(57)【要約】【課題】本発明は、帯状の被延伸部材を延伸させる延伸装置において、被延伸部材の延伸時に被延伸部材が裂ける不具合の発生を抑制することを目的とする。【解決手段】帯状の被延伸部材を延伸させるための延伸装置は、被延伸部材を部材の長手方向に搬送し、被延伸部材を部材の幅方向に延伸可能な搬送延伸部と、搬送延伸部を制御する制御部と、を備え、制御部は、搬送延伸部が被延伸部材を延伸させずに搬送のみをおこなう状態で被延伸部材を所定の位置まで搬送させ、被延伸部材が所定の位置まで搬送された後に、搬送延伸部が被延伸部材を延伸させつつ搬送をおこなう状態となるように搬送延伸部の状態を切り換える。【選択図】図３
2012131122.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状の被延伸部材を延伸させるための延伸装置であって、
前記被延伸部材を部材の長手方向に搬送し、前記被延伸部材を部材の幅方向に延伸可能な搬送延伸部と、
前記搬送延伸部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記搬送延伸部が前記被延伸部材を延伸させずに搬送のみをおこなう状態で前記被延伸部材を所定の位置まで搬送させ、前記被延伸部材が所定の位置まで搬送された後に、前記搬送延伸部が前記被延伸部材を延伸させつつ搬送をおこなう状態となるように前記搬送延伸部の状態を切り換える、延伸装置。
【請求項２】
請求項１に記載の延伸装置において、
前記所定の位置は、前記搬送延伸部の搬送方向下流側の端部である、延伸装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の延伸装置において、
前記搬送延伸部は、前記被延伸部材の前記幅方向の両端部を把持する一対の把持部を複数備え、
前記制御部は、前記一対の把持部が、一方の把持部から他方の把持部までの間の距離が一定のまま前記被延伸部材の搬送方向に移動する状態で前記被延伸部材を所定の位置まで搬送させ、前記被延伸部材が所定の位置まで搬送された後に、前記一対の把持部が、一方の把持部から他方の把持部までの間の距離が搬送方向下流側にいくに従って広がるように移動することにより、前記被延伸部材を前記幅方向に引っ張りながら搬送する状態となるように前記搬送延伸部の状態を切り換える、延伸装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の延伸装置において、
前記搬送延伸部は、前記被延伸部材の前記幅方向の両端部と接触して回動する一対の延伸ロールを備え、
前記制御部は、前記一対の延伸ロールの向きが前記被延伸部材の搬送方向と平行な状態で前記被延伸部材を所定の位置まで搬送させ、前記被延伸部材が所定の位置まで搬送された後に、前記一対の延伸ロールの向きが前記被延伸部材の搬送方向下流側に向かって互いの距離が離れる向きに配置することにより、前記被延伸部材の前記両端部を引っ張りながら搬送する状態となるように前記搬送延伸部の状態を切り換える、延伸装置。
【請求項５】
帯状の被延伸部材を延伸させるための延伸方法であって、
前記被延伸部材を部材の長手方向に搬送し、前記被延伸部材を部材の幅方向に延伸可能な搬送延伸部が、前記被延伸部材を延伸させずに搬送のみをおこなう状態で前記被延伸部材を搬送する工程と、
前記被延伸部材が所定の位置まで搬送された後に、前記搬送延伸部が前記被延伸部材を延伸させつつ搬送をおこなう状態となるように前記搬送延伸部の状態を切り換える工程と、を備える延伸方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯状の被延伸部材を延伸させる延伸装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、高分子膜等を含む帯状の被延伸部材を延伸させるために、被延伸部材を部材の長手方向に搬送しつつ、部材の幅方向に引っ張ることにより、被延伸部材を延伸させる延伸装置が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０６−２７０２４６号公報
【特許文献２】特開２００５−３４９６９８号公報
【特許文献３】特開２００５−３１３４０３号公報
【特許文献４】特開２００６−１４２５９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、延伸装置により被延伸部材を部材の幅方向に引っ張ったときに、延伸装置から受ける引っ張り応力が被延伸部材の局所に集中するなどして、被延伸部材が裂けることがあった。
