JP2016222176A - 燃料電池車 - Google Patents

Abstract

【課題】モータ及び燃料電池の車体への搭載作業性を確保しつつ、モータの振動が燃料電池に伝達することを抑制した燃料電池車を提供する。【解決手段】走行用のモータ３０と、モータに電力を供給する燃料電池５１と、燃料電池を保持した保持板７０と、車体の前方側に搭載されたサスペンションメンバ２３，２４と、サスペンションメンバにモータ及び保持板を取り付けるマウント機構Ｍ３２と、を備え、マウント機構は、サスペンションメンバ及び保持板にそれぞれ固定された第１固定部Ｂ１２、第２固定部Ｂ３２と、モータを第１固定部に対して弾性的に支持する第１支持部と、保持板がモータから離れた状態で、第２固定部を第１固定部に対して弾性的に支持する第２支持部と、を含む、燃料電池車１。【選択図】図３

Description

本発明は、燃料電池車に関する。

モータと燃料電池とを一体化して車体に搭載することにより、モータ及び燃料電池の車体への搭載作業性が向上した技術が知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２００５−１３０５４５号公報

しかしながらこのようにしてモータ及び燃料電池は一体化して車体に搭載すると、モータの回転による振動が燃料電池に伝わり、この振動が、例えば燃料電池の耐久性、排水性、又は燃料電池内での反応ガスの分配性に影響を与える可能性がある。

本発明は、モータ及び燃料電池の車体への搭載作業性を確保しつつ、モータの振動が燃料電池に伝達することを抑制した燃料電池車を提供するものである。

本発明は、走行用のモータと、前記モータに電力を供給する燃料電池と、前記燃料電池を保持した保持板と、車体の前方側に搭載されたサスペンションメンバと、前記サスペンションメンバに前記モータ及び保持板を取り付けるマウント機構と、を備え、前記マウント機構は、前記サスペンションメンバ及び保持板にそれぞれ固定された第１及び第２固定部と、前記モータを前記第１固定部に対して弾性的に支持する第１支持部と、前記保持板が前記モータから離れた状態で前記第２固定部を前記第１固定部に対して弾性的に支持する第２支持部と、を含む、燃料電池車を提供する。これにより燃料電池を保持した保持板は、モータから離れた状態で弾性的に支持されるため、モータの振動が燃料電池に伝達することを抑制される。また、モータと、燃料電池を保持した保持板とは、マウント機構を介してサスペンションメンバに取り付けられるため、モータと燃料電池とサスペンションメンバとを一体化して、車体に容易に搭載することができる。

前記マウント機構は、前記燃料電池よりも前記車体の前方側及び後方側にそれぞれ配置された第１及び第２マウント機構を含み、前記第１及び第２マウント機構のそれぞれは、前記第１及び第２固定部と、前記第１及び第２支持部と、を含む、構成であってもよい。これにより、燃料電池をより安定した状態で支持しつつモータから燃料電池への振動の伝達が抑制される。また、第１マウント機構は燃料電池の前方側に配置されるので、前方衝突時に燃料電池に加わる衝撃を抑制できる。

前記車体の前方側に搭載され、前記サスペンションメンバよりも上方に位置するサイドメンバと、前記サイドメンバに対して前記保持板を弾性的に支持する第３マウント機構と、を備えた、構成であってもよい。これにより保持板をサイドメンバに対して支持することにより、保持板の揺れを抑制して燃料電池をより安定して支持できる。

前記燃料電池の運転のために振動するように駆動し、前記燃料電池と前記保持板と前記マウント機構とから離れて前記モータに固定された補機を備えた、構成であってもよい。これにより、補機の振動が燃料電池に伝達することを抑制できる。

前記モータと前記マウント機構とから離れて前記保持板に保持された電子機器を備えた、構成であってもよい。これにより、モータの振動が電子機器に伝達することを抑制できる。

前記燃料電池の運転のために駆動し、前記燃料電池と前記保持板と前記マウント機構とから離れて前記モータに固定された補機と、前記モータと前記マウント機構とから離れて前記保持板に保持された電子機器と、を備え、前記燃料電池は、前記モータ、前記保持板、前記補機、及び前記電子機器に、鉛直方向に部分的に重なっている、構成であってもよい。これにより、モータ及び補機の振動が燃料電池及び電子機器に伝達することを抑制しつつ、狭いスペース内に効率的に燃料電池、モータ、保持板、補機、及び電子機器を配置できる。

前記保持板は、前記燃料電池よりも前記車体の前方側に突出し前記第１マウント機構が固定された前方側突出部を含む、構成であってもよい。これにより、前方衝突時に燃料電池に加わる衝撃を抑制できる。

本発明によれば、モータ及び燃料電池の車体への搭載作業性を確保しつつ、モータの振動が燃料電池に伝達することを抑制した燃料電池車を提供できる。

図１は、実施例１の燃料電池車の概略図である。 図２は、実施例１の燃料電池車の車体内のモータルームを上方から見た図である。 図３は、モータルームを前方から見た図である。 図４は、図３のＡ―Ａ断面図である。 図５は、保持板の上面図である。 図６Ａは、マウント機構の説明図である。 図６Ｂは、マウント機構の説明図である。 図６Ｃは、マウント機構の説明図である。 図７は、車体への取り付け前のユニットを示した図である。 図８は、実施例２の燃料電池車のモータルームを上方から見た図である。 図９は、実施例２の燃料電池車のモータルームを前方から見た図である。 図１０は、図９のＢ−Ｂ断面図である。

