JPH0837012A

JPH0837012A - 固体高分子電解質型燃料電池

Info

Publication number: JPH0837012A
Application number: JP6170565A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Matsushita; 毅松下; Yasuhito Tanaka; 泰仁田中
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1994-07-22
Filing date: 1994-07-22
Publication date: 1996-02-06

Abstract

(57)【要約】【目的】不良燃料電池セルの交換時間を短縮すると共
に、反応ガスのガス漏れの発生度を低減することが可能
な固体高分子電解質型燃料電池を提供する。【構成】この発明による固体高分子電解質型燃料電池
は、セパレータ２２Ａ，セパレータ４２Ｂ，保持装置２
３を備えた単電池体２を複数積層している。セパレータ
２２Ａは、従来例に対し溝６１３Ａの外側の周縁部分
に、保持装置２３の円柱体２３１の挿入部径よりも大径
の円形貫通穴と、この貫通穴径よりも大径の円形の座ぐ
り穴とでなる穴２２１を複数備えている。セパレータ４
２Ｂは、従来例に対し溝６１３Ｂの外側の周縁部分に、
穴２２１と同一形状の穴４２１Ｂを、それぞれの穴２２
１と対向する位置に備えている。保持装置２３は、電気
絶縁材製であり、六角穴付きの頭部と溝２３１ａが外周
面に形成された円柱体２３１と、円柱体２３１の持つ溝
２３１ａに装着される止め輪（Ｃリング）２３２とで構
成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、固体高分子電解質型
燃料電池に係わり、燃料電池セルの交換等が容易となる
ように改良されたその構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】燃料電池として、これに使用される電解
質の種類により、固体高分子電解質型，りん酸型，溶融
炭酸塩型，固体酸化物型などの各種の燃料電池が知られ
ている。このうち、固体高分子電解質型燃料電池は、分
子中にプロトン（水素イオン）交換基を有する高分子樹
脂膜を飽和に含水させると，低い抵抗率を示してプロト
ン導電性電解質として機能することを利用した燃料電池
である。

【０００３】図７は、従来例の固体高分子電解質型燃料
電池が備える単電池を展開した状態で模式的に示した要
部の斜視図であり、図８は、図７に示した単電池を展開
した状態で模式的に示した側面断面図である。図７，図
８において、７は、電解質層７Ｃと、燃料電極（アノー
ド極でもある。）７Ａと、酸化剤電極（カソード極でも
ある。）７Ｂとで構成されている燃料電池セルである。
電解質層７Ｃとしては、パ−フルオロスルホン酸樹脂膜
（例えば、米国のデュポン社製、商品名ナフィオン膜）
が最近は良く知られるようになってきている。このパ−
フルオロスルホン酸樹脂膜は、飽和に含水させることに
より常温で２０〔Ω・ｃｍ〕以下の抵抗率を示して良好
なプロトン導電性電解質として機能する膜である。ま
た、電解質層（以降、ＰＥ膜と略称することがある。）
７Ｃは、電極膜７Ａ，７Ｂの面方向の外形寸法よりも大
きい面方向の外形寸法を持つものであり、したがって、
電極膜７Ａ，７Ｂの周辺部には、ＰＥ膜７Ｃの端部との
間にＰＥ膜７Ｃの露出面が存在することになる。

【０００４】燃料電極７Ａは、ＰＥ膜７Ｃの一方の主面
に密接して積層されて、燃料ガス（例えば、水素あるい
は水素を高濃度に含んだガスである。）の供給を受ける
電極である。また，酸化剤電極７Ｂは、ＰＥ膜７Ｃの他
方の主面に密接して積層されて、酸化剤ガス（例えば、
空気である。）の供給を受ける電極である。燃料電極７
Ａの外側面側が，燃料電池セル７の一方の側面７ａであ
り、酸化剤電極７Ｂの外側面側が，燃料電池セル７の他
方の側面７ｂである。燃料電極７Ａおよび酸化剤電極７
Ｂは、共に触媒活物質を含むそれぞれの触媒層と、この
触媒層を支持すると共に反応ガス（以降、燃料ガスと酸
化剤ガスを総称してこのように言うことが有る。）を供
給および排出するとともに，集電体としての機能を有す
る多孔質の電極基材とからなり、前記の触媒層をＰＥ膜
７Ｃの両主面にホットプレスにより密着するのが一般で
ある。

【０００５】ＰＥ膜７Ｃの露出面に形成されている貫通
穴７１は、後記するセパレータ６１Ａに設けられている
貫通穴６１５Ａ，６１６Ａ、および、後記するセパレー
タ６１Ｂに設けられている貫通穴６１５Ｂ，６１６Ｂに
対向させて形成されており、反応ガスの通流路の一部を
なす穴である。また、６１Ａは、ガスを透過せず，しか
も良好な熱伝導性と良好な電気伝導性を備えた材料（例
えば炭素板である。）を用いて製作され、燃料電池セル
７の一方の側面７ａ側に配設されるセパレータである。
セパレータ６１Ａは、その片面に後記する燃料ガスを通
流させると共に，未消費の水素を含む燃料ガスを排出す
るための同一の間隔により複数個設けられた凹状の溝
（ガス通流用溝）６１１Ａと、このガス通流用溝６１１
Ａ間に介在する凸状の隔壁６１２Ａとが、互いに交互に
形成されている。６１Ｂは、セパレータ６１Ａと同様の
材料で製作され、燃料電池セル７の他方の側面７ｂ側に
配設されるセパレータである。セパレータ６１Ｂは、そ
の片面に後記する酸化剤ガスを通流させるとともに，未
消費の酸素を含む酸化剤ガスを排出するための同一の間
隔により複数個設けられた凹状の溝（ガス通流用溝）６
１１Ｂと、このガス通流用溝６１１Ｂ間に介在する凸状
の隔壁６１２Ｂとが、互いに交互に形成されている。な
お、凸状の隔壁６１２Ａ，６１２Ｂの頂部は、それぞ
れ、セパレータ６１Ａ，６１Ｂの側面６１Ａａ，６１Ｂ
ａと同一面になるように形成されている。セパレータ６
１Ａは、この側面６１Ａａを燃料電池セル７の側面７ａ
に密接させて、また、セパレータ６１Ｂは、この側面６
１Ｂａを燃料電池セル７の側面７ｂに密接させて、それ
ぞれ燃料電池セル７を挟むようにして配設される。

