CN110127379A - 使用静电吸附的搬运装置和使用静电吸附的搬运方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供使用静电吸附的搬运装置和使用静电吸附的搬运方法。静电吸附搬运装置构成为包含静电卡盘，该静电卡盘通过静电吸附吸来附作为搬运部件的被加工物并将其载置在载置面上，在经由上述静电卡盘的受电电极从电源的供电面受电之后，经由接地电极通过地线接地，由此在静电平衡已破坏的状态下，通过静电吸附来吸附被加工物并将其载置在载置面上。

Description

使用静电吸附的搬运装置和使用静电吸附的搬运方法
技术领域
本发明涉及使用静电吸附的搬运装置和使用静电吸附的搬运方法，例如，涉及通过使用未搭载电源的静电卡盘的静电吸附来高速搬运构成燃料电池的构成部件的搬运装置以及搬运方法。
背景技术
燃料电池(也存在称为燃料电池组的情况)通过将由阳极和阴极夹持电解质膜而形成部件作为单元(也存在称为单电池或者燃料电池单元的情况)，并且经由隔板使上述单元多个重叠(层叠)而构成。
例如，固体高分子型燃料电池的燃料电池单元具备膜电极接合体(MEA：MembraneElectrode Assembly)，该膜电极接合体由离子传导性的电解质膜、和夹持该电解质膜的阳极侧催化剂层(电极催化剂层)与阴极侧催化剂层(电极催化剂层)构成。在MEA的两侧形成有用于提供燃料气体或氧化剂气体并且对由电化学反应产生的电进行集电的气体扩散层(GDL：Gas Diffusion Layer)。在两侧配置有GDL的MEA被称为MEGA(Membrane Electrode&Gas Diffusion Layer Assembly：膜电极&气体扩散层接合体)，MEGA由一对隔板夹持。这里，MEGA是燃料电池的发电部，在没有气体扩散层的情况下，MEA成为燃料电池的发电部。
另外，作为这种燃料电池单元，公知有一种带树脂框的MEGA(以下存在称为框架MEGA的情况)，其以保护膜电极接合体、减少制造成本等为目的，在膜电极接合体的周边部配置有由聚丙烯(PP：polypropylene)、酚醛树脂、环氧树脂、聚乙烯(PE：polyethylene)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET：Polyethyleneterephthalate)等合成树脂构成的形成为片状并呈框状的树脂框架(树脂板)。在该框架MEGA中，膜电极接合体和树脂框架使用粘合剂进行粘合。
这种带树脂框的燃料电池单元例如经由如下工序制造，即：在膜电极接合体配置粘合剂的工序；在粘合剂上配置树脂框架的工序；照射紫外线使粘合剂固化的工序；以及冲压膜电极接合体的工序等。
如上述那样需要较多工序的燃料电池(燃料电池单元)通过在直线输送机上设置各工序，并将载置有被加工物(构成燃料电池的构成部件)的托盘在直线输送机上间歇地依次输送，在各工序中顺次进行适当的加工处理来制造。
然而，在这种燃料电池(燃料电池单元)的制造方法中，为了高速搬运被加工物(燃料电池的构成部件)，缩短制造时间，研究了取代现有的真空吸附而采用利用静电卡盘的搬运的情况。
该搬运为如下搬运方法，即：使电极成为微小图案，产生梯度力(静电力)，利用该梯度力增加吸附力，在静电卡盘上吸附(静电吸附)绝缘性材料(被加工物)来对其进行搬运(例如参照下述日本特开2002－345273、日本特开2013－149935、日本特开2013－251353等)。
然而，例如，在上述日本特开2002－345273等所载的现有技术中，由于静电卡盘与施加吸附用电压(直流电压)的电源通过电线连接，经由电线产生梯度力，所以可动范围受限制。另外，采用受电电池并且电源也一同进行搬运的情况也被考虑，但产生如下问题，即：将壳体、受电电池、电源电路等一起搬运而导致搬运重量变重，使得高速搬运受到阻碍，受电花费时间等。
发明内容
本发明提供能够扩大搬运时的可动范围而不增大搬运重量的、使用静电吸附的搬运装置和使用静电吸附的搬运方法。
涉及使用静电吸附的搬运装置的本发明的第一方式为，具备：静电卡盘，其构成为：在载置面配置有静电电极，在与上述载置面不同的面配置有受电电极和接地电极，通过静电吸附对搬运部件进行吸附而将上述搬运部件载置在上述载置面上；输送机，其构成为使上述静电卡盘移动；电源，其具有供电面，该供电面构成为：在上述静电卡盘在上述输送机上移动时，上述供电面与上述受电电极接触，由此对上述静电电极施加电压；地线，其构成为：在上述静电卡盘在上述输送机上移动时，上述地线与上述接地电极接触，由此将上述静电卡盘接地；以及搭载装置，其构成为将上述搬运部件搭载在上述载置面上，上述供电面与上述受电电极开始接触的供电开始位置设置于比由上述搭载装置向上述载置面上搭载上述搬运部件的搭载位置靠上游的位置，上述地线与上述接地电极开始接触的接地开始位置设置于比上述供电开始位置靠下游的位置，上述地线与上述接地电极结束接触的接地结束位置设置于比上述供电面与上述受电电极结束接触的供电结束位置靠上游的位置，上述静电卡盘构成为：上述静电卡盘在经由上述受电电极从上述供电面受电之后，经由上述接地电极通过上述地线接地，上述静电卡盘在静电平衡已破坏的状态下，通过静电吸附对上述搬运部件进行吸附而将上述搬运部件载置在上述载置面上。
