燃料電池車両
【課題】簡単な構成で、外部荷重に対して燃料電池スタックを良好に保護するとともに、燃料電池車両の組み立て作業性を容易に向上させることを可能にする。
【解決手段】燃料電池車両１０は、複数の燃料電池１６が積層される燃料電池スタック１４を備え、前記燃料電池スタック１４は、スライド機構４６を介してレール部材４２ａ、４２ｂに沿って直線状に移動可能に構成される。スライド機構４６は、燃料電池スタック１４が搭載されるスライド板４８を備えるとともに、前記スライド板４８は、レール部材４２ａ、４２ｂに前後方向に移動可能に支持される。
【解決手段】燃料電池車両１０は、複数の燃料電池１６が積層される燃料電池スタック１４を備え、前記燃料電池スタック１４は、スライド機構４６を介してレール部材４２ａ、４２ｂに沿って直線状に移動可能に構成される。スライド機構４６は、燃料電池スタック１４が搭載されるスライド板４８を備えるとともに、前記スライド板４８は、レール部材４２ａ、４２ｂに前後方向に移動可能に支持される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カソード側に供給される酸化剤ガス及びアノード側に供給される燃料ガスの電気化学反応により発電し、車両走行用の負荷に電力を出力する燃料電池スタックを備える燃料電池車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、固体高分子型燃料電池は、高分子イオン交換膜からなる電解質膜の両側に、アノード側電極とカソード側電極とを配設した電解質膜・電極構造体（ＭＥＡ）を、セパレータによって挟持した発電ユニットを備えている。この種の燃料電池は、通常、所定の数（例えば、数百）の発電ユニットを積層することにより、燃料電池スタックを構成するとともに、前記燃料電池スタックは、車載用燃料電池スタックとして使用されている。
【０００３】
上記の燃料電池スタックが搭載された燃料電池車両では、例えば、前方からの衝撃が燃料電池スタックに作用した際には、前記燃料電池スタックを保護する必要がある。
【０００４】
そこで、例えば、特許文献１に開示されている車両が知られている。この車両は、図１２に示すように、電気自動車であり、エンジンコンパートメント１内の下方には、駆動用モータ２が配置されている。
【０００５】
エンジンコンパートメント１内において、駆動用モータ２の鉛直上方には、燃料電池３が配置されるとともに、前記燃料電池３の一端側は、支持シャフト４を介して車両高さ方向に回転可能に構成されている。燃料電池３の他端側には、ブラケット５が設けられており、前記ブラケット５は、駆動用モータ２の上面に接合されている。
【０００６】
そこで、車両が前方からの衝撃を受けた場合、搭載物６は、衝撃によって後方に移動し、駆動用モータ２に衝突する。駆動用モータ２は、搭載物６の衝突によって後方且つ鉛直下方向に移動する（図１２中、破線位置〜実線位置参照）。このため、燃料電池３は、ブラケット５が駆動用モータ２から離間するため、支持シャフト４の軸を支点にして鉛直下方向に回転する。従って、車両が外部から衝撃を受けた時に、燃料電池３は、ダッシュパネルＤＰへの衝突が抑制される、としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１１−１６２１０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記の特許文献１では、車両が外部から衝撃を受けた時に、燃料電池３が支持シャフト４を支点にして下方に回転する際、この燃料電池３が駆動用モータ２に衝突するおそれがある。このため、燃料電池３のケース部材や駆動用モータ２のケース部材が破損するという問題がある。従って、燃料電池３及び駆動用モータ２の各ケース部材を高強度に構成しなければならず、経済的ではないという問題がある。
【０００９】
本発明は、この種の問題を解決するものであり、簡単な構成で、外部荷重に対して燃料電池スタックを良好に保護するとともに、燃料電池車両の組み立て作業性を容易に向上させることが可能な燃料電池車両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】
【００１０】
本発明は、カソード側に供給される酸化剤ガス及びアノード側に供給される燃料ガスの電気化学反応により発電し、車両走行用の負荷に電力を出力する燃料電池スタックを備える燃料電池車両に関するものである。
【００１１】
この燃料電池車両は、車両側フレーム部材に設けられるガイド部材と、燃料電池スタックを前記ガイド部材に沿って直線状に移動可能なスライド機構とを備えている。
【００１２】
また、この燃料電池車両では、スライド機構は、燃料電池スタックを支持するスライド部材を備えるとともに、ガイド部材は、前記燃料電池車両の前後方向に延在し、前記スライド部材を前記前後方向に移動可能に支持することが好ましい。
【００１３】
さらに、この燃料電池車両では、スライド部材をガイド部材に固定する一方、外部荷重が付与された際に破断又は離脱して前記スライド部材の固定機能が解除される係止部材を備えることが好ましい。
【００１４】
さらにまた、この燃料電池車両では、スライド部材には、燃料電池スタックよりも前後方向前方に突出し、前記燃料電池車両の前方から荷重が付与された際に前記荷重を受ける突出部が設けられることが好ましい。
【００１５】
また、この燃料電池車両では、ガイド部材の前後方向後方には、スライド部材の前記前後方向後方への移動を規制するストッパが設けられることが好ましい。
【００１６】
さらに、この燃料電池車両では、ガイド部材は、スライド部材を前後方向後方に向かって下方に傾斜する方向に移動可能に構成されることが好ましい。
【００１７】
さらにまた、この燃料電池車両では、ガイド部材は、スライド部材を前後方向後方に向かって水平方向に移動可能に構成されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、燃料電池スタックは、スライド機構を介してガイド部材に沿って直線状に移動可能である。このため、燃料電池スタックをスライド機構に取り付けた後、前記燃料電池スタックを燃料電池車両の所望の部位に容易且つ正確に組み込むことができる。従って、燃料電池車両の組み立て作業性を容易に向上させることが可能になる。
【００１９】
しかも、燃料電池車両に外部荷重が付与された際、燃料電池スタックは、スライド機構を介してガイド部材に沿って直線状に移動することができる。これにより、簡単な構成で、燃料電池スタックを有効に保護することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る燃料電池車両の側面説明図である。
【図２】前記燃料電池車両の正面説明図である。
【図３】前記燃料電池車両を構成するスライド機構の概略斜視説明図である。
【図４】前記燃料電池車両を構成する燃料電池システムの概略構成説明図である。
【図５】前記燃料電池車両に外部荷重が付与された際の説明図である。
【図６】他のスライド板の説明図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る燃料電池車両を構成するスライド機構の要部斜視説明図である。
【図８】本発明の第３の実施形態に係る燃料電池車両を構成するスライド機構の要部斜視説明図である。
