JP6533242B2 - コネクタユニット - Google Patents

Description

本発明は、燃料電池のセルの積層体との嵌合に好適な電気コネクタに関する。

燃料電池に備わる複数のセルからなる積層体（セルスタック）に嵌合される多極のコネクタが知られている（特許文献１および特許文献２）。そのコネクタは、複数のコンタクトと、それらのコンタクトをそれぞれ収容するキャビティが形成されたハウジングとを備えており、複数のコンタクトがそれぞれ、燃料電池のセルの電極に接続される。

特許文献２のコネクタに備わるコンタクトは、板状の第１端子部を挟み込む第１の弾性接続部と、板状の第２端子部を挟み込む第２の弾性接続部と、それらの弾性接続部を連結する接続基部とを有している。特許文献２には、かかるコネクタにより、隣接するセルの正極同士あるいは負極同士を接続する例が記載されている。

特開２０１３−１８７０５０号公報 特開２０１４−１５４２４５号公報

燃料電池の各セルの厚み、外形の寸法誤差や、積層されるセル同士の組み付け誤差等により、セルスタックにおける各セルの位置は公差の範囲内で相互にずれている。また、特に車載用の燃料電池にあっては、振動により、セルが撓んでセル同士が相対変位する。セルスタックの左右両端のセルの位置が固定されていたとしても、両端のセルの間に配置されるセルは振動等により上下・左右・前後方向に過大に変位しうる。

そうしたセルの位置ずれをコネクタにより吸収するため、コンタクトが収容されているハウジングのキャビティ内の空隙を広く確保したり、コンタクトの接点に対して必要以上に奥までセルの電極が挿入されるようにしたりすることが考えられる。
コンタクトの弾性変形量に応じてキャビティ内の空隙を広げておけば、セルの変位をコンタクトの弾性変形によってある程度は吸収することができる。この点は、弾性接続部を有する特許文献２のコネクタも同様である。

しかしながら、相対変位するセルの数の分だけセルの厚み方向への変位が累積されるため、コネクタのサイズに制約がある中で、キャビティ内におけるコンタクトの弾性変形によりセルの相対変位を吸収することには限界があり、コネクタをあまり小型化できない。

しかも、複数のセルの厚み公差が累積することにより、コンタクトおよびセル電極に過剰な荷重が加わって接続の信頼性が低下する可能性がある。
さらに、上述のようにコンタクトの接点に対して必要以上に奥までセル電極が挿入されるようにしていると、挿抜時にセル電極に摺動して接点が削れる可能性が高まり、やはり、接続の信頼性が低下する可能性がある上、コネクタの小型化が阻害される。接点が削れる可能性があるのは、振動時に、セルスタックの歪みや、セルの撓みが生じて、接点がセルの面内方向にセル電極を摺動する場合も同様である。コンタクトを通じて検知される信号に基づく測定の精度に影響させない観点からも、接点が摺動し、セル電極の規定の位置から接点の位置がずれることは避けたい。接続の信頼性には、接点の位置ずれを抑えることも含まれる。

以上より、本発明は、積層体の要素と嵌合されるコネクタに関し、積層体の要素が相対変位するとしても、コンタクトと積層体要素との接続の信頼性を確保するとともに、コネクタの小型化を促進することを目的とする。

本発明のコネクタユニットは、第１方向に積層され、コンタクトをそれぞれ有する複数のコネクタモジュールを備える。
本発明においては、第１方向と直交し、コネクタモジュールを嵌合対象に嵌合する方向が第２方向であり、第１方向および第２方向の双方と直交する方向が第３方向であるものとする。
本発明におけるコネクタモジュールは、第１方向において対向し、第３方向に延在する第１側壁および第２側壁と、第１側壁の一部および第２側壁の一部をなしてコンタクトを保持する保持部と、保持部の第３方向における一端側または両端側から第３方向に延在する第１側壁の一部または第２側壁の一部をなし、第１方向において隣接しているコネクタモジュールに連結する連結部と、を備える。
連結部は、第１方向の一方側へ向けて第１側壁から突出する突起と、第１方向の他方側に隣接するコネクタモジュールの突起を受容する凹部と、を有する。
凹部は、第２側壁において第１方向に開口する開口を有する。
突起は、凹部の内側で第３方向に延在し、開口の第３方向における寸法よりも長い離脱規制部を有する。
そして、凹部に受容された突起には、凹部に対する第１方向、第２方向、および第３方向への可動範囲が与えられ、連結部により連結された複数のコネクタモジュールが個別に、第１方向、第２方向、および第３方向のいずれにも変位可能である。

