JP6432297B2 - フレーム部材の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、燃料電池に用いられるフレーム部材の製造方法に関する。

燃料電池は、膜電極接合体（Ｍｅｍｂｒａｎｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ａｓｓｅｍｂｌｙ 以下、ＭＥＡとも言う）とその両面に配置されたセパレータとからなる燃料電池セル（単位セル）を所望の出力電圧に応じた個数だけ積層した積層体を有している。発電のための電気化学反応が行われるＭＥＡでは、絶縁性能の低下を抑制するためにＭＥＡの外周に絶縁性を有するフレーム状のフレーム部材を取り付ける技術がある（特許文献１参照）。

特開２０１０−１２３３７７号公報

ＭＥＡは薄い膜状の部材であり、フレーム部材はある程度の剛性を付与するためにフレーム部材の少なくとも一部の板厚は厚くする必要がある。また、特許文献１においてＭＥＡと一体に形成するフレーム部材に相当する絶縁部材の面方向の厚さは一定の剛性を付与するために外周において増加するように構成される。また、フレーム部材は射出成形により成形されるのが一般的である。しかし、燃料電池の分野はいまだ技術開発がさかんであり、射出成形以外の工法でのフレーム部材の開発が行われている。

そこで本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、ＭＥＡの外周に取り付けられ、外周に所定の剛性を備えたフレーム部材（絶縁部材）を射出成型以外の工法によって成形したフレーム部材の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明はフレーム部材の製造方法である。当該製造方法は、電極膜の外周に取り付けられる基部を樹脂フィルムから板形状に形成し、電極膜の面に対して交差する方向から見た平面視において枠形状を有する突出部を、樹脂フィルムから交差する方向に基部から突出させて形成し、突出部が突出する形状を、樹脂フィルムから構成される立体形状によって形成し、突出部を、短冊形状に切り出した樹脂フィルムを枠形状に組み合わせることによって形成する。また、突出部は、樹脂フィルムを張り合わせることによって、樹脂フィルムの端部を複数回折り曲げて重ねることによって、樹脂フィルムの端部を複数回丸めて重ねることによって、または、樹脂フィルムの端部を増肉することによって形成される。

上記本発明によれば、基部と突出部とを樹脂フィルムから形成し、突出部が突出する形状を樹脂フィルムから構成した立体形状によって形成するようにしている。そのため、射出成型以外の工法において外周部分に剛性を備えたフレーム部材を提供することができる。

図１（Ａ）は本発明の実施形態１、図１（Ｂ）、図１（Ｃ）は本発明の実施形態２に係るフレーム部材の製造方法を示すフローチャートである。 燃料電池を示す斜視図である。 同燃料電池を示す分解斜視図である。 同燃料電池の積層体を示す分解斜視図である。 同燃料電池を構成する燃料電池セルを示す断面図である。 図６（Ａ）、６（Ｂ）はＭＥＡに取り付けられるフレーム部材を示す斜視図、正面図、図６（Ｃ）は図６（Ｂ）の６Ｃ−６Ｃ線を示す断面図である。 図７（Ａ）〜図７（Ｄ）は、同フレーム部材を製造する製造装置を示す斜視図、正面図、側面図、および当該製造装置を構成する設置部を取り除いた状態での平面図である。 図８（Ａ）、図８（Ｂ）は本発明の実施形態１に係るフレーム部材の変形例について示す斜視図、正面図、図８（Ｃ）は図８（Ｂ）の８Ｃ−８Ｃ線に沿う断面図であって実施形態２にかかるフレーム部材を示す断面図である。 図９（Ａ）〜図９（Ｃ）は、実施形態１の変形例にかかるフレーム部材の製造装置を示す斜視図、正面図、平面図である。 図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）は同実施形態２にかかるフレーム部材の製造装置を示す斜視図、正面図、平面図である。 図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）は、同実施形態２にかかる製造装置を構成する成形部について説明する平面図、側面図、正面図である。 図１２（Ａ）、１２（Ｂ）は同実施形態２にかかるフレーム部材の製造方法について説明する説明図である。 同実施形態２の変形例１にかかるフレーム部材の製造装置を示す正面図である。 同実施形態２の変形例２にかかるフレーム部材の製造装置を示す側面図である。 図１５（Ａ）、（Ｂ）は同実施形態２の変形例３、４にかかるフレーム部材の製造装置を示す側面図である。 図１６（Ａ）、（Ｂ）は同実施形態２の変形例５にかかるフレーム部材の製造について説明する説明図である。 図１７（Ａ）〜（Ｄ）は同実施形態２の変形例５にかかるフレーム部材の製造装置を示す斜視図、側面図、正面図、設置部を取り除いた状態での平面図である。 図１８（Ａ）、（Ｂ）は実施形態２の変形例６にかかるフレーム部材を示す斜視図、正面図、図１８（Ｃ）は図１８（Ｂ）の１８Ｃ−１８Ｃ線に沿う断面図である。 図１９（Ａ）、１９（Ｂ）は同変形例６にかかるフレーム部材の製造装置を示す斜視図、正面図、図１８（Ｃ）、１８（Ｄ）は同製造装置を構成する成形部を示す平面図、側面図である。 図２０（Ａ）、２０（Ｂ）は実施形態２の変形例７にかかるフレーム部材を示す斜視図、正面図、図２０（Ｃ）は図２０（Ｂ）の２０Ｃ−２０Ｃ線に沿う断面図、図２０（Ｄ）は図２０（Ｃ）のＤ部分を示す拡大図である。 同変形例７にかかるフレーム部材の製造装置を示す斜視図、正面図である。 図２２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は同製造装置を構成する成形部の上型を示す２つの側面図および平面図、図２２（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）は同成形部を構成する下型を示す２つの側面図および平面図であり、図２２（Ｇ）は上型と下型を合わせた状態で付加部材を形成した際を示す断面図である。

以下、添付した図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。なお、以下の記載は特許請求の範囲に記載される技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。また、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。

（実施形態１）
図１（Ａ）は本発明の実施形態１に係るフレーム部材の製造方法を示すフローチャート、図２は燃料電池を示す斜視図、図３は同燃料電池を示す分解斜視図、図４は同燃料電池の積層体を示す分解斜視図、図５は同燃料電池を構成する燃料電池セルを示す断面図である。図６（Ａ）、６（Ｂ）はＭＥＡに取り付けられるフレーム部材を示す斜視図、正面図、図６（Ｃ）は図６（Ｂ）の６Ｃ−６Ｃ線に沿う断面図である。

実施形態１にかかるフレーム部材の製造方法は、図１（Ｃ）に示すようにフレーム部材１５を構成する樹脂フィルムＭの切断工程（ステップＳＴ１）と、付加部材１８をフレーム部材１５の基材１５ｇに配置する工程（ステップＳＴ２）と、接合工程（ステップＳＴ３）と、を有する。詳細については後述する。

（燃料電池）
まず、フレーム部材を備える燃料電池について説明する。本実施形態に係る燃料電池１００は、図３、図４に示すように、積層体１０と、筐体２０と、を有している。積層体１０は、複数の燃料電池セル１０ａと、集電板１６、１７と、シール部材（不図示）と、を有する。燃料電池セル１０ａは、ＭＥＡ１１と、フレーム部材１５と、セパレータ１３、１４と、を有する。ＭＥＡ１１は、電解質膜１１ａと、アノード１１ｂと、カソード１１ｃと、を有する。セパレータ１３，１４は接合されてセパレータアセンブリ１２として構成される。

筐体２０は、図３に示すように一対の締結板２１、２２と、補強板２３、２４と、エンドプレート２５，２６と、を有している。

セパレータ１３，１４は、図４、図５に示し、積層された複数の燃料電池セル１０ａにおいて隣り合うＭＥＡ１１を隔離しつつ、ＭＥＡ１１で発生した電力を通電させている。セパレータ１３，１４は、アノード側セパレータ１３とカソード側セパレータ１４とに分類される。アノード側セパレータ１３は、ＭＥＡ１１のアノード１１ｂに当接させている。アノード側セパレータ１３は、導電性材料を有する金属からなり、アノード１１ｂよりも大きい薄板状に形成している。セパレータ１３，１４はまとめてセパレータアセンブリ１２と称することもある。

