(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個の単位燃料電池をセパレータを介して積層してなる燃料電池スタックにおいて、(a) 前記セパレータの外周に設けられた電圧測定用の突起状端子と、電圧測定装置の電圧取得用端子とを接続する複数個の端子部材と、(b) 個々の端子部材を絶縁状態で支持する複数の仕切りを有する絶縁性ケーシングとを具備し、前記端子部材は前記セパレータの突起状端子と接続する先端部と、前記先端部に連結した幅の狭い帯部からなり、積層方向に容易に変形し得る弾性支持部と、前記弾性支持部に連結し、前記電圧取得用端子と接続する支点部とからなる一体構造を有し、前記支点部は、前記電圧取得用端子に設けた開口部と整合し、端子部材を前記電圧取得用端子と回転自在に固定させるための支点となる開口部を有することを特徴とする燃料電池スタック。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池スタックにおいて、前記端子部材は実質的にコの字状の断面を有し、前記先端部は前記セパレータの突起状端子を挟み込むようにして接続し、前記支点部は前記電圧取得用端子を挟み込むようにして接続することを特徴とする燃料電池スタック。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の燃料電池スタックにおいて、前記端子部材の前記弾性支持部は一対の外側に湾曲した帯部からなることを特徴とする燃料電池スタック。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の燃料電池スタックにおいて、前記ケーシングの複数の仕切りは、くし歯により形成されていることを特徴とする燃料電池スタック。
【請求項５】
請求項４に記載の燃料電池スタックにおいて、前記絶縁性ケーシングは、それぞれくし歯を有し、前記端子部材の支点部を支持する上部ケーシング及び前記端子部材の先端部を支持する下部ケーシングからなることを特徴とする燃料電池スタック。
【請求項６】
請求項５に記載の燃料電池スタックにおいて、前記下部ケーシングのくし歯の開放端のうち上部ケーシングに近い部分が閉じてスリットを形成していることを特徴とする燃料電池スタック。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の燃料電池スタックにおいて、前記上部ケーシング及び前記下部ケーシングにネジ止め用の孔部が設けられているとともに、前記孔部の一方が長孔であり、もって前記上部ケーシングと前記下部ケーシングとの相対的位置を前記燃料電池スタックの長手方向に調節可能であることを特徴とする燃料電池スタック。
【請求項８】
請求項５〜７のいずれかに記載の燃料電池スタックにおいて、前記端子部材の支点部は前記上部ケーシングのくし歯と係合し、先端部は前記下部ケーシングのくし歯と係合し、弾性支持部は前記上部ケーシング及び前記下部ケーシングのいずれとも実質的に係合していないことを特徴とする燃料電池スタック。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の燃料電池スタックにおいて、前記電圧取得用端子の開口部と前記端子部材の支点部の開口部とはハト目により回転自在に係合していることを特徴とする燃料電池スタック。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載の燃料電池スタックにおいて、前記電圧取得用端子と係合した前記端子部材の支点部を前記上部ケーシングのくし歯に係合させるとともに、前記端子部材の先端部を前記下部ケーシングのくし歯に係合させ、前記ケーシングを前記電圧取得用端子の開口部を支点として回転することにより前記端子部材の先端部を前記セパレータの電圧測定用端子と係合させてなることを特徴とする燃料電池スタック。
【請求項１１】
