(57)【要約】【課題】生産性に優れた燃料電池の製造方法を提供する。【解決手段】セル積層体９をスタックケース２５に押し込む工程の押し込み速度が、押し込み速度とガスケット８のシール面圧の低下量との関係から決定されており、前記押し込み速度は、ガスケット８のシール面圧の低下量が所定値以下となる速度である。【選択図】図１１
2019129013.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の燃料電池セルがガスケットを介して積層されたセル積層体と、前記セル積層体を収容するスタックケースと、前記セル積層体と前記スタックケースとの間に配在されるフィリングとを備える燃料電池の製造方法であって、
前記セル積層体を前記スタックケースに押し込む工程の押し込み速度が、前記押し込み速度と前記ガスケットのシール面圧の低下量との関係から決定されており、前記押し込み速度は、前記ガスケットのシール面圧の低下量が所定値以下となる速度である、燃料電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、固体高分子型燃料電池のセル（燃料電池セルや単セル、単電池ということもある）は、イオン透過性の電解質膜と、該電解質膜を挟持するアノード側触媒層（電極層）およびカソード側触媒層（電極層）とからなる膜電極接合体（ＭＥＡ：Membrane Electrode Assembly）を備えている。ＭＥＡの両側には、燃料ガスもしくは酸化剤ガスを提供するとともに電気化学反応によって生じた電気を集電するためのガス拡散層（ＧＤＬ：Gas Diffusion Layer）が形成されている。ＧＤＬが両側に配置されたＭＥＡは、ＭＥＧＡ（Membrane Electrode & Gas Diffusion Layer Assembly）と称され、ＭＥＧＡは、一対のセパレータにより挟持されている。ここで、ＭＥＧＡが燃料電池の発電部であり、ガス拡散層がない場合には、ＭＥＡが燃料電池の発電部となる。
【０００３】
燃料電池（燃料電池スタックということもある）は、前記した如くの構成を有するセルをシール用のガスケットを介して複数枚重ね合わせて積層し、そのセル積層体の両端に位置するセルの外側に一対のエンドプレート（プレッシャプレートやターミナルプレート、締結板などともいう）を配置し、セル積層体を一対のエンドプレートで加圧・締結し、その加圧・締結されたセル積層体（以下、燃料電池本体ということがある）をスタックケースに収容して構成される。
【０００４】
この種の燃料電池において、近年では、耐振動性や耐衝撃性を向上させつつ、燃料電池本体を構成するセルの位置ずれ（セルずれ）を防止するために、例えば、燃料電池本体と、燃料電池本体を内側に収容するスタックケースとの間に、介在層（以下、フィリングということがある）としてシリコンゴムやウレタンゴム等の弾性材料を介在させ、この介在層によって燃料電池本体をスタックケースに拘束するものが提案されている。
【０００５】
また、前記した如くの燃料電池本体とスタックケースとの間に介在層を有する燃料電池の製造方法としては、例えば、燃料電池本体（セル積層体）の側面に介在層を配置し、その後、介在層を潰しながらスタックケースに燃料電池本体を挿入する製造方法が知られている（例えば、下記特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１６−０１２４０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、この種の燃料電池の製造方法においては、燃料電池本体をスタックケースに押し込んで挿入する際に、セル積層体を構成するセルと外部拘束部材としての介在層とが一部干渉する。この種の製造方法では、スタックケースへの燃料電池本体（セル積層体）の押し込み速度を上げることにより、生産性を上げることが想定されるが、本発明者等は、その押し込み速度を上げ過ぎると、セル間に配置されたガスケット等が急激に変形し、ガスケットのシール性が低下するという課題が生じるという知見を得た。