【０００６】セパレータ６１Ｂのそれぞれの溝６１１Ｂ
の両端部は、これ等の溝６１１Ｂが互いに並列になって
溝６１４Ｂ，６１４Ｂに連通されている。この溝６１４
Ｂ，６１４Ｂの端部には、側面６１Ｂａとは反対側とな
る側面６１Ｂｂに開口する１対の貫通穴６１５Ｂ，６１
５Ｂが形成されている。また、セパレータ６１Ｂには、
側面６１Ｂａと側面６１Ｂｂとを結ぶ１対の貫通穴６１
６Ｂ，６１６Ｂが、１対の貫通穴６１５Ｂ，６１５Ｂと
互いにたすき掛けの位置関係となる部位（後記するセパ
レータ６１Ａの場合を参照。）に形成されている。溝６
１１Ｂ、溝６１４Ｂ、貫通穴６１５Ｂは、セパレータ６
１Ｂにおける酸化剤ガスを通流させるための酸化剤ガス
用のガス通流路を構成している。また、セパレータ６１
Ａにも、貫通穴６１５Ａ，６１５Ａと貫通穴６１６Ａ，
６１６Ａが形成されている。すなわち、セパレータ６１
Ａのそれぞれの溝６１１Ａの両端部は、これ等の溝６１
１Ａが互いに並列になって，セパレータ６１Ｂの場合の
溝６１４Ｂ，６１４Ｂと同様形状の溝６１４Ａに連通さ
れている。貫通穴６１５Ａ，６１５Ａは、この溝６１４
Ａの端部から、側面６１Ａａとは反対側となる側面６１
Ａｂに開口されている。貫通穴６１６Ａ，６１６Ａは、
側面６１Ａａと側面６１Ａｂとを結んで、図７中に示す
ように、１対の貫通穴６１５Ａ，６１５Ａとは互いにた
すき掛けの位置関係となる部位に形成されている。溝６
１１Ａ、溝６１４Ａ、貫通穴６１５Ａは、セパレータ６
１Ａにおける燃料ガスを通流させるための燃料ガス用の
ガス通流路を構成している。

【０００７】さらに、７２は、前記したガス通流路中を
通流する反応ガスが、ガス通流路外に漏れ出るのを防止
する役目を負う弾性材製のガスシール体（例えば、Ｏリ
ングである。）である。ガスシール体７２は、それぞれ
のセパレータ６１Ａ，６１Ｂのガス通流用溝６１１Ａ，
６１４Ａおよびガス通流用溝６１１Ｂ，６１４Ｂが形成
された部位の周縁部に形成された凹形状の溝６１３Ａ，
６１３Ｂ中に収納されて配置されている。なお、図示す
るのは省略したが、セパレータ６１Ａが備える貫通穴６
１５Ａ，６１６Ａの側面６１Ａｂへのそれぞれの開口部
を取り巻いて、また、セパレータ６１Ｂが備える貫通穴
６１５Ｂ，６１６Ｂの側面６１Ｂｂへのそれぞれの開口
部を取り巻いて、反応ガスがこの部位からガス通流路外
に漏れ出るのを防止する役目を負う弾性材製のガスシー
ル体（例えば、Ｏリングである。）を収納するための凹
形状の溝が形成されている。

【０００８】１個の燃料電池セル７が発生する電圧は、
１〔Ｖ〕程度以下と低い値であるので、前記した構成を
持つ単電池６の複数個を、各燃料電池セル７と，これに
介挿されるセパレータ６１Ａ，６１Ｂを介して、互いに
直列接続した燃料電池セル集積体として構成し、電圧を
高めて実用に供されるのが一般である。図９は、従来例
の固体高分子電解質型燃料電池を模式的に示した構成図
で、（ａ）はその側面図であり、（ｂ）はその上面図で
ある。なお、図９中には、図７，図８で付した符号につ
いては、代表的な符号のみを記した。図９において、９
は、互いに直列積層された複数の単電池６と、この単電
池６の直列積層体を，その両端末に位置するセパレータ
６１Ａ，６１Ｂの外側面側から加圧する加圧装置８とを
備えた固体高分子電解質型燃料電池（以降、燃料電池ス
タックと略称することがある。）である。加圧装置８
は、単電池６の直列積層体の両端末に位置するセパレー
タ６１Ａおよびセパレータ６１Ｂのそれぞれの外側面に
当接される当接体８１Ａおよび当接体８１Ｂと、両当接
体８１Ａ，８１Ｂに，単電池６の直列積層体の両端末に
位置するセパレータ６１Ａ，６１Ｂの外側面側から適正
な加圧力を与える加圧体８２とを有している。

【０００９】当接体８１Ａは、単電池６の直列積層体の
一方の端末に位置するセパレータ６１Ａの外側面に直接
当接される導電材製の集電板８１１Ａと、燃料電池スタ
ック９の一方の最外端部に装着される金属板製の締付板
８１２Ａと、単電池６群および集電板８１１Ａを，加圧
体８２および締付板８１２Ａから電気的に絶縁するため
の電気絶縁材製の電気絶縁板８１３Ａを備えている。当
接体８１Ｂは、単電池６の直列積層体の他方の端末に位
置するセパレータ６１Ｂの外側面に直接当接される導電
材製の集電板８１１Ｂと、燃料電池スタック９の他方の
最外端部に装着される金属板製の締付板８１２Ｂと、単
電池６群および集電板８１１Ｂを，加圧体８２および締
付板８１２Ｂから電気的に絶縁するための電気絶縁材製
の電気絶縁板８１３Ｂを備えている。当接体８１Ａが備
えている集電板８１１Ａ，電気絶縁板８１３Ａ，締付板
８１２Ａの、セパレータ６１Ａが備えている貫通穴６１
５Ａ，６１６Ａと対向する部位には、それぞれ図示しな
い貫通穴が形成されている。当接体８１Ｂが備えている
集電板８１１Ｂ，電気絶縁板８１３Ｂ，締付板８１２Ｂ
の、セパレータ６１Ｂが備えている貫通穴６１５Ｂ，６
１６Ｂと対向する部位にも、それぞれ図示しない貫通穴
が形成されている。

【００１０】加圧体８２は、それぞれの締付板８１２
Ａ，８１２Ｂに跨がって装着される六角ボルト等の複数
のねじ８２１と、それぞれのねじ８２１に嵌め合わされ
る六角ナット等のナット８２２と、例えばねじ８２１に
嵌め込まれて装着され，それぞれの締付板８１２Ａ，８
１２Ｂに安定した加圧力を与えるための皿ばね等である
ばね体８２３を備えている。この加圧装置８が燃料電池
セル７を加圧する加圧力は、燃料電池セル７の見掛けの
表面積あたりで、５〔kg/cm²〕内外程度であるのが一般
である。

