(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
膜電極接合体を一対のセパレータで挟持して成る単セルを複数枚積層して構成される燃料電池スタックであって、
隣接する単セル同士の間に、冷却液の流通空間を形成すると共に、この流通空間に配置して単セル間の変位を吸収する変位吸収部材を備えており、
セパレータが、断面凹凸形状を冷却液の流通方向に連続的に有すると共に、流通空間側の各凹部のうちから選択した凹部に、流通空間側に突出して変位吸収部材の落ち込みを抑制する保持部を備えていることを特徴とする燃料電池スタック。
【請求項２】
前記変位吸収部材が、厚さ方向の変形に伴ってセパレータとの接触部分が面内方向に移動する部材であると共に、接触部分の移動方向がセパレータの凹凸の配列方向となるように配置してあることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池スタック。
【請求項３】
前記変位吸収部材が、基板の片面に多数のばね機能部を配列した構造を有すると共に、ばね機能部が、基端を基板への固定端とし且つ先端を自由端とした片持ち梁構造であり、  前記保持部が、ばね機能部の自由端側に配置されるセパレータの凹部に設けてあることを特徴とする請求項２に記載の燃料電池スタック。
【請求項４】
前記保持部を設けたセパレータが、膜電極接合体のアノード側のセパレータであることを特徴とする請求項３に記載の燃料電池スタック。  
【請求項５】
前記保持部が、セパレータの流通空間側の凸部と同じ突出高さを有していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の燃料電池スタック。
【請求項６】
前記保持部が、セパレータの凹部の幅よりも小さい幅を有していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の燃料電池スタック。
【請求項７】
前記保持部が、セパレータの各凹部において規則的に配置してあると共に、いずれも同形状であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の燃料電池スタック。
【請求項８】
前記保持部が、セパレータの凹部の連続方向に沿って左右交互に所定間隔で配置してあることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の燃料電池スタック。
【請求項９】
前記保持部が、セパレータの凹部の連続方向において、変位吸収部材のばね機能部の幅方向両側に対応する位置に夫々設けてあることを特徴とする請求項３〜８のいずれか１項に記載の燃料電池スタック。
【請求項１０】
前記保持部が、セパレータの凹部の連続方向において、変位吸収部材のばね機能部の幅よりも大きいことを特徴とする請求項３〜８のいずれか１項に記載の燃料電池スタック。
【請求項１１】
セパレータの凹部の連続方向において、所定間隔で配置した保持部のピッチと、所定間隔で配置したばね機能部のピッチとが同等であることを特徴とする請求項３〜１０のいずれか１項に記載の燃料電池スタック。
【請求項１２】
セパレータの凹凸の配列方向において、所定間隔で配置した保持部のピッチと、所定間隔で配置したばね機能部のピッチとが同等であることを特徴とする請求項３〜１１のいずれか１項に記載の燃料電池スタック。
【請求項１３】
