JP2023085187A - 車両用水素タンク支持システム - Google Patents

Abstract

【課題】車両の衝突性能を改善し、車両衝突時に水素タンクを安全に保護することができる、車両用水素タンク支持システムを提供する。
【解決手段】車両用水素タンク支持システムは、フロアと、前記フロアの両エッジに取り付けられた１対のサイドシルと、前記フロアに取り付けられ、水素タンクを支持するように構成された支持フレームと、を含む。前記支持フレームは、１対の縦メンバーと、前記１対の縦メンバーを連結する複数の横メンバーと、を含む。前記複数の横メンバーのうち少なくとも１つの横メンバーは、その両端から前記１対のサイドシルに向かって個別に延びた１対の延長部を有する。各延長部は、対応するサイドシルに個別に結合される。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用水素タンク支持システムに関し、より詳しくは、車両の衝突性能を改善し、水素タンクを安全に保護することができる、車両用水素タンク支持システムに関する。

近年、環境および石油資源の枯渇に対する危機認識が高まるにつれ、環境に優しい自動車である電気自動車（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）に対する研究開発が浮上している。電気自動車としては、ＰＨＥＶ（Ｐｌｕｇ－ｉｎ Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）、ＢＥＶ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）、ＦＣＥＶ（Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）などが挙げられる。

燃料電池電気自動車（ＦＣＥＶ）は、水素を用いて電気を発電する燃料電池スタック（ｆｕｅｌ ｃｅｌｌ ｓｔａｃｋ）と、水素を貯蔵する水素タンクと、回生ブレーキ（ｒｅｇｅｎａｒａｔｉｖｅ ｂｒａｋｅ）により生成された電気エネルギーを貯蔵する電池パックと、を含む。

燃料電池電気自動車は、航続距離（ＡＥＲ）の増大のために、大容量の水素タンクが必須に求められている。燃料電池電気自動車の長い航続距離（ＡＥＲ）を確保するために、水素タンクは、車両の幅方向に沿って延びた円筒形状を有する。しかし、水素タンクの容量を確保するために水素タンクの長さが相対的に長くなる場合、水素タンクの各端部とそれに対応する車体のサイド構造との間の側面衝突空間が相対的に狭小になり得る。そこで、車両の側面衝突時に水素タンクの損傷の可能性が高くなり得る。

一方、燃料電池電気自動車は、セダン、ＳＵＶだけでなく、ＭＰＶ（ｍｕｌｔｉ ｐｕｒｐｏｓｅ ｖｅｈｉｃｌｅ）などのように多様な車種に適用されている。一方、ＭＰＶなどのような車種は、全高およびフロアの高さが相対的に高く、乗員および貨物の乗下車を容易にするようにフロアの各エッジにステップが提供される。ステップは、フロアから下部に向かって陥没し、サイドシルは、ステップの下端に結合される。このように、サイドシルがフロアおよびステップとの間の高さの差によりフロアから車両の高さ方向に沿って離隔することで、車両の衝突発生時、サイドシルは、その衝突エネルギーにより、自体的に変形せず、フロアに向かって回転し得る。そこで、車両のサイドにおけるその衝突エネルギーの吸収が不可能であるため、車両の衝突性能が十分に確保できない。したがって、水素タンクを保護するためには、水素タンクの長さが相対的に短くなり得、これにより、水素タンクの容量を十分に確保し難いという短所があった。

この背景技術部分に記載された事項は、発明の背景に対する理解を増進するために作成されたものであって、該技術が属する分野における通常の知識を有する者に周知の従来技術ではない事項を含むことができる。

本発明は、上記のようなことを考慮して導き出されたものであり、水素タンクを支持する支持フレームを車両のサイドシルに直接的に連結されることで車両の剛性、強度などを強化することができ、車両の衝突性能を改善し、車両衝突時に水素タンクを安全に保護することができる、車両用水素タンク支持システムを提供することにその目的がある。

上記のような目的を達成するための本発明の実施形態に係る車両用水素タンク支持システムは、フロアと、前記フロアの両エッジに取り付けられた１対のサイドシルと、前記フロアに取り付けられ、水素タンクを支持するように構成された支持フレームと、を含むことができる。前記支持フレームは、１対の縦メンバーと、前記１対の縦メンバーを連結する複数の横メンバーと、を含むことができる。前記複数の横メンバーのうち少なくとも１つの横メンバーは、その両端から前記１対のサイドシルに向かって個別に延びた１対の延長部を有することができる。各延長部は、対応するサイドシルに個別に結合されることができる。

このように、支持フレームの少なくとも１つの横メンバーの各延長部が対応するサイドシルに結合されることで、支持フレームは、１対のサイドシルに堅固に結合されることができ、これにより、水素タンクは、車体に対して堅固に支持されることができる。特に、少なくとも１つの横メンバーが１対のサイドシルを車両の幅方向に沿って堅固に支持することで、サイドシルの変形および車体の変形を抑制することができ、サイドシルが水素タンクを打撃しないため、水素タンクおよびそれに連結されたバルブ、配管などが損傷するのを防止することができる。

各サイドシルは、車両の室内に向かう内側サイドシルと、車両の室外に向かう外側サイドシルと、を含むことができる。前記各延長部は、前記内側サイドシルに結合されることができる。

第１パイプナットが前記サイドシルの内側サイドシルに固定され、第１取り付けボルトが前記第１パイプナットにネジ結合されることで、前記各延長部は、前記内側サイドシルに結合されることができる。

