(57)【要約】【課題】電動モータの回転軸を支持するラジアルフォイル軸受において摩耗が生じにくい燃料電池用空気供給装置を提供する。【解決手段】燃料電池用空気供給装置６は、回転軸１０の一端に接続され、電動モータ１３の回転によって動作される遠心圧縮機１５と、前記遠心圧縮機１５の動作によって外部から空気を吸入し、その空気を遠心圧縮機１５で圧縮して燃料電池スタックに供給する空気供給路３５と、前記空気供給路３５の途中に設けたバルブ３９と、電動モータ１３の回転数を制御して空気の量を調整する制御部４０とを含み、前記制御部４０は、ラジアルフォイル軸受３１、３２において回転軸１０が動圧によって浮上する回転数を維持しながらバルブ３９を制御して空気の量を調整するバルブ制御部４１を有する。【選択図】図２
2010168904.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸、ロータおよびステータを含む電動モータと、
前記電動モータの回転軸の一端に接続され、電動モータの回転によって動作される遠心圧縮機と、
前記回転軸を、電動モータの回転時に生じる動圧によって浮上させて支持する一対のラジアルフォイル軸受と、
前記遠心圧縮機の動作によって外部から空気を吸入し、その空気を遠心圧縮機で圧縮して燃料電池スタックに供給する空気供給路と、
電動モータの回転数を制御して燃料電池スタックに供給する空気の量を調整する制御部とを含み、
前記空気供給路は空気の量を調整するバルブを備え、
前記制御部は、ラジアルフォイル軸受において回転軸が動圧によって浮上する電動モータの回転数を維持しながら、バルブを制御して燃料電池スタックに供給する空気の量を調整するバルブ制御部を有することを特徴とする燃料電池用空気供給装置。
【請求項２】
バルブは、空気供給路のうち遠心圧縮機より空気の流れの上流側に設けられている請求項１記載の燃料電池用空気供給装置。
【請求項３】
空気供給路は、遠心圧縮機より空気の流れの下流側において燃料電池スタックに達する主路と前記主路から分岐してアキュムレータに達する分岐路とを含み、バルブは前記分岐路に設けられている請求項１記載の燃料電池用空気供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば燃料電池自動車等の燃料電池に、水素等と反応させて電力を発生させるための酸素を含む空気を圧縮して供給する燃料電池用空気供給装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、水素、アルコール等の燃料を燃焼させずに、燃料電池において電気化学的に空気中の酸素と反応させて電力を発生させ、発生させた電力によって電動機を回転させて走行する燃料電池自動車の開発が進んでいる。燃料電池に空気を供給するためには、電動モータと、前記電動モータの回転軸の一端に接続され、電動モータの回転によって動作される遠心圧縮機と、前記遠心圧縮機の動作によって外部から空気を吸入し、その空気を遠心圧縮機で圧縮して燃料電池スタックに供給する空気供給路とを備えた燃料電池用空気供給装置が用いられる。
【０００３】
前記燃料電池用空気供給装置においては、空気を十分に圧縮した状態で燃料電池に供給する必要があるため、遠心圧縮機のインペラをおよそ数万回転以上といった高速で回転させなければならない。そのため電動モータの回転軸は、通常の転がり軸受等ではなく、フォイル軸受や磁気軸受を用いて、高速回転時に非接触の状態で支持する場合がある。
例えば前記回転軸を、電動モータのロータを挟んで回転軸の軸方向の両側に設けた一対のラジアルフォイル軸受によって径方向から支持すると共に、同領域に設けた一対のアキシアル磁気軸受によって軸方向から支持することが行なわれる（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１９２１１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ラジアルフォイル軸受は、回転軸のうち前記ラジアルフォイル軸受によって支持する部位より大径に形成した通孔の内面に、ごく薄い金属箔等からなる１枚の、または２枚以上のフォイルセグメントを取り付けて構成される。前記ラジアルフォイル軸受によれば、支持する回転軸の回転数が所定値に達するまでは、前記フォイルセグメントが回転軸の外周面に直接に接触して前記回転軸を径方向から支持し、回転数が所定値以上に達した後は、前記回転軸の外周面とフォイルセグメントとの間に発生する動圧によって、回転軸をその全周に亘ってフォイルセグメントの表面から浮上させて非接触の状態で支持できる。
