JP3813521B2 - 燃料タンクの固定構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば天然ガス等の気体燃料を用いる車両において、燃料タンクを車両のタンク搭載部位に固定する構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、天然ガス等の気体燃料を用いる車両の中には、図７に示すように大型の燃料タンク１００を搭載したものがある。この燃料タンク１００は、収容された燃料ガスの圧力を均等に分散させるように通常円筒状に形成されており、また、充分な容量を確保するためには燃料タンク径が大きくなるため、その搭載部位としてトランクルーム１１０等の広い空間が利用されている。
燃料タンク１００の後方には仕切板１１１が設けられ、その後方がトランクルーム１１０の実用部分となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような大径円筒状の燃料タンク１００の搭載部位には多くの無駄な空間が生じてしまい、空間利用率が悪化すると共に、トランクルーム１１０等の車内空間を著しく狭めてしまうという問題があった。
そこで、前記燃料タンク１００を比較的小径のタンクに２分割して、それらをリアフロア下に配置した例（特開２０００−２１９０５０号公報）があるが、汎用性が低いという問題がある。
【０００４】
また、前記燃料タンクはバンドを介して車体に固定されているが、通常このような構造では燃料タンクの外壁にバンドの保持力による負荷が加わると共に車両からの衝撃、振動等の負荷が加わるため、それらに対応して燃料タンクの強度剛性を確保する必要があり、重量及びコストの増加につながるという問題がある。そこでこの発明は、燃料タンクを搭載部位に自由に配置できると共に、その外壁に加わる負荷を抑えることができる燃料タンクの固定構造を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、気体燃料を用いる車両の燃料タンクの固定構造であって、複数の筒状のタンク本体（例えば実施形態におけるタンク本体３０１，３０２）を互いに連結してなる燃料タンクに、前記各タンク本体を横断するようにこれらを連結するプレート部材（例えば実施形態における連結プレート３６１，３６２及び連通プレート３２１，３２２）を設け、該プレート部材は前記各タンク本体の長さ方向両端部の中間領域に設けると共に、前記プレート部材内に各タンク本体内を連通させる連通部（例えば実施形態における連通経路３４１，３４２）を設け、かつ前記プレート部材にはバンド部材（例えば実施形態におけるバンド２５）を取り付け、前記プレート部材を介して前記バンド部材により前記燃料タンクが車両の搭載部位に固定されることを特徴とする。
このように構成することで、複数のタンク本体を燃料タンクの搭載空間にあわせて配設することができ、燃料タンクの形状を車両の搭載部位の形状に自在に適合させることが可能になると共に、各タンク本体を横断するように設けられたプレート部材を支持するように燃料タンクがバンド部材により車両の搭載部位に固定されることで、燃料タンクに加わるバンド部材の保持力及び車両からの衝撃、振動等がプレート部材に入力され分散されるため、各タンク本体の外壁に加わる負荷を低減させることが可能となる。
また、各タンク本体の両端部の位置を個別に変更することができるため、燃料タンクの形状をその搭載部位の形状に、より適合させることが可能となると共に、プレート部材に連結機能と連通機能とを併せ持たせることが可能となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の第１実施形態を図面と共に説明する。
図１はこの発明に係る、例えば天然ガス車両の側面説明図である。
同図に示すように、車両１のリアシート２のシートバック４の後方には、小径円筒状のタンク本体３０１を複数連結して形成される第１燃料タンク２１が配置され、リアシート２のシート本体３の下方には、第１燃料タンク２１と同様に構成される第２燃料タンク２２が配置されている。
【０００９】
