(57)【要約】【課題】搬送中の帯状部材に対する接合部材の位置合わせを簡易に実行できる技術を提供する。【解決手段】接合装置１００は、膜電極接合体５が帯状に連続している帯状体５ｒを搬送しつつ、ガス拡散層７を帯状体５ｒの第１の触媒電極層２に接合する。接合装置１００の制御部１０１は、触媒層検出部１３０の検出信号に基づいて、帯状体５ｒ上に配置されている第２の触媒電極層３の先端部３ｅが検出点ＤＰを通過する時刻（検出時刻ｔd）を取得する。制御部１０１は、検出時刻ｔdに基づいて、ガス拡散層７を接合ローラー１５２の加圧点ＰＰに到達させる時刻（接合位置到達時刻ｔt）を取得する。制御部１０１は、接合位置到達時刻ｔtと、トランスファ１４１の既定の速度パターンとに基づいて取得される搬送開始時刻ｔsに、トランスファ１４１によるガス拡散層７の搬送を開始させる。【選択図】図１
2014151547.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状部材に対して複数の接合部材を連続して接合する接合装置であって、
前記接合部材の接合位置の指標となる複数の配置部材が長手方向に配列されている前記帯状部材を前記長手方向に搬送する第１の搬送部と、
前記接合部材を搬送し、前記第１の搬送部によって搬送されている前記帯状部材に合流させる第２の搬送部と、
前記帯状部材と前記接合部材との合流点において、前記帯状部材と前記接合部材とを加圧して接合する接合ローラーと、
前記帯状部材の搬送路上における所定の検出点において前記配置部材の通過を検出する検出部と、
前記第１の搬送部と前記第２の搬送部とを制御する搬送制御部であって、前記検出部によって前記配置部材の通過が検出された検出時刻に基づいて、前記第２の搬送制御部によって前記接合部材を前記合流点に到達させる到達時刻を決定する搬送制御部と、
を備える、接合装置。
【請求項２】
請求項１に記載の接合装置であって、
前記第２の搬送部は、既定の速度パターンで、前記接合部材を前記合流点に向かって直線的に搬送して前記帯状部材に合流させ、
前記搬送制御部は、前記到達時刻と、前記既定の速度パターンと、に基づいて、前記第２の搬送部が前記接合部材の搬送を開始する開始時刻を決定する、接合装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の接合装置であって、さらに、
前記帯状体の伸縮状態に関連するパラメータを取得するパラメータ取得部を備え、
前記搬送制御部は、前記パラメータに応じて前記検出時刻を変更し、変更後の前記検出時刻に基づいて前記到達時刻を決定する、接合装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の接合装置であって、
前記検出部は、前記配置部材の端部の通過を検出し、
前記搬送制御部は、
前記検出部が前記配置部材の端部を検出する時間間隔に基づいて前記配置部材の不良を検出し、
前記配置部材の不良が検出されたときに、前記第２の搬送部による前記接合部材の搬送を中止する、接合装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の接合装置であって、
前記帯状部材は、燃料電池用の電解質膜であり、
前記配置部材は、燃料電池用の触媒電極層であり、
前記搬送制御部は、前記接合部材の配置領域が、前記触媒電極層の配置領域と重なるように前記到達時刻を決定する、製造装置。
【請求項６】
帯状部材に対して複数の接合部材を連続して接合する接合方法であって、
前記接合部材の接合位置の指標となる複数の配置部材が長手方向に配列されている前記帯状部材を長手方向に搬送する工程と、
前記帯状部材の搬送路上における所定の検出点において前記配置部材の通過を検出する工程と、
前記配置部材の通過が検出された検出時刻に基づいて、前記接合部材を前記帯状部材に到達させる到達時刻を決定する工程と、
前記接合部材が、前記到達時刻に、前記帯状部材と合流するように、前記接合部材を搬送する工程と、
前記帯状部材と前記接合部材との合流点において、前記帯状部材と前記接合部材とを加圧して接合する工程と、
を備える、接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯状部材に対して複数の部材を連続的に接合する接合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、燃料電池の製造工程においては、長手方向に搬送されている帯状の電解質膜に対して電極の構成部材などを連続的に接合して、複数の膜電極接合体を連続して製造する技術が提案されている。特許文献１では、ウェブ状の電解質膜に所定の間隔で連続的に配列された触媒層の上に、接合ローラによって拡散層を接合した後、切断装置によって連続的に膜電極接合体を切り出す技術が開示されている。特許文献２には、ロール状に巻かれた膜電極接合体を引き出して搬送しつつ、当該膜電極接合体上に所定の間隔で燃料電池構成材料を配置していくとともに、複数の燃料電池構成材料を略同時に押圧して接合する燃料電池の製造装置が開示されている。特許文献３には、巻取り状態の電解質膜を巻き戻しつつ搬送し、ガス拡散層と、セパレータと、を順に連続して接合していく燃料電池セルの製造装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１２９２９２号公報
【特許文献２】特開２０１０−２５１１３６号公報
【特許文献３】特開２００５−１８３１８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、燃料電池に用いられる電解質膜は、一般に、付与される外力や湿潤状態の変化により伸縮してしまう場合がある。そのため、搬送されている帯状の電解質膜に対して連続的に接合部材の接合を行う場合には、電解質膜の伸縮によって、そうした接合部材の接合位置が目標とする位置からずれてしまう可能性があった。これまで、燃料電池の製造工程では、電解質膜に対する接合部材の位置合わせを効率的に高い精度で実行できる技術が要求されていた。
【０００５】
特許文献１の技術では、触媒層の位置を検出するラインセンサの出力値に基づいてガス拡散層の位置合わせの制御を行っている。しかし、特許文献１の技術では、接合ローラの移動・回転動作によって電解質膜に対するガス拡散層の接合位置の調整を行っており、接合ローラの制御が複雑化してしまっている。また、特許文献１の技術では、ガス拡散層の搬送のために、接合ローラの側面にガス拡散層が配置される。接合ローラの側面は曲面であるため、接合ローラの側面におけるガス拡散層の配置位置がずれてしまう可能性があり、電解質膜に対するガス拡散層の接合位置の位置合わせの精度が低下してしまう可能性がある。
