JP6759945B2 - 燃料タンク支持構造、および燃料電池車両 - Google Patents

Description

本発明は、燃料タンク支持構造、および燃料電池車両に関する。

高圧タンクを車両に固定する固定バンドが知られている。固定バンドは、高圧タンクの外周面に接して高圧タンクを保持している。固定バンドのタンク保持部には、高圧タンクの外周面から離間して突出する凸部が設けられている。高圧タンクに水素ガスを充填し、または高圧タンクからの水素ガスを放出させると高圧タンクの外径が変化する。タンク保持部の凸部は、高圧タンクの外径の変化を吸収し、高圧タンクの固定状態を維持させる。（例えば、特許文献１参照。）

特開２００８−２４２５８号公報

高圧タンクには、水素ガスを充填し、または水素ガスを放出させる配管が接続されている。

ここで、燃料としての水素ガスは、液体燃料に比べて極めて漏れやすく、他の気体に比べても漏れやすい。また、高圧タンクにより多くの燃料を充填するためには、燃料をより高圧にして充填しておく必要がある。

そこで、高圧タンクに接続される配管には、金属製の配管が適用されている。金属製の配管は、高圧ガスの流通に耐え、かつ燃料の漏れを確実に防ぐことができる。

ところで、従来の固定バンドの凸部は、水平方向に延びる円筒タンクの下半側に配置されている。この凸部は、高圧タンクに水素ガスが充填され、高圧タンクの外径が拡大すると、押し広げられる。したがって、高圧タンクに水素ガスが充填されると、高圧タンクの中心（図心）は、車両の下方向へ移動（偏心）してしまう。高圧タンクの中心が移動すると、高圧タンクに接続される配管は、強制的に変位させられる。この配管の強制変位は、配管自体、高圧タンクと配管との接続部、および燃料電池と配管との接続部などに負荷を生じさせる。この負荷は、水素ガスの充填、放出の都度繰り返されるため、当該箇所を疲労させる。

そこで、本発明は、ガスの充填、放出にともなう燃料タンクの膨張、収縮を許容し、かつ、燃料タンクの膨張、収縮にともなう燃料タンクの中心の移動を防ぐ燃料タンク支持構造、および燃料電池車両を提案する。

前記の課題を解決するため本発明に係る燃料タンク支持構造は、取付部を有する車体と、前記車体に搭載される燃料タンクと、前記燃料タンクを前記取付部に固定する固定具と、を備え、前記固定具は、前記取付部に固定される固定部と、前記燃料タンクを保持する保持部と、前記固定部から前記保持部に向かって二股に分岐して広がり、前記固定部と前記保持部とを連結し前記燃料タンクの変形に応じて分岐の間隔を変化させる脚部と、を備え、前記固定部と前記脚部との境界、および前記脚部と前記保持部との境界は、前記燃料タンクから離れる方向へ屈曲している。

本発明によれば、ガスの充填、放出にともなう燃料タンクの膨張、収縮を許容し、かつ、燃料タンクの膨張、収縮にともなう燃料タンクの中心の移動（偏心）を防ぐ燃料タンク支持構造、および燃料電池車両を提供できる。

本発明の実施形態に係る燃料電池車両の左側面図。 本発明の実施形態に係る燃料電池車両の外装等を外した状態の左側面図。 本発明の実施形態に係る燃料電池車両の外装等を外した状態の斜視図。 本発明の実施形態に係る燃料タンク支持構造の正面図。 本発明の実施形態に係る燃料タンク支持構造の平面図。 本発明の実施形態に係る燃料タンク支持構造の側面図。 本発明の実施形態に係る燃料タンク支持構造の他の例の正面図。 本発明の実施形態に係る燃料タンク支持構造の他の例の部分的な正面図。 本発明の実施形態に係る燃料タンク支持構造の他の例の平面図。

以下、本発明に係る燃料タンク支持構造、および燃料電池車両の実施の形態について、図１から図９を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る燃料電池車両の左側面図である。

図２は、本発明の実施形態に係る燃料電池車両の外装等（カバーやシート）を外した状態の左側面図である。

図３は、本発明の実施形態に係る燃料電池車両の外装等（カバーやシート）を外した状態の斜視図である。

なお、本実施形態における前後上下左右の表現は、燃料電池車両１の搭乗者を基準にする。図１から図３中の実線矢印Ｆは燃料電池車両１の前方を表し、実線矢印Ｒは燃料電池車両１の後方を表している。

図１から図３に示すように、本実施形態に係る燃料電池車両１は、燃料電池２で発電し、この電力でモータ３を駆動させて走行する。また、燃料電池車両１は、スクータ型の自動二輪車である。なお、燃料電池車両１は、三輪車や四輪車であっても良い。

燃料電池車両１は、前後に延びる車体５と、操舵輪としての前輪６と、前輪６を操舵自在に支えるステアリング機構７と、駆動輪としての後輪８と、後輪８を上下方向へ揺動自在に支えるスイングアーム９と、後輪８の駆動力を発生させるモータ３と、を備えている。