【０００５】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、帯状の被延伸部材を延伸させる延伸装置において、被延伸部材の延伸時に被延伸部材が裂ける不具合の発生を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題の少なくとも一部を解決するために、本願発明は、以下の態様または適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］
帯状の被延伸部材を延伸させるための延伸装置であって、
前記被延伸部材を部材の長手方向に搬送し、前記被延伸部材を部材の幅方向に延伸可能な搬送延伸部と、
前記搬送延伸部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記搬送延伸部が前記被延伸部材を延伸させずに搬送のみをおこなう状態で前記被延伸部材を所定の位置まで搬送させ、前記被延伸部材が所定の位置まで搬送された後に、前記搬送延伸部が前記被延伸部材を延伸させつつ搬送をおこなう状態となるように前記搬送延伸部の状態を切り換える、延伸装置。
【０００８】
この構成によれば、搬送延伸部は、被延伸部材を延伸させずに搬送のみをおこなう状態で被延伸部材を所定の位置まで搬送した後に、被延伸部材を延伸させつつ搬送をおこなう状態に切り換わるため、被延伸部材の延伸時に被延伸部材が裂ける不具合の発生を抑制することができる。特に、延伸初期時において、被延伸部材の前方端部（延伸が一番最初に行われる部分）に応力集中することがないため、被延伸部材の端部が裂ける不具合の発生を抑制できる。
【０００９】
［適用例２］
適用例１に記載の延伸装置において、
前記所定の位置は、前記搬送延伸部の搬送方向下流側の端部である、延伸装置。
【００１０】
この構成によれば、搬送延伸部は、被延伸部材を延伸させずに搬送のみをおこなう状態で被延伸部材を搬送延伸部の搬送方向下流側の端部まで搬送した後に、被延伸部材を延伸させつつ搬送をおこなう状態に切り換わるため、被延伸部材の延伸時に被延伸部材が裂ける不具合の発生を抑制することができる。特に、延伸初期時において、被延伸部材の前方端部（延伸が一番最初に行われる部分）に応力集中することがないため、被延伸部材の端部が裂ける不具合の発生を抑制できる。
【００１１】
［適用例３］
適用例１または適用例２に記載の延伸装置において、
前記搬送延伸部は、前記被延伸部材の前記幅方向の両端部を把持する一対の把持部を複数備え、
前記制御部は、前記一対の把持部が、一方の把持部から他方の把持部までの間の距離が一定のまま前記被延伸部材の搬送方向に移動する状態で前記被延伸部材を所定の位置まで搬送させ、前記被延伸部材が所定の位置まで搬送された後に、前記一対の把持部が、一方の把持部から他方の把持部までの間の距離が搬送方向下流側にいくに従って広がるように移動することにより、前記被延伸部材を前記幅方向に引っ張りながら搬送する状態となるように前記搬送延伸部の状態を切り換える、延伸装置。
【００１２】
この構成によれば、搬送延伸部は、一対の把持部が、一方の把持部から他方の把持部までの間の距離が一定となるようにして移動する状態から、一方の把持部から他方の把持部までの間の距離が前記搬送方向下流側にいくに従って広がるように移動する状態に切り換わるため、被延伸部材の延伸時に被延伸部材が裂ける不具合の発生を抑制することができる。特に、延伸初期時において、被延伸部材の前方端部（延伸が一番最初に行われる部分）に応力集中することがないため、被延伸部材の端部が裂ける不具合の発生を抑制できる。
【００１３】
［適用例４］
適用例１または適用例２に記載の延伸装置において、
前記搬送延伸部は、前記被延伸部材の前記幅方向の両端部と接触して回動する一対の延伸ロールを備え、
前記制御部は、前記一対の延伸ロールの向きが前記被延伸部材の搬送方向と平行な状態で前記被延伸部材を所定の位置まで搬送させ、前記被延伸部材が所定の位置まで搬送された後に、前記一対の延伸ロールの向きが前記被延伸部材の搬送方向下流側に向かって互いの距離が離れる向きに配置することにより、前記被延伸部材の前記両端部を引っ張りながら搬送する状態となるように前記搬送延伸部の状態を切り換える、延伸装置。
【００１４】
この構成によれば、搬送延伸部は、一対の延伸ロールが前記被延伸部材の搬送方向と平行となる状態から、被延伸部材の搬送方向下流側に向かって広がる状態に切り換わるため、被延伸部材の延伸時に被延伸部材が裂ける不具合の発生を抑制することができる。特に、延伸初期時において、被延伸部材の前方端部（延伸が一番最初に行われる部分）に応力集中することがないため、被延伸部材の端部が裂ける不具合の発生を抑制できる。
【００１５】
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、帯状の被延伸部材を延伸させるための延伸方法、燃料電池の製造方法、および、これらの方法を装置に実行させるための制御プログラムなど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】第１実施例における延伸装置の概略構成を示す説明図である。
