(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセパレータが積層され、その各セパレータの一端面から延在する端子を備えた燃料電池であって、
前記複数のセパレータに設けられる端子を複数の端子群に分け、これらの端子群を前記一端面の一方側と他方側とに交互に配設し、
前記一つの端子群の各端子に対し接続されるコネクタを一体に有するコネクタ部と、このコネクタ部よりも小さい幅で形成される本体部とを有しつつ互いに同一形状で形成された複数のコネクタモジュールを、前記一端面側で相互に反転するように配設したことを特徴とする燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料電池に関し、特に、その各セルの電圧測定に用いる端子やコネクタの配設構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、固体高分子電解質膜を挟んでアノード側電極とカソード側電極とを対設したセル（単セル）を、良好な導電性を有する金属やカーボン製のセパレータにより挟持して複数積層することにより構成された燃料電池が知られている。燃料電池においては、アノード側電極に供給された燃料ガスは、触媒電極上でイオン化され、適度に加湿された固体高分子電解質膜を介してカソード側電極へと移動する。その間に生じた電子が外部回路に取り出され、直流の電気エネルギとして利用される。こうした電気エネルギを取り出し続けるには、各セルが良好に機能している必要がある。
【０００３】
このような燃料電池の運転時において各セルが正常な状態にあるかどうかを知るために、各セルを挟持するセパレータ間の電圧測定を行っている。この電圧測定は、一般的に複数のセパレータに形成される端子にそれぞれコネクタを差し込むことにより行われている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−３３９８２８号公報（第３頁、第８，９図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の電圧測定においてセパレータの枚数が多くなると各端子に差し込むべきコネクタの数も多くなるので、このコネクタを取り付ける作業の作業性が悪くなる問題があった。この問題に対してコネクタを取り付ける作業を簡易化するために複数のコネクタを一体にすることが考えられるが、コネクタを一体にすると、そのモジュール全体が重くなり、作業性が悪くなる問題があった。また、この問題に対して複数のコネクタを一体に構成したものをいくつかのモジュールに分割し、これらを一塊の各端子群に取り付けることが考えられるが、隣り合うモジュール同士の肉厚を考慮してセパレータ間を広げる必要があり、燃料電池全体が大型化する問題があった。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、コネクタ接続の作業性が良好となり、かつコンパクト化に寄与することができる燃料電池を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決した本発明は、複数のセパレータが積層され、その各セパレータの一端面から延在する端子を備えた燃料電池であって、前記複数のセパレータに設けられる端子を複数の端子群に分け、これらの端子群を前記一端面の一方側と他方側とに交互に配設し、前記一つの端子群の各端子に対し接続されるコネクタを一体に有するコネクタ部と、このコネクタ部よりも小さい幅で形成される本体部とを有しつつ互いに同一形状で形成された複数のコネクタモジュールを、前記一端面側で相互に反転するように配設したことを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、各端子群に対応する大きさのコネクタモジュールを各端子群に接続すればよいので、コネクタ接続の作業性を良好にすることができる。また、コネクタモジュールが相互に反転して配設されるので、各端子を囲むように形成されるコネクタ部同士が一端面の一方と他方とに交互に配設されることになり、これらが干渉することがなくなる。一方、本体部同士もこのコネクタ部よりも小さい幅で形成されるので干渉することがない。そのため、この干渉を防止するためにセパレータ間を広げる必要がなくなり、燃料電池全体をコンパクトにすることができる。さらに、コネクタモジュールが同一形状で形成されるので、部品の共通化を図ることができ、その分コストを低くすることができる。また、各端子が各セパレータの一端面側に設けられるので、この一端面側のみからコネクタモジュールを差し込めるので、そのアクセスを容易にすることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明に係る燃料電池の詳細について説明する。
参照する図面において、図１は本発明に係る燃料電池を示す分解斜視図、図２は図１の燃料電池に取り付けられたコネクタモジュールの配置を示す平面図である。
【００１０】
図１に示すように、燃料電池ＦＣは、図示しない単セルがセパレータ１で挟持されて複数積層されるとともに、これらが燃料電池ボックスＢに収納されて構成されている。また、この燃料電池ＦＣは、隣り合うセパレータ１間の電圧を測定するためのコネクタモジュール２を備えている。
【００１１】
セパレータ１には、その上面（一端面）１１に上方（外側）に向かって延在する端子１２が形成されている。複数のセパレータ１に形成される複数の端子１２は、これらのセパレータ１が積層された状態において、所定個数の端子１２を一塊とした複数の端子群１２Ａに分けられている。そして、この端子群１２Ａは、セパレータ１の上面１１の一方側と他方側とに交互に配設されている。また、この端子群１２Ａを構成する端子１２は、それぞれ隣り合うもの同士が外側と内側とに交互にずらされて配設されている。また、これら複数のセパレータ１のうち所定位置に配設されるセパレータ３（図２参照）には、その上面１１の両端に上方に向かって延在する端子１２，１２が形成されている。
【００１２】
