(57)【要約】【課題】本発明は、内圧上昇による燃料タンクの破損を防止し得る燃料タンクの補強部材、およびそれを備えた燃料電池を提供する。【解決手段】燃料電池の燃料タンクの補強部材であって、前記補強部材は、前記燃料タンクの壁面のうち、前記燃料タンクの内圧上昇による膨張量が最も大きい面を覆う第１の板状部を備えたこと、を特徴とする燃料タンクの補強部材が提供される。また、この燃料タンクの補強部材と、発電部と、燃料タンクと、フレームと、を備えたことを特徴とする燃料電池が提供される。【選択図】図１
2008226482.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池の燃料タンクの補強部材であって、
前記補強部材は、前記燃料タンクの壁面のうち、前記燃料タンクの内圧上昇による膨張量が最も大きい面を覆う第１の板状部を備えたこと、を特徴とする燃料タンクの補強部材。
【請求項２】
前記内圧上昇による膨張量が最も大きい方向に対して略平行な方向に延在する第２の板状部をさらに備え、
前記第２の板状部は、孔を有し、
前記内圧上昇による膨張量が最も大きい方向に対して略垂直な方向に突出する凸部を有するフレームの前記凸部と前記孔とが嵌め合わされることにより前記フレームに固定され、
前記フレームとの間に前記燃料タンクを狭持可能としたこと、を特徴とする請求項１記載の燃料タンクの補強部材。
【請求項３】
前記補強部材は、前記燃料タンク内の燃料の残量を確認可能とした窓を有すること、を特徴とする請求項１または２に記載の燃料タンクの補強部材。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の燃料タンクの補強部材と、
発電部と、
燃料タンクと、
フレームと、
を備えたことを特徴とする燃料電池。
【請求項５】
回路基板をさらに備え、
前記回路基板は、前記フレームに接地されていること、を特徴とする請求項４記載の燃料電池。
【請求項６】
前記燃料タンクの過熱を防止する過熱防止手段をさらに備えたこと、を特徴とする請求項４または５に記載の燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料タンクの補強部材、およびそれを備えた燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の電子技術の進歩に伴い、電子機器の小型化、高性能化、ポータブル化が進んでおり、これに使用される電池の小型化、高エネルギー密度化の要求が高まっている。そのような中、小型軽量でありながら高容量の燃料電池が注目されている。特に、メタノールを燃料とする直接メタノール形燃料電池（ＤＭＦＣ：Direct Methanol Fuel Cell）は、水素ガスを使用する燃料電池に比べて、水素ガスの取り扱いの困難さや有機燃料を改質して水素を作り出す装置などの必要がないため、小型化に適している。
【０００３】
この直接メタノール形燃料電池では、アノード電極側にメタノールと水とを供給し、固体高分子電解質膜近傍の触媒でメタノールと水とを反応させてプロトン（Ｈ＋）と電子（ｅ−）とを取り出している。そのため、反応熱による発熱を無くすことができず、また、近年の燃料電池の高エネルギー密度化の要求から発熱量が増加する傾向にある。また、燃料電池が高温度環境下で使用されることを考慮する必要もある。
【０００４】
ここで、燃料電池に設けられる燃料タンクは、金属、ガラス、高分子樹脂部材などからなる（例えば、特許文献１を参照）。しかしながら、金属イオンが存在すると発電効率が低下するため、一般的には樹脂部材が用いられる。そのため、前述の高温化にともない燃料タンクの内圧が上昇した場合、その強度が問題となる。
【０００５】
内圧上昇による燃料タンクの破損を防止するためには、燃料タンクの肉厚を増加させたり、補強リブ等を設置したりすることも考えられる（特許文献２を参照）。しかしながら、肉厚の増加や補強リブの設置は、燃料タンクの容積を減少させ、発電に必要な燃料の貯留量が減少するという新たな問題を生ずる。また、燃料タンクの構造の複雑化などにより、燃料電池の高コスト化や生産性の低下を招くことにもなる。
