JP3823806B2 - 高圧容器の支持構造 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、長手方向両端付近にネック部を備えた高圧容器の支持構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の支持構造としては、例えば特開２００１−１１３９６２号公報に記載されたものがある。これは、自動車のフロアパネルに形成した凹所に、高圧容器を収容し、高圧容器の燃料が収容される部分である本体部を、バンド式の固定具により固定するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した高圧容器は、収容される燃料量が変化することで内圧が変化し、この内圧変化に伴って変形する。特に、高圧容器の内圧変化に伴う膨張・収縮による本体部の外径変化により、前記したバンド式の固定具が緩み、高圧容器の取付強度の確保が困難なものとなる。
【０００４】
そこで、この発明は、高圧容器の取付強度を向上させることを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１の発明は、長手方向両端付近にネック部を備えた高圧容器の支持構造において、前記高圧容器における一方のネック部に配管を接続してこの一方のネック部を、剛体を介して固定支持するとともに、他方のネック部を高圧容器の長手方向に付勢する弾性体を介して支持し、前記弾性体は、板材で構成されて前記ネック部の基部側に向けて常時付勢する構成としてある。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１の発明の構成において、前記板材で構成される弾性体は、複数の高圧容器を並列配置した状態で支持可能であり、隣接する高圧容器相互間に対応する位置に、スリットを備えている構成としてある。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１または２の発明の構成において、前記剛体および弾性体の前記各ネック部をそれぞれ収容して支持する部位は、前記ネック部を高圧容器の長手方向と直交する方向から挿入可能な開放形状を呈し、この開放形状の入口側が底部に対して広く形成されている構成としてある。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれか１項の発明の構成において、前記板材構成される弾性体は、前記ネック部を収容して支持する部位と、前記板材が固定されるベース部との間に、湾曲部を備えている構成としてある。
【００１１】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、高圧容器を両端のネック部で支持するようにしたので、高圧容器の内圧変化に伴う外径変化によらず、常に安定した支持強度を確保することができる。また、高圧容器は外径方向のほか、長手方向の変形が発生する恐れもあるが、長手方向の変形は、他方のネック部を支持する弾性体によって吸収できるとともに、高圧容器の長手方向寸法の製品ばらつきも弾性体によって吸収でき、取付強度を安定して確保することができる。さらに、上記高圧容器の長手方向の変形や製品ばらつきを吸収するために、専用のラバーなどの弾性部材が不要であるので、コスト低減を達成できるとともに、ラバーなどの経時劣化の恐れがなく信頼性が向上する。
また、配管が接続される側のネック部を、剛体を介して固定支持するようにしたので、配管部は、変位が防止されて応力付与を回避でき、配管部の取付状態が良好に確保される。
さらに、板材で構成される弾性体により、ネック部の基部側に向けて常時付勢するようにしたので、高圧容器は弾性体を弾性変形させつつ長手方向に変形可能な一方、長手方向に直交する方向に対しては高剛性となり、高圧容器の重量を確実に保持しながら長手方向の変形に対応することができる。
【００１４】
請求項２の発明によれば、板材で構成される弾性体は、互いに隣接する高圧容器相互間に対応する位置に、スリットを備えているので、それぞれの高圧容器の製品バラツキおよび長手方向の変形にも、個別に対応することができる。
【００１５】
請求項３の発明によれば、剛体および弾性体は、各ネック部を高圧容器の長手方向と直交する方向から受け入れる開放形状を備え、この開放形状の入口側が底部に対して広く形成されているので、高圧容器のネック部寸法が異なる場合でも組込可能である上、組込作業が容易となる。
【００１６】
請求項４の発明によれば、板材で構成される弾性体は、湾曲部を備えているので、高圧容器の長手方向の変形に伴う弾性変形が容易なものとなる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００１８】
図１は、この発明の実施の一形態に係わる高圧容器の支持構造を示す斜視図である。高圧容器１は、２本が互いに並列に配置されて四角形状のフレーム３上の一対の支持部材５，７によって支持されている。フレーム３は、図２および図３に示すように、自動車の車体９におけるリアシート１１の後方のフロアパネル１３上に、ボルト・ナット１５によって固定されている。また、各支持部材５，７は、ボルト・ナット１７，１９によりフレーム３上にそれぞれ固定されている。図２に示すように、フレーム３上の支持部材５，７に高圧容器１を支持させることで、高圧容器１は、トランクルーム２０内に格納されることになる。