另外，也可以在上述接地开始位置与上述接地结束位置之间设置有上述搭载位置。
另外，也可以为上述静电卡盘包含铝板。也可以为上述受电电极通过上述铝板与上述静电电极电连接，上述接地电极与上述铝板电连接。
另外，也可以为上述供电面和上述地线相对于上述输送机而配置在相反侧。
另外，也可以为上述输送机设置为无接头环状，上述静电卡盘在上述输送机上环绕，并设置有用于使施加于在上述输送机上移动的上述静电卡盘的电压的极性反转的极性反转用供电面。
另外，也可以为上述极性反转用供电面构成为相对于上述供电面独立设置，并且上述极性反转用供电面和上述供电面都利用上述电源的电压。
另外，也可以为上述电源由脉冲电源构成，利用上述脉冲电源在上述供电面形成有上述极性反转用供电面。
另外，涉及使用静电吸附的搬运方法的本发明的第二方式为，包含如下工序，即：在静电卡盘在输送机上移动时，使受电电极与供电面接触，由此从上述供电面向上述静电卡盘受电，其中，上述静电卡盘构成为：在载置面配置有静电电极，在与上述载置面不同的面配置有上述受电电极和接地电极，通过静电吸附将搬运部件载置在上述载置面上，上述输送机构成为使上述静电卡盘移动，上述供电面构成为包含于电源，对上述静电电极施加电压；在向上述静电卡盘受电之后，使上述接地电极与地线接触，由此将上述静电卡盘接地，其中，上述地线构成为将上述静电卡盘接地；利用搭载装置将上述搬运部件载置在上述载置面上，在上述静电卡盘中的静电平衡已破坏的状态下，通过静电吸附将上述搬运部件吸附在上述载置面上，其中，上述搭载装置构成为在上述静电卡盘的上述载置面上搭载上述搬运部件；以及对被吸附在上述载置面上的上述搬运部件进行搬运。
根据本发明，静电卡盘在经由受电电极从供电面受电之后，经由接地电极通过地线接地，由此在静电平衡已破坏的状态下，通过静电吸附对搬运部件进行吸附而将搬运部件载置在载置面上，因此能够扩大搬运时的可动范围而不增大搬运重量。
另外，由于设置有用于使施加于在输送机上移动的静电卡盘的电压的极性反转的极性反转用供电面，所以能够防止吸附力因继续施加同极性的电压而降低的情况。
附图说明
以下参照附图描述本发明的具体实施方式的特征、优点和在技术上和在工业上的重要性，其中，相同的附图标记表示相同的要素。
图1A是表示作为本发明的实施方式的搬运部件的燃料电池单元的一个例子的立体图。
图1B是表示作为本发明的实施方式的搬运部件的燃料电池单元的一个例子的分解立体图。
图2是简要表示本发明的实施方式的燃料电池单元的制造装置的立体图。
图3是放大表示图2的主要部分的主要部分放大立体图。
图4是表示图2和图3所示的搬运装置的静电卡盘的立体图。
图5是图4的V－V箭头方向的剖视图。
图6是图4的VI－VI箭头方向的剖视图。
图7是图4的VII－VII箭头方向的剖视图。
图8A是表示本发明的实施方式的搬运装置的电极配置的俯视图。
图8B是基于图8A所示的电极配置的供电(电压施加)和接地的时序图。
图9A是表示本发明的实施方式的搬运装置的电极配置的其他例子的俯视图。
图9B是基于图9A所示的电极配置的电压施加和接地的时序图。
图10A是表示本发明的实施方式的搬运装置的电极配置的又一其他例子的俯视图。
图10B是基于图10A所示的电极配置的电压施加和接地的时序图。
具体实施方式
以下，基于附图所示的实施方式的一个例子详细说明本发明的结构。以下，作为一个例子，例示并说明在搭载于燃料电池车的燃料电池或者包含该燃料电池的燃料电池***中应用了本发明的情况，但应用范围不限定于该例子。另外，以下，作为一个例子，例示并说明将构成燃料电池的燃料电池单元作为搬运部件进行搬运的情况，但应用范围不限定于该例子。
[燃料电池单元的结构]
首先，参照图1A、图1B概述作为本实施方式的搬运装置200的搬运对象的燃料电池单元1的结构。
本实施方式的燃料电池单元1是燃料电池的电极部件，如图1A、图1B所示，具备AnMEGA10、树脂板20、CaGDL30(阴极侧GDL)和粘合剂40。
