JP3429585B2 - 固体高分子型燃料電池 - Google Patents

固体高分子型燃料電池

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JP3429585B2 JP31513594A JP31513594A JP3429585B2 JP 3429585 B2 JP3429585 B2 JP 3429585B2 JP 31513594 A JP31513594 A JP 31513594A JP 31513594 A JP31513594 A JP 31513594A JP 3429585 B2 JP3429585 B2 JP 3429585B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、固体高分子電解質膜
を利用して、電気化学的反応により発電を行う固体高分
子型燃料電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】燃料電池は、電解質を挟み付ける一方の
電極（以下燃料電極という）に燃料を供給し、他方の電
極（以下酸化剤電極という）に酸化剤を供給することに
より、この燃料と酸化剤とを電気化学的に反応させ、化
学エネルギーを直接電気エネルギーに変換する装置であ
る。この燃料電池には、電解質の種類によって種々のタ
イプのものがあるが、近年高出力燃料電池として、電解
質に固体高分子電解膜を使用した固体高分子型燃料電池
が注目されている。
【０００３】この固体高分子型燃料電池では、燃料とし
て例えば水素ガス、酸化剤として例えば酸素ガスがそれ
ぞれ用いられ、燃料電極側で下記陰極反応（１）が生じ
るとともに、酸化剤電極側で下記陽極反応（２）が生じ
る。 Ｈ２ → ２Ｈ＋ ＋ ２ｅ− ・・・（１） ２Ｈ＋ ＋ ２ｅ− ＋ 1/2 Ｏ２ → Ｈ２ Ｏ ・・・（２） 上記陰極反応（１）において生じたプロトン（Ｈ＋ ）
は、固体高分子電解質膜中を通って酸化剤電極まで達し
た後、陽極反応（２）で示されるように、酸素と反応し
て水となる。この場合、燃料電極と酸化剤電極間には電
子（ｅ− ）の移動が生じるため、この燃料電極と酸化
剤電極間には所定の起電力が発生する。
【０００４】以下従来の固体高分子型燃料電池の一例
（例えば特開平３−２０５７６３号公報）を図１９およ
び図２０を参照しつつ説明する。図１９は単セルの概念
的な説明図、図２０は単セルの燃料電極および酸化剤電
極にそれぞれ水素ガスおよび酸素ガスを供給する流体流
動板の平面図である。
【０００５】図において、１はガス透過性および電子伝
導性を有した酸化剤電極、２はガス透過性および電子伝
導性を有した燃料電極、３は例えばプロトン導電性の固
体高分子からなる電解質膜、４は電解質膜３を酸化剤電
極１と燃料電極２とで挟み付けて形成される単セル、５
は単セル４の酸化剤電極１側を覆うように配置され、酸
化剤電極１側に溝状の蛇行した酸素ガス流路５ａが形成
された導電性の第１流体流動板、６は単セル４の燃料電
極２側を覆うように配置され、燃料電極２側に溝状の蛇
行した水素ガス流路６ａが形成された導電性の第２流体
流動板である。なお、第１および第２流体流動板５，６
には、酸素ガス流路５ａおよび水素ガス流路６ａにそれ
ぞれ連通するガス入口孔５ｂ，６ｂおよびガス出口孔５
ｃ，６ｃが貫通した状態で形成されている。
【０００６】つぎに、この燃料電池の動作について説明
する。ガス入口孔５ｂから供給された酸素ガスは、第１
流体流動板５の酸素ガス流路５ａを通過しつつ、多孔質
な酸化剤電極１側に供給され、かつ、ガス入口孔６ｂか
ら供給された水素ガスは、第２流体流動板６の水素ガス
流路６ａを通過しつつ、多孔質な燃料電極２側に供給さ
れる。この場合、酸化剤電極１と燃料電極２とは外部で
電気的に接続されているため、酸化剤電極１側では、陽
極反応（２）が生じるとともに、未反応ガス（酸素ガ
ス）と生じた水（反応水）とが、ガス出口孔５ｃから外
部に排出される。また、燃料電極２側では、陰極反応
（１）が生じるとともに、未反応ガス（水素ガス）がガ
ス出口孔６ｃから外部に排出される。すなわち、陰極反
応（１）で生じた電子（ｅ− ）が第２流体流動板６側
から第１流体流動板５側に流れることにより、単セル４
の酸化剤電極１と燃料電極２間には一定の起電力が発生
することとなる。そして、酸素ガス流路５ａ、水素ガス
流路６ａが蛇行して長く形成されているので、ガス流速
が増加されて境膜を薄くすることができ、反応に必要な
ガスの拡散を促進するとともに、酸化剤電極１で生成さ
れた水を効率よく排出させている。
【０００７】ここで、このような燃料電池においては、
一般に電極面積（１ｃｍ２ ）当たり１アンペア（Ａ）
以上の電流が取り出されるため、例えば電極面積が１０
０ｃｍ２ 程度のものでは、単セル４を流れる電流は１
００Ａ以上となる。また、このような燃料電池において
は、電池の発電効率を５０％と想定すると、単セル４当
たりの起電力は０．７Ｖ程度となる。
【０００８】一方、電気自動車の電源には７０〜８０馬
力の出力が要求されるとともに、モータを効率よく動作
させるために、インバータ効率の高い２００Ｖ以上の直
流電圧が必要とされる。したがって、このような燃料電
池を電気自動車の電源として用いる場合、単セル４を４
００個以上積層して、これらを電気的に直列に接続する
必要がある。この場合、例えば第１流体流動板５の裏面
側に水素ガス流路を形成した流体流動板を単セル４間に
挟みつつ、単セル４を積層する必要がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、流体流
動板を含めた単セル４の一層当たりの厚さは５ｍｍ程度
となるため、単セル４を４００個積層した積層体の長さ
は２ｍ程度となる。この場合、電流値は２００〜３００
Ａあればよいため、この積層体の縦横のサイズは十数ｃ
ｍ角あればよいこととなる。したがって、このような燃
料電池では、積層体の形状は縦、横と高さの比が１０倍
以上も開くことになり、機械的に不安定な形状となっ
て、取り扱いが難しいという課題が生じる。
【００１０】このため、流体流動板を含めた単セル４を
５０個ずつ積層した積層体を並列に８個並べ、これらの
積層体を互いに電気的に直列に接続することも考えられ
るが、この場合、積層体の締め付け装置の複雑化や各積
層体に対する水素ガスと酸素ガスの供給配管の複雑化を
招いてしまうとともに、各積層体間の短絡防止に特別な
工夫をする必要が生じてしまうという課題がある。
【００１１】そこで、これらの課題を解決するものとし
て、特開昭５９−１３４５７１号公報では、同一平面内
に電気的に独立した複数の単セルを並べたものを複数積
層し、単セルどうしを直列に接続して容積効率よく単セ
ル数を増やした燃料電池が提案されているが、この燃料
電池では、全単セルを直列につなぐために、積層体外に
電気回路を複数組んで接続する必要があり、燃料電池の
大型化を招いてしまうという課題があった。また、実公
昭３８−１３６２２号公報、特開昭５３−１２２７３９
号公報あるいは特開昭５３−１２２７４０号公報では、
同一平面状に電気的に直列に接続された複数の単セルを
並べたシート状の燃料電池が提案されているが、この燃
料電池においても、このシート状燃料電池を複数積層し
た場合、これらを直列に接続するための電気回路を積層
体外に設ける必要があり、燃料電池の大型化を招いてし
まうという課題があった。
【００１２】この発明は、上記のような課題を解消する
ためになされたもので、取り扱いが容易であり、かつ、
小型で高電圧が得られる固体高分子型燃料電池を提供す
ることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】この発明の第１の発明
は、固体高分子電解質膜を燃料電極と酸化剤電極とで挟
み付けて形成される単セルが同一平面状に複数配置され
ている単セル群を、この単セル群の各単セルの燃料電極
と酸化剤電極とに臨むように燃料流路と酸化剤流路とが
形成された流体流路板を介して複数積層した固体高分子
型燃料電池において、流体流路板の単セルに対向する位
置に導電部を形成して、この流体流路板と単セル群とを
積層して形成される積層体中の各単セルの積層方向に、
これらの単セルが互いに電気的に直列に接続される複数
の単セル積層体を形成するとともに、単セル積層体どう
しを互いに直列に接続する導電手段を、積層体内に設
け、積層体中の単セル群を、燃料電極と酸化剤電極とが
それぞれ同じ側に配置されている単セルのみを配置して
構成し、かつ、導電手段を、積層体中を貫通するととも
に、単セル積層体の一端側の導電部とこの単セル積層体
に隣接する単セル積層体の他端側の導電部とをそれぞれ
電気的に接続する導電棒から構成したことである。
【００１４】この発明の第２の発明は、第１の発明の場
合において、導電棒により積層体を加圧一体化したこと
である。
【００１５】この発明の第３の発明は、第２の発明の場
合において、単セル積層体の一端側の導電部とこの単セ
ル積層体に隣接する単セル積層体の他端側の導電部と
に、導電棒により積層体を加圧した場合に、この導電棒
と電気的に接続される集電体を取り付けていることであ
る。
【００１６】この発明の第４の発明は、固体高分子電解
質膜を燃料電極と酸化剤電極とで挟み付けて形成される
単セルが同一平面状に複数配置されている単セル群を、
この単セル群の各単セルの燃料電極と酸化剤電極とに臨
むように燃料流路と酸化剤流路とが形成された流体流路
板を介して複数積層した固体高分子型燃料電池におい
て、積層体中の単セル群は、燃料電極と酸化剤電極とが
それぞれ同じ側に位置されているように単セルを配置し
