JP2009059535A - Fuel cell - Google Patents

Fuel cell Download PDF

Info

Publication number
JP2009059535A
JP2009059535A JP2007224531A JP2007224531A JP2009059535A JP 2009059535 A JP2009059535 A JP 2009059535A JP 2007224531 A JP2007224531 A JP 2007224531A JP 2007224531 A JP2007224531 A JP 2007224531A JP 2009059535 A JP2009059535 A JP 2009059535A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel cell
end plate
plate
fixed plate
fastening force
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2007224531A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naohiro Takeshita
直宏 竹下
Hirotoshi Imai
博俊 今井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2007224531A priority Critical patent/JP2009059535A/en
Publication of JP2009059535A publication Critical patent/JP2009059535A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide fuel cell in which a deterioration of a battery performance due to normalization of a cell combination force can be controlled and a failure due to a shock can be solved as well. <P>SOLUTION: The fuel cell 10 is provided with a fixing plate 120 on an outer side of an end plate 110, and the fixing plate 120 has, on its side facing the end plate 110, an inclined surface 122S which is inclined against a cell lamination direction. The fixing plates 120 are arranged on both ends of a fuel cell stack, and the inclined surfaces 122S are made to face each other so that a distance between the inclined surfaces can be wider on the one end side of the end plate 110 and narrower one the other end. Between the end plate 110 and the fixing plate 120 there is arranged a rolling roller 112, and the rolling roller 112 rolls on the inclines surface 122S by an external force rendered in crossing a the cell lamination direction and moves the fuel cell stack between the fixing plates toward a narrower side of the inclined surface distance. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、複数の燃料電池セルをエンドプレートの間に積層した燃料電池に関する。   The present invention relates to a fuel cell in which a plurality of fuel cells are stacked between end plates.

こうした燃料電池は、車両等の移動体への搭載がなされつつあり、例えば車両搭載に当たっては、車両走行中に加わることがある衝撃に対しての対処が種々提案されている(例えば、特許文献1)。この特許文献では、燃料電池にセル積層方向と交差する方向から加わる衝撃を、燃料電池の搭載箇所から離れたエネルギ吸収部や燃料電池に近接配置された緩衝材などで緩和することがなされている。   Such a fuel cell is being mounted on a moving body such as a vehicle. For example, when mounting a vehicle, various countermeasures against an impact that may be applied while the vehicle is running have been proposed (for example, Patent Document 1). ). In this patent document, the impact applied to the fuel cell from the direction intersecting the cell stacking direction is mitigated by an energy absorbing part away from the fuel cell mounting location, a buffer material disposed close to the fuel cell, or the like. .

特開2003−123779号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-123779

ところで、燃料電池セルは衝撃に有無に拘わらず積層方向に沿って締結されており、その締結の程度、即ち締結力の大きさは、締結力によるセル面圧が膜電極接合体の損傷等を起こさない程度に往々にして制限されている。こうすることで、電池性能の低下が抑制されている。その一方、上記したように衝撃緩和が図られたとしても、燃料電池にセル積層方向と交差する方向から衝撃が加わることには変わりはない。このため、衝撃の程度によっては、積層状態にある燃料電池セルのズレが起きことが危惧されている。こうした事態を回避するには、燃料電池セルの積層方向に沿った締結力を予め大きくしておくことが有効であるが、締結力増大によりセル面圧も高くなって膜電極接合体の損傷等による電池性能の低下も予想されるので、締結力増大での衝撃対処には限界があった。   By the way, the fuel cells are fastened along the stacking direction regardless of whether or not there is an impact. The degree of fastening, that is, the magnitude of the fastening force, is such that the cell surface pressure due to the fastening force causes damage to the membrane electrode assembly. It is often limited to the extent that it does not occur. By doing so, a decrease in battery performance is suppressed. On the other hand, even if the impact is mitigated as described above, the impact is still applied to the fuel cell from the direction intersecting the cell stacking direction. For this reason, depending on the degree of impact, there is a concern that the fuel cells in the stacked state may be displaced. In order to avoid such a situation, it is effective to increase the fastening force along the stacking direction of the fuel cells in advance, but the cell surface pressure increases due to the fastening force increase, and the membrane electrode assembly is damaged. As battery performance is expected to decline due to the above, there is a limit to dealing with impacts due to increased fastening force.

本発明は、上記した課題を踏まえ、セル締結力を適正にした上での電池性能の低下抑制と燃料電池に衝撃が加わった場合の不具合対処の両立を図ることをその目的とする。   In view of the above-described problems, an object of the present invention is to achieve both the suppression of a decrease in battery performance with an appropriate cell fastening force and the handling of a malfunction when an impact is applied to a fuel cell.

上記した目的の少なくとも一部を達成するために、本発明では、以下の構成を採用した。   In order to achieve at least a part of the above object, the present invention adopts the following configuration.

[適用:燃料電池]
複数の燃料電池セルをエンドプレートの間に積層した燃料電池であって、
前記燃料電池セルの積層状態を維持するために前記燃料電池セルの積層方向に沿って前記エンドプレートを拘束しつつ、前記積層方向に沿った初期締結力を前記エンドプレートを介して前記燃料電池セルに付与する締結力付与機構を備え、
該締結力付与機構は、
前記積層方向と交差する方向から前記燃料電池セルに外力が加わると、該外力がない場合における前記初期締結力よりも大きな締結力を前記エンドプレートを介して前記燃料電池セルに付与する
ことを要旨とする。
[Application: Fuel cell]
A fuel cell in which a plurality of fuel cells are stacked between end plates,
In order to maintain the stacking state of the fuel cells, the end plate is restrained along the stacking direction of the fuel cells, and an initial fastening force along the stacking direction is applied to the fuel cells via the end plate. With a fastening force applying mechanism to be applied to
The fastening force applying mechanism is:
When an external force is applied to the fuel cell from a direction crossing the stacking direction, a fastening force larger than the initial fastening force in the absence of the external force is applied to the fuel cell via the end plate. And

上記構成の燃料電池では、締結力付与機構により積層方向に沿った初期締結力をエンドプレートを介して燃料電池セルに付与するので、この初期締結力を膜電極接合体の損傷等を起こさない程度とすれば、電池性能の低下を抑制できる。その一方、セル積層方向と交差する方向から燃料電池セルに外力が加わると、当該外力が加わった状況においては、外力がない場合における初期締結力よりも大きな締結力をエンドプレートを介して燃料電池セルに付与するので、締結力増大により積層済み燃料電池セルのズレと言った不具合を効果的に抑制できる。しかも、この締結力増大を上記した外力が加わったときのみにしかもたらさないので、外力が加わることのない通常運転時には、適正な初期締結力により電池性能の低下を抑制できる。この場合、一旦加わった外力が消失した際には締結力を初期締結力に戻すようにすれば、締結力増大も速やかに解消されるので、電池性能の低下抑制の上では有益である。   In the fuel cell having the above configuration, since the initial fastening force along the stacking direction is applied to the fuel cell through the end plate by the fastening force applying mechanism, the initial fastening force does not cause damage to the membrane electrode assembly. If so, a decrease in battery performance can be suppressed. On the other hand, when an external force is applied to the fuel cell from a direction crossing the cell stacking direction, in the situation where the external force is applied, a fastening force larger than the initial fastening force when there is no external force is applied to the fuel cell via the end plate. Since it gives to a cell, the malfunction called the shift | offset | difference of the laminated | stacked fuel battery cell can be effectively suppressed by fastening force increase. In addition, since the increase in the fastening force is brought about only when the above-described external force is applied, a decrease in battery performance can be suppressed by an appropriate initial fastening force during normal operation in which no external force is applied. In this case, when the external force once applied disappears, if the fastening force is returned to the initial fastening force, the increase in the fastening force is also quickly eliminated, which is beneficial in suppressing the deterioration of the battery performance.