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、生産性に優れた燃料電池の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決すべく、本発明による燃料電池の製造方法は、複数の燃料電池セルがガスケットを介して積層されたセル積層体と、前記セル積層体を収容するスタックケースと、前記セル積層体と前記スタックケースとの間に配在されるフィリングとを備える燃料電池の製造方法であって、前記セル積層体を前記スタックケースに押し込む工程の押し込み速度が、前記押し込み速度と前記ガスケットのシール面圧の低下量との関係から決定されており、前記押し込み速度は、前記ガスケットのシール面圧の低下量が所定値以下となる速度であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、押し込み速度とガスケットのシール面圧の低下量との関係から、セル積層体をスタックケースに押し込む工程の押し込み速度が決定されるので、ガスケットのシール性を確保した上で、押し込み速度を速くできるため、生産性を格段に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明による燃焼電池の製造方法の一実施形態により製造された燃料電池の断面図である。
【図２】図１に示される燃料電池（燃料電池スタック）の要部断面図である。
【図３】本発明による燃焼電池の製造方法の一実施形態の概略を示すフロー図である。
【図４】図３に示される押込工程の概略を示す外観斜視図である。
【図５】図４に示される押込工程における燃料電池本体のスタックケースへの押込途中の内部（その１）を示す図であり、（Ａ）は要部拡大断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図６】図４に示される押込工程における燃料電池本体のスタックケースへの押込途中の内部（その２）を示す図であり、（Ａ）は要部拡大断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図７】シール面圧計測による製造条件決定のために使用される燃料電池（燃料電池スタック）を示す図であり、（Ａ）は要部拡大断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図８】シール面圧の計測原理の説明に用いられる図である。
【図９】シール面圧の計測原理の説明に用いられる図である。
【図１０】押込工程におけるシール面圧の実測結果の一例を示す図である。
【図１１】押込工程におけるシール面圧最低値と押し込み速度・押し込み時間との関係を示す図である。
【図１２】本発明による燃焼電池の製造方法および従来の燃焼電池の製造方法による押し込み時間を示す図である。
【図１３】シール面圧計測におけるノイズ発生原因の説明に用いられる要部拡大断面図である。
【図１４】シール面圧計測におけるノイズ低減対策の説明に用いられる要部拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の構成を図面に示す実施形態の一例に基づいて詳細に説明する。以下では、一例として、燃料電池車に搭載される燃料電池またはこれを含む燃料電池システムに本発明を適用した場合を例示して説明するが、適用範囲がこのような例に限られることはない。
【００１３】
［燃料電池（燃料電池スタック）の構成］
図１は、本発明による燃焼電池の製造方法の一実施形態により製造された燃料電池の断面図である。また、図２は、図１に示される燃料電池（燃料電池スタック）の要部断面図である。
【００１４】
図示実施形態の燃料電池１００は、基本的に、燃料電池本体１０と、燃料電池本体１０を内側に収容するスタックケース２５と、燃料電池本体１０とスタックケース２５との間に配在される介在層としてのフィリング３０とを備える。
【００１５】
まず、本発明による製造方法の適用対象となる燃料電池（燃料電池スタック）１００として固体高分子型燃料電池を例にとり、図２を参照してその内部構成を概説する。
【００１６】
