JP2013219028A - 位置決め棒 - Google Patents

Abstract

【課題】位置決め棒の不要な突出がない燃料電池スタックを簡単に形成できるとともに、燃料電池スタックの組立および分解時における単位燃料電池の損傷を防止できる位置決め棒を提供する。
【解決手段】単位セル２を沿わせて積層方向に移動させるためのノックピン４０であって、ノックピン本体部４３と第一延長部４１との境界面Ｆにおいて、移動方向の下流側に配置されたノックピン本体部４３の外形は、移動方向の上流側に配置された第一延長部４１の外形以下の大きさに形成されていることを特徴としている。
【選択図】図１１

Description

この発明は、燃料電池スタックの組立時および分解時に用いられる位置決め棒に関するものである。

固体高分子電解質膜型の燃料電池は、固体高分子電解質膜をアノード電極とカソード電極とで両側から挟み込んで形成された膜電極構造体を備え、一対のセパレータによって膜電極構造体を挟持することにより単位燃料電池を構成している。

この種の燃料電池においては、アノード電極には、燃料ガスとして、例えば主に水素を含有するガス（以下、「水素含有ガス」という。）が供給され、カソード電極には、酸化剤ガスとして、例えば主に酸素を含有するガスあるいは空気（以下、「酸素含有ガス」という。）が供給されている。アノード電極に供給された燃料ガスは、電極触媒上で水素がイオン化され、電解質膜を介してカソード電極側へと移動する。その間に生じた電子は外部回路に取り出され、直流の電気エネルギとして利用される。

燃料電池スタックは、上述した単位燃料電池が複数枚（数十〜数百枚）積層されて構成されている。このとき、各単位燃料電池間に、積層方向と交差する方向にずれが生じると、水素含有ガスおよび酸素含有ガスの各反応ガスのシール性が低下したり、電気エネルギの発電性能が低下したりするおそれがある。したがって、燃料電池スタックの組立時には、各単位燃料電池同士を正確に位置決めしつつ積層する必要がある。

例えば、特許文献１に記載の燃料電池スタック組立方法は、燃料電池を構成する平板状の部品にセル位置決め穴を設け、順次各々のセル位置決め穴をノックピン（請求項の「位置決め棒」に相当。）に嵌合の上積層してセル（請求項の「単位燃料電池」に相当。）を構成し、これを所要のセル数繰り返し積層してスタックを構成し、加圧プレートを用いて締め付け固定している。特許文献１によれば、燃料電池を構成する平板状の部品を位置ずれすることなく積層してセルを構成し、セルも位置ずれすることなく積層して高精度に且つ完全にシールしてスタックを組み立てることができるとされている。

ところで、加圧プレートを用いてセルを締め付け固定すると、セルが圧縮されるため、燃料電池スタックの積層方向の長さが締め付け固定する前よりも短くなる。したがって、加圧プレートを用いてセルを締め付け固定した後は、加圧プレートの外側端面からノックピンの端部が突出する。このとき、燃料電池スタックは、ノックピンの突出長さ分だけ積層方向に長尺化し好ましくない。したがって、突出したノックピンの端部を除去等して位置決め棒の不要な突出をなくすのが望ましい。

特開平９−１３４７３４号公報

しかし、特許文献１に記載の組立方法においては、単位燃料電池の圧縮後に、燃料電池スタックから突出した位置決め棒の端部の除去方法が記載されていない。また、一般的な位置決め棒の端部の処理方法としては、突出した位置決め棒の端部を切断したり、単位燃料電池の圧縮固定後に位置決め棒を引き抜いたりすることが考えられるが、燃料電池スタックの組立工程が煩雑となる。

この問題を解決するために、単位燃料電池の圧縮後に燃料電池スタック内に配置される本体部と、本体部の端部に着脱可能に設けられた延長部と、により構成された位置決め棒を用いた燃料電池スタック組立方法が考えられる。この組立方法によれば、単位燃料電池の圧縮前には、位置決め棒に沿わせて単位燃料電池を位置決めしつつ積層できる。さらに、単位燃料電池の圧縮後には、延長部を取り外すことで、燃料電池スタックの外側端面から突出した位置決め棒の端部（すなわち延長部）を簡単に除去し、位置決め棒の不要な突出を防止できる。

ところで、本体部と延長部とにより構成される位置決め棒を用いた燃料電池スタック組立方法には、以下の課題が残されている。
位置決めピンの外周面における本体部と延長部との接続部分には、本体部および延長部の寸法誤差等により、必ず段差が存在する。したがって、単位燃料電池を位置決めピンに沿わせて移動するとき、段差に単位燃料電池が引っ掛かり、単位燃料電池を損傷するおそれがある。この課題は、燃料電池スタックを分解する際においても、位置決めピンに沿わせて単位燃料電池を移動するため同様に発生する。

そこで本発明は、位置決め棒の不要な突出がない燃料電池スタックを簡単に形成できるとともに、燃料電池スタックの組立および分解時における単位燃料電池の損傷を防止できる位置決め棒の提供を課題とする。

上記の課題を解決するため、本発明の位置決め棒（例えば、実施形態におけるノックピン４０）は、単位燃料電池（例えば、実施形態における単位セル２）が積層された燃料電池スタック（例えば、実施形態における燃料電池スタック１）の組立および分解時に用いられ、前記単位燃料電池の積層方向に延在する本体部（例えば、実施形態におけるノックピン本体部４３）と、前記本体部の少なくとも一方端部に設けられ、前記本体部に対して着脱可能な延長部（例えば、実施形態における第一延長部４１）と、を備え、前記単位燃料電池の前記積層方向に貫通する位置決め孔（例えば、実施形態における位置決め孔３８）に沿わせて前記単位燃料電池を前記積層方向に移動させるための位置決め棒であって、前記本体部と前記延長部との境界面（例えば、実施形態における境界面Ｆ）において、前記本体部および前記延長部のうち、前記単位燃料電池の移動方向の下流側に配置された一方の外形は、前記移動方向の上流側に配置された他方の外形以下の大きさに形成されていることを特徴としている。

本発明によれば、位置決め棒の延長部は、本体部に着脱可能に形成されているので、燃料電池スタックの組立時において単位燃料電池を圧縮した後、燃料電池スタックの積層方向の端部から突出した延長部を簡単に除去できる。したがって、位置決め棒の不要な突出がない燃料電池スタックを簡単に形成できる。
また、本体部と延長部との境界面において、単位燃料電池の移動方向の下流側に配置された本体部および延長部のいずれか一方の外形は、移動方向の上流側に配置された本体部および延長部のいずれか他方の外形以下の大きさに形成されている。すなわち、位置決め棒は、本体部と延長部との境界面を挟んで必ず下流側の外形が上流側の外形以下の大きさに形成されているので、移動方向の上流側から下流側に向かって、位置決め棒の径方向の外側に突出した段差の形成を防止できる。これにより、燃料電池スタックの組立および分解時に、単位燃料電池を位置決め棒に沿って移動させたとき、本体部と延長部との境界において単位燃料電池が段差に引っ掛かるのを防止できるので、単位燃料電池の損傷を防止できる。

また、前記本体部および前記延長部の少なくとも一方は、前記境界面から前記下流側に向かうに従い漸次外形が大きくなるように形成されていることを特徴としている。

本発明によれば、移動方向の下流側に配置された本体部および延長部の少なくとも一方の外形が、境界面から下流側に向かうに従い漸次大きくなるように形成することで、本体部と延長部との境界面よりも下流側で位置決め棒の外形が急激に変化するのを防止できる。これにより、本体部と延長部との境界において単位燃料電池が段差に引っ掛かるのを防止できるとともに、本体部と延長部との境界面よりも下流側で位置決め棒に沿って単位燃料電池をスムーズに移動できるので、単位燃料電池の損傷を確実に防止できる。

また、前記本体部および前記延長部のうち、少なくとも前記本体部における前記一方端部の外周面に、平面状の傾斜面（例えば、実施形態における傾斜面４３ｆ）を設けたことを特徴としている。

本発明によれば、本体部と延長部とを着脱する際に、平面状の傾斜面を例えば工具等で押えることにより、本体部が回転するのを防止できるので、本体部と延長部とを容易に着脱できる。また、傾斜面を平面状とすることにより、燃料電池スタックの組立および分解時に、単位燃料電池が引っ掛かることなく傾斜面に沿うように移動できるので、単位燃料電池の損傷を防止できる。

本発明によれば、位置決め棒の延長部は、本体部に着脱可能に形成されているので、燃料電池スタックの組立時において単位燃料電池を圧縮した後、燃料電池スタックの積層方向の端部から突出した延長部を簡単に除去できる。したがって、位置決め棒の不要な突出がない燃料電池スタックを簡単に形成できる。
また、本体部と延長部との境界面において、単位燃料電池の移動方向の下流側に配置された本体部および延長部のいずれか一方の外形は、移動方向の上流側に配置された本体部および延長部のいずれか他方の外形以下の大きさに形成されている。すなわち、位置決め棒は、本体部と延長部との境界面を挟んで必ず下流側の外形が上流側の外形以下の大きさに形成されているので、移動方向の上流側から下流側に向かって、位置決め棒の径方向の外側に突出した段差の形成を防止できる。これにより、燃料電池スタックの組立および分解時に、単位燃料電池を位置決め棒に沿って移動させたとき、本体部と延長部との境界において単位燃料電池が段差に引っ掛かるのを防止できるので、単位燃料電池の損傷を防止できる。