以下、複数の実施例について説明する。

実施例１の燃料電池車１について説明する。図１は、実施例１の燃料電池車１の概略図である。尚、本明細書においては、車体２の前後方向は、車体２の車幅方向と直交する方向を意味する。図１に示すように、モータルーム３は、搭乗室４よりも車体２の前方側に位置する。モータルーム３内には、詳しくは後述するが、モータ３０、燃料電池スタック（以下、燃料電池と称する）５１が搭載されている。車体２の中央部には、燃料電池５１に供給される反応ガスである水素を貯蔵したタンクＴが搭載されている。搭乗室４よりも車体２の後方側には、モータ３０に電力を供給可能でありモータ３０からの回生電力により充電可能な二次電池１５１が搭載されている。

次に、モータルーム３内に搭載された部品について説明する。図２は、実施例１の燃料電池車１の車体２内のモータルーム３を上方から見た図である。図３は、モータルーム３を前方から見た図である。図４は、図３のＡ−Ａ断面図である。図２、図４では、車体２の外形線を点線で簡略化して示しており、図３では省略してある。また、車輪Ｗ等について点線で示している。モータルーム３には、上述したようにモータ３０、燃料電池５１に加えて、フロントサスペンションメンバ（以下、サスペンションメンバと称する）１０、一対のフロントサイドメンバ（以下、サイドメンバと称する）２３、２４、保持板７０が配置されている。

サスペンションメンバ１０は、金属製であり底面視で略矩形枠状に形成されている。サスペンションメンバ１０は、車体２の下方側にあり、一対のサイドメンバ２３、２４に吊り下げられている。サスペンションメンバ１０は、前方側の車輪Ｗに加わる衝撃を吸収する、不図示のショックアブソーバを支持している。サスペンションメンバ１０は、車幅方向に延び車体２の前方側及び後方側にそれぞれ位置した前方クロス部１２及び後方クロス部１５と、前方クロス部１２から後方側に延びて後方クロス部１５に連続した一対のサイドレール部１３、１４とを含む。

前方クロス部１２は、サイドメンバ２３、２４の前方側からそれぞれ下方に延びた柱部２３２、２４２に、不図示のインシュレータを介してボルト及びナット等により固定されている。柱部２３２、２４２は、図３、図４についてのみ示し、図２では省略してある。後方クロス部１５は、サイドメンバ２３、２４の後方側の下部に、インシュレータを介してボルト及びナット等により固定されている。

一対のサイドメンバ２３、２４は、車体２の骨格を構成する骨格部材であり長手方向を車体２の前後方向として配置されている。サイドメンバ２３、２４は、車体２の左右に配置されている。図２〜図４では、サイドメンバ２３、２４は点線で示している。

モータ３０は、燃料電池車１の走行用のモータであり、車幅方向に延びたドライブシャフトＤＳに連結された前方側の車輪Ｗを駆動する。モータ３０内には、モータ３０の動力をドライブシャフトＤＳに伝達するトランスアクスルが収納されている。モータ３０は、燃料電池５１からの電力の供給により駆動し、三相交流式であるがこれに限定されない。トランスアクスルは、減速機構及び差動機構を含む動力伝達機構である。マウント機構Ｍ３２、Ｍ３３、Ｍ３５は、モータ３０を弾性的に支持してサスペンションメンバ１０に取り付けるためのものであり、詳しくは後述する。

燃料電池５１は、反応ガスである水素及び酸素の供給を受けて発電する固体高分子形燃料電池であり、モータ３０を駆動するための燃料電池の一例である。パワーコントロールユニット（以下、ＰＣＵと称する）５５は、燃料電池５１から供給された電力を直流から交流に変換してモータ３０やエアコンプレッサ５７に供給するものであり、具体的にはインバータである。

エアコンプレッサ５７は、外気を取り込んで所定の圧力まで圧縮して燃料電池５１に供給することにより、カソードガスである酸素を燃料電池５１に供給する。従って、エアコンプレッサ５７は、燃料電池５１の運転のために駆動する。エアコンプレッサ５７は、モータ３０の右側の外壁に設けられた複数のボス部Ｂ７により固定されている。ボス部Ｂ７の数や位置はこれに限定されない。エアコンプレッサ５７は、図４に示すように、アクチュエータ５７ｍ、ファンＦを備えている。アクチュエータ５７ｍは、燃料電池５１又は二次電池１５１からの電力の供給を受けて、エアコンプレッサ５７内のファンＦを回転させてタンクＴから水素を燃料電池５１に供給する。エアコンプレッサ５７と燃料電池５１とをつなぐ反応ガスの供給通路については図示を省略してある。

保持板７０は、金属製の略平板状であり、燃料電池５１を保持した表面７１と、モータ３０に対向する裏面７６とを有する。保持板７０は、マウント機構Ｍ３２、Ｍ３５によりサスペンションメンバ１０に取り付けられ、更にマウント機構Ｍ７３、Ｍ７４によりそれぞれサイドメンバ２３、２４に取り付けられている。また、図４に示すように、保持板７０の裏面７６とモータ３０との間には一定の間隔が空けられている。即ち、保持板７０は、保持板７０及び燃料電池５１がモータ３０には接触せずに離れた状態で、マウント機構Ｍ３２、Ｍ３５により支持されている。マウント機構Ｍ３２、Ｍ３５は、サスペンションメンバ１０にモータ３０及び保持板７０を取り付けるマウント機構の一例である。マウント機構Ｍ３２、Ｍ３５、Ｍ７３、Ｍ７４については詳しくは後述する。

