(57)【要約】【課題】車両に外部荷重が付与された際、燃料電池スタックがマウント機構から離脱することを可及的に抑制することを可能にする。【解決手段】燃料電池車両１０は、燃料電池スタック１４が搭載されるマウント機構８４を備える。マウント機構８４は、燃料電池スタック１４の後方を車体フレーム８６に対して固定する後方保持部８８と、前記車体フレーム８６を構成する車体サブフレーム８６ａに取り付けられ、前記燃料電池スタック１４の前方を保持するとともに、外部荷重が付与された際、形状を屈曲変形させ且つ前記燃料電池スタック１４の前方の保持機能を維持する前方保持部９０とを設ける。【選択図】図１
2014101058.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により発電する燃料電池を有し、複数の前記燃料電池が積層される燃料電池スタックを、車両フロントボックス内の車体フレームに搭載する燃料電池車両であって、
前記燃料電池スタックが搭載されるマウント機構を備え、
前記マウント機構は、前記燃料電池スタックの車両車長方向後方を、前記車体フレームに対して固定する後方保持部と、
前記燃料電池スタックの車両車長方向前方を保持するとともに、外部荷重が付与された際、形状を変形させ且つ前記燃料電池スタックの保持機能を維持する前方保持部と、
を設けることを特徴とする燃料電池車両。
【請求項２】
請求項１記載の燃料電池車両において、前記前方保持部は、前記燃料電池スタックの前記車両車長方向前方を、前記車体フレームに固定する屈曲変形可能なリンク構造と、
車長方向に移動自在なスライド構造と、
を有することを特徴とする燃料電池車両。
【請求項３】
請求項２記載の燃料電池車両において、前記リンク構造は、前記車両車長方向前方への屈曲角度が、前記車両車長方向後方への屈曲角度よりも大きな角度に設定されることを特徴とする燃料電池車両。
【請求項４】
請求項１記載の燃料電池車両において、前記前方保持部は、前記燃料電池スタックの前記車両車長方向前方を、前記車体フレームに固定する伸縮可能なシリンダ構造と、
前記シリンダ構造内の流体を開放させる流体開放構造と、
前記シリンダ構造を、車長方向に移動可能なスライド構造と、
を有することを特徴とする燃料電池車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により発電する燃料電池を有し、複数の前記燃料電池が積層される燃料電池スタックを、車両フロントボックス内の車体フレームに搭載する燃料電池車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、固体高分子型燃料電池は、高分子イオン交換膜からなる電解質膜の両側に、それぞれアノード電極及びカソード電極を配設した電解質膜・電極構造体（ＭＥＡ）を、セパレータによって挟持した発電セルを備えている。この種の燃料電池は、通常、所定の数の発電セルを積層することにより、車載用燃料電池スタックとして使用されている。
【０００３】
上記の燃料電池スタックが搭載された燃料電池車両では、例えば、前方からの衝撃（外部荷重）が燃料電池スタックに作用した際には、前記燃料電池スタック等の各部品を保護する必要がある。
【０００４】
このため、例えば、特許文献１に開示されている燃料電池車両の補機搭載構造が知られている。この補機搭載構造は、図１２に示すように、モータルーム１内の下部に駆動モータ２を設けている。
【０００５】