コネクタモジュール２は、端子群１２Ａの各端子１２に接続されるコネクタ（図示せず）を一体に有するコネクタ部２１と、このコネクタ部２１よりも小さい幅で形成される本体部２２とを有している。具体的に、このコネクタ部２１の一部（突出部２１ａ）が本体部２２の片側から突出するように形成されることで、コネクタモジュール２全体が平面視において略Ｌ字状の形状となっている。また、本体部２２内には、コネクタ部２１の各コネクタから検出された各セパレータ１間の電圧を測定する回路基板（図示せず）が設けられ、この回路基板で測定された電圧値がハーネスＨを介してその電圧値を表示する表示装置（図示せず）に出力される。そして、このように形成されるコネクタモジュール２を端子群１２Ａに対応する数だけ設け、これらの同一形状のコネクタモジュール２を各セパレータ１の上面１１で形成される平面において相互に反転するように配設している。
【００１３】
より詳細に説明すると、図２に示すように、コネクタモジュール２は、その突出部２１ａが隣接するコネクタモジュール２の突出部２１ａとセパレータ１の積層方向において互いに逆方向を向くように配設されている。言い換えると、複数のコネクタモジュール２のうち突出部２１ａが隣接するコネクタモジュール２の突出部２１ａとセパレータ１の長手方向において重なるように配設されたものを一組として、その組がセパレータ１の積層方向に複数組設けられている。そして、この一組のコネクタモジュール２，２の突出部２１ａ，２１ａは所定位置に配設されたセパレータ３の上面１１上に配設され、それらの内部に設けられるコネクタがこのセパレータ３の両端に形成される二つの端子１２，１２に接続されている。言い換えると、このセパレータ３は、この突出部２１ａ，２１ａが重なる位置に配設されることとなる。また、この一組のコネクタモジュール２，２は、それぞれ端子群１２Ａ，１２Ａに接続したときにその一方の突出部２１ａと他方の本体部２２とが干渉しない程度にその長手方向の大きさが形成されている。
【００１４】
ここで、本実施形態においてセパレータ３に二つの端子１２，１２を設けているのは、このセパレータ３と両隣のセパレータ１，１との間の各電圧を測定するためである。すなわち、これら二つの端子１２，１２のうち一つを一方側の端子群１２Ａに入れ、残りの一つを他方側の端子群１２Ａに入れると、セパレータ３とその両隣のセパレータ１，１との間の各電圧がそれぞれ二つのコネクタモジュール２，２の各回路基板により測定されることとなる。
【００１５】
以上によれば、本実施形態において、次のような効果を得ることができる。
（１）各端子群１２Ａに対応する大きさのコネクタモジュール２を各端子群１２Ａに接続すればよいので、コネクタ接続の作業性を良好にすることができる。
（２）隣接するコネクタモジュール２，２が相互に反転して配設されるので、各端子１２を囲むように形成されるコネクタ部２１同士が干渉することがなく、このコネクタ部２１よりも小さい幅で形成される本体部同士も干渉することがない。そのため、この干渉を防止するためにセパレータ１間を広げる必要がなくなり、燃料電池ＦＣ全体をコンパクトにすることができる。
【００１６】
（３）コネクタモジュール２が同一形状で形成されるので、部品の共通化を図ることができ、その分コストを低くすることができる。
（４）各端子１２が各セパレータ１の上面１１に設けられるので、上方のみからコネクタモジュール２を差し込めるので、そのアクセスを容易にすることができる。
（５）各端子１２が交互にずらされて配設されるので、隣接する端子１２同士の電気的なショートを確実に防止することができ、また、各端子１２に接続するコネクタ同士の肉厚を十分確保することができる。
【００１７】
以上、本発明は、前記実施形態に限定されることなく、様々な形態で実施される。
本実施形態では、各コネクタモジュール２の本体部２２内に設けた回路基板によりセパレータ１間の各電圧を測定することとしたが、本発明はこれに限定されるものではない。たとえば、本体部２２内に回路基板を設けずに、複数のコネクタモジュール２の各コネクタを一つの電圧測定装置にハーネスＨを介して接続し、その各電圧をこの電圧測定装置でまとめて測定してもよい。この場合、各セパレータ１の電位がまとめて入力された電圧測定装置により各セパレータ１間の電圧が測定されるので、突出部２１ａ，２１ａが重なる位置に配設されるセパレータ３に二つの端子１２，１２を設ける必要がなくなる。そのため、セパレータ１として端子１２が外側にあるタイプと内側にあるタイプの二種類だけ用意すればよいので、セパレータ１の製造コストを低くすることができる。
【００１８】
本実施形態では、コネクタモジュール２をその平面視が略Ｌ字状となるように形成したが、本発明はこれに限定されず、本体部２２がコネクタ部２１よりも小さい幅で形成されていればどのような形状であってもよい。たとえば、コネクタ部２１を本体部２２の両側から突出するように形成して、このコネクタモジュール２全体が平面視において略Ｔ字状の形状になるようにしてもよい。ただし、この場合、燃料電池ＦＣの両端に配設するコネクタモジュール２はＬ字状にすることが小型化の観点から望ましいため、両端にＬ字状のタイプが配設され、その間にＴ字状のタイプが配設されることとなる。そのため、この場合ではコネクタモジュール２としてＴ字状とＬ字状の二種類も用意しなければならないので、製造コストを低くするためには、本実施形態のようにＬ字状のタイプのみで構成するほうが望ましい。
【００１９】
なお、セパレータ１の積層枚数、端子群１２Ａの数、端子群１２Ａを構成する端子１２の数、またはコネクタモジュール２の材料等は、適宜に変更可能であることは言うまでもない。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、コネクタモジュールを各端子群に接続すればよいので、コネクタ接続の作業性を良好にすることができる。また、コネクタモジュールが相互に反転して配設されるので、コネクタ部同士が干渉することがなく、燃料電池全体をコンパクトにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る燃料電池を示す分解斜視図である。
【図２】図１の燃料電池に取り付けられたコネクタモジュールの配置を示す平面図である。
【符号の説明】
ＦＣ            燃料電池
１，３          セパレータ
１１            上面（一端面）
１２            端子
１２Ａ          端子群
２              コネクタモジュール
２１            コネクタ部
２１ａ          突出部
２２            本体部
【図１】
0003674921.tif 000002
【図２】
0003674921.tif 000003