AnMEGA10由MEA(膜电极接合体)和AnGDL(阳极侧GDL)构成。MEA由电解质膜、以及夹着电解质膜的阳极侧电极催化剂层和阴极侧电极催化剂层构成。电解质膜由使具有离子传导性的高分子膜作为电解质的离子交换膜构成。AnGDL配置在MEA的阳极侧电极催化剂层的外侧而构成阳极侧气体扩散层，具有促进气体流动、提高集电效率的功能。即，AnMEGA10成为由MEA和AnGDL的接合体构成的电极体。
树脂板20由聚丙烯(PP)等合成树脂构成，通过注塑成型或挤压成型等加工方法形成为片状的矩形。在树脂板20的中央部形成有比AnMEGA10的外形小一圈的矩形的贯通孔21，CaGDL30(具有若干缝隙地)被嵌入该贯通孔21。另外，在树脂板20的长边方向的两端部形成有多个贯通孔22a、22b、22c和贯通孔23a、23b、23c作为用于供给、排出燃料气体(例如氢气)、氧化剂气体(例如空气)和冷却水的各流体的流通孔。
CaGDL30配置在AnMEGA10的阴极侧电极催化剂层的外侧而构成阴极侧气体扩散层，由具有透气性和导电性的材料，例如碳纤维、石墨纤维等多孔质的纤维基材以矩形片状形成。该CaGDL30(具有若干缝隙地)被嵌入树脂板20的贯通孔21而与AnMEGA10贴合。
粘合剂40以使AnMEGA10与树脂板20之间粘合，并且使AnMEGA10与CaGDL30之间粘合的方式进行涂覆。详细而言，沿AnMEGA10的上表面的外框部分以规定宽度涂覆，使其具有AnMEGA10与树脂板20重叠的外侧区域、和向贯通孔21内突出且AnMEGA10和CaGDL30重叠的内侧区域。粘合剂40例如是UV(紫外线)固化型，能够通过将使UV照射于粘合部位而使粘合剂40固化，并且通过加热也能使粘合剂40固化。该粘合剂40例如通过滚轧网版印刷等涂覆方法涂覆于AnMEGA10。
在燃料电池单元1组装有除上述AnMEGA10、树脂板20、CaGDL30和粘合剂40以外的其他构成部件，例如隔板、垫圈等，由这些构成部件构成的燃料电池单元1重叠(层叠)有多个，从而制成未图示的燃料电池。
[燃料电池单元的制造装置的结构、动作]
接下来，说明制造燃料电池单元1的制造装置100的结构。此外，以下，制造装置100的X方向是指大致水平配置的导轨211的延伸配置方向(即，固定于滑块212的静电卡盘220的移动方向、搬运方向)，Y方向是指在水平面中与导轨211的延伸配置方向垂直的方向，Z方向表示铅垂方向(与X方向和Y方向垂直的方向)。
如图2所示，制造装置100具备搬运装置200，该搬运装置200具有直线输送机210、作为托盘的静电卡盘220、电源205和地线215。
另外，制造装置100具备：MEGA供给装置230，其将AnMEGA10供给至直线输送机210的侧方位置；照相机240，其检测MEGA供给装置230上的AnMEGA10的姿势；SCARA机器人250(Selective Compliance Assembly Robot：选择性顺从组装机器人)，其将AnMEGA10从MEGA供给装置230取出并将其载置在静电卡盘220上；涂覆装置260，其向载置在静电卡盘220上的AnMEGA10的表面涂覆粘合剂40；树脂板供给装置270，其将树脂板20供给至直线输送机210的侧方位置；SCARA机器人280，其将树脂板20从树脂板供给装置270取出并将其载置于静电卡盘220；UV照射装置310，其使涂覆在AnMEGA10的表面的粘合剂40的一部分UV固化；GDL供给装置330，其将CaGDL30供给至直线输送机210的侧方位置；照相机340，其检测GDL供给装置330上的CaGDL30的姿势；以及SCARA机器人350，其将CaGDL30从GDL供给装置330取出并将其载置在静电卡盘220上。
此外，SCARA机器人250、280、350作为在静电卡盘220上搭载作为搬运部件的AnMEGA10、树脂板20、CaGDL30的搭载装置，和上述直线输送机210等一起构成搬运装置200。
并且，制造装置100具备：加热装置360，其使涂覆在AnMEGA10的表面的粘合剂40中的未被UV固化的未固化的部分热固化；搬运装置370，其搬运粘合剂40固化后的已完成的燃料电池单元1；以及SCARA机器人380，其将已完成的燃料电池单元1从直线输送机210取出并将其载置于搬运装置370。
制造装置100具备未图示的控制装置，构成制造装置100的各构成要素的工作状态通过控制装置来进行控制。
这里，在制造装置100的构成要素中，除搬运装置200的静电卡盘220、电源205、地线215以外的构成要素，则同以往公知的构成要素大致相同，因此首先概述这些构成要素。
搬运装置200的直线输送机210用于使静电卡盘220移动，该静电卡盘220作为载置燃料电池单元1的构成部件(搬运部件)的托盘，搬运装置200的直线输送机210具备设置固定在规定场所的导轨211和在导轨211上移动的滑块212，滑块212通过未图示的直线马达在导轨211上移动。
