JP5444851B2 - Fuel cell separator - Google Patents

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Description

本発明は、燃料電池スタックの各単セルの電圧モニタ用端子に関する。   The present invention relates to a voltage monitoring terminal for each single cell of a fuel cell stack.

燃料電池、例えば、固体高分子型燃料電池では、膜電極接合体(MEA:Membrane Electrode Assembly)とセパレータとを有する単セルを、複数積層した構造(スタック構造)が採用される。燃料電池スタックの各単セルにおける発電の正常性を確認するため、各単セルに電圧モニタ用端子を設け、この電圧モニタ用端子にコネクタを接続して、コネクタ経由で電圧を測定する方法が提案されている(特許文献1)。   In a fuel cell, for example, a polymer electrolyte fuel cell, a structure (stack structure) in which a plurality of single cells each having a membrane electrode assembly (MEA) and a separator are stacked is employed. In order to confirm the normality of power generation in each single cell of the fuel cell stack, a method is proposed in which a voltage monitoring terminal is provided in each single cell, a connector is connected to this voltage monitoring terminal, and the voltage is measured via the connector. (Patent Document 1).

特開2005−216700号公報JP 2005-216700 A

各単セルの電圧モニタ用端子は、セパレータを構成する1枚のプレート(金属板)の一部を突出させて形成されているため剛性が低く、コネクタの着脱の際に折れ曲がり、隣接する端子と短絡するおそれがあった。   The voltage monitoring terminal of each single cell is formed by protruding a part of one plate (metal plate) constituting the separator, so that the rigidity is low, and it is bent when the connector is attached or detached, There was a risk of short circuit.

本発明は、燃料電池スタックの各単セルの電圧モニタ用端子の剛性を向上させることを目的とする。   An object of the present invention is to improve the rigidity of a voltage monitoring terminal of each single cell of a fuel cell stack.

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
[形態1] 燃料電池スタックに含まれる各単セルに用いられる燃料電池用セパレータであって、互いに同じ位置に形成された第1の突出部をそれぞれ有し、対向する一対のプレートと、前記一対のプレートに挟持され、前記第1の突出部と同じ位置に形成された第2の突出部を有する中間プレートと、積層された前記第1の突出部と前記第2の突出部とによって少なくとも一部が形成された、前記単セルの電圧を測定するための電圧モニタ用端子と、を備え、前記電圧モニタ用端子は、前記第1の突出部と前記第2の突出部との積層方向に沿った長さがより先端の位置ほどより短くなる先端部を有し、前記先端部は、前記一対のプレートの2つの前記第1の突出部がそれぞれ所定の角度で折り曲げられて形成されたテーパード形状を有する、燃料電池用セパレータ。
SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.
[Mode 1] A separator for a fuel cell used for each single cell included in a fuel cell stack, each having a first protrusion formed at the same position, and a pair of opposing plates, and the pair At least one of the intermediate plate having a second protrusion formed between the first protrusion and the first protrusion, and the stacked first protrusion and second protrusion. A voltage monitoring terminal for measuring the voltage of the single cell, wherein the voltage monitoring terminal is arranged in the stacking direction of the first protrusion and the second protrusion. have a tip length along the shorter than about the position of the tip, the tip is tapered to two of the first protrusion of the pair of plates are formed by respective bent at a predetermined angle Having a shape, Fuel cell separator.

[適用例1]燃料電池スタックに含まれる各単セルに用いられる燃料電池用セパレータであって、互いに同じ位置に形成された第1の突出部をそれぞれ有し、対向する一対のプレートと、前記一対のプレートに挟持され、前記第1の突出部と同じ位置に形成された第2の突出部を有する中間プレートと、積層された前記第1の突出部と前記第2の突出部とによって形成された、前記単セルの電圧を測定するための電圧モニタ用端子と、を備える、燃料電池用セパレータ。 Application Example 1 A fuel cell separator used in each single cell included in a fuel cell stack, each having a first protrusion formed at the same position, and a pair of opposing plates, Formed by an intermediate plate having a second protrusion sandwiched between a pair of plates and formed at the same position as the first protrusion, and the stacked first protrusion and second protrusion And a voltage monitoring terminal for measuring the voltage of the single cell.

適用例1の燃料電池用セパレータにおいて、電圧モニタ用端子は、積層された一対のプレートの第1の突出部と中間プレートの第2の突出部とによって形成されているので、1枚のプレートにより電圧モニタ用端子を形成する構成に比べて、剛性を向上させることができる。   In the fuel cell separator of Application Example 1, the voltage monitoring terminal is formed by the first projecting portion of the pair of stacked plates and the second projecting portion of the intermediate plate. Rigidity can be improved as compared with the configuration in which the voltage monitoring terminal is formed.

