JP4349458B2 - 燃料電池システム用電磁弁収納ボックス - Google Patents

Description

本発明は、燃料電池システム用電磁弁収納ボックスに係り、燃料電池システムに用いられる電磁弁を収納する燃料電池システム用電磁弁収納ボックスに関する。

環境に与える影響が少ないことから、車両に燃料電池の搭載が行われている。燃料電池は、例えば燃料電池スタックのアノード側に水素等の燃料ガスを供給し、カソード側に酸素を含む酸化ガス、例えば空気を供給し、電解質膜を通しての電池化学反応によって必要な電力を取り出す。また、この電池化学反応によって燃料電池は発熱する。したがって、燃料電池にはその周辺機器として、燃料ガス、酸化ガスを供給するためコンプレッサやポンプ、冷却水用のポンプ等が用いられる。これらの周辺機器は、燃料電池量の補機と呼ばれる。したがって、燃料電池システムの運転は、燃料電池スタック及び補機において、燃料ガス、酸化ガス、冷却水等の流体の圧力や流量等を調整制御して行われる。そして、これらの流体の圧力、流量の制御のために、流体制御弁や電磁制御弁等が用いられる。

流体制御弁は、対象流体の流量等を調整するために、別の流体の圧力によって制御を行うものである。代表的には、圧力室の内圧を調整することで、対象流体の流路の開閉を制御するいわゆるシャット弁がある。例えば、酸化ガスの流路を開閉するために用いられるシャット弁は、圧力室の内圧に応じて、シリンダを移動させ、酸化ガスの流路を開閉する。例えば、圧力室に加圧空気を供給してシリンダを一方方向に移動させ、あるいは、圧力室を大気開放してシリンダを他方方向に移動させ、これによって酸化ガスの流路を開閉することができる。圧力室に加圧空気を供給するか大気開放圧を供給するかの制御は、電磁制御弁によって行うことができる。

このように、燃料電池システムには、燃料電池スタックの他に多くの補機等の要素が使用されるので、これらの効率的な配置を工夫することが好ましい。また、車両において燃料電池システムの搭載位置は、車両の前方部、あるいは後方部、あるいは床下部等であることが多いが、これらはいずれも外部環境の影響を受けやすく、例えば、石、泥、水、雪等の影響を受けることがあり、また、車両の運行中の衝撃を受けやすい。したがって、これらの外部環境の影響から、燃料電池スタック及び補機等の要素の保護を工夫することも好ましい。

例えば、特許文献１には、燃料電池搭載型電気自動車において、車両の前方にラジエータとエアコンプレッサを、後方に高圧燃料タンクを配し、略中央のフロントフロアの下に、ＦＣシステムボックスが密閉容器として取り付けられることが開示されている。このＦＣシステムボックスは、車両の前方側から後方側に向かって、燃料電池出力設定手段とサーモスタットとウオーターポンプとが左右方向に配列された第１の群、燃料電池、燃料供給制御手段と水素ポンプと加湿手段とが左右方向に配置された第２の群、排気手段の順に配置されている。これにより外部から車両に過大な衝撃が加わっても燃料電池等の破損を防止し、水、泥、チッピング等から保護できる、と述べられている。

特許文献２には、車両の中央部床下に設けられる燃料電池システムボックスとして、冷却系ユニット、ＦＣスタック及び制御系ユニット、加湿系ユニットをそれぞれ個別のユニットとして台座に取り付けられ、天蓋で全体が密閉される構成が開示されている。なお、空気供給孔がフロントパネルに設けられ、水素排出孔が後方に設けられる。これにより、燃料電池システムを水、泥、チッピング等から保護し、高電圧部品に乗員等が触れないようにし、車室内に水素が入り込むことを防止できると述べられている。

なお、関連する技術として、特許文献３には、電池パックの筐体構造として、車両の衝撃に対して剛性を向上させる複数のビード部を車両の前後方向に沿った方向に筐体に配置されることが開示されている。この方向は電池パックの内部に収納される電池モジュールの積層方向に垂直な方向であり、電池パック内の冷却風の流れ方向と同じで、冷却風の圧力損失に影響を与えない。なお、ビード部とは、電池ケースの内側に向けて突設された溝である。

また、関連する技術として、特許文献４には、燃料タンクで発生した燃料蒸気がポンプへ侵入することを防止するチェック弁において、その騒音及び振動を低減するため、不織布で構成されるフィルタがチェック弁の弁ボディとハウジング本体との間に設けられることが述べられている。

特開２００４−１６８１０１号公報 特開２００３−１５１６０５号公報 特開２００５−３０２５９０号公報 特開２００５−６９１０３号公報

特許文献１，２においては、燃料電池システムボックスを設けて、その中に燃料電池スタック及び各種補機を収容する。反面、燃料電池システムを１つのボックスに収納することで、全体のボックスの大きさが大きくなり、車両における搭載可能空間を十分に利用しきれないことがある。一方、燃料電池システムの構成要素を分散して車両に搭載する方法では、個別の要素を外部環境から保護する工夫を要する。たとえば、電磁弁等の外部環境の影響を受けやすい制御機器を個別に水、泥等から保護し、衝撃から保護するには、個別防水、特別の耐衝撃支持等が必要になり、コスト増等を招く。

本発明の目的は、複数の電磁弁を外部環境から保護する燃料電池システム用電磁弁収納ボックスを提供することである。

本発明に係る燃料電池システム用電磁弁収納ボックスは、燃料電池スタックまたは燃料電池用周辺機器である燃料電池用補機に用いられる複数の電磁弁と、複数の電磁弁を収容し、複数の接続ポートを有するボックス筐体と、を含む燃料電池システム用電磁弁収納ボックスであって、複数の接続ポートのそれぞれは、ボックス筐体の内側において各電磁弁のそれぞれの流体の入力口または出力口に接続され、ボックス筐体の外側において、一方端が燃料電池スタック側または燃料電池用補機側に接続される流体流路管路の他方端が接続され、燃料電池システムは車両に搭載され、車両前方側から後方側に向かって燃料電池スタック、燃料電池システム用電磁弁収納ボックスの順に配置されることを特徴とする。

また、ボックス筐体は、外部からの水分の浸入を防止する防水構造を有することが好ましい。また、ボックス筐体は、外部からの電磁波が侵入すること、または内部からの電磁波を外部に放出することの少なくとも一方を抑制する電磁シールド構造を有することが好ましい。

また、本発明に係る燃料電池システム用電磁弁収納ボックスにおいて、電磁弁は、燃料電池スタックまたは燃料電池用補機に用いられる流体制御バルブであって圧力室と圧力室の内圧に応じて作動する可動子とを有する流体制御バルブに、作動流体を供給するための電磁弁であることが好ましい。

また、本発明に係る燃料電池システム用電磁弁収納ボックスにおいて、ボックス筐体は、車両に取り付けられて保持されることが好ましい。

また、ボックス筐体は、他の外殻面よりも剛性の高い保護外殻面を有し、車両に搭載されるとき、保護外殻面が車両の前方を向くように取り付けられることが好ましい。

また、ボックス筐体は、車両に取り付けたとき、車両の前方から後方に向かって重力方向に下がるように傾斜する傾斜外表面を有することが好ましい。

また、ボックス筐体は、車両に搭載されるとき、燃料電池スタックよりも車両の後方側、あるいは燃料電池用補機としての加湿器よりも後方側に配置されることが好ましい。

また、本発明に係る燃料電池システム用電磁弁収納ボックスにおいて、車両前方側から後方側に向かって燃料電池スタック、加湿器、燃料電池システム用電磁弁収納ボックスの順に配置され、ボックス筐体の接続ポートに接続される複数の流体流路管路は、加湿器の筐体に沿って整列配置されることが好ましい。