本発明のコネクタユニットにおいて、凹部は、第２方向に沿って延びており、コネクタモジュールは、凹部に受容された突起に与えられる第２方向への可動範囲において、第１方向に隣接しているコネクタモジュールに対して変位可能であることが好ましい。

本発明のコネクタユニットにおいて、凹部は、第２方向の後端側を開放した挿入口を有し、コネクタモジュールは、挿入口から突起を挿入して第２方向に沿ってスライドさせて、第１方向に隣接するコネクタモジュールと組み付けることが好ましい。

本発明のコネクタユニットにおいて、突起は、第１方向に沿って凹部の開口を貫通し、凹部の開口によって第３方向への可動範囲が与えられる貫通部と、凹部の内側に留められる離脱規制部と、を有することが好ましい。
上記の突起は、貫通部および離脱規制部から、断面略Ｌ字状に形成されていることが好ましい。

本発明のコネクタユニットにおいて、保持部は、コネクタモジュールにおける第３方向の中央部に位置し、コネクタモジュールは、第３方向において保持部よりも両端側にそれぞれ連結部を備えることが好ましい。

本発明のコネクタユニットにおいて、第１側壁と第２側壁との間に、コンタクトが位置する区画と、離脱規制部が位置する区画とが存在することが好ましい。

本発明のコネクタユニットが、第１方向において他のコネクタユニットと隣接して配置される場合、他のコネクタユニットに対向するコネクタモジュールは、突起を有しておらず、残りのコネクタモジュールは、突起を有していることが好ましい。

本発明のコネクタユニットにおいては、嵌合対象は、燃料電池のセルスタックを構成する各セルであることが好ましい。

本発明のコネクタユニットによれば、嵌合対象である積層体の要素が相対変位するとしても、連結される複数のコネクタモジュールが個別に複数の方向へと相対変位可能であることにより、コンタクトと積層体要素との接続の信頼性を確保するとともに、コネクタの小型化を促進することができる。

燃料電池のセルスタックに嵌合されている本発明の実施形態に係るコネクタユニットを示す斜視図である。 本発明の実施形態のコネクタユニットを示す斜視図である。 図２のIII矢印方向からコネクタユニットを示す図である。 図３のIV矢印方向から単一のコネクタモジュールを示す斜視図である。 図３のV矢印方向からコネクタユニットを示す図である。 図４に示すコネクタモジュールに保持されるコンタクトを示す斜視図である。 図６に示すコンタクトが接続されるセルの電圧検知用電極を示す図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
図１に示すコネクタユニット１は、車両に搭載される燃料電池のセルスタック４０を構成する複数のセル４に嵌合される。

セルスタック４０は、直列に接続される多数の平板状のセル４と、図示しないセパレータとを含んで構成される積層体である。
図１には、多数のセル４のうちの一部のセル４のみが示されている。図１にされている複数のセル４にコネクタユニット１が嵌合される。図１では、コネクタユニット１が嵌合されるセル４の一部の領域のみを示し、他の領域の図示を省略している。
コネクタユニット１においてセル４に嵌合される側が「前端側」、それとは反対側が「後端側」であるものと定義する。

セルスタック４０に嵌合されているコネクタユニット１に備わる複数のコンタクト２（図６）を通じて、セル４の発電電圧が検知される。検知されたセル４の電圧に基づいて、セル４の故障等を検知したり、燃料ガスや酸化剤ガスの供給量を制御することができる。図６に示すコンタクト２は、図７に示す電圧検知用の電極４１と接触し電気的に導通する。

セル４は、詳細な構成の図示を省略するが、電解質膜と、電解質膜の一面側に設けられるアノードと、電解質膜の他面側に設けられるカソードとを備えている。セル４は、図示しないセパレータが介在した状態でセル４の厚み方向に積層されている。セパレータにより、隣り合うセル間でアノードとカソードとが絶縁される。セパレータには、アノードに水素ガス等の燃料ガスを供給する通路と、カソードに酸素ガス等の酸化剤ガスを供給する通路とが形成されている。このセパレータに、アノードまたはカソードに電気的に接続された薄板状の電圧検知用電極４１（図７）が支持されている。以下、電圧検知用電極４１のことを電極４１と称する。

