JP6164524B2 - Fuel cell stack structure - Google Patents
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Description
本発明は、例えば、自動車等の移動体の駆動用電源として用いられる燃料電池スタックに関し、とくに、複数の単セルを積層して成る積層体を備えた燃料電池スタックに関するものである。 The present invention relates to a fuel cell stack used as a power source for driving a moving body such as an automobile, and more particularly to a fuel cell stack including a stacked body formed by stacking a plurality of single cells.
従来において、単セルの積層体を備えた燃料電池スタック構造としては、例えば、燃料電池スタック装置の名称で特許文献1に記載されているものがあった。特許文献1に記載の燃料電池スタック装置は、複数のセルを積層して形成したスタックと、スタックの積層方向両側に配置したエンドプレートと、スタックと一方のエンドプレートの間に設けたプレッシャープレートを備えている。 Conventionally, as a fuel cell stack structure provided with a single cell stack, for example, there is one described in Patent Document 1 under the name of a fuel cell stack device. A fuel cell stack device described in Patent Document 1 includes a stack formed by stacking a plurality of cells, end plates disposed on both sides in the stacking direction of the stack, and a pressure plate provided between the stack and one end plate. I have.
また、燃料電池スタック装置は、一方のエンドプレートとプレッシャープレートの間に、スプリングが介装してあると共に、両側のエンドプレートを一対のテンション部材で連結している。この燃料電池スタック装置は、スプリングにより、スタックに対して積層方向の所定荷重を付与しつつ、エンドプレート及びテンション部材により、スタックの積層状態を維持している。このほか、単セルの積層体を備えた燃料電池スタックとしては、特許文献2及び3に記載されてものがある。 In the fuel cell stack device, a spring is interposed between one end plate and the pressure plate, and the end plates on both sides are connected by a pair of tension members. In this fuel cell stack device, the stack is stacked by the end plate and the tension member while applying a predetermined load in the stacking direction to the stack by the spring. In addition, as a fuel cell stack provided with a single cell stack, there are those described in Patent Documents 2 and 3.
しかしながら、上記したような従来の燃料電池スタック装置では、例えば車両の電源に用いた場合、走行時の振動によってスタック全体も振動し、これによりエンドプレートやテンション部材に摩耗や劣化といった経時変化が生じて、スタックの拘束力が低下するという問題点があり、このような問題点を解決することが課題であった。 However, in the conventional fuel cell stack device as described above, for example, when used as a vehicle power source, the entire stack also vibrates due to vibration during travel, which causes changes in the end plate and tension members over time such as wear and deterioration. Thus, there is a problem that the binding force of the stack is reduced, and it has been a problem to solve such a problem.
本発明は、上記従来の課題に着目して成されたものであって、単セルの積層体を備えた燃料電池スタック構造において、積層体の耐振動性能を高めて、積層体の拘束力を長期にわたって維持することができる燃料電池スタック構造を提供することを目的としている。 The present invention has been made paying attention to the above-described conventional problems, and in a fuel cell stack structure including a single-cell laminate, the vibration resistance of the laminate is improved, and the binding force of the laminate is increased. An object of the present invention is to provide a fuel cell stack structure that can be maintained over a long period of time.
