JP2011216338A - 燃料電池スタックの運搬用保護部材 - Google Patents

Abstract

【課題】セル積層構造体の燃料電池スタックを運搬する際に、燃料電池スタックの性能や機能の低下を防止することができる燃料電池スタックの運搬用保護部材を提供する。
【解決手段】燃料電池スタック１０を支持する支持部材２を備えた燃料電池スタック１０の運搬用保護部材１であって、燃料電池スタック１０の各セルは、その外周縁部に複数の固定部を有し、支持部材２は、燃料電池スタック１０の外周を覆うとともにセルの積層方向に間隔を開けて配置された複数の外周枠３，４，５と、各外周枠３，４，５を連結する連結部材６と、各固定部と当接するガイド部材８とを有し、各外周枠３，４，５には、ガイド部材８の位置を、セルの積層方向と直交する方向に調整可能な調整機構９を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃料電池スタックを運搬する際に運搬時の衝撃から燃料電池スタックを保護する運搬用保護部材に関する。

固体高分子型の燃料電池は、高分子イオン交換膜からなる固体高分子電解質膜の両側にアノード側電極とカソード側電極とを配設した膜電極構造体（膜電極接合体ともいう、ＭＥＡ（Membrane Electrode Assembly））を、一対のセパレータによって挟持して構成している。この種の燃料電池では、例えば、車載用として構成する場合、通常、数十から数百のセルを積層してボックス内に収容する燃料電池スタックを採用している。

このような燃料電池スタックを、例えば運搬用車両に積載して運搬する場合、燃料電池スタックに対してセルの積層方向と交差する方向（例えば、側面）から衝撃（外部荷重）が与えられると、燃料電池スタックの各セル間において面方向に位置ずれが生じるおそれがある。そこで、燃料電池スタックの運搬時におけるセル間における位置ずれを防止するために、セル同士を接着剤により接着した多セル集合体とモジュール枠とからなる多セルモジュールを構成した技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−５６８１４号公報（段落００２１、図１）

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、セルと、モジュール枠との間に緩衝材等が存在しないため、運搬時の挙動によりモジュール枠がセルに干渉する可能性があり、セルが損傷するという問題がある。

また、個々の燃料電池スタックは、セルの重なり状態が異なるため、一義的に位置が決定されるモジュール枠でセルを囲んだ場合、セルの重なり状態が変化し、運搬前と運搬後とで、燃料電池スタックから得られる出力値等が変化する問題もある。

本発明は、前記従来の問題を解決するものであり、セルの積層体からなる燃料電池スタックを運搬する際に、燃料電池スタックの性能や機能の低下を防止することができる燃料電池スタックの運搬用保護部材を提供することを課題とする。

本発明は、セルが複数積層された燃料電池スタックを支持する支持部材を備えた燃料電池スタックの運搬用保護部材であって、前記セルは、その外周縁部に複数の固定部を有し、前記支持部材は、前記燃料電池スタックの外周を覆うとともに前記セルの積層方向に間隔を開けて配置された複数の外周枠と、前記各外周枠を連結する連結部材と、前記外周枠に支持されて前記各固定部と当接するガイド部材とを有し、前記外周枠には、前記ガイド部材を前記セルの積層方向と直交する方向に調整可能な調整機構を備えることを特徴とする。

これによれば、ガイド部材がセルの固定部と当接して、燃料電池スタックの運搬時における各セルのずれを防止することが可能になる。しかも、調整機構によって、個々の燃料電池スタックに応じた位置においてガイド部材を固定部に当接させることができるので、運搬前後において、燃料電池スタックから得られる出力値等が変化するのを防止できる。したがって、燃料電池スタックの性能低下や機能低下が発生するのを防止することが可能になる。

また、前記固定部は、側方縁部の上端近傍と中央と下端近傍とに配置され、前記調整機構は、少なくとも前記中央に配置されていることを特徴とする。

これによれば、固定部を複数個所に配置することで、荷重の分散化が可能となり、必要強度を確保することが可能になる。特に、セルの重心部位の範囲に調整機構を配置することで、セルが回転運動するような回転運動方向の荷重が発生するのを防止できる。

また、前記調整機構は、気体あるいは液体を溜める貯留部と、前記貯留部内の圧力を調整する調整部とを備えることを特徴とする。

これによれば、貯留部および調整部を備えることにより、気体または液体による緩衝作用によって、外部からの荷重を緩和することができ、絶縁破壊や水素リークに対してより良好な燃料電池スタックの構造を得ることが可能になる。

