JP2017140985A - 燃料電池車両 - Google Patents

Abstract

【課題】スタックケースに加わる過度な荷重による燃料電池スタックの損傷を抑制する。【解決手段】スタックケースは、スタック側ブラケット孔を有するスタック側ブラケット６４ｂを有し、収容ボックスは、スタック側ブラケット孔の下方に位置するフレーム側ブラケット孔を有するフレーム側ブラケット６８ｂを備える。スタックケースは、スタック側ブラケット孔及びフレーム側ブラケット孔の一方の側から挿入されたマウントボルト６１を、他方の側からフレーム側ブラケット孔に嵌め込まれたマウントナット６９に螺子止めすることによって、スタックフレームに固定される。フレーム側ブラケットは、燃料電池車両の前後方向の端部のうちの収容ボックスにより遠い遠位端部に向かう側に、収容ボックスにより近い近位端部から遠位端部へ向かうあらかじめ定めた大きさを超える荷重がスタックケースに直接的に加わった場合に破壊する脆弱部６８２を有する。【選択図】図６

Description

本発明は、燃料電池スタックを搭載する燃料電池車両に関する。

燃料電池車両の構造として、特許文献１には、マウント機構を介して燃料電池スタックが搭載される構造が記載されている。このマウント機構は、燃料電池スタックの後側を車体フレームに対して固定する後側保持部と、車体フレームを構成する車体サブフレームに取り付けられ、燃料電池スタックの前側を保持するとともに、外部荷重が付与された際、形状を屈曲変形させ且つ燃料電池スタックの前側の保持機能を維持する前側保持部と、を設けている。マウント機構に車長方向の前側から外部荷重が付与された際、前側保持部が、車長方向に変形するとともに、燃料電池スタックの車長方向前側の保持機能を維持することにより、燃料電池車両に車長方向の前方側から外部荷重が付与された際、燃料電池スタックがマウント機構から離脱することを可及的に抑制する。

特開２０１４−１０１０５８号公報

しかし、特許文献１に記載された技術では、例えば、アンダーライド衝突のように、外部荷重がマウント機構に加わらずに、その上に搭載されている燃料電池スタックやその筐体（スタックケース）に直接加わるような状態が発生した場合、過度な外部荷重が燃料電池スタックに付与されて、燃料電池スタックが破損する可能性がある。

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、以下の形態として実現することが可能である。

（１）本発明の一形態によれば、車室の前側または後側の収容ボックスに燃料電池スタックを搭載する燃料電池車両が提供される。この燃料電池車両は、前記燃料電池スタックはスタックケースに収容されている。前記スタックケースは、スタック側ブラケット孔を有するスタック側ブラケットを有している。前記収容ボックスは、前記スタック側ブラケット孔の下方に位置するフレーム側ブラケット孔を有するフレーム側ブラケットを備えたスタックフレームを有している。前記スタックケースは、前記スタック側ブラケット孔及び前記フレーム側ブラケット孔の一方の側から挿入されたマウントボルトを、他方の側から前記フレーム側ブラケット孔に嵌め込まれたマウントナットに螺子止めすることにより、前記スタックフレームに固定されている。前記フレーム側ブラケットは、前記燃料電池車両の前後方向の端部のうちの前記収容ボックスにより遠い遠位端部に向かう側に、前記収容ボックスにより近い近位端部から前記遠位端部へ向かうあらかじめ定めた大きさを超える荷重が前記スタックケースに直接的に加わった場合に破壊する脆弱部を有している。
この形態の燃料電池車両によれば、収容ボックスに近い燃料電池車両の近位端部から遠位端部の方向に向けてあらかじめ定めた大きさを超える荷重がスタックケースに加わった場合（例えば、アンダーライド衝突の場合）にも、フレーム側ブラケット孔に嵌め込まれたマウントナットにより固定されたマウントボルトがフレーム側ブラケットの脆弱部を破壊することにより、スタックケースは固定されたスタックフレームから離脱し、スタックケースに収容された燃料電池スタックを遠位端部の方向に移動させることができる。これにより、近位端部から遠位端部の方向に向けて過度な荷重がスタックケースに加わることによって燃料電池スタックが損傷することを抑制することができる。一方、遠位端部から近位端部に向けて比較的小さな荷重がスタックケースに加わった場合は、スタックケースがスタックフレームから離脱しない状態を維持して、燃料電池スタックが収容ボックスのフレームから離脱しない状態を維持することができる。

