(57)【要約】【課題】帯状の発電体シートから発電体を作製する際に発生する触媒層の傾きに対応させて支持部材付き発電体を作製する。【解決手段】支持部材付き発電体の製造方法において、帯状の電解質膜の一方の面に長手方向に沿って間欠的に形成された触媒層を有する発電体シートを触媒層の間で切断することにより順次作製される発電体を、第１保持装置が保持する工程と、発電体の外周に貼り合わされる矩形枠状の支持部材を第２保持装置が保持する工程と、の少なくとも一方は、発電体が支持部材に貼り合わされる際に、支持部材の矩形枠内に触媒層が収まるように、支持部材の矩形枠に対する触媒層の外形の角度を、発電体の外形と発電体に含まれる触媒層の外形との位置関係に従って調整する工程を含む。【選択図】図６
2018195373.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持部材付き発電体の製造方法であって、
（ａ）帯状の電解質膜の一方の面に長手方向に沿って間欠的に形成された触媒層を有する発電体シートを前記触媒層の間で切断して、前記発電体シートから矩形状の発電体を順次作製する工程と、
（ｂ）前記発電体の外形と前記発電体に含まれる前記触媒層の外形との位置関係を検出する工程と、
（ｃ）前記発電体を第１保持装置が保持する工程と、
（ｄ）前記発電体の外周に貼り合わされる矩形枠状の支持部材を第２保持装置が保持する工程と、
を備え、
前記第１保持装置による前記工程（ｃ）と前記第２保持装置による前記工程（ｄ）の少なくとも一方は、前記発電体が前記支持部材に貼り合わされる際に、前記支持部材の矩形枠内に前記触媒層が収まるように、前記支持部材の矩形枠に対する前記触媒層の外形の角度を前記位置関係に従って調整する工程を含む、製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電体の外周に支持部材が取り付けられた支持部材付き発電体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池の単セルに用いられる発電体としての膜電極ガス拡散層接合体（ＭＥＧＡ：Membrane Electrode Gas-diffusion-layer Assembly）は、通常、ＭＥＧＡの外周に樹脂枠等の支持部材が取り付けられた支持部材付きＭＥＧＡ（支持部材付き膜電極ガス拡散層接合体）の形態で扱われる。支持部材に取り付けられるＭＥＧＡは、例えば、複数のＭＥＧＡが連続的に形成されたウェブ状（「帯状」とも呼ぶ）のＭＥＧＡシートから枚葉状のＭＥＧＡを切り出すことにより作製される。
【０００３】
特許文献１には、ウェブ状のＭＥＧＡシートから枚葉状のＭＥＧＡを切り出す方法として、枚葉状のＭＥＧＡの切り出し領域をトリミングする際に、ウェブ状の電解質膜の上に間欠的に形成された触媒層及び拡散層の位置ズレを吸収するために、ウェブ状のＭＥＧＡの送り方向及び横幅方向での触媒層及び拡散層の位置ズレに対応させて切断位置を補正する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１２９２９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の方法では、ウェブ状のＭＥＧＡシートの送り方向及び横幅方向に垂直な方向を中心とする回転方向の触媒層及び拡散層の位置ズレ（傾き）に対応することができない。そして、この傾きに対応していないＭＥＡＧを用いて作製された支持部材付きＭＥＧＡでは、有効に利用できる発電領域が想定した大きさよりも小さくなる可能性がある。このため、このような支持部材付きＭＥＧＡを用いた燃料電池単セルでは、発電効率が低下してしまう可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。
【０００７】
（１）本発明の一実施形態によれば、支持部材付き発電体の製造方法が提供される。この製造方法は、（ａ）帯状の電解質膜の一方の面に長手方向に沿って間欠的に形成された触媒層を有する発電体シートを前記触媒層の間で切断して、前記発電体シートから矩形状の発電体を順次作製する工程と；（ｂ）前記発電体の外形と前記発電体に含まれる前記触媒層の外形との位置関係を検出する工程と；（ｃ）前記発電体を第１保持装置が保持する工程と；（ｄ）前記発電体の外周に貼り合わされる矩形枠状の支持部材を第２保持装置が保持する工程と；を備える。前記第１保持装置による前記工程（ｃ）と前記第２保持装置による前記工程（ｄ）の少なくとも一方は、前記発電体が前記支持部材に貼り合わされる際に、前記支持部材の矩形枠内に前記触媒層が収まるように、前記支持部材の矩形枠に対する前記触媒層の外形の角度を前記位置関係に従って調整する工程を含む。
この形態の支持部材付き発電体の製造方法によれば、帯状の発電体シートを触媒層の間で切断することで得られた発電体において、発電体の外形と発電体に含まれる触媒層の外形との位置関係がずれて、発電体の外形に対して触媒層の外形が傾いた状態となった場合であっても、支持部材の矩形枠内に触媒層が収まるように、支持部材の矩形枠に対する触媒層の外形の角度を、検出した位置関係に従って調整することができる。このため、作製された支持部材付き発電体において、有効に利用できる発電領域の低下を抑制することができる。これにより、このような支持部材付き膜電極ガス拡散層接合体を用いた燃料電池単セルにおいて、発電効率の低下を抑制することができる。
