(57)【要約】【課題】簡単且つコンパクトな構成で、端部発電セルの温度低下を確実に阻止することを可能にする。【解決手段】燃料電池スタック１０は、複数の燃料電池１２が積層される積層体１４の両端部に、第１エンドプレート２０ａ及び第２エンドプレート２０ｂが配設される。燃料電池スタック１０は、積層体１４を収容して第１エンドプレート２０ａ及び第２エンドプレート２０ｂに固定されるケーシング２２を備える。第１エンドプレート２０ａ及び第２エンドプレート２０ｂと、第１サイドプレート６８、第２サイドプレート７０、アッパープレート７２及びローワープレート７４との結合面には、溝部８０ａ及び８０ｂと溝部８２ａ及び８２ｂとが設けられる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により発電する複数の燃料電池が積層される積層体を備え、前記積層体の積層方向両端には、エンドプレートが配設されるとともに、前記積層体を収容して前記エンドプレートに固定されるケーシングを設ける燃料電池スタックであって、
前記エンドプレートと前記ケーシングとの結合面には、少なくとも一方の面に凹凸部が設けられることを特徴とする燃料電池スタック。
【請求項２】
請求項１記載の燃料電池スタックにおいて、前記凹凸部は、複数本の溝部を有することを特徴とする燃料電池スタック。
【請求項３】
請求項２記載の燃料電池スタックにおいて、前記エンドプレートには、厚さ方向に傾斜する複数本のエンドプレート側溝部が形成されるとともに、
前記ケーシングには、前記複数本のエンドプレート側溝部と交差する方向に延在する複数本のケーシング側溝部が形成され、前記エンドプレート側溝部と前記ケーシング側溝部とは、互いに交差して重なり合うことを特徴とする燃料電池スタック。
【請求項４】
請求項１記載の燃料電池スタックにおいて、前記凹凸部は、複数の穴部を有することを特徴とする燃料電池スタック。
【請求項５】
請求項１記載の燃料電池スタックにおいて、前記凹凸部は、前記エンドプレートと前記ケーシングとの間に介装される部材により構成されることを特徴とする燃料電池スタック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により発電する複数の燃料電池が積層される積層体を備え、前記積層体の積層方向両端には、エンドプレートが配設されるとともに、前記積層体を収容して前記エンドプレートに固定されるケーシングを設ける燃料電池スタックに関する。
【背景技術】
【０００２】
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の一方側にアノード電極が、前記電解質膜の他方側にカソード電極が、それぞれ配設された電解質膜・電極構造体（ＭＥＡ）を有している。電解質膜・電極構造体は、セパレータによって挟持されることにより発電セルが構成されている。この燃料電池は、通常、所定の数の発電セルを積層することにより、例えば、車載用燃料電池スタックとして使用されている。
【０００３】
燃料電池スタックでは、外部への放熱により他の発電セルに比べて温度低下が惹起され易い発電セルが存在している。例えば、積層方向端部に配置されている発電セル（以下、端部発電セルともいう）は、この端部発電セルに隣接するターミナルプレートやエンドプレート等からの放熱が多く、上記の温度低下が顕著になっている。
【０００４】
そこで、例えば、特許文献１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は、発電セルを複数積層した積層体の積層方向の少なくとも一方の端部に配設されるダミーセルを備えている。ダミーセルは、電解質・電極構造体に対応する導電性プレートと、前記導電性プレートを挟持するとともに、発電セルを構成するセパレータと同一のセパレータとを備えている。
【０００５】
そして、発電セル間には、冷却媒体流路が形成される一方、積層体の端部に配設される前記発電セルとダミーセルとの間には、前記冷却媒体流路に対応して断熱空間部が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４５７２０６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、燃料電池スタックでは、エンドプレートを端板とし、積層体をサイドパネルにより周回するケーシングを備える場合がある。その際、エンドプレートからサイドパネルを介して放熱が発生し易く、端部発電セルの温度低下が惹起されるおそれがある。しかも、発電に使用されないダミーセルが配設されるため、燃料電池スタックの積層方向の寸法が長尺化し易い。