【０００６】
一方、燃料電池の発電部をハウジングで覆う技術も提案されている（特許文献３を参照）。しかしながら、発電部をハウジングで覆うだけでは、燃料タンクの破損を防止することはできない。
【特許文献１】特開２００５−１５８５９２号公報
【特許文献２】特開２００６−１５３０６５号公報
【特許文献３】特開２００５−２２２７１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、内圧上昇による燃料タンクの破損を防止し得る燃料タンクの補強部材、およびそれを備えた燃料電池を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様によれば、燃料電池の燃料タンクの補強部材であって、前記補強部材は、前記燃料タンクの壁面のうち、前記燃料タンクの内圧上昇による膨張量が最も大きい面を覆う第１の板状部を備えたこと、を特徴とする燃料タンクの補強部材が提供される。
【０００９】
また、本発明の他の一態様によれば、上記の燃料タンクの補強部材と、発電部と、燃料タンクと、フレームと、を備えたことを特徴とする燃料電池が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、内圧上昇による燃料タンクの破損を防止し得る燃料タンクの補強部材、およびそれを備えた燃料電池が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明をする。  
図１は、本発明の実施の形態に係る燃料タンクの補強部材を説明するための模式斜視図である。    
図１に示すように、フレーム２の一方の主面上には燃料タンク３が設けられ、燃料タンク３を覆うようにして補強部材１が設けられている。つまり、燃料タンク３は、補強部材１とフレーム２との間に狭持される。この場合、補強部材１は、燃料タンク３の壁面のうち、少なくとも内圧上昇による膨張量が最も多い面を覆うようにして設けられていればよい。ただし、補強効果の観点からは、なるべく多くの面を覆うようにして設けられている方が好ましい。また、フレーム２の他方の主面上（燃料タンク３が設けられる面とは反対側の面）には、発電部６１（図８（ｂ）を参照）が設けられている。
【００１２】
燃料タンク３を貫通するようにして連結部材４が設けられている。この連結部材４は、柱状形状を呈しており、その両端面には雌ねじ部が設けられている。そして、連結部材４の長さは、燃料タンク３の厚みよりもわずかに短くされている。また、補強部材１、フレーム２における連結部材４の端面に対する位置には、取り付けネジのための孔が設けられている。そのため、連結部材４を介して、補強部材１、フレーム２、燃料タンク３が一体的に固定できるようになっている。尚、連結部材４は必ずしも必要ではなく、例えば、燃料タンク３に雌ねじ部が直接設けられているようなものであってもよい。ただし、連結部材４を金属などのような高強度のものとすれば、補強効果を向上させることができる。
【００１３】
フレーム２は、金属製の板状体からなり、その長手方向に直角な方向の端面には折り返し部２ａ、２ｂが設けられている。この折り返し部２ａ、２ｂは、フレーム２の主面に対して略直角となるように設けられており、その先端は燃料タンク３が設けられる方向とは逆の方向を向いている。また、折り返し部２ａ、２ｂには凸部２ｃが設けられている。その他、フレーム２には、後述する回路基板などを取り付けるための雌ねじ穴２ｄ、主面の強度を保持するためのビード２ｅ等が適宜設けられている。
【００１４】
図２は、燃料タンク３を説明するための模式斜視図である。    
燃料タンク３には、液体の燃料を貯留するための容器部３ａと、液体の燃料を燃料電池の発電部に送るための送液部３ｂとが設けられている。容器部３ａは、透明体または半透明体の樹脂材料からなり、燃料の残量が外部から確認できるようになっている。尚、容器部の本体を不透明な樹脂材料とし、残量確認のために透明体または半透明体の窓を設けるようにすることもできる。