上記した燃料電池は、次のような態様とすることができる。例えば、前記締結力付与機構は、前記エンドプレートの外側に位置する一対の固定プレートを備えた上で、このプレート間の間隔を固定し、この固定プレートと前記エンドプレートとの間に係合部材を介在させて、この係合部材により、前記固定プレートと前記エンドプレートとを係合した上で、前記初期締結力を前記固定プレートから前記エンドプレートに伝達する。そして、この係合部材は、前記外力が加わると、前記固定プレートと前記エンドプレートとの係合状態に変位を来すことで、前記初期締結力よりも大きな締結力を前記固定プレートから前記エンドプレートに伝達する。こうすれば、外力が加わった時に係合部材による係合状態に変位を起こすよう構成するだけで、締結力増大によるセルのズレと言った不具合に対する対処を簡便に達成できる。   The fuel cell described above can be configured as follows. For example, the fastening force applying mechanism includes a pair of fixing plates positioned outside the end plate, and fixes an interval between the plates, and an engagement member between the fixing plate and the end plate. With the engagement member engaged, the fixed plate and the end plate are engaged with each other, and the initial fastening force is transmitted from the fixed plate to the end plate. When the external force is applied, the engaging member is displaced to the engagement state between the fixed plate and the end plate, so that a fastening force larger than the initial fastening force is applied from the fixed plate to the end. Communicate to the plate. In this way, it is possible to easily cope with a problem such as a shift of the cell due to an increase in the fastening force, simply by configuring the engagement member to be displaced when an external force is applied.

こうした係合状態の変位は、次のようにして容易に来すことができる。例えば、前記一対の固定プレートは、前記エンドプレートに対向する側を前記積層方向に対して傾斜した傾斜面とし、該傾斜面を前記エンドプレートの一端側で間隔が広く他端側で間隔が狭くなるように対向させる。前記係合部材は、それぞれの前記エンドプレートと前記固定プレートとの間に介在し前記傾斜面に沿った移動を起こすことで、前記エンドプレートとエンドプレート間の燃料電池セルとを積層した状態のまま前記対向する傾斜面の間で移動可能とし、前記積層状態の前記エンドプレートと前記燃料電池が前記対向する傾斜面において前記間隔が広い側に位置するときに、前記初期締結力を前記固定プレートから前記エンドプレートに伝達し、前記外力が加わると前記積層状態の前記エンドプレートと前記燃料電池とが前記対向する傾斜面において前記間隔が狭い側に移動するよう前記傾斜面に沿った移動を起こす。つまり、積層状態の前記エンドプレートと前記燃料電池とが対向する傾斜面の間隔の広い側から間隔が狭い側に係合部材の前記傾斜面に沿った移動により移動して係合部材による係合状態に変位を来し、積層状態の前記エンドプレートと前記燃料電池とは固定プレートにて拘束された上で間隔の狭い傾斜面に挟まれるので、初期締結力よりも大きな締結力を固定プレートの側から受けることになる。これにより、締結力増大による不具合対処を簡便に達成できる。係合部材が起こす傾斜面に沿った移動は、係合部材が傾斜面において転動したり、傾斜面において摺動することなどで起きる。   Such a displacement in the engaged state can be easily achieved as follows. For example, in the pair of fixed plates, the side facing the end plate is an inclined surface inclined with respect to the stacking direction, and the inclined surface is wide at one end of the end plate and narrow at the other end. Make them face each other. The engaging member is interposed between each of the end plates and the fixed plate, and moves along the inclined surface, thereby stacking the fuel cells between the end plates and the end plates. The initial fastening force is allowed to move between the opposing inclined surfaces, and the initial fastening force is applied to the fixed plate when the end plate and the fuel cell in the stacked state are positioned on the wide side of the opposing inclined surfaces. When the external force is applied to the end plate, the stacked end plate and the fuel cell are moved along the inclined surface so that the opposed inclined surface moves to the narrower side. . That is, the engagement member moves by moving along the inclined surface of the engaging member from the wide side of the inclined surface where the end plate and the fuel cell in the stacked state face each other to the narrow side. Since the end plate and the fuel cell in a stacked state are restrained by a fixing plate and sandwiched between inclined surfaces with a narrow interval, a fastening force larger than the initial fastening force is applied to the fixing plate. You will receive it from the side. As a result, it is possible to easily cope with a problem caused by an increase in fastening force. The movement along the inclined surface caused by the engaging member occurs when the engaging member rolls on the inclined surface or slides on the inclined surface.

この場合、前記一対の固定プレートのそれぞれを、前記傾斜面を傾斜の向きが反対の二つの傾斜面として備えるものとし、前記係合部材を、傾斜の向きが反対の前記二つの傾斜面においてそれぞれ移動(例えば、転動)するよう前記エンドプレートと前記固定プレートとの間に介在するようにできる。こうすれば、セル積層方向に交差して加わる外力の方向が逆向きであっても、積層状態の前記エンドプレートと前記燃料電池とはその外力が加わった方向に沿って上記間隔が狭い傾斜面の側に移動することになる。つまり、外力の方向に対する汎用性が傾斜の向きが反対の傾斜面を有する分だけ高まるので、燃料電池の搭載の仕方の自由度が高まる。   In this case, each of the pair of fixed plates is provided with two inclined surfaces having the inclined surfaces opposite to each other in the inclination direction, and the engaging member is provided on each of the two inclined surfaces having the opposite inclination directions. It can be interposed between the end plate and the fixed plate so as to move (eg, roll). In this way, even if the direction of the external force applied across the cell stacking direction is opposite, the end plate and the fuel cell in the stacked state are inclined surfaces having a narrow interval along the direction in which the external force is applied. Will move to the side. That is, the versatility with respect to the direction of the external force is increased by the amount of the inclined surface having the opposite inclination direction, so that the degree of freedom in mounting the fuel cell is increased.

