JP2010140869A - 燃料電池スタック、燃料電池用インシュレータ - Google Patents

Abstract

【課題】厚みを低減した燃料電池用インシュレータを提供し、燃料電池スタックのコンパクト化に資する。
【解決手段】インシュレータ６０は、燃料電池スタック２０の積層方向に直交する略矩形の板状の平面部６１を備えている。インシュレータ６０の外縁部には、全体に亘って、エンドプレート１０４側（図２（ａ）の下側）に向かって形成された壁面６２〜６６、または、ターミナル４４側（図２（ａ）の上側）に向かって形成された壁面６７が設けられている。また、締結シャフトを通す開口部９１〜９６の外縁部の全体に亘って、ターミナル４４側に向かって壁面８１〜８６が形成されている。また、平面部６１の外縁部には、エンドプレート１０４側に向かって形成された壁面とターミナル４４側に向かって形成された壁面とを有し、他の外縁部よりも突出した突出面６８及び６９が設けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数の発電体が積層された発電体積層部の積層方向の両端に配置される集電板と、該集電板の前記積層方向の外側に配置されるエンドプレートとの間に介在される燃料電池用インシュレータに関する。

燃料電池は、例えば、電解質膜・電極接合体、ガス拡散層、セパレータ等を積層した発電体を複数積層し、その両側をターミナル、インシュレータ、エンドプレートで挟持した燃料電池スタックを締結して構成される。かかる燃料電池スタックにおいては、インシュレータは、絶縁距離を確保するために所定以上の厚みを確保する必要があるが、燃料電池スタックのコンパクト化のためには、改良の余地を残していた。

特開２００６−４０５８６号公報

上述の問題の少なくとも一部を考慮し、本発明が解決しようとする課題は、厚みを低減した燃料電池用インシュレータを提供し、燃料電池スタックのコンパクト化に資することである。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。

［適用例１］燃料電池スタックであって、複数の発電体が積層された発電体積層部と、該発電体積層部の積層方向の両端に配置される集電板と、該集電板の前記積層方向の外側に配置されるインシュレータと、該インシュレータの前記積層方向の外側に配置されるエンドプレートとを備え、前記インシュレータの少なくとも１つは、前記積層方向に直交する板状の平面部と、前記少なくとも１つのインシュレータの外縁部の全体に亘って形成され、前記集電板側に向かって形成された第１の壁面と、前記集電板側と反対の方向に向かって形成された第２の壁面とを含み、前記平面部の外縁部から前記少なくとも１つのインシュレータの外縁部までの距離を所定以上確保する壁面部とを備えた燃料電池スタック。

かかる構成の燃料電池スタックにおいて、インシュレータは、平面部と壁面部とにより、集電板及び発電体積層部とエンドプレートとの絶縁距離を確保するので、絶縁距離分の厚みを有する必要がない。すなわち、インシュレータの厚みを低減することができる。また、壁面部は、集電板側に向かって形成された第１の壁面と、集電板側と反対方向に向かって形成された第２の壁面とを含んでいるので、燃料電池スタックの構成機器や関連機器との位置関係に応じて、好適に絶縁距離を確保し、あるいは、当該機器との干渉を避けることができる。

［適用例２］燃料電池スタックであって、複数の発電体が積層された発電体積層部と、該発電体積層部の積層方向の両端に配置される集電板と、該集電板の前記積層方向の外側に配置されるインシュレータと、該インシュレータの前記積層方向の外側に配置されるエンドプレートとを備え、前記インシュレータの少なくとも１つは、前記積層方向に直交する板状の平面部であって、該平面部の外縁部の一部が他の外縁部よりも外側に突出した突出面を備えた平面部と、前記突出面を除く前記少なくとも１つのインシュレータの外縁部の全体に亘って形成され、前記集電板側に向かって形成された第１の壁面と、前記集電板側と反対の方向に向かって形成された第２の壁面とを含む壁面部と、前記突出面の外縁部の少なくとも一部に、前記第１の壁面と連続して、前記集電板側に向かって形成された第３の壁面と、前記突出面の外縁部の少なくとも一部に、前記第２の壁面と連続して、前記反対の方向に向かって形成された第４の壁面とを備えた燃料電池スタック。

