JP2023102425A - 車両 - Google Patents
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Abstract
【課題】燃料タンクがコンパクトに配置された、燃料ガスを用いて発生させた駆動力により走行する、前輪及び後輪の少なくとも一方が一輪の車両を提供すること。【解決手段】燃料ガスを用いて発生させた駆動力により走行する、前輪及び後輪の少なくとも一方が一輪の車両であって、燃料ガスを貯留するガスタンクと、乗員が座るシートと、シートと隣り合う荷台と、を備え、ガスタンクはシートと荷台との間のタンク配置室に配置されている、車両。【選択図】図1
Description
本開示は、前輪及び後輪の少なくとも一方が一輪の車両に関する。
従来、燃料タンクを搭載した二輪車がある(例えば、特許文献1)。特許文献1に記載の二輪車では、燃料タンクは、シート下の内部スペースに配置されている。
例えば宅配に使用される荷台付きの車両について、燃料タンクの配置場所について十分検討されていない。
本開示は、以下の形態として実現することが可能である。
(1)本開示の一形態によれば、燃料ガスを用いて発生させた駆動力により走行する、前輪及び後輪の少なくとも一方が一輪の車両が提供される。この車両は、前記燃料ガスを貯留するガスタンクと、乗員が座るシートと、前記シートと隣り合う荷台と、を備え、前記ガスタンクは前記シートと前記荷台との間のタンク配置室に配置されている。この形態によれば、ガスタンクをコンパクトに配置することができる。また、事故による前後方向の衝撃からガスタンクを保護することができる。
(2)上記形態の車両において、さらに、前記ガスタンクを支持するガスタンクフレームを有し、前記シートは、前記乗員の背部を支持するシートバックを有し、前記シートバックは、前記ガスタンクフレームに固定されてもよい。この形態によれば、ガスタンクフレームにより、事故による衝撃からガスタンクを保護することができる。加えて、ガスタンクフレームにシートバックを固定することで、シートバックをコンパクトに配置することができる。
(3)上記形態の車両において、前記ガスタンクを複数備え、前記複数のガスタンクは、長軸方向が前記車両の前後方向と直交する向きに配列されてもよい。この形態によれば、複数のガスタンクをコンパクトに配置することができる。
(4)上記形態の車両において、さらに、前記複数のガスタンクの各々と連通するマニホールドを備えてもよい。この形態によれば、マニホールドを通じて、複数のガスタンクへの燃料ガスの流入および複数のガスタンクからの燃料ガスの流出を一括して行うことができ、燃料ガスの流出および流入を効率良く行うことができる。
(5)上記形態の車両において、さらに、前記ガスタンクと連通する流路を開閉する開閉弁を備え、前記開閉弁は、前記タンク配置室の側面であって、前記タンク配置室の上下方向の中央位置より下側に配置されていてもよい。この形態によれば、燃料ガスを用いて発電する燃料電池、または燃料ガスを用いて動力を発生させる水素エンジンなどが車両の下部に配置される場合、燃料電池または水素エンジンへの燃料ガスの流通経路を短くすることができる。また、ガスタンクに燃料ガスを充填するための充填口が車両の側面に配置される場合、充填口への流通経路を短くすることができる。
(6)上記形態の車両において、さらに、前記タンク配置室の下面に配置され、前記ガスタンクの内圧が上昇した場合、前記燃料ガスを前記ガスタンクの内部から前記車両の下に向けて排出する安全弁を備えてもよい。この形態によれば、燃料ガスが放出される場合には、燃料ガスを下方に放出することで、車両の安全性を向上させることができる。
本開示は、車両以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、車両の生産方法等の形態で実現することができる。
(2)上記形態の車両において、さらに、前記ガスタンクを支持するガスタンクフレームを有し、前記シートは、前記乗員の背部を支持するシートバックを有し、前記シートバックは、前記ガスタンクフレームに固定されてもよい。この形態によれば、ガスタンクフレームにより、事故による衝撃からガスタンクを保護することができる。加えて、ガスタンクフレームにシートバックを固定することで、シートバックをコンパクトに配置することができる。