駆動モータ２の上方には、パワーマネジャ３が、４本のマウンティングメンバ４を介してサイドメンバ５に固定されている。駆動モータ２及びパワーマネジャ３の車両前方側には、車幅方向に沿って補機取付フレーム６が橋渡しされ、この補機取付フレーム６に車両の補機が搭載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２４３８９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の特許文献１では、パワーマネジャ３は、４本のマウンティングメンバ４を介してサイドメンバ５に固定されている。このため、車両の衝突時等、外部荷重が付与された際、パワーマネジャ３の後退量と、サイドメンバ５にマウントされている４本のマウンティングメンバ４の部位の後退量とに、差が発生し易い。従って、マウンティングメンバ４に過度の荷重が付与されるおそれがある。これにより、マウンティングメンバ４が破断するおそれがあり、パワーマネジャ３を保持することができないという問題がある。
【０００８】
本発明は、この種の問題を解決するものであり、車両に外部荷重が付与された際、燃料電池スタックがマウント機構から離脱することを可及的に抑制するとともに、構成を簡素化することが可能な燃料電池車両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】
本発明は、燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により発電する燃料電池を有し、複数の前記燃料電池が積層される燃料電池スタックを、車両フロントボックス内の車体フレームに搭載する燃料電池車両に関するものである。
【００１０】
この燃料電池車両は、燃料電池スタックが搭載されるマウント機構を備えている。そして、マウント機構は、燃料電池スタックの車両車長方向後方を、車体フレームに対して固定する後方保持部と、前記燃料電池スタックの車両車長方向前方を保持するとともに、外部荷重が付与された際、形状を変形させ且つ前記燃料電池スタックの保持機能を維持する前方保持部と、を設けている。
【００１１】
また、この燃料電池車両では、前方保持部は、燃料電池スタックの車両車長方向前方を、車体フレームに固定する屈曲変形可能なリンク構造と、車長方向に移動自在なスライド構造と、を有することが好ましい。
【００１２】
さらに、この燃料電池車両では、リンク構造は、車両車長方向前方への屈曲角度が、車両車長方向後方への屈曲角度よりも大きな角度に設定されることが好ましい。
【００１３】
さらにまた、この燃料電池車両では、前方保持部は、燃料電池スタックの車両車長方向前方を、車体フレームに固定する伸縮可能なシリンダ構造と、前記シリンダ構造内の流体を開放させる流体開放構造と、前記シリンダ構造を、車長方向に移動可能なスライド構造と、を有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、燃料電池車両に車両車長方向前方からマウント機構に外部荷重が付与された際、前記マウント機構を構成する前方保持部には、前記外部荷重が作用する。
【００１５】
ここで、前方保持部は、車両車長方向後方に変形するとともに、燃料電池スタックの車両車長方向前方の保持機能を維持している。このため、車両に外部荷重が付与された際、燃料電池スタックがマウント機構から離脱することを可及的に抑制するとともに、構成を簡素化することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る燃料電池車両の要部側面説明図である。
【図２】前記燃料電池車両の要部分解斜視説明図である。
【図３】前記燃料電池車両を構成する燃料電池スタック及び筐体の要部分解斜視説明図である。
【図４】前記燃料電池スタックを構成する燃料電池の要部分解斜視図である。
【図５】前記燃料電池車両に設けられるマウント機構を構成する前方保持部の分解斜視説明図である。
【図６】前記前方保持部の動作説明図である。
【図７】外部荷重が付与された際の前記前方保持部の動作説明図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る燃料電池車両の要部側面説明図である。
【図９】前記燃料電池車両に設けられるマウント機構を構成する前方保持部の要部分解斜視説明図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る燃料電池車両の要部側面説明図である。
