(57)【要約】【課題】燃料電池スタック（積層体）を構成する燃料電池セルの位置ずれを抑制する。【解決手段】燃料電池は、複数の燃料電池セルが積層された構造を有する積層体と、複数の燃料電池セルの積層方向に沿って延設され、積層体を積層方向に締結するための締結支持部と、ダイラタント流体を含み、積層体と締結支持部との間において、複数の燃料電池セルのうちの積層方向に沿って連続する複数の燃料電池セルに対応する位置に配置されている衝撃伝達部と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池であって、
複数の燃料電池セルが積層された構造を有する積層体と、
前記複数の燃料電池セルの積層方向に沿って延設され、前記積層体を前記積層方向に締結するための締結支持部と、
ダイラタント流体を含み、前記積層体と前記締結支持部との間において、前記複数の燃料電池セルのうちの前記積層方向に沿って連続する複数の燃料電池セルに対応する位置に配置されている衝撃伝達部と、
を備える、燃料電池。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池において、
前記締結支持部は、前記積層方向に沿って前記積層体の側面の少なくとも一部を覆う外面カバーを有する、燃料電池。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の燃料電池において、
前記積層体には、前記積層方向に沿って貫通孔が延設されており、
前記締結支持部は、前記貫通孔に配置されている棒状部材を有する、燃料電池。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の燃料電池において、
前記衝撃伝達部は、前記ダイラタント流体が収容されている袋状部材を有する、燃料電池。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の燃料電池において、さらに
前記衝撃伝達部と前記積層体との間に配置された衝撃保護部を備える、燃料電池。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の燃料電池において、
前記衝撃伝達部は、前記積層体の前記積層方向に沿った中央部分を構成する複数の燃料電池セルに対応する位置に配置されている、燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池として、耐振動性や耐衝撃性を向上させるために、例えば、燃料電池スタックと、燃料電池スタックを構成する複数の燃料電池セルの積層方向に沿って延設されたテンションプレートとの間に、シリコンやウレタンゴム等の弾性材料が充填された燃料電池が提案されている（特許文献１）。また、例えば、燃料電池スタックを複数の燃料電池セルからなる多セルモジュールに分割し、各多セルモジュールの端部セルを、燃料電池スタックの積層方向に沿って配置された拘束シャフトに固定することにより、燃料電池スタックに加わる衝撃荷重を分散させる燃料電池が提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２０３６７０号公報
【特許文献２】特開２００５−１８３３５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の燃料電池では、弾性材料の剛性は低いので、外部からの衝撃などにより燃料電池に慣性力が加わり、燃料電池が弾性材料に押し付けられた際に、弾性材料は変形し易い。このため、燃料電池セルの損傷は抑えられる一方、各燃料電池セルの位置ずれが起こり易い。隣り合う燃料電池セル間で位置ずれが発生すると、かかる位置ずれに起因して、燃料電池セル間のシールが破れて反応ガスや冷却媒体等が漏れる可能性があった。かかる問題は、テンションプレートと燃料電池スタックとの間に弾性材料が充填された構成に限らず、燃料電池スタックを収容するケースと燃料電池スタックとの間に弾性材料が充填された構成など、燃料電池スタックを覆う外面カバーと燃料電池スタックの間に弾性材料が充填された任意の構成において共通する問題であった。なお、外部からの衝撃による位置ずれを抑制するために剛性の高い部材を用いた場合、温度や湿度等の環境の変化に起因する燃料電池セルの積層方向の移動を妨げるため、予定されている締結加重よりも大きな加重が積層体に加わり、燃料電池セルの耐久性を低下させる可能性があった。
【０００５】
また、特許文献２に記載の燃料電池では、複数の多セルモジュールにおける各端部セル間を絶縁するために、例えば、端部セルと拘束シャフトとの間に絶縁部材を配置しなければならない。このため、部品点数が増加し、燃料電池の製造コストが上昇するという問題があった。
【０００６】
そのほか、従来の燃料電池では、燃料電池の製造効率の向上、省電力化、製造の容易化等が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
【０００８】
（１）本発明の一形態によれば、燃料電池が提供される。この燃料電池は、複数の燃料電池セルが積層された構造を有する積層体と、前記複数の燃料電池セルの積層方向に沿って延設され、前記積層体を前記積層方向に締結するための締結支持部と、ダイラタント流体を含み、前記積層体と前記締結支持部との間において、前記複数の燃料電池セルのうちの前記積層方向に沿って連続する複数の燃料電池セルに対応する位置に配置されている衝撃伝達部と、を備える。この形態の燃料電池によれば、積層体と締結支持部との間に、ダイラタント流体を含む衝撃伝達部が配置されているので、衝突等により積層体に急激な力が加わった際に、かかる力の吸収を抑えつつ、かかる力を締結支持部に伝えることができる。また、締結支持部から受ける応力の吸収を抑えつつ、かかる応力を積層体に伝えることができる。このため、各燃料電池セルの位置ずれを抑制できる。加えて、燃料電池セルの熱膨張等に起因して各燃料電池セルが積層方向等にゆっくりと変位する場合には、かかる変位に追従するように衝撃伝達部を変形させて、燃料電池セルの変位に起因する隙間の発生を抑制できる。このため、外部の力が加えられた際に、かかる力の吸収を抑えつつ、かかる力を締結支持部に伝えることができ、かつ、締結支持部から受ける応力の吸収を抑えつつ、かかる応力を積層体に伝えることができる。さらに、膨張または収縮に起因する燃料電池セルの積層方向への変位を妨げないので、燃料電池セルに余計な応力が加えられることを抑制でき、燃料電池セルの耐久性を向上できる。
【０００９】
（２）上記形態の燃料電池において、前記締結支持部は、前記積層方向に沿って前記積層体の側面の少なくとも一部を覆う外面カバーを有してもよい。この形態の燃料電池によれば、積層体に加わった急激な力の吸収を抑えつつ、かかる力を外面カバーに伝えることができる。また、外面カバーから受ける応力の吸収を抑えつつ、かかる応力を積層体に伝えることができる。
【００１０】
