JP4235605B2 - Fuel cell - Google Patents
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Description
本発明は、固体高分子形燃料電池に関するものであり、特に、当該燃料電池のセルを積層した固体高分子形燃料電池スタックの締め付け構造に関するものである。 The present invention relates to a polymer electrolyte fuel cell, and more particularly to a tightening structure of a polymer electrolyte fuel cell stack in which cells of the fuel cell are stacked.
固体高分子形燃料電池は高分子電解質膜を両側からガス拡散層電極となる燃料極と空気極とで挟み、これらの外側に集電材としての支持層を設け、更にその外側に水素や酸素の反応ガスの供給通路を設けたセパレータを配置し、一体化してセルを構成している。そして、当該セルを複数枚積層させ、スタックを構成する。 In a polymer electrolyte fuel cell, a polymer electrolyte membrane is sandwiched between a fuel electrode and an air electrode that serve as gas diffusion layer electrodes from both sides, a support layer as a current collector is provided outside these, and hydrogen and oxygen are further outside. A separator provided with a reaction gas supply passage is arranged and integrated to form a cell. A plurality of the cells are stacked to form a stack.
このスタックには、当該スタックを中心として、外側に向かってスタックにて発電した電気を外部に取り出すための一対の集電板及び、電気的な絶縁を確保するための一対のインシュレータと、当該スタックに面内均一な圧縮荷重を加えるための一対のエンドプレートが順次配置される。また、エンドプレートの外側には、当該エンドプレートに荷重を加えるためのタイプレートが配置される。 The stack is centered on the stack, and a pair of current collecting plates for taking out the electricity generated by the stack toward the outside, a pair of insulators for ensuring electrical insulation, and the stack A pair of end plates for applying an in-plane uniform compressive load is sequentially arranged. A tie plate for applying a load to the end plate is disposed outside the end plate.
これにより、スタックに面内均一に圧縮荷重を加えることで、各セルに構成されるガス供給路のシール性及びセル同士の接触性を確保し、燃料電池性能の向上を図っていた。 Thereby, by applying a compressive load uniformly to the stack in the plane, the sealing property of the gas supply path configured in each cell and the contact property between the cells are secured, and the fuel cell performance is improved.
従来では、このエンドプレートに、より均一な荷重を加えるため、種々の構成が開発されている。例えば、従来のスタックの締付構造には、図5に示すものがある。この場合には、複数のセルが積層されて構成されるスタック100の積層方向における両側に図示しない集電板及びインシュレータ(絶縁板)が配置された後、更に外側にエンドプレート101が配置される。これらエンドプレート101は、図示しない貫通孔が形成され、当該貫通孔にタイロッド102、102を貫通させ、当該タイロッド102、102の端部をナット103、103により締め付けることでスタック100に面内均一となるように圧縮荷重を加えていた。また、この場合において、締付を行うナット103、103とエンドプレート101、101との間には、例えば図示しない皿バネ等を介在させていた。
Conventionally, various configurations have been developed to apply a more uniform load to the end plate. For example, a conventional stack fastening structure is shown in FIG. In this case, a current collector plate and an insulator (insulating plate) (not shown) are arranged on both sides in the stacking direction of the
また、他の従来例として図6に示すものがある。この場合のスタックの締付構造は、複数のセルが積層されて構成されるスタック110の積層方向における両側に図示しない集電板及びインシュレータ(絶縁板)が配置された後、更に外側にエンドプレート111、111を配置する。そして、更に、当該エンドプレート111のほぼ中央に球体112を配置し、当該球体112の更に外側に架台113、113を配置する。これら両架台113、113及び各エンドプレート111、111には図示しない貫通孔が形成され、当該貫通孔にタイロッド114、114を貫通させ、当該タイロッド114、114の端部をナット115、115により締め付けることでスタック110に面内均一となるように圧縮荷重を加えていた。また、この場合においても締付を行うナット115、115と架台113、113との間には、例えば図示しない皿バネ等を介在させている。
