JP2007179876A - 燃料電池 - Google Patents

Abstract

【課題】セル電圧検出用の端子を適切に固定する燃料電池を提供することを目的とする。
【解決手段】電解質膜を備えた燃料電池であって、前記電解質膜を含み、前記燃料電池の発電部を構成する発電体と、前記発電体と交互に積層されるセパレータと、前記積層されるセパレータ間に介装され、弾性を有する樹脂材料からなり、前記燃料電池を流れる流体の漏れを抑えるシールガスケットと、前記セパレータを厚み方向に挟んで電圧を検出するセル電圧モニタ端子とを備え、前記シールガスケットの外周の少なくとも一部に、前記セル電圧モニタ端子の抜け方向への移動を抑える形状の抜け止め部を成形する。
【選択図】図３

Description

本発明は、燃料電池の構造に関し、詳しくはセル電圧モニタ端子の固定手法に関する。

従来から、車両に搭載する燃料電池として、固体高分子膜型の燃料電池が知られている。この種の燃料電池は、固体高分子の電解質膜に電極触媒層、ガス拡散層を積層して一体で構成した発電体と、集電体であるセパレータとを交互に積層した構造を基本としている。かかる燃料電池に適用するセパレータには、反応ガス用の流路溝の凹凸を備えたカーボンセパレータや、金属板をプレスして凹凸溝を形成し、樹脂フレームを備えたプレスメタルセパレータなど、種々の構造が検討されている。

こうした燃料電池では、発電体とセパレータとから構成される単セル毎に、セル電圧を検出するための端子が設けられている。この端子は、セパレータに確実に接触することが要求されるため、種々の固定手法が検討されている。

例えば、下記特許文献１には、セパレータの外周に樹脂フレームを備えた燃料電池において、セパレータを端子で挟み込むと共に、樹脂フレーム側に端子の抜け防止用の突起を形成する固定構造が開示されている。

特開２００４−８７１６３号公報

ところで、近年、金属製の薄板を積層して形成したセパレータが検討されている。かかるセパレータは、従来のカーボンセパレータ等に比べて薄く形成されている。また、発電体との接触面が平滑なタイプも提案されている。

こうしたセパレータでは、樹脂フレームを備えないため、端子の十分な固定が困難であった。また、セパレータが薄いため、セパレータ自体に簡易な端子の抜け防止機構を設けることが困難であった。その結果、振動や熱の影響により端子がずれ、適切な電圧検出が困難になる場合があった。

本発明は、端子の固定が困難であるといった問題を踏まえて、セル電圧検出用の端子を適切に固定する燃料電池を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の燃料電池を次のように構成した。すなわち、
電解質膜を備えた燃料電池であって、
前記電解質膜を含み、前記燃料電池の発電部を構成する発電体と、
前記発電体と交互に積層されるセパレータと、
前記積層されるセパレータ間に介装され、弾性を有する樹脂材料からなり、前記燃料電池を流れる流体の漏れを抑えるシールガスケットと、
前記セパレータを厚み方向に挟んで電圧を検出するセル電圧モニタ端子とを備え、
前記シールガスケットの外周の少なくとも一部に、前記セル電圧モニタ端子の抜け方向への移動を抑える形状の抜け止め部を成形した
ことを要旨とする。

本発明の燃料電池によれば、シールガスケットの外周の少なくとも一部に、セル電圧モニタ端子が抜けてしまう方向へ移動するのを抑える形状の抜け止め部を設ける。こうすることで、燃料電池の運転における振動や熱に影響によって、セル電圧モニタ端子が抜けてしまうのを抑制することができる。その結果、適切なセル電圧の検出を行なうことができる。

また、抜け止め部をシールガスケット側に設け、セパレータ側には設けない。したがって、セパレータの形状を大きく変更する必要がない。

さらには、シールガスケットが、樹脂材料からなるため、抜け止め部を比較的簡単に形成することができる。また、樹脂材料であるため、金属等に比べて抜け止め部の摩擦係数を大きくすることができる。その結果、セル電圧モニタ端子の抜け方向への移動の抑制に効果を奏する。