（３）上記形態の燃料電池において、前記積層体には、前記積層方向に沿って貫通孔が延設されており、前記締結支持部は、前記貫通孔に配置されている棒状部材を有してもよい。この形態の燃料電池によれば、積層体に加わった急激な力の吸収を抑えつつ、かかる力を棒状部材に伝えることができる。また、棒状部材から受ける応力の吸収を抑えつつ、かかる応力を積層体に伝えることができる。
【００１１】
（４）上記形態の燃料電池において、前記衝撃伝達部は、前記ダイラタント流体が収容されている袋状部材を有してもよい。この形態の燃料電池によれば、メンテナンス等により燃料電池の分解する場合に、ダイラタント流体が漏れ出ることを抑制でき、作業性を向上できる。
【００１２】
（５）上記形態の燃料電池において、さらに、前記衝撃伝達部と前記積層体との間に配置された衝撃保護部を備えてもよい。この形態の燃料電池によれば、例えば、積層体に急激な力が加えられた際に、燃料電池セルの角部により、衝撃伝達部が損傷することを抑制できる。
【００１３】
（６）上記形態の燃料電池において、前記衝撃伝達部は、前記積層体の前記積層方向に沿った中央部分を構成する複数の燃料電池セルに対応する位置に配置されていてもよい。一般に、燃料電池を載置する際には、積層体は、積層体の積層方向の端部側を支持部材に固定することにより締結される。この場合、積層体を構成する複数の燃料電池セルのうち、積層方向に沿った中央部分の燃料電池セルに加えられる締結力は、積層方向に沿った端部の燃料電池セルに加えられる締結力に比べて小さい。このため、積層体に急激な力が加えられると、積層方向に沿った中央部分の燃料電池セルにおいて位置ずれがより生じ易い。しかしながら、上述した形態の燃料電池によれば、積層体の積層方向に沿った中央部分を構成する複数の燃料電池セルに対応する位置に衝撃伝達部が配置されるので、位置ずれが生じ易い燃料電池セルの位置ずれを抑制できる。
【００１４】
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、燃料電池の製造方法や、燃料電池システムや、燃料電池が搭載された車両等の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態としての燃料電池の構成を示す分解斜視図である。
【図２】第１実施形態の燃料電池の断面図である。
【図３】燃料電池１００が車両に搭載されている場合に燃料電池１００が受ける慣性力を示す説明図である。
【図４】第２実施形態の燃料電池の断面図である。
【図５】第３実施形態の燃料電池の分解斜視図である。
【図６】第４実施形態の燃料電池の断面図である。
【図７】第４実施形態の燃料電池１００ｃにおける第１外面カバー１６１と衝撃伝達部１０ｂとを示す斜視図である。
【図８】第５実施形態における燃料電池の構成を示す分解斜視図である。
【図９】第５実施形態における締結支持マニホールドと衝撃伝達部１０ｃと締結支持部材４１と衝撃保護体３１との断面を示す説明図である。
【図１０】変形例における衝撃伝達部１０ｄの外観形状を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
Ａ．第１実施形態：
図１は、本発明の第１実施形態としての燃料電池の構成を示す分解斜視図である。図２は、第１実施形態の燃料電池の断面図である。図２では、図１における１−１断面を示す。図１に示すように、燃料電池１００は、積層体１０１と、変形吸収部１０２と、一対のターミナルプレート１２０と、４つの締結支持部材１３０と、４つの衝撃保護体２０と、第１外面カバー１６１と、第２外面カバー１６２とを備えている。また、図２に示すように、燃料電池１００は、４つの衝撃伝達部１０を備えている。燃料電池１００は、反応ガス（燃料ガスおよび酸化剤ガス）の供給部や、冷却媒体の供給部等と共に燃料電池システムを構成する。このような燃料電池システムは、例えば、駆動用電源を供給するためのシステムとして、電気自動車等に搭載されて用いられる。
【００１７】
図１に示すように、積層体１０１は、複数の燃料電池セル１１０が積層方向ＳＤに沿って積層された構造を有する。なお、燃料電池セル１１０の積層方向ＳＤは、Ｘ軸方向（＋Ｘ方向および−Ｘ方向）と平行である。燃料電池１００が載置された状態において、Ｘ軸方向およびＹ軸方向（＋Ｙ方向および−Ｙ方向）は、水平面と平行な方向である。また、＋Ｚ方向は鉛直上方向を示し、−Ｚ方向は鉛直下方向を示す。
【００１８】
本実施形態において、燃料電池セル１１０は、固体高分子型燃料電池である。燃料電池セル１１０は、略立方体の外観形状を有する。図２に示すように、燃料電池セル１１０は、燃料電池１００が載置された状態において底面に相当する第１側面Ｓ１０と、第１側面Ｓ１０と接する第２側面Ｓ２０と、第１側面Ｓ１０と接して第２側面Ｓ２０と対向する第３側面Ｓ３０と、天井面に相当し、第１側面Ｓ１０と対向する第４側面Ｓ４０とを備えている。これらの４つの側面Ｓ１０、Ｓ２０、Ｓ３０、およびＳ４０は、いずれも積層方向ＳＤに沿った側面である。前述の「積層方向ＳＤに沿った」とは、積層方向ＳＤと平行であることに加えて、積層方向ＳＤと垂直な方向を除いた積層方向ＳＤと交わる方向であることを含む広い意味を有する。
【００１９】
図１に示すように、燃料電池セル１１０は、膜電極接合体１１１と、膜電極接合体１１１を挟む一対のセパレータ１１２，１１３とで構成されている。膜電極接合体１１１は、電解質膜と、電解質膜の両面を挟む２つの触媒層と、電解質膜および２つの触媒層とを挟む２つのガス拡散層とで構成されている。本実施形態では、電解質膜は、スルホン酸基を含むフッ素樹脂系イオン交換膜である。なお、電解質膜として、スルホン酸基に限らず、リン酸基やカルボン酸基など、他のイオン交換基を含む膜を用いることができる。触媒層は、白金や白金合金等の触媒を、導電性を有する担体（例えば、カーボン粒子）上に担持させた基材（触媒担持体）により形成されている。ガス拡散層は、多孔質の部材により形成されている。多孔質の部材としては、例えば、カーボンペーパー等のカーボン多孔質体や、金属メッシュや発泡金属等の金属多孔質体を用いることができる。セパレータは、ガス不透過の導電性部材により形成されている。このような部材として、例えば、カーボンを圧縮してガス不透過とした緻密質カーボンや、プレス成型した金属板を採用することができる。
【００２０】
燃料電池セル１１０の内部には、積層方向ＳＤに沿って、反応ガスの流路および冷却媒体の流路が形成されている。具体的には、図１に示すように、燃料電池セル１１０には、酸化剤ガス供給流路１５１と、酸化剤ガス排出流路１５２と、燃料ガス供給路１５３と、燃料ガス排出流路１５４と、冷却媒体供給流路１５５と、冷却媒体排出流路１５６とが形成されている。各燃料電池セル１１０の各流路が積層方向ＳＤに重なることにより、積層体１０１の内部には、図示しない酸化剤ガス供給マニホールド、酸化剤ガス排出マニホールド、燃料ガス供給マニホールド、燃料ガス排出マニホールド、冷却媒体供給マニホールド、および冷却媒体排出マニホールドが形成される。
【００２１】