【０００８】
（２）上記形態の製造方法は、前記工程（ｃ）において、前記第１保持装置は、保持する前記発電体についての前記位置関係に従って前記発電体が保持されている面内における前記触媒層の角度を調整するようにしてもよい。
この形態によれば、第１保持装置によって、保持する発電体についての位置関係に従って発電体が保持されている面内における触媒層の角度を調整することが可能である。
【０００９】
（３）上記形態の製造方法において、前記第１保持装置は、順次作製される前記発電体を順に保持する１以上の保持部を有し；前記工程（ｃ）において、各保持部は、前記各保持部が保持する前記発電体についての前記位置関係に従って前記発電体が保持されている面内における前記触媒層の角度を調整するようにしてもよい。
この形態によれば、一つの発電体の支持部材への貼り合せを行ないながら、他の発電体の触媒層の角度の調整を行なうことができる。これにより、支持部材付き発電体の生産性の向上を図ることが可能となる。
【００１０】
（４）上記形態の製造方法において、前記保持部は、前記膜電極ガス拡散層接合体部材を保持する保持板と；前記保持板の面内方向での前記保持板の傾きを変化させる角度調整装置と；前記保持板を前記角度調整装置に接続する第１リンク部及び第２リンク部と；を備える。前記第１リンク部は、前記保持板を前記保持板の第１リンク位置で前記角度調整装置に接続するとともに、前記第１リンク位置を中心として前記保持板の面内方向で前記保持板を回転可能に接続し；前記第２リンク部は、前記保持板を前記第１リンク位置とは異なる前記保持板の第２リンク位置で前記角度調整装置に接続するとともに、前記第１リンク位置を中心とする前記保持板の回転に応じて、前記角度調整装置に対する前記第２リンク位置を移動可能に接続する、ようにしてもよい。
この形態によれば、第１リンク位置を中心とする保持板の回転に応じて、角度調整装置に対する保持板の第２リンク位置が移動することにより、第２リンク位置で保持板に加わる力を吸収することができ、第１リンク位置を中心とする保持板の回転に応じて、保持板の第２リンク位置を、第１リンク位置を中心として回転させることができる。
【００１１】
（５）本発明の他の形態によれば、支持部材付き発電体の製造装置が提供される。この製造装置は、帯状の電解質膜の一方の面に長手方向に沿って間欠的に形成された触媒層を有する発電体シートを前記触媒層の間で切断して、前記発電体シートから矩形状の発電体を順次作製する裁断部と；前記発電体の外形と前記発電体に含まれる前記触媒層の外形との位置関係を検出する位置検出部と；前記発電体を保持する第１保持装置と；前記発電体の外周に貼り合わされる矩形枠状の支持部材を保持する第２保持装置と；を備える。前記第１保持装置と前記第２保持装置の少なくとも一方は、前記発電体が前記支持部材に貼り合わされる際に、前記支持部材の矩形枠内に前記触媒層が収まるように、前記支持部材の矩形枠に対する前記触媒層の外形の角度を前記位置関係に従って調整する。
この形態の支持部材付き発電体の製造装置によれば、上記した支持部材付き発電体の製造方法を実行することができるので、作製された支持部材付き発電体において、有効に利用できる発電領域の低下を抑制することができる。これにより、このような支持部材付き膜電極ガス拡散層接合体を用いた燃料電池単セルにおいて、発電効率の低下を抑制することができる。
【００１２】
（６）上記形態の製造装置において、前記第１保持装置は、保持する前記発電体についての前記位置関係に従って前記発電体が保持されている面内における前記触媒層の角度を調整する、ようにしてもよい。
この形態によれば、第１保持装置の保持部によって、保持する発電体についての位置関係に従って触媒層の角度を調整することが可能である。
【００１３】
（７）上記形態の製造装置において、前記第１保持装置は、順次作製される前記発電体を順に保持する１以上の保持部を有し；各保持部は、前記各保持部が保持する前記発電体についての前記位置関係に従って前記発電体が保持されている面内における前記触媒層の角度を調整する、ようにしてもよい。
この形態によれば、一つの発電体の支持部材への貼り合せを行ないながら、他の発電体の触媒層の角度の調整を行なうことができる。これにより、支持部材付き発電体の生産性の向上を図ることが可能となる。
【００１４】
（８）上記形態の製造装置において、前記保持部は、前記膜電極ガス拡散層接合体部材を保持する保持板と；前記保持板の面内方向での前記保持板の傾きを変化させる角度調整装置と；前記保持板を前記角度調整装置に接続する第１リンク部及び第２リンク部と；を備える。前記第１リンク部は、前記保持板を前記保持板の第１リンク位置で前記角度調整装置に接続するとともに、前記第１リンク位置を中心として前記保持板の面内方向で前記保持板を回転可能に接続し；前記第２リンク部は、前記保持板を前記第１リンク位置とは異なる前記保持板の第２リンク位置で前記角度調整装置に接続するとともに、前記第１リンク位置を中心とする前記保持板の回転に応じて、前記角度調整装置に対する前記第２リンク位置を移動可能に接続する、ようにしてもよい。