また、本発明に係る燃料電池システム用電磁弁収納ボックスにおいて、複数の流体流路管路は、それぞれ金属パイプから構成され加湿器筐体に固定される複数のパイプ管路と、パイプ管路とボックス筐体の対応する各接続ポートとの間を接続する複数の可撓性管路とを含んで構成され、各パイプ管路は、加湿器筐体に固定された位置から、可撓性管路への接続端部までの長さが相互間で異なることが好ましい。

また、本発明に係る燃料電池システム用電磁弁収納ボックスにおいて、電磁弁は、燃料電池スタックまたは燃料電池用補機に用いられる流体制御バルブであって圧力室と圧力室の内圧に応じて作動する可動子とを有する流体制御バルブに流体流路管路によってボックス筐体の接続ポートを介して接続され、流体制御バルブは、圧力室の大気開放を容易にするために大気圧に開放される呼吸ポートをさらに有し、ボックス筐体は、流体制御バルブの呼吸ポートを筐体内部空間に開放して接続する呼吸ポート接続部と、筐体内部空間を大気に開放する大気開放ポートとを有し、車両に搭載されるとき、呼吸ポート接続部の位置が大気開放ポートよりも重力方向に対し上方側に配置されるように取り付けられることが好ましい。

また、本発明に係る燃料電池システム用電磁弁収納ボックスにおいて、ボックス筐体は、筐体外部に向かって凹形状で筐体内部に向かって凸形状を有するビード部を含むことが好ましい。

また、本発明に係る燃料電池システム用電磁弁収納ボックスにおいて、ボックス筐体の内部において、各接続ポートと、各電磁弁との間を接続する流路にフィルタが設けられることが好ましい。

また、本発明に係る燃料電池システム用電磁弁収納ボックスにおいて、フィルタは不織布で構成されることが好ましい。

上記構成により、燃料電池システム用電磁弁収納ボックスは、燃料電池スタックまたは燃料電池用補機に用いられる複数の電磁弁を内部に収容し、燃料電池スタック側または燃料電池用補機側との接続部を有する。これにより、複数の電磁弁を一まとめにして、外部環境から保護することができる。

また、ボックス筐体は防水構造を有するので、水、泥、雪等から電磁弁を保護することができる。また、ボックス筐体は電磁シールド構造を有するので、外部の制御機器等への影響を抑制し、また、外部からの電磁ノイズによる電磁弁の誤動作を防止できる。

また、電磁弁は、圧力室の内圧に応じて作動する流体制御バルブに作動流体を供給するために用いられる。したがって、いわゆるシャット弁を用いる燃料電池システムにおいて、シャット弁の制御用電磁バルブを一まとめにして、外部環境から保護することができる。

また、燃料電池システム用電磁弁収納ボックスは、車両に搭載される燃料電池システムに用いられ、ボックス筐体は、車両に取り付けられて保持されるので、車両運行における水、泥、雪等の外部環境から電磁バルブを保護することができる。
また、燃料電池システム用電磁弁収納ボックスにおいて、ボックス筐体は、車両の床下に取り付けられて保持される。このような場合でも、車両運行における水、泥、雪等の外部環境から電磁バルブを保護することができる。

また、ボックス筐体は、剛性の高い保護外殻面を有し、保護外殻面が車両の前方を向くように取り付けられるので、車両の運行における衝撃から電磁弁を効果的に保護することができる。

また、ボックス筐体は、車両に取り付けたとき、車両の前方から後方に向かって重力方向に下がるように傾斜する傾斜外表面を有するので、たとえば、車両運行中に、水、泥、雪等がボックス筐体にかかっても、斜面に沿って流れ落とすことができる。

また、ボックス筐体は、車両に搭載されるとき、燃料電池スタックよりも車両の後方側、あるいは燃料電池用補機としての加湿器スタックよりも後方側に配置されるので、車両の運行における衝撃から電磁弁を効果的に保護することができる。

また、電磁弁が流体流路管路によって燃料電池スタック側等と接続部に接続され、車両前方側から後方側に向かって燃料電池スタック、加湿器、電磁弁収納ボックスの順に配置される場合に、複数の流体流路管路は、加湿器の筐体に沿って整列配置される。したがって、複数の流体流路管路の配置が整然とするので、メンテナンス等を容易に行うことができる。

また、複数の流体流路管路を構成する各パイプ管路は、加湿器筐体に固定された位置から、可撓性管路への接続端部までの長さが相互間で異なるものとするので、複数の流体流路管路を筐体ボックスの接続部に接続する際の誤配管を防止することができる。

また、ボックス筐体において、流体制御バルブに接続される呼吸ポート接続部の位置が大気開放ポートよりも重力方向に対し上方側に配置されるように取り付けられるものとするので、仮に大気開放ポートから水等が浸入しても、呼吸ポートを介して流体制御バルブ
に水等が侵入することを防止できる。

また、ボックス筐体は、筐体外部に向かって凹形状で筐体内部に向かって凸形状を有するビード部を含むので、ボックス筐体の剛性を向上させることができる。また、ボックス筐体内における電磁弁等の振動音、作動音を低減することができる。

また、ボックス筐体の内部において、各接続部とこれらにそれぞれ対応する各電磁弁との間にフィルタが設けられるので、ゴミ等が電磁弁に混入することを防止できる。

また、フィルタは不織布で構成されるので、ゴミ等の除去とともに、電磁弁の振動の伝播を抑制し、作動音を低減することができる。

以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき詳細に説明する。以下では、燃料電池用電磁弁収納ボックスがハイブリッド車両に搭載されるものとして説明するが、ハイブリッド車両以外の車両、例えばエンジンを搭載しない電気自動車であってもよい。また、燃料電池システムは、車両に搭載されるもの以外、例えば、定置型の燃料電池システムであってもよい。また、燃料電池システム用電磁弁収納ボックスが車両に搭載される場合に、車室の床下に配置されるものとして説明するが、これは一例であって、車両の他の部位に燃料電池システム用電磁弁収納ボックスが配置されるものとしてもよい。また、以下では、燃料電池システム用電磁弁収納ボックスに、各系統ごとに３つの電磁弁を含む３系統の電磁弁、合計９個の電磁弁が収納されるものとして説明するが、個数は例示であって、これ以外の個数であってもよい。また、燃料電池システム用電磁弁収納ボックスに収納される各電磁弁は、燃料電池システムにおいて用いられるシャット弁に接続されるものとして説明するが、接続される対象はシャット弁用以外であってよく、たとえば、燃料電池スタック用電磁弁または燃料電池用補機用電磁弁をまとめて燃料電池システム用電磁弁収納ボックスに収納するものとしてもよい。

図１は、車両１０に搭載された燃料電池システム２０の様子を示す図で、燃料電池システム２０の一部を構成するものとして、燃料電池システム用電磁弁収納ボックス５０が図示されている。なお、以後では、燃料電池システム用電磁弁収納ボックス５０を、単に、電磁弁収納ボックス５０として示すものとする。図１に示されるように、燃料電池システム２０は、車両１０の下部、すなわち車室の床下に配置される。したがって、電磁弁収納ボックス５０は、車両１０の下部において、道路からの水はね、雪はね、泥はね等の影響を受けやすい環境にあることになる。

