JP2007179935A - 燃料電池およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 積層部品の位置決め精度を向上させることができる燃料電池およびその製造方法を提供する。
【解決手段】 燃料電池（１００）は、矩形状のセル（１１）を含む積層部品が積層されたスタック（１０）を備え、スタック（１０）の第１の側壁には、セル（１１）の積層方向に繋がる第１の切欠き部（７０ａ）が形成され、第１の側壁と反対側のスタック（１０）の第２の側壁には、セルの積層方向に繋がる第２の切欠き部（７０ｂ）が形成され、第１の側壁に垂直な方向から見た場合に、第１の切欠き部（７０ａ）と第２の切欠き部（７０ｂ）とが互いに重複しないことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、燃料電池およびその製造方法に関する。

燃料電池は、一般的には水素及び酸素を燃料として電気エネルギーを得る装置である。この燃料電池は、環境面において優れかつ高いエネルギー効率が実現できることから、今後のエネルギー供給システムとして広く開発が進められてきている。

燃料電池は、積層された複数の単セルの両端にターミナル、インシュレータおよびエンドプレートが順に積層された構造を有する。この単セル、ターミナル、インシュレータおよびエンドプレートは、ガス漏れ防止等の観点から、位置決めして積層することが必要である。そこで、２本のガイドポストを用いて燃料電池の組み付けを行う技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１の技術によれば、ガイドポストを用いて単セル、ターミナル、インシュレータおよびエンドプレートの位置決めをすることができる。また、燃料電池の組み付け後にガイドポストを取り外すことによって燃料電池を小型化することができる。

特開２０００−４８８４９号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、ガイドポスト同士の距離が小さくなってしまう。したがって、単セル等の積層部品における所望の位置決め精度が得られない場合がある。

本発明は、単セル等の積層部品の位置決め精度を向上させることができる燃料電池およびその製造方法を提供することを目的とする。

本発明に係る燃料電池は、矩形状のセルを含む積層部品が積層されたスタックを備え、スタックの第１の側壁にはセルの積層方向に繋がる第１の切欠き部が形成され、第１の側壁と反対側のスタックの第２の側壁にはセルの積層方向に繋がる第２の切欠き部が形成され、第１の側壁に垂直な方向から見た場合に第１の切欠き部と第２の切欠き部とが互いに異なる部位に形成されていることを特徴とするものである。本発明に係る燃料電池においては、第１の切欠き部と第２の切欠き部との距離が、第１の側壁と第２の側壁との距離よりも大きくなる。それにより、スタックの各積層部品の位置決めの精度が向上する。

セルの第１の側壁側および第２の側壁側のそれぞれに複数のマニホールドが形成され、第１の切欠き部および第２の切欠き部は、第１の側壁および第２の側壁のそれぞれにおいて、２つのマニホールドの間に形成されていてもよい。この場合、各積層部品において、第１の切欠き部および第２の切欠き部を形成するための領域を新たに確保する必要がなくなる。それにより、本発明に係る燃料電池を小型化することができる。

第１の切欠き部は、第１の側壁のいずれか一方の第１の角部と第１の側壁の中央部との間に形成され、第２の切欠き部は、第１の角部と対角をなす第２の角部と第２の側壁の中央部との間に形成されていてもよい。この場合、第１の切欠き部と第２の切欠き部との距離がさらに大きくなる。それにより、スタックの各積層部品の位置決めの精度がさらに向上する。

本発明に係る他の燃料電池は、矩形状のセルを含む積層部品が積層されたスタックを備え、スタックの第１の側壁にはセルの積層方向に繋がる第１の切欠き部が形成され、第１の側壁と隣り合う側壁のいずれか一方である第２の側壁にはセルの積層方向に繋がる第２の切欠き部が形成され、第１の切欠き部と第２の切欠き部との距離は、第１の側壁と第１の側壁の反対側の側壁との距離よりも大きいことを特徴とするものである。本発明に係る他の燃料電池においては、第１の切欠き部と第２の切欠き部との距離が大きくなる。それにより、スタックの各積層部品の位置決めの精度が向上する。

