【手続補正書】
【提出日】平成21年1月30日(2009.1.30)
【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】
電解質膜の両側に一対の電極が設けられた膜電極構造体を、複数のセパレータで挟んで単位セルユニットとする燃料電池であって、
前記複数のセパレータの外周部の複数箇所には両セパレータに対し同軸に配置されたピン挿入孔が設けられ、同軸上の両セパレータのピン挿入孔に亘って単一の樹脂製のセル締結ピンの脚部が挿入され、この脚部の一端に形成されたフランジ部が一方のセパレータに係止し、前記脚部の他端に形成されたフック部が他方のセパレータに係止して前記単位セルユニットが締結されていることを特徴とする燃料電池。
【請求項２】
互いに積層される一対の前記単位セルユニットを備え、一方の単位セルユニットに取り付けられた前記セル締結ピンと、他方の単位セルユニットに取り付けられた前記セル締結ピンとが、単位セルユニットの面内方向に位置をずらして配置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。
【請求項３】
前記一方のセパレータのピン挿入孔は前記他方のセパレータのピン挿入孔よりも大径にされていて、前記セル締結ピンの脚部には前記フランジ部側に大径部が設けられ、この大径部が前記一方のセパレータのピン挿入孔に挿入されていることを特徴とする請求項２に記載の燃料電池。
【請求項４】
前記各セパレータにはそれぞれのピン挿入孔と対をなす同一形態のピン挿入孔が設けられており、前記一方の単位セルユニットでは前記対をなすピン挿入孔の一方のピン挿入孔に前記セル締結ピンが取り付けられ、前記他方の単位セルユニットでは前記対をなすピン挿入孔の他方のピン挿入孔に前記セル締結ピンが取り付けられていることを特徴とする請求項３に記載の燃料電池。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載された燃料電池に使用されるセル締結ピンであって、
前記脚部と前記フランジ部と前記フック部からなるピン本体部と、前記フランジ部に連続して設けられた柄部と、を備えることを特徴とするセル締結ピン。
【請求項６】
射出成形により成形され、前記フランジ部と前記柄部とが接続する部位にゲート部が設けられ、単位セルユニットを締結した後に前記ゲート部で切り離されることを特徴とする請求項５に記載のセル締結ピン。   
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、電解質膜（例えば、後述する実施例における固体高分子電解質膜５１）の両側に一対の電極（例えば、後述する実施例におけるアノード電極５２、カソード電極５３）が設けられた膜電極構造体（例えば、後述する実施例における膜電極構造体５４）を、複数のセパレータ（例えば、後述する実施例におけるカソード側セパレータ５６、アノード側セパレータ５５）で挟んで単位セルユニット（例えば、後述する実施例における単位セル５０，５０Ａ，５０Ｂ）とする燃料電池であって、前記複数のセパレータの外周部の複数箇所には両セパレータに対し同軸に配置されたピン挿入孔（例えば、後述する実施例におけるピン挿入孔６３ａと６４ａ、６３ｂと６４ｂ）が設けられ、同軸上の両セパレータのピン挿入孔に亘って単一の樹脂製のセル締結ピン（例えば、後述する実施例におけるセル締結ピン１０）の脚部（例えば、後述する実施例における脚部１１）が挿入され、この脚部の一端に形成されたフランジ部（例えば、後述する実施例におけるフランジ部１２）が一方のセパレータに係止し、前記脚部の他端に形成されたフック部（例えば、後述する実施例におけるフック部１３）が他方のセパレータに係止して前記単位セルユニットが締結されていることを特徴とする燃料電池である。
このように構成することにより、複数のセパレータと膜電極構造体を樹脂製のセル締結ピンで締結することができ、燃料電池の軽量化を達成することができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の発明において、互いに積層される一対の前記単位セルユニット（例えば、後述する実施例における単位セル５０Ａ，５０Ｂ）を備え、一方の単位セルユニットに取り付けられた前記セル締結ピンと、他方の単位セルユニットに取り付けられた前記セル締結ピンとが、単位セルユニットの面内方向に位置をずらして配置されていることを特徴とする。
