JP2003317792A - 電気化学装置のセル積層体 - Google Patents
電気化学装置のセル積層体Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 複数のセルを積重ねた主体と，その主体の両
端面に密着する２枚の端板と，両端板を介して主体を挟
着する挟着部材とを有するセル積層体において，主体の
各セルにおける面圧をその全体に亘って均一にする。 【解決手段】 前記挟着部材６を，両端板４，５の外周
面７に，それらの全周に亘りそれぞれ間隔をとって配置
された複数の掛け具８と，一方の端板４の掛け具８に掛
けられた後，他方の端板５の前記掛け具８に掛けられ
て，両端板４，５間に，それらの全周に亘り連続してジ
グザグ状に張設された１本の弾性線状体９とより構成す
る。
端面に密着する２枚の端板と，両端板を介して主体を挟
着する挟着部材とを有するセル積層体において，主体の
各セルにおける面圧をその全体に亘って均一にする。 【解決手段】 前記挟着部材６を，両端板４，５の外周
面７に，それらの全周に亘りそれぞれ間隔をとって配置
された複数の掛け具８と，一方の端板４の掛け具８に掛
けられた後，他方の端板５の前記掛け具８に掛けられ
て，両端板４，５間に，それらの全周に亘り連続してジ
グザグ状に張設された１本の弾性線状体９とより構成す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電気化学装置のセル
積層体に関する。この電気化学装置には燃料電池，水電
解装置等が含まれる。
積層体に関する。この電気化学装置には燃料電池，水電
解装置等が含まれる。
【０００２】
【従来の技術】従来，例えば，燃料電池におけるセル積
層体としては，複数のセルを積重ねた主体と，その主体
の両端面に密着する２枚の端板と，両端板を介して前記
主体を挟着する挟着部材とを有するものが公知である。
この場合，挟着部材としては，例えば複数のターンバッ
クル付ボルトおよびナットが用いられている（特開平５
−２３４６１３号公報参照）。
層体としては，複数のセルを積重ねた主体と，その主体
の両端面に密着する２枚の端板と，両端板を介して前記
主体を挟着する挟着部材とを有するものが公知である。
この場合，挟着部材としては，例えば複数のターンバッ
クル付ボルトおよびナットが用いられている（特開平５
−２３４６１３号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来のも
のにおいては，各ボルトを，そのターンバックルにより
均一に締付けることが難しいため，主体の各セルにおけ
る面圧が部分的に異なり，ガス漏れ，水漏れ，高面圧部
の圧潰，性能上の不具合等を生じるおそれがあった。
のにおいては，各ボルトを，そのターンバックルにより
均一に締付けることが難しいため，主体の各セルにおけ
る面圧が部分的に異なり，ガス漏れ，水漏れ，高面圧部
の圧潰，性能上の不具合等を生じるおそれがあった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は，主体の各セル
における面圧をその全体に亘って均一にし，また温度変
化に伴う主体の伸縮を吸収し得るようにした，組立性の
良好な前記セル積層体を提供することを目的とする。
における面圧をその全体に亘って均一にし，また温度変
化に伴う主体の伸縮を吸収し得るようにした，組立性の
良好な前記セル積層体を提供することを目的とする。
【０００５】前記目的を達成するため本発明によれば，
複数のセルを積重ねた主体と，その主体の両端面に密着
する２枚の端板と，両端板を介して前記主体を挟着する
挟着部材とを有するセル積層体において，前記挟着部材
は，前記両端板の外周部に，それらの全周に亘りそれぞ
れ間隔をとって配置された複数の引掛け部と，一方の前
記端板の前記引掛け部に掛けられた後，他方の前記端板
の前記引掛け部に掛けられて，両端板間に，それらの全
周に亘り連続してジグザグ状に張設された少なくとも１
本の弾性線状体とを有する，電気化学装置のセル積層体
が提供される。
複数のセルを積重ねた主体と，その主体の両端面に密着
する２枚の端板と，両端板を介して前記主体を挟着する
挟着部材とを有するセル積層体において，前記挟着部材
は，前記両端板の外周部に，それらの全周に亘りそれぞ
れ間隔をとって配置された複数の引掛け部と，一方の前
記端板の前記引掛け部に掛けられた後，他方の前記端板
の前記引掛け部に掛けられて，両端板間に，それらの全
周に亘り連続してジグザグ状に張設された少なくとも１
