JP7092006B2 - 燃料電池用ケース - Google Patents

Description

本発明は、燃料電池用ケースに関する。

燃料電池では、一般に、比較的密閉性の高いケース内に燃料電池スタックが収容されている。このような燃料電池のケース内で急激な圧力上昇が起こると、ケースが破損して、破損時にケースが飛散するという問題を生じ得る。そのため、例えば特許文献１では、ケースに圧力開放孔を設けて蓋材によりシールする構成が提案されている。このような構成では、ケース内の圧力上昇時には、上記蓋材がケースから外れてケース内の圧力を開放することにより、ケース全体の破損を抑えている。

特開２００６－１４０１６３号公報

しかしながら、上記のように蓋材によって圧力開放孔をシールする場合には、ケース内の圧力上昇時に、外れた蓋が意図しない方向に飛ぶ可能性があった。

本発明は、以下の形態として実現することが可能である。
本発明の第１の形態は、燃料電池用ケースであって、燃料電池スタックを収納するための空間が内部に形成される筐体部であって、前記空間と前記筐体部の外部とを連通させる貫通孔が設けられた筐体部と、第１接続部によって前記筐体部に取り付けられて、前記貫通孔を塞ぐ蓋部と、前記蓋部の上に前記蓋部全体を覆うように配置されて、前記筐体部の外部側から前記筐体部に取り付けられたカバー部と、を備え、前記蓋部と前記カバー部とは離間しており、前記蓋部および前記第１接続部の少なくとも一方は、前記内部の圧力が予め定められた圧力以上に上昇したときに破損し、前記カバー部は、前記内部の圧力が前記予め定められた圧力以上に上昇して、前記蓋部および前記第１接続部の少なくとも一方が破損した後も、前記筐体部上に取り付けられている燃料電池用ケースである。本発明は、以下の形態としても実現できる。

（１）本発明の一形態によれば、燃料電池用ケースが提供される。この燃料電池用ケースは、燃料電池スタックを収納するための空間が内部に形成される筐体部であって、前記空間と前記筐体部の外部とを連通させる貫通孔が設けられた筐体部と、第１接続部によって前記筐体部に取り付けられて、前記貫通孔を塞ぐ蓋部と、前記蓋部の上に配置されて、前記筐体部の外部側から前記筐体部に取り付けられたカバー部と、を備え、前記蓋部および前記第１接続部の少なくとも一方は、前記内部の圧力が予め定められた圧力以上に上昇したときに破損し、前記カバー部は、前記内部の圧力が前記予め定められた圧力以上に上昇して、前記蓋部および前記第１接続部の少なくとも一方が破損した後も、前記筐体部上に取り付けられている。
この形態の燃料電池用ケースによれば、筐体部内の圧力が予め定められた圧力以上に上昇して、蓋部および第１接続部の少なくとも一方が破損したとしても、カバー部が筐体部に取り付けられているため、蓋部が意図しない方向に飛ぶことを抑えることができる。
（２）上記形態の燃料電池用ケースにおいて、前記カバー部は、前記第１接続部とは異なる第２接続部によって前記筐体部に取り付けられていることとしてもよい。この形態の燃料電池用ケースによれば、第１接続部と第２接続部との各々における接続強度を所望の強度に設定することが容易になる。その結果、例えば、筐体部内の圧力が予め定められた圧力以上に上昇したときに、第１接続部は破損するが、第２接続部は接続されている構成を、容易に実現することができる。
（３）上記形態の燃料電池用ケースにおいて、前記カバー部は、前記カバー部における他の部位に比べて剛性が高い高剛性部を備えることとしてもよい。この形態の燃料電池用ケースによれば、高剛性部を設ける位置によって、カバー部と筐体部との間の隙間から蓋部あるいは蓋部の破片が周囲に飛び易くなる箇所を、予め設定することができる。
（４）上記形態の燃料電池用ケースにおいて、前記蓋部は樹脂シートであり、前記第１接続部は接着剤層であることとしてもよい。この形態の燃料電池用ケースによれば、筐体部内の圧力上昇時には蓋部を容易に破損させることができ、また、蓋部の破片により燃料電池の周囲に配置された部品や機器等が傷つけられることを、さらに抑えることができる。また、蓋部と筐体部との間のシール性を十分に確保しつつ、蓋部を筐体部に接続することが、より容易になる。
本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、燃料電池用ケースを備える燃料電池、燃料電池用ケースの製造方法、燃料電池用ケースの圧抜き方法、燃料電池を搭載する車両等の態様で実現することができる。

