JP2006168527A - 車体フレーム構造 - Google Patents

Abstract

【課題】車室内のスペースを確保した状態でガス燃料タンクを取り付けることができ、かつ車体フレームの剛性を高めることができる車体フレーム構造を提供する。
【解決手段】 車体フレーム構造１０は、前トンネルフレーム２５内の空間４６、中央トンネルフレーム２９内の空間４７、後トンネルフレーム２７内の空間４８および左右のセンターフレーム１３，１４間の空間４９に、ガス燃料タンク５０が配置されている。ガス燃料タンク５０は、車体前後方向に延ばした状態で配置され、左右のセンターフレーム１３，１４に前後の支えフレーム５２，５３を介して取り付けられている。
【選択図】 図１

Description

本発明は車体フレーム構造に係り、特に、ガス燃料タンクを取り付ける車体フレーム構造に関する。

自動車のなかには、フロアの下方にガス燃料タンクを取り付けたものがある。フロアの下方にガス燃料タンクを取り付ける場合、自動車の最低地上高を確保するために、フロアを車室側に隆起させて、フロアの下方にガス燃料タンクを収納する空間を確保する。

ここで、フロアの下方にガス燃料タンクを取り付ける場合、通常、ガス燃料タンクを車幅方向に向けて横置きに取り付ける。横置きのガス燃料タンクは、車体フレームの左側フレームから右側フレームまで延びる。
このため、フロアを車体フレームの左側フレームから右側フレームまで上方に隆起させる必要があり、車室内のスペースを確保することが難しい。

車室内のスペースを確保する手段として、フロアの中央に車体前後方向に延びるフロアトンネルを設け、このフロアトンネル下方の空間を利用してガス燃料タンクを取り付ける車体フレーム構造が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００３−２０５７５４号公報

特許文献１の車体フレーム構造は、フロアの中央に車体前後方向に延びるフロアトンネルを設け、このフロアトンネル下方の空間に、２個のガス燃料タンクを車体前後方向に沿って直列に並べ、２個のガス燃料タンクを３個の支持フレームで固定したものである。
支持フレームは、車体フレームの左側フレームから右側フレームまで車幅方向に延び、左右端部が左右側のフレームにそれぞれ固定されている。

上記公報の車体フレーム構造によれば、フロアの中央にフロアトンネルを設けるだけで、ガス燃料タンクを取り付けることが可能になる。フロアの中央にフロアトンネルを設けるだけなので、ガス燃料タンクを横置きにした場合のように、フロアを車体フレームの左側フレームから右側フレームまで上方に隆起させる必要がない。このため、車室内のスペースを確保することができる。

ところで、特許文献１の車体フレーム構造は、車体フレームの左側フレームから右側フレームまで支持フレームを車幅方向に延ばし、左右端部を左右側のフレームで連結している。
しかし、車幅方向に延ばした支持フレームだけで左右側のフレームを連結するだけでは、車体フレームの剛性を高めることは難しく、この観点から改良の余地が残されていた。

本発明は、車室内のスペースを確保した状態でガス燃料タンクを取り付けることができ、かつ車体フレームの剛性を高めることができる車体フレーム構造を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、車体フロアの下方に設けられ、車体前後方向に延びる左右のサイドシルと、左右のサイドシルの車体内側に設けられ、車体前後方向に延びる左右のセンターフレームとを備えた車体フレーム構造において、前記左サイドシルおよび左センターフレームの前後端部を前後の左アウトリガーでそれぞれ接続し、前記右サイドシルおよび右センターフレームの前後端部を前後の右アウトリガーでそれぞれ接続し、左右のセンターフレーム間上方の前記車体フロアに、車室側に突出したフロアトンネルを形成し、このフロアトンネル内および左右のセンターフレーム間に、圧縮された高圧ガスを貯蔵するガス燃料タンクを、車体前後方向に延ばした状態で配置し、このガス燃料タンクを、左右のセンターフレームに取り付けたことを特徴とする。

ガス燃料タンクを、フロアトンネル内および左右のセンターフレーム間に、車体前後方向に延ばした状態で配置することで、ガス燃料タンクの全長を長くし、ガス燃料タンクの外径を小さく抑えることが可能になる。
これにより、フロアトンネルを車室側に大きく突出させなくても、フロアトンネル内にガス燃料タンクを配置することができる。

また、左右のセンターフレームに、ガス燃料タンクを沿わせた状態で取り付けることで、ガス燃料タンクを車体フレーム構造の骨格部材として兼用し、左右のセンターフレームをガス燃料タンクで補強することができる。
ここで、ガス燃料タンクを車体フレーム構造の骨格部材として兼用することで、専用の補強部材を不要にすることが可能になり、重量の軽減を図ることもできる。

請求項２は、前記左右のサイドシル、前記左右のセンターフレーム、前記左右のアウトリガーおよび前記ガス燃料タンクを、それぞれの下端部が同等の地上高になるように構成したことを特徴とする。

ここで、車両の最低地上高は一定の高さに確保する必要がある。よって、車体フレームよりもガス燃料タンクの地上高が低い場合には、ガス燃料タンクの地上高を最低地上高と同等の高さに設定する必要がある。
このため、車体フレームは、最低地上高より高い位置に設けられるので、車室の床面（フロア）を下げることが難しい。

そこで、請求項２において、ガス燃料タンクを車体前後方向に延ばしてガス燃料タンクの外径を小さく抑え、ガス燃料タンクの下端を比較的上方に配置することで、ガス燃料タンクの下端を、左右のセンターフレームの下端に合わせるようにした。

よって、左右のサイドシル、左右のセンターフレームおよび左右のアウトリガーなどの車体フレームやガス燃料タンクの地上高を同等にすることができる。
これにより、車体フレーム構造の全体を最低地上高と同等の高さまで下げて、車室の床面（車体フロア）を下げることで、車室を広く確保することができる。
なお、地上高とは、地面からそれぞれの部材の下端までの高さをいう。
また、最低地上高とは、地面から車両の最下端までの高さをいう。

