JP5323516B2 - 固定構造 - Google Patents

Description

本発明は、高圧タンク等の筒状の被固定物を固定する固定構造に関し、詳しくは被固定物外周に掛け渡した帯状のバンドの固定端をバンド保持部に保持することで、被固定物を固定する固定構造に関する。

近年になり、車両への高圧タンク搭載の機会が増えている。例えば、燃料電池搭載車両では、燃料電池の燃料ガスである水素ガスを高圧タンクに貯留して、この高圧タンクを車両に搭載している。高圧タンクは外気温や貯留ガスの消費量等の影響を受け、タンクの外径の膨張を起こす。よって、こうした膨張を吸収した上で高圧タンクを車載する際には、タンク外周に掛け渡した帯状のバンドにコイルバネによりテンションを掛ける手法が種々提案されている（例えば、特許文献１等）。

特開平１０−２７８６０１号公報 特開２００４−１６９７６７号公報

上記した特許文献で提案された手法において、コイルバネは、タンクの膨張・収縮の程度に合わせたテンションをバネの圧縮・伸張によりバンドに掛ける都合上、圧縮代および伸張代を残した圧縮状態とする必要がある。従って、コイルバネを保持するボルトには、コイルバネのバネ長をある程度確保して保持することが要求され、バネ長に合わせた長さの軸部を有する長寸のボルトがコイルバネ保持に用いられている。

ところで、コイルバネをボルトヘッドで保持するボルトには、タンクの膨張に伴う力が掛かる他、タンクの振動や、タンク搭載車両の急加速時や急制動時、車両衝突時等にも外力が掛かる。これら外力はタンクの膨張に伴う力に比べて著しく大きい場合もあるにも拘わらず、この外力を長寸のボルトで受けることになる。このような場合、ボルトが長くなる分、ボルト破損が起きやすくなるので、コイルバネおよびバンドの保持には、長寸且つ大径のボルトが使用されている。この結果、ボルトの大型化や重量増を招いていた。なお、こうした問題は、高圧タンクを搭載した車両に限らず、高圧タンクをバンドにて保持する据え置き型の設備機器であっても解決することが望ましい。

本発明は、上記した課題を踏まえ、高圧タンク等の筒状の被固定物をその外周に掛け渡したバンドにて固定する際に用いるボルトの小型軽量化を図ることを目的とする。

上記した目的の少なくとも一部を達成するために、本発明では、以下の構成を採用した。

[適用１：固定構造]
筒状の被固定物の外周に掛け渡した帯状のバンドの固定端をバンド保持部に保持することで、前記被固定物を固定する固定構造であって、
前記バンドの前記固定端におけるバンド側貫通孔と前記バンド保持部の保持部側貫通孔とに挿入されるボルトと、
該ボルトの雄ネジに螺合されるナットと、
コイルバネと、
該コイルバネのコイル径より小さい外径とされた有底の筒状体であって、開口側に外側に延びる開口外縁を有する筒状体とを備え、
前記コイルバネは、前記バンド貫通孔と重なってバンド表面にバネの一端側を当接して配置され、
前記筒状体は、前記コイルバネに挿入されて、前記筒状体の底部を前記バンド表面から離間させた状態で前記開口外縁で前記コイルバネの他端側を受け止め、
前記バンド側貫通孔および前記保持部側貫通孔に挿入された前記ボルトと前記ナットは、前記雄ネジと前記ナットの螺合により、前記筒状体の前記底部を前記バンド表面の側に引き寄せて前記バンド表面と前記開口外縁との間で前記コイルバネを圧縮状態とし、該圧縮したコイルバネにより前記バンドをテンションを掛けて保持する
ことを要旨とする。

上記構成の固定構造では、コイルバネの一端側をバンド表面で受け、バネ他端側を筒状体の開口外縁で受けた上で、コイルバネを圧縮状態とし、圧縮したコイルバネによりバンドをテンションを掛けて保持する。こうしたバンド保持で、筒状の被固定物の外周に掛け渡した帯状のバンドにより被固定物を固定する。圧縮状態にあるコイルバネに挿入済みの筒状体は、その底部をバンド表面から離間させているので、この離間距離をコイルバネの圧縮代或いは伸縮代として確保する。よって、固定済みの被固定物が膨張・収縮しても、この膨張・収縮は、コイルバネの圧縮・伸張で吸収される。

上記構成の固定構造におけるバンドにテンションを掛けるコイルバネの圧縮は、バンドのバンド側貫通孔およびバンド保持部の保持部側貫通孔に挿入されたボルトの雄ネジとナットの螺合により、筒状体の底部をバンド表面の側に引き寄せることでなされる。つまり、ボルトとナットは、螺合状態において、筒状体の底部にバンド表面の側に引き寄せる力を及ぼせばよい。そして、螺合状態のボルトとナットが力を及ぼす筒状体の底部は、圧縮状態にあるコイルバネのバネ長をバネ他端側で規定する筒状体の開口外縁によりバンド表面側に近づくので、その分だけボルトを短寸化できる。よって、このボルトの短寸化により、ボルトの小型軽量化を実現できる。また、ボルトの短寸化によりボルト強度も増すことから、大型で重いタンク等の被固定物を保持できる。加えて、何らかの原因で作用した外力を短寸のボルトにて受けることができるので、ボルトの破損回避の実効性が高まり、筒状の被固定物をその外周に掛け渡したバンドにて固定する際の信頼性を高めることができる。

