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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Verbinder.
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Ein elektrischer Verbinder (der im Folgenden auch kurz als Verbinder bezeichnet wird) wird beispielsweise zum Herstellen einer elektrisch leitenden Verbindung mit jeweiligen laminierten bzw. in Stapeln angeordneten Zellen einer Brennstoffzelle verwendet (
japanische Patentanmeldung Nr. 2012-051391 ).
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Der Verbinder der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2012-051391 weist eine seitliche Einpassöffnung an der Seite eines Gehäuses desselben auf, und wenn ein in einem Eckbereich der Brennstoffzelle gebildeter konvexer Bereich in die seitliche Einpassöffnung eingepasst wird, werden die plattenförmigen Zellen der Brennstoffzelle eine nach der anderen in eine Mehrzahl von Kontakten in dem Gehäuse eingesetzt. In Bezug auf die Zellen, die in engen Abständen angeordnet sind, sind die Kontakte einander abwechselnd in zwei oder mehr Reihen, die parallel zu der Zellenanordnungsrichtung gebildet sind, in Zickzackform derart angeordnet, dass die Positionen derselben in der Reihenrichtung versetzt sind.
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In der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2012-051391 sind Hohlräume zum einzelnen Aufnehmen der Kontakte in einer Zickzackform wie die Kontakte angeordnet, und es besteht ein Spalt zwischen Hohlraum-Unterteilungselementen, die in der Kontakttiefenrichtung aufrecht stehend vorgesehen sind, um die Kontakte von beiden Seiten zu halten. Daher kann eine Zelle, die durch eine Berührung mit dem vorderen Ende des Verbinders geringfügig gebogen ist, möglicherweise durch diesen Spalt in den Kontakt in der Reihe eingesetzt werden, die dem betreffenden Kontakt benachbart ist.
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Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, ein fehlerhaftes Anbringen eines Verbinders zu verhindern, der mit Kontakten versehen ist, die jeweils mit einem jeweiligen vorhandenen Plattenelement in elektrische Verbindung zu bringen sind.
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Der elektrische Verbinder gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein Gehäuse und eine Mehrzahl von Kontakten auf, die in zwei oder mehr Reihen in dem Gehäuse einander abwechselnd derart angeordnet sind, dass ihre Positionen in der Reihenrichtung versetzt sind.
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Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass das Gehäuse zumindest zwischen einem Kontakt in der einen Reihe der einander benachbarten Reihen und einem Kontakt in der anderen Reihe mit einer Trennwand entlang der die Reihenrichtung kreuzenden Richtung ausgebildet ist.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Passelement, das einem Kontakt entspricht, daran gehindert, mit einem Kontakt in einer Reihe in elektrischen Kontakt zu treten, die der Reihe des betreffenden Kontakts benachbart ist, so dass ein fehlerhaftes Anbringen bzw. Einsetzen verhindert werden kann.
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Der elektrische Verbinder gemäß der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass der elektrische Verbinder einen Verriegelungsarm aufweist, der in integraler Weise mit dem Gehäuse ausgebildet ist und sich in der Einpassrichtung bzw. Einsetzrichtung von der Vorderseite in Richtung auf die Rückseite erstreckt, und dass der vordere Endbereich des Verriegelungsarms einen Schlitz an der Verlängerung eines Raums aufweist, der sich zwischen den einander benachbarten Trennwänden befindet.
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Der vordere Endbereich des Verriegelungsarms kann dann vor der Endfläche des Passelements angeordnet werden. Dadurch kann die Länge des Verriegelungsarms sichergestellt werden, wie diese für die Spannungsverteilung des Verriegelungsarms sowie zur Gewährleistung eines Verriegelungsspiels bei der Verriegelung erforderlich ist, während gleichzeitig die Größe des Verbinders klein gehalten ist. Durch die geringere Größe des Verbinders lassen sich somit die Kosten reduzieren, während die Zuverlässigkeit verbessert ist.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein fehlerhaftes Anbringen bzw. Einstecken eines Verbinders verhindert werden, der mit einer Konstruktion verbunden wird, bei der flache plattenartige Elemente parallel zueinander angeordnet sind.
