complicated uneven shape, there is a problem in releasability from the molding die. Have. Therefore, when the gas spray pressure is low, it is difficult to take out the separator. On the other hand, when the gas blowing pressure is increased, there is a risk of forming defects such as cracks in the separator.
また、取出しを容易にするために、リブあるいはつまみ部を、セパレータに予め設ける場合、無駄スペースの増加によってセパレータの有効面積が減少し、出力密度が低下する問題を有する。 In addition, when ribs or knobs are provided in advance in the separator in order to facilitate removal, there is a problem that the effective area of the separator is reduced due to an increase in wasted space and the output density is lowered.
本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決するためになされたものであり、燃料電池用セパレータの成形不良を抑制しかつ性能に影響を及ぼすことなく、燃料電池用セパレータを容易に取り出すことが可能である成形方法、成形装置および吸引式取出装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the problems associated with the above-described prior art, and can easily remove the fuel cell separator without suppressing molding defects of the fuel cell separator and affecting the performance. It is an object of the present invention to provide a molding method, a molding apparatus, and a suction type take-out apparatus that are possible.
上記目的を達成するための請求項1に記載の発明は、
燃料電池の単セルに適用される、流路溝を有するセパレータを製造するための成形方法であって、
黒鉛およびバインダー樹脂を含んでいる成形材料を、成形金型に配置し、昇温した状態において圧縮成形することによって、セパレータを成形し、
型開き後において、前記セパレータの外部に露出した表面を覆うように、吸着パッド部の弾性部材を配置し、
吸着パッド部に連結される負圧伝達手段を経由して、吸着力を発揮させる負圧を、吸着パッド部に伝達し、
前記弾性部材によって前記セパレータを吸着し、成形金型から取り出す
ことを特徴とする成形方法である。
In order to achieve the above object, the invention described in claim 1
A molding method for producing a separator having a flow channel applied to a single cell of a fuel cell,
A molding material containing graphite and a binder resin is placed in a molding die, and a separator is molded by compression molding in a heated state,
After opening the mold, the elastic member of the suction pad portion is arranged so as to cover the surface exposed to the outside of the separator,
Via the negative pressure transmission means connected to the suction pad part, the negative pressure that exerts the suction force is transmitted to the suction pad part,
In the molding method, the separator is adsorbed by the elastic member and is taken out from the molding die.
上記目的を達成するための請求項18に記載の発明は、
黒鉛およびバインダー樹脂を含んでいる成形材料を、成形金型に配置し、昇温した状態で圧縮成形することによって成形された燃料電池用セパレータを、成形金型から取り出すための吸引式取出装置であって、
前記セパレータの外部に露出した表面を覆うように配置される弾性部材を有する吸着パッド部、および、
前記吸着パッド部に連結され、吸着力を発揮させる負圧を、前記吸着パッド部に伝達するための負圧伝達手段
を有することを特徴とする吸引式取出装置である。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 18 provides:
A suction type take-out device for taking out a fuel cell separator formed by placing a molding material containing graphite and a binder resin in a molding die and compressing the molding material in a heated state. There,
A suction pad portion having an elastic member arranged to cover the surface exposed to the outside of the separator, and
A suction type take-out device comprising negative pressure transmitting means connected to the suction pad portion for transmitting a negative pressure for exerting a suction force to the suction pad portion.
上記目的を達成するための請求項31に記載の発明は、
黒鉛およびバインダー樹脂を含んでいる成形材料を圧縮成形するための成形金型、および、前記成形金型による圧縮成形の際に、成形材料を昇温した状態に保持するための加熱手段を有し、燃料電池の単セルに適用される、流路溝を有するセパレータを製造するための成形装置であって、
請求項18〜30のいずれか1項に記載の吸引式取出装置を有する
ことを特徴とする成形装置である。
The invention according to claim 31 for achieving the above object is as follows.
A molding die for compression molding a molding material containing graphite and a binder resin, and a heating means for holding the molding material in a heated state during compression molding by the molding die A molding apparatus for producing a separator having a flow channel applied to a single cell of a fuel cell,
It has a suction type extraction device given in any 1 paragraph of Claims 18-30. It is a forming device characterized by things.
上記のように構成した本発明は、以下の効果を奏する。 The present invention configured as described above has the following effects.
請求項1に記載の発明によれば、弾性部材によって、セパレータが吸着されて、成形金型から取り出される。弾性部材は、セパレータを非局所的かつ弾性的に支持するため、大きいな吸着力を発揮させる場合であっても、セパレータに対する過大な負荷を及ぼさない。そのため、セパレータの割れなどの成形不良が抑制しつつ、セパレータが容易に取り出される。また、取出しを容易にするための部位、リブあるいはつまみ部が、セパレータに設けられていないため、無駄スペースは増加せず、出力密度を低下させない。したがって、燃料電池用セパレータの成形不良を抑制しかつ性能に影響を及ぼすことなく、燃料電池用セパレータを容易に取り出すことが可能である成形方法を提供することができる。 According to the first aspect of the present invention, the separator is adsorbed by the elastic member and taken out from the molding die. Since the elastic member supports the separator non-locally and elastically, it does not exert an excessive load on the separator even when a large adsorption force is exerted. Therefore, the separator can be easily taken out while suppressing molding defects such as cracking of the separator. In addition, since no part, rib, or knob for facilitating removal is provided in the separator, useless space does not increase and output density does not decrease. Therefore, it is possible to provide a molding method capable of easily removing the fuel cell separator without suppressing the molding defect of the fuel cell separator and affecting the performance.
