(57)【要約】【課題】  燃料電池等の被締め付け部材を弾性的に締め付ける締め付け装置において、被締め付け部材の設計自由度を向上させると共に、締め付け力の設定自由度を向上させることを目的とする。【解決手段】  圧縮コイルバネ１１に弾性力を発揮させるべく相対変位可能な一対のガイド部材１２を備え、これら各ガイド部材１２が、圧縮コイルバネ１１の弾性力を受ける基部１３と、この基部１３から圧縮コイルバネ１１の伸縮方向に沿って延びてそれぞれ他方のガイド部材１２の基部１３にスライド可能に保持される棒状部１４とを有し、この棒状部１４の先端部に被締め付け部材に弾性力を付与するべく該被締め付け部材に固定可能な雄ネジ部１５が設けられる。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性部材にその伸び方向に弾性力を発揮させるべく相対変位可能な一対のガイド部材を備え、これら各ガイド部材が、前記弾性部材の弾性力を受ける基部と、この基部から前記弾性部材の伸縮方向に沿って延びてそれぞれ他方のガイド部材の基部にスライド可能に保持される棒状部とを有し、この棒状部の先端部に前記被締め付け部材に弾性力を付与する入力部が設けられることを特徴とする締め付け装置。
【請求項２】
前記被締め付け部材が、平板状の単位電池を多数積層してなる燃料電池であることを特徴とする請求項１に記載の締め付け装置。
【請求項３】
前記被締め付け部材の外側部に複数配置されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の締め付け装置。
【請求項４】
前記弾性部材が圧縮コイルバネであることを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の締め付け装置。
【請求項５】
前記各棒状部の入力部と基部とに渡る部位が、断面略半円形状の分割軸部とされ、これら各分割軸部が対をなして前記圧縮コイルバネの内側を通過する断面略円形状のガイド軸を形成すると共に、このガイド軸と略同軸でかつ略同一外径となるように、前記入力部が断面略円形状に形成されることを特徴とする請求項４に記載の締め付け装置。
【請求項６】
前記各ガイド部材の基部に、それぞれ他方のガイド部材の棒状部を保持する保持部が設けられ、これら各保持部が、これに保持される棒状部の、前記各分割軸部の断面半円形状の弦部分を形成する平坦面と略直交する方向での変位を許容すると共に、当該変位方向での前記分割軸部の厚さ寸法と前記入力部の外径寸法との合計が前記圧縮コイルバネの内径寸法よりも小さい値とされることを特徴とする請求項５に記載の締め付け装置。
【請求項７】
前記各ガイド部材の基部に、これに保持される前記棒状部の前記平坦面と略直交する方向での変位を規制するキャップ部材が取り付けられることを特徴とする請求項６に記載の締め付け装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば単位電池を複数積層してなる燃料電池に好適な締め付け装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、燃料電池の一つとして、高分子電解質形燃料電池（ＰＥＦＣ）が知られている。この高分子電解質形燃料電池（以下、単に燃料電池ということがある）は、一対のセパレータ間にアノード及びカソードが設けられ、さらにこれら電極間に電解質が設けられて構成された平板状の単位電池（単位セル）が、多数積層されて構成されたものである。このような構成の燃料電池にあっては、その性能を高水準に維持して運転するために、積層した単位電池に所定の面圧を加えるべく、燃料電池をその積層方向で締め付ける必要がある。また、このような燃料電池では、その運転時の発熱及び放熱により特に積層方向で伸縮するため、この伸縮に追従しつつ所定の締め付け力を発揮させるために、例えば前記積層方向に伸長力の働く伸縮部材を備えた締め付け装置が考案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特公平７−５４７１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上述のような締め付け装置の中には、コイルバネ等の弾性部材を用いて燃料電池をその積層方向で弾性的に締め付けるように構成されたものがある。これは、比較的簡易な構成にできることから、小形の燃料電池にも好適である。
