(57)【要約】【課題】単純な構成でありかつ低コストで製造可能な、防爆構造を有するブラシモータを提供すること。【解決手段】モータ４０は、モータケース４２と、モータケース４２の内部に回転可能に保持された回転部４４と、を備える。回転部４４は、回転軸４４１と、この回転軸４４１の基端側に設けられた回転子４４２ａ，４４２ｂと、回転軸４４１の先端側に設けられた整流子４４３ａ，４４３ｂと、を備え、モータケース４２には、回転部４４の回転軸４４１が貫通する軸貫通孔４２３が形成される。回転部４４は、回転軸４４１の外周面から鍔状に延出する軸貫通孔蓋部４４６を備え、この軸貫通孔蓋部４４６は、軸貫通孔４２３よりも整流子４４３ａ，４４３ｂ側に設けられ、軸貫通孔４２３の内径よりも大きく形成され、モータケース４２の内部の圧力変動に応じて、軸貫通孔４２３と回転軸４４１との隙間を覆う。【選択図】図２
2007282348.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータケースと、当該モータケースの内部に回転可能に保持された回転部と、を備え、
前記回転部は、回転軸と、この回転軸の基端側に設けられた回転子と、前記回転軸の先端側に設けられた整流子と、を備え、
前記モータケースの内部には、前記整流子に対向してブラシ部が設けられるブラシモータであって、
前記モータケースには、前記回転部の回転軸が貫通する軸貫通孔が形成され、
前記回転部は、前記回転軸の外周面から鍔状に延出する軸貫通孔蓋部を備え、
当該軸貫通孔蓋部は、前記軸貫通孔よりも前記整流子側に設けられ、前記軸貫通孔の内径よりも大きく形成され、前記モータケースの内部の圧力変動に応じて、前記軸貫通孔と前記回転軸との隙間を覆うことを特徴とするブラシモータ。
【請求項２】
前記軸貫通孔蓋部は、前記回転軸から離れるにしたがって前記整流子側に接近する湾曲形状であることを特徴とする請求項１に記載のブラシモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブラシモータに関する。詳しくは、ブラシモータ内部における爆発による圧力を利用した防爆構造を有するブラシモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車の新たな動力源として燃料電池システムが注目されている。燃料電池システムは、例えば、反応ガスを化学反応させて発電する燃料電池と、反応ガス流路を介して燃料電池に反応ガスを供給する反応ガス供給装置と、この反応ガス供給装置を制御する制御装置と、を備える。
【０００３】
燃料電池は、例えば、数十個から数百個のセルが積層されたスタック構造である。ここで、各セルは、膜電極構造体（ＭＥＡ）を一対のセパレータで挟持して構成され、膜電極構造体は、アノード電極（陽極）およびカソード電極（陰極）の２つの電極と、これら電極に挟持された電解質膜とで構成される。
【０００４】
この燃料電池のアノード電極に反応ガスとしての水素ガスを供給し、カソード電極に反応ガスとしての酸素を含む空気を供給すると、電気化学反応により発電する。この発電時に生成されるのは、基本的に無害な水だけであるため、環境への影響や利用効率の観点から、燃料電池が注目されている。
【０００５】
ところで、燃料電池システムを動力源とする燃料電池車では、多数のモータが使用される。これらのモータは、上述のように、水素ガスなどの引火性気体の雰囲気下で使用されることになる。そのため、これらのモータは、水素雰囲気下においても安全に作動するように、防爆構造を有する必要がある。
【０００６】
このような防爆構造は、例えば、モータと、このモータを制御する電気制御回路と、これらを収容する防爆容器とで構成される（特許文献１参照）。
この防爆容器には、モータの回転軸が貫通する貫通孔が形成されている。ここで、この貫通孔の長さや、貫通孔と回転軸との隙間などは、所定の防爆要件を満たす寸法に形成されている。これにより、この防爆容器の内部で爆発が発生した場合であっても、回転軸と貫通孔との隙間を介して容器外部の水素ガスに引火するのを防止している。
【特許文献１】特開２００１−３９０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、この特許文献１に示された防爆容器のように、貫通孔の長さや、貫通孔と回転軸との隙間などを、防爆要件を満たす寸法とするには、これら回転軸や貫通孔を高い精度で加工することが必要である。このため、モータの製造コストが上昇するおそれがあった。