請求項18に記載の発明によれば、弾性部材によって、セパレータを吸着して、成形金型から取り出すことが可能である。この場合、弾性部材は、セパレータを非局所的かつ弾性的に支持するため、大きいな吸着力を発揮させる場合であっても、セパレータに対する過大な負荷を及ぼさない。そのため、セパレータの割れなどの成形不良を抑制しつつ、セパレータを容易に取り出することが可能である。また、取出しを容易にするための部位、リブあるいはつまみ部が、セパレータに設けられていないため、無駄スペースは増加せず、出力密度を低下させない。したがって、燃料電池用セパレータの成形不良を抑制しかつ性能に影響を及ぼすことなく、燃料電池用セパレータを容易に取り出すことが可能である吸引式取出装置を提供することができる。 According to invention of Claim 18, it is possible to adsorb | suck a separator with an elastic member and to take out from a shaping die. In this case, since the elastic member supports the separator non-locally and elastically, it does not exert an excessive load on the separator even when a large adsorption force is exerted. Therefore, the separator can be easily taken out while suppressing molding defects such as cracking of the separator. In addition, since no part, rib, or knob for facilitating removal is provided in the separator, useless space does not increase and output density does not decrease. Therefore, it is possible to provide a suction type take-out device that can easily take out the fuel cell separator without suppressing molding defects of the fuel cell separator and affecting the performance.
請求項31に記載の発明によれば、成形装置の有する吸引式取出装置によって、燃料電池用セパレータの成形不良を抑制しかつ性能に影響を及ぼすことなく、燃料電池用セパレータを容易に取り出すことが可能である。つまり、燃料電池用セパレータの成形不良を抑制しかつ性能に影響を及ぼすことなく、燃料電池用セパレータを容易に取り出すことが可能である成形装置を提供することができる。 According to the invention described in claim 31, the fuel cell separator can be easily taken out by the suction type take-out device of the molding device without suppressing molding failure of the fuel cell separator and affecting the performance. Is possible. That is, it is possible to provide a molding apparatus that can easily remove the fuel cell separator without suppressing the molding defect of the fuel cell separator and affecting the performance.
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。
図1は、実施の形態1に係る燃料電池およびセパレータを説明するための分解図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an exploded view for explaining a fuel cell and a separator according to Embodiment 1. FIG.
実施の形態1に係る燃料電池10は、単セルを多数積層してなる積重ね体の形態で、例えば、自動車の駆動源として使用される。単セルは、水の電気分解の逆の原理を利用し、水素と酸素とを反応させて水を得る過程で電気を得ることができる電池であり、固体高分子電解質膜20、ガス拡散層30,40、および、セパレータ50,60を有する。セパレータ50,60の1辺のサイズは、100〜200mm程度である。
The
ガス拡散層30,40は、フレーム35,45に支持され、固体高分子電解質膜20の両面に配置される。セパレータ50,60は、粉末状の成形材料を加圧圧縮することで形成される成形体であり、ガス拡散層30,40の外面に配置される。
The
成形材料は、導電性を有する黒鉛(例えば、70〜90wt%)およびバインダー樹脂(例えば、10〜30wt%)を有する粉末状の混合物である。黒鉛は、例えば、天然黒鉛、人造黒鉛、膨張黒鉛を適用することが可能である。 The molding material is a powdery mixture having conductive graphite (for example, 70 to 90 wt%) and a binder resin (for example, 10 to 30 wt%). As the graphite, for example, natural graphite, artificial graphite, and expanded graphite can be applied.