図２は、燃料電池（燃料電池スタック）１００の燃料電池本体１０の要部を断面視した図である。図２に示すように、燃料電池本体１０には、基本単位であるセル（単電池）１が複数積層されている（セル積層体９）。各セル１は、酸化剤ガス（例えば空気）と、燃料ガス（例えば水素）と、の電気化学反応により起電力を発生する固体高分子型燃料電池である。セル１は、ＭＥＧＡ２と、ＭＥＧＡ２を区画するように、ＭＥＧＡ２に接触するセパレータ（燃料電池用セパレータ）３とを備えている。なお、本実施形態では、ＭＥＧＡ２は、一対のセパレータ３、３により、挟持されている。
【００１７】
ＭＥＧＡ２は、膜電極接合体（ＭＥＡ）４と、この両面に配置されたガス拡散層７、７とが、一体化されたものである。膜電極接合体４は、電解質膜５と、電解質膜５を挟むように接合された一対の電極６からなる。電解質膜５は、固体高分子材料で形成されたプロトン伝導性のイオン交換膜からなり、電極６は、たとえば、白金などの触媒を担持した例えば多孔質のカーボン素材により形成される。電解質膜５の一方側に配置された電極６がアノードとなり、他方側の電極６がカソードとなる。ガス拡散層７は、例えばカーボンペーパ若しくはカーボンクロス等のカーボン多孔質体、または、金属メッシュ若しくは発泡金属等の金属多孔質体などのガス透過性を有する導電性部材によって形成される。
【００１８】
本実施形態では、ＭＥＧＡ２が、燃料電池１００（の燃料電池本体１０）の発電部であり、セパレータ３は、ＭＥＧＡ２のガス拡散層７に接触している。また、ガス拡散層７が省略されている場合には、膜電極接合体４が発電部であり、この場合には、セパレータ３は、膜電極接合体４に接触している。したがって、燃料電池１００（の燃料電池本体１０）の発電部は、膜電極接合体４を含むものであり、セパレータ３に接触する。
【００１９】
セパレータ３は、導電性やガス不透過性などに優れた金属を基材とする板状の部材であって、その一面側がＭＥＧＡ２のガス拡散層７と当接し、他面側が隣接する他のセパレータ３の他面側と当接している。
【００２０】
本実施形態では、各セパレータ３は、波形状ないし凹凸状に形成されている。セパレータ３の形状は、波の形状が等脚台形をなし、かつ波の頂部が平坦で、この頂部の両端が等しい角度をなして角張っている。つまり、各セパレータ３は、表側から見ても裏側から見ても、ほぼ同じ形状である。ＭＥＧＡ２の一方のガス拡散層７には、セパレータ３の頂部が面接触し、ＭＥＧＡ２の他方のガス拡散層７には、セパレータ３の頂部が面接触している。
【００２１】
一方の電極（すなわちアノード）６側のガス拡散層７とセパレータ３との間に画成されるガス流路２１は、燃料ガスが流通する流路であり、他方の電極（すなわちカソード）６側のガス拡散層７とセパレータ３との間に画成されるガス流路２２は、酸化剤ガスが流通する流路である。セル１を介して対向する一方のガス流路２１に燃料ガスが供給され、ガス流路２２に酸化剤ガスが供給されると、セル１内で電気化学反応が生じて起電力が生じる。
【００２２】
さらに、あるセル１と、それに隣接するもうひとつのセル１とは、アノードとなる電極６とカソードとなる電極６とを向き合わせて配置されている。また、あるセル１のアノードとなる電極６に沿って配置されたセパレータ３の背面側の頂部と、もうひとつのセル１のカソードとなる電極６に沿って配置されたセパレータ３の背面側の頂部とが、面接触している。隣接する２つのセル１間で面接触するセパレータ３、３の間に画成される空間２３には、セル１を冷却する冷媒としての水が流通する。
【００２３】
また、隣接する２つのセル１の端部間には、燃料ガス（例えば水素）または酸化剤ガス（例えば空気）や冷却用の水をシールするガスケット８が挟圧保持されている（図２には不図示、図５（Ａ）、図６（Ａ）等に図示）。
【００２４】
燃料電池本体１０は、図１に示すように、主に、前記したセル積層体９と一対のエンドプレート１１、１２とを備える。
【００２５】
一対のエンドプレート１１、１２は、セル積層体９の両端（セル積層方向両端）に位置するセル１の外側に配置され、前記燃料電池本体１０は、セル積層体９を一対のエンドプレート１１、１２で所定面圧で挟まれ（拘束され）、さらにこれらエンドプレート１１、１２同士を繋ぐようにテンションプレート（図示省略）からなる拘束部材が配置された状態で積層方向への荷重が付与（加圧）されて締結される。セル積層体９等を積層状態で拘束するテンションプレートは、両エンドプレート１１、１２間を架け渡すようにして設けられているもので、例えば一対が当該燃料電池本体１０の両側に対向するように配置される。テンションプレートは、各エンドプレート１１、１２に接続され、セル積層体９の積層方向に所定の締結力（圧縮荷重）を作用させた状態を維持する。