【００１５】
容器部３ａの材質は、使用する燃料に対する化学的強度（耐食性）が高いものとすることが好ましい。例えば、燃料がメタノール、メタノール水溶液である場合には、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリ塩化ビニル樹脂 （ＰＶＣ）、ポリメチルペンテン樹脂 （ＰＭＰ）、アクリルアクリロニトリルスチレン樹脂 （ＡＡＳ）、エチレン酢酸ビニル樹脂 （ＥＶＡ）などの１種の材料、または、２種以上組み合わせた複合材などとすることができる。尚、繰り返しの押圧力に耐える機械的強度、残量確認のための透明性等の観点からは、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等とすることが好ましい。
【００１６】
また、容器部３ａには、連結部材４を挿通させるための管状部３ｃが設けられている。管状部３ｃは、容器部３ａをその厚み方向に貫通しており、その中心軸に沿って連結部材４を挿通させるための孔が設けられている。    
送液部３ｂには、燃料を燃料電池の発電部に送るためのポンプや開閉バルブなどが設けられている。
【００１７】
補強部材１は、金属製の板状体からなり、燃料タンク３の主面に対向する第１の面（第１の板状部）１ａと、燃料タンク３の側面に対向する第２の面（第２の板状部）１ｂ、第３の面（第２の板状部）１ｃとが設けられている。この第２の面１ｂ、第３の面１ｃは、第１の面１ａに対して略直角となるように設けられている。
【００１８】
また、第２の面１ｂ、第３の面１ｃの容器部３ａに対向する位置には、窓１ｄが設けられている。そのため、この窓１ｄを通して燃料の残量が確認できるようになっている。窓１ｄは、第２の面１ｂまたは第３の面１ｃのどちらか一方に設けられていればよいが、両側の面に窓１ｄを設けるものとすれば、燃料タンク３内を光が透過するので、燃料の残量確認がより容易となる。
【００１９】
第２の面１ｂ、第３の面１ｃは、フレーム２の折り返し部２ａ、２ｂとも対向しており、第２の面１ｂ、第３の面１ｃには、折り返し部２ａ、２ｂに設けられた凸部２ｃに嵌め合わせるための孔１ｅが設けられている。また、凸部２ｃは円柱形状を呈しており、孔１ｅは取り付け易さを考慮して長孔形状を呈している。そして、孔１ｅの幅寸法（長孔の幅寸法）は、凸部２ｃの外径寸法よりもわずかに大きくなっている。そのため、凸部２ｃを孔１ｅに引っ掛けるようにして嵌め合わせることができ、補強部材１とフレーム２とを連結することができるようになっている。
【００２０】
ここで、凸部２ｃは、燃料タンク３の壁面のうち、内圧上昇による膨張量が最も多い面と略平行な方向に突出するように設けられていることになる。そのため、内圧上昇により燃料タンク３が膨張すると、補強部材１を介して、凸部２ｃに、その突出方向と略直角方向の力が作用することになる。その結果、補強部材１が持ち上げられるのを抑制することができ、燃料タンク３の膨張も抑制することができることになる。
【００２１】
また、第２の面１ｂと第３の面１ｃとの間の内寸法は、折り返し部２ａと折り返し部２ｂとの間の外寸法よりも若干小さくなっている。そのため、弾性力により、第２の面１ｂと折り返し部２ａ、第３の面１ｃと折り返し部２ｂとが密着して、凸部２ｃに嵌め合わされた孔１ｅが外れにくくなっている。
【００２２】
本実施の形態においては、凸部２ｃを孔１ｅに引っ掛けるようにして嵌め合わせている。そのため、接合部材のためのスペース（例えば、ネジやリベットの頭部のためのスペース）が別途必要になることがなく、燃料電池の小型化を図ることができる。  
また、燃料タンク３の取り付け時やリペア時に、簡単に燃料タンク３の取り付け、取り外しをすることができる。    
図３は、燃料タンク３の取り付け、取り外しを説明するための模式斜視図である。  
