JP2018147715A

JP2018147715A - 貼合装置

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Publication number: JP2018147715A
Application number: JP2017041462A
Authority: JP
Inventors: 将典相武; Masanori Aitake
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-03-06
Filing date: 2017-03-06
Publication date: 2018-09-20
Anticipated expiration: 2037-03-06
Also published as: US20180250922A1; JP6610582B2; US10399314B2

Abstract

【課題】ネックインおよび歩留まり低下を抑制しつつ、電解質膜と多孔質膜とを貼り合わせることができる。【解決手段】電解質膜と多孔質膜とを貼り合わせる貼合装置は、前記多孔質膜が巻かれた多孔質膜ロールを回転自在に支持する支持部と、前記電解質膜が巻かれた電解質膜ロールを支持するとともに前記電解質膜ロールから前記電解質膜を巻き出す巻出部と、巻き出された前記電解質膜を搬送する搬送部と、前記支持部と、前記巻出部と、前記搬送部と、を制御する制御部と、を備え、前記支持部と前記搬送部とは、前記多孔質膜ロールと、前記搬送部により搬送される前記電解質膜と、を接近可能に配置され、前記制御部は、搬送される前記電解質膜と前記多孔質膜ロールとが接近して前記多孔質膜ロールの外周面が前記電解質膜の一方の面に押し当てられるように、前記支持部を制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、電解質膜と多孔質膜とを貼り合わせる貼合装置に関する。

燃料電池に用いられる補強型電解質膜は、補強膜である多孔質膜に電解質膜を含浸させた膜である。こうした補強型電解質膜の製造において、多孔質膜と電解質膜とは貼り合わされる。そうした２枚の膜状部材を貼り合わせる貼合装置として、２枚の膜状部材を一対のローラで挟み込むことにより貼り合わせるものが提案されている（特許文献１）。

特開２０１５−２４５８６号公報特開２０１６−２１９０９９号公報

特許文献１の貼合装置では、一対のローラで挟み込むことにより２枚の膜状部材を貼り合わせている。しかし、このような貼合装置では、搬送において幅が収縮するネックインが起こりやすい膜状部材を用いる際に、幅の寸法がばらつくことにより、歩留まりが低下する場合があった。ネックインを防止するために、膜状部材の両端を把持ローラに把持させて拡幅させた状態で搬送する方法が知られている（特許文献２）。しかし、このような方法では、把持ローラが膜状部材を把持することによる歩留まりの低下および貼合装置の高額化等の問題があった。このような課題を解決するために、ネックインおよび歩留まり低下を抑制しつつ、電解質膜と多孔質膜とを貼り合わせることができる技術が望まれていた。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。

（１）本発明の一形態によれば、貼合装置が提供される。この貼合装置は、電解質膜と多孔質膜とを貼り合わせる貼合装置であって、前記多孔質膜が巻かれた多孔質膜ロールを回転自在に支持する支持部と、前記電解質膜が巻かれた電解質膜ロールを支持するとともに前記電解質膜ロールから前記電解質膜を巻き出す巻出部と、巻き出された前記電解質膜を搬送する搬送部と、前記支持部と、前記巻出部と、前記搬送部と、を制御する制御部と、を備え、前記支持部と前記搬送部とは、前記多孔質膜ロールと、前記搬送部により搬送される前記電解質膜と、を接近可能に配置され、前記制御部は、搬送される前記電解質膜と前記多孔質膜ロールとが接近して前記多孔質膜ロールの外周面が前記電解質膜の一方の面に押し当てられるように、前記支持部を制御する。このような形態とすれば、多孔質膜ロールを支持部に支持させたのち多孔質膜ロールと電解質膜とを接近させることによって、電解質膜と多孔質膜とを貼り合わすことができる。また、単体ではロールから巻き出されるとネックインが起こりやすい部材である多孔質膜が、ロールに巻かれた状態（多孔質膜ロールの状態）で電解質膜と直接貼り合わされる。このため、ネックインおよび歩留まり低下を抑制しつつ、電解質膜と多孔質膜とを貼り合わせることができる。