セパレータが、表裏反転形状を有していることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の燃料電池スタック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体高分子型燃料電池（ＰＥＦＣ）などの燃料電池に関し、とくに、積層した単セル同士の間に冷却液を流通させる構造を有する燃料電池スタックに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来において、上記したような燃料電池スタックとしては、例えば特許文献１に燃料電池として記載されているものがある。特許文献１に記載の燃料電池は、複数枚の燃料電池セルを積層したものである。燃料電池セルは、ＭＥＡ（膜電極接合体）の両側に、断面凹凸形状を有する水素極と、同じく断面凹凸形状の排水層を含む酸素極とを備えると共に、水素極及び酸素極との間に水素流路及び酸素流路を夫々形成する平板セパレータを備えている。また、燃料電池は、酸素極側に冷媒流路部を備えている。
【０００３】
冷媒流路部は、２枚の平板セパレータと、その間に挟まれた予圧プレートを備え、両平板セパレータの間を冷却水の流路としている。予圧プレートは、断面波形状を成しており、燃料電池の各構成部品の形状誤差により局所的に生じた荷重を分散することによって、各構成部品に均等な荷重を印加するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４４３２５１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、この種の燃料電池スタックは、自動車等の車両の電源として用いる場合、搭載スペースが狭く限られているので小型化も非常に重要である。ところが、上記したような従来の燃料電池スタック（燃料電池）では、単セル（燃料電池セル）が、断面凹凸形状を有する電極と、平板セパレータと、与圧プレートの組み合わせであることから、変位吸収機能を維持しつつ単セルを薄型にすることが難しく、燃料電池スタックの小型化を困難にしていた。
【０００６】
本発明は、上記従来の状況に鑑みて成されたもので、積層した単セル同士の間に冷却液を流通させる構造を有する燃料電池スタックであって、単セル間の変位吸収機能を良好に維持しつつ小型化を実現することができる燃料電池スタックを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る燃料電池スタックは、膜電極接合体を一対のセパレータで挟持して成る単セルを複数枚積層して構成されるものである。この燃料電池スタックは、隣接する単セル同士の間に、冷却液の流通空間を形成すると共に、この流通空間に配置して単セル間の変位を吸収する変位吸収部材を備えている。そして、燃料電池スタックは、セパレータが、断面凹凸形状を冷却液の流通方向に連続的に有すると共に、流通空間側の各凹部のうちから選択した凹部に、流通空間側に突出して変位吸収部材の落ち込みを抑制する保持部を備えている構成としており、上記構成を従来の課題を解決するための手段としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る燃料電池スタックは、積層した単セル同士の間に冷却液を流通させる構造を有する燃料電池スタックにおいて、単セル間の変位吸収機能を良好に維持しつつ小型化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】単セルの構成を説明する分解状態の平面図（Ａ）、及び組立て後を示す平面図（Ｂ）である。
【図２】燃料電池スタックを説明する分解状態の斜視図（Ａ）、及び組立て後を示す斜視図（Ｂ）である。
【図３】本発明に係る燃料電池スタックの一実施形態を説明する断面図（Ａ）、及び変位吸収部材の斜視図（Ｂ）である。
【図４】図３とともに燃料電池スタックの一実施形態を説明する斜視図である。
【図５】本発明に係る燃料電池スタックの他の実施形態を説明する斜視図である。
【図６】本発明に係る燃料電池スタックのさらに他の実施形態を説明する斜視図（Ａ）及び要部の拡大斜視図（Ｂ）である。
