JP4512536B2 - 燃料電池搭載電動車イスの燃料ボンベ設置構造 - Google Patents

Description

この発明は、駆動用の電源として燃料電池システムを搭載した電動車イスの燃料ボンベ設置構造に関するものである。

近年、燃料電池システムの開発に伴い、身障者あるいは高齢者向け電動車イスの走行装置駆動用電源として燃料電池システムが検討されつつある。
車イスに燃料電池システムを搭載する場合には、例えば、図４に示すように、シートの座面部３直下に燃料電池本体８を配置し、燃料が水素である場合には、さらにその下にボンベ保持部材２０を介して水素ボンベ９を配置する。

しかし、図４に示す電動車イス２１では、水素ボンベ９が車イス２１の最下部において水平に配置されているため、このボンベ９をセット、交換等する際には、作業者は低くかがみ込む必要があった。かがみ込んで作業をすることは、姿勢が不安定でありボンベをうまくセット、交換できないので好ましくない。
また、ボンベ９は非常に重いので、かがみ込んで行うセット、交換時のハンドリング作業、あるいは、そのボンベ９を持って立ち上がる際に腰を痛めることも考えられ、作業の安全上改善の余地がある。特に、水素吸蔵合金を内蔵したボンベ９を使用する場合には、ボンベ９は非常に重くなるので、その改善は重要である。

そこで、この発明は、燃料電池システムを搭載した電動車イスのボンベを、楽にまた安全にセット、交換できるようにすることを課題とする。

上記の課題を解決するために、この発明は、燃料ボンベを燃料電池本体の側方に設けたのである。
このようにすれば、燃料ボンベを燃料電池本体の下方に設けた場合よりも燃料ボンベの固定位置が高くなるので、ボンベをセット、交換する際に、作業者は大きくかがみ込む必要がない。このため、ボンベを、楽にまた安全にセット、交換できるようになる。このとき、燃料ボンベの位置は燃料電池本体の側方であればよく、その燃料電池本体に対して車体前方側、車体幅方向側方、車体後方側のいずれであってもよい。

この発明は、燃料電池搭載車イスのボンベを燃料電池本体の側方に設けたので、燃料ボンベの固定位置が高くなり、燃料ボンベを、楽にまた安全にセット、交換できる。

上記手段の実施形態として、電動車イスの座面部下に燃料電池本体を設け、その燃料電池本体へ燃料ボンベから燃料を供給することにより発電する燃料電池システムを搭載した電動車イスの燃料ボンベ設置構造において、その燃料ボンベを上記燃料電池本体側方に設けた構成が挙げられる。
この構成によれば、ボンベをセット、交換する際に、作業者は大きくかがみ込む必要がなく、ボンベを、楽にまた安全にセット、交換できるようにできる。

また、特に、その燃料が水素である場合には、燃料電池本体を冷却した後の暖かい空気を、すぐ側方に位置する燃料（水素）ボンベ周囲へ誘導しやすくなる。水素ボンベを、燃料電池本体を冷却した後の暖かい空気の熱で温めることができれば、水素の供給効率が高まるので好ましい。

また、上記の構成において、上記燃料ボンベが筒状を成す場合において、前記燃料ボンベは、その筒軸方向が上下方向に向くように上記電動車イスに固定すれば、ボンベの上端位置がより高くなる。このため、作業者は、その上端位置を掴んで保持すれば、さらに良好な姿勢で楽に作業することが可能となる。

その筒状の燃料ボンベを上記電動車イスに固定するために、その電動車イスにボンベ保持部材を設け、燃料ボンベを前記保持部材の上方から下方に向かって降下させることにより前記ボンベ保持部材に係止可能とし、その燃料ボンベを前記係止状態から上方に向かって持ち上げることにより前記保持部材から取り外し可能とした構成を採用し得る。
この構成によれば、燃料ボンベをセット、交換する際に、作業者はボンベをより上方位置で扱うことができるので、立った状態に近い姿勢で作業をすることができる。また、そのボンベをセットする際に、ボンベの自重を利用して下方に落とし込むことができるので、ボンベのセットが容易になる。

