車両
【課題】モータの鉛直上方に燃料電池（及び／又はＰＣＵ）を備えた車両において、衝突時における燃料電池（及び／又はＰＣＵ）の水平方向への移動を抑制する。
【解決手段】車両は、エンジンコンパートメントと、エンジンコンパートメント内に配置されたモータと、エンジンコンパートメント内においてモータの上方に配置され、モータに電力を供給する燃料電池と、燃料電池を支持する支持部であって、燃料電池を車両の高さ方向に回転可能に支持する支持部と、を備える。
【解決手段】車両は、エンジンコンパートメントと、エンジンコンパートメント内に配置されたモータと、エンジンコンパートメント内においてモータの上方に配置され、モータに電力を供給する燃料電池と、燃料電池を支持する支持部であって、燃料電池を車両の高さ方向に回転可能に支持する支持部と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池及び電力制御ユニットを搭載した車両における燃料電池及び電力制御ユニットの配置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池を電力源とする車両では、燃料電池の発電により得られた電力がＤＣ／ＤＣコンバータやＤＣ／ＡＣインバータ等を含む電力制御ユニット（Power Control Unit：ＰＣＵ）を介して、車両駆動用のモータに供給される。このような車両では、一般に、車両前方のエンジンコンパートメント内において、モータを下方に配置し、モータの鉛直上方に燃料電池及びＰＣＵを配置する構成が採用される（特許文献１）。これは、モータの駆動力を車輪に伝える軸が車両の下方に配置されるため、モータを下方に配置することが合理的であること、また、燃料電池を高い位置に配置することにより、燃料電池から排出される水を重力を利用して外部排出口のある車両後方に容易に移動させ得ることなどを理由とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３６７６３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
モータの鉛直上方に燃料電池及びＰＣＵを配置する構成では、車輌が前方衝突した際に、燃料電池やＰＣＵは、衝突の際の衝撃により後方に略水平に移動する。このとき、燃料電池やＰＣＵは、比較的剛性の高いモータが下方に配置されているため下方への移動は抑制される。一般に、燃料電池やＰＣＵは、平常時の設置安定性を確保するため、長手方向が水平方向と平行となるように配置される。したがって、燃料電池やＰＣＵは、衝突時に後方に移動しても長手方向が水平方向と平行のままであるので、燃料電池やＰＣＵのためにクラッシャブルゾーン（衝突時に潰れることにより衝撃を吸収するための空間）が狭くなるという問題があった。また、衝突時において、燃料電池及びＰＣＵが後方に移動することによりダッシュパネルに衝突し、車室内へ侵入するおそれがあった。
【０００５】
なお、上記問題は、燃料電池及びＰＣＵの一方のみがモータの鉛直上方に搭載された構成においても発生し得る。また、エンジンコンパートメントが後方に配置されている車輌では、後方衝突時に同様な問題が発生し得る。
【０００６】
本発明は、モータの鉛直上方に燃料電池（及び／又はＰＣＵ）を備えた車両において、衝突時における燃料電池（及び／又はＰＣＵ）の水平方向への移動を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００８】
［適用例１］車両であって、エンジンコンパートメントと、前記エンジンコンパートメント内に配置されたモータと、前記エンジンコンパートメント内において前記モータの上方に配置され、前記モータに電力を供給する燃料電池と、前記燃料電池を支持する支持部であって、前記燃料電池を前記車両の高さ方向に回転可能に支持する支持部と、を備える、車両。
【０００９】
適用例１の車輌では、車輌が衝突した際の衝撃により、燃料電池を車輌の高さ方向に回転させることができるので、燃料電池の水平方向への移動を抑制できる。一般に、燃料電池は、長手方向が水平方向と平行となるように配置されるので、衝突時に燃料電池を高さ方向に回転させることにより、燃料電池全体の車輌長さ方向の長さを短くすることができる。したがって、衝突の際に、エンジンコンパートメントにおけるクラッシャブルゾーンを広げることができる。また、燃料電池がエンジンコンパートメントと車室との境界部分にあるダッシュパネルに衝突することを抑制できる。
【００１０】
［適用例２］適用例１に記載の車輌において、前記支持部は、前記車輌の長さ方向における前記燃料電池の重心位置に対して、前記車輌の長さ方向にオフセットされた位置において、前記燃料電池を支持する、車輌。
【００１１】
このような構成により、車輌が衝突してモータがエンジンコンパートメント内を移動した際に、燃料電池の自重により燃料電池を車輌の高さ方向に回転させ易くできる。
【００１２】
［適用例３］適用例１または適用例２に記載の車輌において、さらに、前記支持部に対して前記車輌の長さ方向にオフセットされた位置に配置され、前記エンジンコンパートメント内における前記モータの移動の応力を、前記燃料電池に伝える伝達部を備える、車輌。
【００１３】
このような構成により、衝突に伴いモータがエンジンコンパートメント内を移動した場合に、燃料電池の自重に加えてモータの移動の応力により燃料電池が車輌の高さ方向に回転させることができるので、より短期間のうちに燃料電池を回転させることができる。したがって、衝突の際に、エンジンコンパートメントにおけるクラッシャブルゾーンをより短期間のうちに広げることができる。
【００１４】
［適用例４］適用例３に記載の車両において、前記伝達部は、前記車両の衝突が発生していない状態において、前記モータと前記燃料電池とにそれぞれ当接している、車両。
【００１５】
このような構成により、モータの移動が開始するのと同時に、モータの移動の応力により燃料電池を車輌の高さ方向に回転させることができる。したがって、短期間のうちにエンジンコンパートメントにおけるクラッシャブルゾーンを広げることができる。
【００１６】
［適用例５］適用例１ないし適用例４のいずれかに記載の車両において、さらに、前記エンジンコンパートメント内において互いに前記車両の幅方向に離れて配置された一対のサイドメンバを備え、前記支持部は、前記一対のサイドメンバに両端を接続された棒状部材を有する、車両。
【００１７】
このような構成により、支持部の剛性を増すことができ、衝突に伴う支持部の変形や移動を抑制できる。また、支持部は、サイドメンバに接続されているので、衝突が発生していない状態において燃料電池がエンジンコンパートメント内を落下しないように支持することができる。
【００１８】
［適用例６］適用例１ないし適用例５のいずれかに記載の車両において、前記エンジンコンパートメントは、前記車輌の前方側に配置され、前記モータの前方端部は、前記燃料電池の前方端部よりも前方に突出している、車両。
【００１９】
このような構成により、エンジンコンパートメント内に配置された種々の機器が車輌の前方衝突により後方に移動した際に、かかる機器を、燃料電池よりも先にモータに衝突させることができる。したがって、種々の機器の衝突によるモータの移動を、種々の機器の衝突による燃料電池の移動よりも先に発生させることができる。それゆえ、燃料電池の自重及び／又はモータの移動の応力を利用して、燃料電池を車輌高さ方向に回転させることができる。
【００２０】
［適用例７］適用例１ないし適用例６のいずれかに記載の車両において、さらに、前記エンジンコンパートメント内において前記モータよりも前方に配置され、剛性の高い部材である高剛性部材を備え、前記エンジンコンパートメントは、前記車輌の前方側に配置され、前記高剛性部材の前方端部は、前記燃料電池の前方端部よりも前方に突出している、車両。
【００２１】
このような構成により、エンジンコンパートメント内に配置された種々の機器が車輌の前方衝突により後方に移動した際に、かかる機器を、燃料電池よりも先に高剛性部材に衝突させることができる。したがって、種々の機器の衝突によって高剛性部材を後方に移動させてモータに衝突させることができるので、モータを後方に移動させて、燃料電池の自重及び／又はモータの移動の応力を利用して燃料電池を車輌の高さ方向に回転させることができる。
【００２２】
［適用例８］燃料電池を搭載した車両であって、エンジンコンパートメントと、前記エンジンコンパートメント内に配置され、前記燃料電池から供給される電力により駆動するモータと、前記エンジンコンパートメント内において前記モータの上方に配置され、前記燃料電池により得られた電力を、前記モータに供給するための電力制御ユニットと、
前記電力制御ユニットを支持する支持部であって、前記電力制御ユニットを前記車両の高さ方向に回転可能に支持する支持部と、を備える、車両。
【００２３】
適用例８の車輌では、車輌が衝突した際の衝撃により、電力制御ユニットを車輌の高さ方向に回転させることができるので、電力制御ユニットの水平方向への移動を抑制できる。一般に、電力制御ユニットは、長手方向が水平方向と平行となるように配置されるので、衝突時に電力制御ユニットを高さ方向に回転させることにより、電力制御ユニット全体の車輌長さ方向の長さを短くすることができる。したがって、衝突の際に、エンジンコンパートメントにおけるクラッシャブルゾーンを広げることができる。また、電力制御ユニットがエンジンコンパートメントと車室との境界部分にあるダッシュパネルに衝突することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１の実施例における車両の概略構成を示す断面図である。
【図２】エンジンコンパートメント内における燃料電池及び駆動用モータの詳細配置を示す断面図である。
【図３】エンジンコンパートメント内における燃料電池及び駆動用モータの詳細配置を示す斜視図である。
【図４】衝突時のエンジンコンパートメント内における燃料電池及び駆動用モータの配置状態を示す第１の断面図である。
【図５】衝突時のエンジンコンパートメント内における燃料電池及び駆動用モータの配置状態を示す第２の断面図である。
【図６】比較例としての従来における衝突時の燃料電池ＦＣ及び駆動用モータＭの配置状態を示す断面図である。
【図７】第２の実施例の車輌における平常時のエンジンコンパートメント内における燃料電池及び駆動用モータの配置状態を示す断面図である。
【図８】第２の実施例における衝突時のエンジンコンパートメント内における燃料電池及び駆動用モータの配置状態を示す第１の断面図である。
【図９】第２の実施例における衝突時のエンジンコンパートメント内における燃料電池及び駆動用モータの配置状態を示す第２の断面図である。
【図１０】第３の実施例の車輌の平常時のエンジンコンパートメント内における燃料電池及び駆動用モータの配置状態を示す断面図である。
【図１１】第３の実施例における衝突時のエンジンコンパートメント内における燃料電池及び駆動用モータの配置状態を示す断面図である。
【図１２】第４の実施例の車輌のエンジンコンパートメント内における燃料電池及び駆動用モータの配置状態を示す断面図である。
【図１３】第５の実施例の車輌のエンジンコンパートメント内における燃料電池及び駆動用モータの配置状態を示す断面図である。
