搬送システム、搬送方法及びこの搬送システムを備えた積層接合体製造装置
【課題】省スペースで、積層体固定治具を簡易な排気手段を用いて連続的に排気しながら搬送することができる積層体固定治具の搬送システム、積層体固定治具を搬送する搬送方法及びこの搬送システムを備えた積層接合体製造装置を提供する。
【解決手段】搬送手段２は、積層体固定治具１００を搬送するクランクスライダ搬送装置１０と、クランクスライダ搬送装置１０から積層体固定治具１００を受け取り載置するための中間ステージ２０と、を備えている。クランクスライダ搬送装置１０において積層体固定治具１００を載置するシャトル１３の載置面１３ａには排気手段３により収容空間Ｓを排気するための第１排気コネクタ１３ｂが、中間ステージ２０の載置面２０ａには第２排気コネクタ２０ｂが設けられている。
【解決手段】搬送手段２は、積層体固定治具１００を搬送するクランクスライダ搬送装置１０と、クランクスライダ搬送装置１０から積層体固定治具１００を受け取り載置するための中間ステージ２０と、を備えている。クランクスライダ搬送装置１０において積層体固定治具１００を載置するシャトル１３の載置面１３ａには排気手段３により収容空間Ｓを排気するための第１排気コネクタ１３ｂが、中間ステージ２０の載置面２０ａには第２排気コネクタ２０ｂが設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体高分子型燃料電池用の膜−電極接合体など、膜材料を積層した後に加圧接合してなる積層接合体を製造するために用いる積層体固定治具の搬送システム、積層体固定治具を搬送する搬送方法及びこの搬送システムを備えた積層接合体製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、積層接合体を製造するために、加圧手段の間に膜材料を積層した積層体を搬送して加圧接合する方法が用いられている。この技術は、近年、固体高分子膜、燃料極膜及び空気極膜を積層、接合してなる固体高分子型燃料電池用の膜−電極接合体（Ｍｅｍｂｒａｎｅ−Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ａｓｓｅｍｂｌｙ：以下、ＭＥＡという）の製造にも用いられている。
【０００３】
上述の方法で積層接合体を製造するために、積層体を金属製のシート固定枠に取り付けた可撓性シートの上面に載置し、金属製シート固定枠の上部に、可撓性シートと環状パッキンを取り付けたシート固定枠を重合させ、これらにより画成された密閉室から空気を排出して前記密閉室を減圧し、積層体を固定保持する方法が提案されている（例えば、特許文献１、２）。
【０００４】
また、治具内を吸引し減圧状態で積層体を固定する治具を搬送して連続的に加圧を行う方法が提案されている（例えば、特許文献３−５）。また、加圧手段としてロール式プレスを採用する方法も提案されている（特許文献６）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１９２７５号公報
【特許文献２】特開２００８−１４６８３３号公報
【特許文献３】特開２０００−１８２０１４号公報
【特許文献４】特開２００９−２９００１２号公報
【特許文献５】特開２０１０−６２４６８号公報
【特許文献６】特開２００２−１１７８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１、２に記載の技術では、シート固定枠が積層体の全周を囲んで積層体より厚く形成されているため、直進方向に被加工対象を搬送しながら加圧する方式のロール式プレスやダブルベルト式プレスといった大量生産に向いている連続式プレスによる加圧接合法を適用することができず、効率的な製造ができないという問題があった。
また、特許文献３−５に記載の技術では、積層体を固定する治具の搬送に回転式のターンテーブルを用いて、ターンテーブル円周部にプレス機構などの加工部がターンテーブル旋回軸に対し同心円上に配置されているため、プレス工程が増えるなど多工程化するとターンテーブル円周長を長くするためにターンテーブルが巨大になる。このとき加工部を配置することができないターンテーブル円周部の内側には大きなデッドスペースが生じるという問題があった。
特許文献６に記載の技術では、直進方向に搬送しながら加圧するロール式プレスを採用しているが、装置全体が真空チャンバーとして構成されているので、高価な排気手段が必要であるという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、省スペースで、積層体固定治具を簡易な排気手段を用いて連続的に排気しながら搬送することができる積層体固定治具の搬送システム、積層体固定治具を搬送する搬送方法及びこの搬送システムを備えた積層接合体製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明では、上記目的を実現するために、請求項１に記載の発明では、膜材料が積層された積層体を加圧手段により加圧し積層接合体を製造する積層接合体製造装置において前記積層体を固定する積層体固定治具を搬送する搬送システムであって、前記積層体固定治具に接続可能な排気手段と、前記積層体固定治具を載置するシャトルと、前記シャトルを搬送方向に沿って往復運動させるスライダと、前記スライダを駆動する駆動手段と、を備えた積層体固定治具を搬送する搬送手段と、前記搬送手段により搬送された前記積層体固定治具を前記シャトルから受け取り載置するための中間ステージと、を備え、前記積層体固定治具は、前記積層体を収容可能な収容空間を備え、前記収容空間と連通する排気路が形成され、前記収容空間と排気手段とを接続する排気路を切り替え可能な第１排気ポート及び第２排気ポートを備えており、前記収容空間に積層体を配置し排気手段により前記収容空間を排気することにより、前記積層体を前記収容空間内に密着固定させる治具を用い、前記シャトルは、前記積層体固定治具を載置したときに前記第１排気ポートと連通し、前記排気手段により前記収容空間を排気するための第１排気コネクタを備え、前記中間ステージは、前記積層体固定治具を載置したときに前記第２排気ポートと連通し、前記排気手段により前記収容空間を排気するための第２排気コネクタを備え、前記搬送手段は、前記シャトルに前記積層体固定治具を載置して前記第１排気コネクタを介して前記収容空間を排気した状態で前記加圧手段に向かって前記積層体固定治具を搬送し、搬送方向の下流に位置する中間ステージに前記積層体固定治具を受け渡し、前記中間ステージにおいて前記第２排気コネクタが前記第２排気ポートと連通した後に、排気路を切り替えて前記排気手段により前記収容空間を排気することにより、前記積層体固定治具の収容空間内を排気状態に維持したまま搬送する、という技術的手段を用いる。
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、積層体固定治具を積層体が収容される収容空間を排気手段により連続的に排気し排気状態を維持したまま、搬送手段により積層体固定治具を搬送し、中間ステージに受け渡すことができる。
これにより、省スペースで、積層体固定治具を連続的に排気しながら搬送することができる積層体固定治具の搬送システムを提供することができる。例えば、積層体固定治具を直進方向に搬送する搬送手段を採用すると、各工程を直進方向に配置することができるので、回転式のターンテーブルのように大きなデッドスペースが生じることを避けることができる。
また、簡易な排気手段を採用することができるので、搬送システムに大容量で高価な排気手段を用いる必要がない。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の搬送システムにおいて、前記加圧手段は複数の加圧部を備えており、前記複数の加圧部に対応して前記シャトル及び中間ステージがそれぞれ設けられており、前記搬送手段の複数のシャトルは、連動して作動するように構成されており、前記搬送手段は、中間ステージに載置された積層体固定治具を前記シャトルに受け取って前記第１排気コネクタを介して前記収容空間を排気した状態で搬送し、隣接する下流側の中間ステージに受け渡す、という技術的手段を用いる。
【００１１】
複数の加圧部を備えた加圧手段を用いて、請求項２に記載の発明のような構成を採用することにより、積層体固定治具を上流側の中間ステージからシャトルに受け渡し、シャトルによって搬送し、シャトルから下流側の中間ステージに受け渡すという動作を繰り返すことにより、積層体固定治具を連続して搬送し、連続して加圧することができる。これにより、積層接合体を効率的に製造することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明では、請求項１または請求項２に記載の搬送システムにおいて、前記加圧手段は、被加圧対象を直進方向に搬送して加圧する加圧手段であって、前記積層体固定治具としては、直進方向に搬送しながら加圧可能に構成された積層体固定治具を用い、前記積層体固定治具の加圧は、前記搬送手段により前記積層体固定治具を搬送しながら行われる、という技術的手段を用いる。
【００１３】
請求項３に記載の発明のように、積層体固定治具として直進方向に搬送しながら加圧可能に構成された積層体固定治具を用いて、加圧手段としてロール式プレスまたはダブルベルト式プレスなど、被加圧対象を直進方向に搬送して加圧する加圧手段を採用することができる。これにより、積層体固定治具の加圧を、搬送手段により積層体固定治具を搬送しながら行うことができるので、積層接合体を効率的に製造することができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明では、請求項３に記載の搬送システムにおいて、前記搬送手段は、前記積層体固定治具が前記加圧手段により加圧されている間は、前記積層体固定治具を前記加圧手段の送り速度に合わせた搬送速度で搬送する、という技術的手段を用いる。
【００１５】
請求項４に記載の発明によれば、積層体固定治具が加圧手段により加圧されている間は、加圧手段の送り速度に合わせた搬送速度で搬送するため、積層体固定治具と加圧手段との間に生じる摩擦力を軽減することができ、積層体固定治具や加圧手段の寿命を向上させることができるとともに、積層体に過大な負荷がかかるおそれがなく、高い品質の積層接合体を製造することができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明では、請求項１ないし請求項４のいずれか１つに記載の搬送システムにおいて、前記搬送手段及び中間ステージの少なくとも一方が昇降手段を備え、前記加圧手段により前記積層体固定治具が加圧される加圧面を基準にして、一方が他方に対し相対的に昇降することにより前記積層体固定治具の受け渡しを行う、という技術的手段を用いる。
【００１７】
請求項５に記載の発明のように、加圧手段により積層体固定治具が加圧される加圧面を基準にして、一方が他方に対し相対的に昇降することにより積層体固定治具の受け渡しを行うことにより、加圧面から積層体固定治具が上下することなく、積層体固定治具の受け渡しを確実に行うことができる。
【００１８】
請求項６に記載の発明では、請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載の搬送システムにおいて、第１排気ポート及び第２排気ポートは、前記収容空間に外気が逆流することを防止する逆止弁を備えている、という技術的手段を用いる。
【００１９】
請求項６に記載の発明によれば、第１排気ポート及び第２排気ポートは逆止弁を備えているので、収容空間に外気が逆流し、積層体固定治具を排気状態に維持できなくなることを防止することができる。
【００２０】
請求項７に記載の発明では、請求項１ないし請求項６のいずれか１つに記載の搬送システムにおいて、前記スライダは、一端が回転駆動を行う駆動手段に接続され回動するクランクアームと、クランクアームの他端とお互いに回動可能に一端が接続されたリンクと、リンクの他端と接続されリンクによって往復運動するシャトルを搬送方向に案内するガイドレールと、を備えている、という技術的手段を用いる。
【００２１】
搬送手段のスライダを請求項７に記載の発明のような構成とすることにより、簡単な機構で省スペースの搬送手段とすることができる。
【００２２】
請求項８に記載の発明では、請求項７に記載の搬送システムにおいて、前記クランクアームの回転角の角速度を算出し、算出された角速度に基づいて前記搬送手段による前記積層体固定治具の搬送速度を制御する、という技術的手段を用いる。
【００２３】
請求項７に記載の発明の構成を採用した場合には、請求項８に記載の発明のように、クランクアームの回転角の角速度を算出し、算出された角速度に基づいて搬送手段による前記積層体固定治具の搬送速度を制御することにより、搬送速度を高い精度で制御することができる。
【００２４】
請求項９に記載の発明では、積層接合体製造装置が請求項１ないし請求項８のいずれか１つに記載の搬送システムを備えた、という技術的手段を用いる。
【００２５】
請求項９に記載の発明のように、積層接合体製造装置に、請求項１ないし請求項８のいずれか１つに記載の搬送システムを用いることにより、積層体固定治具を連続的に排気しながら搬送することができる積層接合体製造装置とすることができる。例えば、積層体固定治具を直進方向に搬送する積層接合体製造装置では、各工程を直進方向に配置することができるので、搬送手段として回転式のターンテーブルを用いた場合のように大きなデッドスペースが生じることを避けることができ、積層接合体製造装置を小型化することができる。
