JP2010267465A

JP2010267465A - Fuel cells and vehicles equipped with them

Info

Publication number: JP2010267465A
Application number: JP2009117258A
Authority: JP
Inventors: Goji Katano; 剛司片野
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-05-14
Filing date: 2009-05-14
Publication date: 2010-11-25
Anticipated expiration: 2029-05-14
Also published as: JP5278156B2

Abstract

【課題】燃料電池の重量増加を抑制した上で耐衝撃性の向上を図る。
【解決手段】燃料電池１０は、電池セルスタック４０Ｓを挟持したエンドプレート１０ａの間に、矩形形状の上端締結シャフト５０と下端締結シャフト６０とを掛け渡し、電池セルスタック４０Ｓをこれら締結シャフトで締結する。上端締結シャフト５０と下端締結シャフト６０は、エンドプレート１０ａおよび電池セル４０の周縁から図における左右方向、即ち電池セル４０の積層方向と交差する方向に迫り出しており、エンドプレートの周縁より外側を迫り出し部５０Ｓ、６０Ｓとする。この迫り出し部５０Ｓは、上端締結シャフト５０の周辺における燃料電池１０の周囲構造物Ｋ１と当接し、迫り出し部６０Ｓにあっては、下端締結シャフト６０の周辺における燃料電池１０の周囲構造物Ｋ２と当接する。
【選択図】図２An object of the present invention is to improve impact resistance while suppressing an increase in weight of a fuel cell.
A fuel cell 10 spans a rectangular upper end fastening shaft 50 and a lower end fastening shaft 60 between end plates 10a sandwiching a battery cell stack 40S, and fastens the battery cell stack 40S with these fastening shafts. To do. The upper end fastening shaft 50 and the lower end fastening shaft 60 protrude from the periphery of the end plate 10a and the battery cell 40 in the left-right direction in the drawing, that is, in the direction intersecting with the stacking direction of the battery cells 40, and outside the periphery of the end plate. Assume that the protruding portions 50S and 60S. The protruding portion 50S abuts on the surrounding structure K1 of the fuel cell 10 around the upper end fastening shaft 50. In the protruding portion 60S, the surrounding structure K2 around the fuel cell 10 around the lower end fastening shaft 60 is provided. Abut.
[Selection] Figure 2

Description

本発明は、発電単位となる電池セルを複数積層した電池セルスタックを対向するエンドプレートで挟持して締結シャフトで締結した燃料電池と、この燃料電池を搭載した車両に関する。 The present invention relates to a fuel cell in which a battery cell stack in which a plurality of battery cells serving as power generation units are stacked is sandwiched between opposing end plates and fastened by a fastening shaft, and a vehicle equipped with the fuel cell.

燃料電池では、締結シャフトを用いた締結により、電池セルスタックにおける各電池セル間の気密性や液密性が確保されている。その上で、周囲環境からの保護、例えば防塵や防水の観点から、燃料電池をケースに収容することも行われている（例えば、特許文献１）。 In the fuel cell, airtightness and liquid-tightness between the battery cells in the battery cell stack are secured by fastening using the fastening shaft. In addition, a fuel cell is also housed in a case from the viewpoint of protection from the surrounding environment, for example, dust prevention and waterproofing (for example, Patent Document 1).

特開２００６−１９６３８６号公報JP 2006-196386 A

上記特許文献によれば、燃料電池をケースに収容することで防塵や防水を達成できるものの、燃料電池の使用状況によっては、外部からの衝撃に対しての耐性が求められる場合がある。例えば、燃料電池を搭載した車両では、外部から衝撃が加わることが起き得るので、耐衝撃性が求められる。一般に、構成部材の体格を大きくすれば、燃料電池で言えば締結シャフトを太くすれば耐衝撃性は高まるものの、重量増加抑制の観点から、締結シャフトをただ単に太くするだけでは現実的な解決とはならないのが現状である。特に、締結シャフトをその端面でエンドプレートに当接させた形態で単にシャフトの大径化を図ると、シャフト大径化の分だけ電池セル形状、延いては電極面積の狭小化を招くことが危惧される。なお、こうした問題は、燃料電池をケースに収容した場合に特有ではなく、締結シャフトで電池セルスタックを締結する場合に共通して起き得る。 According to the above-mentioned patent document, dustproof and waterproofing can be achieved by housing the fuel cell in the case, but depending on the usage state of the fuel cell, resistance to external impacts may be required. For example, in a vehicle equipped with a fuel cell, an impact can be applied from the outside, and thus impact resistance is required. In general, if the size of the component is increased, the impact resistance increases if the fastening shaft is made thicker in the case of a fuel cell, but from the viewpoint of suppressing the increase in weight, simply increasing the fastening shaft is a realistic solution. The current situation is not to be. In particular, if the diameter of the shaft is simply increased with the end surface of the fastening shaft being in contact with the end plate, the shape of the battery cell and the electrode area may be reduced by the increased diameter of the shaft. I'm worried. Such a problem is not peculiar when the fuel cell is housed in the case, and may occur in common when the battery cell stack is fastened by the fastening shaft.

本発明は、上記した課題を踏まえ、締結シャフトで電池セルスタックを締結した燃料電池において、重量増加を抑制した上で耐衝撃性の向上を図ることをその目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to improve impact resistance while suppressing an increase in weight in a fuel cell in which a battery cell stack is fastened by a fastening shaft.

上記した目的の少なくとも一部を達成するために、本発明では、以下の構成を採用した。 In order to achieve at least a part of the above object, the present invention adopts the following configuration.

[適用１：燃料電池]
発電単位となる電池セルを複数積層した電池セルスタックを対向するエンドプレートで挟持し、該エンドプレートの間に掛け渡した締結シャフトを前記エンドプレートに固定して前記電池セルを締結する燃料電池であって、
前記締結シャフトは、
前記エンドプレートおよび前記電池セルの周縁から一方向に迫り出した迫り出し部を有する
ことを要旨とする。 [Application 1: Fuel cell]
A fuel cell in which a battery cell stack in which a plurality of battery cells as power generation units are stacked is sandwiched between opposing end plates, and a fastening shaft spanned between the end plates is fixed to the end plate to fasten the battery cells. There,
The fastening shaft is
The gist of the invention is to have a protruding portion protruding in one direction from the peripheral edge of the end plate and the battery cell.

上記構成の燃料電池では、対向するエンドプレートで挟持した電池セルスタックを締結シャフトで締結する一方、この締結シャフトを、前記エンドプレートおよび前記電池セルの周縁から迫り出した迫り出し部を備えるものとした。よって、締結シャフトを、迫り出し部における迫り出しの方向から加わる力に対して高い曲げ強度を有するものとできる。そして、締結シャフトの迫り出し部を燃料電池周囲の他の部材に近接して対向させることが可能であるので、燃料電池に外部から衝撃が加わって締結シャフトの迫り出し部が燃料電池周囲の他の部材に当接すると、燃料電池には、衝撃に抗する反力が迫り出し部の当接した他の部材の側から作用する。この結果、締結シャフトの曲げ強度を迫り出し部により高めて耐衝撃性を確保するにしても、他の部材の側から衝撃に抗する反力を得られる分だけは、少なくとも締結シャフトの体格増大を抑制できるので、締結シャフトの重量増加を抑制できる。以上より、上記構成の燃料電池によれば、締結シャフトの重量増加を抑制した上での曲げ強度向上により、重量増加抑制と耐衝撃性の向上とを図ることができる。 In the fuel cell having the above configuration, the battery cell stack sandwiched between the opposed end plates is fastened by a fastening shaft, and the fastening shaft is provided with a protruding portion protruding from the peripheral edge of the end plate and the battery cell. did. Therefore, the fastening shaft can have a high bending strength with respect to the force applied from the protruding direction in the protruding portion. Further, since the protruding portion of the fastening shaft can be made to face and oppose other members around the fuel cell, an impact is applied to the fuel cell from the outside, so that the protruding portion of the fastening shaft becomes the other portion around the fuel cell. When abutting against this member, the reaction force against the impact acts on the fuel cell from the side of the other member with which the protruding portion abuts. As a result, even if the bending strength of the fastening shaft is increased by the protruding portion to ensure impact resistance, at least the size of the fastening shaft is increased as long as the reaction force against the impact can be obtained from the other member side. Therefore, an increase in the weight of the fastening shaft can be suppressed. As described above, according to the fuel cell having the above-described configuration, it is possible to suppress the increase in weight and improve the impact resistance by improving the bending strength while suppressing the increase in the weight of the fastening shaft.

