JP2002313398A

JP2002313398A - セル電圧測定用ピックアップユニット

Info

Publication number: JP2002313398A
Application number: JP2001116396A
Authority: JP
Inventors: Masaki Toda; 正樹戸田; Tokuichi Mineo; 徳一峰尾; Katsuki Sawada; 勝樹澤田; Masaki Ogawa; 正毅小川
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2001-04-16
Filing date: 2001-04-16
Publication date: 2002-10-25

Abstract

(57)【要約】【課題】燃料電池スタックの全てのセル電圧を同時に
且つ容易に測定することができるセル電圧測定用ピック
アップユニットを提供する。【解決手段】鞘３３と、基端側が鞘３３に収容されて
先端側が鞘３３から突出した針状電圧測定端子３２と、
鞘３３に収容されて針状電圧測定端子３２を弾性力によ
り燃料電池スタック１０のセパレータ５の側面へ付勢す
るばねとを有してなる電圧測定用プローブ３１を複数本
備え、これらの電圧測定用プローブ３１を燃料電池スタ
ック１０のセパレータ間隔に応じた間隔で並設して、各
電圧測定用プローブ３１の針状電圧測定端子３２の先端
が各セパレータ５の側面に各々接触するように構成す
る。また、ガイドレール４１に沿ってセル積層方向へ摺
動可能に設け、摺動部材３９をねじ４２でねじ止めし、
針状電圧測定端子全体をコイルばね４０によりセパレー
タ側面へ付勢する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はセル電圧測定用ピッ
クアップユニットに関し、燃料電池スタックの全セル電
圧を同時に測定する場合に適用して有用なものである。

【０００２】

【従来の技術】図１０はセル及びセパレータの構成図、
図１１は燃料電池スタックの構成図である。図１０に示
すようにセル１は、イオン交換樹脂膜などの電解質膜２
を燃料極３と酸素極４とで挟んだ構造となっており、こ
のセル１の両側にはセパレータ５が配置される。セパレ
ータ５にはセル１の燃料極３に燃料ガス（水素又はメタ
ノールなどの燃料を改質して得られる水素リッチガス）
を供給するための燃料ガス通路６と、セル１の酸素極４
に酸化ガス（酸素又は空気等）を供給するための酸化ガ
ス通路７と、セル１を冷却するための冷却水を流す冷却
水通路８とが互いに分離して形成されている。

【０００３】そして、図１１に示すように多数のセル１
をセパレータ５を介して積層することにより、燃料電池
スタック（セルスタック）１０を形成する。燃料電池ス
タック１０のセル積層方向の両端にはエンドプレート
（フランジ）１７，１８が設けられており、一方のエン
ドプレート１７には燃料ガス導入孔１１，酸化ガス導入
孔１２及び冷却水導入孔１３が形成され、他方のエンド
プレート１８には燃料ガス排出孔１４、酸化ガス排出孔
１５及び冷却水排出孔１６が形成されている。燃料電池
スタック１０には複数のスタッキングボルト１９がセル
積層方向に貫通しており、これらのスタッキングボルト
１９の端部にナット２０を螺合することによって、積層
したセル１及びセパレータ５を一体的に締結している。

【０００４】かかる燃料電池スタック１０では多数のセ
ル１が導電体であるセパレータ５によって電気的に直列
接続され、このことにより燃料電池スタック１０全体と
して所望の電圧が得られるようになっている。

【０００５】このような燃料電池スタック１０におい
て、その発電性能を監視する場合には燃料電池スタック
１０の全体的な電圧を測定するだけではなく、燃料電池
スタック１０を構成する個々のセル１の電圧（セル電
圧）を測定することも重要である。このため、従来はテ
スタで１つ１つのセル電圧を順に測定していた。或い
は、全てのセパレータ５と電圧モニタ装置とを電気ケー
ブルを接続することにより、全てのセル電圧を同時に測
定していた。この場合、電気ケーブルとセパレータ５と
の接続は、電気ケーブルの先端部に設けたクリップをセ
パレータ５の側面の端子に挟んだり、或いは、電気ケー
ブルの先端部に設けた測定端子をセパレータ５の側面に
はんだ付けすることにより、行っていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、テスタ
による計測では、１つ１つのセル電圧を順に測定するの
で全てのセル電圧の挙動を同時に追跡することができな
いため、迅速な不具合セルの検知が不可能である。ま
た、クリップ止めやはんだ付けによる方法では、全ての
セル電圧を同時に測定することはできるものの、セパレ
ータ５の１つ１つにクリップ止め又ははんだ付けをしな
ければならないため、特にセル数の多い大型の燃料電池
スタックの場合、クリップ又は測定端子の取り付けや取
り外しに非常に時間がかかっていた。