セルの第１の側壁側に複数のマニホールドが形成され、第１の切欠き部は、第１の側壁において、２つのマニホールドの間に形成されていてもよい。この場合、各積層部品において、第１の切欠き部を形成するための領域を新たに確保する必要がなくなる。それにより、本発明に係る燃料電池を小型化することができる。

本発明に係る燃料電池の製造方法は、矩形状であって第１の側辺に第１の切欠き部が形成され第１の側辺と反対側の第２の側辺に第２の切欠き部が形成され第１の側辺と垂直に第２の側辺の方向を見た場合に第１の切欠き部と第２の切欠き部とが互いに重複しないセルを準備する工程と、２つのガイドシャフトを略平行に所定の間隔を空けて配置する行程と、２つのガイドシャフトのそれぞれに第１の切欠き部および第２の切欠き部を当接させてセルの位置決めをする工程とを含むことを特徴とするものである。

本発明に係る燃料電池の製造方法においては、セルが準備され、２つのガイドシャフトが略平行に所定の間隔を空けて配置され、２つのガイドシャフトのそれぞれに第１の切欠き部および第２の切欠き部を当接させてセルの位置決めがなされる。この場合、第１の切欠き部と第２の切欠き部との距離が、第１の側壁と第２の側壁との距離よりも大きくなることから、スタックの各積層部品の位置決めの精度が向上する。

本発明に係る燃料電池の他の製造方法は、矩形状であって第１の側辺に第１の切欠き部が形成され第１の側辺と隣り合う側辺のいずれか一方である第２の側辺に第２の切欠き部が形成され第１の切欠き部と第２の切欠き部との距離が第１の側辺と第１の側辺と反対側の側辺との距離よりも大きいセルを準備する工程と、２つのガイドシャフトを略平行に所定の間隔を空けて配置する行程と、２つのガイドシャフトのそれぞれに第１の切欠き部および第２の切欠き部を当接させてセルの位置決めをする工程とを含むことを特徴とするものである。

本発明に係る燃料電池の他の製造方法においては、セルが準備され、２つのガイドシャフトが略平行に所定の間隔を空けて配置され、２つのガイドシャフトのそれぞれに第１の切欠き部および第２の切欠き部を当接させてセルの位置決めがなされる。この場合、第１の切欠き部と第２の切欠き部との距離が大きいことから、スタックの各積層部品の位置決めの精度が向上する。

２つのガイドシャフトのそれぞれが第１の切欠き部および第２の切欠き部に当接するように、セルを、ガイドシャフトと略垂直をなす面に沿って２つのガイドシャフトの間に搬送する行程をさらに含んでいてもよい。この場合、各積層部品をガイドシャフトの上方まで持ち上げる必要がない。それにより、各積層部品の搬送距離を小さくすることができる。その結果、作業効率が大幅に向上する。また、ガイドシャフトと第１の切欠き部および第２の切欠き部を当接させたままセルを上下させる必要がなくなる。それにより、各積層部品とガイドシャフトとの間で発生する磨耗粉量を低減させることができる。

セルを積層し、積層されたセルを組み付けてスタックを形成する工程と、スタックを形成した後にガイドシャフトと略垂直をなす面に沿ってスタックを回転させて、スタックとガイドシャフトとを分離する工程とをさらに含んでいてもよい。この場合、ガイドシャフトを配置したままガイドシャフトからスタックを分離することができる。この場合、ガイドシャフトを分解する作業を行う必要がなくなる。それにより、ガイドシャフトを配置したまま、次々に燃料電池を製造することができる。その結果、作業効率が大幅に向上する。また、ガイドシャフトが燃料電池に残らないことから、燃料電池を小型軽量化することができ、コストの低減を図ることができるとともに、燃料電池の短絡を防止することができる。

