(57)【要約】【課題】簡単且つコンパクトな構成で、燃料電池スタックに付与される外部荷重を確実に受けることができ、特に燃料ガスの漏れを可及的に抑制することを可能にする。【解決手段】燃料電池１２は、正面視で長方形状を有し、互いに対角となる２つの角部には、積層方向に燃料ガスを流通させる燃料ガス供給連通孔３０ａと燃料ガス排出連通孔３０ｂとが設けられる。燃料電池スタック１０は、一方の角部に燃料ガス供給連通孔３０ａの領域を覆って配置される断面Ｌ字形状の第１締結部材２０ａと、他方の角部に燃料ガス排出連通孔３０ｂの領域を覆って配置される断面Ｌ字形状の第２締結部材２０ｂと、を有する。【選択図】図１
2015103296.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質膜の両側に一対の電極を設けた電解質膜・電極構造体とセパレータとが積層される燃料電池を備え、複数の前記燃料電池が積層される積層方向の両端には、エンドプレートが設けられるとともに、前記エンドプレート間に締結部材が配設される燃料電池スタックであって、
前記燃料電池は、正面視で長方形状を有し、互いに対角となる２つの角部には、前記積層方向に燃料ガスを流通させる燃料ガス供給連通孔と燃料ガス排出連通孔とが設けられるとともに、
前記締結部材は、一方の角部に前記燃料ガス供給連通孔の領域を覆って配置される断面Ｌ字形状の第１締結部材と、
他方の角部に前記燃料ガス排出連通孔の領域を覆って配置される断面Ｌ字形状の第２締結部材と、
を有す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、前記第１締結部材及び前記第２締結部材は、前記燃料電池の長辺方向に沿って延在する第１辺の長さが、前記燃料電池の短辺方向に沿って延在する第２辺の長さよりも長尺に構成されることを特徴とする燃料電池スタック。
【請求項３】
請求項１又は２記載の燃料電池スタックにおいて、前記セパレータには、前記積層方向に延在し、前記第１締結部材に当接する２つの位置決め部材と、
前記積層方向に延在し、前記第２締結部材に当接する少なくとも１つの位置決め部材と、
が設けら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、電解質膜の両側に一対の電極を設けた電解質膜・電極構造体とセパレータとが積層される燃料電池を備え、複数の前記燃料電池が積層される積層方向の両端には、エンドプレートが設けられるとともに、前記エンドプレート間に締結部材が配設され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両側に、それぞれアノード電極及びカソード電極を配設した電解質膜・電極構造体（ＭＥＡ）を、セパレータによって挟持した発電セルを備えている。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、特に車載用として使用される際、相当に多数の発電セルを積層する必要がある。このため、各発電セル同士を正確且つ強固に位置決め保持しなければならない。
【０００４】
そこで、例えば、特許文献１に開示されている燃料電池が知られている。この燃料電池では、図５に示すように、セパレータ１と電極ユニット２とが複数積層された積層体３を備えている。積層体３の積層方向両端には、プレッシャープレート（エンドプレート）４ａ、４ｂが配設されるとともに、前記プレッシャープレート４ａ、４ｂ間は、４つの保持部材５により連結されている。各保持部材５は、断面Ｌ字形状を有し、プレッシャープレート４ａ、４ｂの四隅にボルト６を介して固定されている。
【０００５】
プレッシャープレート４ａには、燃料ガス、酸化剤ガス及び冷却媒体を積層方向に流通させるマニホールド配管７ａ〜７ｆが設けられている。例えば、マニホールド配管７ａ〜７ｃは、燃料ガス、酸化剤ガス及び冷却媒体を供給する一方、マニホールド配管７ｄ〜７ｆは、燃料ガス、酸化剤ガス及び冷却媒体を排出する機能を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−４８８５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記の燃料電池では、プレッシャープレート４ａ、４ｂの四隅にそれぞれ保持部材５がボルト締めされている。このため、燃料電池の組み立て作業が相当に繁雑化するとともに、部品点数が増加するという問題がある。
