(57)【要約】【課題】燃料電池スタックとスタックケースとの間への介在層の配設に要する時間の短縮化を図る。【解決手段】燃料電池スタックとスタックケースとの間に介在させる介在層を、未発泡の発泡層と通電を受けて発熱する発熱部とを有する介在層とする。電池製造に当たり、スタックケースに燃料電池スタックを組み込んで所定位置に配設し、スタック・ケースの間隙に、発泡層が未発泡の状態で、介在層を燃料電池セルの積層方向に亘って配設し、配設済み介在層の発熱部に通電して該発熱部の発熱により発泡層を発泡させ、介在層がスタック外壁面とケース内壁面とに接して介在する状態とする。【選択図】図１
2017147178.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池セルを積層した燃料電池スタックを介在層を介在させてスタックケースに収容した燃料電池の製造方法であって、
前記スタックケースに前記燃料電池スタックを組み込んで収容した状態で、前記燃料電池スタックを前記スタックケースの所定の位置に配設する工程と、
前記燃料電池スタックのスタック外壁面と前記スタックケースのケース内壁面との間の間隙に、未発泡の発泡層と通電を受けて発熱する発熱部とを有する介在層を、前記発泡層が未発泡の状態で、前記燃料電池セルの積層方向に亘って配設する工程と、
該配設された前記介在層の前記発熱部に通電して該発熱部の発熱により前記発泡層を発泡させ、前記介在層が前記スタック外壁面と前記ケース内壁面とに接して介在する状態とする工程と
を備える、燃料電池の製造方法。
【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に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、複数の燃料電池セルが積層された燃料電池スタックを備え、燃料電池スタックはスタックケースに収容されている。収容済みの燃料電池スタックに対する耐振動性や耐衝撃性を確保するため、燃料電池スタックとスタックケースとの間に、緩衝特性を有する絶縁部材を介在層として配設する手法が提案されている（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２００３−２０３６７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の手法は、介在層を積層構造とし、燃料電池スタックの側を低摩擦特性と絶縁特性を有する第1の層とし、この第1の層に発泡性材料を用いた第２の層を積層することで、燃料電池セルの積層方向（以下、セル積層方向と称する）と交差する方向に沿って燃料電池スタックに加わる衝撃を緩和する点で優れている。ところで、発泡性材料の発泡は材料への熱付与により起きるが、燃料電池スタックは既にスタックケースに収容済みであることから、熱付与は、通常、スタックケースの外側からなされる。このため、必要な容量の熱を発泡性材料にまで伝達して発泡材料を発泡させ、介在層を燃料電池スタックとスタックケースとの間に配設することに、時間を要していた。こうしたことから、燃料電池スタックとスタックケースとの間への介在層の配設に要する時間の短縮が要請されるに到った。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
【０００６】
（１）本発明の一形態によれば、燃料電池の製造方法が提供される。この燃料電池の製造方法は、燃料電池セルを積層した燃料電池スタックを介在層を介在させてスタックケースに収容した燃料電池の製造方法であって、前記スタックケースに前記燃料電池スタックを組み込んで収容した状態で、前記燃料電池スタックを前記スタックケースの所定の位置に配設する工程と、前記燃料電池スタックのスタック外壁面と前記スタックケースのケース内壁面との間の間隙に、未発泡の発泡層と通電を受けて発熱する発熱部とを有する介在層を、前記発泡層が未発泡の状態で、前記燃料電池セルの積層方向に亘って配設する工程と、該配設された前記介在層の前記発熱部に通電して該発熱部の発熱により前記発泡層を発泡させ、前記介在層が前記スタック外壁面と前記ケース内壁面とに接して介在する状態とする工程とを備える。
