燃料电池系统用电磁阀收纳箱 【技术领域】
本发明与燃料电池系统用电磁阀收纳箱相关，涉及到一种收纳用于燃料电池系统中的电磁阀的燃料电池系统用电磁阀收纳箱。
背景技术
为了减少对环境的影响，在车辆搭载了燃料电池。燃料电池例如向燃料电池组的阳极侧供给氢等燃料气体，向阴极侧供给含有氧的氧化气体，例如供给空气，并由通过电解质膜进行的电池化学反应取得需要的电力。此外，通过该电池化学反应，燃料电池发热。因此，在燃料电池中采用了用于供给燃料气体、氧化气体的压缩机或泵，冷却水用的泵等作为外围设备。所述外围设备称作燃料电池量的辅机。因此，燃料电池系统的运转通过在燃料电池组和辅机中对燃料气体、氧化气体、冷却水等流体的压力和流量等进行调整来控制。并且，为了对所述流体的压力、流量进行控制，使用了流体控制阀和电磁控制阀等。
流体控制阀是为了调整对象流体的流量等而通过其他流体的压力进行控制的阀。代表性的流体控制阀为：通过调整压力室的内压来控制对象流体的流路的开闭的所谓关闭阀。例如，用于开闭氧化气体的流路的关闭阀根据压力室的内压使气缸移动，从而开闭氧化气体的流路。例如，向压力室供给加压空气而使气缸向一侧方向移动，或者使压力室向大气开放而使气缸向另一侧方向移动，由此能够开闭氧化气体的流路。是向压力室供给加压空气还是供给大气开放压力的控制能够通过电磁控制阀进行。
这样，燃料电池系统中除了燃料电池组之外还使用了其他多种辅机等要素，因此优选对所述部件的有效配置下工夫。此外，燃料电池系统在车辆中的搭载位置多为车辆前方部、或者后方部、或者底板下部等，然而所述位置均容易受到外部影响，例如受到石块、泥、水、雪等的影响，此外，也容易在车辆运行中受到冲击。因此，优选对燃料电池组以及辅机等要素的保护进行改进以不受所述外部环境的影响。
例如，在专利文献1中，公开有如下燃料电池搭载型电动汽车，在车辆的前方配置散热器和空气压缩机，在后方配置高压燃料罐，在大致中央部的前底板下安装FC系统箱作为密闭容器。该FC系统箱从车辆的前方侧朝向后方侧依次配置有：将燃料电池输出设定单元、恒温器和水泵沿左右方向排列的第一组；将燃料电池、燃料供给控制单元、氢泵和加湿单元沿左右方向配置的第二组；及排气单元。由此防止了从外部对车辆施加过大的冲击而使燃料电池等破损，能够保护燃料电池等不受水、泥、碎屑等的影响。
在专利文献2中，公开有如下的燃料电池系统箱，其设于车辆的中央部底板下，冷却系统单元、FC组以及控制系统单元、加湿系统单元分别以单独的单元的形式安装在驾驶室座上，并以顶盖将整体密闭起来。另外，在前面板上设有空气供给孔，在后方设有氢排出孔。由此，保护燃料电池系统不受水、泥、碎屑等的影响，使乘员等不会触到高电压部件，能够防止氢气进入到车厢内。
另外，作为关联技术，在专利文献3中，公开了如下的电池盒的壳体结构，其沿车辆的前后方向在壳体上配置有相对于车辆的冲击提高了刚性的多个筋条部。该方向为与收纳在电池盒内的电池模块的层积方向垂直的方向，并且该方向与电池盒内的冷却风的流向相同，不会对冷却风的压力损失产生影响。另外，筋条部是朝向电池盒的内侧突出设置的槽。
此外，作为关联技术，在专利文献4中公开了如下内容，在防止燃料罐中产生的燃料蒸气侵入到泵中的单向阀中，为了降低其噪音和振动，在单向阀的阀体和壳体主体之间设有由无纺布构成的过滤器。
专利文献1：日本特开2004-168101号公报
专利文献2：日本特开2003-151605号公报
专利文献3：日本特开2005-302590号公报
专利文献4：日本特开2005-69103号公报
在专利文献1、2中，设有燃料电池系统箱，并在其中收纳燃料电池组和各种辅机。相反地，由于将燃料电池系统收纳在一个箱体中，因此箱体整体的大小变大，从而不能够充分利用车辆中的可搭载空间。另一方面，在将燃料电池系统的构成要素分散地搭载到车辆地方法中，需要保护单独的要素不受外部环境的影响。例如，为了单独保护电磁阀等容易受到外部环境影响的控制设备使其不受水、泥等的影响，并保护其不受冲击的影响，需要单独进行防水、特别的耐冲击支撑等，从而导致成本增加等。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种保护多个电磁阀不受外部环境影响的燃料电池系统用电磁阀收纳箱。
本发明所述的燃料电池系统用电磁阀收纳箱的特征在于，包括：多个电磁阀，用于燃料电池组或燃料电池用辅机中；和箱壳体，在内部收容多个电磁阀，并且具有与燃料电池组侧或燃料电池用辅机侧连接的连接部。
此外，优选的是，箱体具有防止水分从外部侵入的防水结构。此外，优选的是，箱体具有抑制电磁波从外部侵入、或者电磁波从内部放出到外部这两种情况中的至少一种的电磁屏蔽结构。
此外，优选的是，在本发明所述的燃料电池系统用电磁阀收纳箱中，电磁阀是用于向流体控制阀供给动作流体的电磁阀，所述流体控制阀用于燃料电池组或燃料电池用辅机中，与压力室的内压对应地动作。
此外，优选的是，在本发明所述的燃料电池系统用电磁阀收纳箱中，燃料电池系统搭载于车辆，箱壳体被安装保持于车辆。
此外，优选的是，在本发明所述的燃料电池系统用电磁阀收纳箱中，箱壳体被安装保持在车辆的底板下。
此外，优选的是，箱壳体具有比其他外壳面刚性高的保护外壳面，在搭载于车辆时，以保护外壳面朝向车辆前方的方式进行安装。