このように、少なくとも１つの横メンバーの延長部が取り付けボルトおよびパイプナットを介してサイドシルの内側サイドシルに結合されることで、内側サイドシルは、それ自体の強度および剛性が強化されることができ、そこで、内側サイドシルは、高強度領域であってもよい。そして、サイドシルの外側サイドシルは、少なくとも１つの横メンバーの延長部と直接的に連結されないため、外側サイドシルは、低強度領域であってもよい。すなわち、サイドシルは、第１パイプナットを基準に、高強度領域と低強度領域に区分することができる。そこで、車両の側面衝突時、サイドシルの低強度領域に該当する外側サイドシルは、衝突エネルギーにより容易に変形することでその衝突エネルギーを吸収することができ、サイドシルの高強度領域に該当する内側サイドシルは、前方側横メンバーの延長部に結合されることでその変形が最大限抑制されることができ、そこで、水素タンクが損傷するのを防止することができる。

前記サイドシルは、その内側キャビティに取り付けられたサイドシル補強材をさらに含み、前記第１パイプナットの少なくとも一部は、前記サイドシル補強材に埋め込まれることができる。

このように、第１パイプナットの少なくとも一部がサイドシル補強材に埋め込まれることで、第１パイプナットの支持剛性が大幅に強化できるため、少なくとも１つの横メンバーの各延長部は、サイドシルにさらに堅固に結合されることができる。

前記フロアの底面に付着された１対のフロア縦メンバーと、前記１対のフロア縦メンバーを連結する複数のフロア横メンバーと、を含むことができる。各フロア縦メンバーは、車両の長さ方向に沿って延びることができ、前記１対の縦メンバーは、前記１対のフロア縦メンバーの間に位置することができ、前記１対のフロア縦メンバーは、前記１対のサイドシルの間に位置することができる。

前記各縦メンバーは、対応するフロア縦メンバーに向かって延びた取り付けブラケットをさらに含むことができ、前記取り付けブラケットは、前記フロア縦メンバーに結合されることができる。

第２パイプナットが前記フロア縦メンバーの内側キャビティに取り付けられ、第２取り付けボルトが前記第２パイプナットにネジ結合されることで、前記取り付けブラケットは、前記フロア縦メンバーに結合されることができる。

このように、支持フレームの縦メンバーが取り付けブラケットを介してフロア縦メンバーに堅固に結合されることで、支持フレームは、車体側に堅固に結合されることができる。これにより、水素タンクの支持剛性および車体の剛性および強度などを強化することができる。

前記フロアの上面に取り付けられた複数のシートスライドレールをさらに含み、前記各縦メンバーは、シートスライドレールに垂直に整列することができる。

前記１対の縦メンバーは、前記複数のフロア横メンバーのうち少なくとも１つのフロア横メンバーに結合されることができる。

前記少なくとも１つのフロア横メンバーの内側キャビティに取り付けられた第３パイプナットをさらに含み、上側ボルトが前記シートスライドレールを貫通し、前記上側ボルトのネジ部が前記第３パイプナットの上側雌ネジ部にネジ結合され、下側ボルトが前記縦メンバーおよび前記少なくとも１つのフロア横メンバーを貫通し、前記下側ボルトのネジ部が前記第３パイプナットの下側雌ネジ部にネジ結合されることができる。

このように、縦メンバーがフロア横メンバー、第３パイプナット、およびボルトを介してシートスライドレールとともにフロアに取り付けられることで、支持フレームは、車体に非常に堅固に取り付けられることができ、これにより、車体の剛性が大幅に強化されることができる。

前記フロアの両エッジに取り付けられた１対のセンターピラーをさらに含み、前記複数の横メンバーのうち少なくとも１つの横メンバーは、前記１対のセンターピラーに整列するように構成されることができる。

前記複数の横メンバーは、前記複数のフロア横メンバーのうち一部のフロア横メンバーに対して個別に整列するように構成されることができる。

前記水素タンクは、その両端に提供された１対の取り付けネックを有し、前記各縦メンバーは、水素タンクの各端部を支持する支持ブロックを有し、前記支持ブロックは、前記水素タンクの各取り付けネックを収容するキャビティを有することができる。

前記複数の横メンバーは、複数の垂直メンバーを介して前記１対の縦メンバーに連結されることができる。各垂直メンバーは、車両の高さ方向に沿って延びることができる。

ここで、複数の横メンバーは、各垂直メンバーの長さに対応して１対の縦メンバー下に位置することができる。

前記複数の横メンバーは、車両の前方端と最も近接した第１前方側横メンバーと、前記第１前方側横メンバーから車両の後方に向かって離隔した第２前方側横メンバーと、前記第２前方側横メンバーから車両の後方に向かって離隔した第１後方側横メンバーと、前記第１後方側横メンバーから車両の後方に向かって離隔した第２後方側横メンバーと、を含むことができる。

前記第１前方側横メンバーは、１対の第１前方側垂直メンバーを介して前記１対の縦メンバーに連結され、前記第２前方側横メンバーは、１対の第２前方側垂直メンバーを介して前記１対の縦メンバーに連結され、前記第１後方側横メンバーは、１対の第１後方側垂直メンバーを介して前記１対の縦メンバーに連結され、前記第２後方側横メンバーは、１対の第２後方側垂直メンバーを介して前記１対の縦メンバーに連結されるように構成されることができる。

