(57)【要約】【課題】簡易な構成で、燃料電池を構成する部材の寸法変化を吸収し燃料電池全体に対し適切な締め付け力を長期間付与する燃料電池締結構造を提供する。【解決手段】燃料電池セルが積層されたセルスタックの積層方向の両端面でセルスタックを挟み込む一組のエンドプレート(10a,10b)と、セルスタックを両側から締め付けるように一組のエンドプレートを締結するテンションプレートと、を備え、上記テンションプレートは、一方のエンドプレート(10a)に固定された第一テンションプレート(20a,20c)と他方のエンドプレート(10b)に固定された第二テンションプレート(20b,20d)とを有し、上記第一テンションプレートと第二テンションプレートとが荷重吸収部材(30a,30b)を通じて締結されている燃料電池締結構造。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池セルが積層されたセルスタックの積層方向の両端面で前記セルスタックを挟み込む一組のエンドプレートと、
前記セルスタックを両側から締め付けるように前記一組のエンドプレートを締結するテンションプレートと、を備え、
前記テンションプレートは、一方のエンドプレートに固定された第一テンションプレートと他方のエンドプレートに固定された第二テンションプレートとを有し、
前記第一テンションプレートと第二テンションプレートとが荷重吸収部材を通じて締結されている、
ことを特徴とする燃料電池締結構造。
【請求項２】
前記第一テンションプレート及び第二テンションプレートは一部が前記セルスタック外側へ折り曲げられており、
前記第一テンションプレート及び第二テンションプレートの折り曲げられた各部位が前記荷重吸収部材を通じて締結されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池締結構造。
【請求項３】
前記荷重吸収部材は、前記第一テンションプレートと第二テンションプレートとの間のクリープ量が概ね前記セルスタックのクリープ量と一致する材料で構成される、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料電池締結構造。
【請求項４】
前記第一テンションプレートと第二テンションプレートとが弾性体と共に前記荷重吸収部材を通じて締結される、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の燃料電池締結構造。
【請求項５】
前記テンションプレートは、前記第一テンションプレートと第二テンションプレートとの間に少なくとも１つの第三テンションプレートを更に有し、
前記第一テンションプレートと第二テンションプレートと第三テンションプレートとがそれぞれ荷重吸収部材を通じて締結されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池締結構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池の締付構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池には、固体高分子電解質型燃料電池（ＰＥＦＣ）のように、電解質膜を燃料ガス電極（アノード）と酸化剤ガス電極（カソード）とで挟み更にそれら電極の両側をガス供給路の設けられたセパレータで挟むように形成されるセルが所定数積層され、そのセル積層方向両端にインシュレータを配置して構成されるセルスタック、及びそのセルスタックを両側のエンドプレートで挟み固定することにより構成されるものがある。このような燃料電池では、各セル内の接触抵抗を減らすためにセルスタック全体を各セルの電極面に均一に圧力が掛かるように外側から締め付ける必要がある。これには、例えば、セルスタックの両端に配置されたエンドプレートの外側からセル積層方向に延びるテンションプレートをナット等にて締め付ける構造が用いられる。
【０００３】