カバーＣＶは、保持板７０の表面７１上に固定されて燃料電池５１を覆っており、燃料電池５１に雨水等が侵入することを防いでいる。カバーＣＶには、燃料電池５１にカソードガス、アノードガス、冷却水を供給、排出するための管や、燃料電池５１とＰＣＵ５５とを電気的に接続するケーブル又はコネクタを通すための、複数の開口部が設けられている。尚、これらの開口部は、保持板７０に設けられていてもよい。

ＰＣＵ５５は、カバーＣＶの上部に固定されおり、カバーＣＶを介して保持板７０に間接的に保持されている。ＰＣＵ５５は、燃料電池５１からの電力をモータ３０に供給する。ＰＣＵ５５は、モータ３０とマウント機構Ｍ３２、Ｍ３５とから離れて保持板７０に保持された電子機器の一例である。尚、車体２には、燃料電池５１の電力を昇圧してＰＣＵ５５に送電するコンバータが搭載されていてもよい。

図５は、保持板７０の上面図である。保持板７０は、燃料電池５１やカバーＣＶが固定される略矩形状の保持領域７ｒと、保持領域７ｒから車体２の前方側、左側、右側、後方側にそれぞれ突出した突出部７２、７３、７４、７５と、を含む。突出部７２〜７５は、それぞれマウント機構Ｍ３２、Ｍ３３、Ｍ７４、Ｍ７５により支持されている。保持板７０は、長手方向が車幅方向となるように配置されている。また、保持板７０の保持領域７ｒも、上方から見て長手方向が車幅方向となっている。これに応じて、燃料電池５１も上方から見て、長手方向が車幅方向となるように略矩形状であり、保持板７０からはみ出さないように保持されている。

上述したようにモータ３０は、マウント機構Ｍ３２、Ｍ３３、Ｍ３５によりサスペンションメンバ１０に取り付けられている。マウント機構Ｍ３２、Ｍ３３、Ｍ３５は、それぞれサスペンションメンバ１０の前方クロス部１２、サイドレール部１３、後方クロス部１５に固定されている。マウント機構Ｍ３２、Ｍ３５は、燃料電池５１よりも車体２の前方側及び後方側にそれぞれ配置された第１及び第２マウント機構の一例である。

マウント機構Ｍ３３は、図３に示すように、サイドレール部１３にボルト及びナットにより固定されたブラケットＢ１３と、ブラケットＢ１３に保持されたインシュレータＩ１３と、モータ３０の左側の外壁から水平方向に左側に突出したブラケットＢ３３と、を含む。インシュレータＩ１３は、同心状に配置された金属製の外筒及び内筒と、外筒及び内筒間に配置されたゴム製であり筒状の弾性体と、を含む。外筒、内筒、弾性体は、軸方向が車体２の前後方向となるように配置されている。ブラケットＢ３３は、互いに鉛直面に略平行な２つの突片を有している。ボルトＢがこの２つの突片に設けられた孔を貫通しつつインシュレータＩ１３の内筒に挿入された状態で、ナットによりブラケットＢ３３とインシュレータＩ１３とが固定されている。これにより、ブラケットＢ３３は弾性体により弾性的に支持される。従って、モータ３０の振動は弾性体により吸収され、モータ３０の振動がサスペンションメンバ１０に伝達することが抑制される。

マウント機構Ｍ７３、Ｍ７４も、マウント機構Ｍ３３と略同様の構造を有している。具体的には、マウント機構Ｍ７３は、サイドメンバ２３に固定されたブラケットＢ２３と、ブラケットＢ２３に保持されたインシュレータＩ２３と、インシュレータＩ２３に弾性的に支持され保持板７０の突出部７３に固定されたブラケットＢ７３と、を含む。同様に、マウント機構Ｍ７４は、サイドメンバ２４に固定されたブラケットＢ２４と、ブラケットＢ２４に保持されたインシュレータＩ２４と、インシュレータＩ２４に弾性的に支持され保持板７０の突出部７４に固定されたブラケットＢ７４と、を含む。インシュレータＩ２３、Ｉ２４により、保持板７０はサイドメンバ２３、２４に対して弾性的に支持される。これにより、サイドメンバ２３、２４から保持板７０を介して燃料電池５１やＰＣＵ５５に振動が伝達することが抑制される。マウント機構Ｍ７３、Ｍ７４は、それぞれ、サイドメンバ２３、２４に対して保持板７０を弾性的に支持して取り付ける第３マウント機構の一例である。

インシュレータＩ１３、Ｉ２３、Ｉ２４は、略同様の構造を有しており、それぞれ外筒、内筒、弾性体を有しており、形状、大きさは同一であってもよいが、異なっていてもよい。インシュレータＩ１３、Ｉ２３、Ｉ２４が同一の部品である場合には、製造コストを低減できる。インシュレータＩ１３、Ｉ２３、Ｉ２４は、軸方向が車体２の前後方向となるように配置されている。ブラケットＢ２３、Ｂ２４は、略同様の構造を有し、形状、大きさが同じであってもよいし、異なっていてもよい。ブラケットＢ２３、Ｂ２４が同一の部品である場合には、製造コストを低減できる。ブラケットＢ７３、Ｂ７４は、略同様の構造を有し、形状、大きさが同じであってもよいし、異なっていてもよい。ブラケットＢ７３、Ｂ７４が同一の部品である場合には、製造コストを低減できる。