燃料電池スタックの斜視図である。 燃料電池スタックの分解斜視図である。 単位セルの分解斜視図である。 燃料電池スタックの組立装置の説明図である。 ノックピンの説明図である。 ノックピン本体部および第一延長部の説明図である。 燃料電池スタックの組立工程のフローチャートである。 エンドプレート装着工程の説明図である。 ノックピン配置工程の説明図である。 積層工程の説明図である。 積層工程における単位セルおよびノックピンの説明図である。 圧縮工程の説明図である。 締結工程の説明図である。 第一延長部取り外し工程の説明図である。 第二延長部取り外し工程の説明図である。 第一実施形態の第一変形例に係る連結前のノックピンの説明図である。 第一実施形態の第一変形例に係る連結後のノックピンの説明図である。 第一実施形態の第二変形例に係る連結前のノックピンの説明図である。 第一実施形態の第二変形例に係る連結後のノックピンの説明図である。 第二実施形態のノックピンおよび単位セルの分解時の説明図である。 第二実施形態の第一変形例のノックピンの説明図である。 第二実施形態の第二変形例のノックピンの説明図である。 第三実施形態のノックピンを径方向から見たときの説明図である。 軸方向から見たときの第三実施形態のノックピン本体部の説明図である。 第三実施形態のノックピン本体部の斜視図である。

以下に、本発明の第一実施形態について図面を参照して説明をする。
（燃料電池スタック）
図１は、燃料電池スタック１の斜視図である。
図２は、燃料電池スタック１の分解斜視図である。
図１に示すように、燃料電池スタック１は、平面視略矩形板状の単位燃料電池２（以下、「単位セル２」という。）が多数積層されて構成されている。なお、以下の説明では、平面視略矩形状に形成された単位セル２の角部を挟む二辺のうち、長辺の延在方向をＸ方向とし、短辺の延在方向をＹ方向とし、単位セル２の積層方向をＺ方向として、必要に応じてＸＹＺの直交座標系を用いて説明する。また、各図では、各部材の構造をわかりやすくするため、各部材の（特にＺ方向の）寸法や単位セル２の積層枚数を現実のものから適宜変更して描いている。

図２に示すように、燃料電池スタック１は、所定枚数の単位セル２が積層されて形成された積層体３と、積層体３の積層方向（Ｚ方向）両側に配置される一対のターミナルプレート２１ａ，２１ｂと、一対のターミナルプレート２１ａ，２１ｂの積層方向（Ｚ方向）両側に配置される一対の絶縁プレート２３ａ，２３ｂと、一対のターミナルプレート２１ａ，２１ｂおよび一対の絶縁プレート２３ａ，２３ｂを介して積層体３を積層方向（Ｚ方向）両側から挟持する一対のエンドプレート２５ａ，２５ｂとにより構成されている。

図３は、単位セル２の分解斜視図である。
図３に示すように、単位セル２は、主に膜電極構造体７と、一対のガスケット８，９と、一対のセパレータ１１，１２とを備えている。単位セル２は、膜電極構造体７がガスケット８，９を介して、一対のセパレータ１１，１２により挟持されることにより形成されている。
膜電極構造体７は、固体高分子電解質膜４と、固体高分子電解質膜４の一方側（−Ｚ側）に配置されたアノード電極５と、固体高分子電解質膜４の他方側（＋Ｚ側）に配置されたカソード電極６とを備えている。
固体高分子電解質膜４は、例えばペルフルオロスルホン酸ポリマーに水を含浸させた素材により形成されている。固体高分子電解質膜４は、積層方向（Ｚ方向）視で略矩形枠状に形成された外枠部材７ａの開口部に収容保持されている。

アノード電極５およびカソード電極６は、例えばカーボンペーパー等により形成された不図示の多孔質ガス拡散層と、例えば白金合金が表面に担持された多孔質カーボン粒子がガス拡散層の表面に一様に積層されて形成された不図示の電極触媒層とをそれぞれ有している。そして、電極触媒層同士が固体高分子電解質膜４を介して対向するように、アノード電極５およびカソード電極６が固体高分子電解質膜４にそれぞれ接合されている。

固体高分子電解質膜４の積層方向（Ｚ方向）における両側には、一対のガスケット８，９が設けられている。ガスケット８，９は、膜電極構造体７の外枠部材７ａに対応して、外形が積層方向（Ｚ方向）視で略矩形枠状に形成された金属板部材であり、例えばプレス加工により形成されている。
また、一方のガスケット８の一方側（−Ｚ側）にはセパレータ１１が設けられ、他方のガスケット９の他方側（＋Ｚ側）にはセパレータ１２が設けられている。セパレータ１１，１２は、膜電極構造体７の外枠部材７ａおよびガスケット８，９に対応して、外形が積層方向（Ｚ方向）視で略矩形状に形成された金属板部材であり、例えばプレス加工により形成されている。セパレータ１１，１２には、一対のセル電圧検出用の出力端子１５が短辺の延設方向の一方側(＋Ｙ側)に延設されている。

セパレータ１１におけるアノード電極５に対向する面には、アノード電極５に水素含有ガスを供給および排出するための第一ガス流路１３が設けられている。また、セパレータ１２におけるカソード電極６に対向する面には、カソード電極６に酸素含有ガスを供給および排出するための第二ガス流路１４が設けられている。
第一ガス流路１３および第二ガス流路１４は、例えばゴム等からなるシール部材１３ａ，１４ａによって囲まれている。なお、シール部材１３ａ，１４ａを設けることで、前述のガスケット８，９を省略することもできる。シール部材１３ａ，１４ａは、ガスケット８，９と当接することにより、第一ガス流路１３および第二ガス流路１４をシールしている。

隣り合う単位セル２のセパレータ１１とセパレータ１２とが相互に対向する面には、各単位セル２を冷却するための冷却水（冷媒）が流れる冷媒流路１６が形成されている。冷媒流路１６は、例えばゴム等からなるシール部材１６ａによって囲まれており、後述する冷媒通路３５，３６と連通している。

単位セル２を構成する膜電極構造体７、ガスケット８，９およびセパレータ１１，１２には、第一ガス入口通路３１、第一ガス出口通路３２、第二ガス入口通路３３、第二ガス出口通路３４および冷媒通路３５，３６の各通路が形成されている。
第一ガス入口通路３１は、水素含有ガスを通過させるための通路であり、単位セル２における長辺と短辺との間の第一角部（図３における＋Ｘ，＋Ｙ方向の角部）に設けられている。第一ガス出口通路３２は、発電に供された後の水素含有ガスを通過させるための通路であり、第一ガス入口通路３１の対角位置である第二角部（図３における単位セル２の−Ｘ，−Ｙ方向の角部）に設けられている。第一ガス入口通路３１および第一ガス出口通路３２はいずれも第一ガス流路１３に連通している。

第二ガス入口通路３３は、酸素含有ガスを通過させるための通路であり、単位セル２の長辺の延在方向における第一角部とは反対側の第三角部（図３における単位セル２の−Ｘ，＋Ｙ方向の角部）に設けられている。第二ガス出口通路３４は、発電に供された後の酸素含有ガスを通過させるための通路であり、第二ガス入口通路３３の対角位置である第四角部（図３における単位セル２の＋Ｘ，−Ｙ方向の角部）に設けられている。第二ガス入口通路３３および第二ガス出口通路３４はいずれも第二ガス流路１４に連通している。

冷媒通路３５，３６は、冷却水を通過させるための通路であり、第一ガス入口通路３１と第二ガス出口通路３４との間、および第二ガス入口通路３３と第一ガス出口通路３２との間にそれぞれ設けられている。冷媒通路３５および冷媒通路３６は、いずれか一方が入口通路、いずれか他方が出口通路となっており、セパレータ１１とセパレータ１２とが相互に対向する面に形成された冷媒流路１６と連通している。

さらに、単位セル２を構成する膜電極構造体７、ガスケット８，９およびセパレータ１１，１２には、積層方向（Ｚ方向）に貫通する一対の位置決め孔３８，３８が形成されている。一対の位置決め孔３８，３８は、それぞれ単位セル２の第三角部（図３における単位セル２の−Ｘ，＋Ｙ方向の角部）および第四角部（図３における単位セル２の＋Ｘ，−Ｙ方向の角部）であって、第二ガス入口通路３３および第二ガス出口通路３４よりも外側に形成されている。一対の位置決め孔３８，３８には、後述するノックピン４０（請求項の「位置決め棒」に相当。）が挿通される。

図２に示すように、単位セル２が積層されて形成された積層体３の積層方向の両側(＋Ｚ側および−Ｚ側)には、一対のターミナルプレート２１ａ，２１ｂが対向配置されている。ターミナルプレート２１ａ，２１ｂは、例えば銅等の金属により、積層方向（Ｚ方向）視の外形が積層体３と略同一に形成されている。ターミナルプレート２１ａ，２１ｂは、各単位セル２と電気的に接続されており、端子２２を介して各単位セル２の電力を外部に引き出している。

一対のターミナルプレート２１ａ，２１ｂの積層方向の外方(＋Ｚ側および−Ｚ側)には、一対の絶縁プレート２３ａ，２３ｂが対向配置されている。絶縁プレート２３ａ，２３ｂは、例えばフェノール樹脂等の絶縁材料により、積層方向（Ｚ方向）視の外形が積層体３と略同一に形成されている。絶縁プレート２３ａ，２３ｂは、ターミナルプレート２１ａ，２１ｂからの電力の漏洩を防止している。

