(57)【要約】 【課題】出力密度の向上を実現したうえで、複数の固体電解質型燃料電池ユニットを積層方向に簡単に加圧しつつ固定することができ、この加圧力の調整が接合工程内において無作為に行われて積層体の接合品質ばらつきが排除される燃料電池スタック構造体を提供する。【解決手段】固体電解質型燃料電池ユニット２を複数積層して成る積層体４と、この積層体４を貫通して複数の固体電解質型燃料電池ユニット２を積層方向に加圧して固定する締結ロッド１０を備え、この締結ロッド１０は、外筒１１及びこの外筒１１と嵌合する内軸１２を具備して、固定手段を介して外筒１１及び内軸１２を互いに長手方向に固定した。締結ロッド１０の外筒１１及び内軸１２の各対向面に互いに係合可能に設けた筒側爪１１ｂ及び軸側爪１２ｂを固定手段とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体電解質型燃料電池ユニットを複数積層して成る積層体と、この積層体を貫通して複数の固体電解質型燃料電池ユニットを積層方向に加圧して固定する締結ロッドを備え、この締結ロッドは、外筒及びこの外筒と嵌合する内軸を具備して、固定手段を介して外筒及び内軸を互いに長手方向に固定してあることを特徴とする燃料電池スタック構造体。
【請求項２】
締結ロッドを複数備えている請求項１に記載の燃料電池スタック構造体。
【請求項３】
積層体の両端に、固体電解質型燃料電池ユニットよりも機械的強度が大きく且つ締結ロッドが貫通するロッド挿通孔を有する端板を備え、この端板のロッド挿通孔と締結ロッドとの間にガスシール材を気密充填してある請求項１又は２に記載の燃料電池スタック構造体。
【請求項４】
締結ロッドの外筒及び内軸の各嵌合側とは反対側の基端部には、端板のロッド挿通孔の口径よりも径が大きい頭部が設けてある請求項３に記載の燃料電池スタック構造体。
【請求項５】
締結ロッドの外筒及び内軸のうちのいずれか一方には、外筒に内軸を嵌合することで形成される空間を外筒周囲の空間と連通するベントホールを一個以上設けた請求項１〜４のいずれか一つの項に記載の燃料電池スタック構造体。
【請求項６】
締結ロッドの外筒における嵌合側とは反対側の基端部を外筒周囲の空間に開放した請求項１〜４のいずれか一つの項に記載の燃料電池スタック構造体。
【請求項７】
締結ロッドの外筒及び内軸の各基端部のうちのいずれか一方に雄ねじ部を形成すると共に、端板にこの雄ねじ部と螺合する雌ねじ部を形成した請求項３〜６のいずれか一つの項に記載の燃料電池スタック構造体。
【請求項８】
締結ロッドの外筒及び内軸の間に充填されて運転温度で硬化状態を維持する接合材を固定手段とした請求項１〜７のいずれか一つの項に記載の燃料電池スタック構造体。
【請求項９】
締結ロッドの外筒及び内軸の各対向面のうちのいずれか一方ないし双方に、締結ロッドの軸心周りに点在ないし連続する溝を設けた請求項８に記載の燃料電池スタック構造体。
【請求項１０】
積層体の固体電解質型燃料電池ユニット間に、ガスシール特性の発現温度が固定手段としての接合材における接合温度以下のシール材を充填した請求項８又は９に記載の燃料電池スタック構造体。
【請求項１１】
締結ロッドの外筒及び内軸の少なくとも重なり合う領域における各対向面の双方に、接合温度未満において摺動可能な接合材を配置した請求項８〜１０のいずれか一つの項に記載の燃料電池スタック構造体。
【請求項１２】
固定手段である接合材として金属ガラスを用い、この金属ガラスを結晶化させることで締結ロッドの外筒及び内軸を互いに長手方向に固定した請求項８〜１１のいずれか一つの項に記載の燃料電池スタック構造体。
【請求項１３】
固定手段である接合材として、結晶化後に運転温度以上の融点を有するガラスを用いた請求項８〜１１のいずれか一つの項に記載の燃料電池スタック構造体。
【請求項１４】
固定手段である接合材として、結晶化後に運転温度以上の融点を有する結晶化ガラスを用いた請求項８〜１１のいずれか一つの項に記載の燃料電池スタック構造体。
【請求項１５】
固定手段である接合材として、運転温度に対して十分に高い融点を有するロウ材を用いた請求項８〜１１のいずれか一つの項に記載の燃料電池スタック構造体。
【請求項１６】
固定手段である接合材として、金属間化合物を用いた請求項８〜１１のいずれか一つの項に記載の燃料電池スタック構造体。
【請求項１７】
締結ロッドの外筒及び内軸の各対向面に互いに係合可能に設けられて、内軸の外筒に対する挿入方向への摺動のみを許容し且つ内軸の外筒に対する離間方向への摺動を規制する筒側爪及び軸側爪を固定手段とした請求項１〜７のいずれか一つの項に記載の燃料電池スタック構造体。
【請求項１８】
締結ロッドの外筒における内軸との嵌合領域に、長手方向のスリットを一本以上設けた請求項１〜１７のいずれか一つの項に記載の燃料電池スタック構造体。
【請求項１９】
締結ロッドの内軸における外筒との嵌合部分がテーパ状を成している請求項１〜１８のいずれか一つの項に記載の燃料電池スタック構造体。
【請求項２０】
締結ロッドの内軸における外筒との嵌合部分にテーパ状を成す環状凸部を複数設けた請求項１〜１９のいずれか一つの項に記載の燃料電池スタック構造体。
【請求項２１】
締結ロッドの外筒における嵌合側とは反対側の基端部と、この外筒の基端部において露出させた内軸の嵌合側の先端部との間に設けられて、塑性変形させることで締結ロッドの外筒及び内軸を互いに長手方向に固定する金属ガラスを固定手段とした請求項１〜７のいずれか一つの項に記載の燃料電池スタック構造体。
【請求項２２】
接合材は、ガラス転移温度まで昇温して、締結ロッドの外筒及び内軸を互いに長手方向に固定するのに引き続いて結晶化が完了する請求項１２，１４，２１のいずれか一つの項に記載の燃料電池スタック構造体。
【請求項２３】
接合材は、ガラス転移温度まで昇温して、締結ロッドの外筒及び内軸を互いに長手方向に固定するのに引き続いて結晶化が完了するまで、ガラス転移状態を示す温度領域に保持される請求項２２に記載の燃料電池スタック構造体。
【請求項２４】