【０００６】
特許文献２の技術は、燃料電池の生産効率を向上させるためにガス拡散層のホットプレスを効率的に実行することを課題としており、電解質膜上におけるガス拡散層の配置位置が変動してしまうことについては考慮されていない。そのため、特許文献２には、ガス拡散層を常時一定の周期で配置していく構成のみが開示されている。
【０００７】
特許文献３の技術では、電解質膜にガス拡散層（ＧＤＬ）の位置決めのため位置決めマークが設けられている。特許文献３の技術では、位置決めマークがＧＤＬ組付ステージに到達するタイミングに合わせてＧＤＬホットプレスを作動させ、電解質膜を両側からＧＤＬによって挟み付けて接合している。しかし、特許文献３の技術では、電解質膜の搬送速度に同期させた速度でＧＤＬを電解質膜と並列に搬送しつつ所定のタイミングでＧＤＬの挟み付けを行う。そのため、ＧＤＬの搬送制御やＧＤＬの挟み付けのタイミングの制御を高い精度で行うことが必要であり、接合装置の制御や機構が複雑化してしまう可能性がある。
【０００８】
以上のように、燃料電池の製造工程において、搬送中の帯状の電解質膜に対する部材の接合位置を調整することについては依然として改善の余地があった。このような課題は、燃料電池の製造工程に限らず、搬送中の帯状部材に連続的に部材を接合する種々の製造工程において共通する課題であった。また、従来から、搬送中の帯状部材に複数の部材を連続的に接合する接合装置に対して、その小型化や、機構の簡易化、低コスト化、省資源化、制御の容易化・簡易化、使い勝手の向上等が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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。
【００１０】
（１）本発明の一形態によれば、帯状部材に対して複数の接合部材を連続して接合する接合装置が提供される。この接合装置は、前記接合部材の接合位置の指標となる複数の配置部材が長手方向に配列されている前記帯状部材を前記長手方向に搬送する第１の搬送部と；前記接合部材を搬送し、前記第１の搬送部によって搬送されている前記帯状部材に合流させる第２の搬送部と；前記帯状部材と前記接合部材との合流点において、前記帯状部材と前記接合部材とを加圧して接合する接合ローラーと；前記帯状部材の搬送路上における所定の検出点において前記配置部材の通過を検出する検出部と；前記第１の搬送部と前記第２の搬送部とを制御する搬送制御部であって、前記検出部によって前記配置部材の通過が検出された検出時刻に基づいて、前記第２の搬送制御部によって前記接合部材を前記合流点に到達させる到達時刻を決定する搬送制御部と；を備える。この形態の接合装置によれば、搬送中の帯状部材に対する接合部材の接合位置の位置合わせを簡易に行うことができる。
【００１１】
（２）上記形態の接合装置において、前記第２の搬送部は、既定の速度パターンで、前記接合部材を前記合流点に向かって直線的に搬送して前記帯状部材に合流させ；前記搬送制御部は、前記到達時刻と、前記既定の速度パターンと、に基づいて、前記第２の搬送部が前記接合部材の搬送を開始する開始時刻を決定しても良い。この接合装置であれば、接合部材の搬送機構および搬送制御を簡易化することができる。
【００１２】
（３）上記形態の接合装置は、さらに、前記帯状体の伸縮状態に関連するパラメータを取得するパラメータ取得部を備え；前記搬送制御部が、前記パラメータに応じて前記検出時刻を変更し、変更後の前記検出時刻に基づいて前記到達時刻を決定しても良い。この形態の接合装置によれば、搬送中の帯状部材に伸縮が生じる場合であっても、その伸縮に起因する接合部材の接合位置の位置ずれを容易に低減することができる。
【００１３】
（４）上記形態の接合装置において、前記検出部は、前記配置部材の端部の通過を検出し；前記搬送制御部は、前記検出部が前記配置部材の端部を検出する時間間隔に基づいて前記配置部材の不良を検出し、前記配置部材の不良が検出されたときに、前記第２の搬送部による前記接合部材の搬送を中止しても良い。この形態の接合装置によれば、検出部による検出結果を利用して、製品不良の発生を効率的に抑制することができる。
【００１４】
（５）上記形態の接合装置において、前記帯状部材は、燃料電池用の電解質膜であり；前記配置部材は、燃料電池用の触媒電極層であり；前記搬送制御部は、前記接合部材の配置領域が、前記触媒電極層の配置領域と重なるように前記到達時刻を決定しても良い。この形態の接合装置によれば、燃料電池用の電解質膜に対する、ガス拡散層やセパレータなどの燃料電池の構成部材の接合位置の位置合わせを、触媒電極層を指標として簡易かつ高い精度で行うことができる。従って、燃料電池を効率的に製造することができる。
【００１５】
（６）本発明の他の形態によれば、帯状部材に対して複数の接合部材を連続して接合する接合方法が提供される。この接合方法は、前記接合部材の接合位置の指標となる複数の配置部材が長手方向に配列されている前記帯状部材を長手方向に搬送する工程と；前記帯状部材の搬送路上における所定の検出点において前記配置部材の通過を検出する工程と；前記配置部材の通過が検出された検出時刻に基づいて、前記接合部材を前記帯状部材に到達させる到達時刻を決定する工程と；前記接合部材が、前記到達時刻に、前記帯状部材と合流するように、前記接合部材を搬送する工程と；前記帯状部材と前記接合部材との合流点において、前記帯状部材と前記接合部材とを加圧して接合する工程と；を備える。
【００１６】
上述した本発明の各形態の有する複数の構成要素はすべてが必須のものではなく、上述の課題の一部又は全部を解決するため、あるいは、本明細書に記載された効果の一部又は全部を達成するために、適宜、前記複数の構成要素の一部の構成要素について、その変更、削除、新たな他の構成要素との差し替え、限定内容の一部削除を行うことが可能である。また、上述の課題の一部又は全部を解決するため、あるいは、本明細書に記載された効果の一部又は全部を達成するために、上述した本発明の一形態に含まれる技術的特徴の一部又は全部を上述した本発明の他の形態に含まれる技術的特徴の一部又は全部と組み合わせて、本発明の独立した一形態とすることも可能である。
