JP2018103829A - 車両の燃料タンク保持構造 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料タンク両端部の半球状部分にタンク支持部を集約し、燃料タンク保持構造をコンパクト化して保持性、操作性や整備性を向上させた車両の燃料タンク保持構造を提供する。【解決手段】タンク支持部６７，６８が設けられたメインフレーム３６，３７を備える車体フレーム１１と、車体フレーム１１に収容された気体燃料貯蔵用の燃料タンク１２と、モータ駆動用の電力を発生させる燃料電池とを有する燃料電池車両であって、燃料タンク１２は、円筒形状胴部６０と、その長手方向両側の半球状部６１ａ，６１ｂとでなる圧力容器を有し、車体フレーム１１は半球状部６１ａ，６１ｂに対向する位置に、前側および後側タンク支持部６７，６８がそれぞれ設けられ、前側および後側タンク支持部６７，６８は燃料タンク１２を半球状部６１ａ，６１ｂとそれぞれ面接触し、前側および後側タンク支持部６７，６８に燃料タンクをその長手方向両側から挟んで固定する。【選択図】図５

Description

本発明は、車両の燃料タンク保持構造に関する。

この種の車両には、モータ駆動の電動車両として燃料電池車両がある。燃料電池車両は、本体フレーム内に気体燃料を貯蔵する燃料タンクが搭載されている。燃料タンクは、気体燃料の水素ガスを燃料電池に供給し、この燃料電池で水素ガスと空気中の酸素とを反応させて発電し、生じた電力でモータを駆動させるようになっている。

一方、車体フレームに搭載される燃料タンクはタンク中央部の円筒形状部をバンドで締結して車体フレームに固定するものが一般的であり、燃料タンクを車両に横置きに搭載するものや、車両に縦置きに搭載するものがある。

特開２０１０−２３５０９９号公報

特許文献１に記載された車両は、燃料タンク中央部の円筒形状部にバンドを巻き付けて固定するものであり、燃料タンクの長手方向の保持が困難で、燃料タンクの確実な保持のためにはバンドに強い締結力が必要となるが、整備者に掛かる負担が大きく、整備性が必ずしも良好とは言えない。

本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、燃料タンク両端部の半球状部分にタンク支持部を設け、あらゆる方向に対して燃料タンクの保持性を向上させ、また操作性や整備性を向上させた車両の燃料タンク保持構造を提供することを目的とする。

本発明に係る車両の燃料タンク保持構造は、上述した課題を解決するために、燃料タンクのタンク支持部が設けられたメインフレームを備える車体フレームと、前記車体フレームに収容された気体燃料貯蔵用の前記燃料タンクと、車両を走行させるモータ駆動用の電力を発生させる燃料電池と、を有する燃料電池車両であって、前記燃料タンクは、中央部の円筒形状胴部と、その長手方向両側の半球状部とから構成される圧力容器を有し、前記車体フレームは前記燃料タンク長手方向両側の半球状部に対向する位置に、前側および後側タンク支持部がそれぞれ設けられ、前記前側および後側タンク支持部は前記燃料タンク長手方向両側の半球状部とそれぞれ面接触し、前記前側および後側タンク支持部に前記燃料タンクをその長手方向両側から挟んで固定したことを特徴とするものである。

本発明は、燃料タンク両端部の半球状部分にタンク支持部を設け、あらゆる方向に対して燃料タンクの保持性を向上させ、また操作性や整備性を向上させた車両の燃料タンク保持構造を提供することができる。

本発明に係る車両の燃料タンク保持構造の一実施形態を備えた燃料電池車両の左側面図。 燃料電池車両の外装およびシート等を取り外した状態を示す左側面図。 燃料電池車両の外装およびシート等を取り外して示す車両左前方から見た斜視図。 燃料電池車両の車体フレームに燃料タンクを搭載した状態を示す左側面図。 フレーム組立構造物の車体フレームを車両右後方側から見た斜視図。 前輪や燃料タンク等を取り外して示す図４のＶＩ−ＶＩ線に沿う車体フレーム前側の断面図。 燃料タンクや燃料電池等を取り外して示す図４のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う車体フレーム後側の断面図。 車体フレームのタンク支持部およびサブフレームを車両右前方から示す斜視図。 車体フレームとサブフレームとを車両右前方から分解して示す斜視図。 タンク支持部および（センター）スタンドブラケットを取り付けたサブフレームを示す斜視図。 本発明に係る車両の燃料タンク保持構造の第２実施形態を示すもので、車体フレームを車両右後方から見た斜視図。 第２実施形態に係る車両の燃料タンク保持構造における車体フレームを車両右前方から見た斜視図。 本発明に係る車両の燃料タンク保持構造の第２実施形態の変形例を示すもので、車両右前方から見上げた燃料タンク保持部の図。 車両の燃料タンク保持構造の第２実施形態の変形例を示すもので、車両下方から燃料タンク保持部を見た底面図。

以下、本発明に係る実施の形態について、添付図面を参照して説明する。

［第１実施形態］
図１は、本発明の実施形態に係る車両の燃料タンク保持構造を備えた電動車両で、電動車両としての燃料電池車両を備えた左側面図である。図２は、燃料電池車両の外装（カバー）およびシート等を取り外した状態を示す左側面図、図３は、外装（シート）およびシート等を取り外した燃料電池車両を左前方から見た斜視図を、それぞれ示すものである。また、図４は、燃料電池および燃料タンクを備えた燃料電池車両の車体フレームを示す左側面図である。これらの図において、燃料電池車両の車両前方を符号ＦＷで、車両後方をＢＷでそれぞれ示す。