請求項３は、前記ガス燃料タンクおよび前記フロアトンネルとの間の隙間に、ガス燃料タンクの上面に沿わせてトンネルフレームを配置し、このトンネルフレームを、少なくとも前記左右のアウトリガーの延長線上に配置するとともに、トンネルフレームの左右端部を、前記左右のセンターフレームにそれぞれ設けたことを特徴とする。

これにより、左右のアウトリガーおよびトンネルフレームで左右のサイドシルを一体に連結することが可能になり、車体フレーム構造の剛性をより一層高めることができる。

請求項４は、前記ガス燃料タンクの周壁に補強用の環状突起部を周設し、この環状突起部を、前記トンネルフレームに設けた移動防止孔に係合させるように構成したことを特徴とする。

ガス燃料タンクの環状突起部を、トンネルフレームに設けた移動防止孔に係合させることで、移動防止孔の周縁で環状突起部が車体前後方向に移動することを防ぎ、ガス燃料タンクが車体前後方向に移動することを防止できる。

請求項５は、前記左右のサイドシル、前記左右のセンターフレームおよび前記左右のアウトリガーは、それぞれ車体前後方向に押し出された押出し材で形成された部材であることを特徴とする。

これにより、押し出し成形の際に、サイドシルおよびアウトリガーのいずれか一方の部材に、接合代として接合フランジを押し出し成形することができる。この接合フランジを、他方の部材に接合することにより、サイドシルおよびアウトリガーを一体に連結する。
同様に、押し出し成形の際に、アウトリガーおよびセンターフレームのいずれか一方の部材に、接合代として接合フランジを押し出し成形することができる。この接合フランジを、他方の部材に接合することにより、アウトリガーおよびセンターフレームを一体に連結する。

これにより、各々の部材を押し出し成形した後工程で、接合フランジを加工する必要がない。したがって、左右のサイドシル、左右のセンターフレームおよび左右のアウトリガーを簡単に形成することができる。

請求項６は、前記前左右のアウトリガーおよび後左右のアウトリガーの少なくとも一方に、左右の嵩上げ部材を載せ、左右の嵩上げ部材から左右のエンドフレームを延ばす構成とし、左右の嵩上げ部材を、車体前後方向に押し出された押出し材で形成したことを特徴とする。

ここで、左右のエンドフレームは、前左右のアウトリガーや後左右のアウトリガーより上方に位置している。このため、左右のエンドフレームを前左右のアウトリガーや後左右のアウトリガーに直接取り付ける場合には、左右のエンドフレームを上向きに曲げ加工して、左右のエンドフレームの先端部を上方に配置する必要がある。
左右のエンドフレームを曲げ加工する際に、加工精度が要求されている。

そこで、請求項６において、左右のエンドフレームを、左右の嵩上げ部材を介して前左右のアウトリガーや後左右のアウトリガーに取り付けることにより、左右のエンドフレームを曲げ加工しなくても、左右のエンドフレームを前左右のアウトリガーや後左右のアウトリガーの上方に配置することができる。
左右のエンドフレームを曲げ加工する必要がないので、左右のエンドフレームの位置精度を確保し易く、生産性の向上を図ることができる。

さらに、左右の嵩上げ部材として、車体前後方向に押し出された押出し材を用いた。これにより、左右の嵩上げ部材を簡単に形成することができ、生産性の向上をさらに図ることができる。

本発明に係る車体フレーム構造では、フロアトンネル内にガス燃料タンクを配置することで、車室内のスペースを確保した状態でガス燃料タンクを取り付けることができるという利点がある。
また、本発明に係る車体フレーム構造では、車体フレームの構造において、特に、左右のセンターフレームをガス燃料タンクで補強することで、車体フレームの剛性を高めることができるという利点がある。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、「前」、「後」、「左」、「右」、「上」、「下」は運転者から見た方向に従い、Ｆｒは前側、Ｒｒは後側、Ｌは左側、Ｒは右側を示す。

図１は本発明に係る第１実施の形態の車体フレーム構造を示す斜視図である。
車体フレーム構造１０は、左右のサイドシル１１，１２を所定間隔をおいて互いに平行に、かつ車体前後方向に延ばした状態に備え、左右のサイドシル１１，１２の車体内側で、かつ車幅方向中央に左右のセンターフレーム１３，１４を一定間隔Ｓ（図２参照）をおいて車体前後方向に延ばした状態に備え、左右のサイドシル１１，１２および左右のセンターフレーム１３，１４の上方に車体フロア１９を備える。

この車体フレーム構造１０は、左サイドシル１１の前端部１１ａおよび左センターフレーム１３の前端部１３ａを前左アウトリガー（左アウトリガー）１５で接続するとともに、左サイドシル１１の後端部１１ｂおよび左センターフレーム１３の後端部１３ｂを後左アウトリガー（左アウトリガー）１６で接続し、右サイドシル１２の前端部１２ａおよび右センターフレーム１４の前端部１４ａを前右アウトリガー（右アウトリガー）１７で接続するとともに、右サイドシル１２の後端部１２ｂおよび右センターフレーム１４の後端部１４ｂ（図２参照）を後右アウトリガー（右アウトリガー）１８で接続し、左サイドシル１１の後端部寄りの部位１１ｃおよび左センターフレーム１３の後端部寄りの部位１３ｃを左補強部材２１で接続し、右サイドシル１２の後端部寄りの部位１２ｃおよび右センターフレーム１４の後端部寄りの部位１４ｃを右補強部材２２で接続したものである。

車体フレーム構造１０は、前トンネルフレーム（トンネルフレーム）２５が、前左右のアウトリガー１５，１７の延長線上に配置されるとともに、前トンネルフレーム２５の左端部２５ａが、左センターフレーム１３の前端部１３ａの上面に取り付けられ（図４、図５も参照）、前トンネルフレーム２５の右端部２５ｂ（図４、図５参照）が、右センターフレーム１４の前端部１４ａの上面に取り付けられている。

また、車体フレーム構造１０は、後トンネルフレーム２７（トンネルフレーム）が、後左右のアウトリガー１６，１８の延長線上に配置されるとともに、後トンネルフレーム２７の左端部２７ａが、左センターフレーム１３の後端部１３ｂの上面に取り付けられ、後トンネルフレーム２７の右端部２７ｂ（図２参照）が、右センターフレーム１４の後端部１４ｂの上面１４ｄに取り付けられている。