【図７】本発明に係る燃料電池スタックのさらに他の実施形態を説明する斜視図である。
【図８】本発明に係る燃料電池スタックのさらに他の実施形態を説明する斜視図（Ａ）及び要部の拡大断面図（Ｂ）である。
【図９】本発明に係る燃料電池スタックのさらに他の実施形態を説明する斜視図である。
【図１０】本発明に係る燃料電池スタックのさらに他の実施形態を説明する斜視図である。
【図１１】本発明に係る燃料電池スタックのさらに他の実施形態を示す説明図である。
【図１２】本発明に係る燃料電池スタックのさらに他の実施形態を説明する断面図である。
【図１３】本発明に係る燃料電池スタックのさらに他の実施形態を説明する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明に係る燃料電池スタックは、図１に示す単セルＣを発電要素とし、この単セルＣを複数枚積層したものである。燃料電池セルＣは、膜電極接合体１を一対のセパレータ２，２で挟持した構造を有している。また、図示例の膜電極接合体１は、その外周部に樹脂製のフレーム５１を一体的に有するものである。
【００１１】
膜電極接合体１は、一般に、ＭＥＡ（Membrane  Electrode Assembly)と呼ばれるものであって、例えば固体高分子から成る電解質層を一対の電極層である空気極層（カソード）と燃料極層（アノード）とで挟持した構造を有している。この膜電極接合体１は、空気極層に他方の反応用ガスであるカソードガス（酸素含有ガス・空気）が供給されると共に、燃料極層に一方の反応用ガスであるアノードガス（水素含有ガス）が供給されて、電気化学反応により発電をする。なお、膜電極接合体１としては、空気極層と燃料極層の表面に、カーボンペーパや多孔質体等から成るガス拡散層を備えたものも含まれる。
【００１２】
フレーム５１は、樹脂成形（例えば射出成形）により膜電極接合体１と一体化してあり、この実施形態では、膜電極接合体１を中央にして長方形状を成している。また、フレーム５１は、両端部に、各々三個ずつのマニホールド穴Ｈ１〜Ｈ６が配列してあり、各マニホールド穴群から膜電極接合体１に至る領域がディフューザ部Ｄとなる。このフレーム５１及び両セパレータ２，２は、いずれもほぼ同等の縦横寸法を有する長方形状である。
【００１３】
さらに、フレーム５１は、ディフューザ部Ｄに、円形状の複数の突部５２が縦横に配列してある。これらの突部５２は、膜電極接合体１の経時変化などによって単セルＣに厚さ方向の変位が生じた際に、セパレータ２，２に接触して反応用ガスの流通空間を維持するものである。
【００１４】
各セパレータ２は、例えばステンレス製であって、少なくとも膜電極接合体１に対応する中央部分が断面凹凸形状に形成してある。このセパレータ２は、断面凹凸形状を長辺に沿う方向、すなわち冷却液の流通方向（図１において左右方向）に連続的に有しており、膜電極接合体１との間に、波形の凹部によりアノードガス及びカソードガスのガス流路（図３中の符号３）を形成する。また、各セパレータ２は、両端部に、フレーム５１の各マニホールド穴Ｈ１〜Ｈ６同等のマニホールド穴Ｈ１〜Ｈ６を有している。
【００１５】
上記のフレーム５１及び膜電極接合体１と両セパレータ２，２は、重ね合わせて単セルＣを構成する。このとき、単セルＣは、とくに図１（Ｂ）に示すように、中央に、膜電極接合体１の領域である発電部Ｇを備えている。そして、発電部Ｇの両側に、反応用ガスの供給及び排出を行うマニホールド部Ｍと、各マニホールド部Ｍから発電部Ｇに至る反応用ガスの流通領域であるディフューザ部Ｄを備えている。
【００１６】
