WO2011099084A1

WO2011099084A1 - 燃料電池を搭載した移動体

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Publication number: WO2011099084A1
Application number: PCT/JP2010/000901
Authority: WO
Inventors: 大橋康彦
Original assignee: トヨタ自動車株式会社
Priority date: 2010-02-15
Filing date: 2010-02-15
Publication date: 2011-08-18
Also published as: US8408345B2; DE112010005267T5; DE112010005267B4; CN102470748A; US20120103713A1; JPWO2011099084A1; CN102470748B; JP4784716B1

Abstract

　燃料電池車１０は、燃料電池１１０と、ラジエータ２００と、ラジエータファン３１０と、搭載フレーム４００とを備え、搭載フレーム４００には、ラジエータファン３１０の回転軸３２０の延長上に対向部４３０が設けられている。回転軸３２０に作用する圧縮荷重Ｌｃが設定荷重Ｌｓになると、ラジエータファン３１０の回転軸３２０は、軸心Ａｅに沿った軸心方向に縮む。

Description

燃料電池を搭載した移動体

　本発明は、燃料電池を搭載した移動体に関する。

　燃料電池を搭載した移動体としては、燃料電池で生成される電力を用いて走行する自動車である燃料電池車が知られている。燃料電池車は、燃料電池の他、燃料電池によって発電された電力から所望の電力を生成する電源回路（例えば、電力制御装置（Power Control Unit、以下、「ＰＣＵ」とも呼ぶ）、ＤＣ／ＤＣコンバータなど）を備える。燃料電池や電源回路の過剰な温度上昇を回避するために、通常、燃料電池や電源回路は、冷却媒体である冷却水で冷却される。このように冷却媒体を用いる燃料電池車は、冷却媒体の熱を放熱するラジエータ（放熱器）と、ラジエータに送風するラジエータファン（送風機）とを備える。ラジエータファンは、回転により風を起こすフィン（羽根）と、そのフィンに回転力を伝達する回転軸とを有する。

　従来、燃料電池車の衝突時に燃料電池や電源回路を保護するための種々の構造が提案されていた（例えば、特許文献１，２を参照）。

特開２００４－１７５３０１号公報特開２００８－１００５８５号公報

　ラジエータファンの回転軸は、比較的に高い剛性を有する部品であり、後方に位置する他の部品に対して衝突時に比較的に強い衝撃を及ぼす可能性があるにもかかわらず、従来、ラジエータファンの回転軸が燃料電池車の衝突時に燃料電池や電源回路に与える影響について十分な検討がなされていなかった。

　本発明は、上記した課題を踏まえ、燃料電池車の衝突時に燃料電池や電源回路を保護することができる技術を提供することを目的とする。

　本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］　適用例１の移動体は、電気化学反応に基づいて発電する燃料電池、および前記燃料電池によって発電された電力から所望の電力を生成する電源回路の少なくとも一方を含む燃料電池ユニットと、前記燃料電池ユニットを冷却する冷却媒体の熱を放熱するラジエータと、回転により風を起こすフィン、および前記フィンに回転力を伝達する回転軸を有し、前記ラジエータに送風するラジエータファンと、前記ラジエータファンの前記回転軸の延長上に前記燃料電池ユニットを搭載する搭載構造体とを備え、前記搭載構造体は、前記搭載構造体に搭載された燃料電池ユニットと前記ラジエータファンとの間における前記回転軸の延長上に、前記回転軸の端部に対向する面を有する対向部を含み、前記回転軸の軸心方向に作用する圧縮荷重が、前記搭載構造体に搭載された燃料電池ユニットに前記対向部が至るまで前記搭載構造体を変形させる大きさの荷重よりも小さな設定荷重になると、前記ラジエータファンの前記回転軸は前記軸心方向に縮むことを特徴とする。

　適用例１の移動体によれば、衝撃によってラジエータファンが燃料電池ユニット側に移動したとしても、ラジエータファンの回転軸は、搭載構造体の対向部に受け止められた後、軸心方向の圧縮荷重が設定荷重になると縮むため、搭載構造体に搭載された燃料電池ユニットである燃料電池や電源回路に伝わる衝撃を抑制することができる。したがって、燃料電池車の衝突時に燃料電池や電源回路を保護することができる。