上記の構成を有する燃料電池の抜け止め部は、前記シールガスケットの他の部位よりも高い剛性を有するものとしても良い。

かかる構成の燃料電池によれば、抜け止め部の剛性が高く、燃料電池の運転における振動や熱の影響で、セル電圧モニタ端子に負荷がかかっても、端子の抜け方向への移動を抑制することができる。なお、剛性を高くする手法は、抜け止め部の形状や材質によって対応することができる。

上記の構成を有する燃料電池の抜け止め部は、当該抜け止め部としての前記シールガスケットの内部に補強部材を挿入することで剛性を高くするものとしても良い。こうすることで、シールガスケット自体の材質を変えることなく、抜け止め部のみを高剛性とすることができ、セル電圧モニタ端子の抜け方向への移動の抑制に効果を奏する。

上記の構成を有する燃料電池のセル電圧モニタ端子は、前記セパレータを厚み方向に挟む挟持部と、前記抜け止め部に係合する係合部とを備えて構成され、前記抜け止め部は、積層方向に隣接する前記セパレータとの間に所定の隙間を有し、かつ、前記シールガスケット自体よりも厚く形成されており、前記セパレータを挟んで前記セル電圧モニタ端子を装着する際に、前記抜け止め部を弾性変形させつつ前記所定の隙間を通過した後、前記シールガスケットと当該抜け止め部との厚み方向の段差に係合することで該セル電圧モニタ端子を固定するものとしても良い。

かかる構成の燃料電池によれば、抜け止め部を弾性変形させつつ、セル電圧モニタ端子を装着し、シールガスケットと抜け止め部との厚み方向の段差に係合することで、セル電圧モニタ端子を固定する。つまり、セル電圧モニタ端子の係合部が、厚み方向の段差にかかることで、端子の抜け方向への移動を抑制することができる。したがって、端子の抜けを抑制し、適切なセル電圧の検出を行なうことができる。

上記の構成を有する燃料電池のセル電圧モニタ端子は、前記セパレータを厚み方向に挟む挟持部と、前記抜け止め部に係合する係合部とを備えて構成され、前記抜け止め部は、前記セル電圧モニタ端子を装着する方向に凹状に形成された凹状部位と、該凹状部位の対向する内壁から突出した突出部位とから形成されており、前記セパレータを挟んで前記セル電圧モニタ端子を装着する際に、前記抜け止め部を弾性変形させつつ前記突出部位を通過した後、前記係合部が当該凹状部位に係合することで該セル電圧モニタ端子を固定するものとしても良い。

かかる構成の燃料電池によれば、セル電圧モニタ端子の係合部は、抜け止め部の凹状部位に係合する。つまり、セル電圧モニタ端子の係合部は、抜け止め部の内部に入り込んで、係合する。したがって、より一層、端子の抜け方向の移動を抑制することができ、適切なセル電圧の検出を行なうことができる。

上記の構成を有する燃料電池のシールガスケットは、前記発電体と一体で構成されるものとしても良い。かかる構成の燃料電池によれば、端子の抜け止め部を備えたシールガスケットは、発電体と一体で構成される。こうすることで、セル電圧モニタ端子を抜く方向に負荷がかかっても、発電体の影響を受けてシールガスケットは負荷に強いものとなる。その結果、端子の抜け方向の移動を抑制することができ、適切なセル電圧の検出を行なうことができる。

また、セパレータは、発電体との接触面を平滑にしても良い。発電体との接触面を平滑にすれば、セパレータの厚みを一層薄くすることができる。

以下、上述した本発明の作用・効果を一層明らかにするため、本発明の実施の形態を実施例に基づき次の順序で説明する。
Ａ．燃料電池の概略構成：
Ｂ．第１実施例：
Ｃ．第２実施例：
Ｄ．変形例：

