(57)【要約】【課題】燃料電池を発電させるにあたって電気取り出し部の熱膨張を吸収し望ましくない電気的接触を回避することができる燃料電池を提供することにある。【解決手段】上下方向に延在する筒状のセルを有するセル集合体を容器内に配置し、前記セル集合体から外部への電気取り出し部を有する固体酸化物形燃料電池であって、前記電気取り出し部はセル集合体側電気取り出し部と、外部側電気取り出し部と、前記セル集合体側電気取り出し部と前記外部側電気取り出し部を接続する接続板を有し、前記セル集合体側電気取り出し部は折曲部を有し、前記外部側電気取り出し部は前記折曲部と同一方向に延在配置され、前記折曲部と、前記外部側電気取り出し部のセル集合体側端部が前記接続板で離間配置して接続される電気取り出し部を有することを特徴とする固体酸化物形燃料電池。【選択図】図３
2010244869.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下方向に延在する筒状のセルを有するセル集合体を容器内に配置し、前記セル集合体から外部への電気取り出し部を有する固体酸化物形燃料電池であって、
前記電気取り出し部はセル集合体側電気取り出し部と、外部側電気取り出し部と、前記セル集合体側電気取り出し部と前記外部側電気取り出し部を接続する接続板を有し、
前記セル集合体側電気取り出し部は折曲部を有し、前記外部側電気取り出し部は前記折曲部と同一方向に延在配置され、前記折曲部と、前記外部側電気取り出し部のセル集合体側端部が前記接続板で離間配置して接続されることを特徴とする固体酸化物形燃料電池。
【請求項２】
前記接続版が前記折曲部と前記外部側電気取り出し部のセル集合体側端部とをはさむように配置されることを特徴とする請求項１に記載の固体酸化物形燃料電池。
【請求項３】
前記外部側電気取り出し部のセル集合体側端部が角柱形状を有することを特徴とする請求項１または２に記載の固体酸化物形燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は例えば家庭で消費される電力を供給するために都市ガス等を利用して発電する
燃料電池及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の地球温暖化対策の一環として発電効率に優れ環境に与える負荷の低減を図ること
ができる燃料電池の開発が進められている（例えば、特許文献１）。
係る燃料電池は、都市ガスやプロパンガス等を改質し、水素リッチのガスとして酸素と反応させて発電する一種の発電装置である。このような燃料電池は、分散設置型の発電装置で、家屋や店舗、工場ごとに設置でき、電力供給ロスが少ないのでその開発ニーズが高まっている。
【０００３】
ここで、特許文献１に記載の燃料電池は、燃料電池に電気を容器外部に取り出すための電気取り出し部を有している。前記電気取り出し部により燃料電池への電気的接続を容器外部にて容易に行うことが可能となる。
【特許文献１】特開２００６−２６１０２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
続いて、上述した特許文献１に記載されたような、２つの電気取り出し部の少なくとも一方が２つの方向に延在している構造を有する燃料電池の製造方法について説明する。
【０００５】
最初にこの燃料電池セルを互いに電気的に接続し構造的に束ねてセル集合体を形成する
。この際、セル集合体に鉛直方向に延在するセル側電気取り出し部をとりつける。そして、電気を外部に取り出すために水平方向に延在する外部側電気取り出し部をセル側電気取り出し部に取り付ける。また、セル側電気取り出し部と外部側電気取り出し部は燃料電池容器と絶縁となるように処理をしている。
【０００６】
このように、２つの方向に延在する部材を電気取り出し部に使用することにより、鉛直方向に延在するセル集合体の中央部から電気を取り出すことになり、電気的な偏りをもたらさずに外部へと電気を取り出すことができる。
【０００７】
この構造を持つ燃料電池の電気取り出し部は、セル側電気取り出し部と外部側電気取り出し部を直接取り付けている。燃料電池は発電の際は高温であるため、セル側電気取り出し部と外部側電気取り出し部は熱膨張を引き起こす。セル側電気取り出し部は鉛直方向に、外部側電気取り出し部は鉛直方向に膨張する。その結果、セル側電気取り出し部はセル集合体のほうに押され、セル集合体と接触し、電気的な偏りを生じさせてしまう可能性がある。また、外部側電気取り出し部も容器と接触する可能性がある。
【０００８】
そこで本発明の目的は、燃料電池を発電させるにあたって電気取り出し部の熱膨張を吸収し望ましくない電気的接触を回避することができる燃料電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決するために、本発明に係る燃料電池は、
上下方向に延在する筒状のセルを有するセル集合体を容器内に配置し、前記セル集合体から外部への電気取り出し部を有する固体酸化物形燃料電池であって、
