(57)【要約】【課題】自動車が衝突した際のレギュレータに接続されたガス供給配管の損傷を抑制する。【解決手段】燃料電池１０と、燃料電池１０にガスを供給するためのガス供給配管７０と、ガス供給配管７０に接続され、ガスの供給を調整するレギュレータ３４と、を有する燃料電池自動車１において、燃料電池自動車１の前方側のレギュレータ３４の前面から、ガス供給配管７０が突出しており、レギュレータ３４の前方側には、クロス部材５２に固定され、レギュレータ３４の前面に対向する第１の対向部材６０が設けられている。第１の対向部材６０の対向面とレギュレータ３４の前面には、第１の対向部材６０とレギュレータ３４が互いに近づいた時に当接する突出部６０ｄ、８０が形成されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池と、当該燃料電池にガスを供給するためのガス供給配管と、当該ガス供給配管に接続され、ガスの供給を調整するガス調整装置と、を有する移動体であって、
前記移動体の前後方向の前記ガス調整装置の少なくともいずれかの配管接続面から、ガス供給配管が突出し、
前記ガス調整装置の前記配管接続面側には、前記移動体の固定部に固定され、前記配管接続面に対向する対向部材が設けられており、
前記対向部材の対向面と前記配管接続面の少なくともいずれかには、前記対向部材と前記ガス調整装置が互いに近づいた時に当接する突出部が形成されていることを特徴とする、移動体。
【請求項２】
前記対向部材は、前記配管接続面との間に前記ガス供給配管が通る空間を形成し、
前記突出部は、前記対向部材と前記ガス調整装置が互いに近づいた時に前記空間を残した状態で当接することを特徴とする、請求項１に記載の移動体。
【請求項３】
前記突出部は、前記対向面と前記配管接続面に形成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の移動体。
【請求項４】
前記対向部材は、板状に形成されており、
前記配管接続面の突出部の先端面は、前記対向部材の突出部の先端面より大きく形成され、当接時に前記対向部材の突出部の先端面の全面が前記配管接続面の突出部の先端面に当接することを特徴とする、請求項３に記載の移動体。
【請求項５】
前記対向部材は、前記移動体の固定部と前記ガス調整装置を接続し、前記ガス調整装置を前記固定部に固定していることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の移動体。
【請求項６】
前記ガス調整装置は、前記ガスの供給圧を調整するガス圧調整装置であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の移動体。
【請求項７】
前記ガス供給配管に供給されるガスが貯留されるガスタンクを有し、
前記ガス調整装置は、前記ガスタンクの前後のいずれかに隣接して配置されていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の移動体。
【請求項８】
前記ガスタンクは、移動体の前後方向に並べて複数配置され、前記ガス調整装置は、前記ガスタンクの間に挟まれて配置されていることを特徴とする、請求項７に記載の移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池を有する移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、燃料電池システムを搭載した燃料電池自動車が注目されている。燃料電池システムは、燃料ガスと酸化ガスを電気化学反応させて発電する燃料電池と、燃料ガスタンクと、燃料ガスタンクから燃料電池に燃料ガスを供給するためのガス供給配管等を有し、当該ガス供給配管には、例えば燃料ガスの供給圧を調整するレギュレータが接続されている。
【０００３】
例えば図７に示すように燃料電池１００は、自動車１０１の前部に配置されることが多く、燃料ガスタンク１０２は、比較的サイズが大きいため、通常は設置スペースの関係で燃料電池１００より後方側の座席シートの下などに配置される。燃料ガスタンク１０２は、十分な燃料ガスを確保するため２本配置されることが多い。また、レギュレータ１０３などは、サイズの関係或いは騒音防止の観点から通常は燃料ガスタンク１０２の間に配置される。レギュレータ１０３から燃料電池１００に通じるガス供給配管１０４は、配管の短縮化等のため、燃料電池１００のあるレギュレータ１０３の前方面から突出している。
