JP5248226B2 - コネクタ装置およびスタック装置 - Google Patents

Description

本発明は燃料電池等に取り付けられるコネクタ装置およびスタック装置に関する。

燃料電池のスタックに使用されるセル電圧検出装置を例にとって説明する。従来、燃料電池のスタックのセル電圧検出装置が知られている（特許文献１）。この装置によれば、燃料電池の単セルを構成するセパレータの上縁には、溝底面を斜面とした溝が形成されている。そして、断面で円形状をなす導電端子が、セパレータ（集電部材）の溝内に挿入されて溝の溝底面に当接されている。このものによれば、導電端子は、セパレータの溝底面に電気的に接触するように当接されている。
特開２００３−１２３８１６号公報

しかしながら上記した技術によれば、セパレータの厚みは寸法公差内で変動するが、セパレータの厚みの変動に対処することができない。

本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、集電部材と導電端子との電気的な接触性が長期にわたり良好に維持されるコネクタ装置およびスタック装置を提供することを課題とする。

（１）様相１に係るコネクタ装置は、電気絶縁性を有する材料で形成され配線が取り付けられるハウジングと、ハウジングに保持された導電材料で形成され且つ配線に電気的に接続された導電端子とを具備しており、導電端子は、相手側の集電部材に電気的に接触するためのバネ状接触部を備えており、ハウジングは、各バネ状接触部と集電部材との間に設けられバネ状接触部の潰れを抑制する潰れ抑制突起部をもつ。

コネクタ装置のハウジングは潰れ抑制突起部をもつ。潰れ抑制突起部は、各バネ状接触部と集電部材との間に設けられており、バネ状接触部の過剰な潰れを抑制することができる。このため集電部材とバネ状接触部との電気的な接触性が長期にわたり良好に維持される。潰れ抑制突起部の構造および形状は特に限定されない。

（２）様相２に係るコネクタ装置は、電気絶縁性を有する材料で形成され配線が取り付けられるハウジングと、ハウジングに保持された導電材料で形成され且つ配線に電気的に接続された導電端子とを具備しており、導電端子は、相手側の集電部材に電気的に接触するためのバネ状接触部を備えており、ハウジングは、集電部材に形成される差込空間に差込可能であり且つバネ状接触部を対面させた状態で支持する支持面をもつ電気絶縁材料で形成された足状をなす差込突起部を有する。

ハウジングは、集電部材に形成される差込空間に差込可能な足状をなす差込突起部を有する。差込突起部は、導電端子のバネ状接触部を対面させた状態で支持する支持面をもち、電気絶縁材料で形成されており、電気絶縁作用を有する。このように電気絶縁性を有する差込突起部がスタックの差込空間に差し込まれて配置される。このため、隣設する集電部材同士が直接短絡することが抑制される。従って、集電部材とバネ状接触部との電気的な接触性が長期にわたり良好に維持される。差込突起部の構造および形状は特に限定されない。

（３）様相３に係るスタック装置は、複数の集電部材を並設した構造をもつスタックと、スタックに取り付けられ集電部材に電気的に接触するためのコネクタ装置とを具備するスタック装置において、コネクタ装置は、上記した様相に係るコネクタ装置である。

（４）各様相において、ハウジングは、電気絶縁性を有する材料（例えば硬質樹脂等の樹脂）で形成されている。導電端子は、ハウジングに保持された導電材料（例えば銅、アルミニウム、鉄、銅合金、アルミニウム合金、鉄合金）で形成されている。銅合金はりん青銅を含む。導電端子は、集電部材に電気的に接触するためのバネ状接触部を備えている。バネ状接触部とは、集電部材にバネ力で電気的に接触するため導電部をもつものをいう。バネ状接触部の形状および構造は特に限定されず、Ｖ形状、Ｕ形状、Ｗ形状、Ｎ形状、Ｍ形状、Ｓ形状、Ｚ形状のうちの少なくとも一つを利用した形状でも良い。

本発明のコネクタ装置は次の好適態様を採用できる。

・好ましくは、ハウジングは、集電部材に形成される差込空間に差込可能である足状をなす差込突起部を有する。差込突起部は、電気絶縁材料で形成されており、バネ状接触部を対面させた状態で支持する支持面をもつ。集電部材は、コネクタ装置の導電端子の相手となる集電性をもつ部位であり、燃料電池などの電池を構成するセパレータまたは活物質配流板が挙げられる。この場合、差込突起部は、集電部材に形成される差込空間に差し込まれる。差込突起部は、バネ状接触部を対面させて支持させる。差込突起部は電気絶縁材料で形成されているため、バネ状接触部による導電回路の短絡は抑えられる。

・好ましくは、差込突起部はハウジングに対して相対変位可能とされている。差込突起部がハウジングに複数個並設されているとき、差込突起部の並設方向において、差込突起部は集電部材に対して相対変位することが好ましい。集電部材がこれの厚み方向に積層されているときには、当該積層方向において、各差込突起部は相対変位することが好ましい。

・好ましくは、ハウジングは、バネ状接触部と係合可能であり係合によりハウジングに対するバネ状接触部の浮きを抑制する複数の浮き抑制突起部をもつ。この場合、導電端子がハウジングに取り付けられているとき、ハウジングに対するバネ状接触部の浮きが浮き抑制突起部により抑制され、バネ状接触部の保持性が高まる。

・好ましくは、バネ状接触部と集電部材とがそれぞれ電気的に接触するとき、ハウジングは、集電部材の形成されている凹または凸状の相手係合部に係合することにより導電端子のバネ状接触部の抜け止めを図る抜け止め係合部を有する。この場合、導電端子のバネ状接触部の抜け止めが図られる。