【図１１】外部荷重が付与された際のマウント機構を構成する前方保持部の動作説明図である。
【図１２】特許文献１に開示されている補機搭載構造の平面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１及び図２に示すように、本発明の第１の実施形態に係る燃料電池車両１０は、車両フロントボックス（所謂、モータルーム）１２に収容される燃料電池スタック１４を備える。
【００１８】
燃料電池スタック１４は、筐体１６内に収容されるとともに、図３に示すように、複数の燃料電池１８が燃料電池車両１０の車長方向（矢印Ｌ方向）に交差する車幅方向（矢印Ｈ方向）に積層されて構成される。
【００１９】
図３に示すように、燃料電池スタック１４は、複数の燃料電池１８が、立位姿勢で水平方向（矢印Ｈ方向）に積層される。複数の燃料電池１８の積層方向一端には、第１ターミナルプレート２０ａ、第１絶縁プレート２２ａ及び第１エンドプレート２４ａが外方に向かって順次配設される。燃料電池１８の積層方向他端には、第２ターミナルプレート２０ｂ、第２絶縁プレート２２ｂ及び第２エンドプレート２４ｂが外方に向かって順次配設される。
【００２０】
第１エンドプレート２４ａの中央部からは、第１ターミナルプレート２０ａに接続された第１出力端子２６ａが延在する。第２エンドプレート２４ｂの中央部からは、第２ターミナルプレート２０ｂに接続された第２出力端子２６ｂが延在する。
【００２１】
第１エンドプレート２４ａと第２エンドプレート２４ｂの各長辺間には、連結バー（締結部材）２８の両端がねじ３０により固定される。第１エンドプレート２４ａと第２エンドプレート２４ｂの各短辺間には、連結バー２８の両端がねじ３０により固定される。各連結バー２８により、燃料電池スタック１４の複数の積層された燃料電池１８に積層方向（矢印Ｈ方向）の締め付け荷重が付与される。
【００２２】
図４に示すように、燃料電池１８は、横長の長方形状を有するとともに、電解質膜・電極構造体４０が、第１セパレータ４２及び第２セパレータ４４に挟持される。第１セパレータ４２及び第２セパレータ４４は、例えば、鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウム板、あるいはめっき処理鋼板等の金属セパレータやカーボンセパレータにより構成される。
【００２３】
燃料電池１８の矢印Ｌ方向（図４中、水平方向）の一端縁部には、積層方向である矢印Ｈ方向に互いに連通して、酸化剤ガス、例えば、酸素含有ガスを供給するための酸化剤ガス入口連通孔４６ａ、及び燃料ガス、例えば、水素含有ガスを排出するための燃料ガス出口連通孔４８ｂが、矢印Ｔ方向（鉛直方向）に配列して設けられる。
【００２４】
燃料電池１８の矢印Ｌ方向の他端縁部には、矢印Ｈ方向に互いに連通して、燃料ガスを供給するための燃料ガス入口連通孔４８ａ、及び酸化剤ガスを排出するための酸化剤ガス出口連通孔４６ｂが、矢印Ｔ方向に配列して設けられる。
【００２５】
燃料電池１８の矢印Ｔ方向の上端縁部には、冷却媒体を供給するための一対の冷却媒体入口連通孔５０ａが設けられるとともに、前記燃料電池１８の矢印Ｔ方向の下端縁部には、前記冷却媒体を排出するための一対の冷却媒体出口連通孔５０ｂが設けられる。
【００２６】
第１セパレータ４２の電解質膜・電極構造体４０に向かう面４２ａには、酸化剤ガス入口連通孔４６ａと酸化剤ガス出口連通孔４６ｂとに連通する酸化剤ガス流路５２が設けられる。第２セパレータ４４の電解質膜・電極構造体４０に向かう面４４ａには、燃料ガス入口連通孔４８ａと燃料ガス出口連通孔４８ｂとに連通する燃料ガス流路５４が設けられる。
【００２７】
互いに隣接する燃料電池１８を構成する第１セパレータ４２の面４２ｂと、第２セパレータ４４の面４４ｂとの間には、冷却媒体入口連通孔５０ａと冷却媒体出口連通孔５０ｂとを連通する冷却媒体流路５６が設けられる。
【００２８】
