JP2004127775A - 燃料電池 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】燃料電池FCは、複数のセパレータ1が積層され、その各セパレータ1の上面11から延在する端子12を備えている。複数のセパレータ1に設けられた端子12は複数の端子群12Aに分けられ、この端子群12Aが上面11の一方側と他方側とに交互に配設されている。そして、この端子群12Aの各端子12に接続されるコネクタを一体に有するコネクタ部21と、このコネクタ部21よりも小さい幅で形成される本体部22とを有するように同一形状で形成されたコネクタモジュール2が上面11側で相互に反転するように配設される。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料電池に関し、特に、その各セルの電圧測定に用いる端子やコネクタの配設構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、固体高分子電解質膜を挟んでアノード側電極とカソード側電極とを対設したセル(単セル)を、良好な導電性を有する金属やカーボン製のセパレータにより挟持して複数積層することにより構成された燃料電池が知られている。燃料電池においては、アノード側電極に供給された燃料ガスは、触媒電極上でイオン化され、適度に加湿された固体高分子電解質膜を介してカソード側電極へと移動する。その間に生じた電子が外部回路に取り出され、直流の電気エネルギとして利用される。こうした電気エネルギを取り出し続けるには、各セルが良好に機能している必要がある。
【0003】
このような燃料電池の運転時において各セルが正常な状態にあるかどうかを知るために、各セルを挟持するセパレータ間の電圧測定を行っている。この電圧測定は、一般的に複数のセパレータに形成される端子にそれぞれコネクタを差し込むことにより行われている(たとえば、特許文献1参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開平11−339828号公報(第3頁、第8,9図)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の電圧測定においてセパレータの枚数が多くなると各端子に差し込むべきコネクタの数も多くなるので、このコネクタを取り付ける作業の作業性が悪くなる問題があった。この問題に対してコネクタを取り付ける作業を簡易化するために複数のコネクタを一体にすることが考えられるが、コネクタを一体にすると、そのモジュール全体が重くなり、作業性が悪くなる問題があった。また、この問題に対して複数のコネクタを一体に構成したものをいくつかのモジュールに分割し、これらを一塊の各端子群に取り付けることが考えられるが、隣り合うモジュール同士の肉厚を考慮してセパレータ間を広げる必要があり、燃料電池全体が大型化する問題があった。
【0006】
そこで、本発明の課題は、コネクタ接続の作業性が良好となり、かつコンパクト化に寄与することができる燃料電池を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決した本発明は、複数のセパレータが積層され、その各セパレータの一端面から延在する端子を備えた燃料電池であって、前記複数のセパレータに設けられる端子を複数の端子群に分け、これらの端子群を前記一端面の一方側と他方側とに交互に配設し、前記一つの端子群の各端子に対し接続されるコネクタを一体に有するコネクタ部と、このコネクタ部よりも小さい幅で形成される本体部とを有しつつ互いに同一形状で形成された複数のコネクタモジュールを、前記一端面側で相互に反転するように配設したことを特徴とする。
【0008】
本発明によれば、各端子群に対応する大きさのコネクタモジュールを各端子群に接続すればよいので、コネクタ接続の作業性を良好にすることができる。また、コネクタモジュールが相互に反転して配設されるので、各端子を囲むように形成されるコネクタ部同士が一端面の一方と他方とに交互に配設されることになり、これらが干渉することがなくなる。一方、本体部同士もこのコネクタ部よりも小さい幅で形成されるので干渉することがない。そのため、この干渉を防止するためにセパレータ間を広げる必要がなくなり、燃料電池全体をコンパクトにすることができる。さらに、コネクタモジュールが同一形状で形成されるので、部品の共通化を図ることができ、その分コストを低くすることができる。また、各端子が各セパレータの一端面側に設けられるので、この一端面側のみからコネクタモジュールを差し込めるので、そのアクセスを容易にすることができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明に係る燃料電池の詳細について説明する。
