JP6919547B2 - 車両の水素タンク支持構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両の水素タンク支持構造に関する。

搭載した燃料電池で発電し電動機の駆動力で走る燃料電池車があり、水素が燃料として用いられる。このため、この燃料電池車においては、燃料である水素を充填した水素タンクを搭載する。特許文献１では、車両の車幅方向中央部において下方に向けて開口するフロアトンネル内に水素タンクを配置している。また、水素タンクの下方には、車幅方向に伸びるタンクバンドを配置し、このタンクバンドの両端をフロアトンネルの両側に下方から固定したブラケットにボルト締めして、水素タンクを下方から支持している。

特開２０１６−１３０１０３号公報

ここで、車両によっては、水素タンクを２以上搭載する場合もあり、また水素タンクの搭載位置は、車両によって所望の場所を選択したい。例えば、水素タンクを後席の下に配置することも考えられる。この場合において、水素タンクをフロアクロスなどの骨格部材に固定することが好適である。しかし、骨格部材を燃料電池車以外の車両にも共用する場合には、水素タンクをフロアクロスに直接固定できない場合も生じる。その場合にはフロア強度が不足することが考えられる。

本発明では、水素タンクを後席の下に配置した場合に好適な水素タンク支持構造を提供する。

本発明は、車両の後席下方に車幅方向に延在するように水素タンクが配置される車両の水素タンク支持構造であって、車両前後方向に延在し前記水素タンクを下方から支持するタンク支持部材と、前記水素タンクの上方に位置するフロアパンと前記タンク支持部材の間に介在し、車両前方側と車両後方側の両端部で前記フロアパンと締結され、中間部で前記タンク支持部材と締結されることで、前記タンク支持部材とフロアパンを締結するための締結ブラケットと、前記フロアパンの上方に位置し、後方端が車幅方向の骨格部材であるフロアクロスに締結され、前方端が前記締結ブラケットと締結され、前記フロアクロスと、前記締結ブラケットを締結するサポートブラケットと、を含み、前記サポートブラケットは、上方から見て前記締結ブラケットと、前記フロアクロスの両方とそれぞれ重なるように位置し、前記サポートブラケットの前方端の締結部では前記サポートブラケットと、前記フロアパンと、前記締結ブラケットの３つを締結する。

また、タンク支持部材の一端は水素タンクの側方に伸びて締結部を構成し、この締結部が締結部材によって締結ブラケットに着脱可能に固定され、締結部の上方にサポートブラケットが位置するとよい。

本発明によれば、水素タンクに支持構造の配置の自由度を上げつつ、強度十分なものとできる。

車両の全体構成を示す模式図である。 水素タンクの下方からの支持構成を示す模式図である。 実施形態に係る水素タンク支持構造における、水素タンクの後方側支持構造を車幅方向から見た説明図（断面図）である。 実施形態に係る水素タンク支持構造における、水素タンクの後方側支持構造を車両上方から見た模式図である。 実施形態に係る水素タンク支持構造における、水素タンクの後方側支持構造を車幅方向から見た拡大図（断面図）である。

以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。なお、本発明は、ここに記載される実施形態に限定されるものではない。

「全体構成」
図１は、水素タンクの配置位置を示す模式図である。車両１０には、その床を構成するフロアパン１２が設けられる。フロアパン１２は、後席１４の前の床に位置した後、後席座シート１４ａの位置まで立ち上がり、後席座シート１４ａの下側を後方に向けて伸びる。従って、後席座シート１４ａの下方（後席下方）に車幅方向に伸びる後席下空間１４ｂが設けられる。

本実施形態においては、フロアトンネル内に第１水素タンクを搭載するとともに、後席下空間１４ｂに水素タンク２０が第２水素タンクとして配置される。水素タンク２０は、後席１４の下方において、車幅方向、ほぼ水平方向に延在する。

また、後席１４の若干後方のフロアパン１２の下側には、車体の車幅方向の骨格部材であって、強度の大きなフロアクロス１６が位置している。

「水素タンク支持構造」
図２（ａ）には、水素タンク２０の支持部材２２の構成を模式的に示している。この図は、車両の下方から見た図である。水素タンク２０の下側に沿って車両前後方向に伸びる帯状の支持部材２２が２つ間隔をおいて配置されている。この支持部材２２の車両前後方向両端は、車両側の部材にボルト締めで固定され、図２（ｂ）に示すように、水素タンク２０を下側から支持する。なお、水素タンク２０の上側には、図３に示すように、水素タンク２０の上側面に沿った上部支持部材３０が配置され、支持部材２２と協働した水素タンク２０を固定している。

図３には、水素タンク２０の後部側の支持構造を示してある。支持部材２２の後端には、ほぼ水平方向に伸びる平坦な締結部２２ａが設けられており、ここにおいて中間支持部材２４が締結部材であるボルト２３によってボルト締めされている。この中間支持部材２４は、水平方向に伸び、締結部２２ａにボルト締めされる締結部分２４ａから後方に若干伸びた後上方に伸び、その後ほぼ水平方向であって後方に伸びる締結部分２４ｂを有する。なお、支持部材２２、中間支持部材２４がタンク支持部材を構成する。