【０００８】
しかも、保持部材５は、マニホールド配管７ａ、７ｃ、７ｄ及び７ｆの一部のみを覆って配置されている。従って、燃料電池が、特に車載用燃料電池スタックとして使用される際、保持部材５は、外部の衝撃荷重（衝突）からマニホールド配管７ａ〜７ｆを十分に保護することができない。これにより、特に燃料ガス連通孔を衝突から良好に保護することができず、燃料ガスの漏れ等が惹起され易いという問題がある。
【０００９】
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、燃料電池スタックに付与される外部荷重を確実に受けることができ、特に燃料ガスの漏れを可及的に抑制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】
【００１０】
本発明に係る燃料電池スタックは、電解質膜の両側に一対の電極を設けた電解質膜・電極構造体とセパレータとが積層される燃料電池を備えている。複数の燃料電池が積層される積層方向の両端には、エンドプレートが設けられるとともに、前記エンドプレート間に締結部材が配設されている。
【００１１】
燃料電池は、正面視で長方形状を有し、互いに対角となる２つの角部には、積層方向に燃料ガスを流通させる燃料ガス供給連通孔と燃料ガス排出連通孔とが設けられている。そして、締結部材は、一方の角部に燃料ガス供給連通孔の領域を覆って配置される断面Ｌ字形状の第１締結部材と、他方の角部に燃料ガス排出連通孔の領域を覆って配置される断面Ｌ字形状の第２締結部材と、を有している。
【００１２】
また、この燃料電池スタックでは、第１締結部材及び第２締結部材は、燃料電池の長辺方向に沿って延在する第１辺の長さが、前記燃料電池の短辺方向に沿って延在する第２辺の長さよりも長尺に構成されることが好ましい。
【００１３】
さらに、この燃料電池スタックでは、セパレータには、積層方向に延在し、第１締結部材に当接する２つの位置決め部材と、前記積層方向に延在し、第２締結部材に当接する少なくとも１つの位置決め部材と、が設けられることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、燃料電池の互いに対角となる２つの角部に対応して、第１締結部材と第２締結部材とが設けられている。このため、４つの締結部材を用いる通常の締結構造に比べて、前記締結部材の個数が半減され、部品点数が削減されるとともに、組み立て作業性が良好に向上する。
【００１５】
しかも、第１締結部材は、燃料ガス供給連通孔の領域を覆って配置されるとともに、第２締結部材は、燃料ガス排出連通孔の領域を覆って配置されている。従って、特に燃料電池スタックに外部荷重が付与された際、燃料ガス供給連通孔及び燃料ガス排出連通孔を有効に保護することができる。
【００１６】
これにより、簡単且つコンパクトな構成で、燃料電池スタックに付与される外部荷重を確実に受けることができ、特に燃料ガスの漏れを可及的に抑制することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る燃料電池スタックの概略斜視説明図である。
【図２】前記燃料電池スタックの第１エンドプレート側からの正面説明図である。
【図３】前記燃料電池スタックを構成する第１締結部材及び第２締結部材の分解斜視説明図である。
【図４】前記燃料電池スタックを構成する燃料電池の要部分解斜視説明図である。
【図５】特許文献１に開示されている燃料電池の斜視説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１に示すように、本発明の実施形態に係る燃料電池スタック１０は、例えば、燃料電池電気自動車（図示せず）に搭載される。燃料電池スタック１０は、複数の燃料電池１２が、立位姿勢（電極面が鉛直方向に平行）にて矢印Ａ方向に積層される。なお、燃料電池１２は、水平姿勢にて矢印Ｃ方向に積層されてもよい。
【００１９】
燃料電池１２の積層方向一端側には、第１ターミナルプレート１４ａ及び第１絶縁プレート１６ａを介装して第１エンドプレート１８ａが配設される。燃料電池１２の積層方向他端には、第２ターミナルプレート１４ｂ及び第２絶縁プレート１６ｂを介装して第２エンドプレート１８ｂが配設される。第１エンドプレート１８ａの中央部からは、第１ターミナルプレート１４ａに接続された第１出力端子１９ａが延在する。第２エンドプレート１８ｂの中央部からは、第２ターミナルプレート１４ｂに接続された第２出力端子１９ｂが延在する。
