燃料電池の構成部品のガスケット成形ラインにおけるノズルタッチ機構
【課題】簡単な構成で、複数設けられた金型のガスケット材料注入部に容易に且つ確実に射出プランジャのノズルを押し付けるように接合して、燃料電池の構成部品の表面上にガスケットを成形するためのサイクルタイムを短縮することが可能なノズルタッチ機構を提供する。
【解決手段】ノズルタッチ機構１は、各金型２に設けられた金型側フック４と、射出プランジャ３に設けられ金型側フック４と係合および離脱可能な射出プランジャ側フック５と、金型側フック４と射出プランジャ側フック５とが係合した状態で、射出プランジャ３のノズル３ａを金型２のガスケット材料注入部２ａに押し付けるよう駆動するサーボモータ６とを備えている。
【解決手段】ノズルタッチ機構１は、各金型２に設けられた金型側フック４と、射出プランジャ３に設けられ金型側フック４と係合および離脱可能な射出プランジャ側フック５と、金型側フック４と射出プランジャ側フック５とが係合した状態で、射出プランジャ３のノズル３ａを金型２のガスケット材料注入部２ａに押し付けるよう駆動するサーボモータ６とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池の構成部品のガスケット成形ラインにおけるノズルタッチ機構に関し、さらに詳しくは、燃料電池の構成部品の表面上にガスケットを一体成形するための金型が複数設けられたガスケット成形ラインにおいて、各金型のガスケット材料注入部に射出プランジャのノズルを押し付けるように接合するノズルタッチ機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池では一般に、複数のセルを積層し、両端をエンドプレートによって挟持している。各セルの構成部品としては、電解質膜の両面に電極層を設けたＭＥＡ（Membrane Electrode Assembly：膜−電極アセンブリ）と、ＭＥＡの両側に配置された多孔質のガス拡散層と、ガス拡散層へガスを流通する多孔体と、これらのＭＥＡ、ガス拡散層、多孔体を挟持するセパレータとを含んでいる。ＭＥＡとその両側に配置されたガス拡散層とにより構成される部材は、一般にＭＥＧＡと呼ばれる。燃料ガスや酸化ガスなどの燃料電池の発電に用いられる反応ガスは、セパレータを積層することにより燃料電池内部に形成されるマニホールドを流れ、多孔体、ガス拡散層を介して膜電極接合体へ供給される。
【０００３】
そして、燃料電池においては、ＭＥＡにおける電解質膜と電極層との間、ＭＥＧＡにおけるＭＥＡとその両側に配置されたガス拡散層との間、単セルにおけるＭＥＧＡとセパレータと間、互いに隣接するセルのセパレータの間などに、ガスや冷媒をシールするためのガスケットが設けられる。
【０００４】
このような燃料電池の構成部品にガスケットを設ける場合には、射出成形機を使用して、金型内に燃料電池の構成部品を収容し、成形するガスケットと対応する形状のキャビティ内にガスケットの材料を注入することが一般に行われている。そして、燃料電池においては、たとえば３００〜４００枚など、大量のセルを積層するため、その構成部品にガスケットを成形するにあたっては、複数の金型を設けて、各金型のガスケット材料注入部に射出プランジャのノズルを押し付けるように接合して、各金型のキャビティ内にガスケットの材料を注入している。
【０００５】
各金型のガスケット材料注入部に射出プランジャのノズルを押し付けるように接合するノズルタッチ機構の従来の技術としては、特許文献１が知られている。特許文献１には、複数の型締装置を機台上に並設し、その型締装置に対し機台上の射出装置を横移動させて個々にノズルタッチを行うにあたり、型締装置側の機台をノズルタッチの反力として作用するように、ノズルタッチ用シリンダを横スライドベース上の進退自在な射出装置の前部にピストンロッド側を連結して、横スライドベース前部の支持台上に配設する一方、型締装置側の機台に受金具を型締装置ごとに配置し、その受金具に対し横方向から係脱可能な連結金具をシリンダ本体の端部に設けて、該シリンダ本体を側部のホルダーにより軸方向に可動自在に上記支持台に載置するとともに、そのホルダーの前後面を調圧自在なばね部材により弾圧支持して、上記受金具に対する連結金具の位置決めを可能とする構成からなることを特徴とする複数の型締装置に対するノズルタッチ装置が開示されている。
【０００６】
そして、特許文献１には、シリンダ本体１４の型締装置側に臨む端部には、型締装置２，３ごとに機台１に設けたＴ状形の受金具１５に対し、横方向から係脱可能で内端上下に係合爪を有するコ状形の連結金具１６が設けてあるなどと記載されている（００１０を参照。なお、特許文献１に関する記述については、特許文献１に表記されている符号をそのまま記載する）。また、特許文献１には、上記受金具１５と連結金具１６は、射出装置５の横移動による係脱時に互いに擦れが生じないように、所要のクリアランス（約５mm）を隔てて嵌合するように相対位置が予め決められており、この位置決めはホルダー１７を弾圧支持しているばね部材２０，２０の弾撥力の変更により生ずる位置移動により容易に行うことができるなどと記載されている（００１３）。
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−２４９８９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１にあっては、型締装置２，３側の機台１に型締装置２，３ごとに配置された受金具１５に対して、シリンダ本体１４の端部に設けられた連結金具１６を係脱する方向が横方向からのみに限定されるため、設計の自由度が制限され、装置が大型化するなどの問題があった。また、特許文献１にあっては、受金具１５と連結金具１６は、射出装置５の横移動による係脱時に互いに擦れが生じないように、所要のクリアランス（約５mm）を隔てて嵌合するように相対位置を予め決める必要があるため、射出装置５のノズルを精度よく金型の注入部にノズルタッチさせることが困難であることから、シリンダ本体を側部のホルダーにより軸方向に可動自在に支持台に載置するとともに、そのホルダーの前後面を調圧自在なばね部材により弾圧支持する必要があり、構造が複雑となるなどの問題もあった。
【０００９】
さらに、特許文献１にあっては、ノズルタッチの駆動にシリンダを用いており、このシリンダの作動流体として一般に圧油を採用することから、駆動制御の応答性が良好でなく、また、射出装置を移動させるのに時間がかかり、成形サイクルタイムを短縮することが困難であるなどの問題があった。なお、この問題を回避するために、シリンダを電動モータとボールねじ機構に単に替えることが考えられるが、上述したように受金具１５と連結金具１６がその係脱を横方向に限定される構造であるために、射出装置も横方向に移動させなければならず、制御が煩雑となり、また、受金具１５と連結金具１６の係脱に時間がかかり、結局成形サイクルタイムを短縮することが困難となるという問題があった。
【００１０】
