(57)【要約】  薄板状部材を積層して互いに環状に接合するときの接合不良を防止することができる薄板状部材の接合装置を提供する。  薄板状部材の接合装置１００は、保持部１１０および接合部１２０を有している。保持部は、一の薄板状部材と、他の薄板状部材とを積層した状態で保持する。接合部は、少なくとも、一の薄板状部材に備えた環状の接合部位と、他の薄板状部材に備えた環状の接合部位とを互いに接合する。ここで、保持部は、第１保持部および第２保持部を備えている。第１保持部は、一の薄板状部材の接合部位に沿って位置する第１端部と、他の薄板状部材の接合部位に沿って位置する第１端部とを積層方向に沿って保持する。第２保持部は、一の薄板状部材の第１端部よりも内方に位置する第２端部と、他の薄板状部材の第１端部よりも内方に位置する第２端部とを積層方向に沿って挟持して保持する。
2016001992.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一の薄板状部材と、他の薄板状部材とを積層した状態で保持する保持部と、  少なくとも、前記一の薄板状部材に備えた環状の接合部位と、前記他の薄板状部材に備えた環状の接合部位とを互いに接合する接合部と、を有し、  前記保持部は、  前記一の薄板状部材の前記接合部位に沿って位置する第１端部と、前記他の薄板状部材の前記接合部位に沿って位置する第１端部とを積層方向に沿って保持する第１保持部と、  前記一の薄板状部材の前記第１端部よりも内方に位置する第２端部と、前記他の薄板状部材の前記第１端部よりも内方に位置する第２端部とを積層方向に沿って挟持して保持する第２保持部と、を備えた薄板状部材の接合装置。
【請求項２】
前記第１保持部は、前記一の薄板状部材の前記第１端部と、前記他の薄板状部材の前記第１端部とを積層方向に沿って挟持し、  前記保持部は、前記一の薄板状部材および前記他の薄板状部材に対して積層方向と交差する側方から当接して位置決めする位置決部材を、さらに備え、  前記位置決部材は、前記一の薄板状部材の側面および前記他の薄板状部材の側面に対して、接近離間自在に配設した請求項１に記載の薄板状部材の接合装置。
【請求項３】
前記第１保持部は、前記一の薄板状部材の前記第１端部と、前記他の薄板状部材の前記第１端部とを積層方向に沿った一方の側から支持し、  前記保持部は、前記支持部が前記一の薄板状部材と前記他の薄板状部材を支持する位置と、前記挟持部が前記一の薄板状部材と前記他の薄板状部材を挟持する位置とを積層方向に沿って異ならせる調整部を、さらに備えた請求項１に記載の薄板状部材の接合装置。
【請求項４】
前記保持部は、前記挟持部が前記一の薄板状部材の前記第２端部と前記他の薄板状部材の前記第２端部とを挟持する前に、前記一の薄板状部材の中央部および前記他の薄板状部材の中央部を積層方向に沿って押圧する押圧部材を、さらに備えた請求項１〜３のいずれか１項に記載の薄板状部材の接合装置。
【請求項５】
前記保持部は、少なくとも前記第１保持部または前記第２保持部のいずれかを介して、前記一の薄板状部材および前記他の薄板状部材を一時的に固定する固定部材を、さらに備えた請求項１〜４のいずれか１項に記載の薄板状部材の接合装置。
【請求項６】
前記接合部は、前記一の薄板状部材の前記外周縁または前記他の薄板状部材の前記接合部位にレーザ光を照射して、前記一の薄板状部材の前記接合部位および前記他の薄板状部材の前記接合部位を互いに溶接するレーザ発振器を備えた請求項１〜５のいずれか１項に記載の薄板状部材の接合装置。
【請求項７】
前記保持部は、前記レーザ光による溶接に伴い接合部位から発生する粉塵に気体を吐出して排出、または前記粉塵を吸引して排出する排出部を、さらに備えた請求項６に記載の薄板状部材の接合装置。
【請求項８】
前記保持部は、前記レーザ光による溶接に伴い接合部位から発生する粉塵の付着を阻害する材料を被膜した請求項６または７に記載の薄板状部材の接合装置。
【請求項９】
前記保持部は、アノード側の金属セパレータからなる前記一の薄板状部材と、カソード側の金属セパレータからなる前記他の薄板状部材を保持する請求項１〜８のいずれか１項に記載の薄板状部材の接合装置。
【請求項１０】
前記接合部は、前記金属セパレータの外周縁の前記接合部位、マニュホールド孔の内周の前記接合部位、またはアクティブエリアの前記接合部位を接合する請求項９に記載の薄板状部材の接合装置。
【請求項１１】
一の薄板状部材に備えた環状の接合部位に沿って位置する第１端部と、他の薄板状部材に備えた環状の接合部位に沿って位置する第１端部とを積層方向に沿って保持しつつ、前記一の薄板状部材の前記第１端部よりも内方に位置する第２端部と、他の薄板状部材の第１端部よりも内方に位置する第２端部とを積層方向に沿って挟持して保持する保持工程と、  少なくとも、前記一の薄板状部材の前記接合部位と、前記他の薄板状部材の前記接合部位とを互いに接合する接合工程と、を有する薄膜状部材の接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、薄板状部材の接合装置および薄板状部材の接合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来から、歪みや反りが存在するプレートのような薄板状の部材を溶接によって接合する技術がある。特に、そのような薄板状部材を継ぎ目なく環状に連続して接合する技術がある（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１６１４５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  しかしながら、上記特許文献１のような構成では、薄板状部材を積層して互いに環状に接合するような場合に、それらの部材を必ずしも十分に保持することができない。薄板状基材を十分に保持することができなければ、薄板状部材を接合するときに接合不良が生じる虞がある。【０００５】  本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、薄板状部材を積層して互いに環状に接合するときの接合不良を防止することができる薄板状部材の接合方法、およびその接合方法を具現化した薄板状部材の接合装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  上記目的を達成する本発明に係る薄板状部材の接合装置は、保持部および接合部を有している。保持部は、一の薄板状部材と、他の薄板状部材とを積層した状態で保持する。接合部は、少なくとも、一の薄板状部材に備えた環状の接合部位と、他の薄板状部材に備えた環状の接合部位を互いに接合する。ここで、保持部は、第１保持部および第２保持部を備えている。第１保持部は、一の薄板状部材の接合部位に沿って位置する第１端部と、他の薄板状部材の接合部位に沿って位置する第１端部とを積層方向に沿って保持する。第２保持部は、一の薄板状部材の第１端部よりも内方に位置する第２端部と、他の薄板状部材の第１端部よりも内方に位置する第２端部とを積層方向に沿って挟持して保持する。【０００７】  上記目的を達成する本発明に係る薄膜状部材の接合方法は、保持工程および接合工程を有している。保持工程は、一の薄板状部材に備えた環状の接合部位に沿って位置する第１端部と、他の薄板状部材に備えた環状の接合部位に沿って位置する第１端部とを積層方向に沿って保持する。かつ、保持工程は、一の薄板状部材の第１端部よりも内方に位置する第２端部と、他の薄板状部材の第１端部よりも内方に位置する第２端部とを積層方向に沿って挟持して保持する。接合工程は、少なくとも、一の薄板状部材の接合部位と、他の薄板状部材の接合部位とを互いに接合する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態に係る薄板状部材の接合装置を示す斜視図である。
【図２】図１の接合装置の一部を模式的に示す端面図である。
