JP2005142009A - 燃料電池の端子構造 - Google Patents

Abstract

【課題】難溶接金属材料及び困難な異種金属材料からなるプレートとポールとからなる端子の回り止めを確実に行い、係合部位において回動が生じた際の端子使用時の電気抵抗の増加を確実に阻止すること。
【解決手段】燃料電池のセルに接続されるプレート４と、プレート４に取り付けられるポール６とを有する燃料電池の端子構造において、プレート４とポール６とを難溶接金属材料及び困難な異種金属材料により形成し、係合手段８によりプレート４とポール６とを係合させて端子を形成している。
【選択図】図１

Description

この発明は燃料電池の端子構造に係り、特に難溶接金属材料及び困難な異種金属材料からなるプレートとポールとからなる端子の回り止めを確実に行い、係合部位において回動が生じた際の端子使用時の電気抵抗の増加を確実に阻止する燃料電池の端子構造に関するものである。

燃料電池とは、電池外部から燃料と酸化剤とを連続的に供給し、その燃料の酸化によって生ずる化学的エネルギを熱にせず、直接電気エネルギに変化させて電源とする電池である。

そして、正極に酸素または空気、負極に水素を使用する場合は、水等の生成物が生成されるのみであるため、排気ガスによって大気汚染の懸念される車両に使用される傾向にある。

特開平７−２０１３５１号公報 特開２００２−３１３３９９号公報

ところで、従来の燃料電池の端子構造においては、図９に示す如く、図示しない燃料電池のセル（図示せず）にプレート１０４を接続して設けるとともに、このプレート１０４には、図９に示す如く、ポール１０６を取り付けて端子１０２を形成している。この端子１０２は、セルの数だけ必要となっている。

このとき、難溶接金属材料及び困難な異種金属材料により形成したプレート１０４に、難溶接金属材料及び困難な異種金属材料により形成したポール１０６を取り付ける際に、図９に示す如く、プレート１０４に円形の係合孔部１１０を形成するとともに、この係合孔部１１０に係合する中央用スタッド１１２をポール１０６の底面中央部位に形成し、係合孔部１１０に中央用スタッド１１２を係合させていた。

しかし、前記プレート１０４の係合孔部１１０が円形状に形成されているとともに、この係合孔部１１０に係合すべく前記ポール１０６に形成される中央用スタッド１１２も円柱あるいは円筒状に形成されているため、係合部位において摺動が生じ、前記プレートに対して前記ポールが回動してしまい、端子使用時の電気抵抗が大となり、実用上不利であるという不都合がある。

そこで、この発明は、上述不都合を除去するために、燃料電池のセルに接続されるプレートと、このプレートに取り付けられるポールとを有する燃料電池の端子構造において、前記プレートと前記ポールとを難溶接金属材料及び困難な異種金属材料により形成し、係合手段により前記プレートと前記ポールとを係合させて端子を形成したことを特徴とする。

以上詳細に説明した如くこの本発明によれば、燃料電池のセルに接続されるプレートと、このプレートに取り付けられるポールとを有する燃料電池の端子構造において、プレートと前記ポールとを難溶接金属材料及び困難な異種金属材料により形成し、係合手段によりプレートとポールとを係合させて端子を形成したので、係合手段によって、難溶接金属材料及び困難な異種金属材料からなるプレートとポールとの回り止めを確実に行うことができ、係合部位において回動が生じた際の端子使用時の電気抵抗の増加を確実に阻止し得て、実用上有利であるとともに、プレートに対してポールの離脱をも防止し得る。

上述の如く発明したことにより、難溶接金属材料及び困難な異種金属材料からなるプレートとポールとを係合手段によって係合させ、プレートとポールとの回り止めを確実に行い、係合部位において回動が生じた際の端子使用時の電気抵抗の増加を確実に阻止するとともに、プレートに対してポールの離脱をも防止している。

以下図面に基づいてこの発明の各実施例を詳細に説明する。

図１はこの発明の第１実施例を示すものである。図１において、２は図示しない燃料電池の端子、４は端子２の一部を構成するプレート、６は端子２の一部を構成するポールである。