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Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden im Folgenden anhand der zeichnerischen Darstellungen von Ausführungsbeispielen noch näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine Perspektivansicht unter Darstellung eines Zustands, in dem einen Verbinder gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung an einer Brennstoffzelle angebracht ist;
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2 eine vergrößerte Darstellung eines wesentlichen Bereichs der 1, in der ein Eckbereich einer Brennstoffzelle und ein Verbinder gezeigt sind;
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3 eine Perspektivansicht eines Verbinders;
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4 eine Perspektivansicht eines Kontakts;
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5 eine Draufsicht unter Darstellung eines vorderen Endes eines Gehäuses;
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6 eine Draufsicht, in der Kontakte und Trennwände schematisch dargestellt sind;
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7 eine Draufsicht unter Darstellung eines Vergleichsbeispiels der 6;
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8 eine Seitenansicht zur Veranschaulichung eines Vorgangs zum Anbringen eines Verbinders an einer Brennstoffzelle; und
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9 eine schematische Darstellung eines modifizierten Beispiels der vorliegenden Erfindung.
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Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand eines in den Begleitzeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels ausführlich beschrieben.
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Eine in 1 gezeigte Brennstoffzelle 1 beinhaltet eine Vielzahl flacher plattenförmiger Zellen 10, die in einer vorbestimmten Beabstandung voneinander gestapelt angeordnet sind, und ist mit einer im Wesentlichen rechteckigen Prismenform ausgebildet.
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Zum Steuern der Zufuhrmenge an Brennstoffgas und Oxidationsmittelgas auf der Basis der Stromerzeugungsspannung jeder Zelle 10 oder zum Ausführen einer Inspektion beispielsweise zum Finden einer fehlerhaften Zelle, ist die Brennstoffzelle 1 über einen elektrischen Verbinder 2 (der im Folgenden auch einfach als Verbinder bezeichnet wird) mit einer Steuereinheit oder einem Inspektionssystem verbunden, wobei der Verbinder 2 eine elektrisch leitende Verbindung mit allen der Mehrzahl von Zellen 10 auf einmal herstellt. Dieser Verbinder 2 ist in einen Eckbereich 10C der Brennstoffzelle 1 eingepasst. Dabei sind in der Stapelrichtung X der Zellen 10 der Brennstoffzelle 1 mehrere Verbinder 2 angeordnet.
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Jede der Zellen 10 beinhaltet eine Elektrolytmembran, eine Anode, die auf der Seite der einen Oberfläche der Elektrolytmembran vorgesehen ist, sowie eine Kathode, die auf der Seite der anderen Oberfläche der Elektrolytmembran vorgesehen ist, wobei die Zellen 10 in der Draufsicht eine im Wesentlichen rechteckige Formgebung aufweisen. Die Elektrolytmembran, die Anode und die Kathode sind in den Zeichnungen nicht dargestellt. Außerdem beinhaltet die Zelle 10 ein Paar Trennelemente 11 zum Halten der Anode und der Kathode dazwischen.
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Wie vorstehend beschrieben worden ist, weist die Zelle 10 die Elektrolytmembran, die Anode, die Kathode und die paarweisen Trennelemente 11 als Konfigurationseinheit auf; dabei nutzen jedoch einander benachbart angeordnete Zellen 10 die Trennelemente 11 gemeinsam.
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Um die Stromerzeugungsmenge der Zelle 10 groß zu machen, ist die Zelle 10 über einen kontinuierlichen Bereich mit großer Fläche vorgesehen.
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Der Eckbereich 10C, mit dem der Verbinder 2 in Verbindung tritt, ist in Bezug auf einen imaginären Zellenbereich (in 8B in unterbrochener Linie dargestellt) mit in der Draufsicht rechteckiger Formgebung in Richtung der Breite (der horizontalen Richtung in 8) und in Richtung der Höhe (der vertikalen Richtung in 8) der Brennstoffzelle 1 versetzt angeordnet.
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Das Trennelement 11 besitzt eine Passage zum Zuführen von Brennstoffgas, wie z. B. Wasserstoffgas, zu der Anode sowie eine Passage zum Zuführen von Oxidationsmittelgas, wie z. B. Sauerstoffgas, zu der Kathode. Dieses Trennelement 11 trennt einander benachbarte Zellen 10 voneinander. Das Trennelement 11 erstreckt sich in eine L-förmige Aussparung 10L, die in dem Eckbereich 10C der Zelle 10 gebildet ist (unter der Zelle 10, wie sie hier beschrieben wird, ist die Membran, die Anode und die Kathode zu verstehen), wobei dieser Erstreckungsbereich eine Zellenelektrode 11A bildet.
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Der Eckbereich 10C weist einen Haltebereich 13 zum Halten eines Gehäuses 20 des Verbinders 2 sowie ein konvexes Passelement 15 auf, das in der Breitenrichtung der Brennstoffzelle 1 der zentralen Seite in Bezug auf den Haltebereich 13 benachbart ist.
