JP5949645B2 - Joining device - Google Patents

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Description

本発明は、帯状部材に対して複数の部材を連続的に接合する技術に関する。   The present invention relates to a technique for continuously joining a plurality of members to a strip-shaped member.

従来から、多数の製品を効率的に製造するための技術として、帯状部材に対して複数の部材を帯状部材の長手方向に配列されるように連続的に接合する技術が知られている。例えば、燃料電池の製造工程においては、長手方向に搬送されている帯状の電解質膜に対する触媒層やガス拡散層などの電極の構成部材の接合を繰り返して、複数の膜電極接合体を連続して製造する技術が提案されている。特許文献1には、ウェブ状の電解質膜に所定の間隔で連続的に配列された触媒層の上に接合ローラーによって拡散層を接合して膜電極接合体を形成する工程と、形成された膜電極接合体を切り出す工程とを同期して実行する装置が開示されている。特許文献2には、2枚の帯状の電解質膜を並列に搬送しつつ、それぞれの電解質膜の一方の面に触媒電極を配置した後に、2枚の電解質膜を互いに接合することによって膜電極接合体を製造する装置が開示されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, as a technique for efficiently producing a large number of products, a technique is known in which a plurality of members are continuously joined to a strip member so as to be arranged in the longitudinal direction of the strip member. For example, in the manufacturing process of a fuel cell, a plurality of membrane electrode assemblies are continuously formed by repeatedly joining electrode components such as a catalyst layer and a gas diffusion layer to a strip-shaped electrolyte membrane conveyed in the longitudinal direction. Manufacturing techniques have been proposed. In Patent Document 1, a step of forming a membrane electrode assembly by bonding a diffusion layer with a bonding roller onto a catalyst layer continuously arranged at a predetermined interval on a web-like electrolyte membrane, and a formed membrane An apparatus that executes the process of cutting out the electrode assembly in synchronization is disclosed. Patent Document 2 discloses a membrane electrode bonding method in which two strip-shaped electrolyte membranes are transported in parallel, a catalyst electrode is disposed on one surface of each electrolyte membrane, and then the two electrolyte membranes are joined together. An apparatus for manufacturing a body is disclosed.

特開2005−129292号公報JP 2005-129292 A 特開2011−142011号公報JP 2011-142011 A

ところで、一般に、膜電極接合体を構成する触媒層は強度が低いため、上述したような、触媒層が配列されている帯状の電解質膜が搬送される製造工程においては、工程途中に、触媒層に損傷や劣化が生じやすい。また、燃料電池に用いられる電解質膜は付与される外力や湿潤状態の変化により伸縮しやすいため、搬送中における電解質膜の伸縮に伴い、電解質膜上の触媒層にサイズの変動や亀裂などの劣化が生じてしまう場合がある。従って、触媒層が配列されている帯状の電解質膜を搬送して連続して膜電極接合体を製造する工程においては、製造不良の発生や生産コストの増大を抑制するために、触媒層の不良の発生を確実に検出して対処することが望ましい。   By the way, in general, since the catalyst layer constituting the membrane electrode assembly is low in strength, in the manufacturing process in which the belt-shaped electrolyte membrane in which the catalyst layer is arranged as described above is transported, Are easily damaged or deteriorated. In addition, electrolyte membranes used in fuel cells tend to expand and contract due to external force applied and changes in wet conditions, so as the electrolyte membrane expands and contracts during transportation, the catalyst layer on the electrolyte membrane deteriorates in size and cracks. May occur. Therefore, in the process of continuously manufacturing the membrane electrode assembly by transporting the belt-shaped electrolyte membrane on which the catalyst layers are arranged, in order to suppress the occurrence of manufacturing defects and increase in production costs, It is desirable to reliably detect and deal with the occurrence of

ここで、特許文献1の技術では、電解質膜上における触媒層の配置位置の誤差を考慮して、触媒層の位置を検出するラインセンサの出力値に基づいてガス拡散層の位置合わせの制御を行っている。また、特許文献2の技術では、電解質膜上における触媒層の配置位置の誤差を考慮して、電解質膜を短縮または伸長させる加工を行って2枚の電解質膜上における触媒層の配置位置を調整している。このように、特許文献1,2のいずれも、触媒層の配置位置のずれに起因する膜電極接合体の製造不良の発生を抑制することを課題としているが、触媒層の不良の発生を検出して対処することについては、何ら考慮がされていない。   Here, in the technique of Patent Document 1, the alignment of the gas diffusion layer is controlled based on the output value of the line sensor that detects the position of the catalyst layer in consideration of the error in the arrangement position of the catalyst layer on the electrolyte membrane. Is going. Further, in the technique of Patent Document 2, in consideration of an error in the arrangement position of the catalyst layer on the electrolyte membrane, a process for shortening or extending the electrolyte film is performed to adjust the arrangement position of the catalyst layer on the two electrolyte membranes. doing. As described above, both Patent Documents 1 and 2 aim to suppress the production failure of the membrane electrode assembly due to the displacement of the arrangement position of the catalyst layer, but the occurrence of the failure of the catalyst layer is detected. No consideration has been given to dealing with it.

以上のように、触媒層が配列された帯状の電解質膜を搬送して膜電極接合体を連続的に製造する技術においては、触媒層の不良の発生を検出して適切に対処することについて、十分な工夫がなされてこなかった。また、燃料電池の製造工程に限らず、搬送中の帯状部材に連続的に部材を接合する技術においては、搬送中の帯状部材における不良を検出して適切に対処することについて十分な工夫がなされてこなかった。その他、当該技術においては、工程の簡易化や、低コスト化、省資源化を始めとして、装置の小型化や簡素化、制御の容易化・簡易化、使い勝手の向上等が要求されてきた。   As described above, in the technology of continuously manufacturing a membrane electrode assembly by transporting the belt-shaped electrolyte membrane in which the catalyst layers are arranged, detecting the occurrence of a failure in the catalyst layer and appropriately dealing with it, Not enough ingenuity has been made. Further, not only in the manufacturing process of the fuel cell, in the technique of continuously joining the members to the belt-like member being transported, sufficient contrivances are made to detect and appropriately deal with defects in the belt-like member being transported. I did not come. In addition, the technology has been required to simplify the process, reduce costs, conserve resources, reduce the size and simplification of the apparatus, facilitate and simplify control, and improve usability.

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。本発明の第1形態は、 帯状部材に対して複数の接合部材を連続して接合する接合装置であって、前記帯状部材を前記帯状部材の長手方向に搬送する第1の搬送部と、前記帯状部材上の所定の部位に配置されるように前記接合部材を搬送する第2の搬送部と、前記帯状部材と前記接合部材とを加圧して接合する第1の加圧ローラーと、前記第1の加圧ローラーにおいて接合された前記帯状部材と前記接合部材とを、さらに、加圧する第2の加圧ローラーと、前記第2の搬送部が前記接合部材の搬送を開始する前に、前記所定の部位が不良状態であるか否かを判定する配置部位状態判定部と、前記第2の搬送部による前記接合部材の搬送を制御する接合部材搬送制御部であって、前記配置部位状態判定部によって前記所定の部位が不良状態ではないと判定された場合には、前記第2の搬送部に前記接合部材を前記所定の部位へと搬送させ、前記配置部位状態判定部によって前記所定の部位が不良状態であると判定された場合には、前記第2の搬送部に前記接合部材の前記所定の部位への搬送を中止させる接合部材搬送制御部と、前記接合部材搬送制御部が前記第2の搬送部に前記接合部材の前記所定の部位への搬送を中止させた場合に、前記第1と第2の加圧ローラーの間に到達した前記所定の部位に生じている張力を調整する張力調整部と、を備える、接合装置として提供される。前記形態の接合装置において、前記張力調整部は、互いの離間距離が可変である第1と第2の本体部を有することによって、幅が可変に構成された前記第2の加圧ローラーであってよく、前記張力調整部は、前記接合部材搬送制御部が前記第2の搬送部に前記接合部材の前記所定の部位への搬送を中止させた場合に、前記幅を広げることによって、前記所定の部位に対して、前記帯状部材の幅方向の張力を付与してよい。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms. 1st form of this invention is a joining apparatus which joins a some joining member continuously with respect to a strip | belt-shaped member, Comprising: The 1st conveyance part which conveys the said strip | belt-shaped member to the longitudinal direction of the said strip | belt-shaped member, A second transport unit that transports the joining member so as to be disposed at a predetermined site on the strip-shaped member, a first pressure roller that pressurizes and joins the strip-shaped member and the joining member, and the first The second pressure roller that further pressurizes the band-shaped member and the bonding member that are bonded in one pressure roller, and before the second conveyance unit starts conveying the bonding member, An arrangement part state determination unit that determines whether or not a predetermined part is in a defective state, and a joining member conveyance control unit that controls conveyance of the bonding member by the second conveyance unit, wherein the arrangement part state determination Depending on the part, the predetermined part is not in a defective state. In the case where it is determined that the predetermined part is in a defective state by the arrangement part state determination part, the second transport part transports the joining member to the predetermined part. A joining member transport control unit that causes the second transport unit to stop transporting the joining member to the predetermined site, and the joining member transport control unit to the second transport unit. A tension adjusting unit that adjusts the tension generated in the predetermined part that has reached between the first and second pressure rollers when the conveyance to the part is stopped. Provided. In the joining apparatus according to the aspect described above, the tension adjusting unit is the second pressure roller configured to have a variable width by including first and second main body units that can be separated from each other. The tension adjusting unit may increase the width when the joining member transport control unit causes the second transport unit to stop transporting the joining member to the predetermined part. You may give the tension | tensile_strength of the width direction of the said strip | belt-shaped member with respect to this site | part.

[1]本発明の一形態によれば、帯状部材に対して複数の接合部材を連続して接合する接合装置が提供される。この接合装置は、前記帯状部材を前記帯状部材の長手方向に搬送する第1の搬送部と;前記帯状部材上の所定の部位に配置されるように前記接合部材を搬送する第2の搬送部と;前記帯状部材と前記接合部材とを加圧して接合する第1の加圧ローラーと;前記第1の加圧ローラーにおいて接合された前記帯状部材と前記接合部材とを、さらに、加圧する第2の加圧ローラーと;前記第2の搬送部が前記接合部材の搬送を開始する前に、前記所定の部位が不良状態であるか否かを判定する配置部位状態判定部と;前記第2の搬送部による前記接合部材の搬送を制御する接合部材搬送制御部であって、前記配置部位状態判定部によって前記所定の部位が不良状態ではないと判定された場合には、前記第2の搬送部に前記接合部材を前記所定の部位へと搬送させ、前記配置部位状態判定部によって前記所定の部位が不良状態であると判定された場合には、前記第2の搬送部に前記接合部材の前記所定の部位への搬送を中止させる接合部材搬送制御部と;前記接合部材搬送制御部が前記第2の搬送部に前記接合部材の前記所定の部位への搬送を中止させた場合に、前記第1と第2の加圧ローラーの間において、前記所定の部位の張力を調整する張力調整部と;を備える。この形態の接合装置によれば、接合部材が接合される部位の不良を検出した場合には、当該部位に対して接合部材の接合がなされないため、不良品の発生を回避できるとともに、無駄に接合部材が使用されることによる生産コストの増大を抑制できる。また、接合部材の接合が中止された場合には、張力調整部によって第1と第2の加圧ローラーの間における帯状部材の張力が調整され、第1と第2の加圧ローラーの間における帯状部材の張力の変化に起因する製造不良の発生が抑制される。 [1] According to one aspect of the present invention, there is provided a joining apparatus that joins a plurality of joining members to a strip-like member continuously. The joining apparatus includes: a first transport unit that transports the belt-shaped member in a longitudinal direction of the belt-shaped member; and a second transport unit that transports the joint member so as to be disposed at a predetermined portion on the belt-shaped member. A first pressure roller that pressurizes and joins the belt-shaped member and the joining member; and a first pressure roller that further pressurizes the belt-shaped member and the joint member joined by the first pressure roller. Two pressure rollers; an arrangement site state determining unit that determines whether or not the predetermined site is in a defective state before the second transport unit starts transporting the joining member; and the second A joining member transport control unit that controls the transport of the joining member by the transport unit, and when the predetermined part is not in a defective state by the arrangement part state determination unit, the second transport The joining member is connected to the predetermined part And when the arrangement part state determination unit determines that the predetermined part is in a defective state, the second transfer part stops the transfer of the joining member to the predetermined part. A member conveyance control unit; between the first and second pressure rollers when the bonding member conveyance control unit causes the second conveyance unit to stop conveying the bonding member to the predetermined part. And a tension adjusting unit that adjusts the tension of the predetermined part. According to the bonding apparatus of this aspect, when a defect in a portion to which the bonding member is bonded is detected, the bonding member is not bonded to the portion, so that the generation of defective products can be avoided and wasted. An increase in production cost due to the use of the joining member can be suppressed. Moreover, when joining of a joining member is stopped, the tension | tensile_strength adjustment part adjusts the tension | tensile_strength of the strip | belt-shaped member between the 1st and 2nd pressure roller, and between 1st and 2nd pressure roller. Occurrence of manufacturing defects due to changes in the tension of the belt-like member is suppressed.

[2]上記形態の接合装置において、前記張力調整部は、前記第1と第2の加圧ローラーの間において、前記帯状部材の一方の面に向かって変位可能な補助ローラーを備え;前記張力調整部は、前記搬送制御部が前記第2の搬送部に前記接合部材の前記所定の部位への搬送を中止させた場合に、前記補助ローラーの変位によって前記帯状部材を押して前記所定の部位に対して張力を付与しても良い。この形態の接合装置によれば、所定の部位への接合部材の接合が中止されたときに、第1と第2の加圧ローラーの間に配置されている補助ローラーの変位によって、帯状部材の張力を容易に調整することができる。 [2] In the joining device according to the above aspect, the tension adjusting unit includes an auxiliary roller that is displaceable toward one surface of the belt-shaped member between the first and second pressure rollers; When the conveyance control unit causes the second conveyance unit to stop conveyance of the joining member to the predetermined part, the adjustment unit pushes the belt-like member by the displacement of the auxiliary roller to the predetermined part. On the other hand, tension may be applied. According to the joining device of this form, when joining of the joining member to the predetermined part is stopped, the belt-like member is displaced by the displacement of the auxiliary roller disposed between the first and second pressure rollers. The tension can be easily adjusted.

