特開 2024-174478 燃料電池モジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024174478

(43)【公開日】2024-12-17

(54)【発明の名称】燃料電池モジュール

(51)【国際特許分類】

   H01M 8/04 20160101AFI20241210BHJP

   H01M 8/2475 20160101ALI20241210BHJP

   B60L 50/72 20190101ALI20241210BHJP

【ＦＩ】

H01M8/04 Z

H01M8/2475

B60L50/72

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023092327

(22)【出願日】2023-06-05

(71)【出願人】

【識別番号】000003218

【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】村木 俊博

【テーマコード（参考）】

5H125

5H126

5H127

【Ｆターム（参考）】

5H125AA13

5H125AC07

5H125AC14

5H125FF08

5H126FF10

5H127AA06

5H127AB04

5H127AB29

5H127AC15

5H127BA02

5H127BA22

5H127BA59

5H127BB02

5H127BB12

5H127BB37

5H127CC07

5H127EE02

5H127EE03

5H127EE13

5H127EE29

(57)【要約】

【課題】固定機構に係る作業性を向上させる。
【解決手段】燃料電池モジュール１０は、燃料電池と、燃料電池に供給する燃料ガスを貯蔵する燃料タンク１５と、燃料電池及び燃料タンク１５が搭載されるフレーム２０と、フレーム２０に設けられるとともに燃料タンク１５を押圧することで燃料タンク１５を固定する固定機構５４と、を備える。固定機構５４は、タンク本体部１５ａよりも上方に位置し、タンク本体部１５ａへの押圧力が調整されることにより、鉛直方向Ｚにおいて燃料タンク１５を固定する第１固定機構５４ａと、タンク端部１５ｂよりも上方に位置し、タンク端部１５ｂへの押圧力が調整されることにより、タンク本体部１５ａの軸方向Ｘにおいて燃料タンク１５を固定する第２固定機構５４ｂと、を有する。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃料電池と、
前記燃料電池に供給する燃料ガスを貯蔵する燃料タンクと、
前記燃料電池及び前記燃料タンクが搭載されるフレームと、
前記フレームに設けられるとともに前記燃料タンクを押圧することで前記燃料タンクを固定する固定機構と、を備える燃料電池モジュールであって、
前記燃料タンクは、円筒状のタンク本体部と、前記タンク本体部の軸方向における前記燃料タンクの両端部に位置するタンク端部と、を有し、
前記タンク端部は、前記タンク本体部の軸方向において前記タンク本体部から離れるほど外径が小さくなっており、
前記固定機構は、
前記タンク本体部よりも上方に位置し、前記タンク本体部への押圧力が調整されることにより、鉛直方向において前記燃料タンクを固定する第１固定機構と、
前記タンク端部よりも上方に位置し、前記タンク端部への押圧力が調整されることにより、前記タンク本体部の軸方向において前記燃料タンクを固定する第２固定機構と、を有する、ことを特徴とする燃料電池モジュール。

【請求項2】

前記フレームは、
前記燃料電池及び前記燃料タンクが搭載される第１フレームと、
前記第１フレームに取り付けられ、前記燃料タンクよりも上方に位置し、前記燃料タンクに沿って前記タンク本体部の軸方向に延びる第２フレームと、を有し、
前記第１固定機構及び前記第２固定機構は、前記第２フレームに取り付けられている、請求項１に記載の燃料電池モジュール。

【請求項3】

前記第２フレームを上方からみて、前記第２フレームは、前記タンク本体部の軸線に沿って延びるフレーム本体部と、前記タンク端部の軸線に沿って延びるフレーム端部と、を有し、
前記第１固定機構は、前記フレーム本体部に取り付けられており、
前記第２固定機構は、前記フレーム端部に取り付けられており、
前記第１固定機構を上方から見ると、前記第１固定機構は、前記タンク本体部のうち前記タンク本体部の軸線と重なる部分を押圧しており、
前記第２固定機構を上方から見ると、前記第２固定機構は、前記タンク端部のうち前記タンク端部の軸線と重なる部分を押圧している、請求項２に記載の燃料電池モジュール。

【請求項4】

前記第２固定機構は、
前記タンク端部を押圧する押圧部と、
前記第２フレームから前記タンク端部に近づく押圧方向に前記押圧部を変位させる変位部と、
前記押圧方向に延びる長孔が形成されたガイド部と、を有し、
前記第２フレームは、前記第２フレームに対して変位可能に前記変位部を支持する支持部と、前記支持部が固定されるとともに前記長孔に挿入された締結部材が固定される固定部と、を有し、
前記ガイド部は、前記長孔における前記締結部材の挿入位置が変位しつつ、前記押圧部と共に変位可能である、請求項２又は請求項３に記載の燃料電池モジュール。

【請求項5】

前記タンク本体部の軸方向と前記鉛直方向とに直交する方向を直交方向とすると、
前記第１フレームに取り付けられ、前記タンク本体部よりも下方に位置し、前記直交方向における前記タンク本体部よりも外側から前記タンク本体部を支持する支持機構を有する、請求項２又は請求項３に記載の燃料電池モジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、燃料電池モジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に記載の燃料電池モジュールは、燃料電池と、燃料電池に供給する燃料ガスを貯蔵する燃料タンクと、燃料電池及び燃料タンクが搭載されるフレームと、を備える。また、燃料電池モジュールとしては、燃料タンクを固定する固定機構を備えるものが知られている。固定機構は、例えば、フレームに設けられるとともに燃料タンクを押圧することで燃料タンクを固定する。こうした燃料電池モジュールにおいては、フレームに燃料タンクが搭載された後に、固定機構から燃料タンクへの押圧力を調整するための調整作業が行われる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２２－１１６７５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

