(57)【要約】【課題】燃料電池を車両から容易に離脱させることを目的とする。【解決手段】移動体１０用の燃料電池用ケース２０であって、燃料電池スタック１００を積載するための基台２００と、前記燃料電池スタック１０を囲う上部ケース３００と、前記基台２００の上部に設けられた第１のカギ型部２１０と、前記上部ケース３００の下部に設けられ、前記第１のカギ型部２１０と係合して前記基台２００をつり下げるための第２のカギ型部３１０とを備え、前記上部ケース３００が変形した時に前記第１のカギ型部２１０と前記第２のカギ型部３１０との係合が外れるように構成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体用の燃料電池用ケースであって、
燃料電池スタックを積載するための基台と、
前記燃料電池スタックを囲う上部ケースと、
前記基台の上部に設けられた第１のカギ型部と、
前記上部ケースの下部に設けられ、前記第１のカギ型部と係合して前記基台をつり下げるための第２のカギ型部とを備え、
前記上部ケースが変形した時に前記第１のカギ型部と前記第２のカギ型部との係合が外れるように構成されている、燃料電池用ケース。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池用ケースにおいて、
前記第１のカギ型部は前記基台の水平方向の端部に設けられており、
前記上部ケースの水平方向の端部は、前記第１のカギ型部より外側に突出している、燃料電池用ケース。
【請求項３】
請求項２に記載の燃料電池用ケースにおいて、
前記上部ケースの水平方向の端部と第１のカギ型部との間の距離は、前記第１のカギ型部と前記第２のカギ型部との係合長さよりも長く設定されている、燃料電池用ケース。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の燃料電池用ケースにおいて、
前記第１のカギ型部は内向きであり、
前記第２のカギ型部は外向きである、燃料電池用ケース。
【請求項５】
移動体であって、
請求項１から請求項４のいずれかに記載の燃料電池用ケースと、
前記基台に積載された燃料電池スタックと、
前記燃料電池スタックに流体を供給するための配管系路とを備え、
前記配管系路の耐荷重が前記燃料電池スタックの重量よりも小さく設定されている、移動体。
【請求項６】
請求項５に記載の移動体であって、
前記配管系路は、前記燃料電池スタックの鉛直上方に設けられたカップリングを有し、
前記カップリングの耐荷重が前記燃料電池スタックの重量よりも小さく設定されている、移動体。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載の移動体において、
前記配管系路は遮断弁を有し、
前記移動体は、さらに、
前記第１と第２のカギ型部の係合が外れて前記燃料電池スタックが前記燃料電池用ケースから下方に離脱する際に、前記遮断弁を遮断する制御部を備える移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体用の燃料電池用ケースに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両に燃料電池を固定するため、燃料電池スタックをリンク機構により支持する技術が知られている（特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３１７４０６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の技術では、車両に大きな外力が加わった場合にも、燃料電池スタックがリンク機構で固定されたままであるので、燃料電池スタックの積層セルに大きな力が加わり燃料電池スタックからセルが離脱するおそれがあった。
【０００５】
本発明は上記課題の少なくとも１つを解決し、燃料電池スタック全体を移動体から容易に離脱させる技術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】
上記課題の少なくとも一部を解決するために、本発明は以下の態様をとる。
【０００７】
本発明の第１の態様は、移動体用の燃料電池用ケースであって、燃料電池スタックを積載するための基台と、前記燃料電池スタックを囲う上部ケースと、前記基台の上部に設けられた第１のカギ型部と、前記上部ケースの下部に設けられ、前記第１のカギ型部と係合して前記基台をつり下げるための第２のカギ型部とを備え、前記上部ケースが変形した時に前記第１のカギ型部と前記第２のカギ型部との係合が外れるように構成されている。この態様によれば、上部ケースが変形すると、第１のカギ型部と第２のカギ型部との係合が外れるので、基台ごと燃料電池スタックを容易に離脱させることが可能となる。
【０００８】
本発明の第１の態様において、前記第１のカギ型部は前記基台の水平方向の端部に設けられており、前記上部ケースの水平方向の端部は、前記第１のカギ型部より外側に突出していてもよい。この態様によれば、上部ケースの水平方向の端部は第１のカギ型部より外側に突出しているので、上部ケースを変形し易くすることが可能となる。
【０００９】
本発明の第１の態様において、前記上部ケースの水平方向の端部と第１のカギ型部との間の距離は、前記第１のカギ型部と前記第２のカギ型部との係合長さよりも長く設定されていてもよい。この態様によれば、第１のカギ型部と第２のカギ型部の係合を外れ易くすることが可能となる。