【０００４】
ところで、例えば自動車１０１の後部に他の自動車が衝突した場合には、燃料ガスタンク１０２により後方側から押され、レギュレータ１０３が前方に移動し、レギュレータ１０３が前方の燃料ガスタンク１０２に衝突することが考えられる。この際、レギュレータ１０３の前面から突出しているガス供給配管１０４は、レギュレータ１０３と燃料ガスタンク１０２の間に挟まれて潰れることが考えられる。特に、燃料ガスタンク１０２は、高圧ガスを貯留するために強度が高く、衝突時に後方の燃料ガスタンク１０２は破壊されずにレギュレータ１０３に衝突することが考えられる。かかる場合、レギュレータ１０３に強い衝撃が付与されるので、ガス供給配管１０４は、レギュレータ１０３と前方の燃料ガスタンク１０２の間に挟み込まれより損傷しやすくなる。このため、レギュレータ１０３とガスタンク１０２を十分な間隔を空けて設置する必要があり、車体が大きくなるという問題があった。なお、他の燃料配管を保護する技術は、特許文献１〜３に開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１１２２７１号公報
【特許文献２】特開２００４−３６０５８１号公報
【特許文献３】特開２００２−３６７６３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、自動車などの移動体を大きくせずに、移動体が衝突した際の、レギュレータなどのガス調整装置に接続されたガス供給配管の損傷を抑制することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明は、燃料電池と、当該燃料電池にガスを供給するためのガス供給配管と、当該ガス供給配管に接続され、ガスの供給を調整するガス調整装置と、を有する移動体であって、前記移動体の前後方向の前記ガス調整装置の少なくともいずれかの配管接続面から、ガス供給配管が突出し、前記ガス調整装置の前記配管接続面側には、前記移動体の固定部に固定され、前記配管接続面に対向する対向部材が設けられており、前記対向部材の対向面と前記配管接続面の少なくともいずれかには、前記対向部材と前記ガス調整装置が互いに近づいた時に当接する突出部が形成されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、例えば他の移動体の衝突によりガス調整装置が動かされたときに、突出部が当接するので、ガス供給配管が、ガス調整装置とそのガス調整装置の移動方向にある部材の間に挟まれて潰されることがなく、移動体を大きくすることなく、移動体の衝突時のガス供給配管の損傷を抑制できる。
【０００９】
前記対向部材は、前記配管接続面との間に前記ガス供給配管が通る空間を形成し、前記突出部は、前記対向部材と前記ガス調整装置が互いに近づいた時に前記空間を残した状態で当接するようにしてもよい。かかる場合、対向部材とガス調整装置の間の空間でガス供給配管を好適に保護することができる。
【００１０】
前記突出部は、前記対向面と前記配管接続面に形成されていてもよい。かかる場合、各突出部の突出長さを短くできるので、例えば突出部の高い強度を確保できる。この結果、衝突時の突出部の変形が抑制され、ガス供給配管を保護する空間が十分に確保されるため、ガス供給配管の損傷をより十分に抑制できる。
【００１１】
前記対向部材は、板状に形成されており、前記配管接続面の突出部の先端面は、前記対向部材の突出部の先端面より大きく形成され、当接時に前記対向部材の突出部の先端面の全面が前記配管接続面の突出部の先端面に当接するようにしてもよい。対向部材が板状に形成されている場合、仮に配管接続面の突出部の先端面が、対向部材の突出部の先端面より小さいと、配管接続面側の突出部が、板状の対向部材の突出部内にめり込む可能性がある。本発明では、配管接続面の突出部の先端面が前記対向部材の突出部の先端面より大きく、当接時に対向部材の突出部の先端面の全面が配管接続面の突出部の先端面に当接するので、対向部材側の突出部の強度が向上し、ガス供給配管を保護する空間が十分に確保されるため、衝突の際のガス供給配管の損傷をより十分に抑制できる。
【００１２】
前記対向部材は、前記移動体の固定部と前記ガス調整装置を接続し、前記ガス調整装置を前記固定部に固定するものであってもよい。
【００１３】
前記ガス調整装置は、前記ガスの供給圧を調整するガス圧調整装置であってもよい。
