JP4806902B2 - Fuel cell wiring - Google Patents
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Description
本発明は、燃料電池用配線に関するものである。 The present invention relates to a fuel cell wiring.
燃料電池は、電解質膜を挟んで設けられる一対の電極を1組として、各組間にそれぞれセパレータが挟み込まれた構成である。つまり、電解質膜と一対の電極により構成される単電池が、直列に複数接続された構成であると言える。 The fuel cell has a configuration in which a pair of electrodes provided with an electrolyte membrane interposed therebetween is set as one set, and a separator is inserted between each set. In other words, it can be said that a plurality of single cells each composed of an electrolyte membrane and a pair of electrodes are connected in series.
ここで、単電池ごとに各種情報(例えば、温度や圧力)を検出するためには、単電池ごとにそれぞれセンサを取り付ける必要がある。この場合、例えば、先端付近にセンサが取り付けられた電線付き端子を、1本1本、単電池ごとに配設して、センサから送られる各種情報を単電池ごとに検出することが考えられる。 Here, in order to detect various information (for example, temperature and pressure) for each unit cell, it is necessary to attach a sensor to each unit cell. In this case, for example, it is conceivable that a terminal with an electric wire with a sensor attached in the vicinity of the tip is arranged for each single cell, and various information sent from the sensor is detected for each single cell.
しかし、かかる検出方法においては、複数の電線が入り乱れるため、作業性が悪く、電線の順番を間違えやすいという問題がある。また、複数の電線に広いスペースを取られてしまうという問題もある。 However, in this detection method, since a plurality of electric wires are disturbed, there is a problem that workability is poor and the order of the electric wires is easily mistaken. There is also a problem that a large space is taken up by a plurality of electric wires.
関連する技術としては、特許文献1に開示されたものがある。
本発明の目的は、燃料電池における各セパレータに、配線を簡単に接続できるようにすることである。 An object of the present invention is to enable easy connection of wiring to each separator in a fuel cell.
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。 The present invention employs the following means in order to solve the above problems.
すなわち、本発明の燃料電池用配線は、
可撓性を有する平面状の燃料電池用配線であって、
柔軟性のある絶縁基板上に設けられる導電部材と、
該導電部材に電気的に接続されるセンサと、
燃料電池における一対のセパレータ間の隙間内に差し込まれて、自己の弾性反発力によって配線本体の一部を該隙間内に保持させる弾性部材と、を備え、
前記センサは前記セパレータに対して絶縁された状態で配置されると共に、
配線の先端が、一対のセパレータ間に設けられたガスケットにより形成される密封領域の外側の領域内に位置するように、前記外側の領域内で前記弾性部材により配線本体の一部が保持されて、一対のセパレータ間に差し込まれた前記センサがセパレータとの間で絶縁状態を保ちつつ位置決めされることを特徴とする。
That is, the fuel cell wiring of the present invention is
A planar fuel cell wiring having flexibility,
A conductive member provided on a flexible insulating substrate;
A sensor electrically connected to the conductive member;
An elastic member that is inserted into a gap between a pair of separators in a fuel cell and holds a part of the wiring body in the gap by its own elastic repulsion force;
The sensor is disposed in an insulated state with respect to the separator,
A part of the wiring body is held by the elastic member in the outer region so that the tip of the wiring is located in the outer region of the sealed region formed by the gasket provided between the pair of separators. The sensor inserted between a pair of separators is positioned while maintaining an insulating state with the separators.
本発明の構成によれば、弾性部材の弾性反発力によって配線本体の一部(少なくとも、絶縁基板、導電部材、センサを含む部分)が保持される。これにより、燃料電池用配線におけるセンサが設けられた部分が一対のセパレータ間から抜け落ちてしまうことを抑制できる。そして、センサが設けられた部分を一対のセパレータ間に差し込むだけで、センサがセパレータ間隙間内に位置決めされる。また、燃料電池用配線が、可撓性を有する平面状であることから、燃料電池用配線を自由な位置に配置し易い。更に、センサは、ガスケットにより形成される密封領域の外側の領域にて位置決めされるので、密封性能への悪影響を抑制できる。なお、センサがセパレータとの間で絶縁状態を保つための構成としては、燃料電池用配線側においてセンサの表面に絶縁部を設けたり、セパレータ側においてセ
パレータの表面に絶縁部を設けたりすることができる。また、弾性部材は、配線本体に固定させても良いし、配線本体とは別体とすることもできる。
According to the configuration of the present invention, a part of the wiring body (at least the part including the insulating substrate, the conductive member, and the sensor) is held by the elastic repulsive force of the elastic member. Thereby, it can suppress that the part in which the sensor in the wiring for fuel cells was provided falls from between a pair of separators. And a sensor is positioned in the clearance gap between separators only by inserting the part in which the sensor was provided between a pair of separators. In addition, since the fuel cell wiring is a flat surface having flexibility, the fuel cell wiring can be easily arranged at a free position. Furthermore, since the sensor is positioned in a region outside the sealed region formed by the gasket, adverse effects on the sealing performance can be suppressed. In order to keep the sensor insulated from the separator, an insulating part may be provided on the surface of the sensor on the fuel cell wiring side, or an insulating part may be provided on the separator surface on the separator side. it can. Further, the elastic member may be fixed to the wiring body or may be separated from the wiring body.
