(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池スタックの製造方法であって、
（Ａ）帯状の第１締結部材と、第２締結部材とを、前記第１締結部材の一端と前記第２締結部材の一端とが隣接するように、かつ、前記第１締結部材の他端と前記第２締結部材の他端とが隣接するように配置し、複数の燃料電池セルが積層された燃料電池スタックを、積層方向に対し前記第１締結部材および前記第２締結部材によって挟み込むように配置する工程と、
（Ｂ）前記燃料電池スタックを所定の荷重で加圧しつつ、前記第１締結部材の両端部に形成された孔状の第１連結部と、前記第２締結部材の両端部に形成された第２連結部とに、治具を挿入して前記第１締結部材と前記第２締結部材とを連結することにより前記燃料電池スタックを仮締結する工程と、
（Ｃ）前記燃料電池スタックを仮締結させた状態で、前記燃料電池スタックのクリープ変形を進行させるためのエージング処理を行う工程と、
（Ｄ）前記燃料電池スタックを増し締めのために再加圧しつつ、前記再加圧時において前記第１連結部と前記第２連結部とが重なる面積に対応した径のピンを前記第１連結部と前記第２連結部とに挿入する工程と
を含み、
前記第２締結部材は、前記燃料電池スタックに隣接するエンドプレートである
燃料電池スタックの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池スタックの製造方法であって、更に、
（Ｅ）前記工程（Ｂ）に先立ち、前記燃料電池スタックに対して前記所定の荷重を加えた際の前記燃料電池スタックの積層方向に沿った長さを測定し、前記測定された長さに応じて、前記第１締結部材の長さを調整する工程
を含む燃料電池スタックの製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の燃料電池スタックの製造方法であって、
前記工程（Ｅ）では、前記第１連結部を孔状に形成する際に前記第１締結部材の端部を折り返す位置を調整することにより、前記第１締結部材の長さを調整する
燃料電池スタックの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池スタックの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池スタックの製造方法に関し、例えば、特許文献１に記載された技術では、テンションプレートとボルトとを用いて燃料電池セルを積層した後に、圧縮荷重を燃料電池スタックに付与して初期クリープを進行させるエージング処理を行っている。エージング処理後には、エンドプレートに設けられた調整ねじを回転させることにより、燃料電池スタックの増し締めが行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２９４４９２号公報
【特許文献２】国際公開第２０１０／０９０００３号
【特許文献３】特開２００９−２１２０３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載された製造方法では、増し締めを行うための調整ねじがスタックのサイズに対して大きく、また、増し締めのための機構も複雑であるため、燃料電池スタック全体の重量が増大するという問題がある。そのため、燃料電池スタックをより簡易な構成で製造可能な技術が望まれている。その他、従来の燃料電池スタックの製造方法においては、燃料電池スタックの製造コストの低減や、製造設備の簡素化などが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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。
本発明の一形態は、
燃料電池スタックの製造方法であって、
（Ａ）帯状の第１締結部材と、第２締結部材とを、前記第１締結部材の一端と前記第２締結部材の一端とが隣接するように、かつ、前記第１締結部材の他端と前記第２締結部材の他端とが隣接するように配置し、複数の燃料電池セルが積層された燃料電池スタックを、積層方向に対し前記第１締結部材および前記第２締結部材によって挟み込むように配置する工程と、