燃料電池の概略構成を表わす斜視図である。 燃料電池の概略構成を表わす斜視図である。 図２におけるＩＩＩ－ＩＩＩ断面を示す断面図である。 筐体部が圧抜きされる際に蓋部が飛ぶ方向を模式的に示す説明図である。 筐体部に蓋部およびカバー部を取り付ける様子を模式的に示す斜視図である。 筐体部に蓋部およびカバー部が取り付けられる様子を示す断面図である。 筐体部に蓋部およびカバー部を取り付ける様子を模式的に示す斜視図である。 筐体部に蓋部およびカバー部を取り付ける様子を模式的に示す断面図である。 筐体部に蓋部およびカバー部を取り付ける様子を模式的に示す斜視図である。

Ａ．第１実施形態：
図１および図２は、本発明の第１実施形態としての燃料電池１００の概略構成を表わす斜視図である。燃料電池１００は、燃料電池スタック２００と、燃料電池用ケース１０と、を備える。本実施形態の燃料電池１００は、例えば、車両等の移動体に搭載して、車両等の駆動用電源として用いることができる。あるいは、燃料電池１００は、定置型電源として用いる等、異なる用途に用いてもよい。

燃料電池スタック２００は、複数の単セルが積層された積層体である。燃料電池スタック２００は、例えば、固体高分子形燃料電池とすることができるが、他種の燃料電池としてもよい。燃料電池スタック２００は、燃料電池用ケース１０内に収納される。図１では、燃料電池用ケース１０内に収納される燃料電池スタック２００を、破線で示している。

燃料電池用ケース１０は、筐体部２０と、蓋部３０と、カバー部４０と、を備え、筐体部２０の外表面上に、蓋部３０とカバー部４０とが取り付けられている。図１は、蓋部３０およびカバー部４０の取り付け前の様子を表わし、図２は、蓋部３０およびカバー部４０の取り付け後の様子を表わす。蓋部３０は、第１接続部３２によって筐体部２０に取り付けられており、カバー部４０は、第２接続部４４によって筐体部２０に取り付けられている。

筐体部２０は、燃料電池スタック２００を収容するための空間が内部に形成された中空の箱形形状を有する。本実施形態では、筐体部２０は、略直方体形状を有する。筐体部２０には、燃料電池スタック２００を収容するための上記空間と、筐体部２０の外部と、を連通させる貫通孔２２が形成されている。本実施形態では、貫通孔２２は、筐体部２０の外表面に沿う方向の断面が略円形の孔として形成されている。図１では、筐体部２０に２つの貫通孔２２が形成される様子を示しているが、貫通孔２２の数は、１以上の任意の数とすることができる。筐体部２０は、例えば、金属（例えば、アルミニウムやアルミニウム合金）製の鋳造品とすることができる。

蓋部３０は、貫通孔２２を塞ぐように、筐体部２０に取り付けられている。本実施形態の蓋部３０は、角丸長方形状に形成されており、２つの貫通孔２２を単一の蓋部３０によって塞いでいる。蓋部３０は、筐体部２０内で燃料電池スタック２００からの水素漏れが生じて着火した場合等、筐体部２０内で急激な圧力上昇が起こった場合に、蓋部３０あるいは第１接続部３２が破損することにより、筐体部２０内の圧力を開放するための部材である。第１接続部３２は、貫通孔２２を介した燃料電池用ケース１０内への液水の侵入を許容しないシール性を有する。