【００２０】
図１〜図３に示すように、第１エンドプレート１８ａ及び第２エンドプレート１８ｂは、正面視で横長の長方形状を有する。第１エンドプレート１８ａ及び第２エンドプレート１８ｂの互いに対角となる２つの角部には、後述するように、第１締結部材２０ａと第２締結部材２０ｂとが配置される。
【００２１】
図４に示すように、燃料電池１２は、電解質膜・電極構造体２２と、前記電解質膜・電極構造体２２を挟持するカソード側セパレータ２４及びアノード側セパレータ２６とを備える。カソード側セパレータ２４及びアノード側セパレータ２６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薄板状金属セパレータにより構成される。
【００２２】
金属セパレータは、平面が矩形状を有するとともに、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、カソード側セパレータ２４及びアノード側セパレータ２６は、金属セパレータに代えて、例えば、カーボンセパレータにより構成してもよい。
【００２３】
カソード側セパレータ２４及びアノード側セパレータ２６は、横長形状を有するとともに、短辺が重力方向（矢印Ｃ方向）に向かい且つ長辺が水平方向（矢印Ｂ方向）に向かう（水平方向の積層）ように構成される。なお、短辺が水平方向に向かい且つ長辺が重力方向に向かう構成でもよい。
【００２４】
燃料電池１２の長辺方向（矢印Ｂ方向）の一端縁部には、矢印Ａ方向に互いに連通して、酸化剤ガス供給連通孔２８ａと燃料ガス排出連通孔３０ｂとが設けられる。酸化剤ガス供給連通孔２８ａは、酸化剤ガス、例えば、酸素含有ガスを供給する一方、燃料ガス排出連通孔３０ｂは、燃料ガス、例えば、水素含有ガスを排出する。
【００２５】
燃料電池１２の長辺方向の他端縁部には、矢印Ａ方向に互いに連通して、燃料ガスを供給するための燃料ガス供給連通孔３０ａと、酸化剤ガスを排出するための酸化剤ガス排出連通孔２８ｂとが設けられる。
【００２６】
燃料電池１２の短辺方向（矢印Ｃ方向）の両端縁部一方側には、矢印Ａ方向に互いに連通して、冷却媒体を供給するための２つの冷却媒体供給連通孔３２ａが、上下に設けられる。燃料電池１２の短辺方向の両端縁部他方側には、冷却媒体を排出するための２つの冷却媒体排出連通孔３２ｂが、上下に設けられる。
【００２７】
電解質膜・電極構造体２２は、例えば、フッ素系又は炭化水素系の固体高分子電解質膜（陽イオン交換膜）３４と、前記固体高分子電解質膜３４を挟持するカソード電極３６及びアノード電極３８とを備える。
【００２８】
カソード電極３６及びアノード電極３８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が前記ガス拡散層の表面に一様に塗布された電極触媒層（図示せず）とを有する。電極触媒層は、固体高分子電解質膜３４の両面に形成される。
【００２９】
カソード側セパレータ２４の電解質膜・電極構造体２２に向かう面２４ａには、酸化剤ガス供給連通孔２８ａと酸化剤ガス排出連通孔２８ｂとを連通する酸化剤ガス流路４０が形成される。酸化剤ガス流路４０は、矢印Ｂ方向に延在する複数本の直線状又は波状の流路溝により形成される。
【００３０】
酸化剤ガス流路４０の入口近傍及び出口近傍には、それぞれ複数の突起状エンボス（又はライン状突起部）を有する入口バッファ部４２ａ及び出口バッファ部４２ｂが設けられる。入口バッファ部４２ａと酸化剤ガス供給連通孔２８ａとは、複数本の入口連結流路４３ａにより連通する。出口バッファ部４２ｂと酸化剤ガス排出連通孔２８ｂとは、複数本の出口連結流路４３ｂにより連通する。
【００３１】
アノード側セパレータ２６の電解質膜・電極構造体２２に向かう面２６ａには、燃料ガス供給連通孔３０ａと燃料ガス排出連通孔３０ｂとを連通する燃料ガス流路４４が形成される。燃料ガス流路４４は、矢印Ｂ方向に延在する複数本の直線状又は波状の流路溝により形成される。
【００３２】
燃料ガス流路４４の入口近傍及び出口近傍には、それぞれ複数の突起状エンボス（又はライン状突起部）を有する入口バッファ部４６ａ及び出口バッファ部４６ｂが設けられる。入口バッファ部４６ａと燃料ガス供給連通孔３０ａとは、複数本の入口連結流路４８ａにより連通する。出口バッファ部４６ｂと燃料ガス排出連通孔３０ｂとは、複数本の出口連結流路４８ｂにより連通する。
