JP4306615B2 - ガス燃料タンク搭載車両 - Google Patents

Description

本発明は、ガス燃料タンクを搭載した車両に関する。

近年、高圧のガス燃料を充填したガス燃料タンクを搭載した低公害車両が知られている。例えば、特許文献１には、ガス燃料として圧縮天然ガス（ＣＮＧ）を充填したＣＮＧボンベを搭載したバスが開示されている。このバスは、ルーフを覆うルーフカバーによりＣＮＧボンベを収納するボンベ収納空間を形成し、ルーフカバーの前面下縁部とルーフとの間に間隙が設けられたものである。このバスが走行すると、その間隙からボンベ収納空間に空気が流入し、ボンベ収納空間を通過した空気はルーフカバーの後面に設けられた空気流出部から外部へ流出する。
特開２０００−１２７８６０

しかしながら、上述した特許文献１では、ルーフカバーの前面下縁部とルーフとの間に間隙が設けられているため、バスを前方から見たときに見栄えがよくないうえ、ルーフ上を通過する走行風が乱流となることがあり燃費等に影響を与えるおそれもあった。

本発明は、かかる課題に鑑みなされたものであり、ルーフカバーを備えたガス燃料タンク搭載車両において、見栄えがよいうえ走行風が乱流となるのを回避することができるものを提供することを目的とする。

本発明は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。

すなわち、本発明のガス燃料タンク搭載車両は、
車体のルーフ上に搭載されたガス燃料タンクと、前記ルーフを覆うように設けられ１以上の前記ガス燃料タンクを収納可能なタンク収納空間を形成するルーフカバーとを備えたガス燃料タンク搭載車両であって、
前記ルーフカバーの側面の下方部分は、前記車体の側面から水平方向に所定の隙間をもって該車体の側面の上方部分を覆うように形成されたものである。

このガス燃料タンク搭載車両では、ルーフカバーの側面の下方部分は車体の側面と所定の隙間をもって該側面の上方部分を覆うように形成されているため、見栄えがよくなるし、走行風が乱流となるのを回避することもできる。特に、ルーフカバーの前面の下方部分は、ルーフとの間に隙間がないようにしてもよい。ここで、車両としては、バスや大型乗用車、小型乗用車などの自動車のほか、列車などをあげることができる。

本発明のガス燃料タンク搭載車両において、前記側面の上方部分は、前記側面と前記ルーフとの境界部分であってもよい。こうすれば、隙間の入口とタンク収納空間との距離が短くなるため、隙間を介して気体がタンク収納空間に出入りしやすい。

本発明のガス燃料タンク搭載車両において、前記ルーフカバーの側面の下方部分は、前記所定の隙間と略同じ長さだけ前記車体の側面から側方に突出した台座と当接した状態で固定されていてもよい。こうすれば、ルーフカバーを組み付ける際にルーフカバーの下方部分と車体の側面との隙間を容易に一定間隔にすることができる。なお、台座にネジ穴を設け、ルーフカバーの下方部分の外側からボルトを挿通し、台座のネジ穴にねじ込むようにしてもよい。

本発明のガス燃料タンク搭載車両において、前記ガス燃料タンクは、該ガス燃料タンクに取り付けられた開閉バルブが前記隙間の近傍に配置されていてもよい。こうすれば、何らかの事情により開閉バルブからガス燃料が流出したとしても、ルーフカバーの下方部分と車体の側面との隙間から流入する空気によって拡散したりその隙間からガス燃料が流出したりしやすい。

本発明のガス燃料タンク搭載車両において、前記ルーフカバーの上方部分には、通気口が形成されていてもよい。こうすれば、何らかの事情によりタンク収納空間にガス燃料が漏出したとしても、ルーフカバーの下方部分と車体の側面との隙間からタンク収納空間に流入し上方部分の通気口から流出する空気によって外部へ排出されやすい。また、ガス燃料が空気より軽い場合には、自ら上方に向かって拡散するため上方部分の通気口から外部へ流出しやすい。

