(57)【要約】  板取付け縁部と板取付け縁部から延びる第１の表面および第２の表面とで形成された導電板（１０４、１１８）と嵌合するコネクタ組立体（１００）は、板取付け縁部で板に取り付けるためのアライメントハウジング（１２０）を備える。アライメントハウジングは、内部に受容室（１２６）を画定する。コネクタ組立体はまた、内部にコンタクト（１２４）が保持されたプラグハウジング（１２２）を備える。プラグハウジングは、コンタクトが導電板の第１の表面および第２の表面と摺動可能に係合するように、受容室内に収容される。
2010509712.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板取付け縁部と前記板取付け縁部から延びる第１の表面（１１４）および第２の表面（１１６）とを有する導電板（１０４、１１８）と嵌合するコネクタ組立体（１００）であって、
内部に受容室（１２６）を画定し、前記板取付け縁部で前記導電板に取り付けるためのアライメントハウジング（１２０）と、
内部にコンタクト（１２４）が保持されたプラグハウジング（１２２）であって、前記コンタクトが前記導電板の前記第１の表面および前記第２の表面と摺動可能に係合するように、前記受容室内に収容されるプラグハウジングとを備えることを特徴とする、コネクタ組立体。
【請求項２】
前記プラグハウジング（１２２）が、前記アライメントハウジング（１２０）に、着脱可能に結合される、請求項１に記載のコネクタ組立体。
【請求項３】
前記アライメントハウジング（１２０）が、第１のハウジング部（２３０）と第２のハウジング部（２３２）とを備える、請求項１に記載のコネクタ組立体。
【請求項４】
前記アライメントハウジング（１２０）が、第１のハウジング部（２３０）と第２のハウジング部（２３２）とを備え、
前記第１のハウジング部が、前記第１のハウジング部から延びるダウエルピン（２５８）を有し、
前記第２のハウジング部（２３２）が、前記ダウエルピンと位置決めされかつ前記第１のハウジング部と前記第２のハウジング部との嵌合中に前記ダウエルピンを収容する開口部（２６０）を前記第２のハウジング内に有し、
前記導電板（１１８）が、前記導電板の中を貫通する板開口部（３０４）を有し、
前記ダウエルピンが、前記板開口部を貫通して、前記アライメントハウジングを前記導電板に保持する、請求項１に記載のコネクタ組立体。
【請求項５】
前記プラグハウジング（１２２）が、前記プラグハウジングの表面（１８６）から延びる絶縁部材（２０２）を備え、
前記絶縁部材が、前記コンタクト（１２４）の一部分に沿って延びる、請求項１に記載のコネクタ組立体。
【請求項６】
前記プラグハウジング（１２２）が、前記プラグハウジングの両側から延びる取付けアーム（１９８）を備え、
前記取付けアームが、前記アライメントハウジング（１２０）とスナップ係合する、請求項１に記載のコネクタ組立体。
【請求項７】
前記コンタクト（１２４）が、第１のコンタクト梁（１５２）と第２のコンタクト梁（１５４）とを含み、前記第１のコンタクト梁および前記第２のコンタクト梁が、前記板取付け縁部の近傍で、前記導電板の対向する表面（１１４、１１６）と、係合するように構成される、請求項１に記載のコネクタ組立体。
【請求項８】
前記コンタクトが、ワイヤ（１３０）に直接結合するように構成されたワイヤ終端部（１５６）を備え、
前記プラグハウジング（１２２）が、前記プラグハウジングの表面から延びる絶縁タブ（２０２）を備え、
前記絶縁タブが、前記ワイヤ終端部に沿って延びる、請求項１に記載のコネクタ組立体。
【請求項９】
前記プラグハウジング（１２２）が、前記プラグハウジングの表面から延びる少なくとも１つの絶縁フランジ（１９４、１９６）を備え、
各絶縁フランジが、前記第１のコンタクト梁および前記第２のコンタクト梁のうちの１つに沿って延びる、請求項７に記載のコネクタ組立体。
【請求項１０】
前記コンタクト（１２４）が、前記プラグハウジング（１２２）に、着脱可能に結合される、請求項１に記載のコネクタ組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に電気コネクタに関し、より詳細には導電板に連結する電気コネクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
ある種の電気システムは、１または複数の導電板を含む。例えば、燃料電池技術では、積層配置された多数の導電板を利用する。これらのシステムでは、動作中に個々の導電板の電圧を監視することが望ましい場合がある。したがって、診断、試験、および監視の目的で、導電板を外部機器に電気的に接続することが望ましい。そうした構造によって、電気コネクタに対する新たな要求が生じている。しかしながら、導電板に対して信頼性の高い電気的かつ機械的接続を確立することは、困難であることがわかっている。
【０００３】
例えば、そのような目的で使用される電気コネクタは、導電板への取り付けが容易なように嵌合力を小さくするべきであるが、導電板に取り付けられたときには機械的に安定している必要があり、また使用中に導電板から分離しやすいものであってはならない。コネクタはまた、所望の電気的接続および機械的安定性を提供しながら、必要に応じてまたは所望により、導電板に確実に係合され、または導電板から分離されるべきである。周知のコネクタは、これらの目的に適していない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