また、簡易な排気手段を採用することができるので、大容量で高価な排気手段を用いる必要がない。
【００２６】
請求項１０に記載の発明では、膜材料が積層された積層体を加圧手段により加圧し積層接合体を製造する積層接合体製造装置において前記積層体を固定する積層体固定治具を搬送する搬送方法であって、前記積層体固定治具に接続可能な排気手段と、前記積層体固定治具を載置するシャトルと、前記シャトルを搬送方向に沿って往復運動させるスライダと、前記スライダを駆動する駆動手段と、を備えた積層体固定治具を搬送する搬送手段と、前記搬送手段により搬送された前記積層体固定治具を前記シャトルから受け取り載置するための中間ステージと、を用意し、前記積層体固定治具は、前記積層体を収容可能な収容空間を備え、前記収容空間と連通する排気路が形成され、前記収容空間と排気手段とを接続する排気路を切り替え可能な第１排気ポート及び第２排気ポートを備えており、前記収容空間に積層体を配置し排気手段により前記収容空間を排気することにより、前記積層体を前記収容空間内に密着固定させる治具を用い、前記第１排気ポートから前記収容空間を排気した状態で前記加圧手段の上流から前記加圧手段に向かって前記積層体固定治具を搬送する工程と、前記搬送された積層体固定治具を搬送方向の下流に位置する中間ステージに受け渡し、前記中間ステージにおいて排気路を切り替えて前記第２排気ポートから前記収容空間を排気する工程と、を備えた、という技術的手段を用いる。
【００２７】
請求項１０に記載の発明によれば、積層体固定治具を積層体が収容される収容空間を排気手段により連続的に排気し排気状態を維持したまま、搬送手段により積層体固定治具を搬送し、中間ステージに受け渡すことができる。
これにより、積層体固定治具を連続的に排気しながら、例えば、直進方向に搬送することができる。積層体固定治具を直進方向に搬送する搬送方法では、各工程を直進方向に配置することができるので、搬送手段として回転式のターンテーブルを用いた場合のように大きなデッドスペースが生じることを避けることができる。
また、簡易な排気手段を採用することができるので、大容量で高価な排気手段を用いる必要がない。
【００２８】
請求項１１に記載の発明では、請求項１０に記載の搬送方法において、前記加圧手段が、被加圧対象を直進方向に搬送して加圧する加圧手段である場合に、前記積層体固定治具が前記加圧手段により加圧されている間に、前記積層体固定治具を前記加圧手段の送り速度に合わせた搬送速度で搬送する工程を更に備えた、という技術的手段を用いる。
【００２９】
請求項１１に記載の発明によれば、積層体固定治具が加圧手段により加圧されている間は、加圧手段の送り速度に合わせた搬送速度で搬送するため、積層体固定治具と加圧手段との間に生じる摩擦力を軽減することができ、積層体固定治具や加圧手段の寿命を向上させることができるとともに、積層体に過大な負荷がかかるおそれがなく、高い品質の積層接合体を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の搬送システムを用いる積層接合体製造装置の構成を示すブロック図である。
【図２】積層体固定治具の構造を示す説明図である。図２（Ａ）は第１固定部材及びシール部材の平面説明図、図２（Ｂ）は第２固定部材の平面説明図である。
【図３】積層体固定治具に積層体を配置した状態を示す平面説明図である。
【図４】積層体固定治具に積層体を配置した状態を示す断面説明図である。図４（Ａ）は図３のＡ−Ａ矢視断面図、図４（Ｂ）は図３のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図５】積層体固定治具に積層体を配置した状態を示す断面説明図である。図５（Ａ）は図３のＣ−Ｃ矢視断面図、図５（Ｂ）は図３のＤ−Ｄ矢視断面図である。
【図６】本発明の搬送システムを備えた積層接合体製造装置の構成を示す説明図である。図６（Ａ）は斜視説明図、図６（Ｂ）は平面説明図である。
【図７】本発明の搬送システムを備えた積層接合体製造装置の構成を示す説明図である。図７（Ａ）はクランクスライダ搬送装置近傍を拡大した斜視説明図、図７（Ｂ）はクランクスライダ搬送装置のシャトル及び中間ステージ近傍を拡大した斜視説明図である。
【図８】本発明の搬送システムによる積層体固定治具の搬送工程を示す説明図である。図８（Ａ）は斜視説明図、図８（Ｂ）は平面説明図である。
【図９】積層体固定治具の加圧工程を示す説明図である。図９（Ａ）は斜視説明図、図９（Ｂ）は平面説明図である。
【図１０】本発明の搬送システムによる積層体固定治具の搬送工程を示す説明図である。図１０（Ａ）は側面説明図、図１０（Ｂ）は図１０（Ａ）のＡ−Ａ矢視断面説明図である。
【図１１】本発明の搬送システムによる積層体固定治具の搬送工程を示す説明図である。図１１（Ａ）は斜視説明図、図１１（Ｂ）は平面説明図である。
【図１２】積層体固定治具の搬送に伴うシャトル及び中間ステージの動き、第１排気コネクタ及び第２排気コネクタの動きを説明するための断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明について図面を参照して説明する。図１に示すように、膜材料が積層された積層体を固定する積層体固定治具を用い、積層体を加圧手段により加圧接合し積層接合体を製造する積層接合体製造装置１は、被加圧対象を一方向に搬送しながら連続的に加圧する直進方式の加圧手段５と、積層体固定治具を加圧手段５に搬送し、加圧手段５から搬出する搬送手段２と、搬送手段２を介して後述する積層体固定治具の収容空間を排気する排気手段３と、加圧手段５、搬送手段２及び排気手段３を制御する制御手段４と、を備えている。本実施形態では、搬送システムＴは、搬送手段２及び排気手段３により構成される積層体固定治具を直進方向に搬送する搬送システムである。ここで、積層接合体の例としては、固体高分子膜、燃料極膜及び空気極膜を積層、接合してなる固体高分子型燃料電池用の膜−電極接合体（Ｍｅｍｂｒａｎｅ−Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ａｓｓｅｍｂｌｙ）が挙げられる。
【００３２】
加圧手段５は、被加圧対象を一方向に搬送しながら連続的に加圧する直進方式の加圧手段であって、本実施形態では、ロール式プレスを採用する。その他、ダブルベルト式プレスなどの直進方式の加圧手段を用いることもできる。
【００３３】
排気手段３は、真空ポンプ３ａと、積層体固定治具の収容空間の真空度や積層体固定治具の載置状態などを検出するための圧力スイッチ３ｂを備えている。
【００３４】
制御手段４は、加圧力、加圧温度、送り速度などの加圧条件、収容空間の圧力、後述する近接センサ１３ｃ（図７（Ｂ））などの信号に基づいて、加圧手段５、搬送手段２及び排気手段３の制御を行う。
【００３５】
積層体固定治具の一実施例について、図２ないし５を参照して説明する。積層体固定治具１００は、後述するシャトル１３及び中間ステージ２０を介して排気手段３と接続される第１固定部材１１０、第１固定部材１１０に組み合わせて用いられる第２固定部材１２０及びシール部材１３０を備えている。
【００３６】
第１固定部材１１０は、加圧手段５への搬送方向に略平行に配置される角柱状に形成された第１柱状部材１１１、１１１の間に、可撓性を有する帯状の部材からなる第１シート部材１１２が張り渡されて形成されている。第１シート部材１１２は例えば金属材料であるステンレス鋼からなる。
【００３７】
第１シート部材１１２はシール部材１３０とともに、それぞれの端部が、板状の第１押さえ部材１１３により、第１柱状部材１１１の長手方向に延びる面の１つ（図４（Ａ））にそれぞれ固定されている。
【００３８】
第１シート部材１１２の第１柱状部材１１１と当接する領域には、排気路１１４が開口する位置に対応して排気孔１１２ａが貫通形成されている。排気孔１１２ａは各第１柱状部材１１１にそれぞれ形成されており、真空パッド１１５を介して排気路１１４にそれぞれ連通している。
【００３９】
排気路１１４は、真空ポンプ３ａに接続され、後述する収容空間Ｓと連通するように、第１柱状部材１１１に形成されている。排気路１１４は途中で第１排気路１１４ａと第２排気路１１４ｂとに分岐し、第１排気路１１４ａが外方に配置された第１排気ポート１１６の連通部１１６ｄ（図１２）に、第２排気路１１４ｂが第２排気ポート１１７の連通部１１７ｄにそれぞれ連通して接続されている。
【００４０】
第２排気ポート１１７は、図４（Ａ）に示すように、連通部１１７ｄの内部に、収容空間Ｓに外気が逆流することを防止する逆止弁１１７ａと、逆止弁１１７ａの下面に設けられ、第２排気路１１４ｂが連通部１１７ｄに接続される開口部の開閉を行うシール部材１１７ｂと、逆止弁１１７ａをシール部材１１７ｂが前記開口部を閉じる方向（図中下方）に付勢するスプリング１１７ｃを備えている。
【００４１】
第２排気ポート１１７は、通常、逆止弁１１７ａにより連通部１１７ｄと第２排気路１１４ｂとが連通しない状態である。ここで、逆止弁１１７ａが後述する第２排気コネクタ２０ｂにより上方に押し上げられると、シール部材１１７ｂにより閉じられていた第２排気路１１４ｂの開口部が開いて、連通部１１７ｄと第２排気路１１４ｂとが連通する。これにより、収容空間Ｓが第２排気ポート１１７と連通し、収容空間Ｓの内部を排気することができる。
【００４２】
第１排気ポート１１６も第２排気ポート１１７と同様の構成を備えており、これらにより収容空間Ｓと連通する排気路１１４のいずれかから排気するかを切り替えることができる。第１排気ポート１１６及び第２排気ポート１１７はそれぞれ逆止弁１１６ａ、１１７ａを備えているので、収容空間Ｓに外気が逆流し、積層体固定治具１００を排気状態に維持できなくなることを防止することができる。
【００４３】
第１柱状部材１１１には、対向して配置される第２柱状部材１２１の位置決めを行う位置決めピン１１８が設けられている。
【００４４】
第２固定部材１２０は、第１柱状部材１１１と対向して配置される第２柱状部材１２１、１２１の間に、可撓性を有する帯状の部材からなる第２シート部材１２２が張り渡されて形成されている。第２柱状部材１２１、１２１間の第２シート部材１２２の外形は、第１柱状部材１１１、１１１間の第１シート部材１１２の外形と略同一になるように形成されている。
【００４５】
第２シート部材１２２は、可撓シート部材１２２ａである可撓性を有する樹脂材料であるガラス繊維で補強され帯電防止処理されたテフロン（登録商標）に、可撓シート部材１２２ａより硬質で可撓性を有する材料からなり、矩形の板状に形成された剛性付与部材１２２ｂが貼り合わされて一体的に形成されている。
剛性付与部材１２２ｂは、第１固定部材１１０と第２固定部材１２０を組み合わせたときに、積層体Ｗ側に面し、積層体Ｗを加圧可能な位置に配置され、積層体Ｗの寸法以上かつ収容空間形成部材１３１の外形を超えない大きさに形成される。剛性付与部材１２２ｂを前記寸法に形成することにより、積層体Ｗを確実に固定し、均一に加圧することができるとともに、第２シート部材１２２はシール部材１３０に密着するため収容空間Ｓを確実に気密状態に保つことができる。本実施形態では、収容空間形成部材１３１の外形と略同一になるように形成されている。
【００４６】
第２シート部材１２２は、第２柱状部材１２１に沿って折り曲げられ、側面方向で第２押さえ部材１２３により固定されている。第２押さえ部材１２３には、第２シート部材１２２を固定するための固定ねじ１２４と、第２押さえ部材１２３の位置を調節するための調節ビス１２５と、が設けられている。
【００４７】
第２押さえ部材１２３には、第１固定部材１１０の位置決めピン１１８を挿通して第２固定部材１２０の位置決めを行うための位置決め穴１２６が貫通形成されている。
【００４８】
シール部材１３０は、第１柱状部材１１１、１１１と第２柱状部材１２１、１２１とにより対向するように位置決めされた第１シート部材１１２と第２シート部材１２２との間に配置される。シール部材１３０には、第１シート部材１１２と第２シート部材１２２とが対向して形成される空間を積層体Ｗが収容可能に区画する収容部１３０ａと、収容部１３０ａと連通して形成され、第１シート部材１１２、第２シート部材１２２及び収容空間形成部材１３１により区画された密閉空間である収容空間Ｓの内部を排気するために形成された排気部１３０ｂと、が形成されている。シール部材１３０は、第１シート部材１１２と第２シート部材１２２との間に挟みこまれることにより側壁の役割を果たす。
【００４９】
排気部１３０ｂは、収容部１３０ａと連通して第１柱状部材１１１側に向かって突出して、第１シート部材１１２の排気孔１１２ａが面するように形成されている。また、収容部１３０ａに収容された積層体Ｗが移動しないように収容部１３０ａより小さく形成されている。
【００５０】
第１シート部材１１２の収容部１３０ａの内部には、矩形の枠状に形成された収容空間形成部材１３１が設けられている。本実施形態では、収容空間形成部材１３１は金属材料であるステンレス鋼により積層体Ｗよりも薄く形成され、耐熱接着剤により第１シート部材１１２に貼り付けられている。
【００５１】
収容空間形成部材１３１は、第１シート部材１１２と第２シート部材１２２との間に挟みこまれた状態で、収容部１３０ａを、収容空間形成部材１３１の内部で積層体Ｗが位置決めされて配置される収容空間Ｓと、収容空間形成部材１３１の外周で排気部１３０ｂと連通し収容空間Ｓ内部を排気するための流路空間Ｈと、に区画する。