【図２】延伸装置により被延伸部材を延伸させた状態を説明するための説明図である。
【図３】延伸装置による延伸動作の流れを示すフローチャートである。
【図４】延伸装置による延伸動作の内容を説明するための説明図である。
【図５】従来例の延伸装置による延伸動作を説明するための説明図である。
【図６】本発明による効果の一例を示した説明図である。
【図７】第２実施例における延伸装置の概略構成を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。
【００１８】
Ａ．第１実施例：
Ａ−１．延伸装置の概略構成：
図１は、第１実施例における延伸装置の概略構成を示す説明図である。図２は、延伸装置により被延伸部材を延伸させた状態を説明するための説明図である。本実施例の延伸装置１００は、帯状の被延伸部材２００を部材の長手方向に搬送しつつ、部材の幅方向に延伸させる装置である。延伸装置１００は、把持部１１０と、アーム部１２０と、ベース部１３０と、ベルト部１４０と、ガイド部１４５と、制御部１５０と、を備えている。
【００１９】
把持部１１０は、クリップなどにより構成され、被延伸部材２００の幅方向における一方の端部を把持する右把持部１１０ｒと、他方の端部を把持する左把持部１１０ｌとをそれぞれ複数含んでいる。すなわち、把持部１１０は、右把持部１１０ｒと左把持部１１０ｌにより、被延伸部材２００の幅方向の両端部を把持する。後述する構成により、把持部１１０は、被延伸部材２００の両端部を把持した状態で被延伸部材２００の長手方向に沿った方向（以後、「搬送方向」とも呼ぶ）に移動しつつ、右把持部１１０ｒと左把持部１１０ｌが互いに離れる方向（以後、「延伸方向」とも呼ぶ）に移動することにより、被延伸部材２００の両端部を引っ張って被延伸部材２００を幅方向に延伸させることができる。以下の説明において、単に把持部１１０と記載されている部分は、右把持部１１０ｒと左把持部１１０ｌを含むものとする。
【００２０】
アーム部１２０は、長尺状の部材により形成され、一方の端部が把持部１１０に接続され、他方の端部がガイド部１４５に沿って移動するように取り付けられている。また、アーム部１２０は、ベース部１３０に摺動可能に支持されている。ベース部１３０は、ベルト部１４０に等間隔に複数配置されている。
【００２１】
ベルト部１４０は、チェーンや図示しない一対のスプロケットおよび駆動部などを含んで構成され、制御部１５０からの指示に従って一対のスプロケットに掛け渡されたチェーンが駆動部を動力にして駆動する。これにより、右把持部１１０ｒと左把持部１１０ｌは、搬送方向に移動することができる。
【００２２】
ガイド部１４５は、アーム部１２０の端部の延伸方向における位置を規制するための長尺状のレールであり、レールの軌道が変更可能となるように構成されている。具体的には、ガイド部１４５は、軌道上に図示しない回動部を備え、回動部を回動させることにより軌道が変更可能に構成されている。また、ガイド部１４５は、図示しない駆動部を含み、制御部１５０からの指示に従って、図１に示すような直線状の軌道と、図２に示すような搬送方向下流側が末広がりとなるような軌道とを切り換え可能に構成されている。図２に示すように、ガイド部１４５の軌道が搬送方向下流側に行くに従って広がることによって、右把持部１１０ｒと左把持部１１０ｌは、互いに離れる方向に移動する。
【００２３】
なお、図１に示すように、延伸装置１００は、アーム部１２０、ベース部１３０、ベルト部１４０、および、ガイド部１４５を、右把持部１１０ｒと左把持部１１０ｌにそれぞれ備えている。以後、右把持部１１０ｒと対応するアーム部１２０、ベース部１３０、ベルト部１４０をアーム部１２０ｒ、ベース部１３０ｒ、ベルト部１４０ｒ、ガイド部１４５ｒとも呼び、左把持部１１０ｌと対応するアーム部１２０、ベース部１３０、ベルト部１４０、ガイド部１４５をアーム部１２０ｌ、ベース部１３０ｌ、ベルト部１４０ｌ、ガイド部１４５ｌとも呼ぶ。ベルト部１４０ｒとベルト部１４０ｌは、右把持部１１０ｒと左把持部１１０ｌが被延伸部材２００を把持している区間（搬送区間）においては、互いに平行となるようにして、被延伸部材２００の両側にそれぞれ配置されている。また、ガイド部１４５ｒとガイド部１４５ｌは、図１では、互いに平行になるようにして配置され、図２では、線対称となるように構成される。
【００２４】
制御部１５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）からなり、延伸装置１００の全体の動作を制御する。本実施例の制御部１５０は、ベルト部１４０およびガイド部１４５を制御して、右把持部１１０ｒと左把持部１１０ｌが被延伸部材２００を把持している区間（搬送区間）の一部（搬送延伸区間）において、右把持部１１０ｒと左把持部１１０ｌとの間の距離を変化させずに被延伸部材２００を搬送する第１の状態（図１）と、右把持部１１０ｒと左把持部１１０ｌとの間の距離が搬送方向下流側に行くに従って広がることで被延伸部材２００を延伸させつつ搬送する第２の状態（図２）と、の切り替えをおこなう。この切り換えを含む延伸装置１００による被延伸部材２００の延伸動作については後述する。
