JP2005119595A - 燃料タンクの配設構造 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料タンクの配設構造において、車体構造を変えることなく既存部品を利用して燃料タンクへの後方からの衝撃を緩和することができ、重量の増加を抑えて全体として軽量化を図ることにある。
【解決手段】この発明は、車両の左右方向の両側に設けたサイドフレームを車両の前後方向に延出させ、このサイドフレームの間に燃料タンクを配設する燃料タンクの配設構造において、前記燃料タンクの胴体部を車両の左右方向に沿って延出させ、前記燃料タンクの後方に燃料タンクの高さ範囲内でこの燃料タンクと重なるリヤアクスルを配設し、このリヤアクスルに前記燃料タンクの胴体部の後側を覆うカバー部材を設けたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

この発明は燃料タンクの配設構造に係り、特に、車体構造を変えることなく既存部品を利用して燃料タンクへの後方からの衝撃を緩和することができ、重量の増加を抑えて全体として軽量化を図ることができる燃料タンクの配設構造に関する。

燃料電池自動車等の車両においては、燃料タンクに貯留した水素ガスを燃料として燃料電池に供給して電気エネルギを生成し、この電気エネルギにより走行用のモータを駆動して走行する。燃料タンクは、外部からの荷重が作用しにくいように位置させて配設し、また、剛性の高い部材により支持している。

従来の燃料タンクの配設構造としては、水素保有材料を含む第１の貯蔵タンクを燃料電池スタックの長さ方向前方に燃料電池スタックに近接して配置し、空気生成器を燃料電池スタックの長さ方向後方に燃料電池スタックに近接して配置したものがある。
従来の燃料タンクの配設構造としては、車両前後方向に延びるリヤサイドメンバに支持したサブフレームに、水素タンク、燃料電池本体等の車載部品を搭載したものがある。
従来の燃料タンクの配設構造としては、フレームに設けられたハンガ部材に燃料タンクをバンド部材の締付固定により固定したものがある。
従来の燃料タンクの配設構造としては、車両形状に応じて配置され、車両に固定される複数のフレームに、複数の高圧タンクを固定部材によって固定したものがある。
特開２００１−２５３２４８号公報 特開２００３−１２７９０７号公報 実開平１−１４１１３０号公報 特開２００２−３７０５５０号公報

ところが、燃料タンクの周囲に専用のフレームやメンバ等の大がかりな車両構造を採用した場合には、外部からの荷重を作用させにくくする一方で、重量の増加を招くとともに他部品を搭載するためのレイアウトスペースが小さくなる問題がある。

このため、燃料タンクへ作用する荷重の緩和と軽量化、省スペース化の両立が困難な不都合がある。また、専用のフレーム等の車両構造の配設は、車両側の改造要件が増えるため、製作工数の増大を招く不都合がある。

この発明は、車両の左右方向の両側に設けたサイドフレームを車両の前後方向に延出させ、このサイドフレームの間に燃料タンクを配設する燃料タンクの配設構造において、前記燃料タンクの胴体部を車両の左右方向に沿って延出させ、前記燃料タンクの後方に燃料タンクの高さ範囲内でこの燃料タンクと重なるリヤアクスルを配設し、このリヤアクスルに前記燃料タンクの胴体部の後側を覆うカバー部材を設けたことを特徴とする。

この発明の燃料タンクの配設構造は、燃料タンクの胴体部を車両の左右方向に沿って延出させ、燃料タンクの後方に燃料タンクの高さ範囲内でこの燃料タンクと重なるリヤアクスルを配設し、このリヤアクスルに燃料タンクの胴体部の後側を覆うカバー部材を設けたことにより、専用のフレームやメンバ等の大がかりな車両構造を改造することなく、車両の既存部品を利用して、外部の特に後方から燃料タンクに作用する荷重を受けることができ、燃料タンクへの後方からの衝撃を緩和することができ、重量の増加を抑えて全体として軽量化を図ることができる。

この発明の燃料タンクの配設構造は、車両の既存部品を利用して、外部の特に後方から燃料タンクに作用する荷重を受けて、燃料タンクへの後方からの衝撃を緩和するものである。
以下図面に基づいて、この発明の実施例を説明する。

図１〜図５は、この発明の第１実施例を示すものである。図１・図２において、２は車両、４は車体、６はサイドフレーム、８はフロアパネル、１０は後輪、１２はリヤアクスルである。車両２は、左右方向の両側に車体４を構成するサイドフレーム６を前後方向に延出させ、このサイドフレーム６の間であって車両２後部のフロアパネル８下側に燃料タンク１４を配設している。

この車両２は、燃料タンク１４に貯留した水素ガスを図示しない燃料電池に供給して電気エネルギを生成し、この電気エネルギにより図示しない走行用のモータを駆動して走行する、いわゆる燃料電池自動車である。

