專利名稱:細(xì)長(zhǎng)彈性連接件及方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種包括有一個(gè)電池電壓監(jiān)控器的電化學(xué)燃料電池組件;尤其是涉及一種可以被用來(lái)監(jiān)控電池組內(nèi)的電池的電連接裝置。
背景技術(shù):
在許多應(yīng)用領(lǐng)域中已經(jīng)將燃料電池用作電源。也已經(jīng)提出將燃料電池用在電動(dòng)車輛的動(dòng)力設(shè)備中來(lái)取代內(nèi)燃機(jī)。在質(zhì)子交換膜(PEM)型燃料電池中,氫被供送至燃料電池的陽(yáng)極,而氧作為氧化劑被供送至陰極。PEM燃料電池包括一個(gè)“膜電極組件”(MEA),該膜電極組件包括薄的、可透過(guò)質(zhì)子的、非導(dǎo)電性、固態(tài)聚酯膜-電解質(zhì),在其一個(gè)表面上具有陽(yáng)極,而在相對(duì)表面上具有陰極。MEA被夾持在一對(duì)導(dǎo)電構(gòu)件之間,(1)用作用于所述陽(yáng)極和陰極的集流器,和(2)其中包含有合適的通道和/或開口,用于在相應(yīng)的陽(yáng)極和陰極催化劑的表面上分配燃料電池的氣態(tài)反應(yīng)物。在美國(guó)專利No.5272017和No.5316871中描述了一種典型的PEM燃料電池以及其中的膜電極組件(MEA),這兩份美國(guó)專利分別于1993年12月21日和1994年5月31日授權(quán),并且均轉(zhuǎn)讓給了本發(fā)明的受讓人通用汽車公司,發(fā)明人為Swathirajan等。
通常將大量的獨(dú)立電池捆綁在一起來(lái)形成一個(gè)PEM燃料電池組。根據(jù)上下文,詞語(yǔ)“燃料電池”一般用于指代單個(gè)電池或者大量電池(組)。電池組之內(nèi)的一組電池被稱作一組。在轉(zhuǎn)讓給通用汽車公司的美國(guó)專利No.5763113中描述了大量電池在電池組中的一般排布方式。
在大多數(shù)燃料電池組件中,電流均經(jīng)由一對(duì)匯流條從燃料電池組中流出,所述匯流條分別被定位在這些燃料電池組的各個(gè)端部處。燃料電池被組疊在匯流條之間,而匯流條一般由銅制成或者包覆有銅。通常,電池組中的各個(gè)獨(dú)立電池相互接觸,以便監(jiān)控各個(gè)獨(dú)立電池的電壓或者電流,和/或用于拉制或充電/放電目的。在大多數(shù)情況下,并不希望這些電觸點(diǎn)承載整個(gè)電池組的電流,而是能夠針對(duì)電池組中的各個(gè)獨(dú)立電池或者電池簇形成電連接。
在大規(guī)模生產(chǎn)中,必需一種電連接裝置,其易于控制和安裝,并且與燃料電池組中的特定組成部分形成可靠的電接觸。將會(huì)希望的是,在單個(gè)裝置中,提供觸點(diǎn)組來(lái)一直與電池組內(nèi)部的相同類型燃料電池組部分連通,或者沿著電池組的長(zhǎng)度以規(guī)則的間距與燃料電池組發(fā)生接觸。
與對(duì)電池組內(nèi)部的單個(gè)獨(dú)立燃料電池或者電池組進(jìn)行監(jiān)控相伴生的一個(gè)問(wèn)題是,難以將一個(gè)電連接件固連到所述導(dǎo)電構(gòu)件上。例如,對(duì)于被設(shè)計(jì)成產(chǎn)生巨大功率輸出的燃料電池來(lái)說(shuō),設(shè)置有大量的雙極板,這些雙極板需要大量的連接。也許將這些連接件固連到相互緊密鄰近并且它們之間的間距不斷發(fā)生變化的板上非常重要。所有這些均使得難以進(jìn)行電連接。
利用一個(gè)能夠圍繞大量板的連接件進(jìn)行連接尤其困難。盡管這些板之間具有基本上均勻的間距,但是這些板之間的間距仍然可以在可接受的容差之內(nèi)非常細(xì)微地發(fā)生變化。所述間距的這些細(xì)微不同會(huì)由于容差疊加而導(dǎo)致特定板的理論位置與其實(shí)際位置存在明顯差異。由此,單獨(dú)的現(xiàn)有連接件一般被局限于與相對(duì)較少的連續(xù)板連接起來(lái),以便減小容差疊加的影響;例如8至16個(gè)。因此,希望提供這樣一種單個(gè)電連接件,其能夠通過(guò)調(diào)節(jié)容差疊加,沿著燃料電池的整個(gè)長(zhǎng)度,至少沿著長(zhǎng)度的大部分,與緊密間隔開的板連接起來(lái)。
發(fā)明概述按照本發(fā)明的第一方面,提供了一種用于電連接在一系列緊密間隔開的板上的連接件,所述板之間具有基本上均勻的間距。大量的凹槽沿著一個(gè)細(xì)長(zhǎng)彈性構(gòu)件的長(zhǎng)度定位。還包括有大量的電觸點(diǎn),并且通過(guò)與所述大量凹槽中之一對(duì)齊,這些電觸點(diǎn)中的每一個(gè)均與所述彈性構(gòu)件聯(lián)接起來(lái)。所述細(xì)長(zhǎng)彈性構(gòu)件適合于沿著其長(zhǎng)度發(fā)生擴(kuò)展和收縮,以便在所述大量凹槽中的每一個(gè)內(nèi)接收所述緊密間隔開的板之一,并且由此使得所述大量電觸點(diǎn)中的每一個(gè)與所述緊密間隔開的板之一上的對(duì)應(yīng)觸點(diǎn)對(duì)齊。
