发电电池层叠体的制造方法及制造装置与流程

1.本发明涉及一种发电电池层叠体的制造方法及制造装置。


背景技术：

2.例如，固体高分子型燃料电池具有膜电极组件(mea：membrane electrode assembly，也称为电解质膜-电极组件)。在膜电极组件中，在由高分子离子交换膜构成的电解质膜的一侧的表面上配设有阳极电极。另外，在膜电极组件中，在电解质膜的另一侧的表面上配设有阴极电极。发电电池通过由隔板(separator)夹持膜电极组件而构成。燃料电池通常具有由数十～数百的发电电池层叠而成的发电电池层叠体。该燃料电池例如被用于车载用燃料电池堆。
3.在燃料电池中，有时具有所谓的内部歧管。内部歧管是用于向层叠的各发电电池的阳极电极供给燃料气体作为反应气体的结构。另外，内部歧管是用于向层叠的各发电电池的阴极电极供给氧化剂气体作为反应气体的结构。对于具有内部歧管的燃料电池而言，尤其要求确保反应气体的密封性等。因此，在组装发电电池层叠体时，需要对发电电池层叠体的层叠单体高精度地进行定位的同时进行层叠。
4.因此，考虑例如通过使用日本发明专利公开公报特开2005-296746号所公开的定位夹具来层叠多个层叠单体，由此组装发电电池层叠体。定位夹具具有板状的夹具基座和从夹具基座突出的定位销。在层叠单体上预先设置有用于贯插定位销的定位孔。一边将定位销贯插于定位孔，使定位销的外周面沿着定位孔的内周面，一边使层叠单体落下至夹具基座上。这样一来，通过对多个层叠单体进行定位的同时进行层叠，由此能得到发电电池层叠体。


技术实现要素：

5.在使用上述定位夹具来对层叠单体进行层叠的情况下，定位销的外周面与定位孔的内周面之间产生的摩擦力容易变大。据此，若层叠单体的沿着定位销的落下受到阻碍，则有时层叠单体停在定位销的延长方向的中途。在该情况下，担忧难以将层叠单体高效地层叠在夹具基座上来获得发电电池层叠体。
6.为了避免这种情况，例如考虑增大定位销的外周面与定位孔的内周面的间隙(clearance)。然而，在该情况下，即使一边使定位销的外周面沿着定位孔的内周面一边使层叠单体落下至夹具基座上，也会担忧难以对多个层叠单体进行高精度地定位的同时进行层叠。
7.因此，难以高效地得到抑制了层叠单体彼此的偏移的发电电池层叠体。
8.本发明的目的在于解决上述问题。
9.本发明一方式是一种发电电池层叠体的制造方法，其用于将多个层叠单体层叠到载置台上而得到发电电池层叠体，所述层叠单体由在电解质膜的两侧配设有电极的膜电极组件和隔板重叠而成，所述发电电池层叠体的制造方法具有准备工序和载置工序，其中，在
所述准备工序中，准备所述载置台和所述层叠单体，所述载置台设置有可振动的层叠引导部，该层叠引导部被设置为向上方突出，所述层叠单体设置有被所述层叠引导部引导的定位部；在所述载置工序中，通过使所述定位部沿着在上下方向上振动的所述层叠引导部且使所述层叠单体向所述载置台落下，由此将所述层叠单体载置到所述载置台上。
10.本发明另一方式是一种发电电池层叠体的制造装置，其中所述发电电池层叠体为将多个层叠单体层叠而得到，所述层叠单体由在电解质膜的两侧配设有电极的膜电极组件和隔板重叠而成，所述发电电池层叠体的制造装置具有载置台、层叠引导部和振动施加部，其中，所述载置台具有用于载置所述层叠单体的载置面；所述层叠引导部从所述载置面向上方突出；所述振动施加部沿上下方向对所述层叠引导部施加振动，通过使被设置于所述层叠单体的定位部沿着被所述振动施加部施加了振动的所述层叠引导部且使所述层叠单体向所述载置面落下，由此将所述层叠单体载置于所述载置台上。
11.在本发明中，通过使层叠单体的定位部沿着层叠引导部且使层叠单体向载置台落下，由此将层叠单体载置于载置台上。此时，使层叠引导部沿上下方向振动。据此，能使层叠引导部与定位部之间产生的摩擦力为比静摩擦力小的动摩擦力。即，能抑制层叠引导部与定位部之间产生的摩擦力增大。
12.其结果，能在不增大层叠引导部与层叠单体的定位部的间隙的情况下抑制层叠单体的沿着层叠引导部的落下受到阻碍。即，能对多个层叠单体在载置台上高精度地进行定位的同时有效地进行层叠。
13.据此，根据本发明，能高效地得到尽量抑制了层叠单体彼此的偏移的发电电池层叠体。
14.根据参照附图说明的以下的实施方式的说明，上述的目的、特征和优点应容易地理解。
附图说明
