JP4806900B2 - 燃料電池用配線 - Google Patents

Description

本発明は、燃料電池用配線に関するものである。

燃料電池は、電解質膜を挟んで設けられる一対の電極を１組として、各組間にそれぞれセパレータが挟み込まれた構成である。つまり、電解質膜と一対の電極により構成される単電池が、直列に複数接続された構成であると言える。

ここで、単電池ごとに各種情報（例えば、温度や圧力）を検出するためには、単電池ごとにそれぞれセンサを取り付ける必要がある。この場合、例えば、先端付近にセンサが取り付けられた電線付き端子を、１本１本、単電池ごとに配設して、センサから送られる各種情報を単電池ごとに検出することが考えられる。

しかし、かかる検出方法においては、複数の電線が入り乱れるため、作業性が悪く、電線の順番を間違えやすいという問題がある。また、複数の電線に広いスペースを取られてしまうという問題もある。

関連する技術としては、特許文献１に開示されたものがある。
国際公開番号ＷＯ０２／００１６５９号公報

本発明の目的は、燃料電池における各セパレータに、配線を簡単に接続できるようにすることである。

本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。

すなわち、本発明の燃料電池用配線は、
柔軟性のある絶縁基板上に設けられる導電部材と、
該導電部材に電気的に接続されるセンサと、
燃料電池における一対のセパレータ間の隙間内に差し込まれて、自己の弾性反発力によって配線本体の一部を該隙間内に保持させる弾性部材と、を備え、
可撓性を有する平面状の燃料電池用配線であって、
前記センサは前記セパレータに対して絶縁された状態で配置されると共に、
絶縁基板にはセンサの周囲の一部に切り込みが設けられ、センサを含む部分を折り曲げることができるように構成されると共に、
このセンサを含む部分が折り曲げられた状態で、該センサを含む部分が一対のセパレータ間の隙間に差し込まれ、かつ該センサを含む部分の先端が、一対のセパレータ間に設けられたガスケットにより形成される密封領域の外側の領域の範囲内に位置するようにし、
前記外側の領域にて、前記弾性部材により配線本体の一部が保持されて、前記センサがセパレータとの間で絶縁状態を保ちつつ位置決めされることを特徴とする。

本発明の構成によれば、燃料電池用配線におけるセンサを含む部分を折り曲げて、この部分を一対のセパレータ間に差し込むことにより、センサがセパレータ間隙間内に位置決めされる。また、弾性部材の弾性反発力によって、配線本体の一部（少なくとも、絶縁基板、導電部材、センサを含む部分）が保持される。これにより、センサが設けられた部分が一対のセパレータ間から抜け落ちてしまうことを抑制できる。また、燃料電池用配線が
、可撓性を有する平面状であることから、燃料電池用配線を自由な位置に配置し易い。更に、センサは、ガスケットにより形成される密封領域の外側の領域にて位置決めされるので、密封性能への悪影響を抑制できる。なお、センサがセパレータとの間で絶縁状態を保つための構成としては、燃料電池用配線側においてセンサの表面に絶縁部を設けたり、セパレータ側においてセパレータの表面に絶縁部を設けたりすることができる。

前記絶縁基板に対して複数の前記導電部材及び複数の前記センサが設けられ、かつ、各センサの周囲の一部にはそれぞれ切り込みが設けられて、いずれのセンサを含む部分も折り曲げることができるように構成されており、
燃料電池に設けられた多層状のセパレータのうち、隣り合うセパレータ間には隙間が形成されており、各センサは前記弾性部材と共に、それぞれ異なるセパレータ間の隙間に差し込まれ、
前記絶縁基板のうち前記センサとともに折り曲げられる部分を除く部分は、多層状のセパレータの側面に対向するように配設されるとよい。

この構成によれば、１つの燃料電池用配線で複数の箇所のセパレータ間隙間にセンサを配設させることが可能となる。また、絶縁基板のうちセンサとともに折り曲げられる部分を除く部分は、多層状のセパレータの側面に対向するように配設されるため、絶縁基板の設置スペースを少なくすることができる。更に、一般的に、燃料電池におけるセパレータ間の隙間同士の間隔の寸法精度を高くするのは困難な場合が多い。しかし、本発明の構成によれば、燃料電池用配線自体に柔軟性があることと、センサを含む部分の折り曲げる部分の微調整によって、上記寸法精度が高くなくても、適切に各隙間にセンサを含む部分を差し込むことができる。なお、多層状のセパレータとは、セパレータが複数並べられることを意味するものであって、必ずしも、セパレータが上下方向に重ねられることを意味するものではない。従って、セパレータが水平方向に並べられる場合も含まれる。以下、同様である。

また、前記複数の導電部材は絶縁基板に対して互いに平行に配列される平行配列部を有し、かつ、各導電部材は途中で折れ曲がり、各導電部材の先端に設けられるセンサは、前記平行配列部における複数の導電部材と平行となるように配列されるとよい。

この構成によれば、センサが列をなすことで、セパレータを重ねる方向（必ずしも上下方向に限らず、水平方向なども含まれる）に見て、セパレータに対して同じ位置に複数のセンサを配置させることができる。ただし、列の数は１列であっても２列以上であっても構わない。セパレータ間の隙間同士の間隔によって、適宜の列を設定すれば良い。

ここで、前記弾性部材は絶縁基板を介してセンサとは反対側に固定されているとよい。

このようにすれば、部品点数が少なくなり、燃料電池用配線の取り扱いに優れる。

前記弾性部材は別体として構成されており、セパレータ間の隙間に該弾性部材が差し込まれることによって、該弾性部材の先端に押し込まれることでセンサを含む部分が折り曲げられつつ当該隙間に差し込まれるとよい。

