JP4840364B2 - 燃料電池スタックケース - Google Patents

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Description

本発明は、燃料電池スタックを収納する燃料電池スタックケースに関する。
燃料電池はＭＥＡをセパレータで挟んだものから形成される。燃料電池は複数枚積層されて燃料電池スタックとされ、燃料電池スタックは燃料電池スタックケースに収容される。
従来の燃料電池スタックケースの材料は、たとえば特開２００２−３６２１６４号公報に開示されているように、アルミまたは鉄である。
特開２００２−３６２１６４号公報
しかし、従来の燃料電池スタックケースには以下の課題がある。
（ｉ）金属のため、重量が大である。
（ii）燃料電池スタックケースに換気孔を設定する場合、その必要面積を設定しようとすると、電磁シールド性が低下し、電磁波が流出する。また、ケースの面剛性も低下するおそれがある。
本発明の目的は、上記（ｉ）または（ii）の少なくとも１つの課題を解決できる、すなわち、軽量化できることと、電磁シールド性をもたせることができることとの、少なくとも１つを達成できる、燃料電池スタックケースを提供することにある。
上記課題を解決する、そして上記目的を達成する、本発明の燃料電池スタックケースは、つぎのとおりである。
（１） 内部に燃料電池スタックおよび電磁波によって作動をコントロールされる機器が収容される燃料電池スタックケースであって、
前記燃料電池スタックケースは、樹脂と、電磁波を減衰する電磁波減衰材とを含む壁を有し、
前記燃料電池スタックケースの壁は、互いに間隔をおいて形成された通気用の複数の孔を有し、
前記複数の孔の各孔は電磁波の洩れを防止できる大きさ以下とされている、
燃料電池スタックケース。
（２） 前記電磁波減衰材は導電材であり、前記燃料電池スタックケースは複数の部材を有し、各部材は前記導電材を有し、前記複数の部材は、各部材に含まれる前記導電材が互いに導通するように組み合わされ、かつ、前記複数の部材の継ぎ目で電磁波の洩れが防止されるように、連結構造により連結されている（１）に記載の燃料電池スタックケース。
（３） 前記燃料電池スタックケースの内面は電気絶縁面とされている（１）または（２）に記載の燃料電池スタックケース。
（４） 前記燃料電池スタックケースの壁の、前記孔の周縁部には、樹脂、ゴムの何れかからなる電気絶縁材の被覆層が形成されている（１）に記載の燃料電池スタックケース。
（５） 前記複数の孔はエアを透過させるが水を透過させない材料の蓋で覆われている（１）に記載の燃料電池スタックケース。
（６） 前記連結構造が、複数の導電材ボルトを含み、該複数の導電材ボルトの間隔が前記複数の部材の継ぎ目で電磁波の洩れが防止される間隔かそれ以下に設定されている（２）に記載の燃料電池スタックケース。
（７） 前記複数の部材は互いに対向する対向フランジ部を有し、
前記連結構造が、前記複数の部材の対向フランジ部に設けられたフランジ部全周にわたって延び対向面が露出された第２の導電材を含み、前記複数の部材の前記第２の導電材は前記複数の部材間で互いに接触している（２）に記載の燃料電池スタックケース。
上記（１）の燃料電池スタックケースによれば、燃料電池スタックケースを樹脂と電磁波減衰材とを含む材料から構成したので、樹脂により燃料電池スタックケースを軽量化でき、かつ、電磁波減衰材にて燃料電池スタックケースに電磁シールド性をもたせることができる。
また、燃料電池スタックケースの壁に、通気用の複数の孔が互いに間隔をおいて形成されているので、燃料電池の燃料ガスが微量洩れてもケース内を換気することができる。また、複数の孔が互いに間隔をおいて形成されているので、大きな孔を１つ設けた場合のように電磁波が孔を通して洩れることはなく、電磁シールド性を維持できる。
さらに、複数の孔の各孔の大きさは電磁シールドを維持できる大きさ以下（たとえば、直径４０ｍｍ程度の孔以下）とされているので、換気孔を設けてもその孔を通して電磁波が洩れることはない。
上記（２）の燃料電池スタックケースによれば、燃料電池スタックケースが複数の部材（たとえば、実施例のアッパケースとロアケース）を有し、複数の部材が各部材に含まれる導電材が互いに導通するように組み合わされるので、複数の部材の継ぎ目で電磁波が洩れることを防止できる。
上記（３）の燃料電池スタックケースによれば、燃料電池スタックケースの内面は電気絶縁面とされているので、ケース内に収容される高電圧部品と電気的に遮断でき、ケースに接触しても安全である。
