JP2016027543A - Fuel battery stack - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel battery stack for which the long-size design of the fuel battery stack caused by a load applying mechanism can be suppressed.SOLUTION: A load applying mechanism for applying a load along a lamination direction of a fuel battery stack comprises: a fastening band; a first holding portion for holding one end of the fastening band with respect to a first end plate at an inner surface side of the first end plate outward of a first side surface portion along the lamination direction of a laminate; and a second holding portion for holding the other end of the fastening band with respect to the first end plate at the inner surface side of the first end plate outward of a second side surface portion at the opposite side to the first side surface portion. The fastening band extends from the first holding portion in the lamination direction along the first side surface portion, goes around the outer surface of the second end plate and then extends in the lamination direction along the second side surface portion to the second holding portion. The second holding portion has an adjusting unit for adjusting the other end holding position which can adjust the holding position of the other end of the fastening band in the lamination direction along the second side surface portion, and holds the other end of the fastening band through the adjusting unit for adjusting the other end holding position.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、燃料電池スタックに関する。   The present invention relates to a fuel cell stack.

従来の燃料電池スタックは、例えば、特許文献１に記載されているように、複数の燃料電池（「単位セル」とも呼ばれる）が積層される積層体の積層方向の両端の第１エンドプレート及び第２エンドプレート間に積層方向に荷重を付与する荷重付与機構が設けられている。荷重付与機構は、バンド部材の一端が第１エンドプレートの外表面に固定されるとともに、バンド部材が、積層体の一方の側部に沿って積層方向に延在し、第２エンドプレートの外表面を周回した後、積層体の他方の側部に沿って積層方向に延在した後、バンド部材の他端が第１エンドプレート外表面に沿って伸縮可能な弾性部材に係合され、弾性部材が保持部に保持される構造を有している。   For example, as described in Patent Document 1, a conventional fuel cell stack includes first end plates and first end plates at both ends in a stacking direction of a stack in which a plurality of fuel cells (also referred to as “unit cells”) are stacked. A load applying mechanism for applying a load in the stacking direction between the two end plates is provided. In the load applying mechanism, one end of the band member is fixed to the outer surface of the first end plate, and the band member extends in the stacking direction along one side portion of the stacked body, After rotating around the surface and extending in the stacking direction along the other side of the laminate, the other end of the band member is engaged with an elastic member that can expand and contract along the outer surface of the first end plate, and elastic The member is held by the holding portion.

特開２０１３−０２０７４０号公報JP2013-020740A

ここで、特許文献１に記載された燃料電池スタックでは、積層方向に延在したバンド部材の方向が第１エンドプレートの角部で外表面に沿った方向に向きを変えて弾性部材に係合されている。このため、弾性部材の伸縮を調整してバンド部材に加えられるテンションを調整する際に、バンド部材に加えられるテンションに応じて第１エンドプレートの角部に接触するバンド部材の部分に摩擦力が発生する。従って、実際の荷重の調整では、この摩擦力を加味してバンド部材に加えるテンションの調整を行なわなければならないため、その調整が困難である、という課題がある。また、燃料電池スタックの積層方向の寸法公差（各部材の積層方向の寸法公差の和）およびバンド部材の寸法公差の吸収も、弾性部材の伸縮を調整することによって行われるため、上記寸法公差の吸収が可能な伸縮可能量を有することが要求される。しかしながら、第１エンドプレートの外表面に沿って弾性部材および保持部材が設けられた構造では、弾性部材の伸縮方向に対応する第１エンドプレートの外表面の鉛直方向の長さの制限によって、弾性部材の伸縮の調整可能範囲（いわゆるストローク）を十分に確保することが困難な場合がある、という課題がある。さらにまた、第１エンドプレートの外表面に沿って弾性部材および保持部材が設けられた構造では、燃料電池スタックの積層方向が長尺化する、という課題がある。そのほか、従来の燃料電池スタックでは、その小型化や、低コスト化、製造の容易化、使い勝手の向上等が望まれていた。   Here, in the fuel cell stack described in Patent Document 1, the direction of the band member extending in the stacking direction is changed to the direction along the outer surface at the corner portion of the first end plate and engaged with the elastic member. Has been. For this reason, when adjusting the tension applied to the band member by adjusting the expansion and contraction of the elastic member, the frictional force is applied to the portion of the band member that contacts the corner of the first end plate according to the tension applied to the band member. Occur. Therefore, in the actual load adjustment, there is a problem that the adjustment to be applied is difficult because the tension applied to the band member must be adjusted in consideration of the frictional force. In addition, the dimensional tolerance in the stacking direction of the fuel cell stack (the sum of the dimensional tolerances in the stacking direction of each member) and the absorption of the dimensional tolerance of the band member are also performed by adjusting the expansion and contraction of the elastic member. It is required to have a stretchable amount that can be absorbed. However, in the structure in which the elastic member and the holding member are provided along the outer surface of the first end plate, the elastic member is elastic due to the restriction of the length in the vertical direction of the outer surface of the first end plate corresponding to the expansion / contraction direction of the elastic member. There is a problem that it may be difficult to ensure a sufficient adjustable range (so-called stroke) of the member. Furthermore, in the structure in which the elastic member and the holding member are provided along the outer surface of the first end plate, there is a problem that the stacking direction of the fuel cell stack becomes long. In addition, the conventional fuel cell stack has been desired to be reduced in size, reduced in cost, easier to manufacture, and improved in usability.

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms.

（１）本発明の一形態によれば、積層された複数の単位セルを含む積層体と、前記積層体の積層方向の両端に配置される第１エンドプレート及び第２エンドプレートと、を有する燃料電池スタックが提供される。この燃料電池スタックは、前記第１エンドプレート及び前記第２エンドプレートから前記積層体に前記積層方向に沿った荷重を付与する荷重付与機構を少なくとも一つ備える。そして、荷重付与機構は、締結バンドと；前記積層体の前記積層方向に沿った第１の側面部よりも外側の前記第１エンドプレートの内表面側で前記第１エンドプレートに対して前記締結バンドの一端を保持する第１保持部と；前記第１の側面部と反対側の前記積層体の第２の側面部よりも外側の前記第１エンドプレートの内表面側で前記第１エンドプレートに対して前記締結バンドの他端を保持する第２保持部と；を備える。そして、前記締結バンドは、前記第１保持部から前記第１の側面部に沿って前記積層方向に延在し、前記第２エンドプレートの外表面を周回した後、前記第２の側面部に沿って前記積層方向に延在して前記第２保持部まで達しており；前記第２保持部は、前記第２の側面部に沿って前記締結バンドの他端の保持位置を前記積層方向に調節可能な他端保持位置調整部を有し、前記他端保持位置調整部を介して前記締結バンドの他端を保持する。この形態の燃料電池スタックによれば、荷重付与機構の第１保持部および第２保持部が第１エンドプレートの内表面側に設けられるので、荷重付与機構を有する燃料電池スタックの長尺化を抑制することが可能である。また、第２保持部において他端保持位置調整部によって締結バンドの他端の保持位置を第２の側面部に沿って積層方向に移動させることによって、第２の側面部に沿って積層方向に延在する締結バンドにテンションを加え、第２エンドプレートの外表面を周回する締結バンドを介して、第２エンドプレートと第１エンドプレートとの間の積層体に積層方向に沿って荷重を加えることができる。このため、第１エンドプレートの外表面側の角部に対して締結バンドが接触しないようにすることができ、課題で説明した第１エンドプレートの角部に接触するバンド部材の部分に発生する摩擦力を加味する必要がないので、荷重調整が容易である。 (1) According to one aspect of the present invention, a stacked body including a plurality of stacked unit cells, and a first end plate and a second end plate disposed at both ends in the stacking direction of the stacked body are included. A fuel cell stack is provided. The fuel cell stack includes at least one load applying mechanism that applies a load along the stacking direction from the first end plate and the second end plate to the stacked body. The load applying mechanism includes: a fastening band; and the fastening with respect to the first end plate on the inner surface side of the first end plate outside the first side surface portion along the stacking direction of the laminate. A first holding portion for holding one end of the band; the first end plate on the inner surface side of the first end plate outside the second side surface portion of the laminate opposite to the first side surface portion; And a second holding part for holding the other end of the fastening band. The fastening band extends from the first holding portion along the first side surface portion in the stacking direction, circulates around the outer surface of the second end plate, and then extends to the second side surface portion. Extending in the stacking direction to reach the second holding portion; the second holding portion has a holding position at the other end of the fastening band in the stacking direction along the second side surface portion. An adjustable other end holding position adjusting unit is provided, and the other end of the fastening band is held via the other end holding position adjusting unit. According to the fuel cell stack of this embodiment, since the first holding portion and the second holding portion of the load applying mechanism are provided on the inner surface side of the first end plate, the length of the fuel cell stack having the load applying mechanism can be increased. It is possible to suppress. Further, in the second holding portion, the other end holding position adjusting portion moves the holding position of the other end of the fastening band along the second side surface portion in the stacking direction, thereby moving along the second side surface portion in the stacking direction. Tension is applied to the extending fastening band, and a load is applied to the laminate between the second end plate and the first end plate along the laminating direction via the fastening band that goes around the outer surface of the second end plate. be able to. For this reason, it is possible to prevent the fastening band from coming into contact with the corner portion on the outer surface side of the first end plate, and this occurs in the portion of the band member that contacts the corner portion of the first end plate described in the problem. Since it is not necessary to add frictional force, load adjustment is easy.