セルスタック４０は、図示されていないセルを含めると、数百のセル４から構成されており、セルスタック４０の全体に、複数のコネクタユニット１が嵌合されている。図１に示されているコネクタユニット１のすぐ隣（例えば、背面側）にも、同様に構成されたコネクタユニット１が配置されており、図示されていないセルに嵌合される。

本実施形態では、セル群において１個おきに選ばれるセル４の電極４１にコンタクト２（図６）が接続される。
本実施形態には限らず、２個おきや３個おきに選ばれるセル４の電極４１にコンタクト２が接続されていてもよい。あるいは、全てのセル４のそれぞれの電極４１にコンタクト２を接続し、全てのセル４の電圧を検知するようにしてもよい。

各セル４の厚み、外形の寸法誤差や、セル４を構成する部材の組み付け誤差等により、セルスタック４０における各セル４の位置が公差の範囲でばらつく。そのため、複数のセル４の各々の電極４１の位置が相互にずれている。図７に示すように、複数の電極４１は、板厚方向に相互にずれているため等間隔には配置されておらず、積層方向や高さ方向にも相互にずれている。

以下、図２〜図５を参照し、本実施形態のコネクタユニット１の構成を説明する。
コネクタユニット１は、図２、図３および図５に示すように、複数の（ここでは５つの）コネクタモジュール１０を備えている。単一のコネクタモジュール１０を図４に示している。
複数のコネクタモジュール１０は、セル４の積層されている方向と同じ方向に積層されている。個々のコネクタモジュール１０は、単一のコンタクト２（図６）を有する１極コネクタに相当する。積層方向に隣接するコネクタモジュール１０同士が連結されて一体化されることで、複数極のコネクタユニット１が構成されている。
連結された複数のコネクタモジュール１０は、互いに固定されてはおらず、意図的に、必要十分な変位量の相対変位が許容されている。その変位量としては、少なくともセル４の公差分が必要である。本実施形態では、車両運転中にセルスタック４０に加えられる振動も考慮して、セル４の公差以上の変位量を確保するものとする。

以下、図３および図５に従い、コネクタモジュール１０が積層される方向のことを左右方向Ｄ１（第１方向）と称し、コネクタユニット１がセルスタック４０に嵌合される方向のことを前後方向Ｄ２（第２方向）と称する。また、これらの左右方向Ｄ１および前後方向Ｄ２の双方に対して直交する方向のことを上下方向Ｄ３（第３方向）と称する。

本実施形態は、上述したようなセル４の電極４１の位置ずれ（図７）に対応して、連結された複数のコネクタモジュール１０が、個別に、左右方向Ｄ１、前後方向Ｄ２、および上下方向Ｄ３のいずれにも変位可能であることを特徴とする。
仮に、連結されていない１極コネクタを積層するとすれば、セル４の位置ずれに対応することはできるものの、その場合は、電圧が検知されるセル４の数に対応する多数の１極コネクタの１つ１つをセル４に嵌合することとなるので、作業性に劣る。
本実施形態は、複数の１極コネクタモジュール１０を連結してユニット化することで良好な嵌合作業性を得つつ、セル４の位置ずれに対応する。

主に図３および図４を参照し、コネクタモジュール１０の構成を説明する。
コネクタモジュール１０は、コンタクト２（図６）と、モジュールハウジング１０１とを備えている。

コンタクト２（図６）は、弾性を有する金属材料から形成されており、電極４１（図７）を一対の短冊状の接触ビーム２１Ａ，２１Ａの間に挟み込む接触部２１と、電線Ｗ（図１および図２）が圧着される電線取付部２２と、接触部２１と電線取付部２２との間に位置する中間部２３とを有している。
図３〜図５では、コンタクト２および電線Ｗの図示を省略している。

接触部２１の接触ビーム２１Ａ，２１Ａの間は、接触部２１の前端２１Ｂ側では電極４１の板厚よりも広くなっており、前端２１Ｂ側から接触ビーム２１Ａ，２１Ａの間に電極４１の接続領域４１Ａ（図７）が挿入される。挿入された接続領域４１Ａの表裏両面には、接触ビーム２１Ａ，２１Ａに設定されている接点がいずれも所定の接圧で電極４１に接触する。