アノード側セパレータ１３の中央には、図４に示すように、燃料ガス（水素）と冷却水等の冷却流体とを隔てて流す流路を構成するように複数の凹凸を一定の間隔で形成した波形形状１３ｇを設けている。アノード側セパレータ１３は、凹凸形状のうち、アノード１１ｂと接触して形成された閉空間を、アノード１１ｂに対して水素を供給するアノードガス流路１３ｈとして用いている。一方、アノード側セパレータ１３は、図５に示すように、断面が複数の凹凸形状からなる波形形状１３ｇと、カソード側セパレータ１４の波形形状１４ｇとの間に形成された閉空間を、冷却水を供給する冷却流体流路１３ｊ（１４ｊ）として用いている。

アノード側セパレータ１３は、図４に示すように長方形状からなり、その長手方向の一端に、カソードガス供給口１３ａ、冷却流体供給口１３ｂ、およびアノードガス供給口１３ｃに相当する貫通孔を開口している。同様に、アノード側セパレータ１３は、その長手方向の他端に、アノードガス排出口１３ｄ、冷却流体排出口１３ｅ、およびカソードガス排出口１３ｆに相当する貫通孔を開口している。

カソード側セパレータ１４は、図５に示すようにＭＥＡ１１のカソード１１ｃに当接している。カソード側セパレータ１４は、導電性材料を有する金属からなり、カソード１１ｃよりも大きい薄板状に形成している。

カソード側セパレータ１４の中央には、図４に示すように、酸化剤ガス（酸素を含有した空気または純酸素）と冷却水とを隔てて流す流路部を構成するように断面が複数の凹凸形状からなる波形形状１４ｇを設けている。カソード側セパレータ１４は、図５に示すように凹凸形状のうち、カソード１１ｃと接触して形成された閉空間を、カソード１１ｃに対して酸化剤ガスを供給するカソードガス流路１４ｈとして用いている。一方、カソード側セパレータ１４は、凹凸形状のうち、アノード側セパレータ１３との間に形成された閉空間を、冷却水を供給する冷却流体流路１４ｊ（１３ｊ）として用いている。

カソード側セパレータ１４は、図４に示すように長方形状からなり、その長手方向の一端に、カソードガス供給口１４ａ、冷却流体供給口１４ｂ、およびアノードガス供給口１４ｃに相当する貫通孔を開口している。同様に、カソード側セパレータ１４は、その長手方向の他端に、アノードガス排出口１４ｄ、冷却流体排出口１４ｅ、およびカソードガス排出口１４ｆに相当する貫通孔を開口している。セパレータ１４はセパレータ１３と接合され、供給口１４ａ〜１４ｃ及び排出口１４ｄ〜１４ｆはセパレータ１３の供給口１３ａ〜１３ｃ及び排出口１３ｄ〜１３ｆと連通する。

ＭＥＡ１１は、図５に示し、供給された酸素と水素を化学反応させて電力を生成する。ＭＥＡ１１は、電解質膜１１ａの片側にアノード１１ｂを接合し、もう一方の側にカソード１１ｃを接合して形成している。電解質膜１１ａは、たとえば、固体の高分子材料からなり、薄板状に形成している。

固体高分子材料には、たとえば、水素イオンを伝導し、湿潤状態で良好な電気伝導性を有するフッ素系樹脂を用いている。アノード１１ｂは、電極触媒層、撥水層、およびガス拡散層を積層して構成し、電解質膜１１ａよりも若干小さい薄板状に形成している。カソード１１ｃは、電極触媒層、撥水層、およびガス拡散層を積層して構成し、アノード１１ｂと同様の大きさで薄板状に形成している。

アノード１１ｂおよびカソード１１ｃの電極触媒層は、導電性の担体に触媒成分が担持された電極触媒と高分子電解質を含んでいる。アノード１１ｂおよびカソード１１ｃのガス拡散層は、たとえば、充分なガス拡散性および導電性を有する炭素繊維からなる糸で織成したカーボンクロス、カーボンペーパ、またはカーボンフェルトから形成している。

フレーム部材１５は、図６（Ａ）から図６（Ｃ）に示すように基材１５ｇと、付加部材１８ａ、１８ｂ（総称して付加部材１８とも言う）と、を有する。基材１５ｇは、中央にＭＥＡ１１を取り付けるように構成している。フレーム部材１５は、積層した電解質膜１１ａ、アノード１１ｂ、およびカソード１１ｃの外周を一体に保持している。フレーム部材１５は、たとえば、電気絶縁性を有する樹脂からなり、セパレータ１３，１４の外周部分の外形形状と同様の外形形状で形成している。

基材１５ｇは、図４に示すようにその長手方向の一端に、カソードガス供給口１５ａ、冷却流体供給口１５ｂ、およびアノードガス供給口１５ｃに相当する貫通孔を開口している。同様に、基材１５ｇは、その長手方向の他端に、アノードガス排出口１５ｄ、冷却流体排出口１５ｅ、およびカソードガス排出口１５ｆに相当する貫通孔を開口している。また、平面視した際のセパレータ１３，１４の波形形状１３ｇ、１４ｇとＭＥＡ１１の部分は発電が行われる発電領域に当る。また、本実施形態における基材１５ｇは、付加部材１８よりも平面における外方に広がって形成しており、その内周に接着剤を塗布してＭＥＡ１１を接合している。

付加部材１８ａ、１８ｂは、図６（Ａ）〜図６（Ｄ）に示すように基材１５ｇの外周に接合される部材であり、基材１５ｇの剛性を向上させる。付加部材１８ａ、１８ｂは、基材１５ｇの外周と同様の外周形状を有し、かつ、内部を打ち抜いて構成している。付加部材１８ｂは、基材１５ｇの一面に接合され、付加部材１８ａは付加部材１８ｂにおいて基材１５ｇと逆側の面に接合される。本実施形態において基材１５ｇと付加部材１８ａ、１８ｂは樹脂フィルムとして構成している。基材１５ｇおよび付加部材１８ａ、１８ｂは同様の材料で構成しており、具体例としてはＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などを挙げることができるが、これに限定されない。付加部材１８ａ〜１８ｄを含むフレーム部材の具体的な製造方法は後述する。

シール部材は、複数の燃料電池セル１０ａを互いに密封した状態で積層するために設けられる。シール部材は積層する燃料電池セル１０ａの中でもＭＥＡ１１とセパレータ１３及びセパレータ１４との間に塗布することによって封止している。シール部材は、たとえば熱硬化性樹脂を用いる。熱硬化性樹脂は、たとえばフェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル等から選択する。また、セパレータアセンブリ１２においてセパレータ１３とセパレータ１４とは溶接によって接合している。しかし、ＭＥＡ１１と同様にシール部材を塗布してもよい。

一対の集電板１６，１７は図４に示し、燃料電池セル１０ａで生成された電力を外部に取り出す。

一対の集電板１６，１７は、燃料電池セル１０ａが複数積層された積層体１０の両端にそれぞれ配設している。一対の集電板１６，１７の外形形状は、一部の形状を除いて、層厚を少し厚くしたＭＥＡ１１のフレーム部材１５と同様である。一対の集電板１６，１７は、その長手方向の一端に、カソードガス供給口１６ａ、１７ａ、冷却流体供給口１６ｂ、１７ｂ、およびアノードガス供給口１６ｃ、１７ｃに相当する貫通孔を開口している。同様に、長手方向の他端には、アノードガス排出口１６ｄ、１７ｄ、冷却流体排出口１６ｅ、１７ｅおよびカソードガス排出口１６ｆ、１７ｆに相当する貫通孔を開口している。一対の集電板１６、１７は、その中央に集電部１６ｈ（集電板１７についても同様）を備えている。