［燃料電池車両］
図１ないし図４に示された燃料電池車両１０は、車体フレーム１１に搭載された燃料タンク１２と燃料電池１３とをそれぞれ備える。燃料電池車両１０は、燃料タンク１２から供給される気体燃料としての水素を、燃料電池１３で酸化剤として空気中の酸素と反応させて発電し、発生した電力でモータ１４を駆動させて走行するように構成される。図示された燃料電池車両１０はスクータ型自動二輪車であるが、三輪車両や四輪車両であってもよい。

また、燃料電池車両１０は、車両前後方向に延びる車体フレーム１１と、この車体フレーム１１を覆う外装（カバー）１５と、車体フレーム１１後半部の上方に設置されるシート１６とが備えられる。

さらに、燃料電池車両１０は気体燃料としての水素を貯蔵する燃料タンク１２と、燃料タンク１２からの燃料ガスの水素と空気中の酸素とを化学反応させて発電を行なう燃料電池１３と、燃料電池１３の電力を補助する二次電池１７と、燃料電池１３の出力調整と燃料電池１３および二次電池１７の電力分配とを制御する電力管理装置１８と、電力管理装置１８が出力する直流電力を三相交流電力に変換してモータ１４へ出力し、モータ１４を運転するインバータ１９と、これらを統括的に管理する車両コントローラ（図示せず）と、を備える。車両コントローラは電力管理装置１８に並設されても、ヘッドパイプ２３近くの外装１５内に設けてもよい。

燃料電池車両１０のパワートレインは、燃料電池１３および二次電池１７を有し、車両の走行状態、燃料電池１３の発電状態、二次電池１７の蓄電状態に応じて、各電池の電力を適宜用いるシステムである。車両の電源である二次電池１７および燃料電池１３は、インバータ１９に並列に接続されてモータ１４に電力を供給するようになっている。燃料電池車両１０が減速する際には、モータ１４に発生する回生電力および燃料電池１３が発電する余剰電力は、二次電池１７に蓄えられる。

［車体フレーム］
車体フレーム１１の前端上部にヘッドパイプ２３が一体に設けられる。ヘッドパイプ２３にはハンドル２４を操舵自在に支持するステアリング機構２５が設けられる。ステアリング機構２５の下部には、前輪２６を操行自在に支持する左右一対のフロントフォーク２７が設けられる。左右一対のフロントフォーク２７は、弾性的に伸縮自在なテレスコピック構造を備えている。前輪２６は、左右のフロントフォーク２７の下端部に架設されて車軸廻りに回転自在な従動輪である。

前輪２６の上方には、フロントフェンダ２８が配置される。フロントフェンダ２８は左右のフロントフォーク２７間にあって、フロントフォーク２７に固定されている。

一方、車体フレーム１１は、複数の鋼製中空管を一体に組み立てたフレーム組立構造物である。車体フレーム１１は、前端上部に配置のヘッドパイプ２３と、ヘッドパイプ２３の中央部から後ろ下がりに傾斜して延びる上部ダウンフレーム３４と、ヘッドパイプ２３下方から左右に拡開して後ろ下がりに傾斜して延びる左右一対の下部ダウンフレーム３５と、左右の下部ダウンフレーム３５の中程から車両後方に向って延びる左右一対の上部メインフレーム３６と、左右の下部ダウンフレーム３５の下端部から後方に湾曲して車両後方に延びる左右一対の下部メインフレーム３７と、左右の下部ダウンフレーム３５間の上部に装架された上部ブリッジフレーム３８と、左右の下部ダウンフレーム３５間の下部（湾曲部付近）に装架された下部ブリッジフレーム３９と、上部ブリッジフレーム３８および下部ブリッジフレーム３９間に連結されたセントラルダウンフレーム４０と、上部ダウンフレーム３５の下端部に固定されて左右一対の上部メインフレーム３６間に装架されたフロントブリッジフレーム４１と、ガードフレームを兼ねるサブフレーム４２と、搭載機器保護フレーム４３等とを備えて構成される。

車体フレーム１１の上部メインフレーム３６は、左右一対の下部ダウンフレーム３５の中程からフロントブリッジフレーム４１の補強構造を経て、車両後方に略水平方向に延びる。

また、左右一対の下部メインフレーム３７は、下部ダウンフレーム３５の湾曲部から車両後方に略水平方向に延びた後、下部メインフレーム３７のフレーム後部側湾曲部から後上方に立ち上がり、車両前後方向中央部にてフレーム後端部が左右の上部メインフレーム３６の中間部に接続され、両メインフレーム３６，３７は一体的に連結される。

左右一対の下部メインフレーム３７の後部湾曲立上り部には、ガードフレームを構成するサブフレーム４２が着脱可能に取り付けられる。サブフレーム４２は、（センター）スタンド取付ブラケットを兼ねており、サブフレーム４２にセンタースタンド４４が設けられる。サブフレーム４２は車体フレーム１１の下部メインフレーム３７の湾曲立上り部に車両後方から取付ボルト等で取外し可能に固定される。サブフレーム４２に設けられたセンタースタンド４４は、燃料電池車両１０を直立状態で自立させる起立位置と走行の妨げとならないように車体フレーム１１に収納される収納位置との間を揺動可能に設置される。

さらに、搭載機器保護フレーム４３は、上部メインフレーム３６上部に設置される燃料電池１３、二次電池１７、電力管理装置１８あるいは車両コントローラ２０を保護するものである。燃料電池１３を保護する電池保護フレーム（図示せず）は、搭載機器保護フレーム４３上の取付ブラケット４６と、上部メインフレーム３６の後端立上り部の取付ブラケット４７の間の左右に架け渡される。