・好ましくは、ハウジングの差込突起部は、集電部材に対する差込突起部の変位性を高めるくぼみ部を有する。この場合、差込突起部の可撓性および変位性が高まる。

・好ましくは、ハウジングは、ハウジングを集電部材から取り外すためにハウジングを摘むための取り外し用の摘み突起を有する。この場合、摘み突起によりハウジングを集電部材から取り外し易くなる。

・好ましくは、配線は、導線と導線を覆うと共に導線の先端部を表出させた外層部をもつ。好ましくは、ハウジングは、配線の導線を挿入させて保持する導線保持孔を有する。この場合、配線の導線はハウジングの導線保持孔に挿入されて良好に保持される。

・好ましくは、導電端子は、配線の外層部にかしめられるかしめ部と、バネ状接触部および配線の導線に電気的に接触しつつ導線の外周部を覆うと共に導線保持孔に挿入される挿入被覆部を有する。好ましくは、ハウジングは、導線を覆う被覆部に係合して挿入被覆部を導線保持孔内に固定するための係合力を発揮させる係合爪を有する。この場合、挿入被覆部はハウジングの係合爪に係合するため、ハウジングの導線保持孔内に良好に固定される。

・好ましくは、差込突起部は、ハウジングにおいて一方向に並設されて複数個設けられている。好ましくは、導線保持孔は、ハウジングにおいて前記一方向に並設されて複数個設けられている。この場合、各差込突起部は導電端子をそれぞ搭載しており、各導線保持孔は各導線を搭載している。配線が複数本存在する場合に対処し易い。

・好ましくは、ハウジングのうち差込突起部のつけ根部分を強化させる補強部がハウジングに設けられている。差込突起部のつけ根部分を強化させることができる。

本発明に係るコネクタ装置は、電気部品に対する電圧検出用、放電用、充電用として使用することができる。電気部品としては燃料電池、電池（例えばリチウム電池、ニッケル水素電池、鉛蓄電池等）が例示される。本発明に係るコネクタ装置は、集電部材が厚み方向に積層されている形態に適用できる。

本発明によれば、バネ状接触部はバネ性を有するため、集電部材とバネ状接触部との電気的な接触性が長期にわたり良好に維持される。

様相１に係るコネクタ装置によれば、潰れ抑制突起部は、各バネ状接触部と集電部材との間に設けられており、バネ状接触部の過剰な潰れを抑制することができる。このため集電部材とバネ状接触部との電気的な接触性が長期にわたり良好に維持される。

様相２に係るコネクタ装置によれば、電気絶縁性を有する差込突起部がスタックの差込空間に配置されるため、隣設する集電部材同士が直接短絡することが抑制される。

以下、本発明の実施形態１について図面を参照しつつ説明する。本実施形態に係るコネクタ装置１は、燃料電池のスタック８を構成する集電部材８０に取り付けられるものであり、セルの電圧を検出するセル電圧検出装置である。図１は、コネクタ装置１をスタック８の上面８ｕ側に取り付けた状態を示す。図２は、コネクタ装置１をスタック８に取り付ける前の状態を示す。矢印ＹＵ方向は重力方向の上方向を示す。矢印ＹＤ方向は重力方向の下方向を示す。

図１に示すように、スタック８は、コネクタ装置１の相手となる集電部材８０を有する。集電部材８０は、セパレータとも呼ばれる第１集電部材８１と、セパレータとも呼ばれる第２集電部材８２とを積層させて組み付けることにより形成されている。第１集電部材８１および第２集電部材８２は、炭素または合金鋼（ステンレス鋼）等の導電材料で形成されている。第１集電部材８１と第２集電部材８２との間には、発電作用を発揮する膜電極接合体９（ＭＥＡ）が介在している。隣設する二つの第１集電部材８１の間には、差込空間８４が形成されている。差込空間８４は、スタック８の上面８ｕ側に位置して複数個並設されている。ＭＥＡ９は、イオン伝導膜９０（例えば、炭化フッ素系または炭化水素系等の固体高分子型、あるいは、ガラス質等の無機系膜）を燃料極９１および酸化剤極９２を厚み方向に挟んで形成されている。燃料極９１および酸化剤極９２は、ガス透過性を有するように多孔質であり、発電反応を促進させる触媒金属および微小導電物質（例えばカーボンブラック）を有する。

第１集電部材８１は、ＭＥＡ９の酸化剤極９２に対面すると共に酸化剤極９２に酸化剤ガスを供給する溝状をなす酸化剤通路８５と、冷媒（冷却水）が流れる溝状をなす冷媒通路９５ｆとを有する。第２集電部材８２は、ＭＥＡ９の燃料極９１に対面すると共に燃料極９１に燃料を供給する溝状をなす燃料通路８６と、冷媒（冷却水等の冷却液）が流れる溝状をなす冷媒通路９５ｓとを有する。第１集電部材８１の冷媒通路９５ｆおよび第２集電部材８２の冷媒通路９５ｓ同士は、互いに対面して冷媒通路９５を形成する。冷媒通路９５は、冷却液等の冷媒が流れる通路である。１個のＭＥＡ９を第１集電部材８１および第２集電部材８２で挟むことにより、１単位のセル９７が形成されている。なお、燃料はガス状でも、液状でも良く、水素ガス、水素含有ガス、メタノールが例示される。酸化剤ガスは空気等の酸素ガス、酸素ガスでも良い。

図１に示すように、コネクタ装置１は、スタック８を構成する集電部材８０に着脱可能に取り付けられるハウジング２と、ハウジング２に搭載された導電材料（例えばりん青銅等の銅合金にメッキ膜が積層されている）で形成された導電端子６とを有する。メッキ膜はニッケル、スズ、金メッキなどが挙げられる。