【０００８】
本発明は、以上のような課題に鑑みてなされたものであり、単純な構成でありかつ低コストで製造可能な、防爆構造を有するブラシモータ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】
【０００９】
（１）  モータケース（例えば、実施の形態におけるモータケース４２）と、当該モータケースの内部に回転可能に保持された回転部（例えば、実施の形態における回転部４４）と、を備え、前記回転部は、回転軸（例えば、実施の形態における回転軸４４１）と、この回転軸の基端側に設けられた回転子（例えば、実施の形態における回転子４４２ａ，４４２ｂ）と、前記回転軸の先端側に設けられた整流子（例えば、実施の形態における整流子４４３ａ，４４３ｂ）と、を備え、前記モータケースの内部には、前記整流子に対向してブラシ部（例えば、実施の形態におけるブラシ部４２０ａ，４２０ｂ）が設けられるブラシモータ（例えば、実施の形態におけるモータ４０）であって、前記モータケースには、前記回転部の回転軸が貫通する軸貫通孔（例えば、実施の形態における軸貫通孔４２３）が形成され、前記回転部は、前記回転軸の外周面から鍔状に延出する軸貫通孔蓋部（例えば、実施の形態における軸貫通孔蓋部４４６）を備え、当該軸貫通孔蓋部は、前記軸貫通孔よりも前記整流子側に設けられ、前記軸貫通孔の内径よりも大きく形成され、前記モータケースの内部の圧力変動に応じて、前記軸貫通孔と前記回転軸との隙間を覆うことを特徴とするブラシモータ。
【００１０】
（１）の発明によれば、モータケース内部の圧力変動に応じて、軸貫通孔と回転軸との隙間を覆う軸貫通孔蓋部を設けた。
例えば、モータケース内部に水素ガスが侵入し、ブラシ部と整流子との接触部分から生じた火花により爆発した場合には、このモータケース内部の圧力は、外部の圧力よりも高くなるように大きく変動する。したがって、上述のような軸貫通孔蓋部を設けることにより、モータケース内部で爆発が発生した場合には、この爆発による圧力の変動に応じて、軸貫通孔と回転軸との隙間が覆われる。これにより、軸貫通孔と回転軸との隙間からモータケース外部に出火することを防止できる。
【００１１】
また、以上のようにモータケース内部の圧力変動に応じて作動する軸貫通孔蓋部を、軸貫通孔よりも整流子側に、軸貫通孔の内径よりも大きく鍔状に延出するように設けた。
これにより、軸貫通孔蓋部を、整流子を中心とした爆発による圧力変動を効率的に受けさせることができるとともに、軸貫通孔と回転軸との隙間を迅速に覆わせることができる。
【００１２】
また、このブラシモータによれば、上述のような軸貫通孔蓋部を回転軸に設けることにより、軸貫通孔と回転軸との隙間を精度よく加工して防爆仕様に合わせることなく、モータケース内部の爆発が外部に引火することを防止できる。したがって、防爆構造を有するブラシモータを、単純な構成でかつ低コストで製造できる。
【００１３】
（２）  前記軸貫通孔蓋部は、前記回転軸から離れるにしたがって前記整流子側に接近する湾曲形状であることを特徴とする（１）に記載のブラシモータ。
【００１４】
（２）の発明によれば、軸貫通孔蓋部は、回転軸に設けられた整流子を略中心にして、この整流子を軸貫通孔側から覆う略半球殻状である。
例えば、整流子を中心として爆発した場合には、この爆発による衝撃波は、整流子を中心とした球状に拡がる。したがって、上述のような形状の軸貫通孔蓋部を設けることにより、整流子を中心とした衝撃波による圧力を受ける面積を増加できるとともに、この受けた圧力を、軸貫通孔蓋部の軸貫通孔側へ逃げ難くできる。したがって、爆発による圧力を、軸貫通孔蓋部で効率的に受けることができるので、軸貫通孔と回転軸との隙間をさらに迅速に覆うことができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、モータケース内部の圧力変動に応じて、軸貫通孔と回転軸との隙間を覆う軸貫通孔蓋部を設けた。例えば、モータケース内部に水素ガスが侵入し、ブラシ部と整流子との接触部分から生じた火花により爆発した場合には、このモータケース内部の圧力は、外部の圧力よりも高くなるように大きく変動する。したがって、上述のような軸貫通孔蓋部を設けることにより、モータケース内部で爆発が発生した場合には、この爆発による圧力の変動に応じて、軸貫通孔と回転軸との隙間が覆われる。これにより、軸貫通孔と回転軸との隙間からモータケース外部に出火することを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係るブラシモータとしてのモータ４０が接続された燃料電池システム１のブロック図である。
