JP2015000712A - 燃料電池スタック用搭載構造 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料電池スタックを車両内の所望の設置部位に容易且つ効率的に設置させることを可能にする。【解決手段】燃料電池スタック１０を搭載する搭載構造１１では、燃料電池スタック１０と車体フレーム１２Ｓとの間に配置される取り付け部材１３を備える。取り付け部材１３は、該取り付け部材１３の上面８２ａに沿って燃料電池スタック１０を摺動させる摺動ガイド部８６と、前記上面８２ａに沿って摺動された前記燃料電池スタック１０を、前記取り付け部材１３に固定する固定部９２と、を設ける。【選択図】図２

Description

本発明は、燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により発電する燃料電池を備え、複数の前記燃料電池が積層される燃料電池スタックを、車両フレームに搭載するための燃料電池スタック用搭載構造に関する。

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一方側にアノード電極が、前記電解質膜の他方側にカソード電極が、それぞれ配設された電解質膜・電極構造体（ＭＥＡ）を備えている。電解質膜・電極構造体は、セパレータによって挟持されることにより、発電セルが構成されている。この燃料電池は、通常、所定の数の発電セルを積層することにより、例えば、車載用燃料電池スタックとして、燃料電池電気自動車に搭載されている。

車載用燃料電池スタックでは、燃料電池スタックを車両に搭載する際に、例えば、締結構造の簡略化を図ることが望まれている。この種の技術として、例えば、特許文献１に開示されている車両搭載型燃料電池が知られている。

この車両搭載型燃料電池では、所定間隔を置いて積層配置される各燃料電池積層体の一側面には、全積層体共通の第１エンドプレートが固定されている。一方、各燃料電池積層体の他側面には、それぞれ積層体毎に第２エンドプレートが固定されている。そして、第２エンドプレートの外側には、各第２エンドプレートを積層方向へ押圧して燃料電池積層体の全長を調整する弾性部材を備えた全積層体共通のプレッシャープレートが設けられている。第１エンドプレートとプレッシャープレートの一部には、車両フレームにボルトにより固定される車両搭載部が設けられている。

特開２００６−４０７５３号公報

ところで、燃料電池スタックを搭載する車両では、例えば、フロントボックス（モータルーム）内の狭小なスペースに前記燃料電池スタックを収容する場合がある。その際、燃料電池スタックの搬入口であるモータルーム開口部が十分に開放されず、前記燃料電池スタックをフロントボックス内方の所望の設置部位に容易に搬入することができないおそれがある。従って、燃料電池スタックの搭載作業が煩雑化するとともに、効率的な搭載作業が遂行されないという問題がある。

本発明は、この種の問題を解決するものであり、燃料電池スタックを車両内の所望の設置部位に容易且つ効率的に設置させることが可能な燃料電池スタック用搭載構造を提供することを目的とする。

本発明は、燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により発電する燃料電池を備え、複数の前記燃料電池が積層される燃料電池スタックを、車両フレームに搭載するための燃料電池スタック用搭載構造に関するものである。

この搭載構造では、燃料電池スタックと車両フレームとの間に配置される取り付け部材を備えている。そして、取り付け部材は、該取り付け部材の上面に沿って燃料電池スタックを摺動させる摺動ガイド部と、前記上面に沿って摺動された前記燃料電池スタックを、前記取り付け部材に固定する固定部と、を設けている。

また、この搭載構造では、摺動ガイド部は、燃料電池スタックを上面に沿って車両前後方向に摺動させることが好ましい。

さらに、この搭載構造では、取り付け部材は、車両フレームに固定されるフレーム部材と、上面を構成し前記フレーム部材に固定されるとともに、摺動ガイド部及び固定部を設けるプレート部材と、を備えることが好ましい。

さらにまた、この搭載構造では、摺動ガイド部は、燃料電池スタックの底面に設けられる底面凸状部又は底面凹状部と、上面に設けられ前記底面凸状部が挿入される上面凹状部又は前記底面凹状部に挿入される上面凸状部と、を備えることが好ましい。

また、この搭載構造では、底面凸状部又は上面凸状部は、柱状体を有する一方、上面凹状部又は底面凹状部は、燃料電池スタックの摺動方向に延在する長尺状開口部を有することが好ましい。