【図３】図１および図２の接合装置の保持部に金属セパレータユニットを載置した状態を示す端面図である。
【図４】図３に引き続き、金属セパレータユニットの側面の位置決孔に対して位置決部材を挿入した状態を示す端面図である。
【図５】図４に引き続き、金属セパレータユニットの中央部に対して上方から押圧部材を押圧した状態を示す端面図である。
【図６】図５に引き続き、金属セパレータユニットの外周縁に対して上方から上部挟持部材を付勢等した状態を示す端面図である。
【図７】図６に引き続き、金属セパレータユニットの外周縁をレーザ発振器によって溶接する状態を示す端面図である。
【図８】第２実施形態に係る薄板状部材の接合装置を示す斜視図である。
【図９】図８の接合装置の一部を模式的に示す端面図である。
【図１０】図８および図９の接合装置の保持部に金属セパレータユニットを載置した状態を示す端面図である。
【図１１】図１０に引き続き、金属セパレータユニットの側面の位置決孔に対して位置決部材を挿入した状態を示す端面図である。
【図１２】図１１に引き続き、金属セパレータユニットの中央部に対して上方から押圧部材を押圧した状態を示す端面図である。
【図１３】図１２に引き続き、金属セパレータユニットの外周縁に対して上方から上部挟持部材を付勢等した状態を示す端面図である。
【図１４】図１３に引き続き、金属セパレータユニットの外周縁をレーザ発振器によって溶接する状態を示す端面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】  以下、添付した図面を参照しながら、本発明に係る第１および第２実施形態について説明する。図面の説明において、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。図１〜図１４の全ての図において、Ｘ、Ｙ、およびＺからなる矢印を図示している。Ｘで表す矢印は、薄板状部材（例えば金属セパレータ）の短手方向Ｘを示している。Ｙで表す矢印は、金属セパレータの長手方向Ｙを示している。Ｚで表す矢印は、金属セパレータの積層方向Ｚを示している。図面における部材の大きさや比率は、説明の都合上誇張され実際の大きさや比率とは異なる場合がある。
【００１０】  （第１実施形態）  第１実施形態に係る薄板状部材の接合方法、およびその方法を具現化した接合装置１００について、図１〜図７を参照しながら説明する。
【００１１】  薄板状部材は、一例として、アノード側金属セパレータ１１およびカソード側金属セパレータ１２として説明する。アノード側金属セパレータ１１およびカソード側金属セパレータ１２は、接合装置１００によって外周縁等を互いに接合して、金属セパレータユニット１０を構成する。
【００１２】  接合装置１００は、保持部１１０および接合部１２０に加えて、制御部１３０を有している。保持部１１０は、保持工程を具現化した構成の一例に相当する。接合部１２０は、接合工程を具現化した構成の一例に相当する。以下、接合方法を接合装置１００の各構成について順に説明する。
【００１３】  先ず、接合装置１００の構成について、図１および図２を参照しながら具体的に説明する。
【００１４】  図１は、薄板状部材（例えば、アノード側金属セパレータ１１およびカソード側金属セパレータ１２からなる金属セパレータユニット１０）の接合装置１００を示す斜視図である。図２は、図１の接合装置１００の一部を模式的に示す端面図である。
【００１５】  保持部１１０は、一の薄板状部材（アノード側金属セパレータ１１）と、他の薄板状部材（カソード側金属セパレータ１２）を積層した状態で保持する。
【００１６】  保持部１１０は、図１および図２に示すように、第１保持部（支持部材１１１）、挟持部（下部挟持部材１１２および上部挟持部材１１３）、および可動位置決ピン１１５（位置決部材）を備えている。さらに、保持部１１０は、位置決ピン１１４、押板１１６（押圧部材）、可動板１１７、バネ１１８、および固定ピン１１９（固定部材）を備えている。以下、保持部１１０の各構成について順に説明する。
【００１７】  支持部材１１１および上部挟持部材１１３の外周縁挟持部材１１３Ｐによって、アノード側金属セパレータ１１の外周縁１１ｇに沿って位置する第１端部１１ｍと、カソード側金属セパレータ１２の外周縁１２ｇに沿って位置する第１端部１２ｍを、積層方向Ｚに沿って挟持する。支持部材１１１は、一例として、金属からなり、長方体形状に形成し、下部挟持部材１１２を離間させた状態で収容する開口を備えている。支持部材１１１は、下部挟持部材１１２と下部で接合するように一体に形成してもよい。外周縁挟持部材１１３Ｐは、一例として、金属からなり、長方体形状に形成している。外周縁挟持部材１１３Ｐは、中央部分を大きく開口した枠状からなり、金属セパレータユニット１０の中央部１０ｔが露出するように形成している。外周縁挟持部材１１３Ｐは、下部挟持部材１１２の外周と対向して配設している。外周縁挟持部材１１３Ｐは、固定ピン１１９を挿通する貫通孔１１３ａを複数備えている。
【００１８】  下部挟持部材１１２および上部挟持部材１１３の内周縁挟持部材１１３Ｑによって、例えば、アノード側金属セパレータ１１の第１端部１１ｍよりも内方に位置する第２端部１１ｎと、カソード側金属セパレータ１２の第１端部１２ｍよりも内方に位置する第２端部１２ｎを、積層方向Ｚに沿って挟持する。下部挟持部材１１２は、一例として、金属からなり、長方体形状に形成している。下部挟持部材１１２は、支持部材１１１の開口に収容している。下部挟持部材１１２の積層方向Ｚに沿った高さは、支持部材１１１の高さと同等である。下部挟持部材１１２は、その長手方向Ｙに沿った両側に、固定ピン１１９をネジ留めするネジ穴１１２ａを備えている。内周縁挟持部材１１３Ｑは、一例として、金属からなり、長方体形状に形成している。内周縁挟持部材１１３Ｑは、金属セパレータユニット１０の４隅に形成したマニホールド孔よりも若干大きく形成している。４つの内周縁挟持部材１１３Ｑによって、金属セパレータユニット１０の４隅のマニホールド孔をそれぞれ独立して覆う。内周縁挟持部材１１３Ｑは、固定ピン１１９を挿通する貫通孔１１３ａを１つ備えている。
【００１９】  位置決部材（位置決ピン１１４）は、下部挟持部材１１２の図１中の左方に起立させている。位置決ピン１１４は、金属セパレータユニット１０の位置決孔１０ｃを挿入させた状態で嵌合する。
【００２０】  位置決部材（可動位置決ピン１１５）は、アノード側金属セパレータ１１およびカソード側金属セパレータ１２に対して積層方向Ｚと交差する側方から当接して位置決めする。可動位置決ピン１１５は、アノード側金属セパレータ１１の側面およびカソード側金属セパレータ１２の側面に対して、接近自在および離間自在に配設している。可動位置決ピン１１５は、下部挟持部材１１２の図１中の右方に移動自在に起立させている。可動位置決ピン１１５は、長手方向Ｙに沿って移動し、金属セパレータユニット１０の位置決孔１０ｄに嵌合する。位置決ピン１１４および可動位置決ピン１１５によって、金属セパレータユニット１０を位置決めする。
【００２１】  押圧部材（押板１１６）は、アノード側金属セパレータ１１の中央部（アクティブエリア）およびカソード側金属セパレータ１２の中央部（アクティブエリア）を積層方向Ｚに沿って押圧する。押板１１６は、レーザ発振器１２１のレーザ光Ｌ１を通すための貫通溝１１６ｈを複数備えている。押板１１６は、４隅に挿通孔１１６ｂを備え、内周縁挟持部材１１３Ｑを挿通させる。押板１１６による押圧は、下部挟持部材１１２および上部挟持部材１１３が、アノード側金属セパレータ１１の第２端部１１ｎとカソード側金属セパレータ１２の第２端部１２ｎを挟持する前に行う。押板１１６は、例えば、金属からなり、長方体形状に形成している。押板１１６の下方には、可動板１１７を備えている。可動板１１７は、下方に備えたバネ１１８によって、積層方向Ｚに沿って上下に移動自在である。可動板１１７およびバネ１１８は、下部挟持部材１１２に収納されている。