本発明によれば、スタックの各積層部品の位置決めの精度が向上する。

以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。

図１は、本発明の第１実施例に係る燃料電池１００を説明するための図である。図１（ａ）は燃料電池１００の模式的平面図であり、図１（ｂ）は燃料電池１００の模式的正面図であり、図１（ｃ）は後述する単セル１１の模式的平面図である。図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、燃料電池１００は、発電部１０、ターミナル２０ａ，２０ｂ、インシュレータ３０ａ，３０ｂ、エンドプレート４０ａ，４０ｂ、テンションプレート５０ａ，５０ｂおよび複数の配管６０を含む。単セル１１、ターミナル２０ａ，２０ｂ、インシュレータ３０ａ，３０ｂおよびエンドプレート４０ａ，４０ｂのそれぞれのことを以下、積層部品と呼ぶ。また、単セル１１、ターミナル２０ａ，２０ｂ、インシュレータ３０ａ，３０ｂおよびエンドプレート４０ａ，４０ｂの全体を以下、スタックと呼ぶ。

発電部１０は、複数の単セル１１が積層された構造を有する。単セル１１は、セパレータ、アノード、電解質、カソードおよびセパレータが順に積層された構造を有する。ターミナル２０ａは発電部１０上に設けられ、ターミナル２０ｂは発電部１０下に設けられている。ターミナル２０ａ，２０ｂは、発電部１０の発生電力を外部に取り出すための配線等を備える。インシュレータ３０ａはターミナル２０ａ上に設けられ、インシュレータ３０ｂはターミナル２０ｂ下に設けられている。インシュレータ３０ａ，３０ｂは、絶縁体から構成され、発電部１０の発生電力の漏電を防止する。

エンドプレート４０ａはインシュレータ３０ａ上に設けられ、エンドプレート４０ｂはインシュレータ３０ｂ下に設けられている。テンションプレート５０ａは発電部１０の前面側に設けられ、テンションプレート５０ｂは発電部１０の後面側に設けられている。エンドプレート４０ａとエンドプレート４０ｂとの間には所定の圧力が加圧されている。テンションプレート５０ａ，５０ｂのそれぞれは、エンドプレート４０ａおよびエンドプレート４０ｂに複数の締結ボルト５１によって締結されている。それにより、各積層部品の位置ずれを防止することができる。

複数の配管６０は、エンドプレート４０ａ上に設けられている。各配管６０は、エンドプレート４０ａに形成された複数の配管孔４１のそれぞれに接続されている。各配管孔４１は、単セル１１に形成された複数のマニホールド４２のそれぞれに接続されている。各マニホールド４２においては、燃料ガス、酸化剤ガスおよび冷却水のいずれか１つが流動する。それにより、単セル１１において発電が行われる。

燃料電池１００の左面側の各積層部品の側辺には、切欠き部が形成されている。各積層部品の切欠き部は、発電部１０の積層方向に繋がって溝状の切欠き部７０ａを形成する。燃料電池１００の右面側の積層部品の側辺にも切欠き部が形成されている。各積層部品の切欠き部は、発電部１０の積層方向に溝状の切欠き部７０ｂを形成する。切欠き部７０ａ，７０ｂの断面は、略Ｕ字状でもよく、略Ｖ字状でもよく、特に限定されない。

ここで、図１（ａ）に示すように、エンドプレート４０ａが形成する面上において矢印Ｘを設定する。矢印Ｘは、燃料電池１００の前面側から後面側に伸びている。燃料電池１００の左面における切欠き部７０ａは、切欠き部７０ｂと矢印Ｘの方向において異なる位置に形成されている。すなわち、切欠き部７０ａと切欠き部７０ｂは、燃料電池１００の左面または右面に垂直な方向から見た場合に互いに異なる部位に形成されている。

切欠き部７０ａと切欠き部７０ｂとの距離は大きいことが好ましい。すなわち、切欠き部７０ａ，７０ｂは、２つの対角のそれぞれに近い部位に形成されていることが好ましい。例えば、切欠き部７０ａは発電部１０の左面の中央よりも発電部１０の後面側に形成され、切欠き部７０ｂは発電部１０の右面の中央よりも発電部１０の前面側に形成されていてもよい。この場合、切欠き部７０ａと切欠き部７０ｂとの距離が大きくなる。また、各マニホールド４２の間に切欠き部７０ａ，７０ｂを形成すれば、切欠き部７０ａ，７０ｂのための領域を確保する必要がなくなる。この場合、単セル１１を小型化することができる。なお、各積層部品の角部は、丸みを帯びるように形成されていることが好ましい。