て構成され、流体流路板の単セルに対向する位置に導電
部を形成して、この流体流路板と単セル群とを積層して
形成される積層体中の各単セルの積層方向に、これらの
単セルが互いに電気的に直列に接続される複数の単セル
積層体を形成するとともに、単セル積層体どうしを互い
に直列に接続する導電手段を積層体内に設け、導電手段
が、積層体中を貫通するとともに、単セル積層体の一端
側の導電部とこの単セル積層体に隣接する単セル積層体
の他端側の導電部とをそれぞれ電気的に接続する導電棒
から構成され、燃料と酸化剤の供給用マニホールドおよ
び排出用マニホールドが、流体流路板の燃料流路と酸化
剤流路の入口部と出口部とにそれぞれ連通するように積
層体を貫通して形成され、燃料流路が、それぞれの流体
流路板において、入口部から単セル群を構成する多数の
単セルの燃料電極に対向する導電部を直列に結んで出口
部に至るように形成され、かつ、酸化剤流路が、それぞ
れの流体流路板において、入口部から単セル群を構成す
る多数の単セルの酸化剤電極に対向する導電部を直列に
結んで出口部に至るように形成されていることである。
【００１７】この発明の第５の発明は、第４の発明の場
合において、単セル群を構成する各単セルの燃料電極と
酸化剤電極の面積が、流体流路板の酸化剤流路の下流側
に向かって、順次増大されていることである。
【００１８】この発明の第６の発明は、第４の発明の場
合において、積層体に、各流体流路板の酸化剤流路の中
間部と連通する中間マニホールドを貫通するように形成
したことである。
【００１９】この発明の第７の発明は、第４の発明の場
合において、酸化剤用の排出マニホールドが断面円形に
形成され、流体流路板に形成された酸化剤流路の出口部
が、酸化剤用の排出用マニホールドに、排出用マニホー
ルドの中心より偏心している状態で連通していることで
ある。
【００２０】この発明の第８の発明は、第７の発明の場
合において、酸化剤流路の出口部が、排出用マニホール
ドに接線方向に導かれる状態で連通していることであ
る。
【００２１】この発明の第９の発明は、第８の発明の場
合において、出口部の幅が排出用マニホールドの半径よ
り小さいことである。
【００２２】この発明の第１０の発明は、第４の発明の
場合において、積層体がマニホールドをほぼ水平に向け
るように設置される場合に、酸化剤流路と連通される排
出用マニホールドの下面側に、この排出用マニホールド
の長手方向に沿って複数の溝を形成していることであ
る。
【００２３】この発明の第１１の発明は、固体高分子電
解質膜を燃料電極と酸化剤電極とで挟み付けて形成され
る単セルが同一平面状に複数配置されている単セル群
を、この単セル群の各単セルの燃料電極と酸化剤電極と
に臨むように燃料流路と酸化剤流路とが形成された流体
流路板を介して複数積層した固体高分子型燃料電池にお
いて、流体流路板の単セルに対向する位置に導電部を形
成して、この流体流路板と単セル群とを積層して形成さ
れる積層体中の各単セルの積層方向に、これらの単セル
が互いに電気的に直列に接続される複数の単セル積層体
を形成するとともに、単セル積層体どうしを互いに直列
に接続する導電手段を積層体内に設け、導電手段が、積
層体中を貫通するとともに、単セル積層体の一端側の導
電部とこの単セル積層体に隣接する単セル積層体の他端
側の導電部とをそれぞれ電気的に接続する導電棒から構
成され、流体流路板を、絶縁枠体とこの絶縁枠体中に嵌
め込まれる導電部とから構成し、導電部の一面側外周部
に段部を形成して、この導電部の一面側中央部に、絶縁
枠体の開口部に挿入される凸部を形成するとともに、こ
の絶縁枠体の開口部周りに、導電部の段部周りの外周部
を落とし込む落とし込み用段部を形成したことである。
【００２４】この発明の第１２の発明は、第１１の発明
の場合において、導電部と絶縁枠体との接触部に、位置
決め用およびガスシール用の畝とこの畝に嵌め合わされ
る溝とを、全周にわたって形成したことである。
【００２５】この発明の第１３の発明は、第１１の発明
の場合において、導電部の表面が撥水処理されているこ
とである。
【００２６】この発明の第１４の発明は、固体高分子電
解質膜を燃料電極と酸化剤電極とで挟み付けて形成され
る単セルが同一平面状に複数配置されている単セル群
を、この単セル群の各単セルの燃料電極と酸化剤電極と
に臨むように燃料流路と酸化剤流路とが形成された流体
流路板を介して複数積層した固体高分子型燃料電池にお
いて、流体流路板の単セルに対向する位置に導電部を形
成して、この流体流路板と単セル群とを積層して形成さ
れる積層体中の各単セルの積層方向に、これらの単セル
が互いに電気的に直列に接続される複数の単セル積層体
を形成するとともに、単セル積層体どうしを互いに直列
に接続する導電手段を積層体内に設け、導電手段が、積
層体中を貫通するとともに、単セル積層体の一端側の導
電部とこの単セル積層体に隣接する単セル積層体の他端
側の導電部とをそれぞれ電気的に接 続する導電棒から構
成され、流体流路板の一面側の導電部周りに、単セル群
中の単セルの燃料電極および酸化剤電極の外周部よりは
外側に配置され、この単セルの電解質膜の外周部または
この電解質膜の外周部に取り付けられたガスシール用シ
ートよりは、内側に配置される畝または溝を形成し、か
つ、この流体流路板の他面側の導電部周りに、この流体
流路板に隣接する他の流体流路板の畝または溝に嵌合し
て電解質膜またはガスシール用シートを加圧するガスリ
ーク防止用の溝または畝、もしくは他の流体流路板の畝
の位置またはこの畝の近傍に配置され、この畝とともに
電解質膜またはガスシール用シートを加圧するガスリー
ク防止用の第２の畝を形成したことである。
【００２７】この発明の第１５の発明は、第１４の発明
の場合において、単セル群が、固体高分子電解質を複数
対の燃料電極と酸化剤電極とで挟み付けて複数の単セル
を同一平面状に一体に配置して構成され、畝と溝とによ
る加圧により、電解質膜が単セル毎に切り離されること
である。
【００２８】
【作用】この発明の第１の発明では、単セル群と流体流
路板とを交互に積層していくことにより、流体流路板の
導電部を介して、積層された複数の単セルが互いに電気
的に直列に接続される単セル積層体を複数個形成するこ
とができる。この場合、各単セル積層体は並列状態に配
置されるため、燃料電池全体の形状は取り扱い容易な形
状となる。また、この発明では、積層体内に設けられた
導電手段によって、単セル積層体を互いに電気的に直列
に接続することができるため、燃料電池を小型で高電圧
なものとすることができる。さらに、単セル積層体の一
端側のプラス極と他端側のマイナス極とが、すべての単
セル積層体について同じ側にある場合、積層体を貫通す
る導電棒によって、単セル積層体どうしを直列に接続し
ているため、導電手段の構成が簡単なものですむように
なる。
【００２９】この発明の第２の発明では、導電棒により
積層体を加圧一体化しているので、積層体を加圧一体化
する別途特別な加圧手段が不要となる。
【００３０】この発明の第３の発明では、導電棒を介し
て積層体を加圧することにより、単セル積層体の端部側
に取り付けられる集電体と導電棒とが加圧されて電気的
に接続されるため、導電棒と集電体との電気的接続が容
易かつ確実になされるようになる。
【００３１】この発明の第４の発明では、積層体に燃料
と酸化剤の供給用および排出用マニホールドを形成して
いるため、積層体周りの配管がすっきりしたものとな
る。また、供給用および排出用マニホールドに連通する
流体流路板の燃料流路および酸化剤流路は、流体流路板
の導電部を直列に結ぶように形成されているため、特に
酸化剤による反応水の押し出し効果が大きくなり、酸化
剤流路が反応水により閉塞されにくくなる。
【００３２】この発明の第５の発明では、酸化剤流路の
下流側において酸素分圧が低下しても、単セル群中の各
単セルの燃料電極および酸化剤電極の面積が、酸化剤流
路の下流側に向かって大きくなっているため、各単セル
積層体はほぼ同程度の起電力を発生できるようになり、
電池特性が向上する。
【００３３】この発明の第６の発明では、積層体に、各
酸化剤流路の中間部と連通する中間マニホールドが形成
されているため、すべての流体流路板の酸化剤流路がこ
の中間マニホールドと連通されて、特定の酸化剤流路が
反応水により閉塞されても、中間マニホールドを介して
この酸化剤流路に酸化剤を流すことができるようにな
る。
【００３４】この発明の第７の発明では、排出用マニホ
ールドが断面円形に形成されているので、反応水の蒸気
等を含んだ酸化剤が酸化剤流路の出口部から排出用マニ
ホールドに入ると、この酸化剤は排出用マニホールド内
を旋回しつつ移動することとなる。このため、この排出
用マニホールド近くの各酸化剤流路の出口部にある反応
水が、この酸化剤の旋回によって排出用マニホールド内
に吸い込まれ、酸化剤流路や排出用マニホールド内にお
いて酸化剤がスムーズに流れるようになる。
【００３５】この発明の第８および第９の発明では、酸
化剤流路の出口部が排出用マニホールドに接線方向に導
かれるように連通され、さらには該出口部の幅が排出用
マニホールドの半径より小さいため、酸化剤は排出用マ
ニホールド内でさらに充分に旋回するようになり、第９
の発明で説明した作用が、更に増大される。
【００３６】この発明の第１０の発明では、排出用マニ
ホールド内に入った酸化剤中の反応水は、飽和水蒸気の
状態から一部凝縮して水になるが、この水は排出用マニ
ホールド内の溝内を移動する。このため、酸化剤は圧力
変動なく排出用マニホールド内をスムーズに流れ、各酸
化剤流路中の酸化剤の流量も均一となる。