（２）上記形態の燃料電池スタックにおいて、さらに、前記第１保持部は、前記第１の側面部に沿って前記締結バンドの一端の保持位置を前記積層方向に調節可能な一端保持位置調整部を有し、前記一端保持位置調整部を介して前記締結バンドの一端を保持するようにしてもよい。この形態の燃料電池スタックによれば、第２保持部において他端保持位置調整部によって締結バンドの他端を第２の側面部に沿って積層方向に移動させることによって、第２の側面部に沿って積層方向に延在する締結バンドにテンションを加えるとともに、第１保持部においても一端保持位置調整部によって締結バンドの一端を第１の側面部に沿って積層方向に移動させることによって、第１の側面部に沿って積層方向に延在する締結バンドにもテンションを加えることができる。これにより、第２エンドプレートの外表面を周回する締結バンドの部分を介して積層体の第１の側面部側および反対の第２の側面部側の両側から第２エンドプレートと第１エンドプレートとの間の積層体にバランス良く荷重を加えることができ、荷重調整がさらに容易である。 (2) In the fuel cell stack according to the above aspect, the first holding portion further includes an end holding position adjusting portion capable of adjusting a holding position of one end of the fastening band in the stacking direction along the first side surface portion. And one end of the fastening band may be held via the one end holding position adjusting unit. According to the fuel cell stack of this embodiment, the other end of the fastening band is moved in the stacking direction along the second side surface portion by the other end holding position adjusting portion in the second holding portion. Tension is applied to the fastening band extending in the laminating direction along the first holding portion, and the first holding portion also moves one end of the fastening band along the first side surface portion in the laminating direction by the one end holding position adjusting unit. Tension can also be applied to the fastening band extending in the laminating direction along the side surface of one. Accordingly, the second end plate and the first end plate are formed from both sides of the first side surface portion side and the opposite second side surface portion side of the laminate through the portion of the fastening band that goes around the outer surface of the second end plate. The load can be applied in a well-balanced manner to the laminate between the two and the load adjustment is further facilitated.

（３）上記形態の燃料電池スタックにおいて、さらに、前記積層体の前記第１の側面部および前記第２の側面部以外の第３の側面部および第４の側面部のうち、前記第３の側面部よりも外側の前記第１エンドプレートの内表面側で前記第１エンドプレートに対して前記締結バンドの一端を保持する第３保持部と、前記第４の側面部よりも外側の前記第１エンドプレートの内表面側で前記第１エンドプレートに対して前記締結バンドの他端を保持する第４保持部とを有する他の荷重付与機構を備えるようにしてもよい。この形態の燃料電池スタックによれば、第２エンドプレートと第１エンドプレートとの間の積層体の全体にバランス良く荷重を加えることができる。 (3) In the fuel cell stack according to the aspect described above, the third side surface portion and the fourth side surface portion other than the first side surface portion and the second side surface portion of the stacked body may further include the third side surface portion. A third holding portion for holding one end of the fastening band with respect to the first end plate on the inner surface side of the first end plate outside the side surface portion; and the third holding portion outside the fourth side surface portion. You may make it provide the other load provision mechanism which has the 4th holding | maintenance part which hold | maintains the other end of the said fastening band with respect to the said 1st end plate on the inner surface side of 1 end plate. According to the fuel cell stack of this embodiment, it is possible to apply a load with a good balance to the entire stacked body between the second end plate and the first end plate.

なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、燃料電池スタックや、燃料電池スタックの荷重付与機構等の態様で実現することができる。   In addition, this invention can be implement | achieved with various forms, for example, can be implement | achieved in aspects, such as a fuel cell stack and the load provision mechanism of a fuel cell stack.

第１実施形態としての燃料電池スタックの外観を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the external appearance of the fuel cell stack as 1st Embodiment. 図１の第１保持部の一つを拡大して模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which expands and shows typically one of the 1st holding | maintenance parts of FIG. 第１保持部の変形例を拡大して模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which expands and shows the modification of a 1st holding | maintenance part typically. 形状制約を有するエンドプレートを用いた燃料電池スタックの一例を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically an example of the fuel cell stack using the end plate which has shape restrictions. 図４に示した形状制約を有するエンドプレートの場合に変形例の第１保持部および第２保持部による荷重付与機構を適用した場合の燃料電池スタックの一例を模式的に示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view schematically showing an example of a fuel cell stack when a load applying mechanism using a first holding portion and a second holding portion of a modification is applied to the end plate having the shape restriction shown in FIG. 4. 第２実施形態としての燃料電池スタックの外観を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the external appearance of the fuel cell stack as 2nd Embodiment. 積層体の上側側面部および下側側面に沿って荷重付与機構を配置するとともに、積層体の左側側面および下側側面に沿って荷重付与機構を配置した一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example which has arrange | positioned the load provision mechanism along the left side surface and lower side surface of a laminated body while arrange | positioning a load provision mechanism along the upper side part and lower side surface of a laminated body.

Ａ．第１実施形態：
図１は、第１実施形態としての燃料電池スタックの外観を模式的に示す説明図である。図１（Ａ）は上側の平面図を示し、図１（Ｂ）は図１（Ａ）の幅方向の左側の側面図を示している。燃料電池スタック１０は、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）の右端から、第１エンドプレート２０ａ、絶縁板３０ａ、集電板４０ａ、複数の単位セル５０、集電板４０ｂ、絶縁板３０ｂ、および、第２エンドプレート２０ｂを順に積層することによって構成されている。すなわち、燃料電池スタック１０は、絶縁板３０ａ、集電板４０ａ、複数の単位セル５０、集電板４０ｂ、及び、絶縁板３０ｂが積層された積層体６０を、積層方向の両端に配置した第１エンドプレート２０ａ及び第２エンドプレート２０ｂで挟持することによって構成されている。なお、図１（Ａ）では、縦方向が燃料電池スタック１０の幅方向（左右方向）を示し、横方向が各部材の積層方向を示している。また、図１（Ｂ）では、横方向は図１（Ａ）と同じ積層方向を示し、縦方向は燃料電池スタック１０の高さ方向（上下方向）を示している。 A. First embodiment:
FIG. 1 is an explanatory view schematically showing the external appearance of a fuel cell stack as the first embodiment. FIG. 1A shows an upper plan view, and FIG. 1B shows a left side view in the width direction of FIG. 1A. The fuel cell stack 10 includes a first end plate 20a, an insulating plate 30a, a current collecting plate 40a, a plurality of unit cells 50, a current collecting plate 40b, and an insulating plate 30b from the right end of FIGS. 1 (A) and 1 (B). , And the second end plate 20b are sequentially stacked. That is, the fuel cell stack 10 includes a stacked body 60 in which an insulating plate 30a, a current collector plate 40a, a plurality of unit cells 50, a current collector plate 40b, and an insulating plate 30b are stacked at both ends in the stacking direction. The first end plate 20a and the second end plate 20b are sandwiched. In FIG. 1A, the vertical direction indicates the width direction (left-right direction) of the fuel cell stack 10, and the horizontal direction indicates the stacking direction of the members. In FIG. 1B, the horizontal direction indicates the same stacking direction as that in FIG. 1A, and the vertical direction indicates the height direction (vertical direction) of the fuel cell stack 10.