積層された電気部品を有する燃料電池などのシステムでは、システム全体の寸法を縮小する傾向がある。そのような寸法縮小を実現するためには、隣接する導電板同士の間隔を狭めるか、板厚を薄くし、またはその両方を実行する。本発明は、そのように間隔を狭め、または板厚を薄くした導電板に強固に結合できる信頼性の高いコネクタを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本願では、導電板と嵌合するコネクタ組立体を提供する。この導電板は、板取付け縁部と、この板取付け縁部から延びる第１の表面および第２の表面とを備える。コネクタ組立体は、板取付け縁部で導電板を取り付けるためのアライメントハウジングを備え、このアライメントハウジングは、内部に受容室を画定する。コネクタ組立体はまた、内部にコンタクトが保持されたプラグハウジングを備える。プラグハウジングは、コンタクトが導電板の第１の表面および第２の表面と摺動可能に係合するように、受容室内に収容される。
【０００６】
次に、添付の図面を参照して本発明を例示する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】例示的実施形態によって形成された電気システム用コネクタ組立体の斜視図である。
【図２】図１に示すコネクタ組立体用コンタクトの斜視図である。
【図３】図２に示すコンタクトの側面図である。
【図４】図１に示すコネクタ組立体用プラグハウジングの斜視図である。
【図５】図１に示すコネクタ組立体用アライメントハウジングの分解斜視図である。
【図６】コネクタ組立体の分解斜視図であり、コネクタ組立体の組立工程の初期段階を示す。
【図７】コネクタ組立体の分解斜視図であり、コネクタ組立体の組立工程の別の段階を示す。
【図８】組み立てた状態のコネクタ組立体の正面図である。
【図９】組み立てた状態のコネクタ組立体の背面図である。
【図１０】複数のコネクタ組立体を含む例示的な電気システムの部分斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１は、電気システム１０２用のコネクタ組立体１００の斜視図であり、コネクタ組立体１００は例示的実施形態によって形成されている。コネクタ組立体１００を使用することにより、電気システム１０２内の導電板１０４への機械的かつ電気的接続を確実に確立することができる。またそのようなシステム内でコネクタ組立体１００が使用される場合には、周知のコネクタに関する前述の課題や問題点が克服される。図示する実施形態において、電気システム１０２は、自己支持型の複数の導電板１０４を有する燃料電池と接続される監視システムであり、各導電板１０４にコネクタ組立体１００が取り付けられる。１つの導電板１０４および対応するコネクタ組立体１００のみを図１に示すが、複数の導電板１０４を仮想線で示す。燃料電池の特定の要件に応じて、導電板１０４の数を任意に設定可能であることが理解される。
【０００９】
図１に示す実施形態では、コネクタ組立体１００を使用して、連結リンク１１０を介して燃料電池を監視装置１０８と連結させる。次に連結リンク１１０は、監視モジュール１１２に接続され、監視モジュール１１２は、コネクタ組立体１００および連結リンク１１０を通じて燃料電池から伝送される信号を処理する。監視モジュール１１２は、電圧監視、診断試験などの機能を提供することができる。監視装置１０８、連結リンク１１０、および監視モジュール１１２を図１に概略的に示す。監視モジュール１１２を使用して、監視、試験、および／または診断の目的で、燃料電池の動作を監視することができる。コネクタ組立体１００について、本願では、燃料電池を監視モジュールと接続させるという文脈で説明しかつ図示する。但し、本発明の利益は、コネクタ組立体１００の他の用途にももたらされ、監視モジュールは、コネクタ組立体１００の利益を実現できる１つの例示的な装置にすぎないことが企図されている。例えば、コネクタ組立体１００は、他の電子機器と相互に接続することができ、またコネクタ組立体１００は、電流を流すために使用することができる。したがって、本明細書に述べる説明は、例示のみを目的とし、いかなる特定の最終用途または適用分野を何ら限定するものではない。
【００１０】
燃料電池は公知のユニットであり、改質天然ガスなどの気体燃料を空気と反応させて公知の方法で電力を発生させる。燃料電池は、複数の導電板１０４を備え、また導電板１０４はそれぞれ、第１の表面１１４と第２の表面１１６とを含む。導電板１０４は、ステンレス鋼などの導電材料から製作される。なお、各導電板１０４は、溶接接合された２つの板部分を含んでもよい。導電板１０４は、厚さ２ミリメートル未満の薄型のステンレス鋼板とすることができる。もしくは、薄型でない導電板を使用することもでき、また従来の金属材料ではなく、公知の導電性ポリマー材料またはポリマー組成物などの複合材料から作製された導電板を使用することもできる。
【００１１】