また、前記弾性部材の弾性反発力は、前記ガスケットによる弾性反発力よりも小さくなるように設定されているとよい。 The elastic repulsive force of the elastic member may be set to be smaller than the elastic repulsive force of the gasket.
この構成によれば、ガスケットによるセパレータへの密着力の低下を抑制できるため、より一層、密封性能への悪影響を抑制できる。 According to this structure, since the fall of the adhesive force to the separator by a gasket can be suppressed, the bad influence on sealing performance can be suppressed further.
また、前記絶縁基板に対して複数の前記導電部材及び複数の前記センサが設けられており、
各センサ間における配線の長手方向の間隔が、セパレータ間の隙間同士の間隔に対応するように設定されると共に、
前記絶縁基板は、多層状に設けられたセパレータの側面側と対向するように配設され、かつ、各導電部材の先端が、前記絶縁基板と共に折り曲げられて、それぞれ異なるセパレータ間の隙間に前記センサ及び前記弾性部材と共に差し込まれるとよい。
Further, a plurality of the conductive members and a plurality of said sensors are provided for said insulating substrate,
The distance between the sensors in the longitudinal direction of the wiring is set so as to correspond to the distance between the gaps between the separators,
The insulating substrate is disposed so as to side surface facing the separator provided in the multi-layered, and the tip of each conductive member is bent together with the insulating substrate, said sensor gaps between the different separators And it is good to insert with the said elastic member .
この構成によれば、1つの燃料電池用配線で複数の箇所のセパレータ間隙間にセンサを配設させることが可能となり、かつ、あまりスペースを取ることなく、燃料電池用配線を設置できる。また、一般的に、燃料電池におけるセパレータ間の隙間同士の間隔の寸法精度を高くするのは困難な場合が多い。しかし、本発明の構成によれば、燃料電池用配線自体に柔軟性があることと、導電部材及び絶縁部材の折り曲げる部分の微調整によって、上記寸法精度が高くなくても、適切に各隙間に各導電部材(絶縁基板も含む)の先端を差し込むことができる。なお、多層状のセパレータとは、セパレータが複数並べられることを意味するものであって、必ずしも、セパレータが上下方向に重ねられることを意味するものではない。従って、セパレータが水平方向に並べられる場合も含まれる。以下、同様である。 According to this configuration, the sensor can be disposed between the separator gaps at a plurality of locations with one fuel cell wiring, and the fuel cell wiring can be installed without taking much space. In general, it is often difficult to increase the dimensional accuracy of the gap between the separators in the fuel cell. However, according to the configuration of the present invention, the fuel cell wiring itself is flexible, and fine adjustment of the bent portions of the conductive member and the insulating member makes it possible to appropriately fit each gap even if the dimensional accuracy is not high. The tip of each conductive member (including the insulating substrate) can be inserted. In addition, a multilayer separator means that a plurality of separators are arranged, and does not necessarily mean that the separators are stacked in the vertical direction. Therefore, the case where the separators are arranged in the horizontal direction is also included. The same applies hereinafter.
また、前記絶縁基板の折り曲げ部分の少なくとも一部を含む領域に、該絶縁基板に曲げ癖を付け易くし、かつ、絶縁基板の強度を補強する補強部材が設けられているとよい。 In addition, it is preferable that a reinforcing member is provided in a region including at least a part of the bent portion of the insulating substrate so that the insulating substrate can be easily bent and the strength of the insulating substrate is reinforced.
このようにすれば、絶縁基板を折り曲げた際に、曲げ癖が付くため、燃料電池用配線をセパレータ間の隙間に差し込む際の作業が容易となる。また、絶縁基板の折り曲げた部分に亀裂等が発生することを抑制できる。 In this way, when the insulating substrate is bent, a bending wrinkle is attached, so that the work for inserting the fuel cell wiring into the gap between the separators becomes easy. Moreover, it can suppress that a crack etc. generate | occur | produce in the bent part of an insulated substrate.
また、前記弾性部材の先端部に、一対のセパレータ間の隙間への導入を補助する傾斜面が設けられているとよい。 Moreover, it is good for the front-end | tip part of the said elastic member to provide the inclined surface which assists introduction into the clearance gap between a pair of separators.
このようにすれば、傾斜面によって、弾性部材がセパレータ間に差し込まれる際の導入が補助されるので、燃料電池用配線をセパレータ間の隙間に差し込む際の作業が容易となる。 If it does in this way, since introduction at the time of an elastic member being inserted between separators will be assisted by an inclined surface, work at the time of inserting wiring for fuel cells in a crevice between separators will become easy.