これにより、積層体Ｗを収容空間Ｓ内部に正確に位置決めすることができるとともに、排気のための流路空間Ｈを確保し、積層体Ｗの位置ずれなどにより排気流路が閉塞することがなく、収容空間Ｓ内部を確実に排気することができる。
【００５２】
収容空間形成部材１３１の上面には、収容空間形成部材１３１の一部の厚さを増大させるための厚さ調整部材１３２が備えられている。
厚さ調整部材１３２は、少なくとも搬送方向の下流側の１辺に設けられ、本実施形態では、矩形の枠状に形成された収容空間形成部材１３１の４辺のうち、搬送方向に略垂直となる２辺に設けられている。厚さ調整部材１３２は、収容空間形成部材１３１の厚さとの合計が、積層体Ｗの厚さ以上となるように形成されている。これにより、徐々に積層体Ｗを加圧することができるので、積層体Ｗの端部に過大な荷重が負荷されて損傷することを避けることができる。
【００５３】
収容空間形成部材１３１及び厚さ調整部材１３２を形成する材料として、金属材料、特に、ステンレス鋼を好適に用いることができる。ステンレス鋼は耐熱性ゴム材料などと比較して材料が安価であり、加工も容易であるので、積層体固定治具の製造コストを安価に抑えることができる。また、金属材料は耐久性や耐熱性が高いので、長期にわたって繰り返し使用できるとともに積層体を高温に加熱しながら加圧接合する場合に好適に用いることができる。また、本実施形態では、同様の理由により、シール部材１３０としてステンレス鋼を採用した。
【００５４】
流路カバー１７０は、排気部１３０ｂの少なくとも一部を覆い、収容部１３０ａが露出するように形成された矩形状の開口部を備え、外形が矩形状に形成された板状の部材である。これにより、収容空間Ｓの排気時に第２シート部材１２２が排気部１３０ｂに引き込まれることを防ぐことができるので、排気孔１１２ａが第２シート部材１２２により閉塞して収容空間Ｓの十分な排気ができなくなることを防ぐことができる。
【００５５】
積層体固定治具１００は、上述の構成により、収容空間Ｓに積層体Ｗを配置し、排気手段３により収容空間Ｓを排気することにより、第１シート部材１１２及び第２シート部材１２２を収容空間Ｓに配置された積層体Ｗに密着させて積層体Ｗを固定することができる。
【００５６】
そして、固定された積層体Ｗをロール式プレスなどの加圧手段により加圧して接合し、積層接合体を製造することができる。
【００５７】
なお、積層体固定治具は、積層体を収容可能な収容空間を備え、排気手段に接続され、収容空間と連通する排気路が形成され、収容空間と排気手段とを接続する排気路を切り替え可能な第１排気ポート及び第２排気ポートを備えており、収容空間に積層体を配置し排気手段により前記収容空間を排気することにより、積層体を収容空間内に密着固定させ、一方向に搬送しながら加圧可能に構成されていればよく、本実施例で示した構造の積層体固定治具以外にも、例えば、出願人が特願２０１１−２２６７７６で開示した積層体固定治具のような、積層体を配置した空間を減圧して積層体を固定する方式の積層体固定治具であって、収容空間と排気手段とを接続する排気路を切り替え可能な第１排気ポート及び第２排気ポートを備えているものを採用することができる。
【００５８】
次に、積層接合体製造装置１の構成について図６及び図７を参照して説明する。図６（Ａ）において、積層体固定治具１００は左手前側から右奥側に搬送され、左手前側が搬送方向の上流となる。図６（Ｂ）においては、積層体固定治具１００は左側から右側に搬送され、左側が搬送方向の上流となる。なお、図６及び図７（Ａ）では、積層体固定治具１００を搬送する途中の各部材の配置を、図７（Ｂ）では、積層体固定治具１００を搬送後の各部材の配置を示している。
【００５９】
図６に示すように、本実施形態において、加圧手段５は、４組の加圧ロール５０を備え連続して加圧可能なロール式プレスである。加圧ロール５０としては、電気ヒーターなどの加熱手段を内蔵し、積層体Ｗを加熱して加圧するホットプレスを行うためのホットプレスロールを用いることができる。また、ホットプレスロールの下流側に、冷媒配管などの冷却手段を内蔵し、積層体Ｗを冷却しながら加圧するコールドプレスを行うためのコールドプレスロールを設けることもできる。
【００６０】
図６及び図７に示すように、搬送手段２は、積層体固定治具１００を加圧手段５に搬送及び加圧手段５から搬出するクランクスライダ搬送装置１０と、加圧手段５による加圧工程を経た積層体固定治具１００を加圧手段５の下流でクランクスライダ搬送装置１０から受け取り載置するための中間ステージ２０と、を備えている。ここで、ガイドレール１５は、加圧ロール５０の加圧部の外側に設けられており、加圧ロール５０が第１シート部材１１２及び第２シート部材１２２のみを加圧することができるように構成されている。
【００６１】
クランクスライダ搬送装置１０は、積層体固定治具１００を載置するシャトル１３と、クランクアーム１１、リンク１２及びガイドレール１５から構成されシャトル１３を搬送方向に沿って往復運動させるスライダと、スライダを駆動する駆動手段であるモータ１４と、を備えている。スライダをこのような構成にすることにより、簡単な機構で省スペースの搬送手段とすることができる。また、クランクスライダ搬送装置１０は、鉛直方向に昇降可能な昇降手段である昇降シリンダ１６に接続されており、全体が鉛直方向に昇降可能に構成されている。
【００６２】
ガイドレール１５は、加圧ロール５０の加圧部の外方に、搬送方向に平行に設けられており、クランクアーム１１、リンク１２及びシャトル１３は各ガイドレール１５に対応して搬送方向に向かって垂直方向に対向して設けられている。本実施形態では、シャトル１３は、加圧ロール５０に対応して６か所に設けられており、連動して作動するように接続されて形成されている。
【００６３】
クランクアーム１１の一端はモータ１４に回動可能に接続され、他端は回動支点１１ａにおいてリンク１２の一端にお互いに回動可能に接続されている。リンク１２の他端は一番上流のシャトル１３に接続されている。ガイドレール１５は、リンク１２によって往復運動するシャトル１３を加圧ロール５０に向かう搬送方向に案内する。
【００６４】
シャトル１３は、積層体固定治具１００を第１柱状部材１１１で載置して固定する。第１柱状部材１１１を載置する載置面１３ａには、積層体固定治具１００を載置したときに第１排気ポート１１６と連通し、排気手段３により収容空間Ｓを排気するための第１排気コネクタ１３ｂと、載置面１３ａに積層体固定治具１００が載置されたか否かを判定するための近接センサ１３ｃと、積層体固定治具１００の位置決めを行う位置決めピン１３ｄが設けられている。
【００６５】
第１排気コネクタ１３ｂは、第１排気ポート１１６に挿入可能に上方に突出して設けられており、図示しない真空配管により排気手段に接続されている。ここで、対向する１組のシャトル１３のうち少なくとも１方のシャトル１３に設けられた第１排気コネクタ１３ｂが圧力スイッチ３ｂに接続されている。
【００６６】
中間ステージ２０は、シャトル１３よりも内側に設けられ、シャトル１３から、積層体固定治具１００を受け取り、載置面２０ａに第１柱状部材１１１を載置する。載置面２０ａには、第２排気ポート１１７と連通し、排気手段３により収容空間Ｓを排気するための第２排気コネクタ２０ｂが設けられている。第２排気コネクタ２０ｂは、第２排気ポート１１７に挿入可能に上方に突出して設けられており、図示しない真空配管により排気手段３に接続されている。ここで、対向する１組の中間ステージ２０のうち少なくとも１方の中間ステージ２０に設けられた第２排気コネクタ２０ｂが圧力スイッチ３ｂに接続されている。
【００６７】
中間ステージ２０は、鉛直方向に昇降可能な昇降手段である昇降シリンダ２１に接続されており、各中間ステージ２０が連動して鉛直方向に昇降可能に構成されている。本実施形態では、中間ステージ２０は、加圧ロール５０に対応して上流と下流のそれぞれに、計５か所設けられている。
【００６８】
クランクスライダ搬送装置１０は、シャトル１３が最も上流側（図８）及び最も下流側（図１１）に位置するときに、中間ステージ２０と隣接する位置となるように構成されている。
【００６９】
搬送システムＴを用いた積層体固定治具１００の搬送方法及び積層接合体の製造方法を図８ないし１２を参照して説明する。ここで、図１２は、第１排気ポート１１６と第２排気ポート１１７とが並んで見えるように、図３のＸ方向から見た搬送方向に向かって右側の構成を示す断面説明図であり、積層体固定治具１００の搬送に伴うシャトル１３及び中間ステージ２０の動き、第１排気コネクタ１３ｂ及び第２排気コネクタ２０ｂの動きを模式的に説明するため、構造を模式的に示すとともに、一部の構成を省略、簡素化したものである。
【００７０】
まず、図８に示すように、回動支点１１ａが最も上流側にある位置、つまり、シャトル１３が最も上流側にある状態で、シャトル１３の載置面１３ａに第１柱状部材１１１を載置することにより積層体固定治具１００を載置する。このとき、中間ステージ２０は、昇降シリンダ２１によりシャトル１３よりも下方に下げられている。なお、図８には積層体固定治具１００は２個載置されているが、これに限定されるものではない。
【００７１】
ここで、図１２（Ａ）に示すように、第１柱状部材１１１には、第１排気ポート１１６に第１排気コネクタ１３ｂのみが挿入されて接続されている。第１排気コネクタ１３ｂが第１排気ポート１１６に挿入されると、スプリング１１６ｃにより図中下方に付勢されていた逆止弁１１６ａが押し上げられる。これにより、シール部材１１６ｂにより閉じられていた第１排気路１１４ａの開口部が開いて、連通部１１６ｄと第１排気路１１４ａとが連通する。これにより、収容空間Ｓが第１排気路１１４ａを介して第１排気ポート１１６と連通し、収容空間Ｓの内部を排気することができる。
【００７２】
次に、図９に示すように、モータ１４を作動させクランクアーム１１を回動させると、リンク１２を介してシャトル１３がガイドレール１５に沿って移動し、積層体固定治具１００が収容空間Ｓの排気を継続しながら加圧ロール５０に向かって搬送される。ここで、積層体固定治具１００は、第１シート部材１１２及び第２シート部材１２２が加圧ロール５０による加圧面上となるように搬送される。
【００７３】
そして、積層体固定治具１００が加圧ロール５０に達すると、図１０に示すように、加圧ロール５０により、下流に搬送されながら第１シート部材１１２及び第２シート部材１２２を介して積層体Ｗに加圧力が負荷される。これにより、積層体Ｗが接合され、積層接合体が製造される。
【００７４】
ここで、制御手段４は、少なくとも加圧ロール５０において加圧されている間は、積層体固定治具１００が、あらかじめ設定された加圧ロール５０の送り速度に合わせた搬送速度で搬送するように制御する。クランクアーム１１の回転角θ（図１０（Ａ））をモータ１４のエンコーダにより検出し、クランク角速度ωを算出し、加圧ロール５０の送り速度ｖを基準に速度制御の指令値に逐次設定し、次式に基づいて制御する。ここで、クランクアームの長さをｒ、リンクの長さをＬ、リンク比λ＝ｒ／Ｌとする。
【００７５】
【数１】
【００７６】
これにより、積層体固定治具１００と加圧ロール５０との間に生じる摩擦力を軽減することができ、積層体固定治具１００や加圧ロール５０の寿命を向上させることができるとともに、積層体に過大な負荷がかかるおそれがなく、高い品質の積層接合体を製造することができる。更に、シャトル１３の搬送変位を検出する搬送用エンコーダと、加圧手段の送り変位を検出する加圧手段送り用エンコーダと、により搬送速度と加圧手段の速度のズレを検出し、速度のズレを補正するようにモータ１４の送り速度を式１に基づいて補正制御することもできる。これによれば、加圧手段の送り速度と積層体固定治具の搬送速度とを更に高精度に同期させることができるようになる。
【００７７】
続いて、図１１に示すように、回動支点１１ａが最も下流側の位置に到達すると、シャトル１３が最も下流側にある状態となり、加圧ロール５０から積層体固定治具１００が搬出された状態となる。このとき、シャトル１３と隣接した下方に中間ステージ２０が位置している。中間ステージ２０は下方に位置しているため、第２排気コネクタ２０ｂは図１２（Ｂ）に示すように、第２排気ポート１１７の下方に位置している。
【００７８】
続いて、中間ステージ２０が昇降シリンダ２１により上昇し、載置面２０ａとシャトル１３の載置面１３ａとが同じ高さになるように上昇する。これにより、積層体固定治具１００は、シャトル１３と中間ステージ２０との双方に載置され、図１２（Ｃ）に示すように第２排気コネクタ２０ｂが第２排気ポート１１７に挿入されて収容空間Ｓと連通する。つまり、第１排気ポート１１６及び第２排気ポート１１７がともに収容空間Ｓと連通しており、収容空間Ｓが排気される。
【００７９】
続いて、クランクスライダ搬送装置１０が昇降シリンダ１６により下降する。これにより、積層体固定治具１００を載置するのは、中間ステージ２０のみとなり、積層体固定治具１００がシャトル１３から中間ステージ２０に受け渡される。このとき、図１２（Ｄ）に示すように、シャトル１３が下降することにより第１排気コネクタ１３ｂが下降して排気路が第２排気路１４ｂに切り替わり、第２排気コネクタ２０ｂにより収容空間Ｓの排気を継続する。
【００８０】
クランクスライダ搬送装置１０は下降した状態のまま、モータ１４によりクランクアーム１１を駆動してシャトル１３を最も上流の位置に戻す。
【００８１】