【図１４】第６の実施例の車輌のエンジンコンパートメント内における燃料電池及び駆動用モータの配置状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
Ａ．第１の実施例：
Ａ１．平常時における構成：
図１は、第１の実施例における車両の概略構成を示す断面図である。なお、図１では、衝突が発生していない平常時における車両の構成を示している。車両ＶＥは、電気自動車であり、エンジンコンパートメントＥＣと、車室ＣＡと、駆動用モータＭと、燃料電池ＦＣと、前輪ＦＷと、後輪ＲＷとを備える。エンジンコンパートメントＥＣは、車両の前方側に配置されている。車室ＣＡは、ダッシュパネルＤＰと、フロアパネルＦＰとを備えている。車室ＣＡは、ダッシュパネルＤＰを介してエンジンコンパートメントＥＣの後方に配置されている。
【００２６】
駆動用モータＭは、エンジンコンパートメントＥＣ内において下方に配置され、前輪ＦＷ及び後輪ＲＷを駆動する。なお、駆動用モータＭと後輪ＲＷとは、フロアパネルＦＰの下方に配置された図示しないドライブシャフトを介して接続されており、このドライブシャフトを介して駆動用モータＭの回転力が後輪ＲＷに伝達される。
【００２７】
燃料電池ＦＣは、エンジンコンパートメントＥＣ内において駆動用モータＭの鉛直上方に配置され、駆動用モータＭに電力を供給する。燃料電池ＦＣとしては、例えば、ＭＥＡ（Membrane Electrode Assembly）を有する固体高分子型燃料電池（単セル）が多数積層された構成を有し、燃料ガスである純水素と、酸化剤ガスである空気に含まれる酸素とが、各電極において電気化学反応を起こすことによって起電力を得る燃料電池を採用することができる。なお、かかる構成においては、単セルの積層方向は水平方向となる。また、燃料電池ＦＣは、設置安定性を向上させるために長手方向が水平方向と平行となるように配置されている。
【００２８】
図２は、エンジンコンパートメント内における燃料電池及び駆動用モータの詳細配置を示す断面図である。図３は、エンジンコンパートメント内における燃料電池及び駆動用モータの詳細配置を示す斜視図である。なお、図３では、図示の便宜上、燃料電池ＦＣを、実際の配置位置よりも鉛直上方に離して表わしている。
【００２９】
図２，３に示すように、エンジンコンパートメントＥＣ内には、上述した燃料電池ＦＣ及び駆動用モータＭに加えて、一対のサイドメンバ１８ａ，１８ｂと、支持部１６と、一対の軸受け部１４ａ，１４ｂと、支持シャフト１２と、一対のブラケット１０ａ，１０ｂとが配置されている。
【００３０】
図３に示すように、サイドメンバ１８ａ，１８ｂは、車輌の長さ方向に延びた剛材であり、互いに車輌幅方向ＬＨに所定の距離だけ離れて配置されている。
【００３１】
支持部１６は、燃料電池ＦＣを載せるための部材であり、一対のフレーム１５ａ，１５ｂと、複数の補強フレーム１７と、を備えている。
【００３２】
一対のフレーム１５ａ，１５ｂは、車輌長さ方向に延びた剛材であり、互いに車輌幅方向ＬＨに所定の距離だけ離れて配置されている。一対のフレーム１５ａ，１５ｂ間の距離は、燃料電池ＦＣの幅（車輌幅方向の長さ）とほぼ同じである。一対のフレーム１５ａ，１５ｂは、それぞれ、燃料電池ＦＣ（燃料電池ＦＣを収容する図示しないケース）の底面と接合され、また、後端付近において貫通する支持シャフト１２と、貫通部分において接合されている。複数の補強フレームは、それぞれ、フレーム１５ａ及びフレーム１５ｂの間に配置され、一端がフレーム１５ａに接合され、他端がフレーム１５ｂに接合されている。
【００３３】
軸受け部１４ａは、サイドメンバ１８ａの上面に接合されている。同様に、軸受け部１４ｂは、サイドメンバ１８ｂの上面に接合されている。図２に示すように、一対の軸受け部１４ａ，１４ｂは、燃料電池ＦＣの背面Ｓｆ０よりも後方に位置している。この一対の軸受け部１４ａ，１４ｂの配置位置は、車両ＶＥの長さ方向における燃料電池ＦＣの中央位置（重心位置に相当）に対して、後方にオフセットされた位置である。
【００３４】
支持シャフト１２は、一対の１４ａ，１４ｂの間に配置された金属製の円柱形部材である。支持シャフト１２の一端は軸受け部１４ａにより、他端は軸受け部１４ｂにより、それぞれ回動可能に支持されている。
【００３５】
ブラケット１０ａは、フレーム１５ａの底面の先端部と駆動用モータＭ（駆動用モータＭを収容する図示しないケース）の上面とに接合されている。同様に、ブラケット１０ｂは、フレーム１５ｂの底面の先端部と駆動用モータＭ（駆動用モータＭを収容する図示しないケース）の上面とに接合されている。
【００３６】
図２に示すように、燃料電池ＦＣの先端面Ｓｆ１と、支持部１６の先端面Ｓｈ１と、駆動用モータＭの先端面Ｓｍ１とは、いずれも車輌長さ方向ＦＲの位置がほぼ同じになっている。
【００３７】
上記構成により、燃料電池ＦＣは、支持シャフト１２を軸として車輌高さ方向に回転可能に構成されている。但し、平常時には、燃料電池ＦＣは、支持部１６と、一対のブラケット１０ａ，１０ｂを介して接続されている駆動用モータＭとにより支持され、また、駆動用モータＭは図示しないサスペンションメンバにより支持されているため、駆動用モータＭは、車輌高さ方向に回転せずに配置されている。
【００３８】
前述の一対のブラケット１０ａ，１０ｂ及び支持部１６は、請求項における伝達部に相当する。また、支持シャフト１２及び一対の軸受け部１４ａ，１４ｂは、請求項における支持部に相当する。
【００３９】
Ａ２．衝突時の構成：
図４は、衝突時のエンジンコンパートメント内における燃料電池及び駆動用モータの配置状態を示す第１の断面図である。図５は、衝突時のエンジンコンパートメント内における燃料電池及び駆動用モータの配置状態を示す第２の断面図である。図５は、図４に示す状態よりも時間的に後となる状態を表わしている。図４，５では、エンジンコンパートメントＥＣ内において、燃料電池ＦＣ及び駆動用モータＭよりも前方に配置されているラジエータや、配管や、各種センサ等を、搭載物１００として模式的に表わしている。なお、図４，５では、図示の便宜上、一対のサイドメンバ１８ａ，１８ｂは省略している。また、図４，５では、平常時の燃料電池ＦＣ，支持部１６，ブラケット１０ａ,１０ｂ及び駆動用モータＭの配置位置を、破線で示している。
【００４０】
図４に示すように、車両ＶＥが前方衝突した場合、搭載物１００は、衝突の際の衝撃によって後方に移動し、駆動用モータＭに衝突する。駆動用モータＭは、搭載物１００の衝突によって、後方かつ鉛直下方に移動（落下）する。図４では、駆動用モータＭは右下方の方向ｄ１に移動している。
【００４１】
支持部１６は、ブラケット１０ａ，１０ｂにより駆動用モータＭに接合されているので、駆動用モータＭの移動の応力（方向ｄ１の力）がブラケット１０ａ，１０ｂを介して伝わり、駆動用モータＭにより右下方に引っ張られる。ここで、一対のブラケット１０ａ，１０ｂは、支持シャフト１２（回転軸）に対して前方にオフセットされた位置に配置されているので、支持部１６は、駆動用モータＭによる下方への引っ張りにより、支持シャフト１２を軸として鉛直下方に回転する。燃料電池ＦＣは、支持部１６と接合されているので、支持部１６と共に支持シャフト１２を軸として鉛直下方に回転する。また、支持部１６は、燃料電池ＦＣの重心位置に対して後方にオフセットされた位置に配置されているので、燃料電池ＦＣの自重により下方への回転が助長される。
【００４２】
図５に示すように、搭載物１００がさらに後方（車輌内部方向）に移動すると、駆動用モータＭは、さらに後方かつ下方（方向ｄ２）に移動する。図５では、駆動用モータＭの移動により、一対のブラケット１０ａ，１０ｂは、駆動用モータＭからはずれている。支持部１６及び燃料電池ＦＣは、駆動用モータＭによる支持を失うため、自重により支持シャフト１２を軸として鉛直下方にさらに回転する。このように、燃料電池ＦＣは、支持シャフト１２を軸として回転するために水平後方への移動が抑制され、ダッシュパネルＤＰへの衝突が抑制される。このとき、燃料電池ＦＣは、ほぼ縦置き（長手方向が鉛直方向と平行となる配置）となるため、燃料電池ＦＣ全体の車輌長さ方向の長さ（奥行き）ｗ１は、平常時の長さｗ０に比べて短くなっている。それゆえ、エンジンコンパートメントＥＣ内のクラッシャブルゾーン（衝突時に潰れることにより衝撃を吸収するための空間）が広くなる。
【００４３】
図６は、比較例としての従来における衝突時の燃料電池ＦＣ及び駆動用モータＭの配置状態を示す断面図である。比較例の車輌では、支持部１６は省略されており、駆動用モータＭの上面に燃料電池ＦＣが載置されている。なお、図６では、比較例における平常時の燃料電池ＦＣ及び駆動用モータＭの配置位置を破線で示している。
【００４４】
図６に示すように、比較例では、衝突時において、搭載物１００が後方に移動して駆動用モータＭに衝突すると、駆動用モータＭ及び燃料電池ＦＣは、いずれも後方かつ下方（方向ｄ０）に移動する。その結果、燃料電池ＦＣはダッシュパネルＤＰに衝突し、ダッシュパネルＤＰは変形し、燃料電池ＦＣの一部ＡＲ１は、車室ＣＡ内に達している。これに対し、第１の実施例の車両ＶＥでは、衝突時における燃料電池ＦＣのダッシュパネルＤＰへの衝突が抑制される。
【００４５】
以上説明したように、第１の実施例の車両ＶＥでは、衝突時において、燃料電池ＦＣは、支持シャフト１２を軸として下方に回転するので、後方への移動が抑制される。したがって、燃料電池ＦＣのダッシュパネルＤＰへの衝突が抑制される。
【００４６】
加えて、燃料電池ＦＣを、支持シャフト１２を軸として回転させるので、ＦＣ燃料電池ＦＣを縦置きに近い状態にすることができる。したがって、燃料電池ＦＣ全体の車輌長さ方向の長さを短くできるので、クラッシャブルゾーンを広げることができる。それゆえ、衝撃により支持シャフト１２が後方に移動した場合であっても、燃料電池ＦＣがダッシュパネルＤＰに衝突することを抑制できる。
【００４７】
また、支持シャフト１２が、燃料電池ＦＣの重心位置に対して、後方にオフセットされた位置に配置されているので、燃料電池ＦＣの自重を利用して燃料電池ＦＣの回転を助長させることができる。
【００４８】
また、一対のブラケット１０ａ，１０ｂが、支持シャフト１２（回転軸）に対して前方にオフセットされた位置に配置されているので、駆動用モータＭの下方への移動（下方への引っ張り）により、支持部１６及びＦＣ燃料電池ＦＣを、支持シャフト１２を軸として下方に回転させることができる。
【００４９】
また、支持部１６は、ブラケット１０ａ，１０ｂにより駆動用モータＭと接続されているので、駆動用モータＭの移動の応力（後方かつ下方の力）を、ブラケット１０ａ，１０ｂを介して燃料電池ＦＣに伝えることができる。したがって、自重のみにより燃料電池ＦＣを回転させる構成に比べて、より短期間のうちに燃料電池ＦＣを下方に回転させることができる。加えて、支持部１６は、ブラケット１０ａ，１０ｂにより駆動用モータＭと接続されているので、駆動用モータＭの移動が開始すると同時に、燃料電池ＦＣを下方に回転させることができ、より短期間のうちに燃料電池ＦＣを回転させることができる。したがって、クラッシャブルゾーンをより短期間のうちに広げることができる。
【００５０】
Ｂ．第２の実施例：