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたもので、燃料電池の構成部品の表面上にガスケットを一体成形するためのガスケット成形ラインにおいて、簡単な構成で、複数設けられた金型のガスケット材料注入部に容易に且つ確実に射出プランジャのノズルを押し付けるように接合することができ、しかも、燃料電池の構成部品の表面上にガスケットを成形するためのサイクルタイムを短縮することが可能なノズルタッチ機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１のノズルタッチ機構は、燃料電池の構成部品の表面上にガスケットを一体成形するための金型が複数設けられたガスケット成形ラインにおいて、各金型のガスケット材料注入部に射出プランジャのノズルを押し付けるように接合するノズルタッチ機構であって、前記各金型に設けられた金型側フックと、前記射出プランジャに設けられ前記金型側フックと係合および離脱可能な射出プランジャ側フックと、前記金型側フックと射出プランジャ側フックとが係合した状態で、前記射出プランジャのノズルを金型のガスケット材料注入部に押し付けるよう駆動するサーボモータとを備えていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明では、所定の金型のガスケット材料注入部に射出プランジャのノズルを押し付けるように接合するノズルタッチを行うに際して、金型に設けられた金型側フックと、射出プランジャに設けられた射出プランジャ側フックとを係合させた状態で、サーボモータによって射出プランジャのノズルを金型のガスケット材料注入部に押し付けるよう駆動する。射出プランジャは、サーボモータの駆動によって制御応答性がよく正確に且つ短時間で金型に向かって近づくように移動し、ノズルタッチした以後には金型側フックと射出プランジャ側フックとが係合していることによりノズルタッチによる反力を受けるため、射出プランジャのノズルを金型のガスケット材料注入部に設定されたノズルタッチ力で確実に押し付けるよう接合させることができる。また、ガスケットの注入が完了して他の金型に移動するに際しては、金型のガスケット材料注入部に対する射出プランジャのノズルの押し付けを解除して、金型側フックと射出プランジャ側フックとの係合を離脱させる。射出プランジャのノズルは、その移動方向を制限されることなく、それまでノズルタッチしていた金型のガスケット材料注入部から、次にノズルタッチさせる金型のガスケット材料注入部と対応する位置に短時間で移動することができる。したがって、燃料電池の構成部品の表面上にガスケットを成形するためのサイクルタイムを短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の燃料電池の構成部品のガスケット成形ラインにおけるノズルタッチ機構の実施の一形態を図１〜図３に基づいて詳細に説明する。なお、図において同じ符号は、同様または相当する部分を示すものとする。
本発明のノズルタッチ機構１は、概略、燃料電池の構成部品Ｍの表面上にガスケットを一体成形するための金型２が複数設けられたガスケット成形ラインにおいて、各金型２のガスケット材料注入部２ａに射出プランジャ３のノズル３ａを押し付けるように接合するためのもので、各金型２に設けられた金型側フック４と、射出プランジャ３に設けられ金型側フック４と係合および離脱可能な射出プランジャ側フック５と、金型側フック４と射出プランジャ側フック５とが係合した状態で、射出プランジャ３のノズル３ａを金型２のガスケット材料注入部２ａに押し付けるよう駆動するサーボモータ６と、サーボモータ６の駆動力を射出プランジャ３の移動に変換する駆動変換手段７とを備えている。
【００１４】
最初に、本発明のノズルタッチ機構１が設けられる燃料電池の構成部品Ｍのガスケット成形ラインについて説明する。図１に示した実施の形態では、燃料電池の構成部品Ｍのガスケット成形ラインは、複数の金型２および各金型２を開閉するための型開閉機構２０が配置されており、金型２にガスケットの材料を注入するためのノズル３ａを有する射出プランジャ３が任意の金型２と対応する位置に移動するよう構成されている。そして、ガスケット成形ラインは、射出プランジャ３を移動させるための移動手段８と、構成部品Ｍを支持して投入ステーションから所定の金型２の近傍に搬送し、また、ガスケットが成形された構成部品Ｍを支持して所定の金型２の近傍から取り出しステーションまで搬送する移動台９と、この移動台９から所定の金型２内に構成部品Ｍを収容し、また、所定の金型２からガスケットが成形された構成部品Ｍを取り出して移動台に載置するロボット１０と、ロボット１０を所定の金型２と移動台９との間の所定位置に移動させる移動手段１１と、を備えている。
【００１５】
図１に示した実施の形態における金型２は、所謂竪型のもので、基盤２１上にそれぞれタイバー２２が立設されており、タイバー２２の先端には固定盤２３の角部が連結されている。そしてタイバー２２には可動盤２４が昇降移動可能に挿通されている。固定盤２３と可動盤２４の対向面には、金型２として上型２５と下型２６がそれぞれ取り付けられる。また、可動盤２４の下面には、型開閉機構として型締ラム２０が接続されている。両金型２５，２６の衝合面には、燃料電池のガスケットが形成される構成部品Ｍとして、ＭＥＧＡやセパレータなどを収容し、その表面に形成するガスケットの形状に応じたキャビティが型閉じしたときに形成されるよう型彫されている。図２および図３に示すように、固定盤２３のほぼ中央には射出プランジャ３のノズル３ａを進入させるための孔２３ａが形成されており、上型２５の上面には、射出プランジャ３のノズル３ａの先端が当接されて金型２のキャビティ内にガスケットの材料を注入するためのガスケット材料注入部２ａが上方に開口するように形成されている。
【００１６】
図１に示した実施の形態では、複数の金型２および型開閉機構２０が２列で配設されており、各金型２の上方に配設された移動手段としてのガントリー式移載装置８に射出プランジャ３が支持されている。ガントリー式移載装置８は、各列の金型３の上方に平行に設けられた一対のガイドレール３０、３０と、両ガイドレール３０，３０の間に端部が移動可能に架設された桁レール３１と、桁レール３１に移動可能に設けられ射出プランジャ２を移動可能に支持する支持部材３２とを備えてなるものである。
【００１７】
この実施の形態では、ガスケットの材料として液状のシリコン系ゴム材料が採用される。そのため、射出プランジャ３は、たとえば、タンクに貯留された液状のガスケットの材料が供給されるシリンダと、このシリンダ内に嵌挿されたピストンと、ピストンを制御可能に駆動してシリンダ内に供給された液状のガスケットの材料を正確な量だけ押出す駆動手段とを備えたもので、シリンダの先端にノズル３ａが形成されている。
【００１８】