さらに、車体フレーム構造１０は、中央トンネルフレーム（トンネルフレーム）２９が、左右の補強部材２１，２２の延長線上に配置されるとともに、中央トンネルフレーム２９の左端部２９ａが、左センターフレーム１３の後端部寄りの部位１３ｃに取り付けられ、中央トンネルフレーム２９の右端部２９ｂ（図２参照）が、右センターフレーム１４の後端部寄りの部位１４ｃに取り付けられている。

前トンネルフレーム２５を、前左右のアウトリガー１５，１７の延長線上に設けた。また、後トンネルフレーム２７を、後左右のアウトリガー１６，１８の延長線上に設けた。さらに、中央トンネルフレーム２９を、左右の補強部材２１，２２の延長線上に設けた。

これにより、前左右のアウトリガー１５，１７および前トンネルフレーム２５を直線上に配置し、これらの部材１５，１７，２５で、左右のサイドシル１１，１２の前端部１１ａ，１２ａおよび左右のセンターフレーム１３，１４の前端部１３ａ，１４ａを一体に連結することが可能になる。

また、後左右のアウトリガー１６，１８および後トンネルフレーム２７を直線上に配置し、これらの部材１６，１８，２７で、左右のサイドシル１１，１２の後端部１１ｂ，１２ｂおよび左右のセンターフレーム１３，１４の後端部１３ｂ，１４ｂを一体に連結することが可能になる。

さらに、左右の補強部材２１，２２および中央トンネルフレーム２９を直線上に配置し、これらの部材２１，２２，２９で、左右のサイドシル１１，１２の後端部寄りの部位１１ｃ，１２ｃおよび左右のセンターフレーム１３，１４の後端部寄りの部位１３ｃ，１４ｃを一体に連結することが可能になる。
したがって、車体フレーム構造１０の剛性をより一層高めることができる。

前トンネルフレーム２５に前移動防止孔３１を備えるとともに、後トンネルフレーム２７に後移動防止孔３２を備える。
前後のトンネルフレーム２５，２７に前後の移動防止孔３１，３２を備えた理由については図８で詳しく説明する。

前トンネルフレーム２５は、車体前後方向に押し出された押出し材で形成され、複数の中空部３３…（図５参照）を備えた湾曲状の部材である。
後トンネルフレーム２７および中央トンネルフレーム２９は、前トンネルフレーム２５と同様に、車体前後方向に押し出された押出し材で形成され、複数の中空部（図示せず）を備えた湾曲状の部材である。

さらに、車体フレーム構造１０は、前左アウトリガー１５に前左中間部材３７を備えるとともに、前右アウトリガー１７に前右中間部材３８を備え、後左アウトリガー１６に後左中間部材４４を備えるとともに、後右アウトリガー１８に後右中間部材４５を備える。
前左中間部材３７と前右中間部材３８とは左右対称の部材である。
後左中間部材４４と後右中間部材とは左右対称の部材である。

前左中間部材３７に左フロントフレーム３４を連結し、前右中間部材３８に右フロントフレーム３５を連結する。
これにより、前左右のアウトリガー１５，１７から左右のフロントフレーム（エンドフレーム）３４，３５をそれぞれ直交させて車体前方に延ばす。

後左中間部材４４に左リヤフレーム４１を連結し、後右中間部材４５に右リヤフレーム４２を連結する。
これにより、後左右のアウトリガー１６，１８から左右のリヤフレーム（エンドフレーム）４１，４２をそれぞれ直交させて車体後方に延ばす。
なお、後左中間部材４４および後右中間部材４５には、後クロスメンバー５１が掛け渡されている。

この車体フレーム構造１０は、前トンネルフレーム２５内の空間４６（図２参照）、中央トンネルフレーム２９内の空間４７（図２参照）、後トンネルフレーム２７内の空間４８（図２参照）および左右のセンターフレーム１３，１４間の空間４９（図２参照）に、ガス燃料タンク５０が配置されている。

このガス燃料タンク５０は、車体前後方向に延ばした状態で配置され、左右のセンターフレーム１３，１４に前後の支えフレーム５２，５３（後支えフレーム５３は図２参照）を介して取り付けられている。
すなわち、ガス燃料タンク５０は、前後のトンネルフレーム２５，２７内、中央トンネルフレーム２９内および左右のセンターフレーム１３，１４間に、車体前後方向に延びた状態で取り付けられている。

ここで、左右のセンターフレーム１３，１４は、車体幅より長く形成されている。よって、左右のセンターフレーム１３，１４間にガス燃料タンク５０を配置することで、ガス燃料タンク５０の全長Ｌ（図２参照）を長くし、ガス燃料タンク５０の外径Ｄ（図２参照）を小さく抑えることが可能になる。
これにより、前後のトンネルフレーム２５，２７、および中央トンネルフレーム２９を車室５７側に大きく突出させなくても、各々のトンネルフレーム２５，２７，２９内にガス燃料タンク５０を配置することができる。

さらに、ガス燃料タンク５０を、左右のセンターフレーム１３，１４に前後の支えフレーム５２，５３を介して取り付けた。
左右のセンターフレーム１３，１４に、ガス燃料タンク５０を沿わせた状態で取り付けることで、ガス燃料タンク５０を車体フレーム構造１０の骨格部材として兼用し、左右のセンターフレーム１３，１４をガス燃料タンク５０で補強することができる。
ガス燃料タンク５０を車体フレーム構造１０の骨格部材として兼用することで、専用の補強部材を不要にし、重量の軽減を図ることができる。

ガス燃料タンク５０は、圧縮された高圧ガス（一例として、水素ガス）を貯蔵するタンクであり、内圧を許容するため円筒形状に形成されている。
このガス燃料タンク５０は、一例として、内部（コア）がアルミニウム製の容器（図示せず）に形成され、この容器の外周に樹脂製の繊維（ファイバー）が巻き付けられ、図２に示すように、前端部５０ａ近傍の周壁および後端部５０ｂ近傍の周壁にそれぞれ前後の環状突起部（環状突起部）５５，５６が形成（周設）されている。