【０００６】
ところが、特に燃料電池自動車用の遠心圧縮機は、燃料電池自動車の走行状態等に応じて低速から高速まで広い範囲で回転数が制御されることが多い。そのため、特にフォイルセグメントが回転軸の外周面に直接に接触して前記回転軸を径方向から支持した状態での回転（低速回転）が長く続くような制御がされた場合に、前記フォイルセグメントが短期間で摩耗しやすく、摩耗量が大きくなる程、ラジアルフォイル軸受における回転軸を浮上させるための特性が低下したり失われたりしやすくなるという問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、ラジアルフォイル軸受において摩耗が生じにくい燃料電池用空気供給装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明は、回転軸（１０）、ロータ（１１）およびステータ（１２）を含む電動モータ（１３）と、前記電動モータの回転軸の一端に接続され、電動モータの回転によって動作される遠心圧縮機（１５）と、前記回転軸を、電動モータの回転時に生じる動圧によって浮上させて支持する一対のラジアルフォイル軸受（３１、３２）と、前記遠心圧縮機の動作によって外部から空気を吸入し、その空気を遠心圧縮機で圧縮して燃料電池スタックに供給する空気供給路（３５）と、電動モータの回転数を制御して燃料電池スタックに供給する空気の量を調整する制御部（４０）とを含み、前記空気供給路は空気の量を調整するバルブ（３９）を備え、前記制御部は、ラジアルフォイル軸受において回転軸が動圧によって浮上する電動モータの回転数を維持しながら、バルブを制御して燃料電池スタックに供給する空気の量を調整するバルブ制御部（４１）を有することを特徴とする燃料電池用空気供給装置（６）を提供するものである（請求項１）。なお、カッコ内の英数字は後述の実施の形態における対応構成要素を示す。
【０００９】
本発明によれば、バルブ制御部によってバルブを制御することで、電動モータの回転数を低下させることなく、ラジアルフォイル軸受において回転軸が動圧によって浮上する回転数を維持しながら、燃料電池スタックに供給される空気の量を調整できる。
そのため燃料電池自動車の走行時に、フォイルセグメントが回転軸の外周面に直接に接触して前記回転軸を径方向から支持した状態での回転（低速回転）が長く続くのを防止して、前記フォイルセグメントが短期間で摩耗するのを抑制できる。したがって本発明によれば、摩耗量が大きくなってラジアルフォイル軸受における回転軸を浮上させるための特性が低下したり失われたりしにくい燃料電池用空気供給装置を提供できる。
【００１０】
本発明によればバルブは、空気供給路のうち遠心圧縮機より空気の流れの上流側（３６）に設けることができる（請求項２）。
この場合、空気供給路を通して外部から吸入される空気の量をバルブによって制限することで、回転軸が動圧によって浮上する電動モータの回転数を維持しながら、燃料電池スタックに供給される空気の量を抑制できる。またバルブを調整して、燃料電池スタックに供給される空気の量を調整できる。
【００１１】
また本発明によれば空気供給路は、遠心圧縮機より空気の流れの下流側（３７）において燃料電池スタックに達する主路（４３）と前記主路から分岐してアキュムレータ（４４）に達する分岐路（４５）とを含み、バルブは前記分岐路に設けることができる（請求項３）。
この場合、遠心圧縮機で圧縮した空気の一部を、分岐路を通してアキュムレータに送ることで、主路を通して燃料電池スタックに供給される空気の量を抑制できる。またバルブを調整して、燃料電池スタックに供給される空気の量を調整できる。
【００１２】
なおアキュムレータに送られた圧縮された空気は、任意の時点で燃料電池スタックに供給して使用できる。例えば燃料電池自動車の急加速時や高速走行時等の多量の空気を必要とする際に、前記空気を燃料電池スタックに供給することにより、電動モータの回転に余裕を持たせて消費電力を減少できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の燃料電池用空気供給装置が組み込まれる、例えば車載用の燃料電池装置の一例を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる燃料電池用空気供給装置の概略断面図である。
