(57)【要約】【課題】  配管、配線等を内蔵した通路内蔵台座を用い、通路内蔵台座を立体的に構成することによって、架台や支柱を不要とし、剛性を保持すると共に小型軽量化が可能な立体型通路内蔵台座を提供する。【解決手段】  上プレート３と下プレート５とを接合することにより、機器・部品９が連通孔を介して溝４に連通された通路内蔵台座７を複数組備え、接続される一方の通路内蔵台座７では、その側端部において、下プレート５の表面に対して垂直な貫通孔８が溝４に連通して形成され、他方の通路内蔵台座７では、その側端面に垂直な貫通孔１０が溝４に連通して形成され、貫通孔８と貫通孔１０がＯリング６を介して連通するように、各々の通路内蔵台座７を互いに垂設して箱型に組立て、相互に固定した立体型通路内蔵台座１Ａ。【選択図】  図１
2006029545.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状の第１プレートと平板状の第２プレートの接合面に、流体の流路及び配線の通路となる溝が形成され、前記第１プレートと前記第２プレートの少なくとも一方のプレートに、該プレートの表面に配設される機器、部品と連通する連通孔が形成され、前記第１プレートと前記第２のプレートとを接合することにより、前記機器、部品が前記連通孔を介して前記溝に連通される通路内蔵台座を複数組備え、
接続される一方の通路内蔵台座では、その側端部において、第１プレートの表面又は第２プレートの表面に対して垂直な第１貫通孔が前記溝に連通して形成され、
接続される他方の通路内蔵台座では、その側端面に垂直な第２貫通孔が前記溝に連通して形成され、
前記第１貫通孔と前記第２貫通孔がシール部材を介して連通するように、各通路内蔵台座を互いに垂設して組立て、相互に固定したことを特徴とする立体型通路内蔵台座。
【請求項２】
平板状の第１プレートと平板状の第２プレートの接合面に、流体の流路及び配線の通路となる溝が形成され、前記第１プレートと前記第２プレートの少なくとも一方のプレートに、該プレートの表面に配設される機器、部品と連通する連通孔が形成され、前記第１プレートと前記第２のプレートとを接合することにより、前記機器、部品が前記連通孔を介して前記溝に連通される通路内蔵台座を複数組備え、
接続される一方の通路内蔵台座では、その側端部において、第１プレートの表面、第２プレートの表面及び側端面に対して垂直な第３貫通孔が前記溝に連通して各々形成され、
接続される他方の通路内蔵台座では、その側端面に垂直な第４貫通孔が前記溝に連通して形成され、
前記第３貫通孔と前記第４貫通孔がシール部材を介して連通するように、各通路内蔵台座を十字形に組立て、相互に固定したことを特徴とする立体型通路内蔵台座。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配管、配線等を装置内に組込んだ固定ユニットや組立輸送可能に一体化したユニットとするための通路内蔵台座に関し、通路内蔵台座を取付けるための架台や枠を必要としない立体型通路内蔵台座に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車載用燃料電池システムや流体制御装置等の産業分野において、配管、配線等を装置内に組込んでコンパクトに一体化した固定式ユニットや組立輸送可能に一体化したユニットとするために、通路内蔵台座が多用されるようになった。
【０００３】
図４は通路内蔵台座の概略の構成を示す図である。
通路内蔵台座５１は、上プレート５２と下プレート５３を溶接等の適切な方法で接合し、上プレート５２上に適切に配置された機器５７や部品５７’（図４においては、一点鎖線で設置位置を図示）を、上プレート５２及び下プレート５３と共に植込みボルト５９及びナット６０等で固定して一体的に構成されている。上プレート５２の適切な位置には連通孔５４が形成されており、下プレート５３の上面には所定の断面積を有し、適切な長さと方向を有する溝６２が成形されており、これらの連通孔５４、溝６２は、システム構成に必要な液体やガスが流動する配管や信号や電力を供給するための配線通路等の機能を担うものである。連通孔５４、溝６２の断面積は、流動する流体の性状、流速及び圧力損失等から決定され、その位置、長さ、方向等は上プレート５２上に配置される機器５７等の構成部品の配置によって決定される。上プレート５２及び下プレート５３の材質は問わないが、移動用としての重量を低減し、かつ、溝６２の形成加工や接合作業の容易さからアルミニウム板が最も多く使用される（特許文献１参照）。