前記燃料タンク１４の配設構造は、車両２のサイドフレーム６間に２本の燃料タンク１４を配設している。燃料タンク１４は、両端を閉塞した円筒形状の胴体部１６を車両２の左右方向に沿って延出させ、車両２の前後方向に並べている。燃料タンク１４の後方には、燃料タンク１４の高さ範囲内で上下動し、正面視においてこの燃料タンク１４と重なるように前記リヤクスル１２を配設している。

このリヤアクスル１２には、図３・図４に示す如く、燃料タンク１４の胴体部１６の後側を覆うようにカバー部材１８を固着して設けている。カバー部材１８は、燃料タンク１４の胴体部１６の後側の周面に沿って円弧状に形成される。

これにより、この燃料タンク１４の配設構造は、専用のフレームやメンバ等の大がかりな車両構造を改造することなく、車両２の既存部品であるサイドフレーム６を利用して、外部の特に後方から燃料タンク１４に作用する荷重を受けることができるとともに、カバー部材１８によって後方から燃料タンク１４に作用する荷重を広い範囲で受けることができ、燃料タンク１４への後方からの衝撃を緩和することができ、重量の増加を抑えて全体として軽量化を図ることができ、構造が簡単で制作工数の削減を図ることができる。

また、燃料タンク１４は、サイドフレーム６の間に配設していることにより、車両２の既存部品であるサイドフレーム６を利用して、側方から作用する荷重を受けることができ、燃料タンク１４への側方からの衝撃を緩和することができ、重量の増加を抑えて全体として軽量化を図ることができ、構造が簡単で制作工数の削減を図ることができる。なお、カバー部材１８は、燃料タンク１４の胴体部１６に当接した際に弾性変形するような弾性構造とすることにより、さらに衝撃を緩和することができる。

なお、カバー部材１８には、図５に示す如く、燃料タンク１４の胴体部１６の後側の周面に対向する内側に断熱材２０を装着し、断熱機能を持たせることができる。これにより、燃料タンク１４は、近くに車両２の構成部品である電気部品等の発熱体（図示せず）がある場合に、燃料タンク１４と発熱体とを断熱材２０によって区画して燃料タンク１４ヘの熱伝達を可及的に防止して、燃料タンク１４の劣化を抑制することができる。

図６〜図１３は、第２実施例を示すものである。図６において、２は車両、４は車体、６はサイドフレーム、８はフロアパネル、１０は後輪、１２はリヤアクスルである。車両２には、いわゆる燃料電池自動車であり、左右方向の両側に車体４を構成するサイドフレーム６を前後方向に延出させ、このサイドフレーム６の間であって車両２後部のフロアパネル８下側に燃料タンク１４を配設している。

燃料タンク１４の配設構造は、両端を閉塞した円筒形状の胴体部１６を車両２の左右方向に沿って延出させ、車両２の前後方向に並べている。燃料タンク１４の後方には、リヤクスル１２を配設し、車両２の構成部品である電気部品２２を配設し、燃料タンク１４と電気部品２２との間に燃料タンク１４の胴体部１６の後側を覆うカバー部材１８を設けている。カバー部材１８は、燃料タンク１４の胴体部１６の後側の周面に沿って円弧状に形成される。

前記燃料タンク１４は、タンクブラケット２４を介して車体４に支持されている。このタンクブラケット２４には、前記カバー部材１８を設けている。

前記タンクブラケット２４は、図９・図１０に示す如く、車体４を構成するサイドフレーム６及びフロアパネル８に固定されるフレーム型タンクブラケット２６と、このフレーム型タンクブラケット２６に固定されるとともに燃料タンク１４の胴体部１６に巻き付けられるバンド型タンクブラケット２８とを有している。

前記フレーム型タンクブラケット２６は、車両２の左右方向（幅方向）に延出する３本の第１〜第３フレーム型タンクブラケット２６−１〜２６−３からなり、車両２の前後方向に並べて配設される。

３本の第１〜第３フレーム型タンクブラケット２６−１〜２６−３は、図６に示す如く、車両２の前後方向に延出する両側のサイドフレーム６はリヤアクスル１２近傍までは後輪１０とサイドフレーム６との干渉を避けるべく後輪１０の内側をリヤアクスル１２より小さい幅で前方に延び、リヤアクスル１２より前側の第３フレーム側タンクブラケット２６−３との連結部位から左右方向に拡大してリヤアクスル１２と略同じ幅で前方に延びるのにあわせて、中央側に配設される第２フレーム側タンクブラケット２６−２が最も長くなるように形成し、前後方向の前側及び後側に配設される第１・第３フレーム側タンクブラケット２６−１・２６−３がそれに続く長さになるように形成される。