【００３３】
アノード側セパレータ２６の面２６ｂとカソード側セパレータ２４の面２４ｂとの間には、冷却媒体供給連通孔３２ａ、３２ａと冷却媒体排出連通孔３２ｂ、３２ｂとに連通する冷却媒体流路５０が形成される。この冷却媒体流路５０は、電解質膜・電極構造体２２の電極範囲にわたって冷却媒体を流通させる。冷却媒体供給連通孔３２ａの近傍には、複数本の入口連結流路５２ａが設けられるとともに、冷却媒体排出連通孔３２ｂの近傍には、複数本の出口連結流路５２ｂが設けられる。
【００３４】
カソード側セパレータ２４の面２４ａ、２４ｂには、このカソード側セパレータ２４の外周端縁部を周回して第１シール部材５４が一体成形される。アノード側セパレータ２６の面２６ａ、２６ｂには、このアノード側セパレータ２６の外周端縁部を周回して第２シール部材５６が一体成形される。
【００３５】
第１シール部材５４及び第２シール部材５６としては、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。
【００３６】
本実施形態では、燃料電池１２の上辺（上部側の長辺）に、燃料ガス供給連通孔３０ａと冷却媒体排出連通孔３２ｂとの間に位置してガイド用凹部５８ａが形成される。燃料電池１２の下辺（下部側の長辺）に、燃料ガス排出連通孔３０ｂと冷却媒体供給連通孔３２ａとの間に位置してガイド用凹部５８ｂが形成される。ガイド用凹部５８ａ、５８ｂは、形状に限定されるものではなく、例えば、先端側に湾曲形状部を有することができる。
【００３７】
燃料電池１２の一方の側辺（一方の短辺）に、燃料ガス排出連通孔３０ｂと酸化剤ガス供給連通孔２８ａとの間に位置してガイド用凹部６０ａが形成される。燃料電池１２の他方の側辺（他方の短辺）に、燃料ガス供給連通孔３０ａと酸化剤ガス排出連通孔２８ｂとの間に位置してガイド用凹部６０ｂが形成される。ガイド用凹部６０ａ、６０ｂは、形状に限定されるものではなく、例えば、矩形形状部を有することができる。
【００３８】
図２及び図３に示すように、燃料電池スタック１０は、燃料電池１２の積層方向に沿って延在し、各ガイド用凹部５８ａに一体に配設されるガイド部材６２ａを有する。燃料電池スタック１０は、燃料電池１２の積層方向に沿って延在し、各ガイド用凹部５８ｂに一体に配設されるガイド部材６２ｂを有する。ガイド部材６２ａ、６２ｂは、電気絶縁性を有する材料、例えば、高分子材料で形成される。
【００３９】
ガイド部材６２ａ、６２ｂは、ガイド用凹部５８ａ、５８ｂの開口形状に対応して断面が湾曲形状を有することが好ましい。ガイド部材６２ａ、６２ｂの表面６２ａｓ、６２ｂｓは、燃料電池１２の上面及び下面から外方に突出する（図２参照）。
【００４０】
燃料電池スタック１０は、図２及び図３に示すように、燃料電池１２の積層方向に沿って延在し、各ガイド用凹部６０ａに一体に配設されるガイド部材６４ａを有する。燃料電池スタック１０は、燃料電池１２の積層方向に沿って延在し、各ガイド用凹部６０ｂに一体に配設されるガイド部材６４ｂを有する。ガイド部材６４ａ、６４ｂは、電気絶縁性を有する材料、例えば、高分子材料で形成される。ガイド部材６４ａ、６４ｂは、ガイド用凹部６０ａ、６０ｂの開口形状に対応して矩形状を有することが好ましい。
【００４１】
ガイド部材６４ａ、６４ｂの表面６４ａｓ、６４ｂｓは、燃料電池１２の側面から外方に突出する（図２参照）。なお、ガイド用凹部６０ｂ及びガイド部材６４ｂは、必要に応じて用いればよく、不要にすることができる。
【００４２】
第１締結部材２０ａは、断面屈曲形状、例えば、断面Ｌ字形状を有し、燃料ガス供給連通孔３０ａの領域を覆って配置される。具体的には、第１締結部材２０ａは、燃料電池１２の上辺（長辺）方向に沿って延在する第１辺部６６ａと、前記燃料電池１２の側辺（短辺）方向に沿って延在する第２辺部６８ａとを、互いに直交して一体に設ける。第１辺部６６ａは、燃料ガス供給連通孔３０ａの上方から冷却媒体排出連通孔３２ｂの上方を覆って配置される。第１辺部６６ａは、少なくとも燃料ガス供給連通孔３０ａを覆っていればよい。第２辺部６８ａは、前記燃料ガス供給連通孔３０ａの側方を覆って配置される。
【００４３】
