JP2008060011A - Cell pressing assembly for fuel cell - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料電池のセル積層体を押圧して締結するための燃料電池用セル押圧アセンブリに関する。 The present invention relates to a cell pressing assembly for a fuel cell for pressing and fastening a cell stack of a fuel cell.
燃料電池は、発電効率が高く、排出されるガスがクリーンで環境に対する影響が極めて少ない。なかでも固体高分子型燃料電池は、80℃程度の低温で作動させることができ、大きな出力密度を有するため、発電用、自動車用等、種々の用途が期待されている。固体高分子型燃料電池では、電解質膜電極接合体(MEA)を、セパレータで挟持したセルが発電単位となる。MEAは、電解質となる高分子膜(電解質膜)と、該電解質膜の両側に配置された一対の電極(燃料極、酸素極)と、からなる。セルの燃料極には水素や炭化水素等の燃料ガスが、酸素極には酸素や空気等の酸化剤ガスがそれぞれ供給され、供給されたガスと電解質と電極との三相界面における電気化学反応により発電が行われる。固体高分子型燃料電池は、このセルを積層したセル積層体を、セル積層方向の両端に配置したエンドプレートにより締め付けて構成される。 The fuel cell has high power generation efficiency, clean gas discharged, and extremely little influence on the environment. In particular, the polymer electrolyte fuel cell can be operated at a low temperature of about 80 ° C. and has a large output density, and therefore is expected to be used in various applications such as power generation and automobiles. In a polymer electrolyte fuel cell, a cell in which an electrolyte membrane electrode assembly (MEA) is sandwiched between separators serves as a power generation unit. The MEA includes a polymer membrane (electrolyte membrane) serving as an electrolyte and a pair of electrodes (fuel electrode and oxygen electrode) disposed on both sides of the electrolyte membrane. The fuel electrode of the cell is supplied with a fuel gas such as hydrogen or hydrocarbon, and the oxygen electrode is supplied with an oxidant gas such as oxygen or air. The electrochemical reaction at the three-phase interface between the supplied gas, electrolyte and electrode. Power is generated by The polymer electrolyte fuel cell is configured by fastening a cell laminate in which the cells are laminated with end plates arranged at both ends in the cell lamination direction.
セル積層体は、電極接触抵抗の低減、および反応ガスや水のシール性確保を目的として、所定の締結荷重が印加された状態で燃料電池に組み付けられる。例えば、特許文献1には、セル積層体を押圧して締結するための燃料電池用セル押圧アセンブリが開示されている。燃料電池用セル押圧アセンブリは、第一プレートと、第二プレートと、これら二枚のプレート間に介装された複数のコイルスプリングと、から構成される。
このような燃料電池用セル押圧アセンブリは、まず第一プレートを水平に配置し、次いで第一プレート上に弾性部材としてコイルスプリングを複数配置し、最後に第二プレートをコイルスプリングの上方から被せることにより、組み立てられる。 In such a cell pressing assembly for a fuel cell, the first plate is first arranged horizontally, then a plurality of coil springs are arranged as elastic members on the first plate, and finally the second plate is covered from above the coil spring. Is assembled.
しかしながら、配置した個々のコイルスプリングの上端は、自重等によりあらゆる方向に傾いてしまう。このため、組み立て時に、コイルスプリングを所定位置に位置決めするのは容易ではない。また、組み立て後においても、搬送時あるいは使用時に、コイルスプリングの位置がずれることも考えられる。 However, the upper ends of the individual coil springs are inclined in all directions due to their own weight and the like. For this reason, it is not easy to position the coil spring at a predetermined position during assembly. In addition, even after assembly, the position of the coil spring may be shifted during transportation or use.
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、組み立てが簡単で、介装された弾性部材の位置ずれが抑制された燃料電池用セル押圧アセンブリを提供することを課題とする。 This invention is made | formed in view of such a situation, and makes it a subject to provide the cell press assembly for fuel cells with which the assembly was easy and the position shift of the interposed elastic member was suppressed.
(1)本発明の燃料電池用セル押圧アセンブリは、外部から荷重が加えられるエンド側部材と、該エンド側部材に対向して配置され、該エンド側部材よりもセル積層体に近接して配置されるセル側部材と、該エンド側部材と該セル側部材との間に介装され、該セル積層体を押圧するための弾性エネルギーを蓄積可能な弾性部材と、を備えてなる燃料電池用セル押圧アセンブリであって、前記エンド側部材および前記セル側部材は、前記弾性部材を保持するよう互いに連結されており、かつ、各々、互いに向かい合う対向面を備え、一対の該対向面のうち少なくとも一方には、該弾性部材を位置決めする位置決め用凸部が配置されていることを特徴とする。 (1) The fuel cell cell pressing assembly according to the present invention is arranged to face the end side member to which a load is applied from the outside, the end side member, and closer to the cell stack than the end side member. A fuel cell comprising: a cell-side member that is formed; and an elastic member that is interposed between the end-side member and the cell-side member and is capable of storing elastic energy for pressing the cell stack. In the cell pressing assembly, the end side member and the cell side member are connected to each other so as to hold the elastic member, and each include an opposing surface, and at least one of the pair of opposing surfaces. On one side, a positioning convex portion for positioning the elastic member is arranged.
本発明の燃料電池用セル押圧アセンブリ(以下、適宜「本発明のセル押圧アセンブリ」と称す。)は、例えば、エンドプレートとセル積層体との間に配置され、エンドプレート側から荷重を加えることによりセル積層体を押圧する。すなわち、本発明のセル押圧アセンブリを燃料電池に組み付けると、エンドプレート側から加えられた荷重により、エンド側部材は弾性部材の弾性力に抗してセル側部材方向に移動する。また、セル側部材は弾性部材によりセル積層体方向に付勢され、セル積層体を押圧する。 The fuel cell cell pressing assembly of the present invention (hereinafter referred to as “the cell pressing assembly of the present invention” as appropriate) is disposed, for example, between the end plate and the cell stack, and applies a load from the end plate side. To press the cell stack. That is, when the cell pressing assembly of the present invention is assembled to the fuel cell, the end side member moves in the direction of the cell side member against the elastic force of the elastic member due to the load applied from the end plate side. Further, the cell side member is urged toward the cell laminate by the elastic member, and presses the cell laminate.
ここで、エンド側部材およびセル側部材の各々の対向面のうち少なくとも一方には、弾性部材を位置決めするための位置決め用凸部が配置されている。よって、本発明のセル押圧アセンブリの組み立て時には、弾性部材の位置決めを容易に行うことができる。例えば、弾性部材として複数のコイルスプリングからなるスプリング群を採用した場合、コイルスプリングの端部が、内周側および外周側のうち少なくとも一方から位置決めされる。このため、コイルスプリングの位置決めを容易に行うことができる。このように、本発明のセル押圧アセンブリによると、弾性部材の組み付けが容易になり、ひいては本発明のセル押圧アセンブリの組み立てが容易になる。 Here, a positioning convex portion for positioning the elastic member is disposed on at least one of the opposing surfaces of the end side member and the cell side member. Therefore, at the time of assembling the cell pressing assembly of the present invention, the elastic member can be easily positioned. For example, when a spring group including a plurality of coil springs is employed as the elastic member, the end of the coil spring is positioned from at least one of the inner peripheral side and the outer peripheral side. For this reason, positioning of a coil spring can be performed easily. As described above, according to the cell pressing assembly of the present invention, the assembly of the elastic member is facilitated, and as a result, the assembly of the cell pressing assembly of the present invention is facilitated.