また、上記構成の固定構造では、筒状部をコイルバネに挿入させていることから、筒状部外壁をコイルバネの案内とできる。よって、コイルバネを不用意にコイル径内外方向に動かすことなくバネ圧縮と伸張をもたらすので、バネ動作の安定化を図ることができる。しかも、筒状部外壁でバネを案内した状態で組み付け作業ができることから、作業性も高まる。

上記した固定構造は、次のような態様とすることができる。例えば、前記筒状体を前記底部に底部貫通孔を備えるものとし、前記ボルトを前記底部貫通孔にも挿入させて、前記筒状体の内側に当たる前記底部の上面側にはボルトヘッドもしくはナットを配設するようにできる。こうすれば、ボルトにナットを螺合した状態において、ボルトヘッドの下面もしくはナット下面にて、筒状体をその底部の上面側からベルト表面側に引き寄せることができる。

この場合、前記底部の上面側にボルトの前記ボルトヘッドを配設する際には、前記底部貫通孔に重ねて配設された座金を介在させて前記ボルトヘッドを前記底部の上面側に配置するようにできる。こうすれば、筒状体の底部とボルトヘッドとの間に介在する座金にて、筒状体をその底部の上面側からベルト表面側に引き寄せるので、ボルトの軸径に対して底部貫通孔を大きくできる。よって、貫通孔へのボルト挿入作業が容易となる。しかも、ボルトをボルトヘッド下面にフランジやバネ案内のための大径部を有するような形状とする必要がない。このため、シャフト材から、ボルトヘッドとフランジと大径部と雄ネジ軸とを有するボルトの切削製造は不要となり、既存のボルトの使用が可能となる。よって、コスト低下と軽量化を図ることができる。

また、前記底部の上面側にナットを配設する際には、前記底部貫通孔に雌ネジ穴を重ねて前記底部の上面側にナットを溶接するようにできる。こうすれば、筒状体の内部でナットが動かないので、ボルトの雄ネジとナットとの螺合作業が容易となる。

また、前記筒状体の前記底部を前記ボルトのボルトヘッドの頂上面に溶接して、筒状体とボルトと一体とすることや、前記筒状体の前記底部に備える底部貫通孔を前記ナットの雌ネジ穴に重ねて前記底部を前記ナットの頂上面に溶接して、筒状体をナットと一体とすることもできる。こうすれば、筒状体をボルトもしくはナットと一緒に扱えることから、組み付け作業が簡便となる。

こうして溶接された筒状体は、外力が作用した場合に、ボルトヘッドの頂上面もしくはナット頂上面の溶接箇所から外れることが有り得る。しかしながら、筒状体が外れても、ボルトとナットの螺合状態は維持されているので、バンドがバンド保持部から外れてしまうことがない。これに対し、既存の構造では、外力により長寸のボルトの破損が起きれば、バンドはバンド保持部から外れてしまう。よって、上記態様の固定構造では、大きな外力が作用した場合であってもバンドをバンド保持部に保持することで、被固定物をバンドから解放してしまうようなことを回避できる。なお、既述したボルトの短寸化により、こうしたバンド保持とバンドからの被固定物解放回避とを、高い実効性で実現できる。

また、前記バンド保持部を、前記被固定物に掛け渡した他の帯状のバンドの固定端に形成するようにできる。こうすれれば、被固定物に掛け渡されたバンド同士を、ボルトの破損回避を高い実効性で図った上で繋ぎ止め、繋ぎ止めたバンドで被固定物を高い信頼性で固定できる。

[適用２：固定構造]
筒状の被固定物の外周に掛け渡した帯状のバンドで前記被固定物を固定する固定構造であって、
雌ネジを備え、前記バンドの固定端を保持するバンド保持部と、
前記バンドの前記固定端におけるバンド側貫通孔に挿入され、前記バンド保持部の前記雌ネジに螺合する雄ネジを有するボルトと、
コイルバネと、
該コイルバネのコイル径より小さい外径とされた有底の筒状体であって、開口側に外側に延びる開口外縁を有する筒状体とを備え、
前記コイルバネは、前記バンド貫通孔を取り囲んでバンド表面にバネの一端側を当接して配置され、
前記筒状体は、前記コイルバネに挿入されて、前記筒状体の底部を前記バンド表面から離間させつつ前記開口外縁で前記コイルバネの他端側を受け止め、
前記バンド側貫通孔に挿入された前記ボルトは、前記バンド保持部の前記雌ネジへの螺合により、前記筒状体の前記底部を前記バンド表面の側に引き寄せて前記バンド表面と前記開口外縁との間で前記コイルバネを圧縮状態とし、該圧縮したコイルバネにより前記バンドをテンションを掛けて保持することで、前記被固定物を固定する
ことを要旨とする。

上記構成の固定構造では、バンド保持部が備える雌ネジにボルトを螺合することで、既述した構成の固定構造と同様に、筒状体の底部にバンド表面の側に引き寄せる力を及ぼす。よって、ボルトの短寸化と、これによるボルトの破損回避の実効性の向上や、バンドによる被固定物固定の信頼性の向上を図ることができる。

そして、上記したようにバンドにて固定される前記被固定部を高圧タンクとすれば、高圧タンク搭載車両や高圧タンクを有する設備機器において、ボルトの短寸化によるボルトの破損回避の実効性の向上や、バンドによる被固定物固定の信頼性の向上を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。図１は本発明の実施例としての固定構造を高圧タンク搭載車両に適用した場合の高圧タンクＴの車載の様子を示す説明図、図２は高圧タンクＴの車載の様子をタンク周辺の構成と共に示す説明図、図３は車載済みの高圧タンクＴの保持の様子を要部を破断して示す説明図である。