Another conventional example is shown in FIG. In this case, the stack tightening structure is such that a current collecting plate and an insulator (insulating plate) (not shown) are arranged on both sides in the stacking direction of the
また、この他にも、特許文献1に開示されているように、スタックを中心に、外側に向かって順次それぞれ1対の集電板、インシュレータ、エンドプレートを配置し、最も外側にはエンドプレートに荷重を加えるための片側に2枚づつタイプレートが配置されている。このタイプレートは、両端部に貫通孔が設けられ、対向するタイプレートに形成される貫通孔に渡ってタイロッドを貫通させ、外側からナットで締め付けるものである。更に、このタイプレートのセル積層方向と直交する面で切断した切断面の長手方向の中心線上にエンドプレート側に突出した荷重点を設け、当該荷重点でエンドプレートに荷重を加える構成としている。
しかしながら、上述した如き図5に示す従来の締付構造では、スタック100をナット103、103により締め付けた際に、エンドプレート101には大きな荷重が加わる。そのため、このエンドプレート101は、当該荷重に耐えられるだけの強度が要求されるため、エンドプレート101が樹脂で構成される場合には、強度の大きい金属板を介在させる必要があった。部品点数を削減するために金属板を設けない構成とするためには、樹脂製のエンドプレート101は、強度を確保するため所定の厚さが必要となり、スタック自体が大型化する問題がある。
However, in the conventional fastening structure shown in FIG. 5 as described above, a large load is applied to the
また、この場合において、両エンドプレート101、101を締め付けるナット103は、両側部に設けられるため、締付により両エンドプレート101、101の両側部に荷重が加えられることで、エンドプレート101の中央が外側に撓みを生じ、エンドプレート101による面荷重が不均一となる問題がある。
In this case, the
また、図6に示す従来の締付構造では、球体112によりエンドプレート111の中央に荷重が集中するため、当該荷重に耐えられるだけの強度がエンドプレート111に要求される。そのため、図5の場合と同様に、エンドプレート111が樹脂で構成される場合には、強度の大きい金属板を介在させる必要があり、樹脂製のエンドプレート111のみを用いる場合には、強度を確保するため所定の厚さが必要となり、スタック自体が大型化する問題がある。特に、この場合には、図5の場合に比べてエンドプレート111の外側に球体112及び架台113が設けられるため、より一層大型化する問題がある。
In the conventional tightening structure shown in FIG. 6, the load is concentrated on the center of the
この場合には、エンドプレート111は中央に配置された球体112により加圧されるため、エンドプレート111の外周縁が外側に反り返ることとなり、この場合にもエンドプレート111による面荷重が不均一となる問題がある。
In this case, since the
これに対し、特許文献1に開示されるスタックの締付構造では、タイプレートを介して図5に示すナットによる締付に加えて、当該タイプレートに上述した如き荷重点を形成しているため、エンドプレートの撓み等の変形が緩和され、面内荷重が均一となる。
On the other hand, in the stack tightening structure disclosed in
しかしながら、荷重点による締付には、複数の部材が必要とされるため、部品点数の増加に伴い、取り付け工程が煩雑となる問題がある。また、当該特許文献1に限らず、従来の締付構造では、ナット又はネジの取り付けに皿バネを介在させている。通常、当該燃料電池は経年劣化により各セルの厚みが減少する。実際、60数枚積層することで構成されるスタックは、各セルの劣化により4mm程度薄くなる。係る厚みの減少は、皿バネの伸縮によって吸収されることとなるが、1枚の皿バネで吸収可能な厚みは、0.3mm程度である。そのため、当該スタックの厚みの減少を吸収するためには、数枚の皿バネを互い違いに積層しなければならない。そのため、作業が煩雑となると共に、更にスタックが大型化する問題がある。
However, since tightening with a load point requires a plurality of members, there is a problem that the mounting process becomes complicated as the number of parts increases. Moreover, not only the said
そこで、本発明は、従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、部品点数を削減し、且つ、スタックの経年変形に影響されることなく均質な荷重を実現することで、スタックの締付荷重を確保し、且つ、内部のガス漏れを抑制し、発電機能を向上を図ることができる燃料電池を提供する。 Therefore, the present invention was made to solve the conventional technical problem, by reducing the number of parts and realizing a homogeneous load without being affected by the secular deformation of the stack, Provided is a fuel cell that can secure a stack tightening load, suppress internal gas leakage, and improve a power generation function.
