(57)【要約】【課題】加熱したい部分を局所的に加熱し得る燃料電池の製造方法および燃料電池の製造装置を提供する。【解決手段】燃料電池の製造方法は、膜電極接合体１６１とセパレータ１６２とが積層された積層体１５０における接着剤が配置された加熱部位１５１に対し、膜電極接合体とセパレータとの積層方向両側で積層方向と交差する方向に同方向に電流が流れるようにコイル１０１、１０２（１０３、１０４）を配置し、このコイルに電流を流して加熱部位を誘導加熱する【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
膜電極接合体とセパレータとが積層された積層体における接着剤が配置された加熱部位に対し、前記膜電極接合体と前記セパレータとの積層方向両側で当該積層方向と交差する方向に同方向に電流が流れるようにコイルを配置し、当該コイルに電流を流して前記加熱部位を誘導加熱する、燃料電池の製造方法。
【請求項２】
前記コイルからの磁束を遮蔽する遮蔽部材を、前記積層体において加熱が不要な部位に配置する、請求項１に記載の燃料電池の製造方法。
【請求項３】
強磁性体によって形成された前記遮蔽部材を、当該遮蔽部材の端部が前記加熱部位に位置するように配置する、請求項２に記載の燃料電池の製造方法。
【請求項４】
前記遮蔽部材の端部を、前記積層方向に向くように配置する、請求項３に記載の燃料電池の製造方法。
【請求項５】
金属の非磁性体によって形成され異なる厚みを有する前記遮蔽部材を配置する、請求項２に記載の燃料電池の製造方法。
【請求項６】
前記コイルを囲むとともに開口部が設けられて磁路を形成する磁路形成部材を、前記開口部が前記加熱部位に向くように配置する、請求項１〜請求項５のうちのいずれか１つに記載の燃料電池の製造方法。
【請求項７】
前記磁路形成部材の配置場所によって前記磁路形成部材の飽和磁束密度を変える、請求項６に記載の燃料電池の製造方法。
【請求項８】
前記磁路形成部材の材料を変えることによって、前記飽和磁束密度を変える、請求項７に記載の燃料電池の製造方法。
【請求項９】
前記磁路形成部材の数を変えることによって、前記飽和磁束密度を変える、請求項７または請求項８に記載の燃料電池の製造方法。
【請求項１０】
前記磁路形成部材の体積を変えることによって、前記飽和磁束密度を変える、請求項７〜請求項９のうちのいずれか１つに記載の燃料電池の製造方法。
【請求項１１】
前記積層方向両側に配置された前記磁路形成部材の間のギャップと前記開口部の幅との比を変えることによって、前記飽和磁束密度を変える、請求項７〜請求項１０のうちのいずれか１つに記載の燃料電池の製造方法。
【請求項１２】
前記積層体を加圧した状態で前記加熱部位を加熱する、請求項１〜請求項１１のうちのいずれか１つに記載の燃料電池の製造方法。
【請求項１３】
前記積層体において加熱が不要な部位に、前記積層体を加圧する加圧治具を配置し、当該加圧治具によって、前記コイルからの磁束を遮蔽する、請求項１２に記載の燃料電池の製造方法。
【請求項１４】
前記加圧治具に温度センサを設け、当該温度センサによって検出される温度に基づき、前記コイルに流す電流を制御する、請求項１３に記載の燃料電池の製造方法。
【請求項１５】
膜電極接合体とセパレータとが積層された積層体における接着剤が配置された加熱部位に対し、前記膜電極接合体と前記セパレータとの積層方向両側で当該積層方向と交差する方向に同方向に電流が流れるように配置されるコイルと、
当該コイルに電気的に接続する電源と、を有する、燃料電池の製造装置。
【請求項１６】
前記コイルからの磁束を遮蔽する遮蔽部材を有し、当該遮蔽部材は、前記積層体において加熱が不要な部位に配置される、請求項１５に記載の燃料電池の製造装置。
【請求項１７】
前記遮蔽部材は強磁性体によって形成され、当該遮蔽部材は、端部が前記加熱部位に位置するように配置される、請求項１６に記載の燃料電池の製造装置。
【請求項１８】
前記遮蔽部材の端部は、前記積層方向に向いている、請求項１７に記載の燃料電池の製造装置。
【請求項１９】
前記遮蔽部材は、金属の非磁性体によって形成され、異なる厚みを有する、請求項１６に記載の燃料電池の製造装置。