［適用例２］　適用例１の移動体において、前記ラジエータファンの前記回転軸は、中空の第１軸部と、前記第１軸部に同軸上で係合する第２軸部とを含み、前記回転軸の前記第２軸部は、前記圧縮荷重が前記設定荷重になると前記第１軸部の内部に嵌入するとしても良い。適用例２の移動体によれば、フィンに回転力を十分に伝達可能な剛性を持ちながら圧縮荷重が設定荷重になると軸心方向に縮む回転軸を容易に実現することができる。

［適用例３］　適用例１の移動体において、前記ラジエータファンの前記回転軸は、前記軸心方向に沿って表面に複数の溝が刻まれた溝部を含み、前記回転軸の前記溝部は、前記圧縮荷重が前記設定荷重になると前記複数の溝に沿って裂けて座屈するとしても良い。適用例３の移動体によれば、フィンに回転力を十分に伝達可能な剛性を持ちながら圧縮荷重が設定荷重になると軸心方向に縮む回転軸を容易に実現することができる。

［適用例４］　適用例１ないし適用例３のいずれかの移動体において、前記搭載構造体の前記対向部は、前記回転軸から離れる方向に凹んだ部材であっても良い。適用例４の移動体によれば、衝撃によってラジエータファンが燃料電池ユニット側に移動した場合に回転軸が対向部から逸脱することを防止することができる。

［適用例５］　適用例１ないし適用例４のいずれかの移動体において、前記搭載構造体は、更に、前記対向部から前記軸心方向に沿って前記回転軸から離れる方向に、前記搭載構造体に搭載された燃料電池ユニットを越えて延びる補強部材を含むとしても良い。適用例５の移動体によれば、対向部とは反対側における補強部材の端部を他の構造体で支持することによって、搭載構造体に搭載された燃料電池ユニットである燃料電池や電源回路に伝わる衝撃を一層抑制することができる。

［適用例６］　適用例６の移動体は、電気化学反応に基づいて発電する燃料電池、および前記燃料電池によって発電された電力から所望の電力を生成する電源回路の少なくとも一方を含む燃料電池ユニットと、前記燃料電池ユニットを冷却する冷却媒体の熱を放熱するラジエータと、回転により風を起こすフィン、および前記フィンに回転力を伝達する回転軸を有し、前記ラジエータに送風するラジエータファンと、前記ラジエータファンの前記回転軸の延長上に前記燃料電池ユニットを搭載する搭載構造体とを備え、前記搭載構造体は、前記搭載構造体に搭載された燃料電池ユニットと前記ラジエータファンとの間における前記回転軸の延長上に、前記回転軸の端部に対向する面を有する対向部を含み、前記ラジエータファンの前記回転軸は、前記搭載構造体に搭載された燃料電池ユニットに前記対向部が至るまで前記搭載構造体を変形させる大きさの荷重よりも小さな設定荷重によって、前記燃料電池ユニットから離れる方向へ離脱することを特徴とする。適用例６の移動体によれば、衝撃によってラジエータファンが燃料電池ユニット側に移動したとしても、ラジエータファンの回転軸は、搭載構造体の対向部に受け止められた後、燃料電池ユニットから離れる方向に離脱するため、ラジエータファン全体も燃料電池ユニットから離脱し、搭載構造体に搭載された燃料電池ユニットである燃料電池や電源回路に伝わる衝撃を抑制することができる。したがって、燃料電池車の衝突時に燃料電池や電源回路を保護することができる。

　本発明の形態は、移動体の形態に限るものではなく、例えば、燃料電池を搭載した燃料電池車、燃料電池を搭載する搭載構造などの種々の形態に適用することも可能である。また、本発明は、前述の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において様々な形態で実施し得ることは勿論である。

燃料電池車の構成を示す説明図である。燃料電池車の機関室に収容された機器を示す説明図である。燃料電池車の機関室に収容された機器を示す説明図である。搭載フレームを示す斜視図である。搭載フレームの対向部の詳細構成を示す説明図である。ラジエータファンの詳細構成を示す説明図である。ラジエータファンの回転軸の詳細構成を示す説明図である。第２実施例におけるラジエータファンの回転軸の詳細構成を示す説明図である。第３実施例におけるラジエータファンの詳細構成を示す説明図である。第４実施例における搭載フレームを示す斜視図である。第５実施例における搭載フレームの対向部の詳細構成を示す説明図である。