（Ｂ）前記燃料電池スタックを所定の荷重で加圧しつつ、前記第１締結部材の両端部に形成された孔状の第１連結部と、前記第２締結部材の両端部に形成された第２連結部とに、治具を挿入して前記第１締結部材と前記第２締結部材とを連結することにより前記燃料電池スタックを仮締結する工程と、
（Ｃ）前記燃料電池スタックを仮締結させた状態で、前記燃料電池スタックのクリープ変形を進行させるためのエージング処理を行う工程と、
（Ｄ）前記燃料電池スタックを増し締めのために再加圧しつつ、前記再加圧時において前記第１連結部と前記第２連結部とが重なる面積に対応した径のピンを前記第１連結部と前記第２連結部とに挿入する工程と
を含み、
前記第２締結部材は、前記燃料電池スタックに隣接するエンドプレートである
燃料電池スタックの製造方法である。
また、本発明は以下の形態としても実現できる。
【０００６】
（１）本発明の一形態によれば、燃料電池スタックの製造方法が提供される。この製造方法は、（Ａ）帯状の第１締結部材と、第２締結部材とを、前記第１締結部材の一端と前記第２締結部材の一端とが隣接するように、かつ、前記第１締結部材の他端と前記第２締結部材の他端とが隣接するように配置し、複数の燃料電池セルが積層された燃料電池スタックを、積層方向に対し前記第１締結部材および前記第２締結部材によって挟み込むように配置する工程と、（Ｂ）前記燃料電池スタックを所定の荷重で加圧しつつ、前記第１締結部材の両端部に形成された孔状の第１連結部と、前記第２締結部材の両端部に形成された第２連結部とに、治具を挿入して前記第１締結部材と前記第２締結部材とを連結することにより前記燃料電池スタックを仮締結する工程と、（Ｃ）前記燃料電池スタックを仮締結させた状態で、前記燃料電池スタックのクリープ変形を進行させるためのエージング処理を行う工程と、（Ｄ）前記燃料電池スタックを増し締めのために再加圧しつつ、前記再加圧時において前記第１連結部と前記第２連結部とが重なる面積に対応した径のピンを前記第１連結部と前記第２連結部とに挿入する工程とを含む。このような形態の製造方法であれば、燃料電池スタックを増し締めするための機構が簡易であるため、燃料電池スタック全体の軽量化が可能である。また、燃料電池スタックのクリープ変形を進行させるための加圧の保持も簡易に行うことができる。よって、燃料電池スタックを簡易な構成で製造することができる。
【０００７】
（２）上記形態の燃料電池スタックの製造方法は、更に、（Ｅ）前記工程（Ｂ）に先立ち、前記燃料電池スタックに対して前記所定の荷重を加えた際の前記燃料電池スタックの積層方向に沿った長さを測定し、前記測定された長さに応じて、前記第１締結部材の長さを調整する工程を含んでもよい。このような形態の燃料電池スタックの製造方法であれば、燃料電池スタックの長さに対応した第１締結部材を用意することができるので、シム板や板バネなどの部材（スペーサ）によって燃料電池スタックの長さのばらつきを吸収することが不要になる。よって、燃料電池スタックをより簡易な構成で製造することができる。
【０００８】
（３）上記形態の燃料電池スタックの製造方法において、前記工程（Ｅ）では、前記第１連結部を孔状に形成する際に前記第１締結部材の端部を折り返す位置を調整することにより、前記第１締結部材の長さを調整してもよい。このような形態の燃料電池スタックの製造方法であれば、第１締結部材の長さを容易に調整することができる。
【０００９】
（４）上記形態の燃料電池スタックの製造方法において、前記第２締結部材は、前記燃料電池スタックに隣接するエンドプレートでもよい。このような形態の燃料電池スタックの製造方法であれば、第１締結部材を第２締結部材に容易に連結することができる。
【００１０】
（５）上記形態の燃料電池スタックの製造方法において、前記第２締結部材は帯状でもよく、前記第２連結部は孔状でもよい。このような形態の燃料電池スタックの製造方法であれば、第２締結部材の製造コストを低減することができる。
【００１１】
本発明は、上述し燃料電池スタックの製造方法としての形態に限らず、種々の形態で実現することが可能である。例えば、この製造方法によって製造された燃料電池スタックや、燃料電池スタックを備える車両等の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態としての燃料電池スタックの製造方法を示す工程図である。
【図２】燃料電池スタックの製造方法を模式的に示す説明図である。
【図３】燃料電池スタックの製造方法を模式的に示す説明図である。