【請求項２０】
前記コイルを囲むとともに開口部が設けられて磁路を形成する磁路形成部材を有し、当該磁路形成部材は、前記開口部が前記加熱部位に向くように配置される、請求項１５〜請求項１９のうちのいずれか１つに記載の燃料電池の製造装置。
【請求項２１】
前記磁路形成部材は、配置場所によって異なる飽和磁束密度を有する、請求項２０に記載の燃料電池の製造装置。
【請求項２２】
前記磁路形成部材を形成する材料が、前記磁路形成部材の配置場所によって異なる、前記請求項２１に記載の燃料電池の製造装置。
【請求項２３】
前記磁路形成部材の数が、前記磁路形成部材の配置場所によって異なる、請求項２１または請求項２２に記載の燃料電池の製造装置。
【請求項２４】
前記磁路形成部材の体積が、前記磁路形成部材の配置場所によって異なる、請求項２１〜請求項２３のうちのいずれか１つに記載の燃料電池の製造装置。
【請求項２５】
前記積層方向両側に配置された前記磁路形成部材の間のギャップと前記開口部の幅との比が、前記磁路形成部材の配置場所によって異なる、請求項２１〜請求項２４のうちのいずれか１つに記載の燃料電池の製造装置。
【請求項２６】
前記積層体を加圧する加圧治具を有する、請求項１５〜請求項２５のうちのいずれか１つに記載の燃料電池の製造装置。
【請求項２７】
前記加圧治具は、前記積層体において加熱が不要な部位に配置され、前記コイルからの磁束を遮蔽する、請求項２６に記載の燃料電池の製造装置。
【請求項２８】
前記加圧治具に設けられた温度センサを有し、当該温度センサによって検出される温度に基づき、前記コイルに流れる電流を制御する、請求項２７に記載の燃料電池の製造装置。
【請求項２９】
前記コイルからの磁束を遮蔽する遮蔽部材と、非磁性体の金属プレートと、を有し、
前記遮蔽部材は、前記金属プレートを間に介して前記積層体の加熱が不要な部位に配置される、請求項１５〜請求項２５のうちのいずれか１つに記載の燃料電池の製造装置。
【請求項３０】
前記加圧治具は、前記積層体に対し前記積層方向両側に配置され前記積層体を押圧する非導電性部材と、当該非導電性部材同士を締結する締結部材と、を有する、請求項２６に記載の燃料電池の製造装置。
【請求項３１】
前記コイルからの磁束を遮蔽する遮蔽部材と、非磁性体の金属プレートと、を有し、
前記遮蔽部材は、前記金属プレートを間に介して前記積層体の加熱が不要な部位に配置され、
前記非導電性部材と前記金属プレートとが一体に形成されている、請求項３０に記載の燃料電池の製造装置。
【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および燃料電池の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池を構成する部材間に配置された接着剤を誘導加熱によって硬化させる技術が知られている。例えば特許文献１に記載の発明は、膜電極接合体（ＭＥＡ）とセパレータとを複数積層した積層体を誘導加熱し、それらの外周部に配置された接着剤を硬化させている。【０００３】
誘導加熱は部材を直接加熱するため、熱風炉等を利用した間接的な加熱に比べ、加熱時間を短縮できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３０２７４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１で開示されたコイルの配置によっては、接着剤が塗布されている加熱の必要な部分だけでなく、加熱が不要な部分、例えば膜電極接合体またはセパレータの外周部に配置された接着剤によって囲まれた発電反応部も加熱される。【０００６】
発電反応部には、電解質膜、その両面に配置される触媒層等が位置し、電気化学反応が進行する。ここが高温に加熱されると、燃料電池の発電性能が低下する虞があるため、好ましくない。【０００７】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、加熱したい部分を局所的に加熱し得る燃料電池の製造方法および燃料電池の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】