このようにすれば、センサを含む部分を予め折り曲げておく必要がなく、弾性部材の押し込みによってセンサを含む部分が折り曲げられるため、作業性に優れる。

また、前記弾性部材による弾性反発力は、前記ガスケットによる弾性反発力よりも小さくなるように設定されているとよい。

この構成によれば、ガスケットによるセパレータへの密着力の低下を抑制できるため、
より一層、密封性能への悪影響を抑制できる。

また、前記絶縁基板の折り曲げ部分の少なくとも一部を含む領域に、該絶縁基板に曲げ癖を付け易くし、かつ、絶縁基板の強度を補強する補強部材が設けられているとよい。

このようにすれば、絶縁基板を折り曲げた際に、曲げ癖が付くため、燃料電池用配線をセパレータ間の隙間に差し込む際の作業が容易となる。また、絶縁基板の折り曲げた部分に亀裂等が発生することを抑制できる。

また、前記弾性部材の先端部に、一対のセパレータ間の隙間への導入を補助する傾斜面が設けられているとよい。

このようにすれば、傾斜面によって、弾性部材がセパレータ間に差し込まれる際の導入が補助されるので、燃料電池用配線をセパレータ間の隙間に差し込む際の作業が容易となる。

また、前記弾性部材の後端部に、セパレータの段差部に引っ掛かって係止される係止部が設けられているとよい。

このようにすれば、燃料電池用配線をセパレータ間の隙間に差し込んだ後、当該配線が隙間から抜け出してしまうことを抑制できる。

なお、上記各構成は、可能な限り組み合わせて採用し得る。

以上説明したように、本発明によれば、燃料電池における各セパレータに、配線を簡単に接続することができる。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

図１〜図８を参照して、本発明の実施例１に係る燃料電池の燃料電池用配線について説明する。

＜燃料電池の概略説明＞
図１を参照して、燃料電池の概略について説明する。図１は本発明の実施例１に係る燃料電池用配線が燃料電池に組み込まれた様子を示す模式的断面図である。

本実施例に係る燃料電池用配線が接続される燃料電池については、各種公知技術のものを適用できる。燃料電池は、一般的に単電池が複数積層される構造である。なお、積層構造といっても、必ずしも上下方向に重ねられた状態で使用されることを意味するものではなく、水平方向に並べられた状態で使用される場合もある。そして、単電池の基本的な構成は、例えば、図１に示すように、電解質膜３０と、この電解質膜３０を挟むように設けられる一対の電極４０と、更にこれらの電極４０を挟んで設けられる一対のセパレータ２０と、電極４０が設けられた領域を密封するためのガスケット５０とを備える構成である。

一対の電極４０は、一方がアノード電極（燃料極）で、他方がカソード電極（空気極）となる。そして、これら一対の電極４０間で、電解質膜３０によってイオンの交換が行われることにより発電する仕組みである。また、アノード電極には燃料（通常、水素）が供給され、カソード電極には空気（酸素）と水が供給される。従って、これらが外部に漏れてしまわないように、ガスケット５０によって密封領域が形成される。

このように構成された単電池の発電力は、一般的に０．７Ｖ程度である。そして、この単電池が複数積層されることで、導電材料からなるセパレータ２０を介して、複数の単電池が直列に接続されるような構造となり、燃料電池全体で大きな発電力が得られる。

＜燃料電池用配線の使用方法及び使用例＞
本実施例に係る燃料電池用配線１０の使用方法や使用例について、図１を参照して説明する。本実施例に係る燃料電池用配線１０は、その先端のセンサが設けられている部分が、一対のセパレータ２０間の隙間に差し込まれた状態で用いられる。これにより、セパレータ２０間の隙間にセンサが配設される。ここで、燃料電池用配線１０のセンサが配設される位置は、ガスケット５０により形成される密封領域よりも外側である。そのため、ガスケット５０による密封性能に与える影響はあまりない。

このように、セパレータ２０間の隙間にセンサが配設されることで、各単電池における各種情報を検出することができる。なお、センサの種類に応じて、所望の情報が得られることは言うまでもない。具体的には、温度センサを用いれば各部分の温度を検出することができ、また、圧力センサを用いれば各セパレータ間の圧力を検出することができる。なお、本実施例では、以下に、温度センサを用いた場合を例にして説明する。

＜燃料電池用配線のセパレータへの接続部付近の詳細＞
本実施例に係る燃料電池用配線のセパレータへの接続部付近の詳細について、図２及び図３を参照して説明する。図２は本発明の実施例１に係る燃料電池用配線の平面図である。図３は本発明の実施例１に係る燃料電池用配線の模式的断面図である。なお、図３は図２中ＡＡ断面図である。

本実施例に係る燃料電池用配線１０は、可撓性を有する平面状の配線である。燃料電池用配線１０のより具体的な好適例としては、フレキシブルプリントサーキット（ＦＰＣ）を挙げることができる。

この燃料電池用配線１０は、絶縁基板としてのベースフィルム１１と、ベースフィルム１１上に形成される導電部材としての電線１２と、電線１２を介してベースフィルム１１とは反対側に設けられるカバーフィルム１３とを備える。ベースフィルム１１とカバーフィルム１３はいずれも絶縁性と柔軟性を有しており、例えば、ポリイミド等の耐熱性樹脂材料により構成される。また、電線１２の材料として、例えば、銅を好適な例として挙げられるが、導電性を有する他の材料を適用することもできる。この電線１２はベースフィルム１１上に複数設けられるが、図２では、燃料電池用配線１０の一部の先端部分のみ示しているため、電線１２は２本のみ示されている。