一対の集電板１６，１７の集電部１６ｈ等は、たとえば、ガスを透過させない緻密質カーボンのような導電性部材からなり、アノード１１ｂおよびカソード１１ｃの外形よりも若干小さい薄板状に形成している。一対の集電部１６ｈ等は、複数積層した最外層の燃料電池セル１０ａに設けたＭＥＡ１１のアノード１１ｂまたはカソード１１ｃに当接している。集電部１６ｈ等は、その一面から導電性を備えた円柱形状の突起部１６ｇ等を突出して設けている。突起部１６ｇ等は、後述する筺体２０の一対のエンドプレート２５、２６の貫通孔２５ｇ等を挿通して、外部に臨んでいる。また、集電板１６の突起部１６ｇに当る形状は集電板１７についても同様に設けられている。

筐体２０は積層体１０を包囲する。筐体２０は、上記のように一対の締結板２１、２２と、一対の補強板２３、２４と、一対のエンドプレート２５，２６と、を有する。以下、筐体２０の構成について説明する。

一対のエンドプレート２５，２６は、複数積層された燃料電池セル１０ａの両端に配設した一対の集電板１６，１７を挟持して付勢している。一対のエンドプレート２５，２６の外形形状は、一部の形状を除いて、層厚を増したＭＥＡ１１のフレーム部材１５と同様である。一対のエンドプレート２５，２６は、たとえば、金属からなり、一対の集電板１６，１７と当接する部分に絶縁体を設けている。

一対のエンドプレート２５，２６は、図４に示すようにその長手方向の一端に、カソードガス供給口２５ａ、２６ａ、冷却流体供給口２５ｂ、２６ｂ、およびアノードガス供給口２５ｃ、２６ｃに相当する貫通孔を開口している。同様に、その長手方向の他端には、アノードガス排出口２５ｄ、２６ｄ、冷却流体排出口２５ｅ、２６ｅおよびカソードガス排出口２５ｆ、２６ｆに相当する貫通孔を開口している。また、エンドプレート２５，２６は、締結板２１，２２及び補強板２３，２４を固定するための貫通穴が形成されている。

セパレータ１３，１４、フレーム部材１５、集電板１６，１７、及びエンドプレート２５，２６のカソードガス供給口１３ａ〜１７ａ、２５ａ、２６ａ、冷却流体供給口１３ｂ〜１７ｂ、２５ｂ、２６ｂ、アノードガス供給口１３ｃ〜１７ｃ、２５ｃ、２６ｃ、アノードガス排出口１３ｄ〜１７ｄ、２５ｄ、２６ｄ、冷却流体排出口１３ｅ〜１７ｅ、２５ｅ、２６ｅ、及びカソードガス排出口１３ｆ〜１７ｆ、２５ｆ、２６ｆは、セパレータ１３，１４、ＭＥＡ１１、集電板１６，１７、及びエンドプレート２５，２６を位置合わせした際に連通するように構成されている。一対のエンドプレート２５，２６は、前述した一対の集電板１６，１７の突起部１６ｇ等を挿通させる貫通孔２５ｇ、２６ｇを有している。

一対の締結板２１、２２は、たとえば、金属からなり、板状に形成している。一対の締結板２１、２２は、縁部が一部立ち上げて形成されており、組み付けた際に一対のエンドプレート２５、２６の面と接触する。また、締結板２１，２２においてエンドプレート２５，２６と接触する面にはネジ２７を挿通させる穴が設けられており、当該穴に取り付けたネジ２７を締め付けることによってエンドプレート２５、２６、集電板１６，１７、及び積層体１０が積層方向に加圧される。

一対の補強板２３、２４は、たとえば、金属からなり、一対の締結板２１、２２よりも細長い板状に形成している。一対の補強板２３、２４は、長手方向における端部が一部立ち上げて形成されており、当該部分にはネジ２７を挿通させる穴が設けられている。当該穴はネジ２７を積層方向に通すように形成されており、ネジ２７を取り付けて締結することによって、締結板２１，２２と同様にエンドプレート２５，２６、集電板１６，１７、及び積層体１０が積層方向に加圧される。このように、一対の締結板２１、２２および一対の補強板２３、２４は、ネジ２７を締結することによって、エンドプレート２５、２６、集電板１６，１７、及び積層体１０を積層方向に加圧している。

（フレーム部材の製造装置）
次にＭＥＡに取り付けるフレーム部材の製造装置について説明する。図７（Ａ）〜図７（Ｄ）は、同フレーム部材を製造する製造装置を示す斜視図、正面図、側面図、当該製造装置を構成する設置部を取り除いた状態での平面図である。

本実施形態においてフレーム部材１５は、基材１５ｇに付加部材１８ａ、１８ｂを貼り付けて構成される。フレーム部材１５の製造装置２００は、図７（Ａ）〜図７（Ｄ）に示すように搬送部２１０と、設置部２２０と、切断部２３０と、塗布部２４０と、押圧部２５０と、を有する。

搬送部２１０は、ベルトコンベア２１１、２１２と、ハンド２１３と、を有する。ベルトコンベア２１１は、基材１５ｇをＭＥＡ１１を接合した状態で搬送する。ベルトコンベア２１２は、枚葉の状態で載置された付加部材１８ａ、１８ｂをベルトコンベア２１１に向けて搬送する。

ハンド２１３は、接近離間可能に構成された一対のアームによって構成され、設置部２２０に設置される。ハンド２１３は、設置部２２０においてベルトコンベア２１１とベルトコンベア２１２とを移動可能に構成され、これによりベルトコンベア２１２で加工された付加部材１８ａ、１８ｂをベルトコンベア２１１に搬送する。

設置部２２０は、付加部材１８ａ、１８ｂを加工したり、搬送したりする構成を設置するために設けており、切断部２３０、塗布部２４０、押圧部２５０、を設置している。設置部２２０は、少なくともベルトコンベア２１１、２１２の搬送経路に合わせて設けられる。

切断部２３０は、例えば上下方向に移動可能に構成された内部が空洞のカッターで構成しているが、これに限定されない。切断部２３０は、本実施形態において矩形状の付加部材１８ａ、１８ｂの形状を打ち抜いて基材１５ｇに貼り付ける外形に加工する。

塗布部２４０は、設置部２２０上であってベルトコンベア２１１の上方に設置される。塗布部２４０は、設置部２２０において上下及びベルトコンベア２１１の平面方向に移動可能に構成され、ベルトコンベア２１１の上流から搬送された基材１５ｇに接着剤を塗布する。塗布部２４０は、インジェクションタイプで構成しているが、これに限定されない。

押圧部２５０は、基材１５ｇに付加部材１８ａ、１８ｂを載置した状態で押圧して両者を十分に接合する。押圧部２５０は、ローラー２５１と保持部２５２とを有する。ローラー２５１は、基材１５ｇと付加部材１８ａ、１８ｂを接合する荷重を付与する構成である。保持部２５２は、設置部２２０においてベルトコンベア２１１の搬送方向および当該搬送方向と交差する方向に移動可能に構成される。保持部２５２は、ローラー２５１を回転可能に保持し、基材１５ｇおよび付加部材１８ａ、１８ｂの外周を移動しながら荷重を付与し、両者を接合する。

（フレーム部材の製造方法）
次に本実施形態に係るフレーム部材の製造方法について説明する。本実施形態にかかるフレーム部材の製造方法は、図１（Ａ）に示すように上記のように樹脂フィルムＭの切断工程（ステップＳＴ１）と、配置工程（ステップＳＴ２）と、接合工程（ステップＳＴ３）と、を有する。

まず、ベルトコンベア２１１にはＭＥＡ１１を中央部に配置して接合した基材１５ｇが載置される。基材１５ｇはベルトコンベア２１１によって図７（Ｄ）における右方向、つまり下流に搬送される。

一方、ベルトコンベア２１２では中央部を打ち抜く前の付加部材１８ａ、１８ｂの元となる樹脂フィルムＭが載置される。その状態でベルトコンベア２１２は部材を図７（Ｄ）における上方、つまり下流に搬送する。そして、切断部２３０の下方に樹脂フィルムＭが位置した時点でベルトコンベア２１２は一旦停止し、切断部２３０のカッターが下方におりてきて樹脂フィルムＭの中央部を打ち抜き、付加部材１８ａ、１８ｂを形成する（ステップＳＴ１）。