【０００７】従って、本発明は上記の事情に鑑み、燃料
電池スタックの全てのセル電圧を同時に且つ容易に測定
することができるセル電圧測定用ピックアップユニット
を提供することを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する第１
発明のセル電圧測定用ピックアップユニットは、燃料電
池スタックのセパレータ間隔に応じた間隔で並設され
て、先端が各セパレータの側面に各々接触する複数の針
状電圧測定端子と、これらの針状電圧測定端子を各々個
別にセパレータ側面へ弾性力により付勢する付勢手段と
を備えてなることを特徴とする。

【０００９】また、第２発明のセル電圧測定用ピックア
ップユニットは、鞘と、基端側が前記鞘に収容されて先
端側が鞘から突出した針状電圧測定端子と、前記鞘に収
容されて前記針状電圧測定端子を弾性力により燃料電池
スタックのセパレータ側面へ付勢するばねとを有してな
る電圧測定用プローブを複数本備え、これらの電圧測定
用プローブを燃料電池スタックのセパレータ間隔に応じ
た間隔で並設して、各電圧測定用プローブの針状電圧測
定端子の先端が各セパレータの側面に各々接触するよう
に構成したことを特徴とする。

【００１０】また、第３発明のセル電圧測定用ピックア
ップユニットは、第１又は第２発明のセル電圧測定用ピ
ックアップユニットにおいて、燃料電池スタックのセル
積層方向に沿って配置したガイドレールに案内されて前
記セル積層方向に移動可能に設けられ、且つ、複数の針
状電圧測定端子全体を弾性力によりセパレータ側面へ付
勢する付勢手段を備えたことを特徴とする。

【００１１】また、第４発明のセル電圧測定用ピックア
ップユニットは、第３発明のセル電圧測定用ピックアッ
プユニットにおいて、ガイドレールに沿って摺動する摺
動部材を有し、この摺動部材をガイドレールにねじ止め
することによって、セル電圧測定用ピックアップユニッ
トをガイドレールに固定するように構成したことを特徴
とする。

【００１２】また、第５発明のセル電圧測定用ピックア
ップユニットは、第１，第２，第３又は第４発明のセル
電圧測定用ピックアップユニットにおいて、燃料電池ス
タックのセル積層方向に沿って２列にセル電圧測定用ピ
ックアップユニットを配置するとともに、一方の列には
セル積層方向の端から奇数番目のセル電圧測定用ピック
アップユニットを配置し、他方の列にはセル積層方向の
端から偶数番目のセル電圧測定用ピックアップユニット
を配置することにより、全てのセパレータの側面に針状
電圧測定端子を接触させるように構成したことを特徴と
する。

【００１３】また、第６発明のセル電圧測定用ピックア
ップユニットは、第３，第４又は第５発明のセル電圧測
定用ピックアップユニットにおいて、燃料電池スタック
のセル積層方向の両端部に設けた支持部材にガイドレー
ルの両端部を固定し、これらの支持部材の掛止部を燃料
電池スタックの前記両端部における突起部に引っ掛ける
ようして装着する構成としたことを特徴とする。

【００１４】また、第７発明のセル電圧測定用ピックア
ップユニットは、第６発明のセル電圧測定用ピックアッ
プユニットにおいて、前記突起部は燃料電池スタックの
スタッキングボルトであることを特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。なお、燃料電池スタックの構
成については従来（図１０，図１１参照）と同様である
ため、ここでの説明は省略する。

【００１６】図１は本発明の実施の形態に係るセル電圧
測定用ピックアップユニットの構成を示す断面図、図２
は図１のＡ−Ａ線矢視断面図、図３は図１のＢ方向矢視
図、図４は図１のＣ−Ｃ線矢視断面図、図５は複数の前
記セル電圧測定用ピックアップユニットを燃料電池スタ
ックに取り付け状態を示す全体構成図、図６は図５のＤ
方向矢視図、図７は図５のＥ方向矢視図である。また、
図８はセル電圧測定用ピックアップユニットの針状電圧
測定端子とセパレータとの位置関係を示す説明図、図９
は前記セル電圧測定用ピックアップユニットの作用・効
果を示す説明図（図１のＦ部拡大図）である。

