(57)【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発電セルを有し、複数の前記発電セルが積層されるとともに、積層方向両端にエンドプレートが配設される燃料電池スタックであって、
複数の前記発電セルに設けられた各位置決め孔部に一体に挿入されるとともに、前記エンドプレート間に保持される位置決めピンを備え、
前記位置決めピンは、中空のピン本体部と、
前記ピン本体部内に、該ピン本体部のピン軸方向に進退可能に挿入される伸縮部と、
前記ピン本体部内に配置され、前記伸縮部を前記ピン軸方向に進退させる弾性体と、
前記伸縮部を前記ピン本体部に対して進退方向にガイドするガイド部と、
前記伸縮部を進出先端位置に保持し、該伸縮部が前記ピン本体部から離脱することを阻止する係止部と、
を備えることを特徴とする燃料電池スタック。
【請求項２】
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発電セルを有し、複数の前記発電セルが積層されるとともに、積層方向両端にエンドプレートが配設される燃料電池スタックの組み立て方法であって、
一方のエンドプレートに、ピン軸方向に伸縮自在な位置決めピンの一端を保持させる工程と、
前記位置決めピンを、前記発電セルに設けられた位置決め孔部に挿入させることにより、複数の前記発電セルを位置決めして積層させる工程と、
他方のエンドプレートと前記一方のエンドプレートの間に積層された複数の前記発電セルに、積層方向に圧縮力を付与するとともに、前記位置決めピンを前記ピン軸方向に縮小させた状態で、前記一方のエンドプレートと前記他方のエンドプレートとの間を締め付け固定する工程と、
を有することを特徴とする燃料電池スタックの組み立て方法。
【請求項３】
請求項２記載の組み立て方法において、前記位置決めピンは、中空のピン本体部と、前記ピン本体部内に挿入され、弾性体の弾性力により該ピン本体部に対して前記ピン軸方向に進退可能な伸縮部とを有し、
前記発電セルの積層時には、前記伸縮部が前記ピン本体部の外方に突出する一方、前記発電セルの圧縮時には、前記伸縮部が前記ピン本体部の内部に収納されることを特徴とする燃料電池スタックの組み立て方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電セルが積層されるとともに、積層方向両端にエンドプレートが配設される燃料電池スタック及びその組み立て方法に関する。
【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固体高分子電解質膜を採用している。燃料電池は、固体高分子電解質膜の両側に、それぞれ電極触媒（電極触媒層）及び多孔質カーボン（ガス拡散層）を有するアノード電極とカソード電極とを配設した電解質膜・電極構造体（ＭＥＡ）を備えている。電解質膜・電極構造体は、セパレータ（バイポーラ板）によって挟持されることにより、発電セル（燃料電池セル）を構成している。所定数の発電セルが積層されて燃料電池スタックが構成されており、前記燃料電池スタックは、例えば、燃料電池電気自動車等に搭載される車載用燃料電池スタックとして使用されている。
【０００３】
車載用燃料電池スタックでは、相当に多数の発電セルが積層されている。このため、各発電セル同士を正確に位置決めするとともに、所望のシール性を確保する必要がある。このため、燃料電池スタックの組み立て作業では、通常、各発電セルに形成された位置決め孔部に、ノックピン（位置決めピン）を一体に挿入して各発電セル同士を位置決めしている。この状態で、発電セルの積層体に積層方向に圧縮力を付与しながら、タイロッド等で一対のエンドプレート間を締め付け固定している。
【０００４】
例えば、特許文献１に開示されている燃料電池組立方法では、発電セルの位置決め孔にノックピンを挿入し、前記ノックピンに沿って前記発電セルを積層している。次いで、積層された発電セルに対して積層方向に荷重を加え、前記発電セルを圧縮することにより、ノックピンの延長部が該発電セルの積層方向端部から突出した状態で、前記延長部をノックピン本体部から取り外している。
【０００５】
