特許 7393222 水冷モータと、この水冷モータを備える燃料電池システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-28

(45)【発行日】2023-12-06

(54)【発明の名称】水冷モータと、この水冷モータを備える燃料電池システム

(51)【国際特許分類】

   H02K 5/20 20060101AFI20231129BHJP

   H01M 8/04 20160101ALI20231129BHJP

   H01M 8/04029 20160101ALI20231129BHJP

【ＦＩ】

H02K5/20

H01M8/04 N

H01M8/04 J

H01M8/04029

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020009572

(22)【出願日】2020-01-24

(65)【公開番号】P2021118590

(43)【公開日】2021-08-10

【審査請求日】2022-05-13

(73)【特許権者】

【識別番号】000003218

【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100110423

【弁理士】

【氏名又は名称】曾我 道治

(74)【代理人】

【識別番号】100111648

【弁理士】

【氏名又は名称】梶並 順

(74)【代理人】

【識別番号】100212657

【弁理士】

【氏名又は名称】塚原 一久

(72)【発明者】

【氏名】川本 祐大

【審査官】佐藤 彰洋

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１５７６４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－２０７６７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６４－０３０６６３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特表２０１５－５３５６７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１７２４４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１１８３９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２０３２０６０３９（ＣＮ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｋ ５／２０

Ｈ０１Ｍ ８／０４

Ｈ０１Ｍ ８／０４０２９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

モータ本体と、
前記モータ本体の一端側に取り付けられる蓋部材と、
前記モータ本体の外周面を覆っており、ウォータージャケット本体と、前記ウォータージャケット本体の外周面にそれぞれ設けられている冷却水流入部と、冷却水流出部とを有するウォータージャケットと、
を備え、
前記モータ本体は、前記外周面の鉛直上方向の位置に設けられ、前記モータ本体の回転軸方向に沿って延びている隔壁を有し、
前記ウォータージャケット本体は、前記モータ本体の回転軸方向に平行に形成された内周面が設けられており、前記内周面と前記モータ本体の外周面との間に筒状冷却水路を形成している筒状本体部と、
前記筒状本体部に隣接する縮径部と、を有し、
前記冷却水流入部と、前記冷却水流出部とは、前記モータ本体の回転軸方向において、それぞれ少なくとも一部が前記筒状冷却水路と重なって配置され、
前記冷却水流入部と、前記冷却水流出部とは、前記隔壁を挟んで配置され、
前記隔壁と、前記ウォータージャケット本体の前記筒状本体部の前記内周面との間には 、隙間が設けられている、水冷モータ。

【請求項5】

前記燃料電池システムは、ラジエータと、前記燃料電池スタックと前記ラジエータとに冷却水を循環させる冷却水流路と、を備え、
前記水冷モータに接続される冷却水流路は、前記ラジエータの下流、かつ前記燃料電池スタックの上流の前記冷却水流路に接続されている、請求項４に記載の水冷モータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、燃料電池スタックに空気を送風するコンプレッサを駆動する水冷モータと、この水冷モータを備える燃料電池システムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、水素により発電した電力で走行する車両が利用されている。そのような車両は、燃料電池スタックを備え、水素と酸素を燃料電池スタック内で化学反応させることにより得られる電気で走行している。化学反応に用いる酸素は、エアコンプレッサで空気を燃料電池スタックに供給している。エアコンプレッサを駆動するモータには、モータ作動に伴う熱を冷却するために、モータケースの外周部に冷却機構が設けられているものがある。出力が大きいモータほど発熱量が増加するため、冷却性の向上が必要となる。特許文献１には、冷却水路が設けられているモータが開示されている。