【図９】本発明の第４の実施形態に係る燃料電池車両の側面説明図である。
【図１０】前記燃料電池車両を構成するスライド機構の要部斜視説明図である。
【図１１】本発明の第５の実施形態に係る燃料電池車両を構成するスライド機構の要部斜視説明図である。
【図１２】特許文献１に開示されている車両の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１に示すように、本発明の第１の実施形態に係る燃料電池車両１０は、フロントボックス（所謂、モータルーム）１２に収容される燃料電池スタック１４を備える。
【００２２】
燃料電池スタック１４は、図２及び図３に示すように、複数の燃料電池１６が燃料電池車両１０の車長方向（矢印Ｌ方向）に交差する車幅方向（矢印Ｈ方向）に積層されて構成される。なお、燃料電池１６は、車長方向又は車高方向に積層して構成してもよい。
【００２３】
図２に示すように、各燃料電池１６は、例えば、パーフルオロスルホン酸の薄膜に水が含浸された固体高分子電解質膜１８をカソード電極２０とアノード電極２２とで挟持した電解質膜・電極構造体（ＭＥＡ）２４を備える。なお、固体高分子電解質膜１８は、フッ素系イオン交換膜の他、炭化水素（ＨＣ）系イオン交換膜を使用してもよい。
【００２４】
カソード電極２０及びアノード電極２２は、カーボンペーパ等からなるガス拡散層と、白金合金（又はＲｕ等）が表面に担持された多孔質カーボン粒子が前記ガス拡散層の表面に一様に塗布されて形成された電極触媒層とを有する。電極触媒層は、固体高分子電解質膜１８の両面に形成される。
【００２５】
電解質膜・電極構造体２４は、カソード側セパレータ２６及びアノード側セパレータ２８で挟持される。カソード側セパレータ２６及びアノード側セパレータ２８は、例えば、カーボンセパレータ又は金属セパレータで構成される。
【００２６】
カソード側セパレータ２６と電解質膜・電極構造体２４との間には、酸化剤ガス流路３０が設けられるとともに、アノード側セパレータ２８と前記電解質膜・電極構造体２４との間には、燃料ガス流路３２が設けられる。燃料電池１６間には、冷却媒体流路３４が形成される。燃料電池スタック１４は、各燃料電池１６の積層方向に延在して各酸化剤ガス流路３０に連通する酸化剤ガス連通孔、各燃料ガス流路３２に連通する燃料ガス連通孔及び各冷却媒体流路３４に連通する冷却媒体連通孔を設ける内部マニホールドを構成する。
【００２７】
燃料電池スタック１４の積層方向両端には、エンドプレート３６ａ、３６ｂが配設され、前記エンドプレート３６ａ、３６ｂは、例えば、複数の締結ボルトにより積層方向に締め付け荷重が付与される。
【００２８】
図１〜図３に示すように、燃料電池車両１０は、車両のサイドフレーム（フレーム部材）４０ａ、４０ｂを矢印Ｌ方向に延在して一対設けており、前記サイドフレーム４０ａ、４０ｂには、ガイド部材としてレール部材４２ａ、４２ｂが固着される。
【００２９】
レール部材４２ａ、４２ｂは、それぞれサイドフレーム４０ａ、４０ｂの一方の側面４０ａｓ、４０ｂｓに固着されて、矢印Ｌ方向に平行に延在しているが、それぞれ前記側面４０ａｓ、４０ｂｓとは反対側の、すなわち、内側の側面に固着してもよい。
【００３０】
レール部材４２ａ、４２ｂは、上方に開口する溝部４４ａ、４４ｂを有するとともに、前記溝部４４ａ、４４ｂには、燃料電池スタック１４をレール部材４２ａ、４２ｂに沿って直線状に矢印Ｌ方向に移動可能なスライド機構４６が設けられる。
【００３１】
スライド機構４６は、燃料電池スタック１４を支持するスライド板（スライド部材）４８を備える。スライド板４８の底部には、レール部材４２ａ、４２ｂの溝部４４ａ、４４ｂに収容されるガイド板部５０ａ、５０ｂが設けられ、前記ガイド板部５０ａ、５０ｂが、前記レール部材４２ａ、４２ｂに沿ってスライド可能である。
【００３２】
スライド板４８上には、エンドプレート３６ａ、３６ｂが、それぞれ複数のボルト５２を介して固定される。レール部材４２ａの底部からスライド板４８のガイド板部５０ａの底部には、ノックピン又はボルトである係止部材５４ａが複数本、例えば、２本取り付けられる。係止部材５４ａは、燃料電池車両１０に外部荷重が付与された際、頭部５４ａａが破断又は離脱して、スライド板４８の固定機能を解除する。
【００３３】
レール部材４２ｂの底部からスライド板４８のガイド板部５０ｂの底部には、同様に、複数本のノックピンやボルトである係止部材５４ｂが取り付けられる。係止部材５４ｂは、外部荷重の付与によって破断又は離脱する頭部５４ｂｂを有する。
【００３４】
燃料電池スタック１４の下方には、サイドフレーム４０ａ、４０ｂの間に位置して走行用モータ５６が配置される。
【００３５】
スライド板４８には、燃料電池スタック１４よりも矢印Ｌ方向前方に突出し、燃料電池車両１０の前方から荷重が付与された際に、前記荷重を受ける突出部４９が設けられる。この突出部４９は、スライド板４８の先端を燃料電池スタック１４から外方に突出させればよく、また、前記スライド板４８の先端部に別部材で突出部を形成してもよい。
【００３６】
レール部材４２ａ、４２ｂの矢印Ｌ方向後方には、スライド板４８の前記後方への移動を規制するストッパ５８が設けられる。ストッパ５８は、レール部材４２ａ又は４２ｂと一体に構成してもよく、あるいは、別部材により構成してもよい。
【００３７】
図４に示すように、燃料電池車両１０には、燃料電池システム６０が搭載される。燃料電池システム６０は、燃料電池スタック１４に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給装置６２と、前記燃料電池スタック１４に燃料ガスを供給する燃料ガス供給装置６４と、前記燃料電池スタック１４に冷却媒体を供給する冷却媒体供給装置６６と、前記燃料電池車両１０全体の制御を行うコントローラ（ＥＣＵ）６８とを備える。
【００３８】
酸化剤ガス供給装置６２は、大気からの空気を圧縮して供給するエアポンプ７０を備え、前記エアポンプ７０が空気供給流路７２に配設される。空気供給流路７２には、供給ガスと排出ガスとの間で水分と熱を交換する加湿器７４が配設されるとともに、前記空気供給流路７２は、燃料電池スタック１４の酸化剤ガス流路３０の入口側に連通する。
【００３９】
酸化剤ガス供給装置６２は、酸化剤ガス流路３０の出口側に連通する空気排出流路７６を備える。空気排出流路７６は、加湿器７４の加湿媒体通路（図示せず）に連通するとともに、この空気排出流路７６には、エアポンプ７０から空気供給流路７２を通って燃料電池スタック１４に供給される空気の圧力を調整するための開度調整可能な背圧制御弁７８が設けられる。
【００４０】
燃料ガス供給装置６４は、高圧水素を貯留する水素タンク（Ｈ２タンク）８０を備え、この水素タンク８０は、水素供給流路８２を介して燃料電池スタック１４の燃料ガス流路３２の入口側に連通する。この水素供給流路８２には、遮断弁８４、エゼクタ８６及び必要に応じて水素ポンプ８８が設けられる。
【００４１】
エゼクタ８６は、水素タンク８０から供給される水素ガスを、水素供給流路８２を通って燃料電池スタック１４に供給するとともに、前記燃料電池スタック１４で使用されなかった未使用の水素ガスを含む排ガスを、水素循環路９０から吸引して、再度、前記燃料電池スタック１４に燃料ガスとして供給する。
【００４２】