ハウジング２は、電気絶縁性を有する材料（例えば硬質樹脂等の樹脂）で形成されており、複数個（５個）の導線保持孔３０を並設するボックス部３と、ボックス部３のうちスタック８に対面する側の面に電気絶縁材料で一体成形された複数個（５個）並設された足状の差込突起部４とを有する。ボックス部３は上面３ｕと側面３ｓと下面３ｄとを有する。差込突起部４および導線保持孔３０は、一方向に並設されている。一方向は、スタック８を構成する第１集電部材８１および第２集電部材８２の積層方向（矢印Ｐ１方向，スタック８の積層方向）に相当する。電気絶縁材料は樹脂が好ましい。樹脂は難燃性を有する樹脂が好ましい。樹脂としては、例えばポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ボリカーボネイト（ＰＣ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）のうちの少なくとも１つで形成できる。導線保持孔３０は、ほぼ断面四角形状をなしており、配線７の導線７０を挿入できる。

図３は、配線７と、配線７に結合させる前の初期の導電端子６とを示す。配線７は、銅合金等の導電材料で形成された導線７０と、導線７０の先端部を表出させた電気絶縁材料（樹脂）で形成された外層７２とをもつ。初期の導電端子６はリン青銅等の金属を母材とする導電材料で形成されており、板状をなす本体部６０と、本体部６０の先端６０ｍから曲成されたバネ状接触部６１とを有する他に、配線７をかしめつけるための爪状をなす第１かしめ部６２および第２かしめ部６３と、第１かしめ部６２および第２かしめ部６３と本体部６０との間に設けられた挿入被覆部６４と、ハンドリング部６５とを有する。なお、ハンドリング部６５は、初期の導電端子６を製造する過程におけるハンドリング性を考慮したものである。

図３に示すように、導電材料で形成されている挿入被覆部６４は、断面でコの字形状をなしており、第１壁部６４１と、第１壁部６４１に対面する第２壁部６４２と、第１壁部６４１と第２壁部６４２との間に設けられた第３壁部６４３と、切欠６４４とを有する。図４は、配線７の導線７０と導電端子６とを電気的に接続した状態を示す。第２かしめ部６３を曲成して配線７の外層７２にかしめる。第１かしめ部６２を曲成して配線７の導線７０にかしめる。これにより導電端子６の挿入被覆部６４が配線７の導線７０を覆いつつ、配線７の導線７０と導電端子６とは互いに電気的に繋がれている。この場合、配線７の導線７０と導電端子６の本体部６０およびバネ状接触部６１とは、電気的に接続されている。第２かしめ部６３および第１かしめ部６２の双方を曲成して配線７の外層７２にかしめると共に、配線７の導線７０を挿入被覆部６４に電気的に接触させても良い。なお、適宜の製造段階においてハンドリング部６５は導電端子６から除去される。

図５は、配線７をハウジング２に取り付ける直前の形態を示す。図６は、配線７をハウジング２に取り付けているときの形態を示し、図５および図７は反対方向から視認して示す。図７は、導電端子６を組み付けた配線７をハウジング２に取り付けた後の形態を示す。図６に示すように、ハウジング２のボックス部３のうち、差込突起部４と反対側に位置する上面３ｕ（表面）には、矢印Ａ１，Ａ２方向に弾性変形可能な係合爪３１が溝３４により揺動可能に形成されている。係合爪３１は、互いに背向する係合案内面３２および係合面３３を有する。配線７の導線７０に取り付けられている導電端子６の挿入被覆部６４を、矢印Ｘ１方向（挿入方向）に相対移動させることにより、ハウジング２のボックス部３の導線保持孔３０にそれぞれ挿入させる。この場合、１個の挿入被覆部６４を１個の導線保持孔３０に挿入させる。このときハウジング２の係合爪３１の案内面３２が挿入被覆部６４により矢印Ａ１方向に沿って開き、その後、自身のバネ力により矢印Ａ２方向に沿って自動的に復帰する。このため、配線７の導線７０に連結されている導電端子６の挿入被覆部６４の切欠６４４は、ハウジング２の係合爪３１に着脱可能に係合される。この結果、挿入被覆部６４は、導線７０と共にハウジング２の導線保持孔３０にそれぞれ挿入されて固定される。配線７の導線７０に一体的に取り付けられている導電端子６も、ハウジング２の差込突起部４の支持面４０に対面した状態で、差込突起部４の広い平坦な支持面４０に保持される（図８参照）。

この結果、図８に示すように、ハウジング２の差込突起部４には、導電材料で形成された複数個の導電端子６がそれぞれ取り付けられている。差込突起部４の支持面４０に支持されている各導電端子６は、差込突起部４に搭載された本体部６０と、本体部６０の先端部６０ｍから曲成されたバネ状接触部６１とをもつ。バネ状接触部６１は、集電部材８０にバネ弾性で電気的に接触可能となるようにＶ形状をなす導電接触部６１ｃをもつ。

図２は、ハウジング２の差込突起部４に各導電端子６が配線７と共に取り付けられている状態を示す。図２に示すように、導電端子６の本体部６０は、差込突起部４の支持面４０に対面して支持されている。ここで図６に示すように、ハウジング２の差込突起部４は、潰れ抑制突起部４２をもつ。潰れ抑制突起部４２は、差込突起部４の長辺部の外縁部に沿って形成された長辺突起部４２ａと、差込突起部４の短辺部の外縁部に沿って形成された短辺突起部４２ｃとを備えている。図８に示すように、潰れ抑制突起部４２は、差込突起部４の支持面４０から導電端子６の本体部６０を載せる方向に対して突出しており、バネ状接触部６１の過剰な潰れを抑制する。なお、差込突起部４の支持面４０から潰れ抑制突起部４２が突出する突出量は、Ｈ１として示される。