また、燃料電池用配線１０は、２本の電線１２に電気的に接続される温度センサ１４と、電線１２及びベースフィルム１１を介して温度センサ１４の反対側の面に設けられる弾性部材１５とを備える。温度センサ１４の表面は、セパレータ２０と絶縁状態を保つべく、カバーフィルム１３に覆われている。ただし、セパレータ２０の表面が絶縁膜により覆われている場合など、温度センサ１４との間で絶縁することができる場合には、温度センサ１４の表面を露出させても構わない。なお、弾性部材１５は、フッ素ゴム，シリコンゴ
ム，ＥＰゴム、あるいはバネ等の弾性を有するものにより構成される。

また、燃料電池用配線１０は、燃料電池への組み付け時には、その先端が折り曲げられる（図２中、２点鎖線で示す部分）。そこで、この折り曲げる部分の少なくとも一部を含む領域に、補強部材１６を設けると好適である。この補強部材１６は、燃料電池用配線１０の折り曲げ癖を付け易くして作業性を高めると共に、折り曲げる部分で亀裂等が発生しないように強度を向上させるために設けられる。なお、燃料電池用配線１０がＦＰＣの場合には、絶縁基板（ベースフィルム１１に相当）上の導体の不要な部分が化学的または電気化学的な方法により除去されることによって、電線１２が形成される（いわゆるエッチング）。そこで、このエッチングにより、電線１２の部分と共に、折り曲げる部分の少なくとも一部を含む領域にも導体を残しておくことによって、簡単に補強部材１６を形成することができる。この場合、補強部材１６も電線１２の材料と同じ材料（銅等）により構成されることになる。

＜燃料電池用配線の全体説明、及び燃料電池への組み込み方の説明＞
燃料電池用配線の全体について、及び燃料電池への組み込み方について、図４〜図８を参照して説明する。図４は本発明の実施例１に係る燃料電池用配線の端部付近の外観図である。なお、図４（ａ）は表から見た外観図であり、図４（ｂ）は裏から見た外観図である。図５〜図７は本発明の実施例１に係る燃料電池用配線を燃料電池に組み込み方の手順を示す概略図である。なお、図５は燃料電池用配線のセンサ付近を折り曲げる前の様子が示されており、図６は燃料電池用配線のセンサ付近が折り曲げられる様子が示されており、図７は折り曲げられたセンサ付近が燃料電池のセパレータ間の隙間に差し込まれる様子が示されている。図８は燃料電池（セパレータ）に対して燃料電池用配線のセンサが差し込まれる領域を示す模式図である。本実施例では、５つの単電池が重ねられた燃料電池を一例として説明する。

燃料電池用配線１０は、１つのベースフィルム１１及びカバーフィルム１３に対して、複数の電線１２及び温度センサ１４が設けられる。複数の電線１２は、互いに平行に配列される平行配列部を有している。また、各配線１２は、順次２本ずつ垂直に折れ曲がった部分を有している。更に、各配線１２は、その先端付近で再び垂直に折れ曲がって、その先端部に２本の電線１２に電気的に接続されるように温度センサ１４が設けられている。そして、各温度センサ１４は、上述した平行配列部における各配線１２に平行となるように、１列に配列される。

ベースフィルム１１及びカバーフィルム１３には、各温度センサ１４の周囲の一部に切り込みＫが設けられている。すなわち、温度センサ１４の周囲の４角形の部分における、２本の電線１２が接続された側を除く３辺に切り込みＫが設けられている。これにより、温度センサ１４を含む部分を折り曲げることができるようになっている。なお、温度センサ１４が設けられている付近の電線１２の先端部が、ベースフィルム１１及びカバーフィルム１３と共に折り曲げられる（図２中２点鎖線部分）。そして、この折り曲げる部分間の間隔（隣り合う温度センサ１４間の長手方向の間隔に等しい）は、燃料電池におけるセパレータ２０間の隙間同士の間隔に対応するように設定される。

以上のように構成される燃料電池用配線１０において、まず、温度センサ１４を含む部分の折り曲げ作業がなされる。折り曲げは、一対の治具（それぞれ第１治具６１、第２治具６２と称する）を用いて行われる（図５参照）。第１治具６１には複数の凹部６１ａが設けられており、第２治具６２には複数の凸部６２ａが設けられている。第１治具６１に設けられる複数の凹部６１ａにおける互いの間隔、及び第２治具６２に設けられる複数の凸部６２ａにおける互いの間隔は、いずれも燃料電池用配線１０に設けられる温度センサ１４間の間隔に対応するように設定されている。そして、燃料電池用配線１０の表側（カ
バーフィルム１３側）を第１治具６１に当接させる。このとき、各温度センサ１４が設けられた位置が、第１治具６１に設けられた複数の凹部６１ａに一致するように、燃料電池用配線１０を第１治具６１に当接させる。

そして、第２治具６２の複数の凸部６２ａを、燃料電池用配線１０に設けられた複数の弾性部材１５に押し当てながら、凹部６１ａ内に押し込む（図６（ａ）参照）。凹部６１ａは、温度センサ１４を含む部分が９０°以上曲がることが可能となるような形状となっている。その後、第１治具６１と第２治具６２を取り外すと、燃料電池用配線１０においては、温度センサ１４を含む部分は、全ておおよそ９０°曲げられた状態となる（図６（ｂ）参照）。このように、温度センサ１４を含む部分が曲げられた後に、第３治具６３を用いて、燃料電池用配線１０を燃料電池へ組み込む。第３治具６３には、複数の凸部６３ａが設けられている。これら複数の凸部６３ａにおける互いの間隔は、燃料電池におけるセパレータ間の隙間同士の間隔に対応するように設定されている（図７（ａ）参照）。