補強部材１は、板状体からなっているので、図３に示すように、第２の面１ｂをＸ１の方向に、第３の面１ｃをＸ２の方向に押し広げることで、凸部２ｃから孔１ｅを抜くことができる。そして、図中のＺ方向に第１の面１ａを持ち上げるようにすれば、燃料タンク３を取り外し易くすることができる。また、燃料タンク３を取り付ける際にも逆の手順で簡単に取り付けることができる。すなわち、補強部材１をフレーム２から完全に分離しなくとも燃料タンク３の取り付け、取り外しをすることができる。また、第１の面１ａ、第２の面１ｂ、第３の面１ｃの膨張量はわずかであるため、燃料タンク３の取り付け、取り外し作業の後は、弾性力によりもとの形状に戻すことができる。
【００２３】
第１の面１ａにおいて、連結部材４の端面に対する位置には、取り付けネジのための孔１ａ１が設けられている。また、第１の面１ａの一方の端面には、燃料タンク３の取り付け、取り外しが容易となるように、指をかけるための切り欠き部１ｆが設けられている。そして、第１の面１ａの他方の端面には、接合部１ｇが設けられている。接合部１ｇは、略Ｌ字状の断面形状を有しており、これをフレーム２と接合することで、第１の面１ａとフレーム２とが接合されるようになっている。尚、接合部１ｇは、必ずしも必要ではないが、補強効果の観点からは設けられていた方が好ましい。
【００２４】
接合部１ｇとフレーム２との間の接合には、接着剤や両面テープによる接合、スポット溶接などの溶接による接合などを用いることができる。ただし、接合部分の高さ寸法の管理、強度などを考慮すると、カシメによる接合を用いることが好ましい。
【００２５】
補強部材１の材料は、燃料タンク３の材料よりも強度があればよく、例えば、金属とすることができる。その場合、金属としては、例えば、ステンレス、メッキ鋼板、アルミニウムや銅などの非鉄金属とすることができる。また、その厚さも特に限定されないが、図３で説明をした、燃料タンク３の取り付け、取り外し易さを考慮すると、金属の場合で０．３ｍｍ〜０．５ｍｍ程度とすることが好ましい。
【００２６】
次に、補強部材１の作用について説明をする。    
燃料電池の発電部における発熱や高温雰囲気下における使用などにより、燃料タンク３の内圧が上昇すると、燃料タンク３はその内圧により膨張する。そして、その壁面の膨張量が所定の値を超えると、燃料タンク３の破損が起こる。特に、燃料タンク３の壁面のうち、最も広い面積を有する部分の膨張量が大きく、この部分における破損が起こりやすい。この場合、安全弁などを設けることで内圧を調整することもできるが、燃料（例えば、メタノールなど）が外部に漏れることになるので好ましくない。
【００２７】
本実施の形態においては、燃料タンク３を覆うようにして補強部材１が設けられているので、燃料タンク３の膨張を抑え、内圧上昇による燃料タンク３の破損を防止することができる。この場合、燃料タンク３の最も広い面積を有する部分には、第１の面１ａが対向するようにして設けられ、この第１の面１ａが持ち上げられるように膨張することを、凸部２ｃと孔１ｅとで抑制するようにしている。また、連結部材４、接合部１ｇによっても第１の面１ａの膨張を抑制するようにしている。そのため、燃料タンク３のもっとも破損がしやすい部分の補強を効果的に行うことができる。
【００２８】
燃料タンク３の壁面と補強部材１との間の隙間寸法は、補強効果に大きな影響を及ぼす。ここで、補強効果を重要視すれば、燃料タンク３の壁面と補強部材１とを当接させる（隙間寸法が略ゼロ）か、燃料タンク３の壁面を押さえつける（隙間寸法が若干マイナス）ようにすればよい。一方、前述の燃料タンク３の取り付け性をも考慮すれば、隙間寸法を１ｍｍ程度以下とすることが好ましい。そのため、補強効果と燃料タンク３の取り付け性とを考慮して、０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ程度とすることがより好ましい。
【００２９】
また、本実施の形態においては、前述したように接合部材のためのスペース（例えば、ネジやリベットの頭部のためのスペース）が別途必要になることもなく、燃料電池の小型化を図ることができる。そして、燃料タンク３の取り付け時やリペア時に、簡単に燃料タンク３の取り付け、取り外しを行うこともできる。