複数個の単位燃料電池をセパレータを介して積層してなる燃料電池スタックにおいて、(a) 前記セパレータの外周に設けられた電圧測定用の突起状端子と、電圧測定装置の電圧取得用端子とを接続する複数個の端子部材と、(b) 個々の端子部材を絶縁状態で支持する複数の仕切りを有する絶縁性ケーシングとを具備し、前記電圧取得用端子を前記端子部材に係合させ、前記ケーシングを前記電圧取得用端子を支点として回転することにより前記端子部材を前記セパレータの電圧測定用端子と係合させ、もって前記電圧取得用端子と前記電圧測定用端子とを接続することを特徴とする燃料電池スタック。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はセル電圧測定端子付き燃料電池スタックに関し、特にセパレータの外周突起状端子と電圧測定装置の電圧取得用端子とをセパレータの積層方向位置のバラツキを吸収しながら接続する端子部材が絶縁状態で支持された燃料電池スタックに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
燃料電池スタックは、図22に示すように、電解質膜111の両面に電極112が形成された構造の電解質膜−電極接合体101と、その両側に配置された一対のセパレータ120とからなる単位燃料電池（セル）が複数積層してなる構造を有し、各セパレータ120には電解質膜−電極接合体101に対向する一方の面に水素ガス用の流通溝が設けられているとともに、他方の面に空気用の流通溝が設けられており、またその外周にはセル電圧を取り出すための端子として作用する突起状端子121が設けられている。
【０００３】
燃料電池スタックを構成する各セルが正常な状態にあるか否かを判定するために、各セルの電圧を測定することが行なわれている。従来各セルの電圧測定には、セパレータの電圧測定用端子と電圧測定装置（通常燃料電池スタックに取り付けられている）の電圧取得端子とを両側にコネクタを有するハーネス（ケーブル）で接続していた。
【０００４】
例えば特開平9-283166号は、燃料電池スタックの各セルのカーボンプレートに丸穴を明け、丸穴にバナナクリップにて出力端子の一端を接続し、出力端子束の他端をコネクタを介して電圧測定装置と接続することを特徴とする燃料電池スタックの電圧測定用出力端子の取付方法を開示している。
【０００５】
また特開平11-339828号は、電極ユニット及びセパレータから構成され、水素を主成分とする燃料ガスと酸素あるいは空気を電極ユニットの中で反応させて電気に変換する燃料電池スタックにおいて、セパレータの端面に対して垂直に突起状の電圧測定用端子を設けたことを特徴とするセル電圧測定端子付き燃料電池スタックを開示している。
【０００６】
さらに特開2000-223141号は、電解質を燃料極と酸化剤極で挟持した電極ユニット及びセパレータを交互に積層して構成された燃料電池スタックにおいて、セパレータに突起状の電圧測定用端子が設けられ、電圧測定用端子に接続された複数の電圧測定用コードが、燃料電池スタックの両端部に設けられたプレッシャプレートに固定されているワンタッチコネクタに接続されていることを特徴とする燃料電池スタックを開示している。
【０００７】
しかしながら、燃料電池スタックは数十から数百のセルが積層された構造を有するので、上記先行技術に開示されているようなコネクタを各電圧測定端子及び電圧取得用端子に取り付けるのに大変な手間がかかるだけでなく、端子からコネクタがはずれたり、接続ミスを犯したりする恐れもあった。その上、車載用の燃料電池スタックでは振動がかかるので、振動によりコネクタがはずれたり、複雑に絡み合うという問題もあった。
【０００８】
そのため、両側にコネクタを有するハーネスを使用せずに、多数のセパレータの電圧測定用端子と電圧測定装置の電圧取得用端子とを一度に接続することが望まれている。しかしながら、燃料電池スタックは多数のセルを積層した構造を有するために、波形加工した金属薄板からなる各セパレータの突起状端子の積層方向位置にはどうしてもバラツキがあり、自動作業に必要な位置精度が十分にでない。さらに燃料電池スタックは停止時と運転時とで温度差があるので、熱膨張によりセパレータの積層方向位置は変化するが、剛直な接続方式であると、熱膨張に追随できず、接続不良が起こったり、電圧測定用端子に余分な応力が加わる恐れがある。
【０００９】