【０００７】
この形態の燃料電池の製造方法では、スタックケースに配設された燃料電池スタックとスタックケースとの間の間隙に、介在層を支障なく挿入できる。そして、燃料電池セルの積層方向（セル積層方向）に亘って配設された介在層の発泡層に埋設された発熱部へのその後の通電により、発泡層は、セル積層方向の各部位において直に加熱されて、速やかに発泡する。よって、この形態の燃料電池の製造方法によれば、燃料電池スタックとスタックケースとの間への介在層の配設に要する時間を短縮化できる。
【０００８】
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能である。例えば、燃料電池の製造方法等の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態の製造方法で得られた燃料電池を正面視してその概略構成を示す説明図である。
【図２】燃料電池の概略構成を分解して示す説明図である。
【図３】介在層の全体構成を斜視にて示す説明図である。
【図４】本実施形態の製造方法における製造手順を示す手順図である。
【図５】スタック組み込み・位置決めの様子を模式的に示す説明図である。
【図６】介在層挿入の様子をセル積層方向に沿ったＸ軸方向から平面視して示す説明図である。
【図７】介在層挿入の様子を積層方向と交差するＹ軸方向から側面視して示す説明図である。
【図８】通電加熱装置と第１〜第４の介在層との接続の様子を通電加熱の様子に関連付けて示す説明図である。
【図９】介在層による燃料電池スタックの拘束・保持の様子をセル積層方向に沿ったＸ軸方向から平面視して示す説明図である。
【図１０】第２実施形態の製造方法で得られた燃料電池の介在層による燃料電池スタックの拘束・保持の様子をセル積層方向に沿ったＸ軸方向から平面視して示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は実施形態の製造方法で得られた燃料電池１００を正面視してその概略構成を示す説明図であり、図２は燃料電池１００の概略構成を分解して示す説明図である。なお、各図のＸＹＺ軸は、Ｘ軸を燃料電池セル１２２の積層方向に沿った軸としており、Ｙ軸は水平方向、Ｚ軸は鉛直方向を示す。また、図１では、スタックケース１１０を一体品としてハッチングして示している。図１を始めとする各図は、燃料電池１００を構成する各パーツの実際の寸法比を表すものではなく、各パーツの配設の様子や位置関係を示すに過ぎない。
【００１１】
燃料電池１００は、スタックケース１１０と、燃料電池スタック１２０と、第１〜第４の介在層１４１Ａ〜１４１Ｄとを備える。スタックケース１１０は、アルミ等の金属製のケースであり、ケース本体１１１と蓋体１１２とを備える。ケース本体１１１は、後述の燃料電池スタック１２０における燃料電池セル１２２の積層方向（以下、セル積層方向と適宜称する）に沿って燃料電池スタック１２０のスタック外壁面を取り囲み、セル積層方向に沿った燃料電池スタック１２０の組み込みを可能とする前後端開放型のケース形状とされている。蓋体１１２は、燃料電池スタック１２０の収容後にケース本体１１１の前後端の開口部に図示しないボルトを用いて固定される。
【００１２】
燃料電池スタック１２０は、二つのエンドプレート１２１の間に複数の燃料電池セル１２２が積層されたスタック構造を備える。複数の燃料電池セル１２２は、エンドプレート１２１および燃料電池セル１２２の各コーナー部に開けられた貫通孔１３７に挿入された図示しない締結シャフトを介して、締結される。
【００１３】