15.图1为具有应用本实施方式所涉及的发电电池层叠体的制造方法而得到的发电电池层叠体的燃料电池堆的立体图。图2为层叠单体的立体图。图3是发电电池的立体分解图。图4是隔板(第1双极板)的设置有氧化剂气体流路的面的主视图。图5是本实施方式所涉及的发电电池层叠体的制造装置的概略立体图。图6是图5的制造装置的剖视图。图7是用于说明将层叠单体载置于图6的载置台的载置工序的说明图。图8是载置工序的进一步的说明图。图9是用于说明将层叠的多个层叠单体和层叠引导部从载置台上拆卸下来的拆卸工序的说明图。
具体实施方式
16.在下面的附图中，对于起到相同或同样功能和效果的结构要素标注相同的附图标记，有时省略重复的说明。
17.如图1所示，应用本实施方式所涉及的发电电池层叠体的制造方法及制造装置10(图8)而得到的发电电池层叠体12具有多个发电电池14。多个发电电池14具有在层叠方向(箭头a方向)上进行层叠的多个发电电池14。发电电池层叠体12构成燃料电池堆16。燃料电池堆16例如被搭载于未图示的燃料电池电动汽车等燃料电池车辆。
18.在燃料电池堆16中，在发电电池层叠体12的层叠方向上的一端(箭头a1)，从内侧向外侧依次配设有端子板(terminal plate)18a、绝缘件(insulator)20a和端板(end plate)22a。另外，在发电电池层叠体12的层叠方向上的另一端(箭头a2)，从内侧向外侧依次配设有端子板18b、绝缘件20b和端板22b。
19.在端板22a的各边与端板22b的各边之间配置有连接条24。各连接条24的一端经由螺栓(未图示)被固定于端板22a的内表面。各连接条24的另一端经由螺栓(未图示)被固定于端板22b的内表面。据此，发电电池层叠体12被施加层叠方向的紧固载荷。此外，在燃料电池堆16中，也可以具有以端板22a、22b为端板的箱体。在该情况下，发电电池层叠体12等被收容在箱体内。
20.如图3所示，发电电池14具有膜电极组件26和夹持该膜电极组件26的一组隔板28。各隔板28具有第1双极板30和第2双极板32。在各隔板28中，层叠的第1双极板30和第2双极板32的外周彼此通过焊接、钎焊、铆接等接合成一体。第1双极板30和第2双极板32中的每一个例如通过将钢板、不锈钢板、铝板、镀覆处理钢板、或者其金属表面被实施了用于防腐蚀的表面处理的金属薄板的截面冲压成型成波浪形而构成。
21.此外，各隔板28不限于将上述第1双极板30和第2双极板32接合而构成的隔板。各隔板28可以由一张金属板构成。各隔板28也可以由1张碳隔板构成。
22.膜电极组件26具有电解质膜38、阳极电极40和阴极电极42。阳极电极40被设置在电解质膜38的一侧的表面上(箭头a2侧的表面)。阴极电极42被设置在电解质膜38的另一侧的表面上(箭头a1侧的表面)。
23.电解质膜38例如是含有水分的全氟磺酸薄膜等固体高分子电解质膜(阳离子交换膜)。电解质膜38被阳极电极40和阴极电极42夹持。此外，电解质膜38除了使用氟类电解质之外，还可以使用hc(烃)类电解质。
24.虽然均未图示，但阳极电极40具有与电解质膜38的一侧的表面接合的阳极电极催化剂层和层叠于该阳极电极催化剂层的阳极气体扩散层。阴极电极42具有与电解质膜38的另一侧的表面接合的阴极电极催化剂层和层叠于该阴极电极催化剂层的阴极气体扩散层。
25.例如，将表面承载有铂合金的多孔碳粒子与离子导电性高分子粘合剂一起均匀涂布在阳极气体扩散层的表面。据此，形成阳极电极催化剂层。例如，将表面承载有铂合金的多孔碳粒子与离子导电性高分子粘合剂一起均匀涂布在阴极气体扩散层的表面。据此，形成阴极电极催化剂层。
26.阴极气体扩散层和阳极气体扩散层分别由碳纸或者碳布等导电性多孔片材形成。也可以在阴极电极催化剂层与阴极气体扩散层之间、以及阳极电极催化剂层与阳极气体扩散层之间的至少一方设置多孔层(未图示)。
27.在膜电极组件26的外周结合有框状的树脂框部件43。在发电电池14中的隔板28及树脂框部件43的长边方向上的一端部(箭头b1方向上的端部)设置有一个氧化剂气体入口连通孔44a、两个冷却介质入口连通孔46a和两个燃料气体出口连通孔48b。层叠后的多个发
电电池14的氧化剂气体入口连通孔44a彼此在层叠方向(箭头a方向)上连通。层叠后的多个发电电池14的冷却介质入口连通孔46a彼此在层叠方向(箭头a方向)上连通。层叠后的多个发电电池14的燃料气体出口连通孔48b彼此在层叠方向(箭头a方向)上连通。