燃料電池の各セルでは、アノードに接合されるセパレータのガス供給路に燃料ガスが供給され、カソードに接合されるセパレータのガス供給路に酸化剤ガスが供給される。燃料電池は、このように供給される燃料ガスと酸化剤ガスとを固体高分子電解質膜を介して反応させることにより発電を行う。また、この発電には発熱も伴うため、燃料電池スタック内部には冷却媒体を循環させる流路等が設けられる。
【０００４】
更に、各セルのカソードの触媒層では化学反応により水が生成される。ＰＥＦＣでは、固体高分子電解質膜が乾燥すると電解質膜自体の劣化や出力電力の低下を引き起こすため、上記生成水を利用したり外部加湿モジュールを設けたりすることにより燃料電池スタック内部を湿潤に保つように制御される。
【０００５】
このような燃料電池の運転に伴う事象により、各セルを構成する部材が変形しセルスタック全体の寸法が変化するという問題がある。この要因としては、発電時の発熱による温度上昇で各セルの構成部材が熱膨張すること、温度低下で各セルの構成部材が熱収縮すること、電解質膜に含まれる水分量が増え膨張すること、電解質膜に含まれる水分量が減り収縮すること等が考えられる。更に、これら燃料電池の運転状態による要因の他、上述のような締め付け構造を持つことから各セルを構成する部材としての電解質膜、拡散層がクリープすることも変形の要因として考えられる。
【０００６】
このような問題点を解決する手法として、以下のような手法が実現若しくは提案されている。
【０００７】
第一の従来手法としては、燃料電池スタックのエンドプレートの内側にエンドプレート間の締結力を調整する弾性体を設ける燃料電池がある。この従来手法によれば、上記いずれの要因に伴う寸法変化にでも対応することができる。
【０００８】
第二の従来手法として、各セルを構成する部材を柔らかい素材で形成した燃料電池がある。この従来手法では、部材の熱膨張及び熱収縮による寸法変化、及び５００時間程度のクリープ量に対応できるような素材選定等が行われている。
【０００９】
第三の従来手法として、図５に示すような構造（スルーボルト方式）を持つ燃料電池がある。図５は、スルーボルト方式の燃料電池の構造を示す側面断面図である。この燃料電池スタック１００では、単セル１１０が複数積層された積層体の積層方向（図５の横方向
）にインシュレータ１０５ａ及び１０５ｂ、エンドプレート１０７ａ及び１０７ｂがそれぞれ配置され、エンドプレート１０７ａ及び１０７ｂが、締め付けボルト１０１ａ、ナット１１０ａ及び１１０ｂの組と締め付けボルト１０１ｂ、ナット１０１ｃ及び１０１ｄの組とにより積層体の積層方向に締め付けられている。
【００１０】
この燃料電池スタック１００では、各ナットとエンドプレートとの間に樹脂１２０ａ，１２０ｂ、１２０ｃ及び１２０ｄがそれぞれ設けられ、この樹脂の弾性により部材の熱膨張及び熱収縮、電解質膜に含まれる水分量に応じた膨張及び収縮に伴う燃料電池スタック内の部材の寸法変化には対応することができる。
【００１１】
この第三の従来手法と類似する手法として、燃料電池スタック外部に設けたボルト（締付圧力付与部材）によりスタック全体を締め付ける構造を持つ燃料電池が開示されている（下記特許文献１及び２参照）。更に、締め付けボルトの軸力を検出し、それに基づいて締め付けボルトの締め付け力を調整することにより締結荷重を均一に制御する燃料電池が開示されている（下記特許文献３参照）。
【特許文献１】特開平５−２３４６１３号公報
【特許文献２】特開２００１−１３５３４４号公報
【特許文献３】特開２００１−３２５９８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上述の各従来手法ではそれぞれ以下のような問題点がある。
【００１３】
第一の従来手法では、上記各要因に伴う寸法変化には対応できるものの、弾性体を設けることにより燃料電池の装置自体が大きくなり、コストが高くなるという問題点がある。
【００１４】
第二の従来手法では、素材のみでは対応可能な変化量に限度があり、クリープによる寸法変化に対しては５００時間程度のクリープ量を想定するに過ぎない。しかしながら、燃料電池の利用形態においては少なくとも１０年程度のクリープ量に対応する必要があるものもあり、より多くのクリープ量に対応する必要がある。