上記（４）の燃料電池スタックケースによれば、燃料電池スタックケースの壁の、孔の周縁部には、樹脂、ゴムなどの被覆層が形成されているので、ワイヤハーネスが当たってもワイヤハーネスを傷つけにくく、被覆層が無い場合にワイヤハーネスが孔の角部にあたってワイヤハーネスの被覆が損傷し芯線が剥き出しになってケースに導通する不具合の発生を抑制することができる。
上記（５）の燃料電池スタックケースによれば、複数の孔はエアを透過させるが水を透過させない材料の蓋で覆われているので、換気性を無くすことなく水のケース内への侵入を防止することができる。また、蓋を設ける場合、蓋の材料に導電材を設けてケースと導通させておくことにより、孔を大きくしても電磁シールド性が維持される。
上記（６）の燃料電池スタックケースによれば、連結構造が、複数の導電材ボルトを含み、複数の導電材ボルトの間隔が複数の部材の継ぎ目で電磁波の洩れが防止される間隔かそれ以下に設定されているので、継ぎ目の電磁シールドを確保できる。
上記（７）の燃料電池スタックケースによれば、連結構造が、複数の部材の対向フランジ部に設けられたフランジ部全周にわたって延び対向面が露出された第２の導電材を含み、複数の部材の第２の導電材は複数の部材間で互いに接触しているので、ケースのフランジ部の全周にわたって電磁シールドを確保できる。
本発明の燃料電池スタックケースの外観斜視図である。 本発明の燃料電池スタックケースの断面図（図１のＡ−Ａ線断面図）である。 本発明の実施例１の燃料電池スタックケースの壁の断面図である。 本発明の実施例２の燃料電池スタックケースの壁の断面図である。 本発明の実施例３の燃料電池スタックケースの壁の断面図である。 本発明の実施例４の燃料電池スタックケースのフランジ部（アッパケースとロアケースの連結部のフランジ部）の断面図である。 本発明の実施例５の燃料電池スタックケースのフランジ部（アッパケースとロアケースの連結部のフランジ部）の断面図である。 本発明の実施例６の燃料電池スタックケースの外観斜視図である。 本発明の実施例７の、蓋を取り付ける直前の、燃料電池スタックケースの外観斜視図である。 本発明の実施例７の、蓋を取り付けた直後の、燃料電池スタックケースの断面図（図９のＢ−Ｂ線断面図）である。 本発明の実施例８の燃料電池スタックケースの外観斜視図である。 本発明の実施例９の燃料電池スタックケースの一部の、孔の配列を示す、平面図である。 本発明の実施例１０の燃料電池スタックケースの一部の、孔の配列を示す、平面図である。 本発明の実施例１１の燃料電池スタックケースの一部の、孔の配列を示す、平面図である。 本発明の実施例１２の燃料電池スタックケースの一部の、孔とその近傍を示す、断面図である。 本発明の実施例１３の燃料電池スタックケースの一部の、孔とその近傍を示す、断面図である。 本発明の燃料電池スタックケース内に収容される燃料電池スタックの側面図である。 図１７の一部の拡大断面図である。 図１７の燃料電池スタックのセパレータ部位での正面図である。
以下に、本発明の燃料電池スタックケースを図１〜図１９を参照して説明する。
図中、図１、図２、図１７〜図１９は本発明の全実施例に共通に適用でき、図３は本発明の実施例１を示し、図４は本発明の実施例２を示し、図５は本発明の実施例３を示し、図６は本発明の実施例４を示し、図７は本発明の実施例５を示し、図８は本発明の実施例６を示し、図９、図１０は本発明の実施例７を示し、図１１は本発明の実施例８を示し、図１２は本発明の実施例９を示し、図１３は本発明の実施例１０を示し、図１４は本発明の実施例１１を示し、図１５は本発明の実施例１２を示し、図１６は本発明の実施例１３を示す。
本発明の全実施例に共通する構成部分には本発明の全実施例にわたって同じ符号を付してある。
まず、本発明の全実施例に共通な部分の構成、作用・効果を、図１、図２、図１７〜図１９を参照して、説明する。
本発明が適用される燃料電池スタックケース５０は、たとえば固体高分子電解質型燃料電池１０を収容するものである。燃料電池１０は、たとえば燃料電池自動車に搭載される。ただし、自動車以外に用いられてもよい。
固体高分子電解質型燃料電池（セル）１０は、図１７〜図１９、図１に示すように、膜−電極アッセンブリ１９（ＭＥＡ：Membrane-Electrode Assembly ）とセパレータ１８とを積層したものである。
膜−電極アッセンブリ１９は、イオン交換膜からなる電解質膜１１とこの電解質膜１１の一面に配置された触媒層を含む電極（アノード、燃料極）１４および電解質膜の他面に配置された触媒層を含む電極（カソード、空気極）１７とを有する。膜−電極アッセンブリとセパレータ１８との間には、アノード側、カソード側にそれぞれ拡散層１３、１６が設けられる。
