JP5141001B2 - 車両、および、燃料電池車載方法 - Google Patents

車両、および、燃料電池車載方法 Download PDF

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Description

本発明は、燃料電池を車載するための技術に関する。
燃料電池を車両に搭載する場合(すなわち、車載する場合)に、車両のフロアパネル下に形成される2つのサイドフレームの間に形成される空間に、燃料電池を配置する構成が知られている(下記特許文献1参照)。これらサイドフレームは、互いに並列にそれぞれ車両の進行方向に沿うように配置される。
特開2003−182378号公報
上記空間に燃料電池を配置する場合には、例えば、燃料電池を車両下から持ち上げ、上記空間内の予め定められた配置位置に移動させる必要があった。しかしながら、例えば、作業者が手作業やマニュピュレータ等で燃料電池を持ち上げつつ、配置位置に移動させる場合において、燃料電池は比較的重いので、燃料電池を移動させながら、配置位置への位置合わせを行なうことが困難になるおそれがあった。
また、上記空間に燃料電池を配置する場合に、燃料電池を保持した状態で、車両を移動させることにより、燃料電池を上記配置位置に配置する場合や、燃料電池および車両の両方を移動させて燃料電池を上記配置位置に配置する場合にも、上記同様の問題が生じるおそれがあった。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、燃料電池を車載する場合において、燃料電池の配置位置への位置合わせを容易にする技術を提供することを目的とする。
上記目的の少なくとも一部を達成するために、本発明の車両では、燃料電池が搭載される車両であって、前記燃料電池と、フロアパネルと、前記フロアパネル下であって、互いに並列にそれぞれ前記車両の進行方向に沿うように配置されるサイドフレームと、前記フロアパネルと各サイドフレームとで形成される空間内であって、予め定められる配置位置に前記燃料電池がくるように、前記燃料電池を前記車両に対して相対的に水平方向にスライドさせるためのスライド部材と、を備えることを要旨とする。
上記構成の車両によれば、燃料電池を車載する場合において、燃料電池の配置位置への位置合わせを容易にすることが可能となる。
上記車両において、前記配置位置で、前記燃料電池を固定するための固定部を備えることが好ましい。このようにすれば、燃料電池がスライド部材をスライドし動くことを抑制することができる。
上記車両において、前記スライド部材は、前記フロアパネル、および、前記サイドフレームのうち、少なくとも一方において、前記空間に接する面に、前記水平方向に沿って設けられる第1スライドレールと、前記燃料電池の側面に設けられ、前記第1スライドレールと嵌合し、前記燃料電池と共に前記第1スライドレールに沿って前記配置位置までスライドする第2スライドレールと、を備えることが好ましい。
このようにすれば、燃料電池を車載する場合において、燃料電池の配置位置への位置合わせを容易にすることが可能となる。
上記車両において、前記スライド部材は、前記燃料電池を、前記水平方向であって前記進行方向にスライドさせることが好ましい。このようにすれば、燃料電池を、サイドフレームに当たることなく円滑にスライドさせることができる。
上記車両において、前記スライド部材は、前記燃料電池を、前記水平方向であって前記進行方向の反対方向にスライドさせることが好ましい。このようにすれば、燃料電池を、サイドフレームに当たることなく円滑にスライドさせることができる。
上記車両において、前記空間内であって、前記燃料電池の配置位置よりも前記進行方向の反対側に、前記燃料電池に供給するための燃料ガスが貯蔵される燃料ガスタンク、および、前記燃料電池と接続される二次電池のうち、少なくとも一方を備えることが好ましい。このようにすれば、車両内の省スペース化を実現することが可能となる。
上記車両において、ダッシュパネルを備え、前記ダッシュパネルは、前記配置位置に配置される前記燃料電池における前記進行方向側の面を覆うためのカバーを兼ねることが好ましい。
このようにすれば、新たに専用のカバーを設けることなく、燃料電池の進行方向側の側面部を、所定の外力や飛来物などから保護することができる。