【００３０】
次に、本実施の形態に係る燃料電池の発電部６１について説明をする。    
尚、説明の便宜上、メタノールを燃料とする直接メタノール形燃料電池（ＤＭＦＣ：Ｄｉｒｅｃｔ Ｍｅｔｈａｎｏｌ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ）の発電部について説明をする。
【００３１】
図４は、本実施の形態に係る燃料電池の発電部６１について説明をするための模式図である。    
図４に示すように、発電部６１には、カソード電極６２、固体高分子電解質膜６３、アノード電極６４とが設けられている。
【００３２】
固体高分子電解質膜６３は、例えば、無機多孔質膜からなりその孔６３ａには高分子電解質６３ｂが充填されている。高分子電解質６３ｂとしては、例えば、ナフィオン（登録商標、デュポン社製）を例示することができる。尚、固体高分子電解質膜６３は、有機多孔質膜、有機多孔質膜と無機多孔質膜との複合材などであってもよく、また、多孔質膜のみならずプロトンの透過性が高く燃料の透過性が低い膜を適宜選択することもできる。  
カソード電極６２の集電体６２ａには、ＰＴＦＥ（Polytetrafluoroethylene）溶液を含浸させて撥水処理を行った多孔質性のカーボン織布またはカーボンペーパー（ＰＴＦＥ含有量は５重量％程度）を用いることができる。カソード電極６２の触媒６２ｂには、白金（Ｐｔ）の微粒子を、活性炭・黒鉛などの粒子状または繊維状のカーボン上に担持させたものを用いることができる。この時、触媒中の白金（Ｐｔ）の含有量は、１０重量％〜７０重量％程度とすることが好ましい。
【００３３】
アノード電極６４の集電体６４ａには、ＰＴＦＥ（Polytetrafluoroethylene）溶液を含浸させて撥水処理を行った多孔質性のカーボン織布またはカーボンペーパー（ＰＴＦＥ含有量は５重量％程度）を用いることができる。アノード電極６４の触媒６４ｂには、白金（Ｐｔ）−ルテニウム（Ｒｕ）の微粒子を、活性炭・黒鉛などの粒子状または繊維状のカーボン上に担持させたものを用いることができる。この時、触媒中の白金（Ｐｔ）とルテニウム（Ｒｕ）の合計含有量は１０重量％〜７０重量％程度とすることが好ましい。また、白金（Ｐｔ）とルテニウム（Ｒｕ）の重量比は、白金（Ｐｔ）：ルテニウム（Ｒｕ）＝５：１〜１：２程度が好ましい。そして、集電体６２ａと集電体６４ａとは負荷６９と電気的に接続されている。
【００３４】
その他、カソード電極６２側には、空気（酸素：Ｏ２）の供給や発生した水を水蒸気として排出するための図示しない複数の通気孔が設けられている。また、アノード電極６４側には、残余の燃料（メタノール水溶液）や反応によって生じた炭酸ガス（二酸化炭素：ＣＯ２）を外部に排出するための図示しない燃料排出口などが設けられている。
【００３５】
尚、具体例として例示した材質、形状、配置、成分比などはこれらに限定されるわけではなく、適宜変更することができる。
【００３６】
次に、発電部６１の作用について説明をする。  
アノード電極６４側に、燃料であるメタノール水溶液が供給されると、メタノール水溶液はアノード電極６４の触媒６４ｂにより下記の式(１)の酸化反応を生ずる。そして、この反応により二酸化炭素ＣＯ２、プロトン（Ｈ＋）、電子（ｅ−）を発生させる。プロトン（Ｈ＋）は、固体高分子電解質膜６３を透過してカソード電極６２側に移動する。電子（ｅ−）は、負荷６９を通って仕事をした後、カソード電極６２側に移動する。
ＣＨ３ＯＨ＋Ｈ２Ｏ→ＣＯ２＋６Ｈ＋＋６ｅ− …(１)
カソード電極６２側に到達したプロトン（Ｈ＋）と、負荷６９を通って仕事をした後にカソード電極６２に側に到達した電子（ｅ−）とが、カソード電極６２の触媒６２ｂにより空気中の酸素Ｏ２と反応して式(２)の還元反応を生じる。
６Ｈ＋＋６ｅ−＋３／２Ｏ2→３Ｈ2Ｏ …(２)
アノード電極６４側で発生した二酸化炭素（ＣＯ２）は、残余のメタノール水溶液とともに図示しない燃料排出口から外部に排出される。また、カソード電極６２側で発生した水は、水蒸気として図示しない通気孔から排出される。