図２は、燃料電池システム２０の構成を示す図で、特に電磁弁収納ボックス５０に関連する要素等の配置関係を示す図である。ここでは、燃料電池システム２０を構成する要素のうち、燃料電池スタック２２、加湿器２４、希釈器２８、マフラー２９、シャット弁３０、電磁弁収納ボックス５０が図示されている。ここではシャット弁３０として、供給シャット弁３２、排気シャット弁３４、加湿器バイパスシャット弁３６の３つが図示されている。なお、以後では、３つのシャット弁の全体、あるいは一般的にシャット弁を示すときはシャット弁３０とし、個別のシャット弁を示すときは、供給シャット弁３２、排気シャット弁３４、加湿器バイパスシャット弁３６と明示するものとする。

これらの各要素の間は、燃料ガス、酸化ガス、使用済みガス、シャット弁３０の作動流体等のための各種の流体流路管路が配管されるが、図２では、各要素が分かりやすいように、シャット弁用流体流路管路８０を除いて配管接続が破断して示されている。なお、図２には、車両の床下メンバー１２、１４、１６が示されている。燃料電池システム２０の各要素は、この床下メンバー１２、１４、１６等に取り付けられ、車両に搭載される。

図２には、車両の前方方向と右側方向が矢印で示されている。すなわち、車両の前方側から後方側に向かって、燃料電池スタック２２、シャット弁３０、加湿器２４、電磁弁収納ボックス５０の順に配置される。また、シャット弁３０、加湿器２４、電磁弁収納ボックス５０は、車両の前方に向かって左側に配置される。また、シャット弁用流体流路管路８０は、車両の前後方向にほぼ平行に、加湿器２４の上側面に沿って整列配置される。

図３は、燃料電池システム２０の流体流路系を説明する図である。燃料電池システム２０は、燃料電池セルが複数積層されて燃料電池スタック２２と呼ばれる燃料電池本体及び、燃料電池スタック２２のアノード側に配置される燃料ガス供給用の各要素と、カソード側に配置される酸化ガス供給用の各要素を含んで構成される。

燃料電池スタック２２は、電解質膜の両側に触媒電極層を配置したＭＥＡ（Ｍｅｍｂｒａｎｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ａｓｓｅｍｂｌｙ）の両外側にセパレータを配置して挟持した単電池を複数個組み合わせて積層したものである。燃料電池スタック２２は、アノード側に水素等の燃料ガスを供給し、カソード側に酸素を含む酸化ガス、例えば空気を供給し、電解質膜を通しての電池化学反応によって発電し、必要な電力を取り出す機能を有する。

アノード側の燃料ガスタンク２６は、水素ガス源であって、燃料ガスとしての水素を供給するタンクである。水素ガス源である燃料ガスタンク２６に接続されるレギュレータ４６は、水素ガス源である燃料ガスタンク２６からのガスを適当な圧力と流量に調整する機能を有する。レギュレータ４６の出力口に設けられる圧力計は、供給水素圧力を検出する測定器である。レギュレータ４６の出力口は燃料電池スタック２２のアノード側入口に接続され、適当な圧力と流量に調整された燃料ガスが燃料電池スタック２２に供給される。

燃料電池スタック２２のアノード側出口に接続される分流器４７は、アノード側出口からの排出ガスの不純物ガス濃度が高まってきたときに、排気バルブ４８を通して希釈器２８に流すためのものである。また、分流器４７の後でさらにアノード側入口との間に設けられる循環昇圧器４９は、アノード側出口から戻ってくるガスの水素分圧を高めて再びアノード側入口に戻し再利用する機能を有する水素ポンプである。

カソード側の酸化ガス源４０は、実際には大気を用いることができる。酸化ガス源４０である大気はフィルタを通してからエアコンプレッサ（ＡＣＰ）４２に供給される。ＡＣＰ４２は、モータによって酸化ガスを容積圧縮してその圧力を高める気体昇圧機である。またＡＣＰ４２は、その回転速度（毎分当りの回転数）を可変して、所定量の酸化ガスを提供する機能を有する。すなわち、酸化ガスの所要流量が大きいときは、モータの回転速度を上げ、逆に酸化ガスの所要流量が小さいときは、モータの回転速度を下げる。

ＡＣＰ４２の下流側に設けられるインタクーラは、燃料電池スタック２２を冷却するための冷媒と、酸化ガスとの間の熱交換器である。すなわち、燃料電池スタック２２の起動時等で冷却用冷媒の温度が低温のとき等には、これよりは暖かい酸化ガスによって冷却用冷媒を暖め、一方、燃料電池スタック２２が定常運転となって冷却用冷媒の温度が高くなるとき等には、これよりは低温の酸化ガスによって冷却用冷媒を冷却する機能を有する。

加湿器２４は、酸化ガスを適度に湿らせ、燃料電池スタック２２での燃料電池反応を効率よく行わせる機能を有するもので、加湿器モジュールとも呼ばれる。加湿器２４により適度に湿らせられた酸化ガスは、燃料電池スタック２２のカソード側入口に供給され、カソード側出口から排気される。このときに、排気とともに反応生成物である水も排出される。燃料電池スタック２２は反応により高温になるので、排出される水は水蒸気となっており、この水蒸気が加湿器２４に戻されて、酸化ガスを適度に湿らせる。このように、加湿器２４は、酸化ガスに水蒸気の水分を適当に与える機能を有するもので、いわゆる中空糸を用いたガス交換器を用いることができる。

ここで、上記の酸化ガス源４０と、燃料電池スタック２２のカソード側入口とを接続する流路のことを入口側流路または供給側流路と呼ぶことができる。これに対応して、燃料電池スタック２２のカソード側出口から排気側へ接続される流路を出口側流路または排気側流路と呼ぶことができる。したがって、酸化ガスの経路である酸化ガス経路は、酸化ガス源４０から加湿器２４を経由して入口側流路より燃料電池スタック２２の内部に入り、出口側流路から加湿器２４を経由して外気へと延びる。

入口側流路において加湿器２４の手前に設けられる圧力計は、供給ガス圧を検出する側測定器であり、出口側流路において燃料電池スタック２２の出口のあとに設けられる圧力計は、使用済みガスの圧力、つまり排気ガス圧を検出する測定器である。また、排気ガス圧検出用圧力計の後に設けられる調圧弁４５は、背圧弁とも呼ばれるが、カソード側出口のガス圧を調整し、燃料電池スタック２２への酸化ガスの流量を調整する機能を有する弁で、例えばバタフライ弁のように流路の実効開口を調整できる弁を用いることができる。調圧弁４５の出力口は、上記の加湿器２４に接続されるので、調圧弁４５を出たガスは加湿器２４に水蒸気を供給した後、再び戻って、希釈器２８に入り、その後外部に排出される。

希釈器２８は、アノード側の排気バルブ４８からの水素混じりの排水、及び、カソード側の水蒸気混じりでさらにＭＥＡを通して漏れてくる水素混じりの排気を集め、適当な水素濃度として外部に排出するためのバッファ容器である。

上記入口側流路、すなわち供給側流路において、加湿器２４と燃料電池スタック２２の間に設けられ接続される供給シャット弁３２は、通常は開状態で、燃料電池システム２０が運転停止したとき等に閉状態とされる開閉弁である。燃料電池システム２０が運転停止したときに供給側流路を閉じて酸化ガスの供給を止めるのは、燃料電池スタック２２に含まれる触媒層等の酸化を抑制する等のためである。

また、上記出口側流路、すなわち排気側流路において、燃料電池スタック２２と加湿器２４との間、具体的には、調圧弁４５と加湿器２４との間に設けられ接続される排気シャット弁３４は、供給シャット弁３２と同様に、通常は開状態で、燃料電池システム２０が運転停止したとき等に閉状態とされる開閉弁である。

