(57)【要約】  筐体の蓋部が剥がれ飛ぶことなく、筐体内部の圧力を逃がすことができる燃料電池用筐体を提供することを目的とする。開口部が設けられ、燃料電池を収納する燃料電池容器と、開口部を覆う蓋部と、所定の力により蓋部の第１端部を燃料電池容器に固定する第１固定部と、蓋部の第１端部と異なる第２端部を所定の力よりも弱い力により燃料電池容器に固定する第２固定部とを備え、燃料電池容器内部からの圧力に応じて、第２固定部の固定状態が解除され、第１固定部は開放されることなく燃料電池容器に蓋部を保持した状態で燃料電池容器内部の圧力を外部へ逃がすことができる。
2016121170.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部が設けられ、燃料電池を収納する燃料電池容器と、
前記開口部を覆う蓋部と、
所定の力により前記蓋部の第１端部を前記燃料電池容器に固定する第１固定部と、
前記蓋部の前記第１端部と異なる第２端部を、前記所定の力よりも弱い力により前記燃料電池容器に固定する第２固定部と、
を備えることを特徴とする燃料電池用筐体。
【請求項２】
前記第１固定部は、前記第１端部を前記燃料電池容器に第１許容荷重を有して固定し、
前記第２固定部は、前記燃料電池容器内部からの所定の荷重によって前記蓋部が開放されるように、前記第２端部を前記燃料電池容器に第２許容荷重を有して固定し、
前記第１許容荷重は前記第２許容荷重の少なくとも３倍以上であることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池用筐体。
【請求項３】
前記第１固定部は、前記蓋部を回動可能に支持する回動軸を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃料電池用筐体。
【請求項４】
前記第１固定部は、蓋部を閉成状態にする復元力を有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の燃料電池用筐体。
【請求項５】
前記開口部は、前記燃料電池容器の上部に備えられ、
前記第２固定部は、壁または柱に固定される前記燃料電池容器の面と反対側の面以外の面に配置されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の燃料電池用筐体。
【請求項６】
前記蓋部の前記開口部を覆う面は、前記第１端部から前記第２端部に向かって下るように傾斜して形成されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の燃料電池用筐体。
【請求項７】
前記燃料電池容器の外部に配置され、前記蓋部に形成された圧抜き孔を開閉可能な開閉部を備え、
前記開閉部は、前記圧抜き孔を覆い塞ぎ、開閉可能なように前記蓋部に固定され、前記開閉部が前記圧抜き孔を覆い塞ぐ閉成状態となるように復元力が前記開閉部に作用し、
前記開閉部は、前記燃料電池容器の内部からの圧力が所定の圧力を越えると開放し、前記燃料電池容器の内部からの圧力が所定の圧力を下回ると前記復元力により閉成する
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の燃料電池用筐体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筐体内部の圧力を逃がすことができる燃料電池用筐体に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、一般的に水素を酸化剤により反応させることで電気を取り出すことができる発電装置である。また、水素はとても軽い気体であって、非常に燃焼、および爆発しやすい物質として知られている。従来、燃料電池用の筐体の一例として、特許文献１に記載の筐体がある。特許文献１に記載の筐体は、筐体内が所定の圧力になったら圧力を解放する圧力解放部を備える。圧力解放部は、筐体に形成された所定面積の貫通孔を、圧抜きフタにより所定の密着強度をもって密封する構成である。特許文献１に記載の筐体では、圧抜きフタを密着させるための密封部として、両面接着テープまたはボルトが使用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１４０１６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、筐体内が所定の圧力になった場合、圧抜きフタが剥がれ飛ぶ可能性がある。さらに、圧抜きフタが剥がれ飛ぶことをより確実に防ぐためには、定期的に圧抜きフタを点検する必要がある。そのため、点検しやすい構成であることが望まれる。【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされるものであり、筐体の蓋部が剥がれ飛ぶことなく、筐体内部の圧力を逃がすことができる燃料電池用筐体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】