【００３７】この発明の第１１の発明では、流体流路板
を絶縁枠体とこれに嵌め込まれる導電部とから構成した
ため、流体流路板を容易に製作できるようになる。さら
に、導電部の段部を絶縁枠体の開口部周りの段部に落と
し込んで、絶縁枠体に導電部を組み付けるようにしてい
るため、寸法精度の高い流体流路板を容易に製作できる
ようになる。
【００３８】この発明の第１２の発明では、第１１の発
明の場合において、導電部の段部と絶縁枠体の段部との
接触部に、畝と、これに嵌め合わされる溝とを形成した
ため、導電部と絶縁枠体との位置決めが容易になるとと
もに、流体流路板の表裏間のガスシールも充分にできる
ようになる。
【００３９】この発明の第１３の発明では、導電部の外
面が撥水処理されているため、酸化剤中の反応水が導電
部上を容易に移動できるようになる。
【００４０】この発明の第１４の発明では、流体流路板
に形成された畝や溝等により、単セル群の単セルの酸化
剤電極や燃料電極周りに突出する電解質膜等を加圧する
ようにしているため、電解質膜等を介した極間のガスリ
ークが有効に防止される。
【００４１】この発明の第１５の発明では、畝と溝とに
よる電解質膜の加圧により、この電解質膜を切り離すよ
うにしているため、電解質膜を介した極間のガスリーク
を更に有効に防止できるようになる。
【００４２】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面について説明
する。 実施例１． 図１はこの発明の実施例１に係る固体高分子型燃料電池
の主要部を示す分解斜視図、図２は図１の燃料電池のセ
ル板を示す分解斜視図、図３は図１の燃料電池の流体流
路板を示す平面図、図４は図１の燃料電池の導電棒周り
を示す断面図、図５は図４のＶ−Ｖ矢視断面図であり、
図において図１９および図２０で示される従来の固体高
分子型燃料電池と同一部分には同一符合を付し、その説
明を省略する。
【００４３】図２において、１２は単セル４のサイズよ
り大型な固体高分子電解質膜より構成される電解質膜、
１３は電解質膜１２の一方の面側に例えば９つの酸化剤
電極１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，・・・１Ｉ が所定ピッチで配
置され、この酸化剤電極１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，・・・１Ｉ
に対応するように、電解質膜１２の他方の面側に９つ
の燃料電極２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，・・・２Ｉ が配置され
た単セル群としてのセル板である。このセル板１３は電
解質膜１２を９対の酸化剤電極１と燃料電極２とで挟み
付けるものであるため、同一平面状に９つの単セル４が
一体に配置されている。
【００４４】図３において、１４はセル板１３を積層す
る際にセル板１３間に配置され、セル板１３中の酸化剤
電極１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，・・・１Ｉ や燃料電極２Ａ，
２Ｂ，２Ｃ，・・・２Ｉ に酸化剤である空気および燃
料である水素ガスを供給する流体流路板である。この流
体流路板１４は、セル板１３の酸化剤電極１Ａ，１Ｂ，
１Ｃ，・・・１Ｉ や燃料電極２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，・・
・２Ｉ に対応して開口部が形成されている絶縁枠体１
５と、この絶縁枠体１５の各開口部に嵌め込まれた９つ
の導電部１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，・・・，１６Ｉ と
から構成されている。絶縁枠体１５の材料には、フェノ
ール樹脂、耐熱ＡＢＳ樹脂やガラス繊維を充填したＰＰ
Ｓ、ポリエステル、ＣＴＦＥのような、熱変形温度（Ａ
ＳＴＭ Ｄー６４８）が燃料電池の運転温度より２０℃
以上高いプラスチックが好ましい。また、導電部１６の
材料には、黒鉛の他、タンタル、チタン、ニオブ、ＳＵ
Ｓ等の導電性の金属・合金等が好ましい。
【００４５】なお、本実施例の絶縁枠体１５は、ガラス
繊維強化ポリカーボネートの成形品から構成され、導電
部１６は、黒鉛にフェノール樹脂を含浸させた樹脂含浸
黒鉛体に溝を切削加工したものから構成されている。
【００４６】この流体流路板１４の一面側には、絶縁枠
体１５の図中左上に形成される第１供給マニホールド１
７から絶縁枠体１５の図中右下に形成される第１排出マ
ニホールド１８まで、導電部１６Ｇ，１６Ｆ，１６Ａ，
１６Ｂ，１６Ｅ，１６Ｈ，１６Ｉ，１６Ｄ，１６Ｃの順
に、導電部１６を直列に結ぶように形成される酸化剤流
路としての空気流路２１が形成されている。また、流体
流路板１４の他面側には、絶縁枠体１５の図中右上に形
成される第２供給マニホールド１９から絶縁枠体１５の
図中左下に形成される第２排出マニホールド２０まで、
導電部１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄ，１６Ｅ，１６
Ｆ，１６Ｇ，１６Ｈ，１６Ｉの順に、導電部１６を直列
に結ぶように形成される燃料流路としての水素ガス流路
２２が形成されている。
【００４７】なお、第１および第２供給マニホールド１
７，１９と第１および第２排出マニホールド１８，２０
とは、流体流路板１４とともに積層される複数のセル板
１３の電解質膜１２をも貫通するように形成されてい
る。
【００４８】図１において、２３、２４はセル板１３と
流体流路板１４とを交互に積層した場合、最外側の流体
流路板１４Ａ，１４Ｂの外面側に配置される積層体締め
付け用のカバー板である。カバー板２３は最外側の流体
流路板１４Ａに接するように配置され、カバー板２４は
もう一方の最外側の流体流路板１４Ｂに接するように配
置される。ここで、流体流路板１４Ａには、セル板１３
側にのみ水素ガス流路２２が形成されており、流体流路
板１４Ｂについても、セル板１３側にのみ空気流路２１
が形成されている（図１中には空気流路２１の絵は省略
されている）。なお、このカバー板２３，２４は、絶縁
性のガラス繊維強化ＰＰＳ樹脂から構成されている。
【００４９】２５はセル板１３と流体流路板１４とを交
互に複数層重ねたものの両側に、カバー板２３，２４を
配置した積層体、２６は積層体２５中の所定の単セル４
どうしが流体流路板１４の導電部１６によって積層方向
に電気的に直列に接続されて形成される単セル積層体で
ある。なお、この積層体２５では、９つの単セル積層体
２６が形成される。２７は積層体２５の積層方向に貫通
して、両側のカバー板２３，２４側をナット等を介して
加圧し、積層体２５を圧縮して加圧一体化する、導電手
段を兼ねた絞め付け用の導電棒である。この導電棒２７
は、例えば直径５ｍｍのアルミ合金の円柱で構成され、
単セル積層体２６を外して、電解質層１２、流体流路板
１４の絶縁枠体１５およびカバー板２３、２４中を貫通
するように配置されている。
【００５０】２８は流体流路板１４Ａ，１４Ｂのカバー
板２３，２４側に、それぞれ取り付けられた集電体とし
ての導電片２８である。各導電片２８は、流体流路板１
４Ａ，１４Ｂの所定の導電部１６の端部にそれぞれ電気
的に接続されており、所定の導電棒２７が内部を貫通す
るように配置されている。例えば導電棒２７Ａは、流体
流路板１４Ａの導電部１６Ｂの導電片２８と流体流路板
１４Ｂの導電部１６Ａの導電片２８を貫通して、これら
を電気的に接続し、導電棒２７Ｂは、流体流路板１４Ａ
の導電部１６Ｃの導電片２８と流体流路板１４Ｂの導電
部１６Ｂの導電片２８とを貫通して、これらを電気的接
続している。すなわち、導電棒２７と導電片２８とによ
って、単セル積層体２６の一端側の電極とこれに接続す
る単セル積層体２６の他端側の電極とが電気的に接続さ
れ、９個の単セル積層体２６が互いに電気的に直列に接
続されることとなる。ここで、９個の単セル積層体２６
の周辺部に配置されている４本の導電棒２７ａは、導電
手段としては機能せず、単に積層体２５を圧縮して加圧
一体化する締め付け棒として機能している。
【００５１】図４は導電棒が導電片を貫通する部分の断
面図であり、図５は図４のＶ−Ｖ矢視断面図である。図
において、導電片２８には導電棒２７の径よりやや小さ
めの孔２８ａが形成されているとともに、導電片２８の
この孔２８ａの回りには、切れ目によって多数の短片２
８ｂが形成されている。この場合、短片２８ｂの外周部
には第１折目２８ｃが形成されて、短片２８ｂはカバー
板２３，２４側に山形に折り曲げられているとともに、
短片２８ｂの内周部には第２折目２８ｄが形成されて、
短片２８ｂの孔２８ａ周りは陥没した状態となってい
る。したがって、孔２８ａはやや開いた状態となり、導
電棒２７をカバー板２３，２４側から導電片２８の孔２
８ａ中に容易に差し込むことができるとともに、この導
電棒２７で積層体２５を加圧すれば、短片２８ｂの第１
および第２折目２８ｃ，２８ｄが伸びて、導電棒２７と
導電片２８とが加圧嵌合された状態となり、導電棒２７
と導電片２８とが容易かつ確実に電気的に接続される。
【００５２】つぎにこの燃料電池の動作について説明す
る。第１供給マニホールド１７から各流体流路板１４の
空気流路２１に供給された空気は、各セル板１３の酸化
剤電極１を直列に結ぶように空気流路２１中を進行し、
第１排出マニホールド１８内に入る。また、第２供給マ
ニホールド１９から流体流路板１４の水素ガス流路２２
に供給された水素ガスは、各セル板１３の燃料電極２を
直列に結ぶように水素ガス流路２２中を進行し、第２排
出マニホールド２０内に入る。この場合、空気流路２１
