(57)【要約】      （修正有）【課題】燃料電池車において、部品点数や重量の増加を招くことなく水素供給管の配置を行う。【解決手段】水素貯留容器１４から燃料電池１２に水素を供給するための水素供給管１６は、ブレーキライン２０に沿って配置される。ブレーキライン２０は、車体の構成部材やプロテクタ等に保護されており、このため、水素供給管１６もまた、車体の構成部材（フロアパネル等）やプロテクタ等に保護される。好ましくは、ブレーキライン２０及び水素供給管１６は、同一のホルダ３０に保持される。【選択図】図２
2014101032.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池と、前記燃料電池に水素を供給するための水素貯留容器とを搭載した燃料電池車であって、
前記水素貯留容器から前記燃料電池に供給される水素が流通する水素供給管が、ブレーキラインに沿って配置されることを特徴とする燃料電池車。
【請求項２】
請求項１記載の燃料電池車において、前記水素供給管が車体前方側で前記燃料電池の一側面に接続され、且つ反応済の水素を前記燃料電池から排出するための水素排出管が車体後方側で前記燃料電池の前記一側面に接続されていることを特徴とする燃料電池車。
【請求項３】
請求項１又は２記載の燃料電池車において、前記水素供給管と前記ブレーキラインとが同一のホルダに保持されていることを特徴とする燃料電池車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池と、前記燃料電池に水素を供給するための水素貯留容器とを搭載した燃料電池車に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知の通り、燃料電池は、アノード電極に対して水素が供給されるとともにカソード電極に対して酸素含有ガス（例えば、空気）が供給されることに伴って発電するものである。近時、この種の燃料電池を車体に搭載して走行駆動源とすること、すなわち、燃料電池車を構成することが試みられている。
【０００３】
通常、燃料電池は車体前方の座席近傍の床下や、フロントボックス（いわゆるモータルーム）に配置される。一方、燃料電池のアノード電極に水素を供給するための水素貯留容器は、車体の後部に配置される。勿論、水素貯留容器と燃料電池との間には、水素が流通する水素供給管が設けられる。
【０００４】
このことから諒解されるように、燃料電池車では、内燃機関を走行駆動源とする一般自動車に比して配線・配管が多くなる。そこで、特許文献１においては、高電圧配線、低電圧配線、冷却水配管及び水素供給管（水素配管）の配置につき検討がなされている。
【０００５】
ここで、水素は可燃性ガスであるため、水素供給管から水素が漏洩して乗員室内に進入することを可及的に防止する必要がある。特許文献２には、そのための配置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１２５９５６号公報
【特許文献２】特開２００９−２９２１９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１、２記載の技術では、水素供給管の配置を行うための構成を付加するようにしているが、このために部品点数が増加して構成が複雑となり、且つ重量が大となるという不具合がある。
【０００８】
本発明は上記した問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水素供給管の配置を行うことが可能な燃料電池車を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の目的を達成するために、本発明は、燃料電池と、前記燃料電池に水素を供給するための水素貯留容器とを搭載した燃料電池車であって、
前記水素貯留容器から前記燃料電池に供給される水素が流通する水素供給管が、ブレーキラインに沿って配置されることを特徴とする。
【００１０】
ブレーキラインは、車体の構成部材やプロテクタ等によって保護されている。本発明においては、ブレーキラインに沿って水素供給管を配置するようにしているので、ブレーキラインとともに水素供給管を車体の構成部材やプロテクタ等によって保護することができる。このため、水素供給管が損傷する懸念が払拭される。
【００１１】
しかも、この場合、ブレーキラインを保護するための構成部材やプロテクタ等を利用しているので、部品点数が増加して構成が複雑となることや、重量が増加することを回避することができる。