本発明のセパレータを適用した燃料電池(単セル)を備えた燃料電池スタックの概略構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows schematic structure of the fuel cell stack provided with the fuel cell (single cell) to which the separator of this invention is applied. 図1に示すA−A断面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the AA cross section shown in FIG. セルモニタコネクタを装着する際の燃料電池スタック100を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the fuel cell stack 100 at the time of mounting | wearing with a cell monitor connector. セルモニタコネクタ60が装着された燃料電池スタック100におけるA−A断面を示す断面図である。2 is a cross-sectional view showing a cross section AA in the fuel cell stack 100 to which the cell monitor connector 60 is attached. FIG. 第2の実施例における燃料電池スタックのA−A断面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the AA cross section of the fuel cell stack in a 2nd Example. 第3の実施例におけるコネクタ側端子を示す斜視図及び正面図である。It is the perspective view and front view which show the connector side terminal in a 3rd Example.

A.第1の実施例:
図1は、本発明のセパレータを適用した燃料電池(単セル)を備えた燃料電池スタックの概略構成を示す説明図である。燃料電池スタック100は、積層された複数の単セル10と、酸化剤ガス供給マニホールド11と、酸化剤ガス排出マニホールド12と、燃料ガス供給マニホールド13と、燃料ガス排出マニホールド14と、冷却媒体供給マニホールド15と、冷却媒体排出マニホールド16とを備えている。なお、図1の例では、燃料電池スタック100における単セル10の積層部分を表わしており、その他の部分については省略している。図1の例では、燃料電池スタック100が載置された状態において鉛直上方が+Z方向と一致している。
A. First embodiment:
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a fuel cell stack including a fuel cell (single cell) to which the separator of the present invention is applied. The fuel cell stack 100 includes a plurality of stacked single cells 10, an oxidant gas supply manifold 11, an oxidant gas discharge manifold 12, a fuel gas supply manifold 13, a fuel gas discharge manifold 14, and a cooling medium supply manifold. 15 and a cooling medium discharge manifold 16. In the example of FIG. 1, the stacked portion of the single cells 10 in the fuel cell stack 100 is shown, and the other portions are omitted. In the example of FIG. 1, the vertically upward direction coincides with the + Z direction in a state where the fuel cell stack 100 is placed.

各単セル10は、各単セルの電圧を測定するための電圧モニタ用端子80を備えている。各単セル10において、電圧モニタ用端子80は、隣接する単セル10と互いに位置をずらして配置されている。このような構成により、隣接する電圧モニタ用端子80間の距離d1は比較的大きい。また、このような構成により、燃料電池スタック100の上面S1には、複数の電圧モニタ用端子80が千鳥状に配置され、単セル10の積層方向(Y軸に沿った方向)に沿って延びた電圧モニタ用端子80の列が2つ形成されている。なお、各単セル10の詳細構成については後述する。   Each single cell 10 includes a voltage monitoring terminal 80 for measuring the voltage of each single cell. In each unit cell 10, the voltage monitoring terminal 80 is arranged so as to be shifted from the position of the adjacent unit cell 10. With such a configuration, the distance d1 between the adjacent voltage monitoring terminals 80 is relatively large. Also, with such a configuration, a plurality of voltage monitoring terminals 80 are arranged in a staggered manner on the upper surface S1 of the fuel cell stack 100, and extend along the stacking direction of the single cells 10 (the direction along the Y axis). Two rows of voltage monitoring terminals 80 are formed. The detailed configuration of each single cell 10 will be described later.

各単セル10は、厚み方向に沿って形成された6つの貫通孔を備えており、単セル10が積層された状態において、これら6つの貫通孔により、上述した6つのマニホールド11〜16が燃料電池スタック100の内部に形成される。   Each single cell 10 includes six through holes formed along the thickness direction. When the single cells 10 are stacked, the six manifolds 11 to 16 described above are fueled by the six through holes. It is formed inside the battery stack 100.

酸化剤ガス供給マニホールド11は、図示しないエアコンプレッサーから供給される酸化剤ガスとしての空気を、各単セル10に供給する。酸化剤ガス排出マニホールド12は、各単セル10において用いられなかった余剰空気(カソード側オフガス)を排出する。燃料ガス供給マニホールド13は、図示しない水素ガスタンクから供給される燃料ガスとしての水素ガスを、各単セル10に供給する。燃料ガス排出マニホールド14は、各単セル10において用いられなかった余剰水素ガス(アノード側オフガス)を排出する。冷却媒体供給マニホールド15は、各単セル10に冷却媒体を供給する。冷却媒体排出マニホールド16は、各単セル10で用いられた冷却媒体を排出する。   The oxidant gas supply manifold 11 supplies air as an oxidant gas supplied from an air compressor (not shown) to each single cell 10. The oxidant gas discharge manifold 12 discharges excess air (cathode-side off gas) that has not been used in each single cell 10. The fuel gas supply manifold 13 supplies hydrogen gas as fuel gas supplied from a hydrogen gas tank (not shown) to each single cell 10. The fuel gas discharge manifold 14 discharges surplus hydrogen gas (anode-side off-gas) that has not been used in each single cell 10. The cooling medium supply manifold 15 supplies a cooling medium to each single cell 10. The cooling medium discharge manifold 16 discharges the cooling medium used in each single cell 10.

図2は、図1に示すA−A断面を示す断面図である。A−A断面は、燃料電池スタック100の上面S1に形成された一方の電圧モニタ用端子80の列に沿った断面である。なお、図2の例では、A−A断面の一部のみ表わしている。   FIG. 2 is a cross-sectional view showing the AA cross section shown in FIG. The AA cross section is a cross section along the row of one voltage monitoring terminal 80 formed on the upper surface S <b> 1 of the fuel cell stack 100. In the example of FIG. 2, only a part of the AA cross section is shown.