膜−電極アッセンブリ１９とセパレータ１８が重ねられてセル１０を構成する。セル１０が積層されてセル積層体とされる。セル積層体のセル積層方向両端に、ターミナル２０、インシュレータ２１、エンドプレート２２が配置される。両端エンドプレート２２がセル積層方向に延びる締結部材（たとえば、テンションプレート２４）に、ボルト・ナット２５にて固定され、セル積層体をセル積層方向に締め付けて、燃料電池スタック２３が構成される。
セパレータ１８には、発電領域において、アノード１４に燃料ガス（水素）を供給するための燃料ガス流路２７が形成され、カソード１７に酸化ガス（酸素、通常は空気）を供給するための酸化ガス流路２８が形成されている。また、セパレータ１８には冷媒（通常、冷却水）を流すための冷媒流路２６も形成されている。セパレータ１８には、非発電領域において、燃料ガスマニホールド３０、酸化ガスマニホールド３１、冷媒マニホールド２９が形成されている。燃料ガスマニホールド３０は燃料ガス流路２７と連通しており、酸化ガスマニホールド３１は酸化ガス流路２８と連通しており、冷媒マニホールド２９は冷媒流路２６と連通している。
各セル１９の、アノード１４側では、水素を水素イオン（プロトン）と電子に変換する電離反応が行われ、水素イオンは電解質膜１１中をカソード１７側に移動し、カソード１７側では酸素と水素イオンおよび電子（隣りのＭＥＡのアノードで生成した電子がセパレータを通してくる、またはセル積層方向一端のセルのアノードで生成した電子が外部回路を通して他端のセルのカソードにくる）から水が生成され、次式にしたがって発電が行われる。
アノード側：Ｈ2 →２Ｈ+ ＋２ｅ-
カソード側：２Ｈ+ ＋２ｅ- ＋（１／２）Ｏ2 →Ｈ2 Ｏ
各種流体は、互いに、かつ外部から、それぞれシールされる。各セル１９のＭＥＡ１９を挟む２つのセパレータ１８間は、第１のシール部材３２によってシールされており、隣接するセル１９同士の間は、第２のシール部材３３によってシールされている。
第１のシール部材３２は、たとえば接着剤からなり、第２のシール部材３３は、たとえば、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンゴム）等のガスケットからなる。ただし、第１のシール部材３２、第２のシール部材３３とも、接着剤、またはガスケットから構成されてもよい。
セパレータ１８は、カーボンセパレータ、メタルセパレータ、メタルセパレータと樹脂フレームとの組み合わせ、導電性樹脂セパレータなどの何れかからなる。
燃料電池スタック２３は燃料電池スタックケース５０に収容される。
セル１０にはセル電圧モニター端子が取り付けられ、セル電圧モニター端子からのワイヤハーネスは燃料電池スタックケース５０内から燃料電池スタックケース５０の孔を通して燃料電池スタックケース５０外へ導かれている。
燃料電池１０から燃料電池スタックケース５０に電流が流れないように、燃料電池スタック２３と燃料電池スタックケース５０とは互いから絶縁される。同様に、ワイヤハーネスと燃料電池スタックケース５０とは、互いから絶縁される。
図１、図２に示すように、燃料電池スタックケース５０は、内部に燃料電池スタック２３が収容される燃料電池スタックケース５０である。燃料電池スタックケース５０は、ケースの厚み内（ケース壁の厚み内）に、樹脂材５２を含み（樹脂化）、かつ、電磁波吸収材（たとえば、導電材５１）を含み、導電材５１にて電磁シールド（電磁波が通過しないように電磁遮蔽）されている。燃料電池スタックケース５０の壁の樹脂材５２は、たとえばポリエチレン、ポロプロピレン、あるいは、Ｃ−ＦＲＲなどである。
図１、図２に示すように、燃料電池スタックケース５０は、内部に燃料電池スタック２３を挿入したり取り出したりすることができるように、互いに分割された、複数（２以上）の部材５３、５４（たとえば、アッパケース５３、ロアケース５４）を有し、少なくとも一つの部材５３、５４が、その厚み内に、導電材５１を有する。ただし、互いに分割された、複数（２以上）の部材５３、５４の全ての部材が、その厚み内に、導電材５１を有することが望ましい。複数の部材５３、５４は、各部材に含まれる導電材５１が互いに導通するように、互いに組み合わされる。これらの導電材５１は、上述したように、燃料電池スタックケースの外から中、または中から外への電磁波の伝達を低減する役割を果たす。