そして、クランクスライダ搬送装置１０は昇降シリンダ１６により上昇すると図１２（Ｃ）と同様の状態となる。更に、中間ステージ２０が昇降シリンダ２１により下降すると図１２（Ａ）と同様の状態となる。その後、上述の工程の工程を繰り返すことにより、積層体固定治具１００は、次々に上流側の中間ステージ２０からシャトル１３に受け渡され、シャトル１３によって搬送されながら加圧ロール５０により加圧され、シャトル１３から下流側の中間ステージ２０に受け渡され、収容空間Ｓの排気状態を維持したまま、上流側から下流側へ搬送される。
【００８２】
また、上述のように加圧ロール５０による加圧面を基準にして、シャトル１３と中間ステージ２０との一方が他方に対し相対的に昇降することにより積層体固定治具１００の受け渡しを行うことにより、加圧面から積層体固定治具１００が上下することなく、積層体固定治具１００の受け渡しを確実に行うことができる。
【００８３】
近接センサ１３ｃは、中間ステージ２０にも設けることができる。制御手段４は、近接センサ１３ｃからの信号により積層体固定治具１００がシャトル１３、中間ステージ２０に正しく載置されているか否かを判定し、正しく載置いないと判定した場合に、警報を出すとともに搬送システムＴの全ての駆動箇所（搬送手段２、加圧ロール５０など）を停止する。
【００８４】
また、制御手段４は、圧力スイッチ３ｂからの信号により、収容空間Ｓの圧力が許容範囲内になっているか否かを判定し、許容範囲内でないと判定した場合には、積層体固定治具１００内の積層体Ｗは不良として履歴を残し、不良品として処理する。また、圧力スイッチ３ｂを用いて収容空間Ｓの内部を所定の圧力に制御することができるので、第１シート部材１１２及び第２シート部材１２２が積層体Ｗに密着し固定する力を制御することができる。
【００８５】
（変更例）
加圧手段５の加圧ロール５０の数は製造する積層接合体や工程にあわせて任意に設定することができる。また、本実施形態では、搬送手段としてクランクスライダ搬送装置１０を採用したが、被加圧対象を一方向に搬送する搬送手段としてその他の方式を採用することができる。例えば、ボールねじを用いた搬送手段を用いることもできる。
本実施形態では、クランクスライダ搬送装置１０及び中間ステージ２０がそれぞれ昇降手段を備える構成であるが、いずれか一方でもよく、積層体固定治具１００の受け渡しが可能であれば昇降手段を備えなくてもよい。
【００８６】
積層接合体製造装置１は、加圧ロール５０から見て積層体固定治具１００の搬送方向の上流側に設けられ積層体固定治具１００と積層体Ｗとを予備加熱する予備加熱部や搬送方向の下流側に設けられ積層体固定治具１００と積層体Ｗとを冷却する余熱除去部を設けることもできる。これにより、確実な加熱及び冷却が短時間で可能となり、生産性を向上させることができる。予備加熱部、余熱除去部における積層体固定治具１００の搬送、受け渡しも搬送システムＴを採用することができる。
【００８７】
本実施形態では、加圧手段５としてロール式プレスを採用したが、これに限定されるものではない。先に例示したダブルベルト式プレスなどの直進方式の加圧手段以外にも、平板プレスなどのバッチ式の加圧手段を用いることもできる。平板プレスを採用する場合には、積層体固定治具１００が中間ステージ２０に載置された状態で加圧を行うことができる。あるいは、中間ステージ２０と中間ステージ２０の間に積層体固定治具１００を停止させた状態で加圧を行うこともできる。
【００８８】
［実施形態の効果］
本発明の積層体固定治具１００の搬送システムＴ、積層体固定治具１００の搬送方法及びこの搬送システムＴを備えた積層接合体製造装置１は、積層体固定治具１００を直進方向に搬送する搬送システムＴを採用しているため、各工程を直進方向に配置することができるので、回転式のターンテーブルのように大きなデッドスペースが生じることを避けることができる。これにより、搬送システムＴを省スペースなシステムとすることができ、積層接合体製造装置１を小型化することができる。
そして、上述した構成を備えているため、積層体固定治具１００を積層体Ｗが収容される収容空間Ｓの排気状態を維持したまま、上流側の中間ステージ２０からシャトル１３に受け渡し、シャトル１３によって搬送し、シャトル１３から下流側の中間ステージ２０に受け渡すという動作を繰り返すことにより、積層体固定治具１００を連続して搬送し、連続して加圧することができる。
また、積層体固定治具１００が加圧ロール５０により加圧されている間は、加圧ロール５０の送り速度に合わせた搬送速度で搬送するため、積層体固定治具１００と加圧ロール５０との間に生じる摩擦力を軽減することができ、積層体固定治具１００や加圧ロール５０の寿命を向上させることができるとともに、積層体Ｗに過大な負荷がかかるおそれがなく、高い品質の積層接合体を製造することができる。
これらにより、被加圧対象を一方向に搬送しながら連続的に加圧する直進方式の加圧手段（ロール式プレスやダブルベルト式プレスなど）に好適に用いることができる搬送システムＴを提供することができ、積層接合体を効率的に製造することができる。
また、簡易な排気手段を採用することができるので、搬送システムに大容量で高価な排気手段を用いる必要がない。
【００８９】
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、積層体固定治具１００を直進方向に搬送する搬送システムＴについて示したが、これに限定されるものではない。例えば、ガイドレール１５を円弧などの曲線状に形成し、クランクアーム１１とリンク１２との接続箇所およびリンク１２とシャトル１３の接続箇所を３次元的に可動に構成することで、積層体固定治具１００を直進方向以外に搬送することもできる。更には、中間ステージ２０を方向転換の基点として前後のガイドレール１５を非直線状に配置することで中間ステージ２０を基点として積層体固定治具１００の搬送方向を変換することもできる。
【符号の説明】
【００９０】
１…積層接合体製造装置
２…搬送手段
３…排気手段
３ａ…真空ポンプ
３ｂ…圧力スイッチ
４…制御手段
５…加圧手段
１０…クランクスライダ搬送装置
１１…クランクアーム
１１ａ…回動支点
１２…リンク
１３…シャトル
１３ａ…載置面
１３ｂ…第１排気コネクタ
１３ｃ…近接センサ
１３ｄ…位置決めピン
１４…モータ
１５…ガイドレール
１６…昇降シリンダ
２０…中間ステージ
２０ａ…載置面
２０ｂ…第２排気コネクタ
２１…昇降シリンダ
５０…加圧ロール
１００…積層体固定治具
１１０…第１固定部材
１１１…第１柱状部材
１１２…第１シート部材
１１２ａ…排気孔
１１３…第１押さえ部材
１１４…排気路
１１４ａ…第１排気路
１１４ｂ…第２排気路
１１５…真空パッド
１１６…第１排気ポート
１１６ａ…逆止弁
１１６ｂ…シール部材
１１６ｃ…スプリング
１１６ｄ…連通部
１１７…第２排気ポート
１１７ａ…逆止弁
１１７ｂ…シール部材
１１７ｃ…スプリング
１１７ｄ…連通部
１１８…位置決めピン
１２０…第２固定部材
１２１…第２柱状部材
１２２…第２シート部材
１２２ａ…可撓シート部材
１２２ｂ…剛性付与部材
１２３…第２押さえ部材
１２４…固定ねじ
１２５…調節ビス
１２６…位置決め穴
１３０…シール部材
１３０ａ…収容部
１３０ｂ…排気部
１３１…収容空間形成部材
１３２…厚さ調整部材
１７０…流路カバー
Ｓ…収容空間
Ｔ…搬送システム
Ｗ…積層体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体高分子型燃料電池用の膜−電極接合体など、膜材料を積層した後に加圧接合してなる積層接合体を製造するために用いる積層体固定治具の搬送システム、積層体固定治具を搬送する搬送方法及びこの搬送システムを備えた積層接合体製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、積層接合体を製造するために、加圧手段の間に膜材料を積層した積層体を搬送して加圧接合する方法が用いられている。この技術は、近年、固体高分子膜、燃料極膜及び空気極膜を積層、接合してなる固体高分子型燃料電池用の膜−電極接合体（Ｍｅｍｂｒａｎｅ−Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ａｓｓｅｍｂｌｙ：以下、ＭＥＡという）の製造にも用いられている。
【０００３】
上述の方法で積層接合体を製造するために、積層体を金属製のシート固定枠に取り付けた可撓性シートの上面に載置し、金属製シート固定枠の上部に、可撓性シートと環状パッキンを取り付けたシート固定枠を重合させ、これらにより画成された密閉室から空気を排出して前記密閉室を減圧し、積層体を固定保持する方法が提案されている（例えば、特許文献１、２）。
【０００４】
また、治具内を吸引し減圧状態で積層体を固定する治具を搬送して連続的に加圧を行う方法が提案されている（例えば、特許文献３−５）。また、加圧手段としてロール式プレスを採用する方法も提案されている（特許文献６）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１９２７５号公報
【特許文献２】特開２００８−１４６８３３号公報
【特許文献３】特開２０００−１８２０１４号公報
【特許文献４】特開２００９−２９００１２号公報
【特許文献５】特開２０１０−６２４６８号公報
【特許文献６】特開２００２−１１７８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１、２に記載の技術では、シート固定枠が積層体の全周を囲んで積層体より厚く形成されているため、直進方向に被加工対象を搬送しながら加圧する方式のロール式プレスやダブルベルト式プレスといった大量生産に向いている連続式プレスによる加圧接合法を適用することができず、効率的な製造ができないという問題があった。
また、特許文献３−５に記載の技術では、積層体を固定する治具の搬送に回転式のターンテーブルを用いて、ターンテーブル円周部にプレス機構などの加工部がターンテーブル旋回軸に対し同心円上に配置されているため、プレス工程が増えるなど多工程化するとターンテーブル円周長を長くするためにターンテーブルが巨大になる。このとき加工部を配置することができないターンテーブル円周部の内側には大きなデッドスペースが生じるという問題があった。
特許文献６に記載の技術では、直進方向に搬送しながら加圧するロール式プレスを採用しているが、装置全体が真空チャンバーとして構成されているので、高価な排気手段が必要であるという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、省スペースで、積層体固定治具を簡易な排気手段を用いて連続的に排気しながら搬送することができる積層体固定治具の搬送システム、積層体固定治具を搬送する搬送方法及びこの搬送システムを備えた積層接合体製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明では、上記目的を実現するために、請求項１に記載の発明では、膜材料が積層された積層体を加圧手段により加圧し積層接合体を製造する積層接合体製造装置において前記積層体を固定する積層体固定治具を搬送する搬送システムであって、前記積層体固定治具に接続可能な排気手段と、前記積層体固定治具を載置するシャトルと、前記シャトルを搬送方向に沿って往復運動させるスライダと、前記スライダを駆動する駆動手段と、を備えた積層体固定治具を搬送する搬送手段と、前記搬送手段により搬送された前記積層体固定治具を前記シャトルから受け取り載置するための中間ステージと、を備え、前記積層体固定治具は、前記積層体を収容可能な収容空間を備え、前記収容空間と連通する排気路が形成され、前記収容空間と排気手段とを接続する排気路を切り替え可能な第１排気ポート及び第２排気ポートを備えており、前記収容空間に積層体を配置し排気手段により前記収容空間を排気することにより、前記積層体を前記収容空間内に密着固定させる治具を用い、前記シャトルは、前記積層体固定治具を載置したときに前記第１排気ポートと連通し、前記排気手段により前記収容空間を排気するための第１排気コネクタを備え、前記中間ステージは、前記積層体固定治具を載置したときに前記第２排気ポートと連通し、前記排気手段により前記収容空間を排気するための第２排気コネクタを備え、前記搬送手段は、前記シャトルに前記積層体固定治具を載置して前記第１排気コネクタを介して前記収容空間を排気した状態で前記加圧手段に向かって前記積層体固定治具を搬送し、搬送方向の下流に位置する中間ステージに前記積層体固定治具を受け渡し、前記中間ステージにおいて前記第２排気コネクタが前記第２排気ポートと連通した後に、排気路を切り替えて前記排気手段により前記収容空間を排気することにより、前記積層体固定治具の収容空間内を排気状態に維持したまま搬送する、という技術的手段を用いる。
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、積層体固定治具を積層体が収容される収容空間を排気手段により連続的に排気し排気状態を維持したまま、搬送手段により積層体固定治具を搬送し、中間ステージに受け渡すことができる。
これにより、省スペースで、積層体固定治具を連続的に排気しながら搬送することができる積層体固定治具の搬送システムを提供することができる。例えば、積層体固定治具を直進方向に搬送する搬送手段を採用すると、各工程を直進方向に配置することができるので、回転式のターンテーブルのように大きなデッドスペースが生じることを避けることができる。