また燃料電池、特に固体高分子型燃料電池では、各セルが２〜３mm程度と非常に薄いので、隣接するセパレータの突起状端子に接続するコネクタが相互に接触するのを防ぐ必要がある。しかしながら、数十から数百のセルの端子を接続したコネクタの絶縁を簡単な機構で達成するのは非常に困難であるという問題がある。
【００１０】
従って本発明の目的は、多数の金属薄板製セパレータの電圧測定用の突起状端子と電圧測定装置の電圧取得用端子とが端子部材により確実に接続されているとともに、各端子部材が確実に絶縁されている燃料電池スタックを提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
すなわち、複数個の単位燃料電池をセパレータを介して積層してなる本発明の燃料電池スタックは、(a) 前記セパレータの外周に設けられた電圧測定用の突起状端子と、電圧測定装置の電圧取得用端子とを接続する複数個の端子部材と、(b) 個々の端子部材を絶縁状態で支持する複数の仕切りを有する絶縁性ケーシングとを具備することを特徴とする。このように絶縁性ケーシングの複数の仕切りにより個々の端子部材を支持することにより、隣接する端子部材の接触を確実に防止することができる。また絶縁性ケーシングは複数の端子部材を同時に支持することができるので、多数の金属薄板製セパレータの電圧測定用の突起状端子と電圧測定装置の電圧取得用端子とを一回の操作で確実に接続することができる。また多数のセルの電圧測定端子と電圧取得用端子とをハーネスなしに接続することができるので、接続の手間が著しく省ける。
【００１２】
本発明の燃料電池スタックに使用するのに好ましい端子部材は、セパレータの突起状端子と接続する先端部と、前記先端部に連結した幅の狭い帯部からなる弾性支持部と、前記弾性支持部に連結し、前記電圧取得用端子と接続する支点部とからなる一体構造を有する。先端部と支点部とは弾性支持部により一体的に連結しているので、先端部と支点部との相対的位置を調節することができる。そのため、端子部材をセパレータの電圧測定用の突起状端子と電圧測定装置の電圧取得用端子とに接続した場合に、セパレータの積層方向位置のバラツキや変位があっても、それらを吸収することができる。
【００１３】
端子部材は実質的にコの字状の断面を有し、前記先端部は前記セパレータの突起状端子を挟み込むようにして接続し、前記支点部は前記電圧取得用端子を挟み込むようにして接続するのが好ましい。この構造により、セパレータの突起状端子との接続及び電圧測定装置の電圧取得用端子との接続を一回の操作で確実に行なうことができる。またこの構造の端子部材は、一体的な金属薄板を先端部、弾性支持部及び支点部を有する形状にパンチ加工した後、折り曲げることにより形成することができるので、一枚の金属薄板のパンチ加工により簡単に作製することができるという利点がある。また先端部のみならず支点部も断面コの字状で開口しているので、セパレータの突起状端子との接触圧力が小さい。そのため、端子数が多い場合に接続が容易になる。
【００１４】
端子部材の弾性支持部は複数の湾曲した帯部からなるのが好ましい。湾曲した帯部はいかなる方向（特に積層方向）の変形も吸収し得る柔軟性を有するとともに十分な弾性を有し、かつ一枚の金属薄板からパンチにより先端部及び支点部と一体的に形成するのが容易である。
【００１５】
絶縁性ケーシングの複数の仕切りはくし歯により形成されているのが好ましい。くし歯の各間隙に端子部材を挿入することにより、端子部材の位置決めを簡単かつ確実に行なうことができるとともに、複数の端子部材の接触を確実に防止することもできる。
【００１６】
絶縁性ケーシングはそれぞれくし歯を有する上部ケーシング及び下部ケーシングからなるのが好ましい。上部ケーシング及び下部ケーシングにはネジ止め用の孔部が設けられているとともに、前記孔部の一方が長孔であるのが好ましい。絶縁性ケーシングを上部ケーシングと下部ケーシングの組合せ構造とし、両者を固定するためのネジ穴の一方を長孔とすることにより、上部ケーシングと下部ケーシングの積層方向位置を調節することができ、もってセパレータの電圧測定用の突起状端子と電圧測定装置の電圧取得用端子との積層方向のズレを吸収することができる。
【００１７】