単セル10は、シール一体型MEA20と、セパレータ40とを備えている。シール一体型MEA20は、発電部22と、シール部21とを備えている。発電部22は、膜電極接合体25と、多孔質体流路26とを備えている。膜電極接合体25は、電解質膜(例えば、フッ素樹脂系イオン交換膜のNafion(登録商標)やFlemion(登録商標)等)を有する。多孔質体流路26は、膜電極接合体25への反応ガス(燃料ガス及び酸化剤ガス)の供給、及び膜電極接合体25からの反応ガスの排出を行う。また、多孔質体流路26は、発電に伴って生成された水を排出する。多孔質体流路26としては、例えば、発泡金属や金属メッシュなどを用いることができる。   The single cell 10 includes a seal-integrated MEA 20 and a separator 40. The seal-integrated MEA 20 includes a power generation unit 22 and a seal unit 21. The power generation unit 22 includes a membrane electrode assembly 25 and a porous body channel 26. The membrane electrode assembly 25 includes an electrolyte membrane (for example, Nafion (registered trademark), Flemion (registered trademark), etc.) of a fluororesin ion exchange membrane. The porous body channel 26 supplies the reaction gas (fuel gas and oxidant gas) to the membrane electrode assembly 25 and discharges the reaction gas from the membrane electrode assembly 25. Moreover, the porous body flow path 26 discharges the water generated with the power generation. For example, a foam metal or a metal mesh can be used as the porous body flow path 26.

セパレータ40は、カソード側プレート41とアノード側プレート43と中間プレート42とを備えており、中間プレート42がカソード側プレート41及び中間プレート42により挟持された構成を有する。これら3つのプレート41〜43は、いずれも、例えば、ステンレス(SUS)やチタン等の金属製の薄板に貫通孔を形成することにより構成されている。図2の例では、A−A断面において電圧モニタ用端子80を有するセパレータ40(以下、「セパレータ40a」と呼ぶ)と、A−A断面において電圧モニタ用端子80を有しないセパレータ40(以下、「セパレータ40b」と呼ぶ)とが交互に配置されている。   The separator 40 includes a cathode side plate 41, an anode side plate 43, and an intermediate plate 42, and the intermediate plate 42 is sandwiched between the cathode side plate 41 and the intermediate plate 42. Each of these three plates 41 to 43 is configured by forming a through hole in a thin metal plate such as stainless steel (SUS) or titanium. In the example of FIG. 2, the separator 40 having the voltage monitoring terminal 80 in the AA section (hereinafter referred to as “separator 40a”) and the separator 40 having no voltage monitoring terminal 80 in the AA section (hereinafter, referred to as “separator 40a”). "Referred to as" separator 40b ") are alternately arranged.

カソード側プレート41は、酸化剤ガス供給マニホールド11を形成する貫通孔に加えて、酸化剤ガス供給孔45と、酸化剤ガス排出孔46とを備えている。酸化剤ガス供給孔45は、酸化剤ガス供給マニホールド11から供給された酸化剤ガス(空気)を発電部22のカソード側に供給する。酸化剤ガス排出孔46は、発電部22から排出されるカソード側オフガスを酸化剤ガス排出マニホールド12に排出する。   The cathode side plate 41 includes an oxidant gas supply hole 45 and an oxidant gas discharge hole 46 in addition to the through holes forming the oxidant gas supply manifold 11. The oxidant gas supply hole 45 supplies the oxidant gas (air) supplied from the oxidant gas supply manifold 11 to the cathode side of the power generation unit 22. The oxidant gas discharge hole 46 discharges the cathode-side off-gas discharged from the power generation unit 22 to the oxidant gas discharge manifold 12.

アノード側プレート43は、酸化剤ガス供給マニホールド11を形成する貫通孔に加えて、燃料ガス供給マニホールド13から供給された燃料ガス(水素ガス)を発電部22のアノード側に供給するための貫通孔(図示省略)と、発電部22から排出されるアノード側オフガスを燃料ガス排出マニホールド14に排出するための貫通孔(図示省略)を備えている。なお、図2のA−A断面には、アノード側プレート43の有するこれらの貫通孔は現れていない。   The anode side plate 43 is a through hole for supplying the fuel gas (hydrogen gas) supplied from the fuel gas supply manifold 13 to the anode side of the power generation unit 22 in addition to the through hole forming the oxidant gas supply manifold 11. (Not shown) and a through hole (not shown) for discharging the anode-side off-gas discharged from the power generation unit 22 to the fuel gas discharge manifold 14. In addition, these through-holes which the anode side plate 43 has do not appear in the AA cross section of FIG.

中間プレート42は、酸化剤ガス供給マニホールド11を形成する貫通孔に加えて、多数の貫通孔が形成されている。これらの貫通孔とカソード側プレート41とアノード側プレート43とで囲まれた空間として、酸化剤ガス供給流路47と、酸化剤ガス排出流路48と、複数の冷却媒体流路49とが形成されている。   The intermediate plate 42 has a number of through holes in addition to the through holes that form the oxidant gas supply manifold 11. As a space surrounded by these through holes, the cathode side plate 41 and the anode side plate 43, an oxidant gas supply channel 47, an oxidant gas discharge channel 48, and a plurality of cooling medium channels 49 are formed. Has been.