ベルトコンベア２１１において基材１５ｇが塗布部２４０の下方に位置すると、ベルトコンベア２１１は一旦停止し、塗布部２４０のノズルが下降し、基材１５ｇの外周に接着剤を塗布する。そして、ハンド２１３は、ベルトコンベア２１２上の付加部材１８を把持してベルトコンベア２１２からベルトコンベア２１１へ搬送し、接着剤の塗布された基材１５ｇに配置する（ステップＳＴ２）。基材１５ｇの一面に付加部材１８ａ、１８ｂのいずれかを載置したらハンド２１３によって基材１５ｇを反転させ、逆側の面にもう一方の面に付加部材１８ａ、１８ｂのいずれかを載置する。

その後、付加部材１８は本実施形態において基材１５ｇに２枚配置され、その状態からベルトコンベア２１１によってさらに下流に搬送される。そして、押圧部２５０の下方に位置した状態で再びベルトコンベア２１１は停止し、押圧部２５０の保持部２５２が下降する。そして、基材１５ｇの外周を移動しながら荷重を付与することによって付加部材１８ａ、１８ｂと基材１５ｇとを十分に一体化させ、フレーム部材１５を形成する。

（作用効果）
次に本実施形態にかかる作用効果について説明する。従来のような射出成形に代わるフレーム部材として、本実施形態ではフレーム部材１５を基材１５ｇと、枠形状を有し貼り付けた際に基材１５ｇから突出する突出形状を備えた付加部材１８ａ、１８ｂとを樹脂フィルムから立体形状を構成するようにしている。

そのため、射出成形以外の工法に代わる所定の剛性を備えたフレーム部材を樹脂フィルムから構成することができる。

また、付加部材１８は、矩形の外周を材料の中央部をくり抜いた枠形状に切り出した樹脂フィルムＭから構成しているため、フレーム部材の剛性を向上させるために必要な部位のみに形状を付与するように構成することによって燃料電池の重量増加を抑制できる。
また、フレーム部材１５の外周の厚さを増加させる突出部は、付加部材１８を貼り合わせることによって構成することができる。
また、基材１５ｇは、ＭＥＡ１１を付加部材１８ａ、１８ｂによって挟持することによってＭＥＡ１１を固定するための別部品を不要にしてコスト低減に寄与できる。

（実施形態１の変形例）
図８（Ａ）、８（Ｂ）は本発明の実施形態１に係るフレーム部材の変形例について示す斜視図、正面図、図９（Ａ）〜図９（Ｃ）は実施形態１の変形例にかかるフレーム部材の製造装置を示す斜視図、正面図、平面図である。

上記実施形態１では基材１５ｇの外周に貼り付ける付加部材１８を矩形の外周を有する材料の中央部を打ち抜いて構成したが、これに限定されない。上記以外にも図８（Ａ）に示すように基材１５ｇの４辺各々に短冊状の付加部材１８ｃ〜１８ｆを配置して接合することによってフレーム部材１５ｈを構成してもよい。

基材１５ｇは短辺と長辺を有する長方形に構成しており、付加部材１８もそれに合わせて長辺側の短冊形状にあたる付加部材１８ｃ、１８ｅと、短編側の短冊形状にあたる付加部材１８ｄ、１８ｆとから構成される。付加部材１８ｃ〜１８ｆは、図８（Ａ）、８（Ｂ）に示すように基材１５ｇの頂点においても覆うようにするために、ひとつの付加部材１８ｃ〜１８ｆが基材１５ｇの長辺または短辺を全て覆うのではなく、該当する長辺または短辺に直交する付加部材、例えば付加部材１８ｃの場合、付加部材１８ｃだけでなく付加部材１８ｃが覆う長辺と交差する方向に伸びる付加部材１８ｄも長辺の一部を覆うように構成している。

このようなフレーム部材１５ｈを製造する装置は、図９に示すように構成されている。なお、実施形態１と同様の構成については同じ符号を付して説明を省略する。実施形態１にかかるフレーム部材の製造装置２００ａは、搬送部２１０と、設置部２２０と、塗布部２４０と、押圧部２５０と、を有する。

実施形態１の変形例において付加部材１８は、ベルトコンベア２１２上に枚葉状に構成された状態で搬送される。フレーム部材１５ｈは、上記のように４つの短冊状の付加部材１８ｃ〜１８ｆによって構成しており、ベルトコンベア２１２には長辺側の付加部材１８ｃ、１８ｅと、短編側の付加部材１８ｄ、１８ｆとがベルトコンベア２１１に向って搬送される。なお、実施形態１の変形例にかかるフレーム部材の製造装置２００ａでは、基材１５ｇに配置する付加部材が予め枚葉状に構成しているため、切断部を設けていないが、これに限定されない。

実施形態１の変形例にかかるフレーム部材の製造方法は、実施形態１の切断工程が省略されたものと考えることができる。つまり、ベルトコンベア２１１には実施形態１と同様にＭＥＡ１１が接合された基材１５ｇが搬送され、ベルトコンベア２１２には予め付加部材１８ｃ、１８ｅ、または付加部材１８ｄ、１８ｆの形状に形成された枚葉状の付加部材１８が載置されて搬送される。ベルトコンベア２１１では基材１５ｇに塗布部２４０にて接着剤が塗布される。ベルトコンベア２１２では付加部材１８ｃ〜１８ｆがハンド２１３によって把持されて接着剤の塗布された基材１５ｇに各々配置される（配置工程）。

その状態で基材１５ｇはベルトコンベア２１１の下流へと搬送され、押圧部２５０によって実施形態１と同様にローラー２５１が基材１５ｇの外周を移動しながら荷重を付与することによって基材１５ｇと付加部材１８ｃ〜１８ｆとが一体化され、フレーム部材１５ｈが形成される（接合工程）。

以上のように、実施形態１の変形例にかかるフレーム部材の製造方法によれば、基材１５ｇに配置する付加部材１８を短冊状に構成した付加部材を基材１５ｇの各辺に配置して構成している。そのため、樹脂フィルムによるフレーム部材を歩留まりよく成形することができる。

（実施形態２）
図１（Ｂ）は実施形態２にかかるフレーム部材の製造方法を示すフローチャート、図８（Ｃ）は図８（Ｂ）の８Ｃ−８Ｃ線に沿う断面図であって、実施形態２にかかるフレーム部材を示す断面図である。図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）は同実施形態２にかかるフレーム部材の製造装置を示す斜視図、正面図、側面図である。図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）は同製造装置の構成である折り曲げ部によって付加部材を形成する様子を示す平面図、側面図、正面図である。

実施形態１では枚葉状の付加部材を基材に配置して接合する実施形態について説明したが、上記以外にも以下のような構成とすることができる。実施形態２では、図８（Ｃ）に示すように付加部材１８ｇを実施形態１の変形例で示した短冊状の部材からさらに折り曲げて構成している。折り返しの回数は図８（Ｃ）において２回となっているが、当然これに限定されるものではない。

実施形態２にかかるフレーム部材１５ｊは、上記のように基材１５ｇの４辺の各辺に折り曲げて構成した付加部材１８ｇを配置して接合して構成している。このようなフレーム部材１５ｊの製造装置２００ｂは、搬送部２１０ａと、設置部２２０と、切断部２３０ａと、塗布部２４０と、押圧部２５０と、成形部２６０と、を有する。

実施形態２において搬送部２１０ａは、ベルトコンベア２１１、２１２と、ハンド２１３と、送り出しローラー２１４と、搬送ローラー２１５と、を有する。ベルトコンベア２１１、２１２、およびハンド２１３は実施形態１と同様であるため説明を省略する。送り出しローラー２１４は、付加部材が成形される前の樹脂フィルムＭをローラーに巻き付けて樹脂フィルムＭを供給するように構成している。搬送ローラー２１５は、送り出しローラー２１４から供給された樹脂フィルムの搬送方向を切り替えるローラーである。

また、実施形態２において切断部２３０ａはカッターを回転駆動させるモーターやギヤ対などを備えている。これにより、切断部２３０ａのカッターは、樹脂フィルムを搬送する方向や搬送方向と交差する方向に樹脂フィルムＭを切断できる。

