JP7327564B2 - 高圧容器ユニット及び燃料電池車両 - Google Patents

Description

本発明は、高圧容器ユニット及び燃料電池車両に関する。

特許文献１には、上方が開口されたケース内に複数の容器本体部（高圧タンク）が収納された構造が開示されている。また、この特許文献１では、それぞれの容器本体部にバルブが取り付けられており、これらのバルブ同士が供給管や充填管などの配管で連結されている。一方、特許文献２には、径の異なる複数の樽型の水素タンクが取手付きのケースに収納され、このケースがリアフロア上に設置された構造が開示されている。

特開２００８－４９９６１号公報 特開２００９－２７０７０７号公報

特許文献２に開示されたケースは、水素タンクを持ち運ぶための簡易なケースであるため、車両に搭載した際の耐衝撃性能を確保するには改善の余地がある。この対策として、特許文献１のように複数の容器本体部を箱状のケースに収納する方法が考えられる。しかしながら、各容器本体部にバルブが設けられており、バルブ同士が配管で連結されているため、大容量化のために容器本体部の数を増やした場合には構造が複雑となる。

本発明は上記事実を考慮し、耐衝撃性能を確保しつつ、簡易な構造で大容量化が可能な高圧容器ユニット及び車両を得ることを目的とする。

請求項１に記載の高圧容器ユニットは、円筒状に形成され、軸方向の少なくとも一端部に開口部を備えると共に、複数配列された容器本体部と、前記容器本体部の各々の前記開口部に接続されて複数の前記容器本体部を連結すると共に、前記容器本体部の内部を相互に連通させる流路を備えた連結部材と、箱状に形成され、複数の前記容器本体部及び前記連結部材が収納されると共に車両に搭載されるケースと、連結部材に設けられ、前記ケースに形成された貫通孔を通じて前記ケースの外部へ導出されると共に、前記流路を開閉可能なバルブが取り付けられる導出管と、を有し、前記連結部材には延在方向に沿って等間隔に形成され、それぞれ前記容器本体部側へ突設された複数のネジ部が設けられており、前記容器本体部は、前記ネジ部に前記開口部が捩じ込まれることで前記連結部材に固定されている。

請求項１に記載の高圧容器ユニットでは、円筒状の容器本体部が複数配列されている。また、容器本体部はそれぞれ、軸方向の少なくとも一端部に開口部を備えており、この開口部が連結部材によって連結されている。そして、この連結部材によって複数の容器本体部の内部が相互に連通されている。さらに、連結部材には導出管が設けられており、この導出管にバルブが取り付けられる。これにより、大容量化のために容器本体部の数を増やした場合であっても、当該バルブのみを開閉して燃料の充填及び供給を行うことができる。すなわち、複数の容器本体部をユニット化して１つの高圧容器として機能させることができ、簡易な構造で大容量化が可能となる。

また、複数の容器本体部及び連結部材は、箱状に形成されたケースに収納されており、連結部材に設けられた導出管が貫通孔を通じてケースの外部へ導出されている。このように複数の容器本体部をケースに収納することにより、これらの容器本体部及び連結部材を保護することができ、耐衝撃性能を確保することができる。なお、ここでいう箱状とは、収納物を支持する底壁と、収納物の周囲を囲む周壁とを備えた形状を含むものであり、蓋の無い形状も含む概念である。

さらに、連結部材には容器本体部側へ突設されたネジ部が設けられており、容器本体部は、ネジ部に開口部が捩じ込まれることで連結部材に固定されている。これにより、容器本体部にバルブを設ける必要がない。また、容器本体部の開口部をネジ部に捩じ込むだけで、複数の容器本体部の内部を相互に連通させることができる。

請求項２に記載の高圧容器ユニットは、請求項１において、前記容器本体部は、軸方向の両端部に前記開口部を備えており、前記連結部材は、前記容器本体部における軸方向一端側及び軸方向他端側の両側にそれぞれ設けられており、前記容器本体部における軸方向一端側の前記開口部が一方の前記連結部材の前記ネジ部に捩じ込まれ、前記容器本体部における軸方向他端側の前記開口部が他方の前記連結部材の前記ネジ部に捩じ込まれている。

請求項３に記載の高圧容器ユニットは、請求項１又は２に記載の構成において、前記ケースは、底壁部と該底壁部上に立設されて複数の前記容器本体部の周囲を囲む枠状の周壁部を備えたケース本体を含んで構成されており、前記ケース本体の前記周壁部は、閉断面構造とされている。

請求項３に記載の高圧容器ユニットでは、ケース本体の周壁部が閉断面構造とされているため、周壁部を開断面の部材で形成した構造と比較して、周壁部の変形を抑制することができる。この結果、ケース内の容器本体部へ入力される衝撃を低減することができる。

請求項４に記載の燃料電池車両は、請求項１～３の何れか１項に記載の高圧容器ユニットが搭載された車両であって、前記高圧容器ユニットが車室の床面を構成するフロアパネルの車両下方側に配置されている。

請求項４に記載の燃料電池車両では、フロアパネルの車両下方側に高圧容器ユニットを配置することにより、キャビン空間やラゲッジ空間を狭めることなく、高圧容器ユニットの配置スペースを確保することができる。

以上説明したように、本発明に係る高圧容器ユニット及び燃料電池車両によれば、耐衝撃性能を確保しつつ、簡易な構造で大容量化することができる、という優れた効果を有する。