前後の環状突起部５５，５６は、ガス燃料タンク５０を補強するための肉厚部材である。
前環状突起部５５を、前トンネルフレーム２５に設けた前移動防止孔３１内に係合させるとともに、後環状突起部５６を、後トンネルフレーム２７に設けた後移動防止孔３２内に係合させる。
前後の環状突起部５５，５６を前記の移動防止孔３１，３２内に係合させた理由については図８で詳しく説明する。

また、車体フレーム構造１０は、左右のサイドシル１１，１２や左右のセンターフレーム１３，１４などに載せる車体フロア１９を備える。よって、左右のサイドシル１１，１２や左右のセンターフレーム１３，１４などは車体フロア１９の下方に位置する。
車体フロア１９は、左右のセンターフレーム１３，１４間の上方に、車室５７側に突出したフロアトンネル５８が形成されている。

フロアトンネル５８とガス燃料タンク５０との間の隙間６１（図４、図６参照）に、ガス燃料タンク５１の上面に沿わせて前後のトンネルフレーム２５，２７および中央トンネルフレーム２９を配置する。
前述したように、前後のトンネルフレーム２５，２７、および中央トンネルフレーム２９を車室５７側に大きく突出させなくても、各々のトンネルフレーム２５，２７，２９内にガス燃料タンク５０を配置することが可能なので、フロアトンネル５８を車室５７側に大きく突出させる必要がない。

前左アウトリガー１５は、外側部材６３と内側部材６４にとの間に前左中間部材３７を備え、それぞれの部材６３，６４，３７が、車体前後方向に押し出された押出し材で形成されている。
前右アウトリガー１７は、前左アウトリガー１５と左右対称の部材であり、前左アウトリガー１５で前右アウトリガー１７の説明を兼ねるものとする。

後左アウトリガー１６は、外側部材６６と内側部材６７にとの間に後左中間部材４４を設けたものである。内側部材６７は、前内側部材６８と後内側部材６９とからなる。
外側部材６６、前内側部材６８、後内側部材６９および後左中間部材４４は、車体前後方向に押し出された押出し材で形成された部材である。
後右アウトリガー１８は、後左アウトリガー１６と左右対称の部材であり、後左アウトリガー１６で後右アウトリガー１８の説明を兼ねるものとする。

図２は第１実施の形態に係る車体フレーム構造からガス燃料タンクを外した状態を示す斜視図である。図３は図２の３部拡大図である。
前支えフレーム５２にガス燃料タンク５０の前端部５０ａを載置するとともに、ガス燃料タンク５０の前環状突起部５５を前移動防止溝７１（図４、図５も参照）に差し込む。
前移動防止溝７１は、前支えフレーム５２の上面に形成された溝である。

同様に、後支えフレーム５３にガス燃料タンク５０の後端部５０ｂを載置するとともに、ガス燃料タンク５０の後環状突起部５６を後移動防止溝７２に差し込む。
後移動防止溝７２は、後支えフレーム５３の上面に形成された溝である。

前環状突起部５５に隣接させて前取付バンド７４の中央湾曲部をガス燃料タンク５０に載せ、前取付バンド７４の両端部をボルト７５，７５（奥側のボルト７５は図４、図５参照）で前支えフレーム５２に取り付ける。
後環状突起部５６に隣接させて後取付バンド７６の中央湾曲部をガス燃料タンク５０に載せ、後取付バンド７６の両端部をボルト７７，７７（奥側のボルト７７は図６、図７参照）で後支えフレーム５３に取り付ける。

この状態で、ガス燃料タンク５０の前端部５０ａの周壁下部が前支えフレーム５２に載置され、ガス燃料タンク５０の後端部５０ｂの周壁下部が後支えフレーム５３に載置される。
左センターフレーム１３の前端部１３ａの下端および右センターフレーム１４の前端部１４ａの下端に、前支えフレーム５２をボルト７８…で取り付ける（図４、図５も参照）。
同様に、左センターフレーム１３の後端部１３ｂの下端および右センターフレーム１４の後端部１４ｂの下端に、後支えフレーム５３をボルト７８…で取り付ける。
これにより、ガス燃料タンク５０を前後の支えフレーム５２，５３を介して左右のセンターフレーム１３，１４に取り付ける。

前支えフレーム５２を、前トンネルフレーム２５の下方、すなわち前左右のアウトリガー１５，１７の延長線上に設けた。また、後支えフレーム５３を、後トンネルフレーム２７の下方、すなわち後左右のアウトリガー１６，１８の延長線上に設けた。
これにより、車体フレーム構造１０の剛性をより一層高めることができる。

また、左右のセンターフレーム１３，１４の前端部１３ａ，１４ａの下端に前支えフレーム５２を取り付けることで、前端部１３ａ，１４ａ間にガス燃料タンク５０の前端部５０ａを収納する空間を確保することが可能になる。
さらに、左右のセンターフレーム１３，１４の後端部１３ｂ，１４ｂの下端に後支えフレーム５３を取り付けることで、後端部１３ｂ，１４ｂ間にガス燃料タンク５０の後端部５０ｂを収納する空間を確保することが可能になる。
よって、ガス燃料タンク５０の全長Ｌを長く確保することができる。

ここで、前支えフレーム５２は、一例として、車体前後方向に押し出された押出し材で形成され、複数の中空部５４…（図４、図５参照）を備えた部材である。
後支えフレーム５３は、一例として、車体前後方向に押し出された押出し材で形成され、複数の中空部５４…（図６、図７参照）を備えた部材である。

左支えフレーム８１に、一例として薄型の燃料電池８２を取り付ける。具体的には、左支えフレーム８１に燃料電池８２を載せ、この燃料電池８２を、図示しないボルトなどで左支えフレーム８１に取り付ける。
左支えフレーム８１を、左サイドシル１１および左センターフレーム１３にボルト８３…で取り付けることにより（図６、図７も参照）、左サイドシル１１および左センターフレーム１３間の左空間８４に燃料電池８２を収納する。

