JP4650010B2 - 車載型燃料電池の車両搭載構造 - Google Patents

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Description

本発明は、燃料電池ケースに収納された状態で車両に搭載される車載型燃料電池の車両搭載構造に関する。
電気自動車の駆動用電源として、水素を燃料として発電する車載型燃料電池が知られている。燃料電池を車両に搭載するに際しては、内部保温性、高電圧安定性、電磁シールド性等の確保が求められ、また、飛び石や、水や泥のはねから燃料電池を保護する必要もある。このため、通常、車載型の燃料電池は、燃料電池ケースに収納された状態で車両に搭載されている。燃料電池ケースの車両への搭載方法に関しては、従来、種々の方法が提案されている。例えば、特許文献１に記載された従来技術では、車両のフロアパネルの下に燃料電池ケースを配置し、ボルトを用いてフロアフレームの底壁に燃料電池ケースを固定している。
特開２００４−３４８０８号公報 特開２００３−２３７６３５号公報 特開２０００−１４９９７４号公報
一般に、燃料電池ケースは、薄い金属板を加工して形成されている。このため、燃料電池ケース自体の剛性はあまり高くなく、車両から強い振動や捩りが入力された場合には変形してしまう可能性がある。燃料電池ケースの変形を防止して内部に収納されている燃料電池を保護するためには、燃料電池ケースを何等かの補強部材で補強することで燃料電池ケースの剛性を高めることが望ましい。
しかしながら、新たに補強部材を設けるとなると、部品点数の増加によりコストの増大や重量の増大を招いてしまう。さらに、新たに設ける補強部材の分、燃料電池ケースを搭載するための必要スペースが大きくなるため、スペースに制約があるフロアパネル下への搭載が困難になってしまう可能性もある。
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、部品点数を増加させることなく燃料電池ケースの剛性を高めることを可能にした車載型燃料電池の車両搭載構造を提供することを目的とする。
第１の発明は、上記の目的を達成するため、燃料電池ケースに収納された状態で車両に搭載される車載型燃料電池の車両搭載構造であって、
前記燃料電池ケースは車両のフロアパネル下に配置され、
前記フロアパネルを補強するフロア補強部材が前記燃料電池ケースを補強する補強部材として兼用されていることを特徴としている。
第２の発明は、第１の発明において、前記燃料電池ケースの上方に、シートを前記フロアパネルに固定するシート用レールが配置され、
前記シート用レールは前記燃料電池ケースを補強する補強部材として兼用されていることを特徴としている。
第３の発明は、第２の発明において、前記シート用レールと前記フロア補強部材とは前記フロアパネルを挟んで結合されていることを特徴としている。
第４の発明は、第１又は第２の発明において、前記フロアパネルが前記燃料電池ケースの一部を構成していることを特徴としている。
また、第５の発明は、上記の目的を達成するため、燃料電池ケースに収納された状態で車両に搭載される車載型燃料電池の車両搭載構造であって、
車両のフロアパネルが前記燃料電池ケースの一部を構成していることを特徴としている。
第１の発明によれば、フロアパネルを補強するフロア補強部材が燃料電池ケースを補強する補強部材として兼用されるので、部品点数を増加させることなく燃料電池ケースの剛性を高めることができる。
第２の発明によれば、シート用レールも燃料電池ケースを補強する補強部材として兼用されるので、燃料電池ケースの剛性をより高めることができる。
第３の発明によれば、シート用レールとフロア補強部材とがフロアパネルを挟んで結合されることで、燃料電池ケースの剛性はさらに高められる。
第４の発明によれば、フロアパネルが燃料電池ケースの一部として利用されるので、全体の部品点数をより削減することができる。
また、第５の発明によれば、燃料電池ケースの一部が車両のフロアパネルで構成されるので、フロアパネルの剛性を利用して燃料電池ケースの剛性を高めることができるとともに、全体の部品点数を削減することができる。
以下、図１乃至図３を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施の形態としての車載型燃料電池の車両搭載構造を示す側面図、図２は、図１において各構成部品を分解して示した分解側面図である。図３は、図１に示す車載型燃料電池の車両搭載構造を車両の前方から見た正面図である。これらの図に示すように、燃料電池ケース１０は車両のフロアパネル２の下に配置されている。燃料電池ケース１０は、風呂桶型のロアケース１０ｂと、ロアケース１０ｂの蓋であるアッパケース１０ａとから構成されている。ロアケース１０ｂとアッパケース１０ａとの間には、燃料電池ケース１０の内部の気密性を確保するためにガスケット１６が挟まれている。燃料電池ケース１０内に収納された燃料電池（燃料電池スタック）１４は、ロアケース１０ｂの底にインシュレータを介して固定されている。
フロアパネル２の下面には、フロアパネル２を補強するためのフロア補強部材６ｆ，６ｒが車両の前後方向に向けて取り付けられている。本実施形態では、フロア補強部材６ｆ，６ｒは途中で二つに分断されており、車両前側のフロア補強部材６ｆと車両後側のフロア補強部材６ｒとの間に燃料電池ケース１０が収められている。
燃料電池ケース１０には、ロアケース１０ｂを車両の前後方向に取り巻くように補強部材８が取り付けられている。ロアケース１０ｂの底面、及び車両前後方向の両側面は、補強部材８に接合されている。ロアケース１０ｂと補強部材８との接合方法は、溶接でもよく、ボルトとナットによる締結でもよい。