図１に示すように、車両１０は、高圧タンクＴを、タンク長手方向が車両幅方向となるように、プラットフォームＦの下方に横置きに搭載する。高圧タンクＴは、水素ガスを高圧で貯留する。タンクに貯留された水素ガスは、車両１０が搭載した図示しない燃料電池に高圧タンクＴから図示しないガス配管を経て供給され、ガス供給の際には図示しない減圧弁にて減圧される。高圧タンクＴは、後輪ＲＴの車軸より後方側に車両幅方向に横置き搭載され、紙面奥側にも並べて横置き搭載したり、図示するタンク位置の後方側に並べて横置き搭載することも可能である。

高圧タンクＴは、樹脂製とされており、図２に示すように、長尺で円柱状をなし、タンク一端側に、金属製のバルブベースＴＶＢを有する。このバルブベースＴＶＢは、タンク内充填ガスの流路を備えてタンク一端に装着されガス配管との接続の用をなす。

本実施例の車両１０は、車両のプラットフォームＦの下面にタンク収納凹所１１０を車両幅方向に陥没形成して備え、高圧タンクＴにタンク下端側半周に亘って掛け渡されたタンクバンド１４０を、バンド保持機構２００を用いてプラットフォームＦに保持する。タンク収納凹所１１０は、車両幅方向に延びて車両前後に位置して向かい合う前方傾斜面１１２Ｆと後方傾斜面１１２Ｒとを備え、両傾斜面の間を車両幅方向に延びる陥没溝１１４とする。陥没溝１１４を挟んで向かい合う上記の両傾斜面は、高圧タンクＴの外周の異なる位置でタンク円柱側面に当接する。つまり、高圧タンクＴがこの前方傾斜面１１２Ｆと後方傾斜面１１２Ｒに当接するようにされると、横置き状の高圧タンクＴは、両傾斜面に支えられることになるので、タンク径方向に位置決めされる。この場合、上記の両傾斜面は、搭載された高圧タンクＴの上方側に位置することから、高圧タンクＴは、両傾斜面への当接により、上下方向および左右方向（即ち、車両上下方向と車両前後方向）に位置決めされることになる。高圧タンクＴの回転方向の位置決めは、バルブベースＴＶＢを用いる等の手法でなされるが、本発明の要旨とは直接関係しないので、その説明は省略する。

タンクバンド１４０は、スチール製とされ、その両端を第１固定端１４１、第２固定端１４２とする。両固定端とも、貫通孔１４１ａ、１４２ａを備えるが、貫通孔１４１ａにあってはボルト径より大きい円形の貫通孔とされ、貫通孔１４２ａにあっては小判状の長孔とされている。タンクバンド１４０は、プラットフォームＦが有するバンド固定部１１６の雌ネジＦＳにボルト１４３を螺合することで、第１固定端１４１においてバンド固定部１１６に固定される。この際、平座金１４４が用いられ、割り座金を併用することもできるほか、雌ネジＦＳに当たる箇所を貫通孔とし、後述の第２固定端１４２の保持と同様にナットを用いてボルト１４３をネジ締めするようにしても良い。また、本実施例では、ボルト１４３を六角穴付きボルトとしているが六角ボルトとしても良い。タンクバンド１４０は、第２固定端１４２の側では、バンド保持機構２００を用いてプラットフォームＦのバンド固定部１１６に保持される。こうしたバンド保持により、タンクバンド１４０は、タンク外周の下端側半周に掛け渡された状態で、タンク収納凹所１１０の向かい合う前方傾斜面１１２Ｆと後方傾斜面１１２Ｒに当接した高圧タンクＴを上記の両傾斜面の側に向けて締め付けて固定する。

高圧タンクＴを車載するには、タンクバンド１４０の第２固定端１４２をプラットフォームＦから取り外しておき、横置き状の高圧タンクＴを昇降させる図示しないタンクリフタにて、タンク収納凹所１１０に向けて高圧タンクＴを持ち上げる。このタンク持ち上げは、高圧タンクＴの側面がタンク収納凹所１１０の向かい合う前方傾斜面１１２Ｆと後方傾斜面１１２Ｒに当接するまで行われる。このタンク持ち上げと斜面当接と前後して、タンクの回転方向の位置決めも行われる。

次いで、タンクバンド１４０を、バンド保持機構２００を用いてプラットフォームＦに保持する。バンド保持機構２００は、ボルト２０２とナット２０３とコイルバネ２０４と筒状体２１０とを備える。筒状体２１０は、ステンレス等の薄板鋼板の深絞り成型を経てカップ状をなし、底部２１１に貫通孔２１２を備え、筒周壁部２１３における開口側に外側に延びる開口外縁２１４を備え、該外縁には筒周壁部２１３の側に延びた外縁エッジ部２１５を備える。この場合、筒状体２１０は、筒周壁部２１３をコイルバネ２０４のコイル径より小さい外径としている。