【図３】図２の燃料電池用空気供給装置のうち制御部による電動モータおよびバルブの制御の一例を示すフローチャートである。
【図４】本発明の燃料電池用空気供給装置の変形例を示す概略断面図である。
【図５】図４の燃料電池用空気供給装置のうち制御部による電動モータおよびバルブの制御の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下には、図面を参照して、この発明の実施形態について具体的に説明する。
図１は、本発明の燃料電池用空気供給装置が組み込まれる、例えば車載用の燃料電池装置の一例を示すブロック図である。
図１を参照して、この例の燃料電池装置１は、燃料電池スタック２と、前記燃料電池スタック２から供給される電力を制御する電力制御器３と、燃料電池スタック２に水素を供給する高圧水素タンク４および水素ポンプ５と、燃料電池スタック２に圧縮した空気を供給する燃料電池用空気供給装置６と、前記燃料電池用空気供給装置６で圧縮した空気を加湿する加湿器７と、燃料電池スタック２および電力制御器３を冷却する冷却器８とを備えている。
【００１５】
前記燃料電池装置１においては、高圧水素タンク４から水素ポンプ５を介して供給された水素と、外部から取り込んだ空気を燃料電池用空気供給装置６で圧縮され、加湿器７で加湿された空気とを燃料電池スタック２に供給する。そして燃料電池スタック２での水素と空気との電気化学反応によって、電力制御器３で制御された電力によって自動車を走行させる電動機９が駆動される。
【００１６】
図２は、本発明の一実施形態にかかる燃料電池用空気供給装置６の概略断面図である。
図２を参照して、この例の燃料電池用空気供給装置６は、回転軸１０、ロータ１１およびステータ１２を含む電動モータ１３と、前記電動モータ１３を内部に収容するハウジング１４と、前記ハウジング１４の一端（図において左端）に結合された遠心圧縮機１５とを備えている。ハウジング１４は、この実施形態では両端が閉じられた筒状をなしている。
【００１７】
回転軸１０は円柱状の軸本体１６を有している。ロータ１１は、内径が前記軸本体１６の外径と一致する筒状をなし、前記軸本体１６に外嵌されて、回転軸１０と一体回転される。ステータ１２は、外径がハウジング１４の内径と一致する筒状をなし、前記ハウジング１４に内嵌されて固定されている。
回転軸１０の、軸本体１６より遠心圧縮機１５側には、アキシアル磁気軸受１７を構成する磁気ディスク１８が取り付けられる取付部１９、および遠心圧縮機１５のインペラ２０が取り付けられる取付部２１がこの順に設けられている。前記各部および軸本体１６は回転軸１０の中心軸線Ｌ１と同軸となるように一体形成されている。
【００１８】
取付部１９は軸本体１６より小径とされて、円盤状の磁気ディスク１８の中心に設けられた通孔に嵌め合わされている。取付部２１は前記取付部１９より小径の円柱状とされて先端にインペラ２０が固定されている。
また回転軸１０の、前記軸本体１６より遠心圧縮機１５側と反対側（図において右側、以下「機端側」と記載することがある）には、アキシアル磁気軸受２２を構成する磁気ディスク２３が取り付けられる取付部２４が設けられている。取付部２４および軸本体１６は回転軸１０の中心軸線Ｌ１と同軸となるように一体形成されている。取付部２４は軸本体１６より小径とされて、円盤状の磁気ディスク２３の中心に設けられた通孔に嵌め合わされている。
【００１９】
ハウジング１４内の、ステータ１２より遠心圧縮機１５側には、磁気ディスク１８と共にアキシアル磁気軸受１７を構成する環状の電磁石２５が設けられている。
電磁石２５は、ハウジング１４に内嵌された、軸本体１６を囲む環状の筐体２６内に電磁コイル２７を埋設して構成されている。電磁石２５は、磁気ディスク１８より機端側に設けられており、磁気ディスク１８は、前記電磁石２５に遠心圧縮機１５側から対向されている。
【００２０】
一方、ハウジング１４内の、ステータ１２より機端側には、磁気ディスク２３と共にアキシアル磁気軸受２２を構成する環状の電磁石２８が設けられている。
電磁石２８は、ハウジング１４に内嵌された、軸本体１６を囲む環状の筐体２９内に電磁コイル３０を埋設して構成されている。電磁石２８は、磁気ディスク２３より遠心圧縮機１５側に設けられており、磁気ディスク２３は、前記電磁石２８に機端側から対向されている。
【００２１】