本発明の燃料電池の製造方法は、膜電極接合体とセパレータとが積層された積層体における接着剤が配置された加熱部位に対し、膜電極接合体とセパレータとの積層方向両側で積層方向と交差する方向に同方向に電流が流れるようにコイルを配置する。本発明の燃料電池の製造方法は、このコイルに電流を流して加熱部位を誘導加熱する。【０００９】
本発明の燃料電池の製造装置は、膜電極接合体とセパレータとが積層された積層体における接着剤が配置された加熱部位に対し、膜電極接合体とセパレータとの積層方向両側で積層方向と交差する方向に同方向に電流が流れるように配置されるコイルを有する。本発明の燃料電池の製造装置は、このコイルに電気的に接続する電源を有する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、加熱部位に対し積層方向両側に配置したコイルに積層方向と交差する方向に同方向に電流を流すことによって、加熱部位に選択的に誘導電流を発生させるため、加熱部位を局所的に加熱できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態の燃料電池の製造装置の概略構成を示す図である。
【図２】積層体を構成する燃料電池セルを分解して示す斜視図である。
【図３】図１の符号３ａまたは３ｂから見た実施形態の燃料電池の製造装置の図である。
【図４】実施形態の燃料電池の製造方法を示すフローチャートである。
【図５】実施形態の燃料電池の製造装置によって積層体を誘導加熱する際の磁束を模式的に示す図である。
【図６】変形例１の燃料電池の製造装置の概略構成を示す図である。
【図７】変形例２の燃料電池の製造装置の概略構成を示す図である。
【図８】変形例３の燃料電池の製造装置の概略構成を示す図である。
【図９】変形例４の燃料電池の製造装置の概略構成を示す図である。
【図１０】変形例５の燃料電池の製造装置の概略構成を示す図である。
【図１１】変形例６の燃料電池の製造装置の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。なお、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率と異なる。
【００１３】
図１に示すように、実施形態の燃料電池の製造装置１００は、コイル１０１、１０２、１０３、１０４と、磁路形成部材１１０と、遮蔽部材１２０（加圧治具）と、電源１３０と、制御装置１４０と、を有する。
【００１４】
コイル１０１、１０２は、燃料電池モジュール１５０（積層体）の加熱部位１５１に対し、膜電極接合体１６１とセパレータ１６２との積層方向両側に配置される。コイル１０１、１０２は、膜電極接合体１６１とセパレータ１６２との積層方向と直交する方向（図１では図面に対して垂直な方向）に同方向に伸びる。
【００１５】
コイル１０３、１０４も、加熱部位１５１に対して積層方向両側に配置される。コイル１０３、１０４は、積層方向と直交する方向（図１の面に対して垂直な方向）に同方向に伸びる。
【００１６】
磁路形成部材１１０は、コイル１０１、１０２、１０３、１０４の各々を囲む。磁路形成部材１１０には開口部１１１が形成されている。開口部１１１は加熱部位１５１に向けられる。磁路形成部材１１０は、例えば、フェライト、電磁鋼板、パーマロイ等の強磁性体によって形成される。
【００１７】
遮蔽部材１２０は、燃料電池モジュール１５０において加熱が不要な部位１５２（以下、単に加熱不要部位１５２と称す）に配置される。遮蔽部材１２０は、強磁性体によって形成される。強磁性体は、例えば、フェライト、電磁鋼板、パーマロイ等である。
【００１８】
遮蔽部材１２０の端部１２１は、加熱部位１５１に配置される。端部１２１は、積層方向に向く。
【００１９】
遮蔽部材１２０は、燃料電池モジュール１５０を積層方向に加圧する。遮蔽部材１２０は、例えば、バネ等の弾性部材によって押圧力を付与され、燃料電池モジュール１５０を加圧する。上下の遮蔽部材１２０を互いに締結することによって、遮蔽部材１２０に押圧力を付与してもよい。
