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WO2013175669A1 - 燃料電池スタック - Google Patents

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WO2013175669A1
WO2013175669A1 PCT/JP2012/083628 JP2012083628W WO2013175669A1 WO 2013175669 A1 WO2013175669 A1 WO 2013175669A1 JP 2012083628 W JP2012083628 W JP 2012083628W WO 2013175669 A1 WO2013175669 A1 WO 2013175669A1
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WO
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displacement absorbing
cooling fluid
projection
fuel cell
displacement
Prior art date
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PCT/JP2012/083628
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French (fr)
Inventor
桂太 入月
陽介 福山
Original Assignee
日産自動車株式会社
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Publication date
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Priority to CA2871344A priority patent/CA2871344C/en
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    • Y02E60/50—Fuel cells

Definitions

  • the present invention relates to a fuel cell stack formed by stacking cell units.
  • Patent Document 1 As this type of cell unit, there is one described in Patent Document 1 as a single fuel cell.
  • the fuel cell single cell described in Patent Document 1 is disposed on one surface of a membrane electrode assembly in which a fuel gas flow path and an oxidant gas flow path having an uneven shape are formed in a region contributing to power generation, and the membrane electrode assembly.
  • a first separator having a flat surface on at least the side to be disposed
  • a second separator disposed on the other surface of the membrane electrode assembly and having a flat surface on at least the side to be disposed.
  • the fuel cell unit cell is provided with either the first separator or the second separator and has a corrugated cooling plate formed with a refrigerant flow path (cooling fluid flow path) through which the refrigerant flows. And a third separator disposed on the cooling plate.
  • the present invention has been made in view of the above-described conventional situation, and a fuel cell stack capable of preventing a bending moment from being generated in a cell unit even when a displacement absorbing member is disposed in a cooling fluid flow passage.
  • the purpose is to provide.
  • a plurality of cell units each having a membrane electrode assembly disposed between two separators are stacked, and a cooling fluid flow passage is formed for circulating a cooling fluid between adjacent cell units. It has the structure.
  • a displacement absorbing member having a plurality of displacement absorbing protrusions that absorb displacement in the stacking direction of the cell units is provided in the cooling fluid flow passage, and the displacement absorbing protrusions of the displacement absorbing member are generated in the cell unit.
  • the configuration is arranged so as to cancel the bending moment, and the above configuration is a means for solving the conventional problems.
  • the fuel cell stack of the present invention it is possible to prevent a bending moment from being generated in the cell unit even when the displacement absorbing member is disposed in the cooling fluid flow path.
  • FIG. 1 is an external perspective view of a fuel cell stack according to an embodiment of the present invention. It is a disassembled perspective view which decomposes
  • FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional view taken along the line II, with a plurality of cell units shown in FIG. 3 being stacked. It is a perspective view of the displacement absorption member each arrange
  • FIG. 6 is a partial cross-sectional view (A) of the three cell units provided with the displacement absorbing member shown in FIG.
  • the top view (A) of the displacement absorbing member according to the second embodiment arranged in the cooling fluid flow path on the anode separator side of the cell unit, and another example arranged in the cooling fluid flow path on the cathode separator side of the cell unit It is a top view (B) of a displacement absorption member.
  • the top view (A) of the displacement absorbing member according to the fourth embodiment arranged in the cooling fluid flow path on the anode separator side of the cell unit, and the fourth other arranged in the cooling fluid flow path on the cathode separator side of the cell unit It is a top view (B) of the displacement absorption member which concerns on an example. It is the top view (A) of the displacement absorption member which concerns on 5th embodiment, and the partial enlarged view (B). It is a partial expanded sectional view which shows the state which has arrange
  • FIG. 4B is a perspective view (B) of a displacement absorbing member disposed in a cooling fluid flow path that is partitioned between an anode separator of another cell unit adjacent to the one cell unit. It is a perspective view for demonstrating the load which acts on the displacement absorption member each arrange
  • FIG. 1 is an external perspective view of a fuel cell stack according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is an exploded perspective view showing the fuel cell stack in an exploded manner
  • FIG. 3 is a plan view of the cell units constituting the fuel cell stack
  • FIG. 4 is a partially enlarged sectional view taken along the line II in a state where a plurality of the cell units shown in FIG. 3 are stacked. is there.
  • the fuel cell stack 10 is of, for example, a solid polymer electrolyte type mounted on a vehicle.
  • a fuel cell stack 10 shown in FIGS. 1 and 2 includes a plurality of current collector plates 13 and 14 and a plurality of cell units A1 that are stacked between a pair of end plates 11 and 12, and a plurality of end plates 11 and 12 that are
  • the cell unit A1 has a case-integrated structure that is restrained by the fastening plates 15 and 16 and the reinforcing plates 17 and 17 so as to sandwich the cell units A1.
  • the reference numeral 18 indicates a bolt
  • the reference numeral 19 indicates a spacer.
  • the cell unit A1 has anode and cathode separators 40, 41 so as to form gas flow passages S1, S2 (see FIG. 4) for flowing different power generation gases on both sides of the membrane electrode assembly 30, respectively.
  • the power generation gas is a hydrogen-containing gas and an oxygen-containing gas.
  • the membrane electrode assembly 30 is called MEA (Membrane Electrode Assembly), and has, for example, a structure in which an electrolyte membrane made of a solid polymer is sandwiched between an anode electrode and a cathode electrode (both not shown), It arrange
  • MEA Membrane Electrode Assembly
  • the membrane electrode assembly 30 supplies a hydrogen-containing gas flowing through the gas flow passage S1 shown in FIG. 4 to the anode electrode and supplies an oxygen-containing gas flowing through the gas flow passage S2 shown in FIG. 4 to the cathode electrode. To generate electricity.
  • manifold portions H for supplying and discharging hydrogen-containing gas or oxygen-containing gas are formed on both sides of the cell unit A1.
  • One side manifold portion H is composed of manifold holes H1 to H3.
  • the manifold holes H1 to H3 are for oxygen-containing gas supply (H1), cooling fluid supply (H2), and hydrogen-containing gas supply (H3), respectively, in the stacking direction ⁇ shown in FIGS.
  • Each flow path is formed.
  • the cooling fluid in this embodiment is water, but is not limited thereto, and other cooling media can be used.
  • the manifold part H on the other side consists of manifold holes H4 to H6.
  • the manifold holes H4 to H6 are for hydrogen-containing gas discharge (H4), cooling fluid discharge (H5), and oxygen-containing gas discharge (H6), and each flow in the stacking direction ⁇ shown in FIGS. Form a road.
  • the supply and discharge may be partially or entirely reversed in positional relationship.
  • the frame 20 is integrated with the membrane electrode assembly 30 by, for example, injection molding.
  • the frame 20 has a horizontal rectangle when viewed from the stacking direction ⁇ .
  • the anode and cathode separators 40 and 41 are each formed by pressing a metal plate such as stainless steel into a corrugated shape, and are formed in substantially the same shape and the same size as the frame 20. These separators 40 and 41 have a wave-shaped cross section continuously in the long side direction, and form flow paths for power generation gas and cooling fluid by corrugated valleys.
  • the hydrogen-containing gas, the oxygen-containing gas, and the cooling fluid flow from one side of the frame 20 to the other side or from the other side to the one side. That is, in the power generation gas and the cooling fluid, the long side direction of the cell unit A1 is the flow direction ⁇ .
  • the membrane electrode assembly 30 and the anode and cathode separators 40 and 41 constitute a cell unit A1 by sealing the peripheral edges thereof and liquid-tightly joining them.
  • the anode and cathode separators 40 and 41 of the central cell unit A1 As shown in FIG. 4, among the three cell units A1, A1, and A1 stacked on each other, the anode and cathode separators 40 and 41 of the central cell unit A1, the cathode separator 41 of the upper cell unit A1 shown in the drawing, The anode separators 40 of the cell unit A1 on the side are joined in a liquid-tight manner, and cooling fluid flow passages S3a and S3b for allowing the cooling fluid to flow between them are formed.
  • FIG. 5 is a perspective view of a displacement absorbing member disposed in each of the cooling fluid flow passages formed on the upper and lower sides of the cell unit.
  • FIG. 6A shows three displacement absorbing members shown in FIG. It is the fragmentary sectional view which looked at the cell unit from beta direction, and Drawing 6 (B) is a fragmentary sectional view showing other examples of the displacement absorption member.
  • the cooling fluid flow passages S3a and S3b are provided with displacement absorbing members Ca and Cb each having a plurality of displacement absorbing protrusions 50 that absorb the displacement in the stacking direction ⁇ of the cell unit A1.
  • Displacement absorption projections 50 of the absorption members Ca and Cb are arranged so as to cancel the bending moment generated in the cell unit A1.
  • the displacement absorbing members Ca and Cb of this embodiment have the same structure, and the displacement absorbing member Cb disposed in the cooling fluid flow passage S3b is replaced with the displacement absorbing member Ca disposed in the cooling fluid flow passage S3a. It arrange
  • the displacement absorbing member Ca disposed in one cooling fluid flow passage S3a will be described, and the displacement absorbing member Cb disposed in the other cooling fluid flow passage S3b will be assigned the same reference numerals and description thereof will be omitted. To do.
  • the displacement absorbing member Ca is formed by integrally forming a plurality of displacement absorbing protrusions 50 on a substrate 51 made of a conductive metal plate, as shown in FIGS.
  • the displacement absorbing projections 50 are arranged at regular intervals in the flow direction ⁇ to form projection rows, and five projection rows C1 to C5 are arranged at regular intervals in a direction ⁇ orthogonal to the flow direction ⁇ .
  • the displacement absorbing projections 50 are arranged at intervals corresponding to the corrugated peaks of the separators 40 and 41, and as shown in FIG. And the tip side load point P2 is aligned in the flow direction ⁇ .