【０００８】
本発明は、この種の問題を解決するものであり、簡単且つコンパクトな構成で、端部発電セルの温度低下を確実に阻止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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る燃料電池スタックは、燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により発電する複数の燃料電池が積層される積層体を備えている。積層体の積層方向両端には、エンドプレートが配設されるとともに、前記積層体を収容して前記エンドプレートに固定されるケーシングを設けている。そして、エンドプレートとケーシングとの結合面には、少なくとも一方の面に凹凸部が設けられている。
【００１０】
また、この燃料電池スタックでは、凹凸部は、複数本の溝部を有することが好ましい。
【００１１】
さらに、この燃料電池スタックでは、エンドプレートには、厚さ方向に傾斜する複数本のエンドプレート側溝部が形成されている。ケーシングには、複数本のエンドプレート側溝部と交差する方向に延在する複数本のケーシング側溝部が形成されている。エンドプレート側溝部とケーシング側溝部とは、互いに交差して重なり合うことが好ましい。
【００１２】
さらにまた、この燃料電池スタックでは、凹凸部は、複数の穴部を有することが好ましい。
【００１３】
また、この燃料電池スタックでは、凹凸部は、エンドプレートとケーシングとの間に介装される部材により構成されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、エンドプレートとケーシングとの結合面は、凹凸部を介して互いの接触面積が減少する。このため、燃料電池の熱がエンドプレートからケーシングに伝わって外部に放熱されることを良好に抑制することができる。従って、積層体の端部に配置される端部発電セルの温度低下を確実に阻止することが可能になる。
【００１５】
しかも、専用のダミーセルを不要にする、又は枚数を減らすことができるため、セル種類が増加することがなく、製造コストの高騰を抑制することができる。さらに、燃料電池スタックが積層方向に長尺化することがない。これにより、簡単且つコンパクトな構成で、端部発電セルの温度低下を確実に阻止することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る燃料電池スタックの斜視説明図である。
【図２】前記燃料電池スタックのケーシングを分解した状態の概略斜視図である。
【図３】前記燃料電池スタックの一部分解斜視図である。
【図４】前記燃料電池スタックを構成する燃料電池の分解斜視説明図である。
【図５】前記燃料電池スタックの一部切り欠き平面説明図である。
【図６】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。
【図７】本発明の第３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。
【図８】本発明の第４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。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１及び図２に示すように、本発明の第１の実施形態に係る燃料電池スタック１０は、例えば、図示しない燃料電池電気自動車に搭載される車載用燃料電池スタックとして使用される。
【００１８】
燃料電池スタック１０は、図２及び図３に示すように、複数の燃料電池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、第１ターミナルプレート１６ａ、第１インシュレータ１８ａ及び第１エンドプレート２０ａが積層方向外方に向かって、順次、配設される。積層体１４の積層方向他端には、第２ターミナルプレート１６ｂ、第２インシュレータ１８ｂ及び第２エンドプレート２０ｂが積層方向外方に向かって、順次、配設される。