【００２２】  固定部材（固定ピン１１９）は、下部挟持部材１１２および上部挟持部材１１３を介して、アノード側金属セパレータ１１およびカソード側金属セパレータ１２を一時的に固定する。固定ピン１１９は、上部挟持部材１１３（外周縁挟持部材１１３Ｐおよび内周縁挟持部材１１３Ｑ）に開口した貫通孔１１３ａにそれぞれ挿通し、下部挟持部材１１２に開口したネジ穴１１２ａにそれぞれネジ留めする。具体的には、固定部材は、引き込み式のクランプ機構を用いる。固定ピン１１９を、上部挟持部材１１３（外周縁挟持部材１１３Ｐおよび内周縁挟持部材１１３Ｑ）および下部挟持部材１１２に挿通し、下部挟持部材１１２の下部に備えたアクチュエータに挿入する。固定ピン１１９は、アクチュエータによって自動的に固定される。作業者は、固定ピン１１９を特別な工具を要することなく取り扱う。したがって、固定作業を複数回繰り返すような場合であっても、上部挟持部材１１３および下部挟持部材１１２を、常に一定の応力によって確実に固定することができる。固定部材は、ナットランナーによる締め付け式のクランプ機構を用いることもできる。この場合、ナットを下部挟持部材１１２のネジ溝に容易に固定でき、かつ、保持力を一定にすることができる。
【００２３】  排出部は、下部挟持部材１１２に備えた排気孔１１２ｈおよび上部挟持部材１１３に備えた排気孔１１３ｈを介して、レーザ光Ｌ１による溶接に伴い接合部位から発生する粉塵に気体を吐出して排出、または粉塵を吸引して排出する。例えば、排気孔１１２ｈおよび排気孔１１３ｈを介して窒素（Ｎ）やアルゴン（Ａｒ）等の不活性ガス、乾燥空気、または空気等のアシストガスを噴射し、その粉塵を外部に排出しつつ、レーザ光Ｌ１が照射されている周囲の雰囲気を安定させる。支持部材２１１、下部挟持部材１１２、および上部挟持部材１１３は、レーザ光Ｌ１による溶接に伴い接合部位から発生する粉塵の付着を阻害する材料Ｍを被膜している。材料Ｍは、耐熱性、耐摩耗性、またはすべり性を備えたものを用いる。
【００２４】  接合部１２０は、少なくとも、アノード側金属セパレータ１１に備えた環状の接合部位（外周縁１１ｇ）と、カソード側金属セパレータ１２に備えた環状の接合部位（外周縁１２ｇ）を接合する。
【００２５】  接合部１２０は、図１に示すように、レーザ発振器１２１、反射ミラー１２２、および駆動ステージ１２３を含んでいる。レーザ発振器１２１は、例えば、アノード側金属セパレータ１１の外周縁１１ｇまたはカソード側金属セパレータ１２の外周縁１２ｇにレーザ光Ｌ１を照射して、アノード側金属セパレータ１１の外周縁１１ｇおよびカソード側金属セパレータ１２の外周縁１２ｇを互いに溶接する。レーザ光Ｌ１を照射して溶接する部位は、金属セパレータユニット１０の外周縁１０ｇにおいて、第１端部１０ｍと第２端部１０ｎの間に位置する部位である。反射ミラー１２２は、レーザ発振器１２１から長手方向Ｙに沿って導出されたレーザ光Ｌ１を反射して、積層方向Ｚの下方に向かって折り返す。駆動ステージ１２３は、例えば、２軸の直進ステージに相当する。駆動ステージ１２３は、照射位置を固定したレーザ光Ｌ１によって金属セパレータユニット１０の外周縁１０ｇを環状に溶接するために、保持部１１０を短手方向Ｘおよび長手方向Ｙに走査する。一対の反射ミラー１２２によって、レーザ光Ｌ１を短手方向Ｘおよび長手方向Ｙに沿って走査し、駆動ステージ１２３を用いることなく、金属セパレータユニット１０の外周縁１０ｇを環状に溶接する構成としてもよい。
【００２６】  制御部１３０は、保持部１１０および接合部１２０をそれぞれ制御する。
【００２７】  制御部１３０は、図１に示すように、コントローラ１３１を含んでいる。コントローラ１３１は、ＲＯＭ、ＣＰＵ、およびＲＡＭを含んでいる。ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）は、接合装置１００に係る制御プログラムを格納している。制御プログラムは、保持部１１０の上部挟持部材１１３（外周縁挟持部材１１３Ｐおよび内周縁挟持部材１１３Ｑ）、可動位置決ピン１１５および押板１１６と、接合部１２０のレーザ発振器１２１および駆動ステージ１２３の制御に関するものを含んでいる。制御部１３０のＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）は、制御プログラムに基づいて接合装置１００の各構成部材の作動を制御する。ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）は、制御中の接合装置１００の各構成部材に係る様々なデータを一時的に記憶する。データは、例えば、レーザ発振器１２１の出力に関するものである。
【００２８】  次に、接合装置１００の動作について、図３〜図７を参照しながら具体的に説明する。
【００２９】  図３は、図１および図２の接合装置１００の保持部１１０に金属セパレータユニット１０を載置した状態を示す端面図である。図３は、図４に引き続き、金属セパレータユニット１０の側面の位置決孔１０ｄに対して位置決部材（可動位置決ピン１１５）を挿入した状態を示す端面図である。図５は、図３に引き続き、金属セパレータユニット１０の中央部１０ｔに対して上方から押圧部材（押板１１６）を押圧した状態を示す端面図である。図６は、図５に引き続き、金属セパレータユニット１０の外周縁１０ｇに対して上方から上部挟持部材１１３を付勢等した状態を示す端面図である。図７は、図６に引き続き、金属セパレータユニット１０の外周縁１０ｇをレーザ発振器１２１によって溶接する状態を示す端面図である。
【００３０】  図３に示すように、接合装置１００において、金属セパレータユニット１０を積層方向Ｚに沿って降下させて、保持部１１０の可動板１１７等に載置する。金属セパレータユニット１０は、アノード側金属セパレータ１１およびカソード側金属セパレータ１２からなる。下部挟持部材１１２の図１の左方に起立させた位置決部材（位置決ピン１１４）は、金属セパレータユニット１０の図中左方の位置決孔１０ｃに挿入した状態で嵌合させる。金属セパレータユニット１０の搬送は、ロボットハンド等による自動搬送、または作業者による手作業によって行う。
【００３１】  図４に示すように、図３の状態から引き続き、金属セパレータユニット１０の図１の右方の位置決孔１０ｄに対して、その側方から位置決部材（可動位置決ピン１１５）を挿入させて嵌合させる。位置決ピン１１４および可動位置決ピン１１５によって、金属セパレータユニット１０を位置決めする。アノード側金属セパレータ１１およびカソード側金属セパレータ１２は、図４に示すように、端部等の位置が揃う。可動位置決ピン１１５は、仮に比較的強い応力が掛かると、その応力を緩和するように自ら長手方向Ｙに沿って移動する。
【００３２】  図５に示すように、図４の状態から引き続き、押圧部材（押板１１６）は、金属セパレータユニット１０の中央部１０ｔに対して上方から押圧しつつ若干降下させる。押板１１６による金属セパレータユニット１０に対する応力は、金属セパレータユニット１０を載置した可動板１１７が下方に移動することによって緩和される。金属セパレータユニット１０の中央部１０ｔは、アクティブエリアの領域に相当する。アクティブエリアは、複数組の微細な凹凸形状を長手方向Ｙに沿って形成して構成していることから、その形状を一定に保つことが難しい。すなわち、アクティブエリアは、歪んでいることが多い。押板１１６は、図５に示すように、金属セパレータユニット１０の中央部１０ｔのアクティブエリアに対して押圧し、その歪みを除去する。アクティブエリアの歪みの除去に伴い、可動位置決ピン１１５に比較的強い応力が掛かると、その応力を緩和するように可動位置決ピン１１５が退避するように移動する。すなわち、アクティブエリアの歪みが除去された状態において、位置決ピン１１４および可動位置決ピン１１５によって金属セパレータユニット１０を位置決めする。