かかる構成の燃料電池スタックは、平面部と壁面部と突出面とによって、集電板及び発電体積層部とエンドプレートとの絶縁距離を確保することができるので、適用例１と同様の効果を奏する。また、壁面の形成方向が、突出面において、集電板側からその反対方向に切り替わるので、真空成形により容易に成形することができる。

［適用例３］適用例１または適用例２記載の燃料電池スタックであって、更に、前記インシュレータを貫通する締結部材により、前記燃料電池スタックを前記積層方向に締結する締結部を備え、前記少なくとも１つのインシュレータは、更に、前記締結部材を貫通させる開口部と、前記開口部の外縁部から前記集電板側に向かって形成された開口壁面とを備えた燃料電池スタック。

かかる構成の燃料電池スタックは、開口部の周辺においても、開口壁面によって、集電板及び発電体積層部とエンドプレートとの絶縁距離を確保することができるので、適用例１または適用例２と同様の効果を奏する。なお、開口壁面がない場合には、開口部周辺で絶縁距離が確保できず、開口壁面が集電板側と反対方向に向かって形成されていれば、エンドプレートの一部をカットする必要が生じ、エンドプレートの強度が低下する。

また、本発明は、適用例４〜６の燃料電池用インシュレータとしても実現することができる。
［適用例４］複数の発電体が積層された発電体積層部の積層方向の両端に配置される集電板と、該集電板の前記積層方向の外側に配置されるエンドプレートとの間に介在される燃料電池用インシュレータであって、板状の平面部と、前記インシュレータの外縁部の全体に亘って形成され、前記平面部から該平面部に略直交する一方の方向に向かって形成された第１の壁面と、前記平面部に略直交する他方の方向に向かって形成された第２の壁面とを含み、前記平面部の外縁部から前記インシュレータの外縁部までの距離を所定以上確保する壁面部とを備えた燃料電池用インシュレータ。

［適用例５］複数の発電体が積層された発電体積層部の積層方向の両端に配置される集電板と、該集電板の前記積層方向の外側に配置されるエンドプレートとの間に介在される燃料電池用インシュレータであって、板状の平面部であって、該平面部の外縁部の一部が他の外縁部よりも外側に突出した突出面を備えた平面部と、前記突出面を除く前記インシュレータの外縁部の全体に亘って形成され、前記平面部から該平面部に略直交する一方の方向に向かって形成された第１の壁面と、前記平面部に略直交する他方の方向に向かって形成された第２の壁面とを含む壁面部と、前記突出面の外縁部の少なくとも一部に、前記第１の壁面と連続して、前記一方の方向に向かって形成された第３の壁面と、前記突出面の外縁部の少なくとも一部に、前記第２の壁面と連続して、前記他方の方向に向かって形成された第４の壁面とを備えた燃料電池用インシュレータ。

［適用例６］適用例４または適用例５記載の燃料電池用インシュレータであって、更に、前記インシュレータを用いて構成する燃料電池スタックを積層方向に締結する締結部材を貫通させるための開口部と、前記開口部の外縁部から前記一方の方向に向かって形成された開口壁面とを備えた燃料電池用インシュレータ。

Ａ．実施例：
本発明の実施例について説明する。
Ａ−１．燃料電池スタック２０の概略構成：
本発明の実施例としての燃料電池スタック２０の概略構成を図１に示す。燃料電池スタック２０は、固体高分子形の燃料電池であり、発電体３０を複数積層し、積層方向の両端に配置したターミナル４２，４４、インシュレータ５０，６０、エンドプレート１０２，１０４で挟持して構成される。

発電体３０は、湿潤状態で良好なプロトン伝導性を示す固体高分子材料の薄膜である電解質膜の表面上にカソード電極とアノード電極とを備える電解質膜・電極接合体の両面に、ガス拡散層、流路部材、セパレータが積層されて構成される（図示せず）。