上記車両において、板状部材であって、各サイドフレームと接続され、前記配置位置に配置される前記燃料電池の下面を覆うための下面カバーを備えることが好ましい。このようにすれば、燃料電池の下面部を、所定の外力や飛来物などから保護することができる。
上記目的の少なくとも一部を達成するために、本発明の燃料電池車載方法では、前記燃料電池を水平方向にスライドさせるためのスライド部材を用意する工程と、前記フロアパネルと各サイドフレームとで形成される空間内であって、予め定められる配置位置に前記燃料電池がくるように、前記燃料電池を前記スライド部材によって前記車両に対して相対的に水平方向にスライドさせる工程と、を備えることを要旨とする。
上記構成の燃料電池車載方法によれば、燃料電池を車載する場合において、燃料電池の配置位置への位置合わせを容易にすることが可能となる。
なお、本発明は、上記した車両などの装置発明の態様に限ることなく、上記した燃料電池車載方法などの方法発明としての態様で実現することも可能である。
A.実施例:
A1.燃料電池の車載位置:
図1は、本発明の第1実施例における車両1000において、燃料電池100の搭載位置を説明するための概略構成図である。第1実施例の車両1000において、図1に示すように、x、y、z方向を規定し、また、以下では、x、y、z方向の反対方向を、それぞれ−x、−y、−z方向とする。車両1000は、x方向に向かって前進し、この方向を進行方向とも呼ぶ。燃料電池100は、図1に示すように、車両1000において、フロアパネル120下に配置される2つのサイドフレーム110の間であって、ダッシュパネル130付近に配置される。
図2は、図1のA−A断面を示す斜視図である。図3は、図2におけるB−B断面をy方向に向かって見た断面図である。図2では、省略しているが、実際には、手前にダッシュパネル130が配置され、また、図3に示すように、サイドフレーム110は、ダッシュパネル130に設けられる所定の孔部(図示せず)を貫通している。
図2に示すように、燃料電池100には、反応ガスや冷却水を給排するための給排管12が、前面(x方向側の面)および背面(−x方向側の面)に配設されている。そして、燃料電池100の横側面(y、−y方向側の面)および上面(z方向側の面)には、凸状のインナーレール20Aが取り付けられ、そのインナーレール20Aの凸部が、サイドフレーム110の内側面およびフロアパネル120の下面に取り付けられた凹状のアウターレール20Bの凹部に挿入されており、これにより燃料電池100が車両1000に支持されている。また、アウターレール20Bには、所定のローラ(図示せず)が取り付けられており、燃料電池100に対して、x方向、または、−x方向に作業者が力を加えると、燃料電池100がインナーレール20Aと共に、アウターレール20Bに沿って円滑にスライドするようになっている。
なお、インナーレール20Aおよびアウターレール20Bは、絶縁性硬化樹脂で形成されている。この場合、インナーレール20Aおよびアウターレール20Bは、金属材料で構成されており、その表面に絶縁材料をコーティングして、これらのレール接触面において絶縁するようにしてもよい。このようにすれば、インナーレール20Aおよびアウターレール20Bを介して、燃料電池100から、サイドフレーム110またはフロアパネル120へ通電することを抑制することができる。また、燃料電池100は、複数の単セル(図示せず)を積層して成るスタック構造を有している。
ダッシュパネル130は、図3に示すように、燃料電池100の前面(x方向側の面)を覆うように、サイドフレーム110の下面部付近まで形成されている。さらに、燃料電池100の下面部を覆うように、下面カバー210が配設されている。この下面カバー210は、サイドフレーム110の下面部、ダッシュパネル130の下面部、および、後述する後方背面カバー220と、所定のボルト(図示せず)によって連結される。
後方背面カバー220は、図3に示すように、燃料電池100の背面を覆うためのカバーであり、フロアパネル120に設けられる凸部120Aと、下面カバー210と、所定のボルト(図示せず)によって連結される。
また、ダッシュパネル130および後方背面カバー220には、燃料電池100を固定するための突起250が設けられている。このようにすれば、ダッシュパネル130および後方背面カバー220に、それぞれ、x方向および−x方向から外力が加わっても、突起250によってその外力を吸収し、その外力の影響を減少させることができる。また、この突起250は、絶縁弾性体であるゴムで形成されている。このようにすれば、突起250を介して、燃料電池100から、後方背面カバー220およびダッシュパネル130へ通電することを抑制することができる。