在本例中，直线输送机210具备：上侧直线输送机210a，其以成为与燃料电池单元1的制造工序对应的长度的方式设置固定在铅垂方向(Z方向)的上侧，沿水平方向(X方向)朝向一侧搬运滑块212；以及下侧直线输送机210b，其设置固定在上侧直线输送机210a的下侧，沿水平方向(X方向)朝向另一侧搬运滑块212。
另外，直线输送机210具备一对升降循环机构213、214，该对升降循环机构213、214使滑块212在铅垂方向(Z方向)升降来进行循环。一方的升降循环机构213设置固定在上侧直线输送机210a的搬运方向上的下游端部与下侧直线输送机210b的上游端部之间，从上侧直线输送机210a通过导轨213a接收滑块212，并保持该导轨213a使其下降而与下侧直线输送机210b交接滑块212。另一方的升降循环机构214设置固定在上侧直线输送机210a的搬运方向上的上游端部与下侧直线输送机210b的下游端部之间，从下侧直线输送机210b通过导轨214a接收滑块212，并保持该导轨214a使其上升而与上侧直线输送机210a交接滑块212。
直线输送机210(的导轨211)通过该对升降循环机构213、214、上侧直线输送机210a、下侧直线输送机210b构成为无接头环状，已载置固定在滑块212的静电卡盘220在该直线输送机210(的导轨211)上循环(环绕)。
图2所示的MEGA供给装置230具备带式输送机等搬运机构，在AnMEGA10的AnGDL侧成为下表面、MEA的阴极侧电极催化剂层侧成为上表面的姿势状态下，将AnMEGA10供给至直线输送机210(的上侧直线输送机210a)的搬运方向上的上游侧的端部的规定位置。照相机240由CCD(Charge-Coupled Device:电荷耦合器件)图像传感器、CMOS(Complementarymetal-oxide-semiconductor：互补金属氧化物半导体)图像传感器等拍摄元件构成，拍摄从MEGA供给装置230供给的AnMEGA10的姿势，并经由控制装置将拍摄数据传递至SCARA机器人250。SCARA机器人250由臂在水平方向动作的水平多关节机器人构成，对应于基于通过照相机240拍摄并经由控制装置输送的AnMEGA10的图像而获得的姿势而使臂动作，从MEGA供给装置230取出AnMEGA10，并将其搭载在搬运中的静电卡盘220上的规定位置。SCARA机器人250被控制为与静电卡盘220的动作同步，能够不停止静电卡盘220的动作地将AnMEGA10正确搭载在搬运中的静电卡盘220上的已预先设定的位置。
此外，作为将燃料电池单元1的构成部件(被加工物)搭载于静电卡盘220的搭载装置，也可以取代能够进行上述那种高速搭载的SCARA机器人250，而采用多关节机器人或正交机器人等。
涂覆装置260通过滚轧网版印刷等涂覆方法，将粘合剂40涂覆在被载置于静电卡盘220上来进行搬运的AnMEGA10的表面的已预先设定的涂覆区域(参照图1B)。
树脂板供给装置270与上述MEGA供给装置230形成为相同构成，将树脂板20供给至直线输送机210(的上侧直线输送机210a)的侧方位置。SCARA机器人280与上述SCARA机器人250形成为相同构成，从树脂板供给装置270取出树脂板20并将其搭载于搬运中的静电卡盘220上的已预先设定的位置。通过SCARA机器人280对树脂板20的搭载，树脂板20与AnMEGA10在它们之间夹设有粘合剂40的状态下贴合。
UV照射装置310由将紫外线照射于规定的光斑区域的LED构成，具备覆盖静电卡盘220的上部的壳体320以免照射的紫外线向外部漏出。UV照射装置310在静电卡盘220上将树脂板20按压于AnMEGA10，并将紫外线仅照射于粘合剂40的与树脂板20重叠的外侧区域，使该外侧区域的粘合剂40UV固化，使树脂板20和AnMEGA10粘合。
GDL供给装置330与上述MEGA供给装置230和树脂板供给装置270形成为相同构成，将CaGDL30供给至直线输送机210(的上侧直线输送机210a)的侧方位置。照相机340与上述照相机240形成为相同构成，拍摄从GDL供给装置330供给的CaGDL30的姿势，经由控制装置将拍摄数据传递至SCARA机器人350。SCARA机器人350与上述SCARA机器人250和SCARA机器人280形成为相同构成，对应于基于通过照相机340拍摄并经由控制装置输送的GDL供给装置330中的CaGDL30的图像获得的姿势来使臂进行动作，从GDL供给装置330取出CaGDL30，并将其嵌入搬运中的树脂板20的贯通孔21，从而将CaGDL30搭载于搬运中的静电卡盘220上。已嵌入树脂板20的贯通孔21的CaGDL30与AnMEGA10的阴极侧电极催化剂层侧的面贴合，通过涂覆在AnMEGA10的粘合剂40中的向贯通孔21内突出的内侧区域的粘合剂40进行粘合。
