(57)【要約】【課題】高圧配線部を側方に有するモータ駆動ユニットを備えた燃料電池車両において、側面衝突を受けた際に、その側面衝突から高圧配線部を保護する【解決手段】燃料電池に供給する燃料ガスを貯蔵するタンク４，５を、モータ駆動ユニット１０の前後に、それぞれの長手方向が車幅方向となるように配置するとともに、高圧配線部５０が位置する一側にそれぞれの長手方向の端部４ａ，５ａが、高圧配線部５０よりも車両外側に、かつ、上記一側の後輪（車輪）４０に対して車幅方向において重なるように配置している。このような構成により、燃料電池車両１が側面衝突を受けた際に、高圧配線部５０が位置する一側の後輪４０がモータ駆動ユニット１０に向けて侵入したとしても、後輪４０は、先に燃料タンク４，５に当たるので、衝突の衝撃を先に燃料タンク４，５で受けることができる。これにより側面衝突から高圧配線部５０を保護することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池の発電電力を用いて駆動されるモータと、前記モータの駆動力を車輪車軸に伝達する機構とがケースに収容されたモータ駆動ユニットが、前記車輪車軸を跨ぐように配置された燃料電池車両であって、
前記モータ駆動ユニットは、当該モータ駆動ユニットの側方に高圧配線部を有し、
前記燃料電池に供給する燃料ガスを貯蔵するタンクが、前記モータ駆動ユニットの前後に、それぞれ長手方向が車幅方向となるように配置されているとともに、それらタンクの前記高圧配線部が位置する一側の長手方向の端部が、それぞれ前記高圧配線部よりも車両外側に、かつ、前記一側の車輪に対して車幅方向において重なるように配置されていることを特徴とする燃料電池車両。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池車両において、
前記車輪が、ホイールとこのホイールの外周に装着されたタイヤとを有し、前記モータ駆動ユニットの前後のタンクが、それぞれ前記一側の車輪の前記ホイールに対して車幅方向において重なるように配置されてい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、燃料電池車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池の発電電力を用いて駆動されるモータによって走行する燃料電池車両が知られている。燃料電池車両にあっては、モータとそのモータの駆動力を車輪車軸に伝達する機構とがケースに収容されたモータ駆動ユニット、および燃料電池に供給する燃料ガスを貯蔵する複数のタンクを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に開示された燃料電池車両では、モータ駆動ユニットが車両後部に搭載されており、このモータ駆動ユニットの前後にタンクをそれぞれ長手方向が車幅方向となるように配置している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第ＷＯ２０１５／１８５１８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、高圧配線部を側方に有するモータ駆動ユニットを備えた燃料電池車両では、側面衝突を受けた際に、高圧配線部が位置する一側の後輪（車輪）がモータ駆動ユニットに向けて侵入すると、衝突の衝撃により高圧配線部が破損し、ひいては、高圧配線に触れることができてしまうといったおそれがある。
【０００６】
本発明はそのような実情を考慮してなされたもので、高圧配線部を側方に有するモータ駆動ユニットを備えた燃料電池車両において、側面衝突を受けた際に、その側面衝突から高圧配線部を保護することが可能な構造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】
【０００７】
本発明は、燃料電池の発電電力を用いて駆動されるモータと、前記モータの駆動力を車輪車軸に伝達する機構とがケースに収容されたモータ駆動ユニットが、前記車輪車軸を跨ぐように配置された燃料電池車両において、前記モータ駆動ユニットは、当該モータ駆動ユニットの側方に高圧配線部を有し、前記燃料電池に供給する燃料ガスを貯蔵するタンクが、前記モータ駆動ユニットの前後に、それぞれ長手方向が車幅方向となるように配置されているとともに、それらタンクの前記高圧配線部が位置する一側の長手方向の端部が、それぞれ前記高圧配線部よりも車両外側に、かつ、前記一側の車輪に対して車幅方向において重なるように配置されていることを特徴としている。
