JP7269271B2

JP7269271B2 - 燃料電池駆動システムのマウント構造

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Publication number: JP7269271B2
Application number: JP2021039555A
Authority: JP
Inventors: 秀晴内藤; 航平角田
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2021-03-11
Filing date: 2021-03-11
Publication date: 2023-05-08
Anticipated expiration: 2041-03-11
Also published as: JP2023114458A; CN115071455A; US20220289013A1; JP7402368B2; JP2022139261A

Description

本発明は、燃料電池駆動システムのマウント構造に関する。

例えば、特許文献１には、車体フレームに駆動ユニット（モータ及び減速機）を搭載し、駆動ユニットの上方に燃料電池システムが位置するように複数のブラケットにより駆動ユニットと燃料電池システムとを互いに接続した燃料電池駆動システムのマウント構造が開示されている。

特開２０１８－１３３２４９号公報

上述した特許文献１のようなマウント構造は、燃料電池システムを車体フレームに接続するマウント部を備えていない。この場合、駆動ユニットを支持する車体フレームには、燃料電池システムと駆動ユニットとの合計の荷重が集中することになる。そのため、駆動ユニットを支持する車体フレームを強固にする必要があり車体フレームの重量が増大するおそれがある。

本発明は、このような課題を考慮してなされたものであり、車体フレームの軽量化を図ることができるとともに小型化を図ることができる燃料電池駆動システムのマウント構造を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様は、燃料電池スタックを収納するスタックケースと当該スタックケースに連結されて燃料電池用補機を収納する補機ケースとを含む燃料電池システムと、車両を駆動させるための駆動ユニットと、を有する燃料電池駆動システムと、前記スタックケースと前記補機ケースとが車幅方向に並ぶように前記燃料電池駆動システムを車体フレームに固定するためのマウント部材と、を備えた燃料電池駆動システムのマウント構造であって、前記駆動ユニットは、前記スタックケースの下方に位置するモータと、前記補機ケースの下方に位置するとともに前記モータに対して前記車幅方向に連結された減速機と、を有し、前記マウント部材は、前記燃料電池システムの前記車幅方向の一端部に位置して前記スタックケースの端部を形成する第１端部を前記車体フレームの第１フレーム部に接続する第１マウント部と、前記燃料電池システムの前記車幅方向の他端部に位置して前記補機ケースの端部を形成する第２端部を前記車体フレームの第２フレーム部に接続する第２マウント部と、を有し、前記燃料電池駆動システムは、前記スタックケースと前記モータとを互いに接続する第１接続部材と、前記補機ケースと前記減速機とを互いに接続する第２接続部材と、を有し、前記第１マウント部は、前記モータの端部に接続されている、燃料電池駆動システムのマウント構造である。
本発明の第２の態様は、燃料電池スタックを収納するスタックケースと当該スタックケースに連結されて燃料電池用補機を収納する補機ケースとを含む燃料電池システムと、車両を駆動させるための駆動ユニットと、を有する燃料電池駆動システムと、前記スタックケースと前記補機ケースとが車幅方向に並ぶように前記燃料電池駆動システムを車体フレームに固定するためのマウント部材と、を備えた燃料電池駆動システムのマウント構造であって、前記駆動ユニットは、前記スタックケースの下方に位置するモータと、前記補機ケースの下方に位置するとともに前記モータに対して前記車幅方向に連結された減速機と、を有し、前記マウント部材は、前記燃料電池システムの前記車幅方向の一端部に位置して前記スタックケースの端部を形成する第１端部を前記車体フレームの第１フレーム部に接続する第１マウント部と、前記燃料電池システムの前記車幅方向の他端部に位置して前記補機ケースの端部を形成する第２端部を前記車体フレームの第２フレーム部に接続する第２マウント部と、を有し、前記燃料電池駆動システムは、前記スタックケースと前記モータとを互いに接続する第１接続部材と、前記補機ケースと前記減速機とを互いに接続する第２接続部材と、を有し、前記第１接続部材は、前記燃料電池システムの前記第１端部側に位置し、前記第２接続部材は、前記燃料電池システムの前記第２端部側に位置し、前記燃料電池駆動システムは、前記燃料電池システムの前記車幅方向の中間部と前記駆動ユニットの前記車幅方向の中間部とを互いに接続する第３接続部材を有する、燃料電池駆動システムのマウント構造である。
本発明の第３の態様は、燃料電池スタックを収納するスタックケースと当該スタックケースに連結されて燃料電池用補機を収納する補機ケースとを含む燃料電池システムと、車両を駆動させるための駆動ユニットと、を有する燃料電池駆動システムと、前記スタックケースと前記補機ケースとが車幅方向に並ぶように前記燃料電池駆動システムを車体フレームに固定するためのマウント部材と、を備えた燃料電池駆動システムのマウント構造であって、前記駆動ユニットは、前記スタックケースの下方に位置するモータと、前記補機ケースの下方に位置するとともに前記モータに対して前記車幅方向に連結された減速機と、を有し、前記マウント部材は、前記燃料電池システムの前記車幅方向の一端部に位置して前記スタックケースの端部を形成する第１端部を前記車体フレームの第１フレーム部に接続する第１マウント部と、前記燃料電池システムの前記車幅方向の他端部に位置して前記補機ケースの端部を形成する第２端部を前記車体フレームの第２フレーム部に接続する第２マウント部と、を有し、前記燃料電池駆動システムは、前記スタックケースと前記モータとを互いに接続する第１接続部材と、前記補機ケースと前記減速機とを互いに接続する第２接続部材と、を有し、前記燃料電池駆動システムの重心は、車両上方から見て、前記第１マウント部の前記燃料電池駆動システムを支持する第１支点と前記第２マウント部の前記燃料電池駆動システムを支持する第２支点とを結ぶ線分上に位置する、燃料電池駆動システムのマウント構造である。