酸化剤ガス供給流路47は、酸化剤ガス供給マニホールド11から酸化剤ガス供給孔45に酸化剤ガスを供給する。酸化剤ガス排出流路48は、酸化剤ガス排出孔46から酸化剤ガス排出マニホールド12に酸化剤ガスを排出する。冷却媒体流路49は、各単セル10において、冷却媒体供給マニホールド15と冷却媒体排出マニホールド16とを接続する。   The oxidant gas supply channel 47 supplies oxidant gas from the oxidant gas supply manifold 11 to the oxidant gas supply hole 45. The oxidant gas discharge channel 48 discharges oxidant gas from the oxidant gas discharge hole 46 to the oxidant gas discharge manifold 12. The cooling medium flow path 49 connects the cooling medium supply manifold 15 and the cooling medium discharge manifold 16 in each single cell 10.

図2のセパレータ40aに示すように、電圧モニタ用端子80は、セパレータ40の一部が上方(+Z方向)に突出して形成されている。換言すると、電圧モニタ用端子80は、各プレート41〜43において同じ位置に同じ形状で形成された突出部分が積層された構成を有している。このように、電圧モニタ用端子80は3枚のプレート41〜43により形成されているので、高い剛性を有する。   As shown in the separator 40a of FIG. 2, the voltage monitoring terminal 80 is formed such that a part of the separator 40 protrudes upward (+ Z direction). In other words, the voltage monitoring terminal 80 has a configuration in which projecting portions formed in the same shape at the same position in each of the plates 41 to 43 are stacked. Thus, since the voltage monitoring terminal 80 is formed by the three plates 41 to 43, it has high rigidity.

図3は、セルモニタコネクタを装着する際の燃料電池スタック100を示す説明図である。セルモニタコネクタ60は、燃料電池スタック100の複数の電圧モニタ用端子80を覆うように着脱自在に取り付けられ、電圧モニタ用端子80と図示しない電圧検出器とを導通させる。図3の例では、セルモニタコネクタ60は、14個の電圧モニタ用端子80を覆うように取り付けられるが、セルモニタコネクタ60の大きさに応じて、任意の数の電圧モニタ用端子80を覆うように取り付けることができる。   FIG. 3 is an explanatory diagram showing the fuel cell stack 100 when the cell monitor connector is attached. The cell monitor connector 60 is detachably attached so as to cover the plurality of voltage monitoring terminals 80 of the fuel cell stack 100, and conducts the voltage monitoring terminal 80 and a voltage detector (not shown). In the example of FIG. 3, the cell monitor connector 60 is attached so as to cover the 14 voltage monitor terminals 80, but covers an arbitrary number of voltage monitor terminals 80 according to the size of the cell monitor connector 60. Can be attached.

セルモニタコネクタ60は、複数のスロット61と、各スロットに配置されたコネクタ側端子62とを備えている。各スロットは、燃料電池スタック100を構成する各セパレータ40に対応して形成された溝である。コネクタ側端子62は、図3に拡大して示すように、導電性の薄板部材(例えば金属板)を断面が略コの字形となるように屈曲させて形成されており、中央の支持部62cと、支持部62cに接続され互いに対向する2つの挟持部62a,62bと、を備えている。コネクタ側端子62は、セルモニタコネクタ60の各スロット61に1つずつ配置されている。セルモニタコネクタ60が燃料電池スタック100に装着された際に、2つの挟持部62a,62bは各電圧モニタ用端子80を挟み込み、支持部62cは電圧モニタ用端子80の端面と当接する。   The cell monitor connector 60 includes a plurality of slots 61 and connector side terminals 62 arranged in each slot. Each slot is a groove formed corresponding to each separator 40 constituting the fuel cell stack 100. As shown in an enlarged view in FIG. 3, the connector-side terminal 62 is formed by bending a conductive thin plate member (for example, a metal plate) so that the cross-section has a substantially U-shape, and has a central support portion 62c. And two clamping parts 62a and 62b that are connected to the support part 62c and face each other. One connector side terminal 62 is arranged in each slot 61 of the cell monitor connector 60. When the cell monitor connector 60 is attached to the fuel cell stack 100, the two holding portions 62a and 62b sandwich the voltage monitoring terminals 80, and the support portion 62c contacts the end face of the voltage monitoring terminal 80.

