(57)【要約】【課題】良好な生産効率を発揮し得る燃料電池用電解質膜の把持装置を提供する。【解決手段】膜電極接合体を構成する、触媒層３２，３３が配置された電解質膜３０を支持する平面部７０を有する支持体６５を備えた燃料電池用電解質膜の把持装置６０である。平面部７０は、触媒層３２，３３の外周縁の外側に位置合わせされた枠状の溝部を有し、溝部は、空気吸引部８５と接続されており、溝部の空気が吸引されることで電解質膜３０を吸着する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
膜電極接合体を構成する、触媒層が配置された電解質膜を支持する平面部を有する支持体を有し、
前記平面部は、前記触媒層の外周縁の外側に位置合わせされた枠状の溝部を有し、
前記溝部は、空気吸引部と接続されており、前記溝部の空気が吸引されることで前記電解質膜を吸着する、燃料電池用電解質膜の把持装置。
【請求項２】
前記溝は、前記空気吸引部が接続される曲折部を有する請求項１に記載の燃料電池用電解質膜の把持装置。
【請求項３】
前記支持体は、光を透過する材質から形成される請求項１又は請求項２に記載の燃料電池用電解質膜の把持装置。
【請求項４】
前記空気吸引部によって空気を吸引する際の圧力を検出する検出装置を、さらに有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃料電池用電解質膜の把持装置。
【請求項５】
前記溝部の断面形状は、コ字状である請求項１〜４のいずれか１項に記載の燃料電池用電解質膜の把持装置。
【請求項６】
前記電解質膜の外周縁を、枠状のガスケットに積層するように、前記支持体を搬送する搬送装置を、さらに有する請求項１〜５いずれか１項に記載の燃料電池用ガスケットの把持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池用電解質膜の把持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池の単セルに含まれる膜電極接合体（ＭＥＡ：ｍｅｍｂｒａｎｅ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  ａｓｓｅｍｂｌｙ）は、電解質膜、触媒層、ガス拡散層および枠状のガスケットを有する。ガスケットは、電解質膜の両面に配置（積層）され、触媒層を包囲するように位置決めされており、触媒層に供給される燃料ガスおよび酸化剤ガスが外部にリークするのを防止する機能を有する。【０００３】
電解質膜のハンドリングの際、多数の吸着孔が形成された支持体に電解質膜を吸着することで、電解質膜にしわが発生することを防止している（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２３８６５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、電解質膜には触媒層が配置されているため、電解質膜を吸着する際、触媒層から分離した触媒粒子を吸引することによりコンタミネイションを生じ、多数の吸着孔に目詰まりを生じる虞がある。その結果、生産効率が低下する問題を有する。【０００６】
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、良好な生産効率を発揮し得る燃料電池用電解質膜の把持装置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】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明は、膜電極接合体を構成する、触媒層が配置された電解質膜を支持する平面部を有する支持体を備えた燃料電池用電解質膜の把持装置である。前記平面部は、前記触媒層の外周縁の外側に位置合わせされた枠状の溝部を有し、前記溝部は、空気吸引部と接続されており、前記溝部の空気が吸引されることで前記電解質膜を吸着する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、電解質膜は、支持体の平面部に配置された溝部に吸着されるため、電解質膜にしわが発生することが防止される。さらに、溝部は、枠状でありかつ触媒層の外周縁の外側に位置合わせされているため、触媒層を直接吸引することはなく、目詰まりの発生が抑制され、生産効率の低下を抑制することが出来る。したがって、良好な生産効率を発揮し得る燃料電池用電解質膜の把持装置を提供することが可能である。【０００９】
