JP2007311094A

JP2007311094A - Separator with cover plate and fuel cell equipped with it

Info

Publication number: JP2007311094A
Application number: JP2006137401A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Arisaka; 伸一有坂; Yasuhiro Seki; 安宏関; Yasuo Takebe; 安男武部; Eiichi Yasumoto; 栄一安本
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-05-17
Filing date: 2006-05-17
Publication date: 2007-11-29

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a separator capable of fixing a cover plate to a separator with a simple structure even if the dimension accuracy of the separator is low and capable of manufacturing efficiently and easily and a fuel cell equipped with the same. SOLUTION: The separator with cover plate has a separator 20A having a gas passage 21A with manifold holes 11a, 12a and a connecting part 21 and a cover plate 31 to cover the connecting part 21, and an engagement hole 24A is provided in the region covered with the cover plate 31 of the separator 20A, a projection part 32a to be inserted into the engagement hole 24A is provided at the cover plate 31, the circumferential face of the projection part 32a contacts at least two points on the inner face of the engagement hole 24A, and the cover plate 31 is fixed to the separator 20A by the friction force generated by contact. COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、セパレータ及びそれを備える燃料電池、特に、導電性のカバープレート付きセパレータの構造に関する。 The present invention relates to a separator and a fuel cell including the separator, and more particularly to a structure of a separator with a conductive cover plate.

燃料電池は、水素リッチな燃料ガスと空気など酸素を含有する酸化剤ガスを電気化学的に反応させることで、電力と熱を発生させる装置であり、セルを積層させて構成されているセルスタックを本体としている。 A fuel cell is a device that generates electricity and heat by electrochemically reacting a hydrogen-rich fuel gas and an oxygen-containing oxidant gas such as air, and is a cell stack composed of stacked cells Is the main body.

セルは、電解質層と、一対のガス拡散電極（アノード及びカソード）と、ガスケットと、導電性のセパレータと、を有している。ガス拡散電極の周囲には、電解質層を挟んで一対のフッ素ゴム製のガスケットが配設されている。これにより、燃料ガスや酸化剤ガス（これらを反応ガスという）が電池外にリークされることが防止され、また、セル内でこれらのガスが互いに混合されることが防止される。セパレータには、ガス拡散電極と当接する面に反応ガスを流すための溝状のガス流路が設けられている。 The cell has an electrolyte layer, a pair of gas diffusion electrodes (anode and cathode), a gasket, and a conductive separator. A pair of fluororubber gaskets are disposed around the gas diffusion electrode with the electrolyte layer interposed therebetween. This prevents fuel gas and oxidant gas (these are called reaction gases) from leaking out of the battery, and prevents these gases from being mixed with each other in the cell. The separator is provided with a groove-like gas flow path for flowing a reaction gas on the surface in contact with the gas diffusion electrode.

一般的に、燃料電池のセルスタックは、いわゆる内部マニホールド形が用いられている。内部マニホールド形は、セパレータの周縁部においてセパレータの厚み方向に貫通する反応ガス供給側マニホールド孔と反応ガス排出側マニホールド孔が形成され、ガス流路はこれらのマニホールド孔を結ぶように形成されている。そして、スタック組立状態において、これらのマニホールド孔が連結して、セルの積層方向に延伸する反応ガス供給側マニホールドと反応ガス排出側マニホールドが形成される。このような構成によって、反応ガス供給側マニホールドの端部からセルスタックに供給された反応ガスは、反応ガス供給側マニホールドを通流し、各セルに設けられたガス流路へ分流し、反応ガス排出側マニホールドへ流出する。 Generally, a so-called internal manifold type is used for a cell stack of a fuel cell. In the internal manifold type, a reaction gas supply side manifold hole and a reaction gas discharge side manifold hole penetrating in the thickness direction of the separator are formed at the peripheral edge of the separator, and the gas flow path is formed so as to connect these manifold holes. . In the stack assembly state, these manifold holes are connected to form a reaction gas supply side manifold and a reaction gas discharge side manifold extending in the cell stacking direction. With such a configuration, the reaction gas supplied to the cell stack from the end of the reaction gas supply side manifold flows through the reaction gas supply side manifold, and is divided into the gas flow path provided in each cell to discharge the reaction gas. Outflow to the side manifold.

このような燃料電池のセルにおいて、ガス流路のマニホールド孔に接続する上流端部やガス流路のマニホールド孔に接続する下流端部に高分子電解質膜やガスケットがたれ込むことによって、反応ガスがリークするため、これらの端部を平板で覆うと共にトンネル構造にした燃料電池用ガスプレートが知られている（例えば、特許文献１参照）。 In such a fuel cell, a polymer electrolyte membrane or gasket sags at the upstream end connected to the manifold hole of the gas flow path or the downstream end connected to the manifold hole of the gas flow path, so that the reaction gas is In order to leak, the gas plate for fuel cells which covered these edge parts with the flat plate and was made into the tunnel structure is known (for example, refer patent document 1).

しかし、特許文献１に開示されている燃料電池用ガスプレート（セパレータ）では、平板がガスプレートに固定されていないため、セルスタック組み立て時にガス流路が設けられている面を下にすると平板が外れ、セルスタックの組立作業が煩雑になるという問題があった。 However, in the fuel cell gas plate (separator) disclosed in Patent Document 1, the flat plate is not fixed to the gas plate. There is a problem that the assembly work of the cell stack becomes complicated.

このような問題に対して、断面がコ字状のカバープレートをセパレータの端部に嵌合させた燃料電池が知られている（例えば、特許文献２参照）。また、ガス流路とマニホールドとを連結する連絡通路（上流端部及び下流端部）をプレート部材で覆い、予め成形したガスケットをセパレータに接着剤を用いて貼り付けることによりプレート部材を固定する、又は、セパレータとプレート部材に弾性部材を射出成形することにより、ガスケットを一体成形してプレート部材を固定する燃料電池用セパレータが知られている（例えば、特許文献３参照）。 In order to solve such a problem, there is known a fuel cell in which a cover plate having a U-shaped cross section is fitted to an end of a separator (see, for example, Patent Document 2). Further, the connecting passage (upstream end portion and downstream end portion) connecting the gas flow path and the manifold is covered with a plate member, and the plate member is fixed by attaching a pre-formed gasket to the separator using an adhesive, Alternatively, a fuel cell separator is known in which an elastic member is injection-molded into a separator and a plate member to integrally mold a gasket and fix the plate member (see, for example, Patent Document 3).

これらのセパレータでは、ガス流路の端部を覆うカバープレートやプレート部材がセパレータに固定されているため、セルスタックの組み立て作業を効率よく行うことが可能となる。
特開平９−３５７２６号公報特開２００４−３４９０１４号公報特開２００５−１２９３０６号公報 In these separators, since the cover plate and the plate member that cover the end of the gas flow path are fixed to the separator, it is possible to efficiently assemble the cell stack.
Japanese Patent Laid-Open No. 9-35726 JP 2004-349014 A Japanese Patent Laid-Open No. 2005-129306

しかしながら、上記特許文献２に開示されている燃料電池では、カバープレート及びセパレータの構造が複雑であり、これらの製造にはコストおよび時間が必要となる。特に、圧縮成形法を採用する場合には、セパレータの寸法精度が低いため、カバープレートを嵌めても外れやすくなり、改善の余地があった。 However, in the fuel cell disclosed in Patent Document 2, the structure of the cover plate and the separator is complicated, and cost and time are required for manufacturing these. In particular, when the compression molding method is adopted, since the dimensional accuracy of the separator is low, it becomes easy to come off even if the cover plate is fitted, and there is room for improvement.

また、上記特許文献３に開示されている燃料電池用セパレータでは、接着剤を使うことにより、ガスケットの位置がずれて寸法精度が低下するといった問題が生ずる。また、接着剤中に含まれる可塑剤及び未反応の低分子が溶出することによる電解質やガス拡散電極へのダメージや燃料電池の電圧低下等が懸念される。さらに、弾性部材を射出成形する場合では、セパレータの製造工程が複雑となり、また、ガス流路を構成する溝を弾性部材が遮断し、反応ガスを流通させることができない等の問題が生じ、未だ改善の余地があった。 Further, in the fuel cell separator disclosed in Patent Document 3, the use of the adhesive causes a problem that the position of the gasket is shifted and the dimensional accuracy is lowered. In addition, there is a concern about damage to the electrolyte and gas diffusion electrode due to elution of the plasticizer and unreacted low molecules contained in the adhesive, and a voltage drop of the fuel cell. Furthermore, when the elastic member is injection-molded, the separator manufacturing process becomes complicated, and the elastic member blocks the grooves constituting the gas flow path, causing problems such as the inability to circulate the reaction gas. There was room for improvement.

本発明は、以上の課題を鑑みてなされたものであり、圧縮成形法を採用し、セパレータの寸法精度が低い場合であっても、一定の範囲内の寸法のバラツキであれば、接着剤を用いずに、簡易な構成により、カバープレートをセパレータに固定することが可能で、効率良く、かつ、容易に製造可能なカバープレート付きセパレータを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and even if the compression molding method is employed and the dimensional accuracy of the separator is low, the adhesive may be used if the dimensional variation is within a certain range. An object of the present invention is to provide a separator with a cover plate that can be fixed to the separator with a simple configuration without being used, and that can be manufactured efficiently and easily.

また、本発明は、このようなセパレータを備えることにより、大量生産に適した燃料電池を提供することを目的とする。 Moreover, this invention aims at providing the fuel cell suitable for mass production by providing such a separator.