固定機構の配置場所によっては、固定機構の周りのスペースが小さいために、固定機構に係る調整作業を行うための視認性が低下することで、固定機構に係る作業性が低下するおそれがある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記課題を解決する燃料電池モジュールは、燃料電池と、前記燃料電池に供給する燃料ガスを貯蔵する燃料タンクと、前記燃料電池及び前記燃料タンクが搭載されるフレームと、前記フレームに設けられるとともに前記燃料タンクを押圧することで前記燃料タンクを固定する固定機構と、を備える燃料電池モジュールであって、前記燃料タンクは、円筒状のタンク本体部と、前記タンク本体部の軸方向における前記燃料タンクの両端部に位置するタンク端部と、を有し、前記タンク端部は、前記タンク本体部の軸方向において前記タンク本体部から離れるほど外径が小さくなっており、前記固定機構は、前記タンク本体部よりも上方に位置し、前記タンク本体部への押圧力が調整されることにより、鉛直方向において前記燃料タンクを固定する第１固定機構と、前記タンク端部よりも上方に位置し、前記タンク端部への押圧力が調整されることにより、前記タンク本体部の軸方向において前記燃料タンクを固定する第２固定機構と、を有する、ことを特徴とする。

【0006】

上記構成によれば、フレームに燃料タンクを搭載した後、燃料タンクよりも上方にスペースのある状態で、固定機構の調整作業ができる。固定機構が燃料タンクの下部を固定する場合と比較して、固定機構の調整作業を行う際の視認性が向上するため、固定機構に係る作業性を向上させることができる。

【0007】

燃料電池モジュールにおいて、前記フレームは、前記燃料電池及び前記燃料タンクが搭載される第１フレームと、前記第１フレームに取り付けられ、前記燃料タンクよりも上方に位置し、前記燃料タンクに沿って前記タンク本体部の軸方向に延びる第２フレームと、を有し、前記第１固定機構及び前記第２固定機構は、前記第２フレームに取り付けられていてもよい。

【0008】

上記構成によれば、第２フレームが第１フレームに取り付けられることで、第１固定機構及び第２固定機構を燃料タンクよりも上方の位置に配置できる。したがって、固定機構に係る作業性をさらに向上させることができる。

【0009】

燃料電池モジュールにおいて、前記第２フレームを上方からみて、前記第２フレームは、前記タンク本体部の軸線に沿って延びるフレーム本体部と、前記タンク端部の軸線に沿って延びるフレーム端部と、を有し、前記第１固定機構は、前記フレーム本体部に取り付けられており、前記第２固定機構は、前記フレーム端部に取り付けられており、前記第１固定機構を上方から見ると、前記第１固定機構は、前記タンク本体部のうち前記タンク本体部の軸線と重なる部分を押圧しており、前記第２固定機構を上方から見ると、前記第２固定機構は、前記タンク端部のうち前記タンク端部の軸線と重なる部分を押圧していてもよい。

【0010】

上記構成によれば、第１固定機構がタンク本体部のうちタンク本体部の軸線からずれた部分を押圧する場合や、第２固定機構がタンク端部のうちタンク端部の軸線からずれた部分を押圧する場合よりも、固定機構によって燃料タンクをより適当に固定できる。

【0011】

燃料電池モジュールにおいて、前記第２固定機構は、前記タンク端部を押圧する押圧部と、前記第２フレームから前記タンク端部に近づく押圧方向に前記押圧部を変位させる変位部と、前記押圧方向に延びる長孔が形成されたガイド部と、を有し、前記第２フレームは、前記第２フレームに対して変位可能に前記変位部を支持する支持部と、前記支持部が固定されるとともに前記長孔に挿入された締結部材が固定される固定部と、を有し、前記ガイド部は、前記長孔における前記締結部材の挿入位置が変位しつつ、前記押圧部と共に変位可能であってもよい。

【0012】

上記構成によれば、変位部によって押圧部を押圧方向に変位させる作業を行うことで、第２固定機構からタンク端部に作用する押圧力を調整できる。したがって、固定機構に係る作業性をさらに向上させることができる。

【0013】

燃料電池モジュールにおいて、前記タンク本体部の軸方向と前記鉛直方向とに直交する方向を直交方向とすると、前記第１フレームに取り付けられ、前記タンク本体部よりも下方に位置し、前記直交方向における前記タンク本体部よりも外側から前記タンク本体部を支持する支持機構を有してもよい。

【0014】

上記構成によれば、第１フレームへの燃料タンクの搭載時に支持機構によってタンク本体部が支持されるため、燃料タンクの直交方向への位置ずれを抑制できる。また、燃料タンクの自重が支持機構に作用することにより、支持機構によるタンク本体部の支持がなされるため、第１フレームへの燃料タンクの搭載後に支持機構の調整作業を行わなくてもよい。したがって、支持機構は、周囲のスペースが小さい場所に取り付け可能であるため、設計自由度を向上させることができる。

【発明の効果】

【0015】

この発明によれば、固定機構に係る作業性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】図１は、燃料電池モジュールを搭載するフォークリフト示す側面図である。

【図2】図２は、燃料電池モジュールを示す斜視図である。

【図3】図３は、フレームを示す斜視図である。

【図4】図４は、第１フレーム及び燃料タンクの一部を拡大して示す断面図である。

【図5】図５は、フレーム及び固定機構を示す断面図である。

【図6】図６は、第２フレーム及び燃料タンクを示す上面図である。

【図7】図７は、第２フレーム及び固定機構を示す斜視図である。

【図8】図８は、第２フレーム及び固定機構を示す側面図である。

【図9】図９は、第２フレーム及び固定機構を示す上面図である。

【図10】図１０は、第２フレーム及び固定機構を示す上面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、燃料電池モジュールをフォークリフトに搭載された燃料電池モジュールに具体化した一実施形態について、図面にしたがって説明する。なお、以下の説明において、「前」、「後」、「左」、「右」、「上」、「下」とは、フォークリフトを運転する作業者が車両前方（前進方向）を向いた状態を基準とした場合の「前」、「後」、「左」、「右」、「上」、「下」のことをいう。

【0018】

＜燃料電池モジュールを搭載したフォークリフト＞
図１に示すように、フォークリフトＦは、燃料電池モジュール１０と、車体１１と、荷役装置１２と、を備えている。フォークリフトＦは、カウンタバランス型フォークリフトである。車体１１は、運転席１１ａを有している。車体１１は、収容空間１１ｂを有している。収容空間１１ｂは、運転席１１ａの下方に位置している。燃料電池モジュール１０は、収容空間１１ｂに収容されている。車体１１は、カウンターウェイト１１ｃを有している。カウンターウェイト１１ｃは、車体１１の後部に位置している。荷役装置１２は、車体１１の前方に設けられている。荷役装置１２は、荷役動作を行う。

