JP2009012741A - 自動車用圧縮ガス貯蔵容器のマウント構造 - Google Patents

Abstract

【課題】
２個以上の高圧貯蔵容器をモジュール化して車両に装着することができる自動車用圧縮ガス貯蔵容器のマウント構造を提供する。
【解決手段】
内部に圧縮ガスを貯蔵し、両端部が半球形のドーム形状である複数の貯蔵容器、前記貯蔵容器の両端部を連結するパネルブラケット、前記パネルブラケットが貯蔵容器の両端部に密着された状態で両側のパネルブラケットの縁を結合するパイプフレーム、前記パネルブラケットが結合された状態で貯蔵用器に結合される高圧部品および配管類を含めて構成されることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は自動車用圧縮ガス貯蔵容器のマウント構造に係り、更に詳しくは、２個以上の高圧貯蔵容器をモジュール化し、車両に装着することのできる自動車用圧縮ガス貯蔵容器のマウント構造に関する。

現在、自動車の煤煙公害が日ごとに深刻になっているため、低公害の自動車燃料に対する研究が活発に行われている実情である。これに従って、既存のガソリンや軽油に代替し、高圧気体燃料を燃料とする高圧気体燃料車両、および水素ガスを燃料とする燃料電池車両が開発されて運行されている。

圧縮天然ガス（ＣＮＧ；Ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ Ｎａｔｕｒａｌ Ｇａｓ）は天然ガス・石炭ガス・オイルガス・油井ガス・炭坑ガスなどのガスを２００気圧以上で圧縮したものであり、軽油車両と比較した時、煤煙や微細埃が全くなく、騒音の発生も半分の水準である。

また、オゾンを作る物質である窒素酸化物は軽油車両の３７％であり、一酸化炭素と炭化水素は各々４１％と１６％と低い。

そして、圧縮天然ガス車両の基本構造は軽油車両の構造と同一であり、燃料系統のみ異なる。即ち、高圧で圧縮されてガス容器に貯蔵され、圧縮されたガスは容器から燃料配管を経て減圧弁にて使用圧力に減圧された後、空気と混合されてエンジン内部に供給される。

従って、前記圧縮天然ガスは爆発の危険性により厚い金属材料を成形して作った燃料容器に詰められて使用されてきた。

しかし、金属材料に成形された燃料容器は燃料容器自体が相当な重量を持つため、車両の燃費を低減させるという問題点が発生していた。

これを改善するために、特許文献１には、従来に比べてカバーをコンパクト化できる車両搭載用高圧ガス容器の保護構造が掲載されている。

前記ＣＮＧおよび水素ガスなどを高圧形態で貯蔵する燃料容器は、内部が空の円筒形状のシリンダーと、前記シリンダーの両端に一体状に連結された半球形のドームを含めて構成されるライナーにより内部に空間が形成され、このような空間に圧縮天然ガスが貯蔵される。

前記燃料用容器は低密度のガスを圧縮して貯蔵するため、燃料を貯蔵する容器の容積が増加し、１〜４個の高圧ガス貯蔵容器を適用している。

一方、現在まで提案された高圧ガス貯蔵容器を車両にマウントする方法は大きく２種類に区分することができる。

第１に、高圧容器の胴体部を２個以上のベルト形状のブラケットで包んだ後、フレームを構成して高圧貯蔵システムをモジュール化して車体にマウントさせる方法である。

第２に、高圧容器の両側の首部分をブラケットを利用して固定した後、車体に直接またはフレームにマウントした後、車体に固定させる方法である。

その外にも、数個のタンクを衝撃吸収セル内にモジュール化して車体に装着したり、または、高圧貯蔵システムをリアサスペンションと一体化させて車体に固定させる方法などがある。

しかし、従来の高圧ガス貯蔵容器マウント方法はベルト形状のブラケットおよびフレームなどの構造が複雑であるため、燃料貯蔵システムの重量および製作費用が増加するという問題がある。
更に、高圧部品および配管類を外部衝突および衝撃から保護するための構成が必要である。
特許文献２には、ＣＮＧ車両の圧縮天然ガス燃料容器の取付装置が掲載されているがその構造は大規模であり複雑である。
特開２００３−３２６９９０号公報 特開２００３−２３７３８９号公報

本発明は前記のような点を勘案してなされたものであって、本発明の目的は、容器の両側ドーム部に対応する形状の安着部が形成されたパネルブラケットをパイプフレームに結合することで、２個以上の容器をモジュール化し、保護パネルを利用して高圧部品および配管類を外部衝突および衝撃から保護し、単純な構造で高圧部品の安全性までも考慮した自動車用圧縮ガス貯蔵容器のマウント構造を提供することにある。