【００２０】
電源１３０は、コイル１０１、１０２、１０３、１０４と電気的に接続する。電源１３０は、コイル１０１、１０２、１０３、１０４に高周波電流を流す。電源１３０は、交流電流の周波数を制御する周波数調整器、および電圧を増減させるトランスを含む。
【００２１】
制御装置１４０は、電源１３０と電気的に接続する。制御装置１４０は、電源１３０との間で信号の送受信を行う。制御装置１４０は、電源１３０の動作を制御し、コイル１０１、１０２、１０３、１０４に流れる電流を制御する。制御装置１４０は、例えばパーソナルコンピュータおよびエンジニアリングワークステーション等のコンピュータである。
【００２２】
燃料電池モジュール１５０は、燃料電池セル１６０を積層した構成を有する。燃料電池セル１６０は、セパレータ１６２によって膜電極接合体１６１を挟んだ構成を有する。燃料電池セル１６０は、燃料電池の最小単位を構成する。
【００２３】
図２に示すように、膜電極接合体１６１は、電解質膜１６１ａと、電解質膜１６１ａの両面に形成される電極１６１ｂと、電解質膜１６１ａの両面で電極１６１ｂのまわりに設けられるフレーム１６１ｃと、を有する。電解質膜１６１ａは、固体高分子材料、例えば、フッ素系樹脂によって形成されたプロトン伝導性のイオン交換膜であり、湿潤状態で良好な電気伝導性を呈する。電極１６１ｂは、触媒層の上にガス拡散層が形成された構成を有する。電解質膜１６１ａの一方の面に形成された電極１６１ｂの触媒層は、酸素の還元反応に触媒作用を有する触媒成分を含む。電解質膜１６１ａの他方の面に形成された電極１６１ｂの触媒層は、水素の酸化反応に触媒作用を有する触媒成分を含む。触媒層の上に設けられるガス拡散層は、導電性およびガス拡散性を有する。ガス拡散層は例えば金網によって形成される。フレーム１６１ｃは例えば樹脂によって形成される。
【００２４】
セパレータ１６２は、導電性を有する材料によって形成される。導電性を有する材料は、例えば、ステンレス（ＳＵＳ）である。この他に、導電性を有する材料として、鉄、チタン等、もしくはこれらにカーボンを含有させたもの、またはカーボンおよび樹脂によって構成されるものが挙げられる。
【００２５】
セパレータ１６２の両面には流路１６２ａが形成される。燃料ガスもしくは酸化剤ガス、または冷却流体が流路１６２ａを流れる。
【００２６】
電極１６１ｂ、電極１６１ｂの間の電解質膜１６１ａ、および流路１６２ａは、加熱不要部位１５２に位置する。加熱不要部位１５２は、電気化学反応が進行する発電反応部である。膜電極接合体１６１の外周部（より具体的に電極１６１ｂのまわりの部分）、およびセパレータ１６２の外周部（より具体的に流路１６２ａのまわりの部分）は、加熱部位１５１に該当する。
【００２７】
図３に示すように、コイル１０１、１０２、１０３、１０４は、加熱部位１５１に該当する燃料電池モジュール１５０の外周部に配置される。コイル１０１、１０３は、同一の線材から形成される。コイル１０２、１０４は、同一の線材から形成される。
【００２８】
磁路形成部材１１０の数は、配置場所によって異なる。図３に示した例では、６個の磁路形成部材１１０が配置される箇所と、３個の磁路形成部材１１０が配置される箇所とがある。配置される磁路形成部材１１０の数によって飽和磁束密度が異なる。磁路形成部材１１０が多く配置される箇所では飽和磁束密度が大きく、磁路形成部材１１０の数が少ない箇所では飽和磁束密度が小さい。配置される磁路形成部材１１０の数および配置場所は、特に限定されない。
【００２９】
次に燃料電池の製造方法について述べる。
【００３０】
図４に示すように、燃料電池の製造方法は、ワークに接着剤を塗布する接着剤塗布工程Ｓ１と、ワークを積層する積層工程Ｓ２と、積層したワークを保持する保持工程Ｓ３と、接着剤を硬化させる接着剤硬化工程Ｓ４と、を有する。
【００３１】
接着剤塗布工程Ｓ１では、積層されて隣接する膜電極接合体１６１およびセパレータ１６２のうちの少なくとも一方の外周部の面に、接着剤が塗布される。また、接着剤塗布工程Ｓ１では、積層した際に燃料電池セル１６０と燃料電池セル１６０との間で隣接する少なくとも一方のセパレータ１６２の外周部の面に、接着剤が塗布される。