【００１４】
以上に記載の移動体は、前記ガス供給配管に供給されるガスが貯留されるガスタンクを有し、前記ガス調整装置は、前記ガスタンクの前後のいずれかに隣接して配置されていてもよい。
【００１５】
前記ガスタンクは、移動体の前後方向に並べて複数配置され、前記ガス調整装置は、前記ガスタンクの間に挟まれて配置されていてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、移動体が衝突した際のガス供給配管の損傷を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明の好ましい実施の形態について説明する。
【００１８】
まず、本実施の形態に係る移動体としての燃料電池自動車に搭載される燃料電池システム１の構成について説明する。
【００１９】
図１に示すように燃料電池システム１は、反応ガス（酸化ガス及び燃料ガス）の供給を受けて電力を発生する燃料電池１０と、燃料電池１０に酸化ガス（例えば空気）を供給する酸化ガス配管系１１と、燃料電池１０に燃料ガスとしての水素ガスを供給する水素ガス配管系１２と、システム全体を統合制御する制御装置１３等を備えている。
【００２０】
燃料電池１０は、反応ガスの供給を受けて発電する単電池を所要数積層して構成したスタック構造を有している。燃料電池１０には、発電中の電流を検出する電流センサ１０ａが取り付けられている。
【００２１】
酸化ガス配管系１１は、加湿器２０と、加湿器２０により加湿された酸化ガスを燃料電池１０に供給する供給流路２１と、燃料電池１０から排出された酸化オフガスを加湿器２０に送る排出流路２２と、加湿器２０の酸化オフガスを外部に排出する排気流路２３を備えている。供給流路２１には、大気中の酸化ガスを取り込んで加湿器２０に圧送するコンプレッサ２４が設けられている。
【００２２】
水素ガス配管系１２は、高圧（例えば７０ＭＰａ）の水素ガスを貯留したガスタンクとしての水素タンク３０と、水素タンク３０の水素ガスを燃料電池１０に供給するための供給流路３１と、燃料電池１０から排出された水素オフガスを供給流路３１に戻すための循環流路３２を備えている。
【００２３】
供給流路３１には、水素タンク３０の元弁として機能し、水素タンク３０から燃料電池１０側への水素ガスの供給を遮断又は許容する遮断弁３３と、水素ガスの圧力を予め設定した二次圧に減圧するガス調整装置としてのレギュレータ３４と、燃料電池１０側に供給する水素ガスの流量やガス圧を高精度に調整するインジェクタ３５が設けられている。
【００２４】
循環流路３２には、水素オフガスから水分を回収する気液分離器３６と、循環流路３２内の水素オフガスを加圧して供給流路３１側へ圧送する水素ポンプ３７が設けられている。気液分離器３６には、気液分離器３６により分離された水や一部の水素オフガスを外部に排出する排出流路３８が接続されている。当該排出流路３８には、気液分離器３６からの水や一部の水素オフガスの排出を制御する排出制御弁３９が設けられている。
【００２５】
制御装置１３は、内部にＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭを備えたマイクロコンピュータとして構成される。ＣＰＵは、制御プログラムに従って所望の演算を実行して、インジェクタ３５の開閉制御など、種々の処理や制御を行う。ＲＯＭは、ＣＰＵで処理する制御プログラムや制御データを記憶する。ＲＡＭは、主として制御処理のための各種作業領域として使用される。
【００２６】
制御装置１３は、車両に設けられた加速操作装置（アクセルペダル等）の操作量を検出し、加速要求値（例えばトラクションモータ等の電力を消費する負荷装置からの要求発電量）等の制御情報を受けて、システム１内の各種機器の動作を制御する。なお、負荷装置は、トラクションモータのほかに、燃料電池１０を作動させるために必要なコンプレッサ２４、水素ポンプ３７、及び図示しない冷媒循環用のポンプ等の補機装置のモータ、並びに、車両の走行に関与する各種装置（車輪制御部、操舵装置、懸架装置等）で使用されるアクチュエータ、空調装置、照明及びオーディオ等を含む。
【００２７】
制御装置１３には、燃料電池１０の発電量を検出する電流センサ１０ａの検出情報が入力される。また、各配管系を流れる流体の圧力、温度、流量等を検出するセンサの検出情報や、外気温を検出するセンサの検出情報等が入力される。制御装置１３は、要求発電量及び各センサの検出情報に基づき、コンプレッサ２４、遮断弁３３、レギュレータ３４及びインジェクタ３５等を駆動制御して、燃料電池１０に要求発電量に応じた流量及び圧力の反応ガスを供給する。