上記従来の課題を解決するために、本発明のカバープレート付きセパレータは、電解質層と該電解質層の周縁部より内方の部分を挟む一対の電極からなる電解質層部材に一方の主面が当接して用いられ、厚み方向に貫通し反応ガスを供給する反応ガス供給用マニホールド孔と、厚み方向に貫通し反応ガスを排出する反応ガス排出用マニホールド孔と、前記一方の主面に、前記反応ガス供給用マニホールド孔と前記反応ガス排出用を連通し、前記電解質層部材の電極に当接する本体部と該本体部と前記マニホールド孔との間に位置する一対の接続部とを有する溝状のガス流路と、を有するセパレータと、前記接続部を覆うカバープレートと、を有しており、前記セパレータの前記カバープレートで覆われる領域には、厚み方向に窪んだ少なくとも１つの嵌合孔が設けられ、前記カバープレートには、前記嵌合孔に嵌挿可能な突起部が設けられ、前記突起部の周面が、前記嵌合孔の内面の少なくとも２点に接触し、かつ、該接触により生じる摩擦力により、前記カバープレートが前記セパレータに固定されている。 In order to solve the above-mentioned conventional problems, the separator with a cover plate of the present invention has one main surface facing an electrolyte layer member comprising an electrolyte layer and a pair of electrodes sandwiching the inner part from the peripheral edge of the electrolyte layer. A reaction gas supply manifold hole that is used in contact with each other and feeds the reaction gas through the thickness direction, a reaction gas discharge manifold hole that penetrates in the thickness direction and discharges the reaction gas, and the one main surface includes the reaction gas A groove-like shape that communicates the gas supply manifold hole with the reactive gas discharge and has a main body portion that contacts the electrode of the electrolyte layer member and a pair of connection portions positioned between the main body portion and the manifold hole. A separator having a gas flow path, and a cover plate that covers the connection portion, and the region covered with the cover plate of the separator is at least recessed in the thickness direction. One fitting hole is provided, and the cover plate is provided with a protrusion that can be inserted into the fitting hole, and the peripheral surface of the protrusion contacts at least two points on the inner surface of the fitting hole. In addition, the cover plate is fixed to the separator by the frictional force generated by the contact.

これにより、寸法精度が低い場合であっても、接着剤を用いずに、簡易な構成により、カバープレートをセパレータに固定することができ、また、効率良く、かつ、容易にセパレータを製造することができる。 Thereby, even if the dimensional accuracy is low, the cover plate can be fixed to the separator with a simple configuration without using an adhesive, and the separator can be manufactured efficiently and easily. Can do.

前記セパレータの前記カバープレートで覆われる領域が、前記セパレータの厚み方向に窪んでいてもよい。 The area | region covered with the said cover plate of the said separator may be depressed in the thickness direction of the said separator.

前記嵌合孔及び前記突起部がそれぞれ１以上４以下設けられていてもよい。 The fitting hole and the protrusion may be provided in the range of 1 to 4 respectively.

前記嵌合孔は、開口形状が短径と長径を有するように形成されていてもよい。 The fitting hole may be formed so that the opening shape has a short diameter and a long diameter.

また、本発明の燃料電池は、一対の前記カバープレート付きセパレータと、前記カバープレート付きセパレータに挟まれた電解質膜層部材と、を有する。 The fuel cell of the present invention has a pair of separators with a cover plate and an electrolyte membrane layer member sandwiched between the separators with a cover plate.

本発明のカバープレート付きセパレータ及びそれを備える燃料電池によれば、セパレータの寸法精度が低い場合であっても、一定の範囲内の寸法のバラツキであれば、接着剤を用いずに、簡易な構成により、カバープレートをセパレータに固定することが可能で、効率良く、かつ、容易に製造することが可能となる。 According to the separator with a cover plate of the present invention and the fuel cell including the same, even if the dimensional accuracy of the separator is low, if the dimensional variation is within a certain range, it is easy to use without using an adhesive. According to the configuration, the cover plate can be fixed to the separator, and can be manufactured efficiently and easily.

以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る高分子電解質形燃料電池（以下、ＰＥＦＣという）１００を構成するセル積層体及びセル積層体を構成するセルを模式的に示した展開図である。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a developed view schematically showing a cell stack constituting a polymer electrolyte fuel cell (hereinafter referred to as PEFC) 100 according to Embodiment 1 of the present invention and cells constituting the cell stack. .

図１に示すように、ＰＥＦＣ１００は、セルスタック５０を有している。セルスタック５０は、板状の全体形状を有するセル１０がその厚み方向に積層されてなるセル積層体と、セル積層体の両端に配置された第一及び第二の端板４１ａ、４１ｂと、セル積層体と第一及び第二の端板４１ａ、４１ｂとをセル１０の積層方向において締結する図示されない締結具と、を有している。また、第一及び第二の端板４１ａ、４１ｂには、集電板及び絶縁板がそれぞれ配設されているが図示を省略している。なお、板状のセル１０は、鉛直面に平行に延在しており、セル１０の積層方向は水平方向となっている。 As shown in FIG. 1, the PEFC 100 has a cell stack 50. The cell stack 50 includes a cell stack in which cells 10 having a plate-like overall shape are stacked in the thickness direction, and first and second end plates 41a and 41b disposed at both ends of the cell stack, And a fastener (not shown) that fastens the cell stack and the first and second end plates 41 a and 41 b in the stacking direction of the cells 10. The first and second end plates 41a and 41b are provided with a current collecting plate and an insulating plate, respectively, but are not shown. In addition, the plate-shaped cell 10 is extended in parallel with the vertical plane, and the stacking direction of the cells 10 is a horizontal direction.

セル１０は、ＭＥＡ（高分子電解質膜−電極接合体）１、ガスケット３及びセパレータ２０Ａ、２０Ｂを有している。 The cell 10 includes an MEA (polymer electrolyte membrane-electrode assembly) 1, a gasket 3, and separators 20A and 20B.

ＭＥＡ１は、水素イオンを選択的に輸送する高分子電解質膜と、アノード及びカソード（これらを、総称して電極という）と、を備えている（図示せず）。高分子電解質膜の両面には、その周縁部より内方に位置するようにアノードとカソードがそれぞれ設けられている。電極は、高分子電解質膜の主面上に設けられ、白金系の金属触媒を担持したカーボン粉末を主成分とする触媒反応層（アノード触媒層又はカソード触媒層）と、触媒反応層の上に設けられ、ガス通気性と導電性を兼ね備えたガス拡散層と、から構成されている。 The MEA 1 includes a polymer electrolyte membrane that selectively transports hydrogen ions, and an anode and a cathode (collectively referred to as electrodes) (not shown). An anode and a cathode are respectively provided on both sides of the polymer electrolyte membrane so as to be located inward from the peripheral edge. The electrode is provided on the main surface of the polymer electrolyte membrane, on the catalyst reaction layer (anode catalyst layer or cathode catalyst layer) mainly composed of carbon powder carrying a platinum-based metal catalyst, and on the catalyst reaction layer And a gas diffusion layer having both gas permeability and conductivity.

電極の周囲には、高分子電解質膜を挟んで一対の短形でリング状のガスケット３が配設されている。したがって、ガスケット３の中央部の開口内には、ＭＥＡ１の電極が露出している。これにより、燃料ガスや酸化剤ガス（これらを、反応ガスという）が電池外にリークされることが防止され、また、これらのガスが互いに混合されることが防止される。ガスケット３には、厚み方向の貫通孔からなる反応ガス供給用マニホールド孔１１ｃ、１３ｃ、冷却水供給用マニホールド孔１５ｃ及び反応ガス排出用マニホールド孔１２ｃ、１４ｃ、冷却水排出用マニホールド孔１６ｃが設けられている。 Around the electrode, a pair of short and ring-shaped gaskets 3 are disposed with a polymer electrolyte membrane interposed therebetween. Therefore, the electrode of the MEA 1 is exposed in the opening at the center of the gasket 3. This prevents fuel gas and oxidant gas (these are called reactive gases) from leaking out of the battery, and prevents these gases from being mixed with each other. The gasket 3 is provided with reaction gas supply manifold holes 11c and 13c, through holes in the thickness direction, a coolant supply manifold hole 15c, reaction gas discharge manifold holes 12c and 14c, and a coolant discharge manifold hole 16c. ing.

そして、ＭＥＡ１とガスケット３を挟むように、一対の導電性のセパレータ２０Ａ、２０Ｂが配設されている。一方のセパレータ２０Ａは、カバープレート３１Ａ１、３１Ａ２を有しており、他方のセパレータ２０Ｂは、カバープレート３１Ｂ１、３１Ｂ２を有している。これらのセパレータ２０Ａ、２０Ｂは、カーボン粉末材料を冷間プレス成形したカーボン板に、フェノール樹脂が含浸され硬化された樹脂含浸カーボン板が用いられる。あるいは、ＳＵＳ等の金属材料からなるものを用いてもよい。セパレータ２０Ａ、２０Ｂにより、ＭＥＡ１が機械的に固定されるとともに、隣接するＭＥＡ１同士が互いに電気的に直列に接続される。 A pair of conductive separators 20A and 20B are disposed so as to sandwich the MEA 1 and the gasket 3. One separator 20A has cover plates 31A1 and 31A2, and the other separator 20B has cover plates 31B1 and 31B2. For these separators 20A and 20B, a resin-impregnated carbon plate obtained by impregnating and curing a phenol resin on a carbon plate obtained by cold press-molding a carbon powder material is used. Or what consists of metal materials, such as SUS, may be used. The separators 20A and 20B mechanically fix the MEA 1 and adjacent MEAs 1 are electrically connected to each other in series.

セパレータ２０Ａの周縁部には、厚み方向の貫通孔からなる反応ガス供給用マニホールド孔１１ａ、１３ａ、冷却水供給用マニホールド孔１５ａ及び反応ガス排出用マニホールド孔１２ａ、１４ａ、冷却水排出用マニホールド孔１６ａが設けられている。セパレータ２０Ａの内面（ＭＥＡ１に当接する面）には、反応ガスを流すためのガス流路２１Ａが設けられている。ガス流路２１Ａは、互いに並んで延びる複数の流路溝で構成され、本体部２１Ａａと第一接続部２１Ａｂと第二接続部２１Ａｃとを有している。本体部２１Ａａは、セパレータ２０Ａの内面の、ＭＥＡ１の一方の電極に当接する領域にサーペンタイン状に形成されている。この本体部２１Ａａの上流側の端と反応ガス供給用マニホールド孔１１ａとを連通するように第一接続部２１Ａｂが形成されている。また、本体部２１Ａａの下流側の端と反応ガス排出用マニホールド孔１２ａとを連通するように第二接続部２１Ａｃが形成されている。そして、第一接続部２１Ａｂとセパレータ２０Ａの内面の該第一接続部２１Ａｂの両側に位置する部分とを覆うようにカバープレート３１Ａ１が配設され、第二接続部２１Ａｃとセパレータ２０Ａの内面の該第二接続部２１Ａｃの両側に位置する部分とを覆うようにカバープレート３１Ａ２が配設されている。セパレータ２０Ａの、カバープレート３１Ａ１及びカバープレート３１Ａ２が配設された部分が、設置部２３Ａ１、２３Ａ２を構成している。この設置部２３Ａ１、２３Ａ２については、後で詳しく説明する。 At the peripheral edge of the separator 20A, there are provided reaction gas supply manifold holes 11a, 13a, cooling water supply manifold holes 15a, reaction gas discharge manifold holes 12a, 14a, and cooling water discharge manifold holes 16a. Is provided. A gas flow path 21A for flowing a reaction gas is provided on the inner surface of the separator 20A (the surface in contact with the MEA 1). The gas flow path 21A is composed of a plurality of flow path grooves extending side by side, and has a main body portion 21Aa, a first connection portion 21Ab, and a second connection portion 21Ac. The main body portion 21Aa is formed in a serpentine shape in a region of the inner surface of the separator 20A that is in contact with one electrode of the MEA1. A first connection portion 21Ab is formed so as to communicate the upstream end of the main body portion 21Aa and the reaction gas supply manifold hole 11a. Further, a second connection portion 21Ac is formed so as to communicate the downstream end of the main body portion 21Aa and the reaction gas discharge manifold hole 12a. A cover plate 31A1 is disposed so as to cover the first connection portion 21Ab and portions of the inner surface of the separator 20A located on both sides of the first connection portion 21Ab, and the second connection portion 21Ac and the inner surface of the separator 20A A cover plate 31A2 is disposed so as to cover portions located on both sides of the second connection portion 21Ac. The portions of the separator 20A where the cover plate 31A1 and the cover plate 31A2 are disposed constitute installation portions 23A1 and 23A2. The installation portions 23A1 and 23A2 will be described in detail later.