此外，优选的是，箱壳体具有安装于车辆时从车辆的前方朝向后方沿重力方向下降地倾斜的倾斜外表面。
此外，优选的是，箱壳体在搭载于车辆时，配置成比燃料电池组靠车辆的后方侧，或配置成比作为燃料电池用辅机的加湿器组靠后方侧。
此外，优选的是，在本发明所述的燃料电池系统用电磁阀收纳箱中，电磁阀与燃料电池组侧或燃料电池用辅机侧通过流体流路管路连接于连接部，在从车辆前方侧向后方侧依次配置有燃料电池组、加湿器、燃料电池系统用电磁阀收纳箱的情况下，与箱壳体的连接部连接的多个流体流路管路沿加湿器的壳体排列配置。
此外，优选的是，在本发明所述的燃料电池系统用电磁阀收纳箱中，多个流体流路管路构成为包括：多个管道管路，分别由金属管构成，固定在加湿器箱壳体上；和多个挠性管路，连接各管道管路和箱壳体的对应的各连接部之间，各管道管路的从固定在加湿器壳体上的位置开始到与挠性管路的连接端部为止的长度相互间不同。
此外，优选的是，在本发明所述的燃料电池系统用电磁阀收纳箱中，电磁阀与流体控制阀通过流体流路管路连接于连接部，所述流体控制阀用于燃料电池组或燃料电池用辅机中，与压力室的内压对应地动作，流体控制阀具有呼吸口、与对应的电磁阀连接的输入口及输出口，箱壳体具有使流体控制阀的呼吸口向壳体内部空间开放而连接该呼吸口的呼吸口连接部、和使壳体内部空间向大气开放的大气开放口，在搭载于车辆时，安装成使呼吸口连接部的位置相比大气开放口被配置在重力方向上的上方侧。
此外，优选的是，在本发明所述的燃料电池系统用电磁阀收纳箱中，箱壳体具有朝向壳体外部呈凹形状且朝向壳体内部呈凸形状的筋条部。
此外，优选的是，在本发明所述的燃料电池系统用电磁阀收纳箱中，在箱壳体的内部，在各连接部和与所述各连接部对应的各电磁阀之间设有过滤器。
此外，优选的是，在本发明所述的燃料电池系统用电磁阀收纳箱中，过滤器由无纺布构成。
根据上述结构，燃料电池系统用电磁阀收纳箱将用于燃料电池组或者燃料电池用辅机中的多个电磁阀收纳在内部，并且具有与燃料电池组侧或者燃料电池用辅机的连接部。由此，将多个电磁阀统一到一起，从而能够保护它们不受外部环境的影响。
此外，由于箱壳体具有防水结构，因此能够保护电磁阀不受水、泥、雪等的影响。此外，由于箱壳体具有电磁屏蔽结构，因此能够抑制对外部的控制设备等的影响，此外还能够防止因来自外部的电磁噪声引起电磁阀的误动作。
此外，电磁阀用于向根据压力室的内压动作的流体控制阀供给动作流体。因此，在使用所谓的关闭阀的燃料电池系统中，将关闭阀的控制用电磁阀统一到一起，从而保护它们不受外部环境的影响。
此外，燃料电池系统用电磁阀收纳箱用于搭载于车辆的燃料电池系统中，并且箱壳体被安装保持于车辆，因此能够保护电磁阀不受到车辆运行中的水、泥、雪等外部环境的影响。
此外，箱壳体具有刚性较高的保护外壳面，并且保护外壳面安装成朝向车辆前方，因此能够有效地保护电磁阀不受车辆运行中的冲击的影响。
此外，箱壳体具有安装于车辆时从车辆的前方朝向后方沿重力方向下降地倾斜的倾斜外表面，因此例如即使在车辆运行中有水、泥、雪等落到箱壳体上，也能够沿斜面流动而落下。
此外，箱壳体在搭载于车辆时，配置成比燃料电池组靠车辆的后方侧，或配置成比作为燃料电池用辅机的加湿器组靠后方侧。因此能够有效地保护电磁阀不受车辆运行中的冲击的影响。
此外，电磁阀与燃料电池组侧等通过流体流路管路连接于连接部，在从车辆前方侧向后方侧依次配置有燃料电池组、加湿器、电磁阀收纳箱的情况下，多个流体流路管路沿加湿器的壳体排列配置。因此，多个流体流路管路的配置整齐，能够容易地进行维护等。
此外，构成多个流体流路管路的各管道管路的从固定在加湿器壳体上的位置开始到与挠性管路的连接端部为止的长度相互间不同，因此能够防止在将多个流体流路管路与壳体箱的连接部连接时错误地配管。
此外，在箱壳体中，安装成使与流体控制阀连接的呼吸口连接部的位置相比大气开放口被配置在重力方向上的上方侧，因此假设即使水等从大气开放口侵入，也能够防止水等通过呼吸口侵入到流体控制阀。
此外，箱壳体具有朝向壳体外部呈凹形状且朝向壳体内部呈凸形状的筋条部，因此能够提高箱壳体的刚性。此外，能够降低箱壳体内的电磁阀等的振动声音、动作声音。
此外，在箱壳体内部，在各连接部和与所述各连接部对应的各电磁阀之间设有过滤器，因此能够防止杂物等混入到电磁阀中。
此外，过滤器由无纺布构成，因此能够进行杂物等的除去，并抑制电磁阀的振动的传播，能够降低动作声音。
【附图说明】
图1是示出搭载于车辆的本发明所述的实施方式的电磁阀收纳箱。
图2是示出在本发明所述的实施方式中与电磁阀收纳箱相关联的要素等的配置关系的图。
图3是说明在本发明所述的实施方式中使用电磁阀收纳箱的燃料电池系统的流体流路系统的图。
图4是说明在本发明所述的实施方式中作为三通阀的电磁阀的结构的图。
图5(A)是说明在本发明所述的实施方式中作为三通阀的电磁阀未动作的状态的图。
图5(B)是说明在本发明所述的实施方式中作为三通阀的电磁阀的动作状态的图。
图6(A)是说明在本发明所述的实施方式中作为双向阀的电磁阀未动作的状态的图。
图6(B)是说明在本发明所述的实施方式中作为双向阀的电磁阀的动作状态的图。
