JP2009149140A - 車両用燃料タンクの取付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】円筒状の燃料タンクを車両に取り付ける車両用燃料タンクの取付構造において、簡易な構造により、後突の際、燃料タンクが車室及び荷室に影響を及ぼしてしまうことを抑制することができるようにする。
【解決手段】燃料タンク２４は、小径の燃料タンク５８と大径の燃料タンク６０とから構成される。後部座席５４の下方の車体フロア５６の下部に小径の燃料タンク５８が配置され、これより後方に大径の燃料タンク６０が配置される。各燃料タンク５８，６０の各径の中心は地上高さｈになるようにそれぞれ設定されている。これにより、後突の際、各燃料タンク５８，６０のいずれか一方が上方に突き上げられることがなくなり、車室５０及び荷室５２へ及ぼす影響を抑制することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、円筒状の燃料タンクを車両に取り付ける車両用燃料タンクの取付構造に関する。

従来、天然ガス等の気体燃料を内燃機関に供給して走行する車両が知られている。このような車両においては、気体燃料を高圧状態で収容する円筒状の燃料タンクが搭載される。

また、従来、水素ガス等の気体燃料を燃料電池に供給して、その電池で発電した電力により走行する車両が知られている。このような車両においても、気体燃料を高圧状態で収容する円筒状の燃料タンクが搭載される。

下記特許文献１には、径の異なる２つの円筒状の燃料容器、すなわち相対的に小さい径の燃料容器と相対的に大きい径の燃料容器を、これらの燃料容器の下端の地上高さが同等の高さになるように搭載した車両が記載されている。下記特許文献１の車両においては、リヤシートの下部に小径の燃料容器を配置し、その容器より後方に大径の燃料容器を配置する場合と、リヤシートの下部に大径の燃料容器を配置し、その容器より後方に小径の燃料容器を配置する場合とが示されている。

特開２００５−２１２７２９号公報

上記特許文献１のように複数の燃料タンクの下端の地上高さを同じ高さにしてこれらの燃料タンクをリヤシートの下部に取り付ける取付構造においては、車両のデッドスペースを利用しているので、車室と車室後方の荷室との空間を増大させることができる。このように構成される車両は、後方から衝突、いわゆる後突された際、燃料タンクが車室及び荷室に影響を及ぼしてしまうおそれがある。すなわち、リヤシートの下部に小径の燃料タンクを、それより後方に大径の燃料タンクを配置する取付構造においては、後突の際、大径の燃料タンクが前方に移動して小径の燃料タンクに玉突き衝突し、大径の燃料タンクが上方に突き上がり、車室及び荷室に影響を及ぼしてしまうおそれがある。一方、リヤシートの下部に大径の燃料タンクを、それより後方に小径の燃料タンクを配置する取付構造においても、後突の際、小径の燃料タンクが前方に移動して大径の燃料タンクに玉突き衝突し、大径の燃料タンクが上方に突き上がり、車室に影響を及ぼしてしまうおそれがある。

本発明の目的は、簡易な構造により、後突の際、燃料タンクが車室及び荷室に影響を及ぼしてしまうことを抑制することができる車両用燃料タンクの取付構造を提供することにある。

本発明は、円筒状の燃料タンクを車両に取り付ける車両用燃料タンクの取付構造において、前記燃料タンクは、相対的に小さい径の燃料タンクと相対的に大きい径の燃料タンクとから構成され、後部座席の下方の車体フロアの下部に前記小径の燃料タンクを配置し、この小径の燃料タンクより後方かつ前記車体フロアの下部に前記大径の燃料タンクを配置し、前記小径及び大径の燃料タンクの各径の中心が地上から同じ高さになるように設定されていることを特徴とする。

また、別の発明は、円筒状の燃料タンクを車両に取り付ける車両用燃料タンクの取付構造において、前記燃料タンクは、相対的に小さい径の燃料タンクと相対的に大きい径の燃料タンクとから構成され、後部座席の下方の車体フロアの下部に前記大径の燃料タンクを配置し、この大径の燃料タンクより後方かつ前記車体フロアの下部に前記小径の燃料タンクを配置し、前記小径及び大径の燃料タンクの各径の中心が地上から同じ高さになるように設定されていることを特徴とする。

本発明の車両用燃料タンクの取付構造によれば、簡易な構造により、後突の際、燃料タンクが車室及び荷室に影響を及ぼしてしまうことを抑制することができる。

以下、本発明に係る車両用燃料タンクの取付構造の実施形態について、図を用いて説明する。一例として、燃料電池が発電した電力で走行する自動車、すなわち燃料電池自動車を挙げ、この自動車に搭載される燃料タンクについて説明する。なお、本発明は、燃料電池自動車に限らず、天然ガスなどの気体燃料を燃料源とする内燃機関を備えた自動車にも適用可能である。