燃料電池システム１は、燃料電池１０と、この燃料電池１０に水素ガスや空気を供給する供給装置２０と、この供給装置２０を制御する制御装置３０と、を有する。
【００１７】
燃料電池１０は、例えば、数十個から数百個のセルが積層されたスタック構造である。各セルは、膜電極構造体（ＭＥＡ）を一対のセパレータで挟持して構成される。膜電極構造体は、アノード電極（陽極）およびカソード電極（陰極）の２つの電極と、これら電極に挟持された固体高分子電解質膜とで構成される。通常、両電極は、固体高分子電解質膜に接して酸化・還元反応を行う触媒層と、この触媒層に接するガス拡散層とから形成される。
【００１８】
このような燃料電池１０は、アノード電極（陽極）側に水素ガスが供給され、カソード電極（陰極）側に酸素を含む空気が供給されると、電気化学反応により発電する。
【００１９】
供給装置２０は、燃料電池１０のカソード電極側に空気を供給するコンプレッサ２１および加湿器２９と、アノード電極側に水素ガスを供給する水素タンク２２およびエゼクタ２８と、を含んで構成される。
【００２０】
コンプレッサ２１は、エア供給路２３および加湿器２９を介して、燃料電池１０のカソード電極側に接続されている。
加湿器２９は、燃料電池１０から排出される空気に含まれる水分で、コンプレッサ２１から供給される空気を加湿する。
また、燃料電池１０のカソード電極側には、エア排出路２４が接続され、このエア排出路２４の先端側には、加湿器２９を介して、背圧弁２４１が設けられる。この背圧弁２４１には、後に図２を参照して詳述するモータ４０が接続される。
【００２１】
水素タンク２２は、水素供給路２５を介して、燃料電池１０のアノード電極側に接続されている。この水素供給路２５には、上述のエゼクタ２８が設けられている。水素供給路２５のうち水素タンク２２とエゼクタ２８との間には、遮断弁２５１が設けられている。
【００２２】
また、燃料電池１０のアノード電極側には、水素排出路２６が接続され、この水素排出路２６の先端側には、パージ弁２６１が設けられている。この水素排出路２６のうちパージ弁２６１よりもアノード電極側では、水素排出路２６が分岐されて、上述のエゼクタ２８に接続されている。
【００２３】
エゼクタ２８は、水素排出路２６の分岐路を通して、水素排出路２６に流れた水素ガスを回収し、水素供給路２５に還流する。
【００２４】
制御装置３０は、上述のコンプレッサ２１、背圧弁２４１、遮断弁２５１、および、パージ弁２６１を制御する。
また、制御装置３０には、図示しないイグニッションスイッチが接続される。このイグニッションスイッチは、燃料電池車の運転席に設けられており、運転者の操作に従って、オン／オフ信号を制御装置３０に送信する。制御装置３０は、イグニッションスイッチのオン／オフに従って、燃料電池１０の発電を行う。
【００２５】
図２は、モータ４０の断面図である。
モータ４０は、密閉構造である円筒状のモータケース４２と、このモータケース４２の内部に回転可能に保持された回転部４４と、を備える。
【００２６】
回転部４４は、棒状の回転軸４４１と、この回転軸４４１の基端側に設けられた一対の回転子４４２ａ，４４２ｂと、回転軸４４１の先端側に設けられた一対の整流子４４３ａ，４４３ｂと、回転軸４４１の外周面から鍔状に延出する軸貫通孔蓋部４４６と、を備える。
【００２７】
一対の回転子４４２ａ，４４２ｂは、回転軸４４１を挟んで配置されて、それぞれ、コイルが複数回巻き回されている。
一対の整流子４４３ａ，４４３ｂは、回転軸４４１を挟んで配置される。整流子４４３ａは、回転子４４２ａのコイルに接続され、整流子４４３ｂは、回転子４４２ｂのコイルに接続される。
【００２８】
軸貫通孔蓋部４４６は、円盤状であり、モータケース４２の後述の軸貫通孔４２３の内径よりも大きく形成されている。より具体的には、軸貫通孔蓋部４４６は、軸貫通孔４２３が形成された後述の軸受取付部４２１の内径よりも大きく形成されている。この軸貫通孔蓋部４４６は、その中心を回転軸４４１の中心と一致させて、回転軸４４１の先端側の整流子４４３ａ，４４３ｂ近傍に設けられている。