【図４】仮締結用治具の径と製品用ピンの径とを示す図である。
【図５】第２実施形態における仮締結用治具と製品用ピンとを示す説明図である。
【図６】第１変形例における仮締結用治具と製品用ピンとを示す説明図である。
【図７】第２変形例における仮締結用治具と製品用ピンとを示す説明図である。
【図８】第３変形例における燃料電池スタックの製造方法を示す説明図である。
【図９】仮締結用治具の他の形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
Ａ．第１実施形態：
図１は、本発明の第１実施形態としての燃料電池スタックの製造方法を示す工程図である。図２，３は、燃料電池スタックの製造方法を模式的に示す説明図である。本実施形態の製造方法では、まず、複数の燃料電池セルを積層して、燃料電池スタック１００を形成する（ステップＳ１０）。本実施形態における燃料電池セルは、固体高分子形燃料電池である。各燃料電池セルは、プロトン伝導性を有する電解質膜の両面に、それぞれ、触媒電極層とガス拡散層とを配置し、これらを一対のセパレータで挟持することにより構成されている。
【００１４】
上記ステップＳ１０では、図２（Ａ）および図３（Ｃ）に示すように、棒状の２本の積層ガイド２０の間に、複数の燃料電池セル１０を、それら燃料電池セル１０の側面に形成された切り欠きを利用して、吊り下げて整列させる。そして、これら複数の燃料電池セル１０の一端側に第１エンドプレート２５が配置され、他端側に板状の第２エンドプレート２６と、荷重センサ（ロードセル）２７と、加圧シリンダ２８と、が配置される。この状態で、加圧シリンダ２８により規定の荷重を燃料電池セル１０側に印加して加圧すると、燃料電池スタック１００が形成される。燃料電池セル１００の形成は、他の方法によって行っても構わない。
【００１５】
上記ステップＳ１０において燃料電池スタック１００が形成されると、続いて、燃料電池スタック１００を締結するための第１締結部材３０の長さ調整が行われる（ステップＳ２０）。このステップＳ２０では、まず、図２（Ａ）のように、燃料電池スタック１００が加圧された状態において、燃料電池スタック１００の積層方向に沿った長さＡが変位計によって測定され、その値がコンピュータ２００に伝達される。コンピュータ２００は、変位計から伝達された長さＡに基づき、第１締結部材３０の長さＬを算出する。長さＬは、下記式（１）によって求めることができる。この式（１）の中で、Ｂは、第２エンドプレート２６の鉛直方向における既知の高さである。また、ｋは、第１締結部材３０が燃料電池スタック１００を締結する際に伸びる量を考慮して実験的に求めた係数であり、０よりも大きく１よりも小さい係数である。ｋは、第１締結部材３０の弾性係数や環境温度などに応じて定めることもできる。
【００１６】
Ｌ＝ｋ（Ａ＋Ｂ＋Ａ）  ・・・（１）
【００１７】
コンピュータ２００によって、第１締結部材３０の長さＬが算出されると、図３（Ａ）に示すように、まず、帯状の第１締結部材３０が用意される。第１締結部材３０は、例えば、０．５〜１．５ｍｍの厚みを有するステンレス製の板材によって形成されている。第１締結部材３０の両端には、それぞれ、櫛状に切り込みが設けられている。図３（Ａ）に示すように、第１締結部材３０の両端は、それぞれ反対側の端部に向かって折り返される。このとき、コンピュータ２００は、第１締結部材３０の両端を折り返す装置を制御して、第１締結部材３０の両端を折り返す位置を調整することで、第１締結部材３０の長さを、予め算出しておいた長さＬに調整する。コンピュータ２００は、こうして第１締結部材３０の両端を折り返すと、コンピュータ２００に接続された加締め装置４０（図２（Ｂ）参照）によって第１締結部材３０の両端を、第１締結部材３０の本体部３１に固定する。すると、第１締結部材３０の両端部には、図３（Ｂ）に示すように、それぞれ、孔状（環状）の第１連結部３２が複数形成される。第１締結部材３０の両端の本体部３１への固定は、加締め以外にも、例えば、スポット溶接やメカニカルクリンチングなどによって行ってもよい。
【００１８】
