JP6390926B2 - パネルの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、パネルの製造方法に関するものである。
車両等に搭載される燃料電池スタックは、複数の単位セルが積層されて構成されたセル積層体と、セル積層体を収納するケーシングと、を有している(例えば、下記特許文献1参照)。
ケーシングは、セル積層体を積層方向の両側から挟持する一対のエンドプレートと、一対のエンドプレート間を架け渡すとともに、セル積層体の周囲を取り囲むパネルと、を有している。
パネルは、エンドプレートの各辺に対応して複数設けられている。下記特許文献1に記載されたパネルは、複数枚のプレートが積層されて構成されている。これにより、一枚の厚板でパネルを構成する場合に比べて、ケーシングの軽量化や低コスト化が図られている。そして、隣り合うパネル同士や、各パネルとエンドプレートの各辺とが締結部材により締結されることで、上述したケーシングが構成されている。
パネルは、エンドプレートの各辺に対応して複数設けられている。下記特許文献1に記載されたパネルは、複数枚のプレートが積層されて構成されている。これにより、一枚の厚板でパネルを構成する場合に比べて、ケーシングの軽量化や低コスト化が図られている。そして、隣り合うパネル同士や、各パネルとエンドプレートの各辺とが締結部材により締結されることで、上述したケーシングが構成されている。
ところで、従来の燃料電池スタックでは、セル積層体内を流れる反応ガス(燃料ガスや酸化剤ガス)が各単位セル間の隙間等を通してセル積層体の外部に漏れ出る場合がある。この場合、セル積層体の外部に漏れ出た反応ガスは、パネルのうち複数のプレート間の隙間に流入した後、上述した締結部材の固定孔等を通じてケーシングの外部に漏れ出るおそれがある。
特に、パネルには、セル積層体から流出してケーシング内に存在する反応ガスを車外に排出するための排気ダクトが接続される場合がある。この場合には、反応ガスがパネルに形成された開口部を通じてダクト内に流入する途中で、複数のプレート間の隙間に流入し易い。その結果、反応ガスがケーシングの予期しない場所から漏れ出る可能性がある。
特に、パネルには、セル積層体から流出してケーシング内に存在する反応ガスを車外に排出するための排気ダクトが接続される場合がある。この場合には、反応ガスがパネルに形成された開口部を通じてダクト内に流入する途中で、複数のプレート間の隙間に流入し易い。その結果、反応ガスがケーシングの予期しない場所から漏れ出る可能性がある。
一方で、パネルを構成する各プレート間に液体パッキン等のシール部材を介在させることも考えられる。しかしながら、シール材が締結部材の固定孔内に進入したり、固定孔の周囲に介在したりすると、パネルの組付性が低下する等の不具合が生じるおそれがある。
そこで、本発明は、上述した事情に考慮してなされたもので、各プレート間を液体パッキンによって確実にシールした上で、液体パッキンを介在させたことによるパネルと相手部材との組付性の低下を抑制できるパネルの製造方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、請求項1に記載した発明は、複数の燃料電池セル(例えば、実施形態における単位セル2)が積層されたセル積層体(例えば、実施形態におけるセル積層体3)を収納するケーシング(例えば、実施形態におけるケーシング4)の一部を構成するとともに、締結部材(例えば、実施形態における締結部材94)を介して相手部材(例えば、実施形態におけるエンドプレート61,62、フロントパネル65、リアパネル66、排気ダクト110、VCU202)が取り付けられるパネル(例えば、実施形態におけるアッパパネル67)の製造方法であって、複数のプレート(例えば、実施形態におけるプレート81〜83)の合わせ面(例えば、実施形態における81a,82a,82b,83a)のうち、少なくとも一方の前記合わせ面上に液体パッキン(例えば、実施形態におけるシール部材121)が塗布された状態で前記複数のプレートを第1方向に積層する積層工程と、前記液体パッキンを硬化させる硬化工程と、を有し、前記硬化工程は、前記複数のプレートのうち、前記締結部材が挿通される固定孔(例えば、実施形態における固定孔93,95,96)の周囲を前記第1方向に加圧した状態で行う。
請求項2に記載した発明では、前記硬化工程では、加圧用締結部材(例えば、実施形態における加圧用締結部材150〜152)を前記固定孔内に挿通するととともに、前記加圧用締結部材により前記複数のプレートを締結して行ってもよい。
請求項3に記載した発明では、前記複数のプレートは、前記ケーシングの外面を構成する外側プレート(例えば、実施形態における外側プレート83)と、前記ケーシングの内面を構成する内側プレート(例えば、実施形態における内側プレート81)と、前記外側プレート及び前記内側プレート間に介在するとともに、前記第1方向の厚さが前記外側プレート及び前記内側プレートよりも厚い中間プレート(例えば、実施形態における中間プレート82)と、を有し、前記固定孔のうち、前記中間プレートに形成された中間固定孔は、前記外側プレートに形成された外側固定孔を通して連通する雌ねじ孔であり、前記相手部材は、前記ケーシングの外面に取付可能とされ、前記硬化工程では、前記外側固定孔を通して前記中間固定孔に前記加圧用締結部材を螺着して行ってもよい。
請求項4に記載した発明では、前記硬化工程では、前記プレートのうち、前記ケーシングの外面を構成する外側プレートとの間にスペーサ(例えば、実施形態におけるスペーサ155,156,160)を挟んだ状態で、前記複数のプレートを締結してもよい。
請求項5に記載した発明では、前記固定孔は、間隔をあけて複数形成され、複数の前記固定孔には、前記外側プレートの外面との間に前記スペーサを挟んだ状態で、前記加圧用締結部材がそれぞれ挿通され、前記スペーサは、前記加圧用締結部材に各別に装着される複数の装着部(例えば、実施形態における装着部161)と、複数の前記装着部同士を連結する連結部(例えば、実施形態における連結部162)と、を有していてもよい。
請求項1に記載した発明によれば、複数のプレートのうち固定孔の周辺領域に対して第1方向に荷重を集中させた状態で、液体パッキンを硬化させることができる。そのため、液体パッキンが各プレート間で押し潰されて各プレートの面内方向に濡れ広がる際に、固定孔内に液体パッキンが進入するのを抑制できる。これにより、各プレート間を液体パッキンによって確実にシールすることができ、パネルの内側空間に進入した反応ガスが予期しない場所から漏れ出るのを抑制できる。
特に、液体パッキンを介在させたことによるパネルと相手部材との組付性の低下を抑制できる。すなわち、固定孔内に液体パッキンが進入するのを抑制することで、締結部材を固定孔内にスムーズに進入させることができる。また、各プレートのうち、固定孔の周辺領域同士が直接密接することになるので、パネルと相手部材との間に締め付け荷重を確実に付与することができ、パネルと相手部材とを強固に固定できる。
特に、液体パッキンを介在させたことによるパネルと相手部材との組付性の低下を抑制できる。すなわち、固定孔内に液体パッキンが進入するのを抑制することで、締結部材を固定孔内にスムーズに進入させることができる。また、各プレートのうち、固定孔の周辺領域同士が直接密接することになるので、パネルと相手部材との間に締め付け荷重を確実に付与することができ、パネルと相手部材とを強固に固定できる。
請求項2に記載した発明によれば、固定孔を用いてプレートを締結することで、固定孔内に液体パッキンが進入するのを確実に抑制できる。その結果、上述した作用効果より顕著に奏功される。
請求項3に記載した発明によれば、パネルの外面に相手部材を取り付ける固定孔にも加圧用締結部材を螺着することで、固定孔内に液体パッキンが進入するのを抑制できる。これにより、パネルの外面に取り付けられる相手部材の組付性を向上させることができる。