第１セパレータ４２及び第２セパレータ４４には、それぞれシール部材５８、６０が、一体的又は個別に設けられる。シール部材５８、６０は、例えば、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、フッ素ゴム、シリコーンゴム、フロロシリコーンゴム、ブチルゴム、天然ゴム、スチレンゴム、クロロプレーン、又はアクリルゴム等のシール材、クッション材、あるいはパッキン材等の弾性を有するシール部材を使用する。
【００２９】
電解質膜・電極構造体４０は、例えば、パーフルオロスルホン酸の薄膜に水が含浸された固体高分子電解質膜６２と、前記固体高分子電解質膜６２を挟持するカソード電極６４及びアノード電極６６とを備える。
【００３０】
カソード電極６４及びアノード電極６６は、カーボンペーパ等からなるガス拡散層と、白金合金が表面に担持された多孔質カーボン粒子が前記ガス拡散層の表面に一様に塗布されて形成される電極触媒層とを有する。電極触媒層は、固体高分子電解質膜６２の両面に形成されている。
【００３１】
図３に示すように、筐体１６は、燃料電池１８の長辺側に長さ方向（矢印Ｈ方向）に沿って、分割面を有する複数、例えば、２つの分割部材７０ａ、７０ｂを有する。分割部材７０ａ、７０ｂは、例えば、アルミニウム製板材をプレス成形した部材、鋼板（ステンレス鋼板）をプレス成形した部材等により構成される。なお、筐体１６は、２つの分割部材７０ａ、７０ｂの形状に限定されるものではなく、全体として前記筐体１６としての形状を有すればよく、種々の形状を有する複数の分割部材を採用することができる。
【００３２】
分割部材７０ａの長さ方向に延在する開口側端部には、それぞれ外方（上下方向）に突出するフランジ部７２ａ、７２ａが設けられ、前記フランジ部７２ａは、分割面を構成する。各フランジ部７２ａには、複数の孔部７４ａが所定間隔ずつ離間して設けられる。
【００３３】
分割部材７０ｂは、同様に、長さ方向に延在する開口側端部に、外方に突出するフランジ部７２ｂが設けられ、前記フランジ部７２ｂにより分割面が構成される。
【００３４】
各フランジ部７２ｂには、各孔部７４ａに同軸上に配置される複数の孔部７４ｂが形成される。それぞれ同軸上に配置される孔部７４ａ、７４ｂには、ボルト７６が一体に挿入され、前記ボルト７６にナット７７が螺合することにより、分割部材７０ａ、７０ｂ同士が一体に接合される。
【００３５】
第１エンドプレート２４ａには、酸化剤ガス入口連通孔４６ａ、酸化剤ガス出口連通孔４６ｂ、燃料ガス入口連通孔４８ａ及び燃料ガス出口連通孔４８ｂに連通する酸化剤ガス供給マニホールド８０ａ、酸化剤ガス排出マニホールド８０ｂ、燃料ガス供給マニホールド８２ａ及び燃料ガス排出マニホールド８２ｂが取り付けられる。
【００３６】
第２エンドプレート２４ｂには、一対の冷却媒体入口連通孔５０ａ及び一対の冷却媒体出口連通孔５０ｂに連通する一対の冷却媒体供給マニホールド（図示せず）及び一対の冷却媒体排出マニホールド（図示せず）が取り付けられる
【００３７】
なお、上記の構成に代えて、第１エンドプレート２４ａに、全てのマニホールド（酸化剤ガス供給マニホールド８０ａ、酸化剤ガス排出マニホールド８０ｂ、燃料ガス供給マニホールド８２ａ、燃料ガス排出マニホールド８２ｂ、一対の冷却媒体供給マニホールド及び一対の冷却媒体排出マニホールド）を設けてもよい。
【００３８】
図１及び図２に示すように、燃料電池車両１０は、燃料電池スタック１４が搭載されるマウント機構８４を備える。マウント機構８４は、燃料電池スタック１４の車両車長方向後方を、車両側構成部材である車体フレーム８６に対して移動不能に固定する後方保持部８８と、前記車体フレーム８６を構成する車体サブフレーム８６ａに取り付けられ、前記燃料電池スタック１４の車両車長方向前方を保持するとともに、外部荷重Ｆが付与された際、形状を屈曲変形させ且つ前記燃料電池スタック１４の保持機能を維持する前方保持部９０とを設ける。
【００３９】
