JP4427419B2 - 燃料電池スタック - Google Patents

Description

本発明は、一対の電極が電解質の両側に設けられた電解質・電極構造体を、セパレータにより挟持した単位セルを備え、前記単位セルが複数積層された積層体を箱状ケーシング内に収容する燃料電池スタックに関する。

例えば、固体高分子型燃料電池は、高分子イオン交換膜からなる電解質膜（電解質）を採用している。この電解質膜の両側にアノード側電極及びカソード側電極を対設した電解質膜・電極構造体を、セパレータによって挟持することにより燃料電池が構成されている。

この燃料電池において、アノード側電極には、燃料ガス、例えば、主に水素を含有するガス（以下、水素含有ガスともいう）が供給される一方、カソード側電極には、酸化剤ガス、例えば、主に酸素を含有するガスあるいは空気（以下、酸素含有ガスともいう）が供給されている。アノード側電極に供給された燃料ガスは、電極触媒上で水素がイオン化され、電解質膜を介してカソード側電極側へと移動する。その間に生じた電子は外部回路に取り出され、直流の電気エネルギとして利用される。

通常、この燃料電池は、所望の発電力を得るために、所定数（例えば、数十〜数百）だけ積層した燃料電池スタックとして使用されている。この燃料電池スタックは、燃料電池の内部抵抗の増大や反応ガスのシール性の低下等を阻止するために、積層されている各燃料電池同士を確実に加圧保持する必要がある。

そこで、例えば、特許文献１の燃料電池スタックが知られている。この燃料電池スタックは、図１１に示すように、複数の単位セル１を積層した積層体２を備えるとともに、この積層体２の積層方向両端にエンドプレート３、３を介装して補助プレート４ａ、４ｂが配設されている。

積層体２の両側部に沿って、一対の締結バンド５、５が配置されている。締結バンド５、５及び補助プレート４ａ、４ｂの端部には、円筒状の連結部６がそれぞれの孔部が一直線上に並ぶように設けられている。そして、各連結部６に金属ピン７が挿入されることにより、締結バンド５、５及び補助プレート４ａ、４ｂが一体的に連結されている。

補助プレート４ａには、複数のボルト８が螺合する一方、補助プレート４ｂには、複数の皿ばね９が配設されている。従って、ボルト８が螺入されると、エンドプレート３が下方に押圧されるとともに、補助プレート４ｂに配置された皿ばね９が圧縮され、一対のエンドプレート３を介して積層体２に必要な締結圧が付与される、としている。

しかしながら、上記の特許文献１では、燃料電池スタックの締め付け荷重を調整するために、専用部品である複数のボルト８を備えている。従って、専用部品の追加によって燃料電池スタックの重量が増加するとともに、前記燃料電池スタックは、単位セル１の積層方向に大型化するという問題がある。

そこで、例えば、特許文献２に開示されている燃料電池スタックが知られている。この燃料電池スタックでは、所定数の単セルを積層した積層体の外側に集電用電極を介装してエンドプレートが配設されるとともに、前記エンドプレートがヒンジ機構によってケーシングに連結されている。このケーシングは、エンドプレート間に上下及び左右に配設される複数枚のパネル（側板）を備えている。

これにより、特許文献２では、特許文献１のボルト８が不要になるとともに、薄肉状のエンドプレートを用いることができ、燃料電池スタック全体の小型化及び軽量化が容易に図られる。

特開２００１−１３５３４４号公報（図５） 特開２００２−２９８９０１号公報（図１）

ところで、上記の特許文献２では、例えば、ケーシングを構成する各側板と積層体の側部との間に比較的大きな隙間が発生する場合がある。このため、燃料電池スタックに衝撃が付与された際に、積層体に積層方向に対してずれが生じたり、又は前記積層体に振動が惹起したりするという問題がある。一方、各側板と積層体の側部との間の隙間が相当に小さく、前記側板と前記積層体とが必要以上に接触する場合がある。