請求項4に記載した発明によれば、スペーサの形状を適宜変更することで、加圧用締結部材の頭部の形状に関わらず、パネルの所望の範囲に締め付け荷重を効果的に付与することができる。この場合、例えば外側プレートに接触する相手部材の形状に合わせてスペーサを形成することで、パネルと相手部材との間に締め付け荷重を確実に付与することができる。
請求項5に記載した発明によれば、各加圧用締結部材と外側プレートとの間にまとめてスペーサ(装着部)を介在させることができるので、製造効率の向上を図ることができる。
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
(第1実施形態)
[燃料電池車両]
図1は第1実施形態の燃料電池スタック1が搭載された燃料電池車両200(以下、単に車両200という)を示す概略斜視図である。
図1に示すように、車両200の前部には、モータルーム201が画成されている。モータルーム201は、図示しないダッシュボードを間に挟んで車室の前方に位置している。モータルーム201内には、燃料電池スタック1やVCU202、図示しないECU、駆動用モータ、バッテリ、その他の補機類等が収納されている。なお、燃料電池スタック1は、車両200のフロア下や車両200の後部等に搭載しても構わない。
(第1実施形態)
[燃料電池車両]
図1は第1実施形態の燃料電池スタック1が搭載された燃料電池車両200(以下、単に車両200という)を示す概略斜視図である。
図1に示すように、車両200の前部には、モータルーム201が画成されている。モータルーム201は、図示しないダッシュボードを間に挟んで車室の前方に位置している。モータルーム201内には、燃料電池スタック1やVCU202、図示しないECU、駆動用モータ、バッテリ、その他の補機類等が収納されている。なお、燃料電池スタック1は、車両200のフロア下や車両200の後部等に搭載しても構わない。
燃料電池スタック1は、直方体形状に形成されている。燃料電池スタック1は、例えば図中のA方向が車両200の幅方向、B方向が車両200の前後方向、C方向が車両200の上下方向となるようにしてモータルーム201内に搭載されている。燃料電池スタック1は、上述した駆動用モータやバッテリ等に電気的に接続されている。燃料電池スタック1は、燃料電池スタック1内に供給される反応ガス(酸化剤ガスや燃料ガス)を電気化学反応させて発電する。燃料電池スタック1は、発電した電力をバッテリや駆動用モータに供給する。
VCU202は、燃料電池スタック1の上方に積載されている。VCU202は、燃料電池スタック1とバッテリとの間に電気的に接続されている。VCU202は、ECUから出力される指令に従って、燃料電池スタック1の発電電力を受容管理する。ECUは、ブレーキ操作やアクセル操作等に基づいて燃料電池スタック1への出力要求を検出する。ECUは、出力要求の検出結果に基づき燃料電池スタック1への反応ガスの供給量等、燃料電池スタック1を統括的に制御する。
<燃料電池スタック>
次に、燃料電池スタック1について詳述する。図2は、燃料電池スタック1の分解斜視図である。
図2に示すように、燃料電池スタック1は、セル積層体3と、セル積層体3を収納するケーシング4と、を主に備えている。
セル積層体3は、複数の単位セル(燃料電池セル)2がA方向に積層されて構成されている。なお、以下の説明では、上述したA方向、B方向及びC方向において、セル積層体3の中央部に近づく向きを内側といい、セル積層体3の中央部から離間する向きを外側という場合がある。
次に、燃料電池スタック1について詳述する。図2は、燃料電池スタック1の分解斜視図である。
図2に示すように、燃料電池スタック1は、セル積層体3と、セル積層体3を収納するケーシング4と、を主に備えている。
セル積層体3は、複数の単位セル(燃料電池セル)2がA方向に積層されて構成されている。なお、以下の説明では、上述したA方向、B方向及びC方向において、セル積層体3の中央部に近づく向きを内側といい、セル積層体3の中央部から離間する向きを外側という場合がある。
<単位セル>
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、例えば一対のセパレータ21,22と、各セパレータ21,22間に挟持された膜電極構造体23(以下、単にMEA23という。)と、を備えている。MEA23は、固体高分子電解質膜31と、固体高分子電解質膜31をA方向の両側から挟持するアノード電極32及びカソード電極33と、を備えている。
アノード電極32及びカソード電極33は、カーボンペーパ等からなるガス拡散層と、白金合金が表面に担持された多孔質カーボン粒子をガス拡散層の表面に一様に塗布して形成された電極触媒層と、を有している。
固体高分子電解質膜31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等により形成されている。固体高分子電解質膜31は、A方向から見た正面視外形がアノード電極32及びカソード電極33よりも大きくなっている。図3の例において、固体高分子電解質膜31の中央部には、アノード電極32及びカソード電極33が重ね合わされている。固体高分子電解質膜31の外周部は、アノード電極32及びカソード電極33に対して額縁状にはみ出している。
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、例えば一対のセパレータ21,22と、各セパレータ21,22間に挟持された膜電極構造体23(以下、単にMEA23という。)と、を備えている。MEA23は、固体高分子電解質膜31と、固体高分子電解質膜31をA方向の両側から挟持するアノード電極32及びカソード電極33と、を備えている。
アノード電極32及びカソード電極33は、カーボンペーパ等からなるガス拡散層と、白金合金が表面に担持された多孔質カーボン粒子をガス拡散層の表面に一様に塗布して形成された電極触媒層と、を有している。
固体高分子電解質膜31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等により形成されている。固体高分子電解質膜31は、A方向から見た正面視外形がアノード電極32及びカソード電極33よりも大きくなっている。図3の例において、固体高分子電解質膜31の中央部には、アノード電極32及びカソード電極33が重ね合わされている。固体高分子電解質膜31の外周部は、アノード電極32及びカソード電極33に対して額縁状にはみ出している。
単位セル2の各セパレータ21,22は、MEA23のアノード電極32側に配置された第1セパレータ21、及びMEA23のカソード電極33側に配置された第2セパレータ22である。なお、以下の説明では、各セパレータ21,22において、同様の構成については同一の符号を付してまとめて説明する。
各セパレータ21,22は、セパレータプレート35と、セパレータプレート35の外周部を被覆する被覆部材36と、を有している。
セパレータプレート35は、B方向を長手方向とする長方形状の金属板やカーボン板等により構成されている。なお、図2の例において、セパレータプレート35は、正面視外形が固体高分子電解質膜31と同等に形成されている。セパレータプレート35は、A方向から見てMEA23に重なり合っている。
セパレータプレート35は、B方向を長手方向とする長方形状の金属板やカーボン板等により構成されている。なお、図2の例において、セパレータプレート35は、正面視外形が固体高分子電解質膜31と同等に形成されている。セパレータプレート35は、A方向から見てMEA23に重なり合っている。
図4は図2のIV−IV線に相当する断面図である。
図4に示すように、被覆部材36は、弾性変形可能な材料(例えばゴム等)により形成されている。被覆部材36は、固体高分子電解質膜31の外周部にA方向で密接している。
図4に示すように、被覆部材36は、弾性変形可能な材料(例えばゴム等)により形成されている。被覆部材36は、固体高分子電解質膜31の外周部にA方向で密接している。