【００２８】
次に、本実施の形態にかかる燃料電池自動車５０について説明する。図２は、燃料電池自動車５０のフレーム構造を簡略化した模式図である。
【００２９】
例えば図２に示すように燃料電池自動車５０は、前後方向に延びて平行に配置された２本のフレーム５１と、フレーム５１と直角の左右方向（図２のＹ方向）に向けて配置され、２本のフレーム５１を連結する複数本のクロス部材５２を備えている。
【００３０】
上述の水素タンク３０は、長手方向が左右方向Ｙに向けられ、図示しないベルトにより両フレーム５１に固定されている。
【００３１】
例えばレギュレータ３４は、前後のクロス部材５２の間に配置されている。レギュレータ３４は、前後の対向部材６０、６１により支持され前後のクロス部材５２に固定されている。
【００３２】
前方（図２のＸ方向）の第１の対向部材６０は、図３に示すように板状に形成されている。第１の対向部材６０は、例えば前方側のクロス部材５２の下面から後方に水平に延びる第１の水平部６０ａと、第１の水平部６０ａの後方側の端部から下方に屈曲して下方向に延びる垂直部６０ｂと、垂直部６０ｂの下端から後方に水平に延びてレギュレータ３４の下面に至る第２の水平部６０ｃを有している。これにより、レギュレータ３４の配管接続面である前面と第１の対向部材６０の対向面である垂直部６０ｂの後方面との間には、空間Ａが形成されている。
【００３３】
第１の水平部６０ａの前方部は、ボルト６２によりクロス部材５２の下面に固定され、第２の水平部６０ｃの後方部は、ボルト６３によりレギュレータ３４の直方体状のケース３４ａの下面に固定されている。
【００３４】
垂直部６０ｂの上部には、レギュレータ３４側（後方側）に突出する突出部６０ｄが形成されている。突出部６０ｄは、例えば図４に示すように第１の対向部材６０の左右方向Ｙの両端部にわたり形成されている。
【００３５】
第２の水平部６０ｃは、例えば後方側が二股に分かれており、中央に半円状の切欠き６０ｅが形成されている。図３に示すようにレギュレータ３４の前面には、供給流路３１のガス供給配管７０が突出しており、このガス供給配管７０は、空間Ａから切欠き６０ｅを通って第１の対向部材６０の下方に出て、その後前方の燃料電池１０に接続されている。
【００３６】
レギュレータ３４の前面の上部には、第１の対向部材６０の突出部６０ｄに対向する突出部８０が形成されている。突出部８０は、レギュレータ３４の前面から前方に突出し、例えば側方から見た時に先細となる台形状に形成されている。突出部８０の先端面８０ａは、例えば第１の対向部材６０の突出部６０ｄの先端面６０ｆより大きい方形状に形成され、当該先端面６０ｆと当接した場合には、先端面６０ｆの全面が先端面８０ａに当接するように形成されている。本実施の形態では、例えば先端面８０ａの上下方向の寸法と水平方向の寸法の両方が、先端面６０ｆより大きく形成されている。
【００３７】
後方側の第２の対向部材６１は、板状に形成されている。第２の対向部材６１は、前方部がボルト９０によりレギュレータ３４のケース３４ａの下面に固定され、後方部がボルト９１により後方のクロス部材５２の下面に固定されている。
【００３８】
以上のように構成された燃料電池自動車５０によれば、例えば他の自動車が後方から衝突し、レギュレータ３４に前方方向の大きな力が作用して、レギュレータ３４が前方に移動した場合に、レギュレータ３４の突出部８０と第１の対向部材６０の突出部６０ｄが当接する。これにより、第１の対向部材６０とレギュレータ３４の間の空間Ａが確保され、衝突時等にガス供給配管７０がレギュレータ３４と第１の対向部材６０との間に挟まれて損傷することが抑制される。
【００３９】
また、第１の対向部材６０側とレギュレータ３４側の両側に突出部８０、６０ｄが形成されているので、各突出部８０、６０ｄの突出長さを短くでき、例えば突出部８０、６０ｄの高い強度を確保できる。この結果、衝突時の突出部８０、６０ｄの変形が抑制され、空間Ａが十分に確保されるため、ガス供給配管７０の損傷をより十分に抑制できる。
【００４０】