エンドプレート１２１と燃料電池セル１２２は、共に、矩形形状とされ、上記した貫通孔１３７の他、ガス流入孔１３１と、ガス流出孔１３２と、エアー流入孔１３３と、エアー流出孔１３４と、冷却水流入孔１３５と、冷却水流出孔１３６とを備える。ガス流入孔１３１は、燃料ガス、例えば水素ガスをそれぞれの燃料電池セル１２２に導くための流路を形成し、ガス流出孔１３２は、未消費の水素ガスを外部に導くための流路を形成する。エアー流入孔１３３は、酸素含有ガスである空気をそれぞれの燃料電池セル１２２に導くための流路を形成し、エアー流出孔１３４は、余剰の空気を外部に導くための流路を形成する。これら流入孔と流出孔は、ＹＺ平面において、ガス流入孔１３１とガス流出孔１３２とが対角となり、エアー流入孔１３３とエアー流出孔１３４とが対角となるように、矩形短辺に沿って形成されており、Ｘ軸方向、つまりセル積層方向に沿って連続している。冷却水流入孔１３５は、冷媒をそれぞれの燃料電池セル１２２に導くための流路を形成し、冷却水流出孔１３６は、冷媒を外部に導くための流路を形成する。冷却水の流入孔と流出孔は、向かい合うよう矩形長辺に沿って形成されており、Ｘ軸方向（セル積層方向）に沿って連続している。燃料電池セル１２２の内部構成は、既存構成と同様なので、セル構成の説明についてはこれを省略する。
【００１４】
エンドプレート１２１と燃料電池セル１２２とが矩形形状であることから、燃料電池スタック１２０にあっても、ＹＺ平面、即ちセル積層方向に沿って燃料電池スタック１２０を見たスタック外形も矩形形状となる。そして、燃料電池１００は、燃料電池スタック１２０の四つの角部の内の第１の角部１２５のＹ軸に沿った第１のスタック側面１２５ａとＺ軸に沿った第２のスタック側面１２５ｂとに、第１の介在層１４１Ａと第２の介在層１４１Ｂを備え、第１の角部１２５とＹＺ平面において対角の関係にある第２の角部１２６のＹ軸に沿った第３のスタック側面１２６ａとＺ軸に沿った第４のスタック側面１２６ｂとに、第３の介在層１４１Ｃと第４の介在層１４１Ｄを備える。
【００１５】
第１〜第４の介在層１４１Ａ〜１４１Ｄは、スタックケース１１０と燃料電池スタック１２０との間の間隙１１３に配設され、同一の構成とされている。よって、以下、第１〜第４の介在層１４１Ａ〜１４１Ｄを総称する場合には、介在層１４１と称する。図３は介在層１４１の全体構成を斜視にて示す説明図である。図３および図１に示すように、介在層１４１は、三層構造とされ、第１層１４２と第２層１４３との間に発泡層１４４を積層した長尺状の介在層とされ、発泡層１４４に、電熱線１４５を埋設して備える。第１層１４２と第２層１４３は、例えば、ポリウレタン等の絶縁性樹脂の薄葉シート体である。燃料電池セル１２２は、通常、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂製のフレーム構成とされ、スタックケース１１０のケース本体１１１はアルミ等の金属ケースであることから、第１層１４２と第２層１４３は、材料の性状により、燃料電池セル１２２の端面およびケース本体１１１の内壁面に接触した接触状態の継続後にも剥離可能な性状を発揮する。
【００１６】
発泡層１４４は、発泡性のエポキシ樹脂等の発泡材料を用いて形成され、介在層１４１の配設前にあっては未発泡であり、後述の組み付け時において発泡する。発泡後において、発泡層１４４は衝撃緩和用の発泡層となり、この発泡層１４４を有する介在層１４１にあっても、衝撃緩和用の介在層となる。そして、介在層１４１は、スタックケース１１０と燃料電池スタック１２０との間に介在して、燃料電池スタック１２０を外部から拘束する。
【００１７】
発泡層１４４は、図２に示す燃料電池セル１２２の積層方向における燃料電池スタック１２０の全長に合致した長さ、より詳しくは、燃料電池スタック１２０においてエンドプレート１２１を除く燃料電池セル１２２の積層長さとほぼ同じ長さとされ、第１層１４２と第２層１４３は、発泡層１４４と同寸とされている。よって、介在層１４１は、発泡層１４４をセル積層方向における燃料電池スタック１２０の全長に亘って有し、スタックケース１１０と燃料電池スタック１２０との間の間隙１１３に発泡層１４４と共に配設されることになる。
