(57)【要約】【課題】  燃料電池システムの圧送機に組み込まれる転がり軸受の発塵を抑える。【解決手段】  少なくとも、燃料電池スタック及び各種流体を輸送するための圧送機を具備する燃料電池システムの前記圧送機に組み込まれる燃料電池用転がり軸受であって、２５℃における蒸気圧が１．３×１０−１Ｐａ以下である潤滑油を基油としたグリースが封入されていることを特徴とする燃料電池用転がり軸受。【選択図】      図４
2004162904.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、燃料電池スタック及び各種流体を輸送するための圧送機を具備する燃料電池システムの前記圧送機に組み込まれる燃料電池用転がり軸受であって、
２５℃における蒸気圧が１．３×１０−１Ｐａ以下である潤滑油を基油としたグリースが封入されていることを特徴とする燃料電池用転がり軸受。
【請求項２】
少なくとも、燃料タンク、燃料蒸発器、改質器、ＣＯ除去装置、燃料電池スタック及び各種流体を輸送するための圧送機を具備する燃料電池システムの前記圧送機に組み込まれる燃料電池用転がり軸受であって、
２５℃における蒸気圧が１．３×１０−１Ｐａ以下である潤滑油を基油としたグリースが封入されていることを特徴とする燃料電池用転がり軸受。
【請求項３】
インペラ型圧送機、スクロール型圧送機、斜板型圧送機またはスクリュー型圧送機に組み込まれることを特徴とする請求項１または２記載の燃料電池用転がり軸受。
【請求項４】
基油が、アルキル鎖誘導ポリフェニルエーテル油、アルキル鎖誘導ナフタレン油、パラフィン系炭化水素油、フッ素油、アルキルシクロペンタン、下記一般式（Ｉ）で表されるシラハイドロカーボンあるいはこれらを組み合わせた混合油であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の燃料電池用転がり軸受。
Ｒ１ｎ−Ｓｉ−〔Ｒ２−Ｓｉ−Ｒ３３〕ｍ  ・・・（Ｉ）
（式中、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３はアルキル基であり、それぞれ異なっていてもよく、同一であってもよい。また、ｎ＝０〜２、ｍ＝２〜４、ｎ＋ｍ＝４である。）
【請求項５】
基油が、アルキルシクロペンタンまたはその混合油であることを特徴とする請求項４記載の燃料電池用転がり軸受。
【請求項６】
基油が、シラハイドロカーボンまたはその混合油であることを特徴とする請求項４記載の燃料電池用転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メタノール、水のような燃料をガス化し、改質器で改質した後、ＣＯ除去装置でＣＯ除去を行い、燃料電池スタック（燃料電池本体）に燃料を供給して発電を行う燃料電池システム、あるいは水素タンク、水素貯蔵合金等の水素保存手段から燃料としての水素を燃料電池スタックに供給し、発電する燃料電池システム、あるいはメタノール水のような水素含有化合物から改質器で水素を取り出し、ＣＯ除去装置等の不純物除去装置で不純物を除去し、燃料電池スタックに水素を供給し、発電する燃料電池システムにおいて、各機器間に各種流体を圧送するための圧送機に使用される燃料電池用転がり軸受に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車、船舶、宇宙船等の動力源として燃料電池を用いることの検討が進められているが、メタノールを原料とする固体高分子電解質型燃料電池は、比較的低温（１００℃以下）で発電が行われ、出力密度が高く、低温で作動し、電池構成材料の劣化が少なく、起動が容易である等の長所があることから、特に、自動車等の輸送体の動力源として有効とされている。
【０００３】
固体高分子電解質型燃料電池の基本的構成は、固体高分子電解質膜の両面を、白金等の貴金属を触媒とする多孔質のカソード（酸素極）とアノード（燃料極）の両ガス拡散電極で挟んで重ね合わせてなるセルを、セパレータを介して積層して燃料電池スタックとし、各セパレータの表裏両面にガス通路を形成し、カソード側のガス通路には酸化剤ガスを給排させ、アノード側のガス通路には燃料ガスを給排させるようにし、更に、燃料電池の反応が発熱反応であることから、数セルに１つずつの冷却部が設けられた構成が一般的である。
【０００４】