Ａ．燃料電池の概略構成：
図１は、本発明の一実施例としての燃料電池の概略構成を示す説明図である。この燃料電池１０は、水素ガスと空気との供給を受け、水素と酸素との電気化学反応により発電する固体高分子型の燃料電池であり、車両に搭載されている。

図示するように、燃料電池１０は、電解質膜や電極触媒層などを備えた発電体２０，集電体であるセパレータ４０，燃料電池１０の両端に配置するエンドプレート８５ａ，８５ｂ，後述する各セルの電圧を検出するためのセル電圧モニタ端子６０，セル電圧測定用の回路基板６５などを備えている。

燃料電池１０は、発電体２０とセパレータ４０とを交互に複数積層し、その両端にそれぞれターミナル８３，インシュレータ８４を介装し、これらを２つのエンドプレート８５ａ，８５ｂにより挟み込んで形成されている。つまり、発電体２０と、これに隣接するセパレータ４０の一部とから単セルを構成し、複数の単セルをスタック状に積層して燃料電池１０を形成している。

エンドプレート８５ａ，８５ｂには、図示しないテンションプレート取り付け用のボルト締結部が形成されている。このボルト締結部を用いて、エンドプレート８５ａ，８５ｂ間をテンションプレートで接続することで、積層方向に所定の圧縮力を与えて燃料電池１０が形成される。

発電体２０，セパレータ４０，エンドプレート８５ａは、略長方形外形に形成されており、４辺に沿って、厚み方向に複数の貫通孔が設けられている。これらの部品を積層することで、燃料電池１０の内部には水素，空気，冷却水用のマニホールドが形成される。外部から供給される水素ガスや空気は、燃料電池１０内部の各マニホールドを流れて、滞り無く各発電体２０に供給されている。なお、燃料電池１０への水素ガスの供給は図示しない水素タンクにより、また、空気の供給は図示しないコンプレッサにより、それぞれ行なわれている。

セル電圧モニタ端子６０は、導電性を有する材料からなり、各セパレータ４０に取り付けられている。複数のセル電圧モニタ端子６０と回路基板６５とは、セルモニタケーブル６３を介して接続されており、回路基板６５により各セル毎の電圧が検出されている。こうして検出されたセル毎の電圧は、燃料電池１０のシステムの制御部（図示なし）に出力され、水素ガスや空気の供給量の調整など、燃料電池１０の適切な運転制御に利用される。なお、セル電圧モニタ端子６０の固定手法など、詳細な構造については後述する。

次に、発電体２０およびセパレータ４０の詳細な構造について説明する。図２は、発電体２０とセパレータ４０との概略断面図であり、図１のＡＡ断面を示している。

図示するように、発電体２０は、電解質膜と電極触媒層とを一体化したＭＥＡ（Ｍｅｍｂｒｎｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ａｓｓｅｍｂｌｙ）２５と、ＭＥＡ２５の外側に配置されたガス拡散層２６，２７と、主にＭＥＡ２５の外周を囲むシールガスケット３０とから構成されている。

ＭＥＡ２５の電解質膜は、プロトン伝導性を備える固体高分子材料の薄膜からなり、セパレータ４０外形よりも小さい長方形外形に形成されている。この電解質膜は、湿潤状態で良好な電気伝導性を示す。電解質膜の表面には、それぞれ電極触媒層（アノード、カソード）が形成されている。電極触媒層は、電気化学反応を促進する触媒、例えば、白金などを備えている。

ガス拡散層２６，２７は、発泡金属や金属メッシュなど、内部に多数の細孔を備えた金属の多孔質体からなり、ＭＥＡ２５とほぼ同等の長方形外形に形成されている。

ガス拡散層２６は、ＭＥＡ２５のカソード側とセパレータ４０との空間に配置され、マニホールド，セパレータ４０を介して供給された空気をＭＥＡ２５のカソード側の電極触媒層に拡散する。

