JP4569198B2

JP4569198B2 - 天然ガス車両の燃料容器保持装置

Info

Publication number: JP4569198B2
Application number: JP2004214465A
Authority: JP
Inventors: 修川島; 誠石井
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2004-07-22
Filing date: 2004-07-22
Publication date: 2010-10-27
Anticipated expiration: 2024-07-22
Also published as: JP2006035891A

Description

本発明は、天然ガスを燃料としてエンジンを駆動する車両の車体フレームに、天然ガスが貯蔵される燃料容器を保持するための保持装置に関する。

近年、天然ガスを燃料としてエンジンを駆動する車両（以下、天然ガス車両）が実用化されるに至っている。燃料となる天然ガスは、燃料容器内に貯蔵される。この燃料容器は、例えば、図８に示すような燃料容器保持装置により天然ガス車両の車体フレームに保持される。図８中の符号８０は、図示しないクロスメンバと共に梯子状の車体フレームを形成するサイドメンバを示す。

図８に示すように、燃料容器８１は、円筒状の胴部８２と、胴部８２の一端に設けられ、容器元弁８３が装着されたネック部８４とから構成されている。胴部８２の両端部８２ａ、８２ｂは、半球状に形成されている。燃料容器８１は、胴部８２がサイドメンバ８０の長手方向に沿って配置された状態で、ネック部８４が車両前方側に配置されている。

燃料容器保持装置は、サイドメンバ８０に取り付けられ、車両前後方向に間隔を隔てて設けられた前後の車体取付ブラケット８５、８６を備えている。燃料容器８１は、前後の車体取付ブラケット８５、８６に固定バンド８７で締め付けられている。これにより、燃料容器８１がサイドメンバ８０に保持される。

また、従来の燃料容器保持装置においては、燃料容器８１の車両前後方向の移動を防止するために、燃料容器８１の両端部８２ａ、８２ｂの頂部を受容し得る円形の開口部８８ａ、８９ａを有する前部ストッパ８８及び後部ストッパ８９を、燃料容器８１の両端部８２ａ、８２ｂに押し付け固定している。前部ストッパ８８は、二つの前部ロッド９０を介して前側の車体取付ブラケット８５に取り付けられている。後部ストッパ８９は、二つの後部ロッド９１を介して後側の車体取付ブラケット８６に取り付けられている。前部ストッパ８８と後部ストッパ８９との間には、前後ロッド９２が取り付けられている。

特開２００２−１２０５７３号公報

しかしながら、上述の構成では、前部ストッパ８８及び後部ストッパ８９は、燃料容器８１の車両前後方向の移動を防止するのみであり、燃料容器８１の軸回りの回転ズレを規制することができなかった。つまり、上述の構成においては、燃料容器８１の軸回りの回転ズレは、固定ベルト８７による締め付けのみで規制されている。そのため、長期の使用や、固定ベルト８７の緩み等により、燃料容器８１が軸回りに回転ズレを起こすおそれがあった。

また、上述の構成では、燃料容器８１の車両前後方向の移動を防止するために、前部ストッパ８８、後部ストッパ８９、並びに、これらを支持するための前部ロッド９０、後部ロッド９１、及び前後ロッド９２を設けているため、部品点数が多かった。さらに、前部ストッパ８８及び後部ストッパ８９を、燃料容器８１の中で比較的寸法精度が低い両端部８２ａ、８２ｂに押し付けているため、前部ストッパ８８及び後部ストッパ８９の位置が定まり難く、組立が面倒であった。

そこで、本発明の目的は、燃料容器の軸回りの回転ズレを確実に防止することができる天然ガス車両の燃料容器保持装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、部品点数が比較的少なく、組立が容易な燃料容器保持装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、天然ガス車両の車体フレームに取り付けられ、燃料容器の胴部を保持する胴部保持部材と、該胴部保持部材に支持され、上記燃料容器のネック部と係合する係合部材と、上記燃料容器のネック部を上記係合部材に固定する固定部材とを備え、上記係合部材が、嵌合孔を有する上記燃料容器の胴部に近い側のプレートと、上記燃料容器の胴部から遠い側のプレートとを接合して閉断面のボックス構造を形成し、上記固定部材が、上記嵌合孔よりも大きな外径を有するナットからなり、上記燃料容器の胴部から遠い側のプレートが、上記嵌合孔と同軸上に形成され且つ上記ナットの外径よりも大きな開口部を有し、上記燃料容器のネック部が上記嵌合孔に嵌合された状態で、上記燃料容器のネック部を上記係合部材に固定することを特徴とする天然ガス車両の燃料容器保持装置である。