【００１１】複数の単電池６を積層する際に、互いに隣
接する単電池６において、セパレータ６１Ａに形成され
た貫通穴６１５Ａとセパレータ６１Ｂに形成された貫通
穴６１６Ｂとは、また、セパレータ６１Ａに形成された
貫通穴６１６Ａと、セパレータ６１Ｂに形成された貫通
穴６１５Ｂとは、互いにその開口部位が合致すること
で、全部の単電池６がそれぞれに持つ燃料ガス用のガス
通流路および燃料ガス用のガス通流路は、それぞれが互
いに連通したガス通流路を形成している。このガス通流
路の燃料電池スタック９としての端部は、締付板８１２
Ａと締付板８１２Ｂに形成されている前記の貫通穴であ
る。締付板８１２Ａに形成されている前記の貫通穴の重
力方向に対して上側に在る貫通穴の内、貫通穴６１５Ａ
と連通する貫通穴には、燃料ガス５Ａが供給される接続
口金具８３Ａａが気密に装着され、貫通穴６１６Ａと連
通する貫通穴には、酸化剤ガス５Ｂが供給される接続口
金具８３Ｂａが装着される。

【００１２】また、締付板８１２Ａに形成されている前
記の貫通穴の内、重力方向に対して下側に在る貫通穴に
は、封止用の金具８４が気密に装着される。締付板８１
２Ｂに形成されている前記の貫通穴の重力方向に対して
下側に在る貫通穴の内、貫通穴６１６Ｂと連通する貫通
穴には、水素が減損された燃料ガス５Ａが排出される接
続口金具８３Ａｂが気密に装着され、貫通穴６１５Ｂと
連通する貫通穴には、酸素が減損された酸化剤ガス５Ｂ
が排出される接続口金具８３Ｂｂが装着される。また、
締付板８１２Ｂに形成されている前記の貫通穴の内、重
力方向に対して上側に在る貫通穴には、封止用の金具８
４が気密に装着される。さらに、セパレータ６１Ａの側
面６１Ａｂに形成された前記した凹形状の溝および、セ
パレータ６１Ｂの側面６１Ｂｂに形成された前記した凹
形状の溝とが互いに組み合わされることで形成されるそ
れぞれの溝には、弾性材製のガスシール体（例えば、Ｏ
リングである。）が気密封止用として装着される。

【００１３】このように構成された燃料電池スタック９
において、それぞれのセパレータ６１Ａ，６１Ｂは、ガ
ス通流用溝６１１Ａ，６１１Ｂ中を通流する反応ガスの
流れ方向が、図９中に矢印で示したごとく、その供給側
を重力方向に対して上側に、その排出側を重力方向に対
して下側になるように配置されることになる。また、燃
料電池スタック９に供給される燃料ガス５Ａと酸化剤ガ
ス５Ｂとは、複数個が積層された単電池６に対して、そ
れぞれ並列に供給されることになる。

【００１４】なお、燃料電池セル７においては、よく知
られている固体高分子電解質型燃料電池の持つ発電機能
によって直流電気の発電を行う際に、発電する電力とほ
ぼ同等量の損失が発生することは避けられないものであ
る。この損失による熱を積極的に除去するために、燃料
電池セル集積体に冷却体を装着した燃料電池スタックも
知られている。燃料電池セル７は、必要に応じて燃料電
池スタックに冷却体が装着されるなどにより、５０
〔℃〕から１００〔℃〕程度の温度条件で運転されるの
が一般である。

【００１５】図９に示した燃料電池スタック９の場合に
は、それぞれの単電池６が備えるセパレータ６１Ａ，６
１Ｂは、ガス通流用溝６１１Ａ，６１１Ｂによって反応
ガスの通流路を確保すると共に、燃料電池セル７で発電
された直流電気を凸状の隔壁６１２Ａ，６１２Ｂ等を介
して集電板８１１Ａ，８１１Ｂに伝達する役目を果たし
ている。冷却体を装着した燃料電池スタックにおいて
は、冷却体を装着した燃料電池スタックの単電池６が備
えるセパレータ６１Ａ，６１Ｂは、前記のことに加え
て、燃料電池セル７で発生した熱を、凸状の隔壁６１２
Ａ，６１２Ｂ等を介して冷却体に伝達する役目も果たし
ていることになる。

【００１６】従って、冷却体を装着した燃料電池スタッ
クでは、燃料電池セル７から集電板８１１Ａ，８１１Ｂ
および冷却体に至る間の電気抵抗，熱抵抗の値を小さく
抑えることが、燃料電池スタックの特性を向上すること
になるので、各接触部における電気抵抗および熱抵抗の
低減を図るために、ほぼ一定の圧力が加わるようするば
ね体８２３を備えた加圧装置８により加圧されているの
である。この加圧力は前記したところによる５〔kg/c
m²〕内外程度である。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来技術によ
る固体高分子電解質型燃料電池９においては、数十個
（１０〜５０個であることが多い。）あるいはそれ以上
の個数の単電池６を積層しており、所要の電圧値を持つ
直流電気を発生して、直流発電の機能を十分に発揮する
のであるが、次のような問題が有る。すなわち、単電池６に与える加圧力は、加圧装置８が備える１対
の締付板である締付板８１２Ａ，８１２Ｂを介して加え
られるので、発電性能が低下するなどした不良の燃料電
池セル７を交換する場合には、まず加圧体８２を取り外
し、そうして、燃料電池セル集積体を不良の燃料電池セ
ル７まで分解する必要が有る。不良の燃料電池セル７が
良品の燃料電池セル７に交換されると、分解時とは逆の
順序で、全数の単電池６の積層作業と加圧装置８の組み
込み作業が行われ、加圧装置８によって所定の値の加圧
力で加圧することで、固体高分子電解質型燃料電池９の
再組み立てを行う必要が有る。すなわち、不良の燃料電
池セル７の交換に、極めて長い作業時間を要している。
また、前記項による不良の燃料電池セル７の交換等の燃料
電池スタック９の分解時には、単電池６がそれぞれ備え
る全てのガスシール体７２を加圧する加圧力もいったん
は零になる。加圧力が零になったガスシール体７２は、
燃料電池スタック９の再組立時に、加圧体８２によって
再度加圧されることになる。しかし、ガスシール体７２
には弾性材が用いられていることにより、燃料電池スタ
ック９の運転時にガスシール体７２が永久変形すること
が有り得るものである。ガスシール体７２に大きな永久
変形を生じている場合には、加圧装置８によって再加圧
したとしても、ガスシール体７２が電解質層７Ｃを加圧
する加圧力は、分解前の燃料電池スタック９で得られて
いた加圧力よりも低下することが起こり得るのである。
このために、燃料電池スタック９では、再組立後に、反
応ガスに対するシール性能が低下するということが発生
している。