また、係合状態の変位を来す他の態様としては、例えば、前記一対の固定プレートは、一方の前記エンドプレートに固定された第1固定プレートと、他方の前記エンドプレートの側に位置して該エンドプレートに対向する側をプレート中央側ほど凹の湾曲面とした第2固定プレートとを備え、前記係合部材は、前記第2固定プレートと前記他方のエンドプレートとの間に介在し前記湾曲面において転動することで、前記エンドプレートとエンドプレート間の燃料電池セルとを積層した状態のまま前記第1固定プレートと第2固定プレートの間で撓ませ、前記積層状態の前記エンドプレートと前記燃料電池が前記湾曲面の中央に位置するときに、前記初期締結力を前記第2固定プレートから前記エンドプレートに伝達し、前記外力が加わると前記積層状態の前記エンドプレートと前記燃料電池が前記湾曲面の中央からずれて撓むよう転動する。つまり、積層状態の前記エンドプレートと前記燃料電池とが係合部材の湾曲面に沿った移動(例えば、転動)により湾曲面の中央からずれて撓むことで係合部材による係合状態に変位を来す。この撓みは、積層状態の前記エンドプレートと前記燃料電池とが一方のエンドプレートが第1固定プレートに固定された上でのものであり、他方の側、即ち上記した撓みを起こした側では湾曲面を有する第2固定プレートにより拘束されていることから、撓みを起こした積層状態の前記エンドプレートと前記燃料電池とは、初期締結力よりも大きな締結力を固定プレートの側から受けることになる。これにより、締結力増大による不具合対処を簡便に達成できる。   Further, as another mode of causing the engagement state to be displaced, for example, the pair of fixing plates are positioned on the side of the first fixing plate fixed to one end plate and the other end plate. A second fixed plate having a curved surface that is concave toward the center of the plate, and the engaging member is interposed between the second fixed plate and the other end plate. By rolling on the curved surface, the end plate and the fuel battery cell between the end plates are bent while being stacked between the first fixed plate and the second fixed plate, and the end in the stacked state When the plate and the fuel cell are positioned at the center of the curved surface, the initial fastening force is transmitted from the second fixed plate to the end plate, and when the external force is applied, The fuel cell and the end plates in a stacked state to roll to deflect off-center of the curved surface. In other words, the end plate and the fuel cell in the stacked state are displaced from the center of the curved surface by the movement (for example, rolling) along the curved surface of the engaging member, thereby being brought into the engaged state by the engaging member. Cause displacement. This bend is obtained by stacking the end plate and the fuel cell after one end plate is fixed to the first fixing plate, and bending on the other side, that is, the side where the above-described bending occurs. Since it is restrained by the second fixed plate having the surface, the bent end plate and the fuel cell receive a fastening force larger than the initial fastening force from the side of the fixed plate. . As a result, it is possible to easily cope with a problem caused by an increase in fastening force.

この場合、前記湾曲面を球面とすれば、セル積層方向に交差して加わる外力の方向に拘わらず、積層状態の前記エンドプレートと前記燃料電池とはその外力が加わった方向に撓むことになる。つまり、外力の方向に対する汎用性が高まるので、燃料電池の搭載の仕方の自由度が高まる。   In this case, if the curved surface is a spherical surface, the end plate and the fuel cell in the stacked state bend in the direction in which the external force is applied regardless of the direction of the external force applied across the cell stacking direction. Become. That is, since the versatility with respect to the direction of the external force is increased, the degree of freedom in how to mount the fuel cell is increased.

以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。図1は本発明の実施例としての燃料電池10の全体構成を概略的に示す説明図、図2は燃料電池10の要部である固定プレート120とエンドプレート110の周辺を示す説明図、図3は定常時の燃料電池10の様子を一部破断して示す説明図、図4はセル積層方向に交差して外力が加わった場合における燃料電池10の挙動を一部破断して示す説明図である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on examples. FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing the overall configuration of a fuel cell 10 as an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an explanatory diagram showing the periphery of a fixed plate 120 and an end plate 110, which are the main parts of the fuel cell 10. 3 is an explanatory diagram showing a partially broken state of the fuel cell 10 in a steady state, and FIG. 4 is an explanatory diagram showing a partially broken behavior of the fuel cell 10 when an external force is applied across the cell stacking direction. It is.

図1に示すように、燃料電池10は、複数の燃料電池セル100を図における上下のエンドプレート110の間に積層して備える。この場合、エンドプレート110と燃料電池セル100との間には集電プレート102が配設される。それぞれの燃料電池セル100は、電解質膜の両側に電極を接合させた図示しない膜電極接合体(Membrane Electrode Assembly/MEA)を備え、その両側を多孔質のガス拡散層とした上で、セパレータを有する。なお、MEAやガス拡散層およびセパレータについては、本発明の要旨と直接関係しないので図示は簡略化され、その説明についても省略する。   As shown in FIG. 1, the fuel cell 10 includes a plurality of fuel cells 100 stacked between upper and lower end plates 110 in the drawing. In this case, a current collecting plate 102 is disposed between the end plate 110 and the fuel cell 100. Each fuel cell 100 includes a membrane electrode assembly (MEA) (not shown) in which electrodes are joined to both sides of an electrolyte membrane, and a porous gas diffusion layer on both sides, and a separator is provided. Have. The MEA, the gas diffusion layer and the separator are not directly related to the gist of the present invention, so the illustration is simplified and the description thereof is also omitted.

燃料電池10は、燃料電池セル100の係合保持、並びに積層状態の確保のため、エンドプレート110の外側に固定プレート120を備える。燃料電池両端の固定プレート120は、H字状の補強材140にて3方で固定されており、固定プレート間の間隔は予め定められている。このプレート間隔は、セルの積層枚数、および燃料電池セル100が適正な面圧を受けて発電運転を支障なく行えるよう、定められるがこれについては後述する。なお、補強材140については、固定プレート120の補強、並びに固定プレート間の間隔維持できる形状であれば種々採用できる。   The fuel cell 10 includes a fixed plate 120 on the outer side of the end plate 110 in order to maintain the engagement of the fuel cell 100 and to secure a stacked state. The fixed plates 120 at both ends of the fuel cell are fixed in three directions by an H-shaped reinforcing material 140, and the interval between the fixed plates is predetermined. The plate interval is determined so that the number of stacked cells and the fuel cell 100 can receive an appropriate surface pressure and can perform power generation operation without any problem, which will be described later. The reinforcing member 140 may be variously adopted as long as it can reinforce the fixed plate 120 and maintain the distance between the fixed plates.

図2に示すように、一方の固定プレート120は、エンドプレート110に対向する側をセル積層方向に対して傾斜した傾斜面122Sとし、傾斜前端側には隆起部124を備える。他方の固定プレート120にあっても同一形状であるが、既述した補強材140にて両固定プレートが固定された状態では、燃料電池両端の固定プレート120は、それぞれの傾斜面122Sを、エンドプレート110の一端側、より詳しくは隆起部124の側で間隔が広く他端側で間隔が狭くなるように対向させる。   As shown in FIG. 2, one fixed plate 120 has an inclined surface 122S that is inclined with respect to the cell stacking direction on the side facing the end plate 110, and includes a raised portion 124 on the inclined front end side. Although the other fixed plate 120 has the same shape, the fixed plates 120 at both ends of the fuel cell end with the inclined surfaces 122S on the end when the fixed plates are fixed by the reinforcing member 140 described above. It is made to oppose so that a space | interval may be wide on the one end side of the plate 110, more specifically, the side of the protruding part 124, and a space | interval may become narrow on the other end side.

エンドプレート110は、その底面を固定プレート120の傾斜面122Sに倣った傾斜面とし、プレート4隅に転動ローラ112を備える。この転動ローラ112は、ローラーベアリング等にて構成され、エンドプレート110と固定プレート120との間に介在して傾斜面122Sにおいて転動する。つまり、この転動ローラ112は、傾斜面122Sにおいて転動することで、エンドプレート110と当該プレート間に積層済みの燃料電池セル100をその積層状態のまま、対向する傾斜面122Sの間で移動可能とする。なお、説明の便宜上、エンドプレート110と当該プレート間に積層済みの燃料電池セル100を、以下の説明に際しては燃料電池スタックと称することとする。   The end plate 110 has a bottom surface that is an inclined surface that follows the inclined surface 122S of the fixed plate 120, and includes rolling rollers 112 at the corners of the plate 4. The rolling roller 112 is composed of a roller bearing or the like, and is interposed between the end plate 110 and the fixed plate 120 and rolls on the inclined surface 122S. That is, the rolling roller 112 rolls on the inclined surface 122S, so that the fuel cell 100 stacked between the end plate 110 and the plate moves between the opposed inclined surfaces 122S in the stacked state. Make it possible. For convenience of explanation, the fuel cell 100 stacked between the end plate 110 and the plate will be referred to as a fuel cell stack in the following explanation.