図７は、第２の実施例の車輌における平常時のエンジンコンパートメント内における燃料電池及び駆動用モータの配置状態を示す断面図である。なお、図７では、図示の便宜上、一対のサイドメンバ１８ａ，１８ｂを省略している。第２の実施例の車輌は、一対のブラケット１０ａ，１０ｂに代えて一対のブラケット２０ａ，２０ｂと備えている点と、一対の軸受け部１４ａ，１４ｂ及び支持シャフト１２の配置位置と、において図１〜５に示す第１の実施例の車両ＶＥと異なり、他の構成は、第１の実施例と同じである。
【００５１】
第１の実施例の一対のブラケット１０ａ，１０ｂは、一対のフレーム１５ａ，１５ｂの底面の先端部に接合されていたが、第２の実施例の一対のブラケット２０ａ，２０ｂは、一対のフレーム１５ａ，１５ｂの底面の後端部に接合されている。本実施例では、第１の実施例と異なり、一対のブラケット２０ａ，２０ｂは、支持シャフト１２に対して後方にオフセットされた位置に配置されている。
【００５２】
第１の実施例では、一対の軸受け部１４ａ，１４ｂ及び支持シャフト１２は、燃料電池ＦＣの背面よりも後方に位置していたが、第２の実施例では、燃料電池ＦＣの中央位置Ｃｆよりも前方側に配置されている。本実施例では、第１の実施例と異なり、一対の軸受け部１４ａ，１４ｂ及び支持シャフト１２は、車両ＶＥの長さ方向における燃料電池ＦＣの中央位置（重心位置）に対して、前方にオフセットされた位置である。
【００５３】
図８は、第２の実施例における衝突時のエンジンコンパートメント内における燃料電池及び駆動用モータの配置状態を示す第１の断面図である。図９は、第２の実施例における衝突時のエンジンコンパートメント内における燃料電池及び駆動用モータの配置状態を示す第２の断面図である。図９は、図８に示す状態よりも時間的に後となる状態を表わしている。なお、図８，９では、図７と同様に、一対のサイドメンバ１８ａ，１８ｂは省略し、また、平常時の燃料電池ＦＣ，支持部１６及び駆動用モータＭの配置位置を、破線で示している。
【００５４】
図８に示すように、第２の実施例では、車輌の前方衝突により、搭載物１００が下方に移動して駆動用モータＭに衝突すると、駆動用モータＭは、前端部側が下方（方向ｄ３）に回転し、後端部側が上方（方向ｄ４）に回転する。この駆動用モータＭの移動は第１の実施例とは異なる。この相違は、例えば、駆動用モータＭにおける搭載物１００の衝突箇所の相違に起因して起こり得る。
【００５５】
駆動用モータＭの後端部側が上方に回転することにより、支持部１６及び燃料電池ＦＣの後端部側は、一対のブラケット２０ａ，２０ｂを介して上方に押し上げられる。したがって、支持部１６及び燃料電池ＦＣは、支持シャフト１２を軸として車輌高さ方向に回転する。
【００５６】
図９に示すように、搭載物１００がさらに後方（車輌内部方向）に移動すると、駆動用モータＭは、さらに回転すると共に下方に移動し、角Ｐ１がダッシュパネルＤＰに衝突する。すると、駆動用モータＭは、このダッシュパネルＤＰと衝突した角Ｐ１を軸として、先端部側がさらに下方（方向ｄ６）に回転することとなる。図９に示すように、駆動用モータＭの移動により、一対のブラケット２０ａ，２０ｂは、駆動用モータＭからはずれている。したがって、駆動用モータＭとの接続から解放された支持部１６及び駆動用モータＭの後端部側は、駆動用モータＭに引っ張られて下方かつ後方に移動することなく、支持シャフト１２を軸としてより上方（方向ｄ７）に回転する。
【００５７】
以上の構成を有する第２の実施例の車輌は、第１の実施例の車両ＶＥと同様な効果を有する。加えて、支持シャフト１２が、燃料電池ＦＣの中央位置Ｃｆよりも前方側に配置されているので、燃料電池ＦＣの先端部側を下方に、後端部側を上方に回転させることができる。したがって、燃料電池ＦＣのうち、下方に移動する部分（体積）を少なくできるので、エンジンコンパートメントＥＣの下方の空きスペースが少ない場合でも、燃料電池ＦＣを回転させることができる。
【００５８】
Ｃ．第３の実施例：
図１０は、第３の実施例の車輌の平常時のエンジンコンパートメント内における燃料電池及び駆動用モータの配置状態を示す断面図である。なお、図１０では、図示の便宜上、一対のサイドメンバ１８ａ，１８ｂを省略している。第３の実施例の車輌は、第２支持部２６を備えている点と、一対の軸受け部１４ａ，１４ｂ及び支持シャフト１２の配置位置とにおいて、図７〜９に示す第２の実施例の車輌と異なり、他の構成は、第２の実施例と同じである。
【００５９】
第３の実施例の車輌は、燃料電池ＦＣの鉛直上方に第２支持部２６を備えている。第２支持部２６は、支持部１６と同じ構成を有しており、燃料電池ＦＣの上面に接合されている。第３の実施例では、一対の軸受け部１４ａ，１４ｂは、第２支持部２６に接合されており、支持シャフト１２は、第２支持部２６を車輌幅方向に貫通している。
【００６０】
図１１は、第３の実施例における衝突時のエンジンコンパートメント内における燃料電池及び駆動用モータの配置状態を示す断面図である。なお、図１１では、図１０と同様に、一対のサイドメンバ１８ａ，１８ｂは省略し、また、平常時の燃料電池ＦＣ，支持部１６及び駆動用モータＭの配置位置を、破線で示している。
【００６１】
図１１に示すように、第３の実施例では、第２の実施例と同様に、車輌の前方衝突により搭載物１００が下方に移動して駆動用モータＭに衝突すると、駆動用モータＭは、前端部側が下方に回転し、後端部側が上方に回転した後、ダッシュパネルＤＰに衝突する。このとき、支持部１６と燃料電池ＦＣと第２支持部２６との後端部側は、一対のブラケット２０ａ，２０ｂを介して上方に押し上げられる。したがって、支持部１６と燃料電池ＦＣと第２支持部２６とは、支持シャフト１２を軸として車輌高さ方向に回転する。
【００６２】
以上の構成を有する第３の実施例の車輌は、第２の実施例の車両ＶＥと同様な効果を有する。
【００６３】
Ｄ．第４の実施例：
図１２は、第４の実施例の車輌のエンジンコンパートメント内における燃料電池及び駆動用モータの配置状態を示す断面図である。なお、図１２では、図示の便宜上、一対のサイドメンバ１８ａ，１８ｂを省略している。第４の実施例の車輌は、駆動用モータＭの先端面Ｓｍ１が、燃料電池ＦＣの先端面Ｓｆ１及び支持部１６の先端面Ｓｈ１よりも、前方に突出して配置されている点において、第１の実施例の車両ＶＥと異なり、他の構成は第１の実施例と同じである。
【００６４】
図１２に示すように、駆動用モータＭの先端面Ｓｍ１は、燃料電池ＦＣの先端面Ｓｆ１及び支持部１６の先端面Ｓｈ１よりも、Δｘだけ前方に突出している。したがって、衝突時の衝撃により搭載物１００が後方に移動した場合に、第１の実施例に比べて、より早いタイミングで搭載物１００が駆動用モータＭに衝突する。また、駆動用モータＭの先端面Ｓｍ１を燃料電池ＦＣの先端面Ｓｆ１及び支持部１６の先端面Ｓｈ１よりも前方に配置するので、搭載物１００が比較的大きい場合でも、搭載物１００は燃料電池ＦＣよりも先に駆動用モータＭに衝突する。
【００６５】
以上の構成を有する第４の実施例の車輌は、第１の実施例の車両ＶＥと同様な効果を有する。加えて、駆動用モータＭの先端面Ｓｍ１が、燃料電池ＦＣの先端面Ｓｆ１及び支持部１６の先端面Ｓｈ１よりも前方に突出するように、駆動用モータＭを配置しているので、衝突時において、搭載物１００を、燃料電池ＦＣ及び支持部１６よりも先に駆動用モータＭに衝突させることができる。したがって、搭載物１００の衝突による駆動用モータＭの下方かつ後方への移動を、搭載物１００の衝突による燃料電池ＦＣの後方への移動よりも先に発生させることができるので、燃料電池ＦＣをより確実に下方に回転させることができる。また、駆動用モータＭを、第１の実施例に比べてより前方に配置させるので、衝突が発生した際に、より早いタイミングで搭載物１００を駆動用モータＭに衝突させることができる。したがって、より早いタイミングで燃料電池ＦＣの回転を発生させることができるため、より早いタイミングでクラッシャブルゾーンの拡大を開始できる。加えて、より早いタイミングで燃料電池ＦＣの回転を発生させることができるため、燃料電池ＦＣを縦置きに近い状態までより大きく回転させることができる。それゆえ、クラッシャブルゾーンをより広げることができる。
【００６６】
Ｅ．第５の実施例：
図１３は、第５の実施例の車輌のエンジンコンパートメント内における燃料電池及び駆動用モータの配置状態を示す断面図である。なお、図１３では、図示の便宜上、一対のサイドメンバ１８ａ，１８ｂを省略している。第５の実施例の車輌は、衝撃伝達部５０を備えている点において第１の実施例の車両ＶＥと異なり、他の構成は第１の実施例と同じである。
【００６７】
衝撃伝達部５０は、車輌の長さ方向に延びた剛材であり、駆動用モータＭの先端面Ｓｍ１の下方に接合されている。衝撃伝達部５０は、衝突時の衝撃により搭載物１００が後方に移動した場合に搭載物１００と衝突し、その衝突による力を駆動用モータＭに伝える。衝撃伝達部５０の前方の先端位置は、燃料電池ＦＣの先端面Ｓｆ１及び支持部１６の先端面Ｓｈ１よりもΔｘだけ前方に位置している。したがって、衝突時の衝撃により搭載物１００が後方に移動した場合に、第１の実施例に比べて、より早いタイミングで搭載物１００が衝撃伝達部５０を介して駆動用モータＭに衝突する。また、衝撃伝達部５０の先端部を燃料電池ＦＣの先端面Ｓｆ１及び支持部１６の先端面Ｓｈ１よりも前方に配置するので、搭載物１００が比較的大きい場合でも、搭載物１００は燃料電池ＦＣよりも先に衝撃伝達部５０に衝突する。
【００６８】
以上の構成を有する第５の実施例の車輌は、第１の実施例の車両ＶＥ及び第４の実施例の車輌と同様な効果を有する。なお、第５の実施例における衝撃伝達部５０は、請求項における高剛性部材に相当する。
【００６９】
Ｆ．第６の実施例：
図１４は、第６の実施例の車輌のエンジンコンパートメント内における燃料電池及び駆動用モータの配置状態を示す斜視図である。第６の実施例の車輌は、支持部１６，支持シャフト１２及び一対のブラケット１０ａ，１０ｂを備えていない点と、一対の軸受け部１４ａ，１４ｂに代えて一対の接合部２４ａ，２４ｂを備えている点と、一対のブラケット２５ａ，２５ｂを備えている点とにおいて、第１の実施例の車両ＶＥと異なり、他の構成は第１の実施例と同じである。
【００７０】
接合部２４ａは、第１の実施例の軸受け部１４ａと同じ位置に配置されている。同様に、接合部２４ｂは、第１の実施例の軸受け部１４ｂと同じ位置に配置されている。ブラケット２５ａは、軸受け部１４ａ及び燃料電池ＦＣの第１の側面Ｓｆ２に接合されている。同様に、ブラケット２５ｂは、軸受け部１４ｂ及び燃料電池ＦＣの第２の側面Ｓｆ３に接合されている。
【００７１】
燃料電池ＦＣは、駆動用モータＭの上面に載置され、駆動用モータＭと接合されている。したがって、燃料電池ＦＣは、駆動用モータＭにより支持されると共に、一対のブラケット２５ａ，２５ｂを介して一対のサイドメンバ１８ａ，１８ｂにより支持されている。
【００７２】
このような構成を有する第６の実施例の車輌において、前方衝突が発生して、搭載物１００が駆動用モータＭに衝突すると、駆動用モータＭは、下方かつ後方（方向ｄ１）に移動する。燃料電池ＦＣは駆動用モータＭと接合されているので、駆動用モータＭの移動の応力（下方かつ後方への力）が燃料電池ＦＣに伝わる。ここで、燃料電池ＦＣは、一対のブラケット２５ａ，２５ｂと接合されているので、燃料電池ＦＣのうち、先端面Ｓｆ１側は、駆動用モータＭの移動の応力により一対のブラケット２５ａ，２５ｂを結ぶ仮想軸ＣＸを軸として下方に回転し、背面Ｓｆ０側は、仮想軸ＣＸを軸として上方に回転する。