前記目的を達成するための本発明は自動車用圧縮ガス貯蔵容器のマウント構造において、
内部に圧縮ガスを貯蔵し、両端部が半球形のドーム形状である複数の貯蔵容器、前記貯蔵容器の両端部を連結するパネルブラケット、前記パネルブラケットが貯蔵容器の両端部に密着された状態で両側のパネルブラケットの縁を結合するパイプフレーム、前記パネルブラケットが結合された状態で貯蔵用器に結合される高圧部品および配管類とを含めて構成されることを特徴とする。

好ましい具現例として、前記パネルブラケットには貯蔵容器の両端部に密着されるように、前記ドーム部に対応する形状の安着部が形成されることを特徴とする。

更に好ましい具現例として、前記パネルブラケットの結合強度を維持するために、両側のパネルブラケットの縁に付着された状態で前記パイプフレームにより結合されるガスケット（以下強度維持用ガスケットと云う）を含むことを特徴とする。

更に、前記パネルブラケットおよび強度維持用ガスケットは、ネジ部が形成された前記パイプフレームにナットとワッシャにより締結されることを特徴とする。

特に、前記強度維持用ガスケットとワッシャの間にはガス充填時、貯蔵容器の長さ方向の膨張量を吸収するためにスプリングが設置されることを特徴とする。

また、高圧部品および配管類である容器バルブおよび容器ポットキャップを保護するために前記パイプフレームが長さ方向に更に延長され、前記パイプフレームの終端面と３面をカバーする構造に設置された第１保護パネルおよび第２保護パネルを含むことを特徴とする。

本発明による自動車用圧縮ガス貯蔵容器のマウント構造によると、部品が単純化され、パネルブラケットおよびパイプフレームなどの製作が容易であり、システムの重量および製作費用など全ての面で優れた性能を有し、高圧部品の安全性までも考慮したシステムを提供する。

以下、本発明の好ましい実施例を添付図面を参照にして詳しく説明する。

図１は本発明の一実施例による自動車用高圧ガス貯蔵容器のマウント構造を表す分解斜視図であり、図２〜図４は図１の自動車用高圧ガス貯蔵容器の組み立て順序を説明する図面である。

本発明は２個以上の高圧ガス貯蔵容器１０をモジュール化し、車両に装着することのできる圧縮ガス貯蔵容器のマウント構造に関する。

前記複数個の高圧ガス貯蔵容器１０をモジュール化するために、本発明の一実施例はパイプフレーム１１を利用して貯蔵容器１０の両端部が両側で一つに結合される構造で設置される。

前記貯蔵容器１０は内部が空の円筒形状のシリンダー部１０ａと、シリンダー部の両端に一体に延長された半球形のドーム部１０ｂを含めて構成されるライナーにより内部に空間が形成される構造とからなる。

前記貯蔵容器１０は平行に配置された状態で両端部がパネルブラケット１２により連結され、パネルブラケット１２の縁にパイプフレーム１１の両端部が貫通し、ナット１３などにより締結される構造で設置される。

前記パネルブラケット１２には貯蔵容器１０のドーム部１０ｂと対応する形状に安着部１２ａが形成され、安着部１２ａの中心部には貯蔵容器１０のポットキャップを差し込むことのできる溝が形成されている。

前記両側パネルブラケット１２の外側にはパネルブラケット１２とパイプフレーム１１の間の結合強度を増加させるために、強度維持用ガスケット１４が付着される。

即ち、前記貯蔵容器１０はパイプフレーム１１に結合された両側パネルブラケット１２および強度維持用ガスケット１４によりモジュール化される構造とからなり、この時、前記パイプフレーム１１の終端にはスプリング１５が挿入された後、ワッシャ１６およびナット１３を利用してパネルブラケット１２および強度維持用ガスケット１４を固定する。

圧縮ガス貯蔵容器１０は高圧でガスを貯蔵する場合、円周方向および長さ方向に膨張されるため、パネルブラケット１２とナット１３の間にスプリング１５を挿入し、ガス充填時に長さ方向の膨張量を吸収することで、容器に発生する応力を一定に維持することができる。

前記パネルブラケット１２、強度維持用ガスケット１４およびパイプフレーム１１を利用して複数個の貯蔵容器１０を並列で連結した後、高圧部品および配管類１７が容器に接合される構造であるため、容器バルブおよび容器ポットキャップを結合することができるようにパネルブラケット１２および強度維持用ガスケット１４には開口部が形成されている。

前記開口部を通して高圧部品および配管類１７を圧縮ガス貯蔵容器１０に結合する。この時、自動車用燃料として使用される圧縮ガスは可燃性を有するため、高圧部品および配管類１７は外部の衝撃から保護することのできる構造が必要である。