燃料電池内の各導電板１０４は、所定の公称厚さＴを有する。また、複数の導電板１０４は、導電板１０４間で所定の公称間隔値Ｓになるように積層して配置される。厚さＴと間隔値Ｓの合計は、導電板１０４に対する公称ピッチ値Ｐと呼ばれることがある。すなわち、複数の導電板１０４の積層体は、１つの導電板１０４の縁部からその導電板１０４の厚さＴを横切って隣接する導電板１０４の縁部まで、導電板１０４の平面に直交する方向に測定される寸法Ｐが繰り返すように設計される。理論的には、設計パラメータに従って、導電板１０４は、燃料電池積層体内で一定の距離Ｐで繰り返し配置される。実際には、導電板１０４の板厚さＴおよび間隔Ｓにはそれぞれ製造公差があり、実際のピッチ寸法Ｐは、燃料電池内の任意の２つの隣接する導電板１０４に対する板厚さＴと公称間隔値Ｓの合計の公称値から幾分外れる可能性がある。
【００１２】
例示的実施形態では、導電板１０４は、コネクタ組立体１００を取り付ける板コンタクト部を画定する直立したタブを含むことができる。それによって、コネクタ組立体１００は、監視モジュール１１２と導電板１０４との相互接続を許可し、動作中に燃料電池の対応する導電板１０４上の電圧を監視する。なお、図に示すように、直立したタブを備える板コンタクト１１８を、導電板１０４のそれぞれに取り付けることができる。導電板１０４と同様に、板コンタクト１１８は、第１の表面１１４と第２の表面１１６とを含む。もしくは、導電板１０４が、直立したタブと板コンタクト部とを画定する一体構造を有するようにしてもよい。
【００１３】
前述のように、個々のコネクタ組立体１００は、積層体内の導電板１０４のそれぞれに接続される。導電板１０４とコネクタ組立体１００とを１対１で対応させることによって、コネクタ組立体１００を導電板１０４に固定することができる。その結果、導電板１０４同士の相対位置（すなわち、隣接する導電板間の寸法Ｐ）が変動しうる場合でも、それぞれの導電板１０４に対する各コネクタ組立体１００の位置決めが正確に行われる。したがって、導電板１０４の公称ピッチ間隔Ｐのいくらかのずれにもかかわらず、導電板１０４とコネクタ組立体１００との間で信頼性が高くかつしっかりした機械的かつ電気的接続を確立することができる。代替実施形態では、コネクタ組立体１００がまとめて嵌合するようにコネクタ組立体１００を設計することができ、このコネクタ組立体１００は積層体内の複数の導電板１０４に接続される。
【００１４】
コネクタ組立体１００は、アライメントハウジング１２０と、プラグハウジング１２２と、コンタクト１２４とを含む。アライメントハウジング１２０は、導電板１０４に強固に結合される。なお、以下により詳述するように、アライメントハウジング１２０を板コンタクト１１８に強固に結合させてもよい。プラグハウジング１２２は、アライメントハウジング１２０とは別個に設けられ、組立中に、アライメントハウジング１２０の受容室１２６内に収容される。アライメントハウジング１２０が導電板１０４に、より詳細には板コンタクト１１８に一旦結合されると、プラグハウジング１２２は容易に取り付けられる。プラグハウジング１２２は、コンタクト１２４と板コンタクト１１８とを強固に係合しつつ、経済的に作製することができる。さらに、プラグハウジング１２２は、システム１０２の部品修理または部品交換のために、容易に取り外すことができる。プラグハウジング１２２は、着脱可能にアライメントハウジング１２０に結合される。アライメントハウジング１２０は、プラグハウジング１２２が受容室１２６内に収容されたときに、導電板１０４に対するプラグハウジング１２２の向きを定める。コンタクト１２４は、プラグハウジング１２２のコンタクト室１２８内に収容される。コンタクト１２４は、プラグハウジング１２２に着脱可能に結合される。プラグハウジング１２２は、コンタクト１２４がコンタクト室１２８内に収容されたときに、導電板１０４に対するコンタクト１２４の向きを定める。コンタクト１２４は、図１に示す圧着処理、はんだ付け処理、圧接処理、ポーク・イン・ワイヤ処理などによって、ワイヤ１３０に終端される。ワイヤ１３０は、連結リンク１１０の一部を形成することができる。
【００１５】
図２は、コネクタ組立体１００（図１に示す）用のコンタクト１２４の斜視図である。コンタクト１２４は、本体部１５０と、本体部１５０から下方へ延びる中央コンタクト梁１５２と、中央コンタクト梁１５２の両側に本体部１５０から延びる第１および第２の外側コンタクト梁１５４とを備える。中央コンタクト梁１５２および外側コンタクト梁１５４は、板コンタクト１１８（図１に示す）上へ渡されまたは移動されかつ収容されるように構成される。以下にさらに詳述するように、板コンタクト１１８上へ渡されると、中央コンタクト梁１５２は、板コンタクト１１８の第２の表面１１６（図１に示す）と係合する。また外側コンタクト梁１５４は、第２の表面１１６とは反対側に位置する板コンタクト１１８の第１の表面１１４（図１に示す）と係合する。コンタクト１２４はまた、通常、中央コンタクト梁１５２の反対側で本体部１５０から上方へ延びるワイヤ終端部１５６を備える。もしくは、ワイヤ終端部１５６は、本体部１５０および／または中央コンタクト梁１５２とは異なる向きを有してもよい。ワイヤ終端部１５６は、ワイヤ１３０（図１に示す）との電気的接続を提供する。図示の実施形態では、ワイヤ終端部１５６は、ワイヤ１３０に終端するためのワイヤ・バレルであり、このワイヤ・バレルをワイヤ１３０に圧着することによって終端する。但し、はんだ付け処理、圧接処理、ポーク・イン・ワイヤ処理などの、ワイヤ・バレル以外の機構を用いる代替のワイヤ終端方法としてもよい。本体部１５０と、コンタクト梁１５２および１５４と、ワイヤ終端部１５６とを含むコンタクト１２４は、周知の製造工程および技法に従って、導電材料を使用した打ち抜き、形成、かつめっき処理がなされる。