本発明の燃料電池スタック構造は、四角形板状の単セルを積層して成る積層体と、積層体を単セルの積層方向に拘束し且つ単セル同士の一方の対辺に沿う方向の動きを抑制する第1抑制手段と、単セル同士の他方の対辺に沿う方向の動きを抑制する第2抑制手段とを備え、第1抑制手段及び第2抑制手段が、積層体のケースを構成している。そして、燃料電池スタック構造は、第2抑制手段が、積層体における前記一方の対辺側の積層端面を被う曲面状の基板部と、基板部の両端部に連続して積層体における前記他方の対辺側の積層端面に接触する一対の保持部を備え、且つ両保持部を積層体に圧接させるばね性を有し、前記第2抑制手段の基板部が、外側に突出する曲面状に形成してあり、前記積層体と基板部との間に隙間を形成する構成としており、上記構成をもって従来の課題を解決するための手段としている。
The fuel cell stack structure of the present invention includes a laminate formed by stacking rectangular plate-shaped single cells, and restrains the stack in the stacking direction of the single cells and suppresses movement in the direction along one opposite side of the single cells. First suppressing means and second suppressing means for suppressing movement in the direction along the other opposite side of the single cells , wherein the first suppressing means and the second suppressing means constitute a case of the laminate . . In the fuel cell stack structure, the second restraining means includes a curved substrate portion covering the one side of the laminate on the opposite side of the laminate, and the other end of the laminate in succession to both ends of the substrate portion. a pair of holding portions in contact with the stack end face opposite sides side, and both holding portions have a spring property to be pressed against the laminate, the substrate portion of the second suppression means, and a curved surface protruding outward In this configuration , a gap is formed between the laminate and the substrate portion, and the above configuration is used as a means for solving the conventional problems.
本発明の燃料電池スタック構造は、単セルの積層体を備えたケース一体型の燃料電池スタック構造において、ケースを構成する第1抑制手段及び第2抑制手段により単セル同士の面内方向(面に沿う方向)の動きを抑制しつつ、第2抑制手段のばね性により積層体の振動をも吸収するので、積層体の耐振動性能が高められ、積層体の拘束力を長期にわたって維持することができる。
The fuel cell stack structure of the present invention is a case-integrated fuel cell stack structure including a single-cell stack, and the in-plane direction (surface) between the single cells is defined by the first and second restraining means constituting the case. The vibration of the laminate is also absorbed by the spring property of the second restraining means while suppressing the movement in the direction along the direction), so that the vibration resistance performance of the laminate can be improved and the restraining force of the laminate can be maintained over a long period of time. Can do.
また、上記の燃料電池スタック構造は、第2抑制手段が曲面状の基板部を有することから、両保持部の間隔を積層体の幅よりも小さくすることで、より大きな弾性力を得ることが可能になり、積層体を充分な力で挟持することができる。これにより、単セル同士の動きを抑制する機能や積層体の振動吸収機能がより一層高められる。さらに、上記の燃料電池スタック構造は、ケース一体型構造において、外側に突出する曲面状を成す基板部と積層体との間に隙間を形成し、その隙間を冷却用空気の流通空間として活用し得る。 In the fuel cell stack structure described above, since the second suppressing means has a curved substrate portion, a larger elastic force can be obtained by making the distance between the holding portions smaller than the width of the stacked body. It becomes possible, and a laminated body can be clamped with sufficient force. Thereby, the function which suppresses a motion between single cells, and the vibration absorption function of a laminated body are improved further. Further, in the fuel cell stack structure described above, in the case-integrated structure, a gap is formed between the curved substrate portion protruding outward and the laminate, and the gap is used as a cooling air circulation space. obtain.
〈第1実施形態〉
図1に示す燃料電池スタックFSは、とくに図1(B)に示すように、四角形板状の単セルCを複数枚積層して一体化した少なくとも二つ以上のセルモジュールMと、セルモジュールM同士の間に介装するシールプレートPとを備えている。図示例の単セルC及びシールプレートPは、いずれもほぼ同じ縦横寸法を有する長方形板状を成している。なお、図1(B)には、2つのセルモジュールMと、1つのシールプレートPを示しているが、実際には、それ以上の数のセルモジュールM及びシールプレートPを積層する。
<First Embodiment>
As shown in FIG. 1B, the fuel cell stack FS shown in FIG. 1 includes at least two cell modules M in which a plurality of rectangular plate-like single cells C are stacked and integrated, and the cell module M And a seal plate P interposed therebetween. The unit cell C and the seal plate P in the illustrated example are both rectangular plates having substantially the same vertical and horizontal dimensions. In FIG. 1B, two cell modules M and one seal plate P are shown, but in reality, a larger number of cell modules M and seal plates P are stacked.