図3に示すように、単位セル2の各角部には、入口ガス連通孔(酸化剤ガス入口連通孔41i及び燃料ガス入口連通孔42i)と、出口ガス連通孔(酸化剤ガス出口連通孔41o及び燃料ガス出口連通孔42o)と、が形成されている。各連通孔41i,41o,42i,42oは、単位セル2をA方向に貫通している。図3に示す例において、単位セル2の右上角部には、酸化剤ガス(例えば、空気等)を供給するための酸化剤ガス入口連通孔41iが形成されている。単位セル2の右下角部には、燃料ガス(例えば、水素等)を供給するための燃料ガス入口連通孔42iが形成されている。また、単位セル2の左下角部には使用済みの酸化剤ガスを排出するための酸化剤ガス出口連通孔41oが形成されている。単位セル2の左上角部には、使用済みの燃料ガスを排出するための燃料ガス出口連通孔42oが形成されている。
単位セル2において、各入口連通孔41i,42iに対してB方向の内側に位置する部分には、冷媒入口連通孔43iがそれぞれ形成されている。
単位セル2において、各出口連通孔41o,42oに対してB方向の内側に位置する部分には、冷媒出口連通孔43oがそれぞれ形成されている。なお、一対の冷媒入口連通孔43i同士及び一対の冷媒出口連通孔43o同士は、アノード電極32及びカソード電極33を間に挟んでそれぞれC方向で対向する位置に配置されている。
単位セル2において、各出口連通孔41o,42oに対してB方向の内側に位置する部分には、冷媒出口連通孔43oがそれぞれ形成されている。なお、一対の冷媒入口連通孔43i同士及び一対の冷媒出口連通孔43o同士は、アノード電極32及びカソード電極33を間に挟んでそれぞれC方向で対向する位置に配置されている。
各セパレータ21,22(セパレータプレート35)の中央部は、プレス成形等によって凹凸形状に形成されている。セパレータ21,22のうち、MEA23とA方向で対向する面は、MEA23との間にそれぞれガス流路45,46を形成している。
具体的に、第1セパレータ21のアノード電極32を向く面と、MEA23のアノード電極32と、の間には、燃料ガス流路45が形成されている。燃料ガス流路45は、燃料ガス入口連通孔42i及び燃料ガス出口連通孔42oにそれぞれ連通している。
第2セパレータ22のカソード電極33を向く面と、MEA23のカソード電極33と、の間には、酸化剤ガス流路46が形成されている。酸化剤ガス流路46は、酸化剤ガス入口連通孔41i及び酸化剤ガス出口連通孔41oにそれぞれ連通している。
具体的に、第1セパレータ21のアノード電極32を向く面と、MEA23のアノード電極32と、の間には、燃料ガス流路45が形成されている。燃料ガス流路45は、燃料ガス入口連通孔42i及び燃料ガス出口連通孔42oにそれぞれ連通している。
第2セパレータ22のカソード電極33を向く面と、MEA23のカソード電極33と、の間には、酸化剤ガス流路46が形成されている。酸化剤ガス流路46は、酸化剤ガス入口連通孔41i及び酸化剤ガス出口連通孔41oにそれぞれ連通している。
図4に示すように、セル積層体3は、一の単位セル2の第1セパレータ21と、一の単位セル2に隣接する他の単位セル2の第2セパレータ22と、が重ね合わされた状態で、A方向に積層されて構成される。そして、一の単位セル2の第1セパレータ21と、他の単位セル2の第2セパレータ22と、の間には、冷媒流路55が形成されている。図3に示すように、冷媒流路55は、冷媒入口連通孔43i及び冷媒出口連通孔43oにそれぞれ連通している。なお、冷媒流路55を流通する冷媒として、例えば純水やエチレングリコール等が好適に用いられる。
なお、単位セル2の積層構造は、上述の構成に限定されるものではない。例えば、3枚のセパレータと、各セパレータ間に挟持された2枚のMEAと、により単位セルを構成しても構わない。また、各連通孔のレイアウトについても適宜設計変更が可能である。
<ケーシング>
図2に示すように、ケーシング4は、セル積層体3よりも一回り大きい箱型に形成されている。具体的に、ケーシング4は、セル積層体3をA方向の両側から挟持する第1エンドプレート61及び第2エンドプレート62と、エンドプレート61,62のA方向で対向する辺同士を各別に連結する第1連結バー63及び第2連結バー64と、セル積層体3の周囲を取り囲むサイドパネル60と、を備えている。
図2に示すように、ケーシング4は、セル積層体3よりも一回り大きい箱型に形成されている。具体的に、ケーシング4は、セル積層体3をA方向の両側から挟持する第1エンドプレート61及び第2エンドプレート62と、エンドプレート61,62のA方向で対向する辺同士を各別に連結する第1連結バー63及び第2連結バー64と、セル積層体3の周囲を取り囲むサイドパネル60と、を備えている。
エンドプレート61,62は、正面視外形が単位セル2よりも大きい長方形状に形成されている。第1エンドプレート61は、セル積層体3との間に第1ターミナルプレート71及び第1インシュレータ72を挟み込んだ状態で、セル積層体3に対してA方向の一方に配置されている。
第1エンドプレート61には、第1エンドプレート61をA方向に貫通するガス入口孔(酸化剤ガス入口孔73i及び燃料ガス入口孔74i)及びガス出口孔(酸化剤ガス出口孔73o及び燃料ガス出口孔74o)が形成されている。ガス入口孔73i,74iは、第1ターミナルプレート71や第1インシュレータ72に形成されたガス入口接続孔(不図示)を通して、上述したガス入口連通孔41i,42iにそれぞれ連通している。ガス出口孔73o,74oは、第1ターミナルプレート71や第1インシュレータ72に形成されたガス出口接続孔(不図示)を通して上述したガス出口連通孔41o,42oにそれぞれ連通している。なお、第1エンドプレート61には、第1ターミナルプレート71からA方向の外側に突出する出力端子71aがA方向に貫通している。
第2エンドプレート62は、セル積層体3との間に第2ターミナルプレート73及び第2インシュレータ74を挟み込んだ状態で、セル積層体3に対してA方向の他方に配置されている。
第2エンドプレート62には、第2エンドプレート62をA方向に貫通する冷媒入口孔(不図示)及び冷媒出口孔(不図示)が形成されている。冷媒入口孔は、第2ターミナルプレート73や第2インシュレータ74に形成された冷媒入口接続孔(不図示)を通して上述した冷媒入口連通孔43iに連通している。冷媒出口孔は、第2ターミナルプレート73や第2インシュレータ74に形成された冷媒出口接続孔(不図示)を通して上述した冷媒出口連通孔43oに連通している。なお、第2エンドプレート62には、第2ターミナルプレート73からA方向の外側に突出する出力端子73aがA方向に貫通している。
第1連結バー63及び第2連結バー64は、A方向に沿って延在する板状に形成されている。各連結バー63,64は、A方向の両端面が各エンドプレート61,62におけるA方向の内側端面にそれぞれ突き合わされた状態で、締結部材77によってエンドプレート61,62にそれぞれ締結されている。具体的に、第1連結バー63は、セル積層体3に対してC方向の両側において各エンドプレート61,62の長辺部分同士を連結している。第2連結バー64は、セル積層体3に対してB方向の両側において、各エンドプレート61,62の短辺部分同士を連結している。なお、各連結バー63,64の断面形状は、矩形状や円形状等、適宜変更が可能である。
サイドパネル60は、セル積層体3、エンドプレート61,62、連結バー63,64、ターミナルプレート71,73及びインシュレータ72,74を、B方向の外側及びC方向の外側から取り囲んでいる。したがって、サイドパネル60及びエンドプレート61,62により画成された空間の内側に、上述したセル積層体3、ターミナルプレート71,73やインシュレータ72,74等が収納されている。
サイドパネル60は、エンドプレート61,62の各辺に対応して配置された複数(4枚)のパネル65〜68を有している。本実施形態のパネル65〜68は、フロントパネル65、リアパネル66、アッパパネル67及びロアパネル68である。
