JP4639415B2 - 薄膜積層装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄膜積層装置に関し、詳しくは、連続する第１の薄膜に連続する第２の薄膜を所定形状に切断して積層する薄膜積層装置および連続する第１の薄膜に連続する第２の薄膜と連続する第３の薄膜とを所定形状に切断して積層する薄膜積層装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の薄膜積層装置としては、燃料電池に用いる電解質膜と電極基材とを位置決めして積層するものが提案されている（例えば、特開平８−３３５４６２号公報など）。この装置では、位置決めされて載置された所定の矩形形状に形成された電極基材に、この電極基材が載置された場所の隣に位置決めされて載置された所定の矩形形状に形成された電解質膜を垂直および水平に移動させて載置している。電解質膜の垂直および水平の移動には、垂直および水平に移動可能な吸引板に電解質膜を吸引させることにより行なっている。この装置では、こうした積層手法を採ることにより、短時間に精度よく膜を積層することができるとされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、こうした薄膜積層装置では、電極基材や電解質膜が所定形状に切断されている必要があるから、ロールされた連続する薄膜を積層することはできない。このため、生産性が低くなってしまう。また、所定の場所に電極部材や電解質膜を載置する必要があるが、この載置は薄膜積層装置によって行なわれないから、載置のための装置を別に備えるか、手作業による必要がある。載置のための装置を備えるものとすれば、その精度によっては薄膜の積層の精度は大きく低下し、手作業によるものとすれば、生産性の低下が更にクローズアップされることになる。
【０００４】
本発明の薄膜積層装置は、連続する薄膜を積層することを目的の一つとする。また、本発明の薄膜積層装置は、高い精度で薄膜を積層することを目的の一つとする。さらに、本発明の薄膜積層装置は、薄膜の積層の生産性を向上させることを目的の一つとする。
【０００５】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
本発明の薄膜積層装置は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
本発明の第１の薄膜積層装置は、連続する第１の薄膜に、連続する第２の薄膜を所定形状に切断した後に積層する薄膜積層装置であって、前記第２の薄膜を吸引して積層位置まで搬送すると共に該第２の薄膜と前記第１の薄膜とを積層しながら搬送する搬送手段と、該搬送手段の所定位置に前記第２の薄膜の搬送方向の先端部を固定する位置決め手段と、前記搬送手段により前記積層位置まで搬送される前記第２の薄膜を前記所定形状に切断する切断手段とを備え、該切断手段は、前記位置決め手段によって搬送方向先端部が固定された状態で前記搬送手段により搬送される連続した第２の薄膜を分離切断して前記所定形状をなす第２の薄膜の切断後端部を形成する第１のカッターと、前記位置決め手段によって搬送方向先端部が固定された状態で前記搬送手段により引き続き搬送される前記分離切断された第２の薄膜の搬送方向先端部を切断して前記所定形状なす第２の薄膜を形成する第２のカッターとを含む、ことを要旨とする。
【０００７】
この本発明の第１の薄膜積層装置では、搬送手段が、連続する第２の薄膜を吸引して積層位置まで搬送すると共にこの第２の薄膜と連続する第１の薄膜とを積層する。位置決め手段は、搬送手段の所定位置に連続する第２の薄膜の搬送方向の先端部を固定し、切断手段は、搬送手段により積層位置まで搬送される第２の薄膜を所定形状に切断する。したがって、本発明の第１の薄膜積層装置によれば、連続する第１の薄膜に、連続する第２の薄膜を所定形状に切断して積層することができる。しかも、位置決め手段により連続する第２の薄膜の先端部を位置決めすることと、切断したままの状態で第２の薄膜を所定位置に移動させて第１の薄膜に積層するため第２の薄膜先端のめくれ等の影響なく、高い精度で積層することができる。また、搬送途上にある連続する第２の薄膜を所定形状に切断した後に積層するから、高い生産性を確保することができる。
【０００８】
こうした本発明の第１の薄膜積層装置において、前記所定形状に切断された第２の薄膜の切断後端部と、該切断により残された連続する第２の薄膜の切断先端部との間隔が所定間隔となるよう調整する膜間調整手段を備えるものとすることもできる。こうすれば、所定形状の第２の薄膜を所定間隔毎に第１の薄膜に積層することができる。この結果、所定形状毎の積層を行なう際に次の膜の先端の巻き込みが防止できると共に所定間隔を空けて積層された積層体の分離切断を容易に行なうことができる。
【０００９】
また、本発明の第１の薄膜積層装置において、前記位置決め手段は、前記第２の薄膜を貫通する貫通部材と、該貫通部材による前記第２の薄膜の貫通および該貫通の解除を行なう貫通解除機構とを備えるものとすることもできる。こうすれば、貫通部材により第２の薄膜を位置決めすることができる。
【００１０】
あるいは、本発明の第１の薄膜積層装置において、前記位置決め手段は、前記搬送手段に取り付けられ前記第２の薄膜の切断端部を該搬送手段とで挟持する手段であるものとすることもできる。こうすれば、第２の薄膜に貫通孔を形成することなく位置決めすることができる。この態様の本発明の第１の薄膜積層装置において、前記位置決め手段は、回転可能なシャフトと、該シャフトに形成され該シャフトの回転に伴って前記第２の薄膜を前記搬送手段とにより挟持する挟持部と、前記搬送手段による前記第２の薄膜の搬送に伴って前記シャフトを所定方向に回転させて前記挟持部が前記第２の薄膜を前記搬送手段とにより挟持させる一方、前記シャフトを前記所定方向とは逆回転させて前記挟持部が前記第２の薄膜を挟持しない状態とする回転機構とを備えるものとすることもできる。
【００１１】
また、本発明の薄膜積層装置において、前記搬送手段は、前記第２の薄膜を吸引可能な吸引手段を有する円筒形状の第１のローラと、該第１のローラと対をなす第２のローラとを備えるものとすることもできる。
【００１２】
こうした搬送手段が第１のローラと第２のローラとを備える態様の本発明の第１の薄膜積層装置において、前記吸引手段は、前記第１のローラの所定回転角度範囲のみ吸引する手段であるものとすることもできる。こうすれば、所定回転角度範囲を越えたときには吸引が行なわれないから、第１のローラから第２の薄膜を容易に剥がすことができる。この態様の本発明の第１の薄膜積層装置において、前記吸引手段は、前記第１のローラに設けられた負圧室と、該第１のローラの外周面の略全面に形成された複数の吸引孔と、該複数の吸引孔をブロック毎に前記負圧室と連通する複数の連通孔と、該複数の連通孔に各々設けられ該複数の連通孔を各々開閉する複数の弁体と、該複数の弁体を前記第１のローラの回転角度に応じて開閉駆動する開閉手段とを備えるものとすることもできる。更にこの態様の本発明の第１の薄膜積層装置において、前記弁体は前記連通孔を閉成するようバネに付勢されたチェック弁であり、前記開閉手段は前記チェック弁をバネに抗する手段であるものとすることもできる。
【００１３】
また、搬送手段が第１のローラと第２のローラとを備える態様の本発明の第１の薄膜積層装置において、前記切断手段は、切断刃先が２次元配置されてなる切断刃と、該切断刃を前記第１のローラに吸引された前記第２の薄膜を介して前記第１のローラの外周面上に対して滑ることなく接触させながらトロコイド曲線状に回転運動させる切断刃駆動機構とを備えるものとすることもできる。こうすれば、安価な切断刃を用いて第１のローラに吸引された第２の薄膜を周方向に亘って切断することができる。この態様の本発明の第１の薄膜積層装置において、前記切断刃駆動機構は、前記切断刃の一端を支持すると共に該切断刃を前記第１のローラ側へ押し付け可能な第１支持手段と、前記切断刃の他端をトロコイド曲線運動しながら支持する第２支持部とを備えるものとすることもできる。
【００１４】
さらに、搬送手段が第１のローラと第２のローラとを備える態様の本発明の第１の薄膜積層装置において、前記第１のローラは、前記所定形状の長さの２倍以上の周長を有するよう形成されてなるものとすることもできる。こうすれば、少なくとも半周で所定形状の第２の薄膜を１枚搬送することができる。
【００１５】
この他、搬送手段が第１のローラと第２のローラとを備える態様の本発明の第１の薄膜積層装置において、前記第１のローラと前記第２のローラとの間隔を調整する間隔調整手段を備えるものとすることもできる。
【００１６】
また、本発明の第１の薄膜積層装置において、前記第１の薄膜は湿潤状態でプロトン導電性を示す高分子材料により形成されてなり、前記第２の薄膜はガス透過性と導電性を示す材料により形成されてなるものとすることもできる。こうすれば、燃料電池に用いられる電解質膜とガス拡散電極とを積層することができる。
【００１７】
本発明の第２の薄膜積層装置は、連続する第１の薄膜に、連続する第２の薄膜と、連続する第３の薄膜とを所定形状にそれぞれ切断した後に積層する薄膜積層装置であって、前記第２の薄膜を吸引して積層位置まで搬送すると共に前記第３の薄膜を吸引して該積層位置まで搬送し、該第２の薄膜と該第３の薄膜とにより前記第１の薄膜を挟持した状態で積層する搬送手段と、該搬送手段の第１の所定位置に前記第２の薄膜の搬送方向の先端部を固定する第１の位置決め手段と、前記搬送手段の第２の所定位置に前記第３の薄膜の搬送方向の先端部を固定する第２の位置決め手段と、前記搬送手段により前記積層位置まで搬送される前記第２の薄膜を前記所定形状に切断する第１の切断手段と、前記搬送手段により前記積層位置まで搬送される前記第３の薄膜を前記所定形状に切断する第２の切断手段とを備え、前記第１および第２の切断手段は、前記第１および第２の位置決め手段によって搬送方向先端部が固定された状態で前記搬送手段によりそれぞれ搬送される連続した第２および第３の薄膜を分離切断して前記所定形状をなす第２および第３の薄膜の切断後端部を形成する第１のカッターと、前記第１および第２の位置決め手段によって搬送方向先端部が固定された状態で前記搬送手段により引き続きそれぞれ搬送される前記分離切断された第２および第３の薄膜の搬送方向先端部を切断して前記所定形状なす第２および第３の薄膜を形成する第２のカッターとを含む。
【００１８】
この本発明の第２の薄膜積層装置では、搬送手段が、連続する第２の薄膜と、連続する第３の薄膜とを吸引して積層位置まで搬送すると共にこの第２の薄膜と第３の薄膜とにより連続する第１の薄膜を挟持する状態として積層する。第１の位置決め手段および第２の位置決め手段は、搬送手段の第１の所定位置および第２の所定位置に、連続する第２の薄膜の搬送方向の先端部および連続する第３の薄膜の搬送方向の先端部を固定し、第１の切断手段および第２の切断手段は、搬送手段により積層位置まで搬送される第２の薄膜および第３の薄膜を所定形状に切断する。したがって、本発明の第２の薄膜積層装置によれば、連続する第１の薄膜に、連続する第２の薄膜と第３の薄膜とを所定形状に切断して積層することができる。しかも、第１の位置決め手段および第２の位置決め手段により連続する第２の薄膜の先端部および第３の薄膜の先端部を位置決めすることと、切断したままの状態で第２の薄膜および第３の薄膜を所定位置に移動させて第１の薄膜に積層させるため第２および第３の薄膜先端のめくれ等の影響なく、高い精度で積層することができる。また、搬送途上にある連続する第２の薄膜および第３の薄膜を所定形状に切断した後に積層するから、高い生産性を確保することができる。
【００１９】
こうした本発明の第２の薄膜積層装置において、前記所定形状に切断された第２の薄膜の切断後端部と、該切断により残された連続する第２の薄膜の切断先端部との間隔が所定間隔となるよう調整する第１の膜間調整手段と、前記所定形状に切断された第３の薄膜の切断後端部と、該切断により残された連続する第３の薄膜の切断先端部との間隔が所定間隔となるよう調整する第２の膜間調整手段とを備えるものとすることもできる。こうすれば、所定形状の第２の薄膜および第３の薄膜を所定間隔毎に第１の薄膜に積層することができる。この結果、所定形状毎の積層を行なう際に次の膜の先端の巻き込みが防止できると共に所定間隔を空けて積層された積層体の分離切断を容易に行なうことができる。
【００２０】
また、本発明の第２の薄膜積層装置において、前記第１の位置決め手段および前記第２の位置決め手段は、対応する前記第２，第３の薄膜を貫通する貫通部材と、該貫通部材による前記対応する該第２，第３の薄膜の貫通および該貫通の解除を行なう貫通解除機構とを備えるものとすることもできる。こうすれば、貫通部材により第２の薄膜および第３の薄膜を位置決めすることができる。
【００２１】
