JP2009289563A - 燃料電池システムの配管接続構造 - Google Patents

Abstract

【課題】従来から使用されている配管の再利用を達成することにより、メンテナンス性を向上させると共に、メンテナンスコストを低減すること。
【解決手段】冷媒回路１０において、循環通路１６とバイパス通路２０と分岐通路３２との合流部位には、第１コネクタ５０ａ及び第２コネクタ５０ｂを備えた第１継手部材３６が配設され、また、前記循環通路１６と前記分岐通路３２との分岐部位には、第３コネクタ５０ｃを備えた第２継手部材３７が配設される。前記第１〜第３コネクタ５０ａ〜５０ｃは、それぞれ、着脱自在に設けられた雄コネクタ部と雌コネクタ部とから構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、冷媒回路を有する燃料電池システムの配管接続構造に関する。

燃料電池を冷媒によって冷却する冷媒回路では、前記冷媒を流通させる管路としてチューブが設けられ、例えば、前記チューブの接続部位を環状のバンドによって締め付けて所定の緊締力を確保することにより、前記チューブ内を比較的高圧で流通する冷媒のシール性を保持している。

この種の冷媒回路に関し、例えば、本出願人の提案に係る特許文献１の図１には、ポンプ及びイオン交換器等が配管途中に介装され、車体前方のラジエータから車体の右側を後方に向かって延在する水配管を設け、前記水配管を循環する水によって燃料電池を冷却する冷却システムが開示されている。

また、特許文献２には、自動車のガソリン燃料配管に関し、パイプ体と相手側部材である樹脂チューブとを接続するためのクイックコネクタが開示されている。
特開２００１−７１７５３号公報 特開２００５−２１４２４０号公報

ところで、定期的に行われる燃料電池のメンテナンス作業やイオン交換器の交換作業を遂行する際、緊締されたバンドを緩めて配管接続されたチューブを取り外す必要があり、この場合、取り外されたチューブの配管接続口が経年変化等によってクリープ変形し、又は、バンドの緊締力によってチューブの配管接続口が配管接続部に固着された状態となって容易に離脱させることができない等の不具合があり、従来から使用されていた配管全体を新たな配管と交換していた。

このように、従来技術では、上記のような不具合によって従来から使用している配管を再利用することが困難であり、従来から使用されていた配管の全てを新たな配管と交換する交換作業が必要になると共に、新たな配管の購入に伴ってメンテナンスコストが増大するという問題がある。

本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、従来から使用されている配管の再利用を達成することにより、メンテナンス性を向上させると共に、メンテナンスコストを低減することが可能な燃料電池システムの配管接続構造を提供することを目的とする。

なお、特許文献１には、冷却水を流通させる水配管が開示されているが、この水配管の配管接続構造については、何ら具体的に開示されておらず、しかも示唆もされてもおらず不明である。また、特許文献２に開示されているクイックコネクタは、自動車のガソリン燃料配管に用いられるものであり、冷媒回路の管路に適用する点について、何ら開示乃至示唆されていない。さらに、特許文献１及び特許文献２を併せ鑑みても、燃料電池システムの冷媒回路を構成する配管同士の接続部位にクイックコネクタを設ける技術的思想、及び、従来から使用している配管を再利用する技術的思想については、何ら開示乃至示唆されていない。

前記の目的を達成するため、本発明は、少なくとも、燃料電池スタック、ラジエータ、ポンプ、切換弁を含んで冷媒回路が構成される燃料電池システムにおいて、前記冷媒回路には、冷媒通路を構成する配管の接続部を着脱自在に接続するコネクタが設けられることを特徴とする。

本発明によれば、冷媒通路を構成する配管の接続部にコネクタを設けて着脱自在とすることにより、従来技術のように配管全体を新たな配管と交換することが不要となり、従来から使用している配管の有効利用を図りメンテナンス性を向上させることができる。また、本発明によれば、前記コネクタを介して配管を接続部から容易に取り外すことができ、例えば、燃料電池スタック等のメンテナンス作業を簡便に遂行することができる。