後方保持部８８は、筐体１６の後端側下部両側に固定される一対の固定部材９２を備える。各固定部材９２は、孔部９２ａを有し、前記孔部９２ａにボルト９４が挿入されるとともに、前記ボルト９４が車体フレーム８６にねじ込まれることにより、後方保持部８８が前記車体フレーム８６に移動不能に固定される。なお、後方保持部８８は、ブラケットを介して車体サブフレーム８６ａに移動不能に固定してもよい。また、燃料電池スタック１４自体を直接車体フレーム８６に固定してもよい。
【００４０】
前方保持部９０は、燃料電池スタック１４の車両車長方向前方を、車体サブフレーム８６ａに固定する屈曲変形可能なリンク構造９６と、車長方向に移動自在なスライド構造９８とを有する。
【００４１】
図５に示すように、リンク構造９６は、筐体１６の前方側底部に対し、幅方向（矢印Ｈ方向）略中央部に固定される上部リンク部材１００と、前記上部リンク部材１００に揺動（回動）可能に連結される下部リンク部材１０２とを備える。なお、上部リンク部材１００は、筐体１６の車幅方向両側に２本設けてもよい。スライド構造９８は、下部リンク部材１０２と、車体サブフレーム８６ａに設けられた取り付け部１０４とにより構成される。
【００４２】
具体的には、上部リンク部材１００は、一端側（上端側）に筐体１６の底部にねじ止めされる板状固定部１００ａを一体に有する。上部リンク部材１００は、板状固定部１００ａとは反対側の他端（下端）に、それぞれ所定の傾斜角度を有する係合面１０６ａ、１０６ｂが形成される。係合面１０６ａ、１０６ｂの間には、孔部１０８が設けられる。
【００４３】
下部リンク部材１０２の上部リンク部材１００側の一端部には、それぞれ所定の角度を有する係合面１１０ａ、１１０ｂが設けられる。下部リンク部材１０２の一端部には、板状部１１２ａが膨出形成され、前記板状部１１２ａに孔部１１４が形成される。下部リンク部材１０２の他端部には、板状部１１２ｂが膨出形成され、前記板状部１１２ｂに幅方向（矢印Ｌ方向）に平行して長尺な長孔１１６が形成される。
【００４４】
下部リンク部材１０２の板状部１１２ａ、１１２ｂとは反対側の側面に、板部材１１８が配置される。板部材１１８は、一端部側に下部リンク部材１０２の孔部１１４と同軸上に孔部１２０を設けるとともに、他端部側に、長孔１１６に対向して長孔１２２が形成される。なお、下部リンク部材１０２と板部材１１８とは、一体で構成してもよい。
【００４５】
下部リンク部材１０２の板状部１１２ａと板部材１１８の上部との間に、上部リンク部材１００が介装されるとともに、孔部１１４、１０８及び１２０にボルト１２４が一体に挿入され、ナット１２６が前記ボルト１２４に螺合する。なお、ボルト１２４に代えて、軸方向に移動しないピン（図示せず）を用いてもよい。
【００４６】
取り付け部１０４には、孔部１２８が形成されるとともに、前記取り付け部１０４は、下部リンク部材１０２の板状部１１２ｂと板部材１１８とに挟持される。長孔１１６、孔部１２８及び長孔１２２にボルト１３０が一体に挿入されるとともに、前記ボルト１３０には、ナット１３２が螺合する。なお、ボルト１３０に代えて、軸方向に移動しないピン（図示せず）を用いてもよい。
【００４７】
図６に示すように、リンク構造９６では、通常の取り付け状態において、上部リンク部材１００の係合面１０６ａ、１０６ｂと、下部リンク部材１０２の係合面１１０ａ、１１０ｂとは、互いに離間する。その際、係合面１０６ａ、１１０ａのなす角度α１°は、係合面１０６ｂ、１１０ｂのなす角度α２°よりも大きな角度に設定される（α１°＞α２°）。すなわち、下部リンク部材１０２は、上部リンク部材１００に対して、前方側に大きく屈曲変形可能（二点差線参照）である一方、後方側には、屈曲変形が規制される。
【００４８】
図７に示すように、外部荷重Ｆが付与された際、車体サブフレーム８６ａが折れ曲がる又は潰れることにより、燃料電池スタック１４側を直線的に後退させることができる。車体サブフレーム８６ａが折れ曲がる又は潰れることで、長孔１１６、１２２は、矢印Ｔ方向に沿って延在する姿勢に配置される。従って、スライド構造９８は、矢印Ｔ方向に縮小可能である。
