(57)【要約】【課題】薄膜、例えば燃料電池膜電極組立て品のガスケット構成要素を有するデバイスの製造を容易にするための取付け具および取付け具の使用方法が開示される。【解決手段】１つの態様において、取付け具（１０）は、開口部（１４）有するプレート（１２）、および薄膜（１７）をプレートに取付けるための手段（１６）であって、この薄膜が開口部を少なくとも一部塞ぎ、かつこの薄膜がデバイスの少なくとも１つの構成要素を取付けるための表面を提供する手段を含んでいる。もう１つの態様は、開口部を有するプレート、およびガスケットをプレートに取付けるための手段であって、ガスケットが開口部を少なくとも一部塞ぎ、かつこのガスケットが、燃料電池膜電極組立て品のための少なくとも１つの電極を取付けるための表面を提供する手段を含んでいる、燃料電池膜電極組立て品の製造を容易にするための取付け具である。
2005536861.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池膜電極組立て品の製造を容易にするための取付け具であって、
開口部を有するプレート；および
ガスケットをプレートに取付けるための手段であって、このガスケットが開口部を少なくとも一部塞ぐ手段
を含み、開口部を少なくとも一部塞いでいるガスケットの部分が、燃料電池膜電極組立て品のための少なくとも１つの電極を取付けるための表面を提供する取付け具。
【請求項２】
ガスケットをプレートに取付けるための手段が、ガスケットをプレートに取り外し可能に取付けるための手段を含んでいる、請求項１に記載の取付け具。
【請求項３】
ガスケットをプレートに取付けるための手段が、機械的手段、接着剤手段、磁気手段、および真空手段のうちの少なくとも１つを含んでいる、請求項１に記載の取付け具。
【請求項４】
ガスケットをプレートに取付けるための手段が、少なくとも１つのマグネットを含んでいる、請求項１に記載の取付け具。
【請求項５】
ガスケットをプレートに取付けるための手段がさらに、少なくとも１つのマグネットに取付けられた少なくとも１つの強磁性プレートも含んでいる、請求項４に記載の取付け具。
【請求項６】
この取付け具がさらに、真空源に動作可能に連結されたプレートに、少なくとも１つの真空開口部も含んでいる、請求項４に記載の取付け具。
【請求項７】
この取付け具がさらに、少なくとも１つの真空開口部と流体が流れる関係にある少なくとも１つの真空チャネルも含んでいる、請求項６に記載の取付け具。
【請求項８】
このプレートが、約０．２５インチ未満の厚さを有するプレートを含んでいる、請求項１に記載の取付け具。
【請求項９】
このプレートが、金属材料および非金属材料のうちの少なくとも１つを含んでいる、請求項８に記載の取付け具。
【請求項１０】
この非金属材料が複合材料を含んでいる、請求項９に記載の取付け具。
【請求項１１】
このガスケットが、約５００ミクロン未満の厚さを有する薄膜ガスケットを含んでいる、請求項１に記載の取付け具。
【請求項１２】
開口部を有する第一プレートを含んでいる取付け具を用いた、燃料電池膜電極組立て品の製造を容易にする方法であって、
ａ）薄膜ガスケットを供給する工程；
ｂ）薄膜ガスケットを第一プレートに取付ける工程であって、この薄膜ガスケットが開口部を少なくとも一部塞ぐ工程；
ｃ）開口部を薄膜ガスケットに導入する工程；および
ｄ）薄膜ガスケット中の開口部を覆って電極を取付け、第一プレートに取付けられた第一ガスケット電極を供給する工程
を含み、このガスケット電極が、燃料電池膜電極組立て品において用いられる方法。
【請求項１３】
第一プレートがさらに、薄膜ガスケットを第一プレートに付着させるための手段も含み、ｂ）薄膜ガスケットの第一プレートへの取付け工程が、薄膜ガスケットを第一プレートに付着させるための手段を用いて薄膜ガスケットを取付ける工程を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
ｃ）薄膜ガスケットへの開口部の導入工程が、薄膜ガスケットへの四辺形開口部の導入工程を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
ｃ）薄膜ガスケットへの開口部の導入工程が、薄膜ガスケットへの複数の開口部の導入工程を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
ｃ）薄膜ガスケットへの開口部の導入工程が、薄膜ガスケットへの開口部のダイカット工程を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
ｄ）薄膜ガスケット中の開口部を覆う電極の取付け工程が、ｄ１）電極および薄膜ガスケットの少なくとも一部分を重ね合わせる工程、およびｄ２）この重なり合った部分を加熱および圧縮して、薄膜ガスケットの重なり合った部分と電極の重なり合った部分との間に接着を与える工程を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
ｄ２）加熱および圧縮工程が、少なくとも約１００℃への加熱工程、および少なくとも約１００ｐｓｉへの圧縮工程を含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
さらにａ）〜ｄ）の工程を反復して、第二プレートに取付けられた第二ガスケット電極を供給する工程も含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項２０】
さらに、第一ガスケット電極と第二ガスケット電極との間に交換膜を配置する工程、および第一ガスケット電極および第二ガスケット電極を交換膜の周りにシールして、シールされたガスケット電極−膜−電極組立て品を生産する工程も含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
シーリング工程は、第一ガスケット電極および第二ガスケット電極を、温度および圧力に暴露する工程を含み、第一ガスケット電極および第二ガスケット電極が、交換膜に接着する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
さらに、シールされたガスケット電極−膜−電極組立て品を積層する工程も含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
積層工程は、第一ガスケット電極および第二ガスケット電極の少なくとも一部分を、温度および圧力に暴露する工程を含み、これらのガスケットの一部分が互いに接着する、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
さらに、少なくとも１つの開口部を、シールされたガスケット電極−膜−電極組立て品のガスケットに導入して、燃料電池の積重ねとして組立てられた時、ガスの通路を提供する工程も含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２５】
さらに、この燃料電池の積重ねの中に、シールされたガスケット電極−膜−電極組立て品を配置する工程も含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２６】
薄膜を有するデバイスの製造を容易にするための取付け具であって、
開口部を有するプレート；および
薄膜をプレートに取付けるための手段であって、この薄膜が開口部を少なくとも一部塞ぐ手段
を含み、開口部を少なくとも一部塞いでいる薄膜の部分が、このデバイスの少なくとも１つの構成要素を取付けるための表面を提供する取付け具。
【請求項２７】