モジュールハウジング１０１（図３および図４）は、絶縁性の樹脂材料から形成された射出成形品である。
モジュールハウジング１０１は、左右方向Ｄ１において対向する２つの側壁１４，１５を有しており、全体の外形が略板状となっている。モジュールハウジング１０１の板厚は、例えば、数ｍｍである。
モジュールハウジング１０１は、コンタクト２を収容して保持する収容保持部１１（保持部）と、隣接するコネクタモジュール１０と連結される一対の連結部１２，１２と、セル４（図１）に嵌合される嵌合部１３とを有している。

収容保持部１１（図３および図４）は、連結部１２，１２の間、つまり、モジュールハウジング１０１の上下方向Ｄ３における中央部に位置し、コンタクト２（図６）を収容するとともにコンタクト２の中間部２３を保持する。
収容保持部１１は、コンタクト２が配置されるキャビティ１６を取り囲むように、側壁１４，１５と、壁１７および壁１８とを含んで構成されている。
コンタクト２の中間部２３に形成されている突起または段差２３１，２３２と、壁１７または壁１８に形成されている図示しない係止部とが係止し合うことで、コンタクト２が収容保持部１１に保持される。
キャビティ１６は、モジュールハウジング１０１を前後方向Ｄ２に貫通している。コンタクト２に接続された電線Ｗ（図２）が、モジュールハウジング１０１の後端１０１Ａ側から引き出される。

嵌合部１３（図３および図４）は、コネクタモジュール１０の前端に位置し、セル４（図１）のセパレータの一部および電極４１の一部を受容した状態でセル４に嵌合される。嵌合部１３には、電極４１の接続領域４１Ａ（図７）およびセパレータの所定の領域を受容する溝１３１が形成されている。
複数のコネクタモジュール１０が連結されると、それらの嵌合部１３が櫛歯状に並ぶ。複数のコネクタモジュール１０の各々の嵌合部１３の溝１３１にそれぞれセパレータの上端部および接続領域４１Ａが挿入されることで、各コネクタモジュール１０のコンタクト２の接触部２１（図６）が接続領域４１Ａ（図７）に対して位置決めされる。接続領域４１Ａは、電極４１の一辺から、接触部２１の幅（上下方向Ｄ３の寸法）と同等の幅で突出している。この接続領域４１Ａに、コンタクト２の接点が接触する規定の接続箇所が設定されている。

図３に示すコネクタユニット１は、図３における左端に位置するコネクタモジュール１０_１とその右隣のコネクタモジュール１０_２とを組み付け、次に、コネクタモジュール１０_２とその右隣のコネクタモジュール１０_３とを組み付け、といったように、左側から右側に向けてコネクタモジュール１０_１〜１０_５を順に組み付けることによって製造される。
以下のコネクタモジュール１０同士の連結に関する説明では、図３に示すコネクタモジュール１０に、図４に示すコネクタモジュール１０が組み付けられるとみなすことで、理解が容易となる。

連結部１２（図３および図４）は、上下方向Ｄ３においてモジュールハウジング１０１の中央部に位置する収容保持部１１の両端側に、上下対称に形成されている。
連結部１２は、左右方向Ｄ１の一端側（左側）へ向けて突出する突起１２１（図４）と、左右方向Ｄ１の他端側（右側）に隣接するコネクタモジュール１０の突起１２１を受容する凹部１２２とを有している。突起１２１には、凹部１２２から突起１２１が離脱するのを規制する離脱規制部１２１Ｂが備えられている。

一方のコネクタモジュール１０の突起１２１（図４）と、その突起１２１を受容する他方のコネクタモジュール１０の凹部１２２（図３）とは、緩く係合し合う。そのため、上述したように、連結された複数のコネクタモジュール１０が、個別に、左右方向Ｄ１、前後方向Ｄ２、および上下方向Ｄ３のいずれにも変位可能である。図１、図３および図５に示されているコネクタモジュール１０（１０_１〜１０_５）の位置は、セル４の電極４１（図７）の位置がずれている分だけ、相互にシフトしている。

突起１２１（図４）は、コネクタモジュール１０の側壁１４から突出している。突起１２１の離脱規制部１２１Ｂが、隣接するコネクタモジュール１０の側壁１４，１５の間に配置される。
ここで、コネクタユニット１の左右方向Ｄ１の端部に配置されるコネクタモジュール１０（図３のコネクタモジュール１０_１）については、突起１２１の形成を省略することができる。図５に、二点鎖線で突起１２１を示すように、コネクタユニット１の左端に位置するコネクタモジュール１０_１は、突起１２１を有していないことが好ましい。
そうすると、セルスタック４０（図１）に複数のコネクタユニット１を嵌合する場合に、コネクタユニット１同士が連結されないことで、それらのコネクタユニット１を嵌合する作業の順序に制約がない。つまり、左側から右側に向けて、複数のコネクタユニット１を決まった順序でセルスタック４０に嵌合する必要がないため、作業性が良い。コネクタユニット１同士が連結されないため、一部のコネクタユニット１だけを取り外すこともできるので、故障したコネクタユニット１だけの交換も容易である。