フロントパネル65は、セル積層体3等をB方向の一方(車両200の前方)から覆う板状に形成されている。フロントパネル65におけるA方向の両端部は、エンドプレート61,62のうちB方向のうち一方を向く端面にそれぞれ締結されている。
リアパネル66は、セル積層体3等をB方向の他方(車両200の後方)から覆う板状に形成されている。リアパネル66におけるA方向の両端部は、エンドプレート61,62のうちB方向のうち他方を向く端面にそれぞれ締結される。なお、フロントパネル65やリアパネル66は、例えば押出成形や鋳造、機械加工等により形成することができる。
リアパネル66は、セル積層体3等をB方向の他方(車両200の後方)から覆う板状に形成されている。リアパネル66におけるA方向の両端部は、エンドプレート61,62のうちB方向のうち他方を向く端面にそれぞれ締結される。なお、フロントパネル65やリアパネル66は、例えば押出成形や鋳造、機械加工等により形成することができる。
図5は、アッパパネル67の分解斜視図である。
図5に示すように、アッパパネル67は、セル積層体3等をC方向の一方(車両200の上方)から覆っている。アッパパネル67は、複数枚のプレート81〜83がC方向に積層されて構成されている。本実施形態において、アッパパネル67は、内側プレート81、中間プレート82及び外側プレート83がC方向の他方から一方に順に積層されて構成されている。なお、アッパパネル67は、2枚や4枚以上のプレートが積層されて構成されていても構わない。
図5に示すように、アッパパネル67は、セル積層体3等をC方向の一方(車両200の上方)から覆っている。アッパパネル67は、複数枚のプレート81〜83がC方向に積層されて構成されている。本実施形態において、アッパパネル67は、内側プレート81、中間プレート82及び外側プレート83がC方向の他方から一方に順に積層されて構成されている。なお、アッパパネル67は、2枚や4枚以上のプレートが積層されて構成されていても構わない。
内側プレート81は、アッパパネル67(ケーシング4)の内面を構成している。内側プレート81は、板材に対してプレス成形が施されることで、エンドプレート61,62やフロントパネル65、リアパネル66におけるC方向の一方端面の形状に倣って凹凸形状に形成されている。例えば、内側プレート81におけるB方向の両端部には、B方向の中央部に比べてC方向の他方に窪む段差部86が形成されている。なお、内側プレート81には、例えば内側プレート81の対角同士を結ぶように延びるビード87が形成されている。但し、ビード87の位置や形状は、適宜変更が可能である。
内側プレート81には、内側プレート81をC方向に貫通する内側連通孔89が形成されている。内側連通孔89は、内側プレート81上で間隔をあけて複数形成されている。なお、内側連通孔89の数や位置は、適宜変更が可能である。
中間プレート82は、A方向に延びる短冊状に形成されている。本実施形態の中間プレート82は、C方向の厚さが内側プレート81よりも厚く、かつB方向の幅が内側プレート81よりも狭くなっている。中間プレート82は、内側プレート81の各段差部86内に収容されている。中間プレート82は、内側プレート81上に溶接(例えば、スポット溶接やMIG溶接、TIG溶接)等により接合されている。
なお、中間プレート82のうち、例えばB方向の一方に位置する中間プレート82には、上述した内側連通孔89に連通する連通溝91が形成されていても構わない。また、中間プレート82の形状は適宜変更が可能である。例えば、中間プレート82は、内側プレート81及び外側プレート83の外周部分に沿って延びる枠状に形成しても構わない。
外側プレート83は、アッパパネル67(ケーシング4)の外面を構成している。具体的に、外側プレート83は、C方向から見た平面視外形が内側プレート81の外形と同等で、かつ中間プレート82よりも薄肉の板材にプレス加工を施して形成されている。例えば、外側プレート83には、例えば外側プレート83の対角同士を結ぶように延びるビード90が形成されている。但し、ビード90の位置や形状は、適宜変更が可能である。
外側プレート83は、B方向の両端部において、内側プレート81との間に中間プレート82を介在させた状態で、内側プレート81にC方向で重ね合わされている。この場合、外側プレート83のうち、中間プレート82に重ね合わされた部分は、中間プレート82に溶接等により接合されている。また、外側プレート83のうち、内側プレート81に重ね合わされた部分は、内側プレート81に溶接等により接合されている。本実施形態において、アッパパネル67の外周部分で各プレート81〜83が当接することで、各プレート81〜83で画成されたアッパパネル67の内側空間が閉塞されている。なお、各プレート81〜83の接合領域は、適宜変更が可能である。また、各プレート81〜83は、溶接以外の方法により固定しても構わない。
外側プレート83のうち、B方向の一方端部には、外側プレート83をC方向に貫通する外側連通孔92が形成されている。外側連通孔92は、上述した連通溝91を通してアッパパネル67の内側空間に連通している。すなわち、外側連通孔92は、連通溝91及び内側連通孔89を通してケーシング4の内外を連通している。
アッパパネル67の外周部分には、アッパパネル67をC方向に貫通するパネル固定孔93が形成されている。パネル固定孔93は、アッパパネル67の外周部分に間隔をあけて複数形成されている。パネル固定孔93のうち、アッパパネルにおけるA方向の両端部に形成された第1固定孔93aは、内側プレート81及び外側プレート83をそれぞれC方向に貫通する貫通孔が連なって形成されている。一方、パネル固定孔93のうち、アッパパネル67におけるB方向の両端部に位置する第2固定孔93bは、内側プレート81、中間プレート82及び外側プレート83をそれぞれC方向に貫通する貫通孔が連なって形成されている。
図2に示すように、アッパパネル67は、内側プレート81の外周部分がエンドプレート61,62やフロントパネル65、リアパネル66にC方向の一方から突き合わされた状態で、エンドプレート61,62やフロントパネル65、リアパネル66に締結部材94により締結されている。この場合、締結部材94は、パネル固定孔93を通じてエンドプレート61,62やフロントパネル65、リアパネル66の雌ねじ孔内に螺着されている。
図5に示すように、アッパパネル67におけるB方向の一方端部において、外側連通孔92に対してA方向の両側に位置する部分には、ダクト固定孔95が形成されている。ダクト固定孔95は、外側プレート83に形成された貫通孔(外側固定孔)と、中間プレート82に形成された雌ねじ孔(中間固定孔)と、がC方向に連なって形成されている。
また、アッパパネル67におけるB方向の両端部には、VCU固定孔96が形成されている。VCU固定孔96は、外側プレート83に形成された貫通孔(外側固定孔)と、中間プレート82に形成された雌ねじ孔(中間固定孔)と、がC方向に連なって形成されている。
また、アッパパネル67におけるB方向の両端部には、VCU固定孔96が形成されている。VCU固定孔96は、外側プレート83に形成された貫通孔(外側固定孔)と、中間プレート82に形成された雌ねじ孔(中間固定孔)と、がC方向に連なって形成されている。
図2に示すように、ロアパネル68は、セル積層体3等をC方向の他方(車両200の下方)から覆っている。ロアパネル68は、上述したアッパパネル67と同様に、内側プレート100、中間プレート101及び外側プレート102がC方向に積層されて構成されている。したがって、ロアパネル68において、上述したアッパパネル67と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