成形部２６０は、図１１に示すように挟持部２６１、２６２と、アーム２６３、２６４と、回転軸２６５、２６６と、押さえ部２６７、２６８と、加熱部２６９と、を有する。回転軸２６５、２６６は、アーム２６３、２６４をモーターやギヤなどの構成によって回転可能に取り付けている。また、回転軸２６５、２６６はモーターなどを内蔵してベルトコンベア２１２の搬送方向に移動可能に構成している。アーム２６３、２６４は、一端を回転軸２６５、２６６に取り付け、回転軸２６５、２６６の周りに回転可能に構成している。アーム２６３、２６４はもう一方の端部またはその近傍にアーム２６３、２６４と交差する方向に伸びる挟持部２６１、２６２を一体に構成し、または、別部品として取り付けて構成している。

挟持部２６１、２６２は、アーム２６３、２６４からベルトコンベア２１２の搬送方向に交差する方向に延び、先端が細くなるように構成している。挟持部２６１、２６２による挟持は、図１１（Ａ）から図１１（Ｃ）に示すように、挟持部２６１を樹脂フィルムＭの下方にもぐりこませて樹脂フィルムＭを下方から押付け、挟持部２６２を樹脂フィルムＭに対して上方に配置して上方から樹脂フィルムＭを押付けることによって行う。しかし、上記とは逆に挟持部２６１を樹脂フィルムＭに対して上方に配置して押し付けを行い、挟持部２６２を樹脂フィルムＭに対して下方に配置して押し付けを行って挟持を実現してもよい。

押さえ部２６７、２６８は、図１１（Ａ）に示すように、回転軸と押さえアームとを備え、押さえアームが回転軸周りに回転することによってベルトコンベア２１２から搬送された樹脂フィルムＭを押さえつける。また、加熱部２６９は、設置部２２０に取り付けられ、内部にヒーターを内蔵している。加熱部２６９は、ベルトコンベア２１２によって搬送された樹脂フィルムＭに接近離間可能に構成され、図１２（Ａ）に示すように樹脂フィルムＭにガイド２６９の先端を押し当てて、樹脂フィルムＭの搬送方向と交差する方向に移動することによって樹脂フィルムＭを加熱して軟化させ、折り曲げを容易にする。

成形部２６０による折り曲げについて概説すれば以下のようになる。まず、押さえ部２６７、２６８が搬送された樹脂フィルムＭを押さえる。そして、加熱部２６９によって図１２（Ｂ）に示すように折り曲げる箇所を加熱しながら移動させて折り曲げを容易にする。そして、挟持部２６１、２６２によって樹脂フィルムＭを挟持して回転軸２６５、２６６の周りに回転して折り曲げを行う。これを所望の回数繰り返す。

（フレーム部材の製造方法）
次に実施形態２にかかるフレーム部材の製造方法について説明する。本実施形態にかかる製造方法は概説すれば、図１（Ｂ）に示すように成形工程（ステップＳＴ１）と、切断工程（ステップＳＴ２）と、配置工程（ステップＳＴ３）と、接合工程（ステップＳＴ４）と、を有する。

成形工程では、上記のように樹脂フィルムＭが送り出しローラー２１４から送り出され、搬送ローラー２１５で方向が転換されてベルトコンベヤ２１２上に載置され、下流へと搬送される。そして、成形部２６０の位置まで来ると、搬送を一旦停止して折り曲げを行う。その際の折り曲げは、上記のように、押さえ部２６７、２６８により樹脂フィルムＭを押さえる。そして、加熱部２６９を樹脂フィルムＭに当てて、図１２（Ａ）、１２（Ｂ）に示すように熱を加えつつ移動させて折り曲げる箇所の折り曲げを容易にしておく。その状態で図１１（Ａ）から１１（Ｃ）に示すように挟持部２６１、２６２によって樹脂フィルムＭを挟持し、回転軸２６５，２６６の周りに回転させ、折り曲げ箇所を形成する。本実施形態では折り曲げ箇所を図８（Ｃ）に示すように２箇所形成する（ステップＳＴ１）。

次に樹脂フィルムＭは、切断部２３０ａによって切断される（ステップＳＴ２）。ここでの切断は、折り曲げられた樹脂フィルムＭを送り出しローラー２１４から伸びる樹脂フィルムと分離する切断と、送り出しローラー２１４から分離した樹脂フィルムＭを基材１５ｇの長辺、または短辺の長さにするための切断を意味する。なお、送り出しローラー２１４に巻き付けられた樹脂フィルムＭの幅方向の長さを基材１５ｇの長辺に配置する付加部材の長さに合わせ、長辺の長さに合わせる切断を不要にしてもよい。

一方、ベルトコンベア２１１では、実施形態１と同様にＭＥＡ１１が既に接合された基材１５ｇが下流に向けて搬送され、塗布部２４０の下方に位置した時点でベルトコンベア２１１が一旦停止し、基材１５ｇの外周に接着剤を塗布する。そして、折り曲げられた樹脂フィルムＭをハンド２１３が把持してベルトコンベア２１２からベルトコンベア２１１の基材１５ｇの外周における４つの辺に配置する（ステップＳＴ３）。

樹脂フィルムＭが４辺全てに配置されたら、ベルトコンベア２１１は基材１５ｇを押圧部２５０まで搬送して再び停止し、ローラー２５１によって基材１５ｇの外周を移動しながら荷重を付与することによって基材１５ｇと折り曲げられた４つの樹脂フィルムＭとが一体化してフレーム部材１５ｊが形成される。

このように実施形態２にかかるフレーム部材の製造方法によれば、基材１５ｇの外周に配置する樹脂フィルムＭを折り曲げ、折り曲げた後に折り曲げた部位を押し潰すことによって基材１５ｇから突出した突出部を形成することができ、フレーム部材により一層の剛性を付与することができる。
また、折り曲げの際に折り曲げの際のガイドを備えた加熱部２６９を用いることによって、樹脂フィルムＭの折り曲げを容易にして製造性を向上させることができる。

（実施形態２の変形例１）
図１３は実施形態２の変形例１にかかるフレーム部材の製造装置を示す正面図である。上記実施形態２では樹脂フィルムＭを折り曲げる際の加熱部２６９をヒーターを内蔵した先端が細く構成したガイド形状を樹脂フィルムＭにあてながら樹脂フィルムＭを搬送する搬送方向と交差する方向に移動させる実施形態について説明した。

しかし、これに限定されず、折り曲げる箇所を加熱する加熱部２７０は図１３に示すようにローラー２７２と保持部２７１によって構成してもよい。ローラー２７２は押圧部２５０と同様に搬送方向と交差する幅方向および上下方向に移動可能な保持部２７１によって保持される。ローラー２７２は、内部にニクロム線をコイル状にまき付けたようなヒーターの構成を備え、樹脂フィルムＭと当接した際に接触箇所を軟化させる。このように、実施形態２のようなガイド形状の加熱部２６９だけでなく本変形例１のようなヒーター２７２を備えた加熱部２７０によって折り曲げ箇所に加熱を加えて当該折り曲げ箇所の折り曲げを容易にすることも可能である。

（実施形態２の変形例２）
図１（Ｃ）は実施形態２の変形例２にかかるフレーム部材の製造方法について示すフローチャート、図１４は実施形態２の変形例２にかかるフレーム部材の製造装置を示す側面図である。実施形態２では長尺状の樹脂フィルムＭの折り曲げ箇所を加熱して折り曲げ易くしたうえで折り曲げを行うと説明したが、折り曲げ箇所に加熱を行う前に折り曲げ箇所に印をつける工程（けがき、とも言う）をさらに追加してもよい。

実施形態２の変形例２においてフレーム部材の製造装置２００ｂは、フレーム部材の製造装置２００の構成に加えて折り曲げ箇所に印を付ける印付け部２８０を有するように構成している。実施形態２の変形例２において印付け部２８０は、レーザーによって構成している。その他の構成については実施形態２と同様であるため説明を省略する。なお、フレーム部材の製造方法については、図１（Ｃ）に示すように図１（Ｂ）に示す成形工程から接合工程の前に印付け工程が追加されるが、成形工程から接合工程は実施形態２と同様であるため説明を省略する。