【0019】

＜燃料電池モジュール＞
図２に示すように、燃料電池モジュール１０は、燃料電池１４と、燃料タンク１５と、燃料電池１４及び燃料タンク１５が搭載されるフレーム２０と、を備える。燃料電池１４は、複数の燃料電池セルがスタック化されたものである。燃料電池セルは、例えば、固体分子型燃料電池である。燃料電池１４は、水素と空気中の酸素とによって発電を行う。すなわち、本実施形態における水素は燃料ガスに相当する。

【0020】

燃料タンク１５は、燃料電池１４に供給する燃料ガスとしての水素を貯蔵する。燃料タンク１５は、円筒状のタンク本体部１５ａと、タンク端部１５ｂと、を有する。タンク本体部１５ａの軸線Ｌ１が延びる方向をタンク本体部１５ａの軸方向Ｘという。以下では、タンク本体部１５ａの軸方向Ｘを単に軸方向Ｘということもある。燃料タンク１５は、タンク本体部１５ａの軸線Ｌ１が左右方向に延びるように、燃料電池モジュール１０に搭載されている。すなわち、軸方向Ｘは左右方向と同方向である。以下では、上下方向を鉛直方向Ｚともいう。タンク本体部１５ａの軸方向Ｘと鉛直方向Ｚとに直交する方向を直交方向Ｙとする。直交方向Ｙは前後方向と同方向である。

【0021】

タンク端部１５ｂは、タンク本体部１５ａの軸方向Ｘにおける燃料タンク１５の両端部に位置する。タンク端部１５ｂは、タンク本体部１５ａの軸方向Ｘにおいて、タンク本体部１５ａよりも一方側と他方側とに位置している。タンク端部１５ｂは、燃料タンク１５の端部に相当する。タンク端部１５ｂは、タンク本体部１５ａの軸方向Ｘにおいてタンク本体部１５ａから離れるほど外径が小さくなっている。タンク端部１５ｂの軸線Ｌ２は、タンク本体部１５ａの軸線Ｌ１の延長上にある。そのため、タンク本体部１５ａの軸線Ｌ１及びタンク端部１５ｂの軸線Ｌ２は、燃料タンク１５の軸線Ｌに相当する。軸方向Ｘは、タンク端部１５ｂの軸線Ｌ２が延びる方向であるとともに、燃料タンク１５の軸線Ｌが延びる方向である。

【0022】

燃料タンク１５は、燃料タンク１５の端部としてのタンク端部１５ｂに位置する口金１５ｃを有する。口金１５ｃは、軸方向Ｘに延びる円筒状である。口金１５ｃの外径は、タンク本体部１５ａの外径よりも小さい。口金１５ｃは、軸方向Ｘにおけるタンク本体部１５ａよりも一方側に位置するタンク端部１５ｂから軸方向Ｘに延びている。口金１５ｃには、図示しないバルブと図示しない水素供給路が接続されている。水素は、燃料タンク１５から水素供給路を通って燃料電池１４に供給される。燃料タンク１５から燃料電池１４に供給される水素の量は、バルブによって調整される。

【0023】

燃料電池モジュール１０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６と、キャパシタ１７と、を備えている。ＤＣ／ＤＣコンバータ１６は、例えば、燃料電池１４の出力電圧を変圧してキャパシタ１７に出力する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１６からの出力電圧は、フォークリフトＦを駆動する図示しない電動機に供給される。キャパシタ１７は、燃料電池モジュール１０に搭載される各種の補機を駆動するための電力を蓄電する。

【0024】

燃料電池モジュール１０は、熱交換器１８と、コンプレッサ１９と、を備える。熱交換器１８は、燃料電池１４と熱交換した熱交換媒体と外気との間で熱交換を行う。熱交換媒体としては冷却水が用いられるが、その他の媒体を用いてもよい。熱交換器１８には、例えば、図示しないリザーバータンクから冷却水が供給される。コンプレッサ１９は、空気を圧縮する。コンプレッサ１９によって圧縮された空気は、図示しない空気供給路を通って燃料電池１４に供給される。

【0025】

＜フレーム＞
図２及び図３に示すように、フレーム２０は、第１フレーム２１と、第２フレーム２２と、第３フレーム２３と、を有する。

【0026】

＜第１フレーム＞
第１フレーム２１は、前フレーム部２１ａと、後フレーム部２１ｂと、を有する。前フレーム部２１ａと後フレーム部２１ｂとは、互いに別体であるとともに互いに接続されている。燃料電池モジュール１０がフォークリフトＦに搭載された状態で、後フレーム部２１ｂは、前フレーム部２１ａよりもフォークリフトＦの後方に位置する。例えば、後フレーム部２１ｂは、前フレーム部２１ａよりも重量が大きい。前フレーム部２１ａは、例えば８０ｋｇである。後フレーム部２１ｂは、例えば３００ｋｇである。

【0027】

前フレーム部２１ａは、第１底部３１と、第１底部３１から上方に延びる立設部３２と、第１底部３１よりも上方に位置する板部３３と、板部３３の周りに設けられる側壁部３４と、を有する。第１底部３１は、前フレーム部２１ａの下部を構成する。第１底部３１は、鉛直方向Ｚに直交するように延びる略平板状である。立設部３２は、第１底部３１の上面から上方に延びている。板部３３は、立設部３２の上端に接続されている。板部３３は、鉛直方向Ｚに直交するように延びる平板状である。第１底部３１上にあって、立設部３２よりも右方には、熱交換器１８が搭載されている。第１底部３１上にあって、立設部３２よりも左方には、図示しない補機が搭載されている。板部３３上にあって、且つ側壁部３４よりも内側のスペースには、燃料電池１４及びコンプレッサ１９が載置されている。すなわち、燃料電池１４は、前フレーム部２１ａに搭載されている。したがって、第１フレーム２１には、燃料電池１４が搭載されている。