薄膜をプレートに取付けるための手段が、薄膜をプレートに取り外し可能に取付けるための手段を含んでいる、請求項２６に記載の取付け具。
【請求項２８】
薄膜をプレートに取付けるための手段が、機械的手段、磁気手段、および真空手段のうちの少なくとも１つを含んでいる、請求項２６に記載の取付け具。
【請求項２９】
薄膜をプレートに取付けるための手段が、少なくとも１つのマグネットを含んでいる、請求項２６に記載の取付け具。
【請求項３０】
薄膜をプレートに取付けるための手段がさらに、少なくとも１つのマグネットに取付けられた少なくとも１つの強磁性プレートも含んでいる、請求項２９に記載の取付け具。
【請求項３１】
この取付け具がさらに、真空源に動作可能に連結されたプレートの中に少なくとも１つの真空開口部も含んでいる、請求項２９に記載の取付け具。
【請求項３２】
この取付け具がさらに、少なくとも１つの真空開口部と流体が流れる関係にある少なくとも１つの真空チャネルも含んでいる、請求項３１に記載の取付け具。
【請求項３３】
このプレートが、約０．２５インチ未満の厚さを有するプレートを含んでいる、請求項２６に記載の取付け具。
【請求項３４】
このプレートが、金属材料および非金属材料のうちの少なくとも１つを含んでいる、請求項３３に記載の取付け具。
【請求項３５】
この非金属材料が複合材料を含んでいる、請求項３４に記載の取付け具。
【請求項３６】
この薄膜が、約５００ミクロン未満の厚さを有する薄膜を含んでいる、請求項２６に記載の取付け具。
【請求項３７】
開口部を有するプレートを含んでいる取付け具を用いた、薄膜を有するデバイスの製造を容易にする方法であって、
ａ）薄膜を供給する工程；
ｂ）薄膜をプレートに取付ける工程であって、この薄膜が開口部を少なくとも一部塞ぐ工程；
ｃ）このデバイスの少なくとも１つの構成要素を薄膜上に取付け、プレートによって支持されている薄膜を有する構成要素を供給する工程； 
ｄ）薄膜を有する構成要素を、プレートによって支持されつつ、さらなる加工に暴露する工程；および
ｅ）薄膜を有する構成要素をデバイスに取付ける工程
を含む方法。
【請求項３８】
さらに、ｆ）少なくとも１つの開口部を薄膜に導入する工程も含む、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
このプレートがさらに、薄膜をプレートに付着させるための手段も含み、ｂ）薄膜のプレートへの取付け工程が、薄膜をプレートに付着させるための手段を用いて薄膜に取付ける工程を含む、請求項３７に記載の方法。
【請求項４０】
このプレートがさらに、少なくとも１つのマグネットを含み、ｂ）薄膜のプレートへの取付け工程が、薄膜を少なくとも１つのマグネットを覆うように配置し、強磁性プレートを薄膜および少なくとも１つのマグネットを覆うように置く工程を含む、請求項３７に記載の方法。
【請求項４１】
ｃ）デバイスの少なくとも１つの構成要素の薄膜への取付け工程が、ｃ１）この構成要素および薄膜の少なくとも一部分を重ね合わせる工程、およびｃ２）この重なり合った部分を加熱および圧縮して、薄膜の重なり合った部分とこの構成要素の重なり合った部分との間に接着を与える工程を含む、請求項３７に記載の方法。
【請求項４２】
ｃ２）加熱および圧縮工程は、少なくとも約１００℃への加熱工程、および少なくとも約１００ｐｓｉへの圧縮工程を含んでいる、請求項４１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
〔関連出願への参照〕
この出願は、２００２年８月３０日に出願された米国仮特許出願第６０／４０７，１１５号からの優先権を得ている（特許事務所参照番号２０３６．００２Ｐ）。この仮特許出願の開示は、その全体が参照して組み込まれる。この出願はまた、２００２年８月３０日に出願された、発明の名称が「源位置から標的位置への薄膜の移動のための方法および装置（Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｔｒａｎｓｆｅｒｒｉｎｇ  Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍｓ  Ｆｒｏｍ  Ａ  Ｓｏｕｒｃｅ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｔｏ  ａ  Ｔａｒｇｅｔ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）」（特許事務所参照番号２０３６．００１）という、同一出願人による米国特許出願第１０／２３２，４２４号にも関連する。この特許の開示は、その全体が参照して本明細書に含まれる。
【０００２】
この発明は一般に、薄膜、例えば薄膜ガスケットに取付けられた１つまたはそれ以上の構成要素を有するデバイスの製造のために用いられる取付け具および方法に関する。具体的には本発明は、薄膜ガスケットに取付けられた電極を有する燃料電池用膜電極組立て品の構成要素の製造のための改良方法および装置を提供する。
【背景技術】
【０００３】
薄膜様材料は、多くの異なる型の産業、例えば中でも、写真およびＸ線フィルム製造および加工、膜製造および加工、包装、印刷、およびエレクトロニクスにおいて処理されている。薄膜様材料の、薄くて柔軟性があり、多くの場合脆い性質は一般的に、これらの材料を処理する時、例えば引き裂き、歪み、および破損を防ぐため、および組立ての間に適切な配向およびアラインメントを確保するために特別な配慮が必要である。
【０００４】
薄膜様材料の処理が厄介なことが多い１つの分野は、例えば膜電極組立て品（またはＭＥＡ）に見られる薄膜ガスケットに取付けられた電極の処理および組立ての間の燃料電池の分野である。ＭＥＡは一般的に、薄い材料（すなわち約０．００１インチの厚さを有する材料）のいくつかの層からなり、これらは、１インチの数千分の一の層対層の位置合わせまたはアラインメント許容差をもって組立てられる。ＭＥＡのいくつかの型において、ＭＥＡは一般的に、ガスケット材料の２つの層、２つの電極、および１つの膜、例えばプロトン交換膜（ＰＥＭ）を含んでいる。これらの構成要素は一般的に、適切なサイズにカットされ、１インチの数千分の一の寸法許容差をもって組立てられる。一般的に先行技術のＭＥＡ組立てプロセスは、所定の順序で実施されなければならないいくつかの様々な操作からなり、これは一般的に、加工の間、組立てステーション間で材料が輸送される必要がある。ＭＥＡの構成要素、例えば薄いガスケット、薄い電極、および薄い膜の処理は一般的に、これらの薄い材料の特徴である柔軟性および脆性によって妨げられる。ＭＥＡおよびＭＥＡの構成要素の組立ての間に構成要素間で必要とされる高い許容差のアラインメントまたは位置合わせは一般的に、これらの構成要素がワークステーションからワークステーションへ輸送される時に、これらの構成要素の反復される位置決めおよび再配置を妨げる。
【０００５】