【０００６】
本発明に係る燃料電池用筐体は、開口部が設けられ、燃料電池を収納する燃料電池容器と、前記開口部を覆う蓋部と、所定の力により前記蓋部の第１端部を前記燃料電池容器に固定する第１固定部と、前記蓋部の前記第１端部と異なる第２端部を、前記所定の力よりも弱い力により前記燃料電池容器に固定する第２固定部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、燃料電池用筐体は、所定の力により蓋部の第１端部を燃料電池容器に固定する第１固定部と、蓋部の第１端部と異なる第２端部を、所定の力よりも弱い力により燃料電池容器に固定する第２固定部とを備える。第２固定部は、第１固定部より弱く固定されるため、優先的に固定状態が解除される。第２固定部の固定状態が解除されることで、筐体内部の圧力は筐体外部に解放されるとともに、第１固定部は開放されることなく燃料電池容器に蓋部を保持することができる。これにより、蓋部が剥がれ飛ぶことなく、筐体内部の圧力を逃がすことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る燃料電池用筐体の全体を示す斜視図である。
【図２】燃料電池用筐体を右側面から見た右側部を表す図面である。
【図３】燃料電池用筐体を左方から見た左側面図である。
【図４】燃料電池用筐体を図２に示すＡ−Ａ線で切断し、燃料電池用筐体の正面から矢印方向に見た断面図である。
【図５】圧抜きフタを中心に拡大された断面図である。
【図６】第２実施形態における圧抜きフタを中心に拡大された断面図である。
【図７】第３実施形態における圧抜きフタを中心に拡大された断面図である。
【図８Ａ】変形例１における圧抜きフタを中心に拡大された断面図である。
【図８Ｂ】変形例２における圧抜きフタを中心に拡大された断面図である。
【図８Ｃ】変形例３における圧抜きフタを中心に拡大された断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１０】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る燃料電池用筐体１の全体を示す斜視図である。なお、以下の説明において使用する前後、左右及び上下の方向は各図中に示す。燃料電池用筐体１は、それぞれ金属により形成された、本体部２と、メンテナンスハッチ３と、圧抜きフタ４とを備える。本体部２は、その内部に、ポンプ収納部２０１と、ボンベ収納部２０２と、スタック収納部２０３とを有する。ボンベ収納部２０２には、燃料電池の燃料となる水素が充填されたボンベが収納される。スタック収納部２０３には、燃料電池セルを複数収めた燃料電池スタックが収納される。本体部２は、上部に圧抜き穴２０４と、前面に開放部２０５とを備える。燃料電池セルは、負極となる燃料極、電解質の固体高分子膜、および、正極となる空気極を貼り合わせて一体化した燃料電池の基本構成を備える。本体部２は、本体部２の右側面を表す右側部２Ｒ（図２参照）に一対の設置用器具２０６を備える。右側部２Ｒは、設置用器具２０６により建物の外壁などの壁または電信柱などの柱に固定される。
【００１１】
次に、図１および図２を参照してメンテナンスハッチ３について説明する。図２は、燃料電池用筐体１を右側面から見た右側部２Ｒを表す図面である。メンテナンスハッチ３は、本体部２前面に備えられた開放部２０５を覆うことが可能な大きさを有する。メンテナンスハッチ３は、図２に示されるハッチ用蝶番３０１、および、図１に示される固定器具３０２を備える。本実施形態において、ハッチ用蝶番３０１はハッチ用蝶番３０１Ａ、およびハッチ用蝶番３０１Ｂを備える。ハッチ用蝶番３０１の一端がメンテナンスハッチ３の一端にボルト、およびナットによって固定され、ハッチ用蝶番３０１の他端が本体部２の右側部２Ｒの正面側にボルトおよびナットによって固定される。ナットは、ハッチ用蝶番３０１が固定される位置に対応する本体部２の内側、およびハッチ用蝶番３０１が固定される位置に対応するメンテナンスハッチ３の内側にそれぞれ溶接される。ハッチ用蝶番３０１Ｂの回動軸の軸心は、ハッチ用蝶番３０１Ａの回動軸の軸心の延長線上に備えられる。メンテナンスハッチ３は、ハッチ用蝶番３０１の回動軸の軸心周りに回動可能に本体部２に固定される。