按照本發(fā)明的另外一個(gè)方面,提供了一種用于電連接在一系列緊密間隔開的板上的連接件,其包括一根細(xì)長(zhǎng)彈性條,該細(xì)長(zhǎng)彈性條適合于調(diào)節(jié)所述板之間基本上均勻的間距的任何容差變化。所述彈性條的一部分被壓縮限制在兩個(gè)相鄰構(gòu)件之間。所述兩個(gè)相鄰構(gòu)件要么是兩個(gè)相鄰的緊密間隔開的板,要么是單塊板上的兩個(gè)相鄰構(gòu)件。
按照本發(fā)明的再一個(gè)方面,提供了一種為一系列緊密間隔開的板進(jìn)行電連接的方法。這種方法包括將大量的電觸點(diǎn)與一根細(xì)長(zhǎng)彈性條聯(lián)接起來(lái)。壓縮所述細(xì)長(zhǎng)彈性帶的一部分,并且將該壓縮部分置于所述一系列緊密間隔開的板上的一對(duì)相鄰構(gòu)件之間。通過(guò)容許所述壓縮部分推壓所述那對(duì)相鄰構(gòu)件來(lái)產(chǎn)生一個(gè)力,該力至少將所述大量觸點(diǎn)中之一推壓在所述緊密間隔開的板之一上,從而至少將所述大量觸點(diǎn)中之一定位成與所述緊密間隔開的板之一發(fā)生接觸。
本發(fā)明的其它應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⑼ㄟ^(guò)下面提供的詳細(xì)描述變得明了。必須明白的是,盡管表示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例,但是下面的詳細(xì)描述和具體示例僅用于例證目的,并非對(duì)本發(fā)明的范圍加以限制。
附圖簡(jiǎn)述從下面的詳細(xì)描述和附圖中,本發(fā)明將更為全面地得以理解,其中
圖1是本發(fā)明中一個(gè)用于進(jìn)行燃料電池組電池電壓監(jiān)控的彈性連接件的第一優(yōu)選實(shí)施例的局部平面俯視圖;圖2是沿著圖1中線2-2的局部剖視圖;圖3是本發(fā)明中一個(gè)替代性優(yōu)選彈性連接件的類似于圖2的局部剖視圖;圖4是圖3中所示替代性優(yōu)選彈性連接件的局部平面仰視圖;圖5是本發(fā)明中另外一個(gè)替代性優(yōu)選彈性連接件的局部透視圖;圖6是圖5中所示優(yōu)選連接件的類似于圖2的局部剖視圖;圖7是沿著圖6中線7-7的局部剖視圖;圖8是本發(fā)明中再一個(gè)替代性優(yōu)選彈性連接件的局部透視圖;圖9是圖8中所示替代性優(yōu)選彈性連接件的類似于圖7的局部縱向剖視圖;圖10是沿著圖9中線10-10的局部剖視圖;而圖11是沿著圖9中線11-11的局部剖視圖。
優(yōu)選實(shí)施例下面對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的描述實(shí)質(zhì)上僅僅用于示例目的,并非以任何方式對(duì)本發(fā)明、其應(yīng)用或者使用加以限制。
參照?qǐng)D1和2,提供了根據(jù)本發(fā)明的連接件的一種優(yōu)選實(shí)施例,總體被標(biāo)識(shí)為10。連接件10包括一根細(xì)長(zhǎng)彈性條12(或者構(gòu)件),該細(xì)長(zhǎng)彈性條12帶有大量的凹槽14和大量通過(guò)與凹槽14對(duì)齊而與該彈性條12相聯(lián)接的電觸點(diǎn)16、17。該連接件10有助于針對(duì)大量緊密間隔開的板18形成電連接(在成對(duì)的凹槽14之間,分別處于彈性條12的相對(duì)側(cè)面上)。各個(gè)板18均包括一個(gè)卡持凹槽20,彈性條12上的一部分22適合于被定位在該卡持凹槽20之內(nèi)??ǔ职疾?0包括用作相鄰構(gòu)件的相對(duì)設(shè)置側(cè)面24。
本優(yōu)選實(shí)施例中的彈性條12具有沿著相對(duì)側(cè)邊緣成對(duì)形成的大量凹槽14。這些凹槽14適合于接收緊密間隔開的板18中之一上的相鄰構(gòu)件24。由此,卡持凹槽20上用作相鄰構(gòu)件的相對(duì)側(cè)構(gòu)件24被接收在彈性條12上的每對(duì)凹槽14中。由此,電觸點(diǎn)16、17(與彈性條12上的凹槽14對(duì)齊)被設(shè)置成與對(duì)應(yīng)的板18對(duì)齊。從而,彈性條12上的一部分23(位于連續(xù)的成對(duì)凹槽14之間)適合于隨著板18之間的間隙由于容差變化發(fā)生改變而得以拉伸或者壓縮。
各個(gè)緊密間隔開的板18上的卡持凹槽20均適合于容納和卡持住連接件10,在這種情況下,即部分22或者彈性條12。通過(guò)利用鎖定突起26形成卡持凹槽20上的變窄部分來(lái)實(shí)現(xiàn)所述卡持,其中在將連接件10插入到卡持凹槽20之內(nèi)時(shí),鎖定突起26與彈性構(gòu)件12的上表面發(fā)生接觸。通過(guò)使得鎖定突起26之間的卡持凹槽20的尺寸變小,鎖定突起26將連接件10保持在合適位置。這樣就需要彈性條12在被從卡持凹槽20中去除之前受到壓縮。