（２）上記形態における貼合装置において、前記支持部は、前記多孔質膜ロールを、前記搬送部により搬送される前記電解質膜に近づく方向に移動可能に支持し、前記制御部は、搬送される前記電解質膜に前記多孔質膜ロールが近づいて前記多孔質膜ロールの外周面が前記電解質膜の一方の面に押し当てられるように、前記支持部を制御してもよい。このような形態とすれば、多孔質膜ロールを支持部に支持させたのち支持部を移動させることによって、電解質膜と多孔質膜とを貼り合わすことができる。また、単体ではロールから巻き出されるとネックインが起こりやすい部材である多孔質膜が、ロールに巻かれた状態（多孔質膜ロールの状態）で電解質膜と直接貼り合わされる。このため、ネックインおよび歩留まり低下を抑制しつつ、電解質膜と多孔質膜とを貼り合わせることができる。

（３）上記形態における貼合装置において、前記支持部は、回転動力源を備え、前記支持部は、前記回転動力源の動力によって自転することができてもよい。この形態の貼合装置によれば、支持部が自転できない形態と比べて、電解質膜と多孔質膜とが貼り合わされた複合膜を円滑に搬送できる。

（４）上記形態における貼合装置において、さらに、前記電解質膜にかかる張力を検出する張力センサを備え、前記制御部は、前記多孔質膜ロールの外周面が前記電解質膜の一方の面に押し当たるよう前記支持部を制御するとともに、前記電解質膜の一方の面に前記多孔質膜ロールが押し当てられているとき、前記電解質膜における張力が設定された張力に維持されるよう前記電解質膜を前記巻出部に巻き出させてもよい。この形態によれば、多孔質膜ロールが電解質膜に押し当てられている状態において、電解質膜にかかる張力が設定された張力で維持される。このため、多孔質膜ロールが押し当てられて電解質膜にかかる張力が大きくなることに起因する電解質膜における伸びや破断の発生を抑制することができる。

（５）上記形態における貼合装置において、前記制御部は、前記多孔質膜ロールの外周面が前記電解質膜の一方の面に押し当たるよう前記支持部を制御するとともに、前記多孔質膜ロールと前記電解質膜とが最初に接触する際の相互接触部分がずれないように、前記巻出部に前記電解質膜を巻き出させるとともに、前記支持部を自転させながら、前記多孔質膜ロールを前記電解質膜に押し当てる方向に移動させて、前記支持部の移動を完了させてもよい。この形態によれば、電解質膜と多孔質膜とが貼り合わされる際、支持部の移動により電解質膜にかかる張力が増加することによる、電解質膜の伸びや破断を抑制できるとともに、多孔質膜ロールと貼り合わされた電解質膜が多孔質膜ロールの表面から剥がれて滑ることによる、多孔質膜のシワやヨレの発生を抑制することができる。

（６）上記形態における貼合装置において、前記制御部は、前記多孔質膜ロールが前記電解質膜に最初に接触する際の相互接触部分に、前記多孔質膜ロールにおいて前記多孔質膜が巻き出される先端部分が含まれず、前記支持部の移動が完了したときにおいて前記多孔質膜ロールの外周面のうち前記電解質膜に押し当てられている範囲に、前記先端部分が含まれるよう前記支持部の自転および移動を制御してもよい。この形態によれば、多孔質膜ロールにおいて多孔質膜が巻き出される先端部分を、支持部の移動が完了したときに、電解質膜に貼り合わすことができ、また、多孔質膜を巻き出すことができるため、複合膜形成における作業性を向上できる。

（７）上記形態における貼合装置において、前記制御部は、前記支持部の移動が完了したときにおいて前記多孔質膜ロールの外周面のうち前記電解質膜に押し当てられている範囲のうち前記多孔質膜ロールと前記電解質膜とが最初に接触する際の接点となる位置より前記電解質膜が搬送される搬送方向の下流側に前記先端部分が含まれるよう前記支持部の自転および移動を制御してもよい。この形態によれば、多孔質膜ロールにおいて多孔質膜が巻き出される先端部分を、支持部の移動が完了したときに、電解質膜に貼り合わすことができる。さらに、電解質膜のうち先端部分が貼り合わされる位置は、多孔質膜ロールと電解質膜とが接触する際の接点となる位置より搬送方向の下流側になる。このため、電解質膜に押し当てられている多孔質膜ロールの範囲のうち先端部分から後方における面積を増やすことができる。その結果、複合膜形成を開始した時に、先端部分が電解質膜に貼り合わされずに不良となることを抑制できる。

（８）上記形態における貼合装置において、さらに、前記搬送部は、前記電解質膜を搬送するとともに前記電解質膜を前記支持部に近づけることができるよう移動可能に構成された移動搬送部を有し、前記制御部は、前記支持部を前記電解質膜に近づく方向に移動させるとき、前記電解質膜を前記支持部に近づけさせる方向に前記移動搬送部を移動させてもよい。この形態によれば、支持部が電解質膜に多孔質膜ロールを押し当てる方向に移動する際、移動搬送部も電解質膜を支持部に近づけることができるため、多孔質膜ロールの外周面を電解質膜に一定量押し当てるために要する時間を短縮できる。