また、本発明のセル押圧アセンブリの組み立て後においては、位置決め用凸部により弾性部材が保持される。例えば、弾性部材として複数のコイルスプリングからなるスプリング群を採用した場合、コイルスプリングの端部が内周側および外周側のうち少なくとも一方から保持される。このため、搬送時や使用時における弾性部材の位置ずれは抑制される。したがって、本発明のセル押圧アセンブリは、取り扱いが容易である。 In addition, after assembling the cell pressing assembly of the present invention, the elastic member is held by the positioning convex portion. For example, when a spring group composed of a plurality of coil springs is employed as the elastic member, the end of the coil spring is held from at least one of the inner peripheral side and the outer peripheral side. For this reason, the displacement of the elastic member at the time of conveyance or use is suppressed. Therefore, the cell pressing assembly of the present invention is easy to handle.
また、本発明のセル押圧アセンブリにおいて、エンド側部材およびセル側部材は、弾性部材を保持するよう互いに連結されている。このように、セル押圧アセンブリがモジュール化されているため、燃料電池の製造や交換作業を容易に行うことができる。 In the cell pressing assembly of the present invention, the end side member and the cell side member are connected to each other so as to hold the elastic member. Thus, since the cell pressing assembly is modularized, it is possible to easily manufacture and replace the fuel cell.
(2)好ましくは、前記弾性部材は、複数のコイルスプリングからなるスプリング群である構成とするとよい。コイルスプリングは、取り扱い易く、また、セル積層体の膨張、収縮に応じた所望のストローク長さを確保し易い。さらに、複数のコイルスプリングをセルの電極面の全域にわたって適宜配置することで、セル積層体の締結荷重を調整することができる。 (2) Preferably, the elastic member may be a spring group including a plurality of coil springs. The coil spring is easy to handle and it is easy to ensure a desired stroke length according to the expansion and contraction of the cell laminate. Furthermore, the fastening load of the cell stack can be adjusted by appropriately arranging the plurality of coil springs over the entire area of the electrode surface of the cell.
(3)好ましくは、上記(2)の構成において、前記位置決め用凸部は、前記コイルスプリングの端部を内周側から位置決めし、該コイルスプリングの中心軸に近づくように傾斜する傾斜面を備える傾斜凸部である構成とするとよい。本構成において、傾斜凸部の傾斜面は、コイルスプリングの端部内周面をガイドする役割を果たす。すなわち、本発明のセル押圧アセンブリの組み立て時において、コイルスプリングが組み立て後の所定位置に対してずれている場合、傾斜面により、コイルスプリングを所定位置に矯正することができる。また、傾斜面は、コイルスプリングの中心軸に近づくように傾斜している。このため、コイルスプリングが伸縮する際にも、傾斜凸部とコイルスプリングとが干渉し難い。また、コイルスプリングが圧縮されて、コイルスプリングの外径方向への膨らみ、座屈、胴曲がり、倒れ込み等が生じても、コイルスプリングと傾斜凸部との干渉は抑制される。 (3) Preferably, in the configuration of (2), the positioning convex portion has an inclined surface that is positioned so that the end of the coil spring is positioned from the inner peripheral side and approaches the central axis of the coil spring. It is good to set it as the structure which is an inclination convex part with. In this configuration, the inclined surface of the inclined convex portion serves to guide the inner peripheral surface of the end portion of the coil spring. That is, at the time of assembling the cell pressing assembly of the present invention, when the coil spring is displaced from the predetermined position after assembly, the coil spring can be corrected to the predetermined position by the inclined surface. Further, the inclined surface is inclined so as to approach the central axis of the coil spring. For this reason, when the coil spring expands and contracts, the inclined convex portion and the coil spring hardly interfere with each other. Further, even when the coil spring is compressed and the coil spring bulges in the outer diameter direction, buckles, turns, falls, etc., interference between the coil spring and the inclined convex portion is suppressed.
(4)好ましくは、上記(3)の構成において、前記傾斜面は、環状に連なっている環状傾斜面である構成とするとよい。本構成によると、360°の全方向に傾斜面が連なっている。このため、本発明のセル押圧アセンブリを組み立てる際、複数のコイルスプリングの端部が様々な方向にずれていても、当該ずれを、一律に所定位置に矯正することができる。 (4) Preferably, in the configuration of (3) above, the inclined surface may be an annular inclined surface that is continuous in an annular shape. According to this configuration, the inclined surfaces are continuous in all directions of 360 °. For this reason, when assembling the cell pressing assembly of the present invention, even if the ends of the plurality of coil springs are displaced in various directions, the displacement can be uniformly corrected to a predetermined position.
(5)また、好ましくは、上記(3)の構成において、前記傾斜面は、前記中心軸を中心として、互いに所定角度だけ離間して配置された部分傾斜面である構成とするとよい。本構成によると、傾斜凸部を構成する傾斜面は、互いに離間した部分傾斜面からなる。つまり、傾斜凸部の傾斜面は各々離間している。このため、傾斜面の形成、配置が容易になり、ひいては、傾斜凸部の形成、配置が容易になる。 (5) Preferably, in the configuration of the above (3), the inclined surface may be a partially inclined surface arranged with a predetermined angle apart from the central axis. According to this structure, the inclined surface which comprises an inclination convex part consists of a partial inclined surface spaced apart from each other. That is, the inclined surfaces of the inclined convex portions are separated from each other. For this reason, formation and arrangement of the inclined surface are facilitated, and as a result, formation and arrangement of the inclined convex portion are facilitated.
(6)好ましくは、上記(1)の構成において、前記位置決め用凸部は、前記セル側部材の前記対向面に配置されている構成とするとよい。燃料電池では、作動時と停止時との温度変化や、長期間の作動による電解質膜や電極のクリープ等により、セル積層体が膨張、収縮する。当該膨張、収縮は、弾性部材の伸張あるいは収縮、およびそれに伴うセル側部材の傾動により、吸収される。このため、本発明のセル押圧アセンブリの使用時と使用前とで、セル側部材と弾性部材との相対的な配置角度が変わりやすい。この点、本構成のセル側部材には、位置決め用凸部が配置されている。このため、セル側部材と弾性部材との相対的な配置角度が変わっても、弾性部材がセル側部材に対して位置ずれするおそれが小さい。 (6) Preferably, in the configuration of (1), the positioning convex portion may be arranged on the facing surface of the cell side member. In a fuel cell, the cell stack expands and contracts due to temperature changes between operation and stop, and creep of the electrolyte membrane and electrodes due to long-term operation. The expansion or contraction is absorbed by the expansion or contraction of the elastic member and the accompanying tilting of the cell side member. For this reason, the relative arrangement | positioning angle of a cell side member and an elastic member is easy to change at the time of use of the cell press assembly of this invention, and before use. In this regard, the positioning convex portion is arranged on the cell side member of this configuration. For this reason, even if the relative arrangement | positioning angle of a cell side member and an elastic member changes, there is little possibility that an elastic member will shift | deviate with respect to a cell side member.
(7)好ましくは、上記(6)の構成において、前記弾性部材は、複数のコイルスプリングからなるスプリング群であって、前記エンド側部材には、該コイルスプリングを位置決めするために該コイルスプリングの端部が収容される位置決め用凹部が配置されている構成とするとよい。 (7) Preferably, in the configuration of the above (6), the elastic member is a spring group including a plurality of coil springs, and the end side member has a coil spring for positioning the coil spring. It is good to set it as the structure by which the recessed part for positioning in which an edge part is accommodated is arrange | positioned.
エンド側部材には、外部から荷重が加えられるため、高い耐荷重性、剛性が必要となる。このため、エンド側部材の厚さを、セル側部材よりも厚くすることが考えられる。この場合、エンド側部材に、コイルスプリングの端部が収容される位置決め用凹部を配置すれば、エンド側部材を厚くした分の少なくとも一部は、コイルスプリングの収容長さで相殺されることになる。つまり、本構成によると、エンド側部材の厚さを厚くした場合でも、セル押圧アセンブリ自体の厚さが厚くなるのを抑制することができる。したがって、セル押圧アセンブリの小型化が可能となる。 Since a load is applied to the end side member from the outside, high load resistance and rigidity are required. For this reason, it is possible to make the thickness of the end side member thicker than the cell side member. In this case, if a positioning recess for accommodating the end of the coil spring is disposed in the end side member, at least a part of the thickened end side member is offset by the accommodation length of the coil spring. Become. That is, according to this configuration, even when the thickness of the end side member is increased, the cell pressing assembly itself can be prevented from increasing in thickness. Therefore, the cell pressing assembly can be downsized.