図３は、図２におけるＩＩＩ－ＩＩＩ断面を示す断面図である。本実施形態の第１接続部３２は、接着剤を含む接着剤層によって構成されている。接着剤としては、例えば、アクリル系接着剤、シリコーン系接着剤、エポキシ系接着剤等を用いることができる。蓋部３０は、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアミドなどの熱可塑性樹脂や、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂等の樹脂を含む樹脂シートによって形成することができる。樹脂シートの厚みは、樹脂シートのハンドリング性を確保する観点から、例えば５０μｍ以上とすることが好ましく、１００μｍ以上とすることがより好ましく、２００μｍ以上とすることがさらに好ましい。また、樹脂シートの厚みは、蓋部３０の破損による筐体部２０の圧抜きを容易にする観点から、１ｍｍ以下が好ましく、７００μｍ以下がより好ましく、５００μｍ以下がさらに好ましい。あるいは、蓋部３０は、樹脂製あるいは金属製の板状部材によって形成してもよい。また、蓋部３０は、燃料電池スタック２００において水素漏れが生じた場合に、蓋部３０を介して筐体部２０から水素の排出が可能となるように、水素透過性を有する樹脂を用いて形成してもよい。

本実施形態では、蓋部３０および第１接続部３２の少なくとも一方は、筐体部２０の内部の圧力が予め定められた圧力以上に上昇したときに破損して、筐体部２０内の圧力を開放する。上記予め定められた圧力とは、筐体部２０内で水素漏れが生じて着火した場合の筐体部２０内の圧力として定められており、このような圧力は、例えば、実験的に予め調べて設定することができる。

筐体部２０の内部の圧力が予め定められた圧力以上に上昇したときに蓋部３０が破損するためには、上記した予め定められた圧力と、貫通孔２２の開口面積とに基づいて、筐体部２０内の圧力上昇時に蓋部３０が破損するように、蓋部３０の強度を設定すればよい。すなわち、上記圧力上昇時に、第１接続部３２が破損しない十分な接続強度を有する場合に蓋部３０が破損するときの蓋部３０の強度の最大値として、蓋部３０の強度の上限値を設定すればよい。蓋部３０の強度は、例えば、蓋部３０の材質および厚みによって調節することができる。例えば、蓋部３０を樹脂シートにより形成する場合のように、蓋部３０の強度の方が第１接続部３２の接続強度よりも弱い場合には、筐体部２０内で急激な圧力上昇が起こる際には蓋部３０が破損して、筐体部２０内の圧力が開放される。

筐体部２０の内部の圧力が予め定められた圧力以上に上昇したときに第１接続部３２が破損するためには、上記した予め定められた圧力と、貫通孔２２の開口面積とに基づいて、筐体部２０内の圧力上昇時に第１接続部３２が破損するように、第１接続部３２の接続強度を設定すればよい。すなわち、上記圧力上昇時に、蓋部３０が破損しない十分な強度を有する場合に第１接続部３２が破損するときの第１接続部３２の接続強度の最大値として、第１接続部３２の接続強度の上限値を設定すればよい。第１接続部３２の接続強度は、例えば、第１接続部３２を構成する接着剤の種類を適宜選定することにより設定することができる。

カバー部４０は、蓋部３０上に配置されて、筐体部２０に取り付けられている。本実施形態のカバー部４０は、蓋部３０よりも一回り大きい角丸長方形状に形成されており、蓋部３０全体と重なるように、蓋部３０上に配置されている。カバー部４０は、例えば、金属製の板状部材によって構成することができる。

本実施形態において、カバー部４０を筐体部２０に取り付ける第２接続部４４は、ねじによって構成されている。すなわち、本実施形態では、図１および図２に示すように、ねじ留めにより、カバー部４０が筐体部２０に取り付けられている。カバー部４０には、対角上の位置においてカバー部４０を貫通する２つの締結孔４２が形成されており、筐体部２０の外表面には、上記締結孔４２に対応する位置に、２つのねじ穴２４が設けられている。そして、締結孔４２を貫通させた第２接続部４４であるねじをねじ穴２４に埋め込むことにより、カバー部４０が筐体部２０にねじ留めされている。