しかしながら、このような締め付け装置の弾性部材として、例えば引張りコイルバネを用いた場合には、引張りコイルバネ自身の初張力の作用により、燃料電池の締め付け力の調整範囲が狭まってしまうという問題がある。そこで、弾性部材として圧縮コイルバネを用いることが考えられるが、締め付け装置が燃料電池とこれの積層方向（締め付け方向）で直列に配置されると、燃料電池の積層方向での寸法を増加させることとなり、配置スペースが限られている場合には燃料電池のレイアウトが困難になるという問題がある。
この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、燃料電池等の被締め付け部材を弾性的に締め付ける締め付け装置において、被締め付け部材の設計自由度を向上させると共に、締め付け力の設定自由度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題の解決手段として、請求項１に記載した発明は、弾性部材にその伸び方向に弾性力を発揮させるべく相対変位可能な一対のガイド部材を備え、これら各ガイド部材が、前記弾性部材の弾性力を受ける基部と、この基部から前記弾性部材の伸縮方向に沿って延びてそれぞれ他方のガイド部材の基部にスライド可能に保持される棒状部とを有し、この棒状部の先端部に前記被締め付け部材に弾性力を付与する入力部が設けられることを特徴とする。
【０００５】
この構成によれば、弾性部材の弾性力が各基部を離反させるように作用することで、各入力部を近接させるように作用することとなる。これにより、請求項４に記載した発明のように、前記弾性部材が圧縮コイルバネであっても、被締め付け部材とこれの締め付け方向で直列に配置されることなく、被締め付け部材と並列に配置されることとなる。しかも、圧縮コイルバネを用いることで、一般的な引張りコイルバネを用いた場合のように締め付け荷重に初張力を加味する必要がない。
【０００６】
したがって、請求項２に記載した発明のように、前記被締め付け部材が、平板状の単位電池を多数積層してなる燃料電池である場合、燃料電池の締め付け方向（積層方向）での寸法を抑えて小型化を図ると共にレイアウト自由度の向上を図ることができる。特に、上述のような燃料電池の場合、積層した単位電池への締め付け面圧が高すぎても低すぎても性能を低下させる虞があることから、締め付け荷重を精度良くかつ最適に設定できることの効果が高い。
【０００７】
さらに、請求項３に記載した発明のように、締め付け装置自身が、前記被締め付け部材の外側部に複数配置されていれば、被締め付け部材を所定の荷重で均一に締め付けることが可能となる。特に、被締め付け部材が上述のような燃料電池である場合には、締め付け装置が単位電池を貫通したりこれに干渉するようなことがない。
【０００８】
請求項５に記載した発明は、前記各棒状部の入力部と基部とに渡る部位が、断面略半円形状の分割軸部とされ、これら各分割軸部が対をなして前記圧縮コイルバネの内側を通過する断面略円形状のガイド軸を形成すると共に、このガイド軸と略同軸でかつ略同一外径となるように、前記入力部が断面略円形状に形成されることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、各分割軸部及び各入力部が、圧縮コイルバネの内側を通過する一本の軸状に構成されることとなり、締め付け装置自身の圧縮コイルバネの伸縮方向と直交する方向（幅方向）での寸法が抑えられる。