この形態によれば、第１リンク位置を中心とする保持板の回転に応じて、角度調整装置に対する保持板の第２リンク位置が移動することにより、第２リンク位置で保持板に加わる力を吸収することができ、第１リンク位置を中心とする保持板の回転に応じて、保持板の第２リンク位置を、第１リンク位置を中心として回転させることができる。
【００１５】
本発明は、上述した持部材付き発電体の製造方法や製造装置以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、燃料電池単セルの製造方法や製造装置等の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態として支持部材付きＭＥＧＡの製造装置の概略構成を示す説明図である。
【図２】帯状の樹脂シートを示す概略平面図である。
【図３】帯状のＭＥＧＡシートを示す概略平面図である。
【図４】ＭＥＧＡ保持装置の左側の回転装置を右側の回転装置側から見た概略構成図である。
【図５】１つの保持板と対応する回転軸と対応するリンク部との接続関係を模式的に示す斜視図である。
【図６】図５の左側リンク部の部分を拡大して模式的に示す斜視図である。
【図７】図５の右側リンク部の部分を拡大して模式的に示す斜視図である。
【図８】保持板と対応する回転軸と対応するリンク部とを模式的に示す平面図である。
【図９】作製された樹脂枠付きＭＥＧＡを示す概略平面図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ矢視概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
Ａ．実施形態：
図１は、本発明の一実施形態として支持部材付きＭＥＧＡの製造装置１０００の概略構成を示す説明図である。この製造装置１０００は、燃料電池の単セルに用いられる発電体としての膜電極ガス拡散層接合体（ＭＥＧＡ）の外周に支持部材が貼り合わされた支持部材付きＭＥＧＡ（支持部材付き膜電極ガス拡散層接合体）を作製する装置である。
【００１８】
この製造装置１０００は、ＭＥＧＡシート搬送部２００と、位置検出部３００と、裁断部４００と、ＭＥＧＡ搬送部５００と、ＭＥＧＡ保持装置１００と、樹脂シート搬送部６００と、幅方向位置調整部７００と、接着剤塗工部８００と、制御部９００と、を備える。なお、図１では、各装置は、それぞれ、模式的に表わされている。また、図１において、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸は互いに垂直であり、Ｚ軸は鉛直方向を示し、Ｘ軸およびＹ軸は水平方向を示している。
【００１９】
制御部９００は、本実施形態では、コンピュータにより構成されている。制御部９００のＣＰＵは、メモリに予め格納されている制御プログラムを実行することにより、ＭＥＧＡシート搬送部２００と、位置検出部３００と、裁断部４００と、ＭＥＧＡ搬送部５００と、ＭＥＧＡ保持装置１００と、樹脂シート搬送部６００と、幅方向位置調整部７００と、接着剤塗工部８００のそれぞれの制御部として機能し、製造装置１０００の全体を制御する。
【００２０】
樹脂シート搬送部６００は、繰出ロール６１０と支持ロール６３０とを含む。樹脂シート搬送部６００は、ロール状の態様で繰出ロール６１０にセットされた帯状（ウェブ状）の樹脂シート２０ＬＳを繰り出して、＋Ｙ方向の搬送方向へ向けて送り出す。繰出ロール６１０から送られてくる樹脂シート２０ＬＳは、支持ロール６３０によって支持されつつ、搬送方向へ向けて送り出される。
【００２１】
図２は、帯状の樹脂シート２０ＬＳを示す概略平面図である。樹脂シート２０ＬＳには、矩形状の樹脂枠２０が連続的に形成されている。樹脂枠２０には、後述するＭＥＧＡ１０（図３参照）が貼り合わされる際に、ＭＥＧＡ１０の一方の面に形成された触媒層１３が収められる矩形枠２２が形成されている。樹脂枠２０の材質としては、電気絶縁性で、かつ、ガスバリア性（ガス不透過性）に優れた樹脂が使用される。具体的には、例えばＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）や、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＳＰＳ（シンジオタクチックポリスチレン）が用いられる。なお、樹脂枠２０が「矩形枠状の支持部材」に相当する。
【００２２】
図１の接着剤塗工部８００は、繰出ロール６１０と支持ロール６３０との間で、ＭＥＧＡ保持装置１００よりも上流側で、樹脂シート２０ＬＳの上方側（＋Ｚ方向側）に配置されている。接着剤塗工部８００は、樹脂シート２０ＬＳの各樹脂枠２０について、ＭＥＧＡ１０（図３参照）が貼り合わされる領域（図２の一点鎖線で示す枠内）に接着剤を塗工する。
【００２３】
