特開 2024-86122 燃料電池ユニット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024086122

(43)【公開日】2024-06-27

(54)【発明の名称】燃料電池ユニット

(51)【国際特許分類】

   H01M 8/248 20160101AFI20240620BHJP

   H01M 8/10 20160101ALN20240620BHJP

【ＦＩ】

H01M8/248

H01M8/10 101

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022201078

(22)【出願日】2022-12-16

(71)【出願人】

【識別番号】000103921

【氏名又は名称】オリオン機械株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104787

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 伸司

(72)【発明者】

【氏名】北條 芙美

(72)【発明者】

【氏名】高井 希紗

(72)【発明者】

【氏名】中根 孝浩

【テーマコード（参考）】

5H126

【Ｆターム（参考）】

5H126AA25

5H126BB06

5H126DD05

(57)【要約】

【課題】積層体を構成する被積層物の外縁部に作用する押付け力と内側部位に作用する押付け力との差が、積層方向における各位置において大きく相違しない状態とする。
【解決手段】基板引寄せ具４が、積層体２を構成する各被積層物の間に挟み込まれたミドルプレート２１ａ，２１ｂと、エンドプレート３ａ，３ｂおよびプレート２１の間に挟み込まれるようにして積層体２に並設された支持部材２２ａ～２２ｃ等と、プレート３および支持部材２２等を互いに引き寄せ、かつプレート２１および支持部材２２等を互いに引き寄せるボルト・ナット２３ａ，２３ｂおよびクランプ２４ａ，２４ｂとを備え、プレート３，２１は、被積層物よりも高剛性に形成されると共に、積層体２における被積層物の積層方向で膜電極接合体の枠材と重なる領域およびガス拡散層や触媒層と重なる領域の双方において膜電極接合体以外の被積層物に対して面的に接触可能に構成されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃料電池用セパレータおよび燃料電池用膜電極接合体を少なくとも含む平板状の複数の被積層物を積層した積層体と、
前記積層体の両端に配設された一対の第１の基板と、
前記両第１の基板を互いに接近させる方向に引き寄せる基板引寄せ具とを備え、
前記基板引寄せ具によって前記両第１の基板が互いに接近する向きに引き寄せられて当該両第１の基板の間において前記各被積層物が互いに密着させられると共に当該両第１の基板に対して前記積層体が密着させられた燃料電池ユニットであって、
前記燃料電池用膜電極接合体は、前記燃料電池用セパレータに対して接触させられる一対の枠材の間に電解質膜が挟み込まれると共に、前記燃料電池用セパレータに対して面的に接触させられるガス拡散層、および前記電解質膜に対して面的に接触させられる触媒層が前記両枠材の内側にそれぞれ設けられ、
前記基板引寄せ具は、前記被積層物の間に挟み込まれた第２の基板と、前記第１の基板および前記第２の基板の間に挟み込まれるようにして前記積層体に並設された第１の部材と、前記第１の基板および前記第１の部材を互いに引き寄せ、かつ前記第２の基板および当該第１の部材を互いに引き寄せる第２の部材とを備え、
前記第１の基板および前記第２の基板は、前記被積層物よりも高剛性に形成されると共に、前記積層体における前記被積層物の積層方向で前記燃料電池用膜電極接合体の前記枠材と重なる領域、並びに前記ガス拡散層および前記電解質膜と重なる領域の双方において当該燃料電池用膜電極接合体以外の当該被積層物に対して面的に接触可能に構成されている燃料電池ユニット。

【請求項2】

前記基板引寄せ具は、前記積層体における前記被積層物の積層方向において並ぶように配設された一対の前記第１の部材を互いに引き寄せる第３の部材を備えている請求項１記載の燃料電池ユニット。

【請求項3】

前記基板引寄せ具は、前記第１の基板と前記第１の部材との間、および前記第２の基板と当該第１の部材との間の少なくとも一方に圧縮弾性変形が可能な第４の部材が挟み込まれている請求項１または２記載の燃料電池ユニット。

【請求項4】

前記第２の基板は、導電性を有する材料で形成されている請求項１または２記載の燃料電池ユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、燃料電池用セパレータおよび燃料電池用膜電極接合体を少なくとも含む平板状の複数の被積層物を積層した積層体の両端に一対の基板が配設されると共に、両基板が互いに接近する方向に引き寄せられることによって両基板の間において各被積層物が互いに密着させられると共に両基板に対して積層体が密着させられた燃料電池ユニットに関するものである。

【背景技術】

【0002】

この種の燃料電池ユニットとして、複数の単セル電池が積層されて一体化された固体高分子型燃料電池スタック（以下、単に「燃料電池スタック」ともいう）の発明が下記の特許文献に開示されている。この燃料電池スタックでは、膜電極複合体（ＭＥＡ）、酸化剤セパレータおよび燃料・冷却水セパレータによって単セル電池が構成され、この単セル電池が複数積層されて積層体が構成されている。また、この燃料電池スタックでは、導電性内部プレートおよび絶縁性外部プレートからなるエンドプレートが積層体の両端部に配置されると共に、絶縁性外部プレートを貫通させられた締め付けスタッドおよび締め付けスプリング（以下、単に「スタッド」および「スプリング」ともいう）によって両エンドプレートの間に配設された積層体が締め付け固定されている。これにより、この燃料電池スタックでは、必要とされる電力を得るのに十分な複数の単セル電池を一体化した製品を提供することが可能となっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００７－１７９９９２号公報（第４－９頁、第１－６図）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところが、上記特許文献に開示の燃料電池スタック（燃料電池ユニット）には、以下のような解決すべき問題点が存在する。

【0005】

具体的には、上記特許文献に開示の燃料電池スタックでは、膜電極複合体（燃料電池用膜電極接合体）および各種セパレータ（燃料電池用セパレータ）などの各種の板体（以下、これらを総称して「被積層物」ともいう）を複数積層した積層体が一対のエンドプレート（一対の第１の基板）の間に挟み込まれると共に、両エンドプレートにおける絶縁性外部プレートがスタッドおよびスプリング（基板引寄せ具）によって互いに接近する方向に引き寄せられることで、両エンドプレートの間の各被積層物が互いに密着するようにして位置決め固定されている。すなわち、この燃料電池セルでは、両絶縁性外部プレートを貫通させられたスタッドの端部に配設されているスプリングの伸長力によって、両エンドプレートの間において各被積層物が互いに密着させられ、かつ両エンドプレートに積層体が密着させられる構成が採用されている。

【0006】

この場合、この種の燃料電池ユニットにおいて、セパレータについては、その板面における中央部に設けられた溝部から酸化剤（酸素：空気）や燃料（水素ガス等）が漏出するのを回避するために、他の被積層物に対して板面の全域を確実に密着させる必要があり、膜電極接合体については、過剰に強い力で圧縮されて処理能力が低下したり破損したりするのを回避しつつ、酸化剤や燃料などが漏出するのを回避するために、ガス拡散層や触媒層を囲むように配設した枠材をセパレータや電解質膜に対して確実に密着させる必要がある。このため、上記特許文献に開示の燃料電池スタックにおいても、各セパレータについては、他のセパレータに対して酸化剤や燃料を供給するための流路を構成する貫通孔の他に孔が存在しない平板状に形成されて、他の被積層物に対してその板面のほぼ全域を密着させると共に、膜電極接合体については、過剰に強い押付け力で密着させられることのないようにセパレータや電解質膜に対して枠材を十分な押付け力で密着させる構成が採用されている。

【0007】

この場合、上記特許文献に開示の燃料電池スタックにおいて、各被積層物の積層方向における両端に位置しているセパレータについては、エンドプレート側の板面のほぼ全域がエンドプレート（導電性内側プレートおよび絶縁性外部プレート）に対してほぼ均一な押付け力で押し付けられた状態となり、これらのセパレータにおける膜電極接合体側の板面（前述の溝部が形成されている面）における外縁部が膜電極接合体の枠材に対して強い力で押し付けられ、かつ内側部位が枠材に対する外縁部の押付け力よりも弱い力でガス拡散層に対して押し付けられた状態となる。

【0008】

また、両端に位置しているセパレータ以外のセパレータでは、膜電極接合体側の板面については、その外縁部が膜電極接合体の枠材に対して強い力で押し付けられ、かつ内側部位が枠材に対する外縁部の押付け力よりも弱い力でガス拡散層に対して押し付けられた状態となり、膜電極接合体側の板面の裏面側については、その外縁部（膜電極接合体側の板面が膜電極接合体の枠材に対して強い力で押し付けられている領域）が他の被積層物（他のセパレータ）に対して強い力で押し付けられ、かつ内側部位（裏面側のガス拡散層）が他の被積層物（他のセパレータ）に対してやや弱い力で押し付けられた状態となる。

【0009】

このため、上記特許文献に開示の燃料電池スタックでは、スタッドの端部に配設されたスプリングによって両エンドプレートに対して加えられた力が、両エンドプレートの間に積層されている各被積層物に対して積層方向の中央部に向かって順次伝達されるときに、積層方向の中央部寄りの被積層物ほど（エンドプレートから離間する被積層物ほど）、自身よりも中央部寄りの被積層物に対する押付け力が外縁部側に集中する現象が生じる。

【0010】

この場合、この燃料電池スタックでは、各被積層物の積層方向が水平方向と平行となるような設置状態において、被積層物の板面における各部に加わる押付け力の面内の総和（隣接する被積層物の間に作用する押付け力）が、両エンドプレートの間に挟み込まれているすべての被積層物においてほぼ等しくなる。このため、積層方向の両端側の被積層物（エンドプレートに近い被積層物）よりも、積層方向の中央部側の被積層物（エンドプレートから離れた被積層物）の方が、外縁部に押付け力が集中する分だけ、内側部位の押付け力が低下することとなる。したがって、積層方向の両端側の被積層物と積層方向の中央部側の被積層物とで、他の被積層物に対する内側部位（膜電極接合体においてガス拡散層や触媒層が配設されている部位、およびセパレータにおける溝部の形成領域）の押付け力に差異が生じた状態となる。

【0011】

ここで、積層方向の両端側の被積層物において、隣接する被積層物の内側部位に対する押付け力が好適な押付け力となるようにスプリングの伸長力（両エンドプレートを互いに接近させようとする力）を規定したときには、積層方向の中央部側の被積層物において、隣接する被積層物の内側部位に対する押付け力が好適な押付け力よりも弱い押付け力となる。このため、積層方向の中央部側の膜電極複合体において処理能力が低下するおそれがある。また、積層方向の中央部側の被積層物において、隣接する被積層物の内側部位に対する押付け力が好適な押付け力となるようにスプリングの伸長力を規定したときには、積層方向の両端側の被積層物において、隣接する被積層物の内側部位に対する押付け力が好適な押付け力よりも強い力となる。このため、積層方向の両端部側の膜電極複合体が破損したり、積層方向の両端部側のセパレータにおいて溝部が変形したりするおそれがある。

【0012】

一方、この種の燃料電池ユニットは、被積層物の積層数（すなわち、積層体の長さ）、設置場所のスペース（燃料電池ユニットによる占有が許容される空間の形状や広さ）、および発電用の気体を導入／排出するための配管のレイアウトなどに応じて、各被積層物の積層方向が水平方向と平行となるような設置状態だけでなく、各被積層物の積層方向が垂直方向と平行となるような設置状態において使用されることがある。