そして、射出プランジャ３は、昇降移動手段３３を介して支持部材３２に支持されている。昇降移動手段３３は、支持部材３２に立設された一対のガイドピン３４と、ガイドピン３４に両端近傍が昇降移動可能に挿通された射出プランジャ３を支持する昇降台３５と、昇降台３５に設けられたサーボモータ６と、サーボモータ６の回転軸に接続されたボールねじ軸３６と、支持部材３２に設けられてボールねじ軸３６が螺合されるボールねじナット３７とを備えている。すなわち、上述した駆動変換機構７は、この実施の形態では、ボールねじ軸３６とボールねじナット３７とからなるボールねじ機構によって構成されている。
射出プランジャ３は、そのノズル３ａが金型２の上向きに開口しているガスケット材料注入部２ａと対応するように、すなわち下方に向くように、昇降台３５に支持されている。また、射出プランジャ３のシリンダは、支持部材３２に形成された孔３２ａに摺動可能に挿通されている。なお、昇降移動手段３３は、この実施の形態に限定されることはなく、たとえば、昇降台３５にガイドピン３４を立設すると共に、昇降台３５の孔にガイドピン３４を挿通することもでき、また、ボールねじ軸２５を有するサーボモータ６を支持部材３２に設けると共に、ボールねじナット３７を昇降台３５に設けることもできる。
【００１９】
射出プランジャ３は、ガイドレール３０に対する桁レール３１の移動と、桁レール３１に対する支持部材３２の移動により、各金型２の上方を移動して、任意の金型２のガスケット材料注入部２ａと対応する位置に移動することができる。また、サーボモータ６によってボールねじ軸３６をその軸回りの任意の方向に回転駆動することにより、昇降台３５に支持された射出プランジャ３は、下降移動してそのノズル３ａが金型２のガスケット材料注入部２ａに対して当接され、また、上昇移動してそのノズル３ａが金型２のガスケット材料注入部２ａから離間し上方に退避することができる。
【００２０】
図２および図３に示すように、各固定盤２３の射出プランジャ３のノズル３ａを進入させるための孔２３ａの周囲には複数（図では２個で一対の場合が示されている）の金型側フック４が設けられている。なお、金型２が取り付けられる固定盤２３に金型側フック４が設けられているため、本発明では金型２に設けられた金型側フック４と表現している。金型側フック４は、固定盤２３の上面から上方に向かって延び、先端が孔２３ａの中心に対して外側に向くように屈曲した鉤状に成形されている。
【００２１】
また、支持部材３２には、金型側フック４と対応して複数の射出プランジャ側フック５の基端部が、それぞれ軸５ａによって回動可能に支承されている。射出プランジャ側フック５の先端は、支持部材３２に支持された射出プランジャ３のノズル３ａに向かって内側へ屈曲した鉤状に成形されている。射出プランジャ側フック５には、軸５ａを中心として互いに開閉するよう回動させるシリンダやモータなどからなる駆動手段が設けられている。なお、射出プランジャ側フック５の駆動手段は、両射出プランジャ側フック５が同期して開閉動作を行うように構成することが望ましい。なお、射出プランジャ３が支持されている支持部材３２に射出プランジャ側フック５が設けられているため、本発明では射出プランジャ３に設けられ金型側フック４と係合および離脱可能な射出プランジャ側フック５と表現している。射出プランジャ側フック５の長さは、その内側に向かって屈曲された先端部が金型側フック４の外側に向かって屈曲された先端部に対して、開閉動作によって係合・退避し得る長さに設定されている。
【００２２】
次に、上述したように構成された本発明のノズルタッチ機構１の作動を説明する。燃料電池の構成部品ＭであるＭＥＧＡやセパレータのマニホールドの周囲にガスケットを成形するに際しては、所定の金型２（２３，２４）を開いて燃料電池の構成部品Ｍをセットし、金型２を閉じてそのキャビティの内部に燃料電池の構成部品Ｍを収容する。そして、ガイドレール３０に対して桁レール３１を移動させると共に、桁レール３１に対して支持部材３２を移動させ、射出プランジャ３を各金型２の上方で移動させて、燃料電池の構成部品Ｍがキャビティ内に収容された金型２のガスケット材料注入部２ａの上方に射出プランジャ３のノズル３ａを対応させて配置するよう移動させる。このとき、図２に示すように、射出プランジャ３を支持している昇降台３５は、サーボモータ６によるボールねじ軸３６の軸周りの回転駆動によって支持部材３２から離れるように上昇しており、射出プランジャ３のノズル３ａが固定盤２３は勿論のこと、図２に鎖線で示したように、金型側フック４の上端よりも上方に退避するよう位置しているので、これらに干渉することはない。また、射出プランジャ側フック５は、駆動手段によって互いに開くよう回動されて先端が図２鎖線よりも上方に退避しており、固定盤２３や金型側フック４に干渉することはない。したがって、各金型２のガスケット材料注入部２ａに対する射出プランジャ３の移動方向を制限されることがない。
【００２３】
燃料電池の構成部品Ｍがキャビティ内に収容された金型２のガスケット材料注入部２ａの上方に射出プランジャ３のノズル３ａが対応して配置されると、図３に示すように、射出プランジャ側フック５を駆動手段によって互いに閉じるよう回動させて、その内側に向くように屈曲された先端部を金型側フック４の外側に向くように屈曲された先端部と係合させる。射出プランジャ側フック５を互いに同期させて閉じるように回動させることにより、金型２のガスケット材料注入部２ａに対してノズル３ａの先端を位置合わせすることができる。この状態で、サーボモータ６を駆動して、支持部材３２に保持されたボールねじナット３７に螺合されているボールねじ軸３６をその軸周りに回転させる。これにより、昇降台３５がガイドピン３４に沿って支持部材３２に近接するよう素早く下降し、昇降台３５に支持された射出プランジャ３も下降して、そのノズル３ａが金型２の上方に向いたガスケット材料注入部２ａに当接するノズルタッチが短時間で行われることとなる。
【００２４】
このとき、射出プランジャ側フック５が金型側フック４に係合されているため、ノズルタッチ力の反動などによる支持部材３２の浮き上がりなどが確実に防止され、したがって、射出プランジャ３のノズル３ａが金型２のガスケット材料注入部２ａに確実に所定のノズルタッチ力で当接される。そのため、射出プランジャ３を昇降駆動するための昇降移動手段３３を構成するサーボモータ６が比較的小型で済み、しかも、射出プランジャ３を昇降させるために必要な時間が短時間で済む。
【００２５】
ノズルタッチが完了すると、射出プランジャ３によってガスケットの液状の材料は、金型２のガスケット材料注入部２ａからキャビティ内に注入される。ここで、燃料電池においては、各種の構成部品からなるセルが数多く積層される。そのため、成形されるガスケットの厚さに僅かでもバラツキが生じると、燃料電池全体の大きさに影響を及ぼすこととなる。そのため、正確な量のガスケットの材料を注入するする必要がある。
【００２６】
ガスケット材料の注入が完了し、または、このガスケット材料の固化が完了すると、サーボモータ６を駆動して、支持部材３２に保持されたボールねじナット３７に螺合されているボールねじ軸３６をその軸周りに逆回転させて、昇降台３５を支持部材３２から離間させるように上昇させる。これにより、射出プランジャ３は昇降台３５と共に素早く上昇して、そのノズル３ａが金型２のガスケット材料注入部２ａからに離間し、図２に鎖線で示した金型側フック４の上端よりも上方に退避する。