単位セル５０は、ＭＥＡ（Ｍｅｍｂｒａｎｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ａｓｓｅｍｂｌｙ：膜電極接合体）と、ＭＥＡを上記積層方向で挟持する一対のセパレータと、を備える（不図示）。ＭＥＡは、電解質膜の一方の面に触媒層およびガス拡散層からなる電極（アノード）が形成され、電解質膜の他方の面に触媒層およびガス拡散層からなる電極（カソード）が形成された発電体である。なお、セパレータの表面には、反応ガス（水素を含有する燃料ガスあるいは酸素を含有する酸化ガス）を流すための溝状の流路や冷却水を流すための溝状の流路が形成されている。ただし、反応ガスの流路は、セパレータの表面に形成された溝状の流路ではなく、ＭＥＡとセパレータとの間に独立して設けられた多孔質体流路によって構成される場合もある。   The unit cell 50 includes an MEA (Membrane Electrode Assembly) and a pair of separators that sandwich the MEA in the stacking direction (not shown). MEA has a power generation in which an electrode (anode) composed of a catalyst layer and a gas diffusion layer is formed on one surface of an electrolyte membrane, and an electrode (cathode) composed of a catalyst layer and a gas diffusion layer is formed on the other surface of the electrolyte membrane. Is the body. The surface of the separator is formed with a groove-like channel for flowing a reactive gas (a fuel gas containing hydrogen or an oxidizing gas containing oxygen) and a groove-like channel for flowing cooling water. Yes. However, the reactive gas flow path may be constituted by a porous flow path provided independently between the MEA and the separator, rather than a groove-shaped flow path formed on the surface of the separator.

第１エンドプレート２０ａ及び第２エンドプレート２０ｂは、剛性を確保するため、鋼やアルミ等の金属によって形成されている。なお、絶縁板３０ａ，３０ｂは、ゴムや、樹脂等の絶縁性部材によって形成されている。集電板４０ａ，４０ｂは、緻密質カーボンや、銅板やアルミ板などのガス不透過な導電性部材によって形成されている。集電板４０ａ，４０ｂには、それぞれ図示しない出力端子が設けられており、燃料電池スタック１０で発電した電力を出力可能となっている。   The first end plate 20a and the second end plate 20b are formed of a metal such as steel or aluminum in order to ensure rigidity. The insulating plates 30a and 30b are made of an insulating member such as rubber or resin. The current collector plates 40a and 40b are formed of dense carbon, a gas-impermeable conductive member such as a copper plate or an aluminum plate. The current collector plates 40a and 40b are each provided with an output terminal (not shown) so that the power generated by the fuel cell stack 10 can be output.

なお、第１エンドプレート２０ａあるいは第２エンドプレート２０ｂには、燃料電池スタック１０内に、燃料ガスや酸化ガス、冷却水を流すための供給口や、排出口が設けられている（不図示）。また、燃料電池スタック１０内部には、燃料ガスや酸化ガス、冷却水を、それぞれ各単位セル５０に分配して供給するための供給マニホールド（水素供給マニホールド、空気供給マニホールド、冷却水供給マニホールド）や、各単位セル５０のアノードおよびカソードからそれぞれ排出されるアノードオフガスおよびカソードオフガスや、冷却水を集合させて燃料電池スタック１０の外部に排出するための排出マニホールド（アノードオフガス排出マニホールド、カソードオフガス排出マニホールド、冷却水排出マニホールド）が形成されている（不図示）。   The first end plate 20a or the second end plate 20b is provided with a supply port and a discharge port for flowing fuel gas, oxidizing gas, and cooling water in the fuel cell stack 10 (not shown). . Further, inside the fuel cell stack 10, a supply manifold (hydrogen supply manifold, air supply manifold, cooling water supply manifold) for distributing and supplying fuel gas, oxidizing gas, and cooling water to each unit cell 50, A discharge manifold (anode off-gas discharge manifold, cathode off-gas discharge manifold) for collecting anode off-gas and cathode off-gas discharged from the anode and cathode of each unit cell 50 and cooling water and discharging them to the outside of the fuel cell stack 10 , A cooling water discharge manifold) is formed (not shown).

燃料電池スタックには、通常、スタック構造内のいずれかの箇所における接触抵抗の増加等による電池性能の低下の抑制や、ガスの漏洩の抑制等のために、スタック構造の積層方向に、外部から所定の押圧力を加えるとともに、その押圧力を維持するための荷重を付与する荷重付与機構が設けられる。本実施形態の燃料電池スタック１０では、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示すように、燃料電池スタック１０の幅方向に沿って均等に配置された３つの荷重付与機構７０が設けられている。荷重付与機構７０は、図１（Ｂ）に示すように、締結バンド７２と、積層体６０の上側側面部６１よりも上側（「第１の側面部の外側」に相当する）の第１エンドプレート２０ａの内表面で締結バンド７２の一端を固定する第１保持部７４と、上側側面部６１とは反対側の積層体６０の下側側面部６２よりも下側（「第２の側面部の外側」に相当する）の第１エンドプレート２０ａの内表面で締結バンド７２の他端を固定する第２保持部７５と、を備える。締結バンド７２は、第１保持部７４で固定された一端から積層体６０の上側側面部６１に沿って積層方向に延在し、第２エンドプレート２０ｂの外表面を周回した後、積層体６０の下側側面部６２に沿って積層方向に延在し、他端が第２保持部７５で締結されている。この締結バンド７２によって第１エンドプレート２０ａと第２エンドプレート２０ｂとの間の積層体６０に積層方向の荷重が加えられるとともに、荷重が加えられた状態が維持される。   A fuel cell stack is usually externally connected in the stacking direction of the stack structure in order to suppress a decrease in battery performance due to an increase in contact resistance at any point in the stack structure or to suppress gas leakage. A load applying mechanism is provided that applies a predetermined pressing force and applies a load for maintaining the pressing force. In the fuel cell stack 10 of the present embodiment, as shown in FIGS. 1 (A) and 1 (B), three load applying mechanisms 70 are provided that are evenly arranged along the width direction of the fuel cell stack 10. ing. As shown in FIG. 1B, the load applying mechanism 70 has a fastening band 72 and a first end above the upper side surface portion 61 of the laminate 60 (corresponding to “outside of the first side surface portion”). The first holding portion 74 that fixes one end of the fastening band 72 on the inner surface of the plate 20a and the lower side portion 62 of the stacked body 60 on the opposite side of the upper side portion 61 (the “second side portion” 2nd holding | maintenance part 75 which fixes the other end of the fastening band 72 by the inner surface of the 1st end plate 20a of the 1st end plate 20a (equivalent to "outside"). The fastening band 72 extends in the stacking direction along the upper side surface portion 61 of the multilayer body 60 from one end fixed by the first holding portion 74, and then circulates around the outer surface of the second end plate 20 b. It extends in the stacking direction along the lower side surface portion 62, and the other end is fastened by the second holding portion 75. A load in the stacking direction is applied to the stacked body 60 between the first end plate 20a and the second end plate 20b by the fastening band 72, and a state in which the load is applied is maintained.

図２は、図１の第１保持部の一つを拡大して模式的に示す説明図である。図２（Ａ）は図１（Ａ）の幅方向の左端に配置される第１保持部７４を示す平面図であり、図２（Ｂ）は図２（Ａ）の第１保持部７４の側面図である。第１保持部７４は、積層体６０の上側側面部６１に沿って積層方向に延在する締結バンド７２の一端のロール部７２ａ中に配置される幅方向に長い丸棒状のナット部材７８と、ナット部材７８の２か所のネジ穴７８ａに第１エンドプレート２０ａの貫通孔２２ａを介して螺入される２本の締結ネジ７６と、から構成される。   FIG. 2 is an explanatory diagram schematically showing an enlarged view of one of the first holding portions in FIG. 1. 2A is a plan view showing the first holding part 74 disposed at the left end in the width direction of FIG. 1A, and FIG. 2B is a plan view of the first holding part 74 of FIG. It is a side view. The first holding portion 74 has a round bar-like nut member 78 that is long in the width direction and is disposed in the roll portion 72a at one end of the fastening band 72 that extends in the stacking direction along the upper side surface portion 61 of the stacked body 60. And two fastening screws 76 screwed into the two screw holes 78a of the nut member 78 through the through holes 22a of the first end plate 20a.