【0003】

既存のモータを利用して冷却機構を設ける場合、モータケースの外周に両端が開口された筒状のウォータージャケットを取り付ける方法が考えられる。この方法には、既存のモータの部品を活用して低コストで水冷モータを実現できるという利点がある。既存のモータに円筒形状のウォータージャケットを取り付ける場合、モータケースには、ウォータージャケット固定用の新たな固定部、及び冷却水の漏れを防ぐシール部材が設けられる。筒状のウォータージャケットは、中空の内部にモータケースを通して組み立てられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００９－２４７０８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、シール部材が配置される部位における、モータケースとウォータージャケットとの間の隙間寸法は極めて小さい寸法である。したがって、モータケースとウォータージャケットとを組み立てる際に、モータケースに設けられたシール部材がウォータージャケットの角部とあたって損傷する可能性があり、組み立て性に改善の余地が見込まれていた。一方、組み立て性を向上させるために構造変更すると、冷却水路の形状に悪影響されて冷却効率が低下する可能性があった。すなわち、組み立て性と、冷却性と、を両立させるには困難であった。

【0006】

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、その目的は、容易に組み立てられ、効率よく冷却できる水冷モータを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る水冷モータは、モータ本体と、モータ本体の一端側に取り付けられる蓋部材と、モータ本体の外周面を覆っており、ウォータージャケット本体と、ウォータージャケット本体の外周面にそれぞれ設けられている冷却水流入部と、冷却水流出部とを有するウォータージャケットと、を備え、モータ本体は、外周面の鉛直上方向の位置に設けられ、モータ本体の回転軸方向に沿って延びている隔壁を有し、ウォータージャケット本体は、モータ本体の回転軸方向に平行に形成された内周面が設けられており、内周面とモータ本体の外周面との間に筒状冷却水路を形成している筒状本体部と、筒状本体部に隣接する縮径部と、を有し、冷却水流入部と、冷却水流出部とは、モータ本体の回転軸方向において、それぞれ少なくとも一部が筒状冷却水路と重なって配置され、冷却水流入部と、冷却水流出部とは、隔壁を挟んで配置され、隔壁と、ウォータージャケット本体の筒状本体部 の内周面との間には、隙間が設けられている。

【0008】

また、本発明の水冷モータは、冷却水流入部と、冷却水流出部とは、モータ本体の回転軸方向において、互いにずれて配置されていてもよい。

【0009】

また、本発明の水冷モータは、モータ本体と、蓋部材と、ウォータージャケットとは、共通の締結部材で共締めされていてもよい。

【0010】

また、本発明の燃料電池システムは、水冷モータと、水冷モータによって駆動され、燃料電池スタックに空気を送風するコンプレッサと、を備えていてもよい。

【0011】

また、本発明の燃料電池システムは、ラジエータと、燃料電池スタックとラジエータとに冷却水を循環させる冷却水流路と、を備え、水冷モータに接続される冷却水流路は、ラジエータの下流、かつ燃料電池スタックの上流の冷却水流路に接続されていてもよい。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、冷却水流入部と、冷却水流出部とは、それぞれ少なくとも一部が、モータ本体の回転軸方向に平行な内周面が設けられている筒状本体部が形成する筒状冷却水路と、モータ回転軸方向において重なっている。そのため、冷却水は、冷却水流入部から入り、冷却水流出部から排出されるまで、筒状本体部により形成される筒状冷却水路を流れるため、モータを効率よく冷却することができる。また、ウォータージャケットに縮径部が設けられていることにより、モータケースとウォータージャケットとを、容易に組み立てることができる。すなわち、容易に組み立てられ、効率よく冷却できる水冷モータとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本実施の形態に係る水冷モータを備える燃料電池システムにおいて、冷却系と、エア系とを示すシステム図である。

【図2】図１における水冷モータを示す斜視図である。

【図3】図１における水冷モータを示す正面図である。

【図4】図１における水冷モータを示す上面図である。

【図5】図１における水冷モータを示す側面図である。

【図6】図１における水冷モータの構成を示す分解図である。

【図7】図１における水冷モータのウォータージャケットを除いた状態を示す斜視図である。

【図8】図５におけるＡ－Ａ断面を示す断面図である。

【図9】図８におけるＣ部を示す拡大図である。

【図10】図５におけるＢ－Ｂ断面を示す断面図である。

【0014】

実施の形態
以下、本実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態は、燃料電池システムに備えられている水冷モータに適用可能である。本実施の形態が適用可能な燃料電池システムを備える車両としては、例えば、水素燃料タンクを備える牽引車、又はフォークリフトなどが挙げられる。