他方のガス拡散層２７は、ＭＥＡ２５のアノード側とセパレータ４０との空間に配置され、マニホールド，セパレータ４０を介して供給された水素ガスをＭＥＡ２５のアノード側の電極触媒層に拡散する。こうしてＭＥＡ２５の表面に拡散された水素ガスおよび空気は、電解質膜を介して反応している。

このガス拡散層２６，２７の多孔質体内部の細孔により形成される空間は、ＭＥＡ２５に空気，水素ガスを供給する流路として機能する。例えば、空気の供給用マニホールド内を流れる空気の一部は、セパレータ４０に設けた孔部４５からガス拡散層２６を介して、ＭＥＡ２５に至り、電気化学反応に供される。反応後のガスは、セパレータ４０に設けた孔部４６から空気の排気用マニホールド内に流れて外部へ排出されている。なお、こうした金属製のガス拡散層と電極触媒層との間に、カーボンクロスやカーボンペーパなど、カーボン製の多孔質体からなるガス拡散層を設けるものとしても良い。

上記のＭＥＡ２５，ガス拡散層２６，２７の外周を囲むシールガスケット３０は、シリコンゴム、ブチルゴム、フッ素ゴムなど、弾性を有する絶縁性樹脂材料から形成されている。

シールガスケット３０の外形は、セパレータ４０と同一の長方形形状に形成されており、その長方形の４辺に沿って上述の貫通孔（発電体２０の貫通孔に相当する）が形成されている。つまり、発電体２０の一部として、セパレータ４０間に挟まれるシールガスケット３０の貫通孔は、マニホールドの一部を構成する。

シールガスケット３０には、その厚み方向に、上記の各貫通孔を覆い囲む凸状の部位が形成されている。このシールガスケット３０をセパレータ４０間に配置し、積層方向の圧縮力を与えると、シールガスケット３０の凸状の部位は、２つの隣接するセパレータ４０に接触し、積層方向に潰れて変形する。その結果、凸状の部位は、マニホールド内からの反応ガス（空気、水素ガス）などの漏れを抑制するシールラインＳＬを形成する。

つまり、本実施例の燃料電池１０は、反応ガス等の漏れの対応を、シールガスケット３０を挟み込む構成で行ない、樹脂フレーム等をセパレータ間に挟んで接着する構成は採っていない。こうすることで、樹脂フレーム等、部品点数を低減し、燃料電池１０の容積、重量を低減することができる。

こうしたシールガスケット３０は、２つのガス拡散層２６，２７で挟持したＭＥＡ２５の外周に射出成形することで形成される。すなわち、ＭＥＡ２５，ガス拡散層２６，２７，シールガスケット３０は一体化されて、発電体２０を構成している。

本実施例の燃料電池１０を構成するセパレータ４０は、３つの金属の薄板を積層して形成される三層積層型のセパレータである。具体的には、空気の流路となるガス拡散層２６と接触するカソード側プレート４１と、水素ガスの流路となるガス拡散層２７と接触するアノード側プレート４３と、両プレートの中間に挟まれ、主に冷却水の流路となる中間プレート４２とから、構成されている。

３つのプレートは、その厚み方向に、流路用の凹凸形状のない平坦な表面を有し（つまり、発電体との接触面が平滑であり）、ステンレス鋼やチタン，チタン合金など、導電性の金属材料からなる。こうしたプレートはプレスにより成形することができる。もとより、エッチングなどにより流路を形成したセパレータを用いることもできる。この場合には、発電体との接触面は必ずしも平滑ではなくとも差し支えない。

３つのプレートには、各種マニホールドを構成する貫通孔が設けられており、燃料電池１０の外部から供給される反応ガス等が流れる。カソード側プレート４１には、上記の貫通孔に加え、ガス拡散層２６への空気の出入口となる孔部４５，４６が複数形成されている（図１参照）。同様に、アノード側プレート４３には、上記の貫通孔に加え、ガス拡散層２７への水素ガスの出入口となる孔部（図示なし）が複数形成されている。