つまり、燃料電池において、この燃料電池のセル（図示せず）に接続される前記端子２は、セルに直接接続されるプレート４と、このプレート４に取り付けられる前記ポール６とを有している。

また、ポール６は、プレート４側に位置する大径かつ円板状の底部６−１と、この底部６−１よりも小径なポール部６−２とからなる。

このとき、前記プレート４と前記ポール６とを難溶接金属材料及び困難な異種金属材料により夫々形成し、係合手段８により前記プレート４と前記ポール６とを係合させて前記端子２を形成する構成とする。

詳述すれば、前記プレート４と前記ポール６とを形成する際には、例えば、ニッケルやアルミニウム、銅、鉄等の金属材料を選択し、異種金属材料により前記プレート４と前記ポール６とを形成するとともに、前記プレート４と前記ポール６とを溶接の困難な状況とする。

そして、前記係合手段８は、図１に示す如く、前記プレート４に多角形状、例えば四角形状に形成した中心用係合孔部１０と、この係合孔部１０に係合すべく前記ポール６の底部６−１の底面６ｆの中心部位に形成した四角形状の中心用スタッド１２と、前記ポール６の底部６−１の底面６ｆにおいて中心用スタッド１２よりも外周部位に形成した少なくとも１個、例えば１個の棒状の回り止め用スタッド１４と、この回り止め用スタッド１４を係合させるべく前記プレート４に形成した円柱状の回り止め用係合孔部１６とを有している。

なお、前記係合手段８による係合は、前記プレート４に対して前記ポール６の離脱を防止するために、圧入等の取付方策を利用してプレート４にポール６を係合させることとする。

次に作用を説明する。

前記燃料電池の端子２を形成する際には、前記プレート４に形成した中心用係合孔部１０に、前記ポール６の底部６−１の底面６ｆの中心部位に形成した中心用スタッド１２を係合させる。

同時に、前記プレート４に形成した回り止め用係合孔部１６に、前記ポール６の底部６−１の底面６ｆの中心用スタッド１２よりも外周部位に形成した回り止め用スタッド１４を係合させる。

これにより、前記プレート４に形成した多角形状、例えば四角形状の中心用係合孔部１０、この中心用係合孔部１０に係合すべく前記ポール６の底部６−１の底面６ｆの中心部位に形成した四角形状の中心用スタッド１２、前記ポール６の底部６−１の底面６ｆにおいて中心用スタッド１２よりも外周部位に形成した１個の棒状の回り止め用スタッド１４、及びこの回り止め用スタッド１４が係合すべく前記プレート４に形成した円柱状の回り止め用係合孔部１６からなる係合手段８によって、難溶接金属材料及び困難な異種金属材料からなる前記プレート４と前記ポール６との回り止めを確実に行うことができ、係合部位において回動が生じた際の端子２使用時の電気抵抗の増加を確実に阻止し得て、実用上有利であるとともに、前記プレート４に対する前記ポール６の離脱をも防止し得る。

また、前記中心用スタッド１２や回り止め用スタッド１４を、成形工程において前記ポール６の底部６−１の底面６ｆに一体的に形成することができることにより、製作が容易であり、コストを低廉に維持し得て、経済的にも有利である。

図２はこの発明の第２実施例を示すものである。この第２実施例において、上述第１実施例のものと同一機能を果たす箇所には、同一符号を付して説明する。

上述第１実施例においては、前記プレート４に多角形状、例えば四角形状の中心用係合孔部１０を形成するとともに、この中心用係合孔部１０に係合すべく前記ポール６の底部６−１の底面６ｆの中心部位に四角形状の中心用スタッド１２を形成する構成としたが、この第２実施例の特徴とするところは、前記ポール６の底部６−１の底面６ｆの外周部位に少なくとも２個、例えば６個の回り止め用スタッド２２を形成するとともに、この回り止め用スタッド２２を係合させるべく回り止め用スタッド２２の個数に合致させて前記プレートに形成した図示しない回り止め用係合孔部とによって、係合手段２４を構成した点にある。