第１実施形態の高圧容器ユニットが搭載された燃料電池車両を示す概略側面図である。 第１実施形態の高圧容器ユニットの分解斜視図である。 第１実施形態の高圧容器ユニットの平断面図であり、車両左側の半分のみを示す図である。 第１実施形態の高圧容器ユニットの前端部を拡大して示す拡大側面図である。 第１実施形態の高圧容器ユニットの後端部を拡大して示す拡大側面図である。 第１実施形態の高圧容器ユニットの変形例が搭載された燃料電池車両を示す概略平面図である。 第２実施形態の高圧容器ユニットの分解斜視図である。 （Ａ）は図７の８Ａ－８Ａ線で切断した状態を拡大して示す断面図であり、（Ｂ）は図７の８Ｂ－８Ｂ線で切断した状態を拡大して示す断面図である。 第２実施形態の高圧容器ユニットを車両前方側から見た要部拡大断面図である。 第３実施形態の高圧容器ユニットが搭載された燃料電池車両を示す概略平面図である。 図１０の１１－１１線で切断した状態を拡大して示す断面図である。

＜第１実施形態＞
第１実施形態に係る高圧容器ユニット１０が搭載された燃料電池車両１１について、図面を参照して説明する。なお、各図に適宜記す矢印ＦＲ、矢印ＵＰ、矢印ＲＨは、燃料電池車両１１の前方向、上方向、車両右側をそれぞれ示している。以下、単に前後、上下、左右の方向を用いて説明する場合は、特に断りのない限り、車両前後方向の前後、車両上下方向の上下、進行方向を向いた場合の車両幅方向の左右を示すものとする。

図１に示されるように、本実施形態に係る高圧容器ユニット１０を備えた燃料電池車両１１（以下、適宜「車両１１」と称する。）は、駆動モータ１２と、ＦＣスタック１４（燃料電池スタック）と、高圧容器ユニット１０とを含んで構成されている。

本実施形態では一例として、駆動モータ１２が車両後部に配置されており、この駆動モータ１２を駆動させることで、図示しない変速機構を介して駆動モータ１２からの出力が後輪１３へ伝達されるように構成されている。

また、車両前部にはＦＣスタック１４が設けられている。ＦＣスタック１４は、構成単位である単セルが複数積層されたスタック構造とされており、高電圧電源として機能する。そしてＦＣスタック１４を構成する各単セルは、後述する高圧容器ユニット１０から供給される水素ガスと、図示しないエアコンプレッサから供給される圧縮空気との電気化学反応により発電を行う。また、車両１１には図示しない蓄電池が設けられている。蓄電池は、放充電可能な電池であり、ニッケル水素二次電池やリチウム水素二次電池などが用いられている。そして、この蓄電池から駆動モータ１２へ電力を供給することで駆動モータ１２を駆動させたり、減速回生時に駆動モータ１２から回生電力を回収する。

高圧容器ユニット１０は、車室の床面を構成するフロアパネル１６の車両下方側に配置されている。また、図２に示されるように、高圧容器ユニット１０は、複数の容器本体部１８と、連結部材としての配管２０、２１と、ケース２２と、導出管３２とを含んで構成されている。

図３に示されるように、容器本体部１８は、軸方向を長手方向として長尺の略円筒状に形成されており、複数の容器本体部１８が隣り合って配列されている。本実施形態では一例として、車両前後方向を軸方向として１１本の容器本体部１８が車両幅方向に等間隔で配置されている（図３では、説明の便宜上、車両左側の半分のみが図示されており、６本の容器本体部１８が図示されている。）。

また、１１本の容器本体部１８は、車両前方側の端部の位置が揃えられており、車両中央側の７本の容器本体部１８は軸方向に同じ長さに形成されている。一方、車両左側の２本の容器本体部１８と、車両右側の２本の容器本体部１８とは、他の容器本体部１８と比較して車両前後方向（軸方向）の長さが短く形成されている。このため、これら４本の容器本体部１８の後端部は、他の容器本体部１８の後端部よりも車両前方側に位置している。

図２に示されるように、容器本体部１８はそれぞれ、胴体部２４と、口金３０と、第１補強層２６と、第２補強層２８とを含んで構成されている。胴体部２４は、軸方向の両端部が開口された円筒状に形成されており、本実施形態では一例としてアルミニウム合金により構成されているが、樹脂などで胴体部２４を形成してもよい。

胴体部２４の軸方向の両端部には口金３０が設けられている。口金３０は、車両前後方向を軸方向とし、胴体部２４の軸方向外方側に向かって凸となる略半円柱状に形成されている。そして、この口金３０によって胴体部２４の両端部が閉塞されている。なお、本実施形態では、車両前端側の口金３０と車両後端側の口金３０とが同様の構成とされている。また、口金３０の先端部から軸方向の外側へ接続部３０Ａが突設されており、この接続部３０Ａは開口部３０Ｂを備えている。そして、この開口部３０Ｂに後述する配管２０、２１が接続される。

胴体部２４の外周面には、第１補強層２６が設けられている。第１補強層２６は、炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ：Ｃａｒｂｏｎ Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃ）で形成されている。具体的には、第１補強層２６は、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂に含浸させたシート状の炭素繊維強化樹脂製を胴体部２４の外周面に巻き付けて加熱することで形成されている。ここで、図示はしないが、第１補強層２６の繊維方向は、胴体部２４の周方向に沿った方向とされている。

第１補強層２６の外周面には、第２補強層２８が設けられている。第２補強層２８は、炭素繊維強化樹脂によって形成されている。具体的には、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂に含浸させたＣＦＲＰフィラメントを第１補強層２６及び口金３０の外周面に巻き付けて加熱することで第２補強層２８が形成されている。このため、図示はしないが、第２補強層２８の繊維方向は、胴体部２４の軸方向又は軸方向に対して所定の角度だけ傾いた方向とされている。