また、回転軸４４１の先端側には、上述の背圧弁２４１（図１）が接続されている。
【００２９】
モータケース４２の両端面の中央は、それぞれ、モータケース４２の外側へ突出しており、これにより、軸受取付部４２１，４２２が形成されている。また、モータケース４２の軸受取付部４２１の中央には、軸貫通孔４２３が形成され、この軸貫通孔４２３に回転部４４の回転軸４４１の先端側が貫通している。
これにより、背圧弁２４１が接続される回転軸４４１の先端側は、軸貫通孔４２３からモータケース４２の外部に突出し、軸貫通孔蓋部４４６は、モータケース４２の内部のうち軸貫通孔４２３よりも整流子４４３ａ，４４３ｂ側に位置することとなる。
【００３０】
これら軸受取付部４２１，４２２には、それぞれ、軸受４２５，４２６が取り付けられており、これら軸受４２５，４２６で回転軸４４１の両端側を支持することにより、回転部４４を回転可能に保持する。特に、軸受４２５は、樹脂あるいはゴムで形成されたカラー４２７を介して回転軸４４１を支持しており、これにより、軸貫通孔４２３と回転軸４４１との隙間からモータケース４２内部に埃や塵などの不純物が侵入するのを防いでいる。また、カラー４２７と回転軸４４１とは、この回転軸４４１が延在する方向に沿って摺動可能となっている。
【００３１】
以上より、回転部４４は、回転軸４４１を軸として回転可能に保持されるとともに、回転軸４４１が延在する方向に沿って摺動可能となっている。
具体的には、この回転部４４は、回転軸４４１の基端側に向かって、回転軸４４１の基端がモータケース４２基端側の内面に接するまで移動可能であり、かつ、回転軸４４１の先端側に向かって、軸貫通孔蓋部４４６がモータケース４２先端側の内面に接するまで移動可能となっている。
さらに、モータケース４２の内部には、図示しない付勢部材が設けられている。この付勢部材は、軸貫通孔蓋部４４６が移動してモータケース４２先端側の内面に密着した場合に、この軸貫通孔蓋部４４６をモータケース４２の基端側に向かって付勢する。
【００３２】
また、モータケース４２の内部には、回転子４４２ａ，４４２ｂを挟んで、互いに極性が異なる磁極である一対の固定子４２９ａ，４２９ｂが設けられる。また、モータケース４２内部には、整流子４４３ａ，４４３ｂに対向して、互いに異なる極性の電流が供給されるブラシ部４２０ａ，４２０ｂが設けられる。
固定子４２９ａ，４２９ｂは、回転子４４２ａ，４４２ｂに接触しない位置に設けられる。
これに対し、ブラシ部４２０ａ，４２０ｂは、整流子４４３ａ，４４３ｂ近傍に設けられ、回転部４４が回転すると、整流子４４３ａ，４４３ｂに接触した状態、整流子４４３ａ，４４３ｂに接触しない状態、整流子４４３ｂ，４４３ａに接触した状態、および整流子４４３ｂ，４４３ａに接触しない状態を、順番に繰り返す。
【００３３】
したがって、以上のように構成されたモータ４０は、以下のように動作する。
ブラシ部４２０ａ，４２０ｂに電流が供給されると、これらブラシ部４２０ａ，４２０ｂから整流子４４３ａ，４４３ｂに電流が流れ、この電流により、回転子４４２ａ，４４２ｂに磁極が発生する。この磁極である固定子４２９ａ，４２９ｂとの間に磁界が生じ、回転部４４が回転する。この回転部４４が回転することにより、ブラシ部４２０ａ，４２０ｂと整流子４４３ａ，４４３ｂとの接触状態が順番に変化し、回転部４４は回転を継続することになる。
このようにしてモータ４０を回転させることにより、背圧弁２４１のエア排出路２４に対する傾斜角を変化させて、空気の流量を調整する。
【００３４】
ところで、制御装置３０（図１）によりモータ４０の駆動制御が行われると、ブラシ部４２０ａ，４２０ｂに電流が供給され、これらブラシ部４２０ａ，４２０ｂから整流子４４３ａ，４４３ｂに電流が流れ、この電流により、回転子４４２ａ，４４２ｂに磁極が発生する。この磁極である固定子４２９ａ，４２９ｂとの間に磁界が生じ、回転部４４が回転する。この回転部４４が回転すると、ブラシ部４２０ａ，４２０ｂは、整流子４４３ａ，４４３ｂに接触した状態、整流子４４３ａ，４４３ｂに接触しない状態、整流子４４３ｂ，４４３ａに接触した状態、および、整流子４４３ｂ，４４３ａに接触しない状態を、順番に繰り返す。