従って、位置決め棒の延長部を取り外すことで、圧縮工程の後に燃料電池スタックから突出した前記位置決め棒の端部を簡単に除去し、該位置決め棒の不要な突出がない燃料電池スタックを簡単に形成できる、としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−１９６８４９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、上記の特許文献１では、発電セルの積層時に、ノックピン本体部に延長部が取り付けられている一方、前記発電セルの圧縮時に、前記延長部を前記ノックピン本体部から取り外している。このため、延長部の着脱作業が必要になり、作業性が低下するおそれがある。
【０００８】
本発明は、この種の問題を解決するものであり、簡単且つ迅速に、燃料電池スタックを組み付けることが可能な燃料電池スタック及びその組み立て方法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発電セルを有し、複数の前記発電セルが積層されるとともに、積層方向両端にエンドプレートが配設される燃料電池スタックに関するものである。
【００１０】
燃料電池スタックは、複数の発電セルに設けられた各位置決め孔部に一体に挿入されるとともに、エンドプレート間に保持される位置決めピンを備えている。位置決めピンは、中空のピン本体部と、前記ピン本体部内に、該ピン本体部のピン軸方向に進退可能に挿入される伸縮部と、前記ピン本体部内に配置され、前記伸縮部を前記ピン軸方向に進退させる弾性体と、伸縮部をピン本体部に対して進退方向にガイドするガイド部と、前記伸縮部を進出先端位置に保持し、該伸縮部が前記ピン本体部から離脱することを阻止する係止部と、を備えている。
【００１２】
さらに、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発電セルを有し、複数の前記発電セルが積層されるとともに、積層方向両端にエンドプレートが配設される燃料電池スタックの組み立て方法に関するものである。
【００１３】
組み立て方法は、一方のエンドプレートに、ピン軸方向に伸縮自在な位置決めピンの一端を保持させている。そして、位置決めピンを、発電セルに設けられた位置決め孔部に挿入させることにより、複数の前記発電セルを位置決めして積層させている。次いで、他方のエンドプレートと一方のエンドプレートの間に積層された複数の発電セルに、積層方向に圧縮力を付与するとともに、位置決めピンをピン軸方向に縮小させている。この状態で、一方のエンドプレートと他方のエンドプレートとの間を締め付け固定している。
【００１４】
さらにまた、位置決めピンは、中空のピン本体部と、前記ピン本体部内に挿入され、弾性体の弾性力により該ピン本体部に対してピン軸方向に進退可能な伸縮部とを有することが好ましい。発電セルの積層時には、伸縮部がピン本体部の外方に突出する一方、前記発電セルの圧縮時には、前記伸縮部が前記ピン本体部の内部に収納されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、位置決めピンが各発電セルの位置決め孔部に一体に挿入されることにより、複数の発電セルが位置決めされている。そして、複数の発電セルに積層方向に圧縮力が付与され、前記複数の発電セルが圧縮される際、位置決めピンは、ピン軸方向に縮小することができる。このため、位置決めピンを分割させる必要がなく、簡単且つ迅速に、燃料電池スタックを組み付けることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【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一部断面側面図である。
【図３】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４】前記燃料電池スタックを構成するノックピンの斜視説明図である。
【図５】前記ノックピンの断面側面図である。
【図６】本発明の実施形態に係る燃料電池スタックの組み立て方法に適用される組み立て装置の要部説明図である。
【図７】前記組み立て装置にエンドプレートが配置された状態の説明図である。
【図８】前記組み立て装置に発電セルの積層された状態の説明図である。
【図９】前記組み立て装置により前記発電セルに締め付け荷重を付与した状態の説明図である。
【図１０】前記ノックピンが押圧されて縮小される際の説明図である。
【図１１】前記ノックピンが縮小端まで押圧された状態の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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、複数の発電セル１２が、立位姿勢で水平方向（矢印Ａ方向）に積層される。燃料電池スタック１０は、例えば、車載用燃料電池スタックを構成し、図示しない燃料電池車両（燃料電池電気自動車）に搭載される。