本実施形態では上記のように樹脂フィルムＭの折り曲げ箇所を加熱する前にレーザーを照射する印付け部２８０によって折り曲げ箇所にレーザーを照射したうえで成形工程から接合工程を行うように構成している。そのため、折り曲げ箇所をより容易に精度よく形成することができる。

（実施形態２の変形例３）
図１５（Ａ）、（Ｂ）は実施形態２の変形例３にかかるフレーム部材の製造装置を示す側面図である。実施形態２の変形例２では樹脂フィルムＭに折り曲げ箇所を形成する前にレーザー照射装置を含む印付け部２８０によって折り曲げ箇所に目印を付ける実施形態について説明した。しかし、樹脂フィルムＭへの印付けはレーザーに限定されず、型を押付けることによって折り曲げ箇所を印として付ける印付け部２８０ａによって構成してもよい。

（実施形態２の変形例４）
また、実施形態２の変形例４としてフレーム部材の製造装置を構成する印付け部２８０ｂは図１５（Ｂ）に例示するようなカッターとして構成し、樹脂フィルムＭを切断しない程度に樹脂フィルムＭを切削加工するようにして樹脂フィルムＭに折り曲げ箇所を形成するように構成してもよい。

（実施形態２の変形例５）
図１６（Ａ）、（Ｂ）は、実施形態２の変形例５にかかるフレーム部材の製造に説明する図、図１７（Ａ）〜（Ｄ）は、実施形態２の変形例５にかかるフレーム部材の製造装置を示す斜視図、側面図、正面図、設置部を取り外した状態での平面図である。上記では基材１５ｇにＭＥＡ１１が予め接合されている実施形態について説明したが、以下のような構成を採用することもできる。

フレーム部材の製造装置２００ｃは、図１７（Ａ）〜図１７（Ｄ）に示すように搬送部２１０ｂと、設置部２２０ａと、切断部２３０ａと、塗布部２４０と、押圧部２５０と、成形部２６０と、を有する。搬送部２１０ｂは、ベルトコンベア２１１ａ、２１２、２１６と、ハンド２１３ａと、送り出しローラー２１４と、搬送ローラー２１５と、を有する。ベルトコンベア２１２、送り出しローラー２１４、および搬送ローラー２１５は、上記実施形態と同様であるため説明を省略する。

ベルトコンベア２１１ａは、ＭＥＡ１１が接合されていない基材１５ｇを搬送する。ベルトコンベア２１６はＭＥＡ１１をベルトコンベア２１１ａに向けて搬送する。ハンド２１３ａは、ベルトコンベア２１２の付加部材１８ｇとベルトコンベア２１６のＭＥＡ１１をそれぞれ把持してベルトコンベア２１１ａ上の基材１５ｇに配置する。設置部２２０ａは、ハンド２１３ａがベルトコンベア２１２の上方だけでなくベルトコンベア２１６の上方にも及んで配置されることによってハンド２１３ａによる付加部材１８ｇとＭＥＡ１１の搬送を可能にしている。切断部２３０ａは実施形態２と同様であり、押圧部２５０および成形部２６０は実施形態２と同様であるから説明を省略する。

次に実施形態２の変形例５にかかるフレーム部材の製造方法について説明する。まず、図１（Ｂ）に示すように送り出しローラー２１４から送り出された樹脂フィルムＭが搬送ローラー２１５を経由して搬送され、加熱部２６９によって折り曲げ箇所が加熱される。そして、挟持部２６１、２６２、アーム２６３、２６４、回転軸２６５、２６６、折り曲げ部２６７、２６８によって樹脂フィルムＭに所定数折り曲げ箇所が形成される（ステップＳＴ１）。折り曲げ箇所が形成されると樹脂フィルムＭは基材１５ｇの形状に合わせて所定の長さに切断される（ステップＳＴ２）。

ベルトコンベア２１２では付加部材１８ｇが把持され、ベルトコンベア２１１ａの基材１５ｇに配置される。そしてハンド２１３ａはベルトコンベア２１６のＭＥＡ１１を把持して図１６（Ａ）に示すように付加部材１８ｇの折り曲げ箇所に挟み込む。なお、基材１５ｇにはカソード供給口１５ａ、冷却流体供給口１５ｂ、アノード供給口１５ｃ、アノード排出口１５ｄ、冷却流体排出口１５ｅ、カソード排出口１５ｆが形成されているため、ＭＥＡ１１は長辺側に対になって配置された付加部材１８ｇの折り曲げ箇所に挟みこんで位置を固定する。

付加部材１８ｇによってＭＥＡ１１を固定したら、ベルトコンベア１１をさらに下流に搬送し、押圧部２５０の箇所で停止させる。そして、押圧部２５０の保持部２５１を下降させてローラー２５２を基材１５ｇ、付加部材１８ｇに押し当て、押圧力を付与しながら基材１５ｇの外周を移動させることによって図１６（Ｂ）に示すように基材１５ｇと付加部材１８ｇとを一体化させる。

上記実施形態では基材１５ｇにＭＥＡ１１が接合されていたが、本実施形態に示すように付加部材１８ｇの折り曲げ箇所を利用してＭＥＡ１１の外周を挟持することもできる。

（実施形態２の変形例６）
図１８（Ａ）は実施形態２の変形例６にかかるフレーム部材を示す斜視図、正面図、図１８（Ｃ）は図１８（Ｂ）の１８Ｃ−１８Ｃ線に沿う断面図である。図１９（Ａ）、図１９（Ｂ）は変形例６にかかるフレーム部材の製造装置を示す斜視図、正面図、図１９（Ｃ）、１９（Ｄ）は同製造装置を構成する成形部を示す平面図、側面図である。実施形態２では樹脂フィルムＭを成形部２６０によって折り曲げて形成した付加部材１８ｇによってフレーム部材１５ｊの外周の厚さを増加させるように構成したが、以下のように構成することもできる。

変形例６にかかる付加部材１８ｈは、樹脂フィルムＭを折り曲げるのではなく、図１８（Ｃ）に示すように丸めて形成している。これにより、付加部材１８ｈを接合したフレーム部材１５ｋは、外周の板厚を厚く構成している。

上記のようなフレーム部材１５ｋを製造する製造装置２００ｄは、搬送部２１０ａと、設置部２２０と、切断部２３０ａと、塗布部２４０と、押圧部２５０と、成形部２９０と、を有する。これまでの実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、説明を省略または簡略して説明する。

搬送部２１０はベルトコンベア２１１と、ベルトコンベア２１２とを有し、実施形態２と同様に構成している。設置部２２０、切断部２３０ａ、塗布部２４０、および押圧部２５０についても実施形態２と同様に構成している。

成形部２９０は、図１８（Ａ）〜図１８（Ｃ）に示すように、挟持部２９１、２９２と、回転部２９３と、アーム２９４と、支持部２９５と、押さえ部２９６と、を有する。挟持部２９１、２９２は、ギヤなどの構成によって回転部２９３において互いが接近離間可能に設置されたアーム状の部材である。挟持部２９１、２９２は、実施形態２の挟持部２６１、２６２と同様に先端が細くなるように構成している。

回転部２９３は、挟持部２９１、２９２を取り付けるための構成であり、挟持部２９１、２９２を移動可能にするためのギヤなどの部品を内蔵すると共にアーム２９４と一体として構成され、または別部品として接続されている。回転部２９３は、アーム２９４と共に回転可能に構成され、また、アーム２９４の上下方向の移動と共に上下およびベルトコンベア２１１の搬送方向に交差する方向に移動できるように構成している。アーム２９４は、支持部２９５によって回転可能に構成し、上下方向とベルトコンベア２１１の搬送方向に交差する方向に移動可能に構成している。