本實(shí)施例中的彈性條12具有外側(cè)支撐或者絕緣擋板13,其中夾持著一種內(nèi)部導(dǎo)電材料12′。這種內(nèi)部導(dǎo)電材料12′在其寬度(或者X方向)上具有導(dǎo)電性,但是在使用過(guò)程中沿著其細(xì)長(zhǎng)長(zhǎng)度(或者如圖2中示出的Z方向)不具有明顯的導(dǎo)電性。這種導(dǎo)電材料12′還可以沿著其高度(或者如圖2中示出的Y方向)具有導(dǎo)電性。在使用過(guò)程中不具有明顯的導(dǎo)電性意味著在工作狀態(tài)下(即完成監(jiān)控操作所需的電壓或者電能),電流將不會(huì)沿著彈性條12縱向流動(dòng),以便使得在相鄰的導(dǎo)電通路之間不會(huì)通過(guò)導(dǎo)電材料12′形成任何無(wú)法接受的干涉;并且優(yōu)選的是,在所述工作狀態(tài)下,在相鄰的導(dǎo)電通路之間不存在任何電流。
盡管這種材料12′在其寬度(或者X方向)上具有導(dǎo)電性,但是優(yōu)選的是貫穿其寬度存在某些電阻。如果電壓監(jiān)控器出現(xiàn)偶然短路或者類似故障,所述電阻可以保護(hù)系統(tǒng)。更為優(yōu)選的是,所述電阻為100歐姆至2000歐姆;最為優(yōu)選的是,從200歐姆至1000歐姆。相鄰板之間的一般開路電壓大約為1伏特。由此,電流最好小于10毫安,至0.5毫安;更為優(yōu)選的是,從5毫安至1毫安。
所述選擇導(dǎo)電性比如可以通過(guò)如此構(gòu)造內(nèi)部導(dǎo)電材料12′來(lái)提供,即使得導(dǎo)電彈性材料的橫剖面與非導(dǎo)電彈性橫剖面相互交替。一種特別優(yōu)選的連接條12是一種利用了碳基彈性體的固態(tài)自支撐連接件,由位于美國(guó)新澤西州07008區(qū)的卡特雷特的Fujipoly AmericaCorporation出售,商標(biāo)名稱為ZEBRA彈性體連接件。當(dāng)然,也可以使用其它彈性體連接件12,比如包括低溫碳基彈性體或者銀基彈性體。
彈性條12上的部分22在凹槽12之間的寬度最好略微大于板18上的協(xié)作卡持凹槽20上的相對(duì)側(cè)構(gòu)件24(或者相鄰構(gòu)件)之間的寬度。這樣就使得彈性條12上環(huán)繞在凹槽14周圍的相對(duì)邊緣和觸點(diǎn)17將被推壓在板18上的卡持凹槽20的對(duì)應(yīng)邊緣24上。彈性條12上的相對(duì)凹槽14包括有外露的導(dǎo)電材料12′,該導(dǎo)電材料12′使得壓靠在相鄰構(gòu)件24上的電觸點(diǎn)17與板18發(fā)生電接觸。由此,通過(guò)觸點(diǎn)17、通過(guò)彈性條12上的導(dǎo)電材料12′、通過(guò)接觸構(gòu)件16并且通過(guò)聯(lián)接導(dǎo)線28構(gòu)成一條從板18延伸出來(lái)的導(dǎo)電通路。
此外,彈性條12上的部分22的高度也最好略微大于使得電觸點(diǎn)16置靠在板18上的卡持凹槽20的底邊緣20上所需的高度。換句話說(shuō),抵靠在板18上的電觸點(diǎn)16與彈性條12的上表面之間的間距略微大于從卡持凹槽20的底壁30至該卡持凹槽20上的鎖定突起26的底部的距離。由此,彈性條12適合于通過(guò)被壓縮入板18上的凹槽20之內(nèi)而將對(duì)齊的電觸點(diǎn)16推壓在板18上。由此,彈性條12上的部分22被壓縮限制在兩個(gè)相鄰構(gòu)件24之間,來(lái)將電觸點(diǎn)16推壓在板18上,無(wú)需移動(dòng)其它構(gòu)件來(lái)在觸點(diǎn)16、17上施加力的作用。取而代之,由于彈性構(gòu)件12的屬性,所述力僅僅提供為將彈性構(gòu)件12定位在合適位置。
通過(guò)前述內(nèi)容將會(huì)明白的是,所述導(dǎo)電材料使得電觸點(diǎn)17與各個(gè)板18聯(lián)接起來(lái)。在許多應(yīng)用中這樣做就足夠了。為了更加堅(jiān)固,本實(shí)施例包括額外電觸點(diǎn)16。該電接觸構(gòu)件16包括一個(gè)與導(dǎo)線28電連通的半球形按鈕狀尖端。接觸構(gòu)件16的遠(yuǎn)端部呈一個(gè)鉤或者彈簧鎖形狀,以便有助于防止將接觸構(gòu)件16從彈性條12中拔出。接觸構(gòu)件16也與彈性條12上的導(dǎo)電層12′導(dǎo)電接觸,來(lái)提供一條通往導(dǎo)線28的電流通路。
由此,對(duì)于大量緊密間隔開的板18中的每一個(gè)來(lái)說(shuō),導(dǎo)電觸點(diǎn)16、17被設(shè)置在三個(gè)位置處;兩個(gè)觸點(diǎn)17由導(dǎo)電層12′形成,而一個(gè)觸點(diǎn)由接觸構(gòu)件16形成。此外,一個(gè)觸點(diǎn)16抵靠在卡持凹槽20的底構(gòu)件30上,而其余兩個(gè)觸點(diǎn)17抵靠在卡持凹槽20的側(cè)構(gòu)件24上。由此,一個(gè)導(dǎo)電觸點(diǎn)16被沿著一個(gè)基本上垂直于其余兩個(gè)觸點(diǎn)17被推壓方向的方向進(jìn)行推壓。優(yōu)選的是,至少一個(gè)觸點(diǎn)被沿著一個(gè)相對(duì)于另外一個(gè)觸點(diǎn)呈45度至135度的方向進(jìn)行推壓;并且更為優(yōu)選的是,從75度至105度。