また、本発明では、前記コネクタが継手ボデイを有する継手部材に設けられた雌コネクタ及び雄コネクタによって構成され、前記継手ボデイには、前記ラジエータに連通する第１ポートと、前記ポンプに連通する第２ポートと、前記燃料電池スタックに連通する第３ポートとからなる３方路が設けられることにより、各種機器と配管とを効率的に着脱することができる。

さらに、本発明では、前記継手部材が樹脂製材料によって形成されることにより、外部に対する配管自体の良好な電気的絶縁性を確保することができると共に、配管全体の軽量化及びコストの低減化を達成することができる。また、前記継手部材が電気的絶縁性を有し、且つイオン低溶出の材料で形成されることにより、燃料電池スタック近傍の高電圧部位における電気的絶縁性を確保することができると共に、冷媒通路を流通する冷媒自体の電気的絶縁性を確保することができる。なお、イオン低溶出とは、冷媒へイオンが放出しづらいことをいう。

さらにまた、本発明では、燃料電池スタックからポンプへ向けた冷媒通路における冷媒の圧力損失が、燃料電池スタックからラジエータへ向けた冷媒通路における冷媒の圧力損失と比較して大きく設定されるとよい。すなわち、ラジエータ自体における冷媒の圧力損失や冷媒通路を構成する配管長の差に起因して、ポンプへ向けた冷媒通路よりもラジエータへ向けた冷媒通路の圧力損失が大きくなるため、予め、冷媒がラジエータ側へ流通し易くしておくように設定されるとよい。

またさらに、本発明では、前記第３ポートが、前記第１ポートと前記第２ポートとを結ぶ仮想直線に対して非直交し、且つ所定角度傾斜して設けられることにより、各ポートにおける冷媒の圧力損失を制御してバランスコントロールを行うことができる。

さらに、本発明は、少なくとも、燃料電池スタック、ラジエータ、ポンプ、切換弁を含んで冷媒回路が構成される燃料電池システムにおいて、前記冷媒回路はイオン交換器を含み、前記冷媒回路には、前記イオン交換器に連通する配管の接続部を着脱自在に接続するコネクタが設けられることを特徴とする。

本発明によれば、イオン交換器を含んで冷媒回路が構成され、前記イオン交換器に連通する配管の接続部を着脱自在に接続するコネクタが設けられることにより、定期的に交換が必要となるイオン交換器の交換作業を簡便に遂行することができる。

またさらに、本発明では、前記継手部材に対して、前記第１〜第３ポートの他に、イオン交換器に連通する第４ポートが設けられることにより、各種機器との配管接続が集約されて集中配管が可能になると共に、各種機器と配管とをより一層効率的に着脱することができる。

またさらに、本発明では、少なくとも、前記切換弁及び前記ポンプを含むモータユニットがモータルーム内に配設され、一方、少なくとも、前記燃料電池スタック及びイオン交換器を含む燃料電池ユニットが車体の床下部位に配置され、前記コネクタは、前記モータユニット又は前記燃料電池ユニットのいずれか一方にまとめて配置されることにより、前記コネクタの着脱操作によってモータユニットと燃料電池ユニットとにおける配管の分離及び接続が容易となり、メンテナンス性の向上に寄与する。

この場合、前記コネクタを前記モータユニットと前記燃料電池ユニットの境界部位に配設してもよく、メンテナンス作業の簡便化を達成することができる。

またさらに、本発明では、前記冷媒回路の下方側に、フレームに対して着脱自在なアンダカバーを設け、前記アンダカバーを取り外すことにより、コネクタに対する着脱操作をより一層簡便に遂行することができる。

またさらに、本発明では、前記コネクタを離脱した際、前記コネクタの離脱部位から冷媒が排出可能に設けられることにより、冷媒の排出作業を含むメンテナンス作業を円滑に遂行することができる。なお、前記継手部材に冷媒排出用孔部を設け、前記冷媒排出用孔部から冷媒を排出させるようにしてもよい。

またさらに、本発明では、前記コネクタに、着脱自在な接続部が完全嵌合状態又は不完全嵌合状態のいずれの状態にあるかを判別する嵌合状態判別機構が設けられるとよい。作業者は、前記嵌合状態判別機構によってコネクタが完全嵌合状態又は不完全嵌合状態にいずれの状態にあるかを簡便に判別して、シール部の管理の簡素化を達成することができる。