  • protrusion rows C1 to C5 are illustrated for simplicity of explanation, but in reality, a larger number of displacement absorbing protrusions 50 are arranged vertically and horizontally.
  • the displacement absorbing projections 50 are inclined in the same direction on a plane parallel to the flow direction ⁇ of the cooling fluid flowing through the cooling fluid flow passage S3a, and are formed as plates having the same shape and the same size. It is.
  • the displacement absorbing projection 50 has a cantilever structure having a distal end as a free end and a proximal end as a fixed end, and has a horizontal rectangle when viewed from the flow direction ⁇ . It is integrally formed by waking up.
  • the displacement absorbing protrusion 50 is formed with a connecting piece 50A inclined at a required angle from the substrate 51 and a contact piece 50B inclined at a shallower angle than the connecting piece 50A.
  • the contact piece 50 ⁇ / b> B is elastically in contact with the cathode separator 41.
  • the displacement absorbing projections 50 are arranged with the plate surface portion forming an acute angle facing the downstream side in the flow direction ⁇ .
  • the fuel cell stack 10 includes a displacement absorbing member Ca disposed in the cooling fluid flow passage S3a on the anode separator side of the cell unit A1, and a displacement disposed on the cooling fluid flow passage S3b on the cathode separator side of the cell unit A1.
  • the absorbing member Cb is arranged so that the load points of the respective displacement absorbing projections 50 overlap each other in the stacking direction ⁇ of the cell unit A1.
  • the tip load point P2 acting on the displacement absorbing projection 50 of the displacement absorbing member Cb disposed in the cooling fluid flow passage S3b on the cathode separator 41 side is arranged so as to overlap each other in the stacking direction ⁇ of the cell unit A1.
  • the above-mentioned base end side load point P1 of the displacement absorbing projection 50 indicates a load acting on the base end portion of the displacement absorbing projection 50.
  • the tip side load point P ⁇ b> 2 of the displacement absorbing projection 50 indicates a load acting on the tip portion of the displacement absorbing projection 50.
  • the term “load point” described above is an expression when viewed from the orthogonal direction ⁇ orthogonal to the flow direction ⁇ of the cooling fluid, and becomes a “load line” when viewed from the flow direction ⁇ . Yes, they have the same meaning.
  • the displacement absorbing protrusions 50 By arranging the displacement absorbing protrusions 50 as described above, the direction of the load acting on the proximal end load point P1 of the displacement absorbing protrusion 50 of one displacement absorbing member Ca and the displacement absorbing protrusion of the other displacement absorbing member Cb. Since the direction of the load acting on the front end side load point P2 of 50 faces each other and coincides with the stacking direction ⁇ , a bending moment does not occur in the cell unit A1 interposed therebetween.
  • the above-described displacement absorbing projections 50 can be formed into a fine structure by bending the bordered portion by a cutting process such as a punching process or a process involving removal of a material such as an etching process.
  • the fuel cell stack 10 shown in FIG. 6 (B) is configured by disposing the displacement absorbing member Ca disposed in the cooling fluid flow passage S3a on the anode separator 40 side of the cell unit A1 upside down. Also in this case, the direction of the load acting on the proximal end load point P1 of the displacement absorbing projection 50 of one displacement absorbing member Ca and the proximal end load point P1 of the displacement absorbing projection 50 of the other displacement absorbing member Cb. The direction of the acting load faces each other and coincides with the stacking direction ⁇ .
  • FIG. 7A is a plan view of a displacement absorbing member according to the second embodiment disposed in the cooling fluid flow passage on the anode separator side of the cell unit
  • FIG. 7B is a cooling on the cathode separator side of the cell unit. It is a top view of the displacement absorption member which concerns on the other example arrange
  • the displacement absorbing member Cc according to the second embodiment is different in the arrangement form of the protrusion rows C1 to C6. Each of the protrusion rows C1 to C6 has five displacement absorbing protrusions 50a to 50e arranged in a line in the flow direction ⁇ .
  • the displacement absorbing member Cc has a position that bisects the proximal end load point P1 and the distal end load point P2 of the displacement absorbing protrusion 50c disposed at the center of each of the protrusion rows C1 to C6 in a direction ⁇ orthogonal to the flow direction ⁇ .
  • the dimensions from the passing center line O1 to the respective base end side load points P1 and tip end side load points P2 of the respective displacement absorbing projections 50a to 50e on the upstream side and the downstream side in the flow direction ⁇ are made equal.
  • the load points P1 and P2 are illustrated in some of the displacement absorbing projections 50, they naturally exist in all of the displacement absorbing projections 50.
  • the dimension of the load point P1 on the base end side of the displacement absorbing protrusion 50c from the center line O1 is L1
  • the dimension of the load point P2 on the distal end side of the displacement absorbing protrusion 50c is also L1.
  • the base end of the displacement absorbing projection 50d is L2.
  • the dimension from the center line O1 to the proximal end load point P1 of the displacement absorbing protrusion 50b is L3
  • the dimension from the center line O1 to the distal end load point P2 of the displacement absorbing protrusion 50d is L3.
  • the displacement absorbing projection 50a when the dimension from the center line O1 to the load point P2 on the distal end side of the displacement absorbing projection 50a is L4, the base end of the displacement absorbing projection 50e from the center line O1.
  • the dimension up to the side load point P1 is L4.
  • the dimension from the center line O1 to the proximal end load point P1 of the displacement absorbing protrusion 50a is L5
  • the dimension from the center line O1 to the distal end load point P2 of the displacement absorbing protrusion 50e is L5.
  • the displacement absorbing member Cc according to the second embodiment described above is disposed in the cooling fluid flow passage S3a in the direction shown in FIG. 7A, and the displacement absorbing member Cc is as shown in FIG. 7B. And arranged in the cooling fluid flow passage S3b after being rotated 180 degrees in the in-plane direction.
  • the direction of the load acting on the tip side load point P2 of the displacement absorbing projection 50 of Cc faces each other and coincides with the stacking direction ⁇ , and no bending moment is generated in the cell unit A1 interposed therebetween.
  • the manufacturing cost can be reduced.
  • FIG. 8A is a plan view of a displacement absorbing member according to a third other example arranged in the cooling fluid flow path on the anode separator side of the cell unit
  • FIG. 8B is a cooling view on the cathode separator side of the cell unit. It is a top view of the displacement absorption member which concerns on 3rd embodiment arrange
  • FIG. 9 is a partially enlarged sectional view showing a state in which the displacement absorbing member according to the third embodiment is disposed in the cooling fluid flow passage.
  • the displacement absorbing member Cd according to the third embodiment is different from that described above in the arrangement form of the protrusion rows C1 to C5.
  • Each of the projection rows C1 to C5 is obtained by arranging five displacement absorbing projections 50a to 50e in the flow direction ⁇ .
  • the projection row C3 arranged at the center of each of the projection rows C1 to C5 is positioned on the center line O2 parallel to the flow direction ⁇ , and the other projection rows C2, C1, C4. , C5 are arranged at equal intervals W1, W2 (see FIG. 9).
  • each of the displacement absorbing projections 50a to 50e forming the first projection row C1 on the upper side is the same in a plane parallel to the flow direction ⁇ of the cooling fluid flowing in the cooling fluid flow passage S3a.
  • the plates are tilted in the same direction and have the same shape and the same Daikisa plate-like body.
  • These displacement absorbing projections 50a to 50e are arranged with the plate surface portion forming an acute angle facing the downstream side in the flow direction ⁇ .
  • the displacement absorbing projections 50a to 50e forming the second projection row C2 are in a direction opposite to that of the first projection row C1 in a plane parallel to the flow direction ⁇ of the cooling fluid flowing in the cooling fluid flow passage S3a. And plate-like bodies having the same shape and the same size. That is, these displacement absorbing projections 50a to 50e are arranged with the plate surface portion forming an acute angle facing the upstream side in the flow direction ⁇ .
  • the displacement absorption protrusions 50 of the odd rows C1, C3, C5 are inclined toward the downstream side in the flow direction ⁇ , and the displacement absorption protrusions 50 of the even rows C2, C4 are directed toward the upstream side of the flow direction ⁇ . Is inclined.
  • proximal end load points P1 and the distal end load points P2 of the adjacent displacement absorbing projections 50a to 50e and 50a to 50e in each row are arranged in a straight line in a direction ⁇ orthogonal to the flow direction ⁇ .
  • the displacement absorbing member Cd according to the third embodiment described above is arranged in the cooling fluid flow passage S3a in the direction shown in FIG. 8A, while another displacement absorbing member Cd having the same configuration is arranged in the drawing (B). As shown in FIG. 4, the cooling fluid flow passage S3b is arranged in a state rotated by 180 degrees in the in-plane direction.
  • the direction of the load acting on the tip side load point P2 of the displacement absorbing projection 50 of Cc faces each other and coincides with the stacking direction ⁇ , and no bending moment is generated in the cell unit A1 interposed therebetween.
  • the bias of the load in the flow direction ⁇ can be suppressed by reversing the inclination directions of the displacement absorbing projections 50 in the odd rows C1, C3, C5 and the even rows C2, C4.
  • FIG. 10A is a plan view of the displacement absorbing member according to the fourth embodiment arranged in the cooling fluid flow path on the anode separator side of the cell unit
  • FIG. 10B is the cooling on the cathode separator side of the cell unit. It is a top view of the displacement absorption member which concerns on 4th embodiment arrange
  • the arrangement form of the protrusion rows C1 to C6 is different from that described above.
  • the protrusion rows C1 to C6 are each formed by arranging five displacement absorbing protrusions 50a to 50e in a line in the flow direction ⁇ .
  • the other protrusion rows C3, C2, C1, C4, C5, and C6 are arranged at equal intervals W1, W2, and W3 on both sides of the center line O2 parallel to the flow direction ⁇ . .