この結果、図８から理解できるように、差込突起部４の支持面４０に支持されている導電端子６のバネ状接触部６１の潰れ変形は、Ｈ１の突出量を有する潰れ抑制突起部４２の突出壁面４２ｔにより制約されている。故に、バネ状接触部６１が過剰に潰れることが抑制されている。このため、導電端子６のバネ状接触部６１のバネ弾性（バネ定数）が長期にわたり良好に維持される。故に、スタック８の第１集電部材８１と導電端子６のバネ状接触部６１との電気的な接触性が長期にわたり良好に維持される。

図６に示すように、ハウジング２の差込突起部４は浮き抑制突起部４４をもつ。浮き抑制突起部４４は、ハウジング２の差込突起部４の潰れ抑制突起部４２のうちの長辺突起部４２ａに一体成形で爪状をなすように形成されている。浮き抑制突起部４４は、ハウジング２を構成する差込突起部４に形成されている潰れ抑制突起部４２のうちの長辺突起部４２ａから、導電端子６のバネ状接触部６１に向けて矢印Ｗ１方向に突出されている。浮き抑制突起部４４は、ハウジング２の差込突起部４の支持面４０に支持されている導電端子６のバネ状接触部６１に係合可能である。この係合により、ハウジング２に対してバネ状接触部６１が矢印Ｂ１方向（図８参照）に浮くことが抑制される。この結果、ハウジング２の差込突起部４の支持面４０に対する導電端子６のバネ状接触部６１の浮きが抑制される。従って、ハウジング２の差込突起部４の支持面４０に対する導電端子６のバネ状接触部６１の支持性が一層高まる。

前述したように、図２は、コネクタ装置１をスタック８の集電部材８０に取り付ける前の状態を示す。互いに隣設する第１集電部材８１同士により、差込空間８４が形成されている。差込空間８４は、スタック８の積層方向（矢印Ｐ１方向）に複数個並設されている。コネクタ装置１をスタック８に取り付けるにあたり、コネクタ装置１のハウジング２の複数個の差込突起部４を、矢印Ｅ１方向（差込方向，下方向）に向けて、スタック８に対して相対移動させて差込空間８４に差し込む。この場合、１個の差込突起部４は１個の差込空間８４に差し込まれる。この結果、図１に示すように、コネクタ装置１は、スタック８を構成する第１集電部材８１および第２集電部材８２に取り付けられる。

すなわち、図１に示すように、コネクタ装置１がスタック８の上面８ｕ側に取り付けられる。この状態では、図１に示すように、ハウジング２の差込突起部４に取り付けられている導電端子６のバネ状接触部６１の導電接触部６１ｃは、バネ状接触部６１のバネ弾性により、第１集電部材８１の表面に密接する。これによりスタック８の第１集電部材８１とコネクタ装置１の導電端子６のバネ状接触部６１との電気的接触性が良好に確保されている。この場合、ハウジング２の差込突起部４に支持されている導電端子６のバネ状接触部６１は、潰れ抑制突起部４２の突出壁面４２ｔよりも過剰に潰れることが抑制されている。このため、導電端子６のバネ状接触部６１のバネ弾性が長期にわたり良好に維持される。故に、スタック８の第１集電部材８１と導電端子６のバネ状接触部６１との電気的な接触性が長期にわたり良好に維持される。

ところで、第１集電部材８１および第２集電部材８２は工業製品である。このため寸法公差等の影響で、スタック８の積層方向（矢印Ｐ１方向）において複数個の差込空間８４のピッチＰＡが多少変位するおそれがある。このような場合であっても、ハウジング２から差込突起部４は、脚状に延設されており、差込突起部４はスタック８の積層方向（図２に示す矢印Ｐ２方向）において可撓性を有しており、図２に示す矢印Ｐ２方向（スタック８の積層方向）においてスタック８に対して変位可能である。このため、ハウジング２の各差込突起部４は、差込空間８４のピッチＰＡの変動に良好に対処できる。更に、差込突起部４の根元部にはこれの肉厚を薄くする窪み４９が形成されている。このため差込突起部４の先端部４ｅ（下端部）は、矢印Ｐ２方向において更なる可撓性および変位性を発揮でき、差込空間８４のピッチＰＡの変動に一層対処できる。

更に本実施形態によれば、図１および図２に示すように、差込突起部４の先端部４ｅには、案内作用を発揮できる先端案内面４６が形成されている。このため、ハウジング２の差込突起部４をスタック８の集電部材８０の差込空間８４に差し込むとき、ハウジング２の複数個の差込突起部４を差込空間８４のそれぞれに挿入する挿入操作が簡便化される。

図９は、ハウジング２の差込突起部４をスタック８の集電部材８０の差込空間８４に差し込む状態を示す。図９に示すように、第１集電部材８１のうち差込空間８４に対面する位置には、傾斜面状またはアール状をなす案内壁面８７ａを有する案内突起８７が突設されている。案内突起８７は縦方向に沿って延設されている。案内突起８７は、スタック８の第１集電部材８１の側面８１ｓ側に形成されており、スタック８の上面８ｕ側の差込空間８４に対面する。