本発明のガス燃料タンク搭載車両において、前記ルーフカバーは、前記車体の左右の側面に沿って形成された一対のカバー側面部材と、該一対のカバー側面部材の車両上下方向の最上位の位置から一段低い位置に形成されたカバー上面部材とからなり、前記通気口は前記カバー側面部材の前記最上位の位置から前記カバー上面部材に至る途中に形成されていてもよい。こうすれば、車両の外側から通気口が見えないため、見栄えが向上する。この構成は、ルーフカバーの下方部分と車体の側面との間に隙間を設ける構成と併せて採用してもよいし、個別に採用してもよい。

次に、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づいて以下に説明する。図１は燃料電池バス１０の左側面図であり、図２は燃料電池バス１０の上部の斜視図であり、図３は燃料電池バス１０の背面図（破断面図）であり、図４はカバー中央上面部材３４の斜視図である。

本実施形態の燃料電池バス１０は、図１に示すように、左側面の前方に設けられた前乗降口１２と左側面の中央に設けられた中央乗降口１４を介して乗客室１６に乗客を乗降させる低床大型バスとして構成され、右側面には乗降口を有していない。また、燃料電池バス１０は、上部にガス燃料タンクとして水素ボンベ１８を７本搭載し、後部に数百枚の燃料電池が積層された燃料電池スタック２０や燃料電池に関連する各種補機類２２などを搭載しており、燃料電池スタック２０は、水素ボンベ１８から水素がアノード側に供給され、補機類２２の一つであるエアコンプレッサからエアがカソード側に供給され、水素とエアに含まれる酸素との電気化学反応により発電する。そして、燃料電池バス１０は、通常の走行時にはこの発電電力により図示しないモータが車輪を回転駆動させる。

次に、燃料電池バス１０の上部の構成について、以下に詳しく説明する。図２に示すように、燃料電池バス１０は、上部に、金属バンド２６でルーフ１０ａ上に締結固定された７本の水素ボンベ１８と、この水素ボンベ１８を収納するボンベ収納空間を形成するルーフカバー３０と、このルーフカバー３０の上面であって水素ボンベ１８の上方に当たる位置に設けられた換気口４０とを有している。

水素ボンベ１８は、数十ＭＰａの高圧水素ガスを内蔵する円筒形容器であり、ルーフ１０ａの左右両側にて前後方向に延びる一対のレール２４，２４を架け渡すようにして載置された状態で各レール２４に固着された金属バンド２６により巻回され締結されている。これにより、水素ボンベ１８は走行中に位置ズレを起こすことがない。この水素ボンベ１８のレギュレータに取り付けられた配管は、燃料電池スタック２０のアノード側に接続されている。

ルーフカバー３０は、燃料電池バス１０のルーフ全体を覆って上方空間を形成するものであり、この上方空間には７本の水素ボンベ１８を収納するボンベ収納空間やその他の機器類の収納空間が含まれる。このルーフカバー３０は、図１に示すように、エアコンユニット２８が配置されたルーフ前方部分を覆う流線型状のカバー前方部３１と、複数の水素ボンベが配置されたルーフ中央部分を覆うカバー中央部３２と、燃料電池スタック２０を冷却する冷却水を放熱するためのラジエータ２１が配置されたルーフ後方部分を覆うカバー後方部３９とから構成されている。

