JP6589909B2 - 車両 - Google Patents

Description

本発明は、高電圧部位がケースに収容された電気機器が、車両前部または車両後部に配置される車両に関するものである。

従来から、自動車等の車両には、電池としてのバッテリがバッテリケースに収容されたバッテリユニット、コンバータやインバータがケースに収容されたパワーコントロールユニット、セル積層体がケースに収容された燃料電池、駆動源としてのモータがケースに収容されたモータ駆動ユニット等、高電圧部位がケースに収容された様々な電気機器が搭載されている。

また、自動車等の車両には、天然ガス車両では圧縮天然ガスを貯蔵するタンク、水素自動車では水素ガスを貯蔵するタンク、燃料電池車両では燃料電池に供給される燃料ガスを貯蔵するタンク等、燃料ガスを貯蔵する様々な燃料タンクも搭載されている。

そうして、これらの電気機器と燃料タンクとの位置関係に関しては、従来から様々なレイアウトが提案されている。

例えば特許文献１（特に図４）には、モータ駆動ユニットが後輪車軸を跨ぐように車両後部に配置された燃料電池車両において、モータ駆動ユニットの前後に、各々長手方向が車幅方向となるように２つの燃料タンクが配置されるレイアウトが開示されている。

国際公開ＷＯ２０１５／１８５１８４号公報

ところで、上記特許文献１のもののように、燃料タンクがモータ駆動ユニットの後側に配置されている燃料電池車両では、後方衝突の際、一般的に高強度部品で構成される燃料タンクによってモータ駆動ユニットよりも先に衝突荷重を受けることができるものの、衝突により前側に移動した燃料タンクがモータ駆動ユニットに当接することで、モータ駆動ユニットが破損するおそれがある。

そうして、例えばケースが破損した場合には、感電等を防ぐために本来被覆やカバー等により保護されるべき、モータ駆動ユニット内の高電圧部位（例えばモータ、端子部等）が剥き出しになり（露出し）、かかる高電圧部位に触れることができる状態が生じるおそれや、露出した高電圧部位が周辺部品と当接することで破損するおそれがある。

このような高電圧部位の露出は、上記特許文献１で開示されるようなレイアウトに限らず、例えば車両前部に設けられたモータ駆動ユニットの前側に燃料タンクが配置される燃料電池車両における前方衝突時にも生じ得る問題である。また、このような問題は、燃料電池車両に限らず、例えば車両前部（または車両後部）に設けられたバッテリユニット等の電気機器の前側（または後側）に燃料タンクが配置される車両一般における前方衝突時（または後方衝突時）にも当て嵌まる。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、高電圧部位がケースに収容された電気機器が車両前部または後部に配置され、且つ、燃料タンクが電気機器の車両前後方向外側に配置される車両において、前方衝突時または後方衝突時に高電圧部位が露出するのを抑制する技術を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明に係る車両では、電気機器における高電圧部位の周辺部位に燃料タンクが当接しないよう、前方衝突時または後方衝突時における燃料タンクの変位をコントロールするようにしている。

具体的には、本発明は、高電圧部位がケースに収容された電気機器が、車両前部または車両後部に配置され、且つ、燃料ガスが貯蔵される燃料タンクが、車幅方向に延びるように当該電気機器の車両前後方向外側に配置される車両を対象としている。

そして、上記高電圧部位は、上記ケース内で車幅方向一方側寄りに配置されており、上記燃料タンクは、車両前後方向外側から所定値以上の衝突荷重が作用した場合に、車幅方向一方側の端部を中心として水平回動することで、車幅方向他方側の端部が上記電気機器における車幅方向他方側に当接するように構成されていることを特徴とするものである。

なお、本発明において「車両前後方向外側」とは、車両前後方向における車両中央部を「内側」とした場合の車両前後方向前側または後側を指す。それ故、本発明において「電気機器の車両前後方向外側」とは、電気機器が車両前部に配置される場合には、車両前後方向前側を指し、電気機器が車両後部に配置される場合には、車両前後方向後側を指す。

また、本発明において「水平回動」とは、鉛直軸回りの回動を意味し、平面視で燃料タンクが時計回りまたは反時計回りに回動することを意味する。

この構成によれば、前方衝突または後方衝突の際、一般的に高強度部品で構成される燃料タンクが電気機器よりも先に衝突荷重を受けることから、衝突初期における相対的に大きな衝突荷重により電気機器が全損するのを抑制して、高電圧部位が露出するのを抑えることができる。