【００３７】
これらの反応により反応熱が発生し、燃料タンク３の温度を上昇させ、その内圧を上昇させることになる。特に、近年の燃料電池の高エネルギー密度化の要求から発熱量が増加する傾向にある。
【００３８】
本実施の形態のおいては、燃料タンク３を覆うようにして補強部材１が設けられているので、燃料タンク３の膨張を抑え、内圧上昇による燃料タンク３の破損を防止することができる。この場合、燃料タンク３の最も広い面積を有する部分には、第１の面１ａが対向するようにして設けられ、この第１の面１ａが持ち上げられるように膨張することを、凸部２ｃと孔１ｅ、連結部材４、接合部１ｇとで抑制するようにしている。そのため、燃料タンク３のもっとも破損がしやすい部分の補強を効果的に行うことができる。
【００３９】
次に、本実施の形態に係る燃料電池１００の製造方法について説明をする。  
図５は、本実施の形態に係る燃料電池の製造方法を説明するためのフローチャートである。  
まず、例えば、無機多孔質膜の孔６３ａに高分子電解質６３ｂを充填して固体高分子電解質膜６３を作成する（ステップＳ１）。高分子電解質６３ｂとしては、例えば、ナフィオン（登録商標、デュポン社製）などを例示することができる。尚、固体高分子電解質膜６３は、有機多孔質膜、有機多孔質膜と無機多孔質膜との複合材などであってもよく、また、多孔質膜のみならずプロトンの透過性が高く燃料の透過性が低い膜を適宜選択することもできる。
【００４０】
次に、多孔質性のカーボン織布またはカーボンペーパーにＰＴＦＥ（Polytetrafluoroethylene）溶液を含浸させてカソード電極６２側の集電体６２ａを作成する（ステップＳ２）。この時、ＰＴＦＥ含有量は５重量％程度とする。
【００４１】
次に、白金（Ｐｔ）の微粒子と、活性炭や黒鉛などの粒子状または繊維状のカーボンと、溶剤とを混合してペースト状にし、それを触媒６２ｂとするために集電体６２ａ上に塗布して、カソード電極６２を作成する（ステップＳ３）。この時、触媒６２ｂ中の白金（Ｐｔ）の含有量は、１０重量％〜７０重量％程度とすることが好ましい。
【００４２】
一方、多孔質性のカーボン織布またはカーボンペーパーにＰＴＦＥ（Polytetrafluoroethylene）溶液を含浸させてアノード電極６４側の集電体６４ａを作成する（ステップＳ４）。この時、ＰＴＦＥ含有量は５重量％程度とする。
【００４３】
次に、白金（Ｐｔ）−ルテニウム（Ｒｕ）の微粒子と、活性炭や黒鉛などの粒子状または繊維状のカーボンと、溶剤とを混合してペースト状にし、それを触媒６４ｂとするために集電体６４ａ上に塗布して、アノード電極６４を作成する（ステップＳ５）。この時、触媒６４ｂ中の白金（Ｐｔ）とルテニウム（Ｒｕ）の合計含有量は１０重量％〜７０重量％程度とすることが好ましい。また、白金（Ｐｔ）とルテニウム（Ｒｕ）の重量比は、白金（Ｐｔ）：ルテニウム（Ｒｕ）＝５：１〜１：２程度が好ましい。
【００４４】
次に、このようにして作成した固体高分子電解質膜６３、カソード電極６２、アノード電極６４とを接合して発電部６１を形成させ、これを乾燥させる（ステップＳ６）。この時、乾燥は、窒素やアルゴン（Ａｒ）などの不活性ガス中や真空中で行うことが好ましい。また、形成された発電部６１は、ケースに収納される。
【００４５】
次に、補強部材１、フレーム２、燃料タンク３、発電部６１などを取り付けて、燃料電池１００を形成させる（ステップＳ７）。また、形成された燃料電池１００は、適宜、ケースに収納される。尚、補強部材１、フレーム２の製造方法については既知の板金加工技術を適用させることができ、燃料タンク３の製造方法についても既知の樹脂加工技術などを適用させることができるので、それらの説明は省略する。
【００４６】
図６〜図８は、燃料電池１００の組み立てを説明するための模式斜視図である。    
図６（ａ）に示すように、フレーム２の所定の位置に補強部材１を取り付ける。この際、図６（ｂ）に示すように、凸部２ｃを孔１ｅに引っ掛けるようにして嵌め合わせる。また、接合部１ｇに設けられた孔１ｈに、フレーム２に設けられた凸部２ｆを嵌め合わせる。凸部２ｆの高さは、接合部１ｇの厚さよりも若干高くなっており、凸部２ｆをカシメることで接合部１ｇとフレーム２とを接合する。