【００３３】  図６に示すように、図５の状態から引き続き、上部挟持部材１１３（外周縁挟持部材１１３Ｐおよび内周縁挟持部材１１３Ｑ）は、金属セパレータユニット１０の外周縁１０ｇおよびマニホールド孔に対して上方から付勢する。支持部材１１１と外周縁挟持部材１１３Ｐによって、第１端部１０ｍを挟持している。下部挟持部材１１２と内周縁挟持部材１１３Ｑによって、第２端部１０ｎを挟持している。さらに、固定部材（固定ピン１１９）によって、支持部材１１１と外周縁挟持部材１１３Ｐ、および下部挟持部材１１２と内周縁挟持部材１１３Ｑを、それぞれ固定する。アノード側金属セパレータ１１およびカソード側金属セパレータ１２からなる金属セパレータユニット１０は、その位置が強制的に固定される。すなわち、アノード側金属セパレータ１１およびカソード側金属セパレータ１２は、外周縁、マニュホールド孔、およびアクティブエリア等の位置が、互いにずれない。
【００３４】  図７に示すように、図６の状態から引き続き、接合部１２０において、例えば、レーザ発振器１２１から金属セパレータユニット１０の外周縁１０ｇに対してレーザ光Ｌ１を照射しつつ、図１に示す駆動ステージ１２３を短手方向Ｘおよび長手方向Ｙに走査して、金属セパレータユニット１０の外周縁１０ｇを環状に溶接する。レーザ光Ｌ１を照射して接合する部位は、金属セパレータユニット１０の外周縁１０ｇにおいて、第１端部１０ｍと第２端部１０ｎの間に位置する部位である。図７に示すように、レーザ光Ｌ１による溶接に伴い接合部位から発生する粉塵に対して、下部挟持部材１１２に備えた排気孔１１２ｈおよび上部挟持部材１１３に備えた排気孔１１３ｈを介して、窒素（Ｎ）やアルゴン（Ａｒ）等の不活性ガス、乾燥空気、または空気等を噴射し、その粉塵を排出する。
【００３５】  図７に示すように、レーザ発振器１２１によって、押板１１６の貫通溝１１６ｈを介し、金属セパレータユニット１０の中央部１０ｔのアクティブエリアにレーザ光Ｌ１を照射して溶接する。アノード側金属セパレータ１１のアクティブエリアと、カソード側金属セパレータ１２のアクティブエリアにおいて、互いに当接している部分を長手方向Ｙに沿って部分的に接合する。このように接合すると、金属セパレータユニット１０のアクティブエリアを平らに維持し易い。また、金属セパレータユニット１０のアクティブエリアに冷却媒体を流通させても、アノード側金属セパレータ１１とカソード側金属セパレータ１２の隙間が膨張することを防止できる。外周縁挟持部材１１３Ｐと内周縁挟持部材１１３Ｑの隙間を介して、金属セパレータユニット１０のマニュホールド孔の内周縁にレーザ光Ｌ１を照射し、その内周縁を環状に接合することもできる。
【００３６】  上述した第１実施形態によれば、以下の構成によって作用効果を奏する。
【００３７】  薄板状部材の接合装置１００は、保持部１１０および接合部１２０を有している。保持部１１０は、一の薄板状部材（アノード側金属セパレータ１１）と、他の薄板状部材（カソード側金属セパレータ１２）を積層した状態で保持する。接合部１２０は、少なくとも、アノード側金属セパレータ１１に備えた環状の接合部位（外周縁１１ｇ）と、カソード側金属セパレータ１２に備えた環状の接合部位（外周縁１２ｇ）を互いに接合する。ここで、保持部は、第１保持部および第２保持部を備えている。第１保持部は、アノード側金属セパレータ１１の接合部位に沿って位置する第１端部１１ｍと、カソード側金属セパレータ１２の接合部位に沿って位置する第１端部とを積層方向Ｚに沿って保持する。第２保持部は、アノード側金属セパレータ１１の第１端部１１ｍよりも内方に位置する第２端部１１ｎと、カソード側金属セパレータ１２の第１端部１２ｍよりも内方に位置する第２端部１２ｎを積層方向Ｚに沿って挟持して保持する。
【００３８】  薄板状部材の接合方法は、保持工程および接合工程を有している。保持工程は、アノード側金属セパレータ１１に備えた環状の接合部位（外周縁１１ｇ）に沿って位置する第１端部１１ｍと、カソード側金属セパレータ１２に備えた環状の接合部位（外周縁１１ｇ）に沿って位置する第１端部１２ｍを積層方向Ｚに沿って保持する。かつ、保持工程は、アノード側金属セパレータ１１の第１端部１１ｍよりも内方に位置する第２端部１１ｎと、カソード側金属セパレータ１２の第１端部１２ｍよりも内方に位置する第２端部１２ｎを積層方向Ｚに沿って挟持して保持する。接合工程は、少なくとも、アノード側金属セパレータ１１に備えた環状の接合部位（外周縁１１ｇ）と、カソード側金属セパレータ１２に備えた環状の接合部位（外周縁１２ｇ）を互いに接合する。
【００３９】  このような構成によれば、接合装置１００および接合方法は、アノード側金属セパレータ１１およびカソード側金属セパレータ１２の第１端部同士を環状に保持し、かつ、アノード側金属セパレータ１１およびカソード側金属セパレータ１２の第２端部同士を環状に保持した状態で、互いに接合する。すなわち、アノード側金属セパレータ１１とカソード側金属セパレータ１２を環状に接合するときに、反り返りや歪みを除去しつつ、その接合部位を外方および内方から十分に保持することができる。したがって、接合装置１００および接合方法は、アノード側金属セパレータ１１およびカソード側金属セパレータ１２を積層して互いに環状に接合するときの接合不良を防止することができる。
【００４０】  さらに、第１保持部は、アノード側金属セパレータ１１の第１端部１１ｍと、カソード側金属セパレータ１２の第１端部１２ｍとを積層方向に沿って挟持する構成とすることができる。ここで、保持部１１０は、アノード側金属セパレータ１１およびカソード側金属セパレータ１２に対して積層方向Ｚと交差する側方から当接して位置決めする位置決部材（可動位置決ピン１１５）を備える。位置決部材（可動位置決ピン１１５）は、アノード側金属セパレータ１１の側面およびカソード側金属セパレータ１２の側面に対して、接近離間自在に配設している。
【００４１】  このような構成によれば、アノード側金属セパレータ１１の第１端部１１ｍとカソード側金属セパレータ１２の第１端部１２ｍに加えて、アノード側金属セパレータ１１の第２端部１１ｎとカソード側金属セパレータ１２の第２端部１２ｎも挟持する。さらに、例えば載置した状態のアノード側金属セパレータ１１およびアノード側金属セパレータ１１に対して、可動位置決ピン１１５を接近させて、それらを互いに位置決めする。したがって、接合装置１００は、アノード側金属セパレータ１１およびカソード側金属セパレータ１２からなる金属セパレータユニット１０のような薄板状部材を積層して互いに環状に接合するときに、その位置決め誤差を解消し、非常に信頼性の高い接合を実施することができる。さらに、可動位置決ピン１１５を接近離間させる構成とすることによって、抜き取り時の金属セパレータユニット１０の変形を抑制することができる。
【００４２】  さらに、このような構成によれば、環状の接合部位を連続的に接合することによって、その接合部位に継ぎ目を生じさせないことから、金属セパレータユニット１０の接合に係る品質が向上する。
【００４３】  さらに、金属セパレータユニット１０の接合を一つの工程によって連続的に実施することができることから、異なる複数の工程によって断続的に実施する場合と比較して、金属セパレータユニット１０の接合に要する設備を簡略化することができ、かつ、その接合に要する工数を削減することができる。特に、固定ピン１１９を用いた保持部１１０の保持方法をスプリングによる引き込みまたはナットランナーによる軸力締結機構にすることによって、仮に外部からの電力が一時的または連続的に途絶えたとしても、保持部１１０が影響を受けることなく、一定の保持力を維持させることができる。
【００４４】  さらに、保持部１１０は、下部挟持部材１１２および上部挟持部材１１３が、アノード側金属セパレータ１１の第２端部１１ｎとカソード側金属セパレータ１２の第２端部１２ｎを挟持する前に、アノード側金属セパレータ１１の中央部（アクティブエリア）およびカソード側金属セパレータ１２の中央部（アクティブエリア）を積層方向Ｚに沿って押圧する押圧部材（押板１１６）を備えた構成とすることができる。