側壁１４，１５の間には、コンタクト２の接触部２１および中間部２３（図６）が位置するキャビティ１６（区画）と、キャビティ１６よりも上方および下方にそれぞれ位置し、上側の連結部１２の離脱規制部１２１Ｂと下側の連結部１２の離脱規制部１２１Ｂとがそれぞれ位置する一対の区画１９，１９とが存在する。キャビティ１６と上側の区画１９とは、壁１７により仕切られ、キャビティ１６と下側の区画１９とは、壁１８により仕切られている。

凹部１２２（図３）は、コネクタモジュール１０がセル４（図１）に嵌合される方向である前後方向Ｄ２に沿って延出している。この凹部１２２は、側壁１５に形成されているスリット状の開口１２２Ａと、区画１９とから構成されている。開口１２２Ａの上下方向Ｄ３の寸法は、区画１９の上下方向Ｄ３の寸法よりも小さく定められている。

開口１２２Ａは、キャビティ１６に近い位置で側壁１５を厚み方向に貫通している。この開口１２２Ａは、側壁１５の後端の位置から、前後方向Ｄ２に沿って形成されている。凹部１２２の後端は、開放されており、突起１２１が挿入される挿入口１２２Ｂとなっている。挿入口１２２Ｂが位置するモジュールハウジング１０１の後端１０１Ａには、凹部１２２に挿入されている突起１２１の後方への離脱を規制するストッパ突起１２４が設けられている。
一方、凹部１２２の前端は閉じており、ストッパ壁１２２Ｃが存在する。

突起１２１（図４）は、前後方向Ｄ２に沿って延びており、略Ｌ字状の断面形状を呈する。
突起１２１は、凹部１２２の開口１２２Ａに通される貫通部１２１Ａと、凹部１２２の内側（区画１９）に留められる離脱規制部１２１Ｂとを有している。左右方向Ｄ１に沿って延在する貫通部１２１Ａに対して、離脱規制部１２１Ｂは、上下方向Ｄ３に沿って、キャビティ１６から離れる向きへと屈曲している。貫通部１２１Ａおよび離脱規制部１２１Ｂより、突起１２１の横断面の形状が略Ｌ字状となっている。
上側の突起１２１と下側の突起１２１は、キャビティ１６に対して上下対称に配置されている。

突起１２１の横断面の形状は、Ｌ字に限定されず、Ｔ字等も許容される。Ｔ字の場合は、離脱規制部１２１Ｂを貫通部１２１Ａの先端よりもキャビティ１６側に向けて延長するとよい。
但し、Ｌ字とした方が、離脱規制部１２１Ｂの上下方向Ｄ３の長さが短いので、区画１９に必要な上下方向Ｄ３のスペースを節約して、コネクタユニット１の小型化に寄与できる。

本実施形態では、モジュールハウジング１０１の上下方向Ｄ３の中央部に収容保持部１１が位置しており、その収容保持部１１よりも上下方向Ｄ３における両端側に連結部１２，１２が位置している。そのため、収容保持部１１よりも上方側にのみ、あるいは下方側にのみ連結部１２が位置している場合と比べて、連結部１２，１２がそれぞれ有する突起１２１および凹部１２２により、隣り合うコネクタモジュール１０同士を安定して連結することができる。
また、本実施形態では、上側の突起１２１の離脱規制部１２１Ｂと、下側の突起１２１の離脱規制部１２１Ｂとのいずれもキャビティ１６から離れる向きに貫通部１２１Ａから延びている。そのため、逆の向き、つまり、上側の突起１２１の離脱規制部１２１Ｂと、下側の突起１２１の離脱規制部１２１Ｂとのいずれもキャビティ１６に近づく向きに貫通部１２１Ａから延びている場合と比べて、２つの突起１２１の先端１２１Ｃ（図５）がコネクタモジュール１０の上下方向Ｄ３の外端側に位置している。
そうすると、突起１２１の向きが逆である場合と比べ、隣り合うコネクタモジュール１０同士の間を上側や下側で開く力が働いた際に、コネクタモジュール１０の上下方向Ｄ３のより外端側で突起１２１の先端１２１Ｃが側壁１５に突き当てられるので、コネクタモジュール１０の傾きをより十分に規制することができる。側壁１５を支持する突起１２１の先端１２１Ｃは半球状に形成されることが好ましい。
なお、本実施形態とは逆向きに、上側の突起１２１の離脱規制部１２１Ｂと、下側の突起１２１の離脱規制部１２１Ｂとのいずれもキャビティ１６に近づく向きに貫通部１２１Ａから延びているように、コネクタモジュール１０を構成することも許容される。