また、上述したように、燃料電池では、作動時と停止時との温度変化や、長期間の作動による電解質膜や電極のクリープ等により、セル積層体が膨張、収縮する。セル積層体の膨張、収縮への追従性を向上させるため、コイルスプリングのストローク長さを長くしたい場合がある。この場合、コイルスプリングの端部を上記位置決め用凹部に収容すれば、コイルスプリングの長さを長くしても、セル押圧アセンブリ自体の厚さが厚くなるのを抑制することができる。このように、本構成によると、セル押圧アセンブリ自体、ひいては燃料電池を小型化することが可能となり、自動車等に搭載する場合に有利になる。 Further, as described above, in the fuel cell, the cell stack expands and contracts due to a temperature change between operation and stop, or an electrolyte membrane or electrode creep due to long-term operation. In some cases, the stroke length of the coil spring is desired to be increased in order to improve the followability to expansion and contraction of the cell laminate. In this case, if the end portion of the coil spring is accommodated in the positioning recess, the thickness of the cell pressing assembly itself can be suppressed from increasing even if the length of the coil spring is increased. Thus, according to this configuration, the cell pressing assembly itself, and thus the fuel cell, can be reduced in size, which is advantageous when mounted on an automobile or the like.
(8)好ましくは、上記(1)の構成において、前記位置決め用凸部が配置された前記エンド側部材および前記セル側部材の少なくとも一方は、板状部材から構成され、該位置決め用凸部は、該板状部材の変形により形成されている構成とするとよい。本構成によると、位置決め用凸部を容易に形成することができる。 (8) Preferably, in the configuration of (1), at least one of the end-side member and the cell-side member on which the positioning convex portion is disposed is configured by a plate-like member, and the positioning convex portion is In addition, it may be configured to be formed by deformation of the plate-like member. According to this configuration, the positioning convex portion can be easily formed.
以下、本発明の燃料電池用セル押圧アセンブリの実施形態について説明する。 Hereinafter, an embodiment of a cell pressing assembly for a fuel cell according to the present invention will be described.
〈第一実施形態〉
まず、本実施形態の燃料電池用セル押圧アセンブリが組み付けられた燃料電池の構成について説明する。図1に、本実施形態の燃料電池用セル押圧アセンブリが組み付けられた固体高分子型燃料電池の側面図を示す。
<First embodiment>
First, the configuration of the fuel cell in which the cell battery pressure assembly of this embodiment is assembled will be described. FIG. 1 shows a side view of a polymer electrolyte fuel cell in which the cell pressing assembly for a fuel cell of this embodiment is assembled.
図1に示すように、固体高分子型燃料電池9は、燃料電池用セル押圧アセンブリ(以下、適宜「セル押圧アセンブリ」と略称する。)1と、セル積層体8と、一対の絶縁プレート91a、91bと、一対のターミナルプレート92a、92bと、一対のエンドプレート90a、90bと、一対の拘束プレート93a、93bと、一対のテンションプレート94a、94bと、一対のアジャストロッド6a、6bとを備えている。
As shown in FIG. 1, the polymer
一対のエンドプレート90a、90bは、各々、アルミニウム合金製であって矩形板状を呈している。一対のエンドプレート90a、90bは、後述するセル積層体8の積層方向に所定間隔だけ離間して、略平行に対向配置されている。また、エンドプレート90aには、所定間隔だけ離間して、一対のアジャストロッド貫通孔900a、900b(説明の便宜上、図1において断面で示す。)が穿設されている。アジャストロッド貫通孔900a、900bの内周面には、各々、ねじ溝(図略)が形成されている。
Each of the pair of
一対のテンションプレート94a、94bは、各々、アルミニウム合金製であって矩形板状を呈している。一対のテンションプレート94a、94bは、セル積層体8の積層方向に対して直交する方向に所定間隔だけ離間して、略平行に対向配置されている。これら一対のテンションプレート94a、94bと、一対のエンドプレート90a、90bとは、矩形枠状に連結されている。
Each of the pair of
セル押圧アセンブリ1、セル積層体8、一対の絶縁プレート91a、91b、一対のターミナルプレート92a、92b、一対の拘束プレート93a、93b、一対のアジャストロッド6a、6bは、当該矩形枠内に収容されている。
The cell
セル積層体8は、多数のセル80が積層され形成されている。セル80は、MEA(図略)がセパレータ(図略)で挟持され形成されている。セル80は、薄板状を呈している。
The
一対のターミナルプレート92a、92bは、各々、銅製であって矩形板状を呈している。ターミナルプレート92aは、セル積層体8の積層方向両側のうち、エンドプレート90a側に配置されている。一方、ターミナルプレート92bは、エンドプレート90b側に配置されている。
Each of the pair of
一対の絶縁プレート91a、91bは、各々、絶縁樹脂製であって矩形板状を呈している。絶縁プレート91aは、ターミナルプレート92aの積層方向(セル積層体8の積層方向)外側に配置されている。一方、絶縁プレート91bは、ターミナルプレート92bの積層方向外側であって、かつエンドプレート90bの積層方向内側に配置されている。言い換えると、絶縁プレート91bは、ターミナルプレート92bとエンドプレート90bとの間に介装されている。
Each of the pair of insulating
一対の拘束プレート93a、93bは、各々、ウレタンフォーム製であって矩形板状を呈している。一対の拘束プレート93a、93bは、セル積層体8の積層方向に沿って、セル積層体8の両側面に配置されている。拘束プレート93aは、テンションプレート94aとセル積層体8との間に介装されている。一方、拘束プレート93bは、テンションプレート94bとセル積層体8との間に介装されている。
Each of the pair of
アジャストロッド6a、6bは、鋼製であって丸棒状を呈している。アジャストロッド6a、6bの外周面には、ねじ山が形成されている。アジャストロッド6aは、アジャストロッド貫通孔900aに挿入されている。アジャストロッド6aのねじ山は、アジャストロッド貫通孔900aのねじ溝と、螺合している。アジャストロッド6aを回動させることにより、アジャストロッド6aのねじ込み量Lを調整することができる。同様に、アジャストロッド6bは、アジャストロッド貫通孔900bに挿入されている。アジャストロッド6bのねじ山は、アジャストロッド貫通孔900bのねじ溝と、螺合している。アジャストロッド6bを回動させることにより、アジャストロッド6bのねじ込み量Lを調整することができる。
The adjusting rods 6a and 6b are made of steel and have a round bar shape. Screw threads are formed on the outer peripheral surfaces of the adjusting rods 6a and 6b. The adjusting rod 6a is inserted into the adjusting rod through hole 900a. The thread of the adjusting rod 6a is screwed with the thread groove of the adjusting rod through hole 900a. By turning the adjusting rod 6a, the screwing amount L of the adjusting rod 6a can be adjusted. Similarly, the adjustment rod 6b is inserted into the adjustment rod through
セル押圧アセンブリ1は、エンドプレート90aと絶縁プレート91aとの間に介装されている。また、セル押圧アセンブリ1は、アジャストロッド6a、6bのねじ込み量Lだけ、エンドプレート90aから離間している。
The cell
次に、本実施形態の燃料電池用セル押圧アセンブリの構成について説明する。図2に、同セル押圧アセンブリの斜視分解図を示す。図3に、同セル押圧アセンブリの斜視合体図を示す。図4に、図3のIII−III方向断面図を示す。なお、図3、図4に示すのは、セル押圧アセンブリを組み立てた後、固体高分子型燃料電池に組み付ける前の状態である。図2〜図4に示すように、セル押圧アセンブリ1は、エンド側部材2と、セル側部材4と、スプリング群3とを備えている。