本発明によれば、スタックケースとモータとが第１接続部材で接続され、補機ケースと減速機とが第２接続部材で接続されている。そして、燃料電池システムの第１端部が第１マウント部により第１フレーム部に接続され、燃料電池システムの第２端部が第２マウント部により第２フレーム部に接続されている。そのため、燃料電池駆動システムの荷重を第１フレーム部及び第２フレーム部で支持することができる。つまり、燃料電池駆動システムの全体の荷重は、車体フレームの一部に集中することなく第１フレーム部と第２フレーム部とに分散される。これにより、車体フレームの軽量化を図ることができる。

また、スタックケースと第１フレーム部とを第１マウント部で接続しているため、スタックケースが燃料電池スタックを支持するスタック支持部材としても機能する。そのため、スタック支持部材を別途設ける必要がない。さらに、補機ケースと第２フレーム部とを第２マウント部で接続しているため、補機ケースが燃料電池用補機を支持する補機支持部材としても機能する。そのため、補機支持部材を別途設ける必要がない。従って、燃料電池駆動システムの小型化を図ることができる。

本発明の第１実施形態に係る燃料電池駆動システムのマウント構造の車両前方からの斜視図である。前記マウント構造の車両後方からの斜視図である。前記マウント構造の車両前方からの正面図である。前記マウント構造の車両後方からの背面図である。図３のＶ－Ｖ線に沿った断面図である。前記マウント構造の右側面図である。前記マウント構造の左側面図である。前記マウント構造の底面図である。図２のＩＸ－ＩＸ線に沿った断面図である。本発明の第２実施形態に係る燃料電池駆動システムのマウント構造の車両後方からの斜視図である。

以下、本発明に係る燃料電池駆動システムのマウント構造について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。

（第１実施形態）
図６及び図７に示すように、本発明の第１実施形態に係る燃料電池駆動システム２２のマウント構造１０Ａ（以下、単に「マウント構造１０Ａ」ということがある）は、車両１２（燃料電池車両）のモータルーム１４（フロントボックス）に設けられている。モータルーム１４は、ダッシュボード１６により車室１８から隔離されて設けられる。モータルーム１４は、左右の前輪２０の間に位置する。

各図において、車両１２を基準に、運転者側から見て車両左側を矢印「Ｌ」で示し、車両右側を矢印「Ｒ」で示し、車両前方を矢印「Ｆｒ」で示し、車両後方を矢印「Ｒｒ」で示し、車両上方を矢印「Ｕ」で示し、車両下方を矢印「Ｄ」で示す。

図１及び図２に示すように、マウント構造１０Ａは、燃料電池駆動システム２２と、燃料電池駆動システム２２を車体フレーム２４に固定するためのマウント部材２６とを備えている。

車体フレーム２４は、第１フレーム部２８、第２フレーム部３０及び第３フレーム部３２を有する。第１フレーム部２８は、燃料電池駆動システム２２の車両右側（矢印Ｒ方向）に位置するとともに車両前後方向（車長方向）に沿って延在している。第２フレーム部３０は、燃料電池駆動システム２２の車両左側（矢印Ｌ方向）に位置するとともに車両前後方向に延在している。第３フレーム部３２は、燃料電池駆動システム２２の下方（矢印Ｄ方向）に位置している。第３フレーム部３２は、車幅方向（矢印Ｗ方向）に延在するメインフレーム３４と、メインフレーム３４の両端部から車両前方（矢印Ｆｒ方向）に延在した左右一対のサブフレーム３６とを含む。

燃料電池駆動システム２２は、燃料電池システム３８と、燃料電池システム３８の下方に位置する駆動ユニット４０と、燃料電池システム３８と駆動ユニット４０とを互いに接続する第１～第３接続部材４２、４４、４６とを有する。

図５において、燃料電池システム３８は、燃料電池システム本体４８と、燃料電池システム本体４８に接続された補機部材５０とを含む。燃料電池システム本体４８は、燃料電池スタック５２と、燃料電池スタック５２を収納するスタックケース５４とを備える。燃料電池スタック５２は、複数の発電セル５６が互いに積層されてなるセル積層体５８を有する。複数の発電セル５６の積層方向は、車幅方向（矢印Ｗ方向）を向いている。