本発明では、従来から使用されている配管の再利用を達成することにより、メンテナンス性を向上させると共に、メンテナンスコストを低減することが可能な燃料電池システムの配管接続構造を得ることができる。

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る燃料電池システムの配管接続構造が適用された冷媒回路の回路構成図である。

＜冷媒回路の構成＞
図１に示されるように、冷媒回路１０は、アノードに供給される燃料ガス（例えば、水素ガス）とカソードに供給される酸化剤ガス（例えば、空気）との電気化学反応により発電する燃料電池スタック１２と、冷媒を冷却する冷却器として機能するラジエータ１４と、前記燃料電池スタック１２と前記ラジエータ１４との間で冷媒を循環させる循環通路１６と、前記循環通路１６中に設けられ冷媒を所定流量で循環させるポンプ１８と、前記ラジエータ１４をバイパスさせるパイパス通路２０中に設けられ冷媒が流通する流路を前記循環通路１６又は前記バイパス通路２０のいずれか一方に切り換える流路切換弁２２とを含む。前記流路切換弁２２に代替して冷媒の流通量を制御する流量制御弁を用いてもよい。

なお、流路切換弁２２は、ラジエータ１４への冷媒の流通量を調整して燃料電池スタック１２へ供給される冷媒の温度を調整する温度制御機構であるサーモスタットバルブとして機能するものである。また、前記冷媒回路１０中を流通する冷媒としては、例えば、エチレングリコール、不凍液等の液体冷媒や、フロン（登録商標）等のフッ化炭素系冷媒が含まれる。

燃料電池スタック１２は、略直方体状からなるスタック本体を有し、前記スタック本体の前面（フロント側）には、前記スタック本体内へ冷媒を流通させて燃料電池スタック１２を冷却するための冷媒導入ポート３０ａ及び冷媒導出ポート３０ｂが設けられる。前記冷媒導入ポート３０ａと前記冷媒導出ポート３０ｂとの間には、循環通路１６の上流側から分岐して下流側に合流する分岐通路３２が設けられ、前記分岐通路３２には、例えば、カチオン交換樹脂及びアニオン交換樹脂を充填したイオン交換器３４が設けられる。

前記循環通路１６と前記バイパス通路２０と前記分岐通路３２との合流部位には、いわゆるクイックコネクタを備えた第１継手部材３６が配設される。前記合流部位は、燃料電池スタック１２の冷媒導出ポート３０ｂからラジエータ１４へ戻る下流側の循環通路１６と、ポンプ１８に連通するバイパス通路２０と、イオン交換器３４からの戻りの冷媒が流通する下流側の分岐通路３２とからなる３つの通路が相互に連通する部位からなり、この３つの通路の合流部位（交差部位）に第１継手部材３６が配設される。なお、前記第１継手部材３６の詳細については、後記する。

また、前記循環通路１６と前記分岐通路３２との分岐部位には、いわゆるクイックコネクタを備えた第２継手部材３７が配設される。前記分岐部位は、燃料電池スタック１２の冷媒導入ポート３０ａとポンプ１８との間からなる上流側の循環通路１６と、イオン交換器３４へ供給される冷媒が分流する上流側の分岐通路３２とからなる２つの通路が相互に分岐する部位からなり、この２つの通路の分岐部位に第２継手部材３７が配設される。なお、前記第２継手部材３７の詳細については、後記する。

さらに、図１に示されるように、前記冷媒回路１０には、ポンプ１８を駆動させる駆動信号を導出すると共に、流路切換弁２２に対して弁切換信号（弁動作制御信号）を導出する制御手段として機能するＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）３８が設けられる。前記ＥＣＵ３８は、図示しないＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＰＵ、Ｉ／Ｏポート等を含むマイクロコンピュータからなる電子制御装置によって構成される。

＜第１継手部材の構成＞
図２は、第１継手部材の概略構成図であって、コネクタを構成する雌コネクタ部と雄コネクタ部とが離脱した状態を示す。

第１継手部材３６は、大径な３ポート及び小径な１ポートを有する継手ボデイ４０を含む。前記継手ボデイ４０の両端部には、大径からなる第１ポート４６ａと第２ポート４６ｂとが配置され、前記第１ポート４６ａには、ラジエータ１４に向かって冷媒を流通させる第１チューブ４８ａが第１コネクタ５０ａを介して着脱自在に接続され、反対側の前記第２ポート４６ｂには、ポンプ１８に向かって冷媒を流通させる第２チューブ４８ｂが第２コネクタ５０ｂを介して着脱自在に接続される。