【００１７】
本発明は、接合装置や接合方法以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、その接合方法や接合装置によって接合された接合部品、その接合方法や接合装置の制御方法、その接合方法や接合装置の制御方法を実現するコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した一時的でない記録媒体等の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態の接合装置の構成を示す概略図。
【図２】帯状体の構成を示す概略図と、帯状体から切り出された膜電極接合体の構成を示す概略図。
【図３】ガス拡散層の搬送処理におけるトランスファの既定の速度パターンを説明するための説明図。
【図４】トランスファから接合ローラーへガス拡散層が繰り入れられるときのメカニズムを説明するための模式図。
【図５】帯状体の搬送中における第２の触媒電極層の配列間隔の変動を説明するための模式図。
【図６】制御部によるガス拡散層の搬送制御の処理手順を示す説明図。
【図７】検出時刻の取得工程を説明するための説明図。
【図８】端部到達時刻および接合位置到達時刻の取得工程を説明するための説明図。
【図９】搬送開始時刻の決定工程を説明するための説明図。
【図１０】第２実施形態の接合装置の構成を示す概略図。
【図１１】第２実施形態の制御部によるガス拡散層の搬送制御の処理手順を示す説明図。
【図１２】伸縮量ΔＬを反映した端部到達時刻ｔaおよび接合位置到達時刻ｔtの取得工程と搬送開始時刻ｔsの取得工程とを説明するための説明図。
【図１３】第３実施形態の制御部によるガス拡散層の搬送制御の処理手順を示す説明図。
【図１４】制御部による第２の触媒電極層の不良の検出方法を説明するための説明図。
【図１５】第３実施形態の接合装置におけるガス拡散層の搬送制御のタイミングチャートの一例を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
A．第１実施形態：
図１は、本発明の第１実施形態としての接合装置１００の構成を示す概略図である。接合装置１００は、固体高分子形燃料電池（以下、単に「燃料電池」と呼ぶ）の製造工程に用いられる。接合装置１００は、燃料電池を構成する発電体である膜電極接合体５が帯状に連続している膜電極接合体の帯状体５ｒに対して、ガス拡散層７を、触媒電極層３の位置に合わせて連続的に接合する。
【００２０】
図２（Ａ）は、帯状体５ｒの第２の触媒電極層３側の面を示す正面図である。図２（Ｂ）は、帯状体５ｒの構成を示す概略断面図である。図２（Ｃ）は、帯状体５ｒから切り出された後の、ガス拡散層７が接合された膜電極接合体５（以下、「拡散層付き膜電極接合体５Ｇ」とも呼ぶ）の構成を示す概略断面図である。なお、図２（Ａ）には、帯状体５ｒの搬送方向を示す矢印ＰＤを図示してある。また、図２（Ａ），（Ｂ）には、ガス拡散層７が配置される領域ＧＡを破線で図示してあり、帯状体５ｒから拡散層付き膜電極接合体５Ｇが切り出されるときの切断線ＣＬを一点鎖線で図示してある。
【００２１】
帯状体５ｒは、本体部を構成する帯状の電解質膜１の一方の面に、第１の触媒電極層２が全面を被覆するように配置されており、他方の面に、複数の第２の触媒電極層３が長手方向に沿って所定の間隔で配列されている（図２（Ａ），（Ｂ））。電解質膜１は、湿潤状態で良好なプロトン伝導性を示す固体高分子薄膜であり、例えば、ナフィオン（登録商標）などのフッ素系のイオン交換樹脂によって構成される。
【００２２】
第１と第２の触媒電極層２，３は、反応ガスの供給を受けてアノード（燃料極）またはカソード（酸化剤極）として機能するガス拡散性を有する電極である。第１と第２の触媒電極層２，３は、燃料電池反応を促進する触媒を担持する導電性粒子（例えば、白金担持カーボン）と、電解質膜１と同じ又は類似の電解質と、を分散させた分散溶液である触媒インクの乾燥塗膜として形成される。
【００２３】
本実施形態の接合装置１００では、帯状体５ｒにおける第２の触媒電極層３の配置位置に合わせてガス拡散層７が第１の触媒電極層２に接合される。ガス拡散層７はガス拡散性と導電性とを有する多孔質な部材によって構成されても良く、カーボンペーパーやカーボンクロスなどの導電性を有する繊維基材によって構成されても良い。
【００２４】
なお、本明細書では、第２の触媒電極層３の端部のうち、帯状体５ｒの搬送方向における先端側の端部を「先端部３ｅ」と呼び、後端側の端部を「後端部３ｔ」と呼ぶ。本実施形態の接合装置１００では、ガス拡散層７の接合の際には、第２の触媒電極層３の先端部３ｅの位置が、その接合位置の基準として利用されるが、その詳細は後述する。
【００２５】
ところで、本実施形態の拡散層付き膜電極接合体５Ｇ（図２（Ｃ））では、第１の触媒電極層２の外周端部の位置が電解質膜１の外周端部の位置とほぼ揃っているのに対して、第２の触媒電極層３の外周端部の位置は電解質膜１の外周端部より内側に位置している。即ち、本実施形態の拡散層付き膜電極接合体５Ｇでは、第１と第２の触媒電極層２，３の外周端部が電解質膜１の外周縁部を介して互いに離間されている。これによって、発電中に２つの触媒電極層２，３の端部間で未反応の反応ガスが行き来してしまう、いわゆるクロスリークを抑制することができる。
【００２６】
また、本実施形態の拡散層付き膜電極接合体５Ｇでは、ガス拡散層７の外周端部が、第１と第２の触媒電極層２，３の外周端部の間に位置しており、電解質膜１に直接的に接触していない。この構成によって、ガス拡散層７の外周端部に存在する繊維の毛羽やバリが電解質膜１の表面に突き刺さることが抑制されている。また、この構成であれば、燃料電池の発電中などにガス拡散層７において過酸化水素ラジカルが発生した場合であっても、当該過酸化水素ラジカルは電解質膜１に到達する前に必ず第１の触媒電極層２を通過することになる。そのため、ガス拡散層７において発生した過酸化水素ラジカルを第１の触媒電極層２の触媒作用によって消失させることができ、過酸化水素ラジカルによる電解質膜１の劣化を抑制できる。
【００２７】