このような第３治具６３を用いて、各凸部６３ａを燃料電池用配線１０における各弾性部材１５に押し当てながら、温度センサ１４を含む部分をセパレータ２０間の隙間に押し込む。これにより、折り曲げられた温度センサ１４を含む部分は、全て、それぞれ異なるセパレータ２０間隙間に差し込まれる（図７（ｂ）参照）。

このように、温度センサ１４を含む部分がセパレータ２０間の隙間に差し込まれることで、弾性部材１５が一対のセパレータ２０のうちの一方に当接する。これにより、弾性部材１５の弾性反発力によって、カバーフィルム１３における弾性部材１５とは反対側の付近が他方のセパレータ２０に押圧される。これにより、温度センサ１４を含む部分（折り曲げられた部分）が、一対のセパレータ２０間の隙間に保持され、温度センサ１４が位置決めされる。また、燃料電池用配線１０における折り曲げられた部分を除く部分は、多層状に設けられたセパレータ２０の側面と対向するように配置される。なお、この部分は、セパレータ２０の側面に沿って、当接（密着）させることにより、燃料電池用配線１０の設置スペースを極めて小さくすることができる。また、温度センサ１４は、１列に配列されていることから、いずれの温度センサ１４についても、セパレータ２０の片隅付近Ｔに配置させることができる（図８参照）。

＜本実施例に係る燃料電池用配線により得られる効果＞
本実施例に係る燃料電池用配線１０によれば、温度センサ１４を含む部分をセパレータ２０間の隙間に差し込むだけで、温度センサ１４をセパレータ２０間隙間内に位置決めさせることができる。そして、弾性部材１５によって、温度センサ１４を含む部分がセパレータ２０間隙間に保持されるので、温度センサ１４を含む部分がセパレータ２０間の隙間から抜け落ちてしまうことを抑制できる。また、単一の燃料電池用配線１０によって、複数のセパレータ２０間隙間に温度センサ１４を配設させることができる。従って、複数の独立した電線を各セパレータに取り付ける場合に比べて、はるかに作業性が優れる。また、可撓性のある平面状の燃料電池用配線１０を燃料電池の外壁面に沿って設置できるため、燃料電池用配線１０の設置スペースも少なくて済む。また、温度センサ１４は、ガスケット５０により形成される密封領域の外側に設置されるため、燃料電池用配線１０をこの密封領域内に差し込む必要がなく、密封性能への悪影響を抑制できる。特に、弾性部材１５による弾性反発力をガスケット５０による弾性反発力よりも小さくなるように設定しておけば、より確実に密封性能への悪影響を抑制できる。また、一般的に、燃料電池におけるセパレータ間の隙間同士の間隔の寸法精度を高くするのは困難な場合が多い。しかし、本実施例によれば、燃料電池用配線１０自体に柔軟性があることと、温度センサ１４を含む部分における折り曲げる部分の微調整によって、上記寸法精度が高くなくても、適切に各隙間に各先端部を差し込むことができる。

図９には、本発明の実施例２が示されている。本実施例では、センサを２列に配列した場合が示されている。その他の基本的構成については、上記実施例１と同様であるので、その説明は省略する。図９は本発明の実施例２に係る燃料電池用配線の端部付近の外観図である。

上記実施例１のように、複数の温度センサ１４を一列に並べた場合には、燃料電池におけるセパレータ２０間の隙間同士の間隔が狭い場合に対応できない場合がある。つまり、セパレータ２０間の隙間同士の間隔が狭くなるにつれて、温度センサ１４を含む部分における折り曲げる部分の長さを短くしたり、互いの温度センサ１４間の間隔を狭くしたりする必要がある。そのため、セパレータ２０間の隙間への差し込み量が少なくなってしまったり、温度センサ１４間の部分の強度が低下してしまったりする。

そこで、本実施例に係る燃料電池用配線１０ａのように、温度センサ１４を２列に配列するようにして、複数の温度センサ１４が交互にずれるようにすることで、温度センサ１４を含む部分における折り曲げる部分の長さを短くすることなく、かつ、温度センサ１４間の間隔を狭くすることなく、セパレータ２０間の隙間同士の間隔が狭い場合にも対応可能となる。温度センサ１４を３列以上にすることで、セパレータ２０間の隙間同士の間隔が更に狭い場合にも対応可能となることは言うまでもない。

図１０には、本発明の実施例３が示されている。本実施例では、弾性部材の形状について、各種具体例を説明する。上述した弾性部材の形状は、主に、センサを含む部分を、一対のセパレータ間の隙間に差し込む際の作業性、及び、差し込み後におけるこの部分の設置状態の安定性の観点から適宜選択し得る。具体例としては、図１０に示すものが挙げられる。図１０は本発明の実施例３に係る弾性部材の形状例を示す外観図である。なお、図１０（ａ）（ｂ）（ｃ）は側面側から見た外観図であり、図１０（ｄ）（ｅ）は正面側から見た外観図である。なお、図１０においては、弾性部材を除く燃料電池用配線の本体部分（ベースフィルム、カバーフィルム、電線、センサ）は簡略化してまとめて示している。

（ａ）に示す弾性部材１５ａは円柱を軸の中心を通るように切断した形状（側面が半円の形状）である。（ｂ）に示す弾性部材１５ｂは、直方体の部分を備え、また、当該直方体の部分の長手方向の中央付近に上記（ａ）に示す側面が半円形状の部分が設けられた形状である。（ｃ）に示す弾性部材１５ｃは、先端部分に先端から徐々に肉厚を厚くするような傾斜面が設けられた形状である。（ｄ）に示す弾性部材１５ｄは、直方体の部分を備え、また、当該直方体の部分の幅方向の中央付近に半球状の突起の部分が設けられた形状である。（ｅ）に示す弾性部材１５ｅは全体的に直方体形状である。なお、各図に設けられた点線は、締め代の位置を示している。つまり、上面からこの点線までの間隔が、一対のセパレータ２０間の隙間の間隔に相当する。