また、車両前後方向外側から所定値以上の衝突荷重が作用した場合に、燃料タンクが車幅方向一方側の端部を中心として水平回動するよう構成されていることから、水平回動した燃料タンクの車幅方向他方側の端部が電気機器の車幅方向他方側に当接し、これにより、衝撃が吸収されることになる。このとき、高電圧部位はケース内で車幅方向一方側寄りに配置されていることから、仮に電気機器（例えばケース）の車幅方向他方側が破損しても、高電圧部位が露出するのを抑えることができる。

換言すれば、本発明では、所定値以上の衝突荷重が作用した場合に、高電圧部位に近い側の端部を中心として燃料タンクを水平回動させて、電気機器における高電圧部位から遠い部位に燃料タンクを当接させることで、少なくとも高電圧部位の周辺部位が破損するのを抑えて、高電圧部位が露出するのを抑えるようにしている。

次に、車両前後方向外側から所定値以上の衝突荷重が作用した場合に、燃料タンクを車幅方向一方側の端部を中心として水平回動させる構成例について説明する。

先ず、一つの構成例として、上記燃料タンクの車幅方向両端部には、変位を許容しつつ当該燃料タンクを車体に対してそれぞれ支持する第１および第２支持部が設けられており、上記燃料タンクの車幅方向一方側の端部を支持する第１支持部は、上記燃料タンクの車幅方向他方側の端部を支持する第２支持部よりも衝突荷重に対して破断し難く構成されていることが好ましい。

なお、本発明において「変位を許容しつつ燃料タンクを車体に対して支持する」とは、燃料タンクを車体に対して剛に固定するのではなく、例えば支持バンドによる吊り下げ支持や、ゴム弾性体を有する防振マウントによる弾性支持等、車両前後方向へのある程度の変位を許容するような、柔な支持態様を意味する。

この構成によれば、第１支持部は第２支持部よりも衝突荷重に対して破断し難く構成されていることから、所定値以上の衝突荷重が燃料タンクに作用して第２支持部が破断した場合でも、破断していない第１支持部によって、変位を許容しつつ燃料タンクの車幅方向一方側の端部を支持することができる。これにより、燃料タンクを車幅方向一方側の端部を中心として水平回動させて、燃料タンクの車幅方向他方側の端部を電気機器における高電圧部位から遠い部位に当接させることができる。

また、他の構成例として、上記燃料タンクの車幅方向一方側の端部は、突っ張り部材を介して、当該燃料タンクよりも車両前後方向内側に配置される周辺部品と連結されていることが好ましい。

この構成によれば、所定値以上の衝突荷重が燃料タンクに作用して、例えば燃料タンクの車幅方向両側の端部をそれぞれ支持する支持部が共に破断したような場合でも、燃料タンクの車幅方向一方側の端部は、突っ張り部材がストッパとして機能することで変位しない反面、自由端となった燃料タンクの車幅方向他方側の端部は車両前後方向内側に変位することになる。これにより、車両前後方向外側から所定値以上の衝突荷重が作用した場合に、燃料タンクを車幅方向一方側の端部を中心として水平回動させることができる。

さらに、他の構成例として、上記燃料タンクは、車幅方向一方側の端部が支持部を介して車体に支持されており、上記支持部は、上記燃料タンクを車幅方向一方側の端部を中心として水平回動させることが可能な回動機構を有していることが好ましい。

この構成によれば、車両前後方向外側から所定値以上の衝突荷重が作用した場合に、回動機構によって燃料タンクを車幅方向一方側の端部を中心として容易に水平回動させることができる。

また、上記電気機器は、駆動源としてのモータと当該モータの駆動力を車軸に伝達する機構とがケースに収容されたモータ駆動ユニット、バッテリユニット、モータ制御用のパワーコントロールユニット、および、燃料電池のうちの少なくとも１つであることが好ましい。

なお、電気機器がモータ駆動ユニットの場合には、例えばモータが高電圧部位に相当する。また、電気機器がバッテリユニットの場合には、例えばバッテリが高電圧部位に相当し、バッテリケースがケースに相当する。さらに、電気機器がパワーコントロールユニットの場合には、例えばコンバータやインバータが高電圧部位に相当する。また、電気機器が燃料電池の場合には、例えばセル積層体が高電圧部位に相当する。

以上説明したように、本発明に係る車両によれば、前方衝突時または後方衝突時に高電圧部位が露出するのを抑制することができる。

本発明の実施形態１に係る燃料電池車両を模式的に示す図である。 トランスアクスルの概略構成を説明するスケルトン図である。 水素タンクの支持構造を模式的に示す図である。 後方衝突時における水素タンクの変位を模式的に説明する図である。 実施形態２に係る燃料電池車両を模式的に説明する図である。 実施形態３に係る水素タンクの支持構造を模式的に示す図である。 実施形態３に係る燃料電池車両を模式的に説明する図である。 前方衝突時における、その他の実施形態に係る車両の様子を模式的に説明する図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。なお、図１、図４、図５、図７および図８の黒塗り矢印は車両前方を示している。