【００２７】
続いて、射出プランジャ側フック５を駆動手段によって互いに開くよう回動させて、金型側フック４に対する係合を解除し、その先端を図２に鎖線で示した金型側フック４の上端よりも上方に退避させる。これにより、金型２の上方の平面において、射出プランジャ３の移動方向が従来の技術のように制限されることがなく、したがって、複数の金型２および型開閉機構２０を２列以上で配設した場合であっても、次にガスケット材料を注入する金型２がガスケット材料の注入が完了した金型２からどのような方向（位置）にあっても、最短距離で素早く移動させることが、すなわち成形サイクルを短縮することが可能となる。
【００２８】
ガスケット材料が固化すると、型開閉機構２０により金型２（２５，２６）を開いて、ロボット１０により表面にガスケットが一体成形された燃料電池の構成部品Ｍを取り出して移動台９に載置し、取出ステーションへと搬送し、次いで、投入ステーションで次にガスケットを成形する燃料電池の構成部品Ｍを移動台９に載置して、その金型２の近傍まで搬送し、ロボット１０により構成部品Ｍを把持して金型２にセットする。
【００２９】
次に、本発明の別の実施の形態を図４および図５に基づいて説明する。この実施の形態の説明においては、上述した実施の形態と同様または相当する部分については同じ符号を付してその説明を省略し、異なる部分のみ説明することとする。なお、図４はガスケット成形ラインの平面図であり、図５は図４の正面図であるが、本発明のノズルタッチ機構１を説明する都合上、図４と図５を完全に整合させて示していない部分があることに注意されたい。
【００３０】
上述した実施の形態においては複数の金型２および型開閉機構２０が２列で配設され、射出プランジャ３が移動するよう構成されていたのに対し、この実施の形態においては、複数の金型３および型開閉機構２０が垂直軸回りに回転可能なターンテーブル４０上に環状に配設され、射出プランジャ３が複数の金型２および型開閉機構２０を跨ぐように設けられた門型フレーム４１の支持部材３２に支持されている。
【００３１】
この実施の形態においては、所定の金型２のガスケット材料注入部２ａが射出プランジャ３のノズル３ａの下方に対応するようターンテーブル４０が回転駆動される（図４の矢印を参照）。このとき、図２に示したように、射出プランジャ３を支持している昇降台３５が支持部材３２から離れるように上昇しており、射出プランジャ３のノズル３ａが金型側フック４の上端よりも上方に退避しているので、固定盤２３や金型側フック４に干渉することはない。また、射出プランジャ側フック５は、駆動手段によって互いに開くよう回動されて先端が金型側フック４の上端よりも上方に退避しており、固定盤２３や金型側フック４に干渉することはない。したがって、ターンテーブル４０の回転による金型側フック４の回転軌跡上に射出プランジャ側フック５が位置していても、射出プランジャ側フック５がターンテーブル４０の回転による金型２の移動を制限することがない。
【００３２】
所定の金型２のガスケット材料注入部２ａが射出プランジャ３のノズル３ａの下方に対応する位置でターンテーブル４０の回転が停止されると、図５に示したように、射出プランジャ側フック５を互いに閉じるよう回動させて金型側フック４に係合させる。この状態で、サーボモータ６を駆動して、昇降台３５と共に射出プランジャ３を下降させて、そのノズル３ａを金型２のガスケット材料注入部２ａに当接させてノズルタッチを行う。このとき、射出プランジャ側フック５が金型側フック４に係合されているため、ノズルタッチ力の反動などによる支持部材３２の浮き上がりなどが確実に防止され、したがって、射出プランジャ３のノズル３ａが金型２のガスケット材料注入部２ａに確実に所定のノズルタッチ力で当接される。そのため、射出プランジャ３を昇降駆動するための昇降移動手段３３を構成するサーボモータ６が比較的小型で済み、しかも、射出プランジャ３を昇降させるために必要な時間が短時間で済む。
【００３３】
ノズルタッチが完了すると、射出プランジャ３によってガスケットの液状の材料は、金型２のガスケット材料注入部２ａからキャビティ内に注入される。なお、燃料電池の構成部品Ｍのガスケット成形においては、正確な量のガスケットの材料を注入するする必要があることは上述したとおりである。
【００３４】
ガスケット材料の注入が完了し、または、このガスケット材料の固化が完了すると、サーボモータ６を駆動して昇降台３５を上昇させ、射出プランジャ３を昇降台３５と共に上昇させて、そのノズル３ａを金型２のガスケット材料注入部２ａから離間させて、金型側フック４の上端よりも上方に退避させる。続いて、射出プランジャ側フック５を互いに開くよう回動させて、金型側フック４に対する係合を解除し、その先端を金型側フック４の上端よりも上方に退避させる。これにより、射出プランジャ側フック５に対する金型２の移動が制限されることはなく、ターンテーブル４０の回転によって金型側フック４が射出プランジャ側フック５の下方を回転し、しかも、射出プランジャ側フック５に係合・解除することができる。したがって、射出プランジャ側フック５および金型側フック４の設ける向きを、ターンテーブル４０の回転に関係なく自由に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明のノズルタッチ機構が適用されるガスケット成形ラインの実施の一形態を説明するために一部切欠いて示した斜視図である。
【図２】本発明のノズルタッチ機構の一実施の形態を示したもので、金型側フックに射出プランジャ側フックを係合させず、ノズルタッチさせていない状態を説明するために示した正面図である。
【図３】図２の状態からノズルタッチ機構の金型側フックに射出プランジャ側フックを係合させてノズルタッチさせた状態を説明するために示した正面図である。
【図４】本発明のノズルタッチ機構が適用されるガスケット成形ラインの別の実施の形態を説明するために示した平面図である。
【図５】図４の正面図である。
【符号の説明】
【００３６】
Ｍ：燃料電池の構成部品、 １：ノズルタッチ機構、 ２：金型、 ２ａ：ガスケット材料注入部、 ３：射出プランジャ、 ３ａ：ノズル、 ４：金型側フック、 ５：射出プランジャ側フック、 ６：サーボモータ、 ７：ボールねじ機構（駆動変換機構）、 ３３：昇降移動手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池の構成部品のガスケット成形ラインにおけるノズルタッチ機構に関し、さらに詳しくは、燃料電池の構成部品の表面上にガスケットを一体成形するための金型が複数設けられたガスケット成形ラインにおいて、各金型のガスケット材料注入部に射出プランジャのノズルを押し付けるように接合するノズルタッチ機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池では一般に、複数のセルを積層し、両端をエンドプレートによって挟持している。各セルの構成部品としては、電解質膜の両面に電極層を設けたＭＥＡ（Membrane Electrode Assembly：膜−電極アセンブリ）と、ＭＥＡの両側に配置された多孔質のガス拡散層と、ガス拡散層へガスを流通する多孔体と、これらのＭＥＡ、ガス拡散層、多孔体を挟持するセパレータとを含んでいる。ＭＥＡとその両側に配置されたガス拡散層とにより構成される部材は、一般にＭＥＧＡと呼ばれる。燃料ガスや酸化ガスなどの燃料電池の発電に用いられる反応ガスは、セパレータを積層することにより燃料電池内部に形成されるマニホールドを流れ、多孔体、ガス拡散層を介して膜電極接合体へ供給される。