【００１６】
本体部１５０は、例示的実施形態では概ね平面的かつ矩形状であり、コンタクト取付け縁部１６０と、ワイヤ連結縁部１６２と、コンタクト取付け縁部１６０とワイヤ連結縁部１６２との間に延びる側縁部１６４とを備える。ワイヤ終端部１５６は、本体部１５０のワイヤ連結縁部１６２から延びる。本体部１５０は、本体部１５０を貫通する複数の開口部１６６を備える。開口部１６６は、開口部１６６内に受容されたランス（ｌａｎｃｅｓ）または梁１６８を有し、ランス１６８は、本体部１５０の平面から外方へ延びる。ランス１６８は、コネクタ組立体１００の組立後、プラグハウジング１２２（図１に示す）内にコンタクト１２４を保持するために使用される。
【００１７】
外側コンタクト梁１５４は、コンタクト取付け縁部１６０から延び、中央コンタクト梁１５２が外側コンタクト梁１５４間に位置するように、中央コンタクト梁１５２から横方向に離間している。一実施形態では、各外側コンタクト梁１５４は、１対のコンタクト梁を有する。コンタクト梁１５４は、本体部１５０に対して斜めに延び、板コンタクト１１８の片側と係合する丸みをつけたコンタクト面１７０を有する。コンタクト１２４が取り付けられると、コンタクト面１７０は板コンタクト１１８をワイプし、また梁１５４が板コンタクト１１８に係合して曲がると、梁１５４の斜角により、板コンタクト１１８に対して規定の接触力が発生する。
【００１８】
中央コンタクト梁１５２はまた、本体部１５０に対して斜めに延び、板コンタクト１１８の表面と係合する丸みをつけたコンタクト面１７２を有する。コンタクト１２４が取り付けられると、コンタクト面１７２は板コンタクト１１８をワイプし、また中央コンタクト梁１５２が板コンタクト１１８に係合して曲げられると、中央コンタクト梁１５２の斜角により、板コンタクト１１８に対して規定の接触力が発生する。
例示的実施形態では、中央コンタクト梁１５２および外側コンタクト梁１５４は、コンタクト取付け縁部１６０に沿って互いに反対の方向に傾斜している。したがって、外側コンタクト梁１５４のコンタクト面１７０と中央コンタクト梁１５２のコンタクト面１７２は、互いに反対の方向を向き、また梁１５２と梁１５４は、板コンタクト１１８の上に挿入されると、反対の方向に曲げられる。したがって、中央コンタクト梁１５２、外側コンタクト梁１５４が異なる方向に傾斜していることによって、中央コンタクト梁１５２、外側コンタクト梁１５４が曲げられたとき、反対の方向に接触垂直力が得られる。中央コンタクト梁１５２、外側コンタクト梁１５４の寸法および幾何形状は、コンタクト１２４と板コンタクト１１８とを機械的かつ電気的に接続するのに十分な接触垂直力をもたらすように設計される。したがって、コンタクト１２４は、クリップとして板コンタクト１１８上に取り付けられ、また外側コンタクト梁１５４のペアが中央コンタクト梁１５２に対して横にずれているため、ある程度は、安定した自己保持性をもつ。さらに、複数のコンタクト梁１５４、１５２によって与えられる複数のコンタクト面１７０、１７２により、接点が豊富となり、コンタクト１２４が板コンタクト１１８上に取り付けられたとき、板コンタクト１１８への十分な電気的接続が確保される。５つのコンタクト梁（１つの中央コンタクト梁１５２および４つの外側コンタクト梁１５４）を図２に示すが、代替実施形態では、より多いまたはより少ないコンタクト梁を設けることもできることが理解される。
【００１９】
図３はコンタクト１２４の側面図であり、中央コンタクト梁１５２および外側コンタクト梁１５４の例示的な向きを示している。中央コンタクト梁１５２および外側コンタクト梁１５４はそれぞれ、湾曲した輪郭を有する。中央コンタクト梁１５２は、本体部１５０から矢印Ａで示す第１の方向に傾斜し、次いで、中央コンタクト梁１５２が本体部１５０の本体中心線１７４を横切るように、矢印Ｂで示す反対の方向に再び傾斜する。なお、中央コンタクト梁１５２が、コンタクト面１７２の近傍で本体中心線１７４を横切るようにしてもよい。中央コンタクト梁１５２のコンタクト面１７２と中央コンタクト梁１５２の末端部との間の部分は、矢印Ｃで示すように、本体中心線１７４から離れるように傾斜してもよい。中央コンタクト梁１５２のコンタクト面１７２と中央コンタクト梁１５２の末端部との間の部分は、コンタクト１２４と板コンタクト１１８（図１に示す）との嵌合中に、板コンタクト１１８と係合するための傾斜を画定することができる。
【００２０】