中間プレート４２に設けられた複数の貫通孔のうち、空気用の貫通孔は、カソード側プレート４１の孔部４５，４６と連通するように形成されている。また、水素ガス用の貫通孔はアノード側プレート４３の孔部と連通するように形成されている。つまり、水素ガスや空気用のマニホールドと、ガス拡散層２６，２７とは、中間プレート４２および各孔部を介して連通している。こうした構成によって、水素ガスや空気は滞りなくガス拡散層２６，２７に供給される。

なお、中間プレート４２には、略長方形外形の長辺方向に沿って、複数の長穴が形成されており、長穴の両端はそれぞれ、冷却水用の貫通孔と連通している。つまり、燃料電池１０に供給された冷却水は、図２の紙面の裏側から表側へ向かって流れ、燃料電池１０を冷却している。

こうした３つのプレートからなるセパレータ４０には、略長方形外形の一の長辺に、外周から外側へ突出した部位が設けられている。この部位は、セパレータ４０とセル電圧モニタ端子６０との接触部として機能している。

本実施例では、セパレータ４０に取り付けられたセル電圧モニタ端子６０が抜けてしまう方向（これを抜け方向と呼ぶ）へ移動するのを抑制する機構を、シールガスケット３０に設けている（図１参照）。以下、セル電圧モニタ端子６０の抜け止め部分を備えたシールガスケット３０を中心に、セル電圧モニタ端子６０の取り付け構造について説明する。

Ｂ．第１実施例：
図３は、第１実施例としてのセル電圧モニタ端子６０の取り付け構造を示す説明図である。また、図４は、セル電圧モニタ端子６０の取り付け部分の概略断面図を示している。

図３に示すように、セパレータ４０には、セル電圧モニタ端子６０と接触する接触部４８が設けられている。接触部４８は、セパレータ４０外周の一の長辺上に、セパレータ４０の外側へ突出した長方形形状に形成されている。

この接触部４８に取り付けられるセル電圧モニタ端子６０は、図４に示すように、略Ｕ字型の断面形状を有し、略Ｕ字型の一の端部に、略Ｕ字型の外側へ曲げた返し部６２を備えている。また、図３に示すように、セル電圧モニタ端子６０は、セパレータ４０の接触部４８の長辺よりも狭い所定の幅を備えている。なお、セル電圧モニタ端子６０の返し部６２は、後述する抜け止め部３２と係合し、特許請求の範囲の「係合部」に該当する。

略Ｕ字型の端部の間に形成される空間（これを入口部と呼ぶ）は、セパレータ４０の厚みよりも若干狭く形成されており、接触部４８への取り付け時に、セパレータ４０の厚みで入口部が弾性的に押し広げられる構造となっている。なお、入口部から略Ｕ字型の底の部分へ向かうに連れて、セパレータ４０の厚みよりも広い空間が形成されており、セル電圧モニタ端子６０は、その入口部付近でセパレータ４０と接触する。

こうした形状のセル電圧モニタ端子６０は、スタック状に形成された燃料電池１０の各セパレータ４０に対して、積層方向に直交する方向から押し込まれ、押し広げられた略Ｕ字型の端部の弾性力によって接触部４８を挟持する。つまり、略Ｕ字型の端部は、特許請求の範囲の挟持部に該当する。

発電体２０のシールガスケット３０には、組立時にセパレータ４０の接触部４８に対応する位置に、セル電圧モニタ端子６０の抜け止め部３２が形成されている。

抜け止め部３２は、セパレータ４０の接触部４８とほぼ同じ長方形形状に形成され、シールガスケット３０の厚みよりも大きく、かつ、組立後にセパレータ４０の接触部４８と所定の隙間αを形成する厚みを備えている。つまり、抜け止め部３２は、シールラインＳＬの高さよりも低く（薄く）形成されている。なお、組立後の接触部４８と抜け止め部３２との所定の隙間αは、セル電圧モニタ端子６０の返し部６２の外側への突出量βよりも狭くなるように形成されている。