　以上説明した本発明の構成および作用を一層明らかにするために、以下本発明を適用した移動体について説明する。

Ａ．第１実施例：
　図１は、燃料電池車１０の構成を示す説明図である。燃料電池車１０は、燃料電池１１０を搭載した移動体であり、燃料電池１１０で生成される電力を用いて走行する自動車である。図１には、燃料電池車１０の全体ではなく、走行方向に向かう側である前方部分を側方から見た側面図を概略的に図示した。

　燃料電池車１０は、車体剛性を確保する構造部材として、サイドメンバ２０と、サスペンションメンバ３０と、ダッシュパネル５０とを備える。燃料電池車１０のサイドメンバ２０は、燃料電池車１０の進行方向に沿って配置された補強部材である。燃料電池車１０のサスペンションメンバ３０は、サイドメンバ２０に取り付けられ、車輪８０を懸架するサスペンション（図示しない）を補強する。燃料電池車１０のダッシュパネル５０は、機関室１２と客室１４との間を区画する板状の部材である。燃料電池車１０の機関室１２は、燃料電池１１０を含む種々の機器を収容し、燃料電池車１０の客室１４は、座席６０を備え、乗客を収容する。

　図２および図３は、燃料電池車１０の機関室１２に収容された機器を示す説明図である。図２には、燃料電池車１０の上方（図１および図３に示す矢印Ｆ２）から機関室１２を見た上面図を概略的に図示し、図３には、燃料電池車１０の前方（図１および図２に示す矢印Ｆ３）から機関室１２を見た正面図を概略的に図示した。なお、図１の側面図は、図２および図３の矢印Ｆ３から見た図である。図１ないし図３には、理解の容易化を目的として燃料電池１１０にハッチングを施した。図１ないし図３に示すように、燃料電池車１０は、機関室１２に収容される種々の機器として、燃料電池１１０の他、電源回路１２０と、ラジエータ２００と、ラジエータファン３１０とを備える。

　燃料電池車１０の燃料電池１１０は、電気化学反応に基づいて発電する基本構造である複数の発電セルをユニット化した燃料電池ユニットである。本実施例では、燃料電池１１０は、固体高分子型燃料電池であり、水素を含有する燃料ガスと、酸素を含有する酸化ガスとの電気化学反応に基づいて発電する。本実施例では、燃料電池１１０に供給される燃料ガスは、水素タンクや水素吸蔵合金に貯蔵した水素ガスであるが、炭化水素系燃料を改質して得られる水素ガスであっても良い。本実施例では、燃料電池１１０に供給される酸化ガスは、大気中から取り込まれた空気である。

　燃料電池車１０の電源回路１２０は、燃料電池１１０によって発電された電力から所望の電力を生成する電気回路をユニット化した燃料電池ユニットである。本実施例では、電源回路１２０は、燃料電池１１０から出力される電力を調整する電力制御装置（ＰＣＵ）を含む燃料電池ユニットであるが、他の実施形態において、燃料電池１１０から出力される直流電流の電圧を変換するＤＣ／ＤＣコンバータを含む燃料電池ユニットであっても良いし、電力制御装置（ＰＣＵ）およびＤＣ／ＤＣコンバータの両方を含む燃料電池ユニットであっても良い。本実施例では、図２および図３に示すように、電源回路１２０は、車輪８０を駆動する駆動力を発生させる駆動モータ５００の上方に搭載されている。本実施例では、図２および図３に示すように、燃料電池１１０は、燃料電池車１０の走行方向に向かって右側に配置され、電源回路１２０および駆動モータ５００は、燃料電池車１０の走行方向に向かって左側に配置されているが、他の実施形態において、左右の位置が逆であっても良い。

　燃料電池車１０のラジエータ２００は、燃料電池１１０を冷却する冷却媒体である冷却水の熱を大気中に放熱する。本実施例では、ラジエータ２００は、燃料電池１１０を冷却する冷却水を処理するが、他の実施形態において、電源回路１２０を冷却する冷却水を処理しても良い。本実施例では、燃料電池１１０を冷却する冷却媒体に冷却水を用いるが、他の実施形態において、冷却油を用いても良いし、冷却ガスを用いても良い。