ロアパネル68は、内側プレート100の外周部分がエンドプレート61,62やフロントパネル65、リアパネル66にC方向の他方から突き合わされた状態で、エンドプレート61,62やフロントパネル65、リアパネル66に締結部材105により締結されている。この場合、締結部材105は、パネル固定孔93を通じてエンドプレート61,62やフロントパネル65、リアパネル66の雌ねじ孔内に螺着されている。そして、各エンドプレート61,62及びサイドパネル60が組み合わされることで、ケーシング4を構成している。
図1に示すように、上述したアッパパネル67には、ケーシング4内に存在する反応ガスを車外に排出する排気ダクト110が接続されている。本実施形態の排気ダクト110は、上述した外側連通孔92に対応して2本設けられている。但し、排気ダクト110の本数及び取付位置等は、適宜変更が可能である。
各排気ダクト110の第1端部は、例えばフランジ部110aをアッパパネル67(外側プレート83)に重ね合わせた状態で、ダクト締結部材(不図示)によってアッパパネル67に締結されている。この場合、ダクト締結部材は、フランジ部に形成された貫通孔(不図示)を通してダクト固定孔95内に螺着されている。そして、各排気ダクト110は、各外側連通孔92を通してケーシング4内に連通している。
一方、各排気ダクト110の第2端部は、モータルーム201内を車幅方向(A方向)の外側に延在した後、車両200の両側部にそれぞれ接続されている。各排気ダクト110は、車両200の両側部に形成された排気口(不図示)を通して車外に連通している。なお、排気口の位置は、適宜変更が可能である。
なお、上述したロアパネル68には、ケーシング4内に外気を導入する吸気ダクト(不図示)が接続されている。吸気ダクトの第1端部は、ロアパネル68に形成された吸気口(不図示)を通してケーシング4内に連通している。一方、吸気ダクトの第2端部は、車両200の側部に接続されている。吸気ダクトは、車両200の側部に形成された吸気口を通して車外に連通している。
また、上述したように燃料電池スタック1の上方(C方向の一方)には、上述したようにVCU202が積載されている。VCU202は、VCU202から延びる脚部(不図示)を介してVCU締結部材(不図示)によりアッパパネル67に締結されている。この場合、VCU締結部材は、脚部に形成された貫通孔を通してVCU固定孔96内に螺着されている。
図6は、図5のVI−VI線に相当する断面図である。図7は、図5のVII−VII線に相当する断面図である。
ここで、図5〜図7に示すように、上述したアッパパネル67の外周部分において、各プレート81〜83間には、シール部材121が介在している。シール部材121は、アッパパネル67の外周部分を全周に亘って延びる枠状に形成されている。なお、シール部材121は、液体パッキンである。本実施形態において、シール部材121には、例えばシリコン系等が好適に用いられている。
ここで、図5〜図7に示すように、上述したアッパパネル67の外周部分において、各プレート81〜83間には、シール部材121が介在している。シール部材121は、アッパパネル67の外周部分を全周に亘って延びる枠状に形成されている。なお、シール部材121は、液体パッキンである。本実施形態において、シール部材121には、例えばシリコン系等が好適に用いられている。
図6に示すように、シール部材121は、アッパパネル67のA方向の両端部に位置する第1シール部123を有している。第1シール部123は、内側プレート81及び外側プレート83間をB方向に沿って直線状に延在している。また、シール部材121は、図6に示す断面視において、A方向の内側から外側に向かうに従いC方向の厚さが漸次先細っている。
図8は、内側プレート81の平面図である。
図6、図8に示すように、第1シール部123は、内側プレート81及び外側プレート83の両合わせ面81a,83a(内側プレート81及び外側プレート83におけるA方向の両端部に位置する当接面)におけるA方向の内側端部であって、上述した第1固定孔93aの周囲を回避した領域に形成されている。これにより、アッパパネル67のA方向の両端部において、内側プレート81及び外側プレート83間がシールされている。なお、図6の例において、第1シール部123は、一部が内側プレート81及び外側プレート83の合わせ面81a,83aからA方向の内側にはみ出している。
図6、図8に示すように、第1シール部123は、内側プレート81及び外側プレート83の両合わせ面81a,83a(内側プレート81及び外側プレート83におけるA方向の両端部に位置する当接面)におけるA方向の内側端部であって、上述した第1固定孔93aの周囲を回避した領域に形成されている。これにより、アッパパネル67のA方向の両端部において、内側プレート81及び外側プレート83間がシールされている。なお、図6の例において、第1シール部123は、一部が内側プレート81及び外側プレート83の合わせ面81a,83aからA方向の内側にはみ出している。
図7に示すように、シール部材121は、アッパパネル67のB方向の両端部に位置する第2シール部124,125を有している。第2シール部124,125は、内側プレート81と中間プレート82との間に介在する第2内側シール部124、及び中間プレート82と外側プレート83との間に介在する第2外側シール部125である。
図5に示すように、第2内側シール部124は、内側プレート81と中間プレート82との間をA方向に沿って直線状に延在している。具体的に、第2内側シール部124は、内側プレート81及び中間プレート82の両合わせ面81a,82aにおけるB方向の内側端部であって、上述した各固定孔93b,95,96の周囲を回避した領域に形成されている。なお、図7に示す例において、第2内側シール部124は、一部が内側プレート81及び中間プレート82の合わせ面81a,82aからB方向の内側にはみ出している。
図5に示すように、第2外側シール部125は、中間プレート82と外側プレート83との間をA方向に沿って直線状に延在している。具体的に、第2外側シール部125は、中間プレート82及び外側プレート83の両合わせ面82b,83aにおけるB方向の内側端部であって、上述した各固定孔93b,95,96の周囲を回避した領域に形成されている。これにより、アッパパネル67のB方向の両端部において、各プレート81〜83間がシールされている。なお、図7に示す例において、第2外側シール部125は、一部が中間プレート82及び外側プレート83の合わせ面82b,83aからB方向の内側にはみ出している。
また、各シール部材121の形成領域は、少なくとも固定孔93,95,96を回避した領域であれば、適宜変更が可能である。例えば、本実施形態では、各合わせ面上において、固定孔93,95,96に対して内側領域のみにシール部材121が形成された構成について説明したが、この構成のみに限らず、固定孔93,95,96に対して外側領域にシール部材121を形成しても構わない。また、本実施形態では、シール部材121が連続して延在する構成について説明したが、この構成のみに限らず、シール部材121が断続的に延在する構成であっても構わない。また、シール部材121は、C方向から見た平面視で少なくとも各固定孔93,95,96を回避していることがより好ましい。
なお、上述したロアパネル68においても、各プレート100〜102間にシール部材を介在させることが可能である。
[アッパパネルの製造方法]
次に、上述したアッパパネル67の製造方法について説明する。
本実施形態のアッパパネル67の製造方法は、塗布工程、積層工程、硬化工程及び接合工程を主に有している。
次に、上述したアッパパネル67の製造方法について説明する。
本実施形態のアッパパネル67の製造方法は、塗布工程、積層工程、硬化工程及び接合工程を主に有している。