【００１２】
また、メンテナンスハッチ３は、図１に示されるメンテナンスハッチ３の正面から見て左側に二点鎖線により示される領域３Ｌに固定器具３０２を備える。本実施形態において、固定器具３０２は、固定器具３０２Ａ、および、固定器具３０２Ｂを備える。開放部２０５を覆う状態である閉成状態において、固定器具３０２が固定状態にされると、メンテナンスハッチ３の開放が防止される。固定状態とは、例えば固定器具３０２が備えるプレートが開放部２０５の縁に掛かり、メンテナンスハッチ３の開放が防止される状態である。つまり、固定器具３０２の固定状態において、メンテナンスハッチ３はハッチ用蝶番３０１の軸心周りに回動することにより、開放部２０５を覆う閉成状態から、開放部２０５を開放する開状態になることを固定器具３０２によって防止される。ハッチ用蝶番３０１および固定器具３０２は、後述の第２ボルト４０６の許容せん断荷重に対して少なくとも３倍以上の荷重に耐えることができるものを採用する。
【００１３】
次に、図１〜図５を参照して圧抜きフタ４について説明する。図３は、燃料電池用筐体１を左方から見た左側面図である。図４は燃料電池用筐体１を図２に示すＡ−Ａ線で切断し、燃料電池用筐体１の正面から矢印方向に見た断面図である。圧抜きフタ４は、圧抜き穴２０４を覆うことが可能であって、フタ用蝶番４０１と、第１ボルト４０２と、第１ナット４０３と、第２ナット４０５と、第２ボルト４０６とを備える。また、圧抜きフタ４には、図２に示すように固定用孔４０４が設けられている。図４において二点鎖線により示される領域４Ｌおよび領域４Ｒは、圧抜きフタ４の左右の固定位置を示す。
【００１４】
領域４Ｌに配置される第１固定部の構成について説明する。図５は、圧抜きフタ４を中心に拡大された断面図である。図５は、圧抜きフタ４を図２または図３に示す切断線Ａ−Ａで切断し、矢印方向から見たときの形状を示す。フタ用蝶番４０１は、図３および図５に示される左側部２Ｌの上端と、圧抜きフタ４の左側面の下端とを固定する。また、図３に示されるようにフタ用蝶番４０１の一端は、圧抜きフタ４の左側面の下端に３本の第１ボルト４０２と、３つの第１ナット４０３とにより圧抜きフタ４に固定される。また、フタ用蝶番４０１の他端、すなわち圧抜きフタ４に固定された端部と異なる他端は、左側部２Ｌの上端に３本の第１ボルト４０２と、３つの第１ナット４０３とにより本体部２に固定される。第１ナット４０３は、フタ用蝶番４０１が固定される位置に対応する圧抜きフタ４の内側、およびフタ用蝶番４０１が固定される位置に対応する本体部２の内側に溶接される。フタ用蝶番４０１は、圧抜きフタ４を回動させることが可能な回動軸４２０を備える。また、フタ用蝶番４０１は、圧抜きフタ４が圧抜き穴２０４を覆う閉成状態になるように復元力を有する。一例として、フタ用蝶番４０１はダンパ蝶番である。
【００１５】
また、領域４Ｒに配置される第２固定部の構成について説明する。圧抜きフタ４が圧抜き穴２０４を覆った閉成状態において、図５に示される第２ボルト４０６は、図２に示される固定用穴４０４に圧抜きフタ４の外部から内部へ挿入される。挿入された第２ボルト４０６は、第２ナット４０５とともに圧抜きフタ４を本体部２に固定する。第２ナット４０５はＬ字鋼２０７に溶接され、Ｌ字鋼２０７は本体部２の上面、かつ、第２ボルト４０６と第２ナット４０５とにより圧抜きフタ４を固定可能な位置に溶接される。
【００１６】
領域４Ｌに配置される圧抜きフタ４の一端が、フタ用蝶番４０１、第１ボルト４０２、および第１ナット４０３によって本体部２に固定される。さらに、領域４Ｒに配置される圧抜きフタ４の一端が、固定用穴４０４を貫く第２ボルト４０６、第２ナット４０５、およびＬ字鋼２０７によって固定される。領域４Ｌ、４Ｒにそれぞれ配置される圧抜きフタ４の２つの側面が、本体部２に固定される。本体部２と圧抜きフタ４とは、シール材などを用いず、密閉されない状態で固定される。この状態により、圧抜きフタ４と本体部２との間には、空気が通り抜けることが可能な隙間が形成される。リークした水素は軽いため、上部に備えられた圧抜きフタ４と本体部２との間に形成された隙間からリークした水素が本体部２の外部へ放出される。リークした水素は隙間から外部へ放出することが可能であり、リークした水素により本体部２内部の圧力が徐々に上昇する場合であっても、圧力が過大な圧力まで上昇することを抑制できる。