左右一対の上部メインフレーム３６の中央部には夫々補強ブラケット４５が取り付けられ、この左右の補強ブラケット４５の夫々にピボット軸２９が設けられる。ピボット軸２９には、スイングアーム３０がピボット軸２９廻りに上下方向にスイング自在に設けられる。スイングアーム３０は途中にインバータ１９が備えられるとともに、スイングアーム３０の後端部にモータ１４とモータ駆動の後輪３１が設けられる。後輪３１は燃料電池車両を走行駆動させる駆動輪である。なお、符号３２は、スイングアーム３０の後端部を弾力的に支持するリヤサスペンションであり、符号３３はリヤフェンダである。

［燃料タンク］
燃料電池車両１０の車体フレーム１１には、図２ないし図５に示すように、車両前後方向中央部下部に、燃料タンク１２を収納し、保持するセンタートンネル領域５０が設けられる。センタートンネル領域５０は左右一対の上部メインフレーム３６と左右一対の下部メインフレーム３７とで、燃料タンク１２の周りを囲むように、車両前後方向に沿う空間として形成される。

燃料タンク１２は、高圧圧縮水素貯蔵システム５１を構成し、燃料ガスを貯蔵する圧力容器である。燃料タンク１２は、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）製あるいはアルミライナ製の複合容器で構成される重量物の圧力容器である。高圧圧縮水素貯蔵システム５１は、燃料タンク１２と、燃料充填口５２を有する燃料充填用継手５３と、燃料充填元弁５４と、遮断弁（図示せず）およびレギュレータ（図示せず）を一体的に有する燃料供給元弁５５と、二次減圧弁（図示せず）等とを備えている。燃料充填元弁５４や燃料供給元弁５５のタンクバルブは、燃料タンク１２のタンク後側となるように車体フレーム１１に固定される。なお、符号５６は燃料充填用リッドである（図１参照）。

燃料タンク１２は、燃料電池１３用の燃料ガスの水素を貯蔵する圧力容器であり、燃料タンク１２は、例えば７０ＭＰａの高圧燃料ガスの水素を貯蔵している。燃料タンク１２は、中央部に円筒状胴部６０と、円筒状胴部６０の長手方向（軸方向）両側に半球状部のドーム状鏡板６１ａ，６１ｂとを一体に備えて構成される。

燃料タンク１２は円筒状胴部６０の中心線（軸線）が概ね車両前後方向に沿う様に、すなわち長手方向が車両前後方向に沿う様にセンタートンネル領域５０に配置される。燃料タンク１２は、左右一対の上部メインフレーム３６および左右一対の下部メインフレーム３７と、左右一対の下部ダウンフレーム３５、セントラルダウンフレーム４０、下部ブリッジフレーム３９およびフロントブリッジフレーム４１と、サブフレーム４２の中間ブリッジフレーム６２とで周囲が囲まれて、車体フレーム１１のセンタートンネル領域５０に設置され、保持される。

［センタートンネル領域と機器搭載領域とタイヤハウス領域との配置関係］
センタートンネル領域５０は、左右対をなす上部メインフレーム３６の下部に形成され、上部メインフレーム３６の上部に機器搭載領域６３が形成される。機器搭載領域６３は、上部メインフレーム３６の後半部、外装１５およびシート１６で囲まれる空間を構成している。センタートンネル領域５０の後方および機器搭載領域６３の後部下方の空間にタイヤハウス領域６４が形成される。

機器搭載領域６３には、燃料電池１３等の燃料電池関連部品が収容され、車両の前側から順に二次電池１７、電力管理装置１８、燃料電池１３が設置される。機器搭載領域６３は燃料タンク１２の一部と上下方向に重なって配置され、機器搭載領域６３内の燃料電池関連部品は、前端部、中央部、後端部および中央部から後端部に渡る側部が搭載機器フレーム４３によって保護される。この様に、搭載機器フレーム４３は機器搭載領域６３を囲んで機器搭載領域６３に搭載された機器を保護している。

タイヤハウス領域６４には後輪３１が配置されている。機器搭載領域６３とタイヤハウス領域６４との間には、それぞれの領域を分断する隔壁部材としてのリヤフェンダ３３が設けられる。

［燃料タンクの支持］
本実施形態のスクータ型燃料電池車両１０では、燃料タンク１２が、車体フレーム１１の車両下部であるセンタートンネル領域５０内に、タンク長手方向が車両前後方向に沿う様に収容される。燃料タンク１２の長手方向一方側（タンク前側）は、図５および図６に示すように車体フレーム１１の車両前側下部に設けられた複数、例えば３個のタンク支持部６７（６７ａ，６７ｂ，６７ｃ）が面接触することにより、前方のドーム状鏡板（半球状部）６１ａが包み込まれるように支持される。前側のタンク支持部６７（６７ａ〜６７ｃ）は、車体フレーム１１の車両前側、具体的には上部メインフレーム３６と下部メインフレーム３７の車両前側に分離不可能に一体固定される。

燃料タンク１２の長手方向他方側（タンク後側）は、図７および図８に示すように、車体フレーム１１の車両前後方向中央部下部に設けられた複数、例えば３個のタンク支持部６８（６８ａ，６８ｂ，６８ｃ）が面接触することにより、後方のドーム状鏡板（半球状部）６１ｂが包み込まれるように支持される。後側のタンク支持部６８は、一部のタンク支持部６８ａ，６８ｂが車体フレーム１１の上部メインフレーム３６側に車両中央部で一体に固定されている。残りのタンク支持部６８ｃは車体フレーム１１に着脱自在に取り付けられたサブフレーム４２に固定されている。