バインダー樹脂は、熱硬化性樹脂からなり、セパレータ50,60に含まれるバインダー樹脂は、熱硬化している。熱硬化性樹脂は、経済性、作業性、成形性、物性(耐酸性、耐熱性、流体不透過性)などに優れているフェノール樹脂が好ましいが、メラミン樹脂やポリアミド樹脂などの他の熱硬化性樹脂を適用することも可能である。熱硬化性樹脂は、小径であることが好ましく、これにより、反応速度が上昇し、かつ黒鉛間の空間が小さくなることで、得られるセパレータの強度を向上させることが可能である。
The binder resin is made of a thermosetting resin, and the binder resin contained in the
セパレータ50は、発生した電気が流れる電気伝導面である上部面51および下部面56を有する。上部面51は、冷却水を流通させるための流路溝52が形成され、密閉部材70を介して、隣接する単セルのセパレータ60と相対している。下部面56は、酸化剤ガス(空気)を流通させるための流路溝57が形成され、密閉部材72を介して、ガス拡散層30と相対している。
The
セパレータ60は、発生した電気が流れる電気伝導面である上部面61および下部面66を有する。上部面61は、燃料ガス(水素)を流通させるための流路溝62が形成され、密閉部材74を介して、ガス拡散層40と相対している。下部面66は、略平坦であり、密閉部材70を介して、隣接する単セルのセパレータ50と相対している。
The
流路溝52,57,62の形状および配置は、ガスの拡散性、圧力損失、生成水の排出性、冷却性能等を考慮し、適宜設定される。密閉部材70,72,74は、酸化剤ガスおよび燃料ガスの漏出を抑制するために配置されており、例えば、ガスケットや接着シールによって構成することが可能である。
The shape and arrangement of the
図2は、実施の形態1に係る成形装置を説明するための概略図、図3は、図2に示される成形装置の上型および下型を説明するための断面図、図4は、図2に示される吸引式取出装置を説明するための断面図である。 2 is a schematic diagram for explaining the molding apparatus according to Embodiment 1, FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining an upper mold and a lower mold of the molding apparatus shown in FIG. 2, and FIG. It is sectional drawing for demonstrating the suction type taking-out apparatus shown by 2. FIG.
成形装置100は、セパレータ50の製造に適用され、上型(成形金型)110、下型(成形金型)120、押圧装置130、加熱装置(加熱手段)140、冷却装置150および吸引式取出装置160を有する。
The
上型110は、下型120に対して近接離間可能に配置され、セパレータ50の上部面51に対応するキャビティ面115を有する。キャビティ面115は、セパレータ50の流路溝52に対応する凸部118、および凸部118の間に位置する凹部116を有する。下型120は、固定式に配置され、セパレータ50の下部面56に対応するキャビティ面125を有し、上型110と連携し、黒鉛およびバインダー樹脂を含んでいる成形材料PMを圧縮成形するために使用される。キャビティ面125は、セパレータ50の流路溝57に対応する凸部128、および凸部128の間に位置する凹部126を有する。
The
押圧装置130は、上型110を駆動し、下型120と連携した型締めおよび圧縮成形をするために使用され、油圧シリンダ等の駆動装置を有する。圧縮成形時の圧力は、50〜60MPa程度である。
The
加熱装置140は、下型120の内部に配置される抵抗発熱体からなり、上型110および下型120による圧縮成形の際に、成形材料PMを昇温した状態に保持するために使用される。成形材料PMは、熱硬化性樹脂からなるバインダー樹脂を有するため、加熱装置140は、成形材料PMを、バインダー樹脂の熱硬化温度以上に昇温させて、バインダー樹脂を熱硬化させる。加熱装置140、上型110および下型120は、成形材料PMを、温間圧縮成形するために使用される。
The
加熱装置140は、上型110および下型120の両者、あるいは上型110に配置することも可能である。加熱装置140は、抵抗加熱を利用する形態に限定されず、加熱流体(熱媒)、電磁誘導加熱、超音波加熱等を適宜適用することも可能である。
The
冷却装置150は、軸流ファンなどの送風機からな冷媒供給手段である。冷却装置150は、型開き後において、成形されたセパレータ50に向かって、冷却媒体である空気を送風することで、セパレータ50を急速に冷却する。したがって、セパレータ50の成形完了と取出しとの間のタイムサイクルを短縮化することが可能である。冷却装置150は、他の空気機械、例えばコンプレッサを適用することも可能である。冷却媒体は、空気に限定されない。
The
吸引式取出装置160は、弾性部材163とフレーム部166とを有する吸着パッド部162、吸着パッド部162に連結された配管(配管系)168、および吸着パッド部162の位置決め機構(不図示)を有する。
The suction-type take-out
配管168は、柔軟性を有するチューブからなり、負圧発生手段である真空ポンプ170に連結されており、吸着力を発揮させる負圧を、吸着パッド部162に伝達するための負圧伝達手段を構成する。負圧は、1〜10Pa程度である。配管168には、負圧を解消するためのリーク弁(不図示)が適宜配置されている。負圧発生手段は、他の空気機械、例えば、吸引ファンを適用することも可能である。
The
弾性部材163は、型開き後において、下型120のキャビティ面125に配置されるセパレータ50の外部に露出した表面(上部面51)を覆うように配置される。フレーム部166は、弾性部材163を保持するために使用される。位置決め機構は、上部面51を覆うための吸着位置と、吸着されたセパレータ50を取外すための待機位置との間において、吸着パッド部162を移動させるために使用される。
The
吸引式取出装置160は、型開き後において、弾性部材163によって、成形されたセパレータ50を吸着して、下型120から取り出すことが可能である。この場合、弾性部材163は、セパレータ50を非局所的かつ弾性的に支持するため、大きいな吸着力を発揮させる場合であっても、セパレータ50に対する過大な負荷を及ぼさない。そのため、セパレータ50の割れなどの成形不良を抑制しつつ、セパレータ50を容易に取り出することが可能である。また、取出しを容易にするための部位、リブあるいはつまみ部が、セパレータ50に設けられていなため、無駄スペースは増加せず、出力密度を低下させない。
The suction-type take-out