為了使用本發(fā)明中的連接件,可以看出大量的電觸點(diǎn)16、17與細(xì)長(zhǎng)彈性條12聯(lián)接起來(lái)并且與大量的凹槽14對(duì)齊。所述彈性條上的部分22被壓縮并置于一系列緊密間隔開的板18上的成對(duì)相鄰構(gòu)件之間。在這種情況下,所述相鄰構(gòu)件是卡持凹槽20的相對(duì)側(cè)邊緣24,并且受壓縮的部分22是成對(duì)的凹槽14之間的部分22。此外,相鄰構(gòu)件由卡持凹槽20上的鎖定突起26和底邊緣30形成。隨著各個(gè)連續(xù)板18被定位于彈性構(gòu)件12上的對(duì)應(yīng)凹槽14中,通過(guò)使得細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件12上的部分23沿著其長(zhǎng)度發(fā)生擴(kuò)展或者收縮來(lái)使得各個(gè)凹槽14與一塊對(duì)應(yīng)板18對(duì)齊,各個(gè)凹槽14與緊密間隔開的板18中之一對(duì)齊。此外,通過(guò)容許將彈性條12上的壓縮部分22分別推壓在成對(duì)的相鄰構(gòu)件24、26和30上,能夠?qū)⒂|點(diǎn)16、17抵靠在緊密間隔開的板18上,從而獲得一個(gè)將觸點(diǎn)16、17推壓在緊密間隔開的板18上的力。此外,板18上的卡持凹槽20適合于防止將連接件10從凹槽20中去除,除非細(xì)長(zhǎng)條12受到壓縮。
將連接件10固連到緊密間隔開的板18上時(shí),可以通過(guò)利用單根細(xì)長(zhǎng)彈性條將連接件10上的導(dǎo)線28連接到合適的電池電壓監(jiān)控設(shè)備(未示出)上,對(duì)整個(gè)燃料電池組(未示出)的性能進(jìn)行監(jiān)控。所述燃料電池組通常包括一個(gè)殼體,而所述監(jiān)控設(shè)備可以被封裝在其自身殼體之內(nèi),并且可以被固連在燃料電池組的側(cè)面上。隨后通過(guò)監(jiān)控器殼體上的密閉通訊端口來(lái)將所述監(jiān)控設(shè)備電連接起來(lái)。
參照?qǐng)D3和4,提供了本發(fā)明中的一種替代性優(yōu)選彈性連接件110。在這種情況下,彈性構(gòu)件112是一種均質(zhì)材料。優(yōu)選的是,這種材料是硅酮。彈性構(gòu)件112的上表面和下表面向外彎曲;在橫剖面上形成一個(gè)外凸形狀。這種形狀會(huì)使得一個(gè)較小的接觸區(qū)域被壓靠在卡持凹槽20的底邊緣上,這樣可以被用來(lái)提供更大的容差和/或在電觸點(diǎn)16與板18之間提供更大的力。
本實(shí)施例中的接觸構(gòu)件116通過(guò)細(xì)長(zhǎng)彈性構(gòu)件112上的開口被推入,并且粘結(jié)式連接于彈性條112上。接觸構(gòu)件116包括一個(gè)靠近其遠(yuǎn)端部的導(dǎo)電套。該導(dǎo)電套經(jīng)過(guò)導(dǎo)線128的遠(yuǎn)端部延伸入位于中部處的孔132內(nèi)。如圖4中所示,通過(guò)在彈性構(gòu)件112的下表面上絲網(wǎng)印刷出導(dǎo)電構(gòu)件117,提供了額外的電觸點(diǎn)。導(dǎo)電構(gòu)件117從與凹槽114相鄰延伸至與接觸構(gòu)件116上的導(dǎo)電套相鄰。由此,當(dāng)連接件110被定位于卡持凹槽120中時(shí),導(dǎo)電構(gòu)件116在彈性材料112上的凹槽114的周圍與卡持凹槽120的側(cè)面124發(fā)生接觸,并且提供一條通過(guò)接觸構(gòu)件116上的導(dǎo)電套通往導(dǎo)線128的電流通路。此外,絲網(wǎng)印刷在彈性構(gòu)件112上的導(dǎo)電構(gòu)件117沿著所述電流通路與卡持凹槽120的底部額外發(fā)生接觸,形成額外的接觸點(diǎn)。
類似于前一實(shí)施例,本實(shí)施例中的卡持凹槽120也使得側(cè)邊緣124用作相鄰構(gòu)件。此外,鎖定突起126被設(shè)置成板118上總體呈圓形的突起126。還有,由可去除地固連在板118上的細(xì)長(zhǎng)管狀構(gòu)件127形成了額外的鎖定突起127(或者構(gòu)件)。管狀構(gòu)件127在與各塊板118上的卡持凹槽120聯(lián)接起來(lái)的圓形鎖定突起126上滑動(dòng)。當(dāng)管狀構(gòu)件127位于一個(gè)去除位置時(shí),彈性條112無(wú)需如同被插入卡持凹槽120之內(nèi)那樣受到壓縮。但是,當(dāng)將管狀構(gòu)件127被固連在一個(gè)鎖定位置時(shí),提供了防止連接件110由于受拉而與板118脫離連接的額外阻力。由此,管狀構(gòu)件127適合于減小為了將彈性條112插入卡持凹槽120中所需的壓縮,卻不會(huì)降低所述卡持特征的卡持能力。當(dāng)被固連起來(lái)時(shí),管狀構(gòu)件127減小了圓形突起126之間的卡持凹槽120的尺寸。