本発明の第１実施形態としての燃料電池車両を示す説明図である。 フロントボックス内におけるスタックケースの搭載の状態を模式的に示す説明図である。 スタックケースのスタック側ブラケット及びスタックフレームのフレーム側ブラケットを模式的に示す説明図である。 スタックマウントを分解して示す斜視図である。 スタックケースに後側から前側に向かう荷重が加わる場合のスタックマウントの状態を示す説明図である。 スタックケースに前側から後側に向かう荷重が加わる場合のスタックマウントの状態を示す説明図である。 燃料電池車両の正面衝突におけるスタックケースの状態を示す説明図である。 燃料電池車両の後面衝突におけるスタックケースの状態を示す説明図である。 燃料電池車両のアンダーライド衝突におけるスタックケースの状態を示す説明図である。 変形例のフレーム側ブラケットを示す平面図である。 第２実施形態におけるスタックケースのスタック側ブラケットとスタックフレームのフレーム側ブラケットと中間ブラケットを模式的に示す平面図である。 第２実施形態においてスタックケースに加わる後方向荷重が破壊力よりも大きい場合のスタックマウントの状態を示す説明図である。 第３実施形態におけるスタックケースのスタック側ブラケットとスタックフレームのフレーム側ブラケットと中間ブラケットを模式的に示す平面図である。

Ａ．第１実施形態：
図１は、本発明の第１実施形態としての燃料電池車両を示す説明図である。燃料電池車両１０は、四隅に車輪ＦＲ，ＦＬ，ＲＲ，ＲＬを備えた自動車である。図中における「前後左右」の矢印は、燃料電池車両１０を基準にして定めた向きである。以下、前側、後側、右側、左側と呼ぶときは、「前後左右」の矢印に示す方向を意味する。燃料電池車両１０は、中央の車室１１と、車室１１の前側のフロントボックス１２と後側のリアボックス１３とを有している。フロントボックス１２には、スタックケース３０に収容された燃料電池スタック２０やコントローラケース４０に収容されたＦＣコントローラの他、不図示の電圧変換装置や流体給排用ユニット等が搭載されている。コントローラケース４０はスタックケース３０の上部に取り付けられている。なお、燃料電池スタック２０が搭載されたフロントボックス１２は「収容ボックス」に相当する。また、燃料電池車両１０の前端部１０Ｆと後端部１０Ｒのうち、フロントボックス１２により近い前端部１０Ｆが「近位端部」に相当し、後端部１０Ｒが「遠位端部」に相当する。

燃料電池スタック２０は、例えば、固体高分子型の燃料電池の単セル２１が複数枚、積層された積層体である。各単セル２１は、燃料電池車両１０が搭載する燃料ガスタンク（不図示）から供給される燃料ガス（例えば、水素ガス）と、エアポンプ（不図示）から酸化剤ガスとして供給される空気とを用いて発電する。

燃料電池スタック２０は、コントローラケース４０に収容されたＦＣコントローラによって発電が制御される。燃料電池スタック２０が発電した電力は、電圧変換装置（不図示）を介して、燃料電池車両１０が備える駆動用モータ（不図示）に出力される。駆動用モータによって、例えば前側の車輪ＦＲ，ＦＬが回転駆動される。

図２は、フロントボックス１２内におけるスタックケース３０の搭載の状態を模式的に示す説明図である。図２（Ａ）はスタックケース３０を上側から見た平面図であり、図２（Ｂ）はその側面図である。

スタックケース３０は、燃料電池スタック２０の複数の単セル２１の積層方向が燃料電池車両１０の前後方向（車長方向）と略一致するように縦置きとなっている。なお、スタックケース３０及びコントローラケース４０は、剛性を確保するため、金属（例えば、ステンレス鋼やアルミニウム）や強化樹脂材料（例えば、ＣＦＲＰ）によって形成されている。

図２（Ｂ）に示すように、スタックケース３０は、スタックフレーム１５上に固定される。燃料電池車両１０はボデー（図示省略）と車体フレーム１４とが締結・保持された構造を有しており、スタックフレーム１５は、フロントボックス１２（図１）内の車体フレーム１４に固定される。スタックフレーム１５と車体フレーム１４との間の固定は、複数（本例では４つ）のフレームマウント５０ａ〜５０ｄによってなされている。また、スタックケース３０とスタックフレーム１５との間の固定は、複数（本例では４つ）のスタックマウント６０ａ〜６０ｄによってなされている。