吸着パッド部162の外周形状は、セパレータ50の外周形状と略一致しており、セパレータ50の上部面51の全面を支持することで、吸着を効率化している。弾性部材163は、ウレタン樹脂やスポンジ(海綿状のゴム)によって形成されており、多孔性である。そのため、弾性部材163は、セパレータ50を吸着する際に容易に変形し、良好な密着性を呈する。外部の空気は、弾性部材163の孔部を経由して、吸引される。弾性部材163として、開口部が形成された非多孔性弾性部材を適用することも可能である。
The outer peripheral shape of the
弾性部材163は、セパレータ50の上部面51の形状に対応する表面形状を有しており、セパレータ50の流路溝52に対応する凸部164および凸部164の間に位置する凹部165を有する。そのため、弾性部材163とセパレータ50との間の密着性がさらに向上し、吸着がより効率化される。
The
以上のように、成形装置100は、吸引式取出装置160を有するため、燃料電池用セパレータの成形不良を抑制しかつ性能に影響を及ぼすことなく、燃料電池用セパレータを容易に取り出すことが可能である。
As described above, since the
なお、セパレータ60の製造に適用され成形装置は、上型のキャビティ面が略平坦であり、セパレータ60の上部面61に対応している点を除けば、成形装置100と略同一であり、重複を避けるため、その説明は省略する。
The molding apparatus applied to manufacture of the
次に、実施の形態1に係る成形方法を説明する。図5は、成形材料の充填を説明するための断面図、図6は、図5に続く、型締めを説明するための断面図、図7は、図6に続く、温間圧縮成形を説明するための断面図、図8は、図7に続く、型開きおよび冷却を説明するための断面図、図9は、図8に続く、吸着取出しを説明するための断面図である。 Next, the molding method according to Embodiment 1 will be described. FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining filling of the molding material, FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining mold clamping following FIG. 5, and FIG. 7 is for explaining warm compression molding following FIG. FIG. 8 is a cross-sectional view for explaining mold opening and cooling following FIG. 7, and FIG. 9 is a cross-sectional view for explaining suction extraction following FIG.
加熱装置140によって予備昇温している下型120のキャビティ面125に、セパレータ50を成形するために必要とされる量の成形材料PMを配置する(図5参照)。これは、例えば、成形材料PMを保持している容器と連結しているノズルから、成形材料PMを吐出させながら移動させ、必要とされる充填量に達すると、ノズルからの成形材料PMの吐出を停止し、不均一な成形材料PMの表面を擦切り、平坦とすることで、実施することが可能である。予備昇温は、必要に応じて、適宜省略することも可能である。
An amount of the molding material PM required for molding the
押圧装置130は、上型110を降下させ、型締めすることで、上型110および下型120のキャビティ面115,125に位置する成形材料PMを、加圧圧縮する(図6参照)。
The
上型110は、セパレータ50の上部面51に対応するキャビティ面115を備えているため、成形材料PMの上面は、セパレータ50の上部面51に対応する凹凸形状に成形される。一方、下型120は、セパレータ50の下部面56に対応するキャビティ面125を備えているため、成形材料PMの下面は、セパレータ50の下部面56に対応する凹凸形状に成形される。
Since the
一方、加熱装置140は、下型120の温度を調整し、昇温させることで、成形材料PMの温度を、バインダー樹脂の熱硬化温度以上に上昇させ、バインダー樹脂を熱硬化させる。バインダー樹脂の熱硬化が完了し、温間圧縮成形が終了すると、セパレータ50が得られる(図7参照)。
On the other hand, the
押圧装置130は、上型110を上昇させ、型開きすると、冷却装置150は、セパレータ50に向かって、送風し、セパレータ50を急速に冷却する(図8参照)。
When the
セパレータ50の温度が低下すると、吸着パッド部162は、吸引式取出装置160の位置決め機構(不図示)によって、待機位置から吸着位置に移動させられ、下型120のキャビティ面125に配置されるセパレータ50の上部面51を覆うように配置される(図9参照)。
When the temperature of the
真空ポンプ170によって発生された負圧は、配管168を経由して、吸着パッド部162に伝達され、吸着力を発揮させる。そして、吸引式取出装置160の位置決め機構によって吸着パッド部162を吸着位置から待機位置に移動させることによって、弾性部材163によって吸着されたセパレータ50は、下型120から取り出される。
The negative pressure generated by the
弾性部材163は、セパレータ50を非局所的かつ弾性的に支持するため、大きいな吸着力を発揮させる場合であっても、セパレータ50に対する過大な負荷を及ぼさない。そのため、セパレータ50の割れなどの成形不良を抑制しつつ、セパレータ50が容易に取り出される。また、取出しを容易にするための部位、リブあるいはつまみ部が、セパレータ50に設けられていないため、無駄スペースは増加せず、出力密度を低下させない。
Since the
その後、吸着パッド部162が待機位置に復帰すると、配管168の途中に配置されるリーク弁(不図示)によって負圧が解消され、セパレータ50が弾性部材163から分離される。
Thereafter, when the
以上のように、実施の形態1は、燃料電池用セパレータの成形不良を抑制しかつ性能に影響を及ぼすことなく、燃料電池用セパレータを容易に取り出すことが可能である成形方法、成形装置および吸引式取出装置を提供することができる。 As described above, in the first embodiment, the molding method, the molding apparatus, and the suction that can easily remove the fuel cell separator without suppressing the molding defect of the fuel cell separator and without affecting the performance. A formula take-out device can be provided.