あるいは、本発明の第２の薄膜積層装置において、前記第１の位置決め手段および前記第２の位置決め手段は、前記搬送手段に取り付けられ対応する前記第２，第３の薄膜の切断端部を該搬送手段とで挟持する手段であるものとすることもできる。こうすれば、第２の薄膜および第３の薄膜に貫通孔を形成することなく各々を位置決めすることができる。この態様の本発明の第２の薄膜積層装置において、前記第１の位置決め手段および前記第２の位置決め手段は、回転可能なシャフトと、該シャフトに形成され該シャフトの回転に伴って対応する前記第２，第３の薄膜を前記搬送手段とにより挟持する挟持部と、前記搬送手段による対応する前記第２，第３の薄膜の搬送に伴って前記シャフトを所定方向に回転させて前記挟持部が前記第２，第３の薄膜を前記搬送手段とにより挟持させる一方、前記シャフトを前記所定方向とは逆回転させて前記挟持部が前記第２，第３の薄膜を挟持しない状態とする回転機構とを備えるものとすることもできる。
【００２２】
また、本発明の第２の薄膜積層装置において、前記搬送手段は、前記第２の薄膜を吸引可能な第１の吸引手段を有する円筒形状の第１のローラと、該第１のローラと対をなすと共に前記第３の薄膜を吸引可能な第２の吸引手段を有する円筒形状の第２のローラとを備えるものとすることもできる。
【００２３】
こうした搬送手段が第１のローラと第２のローラとを備える態様の本発明の第２の薄膜積層装置において、前記第１の吸引手段および前記第２の吸引手段は、対応する前記第１，第２のローラの所定回転角度範囲のみ吸引する手段であるものとすることもできる。こうすれば、所定回転角度範囲を越えたときには吸引が行なわれないから、第１のローラから第２の薄膜を容易に剥がすことができると共に第２のローラから第３の薄膜を容易に剥がすことができる。この態様の本発明の第２の薄膜積層装置において、前記第１の吸引手段および前記第２の吸引手段は、対応する前記第１，第２のローラに各々設けられた負圧室と、該対応する第１，第２のローラの外周面の略全面に形成された複数の吸引孔と、該複数の吸引孔をブロック毎に前記対応する負圧室と連通する複数の連通孔と、該複数の連通孔に各々設けられ該複数の連通孔を各々開閉する複数の弁体と、該複数の弁体を前記対応する第１、第２のローラの回転角度に応じて開閉駆動する開閉手段とを備えるものとすることもできる。更に、この態様の本発明の第２の薄膜積層装置において、前記弁体は前記連通孔を閉成するようバネに付勢されたチェック弁であり、前記開閉手段は前記チェック弁をバネに抗する手段であるものとすることもできる。
【００２４】
また、本発明の第２の薄膜積層装置において、前記第１の切断手段および前記第２の切断手段は、切断刃先が２次元配置されてなる切断刃と、該切断刃を対応する前記第１、第２のローラに吸引された対応する前記第２，第３の薄膜を介して前記第１、第２のローラの外周面上に対して滑ることなく接触させながらトロコイド曲線状回転運動させる切断刃駆動機構とを備えるものとすることもできる。こうすれば、安価な切断刃を用いて第１，第２のローラに吸引された対応する第２，第３の薄膜を周方向に亘って切断することができる。この態様の本発明の第２の薄膜積層装置において、前記切断刃駆動機構は、前記切断刃の一端を支持すると共に該切断刃を前記対応する第１，第２のローラ側へ押し付け可能な第１支持手段と、前記切断刃の他端をトロコイド曲線運動しながら支持する第２支持部とを備えるものとすることもできる。
【００２５】
さらに、搬送手段が第１のローラと第２のローラとを備える態様の本発明の第２の薄膜積層装置において、前記第１のローラおよび前記第２のローラは、前記所定形状の長さの２倍以上の周長を有するよう形成されてなるものとすることもできる。こうすれば、少なくとも半周で所定形状の第２の薄膜および第３の薄膜を１枚搬送することができる。
【００２６】
この他、搬送手段が第１のローラと第２のローラとを備える態様の本発明の第２の薄膜積層装置において、前記第１のローラと前記第２のローラとの間隔を調整する間隔調整手段を備えるものとすることもできる。
【００２７】
また、本発明の第２の薄膜積層装置において、前記第１の薄膜は、湿潤状態でプロトン導電性を示す高分子材料により形成されてなり、前記第２の薄膜および前記第３の薄膜は、ガス透過性と導電性を示す材料により形成されてなるものとすることもできる。こうすれば、燃料電池に用いられる電解質膜を２つの拡散電極で挟持してなる発電層を積層により製造することができる。
【００２８】
本発明の第１または第２の薄膜積層装置において、前記搬送手段は、前記積層に際し圧力を作用させる圧力手段を備えるものとすることもできる。こうすれば、第１の薄膜と第２の薄膜または第１の薄膜と第２の薄膜と第３の薄膜とを圧力により一体のものとすることができる。
【００２９】
また、本発明の第１または第２の薄膜積層装置において、前記搬送手段は、前記積層に際し熱を作用させる熱作用手段を備えるものとすることもできる。こうすれば、第１の薄膜と第２の薄膜または第１の薄膜と第２の薄膜と第３の薄膜とを熱により一体のものとすることができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を実施例を用いて説明する。図１は、本発明の一実施例である薄膜積層装置２０の構成の概略を示す構成図である。実施例の薄膜積層装置２０は、それぞれロールされた連続する第２の薄膜１４と第３の薄膜１６とを所定形状に切断して連続する第１の薄膜１２を挟持する状態でホットプレスにより積層状態で接合する装置であり、図示するように、鉛直上方と下方に略面対称に配置され同期して回転駆動する一対のローラ３０を備える。図示しないが、第１の薄膜１２は、巻き取りローラにより巻き取られるようになっている。なお、実施例では、第１の薄膜１２は、湿潤状態で良好なプロトン導電性を示す高分子材料、例えばパーフルオロスルホネートイオノマー（デュポン製の商品名「ナフィオン」）により厚さが１０〜３００μｍ程度に形成された薄膜の両面に白金または白金と他の金属との合金からなる触媒を担持する粉末カーボンが所定形状に塗布されているものである。また、第２の薄膜１４と第３の薄膜１６は、カーボン繊維を織成して得られるカーボンクロスにより形成されたものである。したがって、実施例の薄膜積層装置２０では、燃料電池に用いられる両面に触媒を担持した電解質膜を二つのガス拡散電極で挟持してなる発電層を製造するものとなる。
【００３１】
図２はローラ３０の構成の概略を示す構成図であり、図３はローラ３０の外周面を平面に展開して示す説明図である。ローラ３０は、図２に示すように、１／４周で１つのステージをなすよう４つのステージとして構成されており、各ステージの外周面近傍には、図示しない吸引ブロワに接続されて負圧を形成する負圧室３４が形成されている。この負圧室３４は、ローラ３０の外周面の略全面に形成された複数の細孔３２（図３参照）と連通しており、外周面に第２の薄膜１４や第３の薄膜１６が載置されたときに、第２の薄膜１４や第３の薄膜１６を吸引により回転方向への搬送を可能にしている。また、ローラ３０の外周面には、図３に示すように、第２の薄膜１４や第３の薄膜１６を切断するためのカッター溝３６，３８が形成されている。したがって、第２の薄膜１４や第３の薄膜１６は、図３の１４Ａの符号で示したハッチングの形状に切断されることになる。
【００３２】
ローラ３０の各ステージの間には、第２の薄膜１４や第３の薄膜１６の位置を決める位置決め機構４０が埋め込まれている。位置決め機構４０は、ローラ３０に形成された貫通孔４２に嵌挿されて径方向に移動可能な位置決めピン４６と、この位置決めピン４６の径方向の移動を二つの位置に固定する位置決めカム４８とから構成されている。なお、ローラ３０の外周面の位置決めカム４８に整合する位置には貫通孔４４が形成されている。なお、図２中、上部に記載され符号を付して説明に供した位置決め機構４０は位置決めピン４６が突出した状態の位置決め状態であり、他の３つの位置決め機構４０は位置決めピン４６が引っ込んだ状態の位置決め解除状態である。
【００３３】
ローラ３０の負圧室３４の内側には、ローラ３０を加熱するヒータ５０が取り付けられており、ローラ３０の外周面の温度が所定温度（実施例では１５０℃）になるよう調節されている。また、ローラ３０の回転軸には、モータ５２の回転軸が機械的に接続されており、モータ５２により回転駆動されるようになっている。このモータ５２は、実施例では、回転角度を容易に制御可能なステッピングモータにより構成した。
【００３４】
薄膜積層装置２０は、図１に示すように、二つのローラ３０のうち鉛直上方のローラ３０を昇降可能な昇降装置５４に取り付けられており、鉛直下方のローラ３０は、床に固定されている。なお、昇降装置５４は、シリンダ５６の油圧により駆動するようになっている。
【００３５】
薄膜積層装置２０は、ローラ３０の鉛直方向の第２の薄膜１４や第３の薄膜１６が供給される位置に、位置決め機構４０の位置決めピン４６を嵌挿可能な孔６１を有し膜と当接する面がローラ３０の外周面より粗く形成された膜押さえ６０と、ローラ３０の外周面に形成されたカッター溝３８と整合して第２の薄膜１４や第３の薄膜１６を切断する第１カッター６２と、貫通孔４４を介して位置決め機構４０の位置決めカム４８を押圧して位置決めピン４６を突出させる位置決め起動装置６４とを備える。また、第２の薄膜１４や第３の薄膜１６が供給される位置から後段側に約９０度回転した位置に、位置決め機構４０の位置決めピン４６を押して位置決めピン４６を引っ込んだ状態にする位置決め解除装置６６と、ローラ３０の外周面に形成されたカッター溝３６と整合して第２の薄膜１４や第３の薄膜１６を切断する第２カッター６８と、この第２カッター６８により切断された端切れ（図３の端切れ１４Ｂ）を回収する端切れ回収箱７２とを備える。図４は、第２カッター６８を拡大して示す拡大図である。第２カッター６８には、端切れ１４Ｂを吸引により吸着する吸引孔７０が形成されており、切断時に端切れ１４Ｂを吸着し、切断完了後に吸着を解除することにより、端切れ１４Ｂが端切れ回収箱７２に回収されるようになっている。
【００３６】
次に、こうして構成された実施例の薄膜積層装置２０の動作について説明する。図５は、実施例の薄膜積層装置２０により第１の薄膜１２，第２の薄膜１４，第３の薄膜１６が積層されて接合される様子を例示する工程図である。積層は、まず、第２の薄膜１４および第３の薄膜１６の先端部の位置決め工程から行なわれる（工程Ｓ１０）。図６は、この膜先端部の位置決め工程の際の薄膜積層装置２０の動作を示す説明図である。図６には鉛直上方の第２の薄膜１４用のローラ３０のみを示したが、一対のローラ３０は同一の動作をするから、鉛直下方の第３の薄膜１６用のローラ３０の動作も同様である。以下同様に、鉛直上方の第２の薄膜１４用のローラ３０についての説明は、鉛直下方の第３の薄膜１６用のローラ３０についても同様に成り立つ。先端部の位置決め工程は、図６に示すように、膜押さえ６０により第２の薄膜１４を押さえた状態で位置決め起動装置６４で位置決め機構４０の位置決めカム４８を押し込んで位置決めピン４６をローラ３０の外周面から突出させ、位置決めピン４６により連続する第２の薄膜１４（図中Ｃで示される膜）を貫通する工程である。このとき昇降装置５４は、ローラ３０を持ち上げた状態である。また、図中、第２の薄膜Ａや第２の薄膜Ｂを外周面に備えるステージの負圧室３４は吸引ブロワによって負圧が発生している状態であり、他のステージの負圧室３４は負圧が発生していない状態である。
【００３７】
膜の先端部の位置決めを行なうと、続いてホットプレスにより接合すると共に膜送りの工程を行なう（工程Ｓ１２）。図７はこのホットプレス・膜送り工程の開始時における薄膜積層装置２０の動作を示す説明図であり、図８はホットプレス・膜送り工程の終了時における薄膜積層装置２０の動作を示す説明図である。ホットプレス・膜送り工程の開始時では、図７に示すように、膜押さえ６０と位置決め起動装置６４とを解除すると共に、昇降装置５４のシリンダ５６に油圧を作用させて、ローラ３０を降下すると共に一対のローラ３０によって第１の薄膜１２や第２の薄膜１４，第３の薄膜１６は、所定のクリアランスを保った一対のローラ３０の間を通過する過程で、膜の厚みがそのクリアランス以上の部分を、ローラ間の圧力（１０〜１００ＭＰａ）により押圧する。そして、モータ５２によりローラ３０を回転駆動する。ローラ３０の外周面は、ヒータ５０により所定温度に調節されているから、一対のローラ３０のニップ部に搬送された第２の薄膜Ａは、圧力と熱とが加えられるホットプレスにより第１の薄膜１２に積層された状態で接合される。なお、図示しないが、鉛直下方のローラ３０にも第３の薄膜１６が鉛直上方のローラ３０と同期して搬送されるから、第１の薄膜１２には、上面から第２の薄膜Ａが接合されると共に、下面からは第３の薄膜が接合される。ローラ３０が約１／４周回転し第２の薄膜Ａの後端部までホットプレスが完了すると、モータ５２の運転を停止し、図６で位置決めを行なった第２の薄膜Ｃを外周面に備えるステージの負圧室３４に負圧を発生されると共に第２の薄膜Ａを吸着していたステージの負圧室３４の負圧を解除する。そして、昇降装置５４のシリンダ５６の油圧を抜いて鉛直上方のローラ３０を上方に上昇させる。
【００３８】