本発明の燃料電池は、セルが積層されたセル積層体と、該セル積層体の積層方向における両側にそれぞれ配置された一対のエンドプレートと、該エンドプレートのセル積層体とは反対側に配置され、エンドプレートを介してセル積層体に積層方向の圧縮荷重を加える荷重部材とを備え、この荷重部材は、弾性を有する板材を折曲して構成されると共に、折曲箇所の先端が、エンドプレートに当接する線状に連続した加圧部とされていることを特徴とする。 The fuel cell according to the present invention includes a cell stack in which cells are stacked, a pair of end plates disposed on both sides in the stacking direction of the cell stack, and the end plate disposed on the opposite side of the cell stack. And a load member that applies a compressive load in the stacking direction to the cell stack through the end plate, and the load member is formed by bending an elastic plate, and the tip of the bent portion is It is characterized by being a linearly continuous pressurizing portion that contacts the end plate .
請求項2の発明の燃料電池は、請求項1に記載の燃料電池において、荷重部材は、複数条の加圧部を有することを特徴とする。 A fuel cell according to a second aspect of the present invention is the fuel cell according to the first aspect, wherein the load member has a plurality of pressurizing portions.
請求項3の発明の燃料電池は、請求項1又は請求項2に記載の燃料電池において、エンドプレートを挟んでセル積層体の両側に位置する荷重部材を相互に締め付ける締め付けボルトを備え、荷重部材の両側に形成されて締め付けボルトが挿通される貫通孔を結ぶ線と直交する方向に加圧部を延在させたことを特徴とする。 A fuel cell according to a third aspect of the present invention is the fuel cell according to the first or second aspect, further comprising a tightening bolt for mutually tightening the load members positioned on both sides of the cell stack with the end plate interposed therebetween. The pressurizing portion extends in a direction perpendicular to a line connecting through holes formed on both sides of the bolt and through which the fastening bolt is inserted.
請求項4の発明の燃料電池は、請求項1又は請求項2に記載の燃料電池において、セル積層体の積層方向と直交する面で当該セル積層体を切断した切断面の長手方向に渡って加圧部を延在させたことを特徴とする。 A fuel cell according to a fourth aspect of the present invention is the fuel cell according to the first or second aspect, wherein the cell stack is cut in a longitudinal direction along a plane perpendicular to the stacking direction of the cell stack. The pressurizing part is extended.
本発明の燃料電池は、セルが積層されたセル積層体と、該セル積層体の積層方向における両側にそれぞれ配置された一対のエンドプレートと、該エンドプレートのセル積層体とは反対側に配置され、エンドプレートを介してセル積層体に積層方向の圧縮荷重を加える荷重部材とを備え、該荷重部材は、弾性を有する板材にて構成されているので、荷重部材自体にセル積層体の経年変形に対応するための弾性を持たせることができるようになり、格別なバネ材を不要とすることができる。 The fuel cell according to the present invention includes a cell stack in which cells are stacked, a pair of end plates disposed on both sides in the stacking direction of the cell stack, and the end plate disposed on the opposite side of the cell stack. And a load member that applies a compressive load in the stacking direction to the cell stack through the end plate, and the load member is formed of an elastic plate material . It becomes possible to provide elasticity to cope with deformation, and a special spring material can be dispensed with.
これにより、部品点数を削減しながら経年変化の無い均質な荷重をセル積層体に加えることを実現することができる。そのため、均一な荷重を実現できない場合に生じるセルの積極の不具合等によるガス漏れを防止することができ、燃料電池自体の性能悪化を防止することができるようになる。 As a result, it is possible to reduce the number of parts and to apply a uniform load that does not change over time to the cell stack. Therefore, it is possible to prevent gas leakage due to a positive failure of the cell that occurs when a uniform load cannot be realized, and to prevent performance deterioration of the fuel cell itself.