【0013】

ここで、図８に示すように、複数の被積層物５２ａｘ～５２ｒｘ（以下、区別しないときには「被積層物５２ｘ」ともいう）が積層された積層体の両端に一対の基板５１ａｘ，５１ｂｘが配設されたユニット５０ｘに対して、両基板５１ａｘ，５１ｂｘを互いに接近させる向きの力が加えられた状態では、基板５１ａｘと被積層物５２ａｘとの間、積層方向において隣接する２つの被積層物５２ｘ，５２ｘの間、および基板５１ｂｘと被積層物５２ｒｘとの間に、両基板５１ａｘ，５１ｂｘに対して加えられている力に応じた押付け力Ｐｘがそれぞれ加わった状態となる。また、同図に示すように、各被積層物５２ｘの積層方向が垂直方向と平行となるように両基板５１ａｘ，５１ｂｘが支えられたユニット５０ｘでは、各被積層物５２ｘに対して、基板５１ｂｘの自重、および自身よりも上方に積層されている被積層物５２ｘの自重の和に応じた下向きの力がそれぞれ加わった状態となる。

【0014】

このため、積層方向における上側に配置されている被積層物５２ｒｘは、自身の自重、および基板５１ｂｘの自重の和に前述の押付け力Ｐｘを加えた力で被積層物５２ｑｘに対して押し付けられた状態となるのに対し、積層方向における下側に配置されている被積層物５２ａｘには、被積層物５２ｂｘ～５２ｒｘの自重および基板５１ｂｘの自重の和に押付け力Ｐｘを加えた力で被積層物５２ｂｘが押し付けられた状態となる。つまり、各被積層物５２ｘの積層方向が垂直方向と平行となっているユニット５０ｘでは、積層方向の上側に位置する被積層物５２ｒｘ、５２ｑｘ・・よりも、積層方向の下側に位置する被積層物５２ａｘ、５２ｂｘ・・の方が、隣接する被積層物５２ｘに対する押付け力が大きくなる傾向がある。

【0015】

したがって、前述の燃料電池スタックのように、両エンドプレートの間に非常に多くの被積層物（セパレータや膜電極複合体）が積層されている状態、すなわち、積層方向に下側に位置する被積層物に対して、自身よりも上方に位置する多数の被積層物の自重が加わる状態では、積層方向の上側に位置する被積層物を隣接する他の被積層物に対して好適な押付け力で押し付けることが可能にスプリングの伸長力を規定したときに、積層方向の下側に位置する被積層物が隣接する他の被積層物に対して過剰に強い力で押し付けられ、膜電極複合体が破損したり、セパレータにおいて溝部が変形したりするおそれがある。

【0016】

逆に、積層方向の下側に位置する被積層物を隣接する他の被積層物に対して好適な押付け力で押し付けることが可能にスプリングの伸長力を規定したときには、積層方向の上側に位置する被積層物を隣接する他の被積層物に対して押し付ける力が弱くなり過ぎて、セパレータと膜電極複合体（ガス拡散層）との密着が不十分となって処理能力が低下したり、酸化剤や燃料の漏出が生じたりするおそれがある。

【0017】

本発明は、かかる解決すべき解決すべき課題に鑑みてなされたものであり、積層体を構成する被積層物の外縁部に作用する押付け力と内側部位に作用する押付け力との差が、被積層物の積層方向におけるいずれの位置においても大きく相違せず、被積層物の積層方向が垂直方向と平行となるような設置状態においても隣接する被積層物間に作用する押付け力が積層方向におけるいずれの位置においても大きく相違しない状態で使用可能な燃料電池ユニットを提供することを主目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0018】

上記目的を達成すべく、請求項１記載の燃料電池ユニットは、燃料電池用セパレータおよび燃料電池用膜電極接合体を少なくとも含む平板状の複数の被積層物を積層した積層体と、前記積層体の両端に配設された一対の第１の基板と、前記両第１の基板を互いに接近させる方向に引き寄せる基板引寄せ具とを備え、前記基板引寄せ具によって前記両第１の基板が互いに接近する向きに引き寄せられて当該両第１の基板の間において前記各被積層物が互いに密着させられると共に当該両第１の基板に対して前記積層体が密着させられた燃料電池ユニットであって、前記燃料電池用膜電極接合体は、前記燃料電池用セパレータに対して接触させられる一対の枠材の間に電解質膜が挟み込まれると共に、前記燃料電池用セパレータに対して面的に接触させられるガス拡散層、および前記電解質膜に対して面的に接触させられる触媒層が前記両枠材の内側にそれぞれ設けられ、前記基板引寄せ具は、前記被積層物の間に挟み込まれた第２の基板と、前記第１の基板および前記第２の基板の間に挟み込まれるようにして前記積層体に並設された第１の部材と、前記第１の基板および前記第１の部材を互いに引き寄せ、かつ前記第２の基板および当該第１の部材を互いに引き寄せる第２の部材とを備え、前記第１の基板および前記第２の基板は、前記被積層物よりも高剛性に形成されると共に、前記積層体における前記被積層物の積層方向で前記燃料電池用膜電極接合体の前記枠材と重なる領域、並びに前記ガス拡散層および前記電解質膜と重なる領域の双方において当該燃料電池用膜電極接合体以外の当該被積層物に対して面的に接触可能に構成されている。

【0019】

請求項２記載の燃料電池ユニットは、請求項１記載の燃料電池ユニットにおいて、前記基板引寄せ具は、前記積層体における前記被積層物の積層方向において並ぶように配設された一対の前記第１の部材を互いに引き寄せる第３の部材を備えている。

【0020】

請求項３記載の燃料電池ユニットは、請求項１または２記載の燃料電池ユニットにおいて、前記基板引寄せ具は、前記第１の基板と前記第１の部材との間、および前記第２の基板と当該第１の部材との間の少なくとも一方に圧縮弾性変形が可能な第４の部材が挟み込まれている。

【0021】

請求項４記載の燃料電池ユニットは、請求項１または２記載の燃料電池ユニットにおいて、前記第２の基板は、導電性を有する材料で形成されている。

【発明の効果】

【0022】

請求項１記載の燃料電池ユニットでは、積層体を構成する被積層物の間に挟み込まれた第２の基板と、積層体の両端に配設された第１の基板および第２の基板の間に挟み込まれるようにして積層体に並設された第１の部材と、第１の基板および第１の部材を互いに引き寄せ、かつ第２の基板および第１の部材を互いに引き寄せる第２の部材とを備えた基板引寄せ具によって両第１の基板が互いに接近する向きに引き寄せられると共に、第１の基板および第２の基板が、積層体を構成する被積層物よりも高剛性に形成されて、積層体における被積層物の積層方向で燃料電池用膜電極接合体の枠材と重なる領域、並びにガス拡散層および電解質膜と重なる領域の双方において燃料電池用膜電極接合体以外の被積層物に対して面的に接触させられている。

【0023】

したがって、請求項１記載の燃料電池ユニットによれば、両第１の基板を互いに接近させる向きの力によって両第１の基板の間に積層されている各被積層物（積層体を構成するすべての被積層物）を一括して互いに押し付ける構成と比較して、第１の基板と第２の基板とを互いに接近させる向きの力によって互いに押し付けた状態とする被積層物の数を少なくすることができるため、「押付け力が積層方向の中央部に向かって順次伝達されるときに被積層物の外縁部領域に押付け力が集中する現象」の程度を十分に小さくすることができる。これにより、積層方向における各部において、発電用のガスや空気が漏出したり、発電用のガスや空気を通過させる溝部の変形、およびガス拡散層や触媒層の破損や、燃料電池用膜電極接合体の処理能力の低下を招いたりする事態を回避することができるため、燃料電池ユニットの発電効率を十分に向上させることができる。

【0024】

また、請求項１記載の燃料電池ユニットによれば、積層体を構成する各被積層物の積層方向が垂直方向と平行となるような設置状態において使用するときに、第１の基板と第２の基板との間の被積層物に基板引寄せ具によって加える押付け力をそれぞれ調整して、下方に位置させられる被積層物（すなわち、自身よりも上方に位置する被積層物が多い被積層物）に対して基板引寄せ具によって加える力を弱くし、かつ上方に位置させられる被積層物（すなわち、自身よりも上方に位置する被積層物が少ない被積層物）に対して基板引寄せ具によって加える力を強くすることで、積層方向の各部において、各被積層物に加わる押付け力（基板引寄せ具によって加えられる力と、自身よりも上方に位置する構成要素の自重によって加わる力との和）が積層方向の各部（すなわち、上下方向の各部）において大きく相違する状態となるのを好適に回避することができる。これにより、上方に位置する被積層物から発電用のガスや空気が漏出したり、下方に位置する被積層物において破損や処理能力の低下が生じたりするのを好適に回避することができる。

【0025】

請求項２記載の燃料電池ユニットによれば、積層体における被積層物の積層方向において並ぶように配設された一対の第１の部材を互いに引き寄せる第３の部材を備えて基板引寄せ具を構成したことにより、両第１の基板の間に複数枚の第２の基板を挟み込んだ場合においても、両第２の基板間の各被積層物に対して加わる押付け量を第３の部材によって好適に調整することができる。このため、積層方向における中央部の被積層物において発電用のガスや空気が漏出するのを確実に回避することができる。

【0026】

請求項３記載の燃料電池ユニットによれば、第１の基板と第１の部材との間、および第２の基板と第１の部材との間の少なくとも一方に圧縮弾性変形が可能な第４の部材を挟み込んだことにより、第１の基板と第２の基板とを互いに接近させる向きに引き寄せる力を弱めるだけで第４の部材の弾性復帰によって第１の基板と第２の基板とを互いに離間させることができるため、各被積層物に加わる押付け力を容易に調整することができる。

【0027】

請求項４記載の燃料電池ユニットによれば、導電性を有する材料で第２の基板を形成したことにより、第２の基板を挟んで配設されている被積層物同士を電気的に接続するための導電性材料の金具やケーブルを配設しなくても、第２の基板を挟んで配設されている被積層物同士を確実かつ容易に電気的に接続することができる。これにより、燃料電池ユニットを構成する部品点数を少数化し、かつ組立てに要する時間を短縮することができるため、その製造コストを十分に低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】燃料電池ユニット１の断面図である。

【図2】積層体２の断面図である。

【図3】セパレータ１１，１２，１４の外観斜視図である。

【図4】ＭＥＡ１３の分解斜視図である。

【図5】燃料電池ユニット１Ａの断面図である。

【図6】燃料電池ユニット１Ａの他の断面図である。

【図7】燃料電池ユニット１Ａにおける支持部材３２ａ～３２ｃおよびクランプ３４ａ～３４ｃの配置について説明するための説明図である。

【図8】被積層物５２ａｘ～５２ｒｘの積層方向が垂直方向と平行となるようにした状態のユニット５０ｘについて説明するための説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