【００１５】
第三の従来手法では、図５に示すように樹脂１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ及び１２０ｄにクリープが生じた場合にはエンドプレート間が拡がり、締付荷重が抜けてしまう。すなわち、第三の従来手法では、セルスタック内部の寸法変化には対応できるものの、そのために講じた手段（樹脂）の変形には対応できない。従って、樹脂のクリープが生じる度に締め付けボルトを締め直す必要がある。
【００１６】
また、上記特許文献３に開示される燃料電池では、少なくとも締め付けボルトの軸力の検出手段及び締め付けボルトの締め付け力の調整手段が必要となる等、装置自体が大掛かりなものになってしまい、コストも高くなるという問題点がある。
【００１７】
本発明の目的は、簡易な構成で、燃料電池を構成する部材の寸法変化を吸収し燃料電池全体に対し適切な締め付け力を長期間付与する燃料電池締結構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、上述した課題を解決するために以下の手段を採用する。即ち、本発明は、燃料電池セルが積層されたセルスタックの積層方向の両端面で当該セルスタックを挟み込む一組のエンドプレートと、上記セルスタックを両側から締め付けるように一組のエンドプレートを締結するテンションプレートと、を備え、上記テンションプレートは、一方のエンドプレートに固定された第一テンションプレートと他方のエンドプレートに固定された
第二テンションプレートとを有し、上記第一テンションプレートと第二テンションプレートとが荷重吸収部材を通じて締結されている燃料電池締結構造についてのものである。
【００１９】
本発明によれば、第一テンションプレートと第二テンションプレートとが荷重吸収部材を通じて締結されることにより、この締付荷重が一組のエンドプレートの内側のセルスタックに付与される。
【００２０】
これにより、セルスタックを構成する各セルの電極面に均一に圧力が掛かることにより接触抵抗が減らされ、燃料電池の発電効率の低下を防ぐことができる。
【００２１】
更に、本発明によれば、セルスタック構成部材のクリープに応じて荷重吸収部材が縮むので当該クリープに伴う締結荷重抜けを防止し締結荷重を均一化することができる。ここでクリープとは、一定の応力のもとで生じる物体の塑性変形をいう。
【００２２】
また、上記燃料電池締結構造において、好ましくは、上記第一テンションプレート及び第二テンションプレートは一部がセルスタック外側へ折り曲げられており、上記第一テンションプレート及び第二テンションプレートの折り曲げられた各部位が荷重吸収部材を通じて締結されるように構成される。
【００２３】
これにより、本発明によれば、セルスタック外側へ折り曲げられた部位を設けるだけの簡易な装置構成により上述のような効果を得ることができ、これによりコストも抑えることができる。
【００２４】
また、上記燃料電池締結構造では、好ましくは、上記荷重吸収部材が、第一テンションプレートと第二テンションプレートとの間のクリープ量が概ね前記セルスタックのクリープ量と一致する材料で構成されるようにする。ここでクリープ量とは、クリープによる経時的な変形量をいうものとする。
【００２５】
このようにすれば、セルスタック構成部材がクリープによりセル積層方向に所定量短くなったとしても、荷重吸収部材のクリープによりその量と略同等の量で荷重吸収部材の厚みが減るため、当該クリープに伴う締結荷重抜けを一層確実に防止することができる。
【００２６】
また、上記燃料電池締結構造では、好ましくは、第一テンションプレートと第二テンションプレートとが弾性体と共に上記荷重吸収部材を通じて締結されるようにする。
【００２７】
このようにすれば、荷重吸収部材が縮むことによる各テンションプレート間の締結力が小さくなるのを防ぐことができるため、セルスタック構成部材のクリープ量が大きい場合にも長期間均一な締結荷重をメンテナンスなく与え続けることができる。