同様に、セパレータ２０Ｂの周縁部には、反応ガス供給用マニホールド孔１１ｂ、１３ｂ、冷却水供給用マニホールド孔１５ｂ及び反応ガス排出用マニホールド孔１２ｂ、１４ｂ、冷却水排出用マニホールド孔１６ｂが設けられている。セパレータ２０Ｂの内面（ＭＥＡ１に当接する面）には、反応ガスを流すためのガス流路２１Ｂが設けられている。ガス流路２１Ｂは、互いに並んで延びる複数の流路溝で構成され、本体部２１Ｂａと第一接続部２１Ｂｂと第二接続部２１Ｂｃとを有している。本体部２１Ｂａは、セパレータ２０Ｂの内面の、ＭＥＡ１の他方の電極に当接する領域にサーペンタイン状に形成されている。この本体部２１Ｂａの上流側の端と反応ガス供給用マニホールド孔１３ｂとを連通するように第一接続部２１Ｂｂが形成されている。また、本体部２１Ｂａの下流側の端と反応ガス排出用マニホールド孔１４ｂとを連通するように第二接続部２１Ｂｃが形成されている。そして、第一接続部２１Ｂｂとセパレータ２０Ｂの内面の該第一接続部２１Ｂｂの両側に位置する部分とを覆うようにカバープレート３１Ｂ１が配設され、第二接続部２１Ｂｃとセパレータ２０Ｂの内面の該第二接続部２１Ｂｃの両側に位置する部分とを覆うようにカバープレート３１Ｂ２が配設されている。セパレータ２０Ｂの、カバープレート３１Ｂ１及びカバープレート３１Ｂ２が配設された部分が、設置部２３Ｂ１、２３Ｂ２を構成している。この設置部２３Ｂ１、２３Ｂ２については、後で詳しく説明する。 Similarly, the reaction gas supply manifold holes 11b and 13b, the coolant supply manifold hole 15b, the reaction gas discharge manifold holes 12b and 14b, and the coolant discharge manifold hole 16b are provided in the peripheral portion of the separator 20B. Yes. A gas flow path 21B for flowing a reaction gas is provided on the inner surface of the separator 20B (the surface in contact with the MEA 1). The gas flow path 21B includes a plurality of flow path grooves extending side by side, and includes a main body portion 21Ba, a first connection portion 21Bb, and a second connection portion 21Bc. The main body portion 21Ba is formed in a serpentine shape in a region that contacts the other electrode of the MEA 1 on the inner surface of the separator 20B. A first connection portion 21Bb is formed so as to communicate the upstream end of the main body portion 21Ba with the reaction gas supply manifold hole 13b. A second connection portion 21Bc is formed so as to communicate the downstream end of the main body portion 21Ba and the reactive gas discharge manifold hole 14b. A cover plate 31B1 is disposed so as to cover the first connecting portion 21Bb and the inner surface of the separator 20B on both sides of the first connecting portion 21Bb, and the second connecting portion 21Bc and the inner surface of the separator 20B A cover plate 31B2 is disposed so as to cover portions located on both sides of the second connection portion 21Bc. The portions of the separator 20B where the cover plate 31B1 and the cover plate 31B2 are disposed constitute the installation portions 23B1 and 23B2. The installation portions 23B1 and 23B2 will be described in detail later.

また、セパレータ２０Ａ、２０Ｂの外面には、冷却水を流すための冷却水流路が設けられている（図示せず）。冷却水流路は、溝状に形成されていて、冷却水供給用マニホールド孔１５ａと冷却水排出用マニホールド孔１６ａ又は冷却水供給用マニホールド孔１５ｂと冷却水排出用マニホールド孔１６ｂの間を結ぶように配設されている。これにより、セル１０を電気化学反応に適した所定の温度に保つことができる。 In addition, cooling water flow paths for flowing cooling water are provided on the outer surfaces of the separators 20A and 20B (not shown). The cooling water flow path is formed in a groove shape so as to connect the cooling water supply manifold hole 15a and the cooling water discharge manifold hole 16a or the cooling water supply manifold hole 15b and the cooling water discharge manifold hole 16b. It is arranged. Thereby, the cell 10 can be maintained at a predetermined temperature suitable for the electrochemical reaction.

このように形成したセル１０をその厚み方向に積層することにより、セル積層体が形成される。セパレータ２０Ａ、ガスケット３及びセパレータ２０Ｂに設けられた反応ガス供給用マニホールド孔１１ａ、１１ｃ、１１ｂ及び反応ガス供給用マニホールド孔１３ａ、１３ｃ、１３ｂ並びに反応ガス排出用マニホールド孔１２ａ、１２ｃ、１２ｂ及び反応ガス排出用マニホールド孔１４ａ、１４ｃ、１４ｂは、セル１０を積層したときに厚み方向につながって、反応ガス供給用マニホールド及び反応ガス排出用マニホールドがそれぞれ形成される。同様にして、冷却水供給用マニホールド孔１５ａ、１５ｃ、１５ｂ及び冷却水排出用マニホールド孔１６ａ、１６ｃ、１６ｂが厚み方向につながって、冷却水供給用マニホールド及び冷却水排出用マニホールドがそれぞれ形成される。 By stacking the cells 10 thus formed in the thickness direction, a cell stack is formed. Reactive gas supply manifold holes 11a, 11c, 11b and reactive gas supply manifold holes 13a, 13c, 13b and reactive gas discharge manifold holes 12a, 12c, 12b and reactive gas provided in the separator 20A, gasket 3 and separator 20B. The discharge manifold holes 14a, 14c, and 14b are connected in the thickness direction when the cells 10 are stacked to form a reaction gas supply manifold and a reaction gas discharge manifold, respectively. Similarly, the cooling water supply manifold holes 15a, 15c, 15b and the cooling water discharge manifold holes 16a, 16c, 16b are connected in the thickness direction to form a cooling water supply manifold and a cooling water discharge manifold, respectively. .

これにより、反応ガス供給用マニホールドに供給された反応ガスは、ガス流路２１Ａ、２１Ｂを経てアノード又はカソードに供給され、電気化学反応により生成した水と未使用の反応ガスが反応ガス排出マニホールドから排出される。 As a result, the reaction gas supplied to the reaction gas supply manifold is supplied to the anode or cathode via the gas flow paths 21A and 21B, and water generated by the electrochemical reaction and unused reaction gas are supplied from the reaction gas discharge manifold. Discharged.

次に、本実施の形態１に係る燃料電池１００のセル１０を構成するセパレータ２０Ａについて、より詳細に説明する。なお、セパレータ２０Ｂは、セパレータ２０Ａと同様の構成であるため、その詳細な説明は省略する。 Next, the separator 20A constituting the cell 10 of the fuel cell 100 according to Embodiment 1 will be described in more detail. Since the separator 20B has the same configuration as the separator 20A, detailed description thereof is omitted.

まず、セパレータ２０Ａについて、図２及び図３を参照しながら説明する。 First, the separator 20A will be described with reference to FIGS.

図２は、図１に示すセパレータ２０Ａの構成を示す模式図である。図３は、図２のＩＩＩ-ＩＩＩ線断面図である。なお、図２においては、セパレータにおける上下方向を、図における上下方向として表している。また、図３においては、一部を省略している。 FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the separator 20A shown in FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. In FIG. 2, the vertical direction of the separator is shown as the vertical direction in the figure. Moreover, in FIG. 3, a part is omitted.

図２に示すように、セパレータ２０Ａは、反応ガス供給用マニホールド孔１１ａ、１３ａ、反応ガス排出用マニホールド孔１２ａ、１４ａ、冷却水供給用マニホールド孔１５ａ及び冷却媒体排出用マニホールド孔１６ａを有している。図２において、反応ガス供給用マニホールド孔１１ａは、セパレータ２０Ａの一方の側部（図面左側の側部：以下、第一の側部という）の上部に設けられ、反応ガス排出用マニホールド孔１２ａは、セパレータ２０Ａの他方の側部（図面右側の側部：以下、第二の側部という）の下部に設けられている。反応ガス供給用マニホールド孔１３ａは、セパレータ２０Ａの第二の側部の上部に設けられ、反応ガス排出用マニホールド孔１４ａは、セパレータ２０Ａの第一の側部の下部に設けられている。冷却水供給用マニホールド孔１５ａは、反応ガス供給用マニホールド孔１１ａの下方の外側に設けられ、冷却水排出用マニホールド孔１６ａは、反応ガス排出用マニホールド孔１２ａの上方の外側に設けられている。 As shown in FIG. 2, the separator 20A has reaction gas supply manifold holes 11a and 13a, reaction gas discharge manifold holes 12a and 14a, a coolant supply manifold hole 15a, and a coolant discharge manifold hole 16a. Yes. In FIG. 2, the reaction gas supply manifold hole 11a is provided at the upper part of one side of the separator 20A (the left side of the drawing: hereinafter referred to as the first side), and the reaction gas discharge manifold hole 12a is The lower side of the separator 20A (the side on the right side of the drawing: hereinafter referred to as the second side) is provided below. The reactive gas supply manifold hole 13a is provided in the upper part of the second side part of the separator 20A, and the reactive gas discharge manifold hole 14a is provided in the lower part of the first side part of the separator 20A. The cooling water supply manifold hole 15a is provided outside the reaction gas supply manifold hole 11a, and the cooling water discharge manifold hole 16a is provided outside the reaction gas discharge manifold hole 12a.