本実施形態の接合装置１００（図１）は、制御部１０１と、合紙剥離部１１０と、張力調整部１２０と、触媒層検出部１３０と、ガス拡散層搬送部１４０と、接合部１５０と、を備える。制御部１０１は、中央処理装置と主記憶装置とを備えるマイクロコンピューターによって構成される。制御部１０１は、合紙剥離部１１０と、張力調整部１２０と、接合部１５０との間における帯状体５ｒの搬送を制御する。また、制御部１０１は、ガス拡散層搬送部１４０によるガス拡散層７の搬送を制御する。なお、制御部１０１は、ガス拡散層７の搬送を触媒層検出部１３０の出力信号に基づいて行うことにより、ガス拡散層７の接合位置を調整するが、その詳細については後述する。
【００２８】
ここで、接合装置１００は、膜電極接合体供給部（図示および詳細な説明は省略）から帯状体５ｒの供給を受けるが、このとき、帯状体５ｒの第２の触媒電極層３側の面には合紙６が貼付されている。合紙剥離部１１０は、帯状体５ｒを長手方向に搬送しつつ合紙６を帯状体５ｒから剥離する。合紙剥離部１１０は、駆動ローラー１１１と、加圧ローラー１１２と、合紙搬送ローラー１１３と、を備える。
【００２９】
駆動ローラー１１１は、モーター（図示せず）に接続されており、制御部１０１の制御によって略一定速度で回転駆動する。加圧ローラー１１２と合紙搬送ローラー１１３とはそれぞれ、駆動ローラー１１１に追従して回転するように、駆動ローラー１１１に隣り合う位置において並列に配置されている。なお、加圧ローラー１１２は上流側に配置され、合紙搬送ローラー１１３はその下流側に配置されている。
【００３０】
合紙６が貼付されている帯状体５ｒは、まず、合紙６が加圧ローラー１１２と接するように、駆動ローラー１１１と加圧ローラー１１２との間に繰り入れられて搬送される。加圧ローラー１１２は、駆動ローラー１１１に向かって帯状体５ｒを押圧し、帯状体５ｒに加圧力を付与する。加圧ローラー１１２によって加圧された帯状体５ｒは、そのまま駆動ローラー１１１の側面に沿って搬送され、駆動ローラー１１１と合紙搬送ローラー１１３との間に繰り入れられて搬送される。合紙搬送ローラー１１３は、合紙６を吸着しつつ回転することにより、合紙６を帯状体５ｒから剥離させる。なお、帯状体５ｒから剥離された合紙６は合紙回収部（図示せず）に回収されて破棄される。
【００３１】
張力調整部１２０は、合紙剥離部１１０の後段において、帯状体５ｒを搬送しつつ、帯状体５ｒに付与されている張力（テンション）を調整する。張力調整部１２０は、駆動ローラー１２１と、加圧ローラー１２２と、張力センサ１２５と、を備える。駆動ローラー１２１はモーター（図示せず）に接続されており、制御部１０１の指令に応じた回転速度で回転駆動する。加圧ローラー１２２は、駆動ローラー１２１に追従して回転駆動するように、駆動ローラー１２１に隣り合う位置において並列に配置されている。
【００３２】
合紙剥離部１１０から搬送されてきた帯状体５ｒは、第１の触媒電極層２側の面が駆動ローラー１２１側となり、第２の触媒電極層３側の面が加圧ローラー１２２側となるように、駆動ローラー１２１と加圧ローラー１２２との間に繰り入れられる。帯状体５ｒは、加圧ローラー１１２から加圧力を付与されつつ、駆動ローラー１２１の回転駆動力によって搬送される。
【００３３】
張力センサ１２５は、駆動ローラー１２１および加圧ローラー１２２によって送り出された帯状体５ｒの張力を検出する。張力センサ１２５は、帯状体５ｒに張力を付与するように押圧しつつ帯状体５ｒの搬送に応じて回転する回転ローラー１２５ｒを備えている。張力センサ１２５は、回転ローラー１２５ｒが帯状体５ｒから受ける反力に基づいて、帯状体５ｒの張力を検出する。張力センサ１２５は、検出した張力を制御部１０１に出力する。
【００３４】
制御部１０１は、張力センサ１２５からの出力信号に基づいて、帯状体５ｒの張力がほぼ一定に保持されるように駆動ローラー１２１の回転速度を制御し、接合部１５０に到達する前の帯状体５ｒの張力を調整する。具体的には、制御部１０１は、帯状体５ｒの張力が目標値よりも高くなっている場合には駆動ローラー１２１の回転速度を上げて、帯状体５ｒの張力を低下させる。一方、帯状体５ｒの張力が目標値よりも低くなっている場合には駆動ローラー１２１の回転速度を下げて、帯状体５ｒの張力を増大させる。
【００３５】
触媒層検出部１３０は、例えば、発光素子と受光素子とを備える光学的センサによって構成される。触媒層検出部１３０は、張力調整部１２０の下流側における、帯状体５ｒの搬送路上の所定の位置（以後、「検出点ＤＰ」と呼ぶ）において、第２の触媒電極層３の通過を検出し、検出信号を制御部１０１に出力する。制御部１０１は、触媒層検出部１３０の検出信号から第２の触媒電極層３の先端部３ｅの通過を検出し、その検出時刻に基づいて、ガス拡散層搬送部１４０によるガス拡散層７の搬送処理の実行を制御する。
【００３６】
ガス拡散層搬送部１４０は、制御部１０１の指令に応じて、ガス拡散層７を接合部１５０の接合ローラー１５２の加圧点ＰＰまで搬送する搬送処理を実行する。ガス拡散層搬送部１４０は、トランスファ１４１と、駆動部１４２と、駆動シャフト１４３と、を備える。トランスファ１４１は、駆動シャフト１４３に取り付けられており、駆動シャフト１４３の回転に応じて、駆動シャフト１４３の軸方向に沿って、所定の区間（基端位置ＳＰと終端位置ＥＰの間）を直線的に往復移動する。なお、駆動シャフト１４３は駆動部１４２に接続されており、駆動部１４２の回転駆動力によって回転する。
【００３７】
トランスファ１４１は、基端位置ＳＰにおいて、ガス拡散層７の収容庫（図示は省略）からガス拡散層７を１個ずつ供給される。トランスファ１４１は、真空吸着により、ガス拡散層７を移動方向に平行に保持して、基端位置ＳＰから、接合部１５０の近傍の終端位置ＥＰまで直線的に移動することにより、ガス拡散層７を帯状部材５ｒに合流させる。トランスファ１４１は、ガス拡散層７の接合の度に、基端位置ＳＰと終端位置ＥＰとの間の往復移動を既定の速度パターン（後述）で繰り返す。
【００３８】
接合部１５０は、帯状体５ｒの第１の触媒電極層２上にガス拡散層７を加圧プレスにより接合する。接合部１５０は、搬送ローラー１５１と、一組の接合ローラー１５２と、を備えている。搬送ローラー１５１は、帯状体５ｒの搬送角度がガス拡散層７の搬送角度に対して鋭角をなすように、帯状体５ｒに所定の張力を付与して帯状体５ｒの搬送角度を変更させつつ、帯状体５ｒを接合ローラー１５２の加圧点ＰＰへと誘導する。
【００３９】
接合ローラー１５２は、制御部１０１によるフィードバック制御によって、ほぼ一定の速度で回転する。帯状体５ｒとガス拡散層７とは、接合ローラー１５２の加圧点ＰＰにおいて合流するとともに加圧プレスされる。なお、ガス拡散層７が接合された帯状体５ｒは、拡散層付き膜電極接合体５Ｇを切り出すために、裁断部（図示および詳細な説明は省略）へと送り出される。