【００７３】
以上の構成を有する第６の実施例の車輌は、第１の実施例の車両ＶＥと同様な効果を有する。加えて、支持部１６や支持シャフト１２や一対のブラケット１０ａ，１０ｂを省略できるので、車両ＶＥの製造コストを抑えることができる。なお、第６の実施例において、一対のブラケット２５ａ，２５ｂは、請求項における支持部に相当する。以上の各実施例からも理解できるように、燃料電池をモータの移動の応力により車輌の高さ方向に回転可能に支持する任意の支持部を、本発明の車輌に採用することができる。また、第６の実施例において、駆動用モータＭの上面は、請求項における伝達部に相当する。
【００７４】
Ｇ．変形例：
なお、上記各実施例における構成要素の中の、独立クレームでクレームされた要素以外の要素は、付加的な要素であり、適宜省略可能である。また、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００７５】
Ｇ１．変形例１：
各実施例では、駆動用モータＭの鉛直上方に配置されていたのは燃料電池ＦＣであったが、燃料電池ＦＣに代えて、又は、燃料電池ＦＣに加えて、ＰＣＵ（Power Control Unit：電力制御ユニット）を配置することもできる。かかる構成においても、車輌の衝突時における、ＰＣＵの後方への水平移動を抑制することができる。なお、燃料電池ＦＣ及びＰＣＵを駆動用モータＭの鉛直上方に配置する場合、駆動用モータＭの上方に燃料電池ＦＣを配置すると共に燃料電池ＦＣの上方にＰＣＵを配置する構成や、燃料電池ＦＣとＰＣＵとを駆動用モータＭの鉛直上方の位置において、互いに水平に並べて配置する構成を採用することができる。
【００７６】
Ｇ２．変形例２：
第２実施例では、一対のブラケット２０ａ，２０ｂは、駆動用モータＭと支持部１６とのいずれにも接合されていたが、これに代えて、いずれか一方のみに接合され、他方には接合されない構成とすることもできる。例えば、一対のブラケット２０ａ，２０ｂを、それぞれ、駆動用モータＭに接合し、支持部１６には接合しない構成とすることもできる。この構成においては、平常時（衝突が発生していない状態）において、駆動用モータＭと燃料電池ＦＣとは接続されていない。この構成においても、図８，９に示すように、駆動用モータＭの後端部側が上方に回転するのに伴って一対のブラケット２０ａ，２０ｂも上方に回転するため、一対のブラケット２０ａ，２０ｂは、支持部１６と当接して支持部１６の後端部側を押し上げることができる。以上の実施例及び変形例からも理解できるように、エンジンコンパートメント内におけるモータの移動の応力を、燃料電池に伝える任意の伝達部を、本発明の車輌に採用することができる。
【００７７】
Ｇ３．変形例３：
第６の実施例では、駆動用モータＭと燃料電池ＦＣとは接合されていたが、これに代えて、駆動用モータＭと燃料電池ＦＣとを接合しない構成とすることもできる。この構成では、搭載物１００の衝突により駆動用モータＭが下方かつ後方に移動すると、駆動用モータＭは燃料電池ＦＣから離れるので、下方における燃料電池ＦＣの支持が失われることとなる。この場合、燃料電池ＦＣは、一対のブラケット２５ａ，２５ｂのみにより支持される。ここで、燃料電池ＦＣにおいて一対のブラケット２５ａ，２５ｂの接合位置は、背面Ｓｆ０に近い位置であるので、一対のブラケット２５ａ，２５ｂが燃料電池ＦＣの重量を支えきれず、燃料電池ＦＣの先端面Ｓｆ１側は下方に移動することとなる。この場合、燃料電池ＦＣの先端面Ｓｆ１側は仮想軸ＣＸを軸として下方に回転し、背面Ｓｆ０側は仮想軸ＣＸを軸として上方に回転する。
【００７８】
Ｇ４．変形例４：
第１〜５の実施例では、燃料電池ＦＣを回転移動させるための軸として、支持シャフト１２を備えていたが、支持シャフト１２を省略することもできる。この場合、一対のサイドメンバ１８ａ，１８ｂ間に配置されている剛材であるクロスメンバを、燃料電池ＦＣを回転移動させるための軸として用いる構成を採用することができる。
【００７９】
Ｇ５．変形例５：
第５の実施例では、衝撃伝達部５０として、車輌の長さ方向に延びた剛材を用いていたが、これに代えて、エンジンコンパートメントＥＣ内に配置されるべき剛性の高い任意の部材を用いることもできる。具体的には、エアコンプレッサーや、ウォーターポンプや、各種配管等を、駆動用モータＭの前方に配置して駆動用モータＭの先端面Ｓｍ１と接合する構成を採用することができる。この構成においても、エアコンプレッサーや、ウォーターポンプや、各種配管等の前方の先端位置を、燃料電池ＦＣの先端面Ｓｆ１よりも前方に位置させることにより、第５の実施例の車輌と同様な効果を奏する。
【００８０】
また、衝撃伝達部５０やエアコンプレッサー等を、駆動用モータＭと接合する構成に代えて、駆動用モータＭと接合しない構成とすることもできる。例えば、衝撃伝達部５０やエアコンプレッサー等を、駆動用モータＭから離して駆動用モータＭの前方に配置する構成を採用することもできる。この構成においても、衝突の際には、搭載物１００の後方への移動に伴って衝撃伝達部５０が後方に移動するので、衝撃伝達部５０と駆動用モータＭとが当接して第５の実施例と同様な効果を奏する。
【００８１】
また、第５の実施例では、駆動用モータＭの先端面Ｓｍ１と、燃料電池ＦＣの先端面Ｓｆ１及び支持部１６の先端面Ｓｈ１とは、車両長さ方向の位置がほぼ同じであったが、本発明は、これに限定されるものではない。第４の実施例と同様に、駆動用モータＭの先端面Ｓｍ１を、燃料電池ＦＣの先端面Ｓｆ１及び支持部１６の先端面Ｓｈ１よりも前方に突出させる構成を採用することもできる。また、これとは反対に、駆動用モータＭの先端面Ｓｍ１を、燃料電池ＦＣの先端面Ｓｆ１及び支持部１６の先端面Ｓｈ１よりも後方に突出させる構成を採用することもできる。この構成においても、衝撃伝達部５０の前方の先端位置が、燃料電池ＦＣの先端面Ｓｆ１及び支持部１６の先端面Ｓｈ１よりも前方に位置することにより、衝突時において、搭載物１００を、燃料電池ＦＣ及び支持部１６によりも先に駆動用モータＭに衝突させることができる。
【００８２】
Ｇ６．変形例６：
第１〜５の実施例では、一対の軸受け部１４ａ，１４ｂ及び支持シャフト１２は、車輌の長さ方向における燃料電池ＦＣの中央位置（重心位置）に対して、車両ＶＥの長さ方向にオフセットされた位置に配置されていたが、本発明は、これに限定されるものではない。一対の軸受け部１４ａ，１４ｂ及び支持シャフト１２を、車両ＶＥの長さ方向における燃料電池ＦＣの中央位置（重心位置）に配置することもできる。この場合であっても、駆動用モータＭの移動により、一対のブラケット１０ａ，１０ｂ、又は一対のブラケット２０ａ，２０ｂを介して支持部１６及び燃料電池ＦＣが下方に引っ張られるので、燃料電池ＦＣを鉛直下方に回転させることができる。また、上記変形例３に示すように、第６の実施例において駆動用モータＭと燃料電池ＦＣとを接合しない構成においても、衝突の衝撃により、一対のブラケット２５ａ，２５ｂを通る仮想軸ＣＸを軸として、燃料電池ＦＣを回転させることができる。
【００８３】
Ｇ７．変形例７：
各実施例では、エンジンコンパートメントＥＣは、車輌の前方側に配置されていたが、これに代えて、車輌の後方側に配置された構成にも、本発明を適用することができる。この構成においても、車輌の後方衝突時における、燃料電池ＦＣやＰＣＵの前方への移動を抑制できる。加えて、後方衝突の際に、燃料電池ＦＣやＰＣＵが、エンジンコンパートメントと車室ＣＡとの境界部に衝突することを抑制できる。
【００８４】
Ｇ８．変形例８：
各実施例では、車両ＶＥは電気自動車であったが、動力源としてガソリンエンジンとモータとを備えるハイブリッド車輌に本発明を適用することもできる。
【符号の説明】
【００８５】
１０ａ，１０ｂ，２０ａ，２０ｂ，２５ａ，２５ｂ…ブラケット、１２…支持シャフト、１４ａ，１４ｂ…軸受け部、１５ａ，１５ｂ…フレーム、１６…支持部、１７…補強フレーム、１８ａ，１８ｂ…サイドメンバ、２４ａ，２４ｂ…接合部、２６…第２支持部、５０…衝撃伝達部、１００…搭載物、Ｍ…駆動用モータ、Ｐ１…角、ＣＡ…車室、ＥＣ…エンジンコンパートメント、ＦＣ…燃料電池、ＶＥ…車両、ＤＰ…ダッシュパネル、ＦＰ…フロアパネル、ＦＷ…前輪、ＲＷ…後輪、ＣＸ…仮想軸、Ｃｆ…中央位置、Ｓｆ０…背面、Ｓｆ１，Ｓｍ１，Ｓｈ１…先端面、Ｓｆ２…第１の側面、Ｓｆ３…第２の側面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池及び電力制御ユニットを搭載した車両における燃料電池及び電力制御ユニットの配置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池を電力源とする車両では、燃料電池の発電により得られた電力がＤＣ／ＤＣコンバータやＤＣ／ＡＣインバータ等を含む電力制御ユニット（Power Control Unit：ＰＣＵ）を介して、車両駆動用のモータに供給される。このような車両では、一般に、車両前方のエンジンコンパートメント内において、モータを下方に配置し、モータの鉛直上方に燃料電池及びＰＣＵを配置する構成が採用される（特許文献１）。これは、モータの駆動力を車輪に伝える軸が車両の下方に配置されるため、モータを下方に配置することが合理的であること、また、燃料電池を高い位置に配置することにより、燃料電池から排出される水を重力を利用して外部排出口のある車両後方に容易に移動させ得ることなどを理由とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３６７６３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
モータの鉛直上方に燃料電池及びＰＣＵを配置する構成では、車輌が前方衝突した際に、燃料電池やＰＣＵは、衝突の際の衝撃により後方に略水平に移動する。このとき、燃料電池やＰＣＵは、比較的剛性の高いモータが下方に配置されているため下方への移動は抑制される。一般に、燃料電池やＰＣＵは、平常時の設置安定性を確保するため、長手方向が水平方向と平行となるように配置される。したがって、燃料電池やＰＣＵは、衝突時に後方に移動しても長手方向が水平方向と平行のままであるので、燃料電池やＰＣＵのためにクラッシャブルゾーン（衝突時に潰れることにより衝撃を吸収するための空間）が狭くなるという問題があった。また、衝突時において、燃料電池及びＰＣＵが後方に移動することによりダッシュパネルに衝突し、車室内へ侵入するおそれがあった。
【０００５】
なお、上記問題は、燃料電池及びＰＣＵの一方のみがモータの鉛直上方に搭載された構成においても発生し得る。また、エンジンコンパートメントが後方に配置されている車輌では、後方衝突時に同様な問題が発生し得る。
【０００６】
本発明は、モータの鉛直上方に燃料電池（及び／又はＰＣＵ）を備えた車両において、衝突時における燃料電池（及び／又はＰＣＵ）の水平方向への移動を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００８】
