JP2009115048A - ポンプユニット、および、燃料電池システム - Google Patents

Abstract

【課題】燃料電池システムにおいて、ポンプを駆動するためのインバータが高温となるおそれがある。高温状態が続くと、インバータが劣化・故障するおそれがあり、これを抑制する技術を提供する。
【解決手段】ポンプユニットであって、吸入口から流体を吸入するポンプ室を備えたポンプと、ポンプを駆動するためのインバータであって、ポンプ室の吸入口周辺に配設されるインバータと、を備える。この構成により、インバータが高温となることを抑制することができ、インバータの劣化・故障を抑制することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、ポンプと、そのポンプを駆動するためのインバータとを備えたポンプユニット、または、そのポンプユニットを備えた燃料電池システムに関する。

燃料電池を備えた燃料電池システムにおいて、燃料電池で電気化学反応に供される反応ガスや燃料電池を冷却するための冷媒を、燃料電池に給排するための装置として、ポンプが用いられる。

特開平１１−１６４２６４号公報

ところで、上述のようなポンプを駆動制御するためのインバータは、発熱して高温化し易く、このように高温状態が続くと、インバータが劣化・故障するおそれがあった。なお、このような問題は、ポンプを、燃料電池システムに用いる場合に限られず、他の用途に用いる場合にも生じる問題である。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、ポンプを駆動するためのインバータが高温となることを抑制する技術を提供することを目的とする。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。

[適用例１]
ポンプユニットであって、吸入口から流体を吸入するポンプ室を備えたポンプと、
前記ポンプを駆動するためのインバータであって、前記ポンプ室の前記吸入口周辺に配設されるインバータと、を備えることを要旨とする。

上記構成のポンプユニットによれば、インバータが高温となることを抑制することができる。その結果、インバータの劣化・故障を抑制することができる。

[適用例２]
適用例１に記載のポンプユニットにおいて、前記インバータは、前記ポンプ室の壁であって、前記吸入口周辺の壁に当接するように配設されることを特徴とするポンプユニット。

このようにすれば、インバータが高温となることをより抑制することができる。その結果、インバータの劣化・故障を抑制することができる。

[適用例３]
適用例１または適用例２に記載のポンプユニットにおいて、前記ポンプ室の前記吸入口と接続され、前記ポンプに前記流体を導入するためのガス導入流路と、前記インバータに設けられ、前記インバータの熱を放熱するためのヒートシンクであって、前記ガス導入流路中に配置される第１ヒートシンクと、を備えることを特徴とするポンプユニット。

このようにすれば、第１ヒートシンク上を、比較的低温なガス導入流路のガスが流れるので、第１ヒートシンクからの放熱を促進することができる。その結果、インバータが高温になることをより抑制することができる。

[適用例４]
適用例１ないし適用例３のいずれかに記載のポンプユニットにおいて、前記ポンプは、それぞれ、一部が前記ポンプ室の前記壁から前記ポンプ室内に挿入される第１及び第２シャフトと、前記第１シャフトを回転駆動させるためのモータ部と、前記ポンプ室に設けられ、前記第１シャフトと接続され、前記第１シャフトの回転に伴って回転する第１ポンプロータと、前記第１シャフトにおいて、前記第１ポンプロータと前記モータ部との間に設けられ、前記第１シャフトの回転に伴って回転する第１タイミングギアと、前記第２シャフトに設けられ、前記第１タイミングギアと嵌合し、前記第１シャフトの回転に伴って回転することにより、前記第２シャフトを回転駆動させる第２タイミングギアと、前記ポンプ室に設けられ、前記第２シャフトと接続され、前記第２シャフトの回転に伴って回転する第２ポンプロータと、を備え、前記インバータは、前記ポンプ室における前記吸入口周辺の壁であって、前記第１タイミングギアまたは前記第２タイミングギア付近の壁に当接するように配設されることを特徴とするポンプユニット。

このようにすれば、インバータが高温となることを抑制することができると共に、ポンプユニットを小型化することができる。

[適用例５]
適用例４に記載のポンプユニットにおいて、前記インバータは、前記ポンプ室における前記吸入口周辺の前記壁であって、前記第１タイミングギアまたは前記第２タイミングギアに対向する前記壁に当接するように配設されると共に、該壁と前記第１タイミングギアまたは前記第２タイミングギアとの間に配設されることを特徴とするポンプユニット。

このようにすれば、インバータが高温となることを抑制することができると共に、ポンプ室における吸入口周辺の壁と、第１または第２タイミングギアとの間の空間を、インバータの設置スペースとして有効利用することができ、ポンプユニットを小型化することができる。

[適用例６]
適用例４に記載のポンプユニットにおいて、前記インバータは、柱状体であり、片端が前記ポンプ室における前記吸入口周辺の前記壁に当接すると共に、多端が前記第１タイミングギアまたは前記第２タイミングギアの外側に位置するように配設されることを特徴とするポンプユニット。

このようにすれば、インバータが高温となることを抑制することができると共に、第１タイミングギアまたは第２タイミングギアの外側の空間を、インバータの設置スペースとして有効利用することができ、ポンプユニットを小型化することができる。

[適用例７]
燃料電池システムであって、燃料電池と、適用例１ないし適用例６のいずれかに記載のポンプユニットと、
を備えることを特徴とする燃料電池システム。

上記構成の燃料電池システムによれば、ポンプユニットにおけるインバータが高温となることを抑制することができる。その結果、インバータの劣化・故障を抑制することができる。

[適用例８]
適用例７に記載の燃料電池システムにおいて、前記燃料電池は、燃料電池セルを挟持する剛性プレートを備え、前記ポンプユニットの前記ポンプにおいて前記ポンプ室の前記壁と、前記剛性プレートと、が接続されていることを特徴とする燃料電池システム。

このようにすれば、インバータが発熱した場合、その熱を、ポンプ室の壁から剛性プレートに円滑に伝達することができ、インバータが高温となることを抑制することができる。

[適用例９]
適用例７または適用例８に記載の燃料電池システムにおいて、前記燃料電池は、燃料電池セルを挟持する剛性プレートと、伝熱材と、を備え、前記ポンプユニットの前記インバータは、前記伝熱材を介して前記剛性プレートと接続されることを特徴とする燃料電池システム。

このようにすれば、インバータが発熱した場合、その熱を、伝熱材を介して剛性プレートに放熱することができ、インバータが高温となることを抑制することができる。

[適用例１０]
適用例７ないし適用例９のいずれかに記載の燃料電池システムにおいて、前記燃料電池で電気化学反応に供される反応ガスを前記燃料電池に給排するための反応ガス給排流路を備え、前記ポンプユニットは、前記インバータに設けられ、前記インバータの熱を放熱するためのヒートシンクであって、前記反応ガス給排流路中に配置される第２ヒートシンクを備えることを特徴とする燃料電池システム。

このようにすれば、第２ヒートシンク上を、反応ガス給排流路の反応ガスが流れるので、ヒートシンクからの放熱を促進することができる。その結果、第２インバータが高温になることをより抑制することができる。