また、燃料電池スタックFSは、セルモジュールMの積層方向の両端部に、エンドプレート56A,56Bを夫々配置し、単セルCの一方の対辺側である長辺側の積層端面(図1中で上下面)に、締結板57A,57Bが設けてあると共に、他方の対辺側である短辺側の積層端面に、補強板58A,58Bが設けてある。各締結板57A,57B及び補強板58A,58Bは、セルモジュールM及びシールプレートPから成る積層体Aの積層方向全長にわたる大きさを有し、図示しないボルトにより両エンドプレート56A,56Bに連結する。
Further, in the fuel cell stack FS,
このようにして、燃料電池スタックFSは、図1(A)に示すようなケース一体型構造となり、各セルモジュールM及びシールプレートPを積層方向に拘束・加圧して個々の単セルCに所定の接触面圧を加え、ガスシール性や導電性等を良好に維持する。 In this way, the fuel cell stack FS has a case-integrated structure as shown in FIG. 1A. Each cell module M and the seal plate P are constrained and pressurized in the stacking direction, and each unit cell C is predetermined. In order to maintain good gas sealing performance and electrical conductivity.
単セルCは、詳細な図示を省略したが、膜電極接合体と、膜電極接合体を挟持する一対のセパレータを備えると共に、膜電極接合体と各セパレータとの間にアノードガス及びカソードガスの夫々のガス流路を形成したものである。 Although not shown in detail, the single cell C includes a membrane electrode assembly and a pair of separators sandwiching the membrane electrode assembly, and anode gas and cathode gas are interposed between the membrane electrode assembly and each separator. Each gas flow path is formed.
膜電極接合体は、一般に、MEA(Membrane Electrode Assembly)と呼ばれるものであって、詳細な図示を省略するが、固体高分子から成る電解質層をアノード電極層とカソード電極層とで挟持した構造を有している。セパレータは、表裏反転形状を有する金属製の板部材であって、例えばステンレス製であり、プレス加工により適宜の形状に成形することができる。 The membrane electrode assembly is generally called MEA (Membrane Electrode Assembly), and detailed illustration is omitted. However, the membrane electrode assembly has a structure in which an electrolyte layer made of a solid polymer is sandwiched between an anode electrode layer and a cathode electrode layer. Have. The separator is a metal plate member having an inverted shape, and is made of, for example, stainless steel, and can be formed into an appropriate shape by pressing.
上記の単セルCは、図1に示すように、両短辺に沿って、各々三個ずつのマニホールド穴H1〜H3,H4〜H6が配列してある。図1中で左側に示す各マニホールド穴H1〜H3は、上側から、アノードガス供給用(H1)、冷却液排出用(H2)及びカソードガス排出用(H3)であり、積層方向に互いに連通して夫々のマニホールドを形成する。また、図1中で右側に示す各マニホールド穴H4〜H6は、上側から、カソードガス供給用(H4)、冷却液供給用(H5)及びアノードガス排出用(H6)であり、積層方向に互いに連通して夫々のマニホールドを形成する。各マニホールド穴H1〜H6の供給及び排出の位置関係は、一部又は全部が逆であっても良い。 As shown in FIG. 1, the single cell C has three manifold holes H1 to H3 and H4 to H6 arranged along both short sides. The manifold holes H1 to H3 shown on the left side in FIG. 1 are for anode gas supply (H1), coolant discharge (H2) and cathode gas discharge (H3) from the upper side, and communicate with each other in the stacking direction. Forming each manifold. In addition, the manifold holes H4 to H6 shown on the right side in FIG. 1 are for the cathode gas supply (H4), the coolant supply (H5), and the anode gas discharge (H6) from the upper side. Communicate to form each manifold. The positional relationship between supply and discharge of each manifold hole H1 to H6 may be partially or entirely reversed.