このような構成の固体高分子電解質型燃料電池を用いた発電装置として、例えば、図１に示す如きシステム構成のものが知られている。即ち、固体高分子電解質膜１の両面をカソード２とアノード３の両ガス拡散電極で狭持してなるセルをセパレータを介して積層して燃料電池スタックとし、更に数セルに１つずつの冷却部４を備える固体高分子電解質型燃料電池Ｉのアノード３入口側に、上流側より順に改質器５、熱交換器６、シフトコンバータ７、ＣＯ除去器８をそれぞれ設置し、燃料タンク９から供給されるメタノールを、メタノール蒸発器１０を経て改質器５に導入させるようにメタノール供給ライン１１を設け、一方、水タンク１２からの水の一部を蒸気発生器１３で水蒸気にして送る水蒸気ライン１４をメタノール供給ライン１１に接続してメタノールと水蒸気とを改質器５に導入して水蒸気改質を行わせるようにすると共に、水の他の一部を、冷却用として熱交換器６とＣＯ除去器８を通過させるようにし、改質器５で改質された燃料ガスＦＧを、熱交換器６で水タンク１２からの冷却水により冷却した後、２００℃で運転されるシフトコンバータ７でシフト反応を行って、固体高分子電解質型燃料電池Ｉの触媒毒となる一酸化炭素（ＣＯ）の濃度をＣＯ除去器８が処理可能な濃度（１％以下）に低減するようにする。また、１００〜１５０℃程度で運転されるＣＯ除去器８でＣＯ除去処理された燃料ガスＦＧが加湿器１５を経て固体高分子電解質型燃料電池Ｉのアノード３へ供給するようにしてある。
【０００５】
一方、固体高分子電解質型燃料電池Ｉのカソード２の入口側には、酸化剤ガスとして空気Ａをターボチャージャ１６のコンプレッサ１７で圧縮して加湿器１５を経て供給するようにすると共に、一部を分岐してＣＯ除去器８に入れてＣＯの燃焼に用いるようにしてあり、また、カソード２から排出されたカソード排ガスＣＧの全量と、アノード３から排出されたアノード排ガスＡＧの一部とを燃焼器１９で燃焼させた後、改質器５の燃焼室に導入し、改質器５の改質室内のメタノールを改質触媒の存在下で２５０℃になるように熱を吸熱して反応させて燃料ガスＦＧに改質するようにしてある。
【０００６】
また、改質器５の燃焼室より排出された排ガスは、アノード３から排出されたアノード排ガスＡＧの一部とともに燃焼器２０で燃焼させられた後にタービン１８に導いてコンプレッサ１７を駆動させるようにし、タービン１８から排出された排気ガスは蒸気発生器１３、メタノール蒸発器１０を通して排気ガスとして排出させるようにしてある。更に、水タンク１２からの冷却水の一部は、加湿器１５を経て固体高分子電解質型燃料電池Ｉの冷却部４を通過させられるようにしてあり、冷却部４を通過させられた冷却水は、冷却器２１で冷却されて水タンク１２へ入れられるようにしてあり、また、カソード排ガスライン２２中の気水分離器２３及びアノード排ガスライン２４中の気水分離器２５で各々分離された水は、熱交換器６及びＣＯ除去器８を通過した水とともに水タンク１２へ戻されるようにしてある。
【０００７】
また、燃料電池として水素タンク方式も知られており、例えば図２に示すようなシステム構成のものが知られている。図中、符号５１は、固体高分子電解質膜を間に挟んで燃料極５３と酸化剤極５５とを相互に対向配置し、更にセパレータで挟持して複数積層して構成される燃料電池スタックである。また、符号５７は加湿器であり、燃料ガスおよび酸化剤ガスが、それぞれ半透膜を介して純水と隣接し、水分子が半透膜を通過することにより燃料ガスおよび酸化剤ガスに対して加湿を行うものである。
【０００８】
水素タンク５９には水素が貯えられており、この水素は燃料調圧弁６１により調圧された後、エゼクタ圧送機６３、供給側水分離器６５及び加湿器５７を通り、燃料電池スタック５１に対し燃料極５３の燃料入口５３ａから供給される。燃料極５３の燃料出口５３ｂから排出される水素と水蒸気との混合ガスは、排出側水分離器６７、流路遮断弁６９を通り、エゼクタ圧送機６３で原燃料ガスと混合され、この混合ガスが供給側水分離器６５及び加湿器５７を経て燃料電池スタック５１の燃料極５３に循環される。
【０００９】
また、排出側水分離器６７と流路遮断弁６９との間の配管７１には、パージ分岐部７３にて、水素をパージさせるパージ配管７５が分岐接続され、パージ配管７５にはパージガス遮断弁７７及びパージガス触媒７９がそれぞれ設けられている。
【００１０】
酸化剤としての空気は、圧送機８１によって加湿器５７を経て燃料電池スタック１の酸化剤極５５に、酸化剤入口５５ａから供給される。酸化剤極５５の酸化剤出口５５ｂから排出される排気は、水蒸気と液水を含み、水分離器８３によって液水分が分離される。水分離器８３には、水素パージ時の空気供給用の空気パージ配管８５及びパージガス遮断弁８７が設けてあり、水素パージ時にはパージガス触媒７９に空気が供給されて外部に排出される。また、空気パージ配管８５には、空気排出管８９が分岐接続され、空気排出管８９には空気調圧弁９１が設けられている。
【００１１】