ここで、ルーフカバー３０のカバー中央部３２は、図２に示すように、燃料電池バス１０の左右両側に立設された一対のカバー中央側面部材３３，３３と、この一対のカバー中央側面部材３３，３３の上端に連結された４枚のカバー中央上面部材３４，３４，３４，３４とを備えている。各カバー中央側面部材３３は、燃料電池バス１０の側面に沿って形成された立壁部３３ａと、この立壁部３３ａの上端から車両中心に向かって折り曲げられルーフ１０ａと略平行となるように形成された庇部３３ｂとを備えている。また、立壁部３３ａは、図３に示すように下方部分が燃料電池バス１０の車体の側面１０ｂから側方に突出した台座３５に当接され、その状態でボルト３６がこの下方部分を挿通し台座３５に形成された図示しないボルト穴にねじ込まれている。この結果、カバー中央側面部材３３の立壁部３３ａは、台座３５の高さに相当する間隔ｄ１だけ、燃料電池バス１０の側面１０ｂから離間して隙間４７が形成されている。ところで、意匠上又は空気抵抗を下げるためには立壁部３３ａとボディの側面１０ｂとが略面一になるように隙間４７の間隔ｄ１を所定の上限値以下に小さくすることが好ましいが、水素ボンベ１８のガス漏れ時にボンベ収納空間内に空気の流れを導入できるように所定の下限値以上の隙間を形成することが好ましい。つまり、隙間４７の間隔ｄ１は、意匠上の観点や空気抵抗の抑制、ボンベ収納空間内への空気の導入を考慮して設定することが好ましく、これらの効果を最大限に達成できるように設定することが好ましい。例えば間隔ｄ１は５〜１０ｍｍの範囲で設定することが好ましい。なお、間隔ｄ１は、ボンベ収納空間の容量やボンベ本数、ボンベのガス圧等も考慮して設定するのが好ましい。

また、カバー中央上面部材３４は、図３に示すように、左右両端が一対のカバー中央側面部材３３，３３の庇部３３ｂ，３３ｂの下側に５〜１０ｍｍ程度の間隔ｄ２をもって潜り込んだ状態で略Ｊ字状の連結具３８を介して連結されている。換言すれば、カバー中央上面部材３４は、一対のカバー中央側面部材３３，３３のトップ位置（車両上下方向の最上位の位置）Ｔから一段低い位置に形成され、このカバー中央側面部材３３のトップ位置Ｔからカバー中央上面部材３４に至る途中に間隔ｄ２の隙間からなる通気口４８が形成されている。また、カバー中央上面部材３４は、ボンベ収納空間が大気圧を超える所定圧（ここでは、想定されるボンベ収納空間の耐圧未満に設定されている）に達したときに、車道側の端部３４ａつまり乗降口１２，１４とは反対側の端部を軸として歩道側の端部３４ｂつまり乗降口側の端部が跳ね上がって閉鎖状態から開放状態になるように取り付けられている。具体的には、カバー中央上面部材３４のうち車道側の端部３４ａとカバー中央側面部材３３の庇部３３ｂとの連結強度は、カバー中央上面部材３４のうち歩道側の端部３４ｂとカバー中央側面部材３３の庇部３３ｂとの連結強度よりも大きくなるように取り付けられている。また、カバー中央上面部材３４のうち車道側の端部３４ａの裏面とカバー中央側面部材３３との間にはチェーン３７が架け渡され、このチェーン３７はカバー中央上面部材３４が開放状態になったときに燃料電池バス１０から外れるのを防止する役割を果たす。ここで、水素ボンベ１８の開閉バルブ１８ａは、燃料電池バス１０の車道側の隙間４７や通気口４８に近接して配置されている。

換気口４０は、図４に示すように、カバー中央上面部材３４に設けられた開口４２に複数のルーバー４４を間隔をおいて架け渡すことにより形成したスリット群からなる。具体的には、カバー中央上面部材３４の車幅方向に設けられた４つの開口４２，４２，４２，４２のうち、右側の２つの開口４２，４２を車幅方向に架け渡すことが可能な長さのルーバー４４を複数個所定の間隔をおいて配設することによりスリット群を形成すると共に、左側の２つの開口４２，４２にも同様のルーバー４４を複数個所定の間隔をおいて配設することによりスリット群を形成している。ここで、ルーバー４４は、水平面に対して傾斜している傾斜部４４ａとこの傾斜部４４ａの上端及び下端に連接された水平部４４ｂ，４４ｂとからなり、断面が略Ｚ字状となっている。そして、隣接する二つのルーバー４４，４４の水平部４４ｂ，４４ｂが所定の間隔をもつように構成されている。

