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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Brennstoffzelleneinheit und ein Brennstoffzellenfahrzeug.
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HINTERGRUND
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Es ist ein Brennstoffzellenstapel bekannt, der mit einem gestapelten Körper ausgestattet ist, in dem Einheitszellen gestapelt sind. Ein derartiger gestapelter Körper ist zwischen einem Paar Endplatten in einer Stapelrichtung mit einem vorbestimmten Druck angeordnet (dazwischen eingepfercht), wodurch eine Positionsverschiebung der Einheitszellen in einer Richtung senkrecht zu der Stapelrichtung verhindert (begrenzt) wird. Jedoch kann zum Beispiel, wenn ein Fahrzeug, das mit dem Brennstoffzellenstapel ausgestattet ist, kollidiert, eine große Trägheitskraft auf den Brennstoffzellenstapel ausgeübt werden, wodurch die Positionen der Einheitszellen verschoben werden können. Zum Beispiel ist in der
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071 869 A ein Mechanismus zum Einstellen eines Spalts zwischen dem gestapelten Körper und einem Gehäuse, das den gestapelten Körper aufnimmt, vorgesehen, um die Positionsverschiebung der Einheitszellen zu begrenzen (zu verhindern).
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In einigen Fällen ist ein Brennstoffzellenmodul, das einen derartigen gestapelten Körper aufweist, an einem fixierten Bauteil in einer Position entfernt von dem Schwerpunkt des Moduls fixiert. Ein Mechanismus zum wirksamen Begrenzen (Verhindern) der Positionsverschiebung der Einheitszellen ist selbst in einem derartigen Fall in der
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071 869 A nicht offenbart.
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Die
DE 10 2017 113 293 A1 offenbart eine Brennstoffzelleneinheit mit einem Brennstoffzellenmodul, das einen Brennstoffzellenstapel umfasst, der Folgendes aufweist: einen gestapelten Körper, in dem Einheitszellen gestapelt sind; ein Paar Endplatten, zwischen denen der gestapelte Körper in einer Stapelrichtung angeordnet ist; ein zugewandtes Bauteil, das zu einer Außenfläche des gestapelten Körpers zugewandt ist, der sich entlang der Stapelrichtung erstreckt; und erste und zweite Begrenzungsbauteile, die zwischen dem zugewandten Bauteil und dem gestapelten Körper angeordnet sind und eine Position des gestapelten Körpers in einer Richtung senkrecht zu der Stapelrichtung durch einen Kontakt mit der Außenfläche begrenzen. Die Brennstoffzelleneinheit hat Fixierungsbauteile, wobei die Stapelrichtung eine erste Erstreckungsrichtung und eine zweite Erstreckungsrichtung entgegengesetzt zu der ersten Erstreckungsrichtung umfasst. Das erste Begrenzungsbauteil begrenzt einen ersten Teil des gestapelten Körpers, der von einer Mitte des gestapelten Körpers in der ersten Erstreckungsrichtung versetzt ist.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Brennstoffzelleneinheit und ein Brennstoffzellenfahrzeug bereitzustellen, die die Positionsverschiebung von Einheitszellen in einem Fall wirksam begrenzen (verhindern) können, in dem ein Brennstoffzellenmodul, das einen gestapelten Körper aufweist, in dem die Einheitszellen gestapelt sind, an einem fixierten Bauteil in einer Position entfernt von einem Schwerpunkt des Brennstoffzellenmoduls fixiert ist.
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Die Aufgabe der Erfindung wird mit einer Brennstoffzelleneinheit gemäß Anspruch 1 und einem Brennstoffzellenfahrzeug gemäß Anspruch 7 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die vorstehende Aufgabe wird durch eine Brennstoffzelleneinheit erreicht, die Folgendes aufweist: ein Brennstoffzellenmodul, das Folgendes aufweist: einen Brennstoffzellenstapel, der Folgendes aufweist: einen gestapelten Körper, in dem Einheitszellen gestapelt sind; ein Paar Endplatten, zwischen denen der gestapelte Körper in einer Stapelrichtung angeordnet ist; ein zugewandtes Bauteil, das zu einer Außenfläche des gestapelten Körpers zugewandt ist, der sich entlang der Stapelrichtung erstreckt; und erste und zweite Begrenzungsbauteile, die zwischen dem zugewandten Bauteil und dem gestapelten Körper angeordnet sind und eine Position des gestapelten Körpers in einer Richtung senkrecht zu der Stapelrichtung durch einen Kontakt mit der Außenfläche begrenzen; und Fixierungsbauteile, die das Brennstoffzellenmodul an einem fixierten Bauteil fixieren, wobei die Stapelrichtung eine erste Erstreckungsrichtung und eine zweite Erstreckungsrichtung entgegengesetzt zu der ersten Erstreckungsrichtung umfasst, ein Schwerpunkt des Brennstoffzellenmoduls von einer Region, die von den Fixierungsbauteilen umgeben ist, in der ersten Erstreckungsrichtung versetzt ist, das erste Begrenzungsbauteil einen ersten Teil des gestapelten Körpers begrenzt, der von einer Mitte des gestapelten Körpers in der ersten Erstreckungsrichtung versetzt ist, das zweite Begrenzungsbauteil einen zweiten Teil des gestapelten Körpers begrenzt, der von der Mitte des gestapelten Körpers in der zweiten Erstreckungsrichtung versetzt ist, und die ersten und zweiten Begrenzungsbauteile derart vorgesehen sind, dass eine Begrenzungskraft, die den ersten Teil des gestapelten Körpers begrenzt, größer ist als eine Begrenzungskraft, die den zweiten Teil des gestapelten Körpers begrenzt.
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Da der Schwerpunkt des Brennstoffzellenmoduls von der Region zwischen den Fixierungsbauteilen in der ersten Erstreckungsrichtung versetzt ist, übt eine Trägheitskraft auf den gestapelten Körper eine Drehung um die Region zwischen den Fixierungsbauteilen aus, wenn eine Trägheitskraft auf das Brennstoffzellenmodul ausgeübt wird. Aus diesem Grund ist eine Trägheitskraft, die auf den ersten Teil des gestapelten Körpers von der Mitte des gestapelten Körpers ausgeübt wird, größer als eine Trägheitskraft, die auf den zweiten Teil des gestapelten Körpers ausgeübt wird. Jedoch ist die Begrenzungskraft, die den ersten Teil des Stapels begrenzt, größer als die Begrenzungskraft, die den zweiten Teil des Stapels begrenzt. Es ist somit möglich, die Positionsverschiebung der Einheitszellen wirksam zu begrenzen (verhindern).
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Das erste Begrenzungsbauteil kann an einem Ende des gestapelten Körpers positioniert sein, das von der Mitte des Stapels in der ersten Erstreckungsrichtung versetzt ist, und das zweite Begrenzungsbauteil kann an dem anderen Ende des gestapelten Körpers positioniert sein, das von der Mitte des Stapels in der zweiten Erstreckungsrichtung versetzt ist.
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Eine Größe (Baugröße) des ersten Begrenzungsbauteils kann größer sein als die des zweiten Begrenzungsbauteils.
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Die Härte des ersten Begrenzungsbauteils kann größer sein als die des zweiten Begrenzungsbauteils.
