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Hintergrund der Erfindung
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1. Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft einen Tankhaltemechanismus nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Fahrzeug, in dem ein Gastank unter Verwendung desselben montiert ist.
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2. Beschreibung des einschlägigen Stands der Technik
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In den letzten Jahren sind in Fahrzeugen montierte Hochdruck-Gastanks (nachstehend als „HD-Gastank” bezeichnet) immer üblicher geworden. Die
JP 2003-291666 A beschreibt ein Brennstoffzellenfahrzeug, das mit einem HD-Gastank versehen ist, in dem ein als Brenngas für eine Brennstoffzelle verwendetes Wasserstoffgas aufbewahrt wird. Der HD-Gastank ist quer im Fahrzeug montiert.
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Gemäß der
JP 2003-291666 A sind um einen zylindrischen Bereich des HD-Gastanks mehrere Bänder gewunden, um den HD-Gastank zu halten. Selbst wenn von außen eine Kraft auf eine Außenoberfläche des zylindrischen Bereichs des HD-Gastanks einwirkt, halten die Bänder daher den HD-Gastank entgegen der Krafteinwirkung in einer entsprechenden Position fest. Die Bänder sind um die Außenoberfläche des zylindrischen Bereichs gewunden. Bei dieser Anordnung muss die Haltekraft dieser Bänder ausreichend hoch sein, so dass der HD-Gastank in einer entsprechenden Position festgehalten werden kann, wenn auf den HD-Gastank eine axiale Kraft einwirkt. Gleichzeitig wird immer häufiger eine Reduktion der Wanddicke des HD-Gastanks gefordert, um eine Gewichtsreduktion erreichen zu können. Wenn die Wanddicke aber reduziert ist, kann die Haltekraft der Bänder nicht weiter erhöht werden.
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Die
DE 196 23 844 A1 offenbart eine Haltevorrichtung für einen Tank, bei der Wulste vorgesehen sind, die eine Montage mittels Spannbändern erleichtern.
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Die
DE 103 55 709 B4 offenbart schließlich eine gattungsgemäße Tankhaltevorrichtung mit schräg angeordnetem Tankgurt.
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Kurzfassung der Erfindung
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Die Erfindung schafft einen Tankhaltemechanismus für einen Gastank, der einen Gastank mit erhöhter Zuverlässigkeit in einer entsprechenden Position festhalten kann, auch wenn auf den Gastank eine axiale Kraft einwirkt, sowie ein Fahrzeug, in dem ein Gastank unter Verwendung desselben montiert ist.
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Ein Aspekt der Erfindung betrifft einen Tankhaltemechanismus zum Halten eines Gastanks, der einen zylindrischen Bereich und halbkugelförmige Kuppelbereiche aufweist, die auf jeweiligen Seiten des zylindrischen Bereichs ausgebildet sind. Der Tankhaltemechanismus umfasst: 1) einen Tankaufnahmebereich, der eine Umfangswand des zylindrischen Bereichs des Gastanks kontaktiert; 2) am Tankende befindliche Elemente, die in der Nähe der jeweiligen Enden des Gastanks vorgesehen sind; 3) zumindest einen Tankgurt, der den Gastank gegen den Tankaufnahmebereich drückt bzw. schiebt; und 4) Gurtsicherungsbereiche, die Endbereiche des Tankgurts an den jeweiligen am Tankende befindlichen Elementen sichern. Der Tankgurt wird von einem der Kuppelbereiche über den zylindrischen Bereich zu dem anderen Kuppelbereich geführt. Der Tankgurt erstreckt sich entlang einer Diagonalen des Gastanks auf einer Außenoberfläche des zylindrischen Bereichs, passt sich an die Form der Außenoberfläche des zylindrischen Bereichs und die Form der halbkugelförmigen Außenoberflächen der beiden Kuppelbereiche an.
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In dem so strukturierten Tankhaltemechanismus wird die Umfangswand des zylindrischen Bereichs des Gastanks, der mit dem Tankaufnahmebereich in Kontakt gebracht worden ist, durch den Tankgurt gehalten, und die am Tankende befindlichen Elemente, an denen der Tankgurt gesichert ist, sind in der Nähe der jeweiligen Enden des Gastanks vorgesehen. Daher wird der Tankgurt, der an einem der am Tankende befindlichen Elemente durch den Gurtsicherungsbereich gesichert ist, von einem der Kuppelbereiche in Richtung des zylindrischen Bereichs geführt und passt sich an die Form der halbkugelförmigen Außenoberfläche des Kuppelbereichs an. Ebenso wird der Tankgurt, der an dem anderen am Tankende befindlichen Element gesichert ist, von dem anderen Kuppelbereich zu dem zylindrischen Bereich geführt und passt sich an die Form der halbkugelförmigen Außenoberfläche des anderen Kuppelbereichs an. Der Tankgurt erstreckt sich entlang der Diagonalen des Gastanks auf der Außenoberfläche des zylindrischen Bereichs und passt sich an die Form der Außenoberfläche des zylindrischen Bereichs an. Der Tankgurt wird von einem der Kuppelbereiche über den zylindrischen Bereich zu dem anderen Kuppelbereich geführt. Der so geführte Tankgurt drückt den Tank gegen den Tankaufnahmebereich, so dass der Gastank gehalten wird. Mit dem so strukturieren Tankhaltemechanismus, der den Tankgurt umfasst, der diagonal über den Gastank gelegt wird, kann selbst bei Einwirkung einer axialen Kraft auf den Gastank diese axiale Kraft durch einen Bereich bzw. Abschnitt des Tankgurts, der an die Form der halbkugelförmigen Außenoberfläche des Kuppelbereichs, auf den die einwirkende Kraft übertragen wird, angepasst ist, aufgenommen werden. Dementsprechend kann der Gastank mit erhöhte Zuverlässigkeit in einer entsprechenden bzw. geeigneten Position festgehalten werden, auch wenn auf den Gastank eine axiale Kraft ausgeübt wird bzw. einwirkt. Wenn eine nach unten gerichtete Kraft auf die Außenoberfläche des zylindrischen Bereichs einwirkt, kann die Kraft durch einen Bereich bzw. Abschnitt des Tankgurts aufgenommen werden, der sich diagonal über den zylindrischen Bereich erstreckt und an die Form der Außenoberfläche des zylindrischen Bereichs angepasst ist. Dementsprechend kann der Gastank gegen die einwirkende Kraft in einer entsprechenden Position festgehalten werden. Darüber hinaus kann der Gastank mit erhöhter Zuverlässigkeit in einer geeigneten Position festgehalten werden, ohne dass die Haltekraft des Tankgurts übermäßig erhöht werden muss. Somit entfällt möglicherweise die Notwendigkeit, die Festigkeit des Tankgurts übermäßig zu erhöhen, und der Kostenaufwand für den Tankgurt kann dadurch reduziert werden.