（９）上記形態における貼合装置において、さらに、前記多孔質膜ロールが前記電解質膜に押し当てられている範囲の少なくとも一部に対して加熱できる加熱部を備えてもよい。この形態によれば、加熱によって多孔質膜ロールと電解質膜とを一層密着して貼り合わすことができる。

本発明の形態は、貼合装置に限るものではなく、例えば、電解質膜と多孔質膜とを貼り合わせる貼合方法、電解質膜と多孔質膜とを備える燃料電池の製造方法などの種々の形態に適用することも可能である。また、本発明は、前述の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において様々な形態で実施し得ることは勿論である。

第１実施形態における貼合装置の構成を示す説明図である。多孔質膜ロールが電解質膜に接触した際の状態を示した説明図である。支持部の重力方向上側への移動が完了した状態を示した説明図である。第２実施形態における貼合装置の構成を示す説明図である。第３実施形態における貼合装置の構成を示す説明図である。他の実施形態における貼合装置の支持部周辺を拡大した拡大図である。

Ａ．第１実施形態：
Ａ１．貼合装置の構成：
図１は、第１実施形態における貼合装置１０の構成を示す説明図である。貼合装置１０は、電解質膜２５５に対して多孔質膜１５５を押し当てて電解質膜２５５と多孔質膜１５５とを貼り合わせた複合膜を形成する装置である。複合膜は、燃料電池に用いられる補強型電解質膜の製造に用いられる。貼合装置１０は、支持部１００と、巻出部２００と、搬送部３００と、巻取部４００と、制御部５００とを備える。尚、図１における貼合装置１０は、電解質膜２５５と多孔質膜１５５とを貼り合わせる後述の貼合処理を行う前の状態である。

支持部１００は、多孔質膜１５５が巻かれた多孔質膜ロール１５０を回転自在に支持する。多孔質膜１５５は、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）の延伸多孔質膜である。多孔質膜ロール１５０は、多孔質膜１５５が巻き出される先端部分１５７を有する。先端部分１５７は、接着性を有する。支持部１００は、回転動力源としてのモータ（図示しない）からの動力によって駆動する駆動ローラであり、自転することができる。ここでいう自転とは、動力によって駆動することをいう。支持部１００における自転の方向は、図１における紙面に向かう方向に支持部１００を見て反時計回り方向である。支持部１００は、多孔質膜ロール１５０を支持した状態で重力方向上側および重力方向下側に移動可能に構成されている。重力方向上側とは、図１における上側のことである。重力方向下側とは、図１における下側のことである。尚、図１における左側は、以降、左側と呼ぶ。図１における右側は、以降、右側と呼ぶ。

巻出部２００は、電解質膜２５５が巻かれた電解質膜ロール２５０を支持するとともに電解質膜ロール２５０から電解質膜２５５を巻き出す。電解質膜２５５は、支持フィルム上に膜状の電解質樹脂が配置された構成を有する。巻出部２００は、駆動ローラである。巻出部２００における回転の方向は、支持部１００と同様に、反時計回り方向である。

搬送部３００は、巻出部２００から巻き出された電解質膜２５５を搬送する。搬送部３００による電解質膜２５５の搬送方向Ｃは、貼合装置１０全体における電解質膜２５５の搬送方向を意味する。図１に示すように、搬送方向Ｃには、右側から左側への方向の他に、局所的には、重力方向の上側方向および重力方向の下側方向、また、これらの方向を合成した方向も含まれる。搬送方向Ｃにおいて、図１の右側を上流側と呼び、図１の左側を下流側と呼ぶ。搬送部３００は、ローラ３１２と、ローラ３１４と、ローラ３１６と、ローラ３２２と、ローラ３２４と、ローラ３２６とを備える。

ローラ３１２と、ローラ３１４と、ローラ３１６と、ローラ３２２と、ローラ３２４と、ローラ３２６とは、巻出部２００から巻き出された電解質膜２５５の搬送を補助する従動ローラである。

ローラ３１４は、張力センサ３１５を備える。張力センサ３１５は、電解質膜２５５にかかる張力を検出する。張力センサ３１５は、電解質膜２５５にかかる張力を示す信号を制御部５００に出力する。