前記電気取り出し部はセル集合体側電気取り出し部と、外部側電気取り出し部と、前記セル集合体側電気取り出し部と前記外部側電気取り出し部を接続する接続板を有し、
前記セル集合体側電気取り出し部は折曲部を有し、前記外部側電気取り出し部は前記折曲部と同一方向に延在配置され、前記折曲部と、前記外部側電気取り出し部のセル集合体側端部が前記接続板で離間配置して接続されることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、燃料電池を発電させるにあたって電気取り出し部の熱膨張を吸収し望ましくない電気的接触を回避することができる燃料電池を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明を実施するための最良の形態を説明するのに先立って、本発明の作用及び効果に
ついて説明する。
【００１２】
本発明に係る燃料電池は、上下方向に延在する筒状のセルを有するセル集合体を容器内に配置し、前記セル集合体から外部への電気取り出し部を有する固体酸化物形燃料電池であって、
前記電気取り出し部はセル集合体側電気取り出し部と、外部側電気取り出し部と、前記セル集合体側電気取り出し部と前記外部側電気取り出し部を接続する接続板を有し、
前記セル集合体側電気取り出し部は折曲部を有し、前記外部側電気取り出し部は前記折曲部と同一方向に延在配置され、前記折曲部と、前記外部側電気取り出し部のセル集合体側端部が前記接続板で離間配置して接続される。
【００１３】
本発明に係る燃料電池によれば、セル集合体側電気取り出し部と外部側電気取り出し部の熱膨張による伸びを前記接続板の変形によって吸収し、セル集合体側電気取り出し部や外部側電気取り出し部が容器に接触して短絡を生じてしまうことを防ぐという効果がある。
【００１４】
本発明に係る燃料電池は、前記接続版が前記折曲部と前記外部側電気取り出し部のセル集合体側端部とをはさむように配置されている。
【００１５】
本発明に係る燃料電池によれば、接続板と前記折曲部と前記外部側電気取り出し部との接続面積を増やすことでさらに接合強度を高めるという効果がある。
【００１６】
本発明に係る燃料電池は、前記外部側電気取り出し部のセル集合体側端部が角柱形状を有している。
【００１７】
本発明に係る燃料電池によれば、セル集合体側端部が角柱形状を有することで、接続板と前記折曲部と前記外部側電気取り出し部との接続面積を増え、さらに接合強度を高めるという効果がある。
【００１８】
以下、本発明の一実施形態に係る燃料電池について図面に基づき説明する。なお、以下
の説明にあたって、上下方向や高さ方向、幅方向等の用語については、燃料電池を実際に
設置した状態を基準とした方向として示すものとする。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態に係る燃料電池を示す斜視図である。また、図２は、図１
に示した燃料電池の平面図である。また、図３は、図１に示した燃料電池の設置部分を示
すと共に、燃料電池容器の一部側壁及びその周囲の断熱材を取り去って示した斜視図であ
る。
【００２０】
本発明の一実施形態に係る燃料電池１０は、図１乃至図３に示すように、複数の燃料電
池セル１１０（図４参照）を電気的かつ構造的に接続したセルユニット（セル集合体）１
００と、セルユニット１００が収容配置されセルユニット挿入側部分を一部に有した燃料
電池容器２００と、セルユニット１００によって発電した電気をセルユニット１００から
燃料電池容器２００の外部に電気を取り出す陽極側電気取り出し部３１０及び陰極側電気
取り出し部３２０とを備えている。
【００２１】
また、本発明の特徴点として陽極側電気取り出し部３１０と陰極側電気取り出し部３２
０とが、陽極側電気取り出し延在部３１５及び陰極側電気取り出し延在部３２５のそれぞ
れ一方の端部にセル側取り出し部３１１，３２１を備えると共に、他方の端部に外部側取
り出し部３１３，３２３を備えている。そして、各電気取り出し部３１０，３２０と外部
側取り出し部３１３，３２３との間には両者を着脱可能に接続する接続部３１６，３２６
を備え、燃料電池容器２００のセルユニット挿入側部分２１０に各接続部３１６，３２６
が位置するようになっている（図３参照）。
【００２２】
以下、これらの各構成要素について詳細に説明する。図１乃至図３に示す燃料電池容器
２００は、フェライト系ステンレス鋼でできた４枚の側板と、同じくフェライト系ステン
レス鋼でできた１枚の底板の各縁部を溶接接合して作られており、上部が開口した箱体形
状を有している。なお、各側板に形成されたリブ２０１は燃料電池作動時に発生する熱応
力により燃料電池容器２００の変形を防ぐ役目を果たしている。
【００２３】
燃料電池容器２００の上部は後述するセルユニット挿入側部分２１０をなし、セルユニ
ット挿入側部分２１０の上端がセルユニット挿入口２１１として開口している。
【００２４】