本発明によれば、燃料容器の軸回りの回転ズレを確実に防止することができると共に、部品点数が比較的少なく、組立が容易な燃料容器保持装置を提供することができるという優れた効果を奏する。

以下、本発明の好適な一実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る燃料容器保持装置の斜視図であり、燃料容器が保持された状態を示す。図２は、図１のII矢視図であり、燃料容器が省略され、カバー取付部材が設置された状態を示す。図３は、燃料容器の取付状態を示す分解斜視図である。

本実施の形態の燃料容器保持装置は、天然ガスを燃料としてエンジンを駆動する車両であって、特に、トラック等の大型の天然ガス車両の梯子状車体フレームに、燃料となる天然ガスが貯蔵される燃料容器を保持するための保持装置である。

図１に示すように、本実施の形態の燃料容器保持装置は、図示しないクロスメンバと共に梯子状の車体フレームを形成するサイドメンバ９の長手方向に沿って取り付けられ、その長手方向に沿って燃料容器１０を保持する。サイドメンバ９の長手方向は、天然ガス車両の前後方向に一致する。

図１及び図３に示すように、本実施の形態の燃料容器１０は、円筒状の胴部１１と、胴部１１の一端に設けられたネック部１２とから構成されている。胴部１１の両端部１１ａ、１１ｂは、半球状に形成されている。燃料容器１０は、胴部１１がサイドメンバ９の長手方向に沿って配置された状態で、ネック部１２が車両前方側に配置されている。

ネック部１２は、胴部１１に固定されるフランジ部１５と、フランジ部１５より小径で、フランジ部１５より突出する突出部１６と、突出部１６の外周面に設けられたおねじ部１７と、突出部１６の内周面に設けられためねじ部１８とを有している。フランジ部１５と突出部１６とは、同軸に設けられている。

ネック部１２のおねじ部１７には、燃料容器１０の輸送時や保管時に、プロテクタ或いはカバー（共に図示せず）が螺合又は装着される。ネック部１２のめねじ部１８には、燃料供給装置及びガス充填口（共に図示せず）に連結された燃料配管１９を接続するための容器元弁２０が螺合されて装着される。容器元弁２０は、過流防止弁及び安全弁を内蔵している。

なお、燃料容器１０の種類は、いずれであっても良い。例えば、金属製容器、アルミライナーを繊維強化プラスチックで補強したアルミライナー製複合容器、及び、プラスチックライナーを繊維強化プラスチックで補強したプラスチックライナー製複合容器（オールコンポジット容器）である。また、燃料容器１０に貯蔵される天然ガスは、いずれであっても良い。例えば、気体のまま高圧で貯蔵される圧縮天然ガス（ＣＮＧ：Compressed Natural Gas）、液体状態で超低温容器としての燃料容器内に貯蔵される液化天然ガス（ＬＮＧ：Liquefied Natural Gas）、及び、燃料容器内の吸着材に吸着されて貯蔵される吸着天然ガス（ＡＮＧ：Adsorbed Natural Gas）である。

図１から図３に示すように、本実施の形態の燃料容器保持装置は、天然ガス車両のサイドメンバ９に取り付けられ、燃料容器１０の胴部１１を保持するための胴部保持部材２１を備えている。この胴部保持部材２１は、サイドメンバ９に取り付けられ、車両前後方向に間隔を隔てて設けられた前後の車体取付ブラケット２２、２３と、燃料容器１０の胴部１１を車体取付ブラケット２２、２３に締め付けるための固定ベルト２４とから構成されている。

前後の車体取付ブラケット２２、２３同士は、接続ブラケット２５により接続されている。個々の車体取付ブラケット２２、２３は、車両の高さ方向に延出する垂直部２２ａ、２３ａと、車両の幅方向の外側に延出する水平部２２ｂ、２３ｂとでＬ字形に形成され、これら垂直部２２ａ、２３ａと水平部２２ｂ、２３ｂとの間に、補強のための傾斜部２２ｃ、２３ｃが設けられている。

車体取付ブラケット２２、２３の垂直部２２ａ、２３ａの上端部には、固定ベルト２４の一端との係合のための爪部（図３の符号２２ｄを参照）が設けられている。車体取付ブラケット２２、２３の水平部２２ｂ、２３ｂの先端部には、固定ベルト２４の他端との係合のための孔（図３の符号２２ｅを参照）が設けられている。前側の車体取付ブラケット２２の垂直部２２ａ及び水平部２２ｂには、後述の係合部材３２を取り付けるための複数の孔２２ｆ、２２ｇがそれぞれ設けられている。本実施の形態においては、孔２２ｆ、２２ｇは、ねじ孔である。