本実施形態では、カバー部４０は、筐体部２０の内部の圧力が、既述した予め定められた圧力以上に上昇して、蓋部３０および第１接続部３２の少なくとも一方が破損した後も、筐体部２０上に取り付けられているように構成される。すなわち、筐体部２０内で急激な圧力上昇が起こり、蓋部３０や第１接続部３２が破損した後に、貫通孔２２を介して筐体部２０内から加えられる圧力、および、筐体部２０から外れた蓋部３０から加えられる衝撃力が加えられても、カバー部４０が筐体部２０上に取り付けられているように、カバー部４０の強度および第２接続部４４の接続強度が設定されている。蓋部３０や第１接続部３２が破損した後に、貫通孔２２を介して筐体部２０内から加えられる圧力は、例えば、既述した所定の圧力とすればよい。筐体部２０から外れた蓋部３０から加えられる衝撃力は、蓋部３０の重量や蓋部３０とカバー部４０との距離を考慮して、十分に大きな値を設定すればよい。カバー部４０の強度は、カバー部４０を構成する材料、および、カバー部４０の厚みによって調節することができる。第２接続部４４の取り付け強度は、筐体部２０およびねじの材質、ねじのかかり代の長さ、およびねじの数によって調節することができる。

カバー部４０と筐体部２０の外表面との距離は、筐体部２０内で急激な圧力上昇が起こったときに、蓋部３０や第１接続部３２の破損を妨げることがなく、蓋部３０が望ましくない方向に飛ぶことを抑制できるように、適宜設定すればよい。蓋部３０が薄いシート状に形成され、蓋部３０が破損することによって筐体部２０の圧抜きを行なう場合には、カバー部４０が蓋部３０に圧力を加えることなくカバー部４０が蓋部３０に接することとしてもよい。すなわち、第１接続部３２や第２接続部４４が形成される際の精度により、カバー部４０と蓋部３０とが最も近接してカバー部４０と筐体部２０とが接する場合であっても、カバー部４０から蓋部３０に圧力が加わらないように、カバー部４０と筐体部２０表面との距離を設定すればよい。カバー部４０から蓋部３０に圧力がかかっていなければ、筐体部２０内で急激な圧力上昇が起こったときに、シート状の蓋部３０が破損することが可能になる。

また、筐体部２０内で急激な圧力上昇が起こったときに第１接続部３２が破損することによって筐体部２０の圧抜きを行なう場合には、蓋部３０が筐体部２０から外れる動作が可能となるように、カバー部４０と筐体部２０の外表面との距離の下限値を設定すればよい。図３では、カバー部４０が蓋部３０から離間して配置される様子を示している。また、蓋部３０を樹脂シートによって構成する場合のように、比較的強度の低い部材により蓋部３０を構成する場合には、カバー部４０と筐体部２０の外表面との距離が、人間の指が入る幅よりも小さくなるように、カバー部４０と筐体部２０の外表面との距離の上限値を設定すればよい。例えば、上記距離の上限値は、１０ｍｍ以下とすることが好ましく、５ｍｍ以下とすることがより好ましい。これにより、いたずらや過失により蓋部３０が破られることを抑制可能となる。また、燃料電池１００が配置される箇所の周囲に、蓋部３０の飛散から保護したい部材（例えば、動作電圧が直流６０Ｖ以上または交流３０Ｖ以上の高電圧機器など）が存在する場合には、蓋部３０や第１接続部３２の破損時に、カバー部４０と筐体部２０との間の隙間から上記保護したい部材に向かって蓋部３０が飛散しないように、カバー部４０と筐体部２０の外表面との距離の上限値を設定すればよい。すなわち、カバー部４０と筐体部２０との間の隙間を延長した蓋部３０の飛散の経路上に、上記保護したい部材が存在しないように、カバー部４０を筐体部２０表面に近接させればよい。カバー部４０と筐体部２０の外表面との距離を所望の距離に設定するために、例えば、筐体部２０の表面とカバー部４０の表面の少なくとも一方に、上記所望の距離を確保するためのスペーサとなる凸部を設けてもよい。

本実施形態の第２接続部４４は、２つのねじによって構成され、図１および図２に示すように、筐体部２０に対してカバー部４０を２箇所でねじ止めしているが、２箇所以外の複数箇所でねじ留めすることとしてもよい。第２接続部４４では、既述した接続強度が確保されていればよく、シール性等は必要でないため、ねじ留め箇所を均等に配置する必要がなく、ねじ留め箇所の数を抑えることができる。