管狀構(gòu)件127最好還向連接件110施加一個(gè)力,該力增大了電觸點(diǎn)116、117與板118之間的接觸力。該力不同于通過(guò)簡(jiǎn)單地將彈性條112定位于卡持凹槽120中而提供的力。由此,管狀構(gòu)件127最好適合于向連接件110提供另外一個(gè)力,該力增大了電觸點(diǎn)116、117的接觸力。由此,在這種情況下,相鄰構(gòu)件由卡持凹槽120上的側(cè)構(gòu)件124形成。此外,管狀構(gòu)件127和卡持凹槽120的底邊緣構(gòu)件130也用作相鄰構(gòu)件。
本優(yōu)選實(shí)施例中的連接件110的使用與前述實(shí)施例中非常相似。用作鎖定構(gòu)件的管狀構(gòu)件127被定位成與卡持凹槽120聯(lián)接起來(lái),以便減小鎖定構(gòu)件126之間的開口尺寸;由此提供了用以防止將連接件110去除的更大阻力。此外,通過(guò)使得管狀構(gòu)件127在板118上的對(duì)應(yīng)突起126上滑動(dòng)至將額外鎖定構(gòu)件127固連在板118上,提供了另外一個(gè)力用以將接觸構(gòu)件116、117推壓在板狀構(gòu)件118上。板118上的突起154被插入接觸構(gòu)件116上的孔132之內(nèi),提供環(huán)繞360度接觸表面的接觸。由此,所述電連接的表面區(qū)域是一個(gè)圓形表面區(qū)域;尤其是,呈圓環(huán)狀。
參照?qǐng)D5、6和7,示出了本發(fā)明中的另外一種替代性優(yōu)選連接件實(shí)施例210。細(xì)長(zhǎng)彈性條212包括貫穿該彈性條212的下半部橫向排列的凹槽214。電接觸構(gòu)件216被定位在凹槽214中并且粘結(jié)式固連在凹槽214的一個(gè)側(cè)壁上。正如本技術(shù)領(lǐng)域中公知的那樣,接觸構(gòu)件216是一個(gè)固連在導(dǎo)線228上的鏟狀連接件(a spade connector)。該鏟狀連接件216在一個(gè)表面上具有突起226,該突起226用作一個(gè)鎖定突起,適合與板218上的孔221協(xié)同工作,該孔221用作所述卡持凹槽的一部分。由此,在本實(shí)施例中,接觸構(gòu)件216上的突起226與彈性條212一同被定位于卡持凹槽221中。
如同前述實(shí)施例中那樣,位于彈性條212上的連續(xù)凹槽214之間的那部分材料222被壓縮在兩個(gè)相鄰構(gòu)件之間。在這種情況下,其間壓縮有彈性構(gòu)件的兩個(gè)相鄰構(gòu)件是兩塊相鄰的板218。在這里,“相鄰”僅僅意味著非常鄰近?!跋噜彙辈⒎潜仨氁笏鰳?gòu)件或者板被定位成在燃料電池組中相互接連相鄰。因此,隨著相鄰板218被插入細(xì)長(zhǎng)彈性條212上的相鄰凹槽214之內(nèi),彈性條222上位于凹槽214之間的部分被壓縮在板218之間。這種壓縮會(huì)導(dǎo)致彈性條212在接觸構(gòu)件216上施加一個(gè)力,并且將其推壓在板218上而與其形成電連接。此外,一旦連接件210被合適定位,接觸構(gòu)件216上的突起226將被壓入孔221之內(nèi),與孔221共同將連接件210卡持在合適位置并且保持電連接。由此,接觸構(gòu)件216上的突起226用作一個(gè)卡持構(gòu)件。
本實(shí)施例中的連接件210的使用與前述類似。但是,如前所示,將連接件210卡持在板218上通過(guò)使得接觸構(gòu)件216帶有一個(gè)突起226并且使得板218帶有一個(gè)協(xié)作的卡持凹槽221來(lái)實(shí)現(xiàn)。由此,取代將彈性構(gòu)件212的一部分定位于卡持凹槽221中,接觸構(gòu)件226的一部分被定位在卡持凹槽221中。還有,將連接件210卡持在板218上通過(guò)利用將接觸構(gòu)件216推壓在板218上的力來(lái)實(shí)現(xiàn)。
參照?qǐng)D8至11,示出了本發(fā)明中的再一種替代性優(yōu)選連接件實(shí)施例310。本實(shí)施例中的細(xì)長(zhǎng)彈性條312具有總體呈圓形的橫剖面。凹槽314環(huán)繞彈性體312周邊橫跨彈性條312進(jìn)行延伸。電接觸構(gòu)件316被定位在凹槽314中并且粘結(jié)式固連在該凹槽314的一個(gè)側(cè)壁上。接觸構(gòu)件316是一個(gè)固連于導(dǎo)線328上的圓環(huán)狀構(gòu)件。