車体５は、車両の前後に延びるフレーム１１と、フレーム１１を覆う外装１２と、フレーム１１後半部の上方に配置されるシート１３と、を備えている。

また、車体５は、燃料電池２と、燃料電池２で発電に使用される燃料としての水素の高圧ガスを貯蔵する燃料タンク１５と、燃料電池２の電力を補助する二次電池１６と、燃料電池２の出力電圧の調整と燃料電池２および二次電池１６の電力の分配とを制御する電力管理装置１７と、電力管理装置１７が出力する直流電力を三相交流電力に変換してモータ３へ出力し、モータ３を運転するインバータ１８と、これらを統括的に管理する車両コントローラ１９と、を備えている。

燃料電池車両１のパワートレインは、燃料電池２および二次電池１６を有し、車両の走行状態、燃料電池２の発電状態、二次電池１６の蓄電状態によって各電池の電力を適宜に使うシステムである。また、燃料電池車両１は、減速する際にモータ３で回生電力を発生させる。車両の電源である二次電池１６および燃料電池２は、インバータ１８に並列に接続されてモータ３へ電力を供給する。二次電池１６は、燃料電池車両１が減速する際にモータ３で発生する回生電力および燃料電池２が発電する電力を蓄える。

フレーム１１は、複数の鋼鉄製中空管を一体に組み合わせたものである。フレーム１１は、前端上部に配置されるヘッドパイプ２１と、ヘッドパイプ２１の中央部から後ろ下がりに傾斜して延びる上部ダウンフレーム２２と、ヘッドパイプ２１の下方に配置され、後ろ下がりに傾斜して延びる下部ダウンフレーム２３と、左右一対の下部フレーム２４と、左右一対の上部フレーム２５と、ピボット軸２６と、上ブリッジフレーム２７と、下ブリッジフレーム２８と、ガードフレーム２９と、搭載機器保護フレーム３０と、を備えている。

ヘッドパイプ２１は、ステアリング機構７を操舵自在、つまり車両の左右方向へ揺動自在に支持している。

左右一対の下部フレーム２４は、下部ダウンフレーム２３の左右に配置され、ヘッドパイプ２１の下部に接続されている。また、左右一対の下部フレーム２４は、ヘッドパイプ２１との接続部分から下部ダウンフレーム２３に沿って略平行に、かつ後ろ下がりに傾斜して延びる前側傾斜部分と、前側傾斜部分の下端で後方に向かって湾曲する前側の湾曲部分と、前側の湾曲部分の後端から略水平に車体５の後方へ向かって車体５の中央部分（車両の前後方向で中央部分）に達するまで直線状に延びる直線部分と、を有している。さらに、左右一対の下部フレーム２４は、直線部分の後端部から後上方に向けて湾曲する後ろ側の湾曲部分と、この後ろ側の湾曲部分の上端部から後ろ上がりに傾斜して延びる後側傾斜部分と、後側傾斜部分を上部フレーム２５に接続する上下フレーム接合部と、を有している。なお、左右の下部フレーム２４の間隔は、左右の上部フレーム２５の間隔よりも広い。

左右の下部フレーム２４の上部の間には、実質的に車両の左右方向へ直線状に延びるヘッドパイプ近傍ブリッジフレーム３４が架設されている。また、左右それぞれの下部フレーム２４は、フットレストブラケット３１ａを備えている。フットレストブラケット３１ａは、前側の湾曲部分の外側に配置されるフットボード３１を下方から支持している。搭乗者は、フットボード３１に足を置くことができる。

車体５の左側に配置される下部フレーム２４は、サイドスタンドブラケット（図示省略）を備えている。サイドスタンドブラケット（図示省略）には、燃料電池車両１を左側へ傾けた状態で自立させるサイドスタンド（図示省略）が設けられている。サイドスタンドは、燃料電池車両１を自立させる起立位置と、走行の妨げとならないよう車体５に添う収納位置との間を揺動する。

左右一対の上部フレーム２５は、車体５の前半部において下部フレーム２４の前側傾斜部分の上下方向の中央部に接続されている。左右一対の上部フレーム２５は、下部フレーム２４の前側傾斜部分との接続部分から車体５の後方に向かって略水平に延びる水平部分と、左右一対の上部フレーム２５の水平部分の後端であって、車体５の後半部、かつ後輪８の上方部分において後ろ上がりに大きく傾斜し、車体５の左右方向内側へ湾曲して後輪８の太さ（幅寸法）程度に接近する後端部と、を有している。

ピボット軸２６は、車体５の後半部において左右の上部フレーム２５間に架設されている。また、ピボット軸２６は、上部フレーム２５の下側、かつ上部フレーム２５と下部フレーム２４との合流部分（上下フレーム接合部）よりも後方であって、上部フレーム２５の水平部分と下部フレーム２４の後側傾斜部分とに接続されるブラケット２６ａに配置されている。ブラケット２６ａは、左右に一対ある。