【００１８】
電熱線１４５は、ニクロム線等の通電を受けて発熱する電熱線であって、本発明における発熱部に該当し、セル積層方向に沿って発泡層１４４に埋設されている。本実施形態の電熱線１４５は、図３に示すように、介在層１４１の一端の側から他端の側に掛けて折り返して発泡層１４４に埋設され、介在層一端側を接続端子１４６とする。このように電熱線１４５を発泡層１４４に埋設した介在層１４１を得るには、中空容器を利用した型成形手法を用いればよい。例えば、矩形断面形状が、発泡層１４４の発泡前の矩形断面となるような中空容器を用意し、その容器に電熱線１４５を折り返して屈曲する軌跡でセットし、その後に、発泡性のエポキシ樹脂を未発泡の状態で充填して型成形する。これにより、発泡層１４４が未発泡の介在層１４１が得られる。
【００１９】
図４は本実施形態の製造方法における製造手順を示す手順図である。図示するように、本実施形態の製造方法では、まず、燃料電池１００に必要なパーツであるスタックケース１１０や燃料電池スタック１２０、第１〜第４の介在層１４１Ａ〜１４１Ｄ（図２、図３参照）を準備する（ステップＳ１００）。各パーツは、それぞれの製造ラインから搬入するようにできるほか、パーツ製造先から調達してもよい。この場合、燃料電池スタック１２０は、燃料電池セル１２２がセル積層方向に締結固定済みで燃料電池セル１２２が所定の圧力で積層されたスタックとされている。パーツ準備に続き、ケース本体１１１への燃料電池スタック１２０の組み込みと位置決めを行う（ステップＳ１１０）。図５はスタック組み込み・位置決めの様子を模式的に示す説明図である。
【００２０】
図示するように、ケース本体１１１を、水平に平面出しされた作業テーブルＳＴに載置し、図示しない固定ジグで作業テーブルＳＴに固定する。次いで、燃料電池スタック１２０を、ケース本体１１１の一方の開口部の側から水平に挿入し、燃料電池スタック１２０をスタックケース１１０のケース本体１１１に組み込んで収容する。スタック収容後、姿勢確保ジグ２００で燃料電池スタック１２０を水平に保持しつつ、燃料電池スタック１２０がケース本体１１１の中心位置に配置されるように、燃料電池スタック１２０をケース本体１１１において位置決め保持する。本実施形態では、ケース本体１１１の中心位置を、燃料電池スタック１２０の所定の位置とした。また、セル積層方向についても、ケース本体１１１に対して燃料電池スタック１２０を位置決め保持する。これにより、燃料電池スタック１２０とスタックケース１１０のケース本体１１１との間には、燃料電池スタック１２０を取り囲んで間隙１１３が形成され、この間隙１１３の寸法は、燃料電池スタック１２０の各側面において同寸とされる。図５における黒色三角は、燃料電池スタック１２０の基準確保の状態を示している。図５以降における各図の黒色三角も同様である。なお、姿勢確保ジグ２００は、第１〜第４の介在層１４１Ａ〜１４１Ｄの配設箇所と干渉しない部位において燃料電池スタック１２０を保持して、位置決め姿勢を維持する。
【００２１】
次に、第１〜第４の介在層１４１Ａ〜１４１Ｄを、燃料電池スタック１２０とスタックケース１１０のケース本体１１１との間の間隙１１３に、順次、挿入する（ステップＳ１２０）。挿入される第１〜第４の介在層１４１Ａ〜１４１Ｄは、いずれも発泡層１４４が未発泡の状態である。図６は介在層挿入の様子をセル積層方向に沿ったＸ軸方向から平面視して示す説明図であり、図７は介在層挿入の様子を積層方向と交差するＹ軸方向から側面視して示す説明図である。なお、図７は図６における７−７線断面を示すが、この図７以降において、図示の都合から、ケース本体１１１についてのハッチングは省略されている。
【００２２】