これにより、電流が流れる状態、電流が流れない状態を、順番に繰り返すので、ブラシ部４２０ａ，４２０ｂと整流子４４３ａ，４４３ｂが接触するとき、およびブラシ部４２０ａ，４２０ｂと整流子４４３ａ，４４３ｂが離れるときに火花が生じる場合がある。
このときに、例えば、燃料電池１０の電解質膜よりカソード側へ水素ガスがリークし、エア排出路２４を介してモータケース４２の内部に水素ガスが流入している場合は、生じた火花により水素が爆発する場合がある。
【００３５】
この場合、モータ４０は、以下のように動作する。
図３は、モータ４０の断面図であり、モータケース４２の内部で爆発が発生した直後のモータ４０の状態を示す図である。
【００３６】
上述のように、整流子４４３ａ，４４３ｂから生じた火花により爆発が発生すると、モータケース４２内部の圧力が変動し、外部の圧力よりも高くなる。より具体的には、整流子４４３ａ，４４３ｂから生じた火花により爆発が発生すると、この爆発による衝撃波は、整流子４４３ａ，４４３ｂを中心とした球状に拡がる。
【００３７】
すると、この爆発の衝撃波により、軸貫通孔蓋部４４６は、回転軸４４１の先端側に押されて、モータケース４２の軸貫通孔４２３側に向かって移動し、図３に示すように、モータケース４２先端側の内面に密着する。
すなわち、軸貫通孔蓋部４４６は、モータケース４２内部の圧力変動に応じて、軸受取付部４２１をモータケース４２内部から覆い、これにより、軸貫通孔４２３と回転軸４４１との隙間を覆う。
【００３８】
また、以上のようにして、爆発によりモータケース４２内部の圧力が外部よりも高くなった後、このモータケース４２内部の圧力は、所定の時間をかけてモータケース４２外部の圧力と等しくなり、回転部４４は、付勢部材によりモータケース４２の基端側へ、再び押し戻される。
【００３９】
燃料電池１０で発電する手順は、次のようになる。
すなわち、パージ弁２６１を閉じておき、遮断弁２５１を開いて、水素タンク２２から、水素供給路２５を介して、燃料電池１０のアノード側に水素ガスを供給する。また、コンプレッサ２１を駆動させることにより、エア供給路２３を介して、燃料電池１０のカソード側に空気を供給する。
燃料電池１０に供給された水素ガスおよび空気は、発電に供された後、燃料電池１０からアノード側の生成水などの残留水と共に、水素排出路２６およびエア供給路２３に流入する。このとき、パージ弁２６１は閉じているので、水素排出路２６に流れた水素ガスは、エゼクタ２８に還流されて再利用される。
その後、パージ弁２６１および背圧弁２４１を適当な開度で開くことにより、水素ガス、空気、および残留水が、水素排出路２６およびエア排出路２４から排出される。
【００４０】
本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）モータケース４２内部の圧力変動に応じて、軸貫通孔４２３と回転軸４４１との隙間を覆う軸貫通孔蓋部４４６を設けた。
例えば、モータケース４２内部に水素ガスが侵入し、ブラシ部４２０ａ，４２０ｂと整流子４４３ａ，４４３ｂとの接触部分から生じた火花により爆発した場合には、このモータケース４２内部の圧力は、外部の圧力よりも高くなるように大きく変動する。したがって、上述のような軸貫通孔蓋部４４６を設けることにより、モータケース４２内部で爆発が発生した場合には、この爆発による圧力の変動に応じて、軸貫通孔４２３と回転軸４４１との隙間が覆われる。これにより、軸貫通孔４２３と回転軸４４１との隙間からモータケース４２外部に出火することを防止できる。
【００４１】
また、以上のようにモータケース４２内部の圧力変動に応じて作動する軸貫通孔蓋部４４６を、軸貫通孔４２３よりも整流子４４３ａ，４４３ｂ側に、軸貫通孔４２３の内径よりも大きく鍔状に延出するように設けた。
これにより、軸貫通孔蓋部４４６を、整流子４４３ａ，４４３ｂを中心とした爆発による圧力変動を効率的に受けさせることができるとともに、軸貫通孔４２３と回転軸４４１との隙間を迅速に覆わせることができる。
【００４２】
また、このモータ４０によれば、上述のような軸貫通孔蓋部４４６を回転軸４４１に設けることにより、軸貫通孔４２３と回転軸４４１との隙間を精度よく加工して防爆仕様に合わせることなく、モータケース４２内部の爆発が外部に引火することを防止できる。したがって、防爆構造を有するブラシモータを、単純な構成でかつ低コストで製造できる。
【００４３】
＜第２実施形態＞
