JP3908073B2 - 燃料電池車の排気管構造 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料電池車の排気管構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
内燃機関自動車の排気管構造に関する技術として、例えば、特開平8−114117号公報に記載されたものがある。この公報に記載されたものを含む従来の排気管構造では、排気管は主として鋼管等からなっており剛体構造となっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、燃料電池スタックを搭載し、燃料電池スタックによって発電した電力で電動モータを駆動し車輪を回転させて走行する燃料電池車においても、燃料電池スタックから発生させられる排気ガスの発生音を消音するために排気管を燃料電池スタックに取り付ける必要があるが、上記のような剛体構造である従来の排気管をそのまま利用すると、例えば後方からの車両の追突時に、排気管が燃料電池スタックに追突の力を少なからず伝達してしまい、好ましくない場合があるという問題があった。
【0004】
したがって、本発明は、後方からの車両の追突時に排気管が燃料電池スタックに力を伝えてしまうことを防止できる燃料電池車の排気管構造の提供を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項1記載の燃料電池車の排気管構造は、燃料電池スタック(例えば実施の形態における燃料電池スタック15)に連結される排気管(例えば実施の形態における排気管16)の前記燃料電池スタックからサイレンサ(例えば実施の形態におけるサイレンサ17)につながる中間部(例えば実施の形態における中間部20)を前側排気管部(例えば実施の形態における前側排気管部21)と後側排気管部(例えば実施の形態における後側排気管部22)とに分割するとともに、これら前側排気管部と後側排気管部とを車体前後方向に対し直交する方向にオフセットして配設し、これら前側排気管部と後側排気管部とを弾性材料からなる第1の連結管(例えば実施の形態における連結管31)で連結しており、燃料電池スタックの連結管部(例えば実施の形態における連結管部36)と前記排気管とを車体前後方向に対し直交する方向にオフセットして配設し、これら連結管部と排気管とを弾性材料からなる第2の連結管(例えば実施の形態における連結管38)で連結していて、前記排気管を水素タンク(例えば実施の形態における水素タンク11)下に配置し、前記前側排気管部と前記後側排気管部とを水平方向でオフセットするとともに、燃料電池スタックの前記連結管部と前記排気管とを上下方向でオフセットしてなることを特徴としている。
【0006】
燃料電池スタックが発生させる排気ガスは低温であることを利用して、前側排気管部と後側排気管部とを弾性材料からなる第1の連結管で連結させる構造にすることで、後方からの車両の追突時に後側排気管部が前方に移動しても、弾性材料からなる第1の連結管を変形させて、後側排気管部の前方移動を許容しつつ前側排気管部にこれらが連結されていることによって力が伝わることを防ぐ。また、前側排気管部と後側排気管部とを車体前後方向に対し直交する方向にオフセットして配設するため、後側排気管部が前方に移動しても、これが前側排気管部に直接当たって力が伝わることを防ぐ。
【0008】
さらに燃料電池スタックの連結管部と排気管とを弾性材料からなる第2の連結管で連結させる構造にすることで、後方からの車両の追突時に後側排気管部が前方に移動し、弾性材料からなる第1の連結管の変形では吸収しきれずに、前側排気管部が移動しても、弾性材料からなる第2の連結管を変形させて、前側排気管部の前方移動を許容しつつ燃料電池スタックにこれらが連結されていることによって力が伝わることを防ぐ。また、連結管部と排気管とを車体前後方向に対し直交する方向にオフセットして配設するため、排気管が前方に移動しても、これが燃料電池スタックの連結管部に直接当たって力が伝わることを防ぐ。
【0011】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態の燃料電池車の排気管構造を図面を参照して以下に説明する。
図1および図2に示すように、燃料電池車には、燃料電池に供給するための水素を蓄える略円筒状の水素タンク11が複数具体的には二つ設けられている。これらの水素タンク11は、それぞれ、車体12の後部の下部具体的には図示せぬリアシートの下側となる位置に車幅方向に軸線を配置して設けられており、互いに車幅方向および高さ方向の位置を合わせ、車体前後方向に位置をずらして設けられている。ここで、これら水素タンク11は、図3に示すように、サスペンション部材50とともに枠状のサブフレーム51に予め取り付けられ、この状態でサブフレーム51とともに車体メインフレーム13に固定される。