図5に示すように、まず塗布工程では、アッパパネル67を構成する各プレート81〜83の合わせ面81a,82a,82b,83aにシール部材121を塗布する。具体的に、アッパパネル67におけるA方向の両端部では、内側プレート81及び外側プレート83の両合わせ面81a,83aにおいて、第1固定孔93aよりもA方向の内側の領域に、B方向に沿って線状に第1シール部123を塗布する。一方、アッパパネル67におけるB方向の両端部では、内側プレート81及び中間プレート82の両合わせ面81a,82aにおいて、上述した固定孔93b,95,96よりもB方向の内側の領域に、A方向に沿って線状に第2内側シール部124を塗布する。また、中間プレート82及び外側プレート83の両合わせ面82b,83aにおいて、上述した固定孔93b,95,96よりもB方向の内側の領域に、A方向に沿って線状に第2外側シール部125を塗布する。なお、シール部材121は、C方向で対向する合わせ面のうち、少なくとも一方の合わせ面に塗布されていても構わない。
続いて、積層工程において、塗布工程でシール部材121が塗布された各プレート81〜83をC方向で積層する。具体的には、内側プレート81の各段差部86上に中間プレート82を積層する。その後、中間プレート82を間に挟んで内側プレート81上に、外側プレート83を積層する。
次に、硬化工程では、各プレート81〜83をC方向に加圧しながら、シール部材121を硬化させる。本実施形態の硬化工程では、上述した各固定孔93,95,96内に加圧用締結部材150〜152をそれぞれ挿通するとともに、加圧用締結部材150〜152により複数のプレート81〜83を締結して行う。本実施形態の硬化工程は、第1締結工程、第2締結工程及び第3締結工程を有している。
図9は、第1締結工程を説明するための工程図であって、図6に対応する断面図である。
図9に示すように、第1締結工程では、第1加圧用締結部材150を用いて各プレート81〜83をまとめて締結する。第1締結工程では、まず第1加圧用締結部材150のボルト150aに第1スペーサ155を外挿する。第1スペーサ155は、金属等からなる筒状の部材である。本実施形態において、第1スペーサ155の外径は、ボルト150aの頭部よりも大径に形成されている。
図9に示すように、第1締結工程では、第1加圧用締結部材150を用いて各プレート81〜83をまとめて締結する。第1締結工程では、まず第1加圧用締結部材150のボルト150aに第1スペーサ155を外挿する。第1スペーサ155は、金属等からなる筒状の部材である。本実施形態において、第1スペーサ155の外径は、ボルト150aの頭部よりも大径に形成されている。
そして、第1締結工程では、上述した第1スペーサ155をボルト150aに外挿した状態で、C方向の外側(外側プレート83の貫通孔)からパネル固定孔93内にボルト150aを挿通する。そして、ボルト150aの先端部(内側プレート81の貫通孔から突出した部分)にナット150bを螺着する。
図10は、硬化工程を説明するための工程図であって、アッパパネル67の平面図である。図11は、硬化工程を説明するための工程図であって、アッパパネル67の拡大斜視図である。
図10、図11に示すように、第2締結工程では、第2加圧用締結部材151を用いて中間プレート82及び外側プレート83を締結する。第2締結工程では、まず第2加圧用締結部材151に第2スペーサ156を外挿する。そして、上述した第2スペーサ156を第2加圧用締結部材151に外挿した状態で、C方向の外側から(外側プレート83の貫通孔)からダクト固定孔95内に第2加圧用締結部材151を挿通する。そして、第2加圧用締結部材151の先端部をダクト固定孔95(中間プレート82の雌ねじ孔)に螺着する。
図10、図11に示すように、第2締結工程では、第2加圧用締結部材151を用いて中間プレート82及び外側プレート83を締結する。第2締結工程では、まず第2加圧用締結部材151に第2スペーサ156を外挿する。そして、上述した第2スペーサ156を第2加圧用締結部材151に外挿した状態で、C方向の外側から(外側プレート83の貫通孔)からダクト固定孔95内に第2加圧用締結部材151を挿通する。そして、第2加圧用締結部材151の先端部をダクト固定孔95(中間プレート82の雌ねじ孔)に螺着する。
第3締結工程では、第3加圧用締結部材152を用いて中間プレート82及び外側プレート83を締結する。第3締結工程では、まず各第3加圧用締結部材152に第3スペーサ160を装着する。本実施形態の第3スペーサ160は、各第3加圧用締結部材152に外挿される装着部161と、各装着部161同士を連結する連結部162と、を有している。各装着部161及び連結部162は、金属等により一体で形成されている。
第3締結工程では、まず各第3加圧用締結部材152に第3スペーサ160の装着部161を外挿する。その後、上述した第3スペーサ160の装着部161が外挿された状態で、C方向の外側(外側プレート83の貫通孔)からVCU固定孔96内に第3加圧用締結部材152を挿通する。そして、第3加圧用締結部材152の先端部をVCU固定孔96(中間プレート82の雌ねじ孔)に螺着する。
そして、各加圧用締結部材150〜152を締め付けた状態で、シール部材121を硬化させる。これにより、各プレート81〜83が締め付け荷重(軸力)によりC方向に加圧された状態でシール部材121が硬化する。特に、本実施形態では、加圧用締結部材150〜152を介して各プレート81〜83に締め付け荷重が付与されるため、各プレート81〜83のうち各固定孔93,95,96の周辺領域に締め付け荷重が集中する。なお、各スペーサ155,156,160の形状は、適宜変更が可能である。例えば、第3スペーサ160と同様に、各第1スペーサ155や各第2スペーサ156をそれぞれ一体で形成しても構わない。
その後、接合工程において、各プレート81〜83同士を溶接等により接合する。続いて、各加圧用締結部材150〜152をスペーサ155,156,160とともに、アッパパネル67から取り外す。
以上により、アッパパネル67が完成する。
以上により、アッパパネル67が完成する。
ここで、本実施形態では、硬化工程において、固定孔93,95,96の周囲をC方向に加圧した状態でシール部材121を硬化させる構成とした。
この構成によれば、各プレート81〜83のうち各固定孔93,95,96の周辺領域に締め付け荷重を集中させた状態で、シール部材121を硬化させることができる。そのため、シール部材121(液体パッキン)が各プレート81〜83間で押し潰されて各プレート81〜83の面内方向(A方向及びB方向)に濡れ広がる際に、各固定孔93,95,96内にシール部材121が進入するのを抑制できる。これにより、各プレート81〜83間をシール部材121によって確実にシールすることができ、アッパパネル67の内側空間に進入した反応ガスが予期しない場所から漏れ出るのを抑制できる。
特に、本実施形態では、シール部材121を介在させたことによるアッパパネル67と相手部材(エンドプレート61,62やフロントパネル65、リアパネル66、排気ダクト110、VCU202等)との組付性の低下を抑制できる。すなわち、各固定孔93,95,96内にシール部材121が進入するのを抑制することで、締結部材(例えば、締結部材94)を固定孔93,95,96内にスムーズに進入させることができる。また、各プレート81〜83のうち、各固定孔93,95,96の周辺領域同士がシール部材を介さず直接密接することになるので、アッパパネル67と相手部材との間に締め付け荷重を確実に付与することができ、アッパパネル67と相手部材とを強固に固定できる。
この構成によれば、各プレート81〜83のうち各固定孔93,95,96の周辺領域に締め付け荷重を集中させた状態で、シール部材121を硬化させることができる。そのため、シール部材121(液体パッキン)が各プレート81〜83間で押し潰されて各プレート81〜83の面内方向(A方向及びB方向)に濡れ広がる際に、各固定孔93,95,96内にシール部材121が進入するのを抑制できる。これにより、各プレート81〜83間をシール部材121によって確実にシールすることができ、アッパパネル67の内側空間に進入した反応ガスが予期しない場所から漏れ出るのを抑制できる。