ここで、燃料電池を組み立てた後に、セパレータ２０間の隙間に、燃料電池用配線１０における温度センサ１４を含む部分を差し込むことから、弾性部材１５の先端に、平面状の傾斜面（図１０（ｃ）に示す例）や曲面状（球面状を含む）の傾斜面（図１０（ａ）（ｂ）（ｄ）に示す例）を設けるのが好ましい。このような傾斜面を設けることで、燃料電池用配線１０における温度センサ１４を含む部分は、セパレータ２０間の隙間の適切な位置に導かれるため、差し込み作業性が向上する。また、温度センサ１４を含む部分の差し込み後の設置状態の安定性を重視する必要がある場合には、図１０（ｅ）に示すように、底面が平坦なタイプの方が望ましい。ただし、以上の点については、セパレータ２０側の上面が単なる平面状である場合を想定したものである。従って、セパレータ２０側に燃料
電池用配線１０における温度センサ１４を含む部分が差し込まれるための特別な工夫が施されている場合には多少状況が異なることは言うまでもない。例えば、図１０（ｄ）に示すタイプのものにおいても、セパレータ２０側に、弾性部材１５ｄの半球状の突起に対応する溝等が設けられていれば、差し込み後の設置状態の安定性は十分確保される。

図１１には、本発明の実施例４が示されている。本実施例では、温度センサ１４を含む部分を一対のセパレータ間の隙間に差し込んだ後に、当該部分がこの隙間から抜け落ちないように、弾性部材がセパレータに係止される機構を備えた例を示す。図１１は本発明の実施例４に係る弾性部材とセパレータが係止されている様子を示す模式的断面図である。なお、図１１においては、弾性部材を除く燃料電池用配線の本体部分（ベースフィルム、カバーフィルム、電線、センサ）は簡略化してまとめて示している。

本実施例に係る弾性部材１５ｆは、全体的な形状は、おおよそ直方体である。そして、その先端側に、徐々に肉厚が厚くなるように、平面状の傾斜面（Ｃ面）が設けられている。一方、その後端側には、傾斜面は設けられておらずエッジである。

これに対して、本実施例に係るセパレータ２１は、その端部に段差部２２が設けられている。これにより、燃料電池用配線１０における温度センサ１４を含む部分がセパレータ２１間の隙間に差し込まれた後は、当該部分に引き抜き方向に力が作用しても、弾性部材１５ｆの後端部のエッジ部分（係止部）が段差部２２に引っ掛かる。従って、当該部分の抜け落ちが防止される。

図１２には、本発明の実施例５が示されている。本実施例では、一対のセパレータ間の隙間に、センサを含む部分を、当該部分が適正に折れ曲がったままの状態で、治具を用いて差し込むことができるように、弾性部材に特徴を持たせた構成を示す。図１２は本発明の実施例５に係る弾性部材が治具に嵌合されている様子を示す模式図である。ただし、図１２（ａ）（ｃ）は正面側から見た模式図を示し、（ｂ）（ｄ）は側面側から見た模式図を示す。なお、図１２においては、弾性部材を除く燃料電池用配線の本体部分（ベースフィルム、カバーフィルム、電線、センサ）は簡略化してまとめて示している。

上述したように、温度センサ１４を含む部分は、電線１２がベースフィルム１１及びカバーフィルム１３と共に折り曲げられた状態で、セパレータ間に差し込まれる。しかし、樹脂材で構成されるベースフィルム１１及びカバーフィルム１３は、一般的に折り曲げ癖がつきにくい。上述のように、補強部材１６を設ければ、ある程度折り曲げ癖がつき易くなるものの、それでも不十分な場合が考えられる。

そして、折り曲げ癖がつきにくいと、折り曲げた部分が元の状態に戻ろうとするため、温度センサ１４を含む部分をセパレータ間の隙間に差し込む作業に支障を来たすおそれがある。そこで、弾性部材の部分を両側から挟み込む部分と、折り曲げた部分が元の状態に戻らないように弾性部材を下側から支える部分とを備えた治具（先端にコ字状部分を有する治具）によって、温度センサ１４を含む部分をセパレータ間の隙間に差し込むと好適である。

図１２（ａ）（ｂ）に示す例は、弾性部材１５ｇの形状が、温度センサ１４の幅（実際には、ベースフィルム１１の幅も等しい）と同じ幅の部分と、それよりも幅の狭い部分とを有する形状である。そして、治具６３ｂのコ字状の部分を弾性部材１５ｇの幅の狭い部分に挟み込みながら、温度センサ１４を含む部分をセパレータ間の隙間に差し込む。これにより、この部分は、幅方向の両端と下側が支えられるため、折れ曲がった状態を保った
まま、セパレータ間の隙間に差し込まれる。従って、差し込み作業のより一層の容易化を図ることができる。

また、図１２（ｃ）（ｄ）に示す例は、弾性部材１５ｈの形状が、温度センサ１４の幅よりも幅の狭い部分のみを有する形状である。そして、治具６３ｃのコ字状の部分を弾性部材１５ｈに挟み込みながら、温度センサ１４を含む部分をセパレータ間の隙間に差し込む。これにより、この部分は、幅方向の両端と下側が支えられるため、折れ曲がった状態を保ったまま、セパレータ間の隙間に差し込まれる。従って、差し込み作業のより一層の容易化を図ることができる。