ホットプレス・膜送り工程を終了すると、続いて膜の切断と位置決め解除の工程を行なう（工程Ｓ１４）。図９は、この膜切断・位置決め解除工程の際の薄膜積層装置２０の動作を示す説明図である。図示するように、この工程では、膜押さえ６０により連続する第２の薄膜Ｄを押さえると共に第１カッター６２とカッター溝３８とを整合させて第２の薄膜Ｃの後端部を切断する。また、第２カッター６８に付随する吸引孔７０を吸引した状態で第２カッター６８をカッター溝３６と整合させて第２の薄膜Ｃの先端部を形成すると共に端切れ１４Ｂを吸引し、位置決め解除装置６６を操作して位置決め機構４０の位置決めピン４６を押し込んで位置決めを解除する。こうした動作と平行して第１の薄膜１２を巻き取る巻き取りローラ（図示せず）により第１の薄膜１２の若干量の巻き取りが行なわれる。
【００３９】
膜切断・位置決め解除工程が終了すると、端切れ１４Ｂを除去する工程が行なわれる（工程Ｓ１６）。図１０は、この端切れ除去工程の際の薄膜積層装置２０の動作を示す説明図である。この工程では、第１カッター６２と第２カッター６８とを持ち上げると共に第２カッター６８に付随する吸引孔７０への吸引を解除する。この結果、吸引孔７０の吸引により吸着していた端切れ１４Ｂは、端切れ回収箱７２に回収される。また、この工程では、位置決め解除装置６６の終了動作としての押し込め部の持ち上げ動作を行なう。なお、膜押さえ６０は、作動した状態である。
【００４０】
そして、最後に第２の薄膜Ｃと連続する第２の薄膜Ｄとの間隔を確保する工程を行なう（工程Ｓ１８）。この工程では、モータ５２を駆動してローラ３０を図２に示す角度βだけ回転させる。膜押さえ６０により連続する第２の薄膜Ｄは押圧力を受けるが、膜押さえ６０の膜の当接面はローラ３０の外周面より粗く形成されているから、ローラ３０は第２の薄膜Ｄを搬送することなく回転する。この結果、第２の薄膜Ｃの後端部と連続する第２の薄膜Ｄの先端部とに、ローラ３０の回転角βに対応する間隔を確保することができる。
【００４１】
実施例の薄膜積層装置２０は、上述した図５に示す５つの工程を繰り返すことにより、連続して第１の薄膜１２に所定形状に切断された第２の薄膜１４と第３の薄膜１６とを積層し接合する。
【００４２】
以上説明した実施例の薄膜積層装置２０によれば、それぞれ連続する第２の薄膜１４と第３の薄膜１６を所定形状に切断し、連続する第１の薄膜１２を挟持する状態で積層し、接合することができる。しかも、位置決め機構４０により位置決めし、負圧室３４に負圧をかけて所定形状に切断した第２の薄膜１４や第３の薄膜１６を積層位置まで同期して搬送するから、高い精度で積層することができる。連続する第１の薄膜１２や第２の薄膜１４，第３の薄膜１６を用い、手作業を介さないから、高い生産性を確保することができる。
【００４３】
また、実施例の薄膜積層装置２０によれば、位置決めピン４６により貫通孔が形成された第２の薄膜１４や第３の薄膜１６の部位は端切れ１４Ｂとして切り取られるから、性能の低下を招くことがない。しかも、端切れ１４Ｂは小さいから、第２の薄膜１４や第３の薄膜１６の利用率を高くすることができる。
【００４４】
さらに、本発明の薄膜積層装置２０によれば、第１の薄膜１２や第２の薄膜１４，第３の薄膜１６の搬送、位置決め、所定形状への切断、加圧、加熱を一対のローラ３０とこれに付随する小型の装置によって行なうから、装置の小型化を図ることができる。
【００４５】
次に、本発明の第２の実施例としての薄膜積層装置１２０について説明する。この第２実施例の薄膜積層装置１２０は、第２の薄膜１４や第３の薄膜１６をローラ１３０の外周面に固定する位置決め機構１４０と、第２の薄膜１４や第３の薄膜１６をローラ１３０の表面に吸引する吸引機構１５０と、第２カッターに相当する切断機構１６０が異なる点を除いて第１実施例の薄膜積層装置２０と同一の構成をしている。したがって、第２実施例の薄膜積層装置１２０の説明では、異なる構成についてのみ説明することにする。
【００４６】
図１２は第２実施例の薄膜積層装置１２０のローラ１３０の構成の概略を示す構成図であり、図１３はローラ１３０の断面構成の概略を示す説明図であり、図１４はローラ１３０の外周面を平面に展開して示す説明図である。第２実施例の薄膜積層装置１２０が備える位置決め機構１４０は、図１２に示すように、第１実施例の薄膜積層装置２０が備える位置決め機構４０と同様に９０度の間隔をおいてローラ１３０の外周面の４箇所に設けられている。位置決め機構１４０は、図１４に示すように、第２の薄膜１４や第３の薄膜１６の端部をローラ１３０の外周面とで挟持するクランパ１４１と、このクランパ１４１を回転可能に軸支するシャフト１４２とを備える。クランパ１４１とシャフト１４２は、ローラ１３０に設けられた取付孔１４３に納められており、シャフト１４２はねじりバネ１４４により図１４中左回転側に付勢力を受けるようになっている。また、シャフト１４２の端部には回転軸を偏心させたレバー１４５が取り付けられている。
【００４７】
図１５はクランパ１４１により第２の薄膜１４や第３の薄膜１６の端部を位置決めしている状態を示す説明図であり、図１６はクランパ１４１が取付孔１４３に収納されている状態を示す説明図である。図１５に示すように、クランパ１４１は、ねじりバネ１４４に抗してシャフト１４２を回転軸として右側に回転させると、その端部の膜押さえ部１４１ａが取付孔１４３から出てローラ１３０の外周面とにより第２の薄膜１４や第３の薄膜１６の端部を挟持して位置決めできるようになっている。逆に回転させると、図１６に示すように、クランパ１４１は取付孔１４３内に収納される。図１２中、１２時と９時に位置する位置決め機構４０はクランパ１４１により第２の薄膜１４や第３の薄膜１６を位置決めしている状態であり、３時と６時に位置する位置決め機構４０はクランパ１４１が取付孔１４３に収納されている状態である。また、図１４では、左側と中央に描かれた位置決め機構１４０がクランパ１４１により第２の薄膜１４や第３の薄膜１６を位置決めしている状態であり、右側に描かれた位置決め機構１４０がクランパ１４１が取付孔１４３に収納されている状態である。
【００４８】
位置決め機構１４０は、更に、図１３に示すように、レバー１４５を押さえ込んでクランパ１４１により第２の薄膜１４や第３の薄膜１６を位置決めするカム１４６を備える。図１７は、カム１４６のローラ１３０に対する位置を説明する説明図である。図示するように、カム１４６は、上方のローラ１３０に対して１２時の位置から約７時の位置に配置されている。カム１４６の１２時の位置には、レバー１４５をシャフト１４２に対して回転させながら押さえ込む押さえ部１４７が形成されている。したがって、位置決め機構１４０が１２時の位置まで回転すると、レバー１４５がカム１４６の押さえ部１４７に当接して図１６の収納状態から図１５の位置決め状態になる。このとき、前述した膜押さえ６０により第２の薄膜１４や第３の薄膜１６が押さえられているから、クランパ１４１の膜押さえ部１４１ａとローラ１３０の外周面とにより図１４に示すように第２の薄膜１４や第３の薄膜１６の端部を挟持して位置決めする。位置決め機構１４０が約７時の位置まで回転すると、カム１４６に押さえられていたレバー１４５は開放される。このとき、シャフト１４２はねじりバネ１４４により付勢力を受けているから、クランパ１４１は取付孔１４３に収納される。
【００４９】
こうした第２実施例の薄膜積層装置１２０が備える位置決め機構１４０では、第２の薄膜１４や第３の薄膜１６に貫通孔を形成しないから、第２の薄膜１４や第３の薄膜１６に損傷を与えることがない。また、カム１４６の長さを調節することにより位置決めの開始と解除を自由に設計することができる。
【００５０】
第２実施例の薄膜積層装置１２０が備える吸引機構１５０は、図１２に示すように、ローラ１３０の各ステージに各々設けられており、図示しない吸引ポンプにより吸引される第１負圧室１５１と、バネ１５２に付勢されたチェック弁１５３を有する弁室１５４と、弁室１５４とローラ１３０の外周面に複数設けられた細孔１３２とを連絡する第２負圧室１５５と、チェック弁１５３を押圧して開弁する開弁カム１５６とを備える。開弁カム１５６は、ローラ１３０の非回転部分の１２時の位置から左回りに約６時の位置に亘って配置されており、チェック弁１５３が回転により１２時の位置に至ると、開弁カム１５６がチェック弁１５３を弁室１５４側にバネ１５２に抗して押圧することによって開弁する。第１負圧室１５１が弁室１５４と連通すると、第１負圧室１５１の負圧が弁室１５４と連通する第２負圧室１５５を細孔１３２に導かれる。そして、チェック弁１５３が約６時の位置に至ると、チェック弁１５３は開弁カム１５６による押圧から解除されて閉弁する。図１８に開弁状態を、図１９に閉弁状態を示す。
【００５１】
こうした第２実施例の薄膜積層装置１２０が備える吸引機構１５０では、所望の範囲のみ第２の薄膜１４や第３の薄膜１６を吸引して搬送することができる。
【００５２】
図２０は、第２実施例の薄膜積層装置１２０が備える切断機構１６０の構成の概略を示す構成図である。図示するように、切断機構１６０は、本体１６１と、第１ピストン１６２を内装し本体１６１にヒンジ接続された第１シリンダ１６３と、同じく第２ピストン１６４を内装し本体１６１にヒンジ接続された第２シリンダ１６５と、第２の薄膜１４や第３の薄膜１６を切断するカッター部材１６６が取り付けられ一端が第１ピストン１６２にヒンジ接続されたアーム１６７と、第２ピストン１６４の動作に伴ってアーム１６７を支持する第１カムフォロア１６８とを備える。
【００５３】
第１ピストン１６２および第２ピストン１６４は、第１シリンダ１６３および第２シリンダ１６５に供給される油圧により駆動するようになっている。カッター部材１６６は、図２１の斜視図に示すように、Ｕ字形に２次元形成されたカッター１７０と、カッター１７０による切断の際に第２の薄膜１４や第３の薄膜１６を押さえる膜押さえ１７１とを備える。アーム１６７は、本体１６１に形成されたカム溝１７２に嵌め込まれた第２カムフォロア１７３を備え、その動きが規制されるようになっている。なお、カム溝１７２は、第２カムフォロア１７３がトロコイド曲線を描くように形成されている。第２ピストン１６４の第２カムフォロア１７３の取付部１７４は、本体１６１に形成されたガイド溝１７５に嵌め込まれており、その動きが規制されるようになっている。なお、本体１６１には、アーム１６７の動きを規制するストッパ１７６，１７７も設けられている。
【００５４】
こうして構成された切断機構１６０は、次のように動作して第２の薄膜１４や第３の薄膜１６を切断する。図２２は切断機構１６０の切断がなされない初期状態を示す説明図であり、図２３は切断機構１６０の切断開始のための初期動作を示す説明図であり、図２４は切断機構１６０の切断動作を示す説明図であり、図２５は切断機構１６０の切断終了時の状態を示す説明図である。切断機構１６０は、初期状態、即ち切断を行なわない状態のときには、図２２に示すように、第１ピストン１６２は完全に縮められ、第２ピストン１６４は完全に延ばされる。このときカッター部材１６６は、第１ピストン１６２が縮められることにより、ローラ１３０の外周面に搬送される第２の薄膜１４や第３の薄膜１６とに僅かな隙間をもって保持される。
【００５５】
こうした初期状態から、第１ピストン１６２を延ばす方向に第１シリンダ１６３に油圧を作用させると、図２３に示すように、カッター部材１６６はローラ１３０の外周面上の第２の薄膜１４や第３の薄膜１６に押し付けられるようになる。なお、第１ピストン１６２による作用力とカッター部材１６６のローラ１３０に対する押圧力とに対する反力は、アーム１６７に当接している第１カムフォロア１６８を介して第２ピストン１６４に作用する。
【００５６】
このカッター部材１６６をローラ１３０側に押し付けた状態から、図２４に例示するように、第２シリンダ１６５内の油圧を減圧して第２ピストン１６４を縮めると、第２ピストン１６４の端部に取り付けられた取付部１７４は本体１６１に形成されたガイド溝１７５にガイドされて移動する。このとき、第１カムフォロア１６８も取付部１７４と共に移動するから、第１ピストン１６２による作用力とカッター部材１６６のローラ１３０に対する押圧力とに対する反力の作用点が移動する。アーム１６７は第２カムフォロア１７３とカム溝１７２とによりその動きがトロコイド曲線となるよう規制されているから、カッター部材１６６はローラ１３０の外周面上を滑ることなく接しながら周方向に回転運動して第２の薄膜１４や第３の薄膜１６から端切れ１４Ｂを切断する。第１ピストン１６２は第１シリンダ１６３に油圧が作用しているから、第２ピストン１６４の動きに伴って図２５に例示する状態になるまで伸びる。なお、切断された端切れ１４Ｂは、第２実施例の薄膜積層装置１２０では、図１７に例示する吸い込み管１７８に吸い込まれるようになっている。
【００５７】
第２の薄膜１４や第３の薄膜１６の切断を終了すると、第１シリンダ１６３の油圧を減圧してカッター部材１６６のローラ１３０側への押圧力を解除する。このとき、アーム１６７は、支持を失うことにより本体１６１側に移動するが、ストッパ１７６，１７７によって止められる。
【００５８】
こうした第２実施例の薄膜積層装置１２０が備える切断機構１６０では、Ｕ字形に２次元形成されたカッター１７０を有するカッター部材１６６をローラ１３０の外周面に対して押圧力を作用させながら滑ることなく接しながら周方向に回転運動させることにより、ローラ１３０の外周面上に吸引されている第２の薄膜第３の薄膜１６から端切れ１４Ｂを切断することができる。