前記第１コネクタ５０ａ及び第２コネクタ５０ｂに近接する部位には、略同一の内径からなる第１チューブ４８ａ及び第２チューブ４８ｂの接続部位の外周面を所定の緊締力によって締め上げて固定するバンド５２がそれぞれ装着される。

また、前記継手ボデイ４０には、前記第１ポート４６ａと第２ポート４６ｂとを結ぶ継手ボデイ４０の軸線に対して所定角度傾斜して交差し、大径からなる第３ポート４６ｃが設けられる。前記第３ポート４６ｃには、燃料電池スタック１２の冷媒導出ポート３０ｂから導出された戻り冷媒を流通させる第３チューブ４８ｃが、バンド５２を介して直接接続される。このように、継手ボデイ４０には、大径な第１〜第３ポート４６ａ〜４６ｃに着目すると、３方路が設けられている。

この場合、継手ボデイ４０の軸線（第１ポート４６ａと第２ポート４６ｂとを結ぶ直線）に対して燃料電池スタック１２からの戻り冷媒が導入される第３ポート４６ｃを所定角度だけ傾けるように設けることにより、第１ポート４６ａを経由してラジエータ１４側へ導出される冷媒の圧力損失と、第２ポート４６ｂを経由してポンプ１８側へ導出される冷媒の圧力損失とのバランスを制御することができる。

すなわち、仮に、前記第１ポート４６ａと前記第２ポート４６ｂとを結ぶ継手ボデイ４０の軸線に対して直交するように第３ポート４６ｃを設けた場合（完全なＴ字型形状の場合）には、ラジエータ１４側（第１ポート４６ａ側）とポンプ１８側（第２ポート４６ｂ側）とにおいてそれぞれ略同一の圧力損失が発生するが、本実施形態のように前記軸線に対して所定角度だけ傾斜するように第３ポート４６ｃを設けることにより、前記略同一な圧力損失を回避し、ポンプ１８側と比較してラジエータ１４側における圧力損失を抑制するように圧力損失のバランスコントロールを行うことができる。

換言すると、本実施形態では、燃料電池スタック１２からポンプ１８へ向けた冷媒通路（図１のバイパス通路２０を含む循環通路１６）における冷媒の圧力損失が、燃料電池スタック１２からラジエータ１４へ向けた冷媒通路（図１のバイパス通路２０を通らない循環通路１６）における冷媒の圧力損失と比較して大きく設定されることにより、圧力損失のバランスが図られている。ラジエータ１４自体における冷媒の圧力損失や冷媒通路を構成する配管長の差に起因して、ポンプ１８へ向けた冷媒通路よりもラジエータ１４へ向けた冷媒通路の圧力損失が大きくなるため、予め、冷媒がラジエータ１４側へ流通し易くなるように設けられている。

さらに、前記継手ボデイ４０には第４ポート４６ｄが設けられ、前記第４ポート４６ｄには、イオン交換器３４からの戻り冷媒を流通させる第４チューブ４８ｄがバンド５３を介して直接接続される。

前記第１継手部材の変形例を図３に示す。この変形例に係る第１継手部材３６ａでは、継手ボデイ４０ａに対して第１〜第３ポート４６ａ〜４６ｃをそれぞれに周方向に沿って分散して配置することにより、前記第１〜第３ポート４６ａ〜４６ｃに接続される第１〜第３チューブ４８ａ〜４８ｃの離間間隔を略均一となり、着脱作業がより一層容易となる。

＜第２継手部材の構成＞
第２継手部材３７は、３つのポートが形成された継手ボデイを有する。前記継手ボデイには、図１に示されるように、第１ポート５８ａと第２ポート５８ｂとが設けられ、前記第１ポート５８ａには、ポンプ１８から送給された冷媒を流通させる第５チューブ４８ｅが第３コネクタ５０ｃを介して着脱自在に接続される。前記第２ポート５８ｂには、燃料電池スタック１２の冷媒導入ポート３０ａに向かって冷媒を流通させる第６チューブ４８ｆが接続される。