图7是示出在本发明所述的实施方式中电磁阀收纳箱的外观的立体图。
图8是示出在本发明所述的实施方式中电磁阀收纳箱的剖面图和流体流路管路的配置状况的图。
图9是示出在本发明所述的实施方式中电磁阀收纳箱及流体流路管路的平面配置状况、和流体流路管路的保持部分的剖面的图。
图10是示出在本发明所述的实施方式中设有筋条部的电磁阀收纳箱的形态的图。
图11是图10的剖视图。
图12是示出在本发明所述的实施方式中设有过滤器时的电磁阀收纳箱的内部配置的图。
标号说明：
8：异物
10：车辆
12、14、16：底板下部件
20：燃料电池系统
22：燃料电池组
24：加湿器
26：燃料气体罐
28：稀释器
29：消声器
30：关闭阀
32：供给关闭阀
34：排气关闭阀
36：加湿器旁通关闭阀
40：氧化气体源
42：ACP
44：中间冷却器
45：调压阀
46：调节器
47：分流器
48：排气阀
49：循环升压器
50、100：电磁阀收纳箱
51：收纳空间
52、102：箱壳体
54：基板
55、56：外壳
57、58：保持部件
60：外部连接部
62、64、66、68：连接口
70：呼吸口连接部
72：大气开放口
74、76：电磁阀
77：压力室
78：开关件
79：驱动线圈
80：流体流路管路
82：管道管路
84：挠性管路
86、87：固定件
90：管道管路另一端的位置的配置状态
104：筋条部
110：过滤器。
【具体实施方式】
以下参照附图对本发明所述的实施方式进行详细说明。在下面，以燃料电池系统用电磁阀收纳箱搭载于混合动力车辆进行说明，然而也可以搭载于混合动力车辆以外的车辆，例如没有搭载发动机的电动汽车。此外，燃料电池系统除了搭载于车辆以外，例如也可以是定置型的燃料电池系统。此外，在将燃料电池系统用电磁阀收纳箱搭载于车辆的情况下，以配置于驾驶室的底板下进行说明，然而这仅是一个示例，也可以将燃料电池系统用电磁阀收纳箱配置于车辆的其他部位。此外，在下面，对在燃料电池系统用电磁阀收纳箱中收纳有三个系统的电磁阀，每个系统包括三个电磁阀，收纳共计是九个电磁阀的情况进行了说明，然而个数仅是示例，也可以是除此以外的个数。此外，以收纳于燃料电池系统用电磁阀收纳箱中的各电磁阀与用于燃料电池系统中的关闭阀连接进行说明，然而连接的对象也可以是关闭阀用以外的部件，例如可以将燃料电池组用电磁阀或者燃料电池用辅机用电磁阀统一收纳到燃料电池系统用电磁阀收纳箱中。
图1是示出搭载于车辆10上的燃料电池系统20的形态的图，图示出了燃料电池系统用电磁阀收纳箱50作为构成燃料电池系统20的一部分的部件。另外，在以后，将燃料电池系统用电磁阀收纳箱50仅作为电磁阀收纳箱50表示。如图1所示，燃料电池系统20配置于车辆10的下部，即驾驶室的底板下。因此，电磁阀收纳箱50在车辆10的下部处于容易受到来自道路溅起的水、雪、泥等的影响的环境中。
图2是示出燃料电池系统20的结构的图，是特别示出与电磁阀收纳箱50相关联的要素等的配置关系的图。其中，在构成燃料电池系统20的要素中，图示有燃料电池组22、加湿器24、稀释器28、消声器29、关闭阀30、电磁阀收纳箱50。其中，作为关闭阀30示出有供给关闭阀32、排气关闭阀34、加湿器旁通关闭阀36这三个。另外，在以后，在示出三个关闭阀的整体或者一般地示出关闭阀时称作关闭阀30，在示出单独的关闭阀时明确标示出供给关闭阀32、排气关闭阀34、加湿器旁通关闭阀36。
在所述各要素之间，配设有供于燃料气体、氧化气体、使用后气体、关闭阀30的动作流体等的各种流体流路管路，然而在图2中，为了明确区分各要素，将除关闭阀用流体流路管路80以外的配管连接断开表示。另外，在图2中，示出了车辆的底板下部件12、14、16。燃料电池系统20的各要素安装在该底板下部件12、14、16等上，从而搭载在车辆上。
在图2中，以箭头示出了车辆的前方方向和右侧方向。即，从车辆的前方侧朝向后方侧依次配置有燃料电池组22、关闭阀30、加湿器24和电磁阀收纳箱50。此外，关闭阀30、加湿器24和电磁阀收纳箱50朝向车辆的前方配置于左侧。此外，关闭阀用流体流路管路80与车辆的前后方向大致平行地沿加湿器24的上侧面排列配置。
图3是说明燃料电池系统20的流体流路系统的图。燃料电池系统20构成为包括：层积多个燃料电池单元而被称作燃料电池组22的燃料电池主体；配置于燃料电池组22的阳极侧的燃料气体供给用的各要素；和配置于阴极侧的氧化气体供给用的各要素。
燃料电池组22由多个单电池组合层积构成，在所述单电池中，在电解质膜的两侧配置有催化剂电极层的MEA(Membrane ElectrodeAssembly：膜电极组件)的两外侧配置隔板并进行夹持。燃料电池组22具有如下功能：向阳极侧供给氢等燃料气体，向阴极侧供给包含氧的氧化气体，例如供给空气，利用通过电解质膜进行的电池化学反应来进行发电，从而取得需要的电力。
阳极侧的燃料气体罐26为氢气源，是供给作为燃料气体的氢的罐。连接在作为氢气源的燃料气体罐26上的调节器46具有将从作为氢气源的燃料气体罐26中流出的气体调整为适当的压力和流量的功能。设于调节器46的输出口的压力计是检测氢供给压力的测量器。调节器46的输出口与燃料电池组22的阳极侧入口连接，将被调整为适当的压力和流量的燃料气体供给到燃料电池组22。