変形吸収部１０２は、積層体１０１の一方の端部セル（最も外側の燃料電池セル１１０）の外側において、かかる端部セルとターミナルプレート１２０との間に配置されている。変形吸収部１０２は、ゴム等のエラストマーにより構成され、燃料電池セル１１０の熱膨張による積層体１０１の積層方向ＳＤの変形を吸収する。なお、エラストマーに代えて、バネ等任意の弾性体により変形吸収部１０２を構成してもよい。
【００２２】
一対のターミナルプレート１２０のうち、一方のターミナルプレート１２０は、変形吸収部１０２の外側において変形吸収部１０２に接して配置され、他方のターミナルプレート１２０は、変形吸収部１０２が配置されていない側の端部セルの外側において、かかる端部セルに接して配置されている。各ターミナルプレート１２０は、積層体１０１で生じた電流を集める。また、一対のターミナルプレート１２０は、積層体１０１および変形吸収部１０２からなる積層体に対して、積層方向ＳＤに所定の締結力を加える。変形吸収部１０２と接していないターミナルプレート１２０には、積層体１０１内部に設けられた各マニホールドと接続されている６つの接続口１２１が設けられている。各ターミナルプレート１２０において積層方向ＳＤと垂直な面の形状は、矩形である。
【００２３】
４つの締結支持部材１３０は、いずれも棒状の部材であり、一対のターミナルプレート１２０間に亘って積層方向ＳＤに沿って配置されている。図２に示すように、各締結支持部材１３０は、２つのターミナルプレート１２０における互いに同じ位置の隅同士を接続する。各締結支持部材１３０は、各ターミナルプレート１２０に接続されており、各ターミナルプレート１２０が積層体１０１および変形吸収部１０２からなる積層体に加える積層方向ＳＤの締結力を維持する。
【００２４】
図１に示すように、衝撃伝達部１０は、積層方向ＳＤを長手方向とする外観形状を有する。図２に示すように、衝撃伝達部１０は、袋体１１と、袋体１１の内部に充填されているダイラタント流体１２とを備えている。なお、図１では、図示の便宜上、ダイラタント流体１２を省略している。図１に示すように、袋体１１は、開口が形成された薄い袋状の外観形状を有し、主壁部１９と、一対の側壁部１８とを備えている。主壁部１９は、積層体１０１の４つの側面Ｓ１０、Ｓ２０、Ｓ３０、およびＳ４０のうちのいずれかの側面を向いて配置され、衝撃保護体２０と接している。また、主壁部１９の＋Ｘ方向の縁は一方の側壁部１８と接続され、−Ｘ方向の縁は他方の側壁部１８と接続されている。一対の側壁部１８は、それぞれターミナルプレート１２０に接している。袋体１１は、ダイラタント流体１２の透過性が低い材料で形成されている。具体的には、本実施形態では、袋体１１は、ポリプロピレンにより生成されている。なお、ポリプロピレンに代えて、他の樹脂や、ウレタン等のエラストマーを用いてもよい。
【００２５】
図１に示す各衝撃伝達部１０の開口を形成する縁部１９０は、図２に示すように、第２外面カバー１６２の内側表面または第１外面カバー１６１の内側表面と接合されている。換言すると、各衝撃伝達部１０の開口は、第１外面カバー１６１または第２外面カバー１６２により塞がれている。具体的には、図２に示すように、第２外面カバー１６２の内側の天井面Ｓ１と、第１外面カバー１６１の鉛直方向に沿った２つの内側の側面Ｓ２、Ｓ３と、第１外面カバー１６１の内側の底面Ｓ４とには、それぞれ袋体１１の縁部１９０が接合されている。本実施形態において、縁部１９０と第２外面カバー１６２の内部表面または第１外面カバー１６１の内部表面との接合方法として、接着剤を用いて接着させる方法を採用する。なお、接着剤を用いた接着に代えて、溶接もしくは単なる挟み込み等の任意の接合方法を用いてもよい。
【００２６】
ダイラタント流体１２は、急激な変化に対しては固体のように振る舞い、ゆっくりとした変形に対しては流動性を示す。このようなダイラタント流体１２として、本実施形態では、シリコーンオイルとホウ酸の混合物に、微量の触媒（例えば、塩化鉄や、塩化ニッケル等）を加えて高温環境下（例えば、摂氏１００度以上）において混練および乾燥させて得られる材料を用いる。このような材料としては、例えば、ダウコーニング社のダウコーニング３１７９（「ダウコーニング」は、登録商標）や、Ｗａｃｋｅｒ  ＧｍｂＨ社のＭ４８，Ｍ４９を採用することができる。
【００２７】
上述したとおり、各袋体１１の開口は、第１外面カバー１６１または第２外面カバー１６２により塞がれているので、ダイラタント流体１２は、袋体１１から漏れ出ない。
【００２８】
衝撃保護体２０は、可撓性を有する薄い布状の部材であり、積層方向ＳＤを長手方向とする長方形の外観形状を有する。本実施形態では、衝撃保護体２０は、ケブラー（登録商標）により形成されている。なお、ケブラーに代えてガラス繊維など、袋体１１よりも剛性の高い任意の材料により形成してもよい。また、衝撃保護体２０を、袋体１１よりも剛性の低い材料により形成してもよい。また、本実施形態では、衝撃保護体２０は、ダイラタント流体１２よりも剛性が低い。なお、衝撃保護体２０の剛性と比較するダイラタント流体１２の剛性とは、衝撃伝達部１０に対して急激な衝撃が加えられた際に測定される剛性を意味する。
【００２９】
衝撃保護体２０は、衝撃伝達部１０と積層体１０１における積層方向ＳＤに沿った各側面との間に配置されている。具体的には、積層体１０１の第１側面Ｓ１０と、第１外面カバー１６１の底面Ｓ４に接合されている衝撃伝達部１０との間に、１つの衝撃保護体２０が配置されている。また、積層体１０１の第２側面Ｓ２０と、第１外面カバー１６１の側面Ｓ２に接合されている衝撃伝達部１０との間に、１つの衝撃保護体２０が配置されている。また、積層体１０１の第３側面Ｓ３０と、第１外面カバー１６１の側面Ｓ３に接合されている衝撃伝達部１０との間に、１つの衝撃保護体２０が配置されている。また、積層体１０１の第４側面Ｓ４０と、第２外面カバー１６２に接合されている衝撃伝達部１０との間に、１つの衝撃保護体２０が配置されている。本実施形態では、各衝撃伝達部１０と衝撃保護体２０との接触部分は、すべて接着されている。なお、衝撃伝達部１０と衝撃保護体２０との接触部分のうちの一部分のみを接着してもよい。また、かかる接触部分をまったく接着させなくてもよい。衝撃保護体２０は、衝撃から袋体１１を保護する。例えば、燃料電池１００に急激な力が加えられた際に、燃料電池セル１１０の角により袋体１１が損傷することを抑制できる。
【００３０】
図１および図２に示すように、第１外面カバー１６１は、Ｘ軸方向に見た断面が略Ｕ字形状の外観形状を有する。第１外面カバー１６１のＸ軸方向の長さは、積層体１０１と変形吸収部１０２と一対のターミナルプレート１２０との組立体のＸ軸方向の長さとほぼ等しい。第１外面カバー１６１は、第１外面カバー１６１および第２外面カバー１６２を除く燃料電池１００全体を、下方から覆う（＋Ｚ方向に覆う）と共に、側方から覆う（＋Ｙ方向および−Ｙ方向に覆う）。第２外面カバー１６２は、Ｚ軸方向を厚さ方向とする板状部材であり、第１外面カバー１６１の上方の開放部分を覆う。
【００３１】
上述した第１外面カバー１６１および第２外面カバー１６２は、請求項における締結支持部および外面カバーに相当する。また、袋体１１は、請求項における袋状部材に相当する。
【００３２】