燃料タンク１２の長手方向（軸方向）両側にそれぞれ複数個ずつのタンク支持部６７，６８が集約的に設けられる。そして、燃料タンク１２の軸方向両側の半球状部６１ａ，６１ｂはタンク前側のタンク支持部６７（６７ａ〜６７ｃ）およびタンク後側のタンク支持部６８（６８ａ〜６８ｃ）により包み込まれるように支持される。

燃料タンク１２を車体フレーム１１のセンタートンネル領域５０に収容するタンク支持部６７，６８は、燃料タンク１２の長手方向両側の半球状部６１ａ，６１ｂに対向する位置に半球状部６１ａ，６１ｂを囲んで包み込むように集約的（集中的）に設けられる。燃料タンク１２両側の半球状部６１ａ，６１ｂは、タンク前側および後側の複数個ずつのタンク支持部６７（６７ａ〜６７ｃ）、６８（６８ａ〜６８ｃ）が接触することによってあらゆる方向の力を受け止めて両持ち支持されるため、燃料タンク１２の支持性が向上する。

燃料タンク１２は、タンク前側および後側で車体フレーム１１に設けられたタンク支持部６７，６８で両持ち支持されることで、燃料タンク１２中央部の円筒状胴部６０周りを巻き付けるバンド等の設置を不要とすることができる。さらに、この第１実施形態におけるタンク支持部６７，６８は、燃料タンク１２の両側半球状部６１ａ，６１ｂをタンク前側および後側で包み込むように当接支持し、燃料タンク１２のタンク前方あるいはタンク後方から投影面積内に納まるように設置される。これによりタンク支持部６７，６８は、燃料タンク１２中央部の円筒状胴部６０周りに迫り出すバンド等のタンク支持部を不要とすると共に、燃料タンク１２中央部の円筒状胴部６０周りに迫り出さない非膨出形状に配設され、車両のスリム化およびコンパクト化が図れ、車両の操作性、利便性を向上させることができる（図６参照）。

［車両の燃料タンク保持構造］
本実施形態に係る車両の燃料タンク保持構造は、図５ないし図８に示すように構成される。燃料タンク１２の一方側（タンク前側）が車体フレーム１１の車両前方下部で複数、例えば３個のタンク前側のタンク支持部６７（６７ａ，６７ｂ，６７ｃ）により当接支持される。燃料タンク１２の他方側は、車体フレーム１１の車両前後方向中央部下部で複数、例えば３個のタンク後側のタンク支持部６８（６８ａ，６８ｂ，６８ｃ）で支持される。このように、燃料タンク１２はタンク前後の半球状部であるドーム状鏡板６１ａ，６１ｂが、タンク前側および後側のタンク支持部６７，６８に両持ち（２箇所）支持されて、安定的にかつ確実に保持される。

具体的には、燃料タンク１２の一方側（タンク前側）は、例えば図５および図６に示すように、車体フレーム１１の上部メインフレーム３６間に架け渡されたフロントブリッジフレーム４１に２個のタンク支持部６７ａ，６７ｂを設けた上向き凸状の弧状サポートフレーム７０が取り付けられる。また、下部メインフレーム３７間に架け渡された下向き凸状の弧状ボトムブリッジフレーム７１にタンク支持部６７ｃが取り付けられる。３個のタンク支持部６７（６７ａ，６７ｂ，６７ｃ）は燃料タンク１２の前側半球状部６１ａに面接触するように、支持面が半球状をなすように放射状に配設される。前側の各タンク支持部６７は、燃料タンク１２のドーム状鏡板（半球状部）６１ａを前側から包み込むように面接触して当接支持している。なお、符号７２は運転者用のフットレストブラケットであり、符号７３は同乗者用フットレストブラケットである。

さらに、図７および図８に示すように、車体フレーム１１の車両前後方向中央部で上部メインフレーム３６間に架け渡される中間ブリッジフレーム６２に、２個のタンク支持部６８ａ，６８ｂを設けた上向き凸状の弧状サポートプレート７６が取り付けられる。サブフレーム４２の下部ブリッジフレーム７７にタンク支持部６８ｃが取り付けられる。後側の３個のタンク支持部６８（６８ａ，６８ｂ，６８ｃ）は、燃料タンク１２の後側半球状部６１ｂに面接触するように、支持面が半球状となるように放射状に配設される。後側の各タンク支持部６８（６８ａ，６８ｂ，６８ｃ）は燃料タンク１２の後側ドーム状鏡板（半球状部）６１ｂを包み込むように後側から面接触して当接支持している。

このように、燃料電池車両１０の車体フレーム１１では、各タンク支持部６７（６７ａ〜６７ｃ）および６８（６８ａ〜６８ｃ）は車両前後方向に複数個ずつ、例えば３個ずつ分割されて、燃料タンク１２の前後のドーム状鏡板（半球状部）６１ａ，６１ｂをタンク前後で面接触して挟持し、燃料タンク１２をセンタートンネル領域５０に両持ち支持で安定的かつ確実に保持している。

また、本実施形態に係る車両の燃料タンク保持構造では、タンク支持部６７，６８は、複数個ずつが前後に分けられて上部メインフレーム３６および下部メインフレーム３７側の車体フレーム１１に取り付けられて固定される。実施例では、前後３個ずつのタンク支持部６７（６７ａ〜６７ｃ），６８（６８ａ〜６８ｃ）のうち、２個ずつのタンク支持部６７ａ，６７ｂ；６８ａ，６８ｂを車両幅方向左右で斜め上方に、１個ずつのタンク支持部６７ｃ，６８ｃを下方に設置した例を示したが、タンク支持部６７，６８の上下取付関係はこれに限定されない。例えば、３個ずつの前後のタンク支持部６７，６８のうち、下側のタンク支持部を２個ずつ、残り１個のタンク支持部を上側に設置してもよい。さらに、前後のタンク支持部６７，６８は、上側と下側にそれぞれ複数個ずつのタンク支持部を設置してもよい。