与燃料电池组22的阳极侧出口连接的分流器47在从阳极侧出口流出的排出气体中的杂质气体浓度升高时，使排出气体通过排气阀48流到稀释器28中。此外，进一步在分流器47后、分流器47与阳极侧入口之间设置的循环升压器49是氢泵，该氢泵具有使从阳极侧出口流回的气体的氢分压力提高而再次返回到阳极侧入口进行再利用的功能。
阴极侧的氧化气体源40实际上能够使用大气。作为氧化气体源40的大气通过过滤器后被供给到空气压缩机(ACP)42。ACP42是通过电机压缩氧化气体的容积而使其压力升高的气体升压机。此外，ACP42的旋转速度(每分钟转速)是可变的，具有提供规定量的氧化气体的功能。即，在氧化气体的需要流量较大时，提高电机的旋转速度，相反在氧化气体的需要流量较小时，降低电机的旋转速度。
设于ACP42下游侧的中间冷却器是在用于冷却燃料电池组22的冷却剂和氧化气体之间的热交换器。即具有如下功能：在燃料电池组22起动时等、冷却用冷却剂的温度为低温时等，由此以热的氧化气体加热冷却用冷却剂，另一方面，在燃料电池组22为稳定运转、冷却用冷却剂温度变高时等，由此以低温氧化气体对冷却用冷却剂进行冷却。
加湿器24具有适度地对氧化气体加湿，使燃料电池组22中的燃料电池反应高效地进行的功能，因此也被称作加湿器模块。通过加湿器24适度地加湿的氧化气体被供给到燃料电池组22的阴极侧入口，并从阴极侧出口排出。此时，在排气的同时将作为反应生成物的水也排出。燃料电池组22由于反应而变为高温，因此排出的水是水蒸气，该水蒸气返回到加湿器24中，对氧化气体进行适度地加湿。这样，加湿器24具有向氧化气体中适当地给予水蒸气的水分的功能，能够使用采用了所谓中空纤维的气体交换器。
其中，可以将连接上述氧化气体源40和燃料电池组22的阴极侧入口的流路称作入口侧流路或者供给侧流路。与此相对地，可以将从燃料电池组22的阴极侧出口连接到排气侧的流路称作出口侧流路或者排气侧流路。因此，作为氧化气体的路径的氧化气体路径从氧化气体源40开始经由加湿器24从入口侧流路进入燃料电池组22的内部，然后从出口侧流路经由加湿器24延伸到外部空气中。
在入口侧流路中设于加湿器24近前的压力计是检测供给气体压力的测量器，在出口侧流路中设于燃料电池组22的出口后方的压力计是检测使用后气体的压力，即排出气体压力的测量器。此外，设于排出气体压力检测用压力计后的调压阀45也被称作背压阀，是具有调整阴极侧出口的气体压力并调整流到燃料电池组22中的氧化气体的流量的功能的阀，能够使用阀，所述阀例如像蝶形阀那样可调整流路的实效开口。调压阀45的输出口与上述的加湿器24连接，因此在从调压阀45中流出的气体向加湿器24供给水蒸气后，再次返回，进入到稀释器28中，然后排出到外部。
稀释器28是用于收集来自阳极侧的排气阀48的混有氢气的排水以及混有阴极侧的水蒸气进而混有通过MEA漏出的氢的排气，并以适当的氢浓度排出到外部的缓冲容器。
在上述入口侧流路，即供给侧流路中，设于加湿器24和燃料电池组22之间进行连接的供给关闭阀32是通常为打开状态、在燃料电池系统20停止运转时等为关闭状态的开闭阀。在燃料电池系统20停止运转时关闭供给侧流路并停止氧化气体的供给，这是为了抑制包含在燃料电池组22中的催化剂层等的氧化等。
此外，在上述出口侧流路，即排气侧流路中，设于燃料电池组22和加湿器24之间，具体来说是设于调压阀45和加湿器24之间并进行连接的排气关闭阀34与供给关闭阀32相同地，是通常为打开状态，在燃料电池系统20停止运转时等为关闭状态的开闭阀。
此外，在上述入口侧流路即供给侧流路中，以绕过加湿器24的方式，与经由供给关闭阀32的流路并列地设有加湿器旁通流路。具体来说，供给侧流路在中间冷却器(I/C)44的下游侧分歧，一方形成为经由加湿器24并经过供给关闭阀32到达燃料电池组22的主供给侧流路，另一方形成为绕过加湿器24并在供给关闭阀32的下游侧再次与主供给侧流路合流的旁通流路。配置于该旁通流路中并进行连接的加湿器旁通关闭阀36是通常为关闭状态，在需要时形成为打开状态的开闭阀。
供给关闭阀32、排气关闭阀34和加湿器旁通关闭阀36不同点在于前两者通常为打开状态，加湿器旁通关闭阀36通常为关闭状态，是大致相同的结构。将所述三个部件统称为关闭阀30的话，关闭阀30是具有根据压力室的内压而动作的活塞等可动元件的流体控制阀。
例如，在设于供给侧流路上的供给关闭阀的情况下，具有在内部供活塞等可动元件进退的管路，该管路的入口侧与加湿器24侧的主供给侧流路连接，该管路的出口侧与燃料电池组22侧的主供给侧流路连接。并且，通常可动元件从该管路中退开，因此氧化气体能够自由地在供给关闭阀32的内部的管路中流动。并且，使压力室的内压变化而使可动元件进入到该管路中后，供给关闭阀32的内部的管路关闭，因此氧化气体的流动被隔断。这样的话，控制压力室的内压而使可动元件进行进退，能够根据需要对主供给侧流路的氧化气体的流动进行隔断，即能够关闭。