幅方向位置調整部７００は、樹脂シート搬送部６００の繰出ロール６１０及び支持ロール６３０と接着剤塗工部８００のＸ方向の位置を移動可能とする不図示の機構を有する。幅方向位置調整部７００は、樹脂シート搬送部６００の繰出ロール６１０及び支持ロール６３０と接着剤塗工部８００のＸ方向の位置を調整することにより、搬送される樹脂シート２０ＬＳの幅方向（Ｘ方向）の位置を調整することで、後述するように、樹脂枠２０に対するＭＥＧＡ１０のＸ方向の位置を調整する。
【００２４】
ＭＥＧＡシート搬送部２００は、繰出ロール２１０を含む。ＭＥＧＡシート搬送部２００は、ロール状の態様で繰出ロール２１０にセットされた帯状のＭＥＧＡシート１０ＬＳを繰り出して、樹脂シート２０ＬＳとは反対方向（−Ｙ方向）の搬送方向へ向けて送り出す。
【００２５】
図３は、帯状のＭＥＧＡシート１０ＬＳを示す概略平面図である。ＭＥＧＡシート１０ＬＳには、帯状の電解質膜１１の−Ｚ方向側の面（図３の裏側の面）に、電解質膜１１と同様の帯状の触媒層１２及び拡散層１４がこの順に積層形成され、＋Ｚ方向側の面（図３の表側の面）に、長手方向に沿って触媒層１３が間欠的に形成されている。ＭＥＧＡシート１０ＬＳは、ＭＥＧＡ１０が連続的に形成された帯状の発電体シートである。電解質膜１１は湿潤状態において良好なプロトン伝導性を示す固体高分子薄膜である。電解質膜は、例えば、フッ素系樹脂のイオン交換膜によって構成される。触媒層１２，１３は水素と酸素の化学反応を促進する触媒と、触媒を担持したカーボン粒子とを備える。拡散層１４は、電極反応に用いられる反応ガスを電解質膜の面方向に沿って拡散させる層であり、多孔質の拡散層用基材により構成されている。拡散層用基材としては、炭素繊維基材や黒鉛繊維基材、発砲金属など、導電性及びガス拡散性を有する多孔質の基材が用いられる。なお、ＭＥＧＡ１０が「矩形状の発電体」に相当する。
【００２６】
図１の裁断部４００は、順に送られてくるＭＥＧＡシート１０ＬＳを、搬送方向（−Ｙ方向）における触媒層１３の間の破線（図３参照）で示す位置で等間隔に順次切断することによって、ＭＥＧＡシート１０ＬＳからＭＥＧＡ１０を順次作製する。
【００２７】
位置検出部３００は、切断後のＭＥＧＡ１０を上方（＋Ｚ方向）から撮像し、撮像した画像を解析することにより、ＭＥＧＡ１０の外形とＭＥＧＡ１０の上面に有する触媒層１３の外形との位置関係を検出する。位置関係には、図３に示すように、ＭＥＧＡ１０の基準点（例えば、頂点Ｐｍ０）に対する触媒層１３の中心位置Ｐｃｃ、及び、触媒層１３の外形のＭＥＧＡ１０の外形に対する傾きθｃが含まれる。
【００２８】
切断して得られたＭＥＧＡ１０は、順次、ＭＥＧＡ搬送部５００によってＭＥＧＡ保持装置１００へ搬送されて保持される。
【００２９】
図１のＭＥＧＡ保持装置１００は、４つの保持板１４０ａ〜１４０ｄと、一対の回転装置１００Ｌ，１００Ｒと、を備える。一対の回転装置１００Ｌ，１００Ｒは、搬送方向（Ｙ方向）に向かう樹脂シート２０ＬＳを挟んで右側（＋Ｘ方向側）の上方と左側（−Ｘ方向側）の上方で、ＹＺ平面に沿った平面に対して面対称に配置されている。
【００３０】
図４は、ＭＥＧＡ保持装置１００の左側の回転装置１００Ｌを右側の回転装置１００Ｒ側から見た概略構成図である。左側の回転装置１００Ｌは、Ｘ軸に平行な軸心ＣＸを中心とし径の異なる４つの円筒形の回転軸１２０ａＬ〜１２０ｄＬと、それぞれの回転軸１２０ａＬ〜１２０ｄＬを独立して制御するサーボモータ１１０ａＬ〜１１０ｄＬ（図１参照）とを備える。なお、図示の都合上、図２では、４つのサーボモータ１１０ａＬ〜１１０ｄＬは図示されていない。
【００３１】
また、図示は省略するが、右側の回転装置１００Ｒも左側と同様であり、Ｘ軸に平行な軸心ＣＸを中心とし径の異なる４つの回転軸１２０ａＲ〜１２０ｄＲと、それぞれの回転軸１２０ａＲ〜１２０ｄＲを制御するサーボモータ１１０ａＲ〜１１０ｄＲ（図１参照）とを備える。
【００３２】
４つの保持板１４０ａ〜１４０ｄは、それぞれに対応するリンク部１６０ａＬ〜１６０ｄＬを介して左側の回転装置１００Ｌのそれぞれに対応する回転軸１２０ａＬ〜１２０ｄＬに接続されている。リンク部１６０ａＬ〜１６０ｄＬは、それぞれに対応する回転軸１２０ａＬ〜１２０ｄＬに固定される固定支持部材１３０ａＬ〜１３０ｄＬと、それぞれに対応する保持板１４０ａ〜１４０ｄと固定支持部材１３０ａＬ〜１３０ｄＬとを繋ぐリンク部材１５０ａＬ〜１５０ｄＬと、から構成される。なお、以下では、リンク部１６０ａＬ〜１６０ｄＬを「左側リンク部１６０ａＬ〜１６０ｄＬ」、回転軸１２０ａＬ〜１２０ｄＬを「左側回転軸１２０ａＬ〜１２０ｄＬ」、固定支持部材１３０ａＬ〜１３０ｄＬを「左側固定支持部材１３０ａＬ〜１３０ｄＬ」、リンク部材１５０ａＬ〜１５０ｄＬを「左側リンク部材１５０ａＬ〜１５０ｄＬ」とも呼ぶ。
【００３３】
また、４つの保持板１４０ａ〜１４０ｄは、図示は省略するが、それぞれに対応する右側リンク部１６０ａＲ〜１６０ｄＲを介して右側の回転装置１００Ｒのそれぞれに対応する右側回転軸１２０ａＲ〜１２０ｄＲに接続されている。右側リンク部１６０ａＲ〜１６０ｄＲも、図示は省略するが、左側リンク部１６０ａＬ〜１６０ｄＬと同様に、それぞれに対応する右側回転軸１２０ａＲ〜１２０ｄＲに固定される右側固定支持部材１３０ａＲ〜１３０ｄＲと、それぞれに対応する保持板１４０ａ〜１４０ｄと右側固定支持部材１３０ａＲ〜１３０ｄＲとを繋ぐ右側リンク部材１５０ａＲ〜１５０ｄＲと、から構成される。