本発明の一実施例では、下部ケーシングのくし歯の開放端のうち上端部が閉じている。この構造の下部ケーシングを使用することにより、絶縁性ケーシングを逆に回動するだけで、端子部材も同時に回動させ、もって端子部材を全部取り外すことができる。
【００１８】
電圧取得用端子及び端子部材の支点部には整合する位置に開口部が設けられているのが好ましい。端子部材の開口部は端子部材が回動するときの支点となるだけでなく、電圧取得用端子と端子部材との精確な位置決めにも利用可能である。
【００１９】
端子部材の支点部は上部ケーシングのくし歯と係合し、先端部は下部ケーシングのくし歯と係合し、弾性支持部は上部ケーシング及び下部ケーシングのいずれとも実質的に係合していないのが好ましい。この構造により、セパレータの電圧測定用の突起状端子と電圧測定装置の電圧取得用端子とに積層方向の位置ズレがあっても、それを吸収することができる。
【００２０】
電圧取得用端子の開口部と端子部材の支点部の開口部とはハト目により回転自在に係合しているのが好ましい。これにより、開口部を支点として端子部材を回転するときに端子部材が端子から脱着したり、位置ずれを起こしたりすることがなくなる。さらにこの開口部構造により、支点部の省スペース化を達成するとともに、電気的接触を確実に維持することができるという利点もある。
【００２１】
好ましい実施例では、複数個の単位燃料電池をセパレータを介して積層してなる本発明の燃料電池スタックは、(a) セパレータの外周に設けられた電圧測定用の突起状端子と、電圧測定装置の電圧取得用端子とを接続する複数個の端子部材と、(b) 個々の端子部材を絶縁状態で支持する複数の仕切りを有する絶縁性ケーシングとを具備し、電圧取得用端子を端子部材に係合させ、ケーシングを電圧取得用端子を支点として回転することにより端子部材をセパレータの電圧測定用端子と係合させ、もって電圧取得用端子と電圧測定用端子とを接続することを特徴とする。
【００２２】
特に好ましい実施例では、電圧取得用端子と係合した端子部材の支点部を上部ケーシングのくし歯に係合させるとともに、端子部材の先端部を下部ケーシングのくし歯に係合させ、ケーシングを電圧取得用端子の開口部を支点として回転することにより、端子部材の先端部をセパレータの電圧測定用端子と係合させることができる。ケーシングを回転することにより、端子部材の先端部をセパレータの電圧測定用端子に一度に接続することができ、端子の接続プロセスが簡単になる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１は、燃料電池スタック全体の構成を説明するためのもので、具体的にはケーシング（下部ケーシング132のみ示す）に支持された端子部材１により、セパレータ（図示せず）の電圧測定用端子（突起状端子）121と電圧測定装置10の電圧取得用端子123とが接続された状態を示す。燃料電池スタックの左右上端部には多数のセパレータの電圧測定用突起状端子121があり、各側面毎に多数の突起状端子121は複数のグループに分けられ、各グループの突起状端子121に接続された端子部材１は纏めて１つの絶縁性ケーシング130に収納される。
【００２４】
図２〜４は本発明の燃料電池スタックに用いる端子部材１の一例を示す。端子部材１は一端で接合した一対の同じ形状の金属薄板片からなり、各金属薄板片１a，１aは先端部11、弾性支持部12及び支点部13に相当する形状を有する。この端子部材１は1枚の金属薄板をパンチ加工することにより、図３に示すように一対の端子部材が端部で接合した形状の金属薄板片を作製する。金属薄板片１a，１aを中央部１bで折り曲げることにより、端子部材１を形成することができる。
【００２５】
金属薄板片１a，１aを折り曲げる際、中央部１bが半円状になるようにし、かつ一対の金属薄板片１a，１aの間に僅かな隙間を設けると、図５に示すように端子部材１の断面が実質的にコの字状となる。実質的にコの字状の断面形状により、先端部11の間隙にセパレータの電圧測定用端子121を挿入するとともに、支点部13の間隙に電圧測定装置10の電圧取得用端子123を挿入するためである。参考のために、図２に電圧測定用端子121及び電圧取得用端子123を部分的に示してある。端子の挿入を容易にするために、図５に示すように、端子部材１の先端部11及び支点部13の開放端は僅かに拡開しているのが好ましい。この拡開形状により、電圧測定用端子121及び電圧取得用端子123を端子部材１に挿入するのが容易になる。