前記弾性部材の後端部に、セパレータの段差部に引っ掛かって係止される係止部が設けられているとよい。
A locking portion that is hooked and locked to the step portion of the separator may be provided at the rear end portion of the elastic member.
このようにすれば、燃料電池用配線をセパレータ間の隙間に差し込んだ後、当該配線が隙間から抜け出してしまうことを抑制できる。 If it does in this way, after inserting wiring for fuel cells in the crevice between separators, it can control that the wiring concerned slips out from a crevice.
前記絶縁基板における一対のセパレータに差し込まれる側の先端付近に、該絶縁基板を撓みにくくする補強板が設けられているとよい。 A reinforcing plate that makes the insulating substrate difficult to bend is preferably provided in the vicinity of the tip of the insulating substrate on the side inserted into the pair of separators .
このようにすれば、燃料電池用配線をセパレータ間の隙間に差し込む際に、先端付近が撓み難いため、差し込み作業が容易となる。 In this way, when the fuel cell wiring is inserted into the gap between the separators, the vicinity of the tip is difficult to bend, and the insertion work is facilitated.
なお、上記各構成は、可能な限り組み合わせて採用し得る。 In addition, said each structure can be employ | adopted combining as much as possible.
以上説明したように、本発明によれば、燃料電池における各セパレータに、配線を簡単に接続することができる。 As described above, according to the present invention, wiring can be easily connected to each separator in the fuel cell.
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。 The best mode for carrying out the present invention will be exemplarily described in detail below with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention only to those unless otherwise specified. .
図1〜図6を参照して、本発明の実施例1に係る燃料電池の燃料電池用配線について説明する。 With reference to FIGS. 1-6, the fuel cell wiring of the fuel cell which concerns on Example 1 of this invention is demonstrated.
<燃料電池の概略説明>
図1を参照して、燃料電池の概略について説明する。図1は本発明の実施例1に係る燃料電池用配線が燃料電池に組み込まれた様子を示す模式的断面図である。
<Overview of fuel cell>
The outline of the fuel cell will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a state in which a fuel cell wiring according to Embodiment 1 of the present invention is incorporated in a fuel cell.
本実施例に係る燃料電池用配線が接続される燃料電池については、各種公知技術のものを適用できる。燃料電池は、一般的に単電池が複数積層される構造である。なお、積層構造といっても、必ずしも上下方向に重ねられた状態で使用されることを意味するものではなく、水平方向に並べられた状態で使用される場合もある。そして、単電池の基本的な構成は、例えば、図1に示すように、電解質膜30と、この電解質膜30を挟むように設けられる一対の電極40と、更にこれらの電極40を挟んで設けられる一対のセパレータ20と、電極40が設けられた領域を密封するためのガスケット50とを備える構成である。
Various known technologies can be applied to the fuel cell to which the fuel cell wiring according to this embodiment is connected. A fuel cell generally has a structure in which a plurality of unit cells are stacked. In addition, even if it says a laminated structure, it does not necessarily mean that it is used in the state piled up and down, and may be used in the state arranged in the horizontal direction. The basic configuration of the unit cell is, for example, as shown in FIG. 1, provided with an
一対の電極40は、一方がアノード電極(燃料極)で、他方がカソード電極(空気極)となる。そして、これら一対の電極40間で、電解質膜30によってイオンの交換が行われることにより発電する仕組みである。また、アノード電極には燃料(通常、水素)が供給され、カソード電極には空気(酸素)と水が供給される。従って、これらが外部に漏れてしまわないように、ガスケット50によって密封領域が形成される。
One of the pair of
このように構成された単電池の発電力は、一般的に0.7V程度である。そして、この単電池が複数積層されることで、導電材料からなるセパレータ20を介して、複数の単電池が直列に接続されるような構造となり、燃料電池全体で大きな発電力が得られる。
The power generation of the single battery configured in this way is generally about 0.7V. Then, by stacking a plurality of the unit cells, a structure is obtained in which the plurality of unit cells are connected in series via the
<燃料電池用配線の使用方法及び使用例>
本実施例に係る燃料電池用配線10の使用方法や使用例について、図1を参照して説明する。本実施例に係る燃料電池用配線10は、その先端のセンサが設けられている部分が、一対のセパレータ20間の隙間に差し込まれた状態で用いられる。これにより、セパレータ20間の隙間にセンサが配設される。ここで、燃料電池用配線10のセンサが配設される位置は、ガスケット50により形成される密封領域よりも外側である。そのため、ガスケット50による密封性能に与える影響はあまりない。
<Usage method and usage example of fuel cell wiring>
The usage method and usage example of the
このように、セパレータ20間の隙間にセンサが配設されることで、各単電池における各種情報を検出することができる。なお、センサの種類に応じて、所望の情報が得られることは言うまでもない。具体的には、温度センサを用いれば各部分の温度を検出することができ、また、圧力センサを用いれば各セパレータ間の圧力を検出することができる。なお、本実施例では、以下に、温度センサを用いた場合を例にして説明する。
As described above, by arranging the sensors in the gaps between the
<燃料電池用配線のセパレータへの接続部付近の詳細>
本実施例に係る燃料電池用配線のセパレータへの接続部付近の詳細について、図2及び図3を参照して説明する。図2は本発明の実施例1に係る燃料電池用配線の平面図である。図3は本発明の実施例1に係る燃料電池用配線の模式的断面図である。なお、図3は図2中AA断面図である。
<Details near the connection of the fuel cell wiring to the separator>
Details of the vicinity of the connecting portion of the fuel cell wiring to the separator according to this embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a plan view of the fuel cell wiring according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the fuel cell wiring according to Embodiment 1 of the present invention. 3 is a cross-sectional view taken along AA in FIG.