（実施形態１）
−全体構成−
図１は、本実施形態に係る燃料電池車両１を模式的に示す図である。この燃料電池車両１は、後輪駆動の燃料電池車両であり、図１に示すように、車両前部１ａに配置される燃料電池スタック２と、燃料電池スタック２に供給される燃料ガスを貯蔵する燃料タンクとしての第１〜第３水素タンク３，４，５と、車両後部１ｂに配置されるトランスアクスル１０と、従動輪としての前輪３０と、駆動輪としての後輪４０と、を備えている。

燃料電池スタック（燃料電池）２は、ダッシュパネル（図示せず）によって車室と区画される、車両前部１ａに設けられた収容室内に収容されている。燃料電池スタック２は、第１〜第３水素タンク３，４，５から供給される水素と空気中の酸素との化学反応を利用して、燃料電池車両１を駆動させる電気エネルギーを発生させる発電装置であり、固体高分子電解質膜の両面に水素極触媒および酸素極触媒をそれぞれ塗布した電極複合体をセパレーターで挟んだセルを、複数積層することによって形成されている。

この燃料電池スタック２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ（図示せず）およびインバータ（図示せず）を介して後述する電動モータ１１に電気的に接続されている。これにより、燃料電池スタック２からの電圧が、ＤＣ／ＤＣコンバータによって昇圧された後、ＤＣ／ＤＣコンバータからの直流電流がインバータによって交流電流に変換されて電動モータ１１へ供給されるようになっている。

一般的に燃料電池車両の航続距離（１回の燃料補給等で走行可能な最大距離）を伸ばすためには、より多く燃料ガスを燃料電池車両に積載する必要があるが、相対的に大きな燃料タンクを搭載すると、車両スペースの有効活用を阻害する。このため、本実施形態の燃料電池車両１では、相対的に小さな３つの水素タンクを３カ所に分けて搭載するようにしている。具体的には、燃料電池車両１は、車両中央部に車両前後方向に延びるように配置される第１水素タンク３と、トランスアクスル１０の車両前後方向前側（内側）に車幅方向に延びるように配置される第２水素タンク４と、トランスアクスル１０の車両前後方向後側（外側）に車幅方向に延びるように配置される第３水素タンク５と、を備えている。これら第１〜第３水素タンク３，４，５は、互いに配管（図示せず）で接続されていて、その内部に充填された水素を燃料電池スタック２に供給するように構成されている。

各水素タンク３，４，５は、高強度部品で構成されていて（例えば、金属や硬質樹脂などで形成された内壁層と、繊維強化プラスチック等を幾重にも巻回することで形成された外壁層とを備えていて）、ガス内圧や車両衝突時の外力によって容易に変形しないような高剛性を備えている。第１〜第３水素タンク３，４，５のうち、第１および第２水素タンク３，４は、例えば支持バンド（図示せず）を介してそれぞれ車体に吊り下げられている。第３水素タンク５は、車幅方向右側（一方側）の端部５ａが第１支持部ＲＨを介して、また、車幅方向左側（他方側）の端部５ｂが第２支持部ＬＨを介してそれぞれ車体に支持されている。

図２は、トランスアクスル１０の概略構成を説明するスケルトン図である。トランスアクスル（モータ駆動ユニット）１０は、図２に示すように、駆動源としての電動モータ１１と、第１減速ギヤ対１９，２１と、第２減速ギヤ対２２，２６と、差動歯車装置２５と、を有していて、これらを例えばアルミダイキャスト製の１つのケース（トランスアクスルケース）１０ａに収容して一体化したものである。このトランスアクスル１０は、図１に示すように、後輪車軸４０ａを跨ぐように車両後部１ｂに配置されていて、電動モータ１１で発生した駆動力を、第１減速ギヤ対１９，２１、第２減速ギヤ対２２，２６および差動歯車装置２５を介して後輪車軸４０ａに伝達するように構成されている。

電動モータ１１は、ロータ軸１２と、当該ロータ軸１２の外周を囲むようにトランスアクスルケース１０ａに固定されたステータ１３と、を有している。ロータ軸１２は、その両端に装着された一対の軸受１４，１５を介してトランスアクスルケース１０ａに回転可能に支持されている。このロータ軸１２と接続された出力軸１６は、その両端に装着された一対の軸受１７，１８を介してトランスアクスルケース１０ａに回転可能に支持されており、ロータ軸１２と一体となって回転する。なお、電動モータ１１は、トランスアクスルケース１０ａ内において、図１の破線で示すように、車両前後方向前側寄りで且つ車幅方向右側（一方側）寄りの位置に配置されている。

