(57)【要約】【課題】エンドプレートとスタックケースとの締結に関して、ピンの挿入による連結のガタツキを抑制しつつ、生産性の悪化を抑制すること。【解決手段】スタックケース３０及び第２エンドプレート５２は、中空ピン１００によって締結されている。スタックケース３０及び第２エンドプレート５２のそれぞれには、内径がφＲ１の貫通孔が空いている。挿入前の中空ピン１００の外径は、φＲ２（＞φＲ１）である。中空ピン１００には、長手方向に延びるスリットが設けられている。中空ピン１００は、スリットが狭まるように変形した状態で、貫通孔に挿入される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンドプレートの端部に設けられ、所定の間隔を空けて整列した複数の第１凸部と、スタックケースの端部に設けられ、所定の間隔を空けて整列した複数の第２凸部とが組継ぎ状に組み合わせられており、
前記第１凸部と前記第２凸部とに空いた孔に挿入された中空ピンが、前記エンドプレートと前記スタックケースとを締結している燃料電池スタックであって、
前記中空ピンは、長手方向に延びるスリットが設けられており、前記スリットの間隔が狭められて前記孔に挿入されている
燃料電池スタック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池スタックに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池スタックは、通常、連結プレート（スタックケースの一部）と、第２エンドプレートとが連結した構造を有する。この連結を、連結プレートと、第２連結プレートとに設けられた筒状部に、連結ピンを挿入することで実現する手法が知られている。筒状部は、互いに同一軸線上に配置され、連結ピンが挿入されることによって固定される（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１４１７１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本願発明が解決しようとする課題は、連結のガタツキを抑制しつつ、生産性の悪化を抑制することである。上記先行技術のようにピンを挿入する場合、連結のガタツキの抑制を優先する場合、締まり嵌めの寸法関係を採用するのが好ましい。しかし、締まり嵌めの寸法関係であると、挿入時に大きな力が必要であり、生産性が悪化してしまう。一方、隙間嵌めの寸法関係を採用すると、挿入が容易で生産性は良いものの、連結にガタツキが生じてしまう。この他、構成の簡素化や、低コスト化、省資源化、小型化等が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するためのものであり、以下の形態として実現できる。
【０００６】
（１）本発明の一形態によれば、燃料電池スタックが提供される。この燃料電池スタックは、エンドプレートの端部に設けられ、所定の間隔を空けて整列した複数の第１凸部と、スタックケースの端部に設けられ、所定の間隔を空けて整列した複数の第２凸部とが組継ぎ状に組み合わせられており；前記第１凸部と前記第２凸部とに空いた孔に挿入された中空ピンが、前記エンドプレートと前記スタックケースとを締結している燃料電池スタックであって；前記中空ピンは、長手方向に延びるスリットが設けられており、前記スリットの間隔が狭められて前記孔に挿入されている。この形態によれば、ピンの挿入による連結のガタツキを抑制しつつ、生産性の悪化を抑制できる。スリットの間隔を狭めることによって、中空ピンを孔に容易に挿入できるので生産性の悪化が抑制される。挿入後、中空ピンには孔を押し広げる力が発生するので、締結のガタツキも抑制される。
【０００７】
本発明は、上記以外の種々の形態でも実現できる。例えば、燃料電池スタックの製造方法等の形態で実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】燃料電池スタックの断面。
【図２】締結部付近の拡大図。
【図３】中空ピンの斜視図および正面図。
【図４】締結部付近の上面図。
【図５】締結部付近の側面図。
【図６】比較例における締結部付近の断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、燃料電池スタック２０の断面を示す。燃料電池スタック２０は、スタックケース３０と、セル積層体３５と、プレッシャープレート４０と、第１エンドプレート５１と、第２エンドプレート５２と、荷重調整ねじ６０とを備える。なお、図１に示すように、積層方向をＹ軸方向、鉛直方向をＺ軸方向とした右手系のＸＹＺ軸を定義する。
【００１０】
セル積層体３５は、プレッシャープレート４０と第２エンドプレート５２とに挟み込まれて、Ｙ軸方向に荷重を受ける。この荷重は、荷重調整ねじ６０によって調整される。荷重調整ねじは、第１エンドプレート５１から、プレッシャープレート４０に作用する力を調整する。スタックケース３０は、第１エンドプレート５１や第２エンドプレート５２と締結され、セル積層体３５を収容する。図１に示したＴ部は、第２エンドプレート５２との締結部位を示している。
【００１１】