【００１７】
また、圧抜きフタ４は、第２固定部が開放されることで第１固定部の軸心周りに回動可能に取り付けられる。本体部２内部の圧力が第２固定部の第２ボルト４０６の許容せん断荷重を越えた場合、第２ボルト４０６は折れ、圧抜きフタ４が回動可能な状態になる。回動可能な状態となった圧抜きフタ４はフタ用蝶番４０１の回動軸４２０の軸心周りに回動し、迅速に本体部２内部の圧力を外部へ放出できる。圧抜きフタ４は、フタ用蝶番４０１の回動軸４２０の軸心周りに回動するため、本体部２に保持された状態で圧抜き穴２０４を開放する。上記のような効果を得るために、第２固定部は所定の衝撃荷重によって開放されるように定める。一般的に、静的荷重に対する許容荷重は衝撃荷重に対する許容荷重の約３倍といわれる。第２固定部に静的荷重が作用し、第１固定部に衝撃荷重が同様の大きさで作用した場合でも、第１固定部が開放されないように第１固定部の許容荷重は第２固定部の許容荷重の３倍以上と定める。したがって、第２固定部は、第１固定部よりも弱く固定されていることとなる。これにより、圧抜きフタ４が剥がれ飛ぶことなく、燃料電池用筐体１内部の圧力を逃がすことができる。また、３倍以上であることにより、第１固定部および第２固定部に作用する荷重が静的荷重、動的荷重、および衝撃荷重のいかなる組み合わせであっても、第２固定部が開放され、第１固定部は開放されない。したがって、所定の荷重においては、第１固定部は開放されないので、圧抜きフタ４が剥がれ飛ぶことなく、燃料電池用筐体１内部の圧力を逃がすことができる。更に上記構成においては、圧抜きフタ４に加えられた力は、回動軸４２０の力に変換されるので、回動軸４２０を備えない場合よりも燃料電池用筐体１内部の圧力を逃がしやすく、第１固定部の固定は解除されにくい。これにより、圧抜きフタ４が剥がれ飛ぶことなく、燃料電池用筐体１内部の圧力を逃がすことができる。
【００１８】
具体的には、約１５００Ｎの衝撃荷重が第１固定部、および第２固定部にそれぞれ作用する場合を例として説明する。第２固定部に備えられる第２ボルト４０６が折れて圧抜き穴２０４が開放されるように、例えば一般構造用圧延鋼材を用いたボルトが、第２ボルト４０６として１本備えられる。第１ボルト４０２には、同様に、例えば一般構造用圧延鋼材が用いられる。第１ボルト４０２は、フタ用蝶番４０１の圧抜きフタ４の固定位置、および左側部２Ｌ上端の固定位置にそれぞれ３本ずつ備えられる。第１ボルト４０２は３本ずつであり、第２ボルト４０６は１本であるため、第１固定部は、第２固定部の３倍の荷重に耐えることができるように圧抜きフタ４を固定する。これにより、約１５００Ｎの衝撃荷重が第１ボルト４０２、および、第２ボルト４０６に作用すると、第２ボルト４０６が折れ、フタ用蝶番４０１により本体部２に接続された圧抜きフタ４は、フタ用蝶番４０１の回動軸４２０の軸心周りに回動する。圧抜きフタ４は、本体部２に保持された状態で圧抜き穴２０４を開放する。さらに、フタ用蝶番４０１は、ダンパ蝶番であり、圧抜きフタ４が閉成状態になるように復元力を有するため、圧抜き穴２０４を解放後に閉成状態になる。これにより、本体部２内部への異物の混入を防止することができる。なお、第１ボルト４０２及び第２ボルト４０６の数は夫々、３本、１本に限られず、第２固定部が第１固定部よりも弱く固定されれば、いかなる本数であってもよい。
【００１９】
さらに、第２ボルト４０６を外すだけで、圧抜き穴２０４周辺部の圧力を解放する動作が正常に行われるか否かの確認が容易であり、第１ボルト４０２、および第２ボルト４０６の径および、材質を変更することにより本体部２内部の圧力により圧抜き穴２０４が開放される場合の内部圧力の大きさを調節することができる。
【００２０】
右側部２Ｒは、設置用器具２０６により建物の外壁などの壁または電信柱などの柱に固定される。圧抜きフタ４は、領域４Ｒに配される第２固定部が開放されることで第１固定部の軸心周りに回動する。即ち、第２固定部は壁または柱等に設置される面と反対側の面以外の面に備えられるので、圧抜きフタ４は、壁または柱等がない方向に開放される。ここで、第２固定部が、壁または柱等に固定される本体部２の面と反対側の面に配置されている場合、圧抜きフタ４は固定された壁または柱により開放することを妨げられてしまう可能性がある。上記の構成によれば、壁または柱等によって圧抜きフタ４の可動域は制限されないため、圧抜きフタ４は十分に開放され、剥がれ飛ぶことなく、燃料電池用筐体１内部の圧力を逃がすことができる。なお、第２固定部は壁または柱等に設置される面と反対側の面以外の面であれば、領域４Ｒ以外の部分に設けてもよい。