28.在发电电池14中的隔板28及树脂框部件43的长边方向上的另一端部(箭头b2方向上的端部)分别设置有一个燃料气体入口连通孔48a、两个冷却介质出口连通孔46b和两个氧化剂气体出口连通孔44b。层叠后的多个发电电池14的燃料气体入口连通孔48a彼此在层叠方向(箭头a方向)上连通。层叠后的多个发电电池14的冷却介质出口连通孔46b彼此在层叠方向(箭头a方向)上连通。层叠后的多个发电电池14的氧化剂气体出口连通孔44b彼此在层叠方向(箭头a方向)上连通。
29.向氧化剂气体入口连通孔44a供给氧化剂气体。氧化剂气体例如为含氧气体等。向冷却介质入口连通孔46a供给冷却介质。冷却介质例如为从纯水、乙二醇、油中选择的至少任意一种以上。从燃料气体出口连通孔48b排出燃料气体。燃料气体例如为含氢气体。向燃料气体入口连通孔48a供给燃料气体。从冷却介质出口连通孔46b排出冷却介质。从氧化剂气体出口连通孔44b排出氧化剂气体。
30.氧化剂气体入口连通孔44a沿层叠方向贯穿燃料电池堆16的除了端子板18a、18b(图1)之外的结构。冷却介质入口连通孔46a沿层叠方向贯穿燃料电池堆16的除了端子板18a、18b(图1)之外的结构。燃料气体出口连通孔48b沿层叠方向贯穿燃料电池堆16的除了端子板18a、18b(图1)之外的结构。燃料气体入口连通孔48a沿层叠方向贯穿燃料电池堆16的除了端子板18a、18b(图1)之外的结构。冷却介质出口连通孔46b沿层叠方向贯穿燃料电池堆16的除了端子板18a、18b(图1)之外的结构。氧化剂气体出口连通孔44b沿层叠方向贯穿燃料电池堆16的除了端子板18a、18b(图1)之外的结构。下面，也将氧化剂气体入口连通孔44a、冷却介质入口连通孔46a、燃料气体出口连通孔48b、燃料气体入口连通孔48a、冷却介质出口连通孔46b和氧化剂气体出口连通孔44b统称为“连通孔”。
31.在本实施方式中，连通孔沿上下方向(箭头c方向)排列设置。具体而言，在发电电池14的长边方向上的一端部(箭头b1方向上的端部)，在上下方向上彼此分离而配置有两个燃料气体出口连通孔48b。在这两个燃料气体出口连通孔48b彼此之间，两个冷却介质入口连通孔46a在上下方向上彼此分离而配置。在这两个冷却介质入口连通孔46a彼此之间配置有氧化剂气体入口连通孔44a。
32.在发电电池14的长边方向上的另一端部(箭头b2方向上的端部)，在上下方向上彼此分离而配置有两个氧化剂气体出口连通孔44b。在这两个氧化剂气体出口连通孔44b之间，两个冷却介质出口连通孔46b在上下方向上分离而配置。在这两个冷却介质出口连通孔46b之间配置有燃料气体入口连通孔48a。
33.此外，连通孔不限于上述配置，可以适宜地进行设定以成为与所要求的规格对应的配置。在本实施方式中，燃料气体出口连通孔48b、氧化剂气体出口连通孔44b、冷却介质入口连通孔46a、冷却介质出口连通孔46b各设置有两个。但是，也可以各设置一个连通孔48a、44b、46a、46b。
34.在本实施方式中，氧化剂气体入口连通孔44a和燃料气体入口连通孔48a例如分别形成为六边形，但并不限定于此。氧化剂气体入口连通孔44a和燃料气体入口连通孔48a也可以分别形成为除了六边形以外的形状(例如四边形等)。
35.另外，各氧化剂气体出口连通孔44b、各燃料气体出口连通孔48b、各冷却介质入口连通孔46a和各冷却介质出口连通孔46b例如形成为三角形，但不限定于此。各氧化剂气体出口连通孔44b、各燃料气体出口连通孔48b、各冷却介质入口连通孔46a和各冷却介质出口连通孔46b例如也可以是角部形成为圆角的三角形、或者角部被倒角成直线状的三角形(实质上为六边形)。
36.第1双极板30和第2双极板32作为隔板36被组装于层叠体20。各第1双极板30具有mea侧表面50a和作为mea侧表面50a的背面的冷却介质侧表面52a。各第2双极板32具有mea侧表面50b和作为mea侧表面50b的背面的冷却介质侧表面52b。mea侧表面50a、50b分别是朝向膜电极组件26的表面。
37.如图4所示，在第1双极板30的mea侧表面50a上设置有沿箭头b方向呈直线状延伸的多根突条部54a。在这些突条部54a彼此之间形成有多个直线状的槽。由该多个槽构成氧化剂气体流路56。此外，各突条部54a及各槽也可以是波浪形。通过氧化剂气体流路56与一个氧化剂气体入口连通孔44a及两个氧化剂气体出口连通孔44b流体连通，由此使氧化剂气体沿隔板28的面方向(箭头b方向、箭头c方向)流通。