上記したようにハウジング２の複数個の差込突起部４をスタック８の複数個の差込空間８４にそれぞれ挿入する挿入操作を実施するとき、差込突起部４を案内突起８７の案内壁面８７ａに案内しつつ、特に、差込突起部４の長辺突起部４２ａを案内突起８７の案内壁面８７ａに案内しつつ、スタック８の差込空間８４に差し込む。この場合、図１０から理解できるように、コネクタ装置１のハウジング２の差込突起部４は、特に、差込突起部４の長辺突起部４２ａは、案内突起８７により案内され、位置決めされる。このため、ハウジング２の差込突起部４が矢印Ｅ３方向（第１集電部材８１の表面に沿った面方向）において抜け出ることは、抑制されている。従って、スタック８側の案内突起８７は矢印Ｅ３方向におけるストッパとして機能する。この意味においてもコネクタ装置１がスタック８の差込空間８４から抜け出ることが抑制されている。

更に本実施形態によれば、図１および図２に示すように、ハウジング２の差込突起部４には、抜け止め係合部４８が凹状に形成されている。抜け止め係合部４８は、差込突起部４において導電端子６の本体部６０に対して反対側に位置している。すなわち、抜け止め係合部４８は、差込突起部４の支持面４０と反対側の表面４１に形成されている。これに対して、第１集電部材８１には凸状の相手係合部８８が、スタック８の差込空間８４に対面するように、且つ、抜け止め係合部４８と対面し得るように、形成されている。この結果、ハウジング２の差込突起部４をスタック８の差込空間８４に挿入させるとき、ハウジング２の差込突起部４の凹状の抜け止め係合部４８は、第１集電部材８１の凸状の相手係合部８８に自動的に係合する。これによりハウジング２の差込突起部４を矢印Ｅ２方向（離脱方向）に沿ってスタック８から抜こうとしても、ハウジング２の差込突起部４がスタック８の第１集電部材８１から抜けることが抑制される。ひいては、コネクタ装置１がスタック８から簡単に抜けてしまうことが抑制される。この結果、ハウジング２の差込突起部４に支持されているバネ状接触部６１の抜け止めが図られる。

ここで、図２に示すように、凸状の相手係合部８８は、案内作用を有する係合案内面８８ａを有する。このため、ハウジング２の差込突起部４の先端案内面４６が係合案内面８８ａに当接すれば、差込突起部４を徐々に撓ませることが可能となる。更に、コネクタ装置１のハウジング２の差込突起部４を差込空間８４から矢印Ｅ２方向（離脱方向）に沿って離脱させるときであっても、コネクタ装置１のハウジング２の差込突起部４をゆっくりと矢印Ｅ２方向に沿って離脱操作させれば、差込突起部４の抜け止め係合部４８が係合案内面８８ａに当接する。この結果、差込突起部４を矢印Ｐ２方向に徐々に撓ませることが可能となり、差込突起部４を差込空間８４から容易に離脱させることができる。この場合、コネクタ装置１およびスタック８のメンテナンス性を更に高めることができる。

更に図７に示すように、ハウジング２のボックス部３を作業者の指先またはロボットハンドでハウジング２のボックス部３を摘むための摘み突起３９が、ハウジング２のボックス部３に突設されている。この結果、ハウジング２をスタック８の第１集電部材８１の差込空間８４に矢印Ｅ１方向（差込方向）に沿って差し込むとき、あるいは、ハウジング２をスタック８の第１集電部材８１から矢印Ｅ２方向（離脱方向）に沿って取り外すとき、摘み突起３９により、ハウジング２のボックス部３をスタック８の差込空間８４から取り外し易くなる利点が得られる。

ところで、セル９７の電位を測定するに際しては、一般的には、セル９７を構成する酸化剤極９２（＋極）と燃料極９１（−極）との間の電位が電圧計により測定される。ここで本実施形態によれば、図１に示すように、スタック８では、複数のセル９７のＭＥＡ９は電気的に直列に接続されている。ここで、ＭＥＡ９の酸化剤極９２（＋極）に対面する第１集電部材８１と燃料極９１（−極）に対面する第２集電部材８２とは、冷媒通路９５を形成しつつ互いに背中合わせで電気的に接触している。互いに背中合わせで接触している第１集電部材８１および第２集電部材８２は、実質的には同電位となる。図１に示すように、コネクタ装置１に搭載されている複数の導電端子６のうち一の導電端子６Ａは、第１集電部材８１に電気的に接触している。コネクタ装置１に搭載されている複数の導電端子６のうち他の導電端子６Ｂは、第１集電部材８１に電気的に接触している。本実施形態によれば、コネクタ装置１の導電端子６Ａと導電端子６Ｂとが電圧計に繋がれ、コネクタ装置１の導電端子６Ａと導電端子６Ｂとの間における電位が電圧計で測定される。測定にあたり、図１から理解できるように、電気絶縁性をもつ樹脂で形成された差込突起部４が、互いに隣設する第１集電部材８１同士の間の差込空間８４に挿入されている。このため、スタック８において互いに隣設する第１集電部材８１の直接的な短絡が、電気絶縁性を有する樹脂製の差込突起部４により抑えられる。

図７に示すように、複数個の差込突起部４は、ボックス部３から下方向に沿って延設されている。差込突起部４は、導電端子６の本体部６０およびバネ状接触部６１を保持すると共に、差込空間８４に差し込まれる重要な役割を果たす。従って、ボックス部３のうち差込突起部４を延設させる部分を補強することが好ましい。このため、ハウジング２のボックス部３を補強することができる補強部３８がボックス部３の各導線保持孔３０に形成されている。このためハウジング２のボックス部３のうち差込突起部４のつけ根部分が強化されている。

（実施形態２）
図１１は実施形態２を示す。本実施形態は前記した実施形態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。コネクタ装置１Ｂにおいて、導電端子６は、本体部６０と、本体部６０から延設されたバネ状接触部６１Ｂとを有する。バネ状接触部６１Ｂは、断面（矢印Ｐ１方向に沿った断面）でドーム形状をなす。バネ状接触部６１の凸円弧形状をなす導電接触部６１ｃは、自身のバネ弾性力により、スタック８の第１集電部材８１に電気的に当接する。