燃料電池100において、各給排管12は、それぞれ、ダッシュパネル130の孔部(図示せず)および後方背面カバー220の孔部(図示せず)に通されている。この給排管12において、その孔部に通された端部は、車両1000に配置されている給排管(図示せず)とそれぞれ接続される。また、ダッシュパネル130および後方背面カバー220において、給排管12が通る孔部には、グロメット230が装着されている。
このように燃料電池100は、フロアパネル120下の2つのサイドフレーム110の間に形成される空間であって、ダッシュパネル130近傍に予め定められる位置に配置される(図2,3参照)。この燃料電池100の配置位置を、以下では配置位置Mと呼ぶ(図3参照)。この場合、燃料電池100を、単セルの積層方向と車両1000の前後方向(x、−x方向)とが一致するように配置してもよいし、単セルの積層方向と車両1000の左右方向(y、−y方向)とが一致するように配置してもよい。
なお、図2、図3に示すように、ダッシュパネル130上には、センタートンネルを形成するためのトンネルパネル125が設けられている。車両1000の構造によっては、トンネルパネル125を省略するようにしてもよい。
A2.燃料電池車載方法
以下に、上記燃料電池100を車両1000に車載する場合の燃料電池車載方法を説明する。
図4は、本実施例の燃料電池100の車載方法を示すフローチャートである。まず、続いて燃料電池100と、下面カバー210と、後方背面カバー220とを用意する(ステップS10)。なお、車両1000は、水平になるように配置されている。
続いて、燃料電池100の側面にインナーレール20A、給排管12を、サイドフレーム110およびフロアパネル120にアウターレール20Bを取り付ける(ステップS15)。
図5は、燃料電池100の車載の様子を示す説明図である。次に、図5に示すように、燃料電池100を車両1000下側からフロアパネル120付近まで持ち上げて、燃料電池100に取り付けられたインナーレール20Aの凸部をアウターレール20Bの凹部に挿入しつつ、燃料電池100を進行方向(x方向)に押すことにより、燃料電池100をその方向にスライドさせ、配置位置Mまで移動させる(ステップS20)。この場合、燃料電池100の前面(x方向側の面)に配される給排管12を、グロメット230が装着されたダッシュパネル130の孔部に通す。そして、燃料電池100のx方向側の側面がダッシュパネル130に取り付けられた突起250に当たるまでスライドさせる。
図6は、燃料電池100の車載の様子を示す説明図である。続いて、図6に示すように、スライドさせた燃料電池100の下面部を覆うための下面カバー210を、サイドフレーム110およびダッシュパネル130に取り付ける。その後、燃料電池100の−x方向側の側面に配される給排管12を、グロメット230が装着された後方背面カバー220の孔部に通し、後方背面カバー220を、下面カバー210および凸部120Aに取り付ける(ステップS30)。この場合、後方背面カバー220を取り付けることにより、後方背面カバー220の突起250が燃料電池100を押圧する。これにより、燃料電池100は、ダッシュパネル130および後方背面カバー220の突起250に挟持されて、スライドすることなく配置位置Mで固定される。このようにして、上記図2,図3のごとく、燃料電池100が車載される。
以上のように、本実施例の車両1000では、燃料電池100を搭載する場合において、燃料電池100をフロアパネル120付近まで持ち上げた後、アウターレール20Bで水平方向(x方向)にスライドさせることで、配置位置Mに移動させるようにしている。このようにすれば、燃料電池100を、配置位置Mに、容易に移動させることができ、燃料電池100の配置位置Mへの位置合わせを容易することが可能である。
本実施例の車両1000では、燃料電池100を搭載する場合において、燃料電池100を配置位置Mに移動させた後、突起250で固定するようにしているので、燃料電池100がアウターレール20Bをスライドし動くことを抑制することができる。