【００１７】＜構成＞図１、図２、図３及び図４に基づ
き、１つのセル電圧測定用ピックアップユニット３０の
構成について説明する。

【００１８】これらの図に示すように、１つのセル電圧
測定用ピックアップユニット３０には複数（図示例では
１１本）の電圧測定用プローブ３１が設けられている。
これらの電圧測定用プローブ３１は鞘３３と針状電圧測
定端子３２とコイルばね３４とを有してなるものであ
る。鞘３３は導電性材料からなる円筒状の部材である。
針状電圧測定端子３２は銅や真鍮などの導電性材料によ
って針状に形成されたものであり、基端側が鞘３３に収
容されるとともに先端側（図１中下端側）が鞘３３から
突出している。コイルばね３４は導電性材料からなり、
鞘３３に収容されて、その弾性力により針状電圧測定端
子３２を燃料電池スタック１０のセパレータ５の側面へ
付勢している。かかる構成の電圧測定用プローブ３１と
しては、市販のものなどを適宜用いることができる。

【００１９】各電圧測定用プローブ３１の鞘３３には電
気ケーブル３７の一端がそれぞれ接続されており、これ
らの電気ケーブル３７の他端は図示しない電圧モニタ装
置に接続されている。即ち、各セパレータ５は、それぞ
れ電圧測定用プローブ３１（針状電圧測定端子３２、コ
イルばね３４及び鞘３３）と電気ケーブル３７とを介し
て電圧モニタ装置に電気的に接続されている。

【００２０】そして、複数（１１本）の電圧測定用プロ
ーブ３１は支持部材３５にねじ３６で固定されることに
より、燃料電池スタック１０におけるセパレータ５の間
隔に応じた間隔（例えば数ｍｍピッチ）で並設されて、
各電圧測定用プローブ３１の針状電圧測定端子３２の先
端が各セパレータ５の側面に各々接触するように構成さ
れている。従って、隣接する２本の電圧測定用プローブ
３１によって燃料電池スタック１０における１個のセル
１の電圧を測定することができ、１１本の電圧測定用プ
ローブ３１（１つのセル電圧測定用ピックアップユニッ
ト３０）では１０個のセル１の電圧を同時に測定するこ
とができる。

【００２１】また、支持部材３５には一対のガイド棒３
８の先端側がねじ５０によって固定されており、これら
のガイド棒３８の基端側は摺動部材３９に挿通されて軸
方向（図１中上下方向）に摺動可能となっている。そし
て、ガイド棒３８の周囲にはコイルばね４０が設けられ
ており、これらのコイルばね４０は摺動部材３９と支持
部材３５との間に介設され、１１本の電圧測定用プロー
ブ３１（針状電圧測定端子３２）全体をセパレータ５の
側面へ付勢している。

【００２２】従って、通常はコイルばね４０によって電
圧測定用プローブ３１（針状電圧測定端子３２）全体が
セパレータ５の側面に付勢される一方、電圧測定用プロ
ーブ３１（針状電圧測定端子３２）全体の位置を調整す
る際には、コイルばね４０を圧縮するようにして電圧測
定用プローブ３１（針状電圧測定端子３２）全体を持ち
上げれることにより、容易に電圧測定用プローブ３１
（針状電圧測定端子３２）全体をセパレータ５の側面か
ら引き離すことができる。図２には電圧測定用プローブ
３１（針状電圧測定端子３２）全体を持ち上げたときの
状態を、一点鎖線で示している。

【００２３】また、摺動部材３９は、この摺動部材３９
に挿通された一対のガイドレール４１に沿って矢印Ｇ方
向に摺動し（案内され）、且つ、摺動部材３９に螺合す
るねじ４２の先端がガイドレール４１に当接することに
より、ガイドレール４１に固定（ねじ止め）されるよう
になっている。

【００２４】次に、図５，図６，図７及び図８に基づ
き、上記構成のセル電圧測定用ピックアップユニット３
０を燃料電池スタック１０に複数取り付けたときの全体
的な構成について説明する。

【００２５】これらの図に示すように、燃料電池スタッ
ク１０のセル積層方向の両端部には、セル電圧測定用ピ
ックアップユニット３０を支持するための一対の板状支
持部材４３が設けられ、これらの支持部材４３にガイド
レール４１の両端部が挿通されてねじ４４で固定されて
いる。