この介在層挿入では、第１層１４２と第２層１４３（図１参照）のいずれかが燃料電池スタック１２０の周囲側面（スタック外壁面）に向くようにされ、姿勢確保ジグ２００で位置決め済みの燃料電池スタック１２０とケース本体１１１との間の間隙１１３に、第１〜第４の介在層１４１Ａ〜１４１Ｄが挿入される。第１の介在層１４１Ａは、挿入後、燃料電池スタック１２０の第１のスタック側面１２５ａに載置され、第３の介在層１４１Ｃは、挿入後、第３のスタック側面１２６ａに向かい合うようケース本体１１１の内周壁に載置される。第２の介在層１４１Ｂと第４の介在層１４１Ｄは、第２のスタック側面１２５ｂ、或いは第４のスタック側面１２６ｂに接触するよう、長尺体の介在層両端を把持する図示しない把持ジグにより水平な姿勢とされている。こうした介在層挿入により、第１〜第４の介在層１４１Ａ〜１４１Ｄは、間隙１１３において、ケース本体１１１の側に、或いは第３のスタック側面１２６ａの側に、発泡スペースＳｐを確保して、仮配設されることになる。なお、第２の介在層１４１Ｂと第４の介在層１４１Ｄおよび第３の介在層１４１Ｃは、その長手方向に点在して塗られた接着剤により、第２のスタック側面１２５ｂ、第４のスタック側面１２６ｂ、或いは第３のスタック側面１２６ａに接触して、各スタック側面に接着保持してもよい。このように接着しても、接着剤による接着箇所は、長手方向に点在するに過ぎないので、燃料電池スタック１２０のスタック側面やケース本体１１１の内周壁から、第１層１４２や第２層１４３を剥離できる。
【００２３】
次に、挿入済み第１〜第４の介在層１４１Ａ〜１４１Ｄを用いて燃料電池スタック１２０を拘束・保持する（ステップＳ１３０）。この拘束・保持の準備として、それぞれの介在層１４１の接続端子１４６（図３参照）を通電加熱装置２２０と配線２２２を介して接続する。図８は通電加熱装置２２０と第１〜第４の介在層１４１Ａ〜１４１Ｄとの接続の様子を通電加熱の様子に関連付けて示す説明図である。図８に示すように、第１の角部１２５を挟んで隣り合う第１の介在層１４１Ａと第２の介在層１４１Ｂとを、発泡層１４４（図３参照）に埋設済みの電熱線１４５を直列に接続して、通電加熱装置２２０と配線２２２を介して接続する。第２の角部１２６を挟んで隣り合う第３の介在層１４１Ｃと第４の介在層１４１Ｄとを、電熱線１４５を直列に接続して、通電加熱装置２２０と配線２２２を介して接続する。この状態において、燃料電池スタック１２０は、既述した姿勢確保ジグ２００により、ケース本体１１１の中心位置に位置決め保持されたままである。
【００２４】
上記した接続と相前後して、ケース本体１１１のセンサ設置孔Ｓｈ（図２参照）に温度センサ２３０を設置し、この温度センサ２３０を通電加熱装置２２０に接続する。温度センサ２３０は、熱電対式のセンシング部位を第１の介在層１４１Ａに接触させて第１の介在層１４１Ａの温度を検出し、その検出温度を通電加熱装置２２０に出力する。なお、温度センサ２３０は、通電加熱装置２２０からの通電に伴う発泡層１４４の発泡を阻害しないよう、センシング部位を発泡層１４４の発泡に合わせて上方（＋Ｚ軸方向）に持ち上げるよう構成されている。
【００２５】
通電加熱装置２２０は、配線２２２を介して接続されたそれぞれの介在層１４１の電熱線１４５に通電すると共に、温度センサ２３０からの検出温度を参照しながら、通電電流を制御する。電熱線１４５に通電を受ける介在層１４１は、発泡層１４４の発泡により、燃料電池スタック１２０を次のように拘束して保持する。図９は介在層１４１による燃料電池スタック１２０の拘束・保持の様子をセル積層方向に沿ったＸ軸方向から平面視して示す説明図である。
【００２６】