第１減速ギヤ対１９，２１は、出力軸１６の一端部（電動モータ１１と反対側の端部）に設けられた小径のカウンタドライブギヤ１９と、出力軸１６と平行なカウンタ軸２０の一端部（電動モータ１１と反対側の端部）に設けられ、当該カウンタドライブギヤ１９と噛み合う大径のカウンタドリブンギヤ２１と、で構成されている。なお、カウンタ軸２０は、その両端に装着された一対の軸受２３，２４を介してトランスアクスルケース１０ａに回転可能に支持されている。

第２減速ギヤ対２２，２６は、カウンタ軸２０の他端部（電動モータ１１側の端部）に設けられた小径のファイナルドライブギヤ２２と、デファレンシャルケース２５ａの外周部に一体的に固定され、当該ファイナルドライブギヤ２２と噛み合う大径のファイナルドリブンギヤ２６と、で構成されている。デファレンシャルケース２５ａおよびこれに一体的に固定されたファイナルドリブンギヤ２６は、デファレンシャルケース２５ａの軸方向両端部に装着された一対の軸受２７，２８を介してトランスアクスルケース１０ａに回転可能に支持されている。

差動歯車装置２５は、デファレンシャルケース２５ａと、当該デファレンシャルケース２５ａ内に収容された所謂傘歯車式の差動機構２５ｂと、を有していて、回転速度差を許容しつつ一対の後輪車軸４０ａに駆動力を伝達するように構成されている。

以上のように構成された燃料電池車両１では、第１〜第３水素タンク３，４，５から水素が供給されることで燃料電池スタック２が発電し、燃料電池スタック２からの電気エネルギーによって電動モータ１１が駆動し、電動モータ１１で発生した駆動力が、第１減速ギヤ対１９，２１および第２減速ギヤ対２２，２６を介して差動歯車装置２５へ伝達され、差動歯車装置２５から一対の後輪車軸４０ａを介して後輪４０に伝達されるようになっている。

−水素タンクの支持構造−
ところで、水素タンクがトランスアクスルの車両前後方向後側に配置されている燃料電池車両では、後方衝突の際、高強度部品で構成される水素タンクによってトランスアクスルよりも先に衝突荷重を受けることができるものの、衝突により車両前後方向前側に移動した水素タンクがトランスアクスルに当接することで、トランスアクスル（例えばトランスアクスルケース）が破損する場合がある。

そうして、例えばトランスアクスルケースが破損した場合には、感電等を防ぐために本来被覆やカバー等により保護されるべき、トランスアクスル内の高電圧部位（例えば電動モータ等）が露出し、かかる高電圧部位に触れることができる状態が生じる場合や、露出した高電圧部位が周辺部品と当接することで破損する場合がある。

そこで、本実施形態では、トランスアクスル１０における電動モータ１１の周辺部位に第３水素タンク５が当接しないよう、後方衝突時における第３水素タンク５の変位をコントロールするようにしている。具体的には、本実施形態の燃料電池車両１では、電動モータ１１をトランスアクスルケース１０ａ内で車幅方向右側（一方側）寄りに配置するとともに、車両前後方向後側（外側）から所定値以上の衝突荷重が作用した場合に、第３水素タンク５を車幅方向右側の端部５ａを中心として水平回動させることで、第３水素タンク５の車幅方向左側（他方側）の端部５ｂをトランスアクスル１０における車幅方向左側（他方側）に当接させるようにしている。

すなわち、本実施形態では、車両前後方向後側（外側）から所定値以上の衝突荷重が作用した場合に、高電圧部位である電動モータ１１に近い側の端部５ａを中心として第３水素タンク５を水平回動させて、トランスアクスル１０における電動モータ１１から遠い部位に第３水素タンク５を当接させることで、少なくとも電動モータ１１の周辺部位が破損するのを抑えて、電動モータ１１を露出させないようにしている。