［適用例１］車両であって、エンジンコンパートメントと、前記エンジンコンパートメント内に配置されたモータと、前記エンジンコンパートメント内において前記モータの上方に配置され、前記モータに電力を供給する燃料電池と、前記燃料電池を支持する支持部であって、前記燃料電池を前記車両の高さ方向に回転可能に支持する支持部と、を備える、車両。
【０００９】
適用例１の車輌では、車輌が衝突した際の衝撃により、燃料電池を車輌の高さ方向に回転させることができるので、燃料電池の水平方向への移動を抑制できる。一般に、燃料電池は、長手方向が水平方向と平行となるように配置されるので、衝突時に燃料電池を高さ方向に回転させることにより、燃料電池全体の車輌長さ方向の長さを短くすることができる。したがって、衝突の際に、エンジンコンパートメントにおけるクラッシャブルゾーンを広げることができる。また、燃料電池がエンジンコンパートメントと車室との境界部分にあるダッシュパネルに衝突することを抑制できる。
【００１０】
［適用例２］適用例１に記載の車輌において、前記支持部は、前記車輌の長さ方向における前記燃料電池の重心位置に対して、前記車輌の長さ方向にオフセットされた位置において、前記燃料電池を支持する、車輌。
【００１１】
このような構成により、車輌が衝突してモータがエンジンコンパートメント内を移動した際に、燃料電池の自重により燃料電池を車輌の高さ方向に回転させ易くできる。
【００１２】
［適用例３］適用例１または適用例２に記載の車輌において、さらに、前記支持部に対して前記車輌の長さ方向にオフセットされた位置に配置され、前記エンジンコンパートメント内における前記モータの移動の応力を、前記燃料電池に伝える伝達部を備える、車輌。
【００１３】
このような構成により、衝突に伴いモータがエンジンコンパートメント内を移動した場合に、燃料電池の自重に加えてモータの移動の応力により燃料電池が車輌の高さ方向に回転させることができるので、より短期間のうちに燃料電池を回転させることができる。したがって、衝突の際に、エンジンコンパートメントにおけるクラッシャブルゾーンをより短期間のうちに広げることができる。
【００１４】
［適用例４］適用例３に記載の車両において、前記伝達部は、前記車両の衝突が発生していない状態において、前記モータと前記燃料電池とにそれぞれ当接している、車両。
【００１５】
このような構成により、モータの移動が開始するのと同時に、モータの移動の応力により燃料電池を車輌の高さ方向に回転させることができる。したがって、短期間のうちにエンジンコンパートメントにおけるクラッシャブルゾーンを広げることができる。
【００１６】
［適用例５］適用例１ないし適用例４のいずれかに記載の車両において、さらに、前記エンジンコンパートメント内において互いに前記車両の幅方向に離れて配置された一対のサイドメンバを備え、前記支持部は、前記一対のサイドメンバに両端を接続された棒状部材を有する、車両。
【００１７】
このような構成により、支持部の剛性を増すことができ、衝突に伴う支持部の変形や移動を抑制できる。また、支持部は、サイドメンバに接続されているので、衝突が発生していない状態において燃料電池がエンジンコンパートメント内を落下しないように支持することができる。
【００１８】
［適用例６］適用例１ないし適用例５のいずれかに記載の車両において、前記エンジンコンパートメントは、前記車輌の前方側に配置され、前記モータの前方端部は、前記燃料電池の前方端部よりも前方に突出している、車両。
【００１９】
このような構成により、エンジンコンパートメント内に配置された種々の機器が車輌の前方衝突により後方に移動した際に、かかる機器を、燃料電池よりも先にモータに衝突させることができる。したがって、種々の機器の衝突によるモータの移動を、種々の機器の衝突による燃料電池の移動よりも先に発生させることができる。それゆえ、燃料電池の自重及び／又はモータの移動の応力を利用して、燃料電池を車輌高さ方向に回転させることができる。
【００２０】
［適用例７］適用例１ないし適用例６のいずれかに記載の車両において、さらに、前記エンジンコンパートメント内において前記モータよりも前方に配置され、剛性の高い部材である高剛性部材を備え、前記エンジンコンパートメントは、前記車輌の前方側に配置され、前記高剛性部材の前方端部は、前記燃料電池の前方端部よりも前方に突出している、車両。
【００２１】
このような構成により、エンジンコンパートメント内に配置された種々の機器が車輌の前方衝突により後方に移動した際に、かかる機器を、燃料電池よりも先に高剛性部材に衝突させることができる。したがって、種々の機器の衝突によって高剛性部材を後方に移動させてモータに衝突させることができるので、モータを後方に移動させて、燃料電池の自重及び／又はモータの移動の応力を利用して燃料電池を車輌の高さ方向に回転させることができる。
【００２２】
［適用例８］燃料電池を搭載した車両であって、エンジンコンパートメントと、前記エンジンコンパートメント内に配置され、前記燃料電池から供給される電力により駆動するモータと、前記エンジンコンパートメント内において前記モータの上方に配置され、前記燃料電池により得られた電力を、前記モータに供給するための電力制御ユニットと、
前記電力制御ユニットを支持する支持部であって、前記電力制御ユニットを前記車両の高さ方向に回転可能に支持する支持部と、を備える、車両。
【００２３】
適用例８の車輌では、車輌が衝突した際の衝撃により、電力制御ユニットを車輌の高さ方向に回転させることができるので、電力制御ユニットの水平方向への移動を抑制できる。一般に、電力制御ユニットは、長手方向が水平方向と平行となるように配置されるので、衝突時に電力制御ユニットを高さ方向に回転させることにより、電力制御ユニット全体の車輌長さ方向の長さを短くすることができる。したがって、衝突の際に、エンジンコンパートメントにおけるクラッシャブルゾーンを広げることができる。また、電力制御ユニットがエンジンコンパートメントと車室との境界部分にあるダッシュパネルに衝突することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１の実施例における車両の概略構成を示す断面図である。
【図２】エンジンコンパートメント内における燃料電池及び駆動用モータの詳細配置を示す断面図である。
【図３】エンジンコンパートメント内における燃料電池及び駆動用モータの詳細配置を示す斜視図である。
【図４】衝突時のエンジンコンパートメント内における燃料電池及び駆動用モータの配置状態を示す第１の断面図である。
【図５】衝突時のエンジンコンパートメント内における燃料電池及び駆動用モータの配置状態を示す第２の断面図である。
【図６】比較例としての従来における衝突時の燃料電池ＦＣ及び駆動用モータＭの配置状態を示す断面図である。
【図７】第２の実施例の車輌における平常時のエンジンコンパートメント内における燃料電池及び駆動用モータの配置状態を示す断面図である。
【図８】第２の実施例における衝突時のエンジンコンパートメント内における燃料電池及び駆動用モータの配置状態を示す第１の断面図である。
【図９】第２の実施例における衝突時のエンジンコンパートメント内における燃料電池及び駆動用モータの配置状態を示す第２の断面図である。
【図１０】第３の実施例の車輌の平常時のエンジンコンパートメント内における燃料電池及び駆動用モータの配置状態を示す断面図である。
【図１１】第３の実施例における衝突時のエンジンコンパートメント内における燃料電池及び駆動用モータの配置状態を示す断面図である。
【図１２】第４の実施例の車輌のエンジンコンパートメント内における燃料電池及び駆動用モータの配置状態を示す断面図である。
【図１３】第５の実施例の車輌のエンジンコンパートメント内における燃料電池及び駆動用モータの配置状態を示す断面図である。
【図１４】第６の実施例の車輌のエンジンコンパートメント内における燃料電池及び駆動用モータの配置状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
Ａ．第１の実施例：
Ａ１．平常時における構成：
図１は、第１の実施例における車両の概略構成を示す断面図である。なお、図１では、衝突が発生していない平常時における車両の構成を示している。車両ＶＥは、電気自動車であり、エンジンコンパートメントＥＣと、車室ＣＡと、駆動用モータＭと、燃料電池ＦＣと、前輪ＦＷと、後輪ＲＷとを備える。エンジンコンパートメントＥＣは、車両の前方側に配置されている。車室ＣＡは、ダッシュパネルＤＰと、フロアパネルＦＰとを備えている。車室ＣＡは、ダッシュパネルＤＰを介してエンジンコンパートメントＥＣの後方に配置されている。
【００２６】
駆動用モータＭは、エンジンコンパートメントＥＣ内において下方に配置され、前輪ＦＷ及び後輪ＲＷを駆動する。なお、駆動用モータＭと後輪ＲＷとは、フロアパネルＦＰの下方に配置された図示しないドライブシャフトを介して接続されており、このドライブシャフトを介して駆動用モータＭの回転力が後輪ＲＷに伝達される。
【００２７】
燃料電池ＦＣは、エンジンコンパートメントＥＣ内において駆動用モータＭの鉛直上方に配置され、駆動用モータＭに電力を供給する。燃料電池ＦＣとしては、例えば、ＭＥＡ（Membrane Electrode Assembly）を有する固体高分子型燃料電池（単セル）が多数積層された構成を有し、燃料ガスである純水素と、酸化剤ガスである空気に含まれる酸素とが、各電極において電気化学反応を起こすことによって起電力を得る燃料電池を採用することができる。なお、かかる構成においては、単セルの積層方向は水平方向となる。また、燃料電池ＦＣは、設置安定性を向上させるために長手方向が水平方向と平行となるように配置されている。
【００２８】
図２は、エンジンコンパートメント内における燃料電池及び駆動用モータの詳細配置を示す断面図である。図３は、エンジンコンパートメント内における燃料電池及び駆動用モータの詳細配置を示す斜視図である。なお、図３では、図示の便宜上、燃料電池ＦＣを、実際の配置位置よりも鉛直上方に離して表わしている。
【００２９】
図２，３に示すように、エンジンコンパートメントＥＣ内には、上述した燃料電池ＦＣ及び駆動用モータＭに加えて、一対のサイドメンバ１８ａ，１８ｂと、支持部１６と、一対の軸受け部１４ａ，１４ｂと、支持シャフト１２と、一対のブラケット１０ａ，１０ｂとが配置されている。
【００３０】
図３に示すように、サイドメンバ１８ａ，１８ｂは、車輌の長さ方向に延びた剛材であり、互いに車輌幅方向ＬＨに所定の距離だけ離れて配置されている。
【００３１】
支持部１６は、燃料電池ＦＣを載せるための部材であり、一対のフレーム１５ａ，１５ｂと、複数の補強フレーム１７と、を備えている。
【００３２】
一対のフレーム１５ａ，１５ｂは、車輌長さ方向に延びた剛材であり、互いに車輌幅方向ＬＨに所定の距離だけ離れて配置されている。一対のフレーム１５ａ，１５ｂ間の距離は、燃料電池ＦＣの幅（車輌幅方向の長さ）とほぼ同じである。一対のフレーム１５ａ，１５ｂは、それぞれ、燃料電池ＦＣ（燃料電池ＦＣを収容する図示しないケース）の底面と接合され、また、後端付近において貫通する支持シャフト１２と、貫通部分において接合されている。複数の補強フレームは、それぞれ、フレーム１５ａ及びフレーム１５ｂの間に配置され、一端がフレーム１５ａに接合され、他端がフレーム１５ｂに接合されている。
【００３３】