次に、マウント機構Ｍ３２について説明する。マウント機構Ｍ３２は、燃料電池５１やモータ３０よりも前方側に位置して前方クロス部１２に固定され、モータ３０及び保持板７０を弾性的に支持している。図６Ａ、６Ｂ、６Ｃは、マウント機構Ｍ３２の説明図である。マウント機構Ｍ３２は、前方クロス部１２に固定されるブラケットＢ１２と、ブラケットＢ１２に保持された２つのインシュレータＩ６２と、保持板７０の突出部７２に固定されるブラケットＢ７２と、を含む。図６Ａは、ブラケットＢ７２の、車幅方向を含む鉛直断面図である。図６Ｂ、図６Ｃは、それぞれ、ブラケットＢ１２の車幅方向を含む鉛直断面図、側面図である。

ブラケットＢ１２は、前方クロス部１２に固定される基部１２１と、基部１２１から略鉛直上方に互いに略平行に延び略車幅方向に並んだ２つの支持片１２３と、を含む。基部１２１には、ブラケットＢ１２を前方クロス部１２に固定するためのボルトがそれぞれ挿入される２つの孔１２２が、２つの支持片１２３を挟む位置に設けられている。ブラケットＢ１２は、サスペンションメンバ１０に固定された第１固定部の一例である。支持片１２３の間には、２つのインシュレータＩ６２が略鉛直方向に並んで挟まれて保持されている。

インシュレータＩ６２は、金属製の外筒６３及び内筒６５と、外筒６３及び内筒６５間に配置されたゴム製の弾性体６４とを含む。外筒６３、弾性体６４、内筒６５は、円筒状であり、同心状に配置され、車幅方向を軸方向とする。外筒６３は、支持片１２３の間で溶接や接着又はボルト等により移動不能に固定されている。弾性体６４は、外筒６３の内側面に接着され、径方向に弾性変形可能である。内筒６５は、弾性体６４の内側面に接着されて弾性的に支持されている。２つの支持片１２３には、内筒６５の端部を逃がすため略円形状の逃げ穴１２５がそれぞれ形成されている。即ち、内筒６５は、支持片１２３には接触せずに弾性体６４にのみ支持されている。弾性体６４が径方向に弾性変形可能であり、外筒６３に対する内筒６５の径方向の相対移動を許容する。弾性体６４は、外筒６３の内側面に少なくとも一部が固定され、内筒６５を弾性的に支持するものであれば、形状を問わない。２つのインシュレータＩ６２は、軸方向が車幅方向と略平行にブラケットＢ１２に保持されている。

図３、図４に示すように、モータ３０の前方側の外壁からはブラケットＢ３２が前方側に水平方向に突出している。ブラケットＢ３２は、互いに略平行であり鉛直面に略平行な２つの突片３２３を含む。２つの突片３２３間の距離は、ブラケットＢ１２の２つの支持片１２３を挟むことが可能な程度に設定されている。ブラケットＢ３２の２つの突片３２３にはボルトＢを挿入可能な孔３２４が設けられている。

２つの突片３２３が下側のインシュレータＩ６２と対向して２つの支持片１２３を挟んだ状態で、孔３２４と下側のインシュレータＩ６２の内筒６５にボルトＢが挿入される。次に、ボルトＢにナットＮを螺合させる。これにより、ブラケットＢ３２とブラケットＢ１２とが連結され、ブラケットＢ３２は下側のインシュレータＩ６２にボルトＢを介して弾性的に支持される。よって、モータ３０の一部が下側のインシュレータＩ６２により弾性的に支持され、モータ３０の振動がサスペンションメンバ１０に伝達することが抑制される。下側のインシュレータＩ６２は、モータ３０をブラケットＢ１２に対して弾性的に支持する第１支持部の一例である。

マウント機構Ｍ３２による保持板７０の弾性的な支持について説明する。ブラケットＢ７２は、保持板７０の突出部７２の裏面７６に固定される基部７２１と、基部７２１から略鉛直下方に互いに略平行に延び略車幅方向に並んだ２つの連結片７２３とを含む。ブラケットＢ７２は、保持板７０に固定された第２固定部の一例である。基部７２１には、ブラケットＢ７２を突出部７２に固定するためのボルトがそれぞれ挿入される２つの孔７２２が、２つの連結片７２３を挟む位置に設けられている。連結片７２３の長さは、支持片１２３よりも短い。２つの連結片７２３間の距離は、ブラケットＢ１２の２つの支持片１２３を挟むことが可能な程度に設定されている。ブラケットＢ７２の２つの連結片７２３にはボルトＢが挿入可能な孔７２４が設けられている。

２つの連結片７２３が上側のインシュレータＩ６２に対向して２つの支持片１２３を挟んだ状態で、孔７２４と上側のインシュレータＩ６２の内筒６５にボルトＢが挿入される。次に、ボルトＢにナットＮを螺合させる。これにより、ブラケットＢ１２とブラケットＢ７２とが連結され、ブラケットＢ７２は上側のインシュレータＩ６２の内筒６５にボルトＢを介して弾性的に支持される。このようなブラケットＢ７２に保持板７０が固定されることにより、保持板７０の一部が上側のインシュレータＩ６２により弾性的に支持され、モータ３０の振動が保持板７０に伝達することが抑制される。上側のインシュレータＩ６２は、保持板７０がモータ３０から離れた状態でブラケットＢ７２をブラケットＢ１２に対して弾性的に支持する第２支持部の一例である。