【０００３】
そして、燃料電池においては、ＭＥＡにおける電解質膜と電極層との間、ＭＥＧＡにおけるＭＥＡとその両側に配置されたガス拡散層との間、単セルにおけるＭＥＧＡとセパレータと間、互いに隣接するセルのセパレータの間などに、ガスや冷媒をシールするためのガスケットが設けられる。
【０００４】
このような燃料電池の構成部品にガスケットを設ける場合には、射出成形機を使用して、金型内に燃料電池の構成部品を収容し、成形するガスケットと対応する形状のキャビティ内にガスケットの材料を注入することが一般に行われている。そして、燃料電池においては、たとえば３００〜４００枚など、大量のセルを積層するため、その構成部品にガスケットを成形するにあたっては、複数の金型を設けて、各金型のガスケット材料注入部に射出プランジャのノズルを押し付けるように接合して、各金型のキャビティ内にガスケットの材料を注入している。
【０００５】
各金型のガスケット材料注入部に射出プランジャのノズルを押し付けるように接合するノズルタッチ機構の従来の技術としては、特許文献１が知られている。特許文献１には、複数の型締装置を機台上に並設し、その型締装置に対し機台上の射出装置を横移動させて個々にノズルタッチを行うにあたり、型締装置側の機台をノズルタッチの反力として作用するように、ノズルタッチ用シリンダを横スライドベース上の進退自在な射出装置の前部にピストンロッド側を連結して、横スライドベース前部の支持台上に配設する一方、型締装置側の機台に受金具を型締装置ごとに配置し、その受金具に対し横方向から係脱可能な連結金具をシリンダ本体の端部に設けて、該シリンダ本体を側部のホルダーにより軸方向に可動自在に上記支持台に載置するとともに、そのホルダーの前後面を調圧自在なばね部材により弾圧支持して、上記受金具に対する連結金具の位置決めを可能とする構成からなることを特徴とする複数の型締装置に対するノズルタッチ装置が開示されている。
【０００６】
そして、特許文献１には、シリンダ本体１４の型締装置側に臨む端部には、型締装置２，３ごとに機台１に設けたＴ状形の受金具１５に対し、横方向から係脱可能で内端上下に係合爪を有するコ状形の連結金具１６が設けてあるなどと記載されている（００１０を参照。なお、特許文献１に関する記述については、特許文献１に表記されている符号をそのまま記載する）。また、特許文献１には、上記受金具１５と連結金具１６は、射出装置５の横移動による係脱時に互いに擦れが生じないように、所要のクリアランス（約５mm）を隔てて嵌合するように相対位置が予め決められており、この位置決めはホルダー１７を弾圧支持しているばね部材２０，２０の弾撥力の変更により生ずる位置移動により容易に行うことができるなどと記載されている（００１３）。
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−２４９８９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１にあっては、型締装置２，３側の機台１に型締装置２，３ごとに配置された受金具１５に対して、シリンダ本体１４の端部に設けられた連結金具１６を係脱する方向が横方向からのみに限定されるため、設計の自由度が制限され、装置が大型化するなどの問題があった。また、特許文献１にあっては、受金具１５と連結金具１６は、射出装置５の横移動による係脱時に互いに擦れが生じないように、所要のクリアランス（約５mm）を隔てて嵌合するように相対位置を予め決める必要があるため、射出装置５のノズルを精度よく金型の注入部にノズルタッチさせることが困難であることから、シリンダ本体を側部のホルダーにより軸方向に可動自在に支持台に載置するとともに、そのホルダーの前後面を調圧自在なばね部材により弾圧支持する必要があり、構造が複雑となるなどの問題もあった。
【０００９】
さらに、特許文献１にあっては、ノズルタッチの駆動にシリンダを用いており、このシリンダの作動流体として一般に圧油を採用することから、駆動制御の応答性が良好でなく、また、射出装置を移動させるのに時間がかかり、成形サイクルタイムを短縮することが困難であるなどの問題があった。なお、この問題を回避するために、シリンダを電動モータとボールねじ機構に単に替えることが考えられるが、上述したように受金具１５と連結金具１６がその係脱を横方向に限定される構造であるために、射出装置も横方向に移動させなければならず、制御が煩雑となり、また、受金具１５と連結金具１６の係脱に時間がかかり、結局成形サイクルタイムを短縮することが困難となるという問題があった。
【００１０】
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたもので、燃料電池の構成部品の表面上にガスケットを一体成形するためのガスケット成形ラインにおいて、簡単な構成で、複数設けられた金型のガスケット材料注入部に容易に且つ確実に射出プランジャのノズルを押し付けるように接合することができ、しかも、燃料電池の構成部品の表面上にガスケットを成形するためのサイクルタイムを短縮することが可能なノズルタッチ機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１のノズルタッチ機構は、燃料電池の構成部品の表面上にガスケットを一体成形するための金型が複数設けられたガスケット成形ラインにおいて、各金型のガスケット材料注入部に射出プランジャのノズルを押し付けるように接合するノズルタッチ機構であって、前記各金型に設けられた金型側フックと、前記射出プランジャに設けられ前記金型側フックと係合および離脱可能な射出プランジャ側フックと、前記金型側フックと射出プランジャ側フックとが係合した状態で、前記射出プランジャのノズルを金型のガスケット材料注入部に押し付けるよう駆動するサーボモータとを備えていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明では、所定の金型のガスケット材料注入部に射出プランジャのノズルを押し付けるように接合するノズルタッチを行うに際して、金型に設けられた金型側フックと、射出プランジャに設けられた射出プランジャ側フックとを係合させた状態で、サーボモータによって射出プランジャのノズルを金型のガスケット材料注入部に押し付けるよう駆動する。