また、荷重部材は、エンドプレートに当接する線状に連続した加圧部を有するので、従来のような所定の荷重点にて圧縮荷重を加える場合に比して均一に加圧することができるようになる。これにより、セル積層体への均等荷重を達成することができる。また、より、ガス漏れを防止することができるようになり、燃料電池性能の維持を図ることができる。また、当該構成によれば、エンドプレートの強度を下げられることができることから、絶縁板をエンドプレートとすることが可能となり、部品点数の削減を実現することができる。 In addition, since the load member has a linearly continuous pressurizing portion that abuts the end plate, it can be pressurized more uniformly than when a compressive load is applied at a predetermined load point as in the prior art. become. Thereby, the uniform load to a cell laminated body can be achieved. In addition, gas leakage can be prevented, and fuel cell performance can be maintained. Moreover, according to the said structure, since the intensity | strength of an end plate can be lowered | hung, it becomes possible to use an insulating plate as an end plate and can implement | achieve reduction of a number of parts.
特に、荷重部材は、弾性を有する板材を折曲して構成されると共に、折曲箇所の先端が加圧部とされているので、荷重部材の構成を簡素化することができ、コストの削減を図ることができる。 In particular, the load member is formed by bending a plate material having elasticity, and since the tip of the bent portion is a pressurizing portion, the configuration of the load member can be simplified and the cost can be reduced. Can be achieved.
また、請求項2の発明によれば、請求項1に記載の発明において、荷重部材は、複数条の加圧部を有するので、セル積層体に対し更に均一に荷重を加えることができるようになる。
According to the invention of
また、請求項3の発明によれば、請求項1又は請求項2に記載の発明において、エンドプレートを挟んでセル積層体の両側に位置する荷重部材を相互に締め付ける締め付けボルトを備え、荷重部材の両側に形成されて締め付けボルトが挿通される貫通孔を結ぶ線と直交する方向に加圧部を延在させたので、当該加圧部を貫通孔を結ぶ線に平行に延在させる場合に比して線状加圧効果を確実に達成することができる。これにより、セル積層体に対しより一層均一に荷重を加えることができるようになる。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the load member is provided with a tightening bolt for mutually tightening the load members positioned on both sides of the cell laminate with the end plate interposed therebetween. When the pressurizing part is extended in a direction perpendicular to the line connecting the through-holes through which the tightening bolts are formed, when the pressurizing part extends parallel to the line connecting the through-holes In comparison, the linear pressurizing effect can be reliably achieved. Thereby, it becomes possible to apply a load to the cell stack more evenly.
また、請求項4の発明によれば、請求項1又は請求項2に記載の発明において、セル積層体の積層方向と直交する面で当該セル積層体を切断した切断面の長手方向に渡って加圧部を延在させたので、セル積層体の一方向の寸法が他の方向より長い形状である場合、例えば、セル形状が長方形に形成されている場合などにおいて、セル積層体に対しより均一な加圧を実現することができる。
According to the invention of claim 4, in the invention of
以下、本発明の実施形態について図1乃至図4を参照して説明する。図1は本発明に係る固体高分子形燃料電池スタックの締付構造(電池スタック1)の組立斜視図、図2は図1の電池スタック1の正面図、図3は図1の電池スタック1の平面図、図4は図1の電池スタック1の側面図を示している。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 is an assembly perspective view of a solid polymer fuel cell stack fastening structure (battery stack 1) according to the present invention, FIG. 2 is a front view of the