外側コンタクト梁１５４は、本体部１５０から、中央コンタクト梁１５２が傾斜する方向とは反対の方向に傾斜する。この方向を矢印Ｄで示す。次いで、外側コンタクト梁１５４は、外側コンタクト梁１５４が本体部１５０の本体中心線１７４を横切るように、矢印Ｅで示す反対の方向に再び傾斜する。なお、外側コンタクト梁１５４が、コンタクト面１７０の近傍で本体中心線１７４を横切るようにしてもよい。外側コンタクト梁１５４のコンタクト面１７０と外側コンタクト梁１５４の末端部との間の部分は、矢印Ｆで示すように、本体中心線１７４から離れるように傾斜することができる。梁１５４のうちのコンタクト面１７０と外側コンタクト梁１５４の末端部との間の部分は、コンタクト１２４と板コンタクト１１８（図１に示す）との嵌合中に、板コンタクト１１８と係合するための傾斜を画定することができる。
【００２１】
ランス１６８は、本体部１５０の平面から外方へ延びる。コンタクト１２４をプラグハウジング１２２（図１に示す）に挿入する間、ランス１６８を内方へ、通常は本体部１５０側へ曲げることができる。
【００２２】
図４は、コネクタ組立体１００（図１に示す）用のプラグハウジング１２２の斜視図である。プラグハウジング１２２は、ある距離だけ互いに離間して対向する側面１８０、１８２を備える。なお、この距離は、導電板１０４のピッチＰ（図１に示す）にほぼ等しくすることができる。別法として、この距離は、ピッチＰのほぼ２倍とすることもできる。一部の代替実施形態では、この距離は、ピッチＰより短くすることもできる。プラグハウジング１２２は、プラグハウジング１２２の底部で側面１８０、１８２間に延びる板嵌合面１８４と、プラグハウジング１２２の上部（通常は板嵌合面１８４の反対側）で側面１８０、１８２間に延びるコンタクト嵌合面１８６とを備える。プラグハウジング１２２は、板嵌合面１８４およびコンタクト嵌合面１８６の両端で側面１８０、１８２間に延びる末端縁部１８８をさらに備える。側面１８０、１８２、嵌合面１８４、１８６、および末端縁部１８８によって、コンタクト１２４（図１〜図３に示す）用のコンタクト室１２８が包囲される。
【００２３】
プラグハウジング１２２の一方の側面１８０はスロット１９２を含み、他方の側面１８２は絶縁突起（図示せず）を含む。この絶縁突起は、導電板１０４が積層されたとき、スロット内に嵌まり込むように、スロット１９２と同様の形状に形成されかつ寸法設定される。
プラグハウジング１２２は、板嵌合面１８４から下方へ、板嵌合面１８４から離れる方向に突き出す中央フランジ１９４および外側フランジ１９６を備える。中央フランジ１９４は、側面１８０で板嵌合面１８４から延び、外側フランジは、側面１８２で板嵌合面１８４から延びる。フランジ１９４、１９６は、それぞれ中央コンタクト梁１５２および外側コンタクト梁１５４（図２〜図３に示す）に重なり、かつそれらを絶縁するように向きが定められる。例えば、フランジ１９４は、コンタクト梁１５２が積層体内で隣接する導電板１０４（図１に示す）に接触しないように向きが定められ、これにより燃料電池の短絡を防ぐ。同様に、フランジ１９６は、外側コンタクト梁１５４が積層体内で隣接する導電板１０４に接触しないように向きが定められる。
【００２４】
取付けアーム１９８は、プラグハウジング１２２の末端縁部１８８から外方へ、末端縁部１８８から離れる方向に突き出す。なお、複数の取付けアーム１９８が、それぞれ異なる長さを有するものであってもよい。長さを変えることで、アライメントハウジング１２０内にプラグハウジング１２２を嵌合するためにキーイング機能が発揮され、その結果、アライメントハウジング１２０内でプラグハウジング１２２の向きが正確に位置決めされて、隣接するコンタクト１２４の起こりうる短絡を防止することができる。取付けアーム１９８は、以下にさらに詳述するように、アライメントハウジング１２０とスナップ係合してアライメントハウジング１２０内にプラグハウジング１２２を保持する切込み２００を含む。
【００２５】
プラグハウジング１２２は、コンタクト嵌合面１８６から上方へ、コンタクト嵌合面１８６から離れる方向に突き出す絶縁タブ２０２を含む。絶縁タブ２０２は、上縁部２０６から絶縁タブ２０２の長さに沿って延びるスロット２０４を含む。スロット２０４は、絶縁タブ２０２の側縁部２０８間でほぼ中心に位置決めされる。絶縁タブ２０２は、ワイヤ終端部１５６（図２〜図３に示す）を積層体内の隣接するワイヤ終端部から絶縁するために設けられる。コンタクト１２４がコンタクト室１２８内に取り付けられたとき、ワイヤ終端部１５６の一部分がスロット２０４内に収容される。スロット２０４は、コネクタ組立体１００のハンドリング中および使用中にワイヤ終端部１５６が動かず安定するように作用することができる。絶縁タブ２０２はまた、上縁部２０６の近傍で側縁部２０８から延びる肩部２１０を含む。なお、肩部２１０は、プラグハウジング１２２を取り付けたりまたはアライメントハウジング１２０から取り外したりするための取付け／取外し工具によって係合させることができる。
【００２６】