【００１０】
請求項６に記載した発明は、前記各ガイド部材の基部に、それぞれ他方のガイド部材の棒状部を保持する保持部が設けられ、これら各保持部が、これに保持される棒状部の、前記各分割軸部の断面半円形状の弦部分を形成する平坦面と略直交する方向での変位を許容すると共に、当該変位方向での前記分割軸部の厚さ寸法と前記入力部の外径寸法との合計が前記圧縮コイルバネの内径寸法よりも小さい値とされることを特徴とする。
【００１１】
この構成の作用を、圧縮コイルバネと各ガイド部材とを一体に組み付ける手順に沿って説明すると、まず、各ガイド部材の棒状部を圧縮コイルバネの内側に挿通するために、一方のガイド部材の棒状部を圧縮コイルバネの内側に挿通させた状態で、各ガイド部材の棒状部を、その入力部がそれぞれ他方のガイド部材の分割軸部に隣接するように配置する。このとき、入力部及び分割軸部が、前記平坦面と略直交する方向で隣接することとなり、かつ各分割軸部が前記平坦面と略直交する方向で離反した状態となっている。
この状態から、各棒状部を圧縮コイルバネの内側に挿通するべく、各ガイド部材を棒状部の延出方向（前記平坦面に沿う方向）に沿って相対変位させることとなるが、このとき、前記平坦面と略直交する方向（変位方向）での分割軸部の厚さ寸法と入力部の外径寸法との合計が圧縮コイルバネの内径寸法よりも小さい値とされることで、入力部及び分割軸部が隣接配置された状態で各棒状部を圧縮コイルバネの内側に挿通することができる。
【００１２】
そして、各ガイド部材の基部に設けられた保持部が、これに保持される棒状部の前記平坦面と略直交する方向での変位を許容するべく構成されているので、各ガイド部材を、前記平坦面に沿う方向での組み付け位置まで相対変位させた後に、各分割軸部を互いに近接させるべく前記平坦面と略直交する方向で相対変位させることで、各分割軸部によりガイド軸が形成されると共にこのガイド軸と各入力部とが同軸配置され、圧縮コイルバネ及び各ガイド部材の組み付けが完了する。
なお、一体に組み付けられた圧縮コイルバネ及び各ガイド部材を分解するには、上記手順と逆の手順、つまり各ガイド部材を、各分割軸部を互いに離反させるべく前記平坦面と略直交する方向で相対変位させた後に、前記平坦面に沿う方向で相対変位させればよい。
【００１３】
請求項７に記載した発明は、前記各ガイド部材の基部に、これに保持される前記棒状部の前記平坦面と略直交する方向での変位を規制するキャップ部材が取り付けられることを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、各ガイド部材の基部に保持される棒状部が、圧縮コイルバネの伸縮方向でのみ変位（スライド）可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載した発明によれば、被締め付け部材と並列に配置されることで、締め付け装置自身を含めた被締め付け部材の締め付け方向での寸法を抑えて小型化を図ることができる。しかも、請求項４に記載した発明のように、弾性部材が圧縮コイルバネであれば、一般的な引張りコイルバネを用いた場合のように締め付け荷重に初張力を加味する必要がなく、締め付け荷重を精度良くかつ最適に設定することが可能となる。
【００１６】
また、請求項２に記載した発明のように、前記被締め付け部材が平板状の単位電池を多数積層してなる燃料電池であれば、燃料電池の締め付け方向（積層方向）での寸法を抑えて小型化を図ると共にレイアウト自由度の向上を図ることができる。しかも、燃料電池の単位電池への締め付け面圧を精度良くかつ最適に設定できる。
【００１７】
さらに、請求項３に記載した発明のように、締め付け装置自身が、前記被締め付け部材の外側部に複数配置されていれば、締め付け荷重をより一層精度良くかつ最適に設定することができるし、被締め付け部材が上述のような燃料電池である場合には、締め付け装置が単位電池を貫通したりこれに干渉するようなことがなく、効率の良い設計を行うことができる。