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Dieser Haltebereich 13 ist durch die Zellenelektrode 11A gebildet und ist in Bezug auf eine obere Oberfläche U1 der Brennstoffzelle 1 versetzt angeordnet. Der Versetzungsbetrag von der oberen Oberfläche U1 zu dem Haltebereich 13 ist unter Berücksichtigung der Höhe des Verbinders 2 vorgegeben.
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Das konvexe Passelement 15 ragt in der Höhenrichtung über den Haltebereich 13 hinaus. Eine obere Oberfläche U2 des konvexen Passelements 15 ist höher angeordnet als der Haltebereich 13, ist jedoch in Bezug auf die obere Oberfläche U1 der Brennstoffzelle 1 versetzt. Der Versetzungsbetrag von der oberen Oberfläche U1 zu der oberen Oberfläche U2 ist unter Berücksichtigung der Höhe eines Verbindungsstegs 43 des Verbinders 2 vorgegeben.
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Zum Bilden des konvexen Passelements 15 ist eine Verriegelungsnut 14 dem konvexen Passelement 15 benachbart ausgebildet. Die Verriegelungsnut 14 ist derart vorgesehen, dass sie eine vorbestimmte Tiefe von der oberen Oberfläche U1 aufweist. Diese Tiefe ist in Anbetracht der Höhe einer Verriegelungswand 41 des Verbinders 2 vorgegeben, die in die Verriegelungsnut 14 eingesetzt wird.
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Der in der Breitenrichtung der Brennstoffzelle 1 zentrale Seitenbereich von der Verriegelungsnut 14 ist eine Stufe niedriger ausgebildet als die obere Oberfläche U1.
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Ferner ist das konvexe Passelement 15 mit einer Arretieraussparung 15A ausgebildet, die von der Seitenfläche auf der Seite des Haltebereichs 13 in Richtung auf die Seite der Verriegelungsnut 14 vertieft ausgebildet ist.
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Der Haltebereich 13, die Verriegelungsnut 14, dass konvexe Passelement 15 sowie die Arretieraussparung 15A sind alle in kontinuierlicher Weise in der Stapelrichtung X der Zelle 10 ausgebildet, und alle der Zellen 10 besitzen dieselbe Formgebung. Durch Ausbilden des Haltebereichs 13, der Verriegelungsnut 14, des konvexen Passelements 15 und der Arretieraussparung 15A in dem Eckbereich 10C besitzt die Zelle 10 eine Formgebung, die entlang der Formgebung des Verbinders 2 abgeschnitten ist.
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Wie in 3 gezeigt ist, beinhaltet der Verbinder 2 das Gehäuse 20 zum Halten einer Mehrzahl von Kontakten 12 (4), die jeweils mit der Zellenelektrode 11A in elektrischer Verbindung stehen, sowie eine seitliche Einpassöffnung S, die sich an der Seite des Gehäuses 20 befindet. Die seitliche Einpassöffnung S ist durch einen U-förmigen Passarm 40 gebildet, der in integraler Weise mit dem Gehäuse 20 ausgebildet ist. Ein elektrischer Draht 19, der mit dem Kontakt 12 verbunden ist, ist mit einer externen Leiterplatte verbunden.
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Die nachfolgende Erläuterung erfolgt unter Definition der Seite, auf der der Verbinder 2 in die Brennstoffzelle 1 eingesetzt wird, als vordere Endseite des Verbinders 2 sowie unter Definition der gegenüberliegenden Seite (der Seite, von der der elektrische Draht 19 nach außen geführt ist) als rückwärtige Endseite desselben.
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Wie in 4 gezeigt ist, ist der Kontakt 12 derart ausgebildet, dass er einen Drahtbefestigungsbereich 121 zum Anschließen der elektrischen Drähte 19 sowie einen Leitungsbereich 122 aufweist, der mit der Zellenelektrode 11A der Brennstoffzelle 1 in elektrische Verbindung tritt.
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Der Leitungsbereich 122 ist durch einen Paar Kontaktteile 122A und 122B gebildet, die jeweils eine dünne rechteckige Plattenform aufweisen und einander gegenüberliegend angeordnet sind. Die vorderen Endseiten der Kontaktteile 122A und 122B öffnen sich in expandierender Weise in der Richtung, in der sich die vorderen Endseiten voneinander trennen, so dass die Zellenelektrode 11A zwischen die Kontaktteile 122A und 122B geführt wird und zwischen diesen gehalten wird.