【００４７】
次に、図７（ａ）に示すように、燃料タンク３に設けられた管状部３ｃに、連結部材４を挿通させる。そして、図７（ｂ）に示すように、連結部材４が挿通された燃料タンク３を、補強部材１とフレーム２とで形成された空間に、差し込むようにして取り付ける。この際、図３で説明をしたように、補強部材１をわずかに変形させるようにすれば、取り付け作業が容易となる。
【００４８】
次に、図８（ａ）に示すように、連結部材４を介して、補強部材１、フレーム２、燃料タンク３を一体的に固定する。次に、図８（ｂ）に示すように、フレーム２の燃料タンク３が取り付けられた面とは反対側の面に、発電部６１を取り付け、適宜、配線や配管などの作業を行う。このようにして形成された燃料電池１００は、適宜、ケースに収納される。
【００４９】
本実施の形態にかかる燃料電池１００おいては、燃料タンク３を覆うようにして補強部材１が設けられているので、燃料タンク３の膨張を抑え、内圧上昇による燃料タンク３の破損を防止することができる。また、前述したように補強部材１とフレーム２との接合において、接合部材のためのスペース（例えば、ネジやリベットの頭部のためのスペース）が別途必要になることもないので、燃料電池１００の小型化を図ることができる。そして、前述したように、燃料タンク３の取り付け時やリペア時に、簡単に燃料タンク３の取り付け、取り外しをすることもできる。
【００５０】
燃料電池１００には、これらの他にも種々の部材を設けることができる。    
図９は、過熱防止手段を設ける場合を例示するための模式斜視図である。    
過熱防止手段６５は、フレーム２に設けられたバイメタルからなる熱変形部６５ａと、熱変形部６５ａと所定の間隔を開けて設けられた接点部６５ｂとからなる。そして、発電部６１の発熱量が所定の値を超えた場合や異常な高温環境下で使用された場合などには、図９（ｂ）に示すように、熱変形部６５ａが変形して接点部６５ｂと接触するようになっている。ここで、燃料タンク３の送液部３ｂには、燃料を燃料電池の発電部６１に送るためのポンプや開閉バルブなどが設けられている。そのため、熱変形部６５ａと接点部６５ｂとが接触することで、ポンプを停止させ、バルブを閉じるなどして燃料タンク３からの燃料の供給を遮断できるようになっている。
【００５１】
このような、過熱防止手段６５を設けるものとすれば、燃料が供給され続けることで、燃料タンク３の温度がさらに上昇することを防止することができ、補強部材１とともに、内圧上昇による燃料タンク３の破損を防止することができる。
【００５２】
尚、説明の便宜上、過熱時に熱変形部６５ａと接点部６５ｂとが接触することとしたが、接触していたものが過熱時に離れるようにしてもよい。また、熱変形部６５ａはバイメタルからなるものに限定されるわけではなく、温度上昇により変形する部材（例えば、形状記憶合金など）を用いることもできる。また、熱電対などの温度検知手段を設けて、ポンプやバルブなどの制御を行うこともできる。
【００５３】
図１０は、フレーム２に部材取り付け用のブラケットを設ける場合を例示するための模式斜視図である。    
図１０に示すように、フレーム２の折り返し部２ａにはブラケット６６ａが、折り返し部２ｂにはブラケット６６ｂが設けられている。    
このような、ブラケット６６ａ、６６ｂを設けるものとすれば、例えば、燃料電池１００をケースに収納する場合などにおいて、その取付を容易とすることができる。尚、説明の便宜上、ブラケット６６ａ、６６ｂをフレーム２の折り返し部２ａ、２ｂに設けるものとしたが、これに限定されるわけではなく、適宜変更することができる。
【００５４】
図１１は、フレーム２に回路基板６７を設ける場合を例示するための模式斜視図である。  図１１に示すように、フレーム２の主面には回路基板６７を設けるようにすることもできる。回路基板６７は、例えば、電力接続および変換を行うためのものを例示することができる。このように、金属製のフレーム２に回路基板６７を設けるようにすれば、回路基板６７とフレーム２とを、例えば、ネジで固定することにより簡単に接地させることができる。