図10は、実施の形態2に係る成形装置の下型を説明するための断面図である。 FIG. 10 is a cross-sectional view for explaining the lower mold of the molding apparatus according to the second embodiment.
実施の形態2に係る成形装置は、下型の構造に関し、実施の形態1に係る成形装置100と概して異なる。実施の形態1と同様の機能を有する部材については類似する符号を使用し、重複を避けるため、その説明を省略する。
The molding apparatus according to the second embodiment is generally different from the
実施の形態2に係る成形装置は、突出し装置222およびアクチュエータ装置224を有する。突出し装置222は、突出しピン(エジェクタピン)部材からなり、型開き後においてセパレータ50が配置される成形金型である下型220のキャビティ面225に配置され、セパレータ50の下部面(背面)56の四隅の近傍に対応するように位置決めされる。突出し装置222の配置位置および配置数は、特に限定されず、セパレータ50のサイズや形状に応じて、適宜設定することが可能である。突出し装置222は、ストリッパやエア突出しを適用することも可能である。
The molding apparatus according to
アクチュエータ装置224は、圧電素子を有しており、微動自在に固定される下型220に連結され、下型220を振動させるために使用される。アクチュエータ装置224は、圧電素子によって構成されることに限定されず、磁石や磁歪材などの振動を発生することが可能である他の素子や、モータの回転を利用するメカニカルな機構を適用することも可能である。
The
弾性部材263によってセパレータ50を吸着し、下型220から取り出す際に、突出し装置222は、セパレータ50の下部面56を突き出す一方、アクチュエータ装置224は、下型220を振動させる。突出し装置222の突き出および下型220を振動は、下型220からのセパレータ50の取出しを、より容易とする。
When the
以上のように、実施の形態2は、下型220からのセパレータ50の取出し容易性を、さらに向上させることが可能である。
As described above, the second embodiment can further improve the ease of taking out the
なお、突出し装置222は、セパレータ50の下部面56を局所的かつ剛的に支持する。しかし、突出し装置222は、補助的な利用であるため、単独で使用される場合に比べて、セパレータ50に対する負荷を低下させることが可能であり、割れなどの成形不良を発生させない。また、必要に応じて、突出し装置222およびアクチュエータ装置224の一方を、省略することも可能である。
The protruding
図11は、実施の形態3に係る成形装置を説明するための概略図、図12は、空気を吐出する場合を示している断面図である。 FIG. 11 is a schematic view for explaining the molding apparatus according to Embodiment 3, and FIG. 12 is a cross-sectional view showing a case where air is discharged.
実施の形態3に係る成形装置300は、負圧発生手段の構成に関し、実施の形態1に係る成形装置100と概して異なっている。なお、実施の形態1と同様の機能を有する部材については類似する符号を使用し、重複を避けるため、その説明を省略する。
The
成形装置300は、上型310、下型320、押圧装置330、加熱装置340、および吸引式取出装置360を有する。吸引式取出装置360は、弾性部材363とフレーム部366とを有する吸着パッド部362、吸着パッド部362に連結された配管368、および吸着パッド部362の位置決め機構(不図示)を有する。位置決め機構は、上部面51の上方位置、上部面51を覆うための吸着位置、および吸着されたセパレータ50を取外すための待機位置との間において、吸着パッド部162を移動させるために使用される。
The
実施の形態3に係る負圧発生手段は、正逆回転自在の回転体を有するコンプレッサ370であり、配管368を経由して、吸引式取出装置360の吸着パッド部362に連結されている。コンプレッサ370は、回転体の回転方向に対応して、空気を吐出あるいは吸引するように適応されており、空気の流れ方向を逆転自在である空気機械である。
The negative pressure generating means according to the third embodiment is a
前記空気機械は、コンプレッサ370に限定されず、例えば、ファンの回転方向に対応して、空気を吐出あるいは吸引するように適応されて送風機や、空気を吐出する装置と吸引する装置とを組み合わせた構成を適用することも可能である。
The air machine is not limited to the
コンプレッサ370は、空気を吸引する場合、負圧を発生し、当該負圧は、配管368を経由して吸引式取出装置360の吸着パッド部362に伝達され、吸着力を発揮させる(図10参照)。一方、コンプレッサ370は、空気を吐出する場合、当該空気は、配管368を経由して吸引式取出装置360の吸着パッド部362に伝達され、吸着パッド部362から流出する。
The
吸着パッド部362の弾性部材363を、型開き後において、下型320のキャビティ面325に配置されるセパレータ50の外部に露出した表面(上部面51)の上方位置に配置する場合、流出した空気は、セパレータ50に向かって進行し、セパレータ50を急速に冷却し、その温度を低下させることが可能であり、冷却媒体として機能する(図12参照)。
When the
つまり、配管368は、吸着力を発揮させる負圧を、吸着パッド部362に伝達するための負圧伝達手段と、セパレータ50を冷却する空気(冷却媒体)を、吸着パッド部362に導入するための冷媒導入手段とを兼ねており、コンプレッサ370は、負圧発生手段および冷媒供給手段を兼ねている。
In other words, the
以上のように、実施の形態3は、実施の形態1と異なり、セパレータ50の冷却用の専用設備(冷却装置150)が不要である。また、セパレータ50の冷却および取出しが、一台の装置(吸引式取出装置360)を使用する連続した一連の作業となるため、生産性を向上させることが可能である。