【００２６】板状支持部材４３は、何れも、幅方向（図
７中左右方向）の両端部と中央部とを切り欠いて掛止部
４３ａ，４３ｂ，４３ｃが形成されており、これらの掛
止部４３ａ，４３ｂ，４３ｃを燃料電池スタック１０上
部の３本のスタッキングボルト１９に各々引っ掛けるよ
うにして燃料電池スタック１０に装着されている。即
ち、支持部材４３及びこれに支持されたセル電圧測定用
ピックアップユニット３０やガイドレール４１を、燃料
電池スタック１０に上から被せるようにして装着するこ
とができる。なお、このときにコイルばね３４が適度に
圧縮されて、その弾性力により針状電圧測定端子３２が
セパレータ５の側面に押し付けられるように掛止部４３
ａ，４３ｂ，４３ｃの位置が設定されている。

【００２７】ガイドレール４１とスタッキングボルト１
９は、４本のガイドレール４１の上側と、燃料電池スタ
ック１０上部の３本のスタッキングボルト１９の下側と
に長方形状のプレート４５を配置し、これらのプレート
４５を貫通するボルト４６の両端部にナット４７を螺合
することにより固定している。なお、このときの固定手
段としては、これに限らず、ガイドレール４１とスタッ
キングボルト１９とを固定することができるものであれ
ばよく、例えば紐状のもので緊縛してもよい。或いは、
あまり振動がない場合など、ガイドレール４１とスタッ
キングボルト１９との固定をあまり強固にする必要がな
い場合には、単にガイドレール４１の上に重りを載せる
だけでもよい。

【００２８】ガイドレール４１は燃料電池スタック１０
のセル積層方向に沿って２列（各列に２本づつ）設けら
れている。そして、一方の列のガイドレール４１にはセ
ル積層方向の端から奇数番目（１，３，５，７，９，１
１，１３番目）のセル電圧測定用ピックアップユニット
３０が装着し、他方の列のガイドレール４１にはセル積
層方向の端から偶数番目（２，４，６，８，１０，１２
番目）のセル電圧測定用ピックアップユニット３０を装
着して、全てセパレータ５の側面に針状電圧測定端子３
２を接触させるようにしている。

【００２９】つまり、セル電圧測定用ピックアップユニ
ット３０を一列に配置した場合、隣接するセル電圧測定
用ピックアップユニット３０の端部（ガイド棒３８を有
する部分）同士が干渉するために相互の針状電圧測定端
子３２を十分に近づけることができないため、全てのセ
パレータ５の側面に針状電圧測定端子３２を接触させる
ことができない。このため、セル電圧測定用ピックアッ
プユニット３０を２列に配置することによって、全ての
セパレータ５の側面に針状電圧測定端子３２を接触させ
ることができるようにしている。

【００３０】図８に示すように、セル電圧測定用ピック
アップユニット３０を２列に配置する際には、１番目の
セル電圧測定用ピックアップユニット３０の左から１１
番目の針状電圧測定端子３２と、２番目のセル電圧測定
用ピックアップユニット３０の左から１番目の針状電圧
測定端子３２とが同じセパレータ５の側面に接触するよ
うに配置しており、３番目以降のセル電圧測定用ピック
アップユニット３０についても、同様の位置関係となる
ように配置している。

【００３１】なお、必ずしもこれに限定するものではな
く、１番目のセル電圧測定用ピックアップユニット３０
の左から１１番目の針状電圧測定端子３２と、２番目の
セル電圧測定用ピックアップユニット３０の左から１番
目の針状電圧測定端子３２とを隣接するセパレータ５の
側面に別々に接触させて、前記１１番目の針状電圧測定
端子３２と前記１番目の針状電圧測定端子３２とでセル
電圧を測定するようにしてもよい（３番目以降のセル電
圧測定用ピックアップユニット３０についても同様の位
置関係とする）。

【００３２】＜作用・効果＞以上のように、本実施の形
態によれば、鞘３３と、基端側が鞘３３に収容されて先
端側が鞘３３から突出した針状電圧測定端子３２と、鞘
３３に収容されて針状電圧測定端子３２を弾性力により
燃料電池スタック１０のセパレータ５の側面へ付勢する
コイルばね３２とを有してなる電圧測定用プローブ３１
を複数本備え、これらの電圧測定用プローブ３１を燃料
電池スタック１０のセパレータ間隔に応じた間隔で並設
して、各電圧測定用プローブ３１の針状電圧測定端子３
２の先端が各セパレータ５の側面に各々接触するように
構成したため、次のような作用・効果が得られる。