[3]上記形態の接合装置において、前記第2の加圧ローラーは、互いの離間距離が可変である第1と第2の本体部を有することによって、幅が可変に構成されており;前記第2の加圧ローラーは、前記搬送制御部が前記第2の搬送部に前記接合部材の前記所定の部位への搬送を中止させた場合に、前記幅を広げることによって、前記張力調整部として、前記所定の部位に対して、前記帯状部材の幅方向の張力を付与しても良い。この形態の接合装置によれば、所定の部位への接合部材の接合が中止されたときに、第2の加圧ローラーの幅の変化によって、所定の部位の張力を容易に調整することができる。 [3] In the joining device according to the above aspect, the second pressure roller is configured to have a variable width by having first and second main body portions whose separation distance is variable; The second pressure roller serves as the tension adjustment unit by widening the width when the transport control unit causes the second transport unit to stop transporting the joining member to the predetermined part. The tension in the width direction of the belt-shaped member may be applied to the predetermined portion. According to the bonding apparatus of this aspect, when the bonding of the bonding member to the predetermined part is stopped, the tension of the predetermined part can be easily adjusted by changing the width of the second pressure roller. .

[4]上記形態の接合装置において、前記帯状部材は、燃料電池用の電解質膜であり;前記帯状部材の少なくとも一方の面には、複数の触媒層が前記長手方向に所定の間隔で配置されており;前記接合部材は、前記触媒層の配置位置に合わせて前記帯状部材上に配置されるガス拡散層を構成する多孔質基材であり;前記配置部位状態判定部は、前記触媒層の状態に基づいて、前記所定の部位が不良状態であるか否かを判定しても良い。この形態の接合装置によれば、帯状の電解質膜を搬送して膜電極接合体を連続的に製造する接合装置において、触媒層の不良に起因する生産コストの増大を抑制することができる。 [4] In the joining device of the above aspect, the belt-shaped member is an electrolyte membrane for a fuel cell; a plurality of catalyst layers are arranged at predetermined intervals in the longitudinal direction on at least one surface of the belt-shaped member. The joining member is a porous base material that constitutes a gas diffusion layer disposed on the belt-shaped member in accordance with an arrangement position of the catalyst layer; Based on the state, it may be determined whether or not the predetermined part is in a defective state. According to the bonding apparatus of this embodiment, an increase in production cost due to a defective catalyst layer can be suppressed in a bonding apparatus that continuously manufactures a membrane electrode assembly by conveying a belt-shaped electrolyte membrane.

[5]上記形態の接合装置は、さらに、前記触媒層の前記帯状部材の前記長手方向における端部の位置を検出する触媒層位置検出部を備え;前記配置部位状態判定部は、触媒層位置検出部が検出した前記端部の位置に基づいて前記触媒層のサイズを取得し、前記サイズが予め設定された許容範囲から外れている場合に、前記所定の部位が不良状態であると判定しても良い。この形態の接合装置によれば、触媒層のサイズの変動によって生じる製造不良に起因して生産コストが増大することを抑制することができる。 [5] The joining device according to the above aspect further includes a catalyst layer position detection unit that detects the position of the end of the catalyst layer in the longitudinal direction of the strip-shaped member; The size of the catalyst layer is acquired based on the position of the end detected by the detection unit, and when the size is out of a preset allowable range, it is determined that the predetermined part is in a defective state. May be. According to this form of the joining apparatus, it is possible to suppress an increase in production cost due to a manufacturing defect caused by a variation in the size of the catalyst layer.

[6]上記形態の接合装置において、前記接合部材搬送制御部は、前記触媒層位置検出部が前記触媒層の端部を検出するタイミングに基づいて前記第2の搬送部による前記接合部材の搬送タイミングを決定しても良い。この形態の接合装置によれば、多孔質基材の搬送タイミングを決定するための触媒層の位置の検出とともに、膜電極接合体の製造不良の発生を回避するための触媒層のサイズの変動を検出することができ、効率的である。 [6] In the joining device according to the above aspect, the joining member transport control unit transports the joining member by the second transport unit based on a timing at which the catalyst layer position detection unit detects an end of the catalyst layer. Timing may be determined. According to the bonding apparatus of this embodiment, the detection of the position of the catalyst layer for determining the conveyance timing of the porous substrate and the variation in the size of the catalyst layer for avoiding the production failure of the membrane electrode assembly are detected. It can be detected and is efficient.

[7]上記形態の接合装置において、前記帯状部材は、前記第1の搬送部によって搬送される前に、前記一方の面側に前記触媒層を被覆するフィルムが貼付されており;前記第1の搬送部は、前記フィルムを前記帯状部材から剥離するフィルム剥離部を備え;前記配置部位状態判定部は、前記フィルムが剥離された後の前記触媒層の状態に基づいて、前記所定の部位が不良状態であるか否かを判定しても良い。この形態の接合装置によれば、帯状部材からのフィルムの剥離に起因する製造不良の発生を抑制することができる。 [7] In the joining apparatus according to the above aspect, the belt-like member has a film covering the catalyst layer attached to the one surface side before being conveyed by the first conveying unit; The transport unit includes a film peeling unit that peels the film from the belt-shaped member; the arrangement site state determination unit determines whether the predetermined site is based on the state of the catalyst layer after the film is peeled off. You may determine whether it is in a bad state. According to the bonding apparatus of this aspect, it is possible to suppress the production failure due to the peeling of the film from the belt-shaped member.

[8]本発明の他の形態によれば、帯状部材に対して複数の接合部材を連続して接合する接合装置が提供される。この接合装置は、フィルムが貼付されている前記帯状部材を前記帯状部材の長手方向に搬送する第1の搬送部と;前記帯状部材から前記フィルムを剥離するフィルム剥離部と;前記接合部材が前記フィルムが剥離された後の前記帯状部材上の所定の部位に配置されるように、前記接合部材を搬送する第2の搬送部と;前記帯状部材と前記接合部材とを加圧して接合する加圧ローラーと;前記フィルム剥離部において前記所定の部位から剥離された前記フィルムに所定の量の前記帯状部材の残留物の付着が検出されたときに、前記フィルムが剥離された後の前記所定の部位が不良状態であると判定する配置部位状体判定部と;前記第2の搬送部による前記接合部材の搬送を制御する接合部材搬送制御部であって、前記配置部位状体判定部によって前記所定の部位が不良状態であると判定されなかった場合には、前記第2の搬送部に記所定の部位への前記接合部材の搬送を実行させ、前記配置部位状体判定部によって前記所定の部位が不良状態であると判定された場合には、前記第2の搬送部に前記所定の部位への前記接合部材の搬送を中止させる接合部材搬送制御部と;を備える。この形態の接合装置によれば、帯状部材からのフィルムの剥離に起因する触媒層の不良を容易に検出することができ、フィルムの剥離に起因する製造不良の発生を抑制することができる。 [8] According to another aspect of the present invention, there is provided a joining device for joining a plurality of joining members to a strip-like member continuously. The joining apparatus includes: a first transport unit that transports the strip-shaped member to which the film is attached in a longitudinal direction of the strip-shaped member; a film peeling unit that strips the film from the strip-shaped member; A second transport unit for transporting the joining member so as to be disposed at a predetermined site on the strip-shaped member after the film is peeled; and pressurizing and joining the strip-shaped member and the joining member. A pressure roller; and when the film peeled from the predetermined portion in the film peeling portion is detected to adhere to a predetermined amount of the residue of the band-shaped member, the predetermined after the film is peeled An arrangement part-like body determination unit that determines that the part is in a defective state; a joining member conveyance control unit that controls conveyance of the joining member by the second conveyance unit; If it is not determined that the predetermined part is in a defective state, the second conveying unit executes the transfer of the joining member to the predetermined part, and the arrangement part-like body determining unit performs the predetermined part. A joining member transport control unit that causes the second transport unit to stop transporting the joining member to the predetermined part when it is determined that the part is in a defective state. According to the bonding device of this aspect, it is possible to easily detect a failure of the catalyst layer due to the peeling of the film from the belt-like member, and it is possible to suppress the production failure due to the peeling of the film.

上述した本発明の各形態の有する複数の構成要素はすべてが必須のものではなく、上述の課題の一部又は全部を解決するため、あるいは、本明細書に記載された効果の一部又は全部を達成するために、適宜、前記複数の構成要素の一部の構成要素について、その変更、削除、新たな他の構成要素との差し替え、限定内容の一部削除を行うことが可能である。また、上述の課題の一部又は全部を解決するため、あるいは、本明細書に記載された効果の一部又は全部を達成するために、上述した本発明の一形態に含まれる技術的特徴の一部又は全部を上述した本発明の他の形態に含まれる技術的特徴の一部又は全部と組み合わせて、本発明の独立した一形態とすることも可能である。   A plurality of constituent elements of each aspect of the present invention described above are not indispensable, and some or all of the effects described in the present specification are to be solved to solve part or all of the above-described problems. In order to achieve the above, it is possible to appropriately change, delete, replace with another new component, and partially delete the limited contents of some of the plurality of components. In order to solve part or all of the above-described problems or to achieve part or all of the effects described in this specification, technical features included in one embodiment of the present invention described above. A part or all of the technical features included in the other aspects of the present invention described above may be combined to form an independent form of the present invention.

本発明は、接合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、接合方法や、接合装置の制御方法、接合方法や接合装置の制御方法を実現するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した一時的でない記録媒体等の形態で実現することができる。   The present invention can also be realized in various forms other than the joining device. For example, the present invention can be realized in the form of a joining method, a joining device control method, a computer program for realizing the joining method or the joining device control method, a non-temporary recording medium on which the computer program is recorded, and the like.

第1実施形態の接合装置の構成を示す概略図。Schematic which shows the structure of the joining apparatus of 1st Embodiment. 帯状体の構成を説明するための概略図。Schematic for demonstrating the structure of a strip | belt-shaped body. 帯状体の構成を説明するための概略図。Schematic for demonstrating the structure of a strip | belt-shaped body. 帯状体から切り出された後のガス拡散層付き膜電極接合体の構成を示す概略断面図。The schematic sectional drawing which shows the structure of the membrane electrode assembly with a gas diffusion layer after being cut out from the strip. 第2の触媒電極層の状態判定に基づくガス拡散層の接合処理の処理手順を示す説明図。Explanatory drawing which shows the process sequence of the joining process of the gas diffusion layer based on the state determination of a 2nd catalyst electrode layer. 第1の触媒層検出部の出力信号に基づく第2の触媒電極層の状態の検出を説明するための説明図。Explanatory drawing for demonstrating the detection of the state of the 2nd catalyst electrode layer based on the output signal of a 1st catalyst layer detection part. 第1実施形態の接合装置におけるガス拡散層付き膜電極接合体の製造不良の発生の抑制を説明するための説明図。Explanatory drawing for demonstrating suppression of a production defect of the membrane electrode assembly with a gas diffusion layer in the joining apparatus of 1st Embodiment. 第1実施形態の接合装置におけるガス拡散層付き膜電極接合体の製造不良の発生の抑制を説明するための説明図。Explanatory drawing for demonstrating suppression of a production defect of the membrane electrode assembly with a gas diffusion layer in the joining apparatus of 1st Embodiment. 第2実施形態の接合装置の構成を示す概略図。Schematic which shows the structure of the joining apparatus of 2nd Embodiment. 第2実施形態における第2の触媒電極層の状態判定に基づくガス拡散層の接合処理の処理手順を示す説明図。Explanatory drawing which shows the process sequence of the joining process of the gas diffusion layer based on the state determination of the 2nd catalyst electrode layer in 2nd Embodiment. 第1と第2の接合ローラー部の間における帯状体の搬送不良の発生を説明するための説明図。Explanatory drawing for demonstrating generation | occurrence | production of the conveyance defect of a strip shaped body between the 1st and 2nd joining roller parts. 第1と第2の接合ローラー部の間における帯状体の搬送不良の発生を説明するための説明図。Explanatory drawing for demonstrating generation | occurrence | production of the conveyance defect of a strip shaped body between the 1st and 2nd joining roller parts. 張力調整部の動作を説明するための説明図。Explanatory drawing for demonstrating operation | movement of a tension adjustment part. 張力調整部の動作を説明するための説明図。Explanatory drawing for demonstrating operation | movement of a tension adjustment part. 第3実施形態の接合装置の構成を示す概略図。Schematic which shows the structure of the joining apparatus of 3rd Embodiment. 第3実施形態の接合装置における第2の接合ローラーの動作を説明するための説明図。Explanatory drawing for demonstrating operation | movement of the 2nd joining roller in the joining apparatus of 3rd Embodiment. 第3実施形態の接合装置における第2の接合ローラーの動作を説明するための説明図。Explanatory drawing for demonstrating operation | movement of the 2nd joining roller in the joining apparatus of 3rd Embodiment.

A.第1実施形態:
図1は、本発明の第1実施形態としての接合装置100の構成を示す概略図である。接合装置100は、固体高分子形燃料電池(以下、単に「燃料電池」と呼ぶ)の製造工程に用いられる。接合装置100は、燃料電池を構成する発電体である膜電極接合体5が帯状に連続している帯状体5rを長手方向に搬送しつつ、各膜電極接合体5に対してガス拡散層7を連続的に接合する。なお、以下では、ガス拡散層7が接合された膜電極接合体5を「ガス拡散層付き膜電極接合体5G」とも呼ぶ。
A. First embodiment:
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a bonding apparatus 100 as a first embodiment of the present invention. The joining device 100 is used in a manufacturing process of a polymer electrolyte fuel cell (hereinafter simply referred to as “fuel cell”). The bonding apparatus 100 transports the band-like body 5r, in which the membrane electrode assemblies 5 that are power generators constituting the fuel cell are continuous in a band shape, in the longitudinal direction, and the gas diffusion layer 7 with respect to each membrane-electrode assembly 5. Are joined continuously. Hereinafter, the membrane electrode assembly 5 to which the gas diffusion layer 7 is bonded is also referred to as “a membrane electrode assembly 5G with a gas diffusion layer”.