38.在第1双极板30的mea侧表面50a上一体地设置有多个金属压条密封件(metal bead seal)62a。各金属压条密封件62a向膜电极组件26(图3)突出。各金属压条密封件62a例如通过冲压成型而设置。在mea侧表面50a上，也可以代替金属压条密封件62a而设置由橡胶等弹性材料构成的凸状弹性密封件。
39.多个金属压条密封件62a具有外侧压条部64a、内侧压条部66a和多个连通孔压条部68a。外侧压条部64a被设置于mea侧表面50a的外周部。内侧压条部66a包围氧化剂气体流路56、氧化剂气体入口连通孔44a和两个氧化剂气体出口连通孔44b。氧化剂气体流路56、氧化剂气体入口连通孔44a和两个氧化剂气体出口连通孔44b以彼此连通的状态被内侧压条部66a包围。
40.多个连通孔压条部68a分别包围燃料气体入口连通孔48a、各燃料气体出口连通孔48b、各冷却介质入口连通孔46a和各冷却介质出口连通孔46b。此外，对于外侧压条部64a，根据需要可以设置，也可以省略。
41.如图2和图3所示，在第2双极板32的mea侧表面50b上设置有沿箭头b方向呈直线状延伸的多根突条部54b。在这些突条部54b彼此之间形成有多个直线状的槽。由该多个槽构成燃料气体流路70。此外，各突条部54b及各槽也可以是波浪形。通过燃料气体流路70与一个燃料气体入口连通孔48a及两个燃料气体出口连通孔48b流体连通，由此使燃料气体沿隔板28的面方向(箭头b方向、箭头c方向)流通。
42.在第2双极板32的mea侧表面50b上一体地设置有多个金属压条密封件62b。各金属压条密封件62b向膜电极组件26(图3)突出。各金属压条密封件62b例如通过冲压成型而设置。也可以代替该金属压条密封件62b而设置由橡胶等弹性材料构成的凸状弹性密封件。多个金属压条密封件62b具有外侧压条部64b、内侧压条部66b和多个连通孔压条部68b。外侧压条部64b被设置于mea侧表面50b的外周部。内侧压条部66b包围燃料气体流路70、燃料气体入口连通孔48a和两个燃料气体出口连通孔48b。燃料气体流路70、燃料气体入口连通孔48a和两个燃料气体出口连通孔48b以彼此连通的状态被内侧压条部66b包围。
43.多个连通孔压条部68b分别包围氧化剂气体入口连通孔44a、各氧化剂气体出口连
通孔44b、各冷却介质入口连通孔46a和各冷却介质出口连通孔46b。此外，对于外侧压条部64b，根据需要可以设置，也可以省略。
44.如图3所示，第1双极板30的冷却介质侧表面52a和第2双极板32的冷却介质侧表面52b接合。在上述冷却介质侧表面52a和冷却介质侧表面52b之间设置有冷却介质流路72。冷却介质流路72使冷却介质沿隔板28的面方向(箭头b方向、箭头c方向)流通。冷却介质流路72与两个冷却介质入口连通孔46a和两个冷却介质出口连通孔46b流体连通。
45.冷却介质流路72通过第1双极板30上的氧化剂气体流路56的背面形状与第2双极板32上的燃料气体流路70的背面形状重叠而形成。另外，在第1双极板30和第2双极板32的彼此相向的冷却剂侧表面52a、52b中，第1双极板30的连通孔的周围和第2双极板32的连通孔的周围通过焊接、钎焊等彼此接合。
46.主要参照图5～图8，对本实施方式所涉及的发电电池层叠体12的制造装置10(下面，也简称为制造装置10)进行说明。下面，对制造装置10适用于将多个层叠单体e(图2)进行层叠来得到发电电池层叠体12(图1)的情况的例子进行说明，其中，层叠单体e是将一张隔板28和一张膜电极组件26重叠并接合而成。此外，在图5中，将连通孔和燃料气体流路70等的图示省略而示意性地示出层叠单体e。
47.但是，层叠单体e并不限定于由一张隔板28和一张膜电极组件26重叠并接合而成的层叠单体。层叠单体e只要是通过层叠多个而能最终形成发电电池层叠体12的单体即可。
48.如图2所示，在各层叠单体e上预先设置有定位部74。在对多个层叠单体e进行层叠时，通过各层叠单体e的定位部74在上下方向上重叠，层叠单体e彼此被正确地定位。
49.在本实施方式中，定位部74是沿层叠方向贯穿层叠单体e的贯插孔。另外，该贯插孔的从层叠方向观察的形状是圆形。定位部74也可以是例如将层叠单体e的缘部从外侧向内侧进行切除的形状的贯插槽(未图示)，来代替上述的贯插孔。