上ブリッジフレーム２７は、左右の上部フレーム２５の前端部に架設されている。上ブリッジフレーム２７は、左右の上部フレーム２５の間を実質的に車両の左右方向へ直線状に延びて、左右の上部フレーム２５を連結している。

下ブリッジフレーム２８は、左右の下部フレーム２４の前側の湾曲部分に架設されている。下ブリッジフレーム２８は、左右の下部フレーム２４の間を実質的に車両の左右方向へ直線状に延びて、左右の下部フレーム２４を連結している。

ガードフレーム２９は、左右の下部フレーム２４の後側の湾曲部分に架設されている。ガードフレーム２９は、左右の下部フレーム２４との接続部分から後下方に延びるとともに、フレーム１１の内部空間を拡大するように後ろ下がりのＵ字形状に延びている。ガードフレーム２９には、燃料電池車両１を直立状態で自立させるセンタースタンド３３が設けられている。センタースタンド３３は、燃料電池車両１を自立させる起立位置と、走行の妨げとならないよう車体５に添う収納位置との間を揺動する。

上部ダウンフレーム２２は、ヘッドパイプ２１と上ブリッジフレーム２７との間に架設されている。

下部ダウンフレーム２３の上端部は、左右の下部フレーム２４に架設されるヘッドパイプ近傍ブリッジフレーム３４の車両の左右方向中央部に接続される上端部と、下ブリッジフレーム２８の車両の左右方向中央部に接続される下端部と、を有している。

搭載機器保護フレーム３０は、上部フレーム２５の後半部の上部に設けられている。搭載機器保護フレーム３０は、燃料電池２を燃料電池車両１の車体に支持している。また、搭載機器保護フレーム３０は、その一部を上部フレーム２５に着脱できる。

シート１３は、フレーム１１の後半部上方を覆って前後に延びている。シート１３はタンデム式であり、搭乗者を着座させる前半部１３ａと、同乗者を着座させる後半部１３ｂとを一体的に備えている。また、シート１３は、前半部１３ａと後半部１３ｂとの間に傾斜部１３ｃを備えている。

ここで、左右の上部フレーム２５および左右の下部フレーム２４で囲まれる空間をセンタートンネル領域３５と呼び、上部フレーム２５の後半部、外装１２およびシート１３で囲まれる空間を機器搭載領域３６と呼び、センタートンネル領域３５の後方かつ機器搭載領域３６の下方の空間をタイヤハウス領域３７と呼ぶ。

センタートンネル領域３５は、燃料タンク１５を収容している。本実施形態に係るスクータ型の燃料電池車両１では、センタートンネル領域３５は、車両の前後方向に沿って搭乗者が足を乗せる左右のフットボード３１の間に配置され、フットボード３１の足載せ領域を左右に分断するようにフットボード３１よりも上方に隆起している。換言すると、センタートンネル領域３５の左右には、足載せ領域となるフットボード３１が配置され、左右のフットボード３１の間に燃料タンク１５が配置されている。

機器搭載領域３６は、車体５の前側から順に二次電池１６、電力管理装置１７、燃料電池２を収容している。機器搭載領域３６の前端部、中央部、後端部、および中央部から後端部に渡る側部は、搭載機器保護フレーム３０によって保護されている。

搭載機器保護フレーム３０は、機器搭載領域３６を囲んで機器搭載領域３６に搭載される機器を保護している。

タイヤハウス領域３７には後輪８が配置されている。

機器搭載領域３６とタイヤハウス領域３７との間には、それぞれの領域を分断する隔壁部材としてのリアフェンダ３８が設けられている。

外装１２は、車体５の前半部を覆うフロントレッグシールドカバー４１と、車体５の中央上部に配置されてセンタートンネル領域３５などの上部フレーム２５の上方を覆うフロントフレームカバー４２と、車体５の後半部に配置されて機器搭載領域３６などの車体５の側面のうちシート１３の下方部分を覆うフレームカバー４３と、を備えている。

フレームカバー４３は、シート１３とともに機器搭載領域３６を囲んでいる。機器搭載領域３６は、シート１３、フレームカバー４３およびリアフェンダ３８に囲まれる閉鎖的な空間である。機器搭載領域３６は、フレームカバー４３、もしくはリアフェンダ３８の適宜の箇所に設けられる通気孔（図示省略）によって、燃料電池２への空気の流れを容易、かつ確実に制御し、また冷却が必要な装置へ冷却風としての空気の流れを容易、かつ確実に制御している。なお、機器搭載領域３６は、各カバー（フロントフレームカバー４２、フレームカバー４３など）の継ぎ目などから空気が入り込むことを許容する。

ステアリング機構７は、車体５の前方に配置されて、フレーム１１のヘッドパイプ２１を中心に左右方向へ揺動し前輪６の操舵を可能にする。ステアリング機構７は、頂部に設けられるハンドル４５と、ハンドル４５と前輪６とを連結し、若干後ろに傾斜して上下に延びる左右一対のフロントフォーク４６と、を備えている。左右のフロントフォーク４６は、弾性的に伸縮自在なテレスコピック構造を備えている。左右のフロントフォーク４６の下端部には、前輪６を回転自在に支持する車軸（図示省略）が架設されている。前輪６の上方には、フロントフェンダ４７が配置されている。フロントフェンダ４７は、左右のフロントフォーク４６の間にあって、フロントフォーク４６に固定されている。