以下、添付図面を参照して、燃料電池ユニットの実施の形態について説明する。

【0030】

図１に示す燃料電池ユニット１は、「燃料電池ユニット」の一例であって、発電用の気体（一例として、水素ガスおよび空気（大気：酸素））が供給されることで電力を生じさせることができるように構成されている。具体的には、燃料電池ユニット１は、積層体２、エンドプレート３ａ，３ｂおよび基板引寄せ具４を備えて構成されている。

【0031】

積層体２は、「積層体」の一例であって、図２に示すように、複数の燃料電池セル１０、および各燃料電池セル１０の間に挟み込まれた複数のセパレータ１４を備えている。また、各燃料電池セル１０は、セパレータ１１，１２（「燃料電池用セパレータ」の一例）の間にＭＥＡ１３（「燃料電池用膜電極接合体」の一例）が挟み込まれている。なお、本例の燃料電池ユニット１では、セパレータ１１，１２，１４およびＭＥＡ１３が「被積層物」に相当する。

【0032】

この場合、セパレータ１１には、発電用の気体の一例である水素ガスを通過させるための溝部（図示せず）が形成され、セパレータ１２には、水素ガスと反応させる発電用の気体の一例である空気（大気）を通過させるための溝部（図示せず）が形成され、セパレータ１４には、各燃料電池セル１０を発電に適した温度となるように温度調整するための温度調整用の流体の一例である空気（大気）を通過させるための溝部（図示せず）が形成されている。具体的には、図３に示すように、セパレータ１１，１２，１４は、一例として、オーステナイト系ステンレス鋼（例えば、ＳＵＳ３１６Ｌ、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３０４）によって平板状に形成された複数の薄厚プレートの積層物で平面視矩形状に形成されると共に、水素ガス、空気（発電用）および空気（温度調整用）を自身および隣接する他のセパレータ１１，１２，１４に対して供給したり排出したりするための流路を構成する複数の貫通孔（図示せず）が外縁部領域Ａｏに形成され、かつ上記の溝部が内側領域Ａｉに形成されている。

【0033】

また、図４に示すように、ＭＥＡ１３は、電解質膜１３ａ、触媒層１３ｂ，１３ｂ、ガス拡散層１３ｃ，１３ｃおよびガスケット１３ｄ，１３ｄを備えている。電解質膜１３ａは、「電解質膜」の一例であって、本例の燃料電池ユニット１では、セパレータ１１，１２，１４と同様の平面視矩形状に形成されている。触媒層１３ｂおよびガス拡散層１３ｃは、「電解質膜に対して面的に接触させられる触媒層」および「燃料電池用セパレータに対して面的に接触させられるガス拡散層」の一例であって、電解質膜１３ａよりも小さい平面視矩形状に形成されている。ガスケット１３ｄは、「燃料電池用セパレータに対して接触させられる一対の枠材」の一例であって、ＦＫＭ（フッ素ゴム）やＰＴＦＥ（ポリテトラルフルオロエチレン）などの合成樹脂材料によって、その外形がセパレータ１１，１２，１４や電解質膜１３ａと同様で内形が触媒層１３ｂやガス拡散層１３ｃと同様の「ロ」字状（方形枠状）に形成されている。

【0034】

このＭＥＡ１３は、一対のガスケット１３ｄ，１３ｄの間に電解質膜１３ａが挟み込まれると共に、触媒層１３ｂおよびガス拡散層１３ｃが両ガスケット１３ｄの内側にそれぞれ配設されている。この場合、このＭＥＡ１３では、後述するように、セパレータ１１，１２の間に挟み込まれた状態で板厚方向（後述の「積層方向」）に圧縮されたときに、触媒層１３ｂおよびガス拡散層１３ｃが過剰に強い力で圧縮されることなく、ガスケット１３ｄが電解質膜１３ａの外縁部領域１３ａｏおよびセパレータ１１，１２の外側領域Ａｏに押し付けられると共に、ガス拡散層１３ｃがセパレータ１１，１２の内側領域Ａｉに対して押し付けられるように構成されている。

【0035】

なお、本例の燃料電池ユニット１では、上記のセパレータ１１，１２，１４において、積層体２を構成する被積層物の積層方向（図１における左右方向）でＭＥＡ１３の触媒層１３ｂおよびガス拡散層１３ｃと重なる領域に内側領域Ａｉが規定されて溝部が形成されると共に、積層方向においてガスケット１３ｄと重なる領域に外縁部領域Ａｏが規定されて貫通孔等が形成されている。

【0036】

エンドプレート３ａ，３ｂ（以下、区別しないときには「エンドプレート３」ともいう）は、「積層体の両端に配設された一対の第１の基板」の一例であって、本例の燃料電池ユニット１では、一例として、上記のセパレータ１１，１２，１４を構成する薄厚プレートなどと同様にオーステナイト系ステンレス鋼によって平板状に形成されており、その厚みをセパレータ１１，１２，１４やＭＥＡ１３の厚みよりも厚くすることでセパレータ１１，１２，１４やＭＥＡ１３よりも高剛性に形成されている。このエンドプレート３は、上記の「積層方向」においてセパレータ１１，１２，１４の外縁部領域Ａｏと重なる領域にセパレータ１１，１２，１４の貫通孔に連通する貫通孔が形成され、「積層方向」でＭＥＡ１３のガスケット１３ｄと重なる領域、並びに触媒層１３ｂやガス拡散層１３ｃと重なる領域の双方においてＭＥＡ１３以外の「被積層物」（セパレータ１１，１２，１４のいずれか）に対して面的に接触可能に構成されている。

【0037】

基板引寄せ具４は、「両第１の基板を互いに接近させる方向に引き寄せる基板引寄せ具」の一例であって、図１に示すように、ミドルプレート２１ａ，２１ｂ、支持部材２２ａ～２２ｃ、ボルト・ナット２３ａ，２３ｂ、クランプ２４ａ，２４ｂおよびパッキン２５ａ～２５ｃなどを備えている。

【0038】

ミドルプレート２１ａ，２１ｂ（以下、区別しないときには「ミドルプレート２１」ともいう）は、「被積層物の間に挟み込まれた第２の基板」の一例であって、本例の燃料電池ユニット１では、ミドルプレート２１がセパレータ１１，１２，１４を構成する薄厚プレートなどと同様にオーステナイト系ステンレス鋼（「導電性を有する材料」の一例）によって平板状に形成されており、その厚みをセパレータ１１，１２，１４の厚みよりも厚くすることでセパレータ１１，１２，１４よりも高剛性となっている。なお、前述のように、電解質膜１３ａ、触媒層１３ｂ、ガス拡散層１３ｃおよびガスケット１３ｄなどを重ね合わせて一体化したＭＥＡ１３は、セパレータ１１，１２，１４よりも剛性が低いため、ミドルプレート２１は、このＭＥＡ１３よりも高剛性となっている。

【0039】

また、本例の燃料電池ユニット１では、ミドルプレート２１が導電性材料で形成されているため、ミドルプレート２１に隣接している被積層物（セパレータ１１，１２，１４のいずれか）同士がミドルプレート２１を介して電気的に相互に接続された状態となっている。したがって、ミドルプレート２１を非導電性材料で形成した構成とは異なり、ミドルプレート２１に隣接している被積層物（セパレータ１１，１２，１４のいずれか）同士を電気的に接続するための導電性材料の金具やケーブルが不要となっている。

【0040】

また、本例の燃料電池ユニット１におけるミドルプレート２１は、「積層方向」においてセパレータ１１，１２，１４の外縁部領域Ａｏと重なる領域内に、前述の貫通孔と同様の貫通孔が形成されているものの、その他の孔や開口が設けられておらず、「積層方向」でＭＥＡ１３のガスケット１３ｄと重なる領域、並びに触媒層１３ｂおよびガス拡散層１３ｃと重なる領域の双方においてＭＥＡ１３以外の「被積層物」（セパレータ１１，１２，１４のいずれか）に対して面的に接触可能に構成されている。

【0041】

なお、燃料電池ユニット１の構成に関する理解を容易とするために、以下、上記の積層体２におけるエンドプレート３ａとミドルプレート２１ａとの間の部位を積層体２ａといい、積層体２におけるミドルプレート２１ａ，２１ｂ間の部位を積層体２ｂといい、積層体２におけるミドルプレート２１ｂとエンドプレート３ｂとの間の部位を積層体２ｃともいう。

【0042】

支持部材２２ａ～２２ｃ（以下、区別しないときには「支持部材２２」ともいう）は、「第１の基板および第２の基板の間に挟み込まれるようにして積層体に並設された第１の部材」に相当し、一例として、エンドプレート３ａ，３ｂ、セパレータ１１，１２，１４およびミドルプレート２１などと同様にオーステナイト系ステンレス鋼で形成されている。この場合、本例の燃料電池ユニット１では、各支持部材２２が積層体２（各燃料電池セル１０およびセパレータ１４）の外周部に対して図示しない絶縁シート（一例として、シリコンゴム性のシート体）を介して接するように両エンドプレート３の間に配設されている。

【0043】

なお、燃料電池ユニット１の構成に関する理解を容易とするために、以下、各支持部材２２と積層体２との間に配設された絶縁シートについての説明を省略する。この場合、本例の燃料電池ユニット１では、積層体２ａの周囲に４つの支持部材２２ａ，２２ａ・・が配設され、これにより、積層体２ａを構成する各燃料電池セル１０およびセパレータ１４が、図１における上下方向および紙面奥手前方向において各支持部材２２ａ，２２ａ・・によって支持される構成が採用されている。

【0044】

また、本例の燃料電池ユニット１では、積層体２ｂの周囲に４つの支持部材２２ｂ，２２ｂ・・が配設され、これにより、積層体２ｂを構成する各燃料電池セル１０およびセパレータ１４が、同図における上下方向および紙面奥手前方向において各支持部材２２ｂ，２２ｂ・・によって支持される構成が採用されている。また、本例の燃料電池ユニット１では、積層体２ｃの周囲に４つの支持部材２２ｃ，２２ｃ・・が配設され、これにより、積層体２ｃを構成する各燃料電池セル１０およびセパレータ１４が、同図における上下方向および紙面奥手前方向において各支持部材２２ｃ，２２ｃ・・によって支持される構成が採用されている。

【0045】

なお、本例の燃料電池ユニット１では、両エンドプレート３ａ，３ｂの間に、セパレータ１１，１２，１４のいずれかに接するようにしてミドルプレート２１ａ，２１ｂがそれぞれ挟み込まれている。このような構成の燃料電池ユニット１では、ミドルプレート２１ａを「第２の基板」としたときに、支持部材２２ａが、エンドプレート３ａ（第１の基板）とミドルプレート２１ａとの間に配設された「第１の部材」に相当すると共に、支持部材２２ｂ，２２ｃおよびクランプ２４ｂが相俟って、エンドプレート３ｂ（第１の基板）とミドルプレート２１ａとの間に配設された「第１の部材」を構成する。また、本例の燃料電池ユニット１では、ミドルプレート２１ｂを「第２の基板」としたときに、支持部材２２ａ，２２ｂおよびクランプ２４ａが相俟って、エンドプレート３ａとミドルプレート２１ｂとの間に配設された「第１の部材」に相当すると共に、支持部材２２ｃが、エンドプレート３ｂとミドルプレート２１ｂとの間に配設された「第１の部材」を構成する。