[適用例１１]
適用例７ないし適用例１０のいずれかに記載の燃料電池システムにおいて、前記燃料電池から電流を出力するか否かを切り換えるための燃料電池リレー部と、前記ポンプユニット、前記燃料電池リレー部、および、前記燃料電池を、一体として収納するための防水ケースと、を備えることを特徴とする燃料電池システム。

このようにすれば、ポンプユニットと燃料電池リレー部との配線、または、燃料電池と燃料電池リレー部との配線を、防水ケース内で行うことができるので、これら配線に対する防水部材を設けることを抑制することができる。

[適用例１２]
適用例１１に記載の燃料電池システムにおいて、前記防水ケース内において、前記インバータは、前記燃料電池リレー部を介して前記燃料電池と接続されることを特徴とする燃料電池システム。

このようにすれば、インバータが短絡故障した場合に、燃料電池リレー部によってインバータと燃料電池との電気的接続を遮断することが可能となる。

[適用例１３]
適用例７ないし適用例１０のいずれかに記載の燃料電池システムにおいて、前記燃料電池から電流を出力するか否かを切り換えるための燃料電池リレー部と、ヒューズと、を備え、前記ポンプユニットの前記インバータは、前記燃料電池リレー部と前記燃料電池との間において、前記ヒューズを介して接続されることを特徴とする燃料電池システム。このようにすれば、燃料電池システムの小型化、または、軽量化が可能となる。

［適用例１４］
燃料電池システムにおいて、燃料電池セルを挟持する剛性プレートを備えた燃料電池と、ポンプと、前記ポンプを駆動するためのインバータと、伝熱材と、を備え、前記インバータは、前記ポンプに配設されると共に、前記伝熱材を介して前記剛性プレートと接続されることを特徴とする燃料電池システム。

上記構成の燃料電池システムによれば、インバータが発熱した場合、その熱を、伝熱材を介して剛性プレートに放熱することができ、インバータが高温となることを抑制することができる。その結果、インバータの劣化・故障を抑制することができる。

なお、本発明は、上記したポンプユニットや燃料電池システムなどの態様の他、ポンプやポンプ駆動用インバータなど他の装置発明の態様で実現することが可能である。また、装置発明の態様に限ることなく、ポンプユニットの組み立て方法や、燃料電池システムの組み立て方法などの方法発明としての態様で実現することも可能である。

以下、本発明の実施の形態について、実施例に基づき次の順序で説明する。
Ａ．第１実施例：
Ａ１．燃料電池システム１０００の構成：
図１は、本発明の第１実施例としての燃料電池システム１０００の構成を示すブロック図である。この燃料電池システム１０００は、主に、燃料電池９００と、水素タンク３００と、水素遮断弁３１０と、レギュレータ３１５と、コンプレッサ３３０と、ポンプユニットＰＵ１と、制御回路４００と、冷媒循環ポンプ５００と、ラジエータ５５０と、気液分離器６００と、排気排水弁６１０と、を備えている。ポンプユニットＰＵ１は、水素循環ポンプ１００と、この水素循環ポンプ１００を駆動するためのインバータ２００とから成り、本実施例の特徴部分である。このポンプユニットＰＵ１についての詳細は後述する。

燃料電池９００は、比較的小型で発電効率に優れる固体高分子型燃料電池であり、燃料電池セル２０と、ターミナルＴＭと、インシュレータＩＳと、エンドプレートＥＰと、を複数積層したスタック構造となっている。具体的には、燃料電池９００は、エンドプレートＥＰ、インシュレータＩＳ、ターミナルＴＭ、複数の燃料電池セル２０、ターミナルＴＭ、インシュレータＩＳ、エンドプレートＥＰの順に積層される。燃料電池セル２０は、膜電極接合体（図示せず）と、アノード側セパレータ（図示せず）と、カソード側セパレータ（図示せず）と、を備えている。

水素タンク３００は、高圧の水素ガスが貯蔵される貯蔵装置であり、燃料ガス供給流路３０４を介して燃料電池９００に接続されている。燃料ガス供給流路３０４上において、水素タンク３００から近い順番に、水素遮断弁３１０と、レギュレータ３１５とが設けられている。水素遮断弁３１０を開弁することにより、燃料電池９００に水素ガスを燃料ガスとして供給する。

コンプレッサ３３０は、酸化ガス供給流路３３４を介して燃料電池９００に接続され、空気を圧縮し酸化ガスとして、カソードに供給する。また、燃料電池９００は、酸化ガス排出流路３３６と接続され、カソードで電気化学反応に供された後の酸化ガスは、この酸化ガス排出流路３３６を介して、燃料電池システム１０００の外部に排出される。

燃料電池９００は、冷媒循環流路５１０に接続される。冷媒循環流路５１０上には、冷媒循環ポンプ５００とラジエータ５５０とが設けられる。ラジエータ５５０は、燃料電池９００で暖められた冷媒を冷却し、冷媒循環ポンプ５００は、ラジエータ５５０によって冷却された冷媒を燃料電池９００に供給する。これにより、燃料電池９００を、冷媒によって継続的に冷却することができる。冷媒としては、水や、水とエチレングリコールとの混合液（不凍液）などを用いることができる。

気液分離器６００は、燃料ガス排出流路３０６を介して、燃料電池９００と接続され、燃料電池９００のアノードで電気化学反応に供された後の燃料ガスが導入される。この気液分離器６００には、排気排水弁６１０が設けられており、排気排水弁６１０を開弁することで、不純物（例えば、窒素）濃度が高くなった燃料ガスや、気液分離器６００の貯留水を、排気排水弁６１０、排気排水流路６２０を介して燃料電池システム１０００の外部へ排出（パージ）する。

また、気液分離器６００は、ガス循環流路３０７を介して、燃料ガス供給流路３０４と接続される。このガス循環流路３０７上には、ポンプユニットＰＵ１の水素循環ポンプ１００が設けられる。燃料電池９００から気液分離器６００へ排出された燃料ガスは、水素循環ポンプ１００によって、ガス循環流路３０７を介して、燃料ガスとして燃料ガス供給流路３０４へ導入され、再び発電に使用される。なお、以下では、ガス循環流路３０７において、水素循環ポンプ１００より燃料ガスの流れ方向の下流側の流路をガス循環下流側流路３０７Ａと呼び、水素循環ポンプ１００より上流側の流路をガス循環上流側流路３０７Ｂと呼ぶ。

制御回路４００は、マイクロコンピュータを中心とした論理回路として構成され、詳しくは、予め設定された制御プログラムに従って所定の演算などを実行するＣＰＵ（図示せず）と、ＣＰＵで各種演算処理を実行するのに必要な制御プログラムや制御データ等が予め格納されたＲＯＭ（図示せず）と、同じくＣＰＵで各種演算処理をするのに必要な各種データが一時的に読み書きされるＲＡＭ（図示せず）と、各種の信号を入出力する入出力ポート等を備える。この制御回路４００は、インバータ２００、水素遮断弁３１０、コンプレッサ３３０、排気排水流路６２０、および、冷媒循環ポンプ５００などの制御を行い、すなわち、燃料電池９００の運転制御を行う。インバータ２００は、制御回路４００からの指示に基づいて、水素循環ポンプ１００（具体的には、後述のモータ部１５５）を駆動制御する。