【００２６】
スタックケース２５は、ケース本体２６と蓋体２７とを備える。なお、本例では、前記した一対のエンドプレート１１のうちスタックケース２５への挿入側とは反対側に配置されたエンドプレート１２に蓋体２７が一体に形成されている。言い換えれば、エンドプレート１２が蓋体２７を兼ねている。
【００２７】
ケース本体２６は、燃料電池本体１０を内側に収容するための空隙を有する概略矩形状ないし箱状の外観形状を備え、ケース本体２６を構成する一面が開口（挿入開口）２６ａとなっており、その開口２６ａがエンドプレート１２と一体とされた蓋体２７で閉塞・封止されて、前記燃料電池本体１０を圧縮状態で収容する。
【００２８】
フィリング３０は、燃料電池本体１０（のセル積層体９）におけるセル積層方向に沿った側面（外周面）とスタックケース２５（のケース本体２６の側壁）の内周面との間に配置されている。
【００２９】
本例では、前記フィリング３０は、例えば略矩形状を有し、セル積層方向に垂直な断面（図１に示す断面）で視たときに、燃料電池本体１０の側面（セル積層方向に沿った側面）およびスタックケース２５の内周面の対向する位置に配設されるとともに、燃料電池本体１０の側面（セル積層方向に沿った側面）に沿って間隔をあけて複数個（図示例では、３個）に分けて配列されている。このように、フィリング３０が二つ以上かつ各々対向して設置されることで、燃料電池本体１０（のセル積層体９）に作用する剪断歪みや回転モーメントを抑制することができる。
【００３０】
なお、前記フィリング３０は、スタックケース２５（のケース本体２６の側壁）の内周面の対向する位置に配設されていれば、その形状や大きさ、配置箇所等は、図示例に限られないことは勿論である。例えば、セル積層方向の断面で視たときに、燃料電池本体１０におけるセル積層方向に沿った側面の一端から他端に亘って（つまり、間隔をあけずに連続的に）配置してもよい。
【００３１】
前記フィリング３０は、シリコンゴムやウレタンゴム等の柔軟性および絶縁性を有する弾性材料で形成され、スタックケース２５（のケース本体２６の側壁）の対向する内周面に付設されており、燃料電池本体１０がスタックケース２５に収容（挿入）される前の状態において（すなわち、フィリング３０に対する荷重ゼロの状態において）、前記対向するフィリング３０同士の最小間隔は、当該フィリング３０に対向する燃料電池本体１０のセル積層体９の最大幅、および、スタックケース２５への挿入側に配置されたエンドプレート１１の幅より小さく設計されている（図５（Ａ）参照）。燃料電池本体１０がスタックケース２５に収容（挿入）されたときに、前記フィリング３０は燃料電池本体１０（のエンドプレート１１）で弾性的に圧縮変形され（潰され）（図５（Ａ）、（Ｂ）参照）、その後、前記フィリング３０が弾性的に（言い換えれば、その復元力により）膨らんで燃料電池本体１０の各セル１の凹凸等に合わせて燃料電池本体１０との隙間を埋め、燃料電池本体１０の側面とスタックケース２５（のケース本体２６の側壁）の内周面との間で圧縮状態で狭圧保持される（図６（Ａ）、（Ｂ）参照）。このフィリング３０の弾性によって、燃料電池本体１０のセル積層体９がスタックケース２５に拘束され、耐振動性や耐衝撃性が向上するとともに、燃料電池本体１０を構成するセル１の位置ずれ（特に、積層方向に垂直な方向の位置ずれ）が抑止される。
【００３２】
なお、前記フィリング３０は、ポロプロピレン等の袋体に封入され、充填後にその袋体の内部で硬化して、前記した拘束機能等を発揮し得るものでもよい。
【００３３】
また、本例では、燃料電池本体１０とスタックケース２５の内周面に付設されたフィリング３０との間に、シート（薄板）状のフィリングカバー（以下、単にカバーという）４０を備える。
【００３４】
前記カバー４０は、ポリプロピレン等の高滑性（言い換えれば、接触抵抗ないし摩擦抵抗の小さい）および絶縁性を有する樹脂材料で形成され、フィリング３０の表面（詳しくは、フィリング３０における燃料電池本体１０のエンドプレート１１と接触し得る部位）を覆うように配設されており、このカバー４０は、燃料電池本体１０とスタックケース２５とを絶縁するインシュレータとしての機能を兼ねている。