【0046】

ボルト・ナット２３ａ，２３ｂ（以下、区別しないときには「ボルト・ナット２３」ともいう）は、クランプ２４ａ，２４ｂと相俟って「第２の部材」を構成する。この場合、本例の燃料電池ユニット１では、ボルト・ナット２３が、「第１の基板」および「第１の部材」を互いに引き寄せ可能に配設されている。なお、「第１の基板および第１の部材を互いに引き寄せる第２の部材」については、本例の燃料電池ユニット１におけるボルト・ナット２３のボルトおよびナットの位置関係を入れ替えたり、エンドプレート３（第１の基板）に形成したネジ孔に対して積層体２（積層体）の側からボルトをねじ込む構成を採用したり、エンドプレート３（第１の基板）に対して積層体２（積層体）の側に突出するように植設したスタッドボルトに対して積層体２の側からナットを締め込む構成を採用したりすることができる。

【0047】

クランプ２４ａ，２４ｂ（以下、区別しないときには「クランプ２４」ともいう）は、前述のようにボルト・ナット２３と相俟って「第２の部材」を構成すると共に、「第３の部材」を構成する。このクランプ２４は、一例として、オーステナイト系ステンレス鋼で断面コ字状に形成された基材と、基材に設けられたネジ孔にねじ込まれたボルトとを備えて構成されている。この場合、本例の燃料電池ユニット１では、クランプ２４が「第２の部材」として機能して「第２の基板」および「第１の部材」を互いに引き寄せると共に、「第３の部材」として機能して「積層体」における「被積層物」の積層方向において並ぶように配設された一対の「第１の部材」を互いに引き寄せることができるように構成されている。

【0048】

なお、「第２の基板および第１の部材を互いに引き寄せる第２の部材」および「第３の部材」については、本例のようなクランプ２４（基材およびボルト）のような構成に限定されず、例えば、クランプ２４ａに代えて、支持部材２２ａのフランジ部、支持部材２２ｂのフランジ部およびミドルプレート２１ａを挿通させたボルトにナットを締め込むことで、ミドルプレート２１ａおよび支持部材２２ａを互いに引き寄せ、かつ支持部材２２ａ，２２ｂを互いに引き寄せる構成を採用することができる。また、支持部材２２ａ，２２ｂのいずれか一方のフランジにネジ孔を形成し、支持部材２２ａ，２２ｂの他方およびミドルプレート２１ａに形成した挿通用孔を挿通させたボルトを上記のネジ孔にねじ込むことで、ミドルプレート２１ａおよび支持部材２２ａを互いに引き寄せ、かつ支持部材２２ａ，２２ｂを互いに引き寄せる構成を採用することもできる。また、支持部材２２ａ，２２ｂのいずれか一方のフランジ部にスタッドボルトを植設すると共に支持部材２２ａ，２２ｂの他方およびミドルプレート２１ａに形成した挿通用孔を挿通させたスタッドボルトにナットを締め込むことで、ミドルプレート２１ａおよび支持部材２２ａを互いに引き寄せ、かつ支持部材２２ａ，２２ｂを互いに引き寄せる構成を採用したりすることもできる。

【0049】

パッキン２５ａ～２５ｃ（以下、区別しないときには「パッキン２５」ともいう）は、「圧縮弾性変形が可能な第４の部材」の一例であって、本例の燃料電池ユニット１では、ＦＫＭ（フッ素ゴム）やＰＴＦＥ（ポリテトラルフルオロエチレン）などの「絶縁性を有する弾性材料」で形成されたガスケットで構成されている。なお、本例の燃料電池ユニット１では、エンドプレート３ａと支持部材２２ａとの間、およびミドルプレート２１ａと支持部材２２ａとの間の双方にパッキン２５ａを挟み込み、ミドルプレート２１ａと支持部材２２ｂとの間、およびミドルプレート２１ｂと支持部材２２ｂとの間にパッキン２５ｂを挟み込み、かつエンドプレート３ｂと支持部材２２ｃとの間、およびミドルプレート２１ｂと支持部材２２ｃとの間の双方にパッキン２５ｃを挟み込む構成を採用しているが、２箇所のうちのいずれか一箇所だけにパッキン２５ａを挟み込んだり、２箇所のうちのいずれか一箇所だけにパッキン２５ｂを挟み込んだり、２箇所のうちのいずれか一箇所だけにパッキン２５ｃを挟み込んだりすることもできる。

【0050】

この燃料電池ユニット１では、複数の燃料電池セル１０および複数のセパレータ１４が積層された積層体２の両端にエンドプレート３ａ，３ｂが配設され（エンドプレート３ａ，３ｂの間に積層体２が挟み込まれ）、両エンドプレート３ａ，３ｂが基板引寄せ具４によって互いに接近する方向に引き寄せられることで、エンドプレート３ａ，３ｂの間において各燃料電池セル１０（セパレータ１１，１２およびＭＥＡ１３）および各セパレータ１４等の被積層物が互いに密着させられると共に、両エンドプレート３ａ，３ｂに対して積層体２が密着させられている。

【0051】

この場合、この燃料電池ユニット１では、ボルト・ナット２３ａにおけるナットの締め込み量を調整することによってエンドプレート３ａに対する支持部材２２ａの相対的な位置（エンドプレート３ａに対する支持部材２２ａの相対的な接近量）が調整されると共に、ボルト・ナット２３ｂにおけるナットの締め込み量を調整することによってエンドプレート３ｂに対する支持部材２２ｃの相対的な位置（エンドプレート３ｂに対する支持部材２２ｃの相対的な接近量）が調整される。また、この燃料電池ユニット１では、クランプ２４ａにおけるボルトの締め込み量を調整することによってミドルプレート２１ａに対する支持部材２２ａ，２２ｂの相対的な位置（ミドルプレート２１ａに対する支持部材２２ａ，２２ｂの相対的な接近量）が調整されると共に、クランプ２４ｂにおけるボルトの締め込み量を調整することによってミドルプレート２１ｂに対する支持部材２２ｂ，２２ｃの相対的な位置（ミドルプレート２１ｂに対する支持部材２２ｂ，２２ｃの相対的な接近量）が調整される。

【0052】

したがって、この燃料電池ユニット１では、ボルト・ナット２３ａ，２３ｂにおけるナットの締め込み量、およびクランプ２４ａ，２４ｂにおけるボルトの締め込み量をそれぞれ調整することで、エンドプレート３ａに対するミドルプレート２１ａの相対的な位置（エンドプレート３ａに対するミドルプレート２１ａの相対的な接近量）、エンドプレート３ｂに対するミドルプレート２１ｂの相対的な位置（エンドプレート３ｂに対するミドルプレート２１ｂの相対的な接近量）、およびミドルプレート２１ａに対するミドルプレート２１ｂの相対的な位置（ミドルプレート２１ａに対するミドルプレート２１ｂの相対的な接近量）が調整される。

【0053】

これにより、本例の燃料電池ユニット１では、エンドプレート３ａとミドルプレート２１ａとの間の積層体２ａにおいて「積層方向」で隣接する各構成要素間に押付け力Ｐａ（図１参照）が作用し、エンドプレート３ｂとミドルプレート２１ｂとの間の積層体２ｃにおいて「積層方向」で隣接する各構成要素間に押付け力Ｐｃ（図１参照）が作用し、かつミドルプレート２１ａ，２１ｂの間の積層体２ｂにおいて「積層方向」で隣接する各構成要素間に押付け力Ｐｂ（図１参照）が作用する状態となっている。

【0054】

なお、前述したように、本例の燃料電池ユニット１では、エンドプレート３ａと支持部材２２ａとの間、および支持部材２２ａとミドルプレート２１ａとの間にパッキン２５ａがそれぞれ挟み込まれ、ミドルプレート２１ａと支持部材２２ｂとの間、および支持部材２２ａとミドルプレート２１ｂとの間にパッキン２５ｂがそれぞれ挟み込まれ、かつエンドプレート３ｂと支持部材２２ｂとの間、および支持部材２２ｂとミドルプレート２１ｂとの間にパッキン２５ｃがそれぞれ挟み込まれている。

【0055】

したがって、この燃料電池ユニット１では、ボルト・ナット２３ａにおけるナットを緩めるだけで、パッキン２５ａの弾性復帰によってエンドプレート３ａに対して支持部材２２ａを離間させることができ、クランプ２４ａにおけるボルトを緩めるだけで、パッキン２５ａの弾性復帰によってミドルプレート２１ａに対して支持部材２２ａを離間させ、かつパッキン２５ｂの弾性復帰によってミドルプレート２１ａに対して支持部材２２ｂを離間させることができる。また、この燃料電池ユニット１では、クランプ２４ｂにおけるボルトを緩めるだけで、パッキン２５ｂの弾性復帰によってミドルプレート２１ｂに対して支持部材２２ｂを離間させ、かつパッキン２５ｃの弾性復帰によってミドルプレート２１ｂに対して支持部材２２ｃを離間させることができ、ボルト・ナット２３ｂにおけるナットを緩めるだけで、パッキン２５ｃの弾性復帰によってエンドプレート３ｂに対して支持部材２２ｃを離間させることができる。

【0056】

ここで、本例の燃料電池ユニット１では、前述のように、エンドプレート３ａ，３ｂが、積層体２（積層体２ａ～２ｃ）を構成する各被積層物（セパレータ１１，１２，１４およびＭＥＡ１３）よりも高剛性に形成されると共に、隣接する被積層物（セパレータ１１，１２，１４）の全域に対して面的に接触するように構成されている。したがって、積層体２ａを構成する各積層物のうちのエンドプレート３ａに隣接しているセパレータについては、エンドプレート３ａ側の板面のほぼ全域がエンドプレート３ａに対してほぼ均一な押付け力で押し付けられた状態となる。また、エンドプレート３ａに対して押し付けられたセパレータにおけるＭＥＡ１３側の板面は、ガスケット１３ｄに対する外縁部領域Ａｏの押し付け力がガス拡散層１３ｃに対する内側領域Ａｉの押し付け力よりも大きくなるように、外縁部領域Ａｏがガスケット１３ｄに対して押し付けられ、かつ内側領域Ａｉがガス拡散層１３ｃに対して押し付けられた状態となる。

【0057】

また、本例の燃料電池ユニット１では、前述のように、ミドルプレート２１ａ，２１ｂが、積層体２（積層体２ａ～２ｃ）を構成する各被積層物（セパレータ１１，１２，１４およびＭＥＡ１３）よりも高剛性に形成されると共に、隣接する被積層物（セパレータ１１，１２，１４）の全域に対して面的に接触するように構成されている。したがって、積層体２ａを構成する各積層物のうちのミドルプレート２１ａに隣接しているセパレータについては、ミドルプレート２１ａ側の板面のほぼ全域がミドルプレート２１ａに対してほぼ均一な押付け力で押し付けられた状態となる。また、エンドプレート３ａに対して押し付けられたセパレータにおけるＭＥＡ１３側の板面は、ガスケット１３ｄに対する外縁部領域Ａｏの押し付け力がガス拡散層１３ｃに対する内側領域Ａｉの押し付け力よりも大きくなるように、外縁部領域Ａｏがガスケット１３ｄに対して押し付けられ、かつ内側領域Ａｉがガス拡散層１３ｃに対して押し付けられた状態となる。