【００１２】
なお、前記水素供給管を車体前方側で燃料電池の一側面に接続するとともに、反応済の水素を前記燃料電池から排出するための水素排出管を車体後方側で前記燃料電池の前記一側面に接続することが好ましい。これにより、燃料電池の内部に液滴が進入することや、水素排出管で結露が生じることを回避することが可能となる。従って、燃料電池車を寒冷地で運転する場合であっても、凍結が起こることを回避することができる。
【００１３】
また、水素供給管とブレーキラインは、同一のホルダで保持することが好ましい。このことも、部品点数が増加して構成が複雑となることや、重量が増加することを回避することに寄与する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ブレーキラインに沿って水素供給管を配置するようにしているので、ブレーキラインを保護するためのプロテクタ等を、水素供給管を保護するものとして利用することができる。このため、水素供給管を保護するための構成を新たに設ける必要がない。従って、部品点数が増加して構成が複雑となることや、重量が増加することを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態に係る燃料電池車の概略全体構成を模式的に示した概略構成図である。
【図２】ブレーキライン及び水素供給管の配置を示す概略斜視図である。
【図３】ブレーキラインと水素供給管をプロテクタに収容して保護した状態を示す一部断面斜視図である。
【図４】車体フロアの概略全体斜視図である。
【図５】センタコンソールと、水素供給管及びブレーキラインとの位置関係を示した要部正面図である。
【図６】燃料電池と、水素供給管及び水素排出管との接続位置を示す要部概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る燃料電池車につき好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本実施の形態に係る燃料電池車１０の概略全体構成を模式的に示した概略構成図であり、矢印Ａ方向及び矢印Ｂ方向は、それぞれ、車体前方、車体後方を示す。また、矢印Ｃ方向及び矢印Ｄ方向は、それぞれ、左方側方、右方側方である。この燃料電池車１０には、車体前方（前輪１１、１１の近傍のモータルームＭＲ内）に配設された燃料電池１２と、車体後方に配設された水素貯留容器１４とが搭載される。なお、図１中の参照符号１５は、後輪を示す。
【００１８】
燃料電池１２は、例えば、固体高分子電解質膜をアノード電極とカソード電極で挟持した電解質膜・電極構造体が１組のセパレータ間に介装された固体高分子形燃料電池である。この構成においては、アノード電極に対向するセパレータに燃料ガス流路が形成される一方、カソード電極に対向するセパレータに酸化剤ガス流路が形成される。以上については周知であり、従って、図示及び詳細な説明は省略する。
【００１９】
燃料電池１２は、複数個の単セルが車幅方向に沿って積層されることで構成されている。
【００２０】
水素貯留容器１４は、前記アノード電極に対し、前記燃料ガス流路を介して燃料ガスである水素を供給する水素供給源である。すなわち、水素貯留容器１４と燃料電池１２には水素供給管１６がそれぞれ接続され、水素貯留容器１４内の水素は、水素供給管１６を流通して燃料電池１２の内部に導入される。
【００２１】
なお、燃料電池車１０には、図示しないコンプレッサが搭載され、該コンプレッサによって圧縮された大気（圧縮空気）が酸化剤ガスとして前記酸化剤ガス流路に供給される。勿論、コンプレッサと燃料電池１２には図示しない酸化剤ガス供給管がそれぞれ接続され、圧縮空気は、この酸化剤ガス供給管を流通して燃料電池１２の内部に導入される。
【００２２】
燃料電池１２には、さらに、反応済の水素を排出するための水素排出管１８（図６参照）と、反応済の酸素を含んだ圧縮空気を排出するための酸化剤ガス排出管（図示せず）とが接続される。
【００２３】
燃料電池車１０には、制動システムが設けられる。すなわち、制動システムは、運転者のブレーキ操作に基づいて燃料電池車１０を減速ないし停止させる。
【００２４】
制動システムは、図２に示すブレーキライン２０を含んで構成される。周知のように、ブレーキライン２０は、ブレーキパイプ２２とブレーキホース２４を有する。一般的に、ブレーキパイプ２２は金属製であり、ブレーキホース２４はゴム製である。従って、ブレーキホース２４は、ブレーキパイプ２２に比して柔軟であり可撓性を示す。