以上のように構成された容器本体部１８は、配管２０、２１によって車両幅方向に連結されている。配管２０は、容器本体部１８の車両前方側に配置されて車両幅方向（容器本体部１８の配列方向）に延在された長尺の筒体であり、この配管２０には、口金３０の接続部３０Ａに取り付けられる取付部２０Ａが設けられている。取付部２０Ａは、容器本体部１８の位置に対応して複数設けられており、本実施形態では１１個の取付部２０Ａが設けられている。また、それぞれの取付部２０Ａには容器本体部１８側へ突設された雄ネジ部を備えており、この雄ネジ部に口金３０の開口部３０Ｂ（接続部３０Ａ）が捩じ込まれることで、配管２０に容器本体部１８が固定される。さらに、配管２０の内部には流路が形成されており、この流路によって複数の容器本体部１８の内部が相互に連通されている。また、配管２０には複数の前側取付片３６が設けられている。前側取付片３６の詳細については後述する。

ここで、配管２０の車両幅方向中間部分（容器本体部１８の配列方向の中間部分）には導出管３２が設けられている。導出管３２は、配管２０から車両前方側へ突出された筒体であり、本実施形態では配管２０における車両幅方向中央の取付部２０Ａに設けられている。そして、この導出管３２は、後述するケース２２の周壁部４６に形成された貫通孔４６Ａを通じて外部へ導出されており、導出管３２には配管２０の流路を開閉可能なバルブ３４が取り付けられる。

一方、容器本体部１８の車両後方側には、配管２１が配置されており、この配管２１によって容器本体部１８の後端部が車両幅方向に連結されている。配管２１は、配管２０と同様に複数（本実施形態では１１個）の取付部２１Ａを備えており、これらの取付部２１Ａは、口金３０の接続部３０Ａが挿通される挿通孔を備えている。そして、図３に示されるように、接続部３０Ａを取付部２１Ａに挿通させた状態で、軸方向の外側から接続部３０Ａの開口部３０Ｂ（図２参照）へボルト２３が捩じ込まれることで配管２１が容器本体部１８に固定される。また、配管２１の内部には流路が形成されており、この流路によって複数の容器本体部１８の内部が相互に連通されている。さらに、図２に示されるように、配管２１には、複数の後側取付片３８が設けられている。後側取付片３８の詳細については後述する。

ここで、容器本体部１８及び配管２０は、ケース２２に収納されている。ケース２２は、平面視で略矩形の箱状に形成されており、ケース本体４０と蓋部材４２とを含んで構成されている。

ケース本体４０は、上側が開口された箱体であり、底壁部４４と周壁部４６とを含んで構成されている。底壁部４４は、アルミニウム合金などによって形成されており、平面視で角が丸められた略矩形とされている。また、底壁部４４の外周部には間隔をあけて取付孔４４Ａが形成されており、ボルトなどの締結部材によって底壁部４４をロッカなどの骨格部材に締結できるように構成されている。

周壁部４６は、底壁部４４上に立設されており、アルミニウム合金の押出成形品によって形成されたものであり、平面視で矩形枠状をなしている。また、周壁部４６の外形は、複数の容器本体部１８の周囲を囲む大きさに形成されており、本実施形態では、１１本の容器本体部１８が収納可能な大きさとされている。

周壁部４６は、車両前方側で車両幅方向に延在された前壁４８と、車両後方側で車両幅方向に延在された後壁５０と、前壁４８及び後壁５０の両端部同士を車両前後方向に連結する右壁５２及び左壁５３とを含んで構成されている。また、前壁４８、後壁５０、右壁５２及び左壁５３はそれぞれ、閉断面構造とされている。以下、具体的に説明する。

図４に示されるように、前壁４８は、車両幅方向から見た断面形状が閉断面とされている。具体的には、前壁４８は、車両前後方向に間隔をあけて底壁部４４に立設された前後一対の前側縦壁４８Ａと、前側縦壁４８Ａの上端部同士を前後に連結する前側上壁４８Ｂと、前側縦壁４８Ａの上下方向中間部分同士を前後に連結する前側中間壁４８Ｃとを含んで構成されている。

また、図２に示されるように、前壁４８の車両幅方向中央部分には、前壁４８を車両前後方向に貫通する貫通孔４６Ａが形成されている。そして、図３に示されるように、この貫通孔４６Ａを通じて配管２０に設けられた導出管３２がケース２２の外部へ導出されている。また、導出管３２には配管２０の流路を開閉可能なバルブ３４が取り付けられている。これにより流路内を流れる流体の量をコントロール可能とされている。また、バルブ３４には、図示しない配管の一端部が接続され、この配管の他端部が燃料電池スタック等に接続される。

図５に示されるように、後壁５０は、前壁４８と同様に車両幅方向から見た断面形状が閉断面とされている。すなわち、後壁５０は、車両前後方向に間隔をあけて底壁部４４に立設された前後一対の後側縦壁５０Ａと、後側縦壁５０Ａの上端部同士を前後に連結する後側上壁５０Ｂと、後側縦壁５０Ａの上下方向中間部分同士を前後に連結する後側中間壁５０Ｃとを含んで構成されている。

図２に示されるように、右壁５２及び左壁５３は、車両前後方向から見た断面形状が前壁４８及び後壁５０と同様の閉断面とされている。右壁５２は、車両前後方向に間隔をあけて底壁部４４に立設された左右一対の右側縦壁５２Ａと、右側縦壁５２Ａの上端部同士を前後に連結する右側上壁５２Ｂと、右側縦壁５２Ａの上下方向中間部分同士を前後に連結する右側中間壁５２Ｃとを含んで構成されている。一方、左壁５３は、車両前後方向に間隔をあけて底壁部４４に立設された左右一対の左側縦壁５３Ａと、左側縦壁５３Ａの上端部同士を前後に連結する左側上壁５３Ｂと、左側縦壁５３Ａの上下方向中間部分同士を前後に連結する左側中間壁５３Ｃとを含んで構成されている。以上のように、周壁部４６は、閉断面構造のフレーム部材で形成されている。

図３に示されるように、周壁部４６の後端部における車両幅方向両側は、平面視で車両前方側へ凹んだ凹部５１となっている（図３では車両左側の凹部５１のみが図示されている。）。このため、ケース２２の内部の車両前後方向に沿った長さは、車両幅方向中央部よりも車両幅方向両端部の方が短くなっている。これにより、上述したように車両幅方向両側に収納された容器本体部１８は、他の容器本体部１８よりも車両前後方向（軸方向）の長さが短い容器となっている。