本発明によれば、燃料電池スタックは、車両内において摺動ガイド部を介して取り付け部材の上面に沿って摺動可能である。このため、燃料電池スタックの設置位置が、車両の外部から容易にアクセスすることができない位置に設定されていても、良好に対応することができる。

すなわち、車両の外部から搭載スペースに搬入された燃料電池スタックは、取り付け部材の上面に沿って摺動されるだけ、設置位置に配置されることが可能になる。これにより、燃料電池スタックを車両内の所望の設置部位に対して容易且つ効率的に設置させることができる。

本発明の第１の実施形態に係る燃料電池スタック用搭載構造が採用される燃料電池電気自動車の概略平面説明図である。 前記搭載構造の概略分解斜視説明図である。 前記燃料電池スタックの一部分解斜視説明図である。 前記燃料電池スタックを構成する燃料電池の要部分解斜視説明図である。 前記搭載構造の側面説明図である。 フレーム部材とプレート部材との連結構造の説明図である。 前記燃料電池電気自動車に前記燃料電池スタックを着脱する際の動作説明図である。 前記搭載構造を構成する取り付け部材にガイド部が設けられた状態の平面説明図である。 本発明の第２の実施形態に係る搭載構造の平面説明図である。 本発明の第３の実施形態に係る搭載構造の平面説明図である。

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スタック１０の搭載構造１１は、例えば、燃料電池電気自動車（燃料電池車両）１２のフロントボックス（所謂、モータルーム）１２ｆに設定される。

図１及び図２に示すように、フロントボックス１２ｆには、一対の車体フレーム（車両フレーム）１２Ｓが矢印Ａ方向に延在しており、前記車体フレーム１２Ｓには、取り付け部材１３を介して燃料電池スタック１０が搭載される。なお、燃料電池スタック１０の収容場所は、フロントボックス１２ｆに限定されるものではなく、例えば、車両中央部床下や後部トランク近傍であってもよい。

燃料電池スタック１０は、燃料電池１４と、積層された複数の前記燃料電池１４を収容するケーシング１６とを備える（図１〜図３参照）。燃料電池１４は、図３に示すように、立位姿勢で燃料電池電気自動車１２の車長方向（車両進行方向）（矢印Ａ方向）に交差する車幅方向（矢印Ｂ方向）に積層される。

燃料電池１４の積層方向一端には、第１ターミナルプレート２０ａ、第１絶縁プレート２２ａ及び第１エンドプレート２４ａが、外方に向かって順次配設される。燃料電池１４の積層方向他端には、第２ターミナルプレート２０ｂ、第２絶縁プレート２２ｂ及び第２エンドプレート２４ｂが、外方に向かって順次配設される。

横長形状（長方形状）の第１エンドプレート２４ａの略中央部（中央部から偏心していてもよい）からは、第１ターミナルプレート２０ａに接続された第１電力出力端子２６ａが外方に向かって延在する。横長形状（長方形状）の第２エンドプレート２４ｂの略中央部からは、第２ターミナルプレート２０ｂに接続された第２電力出力端子２６ｂが外方に向かって延在する。

第１エンドプレート２４ａと第２エンドプレート２４ｂの各辺間には、それぞれ各辺の中央位置に対応して一定の長さを有する連結バー２８が配置される。連結バー２８の両端は、ねじ３０により固定され、複数の積層された燃料電池１４に積層方向（矢印Ｂ方向）の締め付け荷重を付与する。

図４に示すように、燃料電池１４は、電解質膜・電極構造体３２と、前記電解質膜・電極構造体３２を挟持するカソード側セパレータ３４及びアノード側セパレータ３６とを備える。

カソード側セパレータ３４及びアノード側セパレータ３６は、例えば、鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウム板、めっき処理鋼板、あるいはその金属表面に防食用の表面処理を施した金属板により構成される。カソード側セパレータ３４及びアノード側セパレータ３６は、平面が矩形状を有するとともに、金属製薄板を波形状にプレス加工することにより、断面凹凸形状に成形される。なお、カソード側セパレータ３４及びアノード側セパレータ３６は、金属セパレータに代えて、例えば、カーボンセパレータを使用してもよい。