さらに、上記燃料ボンベを、上記電動車イスの背もたれ部後方に設ければ、背もたれ部は座面部よりも高く立ち上がるので、燃料ボンベは、その背もたれ部に沿って高い位置に設けてもじゃまにならない。このため、燃料ボンベを高い位置に固定するには、最適の位置であるといえる。燃料ボンベを高い位置に固定することにより、作業者の姿勢はさらによくなる。

特に、燃料ボンベを電動車イスの背もたれ部後方に設ければ、燃料ボンベは、燃料電池本体の進行方向後ろ側に位置するので、燃料電池本体から排出される気体は、その走行中の車イス周囲の気流に乗って、燃料ボンベ周囲に誘導されやすくなる。

なお、燃料電池本体と上記保持部材との間に、燃料電池本体から排出される気体を前記ボンベ保持部材で固定した燃料ボンベ周囲に導く気体誘導部を設ければ、気体及び熱がさらに誘導されやすくなる。

一実施例を図１乃至図２に基づいて説明する。
図１は、電動車イス１の背もたれ部２の背面側に設けたボンベ保持部材１０に、燃料ボンベ９を着脱する際の作業者の姿勢を示す説明図である。

燃料電池本体８は、座面部３下部において電動車イス１のフレームに固定されている。また、ボンベ保持部材１０は、筒状の水素ボンベ９を、いわゆる縦置き状態で着脱可能に係止できるようになっており、そのボンベ保持部材１０が、燃料電池本体８の後方において、背もたれ部２の垂直方向の後部フレーム７等に適宜の手段で固定されている。
また、水素ボンベ９は水素吸蔵合金を内蔵したボンベ９であり、ボンベ保持部材１０への係止状態において、図２に示すように、下端部に接続された配管９ｂを介して燃料電池本体８に水素が供給されるようになっている。

ボンベ保持部材１０の構成は、図２に示すように、燃料である水素を封入した水素ボンベ９を収納し得る内径を有する筒状を成し、その内側には、底部と上部開口付近にブッシュ１２が嵌め込まれて固定されている。下部のブッシュ１２は、水素ボンベ９の先端がぴったりと嵌る上向き凹状に形成されており、また、上部のブッシュ１２は、水素ボンベ９がぴったりと嵌る筒状に形成されている。

保持部材１０内に、図１に矢印で示す方向へ水素ボンベ９を降下させて挿入すると、水素ボンベ９は、ブッシュ１２，１２を介してボンベ保持部材１０に係止されるようになっている。また、その係止状態から水素ボンベ９を上方へ引き上げる（持ち上げる）と、水素ボンベ９は、前記保持部材１０から取り外しできるようになっている。
作業者は、手で水素ボンベ９の上端部９ａを保持して、ボンベ保持部材１０の上方位置で着脱作業できる。このため、ほぼ立ちあがった状態に近い楽な姿勢で作業をすることができる。また、水素ボンベ９をセットする際に、そのボンベの自重を利用して保持部材１０内に落とし込むことができるので、作業が楽である。
特に、水素吸蔵合金を内蔵した水素ボンベ９は非常に重いので、このように、中腰になることなく楽な姿勢で着脱作業ができれば、作業が安全であるとともに、その作業の効率もよくなる。

また、燃料電池本体８から排出される気体は、図２に示すように、気体誘導部１１を通ってボンベ保持部材１０の内面と水素ボンベ９の外面との間の空間に誘導されるようになっている。すなわち、その排出された気体は、図中矢印ａの方向へ排出され、その後矢印ｂに示すように、ボンベ保持部材１０内の空間を通って上方へ抜けていく。
水素を封入する水素ボンベ９として使用される水素吸蔵合金ボンベは、使用時に温める必要があるが、従来であれば、図４に示すように、燃料電池本体８からの熱をもった排気をボンベ９に向かって下方へ誘導していた。一般に、暖かい気体は上方へ向かって移動しようとするので、このように周囲よりも暖かい気体を下方に向かって誘導することは、排気効率上、またボンベ９の加熱効率上、最適とはいえなかった。
しかし、上記構成によれば、燃料電池本体８からの熱をもった排気は、その燃料電池本体８の側方に誘導されるので、水素ボンベ９周囲には、より効率的に排気が供給されてボンベ９の加熱効率も向上する。また、水素ボンベ９が、燃料電池本体８に対して進行方向後方に位置するので、この配置は、電動車イスが走行すれば排気を誘導する上で有利な条件となる。また、このように排気効率が向上すれば、結果的に、燃料電池の熱循環に使用する動力が少なくなるという効果もある。