本実施例の車両1000では、ダッシュパネル130は、配置位置Mに配置される燃料電池100の前面を覆うためのカバーとしても機能する。このようにすれば、新たに専用のカバーを設けることなく、燃料電池100の前面を、所定の外力や飛来物などから保護することができる。
本実施例の車両1000では、各サイドフレーム110と接続され、配置位置Mに配置される燃料電池100の下面を覆うための下面カバー210を設けるようにしている。このようにすれば、燃料電池100の下面部を、所定の外力や飛来物などから保護することができる。
フロアパネル120は、請求項におけるフロアパネルに該当し、サイドフレームは、請求項におけるサイドフレームに該当し、インナーレール20Aおよびアウターレール20Bは、請求項におけるスライド部材に該当し、突起250は、請求項における固定部に該当する。特に、アウターレール20Bは、請求項における第1スライドレールに該当し、インナーレール20Aは、請求項における第2スライドレールに該当する。
B.第2実施例:
図7は、第2実施例の車両1000Aにおける燃料電池100の車載の様子を示す説明図である。第2実施例の車両1000Aは、図7に示すように、第1実施例の車両1000ではダッシュパネル130において、燃料電池100の進行方向側を覆っていた部分(以下では、前面カバー130Aとも呼ぶ。)が、取り外し可能となっている。この前面カバー130Aは、突起250を備えている。
上記第1実施例の車両1000における燃料電池車載方法では、燃料電池100を車載する場合に、燃料電池100を、−x方向(進行方向の反対方向)側からx方向(進行方向)へアウターレール20Bでスライドさせて配置位置Mへ移動させるようにしていたが、本実施例の車両1000Aにおける燃料電池車載方法では、燃料電池100を、x方向側から−x方向へアウターレール20Bでスライドさせて配置位置Mへ移動させるようにしている。
具体的には、図7に示すように、後方背面カバー220を凸部120Aに取り付け、さらに、下面カバー210を後方背面カバー220およびサイドフレーム110取り付ける。その後、燃料電池100を下側からフロアパネル120付近まで持ち上げて、燃料電池100に取り付けられたインナーレール20Aの凸部をアウターレール20Bの凹部に挿入しつつ、燃料電池100を−x方向に押すことにより、燃料電池100を水平方向(−x方向)にスライドさせ、配置位置Mまで移動させる。この場合、燃料電池100の−x方向側の側面に配される給排管12を、グロメット230が装着された後方背面カバー220の孔部に通す。そして、燃料電池100の背面が後方背面カバー220に取り付けられた突起250に当たるまでスライドさせる。
そして、燃料電池100の前面に配される給排管12を、グロメット230が装着された前面カバー130Aの孔部(図示せず)に通し、前面カバー130Aを、ダッシュパネル130および下面カバー210に取り付ける。この場合、前面カバー130Aを取り付けることにより、前面カバー130Aの突起250が燃料電池100を押圧する。これにより、燃料電池100は、前面カバー130Aおよび後方背面カバー220の突起250に挟持されて、スライドすることなく配置位置Mで固定される。このようにして、燃料電池100が車載される。
以上のように、本実施例の車両1000Aでは、燃料電池100を搭載する場合において、燃料電池100をフロアパネル120付近まで持ち上げた後、アウターレール20Bでx方向側から−x方向にスライドさせることで、配置位置Mに移動させるようにしている。このようにしても、上記第1実施例と同様の効果を奏することができる。
C.第3実施例:
図8は、第3実施例における車両1000Bの概略構成図である。この図8は、第1実施例の車両1000における図3に対応している。第3実施例の車両1000Bは、第1実施例の車両1000とほとんど同様の構成をしているが、図8に示すように、フロアパネル120下の2つのサイドフレーム110の間に形成される空間であって、燃料電池100の配置位置M(後方背面カバー220)よりも−x方向(進行方向とは反対方向)側の空間(以下では、空間Oとも呼ぶ)に、ベルト510で吊された燃料ガスタンク500を備えている。この燃料ガスタンク500は、燃料電池100で用いられる燃料ガスが貯蔵されるタンクである。このようにすれば、空間Oを燃料ガスタンク500の配置に利用することができるので、車両1000B内の省スペース化を実現することが可能となる。なお、ベルト510は、フロアパネル120に取り付けられている。