また、簡易な排気手段を採用することができるので、搬送システムに大容量で高価な排気手段を用いる必要がない。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の搬送システムにおいて、前記加圧手段は複数の加圧部を備えており、前記複数の加圧部に対応して前記シャトル及び中間ステージがそれぞれ設けられており、前記搬送手段の複数のシャトルは、連動して作動するように構成されており、前記搬送手段は、中間ステージに載置された積層体固定治具を前記シャトルに受け取って前記第１排気コネクタを介して前記収容空間を排気した状態で搬送し、隣接する下流側の中間ステージに受け渡す、という技術的手段を用いる。
【００１１】
複数の加圧部を備えた加圧手段を用いて、請求項２に記載の発明のような構成を採用することにより、積層体固定治具を上流側の中間ステージからシャトルに受け渡し、シャトルによって搬送し、シャトルから下流側の中間ステージに受け渡すという動作を繰り返すことにより、積層体固定治具を連続して搬送し、連続して加圧することができる。これにより、積層接合体を効率的に製造することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明では、請求項１または請求項２に記載の搬送システムにおいて、前記加圧手段は、被加圧対象を直進方向に搬送して加圧する加圧手段であって、前記積層体固定治具としては、直進方向に搬送しながら加圧可能に構成された積層体固定治具を用い、前記積層体固定治具の加圧は、前記搬送手段により前記積層体固定治具を搬送しながら行われる、という技術的手段を用いる。
【００１３】
請求項３に記載の発明のように、積層体固定治具として直進方向に搬送しながら加圧可能に構成された積層体固定治具を用いて、加圧手段としてロール式プレスまたはダブルベルト式プレスなど、被加圧対象を直進方向に搬送して加圧する加圧手段を採用することができる。これにより、積層体固定治具の加圧を、搬送手段により積層体固定治具を搬送しながら行うことができるので、積層接合体を効率的に製造することができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明では、請求項３に記載の搬送システムにおいて、前記搬送手段は、前記積層体固定治具が前記加圧手段により加圧されている間は、前記積層体固定治具を前記加圧手段の送り速度に合わせた搬送速度で搬送する、という技術的手段を用いる。
【００１５】
請求項４に記載の発明によれば、積層体固定治具が加圧手段により加圧されている間は、加圧手段の送り速度に合わせた搬送速度で搬送するため、積層体固定治具と加圧手段との間に生じる摩擦力を軽減することができ、積層体固定治具や加圧手段の寿命を向上させることができるとともに、積層体に過大な負荷がかかるおそれがなく、高い品質の積層接合体を製造することができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明では、請求項１ないし請求項４のいずれか１つに記載の搬送システムにおいて、前記搬送手段及び中間ステージの少なくとも一方が昇降手段を備え、前記加圧手段により前記積層体固定治具が加圧される加圧面を基準にして、一方が他方に対し相対的に昇降することにより前記積層体固定治具の受け渡しを行う、という技術的手段を用いる。
【００１７】
請求項５に記載の発明のように、加圧手段により積層体固定治具が加圧される加圧面を基準にして、一方が他方に対し相対的に昇降することにより積層体固定治具の受け渡しを行うことにより、加圧面から積層体固定治具が上下することなく、積層体固定治具の受け渡しを確実に行うことができる。
【００１８】
請求項６に記載の発明では、請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載の搬送システムにおいて、第１排気ポート及び第２排気ポートは、前記収容空間に外気が逆流することを防止する逆止弁を備えている、という技術的手段を用いる。
【００１９】
請求項６に記載の発明によれば、第１排気ポート及び第２排気ポートは逆止弁を備えているので、収容空間に外気が逆流し、積層体固定治具を排気状態に維持できなくなることを防止することができる。
【００２０】
請求項７に記載の発明では、請求項１ないし請求項６のいずれか１つに記載の搬送システムにおいて、前記スライダは、一端が回転駆動を行う駆動手段に接続され回動するクランクアームと、クランクアームの他端とお互いに回動可能に一端が接続されたリンクと、リンクの他端と接続されリンクによって往復運動するシャトルを搬送方向に案内するガイドレールと、を備えている、という技術的手段を用いる。
【００２１】
搬送手段のスライダを請求項７に記載の発明のような構成とすることにより、簡単な機構で省スペースの搬送手段とすることができる。
【００２２】
請求項８に記載の発明では、請求項７に記載の搬送システムにおいて、前記クランクアームの回転角の角速度を算出し、算出された角速度に基づいて前記搬送手段による前記積層体固定治具の搬送速度を制御する、という技術的手段を用いる。
【００２３】
請求項７に記載の発明の構成を採用した場合には、請求項８に記載の発明のように、クランクアームの回転角の角速度を算出し、算出された角速度に基づいて搬送手段による前記積層体固定治具の搬送速度を制御することにより、搬送速度を高い精度で制御することができる。
【００２４】
請求項９に記載の発明では、積層接合体製造装置が請求項１ないし請求項８のいずれか１つに記載の搬送システムを備えた、という技術的手段を用いる。
【００２５】
請求項９に記載の発明のように、積層接合体製造装置に、請求項１ないし請求項８のいずれか１つに記載の搬送システムを用いることにより、積層体固定治具を連続的に排気しながら搬送することができる積層接合体製造装置とすることができる。例えば、積層体固定治具を直進方向に搬送する積層接合体製造装置では、各工程を直進方向に配置することができるので、搬送手段として回転式のターンテーブルを用いた場合のように大きなデッドスペースが生じることを避けることができ、積層接合体製造装置を小型化することができる。
また、簡易な排気手段を採用することができるので、大容量で高価な排気手段を用いる必要がない。
【００２６】
請求項１０に記載の発明では、膜材料が積層された積層体を加圧手段により加圧し積層接合体を製造する積層接合体製造装置において前記積層体を固定する積層体固定治具を搬送する搬送方法であって、前記積層体固定治具に接続可能な排気手段と、前記積層体固定治具を載置するシャトルと、前記シャトルを搬送方向に沿って往復運動させるスライダと、前記スライダを駆動する駆動手段と、を備えた積層体固定治具を搬送する搬送手段と、前記搬送手段により搬送された前記積層体固定治具を前記シャトルから受け取り載置するための中間ステージと、を用意し、前記積層体固定治具は、前記積層体を収容可能な収容空間を備え、前記収容空間と連通する排気路が形成され、前記収容空間と排気手段とを接続する排気路を切り替え可能な第１排気ポート及び第２排気ポートを備えており、前記収容空間に積層体を配置し排気手段により前記収容空間を排気することにより、前記積層体を前記収容空間内に密着固定させる治具を用い、前記第１排気ポートから前記収容空間を排気した状態で前記加圧手段の上流から前記加圧手段に向かって前記積層体固定治具を搬送する工程と、前記搬送された積層体固定治具を搬送方向の下流に位置する中間ステージに受け渡し、前記中間ステージにおいて排気路を切り替えて前記第２排気ポートから前記収容空間を排気する工程と、を備えた、という技術的手段を用いる。
【００２７】
請求項１０に記載の発明によれば、積層体固定治具を積層体が収容される収容空間を排気手段により連続的に排気し排気状態を維持したまま、搬送手段により積層体固定治具を搬送し、中間ステージに受け渡すことができる。
これにより、積層体固定治具を連続的に排気しながら、例えば、直進方向に搬送することができる。積層体固定治具を直進方向に搬送する搬送方法では、各工程を直進方向に配置することができるので、搬送手段として回転式のターンテーブルを用いた場合のように大きなデッドスペースが生じることを避けることができる。
また、簡易な排気手段を採用することができるので、大容量で高価な排気手段を用いる必要がない。
【００２８】
請求項１１に記載の発明では、請求項１０に記載の搬送方法において、前記加圧手段が、被加圧対象を直進方向に搬送して加圧する加圧手段である場合に、前記積層体固定治具が前記加圧手段により加圧されている間に、前記積層体固定治具を前記加圧手段の送り速度に合わせた搬送速度で搬送する工程を更に備えた、という技術的手段を用いる。
【００２９】
請求項１１に記載の発明によれば、積層体固定治具が加圧手段により加圧されている間は、加圧手段の送り速度に合わせた搬送速度で搬送するため、積層体固定治具と加圧手段との間に生じる摩擦力を軽減することができ、積層体固定治具や加圧手段の寿命を向上させることができるとともに、積層体に過大な負荷がかかるおそれがなく、高い品質の積層接合体を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の搬送システムを用いる積層接合体製造装置の構成を示すブロック図である。
【図２】積層体固定治具の構造を示す説明図である。図２（Ａ）は第１固定部材及びシール部材の平面説明図、図２（Ｂ）は第２固定部材の平面説明図である。
【図３】積層体固定治具に積層体を配置した状態を示す平面説明図である。
【図４】積層体固定治具に積層体を配置した状態を示す断面説明図である。図４（Ａ）は図３のＡ−Ａ矢視断面図、図４（Ｂ）は図３のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図５】積層体固定治具に積層体を配置した状態を示す断面説明図である。図５（Ａ）は図３のＣ−Ｃ矢視断面図、図５（Ｂ）は図３のＤ−Ｄ矢視断面図である。
【図６】本発明の搬送システムを備えた積層接合体製造装置の構成を示す説明図である。図６（Ａ）は斜視説明図、図６（Ｂ）は平面説明図である。
【図７】本発明の搬送システムを備えた積層接合体製造装置の構成を示す説明図である。図７（Ａ）はクランクスライダ搬送装置近傍を拡大した斜視説明図、図７（Ｂ）はクランクスライダ搬送装置のシャトル及び中間ステージ近傍を拡大した斜視説明図である。
【図８】本発明の搬送システムによる積層体固定治具の搬送工程を示す説明図である。図８（Ａ）は斜視説明図、図８（Ｂ）は平面説明図である。
【図９】積層体固定治具の加圧工程を示す説明図である。図９（Ａ）は斜視説明図、図９（Ｂ）は平面説明図である。
【図１０】本発明の搬送システムによる積層体固定治具の搬送工程を示す説明図である。図１０（Ａ）は側面説明図、図１０（Ｂ）は図１０（Ａ）のＡ−Ａ矢視断面説明図である。
【図１１】本発明の搬送システムによる積層体固定治具の搬送工程を示す説明図である。図１１（Ａ）は斜視説明図、図１１（Ｂ）は平面説明図である。
【図１２】積層体固定治具の搬送に伴うシャトル及び中間ステージの動き、第１排気コネクタ及び第２排気コネクタの動きを説明するための断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明について図面を参照して説明する。図１に示すように、膜材料が積層された積層体を固定する積層体固定治具を用い、積層体を加圧手段により加圧接合し積層接合体を製造する積層接合体製造装置１は、被加圧対象を一方向に搬送しながら連続的に加圧する直進方式の加圧手段５と、積層体固定治具を加圧手段５に搬送し、加圧手段５から搬出する搬送手段２と、搬送手段２を介して後述する積層体固定治具の収容空間を排気する排気手段３と、加圧手段５、搬送手段２及び排気手段３を制御する制御手段４と、を備えている。本実施形態では、搬送システムＴは、搬送手段２及び排気手段３により構成される積層体固定治具を直進方向に搬送する搬送システムである。ここで、積層接合体の例としては、固体高分子膜、燃料極膜及び空気極膜を積層、接合してなる固体高分子型燃料電池用の膜−電極接合体（Ｍｅｍｂｒａｎｅ−Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ａｓｓｅｍｂｌｙ）が挙げられる。
【００３２】
加圧手段５は、被加圧対象を一方向に搬送しながら連続的に加圧する直進方式の加圧手段であって、本実施形態では、ロール式プレスを採用する。その他、ダブルベルト式プレスなどの直進方式の加圧手段を用いることもできる。
【００３３】
排気手段３は、真空ポンプ３ａと、積層体固定治具の収容空間の真空度や積層体固定治具の載置状態などを検出するための圧力スイッチ３ｂを備えている。
【００３４】
制御手段４は、加圧力、加圧温度、送り速度などの加圧条件、収容空間の圧力、後述する近接センサ１３ｃ（図７（Ｂ））などの信号に基づいて、加圧手段５、搬送手段２及び排気手段３の制御を行う。
【００３５】
積層体固定治具の一実施例について、図２ないし５を参照して説明する。積層体固定治具１００は、後述するシャトル１３及び中間ステージ２０を介して排気手段３と接続される第１固定部材１１０、第１固定部材１１０に組み合わせて用いられる第２固定部材１２０及びシール部材１３０を備えている。
【００３６】
第１固定部材１１０は、加圧手段５への搬送方向に略平行に配置される角柱状に形成された第１柱状部材１１１、１１１の間に、可撓性を有する帯状の部材からなる第１シート部材１１２が張り渡されて形成されている。第１シート部材１１２は例えば金属材料であるステンレス鋼からなる。
【００３７】
第１シート部材１１２はシール部材１３０とともに、それぞれの端部が、板状の第１押さえ部材１１３により、第１柱状部材１１１の長手方向に延びる面の１つ（図４（Ａ））にそれぞれ固定されている。