また、上記入口側流路、すなわち供給側流路において、加湿器２４を迂回するように、供給シャットバルブ弁３２を経由する流路と並列に加湿器バイパス流路が設けられる。具体的にはインタクーラ（Ｉ／Ｃ）４４の下流側において供給側流路が分岐し、一方は、加湿器２４を経由し、供給シャット弁３２を経て燃料電池スタック２２に達する主供給側流路となり、他方は、加湿器２４を迂回して、供給シャット弁３２の下流側で再び主供給側流路と合流するバイパス流路となる。このバイパス流路中に配置され接続される加湿器バイパスシャット弁３６は、通常は閉状態で、必要なときに開状態とされる開閉弁である。

供給シャット弁３２、排気シャット弁３４、加湿器バイパスシャット弁３６は、前者２つが通常は開状態であり、加湿器バイパスシャット弁３６が通常は閉状態であることが相違するが、ほぼ同じ構造である。これら３つをまとめてシャット弁３０と呼ぶことにすると、シャット弁３０は、圧力室の内圧に応じて作動するピストン等の可動子を有する流体制御バルブである。

例えば、供給側流路に設けられる供給シャット弁の場合、内部でピストン等の可動子が進退する管路を有し、その管路の入口側が、加湿器２４の側の主供給側流路に接続され、その管路の出口側が、燃料電池スタック２２の側の主供給側流路に接続される。そして、通常は可動子がその管路の中から退避しているので、酸化ガスは供給シャット弁３２の内部の管路を自由に流れることができる。そして、圧力室の内圧を変化させて可動子をその管路の中に進入させると、供給シャット弁３２の内部の管路が閉じるので、酸化ガスの流れが遮断される。このようにして、圧力室の内圧を制御して可動子の進退を行わせ、主供給側流路における酸化ガスの流れを必要に応じて遮断、すなわちシャットすることができる。

かかるシャット弁３０の構成の１例として、ダイヤフラム型のシャット弁３０をあげることができる。この場合、ダイヤフラムの変位に管路開閉用の可動子の進退を連動させるものとし、ダイヤフラムの両側に２つの圧力室を設ける。そして、一方側の圧力室の内圧を高圧、他方側の圧力室の内圧を低圧とする第１状態とし、一方側の圧力室の内圧を低圧、他方側の圧力室の内圧を高圧とする第２状態とする。第１状態においてはダイヤフラムが他方側圧力室の方に変位し、第２状態においてはダイヤフラムが一方側圧力室の方に変位する。これにより、可動子を進退させ、管路を開閉することができる。この場合においては、２つの圧力室のそれぞれに、低圧と高圧の２つの圧力状態の作動流体を供給する必要がある。以下では、このダイヤフラム型のシャット弁３０を用いるものとして説明を続ける。

上記のように、各シャット弁３０は、２つの圧力室のそれぞれに作動流体の供給を受ける。そして、供給される作動流体は、高圧と低圧の２つの圧力状態の間で切換えが行われる。この切換えは、一方側の圧力室に供給される作動流体が高圧であれば他方側の圧力室に供給される作動流体は低圧であり、逆に、一方側の圧力室に供給される作動流体が低圧であれば他方側の圧力室に供給される作動流体は高圧であるように行われる。かかる作動流体としては、空気を用いることができる。この場合、ＡＣＰ４２からの圧縮空気を用いて、圧縮空気の加圧された高圧状態と、圧縮空気を大気圧に開放した低圧状態とを２つの圧力状態として用いることができる。なお、大気圧開放を容易にするため、シャット弁３０には、大気圧に開放される孔が設けられ、この孔は、呼吸ポート、または呼吸孔と呼ばれることがある。

図３において、電磁弁収納ボックス５０は、供給シャット弁３２、排気シャット弁３４、加湿器バイパスシャット弁３６に対して、作動流体の供給を制御するための電磁弁７４，７６をひとまとめにして収容するボックスである。図３に示されるように、供給シャット弁３２、排気シャット弁３４、加湿器バイパスシャット弁３６のそれぞれに対し、１つの三方弁である電磁弁７４と、２つの二方向弁である電磁弁７６とが用いられ、合計９つの電磁弁７４，７６が電磁弁収納ボックス５０に収容される。

９つの電磁弁７４，７６は、図３に示されるように、合計７本の流体流路管路８０によって、供給シャット弁３２、排気シャット弁３４、加湿器バイパスシャット弁３６及びＡＣＰ４２に接続される。合計７本の内訳は、供給シャット弁３２、排気シャット弁３４、加湿器バイパスシャット弁３６における２つの圧力室に対応した２本ずつの合計６本と、ＡＣＰ４２の出力側に接続される１本である。別の観点から説明すると、供給シャット弁３２、排気シャット弁３４、加湿器バイパスシャット弁３６ごとに１つずつ三方弁である電磁弁７４が設けられ、各三方弁である電磁弁７４の入力口はＡＣＰ４２の出力側と接続され、各三方弁である電磁弁７４の２つの出力口は、それぞれ対応するシャット弁３０の２つの圧力室にそれぞれ接続される。

図３には、各三方弁である電磁弁７４のそれぞれの出力口に対応する６つの接続ポートと、各三方弁のそれぞれの入力口に対応し、ＡＣＰ４２に接続される１つの接続ポートの合計７つの接続ポートが示されている。この合計７つの接続ポートは、電磁弁収納ボックス５０に設けられ、上記の７本の流体流路管路８０の一方端が接続される接続部である。

三方弁である電磁弁７４は上記のように１つの入力口と２つの出力口を有し、入力口に供給された流体を、２つの出力口のいずれかに振り分けて出力する機能を有する。そして、この出力口及び入力口と、電磁弁収納ボックス５０の対応する接続ポートとの間は、適当な配管で接続される。そして、三方弁である電磁弁７４のそれぞれの出力口と対応する接続ポートとの間の配管には、二方向弁である電磁弁７６の入力口がそれぞれ接続される。二方向弁である各電磁弁７６の出力口は、電磁弁収納ボックス５０の内部空間に向かって開口する。後述するように電磁弁収納ボックス５０の内部空間は大気圧に開放されているので、二方向弁である各電磁弁７６の出力口は大気圧に開放されていることになる。

すなわち、二方向弁である電磁弁７６を作動させることで、作動させた二方向弁である電磁弁７６が接続された配管は大気圧に開放される。上記のように、三方弁である電磁弁７４の２つの出力口に対応してそれぞれ二方向弁である電磁弁７６が接続されているので、二方向弁である電磁弁７６を作動させると、作動させた側の三方弁である電磁弁７４の出力口が大気圧に開放されることになる。三方弁である電磁弁７６は、上記のように、入力口から供給された流体を２つの出力口のいずれかに振り分けて出力する機能を有するので、入力口にＡＣＰからの圧縮空気を供給する場合は、２つの出力口のいずれかに高圧の空気を供給する機能を有する。そして、高圧の空気が供給された側の出力口に対応して接続される二方向弁である電磁弁７６を作動させないときは、対応する接続ポートに高圧空気が供給されるが、二方向弁である電磁弁７６を作動させると、高圧空気は大気圧に開放されるため、対応する接続ポートに低圧空気が供給されることになる。

したがって、以下のような制御を行うことで、シャット弁３０の２つの圧力室の一方側にＡＣＰ４２からの高圧空気、他方側に大気圧開放の低圧空気を供給し、ついで、２つの圧力室の他方側にＡＣＰ４２からの高圧空気、一方側に大気圧開放の低圧空気を供給するように切換制御を行うことができる。