以上のように構成された本実施形態の燃料電池用ケース１０を備える燃料電池１００によれば、筐体部２０内で燃料電池スタック２００からの水素漏れが生じて着火した場合等、筐体部２０内における急激な圧力上昇に伴って、蓋部３０および第１接続部３２の少なくとも一方の破損により筐体部２０が圧抜きされる際に、蓋部３０が意図しない方向に飛ぶことを抑えることができる。

図４は、筐体部２０が圧抜きされる際に、蓋部３０が飛ぶ方向を模式的に示す説明図である。図４に示すように、破損された蓋部３０、あるいは、第１接続部３２が破損されて筐体部２０からはずれた蓋部３０は、カバー部４０と筐体部２０との間の隙間から、周囲のいずれの方向に飛ぶ可能性もある。図４では、このような様子を、上下左右方向の矢印により示している。このような本実施形態では、カバー部４０を設けることにより、筐体部２０の外表面に垂直な方向（図４において破線の矢印で示す方向）に飛ぶことが抑えられる。これにより、上記破線の矢印で示す方向に配置された部品および機器等、あるいは、点検を行なっている使用者等を、蓋部３０から保護することができる。燃料電池１００においては、例えば、筐体部２０内に水素センサを設けて、水素漏れ時に対応できるように備えることが可能である。しかしながら、このように水素センサを設けるなどの備えを行なっても、上記センサが故障する等の原因で、水素漏れが進行して着火が生じる場合があり得る。本実施形態によれば、このような場合であっても、蓋部３０あるいは蓋部３０の破片が意図しない方向に飛ぶことに起因する不都合を抑えることができる。

本実施形態において、蓋部３０を樹脂シートによって構成する場合には、蓋部３０を破損させることが特に容易となるため、筐体部２０内で急激な圧力上昇が起こるときには、蓋部３０を破損させることによって筐体部２０内を容易に圧抜きすることができる。また、蓋部３０を樹脂シートによって構成する場合には、蓋部３０が飛散する場合であっても、周囲の部品や機器等が蓋部３０の破片により損傷する程度を抑えることができる。このように、強度が比較的低い蓋部３０を用いる場合には、第１接続部３２を接着剤層により形成することで、蓋部３０と筐体部２０との間のシール性を十分に確保しつつ、十分な接続強度によって、蓋部３０を筐体部２０に容易に接続することができる。

本実施形態では、図１および図２に示すように、複数の貫通孔２２全体を覆う単一の蓋部３０を設けたが、個々の貫通孔２２に対して、それぞれ別個の蓋部３０を設けてもよい。貫通孔２２ごとに蓋部３０を設ける場合には、蓋部３０ごとにカバー部４０を設けてもよい。ただし、複数の貫通孔２２をまとめて覆う蓋部３０およびカバー部４０を設けた方が、部品点数を削減して、蓋部３０およびカバー部４０の取り付け作業を簡素化できる。

また、カバー部４０は、蓋部３０全体を覆うのではなく、蓋部３０の一部を覆うこととして、例えば、カバー部４０を、蓋部３０よりも一回り小さい形状に形成することとしてもよい。蓋部３０上にカバー部４０を配置するならば、蓋部３０あるいは蓋部３０の破片が飛ぶことを抑える同様の効果が得られる。ただし、筐体部２０内の圧力上昇時に蓋部３０の破損により圧抜きする場合には、カバー部４０をより大きくすることにより、蓋部３０の破片の飛散を抑える効果を高めることができる。

なお、筐体部２０内の圧力上昇により蓋部３０が破損する場合には、破損した蓋部３０の一部は、筐体部２０外に飛散するだけでなく、筐体部２０内に飛散する場合も考えられる。そのため、筐体部２０内に、蓋部３０の飛散から保護したい部材（例えば、既述した高電圧機器など）が存在する場合には、飛散した蓋部３０が上記した保護したい部材に届き難い位置に、貫通孔２２を設けることが望ましい。例えば、筐体部２０の外表面のうち、上記保護したい部材から最も遠い面に、貫通孔２２を設ければよい。