（実施形態３）
図１２は実施形態３を示す。本実施形態は前記した実施形態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。コネクタ装置１Ｃは、スタック８を構成する集電部材８０に着脱可能に取り付けられるハウジング２と、ハウジング２に搭載された導電材料で形成された導電端子６とを有する。ハウジング２は、電気絶縁性を有する材料（硬質樹脂等の樹脂）で形成されており、複数個（１０個）の導線保持孔３０を並設するボックス部３と、ボックス部３のうちスタック８に対面する側の面に電気絶縁材料で一体成形された複数個（１０個）並設された足状の差込突起部４とを有する。差込突起部４および導線保持孔３０は、一方向に並設されている。一方向は、スタック８を構成する第１集電部材８１および第２集電部材８２の積層方向（矢印Ｐ１方向）に相当する。樹脂はＰＢＴ等が挙げられる。

（実施形態４）
図１３は実施形態４を示す。本実施形態は前記した実施形態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。コネクタ装置１Ｄにおいては、ハウジング２に形成されている複数の摘み突起３９Ｄは互いに対向しつつ、ハウジング２のボックス部３において差込突起部４から遠ざかる方向に向けて突出している。このためコネクタ装置１Ｄをスタック８から取り外し易い。差込突起部４の根元に形成されている窪み４９（可撓性促進部）は、差込突起部４の並設方向（矢印Ｐ１方向）に対して直交する方向（矢印Ｐ２方向）において形成されている。従って、差込突起部４は、差込突起部４の並設方向（矢印Ｐ１方向）に対して可撓性を有すると共に、差込突起部４の並設方向（矢印Ｐ１方向）に対して直交する方向（矢印Ｐ２方向）において可撓性を有する。従って、コネクタ装置１のハウジング２の差込突起部４をスタック８の差込空間８４に挿入させる自由度を高めることができる。

（実施形態５）
図１４は実施形態５を示す。本実施形態は前記した実施形態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。コネクタ装置１Ｅは、スタック８に着脱可能に取り付けられるハウジング２と、ハウジング２に搭載された導電材料で形成された導電端子６とを有する。ハウジング２は、電気絶縁性を有する材料（硬質樹脂等の樹脂）で形成されており、複数個の導線保持孔３０を並設するボックス部３と、ボックス部３のうちスタック８に対面する側の面に電気絶縁材料で一体成形された複数個並設された足状の差込突起部４とを有する。ハウジング２は挿入孔２５を有する。挿入孔２５は、第１挿入孔２５ｆと第２挿入孔２５ｓとを有する。コネクタ装置１の差込突起部４は、ハウジング２に対して別体で形成されており、ハウジング２の第１挿入孔２５ｆから第２挿入孔２５ｓに圧入される挿入頭部４０１と、挿入頭部４０１の最大肉厚よりも厚みが小さな首部４０２とを有する。差込突起部４の首部４０２がハウジング２の第１挿入孔２５ｆに挿入され、挿入頭部４０１がハウジング２の第２挿入孔２５ｓに圧入される。これにより差込突起部４はハウジング２に接続される。

図１４に示すように、第１挿入孔２５ｆの空間幅Ｄ１は、首部４０２の最大厚みＦ１よりも大きくされている。第２挿入孔２５ｓの空間幅Ｄ２は、挿入頭部４０１の最大厚みＦ２よりも大きくされている。このため、首部４０２および挿入頭部４０１は、挿入孔２５に挿入されている状態で、スタック８の積層方向（矢印Ｐ１方向）に変位することができ、ひいては差込突起部４はスタック８の積層方向（矢印Ｐ１方向）に変位することができる。

前述したように第１集電部材８１および第２集電部材８２は工業製品であるため、寸法公差等の影響で、スタック８の積層方向（矢印Ｐ１方向）において差込空間８４のピッチＰＡが多少変位するおそれがある。このような場合であっても、首部４０２および挿入頭部４０１は、挿入孔２５に挿入されている状態で、スタック８の積層方向（矢印Ｐ１方向）に変位することができ、ひいては差込突起部４はスタック８の積層方向（矢印Ｐ１方向）に変位することができ、スタック８の複数個の差込空間８４のピッチＰＡの変位に容易に対処することができる。差込突起部４は電気絶縁性を有する樹脂で形勢されているため、隣設する導電端子６同士の直接短絡が抑えられる。

（その他）
本発明は上記した実施形態のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できる。上記した実施形態によれば、図１に示すようにコネクタ装置１をスタック８の上面８ｕ側に取り付ける。ただしこれに限らず、コネクタ装置１をスタック８の横側面側に取り付けることにしてもよいし、あるいは、コネクタ装置１をスタック８の下面側に取り付けることにしてもよい。上記した実施形態によれば、コネクタ装置１のハウジング２の差込突起部４の数は５個とされているが、これに限定されず、１個でも、２個でも、３個でも、４個でも、６個でも良く、それ以上でもよく、必要に応じて設定される。上記した実施形態によれば、図１に示すように、ハウジング２の差込突起部４をスタック８の差込空間８４に挿入させるとき、ハウジング２の差込突起部４の凹状の抜け止め係合部４８は、第１集電部材８１の凸状の相手係合部８８に係合することにより、ハウジング２の差込突起部４をスタック８から抜こうとしても、ハウジング２の差込突起部４がスタック８の第１集電部材８１から抜けることが抑制される。これに限らず、差込突起部４に形成されている凸状の抜け止め係合部４８を、第１集電部材８１の凹状の相手係合部８８に係合させることにしても良い。更に上記したコネクタ装置１は燃料電池に適用されているが、これに限定されず、リチウム電池、ニッケル水素電池、マンガン電池、鉛電池、太陽電池等にも適用できる。本明細書から次の技術的思想も把握される。