Ａ２．ポンプユニットＰＵ１の構成：
図２は、本実施例におけるポンプユニットＰＵ１の概略断面図である。図３は、図２に示すポンプユニットＰＵ１のＡ−Ａ断面図である。図２は、図３のＢ−Ｂ断面に相当する。図２において、ｘ、ｙ、ｚ方向を図示するように規定する。まず、ポンプユニットＰＵ１において、水素循環ポンプ１００についての構成を説明する。

この水素循環ポンプ１００は、ルーツ式ポンプ（又はルーツ式ブロワ）であり、主に、ポンプロータ１１０Ａ，１１０Ｂと、シャフト１２０Ａ，１２０Ｂと、タイミングギア１３０Ａ，１３０Ｂと、ベアリング１４０Ａ，１４０Ｂ，１７０と、モータ部１５５と、を備えている。また、水素循環ポンプ１００は、壁によって、ポンプ室ＰＲと、ギア室ＴＲと、モータ室ＭＲが形成されている。特に、ポンプ室ＰＲを形成する壁をポンプ室形成壁ＷＰと呼び、モータ室ＭＲを形成する壁をモータ室形成壁ＷＭと呼び、水素循環ポンプ１００を形成する壁のうちポンプ室形成壁ＷＰとモータ室形成壁ＷＭ以外の壁を壁Ｗと呼ぶ。ギア室ＴＲは、ポンプ室ＰＲとモータ室ＭＲとに挟まれており、ポンプ室形成壁ＷＰ、モータ室形成壁ＷＭ、および、壁Ｗで形成される。

図２に示すように、シャフト１２０Ａは、ポンプ室ＰＲ、ギア室ＴＲ、および、モータ室ＭＲを貫通するように配置され、シャフト１２０Ｂは、ポンプ室ＰＲ、および、ギア室ＴＲを貫通するように配置される。

モータ室ＭＲでは、モータ部１５５が配置される。モータ部１５５は、シャフト１２０Ａに取り付けられたモータロータ１６０と、モータロータ１６０の外周を取り囲むようにモータ室形成壁ＷＭに取り付けられた電磁コイル１５０とから成る。また、モータ室ＭＲには、シャフト１２０Ａの受け軸としてのベアリング１７０が設けられている。

モータ室ＭＲにおいて、モータ部１５５は、電磁コイル１５０によって、モータロータ１６０を回転させ、それによりシャフト１２０Ａを回転駆動させる。

ギア室ＴＲでは、シャフト１２０Ａにタイミングギア１３０Ａが取り付けられ、シャフト１２０Ｂにタイミングギア１３０Ｂが取り付けられる。また、この場合、タイミングギア１３０Ａとタイミングギア１３０Ｂとが、勘合するように配置される。さらに、ギア室ＴＲには、シャフト１２０Ａおよびシャフト１２０Ｂの受け軸としてのベアリング１４０Ａおよびベアリング１４０Ｂが設けられている。

ギア室ＴＲにおいて、シャフト１２０Ａが回転駆動すると、タイミングギア１３０Ａが回転し、タイミングギア１３０Ｂを回転させ、それに伴い、シャフト１２０Ｂが回転駆動する。

ポンプ室ＰＲでは、シャフト１２０Ａおよびシャフト１２０Ｂに、それぞれポンプロータ１１０Ａおよびポンプロータ１１０Ｂが取り付けられる。また、図３に示すように、ポンプ室ＰＲは、ガス循環下流側流路３０７Ａから燃料ガスを吸入するための吸入口ＩＮと、吸入した燃料ガスをガス循環上流側流路３０７Ｂへ導出するための導出口ＯＵＴとを備えている。

ポンプ室ＰＲにおいて、シャフト１２０Ａが回転駆動すると、ポンプロータ１１０Ａが回転すると共に、シャフト１２０Ｂが回転駆動することにより、ポンプロータ１１０Ｂが回転する。これにより、ポンプ室ＰＲにおいて、吸入口ＩＮから燃料ガスを吸入し、その燃料ガスを導出口ＯＵＴから導出させることができる。このようにして、ガス循環流路３０７において、ガス循環下流側流路３０７Ａの燃料ガスが、ガス循環上流側流路３０７Ｂへ汲み上げられる。この際、水素循環ポンプ１００において、吸入口ＩＮ側の燃料ガスは減圧し、導出口ＯＵＴ側の燃料ガスは増圧するので、吸入口ＩＮ周辺は、導出口ＯＵＴ周辺より比較的低温となる。

ポンプユニットＰＵ１のインバータ２００は、ＩＰＭ（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｐｏｗｅｒ Ｍｏｄｕｌｅ、図示せず）と、コンデンサ（図示せず）と、コントロール基板（図示せず）と、プリドライバ（図示せず）と、電流センサ（図示せず）と、ヒートシンク２１０とを備える。インバータ２００において、ＩＰＭやコントロール基板などの内部構成部品は、直方体形状の箱（以下では、収納箱と呼ぶ）に収納されており、ヒートシンク２１０は、その収納箱のインバータ２００の側面上に形成されている。このインバータ２００は、図２または図３に示すように、水素循環ポンプ１００において、シャフト１２０Ａまたはシャフト１２０Ｂに垂直な壁であって、吸入口ＩＮ付近の外側のポンプ室形成壁ＷＰに当接するように配置される。なお、「吸入口ＩＮ付近のポンプ室形成壁ＷＰ」とは、ポンプ室形成壁ＷＰにおいて、導出口ＯＵＴよりも吸入口ＩＮに近い部分をすべて含む概念である。

ところで、インバータ２００は、上述のように、ＩＰＭを備えており、発熱し易い構造となっている。しかしながら、以上のように、本実施例のポンプユニットＰＵ１では、インバータ２００が、比較的低温である吸入口ＩＮ付近のポンプ室形成壁ＷＰに当接するように配置されるので、インバータ２００（特にＩＰＭ）が高温となることを抑制することができる。特に、高負荷時において、インバータ２００の出力が大きくなり、発熱が大きくなる場合において、吸入口ＩＮ付近を通過する燃料ガス量が多くなり、燃料ガスによる熱の持ち去り量が増えるので、インバータ２００が高温となることを抑制することができる。その結果、インバータ２００が劣化・故障することを抑制することができる。

また、インバータ２００には、ヒートシンク２１０が設けられるので、外気によって、インバータ２００を冷却することができ、インバータ２００が高温となることを抑制することができる。

Ｂ．第２実施例：
Ｂ１．燃料電池システムの構成：
第２実施例の燃料電池システムは、第１実施例の燃料電池システム１０００とほとんど同様の構成であるが、ポンプユニットＰＵ２の構成が、ポンプユニットＰＵ１と若干相違する。本実施例の燃料電池システムにおいて、燃料電池システム１０００と同様の構成部分についての説明は省略する。以下に、本実施例のポンプユニットＰＵ２について説明する。

Ｂ２．ポンプユニットＰＵ２の構成：
図４は、本実施例におけるポンプユニットＰＵ２の概略断面図である。本実施例のポンプユニットＰＵ２では、第１実施例のインバータ２００と同様の構成であるインバータ２００Ａを備える。なお、インバータ２００Ａにおけるヒートシンクを、ヒートシンク２１０Ａと呼ぶ。