上記した燃料電池は、次のような態様とすることができる。例えば、前記締結シャフトの前記迫り出し部を、前記電池セルの積層方向と交差する方向から加わることが想定される外力の作用する方向に沿って迫り出すようにできる。こうすれば、外力に対する耐性を確実に高めることができる。 The fuel cell described above can be configured as follows. For example, the protruding portion of the fastening shaft can be protruded along a direction in which an external force that is assumed to be applied from a direction intersecting the stacking direction of the battery cells is applied. In this way, resistance to external force can be reliably increased.

また、前記締結シャフトを、前記対向するエンドプレートに端面で当接して掛け渡されて前記エンドプレートの側からボルトにて固定されるものとした上で、前記迫り出し部をシャフト長に亘って有するようにできる。こうすれば、一方のエンドプレートに当接する一端側から他方のエンドプレートに当接する他端側に亘るまで、締結シャフトを同じ外形形状とできるので、シャフト製造が簡便となる。 Further, the fastening shaft is stretched in contact with the opposing end plate at the end face and is fixed with a bolt from the end plate side, and the protruding portion extends over the shaft length. You can have it. If it carries out like this, since a fastening shaft can be made into the same external shape from the one end side contact | abutted to one end plate to the other end side contact | abutted to the other end plate, shaft manufacture becomes easy.

この場合、前記電池セルの積層方向から見て前記迫り出し部が占める面積を、前記積層方向から見て前記締結シャフトが前記エンドプレートと重なる範囲が占める面積より広くすることができる。こうすれば、耐衝撃性の確保に際しては、エンドプレートと重なる範囲を広くする必要はない。よって、エンドプレートと重なる電池セルスタックにおける個々の電池セルの電極面積の狭小化を行う必要はないので、電池性能を確保しつつ耐衝撃性の向上を図ることができる。 In this case, the area occupied by the protruding portion when viewed from the stacking direction of the battery cells can be made larger than the area occupied by the range where the fastening shaft overlaps the end plate when viewed from the stacking direction. In this way, it is not necessary to widen the overlapping range with the end plate when securing impact resistance. Therefore, it is not necessary to reduce the electrode area of each battery cell in the battery cell stack that overlaps the end plate, so that the impact resistance can be improved while ensuring the battery performance.

また、燃料電池の収容ケースを備えるものとした上で、前記締結シャフトの前記迫り出し部を前記収容ケースのケース周壁に近接して対向もしくは当接させるようにできる。こうすれば、防塵・防水機能を収容ケースで図った上で、収容ケース周壁からの外力作用により、耐衝撃性をも確保できる。 In addition, the fuel cell housing case may be provided, and the protruding portion of the fastening shaft may be opposed or abutted close to the case peripheral wall of the housing case. If it carries out like this, after aiming at a dustproof and waterproof function with a storage case, shock resistance can also be secured by the external force action from a storage case peripheral wall.

この場合、前記収容ケースを、プレス成型された上側ケースと下側ケースの両ケースを接合して燃料電池の収容領域を形成するものとし、前記締結シャフトの前記迫り出し部を、前記両ケースの接合箇所付近の前記周壁に近接して対向もしくは当接させるようにできる。こうすれば、次の利点がある。 In this case, the housing case is formed by joining both the press-molded upper case and the lower case to form a fuel cell housing region, and the projecting portion of the fastening shaft is formed between the two cases. It can be made to face or abut against the peripheral wall in the vicinity of the joint. This has the following advantages.

プレス成型では、成形性や型設計の都合上、プレス成型品、即ち上記の上下のケースの周壁は、型の抜け勾配を有する周壁となる。よって、上側ケースと下側ケースの両ケースの接合箇所付近の周壁では、両ケースの底周囲周壁より抜け勾配の分だけ周壁周りが拡張される。このため、両ケースの接合箇所付近の周壁では、周壁周りが拡張した分だけ余剰の領域が形成されるので、収容ケースに収容した燃料電池において、締結シャフトを上記の余剰の領域で迫り出すことができる。この結果、迫り出し部を有する締結シャフトにて電池セルスタックを締結した燃料電池を、上記したように重量増加の抑制と耐衝撃性の向上とを図りつつ、収容ケースに支障なく収容できる。 In press molding, for convenience of moldability and mold design, the press-molded product, that is, the peripheral walls of the upper and lower cases, becomes a peripheral wall having a mold release gradient. Therefore, in the peripheral wall in the vicinity of the joint portion between both cases of the upper case and the lower case, the periphery of the peripheral wall is expanded by an amount corresponding to the slipping gradient from the peripheral peripheral walls of the bottom of both cases. For this reason, an excess region is formed on the peripheral wall in the vicinity of the joint between the two cases, so that the periphery of the peripheral wall is expanded. Therefore, in the fuel cell housed in the housing case, the fastening shaft is pushed out in the surplus region. Can do. As a result, the fuel cell in which the battery cell stack is fastened by the fastening shaft having the protruding portion can be housed in the housing case without any trouble while suppressing the increase in weight and improving the impact resistance as described above.

燃料電池を収容する収容ケースを、前記締結シャフトの長手方向の中央箇所において、前記迫り出し部に近接して対向もしくは当接する近接部位を前記周壁に備えるものとできる。外力が作用した場合、締結シャフトの長手方向の中央箇所は、外力の作用による曲げ変位量が最も大きくなる。よって、曲げ変位量が大きいシャフト中央箇所にて、収容ケースはその近接部位から外力に抗する力を及ぼすので、耐衝撃性の確保の上から好ましい。 A housing case for housing the fuel cell may be provided on the peripheral wall with a proximity portion that faces or abuts in close proximity to the protruding portion at a central location in the longitudinal direction of the fastening shaft. When an external force is applied, the bending displacement amount due to the action of the external force becomes the largest at the central portion in the longitudinal direction of the fastening shaft. Therefore, since the housing case exerts a force against the external force from the adjacent portion at the central portion of the shaft where the bending displacement amount is large, it is preferable from the viewpoint of securing the impact resistance.

この場合、収容ケースの近接部位の表面を絶縁性としておけば、不用意な漏電を抑制できる。 In this case, if the surface of the proximity part of the storage case is made insulative, inadvertent leakage can be suppressed.

また、上記した前記締結シャフトにおいて、前記エンドプレートと固定されるシャフト両端の固定箇所を除いて中空とすることができる。こうすれば、重量増加をより一層抑制できる。なお、迫り出し部においても締結シャフトは中空となるが、中空の迫り出し部を有する締結シャフトであっても、迫り出し方向から加わる力に対する曲げ強度を高めることと、外力作用時における迫り出し部への電池周囲の他の部材の当接による反力付与とにより、耐衝撃性を確保できる。 Moreover, in the above-described fastening shaft, the fastening shaft can be made hollow except for fixing portions at both ends of the shaft fixed to the end plate. In this way, an increase in weight can be further suppressed. The fastening shaft is also hollow in the protruding portion, but even with a fastening shaft having a hollow protruding portion, the bending strength with respect to the force applied from the protruding direction is increased, and the protruding portion during external force action Impact resistance can be ensured by applying a reaction force due to contact of other members around the battery with the battery.

本発明では、車両として、以下の構成を採用した。 In the present invention, the following configuration is adopted as the vehicle.