すなわち、前記ポール６において、図２に示す如く、底部６−１を六角形状に形成するとともに、この底部６−１の底面６ｆの外周部位且つ角部に回り止め用スタッド２２を形成するものである。

このとき、回り止め用スタッド２２が、前記ポール６の底部６−１の底面６ｆの外周部位且つ角部に配設されることによって、円周等間隔に配設されることとなる。

さすれば、前記プレートに前記ポール６の底部６−１の底面６ｆを取り付けた際に、底面６ｆの外周部位且つ角部に円周等間隔に配設された６個の回り止め用スタッド２２を有する前記係合手段２４によって、前記プレートと前記ポール６との回り止めを確実に行うことができ、係合部位において回動が生じた際の端子使用時の電気抵抗の増加を確実に阻止し得て、実用上有利である。

また、前記ポール６の底部６−１において、対峙する側部分間の距離をプレート幅と同一とすれば、プレートとポールとを側面部位において面一に取り付けることができ、不要な突出部分がないとともに、外観の向上にも寄与し得る。

更に、前記回り止め用スタッド２２を、成形工程において前記ポール６の底部６−１の底面６ｆに一体的に形成することができることにより、製作が容易であり、コストを低廉に維持し得て、経済的にも有利である。

図３はこの発明の第３実施例を示すものである。

この第３実施例の特徴とするところは、前記ポール６の底部６−１の底面６ｆの外周部位に複数個の回り止め用スタッド３２を形成するとともに、この回り止め用スタッド３２を係合させるべく回り止め用スタッド３２の個数に合致させて前記プレート４に形成した回り止め用係合孔部３４とによって、係合手段３６を構成した際に、前記プレート４から突出する回り止め用スタッド３２の先端部分を押圧変形させ、この押圧変形した部分を収容する段差３８を、前記プレート４の底面４ｆに設けた点にある。

すなわち、前記ポール６の底部６−１の底面６ｆに回り止め用スタッド３２を形成するとともに、前記プレート４に回り止め用係合孔部３４を形成し、この回り止め用係合孔部３４のプレート４の底面４ｆ側を大なる寸法として段差３８を形成する。

そして、前記プレート４に回り止め用係合孔部３４に前記ポール６の回り止め用スタッド３２を挿入した後に、図３に示す如く、前記プレート４から突出する回り止め用スタッド３２の先端部分を押圧変形させ、押圧変形した部分を段差３８に収容させるものである。

さすれば、複数個の前記回り止め用スタッド３２を有する前記係合手段３６によって、前記プレート４と前記ポール６との回り止めを確実に行うことができ、係合部位において回動が生じた際の端子使用時の電気抵抗の増加を確実に阻止し得て、実用上有利である。

また、前記プレート４から突出する回り止め用スタッド３２の先端部分を押圧変形させることによって、前記プレート４に対する前記ポール６の離脱をも防止し得る。

更に、押圧変形した部分を収容する段差３８によって、前記プレート４の底面４ｆ側を面一状態とすることができ、外観の向上に寄与し得る。

更にまた、前記回り止め用スタッド３２を、成形工程において前記ポール６の底部６−１の底面６ｆに一体的に形成することができることにより、製作が容易であり、コストを低廉に維持し得て、経済的にも有利である。

図４はこの発明の第４実施例を示すものである。

この第４実施例の特徴とするところは、係合手段４２を、前記ポール６に形成した貫通孔部４４と、この貫通孔部４４にバーリング加工によって係合させるべく前記プレート４に形成した突出部４６とにより構成した点にある。

すなわち、図４に示す如く、前記ポール６に貫通孔部４４を形成する際に、係合時の回動を防止するために、貫通孔部４４の断面形状を多角形状とする。

また、バーリング加工は、フランジ成形とも呼ばれ、円形ダイス等を穴に押し込んで金属板部品の穴の回りにフランジを形成する成形加工である。

このバーリング加工を利用することによって、図４に示す如く、前記プレート４から前記ポール６の貫通孔部４４内に突出するフランジ状の突出部４６を形成し、前記プレート４と前記ポール６とを係合させるものである。