【００１８】
図１及び図２に示すように、発電セル１２の積層方向一端には、ターミナルプレート１４ａ、インシュレータ１６ａ及びエンドプレート１８ａが、外方に向かって、順次、配設される。発電セル１２の積層方向他端には、ターミナルプレート１４ｂ、インシュレータ１６ｂ及びエンドプレート１８ｂが、外方に向かって、順次、配設される。ターミナルプレート１４ａ、１４ｂの略中央には、積層方向外方に延在する端子部２０ａ、２０ｂが設けられる。端子部２０ａ、２０ｂは、エンドプレート１８ａ、１８ｂの外部に突出する。ターミナルプレート１４ａ、１４ｂは、インシュレータ１６ａ、１６ｂのプレート面に形成された凹部１６ａｄ、１６ｂｄに収容される。
【００１９】
エンドプレート１８ａ、１８ｂ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２２が配置される。各連結バー２２は、両端をエンドプレート１８ａ、１８ｂの内面にボルト２４を介して固定され、複数の積層された発電セル１２に積層方向（矢印Ａ方向）の締め付け荷重を付与する。なお、燃料電池スタック１０では、エンドプレート１８ａ、１８ｂを端板とする筐体を備え、前記筐体内に複数個の発電セル１２を収容するように構成してもよい。
【００２０】
図２及び図３に示すように、発電セル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を挟持するアノードセパレータ２８及びカソードセパレータ３０とを備える。アノードセパレータ２８、電解質膜・電極構造体２６及びカソードセパレータ３０は、水平方向に積層される。
【００２１】
アノードセパレータ２８及びカソードセパレータ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板により構成される。アノードセパレータ２８及びカソードセパレータ３０は、平面が矩形状を有するとともに、断面凹凸形状に成形される。なお、アノードセパレータ２８及びカソードセパレータ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。
【００２２】
アノードセパレータ２８及びカソードセパレータ３０は、横長形状を有するとともに、長辺が水平方向（矢印Ｂ方向）に延在し且つ短辺が重力方向（矢印Ｃ方向）に延在するように構成される。
【００２３】
図３に示すように、発電セル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３２ａ、冷却媒体供給連通孔３４ａ及び燃料ガス排出連通孔３６ｂが上下に設けられる。酸化剤ガス供給連通孔３２ａは、酸化剤ガス、例えば、酸素含有ガスを供給する。冷却媒体供給連通孔３４ａは、冷却媒体を供給する一方、燃料ガス排出連通孔３６ｂは、燃料ガス、例えば、水素含有ガスを排出する。
【００２４】
発電セル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、燃料ガス供給連通孔３６ａ、冷却媒体排出連通孔３４ｂ及び酸化剤ガス排出連通孔３２ｂが上下に設けられる。燃料ガス供給連通孔３６ａは、燃料ガスを供給し、冷却媒体排出連通孔３４ｂは、冷却媒体を排出し、酸化剤ガス排出連通孔３２ｂは、酸化剤ガスを排出する。
【００２５】
図２及び図３に示すように、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（陽イオン交換膜）３８を備える。固体高分子電解質膜３８は、カソード電極４０及びアノード電極４２に挟持される。固体高分子電解質膜３８は、フッ素系電解質の他、ＨＣ（炭化水素）系電解質を使用してもよい。
【００２６】
カソード電極４０及びアノード電極４２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、固体高分子電解質膜３８の両面に形成される。
【００２７】
カソードセパレータ３０の電解質膜・電極構造体２６に向かう面３０ａには、酸化剤ガス供給連通孔３２ａと酸化剤ガス排出連通孔３２ｂとを連通する酸化剤ガス流路４４が形成される。酸化剤ガス流路４４は、矢印Ｂ方向に延在する複数本の波状流路溝（又は直線状流路溝）により形成される。
【００２８】
アノードセパレータ２８の電解質膜・電極構造体２６に向かう面２８ａには、燃料ガス供給連通孔３６ａと燃料ガス排出連通孔３６ｂとを連通する燃料ガス流路４６が形成される。燃料ガス流路４６は、矢印Ｂ方向に延在する複数本の波状流路溝（又は直線状流路溝）により形成される。