セル積層体５８の積層方向の一端（矢印Ｒ方向の端）には、第１ターミナルプレート６０ａ及び第１絶縁プレート６２ａが外方（矢印Ｒ方向）に向かって順次配設されている。セル積層体５８の積層方向の他端（矢印Ｌ方向の端）には、第２ターミナルプレート６０ｂ及び第２絶縁プレート６２ｂが順次配設されている。燃料電池スタック５２は、第１ターミナルプレート６０ａ、第１絶縁プレート６２ａ、第２ターミナルプレート６０ｂ及び第２絶縁プレート６２ｂを含む。

第１ターミナルプレート６０ａ及び第２ターミナルプレート６０ｂの各々は、導電性を有する材料（例えば、銅やアルミニウム等の金属材料）により構成されている。第１絶縁プレート６２ａ及び第２絶縁プレート６２ｂの各々は、例えば、電気絶縁性を有する樹脂材料により形成されている。

発電セル５６は、燃料ガス（例えば、水素含有ガス）と酸化剤ガス（例えば、酸素含有ガス）との電気化学反応により発電する。詳細な図示は省略するが、発電セル５６は、ＭＥＡ（電解質膜・電極構造体）をアノードセパレータとカソードセパレータとで挟持して形成される。

ＭＥＡは、電解質膜と、電解質膜の一方の面に配設されたアノード電極と、電解質膜の他方の面に配設されたカソード電極とを有する。アノードセパレータには、燃料ガスをアノード電極に供給するための燃料ガス流路が形成され、カソードセパレータには、酸化剤ガスをカソード電極に供給するための酸化剤ガス流路が形成される。

スタックケース５４は燃料電池スタック５２を収納するスタック収納空間Ｓ１を形成する。スタックケース５４は、上下方向（矢印Ｕ方向及び矢印Ｄ方向）及び車両前後方向（矢印Ｆｒ方向及び矢印Ｒｒ方向）から見て矩形状であり、その長辺が車幅方向（矢印Ｗ方向）に沿って延在している。

スタックケース５４は、燃料電池スタック５２の外周面を覆う四角筒状の周壁ケース６４と、周壁ケース６４の一端（矢印Ｒ方向の端）に配設された第１エンドプレート６６と、周壁ケース６４の他端（矢印Ｌ方向の端）に配設された第２エンドプレート６８とを含む。スタック収納空間Ｓ１は、周壁ケース６４、第１エンドプレート６６及び第２エンドプレート６８によって形成される。

第１エンドプレート６６は、周壁ケース６４の一端側（矢印Ｒ方向）の開口部を閉塞するように周壁ケース６４に図示しないボルトにより接合される。第２エンドプレート６８は、周壁ケース６４の他端側（矢印Ｌ方向）の開口部を閉塞するように周壁ケース６４に図示しないボルトにより接合される。

補機部材５０は、燃料電池用補機７０と、燃料電池用補機７０を収納する補機ケース７２とを有する。詳細な図示は省略するが、燃料電池用補機７０は、例えば、燃料電池スタック５２に燃料ガスを供給するアノード系補機と、燃料電池スタック５２に酸化剤ガスを供給するカソード系補機と、燃料電池スタック５２に冷却媒体を供給する冷却媒体補機とを有する。

補機ケース７２は、燃料電池用補機７０を収容する補機収納空間Ｓ２を形成する。スタックケース５４と補機ケース７２とは、車幅方向（矢印Ｗ方向）に並んでいる。補機ケース７２は、補機収納空間Ｓ２に収納された燃料電池用補機７０を保護するための保護ケースである。

補機ケース７２は、矢印Ｌ方向が開口した箱型の第１ケース部材７４と、矢印Ｒ方向が開口した箱型の第２ケース部材７６とを図示しないボルトにより互いに接合することにより形成される。第１ケース部材７４は、上述した第２エンドプレート６８を含む。第２エンドプレート６８は、スタックケース５４の壁部と補機ケース７２の壁部の両方を兼ねている。換言すると、第２エンドプレート６８は、スタック収納空間Ｓ１と補機収納空間Ｓ２との隔壁である。

図１、図３～図５において、補機ケース７２の車両左側（矢印Ｌ方向）の外面７２ｌには、外方（矢印Ｌ方向）に突出した取付突出部８０が一体的に設けられている。取付突出部８０は、第２ケース部材７６の幅方向（車両前後方向）の略中央に位置している（図５参照）。

図５に示すように、このような燃料電池システム３８は、燃料電池システム３８の車幅方向の一端部に位置する第１端部３８ａと、燃料電池システム３８の車幅方向の他端部に位置する第２端部３８ｂとを有する。燃料電池システム３８の第１端部３８ａは、スタックケース５４の端部（第１エンドプレート６６）を形成する。燃料電池システム３８の第２端部３８ｂは、補機ケース７２の端部（第２ケース部材７６）を形成する。

図１～図４において、駆動ユニット４０は、スタックケース５４の下方に位置するモータ８２と、補機ケース７２の下方に位置するとともにモータ８２に対して連結された減速機８４とを備える。モータ８２と減速機８４とは、車幅方向に並んでいる。換言すれば、モータ８２は、減速機８４の車両右側に位置している。図１、図２及び図５において、モータ８２は、車両上方から見てスタックケース５４の投影面積内に収まるように配置されている。換言すれば、モータ８２は、車両上方から見てスタックケース５４よりも外方にはみ出していない。