50.另外，在本实施方式中，定位部74被配置在层叠单体e的四角的各个角。即，在各层叠单体e上设置有合计4个定位部74。但是，在层叠单体e上设置定位部74的配置、个数并不限定于上述情况。在层叠单体e上设置定位部74的配置、个数例如能根据隔板28、膜电极组件26、树脂框部件43的形状等而进行各种设定。此外，优选定位部74避开金属压条密封件62a、62b来配置。
51.如图5和图6所示，制造装置10具有载置台76、柱部件78、振动施加部80、台支承部82、浮动支承部84和弹性部件86。载置台76具有载置面88。在载置面88上，层叠单体e在上下方向(箭头aa方向)上被层叠。即，从与制造装置10的关系来说，层叠单体e的层叠方向为上下方向。载置台76是规定厚度的板状。在载置台76的上表面设置有载置面88。在本实施方式中，从上下方向观察的载置面88的外形尺寸为比从层叠方向观察的层叠单体e的外形尺寸大的四边形，但并不特别限定于此。
52.柱部件78是沿上下方向贯穿载置台76的棒状。具体而言，如图6所示，柱部件78被贯插于沿着上下方向设置在载置台76上的通孔76a。如图5所示，柱部件78被设置在与载置于载置面88上的层叠单体e的定位部74相对应的部位。在本实施方式中，如上所述，与被设置在层叠单体e的四角的4个定位部74相对应，4根柱部件78被设置在载置面88的四角。
53.各柱部件78的从载置面88向上方突出的部分构成层叠引导部90。即，层叠引导部90是从载置面88向上方突出的棒状。另外，层叠引导部90是将层叠单体e载置于载置面88时
能贯插于该层叠单体e的定位部74的圆柱状。在层叠引导部90的上端部设置有缩径部92。缩径部92是随着靠向上方而直径缩小的锥状。
54.层叠引导部90的缩径部92的直径比定位部74的直径小。层叠引导部90的比缩径部92靠下方的部位的直径比定位部74的直径稍小。因此，如图7和图8所示，通过将各层叠引导部90贯插于各定位部74，能使定位部74沿着层叠引导部90，同时使多个层叠单体e分别向载置面88落下。据此，多个层叠单体e以彼此被定位的状态层叠在载置面88上。
55.如图6所示，各柱部件78的比层叠引导部90靠下方的部位从载置面88的背面94向下方突出。另外，各柱部件78的下端部与振动施加部80连接。在本实施方式中，各柱部件78的下端部以可拆装的方式被安装于振动施加部80。另外，各柱部件78也能通过通孔76a相对于载置台76进行拆装。
56.即，例如，使柱部件78的下端部在贯插于载置台76的通孔76a的状态下安装于振动施加部80。据此，能以层叠引导部90从载置面88向上方突出的方式将柱部件78安装在制造装置10上。另外，例如，将从振动施加部80拆下的柱部件78的下端部从载置台76的通孔76a拔出。由此，能将柱部件78(层叠引导部90)从制造装置10上拆下来。
57.振动施加部80通过被安装在该振动施加部80上的柱部件78的下端部对层叠引导部90施加上下方向的振动。振动施加部80例如是对层叠引导部90施加机械振动的振动器(vibrator)。振动施加部80例如在未图示的控制部的控制下，能改变施加于层叠引导部90的振动的振幅和振动频率中的至少任意一方(以下，也简称为“振动的大小”)。另外，在振动施加部80的下部设置有振动引导部96。振动引导部96沿上下方向延伸。
58.台支承部82在柱部件78的附近从载置台76的背面94向下方突出。据此，台支承部82对载置台76以与地面g等分离的状态进行支承。即，在本实施方式中，载置台76由被配置在背面94的四角的合计4个台支承部82支承。该台支承部82为将柱部件78的下端部和振动施加部80包围在其内侧的大致方筒状，但并不特别限定于此。台支承部82可以为能支承载置台76的各种形状。台支承部82的上端部与被设置在载置台76的背面94上的槽部98嵌合。在台支承部82的下端部设置有沿着地面g的加宽部100。
59.在台支承部82的加宽部100与载置台76的背面94之间设置有浮动支承部84。在本实施方式中，浮动支承部84具有中空形状的主体部102和被设置在该主体部102的下端部的底部104。底部104与背面94平行地延伸。通过台支承部82被嵌入到主体部102的内侧，台支承部82被加强。
60.底部104被配置在比振动施加部80靠下方的位置。底部104具有与振动施加部80隔开间隔相向的部分。在底部104与振动施加部80之间配置有弹性部件86。据此，浮动支承部84通过弹性部件86对振动施加部80进行浮动支承。