As described above, unlike Embodiment 1, Embodiment 3 does not require dedicated equipment for cooling separator 50 (cooling device 150). Moreover, since cooling and taking out of the
なお、吸着パッド部362によって吸着力を発揮させるための負圧伝達手段および負圧発生手段と、吸着パッド部362から冷却媒体を流出させるための冷媒導入手段および冷媒供給手段とを、独立した設備として配置したり、負圧伝達手段および冷媒導入手段のみを一体化したりすることも可能である。
The negative pressure transmitting means and the negative pressure generating means for exerting the suction force by the
図13は、実施の形態4に係る成形装置を説明するための概略図、図14および図15は、図13に示される流路切換え機構を説明するための断面図であり、空気を吸引する場合および空気を吐出する場合を示している。 FIG. 13 is a schematic diagram for explaining the molding apparatus according to the fourth embodiment, and FIGS. 14 and 15 are sectional views for explaining the flow path switching mechanism shown in FIG. And the case of discharging air.
実施の形態4に係る成形装置400は、負圧の発生機構に関し、実施の形態3に係る成形装置と概して異なっている。なお、実施の形態1と同様の機能を有する部材については類似する符号を使用し、重複を避けるため、その説明を省略する。
The
成形装置400は、上型410、下型420、押圧装置430、加熱装置440、および吸引式取出装置460を有する。吸引式取出装置460は、弾性部材463とフレーム部466とを有する吸着パッド部462、吸着パッド部462に連結された配管468、および吸着パッド部462の位置決め機構(不図示)を有する。
The
実施の形態4に係る負圧発生手段は、吸着パッド部462に連結される配管468と、コンプレッサ470との間に配置される流路切換え機構480によって構成される。コンプレッサ470は、独立した冷媒供給手段であり、実施の形態3に係るコンプレッサ370と異なり、空気を吸引する機能を有していない。
The negative pressure generating means according to the fourth embodiment is configured by a flow
流路切換え機構480は、第1〜第3ポート482〜484および流路制御手段486を有する。第1ポート482は、内部に向かってテーパ状の内壁を有し、吸着パッド部362に連結される配管468に連結される。第2ポート483は、内部に向かってテーパ状の内壁を有し、第1ポート482と連通しかつ外部に解放されている。第3ポート484は、コンプレッサ470連結される。
The flow
流路制御手段486は、第3ポート484に供給される空気を、第1ポート482あるいは第2ポート483に切換え式に供給するために使用される。流路制御手段486は、第1ポート482と第2ポート483との間の通路に配置される中空状のノズルであり、一端487にテーパ状の内壁を有し、かつ側方に第3ポート484と連通する開口部489を有する。
The flow path control means 486 is used to supply the air supplied to the
図14に示されるように、流路制御手段486の一端487を第2ポート483に相対するように、配置する場合、コンプレッサ470から吐出され、第3ポート484に導入される空気は、第2ポート483を経由して、外部に流出する。
As shown in FIG. 14, when one
この際、流出する空気は、負圧を発生し、第1ポート482を経由して、空気を吸引する。第1ポート482は、配管468を経由して、吸着パッド部462に連結されているため、吸着パッド部462によって吸着力を発揮させるための負圧が伝達される(図10参照)。
At this time, the outflowing air generates a negative pressure and sucks air through the
一方、図15に示されるように、流路制御手段486の一端487を第1ポート482に相対するように、向きを逆転して配置する場合、コンプレッサ470から吐出され、第3ポート484に導入される空気は、第1ポート482を経由して配管468に導入される。この際、導入される空気は、負圧を発生し、第2ポート483を経由して、外部の空気を吸引する。
On the other hand, as shown in FIG. 15, when one
第1ポート482は、配管468を経由して、吸着パッド部462に連結されているため、コンプレッサ470から吐出された空気および吸引された空気の混合体は、吸着パッド部462から流出し、冷却媒体として機能する(図12参照)。
Since the
以上のように、実施の形態4においては、流路制御手段486によって、第3ポート484に供給される空気を、第2ポート483に供給し、外部に流出させることで、負圧を発生させている。つまり、負圧発生手段は、コンプレッサ470からの空気を利用して、負圧を発生させる流路切換え機構480によって構成されており、単純な構造となっている。
As described above, in the fourth embodiment, the flow control means 486 supplies the air supplied to the
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の範囲内で種々改変することができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made within the scope of the claims.