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In dem vorstehend beschriebenen Tankhaltemechanismus kann der Tankgurt von einem der Kuppelbereiche über den zylindrischen Bereich zu dem anderen Kuppelbereich entlang der Richtung der Fasern geführt werden, die schraubenlinienförmig um den Gastank gewunden sind, z. B. anhand einer Fadenwickeltechnik zum Verstärken des Gastanks. Mit dieser Anordnung kann sich der Tankgurt mit erhöhter Zuverlässigkeit an die Form der halbkugelförmigen Außenoberflächen der Kuppelbereiche anpassen. Daher kann der Gastank mit erhöhter Zuverlässigkeit in einer entsprechenden Position festgehalten werden, auch wenn auf den Gastank eine axiale Kraft einwirkt.
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In dem vorstehend beschriebenen Tankhaltemechanismus kann die Anzahl der Tankgurte zwei betragen. Die beiden Tankgurte können einander auf der Außenoberfläche des zylindrischen Bereichs kreuzen, und sie können an den am Tankende befindlichen Elementen durch Gurtsicherungsbereiche gesichert werden. Bei dieser Anordnung kann der Gastank mit erhöhter Zuverlässigkeit in einer entsprechenden Position festgehalten werden, auch wenn auf den Gastank eine axiale Kraft einwirkt. Darüber hinaus wirkt sich die Bereitstellung von zwei Tankgurten nicht nachteilig auf die Raumersparnis aus.
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In dem vorstehend beschriebenen Tankhaltemechanismus kann zumindest einer der Gurtsicherungsbereiche, die an jeweiligen Enden des Tanksgurts positioniert sind, das entsprechende Ende des Tankgurts an dem entsprechenden am Tankende befindlichen Element befestigen, während eine Kraft absorbiert bzw. aufgenommen wird, die bewirkt, dass sich der Tankgurt dehnt. Auch wenn sich bei dieser Anordnung der Gastank, der durch den Tankhaltemechanismus gehalten wird, in der radialen Richtung oder der axialen Richtung des Gastanks ausdehnt oder zusammenzieht, kann das Ausdehnen oder Zusammenziehen des Gastanks absorbiert bzw. aufgenommen werden und der Gastank in einer entsprechenden Position festgehalten werden.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrzeug, das umfasst: einen Gastank, der derart quer montiert ist, dass die Längsrichtung des Gastanks im Wesentlichen mit der lateralen Richtung des Fahrzeugs übereinstimmt; und den Tankhaltemechanismus gemäß dem vorstehend beschriebenen Aspekt. Der Tankaufnahmebereich des Tankhaltemechanismus ist in der Fahrzeughöhenrichtung über dem Gastank positioniert.
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Der Gastank kann in dem Fahrzeug unter einem Fahrzeugboden quer montiert sein und mit erhöhter Zuverlässigkeit in einer entsprechenden Position festgehalten werden, auch wenn auf den Gastank eine axiale Kraft einwirkt.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Die Merkmale, Vorteile sowie die technische und die industrielle Bedeutung der vorliegenden Erfindung werden nachstehend in exemplarischen Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben. In den Zeichnungen sind identische Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen. Es zeigen:
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1 eine Ansicht, die den Zustand schematisch darstellt, in dem ein Hochdruck-Gastank (nachstehend als HD-Gastank” bezeichnet) mit Hilfe eines Tankhaltemechanismus gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in einem Fahrzeug montiert ist;
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2 eine Explosionsdarstellung, die die Art und Weise zeigt, in der der HD-Gastank in dem Fahrzeug montiert ist, und die außerdem Strukturen in der Nähe des HD-Gastanks zeigt;
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3 eine schematische Darstellung, die die Positionsbeziehung zwischen dem HD-Gastank und einem fahrzeugseitigen Rahmen in der Nähe des HD-Gastanks entlang der Längsrichtung des HD-Gastanks zeigt;
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4 eine schematische Darstellung, die die Positionsbeziehung zwischen dem HD-Gastank und dem fahrzeugseitigen Rahmen in der Nähe des HD-Gastanks von einem axialen Endbereich des HD-Gastanks aus betrachtet darstellt;
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5A eine Ansicht, die die Art und Weise zeigt, in der ein Tankgurt um den HD-Gastank gelegt ist, sowie die Art und Weise zeigt, in der der HD-Gastank durch den Tankhaltemechanismus gehalten wird, und zwar von der Rückseite des Fahrzeugs aus in Fahrzeuglängsrichtung betrachtet;
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5B eine Ansicht, die die Art und Weise zeigt, in der der Tankgurt um den HD-Gastank gelegt ist, sowie die Art und Weise, in der der HD-Gastank durch den Tankhaltemechanismus gehalten wird, und zwar von unterhalb des HD-Gastankes aus betrachtet;
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6A eine Ansicht, die die Art und Weise zeigt, in der der Tankgurt um den HD-Gastank gelegt ist, sowie die Art und Weise, in der der HD-Gastank durch den Tankhaltemechanismus gehalten wird, und zwar von der linken Seite des HD-Gastanks aus betrachtet;
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6B eine Ansicht, die die Art und Weise zeigt, in der der Tankgurt um den HD-Gastank gelegt ist, sowie die Art und Weise, in der der HD-Gastank durch den Hochdrucktank gehalten wird, und zwar von der rechten Seite des HD-Gastanks aus betrachtet;
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7 eine Ansicht, die 5B entspricht, und die die Art und Weise zeigt, in der der HD-Gastank durch einen Tankhaltemechanismus gemäß einer alternativen Ausführungsform gehalten wird; und
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8 eine Ansicht, die 5B entspricht, und die einen Tankhaltemechanismus gemäß einer weiteren alternativen Ausführungsform zeigt.