また、フロアパネル２の上であって燃料電池ケース１０の真上に当たる位置には、シート２８をフロアパネル２に固定するためのシート用レール４が配置されている。本実施形態では、左右のシート２８の下にそれぞれ１個の燃料電池ケース１０が配置されている。シート用レール４は、１つのシート２８に２本ずつ備えられ、その長手方向を車両の前後方向に向けて配置されている。前記のフロア補強部材６ｆ，６ｒは各シート用レール４の真下に配置され、フロア補強部材６ｆ，６ｒの車両横方向位置に合わせてロアケース１０ｂに対する補強部材８の接合位置が調整されている。
ロアケース１０ｂに結合された補強部材８とフロア補強部材６ｆ，６ｒとは、燃料電池ケース１０を所定の搭載位置に配置したときに、上下に重なり合うようになっている。補強部材８とフロア補強部材６ｆ，６ｒの各重なり部分には、ボルト穴が形成されている。このボルト穴はフロアパネル２にも通じており、シート用レール４にもボルト穴が設けられている。燃料電池ケース１０を固定する場合には、図２に示すように、補強部材８，フロア補強部材６ｆ，フロアパネル２，シート用レール４の順に各ボルト穴にボルト２０を通してナット２４と締結し、また、補強部材８，フロア補強部材６ｒ，フロアパネル２，シート用レール４の順に各ボルト穴にボルト２２を通してナット２６と締結する。補強部材８とフロア補強部材６ｆ，６ｒとが結合され、フロアパネル２を介してフロア補強部材６ｆ，６ｒとシート用レール４とが結合されることにより、燃料電池ケース１０は、その周囲を補強部材８とシート用レール４により囲まれることになる。
上記の構造によれば、燃料電池ケース１０を剛性の高い補強部材８とシート用レール４により囲むことができるので、車両からの振動等の入力によって燃料電池ケース１０が変形することを防止することができる。つまり、燃料電池ケース１０の剛性を高めることができる。
また、上記の構造では、補強部材８は前後のフロア補強部材６ｆ，６ｒを接続しており、フロアパネル２を補強する補強部材も兼ねている。言い換えれば、フロアパネル２を補強するフロア補強部材の一部が、燃料電池ケース１０を補強する補強部材８として兼用されている。この補強部材８は、第１の発明における「燃料電池ケースを補強する補強部材として兼用されるフロア補強部材」に相当している。このように、フロア補強部材の一部を補強部材８として兼用し、また、既存のシート用レール４を補強部材として兼用することにより、燃料電池ケース１０を補強するための専用の補強部材を新たに追加する必要がない。つまり、上記の構造によれば、部品点数を増加させることなく燃料電池ケース１０の剛性を高めることができる。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に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で種々変形して実施することができる。例えば、次のように変形して実施してもよい。
上記実施の形態では、左右のシート２８の下にそれぞれ燃料電池ケース１０を配置しているが（計２個）、燃料電池ケース１０が大型の場合には、図４の正面図に示すように、左右のシート２８の下に１個の燃料電池ケース１０を配置することもできる。また、図４では、計４つのシート用レール４の全てを補強部材として用いているが、左右両端のシート用レール４のみを補強部材として用いるようにしてもよい。
また、図５の分解側面図に示すように、専用のアッパケースを省略し、フロアパネル２の下面２ａをロアケース１０ｂの蓋として兼用してもよい。フロアパネル２の下面２ａとロアケース１０ｂとの間には気密性を確保するためのガスケット１６を介装する。このように、フロアパネル２を燃料電池ケース１０の一部として利用することで、全体の部品点数をより削減することが可能になる。
また、上記実施の形態では、ロアケース１０ｂの底に燃料電池スタック１０を取り付けているが、アッパケース１０ａの裏面に燃料電池１４を取り付けるようにしてもよい。図５に示す変形例の場合であれば、フロアパネル２の下面２ａに燃料電池１４を取り付けるようにしてもよい。
本発明の実施の形態としての車載型燃料電池の車両搭載構造を示す側面図である。 図１において各構成部品を分解して示した分解側面図である。 図１に示す車載型燃料電池の車両搭載構造を車両の前方から見た正面図である。 上記実施の形態の変形例を示す正面図である。 上記実施の形態の変形例を示す分解側面図である。
符号の説明
２ フロアパネル
４ シート用レール
６ｆ，６ｒ フロア補強部材
８ 補強部材（フロア補強部材）
１０ 燃料電池ケース
１０ａ アッパケース
１０ｂ ロアケース
１４ 燃料電池
１６ ガスケット
２０，２２ ボルト
２４，２６ ナット
２８ シート

Claims (2)

  1. 車載型燃料電池の車両搭載構造であって、
    車両のフロアパネル下に配置された、前記車載型燃料電池を収納するための燃料電池ケースと、
    前記燃料電池ケースの搭載位置の前後に設けられて前記フロアパネルを補強する固定の補強部材と、
    前記燃料電池ケースの対向する一対の側面と底面とを取り囲むコの字状の補強部材であって、両端を前記前後の固定補強部材に結合される着脱可能な補強部材と、
    前記フロアパネルを挟んで前記着脱可能な補強部材に結合されるシート固定用のレールと、
    を備えることを特徴とする車載型燃料電池の車両搭載構造。
  2. 前記フロアパネルが前記燃料電池ケースの上蓋を構成していることを特徴とする請求項１記載の車載型燃料電池の車両搭載構造。
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