【００３３】即ち、複数の針状電圧測定端子３２を同時
にセパレータ５の側面に接触させることができるため、
手間を要せず容易に全てのセル電圧を同時に測定するこ
とができる。しかも、セル数の増減に対しては、セル電
圧測定用ピックアップユニット３０の数を増減するだけ
で迅速且つ容易に対応することができる。因に、燃料電
池スタックの大きさ（セル数）に応じてセル電圧測定用
ピックアップユニットを増減する際、セル電圧測定用ピ
ックアップユニット３０（針状電圧測定端子３２）の数
とセパレータ５の数とが一致しない場合には、余分な針
状電圧測定端子３２をセル電圧測定に使用しなければよ
い。

【００３４】また、本実施の形態によれば、図９に矢印
Ｈで示すように複数の針状電圧測定端子３２がコイルば
ね３４によって各々個別にセパレータ５の側面に付勢さ
れるため、各セパレータ５の側面位置にばらつきがあっ
ても、これらの側面位置にならって各針状電圧測定端子
３２が伸縮するため、全ての針状電圧測定端子３２を確
実にセパレータ５の側面に接触させることができる。し
かも、コイルばね３４によって付勢されるため、接触抵
抗が低く、且つ、燃料電池スタック１０（セパレータ
５）がセル積層方向と直交する方向に振動した場合に
も、この振動に応じてコイルばね３４により針状電圧測
定端子３２も伸縮してセパレータ５の側面との接触が維
持されるため、振動にも強い。

【００３５】また、図９に矢印Ｉで示すように運転時の
発熱で燃料電池スタック１０がセル積層方向に延びた場
合や燃料電池スタック１０がセル積層方向に振動した場
合にも、このときのセパレータ５のセル積層方向への変
位に追従して図９中に一点鎖線で示すように針状電圧測
定端子３２がセル積層方向に撓むため、針状電圧測定端
子３２とセパレータ５の側面との接触を確実に維持する
ことができる。この場合、針状電圧測定端子３２の長さ
は燃料電池スタック１０の伸びや振動に応じて撓み易い
長さに設定することが望ましい。

【００３６】更には、各セパレータ５の厚さ（セル積層
方向の幅）に多少のばらつきがあっても、セル電圧測定
用ピックアップユニット３０を燃料電池スタック１０に
装着する際、針状電圧測定端子３２をラジオペンチなど
で多少屈曲させて針状電圧測定端子３２のピッチを変え
ることができるため、確実に全ての針状電圧測定端子３
２をセパレータ５の側面に接触させることができる。こ
の場合、針状電圧測定端子３２の材料としては余り剛性
の高いと折り曲げにくくなり、また、撓みにくくもなる
ため、比較的剛性が低く且つ導電率の高い材料（例えば
銅や真鍮）が望ましいが、ある程度の長さを有していれ
ばステンレスなどであってもよい。

【００３７】なお、本実施の形態では電圧測定用プロー
ブ３１を用いてセル電圧測定用ピックアップユニット３
０を構成したが、必ずしもこれに限定するものではな
く、複数の針状電圧測定端子を個別にセパレータ側面へ
付勢することができる構成であればよく、かかる構成に
よって上記と同様の作用・効果を得ることができる。

【００３８】また、本実施の形態によれば、セル電圧測
定用ピックアップユニット３０は、燃料電池スタック１
０のセル積層方向に沿って配置したガイドレール４１に
案内されて前記セル積層方向に移動可能に設けられ、且
つ、複数の針状電圧測定端子３２全体をセパレータ５の
側面へ付勢するコイルばね４０を備えたことにより、次
のような作用・効果が得られる。

【００３９】即ち、コイルばね４０を圧縮するようにし
て電圧測定用プローブ３１（針状電圧測定端子３２）全
体を持ち上げることにより、針状電圧測定端子３２全体
をセパレータ５の側面から引き離し、この状態でセル電
圧測定用ピックアップユニット３０をガイドレール４１
に沿って移動させることができるため、針状電圧測定端
子３２やセパレータ５の損傷を招くことなく容易にセル
電圧測定用ピックアップユニット３０（針状電圧測定端
子３２）の位置決めを行うことができる。

【００４０】また、本実施の形態によれば、ガイドレー
ル４１に沿って摺動する摺動部材３９を有し、この摺動
部材３９をガイドレール４１にねじ４２でねじ止めする
ことによって、セル電圧測定用ピックアップユニット３
０をガイドレール４１に固定するように構成したことに
より、ねじ４２を回すだけで摺動部材３９をガイドレー
ル４１に固定したり緩めたりすることができるため、セ
ル電圧測定用ピックアップユニット３０の位置決め作業
が容易である。