図１における手前側の側板のセルユニット挿入口２１１から約５０ｍｍ程度下方に後述
する陽極側電気取り出し部３１０と陰極側電気取り出し部３２０のそれぞれの外部側取り
出し部３１３，３２３を挿通収容するロッド挿通部２５２，２６２が所定間隔隔てて平行
に突出形成されている。
【００２５】
４枚の側板の周囲は、図１に一部を示すシリカ系の断熱材２５５で覆われている。また
、底板の四隅からはＬ字鋼をなす４本の支持脚２２１が下方に突出形成され（図３参照）
、その下端部は平面部２２２をなし、それぞれ２つの燃料電池取付け孔２２２ａが形成さ
れている。そして、底板の下部にも底板下面の大部分を覆うシリカ系の断熱材２５６が取
付けられている。
【００２６】
燃料電池容器２００のセルユニット下端部と底板との間には、ここでは詳細には示さな
いが、燃料ガスを充填させる燃料ガス室が形成され、図２においてＴ字型をなすガス供給
部２６１から燃料ガスが供給されるようになっている。なお、この燃料ガスは、都市ガス
等を改質して得られる水素リッチの改質ガスである。
【００２７】
燃料ガス室の上面は、ここでは詳細には図示しない分散板が載せられている。分散板に
は、燃料電池容器２００に挿入収容される後述するセルユニット１００の隣接するセル間
の隙間に対応する位置に大きめの燃料ガス供給孔が形成されると共に、それ以外の部分に
小さめの燃料ガス供給孔が形成されている。そして、これらの燃料ガス供給孔を介してセ
ルユニット１００の隣接するセル同士の隙間に燃料ガスを効率良く供給するようになって
いる。
【００２８】
図４は、図１に示した燃料電池のセルユニット１００を示す斜視図である。本実施形態
では、一つのセルユニット１００に細長い燃料電池セル１１０（以下、単に「セル１１０
」とする）が３本×６本の合計１８本、端面視マトリックス状に配置され、フレーム１２
０で保持されることで各セル同士が電気的に接続されると共に、構造的に１つのセルユニ
ット１００を構成している。
【００２９】
なお、これらのセル１１０は互いに電気的に直列接続され、一方の極がセルユニット１
００の所定箇所から後述する一方のユニット集電板上の接続板（例えば図４における上側
のユニット集電板１２８上の接続板１２７）に電気的に接続され、他方の極がセルユニッ
ト１００の所定箇所から後述する他方のユニット集電板上の接続板（例えば図４における
下側のユニット集電板上の接続板）に電気的に接続されようになっている。
【００３０】
フレーム１２０は、図４に示すように各セルの両端を端面視マトリックス状に束ねて固
定する保持板（保持板の一部をなす手前側の側板１２５，１２６のみ図示）と、保持板の
図４中上下長手方向に延在する部分の外側に備わったユニット集電板（図４においては上
側のユニット集電板１２８のみ図示）を備えている。ユニット集電板は、保持板のセル長
手方向に延在する部分の外側であって保持板との間に絶縁材を介在させた状態で配置され
ているので、電気的に直列接続されたセル１１０の両端部のセルは、接続板を介してユニ
ット集電板に電気的に接続されている。ユニット集電板と保持板は絶縁材を介してこれら
と電気的に絶線された状態になっている。なお、導電部材からなる接続板１２７は、ユニ
ット集電板の幅方向一方の端部において長手方向に延在形成され、接続板１２７（図２参
照）を介して各セルユニット同士を電気的に直列に接続するようになっている。なお、こ
のより詳細な具体的構成については後述する。
【００３１】
続いて、セルユニット１００を構成する個々のセル１１０の構造について説明する。セ
ル１１０は、ここでは詳細には図示しないが、支持体を兼ねた細長い有底円筒体形状の空
気極と、空気極の表面を覆う電解質と、電解質の表面を覆う燃料極とから構成されている
。空気極は、ランタン（Ｌａ）とマンガン（Ｍｎ）の酸化物にストロンチウム（Ｓｒ）を
含有した材質でできており、押出成形で作られている。また、空気極は、支持体を兼ねる
ために厚さ約２ｍｍ程度の細長い有底円筒体形状をなし、その下端部が徐々に縮径し、端
面略Ｕ字状をなす底部が備わっている。
【００３２】
なお、空気極の上端開口部からは空気極の外径よりもかなり小さい外径を有する空気供
給パイプが空気極の底部近傍まで挿通されるようになっている。これによって、空気極の
内部に空気（酸素）を十分供給することができるようにしている。
【００３３】
電解質は、スカンジア安定化ジルコニア（ＳｃＳＺ）でできており、空気極の外側面を
ディッピングする（浸漬する）ことで形成されている。
【００３４】
燃料極は、金属のニッケル（Ｎｉ）にイットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）を混ぜて
できており、電解質の形成後にテープ状の燃料極素材を巻き付けて焼成することで形成さ
れている。
【００３５】
また、セル１１０の長手方向ほぼ中央部には、インターコネクタ（図５及び図８におけ
るインターコネクタ１１０ａ参照）が突出形成されている。インターコネクタは、ランタ