すなわち、三方弁である電磁弁７４の入力口にＡＣＰ４２からの高圧空気を供給し、２つの出力口の一方側に対応して接続されている二方向弁である電磁弁７６を作動させず、２つの出力口の他方側に対応して接続されている二方向弁である電磁弁７６を作動させる。そして三方弁である電磁弁７４の作動を制御して、２つの出力口の一方側にＡＣＰ４２からの高圧空気を振り分ける。これによって、三方弁である電磁弁７４の一方側の出力口に対応する接続ポートには高圧空気が供給され、三方弁である電磁弁７４の他方側の出力口に対応する接続ポートには大気圧開放の低圧空気が供給される。したがって、対応するシャット弁３０において、三方弁である電磁弁７４の一方側の出力口に対応する接続ポートに接続される一方側圧力室には高圧空気が供給され、三方弁である電磁弁７４の他方側の出力口に対応する接続ポートに接続される他方側圧力室には大気圧開放の低圧空気が供給される。

これと逆の場合は次のようになる。すなわち、三方弁である電磁弁７４の入力口にＡＣＰ４２からの高圧空気を供給し、２つの出力口の他方側に対応して接続されている二方向弁である電磁弁７６を作動させず、２つの出力口の一方側に対応して接続されている二方向弁である電磁弁７６を作動させる。そして三方弁である電磁弁７４の作動を制御して、２つの出力口の他方側にＡＣＰ４２からの高圧空気を振り分ける。これによって、三方弁である電磁弁７４の他方側の出力口に対応する接続ポートには高圧空気が供給され、三方弁である電磁弁７４の一方側の出力口に対応する接続ポートには大気圧開放の低圧空気が供給される。したがって、対応するシャット弁３０において、三方弁である電磁弁７４の一方側の出力口に対応する接続ポートに接続される一方側圧力室には大気圧開放の低圧空気が供給され、三方弁である電磁弁７４の他方側の出力口に対応する接続ポートに接続される他方側圧力室には高圧空気が供給される。

次に、図４から図６を用いて、三方弁である電磁弁７４及び二方向弁である電磁弁７６の構成と作動を説明する。図４は、三方弁である電磁弁７４の構成を説明する図であり、図５は三方弁である電磁弁７４の作動を説明する図、図６は二方向弁である電磁弁７６の作動を説明する図である。

図４に示されるように、三方弁である電磁弁７４は、ＩＮとして示される１つの入力口と、ＯＵＴ１、ＯＵＴ２として示される２つの出力口を有する。そして、内部に、ＩＮとＯＵＴ１とＯＵＴ２のいずれにも接続されている圧力室７７が設けられる。この圧力室７７の内部には、駆動コイル７９によって図４の紙面において上下方向に移動可能な開閉子７８が配置される。駆動コイル７９が作動していないとき、開閉子７８は、適当な付勢手段によって図４における紙面の下方向に付勢され、ＯＵＴ１に連通している接続口を塞いでいる。したがって、ＩＮとＯＵＴ２とが連通し、ＩＮから供給された流体は、ＯＵＴ２に出力される。その様子を図５（ａ）に示す。ここで、図４に示す駆動コイル７９が作動すると、開閉子７８は、駆動コイル７９が発生する磁界によって、図４における紙面の上方への駆動力を受け、付勢手段の付勢力に抗して上方に移動し、ＯＵＴ１に連通する接続口から離れ、ＯＵＴ２に連通している接続口を塞ぐ。したがって、ＩＮとＯＵＴ１とが連通し、ＩＮから供給された流体は、ＯＵＴ１に出力される。その様子を図５（ｂ）に示す。

二方向弁である電磁弁７６は、三方弁である電磁弁７４においてＯＵＴ２を省略した構造を有する。つまり、ＩＮとＯＵＴ１のみを有する構造である。その他の構成要素は、三方弁である電磁弁７４と同様である。したがって、駆動コイルが作動していないときは、ＯＵＴ１が塞がれており、ＩＮから供給された流体は遮断されてＯＵＴ１に出力されない。その様子を図６（ａ）に示す。そして駆動コイルが作動すると、ＯＵＴ１が開き、ＩＮから供給された流体はＯＵＴ１に出力される。その様子を図６（ｂ）に示す。

再び図３に戻り、電磁弁収納ボックス５０に設けられる外部接続部６０は、電磁弁収納ボックス５０に収納される９つの電磁弁７４，７６の各駆動コイルに接続される電気信号線が接続される接続端子部である。外部接続部６０は、図示されていない制御部に制御ケーブルで接続され、制御部の制御の下で各電磁弁７４，７６の作動が制御される。

また、図３において、電磁弁収納ボックス５０に設けられる呼吸ポート接続部７０は、供給シャット弁３２、排気シャット弁３４、加湿器バイパスシャット弁３６の各呼吸ポートと接続される接続ポートである。呼吸ポート接続部７０は、電磁弁収納ボックス５０の内部空間に開口される。すなわち、供給シャット弁３２、排気シャット弁３４、加湿器バイパスシャット弁３６の各呼吸ポートは、電磁弁収納ボックス５０の内部空間に接続され、電磁弁収納ボックス５０の内部空間の圧力が供給シャット弁３２、排気シャット弁３４、加湿器バイパスシャット弁３６の各呼吸ポートに供給される。

また、図３において、電磁弁収納ボックス５０に設けられる大気開放ポート７２は、車両の適当な部位に延ばされて開口する大気開放パイプに接続される接続ポートである。大気開放パイプが開口する車両の適当な部位としては、例えばエンジンルーム等とすることができる。大気開放ポート７２は、呼吸ポート接続部７０と同様に、電磁弁収納ボックス５０の内部空間に開口される。したがって、電磁弁収納ボックス５０の内部空間は、大気開放パイプを介して、大気圧とされる。

図７は、電磁弁収納ボックス５０の外観を示す斜視図である。以下では、必要に応じ、図１から図６の符号を用いて説明する。なお、図７には、電磁弁収納ボックス５０を車両に搭載して保持するための保持部材５７，５８が取り付けられている様子が示されている。保持部材５７，５８は、電磁弁収納ボックス５０に固定して取り付けられるアングル状部材で、その端部に車両の床下メンバーとの間の固定取付のため取付穴を有する。この取付穴を用いて、適当な締結部材によって、電磁弁収納ボックス５０を、車両の床下メンバーに固定して取り付けることができる。

電磁弁収納ボックス５０は、その内部に電磁弁を収納する内部空間を有する箱状の部材で、ベース板５４と、シェル５６から構成されるボックス筐体５２と、その周辺の部品とを含んで構成される。

ボックス筐体５２を構成するベース板５４は、適当な厚さと剛性を有する板状の部材で、図３で説明した流体流路管路８０に接続される９つの接続ポートと、図示されていない制御部と接続される外部接続部６０とが設けられる。図７において、９つの接続ポートは、供給シャット弁３２に接続される２つの接続ポート６２、排気シャット弁３４に接続される２つの接続ポート６４、加湿器バイパスシャット弁３６に接続される２つの接続ポート６６、ＡＣＰ４２に接続される接続ポート６８、シャット弁３０の呼吸ポートに接続される呼吸ポート接続部７０、大気開放ポート７２として示されている。