また、前記継手ボデイ５４には第３ポート５８ｃが設けられ、前記第３ポート５８ｃには、上流側の循環通路１６から分岐してイオン交換器３４に向かって冷媒を供給する第７チューブ４８ｇが接続される。

なお、第１継手部材３６、第２継手部材３７及び第１〜第７チューブ４８ａ〜４８ｇは、それぞれ、所定の強度及び電気的絶縁性を有しイオンが導出しにくいイオン低溶出の材料（例えば、樹脂製材料、セラミック材料等）によって形成されるとよい。また、前記第１継手部材３６等が電気的絶縁性を有し、且つイオン低溶出の材料で形成されることにより、燃料電池スタック１２近傍の高電圧部位における電気的絶縁性を確保することができると共に、冷媒通路を流通する冷媒自体の電気的絶縁性を確保することができる。なお、イオン低溶出とは、冷媒へイオンが放出しづらいことをいう。

＜各コネクタの構成＞
第１継手部材３６及び第２継手部材３７にそれぞれ設けられる第１〜第３コネクタ５０ａ〜５０ｃについて以下詳細に説明する。なお、第１〜第３コネクタ５０ａ〜５０ｃは、それぞれ同一構成要素からなるため、説明の便宜上、第１コネクタ５０ａのみを詳細に説明して第２コネクタ５０ｂ及び第３コネクタ５０ｃの説明を省略する。

図２に示されるように、第１コネクタ５０ａは、第１チューブ４８ａの端部開口に対して嵌挿される図示しない挿入部を有する雌コネクタ部６２と、継手ボデイ４０側に設けられ前記雌コネクタ部６２に対して接続される雄コネクタ部６４とから構成される。前記雌コネクタ部６２の開口部の内壁面には、環状溝を介して図示しないシールリング（例えば、Ｏリング）が装着され、前記シールリングは、雄コネクタ部６４及び雌コネクタ部６２間の接続部位を気密乃至液密にシールするものである。

なお、本実施形態では、第１〜第３コネクタ５０ａ〜５０ｃからなる３つのコネクタ（クイックコネクタ）を用いて説明しているが、これに限定されるものではなく、例えば、図４の変形例に係る冷媒回路１０ａに示されるように、２つのコネクタ５０ｄ、５０ｅを用いることが可能である。

この場合、変形例に係る冷媒回路１０ａでは、部品点数を削減してコストを低減化することができると共に、接続箇所が減少するため、メンテナンス作業をより一層簡便に遂行することができる。さらに、各ポートに対してチューブが直接接続されている部位に、前記コネクタを適宜設けるようにしてもよい。さらにまた、メンテナンスが必要な部位にのみ、前記コネクタが適宜設けられるとよい。言い換えると、メンテナンスが必要な部材を簡便に取り外すことが可能な配管部位に、前記コネクタが適宜設けられるとよい。

＜冷媒回路中における第１継手部材及び第２継手部材の設置位置及び設置構造＞
図５は、冷媒回路の概略構成平面図、図６は、前記冷媒回路の概略構成側面図である。
次に、第１継手部材３６及び第２継手部材３７の設置関係（配置関係）について、以下説明する。第１継手部材３６は、モータユニット７６を構成する第１フレーム７８に設けられる。このモータユニット７６は、車体前方のモータルーム内に設けられ、少なくとも、燃料電池スタック１２で発生した電力によって駆動するモータ８０、ポンプ１８、流路切換弁２２等の構成要素を含む。前記第１フレーム７８は、燃料電池自動車の前記モータルームの床下部位に配置される。

前記モータユニット７６は、図示しないボンネットの下方側でエンジン仕様の車両におけるエンジンルームに対応する部位に配設されると共に、燃料電池自動車を駆動するためのモータ８０が取り付けられた場所に設けられる。また、ラジエータ１４は、燃料電池自動車の図示しない車体ボデイに取り付けられるが、前記モータユニット７６に装着されるようにしてもよい。