【００２５】
なお、以下では、この第１の状態と第２の状態とが切り替わる搬送延伸区間における把持部１１０、アーム部１２０、ベース部１３０、ベルト部１４０、および、ガイド部１４５をまとめて搬送延伸部１６０とも呼ぶ。なお、搬送延伸区間は、少なくとも、右把持部１１０ｒと左把持部１１０ｌとの間の距離が搬送方向下流側に行くに従って広がる区間を含んでいればよく、第１の状態と第２の状態とで、右把持部１１０ｒと左把持部１１０ｌとの間の距離が変化する全ての区間を含んでいる必要ない。すなわち、第２の状態において、右把持部１１０ｒと左把持部１１０ｌとの間の距離が搬送方向下流側に行くに従って広がる区間を含む任意の区間の把持部１１０、アーム部１２０、ベース部１３０、ベルト部１４０、および、ガイド部１４５を搬送延伸部１６０とすることができる。
【００２６】
延伸装置１００は、図示しない供給ロールから帯状に引き出された被延伸部材２００を、把持位置において、被延伸部材２００の幅方向の両端部を把持部１１０によって把持して搬送方向に搬送する。その後、延伸装置１００は、搬送延伸区間（搬送延伸区間開始位置から搬送延伸区間終了位置まで）において、搬送延伸部１６０が第１の状態（図１）であれば、被延伸部材２００を延伸させずに搬送方向に搬送し、搬送延伸部１６０が第２の状態（図２）であれば、被延伸部材２００を延伸方向に延伸させつつ搬送をおこなう。その後、延伸装置１００は、解放位置において、把持部１１０による被延伸部材２００の把持を解放する。解放された延伸後の被延伸部材２００は、図示しない焼成（熱固定）ゾーンを通り、巻取ロールに巻き取られる。また、解放位置において被延伸部材２００を解放した把持部１１０は、再度、把持位置において被延伸部材２００を把持する。
【００２７】
なお、被延伸部材２００は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアミド、ポリビニルアルコール、塩化ビニル樹脂、ポリスチレン、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート等からなる高分子膜であり、例えば、延伸により硬化させて、燃料電池の電解質膜を補強するための補強材などに用いられる。
【００２８】
Ａ−２．延伸動作：
図３は、延伸装置による延伸動作の流れを示すフローチャートである。図４は、延伸装置による延伸動作の内容を説明するための説明図である。図４（ａ）（ｂ）（ｃ）は、延伸動作時の搬送延伸部付近の状態を時系列に沿って示している。延伸装置１００は、ユーザなどから延伸動作を開始するための入力を受け付けると被延伸部材２００を延伸させるための延伸動作を開始する。
【００２９】
まず、延伸装置１００の制御部１５０は、ベース部１３０およびベルト部１４０を制御して、搬送延伸部１６０を第１の状態にして被延伸部材２００を搬送する（ステップＳ１００）。このとき、図４（ａ）に示すように、搬送延伸部１６０における右把持部１１０ｒと左把持部１１０ｌとの間の距離は、一定であり、搬送延伸部１６０よりも上流側の右把持部１１０ｒと左把持部１１０ｌとの間の距離と等しい。この状態で、被延伸部材２００は、図示しない供給ロールから順次、延伸装置１００に供給され、被延伸部材２００の搬送方向前方側の端部（以後、単に「被延伸部材２００の前方端部」とも呼ぶ）が搬送延伸区間開始位置を通過して搬送延伸区間終了位置に向かって移動する。
【００３０】
制御部１５０は、被延伸部材２００の前方端部が搬送延伸区間終了位置に到達したか否かを判定する（ステップＳ１１０）。具体的には、延伸装置１００は、搬送延伸区間終了位置に被延伸部材２００の前方端部が到達したことを検出するための図示しない検出部を備えている。制御部１５０は、検出部からの出力によって、被延伸部材２００の前方端部が搬送延伸区間終了位置に到達したか否かの判定をおこなう。なお、制御部１５０は、搬送延伸部１６０の搬送方向上流側の端部（搬送延伸区間開始位置）から下流側の端部（搬送延伸区間終了位置）まで被延伸部材２００が行き渡っている状態を検出できればよいため、搬送延伸部１６０の下流側の端部よりもさらに下流の任意の位置において、被延伸部材２００の前方端部の通過を検出してもよい。制御部１５０は、被延伸部材２００の前方端部が搬送延伸区間終了位置に到達するまで搬送延伸部１６０を第１の状態にしたまま、被延伸部材２００の搬送を継続する（ステップＳ１１０：ＮＯ）。
【００３１】