【００１９】
なお、図１ないし図３中で矢印Ｆｒで示す方向が、車体前方側である。
【００２０】
一方の支持部材５は、図１に対し高圧容器１を省略した図４に示すように、フレーム３にボルト・ナット１７により固定される固定部２１と、固定部２１の車幅方向（矢印Ｘ方向）外側の端部から上方に向けて屈曲して延長される支持部２３と、支持部２３の車体前後方向両端にて、他方の支持部材７側に向けて屈曲して突出する側壁部２５，２７と、支持部２３の車体前後方向中央にて他方の支持部材７側に向けて突出する中央壁部２９とをそれぞれ備え、これらが一体となるよう、例えば鋳造にて成形することで、剛体として構成される。
【００２１】
中央壁部２９を境にしてその両側の支持部２３には、高圧容器１の長手方向と直交する上方に開放する開放形状となる凹部３１，３３がそれぞれ形成されている。凹部３１，３３は、その底部３１ａ，３３ａが高圧容器１の後述する一方のネック部４７に整合するよう円弧状に形成され、上部の入口側の開口幅が底部３１ａ，３３ａ側に比べて広くなるように、底部３１ａ，３３ａに連続して底部側傾斜部３１ｂ，３３ｂが、さらに底部側傾斜部３１ｂ，３３ｂに連続して入口側傾斜部３１ｃ，３３ｃがそれぞれ形成されている。
【００２２】
他方の支持部材７は、前記図４に示すように、フレーム３にボルト・ナット１９により固定される固定部３５と、固定部３５の車幅方向外側の端部から上方に向けて屈曲して延長される支持部３７とをそれぞれ備え、これらが一体となるよう、例えば板材をプレス成形することで、弾性体として構成される。
【００２３】
上記した支持部３７の車体前後方向中央には、スリット３９が上端から固定部３５付近まで形成されている。スリット３９を境にしてその両側の支持部３７には、高圧容器１の長手方向と直交する上方に開放する開放形状となる凹部４１，４３がそれぞれ形成されている。凹部４１，４３は、その底部４１ａ，４３ａが高圧容器１の後述する他方のネック部４９に整合するよう円弧状に形成され、上部の入口側の開口幅が底部４１ａ，４３ａ側に比べて広くなるように、底部４１ａ，４３ａに連続して底部側傾斜部４１ｂ，４３ｂが、さらに底部側傾斜部４１ｂ，４３ｂに連続して入口側傾斜部４１ｃ，４３ｃがそれぞれ形成されている。
【００２４】
２本の高圧容器１は、本体部４５の長手方向両端付近に、円筒形状のネック部４７，４９をそれぞれ備え、ネック部４７，４９の先端側には雄ねじ５１，５３がそれぞれ形成されている。上記した一方のネック部４７を支持部材５の凹部３１，３３に、他方のネック部４９を支持部材７の凹部４１，４３にそれぞれ挿入することで、本体部４５が支持部材５，７相互間に収容され、この状態で、雄ねじ５１，５３にナット５５，５７をそれぞれ締結することで、高圧容器１は一対の支持部材５，７によって固定支持される。この固定支持状態では、弾性体で構成される支持部材７は、ネック部４９の基部側（本体部４５側）に向けて常時付勢している。図５は、図１における支持部材５側の支持状態を、一部を断面として車体後方側から見たものとして示している。
【００２５】
高圧容器１は、支持部材５側の雄ねじ５１（図３参照）のさらに先端側に、配管取付部５９を備えている。ここでの高圧容器１は、車体９に搭載される図示しない燃料電池に供給する水素を収容するもので、配管取付部５９には、図６に拡大して示すように、水素を前記燃料電池に供給するための水素供給配管６１と、高圧容器１に外部から水素を充填するための水素充填配管６３と、高圧容器１の内圧が過大になるなどの非常時に内部の水素を大気に放出するディスチャージ配管６５とが、それぞれ接続されている。
【００２６】
なお、上記した各配管６１，６３，６５は、図５では省略してある。
【００２７】
次に、上記した高圧容器の支持構造による作用を説明する。高圧容器１は、両端のネック部４７，４９を支持部材５，７によりそれぞれ支持しているので、高圧容器１の内圧変化に伴って本体部４５が外径変化しても、支持部には影響されず、常に安定した支持強度が確保される。
【００２８】
また、高圧容器１は上記した外径方向のほか、長手方向の変形が発生する恐れもあるが、長手方向の変形は、他方のネック部４９を、基部側（本体部４５側）に向けて常時付勢した状態で支持する弾性体からなる支持部材７によって吸収できるとともに、高圧容器１の長手方向寸法の製品ばらつきも支持部材７によって吸収でき、支持強度を安定して確保することができる。さらに、上記長手方向の変形や製品ばらつきを吸収するために、専用のラバーなどの弾性部材が不要であり、このためコスト低減を達成できるとともに、ラバーなどの経時劣化の恐れがなく信頼性も向上する。
【００２９】
上記した弾性体からなる支持部材７は、板材で構成してあるので、高圧容器１の長手方向に直交する方向に対しては高剛性となり、高圧容器１の重量を確実に保持しながら長手方向の変形に対応することができる。また支持部材７は、互いに隣接して配置される高圧容器１相互間に相当する位置に、スリット３９を備えているので、それぞれの高圧容器１の製品バラツキおよび長手方向の変形にも個別に対応することができる。