更に、燃料電池スタック５１の発電状態はセンサ（図示せず）で検知され、検知信号を受けて発電状態に応じて、水素圧力及び空気圧力を燃料調圧弁５１及び空気調圧弁９１で調整するようフィードバック制御するとともに、空気流量をコンプレッサ８１の回転数により調整するようフィードバック制御する構成となっている。
【００１２】
また、上記したような燃料電池システムでは、蒸気となった燃料、燃料ガス、高温の燃料あるいは圧縮空気を各機器間に送り込む必要があり、圧送ポンプやターボチャージャ等各種の圧送機が使用され、その圧送機には多くの場合転がり軸受が組み込まれている。
【００１３】
例えば、図３はこのような圧送機の一例（インペラ型圧送機）を示す断面図であるが、図示されるように、回転軸３１にインペラ３２が取り付けられており、この回転軸３１が転がり軸受３３ａ、３３ｂで支持されている。そして、回転軸３１の高速回転に伴ってインペラ３２が高速回転すると、水蒸気吸込み口３４から吸込まれた水蒸気がインペラ３２の遠心力で加圧され、ハウジング３５とバックプレート３６とで形成された加圧ボリュート３７を通って水蒸気吐出口３８から圧送される。また、この圧送機では、シーリング部材３９のシール性が低下してくると、水蒸気がインペラ３２の背面の背面空間４０から回転軸３１とシーリング部材３９との間隙４１を通って転がり軸受３３ａ、３３ｂに達するため、これを防ぐためのバッフル４２とブッシュ４３とが回転軸３１に付設されている。
【００１４】
このとき、転がり軸受３３ａ、３３ｂを潤滑油を用いて潤滑すると、特に高温での基油の蒸発に起因する発塵が顕著になり、場合によってはこの発塵物が燃料電池スタックに付着して触媒毒として作用することが懸念される（例えば、特許文献１参照）。
【００１５】
この対策として、転がり軸受の潤滑をグリース潤滑として軸受を嵌入する保持部の形状を工夫することによりグリース等の漏洩を防止することが提案されている（例えば、特許文献２参照）。但し、この提案はグリースが漏洩しないことに対応するものであり、グリース自体の発塵を抑えるという発想は無い。
【００１６】
また、水素タンク方式燃料電池システムにおいても、エゼクタ圧送機６３に組み込まれる転がり軸受が同様の問題を引き起こすことが考えられる。
【特許文献１】特開２０００−２１９２号公報
【特許文献２】特開２００２−７０７６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、燃料電池システムの圧送機に組み込まれる転がり軸受に封入するグリースを工夫することにより、転がり軸受の発塵を抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明者らは、鋭意検討の結果、封入するグリースの基油として低揮発性の潤滑油を用いることにより発塵を効果的に抑制できることを知見した。
【００１９】
即ち、上記の目的を達成するために本発明は、（１）少なくとも、燃料電池スタック及び各種流体を輸送するための圧送機を具備する燃料電池システムの前記圧送機に組み込まれる燃料電池用転がり軸受であって、２５℃における蒸気圧が１．３×１０−１Ｐａ以下である潤滑油を基油としたグリースが封入されていることを特徴とする燃料電池用転がり軸受、並びに（２）少なくとも、燃料タンク、燃料蒸発器、改質器、ＣＯ除去装置、燃料電池スタック及び各種流体を輸送するための圧送機を具備する燃料電池システムの前記圧送機に組み込まれる燃料電池用転がり軸受であって、２５℃における蒸気圧が１．３×１０−１Ｐａ以下である潤滑油を基油としたグリースが封入されていることを特徴とする燃料電池用転がり軸受を提供する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、２５℃における蒸気圧が１．３×１０−１Ｐａ以下の基油を用いたグリースを封入することにより、低発塵の燃料電池用転がり軸受が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の燃料電池用転がり軸受に関して詳細に説明する。
【００２２】
本発明において、燃料電池用転がり軸受の構成自体は制限されるものではなく、例えば図４に示すような玉軸受３００を例示することができる。図示される玉軸受３００は、内輪５０１と外輪３０２との間に保持器３０３を介して複数の転動体である玉３０４を略等間隔で回動自在に保持してなり、本発明においては更に内輪３０１、外輪３０２及び玉３０４で形成される空所Ｓに、下記に詳述されるグリース（図示せず）を所定量充填し、シール３０５で封止して構成されている。尚、グリースの封入量は、従来と同様に、軸受空間容積の５〜５０容積％の範囲で使用条件に応じて選定する。