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Zumindest das erste Begrenzungsbauteil kann erste Begrenzungsbauteile aufweisen und die Anzahl der ersten Begrenzungsbauteile kann größer sein als die des zweiten Begrenzungsbauteils.
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Das Brennstoffzellenmodul kann eine Hilfsvorrichtung aufweisen, die einstückig an dem Brennstoffzellenstapel vorgesehen ist.
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Die vorstehende Aufgabe wird ferner durch ein Brennstoffzellenfahrzeug erreicht, das Folgendes aufweist: ein Fahrzeugkörpergestaltungsbauteil; und die Brennstoffzelleneinheit, wobei das fixierte Bauteil das Fahrzeugkörpergestaltungsbauteil ist.
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WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Brennstoffzelleneinheit und ein Brennstoffzellenfahrzeug mit der Einheit bereitzustellen, die die Positionsverschiebung von Einheitszellen in einem Fall wirksam begrenzen (verhindern) können, in dem ein Brennstoffzellenmodul, das einen gestapelten Körper aufweist, in dem die Einheitszellen gestapelt sind, an einem fixierten Bauteil in einer Position entfernt von einem Schwerpunkt des Brennstoffzellenmoduls fixiert ist.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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- 1A bis 1C sind Schnittansichten, die eine Innengestaltung einer Brennstoffzelleneinheit gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel darstellen;
- 2A und 2B sind Schnittansichten, die eine Umgebung (Peripherie) eines Eckenteils eines gestapelten Körpers darstellen, und 2C und 2D sind Perspektivansichten von Begrenzungsbauteilen;
- 3A ist eine beispielhafte Ansicht einer Einheit gemäß dem ersten Vergleichsbeispiel, 3B ist eine beispielhafte Ansicht eines Falls, in dem eine Trägheitskraft auf einen Stapel in dem ersten Vergleichsbeispiel ausgeübt wird, 3C ist eine beispielhafte Ansicht einer Einheit gemäß dem zweiten Vergleichsbeispiel, und 3D ist eine beispielhafte Ansicht eines Falls, in dem eine Trägheitskraft auf einen Stapel in dem zweiten Vergleichsbeispiel ausgeübt wird;
- 4A ist eine Schnittansicht einer Einheit gemäß der ersten Variation aus Sicht einer seitlichen Seite, und 4B ist eine Schnittansicht einer Einheit gemäß der zweiten Variation aus Sicht einer seitlichen Seite;
- 5A ist eine Schnittansicht einer Einheit gemäß der dritten Variation aus Sicht einer seitlichen Seite, 5B ist eine Schnittansicht der Einheit gemäß der dritten Variation aus Sicht einer vorderen Seite, und 5C ist eine Perspektivansicht eines Begrenzungsbauteils;
- 6A ist eine Schnittansicht einer Einheit gemäß der vierten Variation aus Sicht einer seitlichen Seite, 6B ist eine Schnittansicht einer Einheit gemäß der fünften Variation aus Sicht einer vorderen Seite, und 6C ist eine Perspektivansicht eines Begrenzungsbauteils;
- 7A ist eine Ansicht, die das Innere eines Fahrzeugraums darstellt, wenn ein Fahrzeug von einer vorderen Seite angesehen wird, und 7B ist eine Ansicht, die das Innere des Fahrzeugraums darstellt, wenn die vordere Seite des Fahrzeugs von einer seitlichen Seite angesehen wird; und
- 8 ist eine Schnittansicht eines Stapels einer Einheit gemäß der sechsten Variation aus Sicht der vorderen Seite.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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1A bis 1C sind Schnittansichten, die eine Innengestaltung einer Brennstoffzelleneinheit 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel darstellen. 1A ist eine Schnittansicht der Brennstoffzelleneinheit (nachstehend vereinfacht als eine Einheit bezeichnet) 1 aus Sicht einer seitlichen Seite. 1B ist eine Schnittansicht der Einheit aus Sicht einer vorderen Seite. 1C ist eine Schnittansicht der Einheit 1 aus Sicht einer oberen Seite. Die Einheit 1 weist ein Brennstoffzellenmodul (nachstehend vereinfacht als ein Modul bezeichnet) 5 und Halterungen 24a bis 24c auf, die in den Ansprüchen genannten Fixierungsbauteilen entsprechen. Das Modul 5 weist einen Brennstoffzellenstapel (nachstehend vereinfacht als ein Stapel bezeichnet) 10 auf. Der Stapel 10 weist einen gestapelten Körper 12, Endplatten 14a und 14b, ein Gehäuse 16 und Begrenzungsbauteile 18 und 19 auf. Die Halterungen 24a bis 24c sind Metallbauteile. Die Halterungen 24a bis 24c sind Beispiele von Fixierungsbauteilen (Befestigungsbauteilen), die das Modul 5 an dem fixierten Bauteil fixieren (befestigen). Zum Beispiel ist in einem Fall zum Fixieren des Moduls 5 an einem Fahrzeug das fixierte Bauteil ein Bauteil, das einen Fahrzeugkörper bildet. In einem Fall, in dem das Modul 5 eine stationäre Bauart zur Heimverwendung oder gewerblichen Verwendung ist, ist das fixierte Bauteil eine Installationsbasis oder dergleichen. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel fixieren die Halterungen 24a bis 24c die Endplatte 14b des Stapels 10 an dem fixierten Bauteil.
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Der gestapelte Körper 12 ist durch Stapeln von Einheitszellen 11 ausgebildet. Jede der Einheitszellen 11 hat eine im Wesentlichen viereckige Form. Der gestapelte Körper 12 hat im Wesentlichen eine Prismaform. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Stapel 10 beispielhaft beschrieben, der in einer Stellung fixiert ist, in der die Stapelrichtung des gestapelten Körpers 12 im Wesentlichen gleich wie die Schwerkraftrichtung ist. Eine Einheitszelle 11a aus den Einheitszellen 11 ist an einem Ende davon positioniert. Eine Einheitszelle 11b aus den Einheitszellen 11 ist an dem anderen Ende davon positioniert. Die Einheitszelle 11a ist von der Einheitszelle 11b in einer oberen Seite D1 der Stapelrichtung LD, die einer in den Ansprüchen genannten ersten Erstreckungsrichtung entspricht, positioniert, das heißt die Einheitszelle 11a ist oberhalb der Einheitszelle 11b in der Schwerkraftrichtung positioniert.
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Die Einheitszelle 11 ist eine Polymerelektrolytbrennstoffzelle, die einen elektrischen Strom erzeugt, indem sie mit einem Brennstoffgas (zum Beispiel Wasserstoff) und einem Oxidationsmittelgas (zum Beispiel Luft) als Reaktionsgase versorgt werden. Die Brennstoffzelle 11 weist ein Paar Separatoren und eine MEGA (Membranelektrodengasdiffusionsschichtbaugruppe) auf. Das Paar Separatoren ist aus einem Bauteil gebildet, das eine Gassperreigenschaft und eine elektrische Leitfähigkeit hat, und bildet einen Brennstoffgasströmungsweg aus, durch den das Brennstoffgas, das zu der MEGA zugeführt wird, strömt, und bildet einen Oxidationsgasströmungsweg aus, durch den das Oxidationsmittelgas, das zu der MEGA zugeführt wird, strömt.