【００４９】
図１に示すように、車体フレーム８６には、走行用モータ１３４の他、必要に応じて各種機器が配設される。車体サブフレーム８６ａには、燃料電池冷却用ラジエータ１３６等が配置される。
【００５０】
このように構成される燃料電池車両１０の動作について、以下に説明する。
【００５１】
先ず、図３及び図４に示すように、酸化剤ガス供給マニホールド８０ａから酸化剤ガス入口連通孔４６ａに酸素含有ガス等の酸化剤ガスが供給されるとともに、燃料ガス供給マニホールド８２ａから燃料ガス入口連通孔４８ａに水素含有ガス等の燃料ガスが供給される。さらに、冷却媒体供給マニホールドから冷却媒体入口連通孔５０ａに純水やエチレングリコール、オイル等の冷却媒体が供給される。
【００５２】
このため、図４に示すように、酸化剤ガスは、酸化剤ガス入口連通孔４６ａから第１セパレータ４２の酸化剤ガス流路５２に導入される。酸化剤ガスは、矢印Ｌ方向に移動しながら、電解質膜・電極構造体４０を構成するカソード電極６４に供給される。
【００５３】
一方、燃料ガスは、燃料ガス入口連通孔４８ａから第２セパレータ４４の燃料ガス流路５４に導入される。この燃料ガスは、矢印Ｌ方向に移動しながら、電解質膜・電極構造体４０を構成するアノード電極６６に供給される。
【００５４】
従って、電解質膜・電極構造体４０では、カソード電極６４に供給される酸化剤ガスと、アノード電極６６に供給される燃料ガスとが、電極触媒層内で電気化学反応により消費され、発電が行われる。これにより、走行用モータ１３４に電力が供給されるため、燃料電池車両１０は、走行可能になる。
【００５５】
次いで、カソード電極６４に供給されて消費された酸化剤ガスは、酸化剤ガス出口連通孔４６ｂに沿って矢印Ｈ方向に流通し、酸化剤ガス排出マニホールド８０ｂから排出される（図３参照）。一方、アノード電極６６に供給されて消費された燃料ガスは、燃料ガス出口連通孔４８ｂに沿って矢印Ｈ方向に流通し、燃料ガス排出マニホールド８２ｂから排出される。
【００５６】
また、一対の冷却媒体入口連通孔５０ａに供給された冷却媒体は、第１セパレータ４２及び第２セパレータ４４間の冷却媒体流路５６に導入された後、矢印Ｔ方向に流通する。この冷却媒体は、電解質膜・電極構造体４０を冷却した後、一対の冷却媒体出口連通孔５０ｂを流通し、冷却媒体排出マニホールドから排出される。
【００５７】
燃料電池車両１０では、上記のように、燃料電池スタック１４から電力が供給されて走行される。その際、図１に示すように、燃料電池車両１０に前方から矢印Ｌｂ方向に衝撃である外部荷重Ｆが加わると、前記燃料電池車両１０の前方部分が内部に変形し易い。
【００５８】
この場合、第１の実施形態では、燃料電池スタック１４が搭載されるマウント機構８４は、後方保持部８８と前方保持部９０とを備えている。後方保持部８８は、一対の固定部材９２が車体フレーム８６に移動不能な状態で固定される。前方保持部９０は、リンク構造９６及びスライド構造９８を備えている。
【００５９】
このため、燃料電池車両１０に外部荷重Ｆが付与されて、車体サブフレーム８６ａが車両車長方向後方に変形すると、前記車体サブフレーム８６ａと燃料電池スタック１４との距離が近づく。
【００６０】
ここで、リンク構造９６では、上部リンク部材１００と下部リンク部材１０２とは、ボルト１２４を支点にして互いに回動（揺動）自在に連結されている。従って、図６中、二点鎖線に示すように、下部リンク部材１０２は、上部リンク部材１００に対して前方に揺動（屈曲変形）する。これにより、車体サブフレーム８６ａに付与された外部荷重Ｆは、燃料電池スタック１４に、直接、伝達されることがなく、リンク構造９６の屈曲変形によって吸収することができる。
【００６１】
しかも、前方保持部９０は、スライド構造９８を構成している。このため、車体サブフレーム８６ａが内方に変形する際、下部リンク部材１０２及び板部材１１８は、長孔１１６、１２２とボルト１３０との係合作用下に、下部側が前記車体サブフレーム８６ａに対して車長方向（矢印Ｌ方向）に位置調整される。