図１は、燃料電池自動車１０の概略構成を示す図である。燃料電池自動車１０は、車両の走行に必要な電力を発電する燃料電池システム１２を搭載している。燃料電池システム１２は、２種の反応ガスである燃料ガスと酸化剤ガスとを電気化学反応させて発電を行なう燃料電池１４を有する。なお、本実施形態の燃料電池システム１２に用いられる燃料ガスは水素であり、酸化剤ガスは空気である。

燃料電池１４は、例えばフッ素樹脂などの高分子材料により形成されたプロトン導電性の膜体である電解質膜を有する固体高分子型の燃料電池である。この電池の単位セル（図示せず）は、電解質膜を燃料極と空気極とで挟んで構成される膜−電極接合体（ＭＥＡ：Membrane Electrode Assembly）を、二枚のセパレータで更に挟んで構成される。この単位セルを複数積層することにより、燃料電池１４が構成される。

燃料電池１４には、これの燃料極（図示せず）に燃料ガスを供給する燃料ガス管路１６と、燃料電池１４の空気極（図示せず）に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス管路１８とが接続されている。

また、燃料電池１４には、燃料極から排出される排出燃料ガスを燃料ガス管路１６に戻し、そのガスを燃料電池１４に循環させる循環管路２０と、空気極から排出される排出酸化剤ガスを外部へ放出する排出管路２２とが接続されている。

燃料ガス管路１６は、その端部を、燃料ガスを燃料電池１４に供給する供給源である燃料タンク２４に接続している。燃料タンク２４は、円筒形状であり、燃料ガスを高圧状態にして貯蔵する。燃料ガス管路１６には、燃料タンク２４の近傍に燃料ガス制御弁２６が取り付けられている。燃料ガス制御弁２６は、燃料電池１４に要求される電力に応じて、燃料タンク２４から燃料電池１４に供給される燃料ガスの流量及び圧力を制御する。

また、燃料ガス管路１６は、燃料ガス制御弁２６の下流側において、循環管路２０に接続している。循環管路２０には、燃料電池１４から燃料ガス管路１６に接続する部分までの間に、気液分離装置２８と循環装置３０とが順に設けられている。燃料電池１４から排出される排出燃料ガスには、未反応の燃料ガスと、電気化学反応により生成される水（水蒸気も含む）とが含まれる。気液分離装置２８は、排出燃料ガスに含まれる水を分離する機能を有する。循環装置３０は、ポンプ（図示せず）を内蔵し、このポンプの動作により、燃料電池１４から排出される排出燃料ガスを燃料ガス管路１６に送り出す。

酸化剤ガス管路１８は、その端部を外部に開放している。酸化剤ガス管路１８には、圧縮ポンプ３２が設けられ、この圧縮ポンプ３２の動作により、外部から燃料電池１４に酸化剤ガスが供給される。

燃料電池１４で発電される電力は、直流電力である。この直流電力の少なくとも一部は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３４により降圧され、バッテリ３６に充電される。バッテリ３６は、充放電可能な二次電池であり、例えばニッケル水素バッテリ、リチウムイオンバッテリなどで構成される。もちろん、バッテリ３６に代えて二次電池以外の充放電可能な蓄電器、例えばキャパシタを用いることもできる。

また、燃料電池１４で発電される直流電力の少なくとも一部は、インバータ３８を介してモータ４０に供給される。インバータ３８は、パルス幅変調方式のＰＷＭインバータである。インバータ３８は、与えられる制御指令に応じて燃料電池１４またはバッテリ３６から出力される直流電力を三相交流電力に変換し、モータ４０へ供給する。モータ４０は、車輪４２を駆動するためのモータであり、例えば高回転高出力の埋込磁石型モータ（ＩＰＭ）である。

次に、燃料電池システム１２に用いられる燃料タンク２４を車両に搭載する際の取付構造について図２および図３を用いて説明する。図２は、燃料電池自動車１０を側面から見たときの概略構成を示す図であり、図３は、本実施形態の燃料タンク２４の取付構造の要部を示す図である。

本実施形態における燃料電池自動車１０においては、車室５０内の後部座席５４の下方に車体フロア５６が設けられ、この車体フロア５６の下部に燃料タンク２４が配置されている。燃料タンク２４は、これの内部に収容された気体燃料の圧力が分散されるように円筒状、いわゆるシリンダ状に形成され、車幅方向に延在するように配置される。燃料タンク２４は、径の異なる２つの円筒状の燃料タンク、すなわち相対的に小さい径の燃料タンク（以下、小径の燃料タンクという）５８と相対的に大きい径の燃料タンク（以下、大径の燃料タンクという）６０とから構成されている。なお、本実施形態における燃料電池自動車１０には、図２に示すように燃料タンク２４が２個搭載されているが、燃料タンク２４の個数は一例であって、本発明はこれらの数に限定されない。