また、前記調整機構は、弾性部材であることを特徴とする。

これによれば、弾性部材を備えることにより、弾性部材の緩衝作用によって、外部からの荷重を緩和することができ、絶縁破壊や水素リークに対してより良好な燃料電池スタックの構造を得ることが可能になる。

本発明によれば、セル積層構造体の燃料電池スタックを運搬する際に、燃料電池スタックの性能や機能の低下を防止することができる。

本実施形態の燃料電池スタックの運搬用保護部材を示す斜視図である。 燃料電池スタックのセル積層構造体を示す分解斜視図である。 固定部周辺の連結構造を示す断面図である。 本実施形態の燃料電池スタックの運搬用保護部材に燃料電池スタックを取り付けた状態を示す斜視図である。 図４のＡ−Ａ線切断断面図である。 図４のＢ−Ｂ線切断断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、それぞれ貯留部および調整部を備えた調整機構を示す断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、弾性部材を備えた調整機構を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態に係る燃料電池スタック１０の運搬用保護部材１（以下、運搬用保護部材と略記する）について図面を参照して説明する。

図１に示すように、本実施形態の運搬用保護部材１は、燃料電池スタック１０の単体を運搬用車両などに搭載する際に用いる支持部材２を備えている。この支持部材２は、複数の外周枠３，４，５、これら外周枠３，４，５を連結する連結部材６，６、後記する固定部１４ｔ，１６ｔ，１８ｔ（図２参照）に当接するガイド部材８，８、調整機構９，９，９・・・などで構成されている。なお、ガイド部材８および調整機構９は、燃料電池スタック１０の左右両側に対称に配置されるので、以下では、その一方の側のみについて説明する。まず、燃料電池スタック１０について説明する。

燃料電池スタック１０は、例えば、鉛直方向（上下方向）の長さが幅方向の長さよりも長く形成された縦型の燃料電池スタックであり、上面を構成する上パネル１１ａ、底面を構成する底パネル１１ｂ、上側の側面を構成する上サイドパネル１１ｃ，１１ｃ、下側の側面を構成する下サイドパネル１１ｄ，１１ｄからなるケーシング１１を有している。

なお、上サイドパネル１１ｃと下サイドパネル１１ｄは、別個のパネルで形成され、上サイドパネル１１ｃと下サイドパネル１１ｄとの間に、所定の幅（高さ）の開口部４０が形成され、この開口部４０から、後記するセルＳの電圧（セル電圧）を測定するためのセル電圧端子２０が露出するように構成されている。また、各パネル１１ａ〜１１ｄは、ステンレス鋼、その他の金属材またはカーボン材で構成されている。

図２に示すように、燃料電池スタック１０は、第１セパレータ１４、第１膜電極接合体１５、第２セパレータ１６、第２膜電極接合体１７、第３セパレータ１８を積層して構成され、これらが複数積層された構造を有している。なお、第１セパレータ１４、第２セパレータ１６および第３セパレータ１８は、カーボンなどの導電性の金属材料で形成されている。

第１膜電極接合体１５および第２膜電極接合体１７は、それぞれ、陽イオン交換膜からなる固体高分子電解質膜ｍをアノード側電極ｍ１とカソード側電極ｍ２とで挟んで構成されている。アノード側電極ｍ１およびカソード側電極ｍ２は、カーボンペーパ等からなるガス拡散層と、白金合金が表面に担持された多孔質カーボン粒子が前記ガス拡散層の表面に塗布されて形成される電極触媒層である。

第１セパレータ１４の第１膜電極接合体１５のアノード側電極ｍ１に対向する面には、燃料ガス入口連通孔１４ａと燃料ガス出口連通孔１４ｂとを連通する燃料ガス流路１４ｃが形成されている。この燃料ガス流路１４ｃは、例えば、上下方向に延在する複数の溝部により構成されている。

また、第１セパレータ１４の前記燃料ガス流路１４ｃとは反対側の面には、冷媒体入口連通孔１４ｄ，１４ｄと冷媒体出口連通孔１４ｅ，１４ｅとを連通する冷媒体流路１４ｆが形成されている。この冷媒体流路１４ｆは、例えば、水平方向（幅方向）に延在する複数の溝部により構成されている。

第２セパレータ１６の第１膜電極接合体１５のカソード側電極ｍ２に対向する面には、酸化剤ガス入口連通孔１６ａと酸化剤ガス出口連通孔１６ｂとを連通する酸化剤ガス流路１６ｃが形成されている。この酸化剤ガス流路１６ｃは、例えば、上下方向に延在する複数の溝部により構成されている。