本実施例に係る燃料電池用配線10は、可撓性を有する平面状の配線である。燃料電池用配線10のより具体的な好適例としては、フレキシブルプリントサーキット(FPC)を挙げることができる。
The
この燃料電池用配線10は、絶縁基板としてのベースフィルム11と、ベースフィルム11上に形成される導電部材としての電線12と、電線12を介してベースフィルム11とは反対側に設けられるカバーフィルム13とを備える。ベースフィルム11とカバーフィルム13はいずれも絶縁性と柔軟性を有しており、例えば、ポリイミド等の耐熱性樹脂材料により構成される。また、電線12の材料として、例えば、銅を好適な例として挙げられるが、導電性を有する他の材料を適用することもできる。この電線12はベースフィルム11上に複数設けられるが、図2では、燃料電池用配線10の一部の先端部分のみ示しているため、電線12は2本のみ示されている。
The
また、燃料電池用配線10は、2本の電線12に電気的に接続される温度センサ14と、電線12及びベースフィルム11を介して温度センサ14の反対側の面に設けられる弾性部材15とを備える。温度センサ14の表面は、セパレータ20と絶縁状態を保つべく、カバーフィルム13に覆われている。ただし、セパレータ20の表面が絶縁膜により覆われている場合など、温度センサ14との間で絶縁することができる場合には、温度センサ14の表面を露出させても構わない。なお、弾性部材15は、フッ素ゴム,シリコンゴム,EPゴム、あるいはバネ等の弾性を有するものにより構成される。
Further, the
また、燃料電池用配線10は、燃料電池への組み付け時には、その先端が折り曲げられる(図2中、2点鎖線で示す部分)。そこで、この折り曲げる部分の少なくとも一部を含む領域に、補強部材16を設けると好適である。この補強部材16は、燃料電池用配線10の折り曲げ癖を付け易くして作業性を高めると共に、折り曲げる部分で亀裂等が発生しないように強度を向上させるために設けられる。なお、燃料電池用配線10がFPCの場合には、絶縁基板(ベースフィルム11に相当)上の導体の不要な部分が化学的または電気化学的な方法により除去されることによって、電線12が形成される(いわゆるエッチング)。そこで、このエッチングにより、電線12の部分と共に、折り曲げる部分の少なくとも一部を含む領域にも導体を残しておくことによって、簡単に補強部材16を形成することができる。この場合、補強部材16も電線12の材料と同じ材料(銅等)により構成されることになる。
Further, when the
<燃料電池用配線の全体説明、及び燃料電池への組み込み方の説明>
燃料電池用配線の全体について、及び燃料電池への組み込み方について、図4〜図6を参照して説明する。図4は本発明の実施例1に係る燃料電池用配線の端部付近の平面図である。なお、図4においては、燃料電池のセパレータ20との配置関係を模式的に示すべく、セパレータ20についても図示されている。図5及び図6は本発明の実施例1に係る
燃料電池用配線を燃料電池に組み込んだ状態を示す外観図である。なお、図5においては、燃料電池用配線を組み込んだ側から見た外観図を示し、図6はその側面側から見た外観図を示している。本実施例では、5つの単電池が重ねられた燃料電池を一例として説明する。
<Overall explanation of fuel cell wiring and how to incorporate it into the fuel cell>
The whole fuel cell wiring and how to incorporate it into the fuel cell will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a plan view of the vicinity of the end of the fuel cell wiring according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 4, the
燃料電池用配線10は、1つのベースフィルム11及びカバーフィルム13に対して、複数の電線12及び温度センサ14が設けられる。複数の電線12はそれぞれ平行に並べられる。そして、2本の電線12を1組として、各組の先端に、それぞれ温度センサ14が設けられる。また、電線12は2本を1組として、端から順に長さが異なるように、燃料電池用配線10の先端は図示のように階段形状となっている。また、2本の電線12を1組として、各組の先端が独立して折り曲げられるように、各組間の中央付近は、ベースフィルム11及びカバーフィルム13の一部に切り込みが設けられている。この切り込みの端部付近で各組の先端をベースフィルム11及びカバーフィルム13と共に折り曲げることができる(図4中2点鎖線部分)。そして、この折り曲げる部分間の間隔(隣り合う温度センサ14間の長手方向の間隔に等しい)Lは、燃料電池におけるセパレータ20間の隙間同士の間隔に対応するように設定される。
The
以上のように構成される燃料電池用配線10において、端の最も長い電線12の組の先端部がベースフィルム11及びカバーフィルム13と共に折り曲げられて、この先端部は、燃料電池における一端側(図5,6における下側)の一対のセパレータ20間の隙間に差し込まれる。そして、次に長い電線12の組の先端部も同様に折り曲げられて、この先端部は、上記セパレータ20間隙間の隣のセパレータ20間隙間に差し込まれる。このように、各先端部は、それぞれ異なるセパレータ20間隙間に差し込まれ、全てのセパレータ20間隙間に各先端部が差し込まれる。
In the
ただし、この先端部のセパレータ20間隙間への差し込みは、燃料電池を組み込む作業の過程で、セパレータ20を重ねる際に予め当該先端部を差し込むようにしても良いし、燃料電池が組み立てられた後に、差し込むようにしても良い。