【００４１】また、本実施の形態によれば、燃料電池ス
タック１０のセル積層方向に沿って２列にセル電圧測定
用ピックアップユニット３０を配置するとともに、一方
の列にはセル積層方向の端から奇数番目のセル電圧測定
用ピックアップユニット３０を配置し、他方の列にはセ
ル積層方向の端から偶数番目のセル電圧測定用ピックア
ップユニット３０を配置することにより、全てのセパレ
ータ５の側面に針状電圧測定端子３２を接触させるよう
にしたため、セル電圧測定用ピックアップユニット３０
の端部同士が干渉して相互の針状電圧測定端子３２を十
分に近づけることができない場合にも、確実に全てのセ
パレータ５の側面に針状電圧測定端子３２を接触させる
ことができる。

【００４２】また、本実施の形態によれば、燃料電池ス
タック１０のセル積層方向の両端部に設けた支持部材４
３にガイドレール４１の両端部を固定し、これらの支持
部材４３の掛止部４３ａ，４３ｂ，４３ｃを燃料電池ス
タック１０のスタッキングボルト１９に引っ掛けるよう
して装着する構成としたため、燃料電池スタック１０へ
のセル電圧測定用ピックアップユニット３０の着脱を容
易に行うことができる。また、支持部材４３の掛止部４
３ａ，４３ｂ，４３ｃを引っ掛けるための突起部として
は、必ずしもスタッキングボルト１９に限定するもので
はなく、他の突起部を燃料電池スタック１０の両端部に
設けてもよいが、スタッキングボルト１９を利用するこ
とにより、構成が簡易になり、コストも低減される。

【００４３】

【発明の効果】以上、発明の実施の形態とともに具体的
に説明したように、第１発明のセル電圧測定用ピックア
ップユニットは、燃料電池スタックのセパレータ間隔に
応じた間隔で並設されて、先端が各セパレータの側面に
各々接触する複数の針状電圧測定端子と、これらの針状
電圧測定端子を各々個別にセパレータ側面へ弾性力によ
り付勢する付勢手段とを備えてなることを特徴とする。

【００４４】また、第２発明のセル電圧測定用ピックア
ップユニットは、鞘と、基端側が前記鞘に収容されて先
端側が鞘から突出した針状電圧測定端子と、前記鞘に収
容されて前記針状電圧測定端子を弾性力により燃料電池
スタックのセパレータ側面へ付勢するばねとを有してな
る電圧測定用プローブを複数本備え、これらの電圧測定
用プローブを燃料電池スタックのセパレータ間隔に応じ
た間隔で並設して、各電圧測定用プローブの針状電圧測
定端子の先端が各セパレータの側面に各々接触するよう
に構成したことを特徴とする。

【００４５】従って、この第１又は第２発明のセル電圧
測定用ピックアップユニットによれば、複数の針状電圧
測定端子を同時にセパレータの側面に接触させることが
できるため、手間を要せず容易に全てのセル電圧を同時
に測定することができる。しかも、セル数の増減に対し
ては、セル電圧測定用ピックアップユニットの数を増減
するだけで迅速且つ容易に対応することができる。

【００４６】また、複数の針状電圧測定端子が各々個別
にセパレータの側面に付勢されるため、各セパレータの
側面位置にばらつきがあっても、これらの側面位置にな
らって各針状電圧測定端子が伸縮するため、全ての針状
電圧測定端子を確実にセパレータの側面に接触させるこ
とができる。しかも、付勢手段（ばね）によって付勢さ
れるため、接触抵抗が低く、且つ、燃料電池スタック
（セパレータ）がセル積層方向と直交する方向に振動し
た場合にも、この振動に応じて付勢手段（ばね）により
針状電圧測定端子も伸縮してセパレータの側面との接触
が維持されるため、振動にも強い。

【００４７】また、運転時の発熱で燃料電池スタックが
セル積層方向に延びた場合や燃料電池スタックがセル積
層方向に振動した場合にも、このときのセパレータのセ
ル積層方向への変位に追従して針状電圧測定端子がセル
積層方向に撓むため、針状電圧測定端子とセパレータの
側面との接触を確実に維持することができる。更には、
各セパレータの厚さ（セル積層方向の幅）に多少のばら
つきがあっても、セル電圧測定用ピックアップユニット
を燃料電池スタックに装着する際、針状電圧測定端子を
ラジオペンチなどで多少屈曲させて針状電圧測定端子の
ピッチを変えることができるため、確実に全ての針状電
圧測定端子をセパレータの側面に接触させることができ
る。