燃料電池10は、図3に示すように、固定プレート120の隆起部124と反対側にバネ部材130を備える。このバネ部材130は、その付勢力を燃料電池スタックに及ぼすので、燃料電池スタックは隆起部124の側に通常は位置する。本実施例では、バネ部材130の付勢力と、固定プレート120の間隔、および傾斜面122Sの傾斜程度を、セル積層数や燃料電池セル100の定常発電運転を確保するための適正なセル面圧を考慮しつつ、定めた。そして、燃料電池スタックは、定常発電運転時には、図3に示すように転動ローラ112が隆起部124に当接した状態の初期位置(即ち、対向する傾斜面122Sにおいて間隔が広い側の位置)を取り、この初期位置に燃料電池スタックがある場合には、上記した固定プレート間隔等により、図中に黒塗り矢印で示す締結力(初期締結力)が固定プレート120から転動ローラ112を介してエンドプレート110に伝達される。よって、図3に示す初期位置に燃料電池スタックが位置している状況では、それぞれの燃料電池セル100は、上記した初期締結力をエンドプレート110を介して受け、この初期締結力に対応する適正なセル面圧を受けて支障なく発電運転する。   As shown in FIG. 3, the fuel cell 10 includes a spring member 130 on the opposite side of the raised portion 124 of the fixed plate 120. Since the spring member 130 exerts its urging force on the fuel cell stack, the fuel cell stack is normally positioned on the raised portion 124 side. In this embodiment, the urging force of the spring member 130, the interval between the fixed plates 120, and the inclination of the inclined surface 122S are set to an appropriate cell surface pressure for ensuring the number of stacked cells and the steady power generation operation of the fuel cell 100. Was determined in consideration of In the steady state power generation operation, the fuel cell stack has an initial position where the rolling roller 112 is in contact with the raised portion 124 as shown in FIG. 3 (that is, a position on the opposite inclined surface 122S on the side where the interval is wide). When the fuel cell stack is in this initial position, the fastening force (initial fastening force) indicated by the black arrow in the figure is transferred from the fixed plate 120 via the rolling roller 112 due to the interval between the fixed plates. To the end plate 110. Therefore, in the situation where the fuel cell stack is located at the initial position shown in FIG. 3, each fuel cell 100 receives the above-described initial fastening force via the end plate 110, and is appropriate for this initial fastening force. The power generation operation is performed without hindrance due to a large cell surface pressure.

今、図4に示すように、図中白抜き矢印で示す外力がセル積層方向に交差して加わったとする。こうした状況は、燃料電池10を例えば車両に搭載してセル積層方向と交差する方向が車両の前後方向となるようにした上で、車両に前後方向から衝撃が加わったような場合が想定される。この外力は、燃料電池スタックに図における右方から左方に作用するので、この外力を受けて転動ローラ112は傾斜面122Sにおいて対向する傾斜面122Sの間隔が狭い側に向けて転動し、燃料電池スタックにあっても、対向する傾斜面122Sにおいて間隔が狭い側に移動する。この場合、燃料電池スタックはバネ部材130を縮ませながら傾斜面間隔が狭い側に移動する。   Now, as shown in FIG. 4, it is assumed that an external force indicated by an outlined arrow in the drawing is applied across the cell stacking direction. Such a situation is assumed, for example, when an impact is applied to the vehicle from the front-rear direction after the fuel cell 10 is mounted on the vehicle and the direction intersecting the cell stacking direction is the front-rear direction of the vehicle. . Since this external force acts on the fuel cell stack from the right to the left in the figure, in response to this external force, the rolling roller 112 rolls toward the side where the interval between the inclined surfaces 122S facing each other on the inclined surface 122S is narrow. Even in the fuel cell stack, the opposed inclined surface 122S moves to the narrower side. In this case, the fuel cell stack moves to the side where the inclined surface interval is narrow while shrinking the spring member 130.

そうすると、燃料電池スタックは転動ローラ112の上記した転動により移動して、この転動ローラ112による固定プレート120と燃料電池スタックとの係合状態に変位を来し、燃料電池スタックは両端の固定プレート120にて拘束された上で傾斜面間隔の狭い傾斜面に挟まれることになる。よって、燃料電池スタックは、当該スタックが傾斜面間隔の広い隆起部124の側に位置するときに受ける初期締結力(即ち、外力を受けていない状況での締結力)よりも大きな締結力を、両端の固定プレート120の側から受けることになる。この結果、外力入力時における一時的な締結力増大により燃料電池スタックにおける各燃料電池セル100のズレと言った不具合を効果的に抑制できる。しかも、この締結力増大は、上記した外力が加わって燃料電池スタックが傾斜面間隔が狭い側に移動したときのみにしか起きないので、外力が加わることのない通常運転時には、適正な初期締結力により燃料電池セル100のそれぞれでの電池性能の低下を抑制できる。   Then, the fuel cell stack is moved by the above-described rolling of the rolling roller 112, and the engagement state between the fixed plate 120 and the fuel cell stack by the rolling roller 112 is displaced. After being constrained by the fixed plate 120, it is sandwiched between inclined surfaces with a narrow interval between inclined surfaces. Therefore, the fuel cell stack has a fastening force larger than the initial fastening force that is received when the stack is located on the side of the raised portion 124 having the wide inclined surface interval (that is, the fastening force in a situation where no external force is received), It will be received from the fixed plate 120 side at both ends. As a result, it is possible to effectively suppress problems such as misalignment of each fuel cell 100 in the fuel cell stack by temporarily increasing the fastening force when an external force is input. Moreover, this increase in fastening force occurs only when the above-described external force is applied and the fuel cell stack moves to the side where the inclined surface interval is narrow, so that an appropriate initial fastening force can be obtained during normal operation where no external force is applied. Thus, it is possible to suppress a decrease in battery performance in each of the fuel battery cells 100.

また、本実施例では、一旦加わった外力が消失すれば、バネ部材130はそのバネ力を燃料電池スタックに及ぼすので、燃料電池スタックは傾斜面間隔が広い側、即ち隆起部124の側に移動して初期位置に復帰する。このため、締結力増大は外力消失後に速やかに解消されて、燃料電池セル100が受ける力は初期締結力に戻るので、各セルでの面圧増大による電池性能の低下は外力消失後に速やかに抑制できる。   Further, in this embodiment, once the applied external force disappears, the spring member 130 exerts the spring force on the fuel cell stack, so that the fuel cell stack moves to the side where the inclined surface interval is wide, that is, the raised portion 124 side. To return to the initial position. For this reason, the increase in the fastening force is quickly eliminated after the external force disappears, and the force received by the fuel cell 100 returns to the initial fastening force. Therefore, the decrease in the battery performance due to the increase in the surface pressure in each cell is quickly suppressed after the external force disappears. it can.