本発明はこの種の問題を解決するものであり、簡単且つ経済的に構成するとともに、ケーシングと積層体との隙間及び接触状態を良好に調整することが可能な燃料電池スタックを提供することを目的とする。

本発明は、一対の電極が電解質の両側に設けられた電解質・電極構造体を、セパレータにより挟持した単位セルを備え、前記単位セルが複数積層された積層体を箱状ケーシング内に収容する燃料電池スタックである。

ケーシングは、積層体の積層方向両端部に配置される端板と、前記積層体の側部に配置される複数の側板と、前記端板と前記側板とを連結する連結ピンとを備えている。そして、側板は、互いに隣接する第１の側板及び第２の側板を備えるとともに、前記第１の側板は、前記第２の側板を取り付けるためのフランジ部を設け、且つ前記第１の側板の中立面に対して、該第１の側板を端板に連結する連結ピンの中心がオフセットしている。

ここで、第１の側板の中立面とは、側板断面の変形が微少であると仮定した場合に、この第１の側板に曲げ応力が作用する際、理論的に応力及び歪みが０となると推定される面（伸縮が発生しない面）をいう。なお、第１の側板の中立面上に連結ピンの中心が配設されるとは、前記第１の側板の中立軸（中立面が断面と交わる直線）と前記連結ピンの軸芯とが同一平面上にあると換言することができる。

また、第１の側板は、第２の側板よりも幅寸法が小さく設定されることが好ましい。短辺側の第１の側板には、長手方向の荷重が長辺側の第２の側板に比べて相当に小さいため、オフセットによる前記第１の側板の曲げ変形が少なくなる。従って、第１及び第２の側板は、簡単な構成で、長手方向の荷重に対して曲げ変形が有効に低減される。

本発明では、積層体に締め付け荷重が付与されることにより、連結ピンに積層方向に沿って荷重が作用する際、第１の側板の中立面に対して前記連結ピンの中心がオフセットするため、前記第１の側板には、曲げ方向に力が作用する。

その際、連結ピンの中心が第１の側板の中立面に対して積層体に近接する方向（内側）にオフセットすると、前記第１の側板が前記積層体側に曲げ変形される。このため、第１の側板は、積層体の側部に接触してこの積層体を保持することができ、例えば、外部からの衝撃によって前記積層体にずれや振動等が発生することを有効に低減することが可能になる。

一方、連結ピンの中心が第１の側板の中立面に対して積層体から離間する方向（外側）にオフセットすると、前記第１の側板が前記積層体から離間する側に曲げ変形される。従って、第１の側板と積層体の側部との間に所望の隙間が形成され、前記第１の側板と前記積層体とが必要以上に接触することを阻止することができる。これにより、簡単な構成で、ケーシングを構成する第１の側板と積層体との隙間及び接触状態を良好に調整することが可能になる。

さらに、第１の側板は、第２の側板を取り付けるためのフランジ部を設けている。このため、個別の結合部材が不要になり、重量、部品点数及びコストの低減が有効に図られる。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る燃料電池スタック１０の一部分解概略斜視図であり、図２は、前記燃料電池スタック１０の断面側面図である。

図１に示すように、燃料電池スタック１０は、複数の単位セル１２が水平方向（矢印Ａ方向）に積層された積層体１４を備える。積層体１４の積層方向（矢印Ａ方向）一端には、ターミナルプレート１６ａ、絶縁プレート１８及びエンドプレート２０ａが外方に向かって、順次、配設される。積層体１４の積層方向他端には、ターミナルプレート１６ｂ、絶縁性スペーサ部材２２及びエンドプレート２０ｂが外方に向かって、順次、配設される。燃料電池スタック１０は、四角形に構成されるエンドプレート２０ａ、２０ｂを端板として含むケーシング２４により一体的に保持される。

図２及び図３に示すように、各単位セル１２は、電解質膜・電極構造体（電解質・電極構造体）３０と、前記電解質膜・電極構造体３０を挟持する薄板波形状の第１及び第２金属セパレータ３２、３４とを備える。なお、第１及び第２金属セパレータ３２、３４に代替して、例えば、カーボンセパレータを使用してもよい。