第１の対向部材６０は、板状に形成されており、レギュレータ３４の突出部８０の先端面８０ａは、第１の対向部材６０の突出部６０ｄの先端面６０ｆより大きく形成され、当接時に突出部６０ｄの先端面６０ｆの全面が突出部８０の先端面８０ａに当接する。かかる場合、当接時の突出部８０に対する突出部６０ｄの強度が向上し、衝突時に板状の突出部６０ｄ内に突出部８０がめり込むようなことがないので、衝突の際のガス供給配管７０の損傷をより十分に抑制できる。
【００４１】
第１の対向部材６０は、燃料電池自動車５０のクロス部材５２とレギュレータ３４を接続して、レギュレータ３４をクロス部材５２に固定するものであるので、第１の対向部材６０がレギュレータ３４の固定部材を兼ねることにより、より簡単な構造でガス供給配管７０の損傷を抑制できる。
【００４２】
燃料電池自動車５０は、強度の高い水素タンク３０の間にレギュレータ３４を有しており、衝突時に水素タンク３０にレギュレータ３４が挟まれる可能性があるので、かかる構成の燃料電池自動車５０に本発明を適用した効果は大きい。
【００４３】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に相到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００４４】
例えば以上の実施の形態では、レギュレータ３４の前方側の第１の対向部材６０にのみ突出部６０ｄを形成していたが、例えば図５に示すようにレギュレータ３４の後方面からガス供給配管７０が突出している場合には、第２の対向部材６１側も第１の対向部材６０と同様の構成としてもよい。つまり、レギュレータ３４と第２の対向部材６１に互いに当接するように突出する突出部８０、６１ｄを形成し、第２の対向部材６１は、ガス供給配管７０が配される空間Ａを形成するようにしてもよい。かかる場合、両側のガス供給配管７０を十分に保護することができる。なお、ガス供給配管７０がレギュレータ３４の後方側にのみある場合には、後方側にのみ突出部８０、６１ｄを形成してもよい。
【００４５】
また、本実施の形態では、レギュレータ３４側と第１の対向部材６０側の両側に突出部を形成していたが、一方にのみ形成してもよい。
【００４６】
以上の実施の形態では、レギュレータ３４の前面に台形状の突出部８０を設けていたが、第１の対向部材６０をレギュレータ３４に締結するボルト６３を突出部８０としてもよい。かかる場合、例えば図６に示すように第１の対向部材６０の第２の水平部６０ｃの後方端部から上方に延びる第２の垂直部６０ｇを形成する。第２の垂直部６０ｇは、例えばレギュレータ３４の前面の上部付近まで形成される。その第２の垂直部６０ｇの上部であって突出部６０ｄと対向する位置で、第１の対向部材６０は、ボルト６３によりレギュレータ３４に締結される。かかる場合、ボルト６３を利用して突出部８０を形成できるので、構造を簡略化できる。
【００４７】
さらに、以上の実施の形態は、レギュレータ３４から突出するガス供給配管７０の損傷を抑制するものであったが、本発明は、インジェクタ３５などの他のガス調整装置から突出するガス供給配管の損傷を抑制する際にも適用できる。また、本発明は、燃料電池自動車５０に限られず、他の移動体にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】燃料電池自動車に搭載される燃料電池システムの構成の概略を示す模式図である。
【図２】燃料電池自動車のフレーム構造を示す模式図である。
【図３】レギュレータの取り付け部の周辺構成を示す側面図である。
【図４】第１の対向部材の平面から見た時の形状を示す説明図である。
【図５】前後両側に突出部を形成する場合のレギュレータの取り付け部の周辺構成を示す側面図である。
【図６】突出部としてボルトを用いた場合のレギュレータの取り付け部の周辺構成を示す側面図である。
【図７】燃料電池自動車の内部構造の模式図である。
【符号の説明】
【００４９】
１  燃料電池システム
３０  水素タンク
３４  レギュレータ
５０  燃料電池自動車
６０  第１の対向部材
６０ｄ  突出部
７０  ガス供給配管
８０  突出部
Ａ  空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2010006257.tif 000007
【図６】
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【図７】
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