特に、本実施形態では、シール部材121を介在させたことによるアッパパネル67と相手部材(エンドプレート61,62やフロントパネル65、リアパネル66、排気ダクト110、VCU202等)との組付性の低下を抑制できる。すなわち、各固定孔93,95,96内にシール部材121が進入するのを抑制することで、締結部材(例えば、締結部材94)を固定孔93,95,96内にスムーズに進入させることができる。また、各プレート81〜83のうち、各固定孔93,95,96の周辺領域同士がシール部材を介さず直接密接することになるので、アッパパネル67と相手部材との間に締め付け荷重を確実に付与することができ、アッパパネル67と相手部材とを強固に固定できる。
本実施形態では、硬化工程において、固定孔93,95,96内に挿通される加圧用締結部材150〜152により各プレート81〜83を締結して行う構成とした。
この構成によれば、固定孔93,95,96を用いて各プレート81〜83を締結することで、各固定孔93,95,96内にシール部材121が進入するのを確実に抑制できる。その結果、上述した作用効果より顕著に奏功される。
この構成によれば、固定孔93,95,96を用いて各プレート81〜83を締結することで、各固定孔93,95,96内にシール部材121が進入するのを確実に抑制できる。その結果、上述した作用効果より顕著に奏功される。
本実施形態では、燃料電池スタック1の外部に相手部材(例えば、排気ダクト110やVCU202)を取り付ける固定孔95,96にも加圧用締結部材151,152を螺着することで、固定孔95,96内にシール部材121が進入するのを抑制できる。これにより、燃料電池スタック1の外部に取り付けられる相手部材の組付性を向上させることができる。
本実施形態では、加圧用締結部材150〜152と外側プレート83との間にスペーサ155,156,160を挟んだ状態で、各プレート81〜83を締結する構成とした。
この構成によれば、スペーサ155,156,160の形状を適宜変更することで、加圧用締結部材150〜152の頭部の形状に関わらず、アッパパネル67の所望の範囲に締め付け荷重を効果的に付与することができる。この場合、例えば外側プレート83に接触する相手部材の形状に合わせてスペーサ155,156,160を形成することで、アッパパネル67と相手部材との間に締め付け荷重を確実に付与することができる。
この構成によれば、スペーサ155,156,160の形状を適宜変更することで、加圧用締結部材150〜152の頭部の形状に関わらず、アッパパネル67の所望の範囲に締め付け荷重を効果的に付与することができる。この場合、例えば外側プレート83に接触する相手部材の形状に合わせてスペーサ155,156,160を形成することで、アッパパネル67と相手部材との間に締め付け荷重を確実に付与することができる。
本実施形態では、第3スペーサ160が、各第3加圧用締結部材152に外挿される装着部161と、各装着部161同士を一体で連結する連結部162と、を有する構成とした。
この構成によれば、各第3加圧用締結部材152と外側プレート83との間にまとめて第3スペーサ160を介在させることができるので、製造効率の向上を図ることができる。
この構成によれば、各第3加圧用締結部材152と外側プレート83との間にまとめて第3スペーサ160を介在させることができるので、製造効率の向上を図ることができる。
そして、本実施形態の燃料電池スタック1は、上述した製造方法により製造されたアッパパネル67を備えているので、各プレート81〜83間をシール部材121によって確実にシールした上で、シール部材121を介在させたことによるアッパパネル67と相手部材との組付性の低下を抑制できる。
(第2実施形態)
次に、第2実施形態について説明する。以下の説明では、図12は、第2実施形態に係る燃料電池スタック300において、図7に対応する断面図である。本実施形態の燃料電池スタック300は、中間プレート82にシール部材121を収容するシール収容部302を形成している点で上述した実施形態と相違している。なお、上述した第1実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
次に、第2実施形態について説明する。以下の説明では、図12は、第2実施形態に係る燃料電池スタック300において、図7に対応する断面図である。本実施形態の燃料電池スタック300は、中間プレート82にシール部材121を収容するシール収容部302を形成している点で上述した実施形態と相違している。なお、上述した第1実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
図12に示す燃料電池スタック300において、中間プレート82におけるB方向の内側端部には、シール収容部302が形成されている。シール収容部302は、中間プレート82におけるB方向の内側に位置する角部が切り欠かれて構成されている。そして、各シール収容部302内にはシール部材121(第2内側シール部124及び第2外側シール部125)の一部がそれぞれ収容されている。この場合、第2内側シール部124は、シール収容部302内において、シール収容部302の内面及び内側プレート81の内面に密着している。一方、第2外側シール部125は、シール収容部302内において、シール収容部302の内面及び外側プレート83の内面に密着している。なお、シール収容部302は、中間プレート82におけるA方向の全体に亘って連続的に形成されていてもよく、A方向に間隔をあけて形成されていても構わない。
本実施形態によれば、各シール収容部302内にシール部材121の一部が収容されることで、シール部材121と中間プレート82及び外側プレート83との接触面積を確保でき、中間プレート82及び外側プレート83間のシール性を確保できる。
(第3実施形態)
次に、第3実施形態について説明する。以下の説明では、図13は、第3実施形態に係るアッパパネル67の平面図である。本実施形態では、第3加圧用締結部材152への第3スペーサ321の取付方法が上述した第1実施形態と相違している。なお、上述した第1実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
次に、第3実施形態について説明する。以下の説明では、図13は、第3実施形態に係るアッパパネル67の平面図である。本実施形態では、第3加圧用締結部材152への第3スペーサ321の取付方法が上述した第1実施形態と相違している。なお、上述した第1実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
図13に示すように、本実施形態の第3スペーサ321の各装着部330のうち、例えば連結部162における一端部に接続された第1装着部330aは、上述した第1実施形態と同様に筒状に形成されている。一方、各装着部330のうち第1装着部330a以外の装着部(第2装着部330b)には、進入口332が形成されている。進入口332は、第2装着部330bにおける一部が切り欠かれて構成されている。進入口332は、第2装着部330bのうち連結部162とは反対側に向けて開口している。
本実施形態では、上述した第3締結工程において、一の第3加圧用締結部材152に第3スペーサ321の第1装着部330aを外挿した状態で、一の第3加圧用締結部材152を一のVCU固定孔96に螺着する。続いて、一のVCU固定孔96以外のVCU固定孔96(他のVCU固定孔96)に他の第3加圧用締結部材152を螺着する。この際、他の第3加圧用締結部材152の頭部と、外側プレート83と、の間に第2装着部330bにおけるC方向の厚さ以上の隙間をあけておく。
続いて、一の第3加圧用締結部材152を中心にして第3スペーサ321を回転させる。この際、第2装着部330bの進入口332が回転方向の奥側を向くように第3スペーサ321を回転させる。すると、進入口332を通して他の加圧用締結部材152が第2装着部330b内に進入することで、各第3加圧用締結部材152と外側プレート83との間に装着部330が介在する。その後、各第3加圧用締結部材152をさらに締め付けることで、第3スペーサ321を介して第3加圧用締結部材152が締め付けられる。