[適用２：車両]
車両であって、
上記いずれかの燃料電池を、前記締結シャフトが車両幅方向に延びて、前記迫り出し部が車両前後方向となるように搭載する
ことを要旨とする。 [Application 2: Vehicle]
A vehicle,
The gist of the invention is that any one of the above fuel cells is mounted such that the fastening shaft extends in the vehicle width direction and the protruding portion is in the vehicle front-rear direction.

この車両では、車両前後方向に加わる外力に対する耐衝撃性を重量増加を抑制しつつ高めた燃料電池を搭載できる。 In this vehicle, it is possible to mount a fuel cell in which the impact resistance against an external force applied in the longitudinal direction of the vehicle is increased while suppressing an increase in weight.

本発明の実施例としての燃料電池１０の概略構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows schematic structure of the fuel cell 10 as an Example of this invention. 燃料電池１０を一方のエンドプレートの側から見た正面図である。It is the front view which looked at the fuel cell 10 from the side of one end plate. 図１における３−３線に沿った下端締結シャフト６０の横断面図である。It is a cross-sectional view of the lower end fastening shaft 60 along line 3-3 in FIG. 図１における４−４線に沿った下端締結シャフト６０の横断面図である。It is a cross-sectional view of the lower end fastening shaft 60 along line 4-4 in FIG. 図１における５−５線に沿った下端締結シャフト６０の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the lower end fastening shaft 60 along line 5-5 in FIG. 車両における燃料電池搭載箇所を概略的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the fuel cell mounting location in a vehicle roughly. 第２実施例の燃料電池１０Ａをその収容ケース２２０で収容した様子を概略的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a mode that the fuel cell 10A of 2nd Example was accommodated in the storage case 220. FIG. 燃料電池１０Ａの要部を収容ケースと共に拡大して示す説明図である。It is explanatory drawing which expands and shows the principal part of 10 A of fuel cells with a storage case. 斜め割りの収容ケース２２０に燃料電池１０Ａを収容する様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a mode that 10A of fuel cells are accommodated in the diagonally divided accommodation case 220. FIG. 他の実施例の収容ケース２２０の下側ケース２２２Ｂと収容される燃料電池１０との関係をケース開口側から示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the lower case 222B of the storage case 220 of other Examples, and the fuel cell 10 accommodated from a case opening side.

以下、本発明の実施の形態について、その実施例を図面に基づき説明する。図１は本発明の実施例としての燃料電池１０の概略構成を示す説明図、図２は燃料電池１０を一方のエンドプレートの側から見た正面図、図３は図１における３−３線に沿った下端締結シャフト６０の横断面図、図４は図１における４−４線に沿った下端締結シャフト６０の横断面図、図５は図１における５−５線に沿った下端締結シャフト６０の縦断面図である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory view showing a schematic configuration of a fuel cell 10 as an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a front view of the fuel cell 10 viewed from one end plate, and FIG. 3 is a line 3-3 in FIG. 4 is a cross-sectional view of the lower end fastening shaft 60 taken along line 4, FIG. 4 is a cross-sectional view of the lower end fastening shaft 60 taken along line 4-4 in FIG. 1, and FIG. 5 is a lower end fastening shaft taken along line 5-5 in FIG. FIG.

図示するように、燃料電池１０は、水素と酸素との電気化学反応によって発電する発電単位の電池セル４０を複数積層して電池セルスタック４０Ｓを構成し、当該スタックを、一対のエンドプレート１０ａの間に挟持する。各電池セル４０は、プロトン伝導性を有する電解質膜の両面に、それぞれ、アノード、および、カソードを接合してなる膜電極接合体を、セパレータによって挟持することによって構成されている。膜電極接合体において、アノード、および、カソードは、それぞれ、電解質膜の各表面に接合された触媒層と、この触媒層の表面に接合されたガス拡散層とを備えている。本実施例では、電解質膜として、ナフィオン（登録商標）等の固体高分子膜を用いるものとした。電解質膜として、固体酸化物等、他の電解質膜を用いるものとしてもよい。各セパレータには、アノードに供給すべき燃料ガスとしての水素の流路や、カソードに供給すべき酸化剤ガスとしての空気の流路や、冷却用の冷媒の流路が形成されている。なお、電池セル４０の積層数は、燃料電池１０に要求される出力に応じて任意に設定可能である。 As illustrated, the fuel cell 10 includes a battery cell stack 40S formed by stacking a plurality of power generation unit battery cells 40 that generate electricity by an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen, and the stack is composed of a pair of end plates 10a. Hold between. Each battery cell 40 is configured by sandwiching a membrane electrode assembly formed by joining an anode and a cathode on both surfaces of an electrolyte membrane having proton conductivity, with a separator. In the membrane / electrode assembly, each of the anode and the cathode includes a catalyst layer bonded to each surface of the electrolyte membrane and a gas diffusion layer bonded to the surface of the catalyst layer. In this example, a solid polymer membrane such as Nafion (registered trademark) is used as the electrolyte membrane. Other electrolyte membranes such as solid oxides may be used as the electrolyte membrane. Each separator is provided with a hydrogen flow path as a fuel gas to be supplied to the anode, an air flow path as an oxidant gas to be supplied to the cathode, and a cooling refrigerant flow path. Note that the number of stacked battery cells 40 can be arbitrarily set according to the output required for the fuel cell 10.

燃料電池１０は、上記した電池セルスタック４０Ｓを対向する一対のエンドプレート１０ａで挟持するに当たり、エンドプレート１０ａの側にそれぞれ絶縁板２０ａと集電板３０ａとを介在させる。そして、エンドプレート１０ａと絶縁板２０ａおよび集電板３０ａには、それぞれの電池セル４０に水素給排、空気給排、および冷媒給排のための供給口・排出口が設けられている。また、それぞれの電池セル４０は、水素や、空気や、冷媒の分配供給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、冷媒供給マニホールド）や、各電池セル４０のカソード・アノードから排出されるオフガスや、冷媒を集合させて燃料電池１０の外部に排出するための排出マニホールド（カソードオフガス排出マニホールド、アノード排出マニホールド、冷媒排出マニホールド）を備える（図示省略）。 In the fuel cell 10, when the battery cell stack 40 S is sandwiched between a pair of opposed end plates 10 a, an insulating plate 20 a and a current collecting plate 30 a are interposed on the end plate 10 a side. The end plate 10a, the insulating plate 20a, and the current collecting plate 30a are provided with supply ports / discharge ports for supplying / discharging hydrogen, supplying / discharging air, and supplying / discharging refrigerant to each battery cell 40, respectively. In addition, each battery cell 40 is supplied with hydrogen, air, supply manifolds for distributing and supplying refrigerant (hydrogen supply manifold, air supply manifold, refrigerant supply manifold), and off-gas discharged from the cathode and anode of each battery cell 40. And a discharge manifold (cathode off-gas discharge manifold, anode discharge manifold, refrigerant discharge manifold) for collecting and discharging the refrigerant to the outside of the fuel cell 10 (not shown).

エンドプレート１０ａは、剛性を確保するため、鋼等の金属によって形成されている。絶縁板２０ａ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３０ａは、緻密質カーボンや、銅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３０ａ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１０で発電した電力を出力可能となっている。 The end plate 10a is formed of a metal such as steel in order to ensure rigidity. The insulating plate 20a is formed of an insulating member such as rubber or resin. The current collecting plate 30a is formed of dense carbon, a gas-impermeable conductive member such as a copper plate. Each of the current collector plates 30a is provided with an output terminal (not shown) so that the power generated by the fuel cell 10 can be output.