なお、第２セパレータ１６の第２膜電極接合体１７のアノード側電極ｍ１の面には、燃料ガス入口連通孔１６ｄと燃料ガス出口連通孔１６ｅとを連通する燃料ガス流路１６ｆが形成されている。また、第３セパレータ１８の第２膜電極接合体１７のカソード側電極ｍ２の面には、酸化剤ガス入口連通孔１８ａと酸化剤ガス出口連通孔１８ｂとを連通する酸化剤ガス流路１８ｃが形成されている。また、第３セパレータ１８の酸化剤ガス流路１８ｃとは反対側の面には、第１セパレータ１４の冷却媒体流路１４ｆと重なり合って冷媒体流路が一体的に形成されている。

また、第１セパレータ１４には、酸化剤ガス入口連通孔１６ａと連通する酸化剤ガス連通孔１４ｇが形成され、酸化剤ガス出口連通孔１６ｂと連通する酸化剤ガス連通孔１４ｈが形成されている。第２セパレータ１６には、冷媒体入口連通孔１４ｄと連通する冷媒体入口貫通孔１６ｇが形成され、冷媒体出口連通孔１４ｅと連通する冷媒体出口貫通孔１６ｈが形成されている。また、第３セパレータ１８には、燃料ガス入口連通孔１６ｄと連通する燃料ガス連通孔１８ｄが形成され、燃料ガス出口連通孔１６ｅと連通する燃料ガス連通孔１８ｅが形成されている。また、第３セパレータ１８には、冷媒体入口貫通孔１６ｇと連通する冷媒体入口連通孔１８ｆが形成され、冷媒体出口貫通孔１６ｈと連通する冷媒体出口連通孔１８ｇが形成されている。

また、第１セパレータ１４の両面には、この第１セパレータ２４の外周端縁部を周回して第１シール部材１４ｓが一体成形されている。第２セパレータ１６の両面にも同様にして、外周端縁部を周回して第２シール部材１６ｓが一体成形され、第３セパレータ１８の両面にも同様にして、外周端縁部を周回して第３シール部材１８ｓが一体成形されている。

また、第１セパレータ１４の外周部には、複数の固定部１４ｔが一体化されている。固定部１４ｔは、合成樹脂などの硬質な（高剛性）絶縁材料で形成され、第１セパレータ１４の幅方向の両端に、上下方向に間隔を開けて３箇所設けられ、第１セパレータ１４の上部と下部にそれぞれ１箇所設けられている。また、各固定部１４ｔには、孔部１４ｔ１，１４ｔ１が互いに並列して設けられている。

また、左側縁部（側方縁部）の上側（上端近傍）に位置する固定部１４ｔは、幅方向において、燃料ガス入口連通孔１４ａおよび冷媒体入口連通孔１４ｄと重ならない位置に形成されている（図２の一点鎖線参照）。右側縁部（側方縁部）の上側（上端近傍）に位置する固定部１４ｔは、幅方向において、酸化剤ガス入口連通孔１４ｇおよび冷媒体入口連通孔１４ｅと重ならない位置に形成されている（図２の一点鎖線参照）。

同様に、左側縁部（側縁部）の中央に位置する固定部１４ｔは、幅方向（水平方向）において、上側の冷媒体入口連通孔１４ｄと下側の冷媒体入口連通孔１４ｄと重ならない位置に形成されている（図２の一点鎖線参照）。また、右側縁部（側縁部）の中央に位置する固定部１４ｔは、幅方向において、上側の冷媒体出口連通孔１４ｅと下側の冷媒体出口連通孔１４ｅと重ならない位置に形成されている（図２の一点鎖線参照）。

同様に、左側縁部（側方縁部）の下側（下端近傍）に位置する固定部１４ｔは、幅方向において、酸化剤ガス出口連通孔１４ｈおよび冷媒体入口連通孔１４ｄと重ならない位置に形成されている（図２の一点鎖線参照）。右側縁部（側方縁部）の下側（下端近傍）に位置する固定部１４ｔは、幅方向において、燃料ガス出口連通孔１４ｂおよび冷媒体出口連通孔１４ｅと重ならない位置に形成されている（図２の一点鎖線参照）。

また、上縁部に位置する固定部１４ｔは、高さ方向（上下方向）において、燃料ガス入口連通孔１４ａおよび酸化剤ガス入口貫通孔１４ｇと重ならない位置に形成されている（図２の一点鎖線参照）。また、下縁部に位置する固定部１４ｔは、高さ方向（上下方向）において、酸化剤ガス出口貫通孔１４ｈおよび燃料ガス出口連通孔１４ｂと重ならない位置に形成されている（図２の一点鎖線参照）。