軸受け部１４ａは、サイドメンバ１８ａの上面に接合されている。同様に、軸受け部１４ｂは、サイドメンバ１８ｂの上面に接合されている。図２に示すように、一対の軸受け部１４ａ，１４ｂは、燃料電池ＦＣの背面Ｓｆ０よりも後方に位置している。この一対の軸受け部１４ａ，１４ｂの配置位置は、車両ＶＥの長さ方向における燃料電池ＦＣの中央位置（重心位置に相当）に対して、後方にオフセットされた位置である。
【００３４】
支持シャフト１２は、一対の１４ａ，１４ｂの間に配置された金属製の円柱形部材である。支持シャフト１２の一端は軸受け部１４ａにより、他端は軸受け部１４ｂにより、それぞれ回動可能に支持されている。
【００３５】
ブラケット１０ａは、フレーム１５ａの底面の先端部と駆動用モータＭ（駆動用モータＭを収容する図示しないケース）の上面とに接合されている。同様に、ブラケット１０ｂは、フレーム１５ｂの底面の先端部と駆動用モータＭ（駆動用モータＭを収容する図示しないケース）の上面とに接合されている。
【００３６】
図２に示すように、燃料電池ＦＣの先端面Ｓｆ１と、支持部１６の先端面Ｓｈ１と、駆動用モータＭの先端面Ｓｍ１とは、いずれも車輌長さ方向ＦＲの位置がほぼ同じになっている。
【００３７】
上記構成により、燃料電池ＦＣは、支持シャフト１２を軸として車輌高さ方向に回転可能に構成されている。但し、平常時には、燃料電池ＦＣは、支持部１６と、一対のブラケット１０ａ，１０ｂを介して接続されている駆動用モータＭとにより支持され、また、駆動用モータＭは図示しないサスペンションメンバにより支持されているため、駆動用モータＭは、車輌高さ方向に回転せずに配置されている。
【００３８】
前述の一対のブラケット１０ａ，１０ｂ及び支持部１６は、請求項における伝達部に相当する。また、支持シャフト１２及び一対の軸受け部１４ａ，１４ｂは、請求項における支持部に相当する。
【００３９】
Ａ２．衝突時の構成：
図４は、衝突時のエンジンコンパートメント内における燃料電池及び駆動用モータの配置状態を示す第１の断面図である。図５は、衝突時のエンジンコンパートメント内における燃料電池及び駆動用モータの配置状態を示す第２の断面図である。図５は、図４に示す状態よりも時間的に後となる状態を表わしている。図４，５では、エンジンコンパートメントＥＣ内において、燃料電池ＦＣ及び駆動用モータＭよりも前方に配置されているラジエータや、配管や、各種センサ等を、搭載物１００として模式的に表わしている。なお、図４，５では、図示の便宜上、一対のサイドメンバ１８ａ，１８ｂは省略している。また、図４，５では、平常時の燃料電池ＦＣ，支持部１６，ブラケット１０ａ,１０ｂ及び駆動用モータＭの配置位置を、破線で示している。
【００４０】
図４に示すように、車両ＶＥが前方衝突した場合、搭載物１００は、衝突の際の衝撃によって後方に移動し、駆動用モータＭに衝突する。駆動用モータＭは、搭載物１００の衝突によって、後方かつ鉛直下方に移動（落下）する。図４では、駆動用モータＭは右下方の方向ｄ１に移動している。
【００４１】
支持部１６は、ブラケット１０ａ，１０ｂにより駆動用モータＭに接合されているので、駆動用モータＭの移動の応力（方向ｄ１の力）がブラケット１０ａ，１０ｂを介して伝わり、駆動用モータＭにより右下方に引っ張られる。ここで、一対のブラケット１０ａ，１０ｂは、支持シャフト１２（回転軸）に対して前方にオフセットされた位置に配置されているので、支持部１６は、駆動用モータＭによる下方への引っ張りにより、支持シャフト１２を軸として鉛直下方に回転する。燃料電池ＦＣは、支持部１６と接合されているので、支持部１６と共に支持シャフト１２を軸として鉛直下方に回転する。また、支持部１６は、燃料電池ＦＣの重心位置に対して後方にオフセットされた位置に配置されているので、燃料電池ＦＣの自重により下方への回転が助長される。
【００４２】
図５に示すように、搭載物１００がさらに後方（車輌内部方向）に移動すると、駆動用モータＭは、さらに後方かつ下方（方向ｄ２）に移動する。図５では、駆動用モータＭの移動により、一対のブラケット１０ａ，１０ｂは、駆動用モータＭからはずれている。支持部１６及び燃料電池ＦＣは、駆動用モータＭによる支持を失うため、自重により支持シャフト１２を軸として鉛直下方にさらに回転する。このように、燃料電池ＦＣは、支持シャフト１２を軸として回転するために水平後方への移動が抑制され、ダッシュパネルＤＰへの衝突が抑制される。このとき、燃料電池ＦＣは、ほぼ縦置き（長手方向が鉛直方向と平行となる配置）となるため、燃料電池ＦＣ全体の車輌長さ方向の長さ（奥行き）ｗ１は、平常時の長さｗ０に比べて短くなっている。それゆえ、エンジンコンパートメントＥＣ内のクラッシャブルゾーン（衝突時に潰れることにより衝撃を吸収するための空間）が広くなる。
【００４３】
図６は、比較例としての従来における衝突時の燃料電池ＦＣ及び駆動用モータＭの配置状態を示す断面図である。比較例の車輌では、支持部１６は省略されており、駆動用モータＭの上面に燃料電池ＦＣが載置されている。なお、図６では、比較例における平常時の燃料電池ＦＣ及び駆動用モータＭの配置位置を破線で示している。
【００４４】
図６に示すように、比較例では、衝突時において、搭載物１００が後方に移動して駆動用モータＭに衝突すると、駆動用モータＭ及び燃料電池ＦＣは、いずれも後方かつ下方（方向ｄ０）に移動する。その結果、燃料電池ＦＣはダッシュパネルＤＰに衝突し、ダッシュパネルＤＰは変形し、燃料電池ＦＣの一部ＡＲ１は、車室ＣＡ内に達している。これに対し、第１の実施例の車両ＶＥでは、衝突時における燃料電池ＦＣのダッシュパネルＤＰへの衝突が抑制される。
【００４５】
以上説明したように、第１の実施例の車両ＶＥでは、衝突時において、燃料電池ＦＣは、支持シャフト１２を軸として下方に回転するので、後方への移動が抑制される。したがって、燃料電池ＦＣのダッシュパネルＤＰへの衝突が抑制される。
【００４６】
加えて、燃料電池ＦＣを、支持シャフト１２を軸として回転させるので、ＦＣ燃料電池ＦＣを縦置きに近い状態にすることができる。したがって、燃料電池ＦＣ全体の車輌長さ方向の長さを短くできるので、クラッシャブルゾーンを広げることができる。それゆえ、衝撃により支持シャフト１２が後方に移動した場合であっても、燃料電池ＦＣがダッシュパネルＤＰに衝突することを抑制できる。
【００４７】
また、支持シャフト１２が、燃料電池ＦＣの重心位置に対して、後方にオフセットされた位置に配置されているので、燃料電池ＦＣの自重を利用して燃料電池ＦＣの回転を助長させることができる。
【００４８】
また、一対のブラケット１０ａ，１０ｂが、支持シャフト１２（回転軸）に対して前方にオフセットされた位置に配置されているので、駆動用モータＭの下方への移動（下方への引っ張り）により、支持部１６及びＦＣ燃料電池ＦＣを、支持シャフト１２を軸として下方に回転させることができる。
【００４９】
また、支持部１６は、ブラケット１０ａ，１０ｂにより駆動用モータＭと接続されているので、駆動用モータＭの移動の応力（後方かつ下方の力）を、ブラケット１０ａ，１０ｂを介して燃料電池ＦＣに伝えることができる。したがって、自重のみにより燃料電池ＦＣを回転させる構成に比べて、より短期間のうちに燃料電池ＦＣを下方に回転させることができる。加えて、支持部１６は、ブラケット１０ａ，１０ｂにより駆動用モータＭと接続されているので、駆動用モータＭの移動が開始すると同時に、燃料電池ＦＣを下方に回転させることができ、より短期間のうちに燃料電池ＦＣを回転させることができる。したがって、クラッシャブルゾーンをより短期間のうちに広げることができる。
【００５０】
Ｂ．第２の実施例：
図７は、第２の実施例の車輌における平常時のエンジンコンパートメント内における燃料電池及び駆動用モータの配置状態を示す断面図である。なお、図７では、図示の便宜上、一対のサイドメンバ１８ａ，１８ｂを省略している。第２の実施例の車輌は、一対のブラケット１０ａ，１０ｂに代えて一対のブラケット２０ａ，２０ｂと備えている点と、一対の軸受け部１４ａ，１４ｂ及び支持シャフト１２の配置位置と、において図１〜５に示す第１の実施例の車両ＶＥと異なり、他の構成は、第１の実施例と同じである。
【００５１】
第１の実施例の一対のブラケット１０ａ，１０ｂは、一対のフレーム１５ａ，１５ｂの底面の先端部に接合されていたが、第２の実施例の一対のブラケット２０ａ，２０ｂは、一対のフレーム１５ａ，１５ｂの底面の後端部に接合されている。本実施例では、第１の実施例と異なり、一対のブラケット２０ａ，２０ｂは、支持シャフト１２に対して後方にオフセットされた位置に配置されている。
【００５２】
第１の実施例では、一対の軸受け部１４ａ，１４ｂ及び支持シャフト１２は、燃料電池ＦＣの背面よりも後方に位置していたが、第２の実施例では、燃料電池ＦＣの中央位置Ｃｆよりも前方側に配置されている。本実施例では、第１の実施例と異なり、一対の軸受け部１４ａ，１４ｂ及び支持シャフト１２は、車両ＶＥの長さ方向における燃料電池ＦＣの中央位置（重心位置）に対して、前方にオフセットされた位置である。
【００５３】
図８は、第２の実施例における衝突時のエンジンコンパートメント内における燃料電池及び駆動用モータの配置状態を示す第１の断面図である。図９は、第２の実施例における衝突時のエンジンコンパートメント内における燃料電池及び駆動用モータの配置状態を示す第２の断面図である。図９は、図８に示す状態よりも時間的に後となる状態を表わしている。なお、図８，９では、図７と同様に、一対のサイドメンバ１８ａ，１８ｂは省略し、また、平常時の燃料電池ＦＣ，支持部１６及び駆動用モータＭの配置位置を、破線で示している。
【００５４】
図８に示すように、第２の実施例では、車輌の前方衝突により、搭載物１００が下方に移動して駆動用モータＭに衝突すると、駆動用モータＭは、前端部側が下方（方向ｄ３）に回転し、後端部側が上方（方向ｄ４）に回転する。この駆動用モータＭの移動は第１の実施例とは異なる。この相違は、例えば、駆動用モータＭにおける搭載物１００の衝突箇所の相違に起因して起こり得る。
【００５５】
駆動用モータＭの後端部側が上方に回転することにより、支持部１６及び燃料電池ＦＣの後端部側は、一対のブラケット２０ａ，２０ｂを介して上方に押し上げられる。したがって、支持部１６及び燃料電池ＦＣは、支持シャフト１２を軸として車輌高さ方向に回転する。
【００５６】
図９に示すように、搭載物１００がさらに後方（車輌内部方向）に移動すると、駆動用モータＭは、さらに回転すると共に下方に移動し、角Ｐ１がダッシュパネルＤＰに衝突する。すると、駆動用モータＭは、このダッシュパネルＤＰと衝突した角Ｐ１を軸として、先端部側がさらに下方（方向ｄ６）に回転することとなる。図９に示すように、駆動用モータＭの移動により、一対のブラケット２０ａ，２０ｂは、駆動用モータＭからはずれている。したがって、駆動用モータＭとの接続から解放された支持部１６及び駆動用モータＭの後端部側は、駆動用モータＭに引っ張られて下方かつ後方に移動することなく、支持シャフト１２を軸としてより上方（方向ｄ７）に回転する。
【００５７】
以上の構成を有する第２の実施例の車輌は、第１の実施例の車両ＶＥと同様な効果を有する。加えて、支持シャフト１２が、燃料電池ＦＣの中央位置Ｃｆよりも前方側に配置されているので、燃料電池ＦＣの先端部側を下方に、後端部側を上方に回転させることができる。したがって、燃料電池ＦＣのうち、下方に移動する部分（体積）を少なくできるので、エンジンコンパートメントＥＣの下方の空きスペースが少ない場合でも、燃料電池ＦＣを回転させることができる。