加えて、サブフレーム４２は、図８および図９に示すように、車体フレーム１１の左右の下部メインフレーム３７の湾曲立上り部に、取付ボルト等で着脱自在に後方から取り付けられる。このサブフレーム４２を下部メインフレーム３７へ着脱することで、後側タンク支持部６８（６８ａ〜６８ｃ）のうち下側タンク支持部６８ｃの着脱を同時に行なうことができる。

燃料タンク１２のタンクバルブ（燃料充填元弁５４、燃料供給元弁５５等）後方に車体フレーム１１に対し揺動可能なスイングアーム３０が設けられる。燃料タンク１２は、そのタンクバルブ５４，５５がスイングアーム３０のピボット軸２９より下方に位置するように、車体フレーム１１に固定される。このため、タンクバルブ５４，５５後下方に燃料タンク１２の着脱に要する作業スペースが確保され易くなり、整備性が向上する。

その上、サブフレーム４２にはタンクバルブ５４，５５側に位置する後側タンク支持部６８（６８ａ〜６８ｃ）の一部（タンク支持部６８ｃ）が設けられる。サブフレーム４２を車体フレーム１１の下部メインフレーム３７に脱離可能な取付構造とすることで、タンクバルブ５４，５５が大型化しても燃料タンク１２の半球状部６１ｂとの接触面積を確保することができ、その着脱性を良好にできる。

また、サブフレーム４２は、車体フレーム１１の下部メインフレーム３７の湾曲立上り部に着脱可能に設けられる。サブフレーム４２を車体フレーム１１から取り外すことで、センタートンネル領域５０は車両後下方側に大きな開口が形成され、燃料タンク１２を車体フレーム１１の車両後下方側に取り出すことができる。

燃料タンク１２上方の機器搭載領域６３に燃料電池１３、車両コントローラ２０、二次電池１７等の燃料電池関連部品が配置される場合、燃料タンク１２を車体フレーム１１の後下方から取り出せる構造とすることで、燃料電池関連部品を車両から取り外すことなく、燃料タンク１２の着脱が可能となる。

サブフレーム４２には、駐車時に燃料電池車両１０を支持するスタンド（実施例ではセンタースタンド８０）が取り付けられる。このサブフレーム４２の取付構造により、サブフレーム４２を下部メインフレーム３７から取り外すことで、燃料タンク１２とスタンド（センタースタンド８０）の両部品の取外しを同時に行なうことができ、整備性が向上する。

また、燃料タンク１２を両持ち（２箇所）支持する前後の各タンク支持部６７，６８のそれぞれには、燃料タンク１２両側の半球状部６１ａ，６１ｂと面接触する部分に、緩衝材７８が図１０に示すように湾曲面状に設けられる。緩衝材７８は硬度が低い変形可能なゴム材等の湾曲プレート状弾性材で構成される。前後のタンク支持部６７，６８は燃料タンク１２の長手方向（軸方向）両端部のドーム状鏡板（半球状部）６１ａ，６１ｂを、面接触するように当接支持することにより、燃料タンク１２に対して前後左右上下方向に全方位の拘束を、大きな拘束力を必要とせずに行なうことができる。燃料タンク１２は、車体フレーム１１のセンタートンネル領域５０に安定的かつ確実に両持ち支持で保持される。燃料タンク１２の拘束力は燃料タンク１２を車体フレーム１１に搭載した時、前後のタンク支持部６７，６８に備えられる緩衝材７８の変形量と緩衝材７８の硬度を適宜選択することにより容易に調整することができる。

燃料タンク１２のドーム状鏡板（半球状部）６１ａ，６１ｂは、燃料タンク１２内に高圧気体燃料（水素）を充填しても、燃料タンク１２中央部の円筒状胴部６０に比べて膨張は小さい。そのため、スプリング機構のような膨張吸収機構を別途設けて支持しなくても、前後のタンク支持部６７，６８に備えられる緩衝材７８によって燃料タンク１２の膨張を容易に吸収することができる。

従来の車両の燃料タンク保持構造のように、燃料タンク中央部の円筒状胴部を拘束するクランプバンドに（スプリングを用いず）緩衝材でタンク膨張を吸収しようとすると、円筒状胴部は、硬度が低く変形し易い緩衝材を用いる必要がある。

これに対し、本実施形態に係る車両の燃料タンク保持構造では、燃料タンク１２の軸方向両側のドーム状鏡板（半球状部）６１ａ，６１ｂをセンタートンネル領域５０内で車体フレーム１１に設けられた複数、例えば３個ずつの前後のタンク支持部６７（６７ａ〜６７ｃ）、６８（６８ａ〜６８ｃ）を前後から面接触させ、挟んで固定させることにより、燃料タンク１２を両持ち支持で安定的かつ確実に保持することができる。しかも、前後のタンク支持部６７（６７ａ〜６７ｃ）、６８（６８ａ〜６８ｃ）は、燃料タンク１２の半球状部６１ａ，６１ｂを包み込んで面接触し、放射状に３箇所（３点）ずつ当接支持させるので、燃料タンク１２を安定的に保持することができる。

