JP2010277953A - セル電気情報検出用コネクタユニットおよび燃料電池スタック装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】セル電気情報検出用コネクタユニット4は、スタック2に対向するように配置される固定ベース40と、固定ベース40に設けられ、スタック2のセル20に電気的に接続される複数のコネクタ45と各コネクタ45に繋がる複数の導電通路43とを有する電気部品42とを有する。固定ベース40の積層方向(矢印X方向)の一端部40eは、固定ベース40をスタック2に固定する固定具71を有する。固定ベース40の積層方向の他端部40fは、スタック2に対する相対位置を積層方向において調整可能な構造とされている。
【選択図】図1
Description
本発明の実施形態1について図1〜図5を参照しつつ説明する。図1は燃料電池スタック装置1を模式的に示す。燃料電池スタック装置1は、複数のセル20を積層方向(矢印X方向)に積層させて組み付けたスタック2と、スタック2を構成する複数のセル20の電圧を電気情報として検出するセル電圧検出用コネクタユニット4(セル電気情報検出用コネクタユニット:以下、ユニット4ともいう)とを有する。図1に示すように、スタック2は、セル20を厚み方向に積層して形成されたセル積層体21と、セル積層体21の積層方向(矢印X方向)の外側に設けられた導電材料で形成された固定側の第1集電板22および可動側の第2集電板23と、第1集電板22の外側に配置された絶縁材料で形成された固定側の第1絶縁板24と、積層方向において第1絶縁板24の外側に配置された固定側の第1エンドプレート26と、第2集電板23の外側に積層された可動側の第2絶縁板25と、積層方向において第2絶縁板25の外側に配置されたプレッシャープレート27と、積層方向においてプレッシャープレート27の外側に配置された可動側の第2エンドプレート28と、プレッシャープレート27と第2エンドプレート28との間に介在する付勢要素として機能するバネ29と、第1エンドプレート26と第2エンドプレート28との間の寸法を拘束して規定する拘束部材30とを有する。バネ29の付勢力により、セル積層体21を構成するセル20同士の密着性およびシール性が確保されている。
図6は実施形態2を示す。本実施形態は実施形態1と基本的には同様の構成および同様の作用効果を有する。図6に示すように、ユニット4の固定ベース40は、スタック2の上面側に搭載される。この場合、固定ベース40のうちの積層方向(矢印X方向)の一端部40eは、第1固定具71を介して、第1絶縁板24の第1取付孔61に固定されて取り付けられる。これに対して、固定ベース40のうちの積層方向(矢印X方向)の他端部40fは、外れ止め具として機能する第2固定具81により、第2絶縁板25の第2取付部63の第2取付孔65に矢印X方向に位置調整可能に取り付けられる。従って、スタック2の発電運転および運転停止に伴ってスタック2が積層方向(矢印X方向)に膨張または収縮するときであっても、固定ベース40の他端部40fはこれに相対変位して位置調整可能である。
図7は実施形態3を示す。本実施形態は前記した実施形態1,2と基本的には同様の構成および同様の作用効果を有する。図7に示すように、固定ベース40のうち積層方向(矢印X方向)の他端部40fには、係合孔55が形成されている。係合孔55は、スタック2の積層方向(矢印X方向)に沿って延設された長孔55aと、長孔55aのうち第1エンドプレート26に対向する側の一端部55eからセル20の面方向で且つセル20の上端面20uが延設されている方向(矢印Y方向)に沿って延設された挿入孔55cとを有する。よって、図7に示すように、平面視において係合孔55はL形状とされている。係合孔55の長孔55aの長径は、Dlとして示される。係合孔55の長孔55aの短径は、Dsとして示される。係合孔55の挿入孔55cに関する長径はDwとして示される。
図8は実施形態4を示す。本実施形態は実施形態1と基本的には同様の構成および同様の作用効果を有する。本実施形態は、第1絶縁板24の側端面24sおよび第2絶縁板25の側端面25sを利用する。すなわち、図8に示すように、高い電気絶縁性を有する第1絶縁板24の側端面24sには第1取付孔61が形成されている。図8に示すように、可動側の第2絶縁板25の側端面25sには、突起状をなす取付部63が形成されている。第2絶縁板25に形成されている取付部63は、固定ベース40の係合孔55に嵌合する。取付部63は、固定ベース40の係合孔55に嵌合しつつも、係合孔55の長径方向に沿ってつまり積層方向(矢印X方向)に相対移動できる。
図9および図10は実施形態5を示す。本実施形態は実施形態1と基本的には同様の構成および同様の作用効果を有する。図9および図10に示すように、金属または硬質樹脂を母材とする第1エンドプレート26の上端面26u(端面)には、雌螺子部61aをもつ第1取付孔61が形成されている。金属または硬質樹脂を母材とするプレッシャープレート27の上端面27u(端面)には、雌螺子部65aをもつ第2取付孔65が形成されている。
図11は実施形態6を示す。本実施形態は前記した実施形態と基本的には同様の構成および同様の作用効果を有する。図11に示すように、第1固定具71を固定ベース40の固定孔52に挿入し、その第1固定具71の第1雄螺子部71cを固定側の第1エンドプレート26の上端面26uの第1取付孔61の雌螺子部61aに螺合させて取り付ける。これによりユニット4の固定ベース40の一端部40eをスタック2の積層方向(矢印X方向)の一端側に固定させる。この場合、第1エンドプレート26とユニット4の固定ベース40との間には、電気絶縁性が高い第1絶縁部材77fが介在されており、ユニット4と第1エンドプレート26との間における電気絶縁性が高められている。