前輪６は、左右のフロントフォーク４６の下端部に架設されている車軸の周りに回転自在な従動輪である。

スイングアーム９は、車体５の左右方向に延びている回転中心としてのピボット軸２６の周りに上下方向へ揺動する。スイングアーム９は、車体５の左右で前後方向に延びる一対のアーム部の間に後輪８を回転自在に支持している。フレーム１１とスイングアーム９との間には、リアサスペンション４８が架設されている。リアサスペンション４８の上端部は、上部フレーム２５の後端部に揺動自在に支持されている。リアサスペンション４８の下端部は、スイングアーム９の後端部に揺動自在に取り付けられている。リアサスペンション４８は、スイングアーム９の揺動を緩衝する。

またスイングアーム９は、後輪８を回転駆動させるモータ３と、燃料電池２から供給される直流電力を交流電力に変換してモータ３へ供給するインバータ１８と、を収容している。

モータ３は、燃料電池２または二次電池１６から供給される電力によって後輪８を回転駆動させ、これにより燃料電池車両１を走行させる。モータ３は、スイングアーム９の後部に収容されて、後輪８の車軸と同軸に配置されている。モータ３はスイングアーム９に一体的に組み付けられてユニットスイング式スイングアームを構成している。

インバータ１８は、スイングアーム９の前部に収容されて、ピボット軸２６とモータ３との間に配置されている。インバータ１８は、電力管理装置１７が出力する直流電力を三相交流電力に変換し、その交流電力の周波数を変更してモータ３の回転数を調整する。

後輪８は、モータ３から駆動力が伝達される車軸（図示省略）によって支えられる駆動輪である。

燃料電池２は、燃料と酸化剤とを反応させて発電する。燃料電池２は、燃料として高圧ガス、例えば水素ガスを使用し、酸化剤として空気中の酸素を使用して発電し、空気を用いて冷却する空冷式燃料電池システムである。

燃料電池２は、機器搭載領域３６の後半側に配置されている。さらに具体的には、燃料電池２は、シート１３の前半部１３ａと後半部１３ｂとの間の傾斜部から後半部１３ｂの下方に渡って配置されている。

燃料電池２は、車体５の前後方向に延びる長辺を有する直方体形状であって、吸気口２ａが配置される正面を前斜め下方へ向け、排気口２ｂが配置される背面を後ろ斜め上方へ向ける姿勢で機器搭載領域３６に配置されている。つまり、燃料電池２は、前方側が後方側よりも下方に位置する前傾姿勢でフレーム１１に固定されている。燃料電池２の上部は搭載機器保護フレーム３０に固定され、燃料電池２の下部は上部フレーム２５に固定されている。

燃料電池２の後方には、排気ダクト５２が設けられている。燃料電池２は、余剰ガスを排気ダクト５２へ排気する。排気ダクト５２の前端部は、燃料電池２に気密に接続されている。排気ダクト５２は、車体５の後端で後下方と後上方に向かって開口される排気口５２ａを有している。排気ダクト５２は、燃料電池２から吐出される排気（余剰ガス）を、排気口５２ａへ導いて車体５の後方へ排出する。

排気ダクト５２の排気口５２ａは、燃料電池２の排気面（背面）よりも上方であって、望ましくは排気ダクト５２の後方上端部に配置されている。換言すると、排気口５２ａの上縁部は、燃料電池２の排気口よりも高い位置に配置されている。排気ダクト５２は、燃料電池２の排気面（背面）よりも上方に配置される排気口５２ａを有することによって、未反応の水素ガスを含む湿潤な余剰ガスを排気口５２ａに導いて車体５から確実に排気することができる。

燃料タンク１５は高圧圧縮水素貯蔵システムである。燃料タンク１５は、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）製の、あるいはアルミライナ製複合容器である圧力容器５５と、燃料充填口５６を有する燃料充填用継手５７と、燃料充填元弁５８と、遮断弁（図示省略）とレギュレータ（図示省略）とを一体的に有する燃料供給元弁５９と、二次減圧弁（図示省略）と、を備えている。

圧力容器５５は、燃料電池２の燃料としての水素ガスを貯蔵するアルミライナ製複合容器である。燃料タンク１５は、例えば約７０ＭＰａの水素ガスを貯蔵する。圧力容器５５は、円筒形状の胴部と、胴部の前後の端面に設けられるドーム状の鏡板と、を有している。圧力容器５５は、円筒胴の中心線を車体５の前後方向へ沿わせてセンタートンネル領域３５内に配置されている。圧力容器５５は、一対の上部フレーム２５、一対の下部フレーム２４、下ブリッジフレーム２８、およびガードフレーム２９に周囲を囲まれて、燃料電池車両１の転倒や衝突による負荷に対して堅牢に保護されている。