　燃料電池車１０のラジエータファン３１０は、ラジエータ２００における冷却水の放熱効率を向上させるためにラジエータ２００に送風する。ラジエータファン３１０は、フィン３１２と、モータ３１４と、回転軸３２０とを備える。ラジエータファン３１０のモータ３１４は、回転力を発生させる電動機である。ラジエータファン３１０の回転軸３２０は、モータ３１４によって発生した回転力をフィン３１２に伝達する軸である。ラジエータファン３１０のフィン３１２は、回転軸３２０によって伝達された回転力に基づいて回転して風を起こす羽根である。ラジエータファン３１０の詳細構成については後述する。

　本実施例では、ラジエータファン３１０に比べてラジエータ２００が十分に大きいことから、燃料電池車１０は、ラジエータファン３１０に加えてラジエータファン３１０ｂを備える。本実施例では、ラジエータファン３１０ｂの構成は、ラジエータファン３１０と同様である。本実施例では、図２および図３に示すように、ラジエータファン３１０は、燃料電池車１０の走行方向に向かって右側に配置され、ラジエータファン３１０ｂは、燃料電池車１０の走行方向に向かって左側に配置されている。

　燃料電池車１０は、燃料電池１１０を搭載する搭載構造体である搭載フレーム４００を備える。搭載フレーム４００は、図１ないし図３に示すように、ラジエータファン３１０の回転軸３２０の延長上、すなわち回転軸３２０の軸心Ａｅ上に燃料電池１１０を搭載する。

　本実施例では、図１に示すように、搭載フレーム４００は、サスペンションメンバ３０を介してサイドメンバ２０に取り付けられているが、他の実施形態において、サイドメンバ２０に直接的に取り付けられても良いし、燃料電池車１０の他の構造部材に取り付けられても良い。本実施例では、搭載フレーム４００の下方には、燃料電池１１０に酸化ガスを送出するエアコンプレッサ６００と、ラジエータ２００で放熱された冷却水を燃料電池１１０へ送出する冷却水ポンプ７００とが取り付けられている。

　図４は、搭載フレーム４００を示す斜視図である。図４には、燃料電池１１０を搭載した搭載フレーム４００を、ラジエータファン３１０の回転軸３２０と共に図示することによって、燃料電池１１０、回転軸３２０、搭載フレーム４００の各要素の位置関係を示す。搭載フレーム４００は、本体部４１０と、対向部４３０と、補助メンバ４４２，４４４とを備える。搭載フレーム４００の本体部４１０は、燃料電池１１０を取り囲む枠組みであり、本実施例では、六面体を形成する枠組みである。燃料電池１１０は、本体部４１０の内側に取り付けられる。搭載フレーム４００の対向部４３０は、搭載フレーム４００に搭載された燃料電池１１０と、搭載フレーム４００の近傍に配置されたラジエータファン３１０との間における回転軸３２０の延長上に設けられた部材であって、回転軸３２０の端部３２１に対向する対向面４３１を有する部材である。本実施例では、搭載フレーム４００の補助メンバ４４２，４４４は、相互に交差する状態で筋交い状に本体部４１０に設けられ、対向部４３０は、補助メンバ４４２，４４４が交差する部位に設けられている。

　図５は、搭載フレーム４００の対向部４３０の詳細構成を示す説明図である。図５には、対向部４３０を回転軸３２０側から見た正面図を図示すると共に、その正面図における矢印Ｆ５で対向部４３０を切断した断面図を正面図の右側に図示した。本実施例では、対向部４３０は、図５に示すように、円盤状の部材であるが、他の実施形態において、多角形の板状の部材であっても良いし、本体部４１０の一部を構成する柱状の部材であっても良い。対向部４３０は、回転軸３２０から離れる方向に凹んだ部材であり、本実施例では、対向部４３０の対向面４３１は、外周部４３４よりも段状に凹んだ面として形成されている。

　図６は、ラジエータファン３１０の詳細構成を示す説明図である。図６には、回転軸３２０の軸心Ａｅに沿ってラジエータファン３１０を切断した断面図を概略的に図示した。ラジエータファン３１０のモータ３１４は、回転軸３２０に連結された状態でファン筐体３１５に収容されている。モータ３１４に連結された回転軸３２０は、軸受３１８，３１９を介してファン筐体３１５に回転可能に支持されている。回転軸３２０の二つの端部３２１，３２２は、ファン筐体３１５の外部に突出し、一方の端部３２１は、搭載フレーム４００の対向部４３０に対向し、他方の端部３２２は、フィン３１２に連結されている。