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Die MEGA weist eine Membranelektrodenbaugruppe (MEA: Membranelektrodenbaugruppe) auf, die eine Elektrolytmembran und ein Paar Katalysatorschichten aufweist, die an beiden jeweiligen Seiten der Elektrolytmembran angeordnet sind. Die Elektrolytmembran ist eine Feststoffpolymermembran, die aus einem Fluorharzmaterial hergestellt ist, das eine Sulfonsäuregruppe oder ein Kohlenstoffharzmaterial hat, und hat eine hohe Protonenleitfähigkeit in einem nassen Zustand. Das Paar Katalysatorschichten ist ein Feststoffpolymer, das Folgendes aufweist: ein Kohlenstoffpartikel, das einen Katalysator zum Beschleunigen einer elektrochemischen Reaktion trägt; und ein Ionomer, das ein Feststoffpolymer mit einer Sulfonsäuregruppe ist, und hat eine hohe Protonenleitfähigkeit in dem nassen Zustand. Gasdiffusionsschichten sind an beiden jeweiligen Seiten der MEA angeordnet. Die MEGA ist durch die MEA und das Paar Gasdiffusionsschichten gebildet. Das Paar Gasdiffusionsschichten ist aus einem Bauteil hergestellt, das eine Gaspermeabilität und eine elektrische Leitfähigkeit hat.
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Die Endplatten 14a und 14b pferchen den gestapelten Körper 12 in der Stapelrichtung LD ein (das heißt, der gestapelte Körper 12 ist in der Stapelrichtung LD zwischen ihnen angeordnet) und begrenzen die Zelleneinheiten 11 in der Stapelrichtung LD, wodurch eine hohe Gasdichtungseigenschaft, eine elektrische Leitfähigkeit und dergleichen aufrechterhalten werden. Die Endplatte 14a ist in der oberen Seite D1 der Stapelrichtung LD von der Endplatte 14b positioniert. Obwohl die Endplatten 14a und 14b dieselbe Dicke haben, ist die Endplatte 14b größer ausgebildet als die Endplatte 14a. Jede der Endplatten 14a und 14b ist zum Beispiel aus einem Metall hergestellt.
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Drei Halterungen 24a bis 24c sind an der Endplatte 14b fixiert (befestigt), und die Halterungen 24a bis 24c sind an einem anderen Bauteil fixiert, sodass der Stapel 10 an dem anderen Bauteil fixiert ist. Der Schwerpunkt G des Moduls 5, das in 1A bis 1C dargestellt ist, ist in der oberen Seite D1 von der Region aus den Halterungen 24a bis 24c positioniert. Da das Modul 5 nur den Stapel 10 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel aufweist, ist mit dem Schwerpunkt G des Moduls 5 der Schwerpunkt des Stapels 10 gemeint. Das Positionsverhältnis zwischen dem Schwerpunkt G und der Region aus den Halterungen 24a bis 24c ist nachstehend beschrieben. Die Halterungen 24a und 24b sind angeordnet, um den Stapel 10 von beiden Seiten dazwischen anzuordnen. Die Halterung 24c ist an der hinteren Seite des Stapels 10 positioniert. Zusätzlich sind aus den Endplatten 14a und 14b und dem gestapelten Körper 12 diese mit Anschlussplatten vorgesehen, die zwischen ihnen den gestapelten Körper 12 anordnen und einen aus den Einheitszellen 11 erzeugten elektrischen Strom herausziehen, und sind Isolatoren angeordnet, zwischen denen der gestapelte Körper 12 und dem Paar Anschlussplatten angeordnet sind und die die Einheitszellen 11 von den Endplatten 14a und 14b isolieren.
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Das Gehäuse 16 ist in einer quadratischen Rohrform ausgebildet, um eine Außenfläche 12a zu umgeben, die sich entlang der Stapelrichtung LD des gestapelten Körpers 12 erstreckt. Ein Öffnungsende des Gehäuses 16, das in der oberen Seite D1 der Stapelrichtung LD positioniert ist, ist mit der Endplatte 14a geschlossen. Ein Öffnungsende des Gehäuses 16, das an der unteren Seite D2 der Stapelrichtung LD, die einer in den Ansprüchen genannten zweiten Erstreckungsrichtung entspricht, positioniert ist, ist mit der Endplatte 14b geschlossen. Das Gehäuse 16 ist aus einem Metall hergestellt, wie zum Beispiel aus rostfreiem Stahl oder einer Aluminiumlegierung. Das Gehäuse 16 ist ein Beispiel eines zugewandten Bauteils, das zu der Außenfläche 12a des gestapelten Körpers 12 zugewandt ist, und erstreckt sich entlang der Stapelrichtung.
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Die Begrenzungsbauteile 18 und 19 sind zwischen der Außenfläche 12a des gestapelten Körpers 12 und dem Gehäuse 16 vorgesehen und begrenzen eine Positionsverschiebung des gestapelten Körpers 12 in einer Richtung senkrecht zu der Stapelrichtung LD durch einen Kontakt mit der Außenfläche 12a des gestapelten Körpers 12. Dadurch wird die Positionsverschiebung der Einheitszelle 11 in der Richtung senkrecht zu der Stapelrichtung LD begrenzt bzw. verhindert, wie nachstehend beschrieben ist. Das Begrenzungsbauteil 18 ist in der oberen Seite D1 der Stapelrichtung LD oberhalb einer Mittellinie C, die einer in den Ansprüchen genannten Mitte entspricht, angeordnet, die durch gleiches Unterteilen des Stapelkörpers 12 in der Stapelrichtung LD erhalten wird. Das Begrenzungsbauteil 19 ist in der unteren Seite D2 der Stapelrichtung LD unterhalb der Mittellinie C angeordnet. Der Schwerpunkt G ist geringfügig unterhalb der Mittellinie C in der unteren Seite D2 der Schwerkraftrichtung positioniert. Der Grund hierfür ist, dass die Endplatte 14b größer und schwerer ist als die Endplatte 14a, wie vorstehend beschrieben ist.
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2A und 2B sind Schnittansichten, die die Umgebung (Peripherie) eines Eckenabschnitts des gestapelten Körpers 12 darstellen. 2A ist eine Schnittansicht des Eckenabschnitts des gestapelten Körpers 12 in einer Region, in der das Begrenzungsbauteil 18 vorgesehen ist. 2B ist eine Schnittansicht in einer Region, in der das Begrenzungsbauteil 18 nicht vorgesehen ist. Wie in 2A dargestellt ist, ist das Begrenzungsbauteil 18 im Wesentlichen L-förmig ausgebildet und ist an vier Eckenabschnitten der Außenfläche 12a des gestapelten Körpers 12 vorgesehen. Dasselbe gilt für das Begrenzungsbauteil 19.
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Wie in 2A und 2B dargestellt ist, ragt ein Abschnitt des Gehäuses 16, in das das Begrenzungsbauteil 18 eingebaut ist, nach außen vor, verglichen zu dem anderen Abschnitt. Dadurch wird ein Raum, in dem das Begrenzungsbauteil 18 vorgesehen ist, zwischen der Außenfläche 12a des gestapelten Körpers 12 und dem Gehäuse 16 sichergestellt. Das Begrenzungsbauteil 18 wird gegen die Außenfläche 12a des gestapelten Körpers 12 durch Befestigungsbauteile 17, wie zum Beispiel Schrauben, die in dem Gehäuse 16 vorgesehen sind, gedrückt.