第１コネクタ５０ａ及び第２コネクタ５０ｂを備えた第１継手部材３６は、第１フレーム７８に設けられることにより、燃料電池自動車の下方向（床下方向）で前記第１フレーム７８の底面と略面一となるように配置され、冷媒回路１０中において最下部に配置される。換言すると、第１継手部材３６を構成する第１コネクタ５０ａ及び第２コネクタ５０ｂの着脱部位は、冷媒回路１０中において最下部に設けられる。

第２継手部材３７は、第２フレーム８６に設けられる。この場合、前記第２継手部材３７は、前記第１継手部材３６と同様に、第１フレーム７８の底面と略面一となるように配置され、冷媒回路１０中において最下部に配置される。

図６に示されるように、冷媒回路１０の下方側には、単一のアンダカバー８４が配置され、このアンダカバー８４は、例えば、ボルト等の取り外し可能な部材を介して燃料電池自動車の車体ボデイの客室下部に配置された第１フレーム７８及び第２フレーム８６に対して着脱自在に設けられる。この場合、第１〜第３コネクタ５０ａ〜５０ｃは、モータユニット７６と後記する燃料電池ユニット１００との境界部位に配設されるため、前記アンダカバー８４を取り外した開口部を通じて、第１〜第３コネクタ５０ａ〜５０ｃが目視可能となり、第１〜第３コネクタ５０ａ〜５０ｃの着脱作業性を向上させることができる。

このように、本実施形態では、床下部のアンダカバー８４を取り外した後、冷媒回路１０中の最下部に配置された第１継手部材３６及び第２継手部材３７を操作して第１〜第３コネクタ５０ａ〜５０ｃの接続を解除することにより、配管チューブの切り離し作業を簡便に遂行することができ、メンテナンス性を向上させることができる。

また、本実施形態では、第１継手部材３６及び第２継手部材３７に設けられた各コネクタの着脱部位が冷媒回路１０中で最下部に設けられることにより、前記各コネクタを介して配管チューブを離脱させた際、前記配管チューブ内に残存する冷媒を好適に外部に排出することができる。換言すると、冷媒回路１０中で最下部に各コネクタを配置することにより、配管チューブが着脱自在に設けられた各コネクタを排出機構として利用することができる。

さらに、本実施形態では、第１継手部材３６及び第２継手部材３７の継手ボデイ４０に図示しないドレン孔（冷媒排出用孔部）を設け、前記ドレン孔を盲栓によって閉塞するようにしてもよい。例えば、メンテナンス時に、前記盲栓を継手ボデイ４０から取り外すことにより、コネクタを介して配管チューブを離脱させることがなく、配管チューブ内の冷媒を前記ドレン孔によって外部に排出することができる。

さらにまた、本実施形態では、燃料電池自動車の客室下部内に、第２フレーム８６によって支持される燃料電池スタック１２やイオン交換器３４等を含む燃料電池ユニット１００が配設される。

この場合、第１継手部材３６及び第２継手部材３７は、モータユニット７６と燃料電池ユニット１００との間であって、配管チューブの離脱部位である切り離し境界線上に配置される。また、前記第１継手部材３６及び第２継手部材３７は、モータユニット７６側又は燃料電池ユニット１００側のいずれか一方にまとめられて配置されていると便利である。

またさらに、本実施形態では、アンダカバー８４を取り外した後、第１〜第３コネクタ５０ａ〜５０ｃから離脱した配管チューブ（第３チューブ４８ｃ、第４チューブ４８ｄ、第６チューブ４８ｆ、第７チューブ４８ｇ）を含み、第２フレーム８６上に搭載された燃料電池スタック１２やイオン交換器３４を有する燃料電池ユニット１００全体を、フレーム毎交換することができるため、交換作業の効率化を図りメンテナンス性をより一層向上させることができる。

＜コネクタの嵌合状態判別機構＞
図７（ａ）は、雌コネクタ部と雄コネクタ部との完全嵌合状態を示す側面図、図７（ｂ）は、不完全嵌合状態を示す側面図である。

各コネクタを構成する雌コネクタ部６２と雄コネクタ部６４とが装着された場合、前記雌コネクタ部６２と前記雄コネクタ部６４とが同軸状に位置して完全に嵌合された状態（完全嵌合状態）となっているか、又は、前記雌コネクタ部６２の軸線Ｔ２と前記雄コネクタ部６４の軸線Ｔ１とが不一致で異軸状に位置して不完全に嵌合された状態（不完全嵌合状態）となっているかどうかを確認する必要がある。