図１（Ｂ）の左側に示す一方のマニホールド部Ｍにおいて、各マニホールド穴Ｈ１〜Ｈ３は、カソードガス供給用（Ｈ１）、冷却流体供給用（Ｈ２）及びアノードガス供給用（Ｈ３）であり、積層方向に互いに連通して夫々の流路を形成する。また、図１（Ｂ）の右側に示す他方のマニホールド部Ｍにおいて、各マニホールド穴Ｈ４〜Ｈ６は、アノードガス排出用（Ｈ４）、冷却流体排出用（Ｈ５）及びカソードガス排出用（Ｈ６）であり、積層方向に互いに連通して夫々の流路を形成する。なお、供給用と排出用は、一部または全部が逆の位置関係でも良い。
【００１７】
さらに、単セルＣは、図１に示すように、フレーム５１と各セパレータ２の縁部同士の間や、マニホールド穴Ｈ１〜Ｈ６の周囲に、ガスシールＳＬが設けてある。また、単セルＣを複数枚積層した状態では、単セルＣ同士すなわち隣接するセパレータ２同士の間にもガスシールＳＬを設ける。この実施形態では、後述するように、隣接するセパレータ２，２間に冷却液を流通させる構造である。
【００１８】
上記のガスシールＳＬは、個々の層間において、カソードガス、アノードガス及び冷却液の夫々の流通域を気密的に分離すると共に、その層間に所定の流体が流れるように、マニホールド穴Ｈ１〜Ｈ６の周縁部の適当な箇所に開口を設ける。
【００１９】
上記構成を備えた単セルＣは、複数枚積層して、図２に示すような燃料電池スタックＦＳを構成する。
【００２０】
燃料電池スタックＦＳは、図２（Ａ）に示すように、単セルＣの積層体Ａに対し、積層方向の一端部（図２中で右側端部）に、集電板５４Ａ及びスペーサ５５を介してエンドプレート５６Ａが設けてあると共に、他端部に、集電板５４Ｂを介してエンドプレート５６Ｂが設けてある。また、燃料電池スタックＦＳは、積層体Ａに対し、単セルＣの長辺側となる両面（図２中で上下面）に、締結板５７Ａ，５７Ｂが設けてあると共に、短辺側となる両面に、補強板５８Ａ，５８Ｂが設けてある。
【００２１】
そして、燃料電池スタックＦＳは、各締結板５７Ａ，５７Ｂ及び補強板５８Ａ，５８ＢをボルトＢにより両エンドプレート５６Ａ，５６Ｂに連結する。このようにして、燃料電池スタックＦＳは、図２（Ｂ）に示すようなケース一体型構造となり、積層体Ａをその積層方向に拘束・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。
【００２２】
上記のように構成された燃料電池スタックＦＳは、図３（Ａ）に示すように、隣接する単セルＣ同士の間に、冷却液の流通空間Ｆを形成すると共に、前記流通空間Ｆに配置して単セルＣ間の変位を吸収する変位吸収部材１０を備えている。
【００２３】
先に述べた各セパレータ２は、表裏反転形状を有している。したがって、各セパレータ２は、膜電極構造体１側に開放された凹部が、その反対側の流通空間Ｆ側では凸部となり、膜電極構造体１側に突出する凸部が、その反対側の流通空間Ｆ側では凹部となる。このようなセパレータ２は、例えばプレス加工によって製造することができ、その凹凸形状により、機械的強度が増すうえに、両面側に流路を形成することができるので、膜電極接合体１の薄型化や単セルＣの薄型化を実現し得るものである。
【００２４】
変位吸収部材１０は、概略的には、厚さ方向の変形に伴ってセパレータ２との接触部分が面内方向に移動する部材である。この変位吸収部材１０は、接触部分の移動方向がセパレータ２の凹凸の配列方向（図３Ａにおいて左右方向）となるように配置してある。
【００２５】
この実施形態の変位吸収部材１０は、図３（Ｂ）に示すように、薄い金属プレートを素材とし、単セルＣ間のコネクタを兼用するために導電性を有し、基板１０Ａの片面に多数のばね機能部１０Ｂを縦横に配列した構造である。ばね機能部１０Ｂは、基端を基板１０Ａへの固定端とし且つ先端側を自由端とした片持ち梁構造の舌片状を成しており、基板１０Ａから切り起した状態に形成してある。
【００２６】
図示例の変位吸収部材１０は、図３（Ｂ）中に矢印で示す冷却液の流通方向を縦方向とした場合、自由端を右側にした横配列と、自由端を左側にした横配列とが、縦方向に交互に配置してある。この変位吸収部材１０は、厚さ方向に変形すると、ばね機能部１０Ｂの角度が変化するので、自由端の接触部分がセパレータ２の凹凸の配列方向に移動することとなる。