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Das Gehäuse 20 besitzt einen blockförmigen Gehäusekörper 22 zum Halten der Mehrzahl von Kontakten 12, wie dies in 3 gezeigt ist, sowie ein Verriegelungselement 30, das in integraler Weise an der Seite des Gehäusekörpers 22 ausgebildet ist und mit der Brennstoffzelle 1 verriegelt wird.
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Die Kontakte 12, die einzeln in in dem Gehäusekörper 22 ausgebildeten Hohlräumen 21 aufgenommen sind, sind in zwei Reihen entlang der Stapelrichtung X der Zelle 10 derart angeordnet, dass die Positionen derselben in der Reihenrichtung (der Stapelrichtung X) abwechselnd versetzt sind. Diese Anordnung verhindert, dass die Kontakte 12, die mit den Zellenelektroden 11A in enger Mittenbeabstandung voneinander in Verbindung treten, sich gegenseitig behindern.
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Die detaillierte Konfiguration des Gehäusekörpers 22 wird im Folgenden noch erläutert.
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Das Verriegelungselement 30 weist einen durch den Seitenflächenbereich des Gehäusekörpers 22 abgestützten Verriegelungsarm 31, einen an dem Verriegelungsarm 31 gebildeten Verriegelungsvorsprung 32 und eine Verriegelungstaste 33 auf, die mit der rückwärtigen Endseite des Verriegelungsarms 31 in Verbindung steht.
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Der Verriegelungsarm 31 ist im Wesentlichen mit einer Plattenform nahezu entlang des Seitenflächenbereichs des Gehäusekörpers 22 gebildet, und ein Wurzelbereich 31A, der dicker ist als die Plattendicke desselben, setzt sich zu dem Seitenflächenbereich nahe dem vorderen Ende des Gehäusekörpers 22 fort. Ein vorderes Ende 31F des Wurzelbereichs 31A befindet sich an dem vordersten Ende des Gehäuses 20, wobei es sich nahezu um dieselbe Position wie die des vorderen Endes des Kontakts 12 handelt. Ein vorderer Endbereich 311 des Verriegelungsarms 31, der den Wurzelbereich 31A beinhaltet, weist eine zahnkammartige Formgebung auf, bei der eine Mehrzahl von Schlitzen 311A parallel zueinander in gleichen Abständen derart gebildet sind, dass sie den vorderen Endbereich 311 in der Stapelrichtung X unterteilen. Jeder der Schlitze 311A nimmt eine Zellenelektrode 11A auf.
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Der Verriegelungsvorsprung 32, der sich zwischen dem vorderen Ende und dem rückwärtigen Ende des Verriegelungsarms 31 befindet, ist in vorstehender Weise an der zu der seitlichen Einpassöffnung S weisenden Fläche des Verriegelungsarms 31 derart vorgesehen, dass er die gleiche Breite wie der Verriegelungsarm 31 aufweist. Der Verriegelungsvorsprung 32 ist mit einer abgeschrägten Oberfläche 321, die sich auf der Seite des vorderen Endes befindet, sowie mit einem Stufenbereich 322 ausgebildet, der zu der gegenüberliegenden Seite von einem oberen Bereich 321A tiefer liegt und eine Stufe höher ist als die Oberfläche des Verriegelungsarms 31.
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Die Entriegelungstaste 33 ist derart ausgebildet, dass sie sich in Bezug auf das rückwärtige Ende des Verriegelungsarms 31 abgewinktelt ist.
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Der Passarm 40 beinhaltet die Verbindungsstege 43, die derart vorgesehen sind, dass sie sich von der rückwärtigen Endseite des Gehäuses 20 in Richtung auf die Seiten erstrecken, die von den distalen Enden der Verbindungsstege 43 in Richtung auf das vordere Ende gebogene Verriegelungswand 41 sowie plattenförmige Säulen bzw. Stützen 42, die in integraler Weise mit dem Gehäusekörper 22 derart vorgesehen sind, dass sie der Verriegelungswand 41 gegenüberliegen.
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Das Paar der Stützen 42 ist in integraler Weise an den beiden Seitenflächenbereichen in Querrichtung (der Stapelrichtung X) des Gehäusekörpers 22 derart gebildet, dass der Verriegelungsarm 31 zwischen diesen gehalten ist. Jede der Stützen 42 erstreckt sich von einer Position, die dem vorderen Endbereich 311 des Verriegelungsarms 31 gegenüberliegt, zu einer Position, die der Entriegelungstaste 33 gegenüberliegt. Ein vorderes Ende 42F der Stützen 42 ist ebenfalls an dem vordersten Ende des Gehäuses 20 angeordnet.