【００１０】
本発明の第１の態様において、前記第１のカギ型部は内向きであり、前記第２のカギ型部は外向きであってもよい。移動体に大きな外力が加わる場合に、上部ケースが変形するときは内向きに変形し易い。したがって、この態様によれば、第１のカギ型部と第２のカギ型部の係合を外れ易くすることが可能となる。
【００１１】
本発明の第２の態様は移動体である。移動体は、第１の態様に記載の燃料電池用ケースと、前記基台に積載された燃料電池スタックと、前記燃料電池スタックに流体を供給するための配管系路とを備え、前記配管系路の耐荷重が前記燃料電池スタックの重量よりも小さく設定されている。この態様によれば、カギ型部の係合が外れたときに、燃料電池の荷重により配管系路が切断されるので、より確実に燃料電池スタックを燃料電池用ケースから離脱させることが可能となる。
【００１２】
本発明の第２の態様において、前記配管系路は、前記燃料電池スタックの鉛直上方に設けられたカップリングを有し、前記カップリングの耐荷重が前記燃料電池スタックの重量よりも小さく設定されていてもよい。この態様によれば、カギ型部の係合が外れたときに、燃料電池の荷重によりカップリングが切断されるので、燃料電池スタック離脱後の修復時には、カップリングを交換すればよい。
【００１３】
本発明の第２の態様において、前記配管系路は遮断弁を有し、前記移動体は、さらに、前記第１と第２のカギ型部の係合が外れて前記燃料電池スタックが前記燃料電池用ケースから下方に離脱する際に、前記遮断弁を遮断する制御部を備えていてもよい。この態様によれば、配管系路が切断されたときの反応ガスの漏れを抑制することが可能となる。
【００１４】
なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、燃料電池用ケースの他、燃料電池用ケースを搭載した移動体、移動体への燃料電池の搭載方法等様々な形態で実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
第１の実施例：
図１は、本発明の第１の実施例にかかる燃料電池用ケースを搭載した車両を模式的に示す説明図である。車両１０は、燃料電池用ケース２０と、燃料ガスタンク４００を備える。本実施例では、燃料電池用ケース２０は車両１０の前部に配置されており、燃料ガスタンク４００は、車両１０の後部に配置されている。
【００１６】
図２は、燃料電池用ケース２０を模式的に示す説明図である。燃料電池用ケース２０は、プレート２００と、上部ケース３００とを備える。プレート２００は、燃料電池スタック１００を積載するための基台であり、例えば金属製の平板で形成されている。プレート２００は、水平方向の左右端部に第１のカギ型部２１０を備えている。この第１のカギ型部２１０は、上方内向きのカギ型の形状を有している。上部ケース３００は、燃料電池スタック１００を内部に収納可能な大きさの金属製の箱体である。上部ケース３００は、下部に設けられた第２のカギ型部３１０と、左右の端部に設けられたケース支持部３２０を備えている。第２のカギ型部３１０は、下方外向きのカギ型の形状を有しており、第１のカギ型部２１０と係合する。ケース支持部３２０は、車両１０のフレーム（図示せず）と接続している。このように、本実施例では、車両１０のフレームが上部ケース３００を支持し、上部ケース３００がプレート２００をつり下げ、プレート２００が燃料電池スタック１００を載せる構成を採用している。
【００１７】
燃料電池スタック１００と燃料ガスタンク４００は、配管系路４１０を介して接続している。なお、配管系路４１０には、酸化ガス用の配管も存在するが、ここでは便宜上図示が省略されている。燃料電池用ケース２０の上方において、配管系路４１０は、遮断弁４２０と、配管接合部（カップリング）４３０と、センサ４４０とを備えている。配管接合部４３０の耐荷重は、燃料電池スタック１００の重量よりも小さな値に設定されている。従って、何らかの原因でカギ型部２１０、３１０の係合が外れると、燃料電池スタック１００の重みにより、配管接合部４３０が破断する。センサ４４０は、この際の配管接合部４３０の破断を検知するためのものである。遮断弁４２０とセンサ４４０は、コントローラ４５０と接続している。なお、燃料電池スタック１００がプレート２００に固定されている場合には、「燃料電池スタックの重量」にはプレート２００の重量も含まれる。
【００１８】
図３は、上部ケース３００が変形したときの燃料電池用ケース２０の状態を模式的に示す説明図である。例えば、車両１０に大きな外力が加わると、車両のフレームを介して上部ケース３００に外力が伝わり、上部ケース３００を変形させる。なお、図２に示すように、本実施例では、上部ケース３００の左右方向の端部３０２は、第１のカギ型部２１０が形成されているプレート２００の左右方向の端部よりも外側に突出している。これにより、車両に加わった外力は、プレート２００のカギ型部２１０よりも先に上部ケース３００に直接伝えることが可能となる。また、上部ケース３００がプレート２００の外縁より外側に拡大している長さＬａは、第２のカギ型部３１０と第１のカギ型部２１０との係合の長さＬｂよりも長くなるように設定されている。こうすれば、上部ケース３００が変形したときに、第１のカギ型部２１０と第２のカギ型部３１０との係合を外れやすくできる。一般的に、車両１０に加わる力は外側から内側に向かっているので、上部ケース３００は内向きに変形する。前述したように、プレート２００の第１のカギ型部２１０は内向きに形成され、上部ケース３００の第２のカギ型部３１０は外向きに形成されているので、上部ケース３００が内向きに変形すると、第１のカギ型部２１０と第２のカギ型部３１０の係合が外れ、燃料電池スタック１００とプレート２００は、上部ケース３００から容易に離脱する。