Next, the configuration of the fuel cell cell pressing assembly of this embodiment will be described. FIG. 2 shows a perspective exploded view of the cell pressing assembly. FIG. 3 shows a perspective combined view of the cell pressing assembly. FIG. 4 shows a cross-sectional view in the III-III direction of FIG. 3 and 4 show a state before assembling the cell pressing assembly and then assembling the polymer electrolyte fuel cell. As shown in FIGS. 2 to 4, the
スプリング群3は、多数のばね鋼製のコイルスプリング30から構成されている。多数のコイルスプリング30は、規則的に配列されている。固体高分子型燃料電池9への組み付け前においては、コイルスプリング30は略自然長状態である。
The
エンド側部材2は、アルミニウム合金製であって矩形板状を呈している。エンド側部材2は、スプリング群3の上方(前出図1におけるエンドプレート90a方向。図2〜図10における上下方向は、前出図1のセル積層体8の積層方向に対応している。)に配置されている。エンド側部材2の下面、すなわち、セル側部材4と向かい合う対向面(エンド側対向面)26には、エンド側凹部22が多数形成されている。エンド側凹部22は、多数のコイルスプリング30の一つ一つに対応するよう形成されている。よって、一つのエンド側凹部22には、一つのコイルスプリング30が収容されている。エンド側凹部22には、コイルスプリング30の上端が収容されている。エンド側凹部22は、本発明の位置決め用凹部に含まれる。
The
一方、エンド側部材2の上面には、一対のロッド受け部材28a、28bが配置されている。ロッド受け部材28a、28bは、各々、鋼製であって、中央がやや盛り上がった円板状を呈している。ロッド受け部材28a、28bは、エンド側部材2の上面に、スクリューにより固定されている。ロッド受け部材28aには前出図1のアジャストロッド6aが、ロッド受け部材28bには前出図1のアジャストロッド6bが、各々当接する。
On the other hand, a pair of
エンド側部材2の対向する一対の短辺付近には、各々二つずつガイドロッド貫通孔21が穿設されている。つまり、ガイドロッド貫通孔21は、合計四つ配置されている。ガイドロッド貫通孔21は、上方から下方に向かって縮径する段付き円柱状を呈している。当該段差は、後述するガイドロッド43頭部の抜け止めとして機能する。
Two guide rod through
セル側部材4は、位置決め部材4aと補強部材4bとからなる。位置決め部材4aは、スプリング群3の下方に配置されている。補強部材4bは、位置決め部材4aの下方に配置されている。なお、補強部材4bの下方には、前出図1の絶縁プレート91aが配置されている。
The
補強部材4bは、アルミニウム合金製であって矩形板状を呈している。補強部材4bの対向する一対の短辺付近には、各々二つずつガイドロッド固定孔42bが穿設されている。つまり、ガイドロッド固定孔42bは、合計四つ配置されている。ガイドロッド固定孔42bの内周面には、ねじ溝(図略)が形成されている。補強部材4bには、合計四本のガイドロッド43が螺着されている。ガイドロッド43については、後で詳しく説明する。また、補強部材4b上面の対向する一対の長辺付近の上面には、各々三つずつボルト固定凹部41bが凹設されている。つまり、ボルト固定凹部41bは、合計六つ配置されている。
The reinforcing member 4b is made of an aluminum alloy and has a rectangular plate shape. Two guide rod fixing holes 42b are formed in the vicinity of a pair of opposing short sides of the reinforcing member 4b. That is, a total of four guide rod fixing holes 42b are arranged. A thread groove (not shown) is formed on the inner peripheral surface of the guide rod fixing hole 42b. A total of four
位置決め部材4aは、アルミニウム合金製であって矩形薄板状を呈している。位置決め部材4aは、スプリング群3の下方に配置されている。位置決め部材4aの上面、すなわち、エンド側部材2と向かい合う対向面(以下、「セル側対向面」と称す。)46には、傾斜凸部40aが、多数、規則的に形成されている。傾斜凸部40aは、多数のコイルスプリング30の一つ一つに対応するよう形成されている。一つのコイルスプリング30の下端には、一つの傾斜凸部40aが収容されている。個々の傾斜凸部40aは、上述したエンド側凹部22と、それぞれ上下方向に対向している。傾斜凸部40aの形状等については、後に詳しく説明する。
The positioning
位置決め部材4aの対向する一対の長辺付近には、各々三つずつボルト貫通孔41aが穿設されている。つまり、ボルト貫通孔41aは、合計六つ配置されている。ボルト45は、ボルト貫通孔41aを貫通し、ボルト固定凹部41bに螺着されている。すなわち、ボルト45により、位置決め部材4aは補強部材4bに固定されている。
Three bolt through holes 41a are formed in the vicinity of the pair of long sides facing the positioning
位置決め部材4aの対向する一対の短辺付近には、各々二つずつナット締結孔42aが穿設されている。つまり、ナット締結孔42aは、合計四つ配置されている。前述したように、補強部材4bには、ガイドロッド43が螺着されている。ガイドロッド43は、各々、鋼製であってボルト状を呈している。ガイドロッド43は、六角穴付きの頭部を有している。ガイドロッド43の下部外周面には、ねじ山が形成されている。ガイドロッド43の下端は、上方から下方に向かって、エンド側部材2のガイドロッド貫通孔21を貫通し、位置決め部材4aのナット締結孔42aを貫通し、補強部材4bのガイドロッド固定孔42bに固定されている。具体的には、ガイドロッド43のねじ山とガイドロッド固定孔42bのねじ溝とが螺着することにより、ガイドロッド43の下端はガイドロッド固定孔42bに収容され固定されている。また、ガイドロッド43外周面のナット締結孔42a上方部分には、ナット44が螺着されている。ナット44は、ガイドロッド固定孔42bに対するガイドロッド43下端のねじ込み量を規制している。ガイドロッド43頭部は、エンド側部材2のガイドロッド貫通孔21の段差上方に配置されている。ガイドロッド43頭部が当該段差に引っかかることにより、エンド側部材2とセル側部材4との分離が抑制されている。ガイドロッド43頭部は、エンド側部材2とセル側部材4とが接近することにより、ガイドロッド貫通孔21から上方へ突出可能である。
Two nut fastening holes 42a are formed in the vicinity of a pair of opposing short sides of the
セル押圧アセンブリ1が固体高分子型燃料電池9に組み付けられた状態(前出図1参照。)では、アジャストロッド6a、6bからの押圧により、エンド側部材2は、スプリング群3の弾性力に抗しながら、セル側部材4方向に移動する。セル側部材4はスプリング群3によりセル積層体8方向に付勢され、セル積層体8を押圧する。これより、エンド側部材2とセル側部材4との間隔は、組み付け前よりも狭くなる。このように、エンド側部材2およびセル側部材4は、互いに近接可能に、かつ、スプリング群3に弾性力が生じるように連結されている。
In a state in which the
次に、傾斜凸部40aの構成について詳しく説明する。図5に、本実施形態のセル押圧アセンブリのセル側部材の傾斜凸部の斜視拡大図を示す。図6に、図4中、点線枠IV内の拡大図を示す。図5、図6に示すように、傾斜凸部40aは、一対の傾斜爪400aを備えている。一対の傾斜爪400aは、コイルスプリング30下端の内周側に収容されている。傾斜爪400aは、矩形板状を呈している。傾斜爪400aは、位置決め部材4aと一体に形成されている。一対の傾斜爪400aは、コイルスプリング30の中心軸Oを中心に、略180°対向して配置されている。一対の傾斜爪400aは、セル側対向面46から、互いに近づきながら、上方に突出している。言い換えると、一対の傾斜爪400aは、中心軸Oに近づくように、「八」字状に上方に突出している。一対の傾斜爪400aの外面には、それぞれ部分傾斜面401aが配置されている。コイルスプリング30下端は、セル側対向面46上の部分傾斜面401aに連なる部分(傾斜爪400aの根本部分)に、当接している。
Next, the configuration of the inclined convex portion 40a will be described in detail. FIG. 5 is an enlarged perspective view of the inclined convex portion of the cell side member of the cell pressing assembly of the present embodiment. FIG. 6 shows an enlarged view inside the dotted line frame IV in FIG. As shown in FIGS. 5 and 6, the inclined convex portion 40 a includes a pair of inclined claws 400 a. The pair of inclined claws 400 a are accommodated on the inner peripheral side of the lower end of the
次に、本実施形態の燃料電池用セル押圧アセンブリの組み立て方法について簡単に説明する。本実施形態の燃料電池用セル押圧アセンブリの組み立て方法は、エンド側部材配置工程と、スプリング群配置工程と、セル側部材配置工程と、を有している。 Next, a method for assembling the fuel cell cell pressing assembly of this embodiment will be briefly described. The method for assembling the fuel cell cell pressing assembly of the present embodiment includes an end side member arranging step, a spring group arranging step, and a cell side member arranging step.