固定ベルト２４は、ベルト本体２４ａと、ベルト本体２４ａの一端に設けられ、上記の垂直部２２ａ、２３ａの爪部（２２ｄ）と係合する金具２４ｂと、ベルト本体２４ａの他端に設けられ、上記の水平部２２ｂ、２３ｂの孔（２２ｅ）に挿通して係合されるボルト２４ｃとから構成されている。

図２に示すように、本実施の形態の燃料容器保持装置は、燃料容器１０を覆うカバー（図示せず）を取り付けるためのカバー取付部材２７を備えている。カバー取付部材２７は、車体取付ブラケット２２、２３の垂直部２２ａ、２３ａの上端部に取り付けられ車両幅方向の外側に延出する前後のカバー取付ブラケット２８を備えている。前後のカバー取付ブラケット２８には、燃料容器１０の全長よりやや長い、車両前後方向に延出するカバーフレーム２９が取り付けられている。カバーフレーム２９における前後端部には、それぞれ、カバーの前後部を構成する前カバー３０ａ及び後カバー３０ｂが取り付けられている。前カバー３０ａ及び後カバー３０ｂは、車両前後方向に延出するカバー取付ブラケット３１を介して、車体取付ブラケット２２、２３の垂直部２２ａ、２３ａの下端部に連結されている。

図１から図３に示すように、本実施の形態の燃料容器保持装置は、胴部保持部材２１に支持され燃料容器１０のネック部１２と係合するための係合部材３２と、燃料容器１０のネック部１２を係合部材３２に固定するための固定部材とを備えている。

本実施の形態の係合部材３２は、燃料容器１０のネック部１２が嵌合される嵌合孔３５を有するプレート部３６と、車両前後方向に延出し、一端がプレート部３６に取り付けられ、他端が前側の車体取付ブラケット２２に取り付けられる延出部３７とを備えている。

延出部３７は、好ましくは複数、本実施の形態では二つ設けられ、これら二つの延出部３７を介して、プレート部３６が前側の車体ブラケット２２に支持される。本実施の形態の延出部３７は、ロッド３７ａと、ロッド３７ａの両端部にそれぞれ設けられた取付具３７ｂ、３７ｃとからなる。一方の取付具３７ｂには、プレート部３６を取り付けるための複数の孔３７ｄが設けられている。本実施の形態の孔３７ｄは、ねじ孔である。他方の取付具３７ｃには、前側の車体取付ブラケット２２に取り付けるための複数の孔３７ｅが設けられている。本実施の形態の孔３７ｅは、ボルト４１が挿通されるボルト挿通孔である。

図４に示すように、本実施の形態の係合部材３２のプレート部３６は、燃料容器１０のネック部１２を嵌合させる嵌合孔３５を有する。また、プレート部３６は、前後のプレート３８、３９を接合してボックス構造（閉断面）を形成するように構成している。これは、万が一車両が前方衝突したときに燃料容器１０の前方への移動を極力防止すると共に、燃料容器１０の軸回りの回転ズレを規制するのに十分な強度を確保するためである。後側のプレート３９に嵌合孔３５が設けられ、これは燃料容器１０のネック部１２のおねじ部１７（突出部１６）の外径よりわずかに大きく、フランジ部１５の外径より小さく設定され、嵌合孔３５におねじ部１７が嵌合された状態で、フランジ部１５がプレート部３６に着座或いは面接触できるようになっている。嵌合孔３５は、燃料容器１０のネック部１２と同形状の円形に形成されている。プレート部３６（プレート３９）とフランジ部１５とが面接触するため、燃料容器１０のネック部１２を、係合部材３２に安定して固定することができる。

前側のプレート３８には、後側のプレート３９の嵌合孔３５より大きな開口部３４が設けられている。開口部３４は、後述のナット３３が干渉しないような大きさとされ、本実施の形態では矩形状に形成されている。

各プレート３８、３９には、係合部材３２の延出部３７を取り付けるための複数の孔３８ａ、３９ａが設けられている。本実施の形態の孔３８ａ、３９ａは、ボルト４２が挿通されるボルト挿通孔である。

図３に示すように、本実施の形態の固定部材は、燃料容器１０のネック部１２のおねじ部１７に螺合されるナット３３からなる。ナット３３は、リング状に形成されている。ナット３３の内周面には、ネック部１２のおねじ部１７に螺合されるめねじ部３３ａが設けられている。ナット３３の前端面には、ナット３３の締め付け、緩めを行うための特殊工具を嵌合させるための複数の孔３３ｂが設けられている。ただし、ナット３３の形態は、これに限らず、例えば、外径部が六角形状のナットも用いることができる。