【００２１】
［第２実施形態］
第２実施形態は、第１実施形態と基本構成を共通とし、圧抜きフタ４の形状にさらに特徴を備えたものである。第２実施形態については、図６を参照して説明する。なお、第２実施形態においては、燃料電池用筐体１の基本構成は第１実施形態と同様のため、同様の構成については説明を省略する。
【００２２】
図６は、第２実施形態における圧抜きフタ４を中心に拡大された断面図である。図６は、圧抜きフタ４を図２または図３に示す切断線Ａ−Ａで切断し、矢印方向から見たときの形状を示す。圧抜きフタ４は、第１実施形態と同様に本体部２の上部に備えられた圧抜き穴２０４を覆うように固定される。領域４Ｌに配置される第１固定部、および領域４Ｒに配置される第２固定部の構成は、第１実施形態と同様のためその説明を省略する。圧抜きフタ４の上面は、図６に示すように領域４Ｒ側が領域４Ｌ側よりも低く形成されることで傾斜している。一例として圧抜きフタ４の上面の傾斜角は水平面を基準として３０度となるように、上面の領域４Ｌ側が領域４Ｒ側よりも高く形成される。圧抜きフタ４の上面において、水平方向、即ち左右方向に加わる風の力は傾斜面を登る方向と傾斜面に垂直な方向の力とに分解される。この結果、圧抜きフタ４を本体部２に押し付ける力を作用させることができる。
【００２３】
この傾斜は、自然の風、および車などにより発生する人工的な風などによる圧抜きフタ４の開放を防ぎ、さらに、風などの外的要因による力を下向きの力に変換する。そのため、圧抜きフタ４は安定して本体部２に固定され、燃料電池用筐体１内部の圧力以外の外力によって第２固定部が開放されてしまうことを防ぐことができる。さらに、雨水などが圧抜きフタ４の上に溜まることを防ぐ。
【００２４】
［第３実施形態］
第３実施形態は、第２実施形態と基本構成を共通とし、圧抜きフタ４にさらに圧抜き孔４０７を備えたものである。第３実施形態については、図７を参照して説明する。なお、第３実施形態においては、燃料電池用筐体１の基本構成は第２実施形態と同様のため、同様の構成については説明を省略する。
【００２５】
図７は、第３実施形態における圧抜きフタ４を中心に拡大された断面図である。図７は、圧抜きフタ４を図２または図３に示す切断線Ａ−Ａで切断し、矢印方向から見たときの形状を示す。まず、領域４ＲＡに配置される第２固定部の構成について説明する。図７の領域４ＲＡにおいて第２ナット４０５、および第２ボルト４０６は垂直方向、即ち上下方向の姿勢で固定される。第２ナット４０５は、第２ボルト４０６により圧抜きフタ４が固定される位置に対応する本体部２の内側に溶接される。第２ナット４０５に関しては、本体部２に溶接固定されるため、本体部２はＬ字鋼２０７を備えない。
【００２６】
また、圧抜きフタ４は、圧抜きフタ４の上部中央に圧抜き孔４０７を備える。圧抜き扉４０８は、圧抜き孔４０７を覆うことができ、圧抜きフタ４と同質の素材によって形成される。圧抜き扉４０８は、圧抜き孔４０７の左上方位置において、第３ボルト４０９と、圧抜きフタ４の内部に溶接された第３ナット４１０とにより圧抜きフタ４に固定される。さらに、圧抜き扉４０８は、圧抜き孔４０７の右下方位置において、第４ボルト４１１と、圧抜きフタ４の内部に溶接された第４ナット４１２とにより圧抜きフタ４に固定される。しかし、圧抜き扉４０８と第４ボルト４１１の頭部とは接触せず、第４ボルト４１１は、第４ボルト４１１の頭部と圧抜き扉４０８との間にコイルばね４１３を挟む状態で固定される。圧抜き扉４０８は、本体部２内部からの圧力によってコイルばね４１３が縮むことで開き、本体部２内部の圧力を外部へ放出することができる。本第３実施形態において、コイルばね４１３は、第４ボルト４１１に備えられているが、第３ボルト４０９も同様の構成を備えていてもよい。また、圧抜き孔４０７と圧抜き扉４０８とは圧抜きフタ４の側面、および、傾斜を持たない圧抜きフタ４が備えてもよい。
【００２７】