図３において、モータ８２は、モータ本体８６と、モータ本体８６を収納するモータケース８８とを有する。モータ本体８６は、燃料電池スタック５２又は図示しないバッテリから供給された電力により回転駆動する。モータケース８８は、車幅方向（矢印Ｗ方向）に延在している。

減速機８４は、モータ８２の回転駆動力を所定の回転速度に減速した状態で図示しない車軸に伝達するための減速機本体９０と、減速機本体９０を収納する減速機ケース９２とを有する。減速機本体９０は、図示しない複数の歯車（ギヤ）を含む。

減速機ケース９２は、モータケース８８の後面８８ｂよりも車両後方（矢印Ｒｒ方向）に延出した延出部９４を有している（図２及び図４参照）。図１～図４において、減速機ケース９２は、矢印Ｌ方向が開口した箱型の第１ギヤケース９６と、矢印Ｒ方向が開口した箱型の第２ギヤケース９８とを図示しないボルトにより互いに接合することにより形成される。

図１、図３及び図４に示すように、第１ギヤケース９６は、モータケース８８の矢印Ｌ方向の端部に図示しないボルトにより接合されている。減速機ケース９２の矢印Ｌ方向の外面９２ｌには、モータケース８８とは反対方向（矢印Ｌ方向）に突出した取付フランジ１００が一体的に設けられている。

燃料電池駆動システム２２に関し、第１～第３接続部材４２、４４、４６の詳細な説明については後述する。

図１及び図２に示すように、マウント部材２６は、第１マウント部１０２、第２マウント部１０４及び第３マウント部１０６を備える。

図２～図５において、第１マウント部１０２は、燃料電池システム３８の第１端部３８ａ（第１エンドプレート６６）を第１フレーム部２８に固定する。第１マウント部１０２は、スタックケース５４の矢印Ｒ方向の端面５４ｒとモータケース８８の矢印Ｒ方向の端面８８ｒとを互いに接続する接続フレーム１０８と、接続フレーム１０８に設けられた第１連結部材１１０と、第１連結部材１１０を第１フレーム部２８に固定するための第１固定部材１１２とを有する。

接続フレーム１０８は、車両前後方向に幅広なプレート部材である（図２及び図５参照）。図２～図４において、接続フレーム１０８は、スタックケース５４の端面５４ｒに対向配置された第１接続プレート１１４と、モータケース８８の端面８８ｒに対向配置された第２接続プレート１１６と、第１接続プレート１１４の下端と第２接続プレート１１６の上端とを互いに繋ぐ中間プレート１１８とを含む。

第１接続プレート１１４は、スタックケース５４の端面５４ｒに対して車両右側（矢印Ｒ方向）から複数のボルト１２０ａによって接合されている。第２接続プレート１１６は、モータケース８８の端面８８ｒに対して車両右側（矢印Ｒ方向）から複数のボルト１２０ｂによって接合されている。これらボルト１２０ａ、１２０ｂは、車幅方向（矢印Ｗ方向）に延在している。中間プレート１１８は、第１接続プレート１１４の下端から車両下方に向かって矢印Ｌ方向に傾斜するように延在している。第１接続プレート１１４の外面（矢印Ｒ方向の面）には、外方（矢印Ｒ方向）に突出した取付凸部１２２が一体的に設けられている。

図２及び図５に示すように、第１連結部材１１０は、車両前後方向に延在した第１取付板部１２４と、第１取付板部１２４から車両右側（矢印Ｒ方向）に突出した第１突出部１２６とを含む。第１取付板部１２４は、取付凸部１２２の上面に対して上方から複数のボルト１２０ｃによって接合されている。ボルト１２０ｃは、上下方向に延在している。

図２及び図６において、第１固定部材１１２は、第１突出部１２６が挿入される第１挿入口１２８が形成された第１固定部本体１３０と、第１固定部本体１３０の車両前後方向の両側に設けられた一対の第１脚部１３２とを含む。第１挿入口１２８は、第１固定部本体１３０を車幅方向に貫通している。第１突出部１２６は、第１挿入口１２８に挿入された状態で第１固定部本体１３０に対して上方からボルト１２０ｄによって接合されている。各第１脚部１３２は、第１フレーム部２８の上面に対して上方からボルト１２０ｅによって接合されている。ボルト１２０ｄ、１２０ｅは、上下方向に延在している。

第１マウント部１０２において、接続フレーム１０８、第１連結部材１１０及び第１固定部材１１２の形状及び大きさは、適宜設定可能である。また、第１マウント部１０２において、ボルト１２０ａ～１２０ｅの形状、大きさ、位置及び数は、適宜設定可能である。

図１、図３～図５において、第２マウント部１０４は、燃料電池システム３８の第２端部３８ｂ（第２ケース部材７６）を第２フレーム部３０に固定する。具体的に、第２マウント部１０４は、補機ケース７２の取付突出部８０に設けられた第２連結部材１３４と、第２連結部材１３４を第２フレーム部３０に固定するための第２固定部材１３６とを有する。