【００２３】
〔基油〕
グリースに使用される基油は、２５℃における蒸気圧が１．３×１０−１Ｐａ以下であれば特に制限されること無く種々の潤滑油を使用できる。但し、２５℃における蒸気圧が１０−１２Ｐａ未満になると、既存の潤滑油では動粘度が高くなりすぎ、トルク上昇や発熱が大きくなるため好ましくない。好ましくは、２５℃における蒸気圧が１０−１０〜１０−２Ｐａの潤滑油である。
【００２４】
潤滑油の中でも合成潤滑油が好ましく、特にアルキル鎖誘導ポリフェニルエーテル油、アルキル鎖誘導ナフタレン油、パラフィン系炭化水素油、フッ素油、アルキルシクロペンタン、下記一般式（Ｉ）で表されるシラハイドロカーボンが好適である。
Ｒ１ｎ−Ｓｉ−〔Ｒ２−Ｓｉ−Ｒ３３〕ｍ  ・・・（Ｉ）
（式中、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３はアルキル基であり、それぞれ異なっていてもよく、同一であってもよい。また、ｎ＝０〜２、ｍ＝２〜４、ｎ＋ｍ＝４である。）
【００２５】
より具体的には、アルキル鎖誘導ポリフェニルエーテル油としては、モノアルキルトリフェニルエーテル、アルキルジフェニルエーテル、ジアルキルジフェニルエーテル、ペンタフェニルエーテル、テトラフェニルエーテル、モノアルキルテトラフェニルエーテル、ジアルキルテトラフェニルエーテル等が挙げられる。アルキル鎖誘導ナフタレン油としては、モノアルキルナフタレン、ジアルキルナフタレン、ポリアルキルナフタレン等が挙げられる。パラフィン系炭化水素油としては、ノルマルパラフィン、イソパラフィン、ポリブテン、ポリイソブチレン、１−デセンオリゴマー、１−デセンとエチレンコオリゴマー等のポリ−α−オレフィンまたはこれらの水素化物等が挙げられる。フッ素油としては、パーフルオロエーテル油、フルオロシリコーン油、フルオロフォスファゼン油等が挙げられる。アルキルシクロペンタンとしては、トリス（２−オクチルドデシル）シクロペンタン等が挙げられる。シラハイドロカーボンとしては、（ｎ−Ｃ１２Ｈ２５）２Ｓｉ〔Ｃ８Ｈ１６Ｓｉ（ｎ−Ｃ１２Ｈ２５）３〕２、Ｓｉ〔Ｃ３Ｈ６Ｓｉ（ｎ−Ｃ１２Ｈ２５）３〕４、Ｓｉ〔Ｃ３Ｈ６Ｓｉ（ｎ−Ｃ６Ｈ１３）３〕４、ＣＨ３Ｓｉ〔ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（Ｃ６Ｈ１３）３〕３、ＣＨ３Ｓｉ〔ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（Ｃ８Ｈ１７）３〕３、ＣＨ３Ｓｉ〔ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（Ｃ１０Ｈ２１）３〕３、ｎ−Ｃ８Ｈ１７Ｓｉ〔Ｃ３Ｈ６Ｓｉ（ｎ−Ｃ１２Ｈ２５）３〕３等が挙げられる。また、これらの潤滑油は、２５℃における蒸気圧が１．３×１０−１Ｐａ以下となるように混合して使用することもできる。
【００２６】
更に、これらの潤滑油からなる基油は、４０℃における動粘度が２０〜４００ｍｍ２／ｓｅｃであることが好ましく、２０ｍｍ２／ｓｅｃ（４０℃）未満では油膜形成が困難であり、４００ｍｍ２／ｓｅｃ（４０℃）を超えるとトルクや発熱が大きくなり、何れの場合も好ましくない。
【００２７】
上記潤滑油の中でもトリス（２−オクチルドデシル）シクロペンタンは、２５℃における蒸気圧が２．５×１０−１０Ｐａと極めて揮発性が低く、また４０℃にける動粘度が１１２ｍｍ２／ｓであることから、特に好ましい。また、シラハイドロカーボンも、２５℃における蒸気圧が１０−１０Ｐａのオーダーであり、好ましい。
【００２８】
〔増ちょう剤〕
ゲル構造を形成し、基油をゲル構造中に保持する能力を有するものであれば、特に制約はないが、金属石けん、金属コンプレックス石けん及びウレア化合物が好ましい。
【００２９】
金属石けんとして、例えばＬｉ、Ｎａ等からなる金属石けんを挙げることができ、金属コンプレックス石けんとして、例えばＬｉ、Ｎａ、Ｂａ、Ｃａ等からなる金属コンプレックス石けんを挙げることができる。また、ウレア化合物として、例えばジウレア化合物、トリウレア化合物、テトラウレア化合物、ポリウレア化合物、ウレア・ウレタン化合物、ジウレタン化合物またはこれらの混合物が挙げられ、中でもジウレア化合物がより好ましい。尚、基油としてフッ素油を用いる場合は、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂を用いる。
【００３０】