【００３４】
図５は、１つの保持板１４０ｄと対応する回転軸１２０ｄＬ，１２０ｄＲと対応するリンク部１６０ｄＬ，１６０ｄＲとの接続関係を模式的に示す斜視図である。図５に示すように、保持板１４０ｄと左側回転軸１２０ｄＬとを接続する左側リンク部１６０ｄＬは、左側回転軸１２０ｄＬの内側（＋Ｘ方向側）の円環状の側面に固定された左側固定支持部材１３０ｄＬ及び左側固定支持部材１３０ｄＬの上に固定された左側リンク部材１５０ｄＬで構成されている。また、保持板１４０ｄと右側回転軸１２０ｄＲとを接続する右側リンク部１６０ｄＲは、右側回転軸１２０ｄＲの内側（−Ｘ方向側）の円環状の側面に固定された右側固定支持部材１３０ｄＲ及び右側固定支持部材１３０ｄＲの上に固定された右側リンク部材１５０ｄＲで構成されている。左側リンク部１６０ｄＬの左側リンク部材１５０ｄＬは、保持板１４０ｄの左側（−Ｘ方向側）の端縁部の＋Ｙ方向側の端部（「左上端部」とも呼ぶ）で保持板１４０ｄに固定されている。右側リンク部１６０ｄＲの右側固定支持部材１３０ｄＲは、保持板１４０ｄの右側（＋Ｘ方向側）の端縁部の−Ｙ方向側の端部（「右下端部」とも呼ぶ）で保持板１４０ｄに固定されている。すなわち、左側リンク部１６０ｄＬと右側リンク部１６０ｄＲとは、保持板１４０ｄの左右の対角線上の左上端部と右下端部で保持板１４０ｄに固定されている。
【００３５】
保持板１４０ｄは、左側リンク部１６０ｄＬ及び右側リンク部１６０ｄＲを介して固定された左側回転軸１２０ｄＬの回転及び右側回転軸１２０ｄＲの回転に従って、保持面１４１ｄを外周方向に向けて外向きとしつつ、回転軸１２０ｄＬ，１２０ｄＲよりも外周側で、軸心ＣＸ回りに回転する。
【００３６】
図６は、図５の左側リンク部１６０ｄＬの部分を拡大して模式的に示す斜視図である。左側リンク部１６０ｄＬにおいて左側固定支持部材１３０ｄＬの上に固定された左側リンク部材１５０ｄＬは、転がり球面軸受１７０Ｌによる相対回転機構を有している。保持板１４０ｄは、転がり球面軸受１７０Ｌを介して、保持板１４０ｄの左上端部の左側リンク位置１４３ｄＬで左側リンク部材１５０ｄＬに固定されている。保持板１４０ｄは、転がり球面軸受１７０Ｌによる相対回転機構によって、左側リンク位置１４３ｄにおいてリンク部材１５０ｄＬが固定された左側固定支持部材１３０ｄＬ（左側回転軸１２０ｄＬ）に対して回転方向Ｒｔと回転方向Ｒａの相対的な回転が許容される。
【００３７】
図７は、図５の右側リンク部１６０ｄＲの部分を拡大して模式的に示す斜視図である。右側リンク部１６０ｄＲにおいて右側固定支持部材１３０ｄＲの上に固定された右側リンク部材１５０ｄＲは、ガイド部１５２Ｒと、ガイド部１５２Ｒのガイド方向（Ｘ方向）に沿って移動可能なスライド部１５４Ｒとによるスライド機構を有している。スライド部１５４Ｒは、転がり球面軸受１７０Ｌと同じ転がり球面軸受１７０Ｒによる相対回転機構を有している。保持板１４０ｄは、転がり球面軸受１７０Ｒを介して、保持板１４０ｄの右下端部の右側リンク位置１４３ｄＲでスライド部１５４Ｒに固定されている。保持板１４０ｄは、転がり球面軸受１７０Ｒによる相対回転機構によって、リンク位置１４３ｄＲにおいてスライド部１５４Ｒに対して回転方向Ｒｔと回転方向Ｒａの相対的な回転が許容される。また、保持板１４０ｄの右側リンク位置１４３ｄＲは、右側リンク部材１５０ｄＲのスライド機構によって、右側固定支持部材１３０ｄＲ（右側回転軸１２０ｄＲ）に対してガイド方向（Ｘ方向）に沿った移動方向Ｌａの移動が許容される。
【００３８】
右側リンク部材１５０ｄＲを相対回転機構及びスライド機構を有する構成としたのは、以下の理由による。すなわち、保持板１４０ｄが左側リンク位置１４３ｄＬを中心として回転するためには、保持板１４０ｄの右側リンク位置１４３ｄＲにおいて、回転に応じて加わる捩り力を吸収しつつ、左側リンク位置１４３ｄＬを中心とし、２点間の距離を一定に保った状態で回転可能であることが要求される。このため、右側リンク部材１５０ｄＲを、相対回転機構を有する構成としたのである。また、右側リンク位置１４３ｄＲが左側リンク位置１４３ｄＬを中心として回転するためには、右側リンク位置１４３ｄＲに加わる引張力を吸収し、右側リンク位置１４３ｄＲの右側固定支持部材１３０ｄＲ（右側回転軸１２０ｄＲ）に対するＸ方向に沿った位置を変化させることが要求される。このため、右側リンク部材１５０ｄＲを、スライド機構を有する構成としたのである。
【００３９】
左側リンク部１６０ｄＬを、相対回転機構を有する構成（図６参照）とし、右側リンク部１６０ｄＲを、相対回転機構及びスライド機構を有する構成（図７参照）とすることにより、保持板１４０ｄを以下で説明するように動作させることができる。
【００４０】
図８は、保持板１４０ｄと対応する回転軸１２０ｄＬ，１２０ｄＲと対応するリンク部１６０ｄＬ，１６０ｄＲとを模式的に示す平面図である。なお、図８では、図６，７に示したリンク部材１５０ｄＬ，１５０ｄＲを省略して示している。