図4は、セルモニタコネクタ60が装着された燃料電池スタック100におけるA−A断面を示す断面図である。図4では、図2と同じ位置における燃料電池スタック100の断面を表わしている。図4に示すように、各スロット61にはセパレータ40が挿入されており、各コネクタ側端子62には3枚のプレート41〜43が当接している。このように、燃料電池スタック100では、3枚のプレート41〜43の突出した部分が各スロット61に挿入されてコネクタ側端子62と当接することにより、セルモニタコネクタ60を着脱する際に電圧モニタ用端子80が折れ曲がることを抑制可能に構成されている。図4に示す2つのセパレータ40aのように、電圧モニタ用端子80の列において互いに隣り合うセパレータ40間の距離d2は、1つおきのスロット61間の距離とほぼ等しく、比較的長い。このような構成により、燃料電池スタック100は、仮に、電圧モニタ用端子80が積層方向に折れ曲がった場合であっても、同じ列の隣りに位置する電圧モニタ用端子80への接触を抑制可能に構成されている。   FIG. 4 is a cross-sectional view showing an AA cross section in the fuel cell stack 100 to which the cell monitor connector 60 is attached. FIG. 4 shows a cross section of the fuel cell stack 100 at the same position as FIG. As shown in FIG. 4, the separator 40 is inserted in each slot 61, and the three plates 41 to 43 are in contact with each connector side terminal 62. As described above, in the fuel cell stack 100, the protruding portions of the three plates 41 to 43 are inserted into the respective slots 61 and come into contact with the connector-side terminals 62, so that the voltage monitor when the cell monitor connector 60 is attached or detached. It is comprised so that it can suppress that the terminal 80 for bending is bent. Like the two separators 40a shown in FIG. 4, the distance d2 between the separators 40 adjacent to each other in the row of voltage monitoring terminals 80 is substantially equal to the distance between every other slot 61 and is relatively long. With such a configuration, the fuel cell stack 100 can suppress contact with the voltage monitoring terminals 80 located adjacent to each other even if the voltage monitoring terminals 80 are bent in the stacking direction. It is configured.

以上説明したように、各単セル10の電圧モニタ用端子80は、各プレート41〜43において同じ位置に同じ形状で形成された突出部分が積層されて形成されているので、高い剛性を有する。したがって、セルモニタコネクタ60を装着する際、またはセルモニタコネクタ60を取り外す際に、電圧モニタ用端子80の折れ等損傷の発生を抑制できる。また、各単セル10における電圧モニタ用端子80は、隣接する単セル10と互いに位置をずらして配置されている。したがって、隣接する単セル10の電圧モニタ用端子80間の距離を比較的長くすることができると共に、同じ列において互いに隣り合う電圧モニタ用端子80間の距離を比較的長くすることができる。それゆえ、仮に電圧モニタ用端子80が折れ曲がった場合であっても、他の電圧モニタ用端子80に接触することを抑制できる。   As described above, the voltage monitoring terminal 80 of each single cell 10 has a high rigidity because the protruding portions formed in the same position on each plate 41 to 43 are laminated at the same position. Therefore, when the cell monitor connector 60 is attached or the cell monitor connector 60 is detached, the occurrence of damage such as breakage of the voltage monitor terminal 80 can be suppressed. Further, the voltage monitoring terminal 80 in each unit cell 10 is arranged so as to be shifted from the position of the adjacent unit cell 10. Therefore, the distance between the voltage monitoring terminals 80 of the adjacent single cells 10 can be made relatively long, and the distance between the voltage monitoring terminals 80 adjacent to each other in the same column can be made relatively long. Therefore, even if the voltage monitoring terminal 80 is bent, it is possible to suppress contact with another voltage monitoring terminal 80.

B.第2の実施例:
図5は、第2の実施例における燃料電池スタックのA−A断面を示す断面図である。図5では、図2と同じ位置における燃料電池スタックの断面を表わしている。第2の実施例のセパレータは、電圧モニタ用端子の形状において第1の実施例のセパレータ40と異なり、他の構成は第1の実施例と同じである。
B. Second embodiment:
FIG. 5 is a cross-sectional view showing an AA cross section of the fuel cell stack in the second embodiment. FIG. 5 shows a cross section of the fuel cell stack at the same position as in FIG. The separator of the second embodiment is different from the separator 40 of the first embodiment in the shape of the voltage monitoring terminal, and the other configuration is the same as that of the first embodiment.

第2の実施例のセパレータ40cは、第1の実施例のセパレータ40と同じ位置に、それぞれ電圧モニタ用端子80aを備えている。電圧モニタ用端子80aにおいて、セルモニタコネクタ60と接続する先端部81は、先端に向かうに従って細くなる、いわゆるテーパード形状となっている。このような形状は、例えば、カソード側プレート41及びアノード側プレート43の電圧モニタ用端子80aを形成する突出部分を、それぞれ所定の角度で折り曲げることにより形成することができる。セパレータ40cでは、先端部81をテーパード形状とすることにより、先端部81がコネクタ側端子62に挿入され易くなるように構成されている。   The separator 40c of the second embodiment is provided with a voltage monitoring terminal 80a at the same position as the separator 40 of the first embodiment. In the voltage monitor terminal 80a, the tip 81 connected to the cell monitor connector 60 has a so-called tapered shape that becomes thinner toward the tip. Such a shape can be formed, for example, by bending the protruding portions forming the voltage monitoring terminals 80a of the cathode side plate 41 and the anode side plate 43, respectively, at a predetermined angle. The separator 40 c is configured so that the distal end portion 81 is easily inserted into the connector-side terminal 62 by forming the distal end portion 81 in a tapered shape.