エンド側部材配置工程においては、エンド側部材2を、エンド側凹部22が上を向くように、水平状態に配置する。スプリング群配置工程においては、スプリング群3をエンド側部材の上に立設する。この際、エンド側部材2のエンド側凹部22に、コイルスプリング30の下端(前出図4の上端に相当)を収容する。セル側部材配置工程においては、セル側部材4を、スプリング群3の上方に配置する。この際、セル側部材4の傾斜凸部40aは、コイルスプリング30の上端(前出図4の下端に相当)の内周側に、相対的に収容される。このようにして、本実施形態のセル押圧アセンブリ1は組み立てられる。
In the end side member arranging step, the
次に、本実施形態の燃料電池用セル押圧アセンブリの作用効果について説明する。本実施形態のセル押圧アセンブリ1によると、セル押圧アセンブリ1を組み立てる際、コイルスプリング30の位置決めを容易に行うことができる。
Next, the effect of the fuel cell cell pressing assembly of this embodiment will be described. According to the
すなわち、エンド側部材2には、エンド側凹部22が配置されている。このため、上記エンド側部材配置工程において、コイルスプリング30の下端(前出図4の上端に相当)の位置決めを容易に行うことができる。
That is, the end-side
また、セル側部材4の位置決め部材4aには、傾斜凸部40aが配置されている。このため、上記セル側部材配置工程において、コイルスプリング30の上端(前出図4の下端に相当)の位置決めを容易に行うことができる。詳しく説明すると、スプリング群配置工程直後において、コイルスプリング30の上端が、例えば自重等により傾いていても(略垂直に立設されていなくても)、傾斜爪400aの部分傾斜面401aがコイルスプリング30上端内周面と摺接することにより(つまり部分傾斜面401aがコイルスプリング30上端内周面をガイドすることにより)、傾斜したコイルスプリング30上端を略垂直状態に矯正することができる。このため、コイルスプリング30の上端(前出図4の下端に相当)の位置決めを容易に行うことができる。このように、本実施形態のセル押圧アセンブリ1によると、セル押圧アセンブリ1を簡単に組み立てることができる。
Further, an inclined convex portion 40 a is arranged on the
また、セル押圧アセンブリ1の組み立て後においては、コイルスプリング30の上端は、外周側からエンド側凹部22により保持されている。並びに、コイルスプリング30の下端は、内周側から傾斜凸部40aにより保持されている。つまり、コイルスプリング30は、上下方向に離間した二つの部分で保持されている。したがって、搬送時、使用時におけるコイルスプリング30のずれを抑制することができる。
Further, after the
また、本実施形態のセル押圧アセンブリ1によると、一対のエンド側凹部22、傾斜凸部40aに対して、一つのコイルスプリング30が保持されている。このため、コイルスプリング30を多数配置する場合でも、個々のコイルスプリング30を互いに干渉することなく位置決めすることができる。したがって、セル押圧アセンブリ1の組み立て時においては、コイルスプリング30の位置決めを、より容易に行うことができる。また、組み立て後においても、コイルスプリング30の位置ずれが、さらに抑制される。
Further, according to the
また、本実施形態のセル押圧アセンブリ1によると、エンド側凹部22は円柱状を呈している。そして、エンド側凹部22の内径は、コイルスプリング30の外径と略同じである。このため、エンド側凹部22にコイルスプリング30を安定して配置することができる。また、エンド側凹部22の形状は単純である。このため、エンド側凹部22の形成は容易である。
Moreover, according to the
また、本実施形態のセル押圧アセンブリ1によると、傾斜凸部40aは、一対の傾斜爪400aから構成されている。一対の傾斜爪400aは、まず位置決め部材4aにH字状の孔を穿設し(前出図5参照)、次いで孔縁の傾斜爪400a相当部分をセル側対向面46から立ち上がらせることにより形成される。このように、板状の位置決め部材4aを変形するだけで、傾斜凸部40aを容易に形成することができる。
Moreover, according to the
また、本実施形態のセル押圧アセンブリ1によると、エンド側部材2に形成されたエンド側凹部22と、セル側部材4に形成された傾斜凸部40aと、により、コイルスプリング30の位置決めを行うことができる。このため、コイルスプリング30の位置決め用に、別途ガイド部材等を配置する必要性は少ない。よって、部品点数を削減することができる。
Further, according to the
また、本実施形態のセル押圧アセンブリ1によると、コイルスプリング30の上端がエンド側凹部22に収容されるため、同じ長さのコイルスプリング30を持ち、かつエンド側凹部22を持たないセル押圧アセンブリと比較して、コイルスプリング30の収容長さの分だけセル押圧アセンブリ1の厚さ(前出図1におけるセル積層体8の積層方向の厚さ)を薄くすることができる。よって、エンド側部材2やセル側部材4の板厚が厚い場合でも、セル押圧アセンブリ1を小型化することができる。
Further, according to the
また、本実施形態のセル押圧アセンブリ1では、エンド側部材2、セル側部材4等、アルミニウム合金製の部材を多用している。よって、セル押圧アセンブリ1、ひいては固体高分子型燃料電池9の軽量化を図ることができる。また、弾性部材として、多数のコイルスプリング30からなるスプリング群3を採用しているため、取り扱いが容易で、セル積層体8の膨張、収縮に応じた所望のストローク長さを確保し易い。さらに、本実施形態のセル押圧アセンブリ1は、スプリング群3に弾性力が生じるよう互いに連結されたエンド側部材2、セル側部材4により、モジュール化されている。このため、固体高分子型燃料電池9の製造や交換作業を容易に行うことができる。
In the
〈第二実施形態〉
本実施形態と第一実施形態との相違点は、円錐状の傾斜凸部がセル側対向面に配置されている点である。したがって、ここでは相違点についてのみ説明する。図7に、本実施形態のセル押圧アセンブリのセル側部材の傾斜凸部の斜視拡大図を示す。なお、図5と対応する部位については同じ符号で示す。図8に、同セル押圧アセンブリの部分断面拡大図を示す。図8は、図6と対応している。図8において、図6と対応する部位については同じ符号で示す。
<Second embodiment>
The difference between this embodiment and 1st embodiment is a point by which the cone-shaped inclination convex part is arrange | positioned at the cell side opposing surface. Therefore, only the differences will be described here. FIG. 7 is an enlarged perspective view of the inclined convex portion of the cell side member of the cell pressing assembly of the present embodiment. In addition, about the site | part corresponding to FIG. 5, it shows with the same code | symbol. FIG. 8 shows an enlarged partial cross-sectional view of the cell pressing assembly. FIG. 8 corresponds to FIG. 8, parts corresponding to those in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals.