  • the displacement absorbing projections 50a to 50e forming the first projection row C1 on the upper side are in the same direction on a plane parallel to the flow direction ⁇ of the cooling fluid flowing through the one cooling fluid flow passage S3a. And plate-like bodies having the same shape and the same size. These displacement absorbing projections 50a to 50e are arranged with the plate surface portion forming an acute angle facing the upstream side in the flow direction ⁇ .
  • the displacement absorbing protrusions 50a to 50e forming the second protrusion row C2 are in a direction opposite to that of the protrusion row C1 in a plane parallel to the flow direction ⁇ of the cooling fluid flowing through the one cooling fluid flow passage S3a.
  • the plate-like bodies are inclined and have the same shape and the same size.
  • These displacement absorbing projections 50a to 50e are arranged with the plate surface portion forming an acute angle facing the downstream side in the flow direction ⁇ .
  • the displacement absorbing projections 50 of the odd rows C1, C3, C5 are inclined toward the upstream side in the flow direction ⁇ with the plate surface portion forming an acute angle
  • the displacement absorbing projections 50 of the even rows C2, C4, C6 Is inclined toward the downstream side of the flow direction ⁇ with a plate surface portion forming an acute angle.
  • the base end side load points P1 and the tip end side load points P2 of the adjacent displacement absorbing protrusions 50a to 50e and 50a to 50e in each row are arranged in a straight line in the orthogonal direction ⁇ .
  • the displacement absorbing member Ce according to the fourth embodiment described above is arranged in one cooling fluid flow passage in the direction shown in FIG. 10A, while another displacement absorbing member Ce having the same configuration is replaced with that in FIG. As shown in B), it is rotated 180 degrees in the in-plane direction and arranged in the other cooling fluid flow passage.
  • the direction of the load acting on the load point P2 on the distal end side of the displacement absorbing projections 50a to 50e of the displacement absorbing member Ce arranged in S3b faces each other and coincides with the stacking direction ⁇ , and the cell unit A1 interposed between them.
  • FIG. 11A is a plan view of a displacement absorbing member according to the fifth embodiment
  • FIG. 11B is a partially enlarged view thereof
  • FIG. 12 is a partially enlarged cross-sectional view showing a state in which the displacement absorbing member according to the fifth embodiment is disposed in the cooling fluid flow passage.
  • the displacement absorbing member Cf according to the fifth embodiment is obtained by integrally forming protrusion rows C1 to C5 on a substrate 51A made of a conductive metal plate independently of each other.
  • Each of the protrusion rows C1 to C5 is formed in a belt-like body having the same constant width, and has four upper load points P2a to d and four lower load points P1a to d in the flow direction ⁇ . Concave and convex shapes are formed in a sine waveform.
  • the displacement absorbing member Cf is arranged from the center line O1 parallel to the above-described orthogonal direction ⁇ at the position that bisects the upper load point P2c and the lower load point P1b arranged at the center of each of the projection rows C1 to C5.
  • the dimensions L1 to L4 from the upper load point P2a to d on the upstream side and the downstream side of ⁇ to the lower load point P1a to d are made equal.
  • the upper load points P2a to P2d correspond to the distal end side load points
  • the lower load points P1a to d correspond to the proximal end load points.
  • the dimension from the center line O1 to the upper load point P2c and from the center line O1 to the lower load point P1b is L1.
  • the dimension from the center line O1 to the upper load point P2b is L2
  • the dimension from the center line O1 to the lower load point P1c is L2.
  • the dimension from the center line O1 to the lower load point P1a is L3
  • the dimension from the center line O1 to the upper load point P2d is L3.
  • the dimension from the center line O1 to the upper load point P2a is L4
  • the dimension from the center line O1 to the lower load point P1d is L4.
  • the upper load points P2a to d and the lower load points P1a to d forming the projection rows C1 to C5 are arranged at regular intervals along the flow direction ⁇ and arranged so as to form the projection rows C1 to C5. It is. As shown in FIG. 6A, the proximal end side load points P1 and the distal end side load points P2 of the displacement absorbing projections 50 are aligned in a line in the flow direction ⁇ . Further, the protrusion rows C1 to C5 are arranged at a predetermined interval in a direction ⁇ orthogonal to the flow direction ⁇ .
  • the displacement absorbing member Cf according to the fifth embodiment described above is disposed in one cooling fluid flow passage, while the displacement absorbing member Cf is rotated 180 degrees in the in-plane direction. In the other cooling fluid flow path.
  • FIGS. 13 is a partial cross-sectional view corresponding to the line II shown in FIG. 3, and FIG. 14A shows an anode separator of the cell unit and a cathode separator of another cell unit adjacent to the cell unit.
  • FIG. 6B is a perspective view of a displacement absorbing member disposed in a cooling fluid flow path that is partitioned between the cathode separator of one cell unit and another cell unit adjacent to the one cell unit. It is a perspective view of the displacement absorption member arrange
  • FIG. 15 is a perspective view for explaining a load acting on the displacement absorbing member disposed in each of the two cooling fluid flow paths.
  • symbol same as them is attached
  • subjected and description is abbreviate
  • the anode and cathode separators 40 and 41 of the central cell unit A1 As shown in FIG. 13, among the three cell units A1, A1, and A1 stacked on each other, the anode and cathode separators 40 and 41 of the central cell unit A1, the cathode separator 41 'of the upper cell unit A1 shown in the figure, The anode separators 40 'of the lower cell unit A1 are joined in a liquid-tight manner, and cooling fluid flow passages S3a and S3b are formed between them for circulating a cooling fluid.
  • the following two displacement absorbing members Cg and Cg are the same as each other, but are not limited thereto.
  • the displacement absorbing member Cg arranged in the above is disposed so that these displacement absorbing projections 50 and 50 face each other and the directions of loads acting on the displacement absorbing projections 50 and 50 facing each other face each other. Yes.
  • the load which acts on the displacement absorption protrusions 50 and 50 is a load which acts on the lamination direction (alpha) of cell unit A1.
  • the displacement absorbing members Cg have the same structure as described above, the following description will be made on the one disposed in one cooling fluid flow passage S3a and the other disposed in the other cooling fluid flow passage S3b. Are given the same reference numerals and explanations thereof are omitted.
  • the displacement absorbing member Cg is perpendicular to the flow direction ⁇ of the protrusion rows C1 to C5 along the flow direction ⁇ of the cooling fluid flowing through the one cooling fluid flow path S3a.
  • a plurality of rows are arranged at predetermined intervals in the orthogonal direction ⁇ .
  • five protrusion rows indicated by C1 to C5 are illustrated.
  • Each of the protrusion rows C1 to C5 is composed of a plurality of displacement absorbing protrusions 50 arranged at a constant interval in the orthogonal direction ⁇ , and these are integrally formed on a substrate 51 made of a conductive metal plate.
  • the “fixed interval” is set to be equal to or greater than the width W1 (see FIG. 13) of the displacement absorbing projections 50, 50, but is not limited thereto.
  • the displacement absorbing projections 50 that form the first, third, and fifth projection rows C1, C3, and C5 shown in the figure are the same in the orthogonal direction ⁇ that is orthogonal to the flow direction ⁇ of the cooling fluid flowing in the cooling fluid flow passage S3a.
  • the plate-like bodies are inclined in the direction and have the same shape and the same size.
  • the displacement absorbing projection 50 is a horizontal rectangle when viewed from the direction ⁇ perpendicular to the flow direction ⁇ , and is inclined in the opposite direction when viewed from the flow direction ⁇ , and is cut out from the substrate 51. Are integrally formed.
  • These displacement absorbing projections 50 are composed of a connecting piece 50A inclined at a required angle from the substrate 51 and a contact piece 50B inclined at a shallower angle than the connecting piece 50A. It abuts elastically on a certain contact piece 50bB cathode separator 41 '.
  • the displacement absorbing projections 50 are arranged with their plate thickness faces perpendicular to the flow direction ⁇ .
  • the displacement absorbing member Cg makes the substrate 51 abut on the note separator 40 and elastically contacts the contact piece 50b of the displacement absorbing projection 50 with the cathode separator 41 ′. In this state, it is disposed in the cooling fluid flow passage S3a.
  • the displacement absorbing projections 50 forming the second and fourth projection rows C2, C4 form the previous projection rows C1, C3, C5 in the flow direction ⁇ of the cooling fluid flowing in the cooling fluid flow passage S3a.
  • the displacement absorbing projections 50 are inclined in the opposite direction, and are formed into plate-like bodies having the same shape and the same size. These displacement absorbing projections 50 are horizontal rectangles when viewed from the orthogonal direction ⁇ , and are integrally molded by cutting up from the substrate 51.
  • the displacement absorbing projections 50 are arranged in a direction perpendicular to the flow direction ⁇ , as described above.
  • the above-described protrusion rows C1 to C5 are arranged symmetrically about the center line O2 in the direction ⁇ orthogonal to the flow direction ⁇ .
  • the third projection row C3 arranged at the center of each projection row C1 to C5 is positioned on the center line O2 parallel to the orthogonal direction ⁇ , and the other projection rows C2, C1, C4, C5 are equal to each other. They are arranged at intervals W1, W2.
  • the displacement absorbing member Cg disposed in the other cooling fluid flow passage S3b is the same as the displacement absorbing member Cg disposed in the one cooling fluid flow passage S3a, but is rotated 180 degrees in the cooling fluid flow direction ⁇ . It is arranged in the state.
  • the displacement absorbing projections 50, 50 are opposed to each other, and the displacement absorbing projections 50, 50 opposed to each other are arranged so that the contact portions with the separators 41 'are opposite in the cooling fluid flow direction ⁇ . ing.
  • the direction of the load acting on the load point P2 on the distal end side of the displacement absorbing projection 50 faces each other and coincides with the stacking direction ⁇ , and no bending moment is generated in the cell unit A1 interposed therebetween.