単位セル１２の長辺方向（図３中、矢印Ｂ方向）の一端縁部には、矢印Ａ方向に互いに連通して、酸化剤ガス、例えば、酸素含有ガスを供給するための酸化剤ガス供給連通孔３６ａ、冷却媒体を供給するための冷却媒体供給連通孔３８ａ、及び燃料ガス、例えば、水素含有ガスを排出するための燃料ガス排出連通孔４０ｂが設けられる。

単位セル１２の長辺方向の他端縁部には、矢印Ａ方向に互いに連通して、燃料ガスを供給するための燃料ガス供給連通孔４０ａ、冷却媒体を排出するための冷却媒体排出連通孔３８ｂ、及び酸化剤ガスを排出するための酸化剤ガス排出連通孔３６ｂが設けられる。

電解質膜・電極構造体３０は、例えば、パーフルオロスルホン酸の薄膜に水が含浸された固体高分子電解質膜４２と、前記固体高分子電解質膜４２を挟持するアノード側電極４４及びカソード側電極４６とを備える。

アノード側電極４４及びカソード側電極４６は、カーボンペーパ等からなるガス拡散層（図示せず）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一様に塗布されて形成される電極触媒層（図示せず）とを有する。電極触媒層は、固体高分子電解質膜４２の両面に形成される。

第１金属セパレータ３２の電解質膜・電極構造体３０に向かう面３２ａには、燃料ガス供給連通孔４０ａと燃料ガス排出連通孔４０ｂとを連通する燃料ガス流路４８が形成される。この燃料ガス流路４８は、例えば、矢印Ｂ方向に延在する複数本の溝部により構成される。第１金属セパレータ３２の面３２ｂには、冷却媒体供給連通孔３８ａと冷却媒体排出連通孔３８ｂとを連通する冷却媒体流路５０が形成される。この冷却媒体流路５０は、矢印Ｂ方向に延在する複数本の溝部により構成される。

第２金属セパレータ３４の電解質膜・電極構造体３０に向かう面３４ａには、例えば、矢印Ｂ方向に延在する複数本の溝部からなる酸化剤ガス流路５２が設けられるとともに、この酸化剤ガス流路５２は、酸化剤ガス供給連通孔３６ａと酸化剤ガス排出連通孔３６ｂとに連通する。第２金属セパレータ３４の面３４ｂには、第１金属セパレータ３２の面３２ｂと重なり合って冷却媒体流路５０が一体的に形成される。

第１金属セパレータ３２の面３２ａ、３２ｂには、この第１金属セパレータ３２の外周端部を周回して第１シール部材５４が一体成形される。第１シール部材５４は、面３２ａで燃料ガス供給連通孔４０ａ、燃料ガス排出連通孔４０ｂ及び燃料ガス流路４８を囲繞してこれらを連通させる一方、面３２ｂで冷却媒体供給連通孔３８ａ、冷却媒体排出連通孔３８ｂ及び冷却媒体流路５０を囲繞してこれらを連通させる。

第２金属セパレータ３４の面３４ａ、３４ｂには、この第２金属セパレータ３４の外周端部を周回して第２シール部材５６が一体成形される。第２シール部材５６は、面３４ａで酸化剤ガス供給連通孔３６ａ、酸化剤ガス排出連通孔３６ｂ及び酸化剤ガス流路５２を囲繞してこれらを連通させる一方、面３４ｂで冷却媒体供給連通孔３８ａ、冷却媒体排出連通孔３８ｂ及び冷却媒体流路５０を囲繞してこれらを連通させる。

図２に示すように、第１及び第２シール部材５４、５６間には、固体高分子電解質膜４２の外周が、直接、ケーシング２４に接触することを阻止するために、シール５７が介装される。

図１及び図２に示すように、ターミナルプレート１６ａ、１６ｂの端部には、面方向に突出する板状の端子部５８ａ、５８ｂが形成される。端子部５８ａ、５８ｂには、例えば、走行用モータ等の負荷が接続される。