先端部81は、中間プレート42に代えて弾性層90を備え、この弾性層90をカソード側プレート41及びアノード側プレート43で挟持する構成を有している。弾性層90としては、例えば、シリコンゴムやブチルゴム等の弾性体により形成することができる。先端部81の中央層を弾性層90で形成しているのは、セルモニタコネクタ60が燃料電池スタック100に装着される際に、弾性層90の弾性により先端部81の厚みを小さくできるため、先端部81がコネクタ側端子62に挿入され易くできるからである。また、セルモニタコネクタ60が燃料電池スタック100に装着された後には、弾性層90の弾性によりカソード側プレート41及びアノード側プレート43をコネクタ側端子62(挟持部62a,62b)に押し付けることができるので、導通性を向上させ、かつ、セルモニタコネクタ60が燃料電池スタック100からはずれてしまうことを抑制できるからである。なお、電圧モニタ用端子80aにおいて先端部81よりも中央寄りの部分(図5において下方の部分)の構成は、第1の実施例の電圧モニタ用端子80と同じである。   The distal end portion 81 includes an elastic layer 90 instead of the intermediate plate 42, and has a configuration in which the elastic layer 90 is sandwiched between the cathode side plate 41 and the anode side plate 43. The elastic layer 90 can be formed of an elastic body such as silicon rubber or butyl rubber, for example. The central layer of the tip 81 is formed by the elastic layer 90 because the thickness of the tip 81 can be reduced by the elasticity of the elastic layer 90 when the cell monitor connector 60 is attached to the fuel cell stack 100. This is because the distal end portion 81 can be easily inserted into the connector side terminal 62. In addition, after the cell monitor connector 60 is mounted on the fuel cell stack 100, the cathode side plate 41 and the anode side plate 43 can be pressed against the connector side terminals 62 (holding portions 62a and 62b) by the elasticity of the elastic layer 90. As a result, it is possible to improve conductivity and to prevent the cell monitor connector 60 from being detached from the fuel cell stack 100. The configuration of the portion closer to the center than the tip 81 (the lower portion in FIG. 5) of the voltage monitoring terminal 80a is the same as that of the voltage monitoring terminal 80 of the first embodiment.

以上の構成を有する第2の実施例のセパレータ40a及び燃料電池スタック100aは、第1の実施例のセパレータ40及び燃料電池スタック100と同様な効果を有する。加えて、電圧モニタ用端子80aの先端部81の形状はテーパード形状であるので、電圧モニタ用端子80aをコネクタ側端子62に挿入し易い。また、先端部81の中間層として、弾性層90を配置しているので、セルモニタコネクタ60が燃料電池スタック100に装着される際に、弾性層90の弾性により先端部81の厚みを小さくできるため、先端部81がコネクタ側端子62に挿入され易くできる。また、セルモニタコネクタ60が燃料電池スタック100に装着された後には、弾性層90の弾性によりカソード側プレート41及びアノード側プレート43をコネクタ側端子62(挟持部62a,62b)に押し付けることができるので、導通性を向上させ、かつ、セルモニタコネクタ60が燃料電池スタック100からはずれてしまうことを抑制できる。   The separator 40a and the fuel cell stack 100a of the second embodiment having the above configuration have the same effects as the separator 40 and the fuel cell stack 100 of the first embodiment. In addition, since the tip 81 of the voltage monitor terminal 80a is tapered, the voltage monitor terminal 80a can be easily inserted into the connector side terminal 62. In addition, since the elastic layer 90 is disposed as an intermediate layer of the tip 81, the thickness of the tip 81 can be reduced by the elasticity of the elastic layer 90 when the cell monitor connector 60 is attached to the fuel cell stack 100. Therefore, the distal end portion 81 can be easily inserted into the connector side terminal 62. In addition, after the cell monitor connector 60 is mounted on the fuel cell stack 100, the cathode side plate 41 and the anode side plate 43 can be pressed against the connector side terminals 62 (holding portions 62a and 62b) by the elasticity of the elastic layer 90. Therefore, it is possible to improve electrical conductivity and to prevent the cell monitor connector 60 from being detached from the fuel cell stack 100.

C.第3の実施例:
図6(A)は、第3の実施例におけるコネクタ側端子を示す斜視図である。図6(B)は、第3の実施例におけるコネクタ側端子を示す正面図である。第3の実施例のセパレータは、コネクタ側端子の形状において第1の実施例のセパレータ40と異なり、他の構成は第1の実施例と同じである。
C. Third embodiment:
FIG. 6A is a perspective view showing a connector side terminal in the third embodiment. FIG. 6B is a front view showing the connector-side terminal in the third embodiment. The separator of the third embodiment is different from the separator 40 of the first embodiment in the shape of the connector side terminal, and the other configuration is the same as that of the first embodiment.