上記ステップＳ２０において、第１締結部材３０の長さ調整が行われると、加圧シリンダ２８による燃料電池スタック１００の加圧が解除され、燃料電池スタック１００が、第１締結部材３０と第２締結部材２５（第１エンドプレート２５）との間に配置される（ステップＳ３０）。そして、図２（Ｃ）に示すように、燃料電池スタック１００に対して加圧が行われつつ、第１締結部材３０と第２締結部材２５（第１エンドプレート２５）とが連結されることによって燃料電池スタック１００が仮締結される（ステップＳ４０）。本実施形態では、第１エンドプレート２５が第２締結部材に相当する。そのため、第１エンドプレート２５のことを「第２締結部材２５」ともいう。
【００１９】
上記ステップＳ３０では、図３（Ｃ）に示すように、第１締結部材３０の両端部に形成された第１連結部３２が第２締結部材２５側に向くように、第１締結部材３０が折り曲げられる。そして、第１締結部材３０と、第２締結部材２５とを、第１締結部材３０の一端と第２締結部材２５の一端とが隣接するように、かつ、第１締結部材３０の他端と第２締結部材２５の他端とが隣接するように配置し、燃料電池スタック１００（および第２エンドプレート２６）を、その積層方向に対し第１締結部材３０および第２締結部材２５によって挟み込むように配置する。
【００２０】
上記ステップＳ４０では、燃料電池スタック１００に対して、第１締結部材３０および第２エンドプレート２６を介して加圧シリンダ２８によって加圧が行われつつ、図３（Ｃ）に示すように、第１締結部材３０の両端部に設けられた孔状の複数の第１連結部３２が、それぞれ、第２締結部材２５に設けられた凹状の複数の第２連結部３３に嵌め込まれる。そして、各第２連結部３３の側壁を貫通する貫通孔３４と、孔状の第１連結部３２とに、仮締結用治具５０が挿入されることにより、第１締結部材３０と第２締結部材２５とが連結され、燃料電池スタック１００が締結される。本実施形態では、仮締結用治具５０は、ピン状の部材である。
【００２１】
上記ステップＳ４０において燃料電池スタック１００が仮締結されると、燃料電池スタック１００が仮締結された状態（ただし、加圧シリンダ２８による加圧は解除された状態）で、エージング処理が行われる（ステップＳ５０）。このエージング処理では、燃料電池スタック１００のクリープ変形が進行する。このエージング処理中には、燃料電池スタック１００に対して、リーク検査と発電検査とが行われてもよい。リーク検査とは、燃料電池スタック１００の内部から外部に反応ガスが漏出するか否かを検知するための検査である。発電検査とは、燃料電池スタック１００を運転することにより、燃料電池スタック１００から規定の電力が出力されるか否かを検知するための検査である。これらの検査に合格しない場合には、以降の工程は中止される。
【００２２】
図４は、仮締結用治具５０の径と製品用ピン５１の径とを示す図である。上記ステップＳ５０によりエージング処理が終了すると、燃料電池スタック１００に再加圧と増し締めとが行われる（ステップＳ６０）。具体的には、加圧シリンダ２８（他の加圧装置でもよい）によって、燃料電池スタック１００を再加圧しつつ、上記ステップＳ４０で第１連結部３２および第２連結部３３に挿入された仮締結用治具５０（図４（Ａ）参照）を、製品用ピン５１に挿し替える（図４（Ｂ）参照）。すると、加圧シリンダ２８による加圧を解除した後にも、仮締結用治具５０の径と製品用ピン５１の径との差に応じて、燃料電池スタック１００が増し締められた状態になる。製品用ピン５１の直径Ｄは、燃料電池スタック１００の再加圧時において第１連結部３２と第２連結部３３とが重なる領域の面積Ｓに対応している。本実施形態の製品用ピン５１の断面は円状である。そのため、面積Ｓが大きくなるほど、製品用ピン５１の直径Ｄは大きくなる。なお、第１連結部３２と第２連結部３３とが重なる領域とは、より具体的には、製品用ピン５１の軸方向から見て、孔状の第１連結部３２の内部空間と第２連結部３３に設けられた貫通孔３４の内部空間とが重なる部分の領域である。
【００２３】
直径Ｄは、例えば、以下の式（２）のように表すこともできる。式（２）において、ｄは、仮締結用治具５０の直径であり、ｃは、燃料電池スタック１００の長さＡのクリープ量（縮み量）を実験的に求めた値（例えば、過去の平均値）である。このクリープ量ｃは、例えば、１〜３ｍｍである。
【００２４】
Ｄ＝ｄ＋ｃ  ・・・（２）
【００２５】
こうして燃料電池スタック１００の増し締めが行われ、加圧シリンダ２８による加圧が解除されると、燃料電池スタック１００が完成する。なお、加圧シリンダ２８による加圧を解除する際の荷重変動を荷重センサ２７によって検出することで、製品用ピン５１の挿し替えによって、規定の荷重が燃料電池スタック１００に加えられているかを検査することが可能である。