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Die Verriegelungswand 41 ist plattenförmig ausgebildet und besitzt dieselbe Breite wie die Querabmessung des Gehäusekörpers 22.
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Das Paar der Verbindungsstege 43 steht mit der rückwärtigen Endseite von jeder der Stützen 42 in Verbindung. Zwischen den Verbindungsstegen 43 ist die Entriegelungstaste 33 angeordnet.
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Da bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Verriegelungsarm 31 und der Verriegelungsvorsprung 32 an der Innenseite des Passarms 40 des Verbinders 2 angeordnet sind, besteht eine geringere Wahrscheinlichkeit, dass die elektrischen Drähte 19, Vorrichtungen für Verdrahtungsarbeiten und dergleichen mit dem Verriegelungsarm 31 und dem Verriegelungsvorsprung 32 in Berührung gelangen oder an diesen hängen bleiben, so dass der Verriegelungsarm 31 und der Verriegelungsvorsprung 32 gegen Verformung oder Bruch geschützt sind.
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Da ferner die Verbindungsstege 43 des Passarms 40 derart vorgesehen sind, dass die Entriegelungstaste 33 dazwischen gehalten ist, ist auch die Entriegelungstaste 33 gegen Verformung oder Bruch durch eine Kraft von außen geschützt.
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Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 5 und 6 die Konfiguration der Kontakte 12 sowie des Bereichs um diese herum beschrieben.
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Wie vorstehend erwähnt worden ist, sind die Kontakte 12 in zwei Reihen in Zickzackform angeordnet. Die paarweise vorgesehenen Kontaktteile 122A und 122B, die den Leitungsbereich 122 bilden, sind in der Reihenrichtung (X-Richtung) einander gegenüberliegend angeordnet. Bei Bezeichnung der beiden Reihen der Kontakte 12 als Reihe A und Reihe B ist ein Bereich zwischen den Kontaktteilen 122A und 122B entlang der Längsrichtung Y offen, und zwar unter Verbindung eines beliebigen Kontakts 12A der Reihe A mit einer Position P zwischen zwei dem Kontakt 12A benachbarten Kontakten 12B1 und 12B2 der Reihe B. Der Gehäusekörper 22 ist entlang der Längsrichtung Y mit einer Einsetzöffnung IN ausgebildet, die zwischen den Kontaktteilen 122A und 122B hindurch geht, und die Zellenelektrode 11A wird in die Einsetzöffnung IN eingesetzt. Die Einsetzöffnung IN ist als Schlitz 321 auf beiden Seiten in Längsrichtung des Gehäusekörpers 22 dargestellt (3).
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An dem vorderen Ende des Gehäusekörpers 22 ist ein Paar Wandteile 210A und 210B gebildet, die in der Tiefenrichtung des Kontakts 12 aufrecht angeordnet sind, wobei ein der Breite der Einsetzöffnung IN entsprechender Raum vorhanden ist, um die vordere Endseite des Hohlraums 21 zu bilden. Da in 6 die Wandteile 210A und 210B von dem Kontakt 12 überlappt sind und nicht in Erscheinung treten, sind die Positionen derselben durch Pfeile markiert. Zwischen den Wandteilen 210A und 210B ist der Kontakt 12 gehalten. Die vorderen Enden der Wandteile 210A und 210B liegen den vorderen Enden der Kontaktteile 122A und 122B gegenüber.
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Der Wandteil 210A zum Halten des Kontaktteils 122A eines beliebigen Kontakts 12A der Reihe A und der Wandteil 210B zum Halten des Kontaktteils 122B des dem Kontakt 12A benachbarten Kontakts 12B1 der Reihe B sind nahezu auf einer identischen geraden Linie angeordnet. In ähnlicher Weise sind der Wandteil 210B zum Halten des Kontaktteils 122B des Kontakts 12A der Reihe A und der Wandteil 210A zum Halten des Kontaktteils 122A des dem Kontakt 12A benachbarten Kontakts 12B2 der Reihe B nahezu auf einer identischen geraden Linie angeordnet.
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Wie vorstehend beschrieben worden ist, sind die Hohlräume 21 der Reihe A und die Hohlräume 21 der Reihe B in sich wiederholender Weise in der Reihenrichtung angeordnet.