フレームマウント５０ａ〜５０ｄは、スタックフレーム１５の孔部５１を通してマウントボルト５４を挿入し、車体フレーム１４のリブ５２の雌ネジ付孔部５３にマウントボルト５４を螺子止めすることで、スタックフレーム１５を車体フレーム１４に固定する。なお、スタックフレーム１５を車体フレーム１４のリブに溶接等によって固定することにより、フレームマウントを省略することも可能である。

スタックマウント６０ａ〜６０ｄは、スタックケース３０のスタック側ブラケット６４ａ〜６４ｄと、スタックフレーム１５のフレーム側ブラケット６８ａ〜６８ｄとを、それぞれ、マウントボルト６１とマウントナット６９によって締結することにより、スタックケース３０をスタックフレーム１５に固定する。但し、スタックマウント６０ａ〜６０ｄは、後述するように、スタックケース３０をスタックフレーム１５から離脱可能に固定する。

図３は、スタックケース３０のスタック側ブラケット６４ａ〜６４ｄ及びスタックフレーム１５のフレーム側ブラケット６８ａ〜６８ｄを模式的に示す説明図である。図３（Ａ）はスタックケース３０の平面図であり、図３（Ｂ）はスタックフレーム１５の平面図である。スタックケース３０には、図３（Ａ）に示すように、スタックケース３０の左側の前側部及び後側部に、スタックケース３０の下端から左方向に突出するスタック側ブラケット６４ａ，６４ｂが設けられており、スタックケース３０の右側に、左側と同様に、スタック側ブラケット６４ｃ，６４ｄが設けられている。スタック側ブラケット６４ａ〜６４ｄには、マウントボルト６１が挿入されるスタック側ブラケット孔６４１が形成されている。そして、スタックフレーム１５には、図３（Ｂ）に示すように、スタック側ブラケット６４ａ〜６４ｄに対応する複数のフレーム側ブラケット６８ａ〜６８ｄが設けられている。フレーム側ブラケット６８ａ〜６８ｄも、同様に、マウントボルト６１が挿入されるフレーム側ブラケット孔６８１が形成されている。但し、フレーム側ブラケット６８ａ〜６８ｄのフレーム側ブラケット孔６８１の後側部６８２は、前側部６８３の幅Ｄｆに比べて狭くなった幅Ｄｂの狭幅部となっている。なお、この後側部６８２は「脆弱部」に相当する。

図４は、スタックマウント６０ｂ(図２（Ｂ））を分解して示す斜視図である。スタックマウント６０ｂは、スタック側ブラケット６４ｂの上側の台座部６４３の上に配置される絶縁性のゴム部材６３と、ゴム部材６３を上側から保持するための保持部材としてのリテーナ６２と、を備えている。また、スタックマウント６０ｂは、スタック側ブラケット６４ｂの下側の台座部６４４の下に配置される絶縁性のゴム部材６５と、ゴム部材６５を下側から保持するための保持部材としてのリテーナ６６と、を備えている。上側のゴム部材６３のゴム孔６３１とスタック側ブラケット６４ｂのスタック側ブラケット孔６４１と下側のゴム部材６５のゴム孔６５１にはスリーブ６７が挿入される。マウントボルト６１は、上側のリテーナ６２のリテーナ孔６２１から、スリーブ６７のスリーブ孔６７１及び下側のリテーナ孔６６１を通って、フレーム側ブラケット６８ｂのフレーム側ブラケット孔６８１に挿入される。また、マウントボルト６１の先端がマウントナット６９に螺子止めされることにより、スタック側ブラケット６４ｂがフレーム側ブラケット６８ｂに締結される。マウントナット６９は、スタックフレーム１５のスタックケース３０が搭載される側の面とは反対側の面で、フレーム側ブラケット孔６８１に嵌め込まれてフレーム側ブラケット孔６８１に密着する嵌め込み部６９１を有するカシメナットである。なお、スタック側ブラケット６４ｂを挟むゴム部材６３，６５によって、スタックケース３０の絶縁性の確保及び振動の抑制が可能である。また、図示及び説明は省略するが、他のスタックマウント６０ａ，６０ｃ，６０ｄもスタックマウント６０ｂと同様である。