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Ausführliche Beschreibung der exemplarischen Ausführungsformen
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Nachstehend erfolgt eine Beschreibung von exemplarischen Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. 1 ist eine Ansicht, die den Zustand schematisch darstellt, wo ein Hochdruck-Gastank (der nachstehend als „HD-Gastank” bezeichnet wird) T unter Verwendung eines Tankhaltemechanismus gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in einem Fahrzeug 10 montiert ist. 2 ist eine Explosionsdarstellung, die die Art und Weise, in der der HD-Gastank T in dem Fahrzeug 10 montiert ist, sowie die Strukturen in der Nähe des HD-Gastanks zeigt. 3 ist eine Ansicht, die schematisch die Positionsbeziehung zwischen dem HD-Gastank und einem fahrzeugseitigen Rahmen in der Nähe des HD-Gastanks entlang der Längsrichtung des HD-Gastanks zeigt. 4 ist eine Ansicht, die schematisch die Positionsbeziehung zwischen dem HD-Gastank und dem fahrzeugseitigen Rahmen in der Nähe des HD-Gastanks T von einem axialen Endbereich des HD-Gastanks T aus betrachtet darstellt.
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Wie in 1 gezeigt ist, ist der HD-Gastank T in dem Fahrzeug 10 unter einer Plattform F (Tankaufnahmebereich) derart quer angebracht, dass die Längsrichtung des HD-Gastanks mit der lateralen Richtung des Fahrzeugs 10 im Wesentlichen übereinstimmt. In dem HD-Gastank T wird ein Gas, wie z. B. ein Wasserstoffgas, unter hohem Druck aufbewahrt. Das Wasserstoffgas wird einer Brennstoffzelle (nicht gezeigt), die in dem Fahrzeug 10 montiert ist, aus dem HD-Gastank T über eine Gasleitung (nicht gezeigt) zugeführt. Bevor das Wasserstoffgas der Brennstoffzelle zugeführt wird, wird der Druck des Wasserstoffgases durch ein Druckreduktionsventil (nicht gezeigt) reduziert. Der HD-Gastank ist unter einem Rücksitz S quer montiert. Neben dem vorstehend beschriebenen HD-Gastank T kann in der Richtung, die senkrecht zu dem Blatt verläuft, auf dem 1 dargestellt ist, und die sich vom Leser wegbewegt, zumindest noch ein weiterer HD-Gastank quer angebracht werden. Die Position, in der der HD-Gastank T angebracht ist, ist nicht auf die vorstehend angegebene Position beschränkt. Der HD-Gastank T kann z. B. auch hinter einer Achse für die Hinterräder RT quer montiert werden.
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Bei dem HD-Gastank handelt es sich um einen faserverstärkten Tank mit einer harzverstärkten Auskleidung (nicht gezeigt). Die Auskleidung wird durch Fasern verstärkt, die unter Verwendung einer Wickeltechnik um den Außenumfang der Auskleidung gewunden werden. Wie in 2 gezeigt ist, wird der HD-Gastank T durch Verbinden von Kuppelbereichen TD, die jeweils eine halbkugelförmige Form aufweisen, mit jeweiligen Seiten eines langen zylindrischen Bereichs TS ausgebildet. Jeder der Kuppelbereiche TD weist eine Außenoberfläche auf, bei der es sich um eine monoton ansteigend gekrümmte Oberfläche handelt. Eine Basis eines Metallventils TVB ist an einem der Kuppelbereiche TD angebracht. In der Basis für das Metallventil ist eine Leitung für ein in dem HD-Gastank T gespeichertes Wasserstoffgas ausgebildet. Die Ventilbasis TVB ist mit einer Gasleitung über einen auf der seitlichen Fläche vorgesehenen Leitungsverbinder verbunden.