支持部２９５は、アーム２９４を回転させ、上下およびベルトコンベア２１１の搬送方向と交差する方向に移動させるためのギヤやモーターなどの部品を内蔵する。支持部２９５は、アーム２９４を回転可能かつ上下に移動可能に支持し、さらに支持部２９５自身をベルトコンベア２１１の搬送方向に移動可能に構成する。図１９（Ｄ）ではベルトコンベア２１１における一方の成形部のみ図示しているが、他方も同様の構成である。押さえ部２９６は、実施形態２の押さえ部２６７、２６８と同様の構成であるため、説明を省略する。

（フレーム部材の製造方法）
次に変形例６にかかるフレーム部材の製造について説明する。変形例６にかかるフレーム部材の製造方法は、成形工程（ステップＳＴ１）と、切断工程（ステップＳＴ２）と、配置工程（ステップＳＴ３）と、接合工程（ステップＳＴ４）と、を有する。

まず、実施形態２と同様に送り出しローラー２１４から樹脂フィルムＭが送り出され、搬送ローラー２１５を経由してベルトコンベア２１１の下流に向けて搬送される。樹脂フィルムＭが成形部２９０の位置に来るとベルトコンベア２１１は一旦停止する。次に成形部２９０のアーム２９４はベルトコンベア２１１の搬送方向と交差する幅方向において樹脂フィルムＭに向って接近する。そして、挟持部２９１、２９２によって樹脂フィルムＭを挟持する。

挟持部２９１、２９２によって樹脂フィルムＭを挟持すると、回転部２９３が回転し（図１９（Ｄ）では時計周り）、これにより樹脂フィルムＭが渦状に巻かれる。押さえ部２９６はベルトコンベア２１１と共に樹脂フィルムＭを挟持しつつも挟持部２９１、２９２、回転部２９３、及びアーム２９４によって樹脂フィルムＭが渦状に巻かれる際に樹脂フィルムＭが渦形状の中心に向かって引っ張られて移動することを許容し、これによって樹脂フィルムＭは図１８（Ｃ）に示すように渦が何重にも形成される（ステップＳＴ１）。渦形状が形成された樹脂フィルムＭはベルトコンベア２１１によって搬送され、切断部２３０ａの位置で再び停止し、切断部２３０ａによって付加部材１８ｈの寸法に合わせて切断される（ステップＳＴ２）。

一方、ベルトコンベア２１２では実施形態２と同様にＭＥＡ１１が載置された基材１５ｇが搬送され、塗布部２４０の位置で基材１５ｇは一旦停止し、塗布部２４０によって接着剤が塗布される。接着剤の塗布が終わるとベルトコンベア２１２は再び起動し、基材１５ｇをさらに下流へと搬送して停止し、上記のように渦形状が形成された付加部材１８ｈがハンド２１３によって搬送され、基材１５ｇに載置される（ステップＳＴ４）。基材１５ｇの４辺全てに付加部材１８ｈが載置されるとベルトコンベア２１２は再び起動し、基材１５ｇをさらに下流へと搬送する。

付加部材１８ｈが載置した基材１５ｇは押圧部２５０の直下付近にて停止する。押圧部２５０は、実施形態２と同様に付加部材１８ｈに当接して押圧力を付与しつつ、基材１５ｇの４辺に沿って移動する。これによって基材１５ｇと付加部材１８ｈとが十分に押付けられて接合し、フレーム部材１５ｋが形成される（ステップＳＴ５）。

以上のように実施形態２の変形例６によれば、フレーム部材１５ｋにおいて外周の板厚保を増加させる部位を成形部２９０を使用して樹脂フィルムＭを丸め、その後に丸めた部位を押し潰すことによって、基材１５ｇから突出した突出部を形成することができ、当該方法によってもフレーム部材により一層の剛性を付与することができる。

（実施形態２の変形例７）
図２０（Ａ）、図２０（Ｂ）は実施形態２の変形例７にかかるフレーム部材を示す斜視図、正面図、図２０（Ｃ）は図２０（Ｂ）の２０Ｃ−２０Ｃ線に沿う断面図、図２０（Ｄ）は図２０（Ｃ）のＤ部分を示す断面図である。図２１は同変形例７にかかるフレーム部材の製造装置を示す斜視図、正面図である。図２２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は同製造装置を構成する成形部の上型を示す２つの側面図および平面図、図２２（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）は同成形部を構成する下型を示す２つの側面図および平面図であり、図２２（Ｇ）は上型と下型を合わせた状態で付加部材を形成した状態を示す断面図である。実施形態２では樹脂フィルムＭを折り曲げ、実施形態２の変形例６では樹脂フィルムＭを丸めることによって付加部材の厚さを増加させるように構成したが、以下のように構成することもできる。

変形例７においてフレーム部材１５ｍは、付加部材１８ｊを有する。付加部材１８ｊは、図２０（Ａ）から図２０（Ｄ）に示すように樹脂フィルムＭを加熱して少なくとも一部を若干軟化させて変形可能状態とすることによって一部の厚さを増加させるように構成している。変形例７の図２０（Ｄ）では付加部材１８ｊは、基材１５ｇに配置した状態で基材１５ｇのいずれの側にも突部が形成されるように構成している。しかし、これに限定されず、突部は一方の側にのみ形成してもよい。

また、上記のようなフレーム部材１５ｍを製造する製造装置２００ｅは、搬送部２１０ａと、設置部２２０と、切断部２３０ａと、塗布部２４０と、押圧部２５０と、成形部３１０と、を有する。搬送部２１０ａは、ベルトコンベア２１１、２１２と、ハンド２１３と、送り出しローラー２１４と、搬送ローラー２１５と、を有し、実施形態２と同様の構成である。設置部２２０、切断部２３０ａ、塗布部２４０、および押圧部２５０についても実施形態２と同様に構成している。

成形部３１０は、第１押圧部３１１と、第２押圧部３１２と、を有する。第１押圧部３１１は、型３１３と、保持部３１４と、を有する。第２押圧部３１２は、型３１５と、保持部３１６と、を有する。保持部３１４はギヤ対やモーターなどを内蔵して型３１３を上下に移動可能に保持し、かつ、樹脂フィルムＭの搬送方向に保持部３１４が移動可能に構成される。保持部３１６は、保持部３１４と同様に、型３１５を上下に移動可能に保持し、かつ、樹脂フィルムＭの搬送方向に保持部３１６を移動可能に構成している。

型３１３は、平坦部３１７と、流入部３１８と、ガイド部３１９と、を有する。型３１５は、平坦部３２１と、流入部３２２と、閉塞部３２３と、を有する。型３１３、３１５は保持部３１４、３１６によって上下に移動可能に構成されることによって接近離間可能に構成される。型３１３は、いわゆる下型にあたり、型３１５はいわゆる上型にあたる。また、型３１３、３１５には樹脂フィルムＭを軟化させることができるようにニクロム線などで構成したヒーターを内蔵している。

型３１５は、閉塞部３２３の部位において型３１３と当接し、その状態で樹脂フィルムＭの搬送方向の上流から樹脂フィルムＭが流入部３１８、３２２の空間に進入することができる隙間が形成される。平坦部３１７、３２１は、付加部材１８ｊにおいて突部が突出する土台にあたる基部が形成される部位にあたる。流入部３１８、３２１は、樹脂フィルムＭが熱によって軟化した際に流れ込んで、基部から突出した突部を形成する空間にあたる。

変形例７にかかるフレーム部材の製造方法は、成形工程と（ステップＳＴ１）と、切断構成（ステップＳＴ２）と、配置工程（ステップＳＴ３）と、接合工程（ステップＳＴ４）とを有する。

まず、送り出しローラー２１４から樹脂フィルムＭが送り出されると、搬送ローラー２１５を経由してベルトコンベア２１１上に搬送される。そして、成形部３１０の位置に来ると型３１５が型３１３と当接する。そして、樹脂フィルムＭはベルトコンベア３１１とガイド部３１９によって平坦部３１７まで送られ、型３１５の閉塞部２９３に突き当たる。