【００１８】この発明は、前述の従来技術の問題点に鑑
みなされたものであり、その目的は、不良燃料電池セル
の交換に要する作業時間を短縮すると共に、反応ガスの
ガス漏れの発生度を低減することが可能な固体高分子電
解質型燃料電池を提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】この発明では前述の目的
は、１）燃料ガスおよび酸化剤ガスの供給を受けて直流電力
を発電する複数の燃料電池セルと、それぞれの燃料電池
セルの両面に配置されて，燃料電池セルに燃料ガスまた
は酸化剤ガスを供給するための複数個のガス通流用溝を
有するセパレータと、前記の複数の燃料電池セルと複数
のセパレータとの直列積層体を，この直列積層体の両端
末に位置するセパレータの外側面側から加圧する加圧装
置とを備え、それぞれの燃料電池セルは、固体高分子電
解質膜でなる電解質層と、この電解質層の二つの主面の
それぞれに密着して配置された電極とを有するものであ
り、それぞれのセパレータは、燃料電池セルが持つ電極
と接する側の側面に複数個のガス通流用溝を有し、燃料
電池セルが持つ電極と接する側の側面に対する反対側の
側面はほぼ一平面上に有り、セパレータの燃料電池セル
と接する側のそれぞれの側面の周縁部分には，燃料ガス
または酸化剤ガスのガス通流路の外部への漏れ出しを防
止するガスシール体を収納するための溝を有するもので
あり、加圧装置は、直列積層体の両端末に位置するセパ
レータのそれぞれの外側面に当接される当接体と、両当
接体に直列積層体の両端末に位置するセパレータの外側
面側から加圧するための加圧力を与える加圧体とを有す
るものである、固体高分子電解質型燃料電池において、
燃料電池セルとセパレータとの直列積層体は、１個の燃
料電池セルと，この１個の燃料電池セルの両面に配置さ
れた１対のセパレータとを有する単電池体の複数が互い
に直列に積層されてなるものであり、それぞれの単電池
体は、それが有するセパレータの対を、燃料電池セルを
間に挟んで一体に保持する保持装置を備える構成とする
こと、または、２）前記１項に記載の手段において、それぞれの単電池
体が備えるそれぞれのセパレータは、セパレータの燃料
電池セルと接する側の側面に有するガスシール体を収納
するための溝よりも外側の周縁部分に複数の穴を互いに
対向させて有し、この互いに対向し合うそれぞれの穴
は、セパレータの電極と接する側の側面と，セパレータ
の電極と接する側の側面に対する反対側の側面との間を
結んで，前記の電極と接する側面にほぼ垂直に形成され
てなり、しかも、この互いに対向し合うそれぞれの穴
は、一方のセパレータが有する穴は、めねじが形成され
たねじ穴であり、他方のセパレータが有する穴は、前記
の電極と接する側面側に形成された前記のねじ穴が持つ
めねじの径よりも大きな径を持つ円形の貫通穴と、この
貫通穴と同心で，反対側の側面側に形成された前記の貫
通穴の径よりも大きな径を持つ円形の座ぐり穴とを有
し、それぞれの単電池体が備える保持装置は、両セパレ
ータが有する互いに対向し合う前記の穴に装着され，前
記のねじ穴が持つめねじと嵌め合わされるおねじを持
つ，頭部を有するおねじ部品である構成とすること、さ
らにまたは、３）前記１項に記載の手段において、それぞれの単電池
体が備えるそれぞれのセパレータは、セパレータの燃料
電池セルと接する側の側面に有するガスシール体を収納
するための溝よりも外側の周縁部分に複数の穴を互いに
対向させて有し、それぞれの穴は、セパレータの電極と
接する側の側面と，セパレータの電極と接する側の側面
に対する反対側の側面との間を結んで，前記の電極と接
する側面にほぼ垂直に形成されてなり、しかも、前記の
電極と接する側面側に形成された円形の貫通穴と、この
貫通穴と同心で，反対側の側面側に形成された前記の貫
通穴の径よりも大きな径を持つ円形の座ぐり穴とを有
し、それぞれの単電池体が備える保持装置は、両セパレ
ータが有する互いに対向し合う前記の穴に装着される円
柱体と、この円柱体をその長さ方向において前記の座ぐ
り穴の位置で保持する保持機構とを備える構成とするこ
と、により達成される。

【００２０】

【作用】この発明においては、固体高分子電解質型燃料
電池において、燃料電池セルとセパレータとの直列積層体は、１個の
燃料電池セルと，この１個の燃料電池セルの両面に配置
された１対のセパレータとを有する単電池体の複数が互
いに直列に積層されてなるものであり、それぞれの単電
池体は、それが有するセパレータの対を、燃料電池セル
を間に挟んで一体に保持する保持装置を備え、それぞれ
の単電池体が備えるそれぞれのセパレータは、例えば、
セパレータの燃料電池セルと接する側の側面に有するガ
スシール体を収納するための溝よりも外側の周縁部分に
複数の穴を互いに対向させて有し、この互いに対向し合
うそれぞれの穴は、セパレータの電極と接する側の側面
と，セパレータの電極と接する側の側面に対する反対側
の側面との間を結んで，前記の電極と接する側面にほぼ
垂直に形成されてなり、しかも、この互いに対向し合う
それぞれの穴は、一方のセパレータが有する穴は、めね
じが形成されたねじ穴であり、他方のセパレータが有す
る穴は、前記の電極と接する側面側に形成された前記の
ねじ穴が持つめねじの径よりも大きな径を持つ円形の貫
通穴と、この貫通穴と同心で，反対側の側面側に形成さ
れた前記の貫通穴の径よりも大きな径を持つ円形の座ぐ
り穴とを有し、それぞれの単電池体が備える保持装置
は、両セパレータが有する互いに対向し合う前記の穴に
装着され，前記のねじ穴が持つめねじと嵌め合わされる
おねじを持つ，頭部を有するおねじ部品である構成とす
ることにより、不良の燃料電池セルの交換に際して、加
圧体を取り外すことは従来技術の固体高分子電解質型燃
料電池と同様であるが、燃料電池セル集積体から不良の
燃料電池セルを取り出す作業においては、燃料電池セル
集積体の全てを分解するのでは無く、不良の燃料電池セ
ルが含まれている単電池体のみを取り出して分解すれば
よいことになる。不良の燃料電池セルが含まれている単
電池体の分解は、この単電池体が備える保持装置である
おねじ部品を、単電池体の一方のセパレータが有するめ
ねじから外すことで行われる。