【００１８】
請求項５に記載した発明によれば、締め付け装置自身の幅方向での寸法が抑えられるため、被締め付け部材のさらなる小型化を図ることができる。
【００１９】
請求項６に記載した発明によれば、圧縮コイルバネ及び各ガイド部材が、一体に組み付け可能でかつこの状態から分解可能となるので、例えばガイド部材の基部と棒状部とを分割可能に構成する等の必要がなく、締め付け装置自身の部品点数及び組み立て工数を削減することができる。
【００２０】
請求項７に記載した発明によれば、被締め付け部材を締め付ける際の各ガイド部材のずれやがたを防止でき、被締め付け部材の締め付け状態を良好に保つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。
図１、図２において、符号１は、略長方形状の平板状の単位電池（単位セル）２を多数積層しこれを一対の締め付け板３，３で挟持してなる周知の高分子電解質形燃料電池（ＰＥＦＣ：以下、単に燃料電池という）である。この燃料電池１は、その積層方向が例えば上下方向と略平行となるように配置され、その上部及び下部に単位電池２よりも大形の略長方形状をなす前記締め付け板３がそれぞれ配置される。そして、これら各締め付け板３が互いに近接する方向に締め付け力が付与されることで、積層された単位電池２に所定の面圧が付与されるようになっている。なお、積層された単位電池２の周囲は補強用の筒体４で覆われている。
【００２２】
積層された単位電池２よりも外側（筒体４よりも外側）の部位を燃料電池１の外側部とすると、この外側部であって燃料電池１の四箇所の角部には、この発明に係る締め付け装置１０がそれぞれ配置される。これら各締め付け装置１０は、金属製の圧縮コイルバネ（弾性部材）１１の弾性力を用いて、各締め付け板３を互いに近接させる方向に付勢することで、燃料電池１を弾性的に締め付けるものである。圧縮コイルバネ１１はその伸縮方向が燃料電池１の積層方向と略平行になるように配置されており、この圧縮コイルバネ１１の弾性力を一対のガイド部材１２，１２を介して各締め付け板３に付与している。ここで、圧縮コイルバネ１１の伸縮方向に沿う軸線をＣとする。
【００２３】
上記締め付け装置１０の概略を図６を参照して説明すると、締め付け装置１０は、圧縮コイルバネ１１をその伸び方向に弾性力を発揮させるべく相対変位可能な一対のガイド部材１２，１２を備える。これら各ガイド部材１２は互いに同一構成を有する金属製（例えばステンレス製）の部品である。各ガイド部材１２は、圧縮コイルバネ１１の端部が係合しその弾性力が入力される基部１３と、この基部１３から圧縮コイルバネ１１の伸縮方向に沿って、つまり軸線Ｃに沿って他方のガイド部材１２の基部１３を貫通するように延び、該他方のガイド部材１２の基部１３に前記伸縮方向に沿ってスライド可能に保持される棒状部１４とを有する。これら基部１３及び棒状部１４は、例えば機械加工により一体に形成されたものである。
【００２４】
棒状部１４の先端部は、圧縮コイルバネ１１の弾性力を燃料電池１に付与するべく締め付け板３に固定される雄ネジ部（入力部）１５として構成される（図３参照）。これら各雄ネジ部１５は、各締め付け板３の四隅にそれぞれ形成された貫通孔１６に挿通され、この貫通孔１６からの突出部分にナット１７が装着されることで締め付け板３に固定される。この構成により、圧縮コイルバネ１１の伸び方向の弾性力が各基部１３を離反させるように作用すれば、結果的に各雄ネジ部１５を近接させるように作用することとなり、各締め付け板３が互いに近接する方向に付勢されて燃料電池１が締め付けられるようになっている。
【００２５】