図５は、コネクタ組立体１００（図１に示す）用のアライメントハウジング１２０の分解斜視図である。アライメントハウジング１２０は、第１のハウジング部２３０と第２のハウジング部２３２とを含むツーピース部材である。ハウジング部２３０、２３２は、実質的に同様の寸法および形状を有し、アライメントハウジング１２０を形成するように互いに結合される。組立てられると、第１のハウジング部２３０によってアライメントハウジング１２０の第１の側面２３４が画定され、第２のハウジング部２３２によってアライメントハウジング１２０の第２の側面２３６が画定される。側面２３４、２３６は、アライメントハウジング１２０が導電板１０４（図１に示す）の積層に干渉しないように選択された距離だけ互いに離隔される。なお、この距離は、導電板１０４のピッチＰと実質上等しくすることができる。代替実施形態では、この距離は、ピッチＰのほぼ２倍とすることができ、またはピッチＰより短くすることもできる。
【００２７】
第１のハウジング部２３０は、第１の側面２３４とは反対側に内面２３８を備える。板嵌合面２４０は、第１のハウジング部２３０の底部で、側面２３４と内面２３８との間に延びる。プラグ嵌合面２４２は、第１のハウジング部２３０の上部で、第１の側面２３４と内面２３８との間に延びる。第１のハウジング部２３０は、両方の端部で第１の側面２３４と内面２３８との間に延びる末端縁部２４４をさらに含む。第１のハウジング部２３０には、開口部２４６が設けられている。開口部２４６はプラグ嵌合面２４２から延び、かつ末端縁部２４４から離れて、末端縁部２４４間のほぼ中心に位置決めされる。アライメントハウジング１２０が導電板１０４（図１に示す）に嵌合されると、開口部２４６は導電板１０４へのアクセスを提供する。
【００２８】
第２のハウジング部２３２は、第２の側面２３６の反対側に内面２４８を含む。板嵌合面２５０は、第２のハウジング部２３２の底部で、側面２３６と内面２４８との間に延びる。プラグ嵌合面２５２は、第２のハウジング部２３２の上部で、第２の側面２３６と内面２４８との間に延びる。第２のハウジング部２３２は、両方の端部で第２の側面２３６と内面２４８との間に延びる末端縁部２５４をさらに含む。第２のハウジング部２３２には開口部２５６が設けられている。開口部２５６はプラグ嵌合面２５２から延び、かつ末端縁部２５４から離れて、末端縁部２５４間のほぼ中心に位置決めされる。アライメントハウジング１２０が導電板１０４に嵌合されると、開口部２５６は導電板１０４へのアクセスを提供する。
【００２９】
例示的実施形態では、アライメントハウジング部２３０、２３２は、ハウジング部２３０、２３２を合わせて結合させるために使用される機能を含む。なお、第１のハウジング部２３０は、内面２３８から延びるダウエルピン２５８を備えることができる。ダウエルピン２５８は、円筒形とすることができるが、他の形状としてもよい。第２のハウジング部２３２は、ダウエルピン２５８を受容するためのレセプタクル２６０を備えることができる。ダウエルピン２５８は、摩擦によりまたは圧入によってレセプタクル２６０内に固定することができる。もしくは、ハウジング部２３０、２３２の両方が、ダウエルピン２５８とレセプタクル２６０とを備えることもできる。他の代替実施形態では、ダウエルピン２５８およびレセプタクル２６０の代わりに、またはダウエルピン２５８およびレセプタクル２６０に加えて、他の保持または結合機能を使用することができる。第１のハウジング部２３０と第２のハウジング部２３２とが接合されると、内面２３８、２４８の間に、プラグハウジング１２２およびコンタクト１２４（図１に示す）用の受容室１２６（図１および図７に示す）が画定される。アライメントハウジング部２３０、２３２は、受容室１２６内に延びかつプラグハウジング１２２の取付けアーム１９８（図４に示す）と相互作用するプラグ取付けタブ２６４を含むことができる。なお、アライメントハウジング部２３０、２３２は、末端縁部２４４、２５４の一方または両方に切込み２６６を含むことができる。切込み２６６は、アライメントハウジング１２０および導電板１０４の組立中に、適切な向きを視覚的に示すことができる。切込み２６６は、アライメントハウジング１２０用の取付け／取外し工具を位置決めしかつ／または補助するために使用してもよい。アライメントハウジング部２３０、２３２は、内面２３８、２４８から延びる内壁２６８を備えることができる。壁２６８は、板コンタクト１１８（図１に示す）と係合し、かつ、例えば２つのダウエルピン２５８および対応するレセプタクル２６０によって、組立中に板コンタクト１１８に対するアライメントハウジング１２０の向きを定める。
【００３０】
図６はコネクタ組立体１００の分解斜視図であり、コネクタ組立体１００の組立工程の初期段階を示す。図示の実施形態では、導電板１０４は板コンタクト１１８を備える。板コンタクト１１８は導電板１０４とは別に設けることができ、かつ、溶接またははんだ付け処理などの周知の取付け法を使用して、連結部３００に沿って導電板１０４に板コンタクト１１８を取り付けることができる。前述のように、一旦組立られると、板コンタクト１１８は、導電板１０４の取付け縁部３０２から持ち上げられ、アライメントハウジング１２０、プラグハウジング１２２、およびコンタクト１２４を受け入れるためのタブを画定する。図示の実施形態では、アライメントハウジング１２０は、取付け縁部３０２の上部に取り付けられる。但し、代替実施形態では、アライメントハウジング１２０の少なくとも一部分が導電板１０４の表面に沿うなど、取付け縁部３０２より下に位置決めハウジング１２０が延在することもできる。さらに前述したように、導電板１０４が単に、コンタクト１２４との係合用タブを画定する板コンタクト部を備えるように、板コンタクト１１８を導電板１０４と一体形成することができる。代替実施形態では、取付け縁部３０２から上方へ延びるタブを有するのではなく、板コンタクト１１８の上面を導電板１０４の取付け縁部３０２と同じ高さとすることができ、コンタクト１２４は、取付け縁部３０２より下で板コンタクト１１８と係合することができる。同様に、板コンタクト１１８を、導電板１０４の取付け縁部３０２に対して奥まった位置に配置してもよい。なお、板コンタクト１１８および導電板１０４の厚さを等しくしてもよい。