【００４０】
図３は、ガス拡散層７の搬送処理におけるトランスファ１４１の既定の速度パターンを説明するための説明図である。図３には、ガス拡散層７の搬送処理におけるトランスファ１４１の位置と時間の関係を示すグラフを図示してある。トランスファ１４１は、ガス拡散層７の搬送処理が開始される前は、基端位置ＳＰにおいてガス拡散層７の供給を受けた状態で待機しており、制御部１０１からガス拡散層７の搬送開始の指示を受けると移動を開始する。トランスファ１４１は、まず、時刻ｔ1から時刻ｔ2までの間において著しく高い速度で移動する。
【００４１】
ここで、接合装置１００では、帯状体５ｒは、合紙剥離部１１０の駆動ローラー１１１と接合部１５０の接合ローラー１５２の一定速度での回転によって、ほぼ一定の搬送速度によって搬送されている。トランスファ１４１は、時刻ｔ2から終端位置ＥＰに到達する時刻ｔ4までは、その帯状体５ｒの搬送速度に同期された、比較的低い速度で移動する。以後、トランスファ１４１の既定の速度パターンにおける時刻ｔ2〜ｔ4の期間を「速度同期期間」とも呼ぶ。トランスファ１４１は、終端位置ＥＰにおいて停止し、所定の時間だけ待機した後に、比較的高い速度で、終端位置ＥＰから基端位置ＳＰまで戻る（時刻ｔ5〜時刻ｔ6）。
【００４２】
図４は、トランスファ１４１から接合ローラー１５２へガス拡散層７が繰り入れられるときのメカニズムを説明するための模式図である。図４には、トランスファ１４１の搬送によって、ガス拡散層７の搬送方向における先端側の端部（以下、「先端部７ｅ」と呼ぶ）が接合ローラー１５２の加圧点ＰＰに到達した状態を模式的に図示してある。なお、図４には、終端位置ＥＰに位置するときのトランスファ１４１を破線で図示してある。
【００４３】
本実施形態の接合装置１００では、ガス拡散層７の先端部７ｅは、トランスファ１４１が終端位置ＥＰに到達する手前の所定の位置に到達したときに、接合ローラー１５２の加圧点ＰＰに到達する。以後、このときのトランスファ１４１の位置を「端部到達位置ＴＰ」とも呼ぶ。なお、トランスファ１４１は、帯状体５ｒの搬送速度に同期された速度で移動している速度同期期間中の所定の時刻ｔ3に端部到達位置ＴＰに到達する（図３）。そのため、ガス拡散層７の先端部７ｅは、帯状体５ｒに対して搬送速度が同期された状態で合流することができる。
【００４４】
トランスファ１４１は、ガス拡散層７の先端部７ｅが加圧点ＰＰに到達した後にも、終端位置ＥＰまで帯状体５ｒの搬送速度に同期された速度での移動を継続し、ガス拡散層７を接合ローラー１５２の加圧点ＰＰへと送り出していく。トランスファ１４１は、終端位置ＥＰにおいて停止すると、ガス拡散層７の真空吸引を解除する。
【００４５】
トランスファ１４１による真空吸引が解除された後には、ガス拡散層７は、接合ローラー１５２の回転駆動力によって加圧点ＰＰへと繰り入れられていく。トランスファ１４１は、終端位置ＥＰにおいて所定の時間待機して、加圧点ＰＰに繰り入れられていくガス拡散層７の後端部位を支持する。
【００４６】
図５は、帯状体５ｒの搬送中における伸縮変形に伴う第２の触媒電極層３の配列間隔の変動を説明するための模式図である。図５には合紙剥離部１１０の駆動ローラー１１１と張力調整部１２０の駆動ローラー１２１によって搬送されている帯状体５ｒを、第２の触媒電極層３側の面から見たときの模式図を図示してある。なお、図５には、帯状体５ｒの搬送方向を示す矢印ＰＤを図示してある。
【００４７】
上述したように、本実施形態の接合装置１００では、制御部１０１が張力調整部１２０の駆動ローラー１２１の回転速度を制御することによって、帯状体５ｒの張力が調整される。そのため、本実施形態の接合装置１００では、張力調整部１２０において、帯状体５ｒが駆動ローラー１２１から受ける外力が変動し、帯状体５ｒが搬送方向に伸縮してしまう場合がある。
【００４８】
帯状体５ｒが搬送方向に伸縮すると、第２の触媒電極層３が搬送方向に圧縮されたり、引き延ばされたりして、第２の触媒電極層３同士の間隔も変動してしまう場合がある。そのほかに、帯状体５ｒにおいては、湿潤状態に応じた電解質膜１の膨潤・収縮変形や、第２の触媒電極層３を電解質膜１に配置する際の製造誤差などによって、第２の触媒電極層３同士の間隔が変動してしまう場合がある。
【００４９】
従って、一定の周期でガス拡散層７の搬送・接合を実行すると、第２の触媒電極層３同士の間隔の変動により、ガス拡散層７の接合位置にずれが生じてしまう可能性がある。そこで、本実施形態の接合装置１００では、制御部１０１が、触媒層検出部１３０の検出信号に基づいて、ガス拡散層搬送部１４０にガス拡散層７の搬送処理を開始させることにより、ガス拡散層７の接合位置のずれの発生を抑制する。具体的には、以下の通りである。
【００５０】
図６は、制御部１０１によるガス拡散層の搬送制御の処理手順を示すフローチャートである。制御部１０１は、ガス拡散層７の接合の度に以下のステップＳ１０〜Ｓ４０の処理を繰り返し実行する。ステップＳ１０では、制御部１０１は、触媒層検出部１３０からの検出信号に基づいて、第２の触媒電極層３の先端部３ｅの通過を検出し、その検出時刻ｔdを取得する。
【００５１】
図７は、ステップＳ１０における検出時刻ｔdの取得工程を説明するための説明図である。図７には、触媒層検出部１３０が制御部１０１に出力する検出信号の一例を、縦軸を信号レベルとし、横軸を時間とするグラフによって図示してある。触媒層検出部１３０は、第２の触媒電極層３の通過中にはＨｉ信号を出力し、それ以外のときにはＬｏｗ信号を出力する。制御部１０１は、触媒層検出部１３０の検出信号において、第２の触媒電極層３の通過によって信号レベルがＬｏｗからＨｉに切り替わる立ち上がりエッジを検出し、その時刻（以下、「検出時刻ｔd」と呼ぶ）を取得する。
【００５２】
ステップＳ２０（図６）では、制御部１０１は、ステップＳ１０において取得した検出時刻ｔdに基づき、第２の触媒電極層３の先端部３ｅが接合ローラー１５２の加圧点ＰＰに到達する時刻（以下、「端部到達時刻ｔa」と呼ぶ）を取得する。また、制御部１０１は、その端部到達時刻ｔaを基準として、帯状体５ｒにおいてガス拡散層７の先端部７ｅが接合される位置が加圧点ＰＰに到達する時刻（以下、「接合位置到達時刻ｔt」と呼ぶ）を取得する。
【００５３】