また、圧力容器５５は、固定具６１によってセンタートンネル領域３５に支持されている。

燃料充填用継手５７は、センタートンネル領域３５の外側、詳しくはセンタートンネル領域３５の後ろ上方であって、機器搭載領域３６の前端部に配置されている。燃料充填用継手５７は、二次電池１６よりも上方、あるいは真上に配置されている。燃料充填用継手５７は、搭載機器保護フレーム３０の継手用ブラケット３０ｆに固定されている。燃料充填用継手５７は、燃料充填時に設備側の継手を車体の上方、かつ左側から差し込めるよう、車体５の上方、かつやや左側に向かって延びている。燃料充填用継手５７は、シート１３の前端部に設けられる燃料充填口用リッド６２によって覆い隠されている。燃料充填口用リッド６２は、ヒンジ機構（図示省略）を介してシート１３に支持されており、揺動することで開閉する。燃料充填用継手５７は、燃料としての水素の高圧ガスを燃料タンク１５に導き入れる入口としての燃料充填口５６を有している。

燃料充填口５６は、燃料充填用継手５７の頂部に配置されている。また、燃料充填口５６は、車体５の左上方を向いている。燃料タンク１５に燃料を充填する際、燃料充填口用リッド６２を開放した状態において、燃料充填口５６の上方は、雰囲気に開放されている。したがって、高圧ガス（燃料、水素ガス）を燃料タンク１５に充填する際、仮に高圧ガス（燃料、水素ガス）が漏洩しても、漏洩燃料は滞留することなく燃料電池車両１の上方へ拡散する。

燃料充填元弁５８および燃料供給元弁５９は、一体化されて圧力容器５５の後方側の鏡板の頂部に設けられているタンクバルブ６３に内蔵されている。タンクバルブ６３は、ガードフレーム２９で囲まれた空間に配置されている。燃料供給元弁５９は、遮断弁（図示省略）および一次減圧弁（図示省略）を備えている。燃料充填元弁５８と燃料供給元弁５９の遮断弁とは、電磁弁を用いた開閉弁である。燃料供給元弁５９の一次減圧弁と二次減圧弁とは、圧力容器５５からの高圧ガスの圧力を順次減圧して調整する。

二次電池１６は、箱状のリチウムイオン電池である。二次電池１６は、機器搭載領域３６の前端部であって、圧力容器５５の後半部、つまり円筒胴の後半部、および後方側の鏡板とシート１３の前半部１３ａとの間に配置されている。

なお、燃料電池車両１は、二次電池１６の他に、メータ類（図示省略）、ランプ類（図示省略）用の電源として、例えば１２Ｖ系の電力を供給する第２二次電池（図示省略）を備えている。第２二次電池は、ヘッドパイプ２１の周囲、例えば、ヘッドパイプ２１の右側の側方に配置されている。

電力管理装置１７は、機器搭載領域３６内で二次電池１６と燃料電池２との間に配置され、フレーム１１に固定されている。なお、電力管理装置１７は二次電池１６と同じ防水ケース内に配置されていても良い。

車両コントローラ１９は、燃料電池車両１内で比較的に高所となるヘッドパイプ２１の周囲、例えば、１２Ｖ系の電力を供給する第２二次電池の反対側にあたるヘッドパイプ２１の左側の側方に配置されている。

次いで、燃料電池車両１の燃料タンク支持構造について詳しく説明する。

図４は、本発明の実施形態に係る燃料タンク支持構造の正面図である。

図５は、本発明の実施形態に係る燃料タンク支持構造の平面図である。

図６は、本発明の実施形態に係る燃料タンク支持構造の側面図である。

図４から図６に示すように、本実施形態に係る燃料電池車両１の燃料タンク支持構造６９は、複数の取付部７１を有する車体５と、車体５に搭載される燃料タンク１５と、燃料タンク１５を複数の取付部７１に固定する固定具６１と、を備えている。

燃料タンク１５の圧力容器５５は、鏡板の頂部に設けられる配管（図示省略）を介して、または介さずにタンクバルブ６３に流体的に接続されている。

複数の取付部７１は、いわゆるブラケットまたはボスであり、車体５のフレーム１１に設けられている。取付部７１は、締結部材、例えばボルト７２を締結するボルト穴（図示省略）を有している。

固定具６１は、燃料タンク１５の圧力容器５５の胴部に巻き付けられ、センタートンネル領域３５に配置される圧力容器５５を支持している。

また、固定具６１は、取付部７１のそれぞれに固定される複数の固定部７５と、隣り合う固定部７５の間に配置されて燃料タンク１５を保持する複数の保持部７６と、固定部７５のそれぞれから保持部７６に向かって二股に分岐し固定部７５と保持部７６とを連結し燃料タンク１５の変形に応じて分岐の間隔を変化させる複数の脚部７７と、を備えている。