ン（Ｌａ）とクロム（Ｃｒ）の酸化物にカルシウム（Ｃａ）を混ぜた材質でできており、
空気極と導通し電解質及び燃料極とは非導通の状態でセル周方向外側に突出形成され、そ
の先端面が隣接するセル１１０の燃料極にニッケルフォーム（図５及び図８におけるニッ
ケルフォーム１１１ｂ参照）を介して電気的に接続されるようになっている。これによっ
て、セルユニット内の全てのセル１１０を電気的に直列接続し、個々のセル１１０の発電
量を総和した発電量がセルユニット単体の発電量となるようにしている。
【００３６】
係るセルユニット１００は上述した燃料電池容器２００のセルユニット挿入側部分２１
０の上部に形成されたセルユニット挿入口２１１から挿入される。
【００３７】
本実施形態では、３つのセルユニット１００を並列に並べて１つのセルユニットブロッ
ク１００Ａとし、このセルユニットブロック１００Ａを合計４つ、セルユニット挿入口２
１１から燃料電池容器内に挿入収容している。ここで、各セルユニット同士は上述した隣
接するセルユニット１００のユニット集電板同士を幅が狭く細長の金属導体からなるユニ
ット接続板１２９で電気的に接続することで、セルユニット同士が電気的に直列接続され
ており、４つのセルユニットブロック同士も上述のユニット接続板１２９よりも幅広でユ
ニット接続板と同等の長さを有する金属導体からなる図示しないブロック接続板で電気的
に接続することで、セルユニットブロック同士が電気的に直列接続されている。
【００３８】
この点についてより詳細に説明する。図５は、セルユニットの電気的な接続状態を概略
的に説明する平面図である。図５から分かるように、セルユニット１００を構成する３×
６個のセル１１０は、６個ずつ３列に並んで配置されている。そして、各列の６個のセル
１１０は、インターコネクタ１１０ａ及び導電部材であるニッケルフォーム１１０ｂを介
して直列接続されている。
【００３９】
図５における左側の２列のセル列は、同図面上の下端部においてフレーム内面の絶縁材
１３１上に配置された導電部材からなる第１セル接続板１４１によって電気的に接続され
ている。また、図５における右側の２列のセル列は、同図面上の上端部においてフレーム
内面の絶縁材１３２上に配置された導電部材からなる第２セル接続板１４２によって電気
的に接続されている。また、図５における最も左側のセル列の上端は、電気取り出し用の
２つの断面角型Ｃ字状の切起こし部を長手方向所定間隔で設けた２つの接続板１２７によ
ってフレーム１２０の外側に配置されるユニット集電板１２８に電気的に接続している。
【００４０】
フレーム１２０は、ここでは図示しない絶縁材を介してユニット集電板１２８及び接続
板１２７と電気的に独立している。そして、接続板１２７のユニット集電板側端面は、図
５では接続板１５１としてその一部を示す導電板を介して、図中左側の側方に隣接するこ
こでは図示しない別のセルユニット１００の接続板のユニット集電板側端面に電気的に接
続している。
【００４１】
また、図５における最も右側のセル列の下端も、電気取り出し用の２つの断面角型Ｃ字
状の切起こし部を長手方向所定間隔で設けた接続板１３７によってフレーム１２０の外側
に配置されるユニット集電板１３８に電気的に接続している。
【００４２】
フレーム１２０は、ここでは図示しないを絶縁材を介してユニット集電板１３８及び接
続板１３７と電気的に独立している。そして、接続板１３７のユニット集電板側端面は、
図５に一部を示す接続板１５２としてその一部を示す導電板を介して、図中右側の側方に
隣接するここでは図示しない別のセルユニットの電気取り出し接続板のユニット集電板側
端面に電気的に接続している。
【００４３】
本実施形態に係るセルユニット１００がこのような構成を有することによって、セルユ
ニット１００に含まれる３×６個のセルが直列接続され、かつ本実施形態において接続板
（１５１，１５２他）を介して３つのセルユニット１００が直列接続され、更にはより幅
広の接続板を介して隣接する３つのセルユニット１００を構成する４つのセルユニットブ
ロック１００Ａを互いに電気的に直列接続するようになっている。
【００４４】
その結果、全てのセル１１０が電気的に全て直列接続されている。また、セルユニット
側の電気取り出し部は、図２における下側に示す２つのセルユニットブロック１００Ａの
長手方向中央部において燃料電池容器２００の内周面とそれぞれ対向するように形成され
た燃料電池１０の陰極側電極となるユニット集電板及び陽極側電極となるユニット集電板
に電気的に接続されている。
【００４５】
なお、セルユニットブロック同士の間には厚さが厚く長さが各セルユニットに対応した
長さを有する絶縁材４１１，４１２が介装され、ブロック接続板を除いて各セルユニット
ブロック同士を絶縁している。
【００４６】
また、図２に示す上下のユニット接続板１２９と後述する押圧部材４２０との間には、
幅が狭く長さが各セルユニット１００に対応した長さを有する絶縁材４１３が介装され、