同様にして、第２セパレータ１６の上縁部、左側縁部、右側縁部および下縁部の各固定部１６ｔは、酸化剤ガス入口連通孔１６ａ、酸化剤ガス出口連通孔１６ｂ、燃料ガス入口連通孔１６ｄ、燃料ガス出口連通孔１６ｅ、冷媒体入口貫通孔１６ｇ，１６ｇ、冷媒体出口貫通孔１６ｈ，１６ｈと重ならない位置に形成されている。また同様にして、第３セパレータ１８の上縁部、左側縁部、右側縁部および下縁部の各固定部１８ｔは、酸化剤ガス入口連通孔１８ａ、酸化剤ガス出口連通孔１８ｂ、燃料ガス入口貫通孔１８ｄ、燃料ガス出口貫通孔１８ｅ、冷媒体入口連通孔１８ｆ，１８ｆ、冷媒体出口連通孔１８ｇ，１８ｇと重ならない位置に形成されている。

このように、固定部１４ｔ，１６ｔ，１８ｔを連通孔１４ａ，１４ｂ，１４ｄ，１４ｅ，１６ａ，１６ｂ，１６ｄ，１６ｅ，１８ａ，１８ｂ，１８ｆ，１８ｇおよび貫通孔１４ｇ，１４ｈ，１６ｇ，１６ｈ，１８ｄ，１８ｅと重ならない場所に配置することで、セルＳに対して運搬時に過大な荷重が外部から作用したとしても、連通孔１４ａ，１４ｂ，１４ｄ，１４ｅ，１６ａ，１６ｂ，１６ｄ，１６ｅ，１８ａ，１８ｂ，１８ｆ，１８ｇおよび貫通孔１４ｇ，１４ｈ，１６ｇ，１６ｈ，１８ｄ，１８ｅに対してガスリークを発生させるような変形が生じるのを防止することが可能になる。

また、第２セパレータ１６の外周部には、第１セパレータ１４の各固定部１４ｔとセルＳの積層方向（以下、セル積層方向と表記する）において重なり合う位置に、固定部１６ｔが一体化されている。各固定部１６ｔにも、同様に、孔部１６ｔ１，１６ｔ１が並列に形成されている。同様に、第３セパレータ１８の外周部にも、第２セパレータ１６の各固定部１６ｔとセルの積層方向において重なり合う位置に、固定部１８ｔが一体化され、各固定部１８ｔには、孔部１８ｔ１，１８ｔ１が形成されている。

また、燃料電池スタック１０は、セル積層方向の両端部に、エンドプレート１２，１３が設けられている。エンドプレート１２，１３は、上パネル１１ａ、底パネル１１ｂ、上サイドパネル１１ｃ，１１ｃ、および下サイドパネル１１ｄ，１１ｄとそれぞれヒンジ機構１５を介して連結されている（図１参照）。なお、図２では、エンドプレート１２，１３のヒンジ機構１５の形状の図示を省略している。

また、エンドプレート１２は、金属材料で形成され、セル積層方向の一方の端部のセパレータと図示しないインシュレータ（絶縁部材）を介して積層される。エンドプレート１３についても、同様な材料で形成され、図示しないインシュレータを介して積層される。

また、エンドプレート１２には、燃料ガス入口連通孔１４ａ，１６ｄおよび燃料ガス入口貫通孔１８ｄと連通する燃料ガス導入孔１２ａが形成され、燃料ガス出口連通孔１４ｂ，１６ｅおよび燃料ガス出口貫通孔１８ｅと連通する燃料ガス導出孔１２ｂが形成されている。また、エンドプレート１２には、酸化剤ガス入口貫通孔１４ｇおよび酸化剤ガス入口連通孔１６ａ，１８ａと連通する酸化剤ガス導入孔１２ｃが形成され、酸化剤ガス出口貫通孔１４ｈおよび酸化剤ガス出口連通孔１６ｂ，１８ｂと連通する酸化剤ガス導出孔１２ｄが形成されている。また、エンドプレート１２には、冷媒体入口連通孔１４ｄ，１８ｆおよび冷媒体入口貫通孔１６ｇと連通する冷媒体導入孔１２ｅが複数形成され、冷媒体出口連通孔１４ｅ，１８ｇおよび冷媒体出口貫通孔１６ｈと連通する冷媒体導出孔１２ｆが複数形成されている。

図３に示すように、孔部１４ｔ１の直径は、他の孔部１６ｔ１，１８ｔ１の直径よりも小径に形成されるとともに、固定部１４ｔ，１６ｔ，１８ｔのうち、少なくとも固定部１６ｔは、他の固定部１４ｔ，１８ｔよりも外側方に突出して、上サイドパネル１１ｃ、下サイドパネル１１ｄの内壁面１１ｃ１，１１ｄ１と当接している。