【００４５】  このような構成によれば、押板１１６は、金属セパレータユニット１０の中央部１０ｔの歪みを十分に除去することができる。押板１１６は、特に、金属セパレータユニット１０の中央部１０ｔがアクティブエリアの領域に相当する場合に、非常に効果的に歪みを除去することができる。すなわち、アクティブエリアは、一般的に、複数組の微細な凹凸形状を長手方向Ｙに沿って形成して構成していることから、その形状を一定に保つことが難しく、歪んでいることが多い。押板１１６は、そのようなアクティブエリアに対して押圧し、その歪みを十分に除去することができる。押板１１６によって、マニホールド孔を押圧して反り返りや歪みを除去する構成としてもよい。
【００４６】  さらに、保持部１１０は、少なくとも下部挟持部材１１２または上部挟持部材１１３のいずれかを介して、アノード側金属セパレータ１１およびカソード側金属セパレータ１２を一時的に固定する固定部材（固定ピン１１９）を備えた構成とすることができる。
【００４７】  このような構成によれば、アノード側金属セパレータ１１およびカソード側金属セパレータ１２を接合するときに、その位置を強固に固定することができる。したがって、接合部位の位置がずれることなく、確実に接合することができる。ここで、固定部材は、例えば、引き込み式のクランプ機構を用いることできる。このような、固定ピン１１９は、アクチュエータによって自動的に固定される。作業者は、固定ピン１１９を特別な工具を要することなく取り扱うことができる。したがって、アノード側金属セパレータ１１およびカソード側金属セパレータ１２の固定作業を複数回繰り返すような場合であっても、常に一定の応力によって確実に固定することができる。固定部材は、ナットランナーによる締め付け式のクランプ機構を用いることもできる。ナットランナーを用いれば、下部挟持部材１１２のネジ溝に容易に固定でき、かつ、保持力を一定にすることができる。
【００４８】  さらに、接合部１２０は、アノード側金属セパレータ１１の外周縁１１ｇまたはカソード側金属セパレータ１２の外周縁１２ｇにレーザ光Ｌ１を照射して、アノード側金属セパレータ１１の外周縁１１ｇおよびカソード側金属セパレータ１２の外周縁１２ｇを互いに溶接するレーザ発振器１２１を備えた構成とすることができる。
【００４９】  このような構成によれば、廉価かつ非常に汎用性が高いレーザ発振器１２１を用いた簡便な接合を適用することができる。レーザ光Ｌ１は、所定の大きさからなる切断刃と異なり、保持部１１０の構成部材との干渉を防止することが容易である。さらに、レーザ光Ｌ１は、形状が定まった切断刃と異なり、任意の形状の接合部位を接合することができる。
【００５０】  さらに、保持部１１０は、レーザ光Ｌ１による溶接に伴い接合部位から発生する粉塵に気体を吐出して排出、または粉塵を吸引して排出する排出部を備えた構成とすることができる。
【００５１】  このような構成によれば、金属セパレータユニット１０を接合するときに発生したスパッタに係る塵を、保持部１１０から速やかに排出することができる。したがって、塵が保持部１１０に滞留した状態で、金属セパレータユニット１０に付着して汚染するようなことを予防できる。さらに、保持部１１０に塵が蓄積しないことから、レーザ光Ｌ１が塵によって遮蔽されて接合領域が欠落することを防止できる。さらに、レーザ光Ｌ１を照射している周囲の雰囲気を安定させることができる。
【００５２】  さらに、保持部１１０は、レーザ光Ｌ１による溶接に伴い接合部位から発生する粉塵の付着を阻害する材料Ｍを被膜した構成とすることができる。
【００５３】  このような構成によれば、金属セパレータユニット１０を接合するときに発生したスパッタに係る塵が、保持部１１０に付着することを防止できる。したがって、塵が保持部１１０に付着して滞留した後、金属セパレータユニット１０に落下して汚染するようなことを予防できる。
【００５４】  さらに、保持部１１０は、アノード側の金属セパレータからなるアノード側金属セパレータ１１と、カソード側の金属セパレータからなるカソード側金属セパレータ１２を保持する構成とすることができる。
【００５５】  このような構成によれば、特に、層厚が薄く歪み易い部材であって、かつ、媒体が漏洩しないように強固な接合が要求される金属セパレータに対して、十分に適用することができる。
【００５６】  さらに、接合部１２０は、金属セパレータ（アノード側金属セパレータ１１およびカソード側金属セパレータ１２からなる金属セパレータユニット１０）の外周縁、マニュホールド孔の周囲、またはアクティブエリアの接合部位を接合する構成とすることができる。
【００５７】  このような構成によれば、特に、金属セパレータのように、層厚が薄く歪み易い部材であって、接合箇所が多岐にわたり、かつ、内部に媒体を流通させたときに互いに膨張し易いような部材であっても、それらの接合部位を十分に接合することができる。
【００５８】  （第２実施形態）  第２実施形態に係る薄板状部材の接合方法、およびその方法を具現化した接合装置２００について、図８〜図１４を参照しながら説明する。
【００５９】  第２実施形態に係る接合装置２００は、金属セパレータユニット１０の第１端部１０ｍから第２端部１０ｎの間を少なくとも弾性変形させた状態で接合する構成が、前述した第１実施形態に係る接合装置１００の構成と異なる。第２実施形態においては、前述した第１実施形態と同様の構成からなるものについて、同一の符号を使用し、前述した説明を省略する。
【００６０】  先ず、接合装置２００の構成について、図８および図９を参照しながら具体的に説明する。
【００６１】  図８は、薄板状部材（例えば、アノード側金属セパレータ１１およびカソード側金属セパレータ１２からなる金属セパレータユニット１０）の接合装置２００を示す斜視図である。図９は、図８の接合装置２００の一部を模式的に示す端面図である。
【００６２】  保持部２１０は、一の薄板状部材（アノード側金属セパレータ１１）と、他の薄板状部材（カソード側金属セパレータ１２）を積層した状態で保持する。
【００６３】  保持部２１０は、図８および図９に示すように、第１保持部（支持部材２１１）、挟持部（下部挟持部材１１２および上部挟持部材２１３）、および調整部を備えている。さらに、保持部２１０は、位置決ピン１１４、可動位置決ピン１１５（位置決部材）、押板２１６（押圧部材）、可動板１１７、バネ１１８、および固定ピン１１９（固定部材）を備えている。以下、保持部２１０の各構成について順に説明する。
【００６４】  支持部材２１１は、アノード側金属セパレータ１１の外周縁１１ｇに沿って位置する第１端部１１ｍと、カソード側金属セパレータ１２の外周縁１２ｇに沿って位置する第１端部１２ｍを積層方向Ｚに沿った一方の側から支持する。支持部材２１１は、一例として、金属からなり、長方体形状に形成し、下部挟持部材１１２を離間させた状態で収容する開口を備えている。支持部材２１１は、下部挟持部材１１２と下部で接合するように一体に形成してもよい。
【００６５】  下部挟持部材１１２および上部挟持部材２１３は、アノード側金属セパレータ１１の第１端部１１ｍよりも内方に位置する第２端部１１ｎと、カソード側金属セパレータ１２の第１端部１２ｍよりも内方に位置する第２端部１２ｎを積層方向Ｚに沿って挟持する。下部挟持部材１１２は、一例として、金属からなり、長方体形状に形成している。下部挟持部材１１２は、支持部材２１１の開口に収容している。下部挟持部材１１２の積層方向Ｚに沿った高さＨ１は、支持部材２１１の高さＨ２と比較して、若干低い。下部挟持部材１１２は、その長手方向Ｙに沿った両側に、固定ピン１１９をネジ留めするネジ穴１１２ａを備えている。