なお、「水平回動」とは、鉛直軸回りの回動を意味し、平面視で第３水素タンク５が時計回りまたは反時計回りに回動することを意味する。

以下、車両前後方向後側から所定値以上の衝突荷重が作用した場合に、第３水素タンク５が車幅方向右側の端部５ａを中心として水平回動する具体的な構成例について説明する。

図３（ａ）は、第３水素タンク５の支持構造を模式的に示す図である。第３水素タンク５は、トランスアクスル１０の車両前後方向後側において、図３（ａ）に示すように、第１支持部ＲＨおよび第２支持部ＬＨを介して車幅方向右側および左側のブラケット６，６に接続されている。両ブラケット６，６は、車幅方向両端部でそれぞれ車両前後方向に延びるリアサイドメンバ（車体）８，８にそれぞれ接続されている。それ故、第３水素タンク５は、トランスアクスル１０の車両前後方向後側において、第１支持部ＲＨ、第２支持部ＬＨおよびブラケット６，６を介して、車体８に支持されている。

第３水素タンク５の車幅方向右側の端部５ａを支持する第１支持部ＲＨは、車幅方向右側のブラケット６に接続される支持バンドで構成されている。また、第３水素タンク５の車幅方向左側の端部５ｂを支持する第２支持部ＬＨも、車幅方向左側のブラケット６に接続される支持バンドで構成されている。このように、支持バンドによる吊り下げ支持構造を採用することで、熱等により第３水素タンク５が多少変形（膨張または収縮）しても、その変形が支持バンドによって吸収されるので、第３水素タンク５を安定して支持することが可能になっている。また、支持バンドによる吊り下げ支持構造を採用することで、ボルト（図示せず）等によって第３水素タンク５を車体に対して剛に固定するのとは異なり、車体の振動に伴う第３水素タンク５のある程度の変位を許容することが可能になっている。

そうして、第１支持部ＲＨは、第２支持部ＬＨよりも衝突荷重に対して破断し難く構成されている。より詳しくは、後方衝突時に所定値以上の衝突荷重が第３水素タンク５に作用した場合に、第２支持部ＬＨは破断するのに対し、第１支持部ＲＨは破断せず、第１支持部ＲＨのみで第３水素タンク５を支持することで、車幅方向右側の端部５ａを中心として第３水素タンク５が水平回動するようになっている。

このように、第１支持部ＲＨを第２支持部ＬＨよりも衝突荷重に対して破断し難くすることは、例えば、第１支持部ＲＨを構成する支持バンドと第２支持部ＬＨを構成する支持バンドとの形状および大きさが同じである場合には、図３（ｂ）に示すように、第１支持部ＲＨを構成する支持バンド５１と、第２支持部ＬＨを構成する支持バンド５２とを異なる材料で形成することで、容易に実現することができる。なお、図３（ｂ）〜図３（ｄ）では、異なるハッチングにより、材料が異なることを示している。

より具体的には、第１支持部ＲＨを構成する支持バンド５１を、第２支持部ＬＨを構成する支持バンド５２の降伏強度よりも高い降伏強度を有する材料で形成することで、容易に第１支持部ＲＨを第２支持部ＬＨよりも衝突荷重に対して破断し難くすることができる。この場合には、例えば、実験やシミュレーション等に基づき、トランスアクスル１０に当接するほど第３水素タンク５を車両前後方向前側に変位させるような衝突荷重（所定値）を想定し、この想定した衝突荷重と支持バンド５１，５２の断面積等とに基づき、支持バンド５１については破断しないような降伏強度を有する材料を選択し、支持バンド５２については破断するような降伏強度を有する材料を選択すればよい。

また、例えば、第１支持部ＲＨおよび第２支持部ＬＨとして、材質（降伏強度）が同じ支持バンドを用いる場合には、図３（ｃ）に示すように、第１支持部ＲＨを、第２支持部ＬＨを構成する支持バンド５４よりも幅の広い（断面積が大きい）支持バンド５３で構成することで、容易に第１支持部ＲＨを第２支持部ＬＨよりも衝突荷重に対して破断し難くすることができる。

さらに、例えば、第１支持部ＲＨおよび第２支持部ＬＨとして、形状、大きさ、材質（降伏強度）が同じ支持バンド５５を用いる場合には、図３（ｄ）に示すように、第１支持部ＲＨを２本の支持バンド５５で構成するとともに、第２支持部ＬＨを１本の支持バンド５５で構成することで、容易に第１支持部ＲＨを第２支持部ＬＨよりも衝突荷重に対して破断し難くすることができる。

以上のような構成により、図４の破線矢印で示すような後方衝突の際、高強度部品で構成される第３水素タンク５がトランスアクスル１０よりも先に衝突荷重を受けることから、衝突初期における相対的に大きな衝突荷重によりトランスアクスル１０が全損するのを抑制して、高電圧部位である電動モータ１１が露出するのを抑えることができる。