先行技術によれば、ＭＥＡは一般的に、一時に１つずつ手で組立てられる。燃料電池が経済的に実行可能になるためには、ＭＥＡの構成要素およびＭＥＡそれ自体の製造および組立てが自動化されることが好ましい。しかしながら、薄膜材料の多層の輸送および位置合わせ（すなわちアラインメント）は、先行技術の製造方法にとって特に難しい課題である。本発明の１つの態様によれば、製造プロセスの自動化において特に有用なＭＥＡの構成要素の先行技術の製造方法の欠点を克服する、製造の取付け具および製造方法が提供される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、先行技術の方法および装置の制限の多くに対処する方法および装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の１つの態様は、燃料電池膜電極組立て品の製造を容易にするための取付け具であって、開口部を有するプレート；およびガスケットをプレートに取付けるための手段であって、このガスケットが開口部を少なくとも一部塞ぐ手段を含み、開口部を少なくとも一部塞いでいるガスケットの部分が、燃料電池膜電極組立てのために少なくとも１つの電極を取付けるための表面を提供する取付け具である。本発明の１つの態様において、ガスケットをプレートに取付けるための手段は、ガスケットをプレートに取り外し可能に取付けるための手段を含んでいる。本発明の１つの態様において、ガスケットをプレートに取付けるための手段は、機械的手段、接着剤手段、磁気手段、および真空手段のうちの少なくとも１つを含んでいる。例えば機械的手段は、中でも、はんだ付け、ろう付け、溶接、および機械的留め具を含んでいる。接着剤手段は、中でも、グルー、エポキシド、および接着テープを含んでいる。磁気手段は、１つまたはそれ以上のマグネットまたは磁化表面の使用を含んでいる。真空手段は、真空源からの真空の使用を含んでいる。本発明の１つの態様において、ガスケットをプレートに取付けるための手段は、少なくとも１つのマグネットを含んでいる。本発明のもう１つの態様において、ガスケットをプレートに取付けるための手段はさらに、少なくとも１つのマグネットに引き付けられる少なくとも１つの強磁性マグネットプレートも含んでいる。本発明の１つの態様において、この取付け具はさらに、真空源に動作可能に連結されたプレートの中に少なくとも１つの真空開口部を含んでいる。本発明のもう１つの態様において、この取付け具はさらに、少なくとも１つの真空開口部と流体が流れる関係にある少なくとも１つの真空チャネルを含んでいる。本発明の１つの態様において、このプレートは、金属および非金属材料、例えば複合材料を含んでいる。本発明のもう１つの態様において、ガスケットは、約５００ミクロン未満の厚さを有する薄膜ガスケットを含んでいる。本発明のもう１つの態様において、ガスケットは、約２００ミクロン未満の厚さを有する薄膜ガスケットを含んでいる。
【０００８】
本発明のもう１つの態様は、開口部を有する第一プレートを含んでいる取付け具を用いた、燃料電池膜電極組立て品の製造を容易にする方法であって、ａ）薄膜ガスケットを供給する工程；ｂ）薄膜ガスケットを第一プレートに取付ける工程であって、この薄膜ガスケットが開口部を少なくとも一部塞ぐ工程；ｃ）開口部を薄膜ガスケットに導入する工程；およびｄ）薄膜ガスケットの中の開口部を覆うように電極を取付け、第一プレートに取付けられた第一ガスケット電極を供給する工程を含み、このガスケット電極が、燃料電池膜電極組立て品に用いられる方法である。本発明の１つの態様において、第一プレートはさらに、薄膜ガスケットを第一プレートに付着させるための手段を含み、ｂ）薄膜ガスケットの第一プレートへの取付け工程が、第一プレートの薄膜ガスケットを付着させるための手段を用いて、薄膜ガスケットを取付ける工程を含む。本発明のもう１つの態様において、ｃ）薄膜ガスケットへの開口部の導入工程が、例えば薄膜ガスケットへの開口部のダイカットによる薄膜ガスケットへの四辺形開口部の導入工程を含む。本発明の１つの態様において、ｃ）薄膜ガスケットへの開口部の導入工程が、複数の開口部の薄膜ガスケットへの導入工程を含む。本発明のもう１つの態様において、ｄ）電極を薄膜ガスケットの中の開口部を覆うように取付ける工程は、ｄ１）電極および薄膜ガスケットの少なくとも一部分を重ね合わせる工程、およびｄ２）この重なり合った部分を加熱および圧縮して、薄膜ガスケットの重なり合った部分と電極の重なり合った部分との間に接着を与える工程を含む。本発明の１つの態様において、加熱および圧縮工程ｄ２）は、少なくとも約１００℃への加熱工程、および少なくとも約１００ｐｓｉへの圧縮工程を含む。
【０００９】
本発明のもう１つの態様において、この方法はさらに、工程ａ）〜ｄ）を反復して、第二プレートに取付けられた第二ガスケット電極を供給する工程も含む。本発明の１つの態様において、この方法はさらに、第一ガスケット電極と第二ガスケット電極との間に交換膜を配置する工程、および第一ガスケット電極および第二ガスケット電極を交換膜の周りにシールして、シールされたガスケット電極−膜−電極組立て品を生産する工程も含む。本発明の１つの態様において、シーリングは、第一ガスケット電極および第二ガスケット電極を、温度および圧力に暴露する工程であって、第一ガスケット電極および第二ガスケット電極が交換膜に接着する工程を含む。本発明のもう１つの態様において、この方法はさらに、ガスケット電極−膜−電極組立て品を積層する工程、例えば第一ガスケット電極および第二ガスケット電極のガスケットの少なくとも一部分を、温度および圧力に暴露する工程であって、これらのガスケットの一部分が互いに接着する工程も含む。本発明の１つの態様において、この方法はさらに、少なくとも１つの開口部を、ガスケット電極−膜−電極組立て品のガスケットに導入して、燃料電池の積重ねとして組立てられた時、ガスの通路を提供する工程も含む。本発明のもう１つの態様において、この方法はさらに、燃料電池の積重ねの中に、ガスケット電極−膜−電極組立て品を配置する工程も含む。
【００１０】
本発明のもう１つの態様は、薄膜を有するデバイスの製造を容易にするための取付け具であって、開口部を有するプレート；および薄膜をプレートに取付けるための手段であって、この薄膜が開口部を少なくとも一部塞ぐ手段を含み、開口部を少なくとも一部塞いでいる薄膜の部分が、このデバイスの少なくとも１つの構成要素を取付けるための表面を提供する取付け具である。本発明の１つの態様において、薄膜をプレートに取付けるための手段は、薄膜をプレートに取り外し可能に取付けるための手段、例えば機械的手段、磁気手段、および真空手段のうちの少なくとも１つを含んでいる。本発明のもう１つの態様において、薄膜をプレートに取付けるための手段は、少なくとも１つのマグネットを含んでいる。本発明の１つの態様において、薄膜をプレートに取付けるための手段はさらに、少なくとも１つのマグネットに引き付けられる少なくとも１つの強磁性プレートも含んでいる。本発明の１つの態様において、この取付け具はさらに、真空源に動作可能に連結されたプレートの中に少なくとも１つの真空開口部も含んでいる。本発明の１つの態様において、この取付け具はさらに、少なくとも１つの真空開口部と流体が流れる関係にある少なくとも１つの真空チャネルも含んでいる。本発明の１つの態様において、このプレートは、金属材料および非金属材料のうちの少なくとも１つ、例えば複合材料を含んでいる。本発明の１つの態様において、この薄膜は、約１ミリメートル未満の厚さを有する薄膜を含んでいる。本発明のもう１つの態様において、この薄膜は、約５００ミクロン未満の厚さを有する薄膜を含んでいる。本発明のもう１つの態様において、この薄膜は、約２００ミクロン未満の厚さを有する薄膜を含んでいる。
【００１１】
本発明のさらなる態様は、開口部を有するプレートを含んでいる取付け具を用いた、薄膜を有するデバイスの製造を容易にする方法であって、ａ）薄膜を供給する工程；ｂ）薄膜をプレートに取付ける工程であって、この薄膜が開口部を少なくとも一部塞ぐ工程；ｃ）このデバイスの少なくとも１つの構成要素を薄膜に取付け、プレートによって支持された薄膜を有する構成要素を供給する工程；ｄ）この薄膜を有する構成要素を、プレートによって支持されつつ、さらなる加工に暴露する工程；およびｅ）薄膜を有する構成要素をデバイスに取付ける工程を含む方法である。
【００１２】