(3)上記形態の車両において、前記ガスタンクを複数備え、前記複数のガスタンクは、長軸方向が前記車両の前後方向と直交する向きに配列されてもよい。この形態によれば、複数のガスタンクをコンパクトに配置することができる。
(4)上記形態の車両において、さらに、前記複数のガスタンクの各々と連通するマニホールドを備えてもよい。この形態によれば、マニホールドを通じて、複数のガスタンクへの燃料ガスの流入および複数のガスタンクからの燃料ガスの流出を一括して行うことができ、燃料ガスの流出および流入を効率良く行うことができる。
(5)上記形態の車両において、さらに、前記ガスタンクと連通する流路を開閉する開閉弁を備え、前記開閉弁は、前記タンク配置室の側面であって、前記タンク配置室の上下方向の中央位置より下側に配置されていてもよい。この形態によれば、燃料ガスを用いて発電する燃料電池、または燃料ガスを用いて動力を発生させる水素エンジンなどが車両の下部に配置される場合、燃料電池または水素エンジンへの燃料ガスの流通経路を短くすることができる。また、ガスタンクに燃料ガスを充填するための充填口が車両の側面に配置される場合、充填口への流通経路を短くすることができる。
(6)上記形態の車両において、さらに、前記タンク配置室の下面に配置され、前記ガスタンクの内圧が上昇した場合、前記燃料ガスを前記ガスタンクの内部から前記車両の下に向けて排出する安全弁を備えてもよい。この形態によれば、燃料ガスが放出される場合には、燃料ガスを下方に放出することで、車両の安全性を向上させることができる。
本開示は、車両以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、車両の生産方法等の形態で実現することができる。
A.第1実施形態:
図1は、第1実施形態に係る車両10を示す左から視た側面図である。図2は、タンク配置室50を示す前から視た正面図である。図2では、タンク配置室50とともに、前輪61および後輪62が示されている。図1および図2には、互いに直交する3つの空間軸であるXYZ軸が描かれている。X軸,Y軸,Z軸の矢印が向いている方向は、それぞれX軸,Y軸,Z軸に沿った正の方向を示している。X軸,Y軸,Z軸に沿った正の方向を、それぞれ+X方向,+Y方向,+Z方向とする。X軸,Y軸,Z軸の矢印が向いている方向と逆の方向が、それぞれX軸,Y軸,Z軸に沿った負の方向である。X軸,Y軸,Z軸に沿った負の方向を、それぞれ-X方向,-Y方向,-Z方向とする。X軸,Y軸,Z軸に沿った方向で正負を問わないものを、それぞれX方向,Y方向,Z方向呼ぶ。X方向は、車両10の前後方向である。+X方向は、車両10の前進方向である。Y方向は、車両10の幅方向である。Z方向は、車両10の高さ方向である。+X方向を前、-X方向を後とも呼ぶ。+Y方向を左、-Y方向を右とも呼ぶ。+Z方向を上、-Z方向を下とも呼ぶ。これ以降に示す図及び説明についても同様である。
図1は、第1実施形態に係る車両10を示す左から視た側面図である。図2は、タンク配置室50を示す前から視た正面図である。図2では、タンク配置室50とともに、前輪61および後輪62が示されている。図1および図2には、互いに直交する3つの空間軸であるXYZ軸が描かれている。X軸,Y軸,Z軸の矢印が向いている方向は、それぞれX軸,Y軸,Z軸に沿った正の方向を示している。X軸,Y軸,Z軸に沿った正の方向を、それぞれ+X方向,+Y方向,+Z方向とする。X軸,Y軸,Z軸の矢印が向いている方向と逆の方向が、それぞれX軸,Y軸,Z軸に沿った負の方向である。X軸,Y軸,Z軸に沿った負の方向を、それぞれ-X方向,-Y方向,-Z方向とする。X軸,Y軸,Z軸に沿った方向で正負を問わないものを、それぞれX方向,Y方向,Z方向呼ぶ。X方向は、車両10の前後方向である。+X方向は、車両10の前進方向である。Y方向は、車両10の幅方向である。Z方向は、車両10の高さ方向である。+X方向を前、-X方向を後とも呼ぶ。+Y方向を左、-Y方向を右とも呼ぶ。+Z方向を上、-Z方向を下とも呼ぶ。これ以降に示す図及び説明についても同様である。