燃料電池１０は、上下の各コーナーにおいて２本の上端締結シャフト５０と２本の下端締結シャフト６０を備える。下端締結シャフト６０は、矩形形状をなすシャフトであり、図３〜図５に示すように、金属製のシャフト端部材６１と中空のシャフト中間部材６２とを備え、シャフト中間部材６２の両端にシャフト端部材６１を溶接して構成される。両端のシャフト端部材６１には、固定用の雌ネジ６３が形成されている。上端締結シャフト５０にあっても、同様であり、下端締結シャフト６０に比して矩形の長辺が短くされている。なお、上端締結シャフト５０と下端締結シャフト６０の矩形長辺の長さは、燃料電池１０の周囲に存在する他の機器や部材に応じて後述するように定まり、上端締結シャフト５０を下端締結シャフト６０と同一形状とすることもできる。 The fuel cell 10 includes two upper end fastening shafts 50 and two lower end fastening shafts 60 at upper and lower corners. The lower end fastening shaft 60 is a rectangular shaft. As shown in FIGS. 3 to 5, the lower end fastening shaft 60 includes a metal shaft end member 61 and a hollow shaft intermediate member 62, and shafts at both ends of the shaft intermediate member 62. The end member 61 is welded. Female shafts 63 for fixing are formed on the shaft end members 61 at both ends. The same applies to the upper end fastening shaft 50, and the long side of the rectangle is shorter than that of the lower end fastening shaft 60. The lengths of the rectangular long sides of the upper end fastening shaft 50 and the lower end fastening shaft 60 are determined as described later according to other devices and members existing around the fuel cell 10, and the upper end fastening shaft 50 is fixed to the lower end fastening shaft. The same shape as 60 may be used.

燃料電池１０は、電池セルスタック４０Ｓを挟持したエンドプレート１０ａの間に上端締結シャフト５０と下端締結シャフト６０とを掛け渡し、シャフト端面をエンドプレートに当接させた状態で固定される。つまり、ボルト１０２をエンドプレート１０ａの外側から貫通孔１２に挿入して、このボルト１０２を上下の締結シャフトの雌ネジ６３に螺合して、上下の締結シャフトをエンドプレート１０ａに締め付ける。このボルト締め付けにより、エンドプレート１０ａの間の電池セルスタック４０Ｓのそれぞれの電池セル４０には、積層方向の締結力が及ぶことになる。本実施例では、ボルト１０２を六角ボルトとし、その締め付けに際しては、平座金或いはバネ座金等の座金１０３を併用した。 The fuel cell 10 is fixed in a state where the upper end fastening shaft 50 and the lower end fastening shaft 60 are spanned between the end plates 10a sandwiching the battery cell stack 40S, and the shaft end surfaces are in contact with the end plates. That is, the bolt 102 is inserted into the through-hole 12 from the outside of the end plate 10a, the bolt 102 is screwed into the female screw 63 of the upper and lower fastening shafts, and the upper and lower fastening shafts are fastened to the end plate 10a. By this bolt tightening, the fastening force in the stacking direction reaches each battery cell 40 of the battery cell stack 40S between the end plates 10a. In this embodiment, the bolt 102 is a hexagonal bolt, and a washer 103 such as a flat washer or a spring washer is used in combination.

このようにして上端締結シャフト５０と下端締結シャフト６０により電池セルスタック４０Ｓを締結した燃料電池１０では、図１および図２に示すように、電池セルスタック４０Ｓにおけるそれぞれの電池セル４０は、各コーナーにおいて、エンドプレート１０ａと上下の締結シャフトの当接範囲を避けた切欠４１を有する形状とされている。そして、上端締結シャフト５０と下端締結シャフト６０は、エンドプレート１０ａおよび電池セル４０の周縁から図２における左右方向、即ち電池セル４０の積層方向と交差する方向に迫り出しており、エンドプレートの周縁より外側を迫り出し部５０Ｓ、６０Ｓとする。この迫り出し部５０Ｓは、上端締結シャフト５０の周辺における燃料電池１０の周囲構造物Ｋ１と当接し、迫り出し部６０Ｓにあっては、下端締結シャフト６０の周辺における燃料電池１０の周囲構造物Ｋ２と当接する。この場合、両迫り出し部を周囲構造物Ｋ１、Ｋ２に近接して対向するようにすることもできる。この際の近接距離は、燃料電池１０に図２における左右方向から外力が加わった場合に上端締結シャフト５０と下端締結シャフト６０の両締結シャフトが湾曲して周囲構造物Ｋ１、Ｋ２に当接する程度とされる。なお、燃料電池１０の集権の機器構造から、燃料電池１０の下端側の周囲構造物Ｋ１、或いは上端側の周囲構造物Ｋ２のいずれか一方しか存在しない場合には、その存在するいずれか一方の周囲構造物に迫り出し部５０Ｓ或いは迫り出し部６０Ｓを当接もしくは近接して対向させればよい。 In the fuel cell 10 in which the battery cell stack 40S is fastened by the upper end fastening shaft 50 and the lower end fastening shaft 60 in this manner, as shown in FIGS. 1 and 2, each battery cell 40 in the battery cell stack 40S has each corner. In FIG. 2, the end plate 10a and the upper and lower fastening shafts have a cutout 41 that avoids the contact range. The upper end fastening shaft 50 and the lower end fastening shaft 60 protrude from the peripheral edge of the end plate 10a and the battery cell 40 in the left-right direction in FIG. 2, that is, the direction intersecting the stacking direction of the battery cells 40. The outer side is set as the protruding portions 50S and 60S. The protruding portion 50S is in contact with the surrounding structure K1 of the fuel cell 10 around the upper end fastening shaft 50. In the protruding portion 60S, the surrounding structure K2 of the fuel cell 10 around the lower end fastening shaft 60 is provided. Abut. In this case, it is also possible to make the two protruding portions face each other in the vicinity of the surrounding structures K1 and K2. The proximity distance at this time is such that both the fastening shafts of the upper fastening shaft 50 and the lower fastening shaft 60 are curved and come into contact with the surrounding structures K1 and K2 when an external force is applied to the fuel cell 10 from the lateral direction in FIG. It is said. If only one of the peripheral structure K1 on the lower end side of the fuel cell 10 and the peripheral structure K2 on the upper end side exists from the centralized device structure of the fuel cell 10, either one of the existing peripheral structures K1 exists. The protruding portion 50S or the protruding portion 60S may be brought into contact with or in close proximity to the surrounding structure.

本実施例では、上端締結シャフト５０と下端締結シャフト６０とを共に矩形形状のシャフトとしているので、迫り出し部５０Ｓ、６０Ｓは、シャフト長に亘ってエンドプレート周縁から迫り出すことになる。また、電池セル４０の積層方向から見て、即ち図２の正面視において、エンドプレート周縁で迫り出し部５０Ｓ、６０Ｓが占める面積は、図２の正面視において、それぞれの締結シャフトがエンドプレート１０ａと重なる範囲が占める面積より広くなるようにされている。 In this embodiment, since the upper end fastening shaft 50 and the lower end fastening shaft 60 are both rectangular shafts, the projecting portions 50S and 60S project from the periphery of the end plate over the shaft length. Further, when viewed from the stacking direction of the battery cells 40, that is, in the front view of FIG. 2, the area occupied by the protruding portions 50S and 60S at the periphery of the end plate is the same as that of the end plate 10a in the front view of FIG. It is designed to be wider than the area occupied by the overlapping area.