作为所述关闭阀30的结构的一个例子，可以列举出薄膜型的关闭阀30。该情况下，使开闭管路用的可动元件的进退与薄膜的位移连动，在薄膜的两侧设有两个压力室。并且，以一侧的压力室的内压为高压、另一侧的压力室的内压为低压的状态为第一状态，以一侧的压力室的内压为低压、另一侧的压力室的内压为高压的状态为第二状态。在第一状态下薄膜向另一侧压力室的方向位移，在第二状态下薄膜向一侧压力室的方向位移。由此，使可动元件进退，能够开闭管路。在该情况下，需要向两个压力室中分别供给低压和高压两个压力状态的动作流体。在下面，对使用该薄膜型的关闭阀30的情况继续进行说明。
如上所述，各关闭阀30的两个压力室中分别被供给有动作流体。并且，所供给的动作流体在高压和低压两个压力状态间进行切换。该切换以如下方式进行：若供给到一侧的压力室中的动作流体为高压，则供给到另一侧的动作流体为低压，相反地，若供给到一侧的压力室中的动作流体为低压，则供给到另一侧的压力室中的动作流体为高压。所述动作流体可以采用空气。该情况下，使用来自ACP42的压缩空气，能够将在压缩空气被加压的高压状态和将压缩空气向大气压开放的低压状态作为两种压力状态使用。另外，为了使向大气压开放容易，因此在关闭阀30中设有向大气压开放的孔，该孔称作呼吸口，或者有时也被称作呼吸孔。
在图3中，电磁阀收纳箱50是相对于供给关闭阀32、排气关闭阀34和加湿器旁通关闭阀36统一地收纳用于控制动作流体的供给的电磁阀74、76的箱体。如图3所示，分别相对于供给关闭阀32、排气关闭阀34和加湿器旁通关闭阀36的每一个使用一个为三通阀的电磁阀74和两个为双向阀的电磁阀76，在电磁阀收纳箱50中收纳合计为九个的电磁阀74、76。
如图3所示，九个电磁阀74、76通过合计七根流体流路管路80与供给关闭阀32、排气关闭阀34、加湿器旁通关闭阀36和ACP42连接。所述合计七根详细为与供给关闭阀32、排气关闭阀34和加湿器漏气关闭阀36中的两个压力室对应的各两根合计六根，以及与ACP42的输出侧连接的一根。以其他观点进行说明的话，在供给关闭阀32、排气关闭阀34和加湿器旁通关闭阀36的每一个上设有一个为三通阀的电磁阀74，各三通阀的电磁阀74的输入口与ACP42的输出侧连接，各三通阀的电磁阀74的两个输出口分别与各对应的关闭阀30的两个压力室连接。
在图3中，示出了与各为三通阀的电磁阀74的各个输出口对应的六个连接口，以及与各三通阀的各个输入口对应并与ACP42连接的一个连接口，合计七个连接口。所述合计七个连接口设于电磁阀收纳箱50中，是与上述七根流体流路管路80的一端连接的连接部。
为三通阀的电磁阀74如上所述地具有一个输入口和两个输出口，并且具有将供给到输入口中的流体分配到两个输出口中的任意一个中并输出的功能。并且，在所述输出口和输入口与电磁阀收纳箱50的对应的连接口之间连接适当的配管。并且，在与为三通阀的电磁阀74的各个输出口对应的连接口之间的配管上分别连接有为双向阀的电磁阀76的输入口。为双向阀的各电磁阀76的输出口朝向电磁阀收纳箱50的内部空间开口。由于电磁阀收纳箱50的内部空间如后所述地向大气压开放，因此为双向阀的各电磁阀76的输出口也向大气压开放。
即，通过使为双向阀的电磁阀76动作，使动作的为双向阀的电磁阀76所连接的配管向大气压开放。如上所述，由于分别与为三通阀的电磁阀74的两个输出口对应地连接为双向阀的电磁阀76，因此使为双向阀的电磁阀76动作时，动作侧的为三通阀的电磁阀74的输出口向大气压开放。为三通阀的电磁阀76如上所述具有将从输入口供给的流体分配到两个输出口中的任意一个中的功能，因此在向输入口中供给来自ACP的压缩空气的情况下，具有向两个输出口中的任意一个供给高压的空气的功能。并且，在使与供给高压空气侧的输出口对应地连接的为双向阀的电磁阀76不动作时，虽然向对应的连接口中供给有高压空气，然而使为双向阀的电磁阀76动作的话，高压空气对大气压开放，从而向对应的连接口供给低压空气。
因此，向关闭阀30的两个压力室一侧供给来自ACP42的高压空气，而向另一侧供给向大气压开放的低压空气，接着，向两个压力室的另一侧供给来自ACP42的高压空气，而向一侧供给向大气压开放的低压空气，如上所述的切换控制能够通过如下所述的控制进行。
即，向为三通阀的电磁阀74的输入口供给来自ACP42的高压空气，使与两个输出口的一侧对应地连接的为双向阀的电磁阀76不动作，使与两个输出口的另一侧对应地连接的为双向阀的电磁阀76动作。控制作为三通阀的电磁阀74的动作，将来自ACP42的高压空气分配到两个输出口的一侧。由此，向与为三通阀的电磁阀74的一侧的输出口对应的连接口供给高压空气，并向与为三通阀的电磁阀74的另一侧的输出口对应的连接口供给向大气压开放的低压空气。因此，在对应的关闭阀30中，向与为三通阀的电磁阀74的一侧的输出口对应的连接口连接的一侧压力室供给高压空气，向与为三通阀的电磁阀74的另一侧的输出口对应的连接口连接的另一侧压力室供给向大气压开放的低压空气。
与此相反的情况如下所述。即，向为三通阀的电磁阀74的输入口供给来自ACP42的高压空气，使与两个输出口的另一侧对应地连接的为双向阀的电磁阀76不动作，使与两个输出口的一侧对应地连接的为双向阀的电磁阀76动作。接着，控制作为三通阀的电磁阀74的动作，将来自ACP42的高压空气分配到两个输出口的另一侧。由此，向与为三通阀的电磁阀74的另一侧的输出口对应的连接口供给高压空气，向与为三通阀的电磁阀74的一侧的输出口对应的连接口供给向大气压开放的低压空气。因此，在对应的关闭阀30中，向与为三通阀的电磁阀74的一侧的输出口对应的连接口连接的一侧压力室供给向大气压开放的低压空气，向与为三通阀的电磁阀74的另一侧的输出口对应的连接口连接的另一侧压力室供给高压空气。