シートバック４の後方のトランクルーム１０は仕切板１１により前後に区画され、その前部が第１燃料タンク２１の搭載部位として利用されている。
この搭載部位には、前後方向に延設される一対の車体のサイドフレーム７，７に連結された支持フレーム２３が配設されており、この支持フレーム２３上に第１燃料タンク２１が固定されている。
【００１０】
フロアパネル５は段差部を介してその後方のリアフロア６に接続されており、リアフロア６下面側で、各々サイドフレーム７，７に渡設されたミドルクロスメンバ８とリアクロスメンバ９との間が第２燃料タンク２２の搭載部位として利用されている。
そして、第２燃料タンク２２は、その下方から装着された一対のバンド２５，２５（バンド部材）とリアフロア６とで挟持され、固定されている。
尚、この搭載部位は床下（車室外）に位置するため、下方からプロテクタ２８で覆われており、チッピングや接地等から第２燃料タンク２２を保護している。また、第２燃料タンク２２の上方には、その前後方向に渡るガードパイプ２９が配置されており、ボディ剛性を高めることによりタンク搭載部位を保護するように機能する。
【００１１】
第１燃料タンク２１及び第２燃料タンク２２は、車幅方向に延在する複数の小径円筒状のタンク本体３０１及びタンク本体３０２を各々千鳥状に近接配置して形成されたものである。
各タンク本体３０１，３０２は、例えばアルミ押し出し材からなる中空円筒部材であり、この実施形態においては、タンク本体３０１，３０２の内部に気体燃料を吸着させて貯蔵するための活性炭等が収容されている。
【００１２】
そして、各タンク本体３０１は後述する連通プレート３２１（プレート部材）を介して、また、各タンク本体３０２は後述する連通プレート３２２（プレート部材）を介してそれらの内部が互いに連通されており、従って第１燃料タンク２１と第２燃料タンク２２の各々が一体の吸着式低圧ガスタンクとして構成されている。更に、これら第１燃料タンク２１と第２燃料タンク２２とが連通されて、車両１の燃料タンク２０が構成されている。
【００１３】
図２は第１燃料タンク２１左側前方から見た斜視図である。
各図に示すように、第１燃料タンク２１は、上下に重なるように配置された複数のタンク本体３０１を、それらの左側（図中矢印ＬＨ側）端部を整合させた状態で連結固定したものである。
具体的には、タンク本体３０１の左側端部では、これを横断するように例えばアルミ製の連通プレート３２１を取り付け、またタンク本体３０１の両端部の中間領域では、これを横断するように例えばアルミ製の２つの連結プレート３６１，３６１（プレート部材）を取り付けて連結している。
【００１４】
各タンク本体３０１の左側端部には連通孔３１１が形成されており、連通プレート３２１内部に形成される連通経路３４１（連通部）を介して各タンク本体３０１の内部が連通される。
また、各タンク本体３０１の右側端部は、車室内右側壁の車体形状に対応して各タンク本体３０１の右側端部の延出位置を個別に変化させ、搭載部位の車幅方向の形状変化に適合させている。
【００１５】
第１燃料タンク２１は、その連通プレート３２１及び車幅方向右側の連結プレート３６１を、各々井桁状に構成された支持フレーム２３の側部フレーム２３ｃ，２３ｃに支持されるように載置されている。
連通プレート３２１の前端部及び車幅方向右側の連結プレート３６１の前端部には、例えば鋼板を折曲成型してなるステー２４ａ，２４ｃがそれらの一端側をボルトナットによって締結され、車幅方向略中央部の連結プレート３６１の前縁部には、前方に突出するボルト取り付け部を有する例えばアルミ材を折曲成型してなるブラケット２４ｂが溶接によって接合されている。同様に、連通プレート３２１の後端部及び各連結プレート３６１の後端部には、例えば鋼板を折曲成型してなるステー２４ｄ，２４ｅがそれらの一端側をボルトナットによって締結されている。
【００１６】
そして、これらステー２４ａ，２４ｃの他端側及びブラケット２４ｂのボルト取り付け部が支持フレーム２３の前部フレーム２３ａにボルトナットによって締結され、ステー２４ｄ，２４ｅの他端側が支持フレーム２３の後部フレーム２３ｂにボルトナットによって締結されることによって、第１燃料タンク２１が支持フレーム２３上に固定されている。