こうした構成の各部品を組み立て、セル電圧モニタ端子６０を装着する際、セル電圧モニタ端子６０の返し部６２は、抜け止め部３２を弾性変形させつつ、接触部４８と抜け止め部３２との所定の隙間αを通過する。所定の隙間αを通過すると、シールガスケット３０とセパレータ４０との隙間は大きくなり、返し部６２により弾性変形していた抜け止め部３２は、元の状態に戻る。

すなわち、図３の下図に示すように、シールガスケット３０の厚みと抜け止め部３２の厚みとの差によって形成される段差に、セル電圧モニタ端子６０の返し部６２の端が係合した状態となる。

以上の第１実施例のセル電圧モニタ端子６０の取り付け構造によれば、シールガスケット３０側に、セル電圧モニタ端子６０の抜け止め部３２を設ける。こうすることで、燃料電池１０の運転における振動や熱に影響によって、セル電圧モニタ端子６０が抜け方向へ移動してしまうのを抑制することができる。その結果、適切なセル電圧の検出を行なうことができる。

また、抜け止め部３２はシールガスケット３０側に設け、平滑な接触面を有するセパレータ４０側には設けない。したがって、本実施例のように平滑な接触面を特徴とするセパレータ４０を用いた場合でも、セパレータ４０の形状や構造を大きく変更する必要がない。さらには、シールガスケット３０は、絶縁性の樹脂材料からなるため、抜け止め部３２を比較的簡単に形成することができる。

また、抜け止め部３２が絶縁性部材であるため、セル電圧モニタ端子６０が電気的に接触して適切な電圧検出の妨げとなることもない。

さらに、抜け止め部３２が樹脂材料であるため、金属製，カーボン製の抜け止め構造の場合に比べて摩擦係数が高い。その結果、抜け止め部３２と、セル電圧モニタ端子６０の返し部６２との摩擦力が向上し、より一層、セル電圧モニタ端子６０の抜け方向への移動の抑制に効果を奏する。

また、抜け止め部３２が弾性を有する樹脂材料であるため、セル電圧モニタ端子６０の組み立て作業や分解作業を比較的容易に行なうことができる。

さらには、シールガスケット３０自体よりも抜け止め部３２の厚みを増しているため、変形に対する剛性が高くなり、効果的に抜け止めとしての機能を果たす。

なお、シールガスケット３０上の抜け止め部３２は厚みを増して剛性を高くすることができるが、さらに、剛性を高くするために、抜け止め部３２に補強部材を入れ、抜け止め部３２をシールガスケット３０自体よりも剛性の高い部材とするものとしても良い。

例えば、樹脂材料にステンレスなどの金属粉を混ぜて、抜け止め部３２を構成するものとすれば良い。こうすることで、抜け止め部３２の剛性を高くし、セル電圧モニタ端子６０の抜け方向への移動を抑制することができる。さらには、シリコンゴム、ブチルゴム、フッ素ゴムなどに代えて、あるいは、こうしたゴムと共に、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂や、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）樹脂など、強度の高い樹脂材料を補強部材として、抜け止め部３２を構成するものとしても良い。

Ｃ．第２実施例：
図５は第２実施例としてのセル電圧モニタ端子の取り付け構造を示す説明図である。また、図６は、第２実施例のセル電圧モニタ端子６５の取り付け部分の概略断面図を示している。

図５に示すように、第２実施例のセル電圧モニタ端子６５を取り付けるセパレータ４０には、第１実施例と同様の接触部４８が設けられている。

この接触部４８に取り付けられるセル電圧モニタ端子６５は、図６に示すように、略Ｕ字型の断面形状を有し、略Ｕ字型の一の端部に、略Ｕ字型の外側へ曲げた返し部６７を備えている。また、図５に示すように、セル電圧モニタ端子６５は、セパレータ４０の接触部４８の長辺よりも狭い所定の幅を備えている。