本発明のさらに他の目的、特徴および特質は、以後の説明および添付図面に例示される好ましい実施の形態を参照することによって、明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態に係る燃料電池のセル構造を説明するための断面図である。
【図２】図１に示される膜電極接合体の外周部の両面に配置されるガスケットを説明するための平面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る燃料電池用電解質膜の把持装置を説明するための側面図である。
【図４】図３に示される支持体を説明するための平面図である。
【図５】図３に示される支持体を説明するための底面図である。
【図６】図３に示される支持体を説明するための断面図である。
【図７】図５に示される溝部を説明するための断面図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る変形例１を説明するための断面図である。
【図９】本発明の実施の形態に係る変形例２を説明するための底面図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係る変形例２を説明するための断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態に係る変形例３を説明するための底面図である。
【図１２】本発明の実施の形態に係る変形例４を説明するための側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。
【００１２】
図１は、本発明の実施の形態に係る燃料電池のセル構造を説明するための断面図、図２は、図１に示される膜電極接合体の外周部の両面に配置されるガスケットを説明するための平面図である。
【００１３】
図１に示される単セル１０は、例えば、水素を燃料とする固体高分子形燃料電池（ＰＥＦＣ）に適用され、膜電極接合体２０およびセパレータ５０，５５を有する。単セル１０は、スタックして使用する場合、冷却板５８をさらに有し、冷却板５８に設けられた溝部５９によって、単セル１０を冷却するための冷媒が流通する冷媒流路が構成される。
【００１４】
膜電極接合体２０は、高分子電解質膜３０、触媒層３２，３３、ガス拡散層（ＧＤＬ：Ｇａｓ  Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ  Ｌａｙｅｒ）３５，３６およびガスケット４０，４５を有する。
【００１５】
触媒層３２は、触媒成分と、触媒成分を担持する導電性の触媒担体と、高分子電解質とを含んでおり、水素の酸化反応が進行するアノード触媒層であり、高分子電解質膜３０の一方の側に配置される。触媒層３３は、触媒成分と、触媒成分を担持する導電性の触媒担体と、高分子電解質とを含んでおり、酸素の還元反応が進行するカソード触媒層であり、高分子電解質膜３０の他方の側に配置される。
【００１６】
高分子電解質膜３０は、触媒層３２で生成したプロトンを触媒層３３へ選択的に透過させる機能、およびアノード側に供給される燃料ガスとカソード側に供給される酸化剤ガスとを混合させないための隔壁としての機能を有する。
【００１７】
ガス拡散層３５は、アノード側に供給される燃料ガスを分散させるためのアノードガス拡散層であり、セパレータ５０と触媒層３２との間に位置している。ガス拡散層３６は、カソード側に供給される酸化剤ガスを分散させるためのカソードガス拡散層であり、セパレータ５５と触媒層３３との間に位置している。
【００１８】
ガスケット４０，４５は、図２に示されるように、枠状であり、高分子電解質膜３０の外周部の両面に配置される。ガスケット４０は、触媒層３２を包囲するように位置決めされており、触媒層３２に供給される燃料ガスが外部にリークするのを防止する機能を有する。ガスケット４５は、触媒層３３を包囲するように位置決めされており、触媒層３３に供給される酸化剤ガスが外部にリークするのを防止する機能を有する。
【００１９】
