JP2015060785A - 燃料電池システム - Google Patents

Abstract

【課題】スペースが狭い設置場所への燃料電池本体の固定と、その設置場所からの燃料電池本体の取外しとが容易な燃料電池システムを提供する。【解決手段】燃料電池システムは、その設置場所に固定されるベースプレート１と、ベースプレート１の主面１ａに設けられた固定位置Ｐｆに着脱可能に固定される燃料電池本体２と、係合機構３と、ネジ留め機構４とを備える。係合機構２は、燃料電池本体２の第１側面２１に設けられた第１係合部と、ベースプレート１に設けられ、第１係合部との係脱が可能な第２係合部３２とから構成されている。ネジ留め機構４は、ネジ留めにより互いに連結される第１連結部４１と第２連結部４２とから構成され、第１連結部４１が、燃料電池本体の第２側面２２、第３側面２３、及び第４側面２４の少なくとも何れか１つの面に設けられ、第２連結部４２が、ベースプレート１に設けられている。【選択図】図１

Description

本発明は、燃料電池システムに関し、特に狭い空間に燃料電池本体を設置する技術に関する。

従来、車載用の燃料電池は、走行用モータの電源として用いられることが多かった。そして、走行用モータの電源として用いられる燃料電池は、それが大型であるが故に必要となる車両内スペースの有効活用や、衝突時の安全性等を考慮して、車両の床下に設けられることが多かった（例えば、特許文献１参照）。

近年、小型の電子機器の電源として、二次電池に代えて燃料電池を用いることが検討されており、小型の燃料電池の開発が進んでいる。例えば、直接酸化型燃料電池（ＤＯＦＣ）は、常温で液体燃料を直接的に酸化させることにより電気エネルギを発生させる。このため、ＤＯＦＣには、液体燃料を水素に改質する改質器を設ける必要がなく、従って、ＤＯＦＣは小型化が容易である。

この様な燃料電池の小型化に伴い、キャンピングカー等の車両の室内に設置された冷蔵庫や照明器具等のアクセサリの電源として、燃料電池を用いることが検討されている。走行用モータの電源として車両に予め設置される大型の燃料電池とは異なり、アクセサリの電源として用いられる小型の燃料電池は、車両の製造時に取り付けられるよりも、販売店やユーザが車両を購入した後で、オプションとして車両に設置されることの方が多い。また、主に屋内で使用される上記アプライアンス機器の電源としては、車両の床下やシャーシに設置されるよりも、車両の室内に設置される方が、電気接続や維持管理が容易である。従って、小型の燃料電池は、メンテナンス（燃料カートリッジの交換等）の容易性や既存の車両の室内のアクセサリ電源との接続性を考慮して、車両の室内に設置されることが好ましい。このため、ユーザは、車両の室内に設けられている収納スペースや、後部荷室、側部荷室などの狭いスペースに、燃料電池を設置せざるを得なかった。尚、車両の室内に設けられた収納スペースとして、例えば、キャンピングカーのベッドの下や棚などに設けられているスペースが挙げられる。

特開２００５−２３１５４９号公報

一方、安全性を考慮すると、燃料電池は、その設置場所に固定されることが好ましい。床下に燃料電池を固定する従来の手法（例えば、特許文献１）を参考にすれば、燃料電池にフランジを設け、このフランジを貫通した状態でネジを設置場所に捩じ込むことにより、燃料電池を設置場所に固定することが考えられる。

しかしながら、燃料電池を設置場所に直接固定した場合、燃料電池を設置場所から取り外すことが困難になる。又、スペースが狭い設置場所に燃料電池を設置する場合、ネジ留めの作業スペースを確保することが難しくなる。その一方で、燃料電池は、燃料および空気をシステム外部から取り込んで発電するため、燃料や空気に含まれる不純物を除去するためのフィルタを内蔵する必要がある。そして、このフィルタは、一般的には、ある程度の期間毎にメンテナンスを通じて交換される。なぜなら、フィルタの交換に代えて、フィルタ自体の寿命を伸長させんとすると、システムの大型化やコストアップが必要となり、その一方で、フィルタを定期的に交換することにより、システムの大型化やコストアップが必要とならず、且つシステム全体の寿命が伸長するからである。そして、メンテナンスを短時間で完了させるべく、燃料電池は、スペースが狭い設置場所から取り外されることが好ましい。

そこで本発明の目的は、スペースが狭い設置場所への燃料電池本体の固定と、その設置場所からの燃料電池本体の取外しとが容易な燃料電池システムを提供することである。

本発明に係る燃料電池システムは、その設置場所に固定されるベースプレートと、ベースプレートの主面に設けられた固定位置に着脱可能に固定される燃料電池本体と、係合機構と、ネジ留め機構とを備える。燃料電池本体は、固定位置に配置されたときに第１方向を向く第１側面と、固定位置に配置されたときに第１方向とは反対の第２方向を向く第２側面と、固定位置に配置されたときにベースプレートの主面に沿う方向であって第１方向に垂直な第３方向を向く第３側面と、固定位置に配置されたときに第３方向とは反対の第４方向を向く第４側面とを有する。係合機構は、固定位置に燃料電池本体が配置されているときに、ベースプレートの主面に垂直な方向へ燃料電池本体が移動することを部分的に阻止すると共に、主面に沿う第１方向へ燃料電池本体が移動することを阻止する機構である。具体的には、係合機構は、燃料電池本体の第１側面に設けられた第１係合部と、ベースプレートに設けられ、第１係合部との係脱が可能な第２係合部とから構成されている。ネジ留め機構は、固定位置において燃料電池本体を部分的にベースプレートに連結する機構である。具体的には、ネジ留め機構は、ネジ留めにより互いに連結される第１連結部と第２連結部とから構成され、第１連結部及び第２連結部にはネジ穴及び貫通孔がそれぞれ設けられている。ここで、第１連結部と第２連結部とは、ネジが、貫通孔に通された状態でネジ穴に捩じ込まれることにより互いに連結される。そして、第１連結部が、燃料電池本体の第２側面、第３側面、及び第４側面の少なくとも何れか１つの面に設けられ、第２連結部が、ベースプレートに設けられている。