図２に示されるように、蓋部材４２は、アルミニウム合金などによって平板状に形成されており周壁部４６と対応する形状とされている。このため、蓋部材４２の後端部における車両幅方向両端部には、周壁部４６に対応して平面視で車両前方側へ凹んだ凹部４２Ａが形成されている。また、図４及び図５に示されるように、蓋部材４２の外周端部には段差４２Ｂが形成されており、この段差４２Ｂよりも外周側の部分が周壁部４６の上面に重ね合わされてボルトなどの締結部材によって締結される。このようにして、ケース本体４０の上側の開口が蓋部材４２によって閉塞される。なお、蓋部材４２と容器本体部１８との間には隙間が設けられており、蓋部材４２と容器本体部１８との接触による異音の発生などを抑制した構造となっている。

ここで、図２に示されるように、底壁部４４の車両前側には、取付ブラケットとしての第１取付ブラケット６０が設けられている。第１取付ブラケット６０は車両幅方向に間隔をあけて複数設けられており、本実施形態では３つの第１取付ブラケット６０が設けられている。

図４に示されるように、第１取付ブラケット６０は、底壁部４４及び前壁４８（周壁部４６）に接合されて配管２０を支持するブラケットである。また、第１取付ブラケット６０は、支持部６０Ａと、脚部６０Ｂと、前側延出部６０Ｃとを含んで構成されている。

支持部６０Ａは、平面視で略矩形に形成された平板状の部位であり、底壁部４４に対して車両上方に離間した位置に配置されている。また、支持部６０Ａの後端部及び車両幅方向両端部から底壁部４４側へ向かって３つの脚部６０Ｂが延出されている（図４では車両後方側へ延出された脚部６０Ｂと車両右側へ延出された脚部６０Ｂのみが図示されている。）。脚部６０Ｂはそれぞれ、支持部６０Ａから底壁部４４へ向かって斜め下方へ延出されており、脚部６０Ｂの下端部は、底壁部４４に沿って屈曲されて底壁部４４に接合されている。

前側延出部６０Ｃは、支持部６０Ａの前端部から周壁部４６へ向かって斜め上方側に延出されており、前側延出部６０Ｃの前端部は、周壁部４６に沿って上方側へ屈曲されて前壁４８（周壁部４６）に接合されている。

一方、配管２０には前側取付片３６が設けられている。前側取付片３６は、配管２０の隣り合う取付部２０Ａの間から下方側へ延出されており、この前側取付片３６の下端部には、車両後方側へ屈曲されたフランジ３６Ａが設けられている。そして、このフランジ３６Ａが第１取付ブラケット６０の支持部６０Ａに重ね合わされており、ボルト１００及びナット１０２によって締結されている。

図２に示されるように、底壁部４４の車両後側には、取付ブラケットとしての第２取付ブラケット６２が設けられている。第２取付ブラケット６２は、車両幅方向に間隔をあけて複数設けられており、本実施形態では３つの第２取付ブラケット６２が設けられている（図２では２つの第２取付ブラケット６２のみが図示されている。）。また、第２取付ブラケット６２は、第１取付ブラケット６０と車両幅方向に対応する位置に設けられている。

図５に示されるように、第２取付ブラケット６２は、底壁部４４に接合されて配管２０を支持するブラケットである。また、第２取付ブラケット６２は、支持部６２Ａと、脚部６２Ｂとを含んで構成されている。

支持部６２Ａは、平面視で略矩形に形成された平板状の部位であり、底壁部４４に対して車両上方に離間した位置に配置されている。また、支持部６２Ａの中央部には、支持部６２Ａを厚み方向に貫通する第１取付孔６２Ｃが形成されている。さらに、支持部６０Ａの前後及び左右の端部から底壁部４４側へ向かって４つの脚部６２Ｂが延出されている。脚部６２Ｂはそれぞれ、支持部６２Ａから底壁部４４へ向かって斜め下方へ延出されており、脚部６２Ｂの下端部は、底壁部４４に沿って屈曲されて底壁部４４に接合されている。

一方、配管２１には後側取付片３８が設けられている。後側取付片３８は、配管２１の隣り合う取付部２１Ａの間から下方側へ延出されており、この後側取付片３８の下端部には、車両前方側へ屈曲されたフランジ３８Ａが設けられている。

ここで、フランジ３８Ａには第２取付孔３８Ｂが形成されており、この第２取付孔３８Ｂは、容器本体部１８の軸方向を長手方向とする長孔となっている。そして、この第２取付ブラケット６２の支持部６２Ａに形成された第１取付孔６２Ｃと、フランジ３８Ａの第２取付孔３８Ｂとにボルト１０４が挿通されている。そして、ボルト１０４が支持部６２Ａの下面側でナット１０６に捩じ込まれており、両者（支持部６２Ａ及びフランジ３８Ａ）が締結されている。

また、第２取付ブラケット６２と後側取付片３８との間には樹脂カラー６３が設けられており、この樹脂カラー６３が支持部６２Ａ及びフランジ３８Ａに共締めされている。樹脂カラー６３は、カラーアッパ６４とカラーロア６５とで構成されており、カラーアッパ６４は、ボルト１０４の軸方向に沿って延びるアッパ側筒状部６４Ａを備えている。アッパ側筒状部６４Ａの内径は、ボルト１０４の軸部よりもやや大径に形成されており、このアッパ側筒状部６４Ａにボルト１０４の軸部が挿通されている。また、アッパ側筒状部６４Ａの上端部から径方向外側へフランジ部６４Ｂが延出されている。