ロール部７２ａは、締結バンド７２として引張強度に優れた部材のバンド、例えば、金属製バンドを利用することとし、その一端をロール状に丸めて溶接することにより形成される。ナット部材７８および締結ネジ７６も、同様に、引張強度に優れるとともに剛性の高い金属製の部材が用いられる。ナット部材７８の２か所のネジ穴７８ａは、丸棒の軸方向（図２の幅方向）の中点を通り、軸方向に垂直な中心線７８ｃｘ（締結バンド７２の中心線７２ｃｘに一致）に対して線対称な位置に、中心線７８ｃｘ（積層方向）に平行に形成された雌ネジである。締結ネジ７６は、第１エンドプレート２０ａの外表面側に配置され、第１エンドプレート２０ａの内表面側への積層方向に沿った移動を規制する頭部７６ａと、頭部７６ａの端部から積層方向に平行に延在し、第１エンドプレート２０ａの貫通孔２２ａを介してナット部材７８のネジ穴７８ａに螺入される雄ネジ部分を有するネジ部７６ｂと、から構成される。   The roll part 72a is formed by using a band of a member excellent in tensile strength, for example, a metal band, as the fastening band 72, and rounding one end of the band and welding it. Similarly, the nut member 78 and the fastening screw 76 are made of a metal member having excellent tensile strength and high rigidity. The two screw holes 78a of the nut member 78 pass through the midpoint of the round bar in the axial direction (width direction in FIG. 2) and are perpendicular to the axial direction center line 78cx (matches the center line 72cx of the fastening band 72) Is a female screw formed parallel to the center line 78cx (lamination direction) at a position symmetrical with respect to the center line 78cx. The fastening screw 76 is disposed on the outer surface side of the first end plate 20a, and controls a head 76a that restricts movement along the stacking direction toward the inner surface of the first end plate 20a, and an end of the head 76a. The screw portion 76b extends in parallel with the stacking direction and has a male screw portion screwed into the screw hole 78a of the nut member 78 through the through hole 22a of the first end plate 20a.

締結ネジ７６のネジ部７６ｂをナット部材７８のネジ穴７８ａに螺入させることにより、ナット部材７８を覆う締結バンド７２のロール部７２ａ（締結バンドの一端）を第１エンドプレート２０ａの内表面側に保持することができる。また、２つの締結ネジ７６の頭部７６ａを回転させて、ネジ部７６ｂのネジ穴７８ａへの螺入量を変化させることにより、ナット部材７８の位置を積層方向に沿って移動させることができる。これにより、ナット部材７８を覆う締結バンド７２のロール部７２ａ（締結バンドの一端）を保持しつつ、その位置を積層方向に沿って移動させることができる。従って、締結バンド７２の一端を積層方向に沿って移動可能な状態で第１エンドプレート２０ａの内表面に締結し固定することができる。   By screwing the screw part 76b of the fastening screw 76 into the screw hole 78a of the nut member 78, the roll part 72a (one end of the fastening band) of the fastening band 72 covering the nut member 78 is connected to the inner surface side of the first end plate 20a. Can be held in. Moreover, the position of the nut member 78 can be moved along the stacking direction by rotating the head portions 76a of the two fastening screws 76 and changing the screwing amount of the screw portions 76b into the screw holes 78a. . Thereby, the position can be moved along the stacking direction while holding the roll portion 72a (one end of the fastening band) of the fastening band 72 covering the nut member 78. Accordingly, one end of the fastening band 72 can be fastened and fixed to the inner surface of the first end plate 20a in a state where it can move along the stacking direction.

図２のような拡大図示は省略するが、第２保持部７５（図１（Ｂ））も、第１保持部７４と同様に、積層体６０の下側側面部６２に沿って積層方向に延在する締結バンド７２の他端のロール部７２ｂと、ロール部７２ｂ中に配置される幅方向に長い丸棒状のナット部材７８と、ナット部材７８の２か所のネジ穴７８ａに第１エンドプレート２０ａの貫通孔２２ａを介して螺入される２本の締結ネジ７６と、から構成される。そして、第２保持部７５も、第１保持部７４と同様に、ナット部材７８を覆う締結バンド７２のロール部７２ｂ（締結バンドの他端）を保持しつつ、その位置を積層方向に沿って移動させることができる。これにより、締結バンド７２の他端を積層方向に沿って移動可能な状態で第１エンドプレート２０ａの内表面側に保持することができる。   Although the enlarged illustration as shown in FIG. 2 is omitted, the second holding portion 75 (FIG. 1B) also extends in the stacking direction along the lower side surface portion 62 of the stacked body 60 in the same manner as the first holding portion 74. A first end is formed in two screw holes 78a of the roll member 72b at the other end of the extending fastening band 72, a round bar-like nut member 78 disposed in the roll member 72b in the width direction, and the nut member 78. And two fastening screws 76 screwed through the through holes 22a of the plate 20a. And the 2nd holding | maintenance part 75 also hold | maintains the position along the lamination direction, hold | maintaining the roll part 72b (the other end of a fastening band) of the fastening band 72 which covers the nut member 78 similarly to the 1st holding part 74. Can be moved. Thereby, the other end of the fastening band 72 can be held on the inner surface side of the first end plate 20a in a state where it can be moved along the stacking direction.

以上のように、本実施形態における荷重付与機構７０は、第１保持部７４において締結バンド７２の一端の位置を積層方向に沿って調整して、上側側面部６１に沿って積層方向に延在する締結バンド７２にテンションを加えるとともに、第２保持部７５において締結バンド７２の他端の位置を積層方向に沿って調整（調節）して、下側側面部６２に沿って積層方向に延在する締結バンド７２にもテンションを加えることができる。これにより、第２エンドプレート２０ｂの外表面を周回する締結バンド７２の部分を介して上側側面部６１側および下側側面部６２側の両側から第２エンドプレート２０ｂと第１エンドプレート２０ａとの間の積層体６０に対してバランス良く荷重を加えることができ、容易に荷重の調整が可能である。   As described above, the load applying mechanism 70 in the present embodiment adjusts the position of one end of the fastening band 72 in the first holding portion 74 along the stacking direction, and extends in the stacking direction along the upper side surface portion 61. The tension is applied to the fastening band 72 to be adjusted, and the position of the other end of the fastening band 72 is adjusted (adjusted) in the second holding portion 75 along the stacking direction, and extends in the stacking direction along the lower side surface portion 62. Tension can also be applied to the fastening band 72 to be performed. As a result, the second end plate 20b and the first end plate 20a are connected from both sides of the upper side surface portion 61 side and the lower side surface portion 62 side through the portion of the fastening band 72 that goes around the outer surface of the second end plate 20b. A load can be applied to the laminated body 60 in a well-balanced manner, and the load can be easily adjusted.

ここで、従来の荷重付与機構は、上記したように、第１エンドプレートの外表面でバンド部材（締結バンド）を締結する方向に対して、積層方向に延在するバンド部材の方向が第１エンドプレートの角部で直角に向きを変える構造のため、第１エンドプレートの角部に接触するバンド部材で摩擦力が発生し、荷重調整が困難となる、という課題があった。これに対して、本実施形態の荷重付与機構７０の第１保持部７４及び第２保持部７５は、それぞれ、締結ネジ７６およびナット部材７８によって締結バンド７２を第１エンドプレート２０ａに締結する方向を、上側側面部６１および下側側面部６２に沿って積層方向に延在する締結バンド７２に加えるテンションの方向（積層方向）に一致させることができるので、上記課題を解決することが可能である。   Here, as described above, in the conventional load applying mechanism, the direction of the band member extending in the laminating direction is first with respect to the direction of fastening the band member (fastening band) on the outer surface of the first end plate. Due to the structure in which the direction changes at right angles at the corners of the end plate, there is a problem in that frictional force is generated in the band member that contacts the corners of the first end plate, making load adjustment difficult. In contrast, the first holding portion 74 and the second holding portion 75 of the load applying mechanism 70 of the present embodiment are directions in which the fastening band 72 is fastened to the first end plate 20a by the fastening screw 76 and the nut member 78, respectively. Can be made to coincide with the direction of tension (lamination direction) applied to the fastening band 72 extending in the laminating direction along the upper side surface portion 61 and the lower side surface portion 62, so that the above problem can be solved. is there.