本発明の１つの態様において、この方法はさらに、例えば薄膜へ開口部をダイカットすることによる、少なくとも１つの開口部を薄膜に導入する工程ｆ）も含む。本発明のもう１つの態様において、このプレートはさらに、薄膜をプレートに付着させるための手段を含み、この場合、ｂ）薄膜のプレートへの取付け工程が、薄膜をプレートに付着させるための手段を用いて薄膜を取付ける工程を含む。本発明の１つの態様において、このプレートはさらに、少なくとも１つのマグネットを含み、薄膜のプレートへの取付け工程ｂ）が、薄膜を少なくとも１つのマグネットを覆うように配置し、強磁性プレートを薄膜および少なくとも１つのマグネットを覆うように置く工程を含む。本発明のもう１つの態様において、デバイスの少なくとも１つの構成要素の薄膜への取付け工程ｃ）が、ｃ１）この構成要素および薄膜の少なくとも一部分を重ね合わせる工程、およびｃ２）この重なり合った部分を加熱および圧縮して、薄膜の重なり合った部分とこの構成要素の重なり合った部分との間に接着を与える工程を含む。本発明の１つの態様において、加熱および圧縮工程ｃ２）は、少なくとも約１００℃への加熱工程、および少なくとも約１００ｐｓｉへの圧縮工程を含んでいる。
【００１３】
本発明のこれらおよびその他の実施形態および態様は、添付図面、以下の説明、および添付クレームを検討すれば、より明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、本発明の１つの態様による取付け具１０の透視図を示す。取付け具１０は、開口部１４、および薄膜様材料１８、例えば薄膜ガスケット材料を、開口部１４を少なくとも一部覆うように取付けるための手段１６を有するプレート１２を含んでいる。本発明のこの態様によれば、取付け具１０は、薄膜様材料に取付けられる構成要素を取付けるか、輸送するか、または操作するための台を提供する。本発明の１つの態様によれば、取付け具１０は、薄膜様ガスケットに取付けられた燃料電池組立て品に使用される構成要素、例えば薄い誘電性ガスケットに取付けられるファブリック電極を取付けるか、輸送するか、または操作するために用いられてもよい。しかしながら本発明は、製造、組立て、または使用の間、薄膜に取付けられた構成要素の処理を容易にするために、あらゆる産業において用いることができる。これらの産業には次のものが含まれるが、これらに限定されるわけではない。すなわち、中でも、半導体産業、医薬産業、食品処理産業、材料産業、材料処理産業、化学産業、写真産業、印刷産業、特殊衣料産業（例えば危険物質保護）、および航空機製造産業（例えば複合材料製造）である。
【００１５】
図１に示されている本発明の態様によれば、プレート１２は、材料、例えば歪みを最小限にするために剛性を与え、また処理を容易にするために軽量である材料のあらゆる平らな薄い部品であってもよい。プレート１２は、木材、例えば硬材板または合板；ガラス；金属、例えば中でも鋼、ステンレス鋼、アルミニウム、またはチタン；プラスチック、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、またはポリエステル；または複合材料、例えばバーモント州ベニングトンのバーモント・コンポジッツ（Ｖｅｒｍｏｎｔ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ，Ｂｅｎｎｉｎｇｔｏｎ，Ｖｅｒｍｏｎｔ）によって供給されているカーボン複合材料から作製されてもよい。プレート１２の構造はまた、所望の剛性および低重量を与えるために多くの形態を取ってもよく、例えばプレート１２は、硬化リブ、すなわち縦リブまたは横リブを含んでいてもよく、またはプレート１２は、内部空洞部または補剛材を有する中空構成、例えばハネカムアルミニウム、またはその他の押出しされるかまたは組立てられた（ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ）構成を有していてもよい。
【００１６】
図面に示されている本発明の様々な態様の図解は、本発明の態様をできるだけ明確に示すことを意図している。これらの構造のいくつかは、断面が比較的薄いので（例えば図１の薄膜１８）、分かりやすくするために、これらの構造の寸法（最も顕著には厚さ）は、誇張されていることがある。すなわち一定の比例に拡大して描かれていない。この明細書の文言は、図面の描写が一定の比例に拡大されていない時、大部分の構造について信頼すべき寸法の範囲を示す。
【００１７】
プレート１２の寸法は、取付け具１０によって処理されている構成要素のサイズに応じて様々であってもよい。プレート１２は、用途に応じて、約１インチ（２５．４ｍｍ）〜約２０フィート（約６メートル）の様々な長さおよび幅を有してもよい。例えば燃料電池用のＭＥＡの構成要素を処理するために用いられる本発明の態様において、プレート１２は、約１フィート（約３００ｍｍ）〜約６フィート（約２メートル）の範囲であってもよい長さおよび幅を有してもよい。本発明の１つの態様において、プレート１２は、約２フィート（約６１０ｍｍ）〜約４フィート（約１．２メートル）の長さ、および約１フィート（約３００ｍｍ）〜約３フィート（約９１４ｍｍ）の幅を有する。プレート１２の厚さはまた、取付け具１０によって処理されている構成要素の構成材料および重量に応じて広く様々であってもよい。プレート１２の厚さは、約１ｍｍ（０．０３９インチ）〜約１００ｍｍ（約４インチ）の範囲であってもよく、一般的には約３ｍｍ（約０．１２５インチ）〜約１２ｍｍ（約０．５０インチ）の範囲にある。
【００１８】
開口部１４は、取付け具１０によって処理されている構成要素の、中でもサイズ、重量、および数に応じて、あらゆるサイズまたは形状を取ってもよい。開口部１２は、ほかの形状の中でも特に、長方形、正方形、円形、三角形、または楕円形であってもよい。本発明の１つの態様によれば、１つ以上の開口部１４が、プレート１２に備えられてもよい（例えば図１６および１７参照）。本発明の１つの態様によれば、開口部１４は、プレート１２の中の中央に位置した単一開口部を含んでいる。本発明のもう１つの態様において、１つまたはそれ以上の開口部１４は、プレート１２の中心線から外れて置かれてもよい。
【００１９】
薄膜様材料１８は、構成要素を取付けるために用いることができる広い範囲の材料のどれであってもよい。薄膜１８は、金属または非金属フィルムまたはシートであってもよく、例えば薄膜１８は、金属ホイル、例えば金、アルミニウム、錫、または鋼ホイルであってもよい。薄膜１８は、プラスチックまたはポリマーフィルム、例えばポリエチレン（ＰＥ）またはポリエステル（ＰＥＴ）であってもよい。本発明の１つの態様において、薄膜１８は、いくつかの高温安定ポリマーのどれであってもよく、例えばポリイミドフィルム、例えばデュポン社によって商標カプトン（Ｋａｐｔｏｎ）（登録商標）として販売されているポリイミドフィルムである。本発明の１つの態様において、薄膜１８は、ＭＥＡにおいて誘電性ガスケット材料として用いられるポリエーテルケトン（例えばＰＥＫ、ＰＥＥＫなど）またはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥまたはＦＥＰ）族のどのメンバーであってもよい。薄膜１８はまた、本発明によれば、どんな構成要素が取付け具１０によって処理されているかに応じて、広い範囲の厚さを有してもよい。本発明の１つの態様において、薄膜１８は、約１マイクロメートル（約０．００００４インチ）〜約５００マクロメートル（約０．０２０インチ）の厚さを有してもよく、一般的には約２５マイクロメートル（約０．００１インチ）〜約２００マイクロメートル（約０．００８インチ）の厚さを有してもよい。
【００２０】