接合材は、ガラス転移温度まで昇温して、締結ロッドの外筒及び内軸を互いに長手方向に固定するのに引き続いて結晶化温度までさらに昇温して、結晶化が完了する請求項２２に記載の燃料電池スタック構造体。
【請求項２５】
請求項８〜１６，２２〜２４のいずれかに記載の燃料電池スタック構造体を製造するに際して、複数の固体電解質型燃料電池ユニットを積層して積層体を形成したのち、締結ロッドの外筒の先端部をこの積層体の一方の端部側から挿入すると共に締結ロッドの内軸の先端部を積層体の他方の端部側から挿入して、外筒及び内軸の各対向面間に接合材を配置した状態で締結ロッドの外筒と内軸とを嵌合させ、この締結ロッドを軸方向に圧縮加圧しながら、締結ロッドの外筒及び内軸の間に充填した接合材を加熱することを特徴とする燃料電池スタック構造体の製造方法。
【請求項２６】
請求項１２，２２〜２４のいずれかに記載の燃料電池スタック構造体を製造するに際して、複数の固体電解質型燃料電池ユニットを積層して積層体を形成したのち、締結ロッドの外筒の先端部をこの積層体の一方の端部側から挿入すると共に締結ロッドの内軸の先端部を積層体の他方の端部側から挿入して、外筒及び内軸の各対向面間に接合材としての金属ガラスを配置した状態で締結ロッドの外筒と内軸とを嵌合させ、この締結ロッドを軸方向に圧縮加圧しながら、締結ロッドの外筒及び内軸の間に充填した金属ガラスを加熱して結晶化させることを特徴とする燃料電池スタック構造体の製造方法。
【請求項２７】
締結ロッドに対して通電して自己発熱させることで、接合材の加熱を行う請求項２５又は２６に記載の燃料電池スタック構造体の製造方法。
【請求項２８】
請求項１７〜２０のいずれかに記載の燃料電池スタック構造体を製造するに際して、複数の固体電解質型燃料電池ユニットを積層して積層体を形成したのち、締結ロッドの外筒の先端部をこの積層体の一方の端部側から挿入すると共に締結ロッドの内軸の先端部を積層体の他方の端部側から挿入して、締結ロッドの外筒と内軸とを互いに嵌合させ、この締結ロッドを軸方向に圧縮加圧しつつ外筒の筒側爪及び内軸の軸側爪を互いに係合させることで、締結ロッドの外筒及び内軸を互いに長手方向に固定することを特徴とする燃料電池スタック構造体の製造方法。
【請求項２９】
請求項２１に記載の燃料電池スタック構造体を製造するに際して、複数の固体電解質型燃料電池ユニットを積層して積層体を形成したのち、締結ロッドの外筒の先端部をこの積層体の一方の端部側から挿入すると共に締結ロッドの内軸の先端部を積層体の他方の端部側から挿入して互いに嵌合させ、外筒及び内軸の各対向面間に接合材としての金属ガラスを配置した状態で外筒の基端部において内軸の先端部を露出させて、この締結ロッドを軸方向に圧縮加圧しつつ金属ガラスを塑性変形させることで、締結ロッドの外筒及び内軸を互いに長手方向に固定することを特徴とする燃料電池スタック構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の固体電解質型燃料電池を積層して成る積層体を備えた燃料電池スタック構造体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、上記したような燃料電池スタック構造体としては、例えば、固体電解質型燃料電池ユニットを複数積層して成る積層体と、この積層体を貫通して複数の固体電解質型燃料電池ユニットを積層方向に加圧して固定する締結ロッドを備えたものがあり、複数の固体電解質型燃料電池ユニットは、ガスシーリング性能を有する接合材を介して積層されるようになっている。
【０００３】
上記した燃料電池スタック構造体において、締結ロッドによる加圧力を維持するために、高温炉内で締結ロッドを締め込んで接合材の厚さ減少を吸収する必要があるが、特許文献１に示す燃料電池スタック構造体では、締結ロッドを長尺状のロッドとすることで、締結ロッドの締め込み作業、すなわち、加圧力の制御を遠隔操作で行うようにしている。
【特許文献１】ＵＳＰ６３４４２９０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上記した燃料電池スタック構造体では、締結ロッドを長尺状のロッドとしているので、高温炉内における締結ロッドの締め込み作業を避けることはできるものの、締結ロッドを長尺状としていることが、高出力密度の燃料電池スタック構造体を構築するうえでの主たる障害となってしまうという問題があり、この問題を解決することが従来の課題となっていた。
【０００５】
本発明は、上記した従来の課題に着目してなされたもので、出力密度の向上を実現したうえで、複数の固体電解質型燃料電池ユニットを積層方向に簡単に加圧しつつ固定することができると共に、この加圧状態を長期にわたって維持することが可能である燃料電池スタック構造体及びその製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の燃料電池スタック構造体は、固体電解質型燃料電池ユニットを複数積層して成る積層体と、この積層体を貫通して複数の固体電解質型燃料電池ユニットを積層方向に加圧して固定する締結ロッドを備え、この締結ロッドは、外筒及びこの外筒と嵌合する内軸を具備して、固定手段を介して外筒及び内軸を互いに長手方向に固定してある構成としたことを特徴としており、この燃料電池スタック構造体の構成を前述した従来の課題を解決するための手段としている。
【０００７】
