JP5445678B2 - コネクタおよび燃料電池 - Google Patents
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Description
第1の形態は、積層された燃料電池のセパレータに形成されたコネクタ接続部に接続されるコネクタを提供する。第1の形態に係るコネクタは、コネクタケースと、前記コネクタケースに配置され、前記コネクタが前記コネクタ接続部に接続されたときに、前記セパレータの端辺と接触して前記セパレータの積層方向と直交する方向である前記コネクタの差込方向に弾性変形する端子部と、前記コネクタケースに形成され、前記コネクタが前記コネクタ接続部に接続されたときに、前記コネクタ接続部と係合し、前記コネクタの前記差込方向の移動を抑制するための係合部と、前記コネクタケースに形成され、前記端子部の両側からそれぞれ前記差込方向に延伸した形状を備え、前記端子部の前記差込方向上において、前記差込方向と直交する方向に互いに対向する対向面を有し、前記コネクタが前記コネクタ接続部に接続されたときに、前記互いに対向する対向面により前記セパレータを挟持するガイド部と、を備え、前記ガイド部は、前記差込方向と直交する方向の幅が前記コネクタケースの前記ガイド部以外の部分における前記差込方向と直交する方向の幅より広い。第1の形態に係るコネクタによれば、コネクタを燃料電池に接続させたときに、端子部がコネクタの差込方向に弾性変形した状態でセパレータと接触するため、燃料電池に接続するときの接続不良や損傷等の不具合の発生を抑制することができる。
第2の形態は、燃料電池を提供する。第2の形態に係る燃料電池は、膜電極接合体と、前記膜電極接合体の両側にそれぞれ配置され、コネクタを接続するためのコネクタ接続部を備えるセパレータと、前記コネクタ接続部に接続されるコネクタと、を備え、前記コネクタは、コネクタケースと、前記コネクタケースに配置され、前記コネクタが前記コネクタ接続部に接続されたときに、前記セパレータの端辺と接触して前記セパレータの積層方向と直交する方向である前記コネクタの差込方向に弾性変形する端子部と、前記コネクタケースに形成され、前記コネクタが前記コネクタ接続部に接続されたときに、前記コネクタ接続部と係合し、前記コネクタの前記差込方向の移動を抑制するための係合部と、前記コネクタケースに形成され、前記端子部の両側からそれぞれ前記差込方向に延伸した形状を備え、前記端子部の前記差込方向上において、前記差込方向と直交する方向に互いに対向する対向面を有し、前記コネクタが前記コネクタ接続部に接続されたときに、前記互いに対向する対向面により前記セパレータを挟持するガイド部と、を備え、前記コネクタ接続部は、前記セパレータの外周部の一部が前記差込方向に切り欠かれて形成される切り欠き部と、前記切り欠き部の内側に形成され、前記コネクタの前記係合部と係合するための被係合部と、を備え、前記ガイド部は、前記差込方向と直交する方向の幅が前記コネクタケースの前記ガイド部以外の部分における前記差込方向と直交する方向の幅より広い。第2の形態に係る燃料電池によれば、コネクタが接続された燃料電池において、コネクタと燃料電池との接続不良や、接続時における損傷等の発生を抑制することができる。
A−1.コネクタの外観構成:
図1Aは、本発明の第1実施例におけるコネクタを燃料電池に取り付けた状態を例示した説明図である。図1Bは、本発明の第1実施例におけるコネクタにケーブルが接続された状態を例示した説明図である。図2は、本発明の第1実施例におけるコネクタの外観構成を例示した説明図である。コネクタ10は、電圧値を検出するための検出器(図示しない)などと燃料電池20とをケーブルCaを介して接続するために用いられ、燃料電池20のセパレータ21に取り付けられることにより、燃料電池20と電気的に接続される。図1Aおよび図1B(以後、これらをまとめて図1とも呼ぶ)では、2つのコネクタ10がセパレータ21に取り付けられた状態が示されている。コネクタ10は、樹脂により略箱形状に形成されたコネクタケース100と、導電性部材により形成され、コネクタケース100により保持されている端子200とを備えている。