本実施例に係る燃料電池１００においては切欠き部７０ａ，７０ｂが形成されていることから、各積層部品の位置決めの精度が向上する。また、製造工程における作業効率が向上するとともに、ガイドシャフトの分離工程が簡略化される。以下、その詳細を説明する。

続いて、燃料電池１００の製造方法について説明する。図２は、燃料電池１００の製造方法について説明するための模式図である。まず、図２（ａ）に示すように、ガイドシャフト８０ａ，８０ｂを切欠き部７０ａと切欠き部７０ｂとの距離の間隔を空けて略平行に配置して固定する。ガイドシャフト８０ａ，８０ｂは、ステンレス等の剛性の高い金属等から構成されていることが好ましい。ガイドシャフト８０ａ，８０ｂは円柱形状を有していることが好ましい。

次に、エンドプレート４０ｂをガイドシャフト８０ａ，８０ｂと垂直な平面（以下、平面Ｙと称する）においてガイドシャフト８０ａ，８０ｂに対して傾斜させ、ガイドシャフト８０ａ，８０ｂの間に搬送する。次いで、図２（ｂ）に示すように、切欠き部７０ｂをガイドシャフト８０ｂに当接させる。次に、切欠き部７０ｂをガイドシャフト８０ｂに当接させたまま、切欠き部７０ａがガイドシャフト８０ａに当接するようにエンドプレート４０ｂを平面Ｙにおいて回転させる。以上の工程により、図２（ｃ）に示すように、ガイドシャフト８０ａ，８０ｂによってエンドプレート４０ｂの位置を決定することができる。

以下、同様の方法により、インシュレータ３０ｂ、ターミナル２０ｂ、単セル１１、ターミナル２０ａ、インシュレータ３０ａおよびエンドプレート４０ａをエンドプレート４０ｂ上に順に積層する。その後、テンションプレート５０ａ，５０ｂによってエンドプレート４０ａ，４０ｂを締結することによって各積層部品の積層工程が完了する。

図２に示した方法によれば、各積層部品をガイドシャフト８０ａ，８０ｂの上方まで持ち上げる必要がない。この場合、各積層部品の搬送距離を小さくすることができる。それにより、作業効率が大幅に向上する。また、ガイドシャフト８０ａ，８０ｂと切欠き部７０ａ，７０ｂとを当接させたまま各積層部品を上下させる必要がなくなる。それにより、各積層部品とガイドシャフト８０ａ，８０ｂとの間で発生する磨耗粉量を低減させることができる。

さらに、切欠き部７０ａ，７０ｂを用いて各積層部品の位置決めをできることから、位置決めの作業効率が向上する。また、切欠き部７０ａ，７０ｂが矢印Ｘ方向において異なる部位に形成されていることから、切欠き部７０ａ，ｂが矢印Ｘ方向において同一の部位に形成されている場合に比較して、切欠き部７０ａと切欠き部７０ｂとの距離が大きくなる。それにより、各積層部品の位置決めの精度が向上する。

図３は、燃料電池１００の他の製造方法を示す図である。図３に示すように、ガイドシャフト８０ａ，８０ｂの上方から順に各積層部品を積層させてもよい。この場合においても切欠き部７０ａ，７０ｂを用いて各積層部品の位置決めができることから、位置決めの作業効率が向上する。また、切欠き部７０ａと切欠き部７０ｂとの間の距離が大きいことから、各積層部品の位置決めの精度が向上する。