本発明に係る燃料電池システムによれば、スペースが狭い設置場所への燃料電池本体の固定と、その設置場所からの燃料電池本体の取外しとが容易になる。

本発明の一実施形態に係る燃料電池システムを示した分解斜視図である。 燃料電池システムを、図１とは異なる方向から見て示した分解斜視図である。 燃料電池システムが備える係合機構の構成を示した拡大断面図である。 係合機構の他の例を示した拡大断面図である。 ベースプレートへの取付け時の、燃料電池本体の動きを示した縦断面図である。 第１変形例に係る燃料電池システムを示した分解斜視図である。 第１変形例について、ベースプレートへの取付け時の、燃料電池本体の動きを示した縦断面図である。 第２変形例に係る燃料電池システムを示した分解斜視図である。 第２変形例に係る燃料電池システムを、図８とは異なる方向から見て示した分解斜視図である。 第２変形例について、ベースプレートへの取付け時の、燃料電池本体の動きを示した横断面図である。

先ず、本発明に係る燃料電池システムについて説明する。
本発明に係る燃料電池システムは、その設置場所に固定されるベースプレートと、ベースプレートの主面に設けられた固定位置に着脱可能に固定される燃料電池本体と、係合機構と、ネジ留め機構とを備える。燃料電池本体は、固定位置に配置されたときに第１方向を向く第１側面と、固定位置に配置されたときに第１方向とは反対の第２方向を向く第２側面と、固定位置に配置されたときにベースプレートの主面に沿う方向であって第１方向に垂直な第３方向を向く第３側面と、固定位置に配置されたときに第３方向とは反対の第４方向を向く第４側面とを有する。係合機構は、固定位置に燃料電池本体が配置されているときに、ベースプレートの主面に垂直な方向へ燃料電池本体が移動することを部分的に阻止すると共に、主面に沿う第１方向へ燃料電池本体が移動することを阻止する機構である。具体的には、係合機構は、燃料電池本体の第１側面に設けられた第１係合部と、ベースプレートに設けられ、第１係合部との係脱が可能な第２係合部とから構成されている。ネジ留め機構は、固定位置において燃料電池本体を部分的にベースプレートに連結する機構である。具体的には、ネジ留め機構は、ネジ留めにより互いに連結される第１連結部と第２連結部とから構成され、第１連結部及び第２連結部にはネジ穴及び貫通孔がそれぞれ設けられている。ここで、第１連結部と第２連結部とは、ネジが、貫通孔に通された状態でネジ穴に捩じ込まれることにより互いに連結される。そして、第１連結部が、燃料電池本体の第２側面、第３側面、及び第４側面の少なくとも何れか１つの面に設けられ、第２連結部が、ベースプレートに設けられている。

一例として、第１係合部は係合凹部であり、第２係合部は係合突起である。他の例として、第１係合部は係合突起であり、第２係合部は係合凹部である。

上記燃料電池システムによれば、係合機構の機能と、ネジ留め機構の機能とが相俟って、燃料電池本体が、固定位置にてベースプレートに固定される。即ち、係合機構の存在により、燃料電池本体の片側でネジ留めを行うだけで、燃料電池本体をベースプレートに固定することが可能である。よって、スペースが狭い設置場所であっても、ベースプレートを、その片側にネジ留めの作業スペースが確保される様に固定するだけで、ベースプレートへの燃料電池本体の固定を容易に行うことが可能になる。これに伴って、ベースプレートからの燃料電池本体の取外しも容易になる。

上記燃料電池システムの好ましい具体的構成において、ベースプレートは、固定位置での燃料電池本体の第１側面、第２側面、第３側面、及び第４側面の位置を規定するガイド部を持つ。そして、ガイド部のうち、固定位置に燃料電池本体が配置されたときに第１係合部と対向する部分に、第２係合部が設けられている。又、燃料電池本体の第２側面、第３側面、及び第４側面の少なくとも何れか一つの面に、第１連結部が設けられ、ガイド部のうち、固定位置に燃料電池本体が配置されたときに第１連結部と対向する部分に、第２連結部が設けられている。

上記具体的構成によれば、次の様な簡単な操作により、ベースプレートへの燃料電池本体の固定と、ベースプレートからの燃料電池本体の取外しとを行うが出来る。ベースプレートに燃料電池本体を固定する場合、第１連結部からネジを外した状態で、先ず、燃料電池本体を傾けることにより、第１側面の下端縁を第２側面の下端縁よりも低くした状態で、第１係合部と第２係合部とを互いに係合させる。その後、第２側面の下端縁をベースプレートの主面に近づけて接触させる。これにより、燃料電池本体は、ベースプレートのガイド部の内側に収まる。斯くして、燃料電池本体は、固定位置に配置される。それから、第１連結部に設けられているネジ穴に、ネジを、第２連結部に設けられている貫通孔に通した状態で捩じ込む。ベースプレートから燃料電池本体を取り外す場合、固定する手順とは逆の手順を行う。