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2C ist eine Perspektivansicht des Begrenzungsbauteils 18. Das Begrenzungsbauteil 18 weist einen Metallabschnitt 181 und einen elastischen Abschnitt 183 auf. Der Metallabschnitt 181 ist aus einem Metall hergestellt, wie zum Beispiel aus rostfreiem Stahl oder dergleichen. Der elastische Abschnitt 183 ist zum Beispiel aus einem synthetischen Harz, wie zum Beispiel aus Polypropylen hergestellt, jedoch ist er nicht drauf beschränkt, und er kann aus einem Gummi oder einem Material hergestellt sein, das eine Elastizität hat, die durch Hinzufügen einer Elastomerkomponente in das synthetische Harz sichergestellt wird. Der Metallabschnitt 181 ist vorgesehen, um die Außenseite des elastischen Abschnitts 183 abzudecken. Daher berührt der elastische Abschnitt 183 die Außenfläche 12a des gestapelten Körpers 12. Eine Dicke t81 des Metallabschnitts 181 und eine Dicke t83 des elastischen Abschnitts 183 betragen zum Beispiel 3 mm. Eine Breite W8 und eine Höhe H8 des Begrenzungsbauteil 18 betragen zum Beispiel 30 mm. Eine Länge L8 beträgt zum Beispiel 60 mm. Obwohl das Begrenzungsbauteil 18 nur aus einem von dem Metallabschnitt 181 und dem elastischen Abschnitt 183 ausgebildet sein kann, kann das Begrenzungsbauteil 18, das den elastischen Abschnitt 183 aufweist, die Positionsverschiebung aufgrund der Verformung des Gehäuses 16 aufnehmen (absorbieren), um dadurch den Einfluss auf den gestapelten Körper 12 zu begrenzen bzw. zu verhindern.
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2D ist eine Perspektivansicht des Begrenzungsbauteils 19. Gleich wie das Begrenzungsbauteil 18 weist das Begrenzungsbauteil 19 einen Metallabschnitt 191 und einen elastischen Abschnitt 193 auf. Eine Dicke t91 des Metallabschnitts 191 und eine Dicke t93 des elastischen Abschnitts 193 betragen zum Beispiel 3 mm. Eine Breite W9, eine Höhe H9 und eine Länge L9 des Begrenzungsbauteils 19 betragen zum Beispiel jeweils 30 mm. Das Begrenzungsbauteil 19 kann nur aus einem von dem Metallabschnitt 191 und dem elastischen Abschnitt 193 ausgebildet sein. Wie vorstehend beschrieben ist, ist das Begrenzungsbauteil 18 länger ausgebildet als das Begrenzungsbauteil 19, und die Begrenzungsbauteile 18 und 19 sind derart angeordnet, dass jede Längenrichtung davon gleich ist wie die Stapelrichtung LD des gestapelten Körpers 12, wie in 1A und 1B dargestellt ist. Da das Begrenzungsbauteil 18 länger ausgebildet ist als das Begrenzungsbauteil 19, hat das Begrenzungsbauteil 18 eine Kontaktfläche mit dem gestapelten Körper 12, die größer ist als die des Begrenzungsbauteils 19. Als Ergebnis ist die Begrenzungskraft des Begrenzungsbauteils 18 größer als die des Begrenzungsbauteils 19.
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Nachstehend ist ein Vergleichsbeispiel beschrieben. Für das Vergleichsbeispiel werden dieselben Bezugszeichen für dieselben Komponenten wie jene gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendet und es ist deren doppelte Erläuterung weggelassen. 3A ist eine beispielhafte Ansicht einer Einheit 1X gemäß dem ersten Vergleichsbeispiel. 3A korrespondiert zu 1A. In einem Stapel 10X eines Moduls 5X der Einheit 1X, wie in 3A dargestellt ist, sind die Begrenzungsbauteile 18 und 19 nicht zwischen der Außenfläche 12a des gestapelten Körpers 12 und dem Gehäuse 16 vorgesehen.
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3B ist eine beispielhafte Ansicht eines Falls, in dem eine Trägheitskraft auf den Stapel 10X in dem ersten Vergleichsbeispiel ausgeübt wird. Zum Beispiel wird, wenn ein Fahrzeug, das mit der Einheit 1X ausgestattet ist, plötzlich beschleunigt, verzögert wird oder kollidiert oder wenn die Einheit 1X außen angeordnet ist und ein Erdbeben auftritt, eine Trägheitskraft auf den Stapel 10X ausgeübt. Zum Beispiel wird es, wie in 3B dargestellt ist, angenommen, dass eine Trägheitskraft auf das Modul 5X von der vorderen Seite zu der hinteren Seite davon in der waagerechten Richtung ausgeübt wird. Da das Modul 5X, das heißt, der Stapel 10X, an dem fixierten Bauteil durch die Halterungen 24a bis 24c in diesem Fall fixiert ist, wird die Trägheitskraft auf den Stapel 10X ausgeübt, um sich um die Region aus den Halterungen 24a bis 24c in einer Drehrichtung RD zu drehen. Somit ist es hinsichtlich der Positionsverschiebung der Einheitszelle 11 aus ihrer ursprünglichen Position die Positionsverschiebung aus der Einheitszelle 11, die in der oberen Seite D1 oberhalb der Mittellinie C positioniert ist, die durch gleichmäßiges Unterteilen des gestapelten Körpers 12 in der Stapelrichtung LD erhalten wird, größer als die der Einheitszelle 11, die in der unteren Seite D2 unterhalb der Mittellinie C positioniert ist.
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3C ist eine beispielhafte Ansicht einer Einheit 1Y gemäß dem zweiten Vergleichsbeispiel. 3C korrespondiert zu 1A. In dem Stapel 10X eines Moduls 5Y der Einheit 1Y sind die Halterungen 24a bis 24c an dem Stapel 10X fixiert, um einen Schwerpunkt G aus den Halterungen 24a bis 24c zu positionieren. 3D ist eine beispielhafte Ansicht eines Falls, in dem eine Trägheitskraft auf den Stapel 10X in dem zweiten Vergleichsbeispiel ausgeübt wird. Da der Schwerpunkt G aus den Halterungen 24a bis 24c positioniert ist, wird die Trägheitskraft auf den Stapel 10X in einer linearen Richtung DD ausgeübt, was zu dem ersten Vergleichsbeispiel unterschiedlich ist. Daher werden in dem zweiten Vergleichsbeispiel die Einheitszellen 11 hinsichtlich ihrer Positionen derart verschoben, dass sich der gestapelte Körper 12 im Wesentlichen symmetrisch in Bezug auf die Mittellinie C biegt. Daher ist in dem zweiten Vergleichsbeispiel die Differenz des Verschiebungsausmaßes zwischen der Einheitszelle 11 oberhalb der Mittellinie C und der Einheitszelle 11 unterhalb der Mittellinie C verglichen zu dem ersten Vergleichsbeispiel klein.