連通プレート３２１の前側（図中矢印ＦＲ側）端面にはコネクタ３９及びパイプ４０が設けられており、第２燃料タンク２２との連通経路を形成している。
【００１７】
図３は第２燃料タンク２２を右側前方から見た斜視図である。
同図に示すように、第２燃料タンク２２は、例えば上下３段に配置された複数のタンク本体３０２を、それらの右側（図中矢印ＲＨ側）端部を整合させた状態で連結固定したものである。
具体的には、タンク本体３０２の右側端部では、これを横断するように例えばアルミ製の連通プレート３２２を取り付け、またタンク本体３０２の両端部の中間領域では、これを横断するように例えばアルミ製の２つの連結プレート３６２，３６２（プレート部材）を取り付けて連結している。
【００１８】
各タンク本体３０２の右側端部には連通孔３１２が形成されており、連通プレート３２２内部に形成される連通経路３４２（連通部）を介して各タンク本体３０２の内部が連通される。
また、各タンク本体３０２の左側端部は、隣接するサイドフレーム７の車幅方向の変化に対応して各タンク本体３０２の左側端部の延出位置を個別に変化させ、搭載部位の車幅方向の形状変化に適合させている。
ここで、連結プレート３６２，３６２の前後縁部の下部の外周形状は、上方に向かって広いテーパ状に形成されている。
【００１９】
各連結プレート３６２，３６２の下縁部には各々前述したバンド２５，２５が装着されている。
バンド２５は例えば高張力鋼板からなり、各連結プレート３６２の下縁部から前後縁部に沿うように上方に屈曲し、更にその先端部が各々前後方向に屈曲して車体への取り付け部２５ａ，２５ｂが形成されている。
この各取り付け部２５ａ，２５ｂに下方からボルト２５Ａを挿通し、そのボルト２５Ａを各々ミドルクロスメンバ８及びリアクロスメンバ９に締め付けることによって第２燃料タンク２２が上方に押し上げられ、リアフロア６に押圧されることによって固定されている。
【００２０】
そして、各連結プレート３６２の下縁部には、その外周面をバンド２５で安定して支持するためのガイドブラケット２７ａ，２７ｂ，２７ｃが取り付けられている。
また、各連結プレート３６２及び連通プレート３２２の上縁部には、リアフロア６との当接面２６が形成され、その当接面２６にはリアフロア６との間に介装されるクッションラバー２６ａが設けれられている。
連通プレート３２２の前側（図中矢印ＦＲ側）端面にはコネクタ３９及びパイプ４０が設けられており、図示しないエンジンへの燃料ガス供給経路を形成している。また、連通プレート３２２の後側端面にも同様にコネクタ３９及びパイプ４０が設けられており、第１燃料タンク２１との連通経路を形成している。
【００２１】
次に、第２燃料タンク２２の各タンク本体３０２の内部連通構造について説明する。また、第１燃料タンク２１における連通構造も第２燃料タンク２２と同様であるため、その説明は省略する。
【００２２】
図４は図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
同図に示すように、タンク本体３０２の両端開口部には各々キャップ３８が例えば摩擦撹拌溶接によって接合されている。
そして、タンク本体３０２と連通プレート３２２の貫通孔３３２の周囲の全周とが接合され、また、タンク本体３０２と連結プレート３６２，３６２の貫通孔３７２，３７２の周囲の全周又は一部とが接合されている。
タンク本体３０２の右側端部には、一対の連通孔３１２，３１２が互いに対向するように設けられており、連通プレート３２２の厚さ方向の略中間部には、タンク本体３０２の連通孔３１２に対応するように連通経路３４２が設けられている。
【００２３】
そして、各連結プレート３６２の下端部を挟持するように、前記バンド２５のガイドとなる一対のガイドブラケット２７ａ，２７ａがボルトナットにより締結されている。
各ガイドブラケット２７ａは例えばプレス成形された鋼板からなり、連結プレート３６２の下縁部の外周面に沿って形成されて、且つ、該外周面をバンド２５の幅にあわせて拡幅するように支持壁２７ａＡを形成している。更に、支持壁２７ａＡの側縁部は下方側（バンド２５側）に向かって折曲成形され、支持壁２７ａＢを形成している。そして、ブラケット２７ａ，２７ａ及び連結プレート３６２とバンド２５との間にはクッションラバー２６ｂが介装されている。