参照する図面において、図1は本発明に係る燃料電池を示す分解斜視図、図2は図1の燃料電池に取り付けられたコネクタモジュールの配置を示す平面図である。
【0010】
図1に示すように、燃料電池FCは、図示しない単セルがセパレータ1で挟持されて複数積層されるとともに、これらが燃料電池ボックスBに収納されて構成されている。また、この燃料電池FCは、隣り合うセパレータ1間の電圧を測定するためのコネクタモジュール2を備えている。
【0011】
セパレータ1には、その上面(一端面)11に上方(外側)に向かって延在する端子12が形成されている。複数のセパレータ1に形成される複数の端子12は、これらのセパレータ1が積層された状態において、所定個数の端子12を一塊とした複数の端子群12Aに分けられている。そして、この端子群12Aは、セパレータ1の上面11の一方側と他方側とに交互に配設されている。また、この端子群12Aを構成する端子12は、それぞれ隣り合うもの同士が外側と内側とに交互にずらされて配設されている。また、これら複数のセパレータ1のうち所定位置に配設されるセパレータ3(図2参照)には、その上面11の両端に上方に向かって延在する端子12,12が形成されている。
【0012】
コネクタモジュール2は、端子群12Aの各端子12に接続されるコネクタ(図示せず)を一体に有するコネクタ部21と、このコネクタ部21よりも小さい幅で形成される本体部22とを有している。具体的に、このコネクタ部21の一部(突出部21a)が本体部22の片側から突出するように形成されることで、コネクタモジュール2全体が平面視において略L字状の形状となっている。また、本体部22内には、コネクタ部21の各コネクタから検出された各セパレータ1間の電圧を測定する回路基板(図示せず)が設けられ、この回路基板で測定された電圧値がハーネスHを介してその電圧値を表示する表示装置(図示せず)に出力される。そして、このように形成されるコネクタモジュール2を端子群12Aに対応する数だけ設け、これらの同一形状のコネクタモジュール2を各セパレータ1の上面11で形成される平面において相互に反転するように配設している。
【0013】
より詳細に説明すると、図2に示すように、コネクタモジュール2は、その突出部21aが隣接するコネクタモジュール2の突出部21aとセパレータ1の積層方向において互いに逆方向を向くように配設されている。言い換えると、複数のコネクタモジュール2のうち突出部21aが隣接するコネクタモジュール2の突出部21aとセパレータ1の長手方向において重なるように配設されたものを一組として、その組がセパレータ1の積層方向に複数組設けられている。そして、この一組のコネクタモジュール2,2の突出部21a,21aは所定位置に配設されたセパレータ3の上面11上に配設され、それらの内部に設けられるコネクタがこのセパレータ3の両端に形成される二つの端子12,12に接続されている。言い換えると、このセパレータ3は、この突出部21a,21aが重なる位置に配設されることとなる。また、この一組のコネクタモジュール2,2は、それぞれ端子群12A,12Aに接続したときにその一方の突出部21aと他方の本体部22とが干渉しない程度にその長手方向の大きさが形成されている。
【0014】
ここで、本実施形態においてセパレータ3に二つの端子12,12を設けているのは、このセパレータ3と両隣のセパレータ1,1との間の各電圧を測定するためである。すなわち、これら二つの端子12,12のうち一つを一方側の端子群12Aに入れ、残りの一つを他方側の端子群12Aに入れると、セパレータ3とその両隣のセパレータ1,1との間の各電圧がそれぞれ二つのコネクタモジュール2,2の各回路基板により測定されることとなる。
【0015】
以上によれば、本実施形態において、次のような効果を得ることができる。
(1)各端子群12Aに対応する大きさのコネクタモジュール2を各端子群12Aに接続すればよいので、コネクタ接続の作業性を良好にすることができる。