However, the tip portion may be inserted into the gap between the
このように、各先端部がセパレータ20間の隙間に差し込まれることで、各先端部に設けられた弾性部材15が一対のセパレータ20のうちの一方に当接する。これにより、弾性部材15の弾性反発力によって、カバーフィルム13における弾性部材15とは反対側の付近が他方のセパレータ20に押圧される。これにより、各先端部が一対のセパレータ20間の隙間に保持され、温度センサ14が位置決めされる。
In this way, the respective leading end portions are inserted into the gaps between the
燃料電池用配線10における複数の温度センサ14が設けられる端部とは反対側の端部は、燃料電池における他端側(図5,6における上側)で折り曲げられる。こちら側の端部には制御回路基板17(本実施例では、各部の温度を検出するための制御回路基板)が設けられている。この制御回路基板17は、図5,6に示すように、燃料電池の他端側のセパレータ20上に設置される。なお、電線12の先端が取り付けられる領域は、セパレータ20の端部の一定範囲(図4中Tで示す範囲)に限られる。
The end of the
<本実施例に係る燃料電池用配線により得られる効果>
本実施例に係る燃料電池用配線10によれば、温度センサ14が設けられた各先端部をセパレータ20間の隙間に差し込むだけで、温度センサ14をセパレータ20間隙間内に位置決めさせることができる。そして、弾性部材15によって、先端部がセパレータ20間隙間に保持されるので、先端部がセパレータ20間の隙間から抜け落ちてしまうことを抑制できる。また、単一の燃料電池用配線10によって、複数のセパレータ20間隙間に温度センサ14を配設させることができる。従って、複数の独立した電線を各セパレータに取り付ける場合に比べて、はるかに作業性が優れる。また、可撓性のある平面状の燃料
電池用配線10を燃料電池の外壁面に沿って設置できるため、燃料電池用配線10の設置スペースも少なくて済む。また、温度センサ14は、ガスケット50により形成される密封領域の外側に設置されるため、燃料電池用配線10をこの密封領域内に差し込む必要がなく、密封性能への悪影響を抑制できる。特に、弾性部材15による弾性反発力をガスケット50による弾性反発力よりも小さくなるように設定しておけば、より確実に密封性能への悪影響を抑制できる。また、一般的に、燃料電池におけるセパレータ間の隙間同士の間隔の寸法精度を高くするのは困難な場合が多い。しかし、本実施例によれば、燃料電池用配線10自体に柔軟性があることと、上記先端部の折り曲げる部分の微調整によって、上記寸法精度が高くなくても、適切に各隙間に各先端部を差し込むことができる。
<Effect obtained by the fuel cell wiring according to the present embodiment>
According to the
図7には、本発明の実施例2が示されている。本実施例では、弾性部材の形状について、各種具体例を説明する。上述した弾性部材の形状は、主に、センサ及び弾性部材が設けられている先端部を一対のセパレータ間の隙間に差し込む際の作業性、及び、差し込み後における先端部の設置状態の安定性の観点から適宜選択し得る。具体例としては、図7に示すものが挙げられる。図7は本発明の実施例2に係る弾性部材の形状例を示す外観図である。なお、図7(a)(b)(c)は側面側から見た外観図であり、図7(d)(e)は正面側から見た外観図である。なお、図7においては、弾性部材を除く燃料電池用配線の本体部分(ベースフィルム、カバーフィルム、電線、センサ)は簡略化してまとめて示している。 FIG. 7 shows a second embodiment of the present invention. In this embodiment, various specific examples of the shape of the elastic member will be described. The shape of the elastic member described above is mainly due to the workability when inserting the tip provided with the sensor and the elastic member into the gap between the pair of separators, and the stability of the installed state of the tip after insertion. It can be appropriately selected from the viewpoint. A specific example is shown in FIG. FIG. 7 is an external view showing a shape example of the elastic member according to the second embodiment of the present invention. 7A, 7B, and 7C are external views as viewed from the side, and FIGS. 7D and 7E are external views as viewed from the front. In FIG. 7, the main part of the fuel cell wiring (base film, cover film, electric wire, sensor) excluding the elastic member is shown in a simplified manner.