【００３１】
図示の実施形態では、板コンタクト１１８は、その中を貫通する板孔３０４を含む。初期組立ステップでは、アライメントハウジング１２０が板コンタクト１１８に取り付けられる。例えば、矢印Ｇで示す嵌合方向のように、第１のハウジング部２３０のダウエルピン２５８を板孔３０４の中へ挿入することによって、第１のハウジング部２３０が、板コンタクト１１８に取り付けられる。ダウエルピン２５８を第２のハウジング部２３２内のレセプタクル２６０へ挿入することによって、第２のハウジング部２３２が、第１のハウジング部２３０および板コンタクト１１８に取り付けられる。第２のハウジング部２３２は、矢印Ｈで示す嵌合方向に沿って嵌合される。ダウエルピン２５８を板孔３０４の中へ挿入することによって、アライメントハウジング１２０を板コンタクト１１８に強固に結合することができる。図示の実施形態では、４つのダウエルピン２５８および４つの対応するレセプタクル２６０が設けられているが、板孔３０４は２つのみであり、４つのダウエルピン２５８のうちの２つが板孔３０４内に収容される。もしくは、ダウエルピン２５８、レセプタクル２６０、および板孔３０４の数を増減してもよい。
【００３２】
コネクタ組立体１００の別の初期組立ステップでは、コンタクト１２４とプラグハウジング１２２とが嵌合される。コンタクト１２４は、矢印Ｉで示す挿入方向のように、コンタクト嵌合面１８６を通ってコンタクト室１２８に挿入される。コンタクト１２４は、中央コンタクト梁１５２がプラグハウジング１２２のスロット２０４内に嵌合するように挿入される。ワイヤ１３０は、コンタクト１２４から延在する。
【００３３】
図７はコネクタ組立体１００の分解斜視図であり、コネクタ組立体１００の組立工程の別の段階を示す。図７に示すように、アライメントハウジング１２０は、板コンタクト１１８に取り付けられ、コンタクト１２４は、プラグハウジング１２２に挿入される。板コンタクト１１８の一部分は、第１のハウジング部２３０および第２のハウジング部２３２内の開口部２４６、２５６を通じてアクセス可能である。板嵌合面２４０、２５０は、導電板１０４の取付け縁部３０２と係合する。
【００３４】
図７にさらに示すように、コンタクト１２４は、中央コンタクト梁１５２が中央フランジ１９４と位置決めされ、かつ外側コンタクト梁１５４が外側フランジ１９６と位置決めされるように、プラグハウジング１２２内に位置決めされる。なお、中央コンタクト梁１５２のコンタクト面１７２は中央フランジ１９４と係合し、外側コンタクト梁１５４のコンタクト面１７０は外側フランジ１９６と係合する。ワイヤ終端部１５６は、コンタクト嵌合面１８６から絶縁タブ２０２に沿って上方へ延びる。
【００３５】
プラグハウジング１２２とアライメントハウジング１２０との嵌合中、プラグハウジング１２２は、矢印Ｊで示すと挿入方向に沿って挿入されている。プラグハウジング１２２の取付けアーム１９８は、アライメントハウジング１２０のプラグ取付けタブ２６４と係合して、アライメントハウジング１２０内にプラグハウジング１２２を保持する。プラグハウジング１２２とアライメントハウジング１２０との嵌合中、コンタクト梁１５２、１５４は、板コンタクト１１８と係合する。異なる実施形態では、コンタクト１２４をコンタクト室１２８に挿入する前に、プラグハウジング１２２を受容室１２６に挿入することができる。または、プラグハウジング１２２およびコンタクト１２４が板コンタクト１１８に接続された後に、アライメントハウジング１２０を板コンタクト１１８に固定することもできる。
【００３６】
図８は、組み立てた状態のコネクタ組立体１００の正面図を示す。図９は、組み立てた状態のコネクタ組立体１００の背面図である。図８に示すように、外側コンタクト梁１５４および中央フランジ１９４は、板コンタクト１１８の第１の表面１１４に沿って延び、かつそれと係合する。外側コンタクト梁１５４は、板コンタクト１１８によって曲げられ、それによって板コンタクト１１８の第１の表面１１４上に垂直力を発生させる。図９に示すように、中央コンタクト梁１５２および外側フランジ１９６は、板コンタクト１１８の第２の表面１１６と係合する。中央コンタクト梁１５２は、板コンタクト１１８によって曲げられ、それによって板コンタクト１１８の第２の表面１１６上に垂直力を発生させる。中央コンタクト梁１５２によって発生する垂直力は、外側コンタクト梁１５４によって発生する垂直力と概ね反対方向であり、これらの反対方向の接触垂直力によって、コンタクト１２４を板コンタクト１１８に強固に係合することができる。
【００３７】