燃料ガス流路３２の出口側には、オフガス流路９２が連通する。オフガス流路９２の途上には、水素循環路９０が連通するとともに、前記オフガス流路９２には、パージ弁９４が接続される。
【００４３】
冷却媒体供給装置６６は、燃料電池スタック１４に設けられる冷却媒体流路３４の入口側及び出口側に連通し、冷却媒体を前記燃料電池スタック１４に循環させる冷却媒体循環路９６を備える。冷却媒体循環路９６には、ラジエータ９８、冷却ポンプ１００及びイオン交換器１０２が接続される。図１に示すように、ラジエータ９８は、燃料電池車両に燃料電池スタック１４の前方に位置して配置される。
【００４４】
図１及び図３に示すように、スライド機構４６を構成するスライド板４８上には、燃料電池スタック１４の他、燃料電池システム６０の構成部品が搭載部品１０４として搭載される。好ましくは、水素供給系部品、高圧部品及びエンクロージャー（筐体部品）が搭載される。
【００４５】
具体的には、燃料ガス供給装置６４を構成する遮断弁８４、水素ポンプ８８及びその他の各種バルブ類やエアポンプ、ＰＤＵ（パワードライブユニット）、水素ポンプＰＤＵ、ＤＣ−ＤＣコンバータ、燃料電池ＶＣＵ（ヴェヒクルコントロールユニット）、燃料電池コンタクタ、エアコンコンプレッサ及びエアコンヒータ等が、搭載部品１０４としてスライド板４８上に搭載される。その他、搭載部品１０４として、空気供給系部品、例えば、酸化剤ガス供給装置６２を構成するエアポンプ７０及び加湿器７４が、必要に応じてスライド板４８上に搭載される。
【００４６】
さらにまた、冷却系部品、例えば、冷却媒体供給装置６６を構成する冷却ポンプ１００及びイオン交換器１０２が、搭載部品１０４として必要に応じてスライド板４８上に搭載される。なお、図示していないが、水素センサやスタック内部インピーダンス測定用のデバイス等も、スライド板４８上に搭載してもよい。
【００４７】
このように構成される燃料電池車両１０において、燃料電池システム６０の動作について以下に説明する。
【００４８】
図４に示すように、酸化剤ガス供給装置６２を構成するエアポンプ７０を介して、空気供給流路７２に酸化剤ガス（空気）が送られる。この酸化剤ガスは、加湿器７４を通って加湿された後、燃料電池スタック１４の酸化剤ガス流路３０の入口側に供給される。
【００４９】
一方、燃料ガス供給装置６４では、遮断弁８４の開放作用下に、水素タンク８０から水素供給流路８２に燃料ガス（水素ガス）が供給される。この燃料ガスは、エゼクタ８６を通った後、水素ポンプ８８の作用下に、燃料電池スタック１４の燃料ガス流路３２の入口側に供給される。
【００５０】
また、冷却媒体供給装置６６では、冷却ポンプ１００の作用下に、冷却媒体循環路９６から燃料電池スタック１４の冷却媒体流路３４の入口側に純水やエチレングリコールオイル等の冷却媒体が供給される。
【００５１】
燃料電池スタック１４内では、酸化剤ガスが、酸化剤ガス流路３０に導入されて電解質膜・電極構造体２４のカソード電極２０に供給される。一方、燃料ガスは、燃料ガス流路３２に導入されて電解質膜・電極構造体２４のアノード電極２２に供給される。
【００５２】
従って、各電解質膜・電極構造体２４では、カソード電極２０に供給される酸化剤ガスと、アノード電極２２に供給される燃料ガスとが、電極触媒層内で電気化学反応により消費されて発電が行われる。これにより、走行用モータ５６に電力が供給されるため、燃料電池車両１０は、走行可能になる。
【００５３】
また、冷却媒体は、冷却媒体流路３４に導入された後、電解質膜・電極構造体２４を冷却し、冷却媒体循環路９６に戻される。
【００５４】
次いで、カソード電極２０から排出された酸化剤ガスは、空気排出流路７６を流通して加湿器７４に導入され、新たな酸化剤ガスを加湿する。一方、アノード電極２２から排出された燃料ガスは、エゼクタ８６に吸引されて燃料電池スタック１４に供給される。
【００５５】
燃料電池車両１０では、上記のように、燃料電池スタック１４から電力が供給されて走行される。その際、燃料電池車両１０に前方から衝撃が加わると、図５に示すように、前記燃料電池車両１０の前方部分１０ｆに外部荷重Ｆが作用する。このため、前方部分１０ｆが内部に変形し、ラジエータ９８を進行方向後方（矢印Ｌｂ方向）に移動させる。従って、ラジエータ９８は、燃料電池スタック１４を搭載しているスライド板４８から前方に突出する突出部４９に衝突する。
【００５６】
スライド板４８は、ガイド板部５０ａ、５０ｂとレール部材４２ａ、４２ｂとに取り付けられている係止部材５４ａ、５４ｂにより固定されており、前記スライド板４８に矢印Ｌｂ方向への衝撃が付与されると、前記係止部材５４ａ、５４ｂは、頭部５４ａａ、５４ｂｂで破断する。これにより、スライド板４８は、レール部材４２ａ、４２ｂの案内作用下に、水平方向後方に移動してストッパ５８に当接することにより停止される。
【００５７】
このように、燃料電池車両１０に外部荷重Ｆが付与された際、燃料電池スタック１４は、スライド機構４６を構成するスライド板４８上に載置された状態で、前記外部荷重Ｆが直接付与されることがなく、前記スライド板４８と一体にレール部材４２ａ、４２ｂに沿って直線状に移動することができる。このため、簡単な構成で、燃料電池スタック１４を確実に保護することが可能になるという効果が得られる。
【００５８】
さらに、スライド板４８上には、特に、水素供給系部品や高圧部品、さらに、エンクロージャー等を搭載部品１０４として搭載することができる。従って、搭載部品１０４の損傷を良好に回避することが可能になるという利点がある。
【００５９】
さらにまた、第１の実施形態では、燃料電池スタック１４は、スライド機構４６を介してガイド部材であるレール部材４２ａ、４２ｂに沿って直線上に移動することができる。
【００６０】
このため、燃料電池スタック１４を燃料電池車両１０に組み込む際、前記燃料電池スタック１４をスライド機構４６に取り付けた後、該燃料電池スタック１４の位置決めを容易且つ正確に行うことが可能になる。これにより、燃料電池スタック１４は、燃料電池車両１０に効率的に組み込むことができ、前記燃料電池車両１０の組立作業性を容易に向上させることが可能になる。
【００６１】
また、燃料電池スタック１４の後方への移動は、ストッパ５８により規制されるため、前記燃料電池スタック１４がキャビン（図示せず）内に侵入することを確実に阻止することが可能になる。
【００６２】
なお、第１の実施形態では、スライド機構４６を構成するスライド板４８が矩形上の板材で構成されているが、これに限定されるものではない。例えば、燃料電池スタック１４の下部側に、他の部品を配置する必要がある際には、図６に示すように、枠状のスライド板４８ａを採用することができる。
【００６３】
図７は、本発明の第２の実施形態に係る燃料電池車両１１０を構成するスライド機構１１２の要部斜視説明図である。なお、第１の実施形態に係る燃料電池車両１０と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。また、以下に説明する第３以降の実施形態においても同様に、その詳細な説明は省略する。
【００６４】
サイドフレーム４０ａ、４０ｂの上面４０ａｕ、４０ｂｕには、ガイド部材であるレール部材１２４ａ、１２４ｂが固定される。レール部材１２４ａ、１２４ｂは、断面コ字状を有し、それぞれの開口部１２６ａ、１２６ｂが互いに矢印Ｈ方向に対向して配置される。