燃料電池スタックケース５０の内面は、望ましくは、電気絶縁面とされている。燃料電池スタックケース５０の導電材５１がケース内面に剥き出している場合は、燃料電池スタック２３と燃料電池スタックケース５０の間に、電気絶縁材が介装されることが望ましい。
ここで、上述したように燃料電池スタックケース５０には樹脂材５２と導電材５１とが含まれるが、各材料の特性の差異をつぎのように付与すれば、軽量化と電磁シールド性との両立をより好適にはかることができる。
燃料電池スタックケース５０に必要とされる性能としては、軽量化と電磁シールド性の他、強度や水などの遮断性、耐蝕性などの機能がある。このうち強度を付与するためには、例えば、燃料電池スタックケース５０の面内方向の強度（例えば、引張強度）を導電材５１より樹脂材５２が強くなるように、導電材５１および樹脂材５２の厚みや、材質、含有率を選定すればよい。具体的には、樹脂材５２の厚みを導電材５１の厚みより増すなどして、燃料電池スタックケース５０の単位体積あたりの材料の含有率を導電材５１よりも樹脂材５２を大きくすることにより、電磁シールド性は導電材５１で確保する一方、所望の強度は樹脂材５２で賄うことができる。なお、好適な樹脂として、ポリイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂などが使用されうる。
別の観点から、導電材５１として、繊維状の導電性フィラーなどの、厚み方向に流体通過性（透気性、透水性）有する導電材を採用する場合、流体不透過性（不透気性、不透水性）を樹脂材５２で付与することが好ましい。この場合、導電材５１の隙間を埋めるように樹脂材５２が設けられてもよいし、導電材５１と流体不透過性の樹脂シートとが積層された構成でもよい。樹脂としては、ポリイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリプロピレン樹脂などが好適に使用されうる。この構成によれば、導電性材料の密度を減らすことにより軽量化をはかることができると共に、雨などの水が燃料電池スタックケース５０内に入ることを抑制することができる。特に、燃料電池スタックケース５０が導通性を有するセパレータが露出した燃料電池スタック２３を収容する場合には、互いに電位が異なるセパレータ間をまたがるように液体が付着するのを抑制できるので有効である。
また、耐食性の観点では、樹脂材５２の材質として、導電材５１よりも耐酸性または耐食性が高い樹脂を採用することで、高い耐食性の燃料電池スタックケース５０を提供できる。
つぎに、上記本発明の全実施例に共通な構成部分の作用、効果を説明する。
燃料電池スタックケース５０が樹脂材５２と導電材５１を含むので、燃料電池スタックケース５０が総鉄、総アルミなどの総金属である場合に比べて、燃料電池スタックケース５０を軽量化できる。また、燃料電池スタックケース５０を樹脂化したため、例えば射出成形にて燃料電池スタックケースを製造すれば、プレスにおけるような負角成形の問題（型の挿入、抜き方向に負角になる部分の成形が困難になるという問題）がなく、成形性を改善できる。さらに、導電材５１にて電磁シールドされているので、燃料電池スタックケース５０に電磁シールド性（電磁遮蔽性）をもたせることができる。
燃料電池スタックケース５０が複数の部材５３、５４（たとえば、実施例のアッパケース５３とロアケース５４）を有し、複数の部材５３、５４が、各部材５３、５４に含まれる導電材５１が互いに導通するように組み合わされるので、複数の部材５３、５４の継ぎ目で電磁波がケース内からケース外へ、または、ケース外からケース内へ洩れることを防止できる。これによって、リレー等の電磁力、電磁波などによって作動をコントロールされる機器の誤作動を抑制することができる。
燃料電池スタックケース５０の内面６２が電気絶縁面とされている場合は、ケース５０を、ケース５０内に収容される高電圧部品（スタック２３）と電気的に遮断でき、人がケース５０に接触しても安全である。
つぎに、本発明の各実施例に特有な構成、作用、効果を説明する。
〔実施例１〕−−−図３
本発明の実施例１では、図３に示すように、燃料電池スタックケース５０の樹脂化が、樹脂材５２（たとえば、ポリエチレン）に導電材５１（たとえば、アルミフィラー、鱗片黒鉛フィラーなど）を含有させることにより行われている。
導電材５１は樹脂材５２中に不規則に存在しており、互いに接触して導通している。ケース５０の内面６２に導電材５１の一部が露出する場合には、燃料電池スタックケース５０と燃料電池スタック２３との間に電気絶縁材が設けられることが望ましい。