  • the direction of the load Fb acting upward on the contact piece 50b of the displacement absorbing protrusion 50 of the absorbing member Cb coincides with the stacking direction ⁇ .
  • the direction of the load acting on the contact piece 50b of the displacement absorbing projection 50 of the displacement absorbing member Ca and the direction of the load acting on the base 50a 'of the connecting piece 50a of the displacement absorbing projection 50 of the displacement absorbing member Cb are also shown. Corresponds to the stacking direction ⁇ .
  • the following effects can be obtained. That is, a plurality of cell units A1 in which the membrane electrode assembly 30 is disposed between the two separators 40 and 41 are stacked, and the cooling fluid flow passages S3a and S3b for circulating the cooling fluid between the adjacent cell units A1. Is provided with displacement absorbing members Ca to Cg having a plurality of displacement absorbing protrusions 50 for absorbing displacement in the stacking direction of the cell unit A1 in the cooling fluid flow passages S3a and S3b.
  • the displacement absorbing protrusions 50 of the members Ca to Cg are disposed so as to cancel the bending moment generated in the cell unit A1, thereby preventing the bending moment from being generated in the cell unit A1 and preventing the cell unit A1 from being damaged. can do.
  • a displacement absorbing member Ca disposed in the cooling fluid flow passage S3a on the anode separator side of the cell unit A1 and a displacement absorbing member Cb disposed on the cooling fluid flow passage S3b on the cathode separator side of the cell unit A1 are provided.
  • the direction and arrangement of the displacement absorbing projections 50 in the displacement absorbing members Ca to Cg are devised, and in particular, the displacement absorbing projections 50 are arranged symmetrically about the center line in the direction ⁇ perpendicular to the flow direction ⁇ of the cooling fluid.
  • the above-described effect can be obtained simply by changing the direction of the same displacement absorbing member, so that the number of parts can be reduced, and the manufacturing cost can be reduced.
  • the displacement absorbing projections 50 are formed independently of each other, the influence of the displacement absorbing projections disposed around can be prevented. Further, the displacement absorbing protrusion 50 is formed in a plate-like body, and by arranging the plate thickness surface thereof at right angles to the flow direction ⁇ , in addition to the effect of preventing the bending moment, the cooling fluid The flowability can be further improved.
  • the displacement absorbing protrusion 50 is cut and raised from the substrate 51 and integrally formed, so that a process such as forming a protrusion part separately and then joining it is unnecessary and can be easily manufactured.
  • a process such as forming a protrusion part separately and then joining it is unnecessary and can be easily manufactured.
  • it is easier to secure the strength of the edge part where the displacement absorbing projections 50 are in contact with the substrate 51 than when the projections are formed by joining, and the reliability can be improved.
  • Membrane electrode assembly 40 41 Separator 50 Displacement absorbing protrusion A1 Cell unit Ca to Ch Displacement absorbing member P1 Base end side load point P2 Tip end side load point S1, S2 Gas flow passage S3a, S3b Cooling fluid flow passage ⁇ Lamination Direction ⁇ Flow direction ⁇ Direction perpendicular to the flow direction

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Abstract

　二つのセパレータ４０，４１間に膜電極接合体３０を配設した複数のセルユニットＡ１を積層すると共に、隣接するセルユニットＡ１間に冷却流体を流通させるための冷却流体流通路Ｓ３ａ，Ｓ３ｂを夫々形成した燃料電池スタック１０において、冷却流体流通路Ｓ３ａ，Ｓ３ｂに、セルユニットＡ１の積層方向αにおける変位を吸収する複数の変位吸収突起５０を有する変位吸収部材Ｃａ，Ｃｂを設けると共に、変位吸収部材Ｃａ，Ｃｂの変位吸収突起５０が、セルユニットＡ１に生じる曲げモーメントを相殺するように配設した。

Description

燃料電池スタック
　本発明は、セルユニットを積層して成る燃料電池スタックに関するものである。
　この種のセルユニットとしては、燃料電池単セルとして特許文献１に記載されたものがある。特許文献１に記載の燃料電池単セルは、発電に寄与する領域に凹凸形状からなる燃料ガス流路及び酸化剤ガス流路を形成した膜電極接合体と、この膜電極接合体の一面に配置され、少なくとも配置される側の面が平坦な第１のセパレータと、膜電極接合体の他面に配置され、少なくとも配置される側の面が平坦な第２のセパレータとを備えている。
　また、上記の燃料電池単セルは、第１のセパレータ又は第２のセパレータの何れかに接して設けられ且つ冷媒を流通させる冷媒流路（冷却流体流通路）を形成した波板形状の冷却板と、冷却板の上に配置される第３のセパレータとを備えている。
特許４４３２５１８号公報