【００２８】
また、上記燃料電池締結構造では、上記テンションプレートが、第一テンションプレートと第二テンションプレートとの間に少なくとも１つの第三テンションプレートを更に有し、第一テンションプレートと第二テンションプレートと第三テンションプレートとがそれぞれ荷重吸収部材を通じて締結されるようにしてもよい。
【００２９】
これによれば、各荷重吸収部材にかかる荷重を少なくすることができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、簡易な構成で、燃料電池を構成する部材の寸法変化を吸収し燃料電池全体に対し適切な締め付け力を長期間付与する燃料電池締結構造を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、図面を参照して、それぞれ本発明の実施形態における燃料電池について説明する。なお、以下に述べる実施形態の構成は例示であり、本発明は以下の実施形態の構成に限定されない。
【００３２】
〔燃料電池構造〕
本発明の実施形態における燃料電池の構造について、図１を用いて説明する。図１は、本実施形態における燃料電池の構造を示す側面断面図である。本実施形態における燃料電池１は、積層された複数のセル３、燃料電池１の両端部で複数のセル３を挟むように配置されるエンドプレート１０ａ及び１０ｂ、エンドプレート１０ａ及び１０ｂとセル３との間に配置されるインシュレータ５ａ及び５ｂ等を備える。
【００３３】
各セル３は、電解質膜をアノードとカソードとで挟み、更にそれら電極の両側をセパレータで挟むように構成される。セパレータは、アノードに接する面及びカソードに接する面それぞれに溝を有しており、各溝にはそれぞれ燃料ガス若しくは酸化剤ガスが供給される。このように供給された燃料ガス及び酸化剤ガスが電解質膜を介して反応することにより発電が行われる。また、この化学反応により、カソードに設けられた触媒層では水が生成される。この生成水は電解質膜を透過しアノードへ移動する。
【００３４】
インシュレータ５ａ及び５ｂは、エンドプレート１０ａ及び１０ｂとセル３との間の絶縁を目的として設置されるものであり、例えばガラスエポキシ等の非金属製の材質で形成される。
【００３５】
エンドプレート１０ａ及び１０ｂは、複数のセル３、インシュレータ５ａ及び５ｂの積層体（以降、セルスタックと表記する）を両側から締め付け固定する。このエンドプレート１０ａ及び１０ｂに締め付け力を付与する構造については後述する。
【００３６】
ここで、各セル３、インシュレータ５ａ及び５ｂは、セルでの発電により生じた熱による熱膨張及び熱収縮、並びにセルを構成する電解質膜に含まれる水分による膨張及び収縮のような燃料電池の運転状態に応じた部材の変形を吸収し得る材質で形成される。なお、本発明は、これら部材の材質を限定するものではない。
【００３７】
更に、本実施形態における燃料電池は、エンドプレート１０ａ及び１０ｂの上面にボルト等の取付部材２３ａ及び２３ｂで固定された平板状のプレートでありセルスタック外部方向（図１の上方向）にＬ字型に折り曲げられたテンションプレート２０ａ及び２０ｂ、エンドプレート１０ａ及び１０ｂの下面にボルト等の取付部材２３ｃ及び２３ｄで固定された平板状のプレートでありセルスタック外部方向（図１の下方向）にＬ字型に折り曲げられたテンションプレート２０ｃ及び２０ｄを備える。以降、テンションプレート２０ａ、２０ｂ、２０ｃ及び２０ｄにおけるセルスタック外部方向にＬ字型に折り曲げられた部分をそれぞれ折曲部位と表記する。
【００３８】
エンドプレート１０ａ及び１０ｂの上面に固定されたテンションプレート２０ａ及び２０ｂは、各折曲部位の間に荷重吸収部材３０ａを挟み、締め付けボルト２５ａ及びナット２７ａにより各折曲部位の両側から荷重吸収部材３０ａを締め付け固定する。同様に、エンドプレート１０ａ及び１０ｂの下面に固定されたテンションプレート２０ｃ及び２０ｄは、各折曲部位の間に荷重吸収部材３０ｂを挟み、締め付けボルト２５ｂ及びナット２７ｂにより各折曲部位の両側から荷重吸収部材３０ｂを締め付け固定する。