【０００８】
本発明の燃料電池車両によれば、側面衝突を受けた際に、高圧配線部が位置する一側の車輪がモータ駆動ユニットに向けて侵入したとしても、その車輪は先にタンクに当たることになるので、衝突の衝撃を先にタンクで受けることができる。その結果、側面衝突から高圧配線部を保護することができ、高圧配線部の破損を回避することができる。
【０００９】
本発明において、車輪がホイールとこのホイールの外周に装着されたタイヤとを有し、モータ駆動ユニットの前後のタンクを、それぞれ前記一側の車輪のホイールに対して車幅方向において重なるように配置してもよい。このような構成を採用すれば、側面衝突を受けた際に車輪のホイールが先にタンクが当たるようになる。このように車輪のホイールをタンクで受けるようにすることにより、高圧配線部をより確実に保護することができる。
【発明の効果】
【００１０】
高圧配線部を側方に有するモータ駆動ユニットを備えた燃料電池車両において、側面衝突を受けた際に、その側面衝突から高圧配線部を保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る燃料電池車両の概略構成を模式的に示す図である。
【図２】モータ駆動ユニットの概略構成を示すスケルトン図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１は本実施形態に係る燃料電池車両１の概略構成を模式的に示す図である。なお、図１において黒塗り矢印は車両前方を示している。
【００１４】
本実施形態の燃料電池車両１は、後輪駆動の車両であって、図１に示すように、車両前部に配置される燃料電池スタック２と、第１燃料タンク３と、第２燃料タンク４と、第３燃料タンク５と、車両後部に配置されるモータ駆動ユニット１０と、従動輪としての前輪３０と、駆動輪としての後輪４０とを備えている。
【００１５】
燃料電池スタック２は、ダッシュパネル（図示せず）によって車室と区画される、車両前部に設けられた収容室内に収容されている。燃料電池スタック２は、第１燃料タンク３〜第３燃料タンク５から供給される水素と空気中の酸素との化学反応を利用して、燃料電池車両１を駆動させる電気エネルギを発生させる発電装置であり、固体高分子電解質膜の両面に水素極触媒および酸素極触媒をそれぞれ塗布した電極複合体をセパレーターで挟んだセルを、複数積層することによって形成されている。
【００１６】
燃料電池スタック２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ（図示せず）およびインバータ（図示せず）を介して後述するモータ１１に電気的に接続されている。これにより、燃料電池スタック２からの電圧が、ＤＣ／ＤＣコンバータによって昇圧された後、ＤＣ／ＤＣコンバータからの直流電流がインバータによって交流電流に変換されてモータ１１へ供給されるようになっている。なお、燃料電池スタック２が、本発明の「燃料電池」の一例である。
【００１７】
第１燃料タンク３〜第３燃料タンク５は、それぞれ略円柱状の外観形状を有している。第１燃料タンク３〜第３燃料タンク５の各燃料タンクは、例えば、樹脂製のライナーの外周面に繊維強化プラスチック（ＦＲＰ：Fiber Reinforced Plastics）の補強層が形成された構造を有する。第１燃料タンク３〜第３燃料タンク５の各燃料タンクは、それぞれ、フロアパネルの下面側等にバンド等を用いて強固に固定されている。
【００１８】
次に、モータ駆動ユニット（トランスアクスル）１０について説明する。モータ駆動ユニット１０は、図２に示すように、駆動源としてのモータ（電動モータ）１１と、第１減速ギヤ対１９と、第２減速ギヤ対２２と、差動歯車装置２５とを備えており、これらを１つのケース１０ａに収容して一体化したものである。図１に示すように、モータ駆動ユニット１０は、当該モータ駆動ユニット１０の側方（車幅方向の一側）に高圧配線部５０を有する。
【００１９】