例えば、成形材料は、粉末状の形態で直接利用することに限定されず、シート状の予備成形体の形態やビレット状の予備成形体の集成体の形態で、適用することも可能である。この場合、予備成形体は、強固に凝集しておらず、成形型(上型)の押圧によって分散し、流動性を呈すことが必要である。 For example, the molding material is not limited to being directly used in the form of a powder, but can be applied in the form of a sheet-like preform or an assembly of billet-like preforms. In this case, it is necessary that the preform is not firmly agglomerated but dispersed by pressing of the mold (upper mold) and exhibits fluidity.
また、バインダー樹脂は、熱硬化性樹脂に限定されず、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂を適用することも可能である。ただし、熱可塑性樹脂が適用される場合、樹脂の軟化点以上の適した溶融温度まで、成形材料を昇温することが必要である。 In addition, the binder resin is not limited to the thermosetting resin, and a thermoplastic resin such as polypropylene can also be applied. However, when a thermoplastic resin is applied, it is necessary to raise the temperature of the molding material to a suitable melting temperature above the softening point of the resin.
10・・燃料電池、
20・・固体高分子電解質膜、
30,40・・ガス拡散層、
35,45・・フレーム、
50・・セパレータ、
51・・上部面、
52・・流路溝、
56・・下部面、
57・・流路溝、
60・・セパレータ、
61・・上部面、
62・・流路溝、
66・・下部面、
70,72,74・・密閉部材、
100・・成形装置、
110・・上型、
115・・キャビティ面、
116・・凹部、
118・・凸部、
120・・下型、
125・・キャビティ面、
126・・凹部、
128・・凸部、
130・・押圧装置、
140・・加熱装置、
150・・冷却装置、
160・・吸引式取出装置、
162・・吸着パッド部、
163・・弾性部材、
164・・凸部、
165・・凹部、
166・・フレーム部、
168・・配管、
170・・真空ポンプ、
220・・下型、
222・・突出し装置、
224・・アクチュエータ装置、
225・・キャビティ面、
263・・弾性部材、
300・・成形装置、
310・・上型、
320・・下型、
325・・キャビティ面、
330・・押圧装置、
340・・加熱装置、
360・・吸引式取出装置、
362・・吸着パッド部、
363・・弾性部材、
366・・フレーム部、
368・・配管、
370・・コンプレッサ、
400・・成形装置、
410・・上型、
420・・下型、
430・・押圧装置、
440・・加熱装置、
460・・吸引式取出装置、
462・・吸着パッド部、
463・・弾性部材、
466・・フレーム部、
468・・配管、
470・・コンプレッサ、
480・・機構、
482・・第1ポート、
483・・第2ポート、
484・・第2ポート、
486・・流路制御手段、
487・・一端、
489・・開口部、
PM・・成形材料。
10. Fuel cell,
20 .. Solid polymer electrolyte membrane,
30, 40 ... Gas diffusion layer,
35, 45 ... frame
50. ・ Separator,
51 .. upper surface,
52 .. Channel groove,
56 .. Lower side,
57 .. Channel groove,
60 .. Separator,
61 .. upper surface,
62 .. Channel groove,
66 .. Lower side,
70, 72, 74 .. Sealing member,
100. ・ Molding equipment,
110 .. Upper mold,
115 .. cavity surface,
116 .. Recess,
118 .. convex part,
120 ... lower mold,
125 .. cavity surface,
126 .. recess,
128 .. convex part,
130..Pressing device,
140 .. Heating device,
150 ... Cooling device,
160..Suction type take-out device,
162 ..Suction pad part,
163 .. Elastic member,
164 .. convex part,
165 .. Recess,
166 .. Frame part,
168 ... Piping
170 ... Vacuum pump
220 .. Lower mold,
222 .. Projecting device,
224 .. Actuator device
225 .. cavity surface,
263 .. Elastic member,
300. ・ Molding equipment,
310 .. Upper mold,
320 ... lower mold,
325 .. cavity surface,
330..Pressing device,
340 .. heating device,
360..Suction type take-out device,
362 ..Suction pad part,
363 .. Elastic member,
366 .. Frame part,
368 ... Piping,
370 ・ Compressor,
400..Molding equipment,
410 .. Upper mold,
420 .. Lower mold,
430..Pressing device,
440 .. heating device,
460..Suction type take-out device,
462..Suction pad part,
463 .. Elastic member,
466 .. Frame part,
468 ... Piping,
470 ・ Compressor,
480 .. Mechanism,
482 .. First port,
483 ... second port,
484 ... second port,
486 .. Channel control means,
487 ... one end,
489 .. opening,
PM ·· Molding material.