【００１９】
燃料電池スタック１０は、積層体１４を収容して第１エンドプレート２０ａ及び第２エンドプレート２０ｂに固定されるケーシング２２を備える（図１及び図２参照）。
【００２０】
第１エンドプレート２０ａ及び第２エンドプレート２０ｂは、燃料電池１２、第１インシュレータ１８ａ及び第２インシュレータ１８ｂの外形寸法よりも大きな外形寸法に設定される。第１エンドプレート２０ａ及び第２エンドプレート２０ｂは、横長（縦長でもよい）の長方形状を有するとともに、各辺間には、連結バー２３が配置される。
【００２１】
各連結バー２３は、両端を第１エンドプレート２０ａ及び第２エンドプレート２０ｂの内面に複数本のボルト２４を介して固定される。複数の積層された燃料電池１２、すなわち、積層体１４には、積層方向（矢印Ａ方向）の締め付け荷重が付与される。
【００２２】
図４に示すように、燃料電池１２は、電解質膜・電極構造体２６と、前記電解質膜・電極構造体２６を挟持する第１セパレータ２８及び第２セパレータ３０とを備える。第１セパレータ２８及び第２セパレータ３０は、例えば、鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウム板、めっき処理鋼板、あるいはその金属表面に防食用の表面処理を施した金属セパレータにより構成される。
【００２３】
第１セパレータ２８及び第２セパレータ３０は、平面が矩形状を有するとともに、金属製薄板を波形状にプレス加工することにより、断面凹凸形状に成形される。なお、第１セパレータ２８及び第２セパレータ３０は、金属セパレータに代えて、例えば、カーボンセパレータを使用してもよい。
【００２４】
電解質膜・電極構造体２６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３２と、前記固体高分子電解質膜３２を挟持するアノード電極３４及びカソード電極３６とを備える。固体高分子電解質膜３２は、アノード電極３４及びカソード電極３６よりも大きな平面寸法を有する。
【００２５】
アノード電極３４とカソード電極３６とは、同一の平面寸法に設定される（図４参照）。なお、電解質膜・電極構造体２６は、アノード電極３４とカソード電極３６とが互いに異なる平面寸法に設定される、所謂、段差ＭＥＡを構成してもよい。
【００２６】
アノード電極３４及びカソード電極３６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を前記ガス拡散層の表面に一様に塗布し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、例えば、固体高分子電解質膜３２の両面に形成されている。
【００２７】
燃料電池１２の矢印Ｂ方向の一端縁部には、積層方向である矢印Ａ方向に互いに連通して、酸化剤ガス供給連通孔３８ａ、冷却媒体供給連通孔４０ａ及び燃料ガス排出連通孔４２ｂが、矢印Ｃ方向（鉛直方向）に配列して設けられる。酸化剤ガス供給連通孔３８ａは、酸化剤ガス、例えば、酸素含有ガスを供給し、冷却媒体供給連通孔４０ａは、冷却媒体を供給し、燃料ガス排出連通孔４２ｂは、燃料ガス、例えば、水素含有ガスを排出する。
【００２８】
燃料電池１２の矢印Ｂ方向の他端縁部には、矢印Ａ方向に互いに連通して、燃料ガス供給連通孔４２ａ、冷却媒体排出連通孔４０ｂ及び酸化剤ガス排出連通孔３８ｂが、矢印Ｃ方向に配列して設けられる。燃料ガス供給連通孔４２ａは、燃料ガスを供給し、冷却媒体排出連通孔４０ｂは、冷却媒体を排出し、酸化剤ガス排出連通孔３８ｂは、酸化剤ガスを排出する。
【００２９】
第１セパレータ２８の電解質膜・電極構造体２６に向かう面２８ａには、例えば、矢印Ｂ方向に延在する燃料ガス流路４４が形成される。燃料ガス流路４４は、燃料ガス供給連通孔４２ａと燃料ガス排出連通孔４２ｂとに連通する。
【００３０】
第２セパレータ３０の電解質膜・電極構造体２６に向かう面３０ａには、例えば、矢印Ｂ方向に延在する酸化剤ガス流路４６が設けられる。酸化剤ガス流路４６は、酸化剤ガス供給連通孔３８ａと酸化剤ガス排出連通孔３８ｂとに連通する。互いに隣接する第１セパレータ２８の面２８ｂと第２セパレータ３０の面３０ｂとの間には、冷却媒体供給連通孔４０ａと冷却媒体排出連通孔４０ｂとに連通する冷却媒体流路４８が形成される。