以上説明した本実施例の燃料電池１０では、対向するエンドプレート１０ａで挟持した電池セルスタック４０Ｓをスタック各コーナーにおいて締結する上端締結シャフト５０と下端締結シャフト６０は、エンドプレート１０ａおよび電池セル４０の周縁から迫り出した迫り出し部５０Ｓ、６０Ｓを備える。よって、上端締結シャフト５０と下端締結シャフト６０の両締結シャフトを、迫り出し部５０Ｓ、６０Ｓの迫り出しの方向、図２における左右方向から加わる力に対して高い曲げ強度を有するものとできる。しかも、上端締結シャフト５０と下端締結シャフト６０の両締結シャフトを単に迫り出しただけではなく、その迫り出し部５０Ｓ、６０Ｓを燃料電池周囲の周囲構造物Ｋ１、Ｋ２に当接させている。よって、燃料電池１０に図２における左右方向（即ち、電池セル積層方向と交差する方向）から衝撃が加わると、燃料電池１０には、衝撃に抗する反力が迫り出し部５０Ｓ、６０Ｓの当接した周囲構造物Ｋ１、Ｋ２の側から作用する。このため、上端締結シャフト５０と下端締結シャフト６０だけで、衝撃に抗する必要がなく、その分だけ、シャフト体格増を抑制できる。加えて、本実施例では、上下の両締結シャフトとも、両端を除いて中空とした上で、周囲構造物Ｋ１、Ｋ２に当接する迫り出し部５０Ｓ、６０Ｓを備える。これらの結果、本実施例の燃料電池１０によれば、上端締結シャフト５０と下端締結シャフト６０の両締結シャフトの重量増加を抑制した上での曲げ強度向上により、重量増加抑制と耐衝撃性の向上とを図ることができる。 In the fuel cell 10 of the present embodiment described above, the upper end fastening shaft 50 and the lower end fastening shaft 60 that fasten the battery cell stack 40S sandwiched between the opposing end plates 10a at each corner of the stack are the end plate 10a and the battery cell 40. Provided are the protruding portions 50S and 60S protruding from the periphery. Therefore, both the fastening shafts of the upper end fastening shaft 50 and the lower end fastening shaft 60 can have high bending strength with respect to the force applied from the protruding direction of the protruding portions 50S and 60S, and the left and right directions in FIG. In addition, the fastening shafts of the upper end fastening shaft 50 and the lower end fastening shaft 60 are not simply pushed out, but the protruding portions 50S and 60S are brought into contact with the surrounding structures K1 and K2 around the fuel cell. Therefore, when an impact is applied to the fuel cell 10 from the left-right direction in FIG. 2 (ie, the direction intersecting the battery cell stacking direction), a reaction force against the impact is applied to the fuel cell 10 against the projecting portions 50S and 60S. It acts from the side of the surrounding structures K1, K2 in contact. For this reason, it is not necessary to resist an impact only with the upper end fastening shaft 50 and the lower end fastening shaft 60, and the shaft size increase can be suppressed correspondingly. In addition, in this embodiment, both the upper and lower fastening shafts are made hollow except for both ends, and are provided with protruding portions 50S and 60S that come into contact with the surrounding structures K1 and K2. As a result, according to the fuel cell 10 of the present embodiment, the weight increase is suppressed and the impact resistance is improved by improving the bending strength while suppressing the weight increase of both the upper end fastening shaft 50 and the lower end fastening shaft 60. Improvement.

また、本実施例の燃料電池１０では、上端締結シャフト５０と下端締結シャフト６０の迫り出し部５０Ｓ、６０Ｓを、電池セル４０の積層方向と交差する方向に迫り出して備える。よって、この方向（図２における左右方向）から加わることが想定される外力に対する耐性を確実に高めることができる。 Further, in the fuel cell 10 of the present embodiment, the protruding portions 50S and 60S of the upper end fastening shaft 50 and the lower end fastening shaft 60 are provided so as to protrude in a direction intersecting with the stacking direction of the battery cells 40. Therefore, the tolerance with respect to the external force assumed to be applied from this direction (left-right direction in FIG. 2) can be reliably increased.

また、本実施例の燃料電池１０では、上端締結シャフト５０と下端締結シャフト６０が迫り出し部５０Ｓ、６０Ｓを備えるとはいえ、上下の両締結シャフトをエンドプレート１０ａにシャフト端面で当接させて固定した上で、迫り出し部５０Ｓ、６０Ｓをシャフト長に亘って有するものとした。このため、図５に示すように、中空のシャフト中間部材６２の両端へのシャフト端部材６１の溶接・ねじ切り切削という簡便な工程で、上下の両締結シャフトを容易に製造できる。 Further, in the fuel cell 10 of the present embodiment, the upper and lower fastening shafts 50 and 60 have the protruding portions 50S and 60S, but the upper and lower fastening shafts are brought into contact with the end plate 10a at the shaft end surface. After fixing, the protruding portions 50S and 60S are provided over the shaft length. Therefore, as shown in FIG. 5, the upper and lower fastening shafts can be easily manufactured by a simple process of welding and threading the shaft end member 61 to both ends of the hollow shaft intermediate member 62.

また、本実施例の燃料電池１０では、図２に示すように、電池セル４０の積層方向から見た場合にて迫り出し部５０Ｓ、６０Ｓ（特に、迫り出し部６０Ｓ）が占める面積を、上下の両締結シャフトがエンドプレート１０ａと重なる範囲が占める面積より広くした。よって、図２に示す左右方向の耐衝撃性の確保に際しては、エンドプレート１０ａと重なる範囲を広くする必要はないので、電池セルスタック４０Ｓにおける個々の電池セル４０の各コーナーの切欠４１を小さくできる。この結果、各電池セル４０の電極面積を確保できるので、電池性能を確保しつつ耐衝撃性の向上を図ることができる。 Further, in the fuel cell 10 of the present embodiment, as shown in FIG. 2, the area occupied by the protruding portions 50S and 60S (particularly the protruding portion 60S) when viewed from the stacking direction of the battery cells 40 is These two fastening shafts were made wider than the area occupied by the overlapping range of the end plate 10a. Therefore, when securing the impact resistance in the left-right direction shown in FIG. 2, it is not necessary to widen the range that overlaps the end plate 10 a, so the notches 41 at the corners of the individual battery cells 40 in the battery cell stack 40 S can be reduced. . As a result, since the electrode area of each battery cell 40 can be secured, it is possible to improve the impact resistance while securing the battery performance.

次に、燃料電池搭載車両に適用した実施例について説明する。図６は車両における燃料電池搭載箇所を概略的に示す説明図、図７は第２実施例の燃料電池１０Ａをその収容ケース２２０で収容した様子を概略的に示す説明図、図８は燃料電池１０Ａの要部を収容ケースと共に拡大して示す説明図である。 Next, an embodiment applied to a fuel cell vehicle will be described. FIG. 6 is an explanatory diagram schematically showing the location of the fuel cell in the vehicle, FIG. 7 is an explanatory diagram schematically showing how the fuel cell 10A of the second embodiment is accommodated in its accommodation case 220, and FIG. 8 is a fuel cell. It is explanatory drawing which expands and shows the principal part of 10A with a storage case.

図６に示すように、車両２００は、動力源として燃料電池１０Ａを搭載した電気自動車であり、乗員シート下方において車幅方向に延びる電池搭載箇所２１０に、燃料電池１０Ａを収容ケース２２０にて収容して搭載する。図７に示すように、収容ケース２２０は、上側ケース２２１と下側ケース２２２とを、ケース開口周縁同士で接合して燃料電池１０Ａの収容領域を形成する。上側ケース２２１と下側ケース２２２の上下のケースは、共にプレス成型品であり、上側ケース２２１はケース開口側にケース開口周縁２２１ｋから続く上側傾斜周壁２２１ｓを備え、下側ケース２２２はケース開口周縁２２２ｋから続く下側傾斜周壁２２２ｓを備える。これら傾斜周壁は、その傾斜程度がプレス型の抜け勾配として規定され、燃料電池の収容領域を取り囲む。燃料電池１０Ａは、下側ケース２２２にマウント機構２３０を介して載置され、この状態で下側ケース２２２を上側ケース２２１の側に持ち上げて両ケースをケース開口周縁にてボルト止めすることで、車両２００に搭載される。マウント機構２３０は、図７における上下方向の振動を減衰するバネを内蔵し、上下振動を制振する。 As shown in FIG. 6, the vehicle 200 is an electric vehicle on which a fuel cell 10 A is mounted as a power source, and the fuel cell 10 A is stored in a storage case 220 in a battery mounting portion 210 extending in the vehicle width direction below the passenger seat. And mount. As shown in FIG. 7, the storage case 220 joins the upper case 221 and the lower case 222 at the periphery of the case opening to form a storage region for the fuel cell 10 A. The upper and lower cases of the upper case 221 and the lower case 222 are both press-molded products. The upper case 221 includes an upper inclined peripheral wall 221s that extends from the case opening peripheral edge 221k on the case opening side, and the lower case 222 has a case opening peripheral edge. A lower inclined peripheral wall 222s continuing from 222k is provided. These inclined peripheral walls have a degree of inclination defined as a press-type draft, and surround the accommodation area of the fuel cell. The fuel cell 10A is placed on the lower case 222 via the mount mechanism 230. In this state, the lower case 222 is lifted to the upper case 221 side and both cases are bolted at the periphery of the case opening. It is mounted on the vehicle 200. The mount mechanism 230 incorporates a spring that attenuates the vertical vibration in FIG. 7, and controls the vertical vibration.