ターミナル４２，４４は、発電体３０で発生した電気を図示しない出力端子から取り出す集電板である。ターミナル４２，４４は、種々の導電性部材を用いて形成することができるが、本実施例では、板状に形成された銅製部材を用いている。

インシュレータ５０，６０は、ターミナル４２，４４とエンドプレート１０２，１０４とを絶縁する絶縁部材である。インシュレータ５０，６０は、種々の絶縁性部材を用いて形成することができるが、本実施例では、ナイロンとＥＶＯＨ（エチレン・ビニルアルコール共重合樹脂）とからなる。また、本実施例では、インシュレータ５０は、板状の形状であるが、インシュレータ６０は、板状形状に加えて、ターミナル４４側またはインシュレータ６０側に折り返した壁面部を有している。本実施例では、かかるインシュレータ６０の形状は、真空成形により成形する。かかる形状の詳細については後述する。

エンドプレート１０２，１０４は、燃料電池スタック２０を積層方向の両端から加圧するための部材である。エンドプレート１０２，１０４は、耐食性、剛性を備えた種々の金属部材で形成することができるが、本実施例では、ステンレスからなる。なお、エンドプレート１０４は、エンドプレート１０２と同一の積層方向の厚みを有しているが、上述したインシュレータ６０の壁面部の内側にエンドプレート１０４が挿入されているため、図１では、エンドプレート１０４の厚みがエンドプレート１０２の厚みよりも小さいように見えている。エンドプレート１０４のインシュレータ６０側の実際の端部は、点線で表示した部分である。

かかる燃料電池スタック２０は、締結シャフトとボルトからなる締結部材１１１〜１１６により、積層方向に加圧されて締結される。具体的には、エンドプレート１０２，１０４及びインシュレータ５０，６０は、その外周部に、連通する６個の貫通孔を備えており、ターミナル４２，４４及び発電体３０は、当該貫通孔に対応する位置に凹部を備えている。かかる貫通孔及び凹部に締結部材１１１〜１１６の締結シャフトを通し、積層方向に加圧してボルトで固定することで、エンドプレート１０２，１０４を介して、燃料電池スタック２０が締結されるのである。

また、エンドプレート１０２には、燃料ガスとしての水素を発電体３０に給排するための孔部１２１，１２２、酸化ガスとしての空気を発電体３０に給排するための孔部１２３，１２４、冷却水を発電体３０に給排するための孔部１２５，１２６を備えている。これらの孔部は、インシュレータ５０、ターミナル４２、発電体３０に備えられた孔部（図示せず）と連通してマニホールドを形成し、水素、空気及び冷却水を循環させる役割を果たす。なお、燃料電池スタック２０に供給される水素、空気及び冷却水は、エンドプレート１０２側から供給され、ターミナル４４に隣接する発電体３０で折り返して、エンドプレート１０２側から排出されるので、インシュレータ６０及びエンドプレート１０４は、上述の孔部を有していない。

Ａ−２．インシュレータ６０の形状：
上述したインシュレータ６０の全体形状を図２（ａ）に示す。図示するインシュレータ６０は、図１に示した積層位置関係においては、図の上側にターミナル４４が、図の下側にエンドプレート１０４が積層される。図示するように、インシュレータ６０は、燃料電池スタック２０の積層方向に直交する略矩形の板状の平面部６１を備えている。また、インシュレータ６０の外縁部は、全体に亘って積層方向に向かって形成された壁面を備えている。かかる壁面は壁面６２〜６７で構成され、壁面６２〜６６はエンドプレート１０４側（図２（ａ）の下側）に向かって、壁面６７はターミナル４４側（図２（ａ）の上側）に向かって形成されている。

なお、このように、壁面６７のみがターミナル４４側に向かって形成されているのは、燃料電池スタック２０の積層時において、壁面６７に対応する位置のエンドプレート１０４の側面に、燃料電池スタック２０のマウントが設置されるため、壁面６７をエンドプレート１０４側に向かって形成すると、当該マウントと干渉するからである。