次に、他の実施例について説明する。図5は他の実施例としての燃料電池10Aの全体構成を概略的に示す説明図、図6は燃料電池10Aの要部である固定プレート120Aをエンドプレート110Aを透視しつつ示す説明図、図7は外力の入力がないときの燃料電池10Aの様子を一部破断して示す説明図である。この実施例は、外力がセル積層方向と交差して加わる場合にその外力の向きが逆の場合についても対処を図る点に特徴がある。   Next, another embodiment will be described. FIG. 5 is an explanatory view schematically showing the overall configuration of a fuel cell 10A as another embodiment, and FIG. 6 is an explanatory view showing a fixed plate 120A, which is a main part of the fuel cell 10A, through the end plate 110A. 7 is an explanatory diagram showing a partially broken state of the fuel cell 10A when no external force is input. This embodiment is characterized in that, when an external force is applied crossing the cell stacking direction, a countermeasure is taken even when the direction of the external force is reversed.

図示するように、燃料電池10Aは、既述した燃料電池10と同様、複数の燃料電池セル100を積層した燃料電池スタックを図における上下の固定プレート120Aで拘束して備える。固定プレート120Aは、既述した固定プレート120と異なり、図6に詳しく示すように、エンドプレート110Aの側に、傾斜の向きが反対の二つの傾斜面122RS、122LSを備える。この両傾斜面は、固定プレート120Aにおけるエンドプレート110Aの側を2分して形成されている。この固定プレート120Aにあっても、図5に示すように対向することから、対向する両固定プレートは、それぞれの傾斜面122RSを、エンドプレート110Aの一端側で間隔が広く他端側で間隔が狭くなるように対向させ、この逆に、それぞれの傾斜面122LSを、エンドプレート110の一端側で間隔が狭く他端側で間隔が広くなるように対向させる。   As shown in the figure, the fuel cell 10A includes a fuel cell stack in which a plurality of fuel cells 100 are stacked, restrained by upper and lower fixing plates 120A in the figure, like the fuel cell 10 described above. Unlike the fixed plate 120 described above, the fixed plate 120A includes two inclined surfaces 122RS and 122LS having opposite directions of inclination on the end plate 110A side, as shown in detail in FIG. Both inclined surfaces are formed by dividing the end plate 110A side of the fixed plate 120A into two. Even in the fixed plate 120A, since they face each other as shown in FIG. 5, the two fixed plates facing each other have their inclined surfaces 122RS spaced widely on one end side of the end plate 110A and spaced on the other end side. Oppositely, the inclined surfaces 122LS face each other so that the interval is narrow on one end side of the end plate 110 and the interval is wide on the other end side.

エンドプレート110Aは、その底部を上記の両傾斜面に倣って2分した第1底部110RBと第2底部110LBとを備え、この第1、第2の底部は、その底面を固定プレート120の傾斜面122RS或いは傾斜面122LSに倣った傾斜面とし、それぞれの底部の4隅に転動ローラ112を備える。この転動ローラ112は、ローラーベアリング等にて構成され、エンドプレート110Aの上記第1、第2の底部と固定プレート120Aとの間に介在して傾斜面122RS、122LBにおいてそれぞれ転動する。つまり、第1底部110RBの転動ローラ112は傾斜面122RSにおいて、第2底部110LBの転動ローラ112は傾斜面122LSにおいて、それぞれの傾斜面に沿って同一方向に転動することで、固定プレート間の燃料電池スタックは、対向する傾斜面122RSおよび傾斜面122LSの間で移動する。   The end plate 110A is provided with a first bottom portion 110RB and a second bottom portion 110LB that are divided into two according to the two inclined surfaces, and the first and second bottom portions have their bottom surfaces inclined with respect to the fixed plate 120. It is an inclined surface that follows the surface 122RS or the inclined surface 122LS, and includes rolling rollers 112 at the four corners of each bottom. The rolling roller 112 is configured by a roller bearing or the like, and rolls on the inclined surfaces 122RS and 122LB, respectively, interposed between the first and second bottom portions of the end plate 110A and the fixed plate 120A. That is, the rolling roller 112 of the first bottom portion 110RB rolls in the same direction along the respective inclined surfaces on the inclined surface 122RS, and the rolling roller 112 of the second bottom portion 110LB rolls in the same direction along the inclined surface 122LS. The fuel cell stack in between moves between the inclined surface 122RS and the inclined surface 122LS facing each other.

燃料電池10Aは、図7に示すように、燃料電池スタックにその両側からバネ部材130の付勢力を及ぼし、燃料電池スタックを上記した傾斜面122RS、122LBの交差箇所に通常は位置させる。つまり、この実施例では、傾斜面の交差箇所が定常発電運転時の初期位置であり、図示する初期位置に燃料電池スタックがある場合には、上記した固定プレート間隔等により、図中に黒塗り矢印で示す締結力(初期締結力)が固定プレート120Aから転動ローラ112を介してエンドプレート110Aに伝達される。   As shown in FIG. 7, the fuel cell 10A exerts a biasing force of the spring member 130 on both sides of the fuel cell stack, and normally places the fuel cell stack at the intersection of the inclined surfaces 122RS and 122LB. That is, in this embodiment, the intersection of the inclined surfaces is the initial position during steady power generation operation, and when the fuel cell stack is at the initial position shown in the figure, the black plate is shown in the figure due to the interval between the fixed plates described above. A fastening force (initial fastening force) indicated by an arrow is transmitted from the fixed plate 120A to the end plate 110A via the rolling roller 112.

この実施例の燃料電池10Aは、図7に示す左右方向の図中白抜き矢印で示す外力がセル積層方向に交差して加わった場合においても、既述した燃料電池10と同様に外力が加わった際の締結力増大をもたらす。つまり、図における外力Rが加わると、この外力Rを受けて転動ローラ112は傾斜面122RSにおいて対向する傾斜面間隔が狭い側に向けて転動する。その一方、図における外力Lが加わった場合には、転動ローラ112は傾斜面122LSにおいて対向する傾斜面間隔が狭い側に向けて転動する。こうしたローラ転動が起きた場合には、既述した実施例と同様に締結力の増大をもたらすので、図7における左右いずれかの方向から外力の入力があった場合でも、一時的な締結力増大による燃料電池スタックにおける各燃料電池セル100のズレと言った不具合の抑制と、電池性能の低下抑制とを両立できる。   In the fuel cell 10A of this embodiment, even when the external force indicated by the white arrow in the horizontal direction shown in FIG. 7 is applied across the cell stacking direction, the external force is applied in the same manner as the fuel cell 10 described above. This will increase the fastening force. That is, when an external force R in the figure is applied, the rolling roller 112 receives the external force R and rolls toward the side where the interval between the inclined surfaces facing each other on the inclined surface 122RS is narrow. On the other hand, when the external force L in the figure is applied, the rolling roller 112 rolls toward the side where the interval between the inclined surfaces facing each other on the inclined surface 122LS is narrow. When such roller rolling occurs, the fastening force increases as in the above-described embodiment. Therefore, even if an external force is input from either the left or right direction in FIG. It is possible to achieve both the suppression of inconveniences such as misalignment of each fuel battery cell 100 in the fuel cell stack due to the increase and the suppression of deterioration in battery performance.