なお、固定部１４ｔ，１６ｔ，１８ｔのすべてが外側方に突出して、すべてが上サイドパネル１１ｃ、下サイドパネル１１ｄの内壁面１１ｃ１，１１ｄ１に当接するようにしてもよい。

また、第１セパレータ１４、第２セパレータ１６および第３セパレータ１８の孔部１４ｔ１，１６ｔ１，１８ｔ１には、絶縁性の樹脂クリップ１９が挿入される。この樹脂クリップ１９は、第１セパレータ１４から第３セパレータ１８までをひとつのセルユニットとしたときに１つのセルユニット置きに樹脂クリップ１９が設けられている。

なお、図３では、一つの孔部１４ｔ１，１６ｔ１，１８ｔ１のみしか図示していないが、並列に形成されたもう一方の孔部１４ｔ１，１６ｔ１，１８ｔ１についても、同様にして樹脂クリップ１９が取り付けられる。また、第１セパレータ１４、第２セパレータ１６および第３セパレータ１８のそれぞれの上縁部および下縁部に位置する固定部１４についても各孔部１４ｔ１，１６ｔ１，１８ｔ１に同様に樹脂クリップ１９が取り付けられる。

樹脂クリップ１９は、頭部１９ａ、首部１９ｂおよびフランジ部１９ｃを備えて構成され、首部１９ｂが頭部１９ａおよびフランジ部１９ｃよりも小径に形成され、フランジ部１９ｃが頭部１９ａよりも大径に形成されている。この頭部１９ａが、第１セパレータ１４の孔部１４ｔ１の開口縁部に当接し、フランジ部１９ｃが、第３セパレータ１８の孔部１８ｔ１の開口縁部に当接することにより、頭部１９ａとフランジ部１９ｃとで第１セパレータ１４、第２セパレータ１６および第３セパレータ１８が挟まれて、積層方向に一体に保持される。

図４に示すように、外周枠３，４，５は、燃料電池スタック１０の全周囲を囲む略四角枠状を呈し、燃料電池スタック１０のパネル外周形状よりも大きく形成され、燃料電池スタック１０の上パネル１１ａ、底パネル１１ｂ、上サイドパネル１１ｃ、下サイドパネル１１ｄと所定の隙間（間隔）が形成されるように構成されている。外周枠３，５は、燃料電池スタック１０のセル積層方向の両端に位置し、外周枠４は、外周枠３と外周枠５との中間に位置している。

また、外周枠３，５の下部には、脚部３ａ，５ａが設けられ、燃料電池スタック１０が取り付けられた運搬用保護部材１を安定して支持できるようになっている。

連結部材６は、燃料電池スタック１０の長さ方向に沿い、かつ、燃料電池スタック１０の幅よりも若干狭く形成された板状を呈し、燃料電池スタック１０の上方と下方のそれぞれに配設されている。また、連結部材６は、外周枠３，４，５の内側の壁面にボルトＢ（図６参照）を介して固定され、外周枠３，４，５同士を連結している。

連結部材６と燃料電池スタック１０との間には、樹脂またはゴムなどで形成された押え部材７が配設されている。この押え部材７は、燃料電池スタック１０の長さ方向に沿って板状に形成され、上側の連結部材６と燃料電池スタック１０の上パネル１１ａとの間に介装され、また下側の連結部材６と燃料電池スタック１０の底パネル１１ｂ（図１参照）との間に介装されて、燃料電池スタック１０の上面および下面を挟んで支持している。

また、外周枠３には、燃料電池スタック１０のエンドプレート１２（図２参照）に対向する端部押え部材２１が図示しないボルトなどを介して取り付けられている。この端部押え部材２１は、エンドプレート１２に形成された燃料ガス導入孔１２ａ、燃料ガス導出孔１２ｂ、酸化剤ガス導入孔１２ｃ、酸化剤ガス導出孔１２ｄ、冷媒体導入孔１２ｅ，１２ｅ、冷媒体導出孔１２ｆ，１２ｆを閉塞して、燃料電池スタック１０の運搬時に、燃料電池スタック１０内に埃などが浸入しないようにするとともに、燃料電池スタック１０が外周枠３からセル積層方向に位置ずれするのを防止するようになっている。

また、外周枠５には、燃料電池スタック１０のエンドプレート１３に対向する端部押え部材２２が図示しないボルトなどを介して取り付けられている。この端部押え部材２２は。燃料電池スタック１０のセル積層方向に位置ズレするのを防止するようになっている。