また、貫通孔２２は、既述した圧抜きの目的のために筐体部２０に特別に設けるのではなく、筐体部２０に設けられた既存の孔を貫通孔２２として利用することとしてもよい。例えば、筐体部２０内に燃料電池スタック２００を収納する際に、締結棒を用いて燃料電池スタック２００を積層方向に押圧しながら上記収納の動作を行ない、上記締結棒を貫通させる孔を筐体部２０に設ける場合には、上記孔を貫通孔２２として用いることができる。

Ｂ．第２実施形態：
図５は、第２実施形態の燃料電池用ケース１０において、筐体部２０に蓋部３０が取り付けられており、カバー部４０をさらに取り付ける様子を模式的に示す斜視図である。第２実施形態では、第１接続部３２以外は第１実施形態と同様の構成であるため、共通する部分には同じ参照番号を付す。

第２実施形態では、第１接続部３２は、複数のねじによって構成されている。すなわち、蓋部３０は、第１接続部３２である複数のねじによって筐体部２０の外表面に取り付けられている。蓋部３０と筐体部２０との間のシール性を確保するために、本実施形態では、上記複数のねじは、ほぼ等間隔で設けられている。蓋部３０と筐体部２０との間のシール性を確保するために、蓋部３０と筐体部２０の外表面との間には、さらに、貫通孔２２を囲む形状に形成されたガスケットが設けられていてもよい。

このような構成としても、筐体部２０内の圧力が、既述した予め定められた圧力以上に上昇したときに、蓋部３０および第１接続部３２の少なくとも一方が破損し、その後も、カバー部４０が筐体部２０上に取り付けられているならば、第１実施形態と同様の効果が得られる。本実施形態によって、第１接続部３２の接続強度は、第１接続部３２を構成するねじおよび筐体部２０の材質、ねじのかかり代の長さ、およびねじの数によって設定することができる。

Ｃ．第３実施形態：
図６は、第３実施形態の燃料電池用ケース１０において、筐体部２０に蓋部３０およびカバー部４０が取り付けられる様子を模式的に示す断面図である。第３実施形態では、第１接続部３２と第２接続部４４の配置以外は第１実施形態と同様の構成であるため、共通する部分には同じ参照番号を付す。

第３実施形態では、第２接続部４４を構成するねじは、第１接続部３２を構成する接着剤層と重なる位置において、筐体部２０に締結される。第１実施例および第２実施例のように、第１接続部３２と第２接続部４４とが異なる場合には、各々の接続部における接続強度を所望の強度に設定することが容易になる。その結果、例えば、筐体部２０内で急激な圧力上昇が起きたときに、第１接続部３２は破損するが、第２接続部４４においてカバー部４０と筐体部２０とは接続されている構成を、容易に実現することができる。ただし、第３実施形態のように、第１接続部３２と第２接続部４４の一部が重なる場合であっても、第１接続部３２と第２接続部４４との各々における接続強度を適宜設定し、筐体部２０内の圧力が上昇して第１接続部３２が破損した後も、第２接続部４４においてカバー部４０と筐体部２０とが接続されている構成とすることは可能である。これにより、第１および第２実施形態と同様の効果が得られる。

あるいは、第１接続部３２と第２接続部４４とが、共通するねじを備え、当該共通するねじによって、蓋部３０の筐体部２０への取り付けと、カバー部４０の筐体部２０への取り付けとを行なうこととしてもよい。このような場合には、図５に示した第２実施形態のように、蓋部３０と筐体部２０との間のシール性を確保するために十分な数のねじを用いることとすれば良い。そして、蓋部３０は、筐体部２０内の圧力が急激に上昇したときであって、第１接続部３２および第２接続部４４が破損しないときに破損する強度の部材とすればよい。このとき、蓋部３０の破損が妨げられることがないように、例えば、カバー部４０の内側（蓋部３０に対向する側）の面を凹面にして、カバー部４０の表面と蓋部３０との間の距離を、より十分に確保することとしてもよい。

Ｄ．第４実施形態：
図７は、第４実施形態の燃料電池用ケース１０において、筐体部２０に蓋部３０およびカバー部４０を取り付ける様子を、図５と同様にして示す斜視図である。また、図８は、図７におけるＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ断面の様子を模式的に示す断面図である。第４実施形態では、カバー部４０以外は第１実施形態と同様の構成であるため、共通する部分には同じ参照番号を付す。