前記バンド型タンクブラケット２８は、車両の前後方向に延出する２組の第１・第２バンド型タンクブラケット２８−１・２８−３からなり、車両２の左右方向に並べて配設される。

第１・第２バンド型タンクブラケット２８−１・２８−２は、２つの下向き半円形状が連続する第１・第２上側タンクブラケット部２８−１Ｕ・２８−２Ｕと、この第１・第２上側タンクブラケット２８−１Ｕ・２８−２Ｕと別体で、２つの上向き半円形状が連続する第１・第２下側タンクブラケット部２８−１Ｌ・２８−２Ｌとからなる。

第１・第２上側タンクブラケット部２８−１Ｕ・２８−２Ｕは、２本の燃料タンク１４の胴体部１６の夫々上側において前側及び後側に配設されるとともに、前記第１〜第３フレーム型タンクブラケット２６−１〜２６−３に例えば溶接等で一体的に固定される。第１・第２下側タンクブラケット部２８−１Ｌ・２８−２Ｌは、２本の燃料タンク１４の胴体部１６の夫々下側において前側及び後側に配設されるとともに、第１・第２上側タンクブラケット部２８−１Ｕ・２８−２Ｕに着脱可能に取付けられる。

タンクブラケット２４は、第１〜第３フレーム型タンクブラケット２６−１〜２６−３に一体的に固定された第１・第２上側タンクブラケット部２８−１Ｕ・２８−２Ｕに２本の燃料タンク１４を置き、この２本の燃料タンク１４を挟み込むように上方から第１・第２下側タンクブラケット部２８−１Ｌ・２８−２Ｌを被せ、第１・第２下側タンクブラケット部２８−１Ｌ・２８−２Ｌをそれぞれ第１・第２上側タンクブラケット部２８−１Ｕ・２８−２Ｕに取付ボルト３０によって取付けることにより２本の燃料タンク１４が第１〜第３フレーム型タンクブラケット２６−１〜２６−３に固定される。

燃料タンク１４を車両２に搭載する際には、第１〜第３フレーム型タンクブラケット２６−１〜２６−３に燃料タンク１４を固定する場合には上述した如く第１・第２上側タンクブラケット部２８−１Ｕ・２８−２Ｕが燃料タンク１４より下にあり、第１・第２下側タンクブラケット部２８−１Ｌ・２８−２Ｌが燃料タンク１４より上にあるので上下反転させ、タンクブラケット２４の第１〜第３フレーム型タンクブラケット２６−１〜２６−３に固定された第１・第２バンド型タンクブラケット２８−１・２８−３の第１・第２上側タンクブラケット部２８−１Ｕ・２８−２Ｕを２本の燃料タンク１４の胴体部１６の上側において前側及び後側に配設し、第１・第２下側タンクブラケット部２８−１Ｌ・２８−２Ｌを２本の燃料タンク１４の胴体部１６の夫々下側において前側及び後側に配設し、取付ボルト３０により第１・第２上側タンクブラケット部２８−１Ｕ・２８−２Ｕに第１・第２下側タンクブラケット部２８−１Ｌ・２８−２Ｌを取付け、タンクブラケット２４を形成する。

２本の燃料タンク１４を挟んだタンクブラケット２４は、図１１・図１２に示す如く、第１・第２上側タンクブラケット部２８−１Ｕ・２８−２Ｕがフロアパネル８に近接するように位置させて、第１フレーム側タンクブラケット２６−１をフロアパネル８の燃料タンク用収納凹部３２を形成する立ち上がり部３４に固定ボルト３６によって固定するとともに、第２・第３フレーム側タンクブラケット２６−２・２６−３をサイドフレーム６に固定ボルト３６によって固定することにより、車体４に取付ける。

このように、燃料タンク１４は、タンクブラケット２４を介して車体４に支持されている。この燃料タンク１４の配設構造は、図６〜図７に示す如く、タンクブラケット２４を構成する第３フレーム側タンクブラケット２６−３に前記カバー部材１８を取付けて設けている。カバー部材１８は、燃料タンク１４の胴体部１６の後側の周面に沿って円弧状に形成される。

これにより、この燃料タンク１４の配設構造は、専用のフレームやメンバ等の大がかりな車両構造を改造することなく、車両２の既存部品であるタンクブラケット２４を利用して、外部の特に後方から燃料タンク１４に作用する荷重を受けることができるとともに、カバー部材１８によって後方から燃料タンク１４に作用する荷重を広い範囲で受けることができ、燃料タンク１４への後方からの衝撃を緩和することができ、重量の増加を抑えて全体として軽量化を図ることができ、構造が簡単で制作工数の削減を図ることができる。