図４は、ガイドシャフト８０ａ，８０ｂから燃料電池１００を分離する方法を示すための図である。まず、図４（ａ）に示すように、切欠き部７０ｂをガイドシャフト８０ｂに当接させたまま燃料電池１００を平面Ｙ上において回転させる。それにより、図４（ｂ）に示すように、ガイドシャフト８０ａから燃料電池１００を取り外すことができる。その後、図４（ｃ）に示すように、ガイドシャフト８０ａ，８０ｂから燃料電池１００を分離する。以上の工程により、燃料電池１００が完成する。

このように、ガイドシャフト８０ａ，８０ｂを固定させたままガイドシャフト８０ａ，８０ｂから燃料電池１００を分離することができる。この場合、固定してあるガイドシャフト８０ａ，８０ｂを分解する作業を行う必要がなくなる。それにより、ガイドシャフト８０ａ，８０ｂを固定したまま再利用して、次々に燃料電池１００を製造することができる。その結果、作業効率が大幅に向上する。また、ガイドシャフト８０ａ，８０ｂが燃料電池１００に残らないことから、燃料電池１００を小型軽量化することができ、コストの低減を図ることができるとともに、燃料電池１００の短絡を防止することができる。

図５は、ガイドシャフト８０ａ，８０ｂから燃料電池１００を分離する他の方法を示すための図である。図５に示すように、テンションプレート５０ａ，５０ｂによる締結後にガイドシャフト８０ａ，８０ｂを取り外すことによって、ガイドシャフト８０ａ，８０ｂから燃料電池１００を分離することができる。

本実施例においては、発電部１０の左面が第１の側壁および第１の側辺に相当し、切欠き部７０ａが第１の切欠き部に相当し、発電部１０の右面が第２の側壁および第２の側辺に相当し、切欠き部７０ｂが第２の切欠き部に相当し、発電部１０の左後面側の角部が第１の角部に相当し、発電部１０の右前面側の角部が第２の角部に相当する。

図６は、本発明の第２実施例に係る燃料電池１００ａを説明するための図である。図６（ａ）は燃料電池１００ａの模式的平面図であり、図６（ｂ）は燃料電池１００ａの模式的正面図であり、図６（ｃ）は単セル１１の模式的平面図である。燃料電池１００ａが図１の燃料電池１００と異なる点は、切欠き部７０ｂの代わりに切欠き部７０ｃが形成されている点およびテンションプレート５０ａ，５０ｂの代わりに、保持部材５０ｃ〜５０ｆが設けられている点である。

燃料電池１００ａの前面側の各積層部品の側辺には、切欠き部が形成されている。各積層部品の切欠き部は、発電部１０の積層方向に繋がって溝状の切欠き部７０ｃを形成する。切欠き部７０ｃの断面は、略Ｕ字状でもよく、略Ｖ字状でもよく、特に限定されない。保持部材５０ｃ〜５０ｆのそれぞれは、燃料電池１００の各角部に設けられている。エンドプレート４０ａとエンドプレート４０ｂとの間には適当な圧力が加圧されている。保持部材５０ｃ〜５０ｆのそれぞれは、エンドプレート４０ａおよびエンドプレート４０ｂに複数の締結ボルト５１によって締結されている。それにより、各積層部品の位置ずれを防止することができる。

切欠き部７０ａと切欠き部７０ｃとの距離は、発電部１０の左右側壁間の距離よりも大きく設定されている。切欠き部７０ａ，７０ｃは、２つの対角のそれぞれに近い部位に形成されていることが好ましい。例えば、切欠き部７０ａは発電部１０の左面の中央よりも発電部１０の後面側に形成され、切欠き部７０ｃは発電部１０の前面の中央よりも発電部１０の右面側に形成されていてもよい。この場合、切欠き部７０ａと切欠き部７０ｃとの距離が大きくなる。また、各マニホールド４２の間に切欠き部７０ａを形成すれば、単セル１１に切欠き部７０ａのための領域を確保する必要がなくなる。この場合、単セル１１を小型化することができる。なお、各積層部品の角部は、丸みを帯びるように形成されていることが好ましい。