本発明の燃料電池スタック構造体では、その組立時において、締結ロッドの外筒と内軸とを互いに嵌合させれば、これらの外筒及び内軸が固定手段を介して互いに長手方向に固定されることから、従来必要としていた締結ロッドの締め込み及び増し締めを行うことなく、複数の固体電解質型燃料電池ユニットを積層方向に加圧し、そして、この加圧状態を維持し得ることとなり、この際、長尺状のロッドも必要としないので、出力密度の向上も図られることとなる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の燃料電池スタック構造体によれば、上記した構成としているので、実装上の出力密度の向上を実現したうえで、複数の固体電解質型燃料電池ユニットを積層方向に加圧しつつ固定する作業を簡単に行うことができ、この加圧力の調整が接合工程内において無作為に行われて積層体の接合品質ばらつきが排除されるという非常に優れた効果がもたらされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の燃料電池スタック構造体において、締結ロッドを複数備えている構成とすることができ、この構成を採用すると、締結ロッドを複数本として加圧力を分散させる場合であったとしても、全ての締結ロッドの外筒と内軸とをそれぞれ均等に固定し得ることとなる。
【００１０】
また、本発明の燃料電池スタック構造体において、積層体の両端に、固体電解質型燃料電池ユニットよりも機械的強度が大きく且つ締結ロッドが貫通するロッド挿通孔を有する端板を備え、この端板のロッド挿通孔と締結ロッドとの間にガスシール材を気密充填してある構成とすることができる。
【００１１】
この構成を採用すると、積層体と締結ロッドとの間からのガスの漏れを阻止し得ることとなり、複数の固体電解質型燃料電池ユニット間にガスシーリング性能を有する接合材を介在させる場合には、ユニット積層後に接合加熱するのと同時に、すなわち、工程を増やすことなくシーリング性を確保し得ることとなり、この際、積層体に確実に加圧力を作用させると共に、ロッド挿通孔と締結ロッドとの間のガスシール性を高めるために、締結ロッドの外筒及び内軸の各嵌合側とは反対側の基端部に、端板のロッド挿通孔の口径よりも径が大きい頭部が設けてある構成とすることが望ましい。
【００１２】
さらに、本発明の燃料電池スタック構造体において、締結ロッドの外筒及び内軸のうちのいずれか一方には、外筒に内軸を嵌合することで形成される空間を外筒周囲の空間と連通するベントホールを一個以上設けた構成とすることができ、この構成を採用すると、上記空間に水分が溜まって腐食が進行するのを回避し得ることとなる。
【００１３】
さらにまた、本発明の燃料電池スタック構造体において、締結ロッドの外筒における嵌合側とは反対側の基端部を外筒周囲の空間に開放した構成とすることができ、この構成を採用すると、外筒としてパイプを用いることができるので、この外筒を例えば削り出し加工で製造する場合と比較して、大幅なコスト低減を実現し得ることとなる。
【００１４】
さらにまた、本発明の燃料電池スタック構造体において、締結ロッドの外筒及び内軸の各基端部のうちのいずれか一方に雄ねじ部を形成すると共に、端板にこの雄ねじ部と螺合する雌ねじ部を形成した構成とすることができ、この構成を採用すると、締結ロッドの外筒及び内軸を固定するのに先立って、端板と締結ロッドの外筒及び内軸のうちのいずれか一方とを固定することができるので、治具をセットする際の作業性や、複数の固体電解質型燃料電池ユニットの位置決めを行う際の作業性に優れたものとなり、上述したように、端板と締結ロッドとの間にシーリング材を充填する場合には、両者をねじ込みによりに密着させることができるので、シーリング操作も向上する。
【００１５】
さらにまた、本発明の燃料電池スタック構造体において、締結ロッドの外筒及び内軸の間に充填されて運転温度で硬化状態を維持する接合材を固定手段とした構成とすることができ、この構成を採用すると、締結ロッドの外筒及び内軸を長手方向の任意の位置で固定することができ、この固定による加圧力が面で受け止められることから、固定後において高い強度が得られることとなる。
【００１６】
さらにまた、本発明の燃料電池スタック構造体において、締結ロッドの外筒及び内軸の各対向面のうちのいずれか一方ないし双方に、締結ロッドの軸心周りに点在ないし連続する溝を設けた構成とすることができ、この構成を採用すると、接合材が溝に入り込んで引っかかりの作用を生じることから、接合強度が向上することとなる。
【００１７】
さらにまた、本発明の燃料電池スタック構造体において、積層体の固体電解質型燃料電池ユニット間に、ガスシール特性の発現温度が固定手段としての接合材における接合温度以下のシール材を充填した構成とすることができ、この構成を採用すると、固体電解質型燃料電池ユニット間のシーリング高さが決定する前に締結ロッドがの外筒及び内軸が長手方向に固定されてしまうことが回避される、すなわち、締結ロッドの外筒及び内軸が長手方向に固定される前に、シール材による固体電解質型燃料電池ユニット間のシーリングが完了する。
【００１８】
この場合、シール材として、
１．ガラスの軟化度合いを制御して使用する
２．結晶化温度が締結ロッドの固定温度以下の結晶化ガラスを使用する
３．締結ロッドの接合材より低温でガラス転移及び結晶化を示す金属ガラスを使用する
４．セラミックス系接着剤を使用する
の四つの点を候補として挙げることができる。
【００１９】
さらにまた、本発明の燃料電池スタック構造体において、締結ロッドの外筒及び内軸の少なくとも重なり合う領域における各対向面の双方に、接合温度未満において摺動可能な接合材を配置した構成とすることができ、この構成を採用すると、外筒及び内軸の接合時に、外筒及び内軸の双方を長距離移動させずに接合することができ、固定後には、接合材の配置面積が広げられて接合材厚さが減少しないので、締結ロッドの長さ方向に接合材が十分充填されて、高い接合強度が得られることとなる。
【００２０】
さらにまた、本発明の燃料電池スタック構造体において、固定手段である接合材として金属ガラスを用い、この金属ガラスを結晶化させることで締結ロッドの外筒及び内軸を互いに長手方向に固定した構成とすることができる。
【００２１】
ここで、金属ガラスの多くは既存のロウ材の融点よりも低温で軟化し、また、低温で結晶化して固化する。このため、積層体を締結固定するときに、本発明の締結ロッドを用いて積層体に圧力を印加しつつガラス転移点まで加熱すると、金属ガラスは流動して新生面を露出して締結ロッドの材料と接合する。つまり、この状態で引き続き結晶化させてしまえば、この後は過冷却液体領域にある金属ガラスが有する特異的に高い機械的強度は失われてしまうが、その組成の通常の合金となって強固かつ安定に固定されることとなる。