複数の取付部７１、複数の固定部７５、および複数の脚部７７は、燃料タンク１５の周囲に実質的に等間隔に配置されている。

複数の固定部７５は、いわゆるフランジであり、ボルト７２を配置する孔を有している。

複数の保持部７６は、緩衝材７８、例えばゴム板やゴムブロックを介して燃料タンク１５を保持している。複数の保持部７６は、燃料タンク１５の外周部を環状に回っている。緩衝材７８がゴム板のような一様な厚さを有している場合、複数の保持部７６は、燃料タンク１５の周囲を円環状に回る。また、緩衝材７８が燃料タンク１５を保持する円形の内周面と矩形等の多角形状の外周面とを有するゴムブロックの場合、複数の保持部７６は、ゴムブロックの外周面に沿って多角形環状に回る。なお、ゴムブロックの内周面とは、燃料タンク１５の外周面に接する面であり、ゴムブロックの外周面とは、燃料タンク１５の径方向外側を臨む面である。換言すると、複数の保持部７６は、燃料タンク１５の外周部（圧力容器５５の外周部）に面接触して、これを保持している。

複数の脚部７７は、実質的に同じ形状と実質的に同じ寸法とを有している。換言すると、複数の脚部７７は、合同である。それぞれの脚部７７は、燃料タンク１５に向かって開いている。脚部７７は、燃料タンク１５の中心から固定部７５に延びる線分を中心に、燃料タンク１５の周方向に線対称の形状を有している。具体的には、脚部７７は、燃料タンク１５の外周面の一部を底辺とし、燃料タンク１５の径方向外側へ向かって突出する二等辺三角形状を描いている。

ここで、脚部７７の一対の脚７７ａのなす角を頂角とする。脚部７７は、燃料タンク１５の変形に応じて分岐の間隔を変化させる。換言すると、脚部７７は、燃料タンク１５の変形に応じて隣り合う保持部７６の間隔、つまり底辺の長さを変化させる。これにともない脚部７７は、頂角を変化させつつ二等辺三角形を保つ。つまり、底辺に対する頂角の垂線は、底辺を実質的に二等分する位置を保つ。このとき、一対の脚７７ａは、燃料タンク１５の外周面、保持部７６、および固定部７５に対する傾きを変える。この脚部７７の形状変化は、固定具６１の全周で見れば、複数の脚部７７で実質的に一様に生じる。したがって、燃料タンク１５の外周面の任意の１点に着目すると、この点は、燃料タンク１５の変形にともなって燃料タンク１５の径方向に移動することになる。

圧力容器５５の中心が移動すると配管またはタンクバルブ６３との接続部に強制変位が生じてしまうが、本実施形態に係る固定具６１は、脚部７７の形状変化によって圧力容器５５の中心の移動を抑え、ひいては圧力容器５５と配管またはタンクバルブ６３との接続部に強制変位が生ずることを防いでいる。

なお、脚部７７の分岐の間隔の変化とは、固定部７５と脚部７７との境界部分の変形、および保持部７６と脚部７７との境界部分の変形のいずれか一方によって行われれば良い。つまり、固定具６１は、一対の脚７７ａのなす頂角、および保持部７６と脚７７ａとのなす角の少なくともいずれか一方を変化させて脚部７７の分岐の間隔を変化させる。

また、脚部７７の形状変化は、燃料タンク１５と保持部７６との面接触状態を維持する。このため、固定具６１は、燃料タンク１５の保持を良好に維持できる。

なお、脚部７７は、固定具６１の全周で見て実質的に一様に形状を変化させる限りにおいて、台形状であっても良いし、矩形であっても良いし、五角形以上の多角形状であっても良い。また、脚部７７は、円弧や楕円弧や一部が屈曲しているものを含むアーチ状であっても良い。この場合、固定部７５に対する脚部７７の変形度合と脚部７７の屈曲部における変形度合とを異ならせてもよい。このようにすれば、固定部７５に対する脚部７７の関係と、脚部７７と燃料タンク１５との関係を考慮したうえで、固定部７５と燃料タンク１５を設計できるので、燃料タンクの中心の移動（偏心）を抑制できる。なお、変形度合を異ならせる具体例として、例えば、材質を変えたり、同じ材質であっても厚みを変えたり、ストッパを設けて変形度合を規制するなどがある。脚部７７がアーチ状である場合、脚部７７の分岐の間隔の変化は、脚７７ａ自体の変形によって行われても良い。

固定部７５、脚部７７、および保持部７６は、一様な厚さ寸法と幅寸法を有していても良いし、脚部７７が開きやすいよう、脚部７７の厚さ寸法や幅寸法が他の部分の厚さ寸法や幅寸法と異なっていても良い。

固定具６１は、１つの保持部７６、保持部７６の両端部のそれぞれに設けられる脚部７７の一方の脚７７ａ、および脚７７ａのそれぞれに連接する固定部７５の半体７５ａを有する同形状の複数の部品８１を含んでいる。部品８１は、環状に連結されて燃料タンク１５を保持している。隣り合う部品８１どうしは、それぞれの固定部７５の半体７５ａを面接触させ、この状態で固定部７５の半体７５ａを取付部７１にボルト７２で共締めされている。図４から図６に示す固定具６１は、２つの部品８１に分割され、組み立てられているものであるが、例えば図７のように４つの部品に分割され、組み立てられるものであっても良い。