【００２７】
ところで、上記のような断面凹凸形状のセパレータ２と変位吸収部材１０との組み合わせでは、図３（Ａ）に矢印Ｐで示すように、ばね機能部１０Ｂの自由端がセパレータ２の凹部に落ち込む箇所が発生する。この場合、セパレータ２の凸部と変位吸収部材１０のばね機能部１０Ｂとの位置を合わせれば、自由端の落ち込みは解消されるのであるが、アノードガス又はカソードガスの適切な流量、冷却液の適切な流量、及び変位吸収部材１０の適切なばね特性の全てを満足させたうえで、凸部とばね機能部１０Ｂの配置を合わせるのは設計上非常に難しい。
【００２８】
そこで、燃料電池スタックＦＳは、図４に示すように、セパレータ２が、流通空間Ｆ側の各凹部のうちから選択した凹部２Ａに、流通空間Ｆ側に突出して変位吸収部材１０の落ち込みを抑制する保持部５を備えている。なお、図４は、理解し易くする都合上、図３に示すセパレータ２と変位吸収部材１０との位置関係を上下逆にして、変位吸収部材１０のばね機能部１０Ｂのみを示している。
【００２９】
図示例の保持部５は、立方体型であるが、その形状がとくに限定されるものではなく、変位吸収部材１０のばね機能部１０Ｂの配置に対応して、選択した凹部２Ａの一部に形成してある。このような保持部５は、例えばセパレータ２をプレス成形する際に同時成形することができる。したがって、保持部５の裏側は凹状になっている。
【００３０】
この実施形態の保持部５は、変位吸収部材１０のばね機能部１０Ｂの落ち込みを抑制するのであるから、隣接するセパレータ２同士において、ばね機能部１０Ｂの自由端側に配置されるセパレータ２の凹部２Ａに設けてある。なお、保持部５は、膜電極接合体１のアノード側のセパレータ２に設けるのがより望ましい。  
【００３１】
上記構成を備えた燃料電池スタックＦＳは、単セルＣが、断面凹凸形状及び保持部５を有するセパレータ２と、変位吸収部材１０の組合わせであるから、ガス流路３や冷却液の流通空間Ｆが所定の流路面積で効率的に配置され、単セルＣの薄型化を実現する。また、変位吸収部材１０により単セルＣ間の変位を吸収し、この際、セパレータ２の保持部５により、変位吸収部材１０のばね機能部１０Ｂの自由端がセパレータ２の凹部２Ａに落ち込むのを抑制するので、変位吸収部材１０による変位吸収機能を充分に発揮させることができる。
【００３２】
このようにして、燃料電池スタックＦＳは、積層した単セルＣ同士の間に冷却液を流通させる構造を有すると共に、単セルＣ間の変位吸収機能を良好に維持しつつ小型化を実現することができる。また、燃料電池スタックＦＳは、セパレータ２の凸部とばね機能部１０Ｂとの位置を合わせる必要が無いので、アノードガス又はカソードガスや冷却液の流量設定に左右されずに、変位吸収部材１０のばね機能を独立設計することができる。
【００３３】
さらに、上記の燃料電池スタックＦＳは、変位吸収部材１０が、薄い金属プレートを素材とし、基板１０Ａの片面に、片持ち梁構造のばね機能部１０Ｂを有すると共に、ばね機能部１０Ｂが冷却液の流通方向に対して横向きとなるように配置してある。これにより、積層時に隣接するセパレータ同士のうちの片側のセパレータ２に保持部５を形成すれば良く、しかも、変位吸収部材１０が冷却液の流通を極力妨げない構造になる。また、保持部５をアノード側のセパレータ２に設けることで、発電性能へ影響を極力少なくすることができる。これは、カソード側に比べて、活性の高い水素含有ガスを流通させるアノード側の方が設計上の自由度が高い（余裕がある）からである。
【００３４】
図５〜図１３は、本発明の燃料電池スタックの他の実施形態を説明する図である。なお、以下の各実施形態において、先の実施形態と同一の構成部位は、同一符号を付して詳細な説明を省略する。また、図５〜図１０では、図４と同様に変位吸収部材１０のばね機能部１０Ｂのみを示している。