【００６６】  上部挟持部材２１３は、一例として、金属からなり、長方体形状に形成している。上部挟持部材２１３は、下部挟持部材１１２と対向して配設している。上部挟持部材２１３は、アノード側金属セパレータ１１の外周縁１１ｇよりも内方に位置する接合部位と、カソード側金属セパレータ１２の外周縁１２ｇよりも内方に位置する接合部位を環状に囲うガイド孔２１３ｂを備えている。同様に、上部挟持部材２１３は、中央部分を大きく開口し、金属セパレータユニット１０の中央部１０ｔが露出するように形成している。上部挟持部材２１３は、その長手方向Ｙに沿った両端に、固定ピン１１９を挿通する貫通孔２１３ａを備えている。
【００６７】  調整部は、支持部材２１１がアノード側金属セパレータ１１とカソード側金属セパレータ１２を支持する位置と、下部挟持部材１１２および上部挟持部材２１３がアノード側金属セパレータ１１とカソード側金属セパレータ１２を挟持する位置を積層方向Ｚに沿って異ならせる。
【００６８】  調整部は、上述した第１保持部（支持部材２１１）、第２保持部（下部挟持部材１１２および上部挟持部材２１３）によって保持部２１０を構成した場合、支持部材２１１、下部挟持部材１１２、および上部挟持部材２１３そのものが調整部に相当する。
【００６９】  一方、調整部は、次のように構成することができる。すなわち、下部挟持部材１１２は、金属セパレータユニット１０を載置する段階では、支持部材２１１と積層方向Ｚに沿った高さを等しくしておくか、支持部材２１１よりも積層方向Ｚに沿って高くしておく。次に、上部挟持部材２１３を積層方向Ｚに沿って降下させ、下部挟持部材１１２および上部挟持部材２１３によって、金属セパレータユニット１０を挟持する。次に、支持部材２１１を積層方向Ｚに沿って上昇させて、支持部材２１１を金属セパレータユニット１０の外周縁１０ｇに押し付ける。このように調整部を構成した場合、支持部材２１１によって金属セパレータユニット１０の外周縁１０ｇを押圧するときに、下部挟持部材１１２および上部挟持部材２１３によって挟持された金属セパレータユニット１０の内方は、外力の影響を受けることがない。また、下部挟持部材１１２および上部挟持部材２１３によって、金属セパレータユニット１０を挟持した後に、下部挟持部材１１２および上部挟持部材２１３を積層方向Ｚに沿って降下させることによって、支持部材２１１を金属セパレータユニット１０の外周縁１０ｇに押し付けてもよい。
【００７０】  次に、接合装置２００の動作について、図１０〜図１４を参照しながら具体的に説明する。
【００７１】  図１０は、図８および図９の接合装置２００の保持部２１０に金属セパレータユニット１０を載置した状態を示す端面図である。図１１は、図１０に引き続き、金属セパレータユニット１０の側面の位置決孔１０ｄに対して位置決部材（可動位置決ピン１１５）を挿入した状態を示す端面図である。図１２は、図１１に引き続き、金属セパレータユニット１０の中央部１０ｔに対して上方から押圧部材（押板２１６）を押圧した状態を示す端面図である。図１３は、図１２に引き続き、金属セパレータユニット１０の外周縁１０ｇに対して上方から上部挟持部材２１３を付勢等した状態を示す端面図である。図１４は、図１３に引き続き、金属セパレータユニット１０の外周縁１０ｇをレーザ発振器１２１によって溶接する状態を示す端面図である。
【００７２】  図１０に示すように、接合装置２００において、金属セパレータユニット１０を積層方向Ｚに沿って降下させて、保持部２１０の可動板１１７等に載置する。下部挟持部材１１２の図８の左方に起立させた位置決部材（位置決ピン１１４）は、金属セパレータユニット１０の図中左方の位置決孔１０ｃに挿入した状態で嵌合させる。
【００７３】  図１１に示すように、図１０の状態から引き続き、金属セパレータユニット１０の図８の右方の位置決孔１０ｄに対して、その側方から位置決部材（可動位置決ピン１１５）を挿入させて嵌合させる。位置決ピン１１４および可動位置決ピン１１５によって、金属セパレータユニット１０を位置決めする。アノード側金属セパレータ１１およびカソード側金属セパレータ１２は、図１１に示すように、端部等の位置が揃う。
【００７４】  図１２に示すように、図１１の状態から引き続き、押圧部材（押板２１６）は、金属セパレータユニット１０の中央部１０ｔに対して上方から押圧しつつ若干降下させる。押板２１６による金属セパレータユニット１０に対する応力は、金属セパレータユニット１０を載置した可動板１１７が下方に移動することによって緩和される。金属セパレータユニット１０の中央部１０ｔは、アクティブエリアの領域に相当する。押板２１６は、図１２に示すように、金属セパレータユニット１０の中央部１０ｔのアクティブエリアに対して押圧し、その歪みを除去する。
【００７５】  図１３に示すように、図１２の状態から引き続き、上部挟持部材２１３は、金属セパレータユニット１０の外周縁１０ｇに対して上方から付勢する。この状態で、下部挟持部材１１２と上部挟持部材２１３によって、第２端部１０ｎを挟持している。さらに、固定部材（固定ピン１１９）によって、上部挟持部材２１３および下部挟持部材１１２を固定する。アノード側金属セパレータ１１およびカソード側金属セパレータ１２からなる金属セパレータユニット１０は、その位置が強制的に固定される。
【００７６】  図１３に示す状態において、保持部２１０による金属セパレータユニット１０の保持が完了し、接合部１２０によって金属セパレータユニット１０を接合することできる。支持部材２１１は、アノード側金属セパレータ１１の第１端部１１ｍと、カソード側金属セパレータ１２の第１端部１２ｍを積層方向Ｚに沿って支持している。下部挟持部材１１２および上部挟持部材２１３は、アノード側金属セパレータ１１の第１端部１１ｍよりも内方に位置する第２端部１１ｎと、カソード側金属セパレータ１２の第１端部１２ｍよりも内方に位置する第２端部１２ｎを、積層方向に沿って挟持している。
【００７７】  図１４に示すように、図１３の状態から引き続き、接合部１２０において、レーザ発振器１２１から金属セパレータユニット１０の外周縁１０ｇに対してレーザ光Ｌ１を照射しつつ、図８に示す駆動ステージ１２３を短手方向Ｘおよび長手方向Ｙに走査して、金属セパレータユニット１０の外周縁１０ｇを環状に溶接する。レーザ光Ｌ１を照射して接合する部位は、例えば、金属セパレータユニット１０の外周縁１０ｇにおいて、第１端部１０ｍと第２端部１０ｎの間に位置する部位である。一対の反射ミラー１２２によって、レーザ光Ｌ１を短手方向Ｘおよび長手方向Ｙに沿って走査することによって、駆動ステージ１２３を用いることなく、金属セパレータユニット１０の外周縁１０ｇを環状に溶接する構成としてもよい。ここで、支持部材２１１と下部挟持部材１１２の長手方向Ｙに沿った隙間（横幅）が狭く、かつ、支持部材２１１と下部挟持部材１１２の積層方向Ｚに沿った高さの差が大きい程、レーザ光Ｌ１によって金属セパレータユニット１０を良好に接合することができる。図１４に示すように、レーザ光Ｌ１による溶接に伴い接合部位から発生する粉塵に対して、下部挟持部材１１２に備えた排気孔１１２ｈおよび上部挟持部材２１３に備えた排気孔２１３ｈを介して、窒素（Ｎ）やアルゴン（Ａｒ）等の不活性ガス、乾燥空気、または空気等を噴射し、その粉塵を排出する。
【００７８】  図１４に示すように、レーザ発振器１２１によって、押板２１６の貫通溝２１６ｈを介し、金属セパレータユニット１０の中央部１０ｔのアクティブエリアにレーザ光Ｌ１を照射して溶接する。アノード側金属セパレータ１１のアクティブエリアと、カソード側金属セパレータ１２のアクティブエリアにおいて、互いに当接している部分を長手方向Ｙに沿って部分的に接合する。上部挟持部材２１３のガイド孔２１３ｂの内周に沿って、金属セパレータユニット１０のマニュホールド孔の内周縁にレーザ光Ｌ１を照射し、その内周縁を環状に接合することもできる。
【００７９】  上述した第２実施形態によれば、以下の構成によって作用効果を奏する。