　しかしながら、上記したような従来の燃料電池単セルでは、本発明における変形吸収部材に相当する冷却板に作用する荷重点が、隣り合う燃料電池単セル間で対向していないときには、隣り合う燃料電池単セルの冷却板に作用する荷重点の位置によって、燃料電池単セル全体に曲げモーメントが発生し、セパレータの応力が増大して燃料電池単セルを損傷する虞があった。
　本発明は、上記従来の状況に鑑みて成されたもので、冷却流体流通路に変位吸収部材を配設したときにも、セルユニットに曲げモーメントが生じるのを防止することができる燃料電池スタックを提供することを目的としている。
　本発明の燃料電池スタックは、二つのセパレータ間に膜電極接合体を配設した複数のセルユニットを積層すると共に、隣接するセルユニット間に冷却流体を流通させるための冷却流体流通路を夫々形成した構造を有している。
　そして、燃料電池スタックは、冷却流体流通路に、セルユニットの積層方向における変位を吸収する複数の変位吸収突起を有する変位吸収部材を設けると共に、変位吸収部材の変位吸収突起が、セルユニットに生じる曲げモーメントを相殺するように配設してある構成としており、上記構成をもって従来の課題を解決するための手段としている。
　本発明の燃料電池スタックによれば、冷却流体流通路に変位吸収部材を配設したときにも、セルユニットに曲げモーメントが生じるのを防止することができる。
本発明の一実施形態に係る燃料電池スタックの外観斜視図である。 同上の燃料電池スタックを分解して示す分解斜視図である。 同上の燃料電池スタックの一部をなす一例に係るセルユニットの平面図である。 図３に示すセルユニットを複数積み重ねるとともに、そのＩ‐Ｉ線に沿う部分拡大断面図である。 セルユニットの上下に区画形成された冷却流体流通路にそれぞれ配置する変位吸収部材の斜視図である。 図５に示す変位吸収部材を配設した３つのセルユニットをβ方向からみた部分断面図（Ａ）、及びその変位吸収部材を他の配設例を示す部分断面図（Ｂ）である。 セルユニットのアノードセパレータ側の冷却流体流通路に配置した第二の実施形態に係る変位吸収部材の平面図（Ａ）、及びセルユニットのカソードセパレータ側の冷却流体流通路に配置した他例に係る変位吸収部材の平面図（Ｂ）である。 セルユニットのアノードセパレータ側の冷却流体流通路に配置した第三の実施形態に係る変位吸収部材の平面図（Ａ）、及びセルユニットのカソードセパレータ側の冷却流体流通路に配置した第三の他例に係る変位吸収部材の平面図（Ｂ）である。 同上の第三の実施形態に係る変位吸収部材を冷却流体流通路に配設した状態を示す部分拡大断面図である。 セルユニットのアノードセパレータ側の冷却流体流通路に配置した第四の実施形態に係る変位吸収部材の平面図（Ａ）、及びセルユニットのカソードセパレータ側の冷却流体流通路に配置した第四の他例に係る変位吸収部材の平面図（Ｂ）である。 第五の実施形態に係る変位吸収部材の平面図（Ａ）、及びその部分拡大図（Ｂ）である。 同上の第五の実施形態に係る変位吸収部材を冷却流体流通路に配設した状態を示す部分拡大断面図である。 図３に示すＩ‐Ｉ線に相当する断面における部分断面図である。 セルユニットのアノードセパレータと、そのセルユニットに隣り合う他のセルユニットのカソードセパレータとの間に区画形成される冷却流体流通路に配置した変位吸収部材の斜視図（Ａ）、セルユニットのカソードセパレータと、その一のセルユニットに隣り合う他のセルユニットのアノードセパレータとの間に区画形成される冷却流体流通路に配置する変位吸収部材の斜視図（Ｂ）である。 二つの冷却流体流通路にそれぞれ配置した変位吸収部材に作用する荷重を説明するための斜視図である。
〈第一実施形態〉
　以下、図面に基づいて、本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る燃料電池スタックの外観斜視図であり、図２は、その燃料電池スタックを分解して示す分解斜視図である。また、図３は、その燃料電池スタックを構成するセルユニットの平面図であり、図４は、図３に示すセルユニットを複数積み重ねた状態において、そのＩ‐Ｉ線に沿う部分拡大断面図である。
　本発明の一実施形態に係る燃料電池スタック１０は、例えば、車両に搭載される固体高分子電解質型のものである。図１及び図２に示す燃料電池スタック１０は、一対のエンドプレート１１，１２の間に、集電板１３，１４及びセルユニットＡ１を複数積層し、且つ、両エンドプレート１１，１２により、複数のセルユニットＡ１同士を挟圧するようにして締結板１５，１６及び補強板１７，１７によって拘束したケース一体型構造のものである。なお、図２中において、符号１８で示すものはボルトであり、符号１９で示すものはスペーサである。
　セルユニットＡ１は、膜電極接合体３０の両側に、それぞれ互いに異なる発電用ガスを流通させるためのガス流通路Ｓ１，Ｓ２（図４参照）を区画形成するようにしてアノード，カソードセパレータ４０，４１を配設したものである。発電用ガスは、水素含有ガス及び酸素含有ガスである。
　膜電極接合体３０は、ＭＥＡ（Membrane Electrode Assembly）と呼ばれるものであり、例えば固体高分子からなる電解質膜をアノード電極とカソード電極（いずれも図示しない）とで挟んだ構造を有しており、樹脂製のフレーム２０（図２参照）の中央部分に配置してある。
　上記の膜電極接合体３０は、図４に示すガス流通路Ｓ１に流通する水素含有ガスをアノード電極に供給すると共に、同図に示すガス流通路Ｓ２に流通する酸素含有ガスをカソード電極に供給することにより発電する。
　図３に示すように、セルユニットＡ１の両側方には、水素含有ガス又は酸素含有ガスの供給及び排出を行うためのマニホールド部Ｈが夫々形成してある。一側方のマニホールド部Ｈは、マニホールド孔Ｈ１～Ｈ３からなる。各マニホールド孔Ｈ１～Ｈ３は、酸素含有ガス供給用（Ｈ１）、冷却流体供給用（Ｈ２）及び水素含有ガス供給用（Ｈ３）であり、図１、図２及び図４に示す積層方向αに夫々の流路を形成する。この実施形態における冷却流体は水であるが、これに限るものではなく、他の冷却用媒体を用いることもできる。
　他側方のマニホールド部Ｈは、マニホールド孔Ｈ４～Ｈ６からなる。各マニホールド孔Ｈ４～Ｈ６は、水素含有ガス排出用（Ｈ４）、冷却流体排出用（Ｈ５）及び酸素含有ガス排出用（Ｈ６）であり、図１及び図２に示す積層方向αに夫々の流通路を形成する。なお、供給用と排出用は、一部又は全部が逆の位置関係でもよい。
　フレーム２０は、例えば射出成形によって膜電極接合体３０と一体化してあり、この実施形態においては、積層方向αから見た正面視において横長方形にしている。アノード及びカソードのセパレータ４０，４１は、夫々ステンレス等の金属板を波形にプレス成形したものであり、フレーム２０とほぼ同じ形状で且つほぼ同じ大きさに形成してある。これらのセパレータ４０，４１は、波形状の断面を長辺方向に連続的に有し、波形の谷部により発電用ガスや冷却流体の流通路を形成する。
　上記の構成を備えたセルユニットＡ１では、フレーム２０の一方側から他方側又は他方側から一方側に向けて水素含有ガス、酸素含有ガス及び冷却流体が流通する。すなわち、発電用ガス及び冷却流体は、セルユニットＡ１の長辺方向が流通方向βである。
　上記の膜電極接合体３０及びアノード及びカソードのセパレータ４０，４１は、これらの周縁にシーリングを施して液密的に接合することによりセルユニットＡ１を構成している。図４に示すように、互いに積層した三つのセルユニットＡ１，Ａ１，Ａ１のうち、中央のセルユニットＡ１のアノード及びカソードのセパレータ４０，４１と図示上側のセルユニットＡ１のカソードセパレータ４１、図示下側のセルユニットＡ１のアノードセパレータ４０同士を液密的に接合し、それらの間に冷却流体を流通させるための冷却流体流通路Ｓ３ａ，Ｓ３ｂを形成している。
　また、フレーム２０及びアノード及びカソードセパレータ４０，４１の夫々のマニホールドＨが互いに連通して、セルユニットＡ１の積層方向αにおける発電用ガス連通孔及び冷却流体連通孔を形成している。
　図５は、セルユニットの上下に区画形成された冷却流体流通路に夫々配置する変位吸収部材の斜視図であり、図６（Ａ）は、図５に示す変位吸収部材を配設した３つのセルユニットをβ方向からみた部分断面図であり、図６（Ｂ）は、その変位吸収部材の他の例を示す部分断面図である。
　この実施形態の燃料電池スタック１０は、冷却流体流通路Ｓ３ａ，Ｓ３ｂに、セルユニットＡ１の積層方向αにおける変位を吸収する複数の変位吸収突起５０を有する変位吸収部材Ｃａ，Ｃｂを設けると共に、変位吸収部材Ｃａ，Ｃｂの変位吸収突起５０が、セルユニットＡ１に生じる曲げモーメントを相殺するように配設してある。
　この実施形態の変位吸収部材Ｃａ，Ｃｂは、互いに同一の構造のものであり、冷却流体流通路Ｓ３ｂに配置した変位吸収部材Ｃｂを、冷却流体流通路Ｓ３ａに配置した変位吸収部材Ｃａに対し、冷却流体の流通方向βにおいて１８０度回転させた状態で配置している。このような部品の共通化により、コストの低減を図っているが、これに限るものではない。以下においては、一方の冷却流体流通路Ｓ３ａに配置した変位吸収部材Ｃａについて説明し、他方の冷却流体流通路Ｓ３ｂに配設した変位吸収部材Ｃｂについては、同一の符号を付して説明を省略する。
　変位吸収部材Ｃａは、図４～６に示すように、導電性の金属板からなる基板５１に複数の変位吸収突起５０を一体成形したものである。変位吸収突起５０は、流通方向βに一定間隔で配置して突起列とし、流通方向βに直交する方向γに５つの突起列Ｃ１～Ｃ５を一定間隔で配置している。このとき、各変位吸収突起５０は、図４に示すように、セパレータ４０，４１の波形の山部に対応する間隔で配置してあると共に、図６に示すように、基端側加重点Ｐ１及び先端側荷重点Ｐ２が流通方向βに整列している。
　なお、本実施形態においては、説明の簡略化のために、５つの突起列Ｃ１～Ｃ５を例示しているが、実際には、さらに多数の変位吸収突起５０を縦横に配置する。