なお、図示を省略したが、マニホールド穴H1〜H6の周囲には、シール材が配置してある。これらのシール材は、接着剤としても機能するもので、膜電極接合体とセパレータとを気密的に接合する。また、マニホールド穴H1〜H6の周囲に配置したシール材は、各マニホールドの気密性を維持する一方で、各層間に対応した流体を供給するために該当箇所に開口を有している。 In addition, although illustration was abbreviate | omitted, the sealing material is arrange | positioned around the manifold holes H1-H6. These sealing materials also function as adhesives, and airtightly join the membrane electrode assembly and the separator. Further, the sealing material arranged around the manifold holes H1 to H6 has an opening at a corresponding portion in order to supply a fluid corresponding to each layer while maintaining the airtightness of each manifold.
上記の単セルCは、所定枚数を積層してセルモジュールMを形成する。このとき、隣接する単セルC同士の間には、冷却液(例えば水)の流路を形成し、隣接するセルモジュールM同士の間にも冷却液の流路を形成する。したがって、シールプレートPは、セルモジュールM同士の間、すなわち冷却液の流路内に配置されている。 The unit cell C is formed by stacking a predetermined number of cell modules M. At this time, a flow path of the cooling liquid (for example, water) is formed between the adjacent single cells C, and a flow path of the cooling liquid is also formed between the adjacent cell modules M. Therefore, the seal plate P is disposed between the cell modules M, that is, in the flow path of the coolant.
シールプレートPは、導電性の一枚の金属板を成形したものであり、平面視において上記した単セルCとほぼ同じ矩形板状で同じ大きさに形成され、両短辺側には、単セルCと同様のマニホールド穴H1〜H6が形成されている。このシールプレートPは、マニホールド穴H1〜H6の各周囲に、図示しないシール部材を備えると共に、その周縁部分に、外周シール部材及び内周シール部材が、全周にわたって平行に設けてあり、外周シール部材により外部からの雨水等の浸入を防止すると共に、内周シール部材によりセルモジュールM間の流路を流通する冷却液の漏出を防止する。 The seal plate P is formed by molding a single conductive metal plate, and is formed in the same size and in the same rectangular plate shape as the above-described single cell C in a plan view. Manifold holes H1 to H6 similar to the cell C are formed. This seal plate P is provided with a seal member (not shown) around each of the manifold holes H1 to H6, and an outer peripheral seal member and an inner peripheral seal member are provided in parallel on the entire periphery thereof. The member prevents rainwater or the like from entering from the outside, and the inner peripheral sealing member prevents leakage of the coolant flowing through the flow path between the cell modules M.
ここで、本発明の燃料電池スタック構造は、長方形板状(四角形板状)の単セルCを積層して成る積層体Aと、積層体Aを単セルCの積層方向に拘束し且つ単セルC同士の短辺(一方の対辺)に沿う方向の動きを抑制する第1抑制手段と、単セルC同士の長辺(他方の対辺)に沿う方向の動きを抑制する第2抑制手段とを備えている。また、燃料電池スタックFSは、車両に搭載する場合、図1に例示するように、単セルCの積層方向が水平方向となるようにし、且つ単セルCの長辺側の積層端面が上下になる向きで設置される。 Here, the fuel cell stack structure of the present invention includes a stacked body A formed by stacking rectangular plate-shaped (square plate-shaped) single cells C, a stacked body A constrained in the stacking direction of the single cells C, and a single cell. First suppression means for suppressing movement in the direction along the short side (one opposite side) between C and second suppression means for suppressing movement in the direction along the long side (the other opposite side) between the single cells C. I have. Further, when the fuel cell stack FS is mounted on a vehicle, as illustrated in FIG. 1, the stacking direction of the single cells C is set to the horizontal direction, and the stacking end surface on the long side of the single cell C is vertically It will be installed in the direction.