このように構成することにより、単位セルユニットを積層した状態において、一方の単位セルユニットのセル締結ピンと他方の単位セルユニットのセル締結ピンとが重なるのを防止することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の発明において、前記一方のセパレータのピン挿入孔（例えば、後述する実施例におけるピン挿入孔６４ａ，６４ｂ）は前記他方のセパレータのピン挿入孔（例えば、後述する実施例におけるピン挿入孔６３ａ，６３ｂ）よりも大径にされていて、前記セル締結ピンの脚部には前記フランジ部側に大径部（例えば、後述する実施例における大径部１１ａ）が設けられ、この大径部が前記一方のセパレータのピン挿入孔に挿入されていることを特徴とする。
このように構成することにより、積層される一方の単位セルユニットのセル締結ピンの先部を積層される他方の単位セルユニットの前記一方のセパレータのピン挿入孔に挿入することができるので、前記一方の単位セルユニットのセル締結ピンと前記他方の単位セルユニットとが干渉することを防止することができる。また、ピン挿入孔の大きさから前記一方のセパレータと前記他方のセパレータとを一見して容易に区別することができる。また、セル締結ピンが前記一方のセパレータの大径なピン挿入孔から挿入されるため、このピン挿入孔がセル締結ピンを案内する機能を果たす。
【手続補正５】
【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】
請求項４に係る発明は、請求項３に記載の発明において、前記各セパレータにはそれぞれのピン挿入孔と対をなす同一形態のピン挿入孔が設けられており、前記一方の単位セルユニットでは前記対をなすピン挿入孔の一方のピン挿入孔（例えば、後述する実施例におけるピン挿入孔６３ａ，６４ａ）に前記セル締結ピンが取り付けられ、前記他方の単位セルユニットでは前記対をなすピン挿入孔の他方のピン挿入孔（例えば、後述する実施例におけるピン挿入孔６３ｂ，６４ｂ）に前記セル締結ピンが取り付けられていることを特徴とする。
このように構成することにより、単位セルユニットを積層したときに、一方の単位セルユニットから突出するセル締結ピンのフック部を、他方の単位セルユニットにおける前記一方のセパレータのピン挿入孔に挿入することができる。また、締結された単位セルユニットにおいてセル締結ピンが取り付けられていないピン挿入孔の大きさから、一見して前記一方のセパレータと前記他方のセパレータとを容易に区別することができる。さらに、一方の単位セルユニットと他方の単位セルユニットの前記一方のセパレータと前記他方のセパレータをそれぞれ共通部品にすることができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
請求項６に係る発明は、請求項５に記載の発明において、射出成形により成形され、前記フランジ部と前記柄部とが接続する部位にゲート部（例えば、後述する実施例におけるゲート部２３）が設けられ、単位セルユニットを締結した後に前記ゲート部で切り離されることを特徴とする。
このように構成することにより、ピン本体部とゲート部と柄部とを一体化して一度に成形することができる。また、ゲート部は小径となっているため、単位セルユニットを締結した後に、このゲート部に剪断力を加えて容易に破断することができ、ピン本体部だけを単位セルユニットに残すことができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
請求項１に係る発明によれば、一方のセパレータと他方のセパレータと膜電極構造体を樹脂製のセル締結ピンで締結することができるので、燃料電池の軽量化を達成することができる。
請求項２に係る発明によれば、単位セルユニットを積層した状態において、一方の単位セルユニットのセル締結ピンと他方の単位セルユニットのセル締結ピンとが重なるのを防止することができるので、燃料電池の積層方向の寸法を短くすることができ、燃料電池の小型化を達成することができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