　変位吸収突起５０は、冷却流体流通路Ｓ３ａ内を流通する冷却流体の流通方向βと平行な平面において同一方向に傾斜しており、且つ互いに同じ形状で同じ大きさの板状体にして形成してある。
　この変位吸収突起５０は、先端部を自由端とし且つ基端部を固定端とした片持ち梁構造であって、流通方向βから見たときに横長方形を成しており、基板５１から切り起こすことにより一体に形成してある。
　また、変位吸収突起５０は、基板５１から所要の角度で傾斜している連結片５０Ａと、この連結片５０Ａよりも浅い角度に傾斜している接触片５０Ｂとを形成したものであり、自由端である接触片５０Ｂがカソードセパレータ４１に弾性的に当接する。この変位吸収突起５０は、鋭角を成す板面部を流通方向βの下流側に向けて配列している。
　そして、燃料電池スタック１０は、セルユニットＡ１のアノードセパレータ側の冷却流体流通路Ｓ３ａに配設した変位吸収部材Ｃａと、同セルユニットＡ１のカソードセパレータ側の冷却流体流通路Ｓ３ｂに配設した変位吸収部材Ｃｂとを、互いの各変位吸収突起５０の荷重点が、セルユニットＡ１の積層方向αにおいて重なり合うように配置してある。
　とくに、この実施形態では、セルユニットＡ１のアノードセパレータ４０側の冷却流体流通路Ｓ３ａに配設した変位吸収部材Ｃａの変位吸収突起５０に作用する基端側荷重点Ｐ１と、同セルユニットＡ１のカソードセパレータ４１側の冷却流体流通路Ｓ３ｂに配設した変位吸収部材Ｃｂの変位吸収突起５０に作用する先端側荷重点Ｐ２とが、セルユニットＡ１の積層方向αにおいて互いに重なり合うように配置してある。
　上記した変位吸収突起５０の基端側荷重点Ｐ１は、変位吸収突起５０の基端部に作用する荷重を示すものである。また、変位吸収突起５０の先端側荷重点Ｐ２は、変位吸収突起５０の先端部に作用する荷重を示すものである。なお、上記した「荷重点」という文言は、冷却流体の流通方向βに直交する直交方向γから見たときの表現であって、流通方向βから見たときは「荷重線」となるものであるが、それらは同じ意味である。
　変位吸収突起５０を上記のように配列することにより、一方の変位吸収部材Ｃａの変位吸収突起５０の基端側荷重点Ｐ１に作用する荷重の方向と、他方の変位吸収部材Ｃｂの変位吸収突起５０の先端側荷重点Ｐ２に作用する荷重の方向とが、互いに向き合って積層方向αに一致しているので、その間に介在するセルユニットＡ１に曲げモーメントが生じることがない。
　上記した変位吸収突起５０は、打ち抜き加工等の切断加工や、エッチング加工等のように材料の除去を伴う加工により、縁取りした部分を折り曲げることで微細構造に形成することもできる。
　図６（Ｂ）に示す燃料電池スタック１０は、セルユニットＡ１のアノードセパレータ４０側の冷却流体流通路Ｓ３ａに配設した変位吸収部材Ｃａを、上下逆向きにして配設したものである。この場合にも、一方の変位吸収部材Ｃａの変位吸収突起５０の基端側荷重点Ｐ１に作用する荷重の方向と、他方の変位吸収部材Ｃｂの変位吸収突起５０の基端側荷重点Ｐ１に作用する荷重の方向とが、互いに向き合って積層方向αに一致する。また、一方の変位吸収部材Ｃａの変位吸収突起５０の先端側荷重点Ｐ２に作用する荷重の方向と、他方の変位吸収部材Ｃｂの変位吸収突起５０の先端側荷重点Ｐ２に作用する荷重の方向とが、互いに向き合って積層方向αに一致する。これにより、両変位吸収部材Ｃａ，Ｃｂの間に介在する各セルユニットＡ１に曲げモーメントが生じることがない。
〈第二実施形態〉
　図７（Ａ）は、セルユニットのアノードセパレータ側の冷却流体流通路に配置した第二の実施形態に係る変位吸収部材の平面図であり、（Ｂ）は、セルユニットのカソードセパレータ側の冷却流体流通路に配置した他例に係る変位吸収部材の平面図である。第二の実施形態に係る変位吸収部材Ｃｃは、突起列Ｃ１～Ｃ６の配列形態が相違している。各突起列Ｃ１～Ｃ６は、流通方向βにおいて夫々５つの変位吸収突起５０ａ～５０ｅを一列に配置したものである。
　この変位吸収部材Ｃｃは、各突起列Ｃ１～Ｃ６の中央に配置した変位吸収突起５０ｃの基端側荷重点Ｐ１及び先端側荷重点Ｐ２を二分する位置を、流通方向βに直交する方向γにおいて通過する中心線Ｏ１から、流通方向βの上流側及び下流側における各変位吸収突起５０ａ～５０ｅの各基端側荷重点Ｐ１及び先端側荷重点Ｐ２までの寸法を夫々等しくしたものである。なお、荷重点Ｐ１，Ｐ２は、一部の変位吸収突起５０に図示したが、当然全ての変位吸収突起５０に存在する。
　具体的には、中心線Ｏ１から変位吸収突起５０ｃの基端側荷重点Ｐ１の寸法をＬ１としたとき、その変位吸収突起５０ｃの先端側荷重点Ｐ２の寸法もＬ１としている。変位吸収突起５０ｂと変位吸収突起５０ｄとの関係においては、中心線Ｏ１から変位吸収突起５０ｂの先端側荷重点Ｐ２までの寸法をＬ２としたとき、その中心線Ｏ１から変位吸収突起５０ｄの基端側荷重点Ｐ１までの寸法をＬ２としている。また、中心線Ｏ１から変位吸収突起５０ｂの基端側荷重点Ｐ１までの寸法をＬ３としたとき、その中心線Ｏ１から変位吸収突起５０ｄの先端側荷重点Ｐ２までの寸法をＬ３としている。
　変位吸収突起５０ａと変位吸収突起５０ｅとの関係においては、中心線Ｏ１から変位吸収突起５０ａの先端側荷重点Ｐ２までの寸法をＬ４としたとき、その中心線Ｏ１から変位吸収突起５０ｅの基端側荷重点Ｐ１までの寸法をＬ４としている。また、中心線Ｏ１から変位吸収突起５０ａの基端側荷重点Ｐ１までの寸法をＬ５としたとき、その中心線Ｏ１から変位吸収突起５０ｅの先端側荷重点Ｐ２までの寸法をＬ５としている。
　上記した第二の実施形態に係る変位吸収部材Ｃｃは、図７（Ａ）に示す向きにして冷却流体流通路Ｓ３ａに配置する一方、その変位吸収部材Ｃｃを、図７（Ｂ）に示すように、面内方向に１８０度回転させた状態にして冷却流体流通路Ｓ３ｂに配置する。
　これにより、一方の冷却流体流通路Ｓ３ａに配置した変位吸収部材Ｃｃの変位吸収突起５０の基端側荷重点Ｐ１に作用する荷重の方向と、他方の冷却流体流通路Ｓ３ｂに配置した変位吸収部材Ｃｃの変位吸収突起５０の先端側荷重点Ｐ２に作用する荷重の方向とが、互いに向き合って積層方向αに一致し、これら間に介在するセルユニットＡ１に曲げモーメントが生じることがない。また、一種類の変位吸収部材Ｃｃを用いればよいので、製造コストの低減を図ることができる。
〈第三実施形態〉
　図８（Ａ）は、セルユニットのアノードセパレータ側の冷却流体流通路に配置した第三の他例に係る変位吸収部材の平面図であり、（Ｂ）は、セルユニットのカソードセパレータ側の冷却流体流通路に配置した第三の実施形態に係る変位吸収部材の平面図である。図９は、第三の実施形態に係る変位吸収部材を冷却流体流通路に配設した状態を示す部分拡大断面図である。
　第三の実施形態に係る変位吸収部材Ｃｄは、突起列Ｃ１～Ｃ５の配列形態が上述したものと相違している。突起列Ｃ１～Ｃ５は、流通方向βにおいて夫々５つの変位吸収突起５０ａ～５０ｅを配列したものである。
　図示の変位吸収部材Ｃｄは、各突起列Ｃ１～Ｃ５の中央に配列した突起列Ｃ３を、流通方向βと平行な中心線Ｏ２上に位置させているとともに、他の突起列Ｃ２，Ｃ１，Ｃ４，Ｃ５を互いに等間隔Ｗ１，Ｗ２（図９参照）に配置している。
　図８（Ａ）において上側となる第１の突起列Ｃ１を形成する各変位吸収突起５０ａ～５０ｅは、上記した冷却流体流通路Ｓ３ａ内を流通する冷却流体の流通方向βと平行な平面において同一方向に傾斜し、且つ互いに同じ形状で同じ大吉舎の板状体に形成してある。これらの変位吸収突起５０ａ～５０ｅは、鋭角を成す板面部を流通方向βの下流側に向けて配列してある。
　第２の突起列Ｃ２を形成する変位吸収突起５０ａ～５０ｅは、冷却流体流通路Ｓ３ａ内を流通する冷却流体の流通方向βと平行な平面において、第１の突起列Ｃ１のものとは逆方向に傾斜し、且つ互いに同じ形状で同じ大きさの板状体に形成してある。すなわち、これらの変位吸収突起５０ａ～５０ｅは、鋭角を成す板面部を流通方向βの上流側に向けて配列している。
　この実施形態においては、奇数列Ｃ１，Ｃ３，Ｃ５の変位吸収突起５０を流通方向βの下流側に向けて傾斜させ、偶数列Ｃ２，Ｃ４の変位吸収突起５０を流通方向βの上流側に向けて傾斜させている。
　また、各列の隣り合う変位吸収突起５０ａ～５０ｅ，５０ａ～５０ｅの各基端側荷重点Ｐ１及び先端側荷重点Ｐ２は、流通方向βに直交する方向γにおいて一直線上に配列してある。
　上記した第三の実施形態に係る変位吸収部材Ｃｄは、図８（Ａ）に示す向きにして冷却流体流通路Ｓ３ａに配置する一方、同一構成の別の変位吸収部材Ｃｄを、図（Ｂ）に示すように、面内方向に１８０度回転させた状態にして冷却流体流通路Ｓ３ｂに配置する。
　これにより、一方の冷却流体流通路Ｓ３ａに配置した変位吸収部材Ｃｄの変位吸収突起５０の基端側荷重点Ｐ１に作用する荷重の方向と、他方の冷却流体流通路Ｓ３ｂに配置した変位吸収部材Ｃｃの変位吸収突起５０の先端側荷重点Ｐ２に作用する荷重の方向とが、互いに向き合って積層方向αに一致し、それらの間に介在するセルユニットＡ１に曲げモーメントが生じることがない。また、奇数列Ｃ１，Ｃ３，Ｃ５と偶数列Ｃ２，Ｃ４とで変位吸収突起５０の傾斜方向を逆向きにすることで、流通方向βにおける荷重の偏りを抑制することができる。
〈第四実施形態〉
　図１０（Ａ）は、セルユニットのアノードセパレータ側の冷却流体流通路に配置した第四の実施形態に係る変位吸収部材の平面図であり、（Ｂ）は、セルユニットのカソードセパレータ側の冷却流体流通路に配置した第四の実施形態に係る変位吸収部材の平面図である。
　第四の実施形態に係る変位吸収部材Ｃｅは、突起列Ｃ１～Ｃ６の配列形態が上記したものと相違している。突起列Ｃ１～Ｃ６は、流通方向βにおいて夫々５つの変位吸収突起５０ａ～５０ｅを一列に配置したものである。
　この変位吸収部材Ｃｅは、流通方向βに平行な中心線Ｏ２の両側に、他の突起列Ｃ３，Ｃ２，Ｃ１、Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６を互いに等間隔Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３にして配列している。