ケーシング２４は、図１に示すように、端板であるエンドプレート２０ａ、２０ｂと、積層体１４の側部に配置される複数の側板６０ａ〜６０ｄと、前記エンドプレート２０ａ、２０ｂと前記側板６０ａ〜６０ｄとを連結するそれぞれ長さの異なる連結ピン６４ａ、６４ｂとを備える。側板６０ａ〜６０ｄは、薄板金属製プレートで構成される。

エンドプレート２０ａ、２０ｂの上下各辺には、それぞれ２つの第１連結部６６ａ、６６ｂが突出形成されるとともに、両側の各辺には、それぞれ１つの第１連結部６６ｃ、６６ｄが突出形成される。第１連結部６６ａ〜６６ｄには、孔６７ａ〜６７ｄが貫通形成される。エンドプレート２０ａ、２０ｂの両側の各辺下端には、マウント用ボス部６８ａ、６８ｂが形成される。このボス部６８ａ、６８ｂが、図示しない搭載部位にボルト等を介して固定されることにより、燃料電池スタック１０を、例えば、車両に搭載する。

積層体１４の矢印Ｂ方向両側に配置される側板（第１の側板）６０ａ、６０ｃの長手方向（矢印Ａ方向）両端には、第２連結部７０ａ、７０ｂが２つずつ形成される。第２連結部７０ａ、７０ｂには、孔７１ａ、７１ｂが形成される。側板６０ａ、６０ｂの短手方向（矢印Ｃ方向）両端には、それぞれ略９０度だけ内方（積層体１４側）に屈曲する取り付け用フランジ部６２ａ、６２ｂが設けられる。フランジ部６２ａ、６２ｂには、それぞれ複数のねじ孔６３ａ、６３ｂが形成される。

積層体１４の上下に配置される側板（第２の側板）６０ｂ、６０ｄは、側板６０ａ、６０ｃよりも幅寸法が大きく設定されており、ケーシング２４の長辺を構成する一方、前記側板６０ａ、６０ｃは、前記ケーシング２４の短辺を構成する。側板６０ｂ、６０ｄの長手方向両端には、第２連結部７２ａ、７２ｂが３つずつ形成され、前記第２連結部７２ａ、７２ｂには、孔７３ａ、７３ｂが形成される。側板６０ｂ、６０ｄの短手方向（矢印Ｂ方向）両端縁部には、それぞれ複数の孔部７４ａ、７４ｂが形成され、前記孔部７４ａ、７４ｂに挿入される各ねじ７６がねじ孔６３ａ、６３ｂに螺合することにより、側板６０ａ〜６０ｄ同士が固定される。

側板６０ａ、６０ｃの各第２連結部７０ａ、７０ｂ間には、エンドプレート２０ａ、２０ｂの両側の各辺の第１連結部６６ｃ、６６ｄが配置されるとともに、これらに短尺な連結ピン６４ａが一体的に挿入されて、前記側板６０ａ、６０ｃが前記エンドプレート２０ａ、２０ｂに取り付けられる。

同様に、側板６０ｂ、６０ｄの第２連結部７２ａ、７２ｂは、エンドプレート２０ａ、２０ｂの上辺及び下辺の第１連結部６６ａ、６６ｂと交互に配置されるとともに、これらに長尺な連結ピン６４ｂが一体的に挿入されて、前記側板６０ｂ、６０ｄが前記エンドプレート２０ａ、２０ｂに取り付けられる。これにより、ケーシング２４が構成される（図４参照）。

図５及び図６に示すように、側板６０ａでは、この側板６０ａの中立面ＮＳに対して、連結ピン６４ａの中心Ｏが積層体１４から離間する側（外方側）に距離ｈだけオフセットする。側板６０ａの長手方向両端に配設される一対の連結ピン６４ａには、矢印Ａ方向の荷重が作用しており、前記側板６０ａには、積層方向（矢印Ａ方向）に沿って積層体１４から離間する方向に曲げ変形させる荷重が付与される（図６参照）。なお、短辺側の側板６０ａに作用する荷重は、長辺側の側板６０ｂ、６０ｄに作用する荷重に比べて相当に小さい。