図３は、燃料電池１００が車両に搭載されている場合に燃料電池１００が受ける慣性力を示す説明図である。図３に示すように、第１外面カバー１６１は、車両が有するサイドメンバ５００に固定されている。この状態で、例えば、車両が正面衝突すると、サイドメンバ５００に直接接続されていない積層体１０１には、進行方向に向かう慣性力Ｆｇが加わる。したがって、積層体１０１を構成する各燃料電池セル１１０は、進行方向に向かってずれようとする。特に、各燃料電池セル１１０のうち、積層方向ＳＤ（Ｘ軸方向）における中央部分に位置する燃料電池セル１１０は、一対のターミナルプレート１２０から加えられる締結力が弱いため、より大きくずれようとする。ここで、積層体１０１の進行方向側には、衝撃伝達部１０が配置されており、衝撃伝達部１０を構成するダイラタント流体１２は、急激な変化に対しては固体のように振る舞う。このため、ダイラタント流体１２は、変形を抑えつつ、換言すると、慣性力Ｆｇの吸収を抑制しつつ、慣性力Ｆｇを第１外面カバー１６１に伝える。すると、第１外面カバー１６１は、慣性力Ｆｇと逆向きの応力ＦＢを衝撃伝達部１０に伝え、衝撃伝達部１０は、応力ＦＢを、衝撃保護体２０を介して積層体１０１に伝える。このため、積層体１０１における各燃料電池セル１１０の位置ずれの発生は抑制される。
【００３３】
上述した衝突時とは異なり、例えば、燃料電池セル１１０の熱膨張等に起因して、各燃料電池セル１１０が積層方向ＳＤにゆっくりと変位した場合には、ダイラタント流体１２は流動体として振る舞い、燃料電池セル１１０の変位によって生じた隙間（燃料電池セル１１０と衝撃保護体２０との間）を埋めるように変形する。このように、燃料電池セル１１０と衝撃保護体２０との間の隙間の発生を抑制できるので、衝突発生時において、燃料電池セル１１０の位置ずれを抑えつつ、慣性力Ｆｇを、衝撃伝達部１０を介して第１外面カバー１６１に伝えることができる。
【００３４】
以上説明した第１実施形態の燃料電池１００では、積層体１０１と第１外面カバー１６１または第２外面カバー１６２との間に、ダイラタント流体１２を含む衝撃伝達部１０が配置されているので、衝突等により積層体１０１に急激な力が加わった場合に、かかる力の吸収を抑えつつ、かかる力を第１外面カバー１６１又は第２外面カバー１６２に伝えることができる。また、かかる力の応力の吸収を抑えつつ、かかる応力を積層体１０１に伝えることができ、各燃料電池セル１１０の位置ずれを抑制できる。したがって、燃料電池セル１１０の位置ずれに起因する反応ガスや冷却媒体の漏れの発生を抑制できる。
【００３５】
加えて、燃料電池セル１１０の熱膨張等に起因して各燃料電池セル１１０がゆっくりと変位しようとする場合には、衝撃伝達部１０は、かかる変位に追従して変形するので、燃料電池セル１１０の変位を妨げない。したがって、燃料電池セル１１０に余計な応力が加えられることを抑制でき、燃料電池セル１１０の耐久性を向上できる。また、衝撃伝達部１０は、燃料電池セル１１０の変位に追従して変形するので、燃料電池セル１１０の変位に起因する隙間の発生を抑制できる。このため、積層体１０１に急激な力が加わった場合に、上述した各燃料電池セル１１０の位置ずれをより安定して抑制できる。
【００３６】
また、衝撃伝達部１０は、積層方向ＳＤを長手方向とする長尺形状を有するため、積層体１０１を構成する各燃料電池１００のうち、多くの燃料電池セル１１０に対応する位置に、ダイラタント流体１２を配置することができる。このため、多くの燃料電池セル１１０の位置ずれを抑制できる。
【００３７】
また、衝撃伝達部１０の構成を、袋体１１の開口が第１外面カバー１６１または第２外面カバー１６２により塞がれ、袋体１１の内部にダイラタント流体１２が配置されている構成としているので、第１外面カバー１６１または第２外面カバー１６２を分解する場合に、ダイラタント流体１２が漏れ出ることを抑制でき、作業性を向上させることができる。
【００３８】
また、衝撃伝達部１０と積層体１０１との間に衝撃保護体２０を配置するので、燃料電池１００に急激な力が加えられた際に、燃料電池セル１１０の角により袋体１１が損傷することを抑制できる。
【００３９】
Ｂ．第２実施形態：
図４は、第２実施形態の燃料電池の断面図である。第２実施形態の燃料電池１００ａは、第１外面カバー１６１に接合されている３つの衝撃伝達部１０に代えて、第２衝撃伝達部１７を備えている点において、第１実施形態の燃料電池１００と異なり、他の構成は、燃料電池１００と同じであるので、詳細な説明を省略する。なお、第２実施形態では、第１実施形態における衝撃伝達部１０を、「第１衝撃伝達部１０」と呼ぶ。
【００４０】
図４では、図１における１−１断面と同様な位置での燃料電池１００ａの断面を示す。図４に示すように、燃料電池１００ａは、第２衝撃伝達部１７を備えている。第２衝撃伝達部１７は、衝撃支持フィルム１５と、ダイラタント流体１６とにより構成されている。
【００４１】
衝撃支持フィルム１５は、布状の部材であり、燃料電池１００ａの第１側面Ｓ１０、第２側面Ｓ２０、および第３側面Ｓ３０を連続して覆うように配置されている。衝撃支持フィルム１５は、上述した３つの側面Ｓ１０、Ｓ２０、およびＳ３０に接して配置されている３つの衝撃保護体２０と接して配置されている。これら３つの衝撃保護体２０と衝撃支持フィルム１５とは接着されている。衝撃支持フィルム１５は、第１実施形態の袋体１１と同じ材料により形成されている。衝撃支持フィルム１５の＋Ｚ方向の端部２１のＺ軸方向位置は、燃料電池セル１１０の第４側面Ｓ４０のＺ軸方向の位置とほぼ等しい。衝撃支持フィルム１５の端部２１は、第１外面カバー１６１および第２外面カバー１６２と接触していない。換言すると、衝撃支持フィルム１５の端部２１は自由端である。したがって、端部２１と第１外面カバー１６１との間には開口２２が形成されている。なお、衝撃支持フィルム１５のＸ軸方向の端部（＋Ｘ方向の端部および−Ｘ方向の端部）は、一対のターミナルプレート１２０に接合されている。
【００４２】
第２実施形態において、ダイラタント流体１６は、衝撃支持フィルム１５と第１外面カバー１６１の内壁（側面Ｓ２、側面Ｓ３、および底面Ｓ４）と一対のターミナルプレート１２０とにより囲まれる空間に配置されている。したがって、第１外面カバー１６１における底面Ｓ４の全面と、側面Ｓ２の鉛直下方側の一部と、側面Ｓ３の鉛直下方側の一部とは、ダイラタント流体１６と直接接している。ダイラタント流体１６は、第１実施形態におけるダイラタント流体１２と同じ材料により形成されている。図４に示すように、ダイラタント流体１６の上端Ｓ５０のＺ軸方向の位置は、衝撃支持フィルム１５の端部２１（開口２２）のＺ軸方向の位置よりも下方である（低い）。
【００４３】
第２外面カバー１６２には、第１実施形態と同様に、第１衝撃伝達部１０が接合されている。
【００４４】