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In dem Fahrzeug 10 ist gemäß der in 1–4 gezeigten Ausführungsform unter der Bodenfläche der Plattform F, die unter dem Rücksitz S angeordnet ist, eine Tankgehäuseausnehmung 110 ausgebildet. Die Tankgehäuseausnehmung 110 erstreckt sich in der lateralen Richtung des Fahrzeugs 10. Wie später ausführlicher erläutert wird, ist der HD-Gastank T in der Tankgehäuseausnehmung 110 aufgenommen und wird durch einen Tankhaltemechanismus 200 gehalten, der einen Tankgurt 140 umfasst, der diagonal um den HD-Gastank T gelegt ist. Die Tankgehäuseausnehmung 110 ist durch eine vordere Sicherungspassung 112F und eine hintere Sicherungspassung 112R definiert, die jeweils in einer vorderen geneigten Oberfläche und einer hinteren geneigten Oberfläche ausgebildet sind. Die vordere geneigte Oberfläche und die hintere geneigte Oberfläche erstrecken sich in der lateralen Richtung des Fahrzeugs 10 und liegen einander in der Längsrichtung des Fahrzeugs 10 gegenüber. Zwischen diesen geneigten Oberflächen ist eine Aussparung 114 ausgebildet, die sich in der lateralen Richtung des Fahrzeugs 10 erstreckt. Die vordere Sicherungspassung 112F und die hintere Sicherungspassung 112R, die einander entlang der Aussparung 114 gegenüberliegen, berühren zwei jeweilige Bereiche der Umfangswand des HD-Gastanks T entlang der Längsrichtung des HD-Gastanks T, wie in 4 gezeigt ist. Wenn der HD-Gastank T mit der vorderen Sicherungspassung 112F und der hinteren Sicherungspassung 112R in Kontakt gelangt, wird der quer montierte HD-Gastank T aufgenommen und durch die beiden Sicherungspassungen 112F und 112R gehalten. So wird die Position des HD-Gastanks T in der radialen Richtung beibehalten. In diesem Fall sind die beiden Sicherungspassungen 112F und 112R über dem in dem Fahrzeug 10 montierten HD-Gastank T positioniert. Die Position des HD-Gastanks T in der Fahrzeughöhenrichtung und in der Längsrichtung des Fahrzeugs 10 wird daher beibehalten, wenn der HD-Gastank T mit den beiden Sicherungspassungen 112F und 112R in Kontakt gelangt. Die Position des HD-Gastanks T in der Drehrichtung wird beispielsweise beliebig mit Hilfe der Ventilbasis TVB beibehalten.
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In dem Fahrzeug 10 sind die Seitenrahmen SF (die an einem Tankende befindlichen Elemente) auf den jeweiligen Seiten der Plattform F angebracht. Wie in 2 bis 4 gezeigt ist, sind die Seitenrahmen SF an Positionen in der Nähe der jeweiligen Enden des HD-Gastanks T und über einer Achse AX (siehe 5B) des HD-Gastanks T angeordnet. Einer der Seitenrahmen SF weist ein Durchgangsloch 118 auf, und der andere Seitenrahmen SF weist ein mit einem Innengewinde versehenes Loch 119 auf. Das Durchgangsloch 118 ist in dem Seitenrahmen SF ausgebildet, der in der Nähe eines Endes des HD-Gastanks T positioniert ist. Das Durchgangsloch 118 ist an einer Position in der Nähe der hinteren Sicherungspassung 112R ausgebildet. Das mit einem Innengewinde versehene Loch 119 ist in dem Seitenrahmen SF ausgebildet, der in der Nähe des anderen Endes des HD-Gastanks 112F angeordnet ist. Das ein Innengewinde aufweisende Loch 119 ist an einer Position in der Nähe der vorderen Sicherungspassung 112F ausgebildet. Das Durchgangsloch 118 und das ein Innengewinde aufweisende Loch 119 werden zum Sichern des Tankgurtes 140, worauf in der Beschreibung noch ausführlich eingegangen wird, an den Seitenrahmen SF verwendet.
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Wie in 2 gezeigt ist, umfasst der Tankhaltemechanismus 200 den Tankgurt 140, der verwendet wird, um den HD-Gastank T zu halten. Der Tankgurt 140 kann aus einem geeigneten Material, wie z. B. Stahl, angefertigt sein. Der Tankgurt 140 weist ein erstes gesichertes Ende 141 und ein zweites gesichertes Ende 142 auf. Das erste gesicherte Ende 141 weist ein Durchgangsloch 141a auf, und das zweite gesicherte Ende 142 weist ein Durchgangsloch 142a auf. Das Durchgangsloch 141a ist ein kreisförmiges Durchgangsloch mit einem Durchmesser, der größer ist als der Durchmesser einer Schraube 143A. Das Durchgangsloch 142a ist ein längliches kapselförmiges Loch. Eine Schraube 143A, die mit dem ein Innengewinde aufweisendes Loch 119 des Seitenrahmens SF verschraubt ist, sichert den Tankgurt 140 an das erste gesicherte Ende 141 an dem Seitenrahmen SF. (Abgesehen davon, dass die Schraube 143A mit dem ein Innengewinde aufweisendes Loch 119 verschraubt werden kann, kann das ein Innengewinde aufweisende Loch 119 als ein Durchgangsloch ausgebildet sein, und die Schraube 143A kann unter Verwendung einer Mutter (nicht gezeigt) gesichert bzw. befestigt werden, wie in dem Fall, wo das zweite gesicherte Ende 142 an dem Seitenrahmen SF gesichert wird, wie noch ausführlicher beschrieben werden wird). Das zweite gesicherte Ende 142 des Tankgurts 140 ist an dem Seitenrahmen SF durch eine lange Schraube 143B mit einer zwischen dem zweiten gesicherten Ende 142 und der Schraube 143B angeordneten Schraubenfeder 204 gesichert. In der in 2 gezeigten Ausführungsform weist jede der Schrauben 143A und 143B einen Kopf mit einem Innensechskant auf, es können jedoch auch andere Alternativen verwendet werden, wie z. B. ein Kopf mit einem Außensechskant. Eine Beilagscheibe 144 (und optional auch ein Federring (nicht gezeigt)) kann zwischen dem Seitenrahmen SF und den jeweiligen Schrauben 143A und 143B angeordnet werden. Das erste gesicherte Ende 141 und das zweite gesicherte Ende 142 werden durch Biegen der jeweiligen Endbereiche des Tankgurts 140 ausgebildet. Das erste gesicherte Ende 141 und das zweite gesicherte Ende 142 können in mehreren Schichten aufgebaut sein, so dass eine ausreichende Festigkeit des ersten und des zweiten gesicherten Endes 141 und 142 gewährleistet werden kann. Alternativ können das erste gesicherte Ende 141 und das zweite gesicherte Ende 142 durch Rippen (nicht gezeigt) verstärkt werden, um die gebogene Form bewahren zu können. Obgleich in der in 2 gezeigten Ausführungsform durch die Schrauben 143A und 143B, die Beilagscheiben 144 und die Schraubenfeder 204 Gurtsicherungsbereiche bereitstellt gestellt werden, ist auch die Verwendung alternativer Gurtsicherungsbereiche (nicht gezeigt) möglich.