マウント機構Ｍ３５について説明する。マウント機構Ｍ３５は、燃料電池５１やモータ３０よりも後方側に位置して後方クロス部１５に固定され、モータ３０及び保持板７０を弾性的に支持している。図４に示すように、マウント機構Ｍ３５は、後方クロス部１５に固定されるブラケットＢ１５と、ブラケットＢ１５に保持された２つのインシュレータＩ６５と、保持板７０の突出部７５の裏面７６に固定されるブラケットＢ７５と、を含む。ブラケットＢ１５、Ｂ７５、インシュレータＩ６５は、それぞれ前述したブラケットＢ１２、Ｂ７２、インシュレータＩ６２と同様の構造である。モータ３０の後方側の外壁からはブラケットＢ３５が後方側に水平方向に突出している。ブラケットＢ３５は、互いに略平行であり鉛直面に略平行な２つの突片を有している。ブラケットＢ３５は、前述したブラケットＢ３２と略同様の構造である。モータ３０のブラケットＢ３５は、下側のインシュレータＩ６５により弾性的に支持されている。ブラケットＢ７５は、上側のインシュレータＩ６５により弾性的に支持されている。これにより、マウント機構Ｍ３５によりモータ３０及び保持板７０が弾性的に支持され、モータ３０の振動がマウント機構Ｍ３５を介してサスペンションメンバ１０や保持板７０に伝達することが抑制される。マウント機構Ｍ３５のブラケットＢ１５、Ｂ７５、下側のインシュレータＩ６５、上側のインシュレータＩ６５は、それぞれ、前述した第１固定部、第２固定部、第１支持部、第２支持部の一例である。

以上のように、マウント機構Ｍ３２、Ｍ３５により、保持板７０は、保持板７０、燃料電池５１、及びＰＣＵ５１がモータ３０から接触せずに離れた状態で弾性的に支持されている。このため、保持板７０に保持された燃料電池５１、ＰＣＵ５５にモータ３０の振動が伝達することが抑制されている。このため、燃料電池５１に振動が伝達することによる、燃料電池５１の耐久性や排水性、又は燃料電池５１内での反応ガスの分配性への影響を抑制できる。また、複数の小型の電子部品を実装したプリント基板等を有するＰＣＵ５５への振動の伝達も抑制され、ＰＣＵ５５への信頼性を確保できる。燃料電池５１とＰＣＵ５５との間の電気的接続の信頼性についても確保できる。また、マウント機構Ｍ３２、Ｍ３５により、路面に起因する走行中の車体２の振動が燃料電池５１やＰＣＵ５５へ伝達することも抑制できる。

ところでモータ３０は、ドライブシャフトＤＳの回転により、ドライブシャフトＤＳ周りに回転しようとする振動を受けやすい。本実施例では、このようなドライブシャフトＤＳの回転によって生じるモータ３０の振動の方向を考慮して、ドライブシャフトＤＳを挟む位置にマウント機構Ｍ３２、Ｍ３５を設けて、モータ３０及び保持板７０を弾性的に支持している。これにより、モータ３０から燃料電池５１、ＰＣＵ５５への振動の伝達が効果的に抑制される。尚、マウント機構Ｍ３２、Ｍ３５は、略鉛直方向に長い形状であるが、サスペンションメンバ１０の上方に位置するサイドメンバ２３、２４に干渉しないように、前方クロス部１２及び後方クロス部１５にそれぞれ固定されている。

保持板７０は、上述したように、サスペンションメンバ１０よりも高い位置にあるサイドメンバ２３、２４に、それぞれマウント機構Ｍ７３、Ｍ７４を介して弾性的に支持されて固定されている。従って、例えば路面に起因した車体２の振動により保持板７０やマウント機構Ｍ３２、Ｍ３５に対して車幅方向に力が作用した場合であっても、マウント機構Ｍ７３、Ｍ７４により保持板７０の車幅方向の揺れが抑制される。また、マウント機構Ｍ３２、Ｍ３５への負荷も抑制される。更にサイドメンバ２３、２４から保持板７０への振動の伝達も抑制される。このように、振動が燃料電池５１やＰＣＵ５５に伝達することが抑制される。

上述したように電力供給によりエアコンプレッサ５７のアクチュエータ５７ｍとファンＦとは回転し、これに伴いエアコンプレッサ５７は振動する。しかしながら、前述したようにエアコンプレッサ５７は、燃料電池５１と保持板７０とマウント機構Ｍ３２、Ｍ３５とからは離れて、モータ３０の右側の外壁に固定されている。このため、エアコンプレッサ５７の振動が燃料電池５１やＣＰＵ５５に伝達されることが抑制される。エアコンプレッサ５７は、燃料電池５１の運転のために振動するように駆動し、燃料電池５１と保持板７０とマウント機構Ｍ３２、Ｍ３５とから離れてモータ３０に固定された補機の一例である。