セパレータ５０，５５は、単セル１０を電気的に直列接続する機能、および燃料ガス、酸化剤ガスおよび冷媒を互いに遮断する隔壁としての機能を有し、膜電極接合体２０と略同一形状であり、例えば、ステンレス鋼鈑にプレス加工を施すことで形成される。ステンレス鋼鈑は、複雑な機械加工を施しやすくかつ導電性が良好である点で好ましく、必要に応じて、耐食性のコーティングを施すことも可能である。
【００２０】
セパレータ５０は、膜電極接合体２０のアノード側に配置されるアノードセパレータであり、触媒層３２に相対し、膜電極接合体２０とセパレータ５０との間に位置するガス流路を構成する溝部５２を有する。溝部（ガス流路）８２は、燃料ガスを触媒層３２に供給するために利用される。
【００２１】
セパレータ５５は、膜電極接合体２０のカソード側に配置されるカソードセパレータであり、触媒層３３に相対し、膜電極接合体２０とセパレータ５５との間に位置するガス流路を構成する溝部５７を有する。溝部（ガス流路）８７は、酸化剤ガスを触媒層３３に供給するために利用される。
【００２２】
次に、各構成部材の材質およびサイズ等について詳述する。
【００２３】
高分子電解質膜３０は、パーフルオロカーボンスルホン酸系ポリマーから構成されるフッ素系高分子電解質膜、スルホン酸基を有する炭化水素系樹脂膜、リン酸やイオン性液体等の電解質成分を含浸した多孔質状の膜を、適用することが可能である。パーフルオロカーボンスルホン酸系ポリマーは、例えば、ナフィオン（登録商標、デュポン株式会社製）、アシプレックス（登録商標、旭化成株式会社製）、フレミオン（登録商標、旭硝子株式会社製）等である。多孔質状の膜は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）や、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）から形成される。
【００２４】
高分子電解質膜３０の厚みは、特に限定されないが、強度、耐久性および出力特性の観点から５〜３００μｍが好ましく、より好ましくは１０〜２００μｍである。
【００２５】
触媒層（カソード触媒層）３５に用いられる触媒成分は、酸素の還元反応に触媒作用を有するものであれば、特に限定されない。触媒層（アノード触媒層）３４に用いられる触媒成分は、水素の酸化反応に触媒作用を有するものであれば、特に限定されない。
【００２６】
具体的な触媒成分は、例えば、白金、ルテニウム、イリジウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、タングステン、鉛、鉄、クロム、コバルト、ニッケル、マンガン、バナジウム、モリブデン、ガリウム、アルミニウム等の金属、及びそれらの合金等などから選択される。触媒活性、一酸化炭素等に対する耐被毒性、耐熱性などを向上させるために、触媒成分は、少なくとも白金を含むものが好ましい。カソード触媒層およびアノード触媒層に適用される触媒成分は、同一である必要はなく、適宜変更することが可能である。
【００２７】
触媒層３２，３３に用いられる触媒の導電性担体は、触媒成分を所望の分散状態で担持するための比表面積、および、集電体として十分な電子導電性を有しておれば、特に限定されないが、主成分がカーボン粒子であるのが好ましい。カーボン粒子は、例えば、カーボンブラック、活性炭、コークス、天然黒鉛、人造黒鉛から構成される。
【００２８】
触媒層３２，３３に用いられる高分子電解質は、少なくとも高いプロトン伝導性を有する物質であれば、特に限定されず、例えば、ポリマー骨格の全部又は一部にフッ素原子を含むフッ素系電解質や、ポリマー骨格にフッ素原子を含まない炭化水素系電解質が適用可能である。触媒層３２，３３に用いられる高分子電解質は、高分子電解質膜３０に用いられる高分子電解質と同一であっても異なっていてもよいが、高分子電解質膜３０に対する触媒層３２，３３の密着性を向上させる観点から、同一であることが好ましい。
【００２９】
ガス拡散層３５，３６は、例えば、グラッシーカーボン等の炭素製の織物、紙状抄紙体、フェルト、不織布といった導電性及び多孔質性を有するシート状材料を、基材として構成される。基材の厚さは、特に限定されないが、機械的強度およびガスや水などの透過性の観点から、３０〜５００μｍが好ましい。ガス拡散層３５，３６は、撥水性およびフラッディング現象の抑制の観点から、基材に撥水剤を含ませることが好ましい。撥水剤は、例えば、ＰＴＦＥ、ＰＶＤＦ、ポリヘキサフルオロプロピレン、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）などのフッ素系の高分子材料、ポリプロピレン、ポリエチレンである。