本実施形態では、第3加圧用締結部材152のそれぞれに各装着部330を外挿した状態で、第3加圧用締結部材152をVCU固定孔96に螺着する必要がないので、更なる製造効率の向上を図ることができる。なお、上述した実施形態では、第1装着部330aを筒状に形成した場合について説明したが、この構成のみに限らず、全ての装着部330に進入口を形成しても構わない。
なお、本発明の技術範囲は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
例えば、上述した実施形態では、燃料電池スタック1の外部に取り付けられる相手部材として、排気ダクト110やVCU202を例にして説明したが、この構成のみに限らず、相手部材はその他の補機類であっても構わない。
上述した実施形態では、各固定孔93,95,96の全てに加圧用締結部材150,151,152をそれぞれ螺着する構成について説明したが、この構成のみに限られない。加圧用締結部材150〜152は、各固定孔93,95,96のうち何れかの固定孔に適宜選択して螺着しても構わない。
例えば、上述した実施形態では、燃料電池スタック1の外部に取り付けられる相手部材として、排気ダクト110やVCU202を例にして説明したが、この構成のみに限らず、相手部材はその他の補機類であっても構わない。
上述した実施形態では、各固定孔93,95,96の全てに加圧用締結部材150,151,152をそれぞれ螺着する構成について説明したが、この構成のみに限られない。加圧用締結部材150〜152は、各固定孔93,95,96のうち何れかの固定孔に適宜選択して螺着しても構わない。
上述した実施形態では、固定孔93,95,96を用いて各プレート81〜83を締結することで、固定孔93,95,96の周囲を加圧する構成について説明したが、この構成のみに限られない。例えば、各プレート81〜83のうち、固定孔93,95,96の周囲を治具等で押さえ込んで加圧しても構わない。
上述した実施形態では、本発明のパネルの製造方法をアッパパネルに適用した場合について説明したが、この構成のみに限らず、サイドパネル60におけるその他のパネルに本発明の構成を採用することが可能である。
上述した実施形態では、本発明のパネルの製造方法をアッパパネルに適用した場合について説明したが、この構成のみに限らず、サイドパネル60におけるその他のパネルに本発明の構成を採用することが可能である。
上述した実施形態では、各加圧用締結部材150〜152と外側プレート83との間にスペーサを介在させた構成について説明したが、この構成のみに限らず、各加圧用締結部材150〜152と外側プレート83とを直接接触させても構わない。
上述した実施形態では、第3スペーサのみが各装着部を一体に連結する構成について説明したが、この構成のみに限らず、第1スペーサや第2スペーサについても第3スペーサと同様の構成を採用できる。
上述した実施形態では、第3スペーサのみが各装着部を一体に連結する構成について説明したが、この構成のみに限らず、第1スペーサや第2スペーサについても第3スペーサと同様の構成を採用できる。
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上述した変形例を適宜組み合わせてもよい。
1…燃料電池スタック
2…単位セル(燃料電池セル)
3…セル積層体
4…ケーシング
61…第1エンドプレート(相手部材)
62…第2エンドプレート(相手部材)
65…フロントパネル(相手部材)
66…リアパネル(相手部材)
67…アッパパネル(パネル)
81…内側プレート
81a…合わせ面
82…中間プレート
82a…合わせ面
82b…合わせ面
83…外側プレート
83a…合わせ面
93…パネル固定孔(固定孔)
94…締結部材
95…ダクト固定孔(固定孔)
96…VCU固定孔(固定孔)
100…内側プレート
101…中間プレート
102…外側プレート
110…排気ダクト(相手部材)
121…シール部材(液体パッキン)
150…第1加圧用締結部材(加圧用締結部材)
151…第2加圧用締結部材(加圧用締結部材)
152…第3加圧用締結部材(加圧用締結部材)
155…第1スペーサ(スペーサ)
156…第2スペーサ(スペーサ)
160…第3スペーサ(スペーサ)
161…装着部
162…連結部
202…VCU(相手部材)
300…燃料電池スタック
321…第3スペーサ
330…装着部
330a…第1装着部(装着部)
330b…第2装着部(装着部)
2…単位セル(燃料電池セル)
3…セル積層体
4…ケーシング
61…第1エンドプレート(相手部材)
62…第2エンドプレート(相手部材)
65…フロントパネル(相手部材)
66…リアパネル(相手部材)
67…アッパパネル(パネル)
81…内側プレート
81a…合わせ面
82…中間プレート
82a…合わせ面
82b…合わせ面
83…外側プレート
83a…合わせ面
93…パネル固定孔(固定孔)
94…締結部材
95…ダクト固定孔(固定孔)
96…VCU固定孔(固定孔)
100…内側プレート
101…中間プレート
102…外側プレート
110…排気ダクト(相手部材)
121…シール部材(液体パッキン)
150…第1加圧用締結部材(加圧用締結部材)
151…第2加圧用締結部材(加圧用締結部材)
152…第3加圧用締結部材(加圧用締結部材)
155…第1スペーサ(スペーサ)
156…第2スペーサ(スペーサ)
160…第3スペーサ(スペーサ)
161…装着部
162…連結部
202…VCU(相手部材)
300…燃料電池スタック
321…第3スペーサ
330…装着部
330a…第1装着部(装着部)
330b…第2装着部(装着部)
Claims (5)
- 複数の燃料電池セルが積層されたセル積層体を収納するケーシングの一部を構成するとともに、締結部材を介して相手部材が取り付けられるパネルの製造方法であって、
複数のプレートの合わせ面のうち、少なくとも一方の前記合わせ面上に液体パッキンが塗布された状態で前記複数のプレートを第1方向に積層する積層工程と、
前記液体パッキンを硬化させる硬化工程と、を有し、
前記硬化工程は、前記複数のプレートのうち、前記締結部材が挿通される固定孔の周囲を前記第1方向に加圧した状態で行うことを特徴とするパネルの製造方法。 - 前記硬化工程では、加圧用締結部材を前記固定孔内に挿通するととともに、前記加圧用締結部材により前記複数のプレートを締結して行うことを特徴とする請求項1に記載のパネルの製造方法。
- 前記複数のプレートは、
前記ケーシングの外面を構成する外側プレートと、
前記ケーシングの内面を構成する内側プレートと、
前記外側プレート及び前記内側プレート間に介在するとともに、前記第1方向の厚さが前記外側プレート及び前記内側プレートよりも厚い中間プレートと、を有し、
前記固定孔のうち、前記中間プレートに形成された中間固定孔は、前記外側プレートに形成された外側固定孔を通して連通する雌ねじ孔であり、
前記相手部材は、前記ケーシングの外面に取付可能とされ、
前記硬化工程では、前記外側固定孔を通して前記中間固定孔に前記加圧用締結部材を螺着して行うことを特徴とする請求項2に記載のパネルの製造方法。 - 前記硬化工程では、前記プレートのうち、前記ケーシングの外面を構成する外側プレートと前記加圧用締結部材との間にスペーサを挟んだ状態で、前記複数のプレートを締結することを特徴とする請求項2又は請求項3に記載のパネルの製造方法。
- 前記固定孔は、間隔をあけて複数形成され、
複数の前記固定孔には、前記外側プレートの外面との間に前記スペーサを挟んだ状態で、前記加圧用締結部材がそれぞれ挿通され、
前記スペーサは、
前記加圧用締結部材に各別に装着される複数の装着部と、
複数の前記装着部同士を連結する連結部と、を有していることを特徴とする請求項4に記載のパネルの製造方法。
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