【００３２】
接着剤の塗布は、接着剤を吐出するノズルを移動させつつ行ってもよいし、スクリーン印刷によって行ってもよい。接着剤は、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂である。
【００３３】
積層工程Ｓ２では、セパレータ１６２および膜電極接合体１６１が積層され、燃料電池セル１６０、さらには燃料電池モジュール１５０が組み立てられる。組み立てられた燃料電池モジュール１５０は、遮蔽部材１２０の間に配置される（図１）。
【００３４】
保持工程Ｓ３では、遮蔽部材１２０が燃料電池モジュール１５０を積層方向に加圧して保持する。
【００３５】
接着剤硬化工程Ｓ４では、コイル１０１、１０２、１０３、１０４に電流が流され、加熱部位１５１が誘導加熱される。
【００３６】
図５に示すように、コイル１０１、１０２、１０３、１０４に電流が流れると、磁束Ｍが生じる。図５において、コイル１０１、１０２には、図面の裏側から表側へ向かって図面に対して垂直に電流が流れている。図５において、コイル１０３、１０４には、図面の表側から裏側へ向かって図面に対して垂直に電流が流れている。
【００３７】
磁束Ｍは、加熱部位１５１において、セパレータ１６２の面に略直交するように形成される。その結果、各セパレータ１６２では加熱部位１５１に対応する箇所で誘導電流が生じ、誘導電流に応じた熱が発生する。この熱によって接着剤が硬化し、積層された部材同士が接合する。制御装置１４０は、所定の時間が経過した後、コイル１０１、１０２、１０３、１０４に流れる電流を停止させ、加熱を終了する（図４のＳ５）。
【００３８】
完成した燃料電池モジュール１５０は、ガス漏れおよび発電性能等について検査される。その後、複数の燃料電池モジュール１５０が積層および締結されて燃料電池スタックが形成される。燃料電池スタックについてもガス漏れおよび発電性能等の検査が行われる。
【００３９】
本実施形態の作用効果を述べる。
【００４０】
本実施形態では、加熱部位１５１に対し積層方向両側に配置されたコイル１０１、１０２（コイル１０３、１０４）に積層方向と交差する方向に同方向に電流が流れる。その結果、加熱部位１５１において選択的にセパレータ１６２の面に略直交する方向に磁束Ｍが生じ、セパレータ１６２では加熱部位１５１に対応する箇所で選択的に誘導電流が発生する。従って、加熱部位１５１を局所的に加熱できる。
【００４１】
遮蔽部材１２０が加熱不要部位１５２に配置されるため、加熱不要部位１５２を貫く磁束密度が小さくなる。その結果、誘導電流が小さくなり、加熱不要部位１５２での発熱が抑えられる。
【００４２】
強磁性体によって形成された遮蔽部材１２０の端部１２１が加熱部位１５１に位置し、さらに積層方向に向いている。これによって、加熱部位１５１に磁束Ｍが誘導されて収束し易くなる。このため、セパレータ１６２の面に略直交する磁束密度が加熱部位１５１で大きくなり、その結果、誘導電流が増加して加熱部位１５１での発熱量が増える。従って、加熱部位１５１の局所的な誘導加熱を効率良く行える。
【００４３】
磁路形成部材１１０は、開口部１１１が加熱部位１５１に向くように配置される。これによって、加熱部位１５１に磁束Ｍが誘導されて収束し易くなり、セパレータ１６２の面に略直交する磁束密度が大きくなる。その結果、誘導電流が増加して加熱部位１５１での発熱量が増えるため、加熱部位１５１を効率良く加熱できる。
【００４４】
磁路形成部材１１０の配置場所によってその数が異なり（図３参照）、その結果、飽和磁束密度が場所によって変化する。このため、場所によって発熱量を変化させ、その場所に適した加熱を行うことができる。例えば、比較的高い温度に加熱したい場所では磁路形成部材１１０を多く配置して発熱量を増やし、逆に、温度を抑えたい場所では、磁路形成部材１１０の数を少なくする、または配置しないことによって、発熱量を抑制する。
【００４５】