より好ましい具体的構成において、ネジ留め機構を構成する第１連結部は、燃料電池本体の第２側面に設けられ、その第２側面には、他の機器に接続されるコネクタが更に設けられている。ここで、ネジ留め機構は、ネジ留めの作業スペースを必要とし、コネクタは、これに接続されるケーブル等を配するスペースを必要とする。この様にスペースを必要とする構成要素を、第２側面に集約して設けることにより、必要とされるスペースが小さくなる。従って、スペースが狭い設置場所への燃料電池本体の固定と、その設置場所からの燃料電池本体の取外しとがより容易になる。

上記燃料電池システムの好ましい他の具体的構成において、ベースプレートは、固定位置での燃料電池本体の第１側面、第３側面、及び第４側面の位置を規定するガイド部を持つ一方で、固定位置での燃料電池本体の第２側面の位置を規定するガイド部を持たない。そして、ガイド部のうち、固定位置に燃料電池本体が配置されたときに第１係合部と対向する部分に、第２係合部が設けられている。又、燃料電池本体の第３側面及び第４側面の少なくとも何れか一方に、第１連結部が設けられ、ガイド部のうち、固定位置に燃料電池本体が配置されたときに第１連結部と対向する部分に、第２連結部が設けられている。この構成において、燃料電池本体は、ネジ留め機構によるベースプレートと燃料電池本体との連結が解除されているとき、ベースプレートの主面での、固定位置までの第１方向への摺動と、固定位置からの第２方向への摺動とが自在である。

上記具体的構成によれば、次の様な簡単な操作により、ベースプレートへの燃料電池本体の固定と、ベースプレートからの燃料電池本体の取外しとを行うが出来る。ベースプレートに燃料電池本体を固定する場合、第１連結部からネジを外した状態で、先ず、燃料電池本体を、ベースプレートの主面にて第１方向へ摺動させる。このとき、燃料電池本体の第１側面を第１方向へ向けると共に、第１側面に設けられている第１係合部を、ベースプレートのガイド部に設けられている第２係合部に対向させる。その後、第１方向への燃料電池本体の移動が阻止されるまで、燃料電池本体を摺動させることにより、第１係合部と第２係合部とが互いに係合される。これにより、燃料電池本体は、ベースプレートのガイド部の内側に収まる。斯くして、燃料電池本体は、固定位置に配置される。それから、第１連結部に設けられているネジ穴に、ネジを、第２連結部に設けられている貫通孔に通した状態で捩じ込む。ベースプレートから燃料電池本体を取り外す場合、固定する手順とは逆の手順を行う。

更に、上記具体的構成によれば、燃料電池システムを設置せんとする場所に高さの制限がある場合でも、ベースプレートに燃料電池本体を固定したときの全体の高さが、その場所の高さよりも僅かに小さければ、その場所への燃料電池システムの設置が可能となる。

上記燃料電池システムの好ましい他の具体的構成において、ベースプレートは、固定位置での燃料電池本体の第１側面、第２側面、及び第３側面の位置を規定するガイド部を持つ一方で、固定位置での燃料電池本体の第４側面の位置を規定するガイド部を持たない。そして、ガイド部のうち、固定位置に燃料電池本体が配置されたときに第１係合部と対向する部分に、第２係合部が設けられ、第１係合部及び第２係合部は、何れか一方が係合突起であって、他方が係合凹部である。この係合凹部は、第３方向へ第１側面の端又はガイド部の端まで直線的に延びると共に、その端において係合凹部の端が開放されている。又、燃料電池本体の第２側面及び第３側面の少なくとも何れか一方に、第１連結部が設けられ、ガイド部のうち、固定位置に燃料電池本体が配置されたときに第１連結部と対向する部分に、第２連結部が設けられている。この構成において、燃料電池本体は、ネジ留め機構によるベースプレートと燃料電池本体との連結が解除されているとき、ベースプレートの主面での、固定位置までの第３方向への摺動と、固定位置からの第４方向への摺動とが自在である。

上記具体的構成によれば、次の様な簡単な操作により、ベースプレートへの燃料電池本体の固定と、ベースプレートからの燃料電池本体の取外しとを行うが出来る。ベースプレートに燃料電池本体を固定する場合、第１連結部からネジを外した状態で、先ず、燃料電池本体を、ベースプレートの主面にて第３方向へ摺動させる。このとき、燃料電池本体の第１側面を第１方向へ向けると共に、係合突起を係合凹部に通す。その後、第３方向への燃料電池本体の移動が阻止されるまで、燃料電池本体を摺動させることにより、第１係合部と第２係合部とが互いに係合される。これにより、燃料電池本体は、ベースプレートのガイド部の内側に収まる。斯くして、燃料電池本体は、固定位置に配置される。それから、第１連結部に設けられているネジ穴に、ネジを、第２連結部に設けられている貫通孔に通した状態で捩じ込む。ベースプレートから燃料電池本体を取り外す場合、固定する手順とは逆の手順を行う。

更に、上記具体的構成によれば、燃料電池システムを設置せんとする場所に高さの制限がある場合でも、ベースプレートに燃料電池本体を固定したときの全体の高さが、その場所の高さよりも僅かに小さければ、その場所への燃料電池システムの設置が可能となる。

次に、本発明の実施形態について、図面に沿って具体的に説明する。
［１］燃料電池システムの構成
図１及び図２はそれぞれ、本実施形態に係る燃料電池システムを、互いに異なる方向から見て示した分解斜視図である。尚、図２では、図１に示されたネジ１４及び４５の図示が省略されている。図１及び図２に示す様に、燃料電池システムは、その設置場所に固定されるベースプレート１と、ベースプレート１の主面１ａに設けられた固定位置Ｐｆに着脱可能に固定される燃料電池本体２とを備えている。ここで、燃料電池本体２は、一例として、直接酸化型燃料電池（ＤＯＦＣ）の本体部分であり、この本体部分とは別に設けられたカートリッジ型の燃料タンク（図示せず）から燃料の供給を受ける。