両電磁石２５、２８の磁気ディスク１８、２３に対向する面は、それぞれハウジング１４の中心軸線Ｌ２に直交する平面とされている。また両磁気ディスク１８、２３の電磁石２５、２８に対向する面は、それぞれ回転軸１０の中心軸線Ｌ１に直交する平面とされている。また両磁気ディスク１８、２３の前記両面間の間隔は、両電磁石２５、２８の、それぞれ磁気ディスク１８、２３に対向する両面間の間隔より一定のクリアランス分だけ大きめに設定されている。
【００２２】
そのため回転軸１０の中心軸線Ｌ１とハウジング１４の中心軸線Ｌ２とが一致した図２の状態において両電磁石２５、２８の電磁コイル２７、３０に通電して磁力を発生させることにより、回転軸１０が、一対のアキシアル磁気軸受１７、２２により、軸方向に非接触の状態で支持される。
電磁石２５、２８の筐体２６、２９は、環の中心の通孔が、ラジアルフォイル軸受３１、３２の外径と一致する内径を有しており、前記通孔にラジアルフォイル軸受３１、３２が内嵌されて保持されている。
【００２３】
ラジアルフォイル軸受３１、３２はそれぞれ、回転軸１０のうち軸本体１６より大径に形成した通孔の内面に、ごく薄い金属箔等からなる１枚の、または２枚以上のフォイルセグメント３３、３４を取り付けて構成されている。また軸本体１６は、外周面が、低速回転時にラジアルフォイル軸受３１、３２のフォイルセグメント３３、３４が摺接されると共に回転数が上昇した際に前記フォイルセグメント３３、３４との間に動圧を発生させる円筒面とされている。
【００２４】
前記ラジアルフォイル軸受３１、３２によれば、回転軸１０の回転数が所定値に達するまでは、前記フォイルセグメント３３、３４が回転軸１０の軸本体１６の外周面に直接に接触して前記回転軸１０を径方向から支持することができる。また回転数が所定値以上に達した後は、前記軸本体１６の外周面とフォイルセグメント３３、３４との間に発生する動圧によって、回転軸１０をその全周に亘ってフォイルセグメント３３、３４の表面から浮上させて非接触の状態で支持することができる。
【００２５】
回転軸１０の取付部２４の機端側の端面は、前記回転軸１０の中心軸線Ｌ１と直交する平面（センサターゲット面）とされている。また、ハウジング１４の前記センサターゲット面と対向する位置には、磁気ディスク１８、２３と電磁石２５、２８との間の距離、すなわち回転軸１０の軸方向の変位量を検知するための変位センサ４２が設けられている。
変位センサ４２によって検知された変位量は図示しない変位制御部に入力され、前記変位制御部はこれらの変位量をもとにして、磁気ディスク１８、２３と電磁石２５、２８との間の距離が一定となるように、電磁コイル２７、３０への通電量を制御する。
【００２６】
遠心圧縮機１５には、電動モータ１３を回転させて前記遠心圧縮機１５を動作させることによって、図中に実線の矢印で示すように外部から空気を吸入し、その空気を遠心圧縮機１５で圧縮して燃料電池スタック２に供給する空気供給路３５が接続されている。
前記空気供給路３５は、実施形態では、遠心圧縮機１５より空気の流れの上流部３６と下流部３７とを含み、前記上流部３６の途中に、電動モータ３８の駆動によって開閉制御されて空気供給路３５を流れて燃料電池スタック２に供給される空気の量を調整するバルブ３９を備えている。
【００２７】
バルブ３９は、前記開閉制御によって開量が増加されることで、空気供給路３５を通して燃料電池スタック２に供給される空気の量を増加させ、開量が減少されることで、前記空気供給路３５を通して燃料電池スタック２に供給される空気の量を減少させる働きをする。
燃料電池用空気供給装置６は制御部４０を備えている。制御部４０は、電動モータ１３に入力する駆動電力の電圧値等を調整することで前記電動モータ１３の回転数を制御して、遠心圧縮機１５の動作により空気供給路３５を通して燃料電池スタック２に供給される空気の量を調整する働きをする。
【００２８】
また制御部４０は、電動モータ３８の駆動によりバルブ３９の開量を制御して空気供給路３５を流れる空気の量を調整することで、前記空気供給路３５を通して燃料電池スタック２に供給される空気の量を調整するバルブ制御部４１を備えている。
図３は、前記制御部４０による電動モータ１３およびバルブ３９の制御の一例を示すフローチャートである。
【００２９】
図３を参照して、ステップＳ１において燃料電池用空気供給装置６の運転開始が選択されると制御部４０は、ステップＳ２においてバルブ制御部４１から電動モータ３８に制御信号を入力してバルブ３９を全開させると共に、ステップＳ３において電動モータ１３に駆動電力を供給してその駆動を開始させる。