ユニット接続板１２９と押圧部材４２０との間の絶縁を確保している。
【００４７】
また、図２に示すセルユニット両側面と燃料電池容器２００の左右内壁面との間には、
以下に説明する押圧部材４２０と共に、燃料電池容器内に挿入収容される絶縁板４１４が
介装されている。絶縁板４１４は、セルユニット側がフェルト状のアルミナからなる絶縁
部材で押圧部材側が金属板から構成されている。
【００４８】
セルユニットブロック１００Ａの周囲に介装された絶縁材４１３及び絶縁板４１４と燃
料電池容器内壁面との間には複数の押圧部材４２０が介装されている。この押圧部材４２
０は、弾力性を有するフェルト状のアルミナ等の絶縁材を金属板で挟み込んだサンドイッ
チ構造を有し、燃料電池容器内に押圧部材４２０を抜き差しするための取っ手が上部に備
わっている。そして、押圧部材４２０をこのように燃料電池容器内に介装することで、各
押圧部材４２０の弾性反発力が各セルユニット周囲に作用し、その結果、各セルユニット
内に直列接続されたセル間の電気的導通を確実なものとするようになっている。
【００４９】
続いて、本発明の特徴的部分である電気取り出し部３１０（３２０）について説明する
。図６は、セルユニット１００を３つ電気的に直列接続したセルユニットブロック１００
Ａと、このセルユニットブロック１００Ａに取付けられる電気取り出し部３１０（３２０
）及び端部集電板３３２（３４２）を互いに離した状態で示す斜視図である。また、図７
は、図６に示したセルユニットブロック１００Ａに電気取り出し部３１０（３２０）及び
端部集電板３３２（３４２）を固定した状態を示す斜視図である。また、図８は、図７の
電気取り出し部３１０（３２０）及び端部集電板３３２（３４２）をセルユニット１００
に固定した部分に対応する構成を拡大して示す平面図である。また、図９は、図８におけ
るＢ−Ｂ’断面図である。また、図１０は、図３に示した燃料電池１０を図３の左側から
平面視幅方向に沿って示した断面図である。また、図１１は、燃料電池の電気取り出し部
３１０（３２０）の取り出し側端部を組み付けた状態で示す斜視図（図１１（ａ））、及
びこれを分解して示す斜視図（図１１（ｂ））である。
【００５０】
電気取り出し部３１０（３２０）は、上述したように陽極側電気取り出し部３１０と陰
極側電気取り出し部３２０の２つから構成され、陽極側電気取り出し部３１０は、後述す
る支持板３３１（３４１）で支持された端部集電板３３２（３４２）を介してセルユニッ
トブロック１００Ａの陽極側電極をなすユニット集電板１２８に電気的に接続され、陰極
側電気取り出し部３２０は、上述したセルユニットブロック１００Ａと隣接するセルユニ
ットブロック１００Ａの陰極側電極（ここでは図示せず）に下端部が電気的に接続される
ようになっている（図７参照）。
【００５１】
なお、陽極側電気取り出し部３１０と陰極側電気取り出し部３２０の形状は同一である
ので、構造上共通する電気取り出し部３１０（３２０）として以下にその構造を説明する
。
【００５２】
電気取り出し部３１０（３２０）は、一方の端部（燃料電池設置状態における下端部）
にセル側取り出し部３１１（３２１）を備えると共に（図９参照）、他方の端部（燃料電
池設置状態における上端部）にロッド状をなす外部側取り出し部３１３（３２３）を備え
ている（図６及び図７参照）。また、電気取り出し部３１０（３２０）のセル側取り出し
部３１１（３２１）と外部側取出し部３１３（３２３）との間は電気取り出し延在部３１
５（３２５）となっている（図９参照）。
【００５３】
そして、電気取り出し部３１０（３２０）の一部でありロッド状をなす外部側取り出し
部３１３（３２３）と電気取り出し延在部３１５（３２５）との間には外部側取り出し部
３１３（３２３）を電気取り出し延在部３１５（３２５）に対して着脱可能に接続する接
続部３１６（３２６）が備わっている（図１１参照）。この接続部３１６（３２６）は、
燃料電池容器２００のセルユニット挿入側部分２１０の上部に形成されたセルユニット挿
入口２１１から下方に約５０ｍｍ下がった燃料電池容器内に位置するようになっている。
即ち、電気取り出し部３１０（３２０）はセルユニット１００の長手方向中央部に接続さ
れたセル側取り出し部３１１（３２１）から電気取り出し延在部３１５（３２５）が端部
集電板３３２（３４２）、即ちセルユニット１００のユニット集電板１２８に沿って上方
に延在し、その上端に備わった接続部３１６（３２６）がセルユニット挿入口２１１から
下方に約５０ｍｍ下がった所に位置するようになっている。
【００５４】
また、電気取り出し延在部３１５（３２５）の下端に備わったセル側取り出し部３１１
（３２１）は、端部集電板３３２（３４２）の長手方向略中央部にそれぞれ位置する図６
では陽極側電極をなすユニット集電板１２８に端部集電板３３２を介して接続されている
。これによって、電流の偏流が生じ難い部分から電気を取り出すことができ、燃料電池１
０の発電効率を高めている。
【００５５】