【００２５】
ブレーキライン２０は、マスタシリンダ２５（図１参照）に接続される。運転者のブレーキ操作によってマスタシリンダ２５に発生した液圧は、ブレーキライン２０中のブレーキ液によって、前輪用ホイールシリンダ２６、後輪用ホイールシリンダ２８に伝達される。
【００２６】
以上の構成において、ブレーキライン２０、すなわち、ブレーキパイプ２２又はブレーキホース２４のいずれかは、車体を構成する部材、例えば、各種のパネルに設けられた複数個のホルダ３０によって保持される。
【００２７】
前記水素供給管１６は、図１及び図２に示すように、ブレーキライン２０に沿って配置される。従って、前記ホルダ３０には、ブレーキライン２０の他、水素供給管１６も保持される。水素供給管１６とブレーキライン２０は、後述するセンタコンソール５２（図４及び図５参照）に沿って、車体の前後方向に延在している。
【００２８】
ブレーキライン２０は、その大部分が、車体の構成部材に囲繞されるか、図３に示すプロテクタ３２に収容される等して、飛び石等から保護される。なお、図３中の参照符号３３は、フロアパネルを示す。
【００２９】
上記したように、水素供給管１６はブレーキライン２０に沿って配置されているので、水素供給管１６もまた、その大部分が車体の構成部材に囲繞されるか、又はプロテクタ３２に収容される。従って、水素供給管１６も保護される。なお、プロテクタ３２は、水素供給管１６及びブレーキライン２０を保持する役割も果たす。すなわち、プロテクタ３２はホルダを兼ねる。
【００３０】
前記「車体の構成部材」の一例としては、図４及び図５に示す車体のフロアパネル５０が挙げられる。すなわち、フロアパネル５０には、上方に指向するセンタコンソール５２が突出形成される。水素供給管１６及びブレーキライン２０は、このセンタコンソール５２の下方隅部に配置され、さらに、フロアパネル５０前端の、モータルームＭＲ（図１参照）を区画する垂直壁５１に沿って上昇するように配置される（図４参照）。水素供給管１６は、その後、モータルームＭＲ内の燃料電池１２に接続される。なお、図５中の参照符号５４ａ、５４ｂは、フロントシートである。
【００３１】
フロアパネル５０は、クロスメンバー５６ａ、５６ｂによって強度向上がなされている。また、万一、車体に外力が作用してシートレール（図示せず）がセンタコンソール５２を押圧したとしても、センタコンソール５２の下方隅部が変形を起こす可能性は低い。このため、水素供給管１６及びブレーキライン２０が十分に保護される。
【００３２】
ここで、図６に示すように、水素供給管１６は、車体後方側から延在し、車体の右方側面の車体前方側で、車体後方側に臨むＬ字型マニホールド３４を介して燃料電池１２に接続されている。一方、水素排出管１８は、同じく右方側面の車体後方側において、地面を臨むＬ字型マニホールド３６を介して燃料電池１２に接続される。
【００３３】
水素供給管１６と水素排出管１８は、互いに干渉することを回避するべく、水素排出管１８が燃料電池１２に近接する（換言すれば、水素供給管１６が燃料電池１２から離間する）ようにして配設される。
【００３４】
本実施の形態に係る燃料電池車１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その作用効果について説明する。
【００３５】
燃料電池車１０を走行させる際には、燃料電池１２が運転される。すなわち、燃料電池１２が所定の温度まで加温されるとともに、水素貯留容器１４からの水素と、前記コンプレッサで得られた圧縮空気が燃料電池１２に供給される。
【００３６】
水素は、水素供給管１６を流通し、Ｌ字型マニホールド３４を経て燃料電池１２の内部に導入され、各単セルの燃料ガス流路を流通しながらアノード電極に接触する。この接触に伴い、水素が電離してプロトンが生じる。プロトンは、固体高分子電解質膜のプロトン伝導作用によってカソード電極に移動する。また、電子は、燃料電池１２に電気的に接続されたモータ（図示せず）等を付勢する電気エネルギ源として利用される。
【００３７】
一方、圧縮空気は、酸化剤ガス供給管を流通して燃料電池１２の内部に導入され、各単セルの酸化剤ガス流路を流通しながらカソード電極に接触する。カソード電極では、圧縮空気中の酸素と、前記固体高分子電解質膜を移動してきたプロトンと、前記モータ等を付勢してカソード電極に到達した電子とが反応し、水が生成する。
【００３８】