接着，通过图4至图6，对为三通阀的电磁阀74和为双向阀的电磁阀76的结构和动作进行说明。图4是说明为三通阀的电磁阀74的结构的图，图5是说明为三通阀的电磁阀74的动作的图，图6是说明为双向阀的电磁阀76的动作的图。
如图4所示，为三通阀的电磁阀74具有以IN示出的一个输入口和以OUT1、OUT2示出的两个输出口。并且，在内部设有与IN、OUT1或者OUT2中的任意一个连接的压力室77。在该压力室77的内部配置有在驱动线圈79的作用下能够沿图4的纸面的上下方向移动的开关件78。在驱动线圈79不动作时，开关件78通过适当的施力单元被向图4的纸面下方施力，堵塞与OUT1连通的连接口。因此，IN与OUT2连通，从IN供给的流体输出到OUT2。该形态如图5(A)所示。其中，图4所示的驱动线圈79动作时，开关件78通过驱动线圈79产生的磁场受到向图4的纸面的上方的驱动力，从而克服施力单元的作用力向上方移动，离开与OUT1连通的连接口，堵塞与OUT2连通的连接口。由此，IN与OUT1连通，从IN供给的流体被输出到OUT1。该形态如图5(B)所示。
为双向阀的电磁阀76形成为省略了为三通阀的电磁阀74中的OUT2的结构。即，为仅具有IN和OUT1的结构。其他构成要素与为三通阀的电磁阀74相同。因此，在驱动线圈不动作时，OUT1被堵塞，从IN供给的流体被隔断而不会输出到OUT1。该形态如图6(A)所示。另外，在驱动线圈动作时，OUT1打开，从IN供给的流体被输出到OUT1中。该形态如图6(B)所示。
再次返回到图3，设于电磁阀收纳箱50上的外部连接部60是与连接收纳于电磁阀收纳箱50中的九个电磁阀74、76的各驱动线圈的电信号线相连接的连接端子部。外部连接部60通过控制线缆与未图示的控制部连接，在控制部的控制下控制各电磁阀74、76的动作。
此外，在图3中，设于电磁阀收纳箱50中的呼吸口连接部70是与供给关闭阀32、排气关闭阀34和加湿器旁通关闭阀36的各呼吸口连接的连接口。呼吸口连接部70在电磁阀收纳箱50的内部空间开口。即，供给关闭阀32、排气关闭阀34和加湿器旁通关闭阀36的各呼吸口与电磁阀收纳箱50的内部空间连接，从而将电磁阀收纳箱50的内部空间的压力供给到供给关闭阀32、排气关闭阀34和加湿器旁通关闭阀36的各呼吸口。
此外，在图3中，设于电磁阀收纳箱50中的大气开放口72是与大气开放管连接的连接口，所述大气开放管延伸到车辆的适当部位并开口。作为大气开放管开口的车辆的适当部位例如可以是发动机空间等处。大气开放口72与呼吸口连接部70同样地，在电磁阀收纳箱50的内部空间开口。因此，电磁阀收纳箱50的内部空间经由大气开放管成为大气压。
图7是示出电磁阀收纳箱50的外观的立体图。在下面，根据需要采用图1至图6的标号进行说明。另外，在图7中示出了安装有用于将电磁阀收纳箱50搭载于车辆并进行保持的保持部件57、58的形态。保持部件57、58是固定并安装在电磁阀收纳箱50上的角状部件，在保持部件的端部具有用于将其固定安装到与车辆的底板下部件之间的安装孔。使用该安装孔，能够通过适当的紧固部件将电磁阀收纳箱50固定安装到车辆的底板下部件。
电磁阀收纳箱50是在其内部具有收纳电磁阀的内部空间的箱状部件，构成为包括由基板54和外壳56构成的箱壳体52以及其外围部件。
构成箱壳体52的基板54是具有适当厚度和刚性的板状部件，设有图3中说明的与流体流路管路80连接的九个连接口和与未图示的控制部连接的外部连接部60。在图7中，九个连接口示出为与供给关闭阀32连接的两个连接口62、与排气关闭阀34连接的两个连接口64、与加湿器旁通关闭阀36连接的两个连接口66、与ACP42连接的连接口68、与关闭阀30的呼吸口连接的呼吸口连接部70、以及大气开放口72。
其中，与供给关闭阀32连接的两个连接口62、与排气关闭阀34连接的两个连接口64、与加湿器旁通关闭阀36连接的两个连接口66、与ACP42连接的连接口68这七个连接口配置成大致一列。即，在将电磁阀收纳箱50搭载于车辆上时，这些连接口在重力方向上配置于大致相同的高度上。相对于所述七个连接口的配置高度，呼吸口连接部70配置于相当高的位置处，大气开放口72配置于稍低的位置处。即，在呼吸口连接部70的配置位置和大气开放口72的配置位置之间，在重力方向上设有相当大的高度差，呼吸口连接部70配置于较高位置，而大气开放口72配置于较低位置。由此，假设即使有水等从大气开放口72侵入，也能够防止水等侵入到呼吸口连接部70，从而能够保护关闭阀30。
接着，参照图8、图9对电磁阀收纳箱50的详细结构和流体流路管路80的详细配置状态进行说明。另外，在下面使用图1至图7的标号进行说明。图8是示出沿与车辆的前后方向平行的面剖开得到的电磁阀收纳箱50的剖视图和流体流路管路80的配置状况的图。在图9中示出了与图8对应的俯视图，在俯视图的左侧示出了流体流路管路80的保持部分的剖视图。