また、増ちょう剤の含有量は、グリース全量に対して５〜４０質量％であることが好ましい。増りょう剤の含有量が５質量％未満では、十分な増ちょう性が得られず、グリースが漏洩しやすくなり低発塵を実現できなくなる。増ちょう剤の含有量が４０質量％を超えると、流動性が乏しくなり、焼付きを生じるおそれがある。尚、グリースの混和ちょう度を高めることにより、グリースの飛散が抑えられるため、増ちょう剤は前記の範囲内でより多く含有することが好ましく、グリース全量に対して１５〜４０質量％とすることが望ましい。
【００３１】
〔添加剤〕
潤滑性能等をより一層高めるために、必要に応じて酸化防止剤、防錆剤、金属不活性化剤、油性剤、極圧剤、摩耗防止剤等種々の添加剤を単独で、もしくは適宜組み合わせてグリースに添加することができる。但し、金属元素を含有する添加剤は発塵源となるため、不可避不純物としての金属元素を除いて、金属元素を含有しない添加物を選択することが好ましい。また、これらの添加量は、低発塵を考慮して、合計でグリース全量の０．１〜４質量％以下とすることが好ましい。
【００３２】
〔製法〕
上記グリースを調製する方法には特に制約はない。しかし、一般的には基油中で増ちょう剤を反応させて得られる。また、混練にはニーダやロールミル等を用いることができ、添加剤はこの混練時に添加することができる。
【００３３】
上記の如く構成される転がり軸受は、図３に示したようなインペラ型圧送機における転がり軸受３３ａ，３３ｂとして組み込まれる他、例えば以下に示すスクロール型、斜板型、スクリュー型等の圧送機の各モータ主軸を支持する転がり軸受として使用される。
【００３４】
図５はスクロール型圧送機の一例を示す側面断面図である。図示されるスクロール型圧送機１００は、固定スクロール１１１と旋回スクロール１１２とからなる圧縮機構部１１０と、モータ主軸１２２に対して偏心して設けられたクランクピン１２２ａにより旋回スクロール１１２を旋回させるクランク機構部１３０と、モータ主軸１２２を回転させる駆動モータ部１２０とからなる。
【００３５】
クランク機構部１３０は、旋回スクロール１１２の自転を防止する自転防止機構１３２が配設されている。自転防止機構１３２には、図５に示すボールカップリング１３４の他にもオルダムカップリングやピン＆リングカップリング等がある。また、自転防止機構１３２としては、特開２００２−７０７６２号公報に開示されているような転がり軸受を用いたクランク機構が知られているが、上記何れの自転防止機構を採用しても構わない。
【００３６】
固定スクロール１１１は、円盤状に形成された固定基盤１１１ａと、この固定基盤１１１ａから立設した渦巻状の旋回渦巻部１１１ｃと、この旋回渦巻部１１１ｃを覆う外周壁１１１ｂとからなる。旋回スクロール１１２は、円盤状の旋回基盤１１２ｂと、この旋回基盤１１２ｂから立設した渦巻状の旋回渦巻部１１２ａとからなる。旋回基盤１１２ｂのリア側中央には有底円筒状の凹状部１１２ｃが設けられている。固定基盤１１１ａにおける図５中上下方向略中央には、固定スクロール１１１及び旋回スクロール１１２間で圧縮された空気等の吐出口１１４が設けられている。
【００３７】
凹状部１１２ｃをハウジングとして針状ころ軸受１３３が凹状部１１２ｃの内周側に挿入されている。この針状ころ軸受１３３は、モータ主軸１２２のクランクピン１２２ａを回転軸として、旋回スクロール１１２を回転自在に支えている。
【００３８】
駆動モータ部１２０において、駆動モータ１２１は、モータ主軸１２２に嵌め合わされたロータ１２３と、ロータ１２３の外周側に設けられてコイル１２４を巻回されたステータ１２５とを、モータハウジング１０１内に備えてなる。
【００３９】
モータ主軸１２２は、モータハウジング１０１に転がり軸受１０２を介して回転自在に支持されるとともに、リア側（図５中右側）の端部を転がり軸受１０３を介してリアハウジング１０４に回転自在に支持されている。また、モータ主軸１２２は、転がり軸受１０２よりクランクピン１２２ａ側において、モータハウジング１０１との間にシール１０６が介在されるとともに、リア側（図５中右端部側）において、リアハウジング１０４との間にシール１０７が介在されている。更に、モータ主軸１２２には、バランスウェイト１２２ｂが設けられており、バランスウェイト１２２ｂによって、旋回スクロール１１２の旋回時に生じる慣性モーメントを打ち消され、振動低減が図られている。
【００４０】
上記の如く概略構成されるスクロール型圧送機１００では、駆動モータ１２１に電力が供給されると、モータ主軸１２２が回転し、その回転が駆動クランク機構１３０を介して旋回スクロール１１２に伝達される。旋回スクロール１１２は、モータ主軸１２２の回転に伴って、固定スクロール１１１と噛み合いつつ旋回し、図示しない吸入口から固定スクロール１１１との間に空気等を吸入するとともに、固定スクロール１１１との間で圧縮させる。その後、圧縮された空気等を吐出口１１４から燃料電池の電極側に吐出させる。