コイルバネ２０４は、第２固定端１４２の長孔状の貫通孔１４２ａに重なった状態でバンド表面にバネの一端側を当接して配置され、筒状体２１０は、コイルバネ２０４に筒周壁部２１３を底部２１１の側から挿入されて、底部２１１をバンド表面から離間させた状態で開口外縁２１４でコイルバネ２０４の他端側を受け止める。ボルト２０２は、六角穴付きボルトであり、平座金２０５を介在させて筒状体２１０の貫通孔２１２に挿入され、タンクバンド１４０における第２固定端１４２の貫通孔１４２ａと、第２固定端１４２の保持対象であるプラットフォームＦのバンド固定部１１６における貫通孔ＦＨとにも挿入された状態で、ナット２０３が螺合される。ナット螺合はいわゆるダブルナットとすることがゆるみ防止から望ましい。ナット２０３とボルト２０２の螺合により、ボルト２０２は、平座金２０５を介して筒状体２１０の底部２１１をその上面側からバンド固定部１１６の側に押し付けて、筒状体２１０の底部２１１をバンド表面の側に引き寄せ、バンド表面と筒状体２１０の開口外縁２１４との間でコイルバネ２０４を圧縮状態とする。よって、こうして圧縮したコイルバネ２０４は、タンクバンド１４０にテンションを掛けつつ、タンクバンド１４０の第２固定端１４２をプラットフォームＦに押し付けて保持する。高圧タンクＴは、こうして保持されたタンクバンド１４０によりプラットフォームＦに対して固定される。なお、第２固定端１４２は、強度確保のため、多層構造とすること、或いは図示しないリブ等にて補強されている。

以上説明した本実施例の車両１０は、バンド保持機構２００にてタンク下端側半周に掛け渡したタンクバンド１４０をコイルバネ２０４にてテンションを掛けて保持し、タンクバンド１４０における第２固定端１４２のバンド表面と筒状体２１０の底部２１１との間隔を確保している。そして、タンクバンド１４０にテンションを掛けるためのコイルバネ２０４の圧縮と上記間隔の確保とを、筒状体２１０の貫通孔２１２と第２固定端１４２の貫通孔１４２ａとバンド固定部１１６の貫通孔ＦＨとに挿入されたボルト２０２の雄ネジにナット２０３を螺合して、筒状体の底部をバンド表面の側に引き寄せることでなしている。つまり、ボルト２０２とナット２０３は、螺合状態において、筒状体２１０の底部２１１にバンド表面の側に引き寄せる力を及ぼせばよい。そして、螺合状態のボルト２０２とナット２０３が力を及ぼす筒状体２１０の底部２１１は、圧縮状態にあるコイルバネ２０４のバネ長をバネ他端側で規定する筒状体２１０の開口外縁２１４よりバンド表面側に近いので、その分だけ、ボルト２０２を短寸化できる。この結果、本実施例のバンド保持機構２００によれば、何らかの原因で作用した外力を短寸のボルト２０２にて受けることができるので、ボルト２０２の破損回避の実効性が高まり、高圧タンクＴをその外周に掛け渡したバンドにて固定する際の信頼性を高めることができる。また、ボルト短寸化に伴い次の利点もある。

ボルトのようなシャフト材は長寸になるほど曲げ強度が低下するので、車両急制動等により外力が加わった場合、長寸なボルトであれば曲がりやすい。ところが、本実施例では、上記したように短寸のボルトであることから、曲げ強度が高くなりその分だけ外力に対しての強度も増し、タンク固定の信頼性が高まる。加えて、長寸のボルトで曲げ強度を高めるにはボルト径の増大が必要となり、その分だけ重量増を招くが、本実施例のボルト２０２は短寸であるので、大径の長寸ボルトと同じ強度を確保する場合に比べて、小型軽量化が可能となる。しかも、ボルト２０２の短寸化によりボルトの強度も増すことから、大型で重い高圧タンクＴであっても、高い信頼性で当該タンクを保持できる。

また、本実施例のバンド保持機構２００では、筒状体２１０をコイルバネ２０４に挿入させていることから、筒状部外壁をコイルバネの案内とできる。よって、コイルバネ２０４を不用意にコイル径内外方向に動かすことなく安定したバネ圧縮と伸張をもたらすので、バネ動作の安定化を図ることができる。しかも、筒状部外壁でコイルバネ２０４を案内した状態で、上記各貫通孔へのボルト２０２の挿入や挿入後のボルトとナットの螺合等の組み付け作業ができることから、作業性も高まる。

また、筒状体２１０を用いずにコイルバネ２０４をボルトだけで保持する既存の構造では、バネ上端を受けるためのフランジをボルトヘッド下面に設けると共に、バネ案内のための大径部をフランジに続いて有するような特異なボルト形状とする必要がある。よって、既存の保持機構では、シャフト材から、ボルトヘッドとフランジと大径部と雄ネジ軸とを有するボルトの切削工程が必要となる。しかしながら、本実施例のバンド保持機構２００は、筒状体２１０を用いたこと、および平座金２０５にてボルトヘッドを底部２１１に介在させたことにより、上記したシャフト材からの切削工程は不要となり、既存のボルトの使用が可能となる。よって、コスト低下と軽量化を図ることができる。また、平座金２０５を介して筒状体２１０をその底部２１１の上面側からベルト表面側に引き寄せるので、ボルト２０２の軸径に対して貫通孔２１２を大きくできるので、貫通孔２１２へのボルト挿入作業が容易となる。

また、本実施例のバンド保持機構２００では、筒状体２１０を筒周壁部２１３の上端開口側の開口外縁２１４に続けて外縁エッジ部２１５を有するものとし、この外縁エッジ部２１５を筒周壁部２１３の側に延びたものとしている。よって、この外縁エッジ部２１５によりコイルバネ２０４の外径側においてもバネを案内できるので、安定したバネ動作の確保や組み付け作業性の簡便化に有益である。