この場合、不完全嵌合状態を視覚的に判別するためには、コネクタの接続部位を注視する必要があり、完全嵌合状態と不完全嵌合状態とを簡便に判別することにより、シール部位における管理の簡素化が求められている。

そこで、本実施形態では、雌コネクタ部６２と雄コネクタ部６４とが装着された際、完全嵌合状態と不完全嵌合状態とを視認して判別する嵌合状態判別機構が設けられる。この嵌合状態判別機構は、図２に示されるように、例えば、雄コネクタ部６４の外周面に設けられるマーキング１０２によって構成される。

なお、前記マーキング１０２の形状は、図２中において星印形状で示しているが、これに限定されるものではなく、例えば、円形や三角形、四角形等の多角形やこれらの複合形状、又は軸方向に沿った図示しないラインや周方向に沿ったライン等の種々の形状を含む。

図７（ａ）に示されるように、完全嵌合状態では、雌コネクタ部６２の軸線Ｔ２と雄コネクタ部６４の軸線Ｔ１とが直線状に一致すると共に、装着部位において雄コネクタ部６４の外周面に設けられたマーキング１０２が雌コネクタ部６２によって完全に被覆され、前記マーキング１０２を外部から視認することができない。この結果、作業者は、外部から前記マーキング１０２を視認することができないことによって、コネクタが完全嵌合状態で装着されていると簡便に判別することができる。

一方、図７（ｂ）に示されるように、不完全嵌合状態では、雌コネクタ部６２の軸線Ｔ２と雄コネクタ部６４の軸線Ｔ１とが不一致の異軸状態になると共に、雌コネクタ部６２と雄コネクタ部６４との装着部位において、前記雄コネクタ部６４の外周面に設けられたマーキング１０２が雌コネクタ部６２に被覆されることがなく外部に露呈し、作業者は、前記マーキング１０２を外部から容易に視認することができる。この結果、作業者は、外部から前記マーキングを視認することによって、コネクタが不完全嵌合状態で装着されていると簡便に判別することができる。

このように、本実施形態では、各コネクタを介してチューブ同士を配管接続した場合の嵌合状態をマーキング１０２によって容易に確認して、シール部管理の簡素化を達成することができる。

本発明の実施形態に係る燃料電池システムの配管構造が適用された冷媒回路の回路構成図である。 コネクタを構成する雄コネクタ部と雌コネクタ部とが離脱した状態を示す第１継手部材の概略構成図である。 前記第１継手部材の変形例を示す概略構成図である。 変形例に係る冷媒回路の回路構成図である。 図１に示される冷媒回路の概略構成平面図である。 図１に示される冷媒回路の概略構成側面図である。 （ａ）は、雌コネクタ部と雄コネクタ部との完全嵌合状態を示す側面図、（ｂ）は、不完全嵌合状態を示す側面図である。

符号の説明

１０、１０ａ 冷媒回路
１２ 燃料電池スタック
１４ ラジエータ
１８ ポンプ
２２ 流路切換弁（切換弁）
３４ イオン交換器
３６ 第１継手部材
３７ 第２継手部材
４０、４０ａ 継手ボデイ
４６ａ〜４６ｄ ポート
４８ａ〜４８ｇ チューブ
５０ａ〜５０ｃ、５０ コネクタ
５８ａ〜５８ｃ ポート
６２ 雌コネクタ部
６４ 雄コネクタ部
７６ モータユニット
８４ アンダカバー
７８、８６ フレーム
１００ 燃料電池ユニット
１０２ マーキング（嵌合状態判別機構）

Claims (16)

