JP4806901B2 - 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、
前記絶縁基板は、直線状に伸びる本体部と、本体部から分岐する複数の分岐部と、を有し、
本体部には複数の導電部材が配設され、各導電部材は途中で折れ曲がり、いずれかの分岐部まで伸びて、各分岐部の先端に前記センサがそれぞれ設けられると共に、
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、複数の分岐部は、それぞれ異なるセパレータ間の隙間に差し込まれ、かつこれら分岐部の先端が、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、
各分岐部においては、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、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燃料電池用配線におけるセンサを配設させることが可能となる。そして、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、センサが設けられた部分を一対のセパレータ間に差し込むだけで、センサがセパレータ間隙間内に位置決めされる。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。また、弾性部材は、配線本体に固定させても良いし、配線本体とは別体とすることもできる。また、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。

ここで、複数の分岐部は、本体部から分岐部の先端までの長さがいずれも略同一の長さに設定されると共に、
本体部がジグザグに折り畳まれることにより、セパレータを重ねる方向から見て、複数の分岐部が重ねられた状態で、各分岐部の先端が折り曲げられることなく、それぞれ異なるセパレータ間の隙間に差し込まれるとよい。

このようにすれば、セパレータを重ねる方向から見て、セパレータのごく限られた１箇所の同じ位置に、各分岐部の先端を差し込むことができる。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、本発明によれば、ジグザグに折り畳まれた本体部分によって分岐部間の距離を自由に調整できるので、上記寸法精度が高くなくても、適切に各隙間に各分岐部の先端を差し込むことができる。なお、セパレータを重ねる方向とは、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、複数の分岐部は、本体部から分岐部の先端までの長さが、本体部の先端に向かうにつれて順番に長くなるように設定されると共に、
本体部がジグザグに折り畳まれることにより、セパレータを重ねる方向から見て、複数の分岐部が重ねられた状態となり、
かつ、各分岐部の先端が折り曲げられた状態で、各分岐部の先端がそれぞれ異なるセパレータ間の隙間に差し込まれて、
複数の分岐部の重なった部分が、多層状に設けられたセパレータの側面側と対向するように配設されることも好適である。

この場合でも、セパレータを重ねる方向から見て、セパレータのごく限られた１箇所の同じ位置に、各分岐部の先端を差し込むことができる。また、本発明の構成においても、各分岐部の折り曲げる位置の調整により、折り曲げられた先端間の距離を調整できるので、上記寸法精度が高くなくても、適切に各隙間に各分岐部の先端を差し込むことができる。更に、本発明の構成によれば、複数の分岐部の重なった部分が、多層状に設けられたセパレータの側面側と対向するように配設されることから、燃料電池用配線の設置スペースを少なくできる。

更に、複数の分岐部は、いずれも本体部から略垂直に伸びた部分と、この部分から更に屈折する部分と、を有し、
各分岐部の前記屈折する部分が折り曲げられた状態で、各屈折する部分がそれぞれ異なるセパレータ間の隙間に差し込まれて、
本体部と本体部から略垂直に伸びた部分が、多層状に設けられたセパレータの側面側と対向するように配設されることも好適である。

この場合でも、セパレータを重ねる方向から見て、セパレータのごく限られた１箇所の同じ位置に、各分岐部の先端を差し込むことができる。また、本発明の構成においても、本体部から略垂直に伸びた部分が柔軟に動くことで、屈折する部分間の距離を調整できるので、上記寸法精度が高くなくても、適切に各隙間に各分岐部（屈折する部分）の先端を差し込むことができる。更に、本発明の構成によれば、本体部と本体部から略垂直に伸びた部分が、多層状に設けられたセパレータの側面側と対向するように配設されることから、燃料電池用配線の設置スペースを少なくできる。

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。

また、前記分岐部の先端付近に、該分岐部を撓みにくくする補強板が設けられているとよい。

このようにすれば、燃料電池用配線における分岐部をセパレータ間の隙間に差し込む際に、分岐部の先端付近が撓み難いため、差し込み作業が容易となる。

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５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つの電線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。

＜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及び図５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平面図である。なお、図４においては、燃料電池のセパレータ２０との配置関係を模式的に示すべく、セパレータ２０についても図示されている。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んだ状態を示す外観図である。なお、図５（ａ）においては、燃料電池用配線を組み込んだ側から見た外観図を示し、図５（ｂ）はその側面側から見た外観図を示している。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。