また、第１保持部７４及び第２保持部７５は、第１エンドプレート２０ａの内表面側に設けられている。このため、本実施形態の荷重付与機構７０は、第１エンドプレートの外表面に設けられることによって燃料電池スタックの積層方向が長尺化するという従来の荷重付与機構の課題を解決することが可能である。   Moreover, the 1st holding | maintenance part 74 and the 2nd holding | maintenance part 75 are provided in the inner surface side of the 1st end plate 20a. For this reason, the load applying mechanism 70 of the present embodiment can solve the problem of the conventional load applying mechanism in which the stacking direction of the fuel cell stack is elongated by being provided on the outer surface of the first end plate. It is.

さらにまた、第１保持部７４及び第２保持部７５における締結バンド７２の位置の調整可能範囲（ストローク量）は、積層方向に沿った締結ネジ７６のネジ部７６ｂのうち雄ネジ部分の長さに対応する。そして、燃料電池スタックの積層方向の長さは、通常、積層体６０およびエンドプレート２０ａ，２０ｂの積層方向の各寸法公差の和（「燃料電池スタックの積層方向の寸法公差」とも呼ぶ）および締結バンド７２の寸法公差に比べて十分に長い。従って、第１保持部７４及び第２保持部７５のそれぞれの締結ネジ７６の雄ネジ部分の長さを、燃料電池スタックの積層方向の寸法公差および締結バンド７２の寸法公差分の長さに応じて設定することにより、これらの寸法公差を吸収するためのストローク量を容易に確保して寸法公差を吸収することが可能である。これにより、本実施形態の荷重付与機構７０は、従来の荷重付与構造ではストローク量を十分に確保することが困難である、という課題を解決することが可能である。なお、上記効果に着目すると、エンドプレートの高さあるいは幅に比べて積層方向の長さが長い、いわゆる扁平構造の燃料電池スタックにおいて、本実施形態の荷重付与機構７０の構造は特に有効である。   Furthermore, the adjustable range (stroke amount) of the position of the fastening band 72 in the first holding portion 74 and the second holding portion 75 is the length of the male screw portion of the screw portion 76b of the fastening screw 76 along the stacking direction. Corresponding to The length of the fuel cell stack in the stacking direction is usually the sum of the dimensional tolerances in the stacking direction of the stacked body 60 and the end plates 20a and 20b (also referred to as “dimensional tolerance in the stacking direction of the fuel cell stack”) and fastening. It is sufficiently longer than the dimensional tolerance of the band 72. Therefore, the lengths of the male screw portions of the fastening screws 76 of the first holding part 74 and the second holding part 75 are set according to the dimensional tolerance in the stacking direction of the fuel cell stack and the dimensional tolerance of the fastening band 72. Therefore, it is possible to easily secure a stroke amount for absorbing these dimensional tolerances and absorb the dimensional tolerances. Thereby, the load application mechanism 70 of this embodiment can solve the problem that it is difficult to ensure a sufficient stroke amount with the conventional load application structure. When focusing on the above effect, the structure of the load applying mechanism 70 of the present embodiment is particularly effective in a so-called flat structure fuel cell stack in which the length in the stacking direction is longer than the height or width of the end plate. .

さらにまた、従来の荷重付与構造のようにいずれか一方の締結バンドの端部の位置のみを調整可能な場合では、燃料電池スタックの積層方向の寸法公差の２倍の長さ分および締結バンドの寸法公差分を吸収するための調整可能範囲（ストローク量）が要求される。これに対して、本実施形態の荷重付与機構７０では、第１保持部７４及び第２保持部７５のそれぞれにおいて、燃料電池スタックの積層方向の寸法公差分および締結バンド７２の半分の寸法公差分を吸収するためのストローク量で調整が可能である。   Furthermore, in the case where only the position of the end portion of one of the fastening bands can be adjusted as in the conventional load applying structure, the length of the fastening band is increased by twice the dimensional tolerance in the stacking direction of the fuel cell stack. An adjustable range (stroke amount) is required to absorb the dimensional tolerance. In contrast, in the load applying mechanism 70 of the present embodiment, the dimensional tolerance in the stacking direction of the fuel cell stack and the dimensional tolerance of half of the fastening band 72 in each of the first holding portion 74 and the second holding portion 75. It is possible to adjust the stroke amount to absorb

なお、以上の説明からわかるように、第２保持部７５においてナット部材７８あるいは締結バンド７２の他端のロール部７２ｂ及びナット部材７８が積層方向に伸縮可能な他端保持位置調整部に相当し、第１保持部７４においてナット部材７８あるいは締結バンド７２の一端のロール部７２ａ及びナット部材７８が積層方向に伸縮可能な一端保持位置調整部に相当する。   As can be seen from the above description, the second holding portion 75 corresponds to the other end holding position adjusting portion in which the nut member 78 or the roll portion 72b of the other end of the fastening band 72 and the nut member 78 can be expanded and contracted in the stacking direction. In the first holding portion 74, the nut member 78 or the roll portion 72a at one end of the fastening band 72 and the nut member 78 correspond to one end holding position adjusting portions that can be expanded and contracted in the stacking direction.

図３は、第１保持部の変形例を拡大して模式的に示す説明図である。図３（Ａ）は、図２（Ａ）に対応する変形例の第１保持部７４Ｂの平面図であり、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）の変形例の第１保持部７４Ｂのナット部材７８Ｂを拡大して示す斜視図である。変形例の第１保持部７４Ｂは、幅方向の長さが締結バンド７２の幅よりも長く、締結バンド７２よりも外側の位置にネジ穴７８ａが形成されたナット部材７８Ｂを用いており、締結バンド７２の外側で締結ネジ７６によって第１エンドプレート２０ａに締結バンド７２の一端を締結（固定）する構造を有している。この構造にすれば、締結ネジ７６の第１エンドプレート２０ａの幅方向における位置を変更することができる。   FIG. 3 is an explanatory diagram schematically showing an enlarged variation of the first holding unit. FIG. 3A is a plan view of a first holding unit 74B of a modified example corresponding to FIG. 2A, and FIG. 3B is a first holding unit 74B of the modified example of FIG. It is a perspective view which expands and shows the nut member 78B of this. The first holding portion 74B of the modified example uses a nut member 78B in which the length in the width direction is longer than the width of the fastening band 72 and the screw hole 78a is formed at a position outside the fastening band 72. One end of the fastening band 72 is fastened (fixed) to the first end plate 20 a by a fastening screw 76 outside the band 72. With this structure, the position of the fastening screw 76 in the width direction of the first end plate 20a can be changed.

ただし、幅方向の長さを長くしてネジ穴７８ａの間隔を広くすると、締結バンド７２に加えるテンションを支えるためのナット部材の中央部の強度が、積層方向に沿った方向、すなわち、幅方向に垂直な方向に関して不足する可能性がある。これに対応するには、単純には、幅方向の長さに応じて丸棒の径を大きくすればよい。しかしながら、径を大きくした場合、ナット部材がエンドプレートの上端よりも上側にはみ出してしまう可能性があり、単純に丸棒の径を大きくできない可能性がある。   However, when the length in the width direction is increased to widen the interval between the screw holes 78a, the strength of the central portion of the nut member for supporting the tension applied to the fastening band 72 is in the direction along the stacking direction, that is, the width direction. There is a possibility of shortage in the direction perpendicular to. In order to cope with this, simply, the diameter of the round bar may be increased according to the length in the width direction. However, when the diameter is increased, the nut member may protrude above the upper end of the end plate, and the diameter of the round bar may not be simply increased.