加えて、この筒状体２１０は、薄板鋼板の深絞り成型品であることから、何らかの原因で過大な外力が加わった場合、コイルバネ２０４より先に破断し、外力が加わった場合の衝撃を緩和できる。ところで、このように筒状体２１０が破断しても、タンクバンド１４０はボルト２０２とコイルバネ２０４にてプラットフォームＦに保持されたままであるので、高圧タンクＴの脱落を回避でき好ましい。

次に、他の実施例について説明する。図４は図３相当図でありボルトとナットの配置を逆にしたバンド保持機構２００を示す説明図、図５は図３相当図でありボルトをプラットフォームＦに直接螺合したバンド保持機構２００を示す説明図である。

図４に示すように、このバンド保持機構２００では、ボルト２０２をプラットフォームＦの側から平座金２０５を介在させて貫通孔ＦＨと第２固定端１４２の貫通孔１４２ａと筒状体２１０の貫通孔２１２に挿入させ、筒状体２１０の内部でナット２０３を螺合させている。そして、ナット２０３は、筒状体２１０の底部２１１における貫通孔２１２に雌ネジ穴を重ねて底部２１１の上面側に溶接されている。このバンド保持機構２００では、筒状体２１０の内部でナット２０３が動かないので、ボルト２０２の雄ネジとナット２０３との螺合作業を容易とできる。この場合、図４のバンド保持機構２００によっても、ボルト２０２の短寸化とこれに伴う上記した効果を奏することができる。なお、図４において、ナット２０３を筒状体２１０における底部２１１の下面側、即ちバンド表面側に溶接することもできる。

図５に示すバンド保持機構２００では、ボルト２０２をプラットフォームＦの雌ネジＦＳに直接螺合させればよいので、ナット取り扱いが不要となり簡便である。この場合、図５のバンド保持機構２００によっても、ボルト２０２の短寸化とこれに伴う上記した効果を奏することができる。

図６は図１相当図でありバンド保持機構２００を用いた車両１０Ａにおける高圧タンクＴの車載の様子を示す説明図である。図示するように、この実施例では、プラットフォームＦにタンク収納凹所１１０を陥没形成するに当たり、上向きにタンク収納凹所１１０を形成した。こうすれば、プラットフォームＦのタンク収納凹所１１０に高圧タンクＴを車両トランクルームの側から降ろした後に、タンクバンド１４０にてタンク上端側半周に掛け渡し、バンド保持機構２００にてタンク上方側からバンド保持を行えばよい。このため、タンク搭載と固定に従事する作業者は、車両トランクルームの側から作業できることから、作業者に無理な姿勢を強要しないので、作業負荷低減や作業性向上に寄与できる。

次に、予めタンクを搭載したいわゆるサブアッシー品の形態の実施例について説明する。図７は図１相当図でありバンド保持機構２００を用いた車両１０Ｂにおける高圧タンクＴの車載の様子を示す説明図、図８は図２相当図であり高圧タンクＴの車載の様子をタンク周辺の構成と共に示す説明図、図９は図３相当図であり車載済みの高圧タンクＴの保持の様子を要部を破断して示す説明図である。この実施例では、タンク収納凹所１１０をプラットフォームＦに固定されるタンクサブフレームＴＳＦに陥没形成し、このタンクサブフレームＴＳＦに高圧タンクＴを固定した上で、当該フレームをプラットフォームＦに固定する。

図７に示すように、この実施例の車両１０Ｂは、後輪ＲＴの側において、プラットフォームＦを前方プラットフォームＦＬと後方プラットフォームＦＲとし、前後のプラットフォームにタンクサブフレームＴＳＦを固定して備える。タンクサブフレームＴＳＦは、既述した実施例のプラットフォームＦと同様、タンク収納凹所１１０を備え、当該凹所開口側の左右のバンド固定部１１６には、タンクバンド１４０の固定用の雌ネジＦＳと、プラットフォームＦへの固定用の貫通孔１１７を備える。高圧タンクＴの搭載および車載は次のようになされる。

まず、タンクサブフレームＴＳＦのタンク収納凹所１１０に高圧タンクＴを載置し、既述したように、タンクバンド１４０の第１固定端１４１を、タンクサブフレームＴＳＦの雌ネジＦＳにボルト１４３を螺合することで、タンクサブフレームＴＳＦに固定する。第２固定端１４２の側では、バンド保持機構２００のボルト２０２をタンクサブフレームＴＳＦの雌ネジＦＳに螺合することで、既述したようにタンクバンド１４０を保持する。これにより、テンションを掛けたタンクバンド１４０にて高圧タンクＴをタンクサブフレームＴＳＦに固定したタンクサブアッシー品となる。

次に、このタンクサブアッシー品を、車両１０Ｂの前方プラットフォームＦＬと後方プラットフォームＦＲとの間に車両トランクルームの側から載置する。そして、タンクサブフレームＴＳＦを、バンド固定部１１６の貫通孔１１７に平座金１４４を介在させて配置したボルト１４３を前後のプラットフォームの雌ネジＦＳに螺合することで、前後のプラットフォームに固定する。この実施例によっても、ボルト短寸化等の既述した効果を奏することができるほか、バンドによるタンク固定を、車両へのタンク搭載前に別工程で行えるので、作業負荷軽減や作業性向上の実効性を高めることができる。