【０００４】
図５は車載用燃料電池システムのプロセスフローの例を示したものであり、多くの配管、機器、制御部品等で構成されている。図５において、メタノール等の原料７５ａ，７５ｂは途中各種の機器装置において、気化されて脱硫され、リフォーマ７６において改質されて、水素リッチな改質ガスが生成される。リフォーマ７６から出た改質ガスはさらに各工程で精製されて、燃料電池本体７９に送り込まれる。燃料電池本体７９では、改質ガス中の水素と系外から取り込まれる空気８０の中の酸素が電池反応を行い、直流電力８１が生産される。そして、直流電力８１はインバータ８２で交流電力に変換されて負荷８４に供給される構成になっている。電池反応は酸化反応であるため発熱し、その高温排ガスをリフォーマ７６及びその他熱交換器等に活用するシステムになっている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３０５０１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図６は上記車載用燃料電池システムを従来の方法で装置化したイメージを示したものである。
図６において、架台７１ａ、７１ｂ、７１ｃ及び７１ｄは、各々四隅に立設された支柱７２に固定され、支持されている。架台７１ａ〜７１ｄには燃料電池システムに必要な各々の機器７３が取付けられており、各機器間には多くの配管８６、配線８８等が相互に複雑に接続されて装置が構成されている。又、本装置は可搬型であり、振動や大きな加減速による加速度に耐える必要がある。特に、架台７１ａ〜７１ｄ及び支柱７２は頑丈に設計する必要があり、小型軽量化を困難にしている。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みなされたもので、配管、配線等を内蔵した通路内蔵台座を用い、通路内蔵台座を立体的に構成することによって、架台や支柱を不要とし、剛性を保持すると共に小型軽量化が可能な立体型通路内蔵台座を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する本発明に係る立体型通路内蔵台座は、
平板状の第１プレートと平板状の第２プレートの接合面に、流体の流路及び配線の通路となる溝が形成され、前記第１プレートと前記第２プレートの少なくとも一方のプレートに、該プレートの表面に配設される機器、部品と連通する連通孔が形成され、前記第１プレートと前記第２のプレートとを接合することにより、前記機器、部品が前記連通孔を介して前記溝に連通される通路内蔵台座を複数組備え、
接続される一方の通路内蔵台座では、その側端部において、第１プレートの表面又は第２プレートの表面に対して垂直な第１貫通孔が前記溝に連通して形成され、
接続される他方の通路内蔵台座では、その側端面に垂直な第２貫通孔が前記溝に連通して形成され、
前記第１貫通孔と前記第２貫通孔がシール部材を介して連通するように、各通路内蔵台座を互いに垂設して組立て、相互に固定したことを特徴とする。
各通路内蔵台座を互いに垂設して組立てることで、立体型通路内蔵台座を、例えば、箱型、Ｌ字型、コの字型、クランク型の形状とすることができ、何れの形状の場合も、第１貫通孔及び第２貫通孔により、各通路内蔵台座の溝同士が連通される。
【０００９】
上記課題を解決する本発明に係る立体型通路内蔵台座は、
平板状の第１プレートと平板状の第２プレートの接合面に、流体の流路及び配線の通路となる溝が形成され、前記第１プレートと前記第２プレートの少なくとも一方のプレートに、該プレートの表面に配設される機器、部品と連通する連通孔が形成され、前記第１プレートと前記第２のプレートとを接合することにより、前記機器、部品が前記連通孔を介して前記溝に連通される通路内蔵台座を複数組備え、