如同前一實(shí)施例中那樣,其間壓縮有彈性構(gòu)件312上的部分322的兩個(gè)相鄰構(gòu)件是兩塊相鄰的板318。由此,隨著相鄰板318被插入細(xì)長(zhǎng)彈性條312上的相鄰凹槽314之內(nèi),彈性條312上位于凹槽314之間的部分322被壓縮在板318之間。這種壓縮會(huì)導(dǎo)致彈性條312在接觸構(gòu)件316上施加一個(gè)力,并且將其推壓在板318上而與板形成電連接。
沿著板318的上邊緣與孔321相鄰設(shè)置一個(gè)呈突起唇326形式的鎖定突起326。一旦連接件310被合適地定位,彈性條312的中部將被壓入孔321之內(nèi),并且鎖定唇326形成了一個(gè)用以阻礙將連接件310去除的障礙物,除非彈性條312受到壓縮使得其可以移動(dòng)經(jīng)過(guò)鎖定突起326。此外,鎖定唇326用作一個(gè)與彈性條312的頂部協(xié)作的鎖定構(gòu)件,來(lái)提供鎖定功能。由此,這些特征共同來(lái)協(xié)助將連接件310保持在合適位置。接觸構(gòu)件316和彈性條312均被定位在本實(shí)施例中的卡持凹槽320內(nèi)部。本實(shí)施例中的連接件310的使用基本上與前述實(shí)施例的使用相同。因此,不再對(duì)使用過(guò)程進(jìn)行重復(fù)描述。
當(dāng)然,除了前面已經(jīng)具體描述的實(shí)施例之外,本發(fā)明還可能存在許多替代性實(shí)施例。例如,針對(duì)圖1和2中示出的優(yōu)選實(shí)施例來(lái)說(shuō),所述電觸點(diǎn)可以僅延伸至中間導(dǎo)電層,并且僅依賴于由所述彈性條中的導(dǎo)電材料形成的側(cè)向電觸點(diǎn)。針對(duì)圖3和4中示出的優(yōu)選實(shí)施例來(lái)說(shuō),所述可去除的鎖定構(gòu)件不會(huì)在連接件上提供任何額外的壓縮力。針對(duì)圖5、6和7中示出的優(yōu)選實(shí)施例來(lái)說(shuō),所述突起和協(xié)作凹槽的位置可以對(duì)換;將突起置于板上,而將凹槽定位于接觸構(gòu)件上。針對(duì)圖8至11來(lái)說(shuō),所述板上的孔可以由板材料完全環(huán)繞起來(lái),從而使得其可以提供一個(gè)完全鎖定功能,由此能夠消除所述鎖定突起。此外,針對(duì)任何實(shí)施例來(lái)說(shuō),替代使用基本上垂直的相鄰構(gòu)件和獨(dú)立鎖定突起,可以使用相互傾斜設(shè)置的相鄰構(gòu)件。
對(duì)本發(fā)明的描述在本質(zhì)上來(lái)說(shuō)僅僅為示例目的,由此,希望那些不脫離本發(fā)明要旨的變型落入本發(fā)明的范圍之內(nèi)。這些變型不能被看作脫離了本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍。因此,本發(fā)明覆蓋所有落入所附權(quán)利要求的范圍之內(nèi)的改動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種用于電連接到一系列緊密間隔開的板上的連接件,所述板之間具有基本上均勻的間距,這種連接件包括大量的凹槽,沿著一個(gè)細(xì)長(zhǎng)彈性構(gòu)件的長(zhǎng)度定位;和大量的電觸點(diǎn),這些電觸點(diǎn)中的每一個(gè)均與所述彈性構(gòu)件聯(lián)接起來(lái),與所述大量凹槽之一對(duì)齊;其特征在于,所述細(xì)長(zhǎng)彈性構(gòu)件適合于沿著其長(zhǎng)度發(fā)生擴(kuò)展和收縮,以便在所述大量凹槽中的每一個(gè)內(nèi)接收所述緊密間隔開的板之一,并且由此使得所述大量電觸點(diǎn)中的每一個(gè)與所述緊密間隔開的板之一上的對(duì)應(yīng)觸點(diǎn)對(duì)齊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的連接件,其特征在于,所述大量凹槽包括大量的成對(duì)凹槽,這些成對(duì)凹槽每一對(duì)中之一位于所述細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件的第一側(cè)面上,并且與位于所述細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件的相對(duì)側(cè)面上的另一凹槽對(duì)齊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的連接件,其特征在于,所述大量凹槽均位于所述細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件的底側(cè)面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的連接件,其特征在于,至少所述大量電觸點(diǎn)中之一被定位于所述大量凹槽中之一內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的連接件,其特征在于,所述細(xì)長(zhǎng)彈性構(gòu)件從其第一側(cè)面至相對(duì)側(cè)面具有導(dǎo)電性,但是在使用狀態(tài)下沿著其細(xì)長(zhǎng)長(zhǎng)度不具有明顯的導(dǎo)電性,并且至少所述大量電觸點(diǎn)中之一與所述細(xì)長(zhǎng)彈性構(gòu)件的一部分聯(lián)接起來(lái)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5中所述的連接件,其特征在于,從所述第一側(cè)面至相對(duì)側(cè)面的導(dǎo)電性具有100歐姆至2000歐姆的電阻。