図１０は図１相当図でありバンド保持機構２００を用いた車両１０Ｃにおける高圧タンクＴの車載の様子を示す説明図である。この実施例では、既述したタンク搭載済みのタンクサブフレームＴＳＦを車両中央の床下に設置しており、タンクサブフレームＴＳＦは、前方プラットフォームＦＬと中央部位プラットフォームＦＭとに車両下方側から固定されている。この実施例でも、ボルト短寸化等の既述した効果を奏することができる。

次に、高圧タンクＴをタンク周囲に掛け渡した複数本のベルトで固定する態様の実施例について説明する。図１１は図１相当図でありバンド端部にバンド保持機構２００を備えた場合の車両１０Ｄにおける高圧タンクＴの車載の様子を示す説明図、図１２は図３相当図であり車載済みの高圧タンクＴの保持の様子を示す説明図である。この実施例では、例えば後輪ＲＴの側のステアリングフレームＳＦにサブフレームＳＭを車両前後に配し、前後のサブフレームの間に高圧タンクＴをバントにて保持・固定する。

この実施例では、図１２に示すように、前後のサブフレームの間に高圧タンクＴを固定した場合において、タンク下端側半周に亘って掛け渡される下端タンクバンド１６０と、タンク上端側のタンクバンド１６５とタンクバンド１４０とを備える。下端タンクバンド１６０は、タンク両端をサブフレームＳＭ上面のバンド固定台座ＳＭＤに置かれて固定される厚肉の固定端１６１、１６２とし、各固定端にはボルト１４３が挿入される貫通孔を備える。タンクバンド１６５は、高圧タンクＴの上端側において約１／４周に亘って掛け渡されるバンド長とされ、バンド一端を下端タンクバンド１６０の固定端１６２に重なる厚肉の固定端１６６とし、当該固定端にボルト１４３が挿入される貫通孔を備える。このタンクバンド１６５は、バンド他端側を、タンクバンド１４０を保持するための厚肉のバンド保持端１６７とし、当該保持端に、バンド保持機構２００のボルト２０２が挿入される貫通孔を備える。タンクバンド１４０は、高圧タンクＴの上端側において約１／４周に亘って掛け渡されるバンド長とされている以外は既述した構成を備え、第１固定端１４１は、下端タンクバンド１６０の固定端１６１と重ねて配設され、ボルト２０２をバンド固定台座ＳＭＤの雌ネジに螺合することで、サブフレームＳＭに固定される。そして、タンクバンド１４０の第２固定端１４２には、既述したバンド保持機構２００が組み付けられる。

高圧タンクＴの上側に掛け渡されるタンクバンド１６５とタンクバンド１４０については、バンド両端に補強リブ１６８を設けることが、高圧タンクＴをその周囲に掛け渡したバンドで固定する上で望ましい。また、サブフレームＳＭに対してタンクバンド１４０を保持するに当たっては、ボルト２０２をサブフレームＳＭの雌ネジに螺合するようにしたが、サブフレームＳＭのバンド固定台座ＳＭＤに設けた貫通孔にボルト２０２を挿入して、そのボルト２０２にナット２０３を螺合するようにすることもできる。ナット２０３を用いる場合には、ナット２０３の雌ネジ穴がバンド固定台座ＳＭＤの貫通孔と重なるようにしてナット２０３をバンド固定台座ＳＭＤに溶接するようにすることもできる。

この実施例では、バンド保持機構２００における筒状体２１０や第２固定端１４２の上記した貫通孔に挿入されたボルト２０２に、タンクバンド１６５のバンド保持端１６７においてナット２０３を螺合する。こうすることで、既述した実施例と同様、バンド保持機構２００にてタンクバンド１４０にテンションを掛けて保持して高圧タンクＴを固定することができる。そして、ボルト短寸化等の効果を奏することができる。

図１２で示すバンド保持機構２００とタンクバンド１４０とタンクバンド１６５を、既述した実施例におけるタンク収納凹所１１０と組み合わせることもできる。つまり、図１２に示した下端タンクバンド１６０と前後のサブフレームＳＭに代わって、タンク収納凹所１１０を有するプラットフォームＦやタンクサブフレームＴＳＦを用い、図３や図９に示すタンク収納凹所１１０の両側のバンド固定部１１６に、タンクバンド１６５の固定端１６６と、タンクバンド１４０の第１固定端１４１を第１固定端１４１にて固定することもできる。

以上、本発明の実施例について説明したが、本発明は、上記した実施の形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様にて実施することが可能である。例えば、図１２で上記した実施例では、タンク上端側の２本のバンドとタンク下端側のタンクバンド１６５を用いているが、タンク上端側においても１本のバンドとすることができる。図１３はタンク下端側と上端側に掛け渡したバンドにて高圧タンクＴを保持する変形例を示す説明図である。図示するように、この変形例では、タンクバンド１４０をタンク上端側半周に亘って掛け渡されるバンド長とした上で、タンクバンド１４０の第２固定端１４２を下端タンクバンド１６０の固定端１６２に重ね、バンド保持機構２００にて、タンクバンド１４０をテンションを掛けてサブフレームＳＭに保持する。このようにタンクバンド１４０をサブフレームＳＭに対して保持する際、既述したように、ボルト２０２をサブフレームＳＭの雌ネジに螺合したり、サブフレームＳＭのバンド固定台座ＳＭＤの貫通孔に挿入したボルト２０２にナット２０３を螺合する。