【００３９】
ボルト２５ａ及びナット２７ａで締め付けられることにより荷重吸収部材３０ａと共に
一体となったテンションプレート２０ａ及び２０ｂは、同様に一体となったテンションプレート２０ｃ及び２０ｄと共に、エンドプレート１０ａ及び１０ｂをセルスタックの積層方向へ締結し、セルスタックをその内側に収容する。
【００４０】
このような構造により、ボルト２５ａ及びナット２７ａ、ボルト２５ｂ及びナット２７ｂでそれぞれ与えられる締め付け力（ボルト２５ａ及び２５ｂの各軸力）は、エンドプレート１０ａ及び１０ｂの上面及び下面にそれぞれ伝わり、エンドプレート１０ａ及び１０ｂにおけるセルスタックを積層方向に締め付ける力となる。一方で、エンドプレートの上面と下面とでそれぞれ一体となった各テンションプレートは、この積層方向に押圧する荷重の反力をそれぞれ保持する。
【００４１】
荷重吸収部材３０ａ及び３０ｂは、弾性があり所定のクリープ量を持つ材質、例えば樹脂で形成される。荷重吸収部材３０ａ及び３０ｂは、各テンションプレートの折曲部位の間に挟まれており、両側から荷重が掛けられている。荷重吸収部材３０ａ及び３０ｂは、この荷重によりその材質に応じたクリープ量でクリープする。荷重吸収部材３０ａ及び３０ｂは、セルスタック全体のクリープ量（クリープ速度も含む）と略同等のクリープ量を持つ材質で形成されるものが選定される。
【００４２】
この荷重吸収部材３０ａ及び３０ｂの選定においては、この部材の端面（図１の左正面から見た面）の面積及び厚み（セル積層方向の長さ）も考慮される。すなわち、荷重吸収部材３０ａ及び３０ｂの端面にかかる単位面積当たりの荷重と荷重吸収部材の厚みとから推定される荷重吸収部材のクリープ量が、セルスタックの端面にかかる単位面積当たりの荷重から推定されるセルスタック全体のクリープ量と略同等となるように、荷重吸収部材の材質、端面の面積及び厚みを決定する。
【００４３】
なお、本実施形態における燃料電池１の上面及び下面の構造はどのように構成されてもよい。例えば、各テンションプレートがセルスタックの上面若しくは下面を全て覆うような一枚の平板で形成され、上面及び下面の各折曲部位を複数の締め付けボルト及びナットで締め付け固定するような構成としてもよい。この例では、各折曲部位に挟まれる荷重吸収部材３０ａ及び３０ｂはそれぞれ１枚の樹脂で形成されてもよいし、各締め付けボルト及びナットで締め付け固定される箇所にのみ所定の面積の端面を持つ複数の樹脂で形成されるようにしてもよい。また、各テンションプレートがそれぞれ複数の平板が所定の間隔で並ぶことで、セルスタックの上面若しくは下面を部分的に覆うように形成するようにしてもよい。
【００４４】
〔本実施形態の作用及び効果〕
以下、上述した本実施形態における燃料電池１の作用及び効果について述べる。
【００４５】
本実施形態の燃料電池１では、セルスタックの片側のエンドプレート１０ａの上面及び下面でそれぞれ固定されたテンションプレート２０ａ及び２０ｃが、反対側のエンドプレート１０ｂの上面及び下面でそれぞれ固定されたテンションプレート２０ｂ及び２０ｄとの各折曲部位の間に荷重吸収部材３０ａ及び３０ｂをそれぞれ挟み、締め付けボルトで締め付け固定されるという構造を持つ。
【００４６】
このような構造により、本実施形態では、テンションプレートの折曲部位の両側からボルト及びナットで与えられる荷重吸収部材への締め付け力により、各テンションプレートを固定するエンドプレート１０ａ及び１０ｂにおける積層方向への荷重となり、この荷重がセルスタックに与えられる。
【００４７】
よって、セルスタックを構成する各セルの電極面に均一に圧力が掛かりることにより各
セル内の接触抵抗が減らされ、燃料電池１の発電効率の低下を防ぐことができる。
【００４８】
更に、本実施形態における燃料電池１では、荷重吸収部材３０ａ及び３０ｂがそれぞれセルスタック全体のクリープ量と略同様のクリープ量を持つ樹脂で形成されるように選定される。