本の弾性線状体とを有する，電気化学装置のセル積層体
が提供される。
【０００６】前記のように構成すると，弾性線状体の張
設過程で，その弾性線状体が各引掛け部に対して滑りを
生じるため，一方の端板の各引掛け部と他方の端板の各
引掛け部との間に掛かる弾性線状体の各直線部の張力が
ほぼ等しくなる。これにより主体における各セルの面圧
を，その全体に亘って均一にすることが可能である。ま
た温度変化に伴う主体の伸縮を線状体の弾性によって吸
収することが可能である。さらに，セル積層体の組立性
も良好である。
設過程で，その弾性線状体が各引掛け部に対して滑りを
生じるため，一方の端板の各引掛け部と他方の端板の各
引掛け部との間に掛かる弾性線状体の各直線部の張力が
ほぼ等しくなる。これにより主体における各セルの面圧
を，その全体に亘って均一にすることが可能である。ま
た温度変化に伴う主体の伸縮を線状体の弾性によって吸
収することが可能である。さらに，セル積層体の組立性
も良好である。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１，２に示す第１実施例におい
て，電気化学装置としての燃料電池のセル積層体１は，
複数のセル２を積重ねた主体３と，その主体３の両端面
に密着する２枚の第１，第２端板４，５と，両第１，第
２端板４，５を介して主体３を挟着する挟着部材６とを
有する。主体３は直方体状をなし，また第１，第２端板
４，５はほぼ方形状をなし，それらの外周面７は，それ
ぞれ４つの長方形状周面７ａと，各角部を落とされて形
成された面取り面７ｂとよりなる。
て，電気化学装置としての燃料電池のセル積層体１は，
複数のセル２を積重ねた主体３と，その主体３の両端面
に密着する２枚の第１，第２端板４，５と，両第１，第
２端板４，５を介して主体３を挟着する挟着部材６とを
有する。主体３は直方体状をなし，また第１，第２端板
４，５はほぼ方形状をなし，それらの外周面７は，それ
ぞれ４つの長方形状周面７ａと，各角部を落とされて形
成された面取り面７ｂとよりなる。
【０００８】挟着部材６は，両第１，第２端板４，５の
外周部，実施例では外周面７に，それらの全周に亘りそ
れぞれ間隔をとって配置された複数の引掛け部としての
掛け具８と，それら掛け具８に掛けられた１本の弾性線
状体９とを有する。各掛け具８は，つづみ形ローラ１０
と，それを回転可能に支持する支持軸１１とよりなる。
掛け具８は，第１，第２端板４，５において，その４つ
の長方形状周面７ａにそれぞれ３個宛設けられると共に
対角位置に在る両面取り面７ｂにそれぞれ１個宛設けら
れている。ただし，第１，第２端板４，５において，掛
け具８が存する対角位置は相互に９０°ずれている。ま
た各長方形状周面７ａに存する３個の掛け具８は，それ
らの間に間隔をとると共に，掛け具８の無い面取り面７
ｂ側に偏倚している。
外周部，実施例では外周面７に，それらの全周に亘りそ
れぞれ間隔をとって配置された複数の引掛け部としての
掛け具８と，それら掛け具８に掛けられた１本の弾性線
状体９とを有する。各掛け具８は，つづみ形ローラ１０
と，それを回転可能に支持する支持軸１１とよりなる。
掛け具８は，第１，第２端板４，５において，その４つ
の長方形状周面７ａにそれぞれ３個宛設けられると共に
対角位置に在る両面取り面７ｂにそれぞれ１個宛設けら
れている。ただし，第１，第２端板４，５において，掛
け具８が存する対角位置は相互に９０°ずれている。ま
た各長方形状周面７ａに存する３個の掛け具８は，それ
らの間に間隔をとると共に，掛け具８の無い面取り面７
ｂ側に偏倚している。
【０００９】弾性線状体９は，ピアノ線，ステンレス鋼
線等の金属線，高強度繊維よりなる線材等よりなり，そ
の１本の弾性線状体９が，一方，例えば第１端板４の掛
け具８に掛けられた後，他方，例えば第２端板５の掛け
具８に掛けられて，両第１，第２端板４，５間に，それ
らの全周に亘り連続してジグザク状に張設されている。
弾性線状体９の両端部９ａは，図３にも示すようなター
ンバックル式張力調整手段１３の両ねじ部１４，１５に
それぞれ連結されている。
線等の金属線，高強度繊維よりなる線材等よりなり，そ
の１本の弾性線状体９が，一方，例えば第１端板４の掛
け具８に掛けられた後，他方，例えば第２端板５の掛け
具８に掛けられて，両第１，第２端板４，５間に，それ
らの全周に亘り連続してジグザク状に張設されている。
弾性線状体９の両端部９ａは，図３にも示すようなター
ンバックル式張力調整手段１３の両ねじ部１４，１５に