また、図４では、ナット２０３を底部２１１の上面側に溶接してナットと一体の筒状体２１０の態様を示したが、次のようにすることもできる。図１４は変形例の筒状体２１０Ａを概略的に示す斜視図である。図示するように、この筒状体２１０Ａは、底部２１１の下面側、即ちバンド表面側に六角ボルト２０２Ａのボルトヘッドをヘッド頂上面において溶接して備える。この変形例の筒状体２１０Ａによれば、六角ボルト２０２Ａを筒状体と一緒に扱えることから、コイルバネ２０４を配設した後の貫通孔へのボルト挿入などの組み付け作業が簡便となる。

図１４に示す筒状体２１０Ａは、外力が作用した場合に、ボルトヘッドの頂上面の溶接箇所から外れることが有り得る。しかしながら、筒状体２１０Ａにおいて筒周壁部２１３から六角ボルト２０２Ａが離脱しても、六角ボルト２０２Ａとナット２０３の螺合状態（図３参照）或いはバンド固定部１１６の雌ネジＦＳの螺合状態（図５参照）は維持される。このため、タンクバンド１４０がバンド固定部１１６から外れてしまうことがない。これに対し、筒状体を用いずにコイルバネ２０４をボルトだけで保持する既存の構造では、外力により長寸のボルトの破損が起きれば、バンドはタンクから外れてしまう。よって、図１４に示す筒状体２１０Ａによれば、大きな外力が作用した場合であってもタンクバンド１４０を保持することで、高圧タンクＴを解放してしまうようなことを回避できる。

また、上記した実施例では、筒状体２１０を単なる筒状の筒周壁部２１３を有するものとしたが、次のように変形することもできる。図１５は別の変形例の筒状体２１０Ｂを示す斜視図である。

図示するように、この筒状体２１０Ｂは、既述した筒状体２１０と同様、底部２１１や、貫通孔２１２、開口外縁２１４、外縁エッジ部２１５を備えるが、筒周壁部２１３には、窓２１６を有する。この筒状体２１０Ｂにあっても筒状体２１０と同様にコイルバネ２０４に挿入されてコイルバネ２０４の他端側を開口外縁２１４で受け止めるが、窓２１６を有する分だけ、筒周壁部２１３の強度が低くなっている。よって、この変形例の筒状体２１０Ｂを用いたバンド保持機構２００にてバンド保持した場合には、何らかの原因で加わった外力により筒状体２１０Ｂは筒周壁部２１３において破断しやすくなる。そして、窓２１６の大きさを調整することで、外力に対する破断状況も調整できる。つまり、窓２１６の大きさを、車両の急制動等により加わると予測される大きさの外力に合わせておけば、この予想を超える大きさの外力が加わった場合のみに、筒状体２１０Ｂの破断を起こすようにできる。こうして筒状体２１０Ｂが破断しても、既述したようにタンクバンド１４０はボルト２０２にてプラットフォームＦなどに保持されているので、高圧タンクＴの脱落を回避できる。しかも、窓２１６を設けた分だけ、筒状体２１０の軽量化を図ることができる。なお、窓２１６の大きさ調整に代わり、窓２１６を有しない筒周壁部２１３においてその肉厚調整により、外力に対する筒周壁部２１３の破断状況を調整するようにすることもできる。

また、上記したいずれの筒状体も開口外縁２１４に繋げて外縁エッジ部２１５を有するものとしたが、外縁エッジ部２１５のない開口外縁２１４を有する筒状体とすることができる。バンドによる固定対象についても、タンクに限るものではない。

本発明の実施例としての固定構造を高圧タンク搭載車両に適用した場合の高圧タンクＴの車載の様子を模式的に示す説明図である。 高圧タンクＴの車載の様子をタンク周辺の構成と共に示す説明図である。 車載済みの高圧タンクＴの保持の様子を要部を破断して示す説明図である。 図３相当図でありボルト２０２とナット２０３の配置を逆にしたバンド保持機構２００を示す説明図である。 図３相当図でありボルト２０２をプラットフォームＦに直接螺合したバンド保持機構２００を示す説明図である。 図１相当図でありバンド保持機構２００を用いた車両１０Ａにおける高圧タンクＴの車載の様子を模式的に示す説明図である。 図１相当図でありバンド保持機構２００を用いた車両１０Ｂにおける高圧タンクＴの車載の様子を模式的に示す説明図である。 図２相当図であり高圧タンクＴの車載の様子をタンク周辺の構成と共に示す説明図である。 図３相当図であり車載済みの高圧タンクＴの保持の様子を要部を破断して示す説明図である。 図１相当図でありバンド保持機構２００を用いた車両１０Ｃにおける高圧タンクＴの車載の様子を模式的に示す説明図である。 図１相当図でありバンド端部にバンド保持機構２００を備えた場合の車両１０Ｄにおける高圧タンクＴの車載の様子を模式的に示す説明図である。 図３相当図であり車載済みの高圧タンクＴの保持の様子を示す説明図である。 タンク下端側と上端側に掛け渡したバンドにて高圧タンクＴを保持する変形例を示す説明図である。 変形例の筒状体２１０Ａを概略的に示す斜視図である。 別の変形例の筒状体２１０Ｂを示す斜視図である。