図８は、ステップＳ２０における端部到達時刻ｔaおよび接合位置到達時刻ｔtの取得工程を説明するための説明図である。図８には、接合装置１００における第２の触媒電極層３の搬送距離と時間との関係を示すグラフを図示してある。本実施形態の接合装置１００（図１）では、帯状体５ｒの搬送速度は一定であり、触媒層検出部１３０の検出点ＤＰと接合ローラー１５２の加圧点ＰＰとの間の帯状体５ｒの搬送距離ＴＤは既知である。そこで、制御部１０１は、帯状体５ｒの搬送速度と、搬送距離ＴＤと、に基づいて、端部到達時刻ｔaを取得する。
【００５４】
また、本実施形態の拡散層付き膜電極接合体５Ｇ（図２）では、ガス拡散層７の外周端部は、第２の触媒電極層３の外周端部の位置から所定の距離（以下、「離間距離ＯＤ」と呼ぶ）だけ外側に離れた位置にある。従って、帯状体５ｒにおいてガス拡散層７の先端部７ｅが接合される位置は、接合ローラー１５２の加圧点ＰＰに、当該離間距離ＯＤの分だけ、第２の触媒電極層３の先端部３ｅよりも先に到達する。そこで、制御部１０１は、端部到達時刻ｔaを基準として、帯状体５ｒの搬送速度と離間距離ＯＤとに基づき、接合位置到達時刻ｔtを取得する。
【００５５】
ステップＳ３０（図６）では、制御部１０１は、ステップＳ２０において取得した接合位置到達時刻ｔtに基づいて、トランスファ１４１の移動（ガス拡散層７の搬送）を開始させる時刻（以下、「搬送開始時刻ｔs」と呼ぶ）を決定する。より具体的には、制御部１０１は、トランスファ１４１を既定の速度パターン（図３）で移動させたときに接合位置到達時刻ｔtにガス拡散層７の先端部７ｅを加圧点ＰＰに到達させることができる時刻を搬送開始時刻ｔsとして決定する。
【００５６】
図９は、ステップＳ３０における搬送開始時刻ｔsの決定工程を説明するための説明図である。図９には、図３で説明したトランスファ１４１の既定の速度パターンを示すグラフと同様なグラフを図示してある。なお、図９には、便宜上、搬送開始時刻ｔsの決定により、既定の速度パターンを示すグラフが時間軸に沿ってシフトされる様子を模式的に図示してある。
【００５７】
上述したように、本実施形態の接合装置１００では、トランスファ１４１の既定の速度パターンにおける速度同期期間内の所定の時刻ｔ3においてガス拡散層７の先端部７ｅが加圧点ＰＰに到達する（図３）。そこで、その所定の時刻ｔ3をステップＳ２０で取得した接合位置到達時刻ｔtに一致させ、そのときの既定の速度パターンの起点となる時刻ｔ1を搬送開始時刻ｔsとして決定する。
【００５８】
ステップＳ４０（図６）では、制御部１０１は、ステップＳ３０において決定された搬送開始時刻ｔsが到達したときに、トランスファ１４１によるガス拡散層７の搬送を開始させる。これによって、ガス拡散層７の先端部７ｅを接合位置到達時刻ｔtにおいて加圧点ＰＰに到達させることができ、第２の触媒電極層３の先端部３ｅの位置を基準とする所定の接合位置にガス拡散層７を接合することができる。
【００５９】
以上のように、本実施形態の接合装置１００では、制御部１０１によって、ガス拡散層７の先端部７ｅが接合ローラー１５２の加圧点ＰＰに到達する接合位置到達時刻ｔtが決定されることにより、ガス拡散層７の接合位置が調整される。従って、帯状部材５ｒに対するガス拡散層７の接合位置の位置合わせを簡易に実行できる。
【００６０】
また、本実施形態の接合装置１００では、上述した既定の速度パターンでのトランスファ１４１によってガス拡散層７の先端部７ｅが接合ローラー１５２の加圧点ＰＰに到達し、帯状体５ｒに対するガス拡散層７の接合が開始される。従って、帯状体５ｒに対するガス拡散層７の接合位置をトランスファ１４１の移動を開始させるタイミングによって調整することができ、第２の触媒電極層３が検出されるタイミングに基づくガス拡散層７の接合位置の調整を容易かつ迅速に実行することができる。
【００６１】
さらに、本実施形態の接合装置１００によれば、トランスファ１４１は直線的な水平移動を行うため、その速度制御が容易であり、トランスファ１４１の移動速度の誤差によって、ガス拡散層７の接合位置がずれてしまうことが抑制される。また、本実施形態の接合装置１００によれば、ガス拡散層７の搬送速度が帯状体５ｒの搬送速度に同期されているときにガス拡散層７が帯状体５ｒに合流する。従って、帯状体５ｒに対してガス拡散層７を円滑に合流させることができ、合流時におけるガス拡散層７の位置ずれを抑制できる。従って、ガス拡散層７の接合位置の調整精度が向上される。
【００６２】
B．第２実施形態：
図１０は、本発明の第２実施形態としての接合装置１００Ａの構成を示す概略図である。第２実施形態の接合装置１００Ａは、湿度検出部１３２を備えている点以外は、第１実施形態の接合装置１００（図１）とほぼ同じである。湿度検出部１３２は、帯状体５ｒの伸縮に関連するパラメータとして、検出点ＤＰと加圧点ＰＰの間における帯状体５ｒの搬送路の湿度を検出し制御部１０１に出力する。
【００６３】
上述したように、帯状体５ｒの本体部を構成する電解質膜１は、その湿潤状態に応じて膨潤・収縮する。そのため、検出点ＤＰと加圧点ＰＰの間における帯状体５ｒの搬送路の湿潤度によっては、帯状体５ｒは、検出点ＤＰを通過した後に、搬送方向に膨潤または収縮してしまう可能性がある。そこで、第２実施形態の接合装置１００Ａでは、制御部１０１は、湿度検出部１３２の検出値に応じてトランスファ１４１によるガス拡散層７の搬送開始時刻ｔsを調整し、帯状体５ｒの搬送路における湿潤度の変化に起因するガス拡散層７の接合位置のずれの発生を抑制する。具体的には以下の通りである。
【００６４】
図１１は、第２実施形態の接合装置１００Ａの制御部１０１によるガス拡散層の搬送制御の処理手順を示すフローチャートである。第２実施形態におけるガス拡散層の搬送制御の処理手順は、ステップＳ１１の工程が追加されている点と、ステップＳ２０に換えてステップＳ２０Ａが実行される点以外は、第１実施形態におけるガス拡散層の搬送制御の処理手順（図６）とほぼ同じである。
【００６５】
検出点ＰＰにおける第２の触媒電極層３の先端部３ｅの通過を検出した後、制御部１０１は、ステップＳ１１において、湿度検出部１３２の検出値に応じた帯状体５ｒの搬送方向における伸縮量ΔＬを取得する。具体的には、制御部１０１は、湿度に応じた電解質膜１の伸縮量を表すマップを予め有しており、当該マップを用いて伸縮量ΔＬを取得する。なお、このマップには、湿潤度が基準値であるときには伸縮量ΔＬが０となり、湿潤度が基準値よりも高いときには伸縮量ΔＬがプラス方向に大きくなり、湿潤度が基準値より低いほどマイナス方向に大きくなる関係が設定されている。