また、インシュレータ６０は、その外縁部の略矩形形状の４角及び長辺の中央部において、開口部９１〜９６を備えている。開口部９１〜９６の外縁部には、当該外縁部の全体に亘って、ターミナル４４側に向かって壁面８１〜８６が形成されている（ただし、壁面８３は、平面部６１の外縁に沿ってのみ形成されている。これは成形上の問題であり、壁面８３についても、当該外縁部の全体に亘って形成されていても構わない）。開口部９１〜９６は、上述した締結部材１１１〜１１６の締結シャフトを通す貫通口である。本実施例においては、開口部９１，９２，９４〜９６は、周囲を壁面で囲まれた孔状に形成されているが、図３に示すように、当該壁面のうち、ターミナル４４から図示するｘ方向及びｚ方向に最も遠い部分をカットしてもよい。こうすれば、締結シャフトの挿入を容易に行うことができる。なお、壁面８１〜８６は、インシュレータ６０の外縁部に形成された壁面６２〜６７と一体的に形成されているが、ここでは、説明の便宜上、仮想的に分離した壁面として説明している。

また、インシュレータ６０は、その略矩形の外縁部の各辺に、凹形状に形成された積層基準面７１〜７６を備えている。例えば、壁面６３の一部は、インシュレータ６０の内側に陥没しており、当該陥没部分が積層基準面７２を形成している。本実施例においては、積層基準面７１〜７６は、エンドプレート１０４側に向かって形成された壁面６２〜６６上に形成されている。かかる積層基準面７１〜７６は、燃料電池スタック２０の各部材の積層時において、積層面を揃えるために設けられている。

また、インシュレータ６０の平面部６１は、壁面６３側の外縁部において、他の外縁部よりも突出した突出面６８及び６９を備えている。突出面６８の周辺部の拡大図を図２（ｂ）に示す。図示するように、突出面６８は、突出面６８以外の平面部６１の他の外縁部よりも、インシュレータ６０の外側（図の−ｚ方向）に突出している。また、突出面６８は、壁面６３と連続して、エンドプレート１０４側に向かって形成された壁面６３の一部である壁面６３ａ及び６３ｂと、壁面６７に連続して、ターミナル４４側に向かって形成された壁面６７の一部である６７ａとを有している。なお、壁面６３ｂは、必ずしも有していることを必要としない。

また、突出面６９の周辺部の拡大図を図２（ｃ）に示す。図示するように、突出面６９は、突出面６８と同様に、突出面６９以外の平面部６１の他の外縁部よりも、インシュレータ６０の外側に突出している。また、突出面６９は、壁面６４と連続し、エンドプレート１０４側に向かって形成された壁面６３の一部である壁面６４ａ及び６４ｂと、壁面６７と連続し、ターミナル４４側に向かって形成された壁面６７の一部である６７ｂとを有している。なお、壁面６４ａは、必ずしも有していることを必要としない。

なお、上述したインシュレータ６０の構成のうち、壁面６７（請求項２では壁面６７ａ，６７ｂを除く）は、請求項の第１の壁面に、壁面６２〜６６（請求項２では壁面６３ａ，６３ｂ，６４ａ，６４ｂを除く）は、請求項の第２の壁面に、壁面６７ａ，６７ｂは、請求項２の第３の壁面に、壁面６３ａ，６３ｂ，６４ａ，６４ｂは、請求項２の第４の壁面に該当する。壁面８１〜８６は、請求項３の開口壁面に該当する。また、開口部９１〜９６は、請求項の開口部に該当し、突出面６８，６９は、請求項の突出面に該当する。