加热装置360在静电卡盘220的搬运方向上配置在SCARA机器人350的下游侧，通过静电卡盘220将搬运中的CaGDL30按压于AnMEGA10并进行加热，使粘合剂40中的与CaGDL30重叠的内侧区域的粘合剂40热固化。通过该热固化，CaGDL30与AnMEGA10粘合，CaGDL30、树脂板20和AnMEGA10被一体化，作为带框MEGA的燃料电池单元1完成。
搬运装置370与上述GDL供给装置330、树脂板供给装置270和MEGA供给装置230形成为相同构成，将已完成的燃料电池单元1搬运至规定的场所。SCARA机器人380与上述SCARA机器人350、SCARA机器人280和SCARA机器人250形成为相同构成，从搬运中的静电卡盘220取出已完成的燃料电池单元1，并将其载置于搬运装置370。
这里，在最终吸附脱离已完成的燃料电池单元1时，也可以使用未图示的电源对静电卡盘220的电极221(的正极222和负极223)(之后详述)施加正和负反过来的电压。
若在上侧直线输送机210a上，作为托盘的静电卡盘220空着，则固定有该静电卡盘220的滑块212被***到升降循环机构213的导轨213a，沿铅垂方向(Z方向)下降，被***到下侧直线输送机210b的导轨211，以高速被搬运至下侧直线输送机210b的下游端部，并被***到升降循环机构214的导轨214a，沿铅垂方向(Z方向)上升，且被***到上侧直线输送机210a的导轨211，通过上侧直线输送机210a与搬运开始时相同而再次在搬运方向(X方向)上进行搬运。
[搬运装置200的结构、动作]
接下来，参照图2以及图3～图8说明制造装置100的构成要素中的本实施方式的特征部分，即搬运装置200的静电卡盘220、电源205、地线215。
构成制造装置100的搬运装置200吸附上述那样的具有导电性和绝缘性的燃料电池单元1的构成部件并对其进行载置、搬运，如上述所述，搬运装置200具备静电卡盘220、电源205和地线215，其中，上述电源205具有带有供电面202的供电电极203。
如图3放大图示所示，静电卡盘220形成为比滑块212大的矩形，以长边方向的两端部从滑块212(朝向Y方向)延伸的方式被载置固定(例如通过螺栓的紧固固定)于滑块212的上表面。
参照图4和图5所示可知，静电卡盘220在上表面(用于载置被加工物的载置面)侧形成有电极(也称为静电电极、微小配置电极)221，并且在下表面(与载置面相反一侧的背面)侧设置有作为支承板的铝板225。电极221具有正极222和负极223，通过具有高介电常数的绝缘件224将正极222和负极223模制成板状，并将该模制成的部件粘贴于铝板225上而制成。由于电极221产生较强的梯度力(静电力)，所以正极222与负极223的极间例如被设定为能够承受施加的电压的极限的间隙。在图示例子中，正极222和负极223配置为一对的梳状，但正极222和负极223的布线图案不限定于该例。
参照图6所示可知，在铝板225的下表面(背面)的长边方向(Y方向)的一个端部附近设置有用于向电极221(的正极222和负极223)供电的正极受电电极227和负极受电电极228，并且在铝板225的长边方向(Y方向)的另一端部附近设置有用于使该静电卡盘220接地的接地电极229。即，在铝板225的下表面中的隔着直线输送机210(的导轨211和滑块212的中心)的位置(相反侧)配设有正极受电电极227和负极受电电极228、与接地电极229。
详细而言，出于防止腐蚀的目的，铝板225的表面整体由绝缘性的氧化铝覆盖，在铝板225的下表面设置有电极安装部件226，该电极安装部件226设置有大小能够收纳正极受电电极227、负极受电电极228和接地电极229的收纳孔226a。在收纳孔226a的下端部(朝内)突出地设置有内凸缘状卡止部226b，正极受电电极227、负极受电电极228和接地电极229分别以如下状态配设，即：使下端部(成为接点的部分)突出，从而在收纳孔226a的内侧能够上下移动，并且通过内凸缘状卡止部226b实现防脱卡止。另外，在收纳孔226a的内侧，在正极受电电极227、负极受电电极228和接地电极229与铝板225的下表面之间压缩安装有压缩螺旋弹簧226c，该压缩螺旋弹簧226c向下方(后述供电电极203的供电面202、地线215侧)对正极受电电极227、负极受电电极228和接地电极229施力，并且该压缩螺旋弹簧226c用于(弹性地)释放与供电电极203的供电面202、地线215接触时的力。即，在本例中，在铝板225的下表面设置的正极受电电极227、负极受电电极228和接地电极229成为内置有压缩螺旋弹簧226c的柱塞构造。