さらに、所定値以上の衝突荷重が第３水素タンク５に作用した場合には、支持バンド５２，５４，５５が破断して第２支持部ＬＨと第３水素タンク５との接続が解かれる（図４の×印参照）ことになるが、支持バンド５１，５３，５５，５５が破断せずに残った第１支持部ＲＨが、変位を許容しつつ第３水素タンク５の車幅方向右側の端部５ａを支持するので、図４の白抜き矢印で示すように、第３水素タンク５は車幅方向右側の端部５ａを中心として時計回りに水平回動することになる。このように、第３水素タンク５が車幅方向右側の端部５ａを中心として時計回りに水平回動すると、第３水素タンク５の車幅方向左側の端部５ｂがトランスアクスル１０の車幅方向左側の部位に当接し、これにより、後方衝突の衝撃が吸収されることになる。このとき、電動モータ１１はトランスアクスルケース１０ａ内で車幅方向右側寄りに配置されているので、仮にトランスアクスルケース１０ａの車幅方向左側の部位が破損しても、高電圧部位である電動モータ１１が露出するのを抑えることができる。

なお、請求項との関係では、高電圧部位としての電動モータ１１と当該電動モータ１１の駆動力を車軸に伝達する機構とがトランスアクスルケース１０ａに収容されたトランスアクスル１０が、「高電圧部位がケースに収容された電気機器」に相当する。

（実施形態２）
本実施形態は、第２水素タンク４と第３水素タンク５とが突っ張り部材を介して連結されている点が、上記実施形態１と異なるものである。以下、実施形態１と異なる点を中心に説明する。

図５は、本実施形態に係る燃料電池車両６０を模式的に説明する図である。図５に示すように、第３水素タンク５の車幅方向右側（一方側）の端部５ａは、突っ張り部材６１を介して、当該第３水素タンク５よりも車両前後方向前側（内側）に配置される第２水素タンク（周辺部品）４の車幅方向右側の端部４ａと連結されている。

突っ張り部材６１は、後方衝突時に所定値以上の衝突荷重が第３水素タンク５に作用した場合に、座屈することなく衝突荷重を第２水素タンク４に伝達可能な強度を有しているのであれば、その形状に特に限定はなく、例えば、棒状でもよいし、中空箱状でもよい。

また、突っ張り部材６１が後方衝突時に第２水素タンク４と第３水素タンク５との「幅止め」として機能するとともに、第３水素タンク５の水平回動を阻害しないのであれば、突っ張り部材６１と第２水素タンク４および第３水素タンク５との連結態様にも特に限定はない。例えば、図５に示すように、第２水素タンク４の車幅方向右側の端部４ａに巻き付けられたリング部材６２に、突っ張り部材６１の前端部を剛に固定するとともに、第３水素タンク５の車幅方向右側の端部５ａに、突っ張り部材６１の後端部を単に当てるようにしてもよいし、第３水素タンク５の車幅方向右側の端部５ａと突っ張り部材６１の後端部とをヒンジ（図示せず）を介して繋いでもよい。

さらに、第３水素タンク５の両端部をそれぞれ支持する第１支持部ＲＨおよび第２支持部ＬＨは、例えば、支持バンドやゴム弾性体を有する防振マウントで構成してもよい。この場合には、後方衝突時に所定値以上の衝突荷重が第３水素タンク５に作用した際に、第３水素タンク５の車幅方向左側の端部５ｂを支持する第２支持部ＬＨのみを破断させてもよいし、第３水素タンク５の車幅方向両端部５ａ，５ｂを支持する第１支持部ＲＨおよび第２支持部ＬＨを共に破断させてもよい。

以上のような構成により、図５の破線矢印で示すような後方衝突の際に、例えば、図５の×印で示すように、第１支持部ＲＨおよび第２支持部ＬＨが共に破断したような場合でも、第３水素タンク５の車幅方向右側の端部５ａは、突っ張り部材６１がストッパとして機能することで変位しない反面、自由端となった第３水素タンク５の車幅方向左側の端部５ｂは車両前後方向前側に変位することになる。これにより、図５の白抜き矢印で示すように、車幅方向右側の端部５ａを中心として第３水素タンク５を時計回りに水平回動させて、その車幅方向左側の端部５ｂをトランスアクスル１０の車幅方向左側の部位に当接させることで、後方衝突の衝撃を吸収させることができるとともに、トランスアクスル１０における電動モータ１１の周辺部位の破損を抑えて、高電圧部位である電動モータ１１が露出するのを抑えることができる。