【００２６】
この実施例では、弾性支持部12は一対の外側に湾曲した幅の狭い帯部12a，12aからなる。各帯部12a，12aは幅が狭いのみならず湾曲しているので、積層した多数のセパレータに接合する場合、セパレータの積層方向のみならず積層方向に直交する二方向における変位に対しても、容易に変形することにより追随することができる。特に多数のセパレータを積層してなる燃料電池スタックの場合には、積層方向の変位や位置ずれは避けがたいので、積層方向に容易に変形し得る弾性支持部12を有することにより、端子部材１はセパレータの電圧測定用端子121と電圧測定装置10の電圧取得用端子123との接続を常に確実に確保することができる。
【００２７】
図３及び図４に示すように、支点部13は支点となる位置に開口部15を有する。この開口部15は電圧測定装置10の電圧取得用端子123の開口部と整合され、ハト目18により回転自在にかつしっかりと接合される。図４(b) に示すように、ハト目18は支点部13の開口部15に挿入する筒部18aと、筒部18aを固定するためのフランジ部18bとからなる。ハト目18の筒部18aを開口部15に挿入した後、筒部18aの先端部を工具により圧開すると、筒部18aの両端にフランジ部18b，18bができ、それによりハト目18は開口部15に回転自在にかつしっかり固定される。
【００２８】
端子部材１が回動するときの支点とするために、ハト目18の開口部に、又はハト目18を使用せずに端子部材１の開口部15に絶縁性シャフト16を貫通させても良い。セパレータの電圧測定用端子121及び電圧測定装置10の電圧取得用端子123に対して端子部材１を正確に位置決めすることができる。なお絶縁性シャフト16としてはプラスチック棒等を使用することができる。
【００２９】
図６はセパレータの電圧測定用端子121及び電圧測定装置10の電圧取得用端子123に接続された端子部材１及び絶縁性ケーシング130の関係を詳細に示す。絶縁性ケーシング130はそれぞれプラスチック製の上部ケーシング131及び下部ケーシング132からなり、上部ケーシング131は電圧測定装置10の電圧取得用端子123に接続された端子部材１の支点部13を支持し、下部ケーシング132はセパレータの電圧測定用端子121に接続された端子部材１の先端部11を支持している。
【００３０】
図７は絶縁性ケーシング130の側面図であり、図８は上部ケーシング131の側面図である。また図９は上部ケーシング131の平面図であり、図10は上部ケーシング131の背面図である。図８〜10から明らかなように、上部ケーシング131は、一体的に形成された本体部141と、本体部141の前部に一体的に形成され、隣接する端子部材１が接触するのを防止するための複数の幅の狭いスリット143を有するくし部142と、本体部141の後部に一体的に形成された突条部144とからなる。スリット143のピッチは接続すべき端子121，123の積層方向ピッチと同じである。突条部144はケーシング130を回転させるときにハンドルとして機能する。くし部142には長手方向の貫通孔146が設けられている。また本体部141には底面に開口するネジ穴148が設けられている。
【００３１】
図11は下部ケーシング132の側面図であり、図12は平面図であり、図13は底面図であり、図14は背面図である。下部ケーシング132は、一体的に形成された本体部151と、本体部151の前部に一体的に形成され、隣接する端子部材１が接触するのを防止するための複数の幅の狭いスリット153を有するくし部152とからなる。スリット153のピッチはスリット143のピッチと同じである。本体部151には上部ケーシング131のネジ穴148に対応する位置に断面小判状の長孔156が設けられており、その長孔156の底面における開口部にはネジ頭部を受承する凹部158が形成されている。くし部152は上部ケーシング131のくし部142と対応する位置に設けられている。また各くし部142，152のスリット143，153は精確に整列しなければならない。そのため断面小判状の長孔156により、上部ケーシング131に対する下部ケーシング132の固定位置を横方向（燃料電池スタックの積層方向）に調節自在とする。