收纳在上述电极安装部件226的收纳孔226a的正极受电电极227和负极受电电极228分别经由通过了在铝板225贯通的贯通孔225a的电线227a、228a而与正极222和负极223(电)连接。另外，接地电极229经由电线229a而与铝板225(电)连接。换言之，为了在没有供电时维持吸附(之后详述)，铝板225(经由电线229a)与接地电极229电连接。
通过经由正极受电电极227和负极受电电极228的向正极222和负极223施加电压而在电极221产生静电，静电卡盘220利用该静电吸附在静电卡盘220上搭载的被加工物(燃料电池单元1的构成部件)。该静电卡盘220能够根据电极221的构造和绝缘件224的介电常数吸附导电性材料和绝缘性材料双方。
即，在本实施方式中，针对静电卡盘220，为了进行高速搬运，受电电池等电源、连接电源和电极221的布线等未被搭载。
电源205用于经由正极受电电极227和负极受电电极228对电极221(正极222和负极223)施加电压，由直流电源构成。电源205相对于上述直线输送机210和静电卡盘220而独立设置，配置在直线输送机210的上侧直线输送机210a的侧方的要处(在图示例子中，MEGA供给装置230、SCARA机器人250、树脂板供给装置270、SCARA机器人280、GDL供给装置330、SCARA机器人350的附近)。各电源205具备供电电极203，该供电电极203配置为位于被载置固定在滑块212的静电卡盘220(的铝板225)的下方，当已搭载在该滑块212的静电卡盘220通过滑块212的移动而在直线输送机210上移动时，各供电电极203的上表面(供电面202)被设置固定在与在静电卡盘220(的铝板225)的下表面设置的正极受电电极227和负极受电电极228接触的位置(参照图7)。各电源205和供电电极203经由布线204(电)连接。
如图8A所示，各供电电极203成为在搬运方向(X方向)具有规定长度的导轨状，各供电电极203的上表面(供电面202)由在搬运方向(X方向)具有规定长度的平坦面构成。在静电卡盘220通过滑块212的移动而在直线输送机210上移动时，因静电卡盘220和供电电极203(的供电面202)在搬运方向(X方向)上的相对移动，在静电卡盘220(的铝板225)的下表面设置的正极受电电极227和负极受电电极228与供电电极203的供电面202在搬运方向(X方向)上仅以规定的长度部分(换言之，仅以规定的时间幅度)接触，在正极受电电极227和负极受电电极228与供电电极203的供电面202接触期间，电源205经由正极受电电极227、负极受电电极228、电线227a、228a对正极222和负极223施加电压。
地线215用于使静电卡盘220(的铝板225)接地。与上述电源205相同，地线215相对于上述直线输送机210和静电卡盘220独立设置，配置在直线输送机210的上侧直线输送机210a的侧方的要处(在图示例子中，MEGA供给装置230、SCARA机器人250、树脂板供给装置270、SCARA机器人280、GDL供给装置330、SCARA机器人350的附近)。各地线215配置为位于载置固定在滑块212的静电卡盘220(的铝板225)的下方，并且设置固定在当已搭载于该滑块212的静电卡盘220通过滑块212的移动而在直线输送机210上移动时与在静电卡盘220(的铝板225)的下表面设置的接地电极229接触的位置。
即，在本实施方式中，地线215相对于供电电极203而配设在隔着上侧直线输送机210a(的导轨211的中心)的位置(相反侧)，由此能够抑制直线输送机210的上侧直线输送机210a的偏芯负载，并使负载分散。
如图8A所示，各地线215成为在搬运方向(X方向)上具有规定长度的导轨状。在静电卡盘220通过滑块212的移动而在直线输送机210上移动时，因静电卡盘220和地线215在搬运方向(X方向)上的相对移动，在静电卡盘220(的铝板225)的下表面设置的接地电极229与地线215在搬运方向(X方向)上仅以规定的长度部分(换言之，仅以规定的时间幅度)接触，在接地电极229与该地线215接触期间，静电卡盘220(的铝板225)经由接地电极229、电线229a被接地。
这里，为了在没有供电时维持静电卡盘220的吸附，通过电源205(的供电电极203)的供电和通过地线215的接地的位置、时机如以下那样。