図12は実施形態7を示す。本実施形態は実施形態1と基本的には同様の構成および同様の作用効果を有する。図12に示すように、第1絶縁板24の上端面24uには第1取付孔61が形成されている。第1取付孔61は雌螺子部61aを有する。そして、第1固定具71を固定ベース40の固定孔52に挿入し、その第1固定具71の第1雄螺子部71cを固定側の第1絶縁板24の上端面24u(端面)の第1取付孔61の雌螺子部61aに螺合させて取り付ける。これによりユニット4を構成する固定ベース40の一端部40eをスタック2の積層方向(矢印X方向)の一端側に固定させる。この場合、第1絶縁板24自体が絶縁性を有するため、ユニット4の固定ベース40に対する電気絶縁性が高められている。
図13および図14は実施形態8を示す。本実施形態は実施形態1と基本的には同様の構成および同様の作用効果を有する。図14に示すように、燃料電池スタック装置1は、複数のセル20を積層方向(矢印X方向)に積層させて組み付けたスタック2と、スタック2に搭載されるセル電圧検出用コネクタユニット4とを有する。このユニット4は、固定ベース40と、固定ベース40に搭載された電気部品42とで形成されている。固定ベース40の矢印X方向の一端部40eは、実施形態1と同様に、第1エンドプレート26に第1固定具71の第1取付孔61により固定されて拘束されている。これに対して固定ベース40の矢印X方向の他端部40fは、第2エンドプレート28に第2固定具81により係合孔(図示せず)を介して矢印X方向に位置調整可能に取り付けられている。場合によっては、固定ベース40の他端部40fは、第2固定具81を用いることなく、第2エンドプレート28の上端面28uに単に載せられて相対移動可能とされているだけでも良い。
図15および図16は実施形態9を示す。本実施形態は前記した各実施形態と基本的には同様の構成および同様の作用効果を有する。図15に示すように、ユニット4を構成する固定ベース40は、フレキシブルまたは硬質なプリント基板で形成されていることが好ましい。従って、導電経路として機能する導電材料で形成された複数の導電膜48は、固定ベース40のうちスタック2に対向する側の表面40uoに線状に成膜されている。導電膜48は、実施形態1における電気部品としての導線として機能するものであり、固定ベース40にこれの厚み方向に貫通するように形成されている配線用のスルーホール40tに延設されている。スルーホール40tには、セルコネクタ45に繋がれている可撓性をもつ導線43が半田部43wを介して繋がれている。一つのセルコネクタ45は、スタック2のセル20の電圧を検出するために、セル20に電気的に接続される複数の端子45rをもつ。
前述した実施形態1によれば、ユニット4の固定ベース40の他端部40fは、スタック2のセル積層体21、プレッシャープレート27の上端面27u、第2エンドプレート28の上端面28uに非接触とされつつ対向しているが、これに限られるものではない。例えば、固定ベース40の他端部40fは、スタック2のセル積層体21、プレッシャープレート27の下端面、第2エンドプレート28の下端面に対向するものの、これらの下端面に非接触とされていても良い。更に、固定ベース40の他端部40fは、スタック2のセル積層体21、プレッシャープレート27の側端面、第2エンドプレート28の側端面に対向するものの、これらの側端面に非接触とされていても良い。固定ベース40は硬質でもフレキシブルでも良い。
Claims (5)
- 複数のセルを積層方向に積層させて組み付けたスタックに搭載されるセル電気情報検出用コネクタユニットであって、
前記スタックに対向するように配置される固定ベースと、
前記固定ベースに設けられ、前記スタックの前記セルに電気的に接続される複数のコネクタと各前記コネクタに繋がる複数の導電通路とを有する電気部品とを具備しており、
前記固定ベースの前記積層方向の一端部は、前記固定ベースを前記スタックに固定する第1固定具を有しており、且つ、
前記固定ベースの前記積層方向の他端部は、前記スタックに対する相対位置を前記積層方向において調整可能な構造とされているセル電気情報検出用コネクタユニット。 - 請求項1において、前記固定ベースの前記積層方向の他端部は係合孔を有しており、前記係合孔は、前記スタックに保持された外れ止め具を係合可能に挿入しており、且つ、前記固定ベースの前記積層方向の前記他端部と前記スタックとの相対位置を前記スタックの前記積層方向において調整できるように前記積層方向に沿って延設されている長孔状とされているセル電気情報検出用コネクタユニット。
- 請求項1または2において、前記固定ベースは、前記積層方向に対して直交する断面において、前記スタックの周りを1/2周以上覆う形状をなしているセル電気情報検出用コネクタユニット。
- 請求項1〜3のうちの一項において、前記固定ベースに設けられている前記導電通路は、前記固定ベースの表面に導電材料を成膜して形成された導電膜で形成されているセル電気情報検出用コネクタユニット。
- 複数のセルを積層方向に積層させて組み付けたスタックと、前記スタックの前記セルの電気情報を検出するために前記スタックに搭載されるセル電気情報検出用コネクタユニットとを具備する燃料電池スタック装置であって、
前記セル電気情報検出用コネクタユニットは、
前記スタックに対向するように配置される固定ベースと、
前記固定ベースに設けられ、前記スタックの前記セルに電気的に接続される複数のコネクタと各前記コネクタに繋がる複数の導電通路とを有する電気部品とを具備しており、
前記固定ベースの前記積層方向の一端部は、前記固定ベースを前記スタックに固定する第1固定具を有しており、且つ、
前記固定ベースの前記積層方向の他端部は、前記スタックに対する相対位置を前記積層方向において調整可能な構造とされている燃料電池スタック装置。
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