(57)【要約】【課題】燃料電池に設けられるヒーターに電力を供給するための電力配線を容易に取り出す。【解決手段】燃料電池に設けられるヒーターの電力配線の構造として、ヒーターは、燃料電池内に順に配列されるターミナルプレートと、インシュレータプレートと、エンドプレートとのうちのいずれかの間に設けられており、電力配線は、ターミナルプレート、インシュレータプレート、および、エンドプレートの配列方向に平行な側面であって、インシュレータプレートとエンドプレートの少なくとも一方の側面から、取り出されていることを特徴とする。【選択図】図１
2010262894.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池に設けられるヒーターの電力配線の構造であって、
前記ヒーターは、前記燃料電池内に順に配列されるターミナルプレートと、インシュレータプレートと、エンドプレートとのうちのいずれかの間に設けられており、
前記電力配線は、前記ターミナルプレート、前記インシュレータプレート、および、前記エンドプレートの配列方向に平行な側面であって、前記インシュレータプレートと前記エンドプレートの少なくとも一方の側面から、取り出されていることを特徴とする
燃料電池に設けられるヒーターの電力配線の構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池に設けられるヒーターに電力を供給するための電力配線の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、低温時において、燃料電池の温度を適切な温度状態とするために、燃料電池（通常、複数の燃料電池セルをスタックした燃料電池スタックが利用される）の燃料電池にヒーターを設置することが行なわれている。
【０００３】
ここで、例えば、燃料電池の端部に配列される、ターミナルプレート、インシュレータプレート、エンドプレートのうちのいずれかの間にヒーターを設置した場合に、そのヒーターに電力を供給するための電力配線をどのように外部に取り出すかが問題となる。燃料電池のエンドプレートには、反応ガスや冷媒用の入力配管、出力配管、および、これに付随する補機が取り付けられるため、部品密度が高い。従って、これらの配管等が取り付けられるエンドプレートの面から電力配線を取り出すためのスペースを確保することが難しいという問題がある。また、仮に、取り出すスペースを確保できたとしても、元々組み付け部品密度の高い面に、さらに、電力配線が増加することになるため、組み付け時において、組み付け部品同士の干渉の問題が発生し、組み付け性が悪くなる可能性が高い、という問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−０３４３８１号公報
【特許文献２】特開２００５−３０２６６１号公報
【特許文献３】特開２００７−１０３０３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明は、燃料電池に設けられるヒーターに電力を供給するための電力配線を容易に取り出すことが可能な電力配線の構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。
【０００７】
［適用例１］
燃料電池に設けられるヒーターの電力配線の接続構造であって、
前記ヒーターは、前記燃料電池内に順に配列されるターミナルプレートと、インシュレータプレートと、エンドプレートとのうちのいずれかの間に設けられており、
前記電力配線は、前記ターミナルプレート、前記インシュレータプレート、および、前記エンドプレートの配列方向に平行な側面であって、前記インシュレータプレートと前記エンドプレートの少なくとも一方の側面から、取り出されていることを特徴とする
燃料電池に設けられるヒーターの電力配線の接続構造。
この構造によれば、配管等が組み付けられる部品密度の高いエンドプレートの面ではなく、インシュレータプレートとエンドプレートの少なくとも一方の側面から電力配線を取り出すことができるので、燃料電池に設けられるヒーターに電力を供給するための電力配線を容易に取り出すことが可能なヒーターの電力配線の構造を提供することができる。
【０００８】
なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、燃料電池に設けられるヒーターの電力配線の構造、燃料電池に設けられるヒーターの電力配線の接続構造、これらの構造を用いた燃料電池、燃料電池スタックなどの種々の形態で実現することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施例としての燃料電池に設けられるヒーターの電力配線の構造について示す説明図である。
【図２】第１実施例としての燃料電池に設けられるヒーターの電力配線の構造の変形例について示す説明図である。
【図３】本発明の第２実施例としての燃料電池に設けられるヒーターの電力配線の構造について示す説明図である。
【図４】第３実施例としての燃料電池に設けられるヒーターの電力配線の構造について示す説明図である。
【図５】第３実施例としての燃料電池に設けられるヒーターの電力配線の構造の変形例について示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の実施の形態を、実施例に基づいて以下の順序で説明する。
Ａ．第１実施例：
Ｂ．第２実施例：
Ｃ．第３実施例：
【００１１】
Ａ．第１実施例：