そして、ポンプユニットＰＵ２において、図４に示すように、インバータ２００Ａは、水素循環ポンプ１００の吸入口ＩＮ付近の外側のポンプ室形成壁ＷＰに当接すると共に、ガス循環下流側流路３０７Ａ上に配置され、ヒートシンク２１０Ａが、ガス循環下流側流路３０７Ａ中に突っ込まれた状態で配置される。

以上のように、本実施例のポンプユニットＰＵ２では、インバータ２００Ａのヒートシンク２１０Ａがガス循環下流側流路３０７Ａ中に配置されている。このようにすれば、ヒートシンク２１０Ａ上を、比較的低温なガス循環下流側流路３０７Ａの燃料ガスが流れるので、ヒートシンク２１０Ａからの放熱を促進することができる。その結果、インバータ２００Ａが高温になることをより抑制することができる。

なお、本実施例において、ポンプユニットＰＵ２のヒートシンク２１０Ａを、ガス循環上流側流路３０７Ｂ中に配置するようにしてもよい。このようにすれば、ヒートシンク２１０Ａ上を、ガス循環上流側流路３０７Ｂの燃料ガスが流れるので、ヒートシンク２１０Ａからの放熱を促進することができる。その結果、インバータ２００Ａが高温になることをより抑制することができる。

また、本実施例において、ポンプユニットＰＵ２は、請求項におけるポンプユニットに該当し、ガス循環下流側流路３０７Ａは、請求項におけるガス導入流路に該当し、ヒートシンク２１０Ａは、請求項における第１ヒートシンクに該当する。

Ｃ．第３実施例：
Ｃ１．燃料電池システムの構成：
第３実施例の燃料電池システムは、第１実施例の燃料電池システム１０００とほとんど同様の構成であるが、本実施例の燃料電池システムが備えるポンプユニットＰＵ３の構成が、第１実施例のポンプユニットＰＵ１と若干相違する。本実施例の燃料電池システムにおいて、燃料電池システム１０００と同様の構成部分についての説明は省略する。以下に、本実施例のポンプユニットＰＵ３について説明する。

Ｃ２．ポンプユニットＰＵ３の構成：
図５は、本実施例におけるポンプユニットＰＵ３の概略断面図である。図６は、図５に示すポンプユニットＰＵ３のＣ−Ｃ断面図である。また、図５は、図６のＤ−Ｄ断面に相当する。本実施例のポンプユニットＰＵ３において、インバータ２００Ｂは、第１実施例のインバータ２００と内部の構成部品は同様であるが、内部の構成部品を収納する収納箱の形状が異なり、収納箱が凹形状となっている。また、インバータ２００Ｂは、収納箱上にヒートシンク２１０Ｂを備える。

そして、ポンプユニットＰＵ３において、インバータ２００Ｂは、図５または図６に示すように、ギア室ＴＲにおいて、水素循環ポンプ１００の吸入口ＩＮ付近のポンプ室形成壁ＷＰであって、タイミングギア１３０Ａと対向するポンプ室形成壁ＷＰに当接するように配置されると共に、該ポンプ室形成壁ＷＰとタイミングギア１３０Ａとの間に配置される。この場合、インバータ２００Ｂは、凹部分にシャフト１２０Ａが通るように配置する。なお、ヒートシンク２１０Ｂは、インバータ２００Ｂにおいて、タイミングギア１３０Ａの方に向かって形成されている。

以上のように、本実施例のポンプユニットＰＵ３では、インバータ２００Ｂが、水素循環ポンプ１００の吸入口ＩＮ付近のポンプ室形成壁ＷＰであって、タイミングギア１３０Ａと対向するポンプ室形成壁ＷＰに当接するように配置されると共に、該ポンプ室形成壁ＷＰとタイミングギア１３０Ａとの間に配置されている。このようにすれば、インバータ２００Ｂ（特にＩＰＭ）が高温となることを抑制することができると共に、ギア室ＴＲにおけるポンプ室形成壁ＷＰとタイミングギア１３０Ａとの間の空間を、インバータ２００Ｂの設置スペースとして有効利用することができ、ポンプユニットＰＵ３を小型化することができる。

また、ポンプユニットＰＵ３では、インバータ２００Ｂは、凹形状であり、その凹部分にシャフト１２０Ａが通るように配置している。このようにすれば、インバータ２００Ｂを、シャフト１２０Ａを避けつつ、ギア室ＴＲにおけるポンプ室形成壁ＷＰとタイミングギア１３０Ａとの間に配置することが可能となる。

なお、インバータ２００Ｂを、ギア室ＴＲにおいて、タイミングギア１３０Ｂと対向するポンプ室形成壁ＷＰに当接するように配置すると共に、該ポンプ室形成壁ＷＰとタイミングギア１３０Ｂとの間に配置するようにしてもよい。このようにしても、本実施例の効果を奏することができる。

また、本実施例において、ガス循環上流側流路３０７Ｂがギア室ＴＲ内を通過するように配置し、ポンプユニットＰＵ３において、上記第２実施例のごとく、ヒートシンク２１０Ｂを、ガス循環下流側流路３０７Ａ中に突っ込んだ状態で配置するようにしてもよい。このようにすれば、本実施例の効果に加えて、上記第２実施例の効果も奏することができる。

本実施例において、ポンプユニットＰＵ３は、請求項におけるポンプユニットに該当し、ポンプ室ＰＲは、請求項におけるポンプ室に該当し、「吸入口ＩＮ付近のポンプ室形成壁ＷＰ」は、請求項における「吸入口周辺の壁」に該当し、タイミングギア１３０Ａは、請求項における第１タイミングギアに該当し、タイミングギア１３０Ｂは、請求項における第２タイミングギアに該当する。

Ｄ．第４実施例：
Ｄ１．燃料電池システムの構成：
第４実施例の燃料電池システムは、第１実施例の燃料電池システム１０００とほとんど同様の構成であるが、本実施例の燃料電池システムが備えるポンプユニットＰＵ４の構成が、第１実施例のポンプユニットＰＵ１と若干相違する。本実施例の燃料電池システムにおいて、燃料電池システム１０００と同様の構成部分についての説明は省略する。以下に、本実施例のポンプユニットＰＵ４について説明する。

Ｄ２．ポンプユニットＰＵ４の構成：
図７は、本実施例におけるポンプユニットＰＵ４の概略断面図である。図８は、図７に示すポンプユニットＰＵ４のＥ−Ｅ断面図である。図７は、図８のＦ−Ｆ断面に相当する。本実施例のポンプユニットＰＵ４において、インバータ２００Ｃは、第１実施例のインバータ２００と内部の構成部品は同様であるが、内部の構成部品を収納する収納箱の形状が異なり、断面がホームベース形状（図８参照）である柱体となっている。また、インバータ２００Ｃは、収納箱上にヒートシンク２１０Ｃを備える。