本実施形態において、車両10は、前輪61が一輪、後輪62がニ輪の宅配に用いられる車両である。また、車両10は、燃料電池90が搭載されており、燃料ガスを用いて発生させた駆動力により走行する。具体的には、車両10は、燃料電池90によって発電された電力を用いて図示しないモータを駆動し、モータの駆動力により走行する。本実施形態において、車両10は、乗車定員が1名であり、定格出力が1kW以下程度の小型の車両である。
車両10は、上記構成の他に、シート20と、荷台30と、ガスタンク40と、タンク配置室50とを備える。シート20は、前輪61と後輪62との間に配置されている。シート20は、乗員Cの臀部を支持するシートクッション21と、乗員Cの背部を支持するシートバック22とを有する。乗員Cは、フロア73に足を乗せてシート20に座り、ハンドル72を操作する。シート20の上方には、ルーフ71が設けられている。シート20の前方には、フロントカバー74が設けられている。ルーフ71と、フロントカバー74と、フロア73とは、一体に形成されている。
荷台30は、シート20の後方であり、シート20と隣り合う位置に配置されている。荷台30は、後輪62の上方に配置された荷台用フレーム31に固定されている。荷台30は、箱形状を有する。荷台30に設けられた図示しない蓋の開閉により、荷台30の内部空間への荷物の出し入れが行われる。
ガスタンク40は、燃料電池90に供給する燃料ガスを貯留している。本実施形態において、燃料ガスは、水素ガスである。図2に示すように、本実施形態において、ガスタンク40は、6本搭載されている。
ガスタンク40は、タンク配置室50内に収容されている。タンク配置室50は、ガスタンクフレーム51と、図示しない面状の部材とを有する。ガスタンクフレーム51は、金属製のパイプが直方体の辺に配置され、各パイプの端部が互いに接合された枠構造を有している。そして、面状の部材は、ガスタンクフレーム51が成す直方体の下面を除く面に配置され、ガスタンクフレーム51に取り付けられている。ガスタンク40は、ガスタンクフレーム51に図示しない固定部材により固定されている。タンク配置室50は、ガスタンク40の大きさに適合した大きさを有する。具体的には、タンク配置室50の大きさは、タンク配置室50にガスタンク40を組み付ける場合に干渉しない程度の大きさである。なお、タンク配置室50の構造は、上記に限定されず、例えば、面状の部材が無い構成でもよい。
タンク配置室50は、シート20と荷台30との間に配置されている。これにより、荷台30への荷物の搭載性を維持しつつ、ガスタンク40をコンパクトに配置することができる。また、車両10が事故などにより前後方向から衝撃を受けた場合に、シート20と荷台30とにより衝撃を緩和し、衝撃からガスタンク40を保護することができる。後方に向かう外力を受けた場合には荷台30がガスタンク40を支持することができ、前方に向かう外力を受けた場合にはシート20がガスタンク40を支持することができるからである。ガスタンクフレーム51には、シートバック22およびルーフ71が固定されている。これにより、ガスタンクフレーム51とは別にシートバック22およびルーフ71を固定するためのフレームを設ける構成と比較して、部品点数を少なくすることができる。よって、ガスタンクフレーム51をコンパクトに配置することができるとともに、車両10の製造コストを下げることができる。
図2に示すように、ガスタンク40は、中心軸CXを有する円筒部41と、ドーム部42,43と、口金44とを有する。ドーム部42,43は、円筒部41の中心軸CX方向の両端部に配置されており、中心軸CX方向の端部に向かって縮径された半球体状を有する。ガスタンク40の中心軸CX方向の長さは、径方向の長さよりも長い。円環形状の口金44は、ドーム部42に取り付けられている。口金44は、ガスタンク40の内部と外部とで燃料ガスを流通させる。ガスタンク40は、水素ガスに対するガスバリア性を有する樹脂材料で形成されたライナと、ライナの外表面に接着された補強層とを備える。