燃料電池本体２は、略直方体の外観形状を呈しており、第１側面２１と、第２側面２２と、第３側面２３と、第４側面２４とを有している。ここで、これらの面は、固定位置Ｐｆに燃料電池本体２が配置されたとき（図１及び図２に示された、ベースプレート１と燃料電池本体２との位置関係）を基準として、次の通りである。即ち、第１側面２１は、主面１ａに沿う第１方向Ｄ１を向く面である。第２側面２２は、第１方向Ｄ１とは反対の第２方向Ｄ２を向く面である。第３側面２３は、ベースプレート１の主面１ａに沿う方向であって第１方向Ｄ１に垂直な第３方向Ｄ３を向く面である。第４側面２４は、第３方向Ｄ３とは反対の第４方向Ｄ４を向く面である。尚、燃料電池本体２の外観形状は、厳密な直方体に限らず、本実施形態の様に、角が丸まったものや、外周面に窪みや開口などが設けられたものであってもよい。

ベースプレート１は、トレイ型の形状を呈しており、ベースプレート１の底部を構成しているプレート部分１１の形状が、燃料電池本体２の底面形状に相似している。又、ベースプレート１の側壁部分１２が、固定位置Ｐｆでの燃料電池本体２の第１側面２１、第２側面２２、第３側面２３、及び第４側面２４の位置を規定するガイド部として機能している。尚、ベースプレート１の形状は、図１及び図２に示された形状に限らず、例えば、側壁部分１２が複数の部分に分割されたものであってもよい。

図１及び図２に示す様に、ベースプレート１は、ネジ留めにより燃料電池システムの設置場所に固定される。具体的には、プレート部分１１に複数の貫通孔１３が設けられており、複数のネジ１４が、貫通孔１３にそれぞれ通された状態で設置場所に捩じ込まれる。尚、ベースプレート１は、両面テープ等により設置場所に貼着固定されてもよい。

図１及び図２に示す様に、燃料電池システムは更に、係合機構３と、ネジ留め機構４とを備えている。ここで、係合機構３は、固定位置Ｐｆに燃料電池本体２が配置されているときに、ベースプレート１の主面１ａに垂直な方向Ｄｐへ燃料電池本体２が移動することを部分的に阻止すると共に、主面１ａに沿う第１方向Ｄ１へ燃料電池本体２が移動することを阻止する機構である。又、ネジ留め機構４は、固定位置Ｐｆにおいて燃料電池本体２を部分的にベースプレート１に連結する機構である。本実施形態では、第２側面２２を含む燃料電池本体２の片側部分が、ネジ留め機構４によりベースプレート１に連結される。以下、係合機構３及びネジ留め機構４の詳細について説明する。

図３は、係合機構３の構成を示した拡大断面図である。図３に示す様に（図１及び図２も参照）、係合機構３は、第１係合部３１と、第１係合部３１との係脱が可能な第２係合部３２とから構成されている。ここで、第１係合部３１は、燃料電池本体２の第１側面２１のうち、固定位置Ｐｆに燃料電池本体２が配置されたときにベースプレート１の側壁部分１２と対向する部分に設けられている。第２係合部３２は、側壁部分１２のうち、固定位置Ｐｆに燃料電池本体２が配置されたときに第１係合部３１と対向する部分に設けられている。又、第１係合部３１は係合凹部であり、第２係合部３２は、係合凹部に係合する係合突起である。尚、図４に示す様に、第１係合部３１が係合突起であって、第２係合部３２が係合凹部であってもよい。

第１係合部３１と第２係合部３２とは、固定位置Ｐｆに燃料電池本体２が配置されたときに互いに係合する。従って、係合機構３は、固定位置Ｐｆに燃料電池本体２が配置されているときに、ベースプレート１の主面１ａに垂直な方向Ｄｐへ燃料電池本体２が移動することを部分的に阻止すると共に、ベースプレート１の側壁部分１２と相俟って、第１方向Ｄ１へ燃料電池本体２が移動することを阻止する。又、本実施形態のベースプレート１によれば、固定位置Ｐｆに燃料電池本体２が配置されたとき、側壁部分１２により、第２方向Ｄ２、第３方向Ｄ３、及び第４方向Ｄ４の各々へ燃料電池本体２が移動することが阻止される。斯くして、固定位置Ｐｆに、燃料電池本体２が位置決めされる。

図１に示す様に、ネジ留め機構４は、ネジ留めにより互いに連結される３組の第１連結部４１と第２連結部４２とから構成されている。各第１連結部４１にはネジ穴４３が設けられ、各第２連結部４２には貫通孔４４が設けられている。互いに対応する第１連結部４１と第２連結部４２とは、ネジ４５が、貫通孔４４に通された状態でネジ穴４３に捩じ込まれることにより互いに連結される。

本実施形態において、第１連結部４１は、燃料電池本体２の第２側面２２のうち、固定位置Ｐｆに燃料電池本体２が配置されたときにベースプレート１の側壁部分１２と対向する部分に設けられている。第２連結部４２は、側壁部分１２のうち、固定位置Ｐｆに燃料電池本体２が配置されたときに第１連結部４１と対向する部分に設けられている。又、対応する第１連結部４１と第２連結部４２とは、ネジ穴４３の中心位置と貫通孔４４の中心位置とが、固定位置Ｐｆに燃料電池本体２が配置されたときに一致する様に設けられている。但し、これらの中心位置には、貫通孔４４に通してネジ４５をネジ穴４３に捩じ込むことを妨げない僅かなズレが許容される。