本発明によれば、水素タンクを支持する支持フレームを車両のサイドシルに直接的に連結されることで車両の剛性、強度などを強化することができ、車両の衝突性能を改善し、車両衝突時に水素タンクを安全に保護することができる。

本発明の実施形態に係る車両用水素タンク支持システムが車両のフロアの底面に取り付けられていることを示した底面図である。 本発明の実施形態に係る車両用水素タンク支持システムにおいて、水素タンクが支持フレームに取り付けられていることを示した斜視図である。 図２における水素タンクが支持フレームから分離していることを示した図である。 図１のＡ部分を拡大した図である。 図４のＢ部分を拡大した図である。 図４のＣ－Ｃ線に沿って示した図である。 図４のＤ－Ｄ線に沿って示した図である。 図７の変形実施形態を示した図である。 本発明の他の実施形態に係る図である。 本発明のまた他の実施形態に係る図である。 図１０に示された車体の底面を示した図である。

以下、本発明の一部の実施形態を例示的な図面により詳細に説明する。各図面の構成要素に参照符号を付する際に、同一の構成要素に対しては、他の図面上に表示されるときにも可能な限り同一の符号を付するようにしていることに留意しなければならない。また、本発明の実施形態を説明するにおいて、関連した公知の構成または機能に関する具体的な説明が本発明の実施形態に対する理解を妨げると判断される場合には、その詳細な説明は省略する。

本発明の実施形態の構成要素を説明するにおいて、第１、第２、Ａ、Ｂ、（ａ）、（ｂ）などの用語を用いることができる。このような用語はその構成要素を他の構成要素と区別するためのものにすぎず、その用語により当該構成要素の本質や順番または順序などが限定されることはない。また、他に定義しない限り、技術的または科学的な用語を含めてここで用いられる全ての用語は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者により一般的に理解されるものと同一の意味を有する。一般的に用いられる辞書に定義されているような用語は、関連技術の文脈上の意味と一致する意味を有するものと解釈されなければならず、本出願において明らかに定義しない限り、理想的または過度に形式的な意味に解釈されない。

図１を参照すると、本発明の実施形態に係る車両用水素タンク支持システムは、車体の底に配置されたフロア１と、フロア１に取り付けられた支持フレーム１０と、を含むことができる。

図１を参照すると、フロア１は、車両の底の全体にわたって平坦なフラットフロアであってもよい。１対のフロア縦メンバー２は、締結具、溶接などによりフロア１の底面に付着されることができ、１対のフロア縦メンバー２は、車両の幅方向に沿って離隔することができ、各フロア縦メンバー２は、車両の長さ方向に沿って延びることができる。複数のフロア横メンバー４は、締結具、溶接などによりフロア１の底面に付着されることができ、複数のフロア横メンバー４は、車両の長さ方向に沿って離隔することができ、各フロア横メンバー４は、車両の幅方向に沿って延びることができる。各フロア横メンバー４の両端部が締結具、溶接などにより１対のフロア縦メンバー２に個別に結合されることで、複数のフロア横メンバー４は、１対のフロア縦メンバー２を連結することができ、これにより、１対のフロア縦メンバー２および複数のフロア横メンバー４は、ラダーフレーム（ｌａｄｄｅｒ ｆｒａｍｅ）を形成することができる。

図１を参照すると、１対のサイドシル６は、フロア１の両エッジに付着されることができ、各サイドシル６は、車両の長さ方向に沿って延びることができる。フロア１に対して直交する方向から眺めるとき、１対のフロア縦メンバー２は、１対のサイドシル６の間に位置することができ、各フロア縦メンバー２は、対応するサイドシル６よりも車両の中心縦軸線に近接することができる。

図７を参照すると、ステップ３は、各フロア１の各エッジに取り付けられることができ、ステップ３は、フロア１の各エッジから下部に向かって陥没することができる。ステップ３は、垂直壁３ａを有することができ、ステップ３の垂直壁３ａは、締結具、溶接などによりフロア１の各エッジに固定されることができる。各サイドシル６は、ステップ３下に位置することができ、各サイドシル６は、連結メンバー７を介してステップ３に連結されることができる。すなわち、サイドシル６がステップ３下に位置することにより、サイドシル６は、フロア１下に位置することができる。連結メンバー７は、垂直に延びることができ、各サイドシル６の内側サイドシル６１の室内側壁６１ａは、締結具、溶接などにより連結メンバー７の下部に固定されることができる。補強材８は、連結メンバー７およびサイドシル６を連結するように構成されることができ、補強材８は、連結メンバー７に付着される第１フランジ８ａと、サイドシル６に付着される第２フランジ８ｂと、を有することができる。第１フランジ８ａは、連結メンバー７に符合するように垂直に延びることができ、第１フランジ８ａは、締結具、溶接などにより連結メンバー７に固定されることができる。第２フランジ８ｂは、サイドシル６の内側サイドシル６１の上部壁６１ｂに符合するように水平に延びることができ、第２フランジ８ｂは、締結具、溶接などによりサイドシル６の内側サイドシル６１の上部壁６１ｂに固定されることができる。