接続される一方の通路内蔵台座では、その側端部において、第１プレートの表面、第２プレートの表面及び側端面に対して垂直な第３貫通孔が前記溝に連通して各々形成され、
接続される他方の通路内蔵台座では、その側端面に垂直な第４貫通孔が前記溝に連通して形成され、
前記第３貫通孔と前記第４貫通孔がシール部材を介して連通するように、各通路内蔵台座を十字形に組立て、相互に固定したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、通路内蔵台座を箱型又は十字型に立体的に組立てて固定することにより、架台や支柱がなくても自立し、ユニット全体の剛性が著しく大となり、振動や衝撃的荷重にも強くなる。しかも架台や支柱を使用していないので小型軽量化を可能とする。
【００１１】
又、本発明によれば、複数組の通路内蔵台座を用いて一つのシステムを構成する場合、相互の通路内蔵台座の間を、外部の配管等を用いることなく、内蔵された流路同士、通路同士を連通することで、配管や配線を接続するので、複雑な外部配管や外部配線を施す必要がなく、作製時のコスト低減に寄与すると共に、システムの小型軽量化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図１〜図３を用いて、本発明に係る実施形態を説明する。
なお、図１〜図３において、同等の構成要素については同じ符号を用い、重複する説明は省略する。
【実施例１】
【００１３】
図１は、本発明に係る実施形態の一例となる立体型通路内蔵台座を示す図であり、図１（ａ）は、その全体の斜視図を、図１（ｂ）は、通路内蔵台座同士の接続部分の断面図を示すものである。
【００１４】
図１（ａ）に示すように、本実施例の立体型通路内蔵台座１Ａは、４組の通路内蔵台座７を用いて、箱型の立体形状に組立てたものである。立体型通路内蔵台座１Ａを構成する各々の通路内蔵台座７では、下プレート５（第２プレート）には、プレート３（第１プレート）との接合面に、図４において説明したような溝４（図１（ｂ）も参照）が加工されており、下プレート５に上プレート３が、例えば、ＦＳＷ（摩擦攪拌溶接）等の適切な方法で接合されている。更に、少なくとも一方のプレート、具体的には、上プレート３上には種々の機器・部品９が植込みボルトやナット２５によって取付けられている。そして、各通路内蔵台座７上の機器・部品９は、上プレート３に設けられた図示せざる連通孔によって下プレート５に加工された溝４に連通しており、溝４を介して、機器・部品９が相互に接続されている。連通孔や溝４は、システム構成に必要な液体やガスが流動する配管として、又、信号や電力を供給するための配線通路としての機能を担うものであり、その目的、例えば、流体のための流路であれば、流体の性状、流速及び圧力損失等に応じて、適切な位置、長さ、断面積、方向に配置される。なお、溝４は、下プレート５ではなく、上プレート３側に形成されてもよく、又、上プレート３及び下プレート５に共に形成されてもよい。
【００１５】
種々の機器・部品９としては、システムに必要な部品、機器が用いられ、例えば、燃料電池システムの場合、ドレンポット、熱交換機、逆止弁、切換弁、流量調節器等の部品、機器が用いられる。
【００１６】
各通路内蔵台座７を箱型に組み立てる際には、止め具１３を介して植込みボルト１５を締め付けて固定する。又、止め具１３に替えて、植込みボルト１７によって通路内蔵台座７を相互に直接固定してもよく、更には、これらの止め具１３、植え込みボルト１７を併用して、立体型通路内蔵台座１Ａの強度を強化することも可能である。各通路内蔵台座７を箱形に組み立てる際には、各接合部分は、図１（ｂ）に示すような構造により、各通路内蔵台座７の溝４同士が連通される。具体的には、接続される一方の通路内蔵台座７では、その側端部において、溝４に連通すると共に、下プレート５の表面に対して垂直な貫通孔８（第１貫通孔）が形成されており、一方の通路内蔵台座７に接続される他方の通路内蔵台座７では、溝４に連通すると共に、その側端面に垂直な貫通孔１０（第２貫通孔）が形成されており、貫通孔８と貫通孔１０がＯリング６（シール部材）を介して連通するように、組立てられている。