図2A,図2Bは、帯状体5rの構成を説明するための概略図である。図2Aは、帯状体5rの第2の触媒電極層3側の面を示す正面図であり、図2Bは、帯状体5rの厚み方向の断面を示す概略断面図である。なお、図2Aには、接合装置100における帯状体5rの搬送方向を示す矢印PDを図示してある。また、図2A,図2Bには、ガス拡散層7が配置される領域GAを破線で図示してあり、帯状体5rからガス拡散層付き膜電極接合体5Gが切り出されるときの切断線CLを一点鎖線で図示してある。   2A and 2B are schematic diagrams for explaining the configuration of the belt-like body 5r. FIG. 2A is a front view showing a surface of the belt-like body 5r on the second catalyst electrode layer 3 side, and FIG. 2B is a schematic cross-sectional view showing a cross section in the thickness direction of the belt-like body 5r. In FIG. 2A, an arrow PD indicating the conveyance direction of the band 5r in the bonding apparatus 100 is illustrated. 2A and 2B, a region GA where the gas diffusion layer 7 is disposed is indicated by a broken line, and a cutting line CL when the membrane electrode assembly 5G with the gas diffusion layer is cut out from the strip 5r is shown. It is shown by a one-dot chain line.

帯状体5rの本体部は、帯状の電解質膜1によって構成されている。電解質膜1は、湿潤状態で良好なプロトン伝導性を示す固体高分子薄膜であり、例えば、ナフィオン(登録商標)などのフッ素系のイオン交換樹脂によって構成される。帯状体5rでは、帯状の電解質膜1の一方の面に第1の触媒電極層2が全面を被覆するように配置されており、他方の面に複数の第2の触媒電極層3が長手方向(搬送方向PD)に沿って所定の間隔で配列されている。   The main body portion of the belt-like body 5r is constituted by the belt-like electrolyte membrane 1. The electrolyte membrane 1 is a solid polymer thin film showing good proton conductivity in a wet state, and is made of, for example, a fluorine ion exchange resin such as Nafion (registered trademark). In the band-shaped body 5r, the first catalyst electrode layer 2 is disposed on one surface of the band-shaped electrolyte membrane 1 so as to cover the entire surface, and the plurality of second catalyst electrode layers 3 are disposed in the longitudinal direction on the other surface. They are arranged at a predetermined interval along (transport direction PD).

第1と第2の触媒電極層2,3は、反応ガスの供給を受けてアノード(燃料極)またはカソード(酸化剤極)として機能するガス拡散性を有する電極である。第1と第2の触媒電極層2,3は、燃料電池反応を促進する触媒を担持する導電性粒子(例えば、白金担持カーボン)と、電解質膜1と同じ又は類似の電解質と、を分散させた分散溶液である触媒インクの乾燥塗膜として形成される。   The first and second catalyst electrode layers 2 and 3 are gas diffusible electrodes that function as anodes (fuel electrodes) or cathodes (oxidant electrodes) when supplied with a reaction gas. The first and second catalyst electrode layers 2 and 3 disperse conductive particles (for example, platinum-supported carbon) supporting a catalyst that promotes a fuel cell reaction and an electrolyte that is the same as or similar to the electrolyte membrane 1. It is formed as a dry coating film of the catalyst ink which is a dispersed solution.

本実施形態の接合装置100では、帯状体5rにおける第2の触媒電極層3の配置位置に合わせてガス拡散層7が第1の触媒電極層2に接合される。ガス拡散層7はガス拡散性と導電性とを有する多孔質な基材によって構成される。より具体的には、ガス拡散層7は、カーボンペーパーや、カーボンクロスなどの繊維基材によって構成される。   In the joining apparatus 100 of this embodiment, the gas diffusion layer 7 is joined to the first catalyst electrode layer 2 in accordance with the arrangement position of the second catalyst electrode layer 3 in the strip 5r. The gas diffusion layer 7 is composed of a porous base material having gas diffusibility and conductivity. More specifically, the gas diffusion layer 7 is configured by a fiber base material such as carbon paper or carbon cloth.

ここで、本明細書では、第2の触媒電極層3の端部のうち、帯状体5rの搬送方向PDにおける下流側(先端側)の端部を「先端部3e」と呼び、搬送方向PDにおける上流側(後端側)の端部を「後端部3t」と呼ぶ。本実施形態の接合装置100では、ガス拡散層7の接合の際には、第2の触媒電極層3の先端部3eの位置が、その接合位置の基準として利用される(詳細は後述)。   Here, in the present specification, of the end portions of the second catalyst electrode layer 3, the end portion on the downstream side (front end side) in the transport direction PD of the strip 5r is referred to as “front end portion 3e” and is referred to as the transport direction PD. The upstream end portion (rear end side) of FIG. 5 is referred to as “rear end portion 3t”. In the joining apparatus 100 of this embodiment, when joining the gas diffusion layer 7, the position of the tip 3e of the second catalyst electrode layer 3 is used as a reference for the joining position (details will be described later).

図2Cは、帯状体5rから切り出された後のガス拡散層付き膜電極接合体5Gの構成を示す概略断面図である。本実施形態のガス拡散層付き膜電極接合体5Gでは、第1の触媒電極層2の外周端部の位置が電解質膜1の外周端部の位置とほぼ揃っているのに対して、第2の触媒電極層3の外周端部の位置は電解質膜1の外周端部より内側に位置している。即ち、本実施形態のガス拡散層付き膜電極接合体5Gでは、第1と第2の触媒電極層2,3の外周端部が電解質膜1の外周縁部を介して互いに離間されている。ガス拡散層付き膜電極接合体5Gは、燃料電池に組み付けられる際には、当該外周端部がシール部材などによってシールされることによって、発電中に2つの触媒電極層2,3の端部間で未反応の反応ガスが行き来してしまう、いわゆるクロスリークが抑制される。   FIG. 2C is a schematic cross-sectional view showing a configuration of the membrane electrode assembly 5G with a gas diffusion layer after being cut out from the belt-like body 5r. In the membrane electrode assembly 5G with a gas diffusion layer of the present embodiment, the position of the outer peripheral end of the first catalyst electrode layer 2 is substantially aligned with the position of the outer peripheral end of the electrolyte membrane 1, whereas the second The position of the outer peripheral end of the catalyst electrode layer 3 is located inside the outer peripheral end of the electrolyte membrane 1. That is, in the membrane electrode assembly with gas diffusion layer 5G of the present embodiment, the outer peripheral ends of the first and second catalyst electrode layers 2 and 3 are separated from each other via the outer peripheral edge of the electrolyte membrane 1. When the membrane electrode assembly 5G with a gas diffusion layer is assembled to a fuel cell, the outer peripheral end portion is sealed with a seal member or the like, so that the end portions of the two catalyst electrode layers 2 and 3 are separated during power generation. Thus, the so-called cross leak, in which unreacted reaction gas flows back and forth, is suppressed.

ここで、本実施形態のガス拡散層付き膜電極接合体5Gでは、ガス拡散層7の外周端部が、第1と第2の触媒電極層2,3の外周端部の間に位置しており、電解質膜1に直接的に接触していない。この構成によって、ガス拡散層7の外周端部に存在する繊維の毛羽やバリが電解質膜1の表面に突き刺さることが抑制されている。   Here, in the membrane electrode assembly 5G with the gas diffusion layer of the present embodiment, the outer peripheral end portion of the gas diffusion layer 7 is located between the outer peripheral end portions of the first and second catalyst electrode layers 2 and 3. And not in direct contact with the electrolyte membrane 1. With this configuration, the fluff and burrs of the fibers existing at the outer peripheral end of the gas diffusion layer 7 are suppressed from piercing the surface of the electrolyte membrane 1.

また、この構成であれば、燃料電池の発電中などにガス拡散層7において過酸化水素ラジカルが発生した場合であっても、当該過酸化水素ラジカルは電解質膜1に到達する前に必ず第1の触媒電極層2を通過することになる。そのため、ガス拡散層7において発生した過酸化水素ラジカルを第1の触媒電極層2の触媒作用によって消失させることができ、過酸化水素ラジカルによる電解質膜1の劣化を抑制できる。   Further, with this configuration, even when hydrogen peroxide radicals are generated in the gas diffusion layer 7 during power generation of the fuel cell, the hydrogen peroxide radicals must be first before the electrolyte membrane 1 is reached. The catalyst electrode layer 2 is passed through. Therefore, the hydrogen peroxide radical generated in the gas diffusion layer 7 can be eliminated by the catalytic action of the first catalyst electrode layer 2, and the deterioration of the electrolyte membrane 1 due to the hydrogen peroxide radical can be suppressed.

本実施形態の接合装置100(図1)であれば、複数のガス拡散層付き膜電極接合体5Gを効率的に連続して製造することができる。接合装置100は、制御部101と、第1の触媒層検出部105と、フィルム剥離部110と、張力補正部120と、搬送情報検出部130と、ガス拡散層搬送部140と、接合部150と、を備える。   If it is the joining apparatus 100 (FIG. 1) of this embodiment, the several membrane electrode assembly 5G with a gas diffusion layer can be manufactured efficiently continuously. The bonding apparatus 100 includes a control unit 101, a first catalyst layer detection unit 105, a film peeling unit 110, a tension correction unit 120, a conveyance information detection unit 130, a gas diffusion layer conveyance unit 140, and a bonding unit 150. And comprising.

制御部101は、中央処理装置と主記憶装置とを備えるマイクロコンピューターによって構成される。制御部101は、第1の触媒層検出部105や搬送情報検出部130からの出力信号に基づいて、帯状体5rの搬送を制御するとともに、ガス拡散層搬送部140によるガス拡散層7の搬送を制御する(詳細は後述)。   The control unit 101 is configured by a microcomputer including a central processing unit and a main storage device. The control unit 101 controls the transport of the strip 5r based on the output signals from the first catalyst layer detection unit 105 and the transport information detection unit 130, and transports the gas diffusion layer 7 by the gas diffusion layer transport unit 140. (Details will be described later).

ここで、本実施形態の接合装置100は、膜電極接合体供給部(図示および詳細な説明は省略)から、第2の触媒電極層3側の面に透明な保護フィルム6が貼付された状態の帯状体5rの供給を受ける。保護フィルム6が貼付されている帯状体5rは、所定の搬送速度で、フィルム剥離部110に向かって長手方向に搬送される。   Here, in the bonding apparatus 100 of the present embodiment, a transparent protective film 6 is attached to the surface on the second catalyst electrode layer 3 side from the membrane electrode assembly supply unit (illustration and detailed description are omitted). The strip 5r is supplied. The belt-like body 5r to which the protective film 6 is attached is conveyed in the longitudinal direction toward the film peeling unit 110 at a predetermined conveyance speed.

第1の触媒層検出部105は、光学的センサによって構成され、フィルム剥離部110の手前(上流)に設けられている。第1の触媒層検出部105は、保護フィルム6越しに、帯状体5rに配列されている第2の触媒電極層3を検出し、第2の触媒電極層3の通過を示す信号を制御部101に出力する。制御部101は、第1の触媒層検出部105の出力信号に基づいて、保護フィルム6が剥離される前の第2の触媒電極層3の状態を検証する(詳細は後述)。   The 1st catalyst layer detection part 105 is comprised by the optical sensor, and is provided in front (upstream) of the film peeling part 110. FIG. The first catalyst layer detection unit 105 detects the second catalyst electrode layer 3 arranged in the strip 5r through the protective film 6, and controls the signal indicating the passage of the second catalyst electrode layer 3 to the control unit. 101. The control unit 101 verifies the state of the second catalyst electrode layer 3 before the protective film 6 is peeled based on the output signal of the first catalyst layer detection unit 105 (details will be described later).

フィルム剥離部110は、帯状体5rから保護フィルム6を剥離する。フィルム剥離部110は、入口ローラー112と、駆動ローラー113と、加圧ローラー114と、フィルム剥離ローラー115と、フィルム搬送ローラー116と、フィルム状態検出部117と、を備える。入口ローラー112は、駆動ローラー113と加圧ローラー114との手前において、帯状体5rの搬送経路の角度を調整する。   The film peeling part 110 peels the protective film 6 from the strip | belt-shaped body 5r. The film peeling unit 110 includes an inlet roller 112, a driving roller 113, a pressure roller 114, a film peeling roller 115, a film transport roller 116, and a film state detection unit 117. The entrance roller 112 adjusts the angle of the transport path of the belt-like body 5r before the drive roller 113 and the pressure roller 114.

駆動ローラー113と加圧ローラー114とは互いに隣り合って配置されている。駆動ローラー113は、モーター(図示せず)に接続されており、制御部101の制御によって略一定速度で回転駆動する。加圧ローラー114は、駆動ローラー113に向かう加圧力を発生させつつ、駆動ローラー113に追従して回転する。帯状体5rは、保護フィルム6が貼付されている面が加圧ローラー114と向かい合うように、駆動ローラー113と加圧ローラー114との間に繰り入れられ、加圧ローラー114から加圧力を付与されつつ、駆動ローラー113の回転駆動によって搬送される。   The driving roller 113 and the pressure roller 114 are arranged next to each other. The drive roller 113 is connected to a motor (not shown), and is driven to rotate at a substantially constant speed under the control of the control unit 101. The pressure roller 114 rotates following the drive roller 113 while generating a pressing force toward the drive roller 113. The belt-like body 5r is fed between the driving roller 113 and the pressure roller 114 so that the surface on which the protective film 6 is attached faces the pressure roller 114, and is applied with pressure from the pressure roller 114. It is conveyed by the rotational drive of the drive roller 113.

フィルム剥離ローラー115は、加圧ローラー114の下流側において、駆動ローラー113の隣り合う位置に配置されており、駆動ローラー113に追従して回転する。駆動ローラー113と加圧ローラー114との間から繰り出された帯状体5rは、駆動ローラー113の側面に沿って搬送され、駆動ローラー113とフィルム剥離ローラー115との間に繰り入れられる。   The film peeling roller 115 is disposed at a position adjacent to the driving roller 113 on the downstream side of the pressure roller 114, and rotates following the driving roller 113. The belt-like body 5 r fed out between the driving roller 113 and the pressure roller 114 is conveyed along the side surface of the driving roller 113 and is fed between the driving roller 113 and the film peeling roller 115.