部品８１は、１つの保持部７６、一対の脚７７ａ、および一対の固定部７５の半体７５ａを一体に有するバンドに、緩衝材７８を一体化させたものであっても良い。部品８１は、例えば、１つの保持部７６、一対の脚７７ａ、および一対の固定部７５の半体７５ａを一体に有するバンドを緩衝材７８としてのゴム板にインサート成型して製作される。

なお、固定具６１は、全ての保持部７６、脚部７７、固定部７５を有する一体のバンド状の部品を含んでいても良い。固定部７５の２つの半体７５ａは、一体ものであっても良い。

また、固定具６１は、燃料タンク１５の変形に応じ脚部７７を弾性変形させる。詳しくは、固定具６１は、燃料タンク１５の変形に応じ固定部７５と脚部７７との接続部分、および保持部７６と脚部７７との接続部分の少なくともいずれかを弾性変形させる。固定具６１は、燃料タンク１５が膨張すれば脚部７７を開いて燃料タンク１５の変形に追従し、燃料タンク１５が収縮すれば脚部７７を閉じて燃料タンク１５の変形に追従する。このため、保持部７６、脚部７７、および固定部７５を含む部品８１、またはこれらを一体に有するバンドは、金属、例えばステンレス鋼で製作されている。

なお、固定具６１は、図８に示すように固定部７５と脚部７７とを軸９１（ピン）で揺動可能に連結したヒンジ機構９２を備えていても良い。この場合、固定具６１は、燃料タンク１５の変形に脚部７７の変形を追従させるため、脚部７７に復元力を作用させるばねやエアシリンダのようなアクチュエータ９３を備えていることが好ましい。アクチュエータ９３は、燃料タンク１５の変形を測定し、測定結果に基づいて電動機（図示省略）を駆動させて復元力を生じさせる電気式であっても良い。

さらに、固定具６１は、図４から図６に示すように圧力容器５５の胴部を保持するものに限られず、例えば、図９のように圧力容器５５の胴部と鏡板との境界部分を保持していても良い。この場合、固定具６１は、一対の鏡板のうち、タンクバルブ６３が設けられている鏡板と胴部との境界部分を保持していることが好ましい。圧力容器５５の胴部を保持する固定具６１は、圧力容器５５の長手方向（中心線に沿う方向）における変形に追従するよう、圧力容器５５の長手方向に移動可能なスライド機構を有する取付部７１に固定され、または固定具６１自体が圧力容器５５の長手方向の移動を許容できることが好ましい。図９のような固定具６１は、燃料タンク１５の伸縮にともなうタンクバルブ６３の長手方向における移動を小さくする。

本実施形態に係る燃料電池車両１および燃料タンク支持構造６９は、燃料タンク１５の周囲に実質的に等間隔に配置される複数の取付部７１、複数の固定部７５、および複数の脚部７７を備えているため、燃料タンク１５の中心を移動（偏心）させることなく、高圧ガスの充填、放出にともなう燃料タンク１５の変形に追従して燃料タンク１５を保持できる。

また、本実施形態に係る燃料電池車両１および燃料タンク支持構造６９は、同形状の複数の部品８１を含むため、複数の固定部７５、および複数の脚部７７を容易に均等に配置できる。

さらに、本実施形態に係る燃料電池車両１および燃料タンク支持構造６９は、同形状の複数の部品８１を含むため、燃料タンク１５の変形に追従する際の部品８１間における変形の差異を抑え、ひいては固定具６１の変形を全周において均一化させる。

さらにまた、本実施形態に係る燃料電池車両１および燃料タンク支持構造６９は、同形状の部品８１を含むため、量産効果を発揮しやすく、費用を抑制できる。

また、本実施形態に係る燃料電池車両１および燃料タンク支持構造６９は、保持部７６、脚部７７、および固定部７５を一体で扱えるため、組立性を向上できる。

さらに、本実施形態に係る燃料電池車両１および燃料タンク支持構造６９は、燃料タンク１５の変形に応じ脚部７７を弾性変形させるため、燃料タンク１５の膨張に追従させて固定具６１に歪みエネルギーを蓄積し、蓄積した歪みエネルギーを消費させて固定具６１を燃料タンク１５の収縮に追従させて、燃料タンク１５を確実に保持できる。

なお、本実施形態に係る燃料電池車両１および燃料タンク支持構造６９は、取付部７１、固定部７５、保持部７６、および脚部７７を複数有しているが、本発明はこれに限られない。本発明は、例えば取付部７１、固定部７５、保持部７６、および脚部７７が単数であっても良い。つまり、脚部７７のうち、一方の客７７ａを保持部７６の一方の端部に接続し、他方の客７７ａを保持部７６の他方の端部に接続し、燃料タンク１５を取付部７１、固定部７５、保持部７６、脚部７７で片持ち状に支持しても良い。この場合も、本発明は、一対の脚７７ａを変形させることによって、燃料タンク１５の中心の移動（偏心）を低減できる。