側板６０ｃは、図１に示すように、上記の側板６０ａと同様に構成されており、その詳細な説明は省略する。

図１及び図２に示すように、スペーサ部材２２は、ケーシング２４の内周で位置決めされるように所定の寸法に設定された矩形状を有する。このスペーサ部材２２は、積層体１４の積層方向の長さ変動を吸収して前記積層体１４に所望の締め付け荷重を付与可能にするために、厚さが調整される。なお、積層体１４の積層方向の長さの変動が、第１及び第２金属セパレータ３２、３４自体の弾性等で吸収可能であれば、スペーサ部材２２を用いなくてもよい。

このように構成される燃料電池スタック１０の動作について、以下に説明する。

この燃料電池スタック１０では、先ず、図４に示すように、エンドプレート２０ａの酸化剤ガス供給連通孔３６ａに酸素含有ガス等の酸化剤ガスが供給されるとともに、燃料ガス供給連通孔４０ａに水素含有ガス等の燃料ガスが供給される。さらに、冷却媒体供給連通孔３８ａに純水やエチレングリコール等の冷却媒体が供給される。このため、積層体１４では、矢印Ａ方向に重ね合わされた複数の単位セル１２に対し、酸化剤ガス、燃料ガス及び冷却媒体が矢印Ａ方向に供給される。

図３に示すように、酸化剤ガスは、酸化剤ガス供給連通孔３６ａから第２金属セパレータ３４の酸化剤ガス流路５２に導入され、電解質膜・電極構造体３０のカソード側電極４６に沿って移動する。一方、燃料ガスは、燃料ガス供給連通孔４０ａから第１金属セパレータ３２の燃料ガス流路４８に導入され、電解質膜・電極構造体３０のアノード側電極４４に沿って移動する。

従って、各電解質膜・電極構造体３０では、カソード側電極４６に供給される酸化剤ガスと、アノード側電極４４に供給される燃料ガスとが、電極触媒層内で電気化学反応により消費され、発電が行われる。

次いで、カソード側電極４６に供給されて消費された酸化剤ガスは、酸化剤ガス排出連通孔３６ｂに沿って流動した後、エンドプレート２０ａから外部に排出される。同様に、アノード側電極４４に供給されて消費された燃料ガスは、燃料ガス排出連通孔４０ｂに排出されて流動し、エンドプレート２０ａから外部に排出される。

また、冷却媒体は、冷却媒体供給連通孔３８ａから第１及び第２金属セパレータ３２、３４間の冷却媒体流路５０に導入された後、矢印Ｂ方向に沿って流動する。この冷却媒体は、電解質膜・電極構造体３０を冷却した後、冷却媒体排出連通孔３８ｂを移動してエンドプレート２０ａから排出される。

この場合、第１の実施形態では、図５及び図６に示すように、幅寸法の小さな側板６０ａ、６０ｃにおいて、連結ピン６４ａの中心Ｏが、前記側板６０ａ、６０ｃの中立面ＮＳに対して積層体１４から離間する方向に距離ｈだけオフセットしている。このため、燃料電池スタック１０に積層方向の締め付け荷重が付与される際、幅寸法の大きな側板６０ｂ、６０ｄには、それぞれ一対の連結ピン６４ｂを介して矢印Ａ方向に大きな荷重が作用する一方、側板６０ａ、６０ｃに一対の連結ピン６４ａを介して矢印Ａ方向に作用する荷重は、前記側板６０ｂ、６０ｄに比べて相当に小さい。

これにより、側板６０ａ、６０ｃでは、連結ピン６４ａの中心Ｏが前記側板６０ａ、６０ｃの中立面ＮＳに対して距離ｈだけオフセットしても、積層体１４から離間する方向に僅かに曲げ変形されるだけである（図６参照）。従って、例えば、連結ピン６４ａの位置が規制されることがなく、所望のケーシング２４を確実且つ容易に構成することができるという効果が得られる。