ここで、左支えフレーム８１は、車体前後方向に押し出された押出し材で形成された部材である。
なお、燃料電池８２は、燃料電池自動車に搭載することでエネルギー源をして用いられる。

右支えフレーム８６に、一例としてパワーコントロールユニット８７を取り付ける。具体的には、右支えフレーム８６にパワーコントロールユニット８７を載せ、このパワーコントロールユニット８７を、図示しないボルトなどで右支えフレーム８６に取り付ける。
右支えフレーム８６を、右サイドシル１２および右センターフレーム１４にボルト８８…で取り付けることにより、右サイドシル１２および右センターフレーム１４間の右空間８９にパワーコントロールユニット８７を収納する。

ここで、右支えフレーム８６は、車体前後方向に押し出された押出し材で形成された部材である。
なお、パワーコントロールユニット８７は、例えば、自動車の走行状態に応じて燃料電池８３による駆動を好適に制御するものである。

図４は図１の４−４線断面図であり、車体フロアを取り付けた状態を示す。図５は第１実施の形態に係る車体フレーム構造の左右のセンターフレームからガス燃料タンクを外した状態を示す断面図である。
左サイドシル１１は、２つの中空部９１，９２を備え、車体前後方向に押し出された押出し材で形成された部材である（図１、図２も参照）。
図１、図２に示すように、右サイドシル１２は、左サイドシル１１と左右対称の部材であり、左サイドシル１１と同様に、車体前後方向に押し出された押出し材で形成された部材である。

左センターフレーム１３は、断面略矩形状の中空体で、車体前後方向に押し出された押出し材で形成された部材である（図１、図２も参照）。
右センターフレーム１４は、左センターフレーム１３と左右対称の部材であり、車体前後方向に押し出された押出し材で形成された部材である（図１、図２も参照）。

前左アウトリガー１５は、外側部材６３と内側部材６４にとの間に前左中間部材３７を備える。
外側部材６３は、上面部９４および下面部９５が一定間隔Ｄ１をおいて形成され、上面部９４および下面部９５間に補強リブ９６を形成したものである。

上面部９４の左上接合フランジ９７を車体外側に向けて、角度θの上り勾配で突出させる。左上接合フランジ９７は、左サイドシル１１の上部接合面９８に重なった状態で接合する部位である。
ここで、左端の補強リブ９９の傾斜角も左上接合フランジ９７と同様に角度θの上り勾配で形成されている。よって、左端の補強リブ９９と上面部９４の左上接合フランジ９７とは同一直線上に配置されている。
角度θは、一例として８０°である。

一方、下面部９５の左下接合フランジ１０１を車体外側に向けて水平に突出する。左下接合フランジ１０１は、左サイドシル１１の下端部１０２の下部接合面１０２ａに重なった状態で接合する部位である。
ここで、下面部９５と左下接合フランジ１０１とは同一直線上に水平に配置されている。

このように、左端の補強リブ９９と左上接合フランジ９７とを同一直線上に配置し、かつ下面部９５と左下接合フランジ１０１とを同一直線上に配置することで、左サイドシル１１の上部接合面９８および下部接合面１０２ａの位置公差を比較的容易に許容することが可能になる。

よって、左上接合フランジ９７を上部接合面９８に容易に、かつ良好に重ね合わせることができ、さらに、左下接合フランジ１０１を下部接合面１０２ａに容易に、かつ良好に重ね合わせることが可能であり、生産性の向上を図ることができる。

また、上面部９４の右上接合フランジ１０４を車体内側に向けて水平に突出する。右上接合フランジ１０４は、前左中間部材３７の左上接合フランジ１０５の接合面に重なった状態で接合する部位である。
一方、下面部９５の右下接合フランジ１０６を車体内側に向けて水平に突出する。右下接合フランジ１０６は、前左中間部材３７の左下接合フランジ１０７の接合面に重なった状態で接合する部位である。

内側部材６４は、外側部材６３と同様に、上面部１１１および下面部１１２が一定間隔Ｄ１をおいて形成され、上面部１１１および下面部１１２間に補強リブ１１３を形成したものである。

上面部１１１の左上接合フランジ１１４を車体外側に向けて水平に突出する。左上接合フランジ１１４は、前左中間部材３７の右上接合フランジ１１５の接合面に重なった状態で接合する部位である。
一方、下面部１１２の左下接合フランジ１１６を車体外側に向けて水平に突出する。左下接合フランジ１１６は、前左中間部材３７の右下接合フランジ１１７に重なった状態で接合する部位である。

また、上面部１１１の右上接合フランジ１１８を車体内側に向けて水平に突出する。右上接合フランジ１１８は、左センターフレーム１３の上接合面１１９に重なった状態で接合する部位である。
一方、下面部１１２の右下接合フランジ１２１を車体内側に向けて水平に突出する。右下接合フランジ１２１は、左センターフレーム１３の下端部１２２（図５参照）の下接合面１２２ａに重なった状態で接合する部位である。

前左中間部材３７は、上面部１２３および下面部１２４が一定間隔Ｄ２をおいて形成され、上面部１２３および下面部１２４間に補強リブ１２５を形成したものである。

ここで、前左中間部材３７の上面部１２３および下面部１２４の一定間隔Ｄ２、外側部材６３の上面部９４および下面部９５の一定間隔Ｄ１、および内側部材６４の上面部１１１および下面部１１２の一定間隔Ｄ１の関係を以下に示す。
Ｄ２＝Ｄ１−２×Ｔ

但し、Ｔは、外側部材６３を構成する上面部９４、下面部９５、左上下の接合フランジ９７，１０１、および右上下の接合フランジ１０４，１０６の厚さであり、また、内側部材６４を構成する上面部１１１、下面部１１２、左上下の接合フランジ１１４，１１６、および右上下の接合フランジ１１８，１２１の厚さである。

前左アウトリガー１５を構成する外側部材６３、内側部材６４および前左中間部材３７は、車体前後方向に押し出された押出し材で形成されている（図１、図２も参照）。
図１、図２に示すように、前右アウトリガー１７は、前左アウトリガー１５と左右対称の部材であり、前左アウトリガー１５と同様に、車体前後方向に押し出された押出し材で形成された部材である。