制御部１５０は、図４（ｂ）に示すように、被延伸部材２００の前方端部が搬送延伸区間終了位置に達すると（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、被延伸部材２００を搬送しつつ、ベルト部１４０およびガイド部１４５を制御して、搬送延伸部１６０を第２の状態に切り換える（ステップＳ１２０）。具体的には、図４（ｃ）に示すように、制御部１５０は、搬送延伸部１６０を通過する右把持部１１０ｒの軌道と、左把持部１１０ｌの軌道が開角して、右把持部１１０ｒと左把持部１１０ｌが搬送方向下流側に移動するに従って、お互いの距離が離れる状態となるように、ガイド部１４５ｒとガイド部１４５ｌを制御する。このとき、被延伸部材２００は、搬送延伸部１６０の搬送方向上流側の端部（搬送延伸区間開始位置）から下流側の端部（搬送延伸区間終了位置）まで行き渡った状態となっているため、搬送延伸部１６０に含まれる複数の右把持部１１０ｒと、複数の左把持部１１０ｌにより同時に引っ張られて延伸方向に延伸する。
【００３２】
すなわち、延伸装置１００は、被延伸部材２００を搬送延伸部１６０の全体に行き渡らせた後、搬送延伸部１６０に含まれる複数の右把持部１１０ｒと、複数の左把持部１１０ｌにより同時に被延伸部材２００を引っ張るため、被延伸部材２００には、複数の右把持部１１０ｒと複数の左把持部１１０ｌにより囲まれる面全体に応力が加わり、局部的な応力の集中による膜裂けが抑制される。特に、延伸初期時において、被延伸部材の前方端部に応力集中することがないため、被延伸部材の端部が裂ける不具合の発生を抑制できる。
【００３３】
その後、制御部１５０は、搬送延伸部１６０を第２の状態にしたまま被延伸部材２００を搬送する（ステップＳ１３０）。すなわち、図示しない供給ロールから順次、延伸装置１００に供給される被延伸部材２００は、搬送延伸部１６０において、延伸された後、図示しない焼成（熱固定）ゾーンを通り、巻取ロールに巻き取られる。制御部１５０は、ユーザなどから延伸動作を終了するための入力を受け付けるまで搬送延伸部１６０を第２の状態にて被延伸部材２００を延伸させる動作を継続し（ステップＳ１４０：ＮＯ）、ユーザなどから延伸動作を終了するための入力を受け付けると、延伸動作を終了する（ステップＳ１４０：ＹＥＳ）。以上が延伸装置１００による被延伸部材２００の延伸動作である。
【００３４】
Ａ−３．従来例：
ここでは、従来例として、本実施例の搬送延伸部１６０と対応する部分（以後「搬送延伸部３６０」とも呼ぶ）の状態が切り替わらず、上記の第２の状態のままの延伸装置３００について説明する。図５は、従来例の延伸装置による延伸動作を説明するための説明図である。
【００３５】
従来例の延伸装置３００は、軌道の変更ができないガイドレール（図示しない）によって、図５（ａ）に示すように、搬送延伸部３６０を通過する右把持部１１０ｒの軌道と、左把持部１１０ｌの軌道が開角したままの状態となっている。被延伸部材２００は、まず、図示しない供給ロールから順次、延伸装置１００に供給され、本実施例の延伸装置１００と同様に、延伸方向に延伸されない状態で搬送延伸部３６０に搬送される。
【００３６】
その後、被延伸部材２００は、前方端部が搬送延伸部３６０に到達すると、図５（ｂ）に示すように、前方端部側から順次、延伸方向に延伸される。被延伸部材２００は、前方端部から順次延伸されると、被延伸部材２００を引っ張る応力が被延伸部材２００の前方端部付近を把持する把持部１１０に集中するため、図５（ｃ）に示すように、被延伸部材２００は、前方端部付近を把持する把持部１１０付近から膜裂けが生じる。また、膜裂けが起こらない程度に開角度を小さくすることもできるが、その際には設備面積が増大してしまう。
【００３７】
一方、本願の延伸装置１００は、被延伸部材２００の前方端部から順次延伸させるのではなく、搬送延伸部１６０に含まれる複数の右把持部１１０ｒと、複数の左把持部１１０ｌにより囲まれる面全体を同時に延伸させるため、前方端部付近を把持する把持部１１０付近からの膜裂けを抑制することができる。
【００３８】
以上説明した、本実施例の延伸装置１００によれば、搬送延伸部１６０は、被延伸部材２００を延伸させずに搬送のみをおこなう第１の状態で被延伸部材２００を搬送延伸部１６０の搬送方向下流側の端部（搬送延伸区間終了位置）まで搬送した後に、被延伸部材２００を延伸させつつ搬送をおこなう第２の状態に切り換わるため、延伸時に被延伸部材２００が裂ける不具合の発生を抑制することができる。具体的には、搬送延伸部１６０は、被延伸部材２００が搬送延伸部１６０の搬送方向上流側の端部（搬送延伸区間開始位置）から下流側の端部（搬送延伸区間終了位置）まで行き渡った状態となっているときに、搬送延伸部１６０に含まれる複数の右把持部１１０ｒと、複数の左把持部１１０ｌにより同時に被延伸部材２００を引っ張るため、被延伸部材２００には、複数の右把持部１１０ｒと複数の左把持部１１０ｌにより囲まれる面全体に応力が加わり、局部的な応力の集中による膜裂けが抑制される。よって、本実施例の本実施例の延伸装置１００によれば、被延伸部材２００に対する高倍延伸をおこなった場合でも、膜裂けの発生を抑制することができる。