図1に示すように、6本のガスタンク40は、長軸方向、すなわち中心軸CX方向が車両10の前後方向であるX方向と直交する向きに、互いの向きが揃えられて配列されている。本実施形態では、6本のガスタンク40は、口金44を下方に向け、中心軸CX方向がZ方向と平行に配列されている。これにより、ガスタンク40の長軸方向が前後方向と平行に配置される場合と比較して、車両10の前後方向の長さを短くすることができる。6本のガスタンク40は、車両10の左右方向の中心位置に対して左右対称に、等間隔で配置されている。これにより、車両10の安定性が向上し、走行性能を向上させることができる。また、ガスタンク40を、シート20と荷台30との間に配置することにより、乗員Cの乗り降りをし易くすることができる。例えば、ガスタンク40をフロア73に沿って配置することも考えられる。しかし、この場合、ガスタンク40が配置されることにより、乗員Cの足を収納する空間が制限される場合がある。この点、本実施形態では、ガスタンク40をシート20と荷台30との間に配置することにより、乗員Cの足を収納する空間を確保することができる。特に、本実施形態では、車両10は、宅配に用いられるため、乗員Cの乗り降りが頻繁に行われる。このため、乗り降りし易くすることにより、車両10の利便性を向上させることができる。
また、車両10に複数のガスタンク40が搭載されることにより、ガスタンク40のZ方向の長さを限定しつつ、車両10の航続距離を長くすることができる。ガスタンク40の長軸方向の長さが長くなると、車両10の重心が高くなり、車両10の安定性が低下し、走行性能が低下する場合がある。この点、本実施形態では、複数のガスタンク40が搭載されることで、車両10に搭載される燃料ガスの容量を増やし、ガスタンク40のZ方向の長さを限定しつつ、車両10の航続距離を長くすることができる。ガスタンク40の長軸方向の長さは、80cm以上100cm以下程度である。ガスタンク40の短軸方向の長さ、すなわち直径は100mm程度である。1充填当たりの航続距離は、100km程度である。
図2に示すように、タンク配置室50には、さらに、マニホールド55と、開閉弁56と、安全弁57とが設けられている。マニホールド55は、第1流路55aと、第1流路55aから分岐する複数の第2流路55bとを有する。第2流路55bの終端には、口金44と連結可能な図示しない連結口が形成されている。そして、ガスタンク40は、口金44がマニホールド55の連結口と、例えばねじ締結により連結されることにより、マニホールド55と連結される。これにより、第2流路55bを介して、ガスタンク40の内部空間とマニホールド55の第1流路55aとが連通する。開閉弁56は、ガスタンク40と連通する流路である、マニホールド55の第1流路55aに取り付けられており、第1流路55aを開閉する。安全弁57は、マニホールド55の第1流路55aに取り付けられている。安全弁57は、タンク配置室50の下面50aに配置されている。タンク配置室50の下面50aに配置されているとは、安全弁57の下方に、タンク配置室50に配置されている他の構成物が配置されていないことをいう。安全弁57は、ガスタンク40の内圧が上昇した場合、ガスタンク40の内部から車両10の下に向けて燃料ガスを排出する。安全弁57が、燃料ガスを車両10の下方に向けて放出するように取り付けられていることにより、車両10の安全性を向上させることができる。
図1に示すように、燃料電池90は、シート20の下方に配置されている。これにより、車両10の重心を低くし、走行性能を向上させることができる。燃料電池90は、燃料ガスと酸化ガスとの電気化学反応によって発電する。ガスタンク40に貯留されている燃料ガスは、マニホールド55に形成された第1流路55aおよび第2流路55bと、開閉弁56内の流路と、燃料電池流路81とを流通して燃料電池90に供給される。
本実施形態では、車両10の左側面に充填口75が設けられている。充填口75は、燃料ガスの充填口であり、充填時には水素ステーションのディスペンサが備えるノズルが装着される。充填口75と、開閉弁56とは、充填口流路82を介して接続されている。充填口75から流入する燃料ガスは、充填口流路82と、開閉弁56内の流路と、マニホールド55に形成された第1流路55aおよび第2流路55bと、を流通してガスタンク40に充填される。なお、充填口75は、車両10の左側面ではなく、右側面に設けられてもよい。