【００２６】
以上で説明した本実施形態の燃料電池スタック１００の製造方法によれば、燃料電池スタック１００を締結する第１締結部材３０の第１連結部３２と第２締結部材２５の第２連結部３３とに、仮締結用治具５０や製品用ピン５１を挿入するだけで、燃料電池スタック１００の仮締結や増し締めが行われる。そのため、仮締結時の加圧の保持や増し締めのための機構を簡易化することができる。よって、燃料電池スタック１００全体の軽量化が可能である。
【００２７】
また、本実施形態の製造方法では、燃料電池セル１０を積層して燃料電池スタック１００を形成した後に、燃料電池スタック１００の長さを実測して第１締結部材３０の長さを調整する。そのため、例えば、燃料電池スタック１００の端部に、シム板や板バネといった、燃料電池スタック１００の長さを調整するための部材（スペーサ）を挿入して燃料電池スタック１００の長さのばらつきを吸収する必要がない。よって、燃料電池スタック１００を簡易な構成で製造することができる。
【００２８】
また、本実施形態では、第１締結部材３０の両端部を折り返す位置を調整することで、第１締結部材３０の長さＬを調整するので、第１締結部材３０の長さＬを容易に調整することができる。
【００２９】
また、本実施形態の製造方法では、上記のとおり、仮締結用治具５０と製品用ピン５１とが用いられて燃料電池スタック１００の締結が行われる。そのため、例えば、燃料電池スタック１００に規定の荷重が加えられていないことが荷重センサ２７によって検出された場合などに、これらのピンを抜くことで、燃料電池セル１０の差し替えや積層の手直しを容易に行うことができる。また、燃料電池セル１０の差し替えや積層の手直しを行った場合であっても、その都度、第１締結部材３０の長さを燃料電池スタック１００の長さの実測値に応じて調整することができる。よって、本実施形態の製造方法によれば、燃料電池スタック１００の補修が必要になった場合でも、短時間で補修を完了させることができる。
【００３０】
Ｂ．第２実施形態：
上記第１実施形態では、第１締結部材３０が、第１エンドプレート２５に連結されることにより燃料電池スタック１００の締結（仮締結および増し締め）が行われる。これ対して、第２実施形態では、第１締結部材３０が、第１締結部材３０と同様の形態を有する帯状の第２締結部材に連結されることにより燃料電池スタック１００の締結が行われる。
【００３１】
図３（Ｃ）には、第２エンドプレート２６と同様の形状の第１エンドプレート２５ｂと、帯状の第２締結部材３０ｂと、が示されている。第２締結部材３０ｂの両端部には、第１締結部材３０と同様に、孔状の第２連結部３２ｂが複数形成されている。第２連結部３２ｂは、それぞれ、第１連結部３２間の間隙に嵌まるように形成されている。第２実施形態では、第２締結部材３０ｂと第１エンドプレート２５ｂとが、第１実施形態における第１エンドプレート２５に替えて用いられる。
【００３２】
図５は、第２実施形態における仮締結用治具５０と製品用ピン５１とを示す説明図である。図５に示すように、第２実施形態における仮締結用治具５０および製品用ピン５１の形状および寸法は、第１実施形態（図４参照）と同様である。本実施形態では、仮締結用治具５０と製品用ピン５１とは、第１締結部材３０の両端部に形成された孔状の第１連結部３２と、第２締結部材３０ｂの両端部に形成された孔状の第２連結部３２ｂとに挿入される。製品用ピン５１の直径Ｄは、燃料電池スタック１００が増し締めのために再加圧された際に第１連結部３２と第２連結部３２ｂとが重なる領域の面積Ｓに対応している。第１連結部３２と第２連結部３２ｂとが重なる領域とは、より具体的には、製品用ピン５１の軸方向から見て、孔状の第１連結部３２の内部空間と孔状の第２連結部３２ｂの内部空間とが重なる部分の領域である。
【００３３】
以上で説明した第２実施形態によれば、第２締結部材３０ｂを第１締結部材３０と同じ材料によって形成することができる。そのため、第２締結部材３０ｂの製造コストを削減することが可能になる。その他、第２実施形態によっても、第１実施形態のすべての効果を同様に奏することが可能である。
【００３４】