図１及び図５に示すように、第２連結部材１３４は、車両前後方向に延在した第２取付板部１３８と、第２取付板部１３８から車両左側（矢印Ｌ方向）に突出した第２突出部１４０とを含む。第２取付板部１３８は、取付突出部８０の上面に対して上方から複数のボルト１４２ａによって接合されている。ボルト１４２ａは、上下方向に延在している。

図１及び図７において、第２固定部材１３６は、第２突出部１４０が挿入される第２挿入口１４４が形成された第２固定部本体１４６と、第２固定部本体１４６の車両前後方向の両側に設けられた一対の第２脚部１４８とを含む。第２挿入口１４４は、第２固定部本体１４６を車幅方向に貫通している。第２突出部１４０は、第２挿入口１４４に挿入された状態で第２固定部本体１４６に対して車両上方からボルト１４２ｂによって接合されている。第２脚部１４８は、第２フレーム部３０の上面に対して車両上方からボルト１４２ｃによって接合されている。ボルト１４２ｂ、１４２ｃは、上下方向に延在している。

第２マウント部１０４において、第２連結部材１３４及び第２固定部材１３６の形状及び大きさは、適宜設定可能である。また、第２マウント部１０４において、ボルト１４２ａ～１４２ｃの形状、大きさ、位置及び数は、適宜設定可能である。

図５に示すように、燃料電池駆動システム２２の重心Ｇは、車両上方から見て、第１マウント部１０２の燃料電池駆動システム２２を支持する第１支点Ｐ１と第２マウント部１０４の燃料電池駆動システム２２を支持する第２支点Ｐ２とを結ぶ線分Ｌａ上に位置する。これにより、燃料電池駆動システム２２の荷重が第１マウント部１０２及び第２マウント部１０４に対して鉛直下方に作用する。すなわち、第１マウント部１０２及び第２マウント部１０４にモーメントが作用することを抑えることができる。

図２～図９に示すように、第３マウント部１０６は、駆動ユニット４０を第３フレーム部３２のメインフレーム３４に固定する。第３マウント部１０６は、燃料電池駆動システム２２に作用するモーメントを受ける。換言すれば、第３マウント部１０６は、燃料電池駆動システム２２の車体フレーム２４に対する回転を規制する回り止めとして機能する。第３マウント部１０６は、燃料電池駆動システム２２の重力方向の荷重をほとんど受けない。

図２、図８及び図９において、第３マウント部１０６は、トルクロッド１５０とブラケット１５２とを有する。トルクロッド１５０は、車両前後方向に延在したアーム部１５４と、アーム部１５４の一端部（車両後方の端部）に設けられた第１取付端部１５６と、アーム部１５４の他端部（車両前方の端部）に設けられた第２取付端部１５８とを有する。

第１取付端部１５６は、上下方向に貫通した第１内孔１６０ａが形成された第１環状部１６０と、第１内孔１６０ａに配設された環状の第１弾性リング１６２とを含む。第１取付端部１５６は、メインフレーム３４の上面の車幅方向の中央部分に対して上下方向（例えば、車両下方）からボルト１６４によって接合されている。ボルト１６４は、第１弾性リング１６２の内孔に挿通されている。

第２取付端部１５８は、車幅方向に貫通した第２内孔１６６ａが形成された第２環状部１６６と、第２内孔１６６ａに配設された第２弾性リング１６８とを含む。第１弾性リング１６２及び第２弾性リング１６８は、駆動ユニット４０から車体フレーム２４への振動の伝達を抑える。

ブラケット１５２は、減速機ケース９２の延出部９４の車両右側の面９４ｒの下端部に車両右側からボルト１７０によって接合されている。ブラケット１５２は、Ｕ字状に形成された支持部１７２を含む。支持部１７２のうち互いに対向する一対の壁部１７４の間には、第２取付端部１５８が挿入されている。そして、第２取付端部１５８は、一対の壁部１７４に対して車幅方向（例えば、車両左側）からボルト１７６によって接合されている。ボルト１７６は、第２弾性リング１６８の内孔に挿通している。

第３マウント部１０６において、ボルト１７０、１７６の形状、大きさ、位置及び数は、適宜設定可能である。

図２、図４及び図６に示すように、第１接続部材４２は、スタックケース５４の車両右側の端部とモータケース８８の車両右側の端部とを互いに接続する。第１接続部材４２は、スタックケース５４に接続される第１上側接続部１７８と、モータケース８８に接続される第１下側接続部１８０とを有する。

第１上側接続部１７８は、例えば、車両前後方向に延在している。第１上側接続部１７８は、スタックケース５４の下面５４ｄにおける矢印Ｒ方向及び矢印Ｒｒ方向の角部に対して下方から複数のボルト１８２ａによって接合されている。つまり、第１上側接続部１７８は、スタックケース５４の下面５４ｄの車両右側の端部に位置するとともにスタックケース５４の下面５４ｄにおける車両後方の端部に位置している。ボルト１８２ａは、上下方向に延在している。