第４実施形態では、カバー部４０は、他の部位に比べて剛性が高い高剛性部として、ビード部４６を有している。ビード部４６は、カバー部４０の上端側の外周部近傍において、カバー部４０の外周に沿って設けられており、筐体部２０側とは逆向きに凸である溝状の構造である。ビード部４６は、例えば、プレス成形により形成することができる。このような凸構造としてのビード部４６を設けることにより、カバー部４０において、断面係数や断面二次モーメントを大きくして、剛性および強度を向上させることができる。このようなカバー部４０を用いるならば、筐体部２０内の圧力が急激に上昇して、蓋部３０あるいは蓋部３０の破片がカバー部４０に衝突したときに、ビード部４６の近傍ではカバー部４０が変形し難くなる。そのため、蓋部３０あるいは蓋部３０の破片は、ビード部４６が設けられることなく、より変形量が大きい箇所から周囲に飛び易くなる。燃料電池用ケース１０の筐体部２０に貫通孔２２を設けた位置の近傍に、蓋部３０の飛散から保護したい部材（例えば、既述した高電圧機器など）が存在する場合には、上記保護したい部材が配置される側にビード部４６を設けることで、上記保護したい部材を保護する効果を高めることができる。図７では、カバー部４０におけるビード部４６を設けた側から蓋部３０あるいは蓋部３０の破片が飛び難い様子を、上方に向かう矢印を破線で示すことによって表わしている。

図９は第４実施形態の変形例としての燃料電池用ケース１０において、筐体部２０に蓋部３０およびカバー部４０を取り付ける様子を、図５と同様にして示す斜視図である。図９に示す変形例では、カバー部４０以外は第１実施形態と同様の構成であるため、共通する部分には同じ参照番号を付す。図９に示す変形例のカバー部４０は、他の部位に比べて剛性が高い高剛性部として、半月型の薄板をカバー部４０の表面に重ねて貼り付けた肉厚部４８を備える。肉厚部４８の形状は、半月型以外の形状であってもよい。肉厚部４８を設けた部位においてカバー部４０の剛性が高まるため、筐体部２０内の圧力が急激に上昇して蓋部３０あるいは蓋部３０の破片がカバー部４０に衝突したときに、肉厚部４８の近傍ではカバー部４０が変形し難くなる。そのため、蓋部３０あるいは蓋部３０の破片は、肉厚部４８が設けられることなく、より変形量が大きい箇所から周囲に飛び易くなり、図７に示す第４実施形態と同様の効果が得られる。図９では、カバー部４０における肉厚部４８を設けた側から蓋部３０あるいは蓋部３０の破片が飛び難い様子を、下方に向かう矢印を破線で示すことによって表わしている。

図７から図９では、カバー部４０において、他の部位に比べて剛性が高い高剛性部を積極的に設ける構成について説明したが、他の部位に比べて剛性が低い部位を積極的に設けることにより、結果的に、残余の部位を高剛性部としてもよい。他の部位に比べて剛性が低い部位を設ける方法としては、例えば、カバー部４０に対してプレス成形により特定の領域にキズを形成する方法を挙げることができる。

上記の説明では、カバー部４０における板状の部位の剛性を局所的に変更することにより、蓋部３０あるいは蓋部３０の破片がカバー部４０に衝突したときのカバー部４０の変形し易さを局所的に変更したが、異なる構成としてもよい。例えば、カバー部４０を筐体部２０に取り付ける第２接続部４４を、カバー部４０の外周近傍においてカバー部４０の外周に沿って配置する複数のねじによって構成する場合に、ねじの疎密の状態により、カバー部４０の変形し易さを局所的に変更してもよい。ねじが密に配置された部位は、ねじが疎に配置される部位よりも、カバー部４０の変形を抑えることができる。