【００２２】
したがって、上記した構成を採用すると、高出力密度の燃料電池スタック構造体の組み立ては、加熱しながら圧力を印加するだけの簡単な工程でコンパクトに実現でき、この際、固体電解質型燃料電池ユニットを何段積層したとしても、積層高さに締結ロッドの長さを合わせておけば、締結ロッドの外筒及び内軸の接合時の作業は、印加圧力をユニット間接合材の必要加圧圧力に管理するだけでよく、常に同じ品質で接合が可能である。
【００２３】
さらにまた、本発明の燃料電池スタック構造体において、固定手段である接合材として、結晶化後に運転温度以上の融点を有するガラスを用いた構成とすることができ、この構成を採用すると、締結ロッドの外筒及び内軸を大気雰囲気中で高温加熱して接合することができ、加えて、腐食に強いと共に、締結ロッドの両端部間の絶縁が容易になる。
【００２４】
さらにまた、本発明の燃料電池スタック構造体において、固定手段である接合材として、結晶化後に運転温度以上の融点を有する結晶化ガラスを用いた構成とすることができ、この構成を採用すると、結晶化後に運転温度以上の融点を有するガラスを用いた場合よりも低温で接合可能な材料を選択することが可能であり、すなわち、結晶化後に運転温度以上の融点を有するガラスを用いた場合よりも低温の工程を構築可能であり、周囲の熱変形劣化を抑制し得ることとなる。
【００２５】
さらにまた、本発明の燃料電池スタック構造体において、固定手段である接合材として、運転温度に対して十分に高い融点を有するロウ材を用いた構成とすることができ、この構成を採用すると、締結ロッドに通電して加熱することができるので、積層体のユニット間のシーリング後において、締結ロッドのみを昇温させることができ、その結果、他の部材の熱変形劣化をより一層抑制しつつ工程が簡単なものとなる。
【００２６】
さらにまた、本発明の燃料電池スタック構造体において、固定手段である接合材として、金属間化合物を用いた構成とすることができる。例えば、締結ロッドの外筒及び内軸にそれぞれＮｉ及びＡｌの膜を各々形成して、互いに密着させた状態で加熱して、金属間化合物として高温で高強度を示すＮｉ３Ａｌを形成させて接合させる構成とすることができ、この構成を採用すると、通電加熱することができ、簡単な工程で高強度接合を行い得ることとなる。
【００２７】
さらにまた、本発明の燃料電池スタック構造体において、締結ロッドの外筒及び内軸の各対向面に互いに係合可能に設けられて、内軸の外筒に対する挿入方向への摺動のみを許容し且つ内軸の外筒に対する離間方向への摺動を規制する筒側爪及び軸側爪（所謂ラチェット機構）を固定手段とした構成とすることができ、この場合には、締結ロッドの外筒及び内軸の固定を加熱によらず押し込むだけで行い得るので、操作が極めて簡単なものとなる。
【００２８】
さらにまた、本発明の燃料電池スタック構造体において、締結ロッドの外筒における内軸との嵌合領域に、長手方向のスリットを一本以上設けた構成とすることができ、この場合には、締結ロッドの外筒の径に自由度が生ずることとなる。つまり、締結ロッドの外筒及び内軸を接合材によって固定した後の収縮において、外筒を引き付けて接合部分の対向面間の接合材充填状態を改善し得ることから、強度の向上が図られることとなり、加えて、外筒に内軸を嵌合することで形成される空間を周囲の空間に開放するのにも有利に機能する。
【００２９】
さらにまた、本発明の燃料電池スタック構造体において、締結ロッドの内軸における外筒との嵌合部分がテーパ状を成している構成とすることができ、この場合には、締結ロッドの外筒に内軸が押し込まれるに従って、漸次間隙が狭くなるので、ラチェット機構の爪の引っ掛かりを段階的に強くしたり、接合材の密着性を向上させたりすることができる。
【００３０】
つまり、固定手段がラチェット機構の場合には、内軸を外筒に押し込むほど爪同士が強く引っかかって、がたつきなく強固に固定され、固定手段として接合材を用いる場合には、接合面への接合材の擦り付けによって界面での濡れが促進され、接合後の結晶化時の収縮には、締結ロッドの外筒及び内軸間に引っ張りが生じて締結力が高まることとなる。
【００３１】
さらにまた、本発明の燃料電池スタック構造体において、締結ロッドの内軸における外筒との嵌合部分にテーパ状を成す環状凸部を複数設けた構成とすることができ、この場合には、テーパ状の環状凸部を設けたにもかかわらず、締結ロッドの外筒及び内軸間の間隔が広くなる部分を接合に寄与させるために充填する接合材の量を節約でき、接合時の塑性変形量が低減されて加工性も良くなる。
【００３２】
さらにまた、本発明の燃料電池スタック構造体において、締結ロッドの外筒における嵌合側とは反対側の基端部と、この外筒の基端部において露出させた内軸の嵌合側の先端部との間に設けられて、塑性変形させることで締結ロッドの外筒及び内軸を互いに長手方向に固定する金属ガラスを固定手段とした構成とすることができる。
【００３３】
具体的には、締結ロッドの外筒の基端部及び内軸の先端部間において、接合材となる金属ガラスをリベット状に塑性変形させて、締結ロッドの外筒及び内軸を互いに長手方向に固定する構成とすることができ、この場合には、金属ガラスの変形を用いるだけなので、新生面を露出させての接合を必ずしも必要とせず、大気雰囲気中での組み立て作業が可能となる。
【００３４】
さらにまた、本発明の燃料電池スタック構造体において、接合材は、ガラス転移温度まで昇温して、締結ロッドの外筒及び内軸を互いに長手方向に固定するのに引き続いて結晶化が完了する構成とすることができる。この際、金属ガラス材は、接合後に引き続き結晶化させてしまえば、もはや過冷却液体の振る舞いを示すことなく、その合金の通常の融点まで固体であり、加圧力を外しても形態を維持できる。つまり、結晶化の操作は接合時の昇温後のわずかな作業で可能であり、加圧したまま冷却するする必要もなく、その操作は容易なものとなる。
【００３５】