【0015】

図１は、本実施の形態に係る水冷モータを備える燃料電池システムにおいて、燃料電池システムが備えるエア系１Ａと、冷却系１Ｂとを示すシステム図である。燃料電池システムには、燃料電池スタック１が備えられている。燃料電池スタック１は、水素と酸素とを化学反応させて電気エネルギーを発生する装置である。エア系１Ａは、燃料電池スタック１での化学反応に必要な酸素を含む空気を燃料電池スタック１に供給する装置である。エア系１Ａは、エアフィルター２と、エアフローメータ３と、コンプレッサ４と、インタークーラ５と、エアシャットバルブ７と、燃料電池スタック１と、が含まれている。

【0016】

また、冷却系１Ｂは、燃料電池スタック１と、インタークーラ５と、水冷モータ２０と、イオン交換器１５と、に冷却水を循環させる装置である。冷却系１Ｂは、ラジエータ１２と、ウォーターポンプ１３と、インタークーラ５と、それらを接続する冷却水流路１６と、分岐コネクタ１４と、燃料電池スタック１と、イオン交換器１５と、水冷モータ２０と、インバータ８と、が含まれている。

【0017】

最初に、エア系１Ａを説明する。空気は、エアフィルター２と、エアフローメータ３と、を通って、コンプレッサ４で加圧される。コンプレッサ４で加圧された空気は、インタークーラ５を通ることで冷却されて密度が上げられ、図示しない制御装置に制御されるエアシャットバルブ７を通って、燃料電池スタック１に送られる。エアフローメータ３と、圧力センサ６とは、それぞれエア系１Ａに流れる空気量と、空気の圧力とを計測する。各々の出力は、図示しない制御装置にそれぞれ入力され、制御装置により燃料電池スタック内の水分量が適正に保たれる。燃料電池スタック１が発生させる電力量に応じた空気を供給するために、コンプレッサ４を駆動する水冷モータ２０は、インバータ８を介して制御される。エア系１Ａにより供給される酸素と、図示しない水素燃料タンクから供給される水素と、が燃料電池スタック１内で化学反応して、電気エネルギーを発生させる。

【0018】

次に、冷却系１Ｂを説明する。ラジエータ１２により冷却された冷却水は、ウォーターポンプ１３により加圧されてインタークーラ５に送られる。冷却水は、加圧された空気を冷却するインタークーラ５を冷却する。インタークーラ５を通った冷却水は、インタークーラ５の下流、かつ燃料電池スタック１の上流の冷却水流路１６に設けられている分岐コネクタ１４に到達する。分岐コネクタ１４は、冷却水流路１６を３つに分岐させている。冷却水流路１６の分岐により、冷却水は、燃料電池スタック１と、水冷モータ２０と、イオン交換器１５と、に分流する。イオン交換器１５は、冷却水の伝導率を一定以下に保つ装置である。イオン交換器１５は、冷却系１Ｂを流れる冷却水に溶け出した金属イオンを一定量以下に除去する。ラジエータ１２の下流、かつ燃料電池スタック１の上流にある冷却水は、ラジエータ１２により冷却された温度が低い冷却水である。そのため、水冷モータ２０に流れる冷却水の分岐点を、ラジエータ１２の下流、かつ燃料電池スタック１の上流に設けることで、水冷モータ２０に温度が低い冷却水を流すことができる。したがって、水冷モータ２０を効果的に冷却することができる。

【0019】

燃料電池スタック１を通った冷却水は、水温センサ１１を通って、ラジエータ１２に還流される。水温センサ１１の出力は、図示しない制御装置に入力され、燃料電池スタック１の出力制限を行う水温域かどうかの判断に利用される。水冷モータ２０と、イオン交換器１５と、に分流した冷却水は、それぞれを通ったあと、燃料電池スタック１の下流の冷却水流路１６に合流する。合流した冷却水は、ラジエータ１２に還流される。ラジエータ１２に還流された冷却水は、再びウォーターポンプ１３により加圧され、冷却系１Ｂを循環する。