ここで、供給シャット弁３２に接続される２つの接続ポート６２、排気シャット弁３４に接続される２つの接続ポート６４、加湿器バイパスシャット弁３６に接続される２つの接続ポート６６、ＡＣＰ４２に接続される接続ポート６８の７つは、ほぼ一列に配置される。すなわち、電磁弁収納ボックス５０が車両に搭載されたとき、これらの接続ポートは、重力方向についてほぼ同じ高さに配置される。この７つの接続ポートの配置高さに対し、呼吸ポート接続部７０はかなり高い位置に配置され、大気開放ポート７２はやや低い位置に配置される。すなわち、呼吸ポート接続部７０の配置位置と大気開放ポート７２の配置位置との間は、重力方向について、高さにかなり差が設けられ、呼吸ポート接続部７０が高い位置に、大気開放ポート７２が低い位置に配置される。これによって、仮に、大気開放ポート７２から水等が浸入しても、呼吸ポート接続部７０にまで水等が浸入することを防止でき、シャット弁３０を保護することができる。

次に、電磁弁収納ボックス５０の詳細構造と、流体流路管路８０の詳細配置状態について、図８、図９を用いて説明する。なお、以下では、図１から図７の符号を用いて説明する。図８は、車両の前後方向に平行な面に沿って切断した電磁弁収納ボックス５０の断面図および流体流路管路８０の配置状況を示す図である。図９の２つの図のうち、図９（ａ）は、図８に対応する平面図であり、図９（ｂ）は、流体流路管路８０の保持部分についての断面図である。

電磁弁収納ボックス５０は、図２で説明したように、車両の前方側から数えて、燃料電池スタック２２、加湿器２４の後方に配置される。そして、電磁弁収納ボックス５０において、上記のようにベース板５４とシェル５６を含んでボックス筐体５２が構成される。ボックス筐体５２は、図９に示されるように、ベース板５４が車両の前方側に、シェル５６が車両の後方側になるように配置される。そして、ベース板５４の板面が、車両の進行方向に向かってほぼ垂直となるように配置される。これによって、ベース板５４は、シェル５６の内部に配置される電磁弁等に対して、あたかも防護壁のように、保護外殻面として働く。この構成によって、例えば、車両が走行することで前方から受ける雨、雪、泥、石等の外部環境からの障害物から電磁弁を保護することができる。また、車両前方から受ける衝撃等の外力から電磁弁等を保護することができる。このような衝撃保護の観点から、ベース板５４は、シェル５６に比べ、剛性の高い構造とすることが好ましい。

シェル５６は、矩形形状の開口部と、適当な深さを有する深皿状形状の部材で、開口部の周囲にはフランジ部が設けられているものである。このフランジ部は、ベース板５４の裏側面に合わせたときに、すなわち、車両に搭載されたときに車両の後方側となる側面に合わせたときに、あまり隙間が生じないような平面度を有するように形成されることが好ましい。このフランジ部には、シェル５６をベース板５４に取り付けるための複数の取付穴が設けられる。この取付穴を用いて、適当な締結部材によって、シェル５６とベース板５４とが一体化され、内部に電磁弁７４等が配置される収納空間５１を有するボックス筐体５２が形成される。一体化の際に、図９に示されるように、フランジ部とベース板５４の裏側面との間に適当なシール部材を配置することが好ましい。

一体化されたボックス筐体５２は、ベース板５４の表側面、すなわち、車両に搭載されたときに車両の後方側となる側面に設けられる外部接続部６０と、流体流路管路８０に接続される複数の接続ポート６２等を除いて、防水構造を有する密閉された容器となる。これにより、水、泥、雪等の水分を含む外部環境から電磁弁を保護することができる。

また、ボックス筐体５２において、シェル５６の側面は適当な傾斜を有するように形成されることが好ましい。この傾斜は、図８に示されるように、ボックス筐体５２を車両に取り付けたとき、天井側となる上側面につけられ、傾斜の方向は、車両の前方から後方に向かって重力方向に下がるようにつけられる。これによって、ボックス筐体５２の上に飛散等した雨、雪、泥等の水分を含む流動性の異物８は、この斜面に沿って重力によって下方に流れ、あるいは落とされて、ボックス筐体５２に水分を含む流動性の異物８が付着、滞留することを防止できる。この傾斜面の傾斜角度θは、水平面を基準にして、下向きに約５度から約３０度程度とすることが好ましい。

また、ボックス筐体の材料を、電磁シールド性を有するものとすることで、外部からの電磁波が侵入すること、または内部の電磁弁からの電磁波を外部に放出することの少なくとも一方を抑制することができる。

かかるボックス筐体５２としては、適当な金属材料を用い、ベース板５４、シェル５６をそれぞれ成形し、これらを上記のように適当なシール部材と締結部材とを用いて一体化して得ることができる。上記のように、ベース板５４は、シェル５６よりも剛性の高いことが望ましいので、例えば、ベース板５４の材料を十分な板厚を有する金属板とし、シェル５６の材料については成形性を考慮して適当な板厚の金属板とすることができる。

一例を上げると、ベース板５４は、板厚が約３ｍｍから約７ｍｍ程度、幅が約２００ｍｍから約４００ｍｍ程度、高さが約１００ｍｍから約２００ｍｍ程度のアルミニウム平板に適当な加工を施したものを用いることができる。また、シェル５６は、板厚が約１ｍｍから約３ｍｍ程度のアルミニウム板を用い、開口部の大きさがベース板５４の外形形状よりも一回り小さく、深さが約３０ｍｍから約６０ｍｍ程度に成形加工したものを用いることができる。もちろん、アルミニウム以外の金属材料、例えば、鉄板、ステンレス鋼板等を用いることができる。また、材料として、適当な剛性を有するプラスチックを所望の形状に成形し、これに適当な電磁シールド膜をコーティングして用いることもできる。

図８において、電磁弁収納ボックス５０の断面図には、ボックス筐体５２の内部の収納空間５１に三方弁である電磁弁７４が配置される様子が示されている。上記のように、収納空間５１には合計９個の電磁弁が配置されるが、ここでは、代表的に三方弁である電磁弁７４の１つが図示されている。電磁弁７４は、図８において破線で一部が示されているように、適当な支持部材によってベース板５４に取り付け支持される。この電磁弁７４からの電気信号線は、ベース板５４に設けられた適当な配線通し穴を経由して外部接続部６０に導かれる。配線通し穴、外部接続部６０には、適当なシール部材が設けられ、これらから外部の水分等が侵入することが防止される。

また、三方弁である電磁弁７４には上記のように１つの入力口、２つの出力口が設けられ、それぞれベース板５４の接続ポートに接続されるが、図８では、代表的に、入力口から接続ポート６８に接続される部分が示されている。すなわち、ベース板５４には、適当な接続管路部材が板厚方向に貫通して配置され、その接続管路部材の収納空間側端部に三方弁である電磁弁７４の入力口からの適当な流体流路管路、例えばチューブが接続される。そして、その接続管路部材がベース板５４の表側面に突き出した端部が、接続ポート６８として示されている。接続管路部材としては、適当なブッシュ等に金属管を埋め込んだものを用いることができる。接続管路部材とベース板５４との間には適当なシール部材が設けられ、外部の水分等が侵入することが防止される。

ボックス筐体５２のベース板５４の表側面には、上記のように９個の接続ポートが設けられるが、これらの接続ポートにはそれぞれ流体流路管路８０が接続される。図８、図９に示されるように、流体流路管路８０は、加湿器２４の上面部に配置されるパイプ管路８２と、加湿器２４の後部側面に沿って配置される可撓性管路８４とを含んで構成される。パイプ管路８２の一方端は、シャット弁３０に接続され、他方端は可撓性管路８４の一方端に接続される。一方端がパイプ管路８２の他方端に接続される可撓性管路８４の他方端は、ボックス筐体５２のベース板５４に設けられる接続ポート６８等に接続される。パイプ管路８２と可撓性管路８４との間の接続部、可撓性管路８４と接続ポートとの間の接続部は、適当な締結具によって、ガス漏れがないようにしっかりと締結される。