【００３２】
図7に示すように、上部ケーシング131と下部ケーシング132とをネジ159で螺合すると、両者のくし部142，152は同じ側に位置し、それぞれのスリット143，153は整列する。その状態を上から見ると図15の平面図に示す通りであり、下から見ると図16の底面図に示す通りである。
【００３３】
図17は絶縁性ケーシング130を用いて多数の端子部材１をセパレータの電圧測定用端子121及び電圧測定装置10の電圧取得用端子123に一度に接続する方法を示す。まず図17(a) に示すように、個々の端子部材１を絶縁性ケーシング130のスリットに挿入した状態で、上部ケーシング131のくし部143を電圧取得用端子123の列と係合させ、各端子部材１の支点部13の断面コの字状間隙内に各電圧取得用端子123を挿入する。支点部13の開口部15と、電圧取得用端子123の開口部125と、上部ケーシング131の開口部146とを正確に整合させると、端子部材１を支持するケーシング130は開口部15，146を支点にして回転自在となる。また必要に応じて、積層方向に連なる全ての開口部15，146を貫通するように絶縁性シャフト16を開口部15，146に挿入し、端子部材１を支持するケーシング130をシャフト16を軸にして回転自在としても良い。
【００３４】
次に図17(b) に示すように、端子部材１を支持するケーシング130をシャフト16を軸にして回転させ、下部ケーシング132のくし部152をセパレータの電圧測定用端子121と係合させ、各端子部材１の先端部11の断面コの字状間隙内に各電圧測定用端子121を挿入する。図17(c) は各端子部材１の先端部11の断面コの字状間隙内に各セパレータの電圧測定用端子121を完全に挿入した状態を示す。
【００３５】
図６から明らかなように、各端子部材１の先端部11はセパレータの電圧測定用端子121を挟み込み、また支点部13は電圧測定装置10の電圧取得用端子123を挟み込み、もって各電圧測定用端子121と各田電圧取得用端子123とを接続する。このとき支点部13の開口部15は上部ケーシング131のくし部142の開口部146と整合し、両者に絶縁性シャフト16が貫通するので、ケーシング130のくし部142，152のスリット内に挿入された端子部材１は精確に位置決めされた状態で回転し、その先端部11がセパレータの電圧測定用端子121と確実に接続する。
【００３６】
端子部材１がケーシング130を利用して全てのセパレータの電圧測定用端子121及び全ての電圧測定装置10の電圧取得用端子123に接続した状態では、ケーシング130のくし部142，152の各くし片は隣接する端子部材１を絶縁するセパレータの役割をしている。このため、端子部材１同士が接触して検知電圧に誤差がでることはない。
【００３７】
図18は別の端子部材をセパレータの電圧測定用端子及び電圧測定装置10の電圧取得用端子に接続する様子の詳細を示す。この例では、電圧測定装置10の電圧取得用端子123は端子部材１の支点として作用する突起部123aと別体になっている。そのため、端子部材１の支点部13は突起部123aと電圧取得用端子123の両方をカバーする長さを有する。それ以外の点では図18の端子部材１は図２の端子部材と同じである。
【００３８】
この端子部材１によりセパレータの電圧測定用端子121及び電圧測定装置10の電圧取得用端子123を接続するには、まず図18(a) に示すように端子部材１の開口部15と突起部123aの開口部とを整合させる。次いで端子部材１を回動し、端子部材１の支点部13の下方部が電圧取得用端子123を挟み、さらに先端部11が電圧測定用突起状端子121を挟み込む。
【００３９】