ところで、上記車両では、ダッシュパネル130よりも進行方向側の空間(前室空間)に、上記車両に搭載される所定装置(モータ(図示せず)やコンプレッサなど。以下では、車両搭載装置Pとも呼ぶ)が多く搭載される。一方、本実施例の車両1000Bでは、燃料電池100を車載する場合には、燃料ガスタンク500をベルト510から取り外した後、上述の第1実施例の燃料電池車載方法(図4参照)のごとく車載する。このように、本実施例の車両1000Bでは、燃料電池100を車載する場合において、燃料電池100をダッシュパネル130側からではなく、後方背面カバー220側から配置位置Mに挿入するようにしているので、車両搭載装置Pを取り外すことがない。また、燃料ガスタンク500は、ベルト510に吊られているので、比較的容易に取り外し可能となっている。従って、本実施例の車両1000Bでは、燃料電池100の車載を比較的容易に行なうことができる。
D.変形例:
なお、本発明では、上記した実施の形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様にて実施することが可能である。
D1.変形例1:
上記実施例の車両では、燃料電池100を車載する場合に、燃料電池100を、x軸方向(車両の進行方向の反対側から進行方向へ、若しくは、車両の進行方向側からその反対方向)において、アウターレール20Bによりスライドさせて配置位置Mに配置するようにしていたが、本発明はこれに限られるものはない。例えば、燃料電池100を車載する場合に、y方向に沿ってアウターレール20Bを設置し、燃料電池100をy軸方向において、アウターレール20Bによりスライドさせて配置位置Mに配置するようにしてもよい。このようにしても、上記実施例と同様の効果を奏することができる。
D2.変形例2:
上記第3実施例の車両1000Bにおいて、空間Oに、燃料ガスタンク500を設置するようにしているが、本発明は、これに限られるものではない。空間Oにおいて、燃料ガスタンク500の代わりに、燃料電池100と接続され、燃料電池100で発電された電力を蓄える二次電池、燃料電池100を冷却するための冷媒が貯蔵される冷媒タンク、および、インバータやコンバータなどの電力変換装置などの燃料電池周辺装置を設置するようにしてもよい。このようにしても、空間Oを燃料ガスタンク500の配置に利用することができるので、車両1000B内の省スペース化を実現することが可能となる。
D3.変形例3:
上記実施例の車両において、インナーレール20Aおよびアウターレール20Bによって、燃料電池100をスライドさせることとしているが、本発明は、これに限られるものではない。例えば、インナーレール20A、アウターレール20B、および、中間レールから成るレール部材を用いて燃料電池100をスライドさせるようにしてもよい。また、アウターレール20Bが複数のロールから構成され、インナーレール20Aをロール上に転がすようにして、燃料電池100をスライドさせるようにしてもよい。このようにしても上記実施例と同様の効果を奏することができる。
D4.変形例4:
上記実施例の車両では、燃料電池車載方法において、燃料電池100をスライド部材を用いて車両に対して移動させることにより、燃料電池100を配置位置Mに配置させるようにしているが、本発明は、これに限られるものではない。燃料電池車載方法において、燃料電池100を保持し、アウターレール20Bに沿って上記車両を移動させることにより、燃料電池100を配置位置Mに配置するようにしてもよいし、燃料電池100および上記車両の両方をアウターレール20Bに沿って移動させることにより、燃料電池100を配置位置Mに配置するようにしてもよい。このようにしても、上記実施例の効果を奏することができる。
本発明の第1実施例における車両1000において燃料電池100の搭載位置を説明するための概略構成図である。 図1のA−A断面を示す斜視図である。 図2におけるB−B断面をy方向に向かって見た断面図である。 本実施例の燃料電池100の車載方法を示すフローチャートである。 燃料電池100の車載の様子を示す説明図である。 燃料電池100の車載の様子を示す説明図である。 第2実施例の車両1000Aにおける燃料電池100の車載の様子を示す説明図である。 第3実施例における車両1000Bの概略構成図である。
符号の説明
12…給排管
20A…インナーレール
20B…アウターレール
100…燃料電池