Ａ−３．インシュレータ６０の積層状態：
上述したインシュレータ６０の積層状態を説明する前に、比較例としての、インシュレータ５０の積層状態について説明する。インシュレータ５０は、単なる板状形状であり、上述したインシュレータ６０の壁面形状を有していない。すなわち、従来のインシュレータである。図１に示した切断指示線Ａ−Ａに基づく切断面におけるインシュレータ５０の積層状態を図４に示す。図示するとおり、インシュレータ５０は、エンドプレート１０２とターミナル４２との間に配置されている。ここで、インシュレータ５０の厚みは、エンドプレート１０２とターミナル４２とを絶縁するために必要な絶縁距離ＩＤ１（本実施例では８ｍｍとした）となっている。

一方、図１に示した切断指示線Ａ−Ａに基づく切断面における本実施例のインシュレータ６０の積層状態を図５に示す。図示するとおり、インシュレータ６０は、エンドプレート１０４側では、平面部６１とエンドプレート１０４側に向かって形成された壁面６４及び６６とにより形成される凹部にエンドプレート１０４が嵌合するように積層される。また、インシュレータ６０は、ターミナル４４側では、壁面６４及び６６の内寸と概ね同一レベルでターミナル４４及び発電体３０と共に積層される。本実施例では、インシュレータ６０の板厚を２ｍｍとし、壁面６４及び６６の積層方向の長さを８ｍｍ（絶縁距離ＩＤ１）とした。このように、平面部６１の積層方向の厚みを、比較例としてのインシュレータ５０と比べて大幅に小さくしているのは、壁面６４及び６６によって、ターミナル４４とエンドプレート１０４との絶縁距離ＩＤ２（沿面距離）を、必要な絶縁距離ＩＤ１以上にすることができるからである。

なお、図示は省略するが、壁面６７を含む断面においても、壁面６７によって、絶縁距離ＩＤ２を確保することができる。また、同様に図示は省略するが、突出面６８，６９を含む断面においても、突出面６８，６９と、壁面６３ａ，６３ｂ，６７ａ，６７ｂ，６４ａ，６４ｂによって、絶縁距離ＩＤ１以上の絶縁距離を確保することができる。

また、図１に示した切断指示線Ｂ−Ｂに基づく切断面におけるインシュレータ６０の積層状態を図６に示す。図示するとおり、インシュレータ６０は、エンドプレート１０４側では、上述のＡ−Ａ断面と同様に、平面部６１とエンドプレート１０４側に向かって形成された壁面６３及び６６とにより形成される凹部にエンドプレート１０４が嵌合するように積層される。また、インシュレータ６０は、ターミナル４４側では、平面部６１とターミナル４４側に向かって形成された壁面８１及び８２とにより形成される凹部にターミナル４４及び発電体３０が嵌合するように積層される。壁面８１及び発電体３０と締結部材１１１との隙間、ならびに、壁面８２及び発電体３０と締結部材１１６との隙間には、絶縁シート１５１，１５２がそれぞれ設けられている。かかる積層状態においては、開口部９１及び９２の周辺においても、壁面８１及び８２によって、ターミナル４４及び発電体３０とエンドプレート１０４との絶縁距離ＩＤ３（沿面距離）を、必要な絶縁距離ＩＤ１以上とすることができる。

以上説明したように、インシュレータ６０は、発電体３０及びターミナル４４とエンドプレート１０４との絶縁距離を十分に確保しつつ、インシュレータの厚みを低減することができる。その結果、燃料電池スタック２０のコンパクト化に資することができる。また、インシュレータ６０の外縁部の壁面は、壁面６７を除き、エンドプレート１０４側に向かって形成されているので、燃料電池スタック２０の構成部材を積層する際に、発電体３０やターミナル４４と、壁面６２〜６６とが干渉することがないので、積層が容易に行える。

なお、仮に、図７に示すように、壁面６２〜６６がターミナル４４に向かって形成されるとすれば、平面部６１と壁面６４，６６とで形成される凹部の内寸と、発電体３０及びターミナル４４の外寸とを一致させる場合には、壁面６４，６６は、発電体３０及びターミナル４４の積層基準面よりも外部に飛び出すこととなる。したがって、ターミナル４４と、ターミナル４４に隣接する発電体３０である３０ａとについて、積層基準面に沿った積層が行いにくくなる。一方、上述した燃料電池スタック２０においては、壁面６７のみがターミナル４４側に向かって形成され、積層基準面７１〜７６は、エンドプレート１０４側に向かって形成された平面部６１〜６６に設けられているので、このような問題は生じない。