【００８０】  第１保持部は、アノード側金属セパレータ１１の第１端部１１ｍと、カソード側金属セパレータ１２の第１端部１２ｍとを積層方向Ｚに沿った一方の側から支持する。保持部は、調整部をさらに備えている。調整部は、支持部材２１１がアノード側金属セパレータ１１とカソード側金属セパレータ１２を支持する位置と、下部挟持部材１１２および上部挟持部材２１３がアノード側金属セパレータ１１とカソード側金属セパレータ１２を挟持する位置を積層方向Ｚに沿って異ならせる。
【００８１】  このような構成によれば、第１保持部が、アノード側金属セパレータ１１の第１端部１１ｍ等を積層方向Ｚに沿った一方の側のみから支持していることから、他方の側に位置する領域を十分に開放することができる。したがって、接合に伴って生じる塵を外部に排出し易くすることができる。すなわち、接合部位に塵が堆積することによって、接合不良が生じることを防止できる。さらに、開放空間を十分に確保することができることから、切断部材が周囲の構造物に干渉することを防止できる。
【００８２】  さらに、このような構成によれば、例えば金属セパレータユニット１０の第１端部１０ｍから第２端部１０ｎの間を少なくとも弾性変形させた状態で接合することから、その接合部位が互いに十分に密着した状態となる。したがって、接合装置２００は、アノード側金属セパレータ１１およびカソード側金属セパレータ１２からなる金属セパレータユニット１０のような薄板状部材を積層して互いに環状に接合するときに、その歪の影響を排除して、非常に信頼性の高い接合を実施することができる。
【００８３】  さらに、このような構成によれば、環状の接合部位を連続的に接合することによって、その接合部位に継ぎ目を生じさせないことから、金属セパレータユニット１０の接合に係る品質が向上する。
【００８４】  さらに、金属セパレータユニット１０の接合を一つの工程によって連続的に実施することができることから、異なる複数の工程によって断続的に実施する場合と比較して、金属セパレータユニット１０の接合に要する設備を簡略化することができ、かつ、その接合に要する工数を削減することができる。
【００８５】  以上、本発明における好適な第１および第２実施形態を説明したが、これらは本発明を説明するための例示であり、本発明の範囲をこれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。したがって、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で、上述した実施形態とは異なる種々の態様で実施することができる。すなわち、本発明は、特許請求の範囲に記載された構成に基づき様々な改変が可能であり、それらについても本発明の範疇である。
【００８６】  例えば、第１および第２実施形態では、２つの薄板状部材を接合する構成で説明したが、このような構成に限定されることはない。３つ以上の薄板状部材を接合する構成としてもよい。
【００８７】  また、第１および第２実施形態では、形状が類似する２つの薄板状部材の外周縁同士を接合する構成で説明したが、このような構成に限定されることはない。例えば、内部の形状が全く異なる薄板状部材の外周縁同士を接合する構成としてもよい。
【００８８】  また、第２実施形態では、薄板状部材の外周縁同士を一時的に弾性変形させて接合する構成で説明したが、このような構成に限定されることはない。例えば、薄板状部材の外周縁同士を塑性変形させて接合する構成としてもよい。
【符号の説明】
【００８９】１０      金属セパレータユニット、１１      アノード側金属セパレータ（薄板状部材）、１２      カソード側金属セパレータ（薄板状部材）、１０ｃ，１０ｄ  位置決孔、１０ｇ    外周縁（接合部位）、１０ｍ    第１端部、１０ｎ    第２端部、１０ｔ    中央部、１１ｇ，１２ｇ  外周縁、１１ｍ，１２ｍ  第１端部、１１ｎ，１２ｎ  第２端部、１００，２００  接合装置、１１０，２１０  保持部、１１１，２１１  支持部材、１１２    下部挟持部材、１１２ａ  ネジ穴、１１２ｈ  排気孔、１１３，２１３  上部挟持部材、１１３Ｐ  外周縁挟持部材、１１３Ｑ  内周縁挟持部材、１１３ａ，２１３ａ  貫通孔、２１３ｂ  ガイド孔、１１３ｈ，２１３ｈ  排気孔、１１４    位置決ピン、１１５    可動位置決ピン（位置決部材）、１１６，２１６    押板（押圧部材）、１１６ｂ  挿通孔、１１６ｈ，２１６ｈ  貫通溝、１１７    可動板、１１８    バネ、１１９    固定ピン（固定部材）、１２０    接合部、１２１    レーザ発振器、１２２    反射ミラー、１２３    駆動ステージ、１３０    制御部、１３１    コントローラ、Ｌ１      レーザ光、Ｍ        材料、Ｘ        （金属セパレータユニット１０の）短手方向、Ｙ        （金属セパレータユニット１０の）長手方向、Ｚ        （金属セパレータユニット１０の）積層方向。
【図１】
2016001992.tif 000003
【図２】
2016001992.tif 000004
【図３】
2016001992.tif 000005
【図４】
2016001992.tif 000006
【図５】
2016001992.tif 000007
【図６】
2016001992.tif 000008
【図７】
2016001992.tif 000009
【図８】
2016001992.tif 000010
【図９】
2016001992.tif 000011
【図１０】
2016001992.tif 000012
【図１１】
2016001992.tif 000013
【図１２】
2016001992.tif 000014
【図１３】
2016001992.tif 000015
【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年12月11日(2014.12.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一の薄板状部材と、他の薄板状部材とを積層した状態で保持する保持部と、
少なくとも、前記一の薄板状部材に備えた環状の接合部位と、前記他の薄板状部材に備えた環状の接合部位とを互いに接合する接合部と、を有し、
前記保持部は、前記一の薄板状部材の前記接合部位に沿って位置する第１端部を積層方向に沿って支持し、前記他の薄板状部材の第１端部にあたる部分を開放した状態とする第１保持部と、
前記一の薄板状部材の前記第１端部よりも内方に位置する第２端部と、前記他の薄板状部材の前記第１端部よりも内方に位置する第２端部とを積層方向に沿って挟持して保持する第２保持部と、を備えた薄板状部材の接合装置。
【請求項２】
前記保持部は、前記一の薄板状部材および前記他の薄板状部材に対して積層方向と交差する側方から当接して位置決めする位置決部材を、さらに備え、
前記位置決部材は、前記一の薄板状部材の側面および前記他の薄板状部材の側面に対して、接近離間自在に配設した請求項１に記載の薄板状部材の接合装置。
【請求項３】
前記保持部は、前記第１保持部が前記一の薄板状部材と前記他の薄板状部材を支持する位置と、前記第２保持部が前記一の薄板状部材と前記他の薄板状部材を挟持する位置を積層方向に異ならせる調整部を、さらに備えた請求項１に記載の薄板状部材の接合装置。
【請求項４】
前記保持部は、前記第２保持部が前記一の薄板状部材の前記第２端部と前記他の薄板状部材の前記第２端部とを挟持する前に、前記一の薄板状部材の中央部および前記他の薄板状部材の中央部を積層方向に沿って押圧する押圧部材を、さらに備えた請求項１〜３のいずれか１項に記載の薄板状部材の接合装置。
【請求項５】
前記保持部は、少なくとも前記第１保持部または前記第２保持部のいずれかを介して、前記一の薄板状部材および前記他の薄板状部材を一時的に固定する固定部材を、さらに備えた請求項１〜４のいずれか１項に記載の薄板状部材の接合装置。
【請求項６】
前記接合部は、前記一の薄板状部材の前記外周縁または前記他の薄板状部材の前記接合部位にレーザ光を照射して、前記一の薄板状部材の前記接合部位および前記他の薄板状部材の前記接合部位を互いに溶接するレーザ発振器を備えた請求項１〜５のいずれか１項に記載の薄板状部材の接合装置。