【0020】

なお、冷却水は、ウォーターポンプ１３により圧送される。圧送された冷却水の流量のうち、一部が水冷モータ２０、及びイオン交換器１５にそれぞれ分流される。残りの全量は、燃料電池スタック１に送られる。

【0021】

図２～図７を参照しながら、以下に、水冷モータ２０の構造を説明する。図２は、水冷モータ２０を示した斜視図である。図３～図５は、それぞれ水冷モータ２０を示す、正面図、上面図、及び、側面図である。図６は、水冷モータ２０の構成を示す分解図である。図７は、水冷モータ２０のウォータージャケット５０を除いた状態を示す斜視図である。

【0022】

水冷モータ２０は、モータ本体３０と、モータ本体３０の一端側に取り付けられる蓋部材４０と、モータ本体３０の外周面を覆う円筒形状のウォータージャケット５０と、を有している。図６には、モータ本体３０と、蓋部材４０と、ウォータージャケット５０と、の組み立て構造がわかりやすく示されている。モータ本体３０と、蓋部材４０と、ウォータージャケット５０とは、それぞれケースフランジ部３３と、蓋フランジ部４２と、ウォータージャケットフランジ部５８とを有している。各々のフランジ部にそれぞれ設けられている４つの穴の各々に、締結部材であるボルトが通され、共通のボルトで共締めされている。

【0023】

最初に、モータ本体３０を説明する。モータ本体３０は、電力により回転力を発生する装置である。モータ本体３０は、モータケース３１と、モータケース３１に装着されるＯリング３５（図８参照）とを有している。

【0024】

モータケース３１は、一端側が開口された有底円筒形状の部材である。モータケース３１は、２組の環状凸条３１ａと、それぞれの組の環状凸条３１ａの間に形成されている環状溝３１ｂと、ケース底部３２と、ケースフランジ部３３と、隔壁３４と、を有している。各環状凸条３１ａは、モータケース３１の外周面３６に全周にわたって設けられている。図６～図７に示されているように、各組の環状凸条３１ａ同士は、近接して配置されている。間に環状溝３１ｂが形成されている１組の環状凸条３１ａが、２組配置されている。２組の環状凸条３１ａのうち、１組は円筒形状の一端側に、他方の１組は円筒形状の他端側に配置されている。

【0025】

図６～図７には省略されているが、２つの環状溝３１ｂには、それぞれＯリング３５が嵌められている。Ｏリング３５は、モータケース３１の外周面３６と、ウォータージャケット５０の内周面５３ａとの間に配置されている。円筒形状の他端側に配置されている１組の環状凸条３１ａの外径は、一端側に配置されている１組の環状凸条３１ａの外径より、小さく形成されている。これにより、ウォータージャケット５０に、モータ本体３０を通す際、ウォータージャケット５０の内周面との間の距離を大きくすることができる。したがって、他端側に配置されているＯリング３５が損傷する可能性を低減できる。

【0026】

円筒形状のモータケース３１の他端側には、ケース底部３２が固定されている。モータケース３１の一端側の外周面には、ケースフランジ部３３が全周にわたって設けられている。ケースフランジ部３３には、周方向等間隔の４ケ所に、締結部材用の穴が設けられている。モータケース３１の外周面には、周方向の１箇所において、２組の環状凸条３１ａの間のほぼ全長に渡って、モータ回転軸Ｘ－Ｘ方向に隔壁３４が設けられている。隔壁３４は、後述する冷却水流入部５６と、冷却水流出部５５との間に配置されて、冷却水流入部５６に流入した冷却水が、直接冷却水流出部５５に流れて流出しないようにする部材である。隔壁３４は、燃料電池システムに搭載された状態において、真上になる位置に形成されている。２組の環状凸条３１ａと、隔壁３４とは、モータケース３１に一体的に形成されている。なお、筒状冷却水路Ｌと、隔壁３４との詳細形状については、後述する。