支持フレーム１０は、フロア１下に配置されることができ、支持フレーム１０は、１つ以上の水素タンク５を支持するように構成されることができる。具体的に、図２～図４を参照すると、支持フレーム１０は、１対の縦メンバー１１と、１対の縦メンバー１１を連結する複数の横メンバー２１、２２、２３、２４と、を含むことができる。図３を参照すると、水素タンク５は、車両の幅方向に沿って延びた円筒形状であってもよく、水素タンク５は、その両端部に提供された１対の取り付けネック（ｍｏｕｎｔｉｎｇ ｎｅｃｋ）５ａを有することができる。各取り付けネック５ａは、円筒形状を有してもよく、各取り付けネック５ａの直径は、水素タンク５の円筒部の直径よりも小さくてもよい。

各縦メンバー１１は、車両の長さ方向に沿って延びることができ、１対の縦メンバー１１は、車両の幅方向に沿って離隔することができる。図３を参照すると、各縦メンバー１１は、各水素タンク５の各端部を支持する支持ブロック１６を有することができ、複数の支持ブロック１６は、各縦メンバー１１に提供されることができ、複数の支持ブロック１６は、各縦メンバー１１の長さ方向に沿って離隔することができる。各支持ブロック１６は、縦メンバー１１からその下方に向かって突出することができ、各支持ブロック１６は、キャビティ１６ａを有することができる。各水素タンク５の取り付けネック５ａが各支持ブロック１６のキャビティ１６ａに収容されることができ、特にキャビティ１６ａは、取り付けネック５ａに符合する形状を有することができる。一例によると、キャビティ１６ａは、取り付けネック５ａの外径と同一の内径を有することができる。例えば、支持フレーム１０が３個の水素タンク５を支持する場合、各縦メンバー１１は、各水素タンク５を支持するように３個の支持ブロック１６を有することができる。

複数の横メンバー２１、２２、２３、２４は、水素タンク５の個数よりも１個多い個数で構成されることができる。図３および図４を参照すると、支持フレーム１０が３個の水素タンク５を支持する場合、支持フレーム１０は、４個の横メンバー２１、２２、２３、２４を有することができる。そこで、各水素タンク５は、隣接した２個の横メンバー２１、２２、２３、２４の間に位置することができる。

複数の横メンバー２１、２２、２３、２４は、複数の垂直メンバー１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄを介して１対の縦メンバー１１に連結されるように構成されることができ、各垂直メンバー１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄは、車両の高さ方向に沿って延びることができる。１対の垂直メンバー１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄは、各横メンバー２１、２２、２３、２４を１対の縦メンバー１１に個別に連結することができる。複数の横メンバー２１、２２、２３、２４は、各垂直メンバー１２の長さに対応する距離だけ１対の縦メンバー１１よりも下方に位置することができる。

複数の横メンバー２１、２２、２３、２４のうち少なくとも１つの横メンバーは、１対のサイドシル６に向かって対称的に延びた１対の延長部を有することができる。

図３および図４を参照すると、複数の横メンバー２１、２２、２３、２４は、第１前方側横メンバー２１、第２前方側横メンバー２２、第１後方側横メンバー２３、および第２後方側横メンバー２４を含むことができる。第１前方側横メンバー２１は、車両の前方端と最も近接することができ、第２前方側横メンバー２２は、第１前方側横メンバー２１から車両の後方に向かって離隔することができる。第１後方側横メンバー２３は、第２前方側横メンバー２２から車両の後方に向かって離隔することができ、第２後方側横メンバー２４は、第１後方側横メンバー２３から車両の後方に向かって離隔することができる。第２後方側横メンバー２４は、車両の後方端と最も近接することができる。

複数の垂直メンバー１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄは、第１前方側横メンバー２１および１対の縦メンバー１１を連結する１対の第１前方側垂直メンバー１２ａと、第２前方側横メンバー２２および１対の縦メンバー１１を連結する１対の第２前方側垂直メンバー１２ｂと、第１後方側横メンバー２３および１対の縦メンバー１１を連結する１対の第１後方側垂直メンバー１２ｃと、第２後方側横メンバー２４および１対の縦メンバー１１を連結する１対の第２後方側垂直メンバー１２ｄと、を含むことができる。

１対の第１前方側垂直メンバー１２ａは、１対の縦メンバー１１の間の間隔に対応する距離だけ車両の幅方向に沿って離隔することができ、１対の第２前方側垂直メンバー１２ｂは、１対の縦メンバー１１の間の間隔に対応する距離だけ車両の幅方向に沿って離隔することができ、１対の第１後方側垂直メンバー１２ｃは、１対の縦メンバー１１の間の間隔に対応する距離だけ車両の幅方向に沿って離隔することができ、１対の第２後方側垂直メンバー１２ｄは、１対の縦メンバー１１の間の間隔に対応するように車両の幅方向に沿って離隔することができる。

各第１前方側垂直メンバー１２ａの上端は、締結具、溶接などにより、対応する縦メンバー１１の底面に直接的に固定されることができ、各第１前方側垂直メンバー１２ａの下端は、締結具、溶接などにより、対応する第１前方側横メンバー２１の上面に固定されることができる。第１前方側横メンバー２１は、１対の第１前方側垂直メンバー１２ａを介して１対の縦メンバー１１に連結されることができる。

各第２前方側垂直メンバー１２ｂの上端は、締結具、溶接などにより、対応する縦メンバー１１の底面に直接的に固定されることができ、各第２前方側垂直メンバー１２ｂの下端は、締結具、溶接などにより、対応する第２前方側横メンバー２２の上面に固定されることができる。第２前方側横メンバー２２は、１対の第２前方側垂直メンバー１２ｂを介して１対の縦メンバー１１に連結されることができる。