【００１７】
なお、上プレート３、下プレート５の材質は、システム構成の目的に応じて決定され、例えば、軽量化を図りたい場合は、溝等の形成加工や接合作業の容易さからアルミニウム等が好ましく、強い剛性が要求される場合には、素材強度の強いステンレススチール等が好ましい。又、システム全体の剛性を補強部材等により保てる場合や高い剛性を要求されない場合等のときは、通路内蔵台座内部の溝を流れる流体を視認できるように、上プレート３、下プレート５全体若しくは一部を透明の樹脂材料を用いて構成してもよく、例えば、システム点検時等のときに、流体の流れが容易に視認可能となる。
【００１８】
又、各通路内蔵台座７間を配管又は配線で直接接続する必要のある場合には、上プレート３等に溝４に連通する連通孔を設け、これらの連通孔を適切な配管又は配線等で直接接続するようにしてもよい。更に、機器・部品９同士を配管又は配線で直接接続する必要のある場合には、機器・部品９同士を適切な配管又は配線等で直接接続するようにしてもよい。
【００１９】
このように、複数の通路内蔵台座７を互いに垂設して、箱型に組み立てることにより、複雑な流路等が必要な場合であっても、シンプルな構成でシステムを構成することができ、又、通路内蔵台座７自体が架台や支柱を兼用するため、従来必要であった架台や支柱を不要として、軽量化が図れると共に、機器・部品９の実装密度が向上するため、実質的に小型化を図ることも可能となる。特に、箱型にする場合、強度が弱かったり、防塵の必要がある機器・部品９を、箱型の内側に配置することにより、これらを保護することも可能となる。
【００２０】
なお、図１においては、一例として、箱型に組み立てた立体型通路内蔵台座を図示したが、同様の構成の通路内蔵台座７を用いることで、例えば、Ｌ字型、コの字型、クランク型の立体型通路内蔵台座とすることができ、何れの場合も、各通路内蔵台座７の溝４同士が連通される構成となる。
【実施例２】
【００２１】
図２は、本発明に係る実施形態の他の一例となる立体型通路内蔵台座を示す図であり、図２（ａ）は、その全体の斜視図を、図２（ｂ）は、通路内蔵台座同士の接続部分の断面図を示すものである。
【００２２】
図２（ａ）に示すように、本実施例の立体型通路内蔵台座１Ｂは、実施例１に示した立体型通路内蔵台座１Ａ（図１（ａ）参照）を複数段、具体的には、垂直に３段組み合わせて、箱型の立体形状に組立てたものである。立体型通路内蔵台座１Ｂを構成する流路内蔵台座７自体は、実施例１において説明したものと全く同等であるため、ここでは、その詳細な説明は省略する。
【００２３】
図２（ａ）と上述した図６との比較を行うと、本実施例の立体型通路内蔵台座１Ｂでは、図６に示した架台７１ａ〜７１ｄ間を接続する配管８６等が不要となり、製造時、保守作業時の大幅な作業効率の向上が望める、又、支柱７２の替わりに、本実施例でも、通路内蔵台座７を用いたので、支柱７２が不要となるだけでなく、各面を有効に利用して、システムを構成する機器・部品９の実装密度を向上させることができる。図２（ａ）では、図６との比較のため３段組構成としたが、図６と同等の数の部品、機器を組み込む場合、２段組の立体型通路内蔵台座で十分であり、小型化、軽量化を図ることが可能になる。
【００２４】
各通路内蔵台座７を組み立てる際には、最上段、最下段の通路内蔵台座７では、実施例１の図１（ｂ）に示すような構造で、止め具１３、植え込みボルト１７等により互いの通路内蔵台座７の接続を行うが、他の段においては、図２（ｂ）に示すような構造により、各通路内蔵台座７の溝４同士が連通される。具体的には、接続される一方の通路内蔵台座７では、その側端部において、溝４に連通すると共に、上プレート３及び下プレート５の表面に対して垂直な貫通孔８（第１貫通孔）が形成されており、一方の通路内蔵台座７に接続される他方の通路内蔵台座７では、溝４に連通すると共に、その側端面に垂直な貫通孔１０（第２貫通孔）が形成されており、貫通孔８と貫通孔１０がＯリング６を介して連通するように、組立てられている。
【実施例３】
【００２５】