さらにまた、本発明の燃料電池スタック構造体において、接合材は、ガラス転移温度まで昇温して、締結ロッドの外筒及び内軸を互いに長手方向に固定するのに引き続いて結晶化が完了するまで、ガラス転移状態を示す温度領域に保持される構成とすることができる。この際、接合後の昇温操作が不要で、圧力を印加したまま温度により決定される規定時間放置するだけで結晶化が可能である。昇温した温度に時間は反比例する傾向を示す。つまり、昇温を抑制することで熱応力及び変形を抑制することができ、接合における寸法精度が高く、変形劣化が少ないものとなる。
【００３６】
さらにまた、本発明の燃料電池スタック構造体において、接合材は、ガラス転移温度まで昇温して、締結ロッドの外筒及び内軸を互いに長手方向に固定するのに引き続いて結晶化温度までさらに昇温して、結晶化が完了する構成とすることができる。この際、結晶化温度以上に昇温することにより、直ちに結晶化することから、製造時間の管理を必要とすることなく、確実に結晶化することができる。
【００３７】
本発明の請求項８〜１６，２２〜２４のいずれかに記載の燃料電池スタック構造体を製造するに際しては、複数の固体電解質型燃料電池ユニットを積層して積層体を形成したのち、締結ロッドの外筒の先端部をこの積層体の一方の端部側から挿入すると共に締結ロッドの内軸の先端部を積層体の他方の端部側から挿入して、外筒及び内軸の各対向面間に接合材を配置した状態で締結ロッドの外筒と内軸とを嵌合させ、この締結ロッドを軸方向に圧縮加圧しながら、締結ロッドの外筒及び内軸の間に充填した接合材を加熱する構成とすることができる。
【００３８】
また、本発明の請求項１２，２２〜２４のいずれかに記載の燃料電池スタック構造体を製造するに際しては、複数の固体電解質型燃料電池ユニットを積層して積層体を形成したのち、締結ロッドの外筒の先端部をこの積層体の一方の端部側から挿入すると共に締結ロッドの内軸の先端部を積層体の他方の端部側から挿入して、外筒及び内軸の各対向面間に接合材としての金属ガラスを配置した状態で締結ロッドの外筒と内軸とを嵌合させ、この締結ロッドを軸方向に圧縮加圧しながら、締結ロッドの外筒及び内軸の間に充填した金属ガラスを加熱して結晶化させる構成とすることができ、これらの製造方法において、締結ロッドに対して通電して自己発熱させることで、接合材の加熱を行う構成とすれば、全体を昇温させる必要がないので、部材の劣化を防ぐことができ、工程時間が短くなる分だけ低コスト化が実現できる。
【００３９】
さらに、本発明の請求項１７〜２０のいずれかに記載の燃料電池スタック構造体を製造するに際しては、複数の固体電解質型燃料電池ユニットを積層して積層体を形成したのち、締結ロッドの外筒の先端部をこの積層体の一方の端部側から挿入すると共に締結ロッドの内軸の先端部を積層体の他方の端部側から挿入して、締結ロッドの外筒と内軸とを互いに嵌合させ、この締結ロッドを軸方向に圧縮加圧しつつ外筒の筒側爪及び内軸の軸側爪を互いに係合させることで、締結ロッドの外筒及び内軸を互いに長手方向に固定する構成を採用することができる。
【００４０】
さらにまた、本発明の請求項２１に記載の燃料電池スタック構造体を製造するに際しては、複数の固体電解質型燃料電池ユニットを積層して積層体を形成したのち、締結ロッドの外筒の先端部をこの積層体の一方の端部側から挿入すると共に締結ロッドの内軸の先端部を積層体の他方の端部側から挿入して互いに嵌合させ、外筒及び内軸の各対向面間に接合材としての金属ガラスを配置した状態で外筒の基端部において内軸の先端部を露出させて、この締結ロッドを軸方向に圧縮加圧しつつ金属ガラスを塑性変形させることで、締結ロッドの外筒及び内軸を互いに長手方向に固定する構成を採用することができる。
【実施例】
【００４１】
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００４２】
図１及び図２は、本発明の燃料電池スタック構造体の一実施例を示しており、図１に示すように、この燃料電池スタック構造体１は、複数の固体電解質型燃料電池ユニット２をシール材３を介して積層して成る積層体４と、この積層体４の上下端に配置した端板５，６と、上側の端板５の上面に配置した皿ばね７と、上側の端板５，積層体４及び下側の端板６を貫通する締結ロッド１０を備えている。
【００４３】
上記締結ロッド１０は、外筒１１及びこの外筒１１と嵌合する内軸１２を具備しており、外筒１１及び内軸１２の各基端部は、端板５，６のロッド挿通孔５ａ，６ａの口径よりも径が大きい頭部１１ａ，１２ａとして形成してあって、皿ばね７の弾性力に抗して固定手段を介して外筒１１及び内軸１２を互いに長手方向に固定することで、端板５，６を介して積層体４に対して圧力を均等に印加するようにしている。
【００４４】
この場合、図２に示すように、締結ロッド１０の外筒１１及び内軸１２の各対向面に互いに係合可能に設けられて、内軸１２の外筒１１に対する挿入方向（図示上方向）への摺動のみを許容し且つ内軸１２の外筒１１に対する離間方向（図示下方向）への摺動を規制する筒側爪１１ｂ及び軸側爪１２ｂ、所謂ラチェット爪を固定手段としており、締結ロッド１０の外筒１１及び内軸１２をねじ結合に頼らずに長手方向に固定することができるようにしている。
【００４５】
上記燃料電池スタック構造体１において、運転温度を６００℃とした場合には、締結ロッド１０の素材としてインコネル７５０を用いることができ、積層した固体電解質型燃料電池ユニット２の間隙のシール材３としては、６００℃において高い粘土を持つガラスや、固化したセラミックス系の接着剤や、６００℃程度で結晶化する結晶化ガラスなどを用いることができる。
【００４６】
この実施例では、軟化点が６５０℃の非アルカリ元素含有系のガラスを層間のシール材３として積層することとし、フェライト系ステンレス製の固体電解質型燃料電池ユニット２の厚さを２ｍｍ、上記シール材３の初期厚さを０．２ｍｍ、接合後の高さを０．１ｍｍとして１００層積層し、端板５，６の各厚さを５ｍｍ、皿ばね７及び絶縁板８（図５参照）の各厚さをそれぞれ４ｍｍとしたので、初期重なり長さが５ｃｍとなって必要な締結ロッド１０の長さは外筒１１及び内軸１２を合わせて１４．２ｃｍとなった。