図５は、スタックケース３０に後側から前側に向かう荷重が加わる場合のスタックマウント６０ｂの状態を示す説明図である。図５は、図４のスタックマウント６０ｂのＢ−Ｂ断面を、スタック側ブラケット６４ｂとフレーム側ブラケット６８ｂとが締結・固定された状態で示している。スタックケース３０に後側から前側（前方向）に向かう前方向荷重ＬＦが加わる場合、この前方向荷重ＬＦはスタックケース３０を前方向に移動させようとする向きに働き、マウントボルト６１が嵌め込み部６９１を介してスタック側ブラケット６４ｂの前側部６８３を押す押圧力を発生させる。しかしながら、フレーム側ブラケット６８ｂの前側部６８３の幅は十分に広いので、フレーム側ブラケット６８ｂは破壊されずに、スタック側ブラケット６４ｂとの締結・固定状態が維持される。なお、以下では、スタック側ブラケット６４ｂとフレーム側ブラケット６８ｂとが締結・固定された状態を「スタックマウント６０ｂが締結・固定された状態」とも呼ぶ。他のスタックマウント６０ａ，６０ｃ，６０ｄにおいても同様である。従って、この場合、スタックマウント６０ａ〜６０ｄが締結・固定された状態に維持されるので、スタックケース３０はスタックフレーム１５から離脱せずに固定された状態となる。

図６は、スタックケース３０に前側から後側に向かう荷重が加わる場合のスタックマウント６０ｂの状態を示す説明図である。図６は、図５と同様の断面で示されている。図６（Ａ）は、スタックケース３０に前側から後側（後方向）に向かう後方向荷重ＬＢが加わるが、その後方向荷重ＬＢが破壊力ＤＦより小さい場合を示している。破壊力ＤＦは、マウントボルト６１がマウントナット６９の嵌め込み部６９１を介してフレーム側ブラケット６８ｂの後側部６８２（脆弱部）を押圧することで、後側部６８２が破壊する押圧力である。この破壊力ＤＦは、後側部６８２の幅を狭くすることで小さくすることができ、幅を広くすることで大きくすることができる。後方向荷重ＬＢが破壊力ＤＦよりも小さい場合には、スタックマウント６０ｂの締結・固定の状態が維持される。他のスタックマウント６０ａ，６０ｃ，６０ｄにおいても同様である。従って、この場合、スタックマウント６０ａ〜６０ｄが締結・固定された状態に維持されるので、スタックケース３０はスタックフレーム１５から離脱せずに固定された状態となる。

図６（Ｂ）は、スタックケース３０に加わる後方向荷重ＬＢが破壊力ＤＦよりも大きい場合を示している。後方向荷重ＬＢが破壊力ＤＦよりも大きい場合には、マウントボルト６１がフレーム側ブラケット６８ｂの後側部６８２を破壊し、マウントボルト６１及びマウントナット６９による締結荷重によって発生する締結力（「軸力」とも呼ぶ）が、スタック側ブラケット６４ｂ及びフレーム側ブラケット６８ｂに働かなくなる。この結果、スタックマウント６０ｂのフレーム側ブラケット６８ｂを除く部分が、破壊された後側部６８２を介して後方向に離脱する。他のスタックマウント６０ａ，６０ｃ，６０ｄにおいても同様である。これにより、スタック側ブラケット６４ａ〜６４ｄを有するスタックケース３０が、スタックフレーム１５から離脱する。

以上説明したように、第１実施形態においては、上記のスタックマウント６０ａ〜６０ｄによってスタックケース３０がスタックフレーム１５に離脱可能に固定されることにより、以下で説明する効果を得ることができる。

図７は、燃料電池車両１０の正面衝突におけるスタックケース３０の状態を示す説明図である。なお、図７は、燃料電池車両１０の前端部１０Ｆがバリアに正面衝突（以下、「正突」とも呼ぶ）する場合を例に示している。正突の場合、スタックケース３０に加わる荷重は前方向に向かう前方向慣性荷重ＩＬＦとなるので、図５において説明した前方向荷重ＬＦの場合と等価な状態となる。従って、この場合には、スタックケース３０に収容された燃料電池スタック２０は、スタックマウント６０ａ〜６０ｄによってスタックフレーム１５から離脱せずに、車体に固定された状態を維持することができる。