【００２１】そうして、不良の燃料電池セルが良品の燃
料電池セルに交換されて、分解時とは逆の順序で単電池
体の再組立が行われる。続いて、この再組立された単電
池体が固体高分子電解質型燃料電池に組み込まれたうえ
で、加圧体の加圧作業が行われて、固体高分子電解質型
燃料電池の再組み立てが完了する。すなわち、不良燃料
電池セルの交換時の、不良燃料電池セルまでの分解作業
を、不良の燃料電池セルが含まれている単電池体のみに
限定することが可能となる。

【００２２】前記項におけるそれぞれの単電池体が
備えるそれぞれのセパレータは、セパレータの燃料電池
セルと接する側の側面に有するガスシール体を収納する
ための溝よりも外側の周縁部分に複数の穴を互いに対向
させて有し、それぞれの穴は、セパレータの電極と接す
る側の側面と，セパレータの電極と接する側の側面に対
する反対側の側面との間を結んで，前記の電極と接する
側面にほぼ垂直に形成されてなり、しかも、前記の電極
と接する側面側に形成された円形の貫通穴と、この貫通
穴と同心で，反対側の側面側に形成された前記の貫通穴
の径よりも大きな径を持つ円形の座ぐり穴とを有し、そ
れぞれの単電池体が備える保持装置は、両セパレータが
有する互いに対向し合う前記の穴に装着される円柱体
と、この円柱体をその長さ方向において前記の座ぐり穴
の位置で保持する保持機構とを備える構成とすることに
より、不良の燃料電池セルの交換に際して、加圧体を取
り外すことは従来技術の固体高分子電解質型燃料電池と
同様であり、燃料電池セル集積体から不良の燃料電池セ
ルを取り出す作業においては、燃料電池セル集積体の全
てを分解するのでは無く、不良の燃料電池セルが含まれ
ている単電池体のみを取り出して分解すればよいことに
ついては、前記項の場合と同様である。

【００２３】不良の燃料電池セルが含まれている単電池
体の分解は、この単電池体が備える円柱体から保持機構
を外すことで行われる。そうして、不良の燃料電池セル
が良品の燃料電池セルに交換されると、分解時とは逆の
順序で単電池体の組み立てが行われる。続いて、固体高
分子電解質型燃料電池全体に対する全ての単電池体の組
み込みと、加圧の作業とが行われて、固体高分子電解質
型燃料電池の再組み立てが完了する。すなわち、不良燃
料電池セルの交換時の、不良燃料電池セルまでの分解作
業を、不良の燃料電池セルが含まれている単電池体のみ
に限定することが可能となる。

【００２４】

【実施例】以下この発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。実施例１；図４は、請求項１，２に対応するこの発明の
一実施例による固体高分子電解質型燃料電池が備える単
電池体を展開した状態で模式的に示した要部の斜視図で
あり、図５は、図４に示した単電池体を模式的に示した
側面断面図である。図６は、図４，図５に示した単電池
体を用いた固体高分子電解質型燃料電池を模式的に示し
たその側面図である。図４〜図６において、図７〜図９
に示した従来例による固体高分子電解質型燃料電池と同
一部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。な
お、図４〜図６中には、図７〜図９で付した符号につい
ては、代表的な符号のみを記した。また、図６中には、
図４，図５で付した符号については、代表的な符号のみ
を記した。

【００２５】図４〜図６において、３は、図９に示した
従来例による固体高分子電解質型燃料電池９に対して、
単電池６の直列積層体に替えて複数の単電池体４を用い
るようにした固体高分子電解質型燃料電池（以降、燃料
電池スタックと略称することがある。）である。単電池
体４は、図７，図８に示した従来例による単電池６に対
して、燃料電池セル７、および、セパレータ６１Ａ，６
１Ｂに替えて、それぞれ、燃料電池セル４１、および、
セパレータ４２Ａ，セパレータ４２Ｂを用いると共に、
頭部を有するおねじ部品である電気絶縁材製の六角穴付
きボルト４３を備えるようにしたものである。

【００２６】燃料電池セル４１は、燃料電池セル７に対
して、電解質層７Ｃに替えて電解質層４Ｃを用いるよう
にしている。電解質層（以降、ＰＥ膜と略称することが
ある。）４Ｃは、電解質層７Ｃに対して、後記するセパ
レータ４２Ａに設けられているねじ穴４２１Ａ、およ
び、後記するセパレータ４２Ｂに設けられている穴４２
１Ｂに対向させて、複数の貫通穴４１１を形成するよう
にした点が相異している。

【００２７】セパレータ４２Ａは、セパレータ６１Ａに
対して、溝６１３Ａよりも外側の周縁部分に、図４，図
５中に示すようにめねじが形成された複数のねじ穴４２
１Ａを、側面６１Ａａに対して垂直方向に形成している
点が相異している。これ等のねじ穴４２１Ａは、六角穴
付きボルト４３を装着するためのねじ穴であり、そのめ
ねじは、六角穴付きボルト４３が持つおねじと嵌まり合
うものである。

【００２８】セパレータ４２Ｂは、セパレータ６１Ｂに
対して、溝６１３Ｂよりも外側の周縁部分に、図４，図
５中に示すように複数の穴４２１Ｂを、側面６１Ｂａに
対して垂直方向に、しかも、セパレータ４２Ａに形成さ
れているそれぞれのねじ穴４２１Ａに対向する位置に、
形成している点が相異している。これ等の穴４２１Ｂ
は、六角穴付きボルト４３の頭部部分を装着するための
穴であり、側面６１Ｂａ側に形成された六角穴付きボル
ト４３のねじ径よりも大きな径を持つ円形の貫通穴と、
この貫通穴と同心で，側面６１Ｂｂ側に形成された前記
の貫通穴の径よりも大きな径を持つ円形の座ぐり穴とを
有している。

【００２９】セパレータ４２Ａ，セパレータ４２Ｂの厚
さは、例えば、１０〔ｍｍ〕程度であり、セパレータ４
２Ｂの穴４２１Ｂが持つ座ぐり穴の深さは、例えば、５
〔ｍｍ〕〜６〔ｍｍ〕程度である。前記した燃料電池セ
ル４１、セパレータ４２Ａ、セパレータ４２Ｂ、六角穴
付きボルト４３、および、ガスシール体７２を用いて、
単電池体４が組み立てられる。単電池体４は、燃料電池
セル４１，セパレータ４２Ａ，セパレータ４２Ｂとを、
燃料電池セル４１の側面７ａ側にセパレータ４２Ａを、
側面７ｂ側にセパレータ４２Ｂを、それぞれの貫通穴
（例えば、貫通穴７１，６１５Ａ，６１６Ｂであり、貫
通穴４１１，ねじ穴４２１Ａ，穴４２１Ｂ、等であ
る。）を互いに合致させて組み合わせる。セパレータ４
２Ａの溝６１３Ａ、および、セパレータ４２Ｂの溝６１
３Ｂには、ガスシール体７２がそれぞれ装着される。そ
うして、六角穴付きボルト４３を穴４２１Ｂから挿入
し、ねじ穴４２１Ａを用いてねじ締めし、燃料電池セル
４１、セパレータ４２Ａ，４２Ｂを一体化すると共に、
ガスシール体７２を加圧して、反応ガスが通流路の外に
漏れ出さない処置を行う。