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Dabei ist die gleiche Anzahl von Hohlräumen 21 in den jeweiligen Reihen A und B angeordnet, und ein Planbereich R, in dem die Hohlräume 21 angeordnet sind, besitzt eine derartige Formgebung, dass die Seite der Reihe A auf der einen Endseite in Reihenrichtung des Gehäusekörpers 22 über die Seite der Reihe B hinaus ragt und die Seite der Reihe B auf der anderen Endseite über die Seite der Reihe A hinaus ragt. Der Gehäusekörper 22 weist eine der Formgebung des Planbereichs R entsprechende Formgebung auf, und der eine Seitenflächenbereich des Gehäusekörpers 22 besitzt eine zu der Seite der Reihe A vorspringende Niveauunterschieds-Formgebung, und der andere Seitenflächenbereich desselben besitzt eine zu der Seite der Reise B vorspringende Niveauunterschieds-Formgebung. Durch abwechselndes Kombinieren dieser Niveau Unterschiede erfolgt ein Kontakt der Mehrzahl der Verbinder 2 mit allen der Zellen 10.
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Der Gehäusekörper 22 ist mit einer Mehrzahl von Trennwänden 23 ausgebildet, die entlang der Längsrichtung Y rechtwinklig zu den Richtungen der Reihe A und der Reihe B parallel zueinander angeordnet sind. Die Trennwände 23 ragen jeweils auf dieselbe Höhe auf wie die Höhen der Wandteile 210A und 210B in der Tiefenrichtung des Kontakts 12.
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Durch die Trennwand 23 sind der Wandteil 210A des Kontakts 12A der Reihe A und der Wandteil 210B des Kontakts 12B1 der Reihe B miteinander verbunden. Diese Wandteile 210A und 210B und die Trennwand 23 sind in integraler Weise miteinander ausgebildet. In ähnlicher Weise sind der Wandteil 210B des Kontakts 12A der Reihe A und der Wandteil 210A des Kontakts 12B2 der Reihe B miteinander verbunden. Diese Wandteile 210A und 210B und die Trennwand 23 sind in integraler Weise miteinander ausgebildet. Wenn die Wandteile 210A und 210B in der vorstehend beschriebenen Weise über die Trennwand 23 integriert bzw. einstückig ausgebildet sind, ergibt sich eine verbesserte Steifigkeit im Vergleich zu einzelnen Wandteilen 210A und 210B.
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Zwischen den einander benachbarten Trennwänden 23 ist ein dem Kontakt 12 zugewandter Kontaktraum 24 gebildet. Der Kontaktraum 24 bildet die Einsetzöffnung IN.
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Wenn die vorstehend beschriebene Trennwand 23 nicht vorgesehen ist, wie dies in 7 gezeigt ist, ist zwischen dem Kontakt 12 der Reihe A und dem Kontakt 12 der Reihe B ein Spalt G vorhanden.
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Beim Einpassvorgang kann somit möglicherweise eine leicht gebogene Zellenelektrode 11A (in 7 in unterbrochener Linie dargestellt) in die Einsetzöffnung IN des Kontakts 12 der benachbarten Reihe zu dem Kontakt 12 eingesetzt werden, in den die Zellenelektrode 11A normalerweise bzw. korrekterweise einzusetzen ist.
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Da jedoch bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Haltung der Zellenelektrode 11A durch die an der Position des Spalts G gebildete Trennwand 23 auf die Längsrichtung Y korrigiert ist, wird die Zellenelektrode 11A auf den normalen Kontakt 12 gepasst.
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Wie vorstehend beschrieben worden ist, verhindert die Trennwand 23, dass die Zellenelektrode 11A fälschlicherweise auf den Kontakt der benachbarten Reihe in einem Abstand zwischen den nahe beieinander angeordneten Kontakten 12 der Reihe A und der Reihe B gepasst wird. Aus diesem Grund genügt es, dass die Trennwand 23 mit einer ausreichenden Länge ausgebildet ist, um das Eintreten der Zellenelektrode 11A zwischen die Reihe A und die Reihe B zu verhindern, wobei ein Spalt zwischen den Wandteilen 210A und 210B und der Trennwand 23 vorhanden sein kann.
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Die Trennwand 23 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist nicht nur zwischen der Reihe A und der Reihe B gebildet, sondern ist auch über die gesamte Erstreckung von dem einen Endbereich zu dem anderen Endbereich in der Längsrichtung Y des Planbereichs R gebildet, in dem die Kontakte 12 angeordnet sind.