こうした形状のセル電圧モニタ端子６５は、図５に示すように、返し部６７側の側面に、幅方向に切り欠いた切欠部６８，６９を備えており、第１実施例のセル電圧モニタ端子６０よりも、略Ｕ字型の底の部分の長さが長い。つまり、第１実施例のセル電圧モニタ端子６０に比べて、シールガスケット３０側（図６参照）への突出量が大きく形成されている。なお、セル電圧モニタ端子６５の返し部６７、および切欠部６８，６９は、特許請求の範囲における「係合部」に該当する。

なお、こうした形状のセル電圧モニタ端子６５が、燃料電池１０の各セパレータ４０に押し込まれ、押し広げられた略Ｕ字型の端部の弾性力によって接触部４８を挟持するのは、第１実施例と同様である。つまり、第１実施例と同様、略Ｕ字型の端部は、特許請求の範囲の挟持部に該当する。

発電体２０のシールガスケット３０には、セパレータ４０の接触部４８に対応する位置に、セル電圧モニタ端子６５の抜け止め部３５が形成されている。

抜け止め部３５は、セパレータ４０の接触部４８とほぼ同じ長方形形状に形成され、シールガスケット３０の厚みよりも大きく、かつ、組立後のシールラインＳＬの高さよりも低く（薄く）形成されている。

この抜け止め部３５は、図５に示すように、セル電圧モニタ端子６５を装着する方向（積層方向に直交する方向）に、凹形状に形成された凹状部位３６と、その凹状部位３６の対向する内壁から突出した突出部位３７，３８とからなる切り欠を備えている。

こうした構成の各部品を組み立て、セル電圧モニタ端子６５を装着する際、セル電圧モニタ端子６５の返し部６７は、抜け止め部３５全体や突出部位３７，３８を弾性変形させつつ、凹状部位３６に押し込まれる。セル電圧モニタ端子６５の返し部６７が、シールガスケット３０の抜け止め部３５（凹状部位３６）に収まると、弾性変形していた抜け止め部３５は、元の状態に戻る。

すなわち、図５の下図に示すように、抜け止め部３５の突出部位３７，３８が、セル電圧モニタ端子６５の切欠部６８，６９に係合した状態となる。

以上の第２実施例のセル電圧モニタ端子６５の取り付け構造によれば、シールガスケット３０側に、セル電圧モニタ端子６５の抜け止め部３５を設ける。こうすることで、燃料電池１０の運転における振動や熱に影響によって、セル電圧モニタ端子６５の抜け方向への移動を抑制し、適切なセル電圧の検出を行なうことができる。すなわち、第１実施例と同様の効果を奏する。

また、第２実施例によれば、セル電圧モニタ端子６５の一部を、シールガスケット３０上の抜け止め部３５に嵌め込んで、セル電圧モニタ端子６５を固定する。したがって、第１実施例の効果を奏することに加え、より一層、セル電圧モニタ端子６５の抜け方向への移動を抑制する構造を形成することができる。

Ｄ．変形例：
以上、本発明の種々の実施例について説明したが、本発明はこのような実施例に限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の構成を採ることができることはいうまでもない。

第２実施例では、抜け止め部３５に凹状部位３６，突出部位３７，３８を設け、抜け止め部３５を厚み方向に貫通する切り欠を形成し、セル電圧モニタ端子６５を取り付ける構造としたが、厚み方向に所定深さまでの切り欠を形成するものとしても良い。

例えば、図７に示すように、第２実施例と同様のセパレータ４０、セル電圧モニタ端子６５を備え、シールガスケット３０上に抜け止め部３９を設ける。

抜け止め部３９は、第２実施例と同様の外形形状を有し、抜け止め部３９の厚み方向に貫通しない所定深さの切り欠を備える。この切り欠は、第２実施例の凹状部位３６，突出部位３７，３８と同じ断面形状で形成する。つまり、図７に示すように、抜け止め部３９には、厚み方向に壁部３９ａが設けられる。

