JP2006315576A

JP2006315576A - 高圧ガス貯蔵容器の固定構造

Info

Publication number: JP2006315576A
Application number: JP2005141462A
Authority: JP
Inventors: Natsuki Kuroiwa; 夏樹黒岩
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2005-05-13
Filing date: 2005-05-13
Publication date: 2006-11-24

Abstract

【課題】ガスを充填したときの容器の膨張を抑えて、高圧ガス貯蔵容器の耐久性を向上させることのできる高圧ガス貯蔵容器の固定構造を提供する。
【解決手段】本発明の高圧ガス貯蔵容器の固定構造１は、高圧ガス貯蔵容器３の両端の肩部に均一に接するリング状のブラケット４と、高圧ガス貯蔵容器３が膨張する方向と反対方向にブラケット４を引っ張るベルト状のブラケット支持部５を備え、ブラケット支持部５に張力を与えて車体に固定することにより、容器の膨張を抑えるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、高圧ガス貯蔵容器を車両に固定するための高圧ガス貯蔵容器の固定構造に関する。

燃料電池車や天然ガス車両では、燃料ガスである水素ガスやＣＮＧ（圧縮天然ガス）を貯蔵するために円筒状の高圧ガス貯蔵容器が搭載されている。

このような高圧ガス貯蔵容器を搭載した車両の従来例として、例えば特開２００２−４６４８４号公報（特許文献１）が開示されている。この従来例では、ＣＮＧボンベを車体フレームに直接固定しないようにして、車体フレームからの振動の影響や衝突時における車体フレーム変形の影響をＣＮＧボンベが直接受けないようにしている。

また、燃料電池車における高圧燃料ガスタンクの車体取り付け構造の従来例として、例えば特開２００３−７２３９８号公報（特許文献２）が開示されている。この従来例では、高圧燃料ガスタンクをタンクフレームに固定し、このタンクフレームにリアサスペンションを取り付けて一体としたものを、車両リアフロア下に固定することによって、大きな燃料タンク容量を確保するようにしている。
特開２００２−０４６４８４号公報特開２００３−７２３９８号公報

上述した円筒状の高圧ガス貯蔵容器では、ガスを充填したときに全長方向へ膨張する性質がある。また、円筒状の高圧ガス貯蔵容器では、容器本体の構造上、容器の両端となるドーム部の肩部、すなわちドーム部の斜め４５°近辺に耐久強度上の弱い部分が存在していた。

これに対して、上述した特許文献１及び２に開示された従来例では、高圧ガス貯蔵容器を車体フレームに固定する際に、高圧ガス貯蔵容器の胴体部の直径方向に固定バンドを巻き付けるようにして固定していた。したがって、容器にガスを充填すると、容器が全長方向へ膨張し、強度の弱い容器両端の肩部に他の部分よりも大きな応力がかかることになる。とくに、充填と放出を繰り返し行っていくと肩部への負担はより大きなものとなっていた。

さらに、現状では高圧ガス貯蔵容器の貯蔵圧力は３５ＭＰＡが主流となっているので、耐久性の基準をクリアすることはできるものの、将来的に燃費や航続距離の改善を目的として貯蔵圧力を上昇させていくと、従来のように高圧ガス貯蔵容器の胴体部に固定バンドを巻き付けて固定していたのでは、強度上の弱点である容器両端の肩部における耐久性が問題となることが十分に考えられる。

上述した課題を解決するために、本発明の高圧ガス貯蔵容器の固定構造は、円筒状をした高圧ガス貯蔵容器を車体に固定するための高圧ガス貯蔵容器の固定構造であって、前記高圧ガス貯蔵容器は、肩部を容器全長方向に圧縮する部材で車体に固定されていることを特徴とする。

本発明に係る高圧ガス貯蔵容器の固定構造では、高圧ガス貯蔵容器の肩部を容器全長方向に圧縮する部材で車体に固定するようにしたので、ガスを充填したときの容器全長方向への膨張を抑えることができ、これによって強度上の弱点である容器両端の肩部における変形を抑制して高圧ガス貯蔵容器の耐久性を向上させ、容器の寿命をより長く延ばすことが可能となる。