この実施形態における積層体Aは、セルモジュールM及びシールプレートPで構成されており、このほか、両エンドプレート56A,56Bを含む構成であっても構わない。また、第1抑制手段は、両締結板57A,57B、若しくは両締結板57A,57B及び両エンドプレート56A,56Bであって、積層体Aを単セルCの積層方向に拘束すると共に、単セルC同士の短辺に沿う方向(図1中で上下方向)の動きを抑制する。他方、第2抑制手段は、両補強板58A,58B、すなわち積層体Aの単セルCの両短辺側に夫々装着される補強板58A,58Bであって、単セルC同士の長辺に沿う方向(図1中で左右方向)の動きを抑制する。
The laminated body A in this embodiment is composed of the cell module M and the seal plate P, and may be configured to include both
そして、燃料電池スタック構造では、第2抑制手段としての補強板58A,58Bが、図2(A)に示すように、積層体Aにおける単セルCの短辺側の積層端面を被う曲面状の基板部11と、基板部11の両端部に連続して積層体Aにおける単セルCの長辺側の積層端面に接触する一対の保持部12,12を備え、且つ両保持部12,12を積層体Aに圧接させるばね性を有するものとなっている。
In the fuel cell stack structure, the reinforcing
また、この実施形態において、第2抑制手段としての補強板58A,58Bは、基板部11が、外側に突出する曲面状に形成されている。なお、図2(A)では、第1抑制手段としての締結板(57A,57B)やエンドプレート(56A,56B)の図示を省略している。
Further, in this embodiment, the reinforcing
さらに、基板部11は、外側面にショットピーニングを施すことで曲面状に形成することができ、これにより、保持部12,12を積層体Aに圧接させるようにばね性が付与される。このほか、基板部11は、例えばプレス加工によっても曲面状に形成することが可能である。
Furthermore, the board |
補強板58A,58Bは、積層体Aへの装着前では、図2(B)に示すように、両保持部12,12が互いの先端を接近させた状態になっている。そして、補強板58A,58Bは、図2(C)に示すように、両保持部12,12を押し広げるようにして積層体Aに装着される。これにより、補強板58A,58Bは、両保持部12,12を積層体Aにおける単セルCの長辺側の積層端面(各図中で上下の面)に圧接させて、積層体Aの単セルCの短辺に沿う方向の振動を吸収する。
As shown in FIG. 2 (B), the reinforcing
また、補強板58A,58Bは、積層体Aの振動を吸収するのであるが、振動を減衰させる機能だけでなく、積層体Aの共振周波数を大きくして振動を抑制する調整機能も含むものである。燃料電池スタックFSは、図1に示すように、単セルCの積層方向を水平方向にし且つ単セルCの長辺側の積層端面を上下にして車両に搭載した場合、単セルCの短辺に沿う方向(上下方向)に振動が生じやすい。このため、燃料電池スタックFSは、両短辺側に設けた補強板(第2抑制手段)58A,58Bにばね性をもたせている。
Further, the reinforcing
上記の燃料電池スタックFSは、積層体Aの振動方向(図2中で上下方向)にばね要素を組み付けたものと同等になる。とくに、この実施形態の場合は、基板部11及び保持部12を有する補強板58A,58Bが積層体Aの積層方向全長に及ぶので、ばね要素がセル積層方向に連続している構造となる。これにより、燃料電池スタックFSは、簡単な構造の補強板58A,58Bにより積層体Aを保持して、同積層体Aの共振周波数(固有振動数)を大きくする。
The fuel cell stack FS is the same as that in which the spring elements are assembled in the vibration direction of the laminate A (vertical direction in FIG. 2). In particular, in the case of this embodiment, the reinforcing
上記構成を備えた燃料電池スタック構造は、第1抑制手段としての締結板57A,57B、及び第2抑制手段としての補強板58A,58Bにより、単セルC同士の面内方向(面に沿う方向)の動きを抑制する。これと同時に、燃料電池スタック構造は、補強板(第2抑制手段)58A,58Bのばね性により、積層体Aの単セルCの短辺に沿う方向の振動を吸収するので、積層体Aの耐振動性能が高められ、積層体Aの拘束力を長期にわたって維持することができる。
In the fuel cell stack structure having the above-described configuration, the
また、上記の燃料電池スタック構造では、補強板58A,58Bが、単セルC同士の長辺に沿う方向の動きを抑制すると共に、積層体Aの単セルCの短辺に沿う方向の振動を吸収する。このため、補強板58A,58Bは、第1抑制手段の機能、すなわち単セルC同士の短辺に沿う方向の動きを抑制する機能を併せ持つものとなる。これにより、燃料電池スタック構造では、第1抑制手段としての締結板57A,57Bに代えて、図2中に仮想線で示す締結バンド67を採用することが可能である。この場合、締結バンド67は、積層体Aを単セルCの積層方向に拘束することを主機能とし、単セルC同士の短辺に沿う方向の動きも補助的に抑制する。