しかも、この実施例にあっても、燃料電池スタックの両サイドに配置したバネ部材130により外力消失後には速やかに締結力増大を解消するので、電池性能の低下抑制の上でも利点がある。   Moreover, even in this embodiment, since the increase in the fastening force is quickly eliminated after the external force disappears by the spring members 130 arranged on both sides of the fuel cell stack, there is an advantage in suppressing the deterioration of the cell performance.

また、燃料電池10Aでは、既述したように図7における左右方向からの外力入力に対しての不具合対処ができることから、例えば、燃料電池10Aを車両に搭載する場合の自由度が高まると共に、車両前方からの外力入力のみならず、車両後方からの外力入力に対しても、上記利点を発揮できる。   Moreover, in the fuel cell 10A, as described above, since it is possible to deal with a problem with respect to the external force input from the left and right directions in FIG. 7, for example, the degree of freedom when the fuel cell 10A is mounted on the vehicle increases, and the vehicle The above advantages can be exhibited not only for external force input from the front but also for external force input from the rear of the vehicle.

次に、また別の実施例について説明する。図8はまた別の実施例の燃料電池10Bの構成と外力入力時における挙動を概略的に説明する説明図である。この実施例は、外力入力時に燃料電池スタックに撓みを起こして締結力の増大を図る点に特徴がある。   Next, another embodiment will be described. FIG. 8 is an explanatory diagram schematically illustrating the configuration of a fuel cell 10B of another embodiment and the behavior when an external force is input. This embodiment is characterized in that the fastening force is increased by bending the fuel cell stack when an external force is input.

図示するように、燃料電池10Bにあっても、既述した燃料電池10と同様、複数の燃料電池セル100を積層した燃料電池スタックを図における上下の固定プレートで拘束する点で変わるものではない。そして、この燃料電池10Bは、燃料電池スタックの一端側のエンドプレート151を、第1固定プレート121に嵌合固定して備え、他方端側のエンドプレート152の外側に第2固定プレート120Bを備える。燃料電池スタックの両端に位置する第1固定プレート121と第2固定プレート120Bは、図示しない補強材にてプレート間隔および対向位置が変わらないよう固定されている。   As shown in the figure, the fuel cell 10B does not change in that the fuel cell stack in which a plurality of fuel cells 100 are stacked is constrained by the upper and lower fixing plates in the figure, as in the fuel cell 10 described above. . The fuel cell 10B includes an end plate 151 on one end side of the fuel cell stack that is fitted and fixed to the first fixing plate 121, and includes a second fixing plate 120B outside the end plate 152 on the other end side. . The first fixing plate 121 and the second fixing plate 120B located at both ends of the fuel cell stack are fixed by a reinforcing material (not shown) so that the plate interval and the facing position do not change.

第2固定プレート120Bは、エンドプレート152に対向する側を凹所として備え、当該凹所は、エンドプレート152の中央ほど凹の程度が大きくなるように湾曲した湾曲面122Qとされている。第2固定プレート120Bは、いわゆるアーチ状であることから、湾曲面122Qは、図における左右方向において湾曲しているものの、図における紙面手前から奥側にかけては湾曲するものではない。   The second fixed plate 120 </ b> B includes a recess facing the end plate 152, and the recess is a curved surface 122 </ b> Q that is curved so that the degree of the recess increases toward the center of the end plate 152. Since the second fixed plate 120B has a so-called arch shape, the curved surface 122Q is curved in the left-right direction in the figure, but is not curved from the front side to the back side in the figure.

燃料電池10Bは、エンドプレート152と第2固定プレート120Bとの間に転動ローラ112を介在させて備え、この転動ローラ112は、第2固定プレート120Bの湾曲面122Qにおいて転動可能とされている。なお、湾曲面122Qの両端は、湾曲の程度が強くされた湾曲端面122QEとされており、この湾曲端面122QEにより転動ローラ112の外れが防止されている。   The fuel cell 10B includes a rolling roller 112 interposed between the end plate 152 and the second fixed plate 120B, and the rolling roller 112 can roll on the curved surface 122Q of the second fixed plate 120B. ing. Note that both ends of the curved surface 122Q are curved end surfaces 122QE whose degree of curvature is increased, and the rolling roller 112 is prevented from coming off by the curved end surfaces 122QE.

この実施例の燃料電池10Bでは、図8(A)に示すように、燃料電池スタックが湾曲面122Qの中央に位置する場合が初期位置であり、このときに、それぞれの燃料電池セル100は、初期締結力を受けるよう、第1固定プレート121と第2固定プレート120Bの間隔、および湾曲面122Qの湾曲程度が規定されている。その上で、エンドプレート152の転動ローラ112は、湾曲面122Qにおいて転動可能であることから、図8(B)に示すように、図における右方側から外力Rが加わると、転動ローラ112は湾曲面122Qにおいて転動してエンドプレート152と第2固定プレート120Bの係合状態に変位を来し、燃料電池スタックを第1固定プレート121と第2固定プレート120Bの間で撓ませる。こうなると、撓みによりエンドプレート152とエンドプレート151との間隔が縮む側では、図示するように締結力増大が起きるので、上記した実施例と同様、外力入力時における一時的な締結力増大による燃料電池スタックにおける各燃料電池セル100のズレと言った不具合の抑制と、電池性能の低下抑制とを両立できる。そして、この実施例では、転動ローラ112の転動は、図8(B)における左方側から外力Lが加わった場合でも、上記不具合抑制と電池性能の低下抑制を図ることができる。   In the fuel cell 10B of this embodiment, as shown in FIG. 8A, the initial position is when the fuel cell stack is located at the center of the curved surface 122Q. At this time, each fuel cell 100 is The interval between the first fixed plate 121 and the second fixed plate 120B and the degree of bending of the curved surface 122Q are defined so as to receive the initial fastening force. In addition, since the rolling roller 112 of the end plate 152 can roll on the curved surface 122Q, as shown in FIG. 8B, when an external force R is applied from the right side in the drawing, the rolling roller 112 rolls. The roller 112 rolls on the curved surface 122Q to shift the engagement state between the end plate 152 and the second fixed plate 120B, and deflects the fuel cell stack between the first fixed plate 121 and the second fixed plate 120B. . In this case, on the side where the distance between the end plate 152 and the end plate 151 is reduced due to the bending, the fastening force increases as shown in the figure. Therefore, as in the above-described embodiment, the fuel due to the temporary increase of the fastening force when the external force is input. It is possible to achieve both the suppression of inconveniences such as misalignment of each fuel battery cell 100 in the battery stack and the suppression of battery performance degradation. In this embodiment, the rolling of the rolling roller 112 can suppress the above-described problem and the battery performance even when an external force L is applied from the left side in FIG. 8B.

また、この燃料電池10Bでも、燃料電池10Aと同様に図8における左右方向からの外力入力に対しての不具合対処ができることから、車両搭載の自由度向上と、車両前後方向からの外力入力に対しても、上記利点を発揮できる。   Further, this fuel cell 10B can cope with a problem with respect to the external force input from the left and right direction in FIG. 8 similarly to the fuel cell 10A, so that the degree of freedom of mounting on the vehicle and the external force input from the front and rear direction of the vehicle are improved. However, the above advantages can be exhibited.