また、図８に示すように、インシュレータ６０の外寸と発電体３０の外寸とを一致させる場合には、発電体３０ａは、他の発電体３０よりも小さいサイズとする必要がある。同様に、ターミナル４４は、ターミナル４２よりも小さいサイズとする必要がある。このように、異なるサイズの部材を用意することは、製造工程を複雑化させ、経済性を低下させる要因となる。一方、上述した燃料電池スタック２０においては、全ての発電体３０を同一サイズとすることができる。また、ターミナル４２とターミナル４４も同一サイズとずることができる。

また、仮に、図９に示すように、開口部９１〜９６の周辺部において、壁面８１〜８６がエンドプレート１０４側に向かって形成されるとすれば、ターミナル４４とエンドプレート１０４との絶縁距離ＩＤ３は、必要な絶縁距離ＩＤ１以上とすることは可能であるが、エンドプレート１０４は、壁面８１及び８２の周辺をカットする必要が生じるため、エンドプレート１０４の強度の面から望ましくない。また、仮に、図１０に示すように、壁面８１〜８６を設けなければ、ターミナル４４とエンドプレート１０４との絶縁距離ＩＤ４は、必要な絶縁距離ＩＤ１よりも短くなり、絶縁距離を確保することができない。一方、上述した燃料電池スタック２０においては、壁面８１〜８６をターミナル４４側に向かって形成しているので、このような問題も生じない。

このように、燃料電池スタック２０において、インシュレータ６０は、ターミナル４４側に向かって形成された壁面と、エンドプレート１０４側に向かって形成された壁面とによって、締結シャフトやマウントといった燃料電池スタック２０の構成機器や関連機器との位置関係に応じて、好適に絶縁距離を確保し、当該機器との干渉を避けることができる。

また、インシュレータ６０は、外縁部に形成された壁面の形成方向がエンドプレート１０４側からターミナル４４側に切り替わる位置に突出面６８，突出面６９を有しているので、真空成形による成形が可能となり、射出成形する場合と比べて製造コストを低減することができる。

Ｂ：変形例：
上述の実施例の変形例について説明する。
Ｂ−１．変形例１：
上述の実施形態においては、平面部６１の外縁部に形成された壁面のうち、壁面６７をターミナル４４側に向けて形成する構成としたが、ターミナル４４側に向けて形成する壁面は、当該箇所に限るものではなく、壁面をエンドプレート１０４側に向けて形成すれば、燃料電池スタック２０の構成機器や関連機器（実施例では、燃料電池スタック２０のマウント）と干渉する箇所とすればよい。ただし、ターミナル４４側に向けて壁面を形成する箇所は、上述の通り、燃料電池スタック２０の構成部材の積層の容易性の観点から、積層基準面７１〜７６を避けた位置とすることが望ましい。換言すれば、積層基準面７１〜７６は、壁面がエンドプレート１０４側に向けて形成される箇所に設けることが望ましい。

Ｂ−２．変形例２：
上述の実施形態においては、燃料電池スタック２０を構成するインシュレータ５０及び６０のうちのインシュレータ６０についてのみ、図２に示した形状としたが、その理由は、インシュレータ５０には、孔部１２１〜１２６に連通する孔部を設ける必要があり、当該孔部のシール性にも配慮する必要があるからである。これらの孔部の周辺に、シール部材を好適に取り付けるなどして、シール性を確保できる形状とするのであれば、インシュレータ５０にも、図２に示した形状を採用してもよい。

Ｂ−３．変形例３：
上述の実施形態においては、開口部９１〜９６は、インシュレータ６０の外縁部に設ける構成、すなわち、壁面６２〜６６が開口部９１，９２，９４〜９６の側壁を形成する構成としたが、開口部９１〜９６は、平面部６１の内部に形成されてもよい。