以下の第２実施形態の説明にあたって、第１実施形態と同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
図４は、本発明の第２実施形態に係るモータ４０Ａの断面図である。
【００４４】
第２実施形態のモータ４０Ａでは、軸貫通孔蓋部４４６Ａの構成が、第１実施形態のモータ４０と異なる。より具体的には、第２実施形態のモータ４０Ａでは、軸貫通孔蓋部４４６Ａの形状が、第１実施形態のモータ４０と異なる。
軸貫通孔蓋部４４６Ａは、回転軸４４１から離れるにしたがって整流子４４３ａ，４４３ｂ側に接近する湾曲形状である。すなわち、この軸貫通孔蓋部４４６Ａは、回転軸４４１に設けられた整流子４４３ａ，４４３ｂを略中心にして、この整流子４４３ａ，４４３ｂを軸貫通孔４２３側から覆う略半球殻状である。
【００４５】
図５は、モータ４０Ａの断面図であり、モータケース４２の内部で爆発が発生した直後のモータ４０Ａの状態を示す図である。
【００４６】
上述のように、整流子４４３ａ，４４３ｂから生じた火花により爆発が発生すると、この爆発による衝撃波は、整流子４４３ａ，４４３ｂを中心とした球状に拡がる。
すると、この爆発の衝撃波により、軸貫通孔蓋部４４６Ａは、回転軸４４１の先端側に押されて、モータケース４２の軸貫通孔４２３側に向かって移動し、図５に示すように、モータケース４２先端側の内面に密着する。
すなわち、軸貫通孔蓋部４４６Ａは、モータケース４２内部の圧力変動に応じて、軸受取付部４２１をモータケース４２内部から覆い、これにより、軸貫通孔４２３と回転軸４４１との隙間を覆う。
【００４７】
本実施形態のモータ４０Ａによれば、上述の第１実施形態のモータ４０の効果に加えて、以下のような効果がある。
（２）軸貫通孔蓋部４４６Ａは、回転軸４４１に設けられた整流子４４３ａ，４４３ｂを略中心にして、この整流子４４３ａ，４４３ｂを軸貫通孔４２３側から覆う略半球殻状である。
例えば、整流子４４３ａ，４４３ｂを中心として爆発した場合には、この爆発による衝撃波は、整流子４４３ａ，４４３ｂを中心とした球状に拡がる。したがって、上述のような形状の軸貫通孔蓋部４４６Ａを設けることにより、整流子４４３ａ，４４３ｂを中心とした衝撃波による圧力を受ける面積を増加できるとともに、この受けた圧力を、軸貫通孔蓋部４４６Ａの軸貫通孔４２３側へ逃げ難くできる。したがって、爆発による圧力を、軸貫通孔蓋部４４６Ａで効率的に受けることができるので、軸貫通孔４２３と回転軸４４１との隙間をさらに迅速に覆うことができる。
【００４８】
＜第３実施形態＞
以下の第３実施形態の説明にあたって、第２実施形態と同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
図６は、本発明の第３実施形態に係るモータ４０Ｂの断面図である。
【００４９】
第３実施形態のモータ４０Ｂでは、軸貫通孔蓋部４４６Ｂの構成と、回転部４４Ｂの構成とが、第２実施形態のモータ４０Ａと異なる。より具体的には、軸貫通孔蓋部４４６Ｂの材質が第２実施形態のモータ４０Ａと異なるとともに、回転部４４Ｂは回転軸４４１が延在する方向に沿って摺動可能に構成されていない点が第２実施形態のモータ４０Ａと異なる。
【００５０】
軸貫通孔蓋部４４６Ｂは、第２実施形態の軸貫通孔蓋部４４６Ａと同じ湾曲形状であるとともに、その形状が変形可能な弾性材料で形成されている。より具体的には、軸貫通孔蓋部４４６Ｂは、回転軸４４１から離れるにしたがって整流子４４３ａ，４４３ｂ側に接近した形状である。また、この軸貫通孔蓋部４４６Ｂは、外力が作用することにより、回転軸４４１から離れるにしたがって軸貫通孔４２３に接近した形状に弾性変形し、この外力が除去されると、元の形状に復元するようになっている。
【００５１】
図７は、モータ４０Ｂの断面図であり、モータケース４２の内部で爆発が発生した直後のモータ４０Ｂの状態を示す図である。
【００５２】
上述のように、整流子４４３ａ，４４３ｂから生じた火花により爆発が発生すると、この爆発による衝撃波は、整流子４４３ａ，４４３ｂを中心とした球状に拡がる。
すると、この爆発の衝撃波により、軸貫通孔蓋部４４６Ｂには軸貫通孔４２３側へ圧力が作用し、この軸貫通孔蓋部４４６Ｂは、回転軸４４１から離れるにしたがって軸貫通孔４２３に接近した形状に弾性変形する。これにより、軸貫通孔蓋部４４６Ｂの外周面は、図７に示すように、モータケース４２先端側の内面に密着する。