一対の絶縁プレート２３ａ，２３ｂの積層方向の外方(＋Ｚ側および−Ｚ側)には、一対のエンドプレート２５ａ，２５ｂが対向配置されている。エンドプレート２５ａ，２５ｂは、例えば鉄やアルミ等の金属により、積層方向（Ｚ方向）視の外形が積層体３よりも大きく形成されている。一対のエンドプレート２５ａ，２５ｂは、後述するタイロッド２４ａ，２４ｂにより連結されることで、各単位セル２、ターミナルプレート２１ａ，２１ｂおよび絶縁プレート２３ａ，２３ｂを圧縮した状態で保持している。

ターミナルプレート２１ａ，２１ｂ、絶縁プレート２３ａ，２３ｂおよび一方側（−Ｚ側）のエンドプレート２５ｂには、単位セル２と同様に、それぞれ第一ガス入口通路３１、第一ガス出口通路３２、第二ガス入口通路３３、第二ガス出口通路３４および冷媒通路３５，３６の各通路が形成されている。さらに、ターミナルプレート２１ａ，２１ｂ、絶縁プレート２３ａ，２３ｂおよびエンドプレート２５ａ，２５ｂには、単位セル２と同様に、それぞれ積層方向（Ｚ方向）に貫通する一対の位置決め孔３８，３８が形成されている。

また、各単位セル２、ターミナルプレート２１ａ，２１ｂ、絶縁プレート２３ａ，２３ｂおよびエンドプレート２５ａ，２５ｂの位置決め孔３８，３８には、ノックピン４０，４０が挿通されている。ノックピン４０，４０は、燃料電池スタック１の積層方向（Ｚ方向）の長さと略同一に形成されている。ノックピン４０，４０により、各単位セル２、ターミナルプレート２１ａ，２１ｂ、絶縁プレート２３ａ，２３ｂおよびエンドプレート２５ａ，２５ｂが面方向（ＸＹ方向）において精度よく位置決めされている。

一対のエンドプレート２５ａ，２５ｂの間には、長辺の延在方向（Ｘ方向）略中央における短辺の延在方向の両側（＋Ｙ側および−Ｙ側）に、一対のタイロッド２４ａ，２４ｂが配置されている。タイロッド２４ａ，２４ｂは、例えば鉄等の金属により形成された長尺板状の部材である。
タイロッド２４ａ，２４ｂとエンドプレート２５ａ，２５ｂとは、複数のボルト２９により締結固定されている。これにより、各単位セル２、ターミナルプレート２１ａ，２１ｂおよび絶縁プレート２３ａ，２３ｂが積層されて圧縮された状態で保持され、燃料電池スタック１が構成されている。

（燃料電池スタックの組立方法、組立装置）
続いて、上述した燃料電池スタック１の組立方法について説明する。以下では、まず燃料電池スタック１の組立に使用される組立装置５０および組付治具であるノックピン４０について説明した後に、各組立工程について説明する。
図４は、燃料電池スタック１の組立装置５０の説明図である。なお、図４では、ノックピン４０を二点鎖線で図示している。また、図４および図８以降の各図は、図１におけるＡ−Ａ線に沿った断面に対応した断面図であり、紙面表裏方向がＸ方向（すなわち単位セル２の長辺の延在方向）となっており、紙面左右方向がＹ方向（すなわち単位セル２の短辺の延在方向）となっており、紙面上下方向がＺ方向（すなわち単位セル２の積層方向）となっている。また、図４から図６および図８から図１５までの各図におけるＺ方向は、後述する積層工程Ｓ３０（図１０参照）における単位セル２の移動方向に相当し、＋Ｚ側が単位セル２の移動方向の上流側に相当し、−Ｚ側が単位セル２の移動方向の下流側に相当している。また、以下の説明における「上下方向」は紙面上下方向と一致するとともに、「単位セル２の積層方向」と一致している。

図４に示すように、燃料電池スタック１の組立装置５０は、定盤５９上に載置されており、主に台座プレート５１と、複数のフレーム５３と、可動プレート５５と、油圧シリンダ５７とにより構成されている。
台座プレート５１は、上面（Ｚ方向）視で外形が燃料電池スタック１（図１参照）よりも大きな略矩形状に形成されている。台座プレート５１の内側は、上方（＋Ｚ側）に突出した段差部５１ａとなっている。段差部５１ａの上面（＋Ｚ側面）は平坦に形成されており、後述するエンドプレート装着工程Ｓ１０において、一方側（−Ｚ側）のエンドプレート２５ｂ（図２参照）が不図示のボルト等により取付可能となっている。
段差部５１ａには、一方側（−Ｚ側）のエンドプレート２５ｂの位置決め孔３８，３８に対応した位置に、積層方向（Ｚ方向）に貫通するノックピン挿通孔５１ｂ，５１ｂが形成されている。ノックピン挿通孔５１ｂ，５１ｂには、後述するノックピン配置工程Ｓ２０において、ノックピン４０が配置可能となっている。

上面（Ｚ方向）視で台座プレート５１の四隅には、上方（＋Ｚ側）に延在する四本のフレーム５３が立設されている。各フレーム５３は、所定の直径を有する略円柱形状に形成されており、燃料電池スタック１（図１参照）の積層方向（Ｚ方向）の長さよりも十分長く形成されている。
フレーム５３の上方（＋Ｚ側）には、台座プレート５１と略面対称形状に形成された可動プレート５５が配置されている。可動プレート５５は、上面（Ｚ方向）視で外形が燃料電池スタック１（図１参照）よりも大きな略矩形状に形成されている。可動プレート５５の四隅には、上下方向（Ｚ方向）に貫通するフレーム挿通孔５５ｃが形成されており、各フレーム５３が挿通されている。これにより、可動プレート５５は、各フレーム５３の延在方向である上下方向（Ｚ方向）にスライド移動可能となっている。
可動プレート５５の内側は、下方（−Ｚ側）に突出した段差部５５ａとなっている。段差部５５ａの下面（−Ｚ側面）は平坦に形成されており、後述するエンドプレート装着工程Ｓ１０において、他方側（＋Ｚ側）のエンドプレート２５ａ（図２参照）が不図示のボルト等により取付可能となっている。

段差部５５ａには、他方側（＋Ｚ側）のエンドプレート２５ａの位置決め孔３８，３８に対応した位置に、上下方向（Ｚ方向）に貫通するノックピン挿通孔５５ｂ，５５ｂが形成されている。ノックピン挿通孔５５ｂ，５５ｂには、後述する圧縮工程Ｓ４０において、可動プレート５５が下方（−Ｚ側）にスライド移動したとき、ノックピン４０が挿入される。これにより、可動プレート５５は、ノックピン４０と干渉することなく下方（−Ｚ側）へスライド移動して単位セル２（図１参照）を圧縮している。

可動プレート５５の上方（＋Ｚ側）には、可動プレート５５を上下方向（Ｚ方向）に沿ってスライド移動させる油圧シリンダ５７が配置されている。油圧シリンダ５７の外周は、不図示の支持部材によりフレーム５３に対して相対位置が固定されている。
油圧シリンダ５７は、ピストン部５７ａを備えている。ピストン部５７ａは、油圧シリンダ５７内の油圧を制御することにより、上下方向（Ｚ方向）に沿ってスライド移動可能となっている。ピストン部５７ａの下端部（−Ｚ側端部）は、可動プレート５５の上面（＋Ｚ側面）に接続されており、ピストン部５７ａのスライド移動に連動して可動プレート５５がスライド移動するように形成されている。

（ノックピン）
図５は、ノックピン４０の説明図である。なお、図５では、ノックピン本体部４３から第一延長部４１および第二延長部４２が取り外された状態を図示している。
図６は、ノックピン本体部４３および第一延長部４１の説明図である。なお、図６は、ノックピン４０の中心軸Ｏを含む断面図となっており、ノックピン本体部４３に第一延長部４１が装着された状態を図示している。また、図６において、ノックピン本体部４３の上面（＋Ｚ側面）と第一延長部４１の下面（−Ｚ側面）との合わせ面がノックピン本体部４３と第一延長部４１との境界面Ｆとなっており、境界面Ｆを二点鎖線で図示している。
図５に示すように、組付治具であるノックピン４０は、略円柱形状に形成された部材であり、積層方向（Ｚ方向）に延在するノックピン本体部４３（請求項の「本体部」に相当。）と、ノックピン本体部４３の上方（＋Ｚ側）に着脱可能に設けられた第一延長部４１（請求項の「延長部」に相当）と、ノックピン本体部４３の下方（−Ｚ側）に着脱可能に設けられた第二延長部４２とにより構成されている。

（ノックピン本体部）
ノックピン本体部４３の直径は、単位セル２、ターミナルプレート２１ａ，２１ｂおよび絶縁プレート２３ａ，２３ｂおよびエンドプレート２５ａ、２５ｂの各部材に形成された位置決め孔３８の直径と略同一に形成されている。
ノックピン本体部４３の長さは、燃料電池スタック１（図１参照）の積層方向（Ｚ方向）における長さと略同一に形成されている。後述するように、ノックピン本体部４３は、複数の単位セル２、ターミナルプレート２１ａ，２１ｂ、絶縁プレート２３ａ，２３ｂおよびエンドプレート２５ａ，２５ｂ（いずれも図２参照）を積層する際に、面方向（ＸＹ方向）の位置決めガイドとして機能している。ノックピン本体部４３は、完成した燃料電池スタック１の位置決め孔３８（図２参照）内に配置される。