【００４７】
そして、締結ロッド１０の縦割りした外筒１１の肉厚を２ｍｍ、外径を１２ｍｍとし、一方、内軸１２の軸径を８ｍｍとし、各々の頭部１１ａ，１２ａをともに外径１６ｍｍ、高さ１０ｍｍに決めて、上記ラチェットのステップを１ｍｍ、歯高０．５ｍｍとして爪段数を増やすことにより、応力を分散可能に外筒１１及び内軸１２の各対向面の重なり部分全域に機械加工により形成した。
【００４８】
上記した燃料電池スタック構造体１において、下側に位置する端板６のロッド挿通孔６ａと締結ロッド１０の内軸１２との間に、シール材３と同様のシール材９を気密充填することにより、端板６のロッド挿通孔６ａと締結ロッド１０との隙間をガスシールするようにしている。また、上側に位置する端板５と皿ばね７との間に配置する絶縁板８は、締結ロッド１０の両端が電気的に短絡されて、積層体４の上下間が電気的に短絡されるのを防いでいる。
【００４９】
上記した燃料電池スタック構造体１を製造するに際しては、まず、圧接炉１３内で上記した積層体４を冶具１４Ａ，１４Ｂ間に挟み込み、積層方向ににプッシュロッド１５で加圧しながら上記シール材３のシーリング温度６５０℃にまでヒータ１６で加熱して接合する。
【００５０】
この際、積層体４の積層高さが沈むのでそのまま冷却し、シール材３の高さが安定した状態で、この沈んだ同じ高さに上記締結ロッド１０が圧縮されるのに伴って、皿ばね７も圧縮され、締結力を保持している範囲内において筒側爪１１ｂ及び軸側爪１２ｂ同士が噛み合わさった時点で冷却を止める。
【００５１】
上記ラチェット爪型の筒側爪１１ｂ及び軸側爪１２ｂを有する締結ロッド１０を用いた積層体４の固定工程は簡単であるが、ロックがステップで成されるため、皿ばね７のストロークを今回は１．５ｍｍと大きく設計した。ステップを小さくした場合の小さい爪の高温強度を確保するには、上記爪の段数を増やしたり、上記のように高温での強度が高いニッケル基超合金等を少なくとも爪の部分に用いたりすればよい。
【００５２】
また、このように、締結ロッド１０にニッケル基超合金を用いた場合には、熱膨張係数がフェライト系ステンレスよりも５ｐｐｍ程大きいことから、接合後の冷却時には積層体４を締め込む方向に作用することとなり、上記皿ばね７を接合時に完全に潰す必要はない。
【００５３】
上記した燃料電池スタック構造体１では、締結ロッド１０が円形断面を成し、図２（ｂ）に示すように、縦割りにした外筒１１がラチェット爪型の筒側爪１１ｂ及び軸側爪１２ｂ同士を係合させるばねのごとく機能する場合を例に挙げて説明したが、図３に示すように、締結ロッド１０が四角断面を成し、筒側爪１１ｂ及び軸側爪１２ｂ同士を係合させるばねのごとく、板形状の外筒１１を動作させるようにしてもよい。
【００５４】
また、図４に示すように、本発明を複数本の締結ロッド１０を用いる燃料電池スタック構造体１に採用した場合には、加圧する冶具が平行でさえあれば、複数の締結ロッド１０はバランスよく押圧されて、端板５，６間における複数の締結ロッド１０の平行は自動的に確保されるので、さらに都合がよい。
【００５５】
図５は、本発明の燃料電池スタック構造体の他の実施例を示している。図５に示すように、この燃料電池スタック構造体１では、締結ロッド２０の外筒２１及び内軸２２を互いに長手方向に固定する固定手段として、金属ガラス（接合材）２３を用いている。
【００５６】
上記した実施例と同様に、積層体４を貫通する締結ロッド２０は、外筒２１及び内軸２２から成り、各々の基端部は、端板５，６のロッド挿通孔５ａ，６ａの口径よりも径が大きい頭部２１ａ，２２ａとして形成してあって、内軸２２の頭部２２ａの近傍の軸部分には、端板６のロッド挿通孔６ａに形成した雌ねじ部６ｂと螺合する雄ねじ部２２ｂが形成してある。
【００５７】
この実施例においても、軟化点が６５０℃の非アルカリ元素含有系のガラスを層間のシール材３として積層することとし、フェライト系ステンレス製の固体電解質型燃料電池ユニット２の厚さを２ｍｍ、シール材３の初期厚さを０．２ｍｍ、接合後の高さを０．１ｍｍとして１００層積層し、端板５，６の各厚さを５ｍｍ、皿ばね７及び絶縁板８の各厚さをそれぞれ４ｍｍとしたので、初期重なり長さが５ｃｍとなって必要な締結ロッド１０の長さは外筒１１及び内軸１２を合わせて１４．２ｃｍとなった。
【００５８】
そして、締結ロッド２０の内軸２２における外径１５ｍｍの頭部２２ａの近傍にＭ８の細目雄ねじ部２２ｂを形成し、それ以外の軸部分を軸径７．５ｍｍに形成したが、本実施例では、微細なラチェット爪を必要としないので、締結ロッド２０の素材には、高クロムの耐蝕用オーステナイト系ステンレスを用いた。
【００５９】
上記した燃料電池スタック構造体１を製造するに際しては、まず、端板６のロッド挿通孔６ａに形成した雌ねじ部６ｂと締結ロッド２０の内軸２２における細目雄ねじ部２２ｂとを螺合させるのと同時に、層間のシール材３と同じシール材９を上記内軸２２の頭部２２ａと端板６のロッド挿通孔６ａとの間に充填しておく。
【００６０】
この際、締結ロッド２０の外筒２１及び内軸２２の間隙を２５０μｍとし、金属ガラス２３として公知の組成からＮｉ５２−Ｎｂ２０−Ｚｒ１８−Ｃｏ１０を選び、その厚さ１００μｍの薄板を内軸２２の表面に該内軸２２の重なり側端から５ｃｍの長さに２段に巻きつけて配置した。
【００６１】
上記したように、内軸２２を固定した端板６上にシール材９を配置した後、複数の固体電解質型燃料電池ユニット２をシール材３を介して順次１００段積み重ねて積層体４を形成するのに続いて、この積層体４の上端に端板５を積み重ね、この端板５上に１２．５ｍｍの中心孔を有する絶縁板８及び皿ばね７を重ね合わせて、締結ロッド２０の内径８ｍｍで且つ外径１２ｍｍの外筒２１を内軸２２に嵌合させることで、燃料電池スタック構造体１のセットが完了する。なお、外筒２１の頭部２１ａの外径を１８ｍｍとし、その軸部分には貫通孔（ベントホール）２１ｃを形成した。
【００６２】