【００６２】
従って、リンク構造９６は、確実に屈曲変形して外部荷重Ｆを確実に吸収することが可能になる。これにより、燃料電池スタック１４がマウント機構８４から離脱することなく、取り付け部１０４及び車体サブフレーム８６ａに連結された状態が維持されるという効果が得られる。
【００６３】
図８は、本発明の第２の実施形態に係る燃料電池車両１４０の要部側面説明図である。なお、第１の実施形態に係る燃料電池車両１０と同一の構成要素には、同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。また、以下に説明する第３の実施形態においても同様に、その詳細な説明は省略する。
【００６４】
燃料電池車両１４０は、燃料電池スタック１４が搭載されるマウント機構１４２を備える。マウント機構１４２は、後方保持部８８と、車体サブフレーム８６ａに取り付けられ、燃料電池スタック１４の車両車長方向前方を保持するとともに、外部荷重Ｆが付与された際、形状を伸縮変形させ且つ前記燃料電池スタック１４の保持機能を維持する前方保持部１４４とを設ける。
【００６５】
前方保持部１４４は、図８及び図９に示すように、燃料電池スタック１４の車両車長方向前方を車体サブフレーム８６ａに固定する伸縮可能なシリンダ構造１４６と、前記シリンダ構造１４６内の流体を開放させる流体開放構造１４８と、前記シリンダ構造１４６を車長方向に移動可能なスライド構造１５０とを有する。
【００６６】
シリンダ構造１４６は、シリンダ部１５２と、前記シリンダ部１５２に対して進退可能に配置されるロッド部１５４とを備える。シリンダ部１５２の上端部には、筐体１６の底面に固定される板状固定部１５２ａが一体に設けられるとともに、内部には流体、例えば、エア又はオイルが導入される。
【００６７】
シリンダ部１５２の側部には、流体開放構造１４８を構成するチャンバ部１５６が膨出形成される。チャンバ部１５６は、シリンダ部１５２内に連通しており、前記チャンバ部１５６の側部には、該チャンバ部１５６を外部に開放させる破断部１５８が取り付けられる。
【００６８】
破断部１５８は、例えば、図示しないアクチュエータを介して駆動され、チャンバ部１５６に突き刺さることにより、前記チャンバ部１５６を外方に開放させる。なお、破断部１５８は、燃料電池車両１４０内に配置され、衝突時に、前記破断部１５８をチャンバ部１５６に突き立てる機械的構造を採用してもよい。
【００６９】
ロッド部１５４の先端部には、スライド構造１５０を構成する取り付け部１６０が設けられ、前記取り付け部１６０には、車長方向に延在する長孔１６２が形成される。車体サブフレーム８６ａには、取り付け部１６０の両側に配置される支持板部１６４が設けられ、前記支持板部１６４には、孔部１６６が形成される。
【００７０】
一対の支持板部１６４間には、取り付け部１６０が配置される。この状態で、孔部１６６、長孔１６２及び孔部１６６にボルト１６８が一体に挿入され、前記ボルト１６８にナット１７０が螺合する。なお、ボルト１６８に代えて、軸方向に移動しないピン（図示せず）を用いてもよい。
【００７１】
このように構成される第２の実施形態では、燃料電池車両１４０に前方から外部荷重Ｆが付与されて、車体サブフレーム８６ａが内部に変形する際、破断部１５８を介してチャンバ部１５６が外部に開放される。このため、シリンダ部１５２内に封入されていたエア又はオイルが外部に放出され、ダンパ機能が解除される。
【００７２】
従って、ロッド部１５４は、シリンダ部１５２の内部側に進入するとともに、スライド構造１５０を設置する取り付け部１６０が内方にスライドする。これにより、前方保持部１４４は、伸縮変形するとともに、燃料電池スタック１４の車両車長方向前方の保持機能を維持している。
【００７３】