車両の燃料タンク保持構造では、燃料タンク１２の長手方向両側に設けられた複数、例えば３個ずつのタンク支持部６７，６８で燃料タンク１２軸方向両側の半球状部６１ａ，６１ｂの軸方向保持力を維持した上で、タンク支持部６７，６８に備えられる緩衝材７８により、燃料タンク１２軸方向両側の半球状部６１ａ，６１ｂの膨張を吸収することできる。複数個ずつの緩衝材７８は燃料タンク１２の半球状部６１ａ，６１ｂを包み込むように面接触して前後から挟んで固定し、保持するので、タンク支持部６７（６７ａ〜６７ｃ）、６８（６８ａ〜６８ｃ）には硬度の低い変形し易い緩衝材７８を用いることができる。

燃料タンク１２は、車両前後方向中央部下部のセンタートンネル領域５０で、車体フレーム１１に設けられた複数、例えば３個ずつのタンク支持部６７（６７ａ〜６７ｃ）、６８（６８ａ〜６８ｃ）により、燃料タンク１２の半球状部６１ａ，６１ｂを前後から挟んで弾性的に面接触して、当接支持するので、安定的にしかも確実に両持ち支持される。燃料タンク１２の円筒状胴部６０にクランプバンドを巻き回して支持させることが不要となる。

また、燃料タンク１２は、長手方向が車両前後方向に延びるように、車両前後方向中央部下部（例えば、ヘッドパイプ２３とスイングアーム３０のピボット軸２９との中間、もしくは燃料タンク１２のタンク後端部がシート前端部からシート後端部に位置するよう）に設けられる。重量物である燃料タンク１２は、車体フレーム１１の車両前後方向中央部下部のセンタートンネル領域５０に収容されるが、上述の燃料タンク保持構造を採用することで、燃料タンク１２中央部の円筒状胴部６０周りにバンドを巻き回したり、燃料タンク周辺部品を配置することが不要となるため、車体の肥大化が防止される。このため、車両をよりコンパクトにすることができ、操作性を向上させることができる。

［第１実施形態の効果］
第１実施形態では、燃料タンク１２の軸方向両端部の半球状部６１ａ，６１ｂを包み込むように、タンク前側および後側で（車体フレーム１１に固定された）複数個ずつのタンク支持部６７，６８を球面状に面接触させて当接支持し、両持ち支持で固定させるので、前後のタンク支持部６７，６８により、燃料タンク１２は前後、左右、上下にあらゆる方向に拘束力を持たせて燃料タンク１２を安定的かつ確実に保持することができる。

車体フレーム１１内のセンタートンネル領域５０に収容される燃料タンク１２は、前後のタンク支持部６７，６８に両持ち支持され、燃料タンク保持部は、燃料タンク軸方向両端部の半球状部６１ａ，６１ｂにタンク支持部６７，６８を集約させることができ、燃料タンク１２の円筒状胴部６０に巻き付けられるバンドを省略することができる。その分、燃料タンク１２中央部の円筒状胴部周りの部品構成がシンプルになって車体がコンパクトになり、車両の操作性が向上する。

また、燃料タンク１２のような重量物を車体フレーム１１内下部のセンタートンネル領域５０に設置することで、車両の安定性を向上させることができ、さらに、燃料タンク１２の円筒状胴部６０に巻き付けられるバンドを省略して、車体下部のスリム化を図ることができる。これにより、鞍乗型車両において必要なバンク角を大きく取ることができ、走行安定性および操作性の双方を高次元に確保することができる。

さらに、第１実施形態に係る車両の燃料タンク保持構造では、燃料タンク１２の軸方向両側の半球状部６１ａ，６１ｂを前後のタンク支持部６７，６８で球面状に面接触させて当接支持し、両側から挟み込んで固定させるので、燃料タンク１２の円筒状胴部６０を固定するバンドが不要となり、バンド使用時のように大きな拘束力を必要としないため、燃料タンク１２等の整備がし易くなる。

加えて、タンク支持部６７，６８に緩衝材７８を設けることで、燃料タンク１２の半球状部６１ａ，６１ｂと面接触してタンク膨張等を効果的に吸収し、機能維持を良好に図ることができ、燃料タンク１２への振動の伝播を有効に防止できる。

その上、車体フレーム１１の下部メインフレーム３７にサブフレーム４２が着脱可能に取り付けられ、サブフレーム４２を車体フレーム１１から取り外すことにより、車体フレーム１１のセンタートンネル領域５０は車両後下方に大きく開口される。サブフレーム４２には複数の後側タンク支持部６８（６８ａ〜６８ｃ）の一部、例えば下側タンク支持部６８（６８ｃ）が設けられているので、サブフレーム４２の取外しにより、燃料タンク１２はセンタートンネル領域５０の後下方から容易に取り外すことができ、整備性が向上する。

［第２実施形態］
図１１および図１２は、車両の燃料タンク保持構造の第２実施形態を示すものである。

第２実施形態に示された車両の燃料タンク保持構造は、燃料タンク１２の中央部の円筒状胴部６０をサポートする弧状タンク支持部８３を設けた構成が、第１実施形態に示された車両の燃料タンク保持構造と相違するだけで、他の構成は異ならないので、同じ構成には同一符号を付して説明を省略する。

図１１は、第２実施形態に係る車両の燃料タンク保持構造を備えた燃料電池車両１０Ａの車体フレーム１１Ａを右側後方から見た斜視図であり、図１２は、第２実施形態の燃料電池車両１０Ａの車体フレーム１１Ａを右側前方から見た斜視図である。