第１実施形態と第２実施形態のどちらを採用するかは、組み付けの容易性や製造コストに基づいて選択することが可能である。例えば、第１実施形態を採用すれば、第２締結部材が第１エンドプレート２５によって構成されているため、帯状の第１締結部材３０を第２締結部材に容易に連結する（組み付ける）ことができる。一方、第２実施形態を採用すれば、第２締結部材の製造コストを低減することができるので、燃料電池スタック１００全体の製造コストを削減することが可能である。
【００３５】
Ｃ．変形例：
＜第１変形例＞
上記第２実施形態では、仮締結用治具５０として、第１実施形態と同様の仮締結用治具５０が用いられる。これに対して、第１変形例では、第１実施形態の仮締結用治具５０とは異なる形態の仮締結用治具が用いられる。その他の構成は、第２実施形態と同じである。
【００３６】
図６は、第１変形例における仮締結用治具と製品用ピンとを示す説明図である。第１変形例の仮締結用治具５０ｂは、第１ピン６１と第２ピン６２とを備えている。第１ピン６１は、第１締結部材３０に形成された第１連結部３２に挿入される。一方、第２ピン６２は、第２締結部材３０ｂに形成された第２連結部３２ｂに挿入される。第１ピン６１と第２ピン６２とは、それらのピンが挿入される貫通孔の形成された枠体６３によって互いに平行に固定される。第１ピン６１と第２ピン６２との間の距離は、燃料電池スタック１００のクリープ量ｃに応じて設定されている。第１ピン６１および第２ピン６２としては、製品用ピン５１と同じピンを用いることが可能である。
【００３７】
以上で説明した第１変形例によれば、仮締結用治具５０ｂに用いられる第１ピン６１および第２ピン６２として、製品用ピン５１と同じピンを用いることができるので、燃料電池スタック１００の製造コストを低減することが可能になる。その他、第１変形例によっても、第１実施形態および第２実施形態のすべての効果を同様に奏することが可能である。
【００３８】
＜第２変形例＞
第１変形例では、２本のピン６１，６２を有する仮締結用治具５０ｂによって２つの環状の連結部３２，３２ｂを連結している。これに対して、第２変形例では、２本のピンを有する仮締結用治具によって、第１エンドプレート２５に形成された第２連結部３３と環状の第１連結部３２とを連結する。
【００３９】
図７は、第２変形例における仮締結用治具と製品用ピンとを示す説明図である。第２変形例の仮締結用治具５０ｃは、第１変形例と同様に第１ピン６１と第２ピン６２とを備えている。第１ピン６１は、第１締結部材３０に形成された第１連結部３２に挿入される。一方、第２ピン６２は、第２締結部材としての第１エンドプレート２５に形成された第２連結部３３の貫通孔３４に挿入される。第１ピン６１と第２ピン６２とは、それらのピンが挿入される貫通孔の形成された枠体６３ｃによって互いに平行に固定される。第１ピン６１と第２ピン６２との間の距離は、燃料電池スタック１００のクリープ量ｃに応じて設定されている。ただし、本変形例では、第１ピン６１は、第２ピン６２に対して、鉛直方向にオフセットされて固定されている。また、枠体６３ｃは、第２連結部３３の壁面に沿って配置されることで、第２ピン６２を中心に回転しないように固定されている。本実施形態では、このように、第１ピン６１が第２ピン６２に対して鉛直方向にオフセットさせて配置されているので、第１ピン６１が第１エンドプレート２５に接触することが抑制される。
【００４０】
以上で説明した第２変形例によれば、仮締結用治具５０ｃに用いられる第１ピン６１および第２ピン６２として、製品用ピン５１と同じピンを用いることができるので、燃料電池スタック１００の製造コストを低減することが可能になる。その他、第４実施形態によっても、第１実施形態のすべての効果を同様に奏することが可能である。
【００４１】
＜第３変形例＞
上記第１実施形態では、図１および図２に示したように、燃料電池スタック１００の形成後に、第１締結部材３０の長さ調整を行っている。これに対して、第５実施形態では、燃料電池スタック１００の形成と第１締結部材３０の長さ調整とを同時に行う。
【００４２】
図８は、第３変形例における燃料電池スタック１００の製造方法を示す説明図である。第３変形例では、まず、図８（Ａ）に示すように、帯状の第１締結部材３０と、第２締結部材としての第１エンドプレート２５と、の間に燃料電池セル１０が積層され、加圧シリンダ２８によって加圧が行われることにより、燃料電池スタック１００が形成される。
【００４３】