【００３１】
第１セパレータ２８の面２８ａ、２８ｂには、この第１セパレータ２８の外周端部を周回して、第１シール部材５０が一体化される。第２セパレータ３０の面３０ａ、３０ｂには、この第２セパレータ３０の外周端部を周回して、第２シール部材５２が一体化される。
【００３２】
第１シール部材５０及び第２シール部材５２には、例えば、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、フッ素ゴム、シリコーンゴム、フロロシリコーンゴム、ブチルゴム、天然ゴム、スチレンゴム、クロロプレーン又はアクリルゴム等のシール材、クッション材、あるいはパッキン材等の弾性を有するシール部材が用いられる。
【００３３】
図３に示すように、第１ターミナルプレート１６ａ及び第２ターミナルプレート１６ｂの略中央には、積層方向外方に延在する端子部５８ａ及び５８ｂが設けられる。端子部５８ａは、絶縁性筒体６０に挿入されて、第１インシュレータ１８ａの孔部６２ａ及び第１エンドプレート２０ａの孔部６４ａを貫通して前記第１エンドプレート２０ａの外部に突出する。端子部５８ｂは、絶縁性筒体６０に挿入されて、第２インシュレータ１８ｂの孔部６２ｂ及び第２エンドプレート２０ｂの孔部６４ｂを貫通して前記第２エンドプレート２０ｂの外部に突出する。
【００３４】
第１インシュレータ１８ａは、中央部に矩形状の凹部６６ａが設けられるとともに、前記凹部６６ａに第１ターミナルプレート１６ａが収容される。第２インシュレータ１８ｂは、中央部に矩形状の凹部６６ｂが設けられるとともに、前記凹部６６ｂに第２ターミナルプレート１６ｂが収容される。
【００３５】
第１インシュレータ１８ａ及び第１エンドプレート２０ａには、酸化剤ガス供給連通孔３８ａ、酸化剤ガス排出連通孔３８ｂ、燃料ガス供給連通孔４２ａ及び燃料ガス排出連通孔４２ｂが形成される。第２インシュレータ１８ｂ及び第２エンドプレート２０ｂには、冷却媒体供給連通孔４０ａ及び冷却媒体排出連通孔４０ｂが形成される。なお、第１エンドプレート２０ａ側と第２エンドプレート２０ｂ側とに、それぞれ任意の連通孔を振り分けて設けることもできる。
【００３６】
図１及び図２に示すように、ケーシング２２は、第１エンドプレート２０ａ及び第２エンドプレート２０ｂに固定される。ケーシング２２は、第１サイドプレート６８、第２サイドプレート７０、アッパープレート７２及びローワープレート７４により構成される。第１サイドプレート６８、第２サイドプレート７０、アッパープレート７２及びローワープレート７４は、互いに、さらに第１エンドプレート２０ａ及び第２エンドプレート２０ｂに対して、複数のねじ穴７６に螺合するねじ７８により固定される。
【００３７】
本発明では、第１エンドプレート２０ａ及び第２エンドプレート２０ｂと、第１サイドプレート６８、第２サイドプレート７０、アッパープレート７２及びローワープレート７４との結合面には、少なくとも一方の面に凹凸部が設けられる。
【００３８】
本発明の第１の実施形態では、図２及び図３に示すように、第１エンドプレート２０ａの結合面を構成する各辺（４辺）には、それぞれ複数本の溝部（エンドプレート側溝部）８０ａが形成される。
【００３９】
図５に示すように、溝部８０ａは、第１エンドプレート２０ａの厚さ方向（矢印Ａ方向）から幅方向（矢印Ｂ方向）一方に傾斜して角度α１゜に設定される。なお、溝部８０ａは、必ずしも傾斜させる必要はなく、溝形状が特に限定されるものではない。溝部８０ａの深さは、僅かであってもよい。溝部８０ａは、例えば、機械加工、エッチングや放電加工等で凹部を設けることにより形成され、凹凸部を構成する。なお、凹凸部は、面粗度程度の微細な凹凸は含まない。
【００４０】
第２エンドプレート２０ｂの結合面を構成する各辺（４辺）には、それぞれ複数本の溝部（エンドプレート側溝部）８０ｂが形成される。溝部８０ｂは、上記の溝部８０ａと同様に構成されており、その詳細な説明は省略する。
【００４１】
図２に示すように、第１サイドプレート６８、第２サイドプレート７０、アッパープレート７２及びローワープレート７４の第１エンドプレート２０ａとの結合面には、それぞれ複数本の溝部（ケーシング側溝部）８２ａが形成される。図５に示すように、溝部８２ａは、第１エンドプレート２０ａの厚さ方向（矢印Ａ方向）から幅方向（矢印Ｂ方向）他方に傾斜して角度α２゜に設定される。