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Ferner erstrecken sich die Trennwände 23 (23S), die sich in der Reihenrichtung des Gehäusekörpers 22 an den beiden Endseiten befinden, bis zu den vorderen Enden 42F der Stützen 43 des Passarms 40 und sind in integraler Weise mit den Stützen 42 ausgebildet, und auch die Trennwand 23 (23M), die sich in dem zentralen Bereich befindet, erstreckt sich bis zu dem vorderen Ende 31F der Zahnkamm-Formgebung des Verriegelungsarms 31 und ist in integraler Weise mit dem Verriegelungsarm 31 ausgebildet. Die Trennwände 23 zwischen der Trennwand 23S und der Trennwand 23M stehen geringfügig von dem Gehäusekörper 22 in Richtung auf die Seite der Verriegelungswand 41 (3) des Passarms 40 hervor.
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Die vorderen Enden 42F der Stützen 42 und das vordere Ende 31F des Verriegelungsarms 31 sind an den Verlängerungen der Trennwände 23 angeordnet und sorgen zusammen mit den Trennwänden 23 für eine Korrektur der Haltungen der Zellenelektroden 11A beim Ausführen des Anbringvorgangs.
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Die Schlitze 311A des Verriegelungsarms 31 befinden sich auf den Verlängerungen der Kontakträume 24, und an den Verlängerungen der Trennwände 23 befinden sich eine Dicke aufweisende Teile bzw. Dicken-Teile 311B des vorderen Endbereichs 311 des Verriegelungsarms 31.
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Der vordere Endbereich 311 ist an dem Gehäusekörper 22 mittels der Dicken-Teile 311B abgestützt und nimmt die Zellenelektroden 11A mittels der Schlitze 311A auf.
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Wenn die Schlitze 311A nicht ausgebildet sind, muss das vordere Ende des Verriegelungsarms 31 unvermeidbar über dem oberen Ende der Zellenelektroden 11A (an der rückwärtigen Seite des Verbinders 2) angeordnet werden, um eine störende Beeinträchtigung gegenüber den Zellenelektroden 11A zu vermeiden. Daher wird die Länge des Verriegelungsarms 31 kurz ausgebildet, und der Auslenkungsbetrag des Verriegelungsarms 31 kann vermindert werden und die Verriegelung unzulänglich werden. Wenn zum Vermeiden dieses Phänomens der Verriegelungsarm 31 um die Längen der Schlitze 311A nach hinten verlängert wird, wird der Verbinder 2 unerwünscht groß.
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Im Gegensatz dazu kann bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel durch die Ausbildung des Endbereichs 311 des Verriegelungsarms 31 mit den Schlitzen 311A, in denen die Zellenelektroden 11A aufgenommen werden, das vordere Ende des Verriegelungsarms 31 an einer weiter vorne gelegenen Stelle angeordnet werden. Selbst wenn der Verriegelungsarm 31 nicht nach hinten verlängert wird, kann somit die zum Erzielen des gleichen Auslenkungsbetrags erforderliche Länge des Verriegelungsarms 31 sichergestellt werden.
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Beim Einpassen bzw. Anbringen des Verbinders 2 an der Brennstoffzelle 1, wie es in 8A gezeigt ist, wird der Verbinder 2 von der Oberseite der 8A an den Eckbereich 10C der Brennstoffzelle 1 herangeführt. Dabei wird der Verbinder 2 in Bezug auf die Brennstoffzelle 1 derart positioniert, dass das konvexe Passelement 15 in die seitliche Einpassöffnung S passt, wobei die vorderen Enden der Stützen 42 und das vordere Ende des Verriegelungselements 30 als Führung für die Positionierung wirken. Danach wird der Verbinder 2 in Richtung auf die Brennstoffzelle 1 nach innen gedrückt.
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Bei diesem Vorgang dienen die vorderen Enden 42F der Stützen 42, das vordere Ende 31F des Verriegelungsarms 31 sowie die Trennwände 23 als Führungen für die Zellenelektroden 11A, und die Haltungen der Zellenelektroden 11A werden auf die Längsrichtung Y rechtwinklig zu der Stapelrichtung X korrigiert. Dadurch werden die Zellenelektroden 11A gerade in die Einsetzöffnungen IN der Kontakte 12 eingesetzt und in normaler Weise eingepasst.
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Wenn das konvexe Passelement 15 jenseits der seitlichen Einpassöffnung S an der Innenseite des Passarms 40 eingepasst ist, wie dies in 8B gezeigt ist, ist die Verriegelungswand 41 des Passarms 40 in die Verriegelungsnut 14 der Brennstoffzelle 1 eingesetzt.