尚、ネジ留め機構４は、３組に限定されない複数組の第１連結部４１と第２連結部４２とから構成されていてもよいし、１組の第１連結部４１と第２連結部４２とから構成されていてもよい。又、第１連結部４１は、燃料電池本体２の第３側面２３に設けられてもよいし、燃料電池本体２の第４側面２４に設けられてもよい。この場合も、第２連結部４２は、側壁部分１２のうち、固定位置Ｐｆに燃料電池本体２が配置されたときに第１連結部４１と対向する部分に設けられる。

図１に示す様に、燃料電池本体２の第２側面２２には、ネジ留め機構４を構成する第１連結部４１に加えて、複数のコネクタ５１が更に設けられている。ここで、コネクタ５１には、電力出力用のコネクタ、燃料電池システムの付属部品であるコントローラに接続されるコネクタ、燃料電池システムの外部情報を検知するセンサに接続されるコネクタなどが含まれている。そして、コネクタ５１の各々には、冷蔵庫や照明器具等の他の機器から引き出されたケーブル６１が接続される。又、図２に示す様に、燃料電池本体２の第１側面２１には、燃料供給用のコネクタ５２が設けられており、コネクタ５２には、カートリッジ型の燃料タンク（図示せず）から引き出された燃料供給用のチューブ６２が接続される。

本実施形態に係る燃料電池システムによれば、スペースが狭い設置場所への燃料電池本体２の固定と、その設置場所からの燃料電池本体２の取外しとが容易になる。具体的には、以下の通りである。

図５（ａ）及び（ｂ）は、ベースプレート１への取付け時の、燃料電池本体２の動きを示した縦断面図である。尚、図５（ａ）及び（ｂ）では、燃料電池本体２の内部機構の図示が省略されている。ベースプレート１に燃料電池本体２を取り付ける場合、第１連結部４１からネジ４５を全て外した状態で、先ず、図５（ａ）に示す様に、燃料電池本体２を傾けることにより、第１側面２１の下端縁２１ａを第２側面２２の下端縁２２ａよりも低くした状態で、第１係合部３１と第２係合部３２とを互いに係合させる。

その後、図５（ｂ）に示す様に、第２側面２２の下端縁２２ａをベースプレート１の主面１ａに近づけて接触させる。これにより、燃料電池本体２は、ベースプレート１の側壁部分１２の内側に収まる。斯くして、燃料電池本体２は、固定位置Ｐｆに配置される。それから、各第１連結部４１に設けられているネジ穴４３に、ネジ４５を、対応する第２連結部４２に設けられている貫通孔４４に通した状態で捩じ込む（図１参照）。

その結果、係合機構３の機能と、ネジ留め機構４の機能とが相俟って、燃料電池本体２が、固定位置Ｐｆにてベースプレート１に固定される。ここで、係合機構３は、ベースプレート１の主面１ａに垂直な方向Ｄｐへ燃料電池本体２が移動することを部分的に阻止すると共に、主面１ａに沿う第１方向Ｄ１へ燃料電池本体２が移動することを阻止する機能を有している。又、ネジ留め機構４は、燃料電池本体２の片側部分をベースプレート１に連結する機能を有している。更に、本実施形態においては、側壁部分１２の機能が更に相俟って、固定位置Ｐｆからの燃料電池本体２の位置ズレが防止されている。ここで、側壁部分１２は、第２方向Ｄ２、第３方向Ｄ３、及び第４方向Ｄ４の各々へ燃料電池本体２が移動することを阻止する機能を有している。

従って、係合機構３の存在により、燃料電池本体２の片側（本実施形態では第２側面２２側）でネジ留めを行うだけで、燃料電池本体２をベースプレート１に固定することが出来る。よって、スペースが狭い設置場所であっても、ベースプレート１を、その片側にネジ留めの作業スペースが確保される様に固定するだけで、ベースプレート１への燃料電池本体２の固定を容易に行うことが可能になる。

ベースプレート１から燃料電池本体２を取り外す場合、取り付ける場合（図５（ａ）及び（ｂ）参照）とは逆の手順を行うことにより、ベースプレート１からの燃料電池本体２の取外しを容易に行うことが出来る。

又、本実施形態に係る燃料電池システムにおいては、燃料電池本体２の第２側面２２には、ネジ留め機構４を構成する第１連結部４１に加えて、複数のコネクタ５１が更に設けられている。ここで、ネジ留め機構４は、ネジ留めの作業スペースを必要とし、コネクタ５１は、これに接続されるケーブル６１等を配するスペースを必要とする。この様にスペースを必要とする構成要素を、第２側面２２に集約して設けることにより、必要とされるスペースが小さくなる。従って、スペースが狭い設置場所への燃料電池本体２の固定と、その設置場所からの燃料電池本体２の取外しとがより容易になる。

［２］変形例
［２−１］第１変形例
図６は、第１変形例に係る燃料電池システムを示した分解斜視図である。尚、図６では、ネジ１４の図示が一部省略されている。図６に示す様に、ベースプレート１の側壁部分１２のうち、固定位置Ｐｆに燃料電池本体２が配置されたときに第２側面２２と対向していた部分（図１参照）が取り除かれてもよい。この場合、側壁部分１２は、固定位置Ｐｆでの燃料電池本体２の第１側面２１、第３側面２３、及び第４側面２４の位置を規定するガイド部として機能することになる。その一方で、ベースプレート１は、固定位置Ｐｆでの燃料電池本体２の第２側面２２の位置を規定するガイド部を持たないことになる。