ケース取付部110およびガイド部120の詳細について説明する。図3は、コネクタを側方から見たときの形状を例示した説明図である。図4は、コネクタを上方から見たときの形状を例示した説明図である。図5は、コネクタを下方から見たときの形状を例示した説明図である。ケース取付部110は、長板状の外形を備え、長尺方向がコネクタケース100の前後方向(x方向)と沿うようにして、前方側の端部がコネクタケース100に固定され、後方側の端部には、つまみ部111が形成されている。ケース取付部110は、コネクタケース100の上下方向の両側にそれぞれ形成されている。ケース取付部110は、コネクタケース100に固定された端部とつまみ部111との間に係合部112を備えている。
図6は、端子の外観構成を例示した説明図である。端子200は、端部200e1および端部200e2を有する長尺状の平板部材により形成され、一方の端部200e2が折り曲げ部200bにおいて厚み方向(z方向)に折り曲げられることにより、端部200e2と折り曲げ部200bとの間に接触面200tが形成されている。接触面200tは、コネクタ10と燃料電池20との接続時にセパレータ21と接触する面である。また、接触面200tは、折り曲げ部200bと端部200e1との間にコネクタケース100と接着される上面200hが形成されている。端子200の幅(y方向)は、セパレータ21の厚みより広くなるように形成されている。なお、本実施例の端子200は、折り曲げ部200bと接触面200tとの間に、折り曲げ部200bと反対方向に端子200を折り曲げて形成される第2の折り曲げ部200cを備えている。
コネクタ10が燃料電池20に取り付けられるときの状態について説明する。図9〜図11は、コネクタ10が燃料電池に取り付けられるときの時間的な態様の変化と対応している。図9は、コネクタのガイド部を燃料電池に差し込んだ状態を説明するための説明図である。図10は、コネクタのケース取付部を燃料電池に差し込んだ状態を説明するための説明図である。図11は、コネクタを燃料電池に取り付けた状態を説明するための説明図である。
なお、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。
本実施例では、コネクタ10の端子200は、図6に示すように、長尺状の平板部材により形成されているが、端子200は、少なくとも一方向に弾性的に伸縮可能な構成であれば、平板部材に限定されず、例えば、コイルバネのような弾性部材であってもよい。この構成であっても、本実施例のコネクタ10と同様の効果を奏することができる。
本実施例では、コネクタ10のガイド部120は、当接面121や面取り部123を備えているが、これらの少なくとも1つを備えていない構成であってもよい。また、コネクタ10は、ガイド部120の上下方向の幅W2がコネクタケース100の上下方向の幅において最も広い構成を備えているが、ガイド部120の幅W2がコネクタケース100の上下方向の幅において最も広い構成を備えていなくてもよい。また、ガイド部120の幅W2がセパレータ21の切り欠き部21nの幅W5よりも狭い構成であってもよい。
本実施例では、コネクタ10は、コネクタケース100の両側に係合部112を備えているが、係合部112は、コネクタケース100のいずれか一方の側に形成されていてもよい。係合部112は、コネクタケース100の上下方向ではなく、左右の側面の少なくとも一方に形成されていてもよい。
本実施例では、図12に示すように、コネクタ10は、セパレータ21の切り欠き部21nに差し込んだときに端子200の接触面200tのみが接触端辺21cと接触する構成としているが、セパレータ21の切り欠き部21nに差し込んだときにコネクタ10が所定以上に切り欠き部21nの奥に入り込まないように接触端辺21cと当接する当たり部を備えていてもよい。
本実施例では、本発明の一態様であるコネクタについて説明したが、本発明は種々の態様で実現することが可能である。例えば、本発明は、上記のコネクタを用いた電圧などの検出装置、上記のコネクタを有する燃料電池システム等の形態で実現することができる。また、本発明に係るコネクタや燃料電池は、適宜、他の部材と組み合わせて適用することができる。