Further, in the fuel cell stack structure described above, the reinforcing
さらに、上記の燃料電池スタック構造は、補強板(第2抑制手段)58A,58Bが、曲面状の基板部11を有することから、両保持部12,12の間隔を積層体Aの短辺側の幅よりも小さくすることで、より大きな弾性力を得ることが可能になり、積層体Aを充分な力で挟持することができる。
Further, in the fuel cell stack structure described above, since the reinforcing plates (second suppressing means) 58A and 58B have the
つまり、基板部が平坦である場合には、両保持部の間隔を積層体の幅以上にすることが不可欠で、積層体を挟持する力は保持部の弾性力のみに頼ることになる。これに対して、上記補強板58A,58Bは、基板部11が曲面状であるから、両保持部12,12の間隔を積層体Aの短辺側の幅よりも小さくして積層体Aに装着すると、基板部11が平坦に近づく状態に変形するので、その反力を利用することができる。これにより、全体の弾性力が大きくなって積層体を挟持する力も増大し、単セルC同士の動きを抑制する機能や積層体Aの振動吸収機能がより一層高められる。
That is, when the substrate portion is flat, it is essential that the distance between the holding portions be equal to or greater than the width of the stacked body, and the force for sandwiching the stacked body depends on only the elastic force of the holding portion. On the other hand, in the reinforcing
さらに、上記の燃料電池スタック構造は、第2抑制手段が、基板部11及び保持部12,12を備え且つばね性を有する補強板58A,58Aであるから、構造をきわめて簡単なものにし、部品点数の削減、組み立て性の向上、製造コストの低減などを実現し得るものとなる。
Furthermore, in the fuel cell stack structure described above, since the second suppressing means is the reinforcing
さらに、上記の燃料電池スタック構造は、第2抑制手段としての補強板58A,58Bの基板部11を、外側に突出する曲面状に形成したので、きわめて簡単な構成で充分なばね性を付与することができる。また、基板部11を曲面状に形成するに際し、ショットピーニングを採用した場合には、例えば加工時間を選択することで、基板部11に付与するばね定数を任意に設定することが可能である。さらに、上記の如く基板部11を外側に突出する曲面状に形成することで、積層体Aと基板部11との間に隙間が形成され、この隙間を冷却用空気の流通空間として活用し得る。
Further, in the fuel cell stack structure described above, the
図3〜図6は、本発明に係わる燃料電池スタック構造の第2〜第5の実施形態を説明する図である。なお、以下の実施形態において、第1実施形態の構成と同一部位は、同一符号を付して詳細な説明を省略する。 3-6 is a figure explaining the 2nd-5th embodiment of the fuel cell stack structure concerning this invention. In the following embodiments, the same parts as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
〈第2実施形態〉
図3に示す燃料電池スタック構造は、第1実施形態と同等の積層体Aや、第2抑制手段としての補強板58A,58を備えたうえで、積層体Aと補強板(第2抑制手段)58A,58Bの基板部11との間に、積層体Aの単セルの長辺に沿う方向の振動を吸収する補完ばね機構61を備えたものとなっている。
Second Embodiment
The fuel cell stack structure shown in FIG. 3 includes the laminate A equivalent to that of the first embodiment and the reinforcing
補完ばね機構61は、積層体Aにおける単セルCの短辺側積層端面のほぼ全面を被う大きさの板状部材であって、図3に示す断面中央部に、外側(図3中で右側)へ突出した屈曲部61Aを有すると共に、断面両端部に、積層体A側に向けた湾曲部61B,61Bを有しており、これにより厚さ方向へのばね性が付与されている。
The
上記の燃料電池スタック構造は、補強板58A,58Bにより、積層体Aの単セルCの短辺に沿う方向の振動を吸収するのに加えて、補完ばね機構61により、積層体Aの単セルCの長辺に沿う方向の振動をも吸収することができ、積層体Aの耐振動性能のさらなる向上を図ることができる。
