(57)【要約】【課題】サイドメンバの板厚や断面積を増大させて車両重量を増大させることなく前面衝突時の衝撃荷重を効率的に吸収することができる燃料電池車のリザーバタンクの取付構造を提供する。【解決手段】燃料電池車１０におけるモータルーム１１の左右両側の下部にサイドメンバ１４，１４を車両前後方向に沿って配設し、それぞれのサイドメンバ１４，１４の前部に、冷却液を収納するためのリザーバタンク１５，１６を介してバンパーアーマチャ１７を取り付けた燃料電池車の冷却液用リザーバタンクの取付構造である。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池車の車体前部の左右両側にサイドメンバを車両前後方向に沿って配設し、それぞれのサイドメンバの前部に、冷却液を収納するリザーバタンクを設け、該リザーバタンクの前部にバンパーアーマチャを取り付けたことを特徴とする燃料電池車のリザーバタンクの取付構造。
【請求項２】
前記リザーバタンクの断面形状を前記サイドメンバと略同一に形成し、かつ、リザーバタンクは前記サイドメンバと別部材に構成したことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池車のリザーバタンクの取付構造。
【請求項３】
前記リザーバタンクは、燃料電池を冷却するための冷却液を収納するための冷却液用リザーバタンクであることを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料電池車のリザーバタンクの取付構造。
【請求項４】
前記リザーバタンクは、駆動用モータを冷却するための冷却液を収納するための冷却液用リザーバタンクであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の燃料電池車のリザーバタンクの取付構造。
【請求項５】
前記リザーバタンクの補給口を塞ぐ蓋を、リザーバタンク内部の冷却液から所定の圧力を受けると、前記補給口から外れるように構成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の燃料電池車のリザーバタンクの取付構造。
【請求項６】
前記リザーバタンク内部の冷却液から所定の圧力を受けると、前記リザーバタンクの補給口を塞ぐ蓋から、リザーバタンク内部の冷却液が外方に流出するように構成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の燃料電池車のリザーバタンクの取付構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料電池車における冷却液用のリザーバタンクを配設する取付構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃料電池は、水素又は水素リッチな改質ガス等の燃料ガスと、空気等の酸化ガスとで、電気化学反応を起こすことによって電気エネルギを得ている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
前記電気化学反応は発熱反応であるため、発電を行うと燃料電池は加熱される。このような発熱した燃料電池を通常運転の温度に維持するために、従来から、燃料電池システムには、冷却系統が設けられている。該冷却系統は、冷却液を循環ポンプにより燃料電池へ供給し、燃料電池を通過させたのち、ラジエータのような熱交換器によって冷却し、リザーバタンクに戻すという循環系を構成している。なお、冷却液としては一般に純度の高い純水が使用される。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−２２５８５３公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一方、前記燃料電池を搭載した車両は、車両重量がガソリン車よりも増加するため、前面衝突時に車両前部に入力する衝撃荷重を効率的に吸収すべく、バンパーアーマチャが取り付けられるサイドメンバの強度を向上させることが望まれている。この強度を向上するため、例えば、サイドメンバの断面積を大きくしたり、サイドメンバの板厚を大きくすることが行われている。
【０００６】
しかしながら、サイドメンバの断面積を大きくすると、モータルーム内にデッドスペースが増えてしまい、スペースの有効利用ができないという問題がある。また、サイドメンバの板厚を厚くすると車両重量がさらに増加してしまうという問題が生じる。
【０００７】
そこで、本発明は、燃料電池車において、サイドメンバの板厚や断面積を増大させることなく、前面衝突時の衝撃荷重を効率的に吸収することができるリザーバタンクの取付構造を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明は、燃料電池車の車体前部に設けたモータルームの左右両側にサイドメンバを配設し、これらのサイドメンバの前部に、燃料電池又は駆動モータを冷却するための冷却液を収納するリザーバタンクを設け、さらに該リザーバタンクの前部にバンパーアーマチャを取り付けた燃料電池車のリザーバタンクの取付構造である。