【0028】

後フレーム部２１ｂは、第２底部３５を有する。第２底部３５は、後フレーム部２１ｂの下部を構成する。第１底部３１と第２底部３５とで、フレーム２０の底部２４が構成されている。第１底部３１の下面と第２底部３５の下面とで、フレーム２０の底面２０ａが構成されている。したがって、第１フレーム２１は、フレーム２０の底面２０ａを有する底部２４を有する。底面２０ａは、鉛直方向Ｚに直交するように延びる平面である。直交方向Ｙは、底面２０ａに沿う方向であって且つタンク本体部１５ａの軸線Ｌ１に直交する方向である。

【0029】

第２底部３５の上面には湾曲面３５ａによって囲まれた収容部３５ｂが形成されている。湾曲面３５ａは、収容部３５ｂの前後左右に位置している。収容部３５ｂは、上方に開口した空間である。収容部３５ｂに燃料タンク１５が収容された状態で、燃料タンク１５は後フレーム部２１ｂに搭載されている。すなわち、燃料タンク１５は、後フレーム部２１ｂに搭載されている。したがって、第１フレーム２１には、燃料タンク１５が搭載されている。燃料タンク１５の下方の一部が収容部３５ｂに収容されている。湾曲面３５ａは、燃料タンク１５の外面に沿って延びている。

【0030】

図４に示すように、燃料電池モジュール１０は、直交方向Ｙにおけるタンク本体部１５ａよりも外側からタンク本体部１５ａを支持する支持機構３６を有する。支持機構３６は、第１フレーム２１に取り付けられている。支持機構３６は、タンク本体部１５ａよりも下方に位置している。詳細には、支持機構３６は、後フレーム部２１ｂにおける湾曲面３５ａのうち、収容部３５ｂよりも前方に位置する部分と、収容部３５ｂよりも後方に位置する部分と、に取り付けられている。支持機構３６は、例えばゴム製である。燃料タンク１５が収容部３５ｂに収容された状態で、支持機構３６はタンク本体部１５ａの外面に接する。これにより、支持機構３６は、燃料タンク１５の直交方向Ｙへの変位を抑制している。

【0031】

図３に示すように、第１フレーム２１は、第１延設部３７と、第２延設部３８と、を有する。第１延設部３７は、後フレーム部２１ｂの左端部から上方に延びている。第２延設部３８は、後フレーム部２１ｂの右端部から上方に延びている。収容部３５ｂは、軸方向Ｘにおける第１延設部３７と第２延設部３８との間に位置している。

【0032】

第１延設部３７は、第１上面３７ａと第２上面３７ｂとを有する。第１上面３７ａ及び第２上面３７ｂの各々は、第１延設部３７の上端に位置するとともに鉛直方向Ｚに直交するように延びる平面である。第１上面３７ａは第２上面３７ｂよりも前方に位置する。

【0033】

第１延設部３７には、複数のボルト孔Ｈが形成されている。第１延設部３７に形成される複数のボルト孔Ｈは、直交方向Ｙにおいて互いに離れている。本実施形態における第１延設部３７には、例えば、４つのボルト孔Ｈが形成されている。図３においては、第１延設部３７における４つのボルト孔Ｈのうち、２つのボルト孔Ｈが図示されており、その他のボルト孔Ｈの図示は省略している。ボルト孔Ｈは、第１上面３７ａと第２上面３７ｂとに開口している。第１上面３７ａにおいて、２つのボルト孔Ｈが開口している。第２上面３７ｂにおいて、２つのボルト孔Ｈが開口している。

【0034】

第２延設部３８は、一対の延設部４１と、第３延設部４２と、を有する。一対の延設部４１は、直交方向Ｙにおいて互いに離れている。第３延設部４２は、一対の延設部４１よりも後方に位置している。口金１５ｃは、一対の延設部４１の間に位置する。

【0035】

図５に示すように、一対の延設部４１の各々は、第３上面４１ａを有する。第３上面４１ａは、一対の延設部４１の各々の上端に位置するとともに鉛直方向Ｚに直交するように延びる平面である。一対の延設部４１の各々には、ボルト孔Ｈが形成されている。本実施形態における一対の延設部４１の各々には、１つのボルト孔Ｈが形成されている。一対の延設部４１の各々において、ボルト孔Ｈは第３上面４１ａに開口している。

【0036】

図３に示すように、第３延設部４２は、第４上面４２ａを有する。第４上面４２ａは、第３延設部４２の上端に位置するとともに鉛直方向Ｚに直交するように延びる平面である。

【0037】

第３延設部４２には、複数のボルト孔Ｈが形成されている。第３延設部４２に形成される複数のボルト孔Ｈは、直交方向Ｙにおいて互いに離れている。本実施形態における第３延設部４２には、２つのボルト孔Ｈが形成されている。第４上面４２ａにおいて、２つのボルト孔Ｈが開口している。なお、図３においては、第３延設部４２における２つのボルト孔Ｈのうち、１つのボルト孔Ｈを図示しており、その他のボルト孔Ｈの図示を省略している。

【0038】

＜第２フレーム＞
図２及び図３に示すように、第２フレーム２２は、第２底部３５よりも上方に位置する。言い換えると、第２フレーム２２は、フレーム２０の底部２４よりも上方に位置する。第２フレーム２２は、例えば１０ｋｇ以下である。

【0039】

第２フレーム２２は、第１フレーム２１に取り付けられている。第２フレーム２２は、燃料タンク１５よりも上方に位置する。第２フレーム２２は、燃料タンク１５に沿ってタンク本体部１５ａの軸方向Ｘに延びている。

【0040】

第２フレーム２２は、フレーム本体部５１と、フレーム端部５２と、を有する。フレーム本体部５１は、直交方向Ｙに互いに離れる一対の第１板部５１ａを有する。一対の第１板部５１ａは、直交方向Ｙに直交するように延びる略平板状である。一対の第１板部５１ａの長手は、軸方向Ｘに延びている。一対の第１板部５１ａの短手は、鉛直方向Ｚに延びている。