【００４２】
溝部８２ａは、溝部８０ａと交差する方向に延在し、前記溝部８２ａと前記溝部８０ａとは、互いに交差して重なり合う。溝部８０ａ、８２ａ間には、それぞれの面同士が重なり合う接触部位８４が設けられる。ねじ穴７６は、接触部位８４に設けられることが好ましい。
【００４３】
第１サイドプレート６８、第２サイドプレート７０、アッパープレート７２及びローワープレート７４の第２エンドプレート２０ｂとの結合面には、それぞれ複数本の溝部（ケーシング側溝部）８２ｂが形成される。溝部８２ｂは、上記の溝部８２ａと同様に構成されており、その詳細な説明は省略する。
【００４４】
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。
【００４５】
先ず、図１に示すように、第１エンドプレート２０ａの酸化剤ガス供給連通孔３８ａには、酸素含有ガス等の酸化剤ガスが供給される。第１エンドプレート２０ａの燃料ガス供給連通孔４２ａには、水素含有ガス等の燃料ガスが供給される。さらに、第２エンドプレート２０ｂでは、冷却媒体供給連通孔４０ａには、純水やエチレングリコール、オイル等の冷却媒体が供給される。
【００４６】
図４に示すように、酸化剤ガスは、酸化剤ガス供給連通孔３８ａから第２セパレータ３０の酸化剤ガス流路４６に導入される。酸化剤ガスは、酸化剤ガス流路４６に沿って矢印Ｂ方向に移動し、電解質膜・電極構造体２６のカソード電極３６に供給される。
【００４７】
一方、燃料ガスは、燃料ガス供給連通孔４２ａから第１セパレータ２８の燃料ガス流路４４に供給される。燃料ガスは、燃料ガス流路４４に沿って矢印Ｂ方向に移動し、電解質膜・電極構造体２６のアノード電極３４に供給される。
【００４８】
従って、電解質膜・電極構造体２６では、カソード電極３６に供給される酸化剤ガスと、アノード電極３４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て発電が行われる。
【００４９】
次いで、電解質膜・電極構造体２６のカソード電極３６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３８ｂに沿って矢印Ａ方向に排出される。一方、電解質膜・電極構造体２６のアノード電極３４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４２ｂに沿って矢印Ａ方向に排出される。
【００５０】
また、一対の冷却媒体供給連通孔４０ａに供給された冷却媒体は、第１セパレータ２８及び第２セパレータ３０間の冷却媒体流路４８に導入される。冷却媒体は、矢印Ｂ方向に移動して電解質膜・電極構造体２６を冷却した後、冷却媒体排出連通孔４０ｂに沿って矢印Ａ方向に排出される。
【００５１】
この場合、第１の実施形態では、図２及び図３に示すように、第１エンドプレート２０ａの４辺には、それぞれ複数本の溝部８０ａが形成されている。さらに、第２エンドプレート２０ｂの４辺には、それぞれ複数本の溝部８０ｂが形成されている。一方、図２に示すように、第１サイドプレート６８、第２サイドプレート７０、アッパープレート７２及びローワープレート７４（以下、単にプレートともいう）の矢印Ａ方向両端側には、それぞれ複数本の溝部８２ａ、８２ｂが形成されている。
【００５２】
そして、積層体１４を収容してケーシング２２が第１エンドプレート２０ａ及び第２エンドプレート２０ｂに固定されると、各溝部８０ａと各溝部８２ａとは、互いに交差して重なり合うことにより接触部位８４が設けられている（図５参照）。このため、ケーシング２２を構成する各プレートと第１エンドプレート２０ａとは、接触部位８４でのみ接触することになり、締結に必要な座面を確保した状態で、互いの接触面積が大幅に削減される。従って、ケーシング２２の内面と燃料電池スタック１０の外周との間には、空気層が形成されており、前記燃料電池スタック１０の外周からの放熱を抑制することができる。これにより、燃料電池１２の熱が第１エンドプレート２０ａからケーシング２２に伝わって外部に放熱されることを良好に抑制することが可能になる。
【００５３】