即，如图8A、图8B所示，与电源205连接的供电电极203的供电面202的上游端部设定于比地线215的上游端部(在搬运方向(X方向)上观察)靠上游的位置，供电电极203的供电面202的下游端部设定于比地线215的下游端部(在搬运方向(X方向)上观察)靠下游的位置。由此，在静电卡盘220通过滑块212的移动而在直线输送机210上移动时，正极受电电极227和负极受电电极228与供电电极203的供电面202接触的位置、时机(即，供电开始位置)成为比接地电极229与地线215接触的位置、时机(即，接地开始位置)靠上游，正极受电电极227和负极受电电极228与供电电极203的供电面202分离(成为非接触)的位置、时机(即，供电结束位置)比接地电极229与地线215分离(成为非接触)的位置、时机(即，接地结束位置)靠下游。换言之，地线215的接地开始位置设置于比供电电极203的供电面202的供电开始位置靠下游的位置，地线215的接地结束位置设置于比供电电极203的供电面202的供电结束位置靠上游的位置。
此外，这里，通过SCARA机器人250、280、350向静电卡盘220搭载被加工物(燃料电池单元1的构成部件)的搭载位置设定于供电电极203的供电面202的供电开始位置与供电结束位置之间，并且设定于地线215的接地开始位置与接地结束位置之间。
通过这样设定制造装置100的各构成要素的配置关系，若利用直线输送机210(的上侧直线输送机210a)将静电卡盘220搬运至规定位置(比基于SCARA机器人250、280、350的搭载位置靠上游侧的位置)，则如上述那样，从电源205对静电卡盘220(的电极221)供电来对施加电压，之后静电卡盘220(的铝板225)通过地线215被接地。即，能够在供电状态下将静电卡盘220的背面的铝板225(经由接地电极229)接地，从而破坏在绝缘性的树脂板20内所积蓄的静电平衡，之后停止供电(将电源205分离)，并维持吸附力(静电吸附力)地对被加工物(燃料电池单元1的构成部件)进行吸附而将被加工物载置在静电卡盘220(的载置面)。
因此，在本实施方式中，例如，在直线输送机210(的上侧直线输送机210a)中，在MEGA供给装置230、SCARA机器人250与树脂板供给装置270、SCARA机器人280之间、在树脂板供给装置270、SCARA机器人280与GDL供给装置330、SCARA机器人350之间、以及在GDL供给装置330、SCARA机器人350与搬运装置370、SCARA机器人380之间，在没有供电时(即便不供电或者不施加电压)，也能够吸附已搭载于搬运中的静电卡盘220上的被加工物(燃料电池单元1的构成部件)而将被加工物载置在静电卡盘220(的载置面)。
此外，在上述实施方式中，为了使构成燃料电池单元1的构成部件可靠地吸附于静电卡盘220(的载置面)，每当对构成燃料电池单元1的构成部件(AnMEGA10、树脂板20、CaGDL30)进行层叠时，在图8A、图8B所示的位置、时机进行供电和接地，但也可以不在全部层叠工序中进行供电和接地。
[燃料电池单元的制造装置(搬运装置)的作用效果]
如以上说明那样，在本实施方式中，用于通过静电吸附来对作为搬运部件的被加工物(燃料电池单元1的构成部件)进行吸附而将被加工物载置在载置面上的静电卡盘220在经由正极受电电极227和负极受电电极228从供电电极203的供电面202受电之后，经由接地电极229通过地线215被接地，由此在静电平衡被破坏的状态下，通过静电吸附对被加工物(燃料电池单元1的构成部件)进行吸附并将被加工物载置在载置面上，因此能够扩大搬运时的可动范围而不增大搬运重量。
另外，由于可以仅在卡盘时经由正极受电电极227和负极受电电极228从外部进行电源供给，所以无需环绕布线，还具有能够简化该静电卡盘220的结构这一优点。
[燃料电池单元的制造装置(搬运装置)的其他例子]
然而，若每次以相同极性带电，则静电卡盘220的电荷存积，导致吸附力降低。
因此，如图9A、图9B和图10A、图10B所示，通过在吸附供电之前对静电卡盘220暂时给予逆电压，能够防止该吸附力降低。
在图9A、图9B所示的例子中，在供电电极203的供电面202的上游侧设置有用于使已施加于静电卡盘220的电压的极性反转的具有极性反转用供电面202a的导轨状(在搬运方向(X方向)上具有规定长度)的极性反转用供电电极203a，供电电极203(的供电面202)和极性反转用供电电极203a(的极性反转用供电面202a)都与电源205连接，从而利用该电源205的电压。
此外，理所当然，极性反转用供电电极203a(的极性反转用供电面202a)的位置、长度(时间幅度)等能够适当设定。
另外，在图10A、图10B所示的例子中，使电源205a由极性可反转的脉冲电源构成，并且适当地设定静电卡盘220的搬运速度和电源205a(脉冲电源)的脉冲宽度，能够在对供电电极203的供电面202施加吸附用的电压之前，对该供电电极203的供电面202施加反转用的电压(换言之，通过脉冲电源在该供电电极203的供电面202预先形成用于使已施加于静电卡盘220的电压的极性反转的极性反转用供电面)。