【００５９】
以上説明した第２実施例の薄膜積層装置１２０では、第１実施例の薄膜積層装置２０が備える位置決め機構４０や吸引機構，第２カッター６８に代えて位置決め機構１４０や吸引機構１５０，切断機構１６０を備えるが、第１実施例の薄膜積層装置２０と同様な機能を果たすから、第１実施例の薄膜積層装置２０が奏する効果と同様な効果を奏することができる。
【００６０】
第１実施例の薄膜積層装置２０や第２実施例の薄膜積層装置１２０では、第１の薄膜１２の両面に第２の薄膜１４，第３の薄膜１６を積層・接合するものとしたが、第１の薄膜１２の一方の面にのみ第２の薄膜１４を積層・接合するものとしてもよい。この場合、例えば鉛直下方のローラ３０，１３０は、作用する圧力を支持できる機能だけを保持すればよく、負圧室３４や位置決め機構４０，位置決め機構１４０や吸引機構１５０などを備えない単なるローラとすることができる。
【００６１】
第１実施例の薄膜積層装置２０や第２実施例の薄膜積層装置１２０では、燃料電池に用いられる発電層を形成するものとして構成したが、第１の薄膜１２や第２の薄膜１４，第３の薄膜１６は如何なる膜であっても差し支えない。この場合で更に第１の薄膜１２や第２の薄膜１４の表面に接着剤が塗布されているときには、ローラ３０，１３０はヒータ５０を備えないものとしてもよいし、昇降装置５４による作用させる圧力も積層する膜によって設定すればよい。また、第１の薄膜１２や第２の薄膜１４が熱により接着性を得られるもののときには、昇降装置５４による加圧は行なわないものとしても差し支えない。加圧は必要に応じて実施すればよいが、昇降装置５４は膜先端位置決め精度上必須であるため、加圧不要な場合にも残すことが望ましい。
【００６２】
第１実施例の薄膜積層装置２０では、位置決めピン４６を位置決めカム４８によりその位置を固定できるようにしたが、カム以外の移動手段を用いるものとしてもよい。また、第１実施例の薄膜積層装置２０では位置決めピン４６により第２の薄膜１４や第３の薄膜１６を貫通して位置決めするものとし、第２実施例の薄膜積層装置１２０では、クランパ１４１とローラ１３０とにより第２の薄膜１４や第３の薄膜１６の端部を挟持することにより位置決めするものとしたが、貫通せずに引っかけるだけで位置決めするものとしたり、位置決め機構４０，１４０に代えて吸引孔を設け、第２の薄膜１４や第３の薄膜１６の先端部を吸引による吸着で位置決めするものとしてもよい。
【００６３】
第１実施例の薄膜積層装置２０や第２実施例の薄膜積層装置１２０では、ヒータ５０によりローラ３０，１３０の外周面が所定温度となるように加熱したが、ローラ３０，１３０の内部あるいは外部から赤外線を照射することによりローラ３０，１３０の外周面あるいは第１の薄膜１２や第２の薄膜１４を加熱するものとしてもよい。
【００６４】
以上、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例である薄膜積層装置２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】 ローラ３０の構成の概略を示す構成図である。
【図３】 ローラ３０の外周面を平面に展開して示す説明図である。
【図４】 第２カッター６８を拡大して示す拡大図である。
【図５】 実施例の薄膜積層装置２０により第１の薄膜１２，第２の薄膜１４，第３の薄膜１６が積層されて接合される様子を例示する工程図である。
【図６】 膜先端部の位置決め工程の際の薄膜積層装置２０の動作を示す説明図である。
【図７】 ホットプレス・膜送り工程の開始時における薄膜積層装置２０の動作を示す説明図である。
【図８】 ホットプレス・膜送り工程の完了時における薄膜積層装置２０の動作を示す説明図である。
【図９】 膜切断・位置決め解除工程の際の薄膜積層装置２０の動作を示す説明図である。
【図１０】 端切れ除去工程の際の薄膜積層装置２０の動作を示す説明図である。
【図１１】 膜間確保工程の際の薄膜積層装置２０の動作を示す説明図である。
【図１２】 第２実施例の薄膜積層装置１２０のローラ１３０の構成の概略を示す構成図である。
【図１３】 ローラ１３０の断面構成の概略を示す説明図である。
【図１４】 ローラ１３０の外周面を平面に展開して示す説明図である
【図１５】 クランパ１４１により第２の薄膜１４や第３の薄膜１６の端部を位置決めしている状態を示す説明図である。
【図１６】 クランパ１４１が取付孔１４３に収納されている状態を示す説明図である。
【図１７】 カム１４６のローラ１３０に対する位置を説明する説明図である。
【図１８】 チェック弁１５３の開弁状態を示す説明図である。
【図１９】 チェック弁１５３の閉弁状態を示す説明図である。
【図２０】 第２実施例の薄膜積層装置１２０が備える切断機構１６０の構成の概略を示す構成図である。
【図２１】 カッター部材１６６の構成の概略を示す斜視図である。
【図２２】 切断機構１６０の切断がなされない初期状態を示す説明図である。
【図２３】 切断機構１６０の切断開始のための初期動作を示す説明図である。
【図２４】 切断機構１６０の切断動作を示す説明図である。
【図２５】 切断機構１６０の切断終了時の状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１２ 第１の薄膜、１４ 第２の薄膜、１４Ｂ 端切れ、１６ 第３の薄膜、２０ 薄膜積層装置、３０ ローラ、３２ 細孔、３４ 負圧室、３６，３８ カッター溝、４０ 位置決め機構、４２，４４ 貫通孔、４６ 位置決めピン、４８ 位置決めカム、５０ ヒータ、５２ モータ、５４ 昇降装置、５６ シリンダ、６０ 膜押さえ、６２ 第１カッター、６４ 位置決め起動装置、６６位置決め解除装置、６８ 第２カッター、７０ 吸引孔、７２ 端切れ回収箱、１２０ 薄膜積層装置、１３０ ローラ、１４０ 位置決め機構、１４１ クランパ、１４１ａ 膜押さえ部、１４２ シャフト、１４３ 取付孔、１４４ ねじりバネ、１４５ レバー、１４６ カム、１４７ 押さえ部、１５０ 吸引機構、１５１ 第１負圧室、１５２ バネ、１５３ チェック弁、１５４ 弁室、１５６ 開弁カム、１６０ 切断機構、１６１ 本体、１６２ 第１ピストン、１６３ 第１シリンダ、１６４ 第２ピストン、１６５ 第２シリンダ、１６６ カッター部材、１６７ アーム、１６８ 第１カムフォロア、１７０ カッター、１７１ 膜押さえ、１７２ カム溝、１７３ 第２カムフォロア、１７４取付部、１７５ ガイド溝、１７６，１７７ ストッパ、１７８ 吸い込み管。
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄膜積層装置に関し、詳しくは、連続する第１の薄膜に連続する第２の薄膜を所定形状に切断して積層する薄膜積層装置および連続する第１の薄膜に連続する第２の薄膜と連続する第３の薄膜とを所定形状に切断して積層する薄膜積層装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の薄膜積層装置としては、燃料電池に用いる電解質膜と電極基材とを位置決めして積層するものが提案されている（例えば、特開平８−３３５４６２号公報など）。この装置では、位置決めされて載置された所定の矩形形状に形成された電極基材に、この電極基材が載置された場所の隣に位置決めされて載置された所定の矩形形状に形成された電解質膜を垂直および水平に移動させて載置している。電解質膜の垂直および水平の移動には、垂直および水平に移動可能な吸引板に電解質膜を吸引させることにより行なっている。この装置では、こうした積層手法を採ることにより、短時間に精度よく膜を積層することができるとされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、こうした薄膜積層装置では、電極基材や電解質膜が所定形状に切断されている必要があるから、ロールされた連続する薄膜を積層することはできない。このため、生産性が低くなってしまう。また、所定の場所に電極部材や電解質膜を載置する必要があるが、この載置は薄膜積層装置によって行なわれないから、載置のための装置を別に備えるか、手作業による必要がある。載置のための装置を備えるものとすれば、その精度によっては薄膜の積層の精度は大きく低下し、手作業によるものとすれば、生産性の低下が更にクローズアップされることになる。
【０００４】
本発明の薄膜積層装置は、連続する薄膜を積層することを目的の一つとする。また、本発明の薄膜積層装置は、高い精度で薄膜を積層することを目的の一つとする。さらに、本発明の薄膜積層装置は、薄膜の積層の生産性を向上させることを目的の一つとする。
【０００５】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
本発明の薄膜積層装置は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
本発明の第１の薄膜積層装置は、連続する第１の薄膜に、連続する第２の薄膜を所定形状に切断した後に積層する薄膜積層装置であって、前記第２の薄膜を吸引して積層位置まで搬送すると共に該第２の薄膜と前記第１の薄膜とを積層しながら搬送する搬送手段と、該搬送手段の所定位置に前記第２の薄膜の搬送方向の先端部を固定する位置決め手段と、前記搬送手段により前記積層位置まで搬送される前記第２の薄膜を前記所定形状に切断する切断手段とを備え、該切断手段は、前記位置決め手段によって搬送方向先端部が固定された状態で前記搬送手段により搬送される連続した第２の薄膜を分離切断して前記所定形状をなす第２の薄膜の切断後端部を形成する第１のカッターと、前記位置決め手段によって搬送方向先端部が固定された状態で前記搬送手段により引き続き搬送される前記分離切断された第２の薄膜の搬送方向先端部を切断して前記所定形状なす第２の薄膜を形成する第２のカッターとを含む、ことを要旨とする。
【０００７】
この本発明の第１の薄膜積層装置では、搬送手段が、連続する第２の薄膜を吸引して積層位置まで搬送すると共にこの第２の薄膜と連続する第１の薄膜とを積層する。位置決め手段は、搬送手段の所定位置に連続する第２の薄膜の搬送方向の先端部を固定し、切断手段は、搬送手段により積層位置まで搬送される第２の薄膜を所定形状に切断する。したがって、本発明の第１の薄膜積層装置によれば、連続する第１の薄膜に、連続する第２の薄膜を所定形状に切断して積層することができる。しかも、位置決め手段により連続する第２の薄膜の先端部を位置決めすることと、切断したままの状態で第２の薄膜を所定位置に移動させて第１の薄膜に積層するため第２の薄膜先端のめくれ等の影響なく、高い精度で積層することができる。また、搬送途上にある連続する第２の薄膜を所定形状に切断した後に積層するから、高い生産性を確保することができる。
【０００８】
こうした本発明の第１の薄膜積層装置において、前記所定形状に切断された第２の薄膜の切断後端部と、該切断により残された連続する第２の薄膜の切断先端部との間隔が所定間隔となるよう調整する膜間調整手段を備えるものとすることもできる。こうすれば、所定形状の第２の薄膜を所定間隔毎に第１の薄膜に積層することができる。この結果、所定形状毎の積層を行なう際に次の膜の先端の巻き込みが防止できると共に所定間隔を空けて積層された積層体の分離切断を容易に行なうことができる。
【０００９】
また、本発明の第１の薄膜積層装置において、前記位置決め手段は、前記第２の薄膜を貫通する貫通部材と、該貫通部材による前記第２の薄膜の貫通および該貫通の解除を行なう貫通解除機構とを備えるものとすることもできる。こうすれば、貫通部材により第２の薄膜を位置決めすることができる。
【００１０】
あるいは、本発明の第１の薄膜積層装置において、前記位置決め手段は、前記搬送手段に取り付けられ前記第２の薄膜の切断端部を該搬送手段とで挟持する手段であるものとすることもできる。こうすれば、第２の薄膜に貫通孔を形成することなく位置決めすることができる。この態様の本発明の第１の薄膜積層装置において、前記位置決め手段は、回転可能なシャフトと、該シャフトに形成され該シャフトの回転に伴って前記第２の薄膜を前記搬送手段とにより挟持する挟持部と、前記搬送手段による前記第２の薄膜の搬送に伴って前記シャフトを所定方向に回転させて前記挟持部が前記第２の薄膜を前記搬送手段とにより挟持させる一方、前記シャフトを前記所定方向とは逆回転させて前記挟持部が前記第２の薄膜を挟持しない状態とする回転機構とを備えるものとすることもできる。
【００１１】
また、本発明の薄膜積層装置において、前記搬送手段は、前記第２の薄膜を吸引可能な吸引手段を有する円筒形状の第１のローラと、該第１のローラと対をなす第２のローラとを備えるものとすることもできる。
【００１２】