射出プランジャは、サーボモータの駆動によって制御応答性がよく正確に且つ短時間で金型に向かって近づくように移動し、ノズルタッチした以後には金型側フックと射出プランジャ側フックとが係合していることによりノズルタッチによる反力を受けるため、射出プランジャのノズルを金型のガスケット材料注入部に設定されたノズルタッチ力で確実に押し付けるよう接合させることができる。また、ガスケットの注入が完了して他の金型に移動するに際しては、金型のガスケット材料注入部に対する射出プランジャのノズルの押し付けを解除して、金型側フックと射出プランジャ側フックとの係合を離脱させる。射出プランジャのノズルは、その移動方向を制限されることなく、それまでノズルタッチしていた金型のガスケット材料注入部から、次にノズルタッチさせる金型のガスケット材料注入部と対応する位置に短時間で移動することができる。したがって、燃料電池の構成部品の表面上にガスケットを成形するためのサイクルタイムを短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の燃料電池の構成部品のガスケット成形ラインにおけるノズルタッチ機構の実施の一形態を図１〜図３に基づいて詳細に説明する。なお、図において同じ符号は、同様または相当する部分を示すものとする。
本発明のノズルタッチ機構１は、概略、燃料電池の構成部品Ｍの表面上にガスケットを一体成形するための金型２が複数設けられたガスケット成形ラインにおいて、各金型２のガスケット材料注入部２ａに射出プランジャ３のノズル３ａを押し付けるように接合するためのもので、各金型２に設けられた金型側フック４と、射出プランジャ３に設けられ金型側フック４と係合および離脱可能な射出プランジャ側フック５と、金型側フック４と射出プランジャ側フック５とが係合した状態で、射出プランジャ３のノズル３ａを金型２のガスケット材料注入部２ａに押し付けるよう駆動するサーボモータ６と、サーボモータ６の駆動力を射出プランジャ３の移動に変換する駆動変換手段７とを備えている。
【００１４】
最初に、本発明のノズルタッチ機構１が設けられる燃料電池の構成部品Ｍのガスケット成形ラインについて説明する。図１に示した実施の形態では、燃料電池の構成部品Ｍのガスケット成形ラインは、複数の金型２および各金型２を開閉するための型開閉機構２０が配置されており、金型２にガスケットの材料を注入するためのノズル３ａを有する射出プランジャ３が任意の金型２と対応する位置に移動するよう構成されている。そして、ガスケット成形ラインは、射出プランジャ３を移動させるための移動手段８と、構成部品Ｍを支持して投入ステーションから所定の金型２の近傍に搬送し、また、ガスケットが成形された構成部品Ｍを支持して所定の金型２の近傍から取り出しステーションまで搬送する移動台９と、この移動台９から所定の金型２内に構成部品Ｍを収容し、また、所定の金型２からガスケットが成形された構成部品Ｍを取り出して移動台に載置するロボット１０と、ロボット１０を所定の金型２と移動台９との間の所定位置に移動させる移動手段１１と、を備えている。
【００１５】
図１に示した実施の形態における金型２は、所謂竪型のもので、基盤２１上にそれぞれタイバー２２が立設されており、タイバー２２の先端には固定盤２３の角部が連結されている。そしてタイバー２２には可動盤２４が昇降移動可能に挿通されている。固定盤２３と可動盤２４の対向面には、金型２として上型２５と下型２６がそれぞれ取り付けられる。また、可動盤２４の下面には、型開閉機構として型締ラム２０が接続されている。両金型２５，２６の衝合面には、燃料電池のガスケットが形成される構成部品Ｍとして、ＭＥＧＡやセパレータなどを収容し、その表面に形成するガスケットの形状に応じたキャビティが型閉じしたときに形成されるよう型彫されている。図２および図３に示すように、固定盤２３のほぼ中央には射出プランジャ３のノズル３ａを進入させるための孔２３ａが形成されており、上型２５の上面には、射出プランジャ３のノズル３ａの先端が当接されて金型２のキャビティ内にガスケットの材料を注入するためのガスケット材料注入部２ａが上方に開口するように形成されている。
【００１６】
図１に示した実施の形態では、複数の金型２および型開閉機構２０が２列で配設されており、各金型２の上方に配設された移動手段としてのガントリー式移載装置８に射出プランジャ３が支持されている。ガントリー式移載装置８は、各列の金型３の上方に平行に設けられた一対のガイドレール３０、３０と、両ガイドレール３０，３０の間に端部が移動可能に架設された桁レール３１と、桁レール３１に移動可能に設けられ射出プランジャ２を移動可能に支持する支持部材３２とを備えてなるものである。
【００１７】
この実施の形態では、ガスケットの材料として液状のシリコン系ゴム材料が採用される。そのため、射出プランジャ３は、たとえば、タンクに貯留された液状のガスケットの材料が供給されるシリンダと、このシリンダ内に嵌挿されたピストンと、ピストンを制御可能に駆動してシリンダ内に供給された液状のガスケットの材料を正確な量だけ押出す駆動手段とを備えたもので、シリンダの先端にノズル３ａが形成されている。
【００１８】
そして、射出プランジャ３は、昇降移動手段３３を介して支持部材３２に支持されている。昇降移動手段３３は、支持部材３２に立設された一対のガイドピン３４と、ガイドピン３４に両端近傍が昇降移動可能に挿通された射出プランジャ３を支持する昇降台３５と、昇降台３５に設けられたサーボモータ６と、サーボモータ６の回転軸に接続されたボールねじ軸３６と、支持部材３２に設けられてボールねじ軸３６が螺合されるボールねじナット３７とを備えている。すなわち、上述した駆動変換機構７は、この実施の形態では、ボールねじ軸３６とボールねじナット３７とからなるボールねじ機構によって構成されている。
射出プランジャ３は、そのノズル３ａが金型２の上向きに開口しているガスケット材料注入部２ａと対応するように、すなわち下方に向くように、昇降台３５に支持されている。また、射出プランジャ３のシリンダは、支持部材３２に形成された孔３２ａに摺動可能に挿通されている。なお、昇降移動手段３３は、この実施の形態に限定されることはなく、たとえば、昇降台３５にガイドピン３４を立設すると共に、昇降台３５の孔にガイドピン３４を挿通することもでき、また、ボールねじ軸２５を有するサーボモータ６を支持部材３２に設けると共に、ボールねじナット３７を昇降台３５に設けることもできる。
【００１９】
射出プランジャ３は、ガイドレール３０に対する桁レール３１の移動と、桁レール３１に対する支持部材３２の移動により、各金型２の上方を移動して、任意の金型２のガスケット材料注入部２ａと対応する位置に移動することができる。また、サーボモータ６によってボールねじ軸３６をその軸回りの任意の方向に回転駆動することにより、昇降台３５に支持された射出プランジャ３は、下降移動してそのノズル３ａが金型２のガスケット材料注入部２ａに対して当接され、また、上昇移動してそのノズル３ａが金型２のガスケット材料注入部２ａから離間し上方に退避することができる。
【００２０】