(a)に示す弾性部材15aは円柱を軸の中心を通るように切断した形状(側面が半円の形状)である。(b)に示す弾性部材15bは、直方体の部分を備え、また、当該直方体の部分の長手方向の中央付近に上記(a)に示す側面が半円形状の部分が設けられた形状である。(c)に示す弾性部材15cは、先端部分に先端から徐々に肉厚を厚くするような傾斜面が設けられた形状である。(d)に示す弾性部材15dは、直方体の部分を備え、また、当該直方体の部分の幅方向の中央付近に半球状の突起の部分が設けられた形状である。(e)に示す弾性部材15eは全体的に直方体形状である。なお、各図に設けられた点線は、締め代の位置を示している。つまり、上面からこの点線までの間隔が、一対のセパレータ20間の隙間の間隔に相当する。
The
ここで、燃料電池を組み立てた後に、セパレータ20間の隙間に、燃料電池用配線10における温度センサ14が設けられた各先端部を差し込む場合には、弾性部材15の先端に、平面状の傾斜面(図7(c)に示す例)や曲面状(球面状を含む)の傾斜面(図7(a)(b)(d)に示す例)を設けるのが好ましい。このような傾斜面を設けることで、燃料電池用配線10における温度センサ14が設けられた各先端部は、セパレータ20間の隙間の適切な位置に導かれるため、差し込み作業性が向上する。また、当該先端部の差し込み後の設置状態の安定性を重視する必要がある場合には、図7(e)に示すように、底面が平坦なタイプの方が望ましい。ただし、以上の点については、セパレータ20側の上面が単なる平面状である場合を想定したものである。従って、セパレータ20側に燃料電池用配線10における温度センサ14が設けられた各先端部が差し込まれるための特別な工夫が施されている場合には多少状況が異なることは言うまでもない。例えば、図7(d)に示すタイプのものにおいても、セパレータ20側に、弾性部材15dの半球状の突起に対応する溝等が設けられていれば、差し込み後の設置状態の安定性は十分確保される。
Here, after assembling the fuel cell, when inserting each tip portion provided with the
図8には、本発明の実施例3が示されている。本実施例では、センサ及び弾性部材が設けられている先端部を一対のセパレータ間の隙間に差し込んだ後に、当該先端部がこの隙間から抜け落ちないように、弾性部材がセパレータに係止される機構を備えた例を示す。
図8は本発明の実施例3に係る弾性部材とセパレータが係止されている様子を示す模式的断面図である。なお、図8においては、弾性部材を除く燃料電池用配線の本体部分(ベースフィルム、カバーフィルム、電線、センサ)は簡略化してまとめて示している。
FIG. 8 shows a third embodiment of the present invention. In this embodiment, a mechanism in which the elastic member is locked to the separator so that the tip end portion where the sensor and the elastic member are provided is inserted into the gap between the pair of separators and the tip end portion does not fall out of the gap. An example provided with
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing a state where the elastic member and the separator according to the third embodiment of the present invention are locked. In addition, in FIG. 8, the main-body part (a base film, a cover film, an electric wire, a sensor) of the wiring for fuel cells except an elastic member is simplified and shown collectively.
本実施例に係る弾性部材15fは、全体的な形状は、おおよそ直方体である。そして、その先端側に、徐々に肉厚が厚くなるように、平面状の傾斜面(C面)が設けられている。一方、その後端側には、傾斜面は設けられておらずエッジである。
The overall shape of the
これに対して、本実施例に係るセパレータ21は、その端部に段差部22が設けられている。これにより、燃料電池用配線10における温度センサ14及び弾性部材15fが設けられている先端部がセパレータ21間の隙間に差し込まれた後は、当該先端部に引き抜き方向に力が作用しても、弾性部材15fの後端部のエッジ部分(係止部)が段差部22に引っ掛かる。従って、当該先端部の抜け落ちが防止される。
On the other hand, the
図9には、本発明の実施例4が示されている。本実施例では、センサ及び弾性部材が設けられている先端部を、一対のセパレータ間の隙間に治具を用いて差し込むことができるように、弾性部材に特徴を持たせた構成を示す。図9は本発明の実施例4に係る弾性部材が治具に嵌合されている様子を示す模式図である。ただし、図9(a)(c)は正面側から見た模式図を示し、(b)(d)は側面側から見た模式図を示す。なお、図9においては、弾性部材を除く燃料電池用配線の本体部分(ベースフィルム、カバーフィルム、電線、センサ)は簡略化してまとめて示している。 FIG. 9 shows a fourth embodiment of the present invention. In this embodiment, a configuration is shown in which the elastic member is characterized so that the tip provided with the sensor and the elastic member can be inserted into the gap between the pair of separators using a jig. FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a state where the elastic member according to the fourth embodiment of the present invention is fitted into a jig. However, FIGS. 9A and 9C are schematic diagrams viewed from the front side, and FIGS. 9B and 9D are schematic diagrams viewed from the side surface side. In FIG. 9, the main part (base film, cover film, electric wire, sensor) of the wiring for the fuel cell excluding the elastic member is shown in a simplified manner.