【００５８】
Ｃ．第３の実施例：
図１０は、第３の実施例の車輌の平常時のエンジンコンパートメント内における燃料電池及び駆動用モータの配置状態を示す断面図である。なお、図１０では、図示の便宜上、一対のサイドメンバ１８ａ，１８ｂを省略している。第３の実施例の車輌は、第２支持部２６を備えている点と、一対の軸受け部１４ａ，１４ｂ及び支持シャフト１２の配置位置とにおいて、図７〜９に示す第２の実施例の車輌と異なり、他の構成は、第２の実施例と同じである。
【００５９】
第３の実施例の車輌は、燃料電池ＦＣの鉛直上方に第２支持部２６を備えている。第２支持部２６は、支持部１６と同じ構成を有しており、燃料電池ＦＣの上面に接合されている。第３の実施例では、一対の軸受け部１４ａ，１４ｂは、第２支持部２６に接合されており、支持シャフト１２は、第２支持部２６を車輌幅方向に貫通している。
【００６０】
図１１は、第３の実施例における衝突時のエンジンコンパートメント内における燃料電池及び駆動用モータの配置状態を示す断面図である。なお、図１１では、図１０と同様に、一対のサイドメンバ１８ａ，１８ｂは省略し、また、平常時の燃料電池ＦＣ，支持部１６及び駆動用モータＭの配置位置を、破線で示している。
【００６１】
図１１に示すように、第３の実施例では、第２の実施例と同様に、車輌の前方衝突により搭載物１００が下方に移動して駆動用モータＭに衝突すると、駆動用モータＭは、前端部側が下方に回転し、後端部側が上方に回転した後、ダッシュパネルＤＰに衝突する。このとき、支持部１６と燃料電池ＦＣと第２支持部２６との後端部側は、一対のブラケット２０ａ，２０ｂを介して上方に押し上げられる。したがって、支持部１６と燃料電池ＦＣと第２支持部２６とは、支持シャフト１２を軸として車輌高さ方向に回転する。
【００６２】
以上の構成を有する第３の実施例の車輌は、第２の実施例の車両ＶＥと同様な効果を有する。
【００６３】
Ｄ．第４の実施例：
図１２は、第４の実施例の車輌のエンジンコンパートメント内における燃料電池及び駆動用モータの配置状態を示す断面図である。なお、図１２では、図示の便宜上、一対のサイドメンバ１８ａ，１８ｂを省略している。第４の実施例の車輌は、駆動用モータＭの先端面Ｓｍ１が、燃料電池ＦＣの先端面Ｓｆ１及び支持部１６の先端面Ｓｈ１よりも、前方に突出して配置されている点において、第１の実施例の車両ＶＥと異なり、他の構成は第１の実施例と同じである。
【００６４】
図１２に示すように、駆動用モータＭの先端面Ｓｍ１は、燃料電池ＦＣの先端面Ｓｆ１及び支持部１６の先端面Ｓｈ１よりも、Δｘだけ前方に突出している。したがって、衝突時の衝撃により搭載物１００が後方に移動した場合に、第１の実施例に比べて、より早いタイミングで搭載物１００が駆動用モータＭに衝突する。また、駆動用モータＭの先端面Ｓｍ１を燃料電池ＦＣの先端面Ｓｆ１及び支持部１６の先端面Ｓｈ１よりも前方に配置するので、搭載物１００が比較的大きい場合でも、搭載物１００は燃料電池ＦＣよりも先に駆動用モータＭに衝突する。
【００６５】
以上の構成を有する第４の実施例の車輌は、第１の実施例の車両ＶＥと同様な効果を有する。加えて、駆動用モータＭの先端面Ｓｍ１が、燃料電池ＦＣの先端面Ｓｆ１及び支持部１６の先端面Ｓｈ１よりも前方に突出するように、駆動用モータＭを配置しているので、衝突時において、搭載物１００を、燃料電池ＦＣ及び支持部１６よりも先に駆動用モータＭに衝突させることができる。したがって、搭載物１００の衝突による駆動用モータＭの下方かつ後方への移動を、搭載物１００の衝突による燃料電池ＦＣの後方への移動よりも先に発生させることができるので、燃料電池ＦＣをより確実に下方に回転させることができる。また、駆動用モータＭを、第１の実施例に比べてより前方に配置させるので、衝突が発生した際に、より早いタイミングで搭載物１００を駆動用モータＭに衝突させることができる。したがって、より早いタイミングで燃料電池ＦＣの回転を発生させることができるため、より早いタイミングでクラッシャブルゾーンの拡大を開始できる。加えて、より早いタイミングで燃料電池ＦＣの回転を発生させることができるため、燃料電池ＦＣを縦置きに近い状態までより大きく回転させることができる。それゆえ、クラッシャブルゾーンをより広げることができる。
【００６６】
Ｅ．第５の実施例：
図１３は、第５の実施例の車輌のエンジンコンパートメント内における燃料電池及び駆動用モータの配置状態を示す断面図である。なお、図１３では、図示の便宜上、一対のサイドメンバ１８ａ，１８ｂを省略している。第５の実施例の車輌は、衝撃伝達部５０を備えている点において第１の実施例の車両ＶＥと異なり、他の構成は第１の実施例と同じである。
【００６７】
衝撃伝達部５０は、車輌の長さ方向に延びた剛材であり、駆動用モータＭの先端面Ｓｍ１の下方に接合されている。衝撃伝達部５０は、衝突時の衝撃により搭載物１００が後方に移動した場合に搭載物１００と衝突し、その衝突による力を駆動用モータＭに伝える。衝撃伝達部５０の前方の先端位置は、燃料電池ＦＣの先端面Ｓｆ１及び支持部１６の先端面Ｓｈ１よりもΔｘだけ前方に位置している。したがって、衝突時の衝撃により搭載物１００が後方に移動した場合に、第１の実施例に比べて、より早いタイミングで搭載物１００が衝撃伝達部５０を介して駆動用モータＭに衝突する。また、衝撃伝達部５０の先端部を燃料電池ＦＣの先端面Ｓｆ１及び支持部１６の先端面Ｓｈ１よりも前方に配置するので、搭載物１００が比較的大きい場合でも、搭載物１００は燃料電池ＦＣよりも先に衝撃伝達部５０に衝突する。
【００６８】
以上の構成を有する第５の実施例の車輌は、第１の実施例の車両ＶＥ及び第４の実施例の車輌と同様な効果を有する。なお、第５の実施例における衝撃伝達部５０は、請求項における高剛性部材に相当する。
【００６９】
Ｆ．第６の実施例：
図１４は、第６の実施例の車輌のエンジンコンパートメント内における燃料電池及び駆動用モータの配置状態を示す斜視図である。第６の実施例の車輌は、支持部１６，支持シャフト１２及び一対のブラケット１０ａ，１０ｂを備えていない点と、一対の軸受け部１４ａ，１４ｂに代えて一対の接合部２４ａ，２４ｂを備えている点と、一対のブラケット２５ａ，２５ｂを備えている点とにおいて、第１の実施例の車両ＶＥと異なり、他の構成は第１の実施例と同じである。
【００７０】
接合部２４ａは、第１の実施例の軸受け部１４ａと同じ位置に配置されている。同様に、接合部２４ｂは、第１の実施例の軸受け部１４ｂと同じ位置に配置されている。ブラケット２５ａは、軸受け部１４ａ及び燃料電池ＦＣの第１の側面Ｓｆ２に接合されている。同様に、ブラケット２５ｂは、軸受け部１４ｂ及び燃料電池ＦＣの第２の側面Ｓｆ３に接合されている。
【００７１】
燃料電池ＦＣは、駆動用モータＭの上面に載置され、駆動用モータＭと接合されている。したがって、燃料電池ＦＣは、駆動用モータＭにより支持されると共に、一対のブラケット２５ａ，２５ｂを介して一対のサイドメンバ１８ａ，１８ｂにより支持されている。
【００７２】
このような構成を有する第６の実施例の車輌において、前方衝突が発生して、搭載物１００が駆動用モータＭに衝突すると、駆動用モータＭは、下方かつ後方（方向ｄ１）に移動する。燃料電池ＦＣは駆動用モータＭと接合されているので、駆動用モータＭの移動の応力（下方かつ後方への力）が燃料電池ＦＣに伝わる。ここで、燃料電池ＦＣは、一対のブラケット２５ａ，２５ｂと接合されているので、燃料電池ＦＣのうち、先端面Ｓｆ１側は、駆動用モータＭの移動の応力により一対のブラケット２５ａ，２５ｂを結ぶ仮想軸ＣＸを軸として下方に回転し、背面Ｓｆ０側は、仮想軸ＣＸを軸として上方に回転する。
【００７３】
以上の構成を有する第６の実施例の車輌は、第１の実施例の車両ＶＥと同様な効果を有する。加えて、支持部１６や支持シャフト１２や一対のブラケット１０ａ，１０ｂを省略できるので、車両ＶＥの製造コストを抑えることができる。なお、第６の実施例において、一対のブラケット２５ａ，２５ｂは、請求項における支持部に相当する。以上の各実施例からも理解できるように、燃料電池をモータの移動の応力により車輌の高さ方向に回転可能に支持する任意の支持部を、本発明の車輌に採用することができる。また、第６の実施例において、駆動用モータＭの上面は、請求項における伝達部に相当する。
【００７４】
Ｇ．変形例：
なお、上記各実施例における構成要素の中の、独立クレームでクレームされた要素以外の要素は、付加的な要素であり、適宜省略可能である。また、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００７５】
Ｇ１．変形例１：
各実施例では、駆動用モータＭの鉛直上方に配置されていたのは燃料電池ＦＣであったが、燃料電池ＦＣに代えて、又は、燃料電池ＦＣに加えて、ＰＣＵ（Power Control Unit：電力制御ユニット）を配置することもできる。かかる構成においても、車輌の衝突時における、ＰＣＵの後方への水平移動を抑制することができる。なお、燃料電池ＦＣ及びＰＣＵを駆動用モータＭの鉛直上方に配置する場合、駆動用モータＭの上方に燃料電池ＦＣを配置すると共に燃料電池ＦＣの上方にＰＣＵを配置する構成や、燃料電池ＦＣとＰＣＵとを駆動用モータＭの鉛直上方の位置において、互いに水平に並べて配置する構成を採用することができる。
【００７６】
Ｇ２．変形例２：
第２実施例では、一対のブラケット２０ａ，２０ｂは、駆動用モータＭと支持部１６とのいずれにも接合されていたが、これに代えて、いずれか一方のみに接合され、他方には接合されない構成とすることもできる。例えば、一対のブラケット２０ａ，２０ｂを、それぞれ、駆動用モータＭに接合し、支持部１６には接合しない構成とすることもできる。この構成においては、平常時（衝突が発生していない状態）において、駆動用モータＭと燃料電池ＦＣとは接続されていない。この構成においても、図８，９に示すように、駆動用モータＭの後端部側が上方に回転するのに伴って一対のブラケット２０ａ，２０ｂも上方に回転するため、一対のブラケット２０ａ，２０ｂは、支持部１６と当接して支持部１６の後端部側を押し上げることができる。以上の実施例及び変形例からも理解できるように、エンジンコンパートメント内におけるモータの移動の応力を、燃料電池に伝える任意の伝達部を、本発明の車輌に採用することができる。
【００７７】
Ｇ３．変形例３：
第６の実施例では、駆動用モータＭと燃料電池ＦＣとは接合されていたが、これに代えて、駆動用モータＭと燃料電池ＦＣとを接合しない構成とすることもできる。この構成では、搭載物１００の衝突により駆動用モータＭが下方かつ後方に移動すると、駆動用モータＭは燃料電池ＦＣから離れるので、下方における燃料電池ＦＣの支持が失われることとなる。この場合、燃料電池ＦＣは、一対のブラケット２５ａ，２５ｂのみにより支持される。ここで、燃料電池ＦＣにおいて一対のブラケット２５ａ，２５ｂの接合位置は、背面Ｓｆ０に近い位置であるので、一対のブラケット２５ａ，２５ｂが燃料電池ＦＣの重量を支えきれず、燃料電池ＦＣの先端面Ｓｆ１側は下方に移動することとなる。この場合、燃料電池ＦＣの先端面Ｓｆ１側は仮想軸ＣＸを軸として下方に回転し、背面Ｓｆ０側は仮想軸ＣＸを軸として上方に回転する。