【0058】

一方、積層体２ａを構成する各積層物のうちのエンドプレート３ａやミドルプレート２１ａに隣接しているセパレータ以外のセパレータでは、ＭＥＡ１３側の板面については、外縁部領域Ａｏの押し付け力がガス拡散層１３ｃに対する内側領域Ａｉの押し付け力よりも大きくなるように、外縁部領域Ａｏがガスケット１３ｄに対して押し付けられ、かつ内側領域Ａｉがガス拡散層１３ｃに対して押し付けられた状態となる。また、このセパレータにおけるＭＥＡ１３側の板面の裏面側については、その外縁部領域Ａｏ（ＭＥＡ１３側の板面がガスケット１３ｄに対して強い力で押し付けられている領域）が他のセパレータに対して強い力で押し付けられ、かつ内側領域Ａｉ（ＭＥＡ１３側の板面がガス拡散層１３ｃに対してやや弱い力で押し付けられている部位）が他のセパレータに対してやや弱い力で押し付けられた状態となる。

【0059】

したがって、この燃料電池ユニット１では、例えば、ボルト・ナット２３ａにおけるナットの締込み、およびクランプ２４ａにおけるボルトの締込みによってエンドプレート３ａおよびミドルプレート２１ａに対して加えられた力（エンドプレート３ａおよびミドルプレート２１ａを互いに接近させようとする力）が、エンドプレート３ａおよびミドルプレート２１ａの間の積層体２ａを構成する各被積層物に対して、積層方向の中央部に向かって順次伝達されるときに、ＭＥＡ１３を構成する触媒層１３ｂやガス拡散層１３ｃが過剰に強い力で圧縮されて処理能力が低下する状態となるのを回避できるものの、積層方向の中央部寄りの被積層物ほど（エンドプレート３ａやミドルプレート２１ａから離間する被積層物ほど）、自身よりも中央部寄りの被積層物に対する押付け力が外縁部領域Ａｏ側に集中する現象が生じる。

【0060】

しかしながら、エンドプレート３ａとミドルプレート２１ａとの間に積層されている被積層物の枚数は、エンドプレート３ａ，３ｂの間に存在する被積層物の枚数よりも少数となっている。したがって、例えば、エンドプレート３ａ，３ｂを互いに接近させることでエンドプレート３ａ，３ｂの間の積層体２を構成する各被積層物を一括して密着させたときよりも、エンドプレート３ａおよびミドルプレート２１ａを互いに接近させることでエンドプレート３ａとミドルプレート２１ａとの間の積層体２ａを構成する各被積層物を互いに密着させたときの方が、上記の「押付け力が積層方向の中央部に向かって順次伝達されるときに外縁部領域Ａｏに押付け力が集中する現象」が生じる箇所が少数となる。

【0061】

このため、本例の燃料電池ユニット１では、積層体２ａにおける積層方向の両端側の被積層物において他の被積層物に対する内側部位（ＭＥＡ１３のガス拡散層１３ｃや、セパレータ１１，１２，１４における内側領域Ａｉ）に押し付けられる押付け力と、積層方向における中央部側の被積層物において他の被積層物に対する内側部位（ＭＥＡ１３のガス拡散層１３ｃや、セパレータ１１，１２，１４における内側領域Ａｉ）に押し付けられる押付け力との差が十分に小さくなっている。なお、詳細な説明を省略するが、エンドプレート３ｂとミドルプレート２１ｂとの間の積層体２ｃや、ミドルプレート２１ａ，２１ｂの間の積層体２ｂについても、上記の積層体２ａと同様にして、積層方向の両端側の被積層物において他の被積層物に対する内側部位に押し付けられる押付け力と、積層方向における中央部側の被積層物において他の被積層物に対する内側部位に押し付けられる押付け力との差が十分に小さくなっている。

【0062】

つまり、この燃料電池ユニット１では、エンドプレート３ａ，３ｂの間の積層体２についてミドルプレート２１ａ，２１ｂの挟み込みよって分割された積層体２ａ～２ｃ毎にボルト・ナット２３ａ，２３ｂやクランプ２４ａ，２４ｂによって押付け力を加える構成を採用したことで、積層体２ａ～２ｃの積層方向における中央部において外縁部領域Ａｏに押付け力が集中する度合いを低減し、これにより、積層方向のいずれの位置においても、ＭＥＡ１３のガス拡散層１３ｃに対してセパレータ１１，１２の内側領域Ａｉを好適な押付け力で押し付け、かつセパレータ１１，１２の内側領域Ａｉに対してセパレータ１４の内側領域Ａｉを好適な押付け力で押し付けた状態とすることが可能となっている。

【0063】

このように、この燃料電池ユニット１では、積層体２を構成する被積層物の間に挟み込まれたミドルプレート２１ａ，２１ｂと、積層体２の両端に配設されたエンドプレート３ａ，３ｂおよびミドルプレート２１ａ，２１ｂの間に挟み込まれるようにして積層体２に並設された支持部材２２ａ～２２ｃと、エンドプレート３ａ，３ｂおよび支持部材２２ａ～２２ｃを互いに引き寄せ、かつミドルプレート２１ａ，２１ｂおよび支持部材２２ａ～２２ｃを互いに引き寄せるボルト・ナット２３ａ，２３ｂおよびクランプ２４ａ，２４ｂとを備えた基板引寄せ具４によって両エンドプレート３ａ，３ｂが互いに接近する向きに引き寄せられると共に、エンドプレート３ａ，３ｂおよびミドルプレート２１ａ，２１ｂが、積層体２を構成する被積層物よりも高剛性に形成されて、積層体２における被積層物の積層方向でＭＥＡ１３のガスケット１３ｄと重なる領域およびＭＥＡ１３のガス拡散層１３ｃや触媒層１３ｂと重なる領域の双方においてＭＥＡ１３以外の被積層物（セパレータ１１，１２，１４のいずれか）に対して面的に接触させられている。

【0064】

したがって、この燃料電池ユニット１によれば、エンドプレート３ａ，３ｂを互いに接近させる向きの力によってエンドプレート３ａ，３ｂの間に積層されている各被積層物（積層体２を構成するすべての被積層物）を一括して互いに押し付ける構成と比較して、エンドプレート３ａとミドルプレート２１ａとを互いに接近させる向きの力によって互いに押し付けた状態とする被積層物の数、ミドルプレート２１ａ，２１ｂを互いに接近させる向きの力によって互いに押し付けた状態とする被積層物の数、およびエンドプレート３ｂとミドルプレート２１ｂとを互いに接近させる向きの力によって互いに押し付けた状態とする被積層物の数を少なくすることができるため、「押付け力が積層方向の中央部に向かって順次伝達されるときに被積層物の外縁部領域Ａｏに押付け力が集中する現象」の程度を十分に小さくすることができる。これにより、積層方向における各部において、水素ガス等が漏出したり、水素ガスや空気を通過させる溝部の変形、触媒層１３ｂやガス拡散層１３ｃの破損、およびＭＥＡ１３の処理能力の低下を招いたりする事態を回避することができるため、燃料電池ユニット１の発電効率を十分に向上させることができる。

【0065】

また、この燃料電池ユニット１によれば、積層体２における被積層物の積層方向において並ぶように配設された一対の支持部材２２ａ，２２ｂおよび支持部材２２ｂ，２２ｃを互いに引き寄せるクランプ２４ａ，２４ｂを備えて基板引寄せ具４を構成したことにより、エンドプレート３ａ，３ｂの間に複数枚のミドルプレート２１ａ，２１ｂを挟み込んだ場合においても、ミドルプレート２１ａ，２１ｂ間の各被積層物に対して加わる押付け量をクランプ２４ａ，２４ｂにおけるボルトの締込み量によって好適に調整することができる。このため、積層方向における中央部の被積層物において水素ガス等が漏出するのを確実に回避することができる。

【0066】

また、この燃料電池ユニット１によれば、エンドプレート３ａ，３ｂと支持部材２２ａ，２２ｃとの間、およびミドルプレート２１ａ，２１ｂと支持部材２２ａ～２２ｃとの間の少なくとも一方（本例では双方）に圧縮弾性変形が可能なパッキン２５ａ～２５ｃを挟み込んだことにより、エンドプレート３ａとミドルプレート２１ａとを互いに接近させる向きに引き寄せる力を弱めるだけでパッキン２５ａ，２５ａの弾性復帰によってエンドプレート３ａとミドルプレート２１ａとを互いに離間させることができ、ミドルプレート２１ａ，２１ｂを互いに接近させる向きに引き寄せる力を弱めるだけでパッキン２５ｂ，２５ｂの弾性復帰によってミドルプレート２１ａ，２１ｂを互いに離間させることができ、かつエンドプレート３ｂとミドルプレート２１ｂとを互いに接近させる向きに引き寄せる力を弱めるだけでパッキン２５ｃ，２５ｃの弾性復帰によってエンドプレート３ｂとミドルプレート２１ｂとを互いに離間させることができるため、各被積層物に加わる押付け力Ｐａ～Ｐｃを容易に調整することができる。

【0067】

また、この燃料電池ユニット１によれば、導電性を有する材料でミドルプレート２１ａ，２１ｂを形成したことにより、ミドルプレート２１ａを挟んで配設されている被積層物同士を電気的に接続するための導電性材料の金具やケーブルを配設したり、ミドルプレート２１ｂを挟んで配設されている被積層物同士を電気的に接続するための導電性材料の金具やケーブルを配設したりしなくても、ミドルプレート２１ａ，２１ｂを挟んで配設されている被積層物同士を確実かつ容易に電気的に接続することができる。これにより、燃料電池ユニット１を構成する部品点数を少数化し、かつ組立てに要する時間を短縮することができるため、その製造コストを十分に低減することができる。

【0068】

次に、「燃料電池ユニット」の他の実施の形態について説明する。なお、上記の燃料電池ユニット１の構成要素と同様の構成要素については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。

【0069】

図５，６に示す燃料電池ユニット１Ａは、「燃料電池ユニット」の他の一例であって、前述の燃料電池ユニット１と同様にして、発電用の気体が供給されることで電力を生じさせることができるように構成されている。この燃料電池ユニット１Ａは、燃料電池ユニット１における基板引寄せ具４に代えて基板引寄せ具４ａを備え、積層体２を構成する各被積層物の積層方向が垂直方向と平行になるような設置状態においても好適に発電をすることができるように構成されている。この場合、基板引寄せ具４ａは、「両第１の基板を互いに接近させる方向に引き寄せる基板引寄せ具」の他の一例であって、ミドルプレート２１ａ，２１ｂ、支持部材３２ａ～３２ｃ、ボルト・ナット３３ａ～３３ｃ、クランプ３４ａ～３４ｃおよびパッキン３５ａ～３５ｃを備えている。

【0070】

支持部材３２ａ～３２ｃ（以下、区別しないときには「支持部材３２」ともいう）は、「第１の基板および第２の基板の間に挟み込まれるようにして積層体に並設された第１の部材」の他の一例であって、前述の基板引寄せ具４における各支持部材２２と同様にして、オーステナイト系ステンレス鋼で形成されている。この場合、本例の燃料電池ユニット１Ａでは、各支持部材３２が積層体２（各燃料電池セル１０およびセパレータ１４）の外周部に対して図示しない絶縁シート（一例として、シリコンゴム性のシート体）を介して接するように両エンドプレート３の間に配設されている。