【００３５】
このカバー４０の表面は滑らかであり、高滑性（詳細には、フィリング３０より高滑性）のカバー４０がフィリング３０（の表面）上に配置されるため、燃料電池本体１０をスタックケース２５（のケース本体２６）に挿入する際に要する荷重（接触抵抗ないし摩擦抵抗により生じる挿入荷重ないし押し込み荷重）を低く抑えることができ、燃料電池本体１０をスタックケース２５（のケース本体２６）に挿入しやすくできる。加えて、フィリング３０とカバー４０との間で良好な滑性が得られるため、フィリング３０が粘着性を有する物質であっても、フィリング３０がカバー４０に付着して動かなくなることを抑制でき、このため、フィリング３０が潰されやすく（変形しやすく）なる。
【００３６】
［燃料電池（燃料電池スタック）の製造方法］
図３は、本発明による燃焼電池の製造方法の一実施形態の概略を示すフロー図である。
【００３７】
前記した燃料電池（燃料電池スタック）１００の製造工程は、図３に示すように、主に、セル積層工程（Ｓ１）、加圧工程（Ｓ２）、押込工程（Ｓ３）を含んで構成される。
【００３８】
まず、セル積層工程（Ｓ１）では、前記したセル１を所定間隔（例えば、約2mmピッチ）で複数枚積層するとともに、隣接する２つのセル１間に、シール用のガスケット８を配置して、セル積層体９を形成する。
【００３９】
次に、加圧工程（Ｓ２）では、セル積層体９の両端に位置するセル１の外側に前記一対のエンドプレート１１、１２を配置し、前記エンドプレート１１、１２およびテンションプレート等を利用して、前記セル積層体９を（セル１の）積層方向に加圧（荷重を付与）し、各セル１のガス拡散層７、７を圧縮変形させ、各セル１間の間隔を（例えば、約2mmピッチから約1mmピッチまで）狭めて、燃料電池本体１０を形成する。
【００４０】
次いで、押込工程（Ｓ３）では、前記したフィリング３０およびカバー４０を（例えば接着等により）配置固定したケース本体２６を用意し、前記エンドプレート１１、１２およびテンションプレート等により加圧されて保持された燃料電池本体１０を、前記エンドプレート１１側からケース本体２６の開口（挿入開口）２６ａを通してその内部に内挿し（図４参照）、エンドプレート１２と一体とされた蓋体２７をケース本体２６の開口２６ａに締結して、前記燃料電池本体１０をスタックケース２５に封入する。
【００４１】
ここで、前記したように、燃料電池本体１０のスタックケース２５への挿入前の状態において、スタックケース２５の対向する内周面に付設されたフィリング３０同士の最小間隔は、セル積層体９の最大幅およびエンドプレート１１の幅より小さく設計されているので、前記押込工程（Ｓ３）にて燃料電池本体１０をスタックケース２５のケース本体２６に挿入する（押し込む）と、エンドプレート１１やセル積層体９（の各セル１）の端部が（カバー４０を介して）フィリング３０に衝接し、そのフィリング３０を潰しながら（具体的には、横方向に広がるように圧縮弾性変形させながら）燃料電池本体１０がケース本体２６に内挿されていく（図５（Ａ）、（Ｂ）参照）。エンドプレート１１やセル積層体９（の各セル１）の端部がフィリング３０を潰しながら通過した後、フィリング３０は、その後にその復元力（弾性力）により徐々に膨らんで初期厚みに戻っていくが、初期厚さを回復することなく圧縮状態で燃料電池本体１０（のセル積層体９）の側面とスタックケース２５（のケース本体２６の側壁）の内周面との間に配置される（図６（Ａ）、（Ｂ）参照）。
【００４２】
これにより、前記したセル外部拘束用のフィリング３０等が設けられた燃料電池１００が製造されることになる。
【００４３】
［燃料電池（燃料電池スタック）の製造条件の決定方法］
前記したように、燃料電池（燃料電池スタック）１００は、各セル１間に燃料ガスまたは酸化剤ガスや冷却水をシールするガスケット８を挟み込んで多数枚積層してセル積層体９とし、一対のエンドプレート１１、１２によって各セル１に所定面圧を印加するようにセル積層体９に圧縮力を作用させて拘束・締結したものである。この燃料電池（燃料電池スタック）１００を短時間で製造するには、上述したように、セル積層体９を拘束するフィリング３０等をスタックケース２５（のケース本体２６の側壁）の内側に配設して、そこにセル積層体９を押し込むことが効果的である。