【0027】

Ｏリング３５は、環状かつ断面が円形で、ゴム等の弾性材料で形成されている、各種装置において多用されている部材である。

【0028】

次に、蓋部材４０を説明する。蓋部材４０は、開口されているモータケース３１の一端側に取り付けられて、モータケース３１を閉塞する部材である。蓋部材４０は、ほぼ円形に形成されている蓋本体４１と、蓋本体４１の外周部において全周に渡って設けられている蓋フランジ部４２と、を有している。蓋フランジ部４２には、周方向において等間隔の４ケ所に、締結部材用の穴が設けられている。

【0029】

図８、及び図１０を参照しながら、ウォータージャケット５０を説明する。図８、及び図１０は、図５において、それぞれ断面Ａ－Ａ、及び断面Ｂ－Ｂを示している。図８は、水冷モータ２０の鉛直方向を含む面における断面図である。また、図１０は、水冷モータ２０の鉛直方向に垂直な面における断面図である。ウォータージャケット５０は、モータ本体３０の外周面３６を覆って冷却水を流す空間を形成する部材である。ウォータージャケット５０は、ウォータージャケット本体５１と、ウォータージャケット本体５１の外周面にそれぞれ設けられている、冷却水流入部５６と、冷却水流出部５５と、を有している。ウォータージャケット本体５１は筒状であり、両端にそれぞれ開口部５７を有している。ウォータージャケット本体５１は、ウォータージャケットフランジ部５８と、大径部５２と、筒状本体部５３、縮径部５４と、小径部５９と、を有している。

【0030】

ウォータージャケット本体５１の一端側端部の外周面には、ウォータージャケットフランジ部５８が全周に渡って設けられている。ウォータージャケットフランジ部５８には、周方向において等間隔の４ケ所に、締結部材用の穴が設けられている。

【0031】

冷却水流入部５６と、冷却水流出部５５とについて説明する。冷却水流入部５６と、冷却水流出部５５とは、それぞれ配管が接続されて、冷却水を流入または流出させる部材である。冷却水流入部５６と、冷却水流出部５５とは、それぞれウォータージャケット本体５１の上部に、鉛直方向に沿って配置されている。

【0032】

冷却水流入部５６と、冷却水流出部５５との周方向位置について説明する。冷却水流出部５５は、筒状冷却水路Ｌ内に入ったエアを速やかに排出するために、上部に配置されていることが好ましい。本実施の形態の水冷モータ２０では、モータ本体３０の外周面３６の上部に隔壁３４が設けられている。それを避けるため、冷却水流出部５５は、真上から周方向にわずかにずれて配置されている。冷却水流出部５５を上部に配置することにより、冷却水に含まれているエアを、冷却水の循環とともに効率よく抜くことができる。また、冷却水流入部５６から流入した冷却水は、冷却水流出部５５から排出されるまでに、モータ本体３０の外周面３６に沿って流れながら全周を冷却することが好ましい。したがって、冷却水流入部５６は、モータ本体３０の外周面３６の上部において、冷却水流出部５５の隔壁３４を挟んだ反対側、かつ隔壁３４の近くに配置されていることが好ましい。

【0033】

次に、冷却水流入部５６と、冷却水流出部５５とのモータ回転軸Ｘ－Ｘ方向位置について説明する。冷却水流入部５６と、冷却水流出部５５とは、モータ回転軸Ｘ－Ｘ方向において、互いにできるだけ離して配置されている。具体的には、冷却水流入部５６はウォータージャケット本体５１の他端側に、冷却水流出部５５はウォータージャケット本体５１の一端側に配置されている。後述するように、冷却水流入部５６と、冷却水流出部５５とは、モータ回転軸Ｘ－Ｘ方向において、筒状本体部５３の内周面５３ａと、モータケース３１の外周面３６との間に形成されている筒状冷却水路Ｌと重なって配置されている。これにより、モータ回転軸Ｘ－Ｘ方向において、できるだけ広い範囲に冷却水を流すことができ、モータケース３１の外周面を効率的に冷却することができる。