帯状体5rが駆動ローラー113とフィルム剥離ローラー115との間から繰り出されるときに保護フィルム6は帯状体5から剥離される。保護フィルム6は、フィルム剥離ローラー115の側面に沿って搬送され、後段のフィルム搬送ローラー116にガイドされつつ、巻き取りローラー(図示は省略)に巻き取られて回収される。   The protective film 6 is peeled from the belt-like body 5 when the belt-like body 5r is drawn out between the driving roller 113 and the film peeling roller 115. The protective film 6 is conveyed along the side surface of the film peeling roller 115, and is wound and collected by a winding roller (not shown) while being guided by the film conveying roller 116 at the subsequent stage.

フィルム状態検出部117は、フィルム剥離ローラー115とフィルム搬送ローラー116との間に配置されている。フィルム状態検出部117は、例えば、光学的センサによって構成され、帯状体5rから剥離された保護フィルム6に付着している第2の触媒電極層3の残留物の存在を検出する。制御部101は、フィルム状態検出部117の出力信号を受信し、当該出力信号に基づいて、保護フィルム6が剥離された後の帯状体5rにおける第2の触媒電極層3の状態を検証する(詳細は後述)。保護フィルム6が剥離された帯状体5rは、張力補正部120へと搬送される。   The film state detection unit 117 is disposed between the film peeling roller 115 and the film transport roller 116. The film state detection part 117 is comprised by an optical sensor, for example, and detects the presence of the residue of the 2nd catalyst electrode layer 3 adhering to the protective film 6 peeled from the strip | belt-shaped body 5r. The control unit 101 receives the output signal of the film state detection unit 117, and verifies the state of the second catalyst electrode layer 3 in the strip 5r after the protective film 6 is peeled based on the output signal ( Details will be described later). The strip 5r from which the protective film 6 has been peeled off is conveyed to the tension correction unit 120.

張力補正部120は、帯状体5rを搬送しつつ、制御部101の指令に応じて、帯状体5rの張力(テンション)を調整する。張力補正部120は、駆動ローラー121と、加圧ローラー122と、を備える。駆動ローラー121はモーター(図示せず)に接続されており、制御部101の指令に応じた回転速度で回転駆動する。加圧ローラー122は、駆動ローラー121に隣り合う位置に配置されており、駆動ローラー121に向かう加圧力を発生させつつ、駆動ローラー121に追従して回転する。   The tension correction unit 120 adjusts the tension of the belt-like body 5r in accordance with a command from the control unit 101 while conveying the belt-like body 5r. The tension correction unit 120 includes a drive roller 121 and a pressure roller 122. The drive roller 121 is connected to a motor (not shown) and is driven to rotate at a rotation speed according to a command from the control unit 101. The pressure roller 122 is disposed at a position adjacent to the driving roller 121, and rotates following the driving roller 121 while generating a pressing force toward the driving roller 121.

帯状体5rは、第1の触媒電極層2が駆動ローラー121の側面と向かい合い、第2の触媒電極層3が加圧ローラー122の側面と向かい合うように、駆動ローラー121と加圧ローラー122との間に繰り入れられる。帯状体5rは、加圧ローラー122から加圧力を付与されつつ、駆動ローラー121の回転駆動力によって搬送される。   The band-shaped body 5r is formed by the driving roller 121 and the pressure roller 122 so that the first catalyst electrode layer 2 faces the side surface of the driving roller 121 and the second catalyst electrode layer 3 faces the side surface of the pressure roller 122. In between. The belt-like body 5r is conveyed by the rotational driving force of the driving roller 121 while being applied with pressure from the pressure roller 122.

ここで、制御部101は、張力補正部120の下流側に設けられている搬送情報検出部130によって検出される帯状体5rの張力に基づいて、帯状体5rの張力がほぼ一定に保持されるように駆動ローラー121の回転速度を制御する。具体的には、制御部101は、搬送情報検出部130によって検出される帯状体5rの張力が目標値よりも高くなっている場合には駆動ローラー121の回転速度を上げて、帯状体5rの張力を低下させる。一方、搬送情報検出部130によって検出される帯状体5rの張力が目標値よりも低くなっている場合には駆動ローラー121の回転速度を下げて、帯状体5rの張力を増大させる。   Here, the control unit 101 holds the tension of the band-shaped body 5r substantially constant based on the tension of the band-shaped body 5r detected by the conveyance information detection unit 130 provided on the downstream side of the tension correction unit 120. Thus, the rotational speed of the drive roller 121 is controlled. Specifically, the control unit 101 increases the rotation speed of the driving roller 121 when the tension of the band-shaped body 5r detected by the conveyance information detection unit 130 is higher than the target value. Reduce tension. On the other hand, when the tension of the strip 5r detected by the transport information detector 130 is lower than the target value, the rotational speed of the drive roller 121 is decreased to increase the tension of the strip 5r.

搬送情報検出部130は、張力補正部120の下流における帯状体5rの搬送に関する情報を示す信号を制御部101に出力する。より具体的には、搬送情報検出部130は、帯状体5rの張力を示す信号と、帯状体5rの搬送速度を示す信号と、第2の触媒電極層3の通過を示す信号と、を出力する。搬送情報検出部130は、回転ローラー131と、張力センサ132と、ロータリーエンコーダー133と、第2の触媒層検出部135と、を備える。   The conveyance information detection unit 130 outputs a signal indicating information regarding the conveyance of the band 5r downstream of the tension correction unit 120 to the control unit 101. More specifically, the conveyance information detection unit 130 outputs a signal indicating the tension of the strip 5r, a signal indicating the conveyance speed of the strip 5r, and a signal indicating the passage of the second catalyst electrode layer 3. To do. The conveyance information detection unit 130 includes a rotation roller 131, a tension sensor 132, a rotary encoder 133, and a second catalyst layer detection unit 135.

回転ローラー131は、支持軸に支持されており、帯状体5rに対して張力を付与しつつ帯状体5rの搬送によって回転する。張力センサ132は、回転ローラー131を支持する支持軸が帯状体5rから受ける反力に応じた信号を、帯状体5rの張力を示す信号として制御部101に出力する。制御部101は、張力センサ132からの出力信号に基づいて、帯状体5rの張力を取得し、前述したように、張力補正部120の駆動ローラー121の回転速度を制御する。   The rotation roller 131 is supported by a support shaft, and rotates by conveying the band 5r while applying tension to the band 5r. The tension sensor 132 outputs a signal corresponding to the reaction force received from the belt-like body 5r by the support shaft that supports the rotating roller 131 to the control unit 101 as a signal indicating the tension of the belt-like body 5r. The control unit 101 acquires the tension of the band 5r based on the output signal from the tension sensor 132, and controls the rotation speed of the drive roller 121 of the tension correction unit 120 as described above.

ロータリーエンコーダー133は、回転ローラー131の回転数に応じた信号を、帯状体5rの搬送速度を示す信号として制御部101に出力する。制御部101は、ロータリーエンコーダー133からの出力信号に基づいて、帯状体5rの搬送速度を取得する。制御部101は、取得した帯状体5rの搬送速度を、ガス拡散層搬送部140によるガス拡散層7の搬送を帯状体5rの搬送に同期させるために用いる。   The rotary encoder 133 outputs a signal corresponding to the number of rotations of the rotating roller 131 to the control unit 101 as a signal indicating the conveyance speed of the strip 5r. The control unit 101 acquires the transport speed of the band 5r based on the output signal from the rotary encoder 133. The control unit 101 uses the acquired transport speed of the strip 5r to synchronize the transport of the gas diffusion layer 7 by the gas diffusion layer transport 140 with the transport of the strip 5r.

第2の触媒層検出部135は、上述した第1の触媒層検出部105と同様に光学的センサによって構成されており、搬送情報検出部130の下流において、第2の触媒電極層3の通過を示す信号を制御部101に出力する。制御部101は、第2の触媒層検出部135の出力信号に基づいて、保護フィルム6が剥離された後の第2の触媒電極層3の状態を検証する(詳細は後述)。また、制御部101は、第2の触媒層検出部135の出力信号に基づいて、ガス拡散層搬送部140によるガス拡散層7の搬送開始タイミングを決定する。   The second catalyst layer detection unit 135 is configured by an optical sensor in the same manner as the first catalyst layer detection unit 105 described above, and passes through the second catalyst electrode layer 3 downstream of the transport information detection unit 130. Is output to the control unit 101. The control unit 101 verifies the state of the second catalyst electrode layer 3 after the protective film 6 is peeled based on the output signal of the second catalyst layer detection unit 135 (details will be described later). Further, the control unit 101 determines the transfer start timing of the gas diffusion layer 7 by the gas diffusion layer transfer unit 140 based on the output signal of the second catalyst layer detection unit 135.

ガス拡散層搬送部140は、制御部101の指令に応じて、ガス拡散層7が帯状体5rの第1の触媒電極層2の面上の所定の位置に配置されるようにガス拡散層7を搬送する。ガス拡散層搬送部140は、トランスファー141と、駆動部142と、駆動シャフト143と、を備える。駆動シャフト143は駆動部142に接続されており、駆動部142の回転駆動力によって回転する。トランスファー141は、駆動シャフト143に取り付けられており、駆動シャフト143の回転に応じて、駆動シャフト143の軸方向に沿って、所定の区間(基端位置SPと終端位置EPの間)を直線的に往復移動する。   In response to a command from the control unit 101, the gas diffusion layer transport unit 140 is arranged so that the gas diffusion layer 7 is disposed at a predetermined position on the surface of the first catalyst electrode layer 2 of the strip 5r. Transport. The gas diffusion layer transport unit 140 includes a transfer 141, a drive unit 142, and a drive shaft 143. The drive shaft 143 is connected to the drive unit 142 and is rotated by the rotational driving force of the drive unit 142. The transfer 141 is attached to the drive shaft 143, and in a predetermined section (between the base position SP and the end position EP) along the axial direction of the drive shaft 143 according to the rotation of the drive shaft 143. Move back and forth.

トランスファー141は、基端位置SPにおいて、ガス拡散層7の収容庫(図示は省略)からガス拡散層7を1個ずつ供給される。トランスファー141は、真空吸着により、ガス拡散層7を移動方向に平行に保持して、基端位置SPから、接合部150の近傍の終端位置EPまで直線的に移動する。これによって、トランスファー141は、ガス拡散層7を接合部150の第1の接合ローラー部152の加圧点PPにおいて帯状体5rに合流させる。   The transfer 141 is supplied with the gas diffusion layers 7 one by one from the storage (not shown) of the gas diffusion layers 7 at the base end position SP. The transfer 141 moves linearly from the base end position SP to the end position EP near the joint 150 by holding the gas diffusion layer 7 parallel to the moving direction by vacuum suction. As a result, the transfer 141 causes the gas diffusion layer 7 to join the belt-like body 5r at the pressure point PP of the first joining roller portion 152 of the joining portion 150.

ここで、本実施形態の接合装置100では、トランスファー141は既定の速度パターンで移動する。従って、トランスファー141がガス拡散層7を基端位置SPから接合部150の第1の接合ローラー部152の加圧点PPまで到達させるのに要する搬送時間は既知である。   Here, in the joining apparatus 100 of this embodiment, the transfer 141 moves in a predetermined speed pattern. Therefore, the transfer time required for the transfer 141 to reach the gas diffusion layer 7 from the base end position SP to the pressure point PP of the first joining roller portion 152 of the joining portion 150 is known.

制御部101は、搬送情報検出部130からの信号に基づいて取得した帯状体5rの搬送速度と、第2の触媒電極層3の通過が検出された時刻と、に基づいて、当該第2の触媒電極層3の先端部3eが加圧点PPに到達する予測時刻を取得する。制御部101は、その予測時刻に基づいて、ガス拡散層7が加圧点PPに到達すべき時刻を決定し、トランスファー141によるガス拡散層7の搬送開始タイミングを決定する。これによって、ガス拡散層7が第2の触媒電極層3の位置に合わせた帯状体5rの所定の部位に配置される。   Based on the transport speed of the strip 5r acquired based on the signal from the transport information detection unit 130 and the time when passage of the second catalyst electrode layer 3 is detected, the control unit 101 performs the second control. The predicted time at which the tip 3e of the catalyst electrode layer 3 reaches the pressurization point PP is acquired. Based on the predicted time, the control unit 101 determines the time at which the gas diffusion layer 7 should reach the pressurization point PP, and determines the transfer start timing of the gas diffusion layer 7 by the transfer 141. As a result, the gas diffusion layer 7 is disposed at a predetermined portion of the belt-like body 5 r that is aligned with the position of the second catalyst electrode layer 3.

接合部150は、帯状体5rの第1の触媒電極層2にガス拡散層7を加圧プレスにより接合する。接合部150は、入口ローラー151と、第1の接合ローラー部152と、第2の接合ローラー部153と、を備える。入口ローラー151は、帯状体5rの搬送角度がガス拡散層7の搬送角度に対して鋭角をなすように、帯状体5rに所定の張力を付与して帯状体5rの搬送角度を変更させつつ、帯状体5rを第1の接合ローラー部152の加圧点PPへと誘導する。   The joint 150 joins the gas diffusion layer 7 to the first catalyst electrode layer 2 of the strip 5r by pressure pressing. The joining unit 150 includes an entrance roller 151, a first joining roller unit 152, and a second joining roller unit 153. The inlet roller 151 applies a predetermined tension to the band 5r to change the conveyance angle of the band 5r so that the conveyance angle of the band 5r makes an acute angle with respect to the conveyance angle of the gas diffusion layer 7. The belt-like body 5r is guided to the pressing point PP of the first joining roller unit 152.

第1と第2の接合ローラー部152,153はそれぞれ、互いに隣り合って並列に設置され、互いに反対方向に回転する2つの加圧ローラーを備える。第1と第2の接合ローラー部152,153の2つの加圧ローラーは、制御部101によるフィードバック制御によって、ほぼ一定の速度で回転する。   Each of the first and second joining roller portions 152 and 153 includes two pressure rollers that are installed next to each other in parallel and rotate in opposite directions. The two pressure rollers of the first and second joining roller portions 152 and 153 rotate at a substantially constant speed by feedback control by the control unit 101.