本実施の形態の燃料容器保持装置の組立の手順の一例を、図３を参照して説明する。

まず、前側の車体取付ブラケット２２及び後側の車体取付ブラケット２３をサイドメンバ９に取り付けて、これらを、接続ブラケット２５により連結する。次に、ボルト４１（図１参照）を、係合部材３２の延出部３７の孔３７ｅに挿通して、前側の車体取付ブラケット２２の孔２２ｆ、２２ｇに締め付けて、延出部３７の後端部を、前側の車体取付ブラケット２２に取り付ける。次に、ボルト４２（図１参照）を、係合部材３２のプレート部３６の孔３８ａ（３９ａ）に挿通して、延出部３７の孔３７ｄに締め付けて、プレート部３６を、延出部３７の前端部に取り付ける。

次に、燃料容器１０の胴部１１を、前後の車体取付ブラケット２２、２３の水平部２２ｂ、２３ｂに載置し、燃料容器１０の重量を胴部保持部材２１に支持させる。そして、燃料容器１０をプレート部３６側（前方）にずらして移動させ、燃料容器１０のネック部１２のおねじ部１７を、係合部材３２の嵌合孔３５に嵌合する。これにより、燃料容器１０のネック部１２が、係合部材３２のプレート部３６と係合される。

この際、燃料容器１０のネック部１２のフランジ部１５の前端面が、プレート部３６に当接するまで、燃料容器１０をプレート部３６側にずらして移動させることで、燃料容器１０が前後方向に位置決めされる。

次に、ナット３３を、嵌合孔３５から突出した、燃料容器１０のネック部１２のおねじ部１７に締め付けて、燃料容器１０のネック部１２のフランジ部１５とナット３３とで係合部材３２のプレート部３６を挟み込むことで、燃料容器１０のネック部１２が係合部材３２のプレート部３６に固定される。

次に、固定ベルト２４の金具２４ｂを、前後の車体取付ブラケット２２、２３の爪部（２２ｄ）に係合させて、固定ベルト２４のボルト２４ｃを、前後の車体取付ブラケット２２、２３の水平部２２ｂ、２３ｂの孔（２２ｅ）に挿通し、ナット４０を、固定ベルト２４のボルト２４ｃに締め付ける。こうして、燃料容器１０の胴部１１が、固定ベルト２４により締め付けられ、前後の車体取付ブラケット２２、２３に保持される。

次に、カバー取付部材２７及びカバーを取り付ける。これにより、燃料容器１０の装置への保持と、装置の組立及び車体フレームへの取付が完了する。

なお、燃料容器保持装置と燃料容器１０とを予め一体化（モジュール化）した状態で、燃料容器保持装置を、サイドメンバ９に取り付けても良い。

本実施の形態の燃料容器保持装置は、燃料容器１０のネック部１２を車体フレームに対して固定して、燃料容器１０の軸回りの回転ズレを規制するための回転規制手段を備えている。本実施の形態においては、胴部保持部材２１と係合部材３２と固定部材（ナット３３）とが、上記の回転規制手段をなす。つまり、本実施の形態によれば、燃料容器１０のネック部１２が、係合部材３２と胴部保持部材２１とを介して、サイドメンバ９に対して固定されるため、万が一、固定ベルト２４に緩みが生じたとしても、燃料容器１０の軸回りの回転ズレを確実に防止することができる。

また、万が一、車両が前方衝突して、燃料容器１０が慣性力により前方に移動しようとする場合や、固定ベルト２４に緩みが生じて、燃料容器１０が前方に移動しようとする場合にも、燃料容器１０のネック部１２が、係合部材３２のプレート部３６に当接するため、燃料容器１０のフランジ部１５の前方への移動が防止される。

また、万が一、固定ベルト２４に緩みが生じて、燃料容器１０が後方に移動しようとする場合にも、燃料容器１０のネック部１２が、固定部材３３により係合部材３２に固定されているので、燃料容器１０が、後方へ移動することはない。

つまり、本実施の形態によれば、前側の係合部材３２及び固定部材３３により、燃料容器１０の車両前後方向の移動（ズレ）を防止している。このため、図８で示した従来の燃料容器保持装置における、車両後方向の移動を防止するために必要としていた、後部ストッパ８９と、後部ストッパ８９を支持するための後部ロッド９１及び前後ロッド９２とを省略することができ、部品点数を従来に比べて削減することができる。