Claims (35)
黒鉛およびバインダー樹脂を含んでいる成形材料を、成形金型に配置し、昇温した状態において圧縮成形することによって、セパレータを成形し、
型開き後において、前記セパレータの外部に露出した表面を覆うように、吸着パッド部の弾性部材を配置し、
吸着パッド部に連結される負圧伝達手段を経由して、吸着力を発揮させる負圧を、吸着パッド部に伝達し、
前記弾性部材によって前記セパレータを吸着し、成形金型から取り出す
ことを特徴とする成形方法。 A molding method for producing a separator having a flow channel applied to a single cell of a fuel cell,
A molding material containing graphite and a binder resin is placed in a molding die, and a separator is molded by compression molding in a heated state,
After opening the mold, the elastic member of the suction pad portion is arranged so as to cover the surface exposed to the outside of the separator,
Via the negative pressure transmission means connected to the suction pad part, the negative pressure that exerts the suction force is transmitted to the suction pad part,
A molding method comprising: adsorbing the separator by the elastic member and taking out the separator from a molding die.
前記第3ポートに供給される空気を、前記第2ポートに供給し、外部に流出させることで、負圧を発生させることを特徴とする請求項12に記載の成形方法。 The negative pressure generating means includes a first port connected to the piping system, a second port communicating with the first port and released to the outside, a third port connected to the refrigerant supply means, and the Having flow path control means for switchingly supplying the air supplied to the third port to the first port or the second port,
13. The molding method according to claim 12, wherein negative pressure is generated by supplying air supplied to the third port to the second port and causing the air to flow outside.
前記セパレータの外部に露出した表面を覆うように配置される弾性部材を有する吸着パッド部、および、
前記吸着パッド部に連結され、吸着力を発揮させる負圧を、前記吸着パッド部に伝達するための負圧伝達手段
を有することを特徴とする吸引式取出装置。 A suction type take-out device for taking out a fuel cell separator formed by placing a molding material containing graphite and a binder resin in a molding die and compressing the molding material in a heated state. There,
A suction pad portion having an elastic member arranged to cover the surface exposed to the outside of the separator, and
A suction type take-out device comprising: a negative pressure transmitting means connected to the suction pad portion for transmitting a negative pressure that exerts a suction force to the suction pad portion.
請求項18〜30のいずれか1項に記載の吸引式取出装置を有する
ことを特徴とする成形装置。 A molding die for compression molding a molding material containing graphite and a binder resin, and a heating means for holding the molding material in a heated state during compression molding by the molding die A molding apparatus for producing a separator having a flow channel applied to a single cell of a fuel cell,
A molding apparatus comprising the suction-type take-out device according to any one of claims 18 to 30.
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008050811A1 (en) * | 2006-10-26 | 2008-05-02 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Separator suction device for fuel cell |
| JP2010153311A (en) * | 2008-12-26 | 2010-07-08 | Shin Etsu Polymer Co Ltd | Method of manufacturing fuel cell separator, and fuel cell separator |
| JP2014123501A (en) * | 2012-12-21 | 2014-07-03 | Nissan Motor Co Ltd | Fuel cell separator adsorber |
| CN115332591A (en) * | 2022-08-15 | 2022-11-11 | 昆山日腾精密模具科技有限公司 | Combined hot-pressing laminating die |
| CN118418362A (en) * | 2024-07-04 | 2024-08-02 | 四川富士电机有限公司 | Hot-press forming device for rubber strips of windscreen wiper |
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- 2004-12-20 JP JP2004367756A patent/JP2006173058A/en active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008050811A1 (en) * | 2006-10-26 | 2008-05-02 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Separator suction device for fuel cell |
| US8394554B2 (en) | 2006-10-26 | 2013-03-12 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Separator suction device for a fuel cell |
| DE112007002542B4 (en) * | 2006-10-26 | 2013-06-27 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Intake device for a separator of a fuel cell |
| DE112007002542B8 (en) * | 2006-10-26 | 2013-08-29 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Intake device for a separator of a fuel cell |
| JP2010153311A (en) * | 2008-12-26 | 2010-07-08 | Shin Etsu Polymer Co Ltd | Method of manufacturing fuel cell separator, and fuel cell separator |
| JP2014123501A (en) * | 2012-12-21 | 2014-07-03 | Nissan Motor Co Ltd | Fuel cell separator adsorber |
| CN115332591A (en) * | 2022-08-15 | 2022-11-11 | 昆山日腾精密模具科技有限公司 | Combined hot-pressing laminating die |
| CN118418362A (en) * | 2024-07-04 | 2024-08-02 | 四川富士电机有限公司 | Hot-press forming device for rubber strips of windscreen wiper |
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