内の空気中の酸素は酸化剤電極１側に供給され、かつ、
水素ガス流路２２内の水素は燃料電極２側に供給される
ため、セル板１３中の各単セル４には起電力（Ｖ１）が
発生する。そして、単セル積層体２６には、セル板１３
の積層数Ｎと単セルの起電力Ｖ１とを掛け合せただけの
電圧Ｖ２が発生する。
【００５３】また、積層体２５の各単セル積層体２６
は、導電棒２７と導電片２８とにより互いに電気的に直
列に接続されているため、この積層体２５には、９×Ｖ
２の電圧が発生する。したがって、この燃料電池では、
積層されたセル板１３中の各単セル４がすべて直列に接
続されただけの電圧を得ることができる。
【００５４】以上のように、この実施例１では、複数の
単セル４が同一平面状に複数形成されたセル板１３を流
体流路板１４を介して複数積層するようにして、積層体
２５内に並列に配置される複数の単セル積層体２６を形
成するようにしているため、燃料電池の全体形状を取り
扱い易い形状にすることができるとともに、複数の単セ
ル積層体２６を積層体２５内に配置される簡単な構成の
導電棒２７によって直列に接続しているため、小型で高
電圧な電池を簡単に得ることができる。
【００５５】また、積層体２５を積層方向に貫通させた
複数の導電棒２７により積層体２５を加圧一体化してい
るため、面圧を均一にかけることができ、積層されたセ
ル板１３中の対応する単セル４どうしが流体流路板１４
の導電部１６を介して電気的に確実に接続できるととも
に、積層体２５中のセル板１３等の積層方向に垂直な方
向へのずれを機械的に防止でき、組立性を向上でき、さ
らには外部加圧手段が不要となり、小型化を図ることが
できる。
【００５６】また、導電棒２７が単セル積層体２６どう
しを電気的に接続する機能と積層体２５を加圧一体化す
る機能と兼ね備えているため、その分部品点数が削減で
き、小型化を図ることができる。また、導電片２８が、
導電棒２７の径より小さめの孔２８ａ回りに切り目によ
って多数の短片２８ｂが形成され、各短片２８ｂが外周
部および内周部に形成された第１および第２折目２８
ｃ、２８ｄによって山形に折り曲げられて構成されてい
るため、導電棒２７は、導電片２８があっても容易に積
層体２５中に挿入できるため、燃料電池の製作も容易で
あるとともに、導電棒２７による積層体２５の加圧によ
って、山形の各短片２８ｂが延びて、導電棒１７と導電
片２８とが嵌合して電気的に接続されるため、単セル積
層体２６どうしの電気的接続も容易かつ確実になされ
る。
【００５７】さらに、積層体２５のセル板１３と流体流
路板１４とに第１および第２供給マニホールド１７，１
９と第１および第２排出マニホールド１８，２０を貫通
するように形成し、かつ、流体流路板１４の表裏等にこ
れらのマニホールド１７，１８，１９，２０に連通する
空気流路２１および水素ガス流路２２を形成しているた
め、燃料や酸化剤用の配管を積層体２５周りにめぐらす
必要がなく、この点でも、燃料電池の小型化と製作の容
易化を図ることができる。特に、流体流路板１４等に空
気流路２１や水素ガス流路２２を、セル板１３中の各電
極を直列に結ぶように形成しているため、電池反応で発
生した反応水が空気に押されて確実に除去される。
【００５８】なお、上記実施例１では、導電棒２７を１
本のアルミロッドで構成するものとしているが、長尺の
アルミロッドに代えて、両端部に凹凸のある複数の短尺
の導電ピースを用い、これらの導電ピースを流体流路板
１４を貫通して配置し、流体流路板１４の積層時にこれ
らを嵌合させて連結するようにしてもよい。
【００５９】参考例１． 図６はこの発明の参考例１に係る固体高分子型燃料電池
の主要部を示す分解斜視図である。
【００６０】この参考例１では、流体流路板１４の絶縁
枠体１５に８つの開口部を設け、この開口部に導電部１
６を嵌め込んでいるとともに、この流体流路板１４の一
面側の左側の４つの導電部１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１
６Ｄに対して、これらの導電部１６を直列に結ぶように
空気流路２１が形成され、かつ、右側の４つの導電部１
６Ｅ，１６Ｆ，１６Ｇ，１６Ｈに対して、これらの導電
部１６を直列に結ぶように水素ガス流路２２が形成され
ている。また、この流体流路板１４の他面側には、左側
の４つの導電部１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄに対し
て、これらの導電部１６を直列に結ぶように水素ガス流
路２２が形成され、右側の４つの導電部１６Ｅ，１６
Ｆ，１６Ｇ，１６Ｈに対して、これらの導電部１６を直
列に結ぶように空気流路２１が形成されている。
【００６１】また、セル板１３には、図示されていない
が、電解質膜１２の一面側の左側に４つの燃料電極２、
右側に４つの酸化剤電極１がそれぞれ配置されていると
ともに、これらの電極２，１に対応して、電解質膜１２
の他面側に４つの酸化剤電極１と４つの燃料電極２とが
それぞれ配置されている。
【００６２】したがって、セル板１３と流体流路板１４
とを交互に複数層重ねた後、両端部の流体流路板１４
Ｃ，１４Ｄをカバー板２３，２４（図示せず）で覆って
積層体２５を形成した場合、流体流路板１４の導電部１
６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄに対応して形成される単
セル積層体２６の一端部側（すなわち、流体流路板１４
Ｃの導電部１６側）には、例えばプラス極、この単セル
積層体２６の他端部側（すなわち、流体流路板１４Ｄの
導電部１６側）には、マイナス極がそれぞれ形成され
る。また、流体流路板１４の導電部１６Ｅ，１６Ｆ，１
６Ｇ，１６Ｈに対応して形成される単セル積層体２６の
一端部側（すなわち、流体流路板１４Ｃの導電部１６
側）にはマイナス極、この単セル積層体２６の他端部側
（すなわち、流体流路板１４Ｄの導電部１６側）にはプ
ラス極がそれぞれ形成される。
【００６３】ここで、第１供給マニホールド１７および
第１排出マニホールド１８は、流体流路板１４やセル板
１３のほぼ４隅の位置に形成されており、かつ、第２供
給マニホールド１９は、流体流路板１４やセル板１３の
上部に２つ形成されているとともに、第２排出マニホー
ルド２０は、流体流路板１４やセル板１３の下部に２つ
形成されている。また、流体流路板１４Ｃ，１４Ｄに
は、セル板１３側にのみ空気流路２１と水素ガス流路２
２とが形成されている。なお、図６において、流体流路
板１４Ｃの導電部１６の配置等は、セル板１３側を透か
して見た状態を示している。
【００６４】さらに、流体流路板１４Ｃのカバー板２３
側および流体流路板１４Ｄのカバー板２４側には、所定
の導電部１６どうしを電気的に接続する導電手段として
の短絡片２９が取り付けられている。そして、流体流路
板１４Ｃ側の短絡片２９は、導電部１６Ｂと導電部１６
Ｅ、導電部１６Ｃと導電部１６Ｆ、導電部１６Ｄと導電
部１６Ｇとをそれぞれ電気的に接続しており、流体流路
板１４Ｄ側の短絡片２９は、導電部１６Ａと導電部１６
Ｅ、導電部１６Ｂと導電部１６Ｆ、導電部１６Ｃと導電
部１６Ｇ、導電部１６Ｄと導電部１６Ｈとをそれぞれ電
気的に接続している。したがって、積層体２５中に８つ
形成される各単セル積層体２６は、流体流路板１４Ｃ，
１４Ｄ中の短絡片２９によって互いに直列に接続される
こととなる。
【００６５】以上のように、この参考例１においても、
上記実施例１の燃料電池と同様な効果を得ることができ
る。また、単セル積層体２６を電気的に直列に接続する
短絡片２９の構成も簡単なものとなる。なお、この燃料
電池の積層体２５も何らかの手段によって加圧されてお
り、例えば、８個の単セル積層体２６の周辺部に複数本
の導電棒２７ａを積層方向に貫通させ、導電棒２７ａの
両端にナットを螺着し、ナットを締着することにより積
層体２５を圧縮して加圧一体化すればよい。
【００６６】実施例２． 図７はこの発明の実施例２に係る固体高分子型燃料電池
の流体流路板を示す平面図である。
【００６７】この実施例２では、図７で示されるよう
に、流体流路板１４の空気流路２１の上流側に配置され
る導電部１６Ｇ，１６Ｆ，１６Ａの面積を、例えば８０
ｃｍ２、中間部に配置される導電部１６Ｂ，１６Ｅ，１
６Ｈの面積を、例えば１００ｃｍ２ 、下流側に配置さ
れる導電部１６Ｉ，１６Ｄ，１６Ｃの面積を、例えば１
３０ｃｍ２ のようにして、導電部１６の面積を空気流
路２１の上流側から下流側に向かって増大させるように
している。この場合、セル板１３の各単セル４の酸化剤
電極１および燃料電極２についても、上記流体流路板１
４の導電部１６と同じ面積になるよう形成されている。
なお、他の構成は上記実施例１の燃料電池と同一であ
る。
【００６８】この実施例２において、空気極に大気圧の
空気を空気利用率５０％分供給すると、第１供給マニホ
ールド１７出口における酸素分圧（ドライベース）は２
１％であるが、第１排出マニホールド１８入口における
酸素分圧は１２％まで低下する。したがって、流体流路
板１４の導電部１６Ｇ，１６Ｆ，１６Ａの所を流れるガ
スの平均酸素分圧は１９％、導電部１６Ｂ，１６Ｅ，１
６Ｈの所を流れるガスの平均酸素分圧は１６％、導電部
１６Ｉ，１６Ｄ，１６Ｃの所を流れるガスの平均酸素分
圧は１３％となる。
【００６９】一方、各単セル積層体２６は互いに直列に
接続されるため、セル板１３の各単セル４中を流れる電
流値は等しくなるが、同一電流密度の場合、酸素分圧が
下がる程、単セル４によって発生される起電力が低下す
る。したがって流体流路板１４の導電部１６の面積が等
しく、セル板１３中の電極１，２の面積がすべて等しい