第１下側接続部１８０は、第１上側接続部１７８の車両前方（矢印Ｆｒ方向）の端部から車両下方に延出している。図２及び図４において、第１下側接続部１８０は、モータケース８８の後面８８ｂにおける車両右側の端部に対して車両後方からボルト１８２ｂによって接合されている。また、第１下側接続部１８０は、第１マウント部１０２の接続フレーム１０８の側面（車両後方の面）に対して車両後方からボルト１８２ｃによって接合されている。つまり、第１接続部材４２は、モータケース８８と第１マウント部１０２の両方に対して固定されている。

図１、図３、図４及び図７に示すように、第２接続部材４４は、補機ケース７２の車両左側の端部と減速機ケース９２の車両左側の端部とを互いに接続する。第２接続部材４４は、補機ケース７２に接続される第２上側接続部１８４と、減速機ケース９２に接続される第２下側接続部１８６とを有する。

第２上側接続部１８４は、例えば、車両前後方向に延在している。第２上側接続部１８４は、補機ケース７２の下面７２ｄにおける矢印Ｆｒ方向及び矢印Ｌ方向の角部に対して下方からボルト１８８ａによって接合されている。つまり、第２上側接続部１８４は、補機ケース７２の下面７２ｄの車両左側の端部に位置するとともに補機ケース７２の下面７２ｄの車両前方の端部に位置している。ボルト１８８ａは、上下方向に延在している。

第２下側接続部１８６は、第２上側接続部１８４から車両下方に延出している。第２下側接続部１８６は、減速機ケース９２の上方に一体で形成された取付フランジ１００の上面に対して車両下方からボルト１８８ｂによって接合されている。ボルト１８８ｂは、上下方向に延在している。

図１、図３及び図７に示すように、第３接続部材４６は、燃料電池システム３８の車幅方向の中間部と駆動ユニット４０の車幅方向の中間部とを互いに接続する。第３接続部材４６は、スタックケース５４に接続される第３上側接続部１９０と、モータケース８８に接続された第３下側接続部１９２と、第３上側接続部１９０と第３下側接続部１９２とを互いに繋ぐ中間部１９４とを有する。

第３上側接続部１９０は、上下方向に延在している。第３上側接続部１９０は、スタックケース５４の前面５４ｆに対して車両前方から複数のボルト１９６ａによって接合されている。第３下側接続部１９２は、上下方向に延在している。第３下側接続部１９２は、モータケース８８の前面８８ｆに対して車両前方から複数のボルト１９６ｂによって接合されている。中間部１９４は、第３上側接続部１９０の下端部から車両後方（矢印Ｒｒ方向）に延出している。中間部１９４の車両後方の端部は、第３下側接続部１９２の上端部に連結されている。

第１接続部材４２、第２接続部材４４及び第３接続部材４６の形状及び大きさは、適宜設定可能である。また、第１～第３接続部材４２、４４、４６において、ボルト１８２ａ、１８２ｂ、１８２ｃ、１８８ａ、１８８ｂ、１９６ａ、１９６ｂの形状、大きさ、位置及び数は、適宜設定可能である。

本実施形態は、以下の効果を奏する。

本実施形態によれば、スタックケース５４とモータ８２とが第１接続部材４２で接続され、補機ケース７２と減速機８４とが第２接続部材４４で接続されている。そして、燃料電池システム３８の第１端部３８ａが第１マウント部１０２により第１フレーム部２８に接続され、燃料電池システム３８の第２端部３８ｂが第２マウント部１０４により第２フレーム部３０に接続されている。そのため、燃料電池駆動システム２２の荷重を第１フレーム部２８及び第２フレーム部３０で支持することができる。つまり、燃料電池駆動システム２２の全体の荷重は、車体フレーム２４の一部に集中することなく第１フレーム部２８と第２フレーム部３０とに分散される。これにより、車体フレーム２４の軽量化を図ることができる。

また、スタックケース５４と第１フレーム部２８とを第１マウント部１０２で接続しているため、スタックケース５４が燃料電池スタック５２を支持するスタック支持部材としても機能する。そのため、スタック支持部材を別途設ける必要がない。さらに、補機ケース７２と第２フレーム部３０とを第２マウント部１０４で接続しているため、補機ケース７２が燃料電池用補機７０を支持する補機支持部材としても機能する。そのため、補機支持部材を別途設ける必要がない。従って、燃料電池駆動システム２２の小型化を図ることができる。

マウント部材２６は、駆動ユニット４０を車体フレーム２４の第３フレーム部３２に接続して燃料電池駆動システム２２に作用したモーメントを受けるための第３マウント部１０６を有する。

このような構成によれば、燃料電池駆動システム２２に作用したモーメントを第３マウント部１０６で効率的に受けることができるため、当該モーメントが第１マウント部１０２及び第２マウント部１０４に作用することを抑えることができる。

第１マウント部１０２は、モータ８２の端部に接続されている。

このような構成によれば、モータ８２の荷重を第１マウント部１０２で効率的に支持することができる。

第１接続部材４２は、燃料電池システム３８の第１端部３８ａ側に位置している。第２接続部材４４は、燃料電池システム３８の第２端部３８ｂ側に位置している。燃料電池駆動システム２２は、燃料電池システム３８の車幅方向の中間部と駆動ユニット４０の車幅方向の中間部とを互いに接続する第３接続部材４６を有する。