図示するように、介在層１４１は、電熱線１４５への通電に伴う発泡層１４４の発泡により、ケース本体１１１の側に残されていた発泡スペースＳｐが消失するまで、図におけるＺ軸方向に伸張する。この伸張は、図示する場合では、第１層１４２が既に燃料電池スタック１２０のスタック外壁面に接触していることから、第２層１４３がケース本体１１１に近づくように起きる。図８に示す第３の介在層１４１Ｃであれば、第２層１４３が燃料電池スタック１２０に近づくように伸張する。発泡層１４４の発泡による介在層１４１の伸張は、通電加熱装置２２０による通電制御により短時間の内にもたらされる。そして、電熱線１４５への通電は、介在層１４１の配設箇所における間隙１１３が発泡層１４４の発泡に伴い伸張した介在層１４１で埋め尽くされて発泡スペースＳｐが消失した後、燃料電池スタック１２０のスタック外壁面とケース本体１１１のケース内壁面に接した介在層１４１が発泡層１４４の発泡に伴う伸張により所定の力をケース本体１１１および燃料電池スタック１２０に及ぼすまで、継続される。つまり、発泡層１４４が未発泡の介在層１４１の外郭形状寸法（Ｚ軸方向の高さ）や発泡スペースＳｐの隔たり、単位通電量当たりの発泡層１４４の発泡状況は既知であるので、通電加熱装置２２０は、温度センサ２３０からの介在層１４１の温度に基づき通電制御を行うことで、発泡層１４４は、所定の力を介在層１４１がケース本体１１１および燃料電池スタック１２０に及ぼすまで発泡することになる。そして、第１〜第４の介在層１４１Ａ〜１４１Ｄにおける発泡層１４４の発泡により、第１〜第４の介在層１４１Ａ〜１４１Ｄは、間隙１１３に配設された状態で、燃料電池スタック１２０のスタック外壁面とケース本体１１１のケース内壁面とに接して燃料電池スタック１２０をその外部から拘束しつつ、ケース本体１１１の所定位置に燃料電池スタック１２０を保持する。なお、発泡層１４４は、セル積層方向の長さが長くなるように発泡するが、発泡層１４４の発泡過程において、図７に示すケース本体１１１の開口端側に治具蓋２０２などを装着することで、セル積層方向に発泡層１４４が延びないようにできる。これにより、発泡後の発泡層１４４のセル積層方向の長さを、発泡層１４４の未発泡の時と同様、燃料電池セル１２２の同じ長さのままとできる。
【００２７】
第１〜第４の介在層１４１Ａ〜１４１Ｄによる燃料電池スタック１２０の拘束・保持が完了した後は、燃料電池スタック１２０の位置決めに用いていた姿勢確保ジグ２００や、第２の介在層１４１Ｂと第４の介在層１４１Ｄの水平保持に用いていた把持ジグなどの各種治具を取り外し、燃料電池スタック１２０をスタックケース１１０に固定する（ステップＳ１４０）。各種ジグが取り外されても、燃料電池スタック１２０は、第１の角部１２５を挟んで位置する第１の介在層１４１Ａと第２の介在層１４１Ｂ、および第１の角部１２５と対角の第２の角部１２６を挟んで位置する第３の介在層１４１Ｃと第４の介在層１４１Ｄとにより拘束済みであり、ケース本体１１１の中央位置に位置したままである。ジグ取り外し後のスタック固定では、蓋体１１２（図２参照）をケース本体１１１の開口部に固定した後、蓋体１１２からいわゆる迫り出しボルトが押し込まれるので、燃料電池スタック１２０は迫り出しボルトによる押圧力をセル積層方向の両側から受けて、スタックケース１１０に固定される。その後は、既述したステップＳ１００からの手順が繰り返される。
【００２８】
以上説明したように、本実施形態の製造方法で得られた燃料電池１００によれば、スタックケース１１０のケース本体１１１に対して位置決めされた燃料電池スタック１２０とケース本体１１１との間の間隙１１３に、第１〜第４の介在層１４１Ａ〜１４１Ｄを支障なく挿入でき（図６参照）、その後の電熱線１４５への通電に伴う発泡層１４４の発泡により、燃料電池スタック１２０のスタック外壁面とケース本体１１１のケース内壁面との間の間隙１１３を第１〜第４の介在層１４１Ａ〜１４１Ｄで埋めて、燃料電池スタック１２０をスタックケース１１０に拘束できる。よって、本実施形態の製造方法で得られた燃料電池１００によれば、スタックケース１１０に燃料電池スタック１２０を支障なく、且つ簡便に組み込み収容できる。また、介在層１４１が燃料電池スタック１２０の全長に亘って有する発泡層１４４を、セル積層方向に沿って発泡層１４４に埋設された電熱線１４５により、セル積層方向の各部位において直に加熱して速やかに発泡させる。この点から、本実施形態の製造方法によれば、燃料電池スタック１２０とスタックケース１１０の間隙１１３への介在層１４１の配設に要する時間を短縮化できる。