こうした形状の抜け止め部３９を採用することで、隣接するセパレータ４０に装着されたセル電圧モニタ端子６５同士が接触するのを、確実に防止することができる。

本発明の一実施例としての燃料電池の概略構成を示す説明図である。 発電体とセパレータとの概略断面図である。 第１実施例のセル電圧モニタ端子の取り付け構造を示す説明図である。 セル電圧モニタ端子の取り付け部分の概略断面図を示している。 第２実施例のセル電圧モニタ端子の取り付け構造を示す説明図である。 第２実施例のセル電圧モニタ端子の取り付け部分の概略断面図である。 変形例としてのセル電圧モニタ端子の取り付け構造を示す説明図である。

符号の説明

１０…燃料電池
２０…発電体
２５…ＭＥＡ
２６，２７…ガス拡散層
３０…シールガスケット
３２，３５，３９…抜け止め部
３６…凹状部位
３７，３８…突出部位
３９ａ…壁部
４０…セパレータ
４１…カソード側プレート
４２…中間プレート
４３…アノード側プレート
４５，４６…孔部
４８…接触部
６０，６５…セル電圧モニタ端子
６２，６７…返し部
６３…セルモニタケーブル
６５…回路基板
６８，６９…切欠部
８３…ターミナル
８４…インシュレータ
８５ａ，８５ｂ…エンドプレート

Claims (7)

1. 電解質膜を備えた燃料電池であって、
   前記電解質膜を含み、前記燃料電池の発電部を構成する発電体と、
   前記発電体と交互に積層されるセパレータと、
   前記積層されるセパレータ間に介装され、弾性を有する樹脂材料からなり、前記燃料電池を流れる流体の漏れを抑えるシールガスケットと、
   前記セパレータを厚み方向に挟んで電圧を検出するセル電圧モニタ端子とを備え、
   前記シールガスケットの外周の少なくとも一部に、前記セル電圧モニタ端子の抜け方向への移動を抑える形状の抜け止め部を成形した
   燃料電池。
2. 請求項１に記載の燃料電池であって、
   前記抜け止め部は、前記シールガスケットの他の部位よりも高い剛性を有する燃料電池。
3. 請求項２に記載の燃料電池であって、
   前記抜け止め部は、当該抜け止め部としての前記シールガスケットの内部に補強部材を挿入することで剛性を高くする燃料電池。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の燃料電池であって、
   前記セル電圧モニタ端子は、前記セパレータを厚み方向に挟む挟持部と、前記抜け止め部に係合する係合部とを備えて構成され、
   前記抜け止め部は、積層方向に隣接する前記セパレータとの間に所定の隙間を有し、かつ、前記シールガスケット自体よりも厚く形成されており、
   前記セパレータを挟んで前記セル電圧モニタ端子を装着する際に、前記抜け止め部を弾性変形させつつ前記所定の隙間を通過した後、前記シールガスケットと当該抜け止め部との厚み方向の段差に係合することで該セル電圧モニタ端子を固定する
   燃料電池。
5. 請求項１ないし３のいずれかに記載の燃料電池であって、
   前記セル電圧モニタ端子は、前記セパレータを厚み方向に挟む挟持部と、前記抜け止め部に係合する係合部とを備えて構成され、
   前記抜け止め部は、前記セル電圧モニタ端子を装着する方向に凹状に形成された凹状部位と、該凹状部位の対向する内壁から突出した突出部位とから形成されており、
   前記セパレータを挟んで前記セル電圧モニタ端子を装着する際に、前記抜け止め部を弾性変形させつつ前記突出部位を通過した後、前記係合部が当該凹状部位に係合することで該セル電圧モニタ端子を固定する
   燃料電池。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載の燃料電池であって、
   前記シールガスケットは、前記発電体と一体で構成された燃料電池。
7. 請求項１ないし６のいずれかに記載の燃料電池であって、
   前記セパレータは、前記発電体との接触面が平滑である燃料電池。

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