本実施例の燃料電池は、固体高分子形燃料電池であり、当該燃料電池の電池スタック1は、図示しない中心となる高分子電解質膜を両側から燃料極と空気極とで挟み、その外側に集電材として多孔質の支持層を配置し、更にその外側に水素や酸素の反応ガスの供給通路を設けたセパレータを配置することで、一体化したセル(図示しない)を構成している。
The fuel cell of the present embodiment is a solid polymer fuel cell, and the
そして、前記構成のセルを複数、例えば60数枚程度積層することでスタック(セル積層体)2を構成し、このスタック2の積層方向における両側にそれぞれ一対の集電板3、3と、エンドプレート5、5と、荷重部材10、10とを順次外側に向かって配置する。集電板3は、スタック2で発電した電気を外部に取り出すためのものであり、例えば、正面側に位置する端面には、手前側に突出した電気取出部3Aが形成されている。
A stack (cell stack) 2 is formed by stacking a plurality of cells having the above-described configuration, for example, about 60, and a pair of
本実施例におけるエンドプレート5は、面内均一な圧縮荷重をスタック2のセル積層方向に加えるための部材であり、当該エンドプレート5は、電気的に絶縁な材料、例えば硬質合成樹脂により構成されている。これによって、当該エンドプレート5により従来の燃料電池に用いられていたインシュレータの作用である電気的な絶縁を確保することができる。そのため、本実施例の樹脂製のエンドプレートの構成とすることで、従来のインシュレータとエンドプレートを一体化することができる。これにより、従来ではインシュレータの厚さが3〜4mmであり、金属製のエンドプレートの厚さが約10mm程度であったものを、本実施例では約10mm程度の樹脂製のエンドプレートのみとすることができる。これにより、電池スタック1自体の構造を小型化することができるようになる。
The
前記荷重部材10は、エンドプレート5のスタック2とは反対側に配置される部材であり、本実施例では、上下に二カ所ずつ配置されている。この荷重部材10は、弾性を有し、バネ材として用いられる鋼板材料、所謂バネ鋼板により構成されており、本実施例では、一カ所につき一枚約1.5mm程度の厚さの荷重部材10が全部で約6mm程度の厚さとなるように四枚、重ねられた状態で配置される。
The
尚、本実施例以外にも一枚で約6mm程度の荷重部材を構成することも考えられるが、この場合にはバネの加工が困難であると共に、重ねて使用する場合と比して力を加えたときの壊れやすさを示す破壊靱性値が大きくなる問題がある。そのため、本実施例のように数枚、例えば3枚乃至4枚のバネ鋼(荷重部材10)を重ねて使用することが、より望ましい。 In addition to the present embodiment, it is conceivable to form a load member of about 6 mm by one piece. However, in this case, it is difficult to process the spring, and the force is higher than that in the case of using it repeatedly. There is a problem that the fracture toughness value indicating the fragility when added is increased. Therefore, it is more desirable to use several, for example, 3 to 4 pieces of spring steel (load member 10) as in the present embodiment.
それぞれの荷重部材10は、各図に示すように本実施例では、エンドプレート5側及びエンドプレート5とは反対側に向けて交互に3度、所定角度で折曲されており、エンドプレート5側に2条の線状の連続した加圧部11、11が形成されている。尚、最もエンドプレート5側に配置される荷重部材10の加圧部11、11は、エンドプレート5に当接している。また、これら荷重部材10の折曲箇所のエンドプレート5側の先端が加圧部11とされる。
As shown in each drawing, each
そして、当該荷重部材10が折曲形成されることでエンドプレート5とは反対側に向かって延在する両側端は、更にエンドプレート5側に折曲されることで、変形代12、12が形成されている。この変形代12、12の端部は、エンドプレート5の両側方にまで延出して形成されると共に、上下に貫通孔15が形成されている。尚、荷重部材10の両側部に形成される貫通孔15は、それぞれ左右対称となる位置に形成されているものとする。これにより、貫通孔15の中心を結ぶ線と加圧部11とは直交することとなる。
Then, the
そして、この荷重部材10は、各貫通孔15が形成される端部を頂点とすると共に、当該貫通孔15側に最も近い前記線状の加圧部11の上半分又は下半分を底辺とする略二等辺三角形を形成するように当該荷重部材10の四隅部及び端部中央に切欠13・・及び14、14が形成されている。尚、当該荷重部材10の貫通孔15は、左右対称に形成されていることから当該切欠も左右対称に形成されることとなる。
And this
また、本実施例におけるスタック2の各セルは上下に渡って長く延在する矩形状を呈しているため、スタック2のセル積層方向と直交する面で当該スタック2を切断した切断面の長手方向に渡って荷重部材10の加圧部11、11を延在させるものとする。即ち、荷重部材10の線状に連続する加圧部11は、当該スタック2の長手方向と略平行するように折曲形成されているものとする。
In addition, since each cell of the