燃料電池モジュール１５０は、遮蔽部材１２０によって加圧された状態で加熱部位１５１を加熱されるため、積層された部材同士が密着して接合する。従って部材間の電気伝導性が優れる。
【００４６】
遮蔽部材１２０が燃料電池モジュール１５０を加圧する加圧治具としての役割を果たすため、これらを別々に設ける必要がなく、装置を簡単にできる。
【００４７】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内で種々改変できる。
【００４８】
例えば、上記実施形態は、燃料電池モジュール１５０を加熱しているが、これに限定されず、積層体として１つの燃料電池セル１６０を加熱してもよい。
【００４９】
また、図６に示すように、本発明は、上記実施形態から磁路形成部材１１０および遮蔽部材１２０を省いた燃料電池の製造装置２００を含む。燃料電池の製造装置２００の他の構成は上記実施形態と同様であり、これらについては燃料電池の製造装置１００と同様の符号を付す。燃料電池の製造装置２００も、コイル１０１、１０２（コイル１０３、１０４）が発生させる磁束Ｍによって、加熱部位１５１を局所的に加熱できる。
【００５０】
また、本発明は、この燃料電池の製造装置２００に上記実施形態の磁路形成部材１１０および遮蔽部材１２０のうちのいずれか一方を加えた形態を含む。また、遮蔽部材は、上記実施形態の遮蔽部材１２０に限定されない。
【００５１】
図７に示すように、本発明は、上記実施形態と異なる遮蔽部材３２０を有する燃料電池の製造装置３００を含む。燃料電池の製造装置３００の他の構成は、燃料電池の製造装置２００と同様である。
【００５２】
遮蔽部材３２０の端部３２１は、加熱部位１５１に位置するが、上記実施形態の遮蔽部材１２０の端部１２１ように積層方向に向いておらず、積層された部材の面に沿う方向に向いている。遮蔽部材３２０は、強磁性体によって形成されている。
【００５３】
端部３２１が加熱部位１５１に位置することによって、加熱部位１５１に磁束Ｍが誘導されて収束し易くなる。その結果、磁束密度が加熱部位１５１で大きくなるため、加熱部位１５１の選択的な誘導加熱を効率良く行える。
【００５４】
遮蔽部材は、強磁性体によって形成された遮蔽部材１２０、３２０に限定されず、金属の非磁性体によって形成された遮蔽部材も含む。
【００５５】
図８に示す遮蔽部材４２０は、金属の非磁性体によって形成され、異なる厚みを有する。加熱不要部位１５２では遮蔽部材４２０の厚みは相対的に厚く、加熱部位１５１に配置される端部４２１では厚みが相対的に薄い。遮蔽部材４２０を形成する金属の非磁性体は、例えば、アルミ、銅、オーステナイト系ＳＵＳ等である。遮蔽部材４２０以外の構成については、燃料電池の製造装置４００は、燃料電池の製造装置３００と同様である。
【００５６】
強磁性体によって形成される遮蔽部材１２０および遮蔽部材３２０（図５、図７参照）は、加熱不要部位１５２を避けるように磁束Ｍを誘導することによって遮蔽する。一方、金属の非磁性体によって形成された遮蔽部材４２０では、コイル１０１、１０２、１０３、１０４からの高周波磁束が作用すると、これを打ち消す磁束が生じ、これによって高周波磁束を遮蔽する。
【００５７】
高周波磁束が遮蔽部材４２０に作用したとき、これを打ち消す磁束を生じさせる誘導電流は、電気抵抗に応じて変化する。遮蔽部材４２０は異なる肉厚を有し、電気抵抗が部位によって異なるため、部位によって遮蔽効果が異なる。
【００５８】
加熱不要部位１５２に配置される厚みが厚い箇所では、電気抵抗が小さい。このため、高周波磁束が作用したとき、これを打ち消す磁束が大きくなる。従って、遮蔽効果が大きい。
【００５９】
一方、加熱部位１５１に配置される厚みの薄い端部４２１では、電気抵抗が大きい。このため、高周波磁束が作用したとき、これを打ち消す磁束は小さい。従って、遮蔽効果が小さい。
【００６０】
このように、遮蔽部材４２０は、金属の非磁性体によって形成されるとともに異なる厚みを有し、これによって磁束に対する遮蔽効果が調整される。このため、遮蔽部材４２０は、厚みの大小によって燃料電池モジュール１５０の発熱分布をコントロールできる。
【００６１】