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Als nächstes wird die Art und Weise, in der der Tankgurt 140 um den HD-Gastank T gelegt ist, sowie die Art und Weise, in der der HD-Gastank T durch den Tankhaltemechanismus gehalten wird, beschrieben. 5A ist eine Ansicht, die die Art und Weise zeigt, in der der Tankgurt 140 um den HD-Gastank T gelegt ist, sowie die Art und Weise, in der der HD-Gastank T durch den Tankhaltemechanismus gehalten wird, und zwar von der Rückseite des Fahrzeugs 10 aus in Längsrichtung desselben betrachtet. 5B ist eine Ansicht, die die Art und Weise zeigt, in der der Tankgurt 140 um den HD-Gastank T gelegt ist, sowie die Art und Weise, in der der HD-Gastank durch den Tankhaltemechanismus gehalten wird, und zwar von der Unterseite des HD-Gastanks T aus betrachtet. 6A ist eine Ansicht, die die Art und Weise zeigt, in der der Tankgurt um den HD-Gastank gelegt ist, sowie die Art und Weise, in der der HD-Gastank T durch den Tankhaltemechanismus gehalten wird, und zwar von der linken Seite des HD-Gastanks T aus betrachtet. 6B ist eine Ansicht, die die Art und Weise zeigt, in der der Tankgurt um den HD-Gastank T gelegt ist, sowie die Art und Weise, in der der HD-Gastank T durch den Tankhaltemechanismus gehalten wird, und zwar von der rechten Seite des HD-Gastanks T aus betrachtet.
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Wie in 5A, 5B, 6A und 6B gezeigt ist, sind das Durchgangsloch 118 und das ein Innengewinde aufweisende Loch 119 in den Seitenrahmen SF ausgebildet, an denen die jeweiligen Enden des Tankgurts 140 gesichert bzw. befestigt sind. Außerdem sind das Durchgangsloch 118 und das mit einem Innengewinde versehene Loch 119 jeweils in der Nähe der hinteren Sicherungspassung 112R und der vorderen Sicherungspassung 112F positioniert, die die Umfangswand des HD-Gastanks T berühren. Dementsprechend ist der Tankgurt 140 an dem ersten gesicherten Ende 141 an der Bodenfläche von einem der Seitenrahmen SF gesichert, erstreckt sich von der Bodenfläche des Seitenrahmens SF, erstreckt sich über die und passt sich an die Form der Außenoberfläche des einen der Kuppelbereiche TD des Gastanks T an, bei der es sich um eine monoton ansteigend gekrümmte Oberfläche handelt, und erstreckt sich über den zylindrischen Bereich TS des HD-Gastanks T. Daneben ist der Tankgurt 140 an dem zweiten gesicherten Ende 142 an der Bodenfläche des anderen Seitenrahmens SF befestigt, erstreckt sich von der Bodenfläche des Seitenrahmens SF, erstreckt sich über die und passt sich an die Form der Außenoberfläche des anderen Kuppelbereiches TD des HD-Gastanks T an, bei der es sich um eine monoton ansteigend gekrümmte Oberfläche handelt, und erstreckt sich über den zylindrischen Bereich TS des HD-Gastanks T. Wie in der Bodenansicht von 5B gezeigt ist, liegen das erste gesicherte Ende 141 und das zweite gesicherte Ende 142 einander in Bezug auf die Achse AX des HD-Gastanks T diagonal gegenüber. Daher erstreckt sich der Tankgurt 140 diagonal über den zylindrischen Bereich TS des HD-Gastanks T und passt sich an die Form der Außenoberfläche des zylindrischen Bereichs TS an, so dass der Tankgurt 140 die Achse AX aus der Perspektive in 5B besehen schneidet. Insbesondere ist der Tankgurt 140 diagonal um den HD-Gastank T gelegt, so dass er von einem der Kuppelbereiche TD über den zylindrischen Bereich TS zu dem anderen Kuppelbereich geführt wird. Bei dieser Anordnung wird der HD-Gastank T gegen die vordere Sicherungspassung 112F und die hintere Sicherungspassung 112F gedrückt bzw. geschoben, die die Tankgehäuseausnehmung 110 definieren. Dabei wird der HD-Gastank T durch den Tankhaltemechanismus 200 gehalten.