この点についてより詳細に説明する。なお、図６及び図７においてはロッド状の外部取
り出し部３１３（３２３）は燃料電池組み立て工程の最終工程で電気取り出し部３１０（
３２０）との接続部３１６（３２６）に取付けられるので、二点鎖線で示している。
【００５６】
図６及び図７から分かるように、電気取り出し部３１０（３２０）は、図中裏側面に支
持板３３１（３４１）で支持された端部集電板３３２（３４２）にネジ止めされている。
【００５７】
端部集電板３３２（３４２）は、図６及び図７に示すように、支持板３３１（３４１）
よりも長手方向の長さが短く、かつ電気取り出し部取付け側と反対側の長手方向側縁部か
ら多数のスリット３３２ａ（３４２ａ）が延在形成されている。このスリット３３２ａ（
３４２ａ）は端部集電板３３２（３４２）の図７、図８中左側側縁部の板幅が電気取り出
し部３１５（３２５）の下端部から離れるに従って広くなり、電気取り出し部３１５（３
２５）の下端部に向かうに従って板幅が徐々に狭まるように形成され、偏流防止の役目を
果たしている。
【００５８】
図８は、図７の電気取り出し部３１０（３２０）をセルユニット１００に固定した部分
の構成を拡大して示す平面図である。また、図９は、図８におけるＢ-Ｂ断面図である。
【００５９】
本実施形態の電気取り出し部３１０（３２０）の電気取り出し延在部３１５（３２５）
とセルユニット１００のセル１１０との電気的及び構造的接続関係については、図８及び
図９において明らかになっている。具体的には、図８及び図９に示すように、電気取り出
し延在部３１５（３２５）の下端には図９に明確に示すようにニッケルフォームからなる
セル側電気取り出し部３１１（３２１）が備わり、セル側電気取り出し部３１１（３２１
）は上述した偏流防止機能を備えた端部集電板３３２（３４２）の一方の面と電気的かつ
構造的に接続している。また、端部集電板３３２（３４２）の他方の面は、ニッケルフォ
ームからなる導電材４５１（４６１）を介してセルユニット１００のユニット集電板１２
８（１３８）と電気的かつ構造的に接続している。また、図９に示すように、セル側電気
取り出し部３１１（３２１）は電気取り出し延在部３１５（３２５）の下端に備わり、そ
れ以外の電気取り出し延在部３１５（３２５）と端部集電板３３２（３４２）の一方の面
との間は絶縁材４３１（４４１）を介して絶縁されている。また、端部集電板３３２（３
４２）の他方の面とセルユニット１００のユニット集電板１２８（１３８）との間は導電
材４５１（４６１）及び接続板１２７（１３７）を介してフレーム１２０とは電気的に独
立してセルユニット１００のユニット集電板１２８（１３８）及び図８中左上のセル１１
０と電気的に接続している。
【００６０】
なお、電気取り出し部３１０（３２０）の接続部３１６（３２６）は、両者ともセルユ
ニット挿入口２１１の同一側に位置している。これによって、作業者が作業場所を変える
ことなく各電気取り出し部３１０（３２０）の外部側取り出し部３１３（３２３）と電気
取り出し延在部３１５（３２５）の接続作業を接続部３１６（３２６）において行うこと
ができ、接続作業が行い易くなる。
【００６１】
また、電気取り出し部３１０（３２０）の外部側取り出し部３１３（３２３）は、電気
取り出し延在部３１５（３２５）の図１１に示す上端折曲部３１５ａ（３２５ａ）の上下
面に固定された上側固定板３１８（３２８）と下側固定板３１９（３２９）の各一方の端
部間に挟まり、ねじ（ここでは図示せず）を介して着脱自在に取付けられている。具体的には、外部側取り出し部３１３（３２３）はセルユニットから外部への方向を軸方向とする丸棒形状をもっており前記固定板側端部は角柱形状をもち、角柱部分の固定板に平行な面（図中において上下方向）において前記固定板の各端部と接合される。電気取り出し部延在部３１５（３２５）は鉛直方向を長軸とする角棒形状をもつ。前述した構成により、外部側取り出し部３１３（３２３）は軸方向に熱膨張し、電気取り出し部延在部３１５（３２５）は鉛直方向に膨張するが、前記固定板が薄板であるため変形し熱膨張を吸収する。かつ前記固定板と前記外部側取り出し部３１３（３２３）および電気取り出し延在部３１５（３２５）との接合は保たれるため、高温においても電気的接続は保つことができる。仮に前記固定板がなく、直接外部側取り出し部３１３（３２３）と電気取り出し延在部３１５（３２５）が接合していたら、外部側取り出し部３１３（３２３）は前記電気取り出し延在部３１５（３２５）の熱膨張により引っ張られ、燃料電池容器に接触し短絡を引き起こす可能性が生じる。また、前記電気取り出し延在部３１５（３２５）もまた外部側取り出し部３１３（３２３）の熱膨張により引っ張られ、燃料電池容器に接触し短絡を引き起こす可能性が生じる。
【００６２】
電気取り出し部３１０（３２０）が以上の構成を有することによって、予め箱状に作ら
れた燃料電池容器２００にセルユニット挿入側部分２１０のセルユニット挿入口２１１か