【0071】

なお、燃料電池ユニット１Ａの構成に関する理解を容易とするために、以下、各支持部材３２と積層体２との間に配設された絶縁シートについての説明を省略する。この場合、本例の燃料電池ユニット１では、図５，７に示すように、積層体２ａの周囲に積層体２ａを挟んで２つの支持部材３２ａ，３２ａが対向配設され、これにより、積層体２ａを構成する各燃料電池セル１０およびセパレータ１４が、図７における左右方向において各支持部材３２ａ，３２ａによって支持される構成が採用されている。

【0072】

また、本例の燃料電池ユニット１では、図６，７に示すように、積層体２ｂの周囲に積層体２ｂを挟んで２つの支持部材３２ｂ，３２ｂが対向配設され、これにより、積層体２ｂを構成する各燃料電池セル１０およびセパレータ１４が、図７における上下方向において各支持部材３２ｂ，３２ｂによって支持される構成が採用されている。さらに、本例の燃料電池ユニット１では、図５，７に示すように、積層体２ｃの周囲に積層体２ｃを挟んで２つの支持部材３２ｃ，３２ｃが対向配設され、これにより、積層体２ｃを構成する各燃料電池セル１０およびセパレータ１４が、図７における左右方向において各支持部材３２ｃ，３２ｃによって支持される構成が採用されている。

【0073】

なお、本例の燃料電池ユニット１Ａでは、両エンドプレート３ａ，３ｂの間に、セパレータ１１，１２，１４のいずれかに接するようにしてミドルプレート２１ａおよびミドルプレート２１ｂがそれぞれ挟み込まれている。このような構成の燃料電池ユニット１Ａでは、ミドルプレート２１ａを「第２の基板」としたときに、支持部材３２ａが、エンドプレート３ａ（第１の基板）とミドルプレート２１ａとの間に配設された「第１の部材」に相当すると共に、支持部材３２ｂ，３２ｃ、ボルト・ナット３３ｂ、クランプ３４ｂ，３４ｃおよびミドルプレート２１ｂが相俟って、エンドプレート３ｂ（第１の基板）とミドルプレート２１ａとの間に配設された「第１の部材」を構成する。また、本例の燃料電池ユニット１Ａでは、ミドルプレート２１ｂを「第２の基板」としたときに、支持部材３２ａ，３２ｂ、ボルト・ナット３３ｂ、クランプ３４ａ，３４ｂおよびミドルプレート２１ａが相俟って、エンドプレート３ａとミドルプレート２１ｂとの間に配設された「第１の部材」に相当すると共に、支持部材３２ｃが、エンドプレート３ｂとミドルプレート２１ｂとの間に配設された「第１の部材」を構成する。

【0074】

ボルト・ナット３３ａ～３３ｃ（以下、区別しないときには「ボルト・ナット３３」ともいう）のうち、ボルト・ナット３３ａ，３３ｃは、クランプ３４ａ，３４ｃと相俟って「第２の部材」を構成し、ボルト・ナット３３ｂは、「第５の部材」を構成する。この場合、本例の燃料電池ユニット１Ａでは、ボルト・ナット３３ａ，３３ｃが、「第１の基板」および「第１の部材」を互いに引き寄せ可能に配設され、ボルト・ナット３３ｂが、隣合う２つの「第２の基板」を互いに引き寄せ可能に配設されている。なお、「第２の部材」や「第５の部材」については、本例の燃料電池ユニット１Ａにおけるボルト・ナット３３のボルトおよびナットの位置関係を入れ替えたり、エンドプレート３（第１の基板）や支持部材３２（第１の部材）またはミドルプレート２１（第２の基板）に形成したネジ孔に対してボルトをねじ込む構成を採用したり、エンドプレート３（第１の基板）やミドルプレート２１に対して積層体２（積層体）の側に突出するように植設したスタッドボルトに対して積層体２の側からナットを締め込む構成を採用したりすることができる。

【0075】

クランプ３４ａ～３４ｃ（以下、区別しないときには「クランプ３４」ともいう）のうち、クランプ３４ａ，３４ｃは、前述のようにボルト・ナット３３ａ，３３ｃと相俟って「第２の部材」を構成する。このクランプ３４は、一例として、オーステナイト系ステンレス鋼で断面コ字状に形成された基材と、基材に設けられたネジ孔にねじ込まれたボルトとを備えて構成されている。この場合、本例の燃料電池ユニット１Ａでは、クランプ３４が「第２の部材」として機能して「第２の基板」および「第１の部材」を互いに引き寄せることができるように構成されている。

【0076】

なお、「第２の基板および第１の部材を互いに引き寄せる第２の部材」については、本例のようなクランプ３４（基材およびボルト）のような構成に限定されず、例えば、クランプ３４ａに代えて、支持部材３２ａのフランジ部およびミドルプレート２１ａを挿通させたボルトにナットを締め込むことで、ミドルプレート２１ａおよび支持部材３２ａを互いに引き寄せる構成を採用することができる。また、支持部材３２ａのフランジにネジ孔を形成し、ミドルプレート２１ａに形成した挿通用孔を挿通させたボルトを上記のネジ孔にねじ込むことで、ミドルプレート２１ａおよび支持部材３２ａを互いに引き寄せる構成を採用することもできる。また、支持部材３２ａのフランジ部およびミドルプレート２１ａのいずれか一方にスタッドボルトを植設すると共に支持部材３２ａのフランジ部およびミドルプレート２１ａの他方に形成した挿通用孔を挿通させたスタッドボルトにナットを締め込むことで、ミドルプレート２１ａおよび支持部材３２ａを互いに引き寄せる構成を採用したりすることもできる。

【0077】

パッキン３５ａ～３５ｃ（以下、区別しないときには「パッキン３５」ともいう）は、「圧縮弾性変形が可能な第４の部材」の他の一例であって、本例の燃料電池ユニット１Ａでは、ＦＫＭ（フッ素ゴム）やＰＴＦＥ（ポリテトラルフルオロエチレン）などの「絶縁性を有する弾性材料」で形成されたガスケットで構成されている。なお、本例の燃料電池ユニット１Ａでは、エンドプレート３ａと支持部材３２ａとの間、およびミドルプレート２１ａと支持部材３２ａとの間の双方にパッキン３５ａを挟み込み、ミドルプレート２１ａと支持部材３２ｂとの間、およびミドルプレート２１ｂと支持部材３２ｂとの間にパッキン３５ｂを挟み込み、かつエンドプレート３ｂと支持部材３２ｃとの間、およびミドルプレート２１ｂと支持部材３２ｃとの間の双方にパッキン３５ｃを挟み込む構成を採用しているが、２箇所のうちのいずれか一箇所だけにパッキン３５ａを挟み込んだり、２箇所のうちのいずれか一箇所だけにパッキン３５ｂを挟み込んだり、２箇所のうちのいずれか一箇所だけにパッキン３５ｃを挟み込んだりすることもできる。

【0078】

この燃料電池ユニット１Ａでは、複数の燃料電池セル１０および複数のセパレータ１４が積層された積層体２の両端にエンドプレート３ａ，３ｂが配設され（エンドプレート３ａ，３ｂの間に積層体２が挟み込まれ）、両エンドプレート３ａ，３ｂが基板引寄せ具４ａによって互いに接近する方向に引き寄せられることで、エンドプレート３ａ，３ｂの間において各燃料電池セル１０（セパレータ１１，１２およびＭＥＡ１３）および各セパレータ１４等の被積層物が互いに密着させられると共に、両エンドプレート３ａ，３ｂに対して積層体２が密着させられている。

【0079】

この場合、この燃料電池ユニット１Ａでは、ボルト・ナット３３ａにおけるナットの締め込み量を調整することによってエンドプレート３ａに対する支持部材３２ａの相対的な位置（エンドプレート３ａに対する支持部材３２ａの相対的な接近量）が調整される。また、この燃料電池ユニット１Ａでは、ボルト・ナット３３ｂにおけるナットの締め込み量を調整することによってミドルプレート２１ａに対する支持部材３２ｂの相対的な位置（ミドルプレート２１ａに対する支持部材３２ｂの相対的な接近量）が調整される。さらに、この燃料電池ユニット１Ａでは、ボルト・ナット３３ｃにおけるナットの締め込み量を調整することによってエンドプレート３ｂに対する支持部材３２ｃの相対的な位置（エンドプレート３ｂに対する支持部材３２ｃの相対的な接近量）が調整される。

【0080】

また、この燃料電池ユニット１Ａでは、クランプ３４ａにおけるボルトの締め込み量を調整することによってミドルプレート２１ａに対する支持部材３２ａの相対的な位置（ミドルプレート２１ａに対する支持部材３２ａの相対的な接近量）が調整され、クランプ３４ｂにおけるボルトの締め込み量を調整することによってミドルプレート２１ｂに対する支持部材３２ｂの相対的な位置（ミドルプレート２１ｂに対する支持部材３２ｂの相対的な接近量）が調整され、クランプ３４ｃにおけるボルトの締め込み量を調整することによってミドルプレート２１ｂに対する支持部材３２ｃの相対的な位置（ミドルプレート２１ｂに対する支持部材３２ｃの相対的な接近量）が調整される。

【0081】

したがって、この燃料電池ユニット１Ａでは、ボルト・ナット３３ａにおけるナットの締め込み量、およびクランプ３４ａにおけるボルトの締め込み量をそれぞれ調整することで、エンドプレート３ａに対するミドルプレート２１ａの相対的な位置（エンドプレート３ａに対するミドルプレート２１ａの相対的な接近量）が調整され、ボルト・ナット３３ｂにおけるナットの締め込み量、およびクランプ３４ｂにおけるボルトの締め込み量をそれぞれ調整することで、ミドルプレート２１ａ，２１ｂの相対的な位置（ミドルプレート２１ａ，２１ｂの相対的な接近量）が調整され、かつボルト・ナット３３ｃにおけるナットの締め込み量、およびクランプ３４ｃにおけるボルトの締め込み量をそれぞれ調整することで、エンドプレート３ｂに対するミドルプレート２１ｂの相対的な位置（エンドプレート３ｂに対するミドルプレート２１ｂの相対的な接近量）が調整される。

【0082】

これにより、本例の燃料電池ユニット１Ａでは、エンドプレート３ａとミドルプレート２１ａとの間の積層体２ａにおいて「積層方向」で隣接する各構成要素間に押付け力Ｐａ（図５参照）をボルト・ナット３３ａにおけるナットの締め込み量、およびクランプ３４ａにおけるボルトの締め込み量によって調整し、ミドルプレート２１ａ，２１ｂの間の積層体２ｂにおいて「積層方向」で隣接する各構成要素間に押付け力Ｐｂ（図５参照）をボルト・ナット３３ｂにおけるナットの締め込み量、およびクランプ３４ｂにおけるボルトの締め込み量によって調整し、かつエンドプレート３ｂとミドルプレート２１ｂとの間の積層体２ｃにおいて「積層方向」で隣接する各構成要素間に押付け力Ｐｃ（図５参照）をボルト・ナット３３ｃにおけるナットの締め込み量、およびクランプ３４ｃにおけるボルトの締め込み量によって調整することが可能となっている。