【００４４】
しかし、予めフィリング３０等を付設したスタックケース２５の内側にセル積層体９を押し込んで収容するとき、セル積層体９を構成するセル１が（カバー４０を介して）フィリング３０に接触して曲げの弾性変形を生じ、曲げによるエネルギを蓄積してしまう（図５（Ａ）、（Ｂ）参照）。そして、そのまま押し込み続けてセル１がフィリング３０の無い位置まで到達すると、曲げによるエネルギが一挙に解放され、セル１が逆方向の曲げの弾性変形を生じ、セル１の（ガスケット８による）シール面圧が低下するおそれがある（図６（Ａ）、（Ｂ）参照）。さらには、セル１の変形が復帰する作用力は無く、シール面圧は低下したままとなり、このまま発電しようとすると、燃料ガスや酸化剤ガスまたは冷却水の漏れに至ることがある。
【００４５】
ここで、所定面圧で拘束されたセル積層体９は、積層方向（図中のZ軸方向）にシール面圧が生じ、ガスケット８のラインの断面は押し潰されたように変形している。
【００４６】
シール面圧の低下時、ガスケット８が押し潰された形状から元の形状に戻るように変形し、ガスケット８のライン方向（図中のX軸方向）に垂直なガスケット８の幅方向（図中のY軸方向）では、歪量が減少する。
【００４７】
本発明者等は、前記Y軸方向に沿って、すなわちガスケット８のラインと垂直に交差するように細径のFBG（Fiber Bragg Gratings）センサ（光ファイバ式歪量センサ）２０を設置し、このFBGセンサ２０をガスケット８とセル１との間に挟み込んでセル積層体９を構成し（図７（Ａ）、（Ｂ）参照）、このセル積層体９（からなる燃料電池本体１０）をフィルング３０等が付設されたスタックケース２５（のケース本体２６）に押し込むと、FBGセンサ２０の出力（歪量）からセル１のシール面圧を計測できるとともに、計測されたシール面圧の低下量が所定値内に収まるような収容速度（押し込み速度）の範囲を求めることで、燃料電池（燃料電池スタック）１００を短時間で製造しつつ、押込工程（Ｓ３）でのシール面圧の低下を抑制（言い換えれば、シール性を確保）し得ることを見出した。
【００４８】
なお、歪量検出手段としてのFBGセンサ２０は、光ファイバに歪量検知部としてのFBGが備えられたものである。また、図７（Ａ）中、FBGセンサ２０に接続される演算装置１９は、FBGセンサ２０の出力をシール面圧に変換するためのものである。
【００４９】
＜シール面圧の計測原理＞
図８および図９を参照して、前記したFBGセンサ２０によるシール面圧の計測原理を、より詳しく説明する。
【００５０】
図８に示すように、シール面圧sを増加すると、ガスケット８が押し潰された形状になる。このとき、ガスケット８のライン方向（X軸方向）に垂直な方向（Y軸方向）では、純剪断応力σyが発生する。図９に示すように、Y軸方向にFBGセンサ２０を設置すると、FBGセンサ２０に純剪断応力σyが作用し、FBGセンサ２０には歪量εk=-ν・s/Ekが作用する。ここで、νはガスケットのポアソン比、EkはFBGセンサ材質である光ファイバ（右英ガラス）の弾性係数である。すなわち、歪センサであるFBGセンサ２０に作用する純剪断歪量εkを計測し、逆算することで、前式からシール面圧s=-εk・Ek/νを導出することができる。
【００５１】
なお、一般に、FBGセンサ２０の直径はガスケット８の幅より小さい（例えば、FBGセンサ２０の直径は0.2mm程度、ガスケット８の幅は2mm程度）ので、FBGセンサ２０はガスケット８内で挟み込みが可能である（図９の下図を併せて参照）。一方、一般に使用される歪ゲージ等は、大き過ぎて検知部の一部しかガスケットと接触しないため、十分なS/N比が得られないことが確認されている。
【００５２】
＜シール面圧と押し込み（収容）速度との関係＞
図１０は、押込工程（Ｓ３）におけるシール面圧の実測結果の一例を示す図であり、図１１は、押込工程（Ｓ３）におけるシール面圧最低値と押し込み速度・押し込み時間との関係を示す図である。また、図１２は、本発明による燃焼電池の製造方法および従来の燃焼電池の製造方法による押し込み時間を示す図である。なお、図１０及び図１１では、シール面圧について、シール面圧初期値を1.0として示している。また、図１２では、従来の燃焼電池の製造方法による押し込み時間を1.0として示している。