以下、本発明に係わる高圧ガス貯蔵容器の固定構造を実施するための最良の形態となる実施例について説明する。

図１は、実施例１に係る高圧ガス貯蔵容器の固定構造の構成を示す斜視図である。図１に示すように、本実施例の高圧ガス貯蔵容器の固定構造１は、車体フレーム２の間に水平に配置された高圧ガス貯蔵容器３と、高圧ガス貯蔵容器３の肩部に均一に接するリング状のブラケット４と、ブラケット４を高圧ガス貯蔵容器３が膨張する方向と反対方向に引っ張るベルト状のブラケット支持部５とから構成されている。

ここで、車体フレーム２は、車両のリアシートの下に配置されたリアフレームなどのフレームであり、左右の車体フレーム２の間はクロスメンバ６によって連結されている。また、一方の車体フレーム２にはブラケット支持部５を固定するための固定部７が設けられている。

高圧ガス貯蔵容器３は、水素ガスやＣＮＧ（圧縮天然ガス）などのガスを高圧で貯蔵する円筒状の容器であって、車体フレーム２の間に水平にされた状態で搭載されている。そして、円筒状の容器の両端はドーム状の形状をしており、その先端にはバルブ８が設けられている。このような円筒状をした高圧ガス貯蔵容器３ではガスを充填して高圧になると、容器の全長方向に膨張することになる。

ブラケット４は、リング状の形状をして高圧ガス貯蔵容器３の両端の肩部、すなわちドーム状の容器両端の斜め４５°近辺に均一に接するように設置されている。

ブラケット支持部５はベルト状に形成され、一端がブラケット４に接続され、もう一端が車体フレーム２に固定されている。このブラケット支持部５は張力が加えられた状態で車体フレーム２に固定されており、これによって高圧ガス貯蔵容器３にガスを充填したときに高圧ガス貯蔵容器３が膨張する方向と反対方向に引っ張ることができる。また、ブラケット支持部５は左右両側から引っ張ることによって高圧ガス貯蔵容器３を支持しているが、一方のブラケット支持部５は車体フレーム２に直接固定されており、もう片方のブラケット支持部５は固定部７に固定されている。このとき高圧ガス貯蔵容器３の底面は何らかの支持部材をクロスメンバやフレームの間に設置して支持するようにしてもよいし、何も支持せずに浮いた状態であってもよい。

ここで、ブラケット４とブラケット支持部５の断面構造を図２に示す。図２に示すように、ブラケット４及びブラケット支持部５は二層構造になっており、高圧ガス貯蔵容器３と接する側の層２１はゴムなどの緩衝材によって形成され、外側の層２２は金属や樹脂、カーボン繊維などによって形成されている。このように、ブラケット４とブラケット支持部５が高圧ガス貯蔵容器３との間に緩衝材を備えた構造とすることにより、容器と接触する部分の面圧をより均一化することができ、これによって高圧ガス貯蔵容器３をより安定して固定することができる。

次に、上記のように構成された本実施例に係る高圧ガス貯蔵容器の固定構造１の作用を説明する。高圧ガス貯蔵容器３にガスを充填すると、高圧ガス貯蔵容器３はその全長方向に膨張しようとする。しかし、高圧ガス貯蔵容器３の両端の肩部に設けられたブラケット４をブラケット支持部５が引っ張り、高圧ガス貯蔵容器３の膨張を抑えるので、高圧ガス貯蔵容器３は膨張することなく変形が抑えられることになる。

したがって、充填と放出を繰り返し行ったとしても、高圧ガス貯蔵容器３は変形を繰り返すことはなく、これによって容器の耐久性を向上させ、容器の寿命を長く延ばすことが可能となる。とくに、強度上の弱点である容器両端の肩部はリング状のブラケット４によって均一に圧力がかけられているので、変形することがなく、これによって耐久性が向上し、容器の寿命をより長く延ばすことが可能となる。

なお、図１では車体フレーム２にブラケット支持部５を固定するように図示しているが、高圧ガス貯蔵容器３を安定して支持できるものであれば車体フレームでなくても車体のその他の部分であってもよい。

このように、本実施例の高圧ガス貯蔵容器の固定構造１では、高圧ガス貯蔵容器３をガスが充填されたときに膨張する方向と反対方向に張力を加えて車体に固定するので、ガスを充填したときに生じる容器の膨張を抑えることができ、これによって強度上の弱点である容器両端の肩部における変形を抑制して高圧ガス貯蔵容器３の耐久性を向上させ、容器の寿命をより長く延ばすことが可能となる（請求項１の効果）。