図19〜21は絶縁性ケーシングの別の例を示す。この絶縁性ケーシング160は上部ケーシング161及び下部ケーシング162からなり、下部ケーシング162は一体的に形成された本体部151と、本体部151の前部に一体的に形成され、隣接する端子部材１が接触するのを防止するための複数の幅の狭いスリット163を有するくし部152とからなり、くし部152の開放端の上端部は水平部157により閉じている。そのため、くし部152の上部はスリット状であり、下部はくし状である。上部スリット163aは端子部材１を受け入れるのに十分な長さを有する必要があるので、上部スリット163aの長さは図11〜14に示す下部ケーシング132のスリット153と実質的に同じである。これ以外の点については、下部ケーシング162は図11〜14に示すものと同じである。また上部ケーシング161は、水平部157の分だけくし部が長くなっている以外、図８〜10に示すものと同じである。
【００４０】
絶縁性ケーシング160を用いて端子部材１によりセパレータの電圧測定用端子121及び電圧測定装置10の電圧取得用端子123を接続するには、まず図21(a) に示すように、個々の端子部材１を絶縁性ケーシング160の上部ケーシング161及び下部ケーシング162のスリットに挿入した状態で、上部ケーシング161のくし部を電圧取得用端子123の列と係合させ、各端子部材１の支点部13の断面コの字状間隙内に各電圧取得用端子123を挿入する。支点部13の開口部15と、電圧取得用端子123の開口部125と、上部ケーシング161の開口部とを正確に整合させると、端子部材１を支持するケーシング160は開口部15，146を支点にして回転自在となる。下部ケーシング162の水平部157の下端は開口部15，146を中心とする円形の軌跡Ｄを通るので、ケーシング160を回動するときに水平部157が電圧測定用突起状端子121に当たることはない。このような構造のために、ケーシング160を回動するだけで、端子部材１の先端部11を電圧測定用突起状端子121に接続させることができる。
【００４１】
端子部材１を脱着する場合には、ケーシング160を逆に回動すれば良い。端子部材１の先端部11は下部ケーシング162の水平部157と係合するので、端子部材１も同時に回動する。従って、端子部材１を一回の操作で全部取り外すことができる。
【００４２】
【発明の効果】
本発明の燃料電池スタックは個々の端子部材を絶縁状態で支持する複数の仕切りを有する絶縁性ケーシングを具備するので、隣接する端子部材の接触を確実に防止することができるだけでなく、絶縁性ケーシングにより複数の端子部材を同時に支持することができ、多数の金属薄板製セパレータの電圧測定用の突起状端子と電圧測定装置の電圧取得用端子とを一回の操作で確実に接続することができる。これにより、従来のように個々の端子をコネクタ付きケーブルにより接続するという手間が省け、取り扱い性に優れた燃料電池スタックとすることができる。
【００４３】
またセパレータの突起状端子と接続する先端部と、先端部に連結した幅の狭い帯部からなる弾性支持部と、弾性支持部に連結し、電圧取得用端子と接続する支点部とからなる一体構造の端子部材を使用することにより、先端部と支点部との相対的位置ズレに対応することができる。そのため、端子部材をセパレータの電圧測定用の突起状端子と電圧測定装置の電圧取得用端子とに接続した場合に、セパレータの積層方向位置のバラツキや変位があっても、それらを吸収することができる。このように燃料電池スタックの振動や発熱による熱膨張等があっても大きな変位を確実に吸収することができるので、接続不良が起こったり、電圧測定用端子に余分な応力が加わったりする恐れがなく、信頼性の高い燃料電池スタックとすることができる。このような特徴は、高出力とするために数十〜数百ものセパレータを有する燃料電池スタックでは特に重要である。
【００４４】
絶縁性ケーシングの複数の仕切りはくし歯により形成されているので、くし歯の各間隙に端子部材を挿入することにより、端子部材の位置決めを簡単かつ確実に行なうことができるとともに、複数の端子部材の接触を確実に防止することもできる。また絶縁性ケーシングの上部ケーシング及び下部ケーシングは積層方向に固定調節することができるので、セパレータの電圧測定用の突起状端子と電圧測定装置の電圧取得用端子との積層方向のズレを吸収することができる。
【００４５】