図１は、本発明の第１実施例としての燃料電池に設けられるヒーターの電力配線の構造について示す説明図である。図１（Ａ）は、燃料電池スタック１００の一方の最終端に配置するエンドプレート４０側から見た概略正面図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）の概略側面図である。また、図１（Ｃ）は、図１（Ａ）に示したＡ−Ａ線に沿って切断し、スタック方向に沿って示した概略断面図である。
【００１２】
燃料電池スタック１００は、燃料電池セル１２を複数個スタックした燃料電池セルスタック１０の両端（図１（Ｂ），図１（Ｃ）は、一方のみを示す）に、内側から順に配列されたターミナルプレート２０、インシュレータプレート３０、および、エンドプレート４０で挟持した構成を有している。そして、インシュレータプレートの３０のターミナルプレート２０側の内周部（図１（Ａ）の破線に相当する領域）には、溝が設けられており、この溝には、図１（Ｃ）に示すように、ヒーター５０がターミナルプレート２０に接するように設置されている。
【００１３】
燃料電池スタック１００の外周部、より具体的には、燃料電池スタック１００を構成する上記各部材の外周部には、反応ガスの一方である水素入力用マニホールド孔および水素出力用マニホールド孔と、反応ガスの他方であるＡｉｒ（空気）入力用マニホールド孔およびＡｉｒ出力用マニホールド孔と、冷媒入力用マニホールド孔および冷媒出力用マニホールド孔とが形成されている。そして、これらの各マニホールド孔により、図１（Ａ）に示すように、水素入力用マニホールド４１および水素出力用マニホールド４２と、Ａｉｒ入力用マニホールド４３およびＡｉｒ出力用マニホールド４４、冷媒入力用マニホールド４５および冷媒出力用マニホールド４６とが形成されている。
【００１４】
また、図１（Ａ）および図１（Ｂ）に示すように、インシュレータプレート３０およびエンドプレート４０の側面から紙面横方向に沿って、インシュレータプレート３０の内周部に設けられたヒーター５０の図示しない電極の位置まで、電力配線を取り出すための切り欠き６０が設けられている。なお、この切り欠き６０は、マニホールドのないスペースに設けられる。そして、図示しない電極に接続された１対の電力配線９０（ハーネス）が、燃料電池スタック１００の側面、厳密には、インシュレータプレート３０およびエンドプレート４０の側面から取り出される。
【００１５】
以上説明した第１実施例としての燃料電池に設けられるヒーターの電力配線の構造の場合には、燃料電池スタック１００の側面、厳密には、インシュレータプレート３０およびエンドプレート４０の側面から取り出すことができる。これにより、マニホールドに組み付ける配管やこれに付随する補機等の部品密度が高いエンドプレート４０の正面側を避けて、容易にヒーターの電力配線を取り出すことができる。
【００１６】
図２は、第１実施例としての燃料電池に設けられるヒーターの電力配線の構造の変形例について示す説明図である。第１実施例においては、切り欠き６０を、インシュレータプレート３０の側面およびエンドプレート４０の側面に亘って設けていたのに対して、変形例においては、インシュレータプレート３０の側面にのみ切り欠き６０Ａを設けている。
【００１７】
変形例においても、同様に、部品密度が高いエンドプレート４０の正面側を避けて、容易にヒーターの電力配線を取り出すことができる。
【００１８】
Ｂ．第２実施例：
図３は、本発明の第２実施例としての燃料電池に設けられるヒーターの電力配線の構造について示す説明図である。図３（Ａ）は、第１実施例の切り欠き部６０に対応する部分を拡大して示す説明図であり、図３（Ｂ）は、ヒーター５０の電極部を拡大して示す説明図である。
【００１９】
第１実施例の場合と同様に、燃料電池スタックの内側から、ターミナルプレート２０、インシュレータプレート３０、エンドプレート４０の順で配列されている。ただし、ターミナルプレート２０のインシュレータプレート３０側の内周部に溝が設けられており、ヒーター５０が設置されている。
【００２０】
そして、切り欠き６０には、図３（Ｂ）に示す１対のヒーター電極部５２と、一対のヒーター電極部５２を囲むヒーター絶縁部５４が露出している。
【００２１】
また、この切り欠き６０には、図３（Ａ）にしめすように、コネクタメイル７２が挿入固定されている。コネクタメイル７２内には、板ばね状の端子部７４ａと、板状の端子部７４ｂとを有する１対のターミナルメイル７４が設けられており（図は、一方のみを示す）、コネクタメイル７２が挿入固定されることにより、１対のヒーター電極部５２に接触し、１対のターミナルメイル７４が電気的に１対のヒーター電極部５２と導通することになる。なお、図３（Ａ）は、説明のコネクタ内部を透かして示している。
【００２２】
そして、コネクタメイル７２に、コネクタフィーメイル８２を挿入することにより、コネクタメイル７２の勘合穴７６に対して、コネクタフィーメイル８２の勘合凸部８４が勘合し、コネクタフィーメイル８２がコネクタメイル７２に固定される。
【００２３】
コネクタフィーメイル８２には、一対の電力配線９０がパッキン９６で固定され、一対の電力配線９０のそれぞれは、板上の端子部９８ｂと板ばね状の端子部９８ａとを有する１対のターミナルフィーメイル９８と、接続部材９９により接続される。なお、図３（Ａ）には、一方のみが示されている。そして、コネクタフィーメイル８２内のターミナルフィーメイル９８の端子部９８ｂが、コネクタメイル７２内のターミナルメイル７４の端子部７４ｂと接触することになる。これにより、一対の電力配線９０は、ヒーター５０のヒーター電極部５２と導通することになり、ヒーター５０に電力を供給することができる。