尚、モータ３０に固定する補機は、エアコンプレッサ５７に限定されない。補機は、例えばカソードガス、アノードガス、又は冷却水を燃料電池５１に循環させるポンプや、カソードガス又はアノードガスの流通経路上に配置されて開度を調整可能な電磁バルブ等であってもよい。これら補機は、燃料電池５１の運転のために駆動するものであり、供給電力によって駆動するアクチュエータを備え、アクチュエータの駆動により振動するからである。このような補機を燃料電池５１と保持板７０とマウント機構Ｍ３２、Ｍ３５とからは離れてモータ３０に固定することにより、補機の振動が燃料電池５１やＣＰＵ５５に伝達することを抑制できる。

保持板７０の突出部７２は、図２、図４、図５に示すように燃料電池５１やＰＣＵ５５よりも車体前方側に突出している。マウント機構Ｍ３２も、図４に示すように、燃料電池５１やＰＣＵ５５よりも前方側にある。例えば燃料電池車１が前方衝突した場合、変形した車体２の一部や、燃料電池５１やＰＣＵ５５よりも前方側に配置されたラジエータ等の部品が、燃料電池５１やＰＣＵ５５よりも先に突出部７２やマウント機構Ｍ３２に衝突する。これにより、燃料電池５１やＰＣＵ５５に加わる衝撃を抑制できる。

また、保持板７０の突出部７３、７４は、図５に示すようにそれぞれ燃料電池５１やＰＣＵ５５よりも左側及び右側に突出している。例えば燃料電池車１が側面衝突した場合、変形したサイドメンバ２３又は２４等が、燃料電池５１やＰＣＵ５５よりも先に突出部７３又は７４に衝突する。これにより、燃料電池５１やＰＣＵ５５に加わる衝撃を抑制できる。

また、サスペンションメンバ１０とサイドメンバ２３、２４とは、柱部２３２、２４２のみならず、マウント機構Ｍ３２、Ｍ３５、Ｍ７３、Ｍ７４と保持板７０とを介して連結されている。このため、前方衝突時には、サスペンションメンバ１０、サイドメンバ２３、２４、マウント機構Ｍ３２、Ｍ３５、Ｍ７３、Ｍ７４、保持板７０により、衝撃を分散して吸収できる。

また、図２に示すように、鉛直方向から見て、燃料電池５１は、モータ３０、保持板７０、ＰＣＵ５５、エアコンプレッサ５７に部分的に重なっている。このように、大型の燃料電池５１を採用しつつ、狭いモータルーム３内のスペースにこれら複数の機器が配置されている。

燃料電池５１は、ＰＣＵ５５に隣接し、保持板７０を介してエアコンプレッサ５７及びモータ３０に隣接している。これら機器は、何れも燃料電池５１に電気的に直接又は間接的に接続されている。このように互いに電気的に接続される複数の機器が一箇所に集約されているので、これら機器間の距離を短くして送電効率の低下を抑制できる。

マウント機構Ｍ３２、Ｍ３５のそれぞれは、モータ３０及び保持板７０の双方をサスペンションメンバ１０に取り付けている。このため、モータ３０及び保持板７０をそれぞれサスペンションメンバ１０に取り付けるための機構を個別に設けた場合と比較して、本実施例は部品点数が削減されている。また、燃料電池５１、ＣＰＵ５５は保持板７０に保持されて車体２に搭載されているため、これら機器を個別に車体２に搭載する場合と比較して部品点数が削減されている。これにより、コストの増大を抑制して、モータルーム３内のスペースを有効利用できる。

次に、車体２へのサスペンションメンバ１０、モータ３０、燃料電池５１の搭載について説明する。まず、マウント機構Ｍ３２、Ｍ３３、Ｍ３５を介して、エアコンプレッサ５７が固定されたモータ３０をサスペンションメンバ１０に固定する。次に、燃料電池５１、カバーＣＶ、ＰＣＵ５５を保持した保持板７０を、マウント機構Ｍ３３、Ｍ３５に取り付ける。このようにして、図７に示すように、サスペンションメンバ１０、モータ３０、燃料電池５１、ＰＣＵ５５、保持板７０を一体化してするユニットにする。図７は、車体２への取り付け前のユニットを示した図である。このユニットのサスペンションメンバ１０を車体２の下方から、サイドメンバ２３、２４の柱部２３２、２４２に吊り下げる。このようにしてモータ３０の車体２への組み付け後、モータ３０にドライブシャフトＤＳを挿入し、マウント機構Ｍ７３、Ｍ７４を介して保持板７０をサイドメンバ２３、２４に取り付ける。

このように、サスペンションメンバ１０、モータ３０、燃料電池５１、ＰＣＵ５５を一体化して車体２に搭載できる。従って、例えばサスペンションメンバ１０やモータ３０とは別に、燃料電池５１やＰＣＵ５５を車体２に個別に搭載する場合と比較して、搭載作業性が向上している。

本実施例では燃料電池５１、ＰＣＵ５５等は、車体２の狭いモータルーム３内に取り付ける前に保持板７０に保持される。従って、車体２への搭載前に、燃料電池５１とＰＣＵ５５とを電気的に接続しておくこともできる。このため、このような電気的な接続を、狭いモータルーム３内ではなく広い空間で行うことができ、作業性が向上している。

また、エンジン自動車の場合と同様に、エンジンが取り付けられたサスペンションメンバの代わりに、モータ３０及び燃料電池５１が取り付けられたサスペンションメンバ１０を車体２に搭載できる。このため、エンジン自動車を製造するための設備を、燃料電池車１の製造にも利用でき、製造コストを抑制できる。