パイプ管路８２は、適当な強度を有し適当に熱伝導性のよい材料から構成されるパイプで、加湿器２４の筐体の上面部に互いに平行に整列配置され、その上から適当な固定具８６，８７を用いて加湿器２４の筐体に対して固定される。かかるパイプ管路８２としては、適当な管径のステンレス鋼製パイプを用いることができる。

固定具８６，８７は、複数のパイプ管路８２を一体的に加湿器２４に固定する機能を有する部材である。固定具８６，８７は、適当な強度を有し適当に熱伝導性のよい材料で構成される板部材で、パイプ管路８２の外周に密着するように成形された部材である。その様子が図９（ｂ）に示される。かかる固定具８６，８７としては、小さい外力で変形可能な金属薄板等を用い、加湿器２４の上面部に整列配置された各パイプ管路８２の上面側を覆って、適当な外力を加えて各パイプ管路８２の外形に沿って形状を整えたものを用いることができる。もちろん、整列配置された複数のパイプ管路８２の位置関係に合わせて予め成形されたものを固定具８６，８７として用いるものとしてもよい。

このように、パイプ管路８２と固定具８６，８７を適当に熱伝導性のよい材料で構成し、これらを加湿器２４の筐体に固定することで、パイプ管路８２の温度状態を加湿器２４とほぼ同じにでき、外気温がシャット弁３０の作動流体に与える影響を抑制することができる。

可撓性管路８４は、適当な柔軟性を有し、パイプ管路８２と接続ポート６８等との間の接続に自由度を持たせる機能を有する管路である。かかる可撓性管路８４としては、ゴムパイプ、ビニールチューブ等のプラスチックパイプを用いることができる。可撓性管路８４は、加湿器２４の後部側面に固定されずに、パイプ管路８２との接続位置と接続ポートとの接続位置との間の長さの制限の中で自由な形状を取るものとできる。もちろん、加湿器２４の後部側面に適当に固定されるものとしてもよい。

ここで、パイプ管路８２の他方端の位置、すなわち可撓性管路８４との接続位置は、各パイプ管路８２の間で互いに相違するように設定される。図９（ａ）には、各パイプ管路８２の他方端の位置の配置状態９０が太い破線で示される。すなわち、各パイプ管路８２は、加湿器２４の筐体に固定された位置から、可撓性管路８４への接続部までの長さが相互間で異なるように設定される。このように、各パイプ管路８２の他方端の位置が互いに相違するように配置されることで、各パイプ管路８２の相互の区別が容易になり、接続ポートへの誤接続を防止できる。

上記では、例えば、図８に示したように、電磁弁収納ボックス５０はシェル５６とベース板５４とを組み合わせてボックス筐体５２を形成するものとして説明した。そして、シェル５６とベース板５４とで形成される収納空間５１に電磁弁７４，７６を収納している。シェル５６は、深皿状形状の部材であるが、筐体壁面は単純な平板状となっているため、例えば深絞り加工によって成形する際に、外形がゆがむことが生じえる。また、電磁弁７４，７６は作動時に振動音または作動音を生じ、これがシェル５６の深皿状の表面で増幅され、大きな放射音となることがある。

そこで、シェルの成形性を向上させ、また、電磁弁の作動音が収納空間内に放射して反響し大きな音となることを抑制するために、シェルの形状を工夫した例を示す。以下では、図１から図９と同様の要素には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。また、以下では、図１から図９の符号を用いて説明する。図１０は、ビード部１０４を設けたシェル５５を有するボックス筐体１０２を用いた電磁弁収納ボックス１００を示す図である。

ここで、ビード部１０４とは、シェル５５を構成する板材について、筐体外部に向かって凹形状で筐体内部に向かって凸形状を有する溝である。ビード部１０４は、シェル５５の長手方向に垂直な方向に沿って設けられる。図１０においては、シェル５５の上面に４本のビード部が設けられている様子が示されている。図１１は、シェル５５の長手方向に沿った断面図である。このように、ビード部１０４は、板材を深絞りする際に、筐体内側に凸部が来るように溝を形成したものである。

上記のように、ビード部１０４を、シェル５５の上面で、シェル５５の長手方向に垂直な方向に設けることで、ビード部１０４を設けない場合にくらべ、深絞りの際のゆがみを抑制して成形性を向上させることができる。また、シェル５５の長手方向に垂直な方向の衝撃等に対する剛性を向上させることができる。また、この剛性の向上によって、電磁弁７４，７６の作動音によってシェル５５が振動することを抑制できる。それと共に、ビード部１０４は、筐体内部に向かって凸部であるので、壁面に一種の凹凸を形成したことになり、吸音性を向上させることができる。これにより、筐体内部の収納空間に配置される電磁弁７４，７６が発する振動音、作動音の反響を抑制し、騒音を小さくすることができる。また、図８に関連して説明したように、シェル５５の上面に傾斜をつけて流動性の異物８を流し、あるいは落とすようにするときには、このビード部１０４の溝も有効に貢献する。

勿論、ビード部１０４を、シェル５５の上面に設けるものとする以外に、必要に応じ、これを底面、あるいは側面に設けるものとしてもよい。また、ビード部１０４の延びる方向をシェル５５の長手方向に垂直方向とする代わりに、他の方向に延びるものとしてもよい。例えば、シェル５５の長手方向に延びるものとすることで、その方向への剛性を向上させるものとできる。

上記では、電磁弁収納ボックス内に複数の電磁弁を配置し、外部のシャット弁と接続ポートで接続するものとした。ここで、電磁弁等に異物が混入することを抑制し、また電磁弁の作動音が外部に伝播することを抑制するために、フィルタを設けることができる。以下では、図１から図９と同様の要素には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。また、以下では図１から図９の符号を用いて説明する。

図１２は、電磁弁収納ボックス５０の内部配置を示す図である。ここで、各接続ポート６２，６４，６６，６８と、各電磁弁７４，７６との間を接続する流路に、フィルタ１１０が配置される。具体的には、電磁弁収納ボックス５０に各接続ポート６２，６４，６６，６８が取り付けられるところにそれぞれフィルタ１１０が設けられる。好ましくは、フィルタ１１０を挟んで各接続ポート６２，６４，６６，６８が電磁弁収納ボックス５０に取り付けられるようにすることがよい。このようにすることで、電磁弁７４，７６の作動音が流路を構成する管路を伝わって電磁弁収納ボックス５０を振動させることを効果的に抑制することができる。

かかるフィルタ１１０としては、振動吸収性の観点から、金属等のメッシュタイプのフィルタよりも、例えば、不織布で構成される柔軟性に富むフィルタが好ましい。勿論、フィルタ１１０は、電磁弁７４，７６に異物が混入することも抑制する。