ローラ３１６とローラ３２２との間には、他のローラにおける間隔と比べて広い間隔が設けられている。ローラ３１６とローラ３２２との間において、電解質膜２５５は、水平方向に伸ばされた状態で保持されている。貼合処理を行う前の状態にある支持部１００は、ローラ３１６とローラ３２２との間であって、かつ、重力方向下側に配されている。

巻取部４００は、搬送部３００を介して巻出部２００から送られる電解質膜２５５を巻き取ることができる。巻取部４００は、駆動ローラである。巻取部４００における回転の方向は、巻出部２００と同様に、反時計回り方向である。巻取部４００は、電解質膜２５５に対して多孔質膜１５５が押し当てられることによって電解質膜２５５と多孔質膜１５５とが貼り合わされた際には、電解質膜２５５と多孔質膜１５５とが貼り合わされた複合膜を巻き取ることができる。

制御部５００は、貼合装置１０に備えられた各種センサから出力される信号を受信するとともに、貼合装置１０の各部の動作を制御する制御部である。

Ａ２．貼合処理：
電解質膜２５５に対して多孔質膜１５５を押し当てて電解質膜２５５と多孔質膜１５５とを貼り合わせる貼合処理について、説明する。貼合処理の開始前には、図１に示す位置に配置されている支持部１００には、多孔質膜ロール１５０がセットされているとともに、ローラ３１６とローラ３２２との間には、電解質膜２５５が水平方向に伸ばされた状態で配置されている。また、貼合処理の開始前には、巻出部２００および巻取部４００の回転は停止されているため、電解質膜２５５の搬送も停止されている状態である。このような状態から貼合処理が開始されると、支持部１００が重力方向上側に移動して、ローラ３１６とローラ３２２との間における電解質膜２５５の重力方向下側を向いた面に多孔質膜ロール１５０の外周面が押し当てられる。このとき、支持部１００は、自転した状態で重力方向上側に移動する。

図２は、支持部１００が重力方向上側へ移動したことによって多孔質膜ロール１５０が電解質膜２５５に押し当てられている状態を示した説明図である。多孔質膜ロール１５０が電解質膜２５５に最初に接触する際の接点を接点１７０とする。図２における先端部分１５７の位置は、支持部１００が自転した状態で重力方向上側に移動しているため、図１における先端部分１５７の位置と比べて支持部１００の中心から見た位置が反時計回りに移動している。この時、多孔質膜ロール１５０と電解質膜２５５とが最初に接触した状態では、先端部分１５７は電解質膜２５５と接触していない。なお、支持部１００は、多孔質膜ロール１５０が電解質膜２５５に最初に接触するまで、自転させず、最初に接触した時点から、自転を開始させてもよい。また、多孔質膜ロール１５０と電解質膜２５５とが最初に接触した際に、先端部分１５７を電解質膜２５５と接触させてもよい。

図３は、支持部１００による重力方向上側への移動が完了した状態を示した説明図である。図３において、多孔質膜ロール１５０は、電解質膜２５５に押し当てられた状態である。このとき、押し当てられている多孔質膜１５５と電解質膜２５５とが貼り合わされて複合膜が形成される。支持部１００による重力方向上側への移動が完了すると、支持部１００の自転は一旦停止される。その後、支持部１００、巻出部２００および巻取部４００が搬送速度が同一となるように連動して駆動されることによって、複合膜の搬送が開始される。すなわち、先端部分１５７を先頭にして、電解質膜２５５と貼り合わされた多孔質膜１５５が支持部１００の自転および巻出部２００と巻取部４００とによる搬送により順次巻き出されて、複合膜として巻取部４００に巻き取られる。

図３の状態において、支持部が自転できない（支持部が従動ローラである）形態では、複合膜の搬送が開始される（巻出部および巻取部が駆動される）とき、多孔質膜ロールの表面と貼り合わされた電解質膜が多孔質膜ロールの表面から剥がれて滑ることによって、多孔質膜と複合膜を形成しないまま電解質膜のみが搬送されるとともに多孔質膜にシワやヨレが発生する虞がある。そのような形態と比べて、本実施形態の貼合装置１０における支持部１００は自転できるため、複合膜の搬送が開始されたときにおいて、多孔質膜ロール１５０の表面と貼り合わされた電解質膜２５５が多孔質膜ロール１５０の表面から剥がれることを防止できる。よって、電解質膜２５５と多孔質膜１５５とが貼り合わされた複合膜を円滑に搬送できるとともに多孔質膜１５５にシワやヨレが発生することを防止できる。なお、複合膜の搬送開始後においては、多孔質膜１５５と電解質膜２５５との貼合部の摩擦力が、支持部１００の回転抵抗よりも大きい場合は、自転させずに継続的に貼り合わせることが可能である。