【００４１】
また、スクロール型圧送機として図６に示す構成のものも知られている。図示されるスクロール型圧送機１４０において、クランク機構部１５０は、旋回スクロール１１２に旋回運動を行わせる駆動クランク機構１５１、及び旋回スクロール１１２の自転を防止する従動クランク機構１５２で構成されている。
【００４２】
従動クランク機構１５２は、旋回スクロール１１２に設けられた凹状保持部１１２ｃと、従動クランク軸１５３のクランクピン１５３ａ及びクランクピン１５３ａを旋回スクロール１１２に対して回転自在とする転がり軸受１５４とからなる。従動クランク軸１５３は、クランクピン１５３ａとは反対側を転がり軸受１５５を介してモータハウジング１０１に回転自在に支持されている。
【００４３】
また、従動クランク軸１５３には、モータ主軸１２２と同様にバランスウェイト１５３ｂが設けられており、バランスウェイト１５３ｂによって、旋回スクロール１１２の旋回時に生じる慣性モーメントを打ち消され、振動の低減が図られている。その他の構成及び作用については、図５に示したスクロール型圧送機１００と同様であり、同一の部位には同一の符号を付してある。
【００４４】
図７は斜板式圧送機の一例を示す側面断面図である。図示される斜板式圧送機１６０は両斜板タイプと呼ばれるものであり、燃料電池の電極に送る空気等の流体を、両面傾斜板１７１の回転に伴う両頭ピストン１７２の往復動で圧縮する圧縮機構部１７０と、駆動モータ１８１のモータ主軸１８２の回転により圧縮機構部１７０を駆動する駆動モータ部１８０とを備える。
【００４５】
圧縮機構部１７０において、両頭ピストン１７２は、シリンダブロック１６１のクランク室１６３内にモータ主軸１８２の軸方向に沿って往復動可能に設けられており、両面傾斜板１７１にシュー１７３を介して連結されている。また両面傾斜板１７１は、モータ主軸１８２の外周面に、モータ主軸１８２と一体回転可能に挿着されており、シリンダブロック１６１内に設けられた支持部材１６２に、スラスト軸受１７４を介して回転自在に支持されている。
【００４６】
駆動モータ部１８０において、駆動モータ１８１は、モータ主軸１８２に嵌入されたロータ１８３と、ロータ１８３の外周側に設けられ、コイル１８４を巻回されたステータ１８５とを、モータハウジング１８６内に備えてなる。
【００４７】
モータ主軸１８２は、軸方向略中央より図７中左側を、図７中左右一対の転がり軸受１８７を介してモータハウジング１８６に回転自在に支持されるとともに、軸方向略中央より図７中右側を、図７中左右一対の転がり軸受１７５を介して支持部材１６２に回転自在に支持されている。
【００４８】
上記の如く構成される両斜板タイプの圧送機１６０では、駆動モータ１８１に電力が供給されると、モータ主軸１８２が回転し、その回転が両面傾斜板１７１及びシュー１７３を介して両頭ピストン１７２に伝達される。両頭ピストン１７２は、モータ主軸１８２の回転に伴ってクランク室１６３内で軸方向に沿って往復動することにより、空気等を吸入・圧縮させ、燃料電池の電極側に吐出させる。
【００４９】
また、斜板型圧送機として、図８に示すような片面傾斜板１７１ａを備える片斜板タイプのものがある。図示される片斜板タイプの圧送機１９０は、片面傾斜板１７１ａに連動するロッド１７６を通じてピストン１７７が移動する構成となっており、その他の構成部位、例えば、モータ主軸１８２の支持構造や、モータ駆動部１８０等は、図７に示した両斜板タイプの圧送機１６０と同様であり、同一の部位には同一の符号を付して説明は省略する。
【００５０】
図９はスクリュー型圧送機の一例を示す側面断面図である。図示されるスクリュー型圧送機２２０は、燃料電池の電極に送る空気等の流体を、主ロータ２０１と副ロータ２０２とを噛み合わせて回転させることで圧縮する圧縮機構部２００と、駆動モータ１８１のモータ主軸１８２の回転により圧縮機構部２００を駆動する駆動モータ部１８０とを備える。なお、駆動モータ部１８０については、図７に示した斜板式圧送機１６０と同様であり、同一の符号を付して説明を省略する。
【００５１】
圧縮機構部２００において、主ロータ２０１及び副ロータ２０２はそれぞれ、対応する螺旋状に形成されて互いに噛み合わせることで協働して回転可能な構成である。主ロータ２０１は、図９中左側の回転軸２０１ａを図９中左右一対の転がり軸受２０３を介してハウジング２０７に回転自在に支持されるとともに、図９中右側の回転軸２０１ａを転がり軸受２０４を介してハウジングに回転自在に支持されている。また、副ロータ２０２は、図９中左側の回転軸２０２ａを図８中左右一対の転がり軸受２０５を介してハウジング２０７に回転自在に支持されるとともに、図９中右側の回転軸２０２ａを転がり軸受２０６を介してハウジング２０７に回転自在に支持されている。