別の観点で説明すれば、燃料電池スタックケース５０を構成する部品（たとえば、アッパケース５３とロアケース５４）には、導電性を有する複数の導電要素が互いに接触するようにほぼ面状に存在している。これらの導電要素の形状は、例えば繊維状や、球状、小片状をなしており、燃料電池スタックケース５０に比べて十分に小さい。複数の導電要素は、互いに接触しているため、導電性を有する導電性網が燃料電池スタックケース５０の面に沿って形成されることとなる。このような導電性網により、燃料電池スタックケース５０の電磁シールド性が付与される。
本発明の実施例１の作用、効果については、燃料電池スタックケース５０の樹脂化が樹脂材５２に導電材５１フィラーを含有させることにより行われており、互いにからみあって導通しているので、ケースの壁の全面にわたって電磁シールドを形成できる。また、ケース５０の内面６２にも導電材５１の一部が露出するので、ケース５０を作製した時にケース５０の内外表面が導電面となっており、アッパケース５３とロアケース５４を互いに締結するだけでアッパケース５３とロアケース５４との継ぎ目の電磁シールドを確保することができる。
また、導電材５１として、例えばカーボンファイバなどの繊維状の導電体を、互いに絡めて、または配列して使用すれば、樹脂層の補強材として機能するため好適である。
〔実施例２〕−−−図４
本発明の実施例２では、図４に示すように、燃料電池スタックケース５０の樹脂化が、導電材を有さない樹脂材５２（たとえば、ポリエチレン、以下同じ）からなる２層の間に、導電材５１（たとえば、アルミ薄板、鱗片黒鉛薄板など、以下同じ）からなる層を挟み込むことにより行われている。
導電材５１からなる層は、ケース５０の内外表面に露出していない。
本発明の実施例２の作用、効果については、燃料電池スタックケース５０の樹脂化が樹脂材５２の層の間に導電材５１の層を挟むことにより行われているので、ケースの壁の全面にわたって電磁シールドを形成できる。導電材５１がケース５０の内面に露出しないので、スタック２３とケース５０との間に他の絶縁材を設ける必要がない。また、アッパケース５３とロアケース５４との継ぎ目の電磁シールドは、アッパケース５３とロアケース５４とを導電性のボルトで所定ピッチ（電磁波の洩れを防止できるピッチ）以下のピッチで締結することなど（図７の構成、ただし、図６の構成をとってもよい）により、確保できる。
なお、この実施例において、導電材５１は、連続的な導電シートに限らず、厚み方向に孔を有する網状の金属メッシュなどにて電磁シールドを付与してもよい。この構成によれば更なる軽量化をはかることができる。
〔実施例３〕−−−図５
本発明の実施例３では、図５に示すように、燃料電池スタックケース５０の樹脂化が、ケース内面６２側に設けた導電材を有さない樹脂材５２（たとえば、ポリエチレン、以下同じ）からなる層と、ケース外面６３側（または内面６２側、ただし内面側に設ける場合はさらにその内面側に電気絶縁材が必要となる）に設けた導電材５１（たとえば、アルミ薄板、鱗片黒鉛薄板など、以下同じ）からなる層との積層構成をとることにより行われている。ケース外面側に設けた導電材５１の層はアルミ箔を張り付けて形成してもよい。
導電材５１からなる層は、ケース５０の内表面に露出していない。
本発明の実施例３の作用、効果については、燃料電池スタックケース５０の樹脂化がケース外面側に設けた導電材５１によって行われているので、ケースの壁の全面にわたって電磁シールドを形成できる。導電材５１がケース５０の内面６２に露出しないので、スタック２３とケース５０との間に他の絶縁材を設ける必要がない。また、アッパケース５３とロアケース５４との継ぎ目の電磁シールドは、アッパケース５３とロアケース５４とを導電性のボルトで所定ピッチ（電磁波の洩れを防止できるピッチ）以下のピッチで締結することなど （図７の構成、ただし、図６の構成をとってもよい）により、確保できる。
〔実施例４〕−−−図６
本発明の実施例４では、図６に示すように、複数の部材５３、５４（たとえば、アッパケース５３、ロアケース５４）間の電磁シールドの形成が、複数の部材５３、５４のフランジの対向部に、導電材５６を全周にわたって、かつ、対向面を露出させて、設け、複数の部材５３、５４を締結した時に、対向する導電材５６を互いに接触させて導通させることにより行われている。複数の部材５３、５４には全面にわたり導電材５１が設けられている（図３〜図５の何れかによってもよい）。
本発明の実施例４の作用、効果については、複数の部材５３、５４のフランジの対向部に、導電材５６を全周にわたって設けたので、ケース５０のフランジ部の全周にわたって導電性と電磁シールドを確保することができる。ケース５０のフランジ部以外の部位は全面にわたり導電材５１が設けられているので、全面にわたって電磁シールドを確保することができる。導電材５１にて導通させるのにかえて、部材５３、５４を貫通して両者を締結する締結部材（ボルトなど）にて部材５３、５４を導通させてもよい。