また、図２に示すように、セパレータ２０Ａには、ＭＥＡ１と当接する当接部分３０の略全体に亘って、サーペンタイン状に形成された溝状のガス流路２１Ａの本体部２１Ａａが設けられている。本体部２１Ａａは、セパレータ２０Ａの内面の、ＭＥＡ１の一方の電極に当接する領域にサーペンタイン状に形成されている。この本体部２１Ａａの上流側の端と反応ガス供給用マニホールド孔１１ａとを連通するように第一接続部２１Ａｂが形成されている。また、本体部２１Ａａの下流側の端と反応ガス排出用マニホールド孔１２ａとを連通するように第二接続部２１Ａｃが形成されている。第一接続部２１Ａｂに対応する設置部２３Ａ１は、第一接続部２１Ａｂとセパレータ２０Ａの内面の該第一接続部２１Ａｂの両側に位置する部分とを含み、かつ、セパレータ２０Ａの周縁部の内面より一定の深さ窪んだ凹状に形成されている（図３参照）。また、これと同様に、第二接続部２１Ａｃに対応する設置部２３Ａ２は、第二接続部２１Ａｃとセパレータ２０Ａの内面の該第二接続部２１Ａｃの両側に位置する部分とを含み、かつ、セパレータ２０Ａの周縁部の内面より一定の深さ窪んだ凹状に形成されている（図３参照）。なお、本実施の形態では、第一接続部２１Ａｂと第二接続部２１Ａｃとは互いに同様の形態を有し、これらに対応する２つの設置部２３Ａ１、２３Ａ２も互いに同様の形態を有し、かつ、カバープレート３１Ａ１とカバープレート３１Ａ２とも互いに同様の形態を有する。従って、以下では、第一接続部２１Ａｂと第二接続部２１Ａｃとを接続部２１と総称し、２つの設置部２３Ａ１、２３Ａ２を単に設置部２３と総称し、かつ、カバープレート３１Ａ１とカバープレート３１Ａ２とをカバープレート３１と総称し、これらの総称したものについて説明する。 Further, as shown in FIG. 2, the separator 20A is provided with a main body portion 21Aa of a groove-like gas flow passage 21A formed in a serpentine shape over substantially the entire contact portion 30 that contacts the MEA1. Yes. The main body portion 21Aa is formed in a serpentine shape in a region of the inner surface of the separator 20A that is in contact with one electrode of the MEA1. A first connection portion 21Ab is formed so as to communicate the upstream end of the main body portion 21Aa and the reaction gas supply manifold hole 11a. Further, a second connection portion 21Ac is formed so as to communicate the downstream end of the main body portion 21Aa and the reaction gas discharge manifold hole 12a. The installation portion 23A1 corresponding to the first connection portion 21Ab includes the first connection portion 21Ab and portions located on both sides of the first connection portion 21Ab of the inner surface of the separator 20A, and from the inner surface of the peripheral portion of the separator 20A. It is formed in a concave shape with a certain depth (see FIG. 3). Similarly, the installation portion 23A2 corresponding to the second connection portion 21Ac includes the second connection portion 21Ac and portions located on both sides of the second connection portion 21Ac on the inner surface of the separator 20A. It is formed in a concave shape that is depressed to a certain depth from the inner surface of the peripheral portion of 20A (see FIG. 3). In the present embodiment, the first connection portion 21Ab and the second connection portion 21Ac have the same form, and the two installation portions 23A1, 23A2 corresponding to these have the same form, and The cover plate 31A1 and the cover plate 31A2 have the same form. Therefore, hereinafter, the first connection portion 21Ab and the second connection portion 21Ac are collectively referred to as the connection portion 21, the two installation portions 23A1 and 23A2 are simply referred to as the installation portion 23, and the cover plate 31A1 and the cover plate 31A2 Are collectively referred to as a cover plate 31, and these generic names will be described.

設置部２３は、図面の左右方向に長辺を有する長方形状に形成されている。設置部２３には、接続部２１を挟んで厚み方向に更に窪んだ第一嵌合孔２４Ａ、第二嵌合孔２４Ｂが設けられている。なお、設置部２３は、カバープレート３１を収容することができれば、その形状、大きさは任意に定めることができる。 The installation part 23 is formed in a rectangular shape having long sides in the left-right direction of the drawing. The installation portion 23 is provided with a first fitting hole 24 A and a second fitting hole 24 B that are further recessed in the thickness direction with the connection portion 21 interposed therebetween. In addition, if the installation part 23 can accommodate the cover plate 31, the shape and magnitude | size can be defined arbitrarily.

第一嵌合孔２４Ａは、開口部が楕円形状を有しており、セパレータ２０Ａの上下方向に短径ｄ_１を、左右方向に長径を有するように形成されている。第二嵌合孔２４Ｂは、開口部が円形状を有しており、その直径ｄ_２は短径ｄ_１と同じになるように形成されている。 The first fitting hole 24A is opening has an elliptical shape, the shorter diameter d ₁ in the vertical direction of the separator 20A, and is formed to have a major axis in the horizontal direction. The second fitting hole 24B, the opening has a circular shape, the diameter d ₂ is formed to be the same as the minor axis d _1.

なお、ガス流路２１Ａの本体部２１Ａａは、サーペンタイン状に限られず、流路の一方の主流路と他方の主流路との間に複数の支流路を形成するような構成としてもよく、複数の流路が互いに並走するような構成としてもよい。また、セパレータ２０Ａの外面に設けられた冷却水流路（図示せず）は、上述のガス流路２１Ａと同様に形成されている。 The main body 21Aa of the gas channel 21A is not limited to a serpentine shape, and may be configured to form a plurality of branch channels between one main channel and the other main channel. It is good also as a structure where a flow path runs mutually in parallel. A cooling water channel (not shown) provided on the outer surface of the separator 20A is formed in the same manner as the gas channel 21A described above.

一方、セパレータ２０Ｂにおいては、ガス流路２１Ｂ及び冷却水流路（図示せず）が上述のセパレータ２０Ａにおけるものと同様に形成されている。従って、セパレータ２０Ｂにおいては、第一接続部２１Ｂｂ、第二接続部２１Ｂｃ、これらに対応する設置部２３Ｂ１、２３Ｂ２、カバープレート３１Ｂ１、及びカバープレート３１Ｂ２がセパレータ２０Ａにおけるものと同様の形態を有する。よって、これらに関する説明は省略し、以下では、セパレータ２０Ａに関するもののみを説明する。 On the other hand, in the separator 20B, a gas channel 21B and a cooling water channel (not shown) are formed in the same manner as in the separator 20A. Accordingly, in the separator 20B, the first connection portion 21Bb, the second connection portion 21Bc, the corresponding installation portions 23B1, 23B2, the cover plate 31B1, and the cover plate 31B2 have the same configuration as that in the separator 20A. Therefore, the description regarding these is abbreviate | omitted, and only the thing regarding the separator 20A is demonstrated below.

次に、カバープレート３１について、図４及び図５を参照しながら説明する。 Next, the cover plate 31 will be described with reference to FIGS. 4 and 5.

図４は、図１に示すカバープレート３１の構成を示す模式図である。図５は、図４のＩＶ-ＩＶ線断面図である。 FIG. 4 is a schematic diagram showing the configuration of the cover plate 31 shown in FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG.

図４及び図５に示すように、カバープレート３１は、板状のカバープレート本体部３３とこのカバープレート本体部３３の一面に第一嵌合孔２４Ａ及び第二嵌合孔２４Ｂに対応する位置にそれぞれ突設された突起部３２ａ及び突起部３２ｂを有している。突起部３２ａ及び突起部３２ｂの基端部の断面とその先端面は、同じ形状になるように形成されており、ここでは、円形状に形成されている。突起部３２ａ及び突起部３２ｂは、基端部から先端部へ向かうにつれて、その断面の径が小さくなるように形成されている（テーパーを有している）。また、突起部３２ａ及び突起部３２ｂの高さは、第一嵌合孔２４Ａ及び第二嵌合孔２４Ｂの深さよりも小さく形成されている。なお、カバープレート本体部３３は、接続部２１を覆うように形成されていれば、その平面視における形状や大きさは任意である。また、カバープレート３１は、ガスケット３の垂れ込みを防止することができる強度と所定の弾性があればよく、このような材質を有するものとして、例えば、合成樹脂や金属が挙げられる。 As shown in FIGS. 4 and 5, the cover plate 31 includes a plate-like cover plate main body portion 33 and positions corresponding to the first fitting hole 24 A and the second fitting hole 24 B on one surface of the cover plate main body portion 33. The projection 32a and the projection 32b project from each other. The cross section of the base end part of the protrusion part 32a and the protrusion part 32b and the front-end | tip surface are formed so that it may become the same shape, and are formed circularly here. The projecting portion 32a and the projecting portion 32b are formed so that the diameter of the cross section becomes smaller from the base end portion toward the tip end portion (having a taper). Moreover, the height of the protrusion part 32a and the protrusion part 32b is formed smaller than the depth of the first fitting hole 24A and the second fitting hole 24B. In addition, if the cover plate main-body part 33 is formed so that the connection part 21 may be covered, the shape and magnitude | size in the planar view are arbitrary. Moreover, the cover plate 31 should just have the intensity | strength which can prevent the sagging of the gasket 3, and predetermined elasticity, and a synthetic resin and a metal are mentioned as what has such a material, for example.

次に、セパレータ２０Ａとカバープレート３１の嵌合について、図２乃至図８を参照しながら説明する。 Next, the fitting of the separator 20A and the cover plate 31 will be described with reference to FIGS.

図６は、図２に示すセパレータ２０Ａの設置部２３に、図４に示すカバープレート３１が嵌合した状態を示す模式図であり、図７は、図６のＶ-Ｖ線断面図である。また、図８は、図６に示す設置部２３とカバープレート３１を拡大した模式図である。なお、図８においては、接続部２１の図示を省略している。 6 is a schematic view showing a state in which the cover plate 31 shown in FIG. 4 is fitted to the installation portion 23 of the separator 20A shown in FIG. 2, and FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG. . FIG. 8 is an enlarged schematic view of the installation portion 23 and the cover plate 31 shown in FIG. In addition, illustration of the connection part 21 is abbreviate | omitted in FIG.