　ラジエータファン３１０の回転軸３２０は、フィン３１２に回転力を伝達しつつフィン３１２を支持し続ける耐久性を確保する十分な剛性を有する。本実施例では、回転軸３２０は、金属製の軸であるが、他の実施形態において、セラミックス製の軸であっても良いし、樹脂製の軸であっても良い。本実施例では、回転軸３２０は、軸心Ａｅに沿った軸心方向に作用する圧縮荷重Ｌｃが設定荷重Ｌｓになると軸心方向に急速に縮む構造を備える。回転軸３２０が急速に縮む設定荷重Ｌｓは、搭載フレーム４００に搭載された燃料電池１１０に対向部４３０が至るまで搭載フレーム４００を変形させる大きさの荷重よりも小さな値に設定されている。

　図７は、ラジエータファン３１０の回転軸３２０の詳細構成を示す説明図である。図７の上段には、縮む前の回転軸３２０を図示し、図７の中段には、圧縮荷重Ｌｃが設定荷重Ｌｓになった状態における回転軸３２０を図示し、図７の下段には、縮んだ後の回転軸３２０を図示した。

　ラジエータファン３１０の回転軸３２０は、第１軸部３３０と、第２軸部３４０と、係止部材３５０とを備える。回転軸３２０の第１軸部３３０は、一端が閉鎖され他端が開放された円筒であり、第２軸部３４０を内部に収納可能である。第１軸部３３０における閉鎖された一端によって回転軸３２０の端部３２１が形成され、第１軸部３３０における開放された他端寄りの側面には、係止部材３５０に係止可能な係止孔３３５が形成されている。回転軸３２０の第２軸部３４０は、一端が閉鎖され他端が開放された円筒であって、第１軸部３３０の内径よりも細い円筒であり、第１軸部３３０の内部に嵌入可能である。第２軸部３４０における閉鎖された一端によって回転軸３２０の端部３２２が形成され、第２軸部３４０における開放された他端寄りの側面には、係止部材３５０に係止可能な係止孔３４５が形成されている。回転軸３２０の係止部材３５０は、第１軸部３３０の係止孔３３５および第２軸部３４０の係止孔３４５の両方に係止可能な係止凸部３５８を有し、回転軸３２０における径方向の内側から外側に向けて係止凸部３５８を付勢する。

　図７の上段に示すように、縮む前の回転軸３２０では、重なり合った第１軸部３３０の係止孔３３５および第２軸部３４０の係止孔３４５の両方に係止部材３５０の係止凸部３５８が係止することによって、第１軸部３３０および第２軸部３４０は同軸上で係合する。これによって、回転軸３２０は、フィン３１２に回転力を伝達しつつフィン３１２を支持し続ける耐久性を確保する十分な剛性を有する。

　図７の中段に示すように、回転軸３２０の軸心Ａｅに作用する圧縮荷重Ｌｃが設定荷重Ｌｓに達すると、係止部材３５０の係止凸部３５８は、回転軸３２０における径方向の内側に押し退けられ、第１軸部３３０の係止孔３３５は、係止部材３５０の係止凸部３５８から開放される。その後、図７の下段に示すように、第２軸部３４０は、第１軸部３３０の内部に急速に嵌入する。これによって、回転軸３２０の軸長は、第２軸部３４０が第１軸部３３０に嵌入した長さに応じて、長さＬ１から長さＬ２へと急速に縮む。

　以上説明した第１実施例の燃料電池車１０によれば、衝撃によってラジエータファン３１０が燃料電池１１０側に移動したとしても、ラジエータファン３１０の回転軸３２０は、搭載フレーム４００の対向部４３０に受け止められた後、軸心Ａｅに沿った軸心方向の圧縮荷重Ｌｃが設定荷重Ｌｓになると急速に縮むため、搭載フレーム４００に搭載された燃料電池１１０に伝わる衝撃を抑制することができる。したがって、燃料電池車１０の衝突時に燃料電池１１０を保護することができる。

　また、ラジエータファン３１０の回転軸３２０を第１軸部３３０および第２軸部３４０を用いて構成することによって、フィン３１２に回転力を十分に伝達可能な剛性を持ちながら圧縮荷重Ｌｃが設定荷重Ｌｓになると軸心Ａｅに沿った軸心方向に急速に縮む回転軸３２０を容易に実現することができる。