モータ駆動ユニット１０は、図１に示すように、後輪車軸４０ａを跨ぐように車両後部に配置されており、モータ１１にて発生した駆動力を、第１減速ギヤ対１９、第２減速ギヤ対２２および差動歯車装置２５を介して後輪車軸４０ａに伝達するように構成されている。
【００２０】
モータ１１は、ロータ軸１２と、このロータ軸１２の外周を囲むようにケース１０ａに固定されたステータ１３とを有している。ロータ軸１２は、その両端に装着された一対の軸受１４，１５を介してケース１０ａに回転可能に支持されている。このロータ軸１２に連結された出力軸１６は、その両端に装着された一対の軸受１７，１８を介してケース１０ａに回転可能に支持されており、ロータ軸１２と一体回転が可能となっている。
【００２１】
第１減速ギヤ対１９は、出力軸１６の一端部（モータ１１と反対側の端部）に設けられた小径のカウンタドライブギヤ１９ａと、出力軸１６と平行なカウンタ軸２０の一端部（モータ１１と反対側の端部）に設けられ、当該カウンタドライブギヤ１９ａと噛み合う大径のカウンタドリブンギヤ１９ｂとによって構成されている。なお、カウンタ軸２０は、その両端に装着された一対の軸受２３，２４を介してケース１０ａに回転可能に支持されている。
【００２２】
第２減速ギヤ対２２は、カウンタ軸２０の他端部（モータ１１側の端部）に設けられた小径のファイナルドライブギヤ２２ａと、デファレンシャルケース２５ａの外周部に一体的に固定され、当該ファイナルドライブギヤ２２ａと噛み合う大径のファイナルドリブンギヤ２２ｂとによって構成されている。デファレンシャルケース２５ａおよびこれに一体的に固定されたファイナルドリブンギヤ２２ｂは、デファレンシャルケース２５ａの軸方向両端部に装着された一対の軸受２７，２８を介してケース１０ａに回転可能に支持されている。
【００２３】
差動歯車装置２５は、デファレンシャルケース２５ａと、このデファレンシャルケース２５ａ内に収容された、いわゆる傘歯車式の差動機構２５ｂとを備えており、回転速度差を許容しつつ一対の後輪車軸４０ａに駆動力を伝達するように構成されている。
【００２４】
なお、第１減速ギヤ対１９、第２減速ギヤ対２２および差動歯車装置２５が、本発明の「モータの駆動力を車輪車軸に伝達する機構」の一例である。
【００２５】
以上のように構成された燃料電池車両１においては、第１燃料タンク３〜第３燃料タンク５から水素が供給されることで燃料電池スタック２が発電し、燃料電池スタック２からの電気エネルギによってモータ１１が駆動し、モータ１１で発生した駆動力が、第１減速ギヤ対１９および第２減速ギヤ対２２を介して差動歯車装置２５へ伝達され、差動歯車装置２５から一対の後輪車軸４０ａを介して後輪４０に伝達されるようになっている。
【００２６】
−燃料タンクの配置−
次に、燃料タンクの配置について説明する。
【００２７】
まず、燃料電池車両において航続距離（１回の燃料補給等で走行可能な最大距離）を伸ばすためには、より多く燃料を燃料電池車両に搭載する必要があるが、相対的に大きな燃料タンクを搭載すると、車両スペースの有効活用を阻害する。こうした点を考慮して、本実施形態の燃料電池車両１では、相対的に小さい３つの燃料タンク（第１燃料タンク３〜第３燃料タンク５）を３箇所に分けて搭載するようにしている。
【００２８】
具体的には、図１に示すように、第１燃料タンク３を、燃料電池車両１の中央部に、その長手方向が車両前後方向となるように配置している。また、第２燃料タンク４を、モータ駆動ユニット１０の前方に、その長手方向が車幅方向となるように配置しており、第３燃料タンク５を、モータ駆動ユニット１０の後方に、その長手方向が車幅方向となるように配置している。つまり、第２燃料タンク４と第３燃料タンク５とを、モータ駆動ユニット１０の前後に、それぞれの長手方向が車幅方向となるように配置している。
【００２９】
そして、本実施形態では、第２燃料タンク４を、この第２燃料タンク４の高圧配線部５０が位置する一側（車幅方向の一側）の長手方向の端部４ａが、高圧配線部５０よりも車両外側（車幅方向の外側）に、かつ、その一側の後輪４０に対して車幅方向において重なるように配置している。さらに、第３燃料タンク５についても、この第３燃料タンク５の高圧配線部５０が位置する一側（車幅方向の一側）の長手方向の端部５ａが、高圧配線部５０よりも車両外側（車幅方向の外側）に、かつ、その一側の後輪４０に対して車幅方向において重なるように配置している。