そして、スタック2のセル積層方向における両側にそれぞれエンドプレート5、5を配置した後、当該エンドプレート5、5のスタック2とは反対側に上述した如き荷重部材10、10を4枚重ねた状態で片側に2カ所ずつ配置する。そして、スタック2を挟んで対称な位置とされる荷重部材10のそれぞれ対称な位置に形成されたそれぞれの貫通孔15に締め付けロッド21を挿入する。このとき、各締め付けロッド21は、スタック2及びエンドプレート5、5の前面及び後面のそれぞれに渡って位置する。また、当該締め付けロッド21は、両端に前記締め付けボルト20、20を螺着させるためのねじ切りが形成されている。
Then, after the
その後、当該締め付けロッド21の端部を上述した如く各荷重部材10の貫通孔15に挿通した後、外側からカラー22を介在させて各締め付けボルト20により所定の荷重にて相互に締め付け作業を行う。これにより、スタック2、集電板3、3、エンドプレート5、5及び荷重部材10、10に圧縮荷重を加えた状態で一体化することができる。
Thereafter, after inserting the end portion of the tightening
尚、このとき、それぞれスタック2とエンドプレート5との間に位置する集電板3(図4に点線により位置を示す。)の長手方向の全寸法に対し80%以上が前記各荷重部材10、10の加圧部11、11に当接した状態で締め付けられているものとする。即ち、荷重部材10の加圧部11は、集電板3が設けられる位置に対応して取り付けられるものとする。
At this time, 80% or more of each
以上の構成により、本実施例では、スタック2は、セル積層方向における両側にそれぞれ配置された一対のエンドプレート5、5と、エンドプレート5、5のスタック2とは反対側に配置され、エンドプレート5、5を介して上述した如き荷重部材10、10により、スタック2にセル積層方向に均質に圧縮荷重を加えることが可能となる。
With the above configuration, in this embodiment, the
特に、本実施例の荷重部材10は、バネ性を有する材料(バネ鋼)により構成されていることから、スタック2の経年変形により例えば4mm程度のスタック2の厚さが減少した場合であっても、当該厚さ減少分を荷重部材10の持つバネ性により吸収することができ、経年変形があった場合にも、均一にスタック2にセル積層方向へ圧縮荷重を加えることが可能となる。そのため、従来の如く取り付け作業が煩雑となる皿バネ等のバネ材を格別に設けることなく経年変形に対応することができる。
In particular, since the
これにより、従来に比して、皿バネや樹脂製にて構成されるエンドプレートの強度を向上させるための金属板などの部品点数を削減しながら経年変化の無い均質な荷重をスタック2に加えることができるようになる。これにより、均一な荷重を実現できない場合に生じるスタック2からのガス漏れを防止することができ、燃料電池自体の性能悪化を防止することができる。
As a result, a uniform load that does not change over time is applied to the
特に、本実施例では、荷重部材10に形成される加圧部11は、エンドプレート5に当接する連続した線状に形成されているため、従来のような所定の荷重点にて圧縮荷重を加える場合に比して均一に加圧することができるようになる。これにより、スタック2への均等荷重を達成することができる。また、よりガス漏れを防止することができるようになり、燃料電池性能の維持を図ることができる。また、当該構成によれば、エンドプレート5の強度を下げられることができることから、絶縁板、従来のインシュレータをエンドプレート5にて構成することが可能となり、部品点数の削減を実現することができる。
In particular, in the present embodiment, the pressurizing
また、当該荷重部材10の加圧部11は、バネ鋼を折曲形成し、当該折曲箇所の先端としていることから、荷重部材10の構成を簡素化することができ、コストの削減を図ることができる。
Moreover, since the
また、本実施例では、上述したように荷重部材10には、図4に矢印にて示すように各貫通孔1515の中心を結ぶ線と加圧部11、11とが直交する形状とされているので、当該加圧部11を貫通孔15を結ぶ線に平行に延在させる場合に比して線状加圧効果を確実に達成することができる。これにより、スタック2に対しより一層均一に荷重を加えることができるようになる。
Further, in the present embodiment, as described above, the
更にまた、本実施例では、スタック2のセル積層方向と直交する面で当該スタック2を切断した切断面の長手方向に渡って加圧部11を延在させているため、本実施例のようにスタック2の一方向の寸法が他の方向より長い形状である場合、例えば、セル形状が長方形に形成されている場合などにおいて、長手方向のみの加圧バランスをとるのみで、当該長手方向と直交する方向の加圧バランスを格別に考えることなく、エンドプレート5全体によるスタック2の圧縮荷重が可能となり、スタック2に対しより均一な加圧を実現することができる。
Furthermore, in this embodiment, the pressurizing
また、荷重部材10の貫通孔15は、加圧部11に対し、略二等辺三角形となるような切欠13及び14が形成されていることから、貫通孔15に締め付けボルト20にて加えられた力を加圧部11に対し、均一に応力伝達を行うことができるようになる。
Further, the through
更に、当該荷重部材10は、締め付けボルト20にて締め付けが行われた際に、当該荷重部材10の変形代12がエンドプレート5側に向けて折曲されていることから、容易に締め付けられた力をエンドプレート5側に加えることができる。
Further, when the