図５に示すように、ガイド部材８は、セル積層方向に延びる細長い板状の樹脂部材で形成され、外周枠３から外周枠５まで直線状に延びて形成されている。このガイド部材８は、燃料電池スタック１０の両側（図示上下方向）に配置されている。

また、ガイド部材８の長手方向の一端は、外周枠３側のエンドプレート１２のセル積層方向の端面８ｓ１まで延びている。また、ガイド部材８は、外周枠５側のエンドプレート１３のセル積層方向の端面８ｓ２まで延びている。また、ガイド部材８の両端は、燃料電池スタック１０側に向く内面８ａ，８ｂが、エンドプレート１２，１３に沿って略凹状に切り欠かれている。

図６に示すように、ガイド部材８は、燃料電池スタック１０の高さ方向（上下方向）の中央部に位置する固定部１６Ｔ（１６ｔ）に、その内側面８ｃが当接可能な位置に配置されている。また、ガイド部材８は、固定部１６Ｔ（１６ｔ）の高さ方向の寸法Ｈよりも小さい厚みＴで形成されている。なお、図６では、第２セパレータ１６の固定部１６Ｔ（１６ｔ）を図示しているが、第１セパレータ１４の固定部１４Ｔ（１４ｔ）や第３セパレータ１８の固定部１８Ｔ（１８ｔ）についても、同様にしてガイド部材８の内側面８ｃが当接可能な位置に配置される。

なお、図６には、酸化剤ガス入口連通孔１６ａ、酸化剤ガス出口連通孔１６ｂ、燃料ガス入口連通孔１６ｄ、燃料ガス出口連通孔１６ｅ、冷媒体入口貫通孔１６ｇおよび冷媒体出口貫通孔１６ｈには、それぞれその周縁部に、ゴムなどの弾性材料からなるパッキン（シール部材）Ｐが設けられている。また、図６は、酸化剤ガス流路１６ｃの図示を省略している。また、第１セパレータ１４および第３セパレータ１８についてもほぼ同様にパッキンＰが設けられている。

また、ガイド部材８は、外周枠４の内側壁に設けられた案内部材３０に支持されている。この案内部材３０は、断面Ｌ字型の支持部３０ａ，３０ｂで構成され、水平方向に延びる水平面部３０ａ１，３０ｂ１を上下方向に、ガイド部材８を水平にスライド支持できる間隔を置いて配置され、上下方向に延びる垂直面部３０ａ２，３０ｂ２が外周枠４の内壁面に固定されている。これにより、ガイド部材８の外側に位置する部分が、水平部３０ａ１と水平部３０ｂ１とで挟まれて支持されながら、ガイド部材８が固定部１６Ｔに接近する方向と離れる方向にスライド可能となっている。

なお、本実施形態では、外周枠４に案内部３０を別体で固定する構成を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、案内部を設けずに、外周枠４にガイド部材８を案内支持する凹部が形成されていてもよい。

また、燃料電池スタック１０の側面において、上サイドパネル１１ｃと下サイドパネル１１ｄとの間の高さ方向の中央部に、燃料電池スタック１０の長さ方向（セルの積層方向）に沿って開口部４０が形成されている。この開口部４０からは、燃料電池スタック１０の各セルの電圧を検出するセル電圧端子５０が露出している。このセル電圧端子５０は、セルの積層方向に沿って一列に配置されている（図１参照）。各セル電圧端子５０は、図示しない電気配線を介して、燃料電池スタック１０の外側に設けられたセル電圧検出用のＥＣＵ（図示せず）に接続されている。

図６に示すように、調整機構９は、ガイド部材８が固定部１６Ｔ（１４Ｔ，１８Ｔ）に当たる位置を調整するものであり、ボルト４１、ナット４２、ボルト４１が螺合されるねじ孔ｈ１で構成されている。なお、図６では、外周枠４に設けられた調整機構９について説明するが、外周枠３，５についても、同様に設けられているものとする。

ねじ孔ｈ１は、ガイド部材８の高さと対応する位置に外周枠４を貫通して形成されている。このねじ孔ｈ１に対して、ボルト４１が外周枠４の外側から螺合されている。

ボルト４１は、頭部４１ａおよびねじ部４１ｂを有し、ねじ部４１ｂが外周枠４を貫通して螺着され、ねじ部４１ｂの先端がガイド部材８の外側面８ｄに当接して、ガイド部材８を固定部１６Ｔ側に押圧できるように構成されている。

ナット４２は、ボルト４１を外周枠４に螺着する前に、ねじ部４１ｂに螺着される。ガイド部材８を位置決めした後にナット４２を所定の方向に回してナット４２を外周枠４の外壁面に押し当てることにより、ボルト４１の位置が固定される。これにより、燃料電池スタック１０の運搬中に振動や衝撃などによって位置ズレしないようになっている。