〔実施例５〕−−−図７
本発明の実施例５では、図７に示すように、複数の部材５３、５４（たとえば、アッパケース５３、ロアケース５４）間の電磁シールドの形成が、複数の部材５３、５４のフランジの対向部に、導電材からなるボルト５７（ナット６１はロアケースのフランジ部に埋め込んである）を所定ピッチ（電磁波の洩れを防止できるピッチ、たとえば１００ｍｍ）以下のピッチで締結することにより、確保されている。複数の部材５３、５４には全面にわたり導電材５１が設けられている（図３〜図５の何れかによってもよい）。
本発明の実施例５の作用、効果については、複数の部材５３、５４のフランジの対向部に、ボルト５７を所定ピッチ以下のピッチで設けたので、ケース５０のフランジ部の全周にわたって電磁シールドを確保することができる。ケース５０のフランジ部以外の部位は全面にわたり導電材５１が設けられているので、全面にわたって電磁シールドを確保することができる。
〔実施例６〕−−−図８
本発明の実施例６では、図８に示すように、燃料電池スタックケース５０の壁に、通気用、換気用の複数の孔５５が互いに間隔をおいて形成されている。これは、燃料ガス系から微量洩れる水素を換気するための孔で、空気より軽い水素を換気するためにケース５０の天井壁に設けられることが望ましい。ただし、ケース５０の天井壁以外に設けられてもよい。孔５５には、樹脂（たとえば、ポリエチレン）コーテイングが施されており、孔５５のエッジ （直角のエッジ）が露出していない。
孔５５は、図８の例では、ケース剛性の低下を少なくするために、互いに平行なスリット状の孔であり、孔と孔との間のケース壁は導電材５１を含む。孔５５を通して電磁波が洩れないようにするために、孔５５の面積は直径４０ｍｍの孔の面積以下であることが望ましい。
本発明の実施例６の作用、効果については、燃料電池スタックケース５０の壁に、通気用の複数の孔５５が互いに間隔をおいて形成されているので、燃料電池の燃料ガスが微量洩れてもケース５０内を換気することができる。また、複数の孔５５が互いに間隔をおいて形成されているので、大きな孔を１つ設けた場合のように電磁波が孔を通して洩れることはなく、電磁シールド性を維持できる。
〔実施例７〕−−−図９、図１０
本発明の実施例７では、図９、図１０に示すように、燃料電池スタックケース５０の壁に、通気用、換気用の複数の孔５５が互いに間隔をおいて形成されている。これは、燃料ガス系から微量洩れる水素を換気するための孔で、空気より軽い水素を換気するためにケース５０の天井壁に設けられることが望ましい。ただし、ケース５０の天井壁以外に設けられてもよい。さらに、複数の孔はエアを透過させるが水を透過させない材料（たとえば、商品名：ゴアテックス）で作製された蓋５８で覆われている。ケース５０の各孔５５が電磁波が孔を通して洩れることはないほど小さい孔である場合は、蓋５８は導電材を含まず電磁シールド性が付与されていなくてもよいが、ケース５０の各孔５５が電磁波が孔を通して洩れるほど大きい孔である場合は、蓋５８は導電材を含み、電磁シールド性が付与されている。電磁シールドする場合は蓋５８とケース５０を導電させる。
本発明の実施例７の作用、効果については、燃料電池スタックケース５０の壁に、通気用の複数の孔５５が互いに間隔をおいて形成されているので、燃料電池の燃料ガスが微量洩れてもケース５０内を換気することができる。また、複数の孔５５が互いに間隔をおいて形成されているので、大きな孔を１つ設けた場合のように電磁波が孔を通して洩れることはなく、電磁シールド性を維持できる。さらに、全孔５５がエアを透過させるが水を透過させない材料からなる蓋５８で覆われているので、ケース外からケース内への水の侵入が防止される。また、蓋５８が導電材を含み、電磁シールド性が付与されている場合は、孔５５の大きさは電磁波を通すほど大きな孔でもよく、そのような場合でも蓋５８によって電磁シールド性が確保される。
〔実施例８〕−−−図１１
本発明の実施例８では、図１１に示すように、燃料電池スタックケース５０の壁に、通気用、換気用の複数の孔５５が互いに間隔をおいて形成されている。これは、燃料ガス系から微量洩れる水素を換気するための孔で、空気より軽い水素を換気するためにケース５０の天井壁に設けられることが望ましい。孔５５は、スリット状以外の形状の孔で、たとえば、小丸形状の孔である。孔５５は、規則ただしく、たとえば格子状に配列されていてもよいし、あるいは不規則に配列されていてもよい。