【００３５】
図５に示す燃料電池スタックのセパレータ２は、保持部５が、流通空間Ｆ側の凸部２Ｂと同じ突出高さを有しており、保持部５の上面と凸部２Ｂの上面とが同一平面状に連続している。
【００３６】
上記のセパレータ２を備えた燃料電池スタックは、先の実施形態と同様に、単セルＣ間の変位吸収機能を良好に維持しつつ小型化を実現することができるうえに、変位吸収部材１０のばね機能部１０Ｂの可動範囲が広い場合にも容易に対処することができる。
【００３７】
図６（Ａ）（Ｂ）に示す燃料電池スタックのセパレータ２は、保持部５が、凹部２Ａの幅Ｗ１よりも小さい幅Ｗ２を有している。図示例では、凹部２Ａの断面中央に、凸部２Ｂよりも低い保持部５が設けてあり、保持部５の両側には一定幅Ｗ３の隙間が形成されている。
【００３８】
上記のセパレータ２を備えた燃料電池スタックは、先の実施形態と同様に、単セルＣ間の変位吸収機能を良好に維持しつつ小型化を実現することができるうえに、ばね機能部１０Ｂの凹部２Ａへの落ち込みを最小限の保持部５で抑制し得ると共に、流通空間Ｆにおける冷却液の圧力損失を低減することができる。
【００３９】
図７に示す燃料電池スタックのセパレータ２は、保持部５が、各凹部２Ａにおいて規則的に配置してあると共に、いずれも同形状である。図示例では、凹部２Ａの断面中央に、凸部２Ｂと同じ高さを有し且つ凹部２Ａの幅よりも小さい幅を有する保持部５が設けてある。
【００４０】
上記のセパレータ２を備えた燃料電池スタックは、先の実施形態と同様に、単セルＣ間の変位吸収機能を良好に維持しつつ小型化を実現することができるうえに、各凹部２Ａにおける冷却液の圧力損失が同等になり、各凹部２Ａ間の配流を改善することができる。
【００４１】
図８（Ａ）（Ｂ）に示す燃料電池スタックのセパレータ２は、保持部５が、凹部２Ａの連続方向（長手方向）に沿って左右交互に所定間隔で配置してある。図示例のセパレータ２は、先の実施形態に比べて凹部２Ａの幅が大きく、その凹部２Ａに複数の保持部５を配置している。なお、図示例では、凹部２Ａの長手方向に配置した保持部５の列を、凹部２Ａの幅方向に二列配置した場合を示したが、二列以上配置することも可能である。その場合には、隣接する列同士で保持部５が左右交互となるように配置、すなわち凹部２Ａの連続方向にずれるように配置する。
【００４２】
上記のセパレータ２を備えた燃料電池スタックは、先の実施形態と同様に、単セルＣ間の変位吸収機能を良好に維持しつつ小型化を実現することができるうえに、図中矢印で示す凹部２Ａ内の冷却液の流れにおいて淀む点が少なくなり、冷却液の圧力損失を低減することができる。
【００４３】
図９に示す燃料電池スタックのセパレータ２は、保持部５が、凹部２Ａの連続方向（長手方向）において、変位吸収部材１０のばね機能部１０Ｂの幅方向両側に対応する位置に夫々設けてある。図示例では、先の実施形態に比べてばね機能部１０Ｂの幅が大きいものとなっている。
【００４４】
上記のセパレータ２を備えた燃料電池スタックは、先の実施形態と同様に、単セルＣ間の変位吸収機能を良好に維持しつつ小型化を実現することができるうえに、セパレータ２が表裏反転形状である場合に、ガス流路側への影響を最小限にし、ガス流路３と冷却液の流通空間Ｆとの流路比率の低下を最小限にしたうえで、ばね機能部１０Ｂの凹部２Ａへの落ち込みを防ぐことができる。
【００４５】
図１０に示す燃料電池スタックのセパレータ２は、保持部５が、凹部２Ａの連続方向（長手方向）において、変位吸収部材１０のばね機能部１０Ｂの幅Ｗｓよりも大きい幅Ｗｈを有している。
【００４６】
上記のセパレータ２を備えた燃料電池スタックは、先の実施形態と同様に、単セルＣ間の変位吸収機能を良好に維持しつつ小型化を実現することができるうえに、ばね機能部１０Ｂの凹部２Ａへの落ち込みを確実に阻止することができる。