図2に示すように、開閉弁56は、タンク配置室50の側面に配置されている。これにより、車両10の側面に配置される充填口75への燃料ガスの流通経路を短くすることができる。タンク配置室50の側面に配置されているとは、タンク配置室50において、開閉弁56の左右方向における外方に、タンク配置室50に配置されている他の構成物が配置されていないことをいう。また、開閉弁56は、タンク配置室50の上下方向の中央位置CPより下側に配置されている。これにより、シート20の下方に配置されている燃料電池90への燃料ガスの流通経路を短くすることができる。
以上、説明した第1実施形態によれば、車両10は、シート20と、シート20と隣り合う荷台30と、シート20と荷台30との間のタンク配置室50に配置されているガスタンク40とを備える。ガスタンク40をシート20と荷台30との間に配置することにより、ガスタンク40をコンパクトに配置することができる。また、事故による前後方向の衝撃からガスタンク40を保護することができる。
また、車両10は、ガスタンク40を支持するガスタンクフレーム51を有する。ガスタンク40はガスタンクフレーム51内に収納されていることにより、ガスタンク40を衝撃から保護することができる。また、シート20のシートバック22は、ガスタンクフレーム51に固定されている。これにより、シートバック22をコンパクトに配置することができる。
また、複数のガスタンク40は、長軸方向が車両10の前後方向と直交する向きに配列されている。これにより、複数のガスタンク40をコンパクトに配置することができる。また、車両10は、複数のガスタンク40の各々と連通するマニホールド55を備える。これにより、充填口75から供給される燃料ガスの複数のガスタンク40への充填、および複数のガスタンク40から燃料電池90への燃料ガスの供給を効率良く行うことができる。
また、車両10は、タンク配置室50の側面であって、タンク配置室50の上下方向の中央位置CPより下側に配置されている開閉弁56を備える。これにより、車両10の下部に配置される燃料電池90への燃料ガスの流通経路を短くすることができる。また、車両10の側面に配置される充填口75への流通経路を短くすることができる。
また、車両10は、タンク配置室50の下面50aに配置され、ガスタンク40の内圧が上昇した場合、燃料ガスをガスタンク40の内部から車両10の下に向けて排出する安全弁57を備える。これにより、安全弁57から排出される燃料ガスは、車両10の下方に放出されるため、車両10の安全性を向上させることができる。
B.第2実施形態:
図3は、第2実施形態に係るタンク配置室50を示す正面図である。本実施形態は、第1実施形態と、ガスタンク40の本数とガスタンク40の配置の向きとが異なる。具体的には、本実施形態では、車両10には、8本のガスタンク40が配置されている。8本のガスタンク40は、中心軸CX方向がY方向と平行に、すべてのガスタンク40の向きが揃えられて配列されている。これにより、第1実施形態と同様に、ガスタンク40の長軸方向が前後方向と平行に配置される場合と比較して、車両10の前後方向の長さを短くすることができる。
図3は、第2実施形態に係るタンク配置室50を示す正面図である。本実施形態は、第1実施形態と、ガスタンク40の本数とガスタンク40の配置の向きとが異なる。具体的には、本実施形態では、車両10には、8本のガスタンク40が配置されている。8本のガスタンク40は、中心軸CX方向がY方向と平行に、すべてのガスタンク40の向きが揃えられて配列されている。これにより、第1実施形態と同様に、ガスタンク40の長軸方向が前後方向と平行に配置される場合と比較して、車両10の前後方向の長さを短くすることができる。
本実施形態においても、第1実施形態と同様に、タンク配置室50は、マニホールド55と、開閉弁56と、安全弁57とを備える。なお、第1実施形態と異なり、マニホールド55は、ガスタンク40の配置態様に合わせて、Z方向に延びる向きに配置されている。開閉弁56および安全弁57は、第1実施形態と同様に配置されているため、説明を省略する。