本変形例では、こうして燃料電池スタック１００の形成が行われた状態のまま、加圧シリンダ２８による加圧が解除されることなく、燃料電池スタック１００の上方および下方に配置された加締め装置４０によって、第１締結部材３０の両端部に、それぞれ、孔状の第１連結部３２が形成される。
【００４４】
その後、図８（Ｂ）に示すように、第１連結部３２と、第１エンドプレート２５に形成された第２連結部３３の貫通孔３４に仮締結用治具５０が挿入され、第１締結部材３０と第１エンドプレート２５とが連結され、燃料電池スタック１００が仮締結される。燃料電池スタック１００が仮締結されると、加圧シリンダ２８による加圧は解除される。
【００４５】
燃料電池スタック１００の仮締結後、図８（Ｃ）に示すように、燃料電池スタック１００に対して、エージング処理が行われる。そして、図８（Ｄ）に示すように、加圧シリンダ２８によって再加圧が行われながら、仮締結用治具５０が製品用ピン５１に挿し替えられる。その後、加圧シリンダ２８による加圧が解除されると、燃料電池スタック１００が完成する。
【００４６】
以上で説明した第３変形例の製造方法によれば、燃料電池スタック１００の形成と第１締結部材３０の長さ調整とが同時に行われる（つまり、図１のステップＳ１０〜Ｓ３０が同時に行われる）ので、長さ調整後の第１締結部材３０をセットするために、加圧シリンダ２８による燃料電池スタック１００の加圧を解除する必要がない。よって、燃料電池スタック１００の製造をより簡易に行うことが可能になる。また、加締め装置４０による加締め位置を予め最適な位置に調整しておけば、第１締結部材３０の長さを算出するためのコンピュータ２００を省略することも可能である。
【００４７】
＜第４変形例＞
図９は、仮締結用治具の他の形態を示す図である。図９に示すように、仮締結用治具５０として用いられるピンの断面は、円状でなくても構わない。例えば、図９（Ａ）に示すように、断面が円状の製品用ピン５１の断面を数ｍｍオフセットしたときの断面の重なり部Ｘの形状としても良い。このようなピンの断面であれば、孔状の連結部（第１連結部３２、第２連結部３２ｂ）に加わる荷重を分散させることができるので、連結部の塑性変形を抑制することができる。
【００４８】
また、図９（Ｂ）あるいは図９（Ｃ）に示すように、ピンの断面は、楕円状であってもよい。ピンの断面を楕円状とすれば、ピンの断面に角部が存在しないため、ピンを孔状の連結部へ挿入する際に連結部の内面に傷がついてしまうことを抑制することができる。また、図９（Ｃ）に示すように、短軸が帯状の締結部材と略平行になる楕円であれば、図９（Ａ）と同様に、孔状の連結部に加わる荷重を分散させることができ、更に、孔状の連結部への挿入時に連結部の内面に傷がついてしまうことを抑制することができる。
【００４９】
そのほか、仮締結用治具５０の材質は、製品用ピン５１の材質と同じでもよく、異なっていても良い。例えば、繰り返し使用による消耗を考慮し、仮締結用治具５０の材質を、製品用ピン５１の材質よりも高い強度としてもよい。また、仮締結用治具５０の強度を高めるために、表面処理を施してもよい。
【００５０】
本発明は、上述の実施形態や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または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。
【符号の説明】
【００５１】
１０…燃料電池セル
２０…積層ガイド
２５…第２締結部材（第１エンドプレート）
２５ｂ…第１エンドプレート
２６…第２エンドプレート
２７…荷重センサ
２８…加圧シリンダ
３０…第１締結部材
３０ｂ…第２締結部材
３１…本体部
３２…第１連結部
３３，３２ｂ…第２連結部
３４…貫通孔
４０…加締め装置
５０，５０ｂ，５０ｃ…仮締結用治具
５１…製品用ピン
６１…第１ピン
６２…第２ピン
６３，６３ｃ…枠体
１００…燃料電池スタック
２００…コンピュータ
【図１】
0006032237.tif 000002
【図２】
0006032237.tif 000003
【図３】
0006032237.tif 000004
【図４】
0006032237.tif 000005
【図５】
0006032237.tif 000006
【図６】
0006032237.tif 000007
【図７】
0006032237.tif 000008
【図８】
0006032237.tif 000009
【図９】
0006032237.tif 000010