【００４７】
図１１に示す燃料電池スタックのセパレータ２は、凹部２Ａの連続方向において、所定間隔で配置した保持部５のピッチと、所定間隔で配置したばね機能部１０Ｂのピッチとが同等である。ここで、保持部５のピッチとは、保持部５の幅と隣接する保持部５間の幅とをあわせた１周期分の長さである。同じく、ばね機能部１０Ｂのピッチとは、ばね機能部１０Ｂの幅と隣接するばね機能部１０Ｂ間の幅とをあわせた１周期分の長さである。
【００４８】
上記のセパレータ２を備えた燃料電池スタックは、先の実施形態と同様に、単セルＣ間の変位吸収機能を良好に維持しつつ小型化を実現することができるうえに、凹部２Ａの連続方向においては、ばね機能部１０Ｂが必ず保持部５に接することとなり、ばね機能部１０Ｂの凹部２Ａへの落ち込みを確実に阻止することができる。
【００４９】
図１０に示す燃料電池スタックのセパレータ２は、凹凸の配列方向において、所定間隔で配置した保持部５のピッチと、所定間隔で配置したばね機能部１０Ｂのピッチとが同等である。先の実施形態のピッチは、凹部２Ａの連続方向における１周期分の長さであったが、この実施形態のピッチは、凹凸の配列方向における１周期分の長さである。
【００５０】
上記のセパレータ２を備えた燃料電池スタックは、先の実施形態と同様に、単セルＣ間の変位吸収機能を良好に維持しつつ小型化を実現することができるうえに、凹凸の配列方向においては、ばね機能部１０Ｂが必ず保持部５に接することとなり、ばね機能部１０Ｂの凹部２Ａへの落ち込みを確実に阻止することができる。
【００５１】
また、燃料電池スタックは、図１１及び図１２に示す実施形態を組み合わせることができる。すなわち、凹部２Ａの連続方向及び凹部の配列方向の両方向において、保持部５のピッチとばね機能部１０Ｂのピッチを合わせれば、各保持部５と各ばね機能部１０Ｂとの配置が対応したものとなり、ばね機能部１０Ｂの凹部２Ａへの落ち込みを確実に阻止することができる。
【００５２】
図１３に示す燃料電池スタックＦＳは、先の実施形態では、基板１０Ａの片側に多数のばね機能部１０Ｂを配列した変位吸収部材１０を採用したのに対して、断面波形状の変位吸収部材２０を採用している。この変位吸収部材２０にあっても、厚さ方向の変形に伴ってセパレータ２との接触部分が面内方向に移動することとなる。
【００５３】
そこで、燃料電池スタックＦＳは、積層時に隣接する単セルＣ同士のセパレータ２において、流通空間Ｆ側の各凹部２Ａのうちから選択した凹部２Ａに、流通空間Ｆ側に突出して変位吸収部材２０の落ち込みを抑制する保持部５を備えている。この燃料電池スタックＦＳにあっても、積層した単セルＣ同士の間に冷却液を流通させる構造を有すると共に、単セルＣ間の変位吸収機能を良好に維持しつつ小型化を実現することができる。
【００５４】
なお、本発明に係る燃料電池スタック及び変位吸収部材は、その構成が上記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構成の細部を適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００５５】
Ｃ      単セル
Ｆ      流通領域
ＦＳ    燃料電池スタック
１      膜電極接合体
２      セパレータ
２Ａ    凹部
２Ｂ    凸部
５      保持部
１０    変位吸収部材
１０Ａ  基板
１０Ｂ  ばね機能部
２０    変位吸収部材
【図１】
0005915971.tif 000002
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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