また、本実施例の高圧ガス貯蔵容器の固定構造１では、高圧ガス貯蔵容器３の両端の肩部に均一に接するリング状のブラケット４と、高圧ガス貯蔵容器３が膨張する方向と反対方向にブラケット４を引っ張るベルト状のブラケット支持部５とを備え、ブラケット支持部５に張力を与えて車体に固定するので、容器の肩部に対して均一に張力を与えることができ、これによって保持面圧を均一化してバランスよく高圧ガス貯蔵容器３を固定することができる。この結果、高圧ガス貯蔵容器３の耐久性を向上させ、容器の寿命をより長く延ばすことが可能となる（請求項２の効果）。

さらに、本実施例の高圧ガス貯蔵容器の固定構造１では、ブラケット４とブラケット支持部５が高圧ガス貯蔵容器３との間に緩衝材を備えているので、容器と接触する部分の面圧をより均一化することができ、高圧ガス貯蔵容器３をより安定して固定することができる（請求項３の効果）。

図３は、実施例２の高圧ガス貯蔵容器の固定構造の構成を示す斜視図である。図３に示すように、本実施例の高圧ガス貯蔵容器の固定構造３１では、ブラケット４とブラケット支持部５との間の連結部に補強部材３２を設置している。ただし、その他の構成については、実施例１と同様なので詳しい説明は省略する。

このように、本実施例の高圧ガス貯蔵容器の固定構造３１では、ブラケット４とブラケット支持部５との間の連結部に補強部材３２を備えているので、容器の肩部にかかる応力を分散させることができ、これによって容器と接触する部分の面圧をより均一化することができる（請求項４の効果）。

図４は、実施例３の高圧ガス貯蔵容器の固定構造の構成を示す斜視図である。図４に示すように、本実施例の高圧ガス貯蔵容器の固定構造４１では、ブラケット４及びブラケット支持部５を網目状にしている。ただし、その他の構成については、実施例１と同様なので詳しい説明は省略する。

このように、本実施例の高圧ガス貯蔵容器の固定構造４１では、ブラケット４及びブラケット支持部５を網目状にしたので、容器の肩部にかかる応力をより均一に分散させることができる（請求項５の効果）。

以上、本発明の高圧ガス貯蔵容器の固定構造について、図示した実施例に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。

実施例１に係る高圧ガス貯蔵容器の固定構造の構成を示す斜視図である。ブラケット及びブラケット支持部の構造を示す断面図である。実施例２に係る高圧ガス貯蔵容器の固定構造の構成を示す斜視図である。実施例３に係る高圧ガス貯蔵容器の固定構造の構成を示す斜視図である。

符号の説明

１、３１、４１高圧ガス貯蔵容器の固定構造
２車体フレーム
３高圧ガス貯蔵容器
４ブラケット
５ブラケット支持部
６クロスメンバ
７固定部
８バルブ
３２補強部材

Claims

円筒状をした高圧ガス貯蔵容器を車体に固定するための高圧ガス貯蔵容器の固定構造であって、
前記高圧ガス貯蔵容器は、肩部を容器全長方向に圧縮する部材で車体に固定されていることを特徴とする高圧ガス貯蔵容器の固定構造。
前記高圧ガス貯蔵容器の両端の肩部に均一に接するリング状のブラケットと、前記ブラケットを前記高圧ガス貯蔵容器が膨張する方向と反対方向に引っ張るベルト状のブラケット支持部とを備え、前記ブラケット支持部に張力を与えて車体に固定したことを特徴とする請求項１に記載の高圧ガス貯蔵容器の固定構造。
前記ブラケットと前記ブラケット支持部は、前記高圧ガス貯蔵容器との間に緩衝材を備えていることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の高圧ガス貯蔵容器の固定構造。
前記ブラケットと前記ブラケット支持部との間の連結部に補強部材を備えていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の高圧ガス貯蔵容器の固定構造。
前記ブラケット及び前記ブラケット支持部を網目状にしたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の高圧ガス貯蔵容器の固定構造。