薄膜様材料１８を取付けるための手段１６は、フィルム１８が、所望の処理および負荷に暴露された時、フィルム１８を取付け具１０上に保持しうるあらゆる構造を含んでいてもよい。手段１６の３つの実施形態が、図２Ａ、２Ｂ、および２Ｃに図解されている。図２Ａ、２Ｂ、および２Ｃは、図１に示されている図面線２−２に沿う手段１６の断面図を図解している。図２Ａに示されている本発明の１つの態様によれば、手段１６Ａは、複数の機械的留め具、例えばねじ２０およびワッシャ２２、および１つまたはそれ以上の保持プレート２４を含んでいる。本発明のこの態様において、ねじ２２は、プレート１２中のねじ穴２６の中に通され、ねじ２０、ワッシャ２２、１つまたはそれ以上の保持プレート２４は、プレート１２の中の開口部１４の周りにフィルム１８を保持している。本発明の１つの態様において、ねじ２２の代わりに、ナットおよびボルトが、フィルム１８を保持するために用いられてもよい。プレート２４の長さおよび厚さは、取付け具１０のサイズ、および取付け具１０に保持されている構成要素のサイズおよび重量に応じて様々であってもよい。例えばプレート２４の幅は、０．１２５インチ（約３ｍｍ）〜約３フィート（約１メートル）であってもよい。本発明の１つの態様において、本発明が燃料電池のＭＥＡの構成要素を処理するために用いられる場合、プレート２４の幅は、約０．５インチ〜約３インチ、例えば約１〜約２インチであってもよい。プレート２４の厚さは、約０．１ｍｍ（約０．００４インチ）〜約５０ｍｍ（約２インチ）であってもよく、一般的には約０．５ｍｍ（約０．０２インチ）〜約５ｍｍ（約０．２インチ）であってもよい。本発明の１つの態様において、プレート２４は、約１インチ（約２５．４ｍｍ）の幅、および約０．５ｍｍ（約０．０２インチ）の厚さを有する。
【００２１】
図２Ｂに示されている本発明の態様において、手段１６Ｂは、薄膜１８を、プレート１２の開口部１４を横断して保持する。本発明のこの態様において、手段１６Ｂは、フィルム１８を保持する１つまたはそれ以上のマグネット２８および１つまたはそれ以上の強磁性プレート３０を含んでいる。１つまたはそれ以上のマグネット２８は、永久磁石または電磁石を包含するあらゆる型の従来のマグネットであってもよい。本発明の１つの態様において、マグネット２８は、例えばエラストマーマグネット、例えばエラストマーマトリックス中に埋め込まれた強磁性粒子を含んでいるマグネットである。マグネット２８は、中でも、機械的留め具または接着剤を包含する従来の手段によって、プレート１２に付着されてもよい。プレート３０は、フィルム１８を保持するのに十分な力でマグネット２８に引き付けられているあらゆる型のプレートであってもよく、例えば炭素鋼プレートまたはステンレス鋼プレートである。プレート３０はまた、非金属マトリックス中に強磁性粒子、例えば鉄粒子で含浸されたプラスチックまたはエラストマー材料を含んでいるプレートであってもよい。本発明の１つの態様において、マグネット２８は、プレート１２の中に埋め込まれていてもよい。例えばこの場合、マグネット２８の表面は、プレート１２の表面と本質的に同じ高さにある。埋め込まれたマグネット２８の表面は、プレート１２の表面と同じ高さになくてもよく、プレート１２の表面の上または下にあってもよい。本発明の１つの態様において、マグネット２８は、プレート１２の表面の中に成形されている。本発明のもう１つの態様において、マグネット２８は、磁化された、例えば電磁化されたプレート１２の部位を含んでいる。
【００２２】
本発明の１つの態様において、プレート１２は、鉄材料であってもよく、フィルム１８は、１つまたはそれ以上の取り外し可能なマグネット２８’（図示されていない）によって、プレート３０を必要とせずに保持されてもよい。本発明のこの態様において、フィルム１８は、取り外し可能なマグネット２８’とプレート１２との間の磁力によってプレート１２上に保持される。
【００２３】
マグネット２８およびプレート３０の長さおよび厚さは、取付け具１０のサイズ、および取付け具１０に保持されている構成要素のサイズおよび重量に応じて様々であってもよい。例えばマグネット２８およびプレート３０の幅は、０．１２５インチ（約３ｍｍ）〜約３フィート（約１メートル）であってもよい。本発明の１つの態様において、本発明が、燃料電池のＭＥＡの構成要素を処理するために用いられる場合、マグネット２８およびプレート３０の幅は、約０．２５インチ（約６ｍｍ）〜約３インチ（約７５ｍｍ）、例えば約１（２５．４ｍｍ）〜約２インチ（５０．８ｍｍ）であってもよい。マグネット２８およびプレート３０の厚さは、約０．１ｍｍ（約０．００４インチ）〜約５０ｍｍ（約２インチ）であってもよく、一般的には約０．５ｍｍ（約０．０２インチ）〜約５ｍｍ（約０．２インチ）であってもよい。本発明の１つの態様において、マグネット２８は、約１インチ（約２５．４ｍｍ）の幅、および約２．５ｍｍ（約０．１０インチ）の厚さを有し、プレート３０は、約１インチ（約２５．４ｍｍ）の幅、および約０．５ｍｍ（約０．０２インチ）の厚さを有する。プレート３０の幅は、マグネット２８の幅とほぼ等しいか、それよりも大きいか、または小さくてもよい。
【００２４】
図２Ｃに示されている本発明の態様において、手段１６Ｃは、薄膜１８をプレート１２の開口部１４を横断して保持する。本発明のこの態様において、手段１６Ｃは、薄膜１８とプレート１２との間になんらかの形の接着１９を含んでいてもよい。例えば接着１９は、接着剤、例えば永久接着剤または一時的接着剤（例えばポスト・イット（Ｐｏｓｔ−ｉｔ）（登録商標）ブランドの接着性メモに用いられている一時的接着剤）、またはテープ、例えば片面または両面テープであってもよい。接着１９はまた、フィルム１８とプレート１２との融合、例えば熱融合または溶接を含んでいてもよい。フィルム１８とプレート１２との熱融合は、合わせ表面を温度および圧力に暴露することによって実施されてもよい。接着１９は、薄膜１８をプレート１８に接着させるほかの従来の手段を含んでいてもよい。
【００２５】
図３は、図１に示されている本発明の１つの態様による取付け具４０の分解透視図を示している。図３に示されている本発明の１つの態様において、取付け具４０は、開口部１１４（開口部１４に類似している）、および薄膜１１８（薄膜１８に類似している）を保持するための手段１１６Ｂ（図２Ｂに示されている手段１６Ｂに類似している）を有するプレート１１２（プレート１２に類似している）を含んでいる。本発明のこの態様において、開口部１１４は長方形であり、手段１１６Ｂは、開口部１１４の周りに取付けられたマグネット１２８の長方形配列を含んでいる。手段１１６Ｂはまた、保持プレート１３０（図２Ｂに示されている保持プレート３０に類似している）を含んでいる。保持プレート１３０は、単一プレート、または２つまたはそれ以上のプレートであってもよい。本発明のこの態様において、保持プレート１３０は、マグネット１２８と実質的に同じ形状寸法（ｇｅｏｍｅｔｒｙ）を有する。本発明の１つの態様によれば、プレート１３０の形状寸法は、プレート１３０の処理を容易にするため、またはフィルム１１８に取付けられた構成要素の加工を容易にするために、マグネット１２８の形状寸法と異なっていてもよい。例えばプレート１３０は、手動によるかまたは自動化手段によるプレート１３０の配置または除去を容易にするために、１つまたはそれ以上の延長部、取っ手、または突出部を含んでいてもよい。プレート１３０はまた、プレート１３０のマグネット１２８上の位置決定を容易にするために、１つまたはそれ以上の穿孔、孔、またはピンを含んでいてもよい。
【００２６】