ここで、図８に示すように、第一嵌合孔２４Ａの楕円形状の開口部の中心と第二嵌合孔２４Ｂの円形状の開口部の中心との距離、すなわち、ピッチをＡとする。また、図４及び図８に示すように、突起部３２ａの基端部における断面の中心と突起部３２ｂの基端部における断面の中心とのピッチをＢとし、これらの断面の直径をｄ_３とする。 Here, as shown in FIG. 8, the distance between the center of the elliptical opening of the first fitting hole 24A and the center of the circular opening of the second fitting hole 24B, that is, the pitch is A. . Also, as shown in FIGS. 4 and 8, the pitch between the center of the cross section at the base end of the protrusion 32a and the center of the cross section at the base end of the protrusion 32b is B, and the diameter of these cross sections is d _3. And

まず、第一嵌合孔２４Ａの開口部の短径ｄ_１及び第二嵌合孔２４Ｂの開口部の直径ｄ_２と突起部３２ａ及び突起部３２ｂの基端部の断面の直径ｄ_３が同じである場合について説明する。 First, the diameter d ₃ of the section of the proximal end portion of the diameter d ₂ of the opening of the minor diameter d ₁ and the second fitting hole 24B of the opening portion of the first fitting hole 24A protruding portion 32a and the projections 32b is the same The case where it is is demonstrated.

図８（ａ）に示すように、嵌合孔間のピッチＡと突起部間のピッチＢが等しい場合には、突起部３２ａ及び突起部３２ｂは、それぞれ第一嵌合孔２４Ａ及び第二嵌合孔２４Ｂに嵌合される。そして、突起部３２ａの周面の第一嵌合孔２４Ａの内面に対する押圧力によって生じる摩擦力により、突起部３２ａがセパレータ２０Ａに固定される。 As shown in FIG. 8A, when the pitch A between the fitting holes is equal to the pitch B between the protruding parts, the protruding part 32a and the protruding part 32b are respectively connected to the first fitting hole 24A and the second fitting hole. It fits in the joint hole 24B. And the protrusion part 32a is fixed to the separator 20A by the frictional force which arises with the pressing force with respect to the inner surface of the 1st fitting hole 24A of the surrounding surface of the protrusion part 32a.

また、第一嵌合孔２４Ａの開口部の短径ｄ_１及び第二嵌合孔２４Ｂの開口部の直径ｄ_２と突起部３２ａ及び突起部３２ｂの基端部の断面の直径ｄ_３が同じであるが、突起部間のピッチＢが、嵌合孔間のピッチＡよりも所定の範囲で長い場合（図８（ｂ））やピッチＡよりも所定の範囲で短い場合（図８（ｃ））には、突起部３２ｂは、第二嵌合孔２４Ｂに嵌合され、突起部３２ａは、カバープレート３１を設置部２３へ嵌挿しようとする作業者又は加工機による押圧力（以下、挿入力という）により、図面の上下方向に縮小し左右方向に伸張して、塑性変形及び弾性変形することで、第一嵌合孔２４Ａに嵌合される。そして、第一嵌合孔２４Ａの内面Ｐａ１及びＰａ２において、突起部３２ａの周面の第一嵌合孔２４Ａの内面に対する弾性変形による押圧力によって生じる摩擦力により、突起部３２ａがセパレータ２０Ａに固定される。 The diameter d ₃ of the section of the proximal end portion of the diameter d ₂ of the opening of the minor diameter d ₁ and the second fitting hole 24B of the opening portion of the first fitting hole 24A protruding portion 32a and the projections 32b is the same However, when the pitch B between the protrusions is longer in a predetermined range than the pitch A between the fitting holes (FIG. 8B) or shorter than the pitch A in the predetermined range (FIG. 8C). )), The protruding portion 32b is fitted into the second fitting hole 24B, and the protruding portion 32a is pressed by an operator or a processing machine trying to insert the cover plate 31 into the installation portion 23 (hereinafter, referred to as the following). With the insertion force), the first fitting hole 24A is fitted by being reduced in the vertical direction in the drawing and extended in the left-right direction to undergo plastic deformation and elastic deformation. Then, on the inner surfaces Pa1 and Pa2 of the first fitting hole 24A, the protruding portion 32a is fixed to the separator 20A by the frictional force generated by the pressing force by the elastic deformation of the peripheral surface of the protruding portion 32a on the inner surface of the first fitting hole 24A. Is done.

ここで、突起部３２ａのセパレータ２０Ａへの固定について、図を用いてより詳細に説明する。図９は、図８（ｂ）の場合におけるカバープレート３１の突起部３２ａの第一嵌合孔２４Ａへの嵌合の状態を示す図であって、（ａ）は突起部３２ａを無理なく第一嵌合孔２４Ａに挿入した状態を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＶＩＢ-ＶＩＢ線断面を示す断面図、（ｃ）は突起部３２ａを無理に第一嵌合孔２４Ａに挿入した状態を示す平面図、（ｄ）は（ｃ）のＶＩＤ-ＶＩＤ線断面を示す断面図である。 Here, the fixing of the protrusion 32a to the separator 20A will be described in more detail with reference to the drawings. FIG. 9 is a diagram showing a state of fitting the protrusion 32a of the cover plate 31 into the first fitting hole 24A in the case of FIG. 8B, and FIG. The top view which shows the state inserted in one fitting hole 24A, (b) is sectional drawing which shows the VIB-VIB line cross section of (a), (c) is the projection part 32a forcibly inserted in the first fitting hole 24A. The top view which shows the state which carried out, (d) is sectional drawing which shows the VID-VID sectional view of (c).

図９（ｂ）に示すように、カバープレート３１の突起部３２ａは基端部から先端部に向かって細くなるように形成されているので、突起部間のピッチＢが嵌合孔間のピッチＡより大きくても、突起部３２ａを第一嵌合孔２４Ａに挿入すると、最初は無理なく突起部３２ａが入る。しかし、ある深さまで挿入すると、突起部３２ａの周面の外側（突起部３２ｂから遠い側）の部分が、第一嵌合孔２４Ａの縁に当接して突起部３２ａが入らなくなる。この状態を図９（ａ）及び図９（ｂ）に示す。この状態で、カバープレート３１に適宜な挿入力を加えると、図９（ｃ）及び図９（ｄ）に示すように、突起部３２ａが変形（塑性変形及び弾性変形して）して、該突起部３２ａが第一嵌合孔２４Ａに挿入される。この場合、突起部３２ａは、楕円形状の第一嵌合孔２４Ａの短軸方向には規制されるが長軸方向には自由であるので、変形する際に肉が長軸方向に逃げて容易に変形する。これにより、突起部３２ａはその弾性変形による弾性力によって第一嵌合孔２４Ａの内面との間に摩擦を生じ、その摩擦力によってセパレータ２０Ａに固定される。これは、図８（ｃ）の場合も同様である。 As shown in FIG. 9B, the protrusions 32a of the cover plate 31 are formed so as to become thinner from the base end toward the tip, so the pitch B between the protrusions is the pitch between the fitting holes. Even if it is larger than A, when the protruding portion 32a is inserted into the first fitting hole 24A, the protruding portion 32a enters without difficulty at first. However, when it is inserted to a certain depth, the outer part (the side far from the protrusion 32b) of the peripheral surface of the protrusion 32a comes into contact with the edge of the first fitting hole 24A and the protrusion 32a does not enter. This state is shown in FIGS. 9 (a) and 9 (b). When an appropriate insertion force is applied to the cover plate 31 in this state, as shown in FIGS. 9C and 9D, the protrusion 32a is deformed (plastically and elastically deformed), and the The protrusion 32a is inserted into the first fitting hole 24A. In this case, the protrusion 32a is restricted in the minor axis direction of the elliptical first fitting hole 24A, but is free in the major axis direction, so that the meat easily escapes in the major axis direction when deforming. Transforms into Thereby, the protrusion 32a generates friction between the inner surface of the first fitting hole 24A by the elastic force due to the elastic deformation, and is fixed to the separator 20A by the friction force. The same applies to the case of FIG.

次に、突起部３２ａ及び突起部３２ｂの基端部の断面の直径ｄ_３が、第一嵌合孔２４Ａの開口部の直径ｄ_２及び第二嵌合孔２４Ｂの開口部の短径ｄ_１よりも所定の範囲で小さい場合について説明する。 Next, the protrusion 32a and the projections 32b are cross-sectional diameter _{d 3} of the base end portion of the short diameter _{d 1} of the opening of the opening of diameter _{d 2} and the second fitting hole 24B of the first fitting hole 24A A case where the distance is smaller than the predetermined range will be described.