7.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的連接件,其特征在于,與一塊板發(fā)生接觸的大量觸點(diǎn)中至少一個(gè)基本上垂直于與同一塊板接觸的大量觸點(diǎn)中的至少另外一個(gè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的連接件,其特征在于,至少所述電觸點(diǎn)中之一包括一個(gè)延伸穿過(guò)所述彈性構(gòu)件的接觸構(gòu)件。
9.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的連接件,還包括一個(gè)鎖定構(gòu)件,該鎖定構(gòu)件被可去除地固連在所述緊密間隔開的板之一或者所述接觸構(gòu)件上,適合于阻礙從所述一系列緊密間隔開的板上將所述連接件去除。
10.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的連接件,其特征在于,所述彈性構(gòu)件的一部分被壓縮在一對(duì)相鄰構(gòu)件之間,這對(duì)相鄰構(gòu)件是一對(duì)相鄰的板或者單塊板上的兩個(gè)構(gòu)件。
11.一種用于電連接到大量緊密間隔開的板上的連接件,所述板之間具有基本上均勻的間距,這種連接件包括(a)一根細(xì)長(zhǎng)彈性件,具有大量的凹槽,這些凹槽均與所述緊密間隔開的板之一聯(lián)接起來(lái);和(b)大量的電觸點(diǎn),這些電觸點(diǎn)與所述彈性構(gòu)件聯(lián)接起來(lái),與所述大量凹槽中之一對(duì)齊;其特征在于,所述細(xì)長(zhǎng)彈性條適合于調(diào)節(jié)所述板之間基本上均勻的間距的任何容差變化,并且所述彈性條的一部分被壓縮限制在兩個(gè)相鄰構(gòu)件之間,兩個(gè)相鄰構(gòu)件是兩個(gè)相鄰的緊密間隔開的板,或者是單塊板上的兩個(gè)相鄰構(gòu)件。
12.根據(jù)權(quán)利要求11中所述的連接件,還包括一個(gè)與所述相鄰構(gòu)件聯(lián)接起來(lái)的鎖定構(gòu)件,用于阻礙將所述連接件的一部分去除,除非所述細(xì)長(zhǎng)彈性條受到壓縮,并且所述鎖定構(gòu)件被可去除地固連在所述一系列緊密間隔開的板上。
13.根據(jù)權(quán)利要求11中所述的連接件,其特征在于,所述彈性構(gòu)件適合于由于受到壓縮限制而產(chǎn)生出一個(gè)力,該力沿著一個(gè)第一方向?qū)⑺龃罅坑|點(diǎn)中至少之一推壓在一塊板上。
14.根據(jù)權(quán)利要求13中所述的連接件,其特征在于,所述彈性構(gòu)件適合于由于受到壓縮限制而產(chǎn)生出一個(gè)力,該力沿著一個(gè)基本上垂直于第一方向的方向推壓所述大量觸點(diǎn)中的至少另外一個(gè)。
15.根據(jù)權(quán)利要求11中所述的連接件,其特征在于,所述相鄰構(gòu)件或者觸點(diǎn)中之一具有一個(gè)卡持凹槽,該卡持凹槽適合于與所述相鄰構(gòu)件或者觸點(diǎn)中另外一個(gè)上的鎖定突起協(xié)同工作。
16.根據(jù)權(quán)利要求11中所述的連接件,其特征在于,所述大量凹槽包括大量的成對(duì)凹槽,這些成對(duì)凹槽每一對(duì)中之一位于所述細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件的第一側(cè)面上,并且與位于所述細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件的相對(duì)側(cè)面上的該對(duì)凹槽中的另一凹槽對(duì)齊。
17.根據(jù)權(quán)利要求11中所述的連接件,其特征在于,所述大量凹槽均位于所述細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件的底側(cè)面上。
18.根據(jù)權(quán)利要求11中所述的連接件,其特征在于,所述大量電觸點(diǎn)中至少之一位于所述大量凹槽中之一內(nèi)。