こうした搬送手段が第１のローラと第２のローラとを備える態様の本発明の第１の薄膜積層装置において、前記吸引手段は、前記第１のローラの所定回転角度範囲のみ吸引する手段であるものとすることもできる。こうすれば、所定回転角度範囲を越えたときには吸引が行なわれないから、第１のローラから第２の薄膜を容易に剥がすことができる。この態様の本発明の第１の薄膜積層装置において、前記吸引手段は、前記第１のローラに設けられた負圧室と、該第１のローラの外周面の略全面に形成された複数の吸引孔と、該複数の吸引孔をブロック毎に前記負圧室と連通する複数の連通孔と、該複数の連通孔に各々設けられ該複数の連通孔を各々開閉する複数の弁体と、該複数の弁体を前記第１のローラの回転角度に応じて開閉駆動する開閉手段とを備えるものとすることもできる。更にこの態様の本発明の第１の薄膜積層装置において、前記弁体は前記連通孔を閉成するようバネに付勢されたチェック弁であり、前記開閉手段は前記チェック弁をバネに抗する手段であるものとすることもできる。
【００１３】
また、搬送手段が第１のローラと第２のローラとを備える態様の本発明の第１の薄膜積層装置において、前記切断手段は、切断刃先が２次元配置されてなる切断刃と、該切断刃を前記第１のローラに吸引された前記第２の薄膜を介して前記第１のローラの外周面上に対して滑ることなく接触させながらトロコイド曲線状に回転運動させる切断刃駆動機構とを備えるものとすることもできる。こうすれば、安価な切断刃を用いて第１のローラに吸引された第２の薄膜を周方向に亘って切断することができる。この態様の本発明の第１の薄膜積層装置において、前記切断刃駆動機構は、前記切断刃の一端を支持すると共に該切断刃を前記第１のローラ側へ押し付け可能な第１支持手段と、前記切断刃の他端をトロコイド曲線運動しながら支持する第２支持部とを備えるものとすることもできる。
【００１４】
さらに、搬送手段が第１のローラと第２のローラとを備える態様の本発明の第１の薄膜積層装置において、前記第１のローラは、前記所定形状の長さの２倍以上の周長を有するよう形成されてなるものとすることもできる。こうすれば、少なくとも半周で所定形状の第２の薄膜を１枚搬送することができる。
【００１５】
この他、搬送手段が第１のローラと第２のローラとを備える態様の本発明の第１の薄膜積層装置において、前記第１のローラと前記第２のローラとの間隔を調整する間隔調整手段を備えるものとすることもできる。
【００１６】
また、本発明の第１の薄膜積層装置において、前記第１の薄膜は湿潤状態でプロトン導電性を示す高分子材料により形成されてなり、前記第２の薄膜はガス透過性と導電性を示す材料により形成されてなるものとすることもできる。こうすれば、燃料電池に用いられる電解質膜とガス拡散電極とを積層することができる。
【００１７】
本発明の第２の薄膜積層装置は、連続する第１の薄膜に、連続する第２の薄膜と、連続する第３の薄膜とを所定形状にそれぞれ切断した後に積層する薄膜積層装置であって、前記第２の薄膜を吸引して積層位置まで搬送すると共に前記第３の薄膜を吸引して該積層位置まで搬送し、該第２の薄膜と該第３の薄膜とにより前記第１の薄膜を挟持した状態で積層する搬送手段と、該搬送手段の第１の所定位置に前記第２の薄膜の搬送方向の先端部を固定する第１の位置決め手段と、前記搬送手段の第２の所定位置に前記第３の薄膜の搬送方向の先端部を固定する第２の位置決め手段と、前記搬送手段により前記積層位置まで搬送される前記第２の薄膜を前記所定形状に切断する第１の切断手段と、前記搬送手段により前記積層位置まで搬送される前記第３の薄膜を前記所定形状に切断する第２の切断手段とを備え、前記第１および第２の切断手段は、前記第１および第２の位置決め手段によって搬送方向先端部が固定された状態で前記搬送手段によりそれぞれ搬送される連続した第２および第３の薄膜を分離切断して前記所定形状をなす第２および第３の薄膜の切断後端部を形成する第１のカッターと、前記第１および第２の位置決め手段によって搬送方向先端部が固定された状態で前記搬送手段により引き続きそれぞれ搬送される前記分離切断された第２および第３の薄膜の搬送方向先端部を切断して前記所定形状なす第２および第３の薄膜を形成する第２のカッターとを含む。
【００１８】
この本発明の第２の薄膜積層装置では、搬送手段が、連続する第２の薄膜と、連続する第３の薄膜とを吸引して積層位置まで搬送すると共にこの第２の薄膜と第３の薄膜とにより連続する第１の薄膜を挟持する状態として積層する。第１の位置決め手段および第２の位置決め手段は、搬送手段の第１の所定位置および第２の所定位置に、連続する第２の薄膜の搬送方向の先端部および連続する第３の薄膜の搬送方向の先端部を固定し、第１の切断手段および第２の切断手段は、搬送手段により積層位置まで搬送される第２の薄膜および第３の薄膜を所定形状に切断する。したがって、本発明の第２の薄膜積層装置によれば、連続する第１の薄膜に、連続する第２の薄膜と第３の薄膜とを所定形状に切断して積層することができる。しかも、第１の位置決め手段および第２の位置決め手段により連続する第２の薄膜の先端部および第３の薄膜の先端部を位置決めすることと、切断したままの状態で第２の薄膜および第３の薄膜を所定位置に移動させて第１の薄膜に積層させるため第２および第３の薄膜先端のめくれ等の影響なく、高い精度で積層することができる。また、搬送途上にある連続する第２の薄膜および第３の薄膜を所定形状に切断した後に積層するから、高い生産性を確保することができる。
【００１９】
こうした本発明の第２の薄膜積層装置において、前記所定形状に切断された第２の薄膜の切断後端部と、該切断により残された連続する第２の薄膜の切断先端部との間隔が所定間隔となるよう調整する第１の膜間調整手段と、前記所定形状に切断された第３の薄膜の切断後端部と、該切断により残された連続する第３の薄膜の切断先端部との間隔が所定間隔となるよう調整する第２の膜間調整手段とを備えるものとすることもできる。こうすれば、所定形状の第２の薄膜および第３の薄膜を所定間隔毎に第１の薄膜に積層することができる。この結果、所定形状毎の積層を行なう際に次の膜の先端の巻き込みが防止できると共に所定間隔を空けて積層された積層体の分離切断を容易に行なうことができる。
【００２０】
また、本発明の第２の薄膜積層装置において、前記第１の位置決め手段および前記第２の位置決め手段は、対応する前記第２，第３の薄膜を貫通する貫通部材と、該貫通部材による前記対応する該第２，第３の薄膜の貫通および該貫通の解除を行なう貫通解除機構とを備えるものとすることもできる。こうすれば、貫通部材により第２の薄膜および第３の薄膜を位置決めすることができる。
【００２１】
あるいは、本発明の第２の薄膜積層装置において、前記第１の位置決め手段および前記第２の位置決め手段は、前記搬送手段に取り付けられ対応する前記第２，第３の薄膜の切断端部を該搬送手段とで挟持する手段であるものとすることもできる。こうすれば、第２の薄膜および第３の薄膜に貫通孔を形成することなく各々を位置決めすることができる。この態様の本発明の第２の薄膜積層装置において、前記第１の位置決め手段および前記第２の位置決め手段は、回転可能なシャフトと、該シャフトに形成され該シャフトの回転に伴って対応する前記第２，第３の薄膜を前記搬送手段とにより挟持する挟持部と、前記搬送手段による対応する前記第２，第３の薄膜の搬送に伴って前記シャフトを所定方向に回転させて前記挟持部が前記第２，第３の薄膜を前記搬送手段とにより挟持させる一方、前記シャフトを前記所定方向とは逆回転させて前記挟持部が前記第２，第３の薄膜を挟持しない状態とする回転機構とを備えるものとすることもできる。
【００２２】
また、本発明の第２の薄膜積層装置において、前記搬送手段は、前記第２の薄膜を吸引可能な第１の吸引手段を有する円筒形状の第１のローラと、該第１のローラと対をなすと共に前記第３の薄膜を吸引可能な第２の吸引手段を有する円筒形状の第２のローラとを備えるものとすることもできる。
【００２３】
こうした搬送手段が第１のローラと第２のローラとを備える態様の本発明の第２の薄膜積層装置において、前記第１の吸引手段および前記第２の吸引手段は、対応する前記第１，第２のローラの所定回転角度範囲のみ吸引する手段であるものとすることもできる。こうすれば、所定回転角度範囲を越えたときには吸引が行なわれないから、第１のローラから第２の薄膜を容易に剥がすことができると共に第２のローラから第３の薄膜を容易に剥がすことができる。この態様の本発明の第２の薄膜積層装置において、前記第１の吸引手段および前記第２の吸引手段は、対応する前記第１，第２のローラに各々設けられた負圧室と、該対応する第１，第２のローラの外周面の略全面に形成された複数の吸引孔と、該複数の吸引孔をブロック毎に前記対応する負圧室と連通する複数の連通孔と、該複数の連通孔に各々設けられ該複数の連通孔を各々開閉する複数の弁体と、該複数の弁体を前記対応する第１、第２のローラの回転角度に応じて開閉駆動する開閉手段とを備えるものとすることもできる。更に、この態様の本発明の第２の薄膜積層装置において、前記弁体は前記連通孔を閉成するようバネに付勢されたチェック弁であり、前記開閉手段は前記チェック弁をバネに抗する手段であるものとすることもできる。
【００２４】
また、本発明の第２の薄膜積層装置において、前記第１の切断手段および前記第２の切断手段は、切断刃先が２次元配置されてなる切断刃と、該切断刃を対応する前記第１、第２のローラに吸引された対応する前記第２，第３の薄膜を介して前記第１、第２のローラの外周面上に対して滑ることなく接触させながらトロコイド曲線状回転運動させる切断刃駆動機構とを備えるものとすることもできる。こうすれば、安価な切断刃を用いて第１，第２のローラに吸引された対応する第２，第３の薄膜を周方向に亘って切断することができる。この態様の本発明の第２の薄膜積層装置において、前記切断刃駆動機構は、前記切断刃の一端を支持すると共に該切断刃を前記対応する第１，第２のローラ側へ押し付け可能な第１支持手段と、前記切断刃の他端をトロコイド曲線運動しながら支持する第２支持部とを備えるものとすることもできる。
【００２５】
さらに、搬送手段が第１のローラと第２のローラとを備える態様の本発明の第２の薄膜積層装置において、前記第１のローラおよび前記第２のローラは、前記所定形状の長さの２倍以上の周長を有するよう形成されてなるものとすることもできる。こうすれば、少なくとも半周で所定形状の第２の薄膜および第３の薄膜を１枚搬送することができる。
【００２６】
この他、搬送手段が第１のローラと第２のローラとを備える態様の本発明の第２の薄膜積層装置において、前記第１のローラと前記第２のローラとの間隔を調整する間隔調整手段を備えるものとすることもできる。
【００２７】
また、本発明の第２の薄膜積層装置において、前記第１の薄膜は、湿潤状態でプロトン導電性を示す高分子材料により形成されてなり、前記第２の薄膜および前記第３の薄膜は、ガス透過性と導電性を示す材料により形成されてなるものとすることもできる。こうすれば、燃料電池に用いられる電解質膜を２つの拡散電極で挟持してなる発電層を積層により製造することができる。
【００２８】
本発明の第１または第２の薄膜積層装置において、前記搬送手段は、前記積層に際し圧力を作用させる圧力手段を備えるものとすることもできる。こうすれば、第１の薄膜と第２の薄膜または第１の薄膜と第２の薄膜と第３の薄膜とを圧力により一体のものとすることができる。
【００２９】
また、本発明の第１または第２の薄膜積層装置において、前記搬送手段は、前記積層に際し熱を作用させる熱作用手段を備えるものとすることもできる。こうすれば、第１の薄膜と第２の薄膜または第１の薄膜と第２の薄膜と第３の薄膜とを熱により一体のものとすることができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を実施例を用いて説明する。図１は、本発明の一実施例である薄膜積層装置２０の構成の概略を示す構成図である。実施例の薄膜積層装置２０は、それぞれロールされた連続する第２の薄膜１４と第３の薄膜１６とを所定形状に切断して連続する第１の薄膜１２を挟持する状態でホットプレスにより積層状態で接合する装置であり、図示するように、鉛直上方と下方に略面対称に配置され同期して回転駆動する一対のローラ３０を備える。図示しないが、第１の薄膜１２は、巻き取りローラにより巻き取られるようになっている。なお、実施例では、第１の薄膜１２は、湿潤状態で良好なプロトン導電性を示す高分子材料、例えばパーフルオロスルホネートイオノマー（デュポン製の商品名「ナフィオン」）により厚さが１０〜３００μｍ程度に形成された薄膜の両面に白金または白金と他の金属との合金からなる触媒を担持する粉末カーボンが所定形状に塗布されているものである。また、第２の薄膜１４と第３の薄膜１６は、カーボン繊維を織成して得られるカーボンクロスにより形成されたものである。したがって、実施例の薄膜積層装置２０では、燃料電池に用いられる両面に触媒を担持した電解質膜を二つのガス拡散電極で挟持してなる発電層を製造するものとなる。
【００３１】
図２はローラ３０の構成の概略を示す構成図であり、図３はローラ３０の外周面を平面に展開して示す説明図である。ローラ３０は、図２に示すように、１／４周で１つのステージをなすよう４つのステージとして構成されており、各ステージの外周面近傍には、図示しない吸引ブロワに接続されて負圧を形成する負圧室３４が形成されている。この負圧室３４は、ローラ３０の外周面の略全面に形成された複数の細孔３２（図３参照）と連通しており、外周面に第２の薄膜１４や第３の薄膜１６が載置されたときに、第２の薄膜１４や第３の薄膜１６を吸引により回転方向への搬送を可能にしている。また、ローラ３０の外周面には、図３に示すように、第２の薄膜１４や第３の薄膜１６を切断するためのカッター溝３６，３８が形成されている。したがって、第２の薄膜１４や第３の薄膜１６は、図３の１４Ａの符号で示したハッチングの形状に切断されることになる。