Ｂ−４．変形例４：
上述の実施形態においては、平面部６１の外縁部において、ターミナル４４側に向けて形成される壁面６７及び突出面６８，６９を備える構成としたが、これらは必須の構成ではない。例えば、図１１に示すように、略矩形の平面部６１の外縁部の全体に亘って、エンドプレート１０４側に向かって形成された壁面６２，６３，６５，６６が形成される構成としてもよい。こうしても、必要箇所の絶縁距離を確保し、燃料電池スタック２０を容易に積層することができる。

Ｂ−５．変形例５：
上述の実施形態においては、開口部９１〜９６及び壁面８１〜８６を備える構成としたが、これらは必須の構成ではない。例えば、締結シャフトを用いずに、燃料電池スタック２０の積層方向の側面に締結プレートを取り付けて、燃料電池スタック２０を締結するような場合には、図１２に示すように、開口部９１〜９６及び壁面８１〜８６を有しない構成としてもよい。こうしても、必要箇所の絶縁距離を確保し、燃料電池スタック２０を容易に積層することができる。

Ｂ−６．変形例６：
上述の実施形態においては、平面部６１の外縁部において、突出面６８及び６９を備える構成としたが、突出面６８及び６９は、必ずしも必須の構成ではなく、平面部６１の外縁部からインシュレータ６０の外縁部までの距離を必要な絶縁距離だけ確保できるように壁面部を備えたものであればよい。例えば、図１３に示すように、壁面６３及び６７に直交する方向に張り出した壁面６３ａ及び６７ａを備える構成としてもよい。

あるいは、図１４に示すように、平面部６１の外縁部の、エンドプレート１０４側に向かって形成された壁面６３とターミナル４４側に向かって形成された壁面６７の接続位置において、壁面６３と壁面６７の両方を有する部分を設けてもよい。

これらの構成としても、必要箇所の絶縁距離を確保し、燃料電池スタック２０を容易に積層することができる。これらの形状は、射出成形などによって成形することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこうした実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を脱しない範囲において、種々なる態様で実施できることは勿論である。例えば、本発明は、実施例に示した固体高分子形燃料電池に限らず、ダイレクトメタノール形燃料電池、リン酸形燃料電池など種々の燃料電池に適用することができる。

燃料電池スタック２０の概略構成を示す説明図である。 インシュレータ６０の形状を示す説明図である。 変形例としてのインシュレータ６０の形状を示す説明図である。 従来技術としてのインシュレータ５０の積層状態を示す断面図である。 インシュレータ６０の積層状態を示す断面図（Ａ−Ａ断面）である。 インシュレータ６０の積層状態を示す断面図（Ｂ−Ｂ断面）である。 比較例としてのインシュレータ６０の積層状態を示す断面図である。 比較例としてのインシュレータ６０の積層状態を示す断面図である。 比較例としてのインシュレータ６０の積層状態を示す断面図である。 比較例としてのインシュレータ６０の積層状態を示す断面図である。 変形例４としてのインシュレータ６０の形状を示す断面図である。 変形例５としてのインシュレータ６０の形状を示す説明図である。 変形例６としてのインシュレータ６０の形状を示す説明図である。 変形例６としてのインシュレータ６０の形状を示す説明図である。

符号の説明

２０…燃料電池スタック
３０，３０ａ…発電体
４２，４４…ターミナル
５０，６０…インシュレータ
６１…平面部
６２〜６７，６３ａ，６３ｂ，６４ａ，６４ｂ，６７ａ，６７ｂ，８１〜８６…壁面
６８，６９…突出面
７１〜７６…積層基準面
９１〜９６…開口部
１０２，１０４…エンドプレート
１１１〜１１６…締結部材
１２１〜１２６…孔部
１５１，１５２…絶縁シート
ＩＤ１〜ＩＤ４…絶縁距離

Claims (6)