従来の燃料タンク２４の取付構造においては、一般的に、複数の燃料タンク２４の下端の位置を揃え、すなわち下端の地上高さが同じになるように燃料タンク２４が配置される。このような燃料タンク２４の取付構造においては、後突の際、後部の燃料タンク２４が車両進行方向前方に移動して前部の燃料タンク２４に玉突き衝突し、径の中心が相対的に高い位置にあるほうの燃料タンク２４が、衝突の勢いにより上方に突き上げられる。燃料タンク２４が配置される空間の上方には、車室５０と車室５０の後部に荷室５２とがあり、それらに向かい燃料タンク２４が突き上げられる。そうすると、車室５０内の乗員または荷室５２に収容している荷物に影響を及ぼしてしまうという問題があった。

このような問題を解決するために、本実施形態においては、小径の燃料タンク５８と大径の燃料タンク６０の各径の中心が地上から同じ高さｈになるように設定されていることを特徴とする。

以下、図３を用いて具体的に説明する。車室５０の後部座席５４と荷室５２との下方に車体フロア５６が設けられている。この車体フロア５６の下部に燃料タンク２４が配置されている。燃料タンク２４は、小径の燃料タンク５８と大径の燃料タンク６０から構成され、小径の燃料タンク５８が車両進行方向前方Ｆに配置され、その後方に大径の燃料タンク６０が配置される。そして、各燃料タンク５８，６０は、それらの径の中心が地上高さｈになるように配置されている。なお、各燃料タンク５８，６０の固定方法は、周知の固定方法であり、例えば車体フレームまたはそのサイドメンバ（図示せず）にブラケット（図示せず）とバンド（図示せず）を介して固定することができる。

燃料電池自動車１０が後突された際の各燃料タンク５８，６０の動作について説明する。燃料電池自動車１０が後突されると、燃料電池自動車１０の後部が衝撃により車両進行方向前方Ｆに向かい変形する。そうすると、まず大径の燃料タンク６０がその衝撃により車両進行方向前方Ｆに移動する。そして、大径の燃料タンク６０が小径の燃料タンク５８に玉突き衝突する。本実施形態においては、各燃料タンク５８，６０の径の中心高さが同じである。このため、各燃料タンク５８，６０は、玉突き衝突後に、互いに車両進行方向前方Ｆに移動しようとする。すなわち、車室５０及び荷室５２に向かい各燃料タンク５８，６０が突き上げられる動作が抑制される。したがって、後突の際、各燃料タンク５８，６０が車室５０及び荷室５２に影響を及ぼしてしまうことを抑制することができる。

本実施形態においては、車両進行方向前方Ｆに小径の燃料タンク５８を配置し、その後方に大径の燃料タンク６０を配置する燃料タンクの取付構造について説明したが、この構成に限定されない。各燃料タンク５８，６０の径の中心がそれぞれ地上高さｈに設定するのであれば、図４に示されるように、車両進行方向前方Ｆに大径の燃料タンク６０を配置し、その後方に小径の燃料タンク５８を配置することができる。このように構成した場合においても、後突の際、両燃料タンク５８，６０は車両進行方向前方Ｆに移動しようとする。このため、燃料タンク５８，６０のいずれか一方が上方に突き上げられることはない。したがって、各燃料タンク５８，６０が車室５０及び荷室５２に影響を及ぼしてしまうことを抑制することができる。

燃料電池自動車の概略構成を示す図である。 燃料電池自動車を側面から見たときの概略構成を示す図である。 本実施形態の燃料タンクの取付構造の要部を示す図である。 別の実施形態の燃料タンクの取付構造の要部を示す図である。

符号の説明

１０ 燃料電池自動車、２４ 燃料タンク、５０ 車室、５２ 荷室、５４ 後部座席、５６ 車体フロア、５８ 小径の燃料タンク、６０ 大径の燃料タンク。

Claims (2)

1. 円筒状の燃料タンクを車両に取り付ける車両用燃料タンクの取付構造において、
   前記燃料タンクは、相対的に小さい径の燃料タンクと相対的に大きい径の燃料タンクとから構成され、
   後部座席の下方の車体フロアの下部に前記小径の燃料タンクを配置し、この小径の燃料タンクより後方かつ前記車体フロアの下部に前記大径の燃料タンクを配置し、
   前記小径及び大径の燃料タンクの各径の中心が地上から同じ高さになるように設定されている、
   ことを特徴とする車両用燃料タンクの取付構造。
2. 円筒状の燃料タンクを車両に取り付ける車両用燃料タンクの取付構造において、
   前記燃料タンクは、相対的に小さい径の燃料タンクと相対的に大きい径の燃料タンクとから構成され、
   後部座席の下方の車体フロアの下部に前記大径の燃料タンクを配置し、この大径の燃料タンクより後方かつ前記車体フロアの下部に前記小径の燃料タンクを配置し、
   前記小径及び大径の燃料タンクの各径の中心が地上から同じ高さになるように設定されている、
   ことを特徴とする車両用燃料タンクの取付構造。

Images