【００３０】
ガスケット４０，４５は、例えば、ゴム材料、フッ素系の高分子材料、熱可塑性樹脂から構成される。ゴム材料は、フッ素ゴム、シリコンゴム、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、ポリイソブチレンゴムなどである。フッ素系の高分子材料は、ＰＴＦＥ、ＰＶＤＦ、ポリヘキサフルオロプロピレン、ＦＥＰなどである。熱可塑性樹脂は、ポリオレフィンやポリエステルである。ポリエステルは、例えば、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）である。ガスケット４０，４５の厚さは、特に限定されないが、好ましくは５０μｍ〜２ｍｍであり、より好ましくは１００μｍ〜１ｍｍである。
【００３１】
セパレータ５０，５５は、ステンレス鋼から構成する形態に限定されず、その他の金属材料（例えば、アルミニウムやクラッド材）、緻密カーボングラファイトなどのカーボンを適用することも可能である。カーボンを適用する場合、溝部５２，７２は、例えば、切削加工によって形成することが可能である。
【００３２】
次に、膜電極接合体２０をハンドリングするために適用される把持装置を説明する。
【００３３】
図３は、本発明の実施の形態に係る燃料電池用電解質膜の把持装置を説明するための側面図、図４、図５よび図６は、図３に示される支持体を説明するための平面図、底面図および断面図、図７は、図５に示される溝部を説明するための断面図である。
【００３４】
図３に示される把持装置６０は、高分子電解質膜２０の両面にガスケット４０，４５を配置するために使用され、支持体６５、搬送装置８０、空気吸引部８５および目詰まり検出装置９０を有する。
【００３５】
支持体６５は、図５に示されるように、触媒層３２，３３が配置された高分子電解質膜３０を吸着する平面部７０を有する。平面部７０は、空気吸引部８５に接続されている溝部７２を有する。なお、平面部７０に吸着される高分子電解質膜３０は、一方の面のみに触媒層が配置された形態を適用することも可能である。
【００３６】
溝部７２は、下向きコ字状断面（図７参照）を有し、直線状部７３Ａ〜７３Ｄと曲折部７４Ａ〜７４Ｄとを有する枠状であり、高分子電解質膜３０に配置される触媒層３２，３３の外周縁の外側に位置合わせされている。したがって、溝部７２の空気が吸引されることで、高分子電解質膜３０の外周縁３１が吸着される。
【００３７】
搬送装置８０（図３参照）は、例えば、多軸のロボットハンドからなり、触媒層３２，３３が配置された高分子電解質膜３０の外周縁３１を、ガスケット４０（４５）に積層するように、支持体６５を搬送するために使用され、ガスケット４０（４５）は、例えば、固定式の載置台９５の平面部９６に配置される。この場合、載置台９５が移動する構成に比べ、高分子電解質膜３０の位置決めが容易となる。平面部９６は、例えば、多孔質部材から構成され、また、外部の真空源（不図示）に連結されており、ガスケット４０（４５）を吸引可能に構成される。
【００３８】
ガスケット４０に積層された高分子電解質膜３０は、その後、反転され、積層されることで、外周部の両面にガスケット４０，４５が配置された高分子電解質膜３０が得られることになる。
【００３９】
高分子電解質膜３０は、上述のように、支持体６５の平面部７０に配置された溝部７２に吸着されるため、高分子電解質膜３０にしわが発生することが防止される。また、溝部７２は、枠状であり、触媒層３２，３３の外周縁の外側に位置合わせされているため、触媒層３２，３３を直接吸引することはなく、また、仮に、触媒層から分離した触媒粒子を吸引したとしても、多数の吸引孔に目詰まりが生じる恐れがある多孔質基体（吸着孔）を利用する形態と比べ、吸引孔で高分子電解質膜３０を吸着しないので目詰まりの発生が抑制され、生産効率の低下が防がれる。したがって、良好な生産効率を発揮し得る燃料電池用電解質膜の把持装置を提供することが可能である。
【００４０】
なお、溝部７２による吸引は、多数の吸引孔を有する多孔質基体を介して吸引する場合に比べ、吸引圧の開放が瞬時に進行するため、生産効率を向上させ得る点でも好ましい。また、雰囲気中に浮遊している微粒子や、高分子電解質膜３０に付着した微粒子等を吸引することにより、コンタミネイションが生じたとしても、同様に目詰まりの発生が抑制される。