図８（ｄ）に示すように、カバープレート３１に適宜な挿入力を加えることによって、突起部３２ａ及び突起部３２ｂは、それぞれ第一嵌合孔２４Ａ及び第二嵌合孔２４Ｂに挿入される。この際、突起部３２ａは第一嵌合孔２４Ａの縁の外側（第二嵌合孔２４Ｂに対し第一嵌合孔２４Ａの中心より遠い側）部分Ｐａ１及びＰａ２に当接し、又は、当接して変形し、突起部３２ｂは、第二嵌合孔２４Ｂの縁の最も外側（第一嵌合孔２４Ａから最も遠い側）部分Ｐｂ１に当接し、又は、当接して変形する。その結果、カバープレート３１は、双方の嵌合孔２４Ａ、２４Ｂの縁から内向きで、かつ、互いに反対方向の力（双方の突起部３２ａ、３２ｂの間隔を狭める方向の力）を受けて、その挿入状態で位置決めされ、かつ、この力によって生じる双方の嵌合孔２４Ａ、２４Ｂの縁と双方の突起部３２ａ、３２ｂとの間の摩擦力によってセパレータ２０Ａに固定される。また、図８（ｅ）に示すように、カバープレート３１に適宜な挿入力を加えることによって、突起部３２ａ及び突起部３２ｂは、それぞれ第一嵌合孔２４Ａ及び第二嵌合孔２４Ｂに挿入され、この際、突起部３２ａは、第一嵌合孔２４Ａの縁の内側（第二嵌合孔２４Ｂに対し第一嵌合孔２４Ａの中心より近い側）部分Ｐａ１及びＰａ２に当接し、又は、当接して変形し、突起部３２ｂは、第二嵌合孔２４Ｂの縁の最も内側（第一嵌合孔２４Ａに最も近い側）部分Ｐｂ１に当接し、又は、当接して変形する。その結果、カバープレート３１は、双方の嵌合孔２４Ａ、２４Ｂの縁から外向きで、かつ、互いに反対方向の力（双方の突起部３２ａ、３２ｂの間隔を広げる方向の力）を受けて、その挿入状態で位置決めされ、かつ、この力によって生じる双方の嵌合孔２４Ａ、２４Ｂの縁と双方の突起部３２ａ、３２ｂとの間の摩擦力によってセパレータ２０Ａに固定される。 As shown in FIG. 8D, by applying an appropriate insertion force to the cover plate 31, the protrusion 32a and the protrusion 32b are inserted into the first fitting hole 24A and the second fitting hole 24B, respectively. . At this time, the protrusion 32a abuts against or abuts the portions Pa1 and Pa2 outside the edge of the first fitting hole 24A (the side farther from the center of the first fitting hole 24A than the second fitting hole 24B). The protrusion 32b comes into contact with the outermost part (the side farthest from the first fitting hole 24A) Pb1 of the edge of the second fitting hole 24B, or is deformed by contacting. As a result, the cover plate 31 receives inward forces from the edges of the fitting holes 24A and 24B and in opposite directions (forces in the direction of narrowing the distance between the protrusions 32a and 32b). It is positioned in the inserted state, and is fixed to the separator 20A by a frictional force between the edges of both the fitting holes 24A and 24B and both the protrusions 32a and 32b generated by this force. Further, as shown in FIG. 8E, by applying an appropriate insertion force to the cover plate 31, the protrusion 32a and the protrusion 32b are inserted into the first fitting hole 24A and the second fitting hole 24B, respectively. At this time, the protrusion 32a abuts on the inner side of the edge of the first fitting hole 24A (the side closer to the second fitting hole 24B than the center of the first fitting hole 24A) Pa1 and Pa2, or The protrusion 32b comes into contact with the innermost part (the side closest to the first fitting hole 24A) Pb1 of the edge of the second fitting hole 24B, or is deformed by contacting. As a result, the cover plate 31 receives outward forces from the edges of the fitting holes 24A and 24B and in opposite directions (forces in the direction of widening the interval between the protrusions 32a and 32b). It is positioned in the inserted state, and is fixed to the separator 20A by a frictional force between the edges of both the fitting holes 24A and 24B and both the protrusions 32a and 32b generated by this force.

このようにして、突起部３２ａ及び突起部３２ｂがセパレータ２０Ａに固定されることにより、カバープレート３１は、セパレータ２０Ａに固定される。もし、上述の適宜な挿入力だけでは、カバープレート３１の突起部３２ａ、３２ｂが、基端部まで嵌合孔２４Ａ、２４Ｂに挿入されていない場合であっても、その後の工程において、このセパレータ２０Ａを用いて、セル１０を形成し、これを積層し締結具で締結して荷重を掛ける。これにより、カバープレート３１は、その突起部３２ａ、３２ｂが、基端部までそれぞれ嵌合孔２４Ａ、２４Ｂに挿入され、セパレータ２０Ａの周縁部と面一になる。 In this way, the protrusion 32a and the protrusion 32b are fixed to the separator 20A, whereby the cover plate 31 is fixed to the separator 20A. Even if the protrusions 32a and 32b of the cover plate 31 are not inserted into the fitting holes 24A and 24B up to the base end with only the appropriate insertion force described above, this separator is used in the subsequent steps. The cell 10 is formed using 20A, this is laminated | stacked, it fastens with a fastener, and a load is applied. As a result, the protrusions 32a and 32b of the cover plate 31 are inserted into the fitting holes 24A and 24B up to the base end, respectively, and are flush with the peripheral edge of the separator 20A.

従って、本実施の形態のカバープレート３１は、突起部３２ａ、３２ｂ及び嵌合孔２４Ａ、２４Ｂの寸法上のバラツキに対して、あらゆる態様および範囲において対処することはできないが、一定の態様および範囲内であれば、そのバラツキを吸収してセパレータ２０Ａに固定することができる。 Therefore, the cover plate 31 of the present embodiment cannot deal with variations in the dimensions of the protrusions 32a and 32b and the fitting holes 24A and 24B in all aspects and ranges, but certain aspects and ranges. If it is inside, the variation can be absorbed and fixed to the separator 20A.

一方、図８（ｆ）に示すように、突起部間のピッチＢが、上記所定の範囲内にない場合には、突起部３２ｂは、第二嵌合孔２４Ｂに嵌挿され、突起部３２ａは、第一嵌合孔２４Ａに嵌挿されるが、突起部３２ａ及び突起部３２ｂが、第一嵌合孔２４Ａ及び第二嵌合孔２４Ｂの内面との間に摩擦を生じないため、カバープレート３１はセパレータ２０Ａに固定されない。 On the other hand, as shown in FIG. 8F, when the pitch B between the protrusions is not within the predetermined range, the protrusion 32b is inserted into the second fitting hole 24B, and the protrusion 32a is inserted. Is inserted into the first fitting hole 24A, but the protrusion 32a and the protrusion 32b do not generate friction between the inner surfaces of the first fitting hole 24A and the second fitting hole 24B. 31 is not fixed to the separator 20A.

なお、上記の説明では、突起部３２ａが第一嵌合孔２４Ａに嵌合され、突起部３２ｂが第二嵌合孔２４Ｂに嵌合されるとしているが、これに限定されず、突起部３２ｂが第一嵌合孔２４Ａに嵌合され、突起部３２ａが第二嵌合孔２４Ｂに嵌合してもよい。また、第一嵌合孔２４Ａの開口部の短径ｄ_１と第二嵌合孔２４Ｂの開口部の直径ｄ_２が同じであるとして説明しているが、これに限定されず、短径ｄ_１と直径ｄ_２が異なってもよい。この場合、突起部３２ａ、３２ｂにおける基端部の断面の直径が、それぞれ第一嵌合孔２４Ａの開口部の短径ｄ_１と第二嵌合孔２４Ｂの開口部の直径ｄ_２に対応するように、同じ又は所定の範囲内にあるように構成されていればよい。 In the above description, the protrusion 32a is fitted in the first fitting hole 24A and the protrusion 32b is fitted in the second fitting hole 24B. However, the present invention is not limited to this, and the protrusion 32b. May be fitted into the first fitting hole 24A, and the protrusion 32a may be fitted into the second fitting hole 24B. Further, the diameter d ₂ of the minor diameter d ₁ of the opening of the first fitting hole 24A opening of the second fitting hole 24B is described as the same is not limited thereto, the short diameter d ₁ and the diameter d ₂ may be different. In this case, the protrusion 32a, the diameter of the cross section of the base end portion of 32b corresponds to the diameter d ₂ of the opening of the first fitting hole 24A minor diameter d ₁ and the second fitting hole 24B of the opening portion of each In this way, it is only necessary to be configured to be within the same or predetermined range.

このような構成とすることにより、一定の範囲内で寸法上のバラツキを吸収して、突起部３２ａ及び突起部３２ｂがセパレータ２０Ａに固定されるので、カバープレート３１をセパレータ２０Ａの設置部２３に固定することができる。このため、上記セパレータを使用すると、セルスタックの組み立て作業を効率よく行うことが可能となり、大量生産に適した燃料電池を提供することが可能となる。 By adopting such a configuration, the dimensional variation is absorbed within a certain range, and the projection 32a and the projection 32b are fixed to the separator 20A. Therefore, the cover plate 31 is attached to the installation portion 23 of the separator 20A. Can be fixed. For this reason, when the separator is used, the assembly work of the cell stack can be performed efficiently, and a fuel cell suitable for mass production can be provided.

次に、本実施の形態１に係るＰＥＦＣ１００のセル１０を構成するセパレータ２０Ａの変形例について説明する。 Next, a modified example of the separator 20A constituting the cell 10 of the PEFC 100 according to the first embodiment will be described.

［変形例１］
図１０は、本実施の形態１の変形例１のセパレータ２０Ａにおける設置部２３にカバープレート３１が嵌合した状態を示す模式図である。図１０（ａ）及び（ｂ）は、設置部２３に嵌合孔を１つ設けた場合の模式図であり、図１０（ｃ）乃至（ｅ）は、設置部２３に嵌合孔を２つ設けた場合の模式図であり、図１０（ｆ）は、設置部２３に嵌合孔を３つ設けた場合の模式図であり、図１０（ｇ）は、設置部２３に嵌合孔を４つ設けた場合の模式図である。なお、カバープレート３１に設けられた突起部の数は、設置部２３に設けられた嵌合孔の数に対応するように設けられている。また、以下の説明では、図８と同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。 [Modification 1]
FIG. 10 is a schematic diagram illustrating a state in which the cover plate 31 is fitted to the installation portion 23 in the separator 20A according to the first modification of the first embodiment. FIGS. 10A and 10B are schematic views when one fitting hole is provided in the installation portion 23, and FIGS. 10C to 10E show two fitting holes in the installation portion 23. 10 (f) is a schematic view when three fitting holes are provided in the installation portion 23, and FIG. 10 (g) is a fitting hole in the installation portion 23. It is a schematic diagram when four are provided. The number of protrusions provided on the cover plate 31 is provided so as to correspond to the number of fitting holes provided on the installation portion 23. Moreover, in the following description, the same code | symbol is attached | subjected to FIG. 8 and an equivalent part, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

本変形例では、設置部２３に設けられる嵌合孔の数とその設置位置について、以下に説明する。 In the present modification, the number of fitting holes provided in the installation portion 23 and the installation positions thereof will be described below.

まず、嵌合孔の設置数について説明する。 First, the number of fitting holes installed will be described.

図１０（ａ）及び（ｂ）に示すように、第一嵌合孔２４Ａが長径と短径を有するような形状であれば、設置部２３に嵌合孔を１つだけ設ける構成であっても、カバープレート３１に設けられた突起部３２ａの周面の第一嵌合孔２４Ａの内面に対する押圧力によって生じる摩擦力により、突起部３２ａがセパレータ２０Ａに固定される。 As shown in FIGS. 10A and 10B, if the first fitting hole 24A has a shape having a major axis and a minor axis, only one fitting hole is provided in the installation portion 23. Also, the protrusion 32a is fixed to the separator 20A by the frictional force generated by the pressing force of the peripheral surface of the protrusion 32a provided on the cover plate 31 against the inner surface of the first fitting hole 24A.