なお、調整機構９によって固定部１６Ｔに当接させる際の調整位置は、例えば、運搬用保護部材１に取り付ける前に試験された燃料電池スタック１０の出力値を変動させないような位置、換言すると燃料電池スタック１０の運搬前と運搬後で出力値が変化しない位置に設定される。

また、外周枠３に設けられた調整機構９は、ガイド部材８の端部の内面８ａに対応する位置に配置されている。また、外周枠５に設けられた調整機構９についても、同様に、ガイド部材８の端部の内面８ｂに対応する位置に配置されている。

また、上パネル１１ａ、底パネル１１ｂ、上サイドパネル１１ｃ，１１ｃ、下サイドパネル１１ｄ，１１ｄの各内壁面には、上縁部、下縁部、側方縁部の上端近傍、側方縁部の下端近傍の各固定部１６ｔと対向する位置に、樹脂製のガイド受け部１１ｓが設けられている。このガイド受け部１１ｓは、セルＳの積層方向に延びて形成され、それぞれの固定部１６ｔと当接するようになっている。

以上説明したように、本実施形態の運搬用保護部材１によれば、ガイド部材８がセルの固定部１４Ｔ，１６Ｔ，１８Ｔと当接して、運搬時における各セルＳのずれを防止することが可能になる。しかも、調整機構９によって個々の燃料電池スタック１０に対応した位置においてガイド部材８を固定部１４Ｔ，１６Ｔ，１８Ｔに当接させることができ、運搬前と運搬後において、燃料電池スタック１０から得られる出力値等が変化するのを防止できる。したがって、燃料電池スタック１０の性能低下や機能低下が発生するのを防止することが可能になる。

また、本実施形態によれば、固定部１４ｔ，１６ｔ，１８ｔを、セルＳの側方縁部の上側（上端近傍）と中央と下側（下端近傍）の複数個所に配置することで、荷重の分散化が可能となり、必要な強度を確保することが可能になる。

また、本実施形態によれば、調整機構９を側方縁部の中央に配置することで、セルの重心部位の範囲に調整機構９が位置するので、セルＳが回転運動するような回転運動方向の荷重が発生するのを防止できる。

なお、本発明は前記した実施形態に限定されるものではなく、例えば、前記した調整機構９に替えて図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す調整機構９Ａ，９Ｂ，９Ｃとしてもよい。

図７（ａ）に示す調整機構９Ａは、貯留部６１および調整部６２を備えている。貯留部６１は、外周枠３，４，５の内壁に、ガス（空気など、気体）、水（液体）またはオイル（液体）が貯留される断面凹状の貯留部６１が形成され、この貯留部６１にガイド部材８が気密性を確保しながら（例えば、シール部材を介して）固定部１４Ｔ，１６Ｔ，１８Ｔに向けてスライド可能に支持される。また、調整部６２は、外周枠３，４，５の外壁面に、貯留部６１と連通する連通部６２ａを有し、連通部６２ａを介して、ガス、水またはオイルを注入して、貯留部６１内の圧力を調整して、ガイド部材８を固定部１４Ｔ，１６Ｔ，１８Ｔに当接させるようになっている。

このように貯留部６１および調整部６２を備えることにより、運搬時に外部から燃料電池スタック１０自体の荷重が作用したり、燃料電池スタック１０の外部から衝撃が加わったとしてもその荷重や衝撃を緩和することができ、絶縁破壊や水素リークに対してより良好な燃料電池スタック１０の構造を運搬後においても維持することができる。

図７（ｂ）に示す調整機構９Ｂは、貯留部６１、調整部６２、コイルバネ６３などで構成されている。なお貯留部６１および調整部６２は、前記した調整機構９Ａと同様であるのでその説明を省略する。コイルバネ６３は、一端が外周枠３，４，５の内壁面に当接し、他端がガイド部材８に形成されたフランジ８ｆに当接して、ガイド部材８を固定部１４Ｔ，１６Ｔ，１８Ｔ側に向けて付勢するようになっている。なお、これにより得られる効果については、調整機構９Ａと同様である（以下に示す調整機構についても同様である）。

図７（ｃ）に示す調整機構９Ｃは、樹脂製のガイド部材８に替えてゴムなどの弾性部材で形成されたガイド部材８Ａとした構成である。このガイド部材８Ａは、内部に中空部８ｓを有し、固定部１４Ｔ，１６Ｔ，１８Ｔに向けて凸状に形成され、その基端部が貯留部６１の内壁に気密性を確保しながら接着剤等を介して固定されている。