以上のような電極反応が起こることに伴って燃料電池１２による発電がなされ、上記したようにモータ等が付勢される。その結果、燃料電池車１０の前輪１１及び後輪１５が回転動作する。
【００３９】
アノード電極に供給されて消費された水素は、Ｌ字型マニホールド３６を介して水素排出管１８に排出される。また、カソード電極に供給されて消費された圧縮空気は、図示しない酸化剤ガス排出管に排出される。
【００４０】
ここで、水素供給管１６は、上記したように車両後方側を臨むＬ字型マニホールド３４に連結されている。従って、水素供給管１６を流通した水素は、Ｌ字型マニホールド３４によって方向変換されるため、その流速が低減する。水素には、固体高分子電解質膜に水分を付与するべく水蒸気が混合されているが、仮に水蒸気が液滴状態である場合、水素の流速が低減するために液滴が燃料電池１２の内部に進入することが防止される。加えて、整流効果が得られるという利点もある。
【００４１】
また、水素排出管１８が燃料電池１２に近接するので、水素排出管１８が燃料電池１２によって加温される。このため、排出された水素の温度が過度に低下することや、これに起因して水素に結露が生じることが回避される。
【００４２】
以上のような理由から、例えば、燃料電池車１０を寒冷地で運転する場合であっても、燃料電池１２の内部や水素排出管１８で凍結が生じることを防止することができる。
【００４３】
燃料電池車１０が走行している最中、例えば、飛び石等がフロアパネルに当たることが想定される。本実施の形態では、水素供給管１６がブレーキライン２０とともに車体の構成部材やプロテクタ３２等によって保護されているので、水素供給管１６が損傷することが防止される。このため、水素が漏洩することを回避することができる。
【００４４】
しかも、水素供給管１６を保護する車体の構成部材（フロアパネル５０等）やプロテクタ３２、さらには、水素供給管１６を保持するホルダ３０は、ブレーキライン２０を保護ないし保持するものである。すなわち、本実施の形態においては、水素供給管１６を保護ないし保持するために新たな構成を設けるのではなく、ブレーキライン２０を保護ないし保持する構成を利用するようにしている。このため、部品点数を増加させることなく水素供給管１６の配置を行うことが可能となる。従って、燃料電池車１０の構成が複雑となることが回避される。また、重量が増加することもない。
【００４５】
このように、本実施の形態によれば、簡素な構成を維持し且つ重量増加を招くことなく水素供給管１６を保護ないし保持することができる。
【００４６】
本発明は、上記した実施の形態に特に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
【００４７】
例えば、この実施の形態では、固体高分子形燃料電池を採用するようにしているが、酸化物イオン伝導体を電解質とする固体酸化物形燃料電池を採用するようにしてもよい。
【００４８】
また、水素供給管１６及び水素排出管１８は、燃料電池１２の右方側面とは別の面、例えば、上端面に接続するようにしてもよい。
【００４９】
さらに、ホルダは、例えば、フック形状のものであってもよい。また、全てのホルダをプロテクタ３２とするようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５０】
１０…燃料電池車                        １１…前輪
１２…燃料電池                          １４…水素貯留容器
１５…後輪                              １６…水素供給管
１８…水素排出管                        ２０…ブレーキライン
２２…ブレーキパイプ                    ２４…ブレーキホース
２５…マスタシリンダ                    ２６…前輪用ホイールシリンダ
２８…後輪用ホイールシリンダ            ３０…ホルダ
３２…プロテクタ                        ３４、３６…Ｌ字型マニホールド
５０…フロアパネル                      ５２…センタコンソール
５６ａ、５６ｂ…クロスメンバー
【図１】
2014101032.tif 000003
【図２】
2014101032.tif 000004
【図３】
2014101032.tif 000005
【図４】
2014101032.tif 000006
【図５】
2014101032.tif 000007
【図６】
2014101032.tif 000008