その状態で型３１３、３１５に内蔵されたヒーターによって加熱を行いながら、樹脂フィルムＭを搬送方向に沿って緩やかなスピードで進める。そうすると、樹脂フィルムＭは、閉塞部３２３に向って進むものの、閉塞部３２３によって搬送方向に進むことはできず、かつ、型３１３、３１５によって加熱されているため、樹脂フィルムＭは変形し、搬送方向に進めない分、流入部３１８、３２２に向って形状が流れ込むようにして変形し、突部が形成される。別の言い方をすれば、樹脂フィルムＭをベルトコンベア２１１によって図２２（Ｇ）の方向ｄ１に搬送し、閉塞部３２３に突き当てて変形させることによって、樹脂フィルムＭは基材１５ｇに配置した際の内方側ｄ４に向けて押し潰され、押し潰された分の材料が押し潰した方向ｄ４と交差する方向ｄ２、ｄ３に広がって増肉が行われる。突部が形成されたかは試作の段階で樹脂フィルムＭを送る量や加熱時間などから適宜定める。突部が形成されたら、冷却を行う（ステップＳＴ１）。

所定の時間冷却を行ったら、型３１５を上方に移動させて保持部３１６によって型３１５を型３１３から搬送方向にずらした状態にする。そして、ハンド２１３ａによって成形された樹脂フィルムＭを把持し、ベルトコンベア２１１上に載置する。

成形された樹脂フィルムＭはベルトコンベア２１１によって下流に搬送され、切断部２３０ａの位置において停止する。そして、基材１５ｇの長辺と短辺の大きさに合わせて切断される（ステップＳＴ２）。

一方、ベルトコンベア２１２ではＭＥＡ１１が接合された基材１５ｇが下流へと搬送され、塗布部２４０の位置で停止する。そして、基材１５ｇの外周に接着剤が塗布された後、さらに下流へと搬送される。そして、ハンド２１３ａによって基材１５ｇの短辺と長辺の長さに合わせて切断された付加部材１８ｊが基材１５ｇに載置される（ステップＳＴ３）。

そして、付加部材１８ｋを載置した基材１５ｇはベルトコンベア２１２をさらに下流へと搬送され、押圧部２５０の位置で停止する。そして、押圧部２５０によって基材１５ｇと付加部材１８ｊの積層方向と同じ方向から押圧部２５０によって押圧力が付与され、基材１５ｇと付加部材１８ｊとが接合され、フレーム部材１５ｍが形成される。

このように、実施形態２の変形例７によれば、付加部材の厚さを増加させる構成を樹脂フィルムＭを加熱して軟化させ、基材１５ｇに配置した際の内方側に向けて押し潰すことによって増肉を行うことができる。

なお、本発明は上述した実施形態のみに限定されず、特許請求の範囲内において種々の変更が可能である。図８（Ｃ）や図１８（Ｃ）において付加部材１８ｇは基材１５ｇの片面に接合したが、両面に接合する構成としてもよい。また、フレーム部材１５や基材１５ｇは長方形（四角形）で構成したが、帯状の付加部材を貼り付けることができれば、その他の多角形であってもよい。

１０ 積層体、
１０ａ 燃料電池セル、
１００ 燃料電池、
１１ 膜電極接合体（ＭＥＡ）、
１２ セパレータアセンブリ、
１３ アノードセパレータ、
１４ カソードセパレータ、
１５〜１５ｍ ＭＥＡのフレーム部材、
１６，１７ 集電板、
１８、１８ａ〜１８ｊ 付加部材、
２０ 筐体、
２００、２００ａ〜２００ｅ フレーム部材の製造装置、
２１０、２１０ａ 搬送部、
２１１、２１２ ベルトコンベア、
２１３、２１３ａ ハンド、
２１４ 送り出しローラー、
２１５ 搬送ローラー、
２２０、２２０ａ 設置部、
２３０、２３０ａ 切断部、
２４０ 塗布部、
２５０ 押圧部、
２６０ 成形部、
２７０ 押圧部、
２８０ 塗布部、
２９０ 成形部、
Ｍ 材料。

Claims (12)

1. 電解質膜の両面に触媒層を形成してなる燃料電池用の電極膜を保持するフレーム部材の製造方法であって、
   前記電極膜の外周に取り付けられる基部を、樹脂フィルムから板形状に形成し、
   前記電極膜の面に対して交差する方向から見た平面視において枠形状を有する突出部を、前記樹脂フィルムから前記交差する方向に前記基部から突出させて形成し、
   前記突出部が突出する形状を、前記樹脂フィルムから構成される立体形状によって形成し、
   前記突出部を、短冊形状に切り出した前記樹脂フィルムを前記枠形状に組み合わせることによって形成するフレーム部材の製造方法。
2. 電解質膜の両面に触媒層を形成してなる燃料電池用の電極膜を保持するフレーム部材の製造方法であって、
   前記電極膜の外周に取り付けられる基部を、樹脂フィルムから板形状に形成し、
   前記電極膜の面に対して交差する方向から見た平面視において枠形状を有する突出部を、前記樹脂フィルムから前記交差する方向に前記基部から突出させて形成し、
   前記突出部が突出する形状を、前記樹脂フィルムから構成される立体形状によって形成し、
   前記突出部を、
   前記樹脂フィルムを張り合わせることによって、
   前記樹脂フィルムの端部を複数回折り曲げて重ねることによって、
   前記樹脂フィルムの端部を複数回丸めて重ねることによって、または、
   前記樹脂フィルムの端部を増肉することによって形成するフレーム部材の製造方法。
3. 電解質膜の両面に触媒層を形成してなる燃料電池用の電極膜を保持するフレーム部材の製造方法であって、
   前記電極膜の外周に取り付けられる基部を、樹脂フィルムから板形状に形成し、
   前記電極膜の面に対して交差する方向から見た平面視において枠形状を有する突出部を、前記樹脂フィルムから前記交差する方向に前記基部から突出させて形成し、
   前記突出部が突出する形状を、前記樹脂フィルムから構成される立体形状によって形成し、
   前記突出部を、短冊形状に切り出した前記樹脂フィルムを前記枠形状に組み合わせることによって形成し、
   前記突出部を、
   前記樹脂フィルムを張り合わせることによって、
   前記樹脂フィルムの端部を複数回折り曲げて重ねることによって、
   前記樹脂フィルムの端部を複数回丸めて重ねることによって、または、
   前記樹脂フィルムの端部を増肉することによって形成するフレーム部材の製造方法。
4. 前記突出部を、前記電極膜を臨ませる窓部をくり抜いて枠形状に切り出した前記樹脂フィルムから形成する請求項２に記載のフレーム部材の製造方法。
5. 前記基部を、前記樹脂フィルムによって前記電極膜の外周を挟持するように形成する請求項１〜４のいずれか１項に記載のフレーム部材の製造方法。
6. 前記樹脂フィルムの縁部を折り返して同じ前記樹脂フィルムに重ね合わせる部位において、前記電極膜の外周を挟持する請求項５に記載のフレーム部材の製造方法。
7. 前記樹脂フィルムを折り曲げる場合において、前記樹脂フィルムにおける折り曲げたい部分を加熱しながら折り曲げる請求項２〜４のいずれか１項に記載のフレーム部材の製造方法。
8. 前記樹脂フィルムにおける折り曲げたい部分に、ヒーターを内蔵したガイド部材、またはヒーターを内蔵したローラーを接触させて折り曲げる請求項７に記載のフレーム部材の製造方法。
9. 前記樹脂フィルムを折り曲げる場合において、前記樹脂フィルムにおける折り曲げたい部分にけがきを付し、付されたけがきに沿って折り曲げる請求項２〜４のいずれか１項に記載のフレーム部材の製造方法。
10. 前記けがきを、レーザー加工、型押し、または刃物を用いる切削加工によって実施する請求項９に記載のフレーム部材の製造方法。
11. 前記樹脂フィルムを折り曲げる、または丸める場合において、前記樹脂フィルムを折り曲げた後、または丸めた後に押し潰す請求項２〜４のいずれか１項に記載のフレーム部材の製造方法。
12. 前記樹脂フィルムを増肉する場合において、前記樹脂フィルムの端部を加熱して軟化させた後に、内方側に向けて押し潰すことによって増肉させる請求項２〜４のいずれか１項に記載のフレーム部材の製造方法。