図１３及び図１４には、本発明の実施例６が示されている。上記の各種実施例においては、燃料電池用配線の本体に固定された単一の弾性部材をセパレータに当接させることで、弾性反発力を発揮させる場合を説明した。本実施例では、配線本体とは別体に設けられた嵌合部材を嵌合することによって弾性部材による弾性反発力を発揮させる例を示す。図１３は本発明の実施例６に係る燃料電池用配線を燃料電池に組み付ける様子を示す模式的断面図である。図１４は本発明の実施例６に係る燃料電池用配線を燃料電池に組み付けた後の様子を示す模式的断面図である。

本実施例に係る燃料電池用配線１０ｂの基本的な構成は、上記図１に示す燃料電池用配線１０とほぼ同一であるが、弾性部材のみが異なっている。すなわち、上記各実施例における弾性部材１５及び弾性部材１５ａ〜ｈは、弾性部材が一対のセパレータ２０のうち一方に当接して、その弾性反発力によってカバーフィルム１３における弾性部材とは反対側の付近を他方のセパレータ２０に対して押圧するように構成されていた。

これに対し、本実施例に係る燃料電池用配線１０ｂにおいては、配線本体には、弾性部材１５及び弾性部材１５ａ〜ｈよりも小さな弾性部材１５ｉが設けられており、この弾性部材１５ｉは、セパレータ２０には当接しない。そして、本実施例では、セパレータ２０間の隙間に嵌合させる剛体からなる嵌合部材７０によって、弾性部材１５ｉを介して、カバーフィルム１３における弾性部材１５ｉとは反対側の付近をセパレータ２０に押圧するように構成されている。

以上のように構成される燃料電池用配線１０ｂにおいては、まず、本体部（嵌合部材７０を除く部分）を、表側（カバーフィルム１３側）を多層状に配置されたセパレータ２０の側面側に沿わせる。このとき、温度センサ１４を含む部分（折り曲げる部分）を、セパレータ２０間の隙間の位置に相当するように、本体部を配置する。そして、嵌合部材７０をセパレータ２０間の隙間に差し込み嵌合させる。この嵌合部材７０の差し込みによって、温度センサ１４を含む部分は折り曲げられて、セパレータ２０間の隙間に差し込まれる。この嵌合部材７０が差し込まれることで、弾性部材１５ｉによる弾性反発力によってカバーフィルム１３における弾性部材１５ｉとは反対側の付近がセパレータ２０に対して押圧される。

このように、本実施例の場合には、嵌合部材７０を燃料電池用配線の本体部とは別体とした分だけ、部品点数が増加することになる。しかし、温度センサ１４を含む部分を予め折り曲げる必要がなく、嵌合部材７０の差し込みによって、温度センサ１４を含む部分を折り曲げることができる。従って、より作業性に優れる。

なお、嵌合部材７０は、温度センサ１４を含む部分の折り曲げを円滑に行うことができるように、図示のように、先端に傾斜面を設けると好適である。なお、図示の例においては、嵌合部材７０は１箇所のセパレータ２０間隙間専用としているが、複数の嵌合部材を
連結して、複数の隙間に対して１度に嵌合させることも可能である（図７に示すような形状）。

図１５には、本発明の実施例７が示されている。本実施例は、上記実施例６の変形例である。図１５は本発明の実施例７に係る燃料電池用配線を燃料電池に組み付けた後の様子を示す模式的断面図である。

上記実施例６においては、弾性部材を燃料電池用配線の本体側に設けて、嵌合部材のみを別体とする場合を示した。本実施例においては、剛体からなる嵌合部材７１に、弾性部材７１ａを設ける構成を採用した。この弾性部材７１ａは、上記実施例６における弾性部材１５ｉに相当するもので、弾性部材が燃料電池用配線の本体側に固定されているか、嵌合部材側に固定されているかのみが、上記実施例６と異なっている。本実施例においても、上記実施例６と同様の作用効果を発揮することは言うまでもない。

図１６には、本発明の実施例８が示されている。本実施例は上記実施例７の変形例である。図１６は本発明の実施例８に係る燃料電池用配線を燃料電池に組み付けた後の様子を示す模式的断面図である。

上記実施例７においては、剛体からなる嵌合部材に弾性部材を設ける場合を示した。本実施例においては、嵌合部材７２自体を弾性材により構成し、嵌合部材７２に上記弾性部材７１ａに相当する凸部７２ａを一体的に設ける構成を採用した。本実施例においても、上記実施例７と同様の作用効果を発揮することは言うまでもない。

図１７には、本発明の実施例９が示されている。本実施例は上記実施例６の変形例である。図１７は本発明の実施例９に係る燃料電池用配線を燃料電池に組み付けた後の様子を示す模式的断面図である。

上記実施例６においては、嵌合部材として剛体からなるものを用いた。これに対して、本実施例では、金属製の板バネ状の嵌合部材７３を用いる構成を採用した。この嵌合部材が異なること以外は、上記実施例６と同一である。本実施例においても、上記実施例６と同様の作用効果を発揮することは言うまでもない。

図１８には、本発明の実施例１０が示されている。本実施例は上記実施例９の変形例である。図１８は本発明の実施例１０に係る燃料電池用配線を燃料電池に組み付けた後の様子を示す模式的断面図である。

上記実施例９においては、弾性部材を燃料電池用配線の本体側に設けて、嵌合部材のみを別体とする場合を示した。本実施例においては、金属製の板バネ状の嵌合部材７３に、弾性部材７３ａを設ける構成を採用した。この弾性部材７３ａは、上記実施例９における弾性部材１５ｉに相当するもので、弾性部材が燃料電池用配線の本体側に固定されているか、嵌合部材側に固定されているかのみが、上記実施例９と異なっている。本実施例においても、上記実施例６と同様の作用効果を発揮することは言うまでもない。

図１９には、本発明の実施例１１が示されている。本実施例は上記実施例９，１０の変形例である。図１９は本発明の実施例１１に係る燃料電池用配線を燃料電池に組み付けた
後の様子を示す模式的断面図である。