帯状体5rとガス拡散層7とは、第1と第2の接合ローラー部152,153のそれぞれにおいて、2つの加圧ローラーの間に繰り入れられることによって、厚み方向に加圧されて接合される。なお、第1と第2の接合ローラー部152,153では、2つの加圧ローラーを高温(例えば100℃以上の温度)に昇温させた上で加圧接合するホットプレスが実行されても良い。   The belt-like body 5r and the gas diffusion layer 7 are joined by being pressed between the two pressure rollers in each of the first and second joining roller portions 152 and 153 so as to be pressurized in the thickness direction. . In the first and second joining roller portions 152 and 153, hot pressing may be performed in which the two pressure rollers are heated to a high temperature (for example, a temperature of 100 ° C. or higher) and then pressure-bonded. .

このように、本実施形態の接合装置100では、第1と第2の接合ローラー部152,153による2段階の加圧によって、帯状体5rとガス拡散層7とが接合される。従って、帯状体5rとガス拡散層7との高い接合性が確保される。なお、本実施形態の接合装置100では、第1と第2の接合ローラー部152,153は、ガス拡散層7の搬送方向における長さより長い距離だけ離間して配置されている。即ち、第1と第2の接合ローラー部152,153は、互いの間に、1つのガス拡散層付き膜電極接合体5Gが配置可能なように離間されている。この理由は以下のためである。   Thus, in the joining apparatus 100 of this embodiment, the strip | belt-shaped body 5r and the gas diffusion layer 7 are joined by the two-stage pressurization by the 1st and 2nd joining roller part 152,153. Therefore, high bondability between the strip 5r and the gas diffusion layer 7 is ensured. In the bonding apparatus 100 of the present embodiment, the first and second bonding roller portions 152 and 153 are spaced apart by a distance longer than the length of the gas diffusion layer 7 in the transport direction. In other words, the first and second bonding roller portions 152 and 153 are spaced apart from each other so that one gas diffusion layer-attached membrane electrode assembly 5G can be disposed therebetween. The reason is as follows.

本実施形態の接合装置100では、制御部101は、停止指令がなされた場合には、第1の接合ローラー部152からガス拡散層7が繰り出された後に帯状体5rの搬送を完全に停止させる。第1と第2の接合ローラー部152,153が前記のように離間して配置されていれば、装置の停止時に、第1の接合ローラー部152から繰り出されたガス拡散層7が第2の接合ローラー部153に繰り入れられてしまう前に帯状体5rの搬送が停止されることになる。従って、ガス拡散層7が第2の接合ローラー部153に挟まれた状態で装置が停止してしまうことによる製造不良などの不具合の発生が抑制される。   In the joining apparatus 100 of the present embodiment, when the stop command is issued, the control unit 101 completely stops the transport of the belt-like body 5r after the gas diffusion layer 7 is drawn out from the first joining roller unit 152. . If the first and second joining roller portions 152 and 153 are spaced apart from each other as described above, the gas diffusion layer 7 fed out from the first joining roller portion 152 is second when the apparatus is stopped. The conveyance of the belt-like body 5r is stopped before being fed into the joining roller portion 153. Therefore, the occurrence of defects such as defective manufacturing due to the apparatus stopping while the gas diffusion layer 7 is sandwiched between the second joining roller portions 153 is suppressed.

第1と第2の接合ローラー部152,153によってガス拡散層7が接合された帯状体5rは、裁断部(図示および詳細な説明は省略)へと送り出される。裁断部では、帯状体5rから各ガス拡散層付き膜電極接合体5Gが切り出される。以上のように、本実施形態の接合装置100によれば、複数のガス拡散層付き膜電極接合体5Gが連続して効率的に製造される。   The belt-like body 5r to which the gas diffusion layer 7 is joined by the first and second joining roller parts 152 and 153 is sent out to a cutting part (illustration and detailed description are omitted). In the cutting part, each membrane electrode assembly 5G with a gas diffusion layer is cut out from the strip 5r. As described above, according to the bonding apparatus 100 of the present embodiment, the plurality of membrane electrode assemblies with gas diffusion layers 5G are continuously and efficiently manufactured.

ところで、上述したように、帯状体5rでは帯状の電解質膜1の長手方向に第2の触媒電極層3が間欠的に配列されている。第2の触媒電極層3は触媒インクの乾燥塗膜であるため強度が低い。そのため、接合装置100における搬送途中において損傷や変形を生じる可能性がある。   Incidentally, as described above, the second catalyst electrode layer 3 is intermittently arranged in the longitudinal direction of the strip-shaped electrolyte membrane 1 in the strip-shaped body 5r. Since the second catalyst electrode layer 3 is a dried coating film of catalyst ink, its strength is low. For this reason, damage or deformation may occur in the middle of conveyance in the bonding apparatus 100.

そこで、本実施形態の接合装置100では、制御部101が、第1と第2の触媒層検出部105,135やフィルム状態検出部117の出力信号に基づいて、搬送中の第2の触媒電極層3の状態を検証する。そして、第2の触媒電極層3の状態に応じて、ガス拡散層7の接合の可否を判定することによって、ガス拡散層付き膜電極接合体5Gの製造不良が発生することを抑制する。   Therefore, in the joining apparatus 100 of the present embodiment, the control unit 101 uses the second catalyst electrode being conveyed based on the output signals of the first and second catalyst layer detection units 105 and 135 and the film state detection unit 117. Verify the state of layer 3. Then, by determining whether or not the gas diffusion layer 7 can be bonded in accordance with the state of the second catalyst electrode layer 3, it is possible to suppress the occurrence of manufacturing defects in the membrane electrode assembly with gas diffusion layer 5G.

図3は、本実施形態の接合装置100において制御部101が実行する第2の触媒電極層3の状態判定に基づくガス拡散層7の接合処理の処理手順を示すフローチャートである。本実施形態の接合装置100では、以下のように多段階にわたって、第2の触媒電極層3の状態を検証した上で、帯状体5rに対するガス拡散層7の接合を実行する。ステップS10では、制御部101は、第1の触媒層検出部105の出力信号に基づいて、保護フィルム6が剥離される前の第2の触媒電極層3の初期状態を検証する。   FIG. 3 is a flowchart showing the processing procedure of the bonding process of the gas diffusion layer 7 based on the state determination of the second catalyst electrode layer 3 executed by the control unit 101 in the bonding apparatus 100 of the present embodiment. In the bonding apparatus 100 according to the present embodiment, the gas diffusion layer 7 is bonded to the belt-like body 5r after verifying the state of the second catalyst electrode layer 3 in multiple stages as follows. In step S10, the control unit 101 verifies the initial state of the second catalyst electrode layer 3 before the protective film 6 is peeled, based on the output signal of the first catalyst layer detection unit 105.

図4は、制御部101による第1の触媒層検出部105の出力信号に基づく第2の触媒電極層3の状態の検出を説明するための説明図である。図4の上段には、帯状体5rに配置されている第2の触媒電極層3を、接合装置100における搬送方向を示す矢印PDとともに図示してある。なお、図4の上段では、帯状体5rに貼付されている保護フィルム6の図示を便宜上省略してある。図4の下段には、第1と第2の触媒層検出部105,135の出力する信号の一例を、上段に図示されている第2の触媒電極層3に対応させて図示してある。   FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining detection of the state of the second catalyst electrode layer 3 based on the output signal of the first catalyst layer detection unit 105 by the control unit 101. In the upper part of FIG. 4, the second catalyst electrode layer 3 disposed in the belt-like body 5 r is illustrated together with an arrow PD indicating the transport direction in the bonding apparatus 100. In addition, in the upper stage of FIG. 4, illustration of the protective film 6 stuck on the strip | belt-shaped body 5r is abbreviate | omitted for convenience. In the lower part of FIG. 4, an example of signals output from the first and second catalyst layer detection units 105 and 135 is shown corresponding to the second catalyst electrode layer 3 shown in the upper part.

第1の触媒層検出部105(図1)は、帯状体5rの第2の触媒電極層3側の面に向かって発光する発光素子と、帯状体5rからの反射光を受光する受光素子とを備える。第1の触媒層検出部105は、受光素子が受光する反射素子の光量に基づいて、第2の触媒電極層3が検出点を通過していないときにはLow信号を出力し、第2の触媒電極層3が検出点を通過している間にはHi信号を出力する。制御部101は、信号の立ち上がりエッジが検出される時刻taにおいて第2の触媒電極層3の先端部3eの通過を検出し、信号の立ち下がりエッジが検出される時刻tbにおいて第2の触媒電極層3の後端部3tの通過を検出する。 The first catalyst layer detection unit 105 (FIG. 1) includes a light emitting element that emits light toward the surface of the band 5r on the second catalyst electrode layer 3 side, and a light receiving element that receives reflected light from the band 5r. Is provided. The first catalyst layer detection unit 105 outputs a Low signal when the second catalyst electrode layer 3 does not pass the detection point based on the light amount of the reflection element received by the light receiving element, and the second catalyst electrode While the layer 3 passes the detection point, a Hi signal is output. The control unit 101 detects the passage of the tip 3e of the second catalytic electrode layer 3 at time t a when the rising edge of the signal is detected, and the second time at time t b when the falling edge of the signal is detected. The passage of the rear end portion 3t of the catalyst electrode layer 3 is detected.

制御部101は、時刻taから時刻tbまでの間の時間Δtと、第1の触媒層検出部105の検出点における帯状体5rの既定の搬送速度と、に基づいて第2の触媒電極層3の搬送方向における長さLを取得する。制御部101は、その長さLが、著しく大きい、あるいは、著しく小さい場合など、予め設定された所定の許容範囲外である場合には、第2の触媒電極層3の状態を「不良」と判定し、許容範囲内である場合には「良」と判定する。 The control unit 101 determines the second catalyst electrode based on the time Δt from time t a to time t b and the predetermined transport speed of the strip 5r at the detection point of the first catalyst layer detection unit 105. The length L in the transport direction of the layer 3 is acquired. When the length L is extremely large or extremely small, such as when the length L is outside a predetermined allowable range set in advance, the state of the second catalyst electrode layer 3 is determined as “defective”. If it is within the allowable range, it is determined as “good”.

ここで、第2の触媒電極層3に亀裂などの裂傷が発生している場合には、第1の触媒層検出部105の出力信号において著しく短い時間間隔で立ち下がりエッジと立ち上がりエッジとが不連続に検出される可能性がある。そこで、ステップS10では、制御部101は、第1の触媒層検出部105の出力信号において立ち下がりエッジと立ち上がりエッジとが著しく短い時間間隔で不連続的に検出された場合には、第2の触媒電極層3の状態を「不良」と判定しても良い。   Here, when a crack such as a crack has occurred in the second catalyst electrode layer 3, the falling edge and the rising edge in the output signal of the first catalyst layer detector 105 are not significantly separated at a very short time interval. It may be detected continuously. Therefore, in step S10, the control unit 101 performs the second operation when the falling edge and the rising edge are detected discontinuously at a significantly short time interval in the output signal of the first catalyst layer detection unit 105. The state of the catalyst electrode layer 3 may be determined as “defective”.

ステップS20(図3)では、制御部101は、保護フィルム6の剥離による第2の触媒電極層3の不良の発生の有無を検証する。より具体的には、制御部101は、フィルム状態検出部117の出力信号から保護フィルム6に所定量以上の第2の触媒電極層3の残留が検出された場合には、当該残留物が検出された部位が貼付されていた第2の触媒電極層3に、保護フィルム6の剥離による不良が発生していると判定する。   In step S <b> 20 (FIG. 3), the control unit 101 verifies whether or not the second catalyst electrode layer 3 is defective due to the peeling of the protective film 6. More specifically, the control unit 101 detects the residue when the residual amount of the second catalyst electrode layer 3 of a predetermined amount or more is detected on the protective film 6 from the output signal of the film state detection unit 117. It is determined that a defect due to peeling of the protective film 6 has occurred in the second catalyst electrode layer 3 to which the applied portion has been attached.

ステップS30では、制御部101は、保護フィルム6の剥離後における第2の触媒電極層3の状態を検証する。ここで、本実施形態の接合装置100では、フィルム剥離部110において保護フィルム6を剥離する際に、保護フィルム6の粘着力によって帯状体5rが搬送方向に伸長してしまう可能性がある。また、張力補正部120における帯状体5rの張力の調整のために帯状体5rが搬送方向に伸長してしまう可能性もある。加えて、帯状体5rの搬送途中に電解質膜1が湿潤状態の変化によって伸縮してしまう可能性がある。   In step S30, the control unit 101 verifies the state of the second catalyst electrode layer 3 after the protective film 6 is peeled off. Here, in the joining apparatus 100 of this embodiment, when peeling the protective film 6 in the film peeling part 110, the strip | belt-shaped body 5r may expand | extend in a conveyance direction with the adhesive force of the protective film 6. FIG. Further, the belt-like body 5r may be extended in the transport direction due to the adjustment of the tension of the belt-like body 5r in the tension correction unit 120. In addition, there is a possibility that the electrolyte membrane 1 expands and contracts due to a change in the wet state during the conveyance of the belt-shaped body 5r.

帯状体5rの伸縮は、第2の触媒電極層3のサイズの変動や、第2の触媒電極層3の亀裂等を発生させる原因となる。そこで、制御部101は、保護フィルム6が剥離され、張力が調整された後の帯状体5rにおける第2の触媒電極層3の状態を、搬送情報検出部130の第2の触媒層検出部135の出力信号に基づいて検証する。   The expansion and contraction of the belt-like body 5r causes a variation in the size of the second catalyst electrode layer 3, a crack in the second catalyst electrode layer 3, and the like. Therefore, the control unit 101 determines the state of the second catalyst electrode layer 3 in the belt-like body 5r after the protective film 6 is peeled off and the tension is adjusted, as the second catalyst layer detection unit 135 of the transport information detection unit 130. It verifies based on the output signal.