ネジ留め機構４に関して、第１連結部４１は、燃料電池本体２の第４側面２４のうち、固定位置Ｐｆに燃料電池本体２が配置されたときにベースプレート１の側壁部分１２と対向する部分に設けられている。第２連結部４２は、側壁部分１２のうち、固定位置Ｐｆに燃料電池本体２が配置されたときに第１連結部４１と対向する部分に設けられている。又、対応する第１連結部４１と第２連結部４２とは、ネジ穴４３の中心位置と貫通孔４４の中心位置とが、固定位置Ｐｆに燃料電池本体２が配置されたときに一致する様に設けられている。但し、これらの中心位置には、貫通孔４４に通してネジ４５をネジ穴４３に捩じ込むことを妨げない僅かなズレが許容される。

尚、ネジ留め機構４は、３組に限定されない複数組の第１連結部４１と第２連結部４２とから構成されていてもよいし、１組の第１連結部４１と第２連結部４２とから構成されていてもよい。又、第１連結部４１は、燃料電池本体２の第３側面２３に設けられてもよい。この場合も、第２連結部４２は、側壁部分１２のうち、固定位置Ｐｆに燃料電池本体２が配置されたときに第１連結部４１と対向する部分に設けられる。

第１変形例に係る燃料電池システムにおいて、その他の構成は、上記実施形態に係る燃料電池システムの構成と同様である。よって、それらの説明は省略する。

第１変形例に係る燃料電池システムによれば、燃料電池本体２は、ネジ留め機構４によるベースプレート１と燃料電池本体２との連結が解除された状態において、ベースプレート１の主面１ａでの、固定位置Ｐｆまでの第１方向Ｄ１への摺動と、固定位置Ｐｆからの第２方向Ｄ２への摺動とが自在となる。従って、スペースが狭い設置場所への燃料電池本体２の固定と、その設置場所からの燃料電池本体２の取外しとが容易になる。具体的には、以下の通りである。

図７（ａ）及び（ｂ）は、ベースプレート１への取付け時の、燃料電池本体２の動きを示した縦断面図である。尚、図７（ａ）及び（ｂ）では、燃料電池本体２の内部機構の図示が省略されている。ベースプレート１に燃料電池本体２を取り付ける場合、第１連結部４１からネジ４５を全て外した状態で、先ず、図７（ａ）に示す様に、燃料電池本体２を、ベースプレート１の主面１ａにて第１方向Ｄ１へ摺動させる。このとき、燃料電池本体２の第１側面２１を第１方向Ｄ１へ向けると共に、第１側面２１に設けられている第１係合部３１を、ベースプレート１の側壁部分１２に設けられている第２係合部３２に対向させる。

その後、第１方向Ｄ１への燃料電池本体２の移動が阻止されるまで、燃料電池本体２を摺動させることにより、図７（ｂ）に示す様に、第１係合部３１と第２係合部３２とが互いに係合される。これにより、燃料電池本体２は、ベースプレート１の側壁部分１２の内側に収まる。斯くして、燃料電池本体２は、固定位置Ｐｆに配置される。それから、各第１連結部４１に設けられているネジ穴４３に、ネジ４５を、対応する第２連結部４２に設けられている貫通孔４４に通した状態で捩じ込む（図６参照）。

その結果、上記実施形態に係る燃料電池システムと同様、係合機構３の機能と、ネジ留め機構４の機能とが相俟って、燃料電池本体２が、固定位置Ｐｆにてベースプレート１に固定される。従って、係合機構３の存在により、燃料電池本体２の片側（第１変形例では第４側面２４側）でネジ留めを行うだけで、燃料電池本体２をベースプレート１に固定することが出来る。よって、スペースが狭い設置場所であっても、ベースプレート１を、ネジ留めの作業スペースと、燃料電池本体２を摺動させる際に必要となるスペースとが確保される様に固定するだけで、ベースプレート１への燃料電池本体２の固定を容易に行うことが可能になる。

ベースプレート１から燃料電池本体２を取り外す場合、取り付ける場合（図７（ａ）及び（ｂ）参照）とは逆の手順を行うことにより、ベースプレート１からの燃料電池本体２の取外しを容易に行うことが出来る。

又、第１変形例に係る燃料電池システムによれば、それを設置せんとする場所に高さの制限がある場合でも、ベースプレート１に燃料電池本体２を固定したときの全体の高さが、その場所の高さよりも僅かに小さければ、その場所への燃料電池システムの設置が可能となる。

［２−２］第２変形例
図８及び図９はそれぞれ、第２変形例に係る燃料電池システムを、互いに異なる方向から見て示した分解斜視図である。尚、図９では、図８に示されたネジ１４及び４５の図示が省略されている。図８及び図９に示す様に、ベースプレート１の側壁部分１２のうち、固定位置Ｐｆに燃料電池本体２が配置されたときに第４側面２４と対向していた部分（図１参照）が取り除かれてもよい。この場合、側壁部分１２は、固定位置Ｐｆでの燃料電池本体２の第１側面２１、第２側面２２、及び第３側面２３の位置を規定するガイド部として機能することになる。その一方で、ベースプレート１は、固定位置Ｐｆでの燃料電池本体２の第４側面２４の位置を規定するガイド部を持たないことになる。

係合機構３に関して、第１係合部３１は係合凹部であり、第２係合部３２は、係合凹部に係合する係合突起である。そして、係合凹部である第１係合部３１は、第３方向Ｄ３へ第１側面２１の端まで直線的に延びると共に、その端において第１係合部３１の端３１ａが開放されている。尚、図４に示す様に、第１係合部３１が係合突起であって、第２係合部３２が係合凹部であってもよい。この場合、係合凹部である第２係合部３２は、第３方向Ｄ３へ側壁部分１２の端まで直線的に延びると共に、その端において第２係合部３２の端が開放される。