燃料電池１４の長辺方向（矢印Ａ方向）の一端縁部には、矢印Ｂ方向に互いに連通して、酸化剤ガス供給連通孔３８ａ及び燃料ガス供給連通孔４０ａが設けられる。酸化剤ガス供給連通孔３８ａは、酸化剤ガス、例えば、酸素含有ガスを供給する一方、燃料ガス供給連通孔４０ａは、燃料ガス、例えば、水素含有ガスを供給する。

燃料電池１４の長辺方向の他端縁部には、矢印Ｂ方向に互いに連通して、燃料ガスを排出するための燃料ガス排出連通孔４０ｂと、酸化剤ガスを排出するための酸化剤ガス排出連通孔３８ｂとが設けられる。

燃料電池１４の短辺方向（矢印Ｃ方向）の両端縁部一方側には、矢印Ｂ方向に互いに連通して、冷却媒体を供給するための２つの冷却媒体供給連通孔４２ａが、対向する辺に設けられる。一対の冷却媒体供給連通孔４２ａは、具体的には、酸化剤ガス供給連通孔３８ａ及び燃料ガス供給連通孔４０ａ側に設けられる。燃料電池１４の短辺方向の両端縁部他方側には、矢印Ｂ方向に互いに連通して、冷却媒体を排出するための２つの冷却媒体排出連通孔４２ｂが、対向する辺に設けられる。一対の冷却媒体排出連通孔４２ｂは、具体的には、燃料ガス排出連通孔４０ｂ及び酸化剤ガス排出連通孔３８ｂ側に設けられる。

電解質膜・電極構造体３２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４４と、前記固体高分子電解質膜４４を挟持するカソード電極４６及びアノード電極４８とを備える。

カソード電極４６及びアノード電極４８は、カーボンペーパ等からなるガス拡散層（図示せず）と、白金合金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る電極触媒層（図示せず）とを有する。電極触媒層は、例えば、固体高分子電解質膜４４の両面に形成される。

カソード側セパレータ３４の電解質膜・電極構造体３２に向かう面３４ａには、酸化剤ガス供給連通孔３８ａと酸化剤ガス排出連通孔３８ｂとに連通する酸化剤ガス流路５０が形成される。酸化剤ガス流路５０は、矢印Ａ方向に延在する複数本の波状流路溝（又は直線状流路溝）により形成される。

アノード側セパレータ３６の電解質膜・電極構造体３２に向かう面３６ａには、燃料ガス供給連通孔４０ａと燃料ガス排出連通孔４０ｂとに連通する燃料ガス流路５２が形成される。燃料ガス流路５２は、矢印Ａ方向に延在する複数本の波状流路溝（又は直線状流路溝）により形成される。

アノード側セパレータ３６の面３６ｂと隣接するカソード側セパレータ３４の面３４ｂとの間には、冷却媒体供給連通孔４２ａ、４２ａと冷却媒体排出連通孔４２ｂ、４２ｂとに連通する冷却媒体流路５４が形成される。この冷却媒体流路５４は、電解質膜・電極構造体３２の電極範囲にわたって冷却媒体を流通させる。

カソード側セパレータ３４の面３４ａ、３４ｂには、このカソード側セパレータ３４の外周端縁部を周回して第１シール部材５６が一体成形される。アノード側セパレータ３６の面３６ａ、３６ｂには、このアノード側セパレータ３６の外周端縁部を周回して第２シール部材５８が一体成形される。

第１シール部材５６及び第２シール部材５８としては、例えば、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、フッ素ゴム、シリコーンゴム、フロロシリコーンゴム、ブチルゴム、天然ゴム、スチレンゴム、クロロプレーン又はアクリルゴム等のシール材、クッション材、あるいはパッキン材等の弾性を有するシール部材が用いられる。

図３に示すように、第１エンドプレート２４ａには、酸化剤ガス供給マニホールド６０ａ、酸化剤ガス排出マニホールド６０ｂ、燃料ガス供給マニホールド６２ａ及び燃料ガス排出マニホールド６２ｂが取り付けられる。酸化剤ガス供給マニホールド６０ａ、酸化剤ガス排出マニホールド６０ｂ、燃料ガス供給マニホールド６２ａ及び燃料ガス排出マニホールド６２ｂは、酸化剤ガス供給連通孔３８ａ、酸化剤ガス排出連通孔３８ｂ、燃料ガス供給連通孔４０ａ及び燃料ガス排出連通孔４０ｂに連通する。