第3の実施例のセパレータの有するコネクタ側端子63は、第1の実施例のコネクタ側端子62と同様に、導電性の薄板部材(例えば金属板)を屈曲させて形成されている。コネクタ側端子63は、支持部62cと、支持部62cに接続され互いに対向する2つの挟持部62d,62eと、を備えている。支持部62cの形状は第1の実施例の支持部62cと同じである。挟持部62dは、第1の実施例の挟持部62aとは異なり、対向する挟持部62eに近づくように屈曲した屈曲部62fを備えている。同様に、挟持部62eは、第1の実施例の挟持部62bとは異なり、対向する挟持部62dに近づくように屈曲した屈曲部62gを備えている。このような構成により、2つの挟持部62d,62e間の距離は、2つの屈曲部62f,62g間において、他の部分よりも狭く構成されている。   The connector side terminal 63 included in the separator of the third embodiment is formed by bending a conductive thin plate member (for example, a metal plate) in the same manner as the connector side terminal 62 of the first embodiment. The connector-side terminal 63 includes a support portion 62c and two sandwiching portions 62d and 62e that are connected to the support portion 62c and face each other. The shape of the support part 62c is the same as the support part 62c of the first embodiment. Unlike the clamping part 62a of the first embodiment, the clamping part 62d includes a bent part 62f that is bent so as to approach the opposing clamping part 62e. Similarly, the clamping part 62e includes a bent part 62g that is bent so as to approach the opposing clamping part 62d, unlike the clamping part 62b of the first embodiment. With such a configuration, the distance between the two clamping portions 62d and 62e is configured to be narrower than the other portions between the two bent portions 62f and 62g.

ここで、コネクタ側端子63は、各スロット61において、2つの屈曲部62f,62gがスロット61の壁面よりも内側に位置するように設置されている。このような構成により、コネクタ側端子62が電圧モニタ用端子80に挿入される際に、2つの屈曲部62f,62gはスロット61の壁面方向に押し広げられる。   Here, the connector-side terminal 63 is installed in each slot 61 so that the two bent portions 62 f and 62 g are located inside the wall surface of the slot 61. With such a configuration, when the connector side terminal 62 is inserted into the voltage monitoring terminal 80, the two bent portions 62 f and 62 g are pushed and expanded in the direction of the wall surface of the slot 61.

以上の構成を有する第3の実施例のセパレータ及び燃料電池スタックは、第1の実施例のセパレータ40及び燃料電池スタック100と同様な効果を有する。加えて、第3の実施例のコネクタ側端子63は、互いに近づくように屈曲した2つの屈曲部62f,62gを備え、コネクタ側端子62が電圧モニタ用端子80に挿入される際に、2つの屈曲部62f,62gは押し広げられるように構成されている。したがって、電圧モニタ用端子80(セパレータ40)の厚みに製造ばらつきがあっても、各電圧モニタ用端子80をコネクタ側端子63によりしっかりとホールドすることができ、導通性を向上させることができる。   The separator and fuel cell stack of the third embodiment having the above-described configuration have the same effects as the separator 40 and fuel cell stack 100 of the first embodiment. In addition, the connector-side terminal 63 of the third embodiment includes two bent portions 62f and 62g that are bent so as to approach each other. When the connector-side terminal 62 is inserted into the voltage monitoring terminal 80, two The bent portions 62f and 62g are configured to be expanded. Therefore, even if the thickness of the voltage monitoring terminal 80 (separator 40) varies in manufacturing, each voltage monitoring terminal 80 can be firmly held by the connector side terminal 63, and the conductivity can be improved.

D.変形例:
この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
D. Variations:
The present invention is not limited to the above-described examples and embodiments, and can be carried out in various modes without departing from the gist thereof. For example, the following modifications are possible.

D1.変形例1:
各実施例では、電圧モニタ用端子80は、隣接する単セル10と互いに位置をずらして配置され、複数の電圧モニタ用端子80が千鳥状に配置されていたが、これに代えて、全ての単セル10において電圧モニタ用端子80が同じ位置に配置され、全ての電圧モニタ用端子80が一列に並ぶように配置することもできる。このような構成においても、各電圧モニタ用端子80は3枚のプレート41〜43により形成されるので、各電圧モニタ用端子80の剛性を向上させることができる。
D1. Modification 1:
In each embodiment, the voltage monitoring terminals 80 are arranged so as to be shifted from each other with respect to the adjacent single cells 10, and a plurality of voltage monitoring terminals 80 are arranged in a staggered manner. In the single cell 10, the voltage monitoring terminals 80 may be arranged at the same position, and all the voltage monitoring terminals 80 may be arranged in a line. Even in such a configuration, each voltage monitoring terminal 80 is formed by the three plates 41 to 43, so that the rigidity of each voltage monitoring terminal 80 can be improved.

D2.変形例2:
第2の実施例では、先端部81の中央層は、弾性層90であったが、これに代えて、第1の実施例と同様に、テーパード状に形成された中間プレート42で構成することもできる。この構成においても、電圧モニタ用端子80aの先端がテーパード状であるので、コネクタ側端子62に電圧モニタ用端子80aを挿入し易くできる。なお、かかる構成においては、第2の実施例と同様に、カソード側プレート41及びアノード側プレート43を折り曲げると共に、セパレータ40cの先端を削って厚みを小さくすることにより、電圧モニタ用端子80aをテーパード状に形成することができる。
D2. Modification 2:
In the second embodiment, the central layer of the tip 81 is the elastic layer 90, but instead of this, it is constituted by an intermediate plate 42 formed in a tapered shape, as in the first embodiment. You can also. Also in this configuration, since the tip of the voltage monitoring terminal 80a is tapered, the voltage monitoring terminal 80a can be easily inserted into the connector side terminal 62. In this configuration, similarly to the second embodiment, the cathode-side plate 41 and the anode-side plate 43 are bent, and the tip of the separator 40c is scraped to reduce the thickness so that the voltage monitoring terminal 80a is tapered. Can be formed.