そして、上記したようにして組み上げた燃料電池スタック構造体１を先の実施例と同様にして、図１に示す圧接機の冶具にセットし、軽く加圧する。
【００６３】
この後、真空排気して内部にアルゴンガスを供給し、炉を上記金属ガラス２３のガラス転移点８５８Ｋまで昇温させ、燃料電池スタック構造体１の上下にかける圧力を増加させ、シール材３のようにガラス材では公称軟化点より多少低温でも潰れることは経験的に認識されており、この温度で設定厚さが０．２〜０．１ｍｍに減ずる１００層分の１ｃｍ沈み込むまで加圧し続けた。
【００６４】
この時点において、締結ロッド２０も１ｃｍ入り込むが、外筒２１及び内軸２２の間隙の部分では、この摩擦で軟化した金属ガラス２３が塑性変形して表面の酸化膜が破れ、露出した新生面と外筒２１及び内軸２２の各対向面とが触れて接合する。
【００６５】
この後、結晶化温度より多少高温の９００Ｋまで昇温させ、完全に金属ガラス２３を結晶化させた後に直ちに冷却し、圧力を開放したが、この手法では結晶化温度以上に昇温するため、時間管理の必要なく確実に結晶化される（図６参照）。
【００６６】
金属ガラス２３は、結晶化させた後において接合部分が外れることはなく、圧力は適宜開放可能である。
【００６７】
上記金属ガラス２３を結晶化させるには、上記のように炉体の温度を昇温させる手法のほかに、ガラス転移後に結晶化温度未満でその温度により決まる結晶化するまでの時間の熱処理を継続する方法があるが、この手法では温度が低いため、熱変形等が軽減され、燃料電池の電極の劣化等をより抑制できる。
【００６８】
また、締結ロッド２０のみ昇温させて固定させればよいので、締結ロッド２０にのみ大電流を通電し、自己発熱で結晶化させる手法もあるが、この手法では燃料電池スタック構造体１の加熱温度と分離できるので、上記結晶化温度まで昇温して行う手法が短時間で実施可能なので低コストになる。
【００６９】
ここで、上記の金属ガラス２３は上記の組成に限るものではなく、他にも多くの組成が知られて居り、上記の組成に限定されるものではない。
【００７０】
上記の締結ロッド２０は先の実施例と同様に断面が円形でも角でも良い。外筒２１に開口した貫通孔２１ｃは、外筒２１内に形成される空間Ｓと外部とのガスの交換が悪くなった場合に、内部に水溜りが形成されて電解腐食されやすくなるのを防ぐもので、図５に示すように、貫通孔２１ｃを外筒２１の横に設けてよいほか、貫通孔２１ｃを外筒２１の中心軸上に配置したり、図７に示すように、外筒２１の頭部２１ａを大気に開放したりしてもよく、このように、外筒２１の頭部２１ａを大気に開放すると、すなわち、外筒２１にパイプを用いると、貫通孔２１ｃを形成する手間が省ける分だけ、コストの低減が図られることとなる。
【００７１】
さらに、図８に示すように、外筒２１も縦割りされていてスリット２１ｄを有していてもよく、この場合、上記重ね合わせ部分よりも長い範囲にわたってスリット２１ｄが入っているのであれば、上記の貫通孔２１ｃを形成する必要はない。
【００７２】
いずれの場合も金属ガラス２３が接合後の結晶化時に体積収縮するので、外筒２１が径を縮小する方向に反ることが可能な上記形態では収縮に追従して接合時の剥離を防止することができる。
【００７３】
上記シール材３は締結ロッド２０の金属ガラス２３と同一の材料でも、これ以下のガラス化及び結晶化温度を有するものでも、運転温度で多少の軟化を示す低融点ガラスでも、締結ロッド２０の接合温度以下で結晶化する結晶化ガラスでも、セラミックス系接着剤や、運転温度によっては樹脂の接着材でもよい。
【００７４】
とくに、本発明にかかる締結ロッド２０の接合に用いた金属ガラス２３に比べて、これが有するガラス転移点及び結晶化温度以下の温度でこれらの特性を示す金属ガラスの組成を用いた場合には、昇温時に締結ロッド２０で固定される前に接合され、結晶化し、上記のガラスを用いた場合とは異なり、運転時では完全に固体の状態で用いることができて、内外のガス圧力差に対して余裕があり、接合も昇温の途中で行われるので特段の操作も必要がない。
【００７５】
また、上記締結ロッド２０の接合に用いた金属ガラス２３のほかに、ガラスや結晶化ガラスや金属ロウ材を用いたり、あるいは、金属間化合物を形成させる手段を用いてもよい。
【００７６】
上記締結ロッド２０の間隙を結晶化後運転温度以上の融点を有するガラスを選択して接合材として用いた場合には、酸化物ガラス質のものなので大気雰囲気中で高温加熱し接合することができるので、プロセス中の雰囲気制御が容易で腐食に強く、ロッド２０の両端間の絶縁が容易となって、絶縁板が不要となる。
【００７７】
上記締結ロッド２０の間隙を結晶化後運転温度以上の融点を有する結晶化ガラスを選択して接合材として用いた場合には、大気雰囲気中で加熱し接合後結晶化して固定する操作において、上記のガラスより低温で結晶化し、接合することができるので、低温の工程を構築可能で周囲の熱変形劣化を抑制出来る。
【００７８】
上記締結ロッド２０の間隙を運転温度に対して十分に高い融点を有するロウ材を選択して接合材として用いた場合には、金属ガラスと同様に昇温後締結ロッド２０に通電加熱して接合させる等で高温接合できるので、製造に特別の配慮が必要な金属ガラスの代わりに製造が容易な接合材として用いることができる。
【００７９】
また、締結ロッド２０の間隙に、常温より高温で高強度を発現する金属間化合物として、例えば、Ｎｉ３Ａｌの様な材料を充填した場合は、各対向面の双方にそれぞれＮｉとＡｌの膜を形成し、面間を圧接しながら通電加熱して上記金属間化合物を形成する。この場合には高温強度の高い材料を接合しながら、その場で合成するものである。
【００８０】
図９は、本発明の燃料電池スタック構造体のさらに他の実施例を示している。図９に部分的に示すように、この実施例では、締結ロッド３０の内軸３２に、周方向に連続する溝３３を形成しており、この場合には、ガラス転移状態で外筒を動かすと、溝３３の角部分で金属ガラス２３の表面酸化膜の破壊と新生面の露出が促進されて両面間の接合が加速されると共に、金属ガラス２３が溝３３の側面にも引っ掛かりができてさらに強固に固定される。  