以上の構成を有する第２実施形態の燃料電池１００ａは、第１実施形態の燃料電池１００と同様な効果を有する。加えて、第２衝撃伝達部１７を形成する際には、衝撃保護体２０が接合された積層体１０１の周りに衝撃支持フィルム１５を配置し、衝撃支持フィルム１５と第１外面カバー１６１との間にダイラタント流体１６を注入すればよいので、第２衝撃伝達部１７を容易に形成できる。また、端部２１は自由端であり、端部２１と側面Ｓ２との間および端部２１と側面Ｓ３との間には開口２２が形成されているので、大きな力が第２衝撃伝達部１７に加えられた場合に、ダイラタント流体１６の圧力が上昇して、第２衝撃伝達部１７が裂けてしまうことを抑制できる。また、ダイラタント流体１６の上端Ｓ５０のＺ軸方向の位置（鉛直上方に向かう位置）は、衝撃支持フィルム１５の端部２１（開口２２）のＺ軸方向の位置により下方であるので、大きな力が第２衝撃伝達部１７に加えられた際に、ダイラタント流体１６が端部２１を越えて開口２２から飛び出すことを抑制できる。
【００４５】
Ｃ．第３実施形態：
図５は、第３実施形態の燃料電池の分解斜視図である。第３実施形態の燃料電池１００ｂは、第２外面カバー１６２に代えて第２外面カバー１６２ａを備えている点と、４つの衝撃伝達部１０に代えて第３衝撃伝達部１０ａおよび第４衝撃伝達部１７ａを備えている点と、４つの衝撃保護体２０に代えて４つの衝撃保護体２０ａを備えている点とにおいて、第１実施形態の燃料電池１００と異なり、他の構成は、燃料電池１００と同じである。
【００４６】
第２外面カバー１６２ａは、中央部に厚さ方向（Ｚ軸方向）に貫通孔１６３が形成されている点において、第１実施形態の第２外面カバー１６２と異なり、他の構成は、第２外面カバー１６２と同じであるので、詳細な説明を省略する。
【００４７】
第３衝撃伝達部１０ａは、袋体１１ａと、ダイラタント流体１２ａとを備えている。袋体１１ａは、半球状の外観形状を有する点において、第１実施形態の袋体１１と異なり、他の構成および材料は、袋体１１と同じである。袋体１１ａの＋Ｚ方向の円形の端部は、第２外面カバー１６２ａの下側の面（積層体１０１に向いた面）の中央部分に接合されている。袋体１１ａと第２外面カバー１６２ａとで囲まれた空間は、貫通孔１６３と連通している。ダイラタント流体１２ａは、袋体１１ａと第２外面カバー１６２ａとで囲まれた空間に配置されている。ダイラタント流体１２ａの上端のＺ軸方向の位置は、第２外面カバー１６２ａの上側の面のＺ軸方向の位置よりも下方である（低い）。第３衝撃伝達部１０ａのＸ軸方向の長さは、積層体１０１のＸ軸方向の長さよりも短い。なお、ダイラタント流体１２ａは、第２外面カバー１６２ａに設けられた貫通孔１６３を介して、袋体１１ａの内部に注入される。
【００４８】
第４衝撃伝達部１７ａは、衝撃支持フィルム１５ａと、ダイラタント流体１６ａとを備えている。衝撃支持フィルム１５ａは、長方形のフィルムを短辺方向に沿って撓ませて、側面Ｓ２と側面Ｓ３と底面Ｓ４とに沿って略Ｕ字型に変形させた形状を有する。衝撃支持フィルム１５ａの＋Ｚ方向の端を除く他の縁は、側面Ｓ２、側面Ｓ３、および底面Ｓ４のいずれかと接合されている。衝撃支持フィルム１５ａの＋Ｚ方向の端は、第１外面カバー１６１および第２外面カバー１６２と接合されていない。したがって、第４衝撃伝達部１７ａの＋Ｚ方向の端部には、開口２２ａが形成されている。衝撃支持フィルム１５ａの＋Ｚ方向の端のＺ軸方向の位置は、第１外面カバー１６１のＺ軸方向の端部よりも下方である（低い）。
【００４９】
ダイラタント流体１６ａは、衝撃支持フィルム１５ａおよび側面Ｓ２により囲まれる空間と、衝撃支持フィルム１５ａおよび側面Ｓ３により囲まれる空間と、衝撃支持フィルム１５ａおよび底面Ｓ４により囲まれる空間とに配置されている。ダイラタント流体１６ａは、第１実施形態におけるダイラタント流体１２と同様な材料により形成されている。図５に示すように、ダイラタント流体１６ａの上端のＺ軸方向の位置は、開口２２ａのＺ軸方向の位置よりも下方である（低い）。
【００５０】
衝撃保護体２０ａは、Ｘ軸方向の長さが第１実施形態の衝撃保護体２０のＸ軸方向の長さよりも短い点において、衝撃保護体２０と異なり、他の構成は、衝撃保護体２０と同じである。衝撃保護体２０ａのＸ軸方向の長さは、積層体１０１のＸ軸方向の長さよりも短い。衝撃保護体２０ａのＸ軸方向の長さとしては、例えば、数個から数十個分の燃料電池セル１１０のＸ軸方向の長さ（厚さ）と同程度とすることができる。各衝撃保護体２０ａは、積層体１０１のＸ軸方向における中央部分に対応する位置に配置されている。換言すると、各衝撃保護体２０ａは、少なくとも積層体１０１の中央の燃料電池セル１１０及びかかる燃料電池セル１１０から数個分だけ隣接する燃料電池セル１１０に対応する位置に配置されている。
【００５１】
以上の構成を有する第３実施形態の燃料電池１００ｂは、第１実施形態の燃料電池１００と同様な効果を有する。すなわち、各燃料電池セル１１０のうち、急激な衝撃が加えられた際に位置ずれが生じ易い中央部分の燃料電池セル１１０に対応する位置に、第３衝撃伝達部１０ａおよび第４衝撃伝達部１７ａが配置されているので、これらの燃料電池セル１１０の位置ずれの発生を抑制できる。
【００５２】
また、第３衝撃伝達部１０ａおよび第４衝撃伝達部１７ａのＸ軸方向の長さは、積層体１０１のＸ軸方向の長さに比べて短い。このため、第３衝撃伝達部１０ａおよび第４衝撃伝達部１７ａのＸ軸方向の長さを積層体１０１のＸ軸方向の長さと同等にする構成に比べて、第３衝撃伝達部１０ａおよび第４衝撃伝達部１７ａを小型化できる。それゆえ、燃料電池１００ｂの軽量化を実現できる。また、第３衝撃伝達部１０ａおよび第４衝撃伝達部１７ａのいずれにおいても、＋Ｚ方向の端部は開口しているので、上述した第２実施形態と同様に、第３衝撃伝達部１０ａまたは第４衝撃伝達部１７ａに大きな力が加えられた際に、ダイラタント流体１２ａまたはダイラタント流体１６ａの圧力が上昇して、袋体１１ａまたは衝撃支持フィルム１５ａが裂けてしまうことを抑制できる。
【００５３】
Ｄ．第４実施形態：
図６は、第４実施形態の燃料電池の断面図である。第４実施形態の燃料電池１００ｃは、４つの衝撃伝達部１０に代えて、２０個の衝撃伝達部１０ｂを備えている点と、４つの衝撃保護体２０に代えて、４つの衝撃保護体３０を備えている点とにおいて、第１実施形態の燃料電池１００と異なり、他の構成は、燃料電池１００と同じであるので、詳細な説明を省略する。
【００５４】
図７は、第４実施形態の燃料電池１００ｃにおける第１外面カバー１６１と、衝撃伝達部１０ｂとを示す斜視図である。図６および図７に示すように、第１外面カバー１６１の内側の側面Ｓ２、側面Ｓ３、および底面Ｓ４に、それぞれ５つの衝撃伝達部１０ｂが接合されている。また、図６に示すように、第２外面カバー１６２の内側の天井面Ｓ１に５つの衝撃伝達部１０ｂが接合されている。図６および図７に示すように、各衝撃伝達部１０ｂは、断面が半楕円形状である柱状の外観形状を有し、Ｘ軸方向に沿って延設されている。また、第２外面カバー１６２または第１外面カバー１６１において、各衝撃伝達部１０ｂは、互いに平行となるようにＺ軸方向またはＹ軸方向に所定の間隔を空けて並んで配置されている。
【００５５】