【0041】

フレーム端部５２は、フレーム本体部５１よりも右側と左側とに位置している。フレーム端部５２は、タンク端部１５ｂに沿って延びている。詳細には、フレーム端部５２は、直交方向Ｙに互いに離れる一対の第２板部５２ａを有する。一対の第２板部５２ａは、直交方向Ｙに直交するように延びる略平板状である。一対の第２板部５２ａは、一対の第１板部５１ａに繋がっている。フレーム本体部５１よりも右側に位置するフレーム端部５２において、一対の第２板部５２ａは、一対の第１板部５１ａから右方に離れるほど下方に位置するように湾曲している。フレーム本体部５１よりも左側に位置するフレーム端部５２において、一対の第２板部５２ａは、一対の第１板部５１ａから左方に離れるほど下方に位置するように湾曲している。

【0042】

図６に示すように、第２フレーム２２を上方からみて、フレーム本体部５１は、タンク本体部１５ａの軸線Ｌ１に沿って延びている。第２フレーム２２を上方からみて、一対の第１板部５１ａ同士の間にタンク本体部１５ａの軸線Ｌ１が位置している。第２フレーム２２を上方からみて、フレーム端部５２は、タンク端部１５ｂの軸線Ｌ２に沿って延びている。第２フレーム２２を上方からみて、一対の第２板部５２ａ同士の間にタンク端部１５ｂの軸線Ｌ２が位置している。

【0043】

図２に示すように、第２フレーム２２は支持板部５３を有する。支持板部５３は、フレーム本体部５１よりも上方に位置する。支持板部５３は、例えば、一対の第１板部５１ａの上端に固定されている。支持板部５３にはＤＣ／ＤＣコンバータ１６が搭載されている。したがって、第２フレーム２２には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６が搭載されている。

【0044】

図３及び図６に示すように、第２フレーム２２は、複数の第１固定板部５５を備える。本実施形態における第２フレーム２２は、２つの第１固定板部５５を備える。２つの第１固定板部５５のうち、一方は軸方向Ｘにおける第２フレーム２２の一端に位置し、他方は軸方向Ｘにおける第２フレーム２２の他端に位置する。フレーム端部５２は、フレーム本体部５１と第１固定板部５５との間に位置する。第１固定板部５５は、フレーム端部５２に接続されている。

【0045】

第１固定板部５５は、鉛直方向Ｚに直交するように延びる平板状である。第１固定板部５５にはボルト孔Ｈが形成されている。ボルト孔Ｈは、第１固定板部５５の下面にて開口している。本実施形態における第１固定板部５５には、２つのボルト孔Ｈが形成されている。２つのボルト孔Ｈは、第１固定板部５５において直交方向Ｙに互いに離れている。

【0046】

図３に示すように、２つの第１固定板部５５は、第１延設部３７の第１上面３７ａと、一対の延設部４１の第３上面４１ａと、に載置されている。第１延設部３７におけるボルト孔Ｈと、第１延設部３７に載置された第１固定板部５５におけるボルト孔Ｈと、には締結部材Ｂが挿入されている。一対の延設部４１におけるボルト孔Ｈと、一対の延設部４１に載置された第１固定板部５５におけるボルト孔Ｈと、には締結部材Ｂが挿入されている。これにより、締結部材Ｂによって、第２フレーム２２は、第１フレーム２１に取り付けられている。

【0047】

図５に示すように、第２フレーム２２は、取付部７０を有する。取付部７０は、軸方向Ｘにおける第２フレーム２２の両端部に位置する。取付部７０は、支持部７１と、固定部７２と、を有する。言い換えると、第２フレーム２２は、支持部７１と、固定部７２と、を有する。

【0048】

図７、図８、及び図９に示すように、固定部７２は、平板状である。固定部７２は、フレーム端部５２における一対の第２板部５２ａ同士の間に位置する。固定部７２は、一対の第２板部５２ａに直交するように延びている。固定部７２には支持部７１が固定されている。支持部７１は、固定部７２に対して直交するように固定部７２から延びている。支持部７１は、固定部７２から第１固定板部５５に対して離れる方向に延びている。支持部７１のうち、固定部７２と接続する端部を基端とすると、支持部７１の先端には貫通孔７１ｈが形成されている。貫通孔７１ｈは、支持部７１を貫通する丸孔である。支持部７１のうち、貫通孔７１ｈを形成する内周面には、図示しないねじ溝が形成されている。

【0049】

＜第３フレーム＞
図２及び図３に示すように、第３フレーム２３は、第２底部３５よりも上方に位置する。言い換えると、第３フレーム２３は、フレーム２０の底部２４よりも上方に位置する。第３フレーム２３は、例えば１０ｋｇ以下である。

【0050】

第３フレーム２３は、鉛直方向Ｚに延びる一対の柱部６１と、一対の柱部６１同士を連結する連結部６２と、を有する。一対の柱部６１は、軸方向Ｘに互いに離れている。連結部６２は、軸方向Ｘにおける一対の柱部６１同士の間に位置する。連結部６２は、例えば、長手が軸方向Ｘに延びる矩形平板状である。軸方向Ｘにおける連結部６２の一端が一対の柱部６１の一方に連結され、他端が一対の柱部６１の他方に連結されている。

【0051】

軸方向Ｘにおける一対の柱部６１同士の間には、キャパシタ１７が載置されている。キャパシタ１７は、図示しない連結部材によって一対の柱部６１に連結されている。これにより、キャパシタ１７は、一対の柱部６１に搭載されている。第３フレーム２３には、キャパシタ１７が搭載されている。

【0052】

図３に示すように、第３フレーム２３は、複数の第２固定板部６３を備える。本実施形態における第３フレーム２３は、２つの第２固定板部６３を備える。第２固定板部６３は、柱部６１の下端に設けられている。２つの第２固定板部６３のうち、一方は一対の柱部６１のうちの一方に設けられ、他方は一対の柱部６１のうちの他方に設けられている。

【0053】

第２固定板部６３は、鉛直方向Ｚに直交するように延びる平板状である。第２固定板部６３にはボルト孔Ｈが形成されている。ボルト孔Ｈは、第２固定板部６３の下面にて開口している。本実施形態における第２固定板部６３には、２つのボルト孔Ｈが形成されている。２つのボルト孔Ｈは、第２固定板部６３において直交方向Ｙに互いに離れている。なお、図面においては、第２固定板部６３における２つのボルト孔Ｈのうち、１つのボルト孔Ｈを図示しており、その他のボルト孔Ｈの図示を省略している。