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Wie vorstehend beschrieben ist, wird in dem Fall, in dem der Schwerpunkt G außerhalb der Region aus den Halterungen 24a bis 24c in dem Vergleichsbeispiel positioniert ist, die Trägheitskraft auf den Stapel 10X ausgeübt, um sich um die Region aus den Halterungen 24a bis 24c zu drehen. Daher ist in dem ersten Vergleichsbeispiel das Positionsverschiebungsausmaß der Einheitszelle 11, die in der oberen Seite D1 oberhalb der Mittellinie C positioniert ist, größer als das der Einheitszelle 11, die in der unteren Seite D2 unterhalb der Mittellinie C positioniert ist, wie vorstehend beschrieben ist. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist unter Berücksichtigung, dass die Trägheitskraft auf den Stapel 10 ausgeübt wird, um sich in einer derartigen Weise zu drehen, das relativ große Begrenzungsbauteil 18 in der oberen Seite D1 oberhalb der Mittellinie C angeordnet, in der das Positionsverschiebungsausmaß der Einheitszelle 11 relativ groß ist, und ist das relativ kleine Begrenzungsbauteil 19 in der unteren Seite C2 unterhalb der Mittellinie C angeordnet, in der das Positionsverschiebungsausmaß der Einheitszelle 11 relativ klein ist. Dadurch wird sichergestellt, dass die Begrenzungskraft in der oberen Seite D1 oberhalb der Mittellinie C des gestapelten Körpers 12 größer ist als die in der unteren Seite D2 unterhalb der Mittellinie C des gestapelten Körpers 12. Es ist daher möglich, die Positionsverschiebung der Einheitszellen 11 durch ein paar Begrenzungsbauteile wirksam zu begrenzen (verhindern). Dadurch wird eine Erhöhung der Anzahl der Teile verhindert und wird eine Erhöhung der Herstellungskosten des Stapels 10 verhindert. Des Weiteren ist, wie in 3B dargestellt ist, die Einheitszelle 11 mit dem größten Ausmaß der Positionsverschiebung zwischen der Mittellinie C und der Einheitszelle 11a positioniert. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Begrenzungsbauteil 18 angeordnet, um zumindest die Einheitszelle 11 mit dem größten Ausmaß der Positionsverschiebung zu begrenzen. Demgemäß ist es möglich, die Positionsverschiebung der Einheitszellen wirksam zu begrenzen. Zusätzlich ist das Begrenzungsbauteil 19 zwischen der Mittellinie C und der Einheitszelle 11b positioniert.
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Nachstehend sind Variationen beschrieben. Für die Variationen werden dieselben Bezugszeichen für dieselben Komponenten wie jene in dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel verwendet und deren doppelte Erläuterung ist weggelassen. 4A ist eine Schnittansicht einer Einheit 1a gemäß der ersten Variation aus Sicht der seitlichen Seite. 4A korrespondiert zu 1A. In einem Stapel 10A eines Moduls 5a der Einheit 1a sind Begrenzungsbauteile 18a anstelle der Begrenzungsbauteile 18, die vorstehend beschrieben sind, angeordnet. Das Begrenzungsbauteil 18a hat im Wesentlichen dieselbe Größe (Baugröße) wie das Begrenzungsbauteil 19, jedoch hat es eine höhere Härte (zum Beispiel eine höhere Härte nach Vickers) als die des Begrenzungsbauteils 19. Zum Beispiel ist der elastische Abschnitt des Begrenzungsbauteils 18a aus einem synthetischen Harzmaterial mit einer höheren Härte als die des elastischen Bauteils 193 des Begrenzungsbauteils 19 hergestellt. Der Elastizitätsmodul des Begrenzungsbauteils 18a mit einer höheren Härte ist größer als der des Begrenzungsbauteils 19, sodass die Begrenzungskraft des Begrenzungsbauteils 18a größer ist als die des Begrenzungsbauteils 19. Es ist daher möglich, die Positionsverschiebung der Einheitszellen 11 wirksam zu begrenzen (verhindern). Zusätzlich kann in einem Fall, in dem jeder von dem elastischen Abschnitt des Begrenzungsbauteils 18a und dem elastischen Bauteil 193 des Begrenzungsbauteils 19 aus einem Gummi hergestellt ist, der elastische Abschnitt des Begrenzungsbauteils 18a aus einem Material hergestellt sein, das den Elastizitätsmodul hat, der größer ist als der des elastischen Abschnitts 193. Das Begrenzungsbauteil 18a kann aus einem Metall hergestellt sein und das Begrenzungsbauteil 19 kann aus einem synthetischen Harz hergestellt sein.
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4B ist eine Schnittansicht einer Einheit 1b gemäß einer zweiten Variation aus Sicht der seitlichen Seite. 4B korrespondiert zu 1A. In einem Stapel 10b eines Moduls 5b der Einheit 1b sind die vorstehend beschriebenen Begrenzungsbauteile 18 nicht angeordnet, sondern dieselben Begrenzungsbauteile 19 sind angeordnet, und die Anzahl der Begrenzungsbauteile 19 ist größer als die Anzahl der Begrenzungsbauteile, die in jedem der Stapel 10 und 10a vorgesehen sind. Insbesondere ist die Anzahl der Begrenzungsbauteile 19, die in der oberen Seite D1 oberhalb der Mittellinie C angeordnet sind, größer als die der Begrenzungsbauteile 19, die in der unteren Seite D2 unterhalb der Mittellinie C angeordnet sind. In der oberen Seite D1 oberhalb der Mittellinie C sind zwei Begrenzungsbauteile 19 zum Halten des Eckenteils des gestapelten Körpers 12 separat (getrennt) voneinander in der Stapelrichtung LD angeordnet. Die zwei Begrenzungsbauteile 19 sind auf dieselbe Weise in dem anderen Eckenteil angeordnet. Daher sind in der zweiten Variation acht Begrenzungsbauteile 19 in der oberen Seite D1 oberhalb der Mittellinie C angeordnet. Daher ist die Begrenzungskraft der acht Begrenzungsbauteile 19, die in der oberen Seite D1 oberhalb der Mittellinie C angeordnet sind, größer als die der vier Begrenzungsbauteile 19, die in der unteren Seite D2 unterhalb der Mittellinie C angeordnet sind. Demgemäß kann die Positionsverschiebung der Einheitszellen 11 wirksam begrenzt (verhindert) werden.
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5A ist eine Schnittansicht einer Einheit 1c gemäß der dritten Variation aus Sicht der seitlichen Seite. 5B ist eine Schnittansicht der Einheit 1c gemäß der dritten Variation aus Sicht der vorderen Seite. 5A und 5B korrespondieren zu 1A bzw. 1B. In einem Stapel 10c eines Moduls 5c der Einheit 1c sind Begrenzungsbauteile 18c zwischen der obersten Seite der Außenfläche 12a des gestapelten Körpers 12 und dem Gehäuse 16 angeordnet und die Begrenzungsbauteile 19 sind zwischen der untersten Seite der Außenfläche 12a des gestapelten Körpers 12 und dem Gehäuse 16 angeordnet. 5C ist eine Perspektivansicht des Begrenzungsbauteils 18c. Gleich wie das Begrenzungsbauteil 18 weist das Begrenzungsbauteil 18c einen Metallabschnitt 181c und einen elastischen Abschnitt 183c auf. Eine Dicke t81c des Metallabschnitts 181c und eine Dicke t83c des elastischen Abschnitts 183c betragen zum Beispiel jeweils 3 mm. Eine Höhe H8c und eine Länge L8c des Begrenzungsbauteils 18c betragen zum Beispiel jeweils 30 mm. Eine Breite W8c des Begrenzungsbauteils 18c beträgt zum Beispiel 60 mm. Auf diese Weise ist das Begrenzungsbauteil 18c breiter ausgebildet als das Begrenzungsbauteil 18. In dem dritten Beispiel ist der Abschnitt, in dem das Begrenzungsbauteil 18c breiter ausgebildet ist, an der vorderen Seite des gestapelten Körpers 12 positioniert.