【００３８】
第１シート部材１１２の第１柱状部材１１１と当接する領域には、排気路１１４が開口する位置に対応して排気孔１１２ａが貫通形成されている。排気孔１１２ａは各第１柱状部材１１１にそれぞれ形成されており、真空パッド１１５を介して排気路１１４にそれぞれ連通している。
【００３９】
排気路１１４は、真空ポンプ３ａに接続され、後述する収容空間Ｓと連通するように、第１柱状部材１１１に形成されている。排気路１１４は途中で第１排気路１１４ａと第２排気路１１４ｂとに分岐し、第１排気路１１４ａが外方に配置された第１排気ポート１１６の連通部１１６ｄ（図１２）に、第２排気路１１４ｂが第２排気ポート１１７の連通部１１７ｄにそれぞれ連通して接続されている。
【００４０】
第２排気ポート１１７は、図４（Ａ）に示すように、連通部１１７ｄの内部に、収容空間Ｓに外気が逆流することを防止する逆止弁１１７ａと、逆止弁１１７ａの下面に設けられ、第２排気路１１４ｂが連通部１１７ｄに接続される開口部の開閉を行うシール部材１１７ｂと、逆止弁１１７ａをシール部材１１７ｂが前記開口部を閉じる方向（図中下方）に付勢するスプリング１１７ｃを備えている。
【００４１】
第２排気ポート１１７は、通常、逆止弁１１７ａにより連通部１１７ｄと第２排気路１１４ｂとが連通しない状態である。ここで、逆止弁１１７ａが後述する第２排気コネクタ２０ｂにより上方に押し上げられると、シール部材１１７ｂにより閉じられていた第２排気路１１４ｂの開口部が開いて、連通部１１７ｄと第２排気路１１４ｂとが連通する。これにより、収容空間Ｓが第２排気ポート１１７と連通し、収容空間Ｓの内部を排気することができる。
【００４２】
第１排気ポート１１６も第２排気ポート１１７と同様の構成を備えており、これらにより収容空間Ｓと連通する排気路１１４のいずれかから排気するかを切り替えることができる。第１排気ポート１１６及び第２排気ポート１１７はそれぞれ逆止弁１１６ａ、１１７ａを備えているので、収容空間Ｓに外気が逆流し、積層体固定治具１００を排気状態に維持できなくなることを防止することができる。
【００４３】
第１柱状部材１１１には、対向して配置される第２柱状部材１２１の位置決めを行う位置決めピン１１８が設けられている。
【００４４】
第２固定部材１２０は、第１柱状部材１１１と対向して配置される第２柱状部材１２１、１２１の間に、可撓性を有する帯状の部材からなる第２シート部材１２２が張り渡されて形成されている。第２柱状部材１２１、１２１間の第２シート部材１２２の外形は、第１柱状部材１１１、１１１間の第１シート部材１１２の外形と略同一になるように形成されている。
【００４５】
第２シート部材１２２は、可撓シート部材１２２ａである可撓性を有する樹脂材料であるガラス繊維で補強され帯電防止処理されたテフロン（登録商標）に、可撓シート部材１２２ａより硬質で可撓性を有する材料からなり、矩形の板状に形成された剛性付与部材１２２ｂが貼り合わされて一体的に形成されている。
剛性付与部材１２２ｂは、第１固定部材１１０と第２固定部材１２０を組み合わせたときに、積層体Ｗ側に面し、積層体Ｗを加圧可能な位置に配置され、積層体Ｗの寸法以上かつ収容空間形成部材１３１の外形を超えない大きさに形成される。剛性付与部材１２２ｂを前記寸法に形成することにより、積層体Ｗを確実に固定し、均一に加圧することができるとともに、第２シート部材１２２はシール部材１３０に密着するため収容空間Ｓを確実に気密状態に保つことができる。本実施形態では、収容空間形成部材１３１の外形と略同一になるように形成されている。
【００４６】
第２シート部材１２２は、第２柱状部材１２１に沿って折り曲げられ、側面方向で第２押さえ部材１２３により固定されている。第２押さえ部材１２３には、第２シート部材１２２を固定するための固定ねじ１２４と、第２押さえ部材１２３の位置を調節するための調節ビス１２５と、が設けられている。
【００４７】
第２押さえ部材１２３には、第１固定部材１１０の位置決めピン１１８を挿通して第２固定部材１２０の位置決めを行うための位置決め穴１２６が貫通形成されている。
【００４８】
シール部材１３０は、第１柱状部材１１１、１１１と第２柱状部材１２１、１２１とにより対向するように位置決めされた第１シート部材１１２と第２シート部材１２２との間に配置される。シール部材１３０には、第１シート部材１１２と第２シート部材１２２とが対向して形成される空間を積層体Ｗが収容可能に区画する収容部１３０ａと、収容部１３０ａと連通して形成され、第１シート部材１１２、第２シート部材１２２及び収容空間形成部材１３１により区画された密閉空間である収容空間Ｓの内部を排気するために形成された排気部１３０ｂと、が形成されている。シール部材１３０は、第１シート部材１１２と第２シート部材１２２との間に挟みこまれることにより側壁の役割を果たす。
【００４９】
排気部１３０ｂは、収容部１３０ａと連通して第１柱状部材１１１側に向かって突出して、第１シート部材１１２の排気孔１１２ａが面するように形成されている。また、収容部１３０ａに収容された積層体Ｗが移動しないように収容部１３０ａより小さく形成されている。
【００５０】
第１シート部材１１２の収容部１３０ａの内部には、矩形の枠状に形成された収容空間形成部材１３１が設けられている。本実施形態では、収容空間形成部材１３１は金属材料であるステンレス鋼により積層体Ｗよりも薄く形成され、耐熱接着剤により第１シート部材１１２に貼り付けられている。
【００５１】
収容空間形成部材１３１は、第１シート部材１１２と第２シート部材１２２との間に挟みこまれた状態で、収容部１３０ａを、収容空間形成部材１３１の内部で積層体Ｗが位置決めされて配置される収容空間Ｓと、収容空間形成部材１３１の外周で排気部１３０ｂと連通し収容空間Ｓ内部を排気するための流路空間Ｈと、に区画する。
これにより、積層体Ｗを収容空間Ｓ内部に正確に位置決めすることができるとともに、排気のための流路空間Ｈを確保し、積層体Ｗの位置ずれなどにより排気流路が閉塞することがなく、収容空間Ｓ内部を確実に排気することができる。
【００５２】
収容空間形成部材１３１の上面には、収容空間形成部材１３１の一部の厚さを増大させるための厚さ調整部材１３２が備えられている。
厚さ調整部材１３２は、少なくとも搬送方向の下流側の１辺に設けられ、本実施形態では、矩形の枠状に形成された収容空間形成部材１３１の４辺のうち、搬送方向に略垂直となる２辺に設けられている。厚さ調整部材１３２は、収容空間形成部材１３１の厚さとの合計が、積層体Ｗの厚さ以上となるように形成されている。これにより、徐々に積層体Ｗを加圧することができるので、積層体Ｗの端部に過大な荷重が負荷されて損傷することを避けることができる。
【００５３】
収容空間形成部材１３１及び厚さ調整部材１３２を形成する材料として、金属材料、特に、ステンレス鋼を好適に用いることができる。ステンレス鋼は耐熱性ゴム材料などと比較して材料が安価であり、加工も容易であるので、積層体固定治具の製造コストを安価に抑えることができる。また、金属材料は耐久性や耐熱性が高いので、長期にわたって繰り返し使用できるとともに積層体を高温に加熱しながら加圧接合する場合に好適に用いることができる。また、本実施形態では、同様の理由により、シール部材１３０としてステンレス鋼を採用した。
【００５４】
流路カバー１７０は、排気部１３０ｂの少なくとも一部を覆い、収容部１３０ａが露出するように形成された矩形状の開口部を備え、外形が矩形状に形成された板状の部材である。これにより、収容空間Ｓの排気時に第２シート部材１２２が排気部１３０ｂに引き込まれることを防ぐことができるので、排気孔１１２ａが第２シート部材１２２により閉塞して収容空間Ｓの十分な排気ができなくなることを防ぐことができる。
【００５５】
積層体固定治具１００は、上述の構成により、収容空間Ｓに積層体Ｗを配置し、排気手段３により収容空間Ｓを排気することにより、第１シート部材１１２及び第２シート部材１２２を収容空間Ｓに配置された積層体Ｗに密着させて積層体Ｗを固定することができる。
【００５６】
そして、固定された積層体Ｗをロール式プレスなどの加圧手段により加圧して接合し、積層接合体を製造することができる。
【００５７】
なお、積層体固定治具は、積層体を収容可能な収容空間を備え、排気手段に接続され、収容空間と連通する排気路が形成され、収容空間と排気手段とを接続する排気路を切り替え可能な第１排気ポート及び第２排気ポートを備えており、収容空間に積層体を配置し排気手段により前記収容空間を排気することにより、積層体を収容空間内に密着固定させ、一方向に搬送しながら加圧可能に構成されていればよく、本実施例で示した構造の積層体固定治具以外にも、例えば、出願人が特願２０１１−２２６７７６で開示した積層体固定治具のような、積層体を配置した空間を減圧して積層体を固定する方式の積層体固定治具であって、収容空間と排気手段とを接続する排気路を切り替え可能な第１排気ポート及び第２排気ポートを備えているものを採用することができる。
【００５８】
次に、積層接合体製造装置１の構成について図６及び図７を参照して説明する。図６（Ａ）において、積層体固定治具１００は左手前側から右奥側に搬送され、左手前側が搬送方向の上流となる。図６（Ｂ）においては、積層体固定治具１００は左側から右側に搬送され、左側が搬送方向の上流となる。なお、図６及び図７（Ａ）では、積層体固定治具１００を搬送する途中の各部材の配置を、図７（Ｂ）では、積層体固定治具１００を搬送後の各部材の配置を示している。
【００５９】
図６に示すように、本実施形態において、加圧手段５は、４組の加圧ロール５０を備え連続して加圧可能なロール式プレスである。加圧ロール５０としては、電気ヒーターなどの加熱手段を内蔵し、積層体Ｗを加熱して加圧するホットプレスを行うためのホットプレスロールを用いることができる。また、ホットプレスロールの下流側に、冷媒配管などの冷却手段を内蔵し、積層体Ｗを冷却しながら加圧するコールドプレスを行うためのコールドプレスロールを設けることもできる。
【００６０】
図６及び図７に示すように、搬送手段２は、積層体固定治具１００を加圧手段５に搬送及び加圧手段５から搬出するクランクスライダ搬送装置１０と、加圧手段５による加圧工程を経た積層体固定治具１００を加圧手段５の下流でクランクスライダ搬送装置１０から受け取り載置するための中間ステージ２０と、を備えている。ここで、ガイドレール１５は、加圧ロール５０の加圧部の外側に設けられており、加圧ロール５０が第１シート部材１１２及び第２シート部材１２２のみを加圧することができるように構成されている。
【００６１】
クランクスライダ搬送装置１０は、積層体固定治具１００を載置するシャトル１３と、クランクアーム１１、リンク１２及びガイドレール１５から構成されシャトル１３を搬送方向に沿って往復運動させるスライダと、スライダを駆動する駆動手段であるモータ１４と、を備えている。スライダをこのような構成にすることにより、簡単な機構で省スペースの搬送手段とすることができる。また、クランクスライダ搬送装置１０は、鉛直方向に昇降可能な昇降手段である昇降シリンダ１６に接続されており、全体が鉛直方向に昇降可能に構成されている。
【００６２】
ガイドレール１５は、加圧ロール５０の加圧部の外方に、搬送方向に平行に設けられており、クランクアーム１１、リンク１２及びシャトル１３は各ガイドレール１５に対応して搬送方向に向かって垂直方向に対向して設けられている。本実施形態では、シャトル１３は、加圧ロール５０に対応して６か所に設けられており、連動して作動するように接続されて形成されている。
【００６３】
クランクアーム１１の一端はモータ１４に回動可能に接続され、他端は回動支点１１ａにおいてリンク１２の一端にお互いに回動可能に接続されている。リンク１２の他端は一番上流のシャトル１３に接続されている。ガイドレール１５は、リンク１２によって往復運動するシャトル１３を加圧ロール５０に向かう搬送方向に案内する。
【００６４】
シャトル１３は、積層体固定治具１００を第１柱状部材１１１で載置して固定する。第１柱状部材１１１を載置する載置面１３ａには、積層体固定治具１００を載置したときに第１排気ポート１１６と連通し、排気手段３により収容空間Ｓを排気するための第１排気コネクタ１３ｂと、載置面１３ａに積層体固定治具１００が載置されたか否かを判定するための近接センサ１３ｃと、積層体固定治具１００の位置決めを行う位置決めピン１３ｄが設けられている。
【００６５】
第１排気コネクタ１３ｂは、第１排気ポート１１６に挿入可能に上方に突出して設けられており、図示しない真空配管により排気手段に接続されている。ここで、対向する１組のシャトル１３のうち少なくとも１方のシャトル１３に設けられた第１排気コネクタ１３ｂが圧力スイッチ３ｂに接続されている。
【００６６】
中間ステージ２０は、シャトル１３よりも内側に設けられ、シャトル１３から、積層体固定治具１００を受け取り、載置面２０ａに第１柱状部材１１１を載置する。載置面２０ａには、第２排気ポート１１７と連通し、排気手段３により収容空間Ｓを排気するための第２排気コネクタ２０ｂが設けられている。第２排気コネクタ２０ｂは、第２排気ポート１１７に挿入可能に上方に突出して設けられており、図示しない真空配管により排気手段３に接続されている。ここで、対向する１組の中間ステージ２０のうち少なくとも１方の中間ステージ２０に設けられた第２排気コネクタ２０ｂが圧力スイッチ３ｂに接続されている。
【００６７】