【００５５】
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明をした。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。
【００５６】
前述の具体例に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に含有される。
例えば、前述した各具体例が備える各要素の形状、寸法、材質、配置などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる
また、アノード電極６４側の触媒６４ｂとしては、有機燃料を酸化できるものであればよく、例えば、鉄、ニッケル、コバルト、錫、ルテニウムおよび金からなる群から選ばれる少なくとも１種の金属と白金との合金の微粒子などであってもよい。
【００５７】
また、燃料電池も単一の発電部で構成されたものを例示したが、発電部を複数枚積層したスタック構造としてもよい。  
また、燃料についてもメタノール水溶液を例示したが、これに限定されるものではなく、他の有機燃料であってもよい。他の有機燃料としては、エタノール、プロパノールなどのアルコール類、糖類、ジメチルエーテルなどのエーテル類、シクロヘキサンなどのシクロパラフィン類、水酸基、カルボキシル基、アミノ基、アミド基などの親水基を有するシクロパラフィン類などを例示することができる。尚、このような有機燃料は、通常５〜９０重量％程度の水溶液として用いられる。
【００５８】
また、補強部材１を板状体のものとしたが、板金加工により形成されたものに限らず、例えば、引き抜きや押出し加工によるものであってもよい。
【００５９】
また、補強部材１の材質として金属を例示しているが、燃料タンク３の材料より強度が高ければよく、例えば、繊維強化樹脂、エンジニアリング樹脂などであってもよい。
【００６０】
また、前述した各具体例が備える各要素は、可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の実施の形態に係る燃料タンクの補強部材を説明するための模式斜視図である。
【図２】燃料タンクを説明するための模式斜視図である。
【図３】燃料タンクの取り付け、取り外しを説明するための模式斜視図である。
【図４】本実施の形態に係る燃料電池の発電部について説明をするための模式図である。
【図５】本実施の形態に係る燃料電池の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図６】燃料電池の組み立を説明するための模式斜視図である。
【図７】燃料電池の組み立を説明するための模式斜視図である。
【図８】燃料電池の組み立を説明するための模式斜視図である。
【図９】過熱防止手段を設ける場合を例示するための模式斜視図である。
【図１０】フレームに部材取り付け用のブラケットを設ける場合を例示するための模式斜視図である。
【図１１】フレームに基板を設ける場合を例示するための模式斜視図である。
【符号の説明】
【００６２】
１  補強部材、１ａ  第１の面、１ｂ  第２の面、１ｃ  第３の面、１ｅ  孔、２  フレーム、２ａ、２ｂ  折り返し部、２ｃ  凸部、３  燃料タンク、３ａ  容器部、３ｂ  送液部、４  連結部材、６１  発電部、１００  燃料電池
【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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【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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