さすれば、バーリング加工を利用する、前記プレート４に形成した突出部４６と、前記ポール６に形成した多角形状の貫通孔部４４とからなる前記係合手段４２によって、前記プレート４と前記ポール６との回り止めを確実に行うことができ、係合部位において回動が生じた際の端子使用時の電気抵抗の増加を確実に阻止し得て、実用上有利であるとともに、前記プレート４に対する前記ポール６の離脱をも防止し得る。

また、上述したバーリング加工を利用する係合手段４２による係合の際に、はとめを使用する取付方策とすることも可能である。

図５はこの発明の第５実施例を示すものである。

この第５実施例の特徴とするところは、係合手段５２を、プレート４の側面部位を抱持するために、ポール６の底部６−１に形成した抱持腕部５４により構成した点にある。

すなわち、前記ポール６の底部６−１に、図５に示す如く、前記プレート４の幅寸法よりも大なる抱持腕部５４を形成し、この抱持腕部５４の両端部を前記プレート４の側面部位を抱持するように湾曲させ、抱持腕部５４によってプレート４を抱持するものである。

さすれば、前記プレート４の側面部位を抱持すべく、前記ポール６の底部６−１に形成した抱持腕部５４からなる前記係合手段５２によって、前記プレート４と前記ポール６との回り止めを確実に行うことができ、係合部位において回動が生じた際の端子使用時の電気抵抗の増加を確実に阻止し得て、実用上有利であるとともに、前記プレート４に対する前記ポール６の離脱をも防止し得る。

また、前記プレート４の側面部位に、波形あるいは凹凸形状等からなるスライド防止手段を形成すれば、前記ポール６のスライド移動を阻止することが可能となり、より一層堅固に前記プレート４と前記ポール６とを係合させることができるものである。

更に、前記抱持腕部５４を、成形工程において前記ポール６の底部６−１に一体的に形成することができることにより、製作が容易であり、コストを低廉に維持し得て、経済的にも有利である。

図６〜図８はこの発明の第６実施例を示すものである。

この第６実施例の特徴とするところは、係合手段６２を、前記プレート４から切り出される係合片部６４と、この係合片部６４に係合すべく前記ポール６の底部６−１に形成した係合凹部６６とにより構成した点にある。

すなわち、図６に示す如く、前記プレート４から複数の係合片部６４を切り出して形成し、この係合片部６４の先端部位を、図７に示す如く、所定角度を有する傾斜状態に維持する。

また、前記ポール６の底部６−１には、図７に示す如く、前記プレート４の係合片部６４を保持するために、断面コ字状の係合凹部６６を形成する。

そして、図７に示す如く、前記プレート４の係合片部６４の先端部位側から前記ポール６の底部６−１に形成した係合凹部６６を係合させ、図８に示す如く、ポール６、特にポール６の底部６−１をプレス押圧し、係合片部６４を係合凹部６６が上下方向から挟持し、ポール６をプレート４に取り付けるものである。

さすれば、前記プレート４から切り出して形成した係合片部６４と、この係合片部６４に係合すべく前記ポール６の底部６−１に形成した係合凹部６６とからなる前記係合手段６２によって、前記プレート４と前記ポール６との回り止めを確実に行うことができ、係合部位において回動が生じた際の端子使用時の電気抵抗の増加を確実に阻止し得て、実用上有利であるとともに、前記プレート４に対する前記ポール６の離脱をも防止し得る。

なお、この発明は上述第１〜第６実施例に限定されるものではなく、種々の応用改変が可能である。

例えば、この発明の第１〜第６の各実施例においては、難溶接金属材料及び困難な異種金属材料からなるプレートとポールとを使用する構成についてのみ説明したが、異種金属材料を選択して使用する場合には、当然に２つの金属材料間に硬度差が生ずるものであり、プレートやポール、そして係合手段等の構成を鑑み、変形を要する側に硬度の低い、つまり軟質金属材料を選択し、変形が不要、あるいは変形をさほど必要としない側には硬度の高い、つまり硬質金属材料を選択することが可能である。