【００３２】
ローラ３０の各ステージの間には、第２の薄膜１４や第３の薄膜１６の位置を決める位置決め機構４０が埋め込まれている。位置決め機構４０は、ローラ３０に形成された貫通孔４２に嵌挿されて径方向に移動可能な位置決めピン４６と、この位置決めピン４６の径方向の移動を二つの位置に固定する位置決めカム４８とから構成されている。なお、ローラ３０の外周面の位置決めカム４８に整合する位置には貫通孔４４が形成されている。なお、図２中、上部に記載され符号を付して説明に供した位置決め機構４０は位置決めピン４６が突出した状態の位置決め状態であり、他の３つの位置決め機構４０は位置決めピン４６が引っ込んだ状態の位置決め解除状態である。
【００３３】
ローラ３０の負圧室３４の内側には、ローラ３０を加熱するヒータ５０が取り付けられており、ローラ３０の外周面の温度が所定温度（実施例では１５０℃）になるよう調節されている。また、ローラ３０の回転軸には、モータ５２の回転軸が機械的に接続されており、モータ５２により回転駆動されるようになっている。このモータ５２は、実施例では、回転角度を容易に制御可能なステッピングモータにより構成した。
【００３４】
薄膜積層装置２０は、図１に示すように、二つのローラ３０のうち鉛直上方のローラ３０を昇降可能な昇降装置５４に取り付けられており、鉛直下方のローラ３０は、床に固定されている。なお、昇降装置５４は、シリンダ５６の油圧により駆動するようになっている。
【００３５】
薄膜積層装置２０は、ローラ３０の鉛直方向の第２の薄膜１４や第３の薄膜１６が供給される位置に、位置決め機構４０の位置決めピン４６を嵌挿可能な孔６１を有し膜と当接する面がローラ３０の外周面より粗く形成された膜押さえ６０と、ローラ３０の外周面に形成されたカッター溝３８と整合して第２の薄膜１４や第３の薄膜１６を切断する第１カッター６２と、貫通孔４４を介して位置決め機構４０の位置決めカム４８を押圧して位置決めピン４６を突出させる位置決め起動装置６４とを備える。また、第２の薄膜１４や第３の薄膜１６が供給される位置から後段側に約９０度回転した位置に、位置決め機構４０の位置決めピン４６を押して位置決めピン４６を引っ込んだ状態にする位置決め解除装置６６と、ローラ３０の外周面に形成されたカッター溝３６と整合して第２の薄膜１４や第３の薄膜１６を切断する第２カッター６８と、この第２カッター６８により切断された端切れ（図３の端切れ１４Ｂ）を回収する端切れ回収箱７２とを備える。図４は、第２カッター６８を拡大して示す拡大図である。第２カッター６８には、端切れ１４Ｂを吸引により吸着する吸引孔７０が形成されており、切断時に端切れ１４Ｂを吸着し、切断完了後に吸着を解除することにより、端切れ１４Ｂが端切れ回収箱７２に回収されるようになっている。
【００３６】
次に、こうして構成された実施例の薄膜積層装置２０の動作について説明する。図５は、実施例の薄膜積層装置２０により第１の薄膜１２，第２の薄膜１４，第３の薄膜１６が積層されて接合される様子を例示する工程図である。積層は、まず、第２の薄膜１４および第３の薄膜１６の先端部の位置決め工程から行なわれる（工程Ｓ１０）。図６は、この膜先端部の位置決め工程の際の薄膜積層装置２０の動作を示す説明図である。図６には鉛直上方の第２の薄膜１４用のローラ３０のみを示したが、一対のローラ３０は同一の動作をするから、鉛直下方の第３の薄膜１６用のローラ３０の動作も同様である。以下同様に、鉛直上方の第２の薄膜１４用のローラ３０についての説明は、鉛直下方の第３の薄膜１６用のローラ３０についても同様に成り立つ。先端部の位置決め工程は、図６に示すように、膜押さえ６０により第２の薄膜１４を押さえた状態で位置決め起動装置６４で位置決め機構４０の位置決めカム４８を押し込んで位置決めピン４６をローラ３０の外周面から突出させ、位置決めピン４６により連続する第２の薄膜１４（図中Ｃで示される膜）を貫通する工程である。このとき昇降装置５４は、ローラ３０を持ち上げた状態である。また、図中、第２の薄膜Ａや第２の薄膜Ｂを外周面に備えるステージの負圧室３４は吸引ブロワによって負圧が発生している状態であり、他のステージの負圧室３４は負圧が発生していない状態である。
【００３７】
膜の先端部の位置決めを行なうと、続いてホットプレスにより接合すると共に膜送りの工程を行なう（工程Ｓ１２）。図７はこのホットプレス・膜送り工程の開始時における薄膜積層装置２０の動作を示す説明図であり、図８はホットプレス・膜送り工程の終了時における薄膜積層装置２０の動作を示す説明図である。ホットプレス・膜送り工程の開始時では、図７に示すように、膜押さえ６０と位置決め起動装置６４とを解除すると共に、昇降装置５４のシリンダ５６に油圧を作用させて、ローラ３０を降下すると共に一対のローラ３０によって第１の薄膜１２や第２の薄膜１４，第３の薄膜１６は、所定のクリアランスを保った一対のローラ３０の間を通過する過程で、膜の厚みがそのクリアランス以上の部分を、ローラ間の圧力（１０〜１００ＭＰａ）により押圧する。そして、モータ５２によりローラ３０を回転駆動する。ローラ３０の外周面は、ヒータ５０により所定温度に調節されているから、一対のローラ３０のニップ部に搬送された第２の薄膜Ａは、圧力と熱とが加えられるホットプレスにより第１の薄膜１２に積層された状態で接合される。なお、図示しないが、鉛直下方のローラ３０にも第３の薄膜１６が鉛直上方のローラ３０と同期して搬送されるから、第１の薄膜１２には、上面から第２の薄膜Ａが接合されると共に、下面からは第３の薄膜が接合される。ローラ３０が約１／４周回転し第２の薄膜Ａの後端部までホットプレスが完了すると、モータ５２の運転を停止し、図６で位置決めを行なった第２の薄膜Ｃを外周面に備えるステージの負圧室３４に負圧を発生されると共に第２の薄膜Ａを吸着していたステージの負圧室３４の負圧を解除する。そして、昇降装置５４のシリンダ５６の油圧を抜いて鉛直上方のローラ３０を上方に上昇させる。
【００３８】
ホットプレス・膜送り工程を終了すると、続いて膜の切断と位置決め解除の工程を行なう（工程Ｓ１４）。図９は、この膜切断・位置決め解除工程の際の薄膜積層装置２０の動作を示す説明図である。図示するように、この工程では、膜押さえ６０により連続する第２の薄膜Ｄを押さえると共に第１カッター６２とカッター溝３８とを整合させて第２の薄膜Ｃの後端部を切断する。また、第２カッター６８に付随する吸引孔７０を吸引した状態で第２カッター６８をカッター溝３６と整合させて第２の薄膜Ｃの先端部を形成すると共に端切れ１４Ｂを吸引し、位置決め解除装置６６を操作して位置決め機構４０の位置決めピン４６を押し込んで位置決めを解除する。こうした動作と平行して第１の薄膜１２を巻き取る巻き取りローラ（図示せず）により第１の薄膜１２の若干量の巻き取りが行なわれる。
【００３９】
膜切断・位置決め解除工程が終了すると、端切れ１４Ｂを除去する工程が行なわれる（工程Ｓ１６）。図１０は、この端切れ除去工程の際の薄膜積層装置２０の動作を示す説明図である。この工程では、第１カッター６２と第２カッター６８とを持ち上げると共に第２カッター６８に付随する吸引孔７０への吸引を解除する。この結果、吸引孔７０の吸引により吸着していた端切れ１４Ｂは、端切れ回収箱７２に回収される。また、この工程では、位置決め解除装置６６の終了動作としての押し込め部の持ち上げ動作を行なう。なお、膜押さえ６０は、作動した状態である。
【００４０】
そして、最後に第２の薄膜Ｃと連続する第２の薄膜Ｄとの間隔を確保する工程を行なう（工程Ｓ１８）。この工程では、モータ５２を駆動してローラ３０を図２に示す角度βだけ回転させる。膜押さえ６０により連続する第２の薄膜Ｄは押圧力を受けるが、膜押さえ６０の膜の当接面はローラ３０の外周面より粗く形成されているから、ローラ３０は第２の薄膜Ｄを搬送することなく回転する。この結果、第２の薄膜Ｃの後端部と連続する第２の薄膜Ｄの先端部とに、ローラ３０の回転角βに対応する間隔を確保することができる。
【００４１】
実施例の薄膜積層装置２０は、上述した図５に示す５つの工程を繰り返すことにより、連続して第１の薄膜１２に所定形状に切断された第２の薄膜１４と第３の薄膜１６とを積層し接合する。
【００４２】
以上説明した実施例の薄膜積層装置２０によれば、それぞれ連続する第２の薄膜１４と第３の薄膜１６を所定形状に切断し、連続する第１の薄膜１２を挟持する状態で積層し、接合することができる。しかも、位置決め機構４０により位置決めし、負圧室３４に負圧をかけて所定形状に切断した第２の薄膜１４や第３の薄膜１６を積層位置まで同期して搬送するから、高い精度で積層することができる。連続する第１の薄膜１２や第２の薄膜１４，第３の薄膜１６を用い、手作業を介さないから、高い生産性を確保することができる。
【００４３】
また、実施例の薄膜積層装置２０によれば、位置決めピン４６により貫通孔が形成された第２の薄膜１４や第３の薄膜１６の部位は端切れ１４Ｂとして切り取られるから、性能の低下を招くことがない。しかも、端切れ１４Ｂは小さいから、第２の薄膜１４や第３の薄膜１６の利用率を高くすることができる。
【００４４】
さらに、本発明の薄膜積層装置２０によれば、第１の薄膜１２や第２の薄膜１４，第３の薄膜１６の搬送、位置決め、所定形状への切断、加圧、加熱を一対のローラ３０とこれに付随する小型の装置によって行なうから、装置の小型化を図ることができる。
【００４５】
次に、本発明の第２の実施例としての薄膜積層装置１２０について説明する。この第２実施例の薄膜積層装置１２０は、第２の薄膜１４や第３の薄膜１６をローラ１３０の外周面に固定する位置決め機構１４０と、第２の薄膜１４や第３の薄膜１６をローラ１３０の表面に吸引する吸引機構１５０と、第２カッターに相当する切断機構１６０が異なる点を除いて第１実施例の薄膜積層装置２０と同一の構成をしている。したがって、第２実施例の薄膜積層装置１２０の説明では、異なる構成についてのみ説明することにする。
【００４６】
図１２は第２実施例の薄膜積層装置１２０のローラ１３０の構成の概略を示す構成図であり、図１３はローラ１３０の断面構成の概略を示す説明図であり、図１４はローラ１３０の外周面を平面に展開して示す説明図である。第２実施例の薄膜積層装置１２０が備える位置決め機構１４０は、図１２に示すように、第１実施例の薄膜積層装置２０が備える位置決め機構４０と同様に９０度の間隔をおいてローラ１３０の外周面の４箇所に設けられている。位置決め機構１４０は、図１４に示すように、第２の薄膜１４や第３の薄膜１６の端部をローラ１３０の外周面とで挟持するクランパ１４１と、このクランパ１４１を回転可能に軸支するシャフト１４２とを備える。クランパ１４１とシャフト１４２は、ローラ１３０に設けられた取付孔１４３に納められており、シャフト１４２はねじりバネ１４４により図１４中左回転側に付勢力を受けるようになっている。また、シャフト１４２の端部には回転軸を偏心させたレバー１４５が取り付けられている。
【００４７】
図１５はクランパ１４１により第２の薄膜１４や第３の薄膜１６の端部を位置決めしている状態を示す説明図であり、図１６はクランパ１４１が取付孔１４３に収納されている状態を示す説明図である。図１５に示すように、クランパ１４１は、ねじりバネ１４４に抗してシャフト１４２を回転軸として右側に回転させると、その端部の膜押さえ部１４１ａが取付孔１４３から出てローラ１３０の外周面とにより第２の薄膜１４や第３の薄膜１６の端部を挟持して位置決めできるようになっている。逆に回転させると、図１６に示すように、クランパ１４１は取付孔１４３内に収納される。図１２中、１２時と９時に位置する位置決め機構４０はクランパ１４１により第２の薄膜１４や第３の薄膜１６を位置決めしている状態であり、３時と６時に位置する位置決め機構４０はクランパ１４１が取付孔１４３に収納されている状態である。また、図１４では、左側と中央に描かれた位置決め機構１４０がクランパ１４１により第２の薄膜１４や第３の薄膜１６を位置決めしている状態であり、右側に描かれた位置決め機構１４０がクランパ１４１が取付孔１４３に収納されている状態である。
【００４８】
位置決め機構１４０は、更に、図１３に示すように、レバー１４５を押さえ込んでクランパ１４１により第２の薄膜１４や第３の薄膜１６を位置決めするカム１４６を備える。図１７は、カム１４６のローラ１３０に対する位置を説明する説明図である。図示するように、カム１４６は、上方のローラ１３０に対して１２時の位置から約７時の位置に配置されている。カム１４６の１２時の位置には、レバー１４５をシャフト１４２に対して回転させながら押さえ込む押さえ部１４７が形成されている。したがって、位置決め機構１４０が１２時の位置まで回転すると、レバー１４５がカム１４６の押さえ部１４７に当接して図１６の収納状態から図１５の位置決め状態になる。このとき、前述した膜押さえ６０により第２の薄膜１４や第３の薄膜１６が押さえられているから、クランパ１４１の膜押さえ部１４１ａとローラ１３０の外周面とにより図１４に示すように第２の薄膜１４や第３の薄膜１６の端部を挟持して位置決めする。位置決め機構１４０が約７時の位置まで回転すると、カム１４６に押さえられていたレバー１４５は開放される。このとき、シャフト１４２はねじりバネ１４４により付勢力を受けているから、クランパ１４１は取付孔１４３に収納される。