第2の触媒層検出部135(図1)は、帯状体5rの第2の触媒電極層3側の面に向かって発光する発光素子と、その透過光を受光する受光素子と、を備える。第2の触媒層検出部135は、第1の触媒層検出部105と同様に、第2の触媒電極層3が検出点を通過していないときにはLow信号を出力し、第2の触媒電極層3が検出点を通過している間にはHi信号を出力する(図4)。   The second catalyst layer detector 135 (FIG. 1) includes a light emitting element that emits light toward the surface on the second catalyst electrode layer 3 side of the strip 5r and a light receiving element that receives the transmitted light. Similarly to the first catalyst layer detection unit 105, the second catalyst layer detection unit 135 outputs a Low signal when the second catalyst electrode layer 3 does not pass the detection point, and the second catalyst electrode layer 3 A Hi signal is output while 3 passes the detection point (FIG. 4).

制御部101は、第2の触媒電極層3の通過が検出されしている間の時間と、ロータリーエンコーダー133の出力信号に基づいて取得した帯状体5rの搬送速度と、に基づいて、第2の触媒電極層3の搬送方向における長さLを取得する。制御部101は、その長さLが、予め設定された所定の許容範囲外である場合には、第2の触媒電極層3の状態を「不良」と判定し、許容範囲内である場合には「良」と判定する。なお、制御部101は、第1の触媒層検出部105の出力信号において立ち下がりエッジと立ち上がりエッジとが著しく短い時間間隔で不連続的に検出された場合には、第2の触媒電極層3の状態を「不良」と判定しても良い。   Based on the time during which the passage of the second catalyst electrode layer 3 is detected and the transport speed of the strip 5r acquired based on the output signal of the rotary encoder 133, the control unit 101 The length L of the catalyst electrode layer 3 in the transport direction is obtained. When the length L is outside the predetermined allowable range set in advance, the control unit 101 determines that the state of the second catalyst electrode layer 3 is “bad” and is within the allowable range. Is judged as “good”. When the falling edge and the rising edge are detected discontinuously at an extremely short time interval in the output signal of the first catalyst layer detector 105, the controller 101 detects the second catalyst electrode layer 3 The state may be determined as “defective”.

制御部101は、ステップS10〜S30のいずれかにおいて第2の触媒電極層3の不良が検出されなかった場合には、ガス拡散層搬送部140に、当該第2の触媒電極層3に対応する位置へのガス拡散層7の搬送を実行させる(図3のステップS40,S50)。一方、ステップS10〜S30のいずれかにおいて第2の触媒電極層3の不良が検出された場合には、ガス拡散層搬送部140に、当該第2の触媒電極層3に対応する位置へのガス拡散層7の搬送を中止させる。   When the defect of the second catalyst electrode layer 3 is not detected in any of steps S10 to S30, the control unit 101 corresponds to the second catalyst electrode layer 3 in the gas diffusion layer transport unit 140. The conveyance of the gas diffusion layer 7 to the position is executed (steps S40 and S50 in FIG. 3). On the other hand, if a failure of the second catalyst electrode layer 3 is detected in any of steps S10 to S30, the gas diffusion layer transport unit 140 is supplied with a gas to a position corresponding to the second catalyst electrode layer 3. The conveyance of the diffusion layer 7 is stopped.

図5A,図5Bは、本実施形態の接合装置100におけるガス拡散層付き膜電極接合体5Gの製造不良の発生の抑制を説明するための説明図である。図5A,図5Bにはそれぞれ、本実施形態の接合装置100においてガス拡散層7が接合された後の3つの膜電極接合体5が配列された帯状体5rの一部が図示されている。   FIG. 5A and FIG. 5B are explanatory diagrams for explaining the suppression of the production failure of the membrane electrode assembly with gas diffusion layer 5G in the bonding apparatus 100 of the present embodiment. FIGS. 5A and 5B each show a part of a band 5r in which three membrane electrode assemblies 5 are arranged after the gas diffusion layer 7 is bonded in the bonding apparatus 100 of the present embodiment.

図5Aは当該帯状体5rを第2の触媒電極層3側から見たときの概略正面図であり、図5Bはその厚み方向の断面を示す概略断面図である。図5A,図5Bの帯状体5rでは、図示された3つの膜電極接合体5のうち中央の膜電極接合体5についてのみ第2の触媒電極層3の搬送方向における長さLが許容範囲外であり、ガス拡散層7が接合されていない。なお、図5Bには、中央の膜電極接合体5に対してガス拡散層7が接合されるはずであった位置を破線で図示してある。   FIG. 5A is a schematic front view of the strip 5r as viewed from the second catalyst electrode layer 3 side, and FIG. 5B is a schematic cross-sectional view showing a cross section in the thickness direction. 5A and 5B, the length L in the transport direction of the second catalyst electrode layer 3 is out of the allowable range only for the central membrane electrode assembly 5 of the three membrane electrode assemblies 5 shown in the figure. The gas diffusion layer 7 is not joined. In FIG. 5B, the position where the gas diffusion layer 7 should have been bonded to the central membrane electrode assembly 5 is indicated by a broken line.

本実施形態の接合装置100では、図3において説明した処理手順によって、帯状体5rの搬送中に、第2の触媒電極層3の不良が検出された場合には、当該第2の触媒電極層3を有する膜電極接合体5に対するガス拡散層7の接合が中止(スキップ)される。従って、第2の触媒電極層3の不良に起因するガス拡散層付き膜電極接合体5Gの製造不良の発生が抑制される。また、ガス拡散層7が無駄に使用されてしまうことを未然に防止することができ、ガス拡散層7の浪費による生産コストの増大が抑制される。   In the joining apparatus 100 of the present embodiment, when a defect in the second catalyst electrode layer 3 is detected during the transport of the strip 5r by the processing procedure described in FIG. 3, the second catalyst electrode layer is detected. The joining of the gas diffusion layer 7 to the membrane electrode assembly 5 having 3 is stopped (skipped). Therefore, the production failure of the membrane electrode assembly with gas diffusion layer 5G due to the failure of the second catalyst electrode layer 3 is suppressed. Moreover, it is possible to prevent the gas diffusion layer 7 from being wasted, and an increase in production cost due to waste of the gas diffusion layer 7 is suppressed.

以上のように、本実施形態の接合装置100にれば、効率的にガス拡散層付き膜電極接合体5Gを製造できるとともに、製造不良の発生に起因する生産コストの増大を抑制することができる。   As described above, according to the bonding apparatus 100 of the present embodiment, the membrane electrode assembly with gas diffusion layer 5G can be efficiently manufactured, and an increase in production cost due to occurrence of manufacturing defects can be suppressed. .

B.第2実施形態:
図6は、本発明の第2実施形態としての接合装置100Aの構成を示す概略図である。第2実施形態の接合装置100Aの構成は、接合部150に張力調整部155が追加されている点以外は、第1実施形態の接合装置100の構成(図1)とほぼ同じである。張力調整部155は、接合部150の第1と第2の接合ローラー部152,153の間において、帯状体5rの第1の触媒電極層2側に配置されている。
B. Second embodiment:
FIG. 6 is a schematic view showing a configuration of a joining apparatus 100A as the second embodiment of the present invention. The configuration of the joining device 100A of the second embodiment is substantially the same as the configuration of the joining device 100 of the first embodiment (FIG. 1) except that a tension adjusting unit 155 is added to the joining portion 150. The tension adjusting unit 155 is disposed on the first catalyst electrode layer 2 side of the strip 5r between the first and second bonding roller units 152 and 153 of the bonding unit 150.

張力調整部155は、搬送補助ローラー155rと、搬送補助ローラー155rを支持する支持軸155aと、支持軸155aを伸縮させる伸縮機構155dと、を備える。張力調整部155は、制御部101の指令に応じて帯状体5rに搬送方向に沿った張力を付与することによって、第1と第2の接合ローラー部152,153の間における帯状体5rの張力を調整する。張力調整部155の動作の詳細については後述する。   The tension adjusting unit 155 includes a conveyance auxiliary roller 155r, a support shaft 155a that supports the conveyance auxiliary roller 155r, and an expansion / contraction mechanism 155d that expands and contracts the support shaft 155a. The tension adjusting unit 155 applies a tension along the transport direction to the strip 5r in accordance with a command from the control unit 101, whereby the tension of the strip 5r between the first and second joining roller units 152 and 153 is determined. Adjust. Details of the operation of the tension adjusting unit 155 will be described later.

図7は、第2実施形態の接合装置100Aにおいて制御部101が実行する第2の触媒電極層3の状態判定に基づくガス拡散層7の接合処理の処理手順を示すフローチャートである。第2実施形態における接合処理の処理手順は、ステップS45の工程が追加されている点以外は、第1実施形態で説明した接合処理の処理手順(図3)とほぼ同じである。   FIG. 7 is a flowchart illustrating a processing procedure of the bonding process of the gas diffusion layer 7 based on the state determination of the second catalyst electrode layer 3 executed by the control unit 101 in the bonding apparatus 100A of the second embodiment. The processing procedure of the joining process in the second embodiment is substantially the same as the processing procedure (FIG. 3) of the joining process described in the first embodiment, except that the step S45 is added.

制御部101は、ステップS10〜S30のいずれかにおいて第2の触媒電極層3の不良状態を検出した場合には、当該第2の触媒電極層3を有する膜電極接合体5へのガス拡散層7の搬送および接合を中止する(ステップS40)。そして、制御部101は、ステップS45において、張力調整部155の搬送補助ローラー155rによって帯状体5rに搬送方向に沿った張力を付与する張力調整処理を実行する。この理由を以下に説明する。   When the controller 101 detects a defective state of the second catalyst electrode layer 3 in any of steps S10 to S30, the gas diffusion layer to the membrane electrode assembly 5 having the second catalyst electrode layer 3 is detected. 7 is stopped (step S40). And the control part 101 performs the tension adjustment process which provides the tension | tensile_strength along a conveyance direction to the strip | belt-shaped body 5r by the conveyance auxiliary | assistant roller 155r of the tension adjustment part 155 in step S45. The reason for this will be described below.

図8A,図8Bは、第1と第2の接合ローラー部152,153の間における帯状体5rの搬送不良の発生を説明するための説明図である。図8A,図8Bはそれぞれ、第1と第2の接合ローラー部152,153においてガス拡散層7が接合されているときの帯状体5rを第1の触媒電極層2側から見たときの模式図である。図8A,図8Bでは、図示された3つの膜電極接合体5のうち、第1と第2の接合ローラー部152,153の間に位置している中央の膜電極接合体5に対してはガス拡散層7の接合がスキップされている。   8A and 8B are explanatory diagrams for explaining the occurrence of conveyance failure of the belt-like body 5r between the first and second joining roller portions 152 and 153. FIG. FIG. 8A and FIG. 8B are schematic views when the belt-like body 5r when the gas diffusion layer 7 is joined in the first and second joining roller portions 152 and 153 is viewed from the first catalyst electrode layer 2 side. FIG. 8A and 8B, among the three membrane electrode assemblies 5 shown in the figure, the central membrane electrode assembly 5 located between the first and second bonding roller portions 152 and 153 The joining of the gas diffusion layer 7 is skipped.

なお、図8A,図8Bでは、第1と第2の接合ローラー部152,153が有する第1の触媒電極層2側の加圧ローラーについては、便宜上、図示を省略してある。また、図8A,図8Bでは、ガス拡散層7が接合されるはずであった部位を破線で図示してある。図8Aでは、第1と第2の接合ローラー部152,153の間においてガス拡散層7の接合が中止された部位に生じる帯状体5rの張力の方向を模式的に示す矢印を帯状体5rに重ねて図示してある。また、図8Bには、その張力によって帯状体5rに皺Wが生じた状態を図示してある。   8A and 8B, the pressure roller on the first catalyst electrode layer 2 side included in the first and second joining roller portions 152 and 153 is not shown for convenience. Moreover, in FIG. 8A and FIG. 8B, the site | part which the gas diffusion layer 7 should have been joined is illustrated with the broken line. In FIG. 8A, an arrow schematically showing the direction of the tension of the belt-like body 5r generated at the portion where the joining of the gas diffusion layer 7 is stopped between the first and second joining roller portions 152 and 153 is indicated on the belt-like body 5r. They are shown again. FIG. 8B shows a state where wrinkles W are generated in the belt-like body 5r due to the tension.

第1と第2の接合ローラー152,153の間においては、帯状体5rには、帯状体5rをその幅方向(長手方向に直交する方向)に収縮させる方向の張力が生じる(図8A)。第1の接合ローラー152において帯状体5rにガス拡散層7が接合されていれば、そのガス拡散層7によって帯状体5rが支持されるため、第1と第2の接合ローラー152,153の間において帯状体5rが幅方向に収縮することは抑制される。   Between the first and second joining rollers 152, 153, tension is generated in the strip 5r in a direction in which the strip 5r contracts in the width direction (direction perpendicular to the longitudinal direction) (FIG. 8A). If the gas diffusion layer 7 is bonded to the band 5r in the first bonding roller 152, the band 5r is supported by the gas diffusion layer 7, and therefore, between the first and second bonding rollers 152, 153. It is suppressed that the belt-like body 5r contracts in the width direction in FIG.

しかし、帯状体5rへのガス拡散層7の接合が中止された場合には、帯状体5rはガス拡散層7によって支持されないため、第1と第2の接合ローラー部152,153の間において、帯状体5rは幅方向に収縮しやすい状態となる。従って、この場合には、ガス拡散層7が接合されるはずであった部位に多数の皺Wを発生してしまう場合がある(図8B)。   However, when the bonding of the gas diffusion layer 7 to the band 5r is stopped, the band 5r is not supported by the gas diffusion layer 7, so between the first and second bonding roller portions 152, 153, The belt-like body 5r is likely to contract in the width direction. Therefore, in this case, a large number of wrinkles W may be generated in the portion where the gas diffusion layer 7 should have been joined (FIG. 8B).

このような皺Wは、ガス拡散層7の接合がスキップされた膜電極接合体5に隣接するガス拡散層付き膜電極接合体5Gにまで到達し、当該ガス拡散層付き膜電極接合体5Gを劣化させる原因となる。この皺Wは、第1と第2の接合ローラー部152,153の離間距離が長いほど発生確率が高くなる。また、第1と第2の接合ローラー部152,153においてホットプレスを行っている場合にも、電解質膜1の熱収縮に起因して、その発生確率が高くなる。   Such wrinkles W reach the membrane electrode assembly 5G with the gas diffusion layer adjacent to the membrane electrode assembly 5 where the joining of the gas diffusion layer 7 is skipped, and the membrane electrode assembly 5G with the gas diffusion layer passes through the membrane electrode assembly 5G. It causes deterioration. The probability of occurrence of the ridge W increases as the distance between the first and second joining roller portions 152 and 153 increases. Further, even when hot pressing is performed on the first and second joining roller portions 152 and 153, the occurrence probability is increased due to the thermal contraction of the electrolyte membrane 1.