そして、ポンプユニットＰＵ４において、インバータ２００Ｃは、図７または図８に示すように、ギア室ＴＲにおいて、片端が、水素循環ポンプ１００の吸入口ＩＮ付近のポンプ室形成壁ＷＰに当接すると共に、多端が、タイミングギア１３０Ａまたはタイミングギア１３０Ｂの外側に位置するように配置される。なお、ヒートシンク２１０Ｃは、インバータ２００Ｃにおいて、ポンプ室形成壁ＷＰとは反対方向に向かって形成されている。

以上のように、本実施例のポンプユニットＰＵ４では、インバータ２００Ｃは、片端が、水素循環ポンプ１００の吸入口ＩＮ付近のポンプ室形成壁ＷＰに当接すると共に、多端が、タイミングギア１３０Ａまたはタイミングギア１３０Ｂの外側に位置するように配置されている。このようにすれば、インバータ２００Ｃ（特にＩＰＭ）が高温となることを抑制することができると共に、ギア室ＴＲにおいてタイミングギア１３０Ａまたはタイミングギア１３０Ｂの外側の空間を、インバータ２００Ｃの設置スペースとして有効利用することができ、ポンプユニットＰＵ４を小型化することができる。

なお、本実施例において、ガス循環上流側流路３０７Ｂがギア室ＴＲ内を通過するように配置し、ポンプユニットＰＵ４において、上記第２実施例のごとく、ヒートシンク２１０Ｃを、ガス循環下流側流路３０７Ａ中に突っ込んだ状態で配置するようにしてもよい。このようにすれば、本実施例の効果に加えて、上記第２実施例の効果も奏することができる。

また、本実施例において、ポンプユニットＰＵ４は、請求項におけるポンプユニットに該当し、ポンプ室ＰＲは、請求項におけるポンプ室に該当し、「吸入口ＩＮ付近のポンプ室形成壁ＷＰ」は、請求項における「吸入口周辺の壁」に該当し、タイミングギア１３０Ａは、請求項における第１タイミングギアに該当し、タイミングギア１３０Ｂは、請求項における第２タイミングギアに該当する。

Ｅ．第５実施例：
Ｅ１．燃料電池システムの構成：
第５実施例の燃料電池システムは、第１実施例の燃料電池システム１０００とほとんど同様の構成であるが、ポンプユニットと燃料電池との配置構成が相違する。本実施例の燃料電池システムが備えるポンプユニットＰＵ５は、第１実施例のポンプユニットＰＵ１と同様の構成である。本実施例の燃料電池システムにおいて、燃料電池システム１０００と同様の構成部分についての説明は省略する。以下に、本実施例の燃料電池システムについて説明する。

図９は、本実施例におけるポンプユニットＰＵ５と燃料電池９００との関係を示す説明図である。この図において、ポンプユニットＰＵ５は、説明をわかり易くするため、図２に示されるポンプユニットＰＵ１と同様に、概略断面図として示されている。

本実施例の燃料電池システムでは、図９に示すように、ポンプユニットＰＵ５において、水素循環ポンプ１００において底に位置するポンプ室形成壁ＷＰと、燃料電池９００のエンドプレートＥＰとが接続されている。ポンプ室形成壁ＷＰとエンドプレートＥＰとは、例えば、所定の固定部材（締結ボルトなど。図示せず）を用いて接続する。

以上のように、本実施例の燃料電池システムでは、ポンプユニットＰＵ５において、ポンプ室形成壁ＷＰと、燃料電池９００のエンドプレートＥＰとが接続されている。このようにすれば、インバータ２００が発熱した場合、その熱を、ポンプ室形成壁ＷＰからエンドプレートＥＰに円滑に伝達することができ、インバータ２００が高温となることを抑制することができる。

なお、本実施例で用いられるポンプユニットＰＵ５は、ポンプユニットＰＵ１と同様の構成に限られず、上記実施例におけるポンプユニットＰＵ２，ＰＵ３，ＰＵ４と同様の構成としてもよい。このようにすれば、本実施例の効果に加えて、上記実施例と同様の効果を奏することができる。

また、本実施例において、ポンプユニットＰＵ５は、請求項におけるポンプユニットに該当し、エンドプレートＥＰは、請求項における剛性プレートに該当し、ポンプ室ＰＲは、請求項におけるポンプ室に該当し、ポンプ室形成壁ＷＰは、請求項におけるポンプ室の壁に該当する。

Ｆ．第６実施例：
Ｆ１．燃料電池システムの構成：
第６実施例の燃料電池システムは、第１実施例の燃料電池システム１０００とほとんど同様の構成であるが、ポンプユニットと燃料電池との配置構成が相違する。本実施例の燃料電池システムが備えるポンプユニットＰＵ６は、第１実施例のポンプユニットＰＵ１と若干異なる構成である。本実施例の燃料電池システムにおいて、燃料電池システム１０００と同様の構成部分についての説明は省略する。以下に、本実施例の燃料電池システムについて説明する。

図１０は、本実施例におけるポンプユニットＰＵ６と燃料電池９００との関係を示す説明図である。この図において、ポンプユニットＰＵ６は、説明をわかり易くするため、図２に示されるポンプユニットＰＵ１と同様に、概略断面図として示されている。本実施例のポンプユニットＰＵ６は、インバータ２００Ｄと、上述した水素循環ポンプ１００とを備える。インバータ２００Ｄは、ヒートシンクを備えていないこと以外は、第１実施例のインバータ２００と同様の構成である。なお、ポンプユニットＰＵ６において、インバータ２００Ｄの配置位置は、第１実施例のインバータ２００と同様である。

本実施例の燃料電池システムでは、ポンプユニットＰＵ６において、図１０に示すように、インバータ２００Ｄが弾性伝熱材２２０を介して燃料電池９００のエンドプレートＥＰと接続されている。この場合、燃料電池９００のエンドプレートＥＰとポンプ室形成壁ＷＰとが、固定部材２３０によって固定される。

以上のように、本実施例の燃料電池システムでは、ポンプユニットＰＵ６において、インバータ２００Ｄが弾性伝熱材２２０を介して燃料電池９００のエンドプレートＥＰと接続されている。このようにすれば、インバータ２００Ｄが発熱した場合、その熱を、弾性伝熱材２２０を介してエンドプレートＥＰに放熱することができ、インバータ２００Ｄが高温となることを抑制することができる。

なお、本実施例において、ポンプユニットＰＵ６を、ポンプユニットＰＵ２と同様の構成としてもよい。また、ポンプユニットＰＵ６において、インバータを、ポンプユニットＰＵ３のごとくポンプ室形成壁ＷＰとタイミングギア１３０Ａとの間に配置すると共に、インバータ側面が壁Ｗから外部に突き出るように構成してもよい。この場合、弾性伝熱材２２０は、インバータの外部に突き出た部分に配置される。さらに、ポンプユニットＰＵ６において、インバータを、ポンプユニットＰＵ４のごとくタイミングギア１３０Ａ及びタイミングギア１３０Ｂの外側に配置すると共に、インバータ側面が壁Ｗから外部に突き出るように構成してもよい。この場合、弾性伝熱材２２０は、インバータの突き出た部分に配置される。また、ポンプユニットＰＵ６において、２００ＤがエンドプレートＥＰと弾性伝熱材２２０を介して接続した状態で、上記実施例５のごとく、ポンプ室形成壁ＷＰとエンドプレートＥＰとを接続するようにしてもよい。以上のようにすれば、本実施例の効果に加えて、上記実施例と同等の効果を奏することができる。