一方、第２エンドプレート２０ｂの各溝部８０ｂとケーシング２２を構成する各プレートの各溝部８２ｂとは、互いに交差して重なり合っている。従って、上記の第１エンドプレート２０ａと同様に、燃料電池１２の熱が第２エンドプレート２０ｂからケーシング２２に伝わって外部に放熱されることを良好に抑制することが可能になる。
【００５４】
このため、第１の実施形態では、積層体１４の端部に配置される端部発電セル（端部の燃料電池１２）の温度低下を確実に阻止することが可能になるという効果が得られる。
【００５５】
しかも、専用のダミーセルを不要にする、又は枚数を減らすことができるため、セル種類が増加することがなく、燃料電池スタック１０の製造コストが高騰することを抑制することができる。さらに、燃料電池スタック１０は、積層方向に長尺化することがない。従って、簡単且つコンパクトな構成で、端部発電セルの温度低下を確実に阻止することが可能になる。
【００５６】
なお、第１の実施形態では、第１エンドプレート２０ａと第２エンドプレート２０ｂとに、溝部８０ａと溝部８０ｂとが設けられる一方、ケーシング２２を構成する各プレートの両端に、溝部８２ａと溝部８２ｂとが設けられている。これに代えて、溝部８０ａ、８０ｂのみを設ける構成や、溝部８２ａ、８２ｂのみを設ける構成を採用することができる。
【００５７】
図６は、本発明の第２の実施形態に係る燃料電池スタック９０の一部分解概略斜視図である。なお、第１の実施形態に係る燃料電池スタック１０と同一の構成要素には、同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。また、以下に説明する第３以降の実施形態においても同様に、その詳細な説明は省略する。
【００５８】
第１エンドプレート２０ａの結合面を構成する４辺には、それぞれ複数個の穴部９２ａが形成される。穴部９２ａは、種々の開口径に設定可能であるとともに、例えば、数ミリの深さに設定される。第２エンドプレート２０ｂの結合面を構成する４辺には、それぞれ複数個の穴部９２ｂが形成される。
【００５９】
第１サイドプレート６８、第２サイドプレート７０、アッパープレート７２及びローワープレート７４の第１エンドプレート２０ａとの結合面には、それぞれ複数個の穴部９４ａが形成される。第１サイドプレート６８、第２サイドプレート７０、アッパープレート７２及びローワープレート７４の第２エンドプレート２０ｂとの結合面には、それぞれ複数個の穴部９４ｂが形成される。なお、穴部９２ａ、９２ｂのみを設ける構成や穴部９４ａ、９４ｂのみを設ける構成を採用することもできる。
【００６０】
このように、第２の実施形態では、積層体１４を収容してケーシング２２が第１エンドプレート２０ａ及び第２エンドプレート２０ｂに固定される。このため、例えば、第１エンドプレート２０ａの穴部９２ａを設けた面と、ケーシング２２の穴部９４ａを設けた面とが重なり合う。従って、ケーシング２２を構成する各プレートと第１エンドプレート２０ａとは、締結に必要な座面を確保した状態で、互いの接触面積が大幅に削減される。
【００６１】
また、第２エンドプレート２０ｂの穴部９２ｂを設けた面と、ケーシング２２の穴部９４ｂを設けた面とが重なり合う。これにより、ケーシング２２を構成する各プレートと第２エンドプレート２０ｂとは、締結に必要な座面を確保した状態で、互いの接触面積が大幅に削減される。
【００６２】
このため、燃料電池１２の熱が第１エンドプレート２０ａ及び第２エンドプレート２０ｂからケーシング２２に伝わって外部に放熱されることを良好に抑制することができる等、上記の第１の実施形態と同様の効果が得られる。なお、穴部９２ａ、９２ｂ、９４ａ及び９４ｂは、面内にランダムに形成された凹部により構成してもよい。
【００６３】
図７は、本発明の第３の実施形態に係る燃料電池スタック１００の一部分解概略斜視図である。
【００６４】
第１エンドプレート２０ａの結合面を構成する４辺には、それぞれローレット加工により綾め状のローレット１０２ａが形成される。第２エンドプレート２０ｂの結合面を構成する４辺には、それぞれローレット加工により綾め状のローレット１０２ｂが形成される。
【００６５】