Ｅ．他の実施形態：
上記各実施形態では、蓋部３０を筐体部２０に取り付けるための第１接続部３２は、接着剤層あるいはねじを備えることとしたが、異なる構成としてもよい。接着剤層やねじのように、蓋部３０および筐体部２０と別体で第１接続部３２を設けるのではなく、蓋部３０および筐体部２０の少なくとも一方と一体で、第１接続部３２を設けてもよい。例えば、蓋部３０が金属製部材の場合には、溶接やロウ付けにより蓋部３０および筐体部２０を接続し、第１接続部３２を、蓋部３０および筐体部２０と一体で形成してもよい。あるいは、蓋部３０と筐体部２０との表面に、係合部あるいは被係合部をそれぞれ設け、両者を嵌め込むことにより蓋部３０および筐体部２０を接続し、第１接続部３２を、蓋部３０の一部と筐体部２０の一部とによって構成してもよい。

上記各実施形態では、カバー部４０を筐体部２０に取り付けるための第２接続部４４は、ねじを備えることとしたが、異なる構成としてもよい。例えば、筐体部２０の表面またはカバー部４０の表面に、カバー部４０と筐体部２０との間の距離を確保するためのスペーサとなる凸部を設け、接続強度が確保できる場合には接着剤を用いて上記凸部においてカバー部４０と筐体部２０とを接続し、接着剤層によって第２接続部４４を構成してもよい。上記ねじや接着剤層のように、カバー部４０および筐体部２０と別体で第２接続部４４を設けるのではなく、カバー部４０および筐体部２０の少なくとも一方と一体で、第２接続部４４を設けてもよい。例えば、筐体部２０の表面またはカバー部４０の表面に、カバー部４０と筐体部２０との間の距離を確保するためのスペーサとなる凸部を設け、カバー部４０と筐体部２０との間を、上記凸部の位置において溶接やロウ付けにより接続し、第２接続部４４を、カバー部４０および筐体部２０と一体で形成してもよい。あるいは、カバー部４０と筐体部２０との表面に、係合部あるいは被係合部をそれぞれ設け、両者を嵌め込むことによりカバー部４０および筐体部２０を接続し、第２接続部４４を、カバー部４０の一部と筐体部２０の一部とによって構成してもよい。

いずれの場合であっても、筐体部２０内で急激な圧力上昇が生じたときに、蓋部３０および第１接続部３２の少なくとも一方が破損して筐体部２０が圧抜きされると共に、蓋部３０あるいは蓋部３０の破片がカバー部４０に衝突しても、カバー部４０が筐体部２０に取り付けられている構成とするならば、既述した各実施形態と同様の効果が得られる。

本発明は、上述の実施形態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、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

１０…燃料電池用ケース、２０…筐体部、２２…貫通孔、２４…ねじ穴、３０…蓋部、３２…第１接続部、４０…カバー部、４２…締結孔、４４…第２接続部、４６…ビード部、４８…肉厚部、１００…燃料電池、２００…燃料電池スタック

Claims (4)

1. 燃料電池用ケースであって、
   燃料電池スタックを収納するための空間が内部に形成される筐体部であって、前記空間と前記筐体部の外部とを連通させる貫通孔が設けられた筐体部と、
   第１接続部によって前記筐体部に取り付けられて、前記貫通孔を塞ぐ蓋部と、
   前記蓋部の上に前記蓋部全体を覆うように配置されて、前記筐体部の外部側から前記筐体部に取り付けられたカバー部と、
   を備え、
   前記蓋部と前記カバー部とは離間しており、
   前記蓋部および前記第１接続部の少なくとも一方は、前記内部の圧力が予め定められた圧力以上に上昇したときに破損し、
   前記カバー部は、前記内部の圧力が前記予め定められた圧力以上に上昇して、前記蓋部および前記第１接続部の少なくとも一方が破損した後も、前記筐体部上に取り付けられている
   燃料電池用ケース。
2. 請求項１に記載の燃料電池用ケースであって、
   前記カバー部は、前記第１接続部とは異なる第２接続部によって前記筐体部に取り付けられている
   燃料電池用ケース。
3. 請求項１または請求項２に記載の燃料電池用ケースであって、
   前記カバー部は、前記カバー部における他の部位に比べて剛性が高い高剛性部を備える
   燃料電池用ケース。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の燃料電池用ケースであって、
   前記蓋部は樹脂シートであり、
   前記第１接続部は接着剤層である
   燃料電池用ケース。

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