【００４１】
搬送装置８０は、多軸のロボットハンドを利用する形態に限定されず、例えば、リニアアクチュエータを複数組み合わせて構成することも可能である。この場合、駆動源は、良好な制御性を有し、電気的に同期制御されるサーボモータが好ましい。また、載置台９５に搬送装置を設けることにより、搬送装置８０を省略することも可能である。この場合、載置台９５に設けられた搬送装置によって、固定式に配置された支持体６５に吸着されている高分子電解質膜３０に向かって、載置台９５が搬送され、載置台９５の平面部９６に配置されたガスケット４０（４５）に、高分子電解質膜３０の外周縁３１が積層されるように、載置台９５が位置決めされる。
【００４２】
空気吸引部８５は、図４〜６に示されるように、マニホールド８６および配管系８７を有する。マニホールド８６は、例えば、吸引バルブから構成され、溝部７２の曲折部７４Ａに位置決めされ、溝部７２に連通している。
【００４３】
溝部７２の断面形状は、下向きコ字状（図７参照）であるため、マニホールド８６を容易に接続することが可能である。
【００４４】
また、溝部７２は枠状であるが、マニホールド８６（空気吸引部８５）が溝部７２の曲折部７４Ａに配置されているため、空気吸引時の抵抗が小さくなり、ガスケット４０（４５）を吸着する時の圧力変動が減少することで、高分子電解質膜３０のしわ発生が、さらに抑制される。
【００４５】
目詰まり検出装置９０は、図６に明確に示されるように、差圧計９１，９２を有する。差圧計９１，９２は、例えば、弾性素子型であり、空気吸引部８５（マニホールド８６および配管系８７）によって空気を吸引する際の圧力を検出するために使用される。差圧計９１は、マニホールド８６上に配置され、差圧計９２は、差圧計９１の対角線上に位置する曲折部７４Ｃ上に配置される。
【００４６】
したがって、空気の流路に部分的な詰まりが生じている場合、圧力変動の際に閉塞部位での圧力損失が起こり、圧力変動に対して応答が遅延するため、差圧計９１，９２の検出値が不均一になる時間帯が生じる。つまり、差圧計９１，９２の検出値に基づいて、溝部７２の目詰まりにより生じる圧力変化を検出することができるため、溝部７２の目詰まりを早期に発見することが可能である。
【００４７】
例えば、吸引開始時において、差圧計９１，９２の両者に差圧が発生していない場合は、正常であって目詰まりは生じておらず、差圧計９１のみ差圧がある場合は、マニホールド８６に目詰まりが生じていることが判別される。高分子電解質膜３０を吸引して把持している時期において、差圧計９１，９２の両者に差圧が発生している場合は、正常であり、差圧計９１のみ差圧がある場合は、溝部７２に目詰まりが生じていることが判別される。高分子電解質膜３０の吸引を停止して開放し、高分子電解質膜３０を積層して貼付する際において、差圧計９１，９２の両者に差圧が発生していない場合は、正常であって目詰まりは生じておらず、差圧計９１に差圧がある場合は、溝部７２に目詰まりが生じており、また、差圧計９２に差圧がある場合は、マニホールド８６に目詰まりが生じていることが判別される。
【００４８】
溝部７２は、枠状であるため、目詰まりが生じ易い場所は、曲折部７４Ｂ，７４Ｄである。しかし、曲折部７４Ｂ，７４Ｄの一方に目詰まりが生じた場合、曲折部７４Ｂ，７４Ｄの他方の流路が迂回路として機能するため、高分子電解質膜３０の吸着不良（把持不良）が抑制され、また、曲折部７４Ｂ，７４Ｄの両者に目詰まりが生じた場合は、差圧計９１，９２によって早期かつ迅速に発見することが可能である。
【００４９】
多数の吸引孔を有する多孔質基体（吸着孔）を利用する形態においては、吸引孔単位で目詰まりを検出するためには、吸引孔の個数に対応する圧力検出装置が必要となるが、高分子電解質膜３０のサイズを考慮すれば、設置が不可能であり、また、仮に設置したとしても、装置が複雑化し、維持管理が煩雑となる。また、マニホールドの上流部に設けられた圧力検出装置によって、多数の吸引孔の目詰まりを一括して検出する場合、部分的な目詰まりを適切に検出できない虞がある。一方、本実施の形態に係る空気の吸引ラインは、溝部７２によって構成されており、部分的な閉塞が起こり難く、かつ、必要最小限の個数つまり２個の圧力検出装置によって、溝部７２の異常を検出できる構成になっており、溝部７２の詰まりによる動作不良を見逃さない点で、好ましい。また、把持治具である支持体６５の高分子電解質膜３０に対する吸引力（把持力）は、高分子電解質膜３０の変形応力より小さいことが望ましく、複数の溝部を設けても良いが、少なくとも１つの溝部での吸引による応力は、高分子電解質膜３０の溝部内方向への変形応力より小さいことが望ましい。