第２実施形態に示された車両の燃料タンク保持構造では、燃料タンク１２の軸方向両端部の半球状部６１ａ，６１ｂを面接触して当接支持する前後複数個ずつ、例えば３個のタンク支持部６７（６７ａ〜６７ｃ）、６８（６８ａ〜６８ｃ）に加えて、燃料タンク１２の円筒状胴部６０下側に面接触して燃料タンク１２を載置する弧状タンク支持部８３を設けたものである。弧状タンク支持部８３は、車体フレーム１１Ａの下部メインフレーム３７間に架け渡され、固定されるサポートブリッジプレート８４上に設置される。この弧状タンク支持部８３に燃料タンク１２の円筒状胴部（円筒部）６０と面接触して載置する弧状の緩衝材８５を備えたものである。

第２実施形態の車両の燃料タンク保持構造では、燃料タンク１２中央部の円筒状胴部６０を弧状タンク支持部８３上に載せるだけで、燃料タンク１２は車両幅方向左右に横振れすることなく、安定的に保持される。このため、燃料タンク１２の軸方向両端部の半球状部に面接触させて包み込むように当接支持するタンク前後のタンク支持部６７（６７ａ〜６７ｃ）、６８（６８ａ〜６８ｃ）と相俟って、燃料タンク１２をより安定的かつ確実に保持することができる。

また、図１３および図１４は、車両の燃料タンク保持構造の第２実施形態の変形例を示すものである。

この変形例に示された車両の燃料タンク保持構造においても、第１実施形態の車両の燃料タンク保持構造と同じ構成には同一符号を付して重複説明を省略する。

図１３に示す車両の燃料タンク保持構造は、車体フレーム１１Ｂの車両右前方から見た主要部の斜視図であり、図１４は車体フレーム１１Ｂを車両底部から見上げた主要部の底面図である。第２実施形態の変形例に示された燃料タンク保持構造は、（車体フレーム１１Ｂ内車両中央下部のセンタートンネル領域５０に収容された）燃料タンク１２の軸方向両側の半球状部６１ａ，６１ｂの上部をタンク前側および後側の夫々複数個ずつ、例えば２個のタンク支持部６７（６７ａ，６７ｂ）、６８（６８ａ，６８ｂ）と面接触させて支持させる一方、燃料タンク１２の円筒状胴部６０の下部を弧状タンク支持部８３に載置させてサポートするので、燃料タンク１２を安定的に保持することができる。しかも、弧状タンク支持部８３は燃料タンク１２中央部の円筒状胴部６０を弧状の緩衝材８５に面接触するように載置させたので、燃料タンク１２軸方向両側の半球状部を面接触させて支持する前後のタンク支持部６７，６８は、燃料タンク１２の前側および後側でタンク下部の支持を廃止することができる。

燃料タンク１２のタンク前側および後側のタンク支持部６７，６８に下側タンク支持部を廃止しても、燃料タンク１２は車体フレーム１１Ｂのセンタートンネル領域５０に燃料タンク１２は前後のタンク支持部６７，６８と燃料タンク１２の円筒状胴部６０をサポートする弧状タンク支持部８３により、安定的に保持される。

さらに、第２実施形態の変形例の車両の燃料タンク保持構造では、前側および後側のタンク支持部６７，６８に、下側タンク支持部を廃止すると、前後のタンク支持部６７，６８の車体フレーム１１Ｂへの取付構造をより簡素化することができる。

［第２実施形態の効果］
第２実施形態に係る車両の燃料タンク保持構造は、第１実施形態の燃料タンク保持構造と同様な作用効果を奏することができる。

さらに、第２実施形態の燃料タンク保持構造では、燃料タンク１２の円筒状胴部６０と面接触してサポートし、円筒状胴部６０を載置させる弧状タンク支持部８３を設けたので、燃料タンク１２の軸方向両側の半球状部６１ａ，６１ｂと面接触して当接支持するタンク前側および後側のタンク支持部６７，６８の構成がより簡素化される。前側および後側のタンク支持部６７，６８の簡素化に伴い、燃料タンク１２の軸方向両側の半球状部６１ａ，６１ｂを面接触して支持する車体フレーム１１ａ，１１ｂ（前後のタンク支持部６７，６８付近の）構成も簡素化することができる。

なお、本発明の実施形態に係る車両のタンク保持構造では、燃料タンクを車体フレーム内で車両前後方向に沿って縦置き配置した例を示したが、燃料タンクは車体フレーム内で車両幅方向に横置き配置する車両に適用しても、さらに、燃料タンクは車体フレームに上下方向に縦置き状態で配設する車両に適用してもよい。

さらに、燃料タンクの長手方向両側の半球状部に対向する位置に複数個ずつのタンク支持部を設けた例を示したが、タンク支持部が燃料タンク両側の半球状部と球面状に面接触するものであれば、燃料タンク両側の半球状部に対向する位置に設けられるタンク支持部は１個ずつであってもよい。