【００３０】
また、ネック部４７および４９をそれぞれ挿入するための支持部材５および７の凹部３１，３３および４１，４３は、上部の入口側が底部３１ａ，３３ａおよび４１ａ，４３ａに比べて広く形成してあるので、高圧容器１のネック部寸法が異なる場合でも組込可能である上、組込作業が容易である。この場合、フレーム３を車体９のフロアパネル１３上に固定した後、高圧容器１を後から組み込むことが可能であり、特に、トランクルーム２０の狭いスペースでの組み込み作業には有効である。
【００３１】
高圧容器１の各種の配管（水素供給配管６１，水素充填配管６３，ディスチャージ配管６５）が接続される側の一方のネック部４７は、剛体で構成される支持部材５により支持しているので、上記した配管部は、高圧容器１の長手方向の変形があっても変位が防止され、応力付与を回避でき、配管部の取付状態が良好に確保される。
【００３２】
図７は、高圧容器１の他方のネック部４９を支持する支持部材７０の他の実施形態を示す斜視図である。この支持部材７０は、前記した支持部材７と同様に、フレーム３にボルト・ナット１９により固定される固定部７１と、固定部７１の車幅方向外側の端部から上方に向けて屈曲して延長される支持部７３とをそれぞれ備え、これらが一体となるよう、例えば板材をプレス成形することで、弾性体として構成される。支持部７３の車体前後方向中央には、上端から固定部７１付近までスリット７５が形成されている。
【００３３】
スリット７５を境にしてその両側の支持部７３には、高圧容器１の長手方向と直交する上方に開放する開放形状となる凹部７７，７９がそれぞれ形成されている。凹部７７，７９は、その底部７７ａ，７９ａが高圧容器１の他方のネック部４９に整合するよう円弧状に形成され、上部の入口側の開口幅が底部７７ａ，７９ａ側に比べて広くなるように、底部７７ａ，７９ａに連続して底部側傾斜部７７ｂ，７９ｂが、さらに底部側傾斜部７７ｂ，７９ｂに連続して入口側傾斜部７７ｃ，７９ｃがそれぞれ形成されている。
【００３４】
そして、この例では、固定部７１と凹部７７，７９との間の支持部７３に、車幅方向外側（高圧容器１の本体部４５と反対側）に向けて突出する湾曲部７３ａが全長にわたり形成されている。このような湾曲部７３ａを設けることで、支持部材７０は、高圧容器１の長手方向の変形に伴う弾性変形が、板厚を薄くすることなく容易なものとなる。
【００３５】
なお、各支持部材５，７および７０のフレーム３への固定は、ボルト・ナットなどの締結具によらず、溶接により行ってもよい。また、高圧容器１は、水素に限らず他の高圧燃料を収容するものであっても構わない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の一形態に係わる高圧容器の支持構造を示す斜視図である。
【図２】図１の支持構造を備えた車体後部の内部を示す側面図である。
【図３】図１の支持構造を備えた車体後部の内部を示す平面図である。
【図４】図１の支持構造における高圧容器を省略した斜視図である。
【図５】図１の支持構造における要部の支持状態を示す一部断面を含む説明図である。
【図６】図１の支持構造における高圧容器の配管取付部を拡大して示した側面図である。
【図７】高圧容器の他方のネック部を支持する支持部材の他の実施形態を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ 高圧容器
５ 支持部材（剛体）
７，７０ 支持部材（弾性体）
３９，７５ スリット
４７，４９ ネック部
３１，３３，４１，４３，７７，７９ 凹部（開放形状）
３１ａ，３３ａ，４１ａ，４３ａ，７７ａ，７９ａ 底部
６１ 水素供給配管
６３ 水素充填配管
６５ ディスチャージ配管
７３ａ 湾曲部

Claims (4)

  1. 長手方向両端付近にネック部を備えた高圧容器の支持構造において、前記高圧容器における一方のネック部に配管を接続してこの一方のネック部を、剛体を介して固定支持するとともに、他方のネック部を高圧容器の長手方向に付勢する弾性体を介して支持し、前記弾性体は、板材で構成されて前記ネック部の基部側に向けて常時付勢することを特徴とする高圧容器の支持構造。
  2. 前記板材で構成される弾性体は、複数の高圧容器を並列配置した状態で支持可能であり、隣接する高圧容器相互間に対応する位置に、スリットを備えていることを特徴とする請求項１記載の高圧容器の支持構造。
  3. 前記剛体および弾性体の前記各ネック部をそれぞれ収容して支持する部位は、前記ネック部を高圧容器の長手方向と直交する方向から挿入可能な開放形状を呈し、この開放形状の入口側が底部に対して広く形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の高圧容器の支持構造。
  4. 前記板材で構成される弾性体は、前記ネック部を収容して支持する部位と、前記板材が固定されるベース部との間に、湾曲部を備えていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の高圧容器の支持構造。
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