コイルばね４１３の付勢力は、第１ボルト４０２の許容せん断荷重、および第２ボルト４０６の許容引張荷重よりも小さく、本体部２内部の圧力をどの程度で保持するかにより決定される。また、水素のリークのように緩やかではなく、急激に圧力が上昇した際に、圧抜き扉４０８は吹き飛ばないように固定されなければならない。図７において、第３ボルト４０９、及び第４ボルト４１１の許容引張荷重は、第２ボルト４０６の許容引張荷重の３倍以上であれば、第２ボルト４０６が折れて圧抜きフタ４が開放されても、圧抜き扉４０８は吹き飛ばされない。また、図６のように第２ボルト４０６が水平方向、即ち左右方向の姿勢で固定される場合も同様に、第３ボルト４０９及び第４ボルト４１１の許容引張荷重は、第２ボルト４０６の許容せん断荷重に対して３倍以上である必要がある。例えば、第３ボルト４０９、および第４ボルト４１１は、クロームモリブデン鋼のボルトが利用される。
【００２８】
圧抜き扉４０８は、圧抜きフタ４の上部に備えられることで、空気よりも軽い水素を上方に逃がすことができる。そのため、本体部２内部に残る水素、および本体部２内部の圧力の原因となる気体をより効率的に本体部２の外部へ放出できる。効率的に気体が放出できるため、本体部２内部の圧力を常に一定の値以下に保つことができる。圧抜き扉４０８は、コイルばね４１３の付勢力を超える圧力が圧抜き扉４０８にかからない場合は開かない。また、圧抜き扉４０８は、本体部２内部の圧力がコイルばね４１３の付勢力以下になると自動的に閉じられる。本体部２内部の圧力がコイルばね４１３の付勢力を超える圧力にならない場合、圧抜き扉４０８は開かない。したがって、燃料電池用筐体１内部の圧力が上昇した場合であっても、段階的に燃料電池用筐体１内部の圧力を逃がすことができるため、燃料電池用筐体１の一部が剥がれ飛ぶことなく、燃料電池、および燃料電池用筐体１外部の周囲の物の損傷を防ぐことができる。圧抜き扉４０８は、コイルばね４１３を備えることで、雨滴および塵などが本体部２内部に入ることを防止することができる。圧抜き扉４０８と圧抜きフタ４とが接触する面にシリコンゴムなどの防水効果を高める樹脂等を備えることより大きな防水効果、および防塵効果が発揮される。
【００２９】
［変形例１］
図８Ａは、変形例１における圧抜きフタ４を中心に拡大された断面図である。図８Ａに示された変形例１は、第２実施形態と同様な基本構成を備える。燃料電池用筐体１の基本構成は第２実施形態に記載の燃料電池用筐体１と同様のため、同様の構成については説明を省略する。また、変形例１に係る第２固定部は、第３実施形態において図７の領域４ＲＡに配置される第２固定部と同様の構成である。該構成は、前述の領域４ＲＡにおける第２ナット４０５および第２ボルト４０６と同様のため説明を省略する。
【００３０】
［変形例２］
図８Ｂは、変形例２における圧抜きフタ４を中心に拡大された断面図である。図８Ｂに示された変形例２は、第２実施形態と同様な基本構成を備える。燃料電池用筐体１の基本構成は第２実施形態に記載の燃料電池用筐体１と同様のため、同様の構成については説明を省略する。変形例２は、図６に示す領域４Ｒにおける第２ナット４０５および第２ボルト４０６を備えず、領域４ＲＢに示すように凹部２０８と凸部４１４とを備える。圧抜きフタ４は、凹部２０８に凸部４１４が嵌合し、固定されることで、本体部２内部の圧力が、所定の圧力になるまで開放状態になることが防止される。
【００３１】
［変形例３］
図８Ｃは、変形例３における圧抜きフタ４を中心に拡大された断面図である。図８Ｃに示された変形例３は、第２実施形態と同様な基本構成を備え、圧抜きフタ４が、通気口４１５と衝立４１６とを備える。燃料電池用筐体１の基本構成は第２実施形態に記載の燃料電池用筐体１と同様のため、同様の構成については説明を省略する。  通気口４１５は、第３実施形態と同様に、本体部２内部に残留する水素、および本体部２内部の圧力の原因となる気体を本体部２の外部へ放出する。通気口４１５を通り気体が本体部２の外部へ放出されるため、本体部２内部の圧力を常に一定値以下に保つことができる。衝立４１６は、圧抜き穴２０４と領域４Ｌに配置される第１固定部との間に配置される。リークした水素による緩やかな圧力上昇ではなく、急激な圧力上昇が発生した場合、衝立４１６は、圧抜き穴２０４の近傍に直接圧力を受ける面を備えることから、急激な圧力が第１固定部の第１ボルト４０２および第１ナット４０３に直接に作用することを低減し、急激な圧力が第２ナット４０５および第２ボルト４０６に直接に作用するように働く構成を有する。本体部２からの圧力の大部分が第２ナット４０５および第２ボルト４０６に直接に作用するため、第２ボルト４０６に優先的に力がかかる。さらに、衝立４１６は、フタ用蝶番４０１の回動軸４２０の軸心周りの回動モーメントに急激な圧力を効率よく変換し、圧抜きフタ４を開放状態にする働きを有する。