以上、本発明の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、３輪車両や４輪車両に適用することができ、様々な形態で実施することが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行なうことができる。これらの実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０…燃料電池車両、１１…車体フレーム、１２…燃料タンク、１３…燃料電池、１４…モータ、１５…外装（カバー）、１６…シート、１７…二次電池、１８…電力管理装置、１９…インバータ、２３…ヘッドパイプ、２４…ハンドル、２５…ステアリング機構、２６…前輪、２７…フロントフォーク、２８…フロントフェンダ、２９…ピボット軸、３０…スイングアーム、３１…後輪、３２…リヤサスペンション、３３…リヤフェンダ、３４…上部ダウンフレーム、３５…下部ダウンフレーム、３６…上部メインフレーム、３７…下部メインフレーム、３８…上部ブリッジフレーム、３９…下部ブリッジフレーム、４０…セントラルダウンフレーム、４１…フロントブリッジフレーム、４２…サブフレーム（ガードフレーム、スタンドブラケット）、４３…搭載機器保護フレーム、４４…センタースタンド、４５…補強ブラケット、４６，４７…取付ブラケット、５０…センタートンネル領域、５１…高圧圧縮水素貯蔵システム、５２…燃料流量口、５３…燃料充填用継手、５４…燃料充填元弁、５５…燃料供給元弁、５６…燃料充填用リッド、６０…円筒状胴部、６１ａ，６１ｂ…ドーム状鏡板（半球状部）、６２…中間ブリッジフレーム、６３…機器搭載領域、６４…タイヤハウス領域、６７，６７ａ，６７ｂ，６７ｃ…タンク支持部、６８，６８ａ，６８ｂ，６８ｃ…タンク支持部、７０…弧状サポートフレーム、７１…ボトムブリッジフレーム、７６…弧状サポートフレーム、７８…緩衝材、８３…弧状タンク支持部、８４…サポートブリッジプレート、８５…緩衝材。

Claims (12)

1. 燃料タンクのタンク支持部が設けられたメインフレームを備える車体フレームと、
   前記車体フレームに収容された気体燃料貯蔵用の前記燃料タンクと、車両を走行させるモータ駆動用の電力を発生させる燃料電池と、を有する燃料電池車両であって、
   前記燃料タンクは、中央部の円筒形状胴部と、その長手方向両側の半球状部とから構成される圧力容器を有し、
   前記車体フレームは前記燃料タンク長手方向両側の半球状部に対向する位置に、前側および後側タンク支持部がそれぞれ設けられ、前記前側および後側タンク支持部は前記燃料タンク長手方向両側の半球状部とそれぞれ面接触し、前記前側および後側タンク支持部に前記燃料タンクをその長手方向両側から挟んで固定したことを特徴とする車両の燃料タンク保持構造。
2. 前記燃料タンクはタンク長手方向が車両前後方向に沿う状態に設けられ、
   前記タンク支持部は前記燃料タンクの前側および後側の少なくとも一方で、複数個が前記車体フレームに設けられ、
   前記前側および後側タンク支持部は、前記燃料タンク長手方向両側の半球状部とそれぞれ面接触し、前記燃料タンクを前後から挟んで固定した請求項１に記載の車両の燃料タンク保持構造。
3. 前記前側および後側タンク支持部は、前記燃料タンク長手方向両側の半球状部に面接触する前記タンク支持部を複数個ずつ有し、
   前記前側および後側タンク支持部は複数個ずつの前記タンク支持部が前記燃料タンク長手方向両側の半球状部を前側および後側の上下でそれぞれ面接触し、前記燃料タンクを前後から挟んで両持ち支持で固定した請求項１または２に記載の車両の燃料タンク保持構造。
4. 前記前側および後側タンク支持部は、前記燃料タンク両側の半球状部に面接触する前記タンク支持部を３個以上ずつ有し、
   前記前側および後側タンク支持部は、３個以上ずつのタンク支持部が前記燃料タンク長手方向両側の半球状部を前側および後側で放射状に包み込むように面接触し、前記燃料タンクの前後から挟んで両持ち支持で固定した請求項３に記載の車両の燃料タンク保持構造。
5. 前記前側および後側タンク支持部は、前記燃料タンク長手方向両側の半球状部に面接触する緩衝部材を備えた請求項１ないし４のいずれか１項に記載の車両の燃料タンク保持構造。
6. 前記燃料タンクは車両前後方向中央下部に設けられ、その上方に燃料電池コントローラもしくは二次電池の燃料電池関連部品が配置された請求項１ないし５のいずれか１項に記載の車両の燃料タンク保持構造。
7. 前記車体フレームは、前記メインフレームに着脱可能に取り付けられたサブフレームを備え、
   前記サブフレームに前記燃料タンクの後方側半球状部の少なくとも下部を支持する前記タンク支持部が設けられた請求項１ないし６のいずれか１項に記載の車両の燃料タンク保持構造。
8. 前記燃料タンクのタンク支持部は、前記燃料タンクのタンク後方あるいはタンク前方からの投影面積内に納められて設けられ、
   前記タンク支持部は前記燃料タンク中央部の円筒形状胴部周りに迫り出さない非膨出形状に配設された請求項１ないし４のいずれか１項に記載の車両の燃料タンク保持構造。
9. 前記サブフレームは前記車体フレームのメインフレーム後下部に着脱可能に取り付けられ、前記サブフレームに車両を支持するスタンドが取り付けられて固定された請求項７に記載の車両の燃料タンク保持構造。
10. 前記燃料タンクの後側タンク支持部は、一部が前記メインフレームに一体に固定され、残部が前記メインフレームと着脱可能なサブフレームに固定されており、
    前記燃料タンクの前側タンク支持部は、全ての前記タンク支持部が前記メインフレーム側に一体に固定された請求項７または９に記載の車両の燃料タンク保持構造。
11. 前記車体フレームのメインフレームは、車両前後方向に延びる左右一対の上部メインフレームと、左右一対の下部メインフレームとから、前記燃料タンクを収容するセンタートンネル領域が構成され、
    前記下部メインフレームの後部にサブフレームが着脱可能に設けられた請求項１または７に記載の車両の燃料タンク保持構造。
12. 前記車体フレームは左右一対の下部メインフレーム間に架け渡されたブリッジ部材が固定され、
    前記ブリッジ部材に前記燃料タンクの円筒状胴部を面接触して載置する中間タンク支持部が設けられた請求項１に記載の車両の燃料タンク保持構造。

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