図６に示すように、ノックピン本体部４３の上方端面（＋Ｚ側端面）には、ノックピン４０の中心軸と同軸に雌ネジ部４３ａが形成されている。上方端面（＋Ｚ側端面）の雌ネジ部４３ａには、後述する第一延長部４１の雄ネジ部４１ａが螺合されることで、ノックピン本体部４３に対して第一延長部４１が着脱可能に装着される。また、ノックピン本体部４３の下方端面（−Ｚ側端面）にも、ノックピン４０の中心軸と同軸に不図示の雌ネジ部が形成されている。下方端面（−Ｚ側端面）の雌ネジ部には、後述する第二延長部４２の雄ネジ部４２ａ（図５参照）が螺合されることで、ノックピン本体部４３に対して第二延長部４２が着脱可能に装着される。

ノックピン本体部４３の上方端部（＋Ｚ側端部）４３ｂは、下方（−Ｚ側）から上方（＋Ｚ側）に向かって漸次直径が小さくなるように、かつノックピン本体部４３の全周にわたって、中心軸Ｏを含む断面形状が略テーパ形状となるように形成されている。これにより、ノックピン本体部４３に後述の第一延長部４１を装着したとき、ノックピン本体部４３と第一延長部４１との境界面Ｆにおいて、下方（−Ｚ側）に配置されたノックピン本体部４３の外径のほうが、上方（＋Ｚ側）に配置された第一延長部４１の外径よりも小さくなる。ノックピン本体部４３の上方端部（＋Ｚ側端部）４３ｂの直径が漸次小さくなるように形成したときの効果については、後述の積層工程Ｓ３０で説明する。

（第一延長部）
第一延長部４１は、ノックピン本体部４３と略同一の直径に形成されている。また、第一延長部４１の上下方向（Ｚ方向）の長さは、第一延長部４１を第二延長部４２とともにノックピン本体部４３に装着した状態で組立装置５０（図４参照）に配置したとき、後述する積層工程Ｓ３０において、積層された他方側（＋Ｚ側）の絶縁プレート２３ａから、第一延長部４１の上方端部（＋Ｚ側の端部）が突出するように形成されている（図１０参照）。このように第一延長部４１の長さを設定することで、後述する圧縮工程Ｓ４０において、下方（−Ｚ側）にスライド移動してきた他方側（＋Ｚ側）のエンドプレート２５ａに形成された位置決め孔３８に、第一延長部４１およびノックピン本体部４３を挿通できる（図１２参照）。これにより、ノックピン４０は、複数の単位セル２、ターミナルプレート２１ａ，２１ｂ、絶縁プレート２３ａ，２３ｂおよびエンドプレート２５ａ，２５ｂ（いずれも図１２参照）を積層および圧縮する際に、面方向（ＸＹ方向）の位置を精度よく決定できる。
図６に示すように、第一延長部４１の下方端面（−Ｚ側端面）には、ノックピン４０の中心軸と同軸に雄ネジ部４１ａが形成されている。雄ネジ部４１ａは、ノックピン本体部４３の上方端面（＋Ｚ側端面）に形成された雌ネジ部４３ａに螺合される。これにより、第一延長部４１は、ノックピン本体部４３に対して着脱可能に装着される。

（第二延長部）
図５に示すように、第二延長部４２は、ノックピン本体部４３と略同一の直径に形成されている。第二延長部４２の長さは、台座プレート５１の段差部５１ａの厚さと略同一となるように形成されている。
第二延長部４２の上方端面（＋Ｚ側端面）には、ノックピン４０の中心軸と同軸に雄ネジ部４２ａが形成されている。雄ネジ部４２ａは、ノックピン本体部４３の不図示の雌ネジ部に螺合される。これにより、ノックピン本体部４３に対して第二延長部４２が着脱可能に装着される。本実施形態の第二延長部４２は、第一延長部４１と略同一の長さになるように形成されている。これにより、第一延長部４１と第二延長部４２とを共通部品とすることができるので、ノックピン４０の低コスト化ができる。

（燃料電池スタックの組立方法、組立工程）
次に、上述した組立装置５０（図４参照）およびノックピン４０を使用して行われる燃料電池スタック１（図１参照）の組立工程について、フローチャートを参照しながら説明する。
図７は、燃料電池スタック１の組立工程のフローチャートである。
図７に示すように、本実施形態の燃料電池スタック１の組立工程は、主に、エンドプレート装着工程Ｓ１０と、ノックピン配置工程Ｓ２０と、積層工程Ｓ３０と、圧縮工程Ｓ４０と、締結工程Ｓ５０と、第一延長部取り外し工程Ｓ６０と、第二延長部取り外し工程Ｓ７０とを備えている。以下に、各工程の詳細を説明する。

（エンドプレート装着工程Ｓ１０）
図８は、エンドプレート装着工程Ｓ１０の説明図である。
図８に示すように、燃料電池スタック１の組立工程では、まず一対のエンドプレート２５ａ，２５ｂをそれぞれ可動プレート５５および台座プレート５１に装着するエンドプレート装着工程Ｓ１０を行う。
エンドプレート装着工程Ｓ１０では、可動プレート５５の段差部５５ａに、他方側（＋Ｚ側）のエンドプレート２５ａを、不図示のボルト等により締結して装着する。また、台座プレート５１の段差部５１ａに、一方側（−Ｚ側）のエンドプレート２５ｂを、不図示のボルト等により締結して装着する。以上で、エンドプレート装着工程Ｓ１０が終了する。

（ノックピン配置工程Ｓ２０）
図９は、ノックピン配置工程Ｓ２０の説明図である。
次に、図９に示すように、ノックピン４０を組立装置５０に配置するノックピン配置工程Ｓ２０を行う。
ノックピン配置工程Ｓ２０では、まず、ノックピン本体部４３に第二延長部４２のみを装着して形成された連結体を二本用意する。次に、一対のエンドプレート２５ａ，２５ｂの間に、各連結体を移動し、一方側（−Ｚ側）のエンドプレート２５ｂの位置決め孔３８および台座プレート５１のノックピン挿通孔５１ｂ内に、各連結体の第二延長部４２をそれぞれ挿通して配置する。

ここで、連結体は、ノックピン本体部４３に第二延長部４２のみが装着されて形成されているため、ノックピン本体部４３に第一延長部４１および第二延長部４２が装着されたノックピン４０の状態よりも、全長が短くなっている。したがって、一対のエンドプレート２５ａ，２５ｂの間に各連結体を移動する際に、一対のエンドプレート２５ａ，２５ｂとの干渉が回避され良好な作業性が確保される。なお、一対のエンドプレート２５ａ，２５ｂの離間距離がノックピン４０の長さよりも十分大きく確保されている場合には、連結体に第一延長部４１を装着した状態、すなわちノックピン４０の状態で、ノックピン配置工程Ｓ２０を行ってもよい。
その後、ノックピン本体部４３に第一延長部４１を装着して、ノックピン４０を形成する。以上で、ノックピン４０が上下方向（Ｚ方向）に沿って立設した状態で組立装置５０に配置され、ノックピン配置工程Ｓ２０が終了する。

（積層工程Ｓ３０）
図１０は、積層工程Ｓ３０の説明図である。なお、図１０では、ノックピン本体部４３と第一延長部４１との境界面Ｆを二点鎖線で図示している。
次に、図１０に示すように、単位セル２、ターミナルプレート２１ａ，２１ｂおよび絶縁プレート２３ａ，２３ｂの各部材を積層する積層工程Ｓ３０を行う。
積層工程Ｓ３０では、一方側（−Ｚ側）の絶縁プレート２３ｂ、一方側（−Ｚ側）のターミナルプレート２１ｂ、複数の単位セル２、他方側（＋Ｚ側）のターミナルプレート２１ａ、他方側（＋Ｚ側）の絶縁プレート２３ａの順に積層する。このとき、単位セル２、ターミナルプレート２１ａ，２１ｂおよび絶縁プレート２３ａ，２３ｂの各部材に形成された位置決め孔３８に、ノックピン４０を挿通して積層する。

図１１は、積層工程Ｓ３０における単位セル２およびノックピン４０の説明図である。なお、図１１では、ノックピン本体部４３と第一延長部４１との境界面Ｆおよび移動前の単位セル２を二点鎖線で図示している。また、ターミナルプレート２１ａ，２１ｂおよび絶縁プレート２３ａ，２３ｂについても同様に積層されるため、図面による図示を省略している。
図１１に示すように、積層工程Ｓ３０では、上下方向（Ｚ方向）に沿って移動させて単位セル２を積層している。具体的には、移動方向の上流側である上方（＋Ｚ側）から、移動方向の下流側である下方（−Ｚ側）に向かって、ノックピン４０に沿うように単位セル２を移動させて積層している。ターミナルプレート２１ａ，２１ｂおよび絶縁プレート２３ａ，２３ｂについても、単位セル２と同様に、上方（＋Ｚ側）から下方（−Ｚ側）に向かって、ノックピン４０に沿うように移動させて積層している。これにより、単位セル２、ターミナルプレート２１ａ，２１ｂおよび絶縁プレート２３ａ，２３ｂの各部材は、ノックピン４０によりそれぞれ面方向（ＸＹ方向）に位置決めされた状態で積層される。