各第１後方側垂直メンバー１２ｃの上端は、締結具、溶接などにより、対応する縦メンバー１１の底面に直接的に固定されることができ、各第１後方側垂直メンバー１２ｃの下端は、締結具、溶接などにより、対応する第１後方側横メンバー２３の上面に固定されることができる。第１後方側横メンバー２３は、１対の第１後方側垂直メンバー１２ｃを介して１対の縦メンバー１１に連結されることができる。

各第２後方側垂直メンバー１２ｄの上端は、締結具、溶接などにより、対応する縦メンバー１１の底面に直接的に固定されることができ、各第２後方側垂直メンバー１２ｄの下端は、締結具、溶接などにより、対応する第２後方側横メンバー２４の上面に固定されることができる。第２後方側横メンバー２４は、１対の第２後方側垂直メンバー１２ｄを介して１対の縦メンバー１１に連結されることができる。

図３および図４を参照すると、第１前方側横メンバー２１は、１対の第１前方側垂直メンバー１２ａから１対のサイドシル６に向かって延びた１対の第１延長部２１ａを有することができる。図４を参照すると、各第１延長部２１ａの端部は、締結具、溶接などにより、対応するサイドシル６に固定されることができる。

図３および図４を参照すると、第２前方側横メンバー２２は、１対の第２前方側垂直メンバー１２ｂから１対のサイドシル６に向かって延びた１対の第２延長部２２ａを有することができる。図４を参照すると、各第２延長部２２ａの端部は、締結具、溶接などにより、対応するサイドシル６に固定されることができる。

このように、少なくとも１つの横メンバー２１、２２の各延長部２１ａ、２２ａが対応するサイドシル６に結合されることで、支持フレーム１０は、１対のサイドシル６に堅固に結合されることができ、これにより、水素タンク５は、車体に対して堅固に支持されることができる。特に、少なくとも１つの横メンバー２１、２２が１対のサイドシル６を車両の幅方向に沿って堅固に支持することで、サイドシル６の変形および車体の変形を抑制することができ、サイドシル６が水素タンク５を打撃しないため、水素タンク５およびそれに連結されたバルブ、配管などが損傷するのを防止することができる。

第１前方側横メンバー２１および第２前方側横メンバー２２は、車両の前方と近接することにより、車両の乗員室の運転席の真下に位置することができる。これにより、第１前方側横メンバー２１の第１延長部２１ａと第２前方側横メンバー２２の第２延長部２２ａが１対のサイドシル６に結合されることで、運転席の安全性が大幅に改善されることができる。

図６を参照すると、複数の横メンバー２１、２２、２３、２４は、複数のフロア横メンバー４のうち一部のフロア横メンバー４に垂直軸線Ｘに沿って個別に整列するように構成されることができる。具体的に、第１前方側横メンバー２１は、第１前方側横メンバー２１上に位置したフロア横メンバー４に垂直軸線Ｘに沿って整列することができ、第２前方側横メンバー２２は、第２前方側横メンバー２２上に位置したフロア横メンバー４に垂直軸線Ｘに沿って整列することができ、第１後方側横メンバー２３は、第１後方側横メンバー２３上に位置したフロア横メンバー４に垂直軸線Ｘに沿って整列することができ、第２後方側横メンバー２４は、第２後方側横メンバー２４上に位置したフロア横メンバー４に垂直軸線Ｘに沿って整列することができる。

図７および図８に示すように、燃料電池車両がＭＰＶ（ｍｕｌｔｉ ｐｕｒｐｏｓｅ ｖｅｈｉｃｌｅ）に適用される場合、各サイドシル６の高さがフロア１の高さよりも相対的に低いため、車両の側面衝突時に衝突荷重がサイドシル６に印加される際に、サイドシル６は、モーメントによりフロア１の各エッジに対して回転し得る。これに対し、支持フレーム１０の一部の横メンバー２１、２２の延長部２１ａ、２２ａが対応するサイドシル６と直接的に結合されることで、サイドシル６を車両の幅方向に沿って安定的に支持することができ、これにより、水素タンク５およびそれに連結されたバルブ、配管などの損傷を確実に防止することができる。

図３を参照すると、１対の第１後方側垂直メンバー１２ｃが第１後方側横メンバー２３の両端部に固定されることができ、１対の第２後方側垂直メンバー１２ｄが第２後方側横メンバー２４の両端部に固定されることができる。

図４を参照すると、１対の縦メンバー１１の間の間隔は、１対のフロア縦メンバー２の間の間隔よりも相対的に狭くてもよく、そこで、１対の縦メンバー１１は、フロア１に対して直交する方向に眺めるとき、１対のフロア縦メンバー２の間に位置することができ、各縦メンバー１１は、対応するフロア縦メンバー２よりも車両の中心軸線に近接することができる。

図７を参照すると、第１パイプナット６３は、各サイドシル６の内側キャビティに固定的に取り付けられることができ、取り付け穴６５は、各延長部２１ａ、２２ａの端部に提供されることができ、取り付け穴６５は、第１パイプナット６３のネジ穴（ｔｈｒｅａｄｅｄ ｈｏｌｅ）に整列することができる。第１取り付けボルト６６が各延長部２１ａ、２２ａの取り付け穴６５および第１パイプナット６３のネジ穴を通過し、第１取り付けボルト６６の雄ネジ部（ｅｘｔｅｒｎａｌ ｔｈｒｅａｄ）が第１パイプナット６３の雌ネジ部（ｉｎｔｅｒｎａｌ ｔｈｒｅａｄ）にネジ結合されることで、各前方側横メンバー２１、２２の各延長部２１ａ、２２ａは、第１取り付けボルト６６および第１パイプナット６３を介してサイドシル６に堅固に結合されることができる。