【００７８】
Ｇ４．変形例４：
第１〜５の実施例では、燃料電池ＦＣを回転移動させるための軸として、支持シャフト１２を備えていたが、支持シャフト１２を省略することもできる。この場合、一対のサイドメンバ１８ａ，１８ｂ間に配置されている剛材であるクロスメンバを、燃料電池ＦＣを回転移動させるための軸として用いる構成を採用することができる。
【００７９】
Ｇ５．変形例５：
第５の実施例では、衝撃伝達部５０として、車輌の長さ方向に延びた剛材を用いていたが、これに代えて、エンジンコンパートメントＥＣ内に配置されるべき剛性の高い任意の部材を用いることもできる。具体的には、エアコンプレッサーや、ウォーターポンプや、各種配管等を、駆動用モータＭの前方に配置して駆動用モータＭの先端面Ｓｍ１と接合する構成を採用することができる。この構成においても、エアコンプレッサーや、ウォーターポンプや、各種配管等の前方の先端位置を、燃料電池ＦＣの先端面Ｓｆ１よりも前方に位置させることにより、第５の実施例の車輌と同様な効果を奏する。
【００８０】
また、衝撃伝達部５０やエアコンプレッサー等を、駆動用モータＭと接合する構成に代えて、駆動用モータＭと接合しない構成とすることもできる。例えば、衝撃伝達部５０やエアコンプレッサー等を、駆動用モータＭから離して駆動用モータＭの前方に配置する構成を採用することもできる。この構成においても、衝突の際には、搭載物１００の後方への移動に伴って衝撃伝達部５０が後方に移動するので、衝撃伝達部５０と駆動用モータＭとが当接して第５の実施例と同様な効果を奏する。
【００８１】
また、第５の実施例では、駆動用モータＭの先端面Ｓｍ１と、燃料電池ＦＣの先端面Ｓｆ１及び支持部１６の先端面Ｓｈ１とは、車両長さ方向の位置がほぼ同じであったが、本発明は、これに限定されるものではない。第４の実施例と同様に、駆動用モータＭの先端面Ｓｍ１を、燃料電池ＦＣの先端面Ｓｆ１及び支持部１６の先端面Ｓｈ１よりも前方に突出させる構成を採用することもできる。また、これとは反対に、駆動用モータＭの先端面Ｓｍ１を、燃料電池ＦＣの先端面Ｓｆ１及び支持部１６の先端面Ｓｈ１よりも後方に突出させる構成を採用することもできる。この構成においても、衝撃伝達部５０の前方の先端位置が、燃料電池ＦＣの先端面Ｓｆ１及び支持部１６の先端面Ｓｈ１よりも前方に位置することにより、衝突時において、搭載物１００を、燃料電池ＦＣ及び支持部１６によりも先に駆動用モータＭに衝突させることができる。
【００８２】
Ｇ６．変形例６：
第１〜５の実施例では、一対の軸受け部１４ａ，１４ｂ及び支持シャフト１２は、車輌の長さ方向における燃料電池ＦＣの中央位置（重心位置）に対して、車両ＶＥの長さ方向にオフセットされた位置に配置されていたが、本発明は、これに限定されるものではない。一対の軸受け部１４ａ，１４ｂ及び支持シャフト１２を、車両ＶＥの長さ方向における燃料電池ＦＣの中央位置（重心位置）に配置することもできる。この場合であっても、駆動用モータＭの移動により、一対のブラケット１０ａ，１０ｂ、又は一対のブラケット２０ａ，２０ｂを介して支持部１６及び燃料電池ＦＣが下方に引っ張られるので、燃料電池ＦＣを鉛直下方に回転させることができる。また、上記変形例３に示すように、第６の実施例において駆動用モータＭと燃料電池ＦＣとを接合しない構成においても、衝突の衝撃により、一対のブラケット２５ａ，２５ｂを通る仮想軸ＣＸを軸として、燃料電池ＦＣを回転させることができる。
【００８３】
Ｇ７．変形例７：
各実施例では、エンジンコンパートメントＥＣは、車輌の前方側に配置されていたが、これに代えて、車輌の後方側に配置された構成にも、本発明を適用することができる。この構成においても、車輌の後方衝突時における、燃料電池ＦＣやＰＣＵの前方への移動を抑制できる。加えて、後方衝突の際に、燃料電池ＦＣやＰＣＵが、エンジンコンパートメントと車室ＣＡとの境界部に衝突することを抑制できる。
【００８４】
Ｇ８．変形例８：
各実施例では、車両ＶＥは電気自動車であったが、動力源としてガソリンエンジンとモータとを備えるハイブリッド車輌に本発明を適用することもできる。
【符号の説明】
【００８５】
１０ａ，１０ｂ，２０ａ，２０ｂ，２５ａ，２５ｂ…ブラケット、１２…支持シャフト、１４ａ，１４ｂ…軸受け部、１５ａ，１５ｂ…フレーム、１６…支持部、１７…補強フレーム、１８ａ，１８ｂ…サイドメンバ、２４ａ，２４ｂ…接合部、２６…第２支持部、５０…衝撃伝達部、１００…搭載物、Ｍ…駆動用モータ、Ｐ１…角、ＣＡ…車室、ＥＣ…エンジンコンパートメント、ＦＣ…燃料電池、ＶＥ…車両、ＤＰ…ダッシュパネル、ＦＰ…フロアパネル、ＦＷ…前輪、ＲＷ…後輪、ＣＸ…仮想軸、Ｃｆ…中央位置、Ｓｆ０…背面、Ｓｆ１，Ｓｍ１，Ｓｈ１…先端面、Ｓｆ２…第１の側面、Ｓｆ３…第２の側面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両であって、
エンジンコンパートメントと、
前記エンジンコンパートメント内に配置されたモータと、
前記エンジンコンパートメント内において前記モータの上方に配置され、前記モータに電力を供給する燃料電池と、
前記燃料電池を支持する支持部であって、前記燃料電池を前記車両の高さ方向に回転可能に支持する支持部と、
を備える、車両。
【請求項２】
請求項１に記載の車輌において、
前記支持部は、前記車輌の長さ方向における前記燃料電池の重心位置に対して、前記車輌の長さ方向にオフセットされた位置において、前記燃料電池を支持する、車輌。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の車輌において、さらに、
前記支持部に対して前記車輌の長さ方向にオフセットされた位置に配置され、前記エンジンコンパートメント内における前記モータの移動の応力を、前記燃料電池に伝える伝達部を備える、車輌。
【請求項４】
請求項３に記載の車両において、
前記伝達部は、前記車両の衝突が発生していない状態において、前記モータと前記燃料電池とにそれぞれ当接している、車両。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の車両において、さらに、
前記エンジンコンパートメント内において互いに前記車両の幅方向に離れて配置された一対のサイドメンバを備え、
前記支持部は、前記一対のサイドメンバに両端を接続された棒状部材を有する、車両。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の車両において、
前記エンジンコンパートメントは、前記車輌の前方側に配置され、
前記モータの前方端部は、前記燃料電池の前方端部よりも前方に突出している、車両。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の車両において、さらに、
前記エンジンコンパートメント内において前記モータよりも前方に配置され、剛性の高い部材である高剛性部材を備え、
前記エンジンコンパートメントは、前記車輌の前方側に配置され、
前記高剛性部材の前方端部は、前記燃料電池の前方端部よりも前方に突出している、車両。
【請求項８】
燃料電池を搭載した車両であって、
エンジンコンパートメントと、
前記エンジンコンパートメント内に配置され、前記燃料電池から供給される電力により駆動するモータと、
前記エンジンコンパートメント内において前記モータの上方に配置され、前記燃料電池により得られた電力を、前記モータに供給するための電力制御ユニットと、
前記電力制御ユニットを支持する支持部であって、前記電力制御ユニットを前記車両の高さ方向に回転可能に支持する支持部と、
を備える、車両。
【請求項１】
車両であって、
エンジンコンパートメントと、
前記エンジンコンパートメント内に配置されたモータと、
前記エンジンコンパートメント内において前記モータの上方に配置され、前記モータに電力を供給する燃料電池と、
前記燃料電池を支持する支持部であって、前記燃料電池を前記車両の高さ方向に回転可能に支持する支持部と、
を備える、車両。
【請求項２】
請求項１に記載の車輌において、
前記支持部は、前記車輌の長さ方向における前記燃料電池の重心位置に対して、前記車輌の長さ方向にオフセットされた位置において、前記燃料電池を支持する、車輌。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の車輌において、さらに、
前記支持部に対して前記車輌の長さ方向にオフセットされた位置に配置され、前記エンジンコンパートメント内における前記モータの移動の応力を、前記燃料電池に伝える伝達部を備える、車輌。
【請求項４】
請求項３に記載の車両において、
前記伝達部は、前記車両の衝突が発生していない状態において、前記モータと前記燃料電池とにそれぞれ当接している、車両。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の車両において、さらに、
前記エンジンコンパートメント内において互いに前記車両の幅方向に離れて配置された一対のサイドメンバを備え、
前記支持部は、前記一対のサイドメンバに両端を接続された棒状部材を有する、車両。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の車両において、
前記エンジンコンパートメントは、前記車輌の前方側に配置され、
前記モータの前方端部は、前記燃料電池の前方端部よりも前方に突出している、車両。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の車両において、さらに、
前記エンジンコンパートメント内において前記モータよりも前方に配置され、剛性の高い部材である高剛性部材を備え、
前記エンジンコンパートメントは、前記車輌の前方側に配置され、
前記高剛性部材の前方端部は、前記燃料電池の前方端部よりも前方に突出している、車両。
【請求項８】
燃料電池を搭載した車両であって、
エンジンコンパートメントと、
前記エンジンコンパートメント内に配置され、前記燃料電池から供給される電力により駆動するモータと、
前記エンジンコンパートメント内において前記モータの上方に配置され、前記燃料電池により得られた電力を、前記モータに供給するための電力制御ユニットと、
前記電力制御ユニットを支持する支持部であって、前記電力制御ユニットを前記車両の高さ方向に回転可能に支持する支持部と、
を備える、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１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１１−１６２１０８（Ｐ２０１１−１６２１０８Ａ）
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８７７４（Ｐ２０１０−２８７７４）
【出願日】平成２２年２月１２日（２０１０．２．１２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月１２日（２０１０．２．１２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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