図４は、プレート１３０とマグネット１２８との間に保持されているフィルム１１８とともに組立てられた、図３に示されている取付け具４０の透視図を示す。図４に示されているように、取付け具４０の組立ての時、少なくともいくらかの過剰フィルム１１８Ａおよび１１８Ｂが、プレート１３０を越えて突き出ることがある。本発明の１つの態様によれば、過剰フィルム１１８Ａおよび１１８Ｂは、手動によるかまたは自動化手段によって除去され、図５に示されているように取付けられたフィルム１１８を取付け具４０に供給することができ、これは、本発明の１つの態様によれば、今やさらなる加工の準備ができている。
【００２７】
図１〜５は、薄膜１８、１１８を取付けるために用いることができる取付け具１０および４０を図解している。本発明によれば、取付け具１０および４０は、薄膜１８、１１８の加工、または薄膜１８、１１８を有する構成要素の製造を容易にするために用いることができる。図６〜１５は、取付け具１０および４０を用いて実施することができる一連のプロセスを図解している。記載されている加工は、燃料電池のＭＥＡの構成要素の製造に用いることができるが、当業者は、多くの型の加工および製造が、本発明の１つまたはそれ以上の態様を用いることによって容易にされうることが分かるであろう。
【００２８】
図６は、本発明の１つの態様による取付け具１４０の透視図を図解している。取付け具１４０は、取付け具４０に類似しており、開口部２１４を有する、プレート１１２に類似したプレート２１２；マグネット１２８に類似した１つまたはそれ以上のマグネット２２８；プレート１３０に類似した強磁性プレート２３０；および薄膜１１８に類似したガスケット２１８を有する。図６に示されているガスケット２１８を取付けるための手段は、本発明によるマグネット２２８および強磁性プレート２３０を含んでいるが、図６においてガスケット２１８をプレート２１２に取付けるためのあらゆる手段を用いることができる。例えば中でも、図２Ａ、２Ｂ、および２Ｃに示されている手段の１つである。
【００２９】
本発明の１つの態様によれば、ＭＥＡの１つの構成要素の製造は、従来手段による、例えばガスケット２１８中に開口部２１９を手動でカットするか、または手動または自動ダイプレスによって開口部２１９を形成することによる、ガスケット２１８への１つまたはそれ以上の口、孔、または開口部２１９の導入を含む。開口部２１９は、あらゆる所望の形状であってもよく、これには、多角形、例えば四辺形、長方形、三角形など；または丸形、例えば卵形、楕円形、円形などが含まれる。図６に示されている本発明の態様によれば、開口部２１９は、形状が長方形であり、プレート２１２の中の開口部２１４の中央に位置する。単一開口部２１９のみが図６に示されているが、本発明の１つの態様によれば、２つまたはそれ以上の開口部が、ガスケット２１８へ導入されてもよい（例えば図１６参照）。
【００３０】
本発明の１つの態様によるＭＥＡの構成要素の製造の次の工程において、電極が開口部２１９に導入される。このプロセスは、図７に図解されている。図７は、図６に示されている断面線７−７を通して見た取付け具１４０の断面図を示している。図７はまた、ニュージャージー州サマーセット（Ｓｏｍｅｒｓｅｔ，ＮＪ）のＥ−ＴＥＫによって供給されている電極２２１、例えば炭素ベースのガス拡散電極の断面図も含んでいる。本発明の１つの態様によれば、取付け具１４０に取付けられたガスケット２１８は、電極２２１が取付けられたガスケットを提供する。電極２２１は、従来の手段、例えば接着剤によって、ガスケット２１８の中の開口部２１９を覆って取付けられてもよい。本発明の１つの態様において、電極２２１は、熱および圧力によって、ガスケット２１８の中の開口部２１９を覆って取付けられてもよい。例えば図７に想像線で（ｉｎ  ｐｈａｎｔｏｍ）示されているように、アンビル２２５を有する加熱ダイプレス２２３が、電極２２１をガスケット２１８の中の開口部２１９を覆うように取付けるために用いられてもよい。本発明のこの態様によれば、電極２２１は、所望に応じて開口部２１９を覆うように配置され（例えば０．００３インチまたはそれ以下の許容差をもって配置され）、ついでダイプレス２２３が、開口部２１９の周辺部の周りで、電極２２１およびガスケット２１８の合わせ表面を圧縮する。本発明の１つの態様によれば、ガスケット２１８は、例えば少なくとも１００℃の温度および少なくとも１００ｐｓｉの圧力で、電極２２１とともに圧縮された時、電極２２１に接着する材料を含んでいる。これらの温度および圧力条件下、ガスケット２１８は、電極２２１と融合し、この場合、ガスケット２１８は電極２２１に「溶接」される。
【００３１】
図８は、図７に類似した断面図であるが、ガスケット２１８の中の開口部２１９を覆う電極２２１を有する、組立てられた取付け具２４０を示している。本発明の１つの態様によれば、ガスケット取付け電極２２１を有する少なくとも２つの取付け具２４０が、膜とともに組立てられ、燃料電池用のＭＥＡを提供する。このＭＥＡの組立ては、図９に示されている。
【００３２】
図９は、本発明の１つの態様によるＭＥＡ組立て品２５０の分解透視図である。組立て品２５０は、図８に示されている取付け具２４０と本質的に同一の第一取付け具２４０を含み、これは、ガスケット２１８に取付けられた電極２２１を有し、これ自体はプレート２１２に取付けられている。組立て品２５０は、図８に示されている取付け具２４０と本質的に同一であるが、さかさまの第二取付け具２４０’を含んでいる。本発明のこの態様によれば、交換膜２５２、例えばプロトン交換膜（ＰＥＭ）が、当業界において知られているように、取付け具２４０と２４０’との間に配置され、電極２２１と整合されている（ここでもまた、例えば０．００３インチまたはそれ以下の許容差をもって整合されている）。本発明の１つの態様によれば、交換膜２５２は、２００２年８月３０日に出願された、発明の名称が「源位置から標的位置への薄膜の移動のための方法および装置」（特許事務所参照番号２０３６．００１）という、同一出願人による米国特許出願第１０／２３２，４２４号に開示されている、自動膜処理方法および装置によって、取付け具２４０と２４０’との間に配置されてもよい。この特許の開示は、その全体が参照して本明細書に含まれる。
【００３３】
取付け具２４０および２４０’、および膜２５２の透視図が、図１０に示されている。図１１は、図１０の線１１−１１に沿って見た組立て品２５０の断面図を示している。本発明の１つの態様によれば、図１１に示されている電極２２１および膜２５２の組立て品は、電極２２１および膜２５２を加熱および圧縮することによって「シール」され、図１２に示されているように、シールされた電極−膜−電極組立て品２５５を形成することができる。図１２は、シーリングプロセスの間の図１１に示されている電極−膜−電極組立て品２５５の詳細図を示している。本発明の１つの態様において、シーリングは、接着剤によって実施されてもよい。本発明のもう１つの態様において、図７および８に示されているガスケット２１８への電極２２１の付着プロセスに類似した方法において、シーリングは、図１２における圧力分配２２９によって示されているように、電極２２１および膜２５２を圧縮し、例えば加熱ダイプレスによって熱を加えることによって実施される。本発明の１つの態様によれば、電極−膜−電極組立て品２５５のシーリングは、電極−膜−電極組立て品２５５の上全体に、例えば電極−膜−電極組立て品２５５の上全体に均一に、少なくとも１００℃の温度において少なくとも１００ｐｓｉの圧力を加えることによって実施されてもよい。
【００３４】