カラーロア６５は、ボルト１０４の軸方向に沿って延びるロア側筒状部６５Ａを備えており、このロア側筒状部６５Ａにアッパ側筒状部６４Ａが挿通されている。また、ロア側筒状部６５Ａの上端部から径方向外側へ上フランジ部６５Ｂが延出されており、この上フランジ部６５Ｂがカラーアッパ６４のフランジ部６４Ｂと後側取付片３８のフランジ３８Ａとの間に挟み込まれている。さらに、また、ロア側筒状部６５Ａの下端部から径方向外側へ下フランジ部６５Ｃが延出されており、この下フランジ部６５Ｃが後側取付片３８のフランジ３８Ａと第２取付ブラケット６２の支持部６２Ａとの間に挟み込まれている。以上のように、後側取付片３８は、第２取付ブラケット６２に対して容器本体部１８の軸方向に移動可能となっている。

また、第１取付ブラケット６０及び第２取付ブラケット６２によって容器本体部１８の両側の配管２０及び配管２１が支持されている。すなわち、容器本体部１８は、底壁部４４に対して非接触の状態（浮かせた状態）で第１取付ブラケット６０及び第２取付ブラケット６２に支持されている。

（作用並びに効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果を説明する。

本実施形態の車両１１に搭載された高圧容器ユニット１０は、図２に示されるように、複数配列された円筒状の容器本体部１８を備えている。また、これらの容器本体部１８はそれぞれ、軸方向の一端部が配管２０によって連結されており、軸方向の他端部が配管２１によって連結されている。そして、この配管２０、２１によって容器本体部１８の内部が相互に連通されている。さらに、配管２０には導出管３２が設けられており、この導出管３２にバルブ３４が取り付けられている。これにより、大容量化のために容器本体部１８の数を増やした場合であっても、このバルブ３４のみを開閉して燃料の充填及び供給を行うことができる。すなわち、複数の容器本体部１８をユニット化して１つの高圧容器として機能させることができ、簡易な構造で大容量化が可能となる。また、配管２０が高圧容器ユニット１０の車両前方側に設けられることとなるので、車両前部に配置されたＦＣスタック１４への燃料の供給をスムーズに行うことができる。

また、本実施形態では、容器本体部１８及び配管２０、２１が箱状のケース２２に収納されており、導出管３２が配管２０からケース２２の外部へ導出されている。このように複数の容器本体部１８をケース２２に収納することにより、容器本体部１８及び配管２０、２１を保護することができ、耐衝撃性能を確保することができる。すなわち、本実施形態の高圧容器ユニット１０では、耐衝撃性能を確保しつつ、簡易な構造で大容量化することができる。

さらに、本実施形態では、ケース２２の外部へ導出された導出管３２にバルブ３４が取り付けられた構造であるため、ケース２２の蓋部材４２を閉じた状態でもバルブ３４へのアクセスが可能となっている。すなわち、バルブ３４からチューブなどを取り外す際に蓋部材４２を開く必要がなく、バルブ３４がケース２２内に設けられた構造と比較してサービス性を向上させることができる。

さらにまた、本実施形態では、導出管３２が容器本体部１８の配列方向の中間部分に設けられているため、配管２０を通じて複数の容器本体部へ燃料を充填する際に、配管２０の中間部分に設けられた導出管３２を通って各容器本体部１８へ略均等に燃料が流れる。このため、各々の容器本体部１８へ充填される燃料の量が偏るのを抑制することができる。また、各容器本体部１８に充填された燃料を外部へ供給する際には、各容器本体部１８から同程度の量の燃料を供給することができる。ここで、容器本体部１８の内部の圧力が非常に高い場合、圧力変化に伴って温度が大きく変動するが、本実施形態では各容器本体部１８内の燃料の量が同程度に変化する。このため、容器本体部１８内の圧力変化に伴ってケース２２内で各容器本体部１８の温度がばらつくのを抑制することができる。

また、本実施形態では、ケース本体４０と蓋部材４２とを含んでケース２２が構成されているため、異物などがケース本体４０の内部に入り込むのを抑制することができる。さらに、ケース本体４０の周壁部４６が閉断面構造とされているため、周壁部４６を板状の部材で形成した構造と比較して、周壁部４６の変形を抑制することができる。この結果、ケース２２内の容器本体部１８へ入力される衝撃を低減することができる。すなわち、ケース２２内への異物の侵入を抑制し、さらにケース２２の耐衝撃性能を向上させることができる。

さらに、本実施形態では、容器本体部１８が底壁部４４に対して非接触の状態で第１取付ブラケット６０及び第２取付ブラケット６２に支持されている。すなわち、容器本体部１８が底壁部４４から浮いた状態となっている。これにより、例えば、ケース２２が路面と干渉した際に底壁部４４から容器本体部１８へ直接衝撃が入力されるのを抑制することができる。また、底壁部４４と容器本体部１８とが接触することによる異音の発生を抑制することができる。

さらにまた、図１に示されるように、本実施形態の車両１１は、フロアパネル１６の下方に高圧容器ユニット１０を配置することにより、キャビン空間やラゲッジ空間を狭くすることなく、高圧容器ユニット１０の配置スペースを確保することができる。また、図２に示されるように、ケース２２の車両後方側の端部における車両幅方向両側が平面視で車両前方側へ凹んでいるため、燃料の容量を確保しつつ、ケース２２の後端部の角がタイヤなどの周辺部品に干渉するのを抑制することができる。

なお、本実施形態では、図３に示されるように、容器本体部１８の車両前方側の端部の位置が揃えられていたが、これに限定されない。例えば、図６に示される変形例の構成を採用してもよい。

（変形例）
図６に示されるように、本変形例の高圧容器ユニット７０では、車両前後方向を軸方向として車両幅方向に複数の容器本体部１８が配置されており、車両幅方向の中央側に配置された７本の容器本体部１８は軸方向に同じ長さに形成されている。