ネジ留め機構４に関して、第１連結部４１は、燃料電池本体２の第２側面２２のうち、固定位置Ｐｆに燃料電池本体２が配置されたときにベースプレート１の側壁部分１２と対向する部分に設けられ、第２連結部４２は、側壁部分１２のうち、固定位置Ｐｆに燃料電池本体２が配置されたときに第１連結部４１と対向する部分に設けられている。又、対応する第１連結部４１と第２連結部４２とは、ネジ穴４３の中心位置と貫通孔４４の中心位置とが、固定位置Ｐｆに燃料電池本体２が配置されたときに一致する様に設けられている。但し、これらの中心位置には、貫通孔４４に通してネジ４５をネジ穴４３に捩じ込むことを妨げない僅かなズレが許容される。

尚、ネジ留め機構４は、３組に限定されない複数組の第１連結部４１と第２連結部４２とから構成されていてもよいし、１組の第１連結部４１と第２連結部４２とから構成されていてもよい。又、第１連結部４１は、燃料電池本体２の第３側面２３に設けられてもよい。この場合も、第２連結部４２は、側壁部分１２のうち、固定位置Ｐｆに燃料電池本体２が配置されたときに第１連結部４１と対向する部分に設けられる。

第２変形例に係る燃料電池システムにおいて、その他の構成は、上記実施形態に係る燃料電池システムの構成と同様である。よって、それらの説明は省略する。

第２変形例に係る燃料電池システムによれば、燃料電池本体２は、ネジ留め機構４によるベースプレート１と燃料電池本体２との連結が解除された状態において、ベースプレート１の主面１ａでの、固定位置Ｐｆまでの第３方向Ｄ３への摺動と、固定位置Ｐｆからの第４方向Ｄ４への摺動とが自在となる。このとき、係合突起である第２係合部３２は、燃料電池本体２の摺動に応じて第３方向Ｄ３又は第４方向Ｄ４へ、係合凹部である第１係合部３１を通って相対的に移動する。従って、スペースが狭い設置場所への燃料電池本体２の固定と、その設置場所からの燃料電池本体２の取外しとが容易になる。具体的には、以下の通りである。

図１０（ａ）及び（ｂ）は、ベースプレート１への取付け時の、燃料電池本体２の動きを示した横断面図である。ベースプレート１に燃料電池本体２を取り付ける場合、第１連結部４１からネジ４５を全て外した状態で、先ず、図１０（ａ）に示す様に、燃料電池本体２を、ベースプレート１の主面１ａにて第３方向Ｄ３へ摺動させる。このとき、燃料電池本体２の第１側面２１を第１方向Ｄ１へ向けると共に、係合突起である第２係合部３２を、係合凹部である第１係合部３１に通す。

その後、第３方向Ｄ３への燃料電池本体２の移動が阻止されるまで、燃料電池本体２を摺動させることにより、図１０（ｂ）に示す様に、第１係合部３１と第２係合部３２とが互いに係合される。これにより、燃料電池本体２は、ベースプレート１の側壁部分１２の内側に収まる。斯くして、燃料電池本体２は、固定位置Ｐｆに配置される。それから、各第１連結部４１に設けられているネジ穴４３に、ネジ４５を、対応する第２連結部４２に設けられている貫通孔４４に通した状態で捩じ込む（図８参照）。

その結果、上記実施形態に係る燃料電池システムと同様、係合機構３の機能と、ネジ留め機構４の機能とが相俟って、燃料電池本体２が、固定位置Ｐｆにてベースプレート１に固定される。従って、係合機構３の存在により、燃料電池本体２の片側（第２変形例では第２側面２２側）でネジ留めを行うだけで、燃料電池本体２をベースプレート１に固定することが出来る。よって、スペースが狭い設置場所であっても、ベースプレート１を、ネジ留めの作業スペースと、燃料電池本体２を摺動させる際に必要となるスペースとが確保される様に固定するだけで、ベースプレート１への燃料電池本体２の固定を容易に行うことが可能になる。

ベースプレート１から燃料電池本体２を取り外す場合、取り付ける場合（図１０（ａ）及び（ｂ）参照）とは逆の手順を行うことにより、ベースプレート１からの燃料電池本体２の取外しを容易に行うことが出来る。

又、第２変形例に係る燃料電池システムによれば、それを設置せんとする場所に高さの制限がある場合でも、ベースプレート１に燃料電池本体２を固定したときの全体の高さが、その場所の高さよりも僅かに小さければ、その場所への燃料電池システムの設置が可能となる。

尚、本発明の各部構成は上記実施形態及び変形例に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。例えば、第１変形例において、第３側面２３及び第４側面２４の少なくとも何れか一方に、第２変形例に係る第１係合部３１が設けられ、その第１係合部３１に対応させて、第２変形例に係る第１係合部３１が側壁部分１２に設けられてもよい。又、第２変形例において、第１係合部３１が第２側面２２にも設けられ、第２側面２２に設けられた第１係合部３１に対応させて、第２係合部３２が、側壁部分１２に設けられてもよい。更に、第２変形例において、第３側面２３に、第１変形例に係る第１係合部３１が設けられ、その第１係合部３１に対応させて、第１変形例に係る第２係合部３２が側壁部分１２に設けられてもよい。