【００５０】
図８は、本発明の実施の形態に係る変形例１を説明するための断面図である。
【００５１】
支持体６５は、図８に示されるように、光を透過する材料から形成されることが好ましい。光を透過する材料は、例えば、アクリル樹脂である。
【００５２】
この場合、溝部７２、高分子電解質膜３０および触媒層３２，３３の状態を、光学的に検出することが可能である。そのため、例えば、目視によって、高分子電解質膜３０の外周縁３１の状態（吸着の状況）を観察することで、目詰まり箇所を容易に特定することができる。また、例えば、高分子電解質膜３０の外周縁３１を、枠状のガスケット４０（４５）に載置する際、目視によって、高分子電解質膜３０、触媒層３２，３３およびガスケット４０（４５）の位置を確認することができるため、作業者のカンに頼って位置決めすることが不要であり、信頼性が向上する。さらに、例えば、赤外線センサーを利用して位置が確認できるため、ロボット等の作業による設備の自動化（生産設備の要素として利用）が容易となる。
【００５３】
図９および図１０は、本発明の実施の形態に係る変形例２を説明するための底面図および断面図である。
【００５４】
高分子電解質膜３０に配置されている触媒層３３から分離した触媒粒子のコンタミネイションを抑制するため、図９および図１０に示されるように、支持体６５の平面部７０に、凹部７６を配置することが好ましい。
【００５５】
凹部７６は、触媒層３２，３３の平面形状に対応する略矩形形状を有し、その深さは、触媒層３２，３３の厚みと略一致しており、高分子電解質膜３０に意図せぬひずみが生じないように設定される。凹部７６の周囲には、枠状部７７が配置されている。枠状部７７は、溝部７２が配置されており、高分子電解質膜３０の外周縁３１の吸着面を構成している。凹部７６は、把持治具である支持体６５の高分子電解質膜３０をガスケットに接するように近づける際に大気を逃がすために、貫通孔７６Ａが設けられていてもよい。
【００５６】
凹部７６は、溝部７２と触媒層３３との間に段差を生じさせるため、触媒層３３から分離した触媒粒子が溝部７２へ移動することが困難となり、触媒粒子による目詰まりの発生が抑制される。なお、マニホールド８６は、凹部７６に対して干渉しないように設けることが好ましい。
【００５７】
図１１は、本発明の実施の形態に係る変形例３を説明するための底面図である。
【００５８】
溝部７２の曲折部７４Ａ〜７４Ｄは、略直角形状に限定されず、なだらかに屈曲した曲面形状とすることも可能である。この場合、曲折部７４Ａ〜７４Ｄにおける空気の流れがスムーズとなり、空気吸引時の抵抗が小さくなる。
【００５９】
図１２は、本発明の実施の形態に係る変形例４を説明するための側面図である。
【００６０】
電解質膜３０は、下向きに支持される形態に限定されず、図１２に示される把持装置６０Ａのように、固定式の支持体６５Ａの平面部７０に、電解質膜３０を上向きに配置（載置）することも可能である。この場合、ガスケット４０（４５）は、上方に配置される支持体９５Ａの平面部９６Ａに吸着されることで、下向きに支持され、支持体９５Ａに連結された搬送装置８０Ａによって搬送され、高分子電解質膜３０の外周縁３１に積層されるように、位置決めされる。
【００６１】
以上のように、本発明の実施の形態においては、電解質膜は、支持体の平面部に配置された溝部に吸着されるため、高分子電解質膜にしわが発生することが防止される。さらに、溝部は、枠状でありかつ触媒層の外周縁の外側に位置合わせされているため、触媒層を直接吸引することはなく、目詰まりの発生が抑制され、生産効率の低下を抑制することが出来る。したがって、良好な生産効率を発揮し得る燃料電池用電解質膜の把持装置を提供することが可能である。
【００６２】
溝部は枠状であるが、マニホールド（空気吸引部）が溝部の曲折部に配置されているため、空気吸引時の抵抗が小さくなり、高分子電解質膜を吸着する時の圧力変動が減少することで、高分子電解質膜のしわ発生が、さらに抑制される。
【００６３】