【００２４】
本実施例では、第１実施例と同様に、インシュレータプレート３０およびエンドプレート４０の側面から取り出すことができる。これにより、マニホールドに組み付ける配管やこれに付随する補機等の部品密度が高いエンドプレート４０の正面側を避けて、容易にヒーターの電力配線を取り出すことができる。また、本実施例では、ヒーター電極部５２からの電力配線の取り出しを、切り欠き６０に挿入固定されたコネクタメイル７２およびコネクタフィーメイル８２により実現するものであるため、その取り出し構造をコンパクトにすることが可能である。また、コネクタフィーメイル８２の形状をＸ１あるいはＸ２の方向に９０度折り曲げた形状とすれば、さらにコンパクトな形状とすることが可能である。
【００２５】
Ｃ．第３実施例：
図４は、第３実施例としての燃料電池に設けられるヒーターの電力配線の構造について示す説明図である。図４（Ａ）は、比較例としてのヒーターの電力配線の取り出し構造を示す説明図である。図４（Ｂ）は、本実施例のヒーターの電力配線の取り出し構造を示す説明図である。
【００２６】
図４（Ａ）に示す比較例の場合には、図示しないヒーター電極部に直接、電力配線を接続した例を示している。この場合には、この電力配線が、例えば、燃料電池組み立て治具に引っかかるなどの作業効率の低下を招く一原因となる。
【００２７】
一方、図４（Ｂ）に示す本実施例の場合には、ヒーター電極部５２が露出するように切り欠き１２０を設けて、図４（Ｂ）に示すように、エンドプレート４０にコネクタハウジングメイル２１０をボルト２１２で固定し、コネクタフィーメイル２２０をコネクタハウジングメイル２１０に挿入する構造としている。このとき、コネクタハウジングメイル２１０の勘合穴２１６に対して、コネクタフィーメイル２２０の勘合凸部２２６が勘合し、２２０コネクタフィーメイル２２０がコネクタハウジングメイル２１０に固定される。
【００２８】
そして、電力配線９０はパッキン２２２によって固定されている。コネクタフィーメイル２２０がコネクタハウジングメイル２１０に挿入固定されると、コネクタフィーメイル２２０中のターミナルフィーメイル２２４には、コネクタハウジングメイル２１０から、ヒーター電極部５２に突出するように設けられたばね状のターミナルメイル２１４がヒーター電極部５２と接触することになる。これにより、電力配線９０とヒーター電極部５２とが導通し、ヒーター５０に電力配線９０から電力を供給することが可能となる。なお、図４（Ｂ）は、説明の便宜上コネクタ内部を透かして示している。
【００２９】
比較例のように、ヒーター電極部に対して電力配線を直接接続するのではなく、本実施例のように、コネクタハウジングメイル２１０とコネクタフィーメイル２２０で構成されるコネクタにより、電力配線による電力をヒーター電極部に供給するようにすれば、比較例で説明したような、ヒータ用の電力配線の存在により、燃料電池組み立て時において作業効率を低下させてしまう、というような不具合を防止することができる。
【００３０】
なお、ターミナルメイル２１４とヒーター電極部５２との接触抵抗は、コネクタハウジングメイル２１０を固定するボルトの締結力を調整することにより実行することができる。
【００３１】
図５は、第３実施例としての燃料電池に設けられるヒーターの電力配線の構造の変形例について示す説明図である。第３実施例では、エンドプレート４０に対して、コネクタハウジングメイル２１０をボルト２１２に締結する構造としているため、その構造用にスペースを必要とする。これに対して、図５に示した変形例では、エンドプレート４０にコネクタハウジングメイル２１０を固定させるために、エンドプレート４０に勘合用の切り欠き４９を儲け、コネクタハウジングメイル２１０に勘合用の勘合凸部２１８を設ける構造としたものである。なお、図５は、説明の便宜上コネクタ内部を透かして示している。
【００３２】
上記のように、ヒーターの電力配線の構造を変形例の構造とすれば、ボルト締結のための構造を省略することができるので、コンパクト化に有利である。
【００３３】
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る。
【符号の説明】
【００３４】
１０…燃料電池セルスタック
１２…燃料電池セル
２０…ターミナルプレート
３０…インシュレータプレート
４０…エンドプレート
４１…水素入力用マニホールド
４２…水素出力用マニホールド
４５…冷媒入力用マニホールド
４６…冷媒出力用マニホールド
５０…ヒーター
５２…ヒーター電極部
５４…ヒーター絶縁部
６０…切り欠き
７２…コネクタメイル
７４…ターミナルメイル
７４ａ…板ばね状の端子部
７４ｂ…板状の端子部
７６…勘合穴
８２…コネクタフィーメイル
８４…勘合凸部
９０…電力配線
９６…パッキン
９８…ターミナルフィーメイル
９８ａ…板ばね状の端子部
９８ｂ…板状の端子部
９９…接続部材
１００…燃料電池スタック
２１０…コネクタハウジングメイル
２１２…ボルト
２１４…ターミナルメイル
２１６…勘合穴
２２０…コネクタフィーメイル
２２２…パッキン
２２４…ターミナルフィーメイル
２２６…勘合凸部
【図１】
2010262894.tif 000003
【図２】
2010262894.tif 000004
【図３】
2010262894.tif 000005
【図４】
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【図５】
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