また、前述したように、保持板７０は、長手方向が車幅方向となる姿勢で搭載されている。ここで上述したように車体２では、モータルーム３内にモータ３０が搭載され、モータ３０は前方側の車輪Ｗを駆動させる。このような車体２は、エンジン自動車においてはフロントエンジン・フロントドライブの車両（ＦＦ車両）に相当する。一般的に、ＦＦ車両のエンジンルームは、エンジンの長手方向が車幅方向となる姿勢でエンジンを搭載できるように設計されている。このため、保持板７０の長手方向が車幅方向となる姿勢で、既存のＦＦ車両に搭載できる。このように、既存のエンジン自動車の車体を流用できるため、製造コストを抑制できる。尚、保持板７０の形状は図５に示したものに限定されず、車体２の前後方向での最大長よりも車幅方向での最大長が長ければ、例えば長軸が車幅方向となる略楕円形状であってもよい。この場合であれば、ＦＦ車両への搭載は容易だからである。

尚、保持板７０は、モータルーム３内に配置可能であれば、長手方向が車体２の前後方向となる略矩形状や略楕円形状、又は略正方形状や略円形状であってもよい。

上記実施例では、マウント機構Ｍ３２、Ｍ３５の双方がモータ３０及び保持板７０を弾性的に支持しているがこれに限定されない。例えば、マウント機構Ｍ３２、Ｍ３５の双方がモータ３０を弾性的に支持するが、何れか一方のみが保持板７０を弾性的に支持してもよい。この場合であっても、保持板７０はマウント機構Ｍ３２、Ｍ３５の一方が弾性的に支持することにより、モータ３０からの振動がマウント機構Ｍ３２、Ｍ３５の一方を介して燃料電池５１へ伝達することが抑制される。

マウント機構Ｍ３２に関して、モータ３０をブラケットＢ１２に対して弾性的に支持する支持部は、ブラケットＢ１２に保持された前述のインシュレータＩ６２には限定されない。このような支持部は、ブラケットＢ１２とモータ３０と間に設けられ両者を弾性的に支持するものであってもよい。同様に、保持板７０に固定されたブラケットＢ７２をブラケットＢ１２に対して弾性的に支持する支持部は、ブラケットＢ７２、Ｂ１２間に設けられ両者を弾性的に支持するものであってもよい。マウント機構Ｍ３５についても同様である。

マウント機構Ｍ７３、Ｍ７４の何れか一方のみが設けられていてもよい。即ち、保持板７０は、マウント機構Ｍ３２、Ｍ３５と、マウント機構Ｍ７３、Ｍ７４の一方とにより、車体２に取り付けられていればよい。３点で保持板７０の３辺に相当する、突出部７２と、突出部７５と、突出部７３又は７４とが固定されていれば、保持板７０を安定して支持できるからである。

また、マウント機構Ｍ７３、Ｍ７４は設けられていなくてもよい。即ち、保持板７０は、マウント機構Ｍ３２、Ｍ３５により、車体２に取り付けられていてもよい。この場合であっても、モータ３０の振動が燃料電池５１に伝達することが抑制されるからである。

マウント機構Ｍ７３では、ブラケットＭ２３に保持されたインシュレータＩ２３により、サイドメンバ２３に固定されたブラケットＢ２３に対して保持板７０に固定されたブラケットＢ７３が弾性的に支持されている。しかしながら、保持板７０を弾性的に支持してサイドメンバ２３に固定するためのマウント機構Ｍ７３は、このような構成に限定されない。例えば、ブラケットＢ２３、Ｂ７３の間に設けられ両者を弾性的に支持する支持部を採用してもよい。マウント機構Ｍ７４に関しても同様である。

実施例２の燃料電池車１´について説明する。実施例１と同一構成については同一の符号を付して重複する説明を省略する。図８は、実施例２の燃料電池車１´のモータルーム３を上方から見た図である。図９は、実施例２の燃料電池車１´のモータルーム３を前方から見た図である。図１０は、図９のＢ−Ｂ断面図である。図９、１０においては、車体２の外形線や車輪Ｗについては省略してある。

図９、図１０に示すように、保持板７０´の裏面７６側には、ＤＣ−ＤＣコンバータ５３（以下、コンバータと称する）、ＰＣＵ５５´が保持されている。コンバータ５３、ＰＣＵ５５´は、共にモータ３０、マウント機構Ｍ３２´、Ｍ３５´からは離れている。コンバータ５３は、燃料電池５１から入力された直流電圧を昇圧してＰＣＵ５５´へ出力する。コンバータ５３は、上述した電子機器の一例である。

マウント機構Ｍ３２´、Ｍ３５´は、コンバータ５３、ＰＣＵ５５´がモータ３０から離れて、実施例１の保持板７０よりも高い位置で保持板７０´を弾性的に支持している。マウント機構Ｍ３２´は、ブラケットＢ１２´、Ｂ７２、２つのインシュレータＩ６２を含む。ブラケットＢ１２´は、実施例１のブラケットＢ１２よりも鉛直上方に長く形成されている。ブラケットＢ１２´は上側のインシュレータＩ６２を、実施例１のブラケットＢ１２の上側のインシュレータＩ６２よりも高い位置で保持している。従って、実施例２のブラケットＢ７２は、実施例１のブラケットＢ７２よりも高い位置でブラケットＢ１２´により支持されている。同様に、マウント機構Ｍ３５´は、ブラケットＢ１５´、Ｂ７５、２つのインシュレータＩ６５を含む。ブラケットＢ１５´は、ブラケットＢ１２´と同様の構造である。ブラケットＢ１５´も、ブラケットＢ７５は、実施例１のブラケットＢ７５よりも高い位置でブラケットＢ１５´に支持されている。