本実施例に係る燃料電池用配線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。また、ベースフィルム１１及びカバーフィルム１３は、直線状に伸びる本体部から分岐する複数の分岐部Ａを有する。そして、本体部には、複数の電線１２がそれぞれ平行に並べられる。これらの各電線１２は、途中で折れ曲がり、それぞれの分岐部Ａまで２本ずつ伸びている。そして、各分岐部Ａの先端において、２本の電線１２に電気的に接続されるように、それぞれ温度センサ１４が設けられる。そして、本実施例においては、複数の分岐部Ａはいずれも同一の長さに設定される。

以上のように構成される燃料電池用配線１０において、燃料電池用配線１０の本体部がジグザグ状に折り畳まれる。なお、図４において、２点鎖線Ｌ１が谷線となり、１点鎖線Ｌ２が山線となるようにして、交互にジグザグに折り畳まれる。これにより、セパレータ２０を重ねる方向から見て、複数の分岐部Ａが重ねられた状態となる。この状態で、分岐部Ａの先端は、特に折り曲げられることはなく、燃料電池におけるセパレータ２０間の隙間に差し込まれる。このように、各分岐部Ａは、それぞれ異なるセパレータ２０間隙間に差し込まれ、全てのセパレータ２０間隙間に各分岐部Ａの先端が差し込まれる。

ただし、この分岐部Ａのセパレータ２０間隙間への差し込みは、燃料電池を組み込む作
業の過程で、セパレータ２０を重ねる際に予め差し込むようにしても良いし、燃料電池が組み立てられた後に、差し込むようにしても良い。

このように、各分岐部Ａの先端がセパレータ２０間の隙間に差し込まれることで、各先端に設けられた弾性部材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、各先端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。

なお、電線１２の先端が取り付けられる領域は、セパレータ２０の端部の一定範囲（図４中Ｔで示す範囲）に限られる。

＜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が設けられた各分岐部Ａ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、分岐部Ａの先端がセパレータ２０間隙間に保持されるので、当該先端がセパレータ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間隙間内に温度センサ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、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におけるジグザグに折り畳まれた本体部が伸び縮みするため、分岐部Ａ間の距離を自由に変更することができる。従って、上記寸法精度が高くなくても、適切に各隙間に各分岐部Ａを差し込むことができる。

図６〜図８には、本発明の実施例２が示されている。本実施例においては、ベースフィルム１１とカバーフィルム１３の形状、及び、電線１２のレイアウトと、燃料電池用配線を燃料電池に組み込む場合の燃料電池用配線の折り曲げ方と配置について、上記実施例１と異なる場合を示す。上記図１〜図３を参照して説明した燃料電池用配線の基本的な構成は、上記実施例１と同様であるので、その説明は省略する。図６は本発明の実施例２に係る燃料電池用配線の平面図である。図７は本発明の実施例２に係る燃料電池用配線を折り畳んだ状態を示す平面（上面）図である。図８は本発明の実施例２に係る燃料電池用配線を燃料電池に組み込んだ状態を示す外観図である。なお、図８においては、燃料電池用配線を燃料電池に組み込んだ状態を側面側から見た外観図を示している。

＜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＞
本実施例に係る燃料電池用配線１０ａにおいても、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。また、ベースフィルム１１及びカバーフィルム１３は、直線状に伸びる本体部から分岐する複数の分岐部Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅを有する。そして、本体部には、複数の電線１２がそれぞれ平行に並べられる。これらの各電線１２は、途中で折れ曲がり、それぞれの分岐部Ａ〜Ｅまで２本ずつ伸びている。そして、各分岐部Ａ〜Ｅの先端において、２本の電線１２に電気的に接続されるように、それぞれ温度センサ１４が設けられる。そして、本実施例において
は、本体部の最も後端側の分岐部Ａが一番短く、先端に向かうにつれて分岐部の長さは徐々に長くなり、最も先端側の分岐部Ｅが一番長くなるように設定されている。

以上のように構成される燃料電池用配線１０ａにおいて、燃料電池用配線１０ａの本体部がジグザグ状に折り畳まれる。なお、図６において、２点鎖線Ｌ３が谷線となり、１点鎖線Ｌ４が山線となるようにして、交互にジグザグに折り畳まれる。これにより、セパレータ２０を重ねる方向から見て、複数の分岐部Ａ〜Ｅが重ねられた状態となる（図７参照）。