【００６６】
図１２（Ａ），（Ｂ）は、ステップ２０Ａにおける、伸縮量ΔＬを反映した端部到達時刻ｔaおよび接合位置到達時刻ｔtの取得工程と、ステップＳ３０における搬送開始時刻ｔsの取得工程を説明するための説明図である。図１２（Ａ）は伸縮量ΔＬが電解質膜１の収縮を示す値である場合の図であり（ΔＬ＜０）、図１２（Ｂ）は伸縮量ΔＬが電解質膜１の膨張を示す値である場合の図である（ΔＬ＞０）。図１２（Ａ），（Ｂ）にはそれぞれ、上段にステップ２０Ａの工程を説明するための図８と同様なグラフが図示されており、下段にステップ３０の工程を説明するための図９と同様なグラフが図示されている。なお、図１２（Ａ），（Ｂ）の各グラフには、伸縮量ΔＬが０の場合のグラフを一点鎖線で図示してある。
【００６７】
ステップＳ２０Ａでは、制御部１０１は、ステップＳ１１で取得した伸縮量ΔＬと、帯状体５ｒの搬送速度とに基づいて、伸縮量ΔＬに対する搬送時間の補正量Δｔ（Δｔ＞０）を取得し、検出時間ｔdを補正量Δｔで補正した補正後検出時間ｔdcを取得する。具体的には、制御部１０１は、伸縮量ΔＬが電解質膜１の収縮を示す値である場合には検出時間ｔdを補正量Δｔだけ減算し（ｔdc＝ｔd−Δｔ）、伸縮量ΔＬが電解質膜１の膨張を示す値である場合には検出時間ｔdを補正量Δｔだけ加算する（ｔdc＝ｔd＋Δｔ）。
【００６８】
制御部１０１は、検出時間ｔdに換えて補正後検出時間ｔdcを用いて、第１実施形態で説明したステップＳ２０の工程と同様に、端部到達時刻ｔaおよび接合位置到達時刻ｔtを取得する。この接合位置到達時刻ｔtは湿潤度に応じた電解質膜の伸縮量ΔＬが反映された値である。ステップＳ３０では、制御部１０１は、第１実施形態で説明したのと同様に、ステップＳ２０Ａにおいて取得した接合位置到達時刻ｔtとトランスファ１４１を既定の速度パターンとを用いて搬送開始時刻ｔsを取得する。
【００６９】
これによって、電解質膜１が湿潤度に応じて搬送方向に膨張している場合には、伸縮量ΔＬの分だけ、搬送開始時刻ｔsが早くなり（図１２（Ａ））、ガス拡散層７の接合位置が搬送方向の上流側にオフセットされる。一方、電解質膜１が湿潤度に応じて搬送方向に収縮している場合には、伸縮量ΔＬの分だけ、搬送開始時刻ｔsが遅くなり（図１２（Ｂ））、ガス拡散層７の接合位置が搬送方向の下流側にオフセットされる。
【００７０】
以上のように、第２実施形態の接合装置１００であれば、湿潤度に応じた電解質膜１の伸縮量ΔＬを反映させてガス拡散層７の接合位置の調整を容易に実行でき、ガス拡散層７の位置合わせの精度を向上させることができる。
【００７１】
C．第３実施形態：
図１３は、本発明の第３実施形態としての接合装置において制御部１０１によって実行される、ガス拡散層の搬送制御の処理手順を示すフローチャートである。第３実施形態のガス拡散層の搬送制御の処理手順は、ステップＳ３５の触媒電極層の不良検出工程が追加されている点以外は、第２実施形態で説明した処理手順（図１１）とほぼ同じである。なお、第３実施形態の接合装置の構成は、第２実施形態の接合装置１００Ａ（図１０）と同じである。
【００７２】
第３実施形態の接合装置では、制御部１０１は、搬送開始時刻ｔsの決定（ステップＳ３０）の後、搬送開始時刻ｔsが到達するまでの間に、触媒層検出部１３０の検出信号に基づいて第２の触媒電極層３の不良を検出する（ステップＳ３５）。そして、第２の触媒電極層３の不良が検出された場合には、現周期におけるガス拡散層７の搬送を中止することにより、製造不良の膜電極接合体５に無駄にガス拡散層７が接合されてしまうことを抑制する。なお、制御部１０１は、第２の触媒電極層３の不良を以下のように検出する。
【００７３】
図１４は、制御部１０１による第２の触媒電極層３の不良の検出方法を説明するための説明図である。図１４の上段には、不良の第２の触媒電極層３を有する帯状体５ｒの一例を示す概略正面図を図示してあり、下段には、その帯状体５ｒが搬送されているときに触媒層検出部１３０が出力する検出信号を示すグラフを上段の図に対応させて図示してある。なお、図１４の上段には、接合装置における帯状体５ｒの搬送方向を示す矢印ＰＤを図示してある。また、図１４の下段には、検出信号におけるエッジの発生時刻を時系列で順にｔ1〜ｔ8として図示してある。
【００７４】
第２の触媒電極層３には、触媒インクの塗布不良などによって筋状の切れ間ＣＲが生じてしまう場合がある。第３実施形態の触媒層検出部１３０の検出信号には、搬送方向に交わる方向の切れ間ＣＲがエッジとして現れる。図１４の検出信号の例では、時刻ｔ1，ｔ2，ｔ3，ｔ8において、第２の触媒電極層３の先端部３ｅおよび後端部３ｔを表すエッジが生じており、時刻ｔ4，ｔ5，ｔ6，ｔ7において、２つの切れ間ＣＲのそれぞれの両端を表すエッジが生じている。
【００７５】
制御部１０１は、検出信号において立ち下がりエッジの次に立ち上がりエッジが発生している時間間隔（以下、「エッジ間隔」とも呼ぶ）が、所定の間隔よりも小さい場合には、そのエッジ間隔が第２の触媒電極層３の切れ間ＣＲに起因するものであると判定する。そして、制御部１０１は、切れ間ＣＲの発生頻度が所定の頻度よりも高い場合や、切れ間ＣＲに起因するエッジ間隔の合計が所定の閾値よりも大きい場合には、第２の触媒電極層３が不良であると判定する。
【００７６】
搬送開始時刻ｔsに到達するまでの間に第２の触媒電極層３の不良が検出されなかった場合には、そのまま搬送開始時刻ｔsにおいてトランスファ１４１によるガス拡散層７の搬送が開始される（図１４のステップＳ４０）。なお、制御部１０１は、その後、第２の触媒電極層３の配列間隔に相当する間隔であるエッジ間隔を検出したときには、その立ち上がりエッジを第２の触媒電極層３の先端部３ｅとして検出し、次周期のガス拡散層の搬送制御を開始する（ステップＳ１０〜Ｓ４０）。
【００７７】
図１５は、第３実施形態の接合装置におけるガス拡散層の搬送制御のタイミングチャートの一例を示す説明図である。図１５の上段には、図１４で示したのと同じ検知信号の一例を示すグラフを図示してあり、図１５の下段には、トランスファ１４１の位置の時間変化を示すグラフの一例を図示してある。図１５の下段のグラフには、トランスファ１４１によるガス拡散層７の搬送が中止されずに実行された場合のグラフを一点鎖線で図示してある。
【００７８】