本発明に係る実施の形態の電磁弁収納ボックスが車両に搭載される様子を示す図である。 本発明に係る実施の形態において、電磁弁収納ボックスに関連する要素等の配置関係を示す図である。 本発明に係る実施の形態において、電磁弁収納ボックスが用いられる燃料電池システムの流体流路系を説明する図である。 本発明に係る実施の形態において、三方弁である電磁弁の構成を説明する図である。 本発明に係る実施の形態において、三方弁である電磁弁の作動を説明する図である。 本発明に係る実施の形態において、二方向弁である電磁弁の作動を説明する図である。 本発明に係る実施の形態において、電磁弁収納ボックスの外観を示す斜視図である。 本発明に係る実施の形態において、電磁弁収納ボックスの断面図および流体流路管路の配置状況を示す図である。 本発明に係る実施の形態において、電磁弁収納ボックスおよび流体流路管路の平面配置状況と、流体流路管路の保持部分の断面を示す図である。 本発明に係る実施の形態において、ビード部を設けた電磁弁収納ボックスの様子を示す図である。 図１０の断面図である。 本発明に係る実施の形態において、フィルタを設けたときの電磁弁収納ボックスの内部配置を示す図である。

符号の説明

８ 異物、１０ 車両、１２，１４，１６ 床下メンバー、２０ 燃料電池システム、２２ 燃料電池スタック、２４ 加湿器、２６ 燃料ガスタンク、２８ 希釈器、２９ マフラー、３０ シャット弁、３２ 供給シャット弁、３４ 排気シャット弁、３６ 加湿器バイパスシャット弁、４０ 酸化ガス源、４２ ＡＣＰ、４４ インタクーラ、４５ 調圧弁、４６ レギュレータ、４７ 分流器、４８ 排気バルブ、４９ 循環昇圧器、５０，１００ 電磁弁収納ボックス、５１ 収納空間、５２，１０２ ボックス筐体、５４ ベース板、５５，５６ シェル、５７，５８ 保持部材、６０ 外部接続部、６２，６４，６６，６８ 接続ポート、７０ 呼吸ポート接続部、７２ 大気開放ポート、７４，７６ 電磁弁、７７ 圧力室、７８ 開閉子、７９ 駆動コイル、８０ 流体流路管路、８２ パイプ管路、８４ 可撓性管路、８６，８７ 固定具、９０ パイプ管路他方端の位置の配置状態、１０４ ビード部、１１０ フィルタ。

Claims (15)

1. 燃料電池スタックまたは燃料電池用周辺機器である燃料電池用補機に用いられる複数の電磁弁と、
   複数の電磁弁を収容し、複数の接続ポートを有するボックス筐体と、
   を含む燃料電池システム用電磁弁収納ボックスであって、
   複数の接続ポートのそれぞれは、ボックス筐体の内側において各電磁弁のそれぞれの流体の入力口または出力口に接続され、ボックス筐体の外側において、一方端が燃料電池スタック側または燃料電池用補機側に接続される流体流路管路の他方端が接続され、
   燃料電池システムは車両に搭載され、車両前方側から後方側に向かって燃料電池スタック、燃料電池システム用電磁弁収納ボックスの順に配置されることを特徴とする燃料電池システム用電磁弁収納ボックス。
2. 請求項１に記載の燃料電池システム用電磁弁収納ボックスにおいて、
   ボックス筐体は、外部からの水分の浸入を防止する防水構造を有することを特徴とする燃料電池システム用電磁弁収納ボックス。
3. 請求項１に記載の燃料電池システム用電磁弁収納ボックスにおいて、
   ボックス筐体は、外部からの電磁波が侵入すること、または内部からの電磁波を外部に放出することの少なくとも一方を抑制する電磁シールド構造を有することを特徴とする燃料電池システム用電磁弁収納ボックス。
4. 請求項１に記載の燃料電池システム用電磁弁収納ボックスにおいて、
   電磁弁は、燃料電池スタックまたは燃料電池用補機に用いられる流体制御バルブであって圧力室と圧力室の内圧に応じて作動する可動子とを有する流体制御バルブに、作動流体を供給するための電磁弁であることを特徴とする燃料電池システム用電磁弁収納ボックス。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１に記載の燃料電池システム用電磁弁収納ボックスにおいて、
   ボックス筐体は、車両に取り付けられて保持されることを特徴とする燃料電池システム用電磁弁収納ボックス。
6. 請求項５に記載の燃料電池システム用電磁弁収納ボックスにおいて、
   ボックス筐体は、車両の床下に取り付けられて保持されることを特徴とする燃料電池システム用電磁弁収納ボックス。
7. 請求項５に記載の燃料電池システム用電磁弁収納ボックスにおいて、
   ボックス筐体は、他の外殻面よりも剛性の高い保護外殻面を有し、車両に搭載されるとき、保護外殻面が車両の前方を向くように取り付けられることを特徴とする燃料電池システム用電磁弁収納ボックス。
8. 請求項５に記載の燃料電池システム用電磁弁収納ボックスにおいて、
   ボックス筐体は、車両に取り付けたとき、車両の前方から後方に向かって重力方向に下がるように傾斜する傾斜外表面を有することを特徴とする燃料電池システム用電磁弁収納ボックス。
9. 請求項５に記載の燃料電池システム用電磁弁収納ボックスにおいて、
   ボックス筐体は、車両に搭載されるとき、燃料電池スタックよりも車両の後方側、あるいは燃料電池用補機としての加湿器よりも後方側に配置されることを特徴とする燃料電池システム用電磁弁収納ボックス。
10. 請求項９に記載の燃料電池システム用電磁弁収納ボックスにおいて、
    車両前方側から後方側に向かって燃料電池スタック、加湿器、燃料電池システム用電磁弁収納ボックスの順に配置され、
    ボックス筐体の接続ポートに接続される複数の流体流路管路は、加湿器の筐体に沿って整列配置されることを特徴とする燃料電池システム用電磁弁収納ボックス。
11. 請求項１０に記載の燃料電池システム用電磁弁収納ボックスにおいて、
    複数の流体流路管路は、それぞれ金属パイプから構成され加湿器筐体に固定される複数のパイプ管路と、各パイプ管路とボックス筐体の対応する各接続ポートとの間を接続する複数の可撓性管路とを含んで構成され、
    各パイプ管路は、加湿器筐体に固定された位置から、可撓性管路への接続端部までの長さが相互間で異なることを特徴とする燃料電池システム用電磁弁収納ボックス。
12. 請求項５に記載の燃料電池システム用電磁弁収納ボックスにおいて、
    電磁弁は、燃料電池スタックまたは燃料電池用補機に用いられる流体制御バルブであって圧力室と圧力室の内圧に応じて作動する可動子とを有する流体制御バルブに流体流路管路によってボックス筐体の接続ポートを介して接続され、
    流体制御バルブは、圧力室の大気開放を容易にするために大気圧に開放される呼吸ポートをさらに有し、
    ボックス筐体は、流体制御バルブの呼吸ポートを筐体内部空間に開放して接続する呼吸ポート接続部と、筐体内部空間を大気に開放する大気開放ポートとを有し、車両に搭載されるとき、呼吸ポート接続部の位置が大気開放ポートよりも重力方向に対し上方側に配置されるように取り付けられることを特徴とする燃料電池システム用電磁弁収納ボックス。
13. 請求項１に記載の燃料電池システム用電磁弁収納ボックスにおいて、
    ボックス筐体は、筐体外部に向かって凹形状で筐体内部に向かって凸形状を有するビード部を含むことを特徴とする燃料電池システム用電磁弁収納ボックス。
14. 請求項１に記載の燃料電池システム用電磁弁収納ボックスにおいて、
    ボックス筐体の内部において、各接続ポートと、各電磁弁との間を接続する流路にフィルタが設けられることを特徴とする燃料電池システム用電磁弁収納ボックス。
15. 請求項１４に記載の燃料電池システム用電磁弁収納ボックスにおいて、
    フィルタは不織布で構成されることを特徴とする燃料電池システム用電磁弁収納ボックス。

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