［付記項１］
電気絶縁性を有する材料で形成され配線が取り付けられるハウジングと、ハウジングに保持された導電材料で形成され且つ配線に電気的に接続された導電端子とを具備しているコネクタ装置。コネクタ装置は相手に取り付けられる。

［付記項２］
付記項１において、導電端子は、集電部材に電気的に接触するためのバネ状接触部を備えているコネクタ装置。

［付記項３］
付記項１または２において、ハウジングは、各バネ状接触部と集電部材との間に設けられバネ状接触部の潰れを抑制する潰れ抑制突起部をもつコネクタ装置。この場合、バネ状接触部の過剰の潰れが抑制される。

［付記項４］
付記項１〜３のうちの一項において、ハウジングは、集電部材に形成される差込空間に差込可能であり且つバネ状接触部を対面させた状態で支持する電気絶縁材料で形成された足状をなす差込突起部を有するコネクタ装置。差込突起部は差込空間に差し込まれる。

［付記項５］
付記項１〜４のうちの一項において、差込突起部はハウジングに対して相対変位可能とされているコネクタ装置。差込突起部の変位性が高められている。

［付記項６］
付記項５において、差込突起部は挿入頭部を有しており、ハウジングは挿入頭部を受け入れ可能な挿入孔を有しており、差込突起部の挿入頭部はハウジング２の挿入孔内において相対変位可能とされているコネクタ装置。ハウジングに対する差込突起部の変位性が高められている。複数個の差込突起部が一方向においてハウジングに並設されていても良い。

［付記項７］
付記項１〜６のうちの一項において、ハウジングは、バネ状接触部と係合可能であり係合によりハウジングに対するバネ状接触部の浮きを抑制する複数の浮き抑制突起部をもつコネクタ装置。ハウジングに対するバネ状接触部の浮きが抑制されている。

［付記項８］
付記項１〜７のうちの一項において、ハウジングは、バネ状接触部と集電部材とがそれぞれ電気的に接触するとき、集電部材の形成されている凹または凸状の相手係合部に係合することにより、集電部材からハウジングの抜け止めを図る抜け止め係合部を有するコネクタ装置。集電部材からのハウジング２の抜けが抑制される。

［付記項９］
付記項１〜８のうちの一項において、ハウジングの差込突起部は、集電部材に対する差込突起部の変位性を高めるくぼみ部を有するコネクタ装置。差込突起部の変位性が高められている。

［付記項１０］
付記項１〜９のうちの一項において、ハウジングは、ハウジングを集電部材から取り外すためにハウジングを摘むための取り外し用の摘み突起を有するコネクタ装置１。ハウジングの取り外しが簡便となる。

［付記項１１］
付記項１〜１０のうちの一項において、導線と導線を覆うと共に導線の先端部を表出させた外層とをもつ配線が設けられており、ハウジングは、配線の導線を挿入させて保持する導線保持孔を有するコネクタ装置。導線がハウジングで保持される。

［付記項１２］
付記項１〜１１のうちの一項において、導電端子は、配線の外層にかしめられるかしめ部と、バネ状接触部および配線の導線に電気的に接触しつつ導線の外周部を覆うと共に導線保持孔に挿入される挿入被覆部を有しており、ハウジングは、導線を覆う挿入被覆部に係合して挿入被覆部をハウジングの導線保持孔内に固定するための係合力を発揮させる係合爪を有するコネクタ装置。導線がハウジングで保持される。

［付記項１３］
請求項１〜１２のうちの一項において、差込突起部は、一方向に並設されて複数個設けられており、導線保持孔は、前記一方向に並設されて複数個設けられており、各差込突起部は導電端子をそれぞれ搭載しており、各導線保持孔は各導線を搭載しているコネクタ装置。導線がハウジングで保持される。

［付記項１４］
セルを有するスタックと、前記スタックに取り付けられ前記セル９７の電位を測定するコネクタ装置とを具備するスタック装置において、前記コネクタ装置は、上記した付記項のうちの一項に係るコネクタ装置であるスタック装置。

本発明は例えば定置用、車両用、電子機器用、電気機器用、携帯用、可搬用の燃料電池に適用できる。更に燃料電池に限定されず、他の電池に利用することもできる。

コネクタ装置をスタックに取り付けた後の状態を示す断面図である。 コネクタ装置をスタックに取り付ける前の状態を示す断面図である。 初期の導電端子を示す斜視図である。 導電端子と配線とを接続した状態を示す斜視図である。 コネクタ装置のハウジングを示す斜視図である。 導電端子を保持した複数の配線をコネクタ装置に取り付ける状態を示す斜視図である。 導電端子を保持した複数の配線を取り付けたコネクタ装置を示す斜視図である。 導電端子を保持した複数の配線を取り付けたコネクタ装置を示す正面図である。 導電端子を保持した配線を取り付けたコネクタ装置をスタックの第１集電部材の差込空間に取り付ける状態を示す斜視図である。 導電端子を保持した配線を取り付けたコネクタ装置をスタックの第１集電部材の差込空間に取り付けた状態を示す図である。 実施形態２に係り、コネクタ装置をスタックに取り付けた後の状態を示す断面図である。 実施形態３に係り、コネクタ装置をスタックに取り付けた後の状態を示す断面図である。 実施形態４に係り、導電端子を保持した複数の配線を取り付けたコネクタ装置を示す斜視図である。 実施形態５に係り、コネクタ装置をスタックに取り付ける前の状態を示す断面図である。