【００４１】
左側回転軸１２０ｄＬと右側回転軸１２０ｄＲの回転角に位相差を加えるとする。例えば、右側回転軸１２０ｄＲの回転角の位相差を左側回転軸１２０ｄＬに比べて進めることにより、その差が大きくなるほど、保持板１４０ｄの右側リンク部１６０ｄＲの右側リンク位置１４３ｄＲが、左側リンク部１６０ｄＬの左側リンク位置１４３ｄＬからＹ方向に遠ざかるように動作する。これにより、保持板１４０ｄは、左側リンク位置１４３ｄＬにおいては、左側リンク位置１４３ｄＬを中心として時計回りに回転する。この際、右側リンク位置１４３ｄＲにおいては、左側リンク位置１４３ｄＬを中心として回転するように、右側リンク位置１４３ｄＲの１３０ｄＲがＸ方向に沿った移動方向Ｌａに移動する。これにより、右側回転軸１２０ｄＲの回転角の位相差を左側回転軸１２０ｄＬに比べて進めることにより、その差が大きくなるほど、保持板１４０ｄの右端部側が−Ｙ方向側に傾くように調整することができる。逆に、右側回転軸１２０ｄＲの回転角の位相差を左側回転軸１２０ｄＬに遅らせることにより、その差が大きくなるほど、保持板１４０ｄの右端部側が＋Ｙ方向側に傾くように調整することができる。従って、左側回転軸１２０ｄＬと右側回転軸１２０ｄＲの回転角の位相差を調整することにより、保持板１４０ｄの保持面１４１ｄの保持位置１４４ｄで保持されたＭＥＧＡ１０の外形の面内方向における傾き（角度）、すなわち、触媒層１３の外形の面内方向における傾き（角度）を、調整することができる。
【００４２】
図示は、省略するが、他の保持板１４０ａ〜１４０ｃと、対応する一対の回転軸１２０ａＬ，１２０ａＲ〜１２０ｃＬ，１２０ｃＲと、対応する一対のリンク部１６０ａＬ，１６０ｃＲ〜１６０ｃＲとの構成、接続関係、及び動作も、図５〜図８に示した構成、接続関係、及び、動作と同様である。
【００４３】
なお、以下の説明では、図４に示すＭＥＧＡ保持装置１００において、「ａ」〜「ｄ」の符号を付して区別した部材を区別しない場合には「ａ」〜「ｄ」の符号を省略して示す場合もある。
【００４４】
図４において、１つの保持板１４０には、裁断部４００で切断されてＭＥＧＡ搬送部５００によって搬送されてくる１つのＭＥＧＡ１０が、触媒層１３（図３参照）を上向きにして、保持面１４１の定められた保持位置１４４（図８参照）に載置される。載置されたＭＥＧＡ１０は、保持板１４０に設けられた不図示の吸着機構によって吸着されて保持される。１つの保持板１４０への１つのＭＥＧＡ１０の載置は、最上部に回ってきた保持板１４０に対して実行される。図４は、最上部にある保持板１４０ｄにＭＥＧＡ１０が載置された状態を示している。
【００４５】
ＭＥＧＡ１０を保持した保持板１４０は、対応する一対の回転軸１２０Ｌ，１２０Ｒの回転に応じて、軸心ＣＸ回りに回転することにより、保持したＭＥＧＡ１０を貼り合せゾーンＺｃへ向けて、搬送する。保持板１４０に保持されたＭＥＧＡ１０は、保持板１４０に載置されて貼り合せゾーンＺｃへ搬送されるまでの間に、触媒層１３の位置及び角度が調整される。例えば、後述するように、幅方向位置調整部７００（図１参照）による樹脂シート２０ＬＳの位置制御によって調整される。また、樹脂シート２０ＬＳの搬送方向（Ｙ方向）の触媒層１３の位置は、樹脂シート２０ＬＳの送り量と一対の回転軸１２０Ｌ，１２０Ｒの回転の制御によって調整される。
【００４６】
触媒層１３の位置のうち、樹脂シート２０ＬＳの樹脂枠２０の幅方向（Ｘ方向）に対応する触媒層１３の位置は、幅方向位置調整部７００（図１参照）による樹脂シート２０ＬＳの位置制御によって調整される。また、樹脂シート２０ＬＳの樹脂枠２０の搬送方向（Ｙ方向）に対応する触媒層１３の位置は、樹脂シート２０ＬＳの送り量と一対の回転軸１２０Ｌ，１２０Ｒの回転の制御によって調整される。また、触媒層１３の角度は、上述したように、一対の回転軸１２０Ｌ，１２０Ｒの回転角の位相差を制御することによって調整される。
【００４７】
繰出ロール６１０（図１参照）から繰り出された樹脂シート２０ＬＳは、支持ロール６３０で支持されることにより、Ｙ方向（搬送方向）に沿って貼り合わせゾーンＺｃに搬送されてくる。この際、一対の回転軸１２０Ｌ，１２０Ｒの回転によって貼り合せゾーンＺｃに搬送されてくるＭＥＧＡ１０（図３参照）は、樹脂シート２０ＬＳの対応する樹脂枠２０（図２参照）に対して押し当てられることによって貼り合わされる。図４は、保持板１４０ｂのＭＥＧＡ１０の搬送方向の前方側が樹脂シート２０ＬＳの対応する樹脂枠２０に接触し、押し当てられようとする状態を示している。保持板１４０ｂの回転及び樹脂シート２０ＬＳの搬送が進み、最下部の回転位置で保持板１４０ｂに保持されたＭＥＧＡ１０が樹脂枠２０に全体的に押し当てられた際に、保持板１４０ｂの吸着は解除される。これにより、貼り合わされたＭＥＧＡ１０は、保持板１４０ｂでの保持から解放され、樹脂枠２０に貼り合わされた状態が維持され、樹脂シート２０ＬＳとともに搬送される。
【００４８】
そして、ＭＥＧＡ１０が貼り合わされた状態の樹脂枠２０を、不図示の裁断部によって樹脂シート２０ＬＳから順に切断することによって、樹脂枠付きＭＥＧＡ３０が作製される。