図６および図７に示すように、第４実施形態の衝撃伝達部１０ｂは、袋体１１ｂと、ダイラタント流体１２ｂとを備えている。袋体１１ｂは、外観形状において第１実施形態の袋体１１と異なり、他の構成および材料は、袋体１１と同じである。したがって、袋体１１ｂは、開口を有し、かかる開口は、第２外面カバー１６２または第１外面カバー１６１によって塞がれている。
【００５６】
ダイラタント流体１２ｂは、各袋体１１ｂと、第２外面カバー１６２または第１外面カバー１６１とで囲まれた空間に配置されている。ダイラタント流体１２ｂは、第１実施形態におけるダイラタント流体１２と同じ材料により形成されている。
【００５７】
衝撃保護体３０は、布状の部材であり、衝撃伝達部１０ｂと積層体１０１における積層方向ＳＤに沿った各側面との間に配置されている。衝撃保護体３０は、衝撃伝達部１０ｂと対向する面において、衝撃伝達部１０ｂと部分的に接していない点において、第１実施形態の衝撃伝達部１０と異なり、他の構成および形成材料は、衝撃伝達部１０と同じである。各衝撃保護体３０において衝撃伝達部１０ｂと対向する面は、衝撃伝達部１０ｂの頂部（衝撃伝達部１０ｂにおいて第２外面カバー１６２または第１外面カバー１６１と接触する部分から積層体１０１に向かって最も離れた部分）とのみ接触し、他の部分は、衝撃伝達部１０ｂと接触していない。なお、衝撃保護体３０と衝撃伝達部１０ｂと接触部分は、第１実施形態の衝撃伝達部１０と衝撃保護体２０との接触部分と同様に、すべて接合されている。
【００５８】
以上の構成を有する第４実施形態の燃料電池１００ｃは、第１実施形態の燃料電池１００と同様な効果を有する。また、積層体１０１の各面Ｓ１０、Ｓ２０、Ｓ３０、およびＳ４０を、複数の衝撃伝達部１０ｂにより支持するので、各面の支持力を向上できる。
【００５９】
Ｅ．第５実施形態：
図８は、第５実施形態における燃料電池の構成を示す分解斜視図である。第５実施形態の燃料電池１００ｄは、積層体１０１ａおよび変形吸収部１０２の内部に締結支持マニホールドが形成されている点と、４つの締結支持部材１３０に代えて２つの締結支持部材４１、４２を備えている点と、４つの衝撃伝達部１０に代えて２つの衝撃伝達部１０ｃを備えている点と、４つの衝撃保護体２０に代えて２つの衝撃保護体３１を備えている点とにおいて、第１実施形態の燃料電池１００と異なり、他の構成は、燃料電池１００と同じである。
【００６０】
図８に示すように、第５実施形態の燃料電池セル１１０ａは、厚さ方向に形成された２つの貫通孔１５７、１５８を備えている点において、第１実施形態の燃料電池セル１１０と異なり、他の構成は、燃料電池セル１１０と同じである。各燃料電池セル１１０の貫通孔１５７、１５８が積層方向ＳＤに重なることにより、積層体１０１ａの内部に、積層方向ＳＤに沿って２つのマニホールド（締結支持マニホールド）が形成されている。なお、図８では、図示の便宜上、２つの締結支持マニホールドを省略している。また、変形吸収部１０２において厚さ方向に図示しない２つの貫通孔が形成されている。これら２つの貫通孔は、各燃料電池セル１１０ａの貫通孔１５７、１５８とＸ軸方向に見て同じ位置に配置されている。
【００６１】
２つの締結支持部材４１、４２は、図示しない締結支持マニホールド内に配置されている点、および外観形状が四角柱形状である点において、第１実施形態の締結支持部材１３０と異なり、他の構成は、締結支持部材１３０と同じである。なお、締結支持部材４１、４２の外観形状を、第１実施形態の締結支持部材１３０の外観形状と同様に、円柱形状としてもよい。
【００６２】
図９は、第５実施形態における締結支持マニホールドと衝撃伝達部１０ｃと締結支持部材４１と衝撃保護体３１との断面を示す説明図である。なお、図９は、図２同様に、積層方向ＳＤと垂直な断面を示している。
【００６３】
図９に示す締結支持マニホールド５７は、図８に示す各燃料電池セル１１０ａの貫通孔１５７が重なって形成されている。図９に示すように、第５実施形態の衝撃伝達部１０ｃは、締結支持マニホールド５７の内部に配置されている。衝撃伝達部１０ｃは、袋体１１ｃと、ダイラタント流体１２ｃとを備えている。袋体１１ｃは、Ｘ軸方向を長手方向とする筒状の外観形状を有し、締結支持部材４１を覆う。袋体１１ｃのＸ軸方向の２つの端は、一対のターミナルプレート１２０に接合されている。袋体１１ｃの材料は、第１実施形態の袋体１１の材料と同じである。
【００６４】
ダイラタント流体１２ｃは、袋体１１ｃと締結支持部材４１の外部表面と一対のターミナルプレート１２０とにより囲まれる空間に配置されている。ダイラタント流体１２ｃは、第１実施形態におけるダイラタント流体１２と同じ材料により形成されている。
【００６５】
衝撃保護体３１は、袋体１１ｃと同様な形状を有し、締結支持マニホールド５７の内部において、袋体１１ｃを覆って配置されている。衝撃保護体３１は、締結支持マニホールド５７（貫通孔１５７）を形成する各燃料電池セル１１０ａにおける各壁面（貫通孔１５７に面する各壁面）と、衝撃伝達部１０ｃとの間に配置されている。衝撃保護体３１は第１実施形態の衝撃保護体２０と同じ材料により形成されている。衝撃保護体３１は、締結支持マニホールド５７（貫通孔１５７）を形成する各燃料電池セル１１０ａにおける上述した各壁面に接合されている。なお、各燃料電池セル１１０ａの貫通孔１５８が重なることにより形成される図示しない締結支持マニホールドの内部の構造は、上述した締結支持マニホールド５７の内部の構造と同じであるので、説明を省略する。
【００６６】
以上の構成を有する第５実施形態の燃料電池１００ｄは、第１実施形態の燃料電池１００と同様な効果を有する。すなわち、衝突等により短期間に積層体１０１ａに大きな慣性力が加えられた場合、ダイラタント流体１２ｃは固体のように振る舞うため、ダイラタント流体１２ｃは、変形を抑えつつ、換言すると、慣性力の吸収を抑制しつつ、慣性力を締結支持部材４１、４２に伝える。すると、締結支持部材４１、４２は、慣性力と逆向きの応力を衝撃伝達部１０ｃに伝え、衝撃伝達部１０ｃは、応力を、衝撃保護体３１を介して積層体１０１ａに伝える。このため、積層体１０１ａにおける各燃料電池セル１１０ａの位置ずれの発生を抑制できる。また、燃料電池セル１１０ａの熱膨張等に起因して、各燃料電池セル１１０ａが積層方向ＳＤにゆっくりと変位する場合には、ダイラタント流体１２ｃは流体として振る舞い、燃料電池セル１１０ａの変位によって生じた隙間（締結支持マニホールドを形成する壁面と、衝撃保護体３１との間）を埋めるように変形する。このようにして、締結支持マニホールドを形成する壁面と、衝撃保護体３１との間の隙間の発生を抑制できるので、衝突発生時において、燃料電池セル１１０ａの位置ずれを抑えつつ、慣性力を、衝撃伝達部１０ｃを介して締結支持部材４１、４２に伝えることができる。さらに、膨張または収縮に起因する燃料電池セル１１０ａの積層方向ＳＤへの変位を妨げないので、燃料電池セル１１０ａに余計な応力が加えられることを抑制でき、燃料電池セル１１０ａの耐久性を向上できる。
【００６７】
なお、上述した第５実施形態において、締結支持部材４１，４２は、請求項における締結支持部および棒状部材に相当する。
【００６８】
Ｆ．変形例：
Ｆ１．変形例１：