【００３９】
図６は、本発明による効果の一例を示した説明図である。図６は、従来例の延伸装置３００により被延伸部材２００を延伸させたときの限界延伸倍率と、本実施例に係る延伸装置１００により被延伸部材２００を延伸させたときの限界延伸倍率とを比較した説明図である。図６の縦軸は、被延伸部材２００の限界延伸倍率を示し、横軸は、従来例の延伸装置と、本実施例の延伸装置との別を示している。図６に示すように、本実施例に係る延伸装置１００により被延伸部材２００を延伸させた場合の限界延伸倍率は、従来例の延伸装置３００により被延伸部材２００を延伸させた場合の限界延伸倍率の２倍以上となることがわかる。
【００４０】
従来例の延伸装置３００により被延伸部材２００を延伸させると、被延伸部材２００には、延伸力に対する反力が発生するとともに、延伸後の分子が元（延伸前状態）に戻ろうとする回復（収縮）応力が発生する。これらの力は、被延伸部材２００を把持している把持部３１０周辺に集中するため、この力に被延伸部材２００が耐えきれなくなると、破断し膜が裂ける。この反力および回復力は、被延伸部材２００の変形量に相関があるため、より高倍延伸時に膜が裂けやすいことになる。しかし、膜の強度を上げるためには分子の高配向化を促進させる必要があり、延伸倍率を高くすることが有効なため、膜裂けとトレードオフの関係となる。
【００４１】
本実施例の本実施例の延伸装置１００によれば、搬送延伸部１６０に含まれる複数の右把持部１１０ｒと、複数の左把持部１１０ｌにより同時に被延伸部材２００を引っ張るため、被延伸部材２００には、複数の右把持部１１０ｒと複数の左把持部１１０ｌにより囲まれる面全体に応力が加わり、被延伸部材２００を把持している把持部１１０周辺に応力が集中する状態を緩和することができるため、被延伸部材２００の高倍延伸をおこなった場合でも、膜裂けの発生を抑制することができる。
【００４２】
Ｂ．第２実施例：
第１実施例では、被延伸部材の両側を把持する複数の把持部がベルト部により駆動する延伸装置について説明したが、本発明は、被延伸部材を搬送しつつ延伸させる搬送延伸部の状態が第１の状態から第２の状態に切り替わる構成であれば、上記構成に限定されない。第２実施例では、第１の状態と第２の状態に切り換え可能な搬送延伸部が複数のローラにより構成されている延伸装置について説明する。以下の説明において、第１実施例と同様の符号を付した機能部や構成部は、第１実施例と同様の機能や構成を備えている。
【００４３】
Ｂ−１．延伸装置の概略構成：
図７は、第２実施例における延伸装置の概略構成を示す説明図である。図７（ａ）は、第２実施例に係る延伸装置４００を上から見た図であり、図７（ｂ）は、延伸装置４００を横から見た図である。延伸装置４００は、延伸ロールＲ１と、搬送ロールＲ２、Ｒ３、Ｒ４と、把持用線材４３０と、制御部４５０と、を備えている。
【００４４】
延伸ロールＲ１は、外周面４１１に環状溝４１２が形成された円盤状の外形を備え、外周面４１１が被延伸部材２００の上面側と接触するように配置されている。延伸ロールＲ１は、制御部４５０による制御により、ロールの向きが被延伸部材２００の搬送方向に沿った向きとなる第１の状態（図７、破線）と、被延伸部材２００の後述する右延伸ロールＲ１ｒと左延伸ロールＲ１ｌが搬送方向下流側に向かって末広がりに開く向きとなる第２の状態（図７、実線）と切り替わるように構成されている。すなわち、延伸ロールＲ１は、図示しない駆動部が制御部４５０に指示に応じて駆動することにより、被延伸部材２００の搬送方向と延伸ロールＲ１とがなす角度θ（図７、角度θ１）が変化するように構成されている。
【００４５】
延伸ロールＲ１は、被延伸部材２００を介して対向する位置に配置されている把持用線材４３０が被延伸部材２００を挟んで延伸ロールＲ１の環状溝４１２に嵌挿されることによって被延伸部材２００の両端部を把持する。延伸ロールＲ１は、被延伸部材２００の幅方向における一方の端部を把持する右延伸ロールＲ１ｒと、他方の端部を把持する左延伸ロールＲ１ｌとを含んでいる。
【００４６】
延伸ロールＲ１は、右延伸ロールＲ１ｒおよび左延伸ロールＲ１ｌが、被延伸部材２００の搬送方向と平行な第１の状態において、被延伸部材２００の搬送のみをおこなう。一方、延伸ロールＲ１は、右延伸ロールＲ１ｒと左延伸ロールＲ１ｌとが被延伸部材２００の搬送方向下流側に向かって末広がった第２の状態において、被延伸部材２００の搬送とともに、延伸方向への延伸をおこなう。以下の説明において、単に延伸ロールＲ１と記載されている部分は、右延伸ロールＲ１ｒと左延伸ロールＲ１ｌを含むものとする。