【0083】

なお、本例の燃料電池ユニット１Ａでは、エンドプレート３ａと支持部材３２ａとの間、および支持部材３２ａとミドルプレート２１ａとの間にパッキン３５ａがそれぞれ挟み込まれ、ミドルプレート２１ａと支持部材３２ｂとの間、および支持部材３２ｂとミドルプレート２１ｂとの間にパッキン３５ｂがそれぞれ挟み込まれ、かつエンドプレート３ｂと支持部材３２ｃとの間、および支持部材３２ｃとミドルプレート２１ｂとの間にパッキン３５ｃがそれぞれ挟み込まれている。

【0084】

したがって、この燃料電池ユニット１Ａでは、ボルト・ナット３３ａにおけるナットを緩めるだけで、パッキン３５ａの弾性復帰によってエンドプレート３ａに対して支持部材３２ａを離間させることができ、クランプ３４ａにおけるボルトを緩めるだけで、パッキン３５ａの弾性復帰によってミドルプレート２１ａに対して支持部材３２ａを離間させることができる。また、この燃料電池ユニット１Ａでは、ボルト・ナット３３ｂにおけるナットを緩めるだけで、パッキン３５ｂの弾性復帰によってミドルプレート２１ａに対して支持部材３２ｂを離間させることができ、クランプ３４ｂにおけるボルトを緩めるだけで、パッキン３５ｂの弾性復帰によってミドルプレート２１ｂに対して支持部材３２ｂを離間させることができる。また、この燃料電池ユニット１Ａでは、ボルト・ナット３３ｃにおけるナットを緩めるだけで、パッキン３５ｃの弾性復帰によってエンドプレート３ｂに対して支持部材３２ｃを離間させることができ、クランプ３４ｃにおけるボルトを緩めるだけで、パッキン３５ｃの弾性復帰によってミドルプレート２１ｂに対して支持部材３２ｃを離間させることができる。

【0085】

ここで、本例の燃料電池ユニット１Ａでは、前述の燃料電池ユニット１と同様にして、エンドプレート３ａ，３ｂが、積層体２（積層体２ａ～２ｃ）を構成する各被積層物（セパレータ１１，１２，１４およびＭＥＡ１３）よりも高剛性に形成されると共に、隣接する被積層物（セパレータ１１，１２，１４）の全域に対して面的に接触するように構成されている。したがって、積層体２ａを構成する各積層物のうちのエンドプレート３ａに隣接しているセパレータについては、エンドプレート３ａ側の板面のほぼ全域がエンドプレート３ａに対してほぼ均一な押付け力で押し付けられた状態となる。また、エンドプレート３ａに対して押し付けられたセパレータにおけるＭＥＡ１３側の板面は、外縁部領域ＡｏがＭＥＡ１３のガスケット１３ｄに対して押し付けられ、かつ内側領域Ａｉがガス拡散層１３ｃに対して押し付けられた状態となる。この結果、このセパレータにおいては、ガスケット１３ｄに対する外縁部領域Ａｏの押し付け力がガス拡散層１３ｃに対する内側領域Ａｉの押し付け力よりも大きくなる。

【0086】

また、本例の燃料電池ユニット１Ａでは、前述の燃料電池ユニット１と同様にして、ミドルプレート２１ａ，２１ｂが、積層体２（積層体２ａ～２ｃ）を構成する各被積層物（セパレータ１１，１２，１４およびＭＥＡ１３）よりも高剛性に形成されると共に、隣接する被積層物（セパレータ１１，１２，１４）の全域に対して面的に接触するように構成されている。したがって、積層体２ａを構成する各積層物のうちのミドルプレート２１ａに隣接しているセパレータについては、ミドルプレート２１ａ側の板面のほぼ全域がミドルプレート２１ａに対してほぼ均一な押付け力で押し付けられた状態となり、このセパレータにおけるＭＥＡ１３側の板面は、外縁部領域ＡｏがＭＥＡ１３のガスケット１３ｄに対して強い力で押し付けられ、かつ内側領域Ａｉがガスケット１３ｄに対する外縁部領域Ａｏの押付け力よりも弱い力でガス拡散層１３ｃに対して押し付けられた状態となる。

【0087】

一方、積層体２ａを構成する各積層物のうちのエンドプレート３ａやミドルプレート２１ａに隣接しているセパレータ以外のセパレータでは、ＭＥＡ１３側の板面については、その外縁部領域ＡｏがＭＥＡ１３のガスケット１３ｄに対して強い力で押し付けられ、かつ内側領域Ａｉがガスケット１３ｄに対する外縁部領域Ａｏの押付け力よりも弱い力でガス拡散層１３ｃに対して押し付けられた状態となり、ＭＥＡ１３側の板面の裏面側については、その外縁部領域Ａｏ（ＭＥＡ１３側の板面がガスケット１３ｄに対して強い力で押し付けられている領域）が他のセパレータに対して強い力で押し付けられ、かつ内側領域Ａｉ（ＭＥＡ１３側の板面がガス拡散層１３ｃに対してやや弱い力で押し付けられている部位）が他のセパレータに対してやや弱い力で押し付けられた状態となる。

【0088】

したがって、この燃料電池ユニット１Ａでは、例えば、ボルト・ナット３３ａにおけるナットの締込み、およびクランプ３４ａにおけるボルトの締込みによってエンドプレート３ａおよびミドルプレート２１ａに対して加えられた力（エンドプレート３ａおよびミドルプレート２１ａを互いに接近させようとする力）が、エンドプレート３ａおよびミドルプレート２１ａの間の積層体２ａを構成する各被積層物に対して、積層方向の中央部に向かって順次伝達されるときに、ＭＥＡ１３を構成する触媒層１３ｂやガス拡散層１３ｃが過剰に強い力で圧縮されて処理能力が低下する状態となるのを回避できるものの、積層方向の中央部寄りの被積層物ほど（エンドプレート３ａやミドルプレート２１ａから離間する被積層物ほど）、自身よりも中央部寄りの被積層物に対する押付け力が外縁部領域Ａｏ側に集中する現象が生じる。

【0089】

しかしながら、エンドプレート３ａとミドルプレート２１ａとの間に積層されている被積層物の枚数は、エンドプレート３ａ，３ｂの間に存在する被積層物の枚数よりも少数となっている。したがって、例えば、エンドプレート３ａ，３ｂを互いに接近させることでエンドプレート３ａ，３ｂの間の積層体２を構成する各被積層物を一括して密着させたときよりも、エンドプレート３ａおよびミドルプレート２１ａを互いに接近させることでエンドプレート３ａとミドルプレート２１ａとの間の積層体２ａを構成する各被積層物を互いに密着させたときの方が、上記の「押付け力が積層方向の中央部に向かって順次伝達されるときに押付け力が外縁部領域Ａｏに集中する現象」が生じる箇所が少数となる。

【0090】

このため、本例の燃料電池ユニット１Ａでは、積層体２ａにおける積層方向の両端側の被積層物において他の被積層物に対する内側部位（ＭＥＡ１３のガス拡散層１３ｃや、セパレータ１１，１２，１４における内側領域Ａｉ）に押し付けられる押付け力と、積層方向における中央部側の被積層物において他の被積層物に対する内側部位（ＭＥＡ１３のガス拡散層１３ｃや、セパレータ１１，１２，１４における内側領域Ａｉ）に押し付けられる押付け力との差が十分に小さくなっている。なお、詳細な説明を省略するが、エンドプレート３ｂとミドルプレート２１ｂとの間の積層体２ｃや、ミドルプレート２１ａ，２１ｂの間の積層体２ｂについても、上記の積層体２ａと同様にして、積層方向の両端側の被積層物において他の被積層物に対する内側部位に押し付けられる押付け力と、積層方向における中央部側の被積層物において他の被積層物に対する内側部位に押し付けられる押付け力との差が十分に小さくなっている。

【0091】

つまり、この燃料電池ユニット１Ａでは、前述の燃料電池ユニット１と同様にして、エンドプレート３ａ，３ｂの間の積層体２についてミドルプレート２１ａ，２１ｂの挟み込みよって分割された積層体２ａ～２ｃ毎にボルト・ナット３３ａ，３３ｃやクランプ３４ａ，３４ｂによって押付け力を加える構成を採用したことで、積層体２ａ～２ｃの積層方向における中央部において外縁部領域Ａｏに押付け力が集中する度合いを低減し、これにより、積層方向のいずれの位置においても、ＭＥＡ１３のガス拡散層１３ｃに対してセパレータ１１，１２の内側領域Ａｉを好適な押付け力で押し付け、かつセパレータ１１，１２の内側領域Ａｉに対してセパレータ１４の内側領域Ａｉを好適な押付け力で押し付けた状態とすることが可能となっている。

【0092】

一方、本例の燃料電池ユニット１Ａでは、図５，６に示すように積層体２を構成する各被積層物の積層方向が垂直方向と平行になるように設置したときに、積層体２を構成する各被積層物に対して、エンドプレート３ｂの自重、および自身よりも上方に積層されている被積層物の自重などの和に応じた下向きの力が加わった状態となる。このため、積層方向の最上部に配置されている被積層物は、自身の自重、およびエンドプレート３ｂの自重等の和に前述の押付け力Ｐｃを加えた力で上から２番目の被積層物に対して押し付けられた状態となるのに対し、積層方向における最下部に配置されている被積層物には、最下部から２番目までの多数の被積層物の自重、およびエンドプレート３ｂの自重等の和に押付け力Ｐａを加えた力で最下部から２番目の被積層物が押し付けられた状態となる。つまり、各被積層物の積層方向が垂直方向と平行となるように燃料電池ユニット１Ａを設置したときには、積層方向の上側に位置する被積層物（例えば、積層体２ｃを構成する被積層物）よりも、積層方向の下側に位置する被積層物（例えば、積層体２ａを構成する被積層物）の方が、隣接する被積層物に対する押付け力が大きくなる傾向がある。

【0093】

そこで、各被積層物の積層方向が垂直方向と平行になるように燃料電池ユニット１Ａを設置して使用するときには、積層体２ｃに対して加える押付け力Ｐｃよりも積層体２ｂに対して加える押付け力Ｐｂを小さくすると共に、積層体２ｂに対して加える押付け力Ｐｂよりも積層体２ａに対して加える押付け力Ｐａを小さくする。具体的には、押付け力Ｐｂが、積層体２ｃおよびミドルプレート２１ｂの自重等の分だけ押付け力Ｐｃよりも弱くなり、押付け力Ｐｃが、積層体２ｂ，２ｃおよびミドルプレート２１ａ，２１ｂの自重等の分だけ押付け力Ｐｂよりも弱くなるように押付け力Ｐａ～Ｐｃを調整する。