上記実施例９，１０では、金属製の板バネ状の嵌合部材と、燃料電池用配線本体側あるいは嵌合部材に固定される弾性部材によって、カバーフィルム１３をセパレータ２０に対して押圧させる場合を示した。これに対して、本実施例では、金属製の板バネ状の嵌合部材７４のみでカバーフィルム１３をセパレータ２０に対して押圧させる場合を示す。

本実施例においては、嵌合部材７４の突起部７４ａが燃料電池用配線本体側となるように、嵌合部材７４を嵌合させる。これにより、突起部７４ａが燃料電池用配線本体を押圧することにより、カバーフィルム１３における突起部７４ａの反対側の付近がセパレータ２０に押圧される。本実施例においても、上記実施例９，１０と同様の作用効果を得ることができる。

図２０及び図２１には、本発明の実施例１２が示されている。本実施例は、上記実施例６の変形例である。図２０は本発明の実施例１２に係る燃料電池用配線の模式図である。なお、図２０（ａ）は燃料電池用配線の本体部を表側から見た外観図であり、図２０（ｂ）は燃料電池用配線の本体部を裏側から見た外観図であり、図２０（ｃ）は燃料電池用配線の本体部を側面側から見た外観図であり、図２０（ｄ）は燃料電池用配線が燃料電池に組み込まれた様子を示す模式的断面図である。図２１は図２０（ｄ）における一部拡大図である。

本実施例における燃料電池用配線の本体部は、上記実施例６における燃料電池用配線の本体部と同一の構成である。そして、本実施例における嵌合部材７５は、複数の嵌合凸部７５ａと、セパレータ２０に係止する係止突起７５ｂを備えている。本実施例の嵌合部材７５を用いれば、１つの嵌合部材７５により、同時に複数の嵌合凸部７５ａ（実施例６における嵌合部材７０に相当）を嵌合させることができる。また、係止突起７５ｂがセパレータ２０に係止されるため、嵌合部材７５の抜け落ちを防止することができる。

図２２には、本発明の実施例１３が示されている。本実施例では、上記各実施例とは弾性部材の構成が全く異なる例を示す。図２２は本発明の実施例１３に係る燃料電池用配線を燃料電池に組み付ける様子を示す模式的断面図である。図２２（ａ）は組み付け前の様子を示し、図２２（ｂ）は組み付け後の様子を示している。

本実施例における燃料電池用配線１０ｄにおいては、燃料電池用配線の本体部分に平板状の弾性材からなる弾性部材１５ｊが固定されている。この弾性部材１５ｊは、平板部分の一方の端部に設けられる凸部１５ｋと、平板部分の中央に設けられる凹部１５ｌとを備えている。そして、このように構成された燃料電池用配線１０ｄを燃料電池に組み付ける場合には、棒状の部材７６によって、凹部１５ｌを一対のセパレータ２０間の隙間に押し込む（図２２（ａ）参照）。これにより、凹部１５ｌの部分が燃料電池用配線の本体部分とともに折れ曲がると同時に、セパレータ２０間隙間に差し込まれる。そして、凸部１５ｋが平板部分の他方の端部を押圧することによって、弾性部材１５ｊ全体の弾性反発力によって、カバーフィルム１３における凸部１５ｋの反対側の付近がセパレータ２０に押圧される（図２２（ｂ）参照）。なお、本実施例においては、棒状の部材７６は、弾性部材１５ｊをセパレータ２０間隙間に差し込んだ後に引き抜かれる。

本実施例においては、弾性部材を燃料電池用配線と別体としないことから部品点数を増加させることがない。しかも、温度センサ１４を含む部分を予め折り曲げる必要がなく、棒状の部材の差し込みによって、温度センサ１４を含む部分を折り曲げることができる。

図２３には、本発明の実施例１４が示されている。本実施例は、上記実施例１３の変形例である。図２３は本発明の実施例１４に係る燃料電池用配線を燃料電池に組み付ける様子を示す模式的断面図である。図２３（ａ）は組み付け前の様子を示し、図２３（ｂ）は組み付け後の様子を示している。

本実施例における弾性部材１５ｊは、上記実施例１４における弾性部材と同様の構成である。そして、本実施例では、棒状の部材７７の先端に球状部分７７ａを設けた構成とし、この棒状の部材７７を凹部１５ｌに差し込んだまま抜かない構成を採用した。本実施例においても上記実施例１３と同様の作用効果を得ることは言うまでもない。なお、本実施例の場合には、棒状の部材７７の分だけ、部品点数が実施例１３に比べて多くなる。しかし、上記実施例１３のような構成の場合には、棒状の部材７６を引き抜く際に、弾性部材１５ｊが再び抜き出されてしまわないようにするのが難しい場合があるが、本実施例ではそのような不具合がない点で有利である。