如图2中所说明了的，电磁阀收纳箱50配置于从车辆的前方侧开始算起的燃料电池组22、加湿器24的后方。并且，在电磁阀收纳箱50中，如上所述地构成有包括基板54和外壳56的箱壳体52。如图9所示，箱壳体52被配置成基板54位于车辆前方侧，外壳56位于车辆后方侧。并且，基板54的板面被配置成与车辆的行驶方向大致垂直。由此，基板54相对于配置在外壳56内部的电磁阀等来说，像防护壁那样，起到了保护外壳面的作用。根据该结构，例如，能够保护电磁阀不受到车辆在行驶中受到的来自前方的雨、雪、泥、石块等来自外部环境的障碍物的影响。此外，能够保护电磁阀等不受到从车辆前方受到的冲击等外力的影响。从这样的冲击保护的观点来看，优选基板54形成为比外壳56的刚性更高的结构。
外壳56是具有矩形形状的开口部和适当的深度的深盘状形状的部件，在开口部的周围设有凸缘部。优选该凸缘部在与基座部54的背侧面贴合时，即在搭载于车辆上时与车辆后方侧的侧面贴合时，形成为具有基本不产生间隙的平面度。在该凸缘部上设有用于将外壳56安装到基板54上的多个安装孔。使用所述安装孔，通过适当的紧固部件使外壳56与基板54形成为一体，从而形成具有在内部配置电磁阀74等的收纳空间51的箱壳体52。如图9所示，在一体化时，优选在凸缘部和基板54的背侧面之间配置适当的密封部件。
一体化后的箱壳体52是除了基板54的正侧面，即在搭载于车辆上时设于作为车辆的后方侧的侧面上的外部连接部60和与流体流路管路80连接的多个连接口62等以外，具有防水结构的密闭的容器。由此，能够保护电磁阀不受水、泥、雪等含有水分的外部环境的影响。
此外，优选在箱壳体52中使外壳56的侧面形成为具有适当的倾斜。如图8所示，该倾斜形成为将箱壳体52安装于车辆时偏向作为顶壁侧的上侧面，倾斜的方向形成为从车辆的前方向后方沿重力方向下降。由此，通过飞溅等落到箱壳体52上的雨、雪、泥等含有水分的流动性异物8沿该斜面在重力作用下流到下方，或者落下，从而能够防止含有水分的流动性异物8附着、滞留在箱壳体52上。优选该倾斜面的倾斜角度θ为，以水平面为基准向下倾斜约5度至约30度左右。
此外，通过采用具有电磁屏蔽性的材料作为箱体的材料，能够抑制来自外部的电磁波侵入、或者来自内部的电磁阀的电磁波放出到外部这两种情况中的至少一方。
所述箱壳体52可以通过以下方式得到，采用适当的金属材料，使基板54和外壳56分别成形，并利用适当的密封部件和紧固部件使它们形成为一体。如上所述，希望基板54比外壳56的刚性更高，因此例如可以将具有足够板厚的金属板作为基板54的材料，而以考虑到成形性的适当板厚的金属板作为外壳56的材料。
举出一例：基板54可以采用对板厚为约3mm至约7mm左右，宽度为约200mm至约400mm左右，高度为约100mm至约200mm左右的铝制平板实施适当的加工而形成的金属板。此外，外壳56可以采用板厚为约1mm至约3mm左右的铝制板，并将其成形加工为开口部的大小比基板54的外形形状小一圈，且深度在约30mm至约60mm左右。当然，也可以采用铝以外的金属材料，例如铁板、不锈钢板等。此外，作为材料，可以使具有适当刚性的塑料成形为预期的形状，并在其上镀敷适当的电磁屏蔽膜。
在图8中，在电磁阀收纳箱50的剖面图中，示出了在箱壳体52内部的收纳空间51中配置有为三通阀的电磁阀74的形态。如上所述，在收纳空间51中配置有合计九个电磁阀，然而在此仅代表性地图示出了一个为三通阀的电磁阀74。电磁阀74在图8中以虚线示出了一部分，其通过适当的支撑部件安装并支撑在基板54上。从该电磁阀74延伸出的电信号线经由设于基板54上的适当的布线通孔而被引导到外部连接部60。在布线通孔、外部连接部60中设有适当的密封部件，以防止它们受到外部的水分等的侵入。
此外，在为三通阀的电磁阀74上如上所述地设有一个输入口、两个输出口，并且它们分别与基板54的连接口连接，然而在图8中仅代表性地示出了从输入口连接到连接口68的部分。即，在基板54上，沿板厚方向贯通配置有适当的连接管路部件，在该连接管路部件的收纳空间侧端部上连接有从为三通阀的电磁阀74的输入口延伸出的适当的流体流路管路，例如软管。并且，该连接管路部件从基板54的正侧面突出来的端部以连接口68表示。连接管路部件可以采用将金属管埋设于适当的轴瓦等中。在连接管路部件和基板54之间设有适当的密封部件，以防止外部的水分等的侵入。
在箱壳体52的基板54的正侧面，如上所述地设有九个连接口，然而在这些连接口上分别连接有流体流路管路80。如图8、图9所示，流体流路管路80构成为包括配置于加湿器24上表面部的管道管路82和沿加湿器24的后部侧面配置的挠性管路84。管道管路82的一端与关闭阀30连接，另一端与挠性管路84的一端连接。一端与管道管路82的另一端连接的挠性管路84的另一端与设于箱壳体52的基板54上的连接口68等连接。管道管路82与挠性管路84之间的连接部、挠性管路84与连接口之间的连接部通过适当的紧固件以不漏气的方式紧密地紧固起来。
管道管路82是由具有适当的强度且适当地热传导性较好的材料构成的管子，相互平行地并列配置于加湿器24的壳体的上表面部，并且从它们的上方使用适当的固定件86、87将它们相对于加湿器24的壳体固定。所述管道管路82能够采用适当管径的不锈钢制管子。