以上、説明した第2実施形態によれば、複数のガスタンク40は、長軸方向が車両10の前後方向と直交する向きに配列されている。これにより、複数のガスタンク40をコンパクトに配置することができる。
C.他の実施形態:
(C1)上記第1実施形態では、車両10は、燃料電池90によって発電された電力を用いて走行する。車両10の車輪の駆動形態は、第1実施形態に限られない。例えば、燃料ガスである水素ガスを燃焼させて駆動力を発生させる水素エンジンや、燃料ガスである天然ガスを燃焼させて駆動力を発生させるエンジンにより駆動される形態でもよい。
(C1)上記第1実施形態では、車両10は、燃料電池90によって発電された電力を用いて走行する。車両10の車輪の駆動形態は、第1実施形態に限られない。例えば、燃料ガスである水素ガスを燃焼させて駆動力を発生させる水素エンジンや、燃料ガスである天然ガスを燃焼させて駆動力を発生させるエンジンにより駆動される形態でもよい。
(C2)上記第1実施形態では、車両10は、前輪61が一輪、後輪62が二輪の三輪の車両であるが、前輪61が一輪、後輪62が一輪の二輪の車両についても適用することができる。また、前輪61が二輪、後輪62が一輪の三輪の車両についても適用することができる。車輪の個数や配置態様に拘わらず、ガスタンク40をシート20と荷台30との間に配置することにより、ガスタンク40をコンパクトに配置することができる。
(C3)上記第1実施形態では、車両10は、ルーフ71を備えるが、ルーフ71を備えない構成としてもよい。
本開示は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
10…車両、20…シート、21…シートクッション、22…シートバック、30…荷台、31…荷台用フレーム、40…ガスタンク、41…円筒部、42,43…ドーム部、44…口金、50…タンク配置室、50a…下面、51…ガスタンクフレーム、55…マニホールド、55a…第1流路、55b…第2流路、56…開閉弁、57…安全弁、61…前輪、62…後輪、71…ルーフ、72…ハンドル、73…フロア、74…フロントカバー、75…充填口、81…燃料電池流路、82…充填口流路、90…燃料電池、C…乗員、CP…中央位置、CX…中心軸
Claims (6)
- 燃料ガスを用いて発生させた駆動力により走行する、前輪及び後輪の少なくとも一方が一輪の車両であって、
前記燃料ガスを貯留するガスタンクと、
乗員が座るシートと、
前記シートと隣り合う荷台と、を備え、
前記ガスタンクは前記シートと前記荷台との間のタンク配置室に配置されている、車両。 - 請求項1に記載の車両であって、さらに、
前記ガスタンクを支持するガスタンクフレームを有し、
前記シートは、前記乗員の背部を支持するシートバックを有し、
前記シートバックは、前記ガスタンクフレームに固定されている、車両。 - 請求項1または2に記載の車両であって、
前記ガスタンクを複数備え、
前記複数のガスタンクは、長軸方向が前記車両の前後方向と直交する向きに配列されている、車両。 - 請求項3に記載の車両であって、さらに、
前記複数のガスタンクの各々と連通するマニホールドを備える、車両。 - 請求項1から4のいずれか一項に記載の車両であって、さらに、
前記ガスタンクと連通する流路を開閉する開閉弁を備え、
前記開閉弁は、
前記タンク配置室の側面であって、前記タンク配置室の上下方向の中央位置より下側に配置されている、車両。 - 請求項1から5のいずれか一項に記載の車両であって、さらに、
前記タンク配置室の下面に配置され、前記ガスタンクの内圧が上昇した場合、前記燃料ガスを前記ガスタンクの内部から前記車両の下に向けて排出する安全弁を備える、車両。
Priority Applications (1)
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2022
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