図２および図３に示すように、各固定盤２３の射出プランジャ３のノズル３ａを進入させるための孔２３ａの周囲には複数（図では２個で一対の場合が示されている）の金型側フック４が設けられている。なお、金型２が取り付けられる固定盤２３に金型側フック４が設けられているため、本発明では金型２に設けられた金型側フック４と表現している。金型側フック４は、固定盤２３の上面から上方に向かって延び、先端が孔２３ａの中心に対して外側に向くように屈曲した鉤状に成形されている。
【００２１】
また、支持部材３２には、金型側フック４と対応して複数の射出プランジャ側フック５の基端部が、それぞれ軸５ａによって回動可能に支承されている。射出プランジャ側フック５の先端は、支持部材３２に支持された射出プランジャ３のノズル３ａに向かって内側へ屈曲した鉤状に成形されている。射出プランジャ側フック５には、軸５ａを中心として互いに開閉するよう回動させるシリンダやモータなどからなる駆動手段が設けられている。なお、射出プランジャ側フック５の駆動手段は、両射出プランジャ側フック５が同期して開閉動作を行うように構成することが望ましい。なお、射出プランジャ３が支持されている支持部材３２に射出プランジャ側フック５が設けられているため、本発明では射出プランジャ３に設けられ金型側フック４と係合および離脱可能な射出プランジャ側フック５と表現している。射出プランジャ側フック５の長さは、その内側に向かって屈曲された先端部が金型側フック４の外側に向かって屈曲された先端部に対して、開閉動作によって係合・退避し得る長さに設定されている。
【００２２】
次に、上述したように構成された本発明のノズルタッチ機構１の作動を説明する。燃料電池の構成部品ＭであるＭＥＧＡやセパレータのマニホールドの周囲にガスケットを成形するに際しては、所定の金型２（２３，２４）を開いて燃料電池の構成部品Ｍをセットし、金型２を閉じてそのキャビティの内部に燃料電池の構成部品Ｍを収容する。そして、ガイドレール３０に対して桁レール３１を移動させると共に、桁レール３１に対して支持部材３２を移動させ、射出プランジャ３を各金型２の上方で移動させて、燃料電池の構成部品Ｍがキャビティ内に収容された金型２のガスケット材料注入部２ａの上方に射出プランジャ３のノズル３ａを対応させて配置するよう移動させる。このとき、図２に示すように、射出プランジャ３を支持している昇降台３５は、サーボモータ６によるボールねじ軸３６の軸周りの回転駆動によって支持部材３２から離れるように上昇しており、射出プランジャ３のノズル３ａが固定盤２３は勿論のこと、図２に鎖線で示したように、金型側フック４の上端よりも上方に退避するよう位置しているので、これらに干渉することはない。また、射出プランジャ側フック５は、駆動手段によって互いに開くよう回動されて先端が図２鎖線よりも上方に退避しており、固定盤２３や金型側フック４に干渉することはない。したがって、各金型２のガスケット材料注入部２ａに対する射出プランジャ３の移動方向を制限されることがない。
【００２３】
燃料電池の構成部品Ｍがキャビティ内に収容された金型２のガスケット材料注入部２ａの上方に射出プランジャ３のノズル３ａが対応して配置されると、図３に示すように、射出プランジャ側フック５を駆動手段によって互いに閉じるよう回動させて、その内側に向くように屈曲された先端部を金型側フック４の外側に向くように屈曲された先端部と係合させる。射出プランジャ側フック５を互いに同期させて閉じるように回動させることにより、金型２のガスケット材料注入部２ａに対してノズル３ａの先端を位置合わせすることができる。この状態で、サーボモータ６を駆動して、支持部材３２に保持されたボールねじナット３７に螺合されているボールねじ軸３６をその軸周りに回転させる。これにより、昇降台３５がガイドピン３４に沿って支持部材３２に近接するよう素早く下降し、昇降台３５に支持された射出プランジャ３も下降して、そのノズル３ａが金型２の上方に向いたガスケット材料注入部２ａに当接するノズルタッチが短時間で行われることとなる。
【００２４】
このとき、射出プランジャ側フック５が金型側フック４に係合されているため、ノズルタッチ力の反動などによる支持部材３２の浮き上がりなどが確実に防止され、したがって、射出プランジャ３のノズル３ａが金型２のガスケット材料注入部２ａに確実に所定のノズルタッチ力で当接される。そのため、射出プランジャ３を昇降駆動するための昇降移動手段３３を構成するサーボモータ６が比較的小型で済み、しかも、射出プランジャ３を昇降させるために必要な時間が短時間で済む。
【００２５】
ノズルタッチが完了すると、射出プランジャ３によってガスケットの液状の材料は、金型２のガスケット材料注入部２ａからキャビティ内に注入される。ここで、燃料電池においては、各種の構成部品からなるセルが数多く積層される。そのため、成形されるガスケットの厚さに僅かでもバラツキが生じると、燃料電池全体の大きさに影響を及ぼすこととなる。そのため、正確な量のガスケットの材料を注入するする必要がある。
【００２６】
ガスケット材料の注入が完了し、または、このガスケット材料の固化が完了すると、サーボモータ６を駆動して、支持部材３２に保持されたボールねじナット３７に螺合されているボールねじ軸３６をその軸周りに逆回転させて、昇降台３５を支持部材３２から離間させるように上昇させる。これにより、射出プランジャ３は昇降台３５と共に素早く上昇して、そのノズル３ａが金型２のガスケット材料注入部２ａからに離間し、図２に鎖線で示した金型側フック４の上端よりも上方に退避する。
【００２７】
続いて、射出プランジャ側フック５を駆動手段によって互いに開くよう回動させて、金型側フック４に対する係合を解除し、その先端を図２に鎖線で示した金型側フック４の上端よりも上方に退避させる。これにより、金型２の上方の平面において、射出プランジャ３の移動方向が従来の技術のように制限されることがなく、したがって、複数の金型２および型開閉機構２０を２列以上で配設した場合であっても、次にガスケット材料を注入する金型２がガスケット材料の注入が完了した金型２からどのような方向（位置）にあっても、最短距離で素早く移動させることが、すなわち成形サイクルを短縮することが可能となる。
【００２８】
ガスケット材料が固化すると、型開閉機構２０により金型２（２５，２６）を開いて、ロボット１０により表面にガスケットが一体成形された燃料電池の構成部品Ｍを取り出して移動台９に載置し、取出ステーションへと搬送し、次いで、投入ステーションで次にガスケットを成形する燃料電池の構成部品Ｍを移動台９に載置して、その金型２の近傍まで搬送し、ロボット１０により構成部品Ｍを把持して金型２にセットする。
【００２９】
次に、本発明の別の実施の形態を図４および図５に基づいて説明する。この実施の形態の説明においては、上述した実施の形態と同様または相当する部分については同じ符号を付してその説明を省略し、異なる部分のみ説明することとする。なお、図４はガスケット成形ラインの平面図であり、図５は図４の正面図であるが、本発明のノズルタッチ機構１を説明する都合上、図４と図５を完全に整合させて示していない部分があることに注意されたい。