このような構成によれば、第１接続部材４２、第２接続部材４４及び第３接続部材４６によって燃料電池システム３８と駆動ユニット４０とを確実に一体化することができる。

燃料電池駆動システム２２の重心Ｇは、車両上方から見て、第１マウント部１０２の燃料電池駆動システム２２を支持する第１支点Ｐ１と第２マウント部１０４の燃料電池駆動システム２２を支持する第２支点Ｐ２とを結ぶ線分Ｌａ上に位置する。

このような構成によれば、第１マウント部１０２及び第２マウント部１０４にモーメントが作用することを抑えることができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る燃料電池駆動システム２２のマウント構造１０Ｂ（以下、単に「マウント構造１０Ｂ」ということがある）について説明する。なお、第２実施形態に係るマウント構造１０Ｂにおいて、上述したマウント構造１０Ａと同一の構成については同一の参照符号を付し、その説明については省略する。

図１０に示すように、マウント構造１０Ｂのマウント部材２６ａは、上述した第１マウント部１０２に代えて第１マウント部１０２ａを有する。第１マウント部１０２ａは、第１連結部材１１０及び第１固定部材１１２を有する。つまり、第１マウント部１０２ａは、上述した接続フレーム１０８を有しない。第１連結部材１１０は、スタックケース５４の端面５４ｒから車両右側（矢印Ｒ方向）に突出した取付凸部１２２に対して車両上方（矢印Ｕ方向）から複数のボルト１２０ｃによって接合されている。なお、第１接続部材４２の第１下側接続部１８０は、ボルト１８２ｂによりモータケース８８にのみ接合されている。

本実施形態に係るマウント構造１０Ｂにおいて、上述したマウント構造１０Ａと同様の構成については同様の作用効果を奏する。

以上の実施形態をまとめると、以下のようになる。

上記実施形態は、燃料電池スタック（５２）を収納するスタックケース（５４）と当該スタックケースに連結されて燃料電池用補機（７０）を収納する補機ケース（７２）とを含む燃料電池システム（３８）と、車両（１２）を駆動させるための駆動ユニット（４０）と、を有する燃料電池駆動システム（２２）と、前記スタックケースと前記補機ケースとが車幅方向に並ぶように前記燃料電池駆動システムを車体フレーム（２４）に固定するためのマウント部材（２６、２６ａ）と、を備えた燃料電池駆動システムのマウント構造（１０Ａ、１０Ｂ）であって、前記駆動ユニットは、前記スタックケースの下方に位置するモータ（８２）と、前記補機ケースの下方に位置するとともに前記モータに対して前記車幅方向に連結された減速機（８４）と、を有し、前記マウント部材は、前記燃料電池システムの前記車幅方向の一端部に位置して前記スタックケースの端部を形成する第１端部（３８ａ）を前記車体フレームの第１フレーム部（２８）に接続する第１マウント部（１０２）と、前記燃料電池システムの前記車幅方向の他端部に位置して前記補機ケースの端部を形成する第２端部（３８ｂ）を前記車体フレームの第２フレーム部（３０）に接続する第２マウント部（１０４）と、を有し、前記燃料電池駆動システムは、前記スタックケースと前記モータとを互いに接続する第１接続部材（４２）と、前記補機ケースと前記減速機とを互いに接続する第２接続部材（４４）と、を有する、燃料電池駆動システムのマウント構造を開示している。

上記の燃料電池駆動システムのマウント構造において、前記マウント部材は、前記駆動ユニットを前記車体フレームの第３フレーム部（３２）に接続して前記燃料電池駆動システムに作用したモーメントを受けるための第３マウント部（１０６）を有してもよい。

上記の燃料電池駆動システムのマウント構造において、前記第１マウント部は、前記モータの端部に接続されてもよい。

上記の燃料電池駆動システムのマウント構造において、前記第１接続部材は、前記燃料電池システムの前記第１端部側に位置し、前記第２接続部材は、前記燃料電池システムの前記第２端部側に位置し、前記燃料電池駆動システムは、前記燃料電池システムの前記車幅方向の中間部と前記駆動ユニットの前記車幅方向の中間部とを互いに接続する第３接続部材（４６）を有してもよい。

上記の燃料電池駆動システムのマウント構造において、前記燃料電池駆動システムの重心（Ｇ）は、車両上方から見て、前記第１マウント部の前記燃料電池駆動システムを支持する第１支点（Ｐ１）と前記第２マウント部の前記燃料電池駆動システムを支持する第２支点（Ｐ２）とを結ぶ線分（Ｌａ）上に位置してもよい。

１０Ａ、１０Ｂ…マウント構造１２…車両
２２…燃料電池駆動システム２４…車体フレーム
２６、２６ａ…マウント部材２８…第１フレーム部
３０…第２フレーム部３２…第３フレーム部
３８…燃料電池システム３８ａ…第１端部
３８ｂ…第２端部４０…駆動ユニット
４６…第３接続部材５２…燃料電池スタック
５４…スタックケース７０…燃料電池用補機
７２…補機ケース８２…モータ
８４…減速機１０２…第１マウント部
１０４…第２マウント部１０６…第３マウント部
Ｇ…重心Ｌａ…線分
Ｐ１…第１支点Ｐ２…第２支点