【００４９】
こうした第２実施例の薄膜積層装置１２０が備える位置決め機構１４０では、第２の薄膜１４や第３の薄膜１６に貫通孔を形成しないから、第２の薄膜１４や第３の薄膜１６に損傷を与えることがない。また、カム１４６の長さを調節することにより位置決めの開始と解除を自由に設計することができる。
【００５０】
第２実施例の薄膜積層装置１２０が備える吸引機構１５０は、図１２に示すように、ローラ１３０の各ステージに各々設けられており、図示しない吸引ポンプにより吸引される第１負圧室１５１と、バネ１５２に付勢されたチェック弁１５３を有する弁室１５４と、弁室１５４とローラ１３０の外周面に複数設けられた細孔１３２とを連絡する第２負圧室１５５と、チェック弁１５３を押圧して開弁する開弁カム１５６とを備える。開弁カム１５６は、ローラ１３０の非回転部分の１２時の位置から左回りに約６時の位置に亘って配置されており、チェック弁１５３が回転により１２時の位置に至ると、開弁カム１５６がチェック弁１５３を弁室１５４側にバネ１５２に抗して押圧することによって開弁する。第１負圧室１５１が弁室１５４と連通すると、第１負圧室１５１の負圧が弁室１５４と連通する第２負圧室１５５を細孔１３２に導かれる。そして、チェック弁１５３が約６時の位置に至ると、チェック弁１５３は開弁カム１５６による押圧から解除されて閉弁する。図１８に開弁状態を、図１９に閉弁状態を示す。
【００５１】
こうした第２実施例の薄膜積層装置１２０が備える吸引機構１５０では、所望の範囲のみ第２の薄膜１４や第３の薄膜１６を吸引して搬送することができる。
【００５２】
図２０は、第２実施例の薄膜積層装置１２０が備える切断機構１６０の構成の概略を示す構成図である。図示するように、切断機構１６０は、本体１６１と、第１ピストン１６２を内装し本体１６１にヒンジ接続された第１シリンダ１６３と、同じく第２ピストン１６４を内装し本体１６１にヒンジ接続された第２シリンダ１６５と、第２の薄膜１４や第３の薄膜１６を切断するカッター部材１６６が取り付けられ一端が第１ピストン１６２にヒンジ接続されたアーム１６７と、第２ピストン１６４の動作に伴ってアーム１６７を支持する第１カムフォロア１６８とを備える。
【００５３】
第１ピストン１６２および第２ピストン１６４は、第１シリンダ１６３および第２シリンダ１６５に供給される油圧により駆動するようになっている。カッター部材１６６は、図２１の斜視図に示すように、Ｕ字形に２次元形成されたカッター１７０と、カッター１７０による切断の際に第２の薄膜１４や第３の薄膜１６を押さえる膜押さえ１７１とを備える。アーム１６７は、本体１６１に形成されたカム溝１７２に嵌め込まれた第２カムフォロア１７３を備え、その動きが規制されるようになっている。なお、カム溝１７２は、第２カムフォロア１７３がトロコイド曲線を描くように形成されている。第２ピストン１６４の第２カムフォロア１７３の取付部１７４は、本体１６１に形成されたガイド溝１７５に嵌め込まれており、その動きが規制されるようになっている。なお、本体１６１には、アーム１６７の動きを規制するストッパ１７６，１７７も設けられている。
【００５４】
こうして構成された切断機構１６０は、次のように動作して第２の薄膜１４や第３の薄膜１６を切断する。図２２は切断機構１６０の切断がなされない初期状態を示す説明図であり、図２３は切断機構１６０の切断開始のための初期動作を示す説明図であり、図２４は切断機構１６０の切断動作を示す説明図であり、図２５は切断機構１６０の切断終了時の状態を示す説明図である。切断機構１６０は、初期状態、即ち切断を行なわない状態のときには、図２２に示すように、第１ピストン１６２は完全に縮められ、第２ピストン１６４は完全に延ばされる。このときカッター部材１６６は、第１ピストン１６２が縮められることにより、ローラ１３０の外周面に搬送される第２の薄膜１４や第３の薄膜１６とに僅かな隙間をもって保持される。
【００５５】
こうした初期状態から、第１ピストン１６２を延ばす方向に第１シリンダ１６３に油圧を作用させると、図２３に示すように、カッター部材１６６はローラ１３０の外周面上の第２の薄膜１４や第３の薄膜１６に押し付けられるようになる。なお、第１ピストン１６２による作用力とカッター部材１６６のローラ１３０に対する押圧力とに対する反力は、アーム１６７に当接している第１カムフォロア１６８を介して第２ピストン１６４に作用する。
【００５６】
このカッター部材１６６をローラ１３０側に押し付けた状態から、図２４に例示するように、第２シリンダ１６５内の油圧を減圧して第２ピストン１６４を縮めると、第２ピストン１６４の端部に取り付けられた取付部１７４は本体１６１に形成されたガイド溝１７５にガイドされて移動する。このとき、第１カムフォロア１６８も取付部１７４と共に移動するから、第１ピストン１６２による作用力とカッター部材１６６のローラ１３０に対する押圧力とに対する反力の作用点が移動する。アーム１６７は第２カムフォロア１７３とカム溝１７２とによりその動きがトロコイド曲線となるよう規制されているから、カッター部材１６６はローラ１３０の外周面上を滑ることなく接しながら周方向に回転運動して第２の薄膜１４や第３の薄膜１６から端切れ１４Ｂを切断する。第１ピストン１６２は第１シリンダ１６３に油圧が作用しているから、第２ピストン１６４の動きに伴って図２５に例示する状態になるまで伸びる。なお、切断された端切れ１４Ｂは、第２実施例の薄膜積層装置１２０では、図１７に例示する吸い込み管１７８に吸い込まれるようになっている。
【００５７】
第２の薄膜１４や第３の薄膜１６の切断を終了すると、第１シリンダ１６３の油圧を減圧してカッター部材１６６のローラ１３０側への押圧力を解除する。このとき、アーム１６７は、支持を失うことにより本体１６１側に移動するが、ストッパ１７６，１７７によって止められる。
【００５８】
こうした第２実施例の薄膜積層装置１２０が備える切断機構１６０では、Ｕ字形に２次元形成されたカッター１７０を有するカッター部材１６６をローラ１３０の外周面に対して押圧力を作用させながら滑ることなく接しながら周方向に回転運動させることにより、ローラ１３０の外周面上に吸引されている第２の薄膜第３の薄膜１６から端切れ１４Ｂを切断することができる。
【００５９】
以上説明した第２実施例の薄膜積層装置１２０では、第１実施例の薄膜積層装置２０が備える位置決め機構４０や吸引機構，第２カッター６８に代えて位置決め機構１４０や吸引機構１５０，切断機構１６０を備えるが、第１実施例の薄膜積層装置２０と同様な機能を果たすから、第１実施例の薄膜積層装置２０が奏する効果と同様な効果を奏することができる。
【００６０】
第１実施例の薄膜積層装置２０や第２実施例の薄膜積層装置１２０では、第１の薄膜１２の両面に第２の薄膜１４，第３の薄膜１６を積層・接合するものとしたが、第１の薄膜１２の一方の面にのみ第２の薄膜１４を積層・接合するものとしてもよい。この場合、例えば鉛直下方のローラ３０，１３０は、作用する圧力を支持できる機能だけを保持すればよく、負圧室３４や位置決め機構４０，位置決め機構１４０や吸引機構１５０などを備えない単なるローラとすることができる。
【００６１】
第１実施例の薄膜積層装置２０や第２実施例の薄膜積層装置１２０では、燃料電池に用いられる発電層を形成するものとして構成したが、第１の薄膜１２や第２の薄膜１４，第３の薄膜１６は如何なる膜であっても差し支えない。この場合で更に第１の薄膜１２や第２の薄膜１４の表面に接着剤が塗布されているときには、ローラ３０，１３０はヒータ５０を備えないものとしてもよいし、昇降装置５４による作用させる圧力も積層する膜によって設定すればよい。また、第１の薄膜１２や第２の薄膜１４が熱により接着性を得られるもののときには、昇降装置５４による加圧は行なわないものとしても差し支えない。加圧は必要に応じて実施すればよいが、昇降装置５４は膜先端位置決め精度上必須であるため、加圧不要な場合にも残すことが望ましい。
【００６２】
第１実施例の薄膜積層装置２０では、位置決めピン４６を位置決めカム４８によりその位置を固定できるようにしたが、カム以外の移動手段を用いるものとしてもよい。また、第１実施例の薄膜積層装置２０では位置決めピン４６により第２の薄膜１４や第３の薄膜１６を貫通して位置決めするものとし、第２実施例の薄膜積層装置１２０では、クランパ１４１とローラ１３０とにより第２の薄膜１４や第３の薄膜１６の端部を挟持することにより位置決めするものとしたが、貫通せずに引っかけるだけで位置決めするものとしたり、位置決め機構４０，１４０に代えて吸引孔を設け、第２の薄膜１４や第３の薄膜１６の先端部を吸引による吸着で位置決めするものとしてもよい。
【００６３】
第１実施例の薄膜積層装置２０や第２実施例の薄膜積層装置１２０では、ヒータ５０によりローラ３０，１３０の外周面が所定温度となるように加熱したが、ローラ３０，１３０の内部あるいは外部から赤外線を照射することによりローラ３０，１３０の外周面あるいは第１の薄膜１２や第２の薄膜１４を加熱するものとしてもよい。
【００６４】
以上、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例である薄膜積層装置２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】 ローラ３０の構成の概略を示す構成図である。
【図３】 ローラ３０の外周面を平面に展開して示す説明図である。
【図４】 第２カッター６８を拡大して示す拡大図である。
【図５】 実施例の薄膜積層装置２０により第１の薄膜１２，第２の薄膜１４，第３の薄膜１６が積層されて接合される様子を例示する工程図である。
【図６】 膜先端部の位置決め工程の際の薄膜積層装置２０の動作を示す説明図である。
【図７】 ホットプレス・膜送り工程の開始時における薄膜積層装置２０の動作を示す説明図である。
【図８】 ホットプレス・膜送り工程の完了時における薄膜積層装置２０の動作を示す説明図である。
【図９】 膜切断・位置決め解除工程の際の薄膜積層装置２０の動作を示す説明図である。
【図１０】 端切れ除去工程の際の薄膜積層装置２０の動作を示す説明図である。
【図１１】 膜間確保工程の際の薄膜積層装置２０の動作を示す説明図である。
【図１２】 第２実施例の薄膜積層装置１２０のローラ１３０の構成の概略を示す構成図である。
【図１３】 ローラ１３０の断面構成の概略を示す説明図である。
【図１４】 ローラ１３０の外周面を平面に展開して示す説明図である
【図１５】 クランパ１４１により第２の薄膜１４や第３の薄膜１６の端部を位置決めしている状態を示す説明図である。
【図１６】 クランパ１４１が取付孔１４３に収納されている状態を示す説明図である。
【図１７】 カム１４６のローラ１３０に対する位置を説明する説明図である。
【図１８】 チェック弁１５３の開弁状態を示す説明図である。
【図１９】 チェック弁１５３の閉弁状態を示す説明図である。
【図２０】 第２実施例の薄膜積層装置１２０が備える切断機構１６０の構成の概略を示す構成図である。
【図２１】 カッター部材１６６の構成の概略を示す斜視図である。
【図２２】 切断機構１６０の切断がなされない初期状態を示す説明図である。
【図２３】 切断機構１６０の切断開始のための初期動作を示す説明図である。
【図２４】 切断機構１６０の切断動作を示す説明図である。
【図２５】 切断機構１６０の切断終了時の状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１２ 第１の薄膜、１４ 第２の薄膜、１４Ｂ 端切れ、１６ 第３の薄膜、２０ 薄膜積層装置、３０ ローラ、３２ 細孔、３４ 負圧室、３６，３８ カッター溝、４０ 位置決め機構、４２，４４ 貫通孔、４６ 位置決めピン、４８ 位置決めカム、５０ ヒータ、５２ モータ、５４ 昇降装置、５６ シリンダ、６０ 膜押さえ、６２ 第１カッター、６４ 位置決め起動装置、６６位置決め解除装置、６８ 第２カッター、７０ 吸引孔、７２ 端切れ回収箱、１２０ 薄膜積層装置、１３０ ローラ、１４０ 位置決め機構、１４１ クランパ、１４１ａ 膜押さえ部、１４２ シャフト、１４３ 取付孔、１４４ ねじりバネ、１４５ レバー、１４６ カム、１４７ 押さえ部、１５０ 吸引機構、１５１ 第１負圧室、１５２ バネ、１５３ チェック弁、１５４ 弁室、１５６ 開弁カム、１６０ 切断機構、１６１ 本体、１６２ 第１ピストン、１６３ 第１シリンダ、１６４ 第２ピストン、１６５ 第２シリンダ、１６６ カッター部材、１６７ アーム、１６８ 第１カムフォロア、１７０ カッター、１７１ 膜押さえ、１７２ カム溝、１７３ 第２カムフォロア、１７４取付部、１７５ ガイド溝、１７６，１７７ ストッパ、１７８ 吸い込み管。
Claims (30)
- 連続する第１の薄膜に、連続する第２の薄膜を所定形状に切断した後に積層する薄膜積層装置であって、