ガイド部材８Ａの中空部８ｓに調整部６２からガスなどで圧力を加えることにより、ガイド部材８Ａが伸長して、ガイド部材８Ａの先端部が当接し、固定部１４Ｔ，１６Ｔ，１８Ｔを押圧する。

また、前記した調整機構９，９Ａ，９Ｂ，９Ｃに替えて図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す調整機構９Ｄ，９Ｅ，９Ｆとしてもよい。

図８（ａ）に示す調整機構９Ｄは、ショックアブソーバ（減衰器）からなる構成であり、内筒７１、外筒７２、オリフィス７３、コイルバネ７４で構成されている。内筒７１は、外周枠３，４，５の内壁面に凹状に形成され、ガイド部材８の基端を、気密性を確保しながらスライド可能に支持するとともに、ガイド部材８を固定部１４Ｔ，１６Ｔ，１８Ｔ側に付勢するコイルバネ７４を収容するように構成されている。外筒７２は、内筒７１の周囲に環状に形成されている。オリフィス７３は、内筒７１と外筒７２とを連通するように構成されている。なお、本実施形態では、内筒７１と外筒７２とオリフィス７３とコイルバネ７４とで弾性部材が構成されている。

このような調整機構９Ｄによれば、運搬時の外部からの荷重（衝撃）によってガイド部材８がコイルバネ７４の付勢力に抗して押し込まれたとしても、内部のオイルが内筒７１から外筒７２にオリフィス７３を介して流れるため、このときオイルの粘性により粘性摩擦が生じ運動エネルギが熱エネルギに変換されてエネルギが小さくなることにより、ガイド部材８が押し込まれたときの跳ね返りを小さくできる。このような、ショックアブソーバのような構成によれば、ガイド部材８のストロークに対する抗力を均等化させることができる。

また、図７の実施形態と同様に、運搬時に外部から荷重が作用したとしてもその荷重を緩和することができ、絶縁破壊や水素リークに対してより良好な燃料電池スタック１０の構造を運搬後においても維持することができる（以下の調整機構９Ｅ，９Ｆについても同様である）。

図８（ｂ）に示す調整機構９Ｅは、外周壁３，４，５の内壁面に形成された断面凹状の空間７５内に弾性部材としてのコイルバネ７６が収容されている。このコイルバネ７６は、ガイド部材８を固定部１４Ｔ，１６Ｔ，１８Ｔ側に付勢するようになっている。なお、弾性部材は、コイルバネ７６に限定されず、ガイド部材８を付勢できるものであれば、板バネなどの他の種類のバネを適用できる。

図８（ｃ）に示す調整機構９Ｆは、図８（ｂ）のコイルバネ７６に替えてゴムなどの弾性材で形成されたダンパ７７を有している。

また、調整機構９Ｅ，９Ｆによれば、ストロークに対する抗力を増大させることができるので、セルＳ同士が大きく位置ずれするのを防止できる。

１ 運搬用保護部材
２ 支持部材
３，４，５ 外周枠
６ 連結部材
８ ガイド部材
９，９Ａ〜９Ｆ 調整機構
１０ 燃料電池スタック
１４ｔ，１６ｔ，１８ｔ（１４Ｔ，１６Ｔ，１８Ｔ） 固定部
６１ 貯留部
６２ 調整部
６３ コイルバネ
７１ 内筒
７２ 外筒
７３ オリフィス
７４，７６ コイルバネ（弾性部材）
７７ ダンパ（弾性部材）
Ｓ セル

Claims (4)

1. セルが複数積層された燃料電池スタックを支持する支持部材を備えた燃料電池スタックの運搬用保護部材であって、
   前記セルは、その外周縁部に複数の固定部を有し、
   前記支持部材は、前記燃料電池スタックの外周を覆うとともに前記セルの積層方向に間隔を開けて配置された複数の外周枠と、前記各外周枠を連結する連結部材と、前記外周枠に支持されて前記各固定部と当接するガイド部材とを有し、
   前記外周枠には、前記ガイド部材を前記セルの積層方向と直交する方向に調整可能な調整機構を備えることを特徴とする燃料電池スタックの運搬用保護部材。
2. 前記固定部は、側方縁部の上端近傍と中央と下端近傍とに配置され、
   前記調整機構は、少なくとも前記中央に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池スタックの運搬用保護部材。
3. 前記調整機構は、気体あるいは液体を溜める貯留部と、前記貯留部内の圧力を調整する調整部とを備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃料電池スタックの運搬用保護部材。
4. 前記調整機構は、弾性部材であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃料電池スタックの運搬用保護部材。

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