ら作業者がセルユニット１００を挿入して外部側取り出し部３１３（３２３）を電気取り
出し延在部３１５（３２５）に取付ける際に、セルユニット挿入側部分２１０のセルユニ
ット挿入口２１１から手を少しだけ入れ、セルユニット挿入側部分２１０に位置した接続
部３１６（３２６）において外部側取り出し部３１３（３２３）を電気取り出し延在部３
１５（３２５）に取付けることができるので、燃料電池１０の組み付けが容易に行えるよ
うになる。
【００６３】
また、セルユニット１００の燃料電池容器２００からの取り出し時にも、作業者がセル
ユニット挿入側部分２１０のセルユニット挿入口２１１から手を少しだけ入れ、燃料電池
容器内のセルユニット挿入側部分２１０に位置した接続部３１６（３２６）において外部
側取り出し部３１３（３２３）を電気取り出し延在部３１５（３２５）から外すことがで
きるので、セルユニット１００の取り出しを容易に行えるようになる。
【００６４】
続いて、上述した燃料電池１０の製造方法を図１２及び図１３に基づいて概略的に説明
する。燃料電池１０を製造するに当たって、最初にセルユニット１００を収容配置するた
めのセルユニット挿入側部分２１０を一部に有した燃料電池容器２００（図１２（ａ）参
照）、及びセルユニット１００に沿って配置される電気取り出し部３１０（３２０）の一
部をなす電気取り出し延在部３１５（３２５）を用意する（第１の工程）。この際、実際
には下端部にセル側取り出し部３１１（３２１）を備えた電気取り出し延在部３１５（３
２５）を支持板３３１（３４１）で支持された端部集電板３３２（３４２）にねじ締め等
で固定しておく。
【００６５】
次いで、電気取り出し部３１０（３２０）の一部をセルユニット１００に取り付ける（
第２の工程）。この際、実際には電気取り出し部３１０（３２０）が取付けられ、支持板
３３１（３４１）で支持された端部集電板３３２（３４２）をセルユニット１００のユニ
ット集電板１２８（１３８）の電極をなす部分にねじ締め等で取り付ける。
【００６６】
次いで、セルユニット１００及びこれに取付けられた電気取り出し部３１０（３２０）
の一部である電気取り出し延在部３１５（３２５）及びその下端部に備わったセル側取り
出し部３１１（３１２）と電気的に接続した上述の端部集電板３３２（３４２）をセルユ
ニット挿入側部分２１０のセルユニット挿入口２１１から燃料電池容器内に挿入収容する
（第３の工程）。
【００６７】
これによって、電気取り出し延在部３１５（３２５）の外部側取り出し部３１３（３２
３）との接続部３１６（３２６）が燃料電池容器２００のセルユニット挿入側部分２１０
、具体的にはセルユニット挿入側部分２１０の上部にあるセルユニット挿入口２１１から
燃料電池容器２００の内側下方に約５０ｍｍｍ程度の場所に位置する。
【００６８】
なお、この際、上述したセルユニット１００を纏めたセルユニットブロック１００Ａご
とに燃料電池容器内に挿入しても良い。これと同時に、セルユニット同士の間に挟まれる
絶縁材４１１，４１２を燃料電池容器内に挿入収容する。
【００６９】
次いで、セルユニット１００によって発電した電気をセルユニット１００から燃料電池
容器２００の外部に取り出すロッド状の外部側取り出し部３１３（３２３）を燃料電池外
側壁上部に設けた電気取り出し部取付け用孔２５２ａ，２６２ａから燃料電池容器内に挿
入する（第４の工程）。
【００７０】
次いで、接続部３１６（３２６）において外部側取り出し部３１３（３２３）を電気取
り出し延在部３１５（３２５）にねじを介して接続すると共に、押圧部材４２０を燃料電
池容器２００のセルユニット挿入口２１１から挿入して燃料電池容器内壁とセルユニット
間の所定位置に押圧部材４２０を介装させる。この際、押圧部材４２０のセルユニット側
にアルミナのフェルト状をなす絶縁材に金属板をあてた絶縁板４１４（図１３では図示せ
ず）と共に押圧部材４２０を燃料電池内部に収容し、燃料電池１０の製造作業を完了する
（第５の工程）。
【００７１】
このような製造工程を経ることで、燃料電池製造作業の効率を格段に向上させることが
できる。具体的には、燃料電池容器２００に電気取り出し部３１０（３２０）の外部側取
り出し部３１３（３２３）を取り付ける際に、燃料電池容器２００のセルユニット挿入口
２１１から約５０ｍｍ程度下方に位置する接続部３１６（３２６）まで作業者が手を入れ
てねじ等で両者を固定するだけで良い。また、セルユニット１００を燃料電池容器２００
から取り外す際にも、燃料電池容器２００のセルユニット挿入口２１１から約５０ｍｍほ
ど下に位置する接続部３１６（３２６）まで作業者が手を入れてねじ等を緩めて外部側取
り出し部３１３（３２３）を電気取り出し延在部３１５（３２５）から取り外すだけで良
い。
【００７２】
しかも、本発明に係る燃料電池によると、セル集合体の周囲を側板や底板で囲ってこれ
らを溶接する場合に従来問題となっていたシール不良に伴う燃料電池容器の分解及び再組
立を行う必要がなく、予め箱体形状をなす燃料電池容器を用いた場合に電気取り出し部の