そこで、第2実施形態の接合装置100Aでは、ガス拡散層7の接合がスキップされた場合には、張力調整部155によって、帯状体5rに搬送方向に沿った張力を付与させる(図7のステップS45)。この張力の付与によって、第1と第2の接合ローラー部152,153の間において帯状体5rに生じている幅方向の張力成分を減殺させることができ、皺Wの発生を抑制することができる。   Therefore, in the joining apparatus 100A of the second embodiment, when joining of the gas diffusion layer 7 is skipped, the tension adjusting unit 155 applies tension along the transport direction to the strip 5r (step of FIG. 7). S45). By applying this tension, the tension component in the width direction generated in the belt-like body 5r between the first and second joining roller portions 152 and 153 can be reduced, and the generation of wrinkles W can be suppressed. .

図9A,Bは、張力調整部155の動作を説明するための説明図である。図9A,図9Bにはそれぞれ、図7で説明した第2実施形態の接合装置100Aにおける接合部150を抜き出して図示してある。図9Aは、ガス拡散層7の接合がスキップされることなく正常に実行されている状態であり、図9Bは、ガス拡散層7の接合がスキップされたときの状態である。   9A and 9B are explanatory diagrams for explaining the operation of the tension adjusting unit 155. FIG. FIG. 9A and FIG. 9B show the joint 150 extracted from the joining apparatus 100A of the second embodiment described in FIG. FIG. 9A shows a state where the bonding of the gas diffusion layer 7 is normally performed without being skipped, and FIG. 9B shows a state when the bonding of the gas diffusion layer 7 is skipped.

張力調整部155は、通常の状態では、搬送補助ローラー155rを帯状体5rに接触させず、帯状体5rから離間させている(図9A)。そして、ガス拡散層7の接合がスキップされた場合には(図7のステップS45)、張力調整部155は、伸縮機構155dに支持軸155aを伸長させ、搬送補助ローラー155rによって帯状体5rを上側(第2の触媒電極層3側)に押し上げる(図9B)。これによって、帯状体5rに対して搬送方向に沿った方向の張力を付与することができ、帯状体5rの幅方向の張力成分を低減させることができる。従って、皺Wの発生が抑制される。   In a normal state, the tension adjusting unit 155 does not bring the auxiliary conveyance roller 155r into contact with the belt-like body 5r but separates it from the belt-like body 5r (FIG. 9A). When the joining of the gas diffusion layer 7 is skipped (step S45 in FIG. 7), the tension adjusting unit 155 extends the support shaft 155a to the expansion / contraction mechanism 155d, and the belt-like body 5r is moved upward by the conveyance auxiliary roller 155r. It pushes up (2nd catalyst electrode layer 3 side) (FIG. 9B). Thereby, the tension in the direction along the transport direction can be applied to the belt-like body 5r, and the tension component in the width direction of the belt-like body 5r can be reduced. Accordingly, the generation of wrinkles W is suppressed.

以上のように、第2実施形態の接合装置100Aによれば、ガス拡散層7の接合が中止された場合であっても、それに起因する帯状体5rにおける皺Wの発生が抑制される。従って、ガス拡散層付き膜電極接合体5Gの製造不良の発生が抑制される。   As described above, according to the joining apparatus 100A of the second embodiment, even when the joining of the gas diffusion layer 7 is stopped, the generation of wrinkles W in the belt-like body 5r due to the joining is suppressed. Accordingly, the production failure of the membrane electrode assembly 5G with the gas diffusion layer is suppressed.

C.第3実施形態:
図10は、本発明の第3実施形態としての接合装置100Bの構成を示す概略図である。なお、図10には、第2の接合ローラー部153Bの各加圧ローラー153Ba,153Bbの動作を示す概略図を吹き出し内に図示してある。より具体的には、図中の吹き出しには、第2の接合ローラー部153Bの各加圧ローラー153Ba,153Bbの通常の状態を上段に示し、通常の状態から幅が広がった状態を下段に示してある。
C. Third embodiment:
FIG. 10 is a schematic diagram showing the configuration of a joining apparatus 100B as the third embodiment of the present invention. In addition, in FIG. 10, the schematic which shows operation | movement of each pressurization roller 153Ba and 153Bb of the 2nd joining roller part 153B is illustrated in the balloon. More specifically, the blowout in the drawing shows the normal state of the pressure rollers 153Ba and 153Bb of the second joining roller portion 153B in the upper stage, and shows the state in which the width is expanded from the normal state in the lower stage. It is.

第3実施形態の接合装置100Bの構成は、以下の点以外は、第2実施形態の接合装置100Aの構成(図6)とほぼ同じである。第3実施形態の接合装置100Bは、接合部150の張力調整部155を備えていない。また、第3実施形態の接合装置100Bは、接合部150は、第2の接合ローラー部153に換えて、第2の接合ローラー部153Bを備えている。第3実施形態の第2の接合ローラー部153Bは、幅が可変である2つの加圧ローラー153Ba,153Bbを有する。第2の接合ローラー部153Bの各加圧ローラー153Ba,153Bbは、図中の吹き出しに図示してあるように、中央において分離することによって、その幅が広がる。   The configuration of the joining device 100B of the third embodiment is substantially the same as the configuration of the joining device 100A of the second embodiment (FIG. 6) except for the following points. The joining apparatus 100 </ b> B of the third embodiment does not include the tension adjusting unit 155 of the joining unit 150. Further, in the bonding apparatus 100B of the third embodiment, the bonding unit 150 includes a second bonding roller unit 153B instead of the second bonding roller unit 153. The 2nd joining roller part 153B of 3rd Embodiment has two pressurization rollers 153Ba and 153Bb whose width | variety is variable. The pressure rollers 153Ba and 153Bb of the second joining roller portion 153B are widened by separating at the center as illustrated in the blowout in the drawing.

ここで、第3実施形態の接合装置100Bでは、第2実施形態の接合装置100Aと同様な手順によって、第2の触媒電極層3の状態判定に基づくガス拡散層7の接合処理が実行される(図7)。ただし、第3実施形態の接合装置100Bでは、ガス拡散層7の接合が中止された場合には、第2の接合ローラー部153Bにおける各加圧ローラー153Ba,153Bbの幅を広げることによって、帯状体5rの張力を調整する(ステップS45)。   Here, in the joining apparatus 100B of the third embodiment, the joining process of the gas diffusion layer 7 based on the state determination of the second catalyst electrode layer 3 is executed by the same procedure as the joining apparatus 100A of the second embodiment. (FIG. 7). However, in the bonding apparatus 100B of the third embodiment, when the bonding of the gas diffusion layer 7 is stopped, the band-shaped body is formed by widening the pressure rollers 153Ba and 153Bb in the second bonding roller portion 153B. The tension of 5r is adjusted (step S45).

図11A,図11Bは、第3実施形態の接合装置100Bにおける第2の接合ローラー部153Bの動作を説明するための説明図である。図11A,図11Bにはそれぞれ、帯状体5rの搬送方向に沿って見たときの第2の接合ローラー部153Bを図示してある。図11Aは、ガス拡散層7の接合が中止されることなく正常に実行されているときの第2の接合ローラー部153Bであり、図11Bは、ガス拡散層7の接合が中止されたときの第2の接合ローラー部153Bである。   11A and 11B are explanatory diagrams for explaining the operation of the second joining roller portion 153B in the joining apparatus 100B of the third embodiment. FIG. 11A and FIG. 11B respectively show the second joining roller portion 153B when viewed along the conveying direction of the belt-like body 5r. FIG. 11A shows the second bonding roller unit 153B when the bonding of the gas diffusion layer 7 is normally performed without being stopped, and FIG. 11B shows the case when the bonding of the gas diffusion layer 7 is stopped. It is the 2nd joining roller part 153B.

第2の接合ローラー部153Bは、通常の状態では、各加圧ローラー153Ba,153Bbが中央において分離していない通常の状態で、ガス拡散層7の接合を実行する(図11A)。第2の接合ローラー部153Bは、ガス拡散層7の接合が中止された場合には、各加圧ローラー153Ba,153Bbを中央において2つに分離させて、その幅を広げることによって、帯状体5rに対して幅方向の張力を付与する(図11B)。これによって、第1と第2の接合ローラー部152,153Bの間において生じる、帯状体5rを幅方向に収縮させる方向の張力成分が低減されるため、皺Wの発生が抑制される。   In the normal state, the second bonding roller portion 153B performs bonding of the gas diffusion layer 7 in a normal state where the pressure rollers 153Ba and 153Bb are not separated at the center (FIG. 11A). When the joining of the gas diffusion layer 7 is stopped, the second joining roller portion 153B separates each of the pressure rollers 153Ba and 153Bb into two at the center and widens the width of the belt-like body 5r. A tension in the width direction is applied to (Fig. 11B). As a result, the tension component in the direction of contracting the belt-like body 5r in the width direction, which occurs between the first and second joining roller portions 152 and 153B, is reduced, and thus the generation of wrinkles W is suppressed.

なお、第2の接合ローラー部153Bは、各加圧ローラー153Ba,153Bbが中央において分離している状態から通常の状態へと戻る際には、一旦、各加圧ローラー153Ba,153Bbと帯状体5rとの接触状態を解除することが望ましい。これによって、帯状体5rが各加圧ローラー153Ba,153Bbの中央の切れ目に挟み込まれてしまうことを抑制することができる。   In addition, when the second joining roller portion 153B returns from the state in which the pressure rollers 153Ba and 153Bb are separated at the center to the normal state, the pressure rollers 153Ba and 153Bb and the belt-like body 5r are temporarily provided. It is desirable to release the contact state with. Thereby, it can suppress that the strip | belt-shaped body 5r is pinched | interposed into the center cut | interval of each pressurization roller 153Ba, 153Bb.

以上のように、第3実施形態の接合装置100Bによれば、第2実施形態の接合装置100Aとは異なる方法によって、ガス拡散層7の接合がスキップされたことに起因する帯状体5rにおける皺Wの発生を抑制することができる。   As described above, according to the bonding apparatus 100B of the third embodiment, the flaws in the belt-shaped body 5r caused by the bonding of the gas diffusion layer 7 being skipped by a method different from the bonding apparatus 100A of the second embodiment. Generation of W can be suppressed.

D.変形例:
D1.変形例1:
上記各実施形態では、接合装置100,100A,100Bは、燃料電池の製造工程において用いられており、膜電極接合体5が帯状に連なった帯状体5rを搬送しつつ、各膜電極接合体5にガス拡散層7を接合していた。しかし、接合装置100,100A,100Bは、燃料電池の製造工程に用いられなくても良く、膜電極接合体5が帯状に連なった帯状体5r以外の帯状部材に対して、ガス拡散層7以外の接合部材を接合しても良い。この場合には、第2の触媒電極層3の状態ではなく、接合部材が配置されるべき所定の部位の状態に基づいて、接合部材の配置・接合の可否が判定されれば良い。
D. Variations:
D1. Modification 1:
In each of the above-described embodiments, the joining devices 100, 100A, and 100B are used in the manufacturing process of the fuel cell, and the membrane electrode assemblies 5 are conveyed while transporting the strips 5r in which the membrane electrode assemblies 5 are connected in a strip shape. The gas diffusion layer 7 was bonded to the substrate. However, the joining devices 100, 100A, and 100B may not be used in the manufacturing process of the fuel cell, and other than the gas diffusion layer 7 with respect to the belt-like member other than the belt-like body 5r in which the membrane electrode assembly 5 is continuous in a belt shape These joining members may be joined. In this case, it is only necessary to determine whether or not the joining member can be arranged / joined based on the state of a predetermined portion where the joining member is to be placed, instead of the state of the second catalyst electrode layer 3.

D2.変形例2:
上記各実施形態の接合装置100,100A,100Bでは、制御部101は、第2の触媒電極層3の不良判定にあたって、第1と第2の触媒層検出部105,135と、フィルム状態検出部117の出力信号を用いていた。しかし、制御部101は、第2の触媒電極層3の不良判定にあたって、第1と第2の触媒層検出部105,135と、フィルム状態検出部117の出力信号の全てを用いなくても良い。制御部101は、第2の触媒電極層3の不良判定のために、第2の触媒層検出部135の出力信号またはフィルム状態検出部117の出力信号のいずれかのみを用いても良い。また、第2の触媒電極層3の不良は、第1と第2の触媒層検出部105,135やフィルム状態検出部117以外の他の手段によって検出されても良い。例えば、第2の触媒電極層3の不良は、第2の触媒電極層3の表面性状を検出するセンサによって検出されても良い。
D2. Modification 2:
In the joining apparatuses 100, 100 </ b> A, and 100 </ b> B of each of the above embodiments, the control unit 101 determines the failure of the second catalyst electrode layer 3 by using the first and second catalyst layer detection units 105 and 135, and the film state detection unit. 117 output signals were used. However, the controller 101 does not have to use all of the output signals of the first and second catalyst layer detectors 105 and 135 and the film state detector 117 when determining the failure of the second catalyst electrode layer 3. . The control unit 101 may use only the output signal of the second catalyst layer detection unit 135 or the output signal of the film state detection unit 117 for determining the failure of the second catalyst electrode layer 3. The defect of the second catalyst electrode layer 3 may be detected by means other than the first and second catalyst layer detection units 105 and 135 and the film state detection unit 117. For example, the defect of the second catalyst electrode layer 3 may be detected by a sensor that detects the surface property of the second catalyst electrode layer 3.