図７は、本発明の第２の実施形態に係る燃料電池スタック８０の一部分解概略斜視図であり、図８は、前記燃料電池スタック８０の断面側面図である。

燃料電池スタック８０を構成するケーシング８２は、エンドプレート２０ａ、２０ｂに、連結ピン６４ａ、６４ｂを介して連結される側板８４ａ〜８４ｄを備える。積層体１４の上下に配置される側板８４ｂ、８４ｄは、前記積層体１４の矢印Ｂ方向両側に配置される側板８４ａ、８４ｃよりも幅広に構成されるとともに、前記側板８４ｂ、８４ｄの短手方向（矢印Ｂ方向）両端縁部には、取り付け用フランジ部８６ａ、８６ｂが設けられる。

フランジ部８６ａ、８６ｂには、それぞれ複数のねじ孔８８ａ、８８ｂが形成される。側板８４ａ、８４ｃの短手方向（矢印Ｃ方向）両端縁部には、それぞれ複数の孔部９０が形成され、前記孔部９０に挿入される各ねじ９２がねじ孔８８ａ、８８ｂに螺合することにより、側板８４ａ〜８４ｄ同士が固定される。

図８に示すように、側板８４ｂ、８４ｄでは、前記側板８４ｂ、８４ｄの中立面ＮＳに対して、連結ピン６４ｂの中心Ｏが積層体１４から離間する側に距離ｈ１だけオフセットする。

この第２の実施形態では、積層体１４に締め付け荷重を付与する際、図９に示すように、一対の連結ピン６４ｂを介して側板８４ｂ、８４ｄが矢印Ａ方向に引張される。その際、連結ピン６４ｂの中心Ｏは、側板８４ｂ、８４ｄの中立面ＮＳに対して積層体１４から離間する側に距離ｈ１だけオフセットしている。従って、側板８４ｂ、８４ｄは、積層体１４から離間する側に曲げ変形される。

特に、側板８４ｂ、８４ｄは、側板８４ａ、８４ｃよりも幅広に構成されており、積層方向に作用する荷重が前記側板８４ａ、８４ｃに作用する荷重に比べて大きい。このため、側板８４ｂ、８４ｄは、積層体１４の側部から確実に離間し、前記側板８４ｂ、８４ｄと前記積層体１４とが必要以上に接触することを阻止することが可能になる。

また、連結ピン６４ｂの中心Ｏの位置を選択して距離ｈ１を調整することにより、側板８４ｂ、８４ｄの曲げ変形量が容易に調整可能となる。さらに、連結ピン６４ｂの中心Ｏが、側板８４ｂ、８４ｄの中立面ＮＳに対して積層体１４側にオフセットすると、前記側板８４ｂ、８４ｄは、積層方向の荷重によって前記積層体１４側に曲げ変形される。これにより、側板８４ｂ、８４ｄは、積層体１４に接触して該積層体１４を保持することができる。

図１０は、本発明の第３の実施形態に係る燃料電池スタック１００を構成するケーシング１０２の説明図である。

ケーシング１０２は、側板１０４ａ〜１０４ｄを備え、前記側板１０４ａ〜１０４ｄは、断面略Ｌ字状に構成される。側板１０４ａ、１０４ｃの短手方向（矢印Ｃ方向）一端部には、それぞれ対角位置に取り付け用フランジ部１０６ａ、１０６ｂが設けられるとともに、側板１０４ｂ、１０４ｄの短手方向（矢印Ｂ方向）一端部には、それぞれ対角位置に取り付け用フランジ部１０８ａ、１０８ｂが設けられる。

側板１０４ａの他端部とフランジ部１０８ａ、側板１０４ｂの他端部とフランジ部１０６ｂ、側板１０４ｃの他端部とフランジ部１０８ｂ及び側板１０４ｄの他端部とフランジ部１０６ａは、それぞれ複数のねじ１１０を介して固定されることにより、前記側板１０４ａ〜１０４ｄ同士が固定される。