【００３０】その際、複数の六角穴付きボルト４３は、
燃料電池セル４１，ガスシール体７２を均等に加圧する
ようにするために、例えば、互いに対向する位置にある
もの同志を交互に締めるようにすることが好ましい。こ
の六角穴付きボルト４３によって与えられる加圧力の値
は、例えば、燃料電池セル４１と、セパレータ４２Ａ，
セパレータ４２Ｂとの間の電気抵抗，熱抵抗の値を小さ
い値に抑えるために、各接触部における電気抵抗および
熱抵抗の値の低減が可能な値に設定される。なお、セパ
レータ４２Ａとセパレータ４２Ｂとは、六角穴付きボル
ト４３によって連結されることになるが、六角穴付きボ
ルト４３が電気絶縁材製であることで、燃料電池セル４
１で発生した電力をそのまま単電池体４から出力するこ
とが可能である。

【００３１】燃料電池スタック３の組み立ては、まず所
要の個数の単電池体４が準備され、この単電池体４が、
順次，加圧装置８によって積層され、所定の個数の単電
池体４が積層されると、加圧体８２によって所要の値の
加圧力で加圧されて、燃料電池スタック３の組み立て作
業が完了することになる。図４〜図６に示す実施例で
は、前記の構成としたことにより、不良となった燃料電
池セル４１の交換に際しては、まず、加圧体８２が持つ
ナット８２２を緩めて、少なくとも当接体８１Ａの位置
を，当接体８１Ｂとの間隔が拡がるようにずらし、不良
となった燃料電池セル４１が含まれている単電池体４だ
けを、燃料電池スタック３から取り出す。続いて、この
取り出された単電池体４が有する六角穴付きボルト４３
を取り外して単電池体４を分解し、不良の燃料電池セル
４１を良品の燃料電池セル４１に交換する。そうして，
良品の燃料電池セル４１に交換したところで、六角穴付
きボルト４３による締め付けが行われて、単電池体４が
再組み立てされる。

【００３２】また、前記の構成を備える各単電池体４
は、不良の燃料電池セル４１の交換の際に、予め用意さ
れていた良品の燃料電池セル４１が用いられている交換
用の単電池体４に置き換えることも可能である。この場
合には、不良の燃料電池セル４１の良品の燃料電池セル
４１への交換は、別途，随時に行うことでよいものであ
り、不良の燃料電池セル４１の緊急の交換が必要となる
場合に極めて有効である。

【００３３】不良の燃料電池セル４１の良品の燃料電池
セル４１への交換後の，燃料電池スタック３の再組立作
業は、前記した分解時とは逆の順序で行われる。すなわ
ち、燃料電池スタック３の不良の燃料電池セル４１を持
つ単電池体４を取り出したことで生じた空所に、良品の
燃料電池セル４１に交換された単電池体４が組み込まれ
る。そうして、加圧体８２が持つナット８２２が締め込
まれて所要の加圧力値に設定されて、燃料電池スタック
３の再組み立てが完了する。

【００３４】このように、この発明による燃料電池スタ
ック３においては、不良となった燃料電池セル４１の交
換に際して、不良の燃料電池セル４１までの分解作業
を、不良の燃料電池セル４１を持つ単電池体４のみに限
定することが可能となる。これにより、不良の燃料電池
セル４１の交換に要する作業時間を、短縮することが可
能となり、かつ、分解されるガスシール体７２の個数
を、不良の燃料電池セル４１が組み込まれている単電池
体４が持つガスシール体７２のみに限定することが可能
となるのである。

【００３５】実施例１における今までの説明では、頭部
を有するおねじ部品は六角穴付きボルト４３であるとし
てきたが、これに限定されるものではなく、例えば、六
角ボルトであってもよいものである。また、実施例１に
おける今までの説明では、頭部を有するおねじ部品は電
気絶縁材製であるとしてきたが、これに限定されるもの
ではなく、例えば、頭部を有するおねじ部品の頭部とセ
パレータ４２Ｂの穴４２１Ｂとの間に、電気絶縁材製の
電気絶縁用ブッシュを介挿することで、金属製の頭部を
有するおねじ部品の使用が可能である。

【００３６】実施例２；図１は、請求項１，３に対応す
るこの発明の一実施例による固体高分子電解質型燃料電
池が備える単電池体を模式的に示した側面断面図であ
り、図２は、図１に示した単電池体を展開した状態で模
式的に示した要部の斜視図である。図３は、図１，図２
に示した単電池体を用いた固体高分子電解質型燃料電池
を模式的に示したその側面図である。図１〜図３におい
て、図４〜図６に示した請求項１，２に対応するこの発
明の一実施例による固体高分子電解質型燃料電池と同一
部分、および、図７〜図９に示した従来例による固体高
分子電解質型燃料電池と同一部分には同じ符号を付し、
その説明を省略する。なお、図１〜図３中には、図４〜
図６および図７〜図９で付した符号については、代表的
な符号のみを記した。また、図３中には、図１，図２で
付した符号については、代表的な符号のみを記した。

【００３７】図１〜図３において、１は、図４〜図６に
示した固体高分子電解質型燃料電池３に対して、単電池
体４に替えて複数の単電池体２を用いるようにした固体
高分子電解質型燃料電池（以降、燃料電池スタックと略
称することがある。）である。単電池体２は、図４〜図
６に示した単電池体４に対して、セパレータ４２Ａと六
角穴付きボルト４３に替えて、それぞれ、セパレータ２
２Ａと保持装置２３を用いるようにした単電池体であ
る。

【００３８】セパレータ２２Ａは、セパレータ４２Ａに
対して、ねじ穴４２１Ａに替えて穴２２１を用いるよう
にした点が相異している。穴２２１は、セパレータ４２
Ｂが持つ穴４２１Ｂと同様な形状を備える穴であり、溝
６１３Ａよりも外側の周縁部分に、図１，図２中に示す
ようにそれぞれの穴４２１Ｂに対向する位置に形成され
ている。それぞれの穴２２１は、保持装置２３の挿入部
の径よりも大きな径を持ち，側面６１Ａａ側に形成され
た円形の貫通穴と、この貫通穴と同心で，側面６１Ａｂ
側に形成された前記の貫通穴の径よりも大きな径を持つ
円形の座ぐり穴とを有している。セパレータ２２Ａの厚
さは、例えば、１０〔ｍｍ〕程度であり、穴２２１が持
つ座ぐり穴の深さは、例えば、５〔ｍｍ〕〜６〔ｍｍ〕
程度である。なお、この場合、セパレータ４２Ｂが持つ
それぞれの穴４２１Ｂの各部の寸法は、穴２２１の各部
の寸法と同一値に設定される。保持装置２３は、電気絶
縁材製であり、六角穴付きの頭部と溝２３１ａが外周面
に形成された円柱体２３１と、保持機構であり、円柱体
２３１の持つ溝２３１ａに装着される止め輪（例えば、
Ｃリングである。）２３２とで構成されている。