【0054】

２つの第２固定板部６３は、第１延設部３７の第２上面３７ｂと、第３延設部４２の第４上面４２ａと、に載置されている。第１延設部３７におけるボルト孔Ｈと、第１延設部３７に載置された第２固定板部６３におけるボルト孔Ｈと、には締結部材Ｂが挿入されている。第３延設部４２におけるボルト孔Ｈと、第３延設部４２に載置された第２固定板部６３におけるボルト孔Ｈと、には締結部材Ｂが挿入されている。これにより、締結部材Ｂによって、第３フレーム２３は、第１フレーム２１に取り付けられている。

【0055】

＜固定機構＞
図５に示すように、燃料電池モジュール１０は、固定機構５４を備える。固定機構５４は、第１固定機構５４ａと、第２固定機構５４ｂと、を有する。第１固定機構５４ａ及び第２固定機構５４ｂは、第２フレーム２２に取り付けられている。第１固定機構５４ａは、フレーム本体部５１に取り付けられている。第２固定機構５４ｂは、フレーム端部５２に取り付けられている。したがって、固定機構５４は、フレーム２０に設けられている。固定機構５４は、燃料タンク１５を押圧することで燃料タンク１５を固定する。

【0056】

第１固定機構５４ａは、タンク本体部１５ａよりも上方に位置する。第１固定機構５４ａは、タンク本体部１５ａへの押圧力が調整されることにより、鉛直方向Ｚにおいて燃料タンク１５を固定する。第１固定機構５４ａは、例えば、一対の第１板部５１ａ同士の間に設けられている。

【0057】

第２固定機構５４ｂは、タンク端部１５ｂよりも上方に位置する。第２固定機構５４ｂは、タンク端部１５ｂへの押圧力が調整されることにより、タンク本体部１５ａの軸方向Ｘにおいて燃料タンク１５を固定する。第２固定機構５４ｂは、例えば、一対の第２板部５２ａ同士の間に設けられている。

【0058】

図６に示すように、第１固定機構５４ａを上方から見ると、第１固定機構５４ａは、タンク本体部１５ａのうちタンク本体部１５ａの軸線Ｌ１と重なる部分を押圧している。第２固定機構５４ｂを上方から見ると、第２固定機構５４ｂは、タンク端部１５ｂのうちタンク端部１５ｂの軸線Ｌ２と重なる部分を押圧している。

【0059】

図７、図８、及び図９に示すように、第２固定機構５４ｂは、押圧部７３と、変位部７４と、ガイド部７５と、を有する。変位部７４は、ボルトである。変位部７４は、ねじ頭部７４ｂと、ねじ頭部７４ｂから延びるとともに外周面にねじ溝が形成された軸部７４ａを有する。軸部７４ａは、支持部７１の貫通孔７１ｈに挿入されている。これにより、支持部７１は、第２フレーム２２に対して変位可能に変位部７４を支持する。軸部７４ａのうち、貫通孔７１ｈに挿入されている部分のねじ溝は、支持部７１のねじ溝と噛み合っている。軸部７４ａが貫通孔７１ｈに挿入された状態で、軸部７４ａのねじ溝が支持部７１のねじ溝と噛み合いながら、変位部７４は軸部７４ａの軸線を中心に回転されることで軸部７４ａの延びる方向に変位可能である。軸部７４ａの延びる方向を以下では押圧方向Ｄともいう。押圧方向Ｄは、第２フレーム２２からタンク端部１５ｂに近づく方向である。

【0060】

軸部７４ａの両端部のうち、ねじ頭部７４ｂとは反対側の端部を軸端部７４ｃという。軸端部７４ｃは、押圧方向Ｄにおける変位部７４の端部に相当する。軸部７４ａには挿通部材８０が挿通されている。挿通部材８０は例えばナットである。挿通部材８０は、軸部７４ａのうち、支持部７１の貫通孔７１ｈへの挿入部分とねじ頭部７４ｂとの間に挿通されている。挿通部材８０は、軸部７４ａのねじ溝に沿って回転することにより軸部７４ａに沿って変位可能である。挿通部材８０が支持部７１に接した状態では、軸部７４ａの変位が規制される。

【0061】

第２固定機構５４ｂは、２つのガイド部７５を有する。２つのガイド部７５は、支持部７１を挟んで対をなすように配置されている。ガイド部７５は、押圧方向Ｄに延びる平板状である。ガイド部７５には、押圧方向Ｄに延びる長孔７５ｈが形成されている。長孔７５ｈはガイド部７５を貫通している。長孔７５ｈには締結部材Ｂが挿入されている。長孔７５ｈに挿入された締結部材Ｂは、固定部７２の図示しない締結孔に締結されている。これにより、固定部７２は、長孔７５ｈに挿入された締結部材Ｂが固定されている。ガイド部７５は、固定部７２に取り付けられている。ガイド部７５は、長孔７５ｈにおける締結部材Ｂの挿入位置が変位されつつ、押圧方向Ｄに変位可能である。

【0062】

押圧部７３は、第１接続部７３ａと、第２接続部７３ｂと、押圧本体部７３ｃと、を有する。第１接続部７３ａは、押圧方向Ｄにおけるガイド部７５の端部から屈曲するように延びる平板状である。第１接続部７３ａはガイド部７５と一体となっている。そのため、第１接続部７３ａは、ガイド部７５と共に変位可能である。第２接続部７３ｂは、第１接続部７３ａに取り付けられている。押圧本体部７３ｃは、第２接続部７３ｂに取り付けられている。そのため、押圧本体部７３ｃは、第２接続部７３ｂを介して第１接続部７３ａに取り付けられている。第１接続部７３ａ、第２接続部７３ｂ、及び押圧本体部７３ｃは、ガイド部７５はと共に変位可能である。したがって、ガイド部７５は、長孔７５ｈにおける締結部材Ｂの挿入位置が変位しつつ、押圧部７３と共に変位可能である。