In the fuel cell stack structure described above, the reinforcing
〈第3実施形態〉
図4に示す燃料電池スタック構造は、第2抑制手段としての補強板58A,58Bが、曲面状にした基板部11を有すると共に、基板部11と保持部12との連続部分において外側に膨出した曲成部13を有するものとなっている。この実施形態の曲成部13は、外側に膨出した断面C形状を成している。この補強板58A,58Bは、曲面状の基板部11及び曲成部13により、両保持部12,12を積層体Aに圧接させるばね性を有するものとなっている。
<Third Embodiment>
In the fuel cell stack structure shown in FIG. 4, the reinforcing plates 58 </ b> A and 58 </ b> B as the second suppressing means have the
上記の燃料電池スタック構造にあっても、先の実施形態と同様に、第2抑制手段である補強板58A,58Bにより積層体Aの耐振動性能を高めて、積層体Aの拘束力を長期にわたって維持することができると共に、とくに、曲成部13により保持部12の外側への可動範囲が大きくなるので、積層体Aに装着し易いなどの利点がある。
Even in the fuel cell stack structure, as in the previous embodiment, the vibration resistance performance of the multilayer body A is enhanced by the reinforcing
〈第4実施形態〉
図5に示す燃料電池スタック構造は、第2抑制手段としての補強板58A,58Bが、凸曲面状にした基板部11を有している。また、第2抑制手段としての一方(図中で左方)の補強板58Aは、曲面状に形成した保持部12を有している。さらに、同じく第2抑制手段としての他方(図中で右方)の補強板58Bは、基板部11と保持部12との連続部分において外側に膨出した曲成部14を有している。
<Fourth embodiment>
In the fuel cell stack structure shown in FIG. 5, the reinforcing
一方の補強板58Aにおける両保持部12,12は、先端部が互いに外側に開く曲面状に形成してある。また、他方の補強板58Bにおける曲成部14は、単セルCの短辺に沿う方向(図5中で上下方向)に膨出した断面角形状を成している。
Both holding
上記の燃料電池スタック構造にあっても、先の実施形態と同様に、基板部11、保持部12及び曲成部14を有する補強板(第2抑制手段)58A,58Bにより、積層体Aの耐振動性能を高めて、積層体Aの拘束力を長期にわたって維持することができる。また、一方の補強板58Aは、曲面状の保持部12により積層体Aに装着し易いという利点があり、さらに、他方の補強板58Bは、曲成部13により保持部12の外側への可動範囲が大きくなるので、積層体Aに装着し易いという利点がある。なお、この実施形態では、左右で構成の異なる補強板58A,58Bを示したが、左右に同一構成の補強板を設けることも当然可能である。
Even in the fuel cell stack structure described above, as in the previous embodiment, the reinforcing plate (second suppressing means) 58A, 58B having the
〈第5実施形態〉
図6に示す燃料電池スタック構造は、第2抑制手段としての補強板58A,58Bが、曲面状にした基板部11を有している。また、第2抑制手段としての一方(図中で左方)の補強板58Aは、保持部12の先端部近傍に、内側に凹んだ屈曲部15を有している。さらに、同じく第2抑制手段としての他方(図中で右方)の補強板58Bは、波形状に形成した保持部12を有している。
<Fifth Embodiment>
In the fuel cell stack structure shown in FIG. 6, the reinforcing
上記の燃料電池スタック構造にあっても、先の実施形態と同様に、基板部11,保持部12及び屈曲部15を有する補強板(第2抑制手段)58A,58Bにより、積層体Aの耐振動性能を高めて、積層体Aの拘束力を長期にわたって維持することができる。また、一方の補強板58Aは、曲成部15が、積層体Aに係合して抜け止めとして機能する。さらに、他方の補強板58Bは、保持部12を波形状にしたので、保持部12の可動範囲が大きくなって、積層体Aに装着し易いという利点がある。なお、この実施形態にあっても、第4実施形態と同様に、左右で構成の異なる補強板58A,58Bを示したが、左右に同一構成の補強板を設けることも当然可能である。
Even in the fuel cell stack structure described above, as in the previous embodiment, the reinforcing plate (second suppressing means) 58A, 58B having the