【００３０】
なお、第２燃料タンク４、第３燃料タンク５が、本発明の「燃料電池に供給する燃料ガスを貯蔵するタンク」の一例である。以下、第２燃料タンク４、第３燃料タンク５を燃料タンク４，５ともいう。
【００３１】
＜効果＞
以上のように、本実施形態の燃料電池車両１によれば、第２燃料タンク４と第３燃料タンク５とを、モータ駆動ユニット１０の前後に、それぞれの長手方向が車幅方向となるように配置するとともに、それら燃料タンク４，５の高圧配線部５０が位置する一側の長手方向の端部４ａ，５ａを、それぞれ、高圧配線部５０よりも車両外側に、かつ、上記一側の後輪４０に対して車幅方向において重なるように配置している。このような構成により側面衝突から高圧配線部５０を保護することができる。
【００３２】
すなわち、燃料電池車両１が側面衝突（図１の白抜き矢印の方向からの衝突）を受けた際に、高圧配線部５０が位置する一側の後輪４０がモータ駆動ユニット１０に向けて侵入したとしても、後輪４０は、先に燃料タンク４，５に当たることになるので、衝突の衝撃を先に燃料タンク４，５で受けることができる。その結果、側面衝突から高圧配線部５０を保護することができ、高圧配線部５０の破損を回避することができる。
【００３３】
ここで、後輪４０は、後輪車軸４０ａに連結されるホイールとそのホイールの外周に装着されたタイヤとを備えており、第２燃料タンク４と第３燃料タンク５とを、それぞれ、上記一側の後輪４０のホイールに対して車幅方向において重なるように配置しておくと、側面衝突を受けた際に後輪４０のホイールが先に燃料タンク４，５が当たるようになる。このように後輪４０のホイールを燃料タンク４，５で受けるようにすることにより、高圧配線部５０をより確実に保護することができる。
【００３４】
なお、第２燃料タンク４と第３燃料タンク５とを、それぞれ、上記一側の後輪４０のタイヤ（ホイール外周に装着）に対して車幅方向において重なるように配置しておいてもよい。
【００３５】
−他の実施形態−
なお、今回開示した実施形態は、すべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００３６】
例えば、以上の実施形態では、後輪駆動の燃料電池車両に本発明を適用した例について説明したが、本発明はこれに限られることなく、燃料電池車両の前部にモータ駆動ユニットが配置され、そのモータ駆動ユニットにて前輪を駆動する前輪駆動の燃料電池車両に適用することができる。
【００３７】
この場合、燃料タンクを、燃料電池車両の前部に配置されたモータ駆動ユニットの前後に、それぞれ長手方向が車幅方向となるように配置するとともに、それらタンクの高圧配線部が位置する一側の長手方向の端部が、それぞれ高圧配線部よりも車両外側に、かつ、上記一側の前輪（より好ましくは、前輪のホイール）に対して車幅方向において重なるように配置する。
【００３８】
なお、本発明は、前輪および後輪を駆動することが可能な４輪駆動の燃料電池車両にも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、燃料電池の発電電力を用いて駆動されるモータと、そのモータの駆動力を車輪車軸に伝達する機構とがケースに収容されたモータ駆動ユニットを備え、そのモータ駆動ユニットの側方に高圧配線部を有する燃料電池車両に利用することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１  燃料電池車両
２  燃料電池スタック
３  第１燃料タンク
４  第２燃料タンク
４ａ  端部
５  第３燃料タンク
５ａ  端部
１０  モータ駆動ユニット
１０ａ  ケース
１１  モータ
１９  第１減速ギヤ対（機構）
２２  第２減速ギヤ対（機構）
２５  差動歯車装置（機構）
４０  後輪（車輪）
４０ａ  後輪車軸（車輪車軸）
５０  高圧配線部
【図１】
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【図２】
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