以上説明したように、左右のサイドシル１１，１２、左右のセンターフレーム１３，１４、前左アウトリガー１５および前右アウトリガー１７として、車体前後方向に押し出し成形した押出し材を用いた。
以下、左サイドシル１１、左センターフレーム１３および前左アウトリガー１５について説明し、右サイドシル１２、右センターフレーム１４および前右アウトリガー１７についての説明を省略する。

前左アウトリガー１５の外側部材６３を車体前後方向に押し出し成形することで、押出し成形の際に、左上下の接合フランジ９７，１０１、および右上下の接合フランジ１０４，１０６を同時に成形することができる。

また、前左アウトリガー１５の内側部材６４を車体前後方向に押し出し成形することで、押出し成形の際に、左上下の接合フランジ１１４，１１６、および右上下の接合フランジ１１８，１２１を同時に成形することができる。

さらに、前左アウトリガー１５の前左中間部材３７を車体前後方向に押し出し成形することで、押出し成形の際に、左上下の接合フランジ１０５，１０７、および右上下の接合フランジ１１５，１１７を同時に成形することができる。

また、左サイドシル１１を車体前後方向に押し出し成形することで、押出し成形の際に、上部接合面９８および下部接合面１０２ａを同時に成形することができる。
さらに、左センターフレーム１３を車体前後方向に押し出し成形することで、押出し成形の際に、上接合面１１９および下接合面１２２ａを同時に成形することができる。

これにより、前左アウトリガー１５、左サイドシル１１および左センターフレーム１３を押し出し成形した後工程で、それぞれの部材に接合フランジを加工する必要がない。したがって、前左アウトリガー１５、左サイドシル１１および左センターフレーム１３を簡単に形成することができる。

さらに、前左中間部材３７を車体前後方向に押し出された押出し材で形成することで、押し出し成形の際に、左上下の接合フランジ１０５，１０７および右上下の接合フランジ１１５，１１７を押し出し成形することができる。
これにより、前左中間部材３７を押し出し成形した後工程で、左上下の接合フランジ１０５，１０７および右上下の接合フランジ１１５，１１７を加工する必要がないので、前左中間部材３７を簡単に形成することができる。

左右のセンターフレーム１３，１４の前端部１３ａ，１４ａに、前支えフレーム５２が取り付けられている。

具体的には、前支えフレーム５２の左取付片５２ａを右下接合フランジ１２１に下側から当て、ボルト７８…およびナット１２７…で左センターフレーム１３の下端部１２２に取り付ける。
同様に、前支えフレーム５２の右取付片５２ｂを、右センターフレーム１４の下端部１２９に接合した接合フランジ１２１に下側から当て、ボルト７８…およびナット１２７…で右センターフレーム１４の下端部１２９に取り付ける。
接合フランジ１２１は、右センターフレーム１４の下端部１２９に接合されている。

よって、前支えフレーム５２が、左右のセンターフレーム１３，１４の前端部１３ａ，１４ａ（詳しくは、下端部１２２，１２９）にボルト７８…およびナット１２７…で取り付けられる。

図２に示す後支えフレーム５３は、前支えフレーム５２と同様に、４本のボルト８３…で左右のセンターフレーム１３，１４の後端部１３ｂ，１４ｂに取り付けられる。
左右のセンターフレーム１３，１４に前後の支えフレーム５２，５３を取り付けることで、前後の支えフレーム５２，５３を介してガス燃料タンク５０を左右のセンターフレーム１３，１４に取り付ける。

ここで、車体フレーム構造１０は、左右のサイドシル１１，１２（右サイドシル１２は図１、図２参照）の下端部１０２、左右のセンターフレーム１１，１２の下端部１２２，１２９、および前左右のアウトリガー１５，１７の下端部１３３，１３４が、それぞれ略同等の地上高Ｈになるように構成されている。
なお、地上高Ｈは、地面１３６からそれぞれの部材の下端部までの高さをいう。

加えて、図１で説明したように、左右のセンターフレーム１３，１４間にガス燃料タンク５０を配置することで、ガス燃料タンク５０の全長Ｌ（図２参照）を長くし、ガス燃料タンク５０の外径Ｄ（図２参照）を小さく抑えた。

よって、左右のサイドシル１１，１２、左右のセンターフレーム１１，１２、前左右のアウトリガー１５，１７、およびガス燃料タンク５０を、それぞれの下端が略同等の地上高になるように構成することが可能になる。

図４および図５では、前左アウトリガー１５および前右アウトリガー１７について説明したが、後左アウトリガー１６および後右アウトリガー１８も、前左アウトリガー１５および前右アウトリガー１７と同様に構成されている。
これにより、車体フレーム構造１０の全体を最低地上高と同等の高さまで下げて、車室５７の車体フロア（床面）１９を下げ、車室５７を広く確保することができる。

図６は図１の６−６線断面図であり、車体フロアを取り付けた状態を示す。図７は第１実施の形態に係る車体フレーム構造の左サイドシルおよび左センターフレームから薄型燃料電池を外した状態を示す断面図である。
左支えフレーム８１の左取付片８１ａが、ボルト８３…およびナット１２８…で左サイドシル１１の下端部１０２に取り付けられている。

同様に、左支えフレーム８１の右取付片８１ｂが、ボルト８３…およびナット１２８…で左センターフレーム１３の下端部１２２に取り付けられている。
よって、左支えフレーム８１を、左サイドシル１１および左センターフレーム１３に取り付け、左サイドシル１１および左センターフレーム１３間の左空間８４に燃料電池８２を収納する。

図８は図１の８−８線断面図である。この図で、前後の移動防止孔３１，３２を設けた理由について説明する。
すなわち、ガス燃料タンク５０の前端部５０ａに前環状突起部５５を設け、後端部５０ｂに後環状突起部５６を設けた。

前環状突起部５５の上部５５ａを前移動防止孔３１に係合させた。前移動防止孔３１は、前トンネルフレーム２５に設けた孔である。
さらに、前環状突起部５５の下部５５ｂを前移動防止溝７１に係合させた。前移動防止溝７１は、前支えフレーム５２に設けた溝である。