前記高圧部品および配管類１７を保護するために強度維持用ガスケット１４の各角を貫通するパイプフレーム１１が一定長さに延長され、延長されたパイプフレーム１１の終端には平板形態の第１保護パネル１８が垂直方向に設置されている。

更に、前記第１保護パネル１８とパネルブラケット１２の間の３面を締め切るために、“コ”字形態の第２保護パネル１９がパイプフレーム１１に設置され、第２保護パネル１９は第１保護パネル１８とパネルブラケット１２の枠に沿って、上面を除外した下、左右側面が外部と遮断される構造にて設置されている。

このような前記第１および第２保護パネル１８，１９の構造は高圧部品および配管類１７を外部衝突および衝撃から保護することができる。

貯蔵容器１０を間に置き、パネルブラケット１２の安着部１２ａが貯蔵容器１０のドーム部１０ｂに密着されるように配置した後、パイプフレーム１１で両側のパネルブラケット１２および強度維持用ガスケット１４を結合した後、スプリング１５を挿入し、ワッシャ１６およびナット１３を利用して固定する。

次いで、高圧部品および配管類１７を貯蔵容器１０に結合した後、第１保護パネル１８および第２保護パネル１９をパイプフレーム１１にスクリューのような締結手段を利用して固定することで、高圧部品および配管類１７を保護することができる。

従って、本発明の一実施例による自動車用圧縮ガス貯蔵容器のマウント構造は部品が単純化され、パネルブラケット１２およびパイプフレーム１１などの製作が容易であり、システムの重量および製作費用など全ての面で優れた性能を有し、高圧部品の安全性までも考慮したシステムを提供する。

本発明は、２個以上の高圧貯蔵容器をモジュール化し、車両に装着することのできる自動車用圧縮ガス貯蔵容器のマウント構造に適用できる。

本発明の一実施例による自動車用高圧ガス貯蔵容器のマウント構造を表す分解斜視図である。 図１の自動車用高圧ガス貯蔵容器の組み立て順序を説明するための図面である。 図１の自動車用高圧ガス貯蔵容器の組み立て順序を説明するための図面である。 図１の自動車用高圧ガス貯蔵容器の組み立て順序を説明するための図面である。

符号の説明

１０ 貯蔵容器
１０ａ シリンダー部
１０ｂ ドーム部
１１ パイプフレーム
１２ パネルブラケット
１２ａ 安着部
１３ ナット
１４ 強度維持用ガスケット
１５ スプリング
１６ ワッシャ
１７ 高圧部品および配管類
１８ 第１保護パネル
１９ 第２保護パネル

Claims (6)

1. 自動車用圧縮ガス貯蔵容器のマウント構造において、
   内部に圧縮ガスを貯蔵し、両端部が半球形のドーム形状である複数の貯蔵容器、
   前記貯蔵容器の両端部を連結するパネルブラケット、
   前記パネルブラケットが貯蔵容器の両端部に密着された状態で両側のパネルブラケットの縁を結合するパイプフレーム、
   前記パネルブラケットが結合された状態で貯蔵用器に結合される高圧部品および配管類と
   を含めて構成されることを特徴とする自動車用圧縮ガス貯蔵容器のマウント構造。
2. 前記パネルブラケットには貯蔵容器の両端部に密着されるように、前記ドーム部に対応する形状の安着部が形成されることを特徴とする、請求項１記載の自動車用圧縮ガス貯蔵容器のマウント構造。
3. 前記パネルブラケットの結合強度を維持するために、両側のパネルブラケットの縁に付着された状態で前記パイプフレームにより結合されるガスケットを含むことを特徴とする、請求項１または請求項２記載の自動車用圧縮ガス貯蔵容器のマウント構造。
4. 前記パネルブラケットおよびガスケットは、ネジ部が形成された前記パイプフレームにナットとワッシャにより締結されることを特徴とする、請求項３記載の自動車用圧縮ガス貯蔵容器のマウント構造。
5. 前記ガスケットとワッシャの間にはガス充填時、貯蔵容器の長さ方向の膨張量を吸収するためにスプリングが設置されることを特徴とする、請求項４記載の自動車用高圧ガス貯蔵容器のマウント構造。
6. 高圧部品および配管類である容器バルブおよび容器ポットキャップを保護するために前記パイプフレームが長さ方向に更に延長され、前記パイプフレームの終端面と３面をカバーする構造で設置された第１保護パネルおよび第２保護パネルを含むことを特徴とする、請求項５記載の自動車用圧縮ガス貯蔵容器のマウント構造。
   

Images