【0012】
前側の水素タンク11のさらに前方には、燃料電池スタック15が設けられており、両水素タンク11の下側には、燃料電池スタック15のカソード側の排気ガスを車体後方に導くためのカソード側出口排気管である排気管16と、燃料電池スタック15のアノード側の排気ガスを車体後方に導くためのアノード側出口排気管である排気管18とが車体後方に延びるように延在している。そして、後側の水素タンク11のさらに後方には、排気管16のサイレンサ17が設けられている。
【0013】
そして、本実施形態において、燃料電池スタック15に連結される排気管16の燃料電池スタック15からサイレンサ17につながる中間部20が、前側排気管部21と後側排気管部22とに前後に二分割されている。
【0014】
前側排気管部21は、前側の水素タンク11の下側において車体前後方向に沿う主管部24と、この主管部24よりも前側に設けられた、前側ほど上側に位置するように傾斜する前側管部25と、主管部24よりも後側に設けられた、後側ほど車体側方側に位置するように傾斜する後側管部26とを有する形状をなしている。
【0015】
後側排気管部22は、後側の水素タンク11の下側において車体前後方向に沿う前側管部28と、この前側管部28よりも後側に設けられ、湾曲してサイレンサ17につながる湾曲管部29とを有する形状をなしている。
【0016】
ここで、前側排気管部21と後側排気管部22とは、少なくとも近接する端部同士が、車体前後方向に対し直交する方向、具体的には車幅方向にオフセットして配設されている。すなわち、前側排気管部21と後側排気管部22とは、少なくとも近接する端部同士が、車体前後方向に対し直交する方向、具体的には車幅方向に位置をずらして配設されている。そして、これに加えて、前側排気管部21と後側排気管部22とは、全体として車体前後方向にも位置をずらして配置されている。
【0017】
これら前側排気管部21と後側排気管部22とは、弾性材料、具体的には全体に繊維が埋め込まれたEPDM系ゴム材料からなる連結管(第1の連結管)31で連結されている。この連結管31は、一端側が前側排気管部21の後側管部26に嵌合された状態でこの後側管部26に固定バンド32で固定されており、他端側も後側排気管部22の前側管部28に嵌合された状態でこの前側管部28に固定バンド33で固定されている。
【0018】
燃料電池スタック15の車体後面35の下部には、排気管16の前側排気管部21を連結させるための連結管部36が後方に突出して設けられており、この連結管部36と排気管16の前側排気管部21とは、少なくとも近接する端部同士が、車体前後方向に対し直交する方向、具体的には高さ方向にオフセットして配設されている。すなわち、燃料電池スタック15の連結管部36と排気管16の前側排気管部21とは、少なくとも近接する端部同士が、車体前後方向に対し直交する方向、具体的には高さ方向に位置をずらして配設されている。そして、これに加えて、燃料電池スタック15の連結管部36と排気管16の前側排気管部21とは、全体として車体前後方向にも位置をずらして配置されている。
【0019】
これら燃料電池スタック15の連結管部36と排気管16の前側排気管部21とは、弾性材料、具体的には全体に繊維が埋め込まれたEPDM系ゴム材料からなる連結管(連結管,第2の連結管)38で連結されている。この連結管38は、一端側が燃料電池スタック15の連結管部36に嵌合された状態でこの連結管部36に固定バンド39で固定されており、他端側も排気管16の前側排気管部21の前側管部25に嵌合された状態でこの前側管部25に固定バンド40で固定されている。
【0020】
サイレンサ17は、円筒を軸直交方向に扁平させた形状をなしており、軸線方向が車幅方向に沿うように、言い換えれば全体として車幅方向に沿うように配置されている。
【0021】
以上に述べた本実施形態の燃料電池車の排気管構造によれば、燃料電池スタック15が発生させる排気ガスは低温であることを利用して、排気管16の前側排気管部21と後側排気管部22とを弾性材料からなる連結管31で連結させる構造にすることで、後方からの車両の追突時に後側排気管部22が前方に移動しても、弾性材料からなる連結管31を変形させて、後側排気管部22の前方移動を許容しつつ前側排気管部21にこれらが連結されていることによって力が伝わることを防ぐ。また、前側排気管部21と後側排気管部22とを車体前後方向に対し直交する方向にオフセットして配設するため、後側排気管部22が前方に移動しても、これが前側排気管部21に直接当たって力が伝わることを防ぐ。したがって、後方からの車両の追突時に排気管16が燃料電池スタック15に力を伝えてしまうことを防止できる。
【0022】