【００２９】
アノードセパレータ２８の面２８ｂと隣接するカソードセパレータ３０の面３０ｂとの間には、冷却媒体供給連通孔３４ａと冷却媒体排出連通孔３４ｂとに連通する冷却媒体流路４８が形成される。冷却媒体流路４８は、矢印Ｂ方向に延在する複数本の波状流路溝（又は直線状流路溝）により形成される。
【００３０】
カソードセパレータ３０の面３０ａ、３０ｂには、このカソードセパレータ３０の外周端縁部を周回して第１シール部材５０が一体成形される。アノードセパレータ２８の面２８ａ、２８ｂには、このアノードセパレータ２８の外周端縁部を周回して第２シール部材５２が一体成形される。
【００３１】
第１シール部材５０及び第２シール部材５２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。
【００３２】
図３に示すように、発電セル１２では、一方の対角位置（燃料ガス供給連通孔３６ａ及び燃料ガス排出連通孔３６ｂ近傍）には、位置決め孔部（ノック孔）５４ａ、５４ｂが形成される。なお、位置決め孔部５４ａ、５４ｂは、発電セル１２の他方の対角位置（酸化剤ガス供給連通孔３２ａ及び酸化剤ガス排出連通孔３２ｂ近傍）に形成してもよい。
【００３３】
図２に示すように、インシュレータ１６ａ、１６ｂには、位置決め孔部５４ａ、５４ｂが形成されるとともに、エンドプレート１８ａ、１８ｂには、前記位置決め孔部５４ａと同軸上に穴部５６ａ、５６ｂが形成される。エンドプレート１８ａ、１８ｂには、位置決め孔部５４ｂと同軸上に穴部５８ａ、５８ｂが形成される。
【００３４】
穴部５６ａ、５６ｂには、各発電セル１２の位置決め孔部５４ａを積層方向に貫通して延在するノックピン（位置決めピン）６０ａの両端が嵌合する。穴部５８ａ、５８ｂには、各発電セル１２の位置決め孔部５４ｂを積層方向に貫通して延在するノックピン（位置決めピン）６０ｂの両端が嵌合する。
【００３５】
ノックピン６０ａは、図２に示すように、燃料電池スタック１０が締結された際、エンドプレート１８ａ、１８ｂの穴部５６ａ、５６ｂの各底部同士の間隔に対応する軸方向長さに設定される。ノックピン６０ｂは、同様に、燃料電池スタック１０が締結された際、エンドプレート１８ａ、１８ｂの穴部５８ａ、５８ｂの各底部同士の間隔に対応する軸方向長さに設定される。ノックピン６０ａ、６０ｂは、好ましくは、ＳＵＳ（ステンレス）、アルミニウム、鉄の他、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の樹脂、カーボン等で形成される。
【００３６】
図４及び図５に示すように、ノックピン６０ａは、中空のピン本体部６２を備える。ピン本体部６２は、円柱形状を有し、各発電セル１２の位置決め孔部５４ａに一体に挿入されるとともに、ピン軸方向（矢印Ａ方向）一端側には、穴部６４が所定の深さに亘って形成される。ピン本体部６２のピン軸方向一端は、開口され、前記ピン軸方向一端の円周部には、所定角度（例えば、等角度）間隔ずつ離間して４本（任意の本数でよい）のスリット６６が所定の長さに亘って形成される。
【００３７】
ピン本体部６２内には、前記ピン本体部６２のピン軸方向に進退可能な伸縮部６８が配置される。伸縮部６８は、円柱形状を有し、穴部６４に挿入される一端部にフランジ部６８ａを設け、前記一端部とは反対の他端部（先端部）に球形部６８ｂを設ける。伸縮部６８の外周面には、一端部と他端部との間でピン軸方向に延在する複数枚、例えば、４枚のガイド板部７０が設けられる。各ガイド板部７０は、ピン本体部６２の各スリット６６に配置されるとともに、前記ガイド板部７０の両端には、径方向内方に傾斜する傾斜部７０ａ、７０ｂが形成される。
【００３８】
ピン本体部６２内には、伸縮部６８をピン軸方向に進退させる弾性体、例えば、コイルスプリング７２が配置される。コイルスプリング７２の一端７２ａは、穴部６４の底面６４ｓに固定される一方、前記コイルスプリング７２の他端７２ｂは、伸縮部６８のフランジ部６８ａに固定される。コイルスプリング７２は、伸縮部６８の抜け止め機能を有するとともに、燃料電池スタック１０の締結時に、前記伸縮部６８をピン本体部６２内に収納する機能を有する。なお、弾性体は、皿ばねやゴム等を用いてもよい。
【００３９】
ノックピン６０ｂは、上記のノックピン６０ａと同様に構成されており、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。