【００２４】
従って、第２燃料タンク２１を固定するに際し、バンド２５にテンションが加わっても、各ガイドブラケット２７ａの支持壁２７ａＡによりバンド２５が連結プレート３６２の下縁部から脱落したりせず、また、支持壁２７ａＢによりバンド２５が車幅方向にずれたりせずに第２燃料タンク２１の連結プレート３６２を安定して支持することができる。
ここで、ブラケット２７ｂ，２７ｃも上記ブラケット２７ａと同様の構成を有しており、図３に示すように、これらが連結プレート３６２の下縁部から前後縁部に沿って均等に配置されているため、バンド２５にテンションが加わっても連結プレート３６２を安定して支持することができ、第２燃料タンク２１を車両１の床下の搭載部位に安定して固定することができる。
【００２５】
図５は図４のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
同図に示すように、連通プレート３２２の各貫通孔３３２は上下方向に３段に重なるように設けられており、各段の貫通孔３３２，３３２，・・・間には、その中心付近を通るように連通プレート３２２の前後（図５においては左右）端面に渡って貫通する位置に連通経路３４２が形成されている。
【００２６】
また、連通プレート３２２の前後端部で、上段の貫通孔３３２を下段の貫通孔３３２の各々から、中段の連通経路３４２と交差し連通プレート３２２の前後端面で開口する２つの上下連通経路３５２，３５２が形成されている。
尚、タンク本体３０２の内、上下連通経路に対応するタンク本体３０２には、連通孔３１２ａが設けられている。また、連通プレート３２２の前後端面の中段の連通経路３４２の開口部にはコネクタ３９が螺着され、他の連通経路３４２及び上下連通経路３５２の開口部には閉塞用の栓４１が固着されている。
【００２７】
以上の構成により、積み重なるように近接配置された複数のタンク本体３０１，３０２が連結プレート３６１，３６２及び連通プレート３２１，３２２によって各々連結され、且つ、閉塞された各タンク本体３０１，３０２の内部が連通プレート３２１，３２２等により連通されることで、複数のタンク本体３０１，３０２が１つの燃料タンク２０として一体化される。
【００２８】
そして、燃料タンク２０は各タンク本体３０１，３０２の端部長さを調整すると共に、積み重ねる数を調整することによって、その形状をタンク搭載部位の形状に自在に適合させることが可能となる。従って、充分な燃料ガス容量を確保した上でトランクルーム１０及びリアフロア６下のタンク搭載部位を縮小し、トランクルーム１０等の車内空間を充分確保することができる。
また、タンク本体３０１，３０２の一端側はその端面から連通用パイプ等を突出させず、他端側はその端部の延出位置を個別に変化させることができるため、タンク搭載部位を燃料ガス収容部として無駄なく利用することができる。
【００２９】
また、燃料タンク２０は、各タンク本体３０１，３０２を横断するように設けられた連結プレート３６１，３６２及び連通プレート３２１，３２２を介して車両１の搭載部位に固定される。従って、車両１から入力される衝撃、振動等がタンク本体３０１，３０２に直接加わらず、連結プレート３６１，３６２及び連通プレート３２１，３２２に入力され分散されるため、各タンク本体３０１，３０２に加わる負荷を低減させることが可能となり、タンク本体３０１，３０２の強度剛性を必要最小限に抑えて軽量化及びコスト低減を図ることができる。
【００３０】
更に、リアフロア６下に搭載される第２燃料タンク２２においては、各タンク本体３０２を横断するように設けられた連結プレート３６２が、その下縁部の外周面をバンド２５で押し上げるように支持され、また連結プレート３６２の上縁部の外周面がリアフロア６に押し付けられるように支持されることで、第２燃料タンク２２が搭載部位に固定される。
従って、バンド２５の保持力はタンク本体３０２の外壁に直接加わらず、連結プレート３６２に入力され分散されるため、各タンク本体３０２に加わる負荷を低減させることが可能となり、タンク本体３０１，３０２の強度剛性を必要最小限に抑えて軽量化及びコスト低減を図ることができる。