図７を参照すると、各サイドシル６は、車両の室内に向かう内側サイドシル６１と、車両の室外に向かう外側サイドシル６２と、を含むことができる。内側サイドシル６１および外側サイドシル６２は、内側キャビティを限定することができる。

内側サイドシル６１は、車両の室内に向かう室内側壁６１ａと、上部に向かう上部壁６１ｂと、下部に向かう底壁６１ｅと、を含むことができる。室内側壁６１ａは、垂直に延びることができ、上部壁６１ｂは、室内側壁６１ａの上端から車両の室外に向かって水平に延びることができ、底壁６１ｅは、室内側壁６１ａの下端から車両の室外に向かって水平に延びることができる。上側フランジ６１ｃは、上部壁６１ｂから垂直上向きに延びることができ、下側フランジ６１ｄは、底壁６１ｅから垂直下向きに延びることができる。

外側サイドシル６２は、車両の室外に向かう室外側壁６２ａと、下部に向かう底壁６２ｂと、を含むことができる。室外側壁６２ａは、垂直に延びることができ、底壁６２ｂは、室外側壁６２ａの下端から車両の室内に向かって水平に延びることができる。上側フランジ６２ｃは、室外側壁６２ａの上端から垂直上向きに延びることができ、下側フランジ６２ｄは、底壁６２ｂから垂直下向きに延びることができる。

内側サイドシル６１の下側フランジ６１ｄが外側サイドシル６２の下側フランジ６２ｄに結合されることで、内側サイドシル６１の底壁６１ｅは、外側サイドシル６２の底壁６２ｂに水平に整列することができる。内側サイドシル６１の上側フランジ６１ｃが外側サイドシル６２の上側フランジ６２ｃに結合されることで、内側サイドシル６１の上部壁６１ｂは、内側サイドシル６１の底壁６１ｅおよび外側サイドシル６２の底壁６２ｂの上に位置することができる。

図７を参照すると、第１パイプナット６３は、内側サイドシル６１に固定的に取り付けられることができ、第１パイプナット６３は、内側サイドシル６１の底壁６１ｅに固定されることができる。特に、第１パイプナット６３は、内側サイドシル６１の下側フランジ６１ｄに隣接して配置されることができる。第１パイプナット６３がサイドシル６の内側サイドシル６１に固定されることで、前方側横メンバー２１、２２の延長部２１ａ、２２ａは、第１取り付けボルト６６および第１パイプナット６３により、対応するサイドシル６の内側サイドシル６１に結合されることができる。このように、前方側横メンバー２１、２２の延長部２１ａ、２２ａがサイドシル６の内側サイドシル６１に結合されることで、内側サイドシル６１は、それ自体の強度および剛性が強化されることができ、そこで、内側サイドシル６１は、高強度領域ａ１であってもよい。そして、サイドシル６の外側サイドシル６２は、前方側横メンバー２１、２２の延長部２１ａ、２２ａと直接的に連結されないため、外側サイドシル６２は、低強度領域ａ２であってもよい。すなわち、サイドシル６は、第１パイプナット６３または内側サイドシル６１の下側フランジ６１ｄを基準に、高強度領域ａ１と低強度領域ａ２に区分することができる。そこで、車両の側面衝突時、サイドシル６の低強度領域ａ２に該当する外側サイドシル６２は、衝突エネルギーにより容易に変形することでその衝突エネルギーを吸収することができ、サイドシル６の高強度領域ａ１に該当する内側サイドシル６１は、前方側横メンバー２１、２２の延長部２１ａ、２２ａに結合されることでその変形が最大限抑制されることができ、そこで、水素タンク５が損傷するのを防止することができる。

図８を参照すると、サイドシル６は、その内側キャビティに取り付けられたサイドシル補強材６８をさらに含むことができる。サイドシル補強材６８は、ブラケット（図示せず）などを介して各サイドシル６の内側キャビティに固定的に取り付けられることができ、サイドシル補強材６８は、サイドシル６の長さ方向に沿って延びることができる。例えば、サイドシル補強材６８は、アルミニウムまたはアルミニウム合金材質の押出材であってもよい。第１パイプナット６３の少なくとも一部がサイドシル補強材６８に埋め込まれることができ、これにより、第１パイプナット６３の支持剛性が大幅に強化できるため、一部の横メンバー２１、２２の各延長部２１ａ、２２ａは、サイドシル６にさらに堅固に結合されることができる。

図４および図５を参照すると、各縦メンバー１１は、各縦メンバー１１からそれに隣接した各フロア縦メンバー２に向かって延びた取り付けブラケット１７をさらに含むことができ、取り付けブラケット１７は、対応する各フロア縦メンバー２に結合されることができる。一例によると、取り付けブラケット１７および縦メンバー１１は単一体を形成することができる。