【００４０】
図６は、燃料電池スタック１０の組み立て方法に適用される組み立て装置８０の要部説明図である。
【００４１】
組み立て装置８０は、基台８２上に固定プレート８４が配設されるとともに、前記固定プレート８４は、エンドプレート１８ａ（又は１８ｂ）を載置する載置面８４ｓを有する。図示しないが、載置面８４ｓには、端子部２０ａ（又は２０ｂ）を収容する開口部が形成される。固定プレート８４には、４本のガイドバー８６が立設されるとともに、前記ガイドバー８６は、可動プレート８８を支持する。
【００４２】
可動プレート８８は、エンドプレート１８ｂ（又は１８ａ）を固定する固定面８８ｓを有する。図示しないが、固定面８８ｓには、端子部２０ｂ（又は２０ａ）を収容する開口部が形成される。可動プレート８８には、昇降用シリンダ９０のロッド部９０ａが下方に向かって固着される。
【００４３】
次いで、組み立て装置８０を用いて燃料電池スタック１０を組み立てる作業について、以下に説明する。
【００４４】
図７に示すように、固定プレート８４の載置面８４ｓには、例えば、エンドプレート１８ａが固定されるとともに、可動プレート８８の固定面８８ｓには、例えば、エンドプレート１８ｂが固定される。エンドプレート１８ａでは、穴部５６ａ、５８ａにノックピン６０ａ、６０ｂの一端部が挿入される。
【００４５】
さらに、図８に示すように、エンドプレート１８ａ上には、インシュレータ１６ａ及びターミナルプレート１４ａが配置され、この上には、所定数の発電セル１２がノックピン６０ａ、６０ｂと位置決め孔部５４ａ、５４ｂとの案内作用下に位置決め載置される。最上位の発電セル１２には、ターミナルプレート１４ｂ及びインシュレータ１６ｂが載置される。その際、ノックピン６０ａ、６０ｂの先端は、上方に露呈している。
【００４６】
そこで、昇降用シリンダ９０が駆動されてロッド部９０ａが下降すると、前記ロッド部９０ａに支持されている可動プレート８８は、エンドプレート１８ｂと一体に下降する。このため、エンドプレート１８ｂは、インシュレータ１６ｂ及びターミナルプレート１４ｂを下方に押圧し、積層されている発電セル１２に圧縮力を付与する（図９参照）。
【００４７】
その際、ノックピン６０ａ、６０ｂの先端、すなわち、伸縮部６８は、エンドプレート１８ｂの穴部５６ｂ、５８ｂに挿入された後、前記穴部５６ｂ、５８ｂの底面から押圧力が付与される。従って、図１０に示すように、伸縮部６８は、コイルスプリング７２の弾性力に抗してピン本体部６２内に進入する。さらに、エンドプレート１８ｂは、所定の締結位置まで下降されると、図１１に示すように、伸縮部６８は、ピン本体部６２内に略全体が収容される。
【００４８】
この状態で、エンドプレート１８ａ、１８ｂの各辺間には、連結バー２２が配置され、前記連結バー２２は、ボルト２４を介して前記エンドプレート１８ａ、１８ｂの内面に固定される。これにより、燃料電池スタック１０の組み立て作業が終了する。
【００４９】
この場合、本実施形態では、図７に示すように、エンドプレート１８ａに、ピン軸方向に伸縮自在なノックピン６０ａ、６０ｂの一端を保持させている。そして、ノックピン６０ａ、６０ｂは、各発電セル１２に設けられた位置決め孔部５４ａ、５４ｂに挿入されることにより、複数の前記発電セル１２が位置決め積層されている（図８参照）。
【００５０】
次に、図９に示すように、エンドプレート１８ｂとエンドプレート１８ａの間に積層された複数の発電セル１２に、積層方向に圧縮力を付与するとともに、ノックピン６０ａ、６０ｂをピン軸方向に縮小させている。具体的には、図１１に示すように、ノックピン６０ａ、６０ｂを構成する伸縮部６８が、ピン本体部６２内にコイルスプリング７２の弾性力に抗して進入している。この状態で、エンドプレート１８ａ、１８ｂは、連結バー２２を介して締め付け固定されている。
【００５１】
このように、本実施形態では、ノックピン６０ａ、６０ｂが、各発電セル１２の位置決め孔部５４ａ、５４ｂに一体に挿入されることにより、複数の発電セル１２が位置決めされている。そして、複数の発電セル１２に積層方向に圧縮力が付与されて前記複数の発電セル１２が圧縮される際、ノックピン６０ａ、６０ｂは、ピン軸方向に縮小することができる。このため、ノックピン６０ａ、６０ｂを分割させる必要がなく、簡単且つ迅速に、燃料電池スタック１０を組み付けることが可能になるという効果が得られる。
【００５２】