本実施例に係る燃料電池１００ａにおいては切欠き部７０ａ，７０ｃが形成されていることから、各積層部品の位置決めの精度が向上する。また、製造工程における作業効率が向上するとともに、ガイドシャフトの分離工程が簡略化される。以下、その詳細を説明する。

続いて、燃料電池１００ａの製造方法について説明する。図７は、燃料電池１００ａの製造方法について説明するための模式図である。まず、図７（ａ）に示すように、ガイドシャフト８０ａ，８０ｂを切欠き部７０ａと切欠き部７０ｃとの距離の間隔を空けて略平行に配置して固定する。次に、エンドプレート４０ｂを平面Ｙにおいてガイドシャフト８０ａ，８０ｂの間に搬送する。

次いで、図７（ｂ）に示すように、切欠き部７０ａをガイドシャフト８０ａに当接させ、切欠き部７０ｃをガイドシャフト８０ｂに当接させる。以上の工程により、ガイドシャフト８０ａ，８０ｂによってエンドプレート４０ｂの位置を決定することができる。

以下、同様の方法により、インシュレータ３０ｂ、ターミナル２０ｂ、単セル１１、ターミナル２０ａ、インシュレータ３０ａおよびエンドプレート４０ａをエンドプレート４０ｂ上に順に積層する。その後、保持部材５０ｃ〜５０ｆによってエンドプレート４０ａ，４０ｂを締結することによって各積層部品の積層工程が完了する。

図７に示した方法によれば、各積層部品をガイドシャフト８０ａ，８０ｂの上方まで持ち上げる必要がない。この場合、各積層部品の搬送距離を小さくすることができる。それにより、作業効率が大幅に向上する。また、ガイドシャフト８０ａ，８０ｂと切欠き部７０ａ，７０ｃとを当接させたまま各積層部品を上下させる必要がなくなる。それにより、各積層部品とガイドシャフト８０ａ，８０ｂとの間で発生する磨耗粉量を低減させることができる。さらに、切欠き部７０ａ，７０ｃを用いて各積層部品の位置決めができることから、位置決めの作業効率が向上する。また、切欠き部７０ａと切欠き部７０ｃとの間の距離を大きいことから、各積層部品の位置決めの精度が向上する。

図８は、ガイドシャフト８０ａ，８０ｂから燃料電池１００ａを分離する方法を示すための図である。図８（ａ）に示すように、ガイドシャフト８０ａ，８０ｂから燃料電池１００ａを平面Ｙに沿って分離してもよい。この場合、ガイドシャフト８０ａ，８０ｂを固定させたままガイドシャフト８０ａ，８０ｂから燃料電池１００ａを分離することができる。それにより、ガイドシャフト８０ａ，８０ｂを分解する作業を行う必要がなくなる。それにより、ガイドシャフト８０ａ，８０ｂを固定したまま再利用して、次々に燃料電池１００を製造することができる。その結果、作業効率が大幅に向上する。また、ガイドシャフト８０ａ，８０ｂが燃料電池１００ａに残らないことから、燃料電池１００ａを小型軽量化することができ、コストの低減を図ることができるとともに、燃料電池１００ａの短絡を防止することができる。

また、図８（ｂ）に示すように、保持部材５０ｃ〜５０ｆによる締結後にガイドシャフト８０ａ，８０ｂを取り外すことによって、ガイドシャフト８０ａ，８０ｂから燃料電池１００ａを分離することができる。

本実施例においては、発電部１０の左面が第１の側壁および第１の側辺に相当し、切欠き部７０ａが第１の切欠き部に相当し、発電部１０の前面が第２の側壁および第２の側辺に相当し、切欠き部７０ｃが第２の切欠き部に相当し、発電部１０の左後面側の角部が第１の角部に相当し、発電部１０の右前面側の角部が第２の角部に相当する。

続いて、本発明の第３実施例に係る燃料電池１００ｂについて説明する。図９は、燃料電池１００ｂを説明するための図である。図９（ａ）は燃料電池１００ｂの模式的平面図であり、図９（ｂ）は燃料電池１００ｂの模式的正面図である。燃料電池１００ｂが図１の燃料電池１００と異なる点は、ガイドシャフト８０ａ，８０ｂが燃料電池１００ｂに組み込まれている点である。