【００４９】
図９は、作製された樹脂枠付きＭＥＧＡ３０を示す概略平面図であり、図１０は、図９のＸ−Ｘ矢視概略断面図である。図９，図１０に示すように、作製された樹脂枠付きＭＥＧＡ３０は、ＭＥＧＡ１０の外形に対する触媒層１３の外形の角度θｃのずれが調整され、かつ、触媒層１３の中心位置Ｐｃｃが矩形枠２２の中心位置Ｐｆｃと一致するように調整されて、樹脂枠２０の矩形枠２２内に触媒層１３が収まるように貼り合わされている。上述したように、触媒層１３の中心位置Ｐｆｃを矩形枠２２の中心位置Ｐｆｃと一致させる調整は、幅方向位置調整部７００（図１参照）による樹脂シート２０ＬＳの幅方向（Ｘ方向）の位置制御、及び、樹脂シート２０ＬＳの送り量と一対の回転軸１２０Ｌ，１２０Ｒの回転量の制御による搬送方向（Ｙ方向）の制御って行われる。角度θｃのずれの調整は、上述したように、一対の回転軸１２０Ｌ，１２０Ｒの回転角の位相差を制御することによって行われる。
【００５０】
以上説明したように、製造装置１０００では、ＭＥＧＡシート１０ＬＳを触媒層１３の間で裁断する際に、ＭＥＧＡ１０の外形に対する触媒層１３の外形の角度θｃのずれや、触媒層１３の外形の縦方向（Ｙ方向）及び横方向（Ｘ方向）の位置のずれが発生する。そして、製造装置１０００では、これらの角度や位置のずれを調整して、ＭＥＧＡ１０を樹脂シート２０ＬＳの樹脂枠２０に貼り合わせることができ、樹脂枠付きＭＥＧＡ３０を作製することができる。このようにして作製された樹脂枠付きＭＥＧＡ３０は、触媒層１３の角度や位置のずれによって発電領域が想定した大きさよりも小さくなることを抑制することができる、このため、このようにして作製された樹脂枠付きＭＥＧＡ３０を用いた燃料電池単セルにおける発電効率の低下を抑制することができる。
【００５１】
なお、上記実施形態において、ＭＥＧＡ保持装置１００が「第１保持装置」に相当し、樹脂シート搬送部６００の繰出ロール６１０及び支持ロール６３０が「第２保持装置」に相当する。
【００５２】
また、左側リンク部１６０Ｌ（１６０ａＬ〜１６０ｄＬ）が「第１リンク部」に相当し、左側リンク位置１４３Ｌ（１４３ａＬ〜１４３ｄＬ）が「第１リンク位置」に相当する。また、右側リンク部１６０Ｒ（１６０ａＲ〜１６０ｄＲ）が「第２リンク部」に相当し、右側リンク位置１４３Ｒ（１４３ａＲ〜１４３ｄＲ）が「第２リンク位置」に相当する。また、回転装置１００Ｌ，１００Ｒ、より具体的には、回転軸１２０Ｌ，１２０Ｒ及びサーボモータ１１０Ｌ，１１０Ｒが「角度調整装置」に対応する。また、ＭＥＧＡ保持装置１００の１つの保持板１４０と、これに対応する一対のリンク部１６０Ｌ，１６０Ｒと、一対の回転軸１２０Ｌ，１２０Ｒと、一対のサーボモータ１１０Ｌ，１１０Ｒとが「１つの保持部」に相当する。
【００５３】
Ｂ．変形例：
なお、この発明は上記実施形態や変形例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば、次のような変形も可能である。
【００５４】
Ｂ１．変形例１：
上記実施形態では、第１保持装置としてのＭＥＧＡ保持装置１００は、１つの保持板を有する保持部を４つ備える場合を例に説明した（図１，図４参照）。しかしながら、保持部の数は４に限定されるものではなく、３以下であっても５以上であってもよく、１つ以上の保持部を備える構成としてもよい。但し、２つ以上の複数の保持部を備える方が、製造効率が良い。
【００５５】
Ｂ２．変形例２：
上記実施形態では、左側リンク部１６０Ｌが保持板１４０の左右の対角線上の左上端部で保持板１４０に固定され、右側リンク部１６０Ｒが左右の対角線上の右下端部で保持板１４０に固定されている場合を例に説明した（図５参照）。しかしながら、左側リンク部１６０Ｌが保持板１４０の左右の対角線上の左下端部で保持板１４０に固定され、右側リンク部１６０Ｒが左右の対角線上の右上端部で保持板１４０に固定されていてもよい。また、左側リンク部１６０Ｌが保持板１４０の左端縁部の中央部で保持板１４０に固定され、右側リンク部１６０Ｒが保持板１４０の右端縁部の中央部で保持板１４０に固定されていてもよい。すなわち、左側リンク部１６０Ｌが保持板１４０の左端縁部で保持板１４０に固定され、右側リンク部１６０Ｒが保持板１４０の右端縁部で保持板１４０に固定されていてもよい。
【００５６】
Ｂ３．変形例３：
上記実施形態では、保持板１４０の左端縁部で保持板１４０に固定される第１リンク部としての左側リンク部１６０Ｌを保持板１４０の右端縁部側とし、保持板１４０の右端縁部で保持板１４０に固定される第２リンク部としての右側リンク部１６０Ｒを保持板１４０の左端縁部側としてもよい。
【００５７】
Ｂ４．変形例４：
上記実施形態では、保持板１４０に固定される第２リンク部としての右側リンク部１６０Ｒにおいて、右側リンク部材１５０Ｒにスライド機構を有することにより、右側回転軸１２０Ｒに対する右側リンク位置１４３Ｒの位置を移動可能とする構成を例に説明した。しかしながら、これに限定されるものではなく、右側リンク部材１５０Ｒを固定する右側固定支持部材１３０Ｒにスライド機構等の右側回転軸１２０Ｒに対する右側リンク位置１４３Ｒの位置を移動可能とする構成を有するようにしてもよい。