また、燃料電池スタック１０を解体する場合に、積層方向の圧縮力が解除される際、従来では、ノックピン本体部を改めて延長部に取り付ける必要があった。これに対して、本実施形態では、延長部を取り付ける必要がなく、解体の作業効率を有効に向上させることができるという効果も得られる。
【００５３】
さらに、本実施形態では、図４及び図５に示すように、伸縮部６８の外周面には、４枚のガイド板部７０が設けられており、各ガイド板部７０は、ピン本体部６２の各スリット６６に配置されている。従って、伸縮部６８は、ガイド板部７０の案内作用下に、容易且つ確実に進退することができるという利点がある。なお、伸縮部６８をガイドする構造であれば、ガイド板部７０に限定されるものではなく、種々のガイド構造を採用することができる。
【００５４】
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。
【００５５】
先ず、図１に示すように、エンドプレート１８ａの酸化剤ガス供給連通孔３２ａ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３６ａには、水素含有ガス等の燃料ガスが供給される。さらに、冷却媒体供給連通孔３４ａ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。
【００５６】
このため、図３に示すように、酸化剤ガスは、酸化剤ガス供給連通孔３２ａからカソードセパレータ３０の酸化剤ガス流路４４に導入される。酸化剤ガスは、酸化剤ガス流路４４に沿って矢印Ｂ方向に移動し、電解質膜・電極構造体２６のカソード電極４０に供給される。
【００５７】
一方、燃料ガスは、燃料ガス供給連通孔３６ａからアノードセパレータ２８の燃料ガス流路４６に供給される。燃料ガスは、燃料ガス流路４６に沿って矢印Ｂ方向に、酸化剤ガスの流れ方向とは対向するように移動し、電解質膜・電極構造体２６のアノード電極４２に供給される。
【００５８】
従って、電解質膜・電極構造体２６では、カソード電極４０に供給される酸化剤ガスと、アノード電極４２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。
【００５９】
次いで、電解質膜・電極構造体２６のカソード電極４０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３２ｂ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４２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３６ｂに沿って矢印Ａ方向に排出される。
【００６０】
また、冷却媒体供給連通孔３４ａに供給された冷却媒体は、カソードセパレータ３０及びアノードセパレータ２８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を冷却する。この冷却媒体は、冷却媒体排出連通孔３４ｂに沿って矢印Ａ方向に排出される。
【符号の説明】
【００６１】
１０…燃料電池スタック              １２…発電セル
１８ａ、１８ｂ…エンドプレート      ２２…連結バー
２６…電解質膜・電極構造体          ２８…アノードセパレータ
３０…カソードセパレータ            ３２ａ…酸化剤ガス供給連通孔
３２ｂ…酸化剤ガス排出連通孔        ３４ａ…冷却媒体供給連通孔
３４ｂ…冷却媒体排出連通孔          ３６ａ…燃料ガス供給連通孔
３６ｂ…燃料ガス排出連通孔          ３８…固体高分子電解質膜
４０…カソード電極                  ４２…アノード電極
４４…酸化剤ガス流路                ４６…燃料ガス流路
４８…冷却媒体流路                  ５４ａ、５４ｂ…位置決め孔部
５６ａ、５６ｂ、５８ａ、５８ｂ、６４…穴部
６０ａ、６０ｂ…ノックピン          ６２…ピン本体部
６６…スリット                      ６８…伸縮部
７０…ガイド板部                    ７２…コイルププリング
８０…組み立て装置                  ８４…固定プレート
８８…可動プレート                  ９０…昇降用シリンダ
【図１】
0006580391.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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