図９（ａ）および図９（ｂ）に示すように、ガイドシャフト８０ａは切欠き部７０ａに当接するように配置され、ガイドシャフト８０ｂは切欠き部７０ｂに当接するように配置されている。エンドプレート４０ａ，４０ｂは、ガイドシャフト８０ａ，８０ｂを覆うように実施例１に比較して大きく形成されている。ガイドシャフト８０ａ，８０ｂはエンドプレート４０ａ，４０によって固定されている。本実施例においては、ガイドシャフト８０ａ，８０ｂはセラミックス等の絶縁体から構成されている。それにより、燃料電池１００ｂの短絡を防止することができる。燃料電池１００ｂは、図２または図３で説明した方法により製造することができる。

本実施例においては、切欠き部７０ａ，７０ｂを用いて各積層部品の位置決めができることから、位置決めの作業効率が向上する。また、切欠き部７０ａと切欠き部７０ｂとの距離が大きいことから、各積層部品の位置決めの精度が向上する。さらに、ガイドシャフト８０ａ，８０ｂが燃料電池１００ｂに組み込まれていることから、燃料電池１００ｂの使用中における各積層部品の位置ずれを防止することができる。

続いて、本発明の第４実施例に係る燃料電池１００ｃについて説明する。図１０は、燃料電池１００ｃを説明するための図である。図１０（ａ）は燃料電池１００ｃの模式的平面図であり、図１０（ｂ）は燃料電池１００ｃの模式的正面図である。燃料電池１００ｃが図６の燃料電池１００ａと異なる点は、ガイドシャフト８０ａ，８０ｂが燃料電池１００ｃに組み込まれている点である。

図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示すように、ガイドシャフト８０ａは切欠き部７０ａに当接するように配置され、ガイドシャフト８０ｂは切欠き部７０ｃに当接するように配置されている。エンドプレート４０ａ，４０ｂは、ガイドシャフト８０ａ，８０ｂを覆うように実施例２に比較して大きく形成されている。ガイドシャフト８０ａ，８０ｂはエンドプレート４０ａ，４０によって固定されている。本実施例においては、ガイドシャフト８０ａ，８０ｂはセラミックス等の絶縁体から構成されている。それにより、燃料電池１００ｃの短絡を防止することができる。燃料電池１００ｃは、図７で説明した方法により製造することができる。

本実施例においては、切欠き部７０ａ，７０ｃを用いて各積層部品の位置決めができることから、位置決めの作業効率が向上する。また、切欠き部７０ａと切欠き部７０ｃとの距離が大きいことから、各積層部品の位置決めの精度が向上する。さらに、ガイドシャフト８０ａ，８０ｂが燃料電池１００ｃに組み込まれていることから、燃料電池１００ｃの使用中における各積層部品の位置ずれを防止することができる。

本発明の第１実施例に係る燃料電池を説明するための図である。 第１実施例に係る燃料電池の製造方法について説明するための模式図である。 第１実施例に係る燃料電池の他の製造方法を示す図である。 ガイドシャフトから燃料電池を分離する方法を示すための図である。 ガイドシャフトから燃料電池を分離する他の方法を示すための図である。 本発明の第２実施例に係る燃料電池を説明するための図である。 第２実施例に係る燃料電池の製造方法について説明するための模式図である。 ガイドシャフトから燃料電池を分離する方法を示すための図である。 本発明の第３実施例に係る燃料電池を説明するための図である。 本発明の第４実施例に係る燃料電池を説明するための図である。

符号の説明

１０ スタック
１１ 単セル
２０ａ，２０ｂ ターミナル
３０ａ，３０ｂ インシュレータ
４０ａ，４０ｂ エンドプレート
４２ マニホールド
５０ａ，５０ｂ テンションプレート
５０ｃ，５０ｄ，５０ｅ，５０ｆ 保持部材
７０ａ，７０ｂ，７０ｃ 切欠き部
８０ａ，８０ｂ ガイドシャフト
１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃ 燃料電池