図１は本発明の実施例１に係る燃料電池用配線が燃料電池に組み込まれた様子を示す模式的断面図である。 図２は本発明の実施例１に係る燃料電池用配線の平面図である。 図３は本発明の実施例１に係る燃料電池用配線の模式的断面図である。 図４は本発明の実施例１に係る燃料電池用配線の端部付近の外観図である。 図５は本発明の実施例１に係る燃料電池用配線を燃料電池に組み込み方の手順を示す概略図である。 図６は本発明の実施例１に係る燃料電池用配線を燃料電池に組み込み方の手順を示す概略図である。 図７は本発明の実施例１に係る燃料電池用配線を燃料電池に組み込み方の手順を示す概略図である。 図８は燃料電池（セパレータ）に対して燃料電池用配線のセンサが差し込まれる領域を示す模式図である。 図９は本発明の実施例２に係る燃料電池用配線の端部付近の外観図である。 図１０は本発明の実施例３に係る弾性部材の形状例を示す外観図である。 図１１は本発明の実施例４に係る弾性部材とセパレータが係止されている様子を示す模式的断面図である。 図１２は本発明の実施例５に係る弾性部材が治具に嵌合されている様子を示す模式図である。 図１３は本発明の実施例６に係る燃料電池用配線を燃料電池に組み付ける様子を示す模式的断面図である。 図１４は本発明の実施例６に係る燃料電池用配線を燃料電池に組み付けた後の様子を示す模式的断面図である。 図１５は本発明の実施例７に係る燃料電池用配線を燃料電池に組み付けた後の様子を示す模式的断面図である。 図１６は本発明の実施例８に係る燃料電池用配線を燃料電池に組み付けた後の様子を示す模式的断面図である。 図１７は本発明の実施例９に係る燃料電池用配線を燃料電池に組み付けた後の様子を示す模式的断面図である。 図１８は本発明の実施例１０に係る燃料電池用配線を燃料電池に組み付けた後の様子を示す模式的断面図である。 図１９は本発明の実施例１１に係る燃料電池用配線を燃料電池に組み付けた後の様子を示す模式的断面図である。 図２０は本発明の実施例１２に係る燃料電池用配線の模式図である。 図２１は燃料電池用配線が燃料電池に組み込まれた様子を示す模式的断面図である。 図２２は本発明の実施例１３に係る燃料電池用配線を燃料電池に組み付ける様子を示す模式的断面図である。 図２３は本発明の実施例１４に係る燃料電池用配線を燃料電池に組み付ける様子を示す模式的断面図である。

符号の説明

１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｄ 燃料電池用配線
１１ ベースフィルム
１２ 配線
１３ カバーフィルム
１４ センサ
１５，１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，１５ｅ，１５ｆ，１５ｇ，１５ｈ，１５ｉ，１５ｊ 弾性部材
１５ｋ 凸部
１５ｌ 凹部
１６ 補強部材
２０，２１ セパレータ
２２ 段差部
３０ 電解質膜
４０ 電極
５０ ガスケット
６１ 第１治具
６１ａ 凹部
６２ 第２治具
６２ａ 凸部
６３ 第３治具
６３ａ 凸部
６３ｂ，６３ｃ 治具
７０，７１，７２，７３，７４，７５ 嵌合部材
７１ａ 弾性部材
７２ａ 凸部
７３ａ 弾性部材
７４ａ 突起部
７５ａ 嵌合凸部
７５ｂ 係止突起
７６，７７ 棒状の部材
７７ａ 球状部分

Claims (9)

1. 柔軟性のある絶縁基板上に設けられる導電部材と、
   該導電部材に電気的に接続されるセンサと、
   燃料電池における一対のセパレータ間の隙間内に差し込まれて、自己の弾性反発力によって配線本体の一部を該隙間内に保持させる弾性部材と、を備え、
   可撓性を有する平面状の燃料電池用配線であって、
   前記センサは前記セパレータに対して絶縁された状態で配置されると共に、
   絶縁基板にはセンサの周囲の一部に切り込みが設けられ、センサを含む部分を折り曲げることができるように構成されると共に、
   このセンサを含む部分が折り曲げられた状態で、該センサを含む部分が一対のセパレータ間の隙間に差し込まれ、かつ該センサを含む部分の先端が、一対のセパレータ間に設けられたガスケットにより形成される密封領域の外側の領域の範囲内に位置するようにし、
   前記外側の領域にて、前記弾性部材により配線本体の一部が保持されて、前記センサがセパレータとの間で絶縁状態を保ちつつ位置決めされることを特徴とする燃料電池用配線。
2. 前記絶縁基板に対して複数の前記導電部材及び複数の前記センサが設けられ、かつ、各センサの周囲の一部にはそれぞれ切り込みが設けられて、いずれのセンサを含む部分も折り曲げることができるように構成されており、
   燃料電池に設けられた多層状のセパレータのうち、隣り合うセパレータ間には隙間が形成されており、各センサは前記弾性部材と共に、それぞれ異なるセパレータ間の隙間に差し込まれ、
   前記絶縁基板のうち前記センサとともに折り曲げられる部分を除く部分は、多層状のセパレータの側面に対向するように配設されることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池用配線。
3. 前記複数の導電部材は絶縁基板に対して互いに平行に配列される平行配列部を有し、かつ、各導電部材は途中で折れ曲がり、各導電部材の先端に設けられるセンサは、前記平行配列部における複数の導電部材と平行となるように配列されることを特徴とする請求項２に記載の燃料電池用配線。
4. 前記弾性部材は絶縁基板を介してセンサとは反対側に固定されていることを特徴とする請求項１，２または３に記載の燃料電池用配線。
5. 前記弾性部材は別体として構成されており、セパレータ間の隙間に該弾性部材が差し込まれることによって、該弾性部材の先端に押し込まれることでセンサを含む部分が折り曲げられつつ当該隙間に差し込まれることを特徴とする請求項１，２または３に記載の燃料電池用配線。
6. 前記弾性部材による弾性反発力は、前記ガスケットによる弾性反発力よりも小さくなるように設定されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の燃料電池用配線。
7. 前記絶縁基板の折り曲げ部分の少なくとも一部を含む領域に、該絶縁基板に曲げ癖を付け易くし、かつ、絶縁基板の強度を補強する補強部材が設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の燃料電池用配線。
8. 前記弾性部材の先端部に、一対のセパレータ間の隙間への導入を補助する傾斜面が設けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の燃料電池用配線。
9. 前記弾性部材の後端部に、セパレータの段差部に引っ掛かって係止される係止部が設けられていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の燃料電池用配線。

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