110…サイドフレーム
120…フロアパネル
120A…凸部
120付近…フロアパネル
125…トンネルパネル
130…ダッシュパネル
130A…進行方向側面カバー
210…下面カバー
220…後方背面カバー
230…グロメット
250…突起
500…燃料ガスタンク
510…ベルト
1000…車両
1000A…車両
1000B…車両

Claims (9)

  1. 燃料電池が搭載される車両であって、
    前記燃料電池と、
    フロアパネルと、
    前記フロアパネル下であって、互いに並列にそれぞれ前記車両の進行方向に沿うように配置されるサイドフレームと、
    前記フロアパネルと各サイドフレームとで形成される空間内であって、予め定められる配置位置に前記燃料電池がくるように、前記燃料電池を前記車両に対して相対的に水平方向にスライドさせるためのスライド部材と、
    前記燃料電池に対して前記進行方向側又は前記進行方向の反対側に配置され、前記燃料電池への反応ガスの供給又は前記燃料電池からのガスの排出を行う配管が貫通する貫通孔と、前記燃料電池に対して前記進行方向又は前記進行方向の反対方向に押力を加える突起部と、を有するカバーと、
    前記燃料電池を挟んで前記カバーとは反対側に配置された板状部材と、
    を備えることを特徴とする車両。
  2. 請求項1に記載の車両において、
    前記配置位置で、前記燃料電池を固定するための固定部を備えることを特徴とする車両。
  3. 請求項1または請求項2に記載の車両において、
    前記スライド部材は、
    前記フロアパネル、および、前記サイドフレームのうち、少なくとも一方において、前記空間に接する面に、前記水平方向に沿って設けられる第1スライドレールと、
    前記燃料電池の側面に設けられ、前記第1スライドレールと嵌合し、前記燃料電池と共に前記第1スライドレールに沿って前記配置位置までスライドする第2スライドレールと、
    を備えることを特徴とする車両。
  4. 請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の車両において、
    前記スライド部材は、前記燃料電池を、前記水平方向であって前記進行方向にスライドさせることを特徴とする車両。
  5. 請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の車両において、
    前記スライド部材は、前記燃料電池を、前記水平方向であって前記進行方向の反対方向にスライドさせることを特徴とする車両。
  6. 請求項4に記載の車両において、
    前記空間内であって、前記燃料電池の配置位置よりも前記進行方向の反対側に、前記燃料電池に供給するための燃料ガスが貯蔵される燃料ガスタンク、および、前記燃料電池と接続される二次電池のうち、少なくとも一方を備えることを特徴とする車両。
  7. 請求項1ないし請求項6のいずれかに記載の車両において、
    ダッシュパネルを備え、前記ダッシュパネルは、前記配置位置に配置される前記燃料電池における前記進行方向側の面を覆うためのカバーを兼ねることを特徴とする車両。
  8. 請求項1ないし請求項7のいずれかに記載の車両において、
    前記突起部は、絶縁弾性体で構成されている、車両。
  9. 燃料電池を車両に搭載するための燃料電池車載方法であって、
    前記燃料電池を水平方向にスライドさせるためのスライド部材を用意する工程と
    ロアパネルと前記フロアパネル下であって互いに並列にそれぞれ前記車両の進行方向に沿うように配置される各サイドフレームとで形成される空間内であって、予め定められる配置位置に前記燃料電池がくるように、前記燃料電池を前記スライド部材によって前記車両に対して相対的に水平方向にスライドさせる工程と、
    前記燃料電池への反応ガスの供給又は前記燃料電池からのガスの排出を行う配管が貫通する貫通孔と、前記燃料電池に対して前記車両の進行方向又は前記進行方向の反対方向に押力を加える突起部と、を有するカバーを、前記燃料電池に対して前記進行方向側又は前記進行方向の反対側に配置する工程と、
    前記燃料電池を挟んで前記カバーとは反対側に板状部材を配置する工程と、
    を備えることを特徴とする燃料電池車載方法。
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