D3.変形例3:
各実施例では、電圧モニタ用端子80,80aを構成する各プレート41〜43の突出部分は、いずれも同じ形状であったが、これに代えて、互いに異なる形状とすることもできる。この構成においても、各プレート41〜43の突出部分を、積層された状態において互いに重なる部分を有する形状とすることにより、電圧モニタ用端子の剛性を向上させることができる。
D3. Modification 3:
In each embodiment, the protruding portions of the plates 41 to 43 constituting the voltage monitoring terminals 80 and 80a have the same shape. However, instead of this, they may have different shapes. Also in this structure, the rigidity of the voltage monitoring terminal can be improved by making the protruding portions of the plates 41 to 43 have portions that overlap each other in the stacked state.

10…単セル、11…酸化剤ガス供給マニホールド、12…酸化剤ガス排出マニホールド、13…燃料ガス供給マニホールド、14…燃料ガス排出マニホールド、15…冷却媒体供給マニホールド、16…冷却媒体排出マニホールド、20…シール一体型MEA、21…シール部、22…発電部、25…膜電極接合体、26…多孔質体流路、40,40a,40b,40c…セパレータ、41…カソード側プレート、42…中間プレート、43…アノード側プレート、45…酸化剤ガス供給孔、46…酸化剤ガス排出孔、47…酸化剤ガス供給流路、48…酸化剤ガス排出流路、49…冷却媒体流路、60…セルモニタコネクタ、61…スロット、62…コネクタ側端子、62a,62b,62d,62e…挟持部、62c…支持部、62f,62g…屈曲部、63…コネクタ側端子、80,80a…電圧モニタ用端子、81…先端部、90…弾性層、100,100a…燃料電池スタック、d1,d2…距離、S1…上面   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Single cell, 11 ... Oxidant gas supply manifold, 12 ... Oxidant gas discharge manifold, 13 ... Fuel gas supply manifold, 14 ... Fuel gas discharge manifold, 15 ... Coolant supply manifold, 16 ... Coolant discharge manifold, 20 ... MEA with seal, 21 ... seal part, 22 ... power generation part, 25 ... membrane electrode assembly, 26 ... porous body channel, 40, 40a, 40b, 40c ... separator, 41 ... cathode side plate, 42 ... intermediate Plates 43... Anode side plate 45. Oxidant gas supply hole 46. Oxidant gas discharge hole 47. Oxidant gas supply channel 48. Oxidant gas discharge channel 49 49 Coolant flow channel 60 ... cell monitor connector, 61 ... slot, 62 ... connector side terminal, 62a, 62b, 62d, 62e ... clamping part, 62c ... support part, 62f 62 g ... bent portion 63 ... connector terminals, 80, 80a ... voltage monitor terminal, 81 ... tip portion, 90 ... elastic layer, 100, 100a ... fuel cell stack, d1, d2 ... distance, S1 ... top

Claims (2)

燃料電池スタックに含まれる各単セルに用いられる燃料電池用セパレータであって、
互いに同じ位置に形成された第1の突出部をそれぞれ有し、対向する一対のプレートと、
前記一対のプレートに挟持され、前記第1の突出部と同じ位置に形成された第2の突出部を有する中間プレートと、
積層された前記第1の突出部と前記第2の突出部とによって少なくとも一部が形成された、前記単セルの電圧を測定するための電圧モニタ用端子と、
を備え、
前記電圧モニタ用端子は、前記第1の突出部と前記第2の突出部との積層方向に沿った長さがより先端の位置ほどより短くなる先端部を有し、
前記先端部は、前記一対のプレートの2つの前記第1の突出部がそれぞれ所定の角度で折り曲げられて形成されたテーパード形状を有する、燃料電池用セパレータ。
A fuel cell separator used for each single cell included in the fuel cell stack,
A pair of opposing plates each having a first protrusion formed at the same position;
An intermediate plate sandwiched between the pair of plates and having a second protrusion formed at the same position as the first protrusion;
A voltage monitoring terminal for measuring a voltage of the single cell, at least part of which is formed by the stacked first protrusion and the second protrusion;
With
It said voltage monitoring terminal, possess the tip length along the stacking direction is shorter than the higher position of the tip of the first protrusion and the second protrusion,
The tip portion has a tapered shape formed by bending the two first protrusions of the pair of plates at a predetermined angle, respectively .
請求項1に記載の燃料電池用セパレータにおいて、
前記先端部は、前記一対のプレートの2つの前記第1の突出部と、前記2つの第1の突出部に挟持された弾性体と、により形成されている、燃料電池用セパレータ。
The fuel cell separator according to claim 1,
The said front-end | tip part is a fuel cell separator currently formed of the two said 1st protrusion parts of the said pair of plate, and the elastic body pinched | interposed into the two said 1st protrusion parts.
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