一方、車両左側の２本の容器本体部１８と、車両右側の２本の容器本体部１８とは、他の容器本体部１８と比較して車両前後方向（軸方向）の長さが短く形成されている。そして、これら４本の容器本体部１８の後端部は、他の容器本体部１８の後端部よりも車両前方側に位置している。また、これら４本の容器本体部１８の前端部は、他の容器本体部１８の前端部よりも車両後方側に位置している。なお、図６では説明の便宜上、高圧容器ユニット７０を簡略的に描いており、配管２０、２１やバルブ３４の図示を省略している。

高圧容器ユニット７０は、車両前後方向に延びる左右一対のロッカ７２に締結されている。また、ロッカ７２よりも車両前方側には、左右一対のフロントサイドメンバ７４が設けられており、これらのフロントサイドメンバ７４は、ＦＣスタック１４及び図示しないパワーコントロールユニット（ＰＣＵ）を挟むようにして車両前後方向に延在されている。そして、フロントサイドメンバ７４の後端部は、車両幅方向内側かつ車両後方側に凸となるように湾曲されてロッカ７２に接続されている。

一方、ロッカ７２よりも車両後方側には、左右一対のリアサイドメンバ７６が設けられており、このリアサイドメンバ７６にはサスペンションメンバ７７が取り付けられている。そして、平面視でサスペンションメンバ７７と高圧容器ユニット７０との間に駆動モータ１２が配置されている。そして、リアサイドメンバ７６の前端部は、車両幅方向内側かつ車両前方側に凸となるように湾曲されてロッカ７２に接続されている。

ここで、高圧容器ユニット７０のケース本体４０の周壁部４６を構成する後壁５０の車両幅方向両端部は、平面視で車両前方側へ凹んだ凹部５１となっている。また、周壁部４６を構成する前壁４８の車両幅方向両端部は、平面視で車両後方側へ凹んだ凹部７１となっている。換言すれば、ケース本体４０の周壁部４６は、車両幅方向中央部分が車両前後方向に拡大された形状となっている。これにより、車両の骨格部材や周辺部材とケース本体４０との干渉を抑制しつつ、容器本体部１８の軸方向の長さを長くすることができ、容量を確保することができる。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態に係る高圧容器ユニット８０について、図７～９を参照して説明する。なお、第１実施形態と同様の構成については同じ符号を付し、適宜説明を省略する。

図７に示されるように、本実施形態の高圧容器ユニット８０は、ケース２２を除いて第１実施形態と同様の構成とされている。そして、本実施形態のケース２２は、平面視で略矩形の箱状に形成されており、ケース本体４０と蓋部材８１とを含んで構成されている。

ケース本体４０は、上側が開口された箱体であり、底壁部４４と周壁部４６とを含んで構成されている。底壁部４４は、アルミニウム合金などによって形成されており、平面視で角が丸められた略矩形とされている。周壁部４６は、底壁部４４上に立設されており、アルミニウム合金の押出成形品によって形成されたものであり、平面視で矩形枠状をなしている。また、周壁部４６は、車両前方側で車両幅方向に延在された前壁４８と、車両後方側で車両幅方向に延在された後壁５０と、前壁４８及び後壁５０の両端部同士を車両前後方向に連結する右壁５２及び左壁５３とを含んで構成されている。

ここで、底壁部４４の上面側（容器本体部１８側）には、荷重伝達部としての下側補強部材８２が設けられている。本実施形態では一例として、車両前後方向に間隔をあけて３つの下側補強部材８２が設けられており、それぞれ周壁部４６の対向する壁部間に設けられている。具体的には、下側補強部材８２はそれぞれ、周壁部４６の右壁５２と左壁５３とを連結するように設けられている。

また、下側補強部材８２はそれぞれ、車両幅方向から見て車両下方側に開放された断面略ハット状に形成されており、下側補強部材８２の前端部及び後端部からそれぞれ底壁部４４に沿ってフランジ部８２Ａが延出されている。そして、このフランジ部８２Ａが底壁部４４に重ね合わされた状態で接合されている。このため、下側補強部材８２は、底壁部４４との間で閉断面を構成している。

一方、蓋部材８１は、アルミニウム合金などによって平板状に形成されており周壁部４６と対応する形状とされている。また、蓋部材８１の四隅には、貫通孔８１Ａが形成されており、ケース２２内の気体がこの貫通孔８１Ａを通じて外部へ放出可能に構成されている。

ここで、ケース２２の下面側（容器本体部１８側）には、荷重伝達部としての上側補強部材８４が設けられている。本実施形態では一例として、車両前後方向に間隔をあけて３つの上側補強部材８４が設けられており、それぞれ蓋部材８１の幅方向一端部から他端部まで延在されている。また、３つの上側補強部材８４は、下側補強部材８２と対応する位置に形成されている。

図８（Ａ）に示されるように、下側補強部材８２はそれぞれ、車両幅方向から見て車両上方側に開放された断面略ハット状に形成されており、上側補強部材８４の前端部及び後端部からそれぞれ蓋部材８１に沿ってフランジ部８４Ａが延出されている。そして、このフランジ部８４Ａが蓋部材８１に重ね合わされた状態で接合されている。このため、上側補強部材８４は、蓋部材８１との間で閉断面を構成している。

ここで、図７に示されるように、蓋部材８１における車両幅方向中央部分には、膨出部８６が形成されている。膨出部８６は、上側補強部材８４と対応する位置に形成されており、図８（Ｂ）に示されるように、上側補強部材８４を跨ぐように蓋部材８１を部分的に膨出させることで形成されている。このため、膨出部８６と上側補強部材８４との間には空間が形成され、この空間が通気経路８８となっている。

また、膨出部８６には通気孔８６Ａが形成されている。通気孔８６Ａは、通気経路８８に形成されており、通気経路８８に流れてきた気体をケース２２の外側へ放出可能に構成されている。