【００３９】前記した燃料電池セル４１、セパレータ２
２Ａ、セパレータ４２Ｂ、保持装置２３、および、ガス
シール体７２を用いて、単電池体２が組み立てられる。
単電池体２は、燃料電池セル４１，セパレータ２２Ａ，
セパレータ４２Ｂとを、燃料電池セル４１の側面７ａ側
にセパレータ２２Ａを、側面７ｂ側にセパレータ４２Ｂ
を、それぞれが持つ貫通穴（例えば、貫通穴７１，６１
５Ａ，６１６Ｂであり、貫通穴４１１，穴２２１，穴４
２１Ｂ、等である。）を互いに合致させて組み合わせ
る。セパレータ２２Ａの溝６１３Ａ、および、セパレー
タ４２Ｂの溝６１３Ｂには、ガスシール体７２がそれぞ
れ装着される。そうして、穴４２１Ｂに円柱体２３１が
挿入される。

【００４０】この仮組み立てされた状態で、セパレータ
２２Ａの側面６１Ａｂと、セパレータ４２Ｂの側面６１
Ｂｂとの両面から、図示しないプレス装置等の加圧装置
を用いて、燃料電池セル４１，ガスシール体７２を均等
に加圧する。この加圧された状態で、円柱体２３１の溝
２３１ａに穴２２１から止め輪２３２が装着されて、こ
の加圧状態が保持装置２３によって保持されて、燃料電
池セル４１、セパレータ２２Ａ，４２Ｂが一体化され
る。加圧装置によって与えられる加圧力の値は、例え
ば、燃料電池セル４１と、セパレータ２２Ａ，セパレー
タ４２Ｂとの間の電気抵抗，熱抵抗の値を小さい値に抑
えるために、各接触部における電気抵抗および熱抵抗の
値の低減が可能な値に設定される。なお、セパレータ２
２Ａとセパレータ４２Ｂとは、保持装置２３によって連
結されることになるが、円柱体２３１が電気絶縁材製で
あることで、燃料電池セル４１で発生した電力をそのま
ま単電池体２から出力することが可能である。

【００４１】燃料電池スタック１の組み立ては、まず所
要の個数の単電池体２が準備され、実施例１による燃料
電池スタック３の組み立ての場合と同様にして実施され
る。すなわち、この単電池体２が、順次，加圧装置８に
よって積層され、所定の個数の単電池体２が積層される
と、加圧体８２によって所要の値の加圧力で加圧され
て、燃料電池スタック１の組み立て作業が完了すること
になる。

【００４２】図１〜図３に示す実施例では、前記の構成
としたことにより、不良となった燃料電池セル４１の交
換に際しての燃料電池スタック１の取扱は、前記した燃
料電池スタック３の場合と基本的には同一であるので、
その詳細は省略する。ただし、不良となった燃料電池セ
ル４１を持つ単電池体２の分解に際しては、保持装置２
３を取り外すことになる。また、不良の燃料電池セル４
１を良品の燃料電池セル４１に交換した後の単電池体２
の再組立時には、前記した加圧装置を用いて加圧が行わ
れることになる。また、前記の構成を備える各単電池体
２は、不良の燃料電池セル４１の交換の際に、予め用意
されていた良品の燃料電池セル４１が用いられている交
換用の単電池体２に置き換えることが可能であること
も、燃料電池スタック３の場合と同一である。

【００４３】このように、この発明による燃料電池スタ
ック１においては、不良となった燃料電池セル４１の交
換に際して、不良の燃料電池セル４１までの分解作業
を、不良の燃料電池セル４１を持つ単電池体２のみに限
定することが可能となる。これにより、不良の燃料電池
セル４１の交換に要する作業時間を、短縮することが可
能となり、かつ、分解されるガスシール体７２の個数
を、不良の燃料電池セル４１が組み込まれている単電池
体２が持つガスシール体７２のみに限定することが可能
となるのである。

【００４４】この燃料電池スタック１の単電池体２で
は、セパレータ２２Ａにはめねじを形成する必要の無い
ことが、実施例１に対する主な相異点である。セパレー
タ２２Ａ，セパレータ４２Ａ等のセパレータは、前記し
たように脆い炭素板で製作されることが多いものであ
る。この脆い炭素板にめねじを形成する必要の無いこと
で、単電池体２では、保持装置２３のセパレータ２２Ａ
の装着状態を長期間安定保持することが容易となる。こ
のことにより、保持装置２３のセパレータ２２Ａの装着
部の信頼性を高くするように配慮したとしても、セパレ
ータ２２Ａの厚さを増加させる必要が無い等の利点が得
られるものである。

【００４５】実施例２における今までの説明では、円柱
体２３１は六角穴付きの頭部を有するとしてきたが、こ
れに限定されるものではなく、例えば、円柱体２３１は
六角状の頭部を有するものであってもよいものである。
また、実施例２における今までの説明では、円柱体２３
１は頭部を有するとしてきたが、これに限定されるもの
ではなく、例えば、円柱体の両端部に溝２３１ａが形成
されたものであってもよいものである。

【００４６】また、実施例２における今までの説明で
は、円柱体２３１は端部に溝２３１ａが形成されている
としてきたが、これに限定されるものではなく、例え
ば、端部にはおねじを備えるものであってもよいもので
ある。なおこの場合には、保持機構として止め輪２３２
に替えて、例えば、ナットが適用されることになる。さ
らにまた、実施例２における今までの説明では、円柱体
２３１は電気絶縁材製であるとしてきたが、これに限定
されるものではなく、例えば、頭部とセパレータ４２Ｂ
の穴４２１Ｂとの間に、電気絶縁材製の電気絶縁用ブッ
シュを介挿することで、金属製の円柱体の使用が可能で
ある。