(2)隣接するコネクタモジュール2,2が相互に反転して配設されるので、各端子12を囲むように形成されるコネクタ部21同士が干渉することがなく、このコネクタ部21よりも小さい幅で形成される本体部同士も干渉することがない。そのため、この干渉を防止するためにセパレータ1間を広げる必要がなくなり、燃料電池FC全体をコンパクトにすることができる。
【0016】
(3)コネクタモジュール2が同一形状で形成されるので、部品の共通化を図ることができ、その分コストを低くすることができる。
(4)各端子12が各セパレータ1の上面11に設けられるので、上方のみからコネクタモジュール2を差し込めるので、そのアクセスを容易にすることができる。
(5)各端子12が交互にずらされて配設されるので、隣接する端子12同士の電気的なショートを確実に防止することができ、また、各端子12に接続するコネクタ同士の肉厚を十分確保することができる。
【0017】
以上、本発明は、前記実施形態に限定されることなく、様々な形態で実施される。
本実施形態では、各コネクタモジュール2の本体部22内に設けた回路基板によりセパレータ1間の各電圧を測定することとしたが、本発明はこれに限定されるものではない。たとえば、本体部22内に回路基板を設けずに、複数のコネクタモジュール2の各コネクタを一つの電圧測定装置にハーネスHを介して接続し、その各電圧をこの電圧測定装置でまとめて測定してもよい。この場合、各セパレータ1の電位がまとめて入力された電圧測定装置により各セパレータ1間の電圧が測定されるので、突出部21a,21aが重なる位置に配設されるセパレータ3に二つの端子12,12を設ける必要がなくなる。そのため、セパレータ1として端子12が外側にあるタイプと内側にあるタイプの二種類だけ用意すればよいので、セパレータ1の製造コストを低くすることができる。
【0018】
本実施形態では、コネクタモジュール2をその平面視が略L字状となるように形成したが、本発明はこれに限定されず、本体部22がコネクタ部21よりも小さい幅で形成されていればどのような形状であってもよい。たとえば、コネクタ部21を本体部22の両側から突出するように形成して、このコネクタモジュール2全体が平面視において略T字状の形状になるようにしてもよい。ただし、この場合、燃料電池FCの両端に配設するコネクタモジュール2はL字状にすることが小型化の観点から望ましいため、両端にL字状のタイプが配設され、その間にT字状のタイプが配設されることとなる。そのため、この場合ではコネクタモジュール2としてT字状とL字状の二種類も用意しなければならないので、製造コストを低くするためには、本実施形態のようにL字状のタイプのみで構成するほうが望ましい。
【0019】
なお、セパレータ1の積層枚数、端子群12Aの数、端子群12Aを構成する端子12の数、またはコネクタモジュール2の材料等は、適宜に変更可能であることは言うまでもない。
【0020】
【発明の効果】
本発明によれば、コネクタモジュールを各端子群に接続すればよいので、コネクタ接続の作業性を良好にすることができる。また、コネクタモジュールが相互に反転して配設されるので、コネクタ部同士が干渉することがなく、燃料電池全体をコンパクトにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る燃料電池を示す分解斜視図である。
【図2】図1の燃料電池に取り付けられたコネクタモジュールの配置を示す平面図である。
【符号の説明】
FC 燃料電池
1,3 セパレータ
11 上面(一端面)
12 端子
12A 端子群
2 コネクタモジュール
21 コネクタ部
21a 突出部
22 本体部
Claims (1)
- 複数のセパレータが積層され、その各セパレータの一端面から延在する端子を備えた燃料電池であって、
前記複数のセパレータに設けられる端子を複数の端子群に分け、これらの端子群を前記一端面の一方側と他方側とに交互に配設し、
前記一つの端子群の各端子に対し接続されるコネクタを一体に有するコネクタ部と、このコネクタ部よりも小さい幅で形成される本体部とを有しつつ互いに同一形状で形成された複数のコネクタモジュールを、前記一端面側で相互に反転するように配設したことを特徴とする燃料電池。
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