また、図１０（ｃ）乃至（ｇ）に示すように、設置部２３に複数の嵌合孔を設ける構成の場合には、カバープレート３１の位置決めが容易になり、突起部と嵌合孔を形成する内壁と嵌合する数が増えるので、より強固にカバープレート３１を設置部２３に固定することができる。このように、嵌合孔の設置数は、本発明の効果が得られる観点からそれぞれ１以上であることが好ましく、また、カバープレートの位置決めと固定が確実にできる観点から、２以上であることがより好ましい。製造コストの低減や作業工程の簡易性の観点から４以下であることが好ましい。なお、短径と長径を有するような形状としては、例えば、楕円、半円や三角形、長方形等の多角形が挙げられる。また、長径と短径を有する嵌合孔を２つ以上設ける構成としてもよく、例えば、図１０（ｅ）に示すように、第一嵌合孔２４Ａを図面の上下方向に短径を、左右方向に長径を有するように形成し、第二嵌合孔２４Ｂを設図面の左右方向に短径を、上下方向に長径を有するように形成してもよい。 In addition, as shown in FIGS. 10C to 10G, in the case where a plurality of fitting holes are provided in the installation portion 23, the cover plate 31 can be easily positioned, and the protrusions and the fitting holes can be arranged. Since the number of fitting with the inner wall to be formed increases, the cover plate 31 can be more firmly fixed to the installation portion 23. As described above, the number of fitting holes is preferably 1 or more from the viewpoint of obtaining the effect of the present invention, and is 2 or more from the viewpoint of surely positioning and fixing the cover plate. Is more preferable. It is preferably 4 or less from the viewpoint of reduction of production cost and simplicity of work process. Examples of the shape having a minor axis and a major axis include polygons such as an ellipse, a semicircle, a triangle, and a rectangle. Further, two or more fitting holes having a major axis and a minor axis may be provided. For example, as shown in FIG. 10 (e), the first fitting hole 24A has a minor axis in the vertical direction of the drawing, The second fitting hole 24B may be formed to have a major axis in the horizontal direction and a major axis in the vertical direction.

次に、嵌合孔の設置位置について説明する。 Next, the installation position of the fitting hole will be described.

嵌合孔の設置位置は、その設置数に関わらず任意であり、例えば、設置数が１つの場合では、図１０（ａ）に示すように接続部２１の左側に設けてもよく、右側に設けてもよく（図示せず）、また、接続部２１の中央に設けてもよい（図１０（ｂ））。また、設置数が２つである場合には、例えば、図１０（ｃ）に示すように、接続部２１を挟んで対抗するように第一嵌合孔２４Ａ、第二嵌合孔２４Ｂを設けてもよく、また、図１０（ｄ）に示すように、接続部２１の片側に設けてもよい。なお、接続部２１の中央に、嵌合孔を設ける場合、図１０（ｂ）に示すように、接続部２１は、嵌合孔を避けるように設けられる。 The installation position of the fitting hole is arbitrary regardless of the number of installation. For example, when the number of installation is one, the fitting hole may be provided on the left side of the connection portion 21 as shown in FIG. You may provide (not shown) and you may provide in the center of the connection part 21 (FIG.10 (b)). Further, when the number of installation is two, for example, as shown in FIG. 10C, the first fitting hole 24A and the second fitting hole 24B are provided so as to face each other with the connecting portion 21 interposed therebetween. Alternatively, it may be provided on one side of the connecting portion 21 as shown in FIG. In addition, when providing a fitting hole in the center of the connection part 21, as shown in FIG.10 (b), the connection part 21 is provided so that a fitting hole may be avoided.

［変形例２］
図１１は、本実施の形態１の変形例２のセパレータ２０Ａにおける設置部２３にカバープレート３１が嵌合した状態を示す断面図である。図１１（ａ）乃至（ｃ）は、突起部３２ａ、３２ｂが、基端部から先端部へ向かうにつれて、その径が小さくなるように形成されている場合の断面図であり、図１１（ｄ）は、突起部３２ａ、３２ｂが、基端部から先端部へ向かうにつれて、その径が大きくなるように形成されている場合の断面図であり、図１１（ｅ）、（ｆ）は、突起部３２ａ、３２ｂが、基端部と先端部との間でその径が最大となるように形成されている場合の断面図である。なお、図１１において、図７と同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。 [Modification 2]
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a state in which the cover plate 31 is fitted to the installation portion 23 in the separator 20A according to the second modification of the first embodiment. 11 (a) to 11 (c) are cross-sectional views in the case where the protrusions 32a and 32b are formed so that the diameter thereof decreases from the base end portion toward the tip end portion, and FIG. ) Is a cross-sectional view when the protrusions 32a and 32b are formed so that the diameter thereof increases from the base end to the tip, and FIGS. 11 (e) and 11 (f) are protrusions. It is sectional drawing in case the part 32a, 32b is formed so that the diameter may become the maximum between a base end part and a front-end | tip part. In FIG. 11, the same or corresponding parts as in FIG.

また、図１２は、本実施の形態１の変形例２におけるカバープレート３１に設けられた突起部３２ａ、３２ｂの変形例を示す模式図である。なお、図１２においては、一部を省略し、また、図４と同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。 FIG. 12 is a schematic diagram showing a modification of the protrusions 32a and 32b provided on the cover plate 31 in the second modification of the first embodiment. In FIG. 12, some parts are omitted, and the same or corresponding parts as those in FIG.

本変形例では、カバープレート３１に設けられる突起部の形状について、以下に説明する。 In this modification, the shape of the protrusion provided on the cover plate 31 will be described below.

まず、突起部３２ａ、３２ｂの厚み方向の断面形状について説明する。 First, the cross-sectional shape in the thickness direction of the protrusions 32a and 32b will be described.

カバープレート３１に設けられる突起部３２ａ、３２ｂは、図１１（ａ）乃至（ｃ）に示すように、基端部から先端部へ向かうにつれて、その径が小さくなるような断面形状を有するように形成されていてもよい。これにより、突起部３２ａの周面の第一嵌合孔２４Ａの内面に対する押圧力によって生じる摩擦力により、突起部３２ａがセパレータ２０Ａに固定される。 As shown in FIGS. 11A to 11C, the protrusions 32a and 32b provided on the cover plate 31 have a cross-sectional shape such that the diameter thereof decreases from the proximal end portion toward the distal end portion. It may be formed. Thereby, the protrusion 32a is fixed to the separator 20A by the frictional force generated by the pressing force on the inner surface of the first fitting hole 24A on the peripheral surface of the protrusion 32a.

図１１（ｃ）に示すように、突起部３２ａ、３２ｂの先端面に厚み方向に切り込み部分を設けてもよい。これにより、突起部３２ａ、３２ｂは、厚み方向の押圧による弾性変形を容易にすることができ、突起部３２ａ、３２ｂはセパレータ２０Ａに容易に固定される。 As shown in FIG.11 (c), you may provide a notch part in the thickness direction in the front end surface of projection part 32a, 32b. Thereby, the protrusions 32a and 32b can easily be elastically deformed by pressing in the thickness direction, and the protrusions 32a and 32b are easily fixed to the separator 20A.

また、図１１（ｄ）に示すように、突起部３２ａ、３２ｂが基端部から先端部へ向かうにつれて、その径が大きくなるように形成されていてもよい。なお、図１１（ｄ）では、突起部３２ａ、３２ｂの先端面の直径ｄ_４が、上記実施の形態１における直径ｄ_３に相当し、突起部３２ａの先端面の中心と突起部３２ｂの先端面の中心とのピッチＢ１が、ピッチＢに相当する。これにより、突起部３２ａの周面の第一嵌合孔２４Ａの内面に対する押圧力によって生じる摩擦力により、突起部３２ａがセパレータ２０Ａに固定される。 Moreover, as shown in FIG.11 (d), it may be formed so that the diameter may become large as the projection parts 32a and 32b go to a front-end | tip part from a base end part. In FIG. 11 (d), the protruding portion 32a, the diameter _{d 4} of the distal end surface of the 32b, corresponds to the diameter _{d 3} in the first embodiment, the tip of the center of the tip surface of the protruding portion 32a protruding part 32b The pitch B1 with the center of the surface corresponds to the pitch B. Thereby, the protrusion 32a is fixed to the separator 20A by the frictional force generated by the pressing force on the inner surface of the first fitting hole 24A on the peripheral surface of the protrusion 32a.

さらに、図１１（ｅ）及び（ｆ）に示すように、突起部３２ａ、３２ｂが、基端部と先端部との間でその径が最大となるように形成されていてもよい。なお、図１１（ｅ）及び（ｆ）では、突起部３２ａ、３２ｂの径が最大となった部分の直径ｄ_５が、上記実施の形態１における直径ｄ_３に相当し、突起部３２ａの最大径を有する断面の中心と突起部３２ｂの最大径を有する断面の中心とのピッチＢ２が、ピッチＢに相当する。これにより、突起部３２ａの周面の第一嵌合孔２４Ａの内面に対する押圧力によって生じる摩擦力により、突起部３２ａがセパレータ２０Ａに固定される。 Further, as shown in FIGS. 11 (e) and 11 (f), the protrusions 32a and 32b may be formed so that the diameter is maximum between the base end portion and the tip end portion. In FIG. 11 (e) and (f), the protrusion 32a, the diameter of 32b, the diameter _{d 5} of the portion becomes the maximum, corresponds to the diameter _{d 3} in the first embodiment, the maximum protrusion 32a A pitch B2 between the center of the cross section having the diameter and the center of the cross section having the maximum diameter of the protrusion 32b corresponds to the pitch B. Thereby, the protrusion 32a is fixed to the separator 20A by the frictional force generated by the pressing force on the inner surface of the first fitting hole 24A on the peripheral surface of the protrusion 32a.

次に、突起部３２ａ、３２ｂの水平方向の断面の形状について説明する。 Next, the shape of the cross section in the horizontal direction of the protrusions 32a and 32b will be described.