　また、搭載フレーム４００の対向部４３０は、ラジエータファン３１０の回転軸３２０から離れる方向に凹んだ部材であるため、衝撃によってラジエータファン３１０が燃料電池１１０側に移動した場合に回転軸３２０が対向部４３０から逸脱することを防止することができる。

Ｂ．第２実施例：
　第２実施例における燃料電池車１０は、ラジエータファン３１０の回転軸３２０の構成が異なる点を除き、第１実施例と同様である。

　図８は、第２実施例におけるラジエータファン３１０の回転軸３２０の詳細構成を示す説明図である。図８の上段には、縮む前の回転軸３２０を図示し、図８の中段には、圧縮荷重Ｌｃが設定荷重Ｌｓになった状態における回転軸３２０を図示し、図８の下段には、縮んだ後の回転軸３２０を図示した。

　第２実施例におけるラジエータファン３１０の回転軸３２０は、軸心Ａｅに沿って表面に複数の溝３７５が刻まれた溝部３７０が形成された中空の円筒である。図８の上段に示すように、縮む前の回転軸３２０では、溝部３７０における円筒形状が維持されている。これによって、回転軸３２０は、フィン３１２に回転力を伝達しつつフィン３１２を支持し続ける耐久性を確保する十分な剛性を有する。

　図８の中段に示すように、回転軸３２０の軸心Ａｅに作用する圧縮荷重Ｌｃが設定荷重Ｌｓに達すると、回転軸３２０の溝部３７０は、複数の溝３７５に沿って裂けた後、図８の下段に示すように、急速に座屈する。これによって、回転軸３２０の軸長は、溝部３７０が座屈によって縮まった長さに応じて、長さＬ３から長さＬ４へと急速に縮む。

　以上説明した第２実施例の燃料電池車１０によれば、第１実施例と同様に、搭載フレーム４００に搭載された燃料電池１１０に伝わる衝撃を抑制することができる。また、ラジエータファン３１０の回転軸３２０に溝部３７０を形成することによって、フィン３１２に回転力を十分に伝達可能な剛性を持ちながら圧縮荷重Ｌｃが設定荷重Ｌｓになると軸心Ａｅに沿った軸心方向に急速に縮む回転軸３２０を容易に実現することができる。

Ｃ．第３実施例：
　第３実施例における燃料電池車１０は、ラジエータファン３１０の構成が異なる点を除き、第１実施例と同様である。第３実施例のラジエータファン３１０は、搭載フレーム４００に搭載された燃料電池１１０に対向部４３０が至るまで搭載フレーム４００を変形させる大きさの荷重よりも小さな設定荷重Ｌｓによって燃料電池１１０から離れる方向へ回転軸３２０が離脱する構造を備える点を除き、第１実施例と同様である。

　図９は、第３実施例におけるラジエータファン３１０の詳細構成を示す説明図である。図９の上段には、回転軸３２０が離脱する前のラジエータファン３１０を回転軸３２０の軸心Ａｅに沿って切断した断面図を概略的に図示し、図９の下段には、回転軸３２０が離脱した後のラジエータファン３１０の断面図を概略的に図示した。第３実施例のラジエータファン３１０では、ファン筐体３１５に対して相対的に回転軸３２０を軸心Ａｅに沿ってフィン３１２側へ押圧する押圧荷重Ｌｐが設定荷重Ｌｓになると、図９の下段に示すように、回転軸３２０は、軸心Ａｅに沿ってフィン３１２側へ軸受３１９の中を滑りながら、軸受３１９と共にファン筐体３１５から離脱する。これによって、ラジエータファン３１０が燃料電池車１０に搭載された状態では、押圧荷重Ｌｐが設定荷重Ｌｓになると、回転軸３２０は、燃料電池１１０から離れる方向へ軸心Ａｅに沿って離脱する。

　以上説明した第３実施例の燃料電池車１０によれば、衝撃によってラジエータファン３１０が燃料電池１１０側に移動したとしても、ラジエータファン３１０の回転軸３２０は、搭載フレーム４００の対向部４３０に受け止められた後、燃料電池１１０から離れる方向に離脱するため、モータ３１４を含むラジエータファン３１０全体も燃料電池１１０から離脱し、搭載フレーム４００に搭載された燃料電池１１０に伝わる衝撃を抑制することができる。したがって、燃料電池車１０の衝突時に燃料電池１１０を保護することができる。