このタイミングチャートの例では、時刻ｔ1において第２の触媒電極層３の先端部３ｅが検出され（ステップＳ１０）、時刻ｔ2において搬送開始時刻ｔsが時刻ｔ3に決定されている（ステップＳ２０〜Ｓ３０）。そして、その時刻ｔ3において、トランスファ１４１の既定の速度パターンでのガス拡散層７の搬送が開始されている。
【００７９】
次に、時刻ｔ4において、次の第２の触媒電極層３の先端部３ｅが検出され（ステップＳ１０）、時刻ｔ5において搬送開始時刻ｔsが時刻ｔ7に決定されている（ステップＳ２０〜Ｓ３０）。しかし、この周期の制御では、時刻ｔ7の前に、時刻ｔ6において切れ間ＣＲを示すエッジ間隔が検出され、制御部１０１が第２の触媒電極層３の不良を検出している。そのため、トランスファ１４１によるガス拡散層７の搬送が中止され、トランスファ１４１は時刻ｔ7以降も停止したままとなっている。
【００８０】
ここで、第２の触媒電極層３では、通常、切れ間ＣＲは搬送方向における端部近傍において生じやすい。従って、トランスファ１４１の移動が開始される前の触媒層検出部１３０の検知信号を利用することにより、切れ間ＣＲを効率的に検出することができる。また、第３実施形態の接合装置では、検出信号におけるエッジについて、切れ間ＣＲに起因するものと、第２の触媒電極層３の端部の通過に起因するものとに区別して検出している。従って、切れ間ＣＲが第２の触媒電極層３の先端部３ｅとして誤検出されてしまうことが抑制され、ガス拡散層７の接合ミスの発生が抑制される。
【００８１】
以上の通り、第３実施形態の接合装置によれば、帯状体５ｒにおける第２の触媒電極層３の位置を検出するための触媒層検出部１３０の検出信号を利用して第２の触媒電極層３の不良を検出できる。従って、燃料電池の製造不良の発生を容易かつ効率的に抑制することができる。
【００８２】
D．変形例：
D1．変形例１：
上記各実施形態の接合装置１００，１００Ａは燃料電池の製造工程において用いられており、燃料電池用の膜電極接合体５が帯状に連続している帯状体５ｒに対してガス拡散層７を接合していた。しかし、各実施形態の接合装置１００，１００Ａは、燃料電池の製造工程において用いられなくても良い。各実施形態の接合装置１００，１００Ａは、帯状体５ｒに換えて、他の帯状部材を搬送し、当該帯状部材に対して、ガス拡散層７以外の接合部材を接合しても良い。また、この場合には、帯状部材には、第２の触媒電極層３に換えて、接合部材の接合位置の指標となる配置部材が配置されていれば良い。
【００８３】
D2．変形例２：
上記各実施形態では、トランスファ１４１は既定の速度パターンによってガス拡散層７を搬送していた。しかし、トランスファ１４１は既定の速度パターンによってガス拡散層７を搬送しなくても良い。トランスファ１４１は、接合位置到達時刻ｔtにガス拡散層７の先端部７ｅが加圧点ＰＰに到達するようにガス拡散層７を搬送すれば良い。ただし、トランスファ１４１が既定の速度パターンでの搬送を実行すれば、接合位置到達時刻ｔtに基づくガス拡散層７の接合位置の位置合わせが容易となり効率的である。
【００８４】
D3．変形例３：
上記各実施形態では、トランスファ１４１は直線移動によってガス拡散層７を搬送していた。しかし、トランスファ１４１は直線移動によって、ガス拡散層７を搬送しなくても良い。ただし、トランスファ１４１が直線移動によってガス拡散層７を搬送することにより、ガス拡散層７の接合位置の位置合わせが容易となる。
【００８５】
D4．変形例４：
上記各実施形態では、トランスファ１４１の既定の速度パターンには速度同期期間が設けられており、ガス拡散層７の先端部７ｅは、その速度同期期間において、加圧点ＰＰに到達していた。しかし、トランスファ１４１の既定の速度パターンには、速度同期期間が設けられていなくても良く、ガス拡散層７の先端部７ｅは、速度同期期間において加圧点ＰＰに到達しなくても良い。しかし、ガス拡散層７の先端部７ｅが、速度同期期間において加圧点ＰＰに到達することにより、ガス拡散層７を帯状体５ｒに円滑に合流させることができ、ガス拡散層７の接合位置の位置ずれの発生を抑制することができる。
【００８６】
D5．変形例５：
上記第２実施形態では、帯状体５ｒの伸縮に関連するパラメータとして、検出点ＤＰと加圧点ＰＰとの間における湿度が検出されていた。しかし、帯状体５ｒの伸縮に関連するパラメータとしては、他の領域における湿度が検出されても良いし、湿度以外の環境条件を示す値や、帯状体５ｒの状態を示す値が検出されても良い。帯状体５ｒの伸縮に関連するパラメータとしては、例えば、帯状体５ｒの搬送路が配置されている空間の温度や気圧であっても良いし、帯状体５ｒの電解質膜１の湿潤度や歪み量であっても良い。
【００８７】
D6．変形例６：
上記第３実施形態の接合装置は、第２実施形態の接合装置と同様に、湿度に応じた電解質膜１の伸縮量ΔＬを反映させて検出時刻ｔdを変更していた（図１３のステップＳ１１，Ｓ２０Ａ）。しかし、第３実施形態の接合装置は、湿度に応じた電解質膜１の伸縮量ΔＬを反映させて検出時刻ｔdを変更しなくても良い。第３実施形態の接合装置では、ガス拡散層の搬送制御において、ステップＳ３５の工程の前に、第１実施形態と同様なステップＳ１０，Ｓ２０，Ｓ３０の工程が実行されても良い。
【００８８】
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。
【符号の説明】
【００８９】
１…電解質膜
２…第１の触媒電極層
３…第２の触媒電極層
３ｅ…先端部
３ｔ…後端部
５…膜電極接合体
５Ｇ…拡散層付き膜電極接合体
５ｒ…帯状体
６…合紙
７…ガス拡散層
７ｅ…先端部
１００，１００Ａ…接合装置
１０１…制御部
１１０…合紙剥離部
１１１…駆動ローラー
１１２…加圧ローラー
１１３…合紙搬送ローラー
１２０…張力調整部
１２１…駆動ローラー
１２２…加圧ローラー
１２５…張力センサ
１２５ｒ…回転ローラー
１３０…触媒層検出部
１３２…湿度検出部
１４０…ガス拡散層搬送部
１４１…トランスファ
１４２…駆動部
１４３…駆動シャフト
１５０…接合部
１５１…搬送ローラー
１５２…接合ローラー
ＣＬ…切断線
ＣＲ…切れ間
ＤＰ…検出点
ＥＰ…終端位置
ＧＡ…ガス拡散層の配置領域
ＰＰ…加圧点
ＳＰ…基端位置
ＴＰ…端部到達位置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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