ここで、ノックピン本体部４３と第一延長部４１との境界面Ｆにおいて、下方（−Ｚ側）のノックピン本体部４３の外径は、上方（＋Ｚ側）の第一延長部４１の外径よりも小さくなるように形成されている。これにより、ノックピン本体部４３の上方端面（＋Ｚ側端面）の周縁部は、第一延長部４１の下方端面（−Ｚ側端面）の周縁部よりも径方向内側に配置されるので、ノックピン本体部４３と第一延長部４１との境界において、第一延長部４１の外周面よりも径方向外側に突出した段差の形成を防止できる。したがって、単位セル２は、上方（＋Ｚ側）から下方（−Ｚ側）に向かって移動するとき、ノックピン本体部４３と第一延長部４１との境界で段差に引っ掛かることなく移動できる。
さらに、ノックピン本体部４３の上方端部（＋Ｚ側端部）４３ｂは、境界面Ｆから下方（−Ｚ側、すなわち単位セル２の移動方向の上流側から下流側）に向かうに従い外形が漸次大きくなるように、三次元的には円錐台状であって、中心軸Ｏを含む断面形状が略テーパ形状となるようにノックピン本体部４３の全周にわたって形成されている。このため、境界面Ｆよりも下方（−Ｚ側）でノックピン本体部４３の外径が急激に変化することがない。これにより、ノックピン本体部４３と第一延長部４１との境界で単位セル２が段差に引っ掛かるのを防止できるとともに、境界面Ｆよりも下方（−Ｚ側）でノックピン本体部４３に沿って単位セル２をスムーズに移動できるので、単位セル２の損傷が確実に防止される。なお、ターミナルプレート２１ａ，２１ｂおよび絶縁プレート２３ａ，２３ｂについても、上述同様にノックピン本体部４３と第一延長部４１との境界で段差に引っ掛かることなく移動できるので、積層工程Ｓ３０で積層される各部品の損傷が確実に防止される。
また、図１０に示すように、積層された複数の単位セル２は、ノックピン本体部４３と第一延長部４１との境界面Ｆよりも下方（−Ｚ側）に配置されるとともに、ノックピン本体部４３の上方端部（＋Ｚ側端部）４３ｂの略テーパ形状領域よりも下方（−Ｚ側）に配置される。したがって、積層された複数の単位セル２は、ノックピン本体部４３によりそれぞれ面方向（ＸＹ方向）に精度よく位置決めされる。

（圧縮工程Ｓ４０）
図１２は、圧縮工程Ｓ４０の説明図である。なお、図１２では、図１０と同様に、ノックピン本体部４３と第一延長部４１との境界面Ｆを二点鎖線で図示している。
次に、図１２に示すように、積層された単位セル２、ターミナルプレート２１ａ，２１ｂおよび絶縁プレート２３ａ，２３ｂに対して、積層方向（Ｚ方向）に荷重を加えて圧縮する圧縮工程Ｓ４０を行う。
圧縮工程Ｓ４０では、まず、油圧シリンダ５７を稼動してピストン部５７ａを下方（−Ｚ側）にスライド移動させ、ピストン部５７ａに連動する可動プレート５５および他方側（＋Ｚ側）のエンドプレート２５ａを下方（−Ｚ側）にスライド移動させる。このとき、ノックピン４０の第一延長部４１は、他方側（＋Ｚ側）のエンドプレート２５ａの位置決め孔３８に挿通される。これにより、他方側（＋Ｚ側）のエンドプレート２５ａは、面方向（ＸＹ方向）の位置が精度よく決定される。

続いて、可動プレート５５および他方側（＋Ｚ側）のエンドプレート２５ａを下方（−Ｚ側）に更に移動させ、所定の荷重を加えて、積層された単位セル２、ターミナルプレート２１ａ，２１ｂおよび絶縁プレート２３ａ，２３ｂの各部材を圧縮する。これにより、積層された各部材のうち、特に単位セル２のシール部材１３ａ，１４ａ，１６ａ（図３参照）が積層方向（Ｚ方向）に圧縮される。
このとき、ノックピン本体部４３と第一延長部４１との境界面Ｆが他方側（＋Ｚ側）のエンドプレート２５ａの上面（＋Ｚ側面）と略面一に配置される。換言すれば、複数の単位セル２、一対のターミナルプレート２１ａ，２１ｂ、一対の絶縁プレート２３ａ，２３ｂおよび一対のエンドプレート２５ａ，２５ｂの各部材の位置決め孔３８が、ノックピン本体部４３に挿通された状態となる。これにより、ノックピン本体部４３は、積層された各部材の位置決め孔３８内に配置されるので、各部材の面方向（ＸＹ方向）の位置が精度よく決定される。

ここで、他方側（＋Ｚ側）のエンドプレート２５ａは、第一延長部４１とノックピン本体部４３との境界面Ｆを跨いで移動するが、上述のとおりノックピン本体部４３と第一延長部４１との境界には、第一延長部４１の外周面よりも径方向外側に突出した段差が存在しない。したがって、他方側（＋Ｚ側）のエンドプレート２５ａは、上方（＋Ｚ側）から下方（−Ｚ側）に向かって移動するとき、ノックピン本体部４３と第一延長部４１との境界で段差に引っ掛かることなく移動できる。
複数の単位セル２、一対のターミナルプレート２１ａ，２１ｂ、一対の絶縁プレート２３ａ，２３ｂおよび一対のエンドプレート２５ａ，２５ｂが積層および圧縮されて、燃料電池スタック１が構成された時点で、圧縮工程Ｓ４０が終了する。

（締結工程Ｓ５０）
図１３は、締結工程Ｓ５０の説明図である。なお、図１３以降の各図において、図１のＡ−Ａ線に沿った断面に対応した断面図では、本来、短辺の延在方向における一方側（−Ｙ側）のタイロッド２４ｂが視認できないが、説明を分かりやすくするため、短辺の延在方向における一方側（−Ｙ側）のタイロッド２４ｂを図示している。
次に、図１３に示すように、燃料電池スタック１に荷重を加えて圧縮した状態で、燃料電池スタック１の積層方向（Ｚ方向）の厚さを拘束するように、一対のエンドプレート２５ａ，２５ｂと一対のタイロッド２４ａ，２４ｂとを締結する締結工程Ｓ５０を行う。
締結工程Ｓ５０では、まず、燃料電池スタック１を圧縮したまま、一対のエンドプレート２５ａ，２５ｂの間に、短辺の延在方向（Ｙ方向）における両側から一対のタイロッド２４ａ，２４ｂを配置する。続いて、複数のボルト２９（図２参照）を用いて、一対のタイロッド２４ａ，２４ｂを一対のエンドプレート２５ａ，２５ｂに締結する。これにより、一対のエンドプレート２５ａ，２５ｂは、一対のタイロッド２４ａ，２４ｂにより連結されて積層方向（Ｚ方向）の移動が規制されるとともに、燃料電池スタック１の積層方向（Ｚ方向）の厚さを拘束する。以上で、締結工程Ｓ５０が終了する。

（第一延長部取り外し工程Ｓ６０）
図１４は、第一延長部取り外し工程Ｓ６０の説明図である。
次に、図１４に示すように、ノックピン本体部４３から第一延長部４１を取り外す第一延長部取り外し工程Ｓ６０を行う。
第一延長部取り外し工程Ｓ６０では、まず、可動プレート５５と他方側（＋Ｚ側）のエンドプレート２５ａとを固定している不図示のボルトを緩め、可動プレート５５と他方側（＋Ｚ側）のエンドプレート２５ａとの締結を解除する。
続いて、油圧シリンダ５７を稼動してピストン部５７ａを上方（＋Ｚ側）にスライド移動させ、ピストン部５７ａに連動する可動プレート５５を上方（＋Ｚ側）にスライド移動させる。このとき、第一延長部４１は、他方側（＋Ｚ側）のエンドプレート２５ａの上面（＋Ｚ側面）から突出している。

続いて、ノックピン本体部４３と第一延長部４１との締結を解除し、ノックピン本体部４３から第一延長部４１を取り外す。これにより、燃料電池スタック１から第一延長部４１が除去されるとともに、ノックピン本体部４３の上方端面（＋Ｚ側端面）が他方側（＋Ｚ側）のエンドプレート２５ａの上面（＋Ｚ側面）と略面一に配置される。このように、燃料電池スタック１の上方（＋Ｚ側）に突出したノックピン４０の第一延長部４１は、簡単に除去される。以上で、第一延長部取り外し工程Ｓ６０が終了する。

（第二延長部取り外し工程Ｓ７０）
図１５は、第二延長部取り外し工程Ｓ７０の説明図である。
次に、図１５に示すように、ノックピン本体部４３から第二延長部４２を取り外す第二延長部取り外し工程Ｓ７０を行う。
第二延長部取り外し工程Ｓ７０では、まず、台座プレート５１と一方側（−Ｚ側）のエンドプレート２５ｂとを固定している不図示のボルトを緩め、台座プレート５１と一方側（−Ｚ側）のエンドプレート２５ｂとの締結を解除する。

続いて、可動プレート５５の下面（−Ｚ側面）および他方側（＋Ｚ側）のエンドプレート２５ａの上面（＋Ｚ側面）に複数のフック６１を取り付け、例えばワイヤ６２等で互いに連結する。続いて、油圧シリンダ５７を稼動してピストン部５７ａを上方（＋Ｚ側）にスライド移動させ、ピストン部５７ａに連動する可動プレート５５を上方（＋Ｚ側）にスライド移動させる。これにより、燃料電池スタック１は、可動プレート５５によって懸架される。このとき、第二延長部４２は、一方側（−Ｚ側）のエンドプレート２５ｂの下面（−Ｚ側面）から突出している。