本発明の実施形態によると、複数の取り付けブラケット１７が支持フレーム１０の各縦メンバー１１からそれに隣接した各フロア縦メンバー２に向かって延びることができる。

図７を参照すると、取り付けブラケット１７は、取り付け穴１７ａを有することができ、第２パイプナット７１は、フロア縦メンバー２の内側キャビティに固定的に取り付けられることができ、取り付けブラケット１７の取り付け穴１７ａは、第２パイプナット７１のネジ穴（ｔｈｒｅａｄｅｄ ｈｏｌｅ）に整列することができる。第２取り付けボルト７２が取り付けブラケット１７の取り付け穴１７ａおよび第２パイプナット７１を通過し、第２取り付けボルト７２の雄ネジ部が第２パイプナット７１の雌ネジ部にネジ結合されることで、縦メンバー１１の取り付けブラケット１７は、対応するフロア縦メンバー２に堅固に結合されることができる。

このように、１対の縦メンバー１１が複数の取り付けブラケット１７を介して１対のフロア縦メンバー２に堅固に結合されることで、支持フレーム１０は、車体側に堅固に結合されることができる。これにより、水素タンク５を支持する支持フレーム１０の支持剛性および車体の剛性および強度などを強化することができる。

図９を参照すると、複数のシートスライドレール８１は、フロア１の上面に取り付けられることができ、複数のシートスライドレール８１は、車両シートの移動をガイドするように構成されることができ、そこで、車両シートの位置が調節されることができる。各シートスライドレール８１は、車両の長さ方向に沿って延びることができる。１対の縦メンバー１１は、２個のシートスライドレール８１に対して個別に整列することができ、各縦メンバー１１は、対応するシートスライドレール８１に対して垂直に整列することができる。

１対の縦メンバー１１は、締結具、溶接などにより、複数のフロア横メンバー４のうち少なくとも一部のフロア横メンバー４に結合されることができる。一部のフロア横メンバー４は、その内側キャビティに固定的に取り付けられた第３パイプナット８３を有することができる。上側ボルト８２が各シートスライドレール８１を貫通し、上側ボルト８２のネジ部が第３パイプナット８３の上側雌ネジ部にネジ結合されることができる。すなわち、各シートスライドレール８１は、上側ボルト８２および第３パイプナット８３を介して一部のフロア横メンバー４に連結されることができる。下側ボルト８４が縦メンバー１１およびフロア横メンバー４を貫通し、下側ボルト８４のネジ部が第３パイプナット８３の下側雌ネジ部にネジ結合されることができる。すなわち、各縦メンバー１１は、下側ボルト８４および第３パイプナット８３を介して一部のフロア横メンバー４に連結されることができる。特に、支持フレーム１０の各縦メンバー１１は、第３パイプナット８３の長さ方向の軸線に沿って、対応するシートスライドレール８１に整列し連結されることができる。

このように、縦メンバー１１がフロア横メンバー４、第３パイプナット８３、およびボルト８２、８４を介してシートスライドレール８１とともにフロア１に取り付けられることで、支持フレーム１０は、車体に非常に堅固に取り付けられることができ、これにより、車体の剛性が大幅に強化されることができる。

図１０および図１１を参照すると、１対のセンターピラー９がフロア１の両エッジから車両の高さ方向に沿って延びることができる。複数の横メンバー２１、２２、２３、２４のうち少なくとも１つの横メンバーは、１対のセンターピラー９に整列することができる。具体的に、第１前方側横メンバー２１が１対のセンターピラー９に整列するように構成されることができ、１対の第１延長部２１ａが１対のサイドシル６に個別に結合されることで、各第１延長部２１ａの端部は、対応するセンターピラー９の下端に整列することができる。このように、第１前方側横メンバー２１が１対のセンターピラー９に整列することで、第１前方側横メンバー２１上に整列したフロア横メンバー４も、１対のセンターピラー９に整列することができる。このように、第１前方側横メンバー２１が１対のセンターピラー９に整列することで、支持フレーム１０は、車体のセンターピラー９とともに環状構造（ｌｏｏｐ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を形成することができ、これにより、車体の剛性を強化することができる。

以上の説明は、本発明の技術思想を例示的に説明したものにすぎず、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の本質的な特性から逸脱しない範囲で多様な修正および変形が可能である。

したがって、本発明に開示された実施形態は本発明の技術思想を限定するためのものではなく説明するためのものであって、このような実施形態により本発明の技術思想の範囲が限定されるものではない。本発明の保護範囲は後述の請求範囲により解釈されなければならず、それと同等な範囲内にある全ての技術思想は本発明の権利範囲に含まれるものと解釈されるべきである。

１：フロア
２：フロア縦メンバー
３：ステップ
４：フロア横メンバー
５：水素タンク
５ａ：取り付けネック
６：サイドシル
７：連結メンバー
８：補強材
９：センターピラー
１０：支持フレーム
１１：縦メンバー
１２ａ：第１前方側垂直メンバー
１２ｂ：第２前方側垂直メンバー
１２ｃ：第１後方側垂直メンバー
１２ｄ：第２後方側垂直メンバー
１６：支持ブロック
１６ａ：キャビティ
２１：第１前方側横メンバー
２１ａ：第１延長部
２２：第２前方側横メンバー
２２ａ：第２延長部
２３：第１後方側横メンバー
２４：第２後方側横メンバー
６１：内側サイドシル
６２：外側サイドシル
６３：第１パイプナット
６６：第１取り付けボルト
７１：第２パイプナット
７２：第２取り付けボルト
８１：シートスライドレール
８３：第３パイプナット