【００４８】また、第３発明のセル電圧測定用ピックア
ップユニットは、第１又は第２発明のセル電圧測定用ピ
ックアップユニットにおいて、燃料電池スタックのセル
積層方向に沿って配置したガイドレールに案内されて前
記セル積層方向に移動可能に設けられ、且つ、複数の針
状電圧測定端子全体を弾性力によりセパレータ側面へ付
勢する付勢手段を備えたことを特徴とする。

【００４９】従って、この第３発明のセル電圧測定用ピ
ックアップユニットによれば、付勢手段を圧縮するよう
にして電圧測定用プローブ（針状電圧測定端子）全体を
持ち上げることにより、針状電圧測定端子全体をセパレ
ータの側面から引き離し、この状態でセル電圧測定用ピ
ックアップユニットをガイドレールに沿って移動させる
ことができるため、針状電圧測定端子やセパレータの損
傷を招くことなく容易にセル電圧測定用ピックアップユ
ニット（針状電圧測定端子）の位置決めを行うことがで
きる。

【００５０】また、第４発明のセル電圧測定用ピックア
ップユニットは、第３発明のセル電圧測定用ピックアッ
プユニットにおいて、ガイドレールに沿って摺動する摺
動部材を有し、この摺動部材をガイドレールにねじ止め
することによって、セル電圧測定用ピックアップユニッ
トをガイドレールに固定するように構成したことを特徴
とする。

【００５１】従って、この第４発明のセル電圧測定用ピ
ックアップユニットによれば、ねじを回すだけで摺動部
材をガイドレールに固定したり緩めたりすることができ
るため、セル電圧測定用ピックアップユニットの位置決
め作業が容易である。

【００５２】また、第５発明のセル電圧測定用ピックア
ップユニットは、第１，第２，第３又は第４発明のセル
電圧測定用ピックアップユニットにおいて、燃料電池ス
タックのセル積層方向に沿って２列にセル電圧測定用ピ
ックアップユニットを配置するとともに、一方の列には
セル積層方向の端から奇数番目のセル電圧測定用ピック
アップユニットを配置し、他方の列にはセル積層方向の
端から偶数番目のセル電圧測定用ピックアップユニット
を配置することにより、全てのセパレータの側面に針状
電圧測定端子を接触させるように構成したことを特徴と
する。

【００５３】従って、この第５発明のセル電圧測定用ピ
ックアップユニットによれば、セル電圧測定用ピックア
ップユニットの端部同士が干渉して相互の針状電圧測定
端子を十分に近づけることができない場合にも、確実に
全てのセパレータの側面に針状電圧測定端子を接触させ
ることができる。

【００５４】また、第６発明のセル電圧測定用ピックア
ップユニットは、第３，第４又は第５発明のセル電圧測
定用ピックアップユニットにおいて、燃料電池スタック
のセル積層方向の両端部に設けた支持部材にガイドレー
ルの両端部を固定し、これらの支持部材の掛止部を燃料
電池スタックの前記両端部における突起部に引っ掛ける
ようして装着する構成としたことを特徴とする。

【００５５】第７発明のセル電圧測定用ピックアップユ
ニットは、第６発明のセル電圧測定用ピックアップユニ
ットにおいて、前記突起部は燃料電池スタックのスタッ
キングボルトであることを特徴とする。

【００５６】従って、この第６又は第７発明のセル電圧
測定用ピックアップユニットによれば、燃料電池スタッ
クへのセル電圧測定用ピックアップユニットの着脱を容
易に行うことができる。また、支持部材の掛止部を引っ
掛けるための突起部として、スタッキングボルトを利用
することにより、構成が簡易になり、コストも低減され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るセル電圧測定用ピッ
クアップユニットの構成を示す断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線矢視断面図である。