D3.変形例3:
上記各実施形態の接合装置100,100A,100Bは、フィルム剥離部110や張力補正部120を備えていた。しかし、接合装置100,100A,100Bは、フィルム剥離部110や張力補正部120を備えていなくても良い。また、上記各実施形態の接合装置100,100A,100Bは、直線的に移動するトランスファー141によってガス拡散層7を搬送するガス拡散層搬送部140を備えていた。しかし、接合装置100,100A,100Bは、トランスファー141以外の方法によってガス拡散層7を搬送するガス拡散層搬送部を備えていても良い。
D3. Modification 3:
The joining devices 100, 100 </ b> A, and 100 </ b> B of the above embodiments include the film peeling unit 110 and the tension correction unit 120. However, the bonding apparatuses 100, 100 </ b> A, and 100 </ b> B may not include the film peeling unit 110 and the tension correction unit 120. In addition, the bonding apparatuses 100, 100 </ b> A, and 100 </ b> B of the above embodiments include the gas diffusion layer transport unit 140 that transports the gas diffusion layer 7 by the transfer 141 that moves linearly. However, the bonding apparatuses 100, 100 </ b> A, and 100 </ b> B may include a gas diffusion layer transport unit that transports the gas diffusion layer 7 by a method other than the transfer 141.

D4.変形例4:
上記各実施形態の接合装置100,100A,100Bでは、接合部150は第1と第2の接合ローラー部152,153(153B)によって2段階の接合処理を実行していた。しかし、接合部150の第2の接合ローラー153(153B)は帯状体5rとガス拡散層7との接合に寄与していなくても良く、単に第1の接合ローラー152において接合された帯状体5rとガス拡散層7とをその積層方向に加圧するのみであっても良い。
D4. Modification 4:
In the joining apparatuses 100, 100A, and 100B of the above-described embodiments, the joining unit 150 performs the two-stage joining process using the first and second joining roller units 152 and 153 (153B). However, the second bonding roller 153 (153B) of the bonding portion 150 may not contribute to the bonding between the belt-shaped body 5r and the gas diffusion layer 7, and is simply the band-shaped body 5r bonded by the first bonding roller 152. And the gas diffusion layer 7 may be simply pressurized in the stacking direction.

本発明は、上述の実施形態や実施例、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、実施例、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。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, examples, and modifications, and can be realized with various configurations without departing from the spirit thereof. For example, the technical features in the embodiments, examples, and modifications corresponding to the technical features in each embodiment described in the summary section of the invention are to solve some or all of the above-described problems, or In order to achieve part or all of the above effects, replacement or combination can be performed as appropriate. Further, if the technical feature is not described as essential in the present specification, it can be deleted as appropriate.

1…電解質膜
2…第1の触媒電極層
3…第2の触媒電極層
3e…先端部
3t…後端部
5…膜電極接合体
5G…ガス拡散層付き膜電極接合体
5r…帯状体
6…保護フィルム
7…ガス拡散層
100,100A,100B…接合装置
101…制御部
105…第1の触媒層検出部
110…フィルム剥離部
112…入口ローラー
113…駆動ローラー
114…加圧ローラー
115…フィルム剥離ローラー
116…フィルム搬送ローラー
117…フィルム状態検出部
120…張力調整部
121…駆動ローラー
122…加圧ローラー
130…搬送情報検出部
131…回転ローラー
132…張力センサ
133…ロータリーエンコーダー
135…第2の触媒層検出部
140…ガス拡散層搬送部
141…トランスファー
142…駆動部
143…駆動シャフト
150…接合部
151…入口ローラー
152…第1の接合ローラー部
153…第2の接合ローラー部
153B…第2の接合ローラー部
153Ba,153Bb…加圧ローラー
155…張力調整部
155a…支持軸
155d…伸縮機構
155r…搬送補助ローラー
W…皺
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electrolyte membrane 2 ... 1st catalyst electrode layer 3 ... 2nd catalyst electrode layer 3e ... Front-end | tip part 3t ... Rear-end part 5 ... Membrane electrode assembly 5G ... Membrane electrode assembly with a gas diffusion layer 5r ... Strip | belt-shaped body 6 Protective film 7 Gas diffusion layer 100, 100A, 100B Joining device 101 Control unit 105 First catalyst layer detection unit 110 Film peeling unit 112 Inlet roller 113 Drive roller 114 Pressure roller 115 Film Peeling roller 116 ... Film transport roller 117 ... Film state detection unit 120 ... Tension adjustment unit 121 ... Driving roller 122 ... Pressure roller 130 ... Transport information detection unit 131 ... Rotating roller 132 ... Tension sensor 133 ... Rotary encoder 135 ... Second Catalyst layer detection unit 140 ... gas diffusion layer transport unit 141 ... transfer 142 ... drive unit 143 ... Drive shaft 150 ... Jointing part 151 ... Inlet roller 152 ... First joining roller part 153 ... Second joining roller part 153B ... Second joining roller part 153Ba, 153Bb ... Pressure roller 155 ... Tension adjusting part 155a ... Support Shaft 155d ... telescopic mechanism 155r ... conveyance auxiliary roller W ... W

Claims (8)

帯状部材に対して複数の接合部材を連続して接合する接合装置であって、
前記帯状部材を前記帯状部材の長手方向に搬送する第1の搬送部と、
前記帯状部材上の所定の部位に配置されるように前記接合部材を搬送する第2の搬送部と、
前記帯状部材と前記接合部材とを加圧して接合する第1の加圧ローラーと、
前記第1の加圧ローラーにおいて接合された前記帯状部材と前記接合部材とを、さらに、加圧する第2の加圧ローラーと、
前記第2の搬送部が前記接合部材の搬送を開始する前に、前記所定の部位が不良状態であるか否かを判定する配置部位状態判定部と、
前記第2の搬送部による前記接合部材の搬送を制御する接合部材搬送制御部であって、
前記配置部位状態判定部によって前記所定の部位が不良状態ではないと判定された場合には、前記第2の搬送部に前記接合部材を前記所定の部位へと搬送させ、
前記配置部位状態判定部によって前記所定の部位が不良状態であると判定された場合には、前記第2の搬送部に前記接合部材の前記所定の部位への搬送を中止させる接合部材搬送制御部と、
前記接合部材搬送制御部が前記第2の搬送部に前記接合部材の前記所定の部位への搬送を中止させた場合に、前記第1と第2の加圧ローラーの間に到達した前記所定の部位に生じている張力を調整する張力調整部と、
を備える、接合装置。
A joining device that continuously joins a plurality of joining members to a band-shaped member,
A first transport unit for transporting the strip member in the longitudinal direction of the strip member;
A second transport unit that transports the joining member so as to be disposed at a predetermined site on the belt-shaped member;
A first pressure roller that pressurizes and joins the belt-shaped member and the joining member;
A second pressure roller that further pressurizes the band-like member and the joining member joined in the first pressure roller;
An arrangement site state determination unit that determines whether or not the predetermined site is in a defective state before the second transport unit starts transporting the joining member;
A bonding member conveyance control unit for controlling conveyance of the bonding member by the second conveyance unit;
When it is determined by the arrangement part state determination unit that the predetermined part is not in a defective state, the second transport part transports the joining member to the predetermined part,
A joining member transport control unit that causes the second transport unit to stop transporting the joining member to the predetermined part when the predetermined part is judged to be in a defective state by the arrangement part state judging unit. When,
When the joining member transport control unit causes the second transport unit to stop transporting the joining member to the predetermined part, the predetermined member reached between the first and second pressure rollers. A tension adjusting unit for adjusting the tension generated in the part;
A joining apparatus comprising:
請求項1記載の接合装置であって、
前記張力調整部は、前記第1と第2の加圧ローラーの間において、前記帯状部材の一方の面に向かって変位可能な補助ローラーを備え、
前記張力調整部は、前記接合部材搬送制御部が前記第2の搬送部に前記接合部材の前記所定の部位への搬送を中止させた場合に、前記補助ローラーの変位によって前記帯状部材を押して前記所定の部位に対して張力を付与する、接合装置。
The joining device according to claim 1,
The tension adjusting unit includes an auxiliary roller that is displaceable toward one surface of the belt-shaped member between the first and second pressure rollers,
When the joining member conveyance control unit causes the second conveying unit to stop conveying the joining member to the predetermined part, the tension adjusting unit pushes the belt-like member by displacement of the auxiliary roller, and A joining device that applies tension to a predetermined part.
請求項1記載の接合装置であって、
前記張力調整部は、互いの離間距離が可変である第1と第2の本体部を有することによって、幅が可変に構成された前記第2の加圧ローラーであり
前記張力調整部は、前記接合部材搬送制御部が前記第2の搬送部に前記接合部材の前記所定の部位への搬送を中止させた場合に、前記幅を広げることによって、前記所定の部位に対して、前記帯状部材の幅方向の張力を付与する、接合装置。
The joining device according to claim 1,
The tension adjusting unit is the second pressure roller configured to have a variable width by having first and second main body units whose distance from each other is variable,
The tension adjusting unit, when the joining member conveyance control unit was discontinued transported to the predetermined site of the joining member to the second conveying unit, by widening the width, before Symbol predetermined portion On the other hand, the joining apparatus which provides the tension | tensile_strength of the width direction of the said strip | belt-shaped member.
請求項1から3のいずれか一項に記載の接合装置であって、
前記帯状部材は、燃料電池用の電解質膜であり、
前記帯状部材の少なくとも一方の面には、複数の触媒層が前記長手方向に所定の間隔で配置されており、
前記接合部材は、前記触媒層の配置位置に合わせて前記帯状部材上に配置されるガス拡散層を構成する多孔質基材であり、
前記配置部位状態判定部は、前記触媒層の状態に基づいて、前記所定の部位が不良状態であるか否かを判定する、接合装置。
It is a joining device according to any one of claims 1 to 3,
The strip member is an electrolyte membrane for a fuel cell,
A plurality of catalyst layers are arranged at predetermined intervals in the longitudinal direction on at least one surface of the belt-shaped member,
The joining member is a porous base material that constitutes a gas diffusion layer disposed on the belt-shaped member in accordance with the arrangement position of the catalyst layer,
The arrangement part state determination unit is a joining apparatus that determines whether the predetermined part is in a defective state based on a state of the catalyst layer.
請求項4記載の接合装置であって、さらに、
前記触媒層の前記帯状部材の前記長手方向における端部の位置を検出する触媒層位置検出部を備え、
前記配置部位状態判定部は、触媒層位置検出部が検出した前記端部の位置に基づいて前記触媒層のサイズを取得し、前記サイズが予め設定された許容範囲から外れている場合に、前記所定の部位が不良状態であると判定する、接合装置。
The joining apparatus according to claim 4, further comprising:
A catalyst layer position detector for detecting the position of the end of the catalyst layer in the longitudinal direction of the strip member;
The arrangement site state determination unit acquires the size of the catalyst layer based on the position of the end portion detected by the catalyst layer position detection unit, and when the size is out of a preset allowable range, A joining apparatus that determines that a predetermined part is in a defective state.
請求項5記載の接合装置であって、
前記接合部材搬送制御部は、前記触媒層位置検出部が前記触媒層の端部を検出するタイミングに基づいて前記第2の搬送部による前記接合部材の搬送タイミングを決定する、接合装置。
The joining device according to claim 5,
The joining member transport control unit is configured to determine a transport timing of the joining member by the second transport unit based on a timing at which the catalyst layer position detection unit detects an end of the catalyst layer.
請求項4から6のいずれか一項に記載の接合装置であって、
前記帯状部材は、前記第1の搬送部によって搬送される前に、前記一方の面側に前記触媒層を被覆するフィルムが貼付されており、
前記第1の搬送部は、前記フィルムを前記帯状部材から剥離するフィルム剥離部を備え、
前記配置部位状態判定部は、前記フィルムが剥離された後の前記触媒層の状態に基づいて、前記所定の部位が不良状態であるか否かを判定する、接合装置。
The bonding apparatus according to any one of claims 4 to 6,
Before the belt-shaped member is transported by the first transport unit, a film covering the catalyst layer is attached to the one surface side,
The first transport unit includes a film peeling unit for peeling the film from the belt-shaped member,
The said arrangement | positioning site | part state determination part is a joining apparatus which determines whether the said predetermined | prescribed site | part is a defect state based on the state of the said catalyst layer after the said film peeled.
帯状部材に対して複数の接合部材を連続して接合する接合装置であって、
フィルムが貼付されている前記帯状部材を前記帯状部材の長手方向に搬送する第1の搬送部と、
前記帯状部材から前記フィルムを剥離するフィルム剥離部と、
前記接合部材が前記フィルムが剥離された後の前記帯状部材上の所定の部位に配置されるように、前記接合部材を搬送する第2の搬送部と、
前記帯状部材と前記接合部材とを加圧して接合する加圧ローラーと、
前記フィルム剥離部において前記所定の部位から剥離された前記フィルムに所定の量の前記帯状部材の残留物の付着が検出されたときに、前記フィルムが剥離された後の前記所定の部位が不良状態であると判定する配置部位状体判定部と、
前記第2の搬送部による前記接合部材の搬送を制御する接合部材搬送制御部であって、
前記配置部位状体判定部によって前記所定の部位が不良状態であると判定されなかった場合には、前記第2の搬送部に記所定の部位への前記接合部材の搬送を実行させ、
前記配置部位状体判定部によって前記所定の部位が不良状態であると判定された場合には、前記第2の搬送部に前記所定の部位への前記接合部材の搬送を中止させる接合部材搬送制御部と、
を備える、接合装置。
A joining device that continuously joins a plurality of joining members to a band-shaped member,
A first transport unit that transports the strip-shaped member to which the film is attached in the longitudinal direction of the strip-shaped member;
A film peeling portion for peeling the film from the belt-shaped member;
A second transport unit that transports the joining member so that the joining member is disposed at a predetermined position on the strip-shaped member after the film is peeled;
A pressure roller that pressurizes and bonds the belt-shaped member and the bonding member;
The predetermined portion after the film is peeled when the film peeled from the predetermined portion at the film peeling portion is detected to adhere to a predetermined amount of the residue of the band-shaped member. An arrangement site-like body determination unit that determines that
A bonding member conveyance control unit for controlling conveyance of the bonding member by the second conveyance unit;
When the predetermined part is not determined to be in a defective state by the arrangement part-like body determination unit, the second transport unit performs the transport of the joining member to the predetermined part,
When the arrangement part-like body determination unit determines that the predetermined part is in a defective state, the joining member transport control causes the second transport unit to stop transporting the joining member to the predetermined part. And
A joining apparatus comprising:
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