また、遮蔽部材１２０、３２０、４２０に、例えば熱電対等の温度センサを設けてもよい。温度センサによって検出される温度に基づき、制御装置１４０がコイル１０１、１０２、１０３、１０４の電流を制御すれば、より適切に加熱温度を調整できる。
【００６２】
また、上記実施形態では、図３に示したように磁路形成部材１１０の配置場所によってその数が異なり、これによって飽和磁束密度を変化させているが、飽和磁束密度を場所によって変化させる方法は、これに限定されない。
【００６３】
磁路形成部材１１０の配置場所によって、磁路形成部材１１０の材料もしくは体積を変える、または、配置される数、材料、および体積のうちの少なくとも２つを変えることによって、飽和磁束密度を変化させてもよい。また、図１に示した積層方向における磁路形成部材１１０の間のギャップＧと開口部Ｗとの比（Ｗ／Ｇ）を、磁路形成部材１１０の配置場所によって変えることによって、飽和磁束密度を変化させてもよい。
【００６４】
また、図９に示すように、本発明は、遮蔽部材５２０と燃料電池モジュール１５０（積層体）との間に非磁性体の金属プレート５７０が配置された燃料電池の製造装置５００を含む。燃料電池の製造装置５００は、コイル１０１、１０２、１０３、１０４、磁路形成部材１１０、電源１３０、および制御装置１４０を含む。コイル１０１〜１０４、磁路形成部材１１０、電源１３０、制御装置１４０、および燃料電池モジュール１５０は、上記実施形態と略同様であり、図中で同一の符号を付し、ここでの説明は省略する。
【００６５】
遮蔽部材５２０は、金属プレート５７０を間に介して加熱不要部位１５２に配置され、コイル１０１〜１０４からの磁束を遮蔽する。遮蔽部材５２０を形成する材料は、上記実施形態の遮蔽部材１２０と同様である。遮蔽部材５２０は、略一定の厚みを有する平滑な板形状を有する。遮蔽部材５２０は、燃料電池モジュール１５０を積層方向に加圧している。
【００６６】
遮蔽部材５２０は、面方向において、加熱不要部位１５２と略同様の幅を有する。遮蔽部材５２０の端部は、面方向において、加熱部位１５１よりも加熱不要部位１５２の側に位置し、加熱部位１５１と磁路形成部材１１０との間から外れている。
【００６７】
金属プレート５７０は、遮蔽部材５２０と加熱不要部位１５２との間に配置されるとともに、面方向に延在して加熱部位１５１に配置されている。金属プレート５７０を形成する材料は、例えば、アルミ、銅、オーステナイト系ＳＵＳ等である。
【００６８】
加熱不要部位１５２では、加熱部位１５１に比べ発熱が抑制されるが、積層方向、面方向の発熱条件にばらつきがある場合、加熱不要部位１５２の一部が他の部分に比べて局所的に高温となることが考えられる。
【００６９】
これに対し、本変形例では、金属プレート５７０が、遮蔽部材５２０と加熱不要部位１５２との間に延在し、これによって、加熱不要部位１５２では、積層方向、面方向の発熱条件が均一化されるため、加熱不要部位１５２の全体で略均一に発熱を抑制できる。
【００７０】
加熱部位１５１は、加熱不要部位１５２に比べ高温に発熱するが、積層方向、面方向の発熱条件にばらつきがある場合、加熱部位１５１の一部で発熱が抑制される、または、加熱部位１５１の一部が所定の温度以上に発熱することが考えられる。
【００７１】
これに対し、本変形例では、面方向に延在する金属プレート５７０が加熱部位１５１に配置され、これによって、加熱部位１５１の積層方向、面方向の発熱条件が均一化されるため、加熱部位１５１の全体を略均一に発熱させることができる。
【００７２】
図１０に示すように、本発明は、非導電性部材５８１および締結部材５８２を備える加圧治具５８０によって、燃料電池モジュール１５０（積層体）を加圧する燃料電池の製造装置６００を含む。
【００７３】
燃料電池の製造装置６００は、加圧治具５８０を有する点で、前述の燃料電池の製造装置５００と異なるが、他の構成については燃料電池の製造装置５００と同様であり、図中でこれと同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００７４】