取り付けに必要なシール性が低下する大きめな取付け孔を燃料電池容器の側壁に穿設する
必要がない。
【００７３】
なお、上述した実施形態における各構成要素の材質、寸法、個数はあくまで一例として
示したもので示したものであり、これらは本発明を逸脱しない範囲で上述した実施形態と
は異なる材質、寸法、個数とすることができることは言うまでもない。
【００７４】
また、上述の実施形態ではセルを複数本電気的かつ構造的に束ねたセルユニットを燃料
電池容器に挿入する場合について説明したが、従来技術で説明した複数のセルを束ねた状
態で加熱して電気的かつ構造的に接続したセル集合体を本発明の燃料電池容器に収容する
場合にも本発明を適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の一実施形態に係る燃料電池を示す斜視図である。
【図２】図１に示した燃料電池の平面図である。
【図３】図１に示した燃料電池の設置部分を示すと共に、燃料電池容器の側板の一部及びその周囲の断熱材を取り去って示した斜視図である。
【図４】図１に示した燃料電池のセルユニットを示す斜視図である。
【図５】セルユニットの電気的な接続状態を概略的に説明する平面図である。
【図６】セルユニットを３つ電気的に直列接続したセルユニットブロックと、このセルユニットブロックに取付けられる電気取り出し部の一部及び端部集電板を互いに離した状態で示す斜視図である。
【図７】図６に示したセルユニットブロックに電気取り出し部の一部及び端部集電板を固定した状態を示す斜視図である。
【図８】図７の電気取り出し部をセルユニットに固定した部分に対応する構成を拡大して示す平面図である。
【図９】図８におけるＢ−Ｂ’断面図である。
【図１０】図３に示した燃料電池を図３の左側から平面視幅方向に沿って示した断面図である。
【図１１】燃料電池の電気取り出し部の取り出し側端部を組み付けた状態で示す斜視図（図１１（ａ））、及びこれを分解して示す斜視図（図１１（ｂ））である。
【図１２】燃料電池の組み付け手順を示す工程図である。
【図１３】図１２に続いて燃料電池の組み付け手順を示す工程図である。
【符号の説明】
【００７６】
１０    燃料電池
１００    セルユニット（セル集合体）
１１０    （燃料電池）セル
１００Ａ    セルユニットブロック
１１０ａ    インターコネクタ
１１０ｂ    ニッケルフォーム
１２０    フレーム
１２５，１２６    側板
１２７    接続板
１２８    ユニット集電板
１２９    ユニット接続板
１３１，１３２    絶縁材
１３７    接続板
１３８    ユニット集電板
１４１    第１セル接続板
１４２    第２セル接続板
１５１，１５２    接続板
２００    燃料電池容器
２０１    リブ
２１０    セルユニット挿入側部分
２１１    セルユニット挿入口
２２１    支持脚
２２２    平面部
２２２ａ    燃料電池取付け用孔
２５２    ロッド挿通部
２５２ａ    電気取り出し部取付け用孔
２５５，２５６    断熱材
２６１    ガス供給部
２６２    ロッド挿通部
２６２ａ    電気取り出し部取付け孔
３１０    （陽極側）電気取り出し部
３１１    セル側取り出し部
３１３    外部側取り出し部
３１５    （陽極側）電気取り出し延在部
３１５ａ    上端折曲部
３１６    接続部
３１８    上側固定板
３１９    下側固定板
３２０    （陰極側）電気取り出し部
３２１    セル側取り出し部
３２３    外部側取り出し部
３２５    （陰極側）電気取り出し延在部
３２５ａ    上端折曲部
３２５ｂ    側方延在部
３２６    接続部
３２８    上側固定板
３２９    下側固定板
３３１    支持板
３３２    端部集電板
３３２ａ    スリット
３４１    支持板
３４２    端部集電板
３４２ａ    スリット
４１１，４１２，４１３    絶縁材
４１４    絶縁板
４２０    押圧部材
４３１，４４１    絶縁材
４５１（４６１）    導電材
【図１】
2010244869.tif 000003
【図２】
2010244869.tif 000004
【図３】
2010244869.tif 000005
【図４】
2010244869.tif 000006
【図５】
2010244869.tif 000007
【図６】
2010244869.tif 000008
【図７】
2010244869.tif 000009
【図８】
2010244869.tif 000010
【図９】
2010244869.tif 000011
【図１０】
2010244869.tif 000012
【図１１】
2010244869.tif 000013
【図１２】
2010244869.tif 000014
【図１３】
2010244869.tif 000015