図８は、燃料電池車両１０の後面衝突におけるスタックケース３０の状態を示す説明図である。なお、図８は、燃料電池車両１０の後端部１０Ｒがバリアに後面衝突（以下、「後突」とも呼ぶ）する場合を例に示している。後突の場合、スタックケース３０に加わる荷重は後方に向かう後方向慣性荷重ＩＬＢとなる。但し、スタックケース３０が搭載されたフロントボックス１２は、後突が発生した後端部１０Ｒに対してリアボックス１３および車室１１よりも前側にあるので、スタックケース３０に加わる後方向慣性荷重ＩＬＢは、後端部１０Ｒ、リアボックス１３、及び、車室１１において吸収されて小さくなり、図６（Ａ）の場合と等価な状態となる。従って、後突の場合にも、正突の場合と同様に、スタックケース３０に収容された燃料電池スタック２０は、スタックマウント６０ａ〜６０ｄによってスタックフレーム１５から離脱せずに、車体に固定された状態を維持することができる。

図９は、燃料電池車両１０のアンダーライド衝突におけるスタックケース３０の状態を示す説明図である。なお、図９は、燃料電池車両１０が前方のトラックに衝突して荷台の下に潜り込み、インターロックした状態の場合のアンダーライド衝突を例に示している。この場合、スタックケース３０に加わる荷重は、衝突した荷台から燃料電池車両１０の方向（後方向）に向かい、スタックケース３０に直接的に加わる後方向直接荷重ＢＬＢとなる。この後方向直接荷重ＢＬＢは、後突の場合の後方向慣性荷重ＩＬＢ（図８）に比べて非常に大きいので、仮にスタックケース３０をそのまま固定した状態に維持しておくと、スタックケース３０や燃料電池スタック２０を損傷させ、破損させる場合がある。これに対して、第１実施形態では、フレーム側ブラケット６８ａ〜６８ｄの後側部６８２を脆弱部とすることにより、アンダーラインド衝突によって大きな後方向直接荷重ＢＬＢが発生した場合に、マウントボルト６１がマウントナット６９の嵌め込み部６９１を介して後側部６８２を破壊することによって（図６（Ｂ））、スタックケース３０をスタックフレーム１５から離脱させることができ、燃料電池スタック２０の損傷や破損を抑制することができる。このときの離脱荷重（破壊力）は、スタックケース３０の破損荷重よりも小さな値に設定することが好ましい。

図１０は、変形例のフレーム側ブラケット６８ｂｐ，６８ｂｑを示す平面図である。上記の実施形態のフレーム側ブラケット６８ａ〜６８ｄ（図３）は、後側部６８２の全体を、前側部６８３の幅Ｄｆよりも狭い幅Ｄｂの狭幅部として、後側部６８２の全体を脆弱部としている場合を例に示したが、これらの変形例に例示するような構成によって脆弱部を設けるようにしてもよい。図１０（Ａ）のフレーム側ブラケット６８ｂｐは、前側部６８３の幅Ｄｆと同じ幅の後側部６８２ｐのフレーム側ブラケット孔６８１の後側部分に、Ｖ字型の調整溝６８４ｐによって前側部６８３よりも狭い幅Ｄｂｐの脆弱部６８５ｐを設けた例を示している。図１０（Ｂ）のフレーム側ブラケット６８ｂｑは、前側部６８３の幅Ｄｆと同じ幅の後側部６８２ｑのフレーム側ブラケット孔６８１の後側部分に、Ｕ字型の調整溝６８４ｑによって前側部６８３よりも狭い幅Ｄｂｑの脆弱部６８５ｑを設けた例を示している。これら変形例のように、調整溝によって脆弱部を設けた場合、調整溝の底部に、マウントボルトの押圧力によって発生する応力を集中させることができ、調整溝がない場合に比べて破壊力を低下させて、離脱する荷重を小さい方向に調整することが可能となる。他のフレーム側ブラケット６８ａ，６８ｃ，６８ｄも同様である。なお、調整溝の形状はＶ字やＵ字に限定されるものではなく、幅の狭い脆弱部を形成するとともに、調整溝の底部に応力を集中させることができる形状であればよい。また、上記の脆弱部の変形は、以下の実施形態においても同様に適用される。