（作用並びに効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果を説明する。

本実施形態では、ケース２２に衝突荷重などの荷重が入力された際に、この荷重を上側補強部材８４及び下側補強部材８２を介してケース２２の反衝突側へ伝達させることができる。例えば、図９に示されるように、車両の側面衝突時に車両左側のロッカ７２へ衝突荷重が入力された場合、この衝突荷重が左壁５３から上側補強部材８４及び下側補強部材８２へそれぞれ分散され、車両幅方向に伝達される。そして、衝突荷重が右壁５２から車両右側のロッカ７２へ伝達される。このように（衝突）荷重を伝達させることで、耐荷重性能を向上させることができる。

特に、本実施形態では、ケース２２の底壁部４４及び蓋部材８１の両側に荷重伝達部としての補強部材が設けられているため、底壁部４４及び蓋部材８１の一方のみに補強部材が設けられた構成と比較して、荷重の伝達経路が増え、耐荷重性能を向上させることができる。

また、蓋部材８１における上側補強部材８４との間に通気経路８８が設けられており、この通気経路８８には通気孔８６Ａが形成されている。これにより、ケース２２内の気体が上側補強部材８４に遮られてケース２２の内部に滞留するのを抑制することができる。すなわち、ケース２２内の気体を効果的にケース２２の外部へ放出させることができる。

なお、本実施形態では、ケース２２の蓋部材８１及び底壁部４４の両側に補強部材を設けたが、これに限定されない。例えば、上側補強部材８４だけが設けられた構成としてもよく、下側補強部材８２だけが設けられた構成としてもよい。これらの構成では、上側補強部材８４及び下側補強部材８２の両方を備えた構成と比較して荷重の伝達経路が減少するが、補強部材が無い構成よりも耐荷重性能を向上させることができる。

また、本実施形態では、蓋部材８１の下面側に上側補強部材８４を設け、底壁部４４の上面側に下側補強部材８２を設けたが、これに限定されない。例えば、蓋部材８１の上面側に上側補強部材８４を設けた構成としてもよい。この場合でも衝突荷重を反衝突側へ伝達させる機能を有する。ただし、蓋部材８１の上面側に上側補強部材８４を設けた場合、上側補強部材８４が車両上方側へ出っ張るため、省スペース化の観点で蓋部材８１の下面側に上側補強部材８４を設けた方が好ましい。

＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態に係る高圧容器ユニット９０について、図１０、１１を参照して説明する。なお、第１実施形態と同様の構成については同じ符号を付し、適宜説明を省略する。

図１０に示されるように、本実施形態の高圧容器ユニット９０は、円筒状の容器本体部１８を複数備えている。ここで、これらの容器本体部１８はそれぞれ、車両幅方向を軸方向として車両前後方向に複数配列されている。

また、高圧容器ユニット９０における車両後方側に配列された容器本体部１８は、車両上下方向に複数積み重ねられている。すなわち、多段積みとされている。具体的には、図１１に示されるように、一段目の容器本体部１８は、車両前後方向に１３本配列されており、この１３本の容器本体部１８のうち、後方側の４本の容器本体部１８の上には、３本の容器本体部１８が積まれている。そして、３本の容器本体部１８はそれぞれ、一段目の容器本体部１８の間に配置されて二段目を構成している。

二段目の容器本体部１８の上には、２本の容器本体部１８が積まれている。そして、これら２本の容器本体部１８はそれぞれ、二段目の容器本体部１８の間に配置されて三段目を構成している。以上のように、本実施形態では、高圧容器ユニット９０の車両後方側に容器本体部１８が三段積まれている。

図１０に示されるように、容器本体部１８はケース９３に収納されている。ケース９３は、平面視で略矩形の箱状に形成されており、ケース本体９４と蓋部材９１（図１１参照）とを含んで構成されている。

ケース本体９４は、上側が開口された箱体であり、底壁部９５と周壁部９６とを含んで構成されている。底壁部９５は、アルミニウム合金などによって形成されており、平面視で角が丸められた略矩形とされている。

周壁部９６は、車両前方側で車両幅方向に延在された前壁９６Ａと、車両後方側で車両幅方向に延在された後壁９６Ｂと、前壁９６Ａ及び後壁９６Ｂの両端部同士を車両前後方向に連結する右壁９６Ｃ及び左壁９６Ｄとを含んで構成されている。また、前壁９６Ａ、後壁９６Ｂ、右壁９６Ｃ及び左壁９６Ｄはそれぞれ、閉断面構造とされている。

ここで、前壁９６Ａの車両幅方向両端部は、平面視で車両前方側へ凹んだ前側凹部９７となっている。また、前壁９６Ａの車両幅方向両端部は、平面視で車両後方側へ凹んだ後側凹部９８となっている。

図１１に示されるように、蓋部材９１は、ケース本体９４の周壁部９６の上面に重ね合わされてボルトなどの締結部材によって締結されている。ここで、本実施形態の蓋部材９１は、段差が設けられている。具体的には、蓋部材９１における車両後部が車両前部よりも上方に位置するように段差が設けられており、三段に積まれた容器本体部１８の高さに対応するように形成されている。

また、高圧容器ユニット９０は、フロアパネル９９の車両下方側に配置されており、高圧容器ユニット９０における容器本体部１８が積まれた部分は、後席シートが取り付けられる部分となっている。

図１０に示されるように、高圧容器ユニット９０は、車両前後方向に延びる左右一対のロッカ７２に締結されている。また、ロッカ７２よりも車両前方側には、左右一対のフロントサイドメンバ７４が設けられており、これらのフロントサイドメンバ７４は、ＦＣスタック１４及び図示しないパワーコントロールユニット（ＰＣＵ）を挟むようにして車両前後方向に延在されている。そして、フロントサイドメンバ７４の後端部は、車両幅方向内側かつ車両後方側に凸となるように湾曲されてロッカ７２に接続されている。