第２実施例の燃料電池１０Ａは、収容領域を傾斜周壁で取り囲んだ収容ケース２２０に収容されることから、上側ケース２２１の底側に当たる上端側に上端締結シャフト５０Ａを配設し、下側ケース２２２の底側に当たる下端側に下端締結シャフト１６０を配置する。これらシャフトにあっても、エンドプレート１０ａの間に端面を当接して掛け渡され、シャフト両端において、ネジにてエンドプレート１０ａに固定されることで、電池セルスタック４０Ｓを締結する。 Since the fuel cell 10A of the second embodiment is housed in a housing case 220 that encloses the housing area with an inclined peripheral wall, an upper end fastening shaft 50A is disposed on the upper end side corresponding to the bottom side of the upper case 221, and the lower case A lower end fastening shaft 160 is disposed on the lower end side corresponding to the bottom side of 222. Even in these shafts, the end surfaces are brought into contact with each other between the end plates 10a, and the battery cell stack 40S is fastened by being fixed to the end plates 10a with screws at both ends of the shaft.

この燃料電池１０Ａでは、既述した迫り出し部での耐衝撃性確保を上側ケース２２１と下側ケース２２２の両ケースの接合箇所付近で図ることとし、電池上端側の上端締結シャフト５０Ａを丸棒状シャフトとした。このため、図７に示すように、上端締結シャフト５０Ａはエンドプレート１０ａの周縁より内側に収まっている。電池下端側の下端締結シャフト１６０については、異形形状のシャフトとしエンドプレート１０ａの周縁から迫り出し部１６０Ｓを迫り出している。なお、両締結シャフトとも、ボルト止めされるシャフト両端を除いて、既述した下端締結シャフト６０と同様に中空状とされている。 In this fuel cell 10A, the above-described impact resistance at the protruding portion is ensured in the vicinity of the joint between the upper case 221 and the lower case 222, and the upper end fastening shaft 50A on the upper end side of the battery is shaped like a round bar. A shaft was used. For this reason, as shown in FIG. 7, the upper end fastening shaft 50 A is located inside the peripheral edge of the end plate 10 a. The lower end fastening shaft 160 on the lower end side of the battery is an irregularly shaped shaft that protrudes from the peripheral edge of the end plate 10a. Both the fastening shafts are hollow like the lower end fastening shaft 60 described above except for both ends of the shaft that are bolted.

図８に示すように、下端締結シャフト１６０は、ボルトにより締結のためにエンドプレート１０ａと重なるプレート内部箇所１６０Ｄと当該箇所に連続して図７の左右方向に迫り出した迫り出し部１６０Ｓを備える。この場合、電池搭載箇所２１０（図６参照）は、車幅方向に延びることから、下端締結シャフト１６０の迫り出し部１６０Ｓは、車両前後方向に迫り出すことになる。この迫り出し部１６０Ｓは、既述した下端締結シャフト６０と同様、電池セル４０の積層方向から見てプレート内部箇所１６０Ｄより広くされており、迫り出し端面側に、下端傾斜端面１６４と上端傾斜端面１６５とを備える。 As shown in FIG. 8, the lower end fastening shaft 160 includes a plate internal portion 160D that overlaps the end plate 10a for fastening with a bolt, and a protruding portion 160S that continuously protrudes in the left-right direction in FIG. . In this case, since the battery mounting portion 210 (see FIG. 6) extends in the vehicle width direction, the protruding portion 160S of the lower end fastening shaft 160 protrudes in the vehicle front-rear direction. Similar to the lower end fastening shaft 60 described above, the protruding portion 160S is wider than the plate internal portion 160D when viewed from the stacking direction of the battery cells 40. The protruding end surface side has a lower end inclined end surface 164 and an upper end inclined end surface. 165.

この下端傾斜端面１６４は、下側ケース２２２の下側傾斜周壁２２２ｓとほぼ平行となる傾斜とされ、上端傾斜端面１６５にあっては、上側ケース２２１の上側傾斜周壁２２１ｓとほぼ平行となる傾斜とされている。このため、マウント機構２３０にて載置済みの燃料電池１０Ａを下側ケース２２２ごと上側ケース２２１に組み付けて、燃料電池１０Ａを収容ケース２２０に収容すると、下端締結シャフト１６０における迫り出し部１６０Ｓの下端傾斜端面１６４と上端傾斜端面１６５とは、上下のケースの下側傾斜周壁２２２ｓと上側傾斜周壁２２１ｓとその壁面に平行な僅かな間隙を残して近接・対向する。この間隙は、車両前後方向に衝撃が加わって下端締結シャフト１６０に曲げが起きた場合、その曲がった下端締結シャフト１６０が下端傾斜端面１６４と上端傾斜端面１６５にて下側傾斜周壁２２２ｓと上側傾斜周壁２２１ｓに当接することを想定して定められている。この場合、収容ケース２２０に収容した状態において、下端締結シャフト１６０における迫り出し部１６０Ｓの下端傾斜端面１６４と上端傾斜端面１６５とが上下のケースの下側傾斜周壁２２２ｓと上側傾斜周壁２２１ｓに当接するようにすることもできる。 The lower end inclined end surface 164 is inclined substantially parallel to the lower inclined peripheral wall 222s of the lower case 222, and the upper end inclined end surface 165 is inclined substantially parallel to the upper inclined peripheral wall 221s of the upper case 221. Has been. For this reason, when the fuel cell 10A already mounted by the mount mechanism 230 is assembled to the upper case 221 together with the lower case 222, and the fuel cell 10A is accommodated in the accommodation case 220, the lower end of the protruding portion 160S of the lower end fastening shaft 160 The inclined end surface 164 and the upper end inclined end surface 165 are close to each other with a slight gap parallel to the wall surfaces of the lower inclined peripheral wall 222s and the upper inclined peripheral wall 221s of the upper and lower cases. When the impact is applied in the longitudinal direction of the vehicle and the lower end fastening shaft 160 is bent, the gap is lowered by the lower inclined peripheral wall 222s and the upper inclined side wall s at the lower end inclined end surface 164 and the upper end inclined end surface 165. It is determined on the assumption that it comes into contact with the peripheral wall 221s. In this case, the lower end inclined end surface 164 and the upper end inclined end surface 165 of the protruding portion 160S of the lower end fastening shaft 160 are in contact with the lower inclined peripheral wall 222s and the upper inclined peripheral wall 221s of the upper and lower cases in the state of being accommodated in the accommodating case 220. It can also be done.