図7、図8に示すように、傾斜凸部40aは、上方に向かって縮径する円錐状を呈している。傾斜凸部40aの側面には、テーパ状の環状傾斜面402aが配置されている。環状傾斜面402aは、傾斜凸部40aの全周にわたり配置されている。コイルスプリング30下端内径は、傾斜凸部40aの底部外径と、略同じである。位置決め部材4aは、鋳造により作製される。傾斜凸部40aは、当該鋳造時に同時に形成される。
As shown in FIGS. 7 and 8, the inclined convex portion 40a has a conical shape whose diameter is reduced upward. A tapered annular inclined surface 402a is disposed on the side surface of the inclined convex portion 40a. The annular inclined surface 402a is disposed over the entire circumference of the inclined convex portion 40a. The inner diameter of the lower end of the
本実施形態のセル押圧アセンブリは、第一実施形態のセル押圧アセンブリと同様の作用効果を有する。また、本実施形態のセル押圧アセンブリの傾斜凸部40aには、360°連なる環状傾斜面402aが配置されている。このため、セル押圧アセンブリ組み立ての際(例えば、第一実施形態のセル側部材配置工程の際)、多数のコイルスプリング30の上端が様々な方向に傾斜していても、当該傾斜を、一律に略垂直状態に矯正することができる。また、傾斜凸部40aは、位置決め部材4aの鋳造時に同時に形成される。このように、板状の位置決め部材4aの変形により、傾斜凸部40aを比較的容易に形成することができる。
The cell pressing assembly of the present embodiment has the same operational effects as the cell pressing assembly of the first embodiment. Further, the inclined convex portion 40a of the cell pressing assembly of the present embodiment is provided with an annular inclined surface 402a that is continuous by 360 °. For this reason, even when the upper ends of the
〈第三実施形態〉
本実施形態と第一実施形態との相違点は、リング状の傾斜凸部がセル側対向面に配置されている点である。したがって、ここでは相違点についてのみ説明する。図9に、本実施形態のセル押圧アセンブリのセル側部材の傾斜凸部の斜視拡大図を示す。なお、図5と対応する部位については同じ符号で示す。図10に、同セル押圧アセンブリの部分断面拡大図を示す。図10は、図6と対応している。図10において、図6と対応する部位については同じ符号で示す。
<Third embodiment>
The difference between this embodiment and 1st embodiment is a point by which the ring-shaped inclination convex part is arrange | positioned at the cell side opposing surface. Therefore, only the differences will be described here. FIG. 9 is an enlarged perspective view of the inclined convex portion of the cell side member of the cell pressing assembly of the present embodiment. In addition, about the site | part corresponding to FIG. 5, it shows with the same code | symbol. FIG. 10 shows an enlarged partial cross-sectional view of the cell pressing assembly. FIG. 10 corresponds to FIG. 10, parts corresponding to those in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals.
図9、図10に示すように、傾斜凸部40aは、略真円のリング状を呈している。傾斜凸部40aの外周面には、環状傾斜面403aが配置されている。環状傾斜面403aは、傾斜凸部40aの外周面全周にわたり配置されている。また、環状傾斜面403aは、コイルスプリング30の中心軸Oに近づくように、傾斜している。つまり、環状傾斜面403aは、上方に向かって縮径するテーパ状を呈している。コイルスプリング30下端内径は、傾斜凸部40aの底部外径と、略同じである。傾斜凸部40aは、位置決め部材4aの下面側から、パンチ(図略)で型押しすることにより、形成される(このため、図10に示すように、位置決め部材4aは、傾斜凸部40a配置部分だけ上方に突出、湾曲している。)。
As shown in FIGS. 9 and 10, the inclined convex portion 40 a has a substantially perfect ring shape. An annular inclined surface 403a is disposed on the outer peripheral surface of the inclined convex portion 40a. The annular inclined surface 403a is disposed over the entire outer peripheral surface of the inclined convex portion 40a. Further, the annular inclined surface 403 a is inclined so as to approach the central axis O of the
本実施形態のセル押圧アセンブリは、第一実施形態のセル押圧アセンブリと同様の作用効果を有する。また、本実施形態のセル押圧アセンブリの傾斜凸部40aには、360°連なる環状傾斜面403aが配置されている。このため、セル押圧アセンブリ組み立ての際(例えば、第一実施形態のセル側部材配置工程の際)、多数のコイルスプリング30の上端が様々な方向に傾斜していても、当該傾斜を、一律に略垂直状態に矯正することができる。また、傾斜凸部40aは、型押しにより形成される。このため、板状の位置決め部材4aの変形により、多数の傾斜凸部40aを一度に形成することができる。
The cell pressing assembly of the present embodiment has the same operational effects as the cell pressing assembly of the first embodiment. Further, the inclined convex portion 40a of the cell pressing assembly according to the present embodiment is provided with an annular inclined surface 403a continuous with 360 °. For this reason, even when the upper ends of the
〈第四実施形態〉
本実施形態と第三実施形態との相違点は、リング状凸部がコイルスプリングの外周側に配置されている点である。したがって、ここでは相違点についてのみ説明する。図11に、本実施形態のセル押圧アセンブリの部分断面拡大図を示す。図11は、図10と対応している。図11において、図10と対応する部位については同じ符号で示す。また、図11では、前出図3のIII−III断面より紙面奥側のコイルスプリング30を省略して示す。
<Fourth embodiment>
The difference between this embodiment and 3rd embodiment is a point by which the ring-shaped convex part is arrange | positioned at the outer peripheral side of a coil spring. Therefore, only the differences will be described here. In FIG. 11, the fragmentary sectional enlarged view of the cell press assembly of this embodiment is shown. FIG. 11 corresponds to FIG. 11, parts corresponding to those in FIG. 10 are denoted by the same reference numerals. In FIG. 11, the
図11に示すように、リング状凸部47aは、略真円のリング状を呈している。リング状凸部47aの内周面には内周側傾斜面470aが配置されている。コイルスプリング30下端外径は、リング状凸部47aの底部内径と、略同じである。リング状凸部47aは、位置決め部材4aの下面側から、パンチ(図略)で型押しすることにより、形成される(このため、図11に示すように、位置決め部材4aは、リング状凸部47a配置部分だけ上方に突出、湾曲している。)。
As shown in FIG. 11, the ring-shaped convex part 47a has a substantially perfect ring shape. An inner peripheral inclined surface 470a is disposed on the inner peripheral surface of the ring-shaped convex portion 47a. The outer diameter of the lower end of the
本実施形態のセル押圧アセンブリは、第一実施形態のセル押圧アセンブリと同様の作用効果を有する。詳しく説明すると、第一実施形態のスプリング群配置工程直後において、コイルスプリング30の上端が、例えば自重等により傾いていても(略垂直に立設されていなくても)、リング状凸部47aの内周側傾斜面470aがコイルスプリング30上端外周面と摺接することにより(つまり内周側傾斜面470aがコイルスプリング30上端外周面をガイドすることにより)、傾斜したコイルスプリング30上端を略垂直状態に矯正することができる。このため、コイルスプリング30上端(前出図4の下端に相当)の位置決めを容易に行うことができる。このように、本実施形態のセル押圧アセンブリによると、セル押圧アセンブリを簡単に組み立てることができる。
The cell pressing assembly of the present embodiment has the same operational effects as the cell pressing assembly of the first embodiment. More specifically, immediately after the spring group arranging step of the first embodiment, even if the upper end of the
また、セル押圧アセンブリの組み立て後においては、コイルスプリング30の上端は、外周側からエンド側凹部22により保持されている。並びに、コイルスプリング30の下端は、外周側からリング状凸部47aにより保持されている。つまり、コイルスプリング30は、上下方向に離間した二つの部分で保持されている。したがって、搬送時、使用時におけるコイルスプリング30のずれを抑制することができる。
Further, after the cell pressing assembly is assembled, the upper end of the
また、本実施形態のセル押圧アセンブリのリング状凸部47aには、360°連なる内周側傾斜面470aが配置されている。このため、セル押圧アセンブリ組み立ての際(例えば、第一実施形態のセル側部材配置工程の際)、多数のコイルスプリング30の上端が様々な方向に傾斜していても、当該傾斜を、一律に略垂直状態に矯正することができる。また、リング状凸部47aは、型押しにより形成される。このため、多数のリング状凸部47aを一度に形成することができる。
Moreover, the inner peripheral side inclined surface 470a which continues 360 degrees is arrange | positioned at the ring-shaped convex part 47a of the cell press assembly of this embodiment. For this reason, even when the upper ends of the
〈第五実施形態〉
本実施形態と第二実施形態との相違点は、傾斜凸部の形状、すなわち、傾斜凸部を円錐部と円柱部とを組み合わせて構成した点である。したがって、ここでは相違点についてのみ説明する。図12に、本実施形態のセル押圧アセンブリのセル側部材の傾斜凸部の斜視拡大図を示す。なお、図7と対応する部位については同じ符号で示す。
<Fifth embodiment>
The difference between this embodiment and the second embodiment is that the shape of the inclined convex portion, that is, the inclined convex portion is configured by combining a conical portion and a cylindrical portion. Therefore, only the differences will be described here. FIG. 12 is an enlarged perspective view of the inclined convex portion of the cell side member of the cell pressing assembly of the present embodiment. In addition, about the site | part corresponding to FIG. 7, it shows with the same code | symbol.