図２は、図１におけるＴ部の拡大図である。図２は断面図でないが、各部材の区別を容易にするためにハッチングを施してある。スタックケース３０及び第２エンドプレート５２は、中空ピン１００によって締結されている。中空ピン１００は、弾性部材であり、例えば金属製である。スタックケース３０及び第２エンドプレート５２のそれぞれには、内径がφＲ１の貫通孔が空いている。この貫通孔に中空ピン１００が挿入されることによって締結が実現される。
【００１２】
図３は、中空ピン１００の斜視図および正面図である。図３に示すように、中空ピン１００には、長軸方向に沿ってスリット１１０が設けられている。貫通孔に挿入されていない状態の中空ピン１００の外径は、φＲ２である。φＲ２は、上記貫通孔の内径φＲ１よりも大きい。中空ピン１００は、所定の外力を作用させることで、外径がφＲ２よりも小さくなるように弾性変形した状態で、貫通孔に挿入される。好ましくは、中空ピン１００は、外径がφＲ１よりも小さくなるように弾性変形した状態で、貫通孔に挿入される。スリット１１０は、この変形を容易に実行できるように設けられている。中空ピン１００は、弾性変形した状態で挿入されることによって、挿入後に貫通孔を押し広げる向きの力を発生する。この力によって、強固な締結が実現される。
【００１３】
図４は、Ｔ部付近の上面図である。図５は、Ｔ部付近の側面図である。図４，図５に示すように、スタックケース３０は、複数の第１凸部３００を端部に備える。第２エンドプレート５２は、複数の第２凸部５２０を端部に備える。複数の第１凸部３００は、櫛の歯のように所定の隙間を空けて整列している。複数の第２凸部５２０も同様に整列している。
【００１４】
第１凸部３００及び第２凸部５２０は、締結の際に、互い違いに隙間に挿入され、組継ぎ状に組み合わせられる。但し、実際に組継ぎが実施される訳ではないので、第１凸部３００及び第２凸部５２０を組み合わせることが容易なように、図４，図５に示すように第１凸部３００と第２凸部５２０との間にはクリアランスが設けられている。第１凸部３００及び第２凸部５２０のそれぞれには、図２に示した貫通孔が設けられている。組継ぎ状に組み合わせられた後、中空ピン１００が貫通孔に挿入されると、スタックケース３０と第２エンドプレート５２とが締結される。
【００１５】
なお、スタックケース３０と第２エンドプレート５２との組み付け部位であって、Ｔ部に対してＺ軸方向の逆側にある締結部位も、Ｔ部と同様な手法で組み付けを実施する。
【００１６】
このような締結によって、燃料電池スタック２０全体が小型化される。具体的には図２に示すように、締結のために設けられた部位として、スタックケース３０の本体部分から迫り上がった部位の高さが、高さＨ１に収まる。これに加え、締結にボルトが不要になるので、ボルトの頭部による出っ張りも無くなり省スペース化が実現される。しかも、ボルトを使用しなくても、容易な組み付けと、挿入後の強固な締結とを両立できる。
【００１７】
図６は、比較例におけるＴ部の断面図を示す。比較例の場合、図６に示すように、スタックケース３０ａと、第２エンドプレート５２ａとが、ねじ２００によって締結される。このため、スタックケース３０ａには雌ねじが形成されており、第２エンドプレート５２ａにはねじ２００のための貫通孔および座面が形成される。
【００１８】
この結果、締結のために設けられた部位として、スタックケース３０ａの本体部分から迫り上がった高さが、図６に示すように高さＨ２になる。高さＨ２は、座面や雌ねじ等のために、高さＨ１よりも高くなる。
【００１９】
本発明は、上述の実施形態や実施例、変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、実施例、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部または全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部また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。
【００２０】
中空ピン１００を、長手方向に２分割して、両側から挿入してもよい。
Ｔ部のみ、中空ピン１００を用いた締結を実施してもよい。
複数の第１凸部３００と複数の第２凸部５２０との少なくとも１つについて、中空ピン１００を挿入しやすいように、挿入される側の面にテーパを設けてもよい。
中空ピン１００は、円筒形状にスリットを設けた形状に限られない。例えば、中実円柱に大きなスリットを設けたものも含まれる。
スリットは、直線形状でなくてもよく、例えば、ジグザグ状でもよい。
【符号の説明】
【００２１】
２０…燃料電池スタック
３０…スタックケース
３０ａ…スタックケース
３５…セル積層体
４０…プレッシャープレート
５１…第１エンドプレート
５２…第２エンドプレート
５２ａ…第２エンドプレート
１００…中空ピン
１１０…スリット
３００…第１凸部
５２０…第２凸部
【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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