第２エンドプレート２４ｂには、図１に示すように、一対の冷却媒体供給連通孔４２ａ及び一対の冷却媒体排出連通孔４２ｂに連通する冷却媒体供給マニホールド６４ａ及び冷却媒体排出マニホールド６４ｂが取り付けられる。

ケーシング１６は、図３に示すように、車幅方向（矢印Ｂ方向）両端の２辺（面）が第１エンドプレート２４ａ及び第２エンドプレート２４ｂにより構成される。ケーシング１６の車長方向（矢印Ａ方向）両端の２辺（面）は、横長プレート形状の前方サイドパネル６６及び後方サイドパネル６８により構成される。ケーシング１６の車高方向（矢印Ｃ方向）両端の２辺（面）は、上方サイドパネル７０及び下方サイドパネル７２により構成される。

上方サイドパネル７０は、横長プレート形状を有するとともに、搭載構造１１を構成する下方サイドパネル７２は、前記上方サイドパネル７０よりも肉厚な横長プレート形状を有する。下方サイドパネル７２の底面には、下方に膨出して柱状体であるピン部（底面凸状部）７４が設けられる。ピン部７４は、下方サイドパネル７２の底面に対して、矢印Ｂ方向の中央部（又は一方にずれてもよい）に位置し且つ矢印Ａ方向後方に離間して（又は中央でもよい）設けられる。下方サイドパネル７２の底面には、所定の位置に複数のねじ孔（ねじ穴でもよい）７６が形成される（図３参照）。

前方サイドパネル６６、後方サイドパネル６８、上方サイドパネル７０及び下方サイドパネル７２は、第１エンドプレート２４ａ及び第２エンドプレート２４ｂに設けられたねじ穴７７に、孔部７５を介してねじ７８を螺入して固定される。

図２に示すように、取り付け部材１３は、車体フレーム１２Ｓに固定されるフレーム部材８０と、前記フレーム部材８０に固定されるプレート部材８２とを備える。プレート部材８２は、平板状を有し、矢印Ｂ方向の中央部（又は一方にずれてもよい）に位置し且つ矢印Ａ方向後方に離間して（又は中央でもよい）長尺状開口部（上面凹状部）８４を設ける。

図２及び図５に示すように、開口部８４は、有底の溝形状又は貫通する孔形状を有し、矢印Ａ方向に沿って長尺に形成される。開口部８４には、下方サイドパネル７２のピン部７４が挿入されることにより、摺動ガイド部８６が構成される。摺動ガイド部８６は、燃料電池スタック１０をプレート部材８２の上面８２ａに沿って矢印Ａ方向に摺動させる。なお、下方サイドパネル７２に開口部（底面凹状部）８４を設ける一方、プレート部材８２の上面８２ａにピン部（上面凸状部）７４を設けてもよい。

図２に示すように、プレート部材８２には、所定の位置に複数の孔部８８が形成される。各孔部８８は、下方サイドパネル７２のねじ孔７６と同軸上に設定される。孔部８８には、ねじ９０が挿入され、前記ねじ９０がねじ孔７６に螺合することにより、プレート部材８２に燃料電池スタック１０を固定する固定部９２が構成される。プレート部材８２には、例えば、各角部近傍に、それぞれ２個（１個又は３個でもよい）のねじ孔９４が形成される。

フレーム部材８０は、それぞれ所定の長さに設定された４本の脚部９６を有する。各脚部９６は、燃料電池電気自動車１２の車体フレーム１２Ｓに、それぞれ一対のねじ９８を介して固定される。フレーム部材８０には、車長方向前方（矢印Ａｆ方向）の両端位置と車長方向後方（矢印Ａｂ方向）の両端位置とに、それぞれ取り付け部１００が設けられる。