１０、１０Ａ〜１０Ｄ…車両
１１０…タンク収納凹所
１１２Ｆ…前方傾斜面
１１２Ｒ…後方傾斜面
１１４…陥没溝
１１６…バンド固定部
１１７…貫通孔
１４０…タンクバンド
１４１…第１固定端
１４１ａ…貫通孔
１４２…第２固定端
１４２ａ…貫通孔
１４３…ボルト
１４４…平座金
１６０…下端タンクバンド
１６１…固定端
１６２…固定端
１６５…タンクバンド
１６６…固定端
１６７…バンド保持端
１６８…補強リブ
２００…バンド保持機構
２０２…ボルト
２０２Ａ…六角ボルト
２０３…ナット
２０４…コイルバネ
２０５…平座金
２１０…筒状体
２１０Ａ…筒状体
２１０Ｂ…筒状体
２１１…底部
２１２…貫通孔
２１３…筒周壁部
２１４…開口外縁
２１５…外縁エッジ部
２１６…窓
Ｔ…高圧タンク
Ｆ…プラットフォーム
ＳＦ…ステアリングフレーム
ＦＬ…前方プラットフォーム
ＦＭ…中央部位プラットフォーム
ＦＲ…後方プラットフォーム
ＳＭ…サブフレーム
ＦＳ…雌ネジ
ＦＨ…貫通孔
ＲＴ…後輪
ＳＭＤ…バンド固定台座
ＴＶＢ…バルブベース
ＴＳＦ…タンクサブフレーム

Claims (9)

1. 筒状の被固定物の外周に掛け渡した帯状のバンドの固定端をバンド保持部に保持することで、前記被固定物を固定する固定構造であって、
   前記バンドの前記固定端におけるバンド側貫通孔と前記バンド保持部の保持部側貫通孔とに挿入されるボルトと、
   該ボルトの雄ネジに螺合されるナットと、
   コイルバネと、
   該コイルバネのコイル径より小さい外径とされた有底の筒状体であって、開口側に外側に延びる開口外縁を有する筒状体とを備え、
   前記コイルバネは、前記バンド貫通孔と重なってバンド表面にバネの一端側を当接して配置され、
   前記筒状体は、前記コイルバネに挿入されて、前記筒状体の底部を前記バンド表面と対向させて前記バンド表面から離間させると共に、前記開口外縁を前記筒状の底部よりも前記バンド表面から遠ざけて前記開口外縁で前記コイルバネの他端側を受け止め、
   前記バンド側貫通孔および前記保持部側貫通孔に挿入された前記ボルトと前記ナットは、前記雄ネジと前記ナットの螺合により、前記筒状体の前記底部を前記バンド表面の側に引き寄せて前記バンド表面と前記開口外縁との間で前記コイルバネを圧縮状態とし、該圧縮したコイルバネにより前記バンドをテンションを掛けて保持する
   固定構造。
2. 前記筒状体は前記底部に底部貫通孔を備え、前記ボルトは前記底部貫通孔にも挿入され、前記筒状体の内側に当たる前記底部の上面側にはボルトヘッドもしくはナットを配設させている請求項１に記載の固定構造。
3. 前記底部の上面側に前記ボルトヘッドが配設された前記ボルトは、前記底部貫通孔に重ねて配設された座金を介在させて前記ボルトヘッドを前記底部の上面側に配置する請求項２に記載の固定構造。
4. 前記底部の上面側に配設された前記ナットは、前記底部貫通孔に雌ネジ穴を重ねて前記底部の上面側に溶接されている請求項２に記載の固定構造。
5. 前記筒状体は、前記底部を前記ボルトのボルトヘッドの頂上面に溶接して前記ボルトと一体とされている請求項１に記載の固定構造。
6. 前記筒状体は、前記底部に備える底部貫通孔を前記ナットの雌ネジ穴に重ねて前記底部を前記ナットの頂上面に溶接して、前記ナットと一体とされている請求項１に記載の固定構造。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の固定構造であって、
   前記帯状のバンドは、前記被固定物の外周の掛け渡し領域を分ける第１バンドと第２バンドとされ、前記第１バンドは、前記第２バンドが前記第１バンドの側の端部に有する前記固定端を保持するための前記バンド保持部を、前記第２バンドの側の端部に有する固定構造。
8. 筒状の被固定物の外周に掛け渡した帯状のバンドで前記被固定物を固定する固定構造であって、
   雌ネジを備え、前記バンドの固定端を保持するバンド保持部と、
   前記バンドの前記固定端におけるバンド側貫通孔に挿入され、前記バンド保持部の前記雌ネジに螺合する雄ネジを有するボルトと、
   コイルバネと、
   該コイルバネのコイル径より小さい外径とされた有底の筒状体であって、開口側に外側に延びる開口外縁を有する筒状体とを備え、
   前記コイルバネは、前記バンド貫通孔と重なってバンド表面にバネの一端側を当接して配置され、
   前記筒状体は、前記コイルバネに挿入されて、前記筒状体の底部を前記バンド表面と対向させて前記バンド表面から離間させると共に、前記開口外縁を前記筒状の底部よりも前記バンド表面から遠ざけて前記開口外縁で前記コイルバネの他端側を受け止め、
   前記バンド側貫通孔に挿入された前記ボルトは、前記バンド保持部の前記雌ネジへの螺合により、前記筒状体の前記底部を前記バンド表面の側に引き寄せて前記バンド表面と前記開口外縁との間で前記コイルバネを圧縮状態とし、該圧縮したコイルバネにより前記バンドをテンションを掛けて保持することで、前記被固定物を固定する
   固定構造。
9. 前記被固定部は高圧タンクである請求項１ないし請求項８いずれかに記載の固定構造。

Images