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Wie in 3B dargestellt ist, sind aus den Einheitszellen 11, die in der oberen Seite D1 oberhalb der Mittellinie C positioniert sind, die Einheitszellen, die jeweils die größte Differenz hinsichtlich des Positionsverschiebungsausmaßes zwischen den zwei benachbarten Einheitszellen 11 haben, die Einheitszelle 11a und die andere Einheitszelle 11, die benachbart dazu ist. Dies ist deswegen so, da, wenn die Trägheitskraft auf den gestapelten Körper 12 ausgeübt wird, um sich um die Region aus den Halterungen 24a bis 24c zu drehen, ein großes Drehmoment aus den Einheitszellen 11 auf die Einheitszelle 11a ausgeübt wird, die in dem Ende des gestapelten Körpers 12 positioniert ist, das näher an dem Schwerpunkt G des Moduls 5X liegt als die Region, die durch die Halterungen 24a bis 24c umgeben ist, und auf die andere Einheitszelle 11 benachbart zu der Einheitszelle 11a ausgeübt wird. Demgemäß begrenzt das Begrenzungsbauteil 18c zumindest die Positionen der Einheitszelle 11a und der Einheitszelle 11 benachbart dazu, wodurch die Positionsverschiebung der Einheitszelle 11a und der anderen Einheitszelle 11, die nahe dazu angeordnet sind, wirksam begrenzt (verhindert) wird.
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Des Weiteren sind, wie in 3B dargestellt ist, aus den Einheitszellen 11, die in der unteren Seite D2 unterhalb der Mittellinie C positioniert sind, die Einheitszellen, die jeweils die größte Differenz hinsichtlich des Positionsverschiebungsausmaßes zwischen den zwei benachbarten Einheitszellen 11 haben, die Einheitszelle 11b und die andere Einheitszelle 11, die benachbart dazu ist. Demgemäß begrenzt das Begrenzungsbauteil 19 zumindest die Positionen der Einheitszelle 11b und der Einheitszelle 11, die benachbart dazu ist, um dadurch die Positionsverschiebung der Einheitszelle 11b und der anderen Einheitszellen 11, die zu dieser benachbart angeordnet sind, wirksam zu verhindern (zu begrenzen). In einer derartigen Weise ist es durch Verhindern (Begrenzen) der Positionsverschiebung der Einheitszellen 11a und 11b und der Einheitszellen 11, die benachbart dazu angeordnet sind, möglich, dass die Positionsverschiebung der Einheitszellen 11, die zwischen den Einheitszellen 11a und 11b angeordnet sind, wirksam zu begrenzen (verhindern).
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Zusätzlich ist aus den Einheitszellen 11 die Einheitszelle 11a an dem Ende des gestapelten Körpers 12 näher an dem Schwerpunkt G des Moduls 5 als die Region angeordnet, die durch die Halterungen 24a bis 24c umgeben ist, und die Einheitszelle 11b ist an dem anderen Ende angeordnet. Der Unterschied des Positionsverschiebungsausmaßes zwischen der Einheitszelle 11a und der anderen Einheitszelle 11, die benachbart dazu ist, ist größer als die des Positionsverschiebungsausmaßes zwischen der Einheitszelle 11b und der anderen Einheitszelle 11, die benachbart dazu ist. Dies ist deswegen so, da die Einheitszelle 11a und die andere Einheitszelle 11, die benachbart dazu ist, das große Drehausmaß aufnehmen (erhalten), wie vorstehend beschrieben ist. Daher ist das Begrenzungsbauteil 18c größer ausgebildet als das Begrenzungsbauteil 19, um dadurch sicherzustellen, dass die Begrenzungskraft des Begrenzungsbauteils 18c größer ist als die des Begrenzungsbauteils 19. Dadurch kann die Positionsverschiebung der Einheitszellen 11 wirksam begrenzt (verhindert) werden.
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6A ist eine Schnittansicht einer Einheit 1D gemäß der vierten Variation aus Sicht der seitlichen Seite. 6A korrespondiert zu 1A. In einem Stapel 10d eines Moduls 5d der Einheit 1d ist, da eine Härte eines Begrenzungsbauteils 18d höher ist als die des Begrenzungsbauteils 19, wie vorstehend beschrieben ist, die Begrenzungskraft des Begrenzungsbauteils 18d, das in der oberen Seite D1 oberhalb der Mittellinie C angeordnet ist, größer als die des Begrenzungsbauteils 19, das in der unteren Seite D2 unterhalb der Mittellinie C angeordnet ist. Als Ergebnis kann die Positionsverschiebung der Einheitszellen 11 wirksam begrenzt (verhindert) werden. Gleich wie in der dritten Variation ist es, da die Begrenzungsbauteile 18d und 19 Teile halten, an denen die Differenz des Positionsverschiebungsausmaßes zwischen den Einheitszellen 11, die benachbart zueinander sind, groß sein kann, möglich, die Positionsverschiebung der Einheitszellen 11 wirksam zu verhindern (begrenzen).
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6B ist eine Schnittansicht einer Einheit 1e gemäß der fünften Variation aus Sicht der vorderen Seite. In einem Stapel 10e eines Moduls 5e der Einheit 1e ist ein Begrenzungsbauteil 19a in einer flachen Plattenform ausgebildet und ist nicht an dem Eckenteil des gestapelten Körpers 12 angeordnet, sondern zwischen dem flachen Teil der Seitenfläche des gestapelten Körpers 12 an der vorderen Seite und dem Gehäuse 16 angeordnet. Zusätzlich begrenzt das Begrenzungsbauteil 19a zumindest die Position der Einheitszelle 11a. Des Weiteren ist jedes Begrenzungsbauteil 19a (nicht dargestellt) ferner an der Außenfläche 12a des gestapelten Körpers 12 an der hinteren Seite, der Außenfläche 12a an der linken Seite und der Außenfläche 12a an der rechten Seite vorgesehen. Auf diese Weise sind die Begrenzungsbauteile 19 und 19a zum Begrenzen der Positionsverschiebung der Einheitszelle 11a in Intervallen (Abständen) in der Umfangsrichtung des gestapelten Körpers 12 angeordnet. Daher sind insgesamt acht Begrenzungsbauteile 19 und 19a in der oberen Seite D1 oberhalb der Mittellinie C angeordnet und deren Anzahl ist größer als die der Begrenzungsbauteile 19, die in der unteren Seite D2 unterhalb der Mittellinie C angeordnet sind. Daher ist die Begrenzungskraft der Begrenzungsbauteile 19 und 19a, die in der oberen Seite D1 oberhalb der Mittellinie C angeordnet sind, größer als die der Begrenzungsbauteile 19, die in der unteren Seite D2 unterhalb der Mittellinie C angeordnet sind, wodurch die Positionsverschiebung der Einheitszellen 11 wirksam verhindert (begrenzt) wird. 6C ist eine Perspektivansicht des Begrenzungsbauteils 19a. Eine Breite W9a und eine Länge L9a des Begrenzungsbauteils 19a betragen zum Beispiel jeweils 30 mm. Des Weiteren betragen eine Dicke t91a eines Metallabschnitts 191a und eine Dicke t93a eines elastischen Abschnitts 193a zum Beispiel jeweils 3 mm.