図12に示すように、傾斜凸部40aは、円錐部404aと円柱部405aとからなる。円錐部404aは、上方に向かって縮径している。円錐部404aの側面には、テーパ状の環状傾斜面402aが配置されている。環状傾斜面402aは、円錐部404aの全周にわたり配置されている。円柱部405aは、円錐部404aの下方に配置されている。コイルスプリング30下端内径は、傾斜凸部40aの底部(円柱部405aの)外径と、略同じである。
As shown in FIG. 12, the inclined convex portion 40a includes a conical portion 404a and a cylindrical portion 405a. The conical portion 404a is reduced in diameter toward the upper side. A tapered annular inclined surface 402a is disposed on the side surface of the conical portion 404a. The annular inclined surface 402a is disposed over the entire circumference of the conical portion 404a. The cylindrical portion 405a is disposed below the conical portion 404a. The inner diameter of the lower end of the
本実施形態のセル押圧アセンブリは、第二実施形態のセル押圧アセンブリと同様の作用効果を有する。また、本実施形態のセル押圧アセンブリの傾斜凸部40aは、コイルスプリング30の中心軸O方向に立設する円柱部405aを持つ。このため、セル押圧アセンブリ組み立ての際(例えば、第一実施形態のセル側部材配置工程の際)、多数のコイルスプリング30の上端が様々な方向に傾斜していても、主に円柱部405aの側面がコイルスプリング30上端外周面と摺接することにより(つまり、円柱部405aの側面がコイルスプリング30上端外周面をガイドすることにより)、傾斜したコイルスプリング30上端を略垂直状態に矯正することができる。このため、コイルスプリング30の上端(前出図4の下端に相当)の位置決めをより確実に行うことができる。
The cell pressing assembly of the present embodiment has the same effects as the cell pressing assembly of the second embodiment. Further, the inclined convex portion 40 a of the cell pressing assembly of the present embodiment has a cylindrical portion 405 a that stands up in the direction of the central axis O of the
〈その他〉
以上、本発明の燃料電池用セル押圧アセンブリの実施の形態について説明した。しかしながら、本発明の燃料電池用セル押圧アセンブリは、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、当業者が行い得る変更、改良等を施した種々の形態にて実施することができる。
<Others>
The embodiments of the fuel cell cell pressing assembly of the present invention have been described above. However, the fuel cell cell pressing assembly according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified and improved by those skilled in the art without departing from the gist of the present invention. Can be implemented.
例えば、上記実施形態では、セル側部材に位置決め用凸部(傾斜凸部)を配置した。しかし、位置決め用凸部は、エンド側部材に形成してもよい。また、セル側部材、エンド側部材の両部材に形成してもよい。また、位置決め用凸部の形状、大きさ、コイルスプリンングに対する配置の仕方(内周側あるいは外周側等)は、特に限定されるものではない。例えば、コイルスプリングの内周側および外周側に位置決め用凸部を配置してもよい。傾斜凸部としては、例えば、部分円錐状、角錐状、部分角錐状、円柱状、角柱状、部分真球状、部分楕円球状等の形状を採用することができる。上記第二実施形態の円錐状の傾斜凸部に替えて、角錐状や部分角錐状の傾斜凸部を採用した場合には、その底部対角線の最大長さをコイルスプリングの端部内径と略同じにすることが望ましい。 For example, in the said embodiment, the convex part for positioning (inclination convex part) was arrange | positioned to the cell side member. However, the positioning convex portion may be formed on the end side member. Moreover, you may form in both the members of a cell side member and an end side member. Further, the shape and size of the positioning convex portion and the arrangement method (inner peripheral side or outer peripheral side, etc.) with respect to coil springing are not particularly limited. For example, positioning convex portions may be arranged on the inner peripheral side and the outer peripheral side of the coil spring. As the inclined convex portion, for example, a partial cone shape, a pyramid shape, a partial pyramid shape, a cylindrical shape, a prism shape, a partial spherical shape, a partial elliptic spherical shape, or the like can be adopted. When a pyramidal or partial pyramidal inclined convex portion is adopted instead of the conical inclined convex portion of the second embodiment, the maximum length of the bottom diagonal line is substantially the same as the inner diameter of the end of the coil spring. It is desirable to make it.
また、上記実施形態では、セル側部材を位置決め部材と補強部材とからなる二部材構成とした。位置決め部材、補強部材の材質は、特に限定されるものではなく、アルミニウム合金の他、鉄鋼、ステンレス鋼等の種々の材料を採用することができる。一方、セル側部材を単一の部材により構成してもよい。こうすると、部品点数が少なくなる。 Moreover, in the said embodiment, the cell side member was made into the 2 member structure which consists of a positioning member and a reinforcement member. The material of the positioning member and the reinforcing member is not particularly limited, and various materials such as steel and stainless steel can be adopted in addition to the aluminum alloy. On the other hand, you may comprise a cell side member by a single member. This reduces the number of parts.
また、上記実施形態では、位置決め用凹部(エンド側凹部)をコイルスプリングと一対一で対応するよう形成した。しかし、位置決め用凹部の数や配置は、特に限定されるものではない。つまり、位置決め用凹部は、コイルスプリングと一対一で対応していなくてもよい。例えば、コイルスプリングの数本を、一つの位置決め用凹部にまとめて収容してもよい。こうすると、位置決め用凹部を形成するエンド側部材等の形状が簡単になる。 Moreover, in the said embodiment, the recessed part for positioning (end side recessed part) was formed so that it might correspond to a coil spring on a one-to-one basis. However, the number and arrangement of the positioning recesses are not particularly limited. That is, the positioning recess does not have to correspond one-to-one with the coil spring. For example, several coil springs may be accommodated together in one positioning recess. If it carries out like this, the shape of the end side member etc. which form the recessed part for positioning will become easy.