【0034】

水冷モータ２０を構成するモータ本体３０と、蓋部材４０と、ウォータージャケット５０と、の組み立て方法を説明する。上記のとおり、上記のそれぞれの部材には、ケースフランジ部３３と、蓋フランジ部４２と、ウォータージャケットフランジ部５８と、が設けられている。まず、蓋フランジ部４２と、ウォータージャケットフランジ部５８とを合わせる。次に、それらをウォータージャケット５０の一端側の開口部５７を通す。そして、ケースフランジ部３３と、蓋フランジ部４２と、ウォータージャケットフランジ部５８とに、締結部材のボルトを通して、それらを共締めする。これにより、簡易な組み立て構造で部材同士の精度が高い位置決めをすることができる。また、既存のモータの部品を流用して、低コストで水冷モータを実現することができる。

【0035】

次に、図８～図１０を参照しながら、筒状冷却水路Ｌを形成する部材と、隔壁３４とを説明する。図８と、図１０とは、図５において、それぞれ断面Ａ－Ａ、及び断面Ｂ－Ｂを示している。図８は、水冷モータ２０の鉛直方向に沿った断面図である。また、図１０は、水冷モータ２０の鉛直方向に垂直な面における断面図である。図８～図１０には、筒状冷却水路Ｌが示されている。前述したように、隔壁３４は、水冷モータ２０を燃料電池システムに搭載した状態におけるモータケース３１の外周面３６の最上部に形成されている。そのため図８は、隔壁３４を含む断面図を示している。一方、図１０は、隔壁３４が含まれていない断面図を示している。すなわち、図１０に示されている筒状冷却水路Ｌの断面形状は、外周面３６の最上部を除く全周における任意の断面における筒状冷却水路Ｌの断面形状である。

【0036】

図８からわかるように、隔壁３４は、ウォータージャケット本体５１の筒状本体部５３の内周面５３ａに接触していない。すなわち、隔壁３４の全長に渡って、隔壁３４と、内周面５３ａとの間には、所定の隙間Ｇが設けられている。隔壁３４は、モータ回転軸方向Ｘ－Ｘに沿って見た場合、冷却水流入部５６は隔壁３４の一方側、冷却水流出部５５は隔壁３４の他方側に配置されている。この構造により、冷却水流入部５６から流入するエアを、所定の隙間Ｇを通して隔壁３４の冷却水流出部５５側に流すことができる。したがって、隔壁３４を設けて冷却水を全周に流すことができる一方で、冷却水流入部５６から流入したエアを最短距離で冷却水流出部５５に流すことができる。

【0037】

ウォータージャケット本体５１には、ウォータージャケットフランジ部５８側から、大径部５２と、筒状本体部５３と、縮径部５４と、小径部５９とが、順に形成されている。大径部５２の内径は、隣接する筒状本体部５３より、少し大きく形成されている。これにより、モータ本体３０をウォータージャケット本体５１に挿入する時に、挿入しやすくなっている。筒状本体部５３は、モータ回転軸Ｘ－Ｘと平行に形成されている内周面５３ａを有している。内周面５３ａには、モータケース３１に保持された一端側のＯリング３５が接触している。

【0038】

図９を参照しながら、縮径部５４を説明する。縮径部５４は、断面において内径が小さくなる縮径第１面５４ａと、縮径第２面５４ｂとを、有している。筒状本体部５３の他端側端部に、縮径第１面５４ａと、縮径第２面５４ｂとが、それぞれ連続して設けられている。縮径第１面は筒状本体部５３と縮径第２面５４ｂとをつないで縮径する面である。縮径第２面５４ｂは、モータ回転軸Ｘ－Ｘに対して角度を有して形成されている傾斜面である。縮径第２面５４ｂは、縮径第１面５４ａと、小径部５９とをつないでいる面である。なお、本実施の形態では、縮径部５４は、縮径第１面５４ａと、縮径第２面５４ｂとを、有しているが、縮径部５４には、縮径第１面５４ａが設けられていなくてもよい。すなわち、筒状本体部５３の他端側端部に、直接、縮径第２面５４ｂが接続されていても良い。