隣り合うコネクタモジュール１０同士を組み付ける際には、一方のコネクタモジュール１０の突起１２１を、他方のコネクタモジュール１０の挿入口１２２Ｂ（図３）からストッパ突起１２４を乗り越えるようにして凹部１２２に挿入し、前後方向Ｄ２に沿って突起１２１をスライドさせ、凹部１２２の内側に離脱規制部１２１Ｂを配置する。図５に示すように、コネクタモジュール１０_３とコネクタモジュール１０_４とが上下方向Ｄ３へと最大限に相対変位している状態でも、コネクタモジュール１０_４の離脱規制部１２１Ｂがコネクタモジュール１０_３の側壁１５と上下方向Ｄ３においてオーバーラップしている。このため、側壁１５を左右方向Ｄ１に超えて凹部１２２の外へと抜け出ることはないので、離脱規制部１２１Ｂは凹部１２２の内側に留まる。したがって、離脱規制部１２１Ｂは、凹部１２２から突起１２１が離脱するのを規制している。凹部１２２からの突起１２１の離脱が規制されていると、隣り合うコネクタモジュール１０同士が分離せず、連結された状態に維持される。

凹部１２２に挿入された突起１２１は、所定の範囲Ｒ２（図３）内で前後方向Ｄ２に変位可能である。範囲Ｒ２は、ストッパ突起１２４とストッパ壁１２２Ｃとの間の距離に相当し、突起１２１の前後方向Ｄ２の寸法よりも長い。突起１２１には、前後方向Ｄ２において、ストッパ突起１２４とストッパ壁１２２Ｃとの間の距離（範囲Ｒ２）から突起１２１の寸法を引いた可動範囲が与えられている。範囲Ｒ２において、隣り合うコネクタモジュール１０の一方に対して他方が、セル４の前後方向Ｄ２への想定ずれ量を考慮して設定されている変位量にて変位可能である。

図５を参照し、左右方向Ｄ１および上下方向Ｄ３への変位について説明する。
図５より、区画１９の左右方向Ｄ１の寸法（幅）、つまり、側壁１４，１５の間の距離は、区画１９に配置される突起１２１の離脱規制部１２１Ｂの板厚よりも大きい。そのため、突起１２１は、区画１９の幅に相当する範囲Ｒ１内で左右方向Ｄ１に変位可能である。突起１２１には、左右方向Ｄ１において、区画１９の幅（範囲Ｒ１）から離脱規制部１２１Ｂの板厚を引いた可動範囲が与えられている。範囲Ｒ１において、隣り合うコネクタモジュール１０同士が、左右方向Ｄ１に設定されている変位量で変位可能である。

次に、凹部１２２の開口１２２Ａの上下方向Ｄ３の寸法（高さ）は、突起１２１の貫通部１２１Ａの板厚よりも大きい。そのため、突起１２１は、開口１２２Ａの高さに相当する範囲Ｒ３内で上下方向Ｄ３に変位可能である。突起１２１には、上下方向Ｄ３において、開口１２２Ａの高さ（範囲Ｒ３）から貫通部１２１Ａの板厚を引いた可動範囲が与えられている。
図５は、コネクタモジュール１０_１〜１０_５にそれぞれ対応するセル４（図１）の位置が上下方向Ｄ３にずれているがために、コネクタモジュール１０_１〜１０_５が個別に上下方向Ｄ３に相対変位している状態を示している。
例えば、コネクタモジュール１０_３のコンタクト２が接続されるセル４と、コネクタモジュール１０_４のコンタクト２が接続されるセル４とが上下方向Ｄ３にずれていると、それらのセル４，４の位置にコネクタモジュール１０_３，１０_４がそれぞれ追従するように、上下方向Ｄ３へとセル４のずれ量に相当する変位量Ｓ３で変位する。
つまり、コネクタモジュール１０_３，１０_４の相対変位により、セル４の公差による位置ずれであったり、振動によるセル４の位置ずれが吸収されるので、位置ずれを考慮してコンタクト２とキャビティ１６の内面との間に上下方向Ｄ３に余分なクリアランスを設定する必要がない。また、コネクタモジュール１０_３およびコネクタモジュール１０_４は、セル４の位置ずれ量に応じて設定されている変位量Ｓ３を限度に自在に相対変位するため、コンタクト２の接点がセル４の電極４１を摺動することを避けることができる。
凹部１２２の開口１２２Ａに対する突起１２１の変位が範囲Ｒ３内に制限されていることで、変位量Ｓ３も制限されているので、コネクタモジュール１０_３とコネクタモジュール１０_４とが過度に相対変位しない。そのため、過大な相対変位によってコンタクト２やモジュールハウジング１０１が破損するのを防ぐことができる。