貼合処理が開始されてから図３の状態に移行するまでに、制御部５００は、以下の処理を行う。支持部１００が重力方向上側に移動することによって多孔質膜ロール１５０と電解質膜２５５とが接触してから支持部１００の移動が完了するまでに、ローラ３１６とローラ３２２との間における電解質膜２５５は、支持部１００の移動により重力方向上側へ引っ張られることによってその長さが長くなっていく。このため、制御部５００は、多孔質膜ロール１５０と電解質膜２５５とが最初に接触する際の相互接触部分がずれないように、電解質膜２５５を巻出部２００に巻き出させるとともに、支持部１００を自転させる。このようにすることで、電解質膜２５５と多孔質膜１５５とが貼り合わされる際、支持部１００の移動により電解質膜２５５にかかる張力が増加することによる、電解質膜２５５の伸びや破断を抑制することができるとともに、多孔質膜ロール１５０と貼り合わされた電解質膜２５５が多孔質膜ロール１５０の表面から剥がれて滑ることによる、多孔質膜１５５におけるシワやヨレの発生を抑制することができる。

また、貼合処理が開始されてから図３の状態に移行するまでに、制御部５００は、以下の処理を行う。すなわち、制御部５００は、多孔質膜ロール１５０が電解質膜２５５に最初に接触する際の相互接触部分に先端部分１５７が含まれず、支持部１００の移動が完了したときにおいて多孔質膜ロール１５０の外周面のうち電解質膜２５５に押し当てられている範囲Ｒに、先端部分１５７が含まれるよう支持部１００の自転および移動を制御する。このようにすることで、支持部１００の移動が完了した状態において、先端部分１５７を電解質膜２５５に貼り合わせるようにしている。比較例として、支持部１００の移動が完了したときに先端部分１５７が電解質膜２５５に貼り合わされていない構成を考えた場合、支持部１００、巻出部２００および巻取部４００の駆動が開始されても、支持部１００の自転により先端部分１５７が電解質膜２５５に接触して貼り合わされるまでは、複合膜が形成されない。そのような形態と比べて、本実施形態の貼合装置１０では、支持部１００の移動が完了した状態において先端部分１５７を電解質膜２５５に貼り合わすことができるため、複合膜形成における作業性を向上できる。

また、貼合処理が開始されてから図３の状態に移行するまでに、制御部５００は、以下の処理を行う。すなわち、制御部５００は、支持部１００の移動が完了したときにおいて範囲Ｒのうち接点１７０より搬送方向Ｃにおける下流側に先端部分１５７が含まれるよう支持部１００の回転および移動を制御する。本実施形態では、範囲Ｒのうち、支持部１００の中心から接点１７０に向いて伸びた直線に対し、支持部１００の中心から搬送方向Ｃにおける下流側に所定角度だけ傾いた直線と交わる位置に先端部分１５７が配されるよう支持部１００の回転および移動が制御される。所定角度は、例えば、１５°が好適である。このようにすることで、範囲Ｒのうち先端部分１５７から時計回り方向、すなわち搬送方向Ｃの上流側における面積を増やすことができる。よって、複合膜形成を開始した時に、先端部分１５７が電解質膜２５５に貼り合わされずに不良となることを抑制することができる。

以上説明した実施形態によれば、多孔質膜ロール１５０を支持部１００に支持させたのち支持部１００を移動させることによって、電解質膜２５５と多孔質膜１５５とを貼り合わすことができる。また、単体では多孔質膜ロール１５０から巻き出されるとネックインが起こりやすい部材である多孔質膜１５５が、ロールに巻かれた状態（多孔質膜ロール１５０の状態）で電解質膜２５５と直接貼り合わされる。このため、ネックインおよび歩留まり低下を抑制しつつ、電解質膜２５５と多孔質膜１５５とを貼り合わせることができる。また、貼り合わせ作業の煩雑化を回避できることからも歩留まり低下を抑制できる。

Ｂ．第２実施形態：
図４は、第２実施形態における貼合装置１０ａの構成を示す説明図である。貼合装置１０ａは、貼合装置１０における搬送部３００とは異なる搬送部３００ａを備える点を除き、第１実施形態における貼合装置１０の構成と同じである。