そして、各分岐部Ａ〜Ｅの先端が折り曲げられた状態（図６中、点線Ｌ５が折り曲げ部に相当する）で、燃料電池におけるセパレータ２０間の隙間に差し込まれる。ここで、各分岐部Ａ〜Ｅは、それぞれ異なるセパレータ２０間隙間に差し込まれ、全てのセパレータ２０間隙間に各分岐部Ａ〜Ｅの先端が差し込まれる。また、複数の分岐部Ａ〜Ｅが重ねられた部分は、多層状に設けられたセパレータ２０の側面側に対向するように配設される。なお、上記実施例１と同様に、分岐部Ａ〜Ｅのセパレータ２０間隙間への差し込みは、燃料電池を組み込む作業の過程で、セパレータ２０を重ねる際に予め差し込むようにしても良いし、燃料電池が組み立てられた後に、差し込むようにしても良い。

ここで、上記の通り、燃料電池用配線１０ａにおける分岐部Ａ〜Ｅ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１０ａ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１０ａ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。

なお、上述した分岐部Ａ〜Ｅにおける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）Ｌ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。これにより、分岐部Ａ〜Ｅは、それぞれ異なるセパレータ２０間隙間に適切に差し込まれる。

＜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１０ａの場合にも、上記実施例１と同様に、温度センサ１４が設けられた各分岐部Ａ〜Ｅ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、分岐部Ａ〜Ｅの先端がセパレータ２０間隙間に保持されるので、当該先端がセパレータ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１０ａによって、複数のセパレータ２０間隙間内に温度センサ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、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１０ａ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、上記実施例１の中でも説明したように、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、本実施例の場合においても、分岐部Ａ〜Ｅには柔軟性があり、また、分岐部Ａ〜Ｅの先端の折り曲げる位置を適宜調整することによって、各分岐部間の距離をある程度変更することができる。従って、上記寸法精度が高くなくても、適切に各隙間に各分岐部Ａ〜Ｅを差し込むことができる。更に、本実施例の場合には、分岐部Ａ〜Ｅを重ねた部分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１０ａの設置スペースも少なくて済む。

図９及び図１０には、本発明の実施例３が示されている。本実施例においても、ベースフィルム１１とカバーフィルム１３の形状、及び、電線１２のレイアウトと、燃料電池用配線を燃料電池に組み込む場合の燃料電池用配線の折り曲げ方と配置について、上記実施例１と異なる場合を示す。上記図１〜図３を参照して説明した燃料電池用配線の基本的な構成は、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３に係る燃料電池用配線の平面図である。図１０は本発明の実施例３に係る燃料電池用配線を燃料電池に組み込んだ状態を示す外観図である。なお、図１０においては、燃料電池用配線を燃料電池に組み込んだ側から見た外観図を示している。

＜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＞
本実施例に係る燃料電池用配線１０ｃにおいても、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。また、ベースフィルム１１及びカバーフィルム１３は、直線状に伸びる本体部から分岐する複数の分岐部Ｆを有する。そして、本体部には、複数の電線１２がそれぞれ平行に並べられる。これらの各電線１２は、途中で折れ曲がり、それぞれの分岐部Ｆまで２本ずつ伸びている。そして、各分岐部Ｆの先端において、２本の電線１２に電気的に接続されるように、それぞれ温度センサ１４が設けられる。そして、本実施例においては、分岐部Ｆはいずれも同一形状である。すなわち、分岐部Ｆは、本体部から垂直に伸びた部分と、この部分から更に垂直に屈折する部分とを有し、全体がＬ字形状となっている。

以上のように構成される燃料電池用配線１０ｃにおいて、本実施例では、これまでの実施例とは異なり、本体部は折り畳まれることはなく、各分岐部Ｆの先端（上述した屈折する部分）のみが折り曲げられた状態で、燃料電池におけるセパレータ２０間の隙間に差し込まれる。ここで、各分岐部Ｆの先端は、それぞれ異なるセパレータ２０間隙間に差し込まれ、全てのセパレータ２０間隙間に各分岐部Ｆの先端が差し込まれる。そして、燃料電池用配線１０ｃの本体部と分岐部Ｆのうち本体部から垂直に伸びた部分は、多層状に設けられたセパレータ２０の側面側に対向するように配設される。なお、上記実施例１と同様に、分岐部Ａ〜Ｅのセパレータ２０間隙間への差し込みは、燃料電池を組み込む作業の過程で、セパレータ２０を重ねる際に予め差し込むようにしても良いし、燃料電池が組み立てられた後に、差し込むようにしても良い。また、分岐部Ｆの先端の折り曲げる部分（本体部から垂直に伸びた部分と屈折する部分との境界付近の部分）に、補強部材１６を設けると好適であることは、上記実施例２の場合と同様である。