左右方向Ｄ１および前後方向Ｄ２に関しても上記と同様である。
積層されているセル４が公差や振動により左右方向Ｄ１に拡がったり近づく向きへと位置ずれしていると、複数のコネクタモジュール１０が左右方向Ｄ１に相対変位して、セル４の位置ずれを吸収する。複数のコネクタモジュール１０が、個別に、所定の変位量で自在に変位可能であるため、コンタクト２や電極４１に余分な力が入らずに、接続の信頼性を確保できる。また、左右方向Ｄ１へのセル４の公差の累積を考慮する必要がない。さらに、キャビティ１６を形成する側壁１４，１５とコンタクト２とのクリアランスを最小限に抑えることができるので、薄いコネクタモジュール１０が連結されてなるコネクタユニット１の小型化に寄与することができる。

前後方向Ｄ２についても、積層されているセル４が公差や振動により前後方向Ｄ２に位置ずれしていると、複数のコネクタモジュール１０が前後方向Ｄ２に相対変位して、セル４の位置ずれを吸収する。この場合も、複数のコネクタモジュール１０が、個別に、所定の変位量で自在に変位可能であり、コンタクト２の接点がセル４の電極４１を摺動することを避けることができるので、接続の信頼性を確保できる。そして、複数のコネクタモジュール１０が、個別に、所定の変位量で自在に変位可能であるから、コンタクト２の接点に対して必要以上に奥まで電極４１が挿入されるようにコンタクト２を長くしておく必要がない。そのため、コンタクト２が延びている前後方向Ｄ２にモジュールハウジング１０１を小型化できるとともに、コンタクト２の挿抜時にコンタクト２と電極４１とが摺動する距離を短くすることができるので、接点の摩耗を抑えることができる。

本実施形態のコネクタユニット１は、左右方向Ｄ１、前後方向Ｄ２、および上下方向Ｄ３のうちのいずれか２つ以上が合成された、あらゆる方向へのセル４の位置ずれに対応可能である。例えば、セル４が面外方向に撓んだり、セルスタック４０が左右方向Ｄ１の回転方向に歪むように変形した際にも、３つの方向Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３にそれぞれ、複数のコネクタモジュール１０が個別に相対変位し、セル４の電極４１上の規定の箇所から接点の位置がずれるのを抑えることができる。そうすると、各セル４において、電極４１の一定の箇所にコンタクト２の接点が接触するため、コンタクト２が接続されたセル４の電圧を安定して検知でき、測定精度を向上させることができる。

上記以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
例えば、上側の突起１２１および下側の突起１２１の各々の離脱規制部１２１Ｂのいずれも貫通部１２１Ａから上方へと延びているように、コネクタモジュール１０を構成することもできる。
例えば、２以上のコンタクト２を有しているコネクタモジュールを連結することで、本発明のコネクタユニットを構成することもできる。
また、上記実施形態に限らず、本発明の離脱規制部は、突起１２１の貫通部１２１Ａとは別体に構成されていてもよい。