1. 燃料電池スタックであって、
   複数の発電体が積層された発電体積層部と、
   該発電体積層部の積層方向の両端に配置される集電板と、
   該集電板の前記積層方向の外側に配置されるインシュレータと、
   該インシュレータの前記積層方向の外側に配置されるエンドプレートと
   を備え、
   前記インシュレータの少なくとも１つは、
   前記積層方向に直交する板状の平面部と、
   前記少なくとも１つのインシュレータの外縁部の全体に亘って形成され、前記集電板側に向かって形成された第１の壁面と、前記集電板側と反対の方向に向かって形成された第２の壁面とを含み、前記平面部の外縁部から前記少なくとも１つのインシュレータの外縁部までの距離を所定以上確保する壁面部とを備えた
   燃料電池スタック。
2. 燃料電池スタックであって、
   複数の発電体が積層された発電体積層部と、
   該発電体積層部の積層方向の両端に配置される集電板と、
   該集電板の前記積層方向の外側に配置されるインシュレータと、
   該インシュレータの前記積層方向の外側に配置されるエンドプレートと
   を備え、
   前記インシュレータの少なくとも１つは、
   前記積層方向に直交する板状の平面部であって、該平面部の外縁部の一部が他の外縁部よりも外側に突出した突出面を備えた平面部と、
   前記突出面を除く前記少なくとも１つのインシュレータの外縁部の全体に亘って形成され、前記集電板側に向かって形成された第１の壁面と、前記集電板側と反対の方向に向かって形成された第２の壁面とを含む壁面部と、
   前記突出面の外縁部の少なくとも一部に、前記第１の壁面と連続して、前記集電板側に向かって形成された第３の壁面と、
   前記突出面の外縁部の少なくとも一部に、前記第２の壁面と連続して、前記反対の方向に向かって形成された第４の壁面と
   を備えた
   燃料電池スタック。
3. 請求項１または請求項２記載の燃料電池スタックであって、
   更に、前記インシュレータを貫通する締結部材により、前記燃料電池スタックを前記積層方向に締結する締結部を備え、
   前記少なくとも１つのインシュレータは、更に、
   前記締結部材を貫通させる開口部と、
   前記開口部の外縁部から前記集電板側に向かって形成された開口壁面と
   を備えた
   燃料電池スタック。
4. 複数の発電体が積層された発電体積層部の積層方向の両端に配置される集電板と、該集電板の前記積層方向の外側に配置されるエンドプレートとの間に介在される燃料電池用インシュレータであって、
   板状の平面部と、
   前記インシュレータの外縁部の全体に亘って形成され、前記平面部から該平面部に略直交する一方の方向に向かって形成された第１の壁面と、前記平面部に略直交する他方の方向に向かって形成された第２の壁面とを含み、前記平面部の外縁部から前記インシュレータの外縁部までの距離を所定以上確保する壁面部と
   を備えた燃料電池用インシュレータ。
5. 複数の発電体が積層された発電体積層部の積層方向の両端に配置される集電板と、該集電板の前記積層方向の外側に配置されるエンドプレートとの間に介在される燃料電池用インシュレータであって、
   板状の平面部であって、該平面部の外縁部の一部が他の外縁部よりも外側に突出した突出面を備えた平面部と、
   前記突出面を除く前記インシュレータの外縁部の全体に亘って形成され、前記平面部から該平面部に略直交する一方の方向に向かって形成された第１の壁面と、前記平面部に略直交する他方の方向に向かって形成された第２の壁面とを含む壁面部と、
   前記突出面の外縁部の少なくとも一部に、前記第１の壁面と連続して、前記一方の方向に向かって形成された第３の壁面と、
   前記突出面の外縁部の少なくとも一部に、前記第２の壁面と連続して、前記他方の方向に向かって形成された第４の壁面と
   を備えた燃料電池用インシュレータ。
6. 請求項４または請求項５記載の燃料電池用インシュレータであって、
   更に、前記インシュレータを用いて構成する燃料電池スタックを積層方向に締結する締結部材を貫通させるための開口部と、
   前記開口部の外縁部から前記一方の方向に向かって形成された開口壁面と
   を備えた燃料電池用インシュレータ。

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