また、本発明は、複数の取付部７１、複数の固定部７５、および複数の脚部７７を燃料タンク１５の周囲に実質的に等間隔に配置することで、燃料タンク１５の膨張および収縮による変形を固定部７５の全周から見て実質的に均一なるように設定（許容）したが、これに限定されない。本発明は、固定部７５と脚部７７との変形度合、脚部７７と燃料タンク１５との変形度合、保持部７６と燃料タンク１５の変形度合を考慮して、固定具６１全体として、燃料タンク１５の膨張および収縮を均一に許容すればよい。

さらに、本発明は、燃料タンク１５の偏心を許容できる所定の方向が決まっている場合（例えば、水平方向など）、この方向に偏心するよう取付部７１、固定部７５、および脚部７７を配置しても良い。

さらにまた、燃料電池車両１が例えば四輪車の場合には、取付部７２は、四輪車の車体フレームやフロアパネルに設けられる。

したがって、本発明に係る燃料電池車両１および燃料タンク支持構造６９によれば、ガスの充填、放出にともなう燃料タンクの膨張、収縮を許容し、かつ、燃料タンクの膨張、収縮にともなう燃料タンクの中心の移動を防ぐことができる。

１…電動車両、２…燃料電池、２ａ…吸気口、２ｂ…排気口、３…モータ、５…車体、６…前輪、７…ステアリング機構、８…後輪、９…スイングアーム、１１…フレーム、１２…外装、１３…シート、１３ａ…前方部、１３ｂ…後方部、１３ｃ…傾斜部、１５…燃料タンク、１６…二次電池、１７…電力管理装置、１８…インバータ、１９…車両コントローラ、２１…ヘッドパイプ、２２…上部ダウンフレーム、２３…下部ダウンフレーム、２４…下部フレーム、２５…上部フレーム、２６…ピボット軸、２６ａ…ブラケット、２７…上ブリッジフレーム、２８…下ブリッジフレーム、２９…ガードフレーム、３０…搭載機器保護フレーム、３０ｆ…継手用ブラケット、３１…フットボード、３１ａ…フットレストブラケット、３３…センタースタンド、３４…ヘッドパイプ近傍ブリッジフレーム、３５…センタートンネル領域、３６…機器搭載領域、３７…タイヤハウス領域、３８…リアフェンダ、４１…フロントレッグシールドカバー、４２…フロントフレームカバー、４３…フレームカバー、４５…ハンドル、４６…フロントフォーク、４７…フロントフェンダ、４８…リアサスペンション、５２…排気ダクト、５２ａ…排気口、５５…圧力容器、５６…燃料充填口、５７…燃料充填用継手、５８…燃料充填元弁、５９…燃料供給元弁、６１…固定具、６２…燃料充填口用リッド、６３…タンクバルブ、６５…スイングアーム本体、６６…駆動ユニット、６７…減速機、６８…ピボット部、６９…燃料タンク支持構造、７１…取付部、７２…ボルト、７５…固定部、７５ａ…半体、７６…保持部、７７…脚部、７７ａ…脚、７８…緩衝材、８１…部品、９１…軸、９２…ヒンジ機構、９３…アクチュエータ。

Claims (5)

1. 取付部を有する車体と、
   前記車体に搭載される燃料タンクと、
   前記燃料タンクを前記取付部に固定する固定具と、を備え、
   前記固定具は、
   前記取付部に固定される固定部と、
   前記燃料タンクを保持する保持部と、
   前記固定部から前記保持部に向かって二股に分岐して広がり、前記固定部と前記保持部とを連結し前記燃料タンクの変形に応じて分岐の間隔を変化させる脚部と、を備え、
   前記固定部と前記脚部との境界、および前記脚部と前記保持部との境界は、前記燃料タンクから離れる方向へ屈曲している燃料タンク支持構造。
2. 前記取付部、前記固定部、前記保持部、および前記脚部は複数あって、
   複数の前記保持部は、隣り合う前記固定部の間に配置され、
   前記複数の取付部、前記複数の固定部、および前記複数の脚部は、前記燃料タンクの周囲に実質的に等間隔に配置されている請求項１に記載の燃料タンク支持構造。
3. 前記固定具は、１つの前記保持部、前記保持部の両端部のそれぞれに設けられる前記脚部の一方の脚、および前記脚のそれぞれに連接する前記固定部の半体を有する同形状の複数の部品を含む請求項２に記載の燃料タンク支持構造。
4. 前記固定具は、前記燃料タンクの変形に応じ前記脚部を弾性変形させる請求項１から３のいずれか１項に記載の燃料タンク支持構造。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の燃料タンク支持構造と、
   前記燃料タンクを配置する空間を有し、前記複数の取付部が設けられるフレームと、を備える燃料電池車両。

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