それぞれ連結されている。
【００１０】前記のように構成すると，弾性線状体９の
張設過程で，その弾性線状体９が各掛け具８に対して滑
りを生じるため，第１端板４の各掛け具８と第２端板５
の各掛け具８との間に掛かる弾性線状体９の各直線部９
ｂの張力がほぼ等しくなる。これにより主体３における
各セル２の面圧を，その全体に亘って均一にすることが
可能である。また温度変化に伴う主体３の伸縮を線状体
の弾性によって吸収することが可能である。さらに張力
調整手段１３により弾性線状体９の張力を容易に調整す
ることが可能である。さらにまた，前記のように各長方
形状周面７ａの３個の掛け具８を偏倚させると，例え
ば，第１端板４において掛け具８の無い面取り面７ｂを
挟む２つの掛け具８のつづみ形ローラ１０と，第２端板
５の面取り面７ｂに存する１つの掛け具８のつづみ形ロ
ーラ１０の各くびれ部分に弾性線状体９を正しく掛ける
ことができる。
張設過程で，その弾性線状体９が各掛け具８に対して滑
りを生じるため，第１端板４の各掛け具８と第２端板５
の各掛け具８との間に掛かる弾性線状体９の各直線部９
ｂの張力がほぼ等しくなる。これにより主体３における
各セル２の面圧を，その全体に亘って均一にすることが
可能である。また温度変化に伴う主体３の伸縮を線状体
の弾性によって吸収することが可能である。さらに張力
調整手段１３により弾性線状体９の張力を容易に調整す
ることが可能である。さらにまた，前記のように各長方
形状周面７ａの３個の掛け具８を偏倚させると，例え
ば，第１端板４において掛け具８の無い面取り面７ｂを
挟む２つの掛け具８のつづみ形ローラ１０と，第２端板
５の面取り面７ｂに存する１つの掛け具８のつづみ形ロ
ーラ１０の各くびれ部分に弾性線状体９を正しく掛ける
ことができる。
【００１１】張力調整手段１３としては，図４，５に示
すように，基板１６に２本のボルト１７をねじ込み，そ
れらボルト１７に弾性線状体９の両端部をそれぞれ取付
けたものも使用される。なお，２本以上の弾性線状体９
を各掛け具８に重ねて掛けることもある。
すように，基板１６に２本のボルト１７をねじ込み，そ
れらボルト１７に弾性線状体９の両端部をそれぞれ取付
けたものも使用される。なお，２本以上の弾性線状体９
を各掛け具８に重ねて掛けることもある。
【００１２】図６は第２実施例を示す。この実施例で
は，両端板４，５の各長方形状周面７ａにおいて，３個
の掛け具８のうち１個を長手方向中央に，他の２個をそ
れぞれ長手方向両端側にそれぞれ配設し，また両端板
４，５の各面取り面７ｂに掛け具８を設け，両端板４，
５の相隣る両掛け具８にそれぞれ別の弾性線状体９が掛
けられるように，２本の弾性線状体９を，両端板４，５
間に，それらの全周に亘り連続してジグザグ状に張設し
たものである。この場合，各弾性線状体９に張力調整手
段１３が備えられる。
は，両端板４，５の各長方形状周面７ａにおいて，３個
の掛け具８のうち１個を長手方向中央に，他の２個をそ
れぞれ長手方向両端側にそれぞれ配設し，また両端板
４，５の各面取り面７ｂに掛け具８を設け，両端板４，
５の相隣る両掛け具８にそれぞれ別の弾性線状体９が掛
けられるように，２本の弾性線状体９を，両端板４，５
間に，それらの全周に亘り連続してジグザグ状に張設し
たものである。この場合，各弾性線状体９に張力調整手
段１３が備えられる。
【００１３】図７は第３実施例を示す。この実施例で
は，複数の掛け具８を第１，第２端板４，５の全周に沿
って複数組，実施例では外周面７の長方形状周面７ａに
対応して４組に区分し，それらの組の複数の掛け具８に
それぞれ，実施例では４本の弾性線状体９を掛けるよう
にしたものである。この場合，掛け具８は第１端板４の
４つの長方形状周面７ａに３つ宛配置され，一方，第２
端板５の４つの長方形状周面７ａに４つ宛配置されてい
る。各弾性線状体９は，一方，例えば第２端板５の掛け
具８に掛けられた後，他方，例えば第１端板５の掛け具
８に掛けられて，両第１，第２端板４，５間にジグザグ
状に張設され，また両端部９ａを第２端板５に止め部１
２を介して固定されている。それらの弾性線状体９には
それぞれ張力調整手段１３が備えられている。
は，複数の掛け具８を第１，第２端板４，５の全周に沿
って複数組，実施例では外周面７の長方形状周面７ａに
対応して４組に区分し，それらの組の複数の掛け具８に
それぞれ，実施例では４本の弾性線状体９を掛けるよう
にしたものである。この場合，掛け具８は第１端板４の
４つの長方形状周面７ａに３つ宛配置され，一方，第２
端板５の４つの長方形状周面７ａに４つ宛配置されてい