搬送部３００ａは、ローラ３１６の代わりに移動搬送部としての移動ローラ３１６ａを備える点において、第１実施形態における貼合装置１０における搬送部３００とは異なる。移動ローラ３１６ａは、巻出部２００から巻き出された電解質膜２５５を搬送するとともに電解質膜２５５を支持部１００に近づけることができるよう移動可能に構成されている。

制御部５００は、支持部１００を電解質膜２５５に近づく方向（重力方向上側）に移動させるとき、電解質膜２５５を支持部１００に近づけさせる方向に移動ローラ３１６ａを移動させる。図４では、電解質膜２５５を支持部１００に近づけさせる方向Ｍへの移動前の移動ローラ３１６ａを破線により表している。この移動前の移動ローラ３１６ａの位置は、図１の第１実施形態の貼合装置１０におけるローラ３１６と同じ位置である。このようにすることで、支持部１００が電解質膜２５５に多孔質膜ロール１５０を押し当てる方向（重力方向上側）に移動する際、移動ローラ３１６ａも電解質膜２５５を支持部１００に近づけることができる。よって、多孔質膜ロール１５０の外周面を電解質膜２５５に一定量押し当てるために要する時間を短縮できる。換言すれば、多孔質膜ロール１５０の外周面を電解質膜２５５に一定量押し当てるために、第１実施形態における貼合装置１０と比べて、貼合装置１０ａでは、支持部１００の移動距離を短くできる。支持部１００の移動距離を短くできるため、貼合装置１０ａ全体におけるサイズの縮小化にもつなげることができる。

Ｃ．第３実施形態：
図５は、第３実施形態における貼合装置１０ｂの構成を示す説明図である。貼合装置１０ｂは、加熱部１９０を備える点を除き、第１実施形態における貼合装置１０の構成と同じである。

加熱部１９０は、範囲Ｒの一部に対して加熱できる。他の実施形態では、加熱部１９０は、範囲Ｒの全体に対して加熱できてもよい。加熱部１９０は、支持部１００が移動できる重力方向上側の範囲より重力方向上側に配されている。加熱部１９０は、支持部１００の移動が完了したときにおいて、範囲Ｒの一部に対して加熱できるヒータである。

このため、加熱された多孔質膜１５５と電解質膜２５５とは、加熱されていないときと比べて貼り合わさりやすくなることから、多孔質膜ロール１５０と電解質膜２５５とを一層密着して貼り合わすことができる。

Ｄ．変形例：
Ｄ１．変形例１：
制御部５００は、電解質膜２５５の搬送を停止させた状態において多孔質膜ロール１５０の外周面が電解質膜２５５の一方の面に押し当たるよう支持部１００を制御するとともに、電解質膜２５５に多孔質膜ロール１５０が押し当てられているとき、電解質膜２５５における張力が設定された張力に維持されるよう巻出部２００を制御してもよい。電解質膜２５５における張力は、張力センサ３１５によって検出される。制御部５００は、検出された電解質膜２５５における張力を示す信号を張力センサ３１５より受信する。制御部５００は、受信した信号に応じて、電解質膜２５５における張力が設定された張力に維持されるよう巻出部２００から電解質膜２５５を巻き出させる。このようにすることで、多孔質膜ロール１５０が押し当てられている状態において、電解質膜２５５にかかる張力が設定された張力で維持される。よって、多孔質膜ロール１５０が押し当てられて電解質膜２５５にかかる張力が大きくなることに起因する電解質膜２５５における伸びや破断の発生を抑制することができる。尚、設定された張力とは、一定の値であってもよいし、予め設定された範囲内の任意の値であってもよい。

Ｄ２．変形例２：
各実施形態において、電解質膜２５５の先端に、電解質膜２５５の搬送を先導するための膜状部材である先導部２６５が接続部分２６０を介して接続されていてもよい。図６は、変形例２における貼合装置の支持部１００周辺を拡大した拡大図である。変形例２における電解質膜２５５の搬送方向Ｃの下流側の端部には、膜状部材である先導部２６５が接続部分２６０を介して接続されている。変形例２における貼合装置の構成は、第１実施形態の貼合装置１０の構成と同じであるので、同一の構成要素には同一の符合を付し、その詳細な説明を省略する。