第１辺部６６ａの内面は、ガイド部材６２ａの表面６２ａｓに当接するとともに、第２辺部６８ａの内面は、ガイド部材６４ｂの表面６４ｂｓに当接する。第１辺部６６ａの両端には、それぞれ１以上、例えば、２つのねじ穴７０が形成される。各ねじ穴７０には、ボルト７２が螺合することにより、第１辺部６６ａの両端が第１エンドプレート１８ａ及び第２エンドプレート１８ｂに固定される。第２辺部６８ａの両端には、それぞれ１以上、例えば、２つのねじ穴７０が形成され、前記第２辺部６８ａは、ボルト７２を介して第１エンドプレート１８ａ及び第２エンドプレート１８ｂに固定される。
【００４４】
第２締結部材２０ｂは、断面屈曲形状、例えば、断面Ｌ字形状を有し、燃料ガス排出連通孔３０ｂの領域を覆って配置される。具体的には、第２締結部材２０ｂは、燃料電池１２の下辺（長辺）方向に沿って延在する第１辺部６６ｂと、前記燃料電池１２の側辺（短辺）方向に沿って延在する第２辺部６８ｂとを、互いに直交して一体に設ける。第１辺部６６ｂは、燃料ガス排出連通孔３０ｂの下方から冷却媒体供給連通孔３２ａの下方を覆って配置される。第１辺部６６ｂは、少なくとも燃料ガス排出連通孔３０ｂを覆っていればよい。第２辺部６８ｂは、前記燃料ガス排出連通孔３０ｂの側方を覆って配置される。
【００４５】
第１辺部６６ｂの内面は、ガイド部材６２ｂの表面６２ｂｓに当接するとともに、第２辺部６８ｂの内面は、ガイド部材６４ａの表面６４ａｓに当接する。第１辺部６６ｂの両端には、それぞれ１以上、例えば、２つのねじ穴７０が形成される。各ねじ穴７０には、ボルト７２が螺合することにより、第１辺部６６ｂの両端が第１エンドプレート１８ａ及び第２エンドプレート１８ｂに固定される。第２辺部６８ｂの両端には、それぞれ１以上、例えば、２つのねじ穴７０が形成され、前記第２辺部６８ｂは、ボルト７２を介して第１エンドプレート１８ａ及び第２エンドプレート１８ｂに固定される。
【００４６】
図１に示すように、第１エンドプレート１８ａには、全ての連通孔が形成される。全ての連通孔は、酸化剤ガス供給連通孔２８ａ、酸化剤ガス排出連通孔２８ｂ、燃料ガス供給連通孔３０ａ、燃料ガス排出連通孔３０ｂ、冷却媒体供給連通孔３２ａ及び冷却媒体排出連通孔３２ｂである。各連通孔には、図示しないマニホールド部材が連結される。
【００４７】
なお、第１エンドプレート１８ａには、酸化剤ガス供給連通孔２８ａ、燃料ガス供給連通孔３０ａ、酸化剤ガス排出連通孔２８ｂ及び燃料ガス排出連通孔３０ｂのみが形成されてもよい。その際、第２エンドプレート１８ｂには、冷却媒体供給連通孔３２ａ及び冷却媒体排出連通孔３２ｂが形成される。
【００４８】
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。
【００４９】
先ず、図１に示すように、第１エンドプレート１８ａの酸化剤ガス供給連通孔２８ａには、酸素含有ガス等の酸化剤ガスが供給されるとともに、燃料ガス供給連通孔３０ａには、水素含有ガス等の燃料ガスが供給される。さらに、一対の冷却媒体供給連通孔３２ａ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。
【００５０】
このため、図４に示すように、酸化剤ガスは、酸化剤ガス供給連通孔２８ａからカソード側セパレータ２４の酸化剤ガス流路４０に導入される。酸化剤ガスは、酸化剤ガス流路４０に沿って矢印Ｂ方向に移動し、電解質膜・電極構造体２２のカソード電極３６に供給される。
【００５１】
一方、燃料ガスは、燃料ガス供給連通孔３０ａからアノード側セパレータ２６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２２のアノード電極３８に供給される。
【００５２】
従って、電解質膜・電極構造体２２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３８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。
【００５３】
次いで、電解質膜・電極構造体２２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２８ｂ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２２のアノード電極３８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３０ｂに沿って矢印Ａ方向に排出される。