本発明の実施例８の作用、効果については、燃料電池スタックケース５０の壁に、通気用の複数の孔５５が互いに間隔をおいて形成されているので、燃料電池の燃料ガスが微量洩れてもケース５０内を換気することができる。また、複数の孔５５がスリット状以外の形状であるので、スリット状孔の場合のスリットの長手方向の電磁シールドの確保に比べて、あらゆる方向の電磁シールドの確保が容易である。
〔実施例９〕−−−図１２
本発明の実施例９では、図１２に示すように、燃料電池スタックケース５０の壁に、通気用、換気用の複数の孔５５が互いに間隔をおいて形成されている。これは、燃料ガス系から微量洩れる水素を換気するための孔で、空気より軽い水素を換気するためにケース５０の天井壁に設けられることが望ましい。孔５５は、スリット状以外の形状の孔で、たとえば、四角形（正方形、矩形、菱形など）の孔である。孔５５は、規則ただしく、たとえば格子状に配列されていてもよいし、あるいは不規則に配列されていてもよい。
本発明の実施例９の作用、効果については、燃料電池スタックケース５０の壁に、通気用の複数の孔５５が互いに間隔をおいて形成されているので、燃料電池の燃料ガスが微量洩れてもケース５０内を換気することができる。また、複数の孔５５がスリット状以外の形状であるので、スリット状孔の場合のスリットの長手方向の電磁シールドの確保に比べて、あらゆる方向の電磁シールドの確保が容易である。
〔実施例１０〕−−−図１３
本発明の実施例１０では、図１３に示すように、燃料電池スタックケース５０の壁に、通気用、換気用の複数の孔５５が互いに間隔をおいて形成されている。これは、燃料ガス系から微量洩れる水素を換気するための孔で、空気より軽い水素を換気するためにケース５０の天井壁に設けられることが望ましい。孔５５は、スリット状以外の形状の孔で、たとえば、三角形の孔である。孔５５は、規則ただしく、たとえば格子状に配列されていてもよいし、あるいは不規則に配列されていてもよい。
本発明の実施例１０の作用、効果については、燃料電池スタックケース５０の壁に、通気用の複数の孔５５が互いに間隔をおいて形成されているので、燃料電池の燃料ガスが微量洩れてもケース５０内を換気することができる。また、複数の孔５５がスリット状以外の形状であるので、スリット状孔の場合のスリットの長手方向の電磁シールドの確保に比べて、あらゆる方向の電磁シールドの確保が容易である。
〔実施例１１〕−−−図１４
本発明の実施例１１では、図１４に示すように、燃料電池スタックケース５０の壁に、通気用、換気用の複数の孔５５が互いに間隔をおいて形成されている。これは、燃料ガス系から微量洩れる水素を換気するための孔で、空気より軽い水素を換気するためにケース５０の天井壁に設けられることが望ましい。孔５５は、スリット状以外の形状の孔で、たとえば、任意形の孔である。孔５５は、規則ただしく、たとえば格子状に配列されていてもよいし、あるいは不規則に配列されていてもよい。
本発明の実施例１１の作用、効果については、燃料電池スタックケース５０の壁に、通気用の複数の孔５５が互いに間隔をおいて形成されているので、燃料電池の燃料ガスが微量洩れてもケース５０内を換気することができる。また、複数の孔５５がスリット状以外の形状であるので、スリット状孔の場合のスリットの長手方向の電磁シールドの確保に比べて、あらゆる方向の電磁シールドの確保が容易である。
〔実施例１２〕−−−図１５
本発明の実施例１２では、図１５に示すように、燃料電池スタックケース５０の壁に、通気用、換気用の複数の孔５５が互いに間隔をおいて形成されている。これは、燃料ガス系から微量洩れる水素を換気するための孔で、空気より軽い水素を換気するためにケース５０の天井壁に設けられることが望ましい。孔５５には、被覆層（たとえば、樹脂コーティング、樹脂はたとえばポリエチレン）５９が施されていて、孔５５の角のエッジは露出していない。
本発明の実施例１２の作用、効果については、孔５５には、被覆層（たとえば、樹脂コーティング）５９が施されていて、孔５５の角のエッジが露出していないので、ワイヤハーネス６０が当たっても（車両の振動により何度も当たる）ワイヤハーネスを傷つけにくく、被覆層５９が無い場合にワイヤハーネスが孔の角部にあたってワイヤハーネスの被覆が損傷し芯線が剥き出しになってケースに導通する不具合の発生を抑制することができる。
〔実施例１３〕−−−図１６