なお、他の実施例として、図３に示すように、ボンベ保持部材１０をフレーム枠で形成して、固定された水素ボンベ９が露出するようにしてもよい。この態様において、水素ボンベ９は、例えば、ボンベ保持部材１０に係止具１４を介して固定された水平フレーム１３に、周知の手法で着脱可能に固定できるようにすればよい。このように水素ボンベ９が外部に向かって露出していれば、燃料電池本体８の排気口１５を保持部材１０側に向けることにより、上記気体誘導部１１を省略することもできる。

なお、燃料ボンベ９としては、電動車イス１にセットする燃料ボンベ９の形状、及び本数は自由であり、必要であれば、例えば、３本、４本といったように複数個同時に装着してもよい。また、燃料として水素以外のものを封入した場合にも、上記構成のボンベ設置構造で対応可能である。
さらに、そのボンベ保持部材１０及び燃料ボンベ９の設置位置は、ボンベ９の自重により、特に搭乗者がいない空車時に電動車イス１がバランスを失わないように、図１に示すように、後輪６の車軸６ａよりも前方に配置することが望ましい。もちろん、ボンベ保持部材１０及び燃料ボンベ９を、電動車イス１の側方に配置してもさしつかえない。

一実施例を示し、燃料ボンベを着脱する際の状態を示す説明図 図１の燃料ボンベ設置構造を示す概略図 他の実施例の燃料ボンベ設置構造を示す概略図 従来例を示し、燃料ボンベを着脱する際の状態を示す説明図

符号の説明

１，２１ 電動車イス
２ 背もたれ部
３ 座面部
４ 取手部
５ 前輪
６ 後輪
５ａ，６ａ 車軸
７ 後部フレーム
８ 燃料電池本体
９ 燃料ボンベ（水素ボンベ）
１０，２０ ボンベ保持部材
１１ 気体誘導部
１２ ブッシュ
１３ 水平フレーム
１４ 係止具
１５ 排気口

Claims (1)

1. 電動車イス（１）の座面部（３）下に燃料電池本体（８）を設け、その燃料電池本体（８）へ燃料ボンベ（９）から燃料を供給することにより発電する燃料電池システムを搭載した電動車イス（１）の燃料ボンベ設置構造において、
   上記燃料は水素であり、上記燃料ボンベ（９）は水素吸蔵合金を内蔵したボンベであり、その燃料ボンベ（９）を上記電動車イス（１）の背もたれ部（２）後方に設け、
   上記燃料ボンベ（９）は筒状を成し、前記燃料ボンベ（９）は、その筒軸方向が上下方向に向くように上記電動車イス（１）に固定し、
   上記電動車イス（１）にボンベ保持部材（１０）を設け、そのボンベ保持部材（１０）は下部にブッシュ（１２）を有して、そのブッシュ（１２）は、前記燃料ボンベ（９）の先端がぴったりと嵌る上向き凹状に形成されており、前記燃料ボンベ（９）を前記ボンベ保持部材（１０）の上方から下方に向かって降下させることにより前記燃料ボンベ（９）の下端部が前記ブッシュ（１２）に嵌ってその燃料ボンベ（９）が前記ボンベ保持部材（１０）に係止可能で、その係止状態で前記燃料ボンベ（９）の下端部に接続された配管（９ｂ）を通じて前記燃料電池本体（８）に水素が供給される状態とでき、その燃料ボンベ（９）を前記係止状態から上方に向かって持ち上げることにより前記燃料ボンベ（９）を前記ボンベ保持部材（１０）から取り外し可能としたことを特徴とする燃料ボンベ設置構造。

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