変形例２における貼合装置では、支持部１００の移動が完了したときに、範囲Ｒと接触している部分のうち設定された位置に接続部分２６０が配されるよう、貼合処理が開始される前に接続部分２６０の位置が調整される。接続部分２６０の位置の調整は、制御部５００が巻出部２００および巻取部４００に電解質膜２５５および先導部２６５を搬送方向Ｃに搬送させることにより行われる。また、変形例２における制御部５００は、第１実施形態の貼合装置１０と同様に、支持部１００の回転および移動を制御することによって、支持部１００の移動が完了したときにおける先端部分１５７の位置を範囲Ｒ内に調整できる。このため、先導部２６５における上流側の端部より先端部分１５７が上流側に配されるよう支持部１００の回転および移動を制御できる。よって、先端部分１５７が先導部２６５に貼り合わされることを防止できる。接続部分２６０において先導部２６５と電解質膜２５５との間に段差がある場合、先導部２６５に先端部分１５７が貼り合わされると、接続部分２６０における段差によって、接続部分２６０周辺と多孔質膜１５５との間に隙間が生じることがあり、その隙間が複合膜の形成を阻害する虞がある。変形例２における貼合装置では、先端部分１５７が先導部２６５に貼り合わされることを防止できるため、このような隙間が生じることを防止できる。

Ｄ３．変形例３：
各実施形態では、支持部１００は、駆動ローラであったが、本発明はこれに限られない。例えば、支持部１００は、従動ローラであってもよい。

Ｄ４．変形例４：
各実施形態における先端部分１５７は、接着性を有していたが、本発明はこれに限られない。先端部分１５７は、接着性を有していなくてもよい。

Ｄ５．変形例５：
各実施形態では、巻出部２００および巻取部４００の駆動に応じて電解質膜２５５は搬送されていたが、本発明はこれに限られない。例えば、巻出部２００が従動ローラであるとともに巻取部４００が駆動ローラである形態では、電解質膜２５５の搬送は、巻取部４００の駆動にのみ応じて実行される。

Ｄ６．変形例６：
各実施形態では、搬送部３００として複数のローラを備えていたが、本発明はこれに限られない。例えば、搬送部３００は複数のローラを備えておらず、巻取部４００が搬送部３００として機能する形態であってもよい。この場合、巻出部２００から巻き出された電解質膜２５５は、巻取部４００に直接巻き取られる。

Ｄ７．変形例７：
各実施形態では、貼合処理が開始されるとき、電解質膜２５５の搬送は停止されている状態であったが、本発明はこれに限られない。貼合処理が開始されるとき、電解質膜２５５の搬送は停止されていない状態であってもよい。

Ｄ８．変形例８：
各実施形態では、支持部１００が重力方向上側に移動して、電解質膜２５５に多孔質膜ロール１５０の外周面を押し当てていたが、本発明はこれに限られない。支持部１００の移動方向は重力方向に限られず、多孔質膜ロール１５０の外周面を電解質膜２５５の面に押し当てられるのであれば、支持部１００は、どの方向からでも電解質膜２５５に近づく方向に移動可能であってもよい。

Ｄ９．変形例９：
第２実施形態では、移動ローラ３１６ａは、左側方向を電解質膜２５５を支持部１００に近づけさせる方向Ｍとして移動することによって、電解質膜２５５を支持部１００に近づけていたが、本発明はこれに限られない。移動ローラ３１６ａは、重力方向下側を電解質膜２５５を支持部１００に近づけさせる方向Ｍとして移動することによって、電解質膜２５５を支持部１００に近づけてもよい。

Ｄ１０．変形例１０：
第２実施形態では、支持部１００が重力方向上側に移動することによって、電解質膜２５５を支持部１００に近づけていたが、本発明はこれに限られない。巻出部２００、搬送部３００および巻取部４００が重力方向下側に移動することによって、電解質膜２５５を支持部１００に近づけてもよい。また、支持部１００と、巻出部２００、搬送部３００および巻取部４００とが、相互に接近することによって、多孔質膜ロール１５０と電解質膜２５５とが接触させられてもよい。

Ｄ１１．変形例１１：
第３実施形態における加熱部１９０は、ヒータであったが、本発明はこれに限られない。例えば、加熱部１９０は加熱ロールであってもよい。加熱部１９０が加熱ロールである場合、支持部１００の移動が完了したときにおいて、多孔質膜ロール１５０とともに電解質膜２５５を挟むことによって多孔質膜ロール１５０が電解質膜２５５に接触している面を加熱できる。

本発明は、上述の実施形態や実施例、変形例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、実施例、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部または全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部または全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