本発明の実施例１３では、図１６に示すように、燃料電池スタックケース５０の壁に、通気用、換気用の複数の孔５５が互いに間隔をおいて形成されている。これは、燃料ガス系から微量洩れる水素を換気するための孔で、空気より軽い水素を換気するためにケース５０の天井壁に設けられることが望ましい。孔５５には、被覆層（たとえば、テープ）５９が施されていて、孔５５の角のエッジは露出していない。
本発明の実施例１３の作用、効果については、孔５５には、被覆層（たとえば、テープ）５９が施されていて、孔５５の角のエッジが露出していないので、ワイヤハーネス６０が当たっても（車両の振動により何度も当たる）ワイヤハーネスを傷つけにくく、被覆層５９が無い場合にワイヤハーネスが孔の角部にあたってワイヤハーネスの被覆が損傷し芯線が剥き出しになってケースに導通する不具合の発生を抑制することができる。
〔変形例〕
上述した各実施例では、燃料電池スタックケース５０の面に沿って面状に存在する導電面で電磁シールドする構成を例示したがこれに限らない。
例えば、フェライトなどの磁性電波吸収材料を用いてもよい。この構成においては、磁性材料の複素比透磁率の虚数部を利用した透磁損失により電磁波が減衰する。この種の磁性電波吸収材料は、粉末状の磁性材を樹脂に混合して一体成形して用いることができる。磁性体は、電磁波の磁界成分に作用して、エネルギーを熱に変換する。
また、上述した実施例では、導通した部材が面状に設けられる場合を示したが、導電体は必ずしも面状に設けられる必要はない。すなわち、導電性物質の誘電損失を利用して、電磁波の電界成分に作用してそのエネルギーを熱に変換するならば、カーボン粒子などの導電性粒子は樹脂層内で互いに離間するように配置されていてもよい。その他、電磁波を反射させる部材も電磁波低減材として利用できる。
要は、樹脂に比べて、電磁波を減衰させる性能を有する電磁波減衰材料であれば、如何なる材料をも採用できる。
なお、電磁波減衰材料が電磁波を電気エネルギーに変換して減衰する場合（例えば、燃料電池を導通体の面で覆うように構成する場合）には、燃料電池スタックケース５０から速やかに電荷を除去するために、導通面をアースすることが好ましい。ここで、燃料電池１０およびその燃料電池スタックケース５０が車両に搭載され、車両の走行用モータに電極を供給する電源として機能する場合には、燃料電池スタックケース５０の導電面を車両のボディにアースすることが望ましい。なお、燃料電池スタックケース５０の導電面とは、上述した実施例２で説明したシート状の導電面（導電材５１）の他、実施例１で説明した複数の導電性要素が互いに接触するように樹脂５２に混在された導電面も含む。

Claims (7)

  1. 内部に燃料電池スタックおよび電磁波によって作動をコントロールされる機器が収容される燃料電池スタックケースであって、
    前記燃料電池スタックケースは、樹脂と、電磁波を減衰する電磁波減衰材とを含む壁を有し、
    前記燃料電池スタックケースの壁は、互いに間隔をおいて形成された通気用の複数の孔を有し、
    前記複数の孔の各孔は電磁波の洩れを防止できる大きさ以下とされている、
    燃料電池スタックケース。
  2. 前記電磁波減衰材は導電材であり、前記燃料電池スタックケースは複数の部材を有し、各部材は前記導電材を有し、前記複数の部材は、各部材に含まれる前記導電材が互いに導通するように組み合わされ、かつ、前記複数の部材の継ぎ目で電磁波の洩れが防止されるように、連結構造により連結されている請求項１記載の燃料電池スタックケース。
  3. 前記燃料電池スタックケースの内面は電気絶縁面とされている請求項１または請求項２記載の燃料電池スタックケース。
  4. 前記燃料電池スタックケースの壁の、前記孔の周縁部には、樹脂、ゴムの何れかからなる電気絶縁材の被覆層が形成されている請求項１記載の燃料電池スタックケース。
  5. 前記複数の孔はエアを透過させるが水を透過させない材料の蓋で覆われている請求項１記載の燃料電池スタックケース。
  6. 前記連結構造が、複数の導電材ボルトを含み、該複数の導電材ボルトの間隔が前記複数の部材の継ぎ目で電磁波の洩れが防止される間隔かそれ以下に設定されている請求項２記載の燃料電池スタックケース。
  7. 前記複数の部材は互いに対向する対向フランジ部を有し、
    前記連結構造が、前記複数の部材の対向フランジ部に設けられたフランジ部全周にわたって延び対向面が露出された第２の導電材を含み、前記複数の部材の前記第２の導電材は前記複数の部材間で互いに接触している請求項２記載の燃料電池スタックケース。
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