る。各弾性線状体９は，一方，例えば第２端板５の掛け
具８に掛けられた後，他方，例えば第１端板５の掛け具
８に掛けられて，両第１，第２端板４，５間にジグザグ
状に張設され，また両端部９ａを第２端板５に止め部１
２を介して固定されている。それらの弾性線状体９には
それぞれ張力調整手段１３が備えられている。
【００１４】図８は，図７に示した第３実施例の一部を
変更した第４実施例を示し，第２端板５の各長方形状周
面７ａにおいて，一方の止め具１２を，図４，５に示し
たと同様のボルト１７に代え，そのボルト１７を第２端
板５にねじ込んだものである。この場合，ボルト１７は
止め具と張力調整手段１３を兼ねる。
変更した第４実施例を示し，第２端板５の各長方形状周
面７ａにおいて，一方の止め具１２を，図４，５に示し
たと同様のボルト１７に代え，そのボルト１７を第２端
板５にねじ込んだものである。この場合，ボルト１７は
止め具と張力調整手段１３を兼ねる。
【００１５】なお，両端板４，５の外周部に，その全周
に亘って複数の小径貫通孔をそれぞれ形成し，相隣る両
貫通孔に弾性線状体９を通してそれら両小径貫通孔間に
存する部分を引掛け部として用いることもできる。
に亘って複数の小径貫通孔をそれぞれ形成し，相隣る両
貫通孔に弾性線状体９を通してそれら両小径貫通孔間に
存する部分を引掛け部として用いることもできる。
【００１６】図９において，燃料電池の各発電用セル２
は，例えば固体高分子電解質膜１８ならびにその両側に
配置された燃料極１９および空気極２０よりなる電解質
膜−電極接合体（ＭＥＡ）２１を有し，その接合体２１
の両側にそれぞれ集電板２２，２３が配置され，さらに
両集電板２２，２３の両側にそれぞれセパレータ２４が
配置される，といった構造を有する。セパレータ２４は
一方の面に空気流路２５を，また他方の面に水素流路２
６をそれぞれ有する。
は，例えば固体高分子電解質膜１８ならびにその両側に
配置された燃料極１９および空気極２０よりなる電解質
膜−電極接合体（ＭＥＡ）２１を有し，その接合体２１
の両側にそれぞれ集電板２２，２３が配置され，さらに
両集電板２２，２３の両側にそれぞれセパレータ２４が
配置される，といった構造を有する。セパレータ２４は
一方の面に空気流路２５を，また他方の面に水素流路２
６をそれぞれ有する。
【００１７】前記セル積層体１は水電解装置のセル積層
体と置換可能であり，その場合，図１０に示すように，
水電解用セル２は，固体高分子電解質膜２７ならびにそ
の両側に配置された陽極２８および陰極２９よりなる電
解質膜−電極接合体（ＭＥＡ）３０を有し，その接合体
３０の両側にそれぞれ給電板３１，３２が配置され，さ
らに両給電板３１，３２の両側にそれぞれセパレータ３
３が配置される，といった構造を有する。セパレータ３
３は，一方の面に（＋）側水流路３４を，他方の面に
（−）側水流路３５をそれぞれ有する。
体と置換可能であり，その場合，図１０に示すように，
水電解用セル２は，固体高分子電解質膜２７ならびにそ
の両側に配置された陽極２８および陰極２９よりなる電
解質膜−電極接合体（ＭＥＡ）３０を有し，その接合体
３０の両側にそれぞれ給電板３１，３２が配置され，さ
らに両給電板３１，３２の両側にそれぞれセパレータ３
３が配置される，といった構造を有する。セパレータ３
３は，一方の面に（＋）側水流路３４を，他方の面に
（−）側水流路３５をそれぞれ有する。
【００１８】
【発明の効果】請求項１，３記載の本発明によれば，前
記のように構成することによって，主体の各セルにおけ
る面圧をその全体に亘って均一にし，また温度変化に伴
う主体の伸縮を吸収し得るようにした，組立性の良好な
電気化学装置のセル積層体を提供することができる。
記のように構成することによって，主体の各セルにおけ
る面圧をその全体に亘って均一にし，また温度変化に伴
う主体の伸縮を吸収し得るようにした，組立性の良好な
電気化学装置のセル積層体を提供することができる。
【００１９】請求項２，４記載の発明によれば，前記効
果に加えて，弾性線状体の張力を容易に調整することが
可能な電気化学装置のセル積層体を提供することができ
る。
果に加えて，弾性線状体の張力を容易に調整することが
可能な電気化学装置のセル積層体を提供することができ
る。
【図１】燃料電池用セル積層体の第１実施例を示す斜視
図である。
図である。
【図２】図１の２−２矢視図である。
【図３】張力調整手段の一例を示す正面図である。
【図４】張力調整手段の他例を示す正面図である。
【図５】図４の５矢視図である。