次に、本実施形態の燃料電池バス１０において何らかの事情により水素ボンベ１８から水素が漏出した場合について説明する。図３において、水素ボンベ１８から漏出した水素は、空気よりも比重が小さいため、ボンベ収納空間内を上昇していき、カバー中央側面部材３３のトップ位置Ｔからカバー中央上面部材３４に至る途中に形成された通気口４８やルーフカバー３０の上面に形成されたスリット群からなる換気口４０（図２参照）に至り、そこから外部へ流出していく。また、図５に示すように、カバー中央側面部材３３の下方部分と燃料電池バス１０の車体の側面１０ｂとの隙間４７から空気が流入してボンベ収納空間を通過し通気口４８や換気口４０（図２参照）に至るため、漏出した水素はこの空気の流れに乗って外部へ流出していく。これらのことから、ボンベ収納空間内の圧力が高圧になりすぎることがない。更に、ボンベ収納空間内の圧力が大気圧を超える所定圧に至ったとしても、図３の一点鎖線で示すように、カバー中央上面部材３４が車道側の端部３４ａを軸として歩道側の端部３４ｂが跳ね上がるため、開口面積が一気に大きくなり、ボンベ収納空間内の圧力が一気に抜ける。この点からも、ボンベ収納空間内の圧力が高圧になりすぎることがない。このようにして跳ね上がったカバー中央上面部材３４は、チェーン３７によってルーフ１０ａ上にとどまるように構成されている。

以上詳述した本実施形態の燃料電池バス１０によれば、ルーフカバー３０の下方部分つまりカバー中央側面部材３３の立壁部３３ａの下方部分は燃料電池バス１０の車体の側面１０ｂと隙間４７をもって該側面１０ｂの上方部分（ルーフ１０ａと側面１０ｂとの境界部分）を覆うように形成されているため、従来のようにルーフカバーの前面下縁部とルーフとの間に隙間を設ける場合に比べて、前方からみたときの見栄えがよくなるし、前面に隙間がないため走行風が乱流となるのを回避することもできる。

また、隙間４７はルーフ１０ａと側面１０ｂとの境界部分に設けられているため、隙間４７の入口からボンベ収納空間までの距離が短くなり、隙間４７からボンベ収納空間へ空気が流入しやすいし、ボンベ収納空間内の気体が隙間４７を介して外部へ流出しやすい。

更に、カバー中央側面部材３３の立壁部３３ａの下方部分は、隙間４７の間隔ｄ１と略同じ長さだけ側面１０ｂから側方に突出した台座３５と当接した状態で固定されるため、ルーフカバー３０を組み付ける際にカバー中央側面部材３３の立壁部３３ａの下方部分と車体の側面１０ｂとの隙間４７を容易に一定の間隔ｄ１にすることができる。

更にまた、水素ボンベ１８は開閉バルブ１８ａが隙間４７や通気口４８の近傍に配置されているため、何らかの事情により開閉バルブ１８ａから水素が流出したとしても外部へ排出されやすい。また、漏出した水素は、隙間４７からボンベ収納空間に流入し上方部分の通気口４８や換気口４０から流出する空気によって外部へ排出されるし、水素は空気より軽いため自ら上方に向かって拡散して上方部分の通気口４８や換気口４０から外部へ排出される。

そしてまた、通気口４８は、カバー中央側面部材３３のトップ位置Ｔから一段低い位置に形成されたカバー中央上面部材３４に至る途中に形成され、車両の外側から見えないため、見栄えが向上する。

なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

例えば、上述した実施形態のカバー中央上面部材３４の代わりに、図６に示すカバー中央上面部材１３４を採用してもよい。このカバー中央上面部材１３４は、車道側の端部１３４ａが水素ボンベ１８の開閉バルブ１８ａを覆うように垂れ下がっているため、換気口４０や通気口４８から雨水がボンベ収納空間に入ってきたとしても、開閉バルブ１８ａが直接その雨水を浴びることはない。したがって、開閉バルブ１８ａの雨水による腐食等を防止することができる。