【0039】

縮径部５４に隣接して、小径部５９が設けられている。小径部５９の内周面５９ａには、モータケース３１に保持された他端側のＯリング３５が接触している。小径部５９の内径は、モータケース３１の他端側に配置された１組の環状凸条３１ａの外径に対応して、筒状本体部５３の内径より小さく形成されている。モータケース３１の他端側に配置された１組の環状凸条３１ａの外径を小さく形成することにより、ウォータージャケット５０の内周面５３ａと、モータケース３１の外周面３６と、の間の距離を大きくすることができる。したがって、ウォータージャケット５０に、モータ本体３０を通す際、ウォータージャケット５０をモータケース３１に通しやすく、またモータケース３１の他端側に配置されているＯリング３５が損傷する可能性を低減できる。

【0040】

次に、筒状冷却水路Ｌを形成する筒状本体部５３と、冷却水流入部５６及び冷却水流出部５５とのモータ回転軸Ｘ－Ｘ方向における位置関係について説明する。図８から明らかなように、モータ回転軸Ｘ－Ｘ方向において、冷却水流入部５６は筒状本体部５３と重なって配置されている。また、冷却水流出部５５は、図７に示されているとおり、隔壁３４の長さ範囲内に配置されており、モータ回転軸Ｘ－Ｘ方向において、筒状本体部５３と重なっている。すなわち、冷却水流入部５６と、冷却水流出部５５とは、モータ回転軸Ｘ－Ｘ方向において、筒状冷却水路Ｌと重なって配置されている。

【0041】

上記のとおり、本実施の形態の水冷モータ２０は、ウォータージャケット本体５１に、筒状本体部５３と、小径部５９とを繋ぐ縮径部５４が設けられており、冷却水流入部５６と、冷却水流出部５５とは、モータ本体３０の回転軸方向において、それぞれ少なくとも一部が筒状冷却水路Ｌと重なって配置されている。

【0042】

このような構成により、冷却水流入部５６から流入する冷却水は、モータ回転軸Ｘ－Ｘ方向において広い範囲に存在する筒状冷却水路Ｌを一様に流れることで、効率よくモータ本体３０を冷却できるとともに、組み立てやすい水冷モータ２０とすることができる。

【0043】

また、本実施の形態の水冷モータ２０は、冷却水流入部５６と、冷却水流出部５５とは、モータ本体の回転軸方向において、互いにずれて配置されている。

【0044】

このような構成により、冷却水流入部５６と、冷却水流出部５５との間に形成されている冷却水路Ｌを、モータ本体の回転軸Ｘ－Ｘ方向に幅広く流れ、効率的にモータ本体３０を冷却することができる。

【0045】

また、本実施の形態の水冷モータ２０は、モータ本体３０と、蓋部材４０と、ウォータージャケット５０とは、共通の締結部材で共締めされている。

【0046】

このような構成により、簡易な組み立て構造で、部材同士を高い精度で位置決めをすることができる。

【0047】

また、本実施の形態の燃料電池システムは、水冷モータ２０と、水冷モータ２０によって駆動され、燃料電池スタックに空気を送風するコンプレッサ４と、を備えている。

【0048】

このような構成により、効率よくモータ本体３０を冷却できて組み立てやすい水冷モータ２０を備える燃料電池システムとすることができる。

【0049】

また、本実施の形態の燃料電池システムは、ラジエータ１２と、燃料電池スタック１と、ラジエータ１２とに冷却水を循環させる冷却水流路１６と、を備え、水冷モータ２０に接続される冷却水流路１６は、ラジエータ１２の下流、かつ燃料電池スタック１の上流の冷却水流路１６に接続されている。

【0050】

このような構成により、水冷モータ２０に温度が低い冷却水を流すことができ、水冷モータ２０を効果的に冷却することができる。

【符号の説明】

【0051】

１ 燃料電池スタック、４ コンプレッサ、１２ ラジエータ、１６ 冷却水流路、 ２０ 水冷モータ、３０ モータ本体、４０ 蓋部材、５０ ウォータージャケット 、５１ ウォータージャケット本体、５５ 冷却水流出路、 ５６ 冷却水流入路、 ５３ 筒状本体部、５３ａ 内周面、５４ 縮径部、Ｌ 筒状冷却水路、Ｇ 隙間。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】