【００２９】
本実施形態の製造方法で得られた燃料電池１００は、発泡層１４４を持つ故に衝撃時に燃料電池セル１２２がずれようとする力に対する反力を発揮する長尺体の第１〜第４の介在層１４１Ａ〜１４１Ｄを備え、これら介在層で燃料電池スタック１２０を外部から拘束する。よって、本実施形態の製造方法で得られた燃料電池１００によれば、燃料電池スタック１２０にセル積層方向と交差する方向から作用した外力によって生じる燃料電池セル１２２がずれようとする力に対して、長尺体の第１〜第４の介在層１４１Ａ〜１４１Ｄのうちで、外力の作用方向と同方向の側に配設された介在層により反力を発揮して、外力の作用方向に沿った燃料電池セル１２２のズレを防止できる。
【００３０】
本実施形態の製造方法で得られた燃料電池１００によれば、次のような利点もある。燃料電池１００の発電運用の間において、一部の燃料電池セル１２２に発電に支障のある不都合、例えば電解質膜の損傷等が起き得る。或いは、燃料電池スタック１２０の能力維持のため、定期的・不定期に燃料電池セル１２２の発電状況を点検する必要もある。こうした場合、燃料電池スタック１２０を燃料電池１００から取り外して、各種の保守点検作業がなされるが、燃料電池スタック１２０は、介在層１４１によりスタックケース１１０に対して拘束・保持されていることから、蓋体１１２をケース本体１１１から取り外しても、燃料電池スタック１２０をケース本体１１１から取り外し難い。
【００３１】
本実施形態の製造方法で得られた燃料電池１００は、燃料電池スタック１２０が介在層１４１によりスタックケース１１０に対して拘束・保持されている状況において、介在層１４１における発泡層１４４の電熱線１４５に、通電加熱装置２２０から通電できる。この場合、発泡層１４４は、燃料電池スタック１２０の拘束・保持の際に既に発泡済み（図９：発泡後）であるが、通電加熱装置２２０からの新たな通電により発熱した電熱線１４５から熱を受けるので、発泡性のエポキシ樹脂等の発泡材料の溶融軟化により、図９における−Ｚ軸方向に縮む。そうすると、ケース本体１１１と介在層１４１との間には新たな空隙ができて、燃料電池スタック１２０の拘束・保持が解除される。よって、本実施形態の製造方法で得られた燃料電池１００によれば、燃料電池スタック１２０をケース本体１１１から容易に取り外しできる。保守点検後の燃料電池スタック１２０をスタックケース１１０に組み込む際には、新たな介在層１４１を用いて、既述したように燃料電池スタック１２０を素早くスタックケース１１０に拘束・保持できる。なお、このような発泡層１４４の発泡材料の溶融軟化を、燃料電池スタック１２０の取り外しに必須とする必要は無い。
【００３２】
図１０は第２実施形態の製造方法で得られた燃料電池の介在層２４１による燃料電池スタック１２０の拘束・保持の様子をセル積層方向に沿ったＸ軸方向から平面視して示す説明図である。第２実施形態の介在層２４１は、電熱線１４５を埋設した発泡層１４４を第１層１４２で取り囲む構成を備える。こうした構成の介在層２４１を得るには、絶縁性の第１層１４２を、図示するような屈曲部を有する扁平断面形状の長尺中空状の袋体とし、この第１層１４２に、電熱線１４５を埋設するようにして発泡層１４４を構成する発泡材料を充填すればよい。そして、この介在層２４１により燃料電池スタック１２０をスタックケース１１０のケース本体１１１に拘束・保持するには、図１０に示すように、まず、発泡スペースＳｐが確保されるようにして介在層２４１を燃料電池スタック１２０に仮配設する。次いで、電熱線１４５への通電を図って、発泡層１４４を、所定の抗力を介在層２４１がケース本体１１１および燃料電池スタック１２０に及ぼすまで発泡させる。これにより、第２実施形態の製造方法で得られた燃料電池の介在層２４１によっても、間隙１１３に配設された状態で、燃料電池スタック１２０をその外部から拘束しつつ、ケース本体１１１の所定位置に燃料電池スタック１２０を保持でき、既述した効果を奏することができる。