次に、ノックピン本体部４３と第二延長部４２との締結を解除し、ノックピン本体部４３から第二延長部４２を取り外す。これにより、燃料電池スタック１から第二延長部４２が除去されるとともに、ノックピン本体部４３の下方端面（−Ｚ側端面）が一方側（−Ｚ側）のエンドプレート２５ｂの下面（−Ｚ側面）と略面一に配置される。このように、燃料電池スタック１の下方（−Ｚ側）に突出したノックピン４０の第二延長部４２は、簡単に除去される。なお、ノックピン本体部４３が挿通された位置決め孔３８，３８（図２参照）を閉塞するように、ノックピン本体部４３の両端にキャップ（不図示）を設けてもよい。以上で、第二延長部取り外し工程Ｓ７０が終了する。
第二延長部取り外し工程Ｓ７０が終了し、燃料電池スタック１を搬送して、ワイヤ６２およびフック６１を取り外した時点で、燃料電池スタック１の組立工程が終了する。

（第一実施形態の効果）
第一実施形態によれば、ノックピン４０の第一延長部４１および第二延長部４２は、ノックピン本体部４３に着脱可能に形成されているので、燃料電池スタック１の組立時において単位セル２を圧縮した後、燃料電池スタック１の積層方向（Ｚ方向）の端部から突出した第一延長部４１および第二延長部４２を簡単に除去できる。したがって、ノックピン４０の不要な突出がない燃料電池スタック１を簡単に形成できる。
また、ノックピン本体部４３と第一延長部４１との境界面Ｆにおいて、単位セル２の移動方向の下流側である下方（−Ｚ側）に配置されたノックピン本体部４３の外形は、移動方向の上流側に配置された第一延長部４１の外形以下の大きさに形成されているので、移動方向の上流側から下流側に向かって、ノックピン４０の径方向の外側に突出した段差の形成を防止できる。これにより、燃料電池スタック１の組立時に、単位セル２をノックピン４０に沿って移動させたとき、ノックピン本体部４３と第一延長部４１との境界において単位セル２が段差に引っ掛かるのを防止できるので、単位セル２の損傷を防止できる。

（第一実施形態の各変形例）
続いて、第一実施形態の各変形例のノックピン４０について説明する。
図１６は、第一実施形態の第一変形例に係る連結前のノックピン４０の説明図であり、図１７は、第一実施形態の第一変形例に係る連結後のノックピン４０の説明図である。
図１８は、第一実施形態の第二変形例に係る連結前のノックピン４０の説明図であり、図１９は、第一実施形態の第二変形例に係る連結後のノックピン４０の説明図である。
第一実施形態のノックピン４０は、ノックピン本体部４３の雌ネジ部４３ａに第一延長部４１の雄ネジ部４１ａを螺合することで、第一延長部４１がノックピン本体部４３に対して着脱可能に装着されていた（図６参照）。
これに対して、図１６に示す第一実施形態の第一変形例のノックピン４０、および図１８に示す第一実施形態の第二変形例のノックピン４０は、ノックピン本体部４３の上方端部（＋Ｚ側端部）４３ｂに、第一延長部４１の下方端面（−Ｚ側端面）に形成された凹部４１ｃを外嵌することで、第一延長部４１がノックピン本体部４３に対して着脱可能に装着されている点で、実施形態のノックピン４０とは異なっている。なお、第一実施形態と同様の構成部分については説明を省略する。

（第一実施形態の第一変形例のノックピン）
図１６に示すように、ノックピン本体部４３の上方端部（＋Ｚ側端部）４３ｂは、先細り形状に形成されており、具体的には略円錐形状に形成されている。また、第一延長部４１の下方端面（−Ｚ側端面）には、ノックピン本体部４３の上方端部（＋Ｚ側端部）４３ｂの先細り形状に対応した形状であって、具体的には略漏斗形状の凹部４１ｃが形成されている。第一延長部４１の凹部４１ｃの深さは、ノックピン本体部４３の上方端部（＋Ｚ側端部）４３ｂに形成された先細り形状領域の長さよりも若干浅くなるように形成されている。第一延長部４１は、ノックピン本体部４３の上方端部（＋Ｚ側端部）４３ｂに第一延長部４１の凹部４１ｃを外嵌することで、ノックピン本体部４３に装着される。したがって、第一実施形態の第一変形例によれば、ノックピン本体部４３と第一延長部４１とを上下方向（Ｚ方向）に沿って相対移動させるだけで、簡単に着脱できる。

ここで、図１７に示すように、第一延長部４１の凹部４１ｃの深さは、ノックピン本体部４３の先細り形状領域の長さよりも若干浅く形成されている。したがって、ノックピン本体部４３に第一延長部４１を装着したとき、ノックピン本体部４３の先細り形状領域のうち、下方（−Ｚ側）の先細り形状領域が第一延長部４１の凹部４１ｃに覆われることなく装着される。このため、ノックピン本体部４３と第一延長部４１との境界面Ｆの下方（−Ｚ側）には、第一延長部４１に覆われていない下方（−Ｚ側）の先細り形状領域が配置される。これにより、第一実施形態と同様に、ノックピン本体部４３と第一延長部４１との境界面Ｆにおいて、下方（−Ｚ側）のノックピン本体部４３の外径は、上方（＋Ｚ側）の第一延長部４１の外径よりも小さくなる。したがって、単位セル２は、積層工程Ｓ３０で上方（＋Ｚ側）から下方（−Ｚ側）に向かって移動するとき、ノックピン本体部４３と第一延長部４１との境界で段差に引っ掛かることなく移動できる。
さらに、ノックピン本体部４３の上方端部（＋Ｚ側端部）４３ｂは、境界面Ｆから下方（−Ｚ側）に向かうに従い外形が漸次大きくなるように、中心軸Ｏを含む断面形状が略テーパ形状に形成される。これにより、第一実施形態と同様に、境界面Ｆよりも下方（−Ｚ側）でノックピン本体部４３に沿って単位セル２をスムーズに移動できるので、単位セル２の損傷を確実に防止できる。

（第一実施形態の第二変形例のノックピン）
図１８に示すように、ノックピン本体部４３の上方端部（＋Ｚ側端部）４３ｂは、下方（−Ｚ側）から上方（＋Ｚ側）に向かって漸次直径が小さくなっており、中心軸Ｏを含む断面形状が略テーパ形状に形成されている。さらに、ノックピン本体部４３の上方端面（＋Ｚ側端面）には、ノックピン４０の中心軸Ｏと同軸上に、上下方向（Ｚ方向）に沿うように略円柱形状の突出部４３ｄが立設されている。

また、第一延長部４１の下方端面（−Ｚ側端面）には、ノックピン本体部４３の上方端部（＋Ｚ側端部）４３ｂの形状に対応した形状の凹部４１ｃが形成されている。さらに、凹部４１ｃの底部には、ノックピン本体部４３の突出部４３ｄに対応した形状の孔部４１ｄが形成されている。第一延長部４１の凹部４１ｃの深さは、ノックピン本体部４３の上方端部（＋Ｚ側端部）４３ｂに形成されたテーパ形状領域の長さよりも若干浅くなるように形成されている。第一延長部４１は、ノックピン本体部４３の上方端部（＋Ｚ側端部）４３ｂに第一延長部４１の凹部４１ｃを外嵌することで、ノックピン本体部４３に装着される。したがって、第一実施形態の第二変形例によれば、第一実施形態の第一変形例と同様に、ノックピン本体部４３と第一延長部４１とを上下方向（Ｚ方向）に沿って相対移動させるだけで簡単に着脱できる。

ここで、図１９に示すように、第一延長部４１の凹部４１ｃの深さは、ノックピン本体部４３のテーパ形状領域の長さよりも若干浅く形成されているので、ノックピン本体部４３に第一延長部４１を装着したとき、ノックピン本体部４３のテーパ形状領域のうち、下方（−Ｚ側）のテーパ形状領域が第一延長部４１の凹部４１ｃに覆われることなく装着される。これにより、第一実施形態および第一変形例と同様に、ノックピン本体部４３と第一延長部４１との境界面Ｆにおいて、下方（−Ｚ側）のノックピン本体部４３の外径は、上方（＋Ｚ側）の第一延長部４１の外径よりも小さくなる。したがって、単位セル２は、上方（＋Ｚ側）から下方（−Ｚ側）に向かって移動するとき、ノックピン本体部４３と第一延長部４１との境界で段差に引っ掛かることなく移動できる。さらに、ノックピン本体部４３の上方端部（＋Ｚ側端部）４３ｂは、中心軸Ｏを含む断面形状が略テーパ形状に形成されるので、第一実施形態および第一変形例と同様に単位セル２をスムーズに移動でき、単位セル２の損傷を確実に防止できる。