Claims (9)

1. 矩形状のセルを含む積層部品が積層されたスタックを備え、
   前記スタックの第１の側壁には、前記セルの積層方向に繋がる第１の切欠き部が形成され、
   前記第１の側壁と反対側の前記スタックの第２の側壁には、前記セルの積層方向に繋がる第２の切欠き部が形成され、
   前記第１の側壁に垂直な方向から見た場合に、前記第１の切欠き部と前記第２の切欠き部とが互いに異なる部位に形成されていることを特徴とする燃料電池。
2. 前記セルの前記第１の側壁側および前記第２の側壁側のそれぞれに複数のマニホールドが形成され、
   前記第１の切欠き部および前記第２の切欠き部は、前記第１の側壁および前記第２の側壁のそれぞれにおいて、２つの前記マニホールドの間に形成されていることを特徴とする請求項１記載の燃料電池。
3. 前記第１の切欠き部は、前記第１の側壁のいずれか一方の第１の角部と前記第１の側壁の中央部との間に形成され、
   前記第２の切欠き部は、前記第１の角部と対角をなす第２の角部と前記第２の側壁の中央部との間に形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の燃料電池。
4. 矩形状のセルを含む積層部品が積層されたスタックを備え、
   前記スタックの第１の側壁には、前記セルの積層方向に繋がる第１の切欠き部が形成され、
   前記第１の側壁と隣り合う側壁のいずれか一方である第２の側壁には、前記セルの積層方向に繋がる第２の切欠き部が形成され、
   前記第１の切欠き部と前記第２の切欠き部との距離は、前記第１の側壁と前記第１の側壁の反対側の側壁との距離よりも大きいことを特徴とする燃料電池。
5. 前記セルの前記第１の側壁側に複数のマニホールドが形成され、
   前記第１の切欠き部は、前記第１の側壁において、２つの前記マニホールドの間に形成されていることを特徴とする請求項４記載の燃料電池。
6. 矩形状であって、第１の側辺に第１の切欠き部が形成され、前記第１の側辺と反対側の第２の側辺に第２の切欠き部が形成され、前記第１の側辺と垂直に前記第２の側辺の方向を見た場合に前記第１の切欠き部と前記第２の切欠き部とが互いに異なる部位に形成されているセルを準備する工程と、
   ２つのガイドシャフトを略平行に所定の間隔を空けて配置する行程と、
   前記２つのガイドシャフトのそれぞれに前記第１の切欠き部および前記第２の切欠き部を当接させて前記セルの位置決めをする工程とを含むことを特徴とする燃料電池の製造方法。
7. 矩形状であって、第１の側辺に第１の切欠き部が形成され、前記第１の側辺と隣り合う側辺のいずれか一方である第２の側辺に第２の切欠き部が形成され、前記第１の切欠き部と前記第２の切欠き部との距離が前記第１の側辺と前記第１の側辺と反対側の側辺との距離よりも大きいセルを準備する工程と、
   ２つのガイドシャフトを略平行に所定の間隔を空けて配置する行程と、
   前記２つのガイドシャフトのそれぞれに前記第１の切欠き部および前記第２の切欠き部を当接させて前記セルの位置決めをする工程とを含むことを特徴とする燃料電池の製造方法。
8. 前記２つのガイドシャフトのそれぞれが前記第１の切欠き部および前記第２の切欠き部に当接するように、前記セルを、前記ガイドシャフトと略垂直をなす面に沿って前記２つのガイドシャフトの間に搬送する行程をさらに含むことを特徴とする請求項６または７記載の燃料電池の製造方法。
9. 前記セルを積層し、積層された前記セルを組み付けてスタックを形成する工程と、
   前記スタックを形成した後、前記ガイドシャフトと略垂直をなす面に沿って前記スタックを回転させて、前記スタックと前記ガイドシャフトとを分離する工程とをさらに含むことを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の燃料電池の製造方法。

Images