取り付け部１００は、フレーム部材８０上にねじ１０２により固定される２枚のプレート１０４、１０６を備える。図２及び図６に示すように、プレート１０４は、平板状を有する一方、プレート１０６は、前記プレート１０４の上方を覆って門状に配置される。プレート１０４、１０６間には、弾性体、例えば、ゴム部材１０８ａ、１０８ｂに挟持されてブラケット１１０が設けられる。

ブラケット１１０の一端部１１０ａは、ゴム部材１０８ａ、１０８ｂ間に挟持されるとともに、前記ブラケット１１０の他端部１１０ｂには、例えば、２つ（数は適宜設定される）の孔部１１２が形成される。図６に示すように、各孔部１１２に挿入されたねじ１１４が、プレート部材８２のねじ孔９４に螺合する。

このように構成される燃料電池スタック１０の動作について、以下に説明する。

先ず、図３に示すように、第１エンドプレート２４ａの酸化剤ガス供給マニホールド６０ａから酸化剤ガス供給連通孔３８ａには、酸素含有ガス等の酸化剤ガスが供給される。第１エンドプレート２４ａの燃料ガス供給マニホールド６２ａから燃料ガス供給連通孔４０ａには、水素含有ガス等の燃料ガスが供給される。さらに、図１に示すように、第２エンドプレート２４ｂでは、冷却媒体供給マニホールド６４ａから一対の冷却媒体供給連通孔４２ａには、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。

このため、図４に示すように、酸化剤ガスは、酸化剤ガス供給連通孔３８ａからカソード側セパレータ３４の酸化剤ガス流路５０に導入される。酸化剤ガスは、酸化剤ガス流路５０に沿って矢印Ａ方向に移動し、電解質膜・電極構造体３２のカソード電極４６に供給される。

一方、燃料ガスは、燃料ガス供給連通孔４０ａからアノード側セパレータ３６の燃料ガス流路５２に供給される。燃料ガスは、燃料ガス流路５２に沿って矢印Ａ方向に移動し、電解質膜・電極構造体３２のアノード電極４８に供給される。

従って、電解質膜・電極構造体３２では、カソード電極４６に供給される酸化剤ガスと、アノード電極４８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。

次いで、電解質膜・電極構造体３２のカソード電極４６に供給されて消費された酸化剤ガスは、酸化剤ガス排出連通孔３８ｂに沿って矢印Ｂ方向に排出される。一方、電解質膜・電極構造体３２のアノード電極４８に供給されて消費された燃料ガスは、燃料ガス排出連通孔４０ｂに沿って矢印Ｂ方向に排出される。

また、一対の冷却媒体供給連通孔４２ａに供給された冷却媒体は、カソード側セパレータ３４及びアノード側セパレータ３６間の冷却媒体流路５４に導入される。冷却媒体は、一旦矢印Ｃ方向内方に沿って流動した後、矢印Ａ方向に移動して電解質膜・電極構造体３２を冷却する。この冷却媒体は、矢印Ｃ方向外方に移動した後、一対の冷却媒体排出連通孔４２ｂに沿って矢印Ｂ方向に排出される。

この場合、第１の実施形態では、図２に示すように、取り付け部材１３は、車体フレーム１２Ｓに固定されるフレーム部材８０と、前記フレーム部材８０に固定されるプレート部材８２とを備えている。プレート部材８２には、矢印Ａ方向に沿って長尺な開口部８４が形成され、前記開口部８４に下方サイドパネル７２のピン部７４が挿入されて摺動ガイド部８６が構成されている（図２及び図５参照）。このため、燃料電池スタック１０は、車両内の搭載スペースで、摺動ガイド部８６を介してプレート部材８２の上面８２ａに沿って矢印Ａ方向に摺動可能である。

従って、図７に示すように、燃料電池電気自動車１２のフロントカバー１２ｃを上げてフロントボックス１２ｆの開口部１２ｆｏが開放される際、この開口部１２ｆｏが狭い場合であっても、燃料電池スタック１０を容易に取り付けることができる。すなわち、燃料電池スタック１０は、先ず、開口部１２ｆｏから下方に移送されてフロントボックス１２ｆ内に搬入される（矢印Ｆ１参照）。