また、本実施例においては、分岐部Ｆ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。これにより、各分岐部Ｆは、それぞれ異なるセパレータ２０間隙間に適切に差し込まれる。

＜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１０ｃの場合にも、上記実施例１と同様に、温度センサ１４が設けられた各分岐部Ｆ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、分岐部Ｆの先端がセパレータ２０間隙間に保持されるので、当該先端がセパレータ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１０ｃによって、複数のセパレータ２０間隙間内に温度センサ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、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１０ｃ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、上記実施例１の中でも説明したように、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、本実施例の場合においても、分岐部Ｆには柔軟性があり、また、分岐部Ｆの先端の折り曲げる位置を適宜調整することによって、各分岐部間の距離をある程度変更することができる。従って、上記寸法精度が高くなくても、適切に各隙間に各分岐部Ｆを差し込むことができる。更に、本実施例の場合には、燃料電池用配線１０ｃの本体部、及び分岐部Ｆのうち本体部から垂直に伸びた部分を燃料電池の外壁面に沿って設置できるため、上記実施例２よりも、更に、燃料電池用配線１０ｃの設置スペースが少なくて済む。

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、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、分岐部の先端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分岐部の先端における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、図１１に示すものが挙げられる。なお、本実施例で説明する弾性部材の各種具体例は、上記実施例１〜３のいずれにも適用可能である。図１１は本発明の実施例４に係る弾性部材の形状例を示す外観図である。なお、図１１（ａ）（ｂ）（ｃ）は側面側から見た外観図であり、図１１（ｄ）（ｅ）は正面側から見た外観図である。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。

（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、燃料電池用配線における分岐部の先端を差し込む場合には、弾性部材１５の先端に、平面状の傾斜面（図１１（ｃ）に示す例）や曲面状（球面状を含む）の傾斜面（図１１（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、分岐部の先端は、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、分岐部の先端の差し込み後における設置状態の安定性を重視する必要がある場合には、図１１（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側に分岐部の先端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１１（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１２には、本発明の実施例５が示されている。本実施例では、分岐部の先端を一対のセパレータ間の隙間に差し込んだ後に、分岐部の先端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。なお、本実施例で説明する係止機構は、上記実施例１〜３のいずれにも適用可能である。図１２は本発明の実施例５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。

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、分岐部の先端がセパレータ２１間の隙間に差し込まれた後は、分岐部に対して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、分岐部の先端の抜け落ちが防止される。

図１３には、本発明の実施例６が示されている。本実施例では、分岐部の先端を、一対のセパレータ間の隙間に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。なお、本実施例で説明する弾性部材の具体例は、上記実施例２，３のいずれにも適用可能である。図１３は本発明の実施例６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１３（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１３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、実施例２，３においては、分岐部の先端は、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、分岐部の先端が元の状態に戻ろうとするため、この先端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、先端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、分岐部の先端をセパレータ間の隙間に差し込むと好適である。

図１３（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６１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、分岐部の先端をセパレータ間の隙間に差し込む。これにより、この分岐部の先端は、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１３（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６２のコ字状の部分を弾性部材１５ｈに挟み込みながら、分岐部の先端をセパレータ間の隙間に差し込む。これにより、この分岐部の先端は、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１４には、本発明の実施例７が示されている。本実施例では、ベースフィルムの先端にベースフィルムを撓みにくくする補強板を設けた構成を示す。なお、本実施例で説明する補強板を設けた構成は、上記実施例１〜３のいずれにも適用可能である。図１４は本発明の実施例７に係る燃料電池用配線の模式的断面図である。なお、基本的な構成は上記実施例１と同一であるので同一の構成については同一の符号を付して、その説明は適宜省略する。

本実施例においては、燃料電池用配線１０ｄは、ベースフィルム１１の先端付近に補強板１８を取り付け、この補強板１８に弾性部材１５を設けている。この補強板１８はベースフィルム１１と同様の素材で構わない。このように、補強板１８を設けることで、先端付近を撓みにくくすることができる。これにより、分岐部の先端を一対のセパレータ２０間の隙間に差し込む作業をより簡単にすることができる。

なお、この補強板１８を設ける領域は、上記実施例２，３においては、分岐部先端の折り曲げ部分を避けた領域が望ましく、この折り曲げ部分よりも先端側にのみ設けても良いし、折り曲げ部分よりも後端側にのみ設けても良いし、折り曲げ部分よりも先端側と後端側の両方に設けても良い。