そして、この締結部分２４ｂが締結ブラケット２６に対し締結部材であるボルト２５によって締結される。締結ブラケット２６は、車両の前後方向に伸びる略長方形状のブラケットであって、フロアパン１２の下側に位置する。締結ブラケット２６の前端は、フロアパン１２の下面に溶接で固定される（図において×で示す）。また、締結ブラケット２６の後端は、対応するフロアパン１２の後方下面に溶接で固定される（図において×で示す）。ここで、この締結ブラケット２６の前端は、フロアパン１２だけでなく、フロアパン１２の上側に位置する、サポートブラケット２８とともに溶接される。すなわち、この溶接は、２枚溶接ではなく、３枚溶接となっている。

サポートブラケット２８は、車両の前後方向に伸びる略長方形状のブラケットであって、フロアパン１２の上側に位置する。そして、前端が、上述のように、フロアパン１２、締結ブラケット２６の前端と溶接によって締結される。サポートブラケット２８の後端は、締結ブラケット２６より後方にまで伸びて、その後端はフロアクロス１６に溶接により締結される（図において×で示す）。フロアクロス１６は、上述のように車幅方向に伸びる車両の骨格部材であり、十分な強度を有する。従って、締結ブラケット２６がサポートブラケット２８を介し、フロアクロス１６に接続される骨格構造が形成される。ここで、図３においては、フロアパン１２に窓が開けられており、サポートブラケット２８とフロアクロス１６が直接溶接されるように記載したが、サポートブラケット２８、フロアパン１２、およびフロアクロス１６の３枚溶接でもよい。なお、図３においては、フロアクロス１６のサポートブラケット２８と溶接される部分がフロアクロス１６の本体部分から離れているように記載されているが、この部分はフロアクロス１６の一部である。

図４には、サポートブラケット２８が取り付けられる部分を上から見た模式図である。このように、サポートブラケット２８の後端の下には、フロアクロス１６が存在し、中央から前端の部分の下にはフロアパン１２を介在させて締結ブラケット２６が位置しており、サポートブラケット２８は、上から見てフロアクロス１６と、締結ブラケット２６の両方にそれぞれ重なっている。

そして、中間支持部材２４は、図３に示すように、支持部材２２の後方側に位置する締結部分２４ａにて、締結ブラケット２６にボルト締めされている。従って、この締結部分を下方から目視確認することが可能になっている。従って、車両点検時において、ボルト２５の状態を含め、水素タンク２０の固定の確認をすることができる。

図５には、サポートブラケット２８の締結の構成について示してある。この例では、フロアクロス１６の一部が上方に向けて延出して、その部分にサポートブラケット２８の後端部分が溶接されている。この部分のフロアパン１２は除かれている。フロアクロス１６には、その前端部分および後端部分においてフロアパン１２が溶接される。締結ブラケット２６は、前端および後端でフロアパン１２に溶接される。サポートブラケット２８、締結ブラケット２６の前端の溶接部分は、フロアパン１２を挟んでの３打点溶接である。

「実施形態の効果」
フロアクロス１６は、車両の骨格部材であり、車体をエンジン車や、ハイブリッド車、電気自動車などと共用する場合もある。このような場合に、締結ブラケット２６を直接フロアクロス１６に締結できない場合もあり、このような場合に本実施形態の構成を取ることが好適であり、設計の自由度を向上することができる。

そして、締結ブラケット２６をフロアパン１２に締結構成においても、サポートブラケット２８を設けることで、締結ブラケット２６を骨格の一部として構成することができ、水素タンク２０の支持構造について十分な強度を維持することが可能となる。

さらに、サポートブラケット２８を上から見て締結ブラケット２６と重なる位置に配置し、上端をフロアクロス１６に固定することで、締結ブラケット２６を前後方向に伸ばし、中間支持部材２４との締結部を下方から目視可能としても、締結ブラケット２６の骨格部材としての強度を十分維持することができる。

なお、各部材は、鋼材、金属材料とすることが好適であるが、支持部材２２、中間支持部材２４、上部支持部材３０などについては、十分な強度を有する強化プラスチックなどを採用することも可能である。また、水素タンク２０は、通常強化プラスチックで構成される。

１０ 車両、１２ フロアパン、１４ 後席、１６ フロアクロス、２０ 水素タンク、２２ 支持部材、２３，２５ ボルト、２４ 中間支持部材、２６ 締結ブラケット、２８ サポートブラケット、３０ 上部支持部材。

Claims (1)

1. 車両の後席下方に車幅方向に延在するように水素タンクが配置される車両の水素タンク支持構造であって、
   車両前後方向に延在し前記水素タンクを下方から支持するタンク支持部材と、
   前記水素タンクの上方に位置するフロアパンと前記タンク支持部材の間に介在し、車両前方側と車両後方側の両端部で前記フロアパンと締結され、中間部で前記タンク支持部材と締結されることで、前記タンク支持部材とフロアパンを締結するための締結ブラケットと、
   前記フロアパンの上方に位置し、後方端が車幅方向の骨格部材であるフロアクロスに締結され、前方端が前記締結ブラケットと締結され、前記フロアクロスと、前記締結ブラケットを締結するサポートブラケットと、
   を含み、
   前記サポートブラケットは、上方から見て前記締結ブラケットと、前記フロアクロスの両方とそれぞれ重なるように位置し、前記サポートブラケットの前方端の締結部では前記サポートブラケットと、前記フロアパンと、前記締結ブラケットの３つを締結する、
   車両の水素タンク支持構造。

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