また、この発明の第１〜第６の各実施例においては、難溶接金属材料及び困難な異種金属材料からなるプレートとポールとを使用する構成についてのみ説明したが、燃料電池の端子を形成する際に、ポールを難溶接金属材料及び困難な異種金属材料とした場合、プレートと、このプレートにポールを固定する固定金具とを溶接あるいは蝋付けの可能な異種金属材料によって形成し、固定金具を利用してプレートにポールを固定する特別構成とすることも可能である。

すなわち、難溶接金属材料及び困難な異種金属材料を利用することによって、プレートにポールを取り付けることができない場合に、プレートと同質の金属材料を使用してプレートにポールを固定するものである。

さすれば、難溶接金属材料及び困難な異種金属材料を使用する場合でも、溶接あるいは蝋付けの可能な異種金属材料を利用して、プレートにポールを固定することができ、プレートに対するポールの離脱を確実に防止し得るものである。

この発明の第１実施例を示す燃料電池の端子を構成するプレートとポールとの組付斜視図である。 この発明の第２実施例を示す燃料電池の端子の一部を構成するポールの斜視図である。 この発明の第３実施例を示す燃料電池の端子を構成するプレートとポールとの要部拡大断面図である。 この発明の第４実施例を示す燃料電池の端子を構成するプレートとポールとの拡大断面図である。 この発明の第５実施例を示す燃料電池の端子を構成するプレートとポールとの拡大断面図である。 この発明の第６実施例を示す燃料電池の端子の一部を構成するプレートの平面図である。 燃料電池の端子を構成するプレートとポールとの組付状態を示す概略説明図である。 燃料電池の端子を構成するプレートとポールとの組付後の状態を示す概略説明図である。 この発明の従来技術を示す燃料電池の端子を構成するプレートとポールとの組付斜視図である。

符号の説明

２ 燃料電池の端子
４ プレート
６ ポール
６−１ 底部
６ｆ 底面
６−２ ポール部
８ 係合手段
１０ 中心用係合孔部
１２ 中心用スタッド
１４ 回り止め用スタッド
１６ 回り止め用係合孔部

Claims (6)

1. 燃料電池のセルに接続されるプレートと、このプレートに取り付けられるポールとを有する燃料電池の端子構造において、前記プレートと前記ポールとを難溶接金属材料及び困難な異種金属材料により形成し、係合手段により前記プレートと前記ポールとを係合させて端子を形成したことを特徴とする燃料電池の端子構造。
2. 前記係合手段は、前記プレートに多角形状に形成された中心用係合孔部と、この係合孔部に係合すべく前記ポール底面の中心部位に形成した中心用スタッドと、この中心用スタッドよりも外周部位に形成した少なくとも１個の回り止め用スタッドとを有することを特徴とする請求項１に記載の燃料電池の端子構造。
3. 前記係合手段は、前記ポール底面の外周部位に形成した少なくとも２個の回り止め用スタッドと、この回り止め用スタッドを係合させるべく回り止め用スタッドの個数に合致させて前記プレートに形成した回り止め用係合孔部とを有することを特徴とする請求項１に記載の燃料電池の端子構造。
4. 前記係合手段は、前記ポールに形成した貫通孔部と、この貫通孔部にバーリング加工によって係合させるべく前記プレートに形成した突出部とを有することを特徴とする請求項１に記載の燃料電池の端子構造。
5. 前記係合手段は、前記プレートを抱持すべく前記ポールの底部に形成した抱持腕部を有することを特徴とする請求項１に記載の燃料電池の端子構造。
6. 前記係合手段は、前記プレートから切り出される係合片部と、この係合片部に係合すべく前記ポールの底部に形成した係合凹部とを有することを特徴とする請求項１に記載の燃料電池の端子構造。

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