図９にさらに示すように、プラグハウジング１２２は、その中を貫通する窓３１０を備える。コンタクト１２４のランス１６８は、窓３１０内に延びて、プラグハウジング１２２内にコンタクト１２４を固定する。コンタクト１２４は、ランス１６８を押し込みかつコンタクト１２４を上方へ引っ張ることによって、プラグハウジング１２２から取り外すことができる。ワイヤ１３０はコンタクト１２４から延在する。
【００３８】
図１０は、複数のコネクタ組立体１００を含む例示的な電気システム１０２の部分斜視図である。図示の実施形態では、４つのコネクタ組立体１００が示されている。コネクタ組立体１００は２列に配置される。隣接する導電板１０４に結合されたコネクタ組立体１００は、互い違いに配置され、またはオフセット配置される。こうしたオフセット配置により、導電板１０４同士の間隔をより密にすることができる。例えば、図示の実施形態では、導電板１０４のピッチＰは、対応するコネクタ組立体１００の厚さより小さい。このように、より多くの導電板１０４およびより多くのコネクタ組立体１００を、所与の空間内に収めることができる。代替実施形態では、積層をさらに密にし、または組立をより容易にするために、３列以上のコネクタ組立体１００を設けることもできる。
【００３９】
なお、コネクタ組立体１００、特にアライメントハウジング１２０は、導電板１０４を積層する前に、それぞれの導電板１０４に結合される。したがって、ハウジング部を合わせて収めるのに十分な空間が提供される。導電板１０４が積層された後、隣接するコネクタ組立体１００は、互いに隣接して位置決めされる。なお、積層体の間隔により、コネクタ組立体１００を互いに接触させることができる。例示的実施形態では、アライメントハウジング１２０およびプラグハウジング１２２を絶縁性として、隣接するコネクタ組立体１００の導電部品同士が接触しないようにし、これによりシステム１０２の短絡を防ぐ。例えば、プラグハウジング１２２は、コンタクト１２４の本体を完全に囲む。絶縁タブ２０２は、ワイヤ終端部１５６を積層体内で隣接するワイヤ終端部１５６から絶縁するように設けられる。中央フランジ１９４は、中央コンタクト梁１５２を隣接する中央コンタクト梁１５２（図２に示す）から絶縁するように設けられる。外側フランジ１９６は、外側コンタクト梁１５４を隣接する外側コンタクト梁１５４から絶縁するように設けられる。
【００４０】
したがって、前述の問題を回避しながら導電板を外部機器に確実に接続するコネクタ組立体１００が提供される。よって、例えば既存のコネクタ・システムには適合しない燃料電池積層体とともに使用される、高信頼性かつ長期使用可能なコンタクト・システムが提供される。また、燃料電池の導電板１０４に対して反対方向の垂直力を発生させる余分のコンタクト梁１５２、１５４を備えるコンタクト１２４が提供される。コンタクト梁１５２、１５４によって、コンタクト１２４と導電板１０４とが機械的かつ電気的に確実に接続される。したがって、導電板１０４への優れた電気的かつ機械的接続が提供される。アライメントハウジング１２０は、導電板１０４に強固に結合され、またプラグハウジング１２２は、アライメントハウジング１２０とは別に設けられ、かつアライメントハウジング１２０の内に収容される。コンタクト１２４は、プラグハウジング１２２内に収容され、かつ導電板１０４と係合するように向きが定められる。プラグハウジング１２２のフランジ１９４および１９６は、隣接するコンタクト１２４が積層体内で互いに短絡しないようにする。
【００４１】
本発明について、様々な特定の実施形態によって説明してきたが、本発明は、特許請求の範囲の精神および範囲内で、修正を加えて実施できることが当業者には理解されよう。
【符号の説明】
【００４２】
１００  コネクタ組立体
１０４  導電板
１１４  第１の表面
１１６  第２の表面
１１８  板コンタクト（導電板）
１２０  アライメントハウジング
１２２  プラグハウジング
１２４  コンタクト
１２６  受容室
１３０  ワイヤ
１５２  中央コンタクト梁（第１のコンタクト梁）
１５４  第１および第２の外側コンタクト梁（第２のコンタクト梁）
１５６  ワイヤ終端部
１８６  コンタクト嵌合面（プラグハウジングの表面）
１９４  中央フランジ（絶縁フランジ）
１９６  外側フランジ（絶縁フランジ）
１９８  取付けアーム
２０２  絶縁タブ（絶縁部材）
２３０  第１のハウジング部
２３２  第２のハウジング部
２５８  ダウエルピン
２６０  レセプタクル（開口部）
３０４  板孔（板開口部）
【図１】
2010509712.tif 000003
【図２】
2010509712.tif 000004
【図３】
2010509712.tif 000005
【図４】
2010509712.tif 000006
【図５】
2010509712.tif 000007
【図６】
2010509712.tif 000008
【図７】
2010509712.tif 000009
【図８】
2010509712.tif 000010
【図９】
2010509712.tif 000011
【図１０】
2010509712.tif 000012
【国際調査報告】
2010509712.tif 000013
2010509712.tif 000014
2010509712.tif 000015