なお、請求項との関係では、トランスアクスル１０の車両前後方向前側に配置された第２水素タンク４が、「電気機器の周辺部品」に相当する。

（実施形態３）
本実施形態は、第１支持部ＲＨが回動機構を有している点が、上記実施形態１と異なるものである。以下、実施形態１と異なる点を中心に説明する。

図６は、第３水素タンク５の支持構造を模式的に示す図であり、図７は、燃料電池車両７０を模式的に説明する図である。なお、図６では、説明の便宜上、防振マウント７１，８１を断面図で示している。

この燃料電池車両７０では、図６に示すように、防振マウント７１で構成される第１支持部ＲＨが、第３水素タンク５の車幅方向右側の端部５ａと車体９とを接続しているとともに、防振マウント８１で構成される第２支持部ＬＨが、第３水素タンク５の車幅方向左側の端部５ｂと車体９とを接続している。

防振マウント７１は、第３水素タンク５の車幅方向右側の端部５ａに巻き付けられたリング部材７２と、上下方向に延びる外筒７４と、リング部材７２と外筒７４とを接続するアーム７３と、外筒７４に挿通される軸部材７５と、軸部材７５を回転不能に支持するとともに車体９に取り付けられる断面略Ｃ字状の取付部材７６と、外筒７４の内周面と軸部材７５の外周面とを接続するゴム弾性体７７と、を備えている。

一方、防振マウント８１は、第３水素タンク５の車幅方向左側の端部５ｂに巻き付けられたリング部材８２と、プレート８４と、リング部材８２とプレート８４とを接続するアーム８３と、車体９に取り付けられるプレート８５と、プレート８４とプレート８５とを接続するゴム弾性体８６と、を備えている。

そうして、両防振マウント７１，８１のゴム弾性体７７，８６は、後方衝突時に所定値以上の衝突荷重が第３水素タンク５に作用した場合に破断するように、引張荷重やせん断荷重に対する有効断面積および引裂強度がそれぞれ設定されている。

以上のような構成により、図７の破線矢印で示すような後方衝突の際に、所定値以上の衝突荷重がトランスアクスル１０に作用した場合には、図７の×印で示すように、ゴム弾性体８６が破断して第２支持部ＬＨと第３水素タンク５との接続が解かれる。一方、第１支持部ＲＨでは、ゴム弾性体７７が破断しても、第３水素タンク５とリング部材７２およびアーム７３を介して接続された外筒７４が、車体９側に回転不能に取り付けられた軸部材７５を中心として回動可能な構造が残ることになる。つまり、第１支持部ＲＨでは、ゴム弾性体７７が破断しても、上下に延びる軸部材７５とその周りを回動する外筒７４とが、第３水素タンク５を車体９に対し水平回動可能に支持する回動機構を構成するので、車幅方向右側を中心として第３水素タンク５を時計回りに水平回動させることができる。これにより、第３水素タンク５の車幅方向左側の端部５ｂをトランスアクスル１０の車幅方向左側の部位に当接させて、後方衝突の衝撃を吸収させることができるとともに、トランスアクスル１０における電動モータ１１の周辺部位の破損を抑えて、高電圧部位である電動モータ１１が露出するのを抑えることができる。

（その他の実施形態）
本発明は、実施形態に限定されず、その精神または主要な特徴から逸脱することなく他の色々な形で実施することができる。

上記各実施形態では、燃料電池車両１，６０，７０に本発明を適用したが、これに限らず、例えば水素自動車等に本発明を適用してもよい。

また、上記各実施形態では、電気機器がトランスアクスル１０の場合に本発明を適用したが、これに限らず、電気機器がバッテリユニットの場合や、パワーコントロールユニットの場合や、燃料電池スタック２の場合に本発明を適用してもよい。また、上記各実施形態では、電気機器が車両後部に配置された場合の後方衝突に本発明を適用したが、これに限らず、トランスアクスル１０、バッテリユニット、パワーコントロールユニットまたは燃料電池スタック２が車両前部に配置された場合の前方衝突に本発明を適用してもよい。

例えば、図８に示すように、燃料電池スタック２が車両前部に配置され、且つ、水素タンク９３が車幅方向に延びるように燃料電池スタック２の車両前後方向前側に配置される燃料電池車両９０において、セル積層体（高電圧部位）２ｂをケース２ａ内で車幅方向左側寄りに配置するとともに、車両前後方向前側から所定値以上の衝突荷重が作用した場合に、水素タンク９３を車幅方向左側の端部９３ｂを中心として水平回動させることで、水素タンク９３の車幅方向右側の端部９３ａを燃料電池スタック２における車幅方向右側に当接させるようにしてもよい。