支持体が光を透過する材料から形成される場合、溝部、高分子電解質膜および触媒層の状態を、光学的に検出することが可能である。そのため、例えば、目視によって、高分子電解質膜の外周縁の状態（吸着の状況）を観察することで、目詰まり箇所を容易に特定することができる。また、例えば、高分子電解質膜の外周縁を、枠状のガスケットに載置する際、目視によって、高分子電解質膜、触媒層およびガスケットの位置を確認することができるため、作業者のカンに頼って位置決めすることが不要であり、信頼性が向上する。さらに、例えば、赤外線センサーを利用して位置が確認できるため、ロボット等の作業による設備の自動化（生産設備の要素として利用）が容易となる。
【００６４】
空気を吸引する際の圧力を検出する検出装置を有する場合、溝部の目詰まりにより生じる圧力変化を検出することができるため、溝部の目詰まりを早期に発見することが可能である。
【００６５】
溝部の断面形状を、コ字状とする場合、マニホールド（空気吸引部）を容易に接続することが可能である。
【００６６】
支持体を搬送する搬送装置を有する場合、ガスケットが配置される平面部を有する載置台を搬送する場合に比べ、高分子電解質膜の位置決めが容易となる。
【００６７】
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、特許請求の範囲で種々改変することができる。例えば、燃料電池は、メタノールを燃料とする固体高分子形燃料電池によって構成したり、定置用電源として適用したりすることも可能である。メタノールを燃料とする固体高分子形燃料電池は、ダイレクトメタノール型燃料電池（ＤＭＦＣ）やマイクロ燃料電池（パッシブ型ＤＭＦＣ））等である。水素やメタノール以外の燃料としては、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、第１級ブタノール、第２級ブタノール、第３級ブタノール、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、エチレングリコール、ジエチレングリコールなどを適用することも可能である。
【００６８】
溝部に連通して空気を吸引するためのマニホールドの数は１つに限定されず、複数配置することも可能である。また、溝部を２重構造とすることも可能である。さらに、変形例４に、変形例１〜３を組み合わせることも可能である。
【００６９】
本出願は、２０１２年７月１０日に出願された日本特許出願番号２０１２−１５４９５８号に基づいており、それらの開示内容は、参照され、全体として、組み入れられている。
【符号の説明】
【００７０】
１０  単セル、
２０  膜電極接合体、
３０  高分子電解質膜、
３１  外周縁、
３２，３３  触媒層、
３５，３６  ガス拡散層、
４０，４５  ガスケット、
５０，５５  セパレータ、
５２，５７  溝部、
５８  冷却板、
５９  溝部、
６０，６０Ａ  把持装置、
６５，６５Ａ  支持体、
７０  平面部、
７２  溝部、
７３Ａ〜７３Ｄ  直線状部、
７４Ａ〜７４Ｄ  曲折部、
７６  凹部、
７６Ａ  貫通孔、
７７  枠状部、
８０，８０Ａ  搬送装置、
８５  空気吸引部、
８６  マニホールド、
８７  配管系、
９０  目詰まり検出装置、
９１，９２  差圧計、
９５  載置台、
９５Ａ  支持体、
９６，９６Ａ  平面部。
【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１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年11月9日(2015.11.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２】
前記溝部は、前記空気吸引部が接続される曲折部を有する請求項１に記載の燃料電池用電解質膜の把持装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項６】
前記電解質膜の外周縁を、枠状のガスケットに積層するように、前記支持体を搬送する搬送装置を、さらに有する請求項１〜５いずれか１項に記載の燃料電池用電解質膜の把持装置。
【国際調査報告】
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2014010398.tif 000016