本発明のもう１つの態様によれば、電極−膜−電極組立て品２５５が、図１２に示されているようにシールされた後、電極−膜−電極組立て品２５５は「積層」されてもよい。本発明のこの態様によれば、当業界において用いられているように、電極−膜−電極組立て品２５５が積層された時、組立て品２５５の電極２２１および膜２５２の周辺部の外側のガスケット合わせ表面が融合される。本発明の１つの態様によれば、積層はガスケット２１８の合わせ表面間に接着剤を塗布することによって実施されてもよい。本発明のもう１つの態様によれば、積層は、図７に示されているダイプレス２２３に類似した方法で、ダイプレスにおいて熱および圧力によって実施されてもよい。図１３は、積層の間、すなわち電極−膜−電極組立て品２５５の周辺部の周りのガスケット２１８が融合されつつある時の、図１１に示されている電極−膜−電極組立て品２５５の図１２と類似した詳細図である。矢印２２７は、積層プロセスの間にガスケット２１８に加えられた圧力を表わす。ここでもまた、積層の間に加えられる圧力および温度は、少なくとも１００℃において少なくとも１００ｐｓｉであってもよい。
【００３５】
本発明のもう１つの態様によれば、図１４に示されているように、１つまたはそれ以上の孔または穿孔２６０が、ガスケット２１８に導入されてもよい。本発明の１つの態様において、穿孔２６０は、電極−膜−電極組立て品２５５が積層された後で導入されてもよく、本発明のもう１つの態様によれば、穿孔２６０は、製造プロセスの間いつ導入されてもよい。例えば穿孔２６０は、開口部２１９が図６に示されているようにガスケット２１８中に導入されるのとほぼ同時に、または図１２に示されているシーリングの間、または図１３に示されている積層の間、または加工の間、ほかのどの時に導入されてもよい。穿孔２６０は、組立てられた燃料電池の中の通路、例えば燃料電池の中のＭＥＡ、例えば電極−膜−電極組立て品２５５へガスを供給しかつ排気する通路に対応するように備えられてもよい。穿孔２６０は、あらゆる所望の数または形状で備えられてもよく、手動によってまたは自動的にガスケット２１８の中にカットされてもよい。本発明の１つの態様において、穿孔２６０は、１つまたはそれ以上のダイカット操作によって備えられる。本発明の１つの態様において、穿孔２６０は省かれてもよい。
【００３６】
組立て品２５０における電極−膜−電極組立て品２５５の処理の完了の時、電極−膜−電極組立て品２５５は、組立て品２５０から除去され、所望の形状に切り取られてもよく、図１５に示されている本質的に完了した電極−膜−電極組立て品２６５を生じる。組立て品２５０からの電極−膜−電極組立て品２５５の除去は、例えば単一ダイカット操作で手動によりまたは自動的に実施されてもよい。一体的ガスケットを有する完了した電極−膜−電極組立て品２６５はついで、燃料電池の積重ねの中に挿入されるか、あるいはまた保存または出荷のために処理されるか、または包装されてもよい。
【００３７】
本発明の１つの態様によれば、図９の取付け具２４０は、プレート２１２に単一開口部２１４および単一電極２２１を含んでいるが、図１６、１７、および１８に示されている本発明の態様によれば、１つ以上の開口部２１４および１つ以上の電極２２１が備えられてもよい。例えば図１６は、本発明のもう１つの態様によれば、２つまたはそれ以上の電極３２１を有する単一開口部３１４を有する取付け具３４０を示している。図１７は、２つまたはそれ以上の開口部４１４を有する取付け具４４０を示している。各開口部４１４は、本発明のもう１つの態様によれば１つまたはそれ以上の電極４２１を有する。図１８は、４つまたはそれ以上の開口部５１４を有する取付け具５４０を示している。各開口部５１４は、本発明のもう１つの態様によれば１つまたはそれ以上の電極５２１を有する。さらには本発明のもう１つの態様によれば、図６に示されているプレート２１２および開口部２１４は、例えばＭＥＡが用いられることになる燃料電池の形状に応じて、あらゆる所望の形状で備えられてもよい。例えば図１９に示されているように、本発明の１つの態様において、取付け具６４０は、円形プレート６１２および円形開口部６１４を有してもよく、１つまたはそれ以上の円形または四辺形電極６２１を有してもよい（これらは、１つまたはそれ以上の対応する円形または四辺形膜と合わされてもよい）。
【００３８】
本発明のもう１つの態様によれば、取付け具２４０および関連取付け具には、プレートの中の開口部を覆うような薄膜の取付けを容易にする手段が備えられてもよい。薄膜１０１を取付けるためのこのような１つの取付け具１００は、図２０に示されている。取付け具１００は、上で考察されたプレート１２、２１２の１つまたはそれ以上の特徴を有しうるプレート１０２を含んでいる。これは、開口部１０４；および上に開示された手段１６、１６Ａ、１６Ｂ、または１６Ｃに類似していてもよい、薄膜１０１を取付けるための手段１０６を含んでいる。図解を目的として、図２０に示されている手段１０６は、図２Ｂに示されている磁気手段１６Ｂを含んでいる。本発明のこの態様によれば、取付け具１００はまた、薄膜１０１の処理または取付け具１００への取付けを容易にするための手段１１０も含んでいる。本発明の１つの態様によれば、手段１１０は、真空源（図示されていない）に動作可能に連結された真空チャネル１１２を含んでいる。本発明の１つの態様において、真空チャネル１１２は、１つまたはそれ以上の真空開口部１１４によって、動作可能に真空源に連結されている。真空開口部１１４は、開口部のほかの形状のうち中でも、円形孔、長方形孔、またはスロット、丸形スロット１１４’、または異なる形状の開口部の組合わせであってもよい。
【００３９】
手段１１０の詳細図が、図２１に示されている。図２１は、図２０の線２１−２１に沿って見た断面図である。図２１に示されているように、薄膜１０１を取付けるための取付け具１００のプレート１０２は、開口部１０４の周りに取付けられた磁気ストリップ１１５、および薄膜１０１を保持するために磁気ストリップ１１５とともに用いられる強磁性プレート１１７を含んでいる。同様に図２１に示されているように、取付け具１００はまた、１つまたはそれ以上の真空孔１１４によって真空源（図示されていない）に動作可能に連結された真空チャネル１１２を含んでいる。真空チャネル１１２は、プレート１０２に取付けられた２つのバリヤー１１３によって備えられてもよい。本発明の１つの態様において、バリヤー１１３は、プレート１０２と一体的であってもよい。例えばプレート１０２の表面の中に形成または成形されていてもよい。本発明のもう１つの態様において、バリヤー１１３は、例えば機械的留め具、溶接、または接着剤によってプレート１０２の表面に取付けられた別個の構造であってもよい。本発明の１つの態様において、バリヤー１１３は、金属、例えば鋼またはアルミニウム；または非金属、例えばエラストマーまたはポリマー、例えばゴムバリヤーであってもよい。本発明の１つの態様において、１つのバリヤー１１３は、磁気ストリップ１１５の縁部を含んでいてもよい。本発明のもう１つの態様において、少なくとも１つのバリヤー１１３は、磁気によるものであってもよく、少なくとも１つのバリヤー１１３は、磁気ストリップ１１５の機能を補足するか、またはこれと代わることもある。例えば本発明の１つの態様において、強磁性プレート１１７は、磁気バリヤー１１３の少なくとも１つの上全体に延びていてもよく、磁気バリヤー１１３の少なくとも１つによって保持されてもよい。本発明のもう１つの態様において、１つまたはそれ以上の磁気バリヤー１１３は、磁気ストリップ１１５に代わることができ、これによって磁気ストリップ１１５は省かれてもよく、例えば１つまたはそれ以上の磁気バリヤー１１３は、図２１の磁気ストリップ１１５の位置に配置されてもよく、これによって磁気ストリップ１１５は省かれてもよい。
【００４０】