また、ルーフカバー３０の上方部分には換気口４０を設けず通気口４８のみ設けるようにしてもよい。この場合、通気口４８の隙間の間隔ｄ２は、換気口４０の総開口面積に相当する開口面積となるように形成することが好ましい。

更に、上述した実施形態では、ガス燃料タンクとして水素ボンベ１８を例に挙げて説明したが、空気より比重の小さいガス燃料を充填したタンクであればどのようなタンクであってもよく、例えばＣＮＧエンジンを搭載した車両においてはＣＮＧボンベとしてもよい。

本発明は、ガス燃料タンクを搭載する車両の製造業、同車両を用いるサービス業などに利用可能である。

本実施形態の燃料電池バス１０の左側面図である。 燃料電池バス１０のルーフカバー３０の中央付近の斜視図である。 燃料電池バス１０の背面図（破断面図）である。 カバー中央上面部材３４の斜視図である。 漏出した水素や空気の流れを示す説明図である。 他の実施形態の燃料電池バスの背面図（破断面図）である。

符号の説明

１０ 燃料電池バス、１０ａ ルーフ、１０ｂ 側面、１２ 前乗降口、１４ 中央乗降口、１６ 乗客室、１８ 水素ボンベ、１８ａ 開閉バルブ、２０ 燃料電池スタック、２１ ラジエータ、２２ 補機類、２４ レール、２６ 金属バンド、２８ エアコンユニット、３０ ルーフカバー、３１ カバー前方部、３２ カバー中央部、３３ カバー中央側面部材、３３ａ 立壁部、３３ｂ 庇部、３４ カバー中央上面部材、３４ａ 車道側の端部、３４ｂ 歩道側の端部、３５ 台座、３６ ボルト、３７ チェーン、３８ 連結具、３９ カバー後方部、４０ 換気口、４２ 開口、４４ ルーバー、４４ａ 傾斜部、４４ｂ 水平部、４７ 隙間、４８ 通気口。

Claims (7)

1. 車体のルーフ上に搭載されたガス燃料タンクと、前記ルーフを覆うように設けられ１以上の前記ガス燃料タンクを収納可能なタンク収納空間を形成するルーフカバーとを備えたガス燃料タンク搭載車両であって、
   前記ルーフカバーの側面の下方部分は、前記車体の側面から水平方向に所定の隙間をもって該車体の側面の上方部分を覆うように形成されている、
   ガス燃料タンク搭載車両。
2. 前記側面の上方部分は、前記側面と前記ルーフとの境界部分である、
   請求項１に記載のガス燃料タンク搭載車両。
3. 前記ルーフカバーの側面の下方部分は、前記所定の隙間と略同じ長さだけ前記車体の側面から側方に突出した台座と当接した状態で固定されている、
   請求項１又は２に記載のガス燃料タンク搭載車両。
4. 前記ガス燃料タンクは、該ガス燃料タンクに取り付けられた開閉バルブが前記隙間の近傍に配置されている、
   請求項１〜３のいずれかに記載のガス燃料タンク搭載車両。
5. 前記ルーフカバーの上方部分には、通気口が形成されている、
   請求項１〜４のいずれかに記載のガス燃料タンク搭載車両。
6. 前記ルーフカバーは、前記車体の左右の側面に沿って形成された一対のカバー側面部材と、該一対のカバー側面部材の車両上下方向の最上位の位置から一段低い位置に形成されたカバー上面部材とからなり、前記通気口は前記カバー側面部材の前記最上位の位置から前記カバー上面部材に至る途中に形成されている、
   請求項５に記載のガス燃料タンク搭載車両。
7. 前記ルーフカバーの前面の下方部分は、前記ルーフとの間に隙間がない、
   請求項１〜６のいずれかに記載のガス燃料タンク搭載車両。

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