61.具体而言，在底部104上，沿上下方向贯穿形成有振动引导孔106。在本实施方式中，弹性部件86是螺旋弹簧，其伸缩方向沿着上下方向。弹性部件86的下端部被插入到收容槽108中。收容槽108被设置在底部104的振动引导孔106的周边部。因此，弹性部件86能在底部104的振动引导孔106的周边部与振动施加部80之间沿上下方向弹性变形。
62.另外，振动引导部96被贯插于弹性部件86的内侧和振动引导孔106。振动引导孔106的直径被设定得比振动引导部96的直径稍大。据此，振动引导部96能沿上下方向在振动引导孔106的内部移动。另外，在从振动引导孔106向下方突出的振动引导部96的下端设置
有直径比振动引导孔106大的止挡部(stopper)110。
63.如上所述，通过振动施加部80被浮动支承，振动施加部80能对层叠引导部90良好地施加上下方向的振动。此外，振动施加部80对层叠引导部90施加的振动也可以包括上下方向以外的方向的振动。
64.制造装置10基本上如上述那样构成。下面，以通过使用图5～图8的制造装置10层叠多个图2的层叠单体e而得到图1的发电电池层叠体12的情况为例，对本实施方式所涉及的发电单体层叠体12的制造方法进行说明。
65.在该发电电池层叠体12的制造方法中，首先，进行准备工序。如上所述，在制造装置10中，柱部件78能相对于振动施加部80和载置台76进行拆装。因此，在准备工序中，将柱部件78的下端部贯插于载置台76的通孔76a，并且将柱部件78的下端部安装于振动施加部80。据此，能准备可振动的层叠引导部90从载置面88向上方突出设置的状态的载置台76(图5及图6)。另外，在准备工序中，还准备层叠单体e(图2)，该层叠单体e设置有由层叠引导部90引导的定位部74。
66.接着，进行载置工序。在载置工序中，由振动施加部80对层叠引导部90沿上下方向施加振动。如图5和图7所示，将层叠单体e的定位部74贯插到如上那样振动的层叠引导部90。如上所述，在层叠引导部90的上端部设置有缩径部92。能通过该缩径部92将层叠引导部90容易地贯插于定位部74。
67.通过使定位部74的内周面沿着层叠引导部90的外周面，同时使层叠单体e向载置台76落下，将层叠单体e载置在载置台76上。此时，如上所述，层叠引导部90被施加振动，从而能使层叠引导部90的外周面与定位部74的内周面之间产生的摩擦力为动摩擦力。
68.此外，在载置工序中，施加于层叠引导部90的振动的大小例如可以根据层叠引导部90的外周面与定位部74的内周面的间隙来设定。在载置工序中，施加于层叠引导部90的振动的大小例如可以根据层叠单体e的尺寸、重量来设定。层叠引导部90的外周面与定位部74的内周面彼此的间隙越小，越易于接触。因此，例如，可以为上述间隙越小，对层叠引导部90施加的振动越大。
69.通过重复该载置工序，将多个层叠单体e载置于载置台76上。此时，根据被载置在载置台76上的层叠单体e的数量来改变施加于层叠引导部90的振动的大小。例如，具有以下倾向：如图8所示，定位部74被层叠引导部90贯插的层叠单体e的个数越多，由振动施加部80从层叠引导部90的下端部施加的振动越难以传递到层叠引导部90的上部。
70.因此，例如，在被载置于载置台76的层叠单体e的个数超过规定值的情况下，增大由振动施加部80对层叠引导部90施加的振动的大小。据此，能够与被载置于载置台76的层叠单体e的数量无关，而使层叠引导部90保持连其上端部都良好地振动的状态。
71.此外，改变施加于层叠引导部90的振动的大小的时间不限定于如上述那样被载置于载置台76的层叠单体e的个数超过规定值时。例如，也可以为：每当被载置于载置台76的层叠单体e的个数增加时，连续地增大施加于层叠引导部90的振动的大小。
72.另外，也可以为：通过对层叠在载置台76上的层叠单体e的个数进行计数来确定改变施加于层叠引导部90的振动的大小的时间。上述的时间也可以通过测量载置台76上的层叠单体e的重量来确定。上述的时间也可以根据载置台76上的层叠单体e的上下方向的高度来确定。上述的时间也可以根据从开始将层叠单体e载置到载置台76上起的经过时间来确
定。