しかも、さらに燃料電池スタック11の連結管部36と排気管16の前側排気管部21とを弾性材料からなる連結管38で連結させる構造にしているため、後方からの車両の追突時に後側排気管部22が前方に移動し、弾性材料からなる連結管31の変形では吸収しきれずに、前側排気管部21が移動しても、弾性材料からなる連結管38を変形させて、前側排気管部21の前方移動を許容しつつ燃料電池スタック11にこれらが連結されていることによって力が伝わることを防ぐ。また、連結管部36と排気管16の前側排気管部21とを車体前後方向に対し直交する方向にオフセットして配設するため、排気管16の前側排気管部21が前方に移動しても、これが燃料電池スタック15の連結管部36に直接当たって力が伝わることを防ぐ。したがって、後方からの車両の追突時に排気管16が燃料電池スタック11に力を伝えてしまうことを確実に防止できる。
【0023】
なお、以上においては、前側排気管部21と後側排気管部22とを車体前後方向に対し直交する方向にオフセットして配設し弾性材料からなる連結管31で連結するとともに、燃料電池スタック15の連結管部36と排気管16とを車体前後方向に対し直交する方向にオフセットして配設し弾性材料からなる連結管38で連結する構造を例にとり説明したが、前側排気管部21と後側排気管部22とを車体前後方向に対し直交する方向にオフセットして配設し弾性材料からなる連結管31で連結する一方、燃料電池スタック15と排気管16とを弾性材料からなる連結管を介することなく連結する構造としたり、燃料電池スタック15の連結管部36と排気管16とを車体前後方向に対し直交する方向にオフセットして配設し弾性材料からなる連結管38で連結する一方、排気管16の中間部20に弾性材料からなる連結管を介在させない構造としたりすることも可能である。
【0024】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の請求項1記載の燃料電池車の排気管構造によれば、燃料電池スタックが発生させる排気ガスは低温であることを利用して、前側排気管部と後側排気管部とを弾性材料からなる第1の連結管で連結させる構造にすることで、後方からの車両の追突時に後側排気管部が前方に移動しても、弾性材料からなる第1の連結管を変形させて、後側排気管部の前方移動を許容しつつ前側排気管部にこれらが連結されていることによって力が伝わることを防ぐ。また、前側排気管部と後側排気管部とを車体前後方向に対し直交する方向にオフセットして配設するため、後側排気管部が前方に移動しても、これが前側排気管部に直接当たって力が伝わることを防ぐ。したがって、後方からの車両の追突時に排気管が燃料電池スタックに力を伝えてしまうことを防止できる。
【0025】
さらに燃料電池スタックの連結管部と排気管とを弾性材料からなる第2の連結管で連結させる構造にすることで、後方からの車両の追突時に後側排気管部が前方に移動し、弾性材料からなる第1の連結管の変形では吸収しきれずに、前側排気管部が移動しても、弾性材料からなる第2の連結管を変形させて、前側排気管部の前方移動を許容しつつ燃料電池スタックにこれらが連結されていることによって力が伝わることを防ぐ。また、連結管部と排気管とを車体前後方向に対し直交する方向にオフセットして配設するため、排気管が前方に移動しても、これが燃料電池スタックの連結管部に直接当たって力が伝わることを防ぐ。したがって、後方からの車両の追突時に排気管が燃料電池スタックに力を伝えてしまうことを確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態の燃料電池車の排気管構造等を示す側断面図である。
【図2】 本発明の一実施形態の燃料電池車の排気管構造等を示す底面図である。
【図3】 本発明の一実施形態の燃料電池車の排気管構造が適用された車体後部構造を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
15 燃料電池スタック
16 排気管
17 サイレンサ
20 中間部
21 前側排気管部
22 後側排気管部
31 連結管(第1の連結管)
36 連結管部
38 連結管(第2の連結管)
Claims (1)
- 燃料電池スタックに連結される排気管の前記燃料電池スタックからサイレンサにつながる中間部を前側排気管部と後側排気管部とに分割するとともに、これら前側排気管部と後側排気管部とを車体前後方向に対し直交する方向にオフセットして配設し、これら前側排気管部と後側排気管部とを弾性材料からなる第1の連結管で連結しており、
燃料電池スタックの連結管部と前記排気管とを車体前後方向に対し直交する方向にオフセットして配設し、これら連結管部と排気管とを弾性材料からなる第2の連結管で連結していて、
前記排気管を水素タンク下に配置し、前記前側排気管部と前記後側排気管部とを水平方向でオフセットするとともに、燃料電池スタックの前記連結管部と前記排気管とを上下方向でオフセットしてなることを特徴とする燃料電池車の排気管構造。
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