そこで、図３（Ｂ）に示すように、変形例の第１保持部７４Ｂの積層方向に沿った断面形状を、締結バンド７２に加わるテンションの方向、すなわち、積層方向の厚さを厚くするとともに、締結バンド７２のロール部７２ａの輪郭形状に合わせた形状とすることが好ましい。なお、上側の第１保持部７４を変形例の第１保持部７４Ｂのように変更する場合、対となる下側の第２保持部７５も同様の構造に変更される。第１保持部及び第２保持部を変形例の構造とすることにより、以下で説明する問題の解決を図ることが可能となる。   Therefore, as shown in FIG. 3B, the sectional shape of the modified first holding portion 74B along the stacking direction is increased in the direction of tension applied to the fastening band 72, that is, in the stacking direction. It is preferable to adopt a shape that matches the contour shape of the roll portion 72 a of the fastening band 72. In addition, when changing the upper 1st holding | maintenance part 74 like the 1st holding | maintenance part 74B of a modification, the lower 2nd holding | maintenance part 75 used as a pair is also changed into the same structure. By making the first holding unit and the second holding unit have a modified structure, it is possible to solve the problems described below.

図１（Ｂ）に示した第１エンドプレート２０は、その外形を矩形状として模式的に示されている。しかしながら、実際のエンドプレートでは、種々の部品が取り付けられることによる形状の制約や、燃料電池スタックの設置場所に対応するための形状の制約、燃料電池スタックの組み立て時の積層の位置決めのための形状の制約等、形状に種々の制約がある。   The first end plate 20 shown in FIG. 1B is schematically shown with a rectangular outer shape. However, in the actual end plate, there are restrictions on the shape due to the attachment of various parts, restrictions on the shape to accommodate the installation location of the fuel cell stack, and shapes for positioning the stack when assembling the fuel cell stack. There are various restrictions on the shape, such as restrictions on

図４は、形状制約を有するエンドプレートを用いた燃料電池スタックの一例を模式的に示す斜視図である。この燃料電池スタック１０Ｂでは、燃料電池スタックの組み立て時の積層の位置決めのために、第１エンドプレート２０ａＢの下側の幅方向の左右両側に切り欠け形状２４ａが設けられており、第２エンドプレート２０ｂＢの下側の幅方向の左右両側に切り欠け形状２４ｂが設けられている。このため、図１，２に示した第１保持部７４及び第２保持部７５による荷重付与機構７０では、締結ネジ７６の配置位置を確保するために、左右両側の荷重付与機構７０の締結バンド７２が中央に寄ってしまう。この場合、締結バンド７２により第１エンドプレート２０ａＢと第２エンドプレート２０ｂＢとの間で積層体６０に対して積層方向に加える荷重が幅方向の中央側に偏り、両側の締結バンド７２よりも外側では荷重が加わり難くなるため、シール不良や接触抵抗増加による発電性能低下等の不具合を引き起こす可能性がある。   FIG. 4 is a perspective view schematically showing an example of a fuel cell stack using an end plate having a shape constraint. In this fuel cell stack 10B, notch shapes 24a are provided on both left and right sides in the width direction below the first end plate 20aB for positioning of the stack during assembly of the fuel cell stack, and the second end plate Cutout shapes 24b are provided on both the left and right sides in the width direction below 20bB. For this reason, in the load application mechanism 70 by the 1st holding | maintenance part 74 and the 2nd holding | maintenance part 75 shown in FIG.1, 2, in order to ensure the arrangement position of the fastening screw 76, the fastening band of the load application mechanism 70 of both right and left sides 72 approaches the center. In this case, the load applied in the stacking direction to the stacked body 60 between the first end plate 20aB and the second end plate 20bB by the fastening band 72 is biased toward the center in the width direction, and is outside the fastening bands 72 on both sides. However, since it is difficult to apply a load, there is a possibility of causing problems such as poor sealing performance and reduced power generation performance due to increased contact resistance.

図５は、図４に示した形状制約を有するエンドプレートの場合に変形例の第１保持部及び第２保持部による荷重付与機構を適用した場合の燃料電池スタックの一例を模式的に示す斜視図である。この燃料電池スタック１０Ｂｍでは、図４の左右両側の荷重付与機構７０を、変形例の第１保持部７４Ｂおよび第２保持部７５Ｂを用いた荷重付与機構７０Ｂに変更することにより、第１エンドプレート２０ａの切り欠け形状２４ａを避けて締結ネジ７６を配置することができる。これにより、締結バンド７２を幅方向でバランス良く配置して、第１エンドプレート２０ａＢと第２エンドプレート２０ｂＢとの間の積層体６０に対してバランス良く荷重を加えることが可能となる。なお、図の例では、中央の荷重付与機構については、実施形態の第１保持部７４及び第２保持部７５による荷重付与機構７０のままとした場合を示しているが、変形例の第１保持部７４Ｂ及び第２保持部７５Ｂによる荷重付与機構７０Ｂに変更することも可能である。実施形態の第１保持部７４及び第２保持部７５による荷重付与機構７０と変形例の第１保持部７４Ｂ及び第２保持部７５Ｂによる荷重付与機構７０Ｂを組み合わせて用いることで、種々のエンドプレートの形状に対応して、締結バンドをバランス良く配置して、第１エンドプレートと第２エンドプレートとの間の積層体に対してバランス良く荷重を加えることができる。   FIG. 5 is a perspective view schematically showing an example of a fuel cell stack in a case where the load applying mechanism by the first holding part and the second holding part of the modified example is applied to the end plate having the shape constraint shown in FIG. FIG. In this fuel cell stack 10Bm, the first end plate is changed by changing the load applying mechanism 70 on both the left and right sides of FIG. 4 to a load applying mechanism 70B using the first holding portion 74B and the second holding portion 75B of the modified example. The fastening screw 76 can be arranged avoiding the notch shape 24a of 20a. As a result, the fastening bands 72 can be arranged in a balanced manner in the width direction, and a load can be applied in a balanced manner to the stacked body 60 between the first end plate 20aB and the second end plate 20bB. In the example shown in the drawing, the load applying mechanism at the center is shown as the case where the load applying mechanism 70 by the first holding unit 74 and the second holding unit 75 of the embodiment is left as it is. It is also possible to change to the load application mechanism 70B by the holding part 74B and the second holding part 75B. Various end plates can be obtained by combining the load applying mechanism 70 using the first holding unit 74 and the second holding unit 75 of the embodiment and the load applying mechanism 70B using the first holding unit 74B and the second holding unit 75B of the modification. Corresponding to the shape, the fastening band can be arranged in a well-balanced manner, and a load can be applied to the laminate between the first end plate and the second end plate in a well-balanced manner.

Ｂ．第２実施形態：
図６は、第２実施形態としての燃料電池スタックの外観を模式的に示す説明図である。図６（Ａ）は平面図、図６（Ｂ）は図６（Ａ）の下側の側面図を示している。燃料電池スタック１０Ｃは、第１実施形態の荷重付与機構７０が荷重付与機構７０Ｃに置き換えられた点が異なっており、積層体６０およびエンドプレート２０ａ，２０ｂは同じである。また、荷重付与機構７０Ｃは、図６（Ｂ）に示すように、第１実施形態の第１保持部７４（図１及び図２参照）のみが第１保持部７４Ｃに置き換えられた構造を有している。 B. Second embodiment:
FIG. 6 is an explanatory view schematically showing the appearance of the fuel cell stack as the second embodiment. 6A is a plan view, and FIG. 6B is a side view of the lower side of FIG. 6A. The fuel cell stack 10C is different in that the load applying mechanism 70 of the first embodiment is replaced by the load applying mechanism 70C, and the stacked body 60 and the end plates 20a and 20b are the same. Further, as shown in FIG. 6B, the load applying mechanism 70C has a structure in which only the first holding portion 74 (see FIGS. 1 and 2) of the first embodiment is replaced with the first holding portion 74C. doing.

第１保持部７４Ｃは、座金７７Ｃと２組のボルト７６Ｃおよびナット７８Ｃとから構成れ、締結バンド７２の一端を座金７７Ｃと第１エンドプレート２０ａの内表面との間に挟みこんで締結し固定する構造を有している。   The first holding portion 74C is composed of a washer 77C and two sets of bolts 76C and a nut 78C, and is fastened by fixing one end of the fastening band 72 between the washer 77C and the inner surface of the first end plate 20a. It has the structure to do.