固定件86、87是具有将多个管道管路82一体地固定在加湿器24上的功能的部件。固定件86、87是将由具有适当的强度且适当地热传导性较好的材料构成的板状部件、以与管道管路82的外周紧贴的方式成形的部件。所述形态在图9左侧的剖视图中示出。所述固定件86、87可以采用能够在较小的外力下变形的金属薄板等，覆盖排列配置在加湿器24上表面部的各管道管路82的上表面侧，并且通过施加适当的外力从而形成为沿各管道管路82的外形的形状。当然，也可以采用预先成形为与排列配置的多个管道管路82的位置关系一致的部件作为固定件86、87。
这样，将管道管路82和固定件86、87以适当地热传导性较好的材料构成，并将它们固定在加湿器24的壳体上，由此能够使管道管路82的温度状态与加湿器24大致相同，从而能够抑制外部气温对关闭阀30的动作流体施加的影响。
挠性管路84是具有适当的柔软性，并且具有使管道管路82与连接口68等之间的连接拥有自由度的功能的管路。所述挠性管路84能够采用橡胶管、乙烯管等塑料管。挠性管路84可以不固定在加湿器24的后部侧面，而是在与管道管路82的连接位置和与连接口的连接位置之间的长度限制下形成为自由的形状。当然，也可以适当地固定在加湿器24的后部侧面。
其中，管道管路82的另一端的位置，即与挠性管路84的连接位置设定为在各管道管路82之间相互不同。图9的俯视图以粗虚线示出了各管道管路82的另一端的位置的配置状态90。即，各管道管路82被设定为从固定于加湿器24的壳体上的位置到与挠性管路84的连接部的长度相互不同。这样，通过将各管道管路82的另一端的位置配置为相互不同，能够容易地互相区别开各管道管路82，从而能够防止向连接口的误连接。
在上述中，例如如图8所示，说明了电磁阀收纳箱50将外壳56和基板54组合而形成箱壳体52。并且，在由外壳56和基板54形成的收纳空间51中收纳有电磁阀74、76。外壳56是深盘状形状的部件，而壳体壁面形成为单纯的平板状，因此例如在通过深拉深加工成形时，可产生外形歪斜。此外，电磁阀74、76在动作时产生振动声音或者动作声音，其在外壳56的深盘状的表面增幅，形成为较大的放射声音。
因此，为了提高外壳的成形性，并且抑制电磁阀的动作声音在收纳空间内放射并回音形成为较大的声音，示出了对外壳的形状下工夫的例子。在下面，对与图1至图9相同的要素标以相同的标号，并省略详细的说明。此外，在下面使用图1至图9的标号进行说明。图10是示出采用了具有设有筋条部104的外壳55的箱壳体102的电磁阀收纳箱100的图。
其中，筋条部104是对于构成外壳55的板材朝向壳体外部呈凹形形状且朝向壳体内部具有凸形形状的槽。筋条部104沿与外壳55的长边方向垂直的方向设置。在图10中，示出了在外壳55的上表面设有四根筋条部的形态。图11是沿外壳55的长边方向的剖视图。这样，筋条部104在对板材进行深拉深时以向壳体内侧突出有凸部的方式形成槽。
如上所述，通过将筋条部104沿与外壳55的长边方向垂直的方向设置在外壳55的上表面，从而与不设置筋条部104的情况相比，能够抑制深拉深加工时的歪斜并提高成形性。此外，能够提高相对于与外壳55的长边方向垂直的方向的冲击等的刚性。此外，通过该刚性的提高，能够抑制由电磁阀74、76的动作声音使外壳55振动。与此同时，由于筋条部104是朝向箱体内侧的凸部，因此在壁面上形成一种凹凸，从而能够提高吸音性。由此，能够抑制配置于壳体内部的收纳空间中的电磁阀74、76产生的振动声音、动作声音的回音，减小噪音。此外，如与图8关联说明地，在使外壳55的上表面倾斜，使流动性异物8流动或者落下时，该筋条部104的槽也能够进行有效地帮助。
当然，在将筋条部104设于外壳55的上表面上以外，也可以根据需要将筋条部设于底面或者侧面。此外，除了将筋条部104的延伸方向设为与外壳55的长边方向垂直的方向，也可以使其沿其他方向延伸。例如，通过使筋条部沿外壳55的长边方向延伸，能够提高在该方向上的刚性。
在上述中，在电磁阀收纳箱内配置有多个电磁阀，并将它们通过连接口与外部的关闭阀连接。其中，为了抑制异物混入到电磁阀等中，或者抑制电磁阀的动作声音传播到外部，可以设置过滤器。在下面，对与图1至图9相同的要素标以相同标号，并省略详细说明。此外，在下面采用图1至图9的标号进行说明。
图12是示出电磁阀收纳箱50的内部配置的图。其中，在连接于各连接口62、64、66、68和各电磁阀74、76之间的流路上配置有过滤器110。具体来说，在将各连接口62、64、66、68安装到电磁阀收纳箱50上时分别设置过滤器110。优选的是，也可以夹持过滤器110而将各连接口62、64、66、68安装到电磁阀收纳箱50上。通过这样，能够有效地抑制电磁阀74、76的动作声音经由构成流路的管路传递而使电磁阀收纳箱50振动。
作为所述过滤器110，从振动吸收性的观点来看，相对于金属等网眼式的过滤器，优选例如由无纺布构成的富于柔软性的过滤器。当然，过滤器110也抑制异物混入到电磁阀74、76中。
产业上的可利用性
本发明所述的燃料电池系统用电磁阀收纳箱能够应用于具有多个电磁阀的燃料电池系统中。