連結ピン６４ａの中心Ｏ１は、側板１０４ａ、１０４ｃの中立面ＮＳ１に対して積層体１４から離間する側に距離ｈ２だけオフセットする。連結ピン６４ｂの中心Ｏ２は、側板１０４ｂ、１０４ｄの中立面ＮＳ２に対して積層体１４から離間する側に距離ｈ３だけオフセットする。

この第３の実施形態では、幅狭な側板１０４ａ、１０４ｃにおいて、中立面ＮＳ１に対し連結ピン６４ａの中心Ｏ１が距離ｈ２だけオフセットしている。その際、側板１０４ａ、１０４ｃには、積層方向に対して相当に小さな荷重が作用するだけであり、前記側板１０４ａ、１０４ｃには曲げ変形が殆ど発生しない。

一方、幅広な側板１０４ｂ、１０４ｄでは、連結ピン６４ｂの中心Ｏ２が、中立面ＮＳ２に対して積層体１４から離間する側にオフセットしており、前記側板１０４ｂ、１０４ｄは、前記積層体１４から離間する方向に曲げ変形する。

ここで、連結ピン６４ｂの中心Ｏ２を側板１０４ｂ、１０４ｄの中立面ＮＳ２に対して積層体１４側にオフセットすれば、前記側板１０４ｂ、１０４ｄは、前記積層体１４側に曲げ変形される。従って、第３の実施形態では、第１及び第２の実施形態と同様の効果が得られる。

本発明の第１の実施形態に係る燃料電池スタックの一部分解概略斜視図である。 前記燃料電池スタックの断面側面図である。 前記燃料電池スタックを構成する単位セルの分解斜視説明図である。 前記燃料電池スタックの斜視説明図である。 前記燃料電池スタックを構成するケーシングの説明図である。 前記ケーシングを構成する側板の動作説明図である。 本発明の第２の実施形態に係る燃料電池スタックの一部分解概略斜視図である。 前記燃料電池スタックの断面側面図である。 前記燃料電池スタックを構成するケーシングの側板の動作説明図である。 本発明の第３の実施形態に係る燃料電池スタックを構成するケーシングの説明図である。 特許文献１の燃料電池スタックの説明図である。

符号の説明

１０、８０、１００…燃料電池スタック
１２…単位セル １４…積層体
２０ａ、２０ｂ…エンドプレート ２４、８２、１０２…ケーシング
３０…電解質膜・電極構造体 ３２、３４…金属セパレータ
４２…固体高分子電解質膜 ４４…アノード側電極
４６…カソード側電極 ４８…燃料ガス流路
５０…冷却媒体流路 ５２…酸化剤ガス流路
５４、５６…シール部材
６０ａ〜６０ｄ、８４ａ〜８４ｄ、１０４ａ〜１０４ｄ…側板
６４ａ、６４ｂ…連結ピン
６２ａ、６２ｂ、８６ａ、８６ｂ、１０６ａ、１０６ｂ、１０８ａ、１０８ｂ…フランジ部

Claims (2)

1. 一対の電極が電解質の両側に設けられた電解質・電極構造体を、セパレータにより挟持した単位セルを備え、前記単位セルが複数積層された積層体を箱状ケーシング内に収容する燃料電池スタックであって、
   前記ケーシングは、前記積層体の積層方向両端部に配置される端板と、
   前記積層体の側部に配置される複数の側板と、
   前記端板と前記側板とを連結する連結ピンと、
   を備え、
   前記側板は、互いに隣接する第１の側板及び第２の側板を備えるとともに、
   前記第１の側板は、前記第２の側板を取り付けるためのフランジ部を設け、且つ前記第１の側板の厚さ方向の中立面に対して、該第１の側板を前記端板に連結する前記連結ピンの軸中心が離間することを特徴とする燃料電池スタック。
2. 請求項１記載の燃料電池スタックにおいて、前記第１の側板は、前記第２の側板よりも幅寸法が小さく設定されることを特徴とする燃料電池スタック。

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