場合には、酸素分圧の低い空気流路２１の下流側に配置
される単セル４の起電力が低下してしまい、その分燃料
電池の特性が低下するという現象が生じる。
【００７０】ところが、この実施例２に係る燃料電池で
は、空気流路２１の下流側に配置されるセル板１３中の
電極１，２の面積を大きくしているため、この単セル４
に対応する単セル積層体２６の電流密度が低下し、この
単セル積層体２６によって生じる起電力の低下が防止さ
れる。すなわち、この実施例２では各単セル積層体２６
によって生じる起電力がほぼ等しくなる。
【００７１】図８は燃料電池の負荷（電流値）に対す
る、この燃料電池の単セル４当たりの平均起電力（セル
電圧）を示すカーブＡと、流体流路板１４の導電部１６
や単セル４の電極１，２の面積を等しくした場合（３１
０／３≒１０３ｃｍ２ ）の単セル４当りの起電力（セ
ル電圧）を示すカーブＢとを示している。図によると、
燃料電池の負荷が小さく電流値が小さい場合は、導電部
１６の面積が等しい燃料電池のセル電圧が本実施例に係
る燃料電池のセル電圧より高いが、燃料電池の負荷が定
格に近づき電流値が大きくなると、上記傾向が逆転して
いるのがわかる。したがって、この図８からも、上記説
明が立証される。
【００７２】ここで、流体流路板１４の導電部１６の面
積比は、運転条件や電池の特性に従って適宜変更しても
よいのはもちろんである。また、低負荷域でのセル電圧
特性をできるだけ高く保つためには、導電部１６の面積
比の幅は小さくするほうがよい。なお流体流路板１４の
水素ガス流路２２側については、水素濃度分圧の変化に
よるセル電圧の変動はほとんど生じない。
【００７３】実施例３． 図９はこの発明の実施例３に係る固体高分子型燃料電池
の積層体を示す模式的断面図、図１０は図９の燃料電池
の流体流路板を示す平面図である。
【００７４】図において、３０は流体流路板１４の空気
流路２１内における導電部１６Ａ，１６Ｂの一側に、セ
ル板１３を含めて、流体流路板１４を貫通するように形
成された第１中間マニホールド、３１は流体流路板１４
の空気流路２１内における導電部１６Ｈ，１６Ｉの一側
に、セル板１３を含めて、流体流路板１４を貫通するよ
うに形成された第２中間マニホールドである。なお、他
の構成は上記実施例１の燃料電池と同一である。
【００７５】この実施例３では、流体流路板１４の空気
流路２１の中間部に、他の流体流路板１４の空気流路２
１の中間部に連通する第１および第２中間マニホールド
３０，３１を形成しているため、特定の流体流路板１４
の空気流路２１中に反応水等による閉塞が生じても、第
１および第２中間マニホールド３０，３１の位置から再
び空気流路２１中に空気を流すことができる。このた
め、この燃料電池は閉塞に強い高性能な燃料電池とな
る。
【００７６】なお、流体流路板１４の水素ガス流路２２
中にも、同様な中間マニホールドを設けるようにしても
よい。
【００７７】実施例４． 図１１はこの発明の実施例４に係る固体高分子型燃料電
池の空気の排出ガスマニホールド周りを示す平面図であ
る。
【００７８】図において、３２は流体流路板１４の空気
流路２１と第１排出マニホールド１８との間に形成され
た空気出口部である。この空気出口部３２は、断面円形
の第１排出マニホールド１８の接線方向に形成されて、
この第１排出マニホールド１８に連通している。この実
施例４では、例えば幅１．５ｍｍの２本の平行な空気出
口部３２が、１．５ｍｍの間隔をおいて、例えば半径５
ｍｍの第１排出マニホールド１８に連通している。な
お、他の構成は上記実施例１の燃料電池と同一である。
【００７９】流体流路板１４の空気流路２１中を流れる
空気は、酸化剤電極１側に酸素を供給しつつ、かつ酸化
剤電極１側から水蒸気（反応水）を集めつつ、空気出口
部３２を通って第１排出マニホールド１８内に流れ込
む。この場合、空気は第１排出マニホールド１８の内面
に当たって図中時計回りに旋回しつつこの第１排出マニ
ホールド１８内を進む。このため、この空気中の過飽和
な水蒸気は第１排出マニホールド１８の内面に当たって
凝縮し、水になるとともに、第１排出マニホールド１８
内の旋回する空気によって、他の流体流路板１４の空気
出口部３２で凝縮した水が、この第１排出マニホールド
１８内に吸い出される。
【００８０】したがって、第１排出マニホールド１８内
および空気出口部３２内における空気の流れがスムーズ
となるとともに、第１排出マニホールド１８内および空
気出口部３２内の圧力損失の分布が均一となり、電池の
特性が向上する。
【００８１】特に、この燃料電池では、空気出口部３２
の幅が第１排出マニホールド１８の半径より小さいた
め、第１排出マニホールド１８における空気の旋回効果
が大きくなり、上記効果を充分に得ることができる。
【００８２】実施例５． 図１２はこの発明の実施例５に係る固体高分子型燃料電
池の空気の排出ガスマニホールド周りを示す斜視図であ
る。なお、この実施例５では、積層体２５はマニホール
ド１７，１８，１９，２０を水平に向けるように位置決
めされる。
【００８３】図において、３３は流体流路板１４等に形
成された円形断面（例えば、直径１２ｍｍ）の第１排出
マニホールド１８の下面側に、この第１排出マニホール
ド１８の長手方向に沿って形成された例えば幅１ｍｍの
畝、３４は畝３３の両側に形成されている例えば幅１ｍ
ｍの溝、３５は溝３４の両側に形成されている例えば幅
０．５ｍｍの段部である。なお、畝３３、溝３４および
段部３５は、セル板１３の電解質膜１２側にも形成され
ているものとする。また、他の構成は上記実施例１の燃
料電池と同一である。
【００８４】流体流路板１４の空気流路２１から第１排
出マニホールド１８内に入った空気の中には、多量の水
蒸気（反応水）が含まれている。そして、この空気中の
過飽和な水蒸気は、この第１排出マニホールド１８中を
移動中に凝縮して水となるが、この水は第１排出マニホ
ールド１８の溝３４中を流れるため、第１排出マニホー
ルド１８中を流れる空気は、直径１２ｍｍの円弧部と長
さ４ｍｍの直線によって構成される水力直径９ｍｍの流
路中を常に流れることとなる。したがって、第１排出マ
ニホールド１８中を流れる空気は、凝縮した水によって
圧力変動等を生じてしまうことはなく、この第１排出マ
ニホールド１８中をスムーズに流れるため、各空気流路
２１中を流れる空気の流量も均一となり、セル板１３中
の各単セル４の特性が安定化する。
【００８５】実施例６． 図１３はこの発明の実施例６に係る固体高分子型燃料電
池の導電部と絶縁枠体周りを示す斜視断面図、図１４は
図１３の固体高分子型燃料電池の流体流路板の絶縁枠体
と導電部との位置関係を示す断面図である。
【００８６】図において、４０は流体流路板１４の導電
部１６の外周部に形成された段部、４１は段部４０によ
って形成された単セル４の酸化剤電極１側への凸部、４
２は流体流路板１４の絶縁枠体１５に形成された開口
部、４３は開口部４２の燃料電極２側周りに形成された
段部、４４、４５は導電部１６の外端面と絶縁枠体１５
の開口部４２や段部４３の内面間に形成された隙間、４
６は導電部１６の酸化剤電極１側の表面を絶縁枠体１５
の表面よりＨ１だけ低くして形成される単セル４収納用
の凹部、４７は導電部１６の燃料電極２側の表面を絶縁
枠体１５の表面よりＨ２だけ低くして形成される単セル
４収納用の凹部である。なお、この実施例６では、セル
板１３は個々に分離されて同一平面状に配置される複数
の単セル４から構成されているが、他の構成は上記実施
例１の燃料電池と同一である。
【００８７】流体流路板１４の導電部１６と絶縁枠体１
５とは、導電部１６の凸部４１を絶縁枠体１５の開口部
４２に嵌め込み、かつ、導電部１６の段部４０を絶縁枠
体１５の段部４３に落とし込んだ状態で互いに位置決め
され、その後、隙間４４，４５に接着用のエポキシ樹脂
を詰めることにより一体化される。
【００８８】すなわち、この流体流路板１４では、絶縁
枠体１５中に導電部１６を嵌め込んで組付けるにあた
り、導電部１６の段部平面４０ａを絶縁枠体１５の段部
平面４３ａに密着させるだけで、単セル４の収納用の凹
部４６，４７の深さＨ１，Ｈ２を精度よく定めることが
できるため、寸法精度が向上し、精度のよい（例えば厚
み精度が１０μm 台）流体流路板１４が容易に製作でき
るようになる。そして、このような流体流路板１４を積
層することにより、積層体２５の高さは、この流体流路
板１４のみによって定められるため、流体流路板１４の
導電部１６とセル板１３中の電極１，２とに均一な面圧
（例えば１．５Ｋｇｆ／ｃｍ２ ）をかけることができ
るようになる。
【００８９】なお、絶縁枠体１５と導電部１６とは互い
に接着しなくても、寸法精度のよい流体流路板１４を形
成することもできる。ただし、流体流路板１４の同一面
上に空気流路２１と水素ガス流路２２とを形成しなけれ
ばならない場合（上記参考例１の燃料電池のような場
合）には、絶縁枠体１５に対する導電部１６の組み付け
向きが導電部１６の位置によって変わってくるため、絶
縁枠体１５と導電部１６とを接着するか、または、いず
れかの隙間４４，４５内の面に溝を形成し、この溝にＯ
リングを挿入して、絶縁枠体１５と導電部１６とを一体
化するほうが望ましい。
【００９０】また、導電部１６を圧縮性のある材料から
構成した場合、導電部１６の段部平面４０ａと絶縁枠体
１５の段部平面４３ａとの間に接着剤をぬって、絶縁枠
体１５と導電部１６とを一体化するようにしてもよい。
この場合、接着剤の厚さによって凹部４６，４７の深さ
Ｈ１，Ｈ２が変化するが、その分導電部１６が圧縮でき
るため、この場合においても寸法精度のよい（例えば厚
み精度が１０μm 台）流体流路板１４を製作することが