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Der Tankgurt passt sich an die Form der Außenoberfläche der Kuppelbereiche TD und der Außenoberfläche des zylindrischen Bereichs TS an. Dieser Tankgurt 140 ist diagonal über den HD-Gastank T gelegt, so dass ein Winkel α, der zwischen der Achse AX und dem Tankgurt 140 an dem zylindrischen Bereich TS entsteht, einen relativ geringen Wert aufweist. Der Tankgurt 140 wird von einem der Kuppelbereiche TD über den zylindrischen Bereich TS zu dem anderen Kuppelbereich TD entlang der Richtung der Verstärkungsfasern geführt, die in 5B als quer schraffierter Bereich gezeigt sind und die anhand einer Wickeltechnik zum Verstärken des HD-Gastanks T schraubenlinienförmig um den HD-Gastank T gewunden sind. Außerdem erstreckt sich der Tankgurt 140 zu den Seitenrahmen SF weg von der Außenoberfläche der Kuppelbereiche TD und ist an jeweiligen Enden an den Seitenrahmen SF befestigt. Um deutlich zu machen, dass die Seitenrahmen SF von den Kuppelbereichen TS des HD-Gastanks T beabstandet sind, sind die Seitenrahmen SF von den Kuppelbereichen TD des HD-Gastanks T in 5A und 5B in großem Abstand positioniert. Die Seitenrahmen SF können aber an Positionen vorgesehen sein, die den Kuppelbereichen TS näher sind, solange die Seitenrahmen SF nicht die Kuppelbereiche TD berühren. Die Seitenrahmen SF können näher an den Kuppelbereichen TD positioniert sein, weil die Seitenrahmen SF über der Achse AX des HD-Gastanks T positioniert sind. Auf diese Art und Weise kann in der Nähe der Kuppelbereiche TD Raum eingespart werden.
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Bevor der HD-Gastank T in dem Fahrzeug 10 montiert wird, wird der Tankgurt 140 von den Seitenrahmen SF entfernt, so dass er nicht den HD-Gastank T berührt. Dann wird der HD-Gastank T zusammen mit einer Tankhebeeinrichtung (nicht gezeigt), die den quer angeordneten HD-Gastank T vertikal nach oben anhebt (und ihn auch nach Bedarf wieder nach unten absetzt), zu einer Position unter der Tankgehäuseausnehmung 110, wie in 2 gezeigt ist, bewegt. Dann hebt die Tankhebeeinrichtung den HD-Gastank T solange an, bis die Umfangswand des HD-Gastanks T die vordere Sicherungspassung 112F und die hintere Sicherungspassung 112R, die die Tankgehäuseausnehmung 110 definieren und die einander gegenüberliegen, berührt. Bevor und nachdem die Tankhebeeinrichtung den HD-Gastank T anhebt bzw. angehoben hat, um den HD-Gastank T mit den Sicherungspassungen 112F und 112R in Kontakt zu bringen, wird die Position des HD-Gastanks T in der Drehrichtung bestimmt.
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Als nächstes werden das erste gesicherte Ende 141 und das zweite gesicherte Ende 142 des Tankgurts 140 an den Seitenrahmen SF mit Schrauben 143A und 143B gesichert. Eine ausführlichere Erläuterung dazu ist der nachstehenden Beschreibung zu entnehmen. Der Tankgurt 140, der von dem HD-Gastank T weg gehalten worden ist, wird z. B. an dem ersten gesicherten Ende 141 an dem Seitenrahmen SF mit der Schraube 143A gesichert. Dann wird der Tankgurt 140 diagonal auf den Außenumfang des HD-Gastanks T gelegt, so dass der Tankgurt 140 sich an die Form des Kuppelbereichs TD auf der Seite des ersten gesicherten Endes 141 und der Außenoberfläche des zylindrischen Bereichs TS anpasst. Schließlich wird der Tankgurt 140 an dem zweiten gesicherten Ende 142 an dem Seitenrahmen SF mit der Schraube 143B gesichert. An dem ersten gesicherten Ende 141 wird die Schraube 143A mit dem mit einem Innengewinde versehenen Loch 119 des Seitenrahmens SF verschraubt, um das erste gesicherte Ende 141 direkt an dem Seitenrahmen SF zu sichern, wie in 5A und 5B gezeigt ist. An dem zweiten gesicherten Ende 142 ist die Schraubenfeder 204 zwischen dem zweiten gesicherten Ende 142 und der einen großen Durchmesser aufweisenden Beilagscheibe 144, die auf den Kopf der Schraube 143B gelegt wird, angeordnet. In diesem Zustand wird die Schraube 143B in das Durchgangsloch 142a des zweiten gesicherten Endes 142 und das Durchgangsloch 118 des Seitenrahmens SF eingefügt, und die Schraube 143B wird durch die Mutter 145 fixiert. Um ein Lösen der Schraube 143B zu verhindern, kann beim Fixieren der Schraube 143B durch die Mutter 145 eine sogenannte Doppelmutteranordnung (nicht gezeigt) verwendet werden. Wenn die Mutter 145 auf die Schraube 143B geschraubt wird, wird die Schraubenfeder 204 über die Beilagscheibe 144 durch die Schraube 143B zusammengedrückt bzw. komprimiert. Die so komprimierte Schraubenfeder 204 drückt das zweite gesicherte Ende 142 des Tankgurtes 140 gegen den Seitenrahmen SF, um den Tankgurt 140 zu halten, während auf den Tankgurt 140 eine Spannung aufgebracht wird. Der HD-Gastank T wird durch den so gehaltenen Tankgurt 140 gegen die vordere Sicherungspassung 112F und die hintere Sicherungspassung 112R geschoben. Der HD-Gastank T ist dabei an der Plattform F befestigt.