Ｂ．第２実施形態：
図１１は、第２実施形態におけるスタックケース３０のスタック側ブラケット６４ａ〜６４ｄとスタックフレーム１５のフレーム側ブラケット６８ａ〜６８ｄと中間ブラケット７０ａ〜７０ｄを模式的に示す平面図である。図１１（Ａ）はスタックケース３０の平面図（図３（Ａ））であり、図１１（Ｂ）は中間ブラケット７０ａ〜７０ｄの平面図であり、図１１（Ｃ）はスタックフレーム１５の平面図（図３（Ｂ））である。なお、第２実施形態は、スタックケース３０をスタックフレーム１５に離脱可能に固定するスタックマウントのうち、中間ブラケット７０ａ〜７０ｄを介してスタックケース３０のスタック側ブラケット６４ａ〜６４ｄとスタックフレーム１５のフレーム側ブラケット６８ａ〜６８ｄとが締結・固定される構成以外は、第１実施形態と同様である。

中間ブラケット７０ａ〜７０ｄは、それぞれ、スタック側ブラケット６４ａ〜６４ｄと締結される第１のブラケット部分７１と、フレーム側ブラケット６８ａ〜６８ｄと締結される第２のブラケット部分７２と、を備えている。第１のブラケット部分７１は、第１のマウントボルト６１（図４）が挿入される第１の中間ブラケット孔７１１と、スタック側ブラケット６４ａ〜６４ｄとの間に配置されるゴム部材６５（図４）を保持する保持部７１２（図４の保持部材としてのリテーナ６６に対応する）と、を有している。第２のブラケット部分７２は、フレーム側ブラケット６８ａ〜６８ｄと締結・固定するための第２のマウントボルトが挿入される第２の中間ブラケット孔７２１を有している。

スタック側ブラケット６４ａ〜６４ｄと中間ブラケット７０ａ〜７０ｄの第１のブラケット部分７１とは、第１実施形態のスタック側ブラケット６４ａ〜６４ｄとフレーム側ブラケット６８ａ〜６８ｄと同様に、第１のマウントボルト６１と第１のマウントナット６９によって締結・固定される（図４）。但し、第１のマウントナット６９は、カシメナットでなくても良い。

また、中間ブラケット７０ａ〜７０ｄの第２のブラケット部分７２とフレーム側ブラケット６８ａ〜６８ｄとは、第２のマウントボルト７４と第２のマウントナット７５によって離脱可能に締結・固定される（後述の図１２）。第２のマウントナット７５は、第２のブラケット部分７２と接するフレーム側ブラケットの面とは反対側の面で、フレーム側ブラケット孔６８１に嵌め込まれてフレーム側ブラケット孔６８１に密着する嵌め込み部７５１を有するカシメナットである。

図１２は、第２実施形態において、スタックケース３０に加わる後方向荷重ＬＢが破壊力ＤＦよりも大きい場合のスタックマウント６０Ｙｂの状態を示す説明図である。図１２は、図６（Ｂ）と同様の断面で示されている。スタックケース３０に加わる後方向荷重ＬＢが破壊力ＤＦよりも大きい場合には、第２のマウントボルト７４がフレーム側ブラケット６８ｂの後側部６８２（脆弱部）を破壊し、第２のマウントボルト７４及び第２のマウントナット７５による締結力が中間ブラケット７０ｂの第２のブラケット部分７２及びフレーム側ブラケット６８ｂに働かなくなる。この結果、スタックマウント６０Ｙｂのフレーム側ブラケット６８ｂを除く部分が、破壊された後側部６８２を介して後方向に離脱する。他のスタックマウントにおいても同様である。これにより、図９で示したアンダーライド衝突の場合にも、スタックケース３０をスタックフレーム１５から離脱させることができ、燃料電池スタック２０の損傷や破損を抑制することができる。

なお、第２実施形態では、スタック側ブラケット６４ａ〜６４ｄが中間ブラケット７０ａ〜７０ｄの第１のブラケット部分７１に対して離脱不可な状態で締結・固定されており、中間ブラケット７０ａ〜７０ｄの第２のブラケット部分７２がフレーム側ブラケット６８ａ〜６８ｄに対して離脱可能な状態で締結・固定されている。従って、第２実施形態においては、中間ブラケット７０ａ〜７０ｄの第２のブラケット部分７２が実質的な「スタック側ブラケット」に相当する。