できる。
【００９１】さらに、導電部１６の段部平面４０ａと絶
縁枠体１５の段部平面４３ａとの接触部に畝とこの畝に
嵌め合わされる溝を全周にわたって形成し、導電部１６
と絶縁枠体１５との位置決めの容易化と、流体流路板１
４によるガスリークの防止（ガスシール）を図るように
してもよい。
【００９２】また、導電部１６をポリテトラフルオロエ
チレンディスパージョン（ダイキンＤー１）液に浸した
後、乾燥し、つぎにこの導電部１６を３５０℃で１０分
間熱処理して、この導電部１６の表面を撥水処理した
後、これを絶縁枠体１５に組み付けるようにしてもよ
い。このことにより、流体流路板１４の導電部１６にお
いて、反応により発生した反応水が転がるように排出さ
れるため、燃料電池の特性が向上する。
【００９３】実施例７． 図１５はこの発明の実施例７に係る固体高分子型燃料電
池の流体流路板を重ね合わせた場所を示す部分断面図、
図１６は図１５の固体高分子型燃料電池の流体流路板を
示す平面図である。なお、この実施例７においても、セ
ル板１３は個々に分離されて同一平面状に配置される複
数の単セル４から構成されているものとする。この場
合、単セル４の電解質膜３（図１９で示されるものと同
じ）の平面形状は酸化剤電極１や燃料電極２の平面形状
より大きいか、または、電解質膜３の外周部に、電極
１，２より突出するガスシール用シート（例えば、ポリ
テトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフェニレン
サルファイド（ＰＰＳ）から構成される）が一体的に取
り付けられているものとする。
【００９４】図において、５０は流体流路板１４の導電
部１６周りの絶縁枠体１５の一面側に、セル板１３の単
セル４を囲むように形成された第１畝である。この第１
畝５０は単セル４の酸化剤電極１や燃料電極２よりは外
側で、単セル４の電解質膜３やガスシール用シートの外
周部よりは内側に配置されている。５１は流体流路板１
４の上記絶縁枠体１５の他面側（この実施例では、前記
流体流路板１４に重ねられる別の流体流路板１４の絶縁
枠体１５に形成されたものが図１５に示されている）
に、第１畝５０よりわずかに位置をずらして単セル４を
包囲するように形成され、第１畝５０とともに単セル４
の電解質膜３あるいはガスシール用シートを加圧して、
空気や水素ガスの極間リークを防止する第２畝である。
【００９５】５２は第１畝５０を囲むように、流体流路
板１４の絶縁枠体１５に形成された第３畝、５３は第２
畝５１を囲むように、流体流路板１４の絶縁枠体１５に
形成された、第３畝５２嵌め込み用の溝である。この第
３畝５２と溝５３とは、単セル４の外方を囲むようにシ
ールして、隣接する導電部１６間の水漏れの防止や各単
セル４どうしの絶縁を図るものである。
【００９６】なお、図１６は単セル４を２つ有するセル
板１３と交互に積層される流体流路板１４の一例を示す
ものである。そして、例えば図１６の矢印方向に空気流
路２１または水素ガス流路２２が形成されている場合、
第１、第２および第３畝５０，５１，５２の、これと交
差するように配置される部分には、隣接する単セル４を
見通すように横向きに空気の流通孔や水素ガスの流通孔
が形成されているものとする。
【００９７】以上のように、この実施例７では、この流
体流路板１４の第１および第２畝５０，５１により、セ
ル板１３内の個々の単セル４の電解質膜３等が、酸化剤
電極１や燃料電極２の近傍において加圧されるため、電
解質膜３等を介して酸化剤電極１側の空気が燃料電極２
側に移動したり、燃料電極２側の水素ガスが酸化剤電極
１側に移動することはなく、電池性能の向上を図ること
ができる。また、第３畝５２と溝５４とにより、隣接す
る導電部１６間の水漏れの防止や、各単セル４間の絶縁
が図られる。特に、導電部１６間の水漏れの防止によ
り、各単セル４どうしの絶縁性も高められる。
【００９８】なお、流体流路板１４の絶縁枠体１５に、
例えば第１畝５０に嵌め合わされる溝を形成し、この第
１畝５０と溝とで、極間ガスリークを防止するようにし
てもよい。
【００９９】また、図１７で示されるように、例えば第
３畝５２を断面台形状（例えば、高さ１ｍｍ、底辺２ｍ
ｍで側辺が１２°のテーパーを有したもの）に形成し、
この第３畝５２が嵌め込まれる溝５３を、例えば高さ
１．３ｍｍ、底辺２．１ｍｍで側辺が１１°のテーパー
を有した断面台形状に形成することにより、第３畝５２
と溝５３との嵌合により、流体流路板１４の各導電部１
６周りを完全に密閉するようにしてもよい。この場合、
セル板１３を図２で示される形状とした場合、電極１，
２間の電解質膜１２がこの第３畝５２と溝５３により切
断され、隣接する導電部１６間のガスリークや水漏れが
完全に防止されるとともに、各単セル４間の絶縁も完全
になされる。
【０１００】参考例２． 図１８はこの発明の参考例２に係る固体高分子型燃料電
池の流体流路板を示す外観斜視図である。
【０１０１】図において、６０は流体流路板１４の絶縁
枠体１５の両面に、導電部１６を囲むように形成された
網目状の畝、６１は流体流路板１４の一面側に水素ガス
流路２２を形成し、他面側に空気流路２１を形成するた
めに、畝６０の横部に、この畝６０を貫通するように形
成された流路孔である。なお、積層体２５の端部側に配
置される流体流路板１４の外面側には、畝６０等は形成
されていない。
【０１０２】この流体流路板１４と、図２で示されるよ
うなセル板１３とを積層して積層体２５を形成すると、
セル板１３の酸化剤電極１間および燃料電極２間の電解
質膜１２は、流体流路板１４の畝６０によって加圧され
る。したがって、隣接する導電部１６間において反応水
や空気および水素ガスの漏れ出しが生じないとともに、
単セル４どうしも充分に絶縁される。また、電解質膜１
２の電極１，２の近傍が畝６０によって加圧されるた
め、電解質膜１２を介した極間ガスリークも生じない。
【０１０３】また、畝６０には流路孔６１を形成してい
るため、畝６０が存在するにもかかわらず、流体流路板
１４には空気流路２１および水素ガス流路２２が形成さ
れ、流体流路板１４の機能が損なわれることはない。
【０１０４】
【発明の効果】この発明は、以上のように構成されてい
るので、以下に記載されるような効果を奏する。
【０１０５】この発明の第１の発明によれば、固体高分
子電解質膜を燃料電極と酸化剤電極とで挟み付けて形成
される単セルが同一平面状に複数配置されている単セル
群を、この単セル群の各単セルの燃料電極と酸化剤電極
とに臨むように燃料流路と酸化剤流路とが形成された流
体流路板を介して複数積層した固体高分子型燃料電池に
おいて、流体流路板の単セルに対向する位置に導電部を
形成して、この流体流路板と単セル群とを積層して形成
される積層体中の各単セルの積層方向に、これらの単セ
ルが互いに電気的に直列に接続される複数の単セル積層
体を形成するとともに、単セル積層体どうしを互いに直
列に接続する導電手段を、積層体内に設け、積層体中の
単セル群を、燃料電極と酸化剤電極とがそれぞれ同じ側
に配置されている単セルのみを配置して構成し、かつ、
導電手段を、積層体中を貫通するとともに、単セル積層
体の一端側の導電部とこの単セル積層体に隣接する単セ
ル積層体の他端側の導電部とをそれぞれ電気的に接続す
る導電棒から構成したので、取扱が容易であり、小型で
高電圧な、かつ、導電手段の構成の簡単化が図られる燃
料電池を提供できるようになる。
【０１０６】この発明の第２の発明によれば、第１の発
明の場合において、導電棒により積層体を加圧一体化し
ているので、積層体に別途特別な加圧手段が不要とな
り、燃料電池の小型化および構成の簡素化を図ることが
できる。
【０１０７】この発明の第３の発明によれば、第２の発
明の場合において、単セル積層体の一端側の導電部とこ
の単セル積層体に隣接する単セル積層体の他端側の導電
部とに、導電棒により積層体を加圧した場合に、この導
電棒と電気的に接続される集電体を取り付けているの
で、単セル積層体どうしの電気的接続を容易かつ確実に
なすことができるようになる。
【０１０８】この発明の第４の発明によれば、固体高分
子電解質膜を燃料電極と酸化剤電極とで挟み付けて形成
される単セルが同一平面状に複数配置されている単セル
群を、この単セル群の各単セルの燃料電極と酸化剤電極
とに臨むように燃料流路と酸化剤流路とが形成された流
体流路板を介して複数積層した固体高分子型燃料電池に
おいて、積層体中の単セル群は、燃料電極と酸化剤電極
とがそれぞれ同じ側に位置されているように単セルを配
置して構成され、流体流路板の単セルに対向する位置に
導電部を形成して、この流体流路板と単セル群とを積層
して形成される積層体中の各単セルの積層方向に、これ
らの単セルが互いに電気的に直列に接続される複数の単
セル積層体を形成するとともに、単セル積層体どうしを
互いに直列に接続する導電手段を積層体内に設け、導電
手段が、積層体中を貫通するとともに、単セル積層体の
一端側の導電部とこの単セル積層体に隣接する単セル積
層体の他端側の導電部とをそれぞれ電気的に接続する導
電棒から構成され、燃料と酸化剤の供給用マニホールド
および排出用マニホールドが、流体流路板の燃料流路と
酸化剤流路の入口部と出口部とにそれぞれ連通するよう
に積層体を貫通して形成され、燃料流路が、それぞれの
流体流路板において、入口部から単セル群を構成する多
数の単セルの燃料電極に対向する導電部を直列に結んで
出口部に至るように形成され、かつ、酸化剤流路が、そ
れぞれの流体流路板において、入口部から単セル群を構
成する多数の単セルの酸化剤電極に対向する導電部を直
列に結んで出口部に至るように形成されているので、取