上述したように、センサ及び弾性部材が設けられている先端部は、電線12がベースフィルム11及びカバーフィルム13と共に折り曲げられた状態で、セパレータ間に差し込まれる。しかし、樹脂材で構成されるベースフィルム11及びカバーフィルム13は、一般的に折り曲げ癖がつきにくい。上述のように、補強部材16を設ければ、ある程度折り曲げ癖がつき易くなるものの、それでも不十分な場合が考えられる。
As described above, the tip portion where the sensor and the elastic member are provided is inserted between the separators in a state where the
そして、折り曲げ癖がつきにくいと、上記先端部が元の状態に戻ろうとするため、先端部をセパレータ間の隙間に差し込む作業に支障を来たすおそれがある。そこで、弾性部材の部分を両側から挟み込む部分と、先端部が元の状態に戻らないように弾性部材を下側から支える部分とを備えた治具(先端にコ字状部分を有する治具)によって、先端部をセパレータ間の隙間に差し込むと好適である。 If the bending wrinkle is difficult to stick, the tip end portion tends to return to the original state, which may hinder the operation of inserting the tip end portion into the gap between the separators. Therefore, a jig (a jig having a U-shaped portion at the tip) including a portion that sandwiches the elastic member portion from both sides and a portion that supports the elastic member from below so that the tip portion does not return to its original state. Thus, it is preferable to insert the tip portion into the gap between the separators.
図9(a)(b)に示す例は、弾性部材15gの形状が、温度センサ14の幅(実際には、ベースフィルム11の幅も等しい)と同じ幅の部分と、それよりも幅の狭い部分とを有する形状である。そして、治具61のコ字状の部分を弾性部材15gの幅の狭い部分に挟み込みながら、上記先端部をセパレータ間の隙間に差し込む。これにより、この先端部は、幅方向の両端と下側が支えられるため、折れ曲がった状態を保ったまま、セパレータ間の隙間に差し込まれる。従って、差し込み作業のより一層の容易化を図ることができる。
In the example shown in FIGS. 9A and 9B, the shape of the
また、図9(c)(d)に示す例は、弾性部材15hの形状が、温度センサ14の幅よりも幅の狭い部分のみを有する形状である。そして、治具62のコ字状の部分を弾性部材15hに挟み込みながら、上記先端部をセパレータ間の隙間に差し込む。これにより、この先端部は、幅方向の両端と下側が支えられるため、折れ曲がった状態を保ったまま、セパレータ間の隙間に差し込まれる。従って、差し込み作業のより一層の容易化を図ることができる。
In the example shown in FIGS. 9C and 9D, the shape of the
図10には、本発明の実施例5が示されている。本実施例では、ベースフィルムの先端にベースフィルムを撓みにくくする補強板を設けた構成を示す。図10は本発明の実施例5に係る燃料電池用配線の模式的断面図である。なお、基本的な構成は上記実施例1と同一であるので同一の構成については同一の符号を付して、その説明は適宜省略する。 FIG. 10 shows a fifth embodiment of the present invention. In this embodiment, a configuration in which a reinforcing plate that makes the base film difficult to bend is provided at the tip of the base film is shown. FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of a fuel cell wiring according to Embodiment 5 of the present invention. Since the basic configuration is the same as that of the first embodiment, the same reference numeral is given to the same configuration, and the description thereof is omitted as appropriate.