さらに、本発明に係わる燃料電池スタック構造は、図2〜図6に示す第1〜第5の実施形態で示した補強板58A,58Bにおける各部位、すなわち基板部11,保持部12,曲成部13〜15の各部のばね定数が異なるものにしても良い。これにより、積層体Aの各部に応じた適切な圧接力を設定することができる。
Further, the fuel cell stack structure according to the present invention has each part of the reinforcing
なお、本発明に係わる燃料電池スタック構造は、その構成が上記各実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、各実施形態の構成を組み合わせたり、各部材の材料、形状、大きさ及び数などを変更したりすることが可能である。 In addition, the structure of the fuel cell stack according to the present invention is not limited only to the above-described embodiments, and the configurations of the respective embodiments may be combined or the members of the respective members may be combined without departing from the gist of the present invention. It is possible to change the material, shape, size, number, and the like.
A 積層体
C 単セル
FS 燃料電池スタック
11 基板部
12 保持部
13 曲成部
14 曲成部
57A,57B 締結板(第1抑制手段)
58A,58B 補強板(第2抑制手段)
61 補完ばね機構
67 締結バンド(第1抑制手段)
A Stack C Single cell FS
58A, 58B Reinforcement plate (second suppression means)
61
Claims (7)
積層体を単セルの積層方向に拘束し且つ単セル同士の一方の対辺に沿う方向の動きを抑制する第1抑制手段と、
単セル同士の他方の対辺に沿う方向の動きを抑制する第2抑制手段とを備え、
第1抑制手段及び第2抑制手段が、積層体のケースを構成し、
第2抑制手段が、積層体における前記一方の対辺側の積層端面を被う曲面状の基板部と、基板部の両端部に連続して積層体における前記他方の対辺側の積層端面に接触する一対の保持部を備え、且つ両保持部を積層体に圧接させるばね性を有し、
前記第2抑制手段の基板部が、外側に突出する曲面状に形成してあり、
前記積層体と基板部との間に隙間を形成することを特徴とする燃料電池スタック構造。 A laminate formed by stacking rectangular plate-shaped single cells;
A first suppressing means for restraining the stacked body in the stacking direction of the single cells and suppressing movement in a direction along one opposite side of the single cells;
A second suppression means for suppressing movement in a direction along the other opposite side of the single cells,
The first suppression means and the second suppression means constitute a case of the laminate,
The second suppressing means contacts the stacked end surface on the other opposite side of the stacked body continuously with the curved substrate portion covering the stacked end surface on the one opposite side of the stacked body and the both end portions of the substrate portion. a pair of holding portions, have a spring property to and pressed against the two holding portions in the laminated body,
The substrate portion of the second suppression means is formed in a curved shape protruding outward,
A fuel cell stack structure , wherein a gap is formed between the laminate and the substrate portion .
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