扱が容易であり、小型で高電圧であり、積層体周りの配
管の減少を図ることができるとともに、酸化剤流路等の
詰まりを防止できる燃料電池を提供できるようになる。
【０１０９】この発明の第５の発明によれば、第４の発
明の場合において、単セル群を構成する各単セルの燃料
電極と酸化剤電極の面積が、流体流路板の酸化剤流路の
下流側に向かって、順次増大されているので、酸化剤流
路の下流側に配置される単セルの性能が向上し、燃料電
池全体の電池特性が向上する。
【０１１０】この発明の第６の発明によれば、第４の発
明の場合において、積層体に、各流体流路板の酸化剤流
路の中間部と連通する中間マニホールドを貫通するよう
に形成したので、酸化剤流路の一部に反応水による閉塞
が生じても、電池の運転に支障は生じない。
【０１１１】この発明の第７の発明によれば、第４の発
明の場合において、酸化剤用の排出用マニホールドが断
面円形に形成され、流体流路板に形成された酸化剤流路
の出口部が、酸化剤用の排出用マニホールドに、排出用
マニホールドの中心より偏心している状態で連通してい
るので、排出用マニホールドや酸化剤流路の出口部中を
酸化剤がスムーズに流れるようになり、その分電池性能
が向上する。
【０１１２】この発明の第８および第９の発明によれ
ば、第７の発明の場合において、出口部が排出用マニホ
ールドに接線方向に導かれる状態で連通し、さらには出
口部の幅が排出用マニホールドの半径より小さくしてい
るので、第７の発明と同様な効果を更に充分に得ること
ができるようになる。
【０１１３】この発明の第１０の発明によれば、第４の
発明の場合において、積層体が前記マニホールドをほぼ
水平に向けるように設置される場合に、酸化剤流路と連
通される排出用マニホールドの下面側に、この排出用マ
ニホールドの長手方向に沿って複数の溝を形成している
ので、酸化剤が排出用マニホール内をスムーズに流れる
ようになり、その分電池性能の向上を図ることができ
る。
【０１１４】この発明の第１１の発明によれば、固体高
分子電解質膜を燃料電極と酸化剤電極とで挟み付けて形
成される単セルが同一平面状に複数配置されている単セ
ル群を、この単セル群の各単セルの燃料電極と酸化剤電
極とに臨むように燃料流路と酸化剤流路とが形成された
流体流路板を介して複数積層した固体高分子型燃料電池
において、流体流路板の単セルに対向する位置に導電部
を形成して、この流体流路板と単セル群とを積層して形
成される積層体中の各単セルの積層方向に、これらの単
セルが互いに電気的に直列に接続される複数の単セル積
層体を形成するとともに、単セル積層体どうしを互いに
直列に接続する導電手段を積層体内に設け、導電手段
が、積層体中を貫通するとともに、単セル積層体の一端
側の導電部とこの単セル積層体に隣接する単セル積層体
の他端側の導電部とをそれぞれ電気的に接続する導電棒
から構成され、流体流路板を、絶縁枠体とこの絶縁枠体
中に嵌め込まれる導電部とから構成し、導電部の一面側
外周部に段部を形成して、この導電部の一面側中央部
に、絶縁枠体の開口部に挿入される凸部を形成するとと
もに、この絶縁枠体の開口部周りに、導電部の段部周り
の外周部を落とし込む落とし込み用段部を形成したの
で、取扱が容易であり、小型で高電圧な、流体流路板の
製作が容易な、かつ、精度のよい流体流路板の製作が容
易な燃料電池を提供できるようになる。
【０１１５】この発明の第１２の発明によれば、第１１
の発明の場合において、導電部と絶縁枠体との接触部
に、位置決め用およびガスシール用の畝とこの畝に嵌め
合わされる溝とを、全周にわたって形成したので、導電
部と絶縁枠体との位置決めが容易になるとともに、流体
流路板の一面側から他面側へのガス漏れも防止される。
【０１１６】この発明の第１３の発明によれば、第１１
の発明の場合において、導電部の表面が撥水処理されて
いるので、導電部状を反応水が容易に移動でき、その分
電池の性能向上を図ることができる。
【０１１７】この発明の第１４の発明によれば、固体高
分子電解質膜を燃料電極と酸化剤電極とで挟み付けて形
成される単セルが同一平面状に複数配置されている単セ
ル群を、この単セル群の各単セルの燃料電極と酸化剤電
極とに臨むように燃料流路と酸化剤流路とが形成された
流体流路板を介して複数積層した固体高分子型燃料電池
において、流体流路板の単セルに対向する位置に導電部
を形成して、この流体流路板と単セル群とを積層して形
成される積層体中の各単セルの積層方向に、これらの単
セルが互いに電気的に直列に接続される複数の単セル積
層体を形成するとともに、単セル積層体どうしを互いに
直列に接続する導電手段を積層体内に設け、導電手段
が、積層体中を貫通するとともに、単セル積層体の一端
側の導電部とこの単セル積層体に隣接する単セル積層体
の他端側の導電部とをそれぞれ電気的に接続する導電棒
から構成され、流体流路板の一面側の導電部周りに、単
セル群中の単セルの燃料電極および酸化剤電極の外周部
よりは外側に配置され、この単セルの電解質膜の外周部
またはこの電解質膜の外周部に取り付けられたガスシー
ル用シートよりは、内側に配置される畝または溝を形成
し、かつ、この流体流路板の他面側の導電部周りに、こ
の流体流路板に隣接する他の流体流路板の畝または溝に
嵌合して電解質膜またはガスシール用シートを加圧する
ガスリーク防止用の溝または畝、もしくは他の流体流路
板の畝の位置またはこの畝の近傍に配置され、この畝と
ともに電解質膜またはガスシール用シートを加圧するガ
スリーク防止用の第２の畝を形成したので、取扱が容易
であり、小型で高電圧な、かつ、電解質膜を介した極間
ガスリークが有効に防止される燃料電池を提供できるよ
うになる。
【０１１８】この発明の第１５の発明によれば、第１４
の発明の場合において、単セル群が、固体高分子電解質
を複数対の燃料電極と酸化剤電極とで挟み付けて複数の
単セルを同一平面状に一体に配置して構成され、畝と溝
とによる加圧により、電解質膜が単セル毎に切り離され
るので、更に、電解質膜を介した極間ガスリークが有効
に防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施例１に係る燃料電池の主要部
を示す分解斜視図である。
【図２】 図１の燃料電池のセル板を示す分解斜視図で
ある。
【図３】 図１の燃料電池の流体流路板を示す平面図で
ある。
【図４】 図１の燃料電池の導電棒周りを示す断面図で
ある。
【図５】 図４のＶ−Ｖ矢視断面図である。
【図６】 この発明の参考例１に係る燃料電池の主要部
を示す分解斜視図である。
【図７】 この発明の実施例２に係る燃料電池の流体流
路板を示す平面図である。
【図８】 この発明の実施例２に係る燃料電池における
セル電圧特性の説明図である。
【図９】 この発明の実施例３に係る燃料電池の積層体
を示す模式的断面図である。
【図１０】 図９の燃料電池の流体流路板を示す平面図
である。
【図１１】 この発明の実施例４に係る燃料電池におけ
る空気の排出ガスマニホールド周りを示す平面図であ
る。
【図１２】 この発明の実施例５に係る燃料電池におけ
る空気の排出ガスマニホールド周りを示す斜視図であ
る。
【図１３】 この発明の実施例６に係る燃料電池におけ
る流体流路板の導電部と絶縁枠体周りを示す斜視断面図
である。
【図１４】 図１３の流体流路板の絶縁枠体と導電部と
の位置関係を示す断面図である。
【図１５】 この発明の実施例７に係る燃料電池の流体
流路板を重ね合わせた場合の部分的な断面図である。
【図１６】 図１５の流体流路板を示す平面図である。
【図１７】 実施例７の変更実施例に係る流体流路板を
重ね合わせた場合の部分的な断面図である。
【図１８】 この発明の参考例２に係る燃料電池の流体
流路板を示す外観斜視図である。
【図１９】 従来の固体高分子型燃料電池の単セルを示
す断面図である。
【図２０】 従来の固体高分子型燃料電池の単セルの流
体流動板を示す平面図である。
【符号の説明】
１ 酸化剤電極、２ 燃料電極、３ 電解質膜、４ 単
セル、１３ セル板、１４ 流体流路板、１５ 絶縁枠
体、１６ 導電部、１７ 第１供給マニホールド（供給
用マニホールド）、１８ 第１排出マニホールド（排出
用マニホールド）、１９ 第２供給マニホールド（供給
用マニホールド）、２０ 第２排出マニホールド（排出
用マニホールド）、２１ 空気流路（酸化剤流路）、２
２ 水素ガス流路（燃料流路）、２５ 積層体、２６
単セル積層体、２７ 導電棒（導電手段）、２７ａ 導
電棒（締め付け棒）、２８ 導電片（集電体）、２９
短絡片（導電手段）、３０ 第１中間マニホールド（中
間マニホールド）、３１第２中間マニホールド（中間マ
ニホールド）、３２ 空気出口部（出口部）、３４
溝、４０ 段部、４１ 凸部、４２ 開口部、４３ 段
部、５０ 畝、５１第２畝（畝）、５２ 畝、５３
溝、６０ 畝、６１ 流路孔（孔部）。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｍ 8/10 Ｈ０１Ｍ 8/10 (56)参考文献 特開 平６−52881（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 8/02 - 8/24

Claims (15)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 固体高分子電解質膜を燃料電極と酸化剤
    電極とで挟み付けて形成される単セルが同一平面状に複
    数配置されている単セル群を、この単セル群の各単セル
    の前記燃料電極と前記酸化剤電極とに臨むように燃料流
    路と酸化剤流路とが形成された流体流路板を介して複数