1. 少なくとも、燃料電池スタック、ラジエータ、ポンプ、切換弁を含んで冷媒回路が構成される燃料電池システムにおいて、
   前記冷媒回路には、冷媒通路を構成する配管の接続部を着脱自在に接続するコネクタが設けられることを特徴とする燃料電池システムの配管接続構造。
2. 請求項１記載の燃料電池システムの配管接続構造において、
   前記コネクタは、継手ボデイを有する継手部材に設けられた雌コネクタ及び雄コネクタからなり、前記継手ボデイには、前記ラジエータに連通する第１ポートと、前記ポンプに連通する第２ポートと、前記燃料電池スタックに連通する第３ポートとからなる３方路が設けられることを特徴とする燃料電池システムの配管接続構造。
3. 請求項２記載の燃料電池システムの配管接続構造において、
   前記継手部材は、樹脂製材料によって形成されることを特徴とする燃料電池システムの配管接続構造。
4. 請求項２又は請求項３記載の燃料電池システムの配管接続構造において、
   前記継手部材は、電気的絶縁性を有し、且つイオン低溶出の材料で形成されることを特徴とする燃料電池システムの配管接続構造。
5. 請求項２から請求項４のいずれか１項記載の燃料電池システムの配管接続構造において、
   前記燃料電池スタックから前記ラジエータへ向けた冷媒通路における冷媒の圧力損失と比較して、前記燃料電池スタックから前記ポンプへ向けた冷媒通路における冷媒の圧力損失が大きく設定されることを特徴とする燃料電池システムの配管接続構造。
6. 請求項２から請求項５のいずれか１項記載の燃料電池システムの配管接続構造において、
   前記第３ポートは、前記第１ポートと前記第２ポートとを結ぶ仮想直線に対して非直交し、且つ所定角度傾斜して設けられることを特徴とする燃料電池システムの配管接続構造。
7. 少なくとも、燃料電池スタック、ラジエータ、ポンプ、切換弁を含んで冷媒回路が構成される燃料電池システムにおいて、
   前記冷媒回路はイオン交換器を含み、前記冷媒回路には、前記イオン交換器に連通する配管の接続部を着脱自在に接続するコネクタが設けられることを特徴とする燃料電池システムの配管接続構造。
8. 請求項２記載の燃料電池システムの配管接続構造において、
   前記継手部材には、前記第１〜第３ポートの他に、さらに、イオン交換器に連通する第４ポートが設けられることを特徴とする燃料電池システムの配管接続構造。
9. 請求項１又は請求項７記載の燃料電池システムの配管接続構造において、
   少なくとも、前記切換弁及び前記ポンプを含むモータユニットが設けられ、前記モータユニットは、車体の前方に設けられたモータルーム内に配設されることを特徴とする燃料電池システムの配管接続構造。
10. 請求項７記載の燃料電池システムの配管接続構造において、
    少なくとも、前記燃料電池スタック及びイオン交換器を含む燃料電池ユニットが設けられ、前記燃料電池ユニットは、車体の床下部位に配置されることを特徴とする燃料電池システムの配管接続構造。
11. 請求項９又は請求項１０記載の燃料電池システムの配管接続構造において、
    前記コネクタは、前記モータユニット又は前記燃料電池ユニットのいずれか一方にまとめて配置されることを特徴とする燃料電池システムの配管接続構造。
12. 請求項９又は請求項１０記載の燃料電池システムの配管接続構造において、
    前記コネクタは、前記モータユニットと前記燃料電池ユニットの境界部位に配設されることを特徴とする燃料電池システムの配管接続構造。
13. 請求項１又は請求項７記載の燃料電池システムの配管接続構造において、
    前記冷媒回路の下方側には、フレームに対して着脱自在なアンダカバーが設けられることを特徴とする燃料電池システムの配管接続構造。
14. 請求項１又は請求項７記載の燃料電池システムの配管接続構造において、
    前記コネクタを離脱した際、前記離脱部位から冷媒が排出可能に設けられることを特徴とする燃料電池システムの配管接続構造。
15. 請求項２又は請求項８記載の燃料電池システムの配管接続構造において、
    前記継手部材には、冷媒排出用孔部が設けられることを特徴とする燃料電池システムの配管接続構造。
16. 請求項１又は請求項７記載の燃料電池システムの配管接続構造において、
    前記コネクタには、着脱自在な接続部が完全嵌合状態又は不完全嵌合状態のいずれの状態にあるかを判別する嵌合状態判別機構が設けられることを特徴とする燃料電池システムの配管接続構造。

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