【００４９】
図２は、本実施形態における燃料電池の作用を示す図である。図２では、上図が初期の燃料電池１を示し、下図が例えば１０年耐久後の燃料電池１を示す。上述のような荷重吸収部材が選定されることにより、耐久後の燃料電池１では荷重吸収部材のクリープ量とセルスタック全体のクリープ量が略同等になる。
【００５０】
すなわち、本実施形態によれば、セルスタック全体がクリープによりセル積層方向に所定量短くなったとしても、荷重吸収部材のクリープによりその量と略同等の量で荷重吸収部材の厚みが減るため、クリープによるセルスタックにかかる荷重の抜けを防止することができる。更に、例えば１０年燃料電池が稼動されたとしてもクリープに基づく調整作業等が必要となるわけでもない。
【００５１】
また、本実施形態では、このような効果を得るために、セルスタック外部方向へ折り曲げられた部位を設けるだけで済むため、燃料電池装置自体が大掛かりなものになることもなくコストも抑えることができる。
【００５２】
〔第一変形例〕
上述の実施形態における燃料電池１では、締め付けボルト２５ａ及び２５ｂとナット２７ａ及び２７ｂとでテンションプレートの折曲部位の両側を締め付ける構造を採っていた。第一変形例における燃料電池１では、図３に示すように、締め付けボルトとテンションプレートの折曲部位との間、及びナットとテンションプレートの折曲部位との間にそれぞれ皿バネ等の弾性体４０ａ、４０ｂ、４０ｃ及び４０ｄを設ける。図３は、第一変形例における燃料電池の構造を示す側面断面図である。
【００５３】
弾性体４０ａ、４０ｂ、４０ｃ及び４０ｄは、皿バネ以外のバネであってもよい。なお、この弾性体は、クリープを生じないものであるか、又は荷重吸収部材３０ａ及び３０ｂ等と比較にならない程少量のクリープ量を有するものであることが望ましい。
【００５４】
この第一変形例の構造によれば、ボルト２５ａ及び２５ｂの初期締め付け軸力を大きくしなくても、締め付けによるボルトの伸びる長さを超えた寸法変化をこの弾性体が吸収することになる。
【００５５】
従って、上述の実施形態における構造と較べよりクリープ量が大きくなった場合にもボルト２５ａ及び２５ｂを締め直すことなく、セルスタックに所定の荷重をかけ続けることが可能となる。更に、ボルトの初期締め付け軸力を小さくすることができるため、ボルトのサイズも小さくすることができる。
【００５６】
〔第二変形例〕
上述の実施形態及び第一変形例における燃料電池１は、エンドプレート１０ａ及び１０ｂの上面及び下面のそれぞれ１箇所において、各エンドプレートを締め付け固定する箇所（締め付けボルト２５ａ及び２５ｂ）を設けていたが、この締め付け固定する箇所を上面及び下面それぞれにおいて複数設けるようにしてもよい。ここでは、第二変形例として、エンドプレート１０ａ及び１０ｂの上面及び下面のそれぞれ２箇所で締め付け固定する燃料電池を例に挙げ以下に説明する。図４は、第二変形例における燃料電池の構造を示す側面断面図である。
【００５７】
第二変形例における燃料電池１は、上述の実施形態と同様の構造を持ちそれよりもそれぞれセル積層方向に短くしたエンドプレート２０ａ、２０ｂ、２０ｃ及び２０ｄと共に、平板状プレートの両端がセルスタック外部方向（図４の上方向若しくは下方向）にＬ字型に折り曲げられたテンションプレート２０ｅ及び２０ｆを更に備える。
【００５８】
テンションプレート２０ｅは、一方の折曲部位とテンションプレート２０ａの折曲部位との間に荷重吸収部材３０ａを挟み、締め付けボルト２５ａ及びナット２７ａにより各折曲部位の両側から荷重吸収部材３０ａを締め付け固定し、もう一方の折曲部位とテンションプレート２０ｂの折曲部位との間に荷重吸収部材３０ｂを挟み、締め付けボルト２５ｂ及びナット２７ｂにより各折曲部位の両側から荷重吸収部材３０ｂを締め付け固定する。
【００５９】