【００５３】
図１０に示すように、上記FBGセンサ２０を用いた手法によって、セル１間のシール面圧を計測できることが確認された。また、燃料電池本体１０（セル積層体９）の押し込み速度を変化させながら、シール面圧の最低値（図１０参照）を実測した結果、図１１に示されるように、押込工程（Ｓ３）における押し込み速度が速くなる（押し込み時間が短くなる）に従って、シール面圧の最低値が小さくなる（すなわち、シール面圧の低下量が大きくなる）ことが見出された。この結果から、セル１間のシール面圧の低下量Sdがシール面圧の低下量の許容闘値（限界値）Ss（例えば、Ss=△0.lN/mm）以下となるような押し込み速度を選定することで、シール性を確保しながら、押し込み時間（収容時間）を従来のものに比べて大幅に短縮できることが確認された（図１２参照）。
【００５４】
なお、上記実施形態では、図１３に拡大図示されているように、セル１とガスケット８の先端部との間にFBGセンサ２０を挟み込んで配設している。ここで、１本のFBGセンサ２０の中には、FBG１７と信号伝達部（材質は光ファイバ）１８があり、信号伝達部１８が近傍のセル１に接触して曲げやねじりを生じると、歪量検知部としてのFBG１７に曲げ応力やねじり応力を加えてしまうため、演算装置１９でノイズとなる。そこで、図１４に拡大図示されているように、FBG１７とFBG１７前後の信号伝達部１８を共に、セル１とガスケット８の間（図１４に示す例では、セル1とガスケット８の幅広の底部との間）に挟み込むことによって、FBG１７に曲げ応力やねじり応力を伝えないようにすることで、演算装置１９でのノイズを低減できる。
【００５５】
すなわち、本実施形態によれば、セル積層体９を外部拘束用のフィリング３０付きのスタックケース２５（のケース本体２６）に収容する際に、セル１間のシール面圧の低下量を計測して許容閾値以内にできる収容速度の範囲が分かるので、シール性を確保した上で、押し込み時間（収容時間）の短縮が可能になる。
【００５６】
以上で説明したように、外部拘束用のフィリング３０を内側に備えたスタックケース２５（のケース本体２６）に燃料電池本体１０（セル積層体９）を押し込む本実施形態の製造方法は、フィリング３０等の設置が容易で製造時間を短縮できる。但し、スタックケース２５（のケース本体２６）への燃料電池本体１０（セル積層体９）の押し込み速度が高くなり過ぎると、（カバー４０を介した）フィリング３０とセル１の摩擦等で、シール面圧が低下し、漏れを生じることがある。
【００５７】
そこで、本実施形態の製造方法では、押し込み中のシール面圧の低下量Sdが許容閾値Ss以下となるように、押し込み速度の条件出しを行う。すなわち、押し込み速度とガスケット８のシール面圧の低下量との関係から、セル積層体９をスタックケース２５（のケース本体２６）に押し込む工程の押し込み速度を決定することで、ガスケット８のシール性を確保した上で、押し込み速度を速くできる（言い換えれば、製造時間を短くできる）ため、生産性を格段に高めることができる。
【００５８】
以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５９】
１…セル（燃料電池セル）、２…ＭＥＧＡ、３…セパレータ、４…膜電極接合体（ＭＥＡ）、５…電解質膜、６…電極、７…ガス拡散層、８…ガスケット、９…セル積層体、１０…燃料電池本体、１１…エンドプレート（挿入側）、１２…エンドプレート（挿入側とは反対側）、１７…FBG、１８…信号伝達部、１９…演算装置、２０…FBGセンサ、２１、２２…ガス流路、２３…水が流通する空間、２５…スタックケース、２６…ケース本体、２６ａ…開口（挿入開口）、２７…蓋体、３０…フィリング、４０…フィリングカバー、１００…燃料電池（燃料電池スタック）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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