【０００９】
【発明の効果】
本発明によれば、サイドメンバとバンパアーマチャとの間にリザーバタンクを配設しているため、車両が前面衝突を起こした場合に、前記リザーバタンクが衝突荷重を受ける衝撃吸収体として作用する。従って、サイドメンバの板厚増加や断面積増大を伴うことなく、前面衝突時に入力される衝突荷重を効率的に吸収することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
【００１１】
図１は、本実施形態によるリザーバタンクの取付構造を適用した燃料電池車の車体１０を示す斜視図であり、車体前部には、モータルーム１１が形成されている。該モータルーム１１を画成する左右の側面には、車両前後方向に沿ってフードリッジ１２，１２が配設されており、これら左右のフードリッジ前端部を橋渡すように、ラジエータコアサポート１３が車幅方向に沿って延設されている。また、前記フードリッジ１２の下部には、フードリッジ１２に続いてサイドメンバ１４，１４が車両前後方向に延設されている。
【００１２】
このサイドメンバ１４の前部には、図２及び図３に示すように、リザーバタンク１５，１６が配設されている。該リザーバタンク１５，１６は、略直方体状の形状、即ちサイドメンバ１４とほぼ同一の断面形状に形成されている。前記左右のリザーバタンク１５，１６のうち、車両の右側に設けられたリザーバタンク１５が燃料電池を冷却するための冷却液を収納する燃料電池用リザーバタンク１５であり、左側が駆動モータを冷却するための冷却液を収納する駆動モータ用タンク１６である。ただし、これらのリザーバタンク１５，１６は左右のどちら側に配設しても良く、車両左側に燃料電池用リザーバタンク１５を設け、右側に駆動モータ用タンク１６を設けても良い。リザーバタンク１５，１６の材質は、車両の前面衝突における衝突荷重を吸収できるものが適用でき、例えば、サイドメンバ１４と同等のプレス鋼板等が好ましい。なお、図２，３においては、要部を明瞭に示すためにラジエータコアサポート１３等を二点鎖線で描いている。
【００１３】
また、前記リザーバタンク１５，１６の前部には、左右のリザーバタンク１５，１６同士を橋渡すようにバンパアーマチャ１７が配設されている。このバンパアーマチャ１７は、図示しない締結手段、例えばボルト締結等によってリザーバタンク１５，１６の前部に固定されている。そして、バンパアーマチャ１７には、図示しないバンパが取り付けられている。
【００１４】
図４に示すように、車両の右側に配設した燃料電池用リザーバタンク１５の下面と側面には、それぞれ冷却液配管１８ａ，１８ｂが接続されている。下面に接続された冷却液配管１８ａ内には、燃料電池からラジエータを経て送給された冷却液が流れており、側面に接続された冷却液配管１８ｂ内には、燃料電池に向けて冷却液が流れている。つまり、ラジエータから冷却液配管１８ａを介して燃料電池用リザーバタンク１５内に冷却液が流入したのち、この燃料電池用リザーバタンク１５から冷却液配管１８ｂを介して燃料電池に冷却液が送給されるように構成されている。
【００１５】
また、リザーバタンク１５の上面には、蓋２０が設けられている。この蓋２０は、冷却液を補充する補給口に着脱自在に取り付けられており、リザーバタンク１５内に収納された冷却液が減った場合には、蓋２０を外して補給口からリザーバタンク１５内に冷却液を補充することができる。また、この蓋２０は、所定の圧力を内部の冷却液から受けた場合に、速やかに外れるように構成されており、車両が前面衝突を起こした場合などに、必要な初期反力を調整して確保することができる。なお、所定の圧力を内部の冷却液から受けた場合に、蓋２０からリザーバタンク１５の外方に冷却液が漏れるように構成しても良い。
【００１６】
図５は、車体前部における冷却液の送給系統を示した概略図である。同図においては、駆動モータ２２にシャフト２３を介してタイヤ２４が回転可能に連結されており、駆動モータ２２の後方には、燃料電池２９が配設されている。また、車体前部には、冷却液を冷却する熱交換器であるラジエータ２５，２６が配設されている。この図に示すように、駆動モータ系の冷却配管２７，２８と、燃料電池系の冷却配管１８，１９とは、別個に分けて配策している。
【００１７】
つまり、駆動モータ系の冷却液配管２７は、駆動モータ２２から後側のラジエータ２６に配策され、冷却液配管２８はラジエータ２６からリザーバタンク１６を介して駆動モータ２２に戻るように、循環する経路に構成されている。
【００１８】
一方、燃料電池系の冷却配管１９は、燃料電池２９から前側のラジエータ２５に配策され、該ラジエータ２５から冷却液配管１８ａが右側のリザーバタンク１５まで配策され、該リザーバタンク１５から冷却液配管１８ｂを介して燃料電池２９に戻って循環するように構成されている。