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Das Begrenzungsbauteil in dem vorstehenden Ausführungsbeispiel und den Variationen begrenzt den Eckenteil des gestapelten Körpers 12, jedoch ist es nicht darauf beschränkt. Gemäß dem Beschränkungsbauteil 19a in der fünften Variation, die vorstehend beschrieben ist, kann das Beschränkungsbauteil nur den flachen Teil der Außenfläche 12a des gestapelten Körpers 12 begrenzen.
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Die Begrenzungsbauteile in dem vorstehenden Ausführungsbeispiel und den Variationen begrenzen alle die Eckenteile des gestapelten Körpers 12, jedoch sind sie nicht darauf beschränkt. Das Begrenzungsbauteil kann zumindest einen der Eckenteile des gestapelten Körpers 12 begrenzen oder kann zumindest einen der flachen Teile der Außenfläche 12a begrenzen. Zum Beispiel ist es in einem Fall, in dem die Richtung der Trägheitskraft, die auf das Modul ausgeübt wird, im Voraus abgeschätzt werden kann, ferner möglich, die Richtung, in der die Einheitszellen dazu neigen, sich aufgrund der Trägheitskraft hinsichtlich deren Position zu verschieben, abzuschätzen. Somit kann das Begrenzungsbauteil in einer derartigen Position angeordnet werden, um eine derartige Positionsverschiebung zu begrenzen (verhindern). Das heißt, die Richtung der Begrenzungskraft, die auf den gestapelten Körper 12 durch das Begrenzungsbauteil ausgeübt wird, kann nur eine Richtung sein.
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In dem vorstehenden Ausführungsbeispiel und den Variationen ist die Begrenzungskraft das einzelnen Begrenzungsbauteils, das in der oberen Seite D1 angeordnet ist, gleich wie oder größer als die des einzelnen Begrenzungsbauteils, das in der unteren Seite D2 angeordnet ist, jedoch sind sie nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann die Begrenzungskraft des einzelnen Begrenzungsbauteils, das in der oberen Seite D1 angeordnet ist, kleiner sein als die des einzelnen Begrenzungsbauteils, das in der unteren Seite D2 angeordnet ist, solange die Anzahl der Begrenzungsbauteile, die in der oberen Seite D1 angeordnet sind, größer ist als die der Begrenzungsbauteile, die in der unteren Seite D2 angeordnet sind, und solange die Begrenzungskraft in der oberen Seite D1 des gestapelten Körpers 12 größer ist als die in der unteren Seite D2. Alternativ kann die Begrenzungskraft des einzelnen Begrenzungsbauteils, das in der oberen Seite D1 angeordnet ist, kleiner sein als die des einzelnen Begrenzungsbauteils, das in der unteren Seite D2 angeordnet ist, solange die Härte des Begrenzungsbauteils, das in der oberen Seite D1 angeordnet ist, höher ist als die des Begrenzungsbauteils, das in der unteren Seite D2 angeordnet ist, und solange die Begrenzungskraft in der oberen Seite D1 des gestapelten Körpers 12 größer ist als die in der unteren Seite D2.
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Das Begrenzungsbauteil kann in einer Aussparung eingebettet sein, die an der Innenwandfläche des Gehäuses 16 vorgesehen ist. Des Weiteren ist in dem vorstehenden Ausführungsbeispiel und in den ersten bis fünften Variationen das Gehäuse 16, das eine viereckige Rohrform hat, als ein Beispiel des zugewandten Bauteils beschrieben, jedoch ist das zugewandte Bauteil nicht darauf beschränkt. Das heißt, das zugewandte Bauteil kann ein beliebiges Bauteil sein, das zu zumindest einer der vier Außenflächen des gestapelten Körpers, der eine viereckige Säulenform hat, zugewandt ist. Zum Beispiel kann das zugewandte Bauteil eine plattenförmige Spannungsplatte oder dergleichen sein, die die Endplatten 14a und 14b miteinander verbindet, eine Last an dem gestapelten Körper 12 in der Stapelrichtung sicherstellt und zu der Außenfläche 12a zugewandt ist. In diesem Fall ist das Begrenzungsbauteil zwischen der Spannungsplatte und der Außenfläche 12a angeordnet.
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Nachstehend ist eine Einheit 1f gemäß der sechsten Variation beschrieben, die an einem Fahrzeug 100 montiert ist. 7A ist eine Ansicht, die das Innere eines Fahrzeugraums R darstellt, wenn das Fahrzeug 100 von der vorderen Seite betrachtet wird. 7B ist eine Ansicht, die das Innere des Fahrzeugraums R darstellt, wenn die vordere Seite des Fahrzeugs 100 von der seitlichen Seite betrachtet wird. Die Einheit 1f ist in dem Fahrzeugraum R in der vorderen Seite des Fahrzeugs 100 aufgenommen. Ein vorderes Aufhängungsbauteil 51 ist in dem Fahrzeugraum R aufgenommen. Ein Motor 70 zum Antreiben von Rädern 80 über eine Antriebswelle, die nicht dargestellt ist, ist an dem vorderen Aufhängungsbauteil 51 gestützt. Drei Schenkelbauteile 53, die in den Ansprüchen genannten Fixierungsbauteilen entsprechen, sind an dem vorderen Aufhängungsbauteil 51 fixiert, und die Halterungen 24a bis 24c sind an den jeweiligen Enden der drei Schenkelbauteile 53 fixiert. Da die Halterungen 24a bis 24c an einer Endplatte 14bf eines Stapels 10f fixiert sind, ist der Stapel 10f in einer vorbestimmten Höhenposition von dem vorderen Aufhängungsbauteil 51 gestützt. Daher ist der Stapel 10f oberhalb des Motors 70 gestützt. Ein Modul 5f ist an dem vorderen Aufhängungsbauteil 51 als das fixierte Bauteil über die Schenkelbauteile 53 fixiert. Das vordere Aufhängungsbauteil 51 ist ferner ein Beispiel eines Fahrzeugkörpergestaltungsbauteils, wie es in den Ansprüchen genannt ist.