請求項３に係る発明によれば、積層される一方の単位セルユニットのセル締結ピンの先部を積層される他方の単位セルユニットの一方のセパレータのピン挿入孔に挿入することができるので、前記一方の単位セルユニットのセル締結ピンと前記他方の単位セルユニットとが干渉することを防止することができる。また、ピン挿入孔の大きさから一方のセパレータと他方のセパレータとを一見して容易に区別することができるので、単位セルをユニット化する際に一方のセパレータと他方のセパレータとの組み合わせミスを防止することができる。また、セル締結ピンが一方のセパレータの大径なピン挿入孔から挿入されるため、このピン挿入孔がセル締結ピンを案内する機能を果たし、作業性が向上する。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
請求項４に係る発明によれば、単位セルユニットを積層したときに、一方の単位セルユニットから突出するセル締結ピンのフック部を、他方の単位セルユニットにおける一方のセパレータのピン挿入孔に挿入することができるので、燃料電池の積層方向の寸法を短くすることができ、燃料電池の小型化を達成することができる。また、締結された単位セルユニットにおいてセル締結ピンが取り付けられていないピン挿入孔の大きさから、一見して一方のセパレータと他方のセパレータとを容易に区別することができるので、締結された単位セルユニットを複数積層する場合に、同極側のセパレータ同士を隣接させて積層させるような積層ミスを確実に防止することができる。さらに、一方の単位セルユニットと他方の単位セルユニットの一方のセパレータと他方のセパレータをそれぞれ共通部品にすることができるので、部品種類を少なくすることができ、部品管理も容易になり、その結果、生産性が向上する。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
請求項５に係る発明によれば、柄部を把持してセル締結ピンを取り扱うことができるので、締結作業のときのハンドリング性が向上し、生産性が向上する。
請求項６に係る発明によれば、ピン本体部とゲート部と柄部とを一体化して一度に成形することができる。また、ゲート部は小径となっているため、単位セルユニットを締結した後に、このゲート部に剪断力を加えて容易に破断することができ、ピン本体部だけを単位セルユニットに残すことができる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
以下、この発明に係る燃料電池とセル締結ピンの実施例を図１から図１０の図面を参照して説明する。
この燃料電池は固体高分子電解質膜型の燃料電池であり、図１に示すように、例えばフッ素系電解質材料等からなる固体高分子電解質膜（電解質膜）５１の両側にアノード電極５２とカソード電極５３を設けて膜電極構造体５４を形成し、膜電極構造体５４の一方の側にアノード側セパレータ（第２セパレータ）５５を、他方の側にカソード側セパレータ（第１セパレータ）５６を密接して配置して単位セル（単位燃料電池）５０が構成されている。そして、この単位セル５０を複数積層して燃料電池スタックが構成される。単位セル５０は、複数積層して燃料電池スタックに組み立てるときのハンドリング性向上等を図るために、単位セル５０毎に締結されてユニット化されている。単位セル５０の締結構造については、後で詳述する。この実施例において単位セル５０は単位セルユニットを構成する。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
また、前述した実施例では、カソード側セパレータ５６を一方のセパレータとし、アノード側セパレータ５５を他方のセパレータとしているが、これを逆にし、アノード側セパレータ５５を一方のセパレータとし、カソード側セパレータ５６を他方のセパレータとして、アノード側セパレータ５５のピン挿入孔６３ａ，６３ｂの内径をカソード側セパレータ５６のピン挿入孔６４ａ，６４ｂの内径よりも大きくし、セル締結ピン１０をアノード側セパレータ５５の側から挿入し、セル締結ピン１０のフランジ部１２をアノード側セパレータ５５のピン挿入孔６３ａに挿入するようにしてもよい。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
１０  セル締結ピン
１１  脚部
１１ａ  大径部
１２  フランジ部
１３  フック部
２１  ピン本体部
２２  柄部
２３  ゲート部
５０，５０Ａ，５０Ｂ  単位セル（単位セルユニット、燃料電池）
５１  固体高分子電解質膜（電解質膜）
５２  アノード電極
５３  カソード電極
５４  膜電極構造体
５５  アノード側セパレータ（第２セパレータ）
５６  カソード側セパレータ（第１セパレータ）
６３ａ，６３ｂ，６４ａ，６４ｂ  ピン挿入孔