燃料電池スタック１０の底部は、プレート部材８２の上面８２ａに載置されるとともに、前記底部に設けられたピン部７４が開口部８４に挿入される。次いで、燃料電池スタック１０は、上面８２ａに載置された状態で、矢印Ａｂ方向に摺動される（矢印Ｆ２方向）。このため、ピン部７４は、開口部８４に沿って矢印Ａｂ方向に移動し、前記開口部８４の端部に当接してさらなる移動が規制される。

そこで、図２及び図３に示すように、プレート部材８２の孔部８８にねじ９０が挿入され、前記ねじ９０がねじ孔７６に螺合する。これにより、固定部９２を介してプレート部材８２に燃料電池スタック１０が固定される。

一方、燃料電池スタック１０を取り付け部材１３から取り外す際には、上記の動作とは逆の動作を行えばよい。

このため、燃料電池スタック１０の設置位置が、車両外部から容易にアクセスすることができない位置に設定されていても、良好に対応することができる。従って、燃料電池スタック１０をフロントボックス１２ｆ内の所望の設置部位に対して容易且つ効率的に設置させることが可能になるという効果が得られる。

ところで、燃料電池スタック１０と取り付け部材１３との相対的な位置決めを行う必要がある際には、例えば、図８に示す構成が採用される。

取り付け部材１３を構成するプレート部材８２の上面８２ａには、燃料電池スタック１０の矢印Ａｂ側の両端に当接して該両端の位置決めを行う一対のガイド部材１２０が設けられる。ガイド部材１２０は、例えば、平面視でＬ字状を有する。

このため、特に、ピン部７４及び開口部８４の係合により、前記ピン部７４を中心にして燃料電池スタック１０に回転（矢印Ｒ方向）が発生し易い場合にも、前記燃料電池スタック１０をプレート部材８２に対して容易且つ正確に位置決めすることができる。従って、燃料電池スタック１０の取り付け作業性が一層向上するという効果が得られる。

なお、ガイド部材１２０に代えて、プレート部材８２に、直接、位置決めマーク（図示せず）を設けてもよい。マークは、矢印等でよく、プレート部材８２の上面８２ａに刻印することができる。

図９は、本発明の第２の実施形態に係る搭載構造１３０の平面説明図である。なお、第１の実施形態に係る搭載構造１１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。

搭載構造１３０では、プレート部材８２の上面８２ａに長尺状開口部（上面凹状部）１３２が矢印Ａ方向に沿って形成される。開口部１３２の矢印Ａｂ方向の端部には、三角形状の先端部１３２ａが設けられる。燃料電池スタック１０の底面には、下方に膨出して断面三角形状のピン部（底面凸状部）１３４が設けられる。

ピン部１３４は、開口部１３２の先端部１３２ａの開口形状と略同一寸法に設定され、前記開口部１３２に前記ピン部１３４が挿入されて摺動ガイド部１３６が構成される。なお、燃料電池スタック１０の底面に開口部（底面凹状部）１３２を設ける一方、プレート部材８２の上面８２ａにピン部（上面凸状部）１３４を設けてもよい。

このように構成される第２の実施形態では、開口部１３２にピン部１３４が挿入された状態で、燃料電池スタック１０は、上面８２ａに沿って矢印Ａｂ方向に摺動される。従って、ピン部１３４は、開口部１３２の先端部１３２ａに移動し、前記先端部１３２ａを形成する壁面に当接する。その際、ピン部１３４及び先端部１３２ａは、三角形状を有しており、前記ピン部１３４が前記先端部１３２ａに嵌合する。

これにより、ピン部１３４は、先端部１３２ａに対して所望の角度姿勢で確実に固定される。このため、燃料電池スタック１０は、プレート部材８２に対して回転することがなく、一層正確且つ確実に位置決めされるという効果が得られる。

図１０は、本発明の第３の実施形態に係る搭載構造１４０の平面説明図である。

搭載構造１４０では、プレート部材８２の上面８２ａに長尺状開口部（上面凹状部）１４２が形成される。開口部１４２は、矢印Ａ方向に延在する第１直線部１４２ａ、矢印Ｂ方向に傾斜する傾斜部１４２ｂ及び矢印Ａ方向に延在する第２直線部１４２ｃを連続して有する。開口部１４２には、燃料電池スタック１０のピン部７４が挿入されて摺動ガイド部１４４が構成される。なお、燃料電池スタック１０の底面に開口部（底面凹状部）１４２を設ける一方、プレート部材８２の上面８２ａにピン部（上面凸状部）７４を設けてもよい。