【0094】

より具体的には、積層体２ｃについては、積層体２ｃを構成する各被積層物のうちの上方に位置する被積層物において水素ガスなどが漏出することがなく、かつ下方に位置する被積層物において変形や破損などが生じたり処理能力が低下したりすることのない押付け力で各被積層物が密着させられた状態となるように、エンドプレート３ｂの自重と、各被積層物の上方に位置する被積層物（積層体２ｃを構成する被積層物）の自重とを考慮して、ボルト・ナット３３ｃにおけるナットの締め込み、およびクランプ３４ｃにおけるボルトの締め込みによって加える押付け力Ｐｃを調整する。

【0095】

また、積層体２ｂについては、積層体２ｂを構成する各被積層物のうちの上方に位置する被積層物において水素ガスなどが漏出することがなく、かつ下方に位置する被積層物において変形や破損などが生じたり処理能力が低下したりすることのない押付け力で各被積層物が密着させられた状態となるように、エンドプレート３ｂの自重と、各被積層物の上方に位置する被積層物（積層体２ｃを構成する被積層物、積層体２ｂを構成する被積層物およびミドルプレート２１ｂ）の自重などを考慮して、ボルト・ナット３３ｂにおけるナットの締め込み、およびクランプ３４ｂにおけるボルトの締め込みによって加える押付け力Ｐｂを調整する。

【0096】

さらに、積層体２ａについては、積層体２ａを構成する各被積層物のうちの上方に位置する被積層物において水素ガスなどが漏出することがなく、かつ下方に位置する被積層物において変形や破損などが生じたり処理能力が低下したりすることのない押付け力で各被積層物が密着させられた状態となるように、エンドプレート３ｂの自重と、各被積層物の上方に位置する被積層物（積層体２ｃを構成する被積層物、積層体２ｂを構成する被積層物、積層体２ａを構成する被積層物、およびミドルプレート２１ａ，２１ｂ）の自重などを考慮して、ボルト・ナット３３ａにおけるナットの締め込み、およびクランプ３４ａにおけるボルトの締め込みによって加える押付け力Ｐｃを調整する。

【0097】

このような調整を行うことで、積層体２ａを構成する各被積層物の隣接する積層物に対する押付け力の平均値、積層体２ｂを構成する各被積層物の隣接する積層物に対する押付け力の平均値、および積層体２ｃを構成する各被積層物の隣接する積層物に対する押付け力の平均値をほぼ同等とすることができる。これにより、この燃料電池ユニット１Ａでは、積層体２を構成する各被積層物について、積層方向の下側に位置する被積層物（積層体２ａを構成する被積層物）が隣接する他の被積層物に対して過剰に強い力で押し付けられることがないため、ＭＥＡ１３における処理能力の低下やＭＥＡ１３（触媒層１３ｂおよびガス拡散層１３ｃ）の破損、およびセパレータ１１，１２，１４における溝部の変形が好適に回避されると共に、積層方向の上側に位置する被積層物を隣接する他の被積層物に対して押し付ける力が弱くなり過ぎることがないため、水素ガス等の漏出が好適に回避される。

【0098】

このように、この燃料電池ユニット１Ａでは、積層体２を構成する被積層物の間に挟み込まれたミドルプレート２１ａ，２１ｂと、積層体２の両端に配設されたエンドプレート３ａ，３ｂおよびミドルプレート２１ａ，２１ｂの間に挟み込まれるようにして積層体２に並設された支持部材３２ａ～３２ｃと、エンドプレート３ａ，３ｂおよび支持部材３２ａ～３２ｃを互いに引き寄せ、かつミドルプレート２１ａ，２１ｂおよび支持部材３２ａ～３２ｃを互いに引き寄せるボルト・ナット３３ａ，３３ｃおよびクランプ３４ａ～３４ｃとを備えた基板引寄せ具４ａによって両エンドプレート３ａ，３ｂが互いに接近する向きに引き寄せられると共に、エンドプレート３ａ，３ｂおよびミドルプレート２１ａ，２１ｂが、積層体２を構成する被積層物よりも高剛性に形成されて、積層体２における被積層物の積層方向でＭＥＡ１３のガスケット１３ｄと重なる領域およびＭＥＡ１３の触媒層１３ｂやガス拡散層１３ｃと重なる領域の双方においてＭＥＡ１３以外の被積層物（セパレータ１１，１２，１４のいずれか）に対して面的に接触させられている。

【0099】

したがって、この燃料電池ユニット１Ａによれば、エンドプレート３ａ，３ｂを互いに接近させる向きの力によってエンドプレート３ａ，３ｂの間に積層されている各被積層物（積層体２を構成するすべての被積層物）を一括して互いに押し付ける構成と比較して、エンドプレート３ａとミドルプレート２１ａとを互いに接近させる向きの力によって互いに押し付けた状態とする被積層物の数、ミドルプレート２１ａ，２１ｂを互いに接近させる向きの力によって互いに押し付けた状態とする被積層物の数、およびエンドプレート３ｂとミドルプレート２１ｂとを互いに接近させる向きの力によって互いに押し付けた状態とする被積層物の数を少なくすることができるため、「押付け力が積層方向の中央部に向かって順次伝達されるときに被積層物の外縁部領域Ａｏに押付け力が集中する現象」の程度を十分に小さくすることができる。これにより、積層方向における各部において、水素ガス等が漏出したり、水素ガスや空気を通過させる溝部の変形、触媒層１３ｂやガス拡散層１３ｃの破損、およびＭＥＡ１３の処理能力の低下を招いたりする事態を回避することができるため、燃料電池ユニット１の発電効率を十分に向上させることができる。

【0100】

また、この燃料電池ユニット１Ａによれば、積層体２を構成する各被積層物の積層方向が垂直方向と平行となるような設置状態において使用するときに、エンドプレート３ａとミドルプレート２１ａとの間の被積層物に加える押付け力Ｐａをボルト・ナット３３ａにおけるナットの締込み量、およびクランプ３４ａにおけるボルトの締込み量によって調整し、ミドルプレート２１ａ，２１ｂの間の被積層物に加える押付け力Ｐｂをボルト・ナット３３ｂにおけるナットの締込み量、およびクランプ３４ｂにおけるボルトの締込み量によって調整し、かつエンドプレート３ｂとミドルプレート２１ｂとの間の被積層物に加える押付け力Ｐｃをボルト・ナット３３ｃにおけるナットの締込み量、およびクランプ３４ｃにおけるボルトの締込み量によって調整して、下方に位置させられる被積層物（すなわち、自身よりも上方に位置する被積層物が多い被積層物）に対して基板引寄せ具４ａによって加える力を弱くし、かつ上方に位置させられる被積層物（すなわち、自身よりも上方に位置する被積層物が少ない被積層物）に対して基板引寄せ具４ａによって加える力を強くすることで、積層方向の各部において、各被積層物に加わる押付け力（基板引寄せ具４ａによって加えられる力と、自身よりも上方に位置する構成要素の自重によって加わる力との和）が積層方向の各部（すなわち、上下方向の各部）において大きく相違する状態となるのを好適に回避することができる。これにより、上方に位置する被積層物から水素ガス等が漏出したり、下方に位置する被積層物において破損や処理能力の低下が生じたりするのを好適に回避することができる。

【0101】

また、この燃料電池ユニット１Ａによれば、エンドプレート３ａ，３ｂと支持部材３２ａ～３２ｃとの間、およびミドルプレート２１ａ，２１ｂと支持部材３２ａ～３２ｃとの間の少なくとも一方（本例では双方）に圧縮弾性変形が可能なパッキン２５ａ～２５ｃを挟み込んだことにより、エンドプレート３ａとミドルプレート２１ａとを互いに接近させる向きに引き寄せる力を弱めるだけでパッキン３５ａ，３５ａの弾性復帰によってエンドプレート３ａとミドルプレート２１ａとを互いに離間させることができ、ミドルプレート２１ａ，２１ｂを互いに接近させる向きに引き寄せる力を弱めるだけでパッキン２３ｂ，３５ｂの弾性復帰によってミドルプレート２１ａ，２１ｂを互いに離間させることができ、かつエンドプレート３ｂとミドルプレート２１ｂとを互いに接近させる向きに引き寄せる力を弱めるだけでパッキン３５ｃ，３５ｃの弾性復帰によってエンドプレート３ｂとミドルプレート２１ｂとを互いに離間させることができるため、各被積層物に加わる押付け力Ｐａ～Ｐｃを容易に調整することができる。

【0102】

また、この燃料電池ユニット１Ａによれば、導電性を有する材料でミドルプレート２１ａ，２１ｂを形成したことにより、ミドルプレート２１ａを挟んで配設されている被積層物同士を電気的に接続するための導電性材料の金具やケーブルを配設したり、ミドルプレート２１ｂを挟んで配設されている被積層物同士を電気的に接続するための導電性材料の金具やケーブルを配設したりしなくても、ミドルプレート２１ａ，２１ｂを挟んで配設されている被積層物同士を確実かつ容易に電気的に接続することができる。これにより、燃料電池ユニット１Ａを構成する部品点数を少数化し、かつ組立てに要する時間を短縮することができるため、その製造コストを十分に低減することができる。

【0103】

なお、「燃料電池ユニット」の構成は、上記の燃料電池ユニット１の構成の例に限定されない。

【0104】

例えば、「被積層物」の一例であるセパレータ１１，１２，１４を構成する薄厚プレートと同じ素材でエンドプレート３やミドルプレート２１を形成し、その厚みをセパレータ１１，１２，１４などの厚みよりも厚くすることでセパレータ１１，１２，１４などよりもエンドプレート３やミドルプレート２１が高剛性となるように構成した例について説明したが、「被積層物」の素材よりも縦弾性係数が大きい（ヤング率が高い）素材で「被積層物」と同じ厚みに「第１の基板」や「第２の基板」を形成して「被積層物」よりも「第１の基板」や「第２の基板」が高剛性となる構成を採用することもできる。

【0105】

また、エンドプレート３ａ，３ｂの間にミドルプレート２１ａ，２１ｂの２枚を挟み込んで積層体２を積層体２ａ～２ｃの３つに分割して各被積層物を押付け力Ｐａ～Ｐｃでそれぞれ押し付ける構成の燃料電池ユニット１，１Ａを例に挙げて説明したが、「一対の第１の基板」の間に挟み込む「第２の基板」の枚数は、１枚、または３枚以上の複数枚をすることができる。

【符号の説明】

【0106】

１，１Ａ 燃料電池ユニット
２，２ａ～２ｃ 積層体
３ａ，３ｂ エンドプレート
４，４ａ 基板引寄せ具
１０ 燃料電池セル
１１，１２，１４ セパレータ
１３ ＭＥＡ
１３ａ 電解質膜
１３ａｉ 内側領域
１３ａｏ 外縁部領域
１３ｂ 触媒層
１３ｃ ガス拡散層
１３ｄ ガスケット
２１ａ，２１ｂ ミドルプレート
２２ａ～２２ｃ，３２ａ～３２ｃ 支持部材
２３ａ，２３ｂ，３３ａ～３３ｃ ボルト・ナット
２４ａ，２４ｂ，３４ａ～３４ｃ クランプ
２５ａ～２５ｃ，３５ａ～３５ｃ パッキン
Ａｉ 内側領域
Ａｏ 外縁部領域
Ｐａ～Ｐｃ 押付け力Ｐａ～Ｐｃ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】