【００３０】
上述した実施の形態においては複数の金型２および型開閉機構２０が２列で配設され、射出プランジャ３が移動するよう構成されていたのに対し、この実施の形態においては、複数の金型３および型開閉機構２０が垂直軸回りに回転可能なターンテーブル４０上に環状に配設され、射出プランジャ３が複数の金型２および型開閉機構２０を跨ぐように設けられた門型フレーム４１の支持部材３２に支持されている。
【００３１】
この実施の形態においては、所定の金型２のガスケット材料注入部２ａが射出プランジャ３のノズル３ａの下方に対応するようターンテーブル４０が回転駆動される（図４の矢印を参照）。このとき、図２に示したように、射出プランジャ３を支持している昇降台３５が支持部材３２から離れるように上昇しており、射出プランジャ３のノズル３ａが金型側フック４の上端よりも上方に退避しているので、固定盤２３や金型側フック４に干渉することはない。また、射出プランジャ側フック５は、駆動手段によって互いに開くよう回動されて先端が金型側フック４の上端よりも上方に退避しており、固定盤２３や金型側フック４に干渉することはない。したがって、ターンテーブル４０の回転による金型側フック４の回転軌跡上に射出プランジャ側フック５が位置していても、射出プランジャ側フック５がターンテーブル４０の回転による金型２の移動を制限することがない。
【００３２】
所定の金型２のガスケット材料注入部２ａが射出プランジャ３のノズル３ａの下方に対応する位置でターンテーブル４０の回転が停止されると、図５に示したように、射出プランジャ側フック５を互いに閉じるよう回動させて金型側フック４に係合させる。この状態で、サーボモータ６を駆動して、昇降台３５と共に射出プランジャ３を下降させて、そのノズル３ａを金型２のガスケット材料注入部２ａに当接させてノズルタッチを行う。このとき、射出プランジャ側フック５が金型側フック４に係合されているため、ノズルタッチ力の反動などによる支持部材３２の浮き上がりなどが確実に防止され、したがって、射出プランジャ３のノズル３ａが金型２のガスケット材料注入部２ａに確実に所定のノズルタッチ力で当接される。そのため、射出プランジャ３を昇降駆動するための昇降移動手段３３を構成するサーボモータ６が比較的小型で済み、しかも、射出プランジャ３を昇降させるために必要な時間が短時間で済む。
【００３３】
ノズルタッチが完了すると、射出プランジャ３によってガスケットの液状の材料は、金型２のガスケット材料注入部２ａからキャビティ内に注入される。なお、燃料電池の構成部品Ｍのガスケット成形においては、正確な量のガスケットの材料を注入するする必要があることは上述したとおりである。
【００３４】
ガスケット材料の注入が完了し、または、このガスケット材料の固化が完了すると、サーボモータ６を駆動して昇降台３５を上昇させ、射出プランジャ３を昇降台３５と共に上昇させて、そのノズル３ａを金型２のガスケット材料注入部２ａから離間させて、金型側フック４の上端よりも上方に退避させる。続いて、射出プランジャ側フック５を互いに開くよう回動させて、金型側フック４に対する係合を解除し、その先端を金型側フック４の上端よりも上方に退避させる。これにより、射出プランジャ側フック５に対する金型２の移動が制限されることはなく、ターンテーブル４０の回転によって金型側フック４が射出プランジャ側フック５の下方を回転し、しかも、射出プランジャ側フック５に係合・解除することができる。したがって、射出プランジャ側フック５および金型側フック４の設ける向きを、ターンテーブル４０の回転に関係なく自由に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明のノズルタッチ機構が適用されるガスケット成形ラインの実施の一形態を説明するために一部切欠いて示した斜視図である。
【図２】本発明のノズルタッチ機構の一実施の形態を示したもので、金型側フックに射出プランジャ側フックを係合させず、ノズルタッチさせていない状態を説明するために示した正面図である。
【図３】図２の状態からノズルタッチ機構の金型側フックに射出プランジャ側フックを係合させてノズルタッチさせた状態を説明するために示した正面図である。
【図４】本発明のノズルタッチ機構が適用されるガスケット成形ラインの別の実施の形態を説明するために示した平面図である。
【図５】図４の正面図である。
【符号の説明】
【００３６】
Ｍ：燃料電池の構成部品、 １：ノズルタッチ機構、 ２：金型、 ２ａ：ガスケット材料注入部、 ３：射出プランジャ、 ３ａ：ノズル、 ４：金型側フック、 ５：射出プランジャ側フック、 ６：サーボモータ、 ７：ボールねじ機構（駆動変換機構）、 ３３：昇降移動手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池の構成部品の表面上にガスケットを一体成形するための金型が複数設けられたガスケット成形ラインにおいて、各金型のガスケット材料注入部に射出プランジャのノズルを押し付けるように接合するノズルタッチ機構であって、
前記各金型に設けられた金型側フックと、
前記射出プランジャに設けられ前記金型側フックと係合および離脱可能な射出プランジャ側フックと、
前記金型側フックと射出プランジャ側フックとが係合した状態で、前記射出プランジャのノズルを金型のガスケット材料注入部に押し付けるよう駆動するサーボモータとを備えていることを特徴とするノズルタッチ機構。
【請求項１】
燃料電池の構成部品の表面上にガスケットを一体成形するための金型が複数設けられたガスケット成形ラインにおいて、各金型のガスケット材料注入部に射出プランジャのノズルを押し付けるように接合するノズルタッチ機構であって、
前記各金型に設けられた金型側フックと、
前記射出プランジャに設けられ前記金型側フックと係合および離脱可能な射出プランジャ側フックと、
前記金型側フックと射出プランジャ側フックとが係合した状態で、前記射出プランジャのノズルを金型のガスケット材料注入部に押し付けるよう駆動するサーボモータとを備えていることを特徴とするノズルタッチ機構。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−６９７７６（Ｐ２０１０−６９７７６Ａ）
【公開日】平成２２年４月２日（２０１０．４．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２４１０８８（Ｐ２００８−２４１０８８）
【出願日】平成２０年９月１９日（２００８．９．１９）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月２日（２０１０．４．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月１９日（２００８．９．１９）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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