図３、図４に示すように、締め付け装置１０は、圧縮コイルバネ１１の軸線Ｃを中心とした略円筒状の外観をなすもので、その両端からそれぞれ雄ネジ部１５が突出するように設けられる。この締め付け装置１０が、軸線Ｃを燃料電池１の積層方向と略平行にしてかつ燃料電池１の外側部に配置される。換言すれば、締め付け装置１０は燃料電池１と並列に配置されている。ここで、図３における締め付け装置１０は、その伸び量が０の状態を示し、この状態から各雄ネジ部１５が互いに離反する方向に相対変位することで、図１、図６に示す燃料電池１への取り付け状態となる。
【００２６】
図５に示すように、各ガイド部材１２の基部１３は、圧縮コイルバネ１１と略同一径のフランジ部１８の端面に圧縮コイルバネ１１の端面を当接させることでその弾性力を受けている。各基部１３におけるフランジ部１８の圧縮コイルバネ１１側の部位には、圧縮コイルバネ１１の端部内側に嵌合されることで該圧縮コイルバネ１１の位置決めを行う嵌合部１９が設けられる。また、基部１３におけるフランジ部１８の嵌合部１９と反対側の部位には、後述するキャップ部材３１が装着される縮径部２０が設けられる。
【００２７】
図７を併せて参照して説明すると、各ガイド部材１２の棒状部１４における雄ネジ部１５と基部１３とに渡る部位は、断面略半円形状の分割軸部２１とされる。これら各分割軸部２１は、各ガイド部材１２及び圧縮コイルバネ１１を一体に組み付けた状態で、その断面半円形状の弦部分を形成する平坦面２２同士が当接するように設けられる。即ち、各分割軸部２１が対をなして断面略円形状のガイド軸２３を形成するように構成されている。このガイド軸２３は、圧縮コイルバネ１１の内側を通過するように、かつ軸線Ｃを共有するように設けられる。ここで、各雄ネジ部１５は、ガイド軸２３と略同軸に、つまり軸線Ｃを共有するように設けられる。さらに、各雄ネジ部１５はガイド軸２３と略同一外径となるように設けられており、その断面形状はガイド軸２３と略同一径の円形状とされる。なお、図示都合上、図７での圧縮コイルバネ１１の図示は省略する。
【００２８】
各ガイド部材１２の基部１３には、それぞれ他方のガイド部材１２の分割軸部２１（棒状部１４）を保持する保持部２４が設けられる。この保持部２４は、基部１３における他方のガイド部材１２の分割軸部２１が配置される側の部位を、その平坦面２２と略同一幅で切り欠いてなるものである。また、保持部２４の底面は、それぞれのガイド部材１２の平坦面２２を延長してなる面とされる。これにより、保持部２４に保持された分割軸部２１が平坦面２２及び軸線Ｃに沿う方向でスライド可能に保持されると共に、当該分割軸部２１の平坦面２２と略直交する方向での変位が許容される。
【００２９】
各ガイド部材１２の雄ネジ部１５の外径寸法Ｇと、それぞれ他方のガイド部材１２の分割軸部２１の平坦面２２と略直交する方向での厚さ寸法（分割軸部２１の断面略半円形状における半径寸法に相当）Ｈとの合計は、圧縮コイルバネ１１の内径寸法Ｎよりも小さい値とされる。これにより、各ガイド部材１２を、各分割軸部２１（棒状部１４）を互いに離反させるべく平坦面２２と略直交する方向で前記分割軸部２１の厚さ寸法Ｈと同一量だけ相対変位させ、軸線Ｃに沿う方向から見て分割軸部２１と雄ネジ部１５とがラップしない状態（図８（ｂ）参照）とした後に、各ガイド部材１２を軸線Ｃに沿う方向で相対変位させ、各棒状部１４を圧縮コイルバネ１１の内側に挿通または離脱させることができる。
【００３０】
各雄ネジ部１５の基部１３側は、平坦面２２と略直交する端面２６を介して分割軸部２１と段差状に連なっている。また、各雄ネジ部１５の基部１３側の部位には、例えばＪＩＳ  Ｂ  ２８０５に規定されたＥ形止め輪２７を取り付けるための取り付け溝が形成される。各雄ネジ部１５の取り付け溝よりも基部１３側の部位はネジ山が形成されず、分割軸部２１と同一外径を有してこれに連なる扁平円筒部２９とされる。なお、基部１３の縮径部２０側の端部には、扁平円筒部２９の基部１３側の一部を受容可能な凹部が形成される。
【００３１】