【００３３】
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。
【００３４】
既述した実施形態では、電熱線１４５を折り返すように発泡層１４４に配設したが（図３参照）、直線軌跡状の電熱線１４５を一筋、或いは複数筋に亘って発泡層１４４に埋設してもよい。この他、電熱線１４５を、例えばジグザグ状の非線形軌跡の電熱線としたり、面状発熱体とすることもできる。面状発熱体であれば、所定温度になると発熱を極力小さくする自己温度調整タイプの面状発熱体とすることもできる。
【００３５】
既述した実施形態では、燃料電池スタック１２０の四つの角部の内の第１の角部１２５の両側と、第１の角部１２５とＹＺ平面において対角の関係にある第２の角部１２６の両側とに、第１〜第４の介在層１４１Ａ〜１４１Ｄを一つずつ配設したが、これに限らない。例えば、第１の角部１２５と第２の角部１２６以外の二つの角部にも、第１〜第４の介在層１４１Ａ〜１４１Ｄを配設してもよい。また、燃料電池スタック１２０の第１のスタック側面１２５ａと第２のスタック側面１２５ｂ、および第３のスタック側面１２６ａと第４のスタック側面１２６ｂとに、複数の介在層１４１を配設してもよい。また、第１の角部１２５の両側には、記述した実施形態の第１の介在層１４１Ａと第２の介在層１４１Ｂを配設し、第２の角部１２６の両側には、発泡済み発泡層を有する既存の介在層を配設するようにしてもよい。
【００３６】
既述した実施形態では、ケース本体１１１を両端が開口した形状としたが、燃料電池スタック１２０の組み込み側のみが開口した形状のケース本体１１１としてもよい。また、有底のボックス状のケース本体１１１としてもよい。
【００３７】
既述した実施形態では、燃料電池スタック１２０をケース本体１１１の中心位置に位置決めして、ケース本体１１１と燃料電池スタック１２０との間の間隙１１３がスタック外周壁回りで同じ間隔となるようにしたが、図１における左右、或いは上下で間隙１１３が異なる寸法となるようにしてもよい。この場合には、異なる厚みの介在層１４１を使い分ければよい。
【００３８】
既述した実施形態では、介在層１４１を、セル積層方向における燃料電池スタック１２０の全長に合致した長さの発泡層１４４を有する長尺状の介在層としたが、これに限らない。例えば、介在層１４１を、上記の燃料電池スタック１２０の全長を等分する長さの介在層とし、これら介在層をセル積層方向に亘って並ぶように配設してもよい。この場合には、隣り合う介在層１４１において電熱線１４５を接続しておき、セル積層方向の端部側の介在層１４１の電熱線１４５に通電すればよい。
【符号の説明】
【００３９】
１００…燃料電池
１１０…スタックケース
１１１…ケース本体
１１２…蓋体
１１３…間隙
１２０…燃料電池スタック
１２１…エンドプレート
１２２…燃料電池セル
１２５…第１の角部
１２５ａ…第１のスタック側面
１２５ｂ…第２のスタック側面
１２６…第２の角部
１２６ａ…第３のスタック側面
１２６ｂ…第４のスタック側面
１３１…ガス流入孔
１３２…ガス流出孔
１３３…エアー流入孔
１３４…エアー流出孔
１３５…冷却水流入孔
１３６…冷却水流出孔
１３７…貫通孔
１４１…介在層
１４１Ａ…第１の介在層
１４１Ｂ…第２の介在層
１４１Ｃ…第３の介在層
１４１Ｄ…第４の介在層
１４２…第１層
１４３…第２層
１４４…発泡層
１４５…電熱線
１４６…接続端子
２００…姿勢確保ジグ
２０２…治具蓋
２２０…通電加熱装置
２２２…配線
２３０…温度センサ
２４１…介在層
ＳＴ…作業テーブル
Ｓｈ…センサ設置孔
Ｓｐ…発泡スペース
【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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