Ｄ．第４実施例：
　第４実施例における燃料電池車１０は、搭載フレーム４００の構成が異なる点を除き、第１実施例と同様である。

　図１０は、第４実施例における搭載フレーム４００を示す斜視図である。図１０には、燃料電池１１０を搭載した搭載フレーム４００を、ラジエータファン３１０の回転軸３２０およびダッシュパネル５０と共に図示することによって、ダッシュパネル５０、燃料電池１１０、回転軸３２０、搭載フレーム４００の各要素の位置関係を示す。第４実施例における搭載フレーム４００は、第１実施例の搭載フレーム４００の構成要素に加え、更に、補強部材４５０と、ダッシュパネル対向部４６０と、補助メンバ４７２，４７４とを備える。搭載フレーム４００の補強部材４５０は、対向部４３０から、回転軸３２０の軸心Ａｅに沿って回転軸３２０から離れる方向に、搭載フレーム４００に搭載された燃料電池１１０を越えて延びる部材である。本実施例では、燃料電池１１０の一部分は、補強部材４５０に取り付けられている。搭載フレーム４００のダッシュパネル対向部４６０は、補強部材４５０における二つの端部のうち、対向部４３０が設けられている端部とは異なる端部に設けられ、ダッシュパネル５０に対向する面を有する部材である。本実施例では、搭載フレーム４００の補助メンバ４７２，４７４は、相互に交差する状態で筋交い状に本体部４１０に設けられ、ダッシュパネル対向部４６０は、補助メンバ４７２，４７４が交差する部位に設けられている。

　図１０に示すように、搭載フレーム４００のダッシュパネル対向部４６０を回転軸３２０の軸心Ａｅに沿ってダッシュパネル５０に投影した投影部５８は、ダッシュパネル５０に設けられたステアリング部品取付部５１、アクセル部品取付部５２、ブレーキ部品取付部５３など燃料電池車１０の運転制御に関連する部品を取り付ける部位から外れた位置にある。ダッシュパネル５０のステアリング部品取付部５１は、燃料電池車１０の進行方向を制御する操舵装置を取り付ける部位である。ダッシュパネル５０のアクセル部品取付部５２は、燃料電池車１０の加速を制御する加速装置を取り付ける部位である。ダッシュパネル５０のブレーキ部品取付部５３は、燃料電池車１０の減速を制御する減速装置を取り付ける部位である。本実施例では、ダッシュパネル５０の投影部５８は、ダッシュパネル５０の他の部位よりも高い剛性に補強されている。

　以上説明した第４実施例の燃料電池車１０によれば、第１実施例と同様に、搭載フレーム４００に搭載された燃料電池１１０に伝わる衝撃を抑制することができる。また、ダッシュパネル対向部４６０を介して、対向部４３０とは反対側における補強部材４５０の端部をダッシュパネル５０で支持することによって、搭載フレーム４００に搭載された燃料電池１１０に伝わる衝撃を一層抑制することができる。また、ダッシュパネル対向部４６０をダッシュパネル５０に投影した投影部５８は、ダッシュパネル５０のステアリング部品取付部５１、アクセル部品取付部５２、ブレーキ部品取付部５３から外れた位置にあるため、燃料電池１１０を保護しながら、燃料電池車１０の運転制御に関連する部品も保護することができる。また、ダッシュパネル対向部４６０をダッシュパネル５０に投影した投影部５８は、ダッシュパネル５０の他の部位よりも高い剛性へと補強されているため、燃料電池１１０を保護しながら、客室１４も保護することができる。

Ｅ．第５実施例：
　　第５実施例における燃料電池車１０は、搭載フレーム４００の対向部４３０の構成が異なる点を除き、第１実施例と同様である。

　図１１は、第５実施例における搭載フレーム４００の対向部４３０の詳細構成を示す説明図である。図１１には、対向部４３０を回転軸３２０側から見た正面図を図示すると共に、その正面図における矢印Ｆ１１で対向部４３０を切断した断面図を正面図の右側に図示した。第５実施例の対向部４３０は、図１１に示すように、半球状の部材である。対向部４３０は、回転軸３２０から離れる方向に凹んだ部材であり、本実施例では、対向部４３０の対向面４３２は、外周部４３５よりも半球状に凹んだ面として形成されている。