非導電性部材５８１は、板形状を有し、平滑で略一定の厚みを有する。非導電性部材５８１は、例えば樹脂によって形成される。
【００７５】
非導電性部材５８１は、燃料電池モジュール１５０に対し積層方向両側に配置されてこれを挟む。非導電性部材５８１は、遮蔽部材５２０と金属プレート５７０との間に配置される。非導電性部材５８１は、加熱不要部位１５２に配置されるとともに、面方向に延在して加熱部位１５１に配置される。また、非導電性部材５８１は、燃料電池モジュール１５０の縁から面方向に突出する。
【００７６】
締結部材５８２は、外周にネジ溝が形成された軸状の部材と、この軸状の部材に螺合するナットとを有する。締結部材５８２は、ネジ溝が形成された軸状の部材を、非導電性部材５８１に挿通させ、ナットによってそれらを締め付けることによって、非導電性部材５８１同士を締結する。
【００７７】
本変形例は、非導電性部材５８１によって燃料電池モジュール１５０を加圧するようにしており、これによって、磁束が通る加熱部位１５１を加圧することが可能になるため、部材同士をより密着させた状態で接着剤を硬化させることができ、部材同士をより強固に接合できる。
【００７８】
また、図１１に示すように、本発明は、非導電性部材５８１と金属プレート７７０とが一体に形成された燃料電池の製造装置７００を含む。
【００７９】
燃料電池の製造装置７００は、非導電性部材５８１と金属プレート７７０とが一体に形成されている点で、前述の燃料電池の製造装置６００と異なるが、他の構成については燃料電池の製造装置６００と同様であり、図中でこれと同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００８０】
金属プレート７７０は、図１０の金属プレート５７０と異なり、燃料電池モジュール１５０の縁から面方向に突出しているが、金属プレート７７０を形成する材料等の他の構成については、金属プレート５７０と同様である。
【００８１】
本変形例の加圧治具７８０は、金属プレート７７０を含んでおり、一体に形成された金属プレート７７０および非導電性部材５８１が、締結部材５８２によって締結されることによって、燃料電池モジュール１５０を加圧する。
【００８２】
本変形例では、金属プレート７７０と非導電性部材５８１とが一体に形成されて燃料電池モジュール１５０の加圧に用いられ、非導電性部材５８１が金属プレート７７０によって補強されるため、非導電性部材５８１の耐久性を向上できる。
【００８３】
また、金属プレート７７０と非導電性部材５８１とが一体に形成されて用いられることによって、非導電性部材５８１の変形が抑制されるため、燃料電池モジュール１５０を精度良く確実に加圧できる。
【符号の説明】
【００８４】
１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００    燃料電池の製造装置、
１０１、１０２、１０３、１０４    コイル、
１１０    磁路形成部材、
１１１    開口部、
１２０、３２０、４２０    遮蔽部材（加圧治具）、
１２１、３２１、４２１    端部、
１３０    電源、
１４０    制御装置、
１５０    燃料電池モジュール（積層体）、
１５１    加熱部位、
１５２    加熱不要部位、
１６０    燃料電池セル、
１６１    膜電極接合体、
１６１ａ    電解質膜、
１６１ｂ    電極、
１６１ｃ    フレーム、
１６２    セパレータ、
１６２ａ    流路、
５２０、    遮蔽部材、
５７０、７７０    金属プレート、
５８０、７８０    加圧治具、
５８１    非導電性部材、
５８２    締結部材、
Ｇ    積層方向における磁路形成部材間のギャップ、
Ｍ    磁束、
Ｗ    開口部の幅。
【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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【国際調査報告】
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