【００５８】
Ｂ５．変形例５：
上記実施形態では、発電体としてのＭＥＧＡ１０を保持する第１保持装置としてのＭＥＧＡ保持装置１００でＭＥＧＡ１０の触媒層１３の角度を調整する場合を例に説明した。しかしながら、これに限定されるものではない。例えば、帯状の樹脂シート２０ＬＳではなく、枚葉状（矩形状）の樹脂枠２０を保持し、貼り合せゾーンＺｃへ樹脂枠２０を搬送する第２保持装置において、樹脂枠２０に貼り合わされるＭＥＧＡ１０の触媒層１３の角度に合わせて、樹脂枠２０の矩形枠２２の角度を調整するようにしてもよい。
【００５９】
Ｂ６．変形例６：
上記実施形態では、位置関係として、ＭＥＧＡ１０の基準点（例えば、頂点Ｐｍ０）に対する触媒層１３の中心位置Ｐｃｃ、及び、触媒層１３の外形のＭＥＧＡ１０の外形に対する傾きθｃを例に説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、ＭＥＧＡ１０の外形の４つの頂点位置及び触媒層１３の外形の４つの頂点位置が含まれるものとしてもよい。この場合、これらの頂点位置から、触媒層１３の中心位置Ｐｃｃ、及び、触媒層１３の外形のＭＥＧＡ１０の外形に対する傾きθｃを算出して利用することができる。また、要するに、触媒層１３の幅方向及び縦方向の位置のずれ、及び、触媒層１３の外形のＭＥＧＡ１０の外形に対する傾きθｃを求めて、その調整に利用できるＭＥＧＡ１０及び触媒層１３の位置の情報であれば良い。
【００６０】
Ｂ７．変形例７：
上記実施形態は、支持部材に貼り合わされる発電体として、電解質膜１１の一方の面には触媒層１３のみが形成されており、他方の面に触媒層１２及び拡散層１４が形成されているＭＥＧＡ１０を例として説明した。しかしながら、支持部材に貼り合わされる発電体は、これに限定されるものではなく、触媒層１３の上に拡散層が形成されたＭＥＧＡであってもよい。この場合、ＭＥＧＡシートの間欠的に形成される触媒層１３の上には、拡散層が間欠的に形成されるようにすればよい。間欠的に形成される拡散層の外形が触媒層の外形と同じ、あるいは、それよりも大きい場合には、ＭＥＧＡの外形に対する拡散層の外形の角度及び位置のずれを検出し、調整するようにすればよい。また、支持部材に貼り合わされる発電体は、両側にガス拡散層が形成されていない膜電極接合体（ＭＥＡ：Membrane Electrode Assembly）であってもよい。
【００６１】
本発明は、上述の実施形態および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、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】
【００６２】
１０ＬＳ…ＭＥＧＡシート
１０…ＭＥＧＡ
１１…電解質膜
１２…触媒層
１３…触媒層
１４…拡散層
２０ＬＳ…樹脂シート
２０…樹脂枠
２２…矩形枠
１００…ＭＥＧＡ保持装置
１００Ｌ，１００Ｒ…回転装置
１１０Ｌ，１１０Ｒ…サーボモータ
１１０ａＬ〜１１０ｄＬ…サーボモータ
１１０ａＲ〜１１０ｄＲ…サーボモータ
１２０Ｌ，１２０Ｒ…回転軸
１２０ａＬ〜１２０ｄＬ…左側回転軸
１２０ａＲ〜１２０ｄＲ…右側回転軸
１３０Ｌ，１３０Ｒ…固定支持部材
１３０ａＬ〜１３０ｄＬ…左側固定支持部材
１３０ａＲ〜１３０ｄＲ…右側固定支持部材
１４０…保持板
１４０ａ〜１４０ｄ…保持板
１４１…保持面
１４１ａ〜１４１ｄ…保持面
１４３Ｌ，１４３Ｒ…リンク位置
１４３ｄＬ，１４３ｄＲ…リンク位置
１４４…保持位置
１４４ｄ…保持位置
１５０Ｌ，１５０Ｒ…リンク部材
１５０ａＬ〜１５０ｄＬ…左側リンク部材
１５０ａＲ〜１５０ｄＲ…右側リンク部材
１５２Ｒ…ガイド部
１５４Ｒ…スライド部
１６０Ｌ，１６０Ｒ…リンク部
１６０ａＬ〜１６０ｄＬ…左側リンク部
１６０ａＲ〜１６０ｄＲ…右側リンク部
１７０Ｌ，１７０Ｒ…転がり球面軸受
２００…ＭＥＧＡシート搬送部
２１０…繰出ロール
３００…位置検出部
４００…裁断部
５００…ＭＥＧＡ搬送部
６００…樹脂シート搬送部
６１０…繰出ロール
６３０…支持ロール
７００…幅方向位置調整部
８００…接着剤塗工部
９００…制御部
１０００…製造装置
ＣＸ…軸心
Ｌａ…移動方向
Ｐｃｃ…中心位置
Ｐｆｃ…中心位置
Ｐｃ０〜Ｐｃ３…頂点
Ｐｍ０〜Ｐｍ３…頂点
Ｒａ…回転方向
Ｒｔ…回転方向
Ｚｃ…貼り合わせゾーン
θｃ…角度
Ｘ，Ｙ，Ｚ…軸
【図１】
2018195373.tif 000003
【図２】
2018195373.tif 000004
【図３】
2018195373.tif 000005
【図４】
2018195373.tif 000006
【図５】
2018195373.tif 000007
【図６】
2018195373.tif 000008
【図７】
2018195373.tif 000009
【図８】
2018195373.tif 000010
【図９】
2018195373.tif 000011
【図１０】
2018195373.tif 000012