【００６５】
スライド機構１１２は、スライド板１２８を備える。このスライド板１２８の矢印Ｈ方向両端部が、レール部材１２４ａ、１２４ｂの開口部１２６ａ、１２６ｂに配置される。スライド板１２８とレール部材１２４ａ、１２４ｂとは、前記レール部材１２４ａ、１２４ｂの側方から挿入される係止部材５４ａ、５４ｂを介して固定される。
【００６６】
スライド板１２８上には、燃料電池スタック１４及びその他必要に応じて各種部品が搭載部品１０４として搭載されるとともに、前記燃料電池スタック１４が前記スライド板１２８の先端から内方に配置されることにより、この先端には、突出部１２８ａが形成される。
【００６７】
このように構成される第２の実施形態では、燃料電池スタック１４は、スライド機構１１２を介してレール部材１２４ａ、１２４ｂに沿って直線状に移動することができる。このため、燃料電池車両１１０の組立作業性が向上するとともに、燃料電池スタック１４を良好に保護することが可能になる等、上記の第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００６８】
さらに、レール部材１２４ａ、１２４ｂは、断面コ字状を有し、それぞれの開口部１２６ａ、１２６ｂにスライド板１２８の矢印Ｈ方向両端部が挿入支持されている。従って、燃料電池車両１１０に外部荷重が付与された際、スライド板１２８が上方に移動することを確実に阻止することができるという利点が得られる。
【００６９】
図８は、本発明の第３の実施形態に係る燃料電池車両１３０を構成するスライド機構１３２の要部斜視説明図である。
【００７０】
燃料電池車両１３０では、サイドフレーム４０ａ、４０ｂ上にレール部材（ガイド部材）１３４ａ、１３４ｂが固定される。レール部材１３４ａ、１３４ｂは、断面形状がコ字状の下部開放側の端部から上方に膨出する突出部１３６ａ、１３６ｂを設け、その内部に開口部１３８ａ、１３８ｂが形成される。
【００７１】
スライド機構１３２を構成するスライド板１４０は、矢印Ｈ方向両端部に、下方に突出する膨出部１４２ａ、１４２ｂを有する。膨出部１４２ａ、１４２ｂは、突出部１３６ａ、１３６ｂを跨いで開口部１３８ａ、１３８ｂに配置される。スライド板１４０の先端には、突出部１４０ａが構成される。スライド板１４０とレール部材１３４ａ、１３４ｂとは、係止部材５４ａ、５４ｂにより固定される。
【００７２】
このように、第３の実施形態では、上記の第１及び第２の実施形態と同様の効果が得られるとともに、レール部材１３４ａ、１３４ｂの突出部１３６ａ、１３６ｂとスライド板１４０の膨出部１４２ａ、１４２ｂとの係合作用下に、前記スライド板１４０の矢印Ｈ方向の移動を確実に規制することができる。
【００７３】
図９及び図１０に示すように、本発明の第４の実施形態に係る燃料電池車両１５０を構成するスライド機構１５２は、レール部材（ガイド部材）１５４ａ、１５４ｂを備える。レール部材１５４ａ、１５４ｂは、サイドフレーム４０ａ、４０ｂの側面４０ａｓｉ、４０ｂｓｉに車長方向後方に向かって下方に傾斜して固定される。
【００７４】
レール部材１５４ａ、１５４ｂは、例えば、第１の実施形態のレール部材４２ａ、４２ｂと同様に構成されており、スライド機構１５２は、第１の実施形態のスライド機構４６と同様に構成される。なお、第４の実施形態では、第２又は第３の実施形態の構成を採用してもよい。
【００７５】
このように構成される燃料電池車両１５０では、外部荷重が付与された際、燃料電池スタック１４は、スライド機構１５２及びレール部材１５４ａ、１５４ｂの案内作用下に、車長方向後方に向かって下方に傾斜する方向に移動することができる。このため、燃料電池スタック１４の矢印Ｌｂ方向への移動量を減少させることができるとともに、キャビン内への侵入を一層確実に阻止することが可能になるという効果が得られる。
【００７６】
図１１は、本発明の第５の実施形態に係る燃料電池車両１６０を構成するスライド機構１６２の要部斜視説明図である。
【００７７】
サイドフレーム４０ａ、４０ｂの下面４０ａｄ、４０ｂｄには、ガイド部材であるレール部材１２４ａ、１２４ｂが固定される。スライド機構１６２は、実質的には、第２の実施形態に係るスライド機構１１２と略同様に構成されており、第５の実施形態では、燃料電池スタック１４がサイドフレーム４０ａ、４０ｂに吊り下げ支持される。
【００７８】
このように構成される第５の実施形態では、上記の第１〜第４の実施形態と同様の効果が得られる。
【符号の説明】
【００７９】
１０、１１０、１３０、１５０、１６０…燃料電池車両
１４…燃料電池スタック １６…燃料電池
１８…固体高分子電解質膜 ２０…カソード電極
２２…アノード電極 ２４…電解質膜・電極構造体
２６、２８…セパレータ ３０…酸化剤ガス流路
３２…燃料ガス流路 ３４…冷却媒体流路
３６ａ、３６ｂ…エンドプレート ４０ａ、４０ｂ…サイドフレーム
４２ａ、４２ｂ、１２４ａ、１２４ｂ、１３４ａ、１３４ｂ、１５４ａ、１５４ｂ…レール部材
４６、１１２、１３２、１５２、１６２…スライド機構
４８、４８ａ、１２８、１４０…スライド板
４９、１２８ａ、１３６ａ、１３６ｂ、１４０ａ…突出部
５０ａ、５０ｂ…ガイド板部 ５４ａ、５４ｂ…係止部材
５６…走行用モータ ５８…ストッパ
６０…燃料電池システム ６２…酸化剤ガス供給装置
６４…燃料ガス供給装置 ６６…冷却媒体供給装置
６８…コントローラ １０４…搭載部品
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カソード側に供給される酸化剤ガス及びアノード側に供給される燃料ガスの電気化学反応により発電し、車両走行用の負荷に電力を出力する燃料電池スタックを備える燃料電池車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、固体高分子型燃料電池は、高分子イオン交換膜からなる電解質膜の両側に、アノード側電極とカソード側電極とを配設した電解質膜・電極構造体（ＭＥＡ）を、セパレータによって挟持した発電ユニットを備えている。この種の燃料電池は、通常、所定の数（例えば、数百）の発電ユニットを積層することにより、燃料電池スタックを構成するとともに、前記燃料電池スタックは、車載用燃料電池スタックとして使用されている。
【０００３】
上記の燃料電池スタックが搭載された燃料電池車両では、例えば、前方からの衝撃が燃料電池スタックに作用した際には、前記燃料電池スタックを保護する必要がある。
【０００４】
そこで、例えば、特許文献１に開示されている車両が知られている。この車両は、図１２に示すように、電気自動車であり、エンジンコンパートメント１内の下方には、駆動用モータ２が配置されている。
【０００５】
エンジンコンパートメント１内において、駆動用モータ２の鉛直上方には、燃料電池３が配置されるとともに、前記燃料電池３の一端側は、支持シャフト４を介して車両高さ方向に回転可能に構成されている。燃料電池３の他端側には、ブラケット５が設けられており、前記ブラケット５は、駆動用モータ２の上面に接合されている。
【０００６】