一方、ロッカ７２よりも車両後方側には、左右一対のリアサイドメンバ７６が設けられており、このリアサイドメンバ７６にはサスペンションメンバ７７が取り付けられている。そして、平面視でサスペンションメンバ７７と高圧容器ユニット７０との間に駆動モータ１２が配置されている。そして、リアサイドメンバ７６の前端部は、車両幅方向内側かつ車両前方側に凸となるように湾曲されてロッカ７２に接続されている。

さらに、フロントサイドメンバ７４とリアサイドメンバ７６とを車両前後方向に繋ぐアンダリインフォースメント９２が延在されており、平面視でアンダリインフォースメント９２の間に高圧容器ユニット９０が配置されている。

（作用並びに効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果を説明する。

本実施形態では、容器本体部１８の軸方向が車両幅方向とされているため、例えば車両前部に配置したＦＣスタック１４やパワーコントロールユニットなどを車両後方側へ移動した場合であっても、容器本体部１８の軸方向の長さには影響しない。すなわち、車両前部又は車両後部に配置された部品の大きさにかかわらず容器本体部１８の軸方向の長さを一定に維持することができる。この結果、意匠の自由度を向上させることができる。

また、本実施形態では、容器本体部１８を積み重ねることで、燃料（水素ガス）の容量を増加させることができる。特に、本実施形態では、後席シートの下方のスペースを利用して容器本体部１８を積み重ねているため、車室内のスペースが減少するのを抑制することができる。

以上、第１～第３実施形態に係る高圧容器ユニット及び燃料電池車両について説明したが、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。例えば、上記実施形態では、容器本体部１８の軸方向の両端部を配管２０、２１で連結したが、これに限定されず、容器本体部１８の前端部のみを配管２０で連結した構造としてもよい。この場合であっても、配管２０を通じて各容器本体部１８の内部を連通させることで、複数の容器本体部１８をユニット化して１つの高圧容器として機能させることができる。

また、上記実施形態では、容器本体部１８をそれぞれ、胴体部２４と、第１補強層２６と、口金３０と第２補強層２８とを含んで構成したが、これに限定されない。例えば、容器本体部１８に第２補強層２８を設けず、ケース２２を補強して耐衝撃性能を確保する構造としてもよい。さらに、第１補強層２６や第２補強層２８の材質や繊維方向は、容器本体部１８に要求させる耐衝撃性能に応じて適宜変更してもよい。

さらに、上記実施形態では、ケース２２をケース本体４０と蓋部材４２とで構成したが、これに限定されない。例えば、蓋部材４２を設けずにケース本体４０のみでケース２２を構成してもよい。また、周壁部４６をフロアパネル１６に密着させることで、フロアパネル１６をケース本体４０の蓋部材として機能させた構造としてもよい。

さらにまた、容器本体部１８の配列の仕方やケース２２の形状については特に限定しない。例えば、第１実施形態では車両幅方向に一段で容器本体部１８を配列したが、これらの容器本体部１８の上に容器本体部１８を重ねて二段の構成としてもよい。

１０ 高圧容器ユニット
１１ 燃料電池車両
１６ フロアパネル
１８ 容器本体部
２０ 配管（連結部材）
２１ 配管（連結部材）
２２ ケース
３０Ｂ 開口部
３２ 導出管
３４ バルブ
４０ ケース本体
４２ 蓋部材
４４ 底壁部
４６ 周壁部
４６Ａ 貫通孔
６０ 第１取付ブラケット（取付ブラケット）
６２ 第２取付ブラケット（取付ブラケット）
７０ 高圧容器ユニット
８０ 高圧容器ユニット
８２ 下側補強部材（荷重伝達部）
８４ 上側補強部材（荷重伝達部）
８６Ａ 通気孔
８８ 通気経路
９０ 高圧容器ユニット
９１ 蓋部材
９３ ケース
９４ ケース本体
９５ 底壁部
９６ 周壁部
９９ フロアパネル

Claims (4)

1. 円筒状に形成され、軸方向の少なくとも一端部に開口部を備えると共に、複数配列された容器本体部と、
   前記容器本体部の各々の前記開口部に接続されて複数の前記容器本体部を連結すると共に、前記容器本体部の内部を相互に連通させる流路を備えた連結部材と、
   箱状に形成され、複数の前記容器本体部及び前記連結部材が収納されると共に車両に搭載されるケースと、
   連結部材に設けられ、前記ケースに形成された貫通孔を通じて前記ケースの外部へ導出されると共に、前記流路を開閉可能なバルブが取り付けられる導出管と、
   を有し、
   前記連結部材には延在方向に沿って等間隔に形成され、それぞれ前記容器本体部側へ突設された複数のネジ部が設けられており、
   前記容器本体部は、前記ネジ部に前記開口部が捩じ込まれることで前記連結部材に固定されている、
   高圧容器ユニット。
2. 前記容器本体部は、軸方向の両端部に前記開口部を備えており、
   前記連結部材は、前記容器本体部における軸方向一端側及び軸方向他端側の両側にそれぞれ設けられており、
   前記容器本体部における軸方向一端側の前記開口部が一方の前記連結部材の前記ネジ部に捩じ込まれ、前記容器本体部における軸方向他端側の前記開口部が他方の前記連結部材の前記ネジ部に捩じ込まれている請求項１に記載の高圧容器ユニット。
3. 前記ケースは、底壁部と該底壁部上に立設されて複数の前記容器本体部の周囲を囲む枠状の周壁部を備えたケース本体を含んで構成されており、
   前記ケース本体の前記周壁部は、閉断面構造とされている請求項１又は２に記載の高圧容器ユニット。
4. 請求項１～３の何れか１項に記載の高圧容器ユニットが搭載された燃料電池車両であって、
   前記高圧容器ユニットが車室の床面を構成するフロアパネルの車両下方側に配置されている燃料電池車両。