また、本実施例において、ポンプユニットＰＵ６は、請求項におけるポンプユニットに該当し、エンドプレートＥＰは、請求項における剛性プレートに該当し、インバータ２００Ｄは、請求項におけるインバータに該当し、燃料電池９００は、請求項における燃料電池に該当する。

Ｇ．第７実施例：
Ｇ１．燃料電池システムの構成：
第７実施例の燃料電池システムは、第１実施例の燃料電池システム１０００とほとんど同様の構成であるが、ポンプユニットと燃料ガス供給流路との配置構成が相違する。本実施例の燃料電池システムが備えるポンプユニットＰＵ７は、第１実施例のポンプユニットＰＵ１と同様の構成である。本実施例の燃料電池システムにおいて、燃料電池システム１０００と同様の構成部分についての説明は省略する。以下に、本実施例の燃料電池システムについて説明する。

図１１は、本実施例におけるポンプユニットＰＵ７と燃料ガス供給流路３０４との関係を示す説明図である。この図において、ポンプユニットＰＵ７は、説明をわかり易くするため、図２に示されるポンプユニットＰＵ１と同様に、概略断面図として示されている。

本実施例の燃料電池システムでは、ポンプユニットＰＵ７において、図１１に示すように、インバータ２００のヒートシンク２１０が燃料ガス供給流路３０４中に突っ込まれた状態で配置される。

以上のように、本実施例の燃料電池システムでは、ポンプユニットＰＵ７において、インバータ２００のヒートシンク２１０が燃料ガス供給流路３０４中に突っ込まれた状態で配置されている。このようにすれば、ヒートシンク２１０上を、燃料ガス供給流路３０４の燃料ガスが流れるので、ヒートシンク２１０からの放熱を促進することができる。その結果、インバータ２００が高温になることをより抑制することができる。

なお、燃料電池システムにおいて、ガス循環上流側流路３０７Ｂと燃料ガス供給流路３０４との接続部分にエゼクタ（図示せず）を設けるようにしてもよい。この場合、インバータ２００のヒートシンク２１０を、燃料ガス供給流路３０４において、このエゼクタと水素遮断弁３１０との間における燃料ガス供給流路３０４中に突っ込むように配置してもよい。このようにすれば、エゼクタに供給される燃料ガスを、ヒートシンク２１０からの放熱によって暖めることができ、それにより、エゼクタが凍結している場合などにエゼクタを暖機することができる。

また、上記第１〜第６実施例の構成を本実施例に組み込むようにしてもよい。本実施例において、ポンプユニットＰＵ７は、請求項におけるポンプユニットに該当し、インバータ２００は、請求項におけるインバータに該当し、ヒートシンク２１０は、請求項における第２ヒートシンクに該当する。

Ｈ．第８実施例：
Ｈ１．燃料電池システム１０００Ａの構成：
第８実施例の燃料電池システム１０００Ａは、第１実施例の燃料電池システム１０００とほとんど同様の構成であるが、若干相違する。本実施例の燃料電池システム１０００Ａは、ポンプユニットＰＵ８を備えるが、その構成は、第１実施例のポンプユニットＰＵ１と同様の構成である。燃料電池システム１０００Ａにおいて、燃料電池システム１０００と同様の構成部分についての説明は省略する。以下に、本実施例の燃料電池システム１０００Ａについて説明する。

図１２は、本実施例の燃料電池システム１０００Ａにおける燃料電池９００の周辺の様子を示す説明図である。燃料電池システム１０００Ａは、防水ケース７００と、制御回路４００に制御され、燃料電池９００から電流を出力するか否かを切り換えるための燃料電池リレー部７１０と、を備える。

燃料電池リレー部７１０は、燃料電池９００のターミナルＴＭと配線Ｑ１を介して接続され、また、負荷と配線Ｑ２を介して接続される。また、燃料電池リレー部７１０は、燃料電池９００のエンドプレートＥＰに所定の固定部材（図示せず）で固定されている。

インバータ２００（ポンプユニットＰＵ８）は、配線Ｑ３を介して配線Ｑ２と接続される。ポンプユニットＰＵ８は、例えば、上記第５実施例または第６実施例のごとく、水素循環ポンプ１００がエンドプレートＥＰと接続されている。

防水ケース７００は、防水及び絶縁加工されたケースであり、ポンプユニットＰＵ８、燃料電池リレー部７１０、および、燃料電池９００を一体として収納している。

以上のように、本実施例の燃料電池システム１０００Ａは、ポンプユニットＰＵ８、燃料電池リレー部７１０、および、燃料電池９００を一体として防水ケース７００に収納するようにしている。このようにすれば、ポンプユニットＰＵ８と燃料電池リレー部７１０との配線Ｑ３、または、燃料電池９００と燃料電池リレー部７１０との配線Ｑ１を、防水ケース７００内で行うことができるので、これら配線Ｑ１，Ｑ３に対する防水部材を用いることを抑制することができる。そのため、軽量化、コストパフォーマンス等を向上させることができる。また、このように防水部材を設ける必要がないことから、これら配線Ｑ１，Ｑ３にバスバーを用いることが可能となり、燃料電池システム１０００Ａの小型化が可能となる。

また、本実施例の燃料電池システム１０００Ａでは、インバータ２００は、燃料電池リレー部７１０を介して燃料電池９００と接続されるので、インバータ２００のＩＰＭ等が短絡故障した場合に、燃料電池リレー部７１０によってインバータ２００と燃料電池９００との電気的接続を遮断することが可能となる。それに伴い、配線Ｑ３やインバータ２００に過剰電流が流れることを抑制することができる。

なお、本実施例で用いられるポンプユニットＰＵ９は、ポンプユニットＰＵ１と同様の構成に限られず、上記実施例におけるポンプユニットＰＵ２，ＰＵ３，ＰＵ４，ＰＵ７と同様の構成としてもよい。このようにすれば、本実施例の効果に加えて、上記実施例と同様の効果を奏することができる。

また、本実施例において、ポンプユニットＰＵ８は、請求項におけるポンプユニットに該当し、インバータ２００は、請求項におけるインバータに該当し、燃料電池リレー部７１０は、請求項における燃料電池リレー部に該当し、防水ケース７００は、請求項における防水ケースに該当し、燃料電池９００は、請求項における燃料電池に該当する。

Ｉ．第９実施例：
Ｉ１．燃料電池システム１０００Ｂの構成：
第９実施例の燃料電池システム１０００Ｂは、第１実施例の燃料電池システム１０００とほとんど同様の構成であるが、若干相違する。本実施例の燃料電池システム１０００Ｂは、ポンプユニットＰＵ９を備えるが、その構成は、第１実施例のポンプユニットＰＵ１と同様の構成である。燃料電池システム１０００Ｂにおいて、燃料電池システム１０００と同様の構成部分についての説明は省略する。以下に、本実施例の燃料電池システム１０００Ｂについて説明する。