73.进行载置工序，直到如上述那样层叠在载置台76上的层叠单体e的个数达到用于构成发电电池层叠体12所需的全部个数为止。据此，规定个数的层叠单体e以彼此被定位的状态被层叠在载置台76上。此外，在载置工序中，也可以不改变施加于层叠引导部90的振动的大小，而将全部层叠单体e载置到载置台76上。在该情况下，例如，可以预先设定施加于层叠引导部90的振动的大小，以能够将层叠引导部90整体保持在良好地振动的状态，直到将全部层叠单体e载置到载置台76上的载置结束为止。
74.接着，进行拆卸工序。如上所述，通过载置工序在载置台76上层叠有多个层叠单体e。上述多个层叠单体e是各层叠单体e的定位部74中贯插有层叠引导部90的状态。如图9所示，在拆卸工序中，将上述多个层叠单体e与层叠引导部90(柱部件78)一起从载置台76上拆卸下来。
75.在拆卸工序之后，例如，根据需要除去层叠引导部90的从上述多个层叠单体e的层叠方向两端突出的部分等。其结果，得到发电电池层叠体12。即，在本实施方式中，层叠引导部90还具有作为支承部件的功能，该支承部件将多个层叠单体e以如上述那样彼此定位且层叠的状态进行支承。此外，在图2～图4中，省略了层叠引导部90的图示。
76.下面对具有该发电电池层叠体12的燃料电池堆16的动作简单地进行说明。如图1及图3所示，在由燃料电池堆16进行发电的情况下，向燃料气体入口连通孔48a供给燃料气体。向氧化剂气体入口连通孔44a供给氧化剂气体。向冷却介质入口连通孔46a供给冷却介质。
77.如图3所示，氧化剂气体从氧化剂气体入口连通孔44a被导入到氧化剂气体流路56。该氧化剂气体沿着氧化剂气体流路56而沿箭头b方向移动，并且被供给到膜电极组件26的阴极电极42。另一方面，如图4所示，燃料气体从燃料气体入口连通孔48a被导入到燃料气体流路70。该燃料气体沿着燃料气体流路70而沿箭头b方向移动，并且被供给到膜电极组件26的阳极电极40。
78.因此，如图3所示，在膜电极组件26中，氧化剂气体和燃料气体在阴极电极催化剂层和阳极电极催化剂层内进行电化学反应而被消耗，由此进行发电。
79.电化学反应中未消耗的氧化剂气体(氧化剂废气)从氧化剂气体流路56流向氧化剂气体出口连通孔44b。该氧化剂气体在氧化剂气体出口连通孔44b中沿箭头a方向流动而从燃料电池堆16排出。同样，电化学反应中未消耗的燃料气体(燃料废气)从燃料气体流路70流向燃料气体出口连通孔48b。该燃料气体在燃料气体出口连通孔48b中沿箭头a方向流动而从燃料电池堆16排出。
80.冷却介质从冷却介质入口连通孔46a被导入到冷却介质流路72。该冷却介质沿着冷却介质流路72而沿箭头b方向移动，并且与膜电极组件26进行热交换。进行热交换后的冷却介质流入冷却介质出口连通孔46b。该冷却介质在冷却介质出口连通孔46b中沿箭头a方向流动而从燃料电池堆16排出。
81.由上可知，在本实施方式所涉及的发电电池层叠体12的制造方法及制造装置10中，使层叠单体e的定位部74沿着层叠引导部90，并且使层叠单体e向载置台76落下。据此，将层叠单体e载置于载置台76上。此时，使层叠引导部90在上下方向上振动。据此，能使层叠引导部90与定位部74之间产生的摩擦力成为比静摩擦力小的动摩擦力。即，能抑制层叠引
导部90与定位部74之间产生的摩擦力变大。
82.其结果，能在不增大层叠引导部90与层叠单体e的定位部74的间隙的情况下，使层叠单体e沿着层叠引导部90顺畅地落下。因此，能在载置台76上对多个层叠单体e高精度地进行定位并且高效地进行层叠。
83.另外，在制造装置10中，例如，即使在层叠引导部90、定位部74上不设置降低摩擦用的涂层(coating)等的情况下，也能使层叠单体e沿着层叠引导部90顺畅地落下。此外，作为降低摩擦用的涂层的一例，可以列举出聚四氟乙烯等氟树脂覆膜。由于能不使用这种降低摩擦用的涂层等，因此能抑制发电电池层叠体12的制造所需的成本的增加。
84.因此，能高效且低成本地获得尽量抑制了层叠单体e彼此的偏移的发电电池层叠体12。
85.在上述实施方式所涉及的发电电池层叠体12的制造方法中，层叠引导部90是从载置台76向上方突出的棒状，定位部74是供层叠引导部90贯插的贯插孔或贯插槽，在载置工序中，将振动的层叠引导部90贯插于定位部74，并且使层叠单体e落下而载置到载置台76上。另外，在上述实施方式所涉及的发电电池层叠体12的制造装置10中，层叠引导部90是能贯插于定位部74的棒状，该定位部74是被设置于层叠单体e的贯插孔或贯插槽。