上記したように燃料電池１０Ａを搭載した車両２００では、収容ケース２２０に燃料電池１０Ａを収容した上で、下端締結シャフト１６０の迫り出し部１６０Ｓの下端傾斜端面１６４と上端傾斜端面１６５とを、収容ケース２２０の下側傾斜周壁２２２ｓと上側傾斜周壁２２１ｓに近接・対向もしくは当接させるようにした。このため、迫り出し部１６０Ｓをエンドプレート周縁から迫り出したこと、およびこの迫り出し部１６０Ｓがケース周壁に当接した場合の反力発生とにより、既述した効果（重量増加の抑制と耐衝撃性の向上）を奏することができる。 As described above, in the vehicle 200 equipped with the fuel cell 10A, the fuel cell 10A is accommodated in the accommodation case 220, and the lower end inclined end surface 164 and the upper end inclined end surface 165 of the protruding portion 160S of the lower end fastening shaft 160 are accommodated. The lower inclined peripheral wall 222s and the upper inclined peripheral wall 221s of the case 220 are brought close to, opposed to, or in contact with the upper inclined peripheral wall 221s. For this reason, the above-described effects (suppression of weight increase and shock resistance) due to the protrusion of the protrusion 160S from the peripheral edge of the end plate and the generation of reaction force when the protrusion 160S comes into contact with the peripheral wall of the case. Improvement).

また、この実施例では、燃料電池１０Ａを収容する収容ケース２２０を、プレス成型された上側ケース２２１と下側ケース２２２の両ケースをケース開口周縁２２１ｋ、２２２ｋにて接合して燃料電池の収容領域を形成するものとし、下端締結シャフト１６０の迫り出し部１６０Ｓを、両ケースの接合箇所付近の上側傾斜周壁２２１ｓと下側傾斜周壁２２２ｓに近接・対向もしくは当接させた。 Further, in this embodiment, the housing case 220 for housing the fuel cell 10A is joined to both the press-molded upper case 221 and lower case 222 at the case opening peripheral edges 221k and 222k. The protruding portion 160S of the lower end fastening shaft 160 is brought close to, opposed to, or in contact with the upper inclined peripheral wall 221s and the lower inclined peripheral wall 222s in the vicinity of the joint between the two cases.

上側ケース２２１と下側ケース２２２は、共にプレス成型品であることから、上側傾斜周壁２２１ｓと下側傾斜周壁２２２ｓを成形性や型設計の都合から自ずと型の抜け勾配を有する周壁とする。このため、上記の上下の両ケースの接合箇所付近では、図７や図８からも明らかなように、抜け勾配の傾斜の分だけ周壁周りは拡張される。よって、上記の上下の両ケースの上側傾斜周壁２２１ｓと下側傾斜周壁２２２ｓの接合箇所では、周壁周りが拡張した分だけ余剰の領域が形成されるので、収容ケース２２０に収容した燃料電池１０Ａでは、この余剰の領域でエンドプレート周縁から迫り出し部１６０Ｓを迫り出すことができる。この結果、迫り出し部１６０Ｓを有する下端締結シャフト１６０にて電池セルスタック４０Ｓを締結した燃料電池１０Ａを、上記したように重量増加の抑制と耐衝撃性の向上とを図りつつ、収容ケース２２０に支障なく収容できる。 Since the upper case 221 and the lower case 222 are both press-molded products, the upper inclined peripheral wall 221 s and the lower inclined peripheral wall 222 s are naturally peripheral walls having a mold removal gradient due to the convenience of moldability and mold design. Therefore, in the vicinity of the joint between the upper and lower cases described above, as is clear from FIGS. 7 and 8, the circumference of the peripheral wall is expanded by the inclination of the draft angle. Therefore, in the fuel cell 10A housed in the housing case 220, an excess region is formed at the joint portion between the upper and lower inclined circumferential walls 221s and 222s of the upper and lower cases as the circumference of the circumferential wall is expanded. The protruding portion 160S can be pushed out from the periphery of the end plate in the surplus area. As a result, the fuel cell 10A, in which the battery cell stack 40S is fastened by the lower end fastening shaft 160 having the protruding portion 160S, is placed in the housing case 220 while suppressing the increase in weight and improving the impact resistance as described above. Can be accommodated without hindrance.

しかも、本実施例の車両２００では、迫り出し部１６０Ｓを車両前後方向に精出すようにしたので、車両前後方向に加わる外力に対する耐衝撃性を重量増加を抑制しつつ高めた燃料電池１０Ａを搭載できる。つまり、搭載した燃料電池１０Ａを車両前後方向に加わる外力から保護できる。 In addition, in the vehicle 200 of the present embodiment, since the protruding portion 160S is squeezed in the vehicle front-rear direction, the fuel cell 10A is mounted in which the impact resistance against an external force applied in the vehicle front-rear direction is increased while suppressing an increase in weight. it can. That is, the mounted fuel cell 10A can be protected from external force applied in the vehicle front-rear direction.

上記した収容ケース２２０は、上側ケース２２１と下側ケース２２２とを上下方向において同じ高さでそのケース開口周縁２２１ｋ、２２２ｋにて接合するいわゆる水平割りの構成を有する。ところが、上側ケース２２１と下側ケース２２２の接合を傾斜したケース開口周縁で行ういわゆる斜め割りの収容ケース２２０も広く普及している。こうした斜め割りの収容ケース２２０については、次のようにすればよい。図９は斜め割りの収容ケース２２０に燃料電池１０Ａを収容する様子を示す説明図である。 The storage case 220 described above has a so-called horizontal split configuration in which the upper case 221 and the lower case 222 are joined at the same height in the vertical direction at the case opening peripheral edges 221k and 222k. However, a so-called diagonally-divided housing case 220 in which the joining of the upper case 221 and the lower case 222 is performed at a slanted case opening periphery is also widely used. The obliquely divided accommodation case 220 may be configured as follows. FIG. 9 is an explanatory view showing a state in which the fuel cell 10A is accommodated in the obliquely divided accommodation case 220. FIG.

斜め割りの収容ケース２２０に燃料電池１０Ａを収容する場合には、図９に示すように、燃料電池下端側における上側ケース２２１Ａと下側ケース２２２Ａの接合箇所と、燃料電池上端側における上側ケース２２１Ａと下側ケース２２２Ａの接合箇所とに、下端締結シャフト１６０を対角に且つ回転対称に配置する。こうすれば、燃料電池下端側と燃料電池上端側とで、下端締結シャフト１６０は、それぞれ迫り出し部１６０Ｓをケース接合箇所の周壁に向けてエンドプレート周縁から迫り出す。よって、斜め割りの収容ケース２２０に燃料電池１０Ａを収容した場合であっても、上記した効果を奏することができる。 When the fuel cell 10A is accommodated in the obliquely-divided accommodation case 220, as shown in FIG. 9, the joint portion between the upper case 221A and the lower case 222A on the lower end side of the fuel cell, and the upper case 221A on the upper end side of the fuel cell. The lower end fastening shaft 160 is disposed diagonally and rotationally symmetrically at the joint of the lower case 222A. In this way, the lower end fastening shaft 160 protrudes from the peripheral edge of the end plate toward the peripheral wall of the case joint at the lower end side of the fuel cell and the upper end side of the fuel cell. Therefore, even when the fuel cell 10A is accommodated in the obliquely divided accommodation case 220, the above-described effects can be achieved.

次に、収容ケース２２０の側からも外力対処を行う実施例について説明する。図１０は他の実施例の収容ケース２２０の下側ケース２２２Ｂと収容される燃料電池１０との関係をケース開口側から示す説明図である。 Next, an embodiment in which an external force is dealt with from the housing case 220 side will be described. FIG. 10 is an explanatory diagram showing the relationship between the lower case 222B of the housing case 220 of another embodiment and the fuel cell 10 housed from the case opening side.

図示するように、下側ケース２２２Ｂは、そのケース開口部のケース周壁に、ブリッジ２５０を図における上下に備える。ブリッジ２５０は、湾曲したブリッジ部２５１をその両側の脚２５２で支えて、脚２５２にてケース周壁にボルト止めされている。ブリッジ２５０は、金属鋼板をプレス成型して形成され、金属鋼板からなるコア２５１Ｃの両側に絶縁材料からなる絶縁層２５１Ｓを備える。絶縁層２５１Ｓにあっては、絶縁性の溶剤へのコア２５１Ｃのディッピング、絶縁性溶剤の塗布等にて形成したり、絶縁テープを貼り付けること等にて形成される。 As shown in the drawing, the lower case 222B includes a bridge 250 on the case peripheral wall of the case opening at the top and bottom in the drawing. The bridge 250 supports the curved bridge portion 251 with the legs 252 on both sides thereof, and is bolted to the case peripheral wall with the legs 252. The bridge 250 is formed by press-molding a metal steel plate, and includes an insulating layer 251S made of an insulating material on both sides of a core 251C made of a metal steel plate. The insulating layer 251S is formed by dipping the core 251C into an insulating solvent, applying an insulating solvent, or attaching an insulating tape.