　以上説明した第５実施例の燃料電池車１０によれば、第１実施例と同様に、搭載フレーム４００の対向部４３０は、ラジエータファン３１０の回転軸３２０から離れる方向に凹んだ部材であるため、衝撃によってラジエータファン３１０が燃料電池１１０側に移動した場合に回転軸３２０が対向部４３０から逸脱することを防止することができる。

Ｆ．他の実施形態：
　以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこうした実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において様々な形態で実施し得ることは勿論である。例えば、第１実施例ないし第５実施例では、燃料電池１１０を搭載する搭載フレーム４００について説明したが、燃料電池１１０に代えて電源回路１２０を搭載する搭載フレームや、燃料電池１１０に加え電源回路１２０を搭載する搭載フレームに、本発明を適用しても良い。また、第１実施例ないし第５実施例の少なくとも二つの実施例の構成を組み合わせても良い。

Claims

　移動体であって、
　電気化学反応に基づいて発電する燃料電池、および前記燃料電池によって発電された電力から所望の電力を生成する電源回路の少なくとも一方を含む燃料電池ユニットと、
　前記燃料電池ユニットを冷却する冷却媒体の熱を放熱するラジエータと、
　回転により風を起こすフィン、および前記フィンに回転力を伝達する回転軸を有し、前記ラジエータに送風するラジエータファンと、
　前記ラジエータファンの前記回転軸の延長上に前記燃料電池ユニットを搭載する搭載構造体と
　を備え、
　前記搭載構造体は、前記搭載構造体に搭載された燃料電池ユニットと前記ラジエータファンとの間における前記回転軸の延長上に、前記回転軸の端部に対向する面を有する対向部を含み、
　前記回転軸の軸心方向に作用する圧縮荷重が、前記搭載構造体に搭載された燃料電池ユニットに前記対向部が至るまで前記搭載構造体を変形させる大きさの荷重よりも小さな設定荷重になると、前記ラジエータファンの前記回転軸は前記軸心方向に縮む、移動体。
　請求項１に記載の移動体であって、
　前記ラジエータファンの前記回転軸は、
　　中空の第１軸部と、
　　前記第１軸部に同軸上で係合する第２軸部と
　を含み、
　前記回転軸の前記第２軸部は、前記圧縮荷重が前記設定荷重になると前記第１軸部の内部に嵌入する、移動体。
　請求項１に記載の移動体であって、
　前記ラジエータファンの前記回転軸は、前記軸心方向に沿って表面に複数の溝が刻まれた溝部を含み、
　前記回転軸の前記溝部は、前記圧縮荷重が前記設定荷重になると前記複数の溝に沿って裂けて座屈する、移動体。
　前記搭載構造体の前記対向部は、前記回転軸から離れる方向に凹んだ部材である請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の移動体。
　請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の移動体であって、
　前記搭載構造体は、更に、前記対向部から前記軸心方向に沿って前記回転軸から離れる方向に、前記搭載構造体に搭載された燃料電池ユニットを越えて延びる補強部材を含む、移動体。
　移動体であって、
　電気化学反応に基づいて発電する燃料電池、および前記燃料電池によって発電された電力から所望の電力を生成する電源回路の少なくとも一方を含む燃料電池ユニットと、
　前記燃料電池ユニットを冷却する冷却媒体の熱を放熱するラジエータと、
　回転により風を起こすフィン、および前記フィンに回転力を伝達する回転軸を有し、前記ラジエータに送風するラジエータファンと、
　前記ラジエータファンの前記回転軸の延長上に前記燃料電池ユニットを搭載する搭載構造体と
　を備え、
　前記搭載構造体は、前記搭載構造体に搭載された燃料電池ユニットと前記ラジエータファンとの間における前記回転軸の延長上に、前記回転軸の端部に対向する面を有する対向部を含み、
　前記ラジエータファンの前記回転軸は、前記搭載構造体に搭載された燃料電池ユニットに前記対向部が至るまで前記搭載構造体を変形させる大きさの荷重よりも小さな設定荷重によって、前記燃料電池ユニットから離れる方向へ離脱する、移動体。