以上、本発明の実施の形態を実施例にて説明したが、本発明は上記した実施例や変形例の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様にて実施することが可能である。例えば、図8に示す第2固定プレート120Bを、その有する湾曲面122Qが球面となるものとすることもできる。つまり、第2固定プレート120Bを球形ドーム状とする。この場合には、図8に示した転動ローラ112をトラックボール様の転動方向が任意とできる転動ローラとすればよい。このように湾曲面122Qを球面とすれば、セル積層方向に交差して加わる外力の入力方向がいずれ方向であっても、その入力のあった方向に即して燃料電池スタックを第1固定プレート121と第2固定プレート120Bとの間で撓ませて、この撓みによる上記した締結力増大をもたらすことができる。よって、この場合には、セル積層方向に交差して加わる外力の入力方向に対する汎用性がより高まるので、車載の自由度もより一層高まり、好ましい。   As mentioned above, although the embodiment of the present invention has been described in the embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications, and can be implemented in various modes without departing from the gist thereof. Is possible. For example, the curved surface 122Q included in the second fixed plate 120B shown in FIG. 8 may be a spherical surface. That is, the second fixed plate 120B has a spherical dome shape. In this case, the rolling roller 112 shown in FIG. 8 may be a rolling roller having an arbitrary trackball-like rolling direction. Thus, if the curved surface 122Q is a spherical surface, the input direction of the external force applied across the cell stacking direction is any direction, and the fuel cell stack is arranged in the first fixed plate in accordance with the input direction. It can bend between 121 and the 2nd fixed plate 120B, and the above-mentioned fastening force increase by this bending can be brought about. Therefore, in this case, the versatility in the input direction of the external force applied across the cell stacking direction is further increased, so that the degree of freedom for mounting on the vehicle is further increased, which is preferable.

また、適正なセル面圧を得るための締結力(適正締結力)を燃料電池両端のエンドプレートに及ぼすための締結機構を別途設け、外力入力時には、この締結機構が及ぼす適正締結力とは別の締結力を及ぼすようにすることもできる。   In addition, a separate fastening mechanism is provided to apply a fastening force (appropriate fastening force) for obtaining an appropriate cell surface pressure to the end plates at both ends of the fuel cell. It is also possible to exert a fastening force of.

この他、転動ローラ112に代えて、傾斜面122Sに沿って摺動するような脚をエンドプレート110に設けるようにすることもできる。この場合には、スライダー構造を取り入れ、エンドプレートにレールを設けて上記の脚をレールに係合する駒とすればよい。   In addition, instead of the rolling roller 112, a leg that slides along the inclined surface 122S may be provided on the end plate 110. In this case, a slider structure may be adopted, a rail may be provided on the end plate, and the leg may be a piece that engages with the rail.

本発明の実施例としての燃料電池10の全体構成を概略的に示す説明図である。1 is an explanatory diagram schematically showing an overall configuration of a fuel cell 10 as an embodiment of the present invention. FIG. 燃料電池10の要部である固定プレート120とエンドプレート110の周辺を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory view showing the periphery of a fixed plate 120 and an end plate 110 that are main parts of the fuel cell 10. 定常時の燃料電池10の様子を一部破断して示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory view showing a state of the fuel cell 10 in a stationary state with a part broken away. セル積層方向に交差して外力が加わった場合における燃料電池10の挙動を一部破断して示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a partially broken behavior of the fuel cell 10 when an external force is applied across the cell stacking direction. 他の実施例としての燃料電池10Aの全体構成を概略的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows roughly the whole structure of 10 A of fuel cells as another Example. 燃料電池10Aの要部である固定プレート120Aをエンドプレート110Aを透視しつつ示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the fixed plate 120A which is the principal part of 10 A of fuel cells, seeing through the end plate 110A. 外力の入力がないときの燃料電池10Aの様子を一部破断して示す説明図である。It is explanatory drawing which partially fractures and shows the mode of 10 A of fuel cells when there is no input of external force. また別の実施例の燃料電池10Bの構成と外力入力時における挙動を概略的に説明する説明図である。It is explanatory drawing which illustrates roughly the structure at the time of external force input, and the structure of the fuel cell 10B of another Example.

符号の説明Explanation of symbols

10…燃料電池
10A…燃料電池
10B…燃料電池
100…燃料電池セル
102…集電プレート
110…エンドプレート
110A…エンドプレート
110RB…第1底部
110LB…第2底部
112…転動ローラ
120…固定プレート
120A…固定プレート
121…第1固定プレート
120B…第2固定プレート
122Q…湾曲面
122S…傾斜面
122QE…湾曲端面
122LS…傾斜面
122RS…傾斜面
124…隆起部
130…バネ部材
140…補強材
151…エンドプレート
152…エンドプレート
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Fuel cell 10A ... Fuel cell 10B ... Fuel cell 100 ... Fuel cell 102 ... Current collecting plate 110 ... End plate 110A ... End plate 110RB ... 1st bottom part 110LB ... 2nd bottom part 112 ... Rolling roller 120 ... Fixed plate 120A ... fixed plate 121 ... first fixed plate 120B ... second fixed plate 122Q ... curved surface 122S ... inclined surface 122QE ... curved end surface 122LS ... inclined surface 122RS ... inclined surface 124 ... raised portion 130 ... spring member 140 ... reinforcing material 151 ... end Plate 152 ... End plate

Claims (6)