図１３は、本実施例の燃料電池システム１０００Ｂにおける燃料電池９００の周辺の様子を示す説明図である。燃料電池システム１０００Ｂは、ヒューズ８００と、制御回路４００に制御され、燃料電池９００から電流を出力するか否かを切り換えるための燃料電池リレー部７１０Ａと、を備える。

燃料電池リレー部７１０Ａは、燃料電池９００のターミナルＴＭと配線Ｑ１Ａを介して接続され、また、負荷と配線Ｑ２Ａを介して接続される。また、燃料電池リレー部７１０Ａは、燃料電池９００のエンドプレートＥＰに所定の固定（図示せず）部材で固定されている。

インバータ２００（ポンプユニットＰＵ９）は、配線Ｑ３Ａを介して配線Ｑ１Ａと接続される。また、配線Ｑ３Ａ上には、ヒューズ８００が設けられている。ポンプユニットＰＵ９は、例えば、上記第５実施例または第６実施例のごとく、水素循環ポンプ１００がエンドプレートＥＰと接続されている。

以上のように、本実施例の燃料電池システム１０００Ｂは、インバータ２００（ポンプユニットＰＵ９）は、ヒューズ８００が設けられた配線Ｑ３Ａ、燃料電池リレー部７１０Ａと燃料電池９００とを接続する配線Ｑ１Ａを介して燃料電池９００と接続されている。このようにすれば、配線Ｑ３Ａにヒューズ８００が設けられているので、インバータ２００のＩＰＭ等が短絡故障しても、配線Ｑ１Ａや配線Ｑ３Ａに過剰電流が流れることを抑制することができ、配線Ｑ１Ａや配線Ｑ３Ａを太くすることを抑制することができる。その結果、燃料電池システム１０００Ｂの小型化、軽量化が可能となる。

なお、本実施例で用いられるポンプユニットＰＵ９は、ポンプユニットＰＵ１と同様の構成に限られず、上記実施例におけるポンプユニットＰＵ２，ＰＵ３，ＰＵ４，ＰＵ７と同様の構成としてもよい。このようにすれば、本実施例の効果に加えて、上記実施例と同様の効果を奏することができる。また、本実施例において、ポンプユニットＰＵ９は、請求項におけるポンプユニットに該当し、燃料電池リレー部７１０Ａは、請求項における燃料電池リレー部に該当し、ヒューズ８００は、請求項におけるヒューズに該当し、燃料電池９００は、請求項における燃料電池に該当する。

Ｊ．変形例：
なお、上記各実施例における構成要素の中の、独立クレームでクレームされた要素以外の要素は、付加的な要素であり、適宜省略可能である。また、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば以下のような変形も可能である。

Ｊ１．変形例１：
上記実施例のポンプユニットは、上記インバータの配置場所を水素循環ポンプ１００における吸入口ＩＮ周辺に限定していたが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、上記インバータを水素循環ポンプ１００において、導出口ＯＵＴ周辺など、吸入口ＩＮ周辺以外の場所に配置してもよい。このようにインバータを水素循環ポンプ１００の吸入口ＩＮ以外の場所に配置したポンプユニットをポンプユニットＰＵＸと呼び、ポンプユニットＰＵＸが備えるインバータをインバータ２００Ｘと呼ぶ。そして、このポンプユニットＰＵＸを、燃料電池９００のエンドプレートＥＰに接続するようにしてもよい。このような燃料電池システム１０００Ｘについて、下記に図１４を用いて説明する。

図１４は、本変形例における燃料電池システム１０００Ｘにおいて、ポンプユニットＰＵＸ周辺の様子を示す説明図である。この燃料電池システム１０００Ｘにおいて、ポンプユニットＰＵＸの水素循環ポンプ１００は、固定部材２３０ＸによってエンドプレートＥＰに固定される。また、インバータ２００Ｘは、水素循環ポンプ１００において、エンドプレートＥＰ側に配置される。そして、インバータ２００Ｘにおいて、エンドプレートＥＰ側の面に当接するように金属プレート２４０Ｘが配置され、さらに、その金属プレート２４０ＸとエンドプレートＥＰとの間であって、それらに当接するように弾性伝熱材２２０Ｘが配置される。

以上のように、本変形例の燃料電池システム１０００Ｘでは、ポンプユニットＰＵＸにおいて、インバータ２００Ｘが弾性伝熱材２２０Ｘを介して燃料電池９００のエンドプレートＥＰと接続されている。このようにすれば、インバータ２００Ｘが発熱した場合、その熱を、弾性伝熱材２２０Ｘを介してエンドプレートＥＰに放熱することができ、インバータ２００Ｘが高温となることを抑制することができる。

Ｊ２．変形例２：
上記燃料電池システムにおいて、上記ポンプユニットのポンプは、水素循環ポンプ１００としているが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、上記ポンプユニットのポンプを、コンプレッサ３３０や、冷媒循環ポンプ５００とし、これらを駆動するインバータを、上記実施例のごとく配置するようにしてもよい。また、上記ポンプユニットのポンプを、所定の装置に用いられるポンプとし、これを駆動するインバータを、上記実施例のごとく配置するようにしてもよい。なお、この所定の装置としては、例えば、自動車などの車両の冷却装置などが挙げられる。

Ｊ３．変形例３：
上記第７実施例の燃料電池システム１０００Ｆでは、インバータ２００のヒートシンク２１０を燃料ガス供給流路３０４中に突っ込むように配置しているが、本発明は、これに限られるものではない。例えば、インバータ２００のヒートシンク２１０を、燃料ガス排出流路３０６、冷媒循環流路５１０、酸化ガス供給流路３３４、酸化ガス排出流路３３６、および、その他の流体流路などに突っ込むように配置してもよい。このようにしても上記実施例と同等の効果を奏することができる。

Ｊ４．変形例４：
上記実施例の燃料電池システムでは、インバータを、水素循環ポンプの吸入口ＩＮ付近のポンプ室形成壁ＷＰに当接するように配置しているが、本発明はこれに限られるものではない。インバータを、ポンプ室形成壁ＷＰに当接させず、水素循環ポンプの吸入口ＩＮ付近に配置するようにしてもよい。このようにしても上記実施例の効果を奏することができる。

本発明の第１実施例としての燃料電池システム１０００の構成を示すブロック図である。 第１実施例におけるポンプユニットＰＵ１の概略断面図である。 図２に示すポンプユニットＰＵ１のＡ−Ａ断面図である。 第２実施例におけるポンプユニットＰＵ２の概略断面図である。 第３実施例におけるポンプユニットＰＵ３の概略断面図である。 図５に示すポンプユニットＰＵ３のＣ−Ｃ断面図である。 第４実施例におけるポンプユニットＰＵ４の概略断面図である。 図７に示すポンプユニットＰＵ４のＥ−Ｅ断面図である。 第５実施例におけるポンプユニットＰＵ５と燃料電池９００との関係を示す説明図である。 第６実施例におけるポンプユニットＰＵ６と燃料電池９００との関係を示す説明図である。 第７実施例におけるポンプユニットＰＵ７と燃料ガス供給流路３０４との関係を示す説明図である。 第８実施例の燃料電池システム１０００Ａにおける燃料電池９００の周辺の様子を示す説明図である。 第９実施例の燃料電池システム１０００Ｂにおける燃料電池９００の周辺の様子を示す説明図である。 変形例１における燃料電池システム１０００ＸにおいてポンプユニットＰＵＸ周辺の様子を示す説明図である。