本実施形態の荷重付与機構７０Ｃは、第１保持部７４Ｃにおいて締結バンド７２の一端を第１エンドプレート２０ａの内表面上に固定するとともに、第２保持部７５において締結バンド７２の他端の位置を積層方向に沿って調整することにより、締結バンド７２に加えるテンションを調整することができる。これにより、第１実施形態の荷重付与機構７０と同様に、第２エンドプレート２０ｂの外表面を周回する締結バンド７２の部分を介して下側側面部６２側から第２エンドプレート２０ｂと第１エンドプレート２０ａとの間の積層体６０に対して荷重を加えることができ、容易に荷重の調整が可能である。ただし、第１実施形の荷重付与機構７０の方が、第２エンドプレート２０ｂの外表面を周回する締結バンド７２の部分を介して上側側面部６１側および下側側面部６２側の両側から第２エンドプレート２０ｂと第１エンドプレート２０ａとの間の積層体６０に対してバランス良く荷重を加えることができるので、より容易に荷重の調整が可能である。   The load applying mechanism 70 </ b> C of the present embodiment fixes one end of the fastening band 72 on the inner surface of the first end plate 20 a in the first holding portion 74 </ b> C and the position of the other end of the fastening band 72 in the second holding portion 75. By adjusting the width along the stacking direction, the tension applied to the fastening band 72 can be adjusted. Thereby, similarly to the load application mechanism 70 of the first embodiment, the second end plate 20b and the first end plate 20b are connected to the first end plate 20b from the lower side surface portion 62 side through the portion of the fastening band 72 that goes around the outer surface of the second end plate 20b. A load can be applied to the laminate 60 between the end plate 20a and the load can be easily adjusted. However, the load applying mechanism 70 of the first embodiment is the first from both sides of the upper side surface portion 61 side and the lower side surface portion 62 side through the portion of the fastening band 72 that goes around the outer surface of the second end plate 20b. Since a load can be applied with good balance to the laminate 60 between the two end plates 20b and the first end plate 20a, the load can be adjusted more easily.

そして、第１実施形態で説明したように、本実施形態の第２保持部７５は、締結ネジ７６およびナット部材７８によって締結バンド７２を第１エンドプレート２０ａに締結する方向を、下側側面部６２に沿って積層方向に延在する締結バンド７２に加えるテンションの方向（積層方向）に一致させることができる。これにより、従来の荷重付与機構における、第１エンドプレートの角部に接触するバンド部材で摩擦力が発生し、荷重調整が困難となる、という課題を解決することが可能である。   And as demonstrated in 1st Embodiment, the 2nd holding | maintenance part 75 of this embodiment sets the direction which fastens the fastening band 72 to the 1st end plate 20a with the fastening screw 76 and the nut member 78, and a lower side part. The direction of tension applied to the fastening band 72 extending in the stacking direction along the direction 62 (the stacking direction) can be matched. Thereby, it is possible to solve the problem that in the conventional load applying mechanism, frictional force is generated in the band member that contacts the corner portion of the first end plate, and load adjustment becomes difficult.

また、第１保持部７４Ｃ及び第２保持部７５は、第１エンドプレート２０ａの内表面側に設けられている。このため、本実施形態の荷重付与機構７０Ｃも、第１実施形態の荷重付与機構７０と同様に、従来の荷重付与構造では、第１エンドプレートの外表面に設けられることによって燃料電池スタックの積層方向が長尺化する、という課題を解決することが可能である。   The first holding part 74C and the second holding part 75 are provided on the inner surface side of the first end plate 20a. For this reason, the load application mechanism 70C of the present embodiment is also provided on the outer surface of the first end plate in the conventional load application structure, similarly to the load application mechanism 70 of the first embodiment. It is possible to solve the problem that the direction becomes longer.

さらにまた、第２保持部７５の締結ネジ７６の雄ネジ部分の長さを、燃料電池スタックの積層方向の寸法公差の２倍分の長さおよび締結バンド７２の寸法公差分の長さに応じて設定することにより、これらの寸法公差を吸収するためのストローク量を容易に確保して寸法公差を吸収することが可能である。これにより、本実施形態の荷重付与機構７０Ｃも、第１実施形態の荷重付与機構７０と同様に、従来の荷重付与構造ではストローク量を十分に確保することが困難である、という課題を解決することが可能である。上記効果に着目すると、第１実施形態の荷重付与機構７０と同様に、エンドプレートの高さに比べて積層方向の長さが長い、いわゆる扁平構造の燃料電池スタックにおいて、本実施形態の荷重付与機構７０の構造は特に有効である。   Furthermore, the length of the male screw portion of the fastening screw 76 of the second holding portion 75 is set according to the length of twice the dimensional tolerance in the stacking direction of the fuel cell stack and the length of the dimensional tolerance of the fastening band 72. Therefore, it is possible to easily secure a stroke amount for absorbing these dimensional tolerances and absorb the dimensional tolerances. Thereby, the load application mechanism 70C of the present embodiment also solves the problem that it is difficult to ensure a sufficient stroke amount with the conventional load application structure, as with the load application mechanism 70 of the first embodiment. It is possible. Focusing on the above effects, in the fuel cell stack having a so-called flat structure in which the length in the stacking direction is longer than the height of the end plate, similarly to the load application mechanism 70 of the first embodiment, the load application of the present embodiment is performed. The structure of the mechanism 70 is particularly effective.

Ｃ．変形例：
なお、上記実施形態および変形例では、第１保持部および第２保持部が積層体の上側側面部の上側（外側）および上側側面部の下側（外側）に配置された荷重付与機構を例に説明したが、第１保持部および第２保持部を上下反対に配置するようにしてもよい。また、第１保持部および第２保持部が積層体の左側側面部の外側および右側側面部の外側あるいは左右反対に配置するようにしてもよい。第１保持部が配置される積層体の側面部の外側が第１の側面部の外側に相当し、第２保持部が配置される積層体の側面部の外側が第２の側面部の外側に相当する。また、第１保持部および第２保持部が積層体の上側側面部の上側（外側）および上側側面部の下側（外側）に配置された荷重付与機構と、第１保持部および第２保持部が積層体の左側側面部の外側および右側側面部の外側に配置された荷重付与機構杯の両方を備える構成としてもよい。なお、図７は、積層体６０の上側側面部６１および下側側面部６２に沿って荷重付与機構７０を配置するとともに、積層体の左側側面部６３および右側側面部６４に沿って荷重付与機構７０を配置した一例を示す説明図である。なお、図７において、左側側面部６３および右側側面部６４に沿って配置された荷重付与機構７０のうち、第１保持部７４が本発明の第３保持部に相当し、第２保持部７５が本発明の第４保持部に相当する。また、右側側面部６４が本発明の第３の側面部に相当し、左側側面部６３が本発明の第４の側面部に相当する。 C. Variation:
In the above-described embodiment and the modification, a load applying mechanism in which the first holding unit and the second holding unit are arranged on the upper side (outside) of the upper side surface portion and the lower side (outside) of the upper side surface portion is taken as an example. However, the first holding part and the second holding part may be arranged upside down. Moreover, you may make it arrange | position a 1st holding | maintenance part and a 2nd holding | maintenance part on the outer side of the left side part of a laminated body, the outer side of a right side part, or right-and-left opposite. The outside of the side surface portion of the laminate in which the first holding portion is arranged corresponds to the outside of the first side surface portion, and the outside of the side surface portion of the laminate in which the second holding portion is arranged is outside of the second side surface portion. It corresponds to. Also, a load applying mechanism in which the first holding part and the second holding part are arranged on the upper side (outer side) and the lower side (outer side) of the upper side part, and the first holding part and the second holding part. A part is good also as a structure provided with both the load application mechanism cups arrange | positioned on the outer side of the left side part of a laminated body, and the outer side of the right side part. In FIG. 7, the load applying mechanism 70 is disposed along the upper side surface portion 61 and the lower side surface portion 62 of the laminated body 60, and the load applying mechanism is disposed along the left side surface portion 63 and the right side surface portion 64 of the laminated body. It is explanatory drawing which shows an example which has arrange | positioned 70. FIG. In FIG. 7, among the load applying mechanisms 70 arranged along the left side surface portion 63 and the right side surface portion 64, the first holding portion 74 corresponds to the third holding portion of the present invention, and the second holding portion 75. Corresponds to the fourth holding portion of the present invention. Further, the right side surface portion 64 corresponds to the third side surface portion of the present invention, and the left side surface portion 63 corresponds to the fourth side surface portion of the present invention.