（第二実施形態、燃料電池スタックの分解時に使用されるノックピン）
続いて、第二実施形態のノックピン４０および第二実施形態のノックピン４０を用いた燃料電池スタック１の分解について説明する。
図２０は、第二実施形態のノックピン本体部４３および第一延長部４１の説明図である。なお、図２０では、ノックピン本体部４３と第一延長部４１との境界面Ｆおよび移動前の単位セル２を二点鎖線で図示している。
第一実施形態のノックピン４０は、燃料電池スタック１の組立時に使用され、ノックピン本体部４３と第一延長部４１との境界面Ｆにおいて、下方（−Ｚ側）に配置されたノックピン本体部４３の外形が、上方（＋Ｚ側）に配置された第一延長部４１の外形以下の大きさに形成されていた。
これに対して、第二実施形態のノックピン４０は、燃料電池スタック１の分解時に使用され、ノックピン本体部４３と第一延長部４１との境界面Ｆにおいて、上方（＋Ｚ側）に配置された第一延長部４１の外形が、下方（−Ｚ側）に配置されたノックピン本体部４３の外形以下の大きさに形成されている点で、第一実施形態とは異なっている。なお、第一実施形態と同様の構成部分については説明を省略する。

（ノックピン）
ノックピン本体部４３は、第一実施形態における燃料電池スタック１の組立時のものを流用している。
第一延長部４１は、略円柱形状をした部材である。第一延長部４１の直径は、第一延長部４１が装着されるノックピン本体部４３の上方端部（＋Ｚ側端部）４３ｂの直径よりも小さく形成されている。これにより、ノックピン本体部４３に第一延長部４１を装着したとき、第一延長部４１の下方端面（−Ｚ側端面）の周縁部は、ノックピン本体部４３の上方端面（＋Ｚ側端面）の周縁部よりも径方向内側に配置される。したがって、ノックピン本体部４３と第一延長部４１との境界には、ノックピン本体部４３の外周面よりも径方向外側に突出した段差が形成されることがない。

（燃料電池スタックの分解）
続いて、燃料電池スタック１（図１参照）の分解について説明をする。ここで、第一実施形態の積層工程Ｓ３０では、上方（＋Ｚ側）から下方（−Ｚ側）に向かって、ノックピン４０に沿って単位セル２を移動させて積層していた（図１１参照）。これに対して、燃料電池スタック１の分解時には、下方（−Ｚ側）から上方（＋Ｚ側）に向かって、ノックピン４０に沿って単位セル２を移動させている。すなわち、燃料電池スタック１の分解時における単位セル２の移動方向は、第一実施形態の積層工程Ｓ３０における単位セル２の移動方向と逆転している。したがって、図２０では、下方（−Ｚ側）が単位セル２の移動方向の上流側に相当し、上方（＋Ｚ側）が単位セル２の移動方向の下流側に相当している。

燃料電池スタック１の分解時には、まず、燃料電池スタック１に第一延長部４１を装着するとともに、エンドプレート２５ａ，２５ｂ（図１参照）に締結されたタイロッド２４ａ，２４ｂ（図１参照）を取り外す。
ここで、タイロッド２４ａ，２４ｂは、燃料電池スタック１を圧縮状態で保持しているため、エンドプレート２５ａ，２５ｂからタイロッド２４ａ，２４ｂを取り外したとき、燃料電池スタック１が圧縮状態から急激に開放されるおそれがある。したがって、エンドプレート２５ａ，２５ｂを挟持しながら、タイロッド２４ａ，２４ｂを取り外すのが望ましい。具体的には、図１３に示す締結工程Ｓ５０と同様に、組立装置５０に燃料電池スタック１を配置し、可動プレート５５と台座プレート５１とでエンドプレート２５ａ，２５ｂを挟持した状態で、タイロッド２４ａ，２４ｂを取り外す。続いて、油圧シリンダ５７のピストン部５７ａを上方（＋Ｚ側）に緩やかにスライド移動させる。これにより、エンドプレート２５ａ，２５ｂからタイロッド２４ａ，２４ｂを取り外したときに、燃料電池スタック１が圧縮状態から急激に開放されるのを防ぐことができる。
続いて、他方側（＋Ｚ側）のエンドプレート２５ａ、他方側（＋Ｚ側）の絶縁プレート２３ａ、他方側（＋Ｚ側）のターミナルプレート２１ａの順に、各部材をノックピン４０に沿わせて下方（−Ｚ側）から上方（＋Ｚ側）に向かって移動させ、ノックピン本体部４３から引き抜く。

続いて、図２０に示すように、単位セル２をノックピン４０に沿わせて下方（−Ｚ側）から上方（＋Ｚ側）に向かって移動させ、ノックピン本体部４３から引き抜く。
ここで、ノックピン本体部４３と第一延長部４１との境界には、移動方向の上流側である下方（−Ｚ側）から下流側である上方（＋Ｚ側）に向かって、ノックピン本体部４３の外周面よりも径方向外側に突出した段差が形成されることがない。したがって、単位セル２は、下方（−Ｚ側）から上方（＋Ｚ側）に向かって移動するとき、ノックピン本体部４３と第一延長部４１との境界で段差に引っ掛かることなく移動できる。このように、燃料電池スタック１の分解時においても、第一実施形態の積層工程Ｓ３０と同様に単位セル２の損傷を防止できる。

全ての単位セル２を引き抜いた後、一方側（−Ｚ側）のターミナルプレート２１ａ、一方側（−Ｚ側）の絶縁プレート２３ａ、一方側（−Ｚ側）のエンドプレート２５ｂの順に、各部品をノックピン４０に沿わせて下方（−Ｚ側）から上方（＋Ｚ側）に向かって移動させ、ノックピン本体部４３から引き抜く。全ての部品をノックピン本体部４３から引き抜いて分解した時点で、燃料電池スタック１の分解が終了する。

（第二実施形態の第一変形例）
続いて、第二実施形態の第一変形例のノックピン４０について説明する。
図２１は、第二実施形態の第一変形例のノックピン本体部４３および第一延長部４１の説明図である。なお、図２１では、ノックピン本体部４３と第一延長部４１との境界面Ｆ、移動前の単位セル２および移動後の単位セル２を二点鎖線で図示している。
第二実施形態のノックピン４０は、ノックピン本体部４３と第一延長部４１との境界面Ｆにおいて、ノックピン本体部４３のみにテーパが形成され、第一延長部４１の直径がノックピン本体部４３の直径よりも小さく形成されていた（図２０参照）。
これに対して、第二実施形態の第一変形例のノックピン４０は、図２１に示すように、ノックピン本体部４３と第一延長部４１との境界面Ｆにおいて、ノックピン本体部４３および第一延長部４１の両方にテーパが形成され、第一延長部４１の直径とノックピン本体部４３の直径とが略同一に形成されている点で、第二実施形態とは異なっている。なお、第二実施形態と同様の構成部分については説明を省略する。

（第一延長部）
図２１に示すように、第一延長部４１の直径は、単位セル２、ターミナルプレート２１ａ，２１ｂ、絶縁プレート２３ａ，２３ｂおよびエンドプレート２５ａ、２５ｂの各部材に形成された位置決め孔３８およびノックピン本体部４３の直径と略同一に形成されている。
また、第一延長部４１の下方端部（−Ｚ側端部）４１ｂは、上方（＋Ｚ側）から下方（−Ｚ側）に向かって漸次直径が小さくなっており、中心軸Ｏを含む断面形状が略テーパ形状に形成されている。さらに、第一延長部４１の下方端面（−Ｚ側端面）の直径は、ノックピン本体部４３の上方端面（＋Ｚ側端面）の直径と略同一になるように形成されている。

ここで、ノックピン本体部４３に第一延長部４１を装着したとき、ノックピン本体部４３と第一延長部４１との境界面Ｆにおいて、第一延長部４１の下方端面（−Ｚ側端面）の周縁部とノックピン本体部４３の上方端面（＋Ｚ側端面）の周縁部とが一致して配置される。このため、ノックピン本体部４３と第一延長部４１との境界に多少の段差があっても、ノックピン本体部４３および第一延長部４１の外形の内側に配置されることになる。したがって、燃料電池スタック１の組立時および分解時において、単位セル２をノックピン４０に沿って移動させたとき、単位セル２がノックピン本体部４３と第一延長部４１との境界における段差に引っ掛かるのを抑制できる。
しかも、ノックピン本体部４３の上方端部（＋Ｚ側端部）４３ｂは、境界面Ｆから下方（−Ｚ側）に向かうに従い外形が漸次大きくなるように、中心軸Ｏを含む断面形状が略テーパ形状に形成されている。また、第一延長部４１の下方端部（−Ｚ側端部）４１ｂは、境界面Ｆから上方（＋Ｚ側）に向かうに従い外形が漸次大きくなるように、中心軸Ｏを含む断面形状が略テーパ形状に形成されている。したがって、燃料電池スタック１の組立時および分解時において、ノックピン本体部４３に沿って単位セル２をスムーズに移動できるので、単位セル２の損傷が確実に抑制される。

（第二実施形態の第二変形例）
続いて、第二実施形態の第二変形例のノックピン４０について説明する。
図２２は、第二実施形態の第二変形例のノックピン本体部４３および第一延長部４１の説明図である。
第二実施形態のノックピン４０は、ノックピン本体部４３の雌ネジ部４３ａに第一延長部４１の雄ネジ部４１ａを螺合することで、第一延長部４１がノックピン本体部４３に対して着脱可能に装着されていた（図２０参照）。
これに対して、図２２に示すように、第二実施形態の第二変形例に係るノックピン４０は、第一延長部４１の下方端面（−Ｚ側端面）に突部４１ｅが形成され、ノックピン本体部４３の上方端部（＋Ｚ側端部）４３ｂに凹部４３ｅが形成され、第一延長部４１の突部４１ｅとノックピン本体部４３の凹部４３ｅとを嵌合することで、第一延長部４１がノックピン本体部４３に対して着脱可能に装着されている点で、第二実施形態のノックピン４０とは異なっている。なお、第二実施形態と同様の構成部分については説明を省略する。