また、本実施の形態によれば、燃料容器１０の中で比較的寸法精度が高いネック部１２を一定位置に確実に保持できる。そのため、燃料配管１９を燃料容器１０の容器元弁２０に取り付ける際の位置バラツキが少なくなり、組立を容易にすることが可能となる。

次に、本発明の実施形態ではない参考例について説明する。

例えば、図５に示す参考例では、燃料容器１０のネック部１２が、フランジ部１５の前端面に設けられたねじ孔５１を有し、固定部材が、ねじ孔５１に螺合されるボルト５２からなり、係合部材３２のプレート部３６が、ボルト５２が挿通されるボルト挿通孔５３を有する。この場合、突出部１６が嵌合孔３５に嵌合された状態で、ボルト５２を、ボルト挿通孔５３に挿通して、ねじ孔５１に締め付けることで、燃料容器１０のネック部１２を係合部材３２に固定する。なお、図示例では、ねじ孔５１、ボルト５２、及び、ボルト挿通孔５３が、それぞれ、二つずつ設けられているが、これらを、一つずつ或いは三つ以上ずつ設けても良い。

また、図６に示す参考例では、燃料容器１０のネック部１２が、フランジ部１５の前端面より突出するスタッドボルト６１を有し、固定部材が、スタッドボルト６１に螺合されるナット６２からなり、係合部材３２のプレート部３６が、スタッドボルト６１が挿通されるボルト挿通孔６３を有する。この場合、突出部１６が嵌合孔３５に嵌合され、スタッドボルト６１がボルト挿通孔６３に挿通された状態で、ナット６２をスタッドボルト６１に締め付けることで、燃料容器１０のネック部１２を係合部材３２に固定する。なお、図示例では、スタッドボルト６１、ナット６２、及び、ボルト挿通孔６３が、それぞれ、二つずつ設けられているが、これらを、一つずつ或いは三つ以上ずつ設けても良い。

また、図７に示す参考例では、係合部材３２のプレート部３６を、一つのプレート７１から構成している。この場合、プレート７１には、突出部１６が嵌合される嵌合孔７２と、係合部材３２の延出部３７を取り付けるための孔７３とが設けられる。

本発明は以上説明した実施の形態に限定はされない。
例えば、燃料容器１０の形状は、上述の実施の形態には限定されない。例えば、胴部１１の両端部１１ａ、１１ｂ又はこれらのうちいずれか一方が、略平面状に形成されていても良い。

また、燃料容器保持装置が、車両幅方向（例えば、クロスメンバの長手方向）に沿って燃料容器を保持するものであっても良い。

さらに、本発明が適用される車両は、トラック等の大型車両に限らず、乗用車両等であっても良い。

本発明の一実施の形態に係る燃料容器保持装置の斜視図であり、燃料容器が保持された状態を示す。図１のII矢視図であり、燃料容器が省略され、カバー取付部材が設置された状態を示す。燃料容器の取付状態を示す分解斜視図である。係合部材のプレート部の分解斜視図である。参考例に係る、燃料容器の取付状態を示す分解斜視図である。参考例に係る、燃料容器の取付状態を示す分解斜視図である。参考例に係る、係合部材のプレート部を示す斜視図である。従来の燃料容器保持装置の斜視図である。

符号の説明

９車体フレーム（サイドメンバ）
１０燃料容器
１１胴部
１２ネック部
１５フランジ部
１６突出部
１７おねじ部
１９燃料配管
２０容器元弁
２１胴部保持部材
２２車体取付ブラケット
２３車体取付ブラケット
２４固定ベルト
３２係合部材
３３固定部材（ナット）
３５嵌合孔
３６プレート部
３７延出部
３８プレート
３９プレート
３４開口部

Claims

天然ガス車両の車体フレームに取り付けられ、燃料容器の胴部を保持する胴部保持部材と、該胴部保持部材に支持され、上記燃料容器のネック部と係合する係合部材と、上記燃料容器のネック部を上記係合部材に固定する固定部材とを備え、
上記係合部材が、嵌合孔を有する上記燃料容器の胴部に近い側のプレートと、上記燃料容器の胴部から遠い側のプレートとを接合して閉断面のボックス構造を形成し、
上記固定部材が、上記嵌合孔よりも大きな外径を有するナットからなり、
上記燃料容器の胴部から遠い側のプレートが、上記嵌合孔と同軸上に形成され且つ上記ナットの外径よりも大きな開口部を有し、
上記燃料容器のネック部が上記嵌合孔に嵌合された状態で、上記燃料容器のネック部を上記係合部材に固定することを特徴とする天然ガス車両の燃料容器保持装置。