20…燃料電池
21…セパレータ
21n…切り欠き部
100…コネクタケース
110…ケース取付部
111…つまみ部
112…係合部
120…ガイド部
121…当接面
200…端子
200b…折り曲げ部
200t…接触面
Claims (6)
- 積層された燃料電池のセパレータに形成されたコネクタ接続部に接続されるコネクタであって、
コネクタケースと、
前記コネクタケースに配置され、前記コネクタが前記コネクタ接続部に接続されたときに、前記セパレータの端辺と接触して前記セパレータの積層方向と直交する方向である前記コネクタの差込方向に弾性変形する端子部と、
前記コネクタケースに形成され、前記コネクタが前記コネクタ接続部に接続されたときに、前記コネクタ接続部と係合し、前記コネクタの前記差込方向の移動を抑制するための係合部と、
前記コネクタケースに形成され、前記端子部の両側からそれぞれ前記差込方向に延伸した形状を備え、前記端子部の前記差込方向上において、前記差込方向と直交する方向に互いに対向する対向面を有し、前記コネクタが前記コネクタ接続部に接続されたときに、前記互いに対向する対向面により前記セパレータを挟持するガイド部と、を備え、
前記ガイド部は、前記差込方向と直交する方向の幅が前記コネクタケースの前記ガイド部以外の部分における前記差込方向と直交する方向の幅より広い、コネクタ。 - 請求項1に記載のコネクタにおいて、
前記端子部は、導電性を有する長尺状の平板部材により形成され、一方の端部に折り曲げられて形成された前記セパレータの端辺と接触するための接触面を備え、前記接触面が前記セパレータの端辺に押圧されることで長尺方向に弾性変形する、コネクタ。 - 請求項1または請求項2に記載のコネクタにおいて、
前記係合部は、前記差込方向と直交する方向における前記コネクタケースの少なくとも一部の幅が伸縮可能となるように前記コネクタケースに配置され、前記コネクタが前記コネクタ接続部に接続されたときに、前記コネクタケースの少なくとも一部の幅が拡幅することで前記コネクタ接続部と係合する、コネクタ。 - 請求項3に記載のコネクタにおいて、
前記係合部は、前記コネクタケースの両側にそれぞれ配置されている、コネクタ。 - 請求項1ないし請求項4のいずれかに記載のコネクタにおいて、
前記コネクタは、前記セパレータの外周部の一部が前記差込方向に切り欠かれて形成される前記コネクタ接続部に接続される、コネクタ。 - 燃料電池であって、
膜電極接合体と、
前記膜電極接合体の両側にそれぞれ配置され、コネクタを接続するためのコネクタ接続部を備えるセパレータと、
前記コネクタ接続部に接続されるコネクタと、を備え、
前記コネクタは、
コネクタケースと、
前記コネクタケースに配置され、前記コネクタが前記コネクタ接続部に接続されたときに、前記セパレータの端辺と接触して前記セパレータの積層方向と直交する方向である前記コネクタの差込方向に弾性変形する端子部と、
前記コネクタケースに形成され、前記コネクタが前記コネクタ接続部に接続されたときに、前記コネクタ接続部と係合し、前記コネクタの前記差込方向の移動を抑制するための係合部と、
前記コネクタケースに形成され、前記端子部の両側からそれぞれ前記差込方向に延伸した形状を備え、前記端子部の前記差込方向上において、前記差込方向と直交する方向に互いに対向する対向面を有し、前記コネクタが前記コネクタ接続部に接続されたときに、前記互いに対向する対向面により前記セパレータを挟持するガイド部と、を備え、
前記コネクタ接続部は、
前記セパレータの外周部の一部が前記差込方向に切り欠かれて形成される切り欠き部と、
前記切り欠き部の内側に形成され、前記コネクタの前記係合部と係合するための被係合部と、を備え、
前記ガイド部は、前記差込方向と直交する方向の幅が前記コネクタケースの前記ガイド部以外の部分における前記差込方向と直交する方向の幅より広い、燃料電池。
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