１０…貼合装置
１０ａ…貼合装置
１０ｂ…貼合装置
１００…支持部
１５０…多孔質膜ロール
１５５…多孔質膜
１５７…先端部分
１７０…接点
１９０…加熱部
２００…巻出部
２５０…電解質膜ロール
２５５…電解質膜
２６０…接続部分
２６５…先導部
３００…搬送部
３００ａ…搬送部
３１２，３１４，３１６…ローラ
３１５…張力センサ
３１６ａ…移動搬送部
３２２，３２４，３２６…ローラ
４００…巻取部
５００…制御部
Ｃ…搬送方向
Ｒ…範囲
Ｍ…方向

Claims

電解質膜と多孔質膜とを貼り合わせる貼合装置であって、
前記多孔質膜が巻かれた多孔質膜ロールを回転自在に支持する支持部と、
前記電解質膜が巻かれた電解質膜ロールを支持するとともに前記電解質膜ロールから前記電解質膜を巻き出す巻出部と、
巻き出された前記電解質膜を搬送する搬送部と、
前記支持部と、前記巻出部と、前記搬送部と、を制御する制御部と、を備え、
前記支持部と前記搬送部とは、前記多孔質膜ロールと、前記搬送部により搬送される前記電解質膜と、を接近可能に配置され、
前記制御部は、搬送される前記電解質膜と前記多孔質膜ロールとが接近して前記多孔質膜ロールの外周面が前記電解質膜の一方の面に押し当てられるように、前記支持部を制御する、貼合装置。
請求項１に記載の貼合装置であって、
前記支持部は、前記多孔質膜ロールを、前記搬送部により搬送される前記電解質膜に近づく方向に移動可能に支持し、
前記制御部は、搬送される前記電解質膜に前記多孔質膜ロールが近づいて前記多孔質膜ロールの外周面が前記電解質膜の一方の面に押し当てられるように、前記支持部を制御する、貼合装置。
請求項１または請求項２に記載の貼合装置であって、
前記支持部は、回転動力源を備え、
前記支持部は、前記回転動力源の動力によって自転することができる、貼合装置。
請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の貼合装置であって、さらに、
前記電解質膜にかかる張力を検出する張力センサを備え、
前記制御部は、前記多孔質膜ロールの外周面が前記電解質膜の一方の面に押し当たるよう前記支持部を制御するとともに、前記電解質膜の一方の面に前記多孔質膜ロールが押し当てられているとき、前記電解質膜における張力が設定された張力に維持されるよう前記電解質膜を前記巻出部に巻き出させる、貼合装置。
請求項３または請求項３に従属する請求項４に記載の貼合装置であって、
前記制御部は、前記多孔質膜ロールの外周面が前記電解質膜の一方の面に押し当たるよう前記支持部を制御するとともに、前記多孔質膜ロールと前記電解質膜とが最初に接触する際の相互接触部分がずれないように、前記巻出部に前記電解質膜を巻き出させるとともに、前記支持部を自転させながら、前記多孔質膜ロールを前記電解質膜に押し当てる方向に移動させて、前記支持部の移動を完了させる、貼合装置。
請求項３または請求項３に従属する請求項４または請求項５に記載の貼合装置であって、
前記制御部は、前記多孔質膜ロールが前記電解質膜に最初に接触する際の相互接触部分に、前記多孔質膜ロールにおいて前記多孔質膜が巻き出される先端部分が含まれず、前記支持部の移動が完了したときにおいて前記多孔質膜ロールの外周面のうち前記電解質膜に押し当てられている範囲に、前記先端部分が含まれるよう前記支持部の自転および移動を制御する、貼合装置。
請求項６に記載の貼合装置であって、
前記制御部は、前記支持部の移動が完了したときにおいて前記多孔質膜ロールの外周面のうち前記電解質膜に押し当てられている範囲のうち前記多孔質膜ロールと前記電解質膜とが最初に接触する際の接点となる位置より前記電解質膜が搬送される搬送方向の下流側に前記先端部分が含まれるよう前記支持部の自転および移動を制御する、貼合装置。
請求項２から請求項７までのいずれか一項に記載の貼合装置であって、さらに、
前記搬送部は、前記電解質膜を搬送するとともに前記電解質膜を前記支持部に近づけることができるよう移動可能に構成された移動搬送部を有し、
前記制御部は、前記支持部を前記電解質膜に近づく方向に移動させるとき、前記電解質膜を前記支持部に近づけさせる方向に前記移動搬送部を移動させる、貼合装置。
請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載の貼合装置であって、さらに、
前記多孔質膜ロールが前記電解質膜に押し当てられている範囲の少なくとも一部に対して加熱できる加熱部を備える、貼合装置。