符号の説明

１はコネクタ装置、２はハウジング、３はボックス部、３０は導線保持孔、３１は係合爪、３８は補強部、３９は摘み突起、４は差込突起部、４０は支持面、４２は潰れ抑制突起部、４４は浮き抑制突起部、４６は先端案内面、４８は抜け止め係合部、４９は窪み、６は導電端子、６０は本体部、６１はバネ状接触部、６１ｃは導電接触部、６２は第１かしめ部、６３は第２かしめ部、６４は挿入被覆部、６４４は切欠、７は配線、７０は導線、７２は外層、８はスタック、８０は集電部材、８１は第１集電部材、８２は第２集電部材、８４は差込空間、８７は案内突起、８７ａは案内壁面、８８は相手係合部、８８ａは係合案内面、９はＭＥＡ、９０はイオン伝導膜、９１は燃料極、９２は酸化剤極を示す。

Claims (12)

1. 電気絶縁性を有する材料で形成され配線が取り付けられるハウジングと、前記ハウジングに保持された導電材料で形成され且つ前記配線に電気的に接続された導電端子とを具備しており、
   前記導電端子は、相手側の集電部材に電気的に接触するためのバネ状接触部を備えており、前記ハウジングは、前記バネ状接触部と前記集電部材との間に設けられ前記バネ状接触部の潰れを抑制する潰れ抑制突起部をもつコネクタ装置において、
   前記ハウジングは、前記集電部材に形成される差込空間に差込可能であり且つ前記バネ状接触部を対面させた状態で支持する支持面をもつ電気絶縁材料で形成された足状をなす差込突起部を有し、
   前記ハウジングの前記差込突起部は、前記集電部材に対する前記差込突起部の変位性を高めるくぼみ部を有するコネクタ装置。
2. 請求項１において、前記ハウジングのうち前記差込突起部のつけ根部分を強化させる補強部が前記ハウジングに設けられているコネクタ装置。
3. 電気絶縁性を有する材料で形成され配線が取り付けられるハウジングと、前記ハウジングに保持された導電材料で形成され且つ前記配線に電気的に接続された導電端子とを具備しており、
   前記導電端子は、相手側の集電部材に電気的に接触するためのバネ状接触部を備えており、前記ハウジングは、前記バネ状接触部と前記集電部材との間に設けられ前記バネ状接触部の潰れを抑制する潰れ抑制突起部をもつコネクタ装置において、
   前記ハウジングは、前記集電部材に形成される差込空間に差込可能であり且つ前記バネ状接触部を対面させた状態で支持する支持面をもつ電気絶縁材料で形成された足状をなす差込突起部を有し、
   前記ハウジングのうち前記差込突起部のつけ根部分を強化させる補強部が前記ハウジングに設けられているコネクタ装置。
4. 請求項１〜３のうちの一項において、前記ハウジングは、前記バネ状接触部と係合可能であり係合により前記ハウジングに対する前記バネ状接触部の浮きを抑制する複数の浮き抑制突起部をもつコネクタ装置。
5. 電気絶縁性を有する材料で形成され配線が取り付けられるハウジングと、前記ハウジングに保持された導電材料で形成され且つ前記配線に電気的に接続された導電端子とを具備しており、
   前記導電端子は、相手側の集電部材に電気的に接触するためのバネ状接触部を備えており、前記ハウジングは、前記バネ状接触部と前記集電部材との間に設けられ前記バネ状接触部の潰れを抑制する潰れ抑制突起部をもつコネクタ装置において、
   前記ハウジングは、前記バネ状接触部と係合可能であり係合により前記ハウジングに対する前記バネ状接触部の浮きを抑制する複数の浮き抑制突起部をもつコネクタ装置。
6. 請求項５において、前記ハウジングは、前記集電部材に形成される差込空間に差込可能であり且つ前記バネ状接触部を対面させた状態で支持する支持面をもつ電気絶縁材料で形成された足状をなす差込突起部を有するコネクタ装置。
7. 請求項１〜４、６のうちの一項において、前記差込突起部は前記ハウジングに対して相対変位可能とされているコネクタ装置。
8. 請求項１〜７のうちの一項において、前記ハウジングは、前記バネ状接触部と前記集電部材とがそれぞれ電気的に接触するとき、前記集電部材に形成されている凹または凸状の相手係合部に係合することにより、前記集電部材からの前記ハウジングの抜け止めを図る抜け止め係合部を有するコネクタ装置。
9. 請求項１〜８のうちの一項において、前記ハウジングは、前記ハウジングを前記集電部材から取り外すために前記ハウジングを摘むための取り外し用の摘み突起を有するコネクタ装置。
10. 請求項１〜９のうちの一項において、前記配線は、導線と前記導線を覆うと共に前記導線の先端部を表出させた電気絶縁材料で形成された外層部とを有しており、
    前記ハウジングは、前記配線の前記導線を挿入させて保持する導線保持孔を有するコネクタ装置。
11. 請求項１０において、前記導電端子は、前記配線の前記外層部にかしめられるかしめ部と、前記バネ状接触部および前記配線の前記導線に電気的に接触しつつ前記導線の外周部を覆うと共に前記ハウジングの前記導線保持孔に挿入される挿入被覆部とを有しており、
    前記ハウジングは、前記導線を覆う前記挿入被覆部に係合して前記挿入被覆部を前記ハウジングの前記導線保持孔内に固定するための係合力を発揮させる係合爪を有するコネクタ装置。
12. 複数の集電部材を並設した構造をもつスタックと、前記スタックに取り付けられ前記集電部材に電気的に接触するためのコネクタ装置とを具備するスタック装置において、前記コネクタ装置は、請求項１〜１１のうちの一項に係るコネクタ装置であるスタック装置。

Images