突起部３２ａ、３２ｂは、上述したように基端部の断面とその先端面が相似の形状となるように構成されている。そして、その断面形状に外接する円の直径ｄ_６が、上記第一嵌合孔２４Ａの短径ｄ_１及び第二嵌合孔２４Ｂの直径ｄ_２と同じ又は所定の範囲内にあるように構成されており、例えば、図１２（ａ）に示すように、突起部３２ａ、３２ｂの基端部の断面の形状を互いの弦が対向するように配設された一対の半円形状や図１２（ｂ）に示すように短径を共有する一対の楕円形状のように構成されてもよく、また、図１２（ｃ）乃至（ｆ）に示すように、星型状や歯車状に構成されてもよく、さらに、図１２（ｇ）乃至（ｌ）に示すように、多角形状に構成されてもよい。突起部３２ａ、３２ｂが、第一嵌合孔２４Ａ、第二嵌合孔２４Ｂに嵌合されやすく外れにくい観点から、図１２（ａ）又は（ｂ）に示す形状が好ましく、突起部の周面が嵌合孔の内面とより多点で嵌合することができる観点から、図１２（ｃ）乃至（ｌ）が好ましい。 As described above, the protrusions 32a and 32b are configured such that the cross-section of the base end portion and the distal end surface thereof have similar shapes. Then, the diameter d ₆ of the circle circumscribed on the cross section, configured to reside on the same or a predetermined range and the diameter d ₂ of the minor diameter d ₁ and the second fitting hole 24B of the first fitting hole 24A For example, as shown in FIG. 12 (a), the cross-sectional shape of the base end portions of the protrusions 32a and 32b is a pair of semicircular shapes arranged such that the strings face each other, or FIG. As shown in FIG. 12 (b), it may be configured as a pair of elliptical shapes that share a short diameter, and as shown in FIGS. 12 (c) to (f), it is configured in a star shape or a gear shape. Furthermore, as shown in FIGS. 12 (g) to (l), it may be configured in a polygonal shape. The shape shown in FIG. 12 (a) or (b) is preferable from the viewpoint that the protrusions 32a and 32b are easily fitted into the first fitting hole 24A and the second fitting hole 24B, and are not easily removed. 12 (c) to (l) are preferable from the viewpoint that can be fitted to the inner surface of the fitting hole at more points.

なお、本実施の形態では、セル１０を積層し、セル積層体を形成する構成としたが、これに限定されず、単セルで燃料電池１００を構成してもよい。また、本実施の形態では、カバープレート３１を、セパレータ２０Ａの第一設置部２３Ａ１及び第二設置部２３Ａ２それぞれに固定する構成としたが、これに限定されず、どちらか一方の設置部にカバープレート３１を固定する構成としてもよい。さらに、本実施の形態では、高分子電解質形燃料電池について説明したが、これに限定されず、本発明に係るセパレータは、リン酸形燃料電池等の燃料電池を構成するセパレータに使用することができる。 In the present embodiment, the cells 10 are stacked to form a cell stack. However, the present invention is not limited to this, and the fuel cell 100 may be formed of a single cell. In the present embodiment, the cover plate 31 is fixed to each of the first installation portion 23A1 and the second installation portion 23A2 of the separator 20A. However, the present invention is not limited to this, and either one of the installation portions is covered. The plate 31 may be fixed. Furthermore, in the present embodiment, the polymer electrolyte fuel cell has been described. However, the present invention is not limited to this, and the separator according to the present invention can be used as a separator constituting a fuel cell such as a phosphoric acid fuel cell. it can.

本発明に係るセパレータは、セパレータの寸法精度が低い場合であっても、接着剤を用いずに、簡易な構成により、カバープレートをセパレータに固定することが可能で、効率良く、かつ、容易に製造することができるセパレータとして有用である。また、本発明に係る燃料電池は、上記セパレータを有することにより、大量生産に適した燃料電池として有用である。 The separator according to the present invention can fix the cover plate to the separator with a simple configuration without using an adhesive even when the dimensional accuracy of the separator is low, and it is efficient and easy. It is useful as a separator that can be manufactured. Moreover, the fuel cell according to the present invention is useful as a fuel cell suitable for mass production by having the separator.

本発明の実施の形態１に係る燃料電池を構成するセル積層体及びセル積層体を構成するセルを示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the cell which comprises the cell laminated body which comprises the fuel cell which concerns on Embodiment 1 of this invention, and a cell laminated body. 図１に示すセパレータの構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the separator shown in FIG. 図２に示すセパレータの構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the separator shown in FIG. 図１に示すカバープレートの構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the cover plate shown in FIG. 図４に示すカバープレートの断面図である。It is sectional drawing of the cover plate shown in FIG. 図２に示すセパレータの設置部に、図４に示すカバープレートが固定された状態を示す模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a state in which the cover plate illustrated in FIG. 4 is fixed to the installation portion of the separator illustrated in FIG. 2. 図６に示すセパレータの断面図である。It is sectional drawing of the separator shown in FIG. 図２に示すセパレータの設置部に、図４に示すカバープレートが固定された状態を示す模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a state in which the cover plate illustrated in FIG. 4 is fixed to the installation portion of the separator illustrated in FIG. 2. 図２に示すセパレータの設置部に、図４に示すカバープレートが固定された状態を示す模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a state in which the cover plate illustrated in FIG. 4 is fixed to the installation portion of the separator illustrated in FIG. 2. 図８に示すカバープレートに設けられた突起部の第一嵌合孔への嵌合の状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the state of the fitting to the 1st fitting hole of the projection part provided in the cover plate shown in FIG. 図６に示すセパレータの設置部にカバープレートが固定された状態の変形例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the modification of the state by which the cover plate was fixed to the installation part of the separator shown in FIG. 図７に示すカバープレートを構成する突起部の変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the modification of the projection part which comprises the cover plate shown in FIG. 図７に示すカバープレートを構成する突起部の変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the modification of the projection part which comprises the cover plate shown in FIG. 図４に示すカバープレートを構成する突起部の変形例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the modification of the projection part which comprises the cover plate shown in FIG. 図４に示すカバープレートを構成する突起部の変形例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the modification of the projection part which comprises the cover plate shown in FIG.

Explanation of symbols

１ＭＥＡ
３ガスケット
１０セル
１１ａ反応ガス供給用マニホールド孔
１１ｂ反応ガス供給用マニホールド孔
１１ｃ反応ガス供給用マニホールド孔
１２ａ反応ガス排出用マニホールド孔
１２ｂ反応ガス排出用マニホールド孔
１２ｃ反応ガス排出用マニホールド孔
１３ａ反応ガス供給用マニホールド孔
１３ｂ反応ガス供給用マニホールド孔
１３ｃ反応ガス供給用マニホールド孔
１４ａ反応ガス排出用マニホールド孔
１４ｂ反応ガス排出用マニホールド孔
１４ｃ反応ガス排出用マニホールド孔
１５ａ冷却水供給用マニホールド孔
１５ｂ冷却水供給用マニホールド孔
１５ｃ冷却水供給用マニホールド孔
１６ａ冷却水排出用マニホールド孔
１６ｂ冷却水排出用マニホールド孔
１６ｃ冷却水排出用マニホールド孔
２１接続部
２１Ａガス流路
２１Ａａ本体部
２１Ａｂ第一接続部
２１Ａｃ第二接続部
２１Ｂガス流路
２１Ｂａ本体部
２１Ｂｂ第一接続部
２１Ｂｃ第二接続部
２３設置部
２３Ａ１設置部
２３Ａ２設置部
２３Ｂ１設置部
２３Ｂ２設置部
２４Ａ嵌合孔
２４Ｂ嵌合孔
２４Ｃ嵌合孔
２４Ｄ嵌合孔
３０当接部分
３１カバープレート
３１Ａ１カバープレート
３１Ａ２カバープレート
３１Ｂ１カバープレート
３１Ｂ２カバープレート
３２ａ突起部
３２ｂ突起部
３２ｃ突起部
３２ｄ突起部
３３カバープレート本体部
１００高分子電解質形燃料電池
Ａピッチ
Ｂピッチ
Ｂ１ピッチ
Ｂ２ピッチ
ｄ_１短径
ｄ_２直径
ｄ_３直径
ｄ_４直径
ｄ_５直径
ｄ_６直径
Ｐａ１部分
Ｐａ２部分
Ｐｂ１部分 1 MEA
3 Gasket 10 Cell 11a Reaction gas supply manifold hole 11b Reaction gas supply manifold hole 11c Reaction gas supply manifold hole 12a Reaction gas discharge manifold hole 12b Reaction gas discharge manifold hole 12c Reaction gas discharge manifold hole 13a Reaction gas supply Manifold hole 13b Reaction gas supply manifold hole 13c Reaction gas supply manifold hole 14a Reaction gas discharge manifold hole 14b Reaction gas discharge manifold hole 14c Reaction gas discharge manifold hole 15a Cooling water supply manifold hole 15b Cooling water supply Manifold hole 15c Manifold hole for cooling water supply 16a Manifold hole for cooling water discharge 16b Manifold hole for cooling water discharge 16c Manifold hole for cooling water discharge 21 Connection portion 21A Gas flow path 21Aa Main part 21Ab First connection part 21Ac Second connection part 21B Gas flow path 21Ba Main part 21Bb First connection part 21Bc Second connection part 23 Installation part 23A1 Installation part 23A2 Installation part 23B1 Installation part 23B2 Installation part 24A Fitting hole 24B Fitting Joint hole 24C Fitting hole 24D Fitting hole 30 Abutting part 31 Cover plate 31A1 Cover plate 31A2 Cover plate 31B1 Cover plate 31B2 Cover plate 32a Projection part 32b Projection part 32c Projection part 32d Projection part 33 Cover plate body part 100 Polymer electrolyte Fuel cell A Pitch B Pitch B1 Pitch B2 Pitch d ₁ Minor axis d ₂ Diameter d ₃ Diameter d ₄ Diameter d ₅ Diameter d ₆ Diameter Pa1 Part Pa2 Part Pb1 Part

Claims

One main surface is used in contact with an electrolyte layer member consisting of an electrolyte layer and a pair of electrodes sandwiching the inner part from the peripheral portion of the electrolyte layer,
A reaction gas supply manifold hole that penetrates in the thickness direction and supplies the reaction gas, a reaction gas discharge manifold hole that penetrates in the thickness direction and discharges the reaction gas, and the reaction gas supply manifold hole on the one main surface A groove-like gas flow path having a main body part that communicates with the electrode of the electrolyte layer member and a pair of connection parts located between the main body part and the manifold hole; And a cover plate that covers the connection part,
The region covered with the cover plate of the separator is provided with at least one fitting hole recessed in the thickness direction,
The cover plate is provided with a protrusion that can be inserted into the fitting hole.
A separator with a cover plate, wherein the peripheral surface of the protrusion is in contact with at least two points on the inner surface of the fitting hole, and the cover plate is fixed to the separator by a frictional force generated by the contact.

The separator with a cover plate according to claim 1, wherein a region covered with the cover plate of the separator is recessed in a thickness direction of the separator.

The separator with a cover plate according to claim 1, wherein each of the fitting hole and the protrusion is provided in a range of 1 to 4 inclusive.

The separator with a cover plate according to claim 1, wherein the fitting hole is formed so that an opening shape has a short diameter and a long diameter.

A pair of separators with a cover plate according to claim 1;
A fuel cell comprising: the electrolyte layer member sandwiched between the separators with a cover plate.