なお、分岐部の先端を除く部分は、作業性や配置のし易さを考慮すると、撓みやすいほうが良いため、ベースフィルム１１全体の厚みを厚くすることは意味がない。また、ベースフィルム１１において、一部分（上記補強板１８を設ける部分）のみの厚みを厚くすることは技術的に困難性を伴うことからあまり現実的ではない。勿論、技術的な困難性を伴うものでなければ、ベースフィルム１１の一部分の厚みを厚くすることで、実質的に補強板を設けたものと同様の効果を発揮させることも可能である。

（その他）
これまで説明した各実施例において、弾性部材はベースフィルムに固定されている場合を説明したが、弾性部材を燃料電池用配線の本体とは別体として、分岐部を差し込んだ後に、弾性部材を差し込むようにすることもできる。また、弾性部材を別体とした場合には、分岐部付近を予め折り曲げることなく、弾性部材の差し込みによって、当該分岐部付近を折り曲げることも可能である。このように別体する場合における弾性部材としては、ゴムや金属バネなどのそれ自体で弾性を有するもののほか、剛体に弾性体を取り付けて、全体で押圧機能（弾性機能）を発揮するものも適用し得る。また、弾性部材をベースフィルムに固定された部分と別体の部分に分けるようにすることもできる。例えば、ベースフィルムにゴム等の弾性体を固定させておき、それとは別の剛体等を本体とは別に差し込むようにすることもできる。

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平面図である。 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んだ状態を示す外観図である。 図６は本発明の実施例２に係る燃料電池用配線の平面図である。 図７は本発明の実施例２に係る燃料電池用配線を折り畳んだ状態を示す平面（上面）図である。 図８は本発明の実施例２に係る燃料電池用配線を燃料電池に組み込んだ状態を示す外観図である。 図９は本発明の実施例３に係る燃料電池用配線の平面図である。 図１０は本発明の実施例３に係る燃料電池用配線を燃料電池に組み込んだ状態を示す外観図である。 図１１は本発明の実施例４に係る弾性部材の形状例を示す外観図である。 図１２は本発明の実施例５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１３は本発明の実施例６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１４は本発明の実施例７に係る燃料電池用配線の模式的断面図である。

符号の説明

１０，１０ａ，１０ｃ，１０ｄ 燃料電池用配線
１１ ベースフィルム
１２ 電線
１３ カバーフィルム
１４ 温度センサ
１５，１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，１５ｅ，１５ｆ，１５ｇ，１５ｈ 弾性部材
１６ 補強部材
１８ 補強板
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
６１，６２ 治具
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ 分岐部

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、
   前記絶縁基板は、直線状に伸びる本体部と、本体部から分岐する複数の分岐部と、を有し、
   本体部には複数の導電部材が配設され、各導電部材は途中で折れ曲がり、いずれかの分岐部まで伸びて、各分岐部の先端に前記センサがそれぞれ設けられると共に、
   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、複数の分岐部は、それぞれ異なるセパレータ間の隙間に差し込まれ、かつこれら分岐部の先端が、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、
   各分岐部においては、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. 複数の分岐部は、本体部から分岐部の先端までの長さがいずれも略同一の長さに設定されると共に、
   本体部がジグザグに折り畳まれることにより、セパレータを重ねる方向から見て、複数の分岐部が重ねられた状態で、各分岐部の先端が折り曲げられることなく、それぞれ異なるセパレータ間の隙間に差し込ま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. 複数の分岐部は、本体部から分岐部の先端までの長さが、本体部の先端に向かうにつれて順番に長くなるように設定されると共に、
   本体部がジグザグに折り畳まれることにより、セパレータを重ねる方向から見て、複数の分岐部が重ねられた状態となり、
   かつ、各分岐部の先端が折り曲げられた状態で、各分岐部の先端がそれぞれ異なるセパ
   レータ間の隙間に差し込まれて、
   複数の分岐部の重なった部分が、多層状に設けられたセパレータの側面側と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。
4. 複数の分岐部は、いずれも本体部から略垂直に伸びた部分と、この部分から更に屈折する部分と、を有し、
   各分岐部の前記屈折する部分が折り曲げられた状態で、各屈折する部分がそれぞれ異なるセパレータ間の隙間に差し込まれて、
   本体部と本体部から略垂直に伸びた部分が、多層状に設けられたセパレータの側面側と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。
5. 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１〜４のいずれか１つに記載の燃料電池用配線。
6. 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３または４に記載の燃料電池用配線。
7. 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１〜６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１〜７のいずれか１つに記載の燃料電池用配線。
9. 前記分岐部の先端付近に、該分岐部を撓みにくくする補強板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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