【００５２】
また、主ロータ２０１の図９中左右両側の回転軸２０１ａにおいて、転がり軸受２０３，２０４に対して軸方向内側には、ハウジング２０７との間にシール２０８が介在されている。副ロータ２０２の図９中左右両側の回転軸２０２ａにおいて、転がり軸受２０５，２０６より軸方向内側には、ハウジング２０７との間にシール２０９が介在されている。
【００５３】
主ロータ２０１及び副ロータ２０２は、図９中左側の回転軸２０１ａ，２０２ａにそれぞれ設けられた連結ギア２１０を介して連動される。主ロータ２０１の図９中左側の回転軸２０１ａの左端部には、被駆動ギア２１１が設けられており、被駆動ギア２１１は、駆動モータ１８１のモータ主軸１８２に嵌合された駆動軸１８８の駆動ギア１８９に噛合されている。従って、主ロータ２０１は、モータ主軸１８２の回転を、駆動軸１８８、駆動ギア１８９及び被駆動ギア２１１を介して伝達される。主ロータ２０１の回転は、連結ギア２１０を介して副ロータ２０２に伝達される。
【００５４】
また、駆動軸１８８は、図９中左右一対の転がり軸受２１２を介してハウジング２１３に回転自在に支持されている。駆動軸１８８とハウジング２１３との間には、シール２１４が介在されている。
【００５５】
上記の如く構成されるスクリュー型圧送機２２０では、駆動モータ１８１に電力が供給されると、モータ主軸１８２が回転し、その回転が駆動軸１８８、駆動ギア１８９、被駆動ギア２１１を介して主ロータ２０１の回転軸２０１ａに伝達される。同時に、主ロータ２０１の回転軸２０１ａから連結ギア２１０を介して副ロータ２０２の回転軸２０２ａに伝達される。主ロータ２０１及び副ロータ２０２は、噛み合い回転することにより、空気等を吸入・圧縮させ、燃料電池の電極側に吐出させる。
【実施例】
【００５６】
以下に実施例を挙げて本発明を更に説明するが、本発明はこれにより何ら制限されるものではない。
【００５７】
（試験−１）
４０℃における動粘度が６０ｍｍ２／ｓｅｃで、２５℃における蒸気圧が１．３×１０−７Ｐａのモノアルキルトリフェニルエーテル油（（株）松村石油化学研究所製「ネオバックS-3102」）と、４０℃における動粘度が４５ｍｍ２／ｓｅｃで、２５℃における蒸気圧が２．６×１０−４Ｐａのパラフィン系炭化水素（（株）松村石油化学研究所製「ネオバックMR-100」）と、４０℃における動粘度が５ｍｍ２／ｓｅｃで、２５℃における蒸気圧が１Ｐａ以上の鉱油とを組み合わせ、２５℃における蒸気圧が１．３×１０−７Ｐａ〜１．０Ｐａの範囲で異なる基油を調製した。そして、各基油に１２−ヒドロキシステアリン酸リチウムをグリース全量の１３質量％となるように加え、その後ジアルキルジフェニルエミン（酸化防止剤）をグリース全量の３質量％となるように添加し、３本ロールミルをとおしてＮＬＧＩちょう度Ｎｏ．２に調整し、試験グリースを得た。
【００５８】
得られた試験グリースを、図１０に示すアウトガス評価装置を用いてアウトガス性を評価した。評価方法は、先ず、密閉ガラス容器３３０に、直径６３．５ｍｍの鋼板３３１とともに、１０ｍＬの試験グリース３３３を入れたシャーレ３３２を収容し、真空圧送機で排気して所定の真空度に維持する。次いで、密封ガラス容器３３０ごと恒温槽３３５に入れ、１００℃にて１０日間静置した後、鋼板３３１の表面を目視による観察を行い、油による滲みの有無を確認した。評価基準は下記の通りであり、評価点２を合格とした。
評価点
鋼板表面に油の滲み全く無し    ：  ２
鋼板表面に油の滲みが僅かに有り：  １
鋼板表面に油の滲み有り        ：  ０
【００５９】
上記一連の操作を試験グリース毎に行った。結果を図１１に示すが、２５℃における蒸気圧が１．３×１０−１Ｐａ以下の基油を用いた試験グリースは、何れも評価点が２であることがわかる。
【００６０】
（試験−２）
表１に示す如く、トリス（２−オクチルドデシル）シクロペンタン、試験−１で用いたモノアルキルトリフェニルエーテル油またはパラフィン系炭化水素に、１２−ヒドロキシステアリン酸リチウムをグリース全量の１３質量％となるように加え、加熱して１２−ヒドロキシステアリン酸リチウムを完全に溶解させた後急冷してゲル状物を得た。その後、ゲル状物にアルキルジフェニルアミン（酸化防止剤）をグリース全量の３質量％となるように加え、３本ロールミルを通してＮＬＧＩちょう度Ｎｏ．２に調整し、試験グリースを得た。
【００６１】