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In dem Fahrzeug 10 gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform werden das erste gesicherte Ende 141 und das zweite gesicherte Ende 142 des Tankgurts 140 an den Seitenrahmen SF an den Positionen des ein Innengewinde aufweisenden Lochs 119 und des Durchgangslochs 118 gesichert, um mit Hilfe des Tankhaltemechanismus 200 den HD-Gastank T an der vorderen Sicherungspassung 112F und der hinteren Sicherungspassung 112, die die Tankgehäuseausnehmung 110 definieren, zu halten. Das mit einem Innengewinde versehene Loch 119 und das Durchgangsloch 118 befinden sich jeweils in der Nähe der vorderen Sicherungspassung 112F und der hinteren Sicherungspassung 112R. Wie vorstehend beschrieben, ist daher der Tankgurt 140 an dem ersten gesicherten Ende 141 an der Bodenfläche von einem der Seitenrahmen SF befestigt, erstreckt sich von der Bodenfläche des Seitenrahmens SF, erstreckt sich über die und passt sich an die Form der Außenoberfläche von einem der Kupplungsbereiche TD des HD-Gastanks T an, bei der es sich um eine monoton ansteigend gekrümmte Oberfläche handelt, und erstreckt sich über den zylindrischen Bereich TS des HD-Gastanks T. Der Tankgurt 140 wird hingegen an dem zweiten gesicherten Ende 142 an der Bodenfläche des anderen Seitenrahmens SF gesichert, erstreckt sich von der Bodenfläche des Seitenrahmens SF, erstreckt sich über die und passt sich an die Form der Außenoberfläche des anderen Kuppelbereichs TD des HD-Gastanks T an, bei der es sich um eine monoton gekrümmte Oberfläche handelt, und erstreckt sich über den zylindrischen Bereich TS des HD-Gastanks T. Wie in der Bodenansicht von 5B gezeigt ist, erstreckt sich der Tankgurt 140 diagonal über den zylindrischen Bereich TS des HD-Gastanks T und passt sich an die Form der Außenoberfläche des zylindrischen Bereichs TS an, so dass der Tankgurt 140 die Achse AX schneidet. Insbesondere liegt der Tankgurt 140 diagonal auf dem HD-Gastank T, so dass es von einem der Kuppelbereiche TD über den zylindrischen Bereich TS zu dem anderen Kuppelbereich TD geführt wird. Bei dieser Anordnung wird der HD-Gastank T gegen die vordere Sicherungspassung 112F und die hintere Sicherungspassung 112R, die die Tankgehäuseausnehmung 110 definieren, geschoben. Dabei wird der HD-Gastank T durch den Tankhaltemechanismus 200 gehalten.
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In dem Fahrzeug 10 gemäß der dargestellten Ausführungsform wird somit, wenn auf den HD-Gastank T eine axiale Kraft einwirkt, diese axiale Kraft durch einen Bereich bzw. Abschnitt des Tankgurts 140 aufgenommen, der an die Form der Außenoberfläche des Kuppelbereichs TD, auf den die Kraft übertragen wird, angepasst ist. Bei der Außenoberfläche des Kuppelbereichs TD handelt es sich um eine monoton ansteigend gekrümmte Oberfläche. Dementsprechend kann der HD-Gastank auch dann in einer entsprechenden Position gehalten werden, wenn auf den HD-Gastank eine axiale Kraft einwirkt. Wenn eine abwärts gerichtete Kraft in 6A und 6B auf die Außenoberfläche des zylindrischen Bereichs TS einwirkt, wird die Kraft durch einen Bereich bzw. Abschnitt des Tankgurts 140 aufgenommen, der sich diagonal über den zylindrischen Bereich TS erstreckt und an die Form der Außenoberfläche des zylindrischen Bereichs TS angepasst ist. Dementsprechend kann der HD-Gastank T auch gegen die Einwirkung der Kraft in einer entsprechenden Position festgehalten werden. Wenn eine in die laterale Richtung gerichtete Kraft in 6A und 6B (in Längsrichtung des Fahrzeugs 10) auf die Außenoberfläche des zylindrischen Bereichs TS einwirkt, wird die Kraft durch die vordere Sicherungspassung 112F oder die hintere Sicherungspassung 112R, auf die die Kraft übertragen wird, und durch einen Bereich bzw. Abschnitt des Tankgurts 140, der an die Form des Kuppelbereichs TD angepasst ist, aufgenommen. Dementsprechend kann der HD-Gastank auch gegen diese Kraft in einer entsprechenden Position festgehalten werden. Darüber hinaus kann der HD-Gastank T ohne eine weitere Erhöhung der Haltekraft des Tankgurts 140 mit erhöhter Zuverlässigkeit in einer entsprechenden Position festgehalten werden. Die Festigkeit des Tankgurts 140 muss daher nicht übermäßig erhöht werden, und eine Reduktion des Kostenaufwands für der Tankgurt 140 ist somit möglich. Eine Reduktion der Wanddicke des HD-Gastanks T kann dadurch ebenfalls erreicht werden. Folglich kann selbst ein dünnwandiger HD-Gastank T in dem Fahrzeug 10 angemessen montiert werden.