【００５４】
また、一対の冷却媒体供給連通孔３２ａに供給された冷却媒体は、カソード側セパレータ２４及びアノード側セパレータ２６間の冷却媒体流路５０に導入される。冷却媒体は、一旦矢印Ｃ方向内方に沿って流動した後、矢印Ｂ方向に移動して電解質膜・電極構造体２２を冷却する。この冷却媒体は、矢印Ｃ方向外方に移動した後、一対の冷却媒体排出連通孔３２ｂに沿って矢印Ａ方向に排出される。
【００５５】
この場合、本実施形態では、図１〜図３に示すように、燃料電池１２の互いに対角となる２つの角部に対応して、燃料ガス供給連通孔３０ａ及び燃料ガス排出連通孔３０ｂが形成されている。そして、燃料電池スタック１０を構成する第１エンドプレート１８ａと第２エンドプレート１８ｂとには、燃料ガス供給連通孔３０ａと燃料ガス排出連通孔３０ｂとが形成される角部に対応して、第１締結部材２０ａと第２締結部材２０ｂとが設けられている。
【００５６】
このため、４つの締結部材を用いる通常の締結構造に比べて、前記締結部材の個数が半減され、具体的には、第１締結部材２０ａ及び第２締結部材２０ｂの２つに半減されている。従って、燃料電池スタック１０は、部品点数が大幅に削減されるとともに、組み立て作業性が良好に向上する。
【００５７】
しかも、第１締結部材２０ａは、互いに直交する第１辺部６６ａと第２辺部６８ａとにより、燃料ガス供給連通孔３０ａの領域を覆って配置されている。第２締結部材２０ｂは、互いに直交する第１辺部６６ｂと第２辺部６８ｂとにより、燃料ガス排出連通孔３０ｂの領域を覆って配置されている。これにより、特に燃料電池スタック１０に外部荷重が付与された際、燃料ガス供給連通孔３０ａ及び燃料ガス排出連通孔３０ｂを有効に保護することができる。
【００５８】
このため、簡単且つコンパクトな構成で、燃料電池スタック１０に付与される外部荷重を確実に受けることができ、特に燃料ガスの漏れを可及的に抑制することが可能になるという効果が得られる。
【００５９】
さらに、本実施形態では、各燃料電池１２に形成された各ガイド用凹部５８ａ、５８ｂにガイド部材６２ａ、６２ｂが配設されるとともに、前記ガイド部材６２ａ、６２ｂの表面６２ａｓ、６２ｂｓが第１辺部６６ａ、６６ｂの内面に当接している。一方、各燃料電池１２に形成された各ガイド用凹部６０ａ、６０ｂにガイド部材６４ａ、６４ｂが配設されるとともに、前記ガイド部材６４ａ、６４ｂの表面６４ａｓ、６４ｂｓが第２辺部６８ａ、６８ｂの内面に当接している。従って、各燃料電池１２は、互いに正確に位置決めされるとともに、強固且つ確実に保持されるという利点がある。
【００６０】
さらにまた、第１締結部材２０ａは、燃料ガス供給連通孔３０ａの上方から冷却媒体排出連通孔３２ｂの上方を覆って配置される長尺な第１辺部６６ａを有している。第２締結部材２０ｂは、燃料ガス排出連通孔３０ｂの下方から冷却媒体供給連通孔３２ａの下方を覆って配置される第１辺部６６ｂを有している。これにより、第１締結部材２０ａ及び第２締結部材２０ｂは、十分な剛性を有することができ、積層された複数の燃料電池１２を強固且つ確実に保持することが可能になる。
【符号の説明】
【００６１】
１０…燃料電池スタック              １２…燃料電池
１８ａ、１８ｂ…エンドプレート      ２０ａ、２０ｂ…締結部材
２２…電解質膜・電極構造体          ２４、２６…セパレータ
２８ａ…酸化剤ガス供給連通孔        ２８ｂ…酸化剤ガス排出連通孔
３０ａ…燃料ガス供給連通孔          ３０ｂ…燃料ガス排出連通孔
３２ａ…冷却媒体供給連通孔          ３２ｂ…冷却媒体排出連通孔
３４…固体高分子電解質膜            ３６…カソード電極
３８…アノード電極                  ４０…酸化剤ガス流路
４４…燃料ガス流路                  ５０…冷却媒体流路
５４、５６…シール部材
５８ａ、５８ｂ、６０ａ、６０ｂ…ガイド用凹部
６２ａ、６２ｂ、６４ａ、６４ｂ…ガイド部材
６６ａ、６６ｂ、６８ａ、６８ｂ…辺部
【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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