【００１９】
このように、燃料電池２２の冷却系と、駆動モータ２９の冷却系を個別に分けることによって、それぞれの系統の冷却性能を向上させている。そのために、燃料電池用リザーバタンク１５と、駆動モータ用リザーバタンク１６とが別々に必要になるが、それぞれのタンク１５，１６を左右に分けて配置している。
【００２０】
前記構成を有する冷却液用リザーバタンクの取付構造による作用を説明する。
【００２１】
本実施形態では、サイドメンバ１４と同じパネル部品で作製され、サイドメンバ１４と同形状の断面を有する別体のリザーバタンク１５，１６をサイドメンバ１４の前部に配設しているため、車両が前面衝突を起こした場合における衝突荷重の吸収性能を確保しつつ、従来はデッドスペースとなっていた部位を有効活用することができる。
【００２２】
また、サイドメンバ１４の前方に別体としてリザーバタンク１５，１６を設けるため、サイドメンバ１４の内部にリザーバタンクを設ける場合と比較して、サイドメンバ１４内に組み付けた後に組付用の穴を塞ぐ作業やサイドメンバ１４の配管配策用の穴からリザーバタンクへの配管を配策する作業などが不要となり、取付作業性が著しく向上する。
【００２３】
さらに、リザーバタンク１５，１６はそれ自体で別部品であるため、衝突時の衝突荷重の吸収性能を調整するための形状変更、例えばいわゆるジャバラ構造の追加、ビードの追加などを新たに行う場合には、従来のサイドメンバの場合よりも短期間で変更可能である。また、リザーバタンク１５，１６内には、冷却液が充填されているため、サイドメンバ１４の板厚を厚くしたり、断面積を大きくすることなく、前面衝突時の反力を確保することができる。
【００２４】
そして、サイドメンバ１４の前方に冷却液の溜まったリザーバタンク１５，１６を配設し、前面衝突時にリザーバタンク１５，１６が潰れて冷却液が押し出され、該冷却液から受ける圧力が急激に上昇することによって、蓋２０が外れたり、蓋２０から内部の冷却液が漏れるように構成されている。このため、衝突時に受ける冷却液からの圧力を適宜変更することによって、前面衝突時に必要な初期反力を調整して確保することが可能となる。
【００２５】
なお、リザーバタンク１５，１６の材質を金属、例えばプレス鋼板とすれば、前記リザーバタンク１５，１６をバンパスティとして利用することができ、これによって部品統合ができ、部品種類の削減及び部品コストを低減が図れる。
【００２６】
また、燃料電池２９の冷却系と、駆動モータ２２の冷却系とをそれぞれ個別にし、燃料電池用リザーバタンク１５と駆動モータ用リザーバタンク１６を、それぞれを左右に分けて配置するため、狭いレイアウトスペースでも有効に冷却性能を向上させることができる。このように、一般的にガソリン車よりも燃料電池車の方が構成部品が増え、モータールーム１１内に配設する部品も増えるため、モータールーム１１内の収納スペースを有効に利用することは有用である。
【００２７】
ここで、デッドスペースを有効利用するという考え方に立てば、サイドメンバ内に各種リザーバタンクを配設することは一見すると有効に思われる。しかし、衝突性能の観点からは、リザーバタンクをサイドメンバ内に組み付けた後に組付用穴を開放しておくことはできないため、この組付用穴を別部品で塞ぐ必要性があり、リザーバタンクの組付け及び配管の配策作業等の点で難が生じるおそれがある。しかし、本発明によれば、このような問題がなく、リザーバタンク１５，１６の組付作業性等も非常に簡単ですむ。
【００２８】
以上述べたように、本発明に係るリザーバタンクの取付構造は、前記実施形態に例をとって説明したが、この実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で各種の実施形態を採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態によるリザーバタンクの取付構造を適用した車体を示す斜視図である。
【図２】図１の車体前部を拡大して、要部のみ実線で示した斜視図である。
【図３】図２の平面図である。
【図４】図２の要部を拡大した斜視図である。
【図５】車体前部の冷却配管の配策状態を示す概略図である。
【符号の説明】
１０  車体
１４  サイドメンバ
１５  燃料電池用リザーバタンク（リザーバタンク）
１６  駆動モータ用リザーバタンク（リザーバタンク）
１７  バンパアーマチャ
２０  蓋
２２  駆動モータ
２９  燃料電池
【図１】
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【図２】
2004171990.tif 000004
【図３】
2004171990.tif 000005
【図４】
2004171990.tif 000006
【図５】
2004171990.tif 000007