【0063】

第１接続部７３ａにはガイド部７５の軸端部７４ｃが接している。ガイド部７５の変位に伴って、軸部７４ａの軸端部７４ｃによって第１接続部７３ａが押圧方向Ｄに押されることにより、ガイド部７５及び押圧部７３が押圧方向Ｄに変位する。こうして変位部７４は、第２フレーム２２からタンク端部１５ｂに近づく押圧方向Ｄに押圧部７３を変位させる。押圧本体部７３ｃはタンク端部１５ｂの外面に接する。これにより、押圧部７３はタンク端部１５ｂを押圧する。

【0064】

［本実施形態の作用］
本実施形態の作用について、燃料電池モジュール１０の組立方法の一例と共に説明する。

【0065】

図２及び図３に示すように、燃料電池モジュール１０を組み立てる際には、まず前フレーム部２１ａに燃料電池１４、熱交換器１８、及びコンプレッサ１９をはじめとする各種の補機が搭載される。こうして補機が搭載された前フレーム部２１ａは、後フレーム部２１ｂと取り付けられる。こうして前フレーム部２１ａと後フレーム部２１ｂとが一体化されることにより、第１フレーム２１が形成される。以降の燃料電池モジュール１０の組み立ては、第１フレーム２１の底部２４の下面である底面２０ａが作業場所に載置された状態で行われる。そして、後フレーム部２１ｂに燃料タンク１５が搭載される。後フレーム部２１ｂに燃料タンク１５が搭載された後、第２フレーム２２及び第３フレーム２３が第１フレーム２１の底部２４よりも上方に配置される。このとき、例えば、作業者の手によって、第２フレーム２２及び第３フレーム２３は順次配置される。

【0066】

図９に示すように、後フレーム部２１ｂへの第２フレーム２２の搭載後に、第１固定機構５４ａ及び第２固定機構５４ｂによるタンク端部１５ｂへの押圧力を調整する調整作業が行われる。この調整作業は、フレーム２０への第２フレーム２２の搭載後であって、且つ第２フレーム２２の周りに補機等の搭載を行う前に行われる。そのため、上記の調整作業は、第１固定機構５４ａ及び第２固定機構５４ｂの周りのスペースを確保した状態で行うことができる。

【0067】

図９及び図１０に示すように、第２固定機構５４ｂにおける上記調整作業に際しては、まず作業者が変位部７４を押圧方向Ｄに変位させる。これにより、第１接続部７３ａが軸端部７４ｃによって押圧方向Ｄに押されるため、ガイド部７５及び押圧部７３が押圧方向Ｄに変位する。このとき、固定部７２に締結された締結部材Ｂが長孔７５ｈに挿通された状態でガイド部７５は押圧方向Ｄに変位するため、ガイド部７５及び押圧部７３は軸端部７４ｃに対して位置ずれしにくい状態で変位する。ガイド部７５及び押圧部７３が押圧方向Ｄに変位することにより、押圧本体部７３ｃがタンク端部１５ｂの外面に近づく。なお、図９は、ガイド部７５及び押圧部７３が押圧方向Ｄに変位する前の第２固定機構５４ｂを示している。図１０は、ガイド部７５及び押圧部７３が押圧方向Ｄに変位した後の第２固定機構５４ｂを示している。

【0068】

図１０に示すように、押圧本体部７３ｃがタンク端部１５ｂの外面に接すると、作業者は、変位部７４の変位作業を停止する。作業者は、挿通部材８０を支持部７１に接するまで回転させる。挿通部材８０が支持部７１に接することで、変位部７４の変位が規制される。これにより、押圧本体部７３ｃを介して第２固定機構５４ｂからタンク端部１５ｂに押圧力が付与された状態が維持される。これにより、第２固定機構５４ｂによって、燃料タンク１５は、タンク本体部１５ａの軸方向Ｘに固定される。

【0069】

上記の調整作業においては、第２固定機構５４ｂからタンク端部１５ｂに適切に押圧力が付与されているか否かを確認する確認作業を行ってもよい。この確認作業においては、例えば、押圧本体部７３ｃとタンク端部１５ｂの外面との間に作業者が工具の挿入を試みることにより、押圧本体部７３ｃとタンク端部１５ｂの外面との間に隙間が生じていないことを確認する。この確認作業によって、押圧本体部７３ｃとタンク端部１５ｂの外面との間に隙間が生じていると判断される場合は、上記の変位部７４の変位による第２固定機構５４ｂの押圧力の調整作業を再び行ってもよい。

【0070】

［本実施形態の効果］
本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）固定機構５４は、タンク本体部１５ａよりも上方に位置する第１固定機構５４ａと、タンク端部１５ｂよりも上方に位置する第２固定機構５４ｂと、を有する。第１固定機構５４ａは、タンク本体部１５ａへの押圧力が調整されることにより、鉛直方向Ｚにおいて燃料タンク１５を固定する。第２固定機構５４ｂは、タンク端部１５ｂへの押圧力が調整されることにより、タンク本体部１５ａの軸方向Ｘにおいて燃料タンク１５を固定する。そのため、フレーム２０に燃料タンク１５を搭載した後、燃料タンク１５よりも上方にスペースのある状態で、固定機構５４の調整作業ができる。固定機構５４が燃料タンク１５の下部を固定する場合と比較して、固定機構５４の調整作業を行う際の視認性が向上するため、固定機構５４に係る作業性を向上させることができる。

【0071】

（２）フレーム２０は、燃料電池１４及び燃料タンク１５が搭載される第１フレーム２１と、第１フレーム２１に取り付けられる第２フレーム２２と、を有する。第２フレーム２２は、燃料タンク１５よりも上方に位置し、燃料タンク１５に沿ってタンク本体部１５ａの軸方向Ｘに延びている。第１固定機構５４ａ及び第２固定機構５４ｂは、第２フレーム２２に取り付けられている。そのため、第２フレーム２２が第１フレーム２１に取り付けられることで、第１固定機構５４ａ及び第２固定機構５４ｂを燃料タンク１５よりも上方の位置に配置できる。したがって、固定機構５４に係る作業性をさらに向上させることができる。