このように構成される第３の実施形態では、第１直線部１４２ａにピン部７４が挿入された状態で、燃料電池スタック１０は、上面８２ａに沿って一旦、矢印Ａｂ方向に摺動される。そして、ピン部７４は、傾斜部１４２ｂに沿って矢印Ａｂ方向に対し矢印Ｂ方向に傾斜して移動する。さらに、ピン部７４は、第２直線部１４２ｃに沿って矢印Ａｂ方向に移動する。

従って、燃料電池スタック１０は、車長方向（矢印Ａ方向）にスライドするとともに、車幅方向（矢印Ｂ方向）にもスライド可能である。これにより、例えば、燃料電池スタック１０の側部に干渉物が存在している際、前記燃料電池スタック１０を前後及び左右方向にスライドさせることができるという効果が得られる。

１０…燃料電池スタック １１、１３０、１４０…搭載構造
１２…燃料電池電気自動車 １２ｆ…フロントボックス
１２Ｓ…車体フレーム １３…取り付け部材
１４…燃料電池 １６…ケーシング
２４ａ、２４ｂ…エンドプレート ２８…連結バー
３２…電解質膜・電極構造体 ３４…カソード側セパレータ
３６…アノード側セパレータ ３８ａ…酸化剤ガス供給連通孔
３８ｂ…酸化剤ガス排出連通孔 ４０ａ…燃料ガス供給連通孔
４０ｂ…燃料ガス排出連通孔 ４２ａ…冷却媒体供給連通孔
４２ｂ…冷却媒体排出連通孔 ４４…固体高分子電解質膜
４６…カソード電極 ４８…アノード電極
５０…酸化剤ガス流路 ５２…燃料ガス流路
５４…冷却媒体流路 ７２…下方サイドパネル
７４、１３４…ピン部 ７６…ねじ孔
７８、９０…ねじ ８０…フレーム部材
８２…プレート部材 ８４、１３２、１４２…開口部
８６、１３６…摺動ガイド部 ８８…孔部
９２…固定部 １００…取り付け部
１２０…ガイド部材 １３２ａ…先端部

Claims (5)

1. 燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により発電する燃料電池を備え、複数の前記燃料電池が積層される燃料電池スタックを、車両フレームに搭載するための燃料電池スタック用搭載構造であって、
   前記燃料電池スタックと前記車両フレームとの間に配置される取り付け部材を備え、
   前記取り付け部材は、該取り付け部材の上面に沿って前記燃料電池スタックを摺動させる摺動ガイド部と、
   前記上面に沿って摺動された前記燃料電池スタックを、前記取り付け部材に固定する固定部と、
   を設けることを特徴とする燃料電池スタック用搭載構造。
2. 請求項１記載の搭載構造において、前記摺動ガイド部は、前記燃料電池スタックを前記上面に沿って車両前後方向に摺動させることを特徴とする燃料電池スタック用搭載構造。
3. 請求項１又は２記載の搭載構造において、前記取り付け部材は、前記車両フレームに固定されるフレーム部材と、
   前記上面を構成し前記フレーム部材に固定されるとともに、前記摺動ガイド部及び前記固定部を設けるプレート部材と、
   を備えることを特徴とする燃料電池スタック用搭載構造。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の搭載構造において、前記摺動ガイド部は、前記燃料電池スタックの底面に設けられる底面凸状部又は底面凹状部と、
   前記上面に設けられ、前記底面凸状部が挿入される上面凹状部又は前記底面凹状部に挿入される上面凸状部と、
   を備えることを特徴とする燃料電池スタック用搭載構造。
5. 請求項４記載の搭載構造において、前記底面凸状部又は前記上面凸状部は、柱状体を有する一方、前記上面凹状部又は前記底面凹状部は、前記燃料電池スタックの摺動方向に延在する長尺状開口部を有することを特徴とする燃料電池スタック用搭載構造。

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