【００８１】
また、上記溝３３のほか、図１０に示すように、内軸４２を先が細くなる方向にテーパ状を成すべく形成してもよく、この場合には、接合時に奥へ送るほど金属ガラス２３の塑性変形が大きくなり、より接合に寄与するほか、結晶化時の収縮ではテーパ形状から内軸４２と外筒４１とが引き合う方向に力が働き、締結力が増加する方向に作用させることができ、これらを組み合わせた例として、図１１に示すように、内軸５２に形成した環状凸部５３の頂部を先が細くなる方向にテーパ形状としてもよく、この場合には、上記効果を同時に享受することができる。
【００８２】
図１２及び図１３は、本発明の燃料電池スタック構造体のさらに他の実施例を示している。図１２部分的に示すように、この実施例では、締結ロッド６０の外筒６１の基端部６１ａと、この外筒６１の基端部６１ａにおいて露出させた内軸６２の先端部６２ｄとの間に設けられて、塑性変形させることで締結ロッド６０の外筒６１及び内軸６２を互いに長手方向に固定する金属ガラス２３を固定手段としている。
【００８３】
具体的には、締結ロッド６０の外筒６１の基端部６１ａ及び内軸６２の先端部６２ｄの双方の間に溝６３を形成し、この溝６３に金属ガラス２３を充填してリベット状に塑性変形させることで、締結ロッド６０の外筒６１及び内軸６２を互いに長手方向に固定するようにしている。
【００８４】
この手法において、主体的には機械的な嵌め合いでの接合である。この場合、図１３に示すように、加圧冶具６５は、金属ガラス２３と濡れないグラファイトなどの素材から成り、リベット形状に整形させる窪み６６を具備し、金属ガラス２３を加圧ガラス転移状態で変形させながらリベット状に整形した後、上述の手法を用いて結晶化することにより固定される。
【００８５】
この実施例では、締結ロッド６０は、その内軸６２の軸径を８ｍｍとし、頭部６２ａを除いた長さを２２．４ｃｍとし、先端部６２ｄを６ｍｍの長さでφ７ｍｍに削り込み、さらに、ピッチ２ｍｍ、深さ１ｍｍの周方向の溝６３を形成した。一方、締結ロッド６０の外筒６１の全長を５ｃｍとし、その内径を８ｍｍ、外径を１２ｍｍとし、径の大きな基端部６１ａの内面には、長さ６ｍｍで周方向の溝６３をピッチ２ｍｍ、深さ１ｍｍで形成した。
【００８６】
そして、上記と同様の組成の幅１５ｍｍ、厚さ５０μｍの金属ガラス２３を用いて、内径７ｍｍで且つ外径８ｍｍとなるように上記内軸６２の先端部６２ｄに管状に巻きつけておき、上述と同様に端板６に内軸６２を固定し、複数の固体電解質型燃料電池ユニット２をシール材３を介して順次１００段積み重ねて積層体４を形成するのに続いて、この積層体４の上端に端板５を積み重ね、この端板５上に絶縁板８及び皿ばね７を重ね合わせた後、短い外筒６１を内軸６２の先端部６２ｄに嵌合して、接合炉内で上下に加圧加熱接合しながら、金属ガラス２３のガラス転移点まで昇温させ、加圧冶具６５で、上記金属ガラス２３を端部からつぶしてリベット状に整形して接合を完了した。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の一実施例による燃料電池スタック構造体を圧接炉で製造している状況を示す断面説明図である。（実施例１）
【図２】図１に示した燃料電池スタック構造体の締結ロッドの縦断面説明図（ａ）及び図２（ａ）Ａ−Ａ線位置に基づく断面説明図（ｂ）である。（実施例１）
【図３】図１における燃料電池スタック構造体の締結ロッドの他の構成例を示す図２（ａ）Ａ−Ａ線相当位置に基づく断面説明図である。
【図４】図１の燃料電池スタック構造体の他の構成例を示す断面説明図（ａ）及び平面説明図（ｂ）である。
【図５】本発明の燃料電池スタック構造体の他の実施例を示す断面説明図である。（実施例２）
【図６】図５の燃料電池スタック構造体を製造する際の工程説明図である。
【図７】図５における燃料電池スタック構造体の締結ロッドの他の構成例を示す縦断面説明図である。
【図８】図５における燃料電池スタック構造体の締結ロッドのさらに他の構成例を示す縦断面説明図（ａ）及び図８（ａ）Ｂ−Ｂ線位置に基づく断面説明図（ｂ）である。
【図９】本発明の燃料電池スタック構造体のさらに他の実施例を示す締結ロッドの内軸の断面説明図である。（実施例３）
【図１０】図９における燃料電池スタック構造体の締結ロッドの他の構成例を示す縦断面説明図である。
【図１１】図９における燃料電池スタック構造体の締結ロッドのさらに他の構成例を示す部分縦断面説明図である。
【図１２】本発明の燃料電池スタック構造体のさらに他の実施例を示す締結ロッドの断面説明図である。（実施例４）
【図１３】図１３の燃料電池スタック構造体を製造する際の締結ロッドの加圧状況を示す断面説明図である。（実施例４）
【符号の説明】
【００８８】
１  燃料電池スタック構造体
２  固体電解質型燃料電池ユニット
４  積層体
５，６  端板
５ａ，６ａ  ロッド貫通孔
６ｂ  雌ねじ部
１０，２０，３０，４０，５０，６０  締結ロッド
１１，２１，４１，５１，６１  外筒
１１ａ，２１ａ，６１ａ  外筒の頭部（基端部）
１１ｂ  筒側爪（固定手段）
１２，２２，３２，４２，５２，６２  内軸
１２ａ，２２ａ，６２ａ  内軸の頭部
１２ｂ  軸側爪（固定手段）
２１ｃ  貫通孔（ベントホール）
２１ｄ  スリット
２２ｂ  雄ねじ部
２３    金属ガラス（接合材；固定手段）
３３，６３    溝
５３    環状凸部
６２ｄ  内軸の先端部
【図１】
2007273097.tif 000003
【図２】
2007273097.tif 000004
【図３】
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【図４】
2007273097.tif 000006
【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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