複数の燃料電池セルをエンドプレートの間に積層した燃料電池であって、
前記燃料電池セルの積層状態を維持するために前記燃料電池セルの積層方向に沿って前記エンドプレートを拘束しつつ、前記積層方向に沿った初期締結力を前記エンドプレートを介して前記燃料電池セルに付与する締結力付与機構を備え、
該締結力付与機構は、
前記積層方向と交差する方向から前記燃料電池セルに外力が加わると、該外力がない場合における前記初期締結力よりも大きな締結力を前記エンドプレートを介して前記燃料電池セルに付与する
燃料電池。
A fuel cell in which a plurality of fuel cells are stacked between end plates,
In order to maintain the stacked state of the fuel cells, the end plate is restrained along the stack direction of the fuel cells, and an initial fastening force along the stack direction is applied to the fuel cells via the end plate. With a fastening force applying mechanism to be applied to
The fastening force applying mechanism is:
When an external force is applied to the fuel cell from a direction intersecting the stacking direction, a fastening force larger than the initial fastening force when there is no external force is applied to the fuel cell via the end plate.
請求項1に記載の燃料電池であって、
前記締結力付与機構は、
前記エンドプレートの外側に位置する一対の固定プレートであって、プレート間の間隔が固定された固定プレートと、
該固定プレートと前記エンドプレートとの間に介在して前記固定プレートと前記エンドプレートとを係合し、前記初期締結力を前記固定プレートから前記エンドプレートに伝達する係合部材とを備え、
該係合部材は、
前記外力が加わると、前記固定プレートと前記エンドプレートとの係合状態に変位を来すことで、前記初期締結力よりも大きな締結力を前記固定プレートから前記エンドプレートに伝達する
燃料電池。
The fuel cell according to claim 1,
The fastening force applying mechanism is
A pair of fixed plates located outside the end plate, the fixed plate having a fixed interval between the plates;
An engagement member that is interposed between the fixed plate and the end plate, engages the fixed plate and the end plate, and transmits the initial fastening force from the fixed plate to the end plate;
The engaging member is
When the external force is applied, the fastening plate and the end plate are displaced into an engaged state, thereby transmitting a fastening force larger than the initial fastening force from the fixed plate to the end plate.
請求項2に記載の燃料電池であって、
前記一対の固定プレートは、
前記エンドプレートに対向する側を前記積層方向に対して傾斜した傾斜面とし、該傾斜面を前記エンドプレートの一端側で間隔が広く他端側で間隔が狭くなるように対向させ、
前記係合部材は、
それぞれの前記エンドプレートと前記固定プレートとの間に介在し前記傾斜面に沿った移動を起こすことで、前記エンドプレートとエンドプレート間の燃料電池セルとを積層した状態のまま前記対向する傾斜面の間で移動可能とし、前記積層状態の前記エンドプレートと前記燃料電池が前記対向する傾斜面において前記間隔が広い側に位置するときに、前記初期締結力を前記固定プレートから前記エンドプレートに伝達し、前記外力が加わると前記積層状態の前記エンドプレートと前記燃料電池とが前記対向する傾斜面において前記間隔が狭い側に移動するよう前記傾斜面に沿った移動を起こす
燃料電池。
The fuel cell according to claim 2, wherein
The pair of fixing plates is
The side facing the end plate is an inclined surface inclined with respect to the stacking direction, and the inclined surface is opposed so that the interval is wide at one end side of the end plate and the interval is narrowed at the other end side,
The engaging member is
The opposed inclined surfaces remain in a state where the end plates and the fuel cells between the end plates are stacked by interposing between the end plates and the fixed plate and causing movement along the inclined surfaces. The initial fastening force is transmitted from the fixed plate to the end plate when the end plate in the stacked state and the fuel cell are positioned on the wide side of the opposed inclined surface. Then, when the external force is applied, the end plate and the fuel cell in the stacked state cause movement along the inclined surface such that the opposed inclined surface moves to the narrower side.
請求項3に記載の燃料電池であって、
前記一対の固定プレートのそれぞれは、前記傾斜面を、傾斜の向きが反対の二つの傾斜面として備え、
前記係合部材は、傾斜の向きが反対の前記二つの傾斜面においてそれぞれ前記傾斜面に沿った移動を起こすよう前記エンドプレートと前記固定プレートとの間に介在する
燃料電池。
The fuel cell according to claim 3, wherein
Each of the pair of fixed plates includes the inclined surface as two inclined surfaces having opposite directions of inclination,
The engagement member is interposed between the end plate and the fixed plate so as to cause movement along the inclined surfaces in the two inclined surfaces having opposite directions of inclination.
請求項2に記載の燃料電池であって、
前記一対の固定プレートは、
一方の前記エンドプレートに固定された第1固定プレートと、他方の前記エンドプレートの側に位置して該エンドプレートに対向する側をプレート中央側ほど凹の湾曲面とした第2固定プレートとを備え、
前記係合部材は、
前記第2固定プレートと前記他方のエンドプレートとの間に介在し前記湾曲面に沿った移動を起こすことで、前記エンドプレートとエンドプレート間の燃料電池セルとを積層した状態のまま前記第1固定プレートと第2固定プレートの間で撓ませ、前記積層状態の前記エンドプレートと前記燃料電池が前記湾曲面の中央に位置するときに、前記初期締結力を前記第2固定プレートから前記エンドプレートに伝達し、前記外力が加わると前記積層状態の前記エンドプレートと前記燃料電池が前記湾曲面の中央からずれて撓むよう前記湾曲面に沿った移動を起こす
燃料電池。
The fuel cell according to claim 2, wherein
The pair of fixing plates is
A first fixed plate fixed to one of the end plates, and a second fixed plate positioned on the other end plate side and facing the end plate and having a concave curved surface toward the center of the plate Prepared,
The engaging member is
By interposing between the second fixed plate and the other end plate and causing movement along the curved surface, the first end plate and the fuel cells between the end plates are stacked in the first state. When the end plate and the fuel cell in the stacked state are bent between the fixed plate and the second fixed plate and the fuel cell is positioned at the center of the curved surface, the initial fastening force is transferred from the second fixed plate to the end plate. When the external force is applied, the end plate and the fuel cell in the stacked state cause movement along the curved surface so as to bend from the center of the curved surface.
前記湾曲面は球面とされている請求項5に記載の燃料電池。   The fuel cell according to claim 5, wherein the curved surface is a spherical surface.
JP2007224531A 2007-08-30 2007-08-30 Fuel cell Pending JP2009059535A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007224531A JP2009059535A (en) 2007-08-30 2007-08-30 Fuel cell

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007224531A JP2009059535A (en) 2007-08-30 2007-08-30 Fuel cell

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2009059535A true JP2009059535A (en) 2009-03-19

Family

ID=40555104

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007224531A Pending JP2009059535A (en) 2007-08-30 2007-08-30 Fuel cell

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2009059535A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009212073A (en) * 2008-03-04 2009-09-17 Hyundai Motor Co Ltd Fuel cell stack clamping device
JP2010140666A (en) * 2008-12-09 2010-06-24 Honda Motor Co Ltd Stacking load adjusting device for fuel cell stack
JP2010257609A (en) * 2009-04-21 2010-11-11 Honda Motor Co Ltd Fuel battery cell stack
CN102376965A (en) * 2010-08-05 2012-03-14 丰田自动车株式会社 Fuel cell apparatus
US9991546B2 (en) * 2015-09-25 2018-06-05 Hyundai Motor Company Fuel cell stack assembly device and control method

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009212073A (en) * 2008-03-04 2009-09-17 Hyundai Motor Co Ltd Fuel cell stack clamping device
JP2010140666A (en) * 2008-12-09 2010-06-24 Honda Motor Co Ltd Stacking load adjusting device for fuel cell stack
JP2010257609A (en) * 2009-04-21 2010-11-11 Honda Motor Co Ltd Fuel battery cell stack
CN102376965A (en) * 2010-08-05 2012-03-14 丰田自动车株式会社 Fuel cell apparatus
US9991546B2 (en) * 2015-09-25 2018-06-05 Hyundai Motor Company Fuel cell stack assembly device and control method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5144087B2 (en) Fuel cell protection structure
JP7056142B2 (en) Battery module
JP2009059535A (en) Fuel cell
JP2020004556A (en) Cushioning sheet for battery module
JP5521442B2 (en) Assembled battery
JP2004288618A (en) Fuel cell
KR101802624B1 (en) Fuel cell stack
EP3217450B1 (en) Battery module
JP2019075276A (en) Battery pack
JP6463471B2 (en) Battery case, battery module, and battery module manufacturing method
JP7169523B2 (en) assembled battery
JP5417813B2 (en) Fuel cell stack
JP2009266735A (en) Fuel cell
JP5427284B2 (en) Fuel cell protection structure
JP6016125B2 (en) Fuel cell stack
JP5278158B2 (en) Vehicle fuel cell
EP3373360B1 (en) Battery module
JP2007184200A (en) Fuel cell stack
US20230318107A1 (en) Battery pack
JP2019194957A (en) Battery pack
WO2021199593A1 (en) Battery module
JP2019075247A (en) Fuel cell stack
JP2019188857A (en) Battery mounting structure of vehicle
CN218602598U (en) Battery pack
JP6696852B2 (en) Fuel cell