【００３２】
なお、フタ用蝶番４０１がダンパ蝶番である場合、圧抜きフタ４は、ダンパ蝶番の復元力により閉成状態にされる。これにより、蓋部が開放されたままになることを防ぐ。これにより、解放された圧抜き穴２０４から雨滴などの故障の原因となるものが本体部２内部に入ることを防ぐことができる。
【００３３】
上述の変形例１から変形例３までは、独立したものとしてではなく、各実施形態、及び各変形例の組み合わせにより実施されてもよい。
【００３４】
［実施形態の効果］
粘着テープのような化学的固定手段によって圧抜きフタ４が固定される場合、日光などに当たることにより、化学的固定手段は急速に劣化してしまう可能性がある。また、圧抜きフタが経年劣化などによる誤作動、および、期待通りに動作しないことを防ぐために、燃料電池用筐体を定期的に点検する必要がある。これに対し、本実施形態の燃料電池用筐体１であれば、第２ボルト４０６を外すだけで簡単にその動作を点検することが可能である。そして、点検によって部品の交換が必要となった場合において、フタ用蝶番４０１とボルト４０２、４０６との交換も容易である。
【００３５】
［請求の範囲と実施形態の対応関係］
燃料電池用筐体１は、燃料電池用筐体の一例である。圧抜き穴２０４は、開口部の一例である。本体部２は、燃料電池容器の一例である。圧抜きフタ４は、蓋部の一例である。領域４Ｌに示される圧抜きフタ４の左側は、第１端部の一例であり、領域４Ｒに示される圧抜きフタ４の右側は、第２端部の一例である。フタ用蝶番４０１、第１ボルト４０２、および第１ナット４０３は第１固定部の一例である。第２ナット４０５、および第２ボルト４０６は第２固定部の一例である。せん断荷重および引張荷重などの荷重は固定力、第１許容荷重、および第２許容荷重の一例である。
【００３６】
以上のように、本発明に係る燃料電池用筐体は、開口部が設けられ、燃料電池を収納する燃料電池容器と、前記開口部を覆う蓋部と、所定の力により前記蓋部の第１端部を前記燃料電池容器に固定する第１固定部と、前記蓋部の前記第１端部と異なる第２端部を、前記所定の力よりも弱い力により前記燃料電池容器に固定する第２固定部と、を備えることを特徴とする。
【００３７】
本発明によれば、燃料電池用筐体は、所定の力により蓋部の第１端部を燃料電池容器に固定する第１固定部と、蓋部の第１端部と異なる第２端部を、所定の力よりも弱い力により燃料電池容器に固定する第２固定部とを備える。第２固定部は、第１固定部より弱く固定されるため、優先的に固定状態が解除される。第２固定部の固定状態が解除されることで、筐体内部の圧力は筐体外部に解放されるとともに、第１固定部は開放されることなく燃料電池容器に蓋部を保持することができる。これにより、蓋部が剥がれ飛ぶことなく、筐体内部の圧力を逃がすことができる。
【００３８】
本発明に係る燃料電池用筐体の前記第１固定部は、前記第１端部を前記燃料電池容器に第１許容荷重を有して固定し、前記第２固定部は、前記燃料電池容器内部からの所定の荷重によって前記蓋部が開放されるように、前記第２端部を前記燃料電池容器に第２許容荷重を有して固定し、前記第１許容荷重は前記第２許容荷重の少なくとも３倍以上であることを特徴とする。
【００３９】
本発明によれば、燃料電池用筐体の第１固定部は、第１端部を燃料電池容器に第１許容荷重を有して固定し、第２固定部は、燃料電池容器内部からの所定の荷重によって蓋部が開放されるように、第２端部を燃料電池容器に第２許容荷重を有して固定し、第１許容荷重は第２許容荷重の少なくとも３倍以上である。これにより、燃料電池容器内部からの所定の圧力による、静的荷重、動的荷重、および衝撃荷重が第１固定部および第２固定部に作用した場合であっても、第２固定部が開放され、第１固定部は開放されない。さらに、第１固定部および第２固定部に作用する荷重が静的荷重、動的荷重、および衝撃荷重のいかなる組み合わせであっても、第２固定部が開放され、第１固定部は開放されないため、蓋部が剥がれ飛ぶことなく、筐体内部の圧力を逃がすことができる。
【００４０】
本発明に係る燃料電池用筐体の前記第１固定部は、前記蓋部を回動可能に支持する回動軸を備えることを特徴とする。
【００４１】