各実施形態における燃料電池１００、１００ａ〜１００ｄの構成は、あくまでも一例であり、種々変形可能である。例えば、第１実施形態の袋体１１は開口が設けられ、かかる開口が第２外面カバー１６２の天井面Ｓ１または第１外面カバー１６１の側面Ｓ２、側面Ｓ３および底面Ｓ４に接合されていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、袋体１１の開口が、第１外面カバー１６１および第２外面カバー１６２に代えて、積層体１０１の表面または衝撃保護体２０に接合されていてもよい。また、例えば、予めダイラタント流体１２が充填された密封された（開口を有さない）袋体を衝撃伝達部１０として用い、かかる衝撃伝達部１０を、積層体１０１（衝撃保護体２０）と第１外面カバー１６１との間、および積層体１０１（衝撃保護体２０）と第２外面カバー１６２との間に配置してもよい。この構成において、衝撃伝達部１０と第１外面カバー１６１との間、および衝撃伝達部１０と第２外面カバー１６２との間を接合しなくてもよい。また、この構成において、袋体１１内に全く余裕がないようにダイラタント流体１２を充填する構成に加えて、余裕をもってダイラタント流体１２を充填する（袋体１１内の体積よりも少ない体積のダイラタント流体１２を充填する）構成を採用してもよい。袋体１１に余裕を持ってダイラタント流体１２を充填する構成においては、袋体１１を、空気透過性が高く、かつ、ダイラタント流体１２の透過性が低い材料により形成することにより、外部から急激な力が加えられた際に、袋体１１内の空気を外部に逃がすることができる。このため、かかる袋体１１を用いた衝撃保護体は、第１実施形態の衝撃保護体２０と同様な作用および効果を奏することができる。
【００６９】
また、第２実施形態の燃料電池１００ａにおいて、第１衝撃伝達部１０を省略してもよい。また、各実施形態の衝撃保護体２０、２０ａ、３０、および３１を省略してもよい。また、第４実施形態の燃料電池１００ｃにおいて、第２外面カバー１６２の天井面Ｓ１、および第１外面カバー１６１の側面Ｓ２、側面Ｓ３、および底面Ｓ４に配置される衝撃伝達部１０ｂの数は、５つであったが、５つに限らず任意の数としてもよい。また、第５実施形態の燃料電池１００ｄにおいて、２つの締結支持部材４１、４２に加えて、第１実施形態の４つの締結支持部材１３０を配置してもよい。
【００７０】
また、各実施形態において、衝撃保護体２０，２０ａは、ダイラタント流体１２，１２ａ〜１２ｄよりも剛性が低かったが、これに代えて、ダイラタント流体１２，１２ａ〜１２ｄよりも剛性が高くてもよい。かかる構成によれば、衝撃保護体２０，２０ａにより、袋体１１，１１ａ〜１１ｄの破れを抑制できることに加えて、燃料電池１００，１００ａ〜１００ｄに対して応力が加えられた際に、積層体１０１，１０１ａに均一に力を加える（力を分散させる）ことができる。
【００７１】
Ｆ２．変形例２：
図１０は、変形例における衝撃伝達部１０ｄの外観形状を示す説明図である。第４実施形態の衝撃伝達部１０ｂの外観形状は、図７に示すように、断面が半楕円形状の柱状の外観形状であったが、本発明はこれに限定されるものではない。図１０に示すように、衝撃伝達部１０ｄは、略円錐状の外観形状を有し、先端部は衝撃保護体３０に接し、底部に形成されている開口は、第２外面カバー１６２の天井面Ｓ１または第１外面カバー１６１の側面Ｓ２、側面Ｓ３および底面Ｓ４に接合されている。なお、図１０では、衝撃伝達部１０ｄ、および衝撃伝達部１０ｄと接合されている面のみを表わし、他の部位は省略している。
【００７２】
衝撃伝達部１０ｄは、袋体１１ｄと、ダイラタント流体１２ｄとを備えている。袋体１１ｄの材料は、第１実施形態の袋体１１の材料と同じである。また、ダイラタント流体１２ｄの材料は、第１実施形態のダイラタント流体１２の材料と同じである。
【００７３】
このような外観形状を有する衝撃伝達部１０ｄを用いた燃料電池は、第４実施形態の燃料電池１００ｃと同様な効果を有する。上述した変形例、第１実施形態、および第４実施形態からも理解できるように、第２外面カバー１６２の天井面Ｓ１、第１外面カバー１６１の側面Ｓ２、側面Ｓ３、および底面Ｓ４に接合する衝撃伝達部の外観形状として任意の形状を採用できる。
【００７４】
Ｆ３．変形例３：
各実施形態の衝撃伝達部１０，１０ａ〜１０ｄの積層方向ＳＤに沿った長さは、適宜変更してもよい。例えば、第１実施形態の衝撃伝達部１０、第４実施形態の衝撃伝達部１０ｂ、第５実施形態の衝撃伝達部１０ｃの積層方向ＳＤに沿った長さを、積層体１０１または積層体１０１ａの積層方向ＳＤに沿った長さよりも短くしてもよい。この構成では、各衝撃伝達部１０、１０ｂ、１０ｃを、積層体１０１または積層体１０１ａの積層方向に沿った中央部分に対応する位置に配置することが好ましい。また、図１０に示す変形例の燃料電池において、衝撃伝達部１０ｄが配置されている領域の積層方向ＳＤに沿った長さを、積層体１０１の積層方向ＳＤに沿った長さよりも短くしてもよい。この構成においても、衝撃伝達部１０ｄが配置される領域を、積層体１０１の積層方向に沿った中央部分に対応する位置に配置することが好ましい。
【００７５】
また、第３実施形態の第３衝撃伝達部１０ａおよび第４衝撃伝達部１７ａの積層方向ＳＤに沿った長さを、積層体１０１の積層方向ＳＤに沿った長さと同程度としてもよい。
【００７６】
Ｆ４．変形例４：
各実施形態では、ダイラタント流体１２、１２ａ〜１２ｄは、いずれもシリコーンオイルとホウ酸の混合物に、微量の触媒を加えて高温環境下において混練および乾燥させて得られる材料を用いていたが、本発明はこれに限定されるものではない。任意の「流体と固形粉体の混合物」を、ダイラタント流体１２、１２ａ〜１２ｄの材料として用いることができる。流体としては、上述した「シリコーンオイルとホウ酸の混合物に、微量の触媒を加えて高温環境下において混練および乾燥させて得られる材料」の他、水を採用することもできる。また、固形粉体として、シリカや、樹脂粉体や、砂や、片栗粉などを採用することもできる。
【００７７】
Ｆ５．変形例５：
各実施形態では、積層体１０１，１０１ａの積層方向ＳＤに沿った４つの面Ｓ１０〜Ｓ４０は、いずれも第１外面カバー１６１および第２外面カバー１６２により全て覆われていたが、これらの４つの面のうち、少なくとも１つの面は、第１外面カバー１６１または第２外面カバー１６２により部分的に覆われる構成を採用してもよい。このような構成においても、かかる面において、第１外面カバー１６１または第２外面カバー１６２により覆われる部分に対応して、衝撃伝達部１０，１０ａ〜１０ｄが配置されることにより、各燃料電池セル１１０，１１０ａの位置ずれを抑制できる。
【００７８】
また、各実施形態において、積層体１０１，１０１ａの積層方向ＳＤと垂直な断面の形状は矩形であったが、任意の形状としてもよい。この場合、第１外面カバー１６１および第２外面カバー１６２の外観形状として、積層体１０１，１０１ａの積層方向に沿った側面の少なくとも一部を覆う任意の形状を採用できる。
【００７９】
Ｆ６．変形例６：