19.根據(jù)權(quán)利要求11中所述的連接件,其特征在于,所述細(xì)長(zhǎng)彈性構(gòu)件從其第一側(cè)面至相對(duì)側(cè)面具有導(dǎo)電性,但是在使用狀態(tài)下沿著其細(xì)長(zhǎng)長(zhǎng)度不具有明顯的導(dǎo)電性,并且所述大量電觸點(diǎn)中至少之一與所述細(xì)長(zhǎng)彈性構(gòu)件的一部分聯(lián)接起來(lái)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19中所述的連接件,其特征在于,從所述第一側(cè)面至相對(duì)側(cè)面的導(dǎo)電性具有100歐姆至2000歐姆的電阻。
21.一種對(duì)一系列緊密間隔開的板提供電連接的方法,包括將大量的電觸點(diǎn)與一根細(xì)長(zhǎng)彈性條聯(lián)接起來(lái);壓縮所述細(xì)長(zhǎng)彈性帶的一部分,并且將該壓縮部分置于所述一系列緊密間隔開的板上的一對(duì)相鄰構(gòu)件之間;以及通過(guò)容許所述壓縮部分推壓所述那對(duì)相鄰構(gòu)件來(lái)產(chǎn)生一個(gè)力,該力將所述大量觸點(diǎn)中至少之一推壓在所述緊密間隔開的板之一上,從而將所述大量觸點(diǎn)中至少之一設(shè)置成與所述緊密間隔開的板之一發(fā)生接觸。
22.根據(jù)權(quán)利要求21中所述的方法,還包括通過(guò)將一個(gè)鎖定構(gòu)件與所述一系列緊密間隔開的板聯(lián)接起來(lái),來(lái)減小所述那對(duì)相鄰構(gòu)件之間的尺寸。
23.根據(jù)權(quán)利要求22中所述的方法,其特征在于,使得一個(gè)鎖定構(gòu)件與所述一系列緊密間隔開的板聯(lián)接起來(lái)還包括向所述彈性條施加一個(gè)壓力。
24.根據(jù)權(quán)利要求21中所述的方法,還包括通過(guò)在所述觸點(diǎn)與一個(gè)監(jiān)控設(shè)備之間形成電連接,來(lái)對(duì)燃料電池組進(jìn)行監(jiān)控。
25.根據(jù)權(quán)利要求21中所述的方法,其特征在于,將所述壓縮部分置于一對(duì)相鄰構(gòu)件之間還包括使得所述壓縮部分移動(dòng)經(jīng)過(guò)一個(gè)與所述相鄰構(gòu)件中之一相聯(lián)接的鎖定突起。
26.根據(jù)權(quán)利要求21中所述的方法,其特征在于,將所述大量觸點(diǎn)中至少之一定位成與所述緊密間隔開的板之一發(fā)生接觸還包括將一個(gè)鎖定突起定位于一個(gè)協(xié)作凹槽的內(nèi)部。
27.根據(jù)權(quán)利要求21中所述的方法,其特征在于,對(duì)所述電觸點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)接包括至少部分地通過(guò)所述彈性構(gòu)件推壓所述接觸構(gòu)件。
28.根據(jù)權(quán)利要求21中所述的方法,其特征在于,對(duì)所述電觸點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)接包括在所述彈性構(gòu)件的表面上絲網(wǎng)印刷出觸點(diǎn)。
29.根據(jù)權(quán)利要求21中所述的方法,其特征在于,對(duì)所述電觸點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)接包括將所述電觸點(diǎn)粘結(jié)式固連在所述彈性構(gòu)件上。
30.根據(jù)權(quán)利要求21中所述的方法,其特征在于,對(duì)所述電觸點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)接包括將所述觸點(diǎn)中之一定位于所述凹槽中之一的內(nèi)部。
全文摘要
大量凹槽沿著一個(gè)細(xì)長(zhǎng)彈性構(gòu)件定位。電觸點(diǎn)通過(guò)與構(gòu)件上的凹槽對(duì)齊而與所述彈性構(gòu)件聯(lián)接起來(lái)。所述彈性構(gòu)件沿著其長(zhǎng)度進(jìn)行擴(kuò)展或者收縮,以便在所述大量凹槽中的每一個(gè)內(nèi)接收所述緊密間隔開的板之一,并且由此使得所述大量電觸點(diǎn)中的每一個(gè)與所述緊密間隔開的板之一上的對(duì)應(yīng)觸點(diǎn)對(duì)齊。所述彈性條被壓縮限制在兩個(gè)相鄰構(gòu)件之間,這兩個(gè)相鄰構(gòu)件可以是兩塊板上的部件或者是單塊板上的不同部件。所述相鄰構(gòu)件限定出一個(gè)凹槽,包括有鎖定突起,適合于阻礙從所述卡持凹槽的內(nèi)部將所述連接件去除,除非所述細(xì)長(zhǎng)彈性條受到壓縮。一種相關(guān)方法任選性地包括容許所述壓縮彈性條推壓相鄰構(gòu)件,來(lái)產(chǎn)生出一個(gè)力,該力將所述觸點(diǎn)推壓在所述緊密間隔開的板之一上。
文檔編號(hào)H01R43/00GK1714474SQ200380103724
公開日2005年12月28日 申請(qǐng)日期2003年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月20日
發(fā)明者C·M·馬西格利奧, R·L·福斯 申請(qǐng)人:通用汽車公司