    積層した固体高分子型燃料電池において、 前記流体流路板の前記単セルに対向する位置に導電部を
    形成して、この流体流路板と前記単セル群とを積層して
    形成される積層体中の前記各単セルの積層方向に、これ
    らの単セルが互いに電気的に直列に接続される複数の単
    セル積層体を形成するとともに、前記単セル積層体どう
    しを互いに直列に接続する導電手段を前記積層体内に設
    け、 前記積層体中の前記単セル群を、前記燃料電極と前記酸
    化剤電極とがそれぞれ同じ側に配置されている単セルの
    みを配置して構成し、 かつ、前記導電手段を、前記積層体中を貫通するととも
    に、前記単セル積層体の一端側の前記導電部とこの単セ
    ル積層体に隣接する単セル積層体の他端側の前記導電部
    とをそれぞれ電気的に接続する導電棒から構成したこと
    を特徴とする固体高分子型燃料電池。
  2. 【請求項２】 前記導電棒により前記積層体を加圧一体
    化したことを特徴とする請求項１記載の固体高分子型燃
    料電池。
  3. 【請求項３】 前記単セル積層体の一端側の前記導電部
    とこの単セル積層体に隣接する単セル積層体の他端側の
    前記導電部とに、前記導電棒により前記積層体を加圧し
    た場合に、この導電棒と電気的に接続される集電体を取
    り付けていることを特徴とする請求項２記載の固体高分
    子型燃料電池。
  4. 【請求項４】 固体高分子電解質膜を燃料電極と酸化剤
    電極とで挟み付けて形成される単セルが同一平面状に複
    数配置されている単セル群を、この単セル群の各単セル
    の前記燃料電極と前記酸化剤電極とに臨むように燃料流
    路と酸化剤流路とが形成された流体流路板を介して複数
    積層した固体高分子型燃料電池において、 前記積層体中の前記単セル群は、前記燃料電極と前記酸
    化剤電極とがそれぞれ同じ側に位置されているように単
    セルを配置して構成され、 前記流体流路板の前記単セルに対向する位置に導電部を
    形成して、この流体流路板と前記単セル群とを積層して
    形成される積層体中の前記各単セルの積層方向に、これ
    らの単セルが互いに電気的に直列に接続される複数の単
    セル積層体を形成するとともに、前記単セル積層体どう
    しを互いに直列に接続する導電手段を前記積層体内に設
    け、前記導電手段が、前記積層体中を貫通するとともに、前
    記単セル積層体の一端側の前記導電部とこの単セル積層
    体に隣接する単セル積層体の他端側の前記導電部とをそ
    れぞれ電気的に接続する導電棒から構成され、 燃料と酸化剤の供給用マニホールドおよび排出用マニホ
    ールドが、前記流体流路板の前記燃料流路と前記酸化剤
    流路の入口部と出口部とにそれぞれ連通するように前記
    積層体を貫通して形成され、 前記燃料流路が、それぞれの前記流体流路板において、
    前記入口部から前記単セル群を構成する多数の単セルの
    前記燃料電極に対向する前記導電部を直列に結んで前記
    出口部に至るように形成され、かつ、前記酸化剤流路
    が、それぞれの前記流体流路板において、前記入口部か
    ら前記単セル群を構成する多数の単セルの前記酸化剤電
    極に対向する前記導電部を直列に結んで前記出口部に至
    るように形成されていることを特徴とする固体高分子型
    燃料電池。
  5. 【請求項５】 前記単セル群を構成する前記各単セルの
    前記燃料電極と前記酸化剤電極の面積が、前記流体流路
    板の前記酸化剤流路の下流側に向かって、順次増大され
    ていることを特徴とする請求項４記載の固体高分子型燃
    料電池。
  6. 【請求項６】 前記積層体に、前記各流体流路板の前記
    酸化剤流路の中間部と連通する中間マニホールドを貫通
    するように形成したことを特徴とする請求項４記載の固
    体高分子型燃料電池。
  7. 【請求項７】 酸化剤用の前記排出用マニホールドが断
    面円形に形成され、前記流体流路板に形成された前記酸
    化剤流路の出口部が、酸化剤用の前記排出用マニホール
    ドに、前記排出用マニホールドの中心より偏心している
    状態で連通していることを特徴とする請求項４記載の固
    体高分子型燃料電池。
  8. 【請求項８】 前記酸化剤流路の出口部が、前記排出用
    マニホールドに接線方向に導かれる状態で連通している
    ことを特徴とする請求項７記載の固体高分子型燃料電
    池。
  9. 【請求項９】 前記出口部の幅が前記排出用マニホール
    ドの半径より小さいことを特徴とする請求項８記載の固
    体高分子型燃料電池。
  10. 【請求項１０】 前記積層体が前記マニホールドをほぼ
    水平に向けるように設置される場合に、前記酸化剤流路
    と連通される前記排出用マニホールドの下面側に、この
    排出用マニホールドの長手方向に沿って複数の溝を形成
    していることを特徴とする請求項４記載の固体高分子型
    燃料電池。
  11. 【請求項１１】 固体高分子電解質膜を燃料電極と酸化
    剤電極とで挟み付けて形成される単セルが同一平面状に
    複数配置されている単セル群を、この単セル群の各単セ
    ルの前記燃料電極と前記酸化剤電極とに臨むように燃料
    流路と酸化剤流路とが形成された流体流路板を介して複
    数積層した固体高分子型燃料電池において、 前記流体流路板の前記単セルに対向する位置に導電部を
    形成して、この流体流路板と前記単セル群とを積層して
    形成される積層体中の前記各単セルの積層方向に、これ
    らの単セルが互いに電気的に直列に接続される複数の単
    セル積層体を形成するとともに、前記単セル積層体どう
    しを互いに直列に接続する導電手段を前記積層体内に設
    け、前記導電手段が、前記積層体中を貫通するとともに、前
    記単セル積層体の一端側の前記導電部とこの単セル積層
    体に隣接する単セル積層体の他端側の前記導電部とをそ
    れぞれ電気的に接続する導電棒から構成され、 前記流体流路板を、絶縁枠体とこの絶縁枠体中に嵌め込
    まれる前記導電部とから構成し、 前記導電部の一面側外周部に段部を形成して、この導電
    部の一面側中央部に、前記絶縁枠体の開口部に挿入され
    る凸部を形成するとともに、この絶縁枠体の前記開口部
    周りに、前記導電部の前記段部周りの外周部を落とし込
    む落とし込み用段部を形成したことを特徴とする固体高
    分子型燃料電池。
  12. 【請求項１２】 前記導電部と前記絶縁枠体との接触部
    に、位置決め用およびガスシール用の畝とこの畝に嵌め
    合わされる溝とを、全周にわたって形成したことを特徴
    とする請求項１１記載の固体高分子型燃料電池。
  13. 【請求項１３】 前記導電部の表面が撥水処理されてい
    ることを特徴とする請求項１１記載の固体高分子型燃料
    電池。
  14. 【請求項１４】 固体高分子電解質膜を燃料電極と酸化
    剤電極とで挟み付けて形成される単セルが同一平面状に
    複数配置されている単セル群を、この単セル群の各単セ
    ルの前記燃料電極と前記酸化剤電極とに臨むように燃料
    流路と酸化剤流路とが形成された流体流路板を介して複
    数積層した固体高分子型燃料電池において、 前記流体流路板の前記単セルに対向する位置に導電部を
    形成して、この流体流路板と前記単セル群とを積層して
    形成される積層体中の前記各単セルの積層方向に、これ
    らの単セルが互いに電気的に直列に接続される複数の単
    セル積層体を形成するとともに、前記単セル積層体どう
    しを互いに直列に接続する導電手段を前記積層体内に設
    け、前記導電手段が、前記積層体中を貫通するとともに、前
    記単セル積層体の一端側の前記導電部とこの単セル積層
    体に隣接する単セル積層体の他端側の前記導電部とをそ
    れぞれ電気的に接続する導電棒から構成され、 前記流体流路板の一面側の前記導電部周りに、前記単セ
    ル群中の前記単セルの前記燃料電極および前記酸化剤電
    極の外周部よりは外側に配置され、この単セルの前記電
    解質膜の外周部またはこの電解質膜の外周部に取り付け
    られたガスシール用シートよりは、内側に配置される畝
    または溝を形成し、かつ、この流体流路板の他面側の前
    記導電部周りに、この流体流路板に隣接する他の流体流
    路板の前記畝または溝に嵌合して前記電解質膜またはガ
    スシール用シートを加圧するガスリーク防止用の溝また
    は畝、もしくは前記他の流体流路板の前記畝の位置また
    はこの畝の近傍に配置され、この畝とともに前記電解質
    膜または前記ガスシール用シートを加圧するガスリーク
    防止用の第２の畝を形成したことを特徴とする固体高分
    子型燃料電池。
  15. 【請求項１５】 前記単セル群が、固体高分子電解質を
    複数対の前記燃料電極と前記酸化剤電極とで挟み付けて
    複数の単セルを同一平面状に一体に配置して構成され、
    前記畝と前記溝とによる加圧により、前記電解質膜が前
    記単セル毎に切り離されることを特徴とする請求項１４
    記載の固体高分子型燃料電池。
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