次に制御部４０はステップＳ４において、電動モータ１３の回転数の上昇により、回転軸１０が、動圧によりラジアルフォイル軸受３１、３２のフォイルセグメント３３、３４の表面から浮上したか否かを判断する。回転軸１０が浮上したか否か、例えば下記何れかの方法により判断することができる。
【００３０】
(1)  回転軸１０の回転数を検知する回転数センサを設け、前記回転数センサで検知した回転数が、ラジアルフォイル軸受３１、３２の特性に基づいて設定される回転軸１０が浮上する回転数に達したか否かを判断して、前記回転軸１０が浮上したか否かを推測する。
(2)  回転軸１０の径方向の変位量を検知する変位センサを設け、前記変位センサで検知した回転軸１０の径方向の変位量から直接に、回転軸が浮上したか否かを判断する。
【００３１】
ステップＳ４において回転軸１０が浮上したと判断すると制御部４０は、ステップＳ５に進んで、従来同様に電動モータ１３の回転数のみを制御する。すなわち制御部４０は、空気供給路３５を通して燃料電池スタック２に供給される空気の量が過剰である場合には電動モータ１３の回転数を低下させ、不足である場合には電動モータ１３の回転数を上昇させ、過剰でも不足でもない場合には電動モータ１３の回転数を維持する制御をする。
【００３２】
空気の量の過不足は、燃料電池スタック２において発生する電力量と、例えば燃料電池自動車の走行状況に応じて求められる電力量とを比較して判断したり、空気供給路３５の、特に下流部３７に量計を設けて、前記量計で検知した空気の量から直接に判断したりできる。
次いでステップＳ６において燃料電池用空気供給装置６の運転終了が選択されたか否かを判断し、運転終了が選択された場合はステップＳ７に進んで電動モータ１３の駆動を停止し、燃料電池用空気供給装置６の運転を終了する。
【００３３】
一方、運転終了が選択されていない場合、制御部４０はステップＳ４に戻り、前記ステップＳ４において回転軸１０が浮上していないと判断するか、もしくはステップＳ６において運転終了が選択されるまでステップＳ４→Ｓ５→Ｓ６を繰り返す。
ステップＳ４において回転軸１０が浮上していないと判断すると制御部４０は、次にステップＳ８に進んで電動モータ１３の回転数を上昇させる制御を行う。
【００３４】
次にステップＳ９に進んで、空気供給路３５を通して燃料電池スタック２に供給される空気の量が不足しているか否かを判断する。
そして空気の量が不足している判断すると制御部４０はステップＳ６に進み、前記ステップＳ６において燃料電池用空気供給装置６の運転終了が選択されるか、またはステップＳ４において回転軸１０が浮上したと判断するか、またはステップＳ９において空気の量が不足していないと判断するまでステップＳ４→Ｓ８→Ｓ９→Ｓ６を繰り返す。
【００３５】
これにより電動モータ１３の回転数を上昇させて、できるだけ早期に回転軸１０を浮上させることができる。回転軸１０が浮上した後は先に説明した通常の回転数制御（ステップＳ４→Ｓ５→Ｓ６）に移行する。
またステップＳ９で空気の量が不足していないと判断すると制御部４０は、ステップＳ１０に進んで、バルブ制御部４１によりバルブの開き量を減少させる制御をしたのちステップＳ６に進み、前記ステップＳ６において燃料電池用空気供給装置６の運転終了が選択されるか、またはステップＳ４において回転軸１０が浮上したと判断するか、またはステップＳ９において空気の量が不足していると判断するまでステップＳ４→Ｓ８→Ｓ９→Ｓ１０→Ｓ６を繰り返す。
【００３６】
これにより過剰の空気が供給されないように流量を抑制しながら電動モータ１３の回転数を上昇させて、できるだけ早期に回転軸１０を浮上させることができる。回転軸１０が浮上した後は先に説明した通常の回転数制御（ステップＳ４→Ｓ５→Ｓ６）に移行する。
かかる制御を行うことにより、例えば燃料電池自動車の走行時に、ラジアルフォイル軸受３１、３２のフォイルセグメント３３、３４が回転軸１０の軸本体１６の外周面に直接に接触して前記回転軸１０を径方向から支持した状態での回転（低速回転）が長く続くのを防止して、前記フォイルセグメント３３、３４が短期間で摩耗するのを抑制できる。したがって、前記ラジアルフォイル軸受３１、３２における回転軸１０を浮上させるための特性を長期間に亘って良好に維持することが可能となる。
【００３７】
この発明の実施形態の説明は以上であるが、この発明は、前述の実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。なお以下では、図１ないし図３に示した実施の形態と異なる点について主に説明し、同様の構成には同様の符号を付して説明を省略する。