【００４７】

【発明の効果】この発明においては、前述の構成とした
ことにより、次記する効果が有る。すなわち、不良の燃料電池セルの交換に際しての不良燃料電池セ
ルまでの分解作業を、不良の燃料電池セルが組み込まれ
ている単電池体のみに限定することが可能となる。ま
た、交換用の単電池体を準備しておいて，これと交換す
ることも可能である。これにより、不良の燃料電池セル
の交換に要する作業時間を短縮することが可能となる。
また、不良の燃料電池セルの交換に際して分解されるガスシ
ール体の個数を、不良の燃料電池セルが組み込まれてい
る単電池体が持つガスシール体のみに限定することが可
能となり、分解，および，再組立の対象となるガスシー
ル体の個数が減少される。これにより、燃料電池スタッ
クの再組立時に、ガスシール体によって電解質層を加圧
する加圧力が低下することの発生頻度を低減することが
可能となり、反応ガスに対するシール性能に関する信頼
性を向上することが可能となるのである。さらにまた、多数の燃料電池セルを積層する必要が有る場合であっ
ても、１個の燃料電池セル毎に単電池体として構成され
るので、燃料電池セルとセパレータの位置ずれを少なく
組み立てることが容易であり、燃料電池セルとセパレー
タとの位置ずれが少ない燃料電池スタックの組み立て時
間を短縮することが可能となり、これにより、燃料電池
スタックの製造原価を低減することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１，３に対応するこの発明の一実施例に
よる固体高分子電解質型燃料電池が備える単電池体を模
式的に示した側面断面図

【図２】図１に示した単電池体を展開した状態で模式的
に示した要部の斜視図

【図３】図１，図２に示した単電池体を用いた固体高分
子電解質型燃料電池を模式的に示したその側面図

【図４】請求項１，２に対応するこの発明の一実施例に
よる固体高分子電解質型燃料電池が備える単電池体を展
開した状態で模式的に示した要部の斜視図

【図５】図４に示した単電池体を模式的に示した側面断
面図

【図６】図４，図５に示した単電池体を用いた固体高分
子電解質型燃料電池を模式的に示したその側面図

【図７】従来例の固体高分子電解質型燃料電池が備える
単電池を展開した状態で模式的に示した要部の斜視図

【図８】図７に示した単電池を展開した状態で模式的に
示した側面断面図

【図９】従来例の固体高分子電解質型燃料電池を模式的
に示した構成図で、（ａ）はその側面図、（ｂ）はその
上面図

【符号の説明】

１固体高分子電解質型燃料電池（燃料電池スタッ
ク）２単電池体２２Ａセパレータ２２１穴２３保持装置２３１円柱体２３１ａ溝２３２保持機構（止め輪）４２Ｂセパレータ４２１Ｂ穴６１３Ａ溝６１３Ｂ溝

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃料ガスおよび酸化剤ガスの供給を受けて
直流電力を発電する複数の燃料電池セルと、それぞれの
燃料電池セルの両面に配置されて，燃料電池セルに燃料
ガスまたは酸化剤ガスを供給するための複数個のガス通
流用溝を有するセパレータと、前記の複数の燃料電池セ
ルと複数のセパレータとの直列積層体を，この直列積層
体の両端末に位置するセパレータの外側面側から加圧す
る加圧装置とを備え、それぞれの燃料電池セルは、固体高分子電解質膜でなる
電解質層と、この電解質層の二つの主面のそれぞれに密
着して配置された電極とを有するものであり、それぞれのセパレータは、燃料電池セルが持つ電極と接
する側の側面に複数個のガス通流用溝を有し、燃料電池
セルが持つ電極と接する側の側面に対する反対側の側面
はほぼ一平面上に有り、セパレータの燃料電池セルと接
する側のそれぞれの側面の周縁部分には，燃料ガスまた
は酸化剤ガスのガス通流路の外部への漏れ出しを防止す
るガスシール体を収納するための溝を有するものであ
り、加圧装置は、直列積層体の両端末に位置するセパレータ
のそれぞれの外側面に当接される当接体と、両当接体に
直列積層体の両端末に位置するセパレータの外側面側か
ら加圧するための加圧力を与える加圧体とを有するもの
である、固体高分子電解質型燃料電池において、燃料電池セルとセパレータとの直列積層体は、１個の燃
料電池セルと，この１個の燃料電池セルの両面に配置さ
れた１対のセパレータとを有する単電池体の複数が互い
に直列に積層されてなるものであり、それぞれの単電池体は、それが有するセパレータの対
を、燃料電池セルを間に挟んで一体に保持する保持装置
を備えることを特徴とする固体高分子電解質型燃料電
池。
【請求項２】請求項１に記載の固体高分子電解質型燃料
電池において、それぞれの単電池体が備えるそれぞれのセパレータは、
セパレータの燃料電池セルと接する側の側面に有するガ
スシール体を収納するための溝よりも外側の周縁部分に
複数の穴を互いに対向させて有し、この互いに対向し合
うそれぞれの穴は、セパレータの電極と接する側の側面
と，セパレータの電極と接する側の側面に対する反対側
の側面との間を結んで，前記の電極と接する側面にほぼ
垂直に形成されてなり、しかも、この互いに対向し合う
それぞれの穴は、一方のセパレータが有する穴は、めね
じが形成されたねじ穴であり、他方のセパレータが有す
る穴は、前記の電極と接する側面側に形成された前記の
ねじ穴が持つめねじの径よりも大きな径を持つ円形の貫
通穴と、この貫通穴と同心で，反対側の側面側に形成さ
れた前記の貫通穴の径よりも大きな径を持つ円形の座ぐ
り穴とを有し、それぞれの単電池体が備える保持装置は、両セパレータ
が有する互いに対向し合う前記の穴に装着され，前記の
ねじ穴が持つめねじと嵌め合わされるおねじを持つ，頭
部を有するおねじ部品であることを特徴とする固体高分
子電解質型燃料電池。
【請求項３】請求項１に記載の固体高分子電解質型燃料
電池において、それぞれの単電池体が備えるそれぞれのセパレータは、
セパレータの燃料電池セルと接する側の側面に有するガ
スシール体を収納するための溝よりも外側の周縁部分に
複数の穴を互いに対向させて有し、それぞれの穴は、セ
パレータの電極と接する側の側面と，セパレータの電極
と接する側の側面に対する反対側の側面との間を結ん
で，前記の電極と接する側面にほぼ垂直に形成されてな
り、しかも、前記の電極と接する側面側に形成された円
形の貫通穴と、この貫通穴と同心で，反対側の側面側に
形成された前記の貫通穴の径よりも大きな径を持つ円形
の座ぐり穴とを有し、それぞれの単電池体が備える保持装置は、両セパレータ
が有する互いに対向し合う前記の穴に装着される円柱体
と、この円柱体をその長さ方向において前記の座ぐり穴
の位置で保持する保持機構とを備えることを特徴とする
固体高分子電解質型燃料電池。