符号の説明

１００…水素循環ポンプ
１１０Ａ，１１０Ｂ…ポンプロータ
１２０Ａ，１２０Ｂ…シャフト
１３０Ａ，１３０Ｂ…タイミングギア
１５０…電磁コイル
１５５…モータ部
１６０…モータロータ
２００，２００Ａ〜２００Ｄ，２００Ｘ…インバータ
２１０，２１０Ａ〜２１０Ｃ…ヒートシンク
２２０…弾性伝熱材
２２０Ｘ…弾性伝熱材
３０４…燃料ガス供給流路
３０６…燃料ガス排出流路
３０７…ガス循環流路
３０７Ａ…ガス循環下流側流路
３０７Ｂ…ガス循環上流側流路
３１０…水素遮断弁
３３０…コンプレッサ
３３４…酸化ガス供給流路
３３６…酸化ガス排出流路
４００…制御回路
５００…冷媒循環ポンプ
５１０…冷媒循環流路
５５０…ラジエータ
６００…気液分離器
６１０…排気排水弁
６２０…排気排水流路
７００…防水ケース
７１０，７１０Ａ…燃料電池リレー部
８００…ヒューズ
９００…燃料電池
１０００，１０００Ａ，１０００Ｂ，１０００Ｘ…燃料電池システム
ＩＮ付近…吸入口
Ｗ…壁
ＴＭ…ターミナル
ＷＭ…モータ室形成壁
ＩＮ…吸入口
ＥＰ…エンドプレート
ＷＰ…ポンプ室形成壁
ＴＲ…ギア室
ＭＲ…モータ室
ＰＲ…ポンプ室
ＰＵ１〜ＰＵ９，ＰＵＸ…ポンプユニット
ＯＵＴ…導出口

Claims (14)

1. ポンプユニットであって、
   吸入口から流体を吸入するポンプ室を備えたポンプと、
   前記ポンプを駆動するためのインバータであって、前記ポンプ室の前記吸入口周辺に配設されるインバータと、
   を備えることを特徴とするポンプユニット。
2. 請求項１に記載のポンプユニットにおいて、
   前記インバータは、前記ポンプ室の壁であって、前記吸入口周辺の壁に当接するように配設されることを特徴とするポンプユニット。
3. 請求項１または請求項２に記載のポンプユニットにおいて、
   前記ポンプ室の前記吸入口と接続され、前記ポンプに前記流体を導入するためのガス導入流路と、
   前記インバータに設けられ、前記インバータの熱を放熱するためのヒートシンクであって、前記ガス導入流路中に配置される第１ヒートシンクと、
   を備えることを特徴とするポンプユニット。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のポンプユニットにおいて、
   前記ポンプは、
   それぞれ、一部が前記ポンプ室の前記壁から前記ポンプ室内に挿入される第１及び第２シャフトと、
   前記第１シャフトを回転駆動させるためのモータ部と、
   前記ポンプ室に設けられ、前記第１シャフトと接続され、前記第１シャフトの回転に伴って回転する第１ポンプロータと、
   前記第１シャフトにおいて、前記第１ポンプロータと前記モータ部との間に設けられ、前記第１シャフトの回転に伴って回転する第１タイミングギアと、
   前記第２シャフトに設けられ、前記第１タイミングギアと嵌合し、前記第１シャフトの回転に伴って回転することにより、前記第２シャフトを回転駆動させる第２タイミングギアと、
   前記ポンプ室に設けられ、前記第２シャフトと接続され、前記第２シャフトの回転に伴って回転する第２ポンプロータと、
   を備え、
   前記インバータは、前記ポンプ室における前記吸入口周辺の壁であって、前記第１タイミングギアまたは前記第２タイミングギア付近の壁に当接するように配設されることを特徴とするポンプユニット。
5. 請求項４に記載のポンプユニットであって、
   前記インバータは、前記ポンプ室における前記吸入口周辺の前記壁であって、前記第１タイミングギアまたは前記第２タイミングギアに対向する前記壁に当接するように配設されると共に、該壁と前記第１タイミングギアまたは前記第２タイミングギアとの間に配設されることを特徴とするポンプユニット。
6. 請求項４に記載のポンプユニットであって、
   前記インバータは、柱状体であり、片端が前記ポンプ室における前記吸入口周辺の前記壁に当接すると共に、多端が前記第１タイミングギアまたは前記第２タイミングギアの外側に位置するように配設されることを特徴とするポンプユニット。
7. 燃料電池システムであって、
   燃料電池と、
   請求項１ないし請求項６のいずれかに記載のポンプユニットと、
   を備えることを特徴とする燃料電池システム。
8. 請求項７に記載の燃料電池システムにおいて、
   前記燃料電池は、燃料電池セルを挟持する剛性プレートを備え、
   前記ポンプユニットの前記ポンプにおいて前記ポンプ室の前記壁と、前記剛性プレートと、が接続されていることを特徴とする燃料電池システム。
9. 請求項７または請求項８に記載の燃料電池システムにおいて、
   前記燃料電池は、燃料電池セルを挟持する剛性プレートと、
   伝熱材と、
   を備え、
   前記ポンプユニットの前記インバータは、前記伝熱材を介して前記剛性プレートと接続されることを特徴とする燃料電池システム。
10. 請求項７ないし請求項９のいずれかに記載の燃料電池システムにおいて、
    前記燃料電池で電気化学反応に供される反応ガスを前記燃料電池に給排するための反応ガス給排流路を備え、
    前記ポンプユニットは、
    前記インバータに設けられ、前記インバータの熱を放熱するためのヒートシンクであって、前記反応ガス給排流路中に配置される第２ヒートシンクを備えることを特徴とする燃料電池システム。
11. 請求項７ないし請求項１０のいずれかに記載の燃料電池システムにおいて、
    前記燃料電池から電流を出力するか否かを切り換えるための燃料電池リレー部と、
    前記ポンプユニット、前記燃料電池リレー部、および、前記燃料電池を、一体として収納するための防水ケースと、
    を備えることを特徴とする燃料電池システム。
12. 請求項１１に記載の燃料電池システムにおいて、
    前記防水ケース内において、前記インバータは、前記燃料電池リレー部を介して前記燃料電池と接続されることを特徴とする燃料電池システム。
13. 請求項７ないし請求項１０のいずれかに記載の燃料電池システムにおいて、
    前記燃料電池から電流を出力するか否かを切り換えるための燃料電池リレー部と、
    ヒューズと、
    を備え、
    前記ポンプユニットの前記インバータは、
    前記燃料電池リレー部と前記燃料電池との間において、前記ヒューズを介して接続されることを特徴とする燃料電池システム。
14. 燃料電池システムにおいて、
    燃料電池セルを挟持する剛性プレートを備えた燃料電池と、
    ポンプと、
    前記ポンプを駆動するためのインバータと、
    伝熱材と、
    を備え、
    前記インバータは、前記ポンプに配設されると共に、前記伝熱材を介して前記剛性プレートと接続されることを特徴とする燃料電池システム。

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