第１サイドプレート６８、第２サイドプレート７０、アッパープレート７２及びローワープレート７４の第１エンドプレート２０ａとの結合面には、それぞれローレット加工により綾め状のローレット１０４ａが形成される。第１サイドプレート６８、第２サイドプレート７０、アッパープレート７２及びローワープレート７４の第２エンドプレート２０ｂとの結合面には、それぞれローレット加工により綾め状のローレット１０４ｂが形成される。
【００６６】
このように、第３の実施形態では、積層体１４を収容してケーシング２２が第１エンドプレート２０ａ及び第２エンドプレート２０ｂに固定される。このため、例えば、第１エンドプレート２０ａのローレット１０２ａを設けた面と、ケーシング２２のローレット１０４ａを設けた面とが重なり合う。従って、ケーシング２２を構成する各プレートと第１エンドプレート２０ａとは、締結に必要な座面を確保した状態で、互いの接触面積が大幅に削減される。
【００６７】
また、第２エンドプレート２０ｂのローレット１０２ｂを設けた面と、ケーシング２２のローレット１０４ｂを設けた面とが重なり合う。これにより、ケーシング２２を構成する各プレートと第２エンドプレート２０ｂとは、締結に必要な座面を確保した状態で、互いの接触面積が大幅に削減される。
【００６８】
このため、燃料電池１２の熱が第１エンドプレート２０ａ及び第２エンドプレート２０ｂからケーシング２２に伝わって外部に放熱されることを良好に抑制することができる等、上記の第１及び第２の実施形態と同様の効果が得られる。
【００６９】
図８は、本発明の第４の実施形態に係る燃料電池スタック１１０の一部分解概略斜視図である。
【００７０】
第１エンドプレート２０ａの結合面を構成する４辺と、第１サイドプレート６８、第２サイドプレート７０、アッパープレート７２及びローワープレート７４との間には、金属部材１１２ａが介装される。第２エンドプレート２０ｂの結合面を構成する４辺と、第１サイドプレート６８、第２サイドプレート７０、アッパープレート７２及びローワープレート７４との間には、金属部材１１２ｂが介装される。金属部材１１２ａ、１１２ｂは、例えば、金属線を格子状に編み込んだ金属メッシュにより構成される。
【００７１】
このように、第４の実施形態では、積層体１４を収容してケーシング２２が第１エンドプレート２０ａ及び第２エンドプレート２０ｂに固定されると、これらの接合部位に金属部材１１２ａ、１１２ｂが介装されている。このため、ケーシング２２を構成する各プレートと第１エンドプレート２０ａ及び第２エンドプレート２０ｂとは、それぞれ締結に必要な座面を確保した状態で、互いの接触面積が大幅に削減される。
【００７２】
これにより、燃料電池１２の熱が第１エンドプレート２０ａ及び第２エンドプレート２０ｂからケーシング２２に伝わって外部に放熱されることを良好に抑制することができる等、上記の第１〜第３の実施形態と同様の効果が得られる。
【符号の説明】
【００７３】
１０、９０、１００、１１０…燃料電池スタック
１２…燃料電池                      １４…積層体
１６ａ、１６ｂ…ターミナルプレート  １８ａ、１８ｂ…インシュレータ
２０ａ、２０ｂ…エンドプレート      ２６…電解質膜・電極構造体
２８、３０…セパレータ              ３２…固体高分子電解質膜
３４…アノード電極                  ３６…カソード電極
３８ａ…酸化剤ガス供給連通孔        ３８ｂ…酸化剤ガス排出連通孔
４０ａ…冷却媒体供給連通孔          ４０ｂ…冷却媒体排出連通孔
４２ａ…燃料ガス供給連通孔          ４２ｂ…燃料ガス排出連通孔
４４…燃料ガス流路                  ４６…酸化剤ガス流路
４８…冷却媒体流路                  ６８、７０…サイドプレート
７２…アッパープレート              ７４…ローワープレート
７８…ねじ                          ８０ａ、８０ｂ、８２ａ、８２ｂ…溝部
８４…接触部位                      ９２ａ、９２ｂ、９４ａ、９４ｂ…穴部
１０２ａ、１０２ｂ、１０４ａ、１０４ｂ…ローレット
１１２ａ、１１２ｂ…金属部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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