　図１０（Ａ）において上側となる第１の突起列Ｃ１を形成する変位吸収突起５０ａ～５０ｅは、一方の冷却流体流通路Ｓ３ａ内を流通する冷却流体の流通方向βと平行な平面において同一方向に傾斜し、且つ、互いに同じ形状で同じ大きさの板状体に形成してある。これらの変位吸収突起５０ａ～５０ｅは、鋭角を成す板面部を流通方向βの上流側に向けて配置してある。
　第２の突起列Ｃ２をなす変位吸収突起５０ａ～５０ｅは、一方の冷却流体流通路Ｓ３ａ内を流通する冷却流体の流通方向βと平行な平面において、上記突起列Ｃ１のものとは逆方向に傾斜し、且つ、互いに同じ形状で同じ大きさの板状体に形成してある。これらの変位吸収突起５０ａ～５０ｅは、鋭角を成す板面部を流通方向βの下流側に向けて配置してある。
　この実施形態においては、奇数列Ｃ１，Ｃ３，Ｃ５の変位吸収突起５０は、鋭角を成す板面部を流通方向βの上流側に向けて傾斜させ、偶数列Ｃ２，Ｃ４，Ｃ６の変位吸収突起５０は、鋭角を成す板面部を流通方向βの下流側に向けて傾斜させている。
　また、各列の隣り合う変位吸収突起５０ａ～５０ｅ，５０ａ～５０ｅの各基端側荷重点Ｐ１及び先端側荷重点Ｐ２は、直交方向γにおいて一直線上に配列している。
　上記した第四の実施形態に係る変位吸収部材Ｃｅは、図１０（Ａ）に示す向きにして一方の冷却流体流通路に配置する一方、同一構成の別の変位吸収部材Ｃｅを、図１０（Ｂ）に示すように、面内方向に１８０度回転させた状態にして、他方の冷却流体流通路に配置する。
　これにより、上述したように、一方の冷却流体流通路Ｓ３ａに配置した変位吸収部材Ｃｅの変位吸収突起５０ａ～５０ｅの基端側荷重点Ｐ１に作用する荷重の方向と、他方の冷却流体流通路Ｓ３ｂに配置した変位吸収部材Ｃｅの変位吸収突起５０ａ～５０ｅの先端側荷重点Ｐ２に作用する荷重の方向とが、互いに向き合って積層方向αに一致し、これらの間に介在するセルユニットＡ１に曲げモーメントが生じないことは、上記したものと同様である。
〈第五実施形態〉
　図１１（Ａ）は、第五の実施形態に係る変位吸収部材の平面図であり、（Ｂ）は、その部分拡大図である。図１２は、その第五の実施形態に係る変位吸収部材を冷却流体流通路に配設した状態を示す部分拡大断面図である。
　第五の実施形態に係る変位吸収部材Ｃｆは、導電性の金属板からなる基板５１Ａに突起列Ｃ１～Ｃ５を互いに独立して、且つ一体成形したものである。各突起列Ｃ１～Ｃ５は、互いに同じ一定幅にした帯状体に形成してあると共に、流通方向βにおいて、４つの上側荷重点Ｐ２ａ～ｄと４つの下側荷重点Ｐ１ａ～ｄとを有する例えば正弦波形に凹凸形成したものである。
　この変位吸収部材Ｃｆは、各突起列Ｃ１～Ｃ５の中央に配置した上側荷重点Ｐ２ｃと下側荷重点Ｐ１ｂとを二分する位置において、上記した直交方向γと並行な中心線Ｏ１から、流通方向βの上流側及び下流側における各上側荷重点Ｐ２ａ～ｄと下側荷重点Ｐ１ａ～ｄまでの各寸法Ｌ１～Ｌ４をそれぞれ等しくしている。この実施形態においては、上側荷重点Ｐ２ａ～ｄが上記した先端側荷重点に相当し、また、下側荷重点Ｐ１ａ～ｄが基端側荷重点に夫々相当する。
　具体的には、中心線Ｏ１から上側荷重点Ｐ２ｃと、その中心線Ｏ１から下側荷重点Ｐ１ｂとの寸法をＬ１としている。同様にして、中心線Ｏ１から上側荷重点Ｐ２ｂまでの寸法をＬ２としたとき、その中心線Ｏ１から下側荷重点Ｐ１ｃまでの寸法をＬ２としている。また、中心線Ｏ１から下側荷重点Ｐ１ａまでの寸法をＬ３としたとき、その中心線Ｏ１から上側荷重点Ｐ２ｄまでの寸法をＬ３としている。同様にして、中心線Ｏ１から上側荷重点Ｐ２ａまでの寸法をＬ４としたとき、その中心線Ｏ１から下側荷重点Ｐ１ｄまでの寸法をＬ４としている。
　換言すると、上記各突起列Ｃ１～Ｃ５を形成する上側荷重点Ｐ２ａ～ｄ及び下側荷重点Ｐ１ａ～ｄは、流通方向βに沿う一定間隔にし、且つ突起列Ｃ１～Ｃ５をなすようにして配列してある。各変位吸収突起５０同士の基端側荷重点Ｐ１及び先端側荷重点Ｐ２同士、図６（Ａ）に示すように、流通方向βにおいて一列に整列させている。また、突起列Ｃ１～Ｃ５は、流通方向βと直交する方向γにおいて互いに一定間隔をおいて配列してある。
　上記した第五の実施形態に係る変位吸収部材Ｃｆは、図１２に示すように、一方の冷却流体流通路に配置する一方、その変位吸収部材Ｃｆを、面内方向に１８０度回転させた状態にして他方の冷却流体流通路に配置する。
　これにより、一方の冷却流体流通路Ｓ３ａに配置した変位吸収部材Ｃｆの下側荷重点Ｐ１ａ～ｄに作用する荷重の方向と、冷却流体流通路Ｓ３ｂに配置した変位吸収部材Ｃｆの上側荷重点Ｐ２ａ～ｄに作用する荷重の方向とが、互いに向き合って積層方向αに一致し、これらの間に介在する各セルユニットＡ１に曲げモーメントが生じることがない。
〈第六実施形態〉
　次に、図１３～１５を参照して、第六の実施形態に係る変位吸収部材について説明する。図１３は、図３に示すＩ‐Ｉ線に相当する断面における部分断面図であり、図１４（Ａ）は、セルユニットのアノードセパレータと、そのセルユニットに隣り合う他のセルユニットのカソードセパレータとの間に区画形成される冷却流体流通路に配置した変位吸収部材の斜視図であり、（Ｂ）は、一のセルユニットのカソードセパレータと、その一のセルユニットに隣り合う他のセルユニットのアノードセパレータとの間に区画形成される冷却流体流通路に配置する変位吸収部材の斜視図である。
　また、図１５は、二つの冷却流体流通路に夫々配置した変位吸収部材に作用する荷重を説明するための斜視図である。なお、上述した実施形態において説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して説明を省略する。
　図１３に示すように、互いに積層した三つのセルユニットＡ１，Ａ１，Ａ１のうち、中央のセルユニットＡ１のアノード，カソードセパレータ４０，４１と、図示上側のセルユニットＡ１のカソードセパレータ４１´、図示下側のセルユニットＡ１のアノードセパレータ４０´同士を液密的に接合し、それらの間に冷却流体を流通させるための冷却流体流通路Ｓ３ａ，Ｓ３ｂを形成している。なお、以下に示す二つの変位吸収部材Ｃｇ，Ｃｇは、互いに同一のものを採用しているが、これに限るものではない。
　この実施形態においては、一方のセルユニットＡ１のアノードセパレータ４０側の冷却流体流通路Ｓ３ａに配設した変位吸収部材Ｃｇと、その一方のセルユニットＡ１のカソードセパレータ４１´側の冷却流体流通路Ｓ３ｂに配設した変位吸収部材Ｃｇとを、これらの各変位吸収突起５０，５０同士を互いに対向させ、且つ、互いに対向する変位吸収突起５０，５０に作用する荷重の方向が向き合うように配置している。なお、変位吸収突起５０，５０に作用する荷重は、セルユニットＡ１の積層方向αに作用する荷重である。
　変位吸収部材Ｃｇは、上記したように互いに同一構造になっているので、以下には、一方の冷却流体流通路Ｓ３ａに配置したものについて説明し、他方の冷却流体流通路Ｓ３ｂに配設したものについては、同一の符号を付して説明を省略する。
　変位吸収部材Ｃｇは、図１４（Ａ）に示すように、上記した一方の冷却流体流通路Ｓ３ａを流通する冷却流体の流通方向βに沿う突起列Ｃ１～Ｃ５を、その流通方向βと直交する直交方向γにおいて互いに所定の間隔で複数列設してなるものである。なお、本実施形態においては、説明の簡略化のために、Ｃ１～Ｃ５で示す５つの突起列を例示している。
　各突起列Ｃ１～Ｃ５は、直交方向γにおいて互いに一定の間隔で配列された複数の変位吸収突起５０からなり、それらは導電性の金属板からなる基板５１に一体成形してある。「一定の間隔」は、それら変位吸収突起５０，５０の幅Ｗ１（図１３参照）以上にしているが、これに限るものではない。
　図示の第１、第３及び第５の突起列Ｃ１，Ｃ３，Ｃ５を形成する変位吸収突起５０は、冷却流体流通路Ｓ３ａ内を流通する冷却流体の流通方向βと直交する直交方向γにおいて同一方向に傾斜し、且つ、互いに同じ形状で同じ大きさの板状体に形成してある。
　この変位吸収突起５０は、流通方向βに直交する方向γから見たときに横長方形であり、且つ、流通方向β方向から見たときに左右逆向きに傾斜しており、基板５１から切り起こすことにより一体成形してある。
　これらの変位吸収突起５０は、基板５１から所要の角度で傾斜している連結片５０Ａと、この連結片５０Ａよりも浅い角度に傾斜している接触片５０Ｂとからなるものであり、自由端である接触片５０ｂＢカソードセパレータ４１´に弾性的に当接する。変位吸収突起５０は、その板厚面を流通方向βに直角に向けて配列している。
　上記の変位吸収部材Ｃｇは、図１３及び図１５に示すように、基板５１をアノート側セパレータ４０に当接させ、且つ、変位吸収突起５０の接触片５０ｂをカソードセパレータ４１´に弾性的に接触させた状態にして、冷却流体流通路Ｓ３ａに配設してある。
　他方、第２及び第４の突起列Ｃ２，Ｃ４を形成する変位吸収突起５０は、冷却流体流通路Ｓ３ａ内を流通する冷却流体の流通方向βにおいて、先の突起列Ｃ１，Ｃ３，Ｃ５を形成する変位吸収突起５０とは逆方向に傾斜し、且つ、互いに同じ形状で同じ大きさの板状体に形成してある。これらの変位吸収突起５０は、直交方向γから見たときに横長方形であり、基板５１から切り起こすことにより一体成形してある。変位吸収突起５０は、流通方向βに直角に向けて配列していることは、上記したものと同じである。
　上記した突起列Ｃ１～Ｃ５は、流通方向βに直交する方向γにおいて、中心線Ｏ２を中心とする中心線対称にして配置してある。各突起列Ｃ１～Ｃ５の中央に配置した第３の突起列Ｃ３を、直交方向γに平行な中心線Ｏ２上に位置させていると共に、他の突起列Ｃ２，Ｃ１、Ｃ４，Ｃ５を互いに等間隔Ｗ１，Ｗ２に配置している。
　他方の冷却流体流通路Ｓ３ｂに配置した変位吸収部材Ｃｇは、上記一方の冷却流体流通路Ｓ３ａに配置した変位吸収部材Ｃｇと同一のものであるが、冷却流体の流通方向βにおいて１８０度回転させた状態で配置してある。