本発明の１つの態様によれば、薄膜１０１は、例えば手動によってまたは自動的に、開口部１０４を覆うように引っ張られ、真空源が作動され（ここでもまた手動によってまたは自動的に）、この場合真空は、１つまたはそれ以上の孔１１４を通って真空チャネル１１２の中に引き入れられる。真空チャネル１１２の中の真空は、薄膜１０１を真空チャネル１１２を覆うように引っ張って、開口部１０４および磁気ストリップ１１５の上の定位置に薄膜１０１を保持する。薄膜１０１は、真空によって保持されるが、強磁性プレート１１７は、磁気ストリップ１１５を覆うように（ここでもまた手動によってまたは自動的に）配置され、薄膜１０１を開口部１０４を覆うように保持する。真空チャネル１１２への真空源は、ついで遮断され、薄膜１０１を有する取付け具１００は、必要に応じて処理または加工することができる。真空チャネル１１２は、この明細書に開示された取付け具のいずれか１つにおいて用いられてもよい。
【００４１】
本発明のもう１つの態様によれば、図２０に示されているように、取付け具１００（またはこの明細書に開示されているほかのあらゆる取付け具）は、１つまたはそれ以上の取付け具の位置決め開口部１２０を含んでいてもよい。開口部１２０は、取付け具１００に取付けられた薄膜または構成要素の処理および加工の間、取付け具１００を整合するために用いられた孔、スロット、溝、または関連構造であってもよい。例えば図２０に示されているように、取付け具１００は、約０．１２５インチ〜約０．７５インチの直径を有する少なくとも２つの位置決め孔１２０を含んでいてもよい。孔１２０は、薄膜に取付けられた薄膜または構成要素を加工するステーションに配置された、同様なサイズのピンまたはダウエル、例えばダイプレスに配置されたピンまたはダウエルと協同作用を行なうことができる。プレート１０２の摩耗が心配である時、孔１２０は、摩耗を減少させるため、または耐摩耗性表面を備えるために、ブッシングまたはグロメットによって強化されてもよい。
【００４２】
本発明のもう１つの態様によれば、取付け具１００（またはこの明細書に開示されているほかのあらゆる取付け具）は、処理開口部１２５および１２７を含んでいてもよい。ここでもまた開口部１２５および１２７は、取付け具１００に取付けられた薄膜または構成要素の加工の間、取付け具１００の処理を容易にするために用いられた孔、スロット、溝、または関連構造であってもよい。例えば本発明の１つの態様において、開口部１２５および１２７は、取付け具１００のピンまたはダウエルを、コンベヤ、例えばウオーキングビーム（ｗａｌｋｉｎｇ−ｂｅａｍ）コンベヤ上に保持するために用いられてもよい。ただし、ほかの型のコンベヤも用いることができる。開口部１２５および１２７は、約０．１２５インチ〜約１．００インチの直径を有してもよい。
【００４３】
本発明のもう１つの態様によれば、取付け具１００（またはこの明細書に開示されているほかのあらゆる取付け具）は、取付け具１００を手で持ち運ぶか、または操作するための１つまたはそれ以上の取っ手を含んでいてもよい。これらの取っ手は単に、プレート１０２の中の１つまたはそれ以上のスルーホール、またはバー、リブ、またはプレート１０２の表面上に取付けられた商品として入手しうる取っ手を含んでいるだけでよい。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、薄膜、例えば膜電極組立て品の構成要素を有するデバイスの製造プロセスの間、薄膜の処理を容易にする取付け具、および取付け具の使用方法を提供する。本発明は、このようなデバイスの組立てを自動化する時に特に有用である。これらのデバイスは、先行技術の方法によれば、一般的には個別に手で加工することしかできない。本発明は、このようなデバイスの製造を容易にし、この場合、このようなデバイスを、先行技術の取付け具または方法を用いた時よりも迅速かつ経済的に生産することができる。したがって本発明の態様を用いることによって、このようなデバイスを、適正な費用で商品として入手可能にすることができる。一方、ほかの方法では、このようなデバイスは、高価すぎて商品として生産することができないであろう。
【００４５】
本発明は好ましい実施形態を参照して特別に示され、記載されているが、クレームに記載されている本発明の精神および範囲から逸脱することなく、形態および詳細における様々な変更がなされてもよいことは、当業者によって理解されるであろう。
【００４６】
本発明としてみなされる主題は、本明細書の結論部分において特に指摘され、明確に特許請求されている。しかしながら本発明は、構成および実施方法の両方に関して、本明細書のその他の目的および利点とともに、次の好ましい実施形態の詳細な説明および添付図面を参照して最もよく理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の１つの態様による、薄膜を保持するための取付け具の透視図である。
【図２】本発明の１つの態様による、図１の線２−２に沿って見た、図１に示されている取付け具の断面図である。
【図３】本発明の１つの態様による、薄膜を保持するための取付け具の分解透視図である。
【図４】本発明の１つの態様による、図３に示されている取付け具の組立て透視図である。
【図５】本発明の１つの態様による、過剰フィルムが切り取られている、図４に示されている取付け具の組立て透視図である。
【図６】本発明の１つの態様による、開口部を有する薄膜を保持する取付け具の透視図である。
【図７】本発明の１つの態様による、薄膜上の電極の配置を示す、図６の線７−７に沿って見た、図６に示されている取付け具の断面図である。
【図８】本発明の１つの態様による、電極の薄膜への取付けを示す、図７に類似した断面図である。
【図９】本発明の１つの態様による、図８に示されている取付け具の２つと１つの膜との組立ての分解透視図である。
【図１０】本発明の１つの態様による、組立てられた図９の取付け具の透視図である。
【図１１】本発明の１つの態様による、図１０の線１１−１１に沿って見た、図１０に示されている取付け具の断面図である。
【図１２】本発明の１つの態様による、シーリング前の、図１１に示されている電極−膜−電極組立て品の詳細図である。
【図１３】本発明の１つの態様による、シーリング後の、図１１に示されている電極−膜−電極組立て品の詳細図である。
【図１４】本発明の１つの態様による、ガス通過の導入を有する、図１０に示されている取付け具の透視図である。
【図１５】本発明の１つの態様による、図１４に示されている取付け具から除去された後の、膜電極組立て品の透視図である。
【図１６】本発明の１つの態様による、多電極とともに単一開口部を有する取付け具の平面図である。
【図１７】本発明の１つの態様による、単一電極とともに多開口部を有する取付け具の平面図である。
【図１８】本発明の１つの態様による、単一電極とともに多開口部を有するもう１つの取付け具の平面図である。
【図１９】本発明の１つの態様による、単一円形電極とともに１つの円形開口部を有する円形取付け具の平面図である。
【図２０】本発明の１つの態様による、単一開口部を有し、また薄膜の取付け具への取付けを容易にするための手段も有する取付け具の平面図である。
【図２１】本発明の１つの態様による、図２０の線２１−２１に沿って見た、図２０に示されている取付け具の断面図である。
【図１】
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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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【国際調査報告】
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