各ガイド部材１２の基部１３の縮径部２０に取り付けられる前記キャップ部材３１は、例えばＰＯＭ（ポリアセタール）等の樹脂からなる有底円筒状のもので、その周壁３２の内周部を縮径部２０の外周部に嵌合させるように取り付けられる。各キャップ部材３１の外径寸法は、基部１３への装着時に締め付け装置１０の外径寸法を増加させないように、フランジ部１８及び圧縮コイルバネ１１の外径寸法と略同一とされる。各キャップ部材３１の底壁３３には、各分割軸部２１及びこれに連なる扁平円筒部２９の外径とほぼ整合する内径を有する挿通孔３４が形成される。したがって、キャップ部材３１を基部１３に取り付け、挿通孔３４に分割軸部２１あるいは扁平円筒部２９が挿通されることで、保持部２４に保持された分割軸部２１の平坦面２２と略直交する方向での変位が規制され、分割軸部２１のスライドのみが許容される。
【００３２】
キャップ部材３１の周壁３２の保持部２４と重なる部位には、周壁３２及び底壁３３の一部が切り欠かれると共に、底壁３３から軸線Ｃに沿って延びて保持部２４の内側に配置される一対の弾性片３５，３５が設けられる。各弾性片３５の先端部には係止爪３６が形成されており、これら各係止爪３６が保持部２４の両側面に弾性係合することで、キャップ部材３１が基部１３に固定される。なお、各係止爪３６の弾性係合は、各弾性片３５を撓ませることで解除可能である。
【００３３】
各雄ネジ部１５に取り付けられるＥ形止め輪２７は、ナット１７と共に燃料電池１の締め付け板３を挟持して雄ネジ部１５を締め付け板３に固定するものである（図１、図６参照）。また、このＥ形止め輪２７は、自身が取り付けられるガイド部材１２に対する他方のガイド部材１２の基部１３がカバー部材の底壁３３を介して当接することで、各ガイド部材１２の圧縮コイルバネ１１の伸び方向への相対変位が規制されている。このとき、Ｅ形止め輪２７によってもキャップ部材３１の基部１３からの離脱が規制される。そして、この状態が締め付け装置１０の伸び量が０の状態であり、ここから各雄ネジ部１５が互いに離反する方向に相対変位し、締め付け装置１０が所定量伸びた状態で燃料電池１に取り付けられることで、圧縮コイルバネ１１の弾性力が締め付け力として作用するようになっている。
【００３４】
次に、締め付け装置１０の組み立て手順について図８〜図１０を参照して説明する。
まず、図８（ａ）に示すように、各ガイド部材１２の棒状部１４を圧縮コイルバネ１１の内側に挿通するために、一方のガイド部材１２の棒状部１４を圧縮コイルバネ１１の内側に挿通させた状態で、各ガイド部材１２の棒状部１４を、その雄ネジ部１５がそれぞれ他方のガイド部材１２の分割軸部２１の平坦面２２側に隣接するように配置する。このとき、圧縮コイルバネ１１は、その端部を嵌合部１９に嵌合させておらず、嵌合部１９の雄ネジ部１５側に変位することで内周面を分割軸部２１の外周面に当接させるようにして平坦面２２側に変位している。
【００３５】
次いで、圧縮コイルバネ１１の内周面と平坦面２２との間に形成されたスペースに、他方のガイド部材１２の棒状部１４を挿通するべく、圧縮コイルバネ１１を必要に応じて圧縮し、圧縮コイルバネ１１の雄ネジ部１５側の端面とその雄ネジ部１５の端面２６とを離間させて、当該雄ネジ部１５と他方のガイド部材１２の雄ネジ部１５とを互いの端面２６を当接させるように配置する。このとき、雄ネジ部１５及び分割軸部２１が、平坦面２２と略直交する方向で隣接することとなり、かつ各分割軸部２１が、平坦面２２と略直交する方向で、前記厚さ寸法Ｈと同一量だけ離反した状態となっている。
【００３６】
この状態から、各棒状部１４を圧縮コイルバネ１１の内側に挿通するべく、各ガイド部材１２を軸線Ｃに沿う方向（平坦面２２に沿う方向）に沿って相対変位させることとなるが、このとき、図８（ｂ）に示すように、各棒状部１４を軸線Ｃに沿う方向から見て、分割軸部２１とそれぞれ他方のガイド部材１２の雄ネジ部１５とがラップしておらず、しかも平坦面２２と略直交する方向（変位方向）での分割軸部２１の厚さ寸法Ｈと雄ネジ部１５の外径寸法Ｇとの合計が圧縮コイルバネ１１の内径寸法Ｎよりも小さい値とされることで、雄ネジ部１５及び分割軸部２１が隣接配置された状態で各棒状部１４を圧縮コイルバネ１１の内側に挿通することができる。