此外，在图示例子中，在即将通过电源205a(脉冲电源)的切换对供电电极203的供电面202施加吸附用的电压之前，对该供电电极203的供电面202施加反转用的电压，但是，理所当然，对该供电电极203的供电面202施加反转用的电压(换言之，在该供电电极203的供电面202形成极性反转用供电面)的位置、时机、长度(时间幅度)、电压的大小等能够适当设定。
通过这样设置用于使已施加于在直线输送机210(的上侧直线输送机210a)上移动的静电卡盘220的电压的极性反转的极性反转用供电面，能够防止吸附力因继续施加同极性的电压而降低的情况。
以上，使用附图详述了本发明的实施方式，但具体结构不限定于该实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围的设计变更等也包含于本发明。

Claims (8)

1.一种使用静电吸附的搬运装置，其特征在于，包括：
静电卡盘，其构成为：在载置面配置有静电电极，在与所述载置面不同的面配置有受电电极和接地电极，通过静电吸附对搬运部件进行吸附而将所述搬运部件载置在所述载置面上；
输送机，其构成为使所述静电卡盘移动；
电源，其具有供电面，该供电面构成为：在所述静电卡盘在所述输送机上移动时，所述供电面与所述受电电极接触，由此对所述静电电极施加电压；
地线，其构成为：在所述静电卡盘在所述输送机上移动时，所述地线与所述接地电极接触，由此将所述静电卡盘接地；以及
搭载装置，其构成为将所述搬运部件搭载在所述载置面上，
其中，
所述供电面与所述受电电极开始接触的供电开始位置设置于比由所述搭载装置向所述载置面上搭载所述搬运部件的搭载位置靠上游的位置，
所述地线与所述接地电极开始接触的接地开始位置设置于比所述供电开始位置靠下游的位置，
所述地线与所述接地电极结束接触的接地结束位置设置于比所述供电面与所述受电电极结束接触的供电结束位置靠上游的位置，
所述静电卡盘构成为：所述静电卡盘在经由所述受电电极从所述供电面受电之后，经由所述接地电极通过所述地线接地，所述静电卡盘在静电平衡已破坏的状态下，通过静电吸附对所述搬运部件进行吸附而将所述搬运部件载置在所述载置面上。
2.根据权利要求1所述的使用静电吸附的搬运装置，其特征在于，
在所述接地开始位置与所述接地结束位置之间设置有所述搭载位置。
3.根据权利要求1或2所述的使用静电吸附的搬运装置，其特征在于，
所述静电卡盘包含铝板，
所述受电电极通过所述铝板与所述静电电极电连接，
所述接地电极与所述铝板电连接。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的使用静电吸附的搬运装置，其特征在于，
所述供电面和所述地线相对于所述输送机而配置在相反侧。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的使用静电吸附的搬运装置，其特征在于，
所述输送机设置为无接头环状，
所述静电卡盘在所述输送机上环绕，并设置有用于使施加于在所述输送机上移动的所述静电卡盘的电压的极性反转的极性反转用供电面。
6.根据权利要求5所述的使用静电吸附的搬运装置，其特征在于，
所述极性反转用供电面构成为：相对于所述供电面独立设置，并且所述极性反转用供电面和所述供电面都利用所述电源的电压。
7.根据权利要求5所述的使用静电吸附的搬运装置，其特征在于，
所述电源由脉冲电源构成，
利用所述脉冲电源在所述供电面形成有所述极性反转用供电面。
8.一种使用静电吸附的搬运方法，其特征在于，
包括如下工序，即：
在静电卡盘在输送机上移动时，使受电电极与供电面接触，由此从所述供电面向所述静电卡盘受电，其中，所述静电卡盘构成为：在载置面配置有静电电极，在与所述载置面不同的面配置有所述受电电极和接地电极，通过静电吸附将搬运部件载置在所述载置面上，所述输送机构成为使所述静电卡盘移动，所述供电面构成为包含于电源，对所述静电电极施加电压；
在向所述静电卡盘受电之后，使所述接地电极与地线接触，由此将所述静电卡盘接地，其中，所述地线构成为将所述静电卡盘接地；
利用搭载装置将所述搬运部件载置在所述载置面上，在所述静电卡盘中的静电平衡已破坏的状态下，通过静电吸附将所述搬运部件吸附在所述载置面上，其中，所述搭载装置构成为在所述静电卡盘的所述载置面上搭载所述搬运部件；以及
对被吸附在所述载置面上的所述搬运部件进行搬运。
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