実施例２においても、インシュレータＩ６２、Ｉ６５をそれぞれ含むマウント機構Ｍ３２´、Ｍ３５´によりモータ３０、保持板７０´が弾性的に支持される。従って、モータ３０からの燃料電池５１、コンバータ５３、ＰＣＵ５５´への振動の伝達が抑制される。

図９に示すように、保持板７０´の左側の突出部７３と保持領域７ｒとの間には、突出部７３側から保持領域７ｒ側にかけて上方に立ち上がった傾斜部７３ｓが形成されている。同様に、左側の突出部７４側から保持領域７ｒ側にかけて上方に立ち上がった傾斜部７４ｓが形成されている。従って、保持領域７ｒは、突出部７３、７４よりも高い位置にある。よって、突出部７３、７４がそれぞれサイドメンバ２３、２４に固定されることにより、保持板７０´とモータ３０との間の空間を確保できる。この空間内にコンバータ５３、ＰＣＵ５５´が保持されている。このように、燃料電池５１及び複数のコンバータ５３、ＰＣＵ５５´を保持板７０´に保持させて、これら機器間の距離を短くでき、送電効率の低下を抑制できる。

また、保持板７０´のように、燃料電池５１が保持される保持領域７ｒの高さと、サイドメンバ２３、２４にそれぞれ固定される突出部７３、７４の高さとは同じである必要はない。実施例２の場合、実施例１よりも燃料電池５１の高さは高くなるが実施例１と同様に保持板７０´はマウント機構Ｍ７３、Ｍ７４によりサイドメンバ２３、２４に固定されているため、保持板７０´は安定して支持されている。

また、燃料電池５１、ＣＰＵ５５´に加えてコンバータ５３も保持板７０´に保持されて車体２に搭載されている。このため、搭載用のマウント部品の点数を抑制できる。これにより、コストの増大を抑制して、モータルーム３内のスペースを有効利用できる。

尚、保持板７０´とモータ３０との間の空間を十分に確保できる場合には、保持板７０´の裏面側に燃料電池５１を支持するカバーを設けて裏面側で燃料電池５１を保持し、表面側でコンバータ５３やＰＣＵ５５´を保持してもよい。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１ 燃料電池車
２ 車体
３ モータルーム
１０ サスペンションメンバ
２３、２４ サイドメンバ
３０ モータ
５１ 燃料電池
５５ パワーコントロールユニット（電子機器）
５７ エアコンプレッサ（補機）
７０ 保持板
７２ 突出部（前方突出部）
Ｍ３２、Ｍ３５ マウント機構（第１及び第２マウント機構）
Ｂ１２、Ｂ１５ ブラケット（第１固定部）
Ｂ３２、Ｂ３５ ブラケット（第２固定部）
Ｉ６２ インシュレータ（第１及び第２支持部）
Ｉ６５ インシュレータ（第１及び第２支持部）
Ｍ７３、Ｍ７４ マウント機構（第３マウント機構）

Claims (7)

1. 走行用のモータと、
   前記モータに電力を供給する燃料電池と、
   前記燃料電池を保持した保持板と、
   車体の前方側に搭載されたサスペンションメンバと、
   前記サスペンションメンバに前記モータ及び保持板を取り付けるマウント機構と、を備え、
   前記マウント機構は、前記サスペンションメンバ及び保持板にそれぞれ固定された第１及び第２固定部と、前記モータを前記第１固定部に対して弾性的に支持する第１支持部と、前記保持板が前記モータから離れた状態で前記第２固定部を前記第１固定部に対して弾性的に支持する第２支持部と、を含む、燃料電池車。
2. 前記マウント機構は、前記燃料電池よりも前記車体の前方側及び後方側にそれぞれ配置された第１及び第２マウント機構を含み、
   前記第１及び第２マウント機構のそれぞれは、前記第１及び第２固定部と、前記第１及び第２支持部と、を含む、請求項１の燃料電池車。
3. 前記車体の前方側に搭載され、前記サスペンションメンバよりも上方に位置するサイドメンバと、
   前記サイドメンバに対して前記保持板を弾性的に支持して取り付ける第３マウント機構と、を備えた、請求項１又は２の燃料電池車。
4. 前記燃料電池の運転のために振動するように駆動し、前記燃料電池と前記保持板と前記マウント機構とから離れて前記モータに固定された補機を備えた、請求項１乃至３の何れかの燃料電池車。
5. 前記モータと前記マウント機構とから離れて前記保持板に保持された電子機器を備えた、請求項１乃至４の何れかの燃料電池車。
6. 前記燃料電池の運転のために駆動し、前記燃料電池と前記保持板と前記マウント機構とから離れて前記モータに固定された補機と、
   前記モータと前記マウント機構とから離れて前記保持板に保持された電子機器と、を備え、
   前記燃料電池は、前記モータ、前記保持板、前記補機、及び前記電子機器に、鉛直方向に部分的に重なっている、請求項１乃至３の何れかの燃料電池車。
7. 前記保持板は、前記燃料電池よりも前記車体の前方側に突出し前記第１マウント機構が固定された前方側突出部を含む、請求項２の燃料電池車。

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