中間ステージ２０は、鉛直方向に昇降可能な昇降手段である昇降シリンダ２１に接続されており、各中間ステージ２０が連動して鉛直方向に昇降可能に構成されている。本実施形態では、中間ステージ２０は、加圧ロール５０に対応して上流と下流のそれぞれに、計５か所設けられている。
【００６８】
クランクスライダ搬送装置１０は、シャトル１３が最も上流側（図８）及び最も下流側（図１１）に位置するときに、中間ステージ２０と隣接する位置となるように構成されている。
【００６９】
搬送システムＴを用いた積層体固定治具１００の搬送方法及び積層接合体の製造方法を図８ないし１２を参照して説明する。ここで、図１２は、第１排気ポート１１６と第２排気ポート１１７とが並んで見えるように、図３のＸ方向から見た搬送方向に向かって右側の構成を示す断面説明図であり、積層体固定治具１００の搬送に伴うシャトル１３及び中間ステージ２０の動き、第１排気コネクタ１３ｂ及び第２排気コネクタ２０ｂの動きを模式的に説明するため、構造を模式的に示すとともに、一部の構成を省略、簡素化したものである。
【００７０】
まず、図８に示すように、回動支点１１ａが最も上流側にある位置、つまり、シャトル１３が最も上流側にある状態で、シャトル１３の載置面１３ａに第１柱状部材１１１を載置することにより積層体固定治具１００を載置する。このとき、中間ステージ２０は、昇降シリンダ２１によりシャトル１３よりも下方に下げられている。なお、図８には積層体固定治具１００は２個載置されているが、これに限定されるものではない。
【００７１】
ここで、図１２（Ａ）に示すように、第１柱状部材１１１には、第１排気ポート１１６に第１排気コネクタ１３ｂのみが挿入されて接続されている。第１排気コネクタ１３ｂが第１排気ポート１１６に挿入されると、スプリング１１６ｃにより図中下方に付勢されていた逆止弁１１６ａが押し上げられる。これにより、シール部材１１６ｂにより閉じられていた第１排気路１１４ａの開口部が開いて、連通部１１６ｄと第１排気路１１４ａとが連通する。これにより、収容空間Ｓが第１排気路１１４ａを介して第１排気ポート１１６と連通し、収容空間Ｓの内部を排気することができる。
【００７２】
次に、図９に示すように、モータ１４を作動させクランクアーム１１を回動させると、リンク１２を介してシャトル１３がガイドレール１５に沿って移動し、積層体固定治具１００が収容空間Ｓの排気を継続しながら加圧ロール５０に向かって搬送される。ここで、積層体固定治具１００は、第１シート部材１１２及び第２シート部材１２２が加圧ロール５０による加圧面上となるように搬送される。
【００７３】
そして、積層体固定治具１００が加圧ロール５０に達すると、図１０に示すように、加圧ロール５０により、下流に搬送されながら第１シート部材１１２及び第２シート部材１２２を介して積層体Ｗに加圧力が負荷される。これにより、積層体Ｗが接合され、積層接合体が製造される。
【００７４】
ここで、制御手段４は、少なくとも加圧ロール５０において加圧されている間は、積層体固定治具１００が、あらかじめ設定された加圧ロール５０の送り速度に合わせた搬送速度で搬送するように制御する。クランクアーム１１の回転角θ（図１０（Ａ））をモータ１４のエンコーダにより検出し、クランク角速度ωを算出し、加圧ロール５０の送り速度ｖを基準に速度制御の指令値に逐次設定し、次式に基づいて制御する。ここで、クランクアームの長さをｒ、リンクの長さをＬ、リンク比λ＝ｒ／Ｌとする。
【００７５】
【数１】
【００７６】
これにより、積層体固定治具１００と加圧ロール５０との間に生じる摩擦力を軽減することができ、積層体固定治具１００や加圧ロール５０の寿命を向上させることができるとともに、積層体に過大な負荷がかかるおそれがなく、高い品質の積層接合体を製造することができる。更に、シャトル１３の搬送変位を検出する搬送用エンコーダと、加圧手段の送り変位を検出する加圧手段送り用エンコーダと、により搬送速度と加圧手段の速度のズレを検出し、速度のズレを補正するようにモータ１４の送り速度を式１に基づいて補正制御することもできる。これによれば、加圧手段の送り速度と積層体固定治具の搬送速度とを更に高精度に同期させることができるようになる。
【００７７】
続いて、図１１に示すように、回動支点１１ａが最も下流側の位置に到達すると、シャトル１３が最も下流側にある状態となり、加圧ロール５０から積層体固定治具１００が搬出された状態となる。このとき、シャトル１３と隣接した下方に中間ステージ２０が位置している。中間ステージ２０は下方に位置しているため、第２排気コネクタ２０ｂは図１２（Ｂ）に示すように、第２排気ポート１１７の下方に位置している。
【００７８】
続いて、中間ステージ２０が昇降シリンダ２１により上昇し、載置面２０ａとシャトル１３の載置面１３ａとが同じ高さになるように上昇する。これにより、積層体固定治具１００は、シャトル１３と中間ステージ２０との双方に載置され、図１２（Ｃ）に示すように第２排気コネクタ２０ｂが第２排気ポート１１７に挿入されて収容空間Ｓと連通する。つまり、第１排気ポート１１６及び第２排気ポート１１７がともに収容空間Ｓと連通しており、収容空間Ｓが排気される。
【００７９】
続いて、クランクスライダ搬送装置１０が昇降シリンダ１６により下降する。これにより、積層体固定治具１００を載置するのは、中間ステージ２０のみとなり、積層体固定治具１００がシャトル１３から中間ステージ２０に受け渡される。このとき、図１２（Ｄ）に示すように、シャトル１３が下降することにより第１排気コネクタ１３ｂが下降して排気路が第２排気路１４ｂに切り替わり、第２排気コネクタ２０ｂにより収容空間Ｓの排気を継続する。
【００８０】
クランクスライダ搬送装置１０は下降した状態のまま、モータ１４によりクランクアーム１１を駆動してシャトル１３を最も上流の位置に戻す。
【００８１】
そして、クランクスライダ搬送装置１０は昇降シリンダ１６により上昇すると図１２（Ｃ）と同様の状態となる。更に、中間ステージ２０が昇降シリンダ２１により下降すると図１２（Ａ）と同様の状態となる。その後、上述の工程の工程を繰り返すことにより、積層体固定治具１００は、次々に上流側の中間ステージ２０からシャトル１３に受け渡され、シャトル１３によって搬送されながら加圧ロール５０により加圧され、シャトル１３から下流側の中間ステージ２０に受け渡され、収容空間Ｓの排気状態を維持したまま、上流側から下流側へ搬送される。
【００８２】
また、上述のように加圧ロール５０による加圧面を基準にして、シャトル１３と中間ステージ２０との一方が他方に対し相対的に昇降することにより積層体固定治具１００の受け渡しを行うことにより、加圧面から積層体固定治具１００が上下することなく、積層体固定治具１００の受け渡しを確実に行うことができる。
【００８３】
近接センサ１３ｃは、中間ステージ２０にも設けることができる。制御手段４は、近接センサ１３ｃからの信号により積層体固定治具１００がシャトル１３、中間ステージ２０に正しく載置されているか否かを判定し、正しく載置いないと判定した場合に、警報を出すとともに搬送システムＴの全ての駆動箇所（搬送手段２、加圧ロール５０など）を停止する。
【００８４】
また、制御手段４は、圧力スイッチ３ｂからの信号により、収容空間Ｓの圧力が許容範囲内になっているか否かを判定し、許容範囲内でないと判定した場合には、積層体固定治具１００内の積層体Ｗは不良として履歴を残し、不良品として処理する。また、圧力スイッチ３ｂを用いて収容空間Ｓの内部を所定の圧力に制御することができるので、第１シート部材１１２及び第２シート部材１２２が積層体Ｗに密着し固定する力を制御することができる。
【００８５】
（変更例）
加圧手段５の加圧ロール５０の数は製造する積層接合体や工程にあわせて任意に設定することができる。また、本実施形態では、搬送手段としてクランクスライダ搬送装置１０を採用したが、被加圧対象を一方向に搬送する搬送手段としてその他の方式を採用することができる。例えば、ボールねじを用いた搬送手段を用いることもできる。
本実施形態では、クランクスライダ搬送装置１０及び中間ステージ２０がそれぞれ昇降手段を備える構成であるが、いずれか一方でもよく、積層体固定治具１００の受け渡しが可能であれば昇降手段を備えなくてもよい。
【００８６】
積層接合体製造装置１は、加圧ロール５０から見て積層体固定治具１００の搬送方向の上流側に設けられ積層体固定治具１００と積層体Ｗとを予備加熱する予備加熱部や搬送方向の下流側に設けられ積層体固定治具１００と積層体Ｗとを冷却する余熱除去部を設けることもできる。これにより、確実な加熱及び冷却が短時間で可能となり、生産性を向上させることができる。予備加熱部、余熱除去部における積層体固定治具１００の搬送、受け渡しも搬送システムＴを採用することができる。
【００８７】
本実施形態では、加圧手段５としてロール式プレスを採用したが、これに限定されるものではない。先に例示したダブルベルト式プレスなどの直進方式の加圧手段以外にも、平板プレスなどのバッチ式の加圧手段を用いることもできる。平板プレスを採用する場合には、積層体固定治具１００が中間ステージ２０に載置された状態で加圧を行うことができる。あるいは、中間ステージ２０と中間ステージ２０の間に積層体固定治具１００を停止させた状態で加圧を行うこともできる。
【００８８】
［実施形態の効果］
本発明の積層体固定治具１００の搬送システムＴ、積層体固定治具１００の搬送方法及びこの搬送システムＴを備えた積層接合体製造装置１は、積層体固定治具１００を直進方向に搬送する搬送システムＴを採用しているため、各工程を直進方向に配置することができるので、回転式のターンテーブルのように大きなデッドスペースが生じることを避けることができる。これにより、搬送システムＴを省スペースなシステムとすることができ、積層接合体製造装置１を小型化することができる。
そして、上述した構成を備えているため、積層体固定治具１００を積層体Ｗが収容される収容空間Ｓの排気状態を維持したまま、上流側の中間ステージ２０からシャトル１３に受け渡し、シャトル１３によって搬送し、シャトル１３から下流側の中間ステージ２０に受け渡すという動作を繰り返すことにより、積層体固定治具１００を連続して搬送し、連続して加圧することができる。
また、積層体固定治具１００が加圧ロール５０により加圧されている間は、加圧ロール５０の送り速度に合わせた搬送速度で搬送するため、積層体固定治具１００と加圧ロール５０との間に生じる摩擦力を軽減することができ、積層体固定治具１００や加圧ロール５０の寿命を向上させることができるとともに、積層体Ｗに過大な負荷がかかるおそれがなく、高い品質の積層接合体を製造することができる。
これらにより、被加圧対象を一方向に搬送しながら連続的に加圧する直進方式の加圧手段（ロール式プレスやダブルベルト式プレスなど）に好適に用いることができる搬送システムＴを提供することができ、積層接合体を効率的に製造することができる。
また、簡易な排気手段を採用することができるので、搬送システムに大容量で高価な排気手段を用いる必要がない。
【００８９】
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、積層体固定治具１００を直進方向に搬送する搬送システムＴについて示したが、これに限定されるものではない。例えば、ガイドレール１５を円弧などの曲線状に形成し、クランクアーム１１とリンク１２との接続箇所およびリンク１２とシャトル１３の接続箇所を３次元的に可動に構成することで、積層体固定治具１００を直進方向以外に搬送することもできる。更には、中間ステージ２０を方向転換の基点として前後のガイドレール１５を非直線状に配置することで中間ステージ２０を基点として積層体固定治具１００の搬送方向を変換することもできる。
【符号の説明】
【００９０】
１…積層接合体製造装置
２…搬送手段
３…排気手段
３ａ…真空ポンプ
３ｂ…圧力スイッチ
４…制御手段
５…加圧手段
１０…クランクスライダ搬送装置
１１…クランクアーム
１１ａ…回動支点
１２…リンク
１３…シャトル
１３ａ…載置面
１３ｂ…第１排気コネクタ
１３ｃ…近接センサ
１３ｄ…位置決めピン
１４…モータ
１５…ガイドレール
１６…昇降シリンダ
２０…中間ステージ
２０ａ…載置面
２０ｂ…第２排気コネクタ
２１…昇降シリンダ
５０…加圧ロール
１００…積層体固定治具
１１０…第１固定部材
１１１…第１柱状部材
１１２…第１シート部材
１１２ａ…排気孔
１１３…第１押さえ部材
１１４…排気路
１１４ａ…第１排気路
１１４ｂ…第２排気路
１１５…真空パッド
１１６…第１排気ポート
１１６ａ…逆止弁
１１６ｂ…シール部材
１１６ｃ…スプリング
１１６ｄ…連通部
１１７…第２排気ポート
１１７ａ…逆止弁
１１７ｂ…シール部材
１１７ｃ…スプリング
１１７ｄ…連通部
１１８…位置決めピン
１２０…第２固定部材
１２１…第２柱状部材
１２２…第２シート部材
１２２ａ…可撓シート部材
１２２ｂ…剛性付与部材
１２３…第２押さえ部材
１２４…固定ねじ
１２５…調節ビス
１２６…位置決め穴
１３０…シール部材
１３０ａ…収容部
１３０ｂ…排気部
１３１…収容空間形成部材
１３２…厚さ調整部材
１７０…流路カバー
Ｓ…収容空間
Ｔ…搬送システム
Ｗ…積層体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
膜材料が積層された積層体を加圧手段により加圧し積層接合体を製造する積層接合体製造装置において前記積層体を固定する積層体固定治具を搬送する搬送システムであって、
前記積層体固定治具に接続可能な排気手段と、
前記積層体固定治具を載置するシャトルと、前記シャトルを搬送方向に沿って往復運動させるスライダと、前記スライダを駆動する駆動手段と、を備えた積層体固定治具を搬送する搬送手段と、