そして、各試験グリースについて、図１０に示したアウトガス評価装置を用いてアウトガス性を評価した。尚、温度は１００℃、１４０℃とした。また、試験時間は１０日間である。結果を表１に併記する。
【００６２】
【表１】
2004162904.tif 000003
【００６３】
表１から、２５℃における蒸気圧が１．３×１０−１Ｐａ以下である基油とした試験グリースは、何れも１００℃における評価点が２で、低アウトガスであることがわかる。特に、トリス（２−オクチルドデシル）シクロペンタンは、１４０℃の高温でも評価点２を得ており、更なる低アウトガスを実現できる。
【００６４】
（試験−３）
表２に示す如く、シラハイドロカーボンに、１２−ヒドロキシステアリン酸リチウムをグリース全量の１３質量％となるように加え、加熱して１２−ヒドロキシステアリン酸リチウムを完全に溶解させた後急冷してゲル状物を得た。その後、ゲル状物にアルキルジフェニルアミン（酸化防止剤）をグリース全量の３質量％となるように加え、３本ロールミルを通してＮＬＧＩちょう度Ｎｏ．２に調整し、試験グリースを得た。
【００６５】
そして、各試験グリースについて、試験−２と同様にしてアウトガス性を評価した。結果を表２に併記する。
【００６６】
【表２】
2004162904.tif 000004
【００６７】
表２から、シラハイドロカーボンも、１４０℃の高温でも評価点２を得ており、更なる低アウトガスを実現できることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】燃料電池システムの一例（固体高分子電解質型燃料電池）の全体構成を示す図である。
【図２】燃料電池システムの他の例（水素タンク方式燃料電池）の全体構成を示す図である。
【図３】燃料電池システムに使用される圧送機の一例（インペラ型圧送機）を示す断面図である。
【図４】本発明の燃料電池用転がり軸受の一実施形態を示す断面図である。
【図５】本発明の燃料電池用転がり軸受をスクロール型圧送機に適用した実施形態を示す断面図である。
【図６】本発明の燃料電池用転がり軸受を他のスクロール型圧送機に適用した実施形態を示す断面図である。
【図７】本発明の燃料電池用転がり軸受を両斜板型圧送機に適用した実施形態を示す断面図である。
【図８】本発明の燃料電池用転がり軸受を片斜板型圧送機に適用した実施形態を示す断面図である。
【図９】本発明の燃料電池用転がり軸受をスクリュー型圧送機に適用した実施形態を示す断面図である。
【図１０】アウトガス評価装置を示す概略構成図である。
【図１１】実施例にて、基油の蒸気圧を変えて油のにじみ評価を行った結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６９】
１  固体高分子電解質膜
２  カソード
３  アノード
４  冷却部
５  改質器
６  熱交換器
７  シフトコンバータ
８  ＣＯ除去器
９  燃料タンク
１０  メタノール蒸発器
１１  メタノール供給ライン
１２  水タンク
１３  蒸気発生器
１４  水蒸気ライン
１５  加湿器
１６  ターボチャージャ
１７  コンプレッサ
１８  タービン
１９  燃焼器
２０  燃焼器
２１  冷却器
２２  カソード排ガスライン
２３  気水分離器
２４  アノード排ガスライン
２５  気水分離器
３１  回転軸
３２  インペラ
３３ａ，３３ｂ  転がり軸受
３４  水蒸気吸込み口
３５  ハウジング
３６  バックプレート
３７  加圧ボリュート
３８  水蒸気吐出口
３９  シーリング部材
４０  背面空間
４１  間隙
４２  バッフル
４３  ブッシュ
３０１  内輪
３０２  外輪
３０３  保持器
３０４  玉
３０５  シール
【図１】
2004162904.tif 000005
【図２】
2004162904.tif 000006
【図３】
2004162904.tif 000007
【図４】
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【図５】
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【図６】
2004162904.tif 000010
【図７】
2004162904.tif 000011
【図８】
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【図９】
2004162904.tif 000013
【図１０】
2004162904.tif 000014
【図１１】
2004162904.tif 000015