このブリッジ２５０は、燃料電池１０が備える下端締結シャフト１６０の長手方向の中央箇所に位置し、ブリッジ部２５１を、下端締結シャフト１６０の迫り出し部１６０Ｓに当接させている。このため、図９における上下方向、図６に示す車両２００では車両前後方向に外力が作用した場合、ブリッジ２５０は、外力の作用による曲げ変位量が最も大きいシャフト中央箇所において、下端締結シャフト１６０にその迫り出し部１６０Ｓを経て外力に抗する力を及ぼす。よって、収容ケース２２０に収容済みの燃料電池１０の耐衝撃性を寄り確実に確保できる。 The bridge 250 is located at the center in the longitudinal direction of the lower end fastening shaft 160 provided in the fuel cell 10, and the bridge portion 251 is brought into contact with the protruding portion 160 S of the lower end fastening shaft 160. For this reason, when an external force is applied in the vertical direction in FIG. 9 and in the vehicle longitudinal direction in the vehicle 200 shown in FIG. The force which resists external force is exerted through the protruding portion 160S. Therefore, the impact resistance of the fuel cell 10 already accommodated in the accommodation case 220 can be reliably secured.

また、ブリッジ２５０は、コア２５１Ｃ表裏の絶縁層２５１Ｓにて絶縁性を呈するので、迫り出し部１６０Ｓと当接していても、或いは外力が作用した際に迫り出し部１６０Ｓに押し付けられても、下端締結シャフト１６０に対して絶縁状態となる。このため、電池セルスタック４０Ｓの電池セル４０の側からの不用意な漏電を抑制できる。 In addition, since the bridge 250 exhibits insulation by the insulating layers 251S on the front and back of the core 251C, even if the bridge 250 is in contact with the protruding portion 160S or is pressed against the protruding portion 160S when an external force is applied, It is in an insulated state with respect to the fastening shaft 160. For this reason, inadvertent leakage from the battery cell 40 side of the battery cell stack 40S can be suppressed.

本発明は上記した実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々の態様で実施可能である。例えば、図１に示した燃料電池１０においては、上端締結シャフト５０と下端締結シャフト６０とを矩形形状のシャフトとしたが、円形断面のシャフトとすることもできる。この場合には、雌ネジ６３をシャフト端面の中心からオフセットして形成することで、円形断面の締結シャフトは、エンドプレートの周縁から迫り出し部を迫り出すことになる。 The present invention is not limited to the above-described examples and embodiments, and can be implemented in various modes without departing from the gist thereof. For example, in the fuel cell 10 shown in FIG. 1, the upper end fastening shaft 50 and the lower end fastening shaft 60 are rectangular shafts, but may be a shaft having a circular cross section. In this case, by forming the female screw 63 offset from the center of the end surface of the shaft, the fastening shaft having a circular cross section projects the protruding portion from the peripheral edge of the end plate.

１０、１０Ａ…燃料電池
１０ａ…エンドプレート
１２…貫通孔
２０ａ…絶縁板
３０ａ…集電板
４０…電池セル
４０Ｓ…電池セルスタック
４１…切欠
５０…上端締結シャフト
５０Ａ…上端締結シャフト
５０Ｓ…迫り出し部
６０…下端締結シャフト
６０Ｓ…迫り出し部
６１…シャフト端部材
６２…シャフト中間部材
６３…雌ネジ
１０２…ボルト
１０３…座金
１６０…下端締結シャフト
１６０Ｄ…プレート内部箇所
１６０Ｓ…迫り出し部
１６４…下端傾斜端面
１６５…上端傾斜端面
２００…車両
２１０…電池搭載箇所
２２０…収容ケース
２２１、２２１Ａ…上側ケース
２２１ｋ…ケース開口周縁
２２１ｓ…上側傾斜周壁
２２２、２２２Ａ、２２２Ｂ…下側ケース
２２２ｋ…ケース開口周縁
２２２ｓ…下側傾斜周壁
２３０…マウント機構
２５０…ブリッジ
２５１…ブリッジ部
２５１Ｃ…コア
２５１Ｓ…絶縁層
２５２…脚
Ｋ１…周囲構造物
Ｋ２…周囲構造物 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 10A ... Fuel cell 10a ... End plate 12 ... Through-hole 20a ... Insulating plate 30a ... Current collecting plate 40 ... Battery cell 40S ... Battery cell stack 41 ... Notch 50 ... Upper end fastening shaft 50A ... Upper end fastening shaft 50S ... Projection part 60 ... Lower end fastening shaft 60S ... Projection part 61 ... Shaft end member 62 ... Shaft intermediate member 63 ... Female screw 102 ... Bolt 103 ... Washer 160 ... Lower end fastening shaft 160D ... Plate internal part 160S ... Projection part 164 ... Lower end inclined end face 165 ... Upper end inclined end surface 200 ... Vehicle 210 ... Battery mounting location 220 ... Accommodating case 221,221A ... Upper case 221k ... Case opening peripheral edge 221s ... Upper inclined peripheral wall 222, 222A, 222B ... Lower case 222k ... Case opening peripheral edge 222s ... Lower Side inclined wall 230 ... Ma Cement mechanisms 250 ... bridge 251 ... bridge section 251C ... core 251S ... insulating layer 252 ... leg K1 ... surrounding structures K2 ... surrounding structures

Claims

A fuel cell in which a battery cell stack in which a plurality of battery cells serving as a power generation unit are stacked is sandwiched between opposing end plates, and a fastening shaft spanned between the end plates is fixed to the end plate to fasten the battery cell stack. Because
The fastening shaft is
A fuel cell having a protruding portion protruding in one direction from a peripheral edge of the end plate and the battery cell.

2. The fuel cell according to claim 1, wherein the protruding portion of the fastening shaft protrudes along a direction in which an external force is assumed to be applied from a direction intersecting with the stacking direction of the battery cells.

The said fastening shaft is contacted | abutted by the end surface at the said end plate, is spanned, it is fixed with the volt | bolt from the side of the said end plate, and has the said protrusion part over the shaft length. A fuel cell according to claim 1.

The fastening shaft has a larger area occupied by the protruding portion when viewed from the stacking direction of the battery cells than an area occupied by a range where the fastening shaft overlaps with the end plate when viewed from the stacking direction. The fuel cell according to claim 3.

5. The fuel cell according to claim 1, further comprising a fuel cell housing case, wherein the protruding portion of the fastening shaft is opposed to or abutted against a case peripheral wall of the housing case. 6.

The housing case forms a fuel cell housing region by joining both the press-molded upper case and the lower case, and the protruding portion of the fastening shaft is located near the joint location of the two cases. The fuel cell according to claim 5, which faces or abuts in the vicinity of the peripheral wall.

7. The fuel cell according to claim 5, wherein the housing case is provided with a proximity portion on the peripheral wall that faces or abuts in close proximity to the protruding portion at a central portion in a longitudinal direction of the fastening shaft.

The fuel cell according to claim 7, wherein the proximity portion has an insulating surface.

The fuel cell according to any one of claims 1 to 8, wherein the fastening shaft is hollow except for fixed portions at both ends of the shaft fixed to the end plate.

A vehicle,
A vehicle on which the fuel cell according to any one of claims 1 to 9 is mounted such that the fastening shaft extends in a vehicle width direction and the protruding portion is in a vehicle front-rear direction.