図３は、本発明に係る実施形態の更なる他の一例となる立体型通路内蔵台座を示す図であり、図３（ａ）は、その全体の斜視図を、図３（ｂ）は、通路内蔵台座同士の接続部分の断面図を示すものである。
【００２６】
図３（ａ）に示すように、本実施例の立体型通路内蔵台座１Ｃは、４組の通路内蔵台座７を用い、これら４組の通路内蔵台座７の一方の側面が十字形になるように組み立て、上下の複数個の止め具１９と植込みボルト２１により固定して構成されたものである。そして、十字形状となる他方の側面側で自立可能な構成となる。なお、各通路内蔵台座７の構成、機能等は、実施例１において説明したものと全く同等であるため、ここでも、その詳細な説明は省略する。
【００２７】
本実施例では、複数の通路内蔵台座７が十字形状に組み立てられて構成されるため、システム全体の全長、全幅等は、実施例１の場合と比較して大きくなるが、１つの通路内蔵台座７の一方の面だけでなく、他方の面側にも機器・部品９等を配置することができ、機器・部品９の実装密度を向上させることが可能となる。
【００２８】
各通路内蔵台座７を組み立てる際には、止め具１９、植え込みボルト２０等を用いて互いの通路内蔵台座７の接続を行うが、通路内蔵台座７同士の接続部分では、図３（ｂ）に示すような構造により、各通路内蔵台座７の溝４同士が連通される。具体的には、接続される一方の通路内蔵台座７では、その側端部において、溝４に連通すると共に、上プレート３及び下プレート５の表面に対して垂直な貫通孔８’（第３貫通孔）が形成され、更に、その側端面に垂直な貫通孔８’（第３貫通孔）が形成されており、一方の通路内蔵台座７に接続される他方の通路内蔵台座７では、溝４に連通すると共に、その側端面に垂直な貫通孔１０’（第４貫通孔）が形成されており、貫通孔８’と貫通孔１０’がＯリング６を介して連通するように、組立てられている。なお、通路内蔵台座７の溝４同士は、外部配管１１により、Ｏリング６を介して、互いに連通するように構成してもよい。
【００２９】
上記実施例１〜３に示したように、通路内蔵台座を箱型又は十字型に立体的に組立てて固定することにより、架台や支柱がなくても自立し、ユニット全体の剛性が著しく大となり、振動や衝撃的荷重にも強くなる。しかも、架台や主柱を使用していないので小型軽量化を可能とする。又、複数組の通路内蔵台座で一つのシステムを構成する場合においても、相互の通路内蔵台座の間を最短、最小に接続するので、小型軽量化及びコスト低減に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係る実施形態の一例となる立体型通路内蔵台座を示す図である。
【図２】本発明に係る実施形態の他の一例となる立体型通路内蔵台座示す図である。
【図３】本発明に係る実施形態の更なる他の一例となる立体型通路内蔵台座示す図である。
【図４】通路内蔵台座の概略の構成図である。
【図５】車載用燃料電池システムのプロセスフローの例を示した図である。
【図６】車載用燃料電池システムを従来の方法で装置化したイメージを示した図である。
【符号の説明】
【００３１】
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ  立体型通路内蔵台座
３    上プレート
４    溝
５    下プレート
６    Ｏリング
７    通路内蔵台座
８、８’  貫通孔
９    機器・部品
１０、１０’  貫通孔
１１  外部配管
１３  止め具
１５  植込みボルト
１７  植込みボルト
１９  止め具
２１  植込みボルト
２５  ナット
５１  通路内蔵台座
５２  上プレート
５３  下プレート
５４  連通孔
５７、５７’  機器
５９  植込みボルト
６０  ナット
６２  溝
７１ａ〜７１ｄ  架台
７２  支柱
７３  機器
７５ａ，７５ｂ  原料
７６  リフォーマ
７９  燃料電池本体
８０  空気
８１  直流電力
８２  インバータ
８４  負荷
８６  配管
８８  配線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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