図２２に示すように、第二実施形態の第二変形例に係る第一延長部４１の下方端面（−Ｚ側端面）には突部４１ｅが形成されている。突部４１ｅは、例えば上下方向（Ｚ方向）視で略クロス状（略十字形状）に形成されている。また、ノックピン本体部４３の上方端面（＋Ｚ側端面）には、第一延長部４１の突部４１ｅの形状に対応して、上下方向（Ｚ方向）視で略クロス状の凹部４３ｅが形成されている。ノックピン本体部４３の凹部４３ｅに第一延長部４１の突部４１ｅを嵌合することで、ノックピン本体部４３に対して第二延長部４２が着脱可能に装着される。したがって、ノックピン本体部４３と第一延長部４１とを相対回転させることなく、上下方向（Ｚ方向）に沿って相対移動させるだけで、簡単に着脱できる。
なお、第二実施形態の第二変形例のノックピン４０は、第二実施形態の第一変形例のノックピン４０と同様に、ノックピン本体部４３と第一延長部４１との境界面Ｆにおいて、第一延長部４１の直径とノックピン本体部４３の直径とが略同一に形成されている。したがって、第二実施形態の第一変形例と同様に、積層工程Ｓ３０に加えて燃料電池スタック１の分解時においても、境界面Ｆにおいて単位セル２が段差に引っ掛かるのを防止できるとともに、ノックピン本体部４３に沿って単位セル２をスムーズに移動できる。

（第三実施形態）
続いて、第三実施形態のノックピン４０について説明する。
図２３は、第三実施形態のノックピン４０を径方向から見たときの説明図であり、図２４は、軸方向から見たときの第三実施形態のノックピン本体部４３の説明図であり、図２５は、第三実施形態のノックピン本体部４３の斜視図である。
第一実施形態のノックピン４０は、ノックピン本体部４３の上方端部（＋Ｚ側端部）４３ｂが、下方（−Ｚ側）から上方（＋Ｚ側）に向かって漸次直径が小さくなるように、かつノックピン本体部４３の全周にわたって、中心軸Ｏを含む断面形状が略テーパ形状となるように形成されていた（図６参照）。
これに対して、図２３に示すように、第三実施形態に係るノックピン４０は、ノックピン本体部４３の上方端部（＋Ｚ側端部）４３ｂが、下方（−Ｚ側）から上方（＋Ｚ側）に向かって漸次直径が小さくなるように、かつノックピン本体部４３の全周にわたって、中心軸Ｏを含む断面形状が略テーパ形状となるように形成されているとともに、外周面の一部に傾斜面４３ｆを設けている点で、第一実施形態とは異なっている。なお、第一実施形態と同様の構成部分については説明を省略し、異なる部分についてのみ説明をする。

図２４に示すように、傾斜面４３ｆは、ノックピン本体部４３の上方端部（＋Ｚ側端部）４３ｂの外周面において、中心軸Ｏを挟んで径方向の両側に一対設けられている。図２５に示すように、一対の傾斜面４３ｆは、平面状に形成されている。また、図２３に示すように、傾斜面４３ｆは、上方（＋Ｚ側）から下方（−Ｚ側）に向かって、径方向の外側に漸次広がるように形成されている。このため、ノックピン本体部４３の外周面に段差等が形成されないので、積層工程Ｓ３０（図７参照）では、ノックピン本体部４３の外周面に単位セル２（図１１参照）が引っ掛かることなく、傾斜面４３ｆに沿うように移動できる。したがって、燃料電池スタック１（図１参照）を組み立てる際に単位セル２の損傷を防止できる。

ここで、ノックピン本体部４３の長さは、例えば燃料電池スタック１の積層方向（Ｚ方向）の長さよりも長くなっている。これにより、ノックピン本体部４３の上方端部（＋Ｚ側端部）４３ｂおよび傾斜面４３ｆは、他方側（＋Ｚ側）のエンドプレート２５ａ（図１４参照）の上面（＋Ｚ側面）から突出して配置される。したがって、ノックピン本体部４３は、傾斜面４３ｆに影響を受けることなくエンドプレート２５ａを面方向（ＸＹ方向）位置決めできる。

本実施形態においても、第一実施形態と同様に、第一延長部４１の雄ネジ部４１ａが、ノックピン本体部４３の雌ネジ部４３ａに螺合されることにより、第一延長部４１がノックピン本体部４３に対して着脱可能に装着されている。また、ノックピン本体部４３から第一延長部４１を取り外す第一延長部取り外し工程Ｓ６０（図７参照）において、ノックピン本体部４３と第一延長部４１との締結を解除し、ノックピン本体部４３から第一延長部４１を取り外す。

ここで、本実施形態のノックピン本体部４３は、一対の傾斜面４３ｆを備えているので、例えば、工具等を用いて、エンドプレート２５ａ（図１４参照）の上面（＋Ｚ側面）から突出して配置された一対の傾斜面４３ｆを挟持することにより、ノックピン本体部４３と第一延長部４１との締結を解除する際に、ノックピン本体部４３の回転を確実に防止できる。また、第一延長部取り外し工程Ｓ６０（図７参照）において、燃料電池スタック１の位置決め孔３８（図１４参照）内で、ノックピン本体部４３が回転するのを防止できるので、単位セル２や、ターミナルプレート２１ａ，２１ｂ、絶縁プレート２３ａ，２３ｂ等（いずれも図２参照）が損傷するのを防止できる。

なお、この発明の技術範囲は上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

第一実施形態では、二本のノックピン４０を用いて、積層される単位セル２、ターミナルプレート２１ａ，２１ｂ、絶縁プレート２３ａ，２３ｂおよびエンドプレート２５ａ，２５ｂの位置決めを行っていたが、ノックピン４０の本数は二本に限定されない。

第一実施形態では、一対のタイロッド２４ａ，２４ｂと一対のエンドプレート２５ａ，２５ｂとを締結固定することで、燃料電池スタック１の圧縮状態を保持していたが、タイロッド２４ａ，２４ｂの本数や形状等は、本実施形態に限定されない。
また、第一実施形態では、エンドプレート２５ａ，２５ｂの間に一対のタイロッド２４ａ，２４ｂを配置し、積層方向（Ｚ方向）からボルト２９を締結してエンドプレート２５ａ，２５ｂとタイロッド２４ａ，２４ｂとを連結していた。これに対して、例えばエンドプレート２５ａ，２５ｂの短辺の延在方向における一側面（＋Ｙ側面）および他側面（−Ｙ側面）に一対のタイロッド２４ａ，２４ｂを配置し、短辺の延在方向からボルトを締結してエンドプレート２５ａ，２５ｂとタイロッド２４ａ，２４ｂとを連結してもよい。

第一延長部４１のノックピン本体部４３への装着方法は、第一実施形態や第二実施形態のネジによる方法や、第一実施形態の各変形例のようにノックピン本体部４３の上方端部（＋Ｚ側端部）４３ｂに第一延長部４１の凹部４１ｃを外嵌する方法、第二実施形態の第二変形例のように、ノックピン本体部４３の凹部４３ｅに第一延長部４１の突部４１ｅを嵌合する方法等に限定されない。また、第一実施形態の各変形例におけるノックピン本体部４３の上方端部（＋Ｚ側端部）４３ｂの形状および第一延長部４１の凹部４１ｃの形状は、当該形状に限定されない。また、第二実施形態の第二変形例におけるノックピン本体部４３の凹部４３ｅおよび第一延長部４１の突部４１ｅの形状は、当該形状に限定されない。

第三実施形態において、傾斜面４３ｆは、ノックピン本体部４３の上方端部（＋Ｚ側端部）４３ｂの外周面に一対設けられていたが、ノックピン本体部４３の上方端部（＋Ｚ側端部）４３ｂの外周面において、少なくとも一箇所に設けられていればよい。また、ノックピン本体部４３の両端部に傾斜面４３ｆを設けてもよいし、第一延長部４１の端部における外周面に傾斜面４３ｆを設けてもよい。

１ 燃料電池スタック
２ 単位セル（単位燃料電池）
３８ 位置決め孔
４０ 位置決め棒（ノックピン）
４１ 第一延長部（延長部）
４３ ノックピン本体部（本体部）
４３ｆ 傾斜面
Ｆ 境界面

Claims (3)

1. 単位燃料電池が積層された燃料電池スタックの組立および分解時に用いられ、
   前記単位燃料電池の積層方向に延在する本体部と、
   前記本体部の少なくとも一方端部に設けられ、前記本体部に対して着脱可能な延長部と、
   を備え、
   前記単位燃料電池の前記積層方向に貫通する位置決め孔に沿わせて前記単位燃料電池を前記積層方向に移動させるための位置決め棒であって、
   前記本体部と前記延長部との境界面において、前記本体部および前記延長部のうち、前記単位燃料電池の移動方向の下流側に配置された一方の外形は、前記移動方向の上流側に配置された他方の外形以下の大きさに形成されていることを特徴とする位置決め棒。
2. 請求項１に記載の位置決め棒であって、
   前記本体部および前記延長部の少なくとも一方は、前記境界面から前記下流側に向かうに従い漸次外形が大きくなるように形成されていることを特徴とする位置決め棒。
3. 請求項１または２に記載の位置決め棒であって、
   前記本体部および前記延長部のうち、少なくとも前記本体部における前記一方端部の外周面に、平面状の傾斜面を設けたことを特徴とする位置決め棒。

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