【００３７】
図９に示すように、各ガイド部材１２を軸線Ｃに沿う方向での組み付け位置まで相対変位させた状態では、各棒状部１４が平坦面２２と略直交する方向で変位した状態となっているが、このとき、各ガイド部材１２の保持部２４が、これに保持される棒状部１４の平坦面２２と略直交する方向での変位を許容するべく構成されているので、各ガイド部材１２を、平坦面２２に沿う方向での組み付け位置まで相対変位させた後に、各分割軸部２１を互いに近接させるべく平坦面２２と略直交する方向で相対変位させることができる。
【００３８】
そして、図１０に示すように、各分割軸部２１によりガイド軸２３が形成されると共にこのガイド軸２３と各雄ネジ部１５とが同軸配置された後に、これらと同軸となるように圧縮コイルバネ１１を変位させ、両端部を縮径部２０に嵌合させることで、圧縮コイルバネ１１及び各ガイド部材１２が正規の位置に組み付けられる。
【００３９】
最後に、図５に示すように、各ガイド部材１２の基部１３にキャップ部材３１を装着することで、各棒状部１４の平坦面２２と略直交する方向での相対変位が規制されると共に、Ｅ形止め輪２７を装着することで、各ガイド部材１２の圧縮コイルバネ１１の伸び方向への相対変位が規制されて、締め付け装置１０の組み立てが完了する。
なお、締め付け装置１０を分解するには、まず、Ｅ形止め輪２７及びキャップ部材３１を取り外した後に、各ガイド部材１２を、各分割軸部２１を互いに離反させるべく平坦面２２と略直交する方向で相対変位させ、さらに平坦面２２に沿う方向で相対変位させることで、一体に組み付けられた圧縮コイルバネ１１及び各ガイド部材１２を分解することができる。
【００４０】
上記実施例によれば、締め付け装置１０は、圧縮コイルバネ１１に弾性力を発揮させるべく相対変位可能な一対のガイド部材１２を備え、これら各ガイド部材１２が、圧縮コイルバネ１１の弾性力を受ける基部１３と、この基部１３から圧縮コイルバネ１１の伸縮方向に沿って延びてそれぞれ他方のガイド部材１２の基部１３にスライド可能に保持される棒状部１４とを有し、この棒状部１４の先端部に燃料電池１に弾性力を付与する雄ネジ部１５が設けられている。
この構成によれば、圧縮コイルバネ１１の弾性力が各基部１３を離反させるように作用することで、各雄ネジ部１５を近接させるように作用することとなり、結果として圧縮コイルバネ１１を用いた上で燃料電池１と並列に配置することが可能となる。
このため、締め付け装置１０自身を含めた燃料電池１の締め付け方向での寸法を抑えて小型化を図ると共に、レイアウト自由度の向上を図ることができるという効果がある。
【００４１】
しかも、圧縮コイルバネ１１を用いることで、一般的な引張りコイルバネを用いた場合のように締め付け荷重に初張力を加味する必要がないので、締め付け荷重を精度良くかつ最適に設定することができるという効果がある。特に、燃料電池１の締め付けを行う場合、積層した単位電池２への締め付け面圧が高すぎると単位電池２を損傷する虞があるし、低すぎれば単位電池２間の密着性が悪くなってガスシール性が損なわれる虞があることから、締め付け荷重を精度良くかつ最適に設定できることの効果が高い。
【００４２】
さらに、締め付け装置１０が、燃料電池１の外側部に複数配置されることで、燃料電池１を所定の荷重で均一に締め付けることが可能となり、締め付け荷重をより一層精度良くかつ最適に設定することができるという効果がある。しかも、締め付け装置１０が単位電池２を貫通したりこれに干渉するようなことがないので、燃料電池１を効率良く設計することができるという効果がある。
【００４３】