図４は、本発明の燃料電池用空気供給装置６の変形例を示す概略断面図である。
【００３８】
図４を参照して、この例の燃料電池用空気供給装置６において、空気供給路３５のうち遠心圧縮機１５より空気の流れの下流部３７は、燃料電池スタック２に達する主路４３と前記主路４３から分岐してアキュムレータ４４に達する分岐路４５とを含んでおり、前記分岐路４５の途中にバルブ３９を備えている。
バルブ３９は、開閉制御によって開量が増加されることで、分岐路４５を通してアキュムレータ４４に送られる空気の量を増加させて、主路４３を通して燃料電池スタック２に供給される空気の量を減少させ、開量が減少されることで、前記アキュムレータ４４に送られる空気の量を減少させて、主路４３を通して燃料電池スタック２に供給される空気の量を増加させる働きをする。
【００３９】
図５は、制御部４０による電動モータ１３およびバルブ３９の制御の一例を示すフローチャートである。
図５を参照して、この例では制御部４０は、ステップＳ２、Ｓ１０におけるバルブ３９の制御が異なる以外は図３の例と同様にして各部を制御する。
すなわちステップＳ２において制御部４０は、バルブ制御部から電動モータ３８に制御信号を入力してバルブ３９を全閉させる制御をする。これにより遠心圧縮機１５からアキュムレータ４４に至る分岐路４５は遮断されて、前記遠心圧縮機１５は、主路４３を経由して燃料電池スタック２のみと直結される。
【００４０】
そしてこの状態でステップＳ３において電動モータ１３を駆動した後、ステップＳ４において回転軸１０が浮上したと判断すると制御部４０はステップＳ４→Ｓ５→Ｓ６を繰り返して通常の回転数制御を行う。
またステップＳ４において回転軸１０が浮上していないと判断すると制御部４０はステップＳ８に進んで電動モータ１３の回転数を上昇させる制御をする。すなわちステップＳ４→Ｓ８→Ｓ９→Ｓ６を繰り返す。
【００４１】
これにより電動モータ１３の回転数を上昇させて、できるだけ早期に回転軸１０を浮上させることができる。回転軸１０が浮上した後は通常の回転数制御（ステップＳ４→Ｓ５→Ｓ６）に移行する。
またステップＳ９において、空気供給路３５を通して燃料電池スタック２に供給される空気の量が不足していないと判断すると制御部４０は、ステップＳ１０において、バルブ制御部４１によりバルブ３９の開量を増加させる制御を行なう。すなわちステップＳ４→Ｓ８→Ｓ９→Ｓ１０→Ｓ６を繰り返す。
【００４２】
これにより過剰の空気が燃料電池スタック２に供給されないように空気の一部をアキュムレータ４４に送りながら電動モータ１３の回転数を上昇させて、できるだけ早期に回転軸１０を浮上させることができる。回転軸１０が浮上した後は通常の回転数制御（ステップＳ４→Ｓ５→Ｓ６）に移行する。
かかる制御を行うことにより、例えば燃料電池自動車の走行時に、ラジアルフォイル軸受３１、３２のフォイルセグメント３３、３４が回転軸１０の軸本体１６の外周面に直接に接触して前記回転軸１０を径方向から支持した状態での回転（低速回転）が長く続くのを防止して、前記フォイルセグメント３３、３４が短期間で摩耗するのを抑制できる。したがって、前記ラジアルフォイル軸受３１、３２における回転軸１０を浮上させるための特性を長期間に亘って良好に維持することが可能となる。
【００４３】
アキュムレータ４４に送られ、蓄積された圧縮された空気は、任意の時点で燃料電池スタック２に供給して使用できる。例えば燃料電池自動車の急加速時や高速走行時等、多量の空気を必要とする際に、前記空気を燃料電池スタック２に供給するようにすると、電動モータ１３の回転に余裕を持たせて消費電力を減少できる。
その他、本発明の燃料電池用空気供給装置は、車載用以外の用途に用いることができる。
【符号の説明】
【００４４】
６：燃料電池用空気供給装置、１０：回転軸、１１：ロータ、１２：ステータ、１３：電動モータ、１５：遠心圧縮機、３１、３２：ラジアルフォイル軸受、３５：空気供給路、３６：上流部（上流側）、３７：下流部（下流側）、３９：バルブ、４０：制御部、４１：バルブ制御部、４３：主路、４４：アキュムレータ、４５：分岐路。
【図１】
2010168904.tif 000003
【図２】
2010168904.tif 000004
【図３】
2010168904.tif 000005
【図４】
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【図５】
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