１ コネクタユニット
１０ コネクタモジュール
２ コンタクト
４ セル
４０ セルスタック
４１ 電極
４１Ａ 接続領域
１１ 収容保持部（保持部）
１２ 連結部
１３ 嵌合部
１４，１５ 側壁
１６ キャビティ（区画）
１７ 壁
１８ 壁
１９ 区画
２１ 接触部
２１Ａ 接触ビーム
２１Ｂ 前端
２２ 電線取付部
２３ 中間部
２３１，２３２ 突起または段差
１０１ モジュールハウジング
１０１Ａ 後端
１２１ 突起
１２１Ａ 貫通部
１２１Ｂ 離脱規制部
１２１Ｃ 先端
１２２ 凹部
１２２Ａ 開口
１２２Ｂ 挿入口
１２２Ｃ ストッパ壁
１２４ ストッパ突起
１３１ 溝
Ｄ１ 左右方向（第１方向）
Ｄ２ 前後方向（第２方向）
Ｄ３ 上下方向（第３方向）
Ｒ１ 範囲
Ｒ２ 範囲
Ｒ３ 範囲
Ｓ３ 変位量
Ｗ 電線

Claims (9)

1. 第１方向に積層され、コンタクトをそれぞれ有する複数のコネクタモジュールを備え、
   前記第１方向と直交し、前記コネクタモジュールを嵌合対象に嵌合する方向が第２方向であり、前記第１方向および前記第２方向の双方と直交する方向が第３方向であり、
   前記コネクタモジュールは、
   前記第１方向において対向し、前記第３方向に延在する第１側壁および第２側壁と、
   前記第１側壁の一部および前記第２側壁の一部をなして前記コンタクトを保持する保持部と、
   前記保持部の前記第３方向における一端側または両端側から前記第３方向に延在する前記第１側壁の一部または前記第２側壁の一部をなし、前記第１方向において隣接している前記コネクタモジュールに連結する連結部と、を備え、
   前記連結部は、
   前記第１方向の一方側へ向けて前記第１側壁から突出する突起と、
   前記第１方向の他方側に隣接する前記コネクタモジュールの前記突起を受容する凹部と、を有し、
   前記凹部は、
   前記第２側壁において前記第１方向に開口する開口を有し、
   前記突起は、
   前記凹部の内側で前記第３方向に延在し、前記開口の前記第３方向における寸法よりも長い離脱規制部を有し、
   前記凹部に受容された前記突起には、前記凹部に対する前記第１方向、前記第２方向、および前記第３方向への可動範囲が与えられ、
   前記連結部により連結された前記複数のコネクタモジュールが個別に、前記第１方向、前記第２方向、および前記第３方向のいずれにも変位可能である、
   ことを特徴とするコネクタユニット。
2. 前記凹部は、前記第２方向に沿って延びており、
   前記コネクタモジュールは、
   前記凹部に受容された前記突起に与えられる前記第２方向への可動範囲において、前記第１方向に隣接している前記コネクタモジュールに対して変位可能である、
   請求項１に記載のコネクタユニット。
3. 前記凹部は、前記第２方向の後端側を開放した挿入口を有し、
   前記コネクタモジュールは、
   前記挿入口から前記突起を挿入して前記第２方向に沿ってスライドさせて、前記第１方向に隣接する前記コネクタモジュールと組み付ける、
   請求項２に記載のコネクタユニット。
4. 前記突起は、
   前記第１方向に沿って前記凹部の前記開口を貫通し、前記凹部の前記開口によって前記第３方向への可動範囲が与えられる貫通部と、
   前記凹部の内側に留められる前記離脱規制部と、を有する、
   請求項１から３のいずれか一項に記載のコネクタユニット。
5. 前記突起は、前記貫通部および前記離脱規制部から、断面略Ｌ字状に形成されている、請求項４に記載のコネクタユニット。
6. 前記保持部は、前記コネクタモジュールにおける前記第３方向の中央部に位置し、
   前記コネクタモジュールは、前記第３方向において前記保持部よりも両端側にそれぞれ前記連結部を備える、
   請求項１から５のいずれか一項に記載のコネクタユニット。
7. 前記第１側壁と前記第２側壁との間に、前記コンタクトが位置する区画と、前記離脱規制部が位置する区画とが存在する、
   請求項１から６のいずれか一項に記載のコネクタユニット。
8. 前記第１方向において他の前記コネクタユニットと隣接して配置されるコネクタユニットにおいて、
   前記他のコネクタユニットに対向する前記コネクタモジュールは、前記突起を有しておらず、
   残りの前記コネクタモジュールは、前記突起を有している、
   請求項１から７のいずれか一項に記載のコネクタユニット。
9. 前記嵌合対象は、燃料電池のセルスタックを構成する各セルである、
   請求項１から８のいずれか一項に記載のコネクタユニット。

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