【図３】図１のＢ方向矢視図である。

【図４】図１のＣ−Ｃ線矢視断面図である。

【図５】複数の前記セル電圧測定用ピックアップユニッ
トを燃料電池スタックに取り付け状態を示す全体構成図
である。

【図６】図５のＤ方向矢視図である。

【図７】図５のＥ方向矢視図である。

【図８】セル電圧測定用ピックアップユニットの針状電
圧測定端子とセパレータとの位置関係を示す説明図であ
る。

【図９】前記セル電圧測定用ピックアップユニットの作
用・効果を示す説明図（図１のＦ部拡大図）である。

【図１０】セル及びセパレータの構成図である。

【図１１】燃料電池スタックの構成図である。

【符号の説明】

１セル２電解質膜３燃料極４酸素極５セパレータ６燃料ガス通路７酸化ガス通路８冷却水通路１０燃料電池スタック１１燃料ガス導入孔１２酸化ガス導入孔１３冷却水導入孔１４燃料ガス排出孔１５酸化ガス排出孔１６冷却水排出孔１７，１８エンドプレート１９スタッキングボルト２０ナット３０セル電圧測定用ピックアップユニット３１電圧測定用プローブ３２針状電圧測定端子３３鞘３４コイルばね３５支持部材３６ねじ３７電気ケーブル３８ガイド棒３９摺動部材４０コイルばね４１ガイドレール４２ねじ４３支持部材４３ａ，４３ｂ，４３ｃ掛止部４４ねじ４５プレート４６ボルト４７ナット５０ねじ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者澤田勝樹神奈川県相模原市田名3000番地三菱重工業株式会社汎用機・特車事業本部内 (72)発明者小川正毅神奈川県相模原市田名3000番地三菱重工業株式会社汎用機・特車事業本部内Ｆターム(参考） 2G016 CA00 CB01 5H026 AA06 5H027 AA06 KK54

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃料電池スタックのセパレータ間隔に応
じた間隔で並設されて、先端が各セパレータの側面に各
々接触する複数の針状電圧測定端子と、これらの針状電圧測定端子を各々個別にセパレータ側面
へ弾性力により付勢する付勢手段とを備えてなることを
特徴とするセル電圧測定用ピックアップユニット。
【請求項２】鞘と、基端側が前記鞘に収容されて先端
側が鞘から突出した針状電圧測定端子と、前記鞘に収容
されて前記針状電圧測定端子を弾性力により燃料電池ス
タックのセパレータ側面へ付勢するばねとを有してなる
電圧測定用プローブを複数本備え、これらの電圧測定用
プローブを燃料電池スタックのセパレータ間隔に応じた
間隔で並設して、各電圧測定用プローブの針状電圧測定
端子の先端が各セパレータの側面に各々接触するように
構成したことを特徴とするセル電圧測定用ピックアップ
ユニット。
【請求項３】請求項１又は２に記載するセル電圧測定
用ピックアップユニットにおいて、燃料電池スタックの
セル積層方向に沿って配置したガイドレールに案内され
て前記セル積層方向に移動可能に設けられ、且つ、複数
の針状電圧測定端子全体を弾性力によりセパレータ側面
へ付勢する付勢手段を備えたことを特徴とするセル電圧
測定用ピックアップユニット。
【請求項４】請求項３に記載するセル電圧測定用ピッ
クアップユニットにおいて、ガイドレールに沿って摺動
する摺動部材を有し、この摺動部材をガイドレールにね
じ止めすることによって、セル電圧測定用ピックアップ
ユニットをガイドレールに固定するように構成したこと
を特徴とするセル電圧測定用ピックアップユニット。
【請求項５】請求項１，２，３又は４に記載するセル
電圧測定用ピックアップユニットにおいて、燃料電池ス
タックのセル積層方向に沿って２列にセル電圧測定用ピ
ックアップユニットを配置するとともに、一方の列には
セル積層方向の端から奇数番目のセル電圧測定用ピック
アップユニットを配置し、他方の列にはセル積層方向の
端から偶数番目のセル電圧測定用ピックアップユニット
を配置することにより、全てのセパレータの側面に針状
電圧測定端子を接触させるように構成したことを特徴と
するセル電圧測定用ピックアップユニット。
【請求項６】請求項３，４又は５に記載するセル電圧
測定用ピックアップユニットにおいて、燃料電池スタッ
クのセル積層方向の両端部に設けた支持部材にガイドレ
ールの両端部を固定し、これらの支持部材の掛止部を燃
料電池スタックの前記両端部における突起部に引っ掛け
るようして装着する構成としたことを特徴とするセル電
圧測定用ピックアップユニット。
【請求項７】請求項６に記載するセル電圧測定用ピッ
クアップユニットにおいて、前記突起部は燃料電池スタ
ックのスタッキングボルトであることを特徴とするセル
電圧測定用ピックアップユニット。