【００３１】
また、上記実施形態の応用例として、図６に示すように、前記連通プレート３２１，３２２をタンク本体３０１，３０２の端部に設けないで、一方の連結プレート３６１，３６２の設置位置に設けるようにしても良い。
この構成により、第１燃料タンク２１においては、連結プレート３６１を２枚から１枚に削減できると共に各タンク本体３０１の左側端部も右側端部と同様その延出位置を個別に変化させることができる。また、第２燃料タンク２２においては、連結プレート３６２を２枚から１枚に削減できると共に各タンク本体３０２の右側端部も左側端部と同様その延出位置を個別に変化させることができる。従って、燃料タンク２０の部品点数を削減できると共にタンク搭載部位を燃料ガス収容部として一層無駄なく利用することができる。
【００３２】
尚、この発明は上記実施形態に限られるものではなく、例えば、タンク本体３０１，３０２の本数、サイズ等は車両に対応させて適宜変更可能である。
また、上記実施形態では、燃料タンク２０は吸着式低圧ガスタンクとして構成されているが、活性炭等の吸着材を収容しない通常の低圧ガスタンクとしても良い。
更に、吸着式高圧ガスタンク又は吸着材を収容しない通常の高圧ガスタンクとすることも可能である。この場合、タンク本体の材料はアルミからステンレス等の強固な材料に変更することが望ましい。
そして、この発明は天然ガス車両だけでなく、例えば燃料電池車両等の気体燃料を用いる車両全般に適応可能である。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明してきたように、請求項１に記載した発明によれば、燃料タンクの形状を車両の搭載部位の形状に自在に適合させることが可能なため、燃料タンクの搭載自由度及び汎用性が高まる効果があると共に、バンド部材により固定される燃料タンクにおいて、各タンク本体を連結するプレート部材によって各タンク本体の外壁に加わる負荷を低減させることが可能となり、タンク本体の強度剛性を必要最小限に抑えて軽量化及びコストダウンを図ることができる効果がある。
また、各タンク本体の両端部の位置を個別に変更することで燃料タンクの形状をその搭載部位の形状に、より適合させることが可能となり、燃料タンクの搭載自由度及び汎用性が一層高まる効果があると共に、プレート部材に連結機能と連通機能とを併せ持たせることが可能となり、部品点数の削減及びコスト低減を図ることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施形態の側面説明図である。
【図２】 この発明の実施形態の第１燃料タンクを左側前方から見た斜視図である。
【図３】 この発明の実施形態の第２燃料タンクを右側前方から見た斜視図である。
【図４】 図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図５】 図４のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図６】 第１実施形態の応用例を示す断面図である。
【図７】 従来例の側面説明図である。
【符号の説明】
２１ 第１燃料タンク
２２ 第２燃料タンク
２５ バンド（バンド部材）
３０１，３０２ タンク本体
３２１，３２２ 連通プレート（プレート部材）
３６１，３６２ 連結プレート（プレート部材）
３４１，３４２ 連通経路（連通部）

Claims (1)

1. 気体燃料を用いる車両の燃料タンクの固定構造であって、複数の筒状のタンク本体を互いに連結してなる燃料タンクに、前記各タンク本体を横断するようにこれらを連結するプレート部材を設け、該プレート部材は前記各タンク本体の長さ方向両端部の中間領域に設けると共に、前記プレート部材内に各タンク本体内を連通させる連通部を設け、かつ前記プレート部材にはバンド部材を取り付け、前記プレート部材を介して前記バンド部材により前記燃料タンクが車両の搭載部位に固定されることを特徴とする燃料タンクの固定構造。

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