また、上記実施形態では、幅方向に３つの荷重付与機構を配置する場合を例に説明したが、これ限定されるものではない。１つの荷重付与機構や２つの荷重付与機構、４つ以上の荷重付与機構を配置してもよい。１つあるいは２つの荷重付与機構とする場合、例えば、締結バンドの幅およびナット部材の幅を大きくし、締結ネジを３本以上として構成するようにしてもよい。また、４つ以上の荷重付与機構とする場合、例えば、締結バンドの幅およびナット部材の幅を小さくし、締結ネジを１本として構成するようにしてもよい。燃料電池スタックの幅方向にバランス良く荷重を付与することができれば、荷重付与機構の数や、締結ネジの数に特に限定はない。   Moreover, although the case where the three load provision mechanisms are arrange | positioned in the width direction was demonstrated to the example in the said embodiment, it is not limited to this. One load application mechanism, two load application mechanisms, or four or more load application mechanisms may be arranged. When using one or two load applying mechanisms, for example, the width of the fastening band and the width of the nut member may be increased, and the number of fastening screws may be three or more. Further, when four or more load applying mechanisms are used, for example, the width of the fastening band and the width of the nut member may be reduced and the fastening screw may be configured as one. There is no particular limitation on the number of load applying mechanisms and the number of fastening screws as long as a load can be applied in a balanced manner in the width direction of the fuel cell stack.

本発明は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、或いは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be realized with various configurations without departing from the spirit of the present invention. For example, the technical features of the embodiments corresponding to the technical features in each embodiment described in the summary section of the invention are intended to solve part or all of the above-described problems, or part of the above-described effects. Or, in order to achieve the whole, it is possible to replace or combine as appropriate. Further, if the technical feature is not described as essential in the present specification, it can be deleted as appropriate.

１０…燃料電池スタック
１０Ｂ…燃料電池スタック
１０Ｃ…燃料電池スタック
１０Ｄ…燃料電池スタック
１０Ｂｍ…燃料電池スタック
２０ａ…第１エンドプレート
２０ｂ…第２エンドプレート
２０ａＢ…第１エンドプレート
２０ｂＢ…第２エンドプレート
２２ａ…貫通孔
２４ａ，２４ｂ…切り欠け形状
３０ａ，３０ｂ…絶縁板
４０ａ，４０ｂ…集電板
５０…単位セル
６０…積層体
６１…上側側面部
６２…下側側面部
６３…左側側面部
６４…右側側面部
７０…荷重付与機構
７０Ｂ…荷重付与機構
７０Ｃ…荷重付与機構
７２…締結バンド
７２ａ…ロール部
７２ｂ…ロール部
７２ｃｘ…中心線
７４…第１保持部
７４Ｂ…第１保持部
７４Ｃ…第１保持部
７５…第２保持部
７５Ｂ…第２保持部
７６…締結ネジ
７６ａ…頭部
７６ｂ…ネジ部
７６Ｃ…ボルト
７７Ｃ…座金
７８…ナット部材
７８ａ…ネジ穴
７８ｃｘ…中心線
７８Ｂ…ナット部材
７８Ｃ…ナット DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Fuel cell stack 10B ... Fuel cell stack 10C ... Fuel cell stack 10D ... Fuel cell stack 10Bm ... Fuel cell stack 20a ... 1st end plate 20b ... 2nd end plate 20aB ... 1st end plate 20bB ... 2nd end plate 22a ... through holes 24a, 24b ... notches 30a, 30b ... insulating plates 40a, 40b ... current collector plate 50 ... unit cell 60 ... laminated body 61 ... upper side part 62 ... lower side part 63 ... left side part 64 ... right side Side surface portion 70 ... Load applying mechanism 70B ... Load applying mechanism 70C ... Load applying mechanism 72 ... Fastening band 72a ... Roll portion 72b ... Roll portion 72cx ... Center line 74 ... First holding portion 74B ... First holding portion 74C ... First holding Part 75 ... Second holding part 75B ... Second holding part 76 ... Fastening screw 76a ... Head 76b Screw portion 76C ... bolt 77C ... washer 78 ... nut member 78a ... screw hole 78Cx ... center line 78B ... nut member 78C ... Nut

Claims (3)

積層された複数の単位セルを含む積層体と、前記積層体の積層方向の両端に配置される第１エンドプレート及び第２エンドプレートと、を有する燃料電池スタックであって、
前記第１エンドプレート及び前記第２エンドプレートから前記積層体に前記積層方向に沿った荷重を付与する荷重付与機構を少なくとも一つ備え、
前記荷重付与機構は、
締結バンドと、
前記積層体の前記積層方向に沿った第１の側面部よりも外側の前記第１エンドプレートの内表面側で前記第１エンドプレートに対して前記締結バンドの一端を保持する第１保持部と、
前記第１の側面部と反対側の前記積層体の第２の側面部よりも外側の前記第１エンドプレートの内表面側で前記第１エンドプレートに対して前記締結バンドの他端を保持する第２保持部と、
を備え、
前記締結バンドは、前記第１保持部から前記第１の側面部に沿って前記積層方向に延在し、前記第２エンドプレートの外表面を周回した後、前記第２の側面部に沿って前記積層方向に延在して前記第２保持部まで達しており、
前記第２保持部は、前記第２の側面部に沿って前記締結バンドの他端の保持位置を前記積層方向に調節可能な他端保持位置調整部を有し、前記他端保持位置調整部を介して前記締結バンドの他端を保持する
ことを特徴とする燃料電池スタック。 A fuel cell stack comprising a stack including a plurality of unit cells stacked, and a first end plate and a second end plate disposed at both ends in the stacking direction of the stack,
At least one load applying mechanism for applying a load along the stacking direction from the first end plate and the second end plate to the stacked body;
The load applying mechanism is
A fastening band;
A first holding portion that holds one end of the fastening band with respect to the first end plate on the inner surface side of the first end plate outside the first side surface portion along the stacking direction of the stacked body; ,
The other end of the fastening band is held with respect to the first end plate on the inner surface side of the first end plate outside the second side surface portion of the laminate opposite to the first side surface portion. A second holding part;
With
The fastening band extends from the first holding portion along the first side surface portion in the stacking direction, circulates around the outer surface of the second end plate, and then extends along the second side surface portion. Extending in the stacking direction to the second holding part,
The second holding portion has a second end holding position adjusting portion capable of adjusting a holding position of the other end of the fastening band along the second side surface portion in the stacking direction, and the other end holding position adjusting portion. The other end of the fastening band is held via a fuel cell stack. 請求項１に記載の燃料電池スタックであって、さらに、
前記第１保持部は、前記第１の側面部に沿って前記締結バンドの一端の保持位置を前記積層方向に調節可能な一端保持位置調整部を有し、前記一端保持位置調整部を介して前記締結バンドの一端を保持する
ことを特徴とする燃料電池スタック。 The fuel cell stack according to claim 1, further comprising:
The first holding unit includes an end holding position adjusting unit capable of adjusting a holding position of one end of the fastening band in the stacking direction along the first side surface part, and via the one end holding position adjusting unit. One end of the fastening band is held. A fuel cell stack. 請求項１または請求項２に記載の燃料電池スタックであって、さらに、
前記積層体の前記第１の側面部および前記第２の側面部以外の第３の側面部および第４の側面部のうち、前記第３の側面部よりも外側の前記第１エンドプレートの内表面側で前記第１エンドプレートに対して前記締結バンドの一端を保持する第３保持部と、前記第４の側面部よりも外側の前記第１エンドプレートの内表面側で前記第１エンドプレートに対して前記締結バンドの他端を保持する第４保持部とを有する他の荷重付与機構を備える
ことを特徴とする燃料電池スタック。 The fuel cell stack according to claim 1 or 2, further comprising:
Of the first end plate outside the third side surface portion among the third side surface portion and the fourth side surface portion other than the first side surface portion and the second side surface portion of the laminate. A third holding portion for holding one end of the fastening band with respect to the first end plate on the surface side; and the first end plate on the inner surface side of the first end plate outside the fourth side surface portion. A fuel cell stack, comprising: another load applying mechanism having a fourth holding portion for holding the other end of the fastening band.
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