端子部材の支点部は上部ケーシングのくし歯と係合し、先端部は下部ケーシングのくし歯と係合し、弾性支持部は上部ケーシング及び下部ケーシングのいずれとも実質的に係合していない構造にすることにより、セパレータの電圧測定用の突起状端子と電圧測定装置の電圧取得用端子とに積層方向の位置ズレがあっても、それを吸収することができる。また下部ケーシングのスリットの上部を閉じることにより、一回の回動操作で端子部材を脱着することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  絶縁性ケーシングを用いて端子部材をセパレータの電圧測定用端子及び電圧測定装置の電圧取得用端子に接続した燃料電池スタックを示す部分斜視図である。
【図２】  本発明の燃料電池スタックに使用するのに好ましい端子部材の一例を示す正面図である。
【図３】  図２の端子部材を折り目で展開した状態を示す展開図である。
【図４】  図２の端子部材の断面を示し、(a) は図２のＡ−Ａ'断面図であり、(b) は端子部材に取り付けるハト目の概略図である。
【図５】  図２のＢ−Ｂ'断面図である。
【図６】  絶縁性ケーシングを用いて端子部材をセパレータの電圧測定用端子及び電圧測定装置の電圧取得用端子に接続した燃料電池スタックの詳細を示す部分拡大図であり、(a) は接続した状態を示し、(b) はその分解した状態を示す。
【図７】  端子部材を装着する絶縁性ケーシングを示す側面図である。
【図８】  上部ケーシングを示す側面図である。
【図９】  上部ケーシングを示す平面図である。
【図１０】  上部ケーシングを示す背面図である。
【図１１】  下部ケーシングを示す側面図である。
【図１２】  下部ケーシングを示す平面図である。
【図１３】  下部ケーシングを示す底面図である。
【図１４】  下部ケーシングを示す背面図である。
【図１５】  上部ケーシングと下部ケーシングを螺着してなるケーシングを示す平面図である。
【図１６】  上部ケーシングと下部ケーシングを螺着してなるケーシングを示す底面図である。
【図１７】  絶縁性ケーシングに装着した端子部材を電圧取得用端子及び電圧測定用端子に接続する方法を示す概略図であって、(a) は端子部材をケーシングの上方くし部ごと電圧取得用端子に接続した状態を示し、(b) は電圧取得用端子に係合した支点部のシャフトを中心にして、ケーシングに装着した端子部材を回転する状態を示し、(c) はケーシングに装着した端子部材の回転を完了して、端子部材をセパレータの下方くし部ごと電圧測定用端子に接続させた状態を示す。
【図１８】  別の端子部材をセパレータの電圧測定用端子及び電圧測定装置の電圧取得用端子に接続する様子の詳細を示す部分拡大図であり、(a) は接続する前の状態を示し、(b) は接続した状態を示す。
【図１９】  本発明の下部ケーシングの別の例を示す平面図である。
【図２０】  図19のＣ−Ｃ'断面図である。
【図２１】  図19及び20に示す本発明の別のケーシングを用いて端子部材をセパレータの電圧測定用端子及び電圧測定装置の電圧取得用端子に接続する様子の詳細を示す部分拡大図であり、(a) は接続する前の状態を示し、(b) は接続した状態を示す。
【図２２】  燃料電池スタックを構成するセル構造を示す正面図である。
【符号の説明】
１・・・端子部材
1a・・・端子部材を一体的に構成する一対の金属薄板片の一方
1b・・・折り目
10・・・電圧測定装置
11・・・先端部
12・・・弾性支持部
12a・・・幅の狭い帯部
13・・・支点部
15・・・開口部
16・・・絶縁性シャフト
18・・・ハト目
121・・・セパレータの電圧測定用端子
123・・・電圧測定装置の電圧取得用端子
123a・・・端子部材の支点として作用する突起部
130，160・・・ケーシング
131，161・・・上部ケーシング
132，162・・・下部ケーシング
141，151・・・本体部
142，152・・・くし部
143，153・・・スリット
144・・・突条部
156・・・長孔
157・・・水平部
158・・・ネジ頭部を受承する凹部
159・・・ネジ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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