【図６】燃料電池用セル積層体の第２実施例を示す正面
図である。
図である。
【図７】燃料電池用セル積層体の第３実施例を示す正面
図である。
図である。
【図８】燃料電池用セル積層体の第４実施例を示す正面
図である。
図である。
【図９】発電用セルの断面図である。
【図１０】水電解用セルの断面図である。
１……………セル積層体
２……………セル
３……………主体
４……………第１端板
５……………第２端板
６……………挟着部材
７……………外周面（外周部）
８……………掛け具（引掛け部）
９……………弾性線材
１３…………張力調整手段
Claims (4)
- 【請求項１】 複数のセル（２）を積重ねた主体（３）
と，その主体（３）の両端面に密着する２枚の端板
（４，５）と，両端板（４，５）を介して前記主体
（３）を挟着する挟着部材（６）とを有するセル積層体
において，前記挟着部材（６）は，前記両端板（４，
５）の外周部（７）に，それらの全周に亘りそれぞれ間
隔をとって配置された複数の引掛け部（８）と，一方の
前記端板（４）の前記引掛け部（８）に掛けられた後，
他方の前記端板（５）の前記引掛け部（８）に掛けられ
て，両端板（４，５）間に，それらの全周に亘り連続し
てジグザグ状に張設された少なくとも１本の弾性線状体
（９）とを有することを特徴とする電気化学装置のセル
積層体。 - 【請求項２】 前記弾性線状体（９）は張力調整手段
（１３）を有する，請求項１記載の電気化学装置のセル
積層体。 - 【請求項３】 複数のセル（２）を積重ねた主体（３）
と，その主体（３）の両端面に密着する２枚の端板
（４，５）と，両端板（４，５）を介して前記主体
（３）を挟着する挟着部材（６）とを有するセル積層体
において，前記挟着部材（６）は，前記両端板（４，
５）の外周部（７）に，それらの全周に亘りそれぞれ間
隔をとって配置された複数の引掛け部（８）と，複数の
前記引掛け部（８）を前記両端板（４，５）の全周に沿
って複数組に区分したとき，それらの組の複数の前記引
掛け部（８）にそれぞれ掛けられた複数の弾性線状体
（９）とを有し，それら弾性線状体（９）はそれぞれ，
一方の前記端板（５）の前記引掛け部（８）に掛けられ
た後，他方の前記端板（４）の前記引掛け部（８）に掛
けられて，両端板（４，５）間にジグザグ状に張設され
ていることを特徴とする電気化学装置のセル積層体。 - 【請求項４】 複数の前記弾性線状体（９）はそれぞれ
張力調整手段（１３）を有する，請求項３記載の電気化
学装置のセル積層体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002119419A JP2003317792A (ja) | 2002-04-22 | 2002-04-22 | 電気化学装置のセル積層体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002119419A JP2003317792A (ja) | 2002-04-22 | 2002-04-22 | 電気化学装置のセル積層体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003317792A true JP2003317792A (ja) | 2003-11-07 |
Family
ID=29535986
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002119419A Pending JP2003317792A (ja) | 2002-04-22 | 2002-04-22 | 電気化学装置のセル積層体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003317792A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005045981A1 (ja) * | 2003-11-07 | 2005-05-19 | Nissan Motor Co., Ltd. | 燃料電池スタック及びその締付け方法 |
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-
2002
- 2002-04-22 JP JP2002119419A patent/JP2003317792A/ja active Pending
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