本発明によれば、燃料電池用筐体は、第１固定部は回動軸を備える。蓋部に加えられた力は回動軸により回転方向の力に変換される。蓋部に加えられた力が回転方向の力に変換されることで、回動軸を備えない場合よりも筐体内部の圧力を逃がしやすく、第１固定部の固定状態は解除されにくい。これにより、蓋部が剥がれ飛ぶことなく、筐体内部の圧力を逃がすことができる。
【００４２】
本発明に係る燃料電池用筐体の前記第１固定部は、蓋部を閉成状態にする復元力を有することを特徴とする。
【００４３】
本発明によれば、燃料電池用筐体は、回動軸を備えた第１固定部が蓋部を閉成状態にする復元力を有する。これにより、開放状態となった蓋部を閉成状態に戻すことができ、燃料電池容器内部に異物の混入を防ぐことができる。
【００４４】
本発明に係る燃料電池用筐体の前記開口部は、前記燃料電池容器の上部に備えられ、前記第２固定部は、壁または柱に固定される前記燃料電池容器の面と反対側の面以外の面に配置されることを特徴とする。
【００４５】
本発明によれば、燃料電池用筐体では、開口部は、燃料電池容器の上部に備えられる。第２固定部は、壁または柱などに固定される燃料電池容器の面と反対側の面以外の面に配置される。これにより、燃料電池の燃料であり、空気よりも軽い水素を上へ逃がすことができる。ここで、第２固定部が、壁または柱などに固定される燃料電池容器の面と反対側の面に配置されている場合、蓋部は固定された壁または柱により開放することを妨げられてしまう可能性がある。本発明によれば、第２固定部は、壁または柱に設置される面と反対側の面以外の面に備えられるので、蓋は、壁または柱がない方向に開放される。これにより、壁または柱によって蓋部の可動域は制限されないため、蓋部は十分に開放され、蓋部が剥がれ飛ぶことなく、筐体内部の圧力を逃がすことができる。
【００４６】
本発明に係る燃料電池用筐体の前記蓋部の前記開口部を覆う面は、前記第１端部から前記第２端部に向かって下るように傾斜して形成されることを特徴とする。
【００４７】
本発明によれば、燃料電池用筐体では、蓋部の開口部を覆う面は、第１端部から前記第２端部に向かって下るように傾斜して形成される。これにより、例えば風力などの筐体外部の力によって蓋部は燃料電池容器に押し付けられる力を受ける。従って、筐体内部の圧力以外の外力によって第２固定部が開放されてしまうことを防ぐことができる。
【００４８】
本発明に係る燃料電池用筐体は、前記燃料電池容器の外部に配置され、前記蓋部に形成された圧抜き孔を開閉可能な開閉部を備え、前記開閉部は、前記圧抜き孔を覆い塞ぎ、開閉可能なように前記蓋部に固定され、前記開閉部が前記圧抜き孔を覆い塞ぐ閉成状態となるように復元力が前記開閉部に作用し、前記開閉部は、前記燃料電池容器の内部からの圧力が所定の圧力を越えると開放し、前記燃料電池容器の内部からの圧力が所定の圧力を下回ると前記復元力により閉成することを特徴とする。
【００４９】
本発明によれば、燃料電池用筐体は、燃料電池容器の外部に配置され、前記蓋部に形成された圧抜き孔を開閉可能な開閉部を備える。開閉部は、圧抜き孔を覆い塞ぎ、開閉可能なように蓋部に固定され、開閉部が圧抜き孔を覆い塞ぐ閉成状態となるように復元力が開閉部に作用する。開閉部は、燃料電池容器の内部からの圧力が所定の圧力を越えると開放し、燃料電池容器の内部からの圧力が所定の圧力を下回ると復元力により閉成する。開閉部は、第２固定部を開放するよりも弱い圧力を筐体外に圧抜き孔から逃がす。これにより、筐体内部の圧力が上昇した場合であっても、段階的に筐体内部の圧力を逃がすことができるため、筐体の一部が剥がれ飛ぶことなく、燃料電池、および筐体外部の周囲の物の損傷を防ぐことができる。
【符号の説明】
【００５０】
１      燃料電池用筐体
２      本体部
２Ｒ    右側部
３      メンテナンスハッチ
４      圧抜きフタ
４Ｌ    領域
４Ｒ    領域
２０４  圧抜き穴
４０１  フタ用蝶番
４０２  第１ボルト
４０３  第１ナット
４０４  固定用孔
４０５  第２ナット
４０６  第２ボルト
４２０  回動軸
【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８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【国際調査報告】
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