Ｃ．第３実施形態：
図１３は、第３実施形態におけるスタックケース３０のスタック側ブラケット６４ａ〜６４ｄとスタックフレーム１５のフレーム側ブラケット６８Ｚａ〜６８Ｚｄと中間ブラケット７０Ｚａ〜７０Ｚｄを模式的に示す平面図であり、第２実施形態の図１１に相当する図である。第３実施形態は、フレーム側ブラケット６８Ｚａ〜６８Ｚｄの後側部６８２Ｚが前側部６８３と同等以上の幅を有している点、中間ブラケット７０Ｚａ〜７０Ｚｄの第１のブラケット部分７１Ｚの第１の中間ブラケット孔７１１の後側部７１３が、第２実施形態の中間ブラケット７０ａ〜７０ｄに比べて幅を狭くした脆弱部となっているとともに、保持部７１２に換えて保持部材としてのリテーナ６６（図４）が用いられる点以外の構成は、第２実施形態と同様である。なお、この構成の場合における離脱の荷重を決定する破壊力は、中間ブラケット７０Ｚａ〜７０Ｚｄの第１のブラケット部分７１Ｚの後側部７１３を破壊するのに要する押圧力である。

第３実施形態においても、図示は省略するが、スタックケース３０に加わる後方向荷重が破壊力よりも大きい場合には、フレーム側ブラケット６８Ｚａ〜６８Ｚｄ及び中間ブラケット７０Ｚａ〜７０Ｚｄを除くスタックマウントの部分が、中間ブラケット７０Ｚａ〜７０Ｚｄの破壊された後側部７１３を介して後方向に離脱する。これにより、第１，第２実施形態と同様に、スタックケース３０をスタックフレーム１５Ｚから離脱させることができ、燃料電池スタック２０の損傷や破損を抑制することができる。

なお、第３実施形態では、中間ブラケット７０Ｚａ〜７０Ｚｄの第２のブラケット部分７２がフレーム側ブラケット６８Ｚａ〜６８Ｚｄに対して離脱不可な状態で締結・固定されており、スタック側ブラケット６４ａ〜６４ｄが中間ブラケット７０Ｚａ〜７０Ｚｄの第１のブラケット部分７１Ｚに対して離脱可能な状態で締結・固定されている。従って、第３実施形態においては、中間ブラケット７０Ｚａ〜７０Ｚｄの第１のブラケット部分７１Ｚが実質的な「フレーム側ブラケット」に相当する。

Ｄ．変形例：
（１）変形例１
上記第１実施形態では、スタック側ブラケット６４ａ〜６４ｄを挟持するゴム部材６３，６５と、ゴム部材６３，６５を保持するための保持部材としてのリテーナ６２，６６と、を含む構成としたが、上側のゴム部材６３及びリテーナ６２と下側のゴム部材６５及びリテーナ６６とのいずれか一方あるいは両方を省略した構成としてもよい。また、第２実施形態では、スタック側ブラケット６４ａ〜６４ｄを挟持するゴム部材６３，６５と、ゴム部材を保持するための保持部材としてのリテーナ６２及び保持部７１２と、を含む構成としたが、上側のゴム部材６３及びリテーナ６２と下側のゴム部材６５及び保持部７１２のいずれか一方あるいは両方を省略した構成としてもよい。

（２）変形例２
上記実施形態では、スタックマウントを４つとしたが、４つに限定されるものではなく、例えば、２つ、３つ、５つ等の他の数としてもよい。

（３）変形例３
上記実施形態では、収容ボックスとしてのフロントボックス１２にスタックケース３０が搭載される構成としたが、この代わりとしてリアボックス１３にスタックケースが搭載される構成としてもよい。この場合、第１，第２実施形態（図３，図１１）で説明したフレーム側ブラケットに設けられる脆弱部は後側ではなく前側となる。また、第３実施形態（図１３）で説明した中間ブラケットの第１のブラケット部分に設けられる脆弱部は、スタック側ブラケットと締結される第１のブラケット部分が前側で、フレーム側ブラケットと締結される第２のブラケット部分が後側となるように配置されたうえで、後側ではなく前側となる。すなわち、ブラケットに設けられる脆弱部は、燃料電池車両の前後方向の端部のうちの収容ボックスにより遠い遠位端部に向かう側に設けられる。