　換言すると、図１４（Ｂ）に示すように、セルユニットＡ１のアノード側の冷却流体流通路Ｓ３ａに配設した変位吸収部材Ｃｇと、他方の冷却流体流通路Ｓ３ｂに配設した変位吸収部材Ｃｇの各変位吸収突起５０，５０同士を互いに対向させ、且つ互いに対向する変位吸収突起５０，５０同士の各セパレータ４１´との接触部位が冷却流体の流通方向βにおいて逆向きとなるように配置している。
　さらには、一方の冷却流体流通路Ｓ３ａに配置した変位吸収部材Ｃｇの変位吸収突起５０の基端側荷重点Ｐ１に作用する荷重の方向と、冷却流体流通路Ｓ３ｂに配置した変位吸収部材Ｃｃの変位吸収突起５０の先端側荷重点Ｐ２に作用する荷重の方向とが、互いに向き合って積層方向αに一致し、それらの間に介在するセルユニットＡ１に曲げモーメントあ生じることがない。
　以上の構成により、図１５に示すように、変位吸収部材Ｃａの変位吸収突起５０の連結片５０ａの基部５０ａ´に下向きに作用する荷重Ｆａの方向と、冷却流体流通路Ｓ３ｂに配設した変位吸収部材Ｃｂの変位吸収突起５０の接触片５０ｂに上向きに作用する荷重Ｆｂの方向とが、積層方向αに一致する。また、変位吸収部材Ｃａの変位吸収突起５０の接触片５０ｂに上向きに作用する荷重の方向と、変位吸収部材Ｃｂの変位吸収突起５０の連結片５０ａの基部５０ａ´に下向きに作用する荷重の方向とが、積層方向αに一致する。
　上記各実施形態の燃料電池スタック１０によれば、次の効果を得ることができる。
　すなわち、二つのセパレータ４０，４１間に膜電極接合体３０を配設した複数のセルユニットＡ１を積層すると共に、隣接するセルユニットＡ１間に冷却流体を流通させるための冷却流体流通路Ｓ３ａ，Ｓ３ｂを夫々形成した燃料電池スタック１０において、冷却流体流通路Ｓ３ａ，Ｓ３ｂに、セルユニットＡ１の積層方向における変位を吸収する複数の変位吸収突起５０を有する変位吸収部材Ｃａ～Ｃｇを設けると共に、変位吸収部材Ｃａ～Ｃｇの変位吸収突起５０が、セルユニットＡ１に生じる曲げモーメントを相殺するように配設したことにより、セルユニットＡ１に曲げモーメントが生じるのを防止し、セルユニットＡ１の損傷を未然阻止することができる。
　また、セルユニットＡ１のアノードセパレータ側の冷却流体流通路Ｓ３ａに配設した変位吸収部材Ｃａと、同セルユニットＡ１のカソードセパレータ側の冷却流体流通路Ｓ３ｂに配設した変位吸収部材Ｃｂとを、互いの各変位吸収突起５０の荷重点が、セルユニットＡ１の積層方向において重なり合うように配置したことにより、双方の荷重点における荷重の方向が互いに向き合って積層方向αに一致し、その間に介在するセルユニットＡ１に曲げモーメントが生じるのを防止することができる。
　さらに、セルユニットＡ１のアノードセパレータ側の冷却流体流通路Ｓ３ａに配設した変位吸収部材Ｃａの変位吸収突起５０の基端部に作用する基端部荷重点Ｐ１と、同セルユニットＡ１のカソードセパレータ側の冷却流体流通路Ｓ３ｂに配設した変位吸収部材Ｃｂの変位吸収突起５０の先端部に作用する先端部側荷重点Ｐ１とが、セルユニットＡ１の積層方向において重なり合うように配置したことから、双方の荷重点Ｐ１，Ｐ２における荷重の方向が互いに向き合って積層方向αに一致し、その間に介在するセルユニットＡ１に曲げモーメントが生じるのを防止することができる。
　さらに、変位吸収部材Ｃａ～Ｃｇにおける変位吸収突起５０の向きや配列を工夫し、とくに、変位吸収突起５０を、冷却流体の流通方向βと直交する方向γにおいて中心線対称に配置することにより、互いに同一の変位吸収部材の向きを変えて配置するだけで、上記の効果を得られるため、部品点数を削減することができ、製造コストの低減などを図ることができる。
　さらに、変位吸収突起５０を互いに逆向きに配置することにより、発生する荷重が逆向きとなり、変位吸収部材全体で曲げモーメントが生じるのを防ぐことができる。さらに、変位吸収突起５０が、互いに独立して形成してあるので、周囲に配設されている変位吸収突起の影響を防ぐことができる。さらに、変位吸収突起５０が、板状体に形成してあり、その板厚面を流通方向βに直角に向けて配列することにより、上記の曲げモーメントを防止する効果に加えて、冷却流体の流通性をより一層良好にすることができる。
　さらに、変位吸収突起５０を、基板５１から切り起こして一体形成することにより、突起部分を別に形成してから接合するなどの工程が不要で簡便に製造することができる。また、接合部等が無いために、突起を接合により形成する場合に比べて、変位吸収突起５０が基板５１と接する辺縁部の強度確保がしやすく信頼性の向上を図ることができる。
　以上のように、本発明について詳細に説明したが、本発明は上記各実施形態で説明した構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において構成の細部を適宜変更することが可能である。
３０　膜電極接合体
４０，４１　セパレータ
５０　変位吸収突起
Ａ１　セルユニット
Ｃａ～Ｃｈ　変位吸収部材
Ｐ１　基端部側荷重点
Ｐ２　先端部側荷重点
Ｓ１，Ｓ２　ガス流通路
Ｓ３ａ，Ｓ３ｂ　冷却流体流通路
α　積層方向
β　流通方向
γ　流通方向に直交する方向

Claims (13)

  1. 　二つのセパレータ間に膜電極接合体を配設した複数のセルユニットを積層すると共に、隣接するセルユニット間に冷却流体を流通させるための冷却流体流通路を夫々形成した燃料電池スタックにおいて、
    　冷却流体流通路に、セルユニットの積層方向における変位を吸収する複数の変位吸収突起を有する変位吸収部材を設けると共に、
    　変位吸収部材の変位吸収突起が、セルユニットに生じる曲げモーメントを相殺するように配設してあることを特徴とする燃料電池スタック。
  2. 　セルユニットのアノードセパレータ側の冷却流体流通路に配設した変位吸収部材と、同セルユニットのカソードセパレータ側の冷却流体流通路に配設した変位吸収部材とを、互いの各変位吸収突起の荷重点が、セルユニットの積層方向において重なり合うように配置してあることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池スタック。
  3. 　セルユニットのアノードセパレータ側の冷却流体流通路に配設した変位吸収部材の変位吸収突起の基端部に作用する基端部荷重点と、同セルユニットのカソードセパレータ側の冷却流体流通路に配設した変位吸収部材の変位吸収突起の先端部に作用する先端部側荷重点とが、セルユニットの積層方向において重なり合うように配置してあることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池スタック。
  4. 　複数の変位吸収突起を一列に配置した奇数の突起列を有し、
    　各突起列のうちの中央の突起列を、冷却流体の流通方向と並行な中心線上に配置し、その中心線上に配置した突起列の変位吸収突起に作用する荷重点と、その中心線上に配置した突起列に並列している突起列の変位吸収突起に作用する荷重点との距離を等しくしたことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の燃料電池スタック。
  5. 　奇数の変位吸収突起を一列に配置した奇数の突起列を有し、
    　各変位吸収突起のうちの中央の変位吸収突起を、冷却流体の流通方向と直交する中心線上に配列し、その中心線よりも流通方向の上流側に位置する変位吸収突起の先端部に作用する先端側荷重点と、その中心線よりも流通方向の下流側に位置する変位吸収突起の基端部に作用する基端側荷重点とを中心線対称に配置したことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の燃料電池スタック。
  6. 　複数の変位吸収突起を一列に配置した奇数の突起列を有し、
    　各突起列のうちの中央の突起列を、冷却流体の流通方向と平行な中心線上に配置し、その中心線を挟む両側の突起列を中心線対称に配置したことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の燃料電池スタック。
  7. 　複数の変位吸収突起を一列に配置した偶数の突起列を有し、
    　冷却流体の流通方向と平行な中心線を挟む両側に、突起列を中心線対称に配置したことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の燃料電池スタック。
  8. 　中心線を挟んで最も内側に位置する二つの突起列の変位吸収突起を互いに同じ向きに傾斜させ、且つ、その外側に位置する突起列の変位吸収突起の傾斜を、一列毎に互いに異なる向きに傾斜させたことを特徴とする請求項６又は７に記載の燃料電池スタック。
  9. 　隣り合う冷却流体流通路毎に変位吸収突起を上下反転させて配設したことを特徴とする請求項１～８のいずれか１項に記載の燃料電池スタック。
  10. 　変位吸収突起が、互いに交わる向きに傾けて複数配列してあり、
    　互いに対向する当該変位吸収突起同士の各セパレータとの接触部位が、冷却流体の流通方向又はこれと直交する方向において逆向きに配置してあることを特徴とする請求項１～８のいずれか１項に記載の燃料電池スタック。
  11. 　変位吸収突起が、互いに独立して形成してあることを特徴とする請求項１～１０のいずれか１項に記載の燃料電池スタック。
  12. 　変位吸収突起が、板状体として形成してあり、その板厚面を流体流通方向に直角に向けて配列してあることを特徴とする請求項１０に記載の燃料電池スタック。
  13. 　冷却流体の流通方向と交差する平面において互いに交わる向きに傾けた変位吸収突起を、その流通方向において交互に配列したことを特徴とする請求項１０～１２のいずれか１項に記載の燃料電池スタック。
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