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Das Modul 5f der Einheit 1f weist einen Luftverdichter 20, der einer in den Ansprüchen genannten Hilfsvorrichtung entspricht, und einen Aufwärtswandler 30 auf, die einstückig mit dem Stapel 10f vorgesehen sind. Der Luftverdichter 20 führt das für die elektrische Stromerzeugung zu verwendende Oxidationsmittelgas zu dem Stapel 10f zu. Der Aufwärtswandler 30 verstärkt und führt den erzeugten elektrischen Strom des Stapels 10f zu dem Motor 70 über einen Inverter, der nicht dargestellt ist, zu. Der Luftverdichter 20 und der Aufwärtswandler 30 sind Beispiele von Hilfsvorrichtungen, die einstückig in dem Stapel 10f vorgesehen sind. Der Luftverdichter 20 ist an der unteren Fläche der Endplatte 14bf zwischen der Endplatte 14bf und dem vorderen Aufhängungsbauteil 51 durch Fixierungsbauteile, wie zum Beispiel Schrauben, fixiert. Im Gegensatz zu der vorstehend beschriebenen Endplatte 14b steht die Endplatte 14bf weit in Richtung der hinteren Seite des Stapels 10f vor und wird der Aufwärtswandler 30 an dem Abschnitt, der von dem Stapel 10f vorsteht, der Endplatte 14bf in der hinteren Seite des Stapels 10f gehalten. Daher ist der Schwerpunkt G, der in 7A und 7B dargestellt ist, der Gesamtschwerpunkt des Moduls 5f einschließlich des Stapels 10f, des Luftverdichters 20 und des Aufwärtswandlers 30. Selbst in diesem Fall ist der Schwerpunkt G in der oberen Seite D1 oberhalb der Region aus den Halterungen 24a bis 24c positioniert. Zum Beispiel wird, wenn das Fahrzeug 100 vorne kollidiert, die Trägheitskraft auf die Einheit 1f ausgeübt, um sich um eine Linie, die die Halterungen 24a und 24b verbindet, zu drehen. 8 ist eine Schnittansicht des Stapels 10f der Einheit 1f gemäß der sechsten Variation aus Sicht der vorderen Seite. Da die Begrenzungsbauteile 18 und 19 gleich wie in dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel angeordnet sind, kann die Positionsverschiebung der Einheitszellen 11 wirksam verhindert (begrenzt) werden.
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Obwohl der Luftverdichter 20 und der Aufwärtswandler 30 als Beispiele der Hilfsvorrichtungen dargestellt sind, ist die Hilfsvorrichtung nicht darauf beschränkt. Die Hilfsvorrichtung kann erforderlich sein, um den Stapel 10f zu betreiben, oder kann mit dem erzeugten elektrischen Strom des Stapels 10f versorgt werden. Die Vorrichtung, die erforderlich ist, um den Stapel 10f zu betreiben, ist zum Beispiel der vorstehend beschriebene Luftverdichter 20, eine Pumpe, die das Brennstoffgas oder das Kühlwasser zu dem Stapel 10f zirkuliert, eine Leitung, durch die das Oxidationsmittelgas, das Brennstoffgas oder das Kühlwasser strömt, und ein Öffnungs- und Schließventil, das in einer derartigen Leitung vorgesehen ist, ein Injektor zum Einspritzen des Brennstoffgases, das zu dem Stapel 10f zuzuführen ist, eine Befeuchtungsvorrichtung, die das Oxidationsmittel befeuchtet, ein Sensor, der eine Temperatur des Kühlwassers oder eine Temperatur des Brennstoffgases erfasst, und dergleichen. Die Vorrichtung, die mit dem erzeugten Strom des Stapels 10f versorgt wird, ist zum Beispiel der vorstehend beschriebene Aufwärtswandler 30, ein Inverter, der den elektrischen Strom, der von dem Stapel 10f zugeführt wird, von einer Gleichspannung zu einer Wechselspannung umwandelt, und dergleichen. In dem vorstehenden Fall sind der Luftverdichter 20 und der Aufwärtswandler 30 an der Endplatte 14bf fixiert, jedoch sind sie nicht darauf beschränkt, und es kann eine derartige Hilfsvorrichtung an einem Teil fixiert sein, der von der Endplatte 14bf des Stapels 10f verschieden ist. Zum Beispiel kann die Hilfsvorrichtung an der oberen Fläche oder der Seitenfläche des Stapels 10f entfernt (getrennt, separat) von der Endplatte 14bf fixiert sein.
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In der sechsten Variation ist das Modul 5f an dem vorderen Aufhängungsbauteil 51 fixiert, jedoch ist es nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann das Modul 5f an einem vorderseitigen Bauteil fixiert sein, das in dem Fahrzeugraum R und oberhalb des vorderen Aufhängungsbauteils 51 angeordnet ist. Das Fahrzeugkörpergestaltungsbauteil ist nicht auf das vorstehend beschriebene vordere Aufhängungsbauteil 51 und das vorderseitige Bauteil beschränkt, und es kann ein beliebiges Bauteil sein, das einen Rahmen des Fahrzeugkörpers ausbildet und das Modul fixieren kann.
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Das vorstehende Ausführungsbeispiel und die Variationen erläutern beispielhaft die Halterungen 24a bis 24c, die die Endpartie 14b an dem fixierten Bauteil fixieren, jedoch sind die Halterungen nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann das Gehäuse 16 oder die Endpartie 14a an dem fixierten Bauteil fixiert sein. Zusätzlich können in einem Fall, in dem die Hilfsvorrichtung einstückig in dem Stapel vorgesehen ist, die Halterungen 24a bis 24c die Hilfsvorrichtung an dem fixierten Bauteil fixieren, um das Modul daran zu fixieren.
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Das vorstehende Ausführungsbeispiel und die Variationen erläutern beispielhaft die drei Halterungen 24a bis 24c, die das Modul fixieren, jedoch ist das Modul nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann das Modul durch vier oder mehr Fixierungsbauteile oder nur durch zwei Fixierungsbauteile fixiert sein. In jedem Fall wird, wenn der Schwerpunkt des Moduls außerhalb der Region zwischen diesen Fixierungsbauteilen positioniert ist, eine Trägheitskraft auf den Stapel ausgeübt, um sich um die Region zwischen den Fixierungsbauteilen zu drehen.
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Das vorstehende Ausführungsbeispiel und die Variationen erläutern beispielhaft das Modul, das durch die Halterungen 24a bis 24c, die in der unteren Seite D2 unterhalb des Schwerpunkts G positioniert sind, fixiert ist, jedoch ist das Modul nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann das Modul durch die Halterungen 24a bis 24c in der oberen Seite D1 oberhalb des Schwerpunkts G fixiert sein. Da der Schwerpunkt G in der unteren Seite D2 der Stapelrichtung LD unterhalb der Region aus den Halterungen 24a bis 24c in diesem Fall positioniert ist, ist die erste Seite der Stapelrichtung LD die untere Seite D2 und die untere Seite in der Schwerkraftrichtung, und die zweite Seite der Stapelrichtung LD ist die obere Seite D1 in der Schwerkraftrichtung. Die vorstehenden Ausführungsbeispiele und Variationen erläutern beispielhaft den Fall, in dem die Stapelrichtung des gestapelten Körpers im Wesentlichen gleich ist wie die Schwerkraftrichtung, jedoch ist die Stapelrichtung nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann die Stapelrichtung die Schwerkraftrichtung schneiden oder sie kann die waagerechte Richtung sein, die senkrecht zu der Schwerkraftrichtung ist.