【請求項７】
前記保持部は、前記レーザ光による溶接に伴い接合部位から発生する粉塵に気体を吐出して排出、または前記粉塵を吸引して排出する排出部を、さらに備えた請求項６に記載の薄板状部材の接合装置。
【請求項８】
前記保持部は、前記レーザ光による溶接に伴い接合部位から発生する粉塵の付着を阻害する材料を被膜した請求項６または７に記載の薄板状部材の接合装置。
【請求項９】
前記保持部は、アノード側の金属セパレータからなる前記一の薄板状部材と、カソード側の金属セパレータからなる前記他の薄板状部材を保持する請求項１〜８のいずれか１項に記載の薄板状部材の接合装置。
【請求項１０】
前記接合部は、前記金属セパレータの外周縁の前記接合部位、マニュホールド孔の内周の前記接合部位、またはアクティブエリアの前記接合部位を接合する請求項９に記載の薄板状部材の接合装置。
【請求項１１】
一の薄板状部材に備えた環状の接合部位に沿って位置する第１端部を積層方向に沿って支持し、他の薄板状部材の前記第１端部にあたる部分を開放した状態としつつ、
前記一の薄板状部材の前記第１端部よりも内方に位置する第２端部と、前記他の薄板状部材の前記第１端部よりも内方に位置する第２端部とを積層方向に沿って挟持して保持する保持工程と、
少なくとも前記一の薄板状部材の前記接合部位と、前記他の薄板状部材の前記接合部位とを互いに接合する接合工程と、を有する薄板状部材の接合方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
部は、一の薄板状部材の接合部位に沿って位置する第１端部を積層方向に沿って支持し、他の薄板状部材の第１端部にあたる部分を開放した状態とする。第２保持部は、一の薄板状部材の第１端部よりも内方に位置する第２端部と、他の薄板状部材の第１端部よりも内方に位置する第２端部とを積層方向に沿って挟持して保持する。
［０００７］
上記目的を達成する本発明に係る薄板状部材の接合方法は、保持工程および接合工程を有している。保持工程は、一の薄板状部材に備えた環状の接合部位に沿って位置する第１端部を積層方向に沿って支持し、他の薄板状部材の第１端部にあたる部分を開放した状態とする。かつ、保持工程は、一の薄板状部材の第１端部よりも内方に位置する第２端部と、他の薄板状部材の第１端部よりも内方に位置する第２端部とを積層方向に沿って挟持して保持する。接合工程は、少なくとも、一の薄板状部材の接合部位と、他の薄板状部材の接合部位とを互いに接合する。
図面の簡単な説明
［０００８］
［図１］第１実施形態に係る薄板状部材の接合装置を示す斜視図である。
［図２］図１の接合装置の一部を模式的に示す端面図である。
［図３］図１および図２の接合装置の保持部に金属セパレータユニットを載置した状態を示す端面図である。
［図４］図３に引き続き、金属セパレータユニットの側面の位置決孔に対して位置決部材を挿入した状態を示す端面図である。
［図５］図４に引き続き、金属セパレータユニットの中央部に対して上方から押圧部材を押圧した状態を示す端面図である。
［図６］図５に引き続き、金属セパレータユニットの外周縁に対して上方から上部挟持部材を付勢等した状態を示す端面図である。
［図７］図６に引き続き、金属セパレータユニットへの外周縁をレーザ発振器によって溶接する状態を示す端面図である。
［図８］第２実施形態に係る薄板状部材の接合装置を示す斜視図である。
［図９］図８の接合装置の一部を模式的に示す端面図である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
当する。接合部１２０は、接合工程を具現化した構成の一例に相当する。以下、接合方法を接合装置１００の各構成について順に説明する。
［００１３］
先ず、接合装置１００の構成について、図１および図２を参照しながら具体的に説明する。
［００１４］
図１は、薄板状部材（例えば、アノード側金属セパレータ１１およびカソード側金属セパレータ１２からなる金属セパレータユニット１０）の接合装置１００を示す斜視図である。図２は、図１の接合装置１００の一部を模式的に示す端面図である。
［００１５］
保持部１１０は、一の薄板状部材（アノード側金属セパレータ１１）と、他の薄板状部材（カソード側金属セパレータ１２）を積層した状態で保持する。
［００１６］
保持部１１０は、図１および図２に示すように、第１保持部（支持部材１１１、外周縁挟持部材１１３Ｐ）、第２保持部（下部挟持部材１１２および内周縁挟持部材１１３Ｑ）、および可動位置決ピン１１５（位置決部材）を備えている。さらに、保持部１１０は、位置決ピン１１４、押板１１６（押圧部材）、可動板１１７、バネ１１８、および固定ピン１１９（固定部材）を備えている。以下、保持部１１０の各構成について順に説明する。
［００１７］
支持部材１１１および上部挟持部材１１３の外周縁挟持部材１１３Ｐによって、アノード側金属セパレータ１１の外周縁１１ｇに沿って位置する第１端部１１ｍと、カソード側金属セパレータ１２の外周縁１２ｇに沿って位置する第１端部１２ｍを、積層方向Ｚに沿って挟持する。支持部材１１１は、一例として、金属からなり、長方体形状に形成し、下部挟持部材１１２を離間させた状態で収容する開口を備えている。支持部材１１１は、下部挟持部材１１２と下部で接合するように一体に形成してもよい。外周縁挟持部材１１３Ｐは、一例として、金属からなり、長方体形状に形成している。外周縁挟持部材１１３Ｐは、中央部分を大きく開口した枠状からなり、金属セパレータユニット１０の中央部１０ｔが露出するように形成している。外周縁挟持部材１１３Ｐは、下部挟持部材１１２の外周と対向して配設している。外
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
０）の外周縁、マニュホールド孔の周囲、またはアクティブエリアの接合部位を接合する構成とすることができる。
［００５７］
このような構成によれば、特に、金属セパレータのように、層厚が薄く歪み易い部材であって、接合箇所が多岐にわたり、かつ、内部に媒体を流通させたときに互いに膨張し易いような部材であっても、それらの接合部位を十分に接合することができる。
［００５８］
（第２実施形態）
第２実施形態に係る薄板状部材の接合方法、およびその方法を具現化した接合装置２００について、図８〜図１４を参照しながら説明する。
［００５９］
第２実施形態に係る接合装置２００は、金属セパレータユニット１０の第１端部１０ｍから第２端部１０ｎの間を少なくとも弾性変形させた状態で接合する構成が、前述した第１実施形態に係る接合装置１００の構成と異なる。第２実施形態においては、前述した第１実施形態と同様の構成からなるものについて、同一の符号を使用し、前述した説明を省略する。
［００６０］
先ず、接合装置２００の構成について、図８および図９を参照しながら具体的に説明する。
［００６１］
図８は、薄板状部材（例えば、アノード側金属セパレータ１１およびカソード側金属セパレータ１２からなる金属セパレータユニット１０）の接合装置２００を示す斜視図である。図９は、図８の接合装置２００の一部を模式的に示す端面図である。
［００６２］
保持部２１０は、一の薄板状部材（アノード側金属セパレータ１１）と、他の薄板状部材（カソード側金属セパレータ１２）を積層した状態で保持する。
［００６３］
保持部２１０は、図８および図９に示すように、第１保持部（支持部材２１１）、第２保持部（下部挟持部材１１２および上部挟持部材２１３）、および調整部を備えている。さらに、保持部２１０は、位置決ピン１１４、可動位置決ピン１１５（位置決部材）、押板２１６（押圧部材）、可動板１１７、バネ１１８、および固定ピン１１９（固定部材）を備えている。以下、保持
【国際調査報告】
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