【0072】

（３）第２フレーム２２を上方からみて、第２フレーム２２は、タンク本体部１５ａの軸線Ｌ１に沿って延びるフレーム本体部５１と、タンク端部１５ｂの軸線Ｌ２に沿って延びるフレーム端部５２と、を有する。第１固定機構５４ａは、フレーム本体部５１に取り付けられている。第２固定機構５４ｂは、フレーム端部５２に取り付けられている。第１固定機構５４ａを上方から見ると、第１固定機構５４ａは、タンク本体部１５ａのうちタンク本体部１５ａの軸線Ｌ１と重なる部分を押圧している。第２固定機構５４ｂを上方から見ると、第２固定機構５４ｂは、タンク端部１５ｂのうちタンク端部１５ｂの軸線Ｌ２と重なる部分を押圧している。したがって、第１固定機構５４ａがタンク本体部１５ａのうち軸線Ｌ１からずれた部分を押圧する場合や、第２固定機構５４ｂがタンク端部１５ｂのうち軸線Ｌ２からずれた部分を押圧する場合よりも、固定機構５４によって燃料タンク１５をより適当に固定できる。

【0073】

（４）第２固定機構５４ｂは、押圧部７３と、変位部７４と、ガイド部７５と、を有する押圧部７３は、タンク端部１５ｂを押圧する。変位部７４は、第２フレーム２２からタンク端部１５ｂに近づく押圧方向Ｄに押圧部７３を変位させる。ガイド部７５は、押圧方向Ｄに延びる長孔７５ｈが形成されている。第２フレーム２２は、第２フレーム２２に対して変位可能に変位部７４を支持する支持部７１と、支持部７１が固定されるとともに長孔７５ｈに挿入された締結部材Ｂが固定される固定部７２と、を有する。ガイド部７５は、長孔７５ｈにおける締結部材Ｂの挿入位置が変位しつつ、押圧部７３と共に変位可能である。そのため、変位部７４によって押圧部７３を押圧方向Ｄに変位させる作業を行うことで、第２固定機構５４ｂからタンク端部１５ｂに作用する押圧力を調整できる。したがって、固定機構５４に係る作業性をさらに向上させることができる。

【0074】

（５）燃料電池モジュール１０は、直交方向Ｙにおけるタンク本体部１５ａよりも外側からタンク本体部１５ａを支持する支持機構３６を有する。支持機構３６は、第１フレーム２１に取り付けられるとともに、タンク本体部１５ａよりも下方に位置する。そのため、第１フレーム２１への燃料タンク１５の搭載時に支持機構３６によってタンク本体部１５ａが支持されるため、燃料タンク１５の直交方向Ｙへの位置ずれを抑制できる。また、燃料タンク１５の自重が支持機構３６に作用することにより、支持機構３６によるタンク本体部１５ａの支持がなされるため、第１フレーム２１への燃料タンク１５の搭載後に支持機構３６の調整作業を行わなくてもよい。したがって、支持機構３６は、周囲のスペースが小さい場所に取り付け可能であるため、設計自由度を向上させることができる。

【0075】

［変更例］
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施できる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施できる。

【0076】

○ 支持機構３６は、直交方向におけるタンク端部１５ｂよりも外側からタンク端部１５ｂを支持するものであってもよい。支持機構３６は、第２固定機構５４ｂのように、燃料タンク１５への押圧力が調整可能であってもよい。

【0077】

○ 燃料タンク１５の直交方向への位置ずれが生じにくい場合では、燃料電池モジュール１０から支持機構３６を省略してもよい。
○ 第２固定機構５４ｂは、押圧部７３と、変位部７４と、ガイド部７５と、を有するものに限らない。要するに、第２固定機構５４ｂは、タンク端部１５ｂへの押圧力が調整されることにより、タンク本体部１５ａの軸方向Ｘにおいて燃料タンク１５を固定するものであれば、その構成は自由に変更可能である。なお、この変更例においては、第２フレーム２２から支持部７１及び固定部７２を省略してもよい。

【0078】

○ 第１固定機構５４ａを上方から見て、第１固定機構５４ａは、タンク本体部１５ａのうちタンク本体部１５ａの軸線Ｌ１からずれた部分を押圧するものであってもよい。第２固定機構５４ｂを上方から見て、第２固定機構５４ｂは、タンク端部１５ｂのうちタンク端部１５ｂの軸線Ｌ２からずれた部分を押圧するものであってもよい。この変更例においては、第２フレーム２２を上方からみて、フレーム本体部５１は、タンク本体部１５ａの軸線Ｌ１からずれた位置にて延びるものであってもよい。第２フレーム２２を上方からみて、フレーム端部５２は、タンク端部１５ｂの軸線Ｌ２からずれた位置にて延びるものであってもよい。

【0079】

○ 第３フレーム２３に搭載される部材は、キャパシタ１７以外の部材であってもよい。
○ 第２フレーム２２に搭載される部材は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６以外の部材であってもよい。

【0080】

○ 燃料電池モジュール１０から第３フレーム２３を省略してもよい。
○ 第１固定機構５４ａ及び第２固定機構５４ｂの少なくとも一方は、第２フレーム２２以外の部材に取り付けられてもよい。

【0081】

○ 前フレーム部２１ａと後フレーム部２１ｂとは、別部材ではなく、１つの部材であってもよい。この場合の第１フレーム２１は全体で一部材であってもよい。
○ 燃料電池モジュール１０は、乗用車、船舶、鉄道などに搭載されていてもよい。

【0082】

○ 燃料電池モジュール１０は、定置式の発電装置として用いられてもよい。

【符号の説明】

【0083】

Ｂ…締結部材、Ｄ…押圧方向、Ｌ１…（タンク本体部の）軸線、Ｌ２…（タンク端部の）軸線、Ｘ…軸方向、Ｙ…直交方向、Ｚ…鉛直方向、１０…燃料電池モジュール、１４…燃料電池、１５…燃料タンク、１５ａ…タンク本体部、１５ｂ…タンク端部、２０…フレーム、２１…第１フレーム、２２…第２フレーム、３６…支持機構、５１…フレーム本体部、５２…フレーム端部、５４…固定機構、５４ａ…第１固定機構、５４ｂ…第２固定機構、７１…支持部、７２…固定部、７３…押圧部、７４…変位部、７５…ガイド部、７５ｈ…長孔。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】