前記搬送手段により搬送された前記積層体固定治具を前記シャトルから受け取り載置するための中間ステージと、を備え、
前記積層体固定治具は、前記積層体を収容可能な収容空間を備え、前記収容空間と連通する排気路が形成され、前記収容空間と排気手段とを接続する排気路を切り替え可能な第１排気ポート及び第２排気ポートを備えており、前記収容空間に積層体を配置し排気手段により前記収容空間を排気することにより、前記積層体を前記収容空間内に密着固定させる治具を用い、
前記シャトルは、前記積層体固定治具を載置したときに前記第１排気ポートと連通し、前記排気手段により前記収容空間を排気するための第１排気コネクタを備え、
前記中間ステージは、前記積層体固定治具を載置したときに前記第２排気ポートと連通し、前記排気手段により前記収容空間を排気するための第２排気コネクタを備え、
前記搬送手段は、前記シャトルに前記積層体固定治具を載置して前記第１排気コネクタを介して前記収容空間を排気した状態で前記加圧手段に向かって前記積層体固定治具を搬送し、搬送方向の下流に位置する中間ステージに前記積層体固定治具を受け渡し、前記中間ステージにおいて前記第２排気コネクタが前記第２排気ポートと連通した後に、排気路を切り替えて前記排気手段により前記収容空間を排気することにより、前記積層体固定治具の収容空間内を排気状態に維持したまま搬送することを特徴とする搬送システム。
【請求項２】
前記加圧手段は複数の加圧部を備えており、前記複数の加圧部に対応して前記シャトル及び中間ステージがそれぞれ設けられており、
前記搬送手段の複数のシャトルは、連動して作動するように構成されており、
前記搬送手段は、中間ステージに載置された積層体固定治具を前記シャトルに受け取って前記第１排気コネクタを介して前記収容空間を排気した状態で搬送し、隣接する下流側の中間ステージに受け渡すことを特徴とする請求項１に記載の搬送システム。
【請求項３】
前記加圧手段は、被加圧対象を直進方向に搬送して加圧する加圧手段であって、
前記積層体固定治具としては、直進方向に搬送しながら加圧可能に構成された積層体固定治具を用い、
前記積層体固定治具の加圧は、前記搬送手段により前記積層体固定治具を搬送しながら行われることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の搬送システム。
【請求項４】
前記搬送手段は、前記積層体固定治具が前記加圧手段により加圧されている間は、前記積層体固定治具を前記加圧手段の送り速度に合わせた搬送速度で搬送することを特徴とする請求項３に記載の搬送システム。
【請求項５】
前記搬送手段及び中間ステージの少なくとも一方が昇降手段を備え、前記加圧手段により前記積層体固定治具が加圧される加圧面を基準にして、一方が他方に対し相対的に昇降することにより前記積層体固定治具の受け渡しを行うことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１つに記載の搬送システム。
【請求項６】
第１排気ポート及び第２排気ポートは、前記収容空間に外気が逆流することを防止する逆止弁を備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載の搬送システム。
【請求項７】
前記スライダは、一端が回転駆動を行う駆動手段に接続され回動するクランクアームと、クランクアームの他端とお互いに回動可能に一端が接続されたリンクと、リンクの他端と接続されリンクによって往復運動するシャトルを搬送方向に案内するガイドレールと、を備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１つに記載の搬送システム。
【請求項８】
前記クランクアームの回転角の角速度を算出し、算出された角速度に基づいて前記搬送手段による前記積層体固定治具の搬送速度を制御することを特徴とする請求項７に記載の搬送システム。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれか１つに記載の搬送システムを備えた積層接合体製造装置。
【請求項１０】
膜材料が積層された積層体を加圧手段により加圧し積層接合体を製造する積層接合体製造装置において前記積層体を固定する積層体固定治具を搬送する搬送方法であって、
前記積層体固定治具に接続可能な排気手段と、
前記積層体固定治具を載置するシャトルと、前記シャトルを搬送方向に沿って往復運動させるスライダと、前記スライダを駆動する駆動手段と、を備えた積層体固定治具を搬送する搬送手段と、
前記搬送手段により搬送された前記積層体固定治具を前記シャトルから受け取り載置するための中間ステージと、を用意し、
前記積層体固定治具は、前記積層体を収容可能な収容空間を備え、前記収容空間と連通する排気路が形成され、前記収容空間と排気手段とを接続する排気路を切り替え可能な第１排気ポート及び第２排気ポートを備えており、前記収容空間に積層体を配置し排気手段により前記収容空間を排気することにより、前記積層体を前記収容空間内に密着固定させる治具を用い、
前記第１排気ポートから前記収容空間を排気した状態で前記加圧手段の上流から前記加圧手段に向かって前記積層体固定治具を搬送する工程と、
前記搬送された積層体固定治具を搬送方向の下流に位置する中間ステージに受け渡し、前記中間ステージにおいて排気路を切り替えて前記第２排気ポートから前記収容空間を排気する工程と、を備えたことを特徴とする搬送方法。
【請求項１１】
前記加圧手段が、被加圧対象を直進方向に搬送して加圧する加圧手段である場合に、
前記積層体固定治具が前記加圧手段により加圧されている間に、前記積層体固定治具を前記加圧手段の送り速度に合わせた搬送速度で搬送する工程を更に備えたことを特徴とする請求項１０に記載の搬送方法。
【請求項１】
膜材料が積層された積層体を加圧手段により加圧し積層接合体を製造する積層接合体製造装置において前記積層体を固定する積層体固定治具を搬送する搬送システムであって、
前記積層体固定治具に接続可能な排気手段と、
前記積層体固定治具を載置するシャトルと、前記シャトルを搬送方向に沿って往復運動させるスライダと、前記スライダを駆動する駆動手段と、を備えた積層体固定治具を搬送する搬送手段と、
前記搬送手段により搬送された前記積層体固定治具を前記シャトルから受け取り載置するための中間ステージと、を備え、
前記積層体固定治具は、前記積層体を収容可能な収容空間を備え、前記収容空間と連通する排気路が形成され、前記収容空間と排気手段とを接続する排気路を切り替え可能な第１排気ポート及び第２排気ポートを備えており、前記収容空間に積層体を配置し排気手段により前記収容空間を排気することにより、前記積層体を前記収容空間内に密着固定させる治具を用い、
前記シャトルは、前記積層体固定治具を載置したときに前記第１排気ポートと連通し、前記排気手段により前記収容空間を排気するための第１排気コネクタを備え、
前記中間ステージは、前記積層体固定治具を載置したときに前記第２排気ポートと連通し、前記排気手段により前記収容空間を排気するための第２排気コネクタを備え、
前記搬送手段は、前記シャトルに前記積層体固定治具を載置して前記第１排気コネクタを介して前記収容空間を排気した状態で前記加圧手段に向かって前記積層体固定治具を搬送し、搬送方向の下流に位置する中間ステージに前記積層体固定治具を受け渡し、前記中間ステージにおいて前記第２排気コネクタが前記第２排気ポートと連通した後に、排気路を切り替えて前記排気手段により前記収容空間を排気することにより、前記積層体固定治具の収容空間内を排気状態に維持したまま搬送することを特徴とする搬送システム。
【請求項２】
前記加圧手段は複数の加圧部を備えており、前記複数の加圧部に対応して前記シャトル及び中間ステージがそれぞれ設けられており、
前記搬送手段の複数のシャトルは、連動して作動するように構成されており、
前記搬送手段は、中間ステージに載置された積層体固定治具を前記シャトルに受け取って前記第１排気コネクタを介して前記収容空間を排気した状態で搬送し、隣接する下流側の中間ステージに受け渡すことを特徴とする請求項１に記載の搬送システム。
【請求項３】
前記加圧手段は、被加圧対象を直進方向に搬送して加圧する加圧手段であって、
前記積層体固定治具としては、直進方向に搬送しながら加圧可能に構成された積層体固定治具を用い、
前記積層体固定治具の加圧は、前記搬送手段により前記積層体固定治具を搬送しながら行われることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の搬送システム。
【請求項４】
前記搬送手段は、前記積層体固定治具が前記加圧手段により加圧されている間は、前記積層体固定治具を前記加圧手段の送り速度に合わせた搬送速度で搬送することを特徴とする請求項３に記載の搬送システム。
【請求項５】
前記搬送手段及び中間ステージの少なくとも一方が昇降手段を備え、前記加圧手段により前記積層体固定治具が加圧される加圧面を基準にして、一方が他方に対し相対的に昇降することにより前記積層体固定治具の受け渡しを行うことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１つに記載の搬送システム。
【請求項６】
第１排気ポート及び第２排気ポートは、前記収容空間に外気が逆流することを防止する逆止弁を備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載の搬送システム。
【請求項７】
前記スライダは、一端が回転駆動を行う駆動手段に接続され回動するクランクアームと、クランクアームの他端とお互いに回動可能に一端が接続されたリンクと、リンクの他端と接続されリンクによって往復運動するシャトルを搬送方向に案内するガイドレールと、を備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１つに記載の搬送システム。
【請求項８】
前記クランクアームの回転角の角速度を算出し、算出された角速度に基づいて前記搬送手段による前記積層体固定治具の搬送速度を制御することを特徴とする請求項７に記載の搬送システム。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれか１つに記載の搬送システムを備えた積層接合体製造装置。
【請求項１０】
膜材料が積層された積層体を加圧手段により加圧し積層接合体を製造する積層接合体製造装置において前記積層体を固定する積層体固定治具を搬送する搬送方法であって、
前記積層体固定治具に接続可能な排気手段と、
前記積層体固定治具を載置するシャトルと、前記シャトルを搬送方向に沿って往復運動させるスライダと、前記スライダを駆動する駆動手段と、を備えた積層体固定治具を搬送する搬送手段と、
前記搬送手段により搬送された前記積層体固定治具を前記シャトルから受け取り載置するための中間ステージと、を用意し、
前記積層体固定治具は、前記積層体を収容可能な収容空間を備え、前記収容空間と連通する排気路が形成され、前記収容空間と排気手段とを接続する排気路を切り替え可能な第１排気ポート及び第２排気ポートを備えており、前記収容空間に積層体を配置し排気手段により前記収容空間を排気することにより、前記積層体を前記収容空間内に密着固定させる治具を用い、
前記第１排気ポートから前記収容空間を排気した状態で前記加圧手段の上流から前記加圧手段に向かって前記積層体固定治具を搬送する工程と、
前記搬送された積層体固定治具を搬送方向の下流に位置する中間ステージに受け渡し、前記中間ステージにおいて排気路を切り替えて前記第２排気ポートから前記収容空間を排気する工程と、を備えたことを特徴とする搬送方法。
【請求項１１】
前記加圧手段が、被加圧対象を直進方向に搬送して加圧する加圧手段である場合に、
前記積層体固定治具が前記加圧手段により加圧されている間に、前記積層体固定治具を前記加圧手段の送り速度に合わせた搬送速度で搬送する工程を更に備えたことを特徴とする請求項１０に記載の搬送方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
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【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
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【公開番号】特開２０１３−１１２４４８（Ｐ２０１３−１１２４４８Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５８８８４（Ｐ２０１１−２５８８８４）
【出願日】平成２３年１１月２８日（２０１１．１１．２８）
【特許番号】特許第５１３６６８１号（Ｐ５１３６６８１）
【特許公報発行日】平成２５年２月６日（２０１３．２．６）
【出願人】（０００１９１００９）新東工業株式会社 (474)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２８日（２０１１．１１．２８）
【特許番号】特許第５１３６６８１号（Ｐ５１３６６８１）
【特許公報発行日】平成２５年２月６日（２０１３．２．６）
【出願人】（０００１９１００９）新東工業株式会社 (474)
【Ｆターム（参考）】
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