第２実施形態において、衝撃支持フィルム１５の端部２１のＺ軸方向位置は、燃料電池セル１１０の第４側面Ｓ４０のＺ軸方向の位置にほぼ等しかったが、本発明はこれに限定されるものではない。衝撃支持フィルム１５の端部２１のＺ軸方向位置を、燃料電池セル１１０の第４側面Ｓ４０のＺ軸方向の位置よりも−Ｚ方向にずれた位置（すなわち、鉛直下方の位置）としてもよい。すなわち一般には、衝撃支持フィルム１５として、積層体１０１の第１側面Ｓ１０と、積層体１０１の第２側面Ｓ２０における鉛直下方側の少なくとも一部と、積層体１０１の第３側面Ｓ３０における鉛直下方側の少なくとも一部とを連続して覆う布状部材を、本発明の燃料電池に採用してもよい。
【００８０】
Ｆ７．変形例７：
第２実施形態において、衝撃支持フィルム１５の端部２１は自由端であったが、端部２１を、第１外面カバー１６１と第２外面カバー１６２と積層体１０１とのうちのいずれかに接合させ、開口を有しない構成としてもよい。同様に、第３実施形態において、衝撃支持フィルム１５ａの＋Ｚ方向の端を、第１外面カバー１６１または第２外面カバー１６２に接合させ、開口２２ａを設けない構成としてもよい。
【００８１】
Ｆ８．変形例８：
各実施形態では、燃料電池１００、１００ａ−１００ｄは、電気自動車に搭載されていたが、電気自動車に代えて、ハイブリッド自動車や、船舶や、ロボットなどの各種移動体に適用することもできる。また、燃料電池１００および１００ａを定置型電源として用いることもできる。
【００８２】
Ｆ９．変形例９：
各実施形態では、燃料電池１００、１００ａ−１００ｄが載置された状態において、Ｘ軸方向およびＹ軸方向（＋Ｙ方向および−Ｙ方向）は、水平面と平行な方向であり、また、＋Ｚ方向は鉛直上方向を示し、−Ｚ方向は鉛直下方向を示していたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、Ｘ軸方向およびＹ軸方向は、水平面と交わる面と平行な方向であってもよい。また、Ｚ軸方向は、鉛直方向からずれた方向であってもよい。換言すると、燃料電池１００、１００ａ−１００ｄの第１側面Ｓ１０および第４側面Ｓ４０が水平面と平行でなくてもよい。また、燃料電池１００、１００ａ−１００ｄの第２側面Ｓ２０および第３側面Ｓ３０が鉛直方向と平行でなくてもよい。
【００８３】
本発明は、上述の実施形態や変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
【符号の説明】
【００８４】
１０…衝撃伝達部（第１衝撃伝達部）
１０ａ…第３衝撃伝達部
１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ…衝撃伝達部
１１，１１ａ〜１１ｄ…袋体
１２，１２ａ〜１２ｄ…ダイラタント流体
１５，１５ａ…衝撃支持フィルム
１６，１６ａ…ダイラタント流体
１７…第２衝撃伝達部
１７ａ…第４衝撃伝達部
１８…側壁部
１９…主壁部
２０，２０ａ…衝撃保護体
２１…端部
２２，２２ａ…開口
３０…衝撃保護体
３１…衝撃保護体
４１，４２…締結支持部材
５７…締結支持マニホールド
１００，１００ａ〜１００ｄ…燃料電池
１０１，１０１ａ…積層体
１０２…変形吸収部
１１０，１１０ａ…燃料電池セル
１１１…膜電極接合体
１１２…セパレータ
１２０…ターミナルプレート
１２１…接続口
１３０…締結支持部材
１５１…酸化剤ガス供給流路
１５２…酸化剤ガス排出流路
１５３…燃料ガス供給路
１５４…燃料ガス排出流路
１５５…冷却媒体供給流路
１５６…冷却媒体排出流路
１５７，１５８…貫通孔
１６１…第１外面カバー
１６２，１６２ａ…第２外面カバー
１６３…貫通孔
１９０…縁部
５００…サイドメンバ
Ｓ１…天井面
Ｓ２…側面
Ｓ３…側面
Ｓ４…底面
ＦＢ…応力
ＳＤ…積層方向
Ｆｇ…慣性力
Ｓ１０…第１側面
Ｓ２０…第２側面
Ｓ３０…第３側面
Ｓ４０…第４側面
【図１】
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【図２】
2015082370.tif 000004
【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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【手続補正書】
【提出日】平成27年1月15日(2015.1.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池であって、
複数の燃料電池セルが積層された構造を有する積層体と、
前記複数の燃料電池セルの積層方向に沿って延設され、前記積層体を前記積層方向に締結するための締結支持部であって、前記積層体の前記積層方向に沿った外周面の少なくとも一部を覆う外面カバーを有する締結支持部と、
ダイラタント流体を含み、前記積層体と前記締結支持部との間において、前記複数の燃料電池セルのうちの前記積層方向に沿って連続する複数の燃料電池セルに対応する位置に配置されている衝撃伝達部と、
を備え、
前記衝撃伝達部は、
前記積層体が載置された状態において、前記積層体の底面と、前記積層方向に沿った前記積層体の２つの側面の下方側の少なくとも一部と、を連続して覆う衝撃支持フィルムと、
前記衝撃支持フィルムと前記外面カバーの内側面との間の空間に収容されている前記ダイラタント流体と、
を有し、
前記積層体が載置された状態において、前記衝撃支持フィルムの上方の端部は、開放端として構成され、前記空間への開口を形成する、燃料電池。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池において、さらに
前記衝撃伝達部と前記積層体との間に配置された衝撃保護部を備える、燃料電池。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の燃料電池において、
前記衝撃伝達部は、前記積層体の前記積層方向に沿った中央部分を構成する複数の燃料電池セルに対応する位置に配置されている、燃料電池。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
[形態１]燃料電池であって、
複数の燃料電池セルが積層された構造を有する積層体と、
前記複数の燃料電池セルの積層方向に沿って延設され、前記積層体を前記積層方向に締結するための締結支持部であって、前記積層体の前記積層方向に沿った外周面の少なくとも一部を覆う外面カバーを有する締結支持部と、
ダイラタント流体を含み、前記積層体と前記締結支持部との間において、前記複数の燃料電池セルのうちの前記積層方向に沿って連続する複数の燃料電池セルに対応する位置に配置されている衝撃伝達部と、
を備え、
前記衝撃伝達部は、
前記積層体が載置された状態において、前記積層体の底面と、前記積層方向に沿った前記積層体の２つの側面の下方側の少なくとも一部と、を連続して覆う衝撃支持フィルムと、
前記衝撃支持フィルムと前記外面カバーの内側面との間の空間に収容されている前記ダイラタント流体と、
を有し、
前記積層体が載置された状態において、前記衝撃支持フィルムの上方の端部は、開放端として構成され、前記空間への開口を形成する、燃料電池。