また、上記実施形態では、弾性部材として、多数のコイルスプリングからなるスプリング群を採用した。しかし、弾性部材の種類は、特に限定されるものではない。例えば、皿ばね、低弾発性スポンジ、ゴム、弾性樹脂等を採用してもよい。また、スプリング群を構成するコイルスプリングの数、配置の仕方、材質、大きさ等も特に限定されるものではない。セル積層体に対して設定された締結荷重、コイルスプリングの荷重特性等に応じて、コイルスプリングの数、配置、材質、大きさ等を適宜決定すればよい。例えば、コイルスプリングの材質としては、ばね鋼の他、ステンレス鋼、チタン等が挙げられる。なお、本発明のセル押圧アセンブリによると、コイルスプリングの数の多少によらず、コイルスプリングの位置決めを容易に行うことができる。よって、特にコイルスプリングの配置数が多い(例えば100個以上)セル押圧アセンブリに用いるのに適している。 Moreover, in the said embodiment, the spring group which consists of many coil springs as an elastic member was employ | adopted. However, the type of elastic member is not particularly limited. For example, a disc spring, a low elasticity sponge, rubber, elastic resin, or the like may be employed. Further, the number, arrangement, material, size, and the like of the coil springs constituting the spring group are not particularly limited. The number, arrangement, material, size, and the like of the coil springs may be appropriately determined according to the fastening load set for the cell stack, the load characteristics of the coil springs, and the like. For example, examples of the material of the coil spring include stainless steel, titanium and the like in addition to spring steel. According to the cell pressing assembly of the present invention, the coil spring can be easily positioned regardless of the number of coil springs. Therefore, it is particularly suitable for use in a cell pressing assembly having a large number of coil springs (for example, 100 or more).
また、上記実施形態では、エンド側部材、セル側部材の材質としてアルミニウム合金を採用した。しかし、各々の部材の材質はこれに限定されるものではなく、各々の部材をステンレス鋼等の他の材料で構成してもよい。例えば、エンド側部材、セル側部材の少なくとも一つを、アルミニウム合金以外の軽合金製としてもよい。例えば、比重1.7から2.0程度のマグネシウム合金、あるいは比重約4.5のチタン合金等により、上記部材の少なくとも一つを作製してもよい。 Moreover, in the said embodiment, the aluminum alloy was employ | adopted as a material of an end side member and a cell side member. However, the material of each member is not limited to this, and each member may be composed of other materials such as stainless steel. For example, at least one of the end side member and the cell side member may be made of a light alloy other than an aluminum alloy. For example, at least one of the above members may be made of a magnesium alloy having a specific gravity of about 1.7 to 2.0 or a titanium alloy having a specific gravity of about 4.5.
また、上記実施形態では、六角穴付き頭部を有するボルト状のガイドロッドを使用した。しかし、ガイドロッドの形状は特に限定されるものではない。例えば、ガイドロッドとして、六角ボルト等を使用してもよい。ガイドロッドの材質も、特に限定されるものではなく、鉄鋼、ステンレス鋼、クロムモリブデン鋼等、種々の材料を採用することができる。 Moreover, in the said embodiment, the bolt-shaped guide rod which has a hexagonal socket head was used. However, the shape of the guide rod is not particularly limited. For example, a hexagon bolt or the like may be used as the guide rod. The material of the guide rod is not particularly limited, and various materials such as steel, stainless steel, and chromium molybdenum steel can be employed.
また、燃料電池の構成も上記実施形態に限定されない。例えば、本発明の燃料電池用セル押圧アセンブリをセル積層体の積層方向両側に各々配置してもよい。また、上記実施形態では、二本のアジャストロッドによりエンド側部材を押圧したが、アジャストロッドの数等、エンド側部材の押圧方法は特に限定されるものではない。 Further, the configuration of the fuel cell is not limited to the above embodiment. For example, the fuel cell cell pressing assemblies of the present invention may be disposed on both sides in the stacking direction of the cell stack. Moreover, in the said embodiment, although the end side member was pressed with two adjustment rods, the method of pressing an end side member, such as the number of adjustment rods, is not specifically limited.
1:セル押圧アセンブリ
2:エンド側部材 21:ガイドロッド貫通孔 22:エンド側凹部(位置決め用凹部)
26:エンド側対向面(対向面) 28a、28b:ロッド受け部材
3:スプリング群(弾性部材) 30:コイルスプリング
4:セル側部材 4a:位置決め部材 4b:補強部材
40a:傾斜凸部 400a:傾斜爪 401a:部分傾斜面 402a:環状傾斜面
403a:環状傾斜面 404a:円錐部 405a:円柱部
41a:ボルト貫通孔 41b:ボルト固定凹部
42a:ナット締結孔 42b:ガイドロッド固定孔
43:ガイドロッド 44:ナット 45:ボルト 46:セル側対向面(対向面)
47a:リング状凸部(位置決め用凸部) 470a:内周側傾斜面
5:ガイドプレート 50:コイルスプリング保持孔 51:ボルト貫通孔
52:ナット締結孔
6a、6b:アジャストロッド
8:セル積層体 80:セル
9:固体高分子型燃料電池
90a、90b:エンドプレート 91a、91b:絶縁プレート
92a、92b:ターミナルプレート 93a、93b:拘束プレート
94a、94b:テンションプレート 900a、900b:アジャストロッド貫通孔
1: Cell pressing assembly 2: End side member 21: Guide rod through hole 22: End side recess (positioning recess)
26: End side facing surface (facing surface) 28a, 28b: Rod receiving member 3: Spring group (elastic member) 30: Coil spring 4:
47a: ring-shaped convex part (positioning convex part) 470a: inner peripheral inclined surface 5: guide plate 50: coil spring holding hole 51: bolt through hole 52: nut fastening hole 6a, 6b: adjusting rod 8: cell laminate 80: Cell 9: Polymer
Claims (8)
該エンド側部材に対向して配置され、該エンド側部材よりもセル積層体に近接して配置されるセル側部材と、
該エンド側部材と該セル側部材との間に介装され、該セル積層体を押圧するための弾性エネルギーを蓄積可能な弾性部材と、
を備えてなる燃料電池用セル押圧アセンブリであって、
前記エンド側部材および前記セル側部材は、前記弾性部材を保持するよう互いに連結されており、かつ、各々、互いに向かい合う対向面を備え、
一対の該対向面のうち少なくとも一方には、該弾性部材を位置決めする位置決め用凸部が配置されていることを特徴とする燃料電池用セル押圧アセンブリ。 An end side member to which a load is applied from the outside;
A cell-side member disposed opposite to the end-side member, and disposed closer to the cell stack than the end-side member;
An elastic member interposed between the end side member and the cell side member and capable of storing elastic energy for pressing the cell stack;
A cell pressing assembly for a fuel cell comprising:
The end-side member and the cell-side member are connected to each other so as to hold the elastic member, and each has a facing surface facing each other,
A cell pressing assembly for a fuel cell, wherein a positioning convex portion for positioning the elastic member is disposed on at least one of the pair of facing surfaces.
該コイルスプリングの中心軸に近づくように傾斜する傾斜面を備える傾斜凸部である請求項2に記載の燃料電池用セル押圧アセンブリ。 The positioning convex portion positions the end of the coil spring from the inner peripheral side,
The cell pressing assembly for a fuel cell according to claim 2, wherein the cell pressing assembly is an inclined convex portion having an inclined surface that is inclined so as to approach the central axis of the coil spring.
前記エンド側部材には、該コイルスプリングを位置決めするために該コイルスプリングの端部が収容される位置決め用凹部が配置されている請求項6に記載の燃料電池用セル押圧アセンブリ。 The elastic member is a spring group composed of a plurality of coil springs,
The cell pressing assembly for a fuel cell according to claim 6, wherein the end side member is provided with a positioning concave portion in which an end portion of the coil spring is accommodated in order to position the coil spring.
該位置決め用凸部は、該板状部材の変形により形成されている請求項1に記載の燃料電池用セル押圧アセンブリ。 At least one of the end side member and the cell side member on which the positioning convex portion is arranged is configured by a plate-like member,
The cell pressing assembly for a fuel cell according to claim 1, wherein the positioning convex portion is formed by deformation of the plate member.
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JP2006238272A JP2008060011A (en) | 2006-09-01 | 2006-09-01 | Cell pressing assembly for fuel cell |
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Cited By (1)
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-
2006
- 2006-09-01 JP JP2006238272A patent/JP2008060011A/en active Pending
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WO2010106753A1 (en) * | 2009-03-17 | 2010-09-23 | パナソニック株式会社 | Fuel cell stack |
CN101990720A (en) * | 2009-03-17 | 2011-03-23 | 松下电器产业株式会社 | Fuel cell stack |
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