Claims

燃料電池スタックを収納するスタックケースと当該スタックケースに連結されて燃料電池用補機を収納する補機ケースとを含む燃料電池システムと、車両を駆動させるための駆動ユニットと、を有する燃料電池駆動システムと、
前記スタックケースと前記補機ケースとが車幅方向に並ぶように前記燃料電池駆動システムを車体フレームに固定するためのマウント部材と、を備えた燃料電池駆動システムのマウント構造であって、
前記駆動ユニットは、
前記スタックケースの下方に位置するモータと、
前記補機ケースの下方に位置するとともに前記モータに対して前記車幅方向に連結された減速機と、を有し、
前記マウント部材は、
前記燃料電池システムの前記車幅方向の一端部に位置して前記スタックケースの端部を形成する第１端部を前記車体フレームの第１フレーム部に接続する第１マウント部と、
前記燃料電池システムの前記車幅方向の他端部に位置して前記補機ケースの端部を形成する第２端部を前記車体フレームの第２フレーム部に接続する第２マウント部と、を有し、
前記燃料電池駆動システムは、
前記スタックケースと前記モータとを互いに接続する第１接続部材と、
前記補機ケースと前記減速機とを互いに接続する第２接続部材と、を有し、
前記第１マウント部は、前記モータの端部に接続されている、燃料電池駆動システムのマウント構造。
請求項１記載の燃料電池駆動システムのマウント構造であって、
前記マウント部材は、前記駆動ユニットを前記車体フレームの第３フレーム部に接続して前記燃料電池駆動システムに作用したモーメントを受けるための第３マウント部を有する、燃料電池駆動システムのマウント構造。
燃料電池スタックを収納するスタックケースと当該スタックケースに連結されて燃料電池用補機を収納する補機ケースとを含む燃料電池システムと、車両を駆動させるための駆動ユニットと、を有する燃料電池駆動システムと、
前記スタックケースと前記補機ケースとが車幅方向に並ぶように前記燃料電池駆動システムを車体フレームに固定するためのマウント部材と、を備えた燃料電池駆動システムのマウント構造であって、
前記駆動ユニットは、
前記スタックケースの下方に位置するモータと、
前記補機ケースの下方に位置するとともに前記モータに対して前記車幅方向に連結された減速機と、を有し、
前記マウント部材は、
前記燃料電池システムの前記車幅方向の一端部に位置して前記スタックケースの端部を形成する第１端部を前記車体フレームの第１フレーム部に接続する第１マウント部と、
前記燃料電池システムの前記車幅方向の他端部に位置して前記補機ケースの端部を形成する第２端部を前記車体フレームの第２フレーム部に接続する第２マウント部と、を有し、
前記燃料電池駆動システムは、
前記スタックケースと前記モータとを互いに接続する第１接続部材と、
前記補機ケースと前記減速機とを互いに接続する第２接続部材と、を有し、
前記第１接続部材は、前記燃料電池システムの前記第１端部側に位置し、
前記第２接続部材は、前記燃料電池システムの前記第２端部側に位置し、
前記燃料電池駆動システムは、前記燃料電池システムの前記車幅方向の中間部と前記駆動ユニットの前記車幅方向の中間部とを互いに接続する第３接続部材を有する、燃料電池駆動システムのマウント構造。
燃料電池スタックを収納するスタックケースと当該スタックケースに連結されて燃料電池用補機を収納する補機ケースとを含む燃料電池システムと、車両を駆動させるための駆動ユニットと、を有する燃料電池駆動システムと、
前記スタックケースと前記補機ケースとが車幅方向に並ぶように前記燃料電池駆動システムを車体フレームに固定するためのマウント部材と、を備えた燃料電池駆動システムのマウント構造であって、
前記駆動ユニットは、
前記スタックケースの下方に位置するモータと、
前記補機ケースの下方に位置するとともに前記モータに対して前記車幅方向に連結された減速機と、を有し、
前記マウント部材は、
前記燃料電池システムの前記車幅方向の一端部に位置して前記スタックケースの端部を形成する第１端部を前記車体フレームの第１フレーム部に接続する第１マウント部と、
前記燃料電池システムの前記車幅方向の他端部に位置して前記補機ケースの端部を形成する第２端部を前記車体フレームの第２フレーム部に接続する第２マウント部と、を有し、
前記燃料電池駆動システムは、
前記スタックケースと前記モータとを互いに接続する第１接続部材と、
前記補機ケースと前記減速機とを互いに接続する第２接続部材と、を有し、
前記燃料電池駆動システムの重心は、車両上方から見て、前記第１マウント部の前記燃料電池駆動システムを支持する第１支点と前記第２マウント部の前記燃料電池駆動システムを支持する第２支点とを結ぶ線分上に位置する、燃料電池駆動システムのマウント構造。