そこで、車両が前方からの衝撃を受けた場合、搭載物６は、衝撃によって後方に移動し、駆動用モータ２に衝突する。駆動用モータ２は、搭載物６の衝突によって後方且つ鉛直下方向に移動する（図１２中、破線位置〜実線位置参照）。このため、燃料電池３は、ブラケット５が駆動用モータ２から離間するため、支持シャフト４の軸を支点にして鉛直下方向に回転する。従って、車両が外部から衝撃を受けた時に、燃料電池３は、ダッシュパネルＤＰへの衝突が抑制される、としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１１−１６２１０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記の特許文献１では、車両が外部から衝撃を受けた時に、燃料電池３が支持シャフト４を支点にして下方に回転する際、この燃料電池３が駆動用モータ２に衝突するおそれがある。このため、燃料電池３のケース部材や駆動用モータ２のケース部材が破損するという問題がある。従って、燃料電池３及び駆動用モータ２の各ケース部材を高強度に構成しなければならず、経済的ではないという問題がある。
【０００９】
本発明は、この種の問題を解決するものであり、簡単な構成で、外部荷重に対して燃料電池スタックを良好に保護するとともに、燃料電池車両の組み立て作業性を容易に向上させることが可能な燃料電池車両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】
【００１０】
本発明は、カソード側に供給される酸化剤ガス及びアノード側に供給される燃料ガスの電気化学反応により発電し、車両走行用の負荷に電力を出力する燃料電池スタックを備える燃料電池車両に関するものである。
【００１１】
この燃料電池車両は、車両側フレーム部材に設けられるガイド部材と、燃料電池スタックを前記ガイド部材に沿って直線状に移動可能なスライド機構とを備えている。
【００１２】
また、この燃料電池車両では、スライド機構は、燃料電池スタックを支持するスライド部材を備えるとともに、ガイド部材は、前記燃料電池車両の前後方向に延在し、前記スライド部材を前記前後方向に移動可能に支持することが好ましい。
【００１３】
さらに、この燃料電池車両では、スライド部材をガイド部材に固定する一方、外部荷重が付与された際に破断又は離脱して前記スライド部材の固定機能が解除される係止部材を備えることが好ましい。
【００１４】
さらにまた、この燃料電池車両では、スライド部材には、燃料電池スタックよりも前後方向前方に突出し、前記燃料電池車両の前方から荷重が付与された際に前記荷重を受ける突出部が設けられることが好ましい。
【００１５】
また、この燃料電池車両では、ガイド部材の前後方向後方には、スライド部材の前記前後方向後方への移動を規制するストッパが設けられることが好ましい。
【００１６】
さらに、この燃料電池車両では、ガイド部材は、スライド部材を前後方向後方に向かって下方に傾斜する方向に移動可能に構成されることが好ましい。
【００１７】
さらにまた、この燃料電池車両では、ガイド部材は、スライド部材を前後方向後方に向かって水平方向に移動可能に構成されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、燃料電池スタックは、スライド機構を介してガイド部材に沿って直線状に移動可能である。このため、燃料電池スタックをスライド機構に取り付けた後、前記燃料電池スタックを燃料電池車両の所望の部位に容易且つ正確に組み込むことができる。従って、燃料電池車両の組み立て作業性を容易に向上させることが可能になる。
【００１９】
しかも、燃料電池車両に外部荷重が付与された際、燃料電池スタックは、スライド機構を介してガイド部材に沿って直線状に移動することができる。これにより、簡単な構成で、燃料電池スタックを有効に保護することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る燃料電池車両の側面説明図である。
【図２】前記燃料電池車両の正面説明図である。
【図３】前記燃料電池車両を構成するスライド機構の概略斜視説明図である。
【図４】前記燃料電池車両を構成する燃料電池システムの概略構成説明図である。
【図５】前記燃料電池車両に外部荷重が付与された際の説明図である。
【図６】他のスライド板の説明図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る燃料電池車両を構成するスライド機構の要部斜視説明図である。
【図８】本発明の第３の実施形態に係る燃料電池車両を構成するスライド機構の要部斜視説明図である。
【図９】本発明の第４の実施形態に係る燃料電池車両の側面説明図である。
【図１０】前記燃料電池車両を構成するスライド機構の要部斜視説明図である。
【図１１】本発明の第５の実施形態に係る燃料電池車両を構成するスライド機構の要部斜視説明図である。
【図１２】特許文献１に開示されている車両の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１に示すように、本発明の第１の実施形態に係る燃料電池車両１０は、フロントボックス（所謂、モータルーム）１２に収容される燃料電池スタック１４を備える。
【００２２】
燃料電池スタック１４は、図２及び図３に示すように、複数の燃料電池１６が燃料電池車両１０の車長方向（矢印Ｌ方向）に交差する車幅方向（矢印Ｈ方向）に積層されて構成される。なお、燃料電池１６は、車長方向又は車高方向に積層して構成してもよい。
【００２３】
図２に示すように、各燃料電池１６は、例えば、パーフルオロスルホン酸の薄膜に水が含浸された固体高分子電解質膜１８をカソード電極２０とアノード電極２２とで挟持した電解質膜・電極構造体（ＭＥＡ）２４を備える。なお、固体高分子電解質膜１８は、フッ素系イオン交換膜の他、炭化水素（ＨＣ）系イオン交換膜を使用してもよい。
【００２４】
カソード電極２０及びアノード電極２２は、カーボンペーパ等からなるガス拡散層と、白金合金（又はＲｕ等）が表面に担持された多孔質カーボン粒子が前記ガス拡散層の表面に一様に塗布されて形成された電極触媒層とを有する。電極触媒層は、固体高分子電解質膜１８の両面に形成される。
【００２５】
電解質膜・電極構造体２４は、カソード側セパレータ２６及びアノード側セパレータ２８で挟持される。カソード側セパレータ２６及びアノード側セパレータ２８は、例えば、カーボンセパレータ又は金属セパレータで構成される。
【００２６】
カソード側セパレータ２６と電解質膜・電極構造体２４との間には、酸化剤ガス流路３０が設けられるとともに、アノード側セパレータ２８と前記電解質膜・電極構造体２４との間には、燃料ガス流路３２が設けられる。燃料電池１６間には、冷却媒体流路３４が形成される。燃料電池スタック１４は、各燃料電池１６の積層方向に延在して各酸化剤ガス流路３０に連通する酸化剤ガス連通孔、各燃料ガス流路３２に連通する燃料ガス連通孔及び各冷却媒体流路３４に連通する冷却媒体連通孔を設ける内部マニホールドを構成する。
【００２７】
燃料電池スタック１４の積層方向両端には、エンドプレート３６ａ、３６ｂが配設され、前記エンドプレート３６ａ、３６ｂは、例えば、複数の締結ボルトにより積層方向に締め付け荷重が付与される。
【００２８】
図１〜図３に示すように、燃料電池車両１０は、車両のサイドフレーム（フレーム部材）４０ａ、４０ｂを矢印Ｌ方向に延在して一対設けており、前記サイドフレーム４０ａ、４０ｂには、ガイド部材としてレール部材４２ａ、４２ｂが固着される。
【００２９】