【００４７】
搬送ロールＲ２〜Ｒ４は、それぞれの外周面が被延伸部材２００を介して延伸ロールＲ１の環状溝４１２と対向するように配置されている。また、搬送ロールＲ２〜Ｒ４の間には、把持用線材４３０が掛け渡されている。これにより、把持用線材４３０は、延伸ロールＲ１の環状溝４１２に嵌挿される。なお、搬送ロールＲ２〜Ｒ４の把持用線材４３０が掛け渡されている外周面には、把持用線材４３０と延伸ロールＲ１による被延伸部材２００の延伸機能を妨げない程度の寸法の環状溝（図示せず）が形成されている。把持用線材４３０は、例えば、ステンレス、鉄、アルミニウム、タングステン、真鍮等の金属や、ナイロン（商品名）、ビニロン、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、アクリル樹脂等の樹脂、あるいは炭素繊維、麻、綿からなる線材等、特に、これらの線材からなる無端ワイヤや無端ベルト等を用いることができる。
【００４８】
搬送ロールＲ２〜Ｒ４および把持用線材４３０は、右延伸ロールＲ１ｒおよび左延伸ロールＲ１ｌごとにそれぞれ配置されている。また、本実施例の搬送ロールＲ２〜Ｒ４は、延伸ロールＲ１の状態が第１の状態から第２の状態に切り替わると、対応して状態が切り替わる。
【００４９】
本実施例では、延伸装置４００のうち、延伸ロールＲ１、搬送ロールＲ２〜Ｒ４、および、把持用線材４３０を含んだ部分が、第１実施例の搬送延伸部１６０に対応する搬送延伸部４６０に該当する。また、延伸ロールＲ１と把持用線材４３０により被延伸部材２００の把持を開始する位置が搬送延伸区間開始位置に該当し、延伸ロールＲ１と把持用線材４３０による把持が終了する位置が搬送延伸区間終了位置に該当する。
【００５０】
Ｂ−２．延伸動作：
延伸装置４００による延伸動作の流れを簡単に説明する。延伸装置４００の制御部４５０は、図示しない供給ロールから帯状に引き出された被延伸部材２００を、第１の状態の搬送延伸部４６０に搬送する。制御部４５０は、被延伸部材２００の前方端部が搬送延伸区間開始位置を通過して搬送延伸区間終了位置に到達すると、被延伸部材２００を搬送しつつ、延伸ロールＲ１および搬送ロールＲ２〜Ｒ４を制御して、搬送延伸部４６０を第２の状態に切り換える。具体的には、制御部４５０は、右延伸ロールＲ１ｒおよび左延伸ロールＲ１ｌと、被延伸部材２００の搬送方向との角度θをそれぞれ０からθ１（θ１＞０）に開角させて、延伸ロールＲ１が被延伸部材２００の搬送方向下流側に向かって末広がりに開くように回動させる。これにより、被延伸部材２００は、搬送延伸部４６０により延伸方向に広げられながら、搬送方向に搬送される。このとき、被延伸部材２００は、搬送延伸部４６０の搬送方向上流側の端部（搬送延伸区間開始位置）から下流側の端部（搬送延伸区間終了位置）まで行き渡った状態となっているため、把持用線材４３０が延伸ロールＲ１の環状溝４１２に嵌挿されたときに間に挟み込まれている所定の長さ分の被延伸部材２００が同時に引っ張られて延伸方向に延伸する。
【００５１】
すなわち、延伸装置４００は、被延伸部材２００を搬送延伸部４６０の全体に行き渡らせた後、搬送延伸部４６０を制御して被延伸部材２００を引っ張るため、被延伸部材２００には、把持用線材４３０が右延伸ロールＲ１ｒの環状溝４１２に嵌挿されたときに間に挟み込まれている所定の長さ分の一方の端部と、把持用線材４３０が左延伸ロールＲ１ｌの環状溝４１２に嵌挿されたときに間に挟み込まれている所定の長さ分の他方の端部との間に囲まれる面全体に応力が加わり、局部的な応力の集中による膜裂けが抑制される。
【００５２】
制御部４５０は、搬送延伸部４６０を第２の状態にしたまま被延伸部材２００を搬送する。これにより、被延伸部材２００は、搬送延伸部４６０において順次延伸された後、図示しない焼成（熱固定）ゾーンを通り、巻取ロールに巻き取られる。以上が延伸装置４００による被延伸部材２００の延伸動作である。
【００５３】
以上説明した、第２実施例に係る延伸装置４００によれば、第１実施例のように、被延伸部材の両側を把持する複数の把持部がベルト部により駆動する構成以外の延伸装置であっても、延伸時に被延伸部材２００が裂ける不具合の発生を抑制することができる。具体的には、搬送延伸部４６０は、被延伸部材２００が搬送延伸部４６０の搬送方向上流側の端部（搬送延伸区間開始位置）から下流側の端部（搬送延伸区間終了位置）まで行き渡らせた後、延伸ロールＲ１を回動させて被延伸部材２００を引っ張るため、被延伸部材２００には、把持用線材４３０が延伸ロールＲ１の環状溝４１２に嵌挿されたときに間に挟み込まれている所定の長さ分の両端部に囲まれる面全体に応力が加わり、局部的な応力の集中による膜裂けが抑制される。また、本実施例の本実施例の延伸装置４００によれば、被延伸部材２００に対する高倍延伸をおこなった場合でも、膜裂けの発生を抑制することができる。