また、各棒状部１４の雄ネジ部１５と基部１３とに渡る部位が、断面略半円形状の分割軸部２１とされ、これら各分割軸部２１が対をなして圧縮コイルバネ１１の内側を通過する断面略円形状のガイド軸２３を形成すると共に、このガイド軸２３と略同軸でかつ略同一外径となるように、雄ネジ部１５が断面略円形状に形成されることで、各分割軸部２１及び各入力部が、圧縮コイルバネ１１の内側を通過する一本の軸状に構成されることとなり、締め付け装置１０自身の圧縮コイルバネ１１の伸縮方向と直交する方向での寸法が抑えられ、燃料電池１のさらなる小型化を図ることができるという効果がある。
【００４４】
さらにまた、各ガイド部材１２の基部１３に、それぞれ他方のガイド部材１２の棒状部１４を保持する保持部２４が設けられ、これら各保持部２４が、これに保持される棒状部１４の、各分割軸部２１の平坦面２２と略直交する方向での変位を許容すると共に、当該変位方向での分割軸部２１の厚さ寸法Ｈと雄ネジ部１５の外径寸法Ｇとの合計が圧縮コイルバネ１１の内径寸法Ｎよりも小さい値とされることで、圧縮コイルバネ１１及び各ガイド部材１２が、一体に組み付け可能でかつこの状態から分解可能となり、例えばガイド部材１２を基部１３と棒状部１４とで分割可能な構成にする等の必要がなく、締め付け装置１０自身の部品点数及び組み立て工数を削減することができるという効果がある。
【００４５】
そして、各ガイド部材１２の基部１３に、これに保持される棒状部１４の平坦面２２と略直交する方向での変位を規制するキャップ部材３１が取り付けられることで、各ガイド部材１２の基部１３に保持される棒状部１４が、圧縮コイルバネ１１の伸縮方向でのみスライド可能となるため、燃料電池１を締め付ける際の各ガイド部材１２のずれやがたを防止でき、燃料電池１の締め付け状態を良好に保つことができるという効果がある。
【００４６】
なお、この発明は上記実施例に限られるものではなく、例えば、締め付け板３の貫通孔１６の内周部に雄ネジ部１５に対応するネジ山を刻設し、雄ネジ部１５を直接固定できるようにしたり、雄ネジ部１５に変わるフック状の弾性力入力部を設けて燃料電池１を上下から直接挟持するようにしてもよい。また、圧縮コイルバネ１１に代わり、例えばエラストマー製の圧縮バネ（クッション）等を用いてもよい。さらに、締め付け装置１０は複数ではなく単体でも使用可能であることはもちろん、燃料電池１以外の被締め付け部材に対しても広く適用することができる。そして、上記実施例における構成は一例であり、発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】この発明の実施例における締め付け装置を適用した燃料電池の正面図である。
【図２】図１に示す燃料電池の上面図である。
【図３】上記締め付け装置の正面図である。
【図４】上記締め付け装置の側面図である。
【図５】図４におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図６】上記締め付け装置の作用説明図である。
【図７】上記締め付け装置の分解斜視図である。
【図８】（ａ）は上記締め付け装置の組み立て手順を示す説明図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図９】上記締め付け装置の組み立て手順を示す第二説明図である。
【図１０】上記締め付け装置の組み立て手順を示す第三説明図である。
【符号の説明】
【００４８】
１・・・燃料電池（被締め付け部材）、１０・・・締め付け装置、１１・・・圧縮コイルバネ（弾性部材）、１２・・・ガイド部材、１３・・・基部、１４・・・棒状部、１５・・・雄ネジ部（入力部）、２・・・単位電池、２１・・・分割軸部、２３・・・ガイド軸、２４・・・保持部、２２・・・平坦面、３１・・・キャップ部材
【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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