また、この燃料タンク１４の配設構造は、タンクブラケット２４の第３フレーム側タンクブラケット２６−３にカバー部材１８を一体に取付けたことにより、タンクブラケット２４を車体４に取付けるだけでカバー部材１８を組付けることができ、組付性を向上することができる。なお、カバー部材１８は、燃料タンク１４の胴体部１６に当接した際に弾性変形するような弾性構造とすることにより、さらに衝撃を緩和することができる。

この燃料タンク１４の配設構造は、予めＦＥＭ（有限要素）解析によって、荷重が作用する箇所を予測・特定し、カバー部材１８を設けている。例えば、燃料タンク１４の後方に車両２の構成部品である電気部品２２が配設されている場合には、この電気部品２２が後方から押されて燃料タンク１４に荷重を作用させることが予測される。

そこで、この燃料タンク１４の配設構造は、燃料タンク１４と電気部品２２との間に、燃料タンク１４の胴体部１６の後側を覆うカバー部材１８を設けている。これにより、この燃料タンク１４の配設構造は、荷重が作用する箇所（図６の斜線で示す箇所）を予測して特定し、カバー部材１８を設けることができるため、最小限の補強構造にとどめることができ、追加補強による重量増加や製作工数の増加を最小限に抑えることができる。

なお、カバー部材１８には、図１３に示す如く、燃料タンク１４の胴体部１６の後側の周面に対向する内側に断熱材２０を装着し、断熱機能を持たせることができる。これにより、燃料タンク１４は、近くに車両２の構成部品である電気部品等の発熱体３８がある場合に、燃料タンク１４と発熱体３８とを断熱材２０によって区画して燃料タンク１４ヘの熱伝達を可及的に防止して、燃料タンク１４の劣化を抑制することができる。

この発明の燃料タンクの配設構造は、車両の既存部品を利用して後方から燃料タンクに作用する荷重を受けて、燃料タンクへの後方からの衝撃を緩和することができ、燃料タンクを搭載しているあらゆる車両に適用することができる。

第１実施例を示す燃料タンクを配設した車両後部の底面図である。 燃料タンクを配設した車両後部の側面図である。 燃料タンクの後側且つ上側からの斜視図である。 燃料タンクの側面図である。 第１実施例の変形例を示す燃料タンクの側面図である。 第２実施例を示す燃料タンクを配設した車両後部の底面図である。 燃料タンクの後側且つ上側からの斜視図である。 燃料タンクの側面図である。 タンクブラケットの前側且つ上側からの斜視図である。 タンクブラケットの側面図である。 タンクブラケットを取り付けた車両後部の前側且つ下側からの斜視図である。 タンクブラケットを取り付けた車両後部の底面図である。 第２実施例の変形例を示す燃料タンクの側面図である。

符号の説明

２ 車両
４ 車体
６ サイドフレーム
８ フロアパネル
１０ 後輪
１２ リヤアクスル
１４ 燃料タンク
１６ 胴体部
１８ カバー部材
２０ 断熱材

Claims (6)

1. 車両の左右方向の両側に設けたサイドフレームを車両の前後方向に延出させ、このサイドフレームの間に燃料タンクを配設する燃料タンクの配設構造において、前記燃料タンクの胴体部を車両の左右方向に沿って延出させ、前記燃料タンクの後方に燃料タンクの高さ範囲内でこの燃料タンクと重なるリヤアクスルを配設し、このリヤアクスルに前記燃料タンクの胴体部の後側を覆うカバー部材を設けたことを特徴とする燃料タンクの配設構造。
2. 車両の左右方向の両側に設けたサイドフレームを車両の前後方向に延出させ、このサイドフレームの間に燃料タンクを配設する燃料タンクの配設構造において、前記燃料タンクの胴体部の長手方向を車両の左右方向に沿って延出させ、前記燃料タンクの後方に構成部品を配設し、前記燃料タンクと構成部品との間に前記燃料タンクの胴体部の後側を覆うカバー部材を設けたことを特徴とする燃料タンクの配設構造。
3. 前記燃料タンクはタンクブラケットを介して車体に支持され、このタンクブラケットに前記カバー部材を設けたことを特徴とする請求項２に記載の燃料タンクの配設構造。
4. 前記タンクブラケットは前記車体に固定されるフレーム型タンクブラケットと、このフレーム型タンクブラケットに固定されるとともに前記燃料タンクの胴体部に巻き付けられるバンド型タンクブラケットとを有し、前記フレーム型タンクブラケットに前記カバー部材を固着したことを特徴とする請求項３に記載の燃料タンクの配設構造。
5. 前記カバー部材に断熱材を装着したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の燃料タンクの配設構造。
6. 前記カバー部材は前記燃料タンクの周面に沿って円弧状に形成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の燃料タンクの配設構造。

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