さらに、上記各実施形態では、車幅方向右側の端部５ａを中心として第３水素タンク５が時計回りに水平回動するように第１支持部ＲＨ、第２支持部ＬＨ、突っ張り部材６１および回動機構を配置したが、これに限らず、車幅方向左側の端部５ｂを中心として第３水素タンク５が反時計回りに水平回動するように、第１支持部ＲＨ、第２支持部ＬＨ、突っ張り部材６１および回動機構を配置してもよい。

また、上記実施形態１では、第１支持部ＲＨおよび第２支持部ＬＨを支持バンドで構成したが、後方衝突時に所定値以上の衝突荷重が第３水素タンク５に作用した場合に、第１支持部ＲＨが破断せず、且つ、第２支持部ＬＨが破断するのであれば、これに限らず、例えば、第１支持部ＲＨおよび第２支持部ＬＨを、ゴム弾性体を有する防振マウントで構成してもよい。

さらに、上記実施形態２では、突っ張り部材６１を介して第２水素タンク４と第３水素タンク５とを連結したが、第３水素タンク５よりも車両前後方向前側（内側）に配置され且つ第３水素タンク５と同等以上の剛性を有する周辺部材であれば、これに限らず、第２水素タンク４以外の周辺部材と第３水素タンク５とを連結してもよい。

また、上記実施形態では、水素と酸素との化学反応を利用して発電する燃料電池スタック２を備える燃料電池車両１に本発明を適用したが、これに限らず、水素以外の燃料ガスと酸素以外の酸化剤ガスとの化学反応を利用して発電する燃料電池を備える燃料電池車両に本発明を適用してもよい。

このように、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

本発明によると、前方衝突時または後方衝突時に高電圧部位が露出するのを抑制することができるので、高電圧部位がケースに収容された電気機器が車両前部または後部に配置され、且つ、燃料タンクが電気機器の車両前後方向外側に配置される車両に適用して極めて有益である。

１ 燃料電池車両（車両）
１ａ 車両前部
１ｂ 車両後部
２ 燃料電池スタック（燃料電池）
４ 第２水素タンク（周辺部品）
５ 第３水素タンク（燃料タンク）
８ リアサイドメンバ（車体）
１０ トランスアクスル（電気機器）
１０ａ トランスアクスルケース
１１ 電動モータ（高電圧部位）
１９，２１ 第１減速ギヤ対（機構）
２２，２６ 第２減速ギヤ対（機構）
２５ 差動歯車装置（機構）
６０ 燃料電池車両（車両）
６１ 突っ張り部材
７０ 燃料電池車両
７１ 防振マウント（支持部）
７４ 外筒（回動機構）
７５ 軸部材（回動機構）
９０ 燃料電池車両
ＲＨ 第１支持部
ＬＨ 第２支持部

Claims (5)

1. 高電圧部位がケースに収容された電気機器が、車両前部または車両後部に配置され、且つ、燃料ガスが貯蔵される燃料タンクが、車幅方向に延びるように当該電気機器の車両前後方向外側に配置される車両であって、
   上記高電圧部位は、上記ケース内で車幅方向一方側寄りに配置されており、
   上記燃料タンクは、車両前後方向外側から所定値以上の衝突荷重が作用した場合に、車幅方向一方側の端部を中心として水平回動することで、車幅方向他方側の端部が上記電気機器における車幅方向他方側に当接するように構成されていることを特徴とする車両。
2. 上記請求項１に記載の車両において、
   上記燃料タンクの車幅方向両端部には、変位を許容しつつ当該燃料タンクを車体に対してそれぞれ支持する第１および第２支持部が設けられており、
   上記燃料タンクの車幅方向一方側の端部を支持する第１支持部は、上記燃料タンクの車幅方向他方側の端部を支持する第２支持部よりも衝突荷重に対して破断し難く構成されていることを特徴とする車両。
3. 上記請求項１に記載の車両において、
   上記燃料タンクの車幅方向一方側の端部は、突っ張り部材を介して、当該燃料タンクよりも車両前後方向内側に配置される周辺部品と連結されていることを特徴とする車両。
4. 上記請求項１に記載の車両において、
   上記燃料タンクは、車幅方向一方側の端部が支持部を介して車体に支持されており、
   上記支持部は、上記燃料タンクを車幅方向一方側の端部を中心として水平回動させることが可能な回動機構を有していることを特徴とする車両。
5. 上記請求項１〜４のいずれか１つに記載の車両において、
   上記電気機器は、駆動源としてのモータと当該モータの駆動力を車軸に伝達する機構とがケースに収容されたモータ駆動ユニット、バッテリユニット、モータ制御用のパワーコントロールユニット、および、燃料電池のうちの少なくとも１つであることを特徴とする車両。

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