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Darüber hinaus wird in dem Fahrzeug 10 gemäß der dargestellten Ausführungsform der Tankgurt 140 von einem der Kuppelbereiche TD über den zylindrischen Bereich TS zu dem anderen Kuppelbereich TD des HD-Gastanks T entlang der Richtung der Verstärkungsfasern geführt, die um den HD-Gastank T mit Hilfe einer Wickeltechnik zum Verstärken des HD-Gastanks T schraubenlinienförmig gewunden sind. Basierend auf der Netzwerktheorie der Wickeltechnik erstreckt sich der Tankgurt 140 entlang der geodätischen Linie der monton ansteigend gekrümmten Oberfläche des Kuppelbereichs TS, so dass er sich der Form der Außenoberfläche des Kuppelbereichs zuverlässig anpassen kann. Folglich kann der HD-Gastank T mit erhöhter Zuverlässigkeit in einer entsprechenden Position gehalten werden, auch wenn eine axiale Kraft auf den HD-Gastank T einwirkt.
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In dem Tankhaltemechanismus 200 gemäß der dargestellten Ausführungsform bringt die Schraubenfeder 204 eine Spannung auf den Tankgurt 140 auf, der von den Kuppelbereichen TD über den zylindrischen Bereich TS zu dem anderen Kuppelbereich TD des HD-Gastanks T geführt wird, wie vorstehend beschrieben ist, um den Tankgurt 130 zu halten, wobei die Schraubenfeder 204 komprimiert bzw. zusammengedrückt wird. Die Schraubenfeder 204 wird in dem Zustand komprimiert, wo die Schraubenfeder 204 sich weiter dehnen oder zusammenziehen kann. Selbst wenn sich daher der Durchmesser des HD-Gastanks T unter dem Einfluss der Außentemperatur oder aufgrund des Verbrauchs des Hochdruckgases in dem HD-Gastank T oder des Einleitens des Hochdruckgases in den HD-Gastank T verändert, wird diese Durchmesserveränderung ausgeglichen. Außerdem ist der Tankgurt 140 um den HD-Gastank T derart gelegt, dass der Tankgurt 140 sich nicht nur an die Form des zylindrischen Bereichs TS anpasst, sondern auch an die monoton ansteigend gekrümmten Oberflächen der Kuppelbereiche TD, die auf den jeweiligen Seiten des zylindrischen Bereichs TS ausgebildet sind. Daher wird eine Dehnung oder ein Zusammenziehen des HD-Gastanks T in der axialen Richtung durch eine Veränderung der Federlänge der Schraubenfeder 204 aufgenommen. In dem Fahrzeug 10 gemäß der dargestellten Ausführungsform kann daher der HD-Gastank T nach Berücksichtigung möglicher Veränderungen des Durchmessers und der Länge des HD-Gastanks T angemessen quer montiert und gehalten werden. In anderen Worten kann mit dem Tankhaltemechanismus 200 gemäß der veranschaulichten Ausführungsform der HD-Gastank T nach Berücksichtigung möglicher Veränderungen des Durchmessers und der Länge des HD-Gastanks in dem Fahrzeug 10 quer montiert werden.
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Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform beschränkt, und kann in verschiedenen anderen, im Schutzbereich der Erfindung liegenden Ausführungsformen implementiert werden. 7 zeigt die Art und Weise, in der der HD-Gastank T durch einen Tankhaltemechanismus 200A gemäß einer modifizierten, alternativen Ausführungsform gehalten wird. 7 entspricht 5B.
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Wie in 7 gezeigt ist, sind in dem der Modifizierung entsprechenden Tankhaltemechanismus 200A Querstreben KM vorgesehen, um die Seitenrahmen SF auf den jeweiligen Seiten des HD-Gastanks T miteinander zu verbinden, wobei sich Bandhalteeinrichtungen KMB von den jeweiligen Querstreben KM erstrecken. Das erste gesicherte Ende 141 und das zweite gesicherte Ende 142 des Tankgurts 140 sind an den Bandhalteeinrichtungen KMB so gesichert, dass der HD-Gastank T durch der Tankgurt 140 wie vorstehend beschrieben gehalten wird. Gemäß der Modifizierung können die gleichen Effekte wie jene in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform erhalten werden. Elemente, die in der Nähe von sich öffnenden Enden der Tankgehäuseausnehmung 110 angeordnet sind und die sich in der Längsrichtung des Fahrzeugs 10 erstrecken, können als Querstreben KM verwendet werden, wobei der Tankgurt 140 direkt oder über die Bandhalteeinrichtungen KMB an diesen Elementen befestigt werden kann.
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8 ist eine Ansicht, die einen Tankhaltemechanismus 200B gemäß einer weiteren modifizierten alternativen Ausführungsform zeigt. 8 entspricht 5B. In dem Tankhaltemechanismus 200B gemäß dieser Modifizierung sind zwei Tankgurte 140 vorgesehen. Die beiden Tankgurte 140 kreuzen einander auf der Außenoberfläche des zylindrischen Abschnitts TS, wobei die Tankgurte 140 an den Seitenrahmen SF befestigt sind. Bei dem Tankhaltemechanismus 200B gemäß dieser Modifizierung kann der HD-Gastank T mit erhöhter Zuverlässigkeit in einer entsprechenden Position gehalten werden, selbst wenn eine axiale Kraft auf den HD-Gastank T einwirkt. Dies ist darin begründet, dass der zylindrische Bereich TS des HD-Gastanks T durch die einander kreuzenden Tankgurte 140 gehalten wird, und jeder der Kuppelbereiche TD durch die Tankgurte 140 gehalten wird, die in axiale Richtung des HD-Gastanks T betrachtet eine V-Form ausbilden. Darüber hinaus wirkt sich die Bereitstellung von zwei Tankgurten 140 nicht nachteilig auf die Raumersparnis aus.