一方、後環状突起部５６の上部５６ａを後移動防止孔３２に係合させた。後移動防止孔３２は、後トンネルフレーム２７に設けた孔である。
さらに、後環状突起部５６の下部５６ｂを後移動防止溝７２に係合させた。後移動防止溝７２は、後支えフレーム５３に設けた溝である。

よって、前移動防止孔３１の前後の周縁３１ａ，３１ｂが、前環状突起部５５の上部５５ａに当接、または隣接する。さらに、後移動防止孔３２の前後の周縁３２ａ，３２ｂが、後環状突起部５６の上部５６ａ，５６ａに当接、または隣接する。

一方、前移動防止溝７１の前後の周縁７１ａ，７１ｂが、前環状突起部５５の下部５５ｂに当接、または隣接する。さらに、後移動防止溝７２の前後の周縁７２ａ，７２ｂが、後環状突起部５６の下部５６ｂに当接、または隣接する。

これにより、前後の移動防止孔３１，３２および前後の移動防止溝７１，７２で、ガス燃料タンク５０が車体前後方向に移動することを防止して、ガス燃料タンク５０を所定位置に位置決めした状態に保つことができる。

第２実施の形態
図９は本発明に係る第２実施の形態の車体フレーム構造を示す斜視図である。
車体フレーム構造１４０は、前左アウトリガー１５に前左嵩上げ部材（左嵩上げ部材）１４１を載せ、前左嵩上げ部材１４１から左フロントフレーム１４２を延ばし、前右アウトリガー１７に前右嵩上げ部材（右嵩上げ部材）１４４を載せ、前右嵩上げ部材１４４から右フロントフレーム１４５を延ばしたもので、その他の構成を第１実施の形態の車体フレーム構造１０と同様にしたものである。

具体的には、前左アウトリガー１５に備えた前左中間部材３７の上部３７ａに前左嵩上げ部材１４１を載せて重ね合わせ、この前左嵩上げ部材１４１に左フロントフレーム１４２の後端部１４２ａを載せて重ね合わせることにより左フロントフレーム１４２を前左アウトリガー１５に取り付ける。

さらに、前右アウトリガー１７に備えた前右中間部材３８の上部３８ａに前右嵩上げ部材１４４を載せて重ね合わせ、前右嵩上げ部材１４４に右フロントフレーム１４５の後端部１４５を載せて重ね合わせることにより右フロントフレーム１４５を前右アウトリガー１７に取り付ける。

前左嵩上げ部材１４１および前右嵩上げ部材１４４を車体前後方向に押し出された押出し材で形成した。
これにより、前左嵩上げ部材１４１および前右嵩上げ部材１４４を簡単に形成することができ、生産性の向上を図ることができる。

ここで、左右のフロントフレーム１４２，１４５は、前左アウトリガー１５および前右アウトリガー１７よりそれぞれ上方に位置している。
このため、第１実施の形態に示すように、左右のフロントフレーム３４，３５（図１参照）を前左アウトリガー１５および前右アウトリガー１７に直接取り付ける場合には、左右のフロントフレーム３４，３５を曲げ加工して、前端部３４ａ，３５ａを上方に配置する必要がある。
左右のフロントフレーム３４，３５を曲げ加工する際に、加工精度が要求されている。

そこで、第２実施の形態の車体フレーム構造１４０において、左右のフロントフレーム１４２，１４５を、前左嵩上げ部材１４１および前右嵩上げ部材１４４を介して、前左アウトリガー１５および前右アウトリガー１７に取り付けた。

よって、第２実施の形態の車体フレーム構造１４０によれば、左右のフロントフレーム１４２，１４５を曲げ加工しなくても、左右のフロントフレーム１４２，１４５を、前左アウトリガー１５および前右アウトリガー１７の上方に配置することができる。
この際、左右のフロントフレーム１４２，１４５を曲げ加工する必要がないので、左右のフロントフレーム１４２，１４５の位置精度を確保し易く、生産性の向上を図ることができる。

第３実施の形態
図１０は本発明に係る第３実施の形態の車体フレーム構造を示す斜視図である。
車体フレーム構造１５０は、中央支えフレーム１５１を、中央トンネルフレーム２９（図１、図２参照）の下方、すなわち左右の補強部材２１，２２（図１、図２参照）の延長線上に設けたもので、その他の構成を第１実施の形態の車体フレーム構造１０と同様にしたものである。

中央支えフレーム１５１の左取付片１５１ａを左センターフレーム１３の下端部１２２（図６参照）にボルト１５２，１５２で取り付ける。加えて、中央支えフレーム１５１の右取付片１５１ｂを右センターフレーム１４の下端部１２９（図６参照）にボルト１５２，１５２で取り付ける。
また、中央支えフレーム１５１に、ガス燃料タンク５０の後端部寄りの部位５０ｃを載せる。これにより、中央支えフレーム１５１で、ガス燃料タンク５０の後端部寄りの部位５０ｃを支えることができる。

第３実施の形態の車体フレーム構造１５０によれば、車体フレーム構造１５０の剛性をより一層高めることができる。

なお、前記実施の形態では、トンネルフレームとして、前後のトンネルフレーム２５，２７、中央トンネルフレーム２９を間隔をおいて設けた例について説明したが、これに限らないで、一個のトンネルフレームを、左右のセンターフレーム１３，１４の前端部１３ａ，１４ａから後端部１３ｂ，１４ｂまで延ばすように構成することも可能である。

また、前記実施の形態では、前左アウトリガー１５を外側部材６３、内側部材６４および前左中間部材３７の３部材で構成し、後左アウトリガー１６を外側部材６６、内側部材６７および後左中間部材４４の３部材で構成した例について説明したが、これに限らないで、前左アウトリガー１５や後左アウトリガー１６をそれぞれ一体に形成することも可能である。

さらに、前記実施の形態では、前左アウトリガー１５に接合フランジを設け、接合フランジを左サイドシル１１および左センターフレーム１３に接合した例について説明したが、これに限らないで、左サイドシル１１および左センターフレーム１３に接合フランジを設け、この接合フランジを前左アウトリガー１５に接合することも可能である。