すなわち、軸貫通孔蓋部４４６Ｂは、モータケース４２内部の圧力変動に応じて、軸受取付部４２１の周囲に密着して、これにより、軸貫通孔４２３と回転軸４４１との隙間を覆う。
【００５３】
また、以上のようにして、爆発によりモータケース４２内部の圧力が外部よりも高くなった後、このモータケース４２内部の圧力は、所定の時間をかけてモータケース４２外部の圧力と等しくなり、軸貫通孔蓋部４４６Ｂは弾性変形して、元の形状に復元する。
【００５４】
本実施形態のモータ４０Ｂによれば、上述の第２実施形態のモータ４０Ａと同様の効果がある。
【００５５】
＜第４実施形態＞
以下の第４実施形態の説明にあたって、第３実施形態と同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
図８は、本発明の第４実施形態に係るモータ４０Ｃの断面図である。
【００５６】
第４実施形態のモータ４０Ｃでは、モータケース４２Ｃおよび回転部４４Ｃの構成が、第３実施形態のモータ４０Ｂと異なる。より具体的には、モータケース４２Ｃ両端側の軸受取付部４２１，４２２の中央には、それぞれ、軸貫通孔４２３，４２４が形成され、回転部４４Ｃの回転軸４４１の両端側には、それぞれ、軸貫通孔蓋部４４６Ｃ，４４７Ｃが設けられている点が、第３実施形態のモータ４０Ｂと異なる。また、回転軸４４１の両端側は、それぞれ、軸貫通孔４２３，４２４から、モータケース４２Ｃの外部に突出している。すなわち、モータ４０Ｃは、両端側から突出した回転軸を備えるブラシモータである。
【００５７】
軸貫通孔蓋部４４６Ｃ，４４７Ｃは、それぞれ、第３実施形態の軸貫通孔蓋部４４６Ｂと同じ形状および弾性材料で形成されており、回転軸４４１先端側の整流子４４３ａ，４４３ｂ近傍と、回転子４４２ａ，４４２ｂ近傍とに設けられる。
すなわち、軸貫通孔蓋部４４６Ｃは、回転軸４４１から離れるにしたがって整流子４４３ａ，４４３ｂ側に接近した形状である。また、この軸貫通孔蓋部４４６Ｃは、外力が作用することにより、回転軸４４１から離れるにしたがって軸貫通孔４２３に接近した形状に弾性変形し、この外力が除去されると、元の形状に復元する。
また、軸貫通孔蓋部４４７Ｃは、回転軸４４１から離れるにしたがって回転子４４２ａ，４４２ｂ側に接近した形状である。また、この軸貫通孔蓋部４４７Ｃは、外力が作用することにより、回転軸から離れるにしたがって軸貫通孔４２４に接近した形状に弾性変形し、この外力が除去されると、元の形状に復元する。
【００５８】
モータケース４２Ｃ両端側の軸受取付部４２１，４２２の中央には、それぞれ、軸貫通孔４２３，４２４が形成され、これら軸貫通孔４２３，４２４に回転部４４Ｃの回転軸４４１の両端側が貫通している。
これにより、回転軸４４１の両端側は、軸貫通孔４２３，４２４からモータケース４２Ｃの外部に突出する。また、軸貫通孔蓋部４４６Ｃ，４４７Ｃは、それぞれ、モータケース４２Ｃ内部のうち、軸貫通孔４２３よりも整流子４４３ａ，４４３ｂ側と、軸貫通孔４２４よりも回転子４４２ａ，４４２ｂ側とに位置することとなる。
【００５９】
これら軸受取付部４２１，４２２には、軸受４２５，４２６が取り付けられており、これら軸受４２５，４２６で回転軸４４１の両端側を支持することにより、回転部４４Ｃを回転可能に保持する。また、これら軸受４２５，４２６は、カラー４２７，４２８を介して回転軸４４１の両端側を支持しており、これにより、軸貫通孔４２３，４２４と回転軸４４１との隙間からモータケース４２Ｃ内部に埃や塵などの不純物が侵入するのを防いでいる。
【００６０】
図９は、モータ４０Ｃの断面図であり、モータケース４２Ｃの内部で爆発が発生した直後のモータ４０Ｃの状態を示す図である。
【００６１】
上述のように、整流子４４３ａ，４４３ｂから生じた火花により爆発が発生すると、この爆発による衝撃波は、整流子４４３ａ，４４３ｂを中心とした球状に拡がる。
すると、この爆発の衝撃波により、軸貫通孔蓋部４４６Ｃ，４４７Ｃには、それぞれ、軸貫通孔４２３，４２４側へ圧力が作用する。
この圧力を受けて、軸貫通孔蓋部４４６Ｃは、回転軸４４１から離れるにしたがって軸貫通孔４２３に接近した形状に弾性変形する。これにより、軸貫通孔蓋部４４６Ｃの外周面は、図９に示すように、モータケース４２Ｃ先端側の内面に密着する。