このため、燃料電池車両１４０に外部荷重Ｆが付与された際、燃料電池スタック１４がマウント機構１４２から離脱することなく、取り付け部１６０及び車体サブフレーム８６ａに連結された状態が維持される等、上記の第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００７４】
図１０は、本発明の第３の実施形態に係る燃料電池車両１８０の要部側面説明図である。
【００７５】
燃料電池車両１８０は、燃料電池スタック１４が搭載されるマウント機構１８２を備える。マウント機構１８２は、後方保持部８８と、車体サブフレーム８６ａに取り付けられ、燃料電池スタック１４の車両車長方向前方を保持するとともに、外部荷重Ｆが付与された際、形状を伸縮変形させ且つ前記燃料電池スタック１４の保持機能を維持する前方保持部１８４とを設ける。
【００７６】
前方保持部１８４は、燃料電池スタック１４の車両車長方向前方を、車体サブフレーム８６ａに固定する屈曲変形可能なリンク構造１８６と、車長方向に移動自在なスライド構造９８とを有する。
【００７７】
リンク構造１８６は、上部リンク部材１００、下部リンク部材１０２及び前記上部リンク部材１００と前記下部リンク部材１０２との間に配設される中間リンク部材１８８とを備える。上部リンク部材１００と中間リンク部材１８８との連結構造及び前記中間リンク部材１８８と下部リンク部材１０２との連結構造は、第１の実施形態の前記上部リンク部材１００と前記下部リンク部材１０２との連結構造と同様である。
【００７８】
そこで、図１１に示すように、外部荷重Ｆが付与された際、車体サブフレーム８６ａが折れ曲がる又は潰れることにより、燃料電池スタック１４側を直線的に後退させることができる。しかも、分割部材が増加されるため、より大きく燃料電池スタック１４の前方の変形に対応することが可能になり、前記燃料電池スタック１４を一層確実に保護することができるという効果が得られる。
【符号の説明】
【００７９】
１０、１４０、１８０…燃料電池車両  １２…車両フロントボックス
１４…燃料電池スタック              １８…燃料電池
２４ａ、２４ｂ…エンドプレート      ４０…電解質膜・電極構造体
４２、４４…セパレータ              ４６ａ…酸化剤ガス入口連通孔
４６ｂ…酸化剤ガス出口連通孔        ４８ａ…燃料ガス入口連通孔
４８ｂ…燃料ガス出口連通孔          ５０ａ…冷却媒体入口連通孔
５０ｂ…冷却媒体出口連通孔          ５２…酸化剤ガス流路
５４…燃料ガス流路                  ５６…冷却媒体流路
６２…固体高分子電解質膜            ６４…カソード電極
６６…アノード電極                  ８４、１４２、１８２…マウント機構
８６…車体フレーム                  ８６ａ…車体サブフレーム
８８…後方保持部                    ９０、１４４、１８４…前方保持部
９２…固定部材                      ９６、１８６…リンク構造
９８、１５０…スライド構造          １００…上部リンク部材
１０２…下部リンク部材              １０４、１６０…取り付け部
１０６ａ、１０６ｂ、１１０ａ、１１０…係合面
１１６、１２２、１６２…長孔        １１８…板部材
１４６…シリンダ構造                １４８…流体開放構造
１５２…シリンダ部                  １５４…ロッド部
１５６…チャンバ部                  １６４…支持板部
１８８…中間リンク部材
【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】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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