（４）変形例４
上記実施形態では、単セルの積層方向が燃料電池車両の前後方向（車長方向）を向くように燃料電池スタックがスタックケースに収容された場合を例に説明したが、単セルの積層方向が燃料電池車両の左右方向（車幅方向）を向くように燃料電池スタックがスタックケースに収容された構成としてもよい。

（５）変形例５
上記実施形態では、燃料電池に固体高分子型燃料電池を用いたが、リン酸型燃料電池、溶融炭酸塩型燃料電池、固体酸化物形燃料電池等、種々の燃料電池としてもよい。

本発明は、上述の実施形態や変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、前述した実施形態および各変形例における構成要素の中の、独立請求項で記載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。

１０…燃料電池車両
１０Ｆ…前端部
１０Ｒ…後端部
１１…車室
１２…フロントボックス
１３…リアボックス
１４…車体フレーム
１５，１５Ｚ…スタックフレーム
２０…燃料電池スタック
２１…単セル
３０…スタックケース
４０…コントローラケース
５０ａ〜５０ｄ…フレームマウント
５１…孔部
５２…リブ
５３…雌ネジ付孔部
５４…マウントボルト
６０ａ〜６０ｄ…スタックマウント
６０Ｙｂ…スタックマウント
６１…マウントボルト（第１のマウントボルト）
６２…リテーナ
６３…ゴム部材
６４ａ〜６４ｄ…スタック側ブラケット
６５…ゴム部材
６６…リテーナ
６７…スリーブ
６８ａ〜６８ｄ…フレーム側ブラケット
６８ｂｐ，６８ｂｑ…フレーム側ブラケット
６８Ｚａ〜６８Ｚｄ…フレーム側ブラケット
６９…マウントナット（第１のマウントナット）
７０ａ〜７０ｄ…中間ブラケット
７０Ｚａ〜７０Ｚｄ…中間ブラケット
７１，７１Ｚ…第１のブラケット部分
７２…第２のブラケット部分
７４…第２のマウントボルト
７５…第２のマウントナット
６２１…リテーナ孔
６３１…ゴム孔
６４１…スタック側ブラケット孔
６４３…台座部
６４４…台座部
６５１…ゴム孔
６６１…リテーナ孔
６７１…スリーブ孔
６８１…フレーム側ブラケット孔
６８２…後側部（脆弱部）
６８２ｐ，６８２ｑ…後側部
６８２Ｚ…後側部
６８３…前側部
６８４ｐ，６８４ｑ…調整溝
６８５ｐ，６８５ｑ…脆弱部
６９１…嵌め込み部
７１１…第１の中間ブラケット孔
７１２…保持部
７１３…後側部（脆弱部）
７２１…第２の中間ブラケット孔
７５１…嵌め込み部
ＦＲ，ＦＬ，ＲＲ，ＲＬ…車輪
ＤＦ…破壊力
ＢＬＢ…後方向直接荷重
ＩＬＢ…後方向慣性荷重
ＩＬＦ…前方向慣性荷重
ＬＢ…後方向荷重
ＬＦ…前方向荷重

Claims (1)

1. 車室の前側または後側の収容ボックスに燃料電池スタックを搭載する燃料電池車両であって、
   前記燃料電池スタックはスタックケースに収容されており、
   前記スタックケースは、スタック側ブラケット孔を有するスタック側ブラケットを有しており、
   前記収容ボックスは、前記スタック側ブラケット孔の下方に位置するフレーム側ブラケット孔を有するフレーム側ブラケットを備えたスタックフレームを有しており、
   前記スタックケースは、前記スタック側ブラケット孔及び前記フレーム側ブラケット孔の一方の側から挿入されたマウントボルトを、他方の側から前記フレーム側ブラケット孔に嵌め込まれたマウントナットに螺子止めすることにより、前記スタックフレームに固定されており、
   前記フレーム側ブラケットは、前記燃料電池車両の前後方向の端部のうちの前記収容ボックスにより遠い遠位端部に向かう側に、前記収容ボックスにより近い近位端部から前記遠位端部へ向かうあらかじめ定めた大きさを超える荷重が前記スタックケースに直接的に加わった場合に破壊する脆弱部を有している、燃料電池車両。

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