Claims (16)

1. フロアと、
   前記フロアの両エッジに取り付けられた１対のサイドシルと、
   前記フロアに取り付けられ、水素タンクを支持するように構成された支持フレームと、
   を含み、
   前記支持フレームは、１対の縦メンバーと、前記１対の縦メンバーを連結する複数の横メンバーと、を含み、
   前記複数の横メンバーのうち少なくとも１つの横メンバーは、その両端から前記１対のサイドシルに向かって個別に延びた１対の延長部を有し、
   各延長部は、対応するサイドシルに個別に結合される、車両用水素タンク支持システム。
2. 各サイドシルは、車両の室内に向かう内側サイドシルと、車両の室外に向かう外側サイドシルと、を含み、
   前記各延長部は、前記内側サイドシルに結合される、請求項１に記載の車両用水素タンク支持システム。
3. 第１パイプナットが前記サイドシルの内側サイドシルに固定され、第１取り付けボルトが前記第１パイプナットにネジ結合されることで、前記各延長部は、前記内側サイドシルに結合される、請求項２に記載の車両用水素タンク支持システム。
4. 前記サイドシルは、その内側キャビティに取り付けられたサイドシル補強材をさらに含み、前記第１パイプナットの少なくとも一部は、前記サイドシル補強材に埋め込まれる、請求項３に記載の車両用水素タンク支持システム。
5. 前記フロアの底面に付着された１対のフロア縦メンバーと、前記１対のフロア縦メンバーを連結する１対のフロア横メンバーと、をさらに含み、
   各フロア縦メンバーは、車両の長さ方向に沿って延び、各縦メンバーは、対応する各フロア縦メンバーよりも車両の中心軸線に近接し、各フロア縦メンバーは、対応するサイドシルよりも車両の中心軸線に近接する、請求項１に記載の車両用水素タンク支持システム。
6. 各縦メンバーは、対応するフロア縦メンバーに向かって延びた取り付けブラケットをさらに含み、
   前記取り付けブラケットは、前記フロア縦メンバーに結合される、請求項５に記載の車両用水素タンク支持システム。
7. 第２パイプナットが前記フロア縦メンバーの内側キャビティに取り付けられ、第２取り付けボルトが前記第２パイプナットにネジ結合されることで、前記取り付けブラケットは、前記フロア縦メンバーに結合される、請求項６に記載の車両用水素タンク支持システム。
8. 前記フロアの上面に取り付けられた複数のシートスライドレールをさらに含み、各縦メンバーは、シートスライドレールに垂直に整列する、請求項５に記載の車両用水素タンク支持システム。
9. 前記１対の縦メンバーは、前記複数のフロア横メンバーのうち少なくとも１つのフロア横メンバーに結合される、請求項８に記載の車両用水素タンク支持システム。
10. 前記少なくとも１つのフロア横メンバーの内側キャビティに取り付けられた第３パイプナットをさらに含み、
    上側ボルトが前記シートスライドレールを貫通し、前記上側ボルトのネジ部が前記第３パイプナットの上側雌ネジ部にネジ結合され、
    下側ボルトが前記縦メンバーおよび前記少なくとも１つのフロア横メンバーを貫通し、前記下側ボルトのネジ部が前記第３パイプナットの下側雌ネジ部にネジ結合される、請求項９に記載の車両用水素タンク支持システム。
11. 前記複数の横メンバーは、前記複数のフロア横メンバーのうち一部のフロア横メンバーに対して個別に整列する、請求項５に記載の車両用水素タンク支持システム。
12. 前記フロアの両エッジに取り付けられた１対のセンターピラーをさらに含み、
    前記複数の横メンバーのうち少なくとも１つの横メンバーは、前記１対のセンターピラーに整列するように構成される、請求項１に記載の車両用水素タンク支持システム。
13. 前記水素タンクは、その両端に提供された１対の取り付けネックを有し、
    各縦メンバーは、水素タンクの各端部を支持する支持ブロックを有し、
    前記支持ブロックは、前記水素タンクの各取り付けネックを収容するキャビティを有する、請求項１に記載の車両用水素タンク支持システム。
14. 前記複数の横メンバーは、複数の垂直メンバーを介して前記１対の縦メンバーに連結され、各垂直メンバーは、車両の高さ方向に沿って延びる、請求項１に記載の車両用水素タンク支持システム。
15. 前記複数の横メンバーは、車両の前方端と最も近接した第１前方側横メンバーと、前記第１前方側横メンバーから車両の後方に向かって離隔した第２前方側横メンバーと、前記第２前方側横メンバーから車両の後方に向かって離隔した第１後方側横メンバーと、前記第１後方側横メンバーから車両の後方に向かって離隔した第２後方側横メンバーと、を含む、請求項１に記載の車両用水素タンク支持システム。
16. 前記第１前方側横メンバーは、１対の第１前方側垂直メンバーを介して前記１対の縦メンバーに連結され、
    前記第２前方側横メンバーは、１対の第２前方側垂直メンバーを介して前記１対の縦メンバーに連結され、
    前記第１後方側横メンバーは、１対の第１後方側垂直メンバーを介して前記１対の縦メンバーに連結され、
    前記第２後方側横メンバーは、１対の第２後方側垂直メンバーを介して前記１対の縦メンバーに連結されるように構成される、請求項１５に記載の車両用水素タンク支持システム。

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