本実施例においては、燃料電池用配線10aは、ベースフィルム11の先端付近に補強板18を取り付け、この補強板18に弾性部材15を設けている。この補強板18はベースフィルム11と同様の素材で構わない。このように、補強板18を設けることで、先端付近を撓みにくくすることができる。これにより、温度センサ14及び弾性部材15が設けられている先端部を一対のセパレータ20間の隙間に差し込む作業をより簡単にすることができる。
In this embodiment, the
なお、この補強板18を設ける領域は、上記先端部の折り曲げ部分を避けた領域が望ましく、この折り曲げ部分よりも先端側にのみ設けても良いし、折り曲げ部分よりも後端側にのみ設けても良いし、折り曲げ部分よりも先端側と後端側の両方に設けても良い。
The region where the reinforcing
なお、上記先端部を除く部分は、作業性や配置のし易さを考慮すると、撓みやすいほうが良いため、ベースフィルム11全体の厚みを厚くすることは意味がない。また、ベースフィルム11において、一部分(上記補強板18を設ける部分)のみの厚みを厚くすることは技術的に困難性を伴うことからあまり現実的ではない。勿論、技術的な困難性を伴うものでなければ、ベースフィルム11の一部分の厚みを厚くすることで、実質的に補強板を設けたものと同様の効果を発揮させることも可能である。
In addition, since the part except the said front-end | tip part considers workability | operativity and the ease of arrangement | positioning, it is better to bend easily, Therefore It is meaningless to thicken the
(その他)
これまで説明した各実施例において、弾性部材はベースフィルムに固定されている場合を説明したが、弾性部材を燃料電池用配線の本体とは別体として、センサが設けられている先端部を差し込んだ後に、弾性部材を差し込むようにすることもできる。また、弾性部材を別体とした場合には、先端部付近を予め折り曲げることなく、弾性部材の差し込みによって、当該先端部付近を折り曲げることも可能である。このように別体とする場合における弾性部材としては、ゴムや金属バネなどのそれ自体で弾性を有するもののほか、剛体に弾性体を取り付けて、全体で弾性機能(押圧機能)を発揮するものも適用し得る。また、弾性部材をベースフィルムに固定された部分と別体の部分に分けるようにすることもできる。例えば、ベースフィルムにゴム等の弾性体を固定させておき、それとは別の剛体等を本体とは別に差し込むようにすることもできる。
(Other)
In each of the embodiments described so far, the case where the elastic member is fixed to the base film has been described. However, the elastic member is separated from the main body of the fuel cell wiring, and the tip portion where the sensor is provided is inserted. After that, an elastic member can be inserted. Further, when the elastic member is a separate member, it is possible to bend the vicinity of the tip portion by inserting the elastic member without bending the vicinity of the tip portion in advance. In this way, as an elastic member, in addition to the elastic member itself such as a rubber or a metal spring, an elastic member attached to a rigid body and exhibiting an elastic function (pressing function) as a whole Applicable. Further, the elastic member can be divided into a part fixed to the base film and a separate part. For example, an elastic body such as rubber may be fixed to the base film, and another rigid body or the like may be inserted separately from the main body.
10,10a 燃料電池用配線
11 ベースフィルム
12 電線
13 カバーフィルム
14 温度センサ
15,15a,15b,15c,15d,15e,15f,15g,15h 弾性部材
16 補強部材
17 制御回路基板
18 補強板
20,21 セパレータ
22 段差部
30 電解質膜
40 電極
50 ガスケット
61 治具
62 治具
DESCRIPTION OF
Claims (7)
柔軟性のある絶縁基板上に設けられる導電部材と、
該導電部材に電気的に接続されるセンサと、
燃料電池における一対のセパレータ間の隙間内に差し込まれて、自己の弾性反発力によって配線本体の一部を該隙間内に保持させる弾性部材と、を備え、
前記センサは前記セパレータに対して絶縁された状態で配置されると共に、
配線の先端が、一対のセパレータ間に設けられたガスケットにより形成される密封領域の外側の領域内に位置するように、前記外側の領域内で前記弾性部材により配線本体の一部が保持されて、一対のセパレータ間に差し込まれた前記センサがセパレータとの間で絶縁状態を保ちつつ位置決めされることを特徴とする燃料電池用配線。 A planar fuel cell wiring having flexibility,
A conductive member provided on a flexible insulating substrate;
A sensor electrically connected to the conductive member;
An elastic member that is inserted into a gap between a pair of separators in a fuel cell and holds a part of the wiring body in the gap by its own elastic repulsion force;
The sensor is disposed in an insulated state with respect to the separator,
A part of the wiring body is held by the elastic member in the outer region so that the tip of the wiring is located in the outer region of the sealed region formed by the gasket provided between the pair of separators. A fuel cell wiring , wherein the sensor inserted between a pair of separators is positioned while maintaining an insulating state with the separators.
各センサ間における配線の長手方向の間隔が、セパレータ間の隙間同士の間隔に対応するように設定されると共に、
前記絶縁基板は、多層状に設けられたセパレータの側面側と対向するように配設され、かつ、各導電部材の先端が、前記絶縁基板と共に折り曲げられて、それぞれ異なるセパレータ間の隙間に前記センサ及び前記弾性部材と共に差し込まれることを特徴とする請求項1又は2に記載の燃料電池用配線。 A plurality of said conductive members and a plurality of said sensors are provided for said insulating substrate,
The distance between the sensors in the longitudinal direction of the wiring is set so as to correspond to the distance between the gaps between the separators,
The insulating substrate is disposed so as to side surface facing the separator provided in the multi-layered, and the tip of each conductive member is bent together with the insulating substrate, said sensor gaps between the different separators The fuel cell wiring according to claim 1, wherein the wiring is inserted together with the elastic member .
られていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つに記載の燃料電池用配線。 The fuel cell wiring according to any one of claims 1 to 5, wherein a locking portion that is hooked and locked to a stepped portion of the separator is provided at a rear end portion of the elastic member. .
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