【００５４】
Ｃ．変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態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。
【００５５】
Ｃ−１．変形例１：
第１実施例では、制御部１５０は、被延伸部材２００の前方端部が搬送延伸区間終了位置に到達したか否かを判定し（ステップＳ１１０）、前方端部が搬送延伸区間終了位置に達したときに、搬送延伸部１６０を第２の状態に切り換える構成として説明したが、被延伸部材２００が搬送延伸部１６０の全体に行き渡ったときに搬送延伸部１６０を第２の状態に切り換えることができれば、これ以外の構成であってもよい。例えば、被延伸部材２００の搬送を開始して、所定の時間が経過したときに搬送延伸部１６０を第２の状態に切り換える構成としてもよいし、被延伸部材２００の前方端部以外の部分の通過を検出する構成であってもよい。また、単に、ユーザからの入力により搬送延伸部１６０を第２の状態に切り換える構成としてもよい。
【００５６】
Ｃ−２．変形例２：
第１実施例および第２実施例の搬送延伸部１６０、４６０は、第１の状態と第２の状態とが切り替わる部分が含まれていれば、任意の部分を含めて構成することができる。例えば、図１において、被延伸部材２００の把持位置から解放位置までの全体を搬送延伸部１６０としてもよいし、図４（ｃ）に示された搬送延伸部１６０のうち、右把持部１１０ｒと左把持部１１０ｌが搬送方向下流側に移動するに従って、お互いの距離が離れる部分のみを搬送延伸部としてもよい。
【００５７】
Ｃ−３．変形例３：
第１実施例および第２実施例では、制御部１５０、４５０は、搬送延伸部１６０、４６０が被延伸部材２００を搬送しているときに、搬送延伸部１６０、４６０の状態を第１の状態から第２の状態に切り換えるものとして説明したが、制御部１５０、４５０は、被延伸部材２００の前方端部が搬送延伸区間終了位置に到達したときに被延伸部材２００の搬送を停止し、この状態で搬送延伸部１６０、４６０の状態を第１の状態から第２の状態に切り換える構成としてもよい。
【００５８】
Ｃ−４．変形例４：
第１実施例では、ガイド部１４５は、軌道上に図示しない回動部を備え、回動部を回動させることにより軌道が変更可能に構成されているものとして説明したが、軌道が変更可能であれば、ガイド部１４５は、これ以外の構成であってもよい。例えば、ガイド部１４５は、枝状の外形を有することにより複数の軌道を予め備え、軌道が切り替わる部分（枝の付け根部分）に設けられたポイントを切り換えることにより軌道を変更する構成であってもよい。また、延伸装置１００は、被延伸部材２００の前方端部が搬送延伸区間終了位置に到達したときに被延伸部材２００の搬送を停止させる構成であれば、ガイド部自体を軌道の異なる他のガイド部に取り替える構成としてもよい。この場合には、延伸装置１００は、制御部１５０を備えていなくてもよい。
【００５９】
Ｃ−５．変形例５：
第１実施例では、延伸装置１００は、ガイド部１４５を備えるものとして説明したが、ベース部１３０が、図示しない駆動部を備え、制御部１５０からの指示に従ってアーム部１２０を所定のタイミングで所定の距離だけ摺動させる構成であれば、ガイド部１４５を備えていなくてもよい。この場合であっても、右把持部１１０ｒと左把持部１１０ｌは、所定のタイミングで所定の距離だけ互いに離れる方向に移動することができる。
【００６０】
Ｃ−６．変形例６：
第１実施例および第２実施例では、制御部１５０、４５０は、ソフトウェア的な構成として説明したが、被延伸部材２００の前方端部が搬送延伸区間終了位置に到達したときに搬送延伸部１６０、４６０の状態を第１の状態から第２の状態に切り換え可能な構成であれば、制御部１５０、４５０は、ハード的に構成されていてもよい。
【００６１】
Ｃ−７．変形例７：
本実施例では、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、帯状の被延伸部材を延伸させるための延伸方法、燃料電池の製造方法、および、これらの方法を装置に実行させるための制御プログラムなどの形態で実現することができる。
【符号の説明】
【００６２】
１００…延伸装置
１１０…把持部
１２０…アーム部
１３０…ベース部
１４０…ベルト部
１５０…制御部
１６０…搬送延伸部
２００…被延伸部材
３００…延伸装置
３１０…把持部
３６０…搬送延伸部
４００…延伸装置
４１１…外周面
４１２…環状溝
４３０…把持用線材
４５０…制御部
４６０…搬送延伸部
Ｒ１…延伸ロール
Ｒ２〜Ｒ４…搬送ロール
【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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