同様に、テンションプレート２０ｆは、一方の折曲部位とテンションプレート２０ｃの折曲部位との間に荷重吸収部材３０ｃを挟み、締め付けボルト２５ｃ及びナット２７ｃにより各折曲部位の両側から荷重吸収部材３０ｃを締め付け固定し、もう一方の折曲部位とテンションプレート２０ｄの折曲部位との間に荷重吸収部材３０ｄを挟み、締め付けボルト２５ｄ及びナット２７ｄにより各折曲部位の両側から荷重吸収部材３０ｄを締め付け固定する。
【００６０】
このようにエンドプレート１０ａ及び１０ｂの上面において一体となったテンションプレート２０ａ、２０ｂ及び２０ｅは、同様に下面において一体となったテンションプレート２０ｃ、２０ｄ及び２０ｆと共に、エンドプレート１０ａ及び１０ｂをセルスタックの積層方向へ締結しセルスタックをその内側に収容する。
【００６１】
第二変形例では、このような構造により、エンドプレートの上面及び下面のそれぞれ２箇所においてボルト及びナットでそれぞれ与えられる締め付け力は、エンドプレート１０ａ及び１０ｂの上面及び下面にそれぞれ伝わり、エンドプレート１０ａ及び１０ｂにおけるセルスタックを積層方向に締め付ける力となる。このように第二変形例では、締め付け固定する箇所がエンドプレートの上面及び下面でそれぞれ２箇所ずつあるため、各箇所のボルト及びナットによる締め付け力は上述の実施形態の略半分ですむ。
【００６２】
荷重吸収部材３０ａ、３０ｂ、３０ｃ及び３０ｄは、弾性があり所定のクリープ量を持つ材質、例えば樹脂で形成される。第二変形例における燃料電池１は、上面及び下面それぞれ２つずつの荷重吸収部材を備え、各荷重吸収部材にかかる荷重が上述の実施形態の略半分となるため、各荷重吸収部材のクリープ量は上述の実施形態に較べて半分となる。すなわち、荷重吸収部材のクリープ量のエンドプレートの上面毎及び下面毎の合計がセルスタック全体のクリープ量と略同等となるように、各荷重吸収部材を決定する。
【００６３】
第二変形例のような構造を採ることにより、上述の実施形態に較べて部品数は多くなるものの、上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。本実施形態におけるテンションプレートの締め付け箇所の数及び位置は、燃料電池の収納方法、収納場所等に応じて適宜変更可能であり、本発明は、この締め付け箇所の数及び位置を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施形態としての燃料電池の構造を示す側面断面図である。
【図２】本実施形態における燃料電池の作用を示す図である。
【図３】第一変形例における燃料電池の構造を示す側面断面図である。
【図４】第二変形例における燃料電池の構造を示す側面断面図である。
【図５】スルーボルト方式の燃料電池の構造を示す側面断面図である。
【符号の説明】
【００６５】
１  燃料電池
３  セル
１０ａ、１０ｂ  エンドプレート
５ａ、５ｂ  インシュレータ
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ、２０ｆ  テンションプレート
２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ  取付部材
２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ  締め付けボルト
２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ  ナット
３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ  荷重吸収部材
４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ  弾性体
【図１】
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【図２】
2008226467.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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