本発明に係る燃料電池システムは、直接酸化型燃料電池（ＤＯＦＣ）に限定されない様々な燃料電池に応用することができる。

１ ベースプレート
１ａ 主面
１１ プレート部分
１２ 側壁部分、ガイド部
１３ 貫通孔
１４ ネジ
２ 燃料電池本体
２１ 第１側面
２１ａ 下端縁
２２ 第２側面
２２ａ 下端縁
２３ 第３側面
２４ 第４側面
３ 係合機構
３１ 第１係合部
３１ａ 端
３２ 第２係合部
４ ネジ留め機構
４１ 第１連結部
４２ 第２連結部
４３ ネジ穴
４４ 貫通孔
４５ ネジ
５１、５２ コネクタ
６１ ケーブル
６２ チューブ
Ｐｆ 固定位置
Ｄｐ 垂直な方向
Ｄ１ 第１方向
Ｄ２ 第２方向
Ｄ３ 第３方向
Ｄ４ 第４方向

Claims (5)

1. 設置場所に固定されるベースプレートと、
   前記ベースプレートの主面に設けられた固定位置に着脱可能に固定される燃料電池本体と、
   前記固定位置に前記燃料電池本体が配置されているときに、前記ベースプレートの前記主面に垂直な方向へ前記燃料電池本体が移動することを部分的に阻止すると共に、前記主面に沿う第１方向へ前記燃料電池本体が移動することを阻止する係合機構と、
   前記固定位置において前記燃料電池本体を部分的に前記ベースプレートに連結するネジ留め機構と
   を備え、
   前記燃料電池本体は、前記固定位置に配置されたときに前記第１方向を向く第１側面と、前記固定位置に配置されたときに前記第１方向とは反対の第２方向を向く第２側面と、前記固定位置に配置されたときに前記ベースプレートの前記主面に沿う方向であって前記第１方向に垂直な第３方向を向く第３側面と、前記固定位置に配置されたときに前記第３方向とは反対の第４方向を向く第４側面とを有し、
   前記係合機構は、前記燃料電池本体の前記第１側面に設けられた第１係合部と、前記ベースプレートに設けられ、前記第１係合部との係脱が可能な第２係合部とから構成されており、
   ネジ留め機構は、ネジ留めにより互いに連結される第１連結部と第２連結部とから構成され、前記第１連結部及び前記第２連結部にはネジ穴及び貫通孔がそれぞれ設けられており、前記第１連結部と前記第２連結部とは、ネジが、前記貫通孔に通された状態で前記ネジ穴に捩じ込まれることにより互いに連結され、前記第１連結部が、前記燃料電池本体の前記第２側面、前記第３側面、及び前記第４側面の少なくとも何れか１つの面に設けられ、前記第２連結部が、前記ベースプレートに設けられている、燃料電池システム。
2. 前記ベースプレートは、前記固定位置での前記燃料電池本体の前記第１側面、前記第２側面、前記第３側面、及び前記第４側面の位置を規定するガイド部を持ち、
   前記ガイド部のうち、前記固定位置に前記燃料電池本体が配置されたときに前記第１係合部と対向する部分に、前記第２係合部が設けられ、
   前記燃料電池本体の前記第２側面、前記第３側面、及び前記第４側面の少なくとも何れか一つの面に、前記第１連結部が設けられ、前記ガイド部のうち、前記固定位置に前記燃料電池本体が配置されたときに前記第１連結部と対向する部分に、前記第２連結部が設けられている、請求項１に記載の燃料電池システム。
3. 前記第１連結部は、前記燃料電池本体の前記第２側面に設けられ、その第２側面には、他の機器に接続されるコネクタが更に設けられている、請求項２に記載の燃料電池システム。
4. 前記ベースプレートは、前記固定位置での前記燃料電池本体の前記第１側面、前記第３側面、及び前記第４側面の位置を規定するガイド部を持つ一方で、前記固定位置での前記燃料電池本体の前記第２側面の位置を規定するガイド部を持たず、
   前記ガイド部のうち、前記固定位置に前記燃料電池本体が配置されたときに前記第１係合部と対向する部分に、前記第２係合部が設けられ、
   前記燃料電池本体の前記第３側面及び前記第４側面の少なくとも何れか一方に、前記第１連結部が設けられ、前記ガイド部のうち、前記固定位置に前記燃料電池本体が配置されたときに前記第１連結部と対向する部分に、前記第２連結部が設けられており、
   前記燃料電池本体は、前記ネジ留め機構による前記ベースプレートと前記燃料電池本体との連結が解除された状態において、前記ベースプレートの前記主面での、前記固定位置までの前記第１方向への摺動と、前記固定位置からの前記第２方向への摺動とが自在である、請求項１に記載の燃料電池システム。
5. 前記ベースプレートは、前記固定位置での前記燃料電池本体の前記第１側面、前記第２側面、及び前記第３側面の位置を規定するガイド部を持つ一方で、前記固定位置での前記燃料電池本体の前記第４側面の位置を規定するガイド部を持たず、
   前記ガイド部のうち、前記固定位置に前記燃料電池本体が配置されたときに前記第１係合部と対向する部分に、前記第２係合部が設けられ、前記第１係合部及び前記第２係合部は、何れか一方が係合突起であって、他方が係合凹部であり、前記係合凹部は、前記第３方向へ前記第１側面の端又は前記ガイド部の端まで直線的に延びると共に、その端において前記係合凹部の端が開放されており、
   前記燃料電池本体の前記第２側面及び前記第３側面の少なくとも何れか一方に、前記第１連結部が設けられ、前記ガイド部のうち、前記固定位置に前記燃料電池本体が配置されたときに前記第１連結部と対向する部分に、前記第２連結部が設けられており、
   前記燃料電池本体は、前記ネジ留め機構による前記ベースプレートと前記燃料電池本体との連結が解除された状態において、前記ベースプレートの前記主面での、前記固定位置までの前記第３方向への摺動と、前記固定位置からの前記第４方向への摺動とが自在である、請求項１に記載の燃料電池システム。

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