レール部材４２ａ、４２ｂは、それぞれサイドフレーム４０ａ、４０ｂの一方の側面４０ａｓ、４０ｂｓに固着されて、矢印Ｌ方向に平行に延在しているが、それぞれ前記側面４０ａｓ、４０ｂｓとは反対側の、すなわち、内側の側面に固着してもよい。
【００３０】
レール部材４２ａ、４２ｂは、上方に開口する溝部４４ａ、４４ｂを有するとともに、前記溝部４４ａ、４４ｂには、燃料電池スタック１４をレール部材４２ａ、４２ｂに沿って直線状に矢印Ｌ方向に移動可能なスライド機構４６が設けられる。
【００３１】
スライド機構４６は、燃料電池スタック１４を支持するスライド板（スライド部材）４８を備える。スライド板４８の底部には、レール部材４２ａ、４２ｂの溝部４４ａ、４４ｂに収容されるガイド板部５０ａ、５０ｂが設けられ、前記ガイド板部５０ａ、５０ｂが、前記レール部材４２ａ、４２ｂに沿ってスライド可能である。
【００３２】
スライド板４８上には、エンドプレート３６ａ、３６ｂが、それぞれ複数のボルト５２を介して固定される。レール部材４２ａの底部からスライド板４８のガイド板部５０ａの底部には、ノックピン又はボルトである係止部材５４ａが複数本、例えば、２本取り付けられる。係止部材５４ａは、燃料電池車両１０に外部荷重が付与された際、頭部５４ａａが破断又は離脱して、スライド板４８の固定機能を解除する。
【００３３】
レール部材４２ｂの底部からスライド板４８のガイド板部５０ｂの底部には、同様に、複数本のノックピンやボルトである係止部材５４ｂが取り付けられる。係止部材５４ｂは、外部荷重の付与によって破断又は離脱する頭部５４ｂｂを有する。
【００３４】
燃料電池スタック１４の下方には、サイドフレーム４０ａ、４０ｂの間に位置して走行用モータ５６が配置される。
【００３５】
スライド板４８には、燃料電池スタック１４よりも矢印Ｌ方向前方に突出し、燃料電池車両１０の前方から荷重が付与された際に、前記荷重を受ける突出部４９が設けられる。この突出部４９は、スライド板４８の先端を燃料電池スタック１４から外方に突出させればよく、また、前記スライド板４８の先端部に別部材で突出部を形成してもよい。
【００３６】
レール部材４２ａ、４２ｂの矢印Ｌ方向後方には、スライド板４８の前記後方への移動を規制するストッパ５８が設けられる。ストッパ５８は、レール部材４２ａ又は４２ｂと一体に構成してもよく、あるいは、別部材により構成してもよい。
【００３７】
図４に示すように、燃料電池車両１０には、燃料電池システム６０が搭載される。燃料電池システム６０は、燃料電池スタック１４に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給装置６２と、前記燃料電池スタック１４に燃料ガスを供給する燃料ガス供給装置６４と、前記燃料電池スタック１４に冷却媒体を供給する冷却媒体供給装置６６と、前記燃料電池車両１０全体の制御を行うコントローラ（ＥＣＵ）６８とを備える。
【００３８】
酸化剤ガス供給装置６２は、大気からの空気を圧縮して供給するエアポンプ７０を備え、前記エアポンプ７０が空気供給流路７２に配設される。空気供給流路７２には、供給ガスと排出ガスとの間で水分と熱を交換する加湿器７４が配設されるとともに、前記空気供給流路７２は、燃料電池スタック１４の酸化剤ガス流路３０の入口側に連通する。
【００３９】
酸化剤ガス供給装置６２は、酸化剤ガス流路３０の出口側に連通する空気排出流路７６を備える。空気排出流路７６は、加湿器７４の加湿媒体通路（図示せず）に連通するとともに、この空気排出流路７６には、エアポンプ７０から空気供給流路７２を通って燃料電池スタック１４に供給される空気の圧力を調整するための開度調整可能な背圧制御弁７８が設けられる。
【００４０】
燃料ガス供給装置６４は、高圧水素を貯留する水素タンク（Ｈ２タンク）８０を備え、この水素タンク８０は、水素供給流路８２を介して燃料電池スタック１４の燃料ガス流路３２の入口側に連通する。この水素供給流路８２には、遮断弁８４、エゼクタ８６及び必要に応じて水素ポンプ８８が設けられる。
【００４１】
エゼクタ８６は、水素タンク８０から供給される水素ガスを、水素供給流路８２を通って燃料電池スタック１４に供給するとともに、前記燃料電池スタック１４で使用されなかった未使用の水素ガスを含む排ガスを、水素循環路９０から吸引して、再度、前記燃料電池スタック１４に燃料ガスとして供給する。
【００４２】
燃料ガス流路３２の出口側には、オフガス流路９２が連通する。オフガス流路９２の途上には、水素循環路９０が連通するとともに、前記オフガス流路９２には、パージ弁９４が接続される。
【００４３】
冷却媒体供給装置６６は、燃料電池スタック１４に設けられる冷却媒体流路３４の入口側及び出口側に連通し、冷却媒体を前記燃料電池スタック１４に循環させる冷却媒体循環路９６を備える。冷却媒体循環路９６には、ラジエータ９８、冷却ポンプ１００及びイオン交換器１０２が接続される。図１に示すように、ラジエータ９８は、燃料電池車両に燃料電池スタック１４の前方に位置して配置される。
【００４４】
図１及び図３に示すように、スライド機構４６を構成するスライド板４８上には、燃料電池スタック１４の他、燃料電池システム６０の構成部品が搭載部品１０４として搭載される。好ましくは、水素供給系部品、高圧部品及びエンクロージャー（筐体部品）が搭載される。
【００４５】
具体的には、燃料ガス供給装置６４を構成する遮断弁８４、水素ポンプ８８及びその他の各種バルブ類やエアポンプ、ＰＤＵ（パワードライブユニット）、水素ポンプＰＤＵ、ＤＣ−ＤＣコンバータ、燃料電池ＶＣＵ（ヴェヒクルコントロールユニット）、燃料電池コンタクタ、エアコンコンプレッサ及びエアコンヒータ等が、搭載部品１０４としてスライド板４８上に搭載される。その他、搭載部品１０４として、空気供給系部品、例えば、酸化剤ガス供給装置６２を構成するエアポンプ７０及び加湿器７４が、必要に応じてスライド板４８上に搭載される。
【００４６】
さらにまた、冷却系部品、例えば、冷却媒体供給装置６６を構成する冷却ポンプ１００及びイオン交換器１０２が、搭載部品１０４として必要に応じてスライド板４８上に搭載される。なお、図示していないが、水素センサやスタック内部インピーダンス測定用のデバイス等も、スライド板４８上に搭載してもよい。
【００４７】
このように構成される燃料電池車両１０において、燃料電池システム６０の動作について以下に説明する。
【００４８】
図４に示すように、酸化剤ガス供給装置６２を構成するエアポンプ７０を介して、空気供給流路７２に酸化剤ガス（空気）が送られる。この酸化剤ガスは、加湿器７４を通って加湿された後、燃料電池スタック１４の酸化剤ガス流路３０の入口側に供給される。
【００４９】
一方、燃料ガス供給装置６４では、遮断弁８４の開放作用下に、水素タンク８０から水素供給流路８２に燃料ガス（水素ガス）が供給される。この燃料ガスは、エゼクタ８６を通った後、水素ポンプ８８の作用下に、燃料電池スタック１４の燃料ガス流路３２の入口側に供給される。
【００５０】
また、冷却媒体供給装置６６では、冷却ポンプ１００の作用下に、冷却媒体循環路９６から燃料電池スタック１４の冷却媒体流路３４の入口側に純水やエチレングリコールオイル等の冷却媒体が供給される。
【００５１】
燃料電池スタック１４内では、酸化剤ガスが、酸化剤ガス流路３０に導入されて電解質膜・電極構造体２４のカソード電極２０に供給される。一方、燃料ガスは、燃料ガス流路３２に導入されて電解質膜・電極構造体２４のアノード電極２２に供給される。