また、前記第２実施の形態では、前左アウトリガー１５および前右アウトリガー１７に、それぞれ前左嵩上げ部材１４１および前右嵩上げ部材１４４を一個ずつ載せた例について説明したが、これに限らないで、嵩上げ部材を複数個載せることも可能である。これにより、嵩上げ量を任意に調整することができる。

さらに、前記第２実施の形態では、左右のフロントフレーム１４２，１４５を、前左嵩上げ部材１４１および前右嵩上げ部材１４４を介して、前左アウトリガー１５および前右アウトリガー１７に取り付けた例について説明したが、これに限らないで、左右のリヤフレーム１４２，１４５を、後左嵩上げ部材および後右嵩上げ部材を介して、後左アウトリガー１６および後右アウトリガー１８（図１参照）に取り付けることも可能である。

本発明は、ガス燃料タンクを取り付ける車体フレーム構造で、自動車への適用に好適である。

本発明に係る第１実施の形態の車体フレーム構造を示す斜視図である。 第１実施の形態に係る車体フレーム構造からガス燃料タンクを外した状態を示す斜視図である。 図２の３部拡大図である。 図１の４−４線断面図である。 第１実施の形態に係る車体フレーム構造の左右のセンターフレームからガス燃料タンクを外した状態を示す断面図である。 図１の６−６線断面図である。 第１実施の形態に係る車体フレーム構造の左サイドシルおよび左センターフレームから薄型燃料電池を外した状態を示す断面図である。 図１の８−８線断面図である。 本発明に係る第２実施の形態の車体フレーム構造を示す斜視図である。 本発明に係る第３実施の形態の車体フレーム構造を示す斜視図である。

符号の説明

１０，１４０，１５０…車体フレーム構造、１１…左サイドシル、１１ａ…左サイドシルの前端部、１１ｂ…左サイドシルの後端部、１２…右サイドシル、１２ａ…右サイドシルの前端部、１２ｂ…右サイドシルの後端部、１３…左センターフレーム、１３ａ…左センターフレームの前端部、１３ｂ…左センターフレームの後端部、１４…右センターフレーム、１４ａ…右センターフレームの前端部、１４ｂ…右センターフレームの後端部、１５…前左アウトリガー（左アウトリガー）、１６…後左アウトリガー（左アウトリガー）、１７…前右アウトリガー（右アウトリガー）、１８…後右アウトリガー（右アウトリガー）、１９…車体フロア、２５…前トンネルフレーム（トンネルフレーム）、２５ａ…前トンネルフレームの左端部、２５ｂ…前トンネルフレームの右端部、２７…後トンネルフレーム（トンネルフレーム）、２７ａ…後トンネルフレームの左端部、２７ｂ…後トンネルフレームの右端部、２９…中央トンネルフレーム（トンネルフレーム）、２９ａ…中央トンネルフレームの左端部、２９ｂ…中央トンネルフレームの右端部、３１…前移動防止孔、３２…後移動防止孔、３４…左フロントフレーム（エンドフレーム）、３５…右フロントフレーム（エンドフレーム）、４１…左リヤフレーム（エンドフレーム）、４２…右リヤフレーム（エンドフレーム）、４８…フロアトンネル、５０…ガス燃料タンク、５５…前環状突起部（環状突起部）、５６…後環状突起部（環状突起部）、６１…隙間、１０２…左サイドシルの下端部、１２２…左センターフレームの下端部、１２９…右センターフレームの下端部、１３３…左アウトリガーの下端部、１３４…右アウトリガーの下端部、１３５…ガス燃料タンクの下端部、１４１…前左嵩上げ部材（左嵩上げ部材）、１４４…前右嵩上げ部材（右嵩上げ部材）、Ｈ…地上高。

Claims (6)

1. 車体フロアの下方に設けられ、車体前後方向に延びる左右のサイドシルと、左右のサイドシルの車体内側に設けられ、車体前後方向に延びる左右のセンターフレームとを備えた車体フレーム構造において、
   前記左サイドシルおよび左センターフレームの前後端部を前後の左アウトリガーでそれぞれ接続し、
   前記右サイドシルおよび右センターフレームの前後端部を前後の右アウトリガーでそれぞれ接続し、
   左右のセンターフレーム間上方の前記車体フロアに、車室側に突出したフロアトンネルを形成し、
   このフロアトンネル内および左右のセンターフレーム間に、圧縮された高圧ガスを貯蔵するガス燃料タンクを、車体前後方向に延ばした状態で配置し、
   このガス燃料タンクを、左右のセンターフレームに取り付けたことを特徴とする車体フレーム構造。
2. 前記左右のサイドシル、前記左右のセンターフレーム、前記左右のアウトリガーおよび前記ガス燃料タンクを、それぞれの下端部が同等の地上高になるように構成したことを特徴とする請求項１記載の車体フレーム構造。
3. 前記ガス燃料タンクおよび前記フロアトンネルとの間の隙間に、ガス燃料タンクの上面に沿わせてトンネルフレームを配置し、
   このトンネルフレームを、少なくとも前記左右のアウトリガーの延長線上に配置するとともに、トンネルフレームの左右端部を、前記左右のセンターフレームにそれぞれ取り付けたことを特徴とする請求項１記載の車体フレーム構造。
4. 前記ガス燃料タンクの周壁に補強用の環状突起部を周設し、この環状突起部を、前記トンネルフレームに設けた移動防止孔に係合させるように構成したことを特徴とする請求項３記載の車体フレーム構造。
5. 前記左右のサイドシル、前記左右のセンターフレームおよび前記左右のアウトリガーは、それぞれ車体前後方向に押し出された押出し材で形成された部材であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の車体フレーム構造。
6. 前記前左右のアウトリガーおよび後左右のアウトリガーの少なくとも一方に、左右の嵩上げ部材を載せ、左右の嵩上げ部材から左右のエンドフレームを延ばす構成とし、
   左右の嵩上げ部材を、車体前後方向に押し出された押出し材で形成したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の車体フレーム構造。

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