【００１９】
燃料電池スタック１００とプレート２００が上部ケース３００から離脱するとき、配管系路４１０には、燃料電池スタック１００とプレート２００とを合わせた荷重が掛かる。一方、前述したように配管接合部４３０の耐荷重は、燃料電池スタック１００の重量よりも小さいので、配管接合部４３０において、配管系路４１０が破断して分離する（図３）。センサ４４０は、配管系路４１０の分離を検知すると、その旨をコントローラ４５０に通知する。この通知に応じてコントローラ４５０は、遮断弁４２０を閉じ、反応ガスの漏れを抑制する。
【００２０】
以上、本実施例によれば、外力を受けて上部ケース３００が変形すると、第２のカギ型部３１０と第１のカギ型部２１０との係合が外れ、プレート２００ごと燃料電池スタック１００を容易に離脱させることができる。なお、本実施例では、上部ケース３００は内向きに変形するため、上部ケース３００の第２のカギ型部３１０は外向きであり、プレート２００の第１のカギ型部２１０は内向きに形成されている。こうすれば、第１のカギ型部２１０と第２のカギ型部３１０との係合が容易に外れる構造とすることができる。
【００２１】
第２の実施例：
図４は、本発明の第２の実施例を模式的に示す説明図である。第２の実施例は、以下の点で第１の実施例と異なる。
（１）第１のカギ型部２１０ａが、プレート２００から独立している。
（２）上部ケース３００の左右方向の端部３０２は、第１のカギ型部２１０ａの端部よりも内側にある。
（３）配管接合部４３０の代わりに、配管系路４１０の一部の配管４１２の厚さが薄くなっており、ここで破断が生じるように形成されている。
なお、これらの点（１）〜（３）は、それぞれ独立に採用してもよく、同時に複数採用してもよい。
【００２２】
第２の実施例のように、第１のカギ型部２１０ａとプレート２００とが独立していれば、配置の自由度が増し、燃料電池用ケース２０を製造し易いという利点がある。一方、上述した第１の実施例のように、第１のカギ型部２１０とプレート２００とが一体の部材として形成されていれば、部品点数が少なく、構造がより単純になるという利点がある。
【００２３】
第２の実施例のように、上部ケース３００の左右方向の端部３０２を、第１のカギ型部２１０の端部よりも内側にある構成を採用すれば、燃料電池用ケース２０全体を小さくすることが可能である。一方、上述した第１の実施例では、上部ケース３００の左右方向の端部３０２は、プレート２００の左右方向の端部よりも外側に突出しているので、第１のカギ型部２１０よりも先に上部ケース３００に外力を伝えることができるという利点がある。
【００２４】
以上、第２の実施例によれば、第１の実施例と同様に、外力を受けて上部ケース３００が変形すると、第２のカギ型部３１０と第１のカギ型部２１０との係合が外れ、プレート２００ごと燃料電池スタック１００を容易に離脱させることが可能となる。
【００２５】
変形例：
第１、第２の実施例では、燃料電池スタック１００を積載する基台として金属製の平板であるプレート２００を用いたが、基台としては、これ以外の種々の構成のものを採用可能である。例えば、パイプを組み合わせた構造や、網状、ハニカム状の平板としてもよい。これらの構成では、基台を軽くすることが可能となる。
【００２６】
第１、第２の実施例では、燃料ガスの配管系路を例にとり、説明しているが、酸化ガスの配管系路や冷媒の配管系路についても燃料ガスの配管系路と同様の構成にしてもよい。なお、酸化ガスや冷媒用の配管系路では、遮断弁は省略可能である。このように複数の流体用の配管系路が設けられている場合には、それらの合計の耐荷重が、燃料電池スタックの重量よりも小さな値に設定されていることが好ましい。
【００２７】
以上、いくつかの実施例に基づいて本発明の実施の形態について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本実施例にかかる燃料電池用ケースを搭載した車両を模式的に示す説明図である。
【図２】燃料電池用ケース２０を模式的に示す説明図である。
【図３】上部ケース３００が変形したときの燃料電池用ケース２０の状態を模式的に示す説明図である。
【図４】変形例を模式的に示す説明図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０…車両
２０…燃料電池用ケース
１００…燃料電池スタック
２００…プレート
２１０、２１０ａ…カギ型部
３００…上部ケース
３０２…端部
３１０…カギ型部
３２０…ケース支持部
４００…燃料ガスタンク
４１０…配管系路
４１２…配管
４２０…遮断弁
４３０…配管接合部
４４０…センサ
４５０…コントローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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