また、軸貫通孔蓋部４４７Ｃは、この圧力を受けて、回転軸４４１から離れるにしたがって軸貫通孔４２４に接近した形状に弾性変形する。これにより、軸貫通孔蓋部４４７Ｃの外周面は、図９に示すように、モータケース４２Ｃ基端側の内面に密着する。
すなわち、軸貫通孔蓋部４４６Ｃ，４４７Ｃは、モータケース４２Ｃ内部の圧力変動に応じて、軸受取付部４２１，４２２の周囲に密着して、これにより、軸貫通孔４２３，４２４と回転軸４４１との隙間を覆う。
【００６２】
また、以上のようにして、爆発によりモータケース４２Ｃ内部の圧力が外部よりも高くなった後、このモータケース４２Ｃ内部の圧力は、所定の時間をかけてモータケース４２Ｃ外部の圧力と等しくなり、軸貫通孔蓋部４４６Ｃ，４４７Ｃは弾性変形、元の形状に復元する。
【００６３】
本実施形態のモータ４０Ｃによれば、上述の第３実施形態のモータ４０Ｂと同様の効果がある。
【００６４】
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【００６５】
例えば、第１、第２実施形態のモータ４０，４０Ａでは、モータケース４２内部に付勢部材を設けることにより、軸貫通孔蓋部４４６，４４６Ａが移動してモータケース４２先端側の内面に密着した場合に、これら軸貫通孔蓋部４４６，４４６Ａをモータケース４２の基端側に向かって付勢していたが、これに限らない。
例えば、モータを、そのモータケースの基端側が鉛直方向の下側に向くように設置することにより、軸貫通孔蓋部をその自重によって基端側に向かって付勢してもよい。
【００６６】
また、上記実施形態では、モータ４０，４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃを、燃料電池システムにおいて使用したが、これに限らない。
また、上記実施形態では、モータ４０，４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃを、燃料電池システムの背圧弁２４１に接続して用いたが、これに限らない。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の第１実施形態に係るモータが接続された燃料電池システムのブロック図である。
【図２】前記実施形態に係るモータの断面図である。
【図３】前記実施形態に係るモータの断面図であり、モータケースの内部で爆発が発生した直後のモータの状態を示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係るモータの断面図である。
【図５】前記実施形態に係るモータの断面図であり、モータケースの内部で爆発が発生した直後のモータの状態を示す図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係るモータの断面図である。
【図７】前記実施形態に係るモータの断面図であり、モータケースの内部で爆発が発生した直後のモータの状態を示す図である。
【図８】本発明の第４実施形態に係るモータの断面図である。
【図９】前記実施形態に係るモータの断面図であり、モータケースの内部で爆発が発生した直後のモータの状態を示す図である。
【符号の説明】
【００６８】
１…燃料電池システム
４０，４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ…モータ（ブラシモータ）
４２，４２Ｃ…モータケース
４２３，４２４…軸貫通孔
４２９ａ，４２９ｂ…固定子
４２０ａ，４２０ｂ…ブラシ部
４４，４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ…回転部
４４１…回転軸
４４２ａ，４４２ｂ…回転子
４４３ａ，４４３ｂ…整流子
４４６，４４６Ａ，４４６Ｂ，４４６Ｃ，４４７Ｃ…軸貫通孔蓋部
【図１】
2007282348.tif 000003
【図２】
2007282348.tif 000004
【図３】
2007282348.tif 000005
【図４】
2007282348.tif 000006
【図５】
2007282348.tif 000007
【図６】
2007282348.tif 000008
【図７】
2007282348.tif 000009
【図８】
2007282348.tif 000010
【図９】
2007282348.tif 000011