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Bei dem vorstehend beschriebenen Vorgang gelangt die abgeschrägte Oberfläche 321 des Verriegelungsvorsprungs 32 mit dem konvexen Passelement 15 in Kontakt und wird von diesem mit Druck beaufschlagt, und dadurch wird der Verriegelungsarm 31 in Bezug auf 8A im Gegenuhrzeigersinn gebogen. Wenn der Verbinder 2 weiter nach unten geschoben wird und der Verriegelungsvorsprung 32 in die Arretieraussparung eingepasst ist, wird die Biegung des Verriegelungsarms 31 aufgehoben bzw. zurückgestellt. Da der Stufenbereich 322 des Verriegelungsvorsprungs 32 an der Seitenfläche des konvexen Passelements 15 anstößt, ist Spiel bei dem Verbinder 2 begrenzt.
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Wenn der eingepasste Zustand des Verbinders 2 an der Brennstoffzelle 1 entriegelt wird, indem die Entriegelungstaste 33 in Bezug auf 8B im Uhrzeigersinn mit Druck beaufschlagt wird, wird der Verriegelungsvorsprung 32 aus der Arretieraussparung 15A gelöst, so dass der Verbinder 2 in Richtung nach oben von der Brennstoffzelle 1 abgenommen werden kann.
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Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann bei Anbringen des Verbinders 2 an der Brennstoffzelle 1, in der die Mehrzahl von Zellen 10 angeordnet sind, aufgrund der Trennung eines Kontakts 12 von einem Kontakt 12 der benachbarten Reihe durch die Trennwand 23, die entlang der Längsrichtung Y rechtwinklig zu der Stapelrichtung X der Zellen 10 vorgesehen ist, ein fehlerhaftes Anbringen verhindert werden, indem in zuverlässiger Weise jede der Zellenelektroden 11A der Zellen 10 entsprechend einem jeweiligen der Kontakte 12 in einem Verhältnis von 1 zu 1 angeordnet wird.
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Da ferner die Wandteile 210A und 210B, die den Hohlraum 21 bilden, über die Trennwand 23 miteinander verbunden sind, lässt sich die Festigkeit verbessern.
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Da der vordere Endbereich 311 des Verriegelungsarms 31 ferner mit den Schlitzen 311A ausgebildet ist, in denen die Zellenelektroden 11A aufgenommen werden, und da der vordere Endbereich 311 des Verriegelungsarms 31 an einer niedrigeren Position angeordnet werden kann als die oberen Enden der Zellenelektroden 11A, kann die Länge des Verriegelungsarms 31 gewährleistet werden, wie diese für die Spannungsverteilung des Verriegelungsarms 31 sowie für die Gewährleistung eines Verriegelungsspiels bei der Verriegelung erforderlich ist, während die Größe des Verbinders 2 klein gehalten wird. Dadurch können durch die geringere Größe des Verbinders 2 die Kosten reduziert werden, während die Zuverlässigkeit verbessert ist.
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Bei der vorliegenden Erfindung ist die Anzahl der Reihen der Kontakte 12 optional. Wie z. B. in 9 gezeigt ist, kann die vorliegende Erfindung auch bei einer Konfiguration angewendet werden, bei der die Kontakte 12 in drei Reihen in einer Zickzackform angeordnet sind, nämlich in einer Reihe A, einer Reihe B und einer Reihe C.
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Der Verbinder der vorliegenden Erfindung ist vielseitig verwendbar, und zwar nicht nur für eine Brennstoffzelle, sondern auch für eine Sammelschiene sowie eine Konstruktion, bei der flache plattenförmige Elemente parallel zueinander angeordnet sind.
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Der Verbinder gemäß der vorliegenden Erfindung ist nicht auf einen Verbinder beschränkt, der mit dem Passarm 40 zum Bereitstellen einer Passöffnung an der Seite des Gehäuses versehen ist, sondern es kann sich auch um einen Verbinder handeln, der in eine Passöffnung eingesetzt wird, die in einer komplementären Konstruktion ausgebildet ist.
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Über die vorstehende Beschreibung hinaus können die in dem vorstehenden Ausführungsbeispiel beschriebenen Konfigurationen nach Bedarf ausgewählt oder in andere Konfigurationen geändert werden, ohne dass man dabei den Umfang der vorliegenden Erfindung verlässt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2012-051391 [0002, 0003, 0004]