尚、当該加圧部11は、本実施例では、折曲によりエンドプレート5に当接する連続した線状を2条形成しているが、1条であっても若しくは、3条以上であっても良いものとする。特に複数条形成されている場合には、スタック2に対し、より一層均一に荷重を加えることができるようになる。
In the present embodiment, the pressurizing
尚、更に樹脂製のエンドプレート5の厚さ寸法を薄くし、装置自体の小型化を図る場合には、樹脂製のエンドプレート5とは別に金属板を更に設けても良いものとする。これにより、従来に比して、著しく装置自体の小型化を図ることができるようになる。
When the thickness of the
また、本実施例では、荷重部材10にバネ性を有する材料を用いているが、これ以外の実施例として、荷重部材10のエンドプレート5側に線状に連続する突出部を形成し、当該突出部を加圧部としてエンドプレート5を介してスタック2にセル積層方向の圧縮荷重を加える構成としても良いものとする。
Further, in this embodiment, a material having a spring property is used for the
これにより、従来のような所定の荷重点にて圧縮荷重を加える場合に比して均一に加圧することができるようになり、スタック2への均等荷重を達成することができる。そのため、係る場合においても、均一な荷重を実現できない場合に生じるスタック2からのガス漏れを防止することができ、燃料電池の性能維持を図ることができる。また、当該構成によれば、エンドプレート5の強度を下げられることができることから、従来のインシュレータをエンドプレート5とすることが可能となり、部品点数の削減を実現することができる。
Thereby, it becomes possible to apply pressure more uniformly than when a compressive load is applied at a predetermined load point as in the prior art, and an equal load on the
尚、上述した如き実施例は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、上述した説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。 It should be noted that the embodiments described above are preferred specific examples of the present invention, and thus various technically preferable limitations are given. However, the scope of the present invention particularly limits the present invention in the above description. As long as there is no description of the effect, it is not restricted to these aspects.
1 電池スタック
2 スタック
3 集電板
3A 電気取出部
5 エンドプレート
10 荷重部材
11 加圧部
12 変形代
13、14 切欠
15 貫通孔
20 締め付けボルト
21 締め付けロッド
DESCRIPTION OF
Claims (4)
該荷重部材は、弾性を有する板材を折曲して構成されると共に、折曲箇所の先端が、前記エンドプレートに当接する線状に連続した加圧部とされていることを特徴とする燃料電池。 A cell stack in which cells are stacked, a pair of end plates respectively disposed on both sides in the stacking direction of the cell stack, and the end plate disposed on the opposite side of the cell stack. A load member for applying a compressive load in the stacking direction to the cell stack through,
The load member is formed by bending a plate material having elasticity, and the tip of the bent portion is a linearly continuous pressurizing portion that comes into contact with the end plate. battery.
前記荷重部材の両側に形成されて前記締め付けボルトが挿通される貫通孔を結ぶ線と直交する方向に前記加圧部を延在させたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の燃料電池。 A clamping bolt that mutually clamps the load members located on both sides of the cell stack with the end plate interposed therebetween,
The said pressurization part was extended in the direction orthogonal to the line | wire which connects the through-hole which is formed in the both sides of the said load member, and the said fastening bolt is penetrated, The Claim 1 or Claim 2 characterized by the above-mentioned. Fuel cell.
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