【００５２】
従って、各電解質膜・電極構造体２４では、カソード電極２０に供給される酸化剤ガスと、アノード電極２２に供給される燃料ガスとが、電極触媒層内で電気化学反応により消費されて発電が行われる。これにより、走行用モータ５６に電力が供給されるため、燃料電池車両１０は、走行可能になる。
【００５３】
また、冷却媒体は、冷却媒体流路３４に導入された後、電解質膜・電極構造体２４を冷却し、冷却媒体循環路９６に戻される。
【００５４】
次いで、カソード電極２０から排出された酸化剤ガスは、空気排出流路７６を流通して加湿器７４に導入され、新たな酸化剤ガスを加湿する。一方、アノード電極２２から排出された燃料ガスは、エゼクタ８６に吸引されて燃料電池スタック１４に供給される。
【００５５】
燃料電池車両１０では、上記のように、燃料電池スタック１４から電力が供給されて走行される。その際、燃料電池車両１０に前方から衝撃が加わると、図５に示すように、前記燃料電池車両１０の前方部分１０ｆに外部荷重Ｆが作用する。このため、前方部分１０ｆが内部に変形し、ラジエータ９８を進行方向後方（矢印Ｌｂ方向）に移動させる。従って、ラジエータ９８は、燃料電池スタック１４を搭載しているスライド板４８から前方に突出する突出部４９に衝突する。
【００５６】
スライド板４８は、ガイド板部５０ａ、５０ｂとレール部材４２ａ、４２ｂとに取り付けられている係止部材５４ａ、５４ｂにより固定されており、前記スライド板４８に矢印Ｌｂ方向への衝撃が付与されると、前記係止部材５４ａ、５４ｂは、頭部５４ａａ、５４ｂｂで破断する。これにより、スライド板４８は、レール部材４２ａ、４２ｂの案内作用下に、水平方向後方に移動してストッパ５８に当接することにより停止される。
【００５７】
このように、燃料電池車両１０に外部荷重Ｆが付与された際、燃料電池スタック１４は、スライド機構４６を構成するスライド板４８上に載置された状態で、前記外部荷重Ｆが直接付与されることがなく、前記スライド板４８と一体にレール部材４２ａ、４２ｂに沿って直線状に移動することができる。このため、簡単な構成で、燃料電池スタック１４を確実に保護することが可能になるという効果が得られる。
【００５８】
さらに、スライド板４８上には、特に、水素供給系部品や高圧部品、さらに、エンクロージャー等を搭載部品１０４として搭載することができる。従って、搭載部品１０４の損傷を良好に回避することが可能になるという利点がある。
【００５９】
さらにまた、第１の実施形態では、燃料電池スタック１４は、スライド機構４６を介してガイド部材であるレール部材４２ａ、４２ｂに沿って直線上に移動することができる。
【００６０】
このため、燃料電池スタック１４を燃料電池車両１０に組み込む際、前記燃料電池スタック１４をスライド機構４６に取り付けた後、該燃料電池スタック１４の位置決めを容易且つ正確に行うことが可能になる。これにより、燃料電池スタック１４は、燃料電池車両１０に効率的に組み込むことができ、前記燃料電池車両１０の組立作業性を容易に向上させることが可能になる。
【００６１】
また、燃料電池スタック１４の後方への移動は、ストッパ５８により規制されるため、前記燃料電池スタック１４がキャビン（図示せず）内に侵入することを確実に阻止することが可能になる。
【００６２】
なお、第１の実施形態では、スライド機構４６を構成するスライド板４８が矩形上の板材で構成されているが、これに限定されるものではない。例えば、燃料電池スタック１４の下部側に、他の部品を配置する必要がある際には、図６に示すように、枠状のスライド板４８ａを採用することができる。
【００６３】
図７は、本発明の第２の実施形態に係る燃料電池車両１１０を構成するスライド機構１１２の要部斜視説明図である。なお、第１の実施形態に係る燃料電池車両１０と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。また、以下に説明する第３以降の実施形態においても同様に、その詳細な説明は省略する。
【００６４】
サイドフレーム４０ａ、４０ｂの上面４０ａｕ、４０ｂｕには、ガイド部材であるレール部材１２４ａ、１２４ｂが固定される。レール部材１２４ａ、１２４ｂは、断面コ字状を有し、それぞれの開口部１２６ａ、１２６ｂが互いに矢印Ｈ方向に対向して配置される。
【００６５】
スライド機構１１２は、スライド板１２８を備える。このスライド板１２８の矢印Ｈ方向両端部が、レール部材１２４ａ、１２４ｂの開口部１２６ａ、１２６ｂに配置される。スライド板１２８とレール部材１２４ａ、１２４ｂとは、前記レール部材１２４ａ、１２４ｂの側方から挿入される係止部材５４ａ、５４ｂを介して固定される。
【００６６】
スライド板１２８上には、燃料電池スタック１４及びその他必要に応じて各種部品が搭載部品１０４として搭載されるとともに、前記燃料電池スタック１４が前記スライド板１２８の先端から内方に配置されることにより、この先端には、突出部１２８ａが形成される。
【００６７】
このように構成される第２の実施形態では、燃料電池スタック１４は、スライド機構１１２を介してレール部材１２４ａ、１２４ｂに沿って直線状に移動することができる。このため、燃料電池車両１１０の組立作業性が向上するとともに、燃料電池スタック１４を良好に保護することが可能になる等、上記の第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００６８】
さらに、レール部材１２４ａ、１２４ｂは、断面コ字状を有し、それぞれの開口部１２６ａ、１２６ｂにスライド板１２８の矢印Ｈ方向両端部が挿入支持されている。従って、燃料電池車両１１０に外部荷重が付与された際、スライド板１２８が上方に移動することを確実に阻止することができるという利点が得られる。
【００６９】
図８は、本発明の第３の実施形態に係る燃料電池車両１３０を構成するスライド機構１３２の要部斜視説明図である。
【００７０】
燃料電池車両１３０では、サイドフレーム４０ａ、４０ｂ上にレール部材（ガイド部材）１３４ａ、１３４ｂが固定される。レール部材１３４ａ、１３４ｂは、断面形状がコ字状の下部開放側の端部から上方に膨出する突出部１３６ａ、１３６ｂを設け、その内部に開口部１３８ａ、１３８ｂが形成される。
【００７１】
スライド機構１３２を構成するスライド板１４０は、矢印Ｈ方向両端部に、下方に突出する膨出部１４２ａ、１４２ｂを有する。膨出部１４２ａ、１４２ｂは、突出部１３６ａ、１３６ｂを跨いで開口部１３８ａ、１３８ｂに配置される。スライド板１４０の先端には、突出部１４０ａが構成される。スライド板１４０とレール部材１３４ａ、１３４ｂとは、係止部材５４ａ、５４ｂにより固定される。
【００７２】
このように、第３の実施形態では、上記の第１及び第２の実施形態と同様の効果が得られるとともに、レール部材１３４ａ、１３４ｂの突出部１３６ａ、１３６ｂとスライド板１４０の膨出部１４２ａ、１４２ｂとの係合作用下に、前記スライド板１４０の矢印Ｈ方向の移動を確実に規制することができる。
【００７３】
図９及び図１０に示すように、本発明の第４の実施形態に係る燃料電池車両１５０を構成するスライド機構１５２は、レール部材（ガイド部材）１５４ａ、１５４ｂを備える。レール部材１５４ａ、１５４ｂは、サイドフレーム４０ａ、４０ｂの側面４０ａｓｉ、４０ｂｓｉに車長方向後方に向かって下方に傾斜して固定される。