86.在这些情况下，通过使层叠引导部90为棒状，使定位部74为贯插孔或贯插槽这样的简单的结构，能对多个层叠单体e高精度地进行定位且容易地进行层叠。
87.此外，虽然未图示，但层叠引导部90也可以为从载置台76向上方突出的板状。另外，在该情况下，使层叠引导部90的侧表面与层叠单体e的侧表面、即定位部74沿同一方向(使其滑动)，并且使层叠单体e向载置台76落下。据此，将层叠单体e载置到载置台76上。并不特别限定板状的层叠引导部90的配置、从上下方向观察时的形状。例如，在从上下方向观察时，板状的层叠引导部90可以为一体地包围层叠单体e的外周的框形状。例如，在从上下方向观察时，板状的层叠引导部90也可以为仅包围层叠单体e的四角的角部的折弯形状。
88.在上述实施方式所涉及的发电电池层叠体12的制造方法中，在通过载置工序将多个层叠单体e层叠在载置台76上之后，具有拆卸工序，在该拆卸工序中，将处于定位部74中贯插有层叠引导部90的状态的多个层叠单体e与层叠引导部90一起从载置台76上拆卸下来。
89.另外，在上述实施方式所涉及的发电电池层叠体12的制造装置10中，层叠引导部90能在贯插于层叠在载置台76上的多个层叠单体e的定位部74的状态下，与多个层叠单体e一起从载置台76上拆卸下来。
90.在这些情况下，由于层叠引导部90作为支承部件发挥作用，因此，可以将多个层叠单体e以如上述那样被高精度地定位的状态进行保持，且容易地进行处理。
91.然而，在拆卸工序中，也可以仅将被层叠于载置台76上的多个层叠单体e从载置台76上拆卸下来。即，也可以为：保持将层叠引导部90固定于载置台76的状态，从该载置台76和层叠引导部90拆下多个层叠单体e。在该情况下，在制造装置10中，柱部件78(层叠引导部90)也可以为相对于振动施加部80和载置台76无法拆卸，而是以始终被固定的状态进行设置。
92.在上述实施方式所涉及的发电电池层叠体12的制造方法的载置工序中，根据被载置在载置台76上的层叠单体e的数量来改变施加于层叠引导部90的振动的振动频率和振幅
中的至少任意一个。另外，在上述实施方式所涉及的发电电池层叠体12的制造装置10中，振动施加部80根据被载置在载置台76上的层叠单体e的数量来改变施加于层叠引导部90的振动的振动频率和振幅中的至少任意一个。
93.在这些情况下，如上所述，能与被载置在载置台76上的层叠单体e的数量无关，而保持连层叠引导部90的上端部都良好地振动的状态。据此，能将层叠引导部90和定位部74之间产生的摩擦力保持为动摩擦力。进而，能将多个层叠单体e在彼此高精度地定位的状态下高效地进行层叠而得到发电电池层叠体12。
94.在上述实施方式所涉及的发电电池层叠体12的制造装置10中，层叠引导部90是沿上下方向贯穿载置台76的柱部件78的上部，柱部件78的下端部从载置台76的载置面88的背面94向下方突出而与振动施加部80连接。在该情况下，能通过简单的结构从振动施加部80对层叠引导部90施加振动。
95.在上述实施方式所涉及的发电电池层叠体12的制造装置10的载置台76上，用于支承载置台76的台支承部82从背面94向下方突出地设置在柱部件78的附近，在台支承部82上设置有浮动支承部84，该浮动支承部84通过弹性部件86对振动施加部80进行浮动支承。在该情况下，能从振动施加部80向层叠引导部90高效地施加振动。
96.在上述实施方式所涉及的发电电池层叠体12的制造装置10的浮动支承部84上，沿着上下方向贯穿形成有振动引导孔106，振动引导孔106被配置在振动施加部80的下方，在振动施加部80上设置有以能沿上下方向移动的方式贯插于振动引导孔106的振动引导部96，弹性部件86以能沿上下方向弹性变形的方式被配设在浮动支承部84的振动引导孔106的周边部与振动施加部80之间。在该情况下，能从振动施加部80向层叠引导部90良好地施加上下方向的振动。
97.在上述实施方式所涉及的发电电池层叠体12的制造装置10中，弹性部件86是螺旋弹簧，振动引导部96贯插于弹性部件86的内侧，在浮动支承部84的振动引导孔106的周边部设置有供弹性部件86的下端部插入的收容槽108。在该情况下，通过将作为螺旋弹簧的弹性部件86的下端部插入到收容槽108中的简单的结构，能浮动支承振动施加部80。
98.本发明并不限定于上述实施方式，能在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种改变。