前記第２の薄膜を吸引して積層位置まで搬送すると共に該第２の薄膜と前記第１の薄膜とを積層する搬送手段と、
該搬送手段の所定位置に前記第２の薄膜の搬送方向の先端部を固定する位置決め手段と、
前記搬送手段により前記積層位置まで搬送される前記第２の薄膜を前記所定形状に切断する切断手段と、を備え、
該切断手段は、前記位置決め手段によって搬送方向先端部が固定された状態で前記搬送手段により搬送される連続した第２の薄膜を分離切断して前記所定形状をなす第２の薄膜の切断後端部を形成する第１のカッターと、前記位置決め手段によって搬送方向先端部が固定された状態で前記搬送手段により引き続き搬送される前記分離切断された第２の薄膜の搬送方向先端部を切断して前記所定形状なす第２の薄膜を形成する第２のカッターとを含む、
薄膜積層装置。 - 前記所定形状に切断された第２の薄膜の切断後端部と、該切断により残された連続する第２の薄膜の切断先端部との間隔が所定間隔となるよう調整する膜間調整手段を備える請求項１記載の薄膜積層装置。
- 前記位置決め手段は、前記第２の薄膜を貫通する貫通部材と、該貫通部材による前記第２の薄膜の貫通および該貫通の解除を行なう貫通解除機構とを備える請求項１または２記載の薄膜積層装置。
- 前記位置決め手段は、前記搬送手段に取り付けられ前記第２の薄膜の切断端部を該搬送手段とで挟持する手段である請求項１または２記載の薄膜積層装置。
- 前記位置決め手段は、回転可能なシャフトと、該シャフトに形成され該シャフトの回転に伴って前記第２の薄膜を前記搬送手段とにより挟持する挟持部と、前記搬送手段による前記第２の薄膜の搬送に伴って前記シャフトを所定方向に回転させて前記挟持部が前記第２の薄膜を前記搬送手段とにより挟持させる一方、前記シャフトを前記所定方向とは逆回転させて前記挟持部が前記第２の薄膜を挟持しない状態とする回転機構とを備える請求項４記載の薄膜積層装置。
- 前記搬送手段は、前記第２の薄膜を吸引可能な吸引手段を有する円筒形状の第１のローラと、該第１のローラと対をなす第２のローラとを備える請求項１ないし５いずれか記載の薄膜積層装置。
- 前記吸引手段は、前記第１のローラの所定回転角度範囲のみ吸引する手段である請求項６記載の薄膜積層装置。
- 前記吸引手段は、前記第１のローラに設けられた負圧室と、該第１のローラの外周面の略全面に形成された複数の吸引孔と、該複数の吸引孔をブロック毎に前記負圧室と連通する複数の連通孔と、該複数の連通孔に各々設けられ該複数の連通孔を各々開閉する複数の弁体と、該複数の弁体を前記第１のローラの回転角度に応じて開閉駆動する開閉手段とを備える請求項７記載の薄膜積層装置。
- 前記弁体は前記連通孔を閉成するようバネに付勢されたチェック弁であり、前記開閉手段は前記チェック弁をバネに抗する手段である請求項８記載の薄膜積層装置。
- 前記切断手段は、切断刃先が２次元配置されてなる切断刃と、該切断刃を前記第１のローラに吸引された前記第２の薄膜を介して前記第１のローラの外周面上に対して滑ることなく接触させながらトロコイド曲線状に回転運動させる切断刃駆動機構とを備える請求項６ないし９いずれか記載の薄膜積層装置。
- 前記切断刃駆動機構は、前記切断刃の一端を支持すると共に該切断刃を前記第１のローラ側へ押し付け可能な第１支持手段と、前記切断刃の他端をトロコイド曲線運動しながら支持する第２支持部とを備える請求項１０記載の薄膜積層装置。
- 前記第１のローラは、前記所定形状の長さの２倍以上の周長を有するよう形成されてなる請求項６ないし１１いずれか記載の薄膜積層装置。
- 前記第１のローラと前記第２のローラとの間隔を調整する間隔調整手段を備える請求項６ないし１２いずれか記載の薄膜積層装置。
- 請求項１ないし１３いずれか記載の薄膜積層装置であって、
前記第１の薄膜は、湿潤状態でプロトン導電性を示す高分子材料により形成されてなり、
前記第２の薄膜は、ガス透過性と導電性を示す材料により形成されてなる
薄膜積層装置。 - 連続する第１の薄膜に、連続する第２の薄膜と、連続する第３の薄膜とを所定形状にそれぞれ切断した後に積層する薄膜積層装置であって、
前記第２の薄膜を吸引して積層位置まで搬送すると共に前記第３の薄膜を吸引して該積層位置まで搬送し、該第２の薄膜と該第３の薄膜とにより前記第１の薄膜を挟持した状態で積層する搬送手段と、
該搬送手段の第１の所定位置に前記第２の薄膜の搬送方向の先端部を固定する第１の位置決め手段と、
前記搬送手段の第２の所定位置に前記第３の薄膜の搬送方向先の端部を固定する第２の位置決め手段と、
前記搬送手段により前記積層位置まで搬送される前記第２の薄膜を前記所定形状に切断する第１の切断手段と、
前記搬送手段により前記積層位置まで搬送される前記第３の薄膜を前記所定形状に切断する第２の切断手段と
を備え、
前記第１および第２の切断手段は、前記第１および第２の位置決め手段によって搬送方向先端部が固定された状態で前記搬送手段によりそれぞれ搬送される連続した第２および第３の薄膜を分離切断して前記所定形状をなす第２および第３の薄膜の切断後端部を形成する第１のカッターと、前記第１および第２の位置決め手段によって搬送方向先端部が固定された状態で前記搬送手段により引き続きそれぞれ搬送される前記分離切断された第２および第３の薄膜の搬送方向先端部を切断して前記所定形状なす第２および第３の薄膜を形成する第２のカッターとを含む、
薄膜積層装置。 - 請求項１５記載の薄膜積層装置であって、
前記所定形状に切断された第２の薄膜の切断後端部と、該切断により残された連続する第２の薄膜の切断先端部との間隔が所定間隔となるよう調整する第１の膜間調整手段と、
前記所定形状に切断された第３の薄膜の切断後端部と、該切断により残された連続する第３の薄膜の切断先端部との間隔が所定間隔となるよう調整する第２の膜間調整手段と
を備える薄膜積層装置。 - 前記第１の位置決め手段および前記第２の位置決め手段は、対応する前記第２，第３の薄膜を貫通する貫通部材と、該貫通部材による前記対応する該第２，第３の薄膜の貫通および該貫通の解除を行なう貫通解除機構とを備える請求項１５または１６記載の薄膜積層装置。
- 前記第１の位置決め手段および前記第２の位置決め手段は、前記搬送手段に取り付けられ対応する前記第２，第３の薄膜の切断端部を該搬送手段とで挟持する手段である請求項１５または１６記載の薄膜積層装置。
- 前記第１の位置決め手段および前記第２の位置決め手段は、回転可能なシャフトと、該シャフトに形成され該シャフトの回転に伴って対応する前記第２，第３の薄膜を前記搬送手段とにより挟持する挟持部と、前記搬送手段による対応する前記第２，第３の薄膜の搬送に伴って前記シャフトを所定方向に回転させて前記挟持部が前記第２，第３の薄膜を前記搬送手段とにより挟持させる一方、前記シャフトを前記所定方向とは逆回転させて前記挟持部が前記第２，第３の薄膜を挟持しない状態とする回転機構とを備える請求項１８記載の薄膜積層装置。
- 前記搬送手段は、前記第２の薄膜を吸引可能な第１の吸引手段を有する円筒形状の第１のローラと、該第１のローラと対をなすと共に前記第３の薄膜を吸引可能な第２の吸引手段を有する円筒形状の第２のローラとを備える請求項１５ないし１９いずれか記載の薄膜積層装置。
- 前記第１の吸引手段および前記第２の吸引手段は、対応する前記第１，第２のローラの所定回転角度範囲のみ吸引する手段である請求項２０記載の薄膜積層装置。
- 前記第１の吸引手段および前記第２の吸引手段は、対応する前記第１，第２のローラに各々設けられた負圧室と、該対応する第１，第２のローラの外周面の略全面に形成された複数の吸引孔と、該複数の吸引孔をブロック毎に前記対応する負圧室と連通する複数の連通孔と、該複数の連通孔に各々設けられ該複数の連通孔を各々開閉する複数の弁体と、該複数の弁体を前記対応する第１、第２のローラの回転角度に応じて開閉駆動する開閉手段とを備える請求項２１記載の薄膜積層装置。
- 前記弁体は前記連通孔を閉成するようバネに付勢されたチェック弁であり、前記開閉手段は前記チェック弁をバネに抗する手段である請求項２２記載の薄膜積層装置。
- 前記第１の切断手段および前記第２の切断手段は、切断刃先が２次元配置されてなる切断刃と、該切断刃を対応する前記第１、第２のローラに吸引された対応する前記第２，第３の薄膜を介して前記第１、第２のローラの外周面上に対して滑ることなく接触させながらトロコイド曲線状に回転運動させる切断刃駆動機構とを備える請求項２０ないし２３いずれか記載の薄膜積層装置。
- 前記切断刃駆動機構は、前記切断刃の一端を支持すると共に該切断刃を前記対応する第１，第２のローラ側へ押し付け可能な第１支持手段と、前記切断刃の他端をトロコイド曲線運動しながら支持する第２支持部とを備える請求項２４記載の薄膜積層装置。
- 前記第１のローラおよび前記第２のローラは、前記所定形状の長さの２倍以上の周長を有するよう形成されてなる請求項２０ないし２５いずれか記載の薄膜積層装置。
- 前記第１のローラと前記第２のローラとの間隔を調整する間隔調整手段を備える請求項２０ないし２６いずれか記載の薄膜積層装置。
- 請求項１５ないし２７いずれか記載の薄膜積層装置であって、
前記第１の薄膜は、湿潤状態でプロトン導電性を示す高分子材料により形成されてなり、
前記第２の薄膜および前記第３の薄膜は、ガス透過性と導電性を示す材料により形成されてなる
薄膜積層装置。 - 前記搬送手段は、前記積層に際し圧力を作用させる圧力手段を備える請求項１ないし２８いずれか記載の薄膜積層装置。
- 前記搬送手段は、前記積層に際し熱を作用させる熱作用手段を備える請求項１ないし２９いずれか記載の薄膜積層装置。
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Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997023919A1 (de) * | 1995-12-22 | 1997-07-03 | Hoechst Research & Technology Deutschland Gmbh & Co.Kg | Kontinuierliches verfahren zur herstellung von menbran-elektroden-verbunden (mea) |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59135455A (ja) * | 1983-01-22 | 1984-08-03 | Fuji Photo Film Co Ltd | 写真フイルム加工方法及び装置 |
| JPS6227148A (ja) * | 1985-07-29 | 1987-02-05 | 旭化成株式会社 | 自動カツテイングラミネ−タ |
| JPS63237899A (ja) * | 1987-03-26 | 1988-10-04 | 積水化成品工業株式会社 | 合成樹脂シ−ト成形品のトリミング方法 |
| DE59101682D1 (de) * | 1990-03-16 | 1994-06-23 | Mannesmann Ag | Einrichtung zum transportieren bahnförmiger aufzeichnungsträger in druckeinrichtungen. |
| JPH04344237A (ja) * | 1991-05-22 | 1992-11-30 | M Niko:Kk | 自動カッティングラミネータ |
| JPH05105320A (ja) * | 1991-10-18 | 1993-04-27 | Toppan Printing Co Ltd | シートの貼合わせ装置 |
| JPH0647712Y2 (ja) * | 1992-08-18 | 1994-12-07 | 和進工業株式会社 | フィルム貼着装置 |
| JPH0670737A (ja) * | 1992-08-24 | 1994-03-15 | Japan Tobacco Inc | フィルタ付き紙巻たばこ製造機のサンプリング装置 |
| JPH0825543A (ja) * | 1994-07-15 | 1996-01-30 | Sekisui Chem Co Ltd | 積層発泡体 |
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| JP2793156B2 (ja) * | 1995-09-29 | 1998-09-03 | 和進工業株式会社 | ラミネータ |
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|---|---|---|---|---|
| WO1997023919A1 (de) * | 1995-12-22 | 1997-07-03 | Hoechst Research & Technology Deutschland Gmbh & Co.Kg | Kontinuierliches verfahren zur herstellung von menbran-elektroden-verbunden (mea) |
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