【００７４】
レール部材１５４ａ、１５４ｂは、例えば、第１の実施形態のレール部材４２ａ、４２ｂと同様に構成されており、スライド機構１５２は、第１の実施形態のスライド機構４６と同様に構成される。なお、第４の実施形態では、第２又は第３の実施形態の構成を採用してもよい。
【００７５】
このように構成される燃料電池車両１５０では、外部荷重が付与された際、燃料電池スタック１４は、スライド機構１５２及びレール部材１５４ａ、１５４ｂの案内作用下に、車長方向後方に向かって下方に傾斜する方向に移動することができる。このため、燃料電池スタック１４の矢印Ｌｂ方向への移動量を減少させることができるとともに、キャビン内への侵入を一層確実に阻止することが可能になるという効果が得られる。
【００７６】
図１１は、本発明の第５の実施形態に係る燃料電池車両１６０を構成するスライド機構１６２の要部斜視説明図である。
【００７７】
サイドフレーム４０ａ、４０ｂの下面４０ａｄ、４０ｂｄには、ガイド部材であるレール部材１２４ａ、１２４ｂが固定される。スライド機構１６２は、実質的には、第２の実施形態に係るスライド機構１１２と略同様に構成されており、第５の実施形態では、燃料電池スタック１４がサイドフレーム４０ａ、４０ｂに吊り下げ支持される。
【００７８】
このように構成される第５の実施形態では、上記の第１〜第４の実施形態と同様の効果が得られる。
【符号の説明】
【００７９】
１０、１１０、１３０、１５０、１６０…燃料電池車両
１４…燃料電池スタック １６…燃料電池
１８…固体高分子電解質膜 ２０…カソード電極
２２…アノード電極 ２４…電解質膜・電極構造体
２６、２８…セパレータ ３０…酸化剤ガス流路
３２…燃料ガス流路 ３４…冷却媒体流路
３６ａ、３６ｂ…エンドプレート ４０ａ、４０ｂ…サイドフレーム
４２ａ、４２ｂ、１２４ａ、１２４ｂ、１３４ａ、１３４ｂ、１５４ａ、１５４ｂ…レール部材
４６、１１２、１３２、１５２、１６２…スライド機構
４８、４８ａ、１２８、１４０…スライド板
４９、１２８ａ、１３６ａ、１３６ｂ、１４０ａ…突出部
５０ａ、５０ｂ…ガイド板部 ５４ａ、５４ｂ…係止部材
５６…走行用モータ ５８…ストッパ
６０…燃料電池システム ６２…酸化剤ガス供給装置
６４…燃料ガス供給装置 ６６…冷却媒体供給装置
６８…コントローラ １０４…搭載部品
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カソード側に供給される酸化剤ガス及びアノード側に供給される燃料ガスの電気化学反応により発電し、車両走行用の負荷に電力を出力する燃料電池スタックを備える燃料電池車両であって、
車両側フレーム部材に設けられるガイド部材と、
前記燃料電池スタックを前記ガイド部材に沿って直線状に移動可能なスライド機構と、
を備えることを特徴とする燃料電池車両。
【請求項２】
請求項１記載の燃料電池車両において、前記スライド機構は、前記燃料電池スタックを支持するスライド部材を備えるとともに、
前記ガイド部材は、前記燃料電池車両の前後方向に延在し、前記スライド部材を前記前後方向に移動可能に支持することを特徴とする燃料電池車両。
【請求項３】
請求項２記載の燃料電池車両において、前記スライド部材を前記ガイド部材に固定する一方、外部荷重が付与された際に破断又は離脱して前記スライド部材の固定機能が解除される係止部材を備えることを特徴とする燃料電池車両。
【請求項４】
請求項２又は３記載の燃料電池車両において、前記スライド部材には、前記燃料電池スタックよりも前記前後方向前方に突出し、前記燃料電池車両の前方から荷重が付与された際に前記荷重を受ける突出部が設けられることを特徴とする燃料電池車両。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれか１項に記載の燃料電池車両において、前記ガイド部材の前記前後方向後方には、前記スライド部材の前記前後方向後方への移動を規制するストッパが設けられることを特徴とする燃料電池車両。
【請求項６】
請求項２〜５のいずれか１項に記載の燃料電池車両において、前記ガイド部材は、前記スライド部材を前記前後方向後方に向かって下方に傾斜する方向に移動可能に構成されることを特徴とする燃料電池車両。
【請求項７】
請求項２〜５のいずれか１項に記載の燃料電池車両において、前記ガイド部材は、前記スライド部材を前記前後方向後方に向かって水平方向に移動可能に構成されることを特徴とする燃料電池車両。
【請求項１】
カソード側に供給される酸化剤ガス及びアノード側に供給される燃料ガスの電気化学反応により発電し、車両走行用の負荷に電力を出力する燃料電池スタックを備える燃料電池車両であって、
車両側フレーム部材に設けられるガイド部材と、
前記燃料電池スタックを前記ガイド部材に沿って直線状に移動可能なスライド機構と、
を備えることを特徴とする燃料電池車両。
【請求項２】
請求項１記載の燃料電池車両において、前記スライド機構は、前記燃料電池スタックを支持するスライド部材を備えるとともに、
前記ガイド部材は、前記燃料電池車両の前後方向に延在し、前記スライド部材を前記前後方向に移動可能に支持することを特徴とする燃料電池車両。
【請求項３】
請求項２記載の燃料電池車両において、前記スライド部材を前記ガイド部材に固定する一方、外部荷重が付与された際に破断又は離脱して前記スライド部材の固定機能が解除される係止部材を備えることを特徴とする燃料電池車両。
【請求項４】
請求項２又は３記載の燃料電池車両において、前記スライド部材には、前記燃料電池スタックよりも前記前後方向前方に突出し、前記燃料電池車両の前方から荷重が付与された際に前記荷重を受ける突出部が設けられることを特徴とする燃料電池車両。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれか１項に記載の燃料電池車両において、前記ガイド部材の前記前後方向後方には、前記スライド部材の前記前後方向後方への移動を規制するストッパが設けられることを特徴とする燃料電池車両。
【請求項６】
請求項２〜５のいずれか１項に記載の燃料電池車両において、前記ガイド部材は、前記スライド部材を前記前後方向後方に向かって下方に傾斜する方向に移動可能に構成されることを特徴とする燃料電池車両。
【請求項７】
請求項２〜５のいずれか１項に記載の燃料電池車両において、前記ガイド部材は、前記スライド部材を前記前後方向後方に向かって水平方向に移動可能に構成されることを特徴とする燃料電池車両。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−１１２２７１（Ｐ２０１３−１１２２７１Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６２２１２（Ｐ２０１１−２６２２１２）
【出願日】平成２３年１１月３０日（２０１１．１１．３０）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月３０日（２０１１．１１．３０）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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